JPS594740Y2 - 湿分分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は概して種々なるガスとそれの類似品から液体を
分離する装置の改良に係わり、特に有効に作用する新し
く改良した液体分離器に係わる。

多くの場合に於て、ガスを利用する装置の腐食、侵食或
は汚れを防ぐため、流動ガスの流れから出来るだけ多く
湿分を取除くことが望ましい。

この場合の代表例は天然ガスの原野横断伝送、核蒸気系
統による原動力の発生、及びタービン機関による海上船
舶の動力発生に於て見いだされ得る。

この問題は取入口が塩分を含んだ海上にさらされたガス
タービン機関或は海上船舶による動力の発生に関して特
に重要である。

高速タービン機関の取り入れ空気内の塩分の存在は重大
な作業上及び補修上の問題を惹起する。

例えば取り入れ空気内の塩分の存在は圧縮機翼の汚れと
機関動力の関連損失を生じる。

加えて、吹き込まれた塩化ナトリウムがタービン燃料内
に通常存在する硫黄と反応して、機関燃焼室内に於て硫
酸ナトリウムを発生することから生ずるタービン翼それ
自身の高温基軸（ｈｏｔ ５ｏｌｔ ｃｏｒｒｏｓｉｏ
ｎ）の可能性がある。

タービンのこの高温基軸は機関の有効寿命を減少させる
。

加えて、機関の冷却器部分に於ける湿分の存在のため電
蝕が起り得る。

この電蝕はタービンに於て塩の水溶液が同時に異種金属
と接触する時に常に起り得る。

たとえタービンの取り入れ空気中の塩分の影響がタービ
ンのたびかさなる清掃により最少に止め得るとはいえ、
か・る解決はタービンが連続的に且つ有効に作用されね
ばならぬ状態に於て望み得ない事は明らかである。

タービン翼の永い寿命を得るため吸入空気内の塩化ナト
リウムの含有量を重量で０．０１ Ｐ、 Ｐ、ｍを超過
しない線に迄減少させる事が望ましい事である事が見い
だされた。

取り入れ空気に適当な濾過器を設ける事により空気の内
の塩分含有量がこと量以下に減ぜられ得る事が又見いだ
された。

取り入れ空気を濾過する事によって生じる問題の一つは
取り入れ口或は入口の濾過作業が圧力障子を起す事であ
る。

取り入れ空気における圧力降下の重要さはわずか水柱２
．５４ ｃｍ （１ｉｎ）の小さな圧力降下が５００馬
力のある機関に於て動力減少を生じる事が見いだされた
事を考えれば了解されるだろう。

かくして、取り入れ空気から塩分を濾過する時、圧力降
下を最小にする事が非常に大切である。

舶用タービンの取り入れ空気から塩分を分離するための
従来の装置は次の要素からなる。

第一に、フード或は天蓋が荒漬の間溝水の直接のはね水
から取り入れ用煙突孔を保護するために取り入れ用煙突
の上方に設けられる。

第二に、ルーバー或は衝突翼室（ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎ
ｔ ｔｙｐｅ）分離器が空気から比較的大きな水滴を取
除くために取り入れ空気の流れ中に置かれている。

第三に、結合パッド（ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ ｐａｄ）
又はフィルターが流動空気から湿気のより小さい小滴を
取除くため最初の衝突翼室分離器の下流の取り入れ空気
の流れの中に置かれている。

次に、第二の衝突翼室分離器が前記の結合パッドから発
散する任意の大きな滴を取除くため前記パッドの下流の
入口空気の流れ内に置かれる。

通常、是等の段は空気取り入れ用煙突内に物理的に置か
れ、そして分離器やフィルターの役目を果すため充分な
距離、離れている。

上に記載した濾過装置は本質的にタービン翼寿命を改良
するに充分な度合に塩水を取除くため適当に作用してい
た。

問題は次の事にある。即ち、是等の装置は取り入れ煙突
におけるかなりの圧力降下を生じ、この圧力降下は次に
タービンの作用効率に於てかなりの減少をもたらすとい
う不利益に悩まされることである。

ガスタービン機関に対し入力側に濾過器を置くことによ
り生ずる好ましくない影響のあるものを取除くため、本
考案は通常の多段分離器要素を使用し、各要素を分離器
の液体除去機能を阻害することなく取り入れ空気の圧力
降下を減するような改良された機能上の関係に位置決め
することをもくろんでいる。

従って、使用される濾過分離器のすべての利益を包含し
、ガスから液体を適当に取除きなお取入れ用煙突に於て
圧力降下を減少するような、流動ガスの流れに対する液
体分離器を提供する事が本考案の一段の目的である。

これを達成するため、本考案は分離器要素の間に何等実
質的な間隔をもつ事なく、お互に実際上出来るだけ密接
に接近して相継いで分離器要素を置くことをもくろんで
いる。

分離器要素は、各層の出口を次に続く層の入口に直結し
て配置される。

か・る配置から明らかに予期せられる事と反し、本考案
の方式に於て、取り入れ用煙突内の互いに隣接する三つ
の要素にわたる全圧力降下が、三つの分離器要素を分離
して配置したさいの全圧力降下に比較して小さいことが
見いだされた。

例えば毎秒８．５ ｍ （２８ｆｔ）の空気流速に於て
、互いに密接して相継ぐ分離器層を配置する事により、
個々の濾過器要素を横切る圧力降下の総和に対して約１
５％の圧力降下の減少が得られた事が見いだされた。

これは２個の１２、７ ｃｍ （５ｉｎ）の真直に入り
真直に出るアルミニウム衝突翼分離器の間に１．２７ｃ
ｍ （−ｊ−ｉｎ）厚さの結合パッド分離器を置く事に
依って得られた。

第１と第２の分離器間及び第２と第３の間の間隔は各場
合に於て、約０．６ ｃｍ （４−ｉｎ）であった。

本考案のより良き理解は図面に依ることにより得られる
であろう。

説明のために、本考案はそれが海上乗物用タービン機関
動力プラントの取り入れ用煙突に使用された時を図示さ
れ、説明される。

都合のため、タービンについてのみ説明されているが、
本考案は圧力降下を最少として流動ガスの流れから液体
を分離する事が望ましい他の環境にも等しく応用される
事が勿論理解されるべきである。

図面に於て、同じ参照番号が各図を通して同−又は対応
部分を示している。

第１図に、説明のため、代表番号１０を付された海上乗
物用動力プラント集合体が示されている。

動力プラント集合体は一組の取入ダクト１２と共に図示
されており、この取入ダクト１２を通して空気が一対の
ガスタービン１４の取入口１１に供給される。

これらのガスタービン１４の排気孔は今度は一対の排気
ダクト１６に連結される。

取入及び排出ダクト１２及１６は夫々一端を甲板１５の
下方に、かつ他端を甲板の上に延長させて船に取付けら
れている。

この方式に於てタービン１４は船内に囲まれ、海水など
にさらされる事から保護されている。

取り入れダクト１２の開口は船の頭部甲板の上にあり、
それ故これらは大気にさらされている。

おのおののガスタービン１４は軸１８により伝動室２０
に連らなる。

これら伝動室２０は駆動軸２２を制御するための適当な
る歯車或はそれの類似品を設けられている。

駆動軸は海上船舶のプロペラ（図示せず）に連結される
。

かくしてガスタービン１４の作業は軸１８を通し伝動装
置２０に廻転動力を附与する。

伝動装置２０は要求に応じ船に動力を与えるよう軸２２
を制御する。

各々の取り入れダクトにはダクトを通して流れる空気の
騒音レベルを減少するために普通の入口消音器２４が設
けられてもよい。

入ロプリナム２６はガスタービン１４の取り入れ孔に接
近した取り入れダクト１２内に設けられる。

普通の排気消音器２８は又そこを通して流れる空気の騒
音レベルを減少するように排気ダクト１６内に設けられ
る。

フード或は天蓋３０は船の甲板１５の上に一定の間隔を
置いた一点に於て取り入れダクト１２の上端に取り付け
られる。

この笠３０は薄板材料から構成され、ルーバー型取入口
３４によって荒漬の間、海上のしよきから保護される人
ロプリナム３２を形成している。

液体分離器集合体３６は取り入れダクト１２内に流れる
空気から海水を分離するため入ロプリナム３２内に取付
けられる。

この分離器集合体３６は入ロプリナム３２を完全に横切
って延びておりそれ故取り入れダクト１２内を流れるす
べての空気は液体分離器集合体３６を通って先づ流れね
ばならない。

プリナム３２の幅と高さに一杯に拡げられた４つの分離
器側集合体３８を持つような分離器集合体３６は第２．
３．４図で詳細に示めされである。

これらの分離器側集合体３８は、特に第２図で見られる
ようなジグザグ模様でこれらの端が互にシールされる関
係に接触させて配置されている。

隣接する側薬合体３８の間の角度は参照記号Ａによって
表示される。

この角度は６０°より少なくすべきでない事が見いださ
れた。

このジグザグ配置の目的は最小の空間内に最大の分離器
面積を設けるためである。

各々の側薬合体３８は枠４２によって共に保持された４
つの分割された分離器パネル４０をもつ。

この分離器パネル４０の各々はシリーズに取付けられた
三つの分割された分離器要素からなる。

最初の分離器要素４４は真直に入り真直に出る１２、７
ｃｍ （５ｉｎ）の深さに押し出されたアルミニウム
型具をもつ衝突翼分離器である。

か・る翼は様式５″−８″５ＩＳＯ翼分離器としてテキ
サス州ダレス市ペアレス製造会社によって製作され、販
売されている。

か・る分離器はミストエキストラクターの外材で、１９
３３年１０月３日公告されたアメリカ合州国特許１９２
８７０６に記載されたものと同様である。

この分離器は垂直に延びる液体収集ポケット４５を形成
した延長部を有する垂直に延びるジグザグ板４３の多数
を持っている事が注目に値する随一の重要なことである
。

これらのポケットは、空気が最初の分離器要素を通過し
た時水がそのポケット４５に収集され、以下に記載した
一つの皿へ下向きに流れるであろうように配置されてい
る。

この最初の分離器要素４４は取り入れ空気内に流れる１
３μ或はそれ以上大きい水滴の１００％を取除き得る事
が見出された。

第二の分離器要素４６は厚さ１．２７ ｃｍ （４ｉｎ
）の結合パッドフィルターである。

この第二段フィルターパッドは流れている取り入れ空気
からより小さい水滴を取除くもので、テキサス州ダラス
市ペアレス製造会社で製作された様式のものである。

それは又固形な特別な物質を取除く濾過器として役立つ
。

この第二の分離器要素４６は最初の分離器要素４４に出
来るだけ接近して置かれる、それ故最初の分離器要素４
４から流れる空気は直接に第二の分離器要素４６に流れ
るであろう。

第二の分離器要素４６に収集された水分は下方に流れ、
第二の分離器の底から第三の分離器ユニット内に流入す
る。

第三の分離器要素４８はジグザグ翼構造をもつ、真直に
入り真直に出る分離器である。

この分離器要素はテキサス州ダラス市ペアレス製造会社
で製作され、８”５ＩＳＯエンポストベーンとして記載
されたものである。

この第三の分離器要素４８は真直に入り真直に出る部分
をもつ垂直に延びる翼４９の多数を有している。

各々の翼はそれの垂直方向にジグザグ模様に形成され翼
要素の表面から外方に延びる横方向に間隔を置いた多く
の垂直リブ５１を有している。

見られる如く、翼４９は水が翼４９の上に集まり下方向
に流れるように分離器要素４８を通して流れる液に対し
曲りくねった道を形成する。

下方向で液は千支で詳細に記述される如く一つの皿の内
に集められる。

見られる如く、枠４２は第二の分離器要素４６が必要な
時取りはずされるように、出入口５０を各々に有してい
る。

第３図に於て、扇５３がスタッド５４にねし止めされる
多くのナツト５２によって取外し可能に密封接合されて
示されている。

各々の第二の要素４６は第二の分離器要素の周りを流れ
る空気を防ぐため枠４２と接触するネオプレン製ガスケ
ット５６を有している。

第一、第二、及び第三の要素４４．４６．４８にたまっ
た液体は夫々下方に流れ、分離器要素の下方に置かれた
収集樋５８内に貯えられる。

それから液体は分離器から取り出されるための導管６０
を通り外に流れでる。

この方法に於て液体は分離器集合体から取り除かれる。

見られうるように、修理と取換のための出入はパネルの
端の出入口５０を通して得られる。

これは分離器要素の間に仕事場所或は接近場所の必要性
を取り除く。

かくして第一の分離器要素はそれを流れ出る空気を直接
第二の分離器要素に送り込むように連結されることがで
き、更に、第二の分離器要素はそれを流れ出る空気を直
接第三の分離器要素へ送り込むように連結されることが
できる。

これら三つの分離器要素は示されている如くお互に実際
上出来るだけ接近して位置を定められる。

本考案の効率は一分離器から排出されるガスがガスの重
要な膨張が許される前に隣接の分離器に送り込まれる故
に実現されたと信じられる。

もしもガスが分離器の間で膨張するように許されるなら
ば、ガスが次の分離器に入る時にガスを圧縮するための
エネルギーが要求される。

このエネルギーの消費は圧力降下を増加する。

更に、本考案に於ける効率の増加はガスの速度が増加す
るとき強調される。

例えば４．３ｍ／秒（１４ｆｔ７秒）のガス流速におい
て上述の三つの個々の分離器を横切る圧力降下の総和は
約水柱４．５７ ｃｍ （１，８ｉｎ）である。

上に述べた如く密接に物理的接近して位置した同じ三つ
の分離器を横切る圧力降下は水柱３．８ｃｍ（１，５ｉ
ｎ）である。

８．６ｍ／秒（２８ｆｔ７秒）のガス速度に於て、個々
の圧力降下の総和は水柱１６．１ｃｍ（６，３５ｉｎ）
であり一方８．６ ｍ７秒（２８ｆｔ７秒）のガス速度
で接近して置かれた三つのユニットの圧力降下は水柱１
３．７ ｃｍ（５，４ｉｎ）である。

勿論、前述の表示は本考案の選ばれた実施例にのみ関係
し、多数の修正や変化が添附する実用新案登録請求の範
囲内に示す如く、本考案の精神と範囲からはずれること
なくその技術に通常熟練した人々によってその内でなさ
得る事は了解せられねばならぬ。

構造上の修正は海上船舶のガスタービンより他の使用に
対し図式実施例を応用すべく要求せられる事は亦明らか
であるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は海上船舶用動力プラントの取り入れ煙突、液体
分離器、タービン機関及び排気煙突の標準配置の斜視図
、第２図はフードを取り除いて、第１図に図示した液体
分離器の頭部平面図である。 第３図は本考案の分離器側集合体の一つの斜視図で部分
的に断面を示す。 第４図は第２図の線４−４矢視断面図である。 第５図は第３図の線５−５で切り取られ矢印の方向で見
そして時計方向に９０°廻わした装置の断面である。 １０・・・・・・海上乗物用動力プラント、１１・・・
・・・取入ダクト、１２・・・・・・取入ダクト、１４
・・・・・・ガスタービン、１５・・・・・・甲板、１
６・・・・・・排気ダクト、１８・・・・・・軸、２０
・・・・・・伝動室、２２・・・・・・駆動軸、２４・
・・・・・入口消音器、２６・・・・・・プリナム、２
８・・・・・・排気消音器、３０・・・・・・笠。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ガスの流れから湿分を分離する装置にして、ガスの流れ
   から比較的大きい液体粒子を除去するための第１の分離
   器と、前記第１の分離器と整合して配置され、ガスの流
   れから比較的小さい液体粒子を除去するための第２の分
   離器と、前記第１及び第２の分離器と整合して配置され
   、ガスの流れから比較的大きい液体粒子を除去するため
   の第３の分離器を有する湿分分離装置において、少くと
   も２個の分離器が、それらの間を通過するガスがほとん
   ど膨張しないように、極めて接近して配置。 されていることを特徴とする湿分分離装置。