JPH06142424A - 気水分離器 - Google Patents
気水分離器Info
- Publication number
- JPH06142424A JPH06142424A JP30216692A JP30216692A JPH06142424A JP H06142424 A JPH06142424 A JP H06142424A JP 30216692 A JP30216692 A JP 30216692A JP 30216692 A JP30216692 A JP 30216692A JP H06142424 A JPH06142424 A JP H06142424A
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- Japan
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- outlet pipe
- pipe
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- Pending
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- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化や処理量の増加により流入速度が増し
ても、分離器性能が低下することのない気水分離器を提
供する。 【構成】 胴体９と流入管１０と上部出口管１１と下部
出口管１２とからなる気水分離器において、流入管１０
と上部出口管１１との間の胴体内壁の周方向に、液膜の
上昇を阻止する突起１３を設けた。特に、この突起１３
を、流入管１０の取り付け角度によって発生する旋回流
の向きと逆方向となるらせん状に構成するとよい。 【効果】 気水分離器の性能を低下すること無く、員数
低減、小型化ができるので、原価を低減する効果があ
る。
ても、分離器性能が低下することのない気水分離器を提
供する。 【構成】 胴体９と流入管１０と上部出口管１１と下部
出口管１２とからなる気水分離器において、流入管１０
と上部出口管１１との間の胴体内壁の周方向に、液膜の
上昇を阻止する突起１３を設けた。特に、この突起１３
を、流入管１０の取り付け角度によって発生する旋回流
の向きと逆方向となるらせん状に構成するとよい。 【効果】 気水分離器の性能を低下すること無く、員数
低減、小型化ができるので、原価を低減する効果があ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水と蒸気とを分離する気
水分離器に係り、特に変圧ボイラの水壁管より送出され
る蒸気・水二相流体を蒸気と水とに分けるのに好適な気
水分離器に関する。
水分離器に係り、特に変圧ボイラの水壁管より送出され
る蒸気・水二相流体を蒸気と水とに分けるのに好適な気
水分離器に関する。
【０００２】
【従来の技術】変圧運転ボイラにおける水の系統図を図
５に示す。水は給水管１より、節炭器、火炉壁２を通過
して蒸気となる。蒸気は過熱器４に送られ、過熱蒸気と
なり、蒸気タービン６に送り込まれる。各部での水の状
態を図６に示す。横軸に負荷を、縦軸にエンタルピーを
とっている。この図より、節炭器入口、火炉入口では全
負荷において水であり、過熱器出口では全負荷において
蒸気となっていることが分る。ところが、過熱器入口で
は高負荷時は蒸気となっているものの、低負荷時は水と
蒸気が混じった気液二相流状態になっていることが分か
る。過熱器４に水が混入すると、種々のトラブルのもと
になるので、これを防ぐために、図５に示すように、火
炉蒸発管の出口に水と蒸気を分離する気水分離器３が設
置してある。火炉壁管から送られてきた蒸気・水二相流
は気水分離器３で蒸気と水に分離し、蒸気は過熱器４に
送り、水はドレンタンク５に蓄え、再循環ポンプによっ
て再び炉壁２に送るようになっている。
５に示す。水は給水管１より、節炭器、火炉壁２を通過
して蒸気となる。蒸気は過熱器４に送られ、過熱蒸気と
なり、蒸気タービン６に送り込まれる。各部での水の状
態を図６に示す。横軸に負荷を、縦軸にエンタルピーを
とっている。この図より、節炭器入口、火炉入口では全
負荷において水であり、過熱器出口では全負荷において
蒸気となっていることが分る。ところが、過熱器入口で
は高負荷時は蒸気となっているものの、低負荷時は水と
蒸気が混じった気液二相流状態になっていることが分か
る。過熱器４に水が混入すると、種々のトラブルのもと
になるので、これを防ぐために、図５に示すように、火
炉蒸発管の出口に水と蒸気を分離する気水分離器３が設
置してある。火炉壁管から送られてきた蒸気・水二相流
は気水分離器３で蒸気と水に分離し、蒸気は過熱器４に
送り、水はドレンタンク５に蓄え、再循環ポンプによっ
て再び炉壁２に送るようになっている。
【０００３】気水分離器の構造を図７に示す。図７
（ａ）は上側に上から見た上面図、図７（ｂ）は立面図
である。気水分離器３は円筒形の胴９と流入管１０と、
上部出口管１１と下部出口管１２とからなっている。流
入管１０は円周の接線方向と同じ向きになるように付け
てある。火炉壁２を出た水・蒸気二相流は気水分離器３
の流入管１０を通って気水分離器３に送り込まれる。二
相流体は気水分離器３内で旋回流を形成する。この時、
蒸気に較べて密度の重い水は遠心力によって胴９の側壁
側に引き寄せられ、壁に衝突した後、液膜となり側壁を
伝って下方に流れて下方出口管１２より出ていく。一
方、蒸気は水に較べて密度が軽いので、胴９のほぼ中央
に集り、上昇流となって上部出口管１１より出ていく。
（ａ）は上側に上から見た上面図、図７（ｂ）は立面図
である。気水分離器３は円筒形の胴９と流入管１０と、
上部出口管１１と下部出口管１２とからなっている。流
入管１０は円周の接線方向と同じ向きになるように付け
てある。火炉壁２を出た水・蒸気二相流は気水分離器３
の流入管１０を通って気水分離器３に送り込まれる。二
相流体は気水分離器３内で旋回流を形成する。この時、
蒸気に較べて密度の重い水は遠心力によって胴９の側壁
側に引き寄せられ、壁に衝突した後、液膜となり側壁を
伝って下方に流れて下方出口管１２より出ていく。一
方、蒸気は水に較べて密度が軽いので、胴９のほぼ中央
に集り、上昇流となって上部出口管１１より出ていく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在、
ボイラは小型化・軽量化が要求されており、気水分離器
も員数低減、小型化が求められている。員数低減、小型
化は気水分離器１基当たりの流入量が増えることにな
る。従来の気水分離器において、１基当たりの流入量を
増やした時に分離器内でどの様な現象が起るかを調べる
ために、気水分離器と同じ形の模型を作製し、水・蒸気
二相流の代りに水・空気二相流を流して水流実験を行っ
た。分離器内の液膜の様子を図８に示す。入口管からの
噴流が液膜を上方に押上げるために、液膜が上方に広が
ることがわかる。流入量を増やすと、すなわち、流入管
部の液体速度を速くするとこの液膜の位置が高くなるこ
とがわかった。そして、液膜の高さが上部出口管の位置
に達すると、水が大量に上部出口管より過熱器側に流れ
込むようになる。水が過熱器に流れ込むと種々のトラブ
ルのもとになるので対策が必要である。液膜の位置が上
部出口管に達するのを防ぐためには流入管と上部出口管
との間隔を大きくするという方法が考えられるが、この
方法では小型化することは不可能である。
ボイラは小型化・軽量化が要求されており、気水分離器
も員数低減、小型化が求められている。員数低減、小型
化は気水分離器１基当たりの流入量が増えることにな
る。従来の気水分離器において、１基当たりの流入量を
増やした時に分離器内でどの様な現象が起るかを調べる
ために、気水分離器と同じ形の模型を作製し、水・蒸気
二相流の代りに水・空気二相流を流して水流実験を行っ
た。分離器内の液膜の様子を図８に示す。入口管からの
噴流が液膜を上方に押上げるために、液膜が上方に広が
ることがわかる。流入量を増やすと、すなわち、流入管
部の液体速度を速くするとこの液膜の位置が高くなるこ
とがわかった。そして、液膜の高さが上部出口管の位置
に達すると、水が大量に上部出口管より過熱器側に流れ
込むようになる。水が過熱器に流れ込むと種々のトラブ
ルのもとになるので対策が必要である。液膜の位置が上
部出口管に達するのを防ぐためには流入管と上部出口管
との間隔を大きくするという方法が考えられるが、この
方法では小型化することは不可能である。
【０００５】本発明の目的は、小型化や処理量の増加に
より流入速度が増しても、分離器性能が低下することの
ない気水分離器を提供することにある。
より流入速度が増しても、分離器性能が低下することの
ない気水分離器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ボイラの火炉壁出口と過熱器との間に設け
られ、胴体と流入管と上部出口管と下部出口管とからな
り、前記上部出口管からでる蒸気と前記下部出口管から
でる水とに分離する気水分離器において、前記流入管と
前記上部出口管との間の胴体内壁の周方向に、液膜の上
昇を阻止する突起を設けたことを特徴とするものであ
る。また、前記突起は、前記流入管の取り付け角度によ
って発生する旋回流の向きと逆方向となるらせん状の突
起であることを特徴とするものである。
に本発明は、ボイラの火炉壁出口と過熱器との間に設け
られ、胴体と流入管と上部出口管と下部出口管とからな
り、前記上部出口管からでる蒸気と前記下部出口管から
でる水とに分離する気水分離器において、前記流入管と
前記上部出口管との間の胴体内壁の周方向に、液膜の上
昇を阻止する突起を設けたことを特徴とするものであ
る。また、前記突起は、前記流入管の取り付け角度によ
って発生する旋回流の向きと逆方向となるらせん状の突
起であることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、胴体内壁の液膜は内壁の突
起によってそれ以上上方に行くことはない。特に、気水
分離器の内側に付けたらせん状の突起は液膜を下に押し
やる効果がある。この突起によって液滴はそれ以上上方
に行くことはないので、流入速度が速くなっても分離性
能が低下することはない。
起によってそれ以上上方に行くことはない。特に、気水
分離器の内側に付けたらせん状の突起は液膜を下に押し
やる効果がある。この突起によって液滴はそれ以上上方
に行くことはないので、流入速度が速くなっても分離性
能が低下することはない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例を示すもので、図示す
るように、胴体９と流入管１０と上部出口管１１と下部
出口管１２とからなる気水分離器において、流入管１０
と上部出口管１１との間の胴体内壁の周方向に、液膜の
上昇を阻止する突起１３が設けられている。
明する。図１は本発明の一実施例を示すもので、図示す
るように、胴体９と流入管１０と上部出口管１１と下部
出口管１２とからなる気水分離器において、流入管１０
と上部出口管１１との間の胴体内壁の周方向に、液膜の
上昇を阻止する突起１３が設けられている。
【０００９】本実施例の効果を確認するために図１に示
す模型を用いて実験を行った。模型の大きさは高さが１
ｍ、胴の内径が０.２ｍである。胴９の流入管１０より
上側の内壁に本発明によるらせん状の突起１３が付けら
れている。比較のため、同様の大きさでらせん状の突起
の付いていない模型を用意した。流入量を変えて、気水
分離器３にできる液膜の高さを測定した結果を図２に示
す。破線は内壁に突起の無い従来型の構造の場合で、実
線は内壁にらせん状に突起を付けた構造の場合である。
す模型を用いて実験を行った。模型の大きさは高さが１
ｍ、胴の内径が０.２ｍである。胴９の流入管１０より
上側の内壁に本発明によるらせん状の突起１３が付けら
れている。比較のため、同様の大きさでらせん状の突起
の付いていない模型を用意した。流入量を変えて、気水
分離器３にできる液膜の高さを測定した結果を図２に示
す。破線は内壁に突起の無い従来型の構造の場合で、実
線は内壁にらせん状に突起を付けた構造の場合である。
【００１０】従来構造の場合、流入管１０の流速はおよ
そ２５ｍ／ｓである。この時の状態を図中に一点鎖線で
示す。液膜の高さは０.３ｍであることがわかる。次
に、流入量を倍にした場合、すなわち、気水分離器の員
数を半減したとき、流入管の流速は５０ｍ／ｓとなる。
このときの状態を二点鎖線で示す。液膜の高さは上部流
出管の位置を越えてしまうことがわかる。
そ２５ｍ／ｓである。この時の状態を図中に一点鎖線で
示す。液膜の高さは０.３ｍであることがわかる。次
に、流入量を倍にした場合、すなわち、気水分離器の員
数を半減したとき、流入管の流速は５０ｍ／ｓとなる。
このときの状態を二点鎖線で示す。液膜の高さは上部流
出管の位置を越えてしまうことがわかる。
【００１１】これに対し、内部にらせん状の突起１３を
付けた場合、流入管１０の流速が５０ｍ／ｓになって
も、液膜の高さは０.４ｍであり、液膜が上部流出管１
１から出ていくことはない。これより、内部にらせん状
の突起を付けた構造を採用することで気水分離器の大き
さを変えることなく、員数を半減できる。また、同様の
構造を用いれば、気水分離器の性能を低下すること無
く、小型化できる。
付けた場合、流入管１０の流速が５０ｍ／ｓになって
も、液膜の高さは０.４ｍであり、液膜が上部流出管１
１から出ていくことはない。これより、内部にらせん状
の突起を付けた構造を採用することで気水分離器の大き
さを変えることなく、員数を半減できる。また、同様の
構造を用いれば、気水分離器の性能を低下すること無
く、小型化できる。
【００１２】図３はらせん状の突起を１重だけでなく、
２重，３重とした例である。効果は本発明の実施例にあ
げたものと同等である。
２重，３重とした例である。効果は本発明の実施例にあ
げたものと同等である。
【００１３】図４のものは螺旋状の突起１３に代えて内
壁に円環状の突起を付けたものであり、図１、図３の実
施例と同程度の効果がある。
壁に円環状の突起を付けたものであり、図１、図３の実
施例と同程度の効果がある。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、気水分離器の性能を低
下すること無く、員数低減、小型化ができるので、原価
を低減する効果がある。
下すること無く、員数低減、小型化ができるので、原価
を低減する効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す立面説明図である。
【図２】図１の実施例の効果を示す図で、水流実験によ
って得た流入管の流速と液膜の高さとの関係を示す図で
ある。
って得た流入管の流速と液膜の高さとの関係を示す図で
ある。
【図３】本発明のその他の実施例を示す立面説明図であ
る。
る。
【図４】本発明のその他の実施例を示す立面説明図であ
る。
る。
【図５】変圧ボイラの系統図を示す説明図である。
【図６】各部での水の状態を示す図である。
【図７】従来の気水分離器の構造を示し、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図である。
図、（ｂ）は側面図である。
【図８】水流実験による従来の気水分離器内の様子を示
す図である。
す図である。
１ 給水管 ２ 節炭器・火炉壁 ３ 気水分離器 ４ 過熱器 ５ ドレンタンク ６ 蒸気タービン ７ 復水器 ８ 再循環ポンプ ９ 胴体 １０ 流入管 １１ 上部出口管 １２ 下部出口管 １３ らせん状突起
Claims (2)
- 【請求項１】 ボイラの火炉壁出口と過熱器との間に設
けられ、胴体と流入管と上部出口管と下部出口管とから
なり、前記上部出口管からでる蒸気と前記下部出口管か
らでる水とに分離する気水分離器において、前記流入管
と前記上部出口管との間の胴体内壁の周方向に、液膜の
上昇を阻止する突起を設けたことを特徴とする気水分離
器。 - 【請求項２】 請求項１記載の気水分離器において、前
記突起は、前記流入管の取り付け角度によって発生する
旋回流の向きと逆方向となるらせん状の突起であること
を特徴とする気水分離器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30216692A JPH06142424A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 気水分離器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30216692A JPH06142424A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 気水分離器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142424A true JPH06142424A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=17905722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30216692A Pending JPH06142424A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 気水分離器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06142424A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007110904A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | 気液分離装置 |
| JP2008168183A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Sasakura Engineering Co Ltd | 気液分離器及び造水装置 |
| JP2017185476A (ja) * | 2017-01-31 | 2017-10-12 | 株式会社アフレアー | 集塵装置 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP30216692A patent/JPH06142424A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007110904A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | 気液分離装置 |
| US8034142B2 (en) | 2006-03-24 | 2011-10-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Gas/liquid separator |
| JP5636160B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2014-12-03 | 日産自動車株式会社 | 気液分離装置 |
| JP2008168183A (ja) * | 2007-01-09 | 2008-07-24 | Sasakura Engineering Co Ltd | 気液分離器及び造水装置 |
| JP2017185476A (ja) * | 2017-01-31 | 2017-10-12 | 株式会社アフレアー | 集塵装置 |
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