JPS596882Y2 - 気液分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、気泡を含んだ気体より気泡を分離し、気体と
液体とを別個に取出すことを可能にする気液分離装置に
係る。

プロパン、ブタンの如き液化ガス燃料を一旦気化して燃
焼させる代りに、これを液体のまま直接燃焼させるべく
、液化ガスタンクと、気液分離装置と、液体燃料噴射バ
ーナと、気体燃料噴射バーナとを有し、前記気液分離装
置を少くとも前記液体燃料噴射バーナに近接して配置し
、前記液化ガスタンクに貯容した液化ガス燃料を前記気
液分離装置に導き、該気液分離装置より液相燃料を前記
液体燃料噴射バーナヘ導きまた気相燃料を前記気体燃料
噴射バーナヘ導いて個々に燃焼しせめる如き液化ガス燃
焼装置が既に提案されている。

本考案は特にかかる液化ガス燃焼装置に組込まれるに適
した気液分離装置を提供するものである。

上述の如き用途に用いる気液分離装置としては、一つの
密閉容器を用い適当な個所、一般にその下部に気泡を含
んだ液体を導入する流体入口ポートを設けると共に、そ
の下部に液体出口ポートまたその上部に気体出口ポート
を設け、該気体出口ポートから液体があふれ出ることを
防止する為に、容器内に適当なフロート弁装置を設ける
ことによって、該容器内の液面レベルが所定のレベルを
越えて上昇したときには前記気体出口ポートを閉じるよ
うに構或すればよい。

しかし気液分離装置によって処理されるべき流体がプロ
パン、ブタン等の液化ガスである場合には、それが大気
圧より高い飽和蒸気圧を有することから、前記気体出口
ポートを選択的に閉じるフロート弁装置が通常の直動式
弁として構成されるときには、該フロート弁装置を経て
ガスの漏洩が生ずる恐れがあり、またががるガスの漏洩
を防止すべく高い密閉性を有する構造に弁装置を構成す
るときには、液面レベルが低下しても弁装置がスティッ
クして開かなくなると言う危険がある。

このような直動式フロート弁装置に於ける欠点を解決す
る一つの手段として、フロート弁装置を単にパイロット
弁装置として作動させ、そのパイロット機能によって気
液分離装置の容器内に保持されている流体の圧力を適当
に切換え、その圧力を利用して気体出口ポートからの気
体の流出を制御する弁装置を駆動することが、実公昭４
２−９１４５号公報に於て提案されている。

この先の提案になる気液分離装置に於ては、フロートを
支持するアームによって担持され該フロートの上下運動
に伴って移動する弁要素が一つのパイロットポートを開
閉制御し、液面が降下し該弁要素がパイロットポートを
開いたときには、該パイロットポートがら流入した容器
内の圧力によってピストンを駆動し、このピストンによ
って気体出口ポートを閉しる主弁を確実に押し開くよう
になっている。

かかる構或により、たとえ容器内の圧力が高く、気体出
口ポートを閉じる主弁か′その弁座に強く押付けられて
いるときにも、ピストンにより発生される強力な駆動力
によってこの主弁を開くことができ、主弁がその弁座に
スティックした状態が生ずることは確実に回避される。

しかしこの先の提案になる気液分離装置の弁装置に於て
は、該分離装置内の液面の上昇によりフロートが上昇し
、これによって前記主弁を閉じるべきときには、フロー
トの上昇に伴ってそのアームにより担持された前記弁要
素がパイロットポートに当接し、この場合該パイロット
ポートを与える管要素が主記主弁と前記ピストンとを一
体に結合するロツドをなしていることから、フロートの
浮上力によって前記主弁をその弁座に向けて直動的に押
しやると同時に前記ピストンをその間弁作動の前の戻り
位置へ押し戻すようになっている。

かかる構或に於ては、前記主弁の開閉作動のうちの一方
である閉作動が未だフロートにより直動式になされてお
り、閉弁作動時には開弁時に於ける如くスティックを解
除するための大きな力は必要とされないとはいえ、動弁
機構を確実に作動させるためにはなおかなり大きな力が
必要とされることから、フロートにはかなりの大きさが
要求されると同時に、動弁系各部の構造については、漏
洩を生ずることなく且滑らかな作動を行わせるための高
い製作精度が要求されるという問題がある。

更にまたこの先の提案になる構造に於では、フロートの
上昇に伴って主弁を閉じると同時にピストンをその上昇
位置に押し戻すに当って、ピストンの上方に位置するピ
ストン作動室がパイロットポートの閉鎖によって閉じら
れた状態にあるため、該ピストン室を開放するためにフ
ロートの作動に連動して作動する特別のパイロットバル
ブなる逃し弁装置が必要とされ、それだけ構造が複雑と
なり、またかかるパイロットバルブの作動確実性につい
ても問題が起り易いと推測される。

本考案は、従来の気液分離装置に於ける上述の如き問題
に対処し、容器内に封入されている気体の圧力を有効に
利用し、フロートによる直接的作動力に頼ることなく気
体出口ポートの開閉を常に容器内の液面レベルに応じて
確実に制御することのできる改良されたフロート弁装置
を備えた気液分離装置を提供することを目的としている
。

かかる目的は、本考案によれば、流体入口ポートと下部
に開口する液体出口ポートと上部に開口する気体出口ポ
ートとを有する密閉容器と、前記気体出口ポートを前記
容器内の空間へ選択的に開く弁装置とを有し、前記弁装
置は前記容器内の液面レベルに応答するフロート要素と
、前記フロート要素によって駆動されるパイロット弁要
素と、前記パイロット弁要素によって開閉され前記容器
内の液面レベルが所定レベル以下のときに開かれるパイ
ロットポートと、前記パイロットポートを経て容記容器
内の空間と通じるパイロット圧力室と、前記気体出口ポ
ートを前記容器内の空間へ開くオリフイスポートと、前
記オリフイスポートの開閉を制御する制御弁要素と、前
記オリフイスポートを開く側へ前記制御弁要素を駆動す
るばね要素と、一方の側に前記容器内の圧力を作用され
他方の側に前記パイロット圧力室内の圧力を作用される
板状要素であって前記一方の側に作用する前記容器内の
圧力と前記他方の側に作用する前記パイロット圧力室内
の圧力の差圧によって付勢され該差圧の増大につれて前
記制御要素を前記ばね要素のばね力に抗して前記オリフ
イスポートを閉じる側に駆動する差圧変位要素と、前記
パイロット圧力室を常時前記気体出口ポートへ連通する
オリフイス通路とを有する゛ことを特徴とする気液分離
装置によって達或される。

かかる本考案の気液分離装置によれば、気体出口ポート
の開閉を制御する主弁をなす前記制御弁要素は前記差圧
変位要素の両側に作用する圧力の差、即ち通常容器内に
存在する気体の圧力と気体出口ポートに存在する大気圧
に近い圧力との差によって該差圧変位要素により駆動さ
れるので、その圧力差に応じて前記差圧変位要素の受圧
面積を適度に選択することにより、制御弁要素を閉弁位
置へ駆動する駆動力の値を以下の要領により適当に定め
ることができる。

即ち前記制御弁要素は前記ばね要素によって前記オリフ
イスポートを開く側へ駆動されているので、制御弁要素
がオリフイスポートにスティックすることなく必要時に
確実にオリフイスポートより離れるようにするためには
、前記ばね要素のばね力が或る所定の値以上であること
が必要であり、前記差圧変位要素がその両側に得られる
圧力の差によって発生すべき作動力は、上記の如くして
定められた前記ばね要素のばね力に打克って制御弁要素
をオリフイスポートへ向けてそれを閉じるまで確実に駆
動し得る大きさのものであれば良く、これらの条件に基
いて、制御弁要素の開閉駆動に関連する駆動力はフロー
トに生ずる浮力に直接関係なく最適条件に定められ得る
ものである。

更にまた、上記の如き本考案の構戊に於ては、前記パイ
ロット圧力室はオリフイス通路を経て常時気体出口ポー
トへ連通されているので、前記オリフイスポートを閉し
るべく前記パイロットポートが前記パイロット弁要素に
よって閉じられた状態にて前記差圧変位要素が前記パイ
ロット圧力室の容積を縮小する方向に駆動されるときに
も、該パイロット圧力室内の空間は前記オリフイス通路
を経て気体出口ポートへ連結された状態にあり、該パイ
ロット圧力室内に差圧変位要素の変位を妨げる逆圧力が
生ずることはない。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本考案による気液分離装置の一つの実施例を示
す縦断面図である。

図に於で、１は密閉容器であり、該容器は図示の如く好
ましくはその下部に設けられ気泡を含んだ液化ガスの如
き流体を取入れる流体入口ポート２と、その下部に開口
する液体出口ポート３と、その上部に開口する気体出口
ポート４と、前記気体出口ポートを容器内空間へ選択的
に開く５にて全体的に示された弁装置とを有している。

尚、図示の実施例に於ては、容器１はその上端部を構或
する容器十体１ａと、容器の下方部を構戊する容器半体
１ｂとが、それぞれに設けられたフランジ部６及び７の
部分にてボルト８により締結されることによって構威さ
れている。

弁装置５は、容器内の液面レベルに応答するフロート要
素９と、該フロート要素によって駆動されるパイロット
弁要素１０を含んでいる。

パイロット弁要素１０は弁ハウジング１１の下端部に形
或されたスリーブ部１２内に上下方向に摺動可能に受け
られている。

弁要素１０の下端には横方向貫通孔１３が形或されてお
り、該貫通孔内にはロツド１４が通され、該ロツドの一
端はスリーブ部１２の下端部に形威された孔１５内に僅
に傾動可能に係止されており、またロツド１４の他端は
ラグ１６を経てフロート要素９に対し僅に傾動可能に係
止されている。

かかる構戊によって、液面レベルが所定のレベル以下に
大きく低下したときには、フロート要素９及びパイロッ
ト弁要素１０はロツド１４によって弁ハウジング１１の
スリーブ部１２に係合して懸垂保持され、また液面レベ
ルが所定のレベルを越えて上昇したときには、フロート
要素９はロツド１４を経て弁要素１０を上方へ駆動する
ようになっている。

このように液面レベルが所定のレベルを越えて上昇し、
これによってパイロット弁要素１０が上方へ駆動された
とき、該パイロット弁要素によって閉じられる位置にパ
イロットポート１７が設けられており、弁ハウジング１
１内にはかかるパイロットポートを経て容器内空間と通
じるパイロット圧力室１８が形威されている。

弁ハウジング１１にはオリフイスポート１９か゛形或さ
れており、該オリフイスポートは中間室２０及び孔２１
を経て気体出口ポート３を容器内空間へ通じる作用をし
ている。

パイロット圧力室１８と中間室２０はピストン要素２２
によって互いに隔てられている。

ピストン要素２２には制御弁要素２３が担持されており
、これはオリフイスポート１９の内縁を郭定するパッキ
ン要素２４と共働してオリフイスポートの開閉を制御す
るようになっている。

即ちこの場合、ピストン要素２２が図示の如く上方へ変
位した位置にあるときには、制御弁要素２３はパッキン
要素２４より離れてオリフイスポート１９を開いており
、これに対しピストン要素２２が図にて下方へ駆動され
ると、制御弁要素２３はパッキン要素２４に係合してオ
リフイスポート１９を閉じるようになっている。

ピストン要素２２は圧縮コイルばね２５によって上方へ
向うばね力を及は゛されている。

ピストン要素２２にはパイロット圧力室と通じるオリフ
イス通路２６が形戊されており、該オリフイス通路は更
に制御弁要素２３内を貫通して気体出口ポート４内に開
口している。

以上に説明した気液分離装置は次の如く作動する。

今、液面レベルが所定レベル以下にあり、パイロット弁
要素１０が下り、パイロットポート１７が開かれている
とする。

かかる状態に於ては、パイロット圧力室１８内には容器
内圧力が侵入しており、従ってピストン要素２２の上下
面に作用する圧力は等しく、ピストン要素は圧縮コイル
ばね２５の作用によって図示の如く上方へ変位されてお
り、オリフイスポート１９は開いている。

この状態に於ては、容器内の上部に存在する気体は孔２
１より中間室２０へ入り、これよりオリフイスポート１
９を経て気体出口ポート４へ流れ、これより図には示さ
れていない気体の消費部へ向けて流出する。

液面レベルが所定のレベルを越えて上昇し、パイロット
弁要素１０が上方へ駆動されてパイロットポート１７を
閉じると、パイロット圧力室１８は容器内空間との直接
的連通から遮断され、オリフイス通路２６を経て気体出
口ポート４、即ちオリフイスポート１９の下流側のみと
連通される。

かかる状態に至ると、オリフイスポート１９の前後に於
て圧力差が存在することから、中間室２０とパイロット
圧力室１８の間に差圧を生じ、ががる差圧によってピス
トン要素２２は圧縮コイルばね２５のばｈ力に抗して下
方へ駆動される。

ピストン要素２２が下方へ駆動されると、制御弁要素２
３がこれに伴って下方へ移動し、オリフイスポート１９
を更に絞り、ついにはパッキン要素２４に接して該オリ
フイスポートを完全に閉じる。

かくして気体出口ポート４は容器内空間から遮断される
。

液面レベルが再び低下し、フロート要素９の下降に伴っ
てパイロット弁要素１０が下り、パイロットポート１７
が開かれると、容器内圧力は該パイロットポートを経て
再びパイロット圧力室１８内へ導入され、ピストン要素
２２及び制御弁要素２３は再び図示の如き上昇した位置
に復帰する。

がくして容器内の液面レベルの上下に応じて、オリフイ
スポート１９の開閉、即ち弁装置５の開閉が行われる。

第２図は弁装置５と同様の作動をなす弁装置の他の一つ
の実施例を示す断面図である。

この弁装置５′に於ては弁装置５に於ける部分に対応す
る部分は弁装置５に於けると同じ符号により示されてい
る。

この実施例に於では、ピストン要素２２に代えてダイヤ
フラム２７が用いられている。

また制御弁要素２３の部分はオリフイスポート１９を郭
定するハウジング１１の弁座部２８と直接共働してオリ
フイスポート１９を開閉するようになっている。

がかる構造を有する弁装置５′も第１図に示す弁装置５
と全く同様に作動することは明らがであろう。

以上に於ては本考案を実施例について詳細に説明したが
、本考案はかかる実施例にのみ限られるものではなく、
本考案の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業
者にとって明らがであろつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による気液分離装置の一つの実施例を示
す断面図、第２図は第１図に示す気液分離装置に組込ま
れている弁装置の他のーっの実施例を示す断面図である
。 １・・・・・・容器、２・・・・・・流体入口ポート、
３・・・・・・液体出口ポート、４・・・・・・気体出
口ポート、５・・・・・・弁装置、６，７・・・・・・
フランジ部、８・・・・・・ボルト、９・・・・・・フ
ロート要素、１０・・・・・・パイロット弁要素、１１
・・・・・・弁ハウジング、１２・・・・・・スリーブ
部、１３・・・・・・孔、１４・・・・・・ロッド、１
５・・・・・・孔、１６・・・・・・ラグ、１７・・・
・・・パイロットポート、１８・・・・・・パイロット
圧力室、１９・・・・・・オリフイスポート、２０・・
・・・・中間室、２１・・・・・・孔、２２・・・・・
・ピストン要素、２３・・・・・・制御弁要素、２４・
・・・・・パッキン要素、２５・・・・・・圧縮コイル
ばね、２６・・・・・・オリフイス通路、２７・・・・
・・ダイヤフラム、２８・・・・・・弁座部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体入口ポートと下部に開口する液体出口ポートと上部
   に開口する気体出口ポートとを有する密閉容器と、前記
   気体出口ポートを前記容器内の空間へ選択的に開く弁装
   置とを有し、前記弁装置は前記容器内の液面レベルに応
   答するフロート要素と、前記フロート要素によって駆動
   されるパイロット弁要素と、前記パイロット弁要素によ
   って開閉され前記容器内の液面レベルが所定レベル以下
   のときに開かれるパイロットポートと、前記パイロット
   ポートを経て前記容器内の空間と通じるパイロット圧力
   室と、前記気体出口ポートを前記容器内の空間へ開くオ
   リフイスポートと、前記オノフイスポートの開閉を制御
   する制御弁要素と、前記オリフイスポートを開く側へ前
   記制御弁要素を駆動するばね要素と、一方の側に前記容
   器内の圧力を作用され他方の側に前記パイロット圧力室
   内の圧力を作用される板状要素であって前記一方の側に
   作用する前記容器内の圧力と前記他方の側に作用する前
   記パイロット圧力室内の圧力の差圧によって付勢され該
   差圧の増大につれて前記制御弁要素を前記ばね要素のば
   ね力に抗して前記オリフイスポートを閉じる側に駆動す
   る差圧変位要素と、前記パイロット圧力室を常時前記気
   体出口ポートへ連通するオリフイス通路とを有すること
   を特徴とする気液分離装置。