JPS6136445B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、気体と液体との比重差を利用した気
液分離装置に関し、更に詳しくは、多数のオリフ
イスを有する気液分離ノズルを用いることによつ
て、気液分離効率を高め、装置のより一層の小型
化を実現出来るようにした気液分離装置に関する
ものである。

従来、気液分離装置としては、容器内にて気液
二相流の入口ノズルを開口させ、該容器内の下方
に出口ノズルを開口させて、容器内で気液二相流
の流速を遅くし、気液を分離させ、気泡を浮力に
より自由液面上に放出させるようにしたものがあ
る。この装置は、構造的には最も簡単であるが、
自由液面での波立ちが強く、ガス空間からの気泡
の巻込みがあり、気泡分離効率が悪いという欠点
がある。そこで、このような欠点を少なくするた
め気液二相流の入口ノズル内部で液体を旋回させ
るような構成も案出されているが、依然として波
立ちがあり、気泡分離効率は未だ充分満足しうる
ものではない。

また、上記いずれの場合においても、入口ノズ
ルからの上昇流による自由液面の波立ち、泡立ち
を極力抑え、気泡を巻込まないようにするために
は入口ノズルから自由液面までの高さを充分高く
することが必要であるし、容器内の流体の流速を
遅くさせるためにも装置が大型化するのは避けら
れない。

本発明の目的は、この様な従来技術の欠点を解
消し、気液分離効率が高く、しかも装置のより一
層の小形化を図ることができるような改良された
気液分離装置を提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明は、側壁に
多数のオリフイスを形成した気液分離ノズルを、
気液二相流の入口ノズルから垂直に立上がるよう
に設置し、該気液分離ノズルへ旋回流を供給する
よう構成されており、まさにこの点に本発明の特
徴がある。

以下、図面に基づき本発明について詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す全体説明図で
ある。立設した円筒状の容器１の側部から容器壁
を貫通して入口ノズル２が挿入され、該入口ノズ
ル２の上向開口部から垂直に立上がるように気液
分離ノズル３が設けられる。気液分離ノズル３
は、側壁に多数のオリフイス４を有し、下端部近
傍に旋回流形成装置５が設けられたものである。
この旋回流形成装置５は、流体流路中に斜設した
固定羽根であつてよい。容器１内の下方には、容
器側壁を貫通して下向で開口する出口ノズル６が
設けられ、該出口ノズル６の入口部上流側は整流
装置７が設けられる。この整流装置７は、垂直に
且つ放射状に多数配設された整流板であつてよ
い。容器１内の大部分は液体が占める。符号８は
自由液面を示し、その上部はガス空間９である。

本装置の動作は、次の如くである。第２図に示
すように、入口ノズル２を通つて高速で導入され
た気液二相流は、旋回流形成装置５によつて旋回
力が付与されて旋回流となつて気液分離ノズル３
内を上昇する。このとき、回転力の付与された気
液二相流は、気泡と液体とが遠心分離され、気泡
は中心に集まり、旋回しながら気液分離ノズル３
の上方へ放出される。気泡を含んだ旋回流部分を
記号Ａで示す。他方、気泡分離された液体は、遠
心力によつて気液分離ノズル３の多数のオリフイ
ス４から気泡を含まない噴出流Ｂとして合流領域
Ｃへ放出される。このように、気液分離ノズル３
内の流体は二つの流路に分離されるため、中心に
集められた気泡を含む旋回流Ａは、気液分離ノズ
ル３の上部より上方へ低速で流出し、気泡は浮力
により自由液面まで上昇しガス中へ放出される。
自由液面付近は気泡を含む流体の上昇速度が遅い
ため波立ちが少なく、且つ旋回流が泡立ちを抑え
るためガス巻込みがない。また、気液分離ノズル
３上方からの流出量が減少するため、気液分離ノ
ズル外側上方での降下流Ｄの流速は充分低下し、
しかも気液分離ノズル３の側壁に設けられている
多数のオリフイス４からの気泡を含まない噴出流
Ｂにより気泡の下降が妨げられること等が相俟つ
て、気泡の分離効果が高まると共に、装置の小型
化が可能となる。

更に、出口ノズル６の入口部において旋回流が
存在すると分離もれの気泡は中心に集まり、出口
ノズル６内に搬入され易くなる。しかし、多数の
オリフイス４からの気泡を含まない噴出流Ｂによ
つて、分離ノズル外側上方での遅い旋回降下流Ｄ
が出口ノズル６の入口部に及ぶのを防止でき、該
出口ノズル６内への気泡の搬入を極力防止出来る
のである。その上、本実施例では出口ノズル６の
入口部上方に整流装置７が設けられているため、
出口ノズル６の入口部の旋回流を完全に防ぐこと
ができ、気泡分離効率を一層高めることができ
る。

本発明の好ましい一実施は上記の通りである。
容器１の形状は、本実施例のような円筒状のもの
がよい。その方が機械的強度が強く、流速分布が
つき易く、気液分離ノズルより放出された旋回流
が壊れにくいからである。しかし、容器が円筒状
以外の場合には、気液分離ノズルと容器との間に
円筒状を挿入することによつて、上記問題点を解
決することも可能である。オリフイスの形、分
布、面積、方向は気泡分離効率に大きな影響を及
ぼすが、これは旋回流の強さ、流体の流量、及び
ボイド率によつても影響されるため一概には定ま
らないが、内部旋回流を破壊しないような形状、
方向、分布、個数が必要である。一般的には、オ
リフイス４は、第３図に示す如く、ノズル側壁に
て放射方向に貫通する丸穴がよい。この様な方向
に孔を形成すれば矢印方向にて示される内部旋回
流が破壊され難いからである。また、多数のオリ
フイスは、上方へいくほどその穴径が小さくなる
ようにして分布させると非常に効率が良好とな
る。また、本実施例では旋回流形成装置５は気液
分離ノズル３の下端に設けられているが、入口ノ
ズル２の方に組込むようにしてもよい。

本発明は上記のように、旋回流により気泡分離
された液体を多数のオリフイスより放出し、著し
く流速の低下した気液流を上方より自由液面へと
放出することにより、自由液面上方への気体の放
散をスムースに行なわせ、自由液面の波立ち、泡
立ちを抑え、気泡を巻込まないようにでき、また
オリフイスからの気泡を含まない噴出流によつて
上方からの気泡の下降を防げることなどが相俟つ
て気液分離効率を著しく高めることができるし、
上記のように気液分離に必要な低流速領域を得る
ことができるため装置を非常に小形化することが
できるなど、数々の優れた効果を奏しうるもので
あり、液体金属中の気泡を分離するための装置と
しても好ましく使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図はその動作を示す部分縦断面図、第３図は第１
図における―断面図、第４図は―断面
図、第５図は―断面図である。 １……容器、２……入口ノズル、３……気液分
離ノズル、４……オリフイス、５……旋回流形成
装置、６……出口ノズル、７……整流装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口ノズルから分離容器内に旋回力を付与し
   た被処理液を導入し、比重差を利用して気液を分
   離し、気相は液面上へ放出し、液相は分離容器下
   方部から取出す構造の気液分離装置において、該
   分離容器内の略中央部に分離容器内を垂直に立上
   がり、一端が前記入口ノズルに接続されていて他
   端が分離容器内液面に向つて液面下方部で開口し
   ており、かつ側壁に多数のオリフイスが形成され
   ている分離ノスルを設けたことを特徴とする気液
   分離装置。 ２ 多数のオリフイスは丸穴形状である特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 上方に分布するオリフイスほどその穴径が小
   さくなつている特許請求の範囲第２項記載の装
   置。