JPH01207151A - 遠心式気液分離器 - Google Patents
遠心式気液分離器Info
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- JPH01207151A JPH01207151A JP63031799A JP3179988A JPH01207151A JP H01207151 A JPH01207151 A JP H01207151A JP 63031799 A JP63031799 A JP 63031799A JP 3179988 A JP3179988 A JP 3179988A JP H01207151 A JPH01207151 A JP H01207151A
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- Japan
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- separation chamber
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
- B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
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。
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〕
本発明は遠心式の気液分離器、特に宇宙等の無重力ない
しは微小重力下で、気液混合流体から確実に気体と液体
とを分離して取出すことのできる遠心式気液分離器に関
する。
しは微小重力下で、気液混合流体から確実に気体と液体
とを分離して取出すことのできる遠心式気液分離器に関
する。
宇宙における微小重力環境においては、例えば水のよう
な液体と、例えば空気の如き気体との混合体は、地上に
おけるような比重差により容易に分離することはできな
い。微小重力環境にあって、人類が生存したり、科学実
験を進める際、水又はその他の液体を利用・再生する必
要性があるがこれら液体を扱うプラント又はシステムに
おいて液体が空気、窒素、水素、酸素、メタン等のガス
体と共存するときＫは気液分離操作を必要とするケース
が生じる。
な液体と、例えば空気の如き気体との混合体は、地上に
おけるような比重差により容易に分離することはできな
い。微小重力環境にあって、人類が生存したり、科学実
験を進める際、水又はその他の液体を利用・再生する必
要性があるがこれら液体を扱うプラント又はシステムに
おいて液体が空気、窒素、水素、酸素、メタン等のガス
体と共存するときＫは気液分離操作を必要とするケース
が生じる。
従来、微小重力下の気液分離装置として遠心分離手段や
膜分離手段が提案されている。
膜分離手段が提案されている。
上記従来の気液分離器には解決すべき次の課題があった
。
。
（１）気体と液体の分離が確実に行なわれない場合があ
った。
った。
（２）遠心式の気液分離器では遠心力がない場合は気液
、特に気体の漏出を防ぐことができなかった。
、特に気体の漏出を防ぐことができなかった。
本発明は上記課題の解決手段として外周面に分離液出口
を有する回転可能な中空円盤状の気液分離室と、同気液
分離室を外方から水密状にかつその回転を非拘束に囲う
と共に外方内周と上記気液分離室の外周との間に液密状
に分離液体の貯溜室を有するハウジングと、同ハウジン
グの上記貯溜室から連続的に分離液体を取出し可能な分
離液取出口と、上記気液分離室の回転中心近傍にその回
転中心に沿って両側より挿入され一方から気液分離室内
に気液混合流体を供給すると共に他方から分離気体を排
出する回転軸管とを具備してなることを特徴とする遠心
式気液分離器を提供しようとするものである。
を有する回転可能な中空円盤状の気液分離室と、同気液
分離室を外方から水密状にかつその回転を非拘束に囲う
と共に外方内周と上記気液分離室の外周との間に液密状
に分離液体の貯溜室を有するハウジングと、同ハウジン
グの上記貯溜室から連続的に分離液体を取出し可能な分
離液取出口と、上記気液分離室の回転中心近傍にその回
転中心に沿って両側より挿入され一方から気液分離室内
に気液混合流体を供給すると共に他方から分離気体を排
出する回転軸管とを具備してなることを特徴とする遠心
式気液分離器を提供しようとするものである。
本発明は上記のようＫｍ成されるので次の作用を有する
。即ち、回転軸管の一方から気液混合流体を供給しなが
ら気液分離室を回転させると、その遠心力で気液が比重
差に応じて液体と気体とに分離し、液体は分離液出口を
経て一旦、貯溜室に排出され、そこから改めて分離液取
出口を通じて連続的に取出される。気体は回転軸管の他
方から取出される。
。即ち、回転軸管の一方から気液混合流体を供給しなが
ら気液分離室を回転させると、その遠心力で気液が比重
差に応じて液体と気体とに分離し、液体は分離液出口を
経て一旦、貯溜室に排出され、そこから改めて分離液取
出口を通じて連続的に取出される。気体は回転軸管の他
方から取出される。
本発明の第１実施例について第１図により説明する。
図において、外周面に複数個の分離液出口２を有し、気
液分離室３を内包する中空円盤４の中心を貫通・剛接し
た回転軸管５に駆動装置１から回転力を受け、中空円盤
４は回転する。気液混合流体を供給配管６から供給する
と１回転軸管５の穿設孔７から分離室３に注入され、中
空円盤４中で、遠心分離作用を受は比重の大きい液体は
中空円盤４の外周側に飛散・集積して分離液出口２を経
て分離液貯！ｆ１８に移動し１分離液取出口９より、気
泡を含まない液体として取り出せる。人工回転重力下に
ある気液分離室３で分離された気体は回転軸管５付近に
とｙまり、気液混合流体供給速度と、分離取出液量とに
よる気液分離室３の圧力変動を補償しつ〜回転軸管５に
穿設されたもう一方の気体出口１０を経て気体取出配管
１１より放出又は回収される。
液分離室３を内包する中空円盤４の中心を貫通・剛接し
た回転軸管５に駆動装置１から回転力を受け、中空円盤
４は回転する。気液混合流体を供給配管６から供給する
と１回転軸管５の穿設孔７から分離室３に注入され、中
空円盤４中で、遠心分離作用を受は比重の大きい液体は
中空円盤４の外周側に飛散・集積して分離液出口２を経
て分離液貯！ｆ１８に移動し１分離液取出口９より、気
泡を含まない液体として取り出せる。人工回転重力下に
ある気液分離室３で分離された気体は回転軸管５付近に
とｙまり、気液混合流体供給速度と、分離取出液量とに
よる気液分離室３の圧力変動を補償しつ〜回転軸管５に
穿設されたもう一方の気体出口１０を経て気体取出配管
１１より放出又は回収される。
回転軸管５の管内には供給される気液混合流体と、分離
後の気体が混合しないように隔壁１２でさえぎられる。
後の気体が混合しないように隔壁１２でさえぎられる。
回転軸管５の一端にはハウジング１３に固定された供給
配管６の先端６′が挿入され、０リング１４により気液
混合流体の漏れを防いでいる。
配管６の先端６′が挿入され、０リング１４により気液
混合流体の漏れを防いでいる。
回転軸管５の他の一端にはハウジング１３に固定した気
体取出配管１１を挿入して、０リング１５でシールする
。回転軸管５は、台上環に固定設置されるハウジング１
３の中央部で、中空円盤４を伴ない急速回転に耐える態
数個のベアリング１６に嵌着・保持される。
体取出配管１１を挿入して、０リング１５でシールする
。回転軸管５は、台上環に固定設置されるハウジング１
３の中央部で、中空円盤４を伴ない急速回転に耐える態
数個のベアリング１６に嵌着・保持される。
ハウジング１３の内面には中空円盤４の外周面に圧接し
、分離液貯槽８からの分離液洩出を防止する目的でリッ
プシール１７が嵌設される。分離液貯槽８には運転開始
前地上において実施する当該室の空気抜きボート１９を
連接する。
、分離液貯槽８からの分離液洩出を防止する目的でリッ
プシール１７が嵌設される。分離液貯槽８には運転開始
前地上において実施する当該室の空気抜きボート１９を
連接する。
第２図は中空円盤４内について別の構成を示した本発明
の第２ないし第６実施例の図で図（Ａｌは第２実施例を
示し、金網又は穴あき板などで構成された保持具蜀が気
液分離室３の内面に固定され、保持具おの中央部にフロ
ー）２０と分離液出口２を押圧して分離液流出を止める
パルプ４０を両端に締結したフロート軸５が自在に摺動
しうる状態で連通しており、中空円盤４が回転し、気液
混合流体が回転軸管５の穿設孔７から気液分離室３に供
給されるとき、液体を全く含まない供給流体の場合には
、フロート印、フロート軸５及びパルプ４０は遠心力に
よって連動し、パルプ栃が分離液出口２を圧接し、気体
流出は回転軸管５に穿設された分離気体出口１０を経て
流出する。供給される気液混合流体に液体が含まれる場
合には、パルプ４０の周囲即ち、回転軸管５の軸心に対
し同心円状に液体が溜まってきてパルプ４０は液体に没
するが、パルプ（社）と分離液出口２は圧接状態が続き
液流出は起らない。液体がさらに溜まり、フロート軸５
も液体に没し、フロー）２０がその遠心力下（人工重力
下）において液表面から一部没したところで浮上するよ
うにフロート加、フロート軸５及びパルプ４０の総重蓋
を構成しており、フロート加の浮上によってパルプ４０
は始めて分離液出口２と離ねて分離液流出が始まる。上
記の通り供給される気液混合流体の気液混合割合や供給
量の変動に対して本実施例によれば常に分離液出口２か
らは液体のみが流出する。
の第２ないし第６実施例の図で図（Ａｌは第２実施例を
示し、金網又は穴あき板などで構成された保持具蜀が気
液分離室３の内面に固定され、保持具おの中央部にフロ
ー）２０と分離液出口２を押圧して分離液流出を止める
パルプ４０を両端に締結したフロート軸５が自在に摺動
しうる状態で連通しており、中空円盤４が回転し、気液
混合流体が回転軸管５の穿設孔７から気液分離室３に供
給されるとき、液体を全く含まない供給流体の場合には
、フロート印、フロート軸５及びパルプ４０は遠心力に
よって連動し、パルプ栃が分離液出口２を圧接し、気体
流出は回転軸管５に穿設された分離気体出口１０を経て
流出する。供給される気液混合流体に液体が含まれる場
合には、パルプ４０の周囲即ち、回転軸管５の軸心に対
し同心円状に液体が溜まってきてパルプ４０は液体に没
するが、パルプ（社）と分離液出口２は圧接状態が続き
液流出は起らない。液体がさらに溜まり、フロート軸５
も液体に没し、フロー）２０がその遠心力下（人工重力
下）において液表面から一部没したところで浮上するよ
うにフロート加、フロート軸５及びパルプ４０の総重蓋
を構成しており、フロート加の浮上によってパルプ４０
は始めて分離液出口２と離ねて分離液流出が始まる。上
記の通り供給される気液混合流体の気液混合割合や供給
量の変動に対して本実施例によれば常に分離液出口２か
らは液体のみが流出する。
図ｆＢｌは第３実施例を示しフロート弁２１が気液分離
室３に固定された、穴あき板等よりなるフロート保持具
３１とそれに固設された。フロート弁２１の運動範囲を
抑制する穴あき板製筒３２の内部に過量されており、回
転中の中空円盤４に気体のみが供給されたときの作用は
、フロート２１が分離液出口２に圧接する弁として働ら
き、液体を含む気液混合流体が供給さね、フロート２１
が液表面に浮上する際には分離液出口２より液体のみが
流出する。
室３に固定された、穴あき板等よりなるフロート保持具
３１とそれに固設された。フロート弁２１の運動範囲を
抑制する穴あき板製筒３２の内部に過量されており、回
転中の中空円盤４に気体のみが供給されたときの作用は
、フロート２１が分離液出口２に圧接する弁として働ら
き、液体を含む気液混合流体が供給さね、フロート２１
が液表面に浮上する際には分離液出口２より液体のみが
流出する。
図ｆｃ）は第４実施例を示し、気液分離室３にフロート
スイッチ７０を開閉するアーム付フロー）２１”−１気
液分離室３内部の液体量に対応して運動し、電気回路開
閉により導線７２を介して電磁室７３及びそわと連動す
るパルプ４１により分離液出口２を開閉して分離液の流
出を制御する。
スイッチ７０を開閉するアーム付フロー）２１”−１気
液分離室３内部の液体量に対応して運動し、電気回路開
閉により導線７２を介して電磁室７３及びそわと連動す
るパルプ４１により分離液出口２を開閉して分離液の流
出を制御する。
図（ＤＪは第５実施例を示し、光学的手段によってパル
プ４１を制御する構成である。即ち、透明な中空円盤４
の外部に設置した光源（資）からの光束１００が、気液
分離室３の内面に構成したレンズ８１を経て円転中の透
明円盤４中光路に分離液体が存在するときと存在しない
とき、集光あるいは散光光量を受光部８２が捉らえ電気
信号に変換して電磁室７３及びパルプ４１を連動させ分
離液のみを分離液出口２から流出させる。
プ４１を制御する構成である。即ち、透明な中空円盤４
の外部に設置した光源（資）からの光束１００が、気液
分離室３の内面に構成したレンズ８１を経て円転中の透
明円盤４中光路に分離液体が存在するときと存在しない
とき、集光あるいは散光光量を受光部８２が捉らえ電気
信号に変換して電磁室７３及びパルプ４１を連動させ分
離液のみを分離液出口２から流出させる。
図（Ｅｌ）及び図（Ｅ２）は第６実施例を示し、中空円
盤４内では気液分離室３と分離液室（資）とを隔離し、
気液分離室３側には遠心力によりストローク運動するピ
ストン（資）が設けられている。ピストン５０には内孔
シと球弁ｎ及び球弁ｎを支えるスプリング５２、さらに
分離液出口５３が設けられており、無遠心力時に図（Ｅ
ｌ）の状態にピストン（資）を保持しうるスプリング５
１を組み込んだブロックωが、回転軸管５を中心に複数
組だけバランスよく配設されている。中空円盤４の回転
によって遠心力が働らき、気液分離室３に液体が存在し
ないときは球弁ｎがスプリング５２に押されてピストン
内孔シを塞さいでいる状態でピストン力がストロークす
る。気液分離室３に液体が存在するときはその液体に作
用する遠心付加重量によって、球弁ｎとそれに抗するス
プリング５２とのバランスが破れて図（Ｅ２）に示すよ
うに球弁ｎは弁座な離れ、気液分離室３、ピストン内孔
５４に存在する液体は球弁ｎの周囲なくｙり抜けて分離
液出口＆から分離液室８０に流入する。即ち、本実施例
によりば中空円盤４の回転の有無にか〜わらず気体が分
離液出口２から外部に漏ねることはない。
盤４内では気液分離室３と分離液室（資）とを隔離し、
気液分離室３側には遠心力によりストローク運動するピ
ストン（資）が設けられている。ピストン５０には内孔
シと球弁ｎ及び球弁ｎを支えるスプリング５２、さらに
分離液出口５３が設けられており、無遠心力時に図（Ｅ
ｌ）の状態にピストン（資）を保持しうるスプリング５
１を組み込んだブロックωが、回転軸管５を中心に複数
組だけバランスよく配設されている。中空円盤４の回転
によって遠心力が働らき、気液分離室３に液体が存在し
ないときは球弁ｎがスプリング５２に押されてピストン
内孔シを塞さいでいる状態でピストン力がストロークす
る。気液分離室３に液体が存在するときはその液体に作
用する遠心付加重量によって、球弁ｎとそれに抗するス
プリング５２とのバランスが破れて図（Ｅ２）に示すよ
うに球弁ｎは弁座な離れ、気液分離室３、ピストン内孔
５４に存在する液体は球弁ｎの周囲なくｙり抜けて分離
液出口＆から分離液室８０に流入する。即ち、本実施例
によりば中空円盤４の回転の有無にか〜わらず気体が分
離液出口２から外部に漏ねることはない。
地上において運転する場合上記第１ないしｔＪＬ５実施
例では気液混合流体を供給しないときにも常に遠心力を
与えておかなければ気体は分離液出口２から漏れてゆく
が第６実施例では上記の通り、その懸念はなく、気液混
合流体を供給する時のみ遠心力を付与すればよく、気液
分離器の運転上有利な面を有する。たとえば宇宙におけ
る微小重量環境にあっても或は地上から宇宙へ装置を運
び上げる際の重力規模の変動下にあっても第６実施例は
常に分離液出口２からは液体のみ、気体取出配管１１か
らは気体のみを排出するという機能を維持する。
例では気液混合流体を供給しないときにも常に遠心力を
与えておかなければ気体は分離液出口２から漏れてゆく
が第６実施例では上記の通り、その懸念はなく、気液混
合流体を供給する時のみ遠心力を付与すればよく、気液
分離器の運転上有利な面を有する。たとえば宇宙におけ
る微小重量環境にあっても或は地上から宇宙へ装置を運
び上げる際の重力規模の変動下にあっても第６実施例は
常に分離液出口２からは液体のみ、気体取出配管１１か
らは気体のみを排出するという機能を維持する。
なお、地上において上記第１ないしｉＰ６実施例の気液
分離器の運転を始める当っては、分離液貯槽８のガス抜
きを行なう必要があり、その場合は空気抜きｄ”−）１
９を開いて行なう。
分離器の運転を始める当っては、分離液貯槽８のガス抜
きを行なう必要があり、その場合は空気抜きｄ”−）１
９を開いて行なう。
本発明は上記のように構成されるので次の効果を有する
。
。
１１１ 気液混合流体から、気体と液体とを完全に分
離し、かつ、宇宙空間等へ漏出することなく回収できる
。
離し、かつ、宇宙空間等へ漏出することなく回収できる
。
（２） 小型軽量の気液分離器が得らり、取扱性、経
済性に優れる。
済性に優れる。
（３）中空円盤状の気液分離室内に、たとえば第６実施
例のようなスプリングとピストンを設けることによって
無重力、無遠心力の条件下でも、気体を外部へ漏出させ
ない気液分離器が得られる。
例のようなスプリングとピストンを設けることによって
無重力、無遠心力の条件下でも、気体を外部へ漏出させ
ない気液分離器が得られる。
第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は本発
明の第２ないし第６実施例の各中空円盤４０片側縦断面
を示す図で、（Ａｌは第２実施例を、（Ｂｌは第３実施
例を、（Ｃ）は第４実施例を、（ＤＩは第５実施例をそ
れぞれ示す図、（Ｅｌ）及び（Ｅ２）は第６実施例を示
し、（Ｅｌ）は無遠心力状態（無回転状態）を、（Ｅ２
）は遠心力状態で、かつ、気液混合流体が液体を含んで
いる場合を、各々示す図である。
明の第２ないし第６実施例の各中空円盤４０片側縦断面
を示す図で、（Ａｌは第２実施例を、（Ｂｌは第３実施
例を、（Ｃ）は第４実施例を、（ＤＩは第５実施例をそ
れぞれ示す図、（Ｅｌ）及び（Ｅ２）は第６実施例を示
し、（Ｅｌ）は無遠心力状態（無回転状態）を、（Ｅ２
）は遠心力状態で、かつ、気液混合流体が液体を含んで
いる場合を、各々示す図である。
Claims (1)
- 外周面に分離液出口を有する回転可能な中空円盤状の気
液分離室と、同気液分離室を外方から水密状にかつその
回転を非拘束に囲うと共に外方内周と上記気液分離室の
外周との間に液密状に分離液体の貯溜室を有するハウジ
ングと、同ハウジングの上記貯溜室から連続的に分離液
体を取出し可能な分離液取出口と、上記気液分離室の回
転中心近傍にその回転中心に沿って両側より挿入され一
方から気液分離室内に気液混合流体を供給すると共に他
方から分離気体を排出する回転軸管とを具備してなるこ
とを特徴とする遠心式気液分離器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031799A JPH01207151A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 遠心式気液分離器 |
| EP89101810A EP0328949B1 (en) | 1988-02-16 | 1989-02-02 | Centrifugal type gas-liquid separator |
| DE8989101810T DE68903965T2 (de) | 1988-02-16 | 1989-02-02 | Gas-fluessigkeits-zentrifugalabscheider. |
| US07/307,287 US4904284A (en) | 1988-02-16 | 1989-02-07 | Centrifugal type gas-liquid separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031799A JPH01207151A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 遠心式気液分離器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01207151A true JPH01207151A (ja) | 1989-08-21 |
Family
ID=12341117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63031799A Pending JPH01207151A (ja) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | 遠心式気液分離器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4904284A (ja) |
| EP (1) | EP0328949B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01207151A (ja) |
| DE (1) | DE68903965T2 (ja) |
Families Citing this family (31)
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