JPH0283011A - クローズドサーキット式ディーゼル機関の気液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として水中用動力源等に使用されるクロー
ズドサーキット式ディーゼル機関の気液分離装置に関す
るものである。

〔従来技術〕

クローズドサーキット式ディーゼル機関においては、そ
の排気ガスを冷却した後、酸素を補給し、その機関の吸
気側に供給するが、燃料の燃焼により、その系内の炭酸
ガスが増加し、機関の燃焼を困難にすることになる。

そのため、排気ガスの一部を取り出し吸収塔で炭酸ガス
吸収用の吸収液中に炭酸ガスを吸収させ、窒素などの動
作流体の成分のみを再び吸気側に戻して動作流体として
循環再利用する技術の開発が重要である。

そこで、クローズドサーキット式ディーゼル機関では、
上記の動作流体の炭酸ガスを含む未洗浄動作流体に炭酸
ガス吸収用の吸収液のミストをノズルで噴霧し、その下
流で吸収液のミストを動作流体から分離回収してリッチ
な吸収液として再生塔に送り、再生して使用する必要が
ある。

上記の吸収液のミスト分離部には、従来フィルタを使用
するのが普通であるが、フィルタは元来自洗能力が弱く
、しかも液滴も含む大きなミストの粒子は簡単に除去し
ても、小さなミストの粒子を除去しようとすると、フィ
ルタの目を細かくして大きな差圧をつけなければならず
、ミストの除去効率をあげるためには、そのフィルタの
設備コスト及びメンテナンスコストが増加するだけでな
く、差圧による機関特性の低下が大きいという問題があ
った。

そこで、上記の問題を解消するため、動作流体に炭酸ガ
スが含まれた未洗浄動作流体に炭酸ガス吸収液のミスト
を噴霧した流路の下流に設けた第４図に示すケーシング
２５内をモータ２９で回転する外側及び内側からなる二
重の筒状ワイヤーメッシュ２６．２７の中にその外側の
筒状ワイヤーメッシュ２６に対向して吸収液噴射ノズル
２８を配設し、炭酸ガス吸収液のミストを分離させよう
とする洗浄後動作流体りを、上記外側の筒状ワイヤーメ
ッシュ２６の外周から中心部に通過させるように配設す
ることにより構成されたクローズドサーキット式ディー
ゼル機関の洗浄後動作流体Ｊと炭酸ガスの吸収液Ｅとの
分離装置２２が案出されており、上記二重の筒状ワイヤ
ーメッシュ２６．２７内に吸収液噴射ノズル２８から噴
射した炭酸ガス吸収液Ｈにより液膜を形成し、その筒状
ワイヤーメッシュ２６の液膜に対し、外側の外周から内
側の中心部に向って洗浄後動作流体りを通過させること
により、洗浄後動作流体中の炭酸ガス吸収液のミストを
粗粒化し、遠心力で筒状のワイヤーメッシュ２６の外方
向に振り飛ばしそのケーシング２５で回収するようにし
ている。

しかしながら、上記の分離装置２２の場合、回転する二
重の筒状ワイヤーメツシュ２６．２７の部分で捕捉され
出口３１から回収される炭酸ガスの吸収液Ｅがこの筒状
のワイヤーメッシュ２６の回転による遠心力によって飛
散してゆく方向が、未洗浄動作流体りの流れる方向に逆
行しており、そのため分離しうるミスト径を小さいもの
まで含めようとすると、回転する筒状ワイヤーメツシュ
２６の径を大きくし、そこでのガス流速を小さくする必
要があるので装置が大型化する問題があった。

すなわち、上記の目的の気液の分離装置２２をより小型
高性能なものにするには、未洗浄動作流体りの流れる方
向とミストの飛散方向とを対向させないようにすること
が必要である。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解消するためになされた
ものであり、クローズドサーキット式ディーゼル機関の
炭酸ガス吸収用の吸収液のミストを噴霧した未洗浄動作
流体から、洗浄後動作流体と炭酸ガス吸収液とを容易に
、かつ除去効率良く分離でき、かつ小さいミスト径のも
のまで分離できる比較的小型で安価な分離装置を提供す
ることを目的としたものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するための本発明のクローズドサーキ
ット式ディーゼル機関の気液分離装置は、動作流体に炭
酸ガスが含まれた未洗浄動作流体に炭酸ガス吸収液のミ
ストを噴霧した流路の下流に設けたケーシング内をモー
タ等で回転する外側及び内側からなる二重の多孔円筒の
内部に適宜な間隔で複数の隔壁を放射状に配設し、炭酸
ガス吸収液のミストを分離させようとする洗浄後動作流
体を、上記内側の多孔円筒内の下方から内側の多孔円筒
の多くの孔を通って二重の多孔円筒間を上方に排出する
ようにしたことを特徴としたものであり、未洗浄動作流
体の流れる方向と炭酸ガス吸収液のミストの遠心力によ
り飛散する方向とを対向させないように、未洗浄動作流
体の流路を設けており、小さなミスト径の炭酸ガス吸収
液も一緒に分離することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における分離装置の側断面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ方向の平断面図、第３図は第１図の
分離装置を配設したクローズドサーキット式ディーゼル
機関の排気ガス中の炭酸ガス除去システムの系統図であ
り、まず、第３図に示すこの実施例の炭酸ガス除去シス
テムについて説明する。

ディーゼル機関１の排気口ＩＡから排出された排気ガス
は矢印Ａで示す動作流体流路を通り過給機のタービン２
を駆動した後、排気ガスによる熱交換器３を経由し、冷
却水Ｗにより冷却する冷却器４とフィルター５を通り、
過給機のブロワ−６で加圧された後、冷却水Ｗにより冷
却する冷却器４ａから給気としてディーゼル機関ｌの吸
気口ＩＢに供給されるが、その給気には酸素供給管７か
ら酸素ガス（０□）が補給されると共に、ディーゼル機
関１の燃焼室には燃料供給管８から燃料Ｆが供給される
ようになっている。

次に、このディーゼル機関１に封入された冷却水は矢印
Ｂの機関冷却水流路を通り、熱交換器９を通り、冷却水
Ｗにより冷却する冷却器４ｂにより所定の温度に冷却の
後、ポンプ１０及び潤滑油冷却用の熱交換器１１を経由
し、再びディーゼル機関１の本体に循環される。

また、ディーゼル機関１の潤滑油は矢印Ｃで示す循環油
流路を通り、上記冷却水による熱交換器１１により冷却
されて循環使用されるようになっており、循環油流路Ｃ
にはフィード用のポンプ１０が設けられている。

そこで、動作流体流路Ａ内の排気ガス中に含まれる炭酸
ガス（Ｃｏ２）を除去するため、その流路Ａから矢印り
のごとく未洗浄動作流体がファン１２により取り出され
、その未洗浄動作流体りである排気ガス中の炭酸ガスを
、この未洗浄動作流体りの流路２３の一部に設けられた
炭酸ガス吸収除去装置１３に配設された複数のノズル１
９から噴霧される炭酸ガス除去用の吸収液Ｈのミストに
吸収させる。

次に、上記のごとく未洗浄動作流体の流路２３に炭酸ガ
スの吸収液Ｈのミストを噴霧するノズル１９を設けた炭
酸ガス吸収除去装置１３の下流に、上記の吸収液Ｈのミ
ストの分離装置２２を配設しており、ここで洗浄後動作
流体Ｊと炭酸ガスを吸収したリッチな吸収液Ｅとに分離
され、この吸収液Ｅは、分離装置２２の下部から取り出
され、ポンプ１０’で加圧され、熱交換器１４で予熱さ
れた後、機関冷却水流路Ｂの冷却水により熱交換器９で
加熱され、その後、動作流体流路Ａの排気ガスにより熱
交換器３で加熱された後、弁１５を経由し、真空ポンプ
及びガス圧縮機１６で減圧された放散塔１７の上部に設
けられたノズル１８から、放散塔１７内でフラッシュさ
れ、吸収していた炭酸ガスを放出する。

放出された炭酸ガス（Ｃｏ２）は矢印Ｇのごとく、冷却
水Ｗにより冷却する冷却器４ｃを通り、真空ポンプ及び
ガス圧縮機１６で引出されて加圧され、矢印Ｇのごとく
系外へ排出される。

次に、放散塔１７内で炭酸ガス（Ｃｏｇ）を放出して再
生された吸収液は矢印Ｈのごとくリーンな吸収液として
熱交換器Ｉ４でリッチな吸収液已に熱を与えることによ
り冷却され、更に冷却器４ｄで適度な温度まで冷却され
た後、ポンプ１０″により炭酸ガス吸収除去装置１３内
に設けたノズル１９から噴霧される。

そこで、炭酸ガス吸収除去装置１３内で洗浄され、更に
、分離装置２２で炭酸ガスを除去された窒素等は洗浄後
動作流体として矢印Ｊのごとく、冷却器４ｅを通り、動
作流体流路Ａ内に戻され、給気としてディーゼル機関１
の吸気口ＩＢに供給されるようになっている。

そこで、本発明においては、上記の分離装置２２として
、第１図及び第２図に示すごとく筒状のケーシング２５
内をモータ２９により回転する内側及び外側からなる二
重の多孔円筒５１゜５２の内部に適宜な間隙で複数の隔
壁５３を放射状に配設し、炭酸ガスの吸収液Ｈのミスト
を分離させようとする洗浄後動作流体流りを、上部の流
体人口５４からこの分離装置２２中夫に導入し、内側の
多孔円筒５１内の下方から内側の多孔円筒５１の多くの
孔６０を通って二重の多孔円筒５１と５２との間を上方
に流れ上部側面に設けた流体出口５５から排出する。

また、この実施例では分離装置２２の流体人口５４の直
下に炭酸ガス除去用の吸収液Ｈを噴射する吸収液噴射ノ
ズル２８を複数個配設している。

なお、第１図にて２４で示すのは軸受及び軸封装置であ
り、３０は吸収液入口で３１は分離されたリッチな吸収
液Ｅの出口であり、５６は穴５７を有する仕切板である
。

また、この実施例では各隔壁５３の間に第２図に示すご
ときワイヤーメツシュ５８を充填しているが、ワイヤー
メッシュの充填により、隔壁の数を減らすことも可能で
ある。

以上のごとく分離装置２２内を流れる洗浄後動作流体り
は二重の多孔円筒５１と５２との間を上昇する時、各円
筒の回転により外側の多孔円筒５２の壁面に押しつけら
れた状態で回転し、その間洗浄動作流体りの中に含まれ
る吸収液Ｈのミスト粒子は回転による遠心力により外側
の多孔円筒５２の多くの孔６０から外側に飛敗し、ケー
シング２５の壁内面を伝って下方に落ち、出口３１経由
リツチな吸収液Ｅとして回収される。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく、本発明の分離装置をクローズド
サーキット式ディーゼル機関に採用すれば、未洗浄動作
流体から洗浄後動作流体と、炭酸ガス吸収液とを容易に
、かつ除去効率よく分離でき、その結果吸収液の回収率
を高めうるという効果がある。

特に、本発明の分離装置では、未洗浄動作流体の流れる
方向と、炭酸ガスの吸収液のミストの遠心力により飛散
する方向とは対抗しておらず、それぞれ別方向になって
いるので、ミスト径の小さいものまで分離しようとする
場合でも、多孔円筒等の回転物の寸法を小さくできるの
で、従来の分離装置に比べて小型で、かつ高性能な分離
装置が安価に提供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における分離装置の側断面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ方向の平断面図、第３図は第
１図の分離装置を配設したクローズドサーキット式ディ
ーゼル機関の排気ガス中の炭酸ガス除去システムの系統
図、第４図は従来の分離装置の側断面図である。 １・・・ディーゼル機関、２２・・・分離装置、２３・
・・流路、２５・・・ケーシング、２９・・・モータ、
５１．５２・・・多孔円筒、５３・・・隔壁、５８・・
・メッシュ状充填物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クローズドサーキット式ディーゼル機関の未洗浄動作流
   体に炭酸ガス吸収液のミストを噴霧した流路の下流に設
   けたケーシング内を回転する外側及び内側の二重の多孔
   円筒の内部に、適宜な間隔で隔壁を放射状に配設するか
   メッシュ状充填物を充填し、炭酸ガス吸収液のミストを
   分離させる洗浄後動作流体を、上記内側の多孔円筒内の
   下方から内側の多孔円筒の孔を通って二重の多孔円筒間
   を上方に排出するようにしたクローズドサーキット式デ
   ィーゼル機関の気液分離装置。