JPS592804Y2 - 気液分離器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は気体と液体とが混ざり合って流れて来る、いわ
ゆる気液二相流を液体と気体とに分離する分離器に関す
る。

この種分離器へ流入する気液二相流の代表的な流動形態
は第１図に示すごときものである。

すなわち、水平管１内を気体２と液体３とが上下二相に
分かれて流動する波状流Ａ、気体２が液体３中で大きな
ピストン状となって流動するピストン渭Ｂ、気体２が液
体３中で気泡となって流動するう泡流Ｃ１および気体２
が液体３中に一様に分散して流動する一様流りなどであ
る。

実捺の流動形態がどのようなものに属する力は、管路内
を流動する気体・液体の粘度とか表面労力、流速さらに
は管径などが複雑な影響を及ぼ１ので一種には言えない
。

しかしながら、この流動ル態が気液分離器の分離性能に
大きな影響を及ぼ１ことは確かであり、例えば、従来の
代表的な気液デ離器であるサイクロン方式とかパケット
方式によれば、波状流Ａやピストン流Ｂの場合には気液
グ分離を容易に行う反面、気泡流Ｃや一様流りの舖合の
分離は困難である。

前記に鑑み、特に気泡流Ｃや一様流りであっても、気液
の分離を容易に行い得る気液分離器をヰ出願人は既に開
発した。

この気液分離器（以下単に先行分離器という）は第２図
に示すごときものである。

外殻を形成する本体１０の内部中央には、側面１１に気
泡通過用の複数の孔１２を有し、下端が追ふた１３によ
り密閉され、上端１４が開放された留１５が配置されて
いる。

この筒１５は、筒１５と本俳１０との間の上下に上部空
間１６と、下部空間１７とが形成されるごとく、らせん
状の仕切板１８により、本体１０に固定されている。

仕切板１８は、筒１Ｅ側が高く、本体１０側が低くなる
ように傾斜してホり付けられ、しかも筒１５に設けた複
数の孔１２かいずれもこの仕切板１８の下面１８ ａに
近接して位置するごとく配置しである。

仕切板１８を前記のように配置した結果、仕切板１８と
、本体１０と、筒１Ｅとの間にらせん状の通路１９が形
成される。

このらせん状通路１９の最上部に、本体１０に対して接
線方向の流入口２０を形成し、気液二相流をこの流入口
２０から本体１０内に導入する。

前記構成の先行分離器によれば、流入口２０から本体１
０へ接線方向に流入した気液二相流は、らせん状の通路
１９に導かれて円運動しながら降下する間に、気泡はそ
の浮上性により上へ向き、がつ円運動によって液体が外
方向へ押しやられるので気泡は中心に向かって運動し、
その結果、気泡は中心の方向へ斜め上方に上昇して仕切
板１８の下面に集合し、気泡同志が結合してより大きな
気泡に生長する。

このように生長した気泡は筒１５の孔１２を通って筒１
５の内部に至り、この場合、筒１５内部の液は実質的に
静止の状態であるので、気泡は筒１５の内部できわめて
すみやかに上昇し、上部空間１６に達する。

上部空間１６内の気体の量が増えると、液面が低下し、
その結果、フロート２１が下がるので、フロート２１に
連動して作用する弁２２が開かれ、上部空間１６内の気
体は系外へ放出される。

放出に伴なって液面が回復すると、弁２２は閉じる。

他方、気体を分離した液体は流出口２３から流出する。

このように、先行分離器では、小さな気泡を結合して大
きな気泡に生長させる能力が大きく、これにより分離性
能を高めているので、第１図に示すごとき気泡流Ｃとか
一様流りであっても、気体の分離を確実に行う。

しかしながら、先行分離器のようにらせん状通路１９を
形成したものは、従来のパケット方式やサイクロン方式
に比して圧力損失が大きく、シかも第１図の波状流Ａと
かピストン流Ｂのごとき、気体量が相当多い流動形態の
場合、筒１５の孔１２を通って気体が筒１５の内部へ流
入しきれずに、その一部が流出口２３へ導かれてしまい
、液体と一緒に流出してしまうおそれもある。

そこで本考案は、前記従来方式の問題点を解消すると共
に、先行分離器のようにらせん状通路を形成したものに
よって生じ得る問題をも解消する気液分離器を提供する
ことを目的とする。

以下具体例を図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、本考案では、らせん状の仕切板１
８と本体１０及び筒１５とによって囲まれたらせん状の
通路１９の最上部１９ ａと、流入口２０の中心との間
に一定の間隔ｈ（ｈは流入口２０の中心と仕切板１８の
最上部１８ ａとの距離）を隔てて両者が位置するよう
に、流入口２０を本体１０の接線方向に取り付けたもの
である。

これにより、流入口２０かららせん状通路１９の最上部
１９ａに至る間に大きい気泡が分離される気体分離空間
２４が形成される。

本例では、仕切板１８の立て方向の全体長さを縮めてい
るが、これに代え、本体１０の全長を大きくして流入口
２０を本体１０のさらに上部へ取り付けるようにしても
よく、その形状は、流入する気液二相流がとり得る流動
形態に応じて任意にできる。

いずれの形状であれ、らせん状通路１９の最上部１９
ａから流入口２０の中心に至る間隔りと、流入口２０の
口径ｄとの比ｈ／ｄは２〜５の範囲にあることが好まし
く、この比がこれより小さいと液面に影響を与え、逆に
大きくなっても大きな効果は期待できず、本体１０の容
量が大きくなってしまう。

本考案のその他の構成は第２図に示したものと同じで゛
ある。

本考案によれば、流入口２０より本体１０内へ流入した
気液二相流は、らせん状の仕切板１８の上方で流入口２
０よりも下方に位置する気体分離空間２４内へまず導か
れて、ここで強制旋回されるので、波状流Ａやピストン
流Ｂのごとき気体量の多い流動形態であっても、この強
制旋回の際に気体の分離が可能となり、降下する液体中
の気体量は少なくなり、気泡流や一様流と同じようにな
る。

かくして気体量の少なくなった液体がらせん状の通路１
９へ導かれて、この通路１９に沿って降下する間に気体
は分離されて、仕切板１８の下面に集まり、この下面に
沿って孔１２の方へ移動する間に次第に生長して大きな
気泡が形成される。

この大きな気泡は孔１２から筒１５の内部へ入り、すみ
やかに上昇して上部空間１６に集められる。

らせん状の通路１９を降下する間に分離されなかった気
体は液体と共に下部空間１７へ達するが、この下部空間
１７内の流速は前記通路１９内におけるそれよりも一層
遅いので、気体はこの下部空間１７によっても分離され
ることとなり、流出口２３から流出する液体中に気体は
ほとんど含まれないこととなる。

本考案によれば、流動形態がどのようなものであっても
、常に安定した分離性能が得られ、しかも気泡の通路が
、液体の降下する通路とは分離しているため、分離され
た気体が降下する液体に巻き込まれるということはない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は気液二相流の代表的な流動形態を示す説明図、
第２図は本出願人により開発された先行分離器の断面図
、第３図は本考案気液分離器の断面図である。 １０・・・・・・本体、１２・・・・・・孔、１５・・
・・・・筒、１８・・・・・・仕切板、１９・・・・・
・らせん状通路、２０・・・・・・流入口、２３・・・
・・・流出口、２４・・・・・・気体分離空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気液二相流を液体と気体とに分離する気液分離器におい
   て、上方に流入口を有し、下方に流出口を有する本体と
   、側面に気泡通過用の複数の孔を有し、上端が開放され
   た、本体よりも小径の筒とがらなり、筒と本体との間の
   側方環状部にはこの環状部をらせん状に仕切る仕切板を
   設けて前記流入口と流出口との間にらせん状通路を形成
   し、前記仕切板は筒中心から放射方向に向けて部側が高
   く本体側が低くなるように傾斜させ、前記筒にあけられ
   た複数の孔は仕切板の下面に近接させ、前記流入口と前
   記らせん状通路の最上部との間に大きい気泡の分離用の
   空間が形成されるように前記流入口を前記らせん状通路
   の最上部よりも上方に位置させ、前記流入口よりも上方
   に気体の排出機構を設けてなる気液分離器。