JPH0228363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスが同伴された液体からのガスの
除去に関し、特に液体中にガスが存在しない方が
有利である場合に液体から少量のガスを除去しな
ければならない用途に関する。本発明を適用でき
る具体例は、油圧系、電解液取扱い系など、少量
のガスが非常に望ましくない作用をなす系であ
る。

密度によつてある物質を別の物質から分離する
多くの用途において、これらの物質が同じ物理的
状態にあるか異なる物理的状態にあるかにかゝわ
らず、そして特に軽い液体を重い液体から、また
ガスを液体から分離するのにサイクロンまたは遠
心分離器が用いられてきた。従来の幾つかの装置
は、垂直軸線のまわりで円筒または円錐形状の本
体を有し、液体をまき込んだ液体を本体の円面に
接線方向に導入する導入口を本体の頂部近くに有
し、さらに２つの排出口を、一つはガスを排出す
るために本体の頂部の中心に、もう一つはガス抜
きずみ液体を排出するために本体の底部に有する
ものと表現することができる。このような基本的
構成の例がSchneibleの米国特許第928546号
（1909年７月20日発行）およびWisemanの米国特
許第4097358号（1978年６月27日発行）に見られ
る。

ある種の用例では、気液混合物から除去したガ
ス中に少量の液体が同伴されるのを防止する目的
で、バツフルや他の構造体を使用している。この
ような構造体の例が、Guyerらの米国特許第
2955916号（1960年10月11日発行）のバツフルお
よびコレクタリングおよびLowrieの米国特許第
3877904号（1975年４月15日発行）のバツフル板
に見られる。別の用例では、特にガス流からの液
体エーロゾルの分離に適当な用例では、フイルタ
を用いてエーロゾルを液体として収集、液化そし
て排出する。偏向板またはバツフルに加えて回転
円錐形疎液性フイルタを用いた、この型式の構造
の１例がBoothらの米国特許第3828524号（1974
年８月13日発行）に見られる。

本発明は、一次電気化学系、例えば海水電池用
の電解液取扱い系において電解液から遊離水素を
除去する用途のように、ガス量が小さいか可変で
あるかまたはその両方である場合に、液体から同
伴ガスを除去するための特定構造を提供する。こ
の構造はサイクロン分離器を構成し、その本体は
円筒形または円錐形または円筒形と円錐形の組合
せとすることができ、本体の一端に、分離すべき
物質の混合物を受取る接線方向導入口と、本体の
他端またはその付近に、密度の大きい物質、即ち
液体からの気体の分離の場合には液体を排出する
排出口とを具える。該構造は、その入口端に排気
オリフイスを、また分離器の本体と排気オリフイ
スとの間に新規なフイルタ装置を含む。フイルタ
装置は、分離器の内部から排気オリフイスまで通
じるガス通路を有する部分と回転部分を具え、回
転部分は、ガス通路の入口部に配置されたフイル
タを含み、フイルタは、排出ガス流に同伴される
固体粒子が排気オリフイスを詰まらせるのを防止
する。フイルタを含む回転部分の回転の結果生じ
る遠心力により、排気オリフイスがフイルタスク
リーンを通る液滴によつて詰まるのを防止する。
フイルタ保持回転部材は、本体の内壁の接線方向
に分離器に入つてくる混合物の流れの中に延在す
る羽根によつて、軸線のまわりを回転する。

流体を用いるか流体に依存した多くのシステム
が汚染問題に遭遇しており、かゝる汚染問題はシ
ステムの作動時に有害でさらには危険ですらあ
り、特に異なる物理的状態の物質を扱う場合そう
である。例えば油圧系での空気の存在、電解液系
での爆発性ガスの存在、加圧空気系における水の
凝縮のようにいずれの系でも汚染物質の除去を必
要とする。従来技術に関連して説明したように、
液体系および気体系いずれにても液体および気体
を分離するにはサイクロン分離器が使用されてき
た。本発明は、液体取扱いシステムから同伴ガス
を除去するためのサイクロン分離器の改良を目指
すもので、同伴ガスの量が可変で、ガス排出を小
さい制限オリフイスで制御する用途に特に有用で
ある。特に、本発明は、ガス流を小さなオリフイ
スで制限する状態で、小さな粒子が混つている電
解液から水素ガスを除去する用途に有用である。

次に図面を参照しながら本発明を詳述する。

第１図は本発明のサイクロン分離器を一部破断
した立面図である。このサイクロン分離器１は本
体１１および上方部分２を具える。本体１１は第
１図に示すように円筒形とするか、または円錐形
または円筒形に円錐形を組合せた形状とすること
ができ、導入口１４を有し、この導入口１４が処
理すべき混合物を内壁に対して接線方向に向け
て、混合流が、進入流れの作用下で本体の壁のま
わりに分離器の反対端、即ち液体が排出管１５を
経て分離器から流出する下端まで施回するように
構成されている。渦を生成するとともに半径方向
圧力勾配を生じる強制遠心力の作用下でのこの移
行中に、液体中に同伴されたガスは分離器の中心
に向つて移動し、さらに圧力勾配の作用下でフイ
ルタスクリーン５および制限用排気オリフイス７
を通り、通路１６を経て大気中に流れる。通路１
６に大径管またはホースを連結して、排出ガスを
特定の場所まで運ぶようにすることができる。

図面には垂直軸線のまわりに直立した代表的装
置を示したが、この向きは本発明の装置に必要で
もなければ限定的でもない。但し、この型式の分
離器が、重力の影響を最小に抑えた圧力と流量を
有する系にもつともよく使われる。本発明の生み
の親となつた系は150Gの範囲の力を生じた。

電解液取扱いシステムで生じるように、混合物
中に同伴ガスが少量しか含まれないシステムで
は、排気オリフイス、例えばオリフイス７の構造
および形状が、オリフイスが大きすぎると液体が
過剰にオリフイスから流出しまたオリフイスが小
さすぎると液体または固体粒子がオリフイスを詰
まらせたり塞いだりするのでオリフイス詰まりが
生じるという意味で重要である。この理由から、
本発明の分離器構造ではフイルタ構造３を設けて
固体粒子が排気オリフイス７を詰まらせるのを防
止する。フイルタ構造３は特殊形状とした上端部
分２に埋設、保持されており、第２および３図に
詳細に示すように幾つかの部品から構成される。

図示例では、円筒形固定軸受部材３０は環状取
付フランジ部分３１を有し、これが分離器の上端
部分２の凹所２１内に装着され、所定位置に締付
手段、例えばねじ２２により保持されている。固
定軸受部材３０は円筒形軸受部分３２も有し、こ
の軸受部分３２は部材３０の片側にあけた凹所３
４から軸受部分３２の反対端まで延在する円筒状
軸受内面３３を有する。円筒形スタブ軸３７が円
筒形軸受部分３２の軸受内面３３にジヤーナル支
承され、このスタブ軸３７によつて、回転部材６
が、固定軸受部材３０に、分離器軸線のまわりに
固定軸受部材に対して回転自在に支持されてい
る。円筒形スタブ軸３７はねじ切り軸線方向穴３
８を有し、頭付保持部材３９のねじ部分を受け入
れ、この保持部材３９により回転部材６を固定軸
受部材３０の円筒形軸受部分３２に保持する。フ
イルタ構造の軸線のまわりでの自由回転は、３３
での軸受面およびリング４０によつて維持され
る。リング４０は保持部材３９の頭部の張出し部
分に対する軸受面を提供する。保持部材３９には
穴２６があけられ、脱出ガスが分離器の排出オリ
フイス７から出口孔１６まで流通できるようにし
てある。回転部材のねじ切軸線方向穴は、その内
端で、例えば円錐部２７で示すように拡開され
て、比較的大面積のガス入口と通路の自浄部分を
構成し、円錐部２７の縁はアンダーカツトされて
溝２９が形成されている。スクリーンまたはフイ
ルタ５をこのガス入口を覆つて配置し、自己の弾
性によつてまたは環状スナツプリングによつて所
定位置に保持できる。

回転部材６の本体はそこから突出する複数のフ
インまたは羽根３６を有し、これらの羽根３６
は、導入口１４から分離器本体１１に流入する混
合物の進路に一定距離延在して、流れにより駆動
されるような寸法となつている。フイルタ構造３
全体を第１図に示すように上方部分２に埋設する
か、上方部分の内面と面一に装着するか、または
部分的に埋設して、固定軸受部材の環状取付フラ
ンジ部分のみを、回転部材６にスピンを与えるの
に必要な羽根の露出量に応じて、上方部分２にセ
ツトすることができる。添付図面と関連した以上
の説明は実際に製作し試験した本発明の最良の具
体例を示しているという意味で好適実施例を構成
するが、これは本発明の要旨の特別な適用例では
ない。他の等価な軸受構造および保持システムを
使用することができ、本発明においては固定軸受
部材と、分離器本体と軸線方向で心あわせしてあ
ると共に流体流中に突出する羽根により駆動され
る回転部材と、ガスが逃げる排気通路と、排気オ
リフイスを固体粒子から保護する回転フイルタま
たはスクリーンとを組合せ、スクリーンから排気
オリフイスまでの部材を回転させて、遠心力によ
り液体をスクリーンの外部に移動させ、これによ
り液体を排気オリフイス入口から遠ざけさえすれ
ばよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサイクロン分離器を一部破断
して示す部分断面立面図、第２図は本発明のフイ
ルタ構造の縦断面図、および第３図は第２図のフ
イルタ構造の破断斜視図である。 １……サイクロン分離器、２……上方部分、３
……フイルタ構造、５……フイルタ、６……回転
部材、７……排気オリフイス、１１……本体、１
４……導入口、１５……排出口、１６……ガス通
路、２７……円錐部、３０……固定軸受部材、３
３……軸受面、３６……羽根、３７……スタブ
軸、３８……ねじ切穴、３９……保持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸線に関して対称な本体と、前記本体の一端
   近くで本体の壁の接線方向に液体を導入して前記
   軸線のまわりに回転誘導渦を生成する導入口と、
   前記一端とは反対側に位置しガス抜きずみ液体を
   排出する排出口と、前記本体の一端にその内部に
   設けた排気オリフイスと、前記排気オリフイスに
   設けたフイルタ装置とを具える液体から同伴ガス
   を除去する遠心分離器において、 (a) 前記フイルタ装置が前記排気オリフイスと渦
   との間に介在し、また前記本体内の液体流に応
   じて前記軸線のまわりを回転するように装着さ
   れた羽根付き回転部材を具え、 (b) 前記本体に取付けられた前記羽根付き回転部
   材が、前記本体の一端に軸受構造により軸線の
   まわりで回転自在に支持され、前記渦まく液体
   の流路に延在する複数の半径方向羽根を有し (c) 前記回転部材が、前記回転軸線と心あわせし
   たガス入口と、ガスを前記ガス入口から前記排
   気オリフイスまで送るガス通路と、フイルタを
   前記ガス入口に保持する手段とを含み、 (d) 前記ガス通路が円錐部分を含み、この円錐部
   分の基部が前記ガス入口をなし、かつ前記軸線
   に直交する平面内にあり、円錐部分の頂部が前
   記排気オリフイスと連通しており、 (e) 平面フイルタが前記ガス入口に前記保持手段
   により固着されて前記渦から排気オリフイスへ
   流れる流体流すべてをさえぎり、 (f) かくして遠心分離器に流れて遠心脱ガスされ
   る液体が前記羽根付き回転部材を回転し、かく
   して前記平面フイルタが、前記排気オリフイス
   への途中で、ガスに同伴された液体を収集し振
   り払い、かくして前記フイルタを通過し前記ガ
   ス通路に集まるエーロゾルが、オリフイスを詰
   まらせることなく、遠心作用で前記ガス入口に
   戻されるようにした遠心分離器。