JP5439026B2 - Gas-liquid separator - Google Patents
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Description
本発明は、液体が混入している気体から液体を分離する気液分離器に関する。 The present invention relates to a gas-liquid separator that separates liquid from gas mixed with liquid.
例えば油冷式圧縮機の吐出気体からその吐出気体に混入している冷却用油(液体)を分離するために、容器の中に気体を吹き込んで、液体を慣性分離または遠心分離する気液分離器が用いられている。 For example, in order to separate the cooling oil (liquid) mixed in the discharge gas from the discharge gas of the oil-cooled compressor, the gas is blown into the container and the liquid is subjected to inertial separation or centrifugal separation. A vessel is used.
一般に、油冷式圧縮機の吐出気体は、多くの油を含んでいるため、気液分離器の導入配管内においてある程度油が分離され、配管の底を油が気体に沿って流れる状態になる。ここで、気体が圧縮流体であり、導入配管の径が小さい場合、径が大きい場合に比して気体の流速が速くなり、導入配管内では分離されていた油が分散飛沫化されるため、油の分離効率が低くなるという問題がある。 In general, since the discharge gas of the oil-cooled compressor contains a lot of oil, the oil is separated to some extent in the introduction pipe of the gas-liquid separator, and the oil flows along the gas at the bottom of the pipe. . Here, when the gas is a compressed fluid and the diameter of the introduction pipe is small, the flow velocity of the gas is faster than when the diameter is large, and the oil that has been separated in the introduction pipe is dispersed and splashed, There is a problem that the oil separation efficiency is lowered.
また、導入配管の径が比較的大きい場合、導入配管内では分離されていた油が分散する事象は起こりにくくなるが、気体の流速が遅くなるため、その気体に混入している液体を遠心分離するための旋回流、螺旋流を生成しにくくなり、やはり液体の分離効率が低くなるという問題がある。 In addition, when the diameter of the introduction pipe is relatively large, an event in which the separated oil is dispersed in the introduction pipe is less likely to occur, but since the gas flow rate becomes slow, the liquid mixed in the gas is centrifuged. There is a problem that it becomes difficult to generate a swirling flow and a spiral flow for reducing the separation efficiency of the liquid.
そのため、上述の問題を解決するものとして、特許文献1および2に記載されているように、円筒形の容器の内壁に沿って気流(微量の油が随伴された気流)を案内する隔壁を設けることで、液体を慣性分離または遠心分離するように構成したタイプの気液分離器が知られている。このようなタイプの気液分離器であれば、導入配管の径の大小にあまり依存せず、旋回流、螺旋流を生成しやすく、上述の問題が発生しにくい。
Therefore, as described in
特許文献1および2に記載されているものでは、隔壁が気液分離器本体を構成する円筒形の容器の内壁と一体的に形成されている。このため、旋回流、螺旋流の流速を高めて十分な遠心分離効果を得るために、隔壁と円筒形の容器とを近接して設けた場合、容器内壁と隔壁との間隔が狭いために、容器内壁と隔壁の表面と機械加工で平滑に仕上げることが困難である。また、所定の運転時間を経過した後には、気液分離器に対して、内部の清掃等のメンテナンスを施す必要が生じるが、上述の構成では、容器内壁と隔壁との間の清掃等が困難である。
In what is described in
前記問題点に鑑みて、本発明は、厳密な加工精度を要求することなく、隔壁を設けることが可能であり、且つ、高い気液分離効率を発揮し得る気液分離器を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a gas-liquid separator capable of providing a partition without requiring strict processing accuracy and capable of exhibiting high gas-liquid separation efficiency. Let it be an issue.
前記課題を解決するために、本発明による気液分離器の第1の態様は、略円筒形の容器本体と、中心部に排気口が形成され、前記容器本体の上端を封止する蓋体と、前記容器本体に開口する導入流路と、前記導入流路の管路の延長線上に導入する気体の進路を妨害するべく、前記導入流路の開口を覆うように前記容器本体の中に垂下され、前記容器本体の内壁との隙間が周方向一端から周方向他端に向かって徐々に広くなるように、前記蓋体に突設された断面が円弧状の隔壁とを有し、前記隔壁は、流路抵抗を大きくして実質的に気体の流れを周方向片側へ制限するべく、前記導入流路の開口から、前記容器本体の内壁との隙間が狭い当該隔壁の前記周方向一端までの長さが、前記容器本体の内壁との隙間が広い当該隔壁の前記周方向他端までの長さよりも長いものとする。 In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the gas-liquid separator according to the present invention includes a substantially cylindrical container main body and a lid body that has an exhaust port formed in the center and seals the upper end of the container main body. When the introduction channel which opens into the container body, so as to interfere with the path of the gas to be introduced on the extension of the conduit of the introducing flow channel, in said container body Migihitsuji covering the opening of the introduction channel is suspended in the so gap between the inner wall of the container body is gradually wider toward the circumferential end of the circumferential direction end, the lid to protrude cross-section is closed and the arc-shaped partition wall, The circumferential direction of the partition wall in which the gap between the opening of the introduction channel and the inner wall of the container body is narrow so as to increase the flow resistance and substantially restrict the gas flow to one side in the circumferential direction. The length to one end is the other end in the circumferential direction of the partition with a wide gap with the inner wall of the container body. And longer than the length of the.
この構成によれば、隔壁と容器本体の内壁との間に隙間を空けているので、隔壁と内壁との相対位置に誤差があっても互いに干渉することがない。このため、厳密な加工精度を要求することなく、蓋体に隔壁を突設することが可能である。したがって、容器本体を鋳物等で形成しながら、簡単な構造で気流を周方向に案内して、旋回流、螺旋流を生成し、遠心力によって気体中の液体を分離することができる。また、蓋体と隔壁とを一体に容器本体から取り外すことができるので、清掃等のメンテナンスが容易である。 According to this configuration, since a gap is provided between the partition wall and the inner wall of the container body, even if there is an error in the relative position between the partition wall and the inner wall, they do not interfere with each other. For this reason, it is possible to project the partition wall on the lid without requiring strict processing accuracy. Accordingly, while the container body is formed of a casting or the like, the air flow can be guided in the circumferential direction with a simple structure to generate a swirl flow or a spiral flow, and the liquid in the gas can be separated by centrifugal force. Further, since the lid body and the partition wall can be integrally removed from the container body, maintenance such as cleaning is easy.
この構成によれば、容器本体内壁との隙間が狭い側の流路抵抗が大きくなるので、実質的に気体の流れを周方向片側に制限でき、容器本体内に旋回流、螺旋流を生成して液体を効果的に分離できる。 According to this configuration, since the flow resistance on the side where the gap with the inner wall of the container body is narrow is increased, the gas flow can be substantially restricted to one side in the circumferential direction, and a swirling flow and a spiral flow are generated in the container body. Can effectively separate the liquid.
また、本発明の第1の態様の気液分離器において、前記導入流路は、前記容器本体に略径方向に配設されていてもよい。 In the gas-liquid separator according to the first aspect of the present invention, the introduction flow path may be disposed in the container body in a substantially radial direction.
この構成によれば、気体を隔壁に当てて、液体を慣性分離した後、旋回流を形成して液体をさらに遠心分離できる。 According to this configuration, after the gas is applied to the partition wall and the liquid is inertially separated, the liquid can be further centrifuged by forming a swirl flow.
また、本発明の第1の態様の気液分離器において、前記容器本体は、内壁に、前記導入流路の開口から、前記隔壁との隙間が広い側に螺旋状に下降して延伸する螺旋溝が形成されていてもよい。 Further, in the gas-liquid separator according to the first aspect of the present invention, the container body has a spiral extending downwardly extending from the opening of the introduction flow path to the side having a wide gap with the partition wall on the inner wall. A groove may be formed.
この構成によれば、螺旋溝によって螺旋流の生成を助け、螺旋溝によって分離された液体を捕捉して効率よく分離できる。 According to this configuration, the spiral groove helps the generation of the spiral flow, and the liquid separated by the spiral groove can be captured and efficiently separated.
また、本発明による気液分離器の第2の態様は、略円筒形の容器本体と、中心部に排気口が形成され、前記容器本体の上端を封止する蓋体と、前記容器本体に開口する導入流路と、前記導入流路の管路の延長線上に導入する気体の進路を妨害するべく、前記容器本体の内壁に該内壁との間に一定隙間を有するように近接して、前記導入流路の開口を覆うように前記容器本体の中に垂下され、前記蓋体に突設された断面が円弧状の隔壁とを有し、前記容器本体は、内壁に、前記導入流路の開口から螺旋状に下降して延伸する螺旋溝が形成されており、前記隔壁が、前記導入流路から前記容器本体に導入した気体を前記螺旋溝の中に封じ込める蓋となることで、前記気体の旋回流を生成するものとする。 Further, a second aspect of the gas-liquid separator according to the present invention includes a substantially cylindrical container body, a lid having an exhaust port formed at the center and sealing the upper end of the container body, and the container body. Close to the inner wall of the container main body so as to have a certain gap between the inner wall of the container main body in order to obstruct the introduction flow path that opens and the path of the gas introduced on the extension line of the pipe line of the introduction flow path , The container body has a partition wall that is suspended in the container body so as to cover the opening of the introduction channel and protrudes from the lid, and the container body has an inner wall on the introduction channel. is the spiral groove that extends in downward movement of the opening or we screw spiral is formed and the partition wall, that the lid to contain the gas introduced into the container body from the inlet passage into said spiral groove The gas swirl flow is generated .
この構成によれば、螺旋溝に沿って螺旋流を生成し、気体中の液体を遠心分離できる。また、内壁と隔壁とに隙間を設けることにより、容器本体、蓋体および隔壁に高い加工精度が要求されない。 According to this configuration, a spiral flow can be generated along the spiral groove, and the liquid in the gas can be centrifuged. Further, by providing a gap between the inner wall and the partition wall, high processing accuracy is not required for the container body, the lid body, and the partition wall.
また、本発明の第2の態様の気液分離器において、前記導入流路は、前記容器本体に略径方向に配設されていてもよい。 Moreover, the gas-liquid separator of the 2nd aspect of this invention WHEREIN: The said introduction flow path may be arrange | positioned by the said container main body in the substantially radial direction.
この構成によれば、気体を隔壁に当てて、液体を慣性分離した後、旋回流を形成して液体をさらに遠心分離できる。 According to this configuration, after the gas is applied to the partition wall and the liquid is inertially separated, the liquid can be further centrifuged by forming a swirl flow.
本発明によれば、容器本体の内壁と隙間を有して配置される隔壁を蓋体に設けたので、隔壁の配設が簡単である。また、隔壁、さらには螺旋溝によって、容器本体内に旋回流、螺旋流を生成して、液体を効果的に分離できる。 According to the present invention, since the partition wall provided with a gap with the inner wall of the container main body is provided on the lid, the partition wall can be easily arranged. Further, the liquid can be effectively separated by generating a swirling flow and a spiral flow in the container body by the partition walls and the spiral groove.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1および2に、本発明の第1実施形態の気液分離器1を示す。気液分離器1は、例えば、不図示の油冷式スクリュ圧縮機の吐出気体から冷却用油を分離する油分離器として使用される。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a gas-
気液分離器1は、直立有底筒状の容器本体2と、容器本体2の上端開口を封止する蓋体3とを有する。容器本体2は、鋳物からなり、例えば、約250mmの内径と、約800mmの高さとを有している。
The gas-
容器本体2には、気体を導入するために導入流路4が径方向に設けられている。導入流路4は、容器本体2の上端から約1/5の位置に、内径約20mmのノズル状に形成されており、容器本体2の内壁2aに開口4aを形成している。
In the
蓋体3には、隔壁5が溶接されて突設されている。隔壁5は、導入流路4の開口4aを覆うように容器本体2の中に垂下されている。また、隔壁5は、容器本体2の内壁2aとの隙間が、周方向一端の近接端5aにおいて約3mm程度で狭く、周方向他端の開放端5bに向かって徐々に拡がり、開放端5bにおいて約20mmまで拡大されている。また、隔壁5は、開口4aから近接端5aまでの長さが、開放端5bまでの長さよりも約1.5倍長くなっている。
A
また、蓋体3の中心部には、容器本体2の中心方向に開口する排気口6が形成されている。容器本体2の底部には、分離された油を排出するための液体排出口7が形成されている。容器本体2と蓋体3とは、複数のボルト8によって固定される。
Further, an
本実施形態の気液分離器1において、隔壁5は、導入流路4の開口4aを覆い、つまり、導入流路4の管路の延長線上に、導入流路4から容器本体2に径方向に流入する気体の進路を妨害するように配設されている。これにより、隔壁5は、先ず、導入流路4から導入された気体の流れを受け止め、気体に随伴されている冷却用油(液体)、また、導入流路4の底部を流れ、気体とともに容器本体2の内部に流入する冷却用油(液体)を慣性分離する。隔壁5によって慣性分離された液体は、隔壁5を伝い落ち、容器本体2の下方に回収される。
In the gas-
開口4aにおいて、内壁2aと隔壁5との隙間は、導入流路4と直角な全周方向に気体を流出させ得る流路を形成する。つまり、一旦隔壁5に流れを遮られた気体は、内壁2aと隔壁5との隙間によって形成される流路に沿って分散して流れようとする。
In the
また、隔壁5は近接端5aにおいて、容器本体2の内壁2aと近接して設けられ、また、開口4aから近接端5aまでの距離が長くなるように配置されている。このため、気体が内壁2aと近接端5aとの隙間を介して容器本体2の内部空間に流出する経路の流路抵抗が、開放端5b側の流路抵抗よりも格段に大きくなっている。したがって、開口4aから流入した気体は、主に、内壁2aと隔壁5との隙間に沿って、開放端5bの方向に流れ、容器本体2の内部で1方向に旋回する。
Further, the
また、気体は、この内壁2aと隔壁5との隙間に沿って移動すると、その流路面積が漸増するのに従って流速を増し、容器本体2の内壁2aに沿った高速な旋回流を形成する。これにより、気体中の液体が遠心分離して回収される。
Further, when the gas moves along the gap between the
このように、気液分離器1は、隔壁5の上記配置によって、気体から液体を慣性分離してからさらに遠心分離し、排気口6から排出する。隔壁5によって液体を慣性分離するためには、隔壁5によって気流の向きが大きく変化するようにした方がよい。好ましくは、気流が隔壁に略直角に吹き付けられるよう、本実施形態のように、導入流路4を容器本体2の径方向に近い角度で設けることが好ましい。
As described above, the gas-
視点を変えると、隔壁5の近接端5aと容器本体2の内壁2aとの隙間は、鋳物で形成される容器本体2の寸法誤差を吸収するために設けられている。つまり、本発明において、近接端5aと内壁2aとの隙間は、容器本体2と隔壁5とが接触することにより蓋体3で容器本体2を封止できなくなる事態を避けるためのマージンであり、上記旋回流に逆行する漏れを少なくするためには、できるだけ小さく設計することが好ましい。
In other words, the gap between the
上述の構成によって、気液分離器1は、隔壁5により気体を受け止め、その気体に随伴されている冷却用油(液体)を慣性分離し、容器本体2の内壁2aに沿って形成される高速な旋回流によって冷却用油(液体)を遠心分離するので、高い気液分離効率を発揮することができる。
With the above-described configuration, the gas-
また、隔壁5は、導入流路4の開口4aを覆うように容器本体2の中に垂下して蓋体3に突設されているが、容器本体2の内壁2aとの間には隙間が設けられている。したがって、容器本体2の内壁2aと隔壁5との相対位置が多少ずれても互いに干渉することがないので、容器本体2および蓋体3に厳密な加工精度を要求することなく、通常の加工精度で隔壁5を設けることができる。
The
また、気液分離器1は、蓋体3に隔壁5を設けたので、蓋体3を取り外すことによって、容器本体2から隔壁5を取り外すことができる。このため、隔壁5や導入流路4の開口4aの清掃等のメンテナンスが容易である。
Further, since the gas-
続いて、図3および4に、本発明の第2実施形態の気液分離器1aを示す。尚、以降の説明において、先に説明した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
3 and 4 show a gas-
本実施形態の気液分離器1aは、容器本体2の内壁2aに、導入流路4の開口4aから内壁2aとの隙間が広い側、つまり、隔壁5の開放端5b側に螺旋状に下降して延伸する螺旋溝9が形成されている。
The gas-
これにより、導入流路4から内壁2aと隔壁5との隙間に導入され、隔壁5に遮られたた気体にとって、螺旋溝9が形成されている方向への流路面積が特に大きくなるので、この螺旋溝9に沿った流れを形成し易い。また、螺旋溝9は、遠心分離された液体を受け入れて再び気流中に飛散しないように保持するので、気液分離効果を高めるのに寄与する。
Thereby, since the gas introduced into the gap between the
さらに、図5および6に、本発明の第3実施形態の気液分離器1bを示す。この気液分離器1bは、容器本体2の内壁2aとの間に、一定の小さな(例えば5mmの)隙間を形成するように、開口4aの周方向両側に均等に配置された隔壁10を有する。
5 and 6 show a gas-
隔壁10は、導入流路4から導入された気体を螺旋溝9の中に封じ込める蓋となる。これにより、螺旋溝9に沿った気流を生成するが、内壁2aと隔壁10との間に隙間があるため、螺旋溝9から気体が漏れ出す。螺旋溝9の外側に溢れ出た気体も螺旋溝9内を流れる気流に引き摺られて、螺旋溝9に沿った螺旋流を形成する。
The
すなわち、気液分離器1bは、螺旋溝9に沿った螺旋流が容易に形成されること、および、螺旋溝9が分離された液体を効果的に捕捉することから、高い気液分離効率を発揮し得る。
That is, since the gas-
1,1a,1b…気液分離器
2…容器本体
3…蓋体
4…導入流路
5…隔壁
5a…近接端
5b…開放端
6…排気流路
7…油排出流路
8…ボルト
9…螺旋溝
10…隔壁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
中心部に排気口が形成され、前記容器本体の上端を封止する蓋体と、
前記容器本体に開口する導入流路と、
前記導入流路の管路の延長線上に導入する気体の進路を妨害するべく、前記導入流路の開口を覆うように前記容器本体の中に垂下され、前記容器本体の内壁との隙間が周方向一端から周方向他端に向かって徐々に広くなるように、前記蓋体に突設された断面が円弧状の隔壁とを有し、
前記隔壁は、流路抵抗を大きくして実質的に気体の流れを周方向片側へ制限するべく、前記導入流路の開口から、前記容器本体の内壁との隙間が狭い当該隔壁の前記周方向一端までの長さが、前記容器本体の内壁との隙間が広い当該隔壁の前記周方向他端までの長さよりも長いことを特徴とする気液分離器。 A substantially cylindrical container body;
An exhaust port is formed at the center , and a lid that seals the upper end of the container body;
An introduction channel opening in the container body;
To interfere with the path of the gas to be introduced on the extension of the conduit of the introducing passage, it is suspended in the container body opening of the introduction channel covering the Migihitsuji, the gap between the inner wall of the container body to be gradually wider toward the circumferential end of the circumferential direction end, the lid projecting into the cross section have a circular arc-shaped partition wall,
The circumferential direction of the partition wall in which the gap between the opening of the introduction channel and the inner wall of the container body is narrow so as to increase the flow resistance and substantially restrict the gas flow to one side in the circumferential direction. The gas-liquid separator characterized in that the length to one end is longer than the length to the other circumferential end of the partition with a wide gap with the inner wall of the container body .
中心部に排気口が形成され、前記容器本体の上端を封止する蓋体と、
前記容器本体に開口する導入流路と、
前記導入流路の管路の延長線上に導入する気体の進路を妨害するべく、前記容器本体の内壁に該内壁との間に一定隙間を有するように近接して、前記導入流路の開口を覆うように前記容器本体の中に垂下され、前記蓋体に突設された断面が円弧状の隔壁とを有し、
前記容器本体は、内壁に、前記導入流路の開口から螺旋状に下降して延伸する螺旋溝が形成されており、
前記隔壁が、前記導入流路から前記容器本体に導入した気体を前記螺旋溝の中に封じ込める蓋となることで、前記気体の旋回流を生成することを特徴とする気液分離器。 A substantially cylindrical container body;
An exhaust port is formed at the center , and a lid that seals the upper end of the container body;
An introduction channel opening in the container body;
In order to obstruct the path of the gas to be introduced on the extension line of the conduit of the introduction flow path, the opening of the introduction flow path is made close to the inner wall of the container body so as to have a certain clearance between the inner wall and the inner wall. A cross-section that is suspended in the container main body so as to cover and protrudes from the lid body has an arc-shaped partition wall,
The container body, an inner wall, a spiral groove extending descends to the opening or et threaded spiral of the introduction channel is formed,
The gas-liquid separator, wherein the partition wall serves as a lid for confining the gas introduced into the container main body from the introduction flow path into the spiral groove, thereby generating a swirl flow of the gas .
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