WO2011043209A1

WO2011043209A1 - 湿分分離器及び冷却器

Info

Publication number: WO2011043209A1
Application number: PCT/JP2010/066660
Authority: WO
Inventors: 一成田中; 和俊横尾; 茂斉堀江; 雅司吉川; 晃一水下
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-04-14
Also published as: JP2011078874A

Abstract

　湿分を含んだ気体から湿分を分離する湿分分離器であって、複数の曲部を有し蛇行状に形成された流路と、前記流路の前記曲部の内側に設けられ、該曲部から上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケットを備え、前記第一の湿分回収ポケットの位置における流路の幅は、該第一の湿分回収ポケットの上流の流路の幅及び下流の流路の幅よりも狭くなるように形成されている。

Description

湿分分離器及び冷却器

　本発明は、気体に含まれる湿分を気体から分離する湿分分離器及びこれを備えた冷却器に関する。
　本願は、２００９年１０月０５日に日本出願された特願２００９－２３１５５５に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　圧縮機の前段には圧縮機の性能向上を目的として冷却器が搭載され、気体を冷却した後に圧縮機に導入する。このような冷却器では、気体を冷却する際に、気体に含まれる湿分により液滴が形成される。このような液滴を含んだ気体が圧縮機に導入された場合、液滴によりエロージョンなどの不具合が生じてしまうおそれがある。このため、冷却器には湿分分離器が備えられ、冷却された気体は、該湿分分離器により該気体に含有する湿分が除去された後に冷却器から排出される。

　湿分分離器としては、流路の側壁部分に開口する液滴捕集ポケットを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液滴捕集ポケットは、複数の波板を平行に配設することで波板間にジグザグ状に屈曲する流路の上流からみて、流路の外側に膨出した谷形屈曲部の頂点から流路の内側に膨出した山形屈曲部の頂点へ延びる側壁部分に開口している。
　このような湿分分離器では、気体は、波板間のジグザグ状の流路を通る際に、谷形屈曲部の頂点から山形屈曲部の頂点へ延びる側壁部分に衝突する。その際、該側壁部分に液滴捕集ポケットが開口しているため、気体に含まれる液滴の一部が該液滴捕集ポケットに進入して捕集される。

　また、他の例としては、複数の波板が並設されることで流路が形成され、これらの波板が、波板同士の間隔を狭めて通過する気体の流速を高める絞り部と、絞り部の下流において気体が衝突するように設けられた壁面とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　このような湿分分離器では、絞り部で通過する気体の流速を高めた後に、気体が下流の壁面に衝突するため、気体に含まれる液滴を捕集することができる。

特開２００３－１４４８２４号公報特開２００９－１２５６７２号公報

　しかしながら、特許文献１の湿分分離器では、流路を流れる気体の内、側壁部分近傍を流れる一部の気体しか液滴を捕集できなかった。特に、含まれる液滴が小さい場合には、流れの向きを変える際に作用する慣性力が小さくなって流路に沿って流れ易くなるため、効果的に液滴を捕集することはできなかった。
　また、特許文献２のような湿分分離器では、絞り部で通過する気体の流速を高めるため、小さな液滴でも、壁面に衝突させやすくなるが、壁面に沿って連続的に流れる気体が壁面に付着した液滴を再回収してしまい、効果的に液滴を捕集することができなかった。また、小さな液滴でも効果的に捕集可能とするために、さらに流速を高めることが考えられる。しかし、流速を高めるために絞り部における波板同士の間隔を狭めた場合、圧力損失が増大してしまうという問題があった。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小さな液滴でも、圧力損失を最小限に抑えて効果的に捕集することが可能な湿分分離器、及び、これを備えた冷却器を提供する。

　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
　本発明は、湿分を含んだ気体から湿分を分離する湿分分離器であって、複数の曲部を有し蛇行状に形成された流路と、前記流路の前記曲部の内側に設けられ、該曲部から上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケットを備え、前記第一の湿分回収ポケットの位置における流路の幅は、該第一の湿分回収ポケットの上流の流路の幅及び下流の流路の幅よりも狭くなるように形成されている。

　この構成によれば、蛇行状に形成された流路は、曲部の内側に設けられた第一の湿分回収ポケットが設けられた位置での幅が、該第一の湿分回収ポケットの上流の流路の幅及び下流の流路の幅よりも狭くなるように形成されている。このため、流路を流れる気体は、曲部を通過する際に、第一の湿分ポケットが設けられた位置で加速することとなり、該位置よりも下流では慣性により当該曲部の外側、つまり下流に位置する曲部の内側に向かって流れる。そして、この下流に位置する曲部の内側には、同様に第一の湿分回収ポケットが設けられ、上流に向かって開口していることから、上流で加速した気体を第一の湿分回収ポケットに効果的に流入させることができる。そして、各曲部に同様に第一の湿分回収ポケットが設けられていることで、上記第一の湿分回収ポケットの位置での加速と、次の第一の湿分回収ポケットでの液滴の捕集とを繰り返し行うこととなり、効果的に気体から湿分を分離させることができる。

　前記流路の前記曲部の外側に設けられ、該曲部から上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケットをさらに備えていてもよい。

　この構成によれば、流路の曲部の外側に当該曲部から上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケットが設けられていることで、当該曲部の第一の湿分回収ポケットの位置で加速されて外側へと流れる気体を、第二の湿分回収ポケットへと流入させて液滴を捕集させることができる。その結果、より効果的に気体から湿分を分離することができる。

　蛇行状に形成された板状の部材で、複数間隔を有して配設され、互いの間を前記流路とする波板と、該波板に固定され、前記流路上流側に向かって突出し、該波板との間で前記第一の湿分回収ポケットを形成する突出部材とをさらに備えていてもよい。

　この構成によれば、上記のような流路及び第一の湿分回収ポケットの構成を、蛇行状に形成された複数の波板と、波板に固定される突出部材とにより容易に構築することができる。

　前記波板の配設方向に沿って、隣り合う前記波板同士を相対移動させる位置調整機構をさらに備えていてもよい。

　この構成によれば、位置調整機構によって隣り合う波板同士を該波板の配設方向に沿って相対移動させることで、互いの間隔、すなわち流路の幅を調整することができる。このため、流路の幅を狭めることによりもたらされる液滴捕集効果と圧力損失とのバランスを調整することができ、ガス圧力、ガス流速、目的の回収液滴径等の作動環境に応じて、最適な条件で気体の湿分を分離させることができる。

　また、本発明の冷却器は、気体を冷却する冷却部と、前記冷却部の後段に設けられた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の湿分分離器とを備える。

　この構成によれば、冷却部で冷却した気体に含まれる湿分を上記の湿分分離器によって効果的に分離させることができる。

　本発明の湿分分離器によれば、小さな液滴でも、圧力損失を最小限に抑えて効果的に捕集することができる。
　本発明の冷却器によれば、上記の湿分分離器により効果的に湿分が分離されて乾燥した冷却気体を得ることができる。

本発明の第１の実施形態のガスクーラの平面図である。本発明の第１の実施形態のガスクーラの中心軸方向視した断面図である。本発明の第１の実施形態の湿分分離器の一部を破断した斜視図である。本発明の第１の実施形態の湿分分離器の流路に沿って破断した断面図である。本発明の第２の実施形態の湿分分離器の流路に沿って破断した断面図である。比較例の湿分分離器の流路に沿って破断した断面図である。実施例及び比較例の湿分分離器について、ＣＦＤ解析によって求めた液滴径と液滴排出率との関係を示すグラフである。本発明の実施例１の湿分分離器について、ＣＦＤ解析によって求めた液滴の流動状態を示す図である。本発明の実施例２の湿分分離器について、ＣＦＤ解析によって求めた液滴の流動状態を示す図である。比較例の湿分分離器について、ＣＦＤ解析によって求めた液滴の流動状態を示す図である。本発明の第３の実施形態の湿分分離器の一部を破断した斜視図である。本発明の第３の実施形態の湿分分離器の流路に沿って破断した断面図である。

（第１の実施形態）
　以下、本発明に係る第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施形態の湿分分離器を備えたガスクーラを示している。本実施形態の冷却器であるガスクーラ１は、例えば圧縮機の給気を冷却し、図示しないが圧縮機の吸気部に接続されている。図１及び図２に示すように、ガスクーラ１は、両端が閉塞された略円筒状のケーシング２と、ケーシング２の内部に冷却対象となるガスを給気する給気口３と、ケーシング２の内部から冷却したガスＧを排気する排気口４と、ケーシング２の内部に配されて流通するガスＧを冷却する冷却部５と、冷却部５で冷却されたガスＧの湿分をガスＧから分離する湿分分離器１０とを備える。ケーシング２は、中心軸Ｌ２が略水平となるように配置されている。また、給気口及び排気口４は、例えばそれぞれケーシング２の外周面上部に中心軸Ｌ２を挟んで両側に、それぞれ位置がずれるように配設されている。

　冷却部５は、図２に示すように中心軸Ｌ２に沿う方向にみて、ケーシング２の内部の略中央に位置するように中心軸Ｌ２に沿って配置されている。冷却部５は、互いに隙間を有して中心軸Ｌ２と略平行に配設された多数のＵ字状の冷却管５ａを有する。各冷却管５ａは一端部２ａ側でＵ字状に曲げられ、他端部２ｂ側で一方の管口が冷却水を供給する冷却水供給口５ｂに、他方の管口が冷却水を回収する冷却水回収口５ｃに接続されている。冷却部５の排気口４側、つまり、ガスＧが中心軸Ｌ２に交わる方向に冷却管５ａ間を通過する下流には、湿分分離器１０が配置されている。また、冷却部５と、冷却部５の上方のケーシング２の内周面との間には、給気口３側と排気口４側とを隔てる隔壁６が設けられている。給気口３からケーシング２の内部に給気されたガスＧは、給気ダクト３側から冷却部５に流入し、冷却管５ａ同士の間を流通する際に、冷却管５ａ内部を流通する冷却水によって冷却され、熱交換がなされる。そして、冷却部５で冷却され排気口４側から流出したガスＧは、湿分分離器１０で湿分がガスＧから分離された後に排気口４から排出される。

　次に、湿分分離器１０の構成の詳細について説明する。
　図３に示すように、本実施形態の湿分分離器１０は、互いに間隔を有して複数配設され、互いの間に流路１１を形成する波板１２と、波板１２の下部１２ａ、及び上部１２ｂに設けられて波板１２を支持するとともに流路１１の側部を閉塞する支持板１３、１４とを備える。湿分分離器１０は、波板１２の上流端１２ｃを冷却部５に向けて、また、下部１２ａが下になるように配設されている。これにより冷却部５で冷却されたガスＧは、波板１２の上流端１２ｃから波板１２同士の間の流路１１に流入し、上部１２ｂ側から流出し、流路１１内でガスＧから分離され形成された液滴Ｄは波板１２を伝わって下部１２ａを支持する支持板１３上に回収される。この支持板１３には、ドレン管１５が接続されており、回収した液滴Ｄを排出することができる。

　図４に示すように、波板１２の上流端１２ｃ、及び、下流端１２ｄには互いの間にスペーサ１６、及び１７がそれぞれ設けられている。波板１２同士は、スペーサ１６、及び１７によって、支持板１３、１４間の中間部位において流路１１の幅が均等となるように固定されている。また、波板１２は、複数の折れ部１２ｅを有し、断面形状が所定の周期で凹凸を繰り返すジグザグ状に形成されている。複数の波板１２を平行に配置することで、波板１２の間にジグザグ状の流路１１が形成され、流路１１は、複数の曲部１１Ａ、１１Ｂを有する。そのため、曲部１１Ａ、１１Ｂにおいて、流路１１を流れるガスＧは流れの方向を変えることになる。本実施形態では、各波板１２が二つの折れ部１２ｅを有することで、二つの曲部１１Ａ、１１Ｂを有した流路１１が形成されている。また、波板１２において、折れ部１２ｅの山折側１２ｆの下流の面１２ｈには、上流に向かって突出する略板状の第一の突出部材１８が設けられている。第一の突出部材１８の基端は、例えば溶接などにより面１２ｈに固定されている。そして、第一の突出部材１８は、折れ部１２ｅから上流に向かって、徐々に波板１２から離間するようにして突出している。また、第一の突出部材１８は、先端では波板１２に近接するように屈曲して、全体として略Ｖ字状に形成されている。そして、第一の突出部材１８により、第一の突出部材１８と波板１２との間に曲部１１Ａ、１１Ｂから上流に向かってそれぞれ開口する第一の湿分回収ポケット２０が形成されている。流路１１は、第一の湿分回収ポケット２０を形成する第一の突出部材１８により、第一の湿分回収ポケット２０の位置での幅Ｂ１が、波板１２同士の間隔と対応した第一の湿分回収ポケット２０の上流及び下流での幅Ｂ２、Ｂ３よりも狭くなるように形成されている。ここで、第一の湿分回収ポケット２０の位置での幅Ｂ１は、例えば、第一の突出部材１８の先端と、面１２ｈに固定された第一の突出部材１８の内壁との間の幅である。

　本実施形態では、流路１１の下流の曲部１１Ｂの外側においては、波板１２の折れ部１２ｅの谷折側１２ｇの下流の面１２ｊに固定され、その上流の面１２ｈと略平行に配設された第二の突出部材１９が設けられている。そして、この第二の突出部材１９により、第二の突出部材１９と波板１２との間に、流路１１の曲部１１Ｂの外側で上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケット２１が形成されている。

　次に、この実施形態の湿分分離器１０及び湿分分離器１０を備えたガスクーラ１の作用について説明する。
　図４に示すように、ガスクーラ１において、冷却部５で冷却されたガスＧは、波板１２の上流端１２ｃ側の入口１０ａから流路１１に流入してジグザグ状の流路１１に沿って流れ、波板１２の上部１２ｂ側の出口１０ｂから流出する。ここで、第一の湿分回収ポケット２０が設けられた位置での流路１１の幅Ｂ１が、該位置の上流の流路の幅Ｂ２及び下流の流路の幅Ｂ３よりも狭くなっている。このため、流路１１を流れるガスＧは、上流の曲部１１Ａを通過する際に、第一の湿分回収ポケット２０が設けられた位置の流路において加速する。該位置よりも幅広となる下流では、ガスＧに含まれる液滴Ｄは、慣性により当該曲部１１Ａの外側、つまり下流に位置する曲部１１Ｂの内側に向かって流れる。そして、この下流に位置する曲部１１Ｂの内側には、同様に第一の湿分回収ポケット２０が設けられ、上流に向かって開口している。そのため、上流で加速した液滴Ｄを第一の湿分回収ポケット２０に効果的に流入させることができる。これにより、小さな液滴Ｄでも圧力損失を最小限に押えて効果的に捕集することができる。その結果、湿分分離器１０の小型化を図ることもできる。なお、本実施形態では、流路１１は二つの曲部１１Ａ、１１Ｂを備えるものとしたが、これに限るものではなく、三つ以上の曲部を備えていても良い。そして、各曲部に同様に第一の湿分回収ポケット２０が設けられているため、上記第一の湿分回収ポケット２０の位置の流路での加速と、次の第一の湿分回収ポケット２０での液滴Ｄの捕集とを繰り返し行うことになる。その結果、効果的にガスＧから湿分を分離することができる。

　さらに本実施形態では、流路１１の曲部１１Ｂの外側に当該曲部１１Ｂから上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケット２１が設けられている。そのため、当該曲部１１Ｂの第一の湿分回収ポケット２０の位置で加速されて外側へと流れるガスＧを、第二の湿分回収ポケット２１へと流入させて、液滴Ｄを捕集させることができる。その結果、より効果的にガスＧから湿分を分離することができる。また、本実施形態の湿分分離器１０では、流路１１、第一の湿分回収ポケット２０及び第二の湿分回収ポケット２１の各構成を、ジグザグ状に形成された複数の波板１２と、波板１２に固定される第一の突出部材１８及び第二の突出部材１９とにより容易に構築することができる。そして、このような湿分分離器１０を備えたガスクーラ１では、冷却部５で冷却したガスＧに含まれる湿分を効果的に分離させて乾燥したガスＧを得ることができるとともに、全体として小型化を図ることができる。

（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態を示したものである。なお、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

　図５に示すように、本実施形態の湿分分離器３０は、略板状の部材で互いに間隔を有して複数配設されて互いの間を流路３１とする波板３２を備え、図示しないが同様に支持板１３、１４によって支持されている。本実施形態の波板３２は、四つの折れ部３２ａを有することで、四つの曲部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄを有する流路３１が形成されている。また、同様に波板３２において、折れ部３２ａの山折側３２ｂの下流の面３２ｄには、上流に向かって突出する略板状の第一の突出部材３３が設けられている。そして、第一の突出部材３３は、波板３２の折れ部３２ａから上流に向かって突出するとともに、先端で波板１２に近接するように屈曲して上流の面に沿って配設され、全体として略Ｖ字状に形成されている。そして、第一の突出部材３３により、第一の突出部材３３と波板３２との間に曲部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄのそれぞれから上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケット３５が形成されている。流路１１は、第一の湿分回収ポケット３５を形成する第一の突出部材３３により、第一の湿分回収ポケット３５の位置での流路の幅Ｂ１１が、波板３２同士の間隔と対応した第一の湿分回収ポケット３５の上流の流路の幅Ｂ１２及び下流の流路の幅Ｂ１３よりも狭くなるように形成されている。ここで、第一の湿分回収ポケット３５の位置での幅Ｂ１１は、例えば、第一の突出部材３３の突出部分と、波板３２に固定された第一の突出部材３３の部分の内壁との間の幅である。

　この実施形態でも第一の実施形態同様に、曲部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの内側に設けられた第一の湿分回収ポケット３５が設けられた位置での幅Ｂ１１が、該位置の上流の流路の幅Ｂ１２及び下流の流路の幅Ｂ１３よりも狭くなっている。このため、流路３１を流れるガスＧは、例えば曲部３１Ａを通過する際に、第一の湿分回収ポケット３５が設けられた位置の流路で加速することとなり、該位置よりも下流では慣性により当該曲部３１Ａの外側、つまり下流に位置する曲部３１Ｂの内側に向かって流れる。そして、この下流に位置する曲部３１Ｂの内側には、同様に第一の湿分回収ポケット３５が設けられ、これが上流に向かって開口していることから、上流で加速した気体を第一の湿分回収ポケット３５に効果的に流入させることができる。そして、さらに下流の曲部３１Ｃ、３１Ｄにも同様に第一の湿分回収ポケット３５が設けられていることで、上記第一の湿分回収ポケット３５の位置の流路での加速と、次の第一の湿分回収ポケット３５での液滴Ｄの捕集とを繰り返し行うこととなる。その結果、効果的にガスＧから湿分を分離させることができる。

　本実施例では、第１の実施形態の湿分分離器１０（以下実施例１とする）と、第２の実施形態の湿分分離器３０（以下実施例２とする）とともに、比較例として従来の湿分分離器１００について、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｆｌｕｉｄ　Ｄｙｎａｍｉｎｓ）解析により、液滴Ｄの捕集効果について解析を行った。
　ここで、比較例の湿分分離器１００について説明する。図６は、比較例の湿分分離器１００を示したものである。図６に示すように、比較例の湿分分離器１００では、波板１０２間に設けられた流路１０１が３つの曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを有してジグザグ状に形成されている。その一方で、流路１１を流れるガスＧの湿分をガスＧから分離する湿分回収ポケット１０３の開口１０３ａは、曲部１０１Ａ、１０１Ｂ間、曲部１０１Ｂ、１０１Ｃ間のそれぞれにおいて、上流の曲部の外側と下流の曲部の内側とを繋ぐ壁面に、流路１０１に沿うようにして形成されている。つまり、開口１０３ａは、流路１０１の曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃのそれぞれの内側に設けられ、該曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃから上流に向かって開口する構成とはなっていない。また、流路１０１の幅は一定に設定されている。なお、実施例２の湿分分離器３０では、４つの曲部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄを有し、また、比較例の湿分分離器１０では３つの曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを有している一方、図４に示す実施例１の湿分分離器１０では、流路１１に２つの曲部１１Ａ、１１Ｂを有している。そのため、実施例１の湿分分離器１０では、流路１１の全長が短く設定されている。

　そして、上記のとおり、実施例１の湿分分離器１０、実施例２の湿分分離器３０、及び、比較例の湿分分離器１００のそれぞれについて、ガスＧに含ませる液滴径を１０、１５、２０、５０μｍと変化させながらＣＦＤ解析を行い、それぞれの液滴径での液滴排出率、すなわち供給した液滴量に対する排出された液滴量の比率を求めた。図７に、各実施例及び比較例における液滴径と液滴排出率との関係を、また、図８から図１０に、各実施例及び比較例における液滴径毎の液滴Ｄの流動状態を示す。なお、図８から図１０の各図において、（ａ）は液滴径２０μｍ、（ｂ）は液滴径１５μｍ、（ｃ）は液滴径１０μｍでの液滴Ｄの流動状態を示している。また、液滴径以外のガスＧの条件、例えばガス流速、ガス圧力、ガス温度はすべて同じ条件としている。

　図７に示すように、実施例１の湿分分離器１０では、１５μｍ以上の液滴径では液滴排出率０％、１０μｍの液滴径でも液滴排出率は１．９％とごく僅かであり、１０μｍ以上の液滴径では殆どの液滴Ｄが回収されるという計算結果となった。図８に示すように、液滴Ｄの流動状態を詳しくみると、１５μｍ以上の液滴径では、まず、最上流の曲部１１Ａにおいて、その内側に上流に開口するように第一の湿分回収ポケット２０が形成されていることで、多くの液滴Ｄが該第一の湿分回収ポケット２０に流入し、効果的にガスＧに含まれる液滴Ｄが捕集されていることがわかる。

　また、最上流の第一の湿分回収ポケット２０に流入しなかった液滴Ｄ及び該第一の湿分回収ポケット２０で旋回して流出した液滴Ｄを含んだガスＧ１は、下流へと流れる。この際、図８に示すように、当該第一の湿分回収ポケット２０によって流路１１が狭くなっているので、液滴Ｄを含んだガスＧは、流速が速められて慣性により、当該曲部１１Ａの外側、つまり下流の次の曲部１１Ｂの内側へと流れることがわかる。そして、下流の次の曲部１１Ｂにおいて内側には同様の上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケット２０が設けられており、これにより上流から流れるガスＧを効果的に流入させて、ガスＧに含まれる液滴Ｄを捕集できていることがわかる。

　さらに当該第一の湿分回収ポケット２０に流入しなかった液滴Ｄ及び該第一の湿分回収ポケット２０で旋回して流出した液滴Ｄは、流路１１が狭くなっていることで流速が速められて当該曲部１１Ｂの外側に流れようとし、当該曲部１１Ｂ外側に設けられた第二の湿分回収ポケット２１に流入し、これにより液滴Ｄを捕集されることがわかる。

　これらの傾向は、液滴径が１０μｍと小さい場合でも、１．９％とごく僅かに第二の湿分回収ポケット２１にも回収されずに排出されてしまう液滴Ｄが存在するだけで同様であり、効果的にガスＧに含まれる湿分をガスＧから分離することができていることがわかる。

　図７に示すように、実施例２の湿分分離器３０でも、液滴径が１５μｍ以上の場合には、殆どの液滴Ｄを第一の湿分回収ポケット３５で回収し、液滴排出率が０％と算出された。これは、図９に示すように、実施例１同様に実施例２の湿分分離器３０でも、曲部３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの内側で上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケット２０で効果的に液滴Ｄを捕集できているからである。

　一方、図７に示すように、比較例の湿分分離器１００では、５０μｍ未満の液滴径において、液滴排出率が高くなってしまう。これは、図１０に示す解析結果から、比較例の湿分分離器１００における湿分回収ポケット１０３が曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃに設けられておらず、曲部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃの各間に設けられ、流路１０１に沿って開口しているためである。つまり、流路１０１を流れるガスＧに含まれる液滴Ｄが開口１０３ａから湿分回収ポケット１０３へ流入しにくいことが原因である。また、流路１１の幅が一定であるため、流路１０１を流れるガスＧに含まれる液滴Ｄに対して、各曲部において大きな慣性力が働かず、壁面に開口する湿分回収ポケット１０３にガスＧが流入しにくいことも原因である。

　以上のように、実施例１、２の湿分分離器１０では、それぞれ曲部の内側で上流に開口する第一の湿分回収ポケットを備え、流路の幅が第一の湿分回収ポケットの位置で、上流及び下流よりも狭く形成されていることで、効果的にガスＧに含まれる液滴Ｄを捕集することができる。さらに実施例１の湿分分離器１０では、曲部１１Ａ、１１Ｂの外側に設けられ上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケット２１をさらに備えることで、より確実に液滴Ｄを捕集して排出されてしまうことを防止することができる。また、それ故に、実施例２の湿分分離器１０と比較して流路が短く、曲部の箇所数が少なくても効果的に液滴Ｄを捕集することができる。

（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１１及び図１２は、本発明の第２の実施形態を示したものである。なお、この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

　図１１及び図１２に示すように、本実施形態の湿分分離器４０は、第１の実施形態の湿分分離器１０の構成と基本的に同様の構成を備えている。
　ここで、本実施形態では、複数の波板１２は、一の波板１２が上下二つの支持板１３、１４のいずれか一方に固定され、隣接する他の波板１２は支持板１３、１４の他方に固定されるようにして、交互に支持板１３、１４のいずれかに固定されている。一方の支持板１４には、支持板１４及び該支持板１４に固定されている波板１２を、波板１２の配設方向Ｘ、すなわちガスＧが流入し排出される方向に沿って進退させることで、他方の支持板１３及び該支持板１３に固定されている隣接する他の波板１２に対して相対移動させる位置調整機構４１が設けられている。具体的には、位置調整機構４１は、一方の支持板１４に波板１２の配設方向Ｘに沿って設けられたラック４２と、ラック４２と噛合するピニオン４３と、ピニオン４３を回転させる駆動部であるステッピングモータ４４と、ステッピングモータ４４を制御する制御部４５とを有する。

　このため、制御部４５による制御のもとステッピングモータ４４を駆動させてピニオン４３を回転させることで、ラック４２が設けられた一方の支持板１４及び該支持板１４に固定された波板１２を、波板１２の配設方向Ｘに沿って移動させることができる。そして、このように一方の支持板１４に固定された波板１２を配設方向Ｘに沿って移動させることで、他方の支持板１３に固定された隣接する他の波板１２との間隔を調整し、流路１１の幅を調整することができる。このため、流路１１の幅を狭めることによりもたらされる液滴捕集効果と圧力損失とのバランスを調整することができ、最適な条件でガスＧの湿分を分離させることができる。

　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

　なお、上記各実施形態の湿分分離器においては、波板がジグザグ状に形成されていることで、波板同士の流路がジグザグ状に形成されているものとしたが、これに限るものではない。例えば、波板が交互に曲がる方向を変えて蛇行状に形成されており、流路も蛇行状に形成されていても良く、同様の効果を期待することができる。ここで、蛇行状に形成された流路にはジグザグ状に形成された流路が含まれるものとする。

　１　ガスクーラ（冷却器）
　１０、３０、４０　湿分分離器
　１１、３１　流路
　１１Ａ、１１Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ　曲部
　１２、３２　波板
　１８、３３　第一の突出部材（突出部材）
　２０、３５　第一の湿分回収ポケット
　２１　第二の湿分回収ポケット
　４１　位置調整機構
　Ｇ　ガス

Claims

　湿分を含んだ気体から湿分を分離する湿分分離器であって、
　複数の曲部を有し蛇行状に形成された流路と、
　前記流路の前記曲部の内側に設けられ、該曲部から上流に向かって開口する第一の湿分回収ポケットを備え、
　前記第一の湿分回収ポケットの位置における流路の幅は、該第一の湿分回収ポケットの上流の流路の幅及び下流の流路の幅よりも狭くなるように形成されている湿分分離器。
　請求項１に記載の湿分分離器において、
　前記流路の前記曲部の外側に設けられ、該曲部から上流に向かって開口する第二の湿分回収ポケットをさらに備える湿分分離器。
　請求項１に記載の湿分分離器において、
　蛇行状に形成された板状の部材で、複数間隔を有して配設され、互いの間を前記流路とする波板と、
　該波板に固定され、前記流路上流に向かって突出し、該波板との間で前記第一の湿分回収ポケットを形成する突出部材とをさらに備える湿分分離器。
　請求項３に記載の湿分分離器において、
　前記波板の配設方向に沿って、隣り合う前記波板同士を相対移動させる位置調整機構をさらに備える湿分分離器。
　気体を冷却する冷却部と、
　前記冷却部の後段に設けられた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の湿分分離器と、
　を備える冷却器。