JP7317153B1 - 異物除去装置 - Google Patents

異物除去装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7317153B1
JP7317153B1 JP2021576983A JP2021576983A JP7317153B1 JP 7317153 B1 JP7317153 B1 JP 7317153B1 JP 2021576983 A JP2021576983 A JP 2021576983A JP 2021576983 A JP2021576983 A JP 2021576983A JP 7317153 B1 JP7317153 B1 JP 7317153B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foreign matter
fluid
trap
section
inflow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021576983A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2023032069A1 (ja
JPWO2023032069A5 (ja
Inventor
竜晴 山口
幸大 栗原
清治 野田
茂 飯島
一暉 長田
正純 知崎
慶郎 青▲柳▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2023032069A1 publication Critical patent/JPWO2023032069A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7317153B1 publication Critical patent/JP7317153B1/ja
Publication of JPWO2023032069A5 publication Critical patent/JPWO2023032069A5/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/103Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber

Landscapes

  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

本発明の一側面に係る異物除去装置は、配管内の流体に含まれる異物をトラップ部内の旋回流を用いて除去する異物除去装置であり、流入部と分離部と流出部とを備える。流入部は、流体をトラップ部内に流入させる。分離部は、筒状構造を有し、流入部から流入した流体を筒状構造の内側を流れる旋回流の内側流体と筒状構造の外側を流れる旋回流の外側流体とに分離する。流出部は、分離部が分離した外側流体をトラップ部内から流出させる。

Description

本発明は、配管内の流体に含まれる異物を除去する異物除去装置に関する。
配管内の流体に含まれる異物を除去する際に、旋回流と重力沈降とを利用して異物除去を行う異物除去装置が知られている(例えば、特許文献1)。当異物除去装置は、旋回流と重力沈降とを利用し、例えば、配管内に流れる水等の流体に含まれ得る鉄錆、不溶性塩、腐食生成物等の異物の除去を行い、配管内のダメージ抑制に貢献する。
異物除去装置は、例えば、鉄製ラジエータおよび鉄製配管等が使用された循環水回路を有するヒートポンプ式の給湯暖房システムに用いられる。循環水回路の鉄製ラジエータおよび鉄製配管等は、循環水回路内の流体に鉄錆等の異物を発生し得る。そのため異物除去装置は、鉄錆等の流体より比重の重い異物の除去に使用される。
特公昭54-012659号公報
流体が流れる回路においては、流体より比重の重い鉄錆等の異物に加え、流体より比重の軽い空気等の異物も発生し得る。例えば、上述したようなヒートポンプ式の給湯暖房システムにおいては、給湯暖房システムの稼働に依存した温度上昇によって、回路中の流体内に溶存していた空気が気泡として発生し得る。発生した気泡がポンプへ影響する虞もあるため、気泡のような流体よりも比重の軽い異物もより適切に除去できる異物除去装置が求められていた。
本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、鉄錆等の流体より比重の重い異物の除去を可能としつつも、気泡のような流体よりも比重の軽い異物の除去能力がより向上した異物除去装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る異物除去装置は、循環水回路の配管内の流体に含まれる異物をトラップ部内の旋回流を用いて除去する異物除去装置において、前記流体を前記トラップ部内に流入させる流入部と、前記トラップ部の上方に接続された筒状構造を有し、前記流入部から流入した前記流体を前記筒状構造の内側を流れる前記旋回流の内側流体と前記筒状構造の外側を流れる前記旋回流の外側流体とに分離する分離部と、前記分離部が分離した前記外側流体を前記トラップ部内から前記循環水回路へ流出させる流出部と、前記分離部の上方に備えられ、前記流体に含まれ前記流体よりも比重の軽い第2異物を捕捉する第2異物捕捉部と、を備え、前記流出部は、前記流入部よりも上方に配置されており、前記トラップ部の外周面に設けられ、前記流出部の管軸方向は、前記トラップ部の前記外周面から前記トラップ部の外側に向かって水平方向に延びており、前記分離部の下端は、前記流入部の内壁の最上部以上に高い位置にあり、前記流出部の内壁の最下部は、前記分離部の下端以上に高い位置にあり、前記流出部は、前記第2異物が除去された前記流体を前記トラップ部内から流出させる
本発明の一側面によれば、流体より比重の重い鉄錆等の異物の除去を可能としつつも、気泡のような流体よりも比重の軽い異物の除去能力がより向上した異物除去装置を提供することが可能となる。
実施の形態1に係る異物除去装置を模式的に示す垂直方向断面図である。 実施の形態1に係る異物除去装置を模式的に示す水平方向断面図である。
以下、図面を参照し、本願が開示する異物除去装置の実施の形態を詳細に説明する。具体的には、配管内の流体に含まれる異物をトラップ部内の旋回流を用いて除去する異物除去装置について、鉄錆等の流体より比重の重い第1異と物気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物とを分離する一例を用いて説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る異物除去装置1を模式的に示す垂直方向断面図である。図2は、実施の形態1に係る異物除去装置1を模式的に示す水平方向断面図である。異物除去装置1は、水等の流体が流れる回路に設置される。異物除去装置1は、流入した流体に含まれる異物を除去して流体を流出する装置であり、トラップ2、流入部3、流出部4、分離部5、第1異物捕捉部6、第1異物排出手段7、第2異物捕捉部8、第2異物排出手段9等を備える。図1および図2において、異物除去装置1内を流れる流体の移動方向が矢印で示してある。
トラップ2は、中空の円筒状構造体である。流体が流れる回路に異物除去装置1が設置された場合、トラップ2は、図1に例示してあるように、垂直方向へ延出するよう配置される部材であり、垂直方向の下方に向けて径が小さくなる縮径構造を備える。トラップ2は、ステンレス、黄銅、銅、アルミニウム、鉄鋼などの金属製でもよく、また、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標)樹脂)、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリスルフォン、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、芳香族ポリアミド(ナイロン6又はナイロン6-6等)ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)、アクリル、炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂製でもよい。
流入部3は、回路に流れる流体をトラップ2内に流入させるための流路を構成する要素である。図1に例示してあるように、流入部3の一方は配管を介して回路に接続され、流入部3の他方はトラップ2に接続される。
流出部4は、トラップ2内に流れる流体をトラップ2外の回路に流出させるための流路を構成する要素である。図1に例示してるように、流出部4の一方はトラップ2に接続され、流出部4の他方は配管を介して回路に接続される。流出部4は、後述する分離部5が筒状構造の内側を流れる旋回流の内側流体と筒状構造の外側を流れる旋回流の外側流体とに分離した外側流体をトラップ2外の回路に流出させる。
流入部3および流出部4は、図2に例示してあるように、流入部3内を流れる流体の流れ方向の中心軸と流出部4内を流れる流体の流れ方向の中心軸とが偏位するように構成してあり、言い換えると、流入部3内を流れる流体の流れ方向の中心軸と流出部4内を流れる流体の流れ方向の中心軸とが同一直線上に配置されないように構成してある。この構成によって、流入部3から異物除去装置1内に流入した流体がそのまま直線的に流出部4から異物除去装置1外へ流出される事態が抑制されることになる。言い換えると、流入部3から異物除去装置1内に流入した流体は、水平方向断面が円形状であるトラップ2の外周に沿ってトラップ2内で渦を巻いた旋回流となったあと、流出部4から異物除去装置1外に流出されることになる。
分離部5は、流入部3から異物除去装置1内に流入した流体をトラップ2の外周側とトラップ2の中心軸側とに分離するための分離部材である。分離部5はまた、トラップ2の内側であって、トラップ2の外周から離隔した位置に配置される中空の円筒状部材であり、筒状構造を備える。分離部5の内径は、分離部5が配置されて位置におけるトラップ2の内径よりも小さい。このような構成によって、流入部3から異物除去装置1内に流入した流体は、トラップ2内において分離部5の内側を流れる旋回流の内側流体と分離部5の外側を流れる旋回流の外側流体とに分離される。
分離部5は、図1に例示してあるように、トラップ2の上方に配置される。例えば分離部5は、流入部3よりも鉛直上方に配置される。流出部4もまた、図1に例示してあるように、流入部3よりも鉛直上方に配置される。そのため分離部5は、流出部4が接続されるトラップ2の接続部分と垂直方向で同程度の位置に配置される。言い換えると、流出部4は、分離部5の外周方向外側で分離部5と対向するように配置される。このような構成により、流入部3から流入した流体中に含まれる気泡のような流体よりも比重の軽い異物である第2異物を流入部3よりも鉛直上方の分離部5内に集め、異物除去装置1は、気泡のような流体よりも比重の軽い異物である第2異物が取り除かれ分離部5により分離された外側流体を流出部4から流出することになる。
上述したように異物除去装置1は、トラップ2内で流体が旋回流としてサイクロン状に流れて渦を形成することになる。渦が形成された場合、渦に係る回転によって遠心力が働いて流体が外側に押される。遠心力が働くことによって、トラップ2内の流体は、外側が高圧となり、中心側が低圧となる。気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物は、このような圧力の相違に依存してトラップ2内の中央に集まることになる。言い換えると、気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物は、トラップ2内にある分離部5の内側の中央部分に集まることになる。一方、鉄錆等の流体より比重の重い第1異物は、このような圧力の相違に依存してトラップ2内の外周側に移動し、重力沈降によってトラップ2内の下方に集まることになる。そのため実施の形態1に係る異物除去装置1において、分離部5の外周方向外側で分離部5と対向するように配置された流出部4は、鉄錆等の流体より比重の重い第1異物だけでなく気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物も適切に取り除いた流体を流出することが可能となる。
異物除去装置1の垂直方向において、図1に示したように、トラップ2の内壁の最上部から流入部3の内壁の最上部までの距離をL1とし、トラップ2の内壁の最上部から分離部5の最下部までの距離をHとし、トラップ2の内壁の最上部から流出部4の内壁の最下部までの距離をL2とした場合、下の式(1)関係が満たされる。そのため、流入部3から流入した流体は、鉄錆等の流体より比重の重い第1異物が重力沈降によってトラップ2内の下方に集まることになり、比重の重い第1異物が取り除かれた流体が分離部5で分離部5の内側を流れる内側流体と分離部5の外側を流れる外側流体とに分離され、気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物が内側流体に集まり、比重の重い第1異物および比重の軽い第2異物が取り除かれた外側流体が流出部4から流出され得る。
L1≧ H ≧ L2 ・・・(1)
トラップ2は、図1に示してあるように、異物除去装置1の垂直方向において、流入部3が接続される位置よりも下方部分で下方に行くほど縮径するテーパ状に構成してある。このような縮径テーパ状構造によって、重力沈降した比重の重い第1異物が流体の動きによって巻き上げられる事態を抑制することが可能となる。
第1異物捕捉部6は、鉄錆等の流体より比重の重い第1異物を捕捉するための構成要素である。第1異物捕捉部6は、具体的には、トラップ2の縮径テーパ状構造の下方に設けられたスペースである。第1異物捕捉部6は、重力沈降した比重の重い第1異物を当スペース内に捕捉する。第1異物捕捉部6の鉛直下方には、第1異物排出手段7が設けてある。
第1異物排出手段7は、第1異物捕捉部6に補足された比重の重い第1異物を排出するための構成要素である。第1異物排出手段7は、例えばバルブであり、開放状態とすることによって第1異物捕捉部6に補足された比重の重い第1異物を外部に排出する。第1異物排出手段7を備えることによって、異物除去装置1の使用期間が長くなって第1異物捕捉部6のスペースに第1異物が捕捉された場合においても、第1異物捕捉部6の捕捉量を減少させることで再び有効に捕捉することが可能となる。
第2異物捕捉部8は、気泡のような流体よりも比重の軽い第2異物を捕捉するための構成要素である。第2異物捕捉部8は、具体的には、図1に示してあるように、分離部5の鉛直上方であって、上述したL1に係るトラップ2の内壁の最上部の上方に設けられたスペースである。このような構成によって、分離部5によって分離され内側流体の第2異物が効率良く第2異物捕捉部8のスペースに捕捉され得る。第2異物捕捉部8の鉛直上方には、第2異物排出手段9が設けてある。
第2異物排出手段9は、第2異物捕捉部8に補足された比重の軽い第2異物を排出するための構成要素である。第2異物排出手段9は、例えば空気弁であり、開放状態とすることによって第2異物捕捉部8に補足された比重の軽い第2異物を外部に排出する。第2異物排出手段9を備えることによって、異物除去装置1の使用期間が長くなって第2異物捕捉部8のスペースに第2異物が捕捉された場合においても、第2異物捕捉部8の捕捉量を減少させることで再び有効に捕捉することが可能となる。
第2異物捕捉部8が捕捉した気泡は、集まることによって気泡同士が結合して空気となり得る。第2異物捕捉部8で生じた空気が再び流体内に気泡として再流出することを抑制するため、第2異物捕捉部8の水平方向の内径は、分離部5部の水平方向の内径よりも小さくなるように構成してある。
1.異物除去装置、2.トラップ、3.流入部、4.流出部、5.分離部、6.第1異物捕捉部、7.第1異物排出手段、8.第2異物捕捉部、9.第2異物排出手段

Claims (3)

  1. 循環水回路の配管内の流体に含まれる異物をトラップ部内の旋回流を用いて除去する異物除去装置において、
    前記流体を前記トラップ部内に流入させる流入部と、
    前記トラップ部の上方に接続された筒状構造を有し、前記流入部から流入した前記流体を前記筒状構造の内側を流れる前記旋回流の内側流体と前記筒状構造の外側を流れる前記旋回流の外側流体とに分離する分離部と、
    前記分離部が分離した前記外側流体を前記トラップ部内から前記循環水回路へ流出させる流出部と、
    前記分離部の上方に備えられ、前記流体に含まれ前記流体よりも比重の軽い第2異物を捕捉する第2異物捕捉部と、
    を備え、
    前記流出部は、前記流入部よりも上方に配置されており、前記トラップ部の外周面に設けられ、前記流出部の管軸方向は、前記トラップ部の前記外周面から前記トラップ部の外側に向かって水平方向に延びており、
    前記分離部の下端は、前記流入部の内壁の最上部以上に高い位置にあり、
    前記流出部の内壁の最下部は、前記分離部の下端以上に高い位置にあり、
    前記流出部は、前記第2異物が除去された前記流体を前記トラップ部内から流出させることを特徴とする異物除去装置。
  2. 前記流出部は、前記分離部の前記筒状構造の前記外側に対向するように配置してある
    ことを特徴とする請求項1に記載の異物除去装置。
  3. 前記流体に含まれ前記流体よりも比重の重い第1異物を捕捉する第1異物捕捉部を前記トラップ部の下方に備え、
    前記流出部は、前記第1異物および前記第2異物が除去された前記流体を前記トラップ部内から流出させる
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の異物除去装置。
JP2021576983A 2021-09-01 2021-09-01 異物除去装置 Active JP7317153B1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/032093 WO2023032069A1 (ja) 2021-09-01 2021-09-01 異物除去装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2023032069A1 JPWO2023032069A1 (ja) 2023-03-09
JP7317153B1 true JP7317153B1 (ja) 2023-07-28
JPWO2023032069A5 JPWO2023032069A5 (ja) 2023-08-08

Family

ID=85410970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021576983A Active JP7317153B1 (ja) 2021-09-01 2021-09-01 異物除去装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7317153B1 (ja)
WO (1) WO2023032069A1 (ja)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5131960A (ja) * 1974-09-11 1976-03-18 Midori Hirohashi Sangenbunriryutaisaikuron
JPS54128060A (en) * 1978-03-28 1979-10-04 Ereko Kk Method of separating solid heavy minute foreign matter and light minute foreign matter from liquid and its device
JPH06198110A (ja) * 1992-12-28 1994-07-19 Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk 気液分離装置
JPH06319921A (ja) * 1993-05-18 1994-11-22 Sanshin Seisakusho:Kk 固液分離器
JPH079401U (ja) * 1993-07-22 1995-02-10 シェルテック有限会社 ホッパー型沈殿分離装置
JP2003164774A (ja) * 2001-12-03 2003-06-10 Miike Iron Works Co Ltd 液中洗浄比重分離装置
JP2005336698A (ja) * 2004-05-21 2005-12-08 Voith Paper Patent Gmbh 繊維状物質懸濁液をスクリーン処理するための加圧ソータならびに該加圧ソータの使用法
JP2010094594A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Toshiba Corp 固液分離装置
JP2012050929A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk 脱泡器
JP2012143722A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Kobori Tekko Kk 異物粒子分離装置、および被処理流体浄化システム
JP2015202448A (ja) * 2014-04-14 2015-11-16 中部クリーン株式会社 固液分離装置
CN111589594A (zh) * 2019-02-21 2020-08-28 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 旋风分离器、压缩机和从液体和气体流中分离液体的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5131960A (ja) * 1974-09-11 1976-03-18 Midori Hirohashi Sangenbunriryutaisaikuron
JPS54128060A (en) * 1978-03-28 1979-10-04 Ereko Kk Method of separating solid heavy minute foreign matter and light minute foreign matter from liquid and its device
JPH06198110A (ja) * 1992-12-28 1994-07-19 Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk 気液分離装置
JPH06319921A (ja) * 1993-05-18 1994-11-22 Sanshin Seisakusho:Kk 固液分離器
JPH079401U (ja) * 1993-07-22 1995-02-10 シェルテック有限会社 ホッパー型沈殿分離装置
JP2003164774A (ja) * 2001-12-03 2003-06-10 Miike Iron Works Co Ltd 液中洗浄比重分離装置
JP2005336698A (ja) * 2004-05-21 2005-12-08 Voith Paper Patent Gmbh 繊維状物質懸濁液をスクリーン処理するための加圧ソータならびに該加圧ソータの使用法
JP2010094594A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Toshiba Corp 固液分離装置
JP2012050929A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Gijutsu Kaihatsu Sogo Kenkyusho:Kk 脱泡器
JP2012143722A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Kobori Tekko Kk 異物粒子分離装置、および被処理流体浄化システム
JP2015202448A (ja) * 2014-04-14 2015-11-16 中部クリーン株式会社 固液分離装置
CN111589594A (zh) * 2019-02-21 2020-08-28 阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司 旋风分离器、压缩机和从液体和气体流中分离液体的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023032069A1 (ja) 2023-03-09
WO2023032069A1 (ja) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2271432B1 (en) Particle separator
EP2758178B1 (en) Magnetic particle separator for thermal systems
JP4990393B2 (ja) 逆洗可能なストレーナ装置
US8678204B2 (en) Centrifugal separator
KR101818356B1 (ko) 오리피스 스팀트랩 장치
EP3910260A1 (en) Electric water heater
JP7317153B1 (ja) 異物除去装置
CN105642014B (zh) 一种可拆洗式离心涡流过滤装置及其循环过滤系统
KR20150115750A (ko) 연장된 포스트를 가진 원심 분리기
CN101293160B (zh) 真空过滤器
JP7186936B1 (ja) 異物除去装置
JP2009090268A (ja) サイクロン式濾過装置
JP7351023B1 (ja) 異物除去装置
WO2016093694A1 (en) Separator and method
RU120577U1 (ru) Устройство для очистки жидких сред от примесей
US10807028B2 (en) Air and particle separators
JP5453363B2 (ja) 固液分離装置
JPWO2023032069A5 (ja)
RU65784U1 (ru) Грязевик
KR100604450B1 (ko) 상하수관의 퇴적 슬러지 제거장치
JP7394970B2 (ja) 油サンプ管
RU54318U1 (ru) Грязевик
CN104236378A (zh) 螺旋板式换热器涡流、离心排砂接口装置
JP2005118638A (ja) 気液分離器
JP2005199160A (ja) 気液分離器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211224

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211224

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20211224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220516

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220907

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220916

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20221007

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230525

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230718

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7317153

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150