JPH06178908A - サイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置 - Google Patents
サイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置Info
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- JPH06178908A JPH06178908A JP35323092A JP35323092A JPH06178908A JP H06178908 A JPH06178908 A JP H06178908A JP 35323092 A JP35323092 A JP 35323092A JP 35323092 A JP35323092 A JP 35323092A JP H06178908 A JPH06178908 A JP H06178908A
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気・液分離装置として、試料ガスに対して実
質的なデッドスペースが小さく、しかも流路としても断
面積などの変化が少なく滞留のない形状を得ること。 【構成】 本発明では、流速をある程度大きく維持しな
がら凝縮水分などを分離するための旋回流を与えてサイ
クロン作用によって液滴を外周側に付着させ、その外周
壁を液体に対して滲透性をもつ材料で構成して液体成分
をスペースのある容器内に滲透させ収容する。
質的なデッドスペースが小さく、しかも流路としても断
面積などの変化が少なく滞留のない形状を得ること。 【構成】 本発明では、流速をある程度大きく維持しな
がら凝縮水分などを分離するための旋回流を与えてサイ
クロン作用によって液滴を外周側に付着させ、その外周
壁を液体に対して滲透性をもつ材料で構成して液体成分
をスペースのある容器内に滲透させ収容する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃焼排気ガスの分析・
測定など主として環境汚染防止の技術特にガス分析・測
定装置に使用する気液分離装置に関する。燃焼排気ガス
には一般に水分など常温において凝縮して液状となる成
分を含んでおり、ガス分析装置などにサンプルガスを常
温近傍で導入するときには液状成分などを分離する必要
がある。本発明はこの種の気液分離装置の改良に関す
る。
測定など主として環境汚染防止の技術特にガス分析・測
定装置に使用する気液分離装置に関する。燃焼排気ガス
には一般に水分など常温において凝縮して液状となる成
分を含んでおり、ガス分析装置などにサンプルガスを常
温近傍で導入するときには液状成分などを分離する必要
がある。本発明はこの種の気液分離装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車排気ガスの分析計のサンプリング
系においては普通は水分を除去する。この水分を除去す
る方法としては、図２のようにサンプルラインをコンデ
ンサ容器４０に導き、コンデンサ容器を氷で０℃近傍ま
で冷却してサンプルガス中の水分を凝縮してコンデンサ
容器４０内に溜め、後に排水するようにしてサンプリン
グポンプや分析計に入らないようにトラップする方法や
図３のようにサンプルガスを冷却水槽内を蛇行するコン
デンサ管内に導いて冷却してコンデンサ管の下端に接続
しているコンデンサ容器５０内に溜め、後に間欠的に排
水するようにしてトラップを用いる方法などがある。こ
れらの方法ではある時間内に凝縮する水分を収容できる
容積のトラップが必要であり、通常気体状態で１４％に
も達する水分は凝縮しても排気ガス１ｍ3 （１０ｌ／ｍ
ｉｎの流量で１００ｍｉｎ）に対して１１０ｍｌ以上に
達する。このために凝縮水を収容する容器は通過流量に
もよるがトラップのための容器として５０〜１００ｍｌ
以上を要していた。
系においては普通は水分を除去する。この水分を除去す
る方法としては、図２のようにサンプルラインをコンデ
ンサ容器４０に導き、コンデンサ容器を氷で０℃近傍ま
で冷却してサンプルガス中の水分を凝縮してコンデンサ
容器４０内に溜め、後に排水するようにしてサンプリン
グポンプや分析計に入らないようにトラップする方法や
図３のようにサンプルガスを冷却水槽内を蛇行するコン
デンサ管内に導いて冷却してコンデンサ管の下端に接続
しているコンデンサ容器５０内に溜め、後に間欠的に排
水するようにしてトラップを用いる方法などがある。こ
れらの方法ではある時間内に凝縮する水分を収容できる
容積のトラップが必要であり、通常気体状態で１４％に
も達する水分は凝縮しても排気ガス１ｍ3 （１０ｌ／ｍ
ｉｎの流量で１００ｍｉｎ）に対して１１０ｍｌ以上に
達する。このために凝縮水を収容する容器は通過流量に
もよるがトラップのための容器として５０〜１００ｍｌ
以上を要していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、従来のガス分析
計はガス濃度の変化に対してほぼ秒単位の応答性しかも
っていなかったので、サンプル流路系もこれに相当する
程度の時間遅れが許容されてきた。しかし、最近、高速
応答のガス分析計が実現し、１０ｍｓ以下の応答性が可
能となってきて、これに対応してサンプル流路系の時間
遅れも１００ｍｓ以下が必要とされるようになった。こ
のために、流路系内のデッドスペースをできるだけ小さ
くすることが要求される。従来の技術では気液分離のた
めのスペースが２０ｍｌ以上にも達して、１０ｍｌ／ｍ
ｉｎ程度の流量において、１２０ｍｓ以上の平均滞留時
間を要して、高速応答に対応できなくなってきた。
計はガス濃度の変化に対してほぼ秒単位の応答性しかも
っていなかったので、サンプル流路系もこれに相当する
程度の時間遅れが許容されてきた。しかし、最近、高速
応答のガス分析計が実現し、１０ｍｓ以下の応答性が可
能となってきて、これに対応してサンプル流路系の時間
遅れも１００ｍｓ以下が必要とされるようになった。こ
のために、流路系内のデッドスペースをできるだけ小さ
くすることが要求される。従来の技術では気液分離のた
めのスペースが２０ｍｌ以上にも達して、１０ｍｌ／ｍ
ｉｎ程度の流量において、１２０ｍｓ以上の平均滞留時
間を要して、高速応答に対応できなくなってきた。
【０００４】ガス分析計のサンプル流路系においては、
応答速度を重要視するとき、流速として３０ｍ／ｓ以上
で、デッドスペースも全体で１秒間の流量の１／３０以
下が望ましい。このような目標を実現するためには気・
液分離装置として、実質的なデッドスペースが小さく、
しかも流路としても断面積などの変化が少なく滞留のな
い形状が必要となる。本発明はこのように、デッドスペ
ースを小さくしかつ流速も適当に保って試料ガスの前後
の混合をできるだけ小さくする課題を解決しようとする
ものである。
応答速度を重要視するとき、流速として３０ｍ／ｓ以上
で、デッドスペースも全体で１秒間の流量の１／３０以
下が望ましい。このような目標を実現するためには気・
液分離装置として、実質的なデッドスペースが小さく、
しかも流路としても断面積などの変化が少なく滞留のな
い形状が必要となる。本発明はこのように、デッドスペ
ースを小さくしかつ流速も適当に保って試料ガスの前後
の混合をできるだけ小さくする課題を解決しようとする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明のサイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置
は、容器内にらせん状のガス通路を設け、ガス通路の外
側壁面を滲透膜で構成し、凝縮水分などを含むガス状流
体を高速度でガス通路を通過させて、水分などの液状成
分を滲透膜を通過させてガス通路から容器内に分離し、
分離した後のガス状流体を取り出すことを特徴としてい
る。
の発明のサイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置
は、容器内にらせん状のガス通路を設け、ガス通路の外
側壁面を滲透膜で構成し、凝縮水分などを含むガス状流
体を高速度でガス通路を通過させて、水分などの液状成
分を滲透膜を通過させてガス通路から容器内に分離し、
分離した後のガス状流体を取り出すことを特徴としてい
る。
【０００６】
【作用】本発明では、流速をある程度大きく維持しなが
ら凝縮水分などを分離するための旋回流を与えてサイク
ロン作用によって液滴を外周側に付着させ、その外周壁
を液体に対して滲透性をもつ材料で構成して液体成分を
スペースのある容器内に滲透させ収容する。すなわち、
燃焼排気ガスの試料ガスは気液分離装置の入口に達する
までに必要な温度、例えば室温近くまで冷却されて、液
滴またはミストとして含んでいる。この試料ガスがガス
導入管からスパイラルに設けられたガス通路溝を通過す
るとき、早い旋回流となるので、その中に含まれるほぼ
５μ以上の粒径の液滴やミストは強い遠心力の作用によ
り旋回流の外側方向、すなわち滲透膜の方向に移動す
る。このような作用で試料ガス中の液体成分を滲透膜に
付着させることができる。滲透膜では徐々に液体成分が
ガス通路溝の側から容器内の空間の側に滲透し、液滴と
なって容器内で重力作用などにより落下する。一方、試
料ガス中のガス成分は滲透膜の表裏での圧力差がないた
めに、ほとんど滲透膜を通過しない。これによって試料
ガス中の液体成分を分離して、容器内の底部に収容する
ことができる。
ら凝縮水分などを分離するための旋回流を与えてサイク
ロン作用によって液滴を外周側に付着させ、その外周壁
を液体に対して滲透性をもつ材料で構成して液体成分を
スペースのある容器内に滲透させ収容する。すなわち、
燃焼排気ガスの試料ガスは気液分離装置の入口に達する
までに必要な温度、例えば室温近くまで冷却されて、液
滴またはミストとして含んでいる。この試料ガスがガス
導入管からスパイラルに設けられたガス通路溝を通過す
るとき、早い旋回流となるので、その中に含まれるほぼ
５μ以上の粒径の液滴やミストは強い遠心力の作用によ
り旋回流の外側方向、すなわち滲透膜の方向に移動す
る。このような作用で試料ガス中の液体成分を滲透膜に
付着させることができる。滲透膜では徐々に液体成分が
ガス通路溝の側から容器内の空間の側に滲透し、液滴と
なって容器内で重力作用などにより落下する。一方、試
料ガス中のガス成分は滲透膜の表裏での圧力差がないた
めに、ほとんど滲透膜を通過しない。これによって試料
ガス中の液体成分を分離して、容器内の底部に収容する
ことができる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図１を参照して説明する。
図１において１は気液分離装置である。気液分離装置１
は容器２と蓋体３とを有する。蓋体３は容器２の上端部
にねじ４によりシールリング５を挟んで取り付けられて
いて、容器２内に密閉された空間６を形成する。空間６
内にほぼ円柱若しくは円筒からなるガス通路部材７が配
置されている。ガス通路部材７は蓋体３の下面に取り付
けられて支持されている。ガス通路部材の外周にはらせ
ん状にガス通路溝８が形成されている。ガス通路溝８の
上端は蓋体３内に形成されているガス導入路１１に連通
し、また、ガス通路溝８の下端は通路２１とガス通路部
材７の中心方向に形成されているガス通路１３を介して
蓋体３内に形成されているガス導出路１２に連通してい
る。
図１において１は気液分離装置である。気液分離装置１
は容器２と蓋体３とを有する。蓋体３は容器２の上端部
にねじ４によりシールリング５を挟んで取り付けられて
いて、容器２内に密閉された空間６を形成する。空間６
内にほぼ円柱若しくは円筒からなるガス通路部材７が配
置されている。ガス通路部材７は蓋体３の下面に取り付
けられて支持されている。ガス通路部材の外周にはらせ
ん状にガス通路溝８が形成されている。ガス通路溝８の
上端は蓋体３内に形成されているガス導入路１１に連通
し、また、ガス通路溝８の下端は通路２１とガス通路部
材７の中心方向に形成されているガス通路１３を介して
蓋体３内に形成されているガス導出路１２に連通してい
る。
【０００８】らせん状のガス通路溝８の外側開放面１４
はガス通路部材７の外面に取り付けられている滲透膜１
５によって閉じられている。滲透膜１５は例えば濾紙の
ような滲透膜で構成することができる。蓋体３に構成さ
れているガス導入路１１はガス導入管１６に接続してお
り、またガス導出路１２はガス導出管１７と接続してい
る。このように構成された気液分離装置において、サン
プルガス中に含まれる液状成分を分離する作用は次の通
りである。
はガス通路部材７の外面に取り付けられている滲透膜１
５によって閉じられている。滲透膜１５は例えば濾紙の
ような滲透膜で構成することができる。蓋体３に構成さ
れているガス導入路１１はガス導入管１６に接続してお
り、またガス導出路１２はガス導出管１７と接続してい
る。このように構成された気液分離装置において、サン
プルガス中に含まれる液状成分を分離する作用は次の通
りである。
【０００９】試料ガス１０はガス導入管１６からガス導
入路１１を通して導入されて、容器２の内部に配置され
た円柱状のガス通路部材７の外周面に設けられたスパイ
ラル状のガス通路溝８を経て、中心部のガス通路１３か
らガス導出路１２、ガス導出管１７を経由して吸引され
る。スパイラル状のガス通路溝８の外周側の壁面は、滲
透膜１５で構成されており、旋回流で外周側の滲透膜１
５のガス通路溝８の側に付着した液状成分は順次容器２
の空間６の側に移動し、液滴として落下し、容器２の底
部１８に溜る。
入路１１を通して導入されて、容器２の内部に配置され
た円柱状のガス通路部材７の外周面に設けられたスパイ
ラル状のガス通路溝８を経て、中心部のガス通路１３か
らガス導出路１２、ガス導出管１７を経由して吸引され
る。スパイラル状のガス通路溝８の外周側の壁面は、滲
透膜１５で構成されており、旋回流で外周側の滲透膜１
５のガス通路溝８の側に付着した液状成分は順次容器２
の空間６の側に移動し、液滴として落下し、容器２の底
部１８に溜る。
【００１０】試料ガスの通路としては、滲透膜１５内部
のスパイラル状のガス通路溝８と、円柱状のガス通路部
材７の中心のガス通路１３と、これに連絡する通路２１
であり、それらのデッドスペースは例えば１ｍｌ以下と
小さくすることができる。
のスパイラル状のガス通路溝８と、円柱状のガス通路部
材７の中心のガス通路１３と、これに連絡する通路２１
であり、それらのデッドスペースは例えば１ｍｌ以下と
小さくすることができる。
【００１１】
【発明の効果】燃焼排気ガスの試料ガスは気液分離装置
の入口に達するまでに必要な温度、例えば室温近くまで
冷却されて、液滴またはミストとして含んでいる。この
試料ガスがガス導入管１６からスパイラルに設けられた
ガス通路溝８を通過するとき、早い旋回流となるので、
その中に含まれるほぼ５μ以上の粒径の液滴やミストは
強い遠心力の作用により旋回流の外側方向、すなわち滲
透膜の方向に移動する。このような作用で試料ガス中の
液体成分を滲透膜に付着させることができる。滲透膜で
は徐々に液体成分がガス通路溝８の側から容器内の空間
６の側に滲透し、液滴となって容器内で重力作用などに
より落下する。
の入口に達するまでに必要な温度、例えば室温近くまで
冷却されて、液滴またはミストとして含んでいる。この
試料ガスがガス導入管１６からスパイラルに設けられた
ガス通路溝８を通過するとき、早い旋回流となるので、
その中に含まれるほぼ５μ以上の粒径の液滴やミストは
強い遠心力の作用により旋回流の外側方向、すなわち滲
透膜の方向に移動する。このような作用で試料ガス中の
液体成分を滲透膜に付着させることができる。滲透膜で
は徐々に液体成分がガス通路溝８の側から容器内の空間
６の側に滲透し、液滴となって容器内で重力作用などに
より落下する。
【００１２】一方、試料ガス中のガス成分は滲透膜の表
裏での圧力差がないために、ほとんど滲透膜を通過しな
い。これによって試料ガス中の液体成分を分離して、容
器２内の底部１８に収容することができる。この場合、
試料ガスの通過する空間はスパイラル状のガス通路溝８
と、これに連絡する前後の通路２１及びガス通路１３で
あり、これらの容積は小さくでき、またここを通過する
時間も小さくすることができる。
裏での圧力差がないために、ほとんど滲透膜を通過しな
い。これによって試料ガス中の液体成分を分離して、容
器２内の底部１８に収容することができる。この場合、
試料ガスの通過する空間はスパイラル状のガス通路溝８
と、これに連絡する前後の通路２１及びガス通路１３で
あり、これらの容積は小さくでき、またここを通過する
時間も小さくすることができる。
【００１３】このように本装置によれば試料ガスに含ま
れる液状成分を、ガス流路としては極めて小さなデッド
スペースと早い流速で、ガス相から分離することができ
る。そしてサンプリング流路系としては極めて小さい遅
れ時間で気液分離できる装置を構成できる。
れる液状成分を、ガス流路としては極めて小さなデッド
スペースと早い流速で、ガス相から分離することができ
る。そしてサンプリング流路系としては極めて小さい遅
れ時間で気液分離できる装置を構成できる。
【図１】本発明の一実施例に係わるサイクロンと滲透膜
を利用した気液分離装置の断面説明図。
を利用した気液分離装置の断面説明図。
【図２】従来の気液分離装置を示す構成説明図。
【図３】従来の例の気液分離装置を示す構成説明図。
１ 気液分離装置 ２ 容器 ３ 蓋体 ４ ねじ ５ シールリング ６ 空間 ７ ガス通路部材 ８ ガス通路溝 １０ 試料ガス １１ ガス導入路 １２ ガス導出路 １３ ガス通路 １４ 外側開放面 １５ 滲透膜 １６ ガス導入管 １７ ガス導出管 １８ 底部 ２１ 通路 ４０ コンデンサ容器 ５０ コンデンサ容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 1/22 Ｐ 7519−2Ｊ Ｋ 7519−2Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 容器内にらせん状のガス通路を設け、前
記ガス通路の外側壁面を滲透膜で構成し、凝縮水分など
を含むガス状流体を高速度で前記ガス通路を通過させ
て、水分などの液状成分を前記滲透膜を通過させて前記
ガス通路から前記容器内に分離し、前記分離した後のガ
ス状流体を取り出すことを特徴とするサイクロンと滲透
膜を利用した気液分離装置。 - 【請求項２】 容器内に置かれた円柱状の外周面に、ガ
ス入口導管から通ずるらせん溝状のガス通路を設け、そ
の外側を液状成分を滲透できる円筒状の膜で覆い、凝縮
水分などを含むガス状流体を高速度でらせん溝状のガス
通路を通過させて、水分など液状成分を滲透膜を通過さ
せてガス通路から容器内に分離し、ガス成分は円柱状の
外周面から中心部のガス通路を経由して、ガス出口を通
じて吸引するように構成した請求項１記載のサイクロン
と滲透膜を利用した気液分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35323092A JPH06178908A (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | サイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35323092A JPH06178908A (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | サイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06178908A true JPH06178908A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18429436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35323092A Pending JPH06178908A (ja) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | サイクロンと滲透膜を利用した気液分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06178908A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002181674A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-06-26 | Ge Marquette Medical Systems Inc | ガス分析システムにおいて水とガスとを分離するための方法及び装置 |
| CN104020020A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-03 | 中国环境科学研究院 | 多功能机载无动力采样器 |
| KR101465022B1 (ko) * | 2014-05-12 | 2014-11-27 | 이상필 | 압축공기용 정화장치 |
| JP2015501400A (ja) * | 2011-10-27 | 2015-01-15 | エムジーアイ・クーティエ | ガス流内オイルデカンテーション方法及び装置 |
| JP2018071438A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | ジャパン・ニュー・エナジー株式会社 | 気水分離装置、地熱発電装置及び地熱発電方法 |
| WO2023101351A1 (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 테슬론 주식회사 | 멀티 드레인을 포함한 세퍼레이터 |
-
1992
- 1992-12-11 JP JP35323092A patent/JPH06178908A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002181674A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-06-26 | Ge Marquette Medical Systems Inc | ガス分析システムにおいて水とガスとを分離するための方法及び装置 |
| JP2015501400A (ja) * | 2011-10-27 | 2015-01-15 | エムジーアイ・クーティエ | ガス流内オイルデカンテーション方法及び装置 |
| KR101465022B1 (ko) * | 2014-05-12 | 2014-11-27 | 이상필 | 압축공기용 정화장치 |
| CN104020020A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-03 | 中国环境科学研究院 | 多功能机载无动力采样器 |
| JP2018071438A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | ジャパン・ニュー・エナジー株式会社 | 気水分離装置、地熱発電装置及び地熱発電方法 |
| WO2023101351A1 (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 테슬론 주식회사 | 멀티 드레인을 포함한 세퍼레이터 |
| US12544773B2 (en) | 2021-11-30 | 2026-02-10 | Tesllon Inc. | Separator including multi-flow drain |
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