JPS60235603A - 複合物乃至ガス／蒸気混合物から液体分を抽出する方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、担体ガス流中で気化させた後この担体ガスか
ら気化液体分を空気力学分離することにより、複合物か
ら液体分を抽出することに関する。

本明細書中では、ｒ気化ｊなる語は、燃焼等の化学反応
による蒸気の生成を含む広い意味で用いられる。同様に
「複合物」なる語も、湿った大麦・紙・ポール紙・石膏
等の液体分を含む物質丈でなく、ガスと反応し、担体ガ
ス（例えば、メタン化ガス、天然ガス、可燃廃棄物、燃
料油、石炭、泥炭、かつ炭等空気中で燃焼するもの）と
混合した蒸気を形成する物質を含む広い意味で用いられ
る。

更に詳しくは、本発明は、分離作業を行う作業エネルギ
ーを作業域に置き且つ分離作業を行なわせる方法に関す
る。

本発明に依れば、この作業エネルギーは−乃至数個のブ
ロワ−により担体ガスに機械的エネルギーとして供給さ
れるものであり、このブロワ−によりガス状混合物の主
流がその落差損失に抗して閉鎖式であれ開放式であれ気
化及び分離の全循環路中を移動するものであって、蒸気
分離は可動部分を有さない空気力学分離器中で生ずる。

本発明は第１に、工業上の乾燥に応用されるものであり
、ヒートポンプの如く故障し易く高価な装置の代りにブ
ロワ−や空気力学分離器の如く丈夫で安い設備を用いて
、空気／蒸気混合物から水蒸気と潜熱を回収するもので
ある。

本発明は第２に、二酸化イオウや酸化窒素等の酸性ガス
を、ボイラー、炉、焼却炉における燃焼により生成され
た煙ガス中から、前記の丈夫で安い設備を使用して抽出
することに応用されるものであり、そのエネルギー消費
は低く、水蒸気凝縮による潜熱の回収により充分カバー
される。

本発明は第３に、前記の丈夫で安い設備を使用してガス
／蒸気混合物中の蒸気凝縮による潜熱を抽出すると共に
これを増加させることに応用される。この応用は、加熱
、換気及び空気調節の為の方法及び設備を含むものであ
る。

本発明のその他の応用は、以下の説明中から明らかにな
るであろう。

（従来技術及びその問題） フランス特許公報２５３５４４５開示の設備では、熱風
が担体ガスとして用いられ、乾燥されるべき複合物中か
ら蒸気の形で水分を抽出している。その後空気／蒸気混
合物をその露点以下の温度且つ一定圧力下で冷却し、こ
れより凝縮した水分を分離収集することにより、担体空
気から水蒸気を分離している。

空気／蒸気混合物の冷却及び水分分離後の加熱の為に、
ヒートポンプの凝縮器及び気化器がｍ続して使用される
。

水分分離の為の作業エネルギーは、ヒートポンプの作動
流体の圧縮作業として供給される。

このような設備では、前記の如く、かなりの高圧下で特
殊な作動流体を使用する高価で故障し易い圧縮式ヒート
ポンプを必要とする。

フランス特許公報２４４４８８２開示の方法では、乾燥
されるべきパイプを継続的に脱気することができる吸気
効果を出す為の空気放出基中で圧縮空気が使用されてい
る。放出器中で拡散空気と混合された後、搬送ガスと水
蒸気の脱気混合物は、拡散器中で圧縮され且つ混合物中
から水蒸気を分離することなく外部に排除される。パイ
プ中の水を気化する作業エネルギーは、外部圧縮空気の
形で供給される。この方法のエネルギー効率は、放出器
を使用し且つ十分な乾燥効果を可能とする高い真空度を
必要とすることから、極めて悪い。

米国特許３９７７８５０は、ガス流中に小滴の形で含ま
れる液体分を、管路の径に対する接線方向に流体混合物
を向けることにより分離する遠心分離器を開示している
。この装置は、２相流中のガス相から液体相を遠心分離
するものである。

主流から小滴を分離する作業エネルギ ーは、分離器中での液体混合物の圧力差である。

この分離器では、主流は、慣性エネルギーを生ずる２つ
の連続した拡散を行う、その−は、渦巻パイプの装入域
での心方向スピナー中で生じ、その二は、渦巻パイプの
排出域での放出ノズル中で生ずる。渦巻パイプ中のスピ
ナーにより流体中に生じた慣性エネルギーは、隣接する
流線間の摩擦で殆んど完全に失なわれてしまう、同様に
、放出器のエネルギーパフォーマンスは極めて小さく、
渦巻パイプの端部におけるノズルから外部へ流出する流
体の慣性エネルギーの極〈一部が圧力の形で回収される
にすぎない。

このことからして、この分離器中の流体混合物のガス成
分の拡散は殆んど等エンタルピーである。この事実は、
この分離器中を流れる担体ガスと混合した蒸気の、凝縮
及びこれに引続く慣性分離を含む如何なる分離の可能性
をも排除してしまう。

ベルギー特許５１４２５６には、担体ガス中に先在して
いる微細な固形物や液体の粒子を集塊する目的を持った
装置が開示されており、担体ガス中に、集塊液状物の微
細な小滴を霧化すべく空気噴射により圧縮空気を添加し
ている。エーロゾル又は極細小滴を含有するガス流が高
亜音速でベンチュリ管を通過し、その際の粒子間の機械
的衝撃で微細粒子をより大きなりラスター乃至粒子に集
塊させ、その大きさを以後のサイクロン収集器での捕獲
を可能とするに十分なものとする。このようにして得ら
れたクラスター乃至粒子のサイズは、ベンチュリ管の装
入口で粒子をイオン化することにより、及び／又は粒子
収集前にサイレンにより生ずる音速又は超音速の定常波
にベンチュリ管からの流れをさらすことにより、更に大
きなものとなる。

前記の機械的衝撃を生ぜしめる作業エネルギーは、ベン
チュリ管内での流体混合物の圧力差であり、外部圧縮空
気は空気噴射及びサイレンの為に用いられ、又電気は集
塊されるべき微細粒子のイオン化に用いられる。

この装置は主として担体ガスから成る２相流体流中に先
在する粒子のサイズをその総質量を変えることなく集塊
により増大させることが出来る。２相流体流がベンチュ
リ管の収束域を通過する間に、蒸気と担体ガスの混合物
の近似等エントロピー拡散の結果、搬送ガスと混合され
た蒸気が部分的に微細小滴の形で凝縮することがある。

又、導入流体流に含まれる粒子と同様、前記小滴が集塊
となることもある。しかし乍ら、ベンチュリ管のスロー
ト部付近に粒子収集装置が設けられていないので、ベン
チュリ管の拡大域中の主流に粒子が含まれたままであり
、近似等エントロピー再圧縮により担体ガスが加熱され
て、拡散中の凝縮によって生成されていた液体小滴が再
気化されてしまう、このような再気化は、ベンチュリ管
の排出口域で完全ではないとしても、その少し先で完全
なものとなってしまう。

このこのからして、上記ベルキー特許中に記載された分
離器のベンチュリ管部分では、１相のガ丸流体流中に含
まれる担体ガスから蒸気を分離することが出来ない。

英国特許１２８３５８７には、軽量及び重量双方のガス
混合物の成分を分離する方法及び装置が開示されている
。この方法は、（ａ）　ノズルの下流に位置するダクト
内で超音速の拡散流を形成すべくガス混合物をノズル中
で加速し。

（ｂ）　上流に向いた複数の孔を有すると共に、衝撃波
にプローブ手段の先端の上流を形成させて複数の横断間
隔でノズル軸から分岐した軸（又はノズル軸でも良 い）上で流れをさえざることができるようノズルから十
分離れた位置でダクトの幅方向を横断して延びる中空プ
ローブ手段を拡散流中に置き、 （Ｃ）　重量分の多いガス流の一部を、上記孔き共通の
流路を通じて中空プローブ手段から取り除く、 ことから構成されている。

ドイツ特許出願２３０１４６７は、上記英国特許中で開
示されたものと近似の方法を示しており、その差は、超
音速拡散ノズルに引続くダクトの少なくとも３つの異な
る域にプローブが設置されている点にある。

このような英国特許及びドイツ特許出願に記載されてい
る方法は、定常衝撃波を通過した直後の停滞域に分子が
移動する除虫ずる極めて大きい減速によりガス混合物の
種々の成分に生ずる慣性効果に依拠している。

自由流のマツハ数は実質的に１より大きいもの、好まし
くは２乃至３以上のオーダーのものであることが必要で
ある。典型的なりヌーセン数としては、０．０２からｌ
Ｏが、等エントロピー澱み圧範囲は高真空から １００Ｔｏｒｒ、が記載されている。

ガス分離の作業エネルギーは、分離器中の流体混合物の
圧力差である。

このような方法及び装置では、定常衝撃波中での慣性エ
ネルギー損失が極めて大きいので、エネルギーパフォー
マンスは極めて小さいものである。更に、極めて低い絶
対圧が要求されるので、本発明の応用分野では実施不能
である。

これらの事実は、慣性分離に先立つ凝縮により、この分
離器中を流れる担体ガスと混合された蒸気を分離する可
能性を排除する。

フランス特許１２３０４１６では、ガス状又は蒸気物質
、更に詳しくは同位体のガス状混合物を分離する方法及
び装置を開示してｌ／Ｘる。

この方法は、ガス状混合物中の異分子の拡散速度の相違
に依拠している。

ガス状混合物は、最初１０００以上の拡散圧力比で超音
波ノズル中を通過する６ノズルの流出流は容器中に導入
され、この容器中で慣性エネルギーを回収する目的で特
別の予防を講じることなく部分的に分岐され、分岐され
ない流れは広角孔を有する円錐台を経由して第２容器に
導入され、超音波ノズルに入るガス流の圧力の５％以下
の圧力で流れが引出される。

ガス分離の作業エネルギーは、分離器中の流体混合物の
圧力差である。

この分離器中の作業条件は、前記英国特許及びドイツ特
許出願中に記載されたものとほぼ同様である。

この分離器の極めて低いエネルギー効率の為に、本発明
の応用分野での実施は不可能であり、慣性分離に先立つ
凝縮により分離器中を流れる担体ガスと混合された蒸気
を分離する如何なる可能性も排除される。

米国特許３１０９７２１は、音エネルギーによる流体混
合物の分離方法及び装置を開示している。

この方法は、拡大断面域に音エネルギーを継続的に導入
してエネルギー傾斜を有する音波を発生させると共に、
この域に複合成分の流体混合物を装入することにより、
複合成分の流体混合物が重量成分に富んだ部分と軽量成
分に富んだ部分とに分離されるという事実に依拠してい
る０重量酸分に富んだ部分は断面積が比較的大きい帯域
中で凝縮され、軽量成分に富んだ部分は断面積が比較的
小さい第２帯域中で凝縮される。

導入流の装入と軽量及び重量成分に富んだ流れの引出し
とは、共鳴定常波が発生する円錐台の軸と垂直に行なわ
れる。

明細書中に記載された図に示される如く。

分離率は可成り小さく、供給率は１６０から２６４０ｃ
ｃ／ｈｏｕｒの範囲である。

この分離器中の作業エネルギーは、円錐台のスロート部
で発生する音エネルギーであり、分離器中のガス状混合
物の圧力差ではない。

軽重夫々の成分に富んだガス状混合物は、分離器の対向
域で生成される。

この方法は極めて低い作業効率しか有さない。

このような事実は、本発明の応用分野で担体ガスから蒸
気を分離する為に実施する可能性を排除する。

ベルギー特許８９８７４５は、流体混合物の分離方法及
び装置でガス状成分混合物に応用されるものを開示する
。

この方法は、複数の軸対称キャビティ中を断面積変更を
伴う環状流として亜音速で流れるガス状混合物内で、移
動環状渦巻のチップと相互に作用し合う共鳴音響定常波
の生成に依拠している。音響圧フィールドと渦巻内の強
い遠心カフイールドとの結果、ガス状又は蒸気状混合物
の所定構成要素の空間分離が生じ、これにより軸状及び
周面分岐器又はトラップを介して、該構成要素に富んだ
ガス状混合物の分岐を可能とさせるものである。

導入ガス状流を異なる成分の主排出ガス状流と分岐排出
ガス状流とに分離する為の作業エネルギーは、分離器中
のガス状混合物の圧力差である。

空気力学的分離方法及び装置は、担体ガスと混合された
蒸気を、蒸気に富んだ分流と搬送ガスに富んだ本流とに
部分的に分離することを可能とする。

この方法では、相互作用する渦巻と音響定常波の生成に
壁及び再循環からの流れ分離を必要とするので、エネル
ギー効率が極めて悪い：このような方法は、再循環流及
び渦巻中で慣性エネルギーの損失が生ずるので圧力回収
率が極めて低い一方、ガス流の圧力から相当量の慣性エ
ネルギーが生ずることが必要である。

このことからして、この分離器中のガス流の断熱拡散は
殆んど等エンタルピーである。

この事実により、得られた液状小滴の慣性分離に先立つ
搬送ガスと混合された蒸気の凝縮の可能性が排除される
。

先行技術を要約すると：公知の方法及び装置はいずれも
担体ガスから蒸気を分離せず、或いは本発明の応用分野
では実施不能なほど低いエネルギー効率で蒸気に富んだ
分岐ガス状流として蒸気を部分分離するものであり、或
いは実施可能なエネルギー効率で蒸気分離を行う為には
、ヒートポンプ等の故障し易く高価な装置を使用するこ
とが必要なものであ（目的） 本発明の目的は、担体ガス流中での気化及びその後に行
なわれる気化液体の担体空気からの分離によって複合物
から液体を抽出するに当たり、ここに述べる適用分野に
て実施する場合に於けるエネルギー効率を高めると共に
、ヒートポンプ等の故障し易く高価な装置を用いること
のない改良された方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、担体ガスと混合された蒸気を、可
動部を持たない空気力学分離器内で空気力学的に分離し
て液体とし、該分離器内に於ける流体混合物の圧力差を
主たる作業エネルギー源とする改良された方法及び装置
を提供することにある。

本発明の他の目的及び長所ないし特徴は本明細書及び添
付図面を参照することにより当業者の知るところとなろ
う。

（構成） 本発明による方法及び装置にあっては、担体ガスを循環
路に送り込み、液体の気化作用によってこれを複合物よ
り抽出する。この蒸気と担体ガスとの混合物は次いで空
気力学分離器に導入される０分離器内で分離を行なうた
めの作業エネルギーは分離器内全域に於ける空気／蒸気
混合物の圧力差によって与えられる０分離器の働きによ
って担体ガスの主流からは含有蒸気分の大部分が抽出さ
れ１分離器からの分流には蒸気及び／又は液体状の抽出
物質が多く含まれることとなる。抽出物質の少なくとも
一部が蒸気である場合、分流中に含有される蒸気は次い
でその大部分が熱交換器内で凝縮され、その凝縮熱が分
離器から流出する担体ガスの主流に与えられる。閉塞循
環路内で用いる場合には、かくして再加熱された担体ガ
スが該循環路の装入城に送り込まれ同じ循環路を再循環
する。また開放循環路に用いる場合は、使用済の担体ガ
スの主流導出により及び分離蒸気を含む分流の分離器か
らの排出により、新たな担体ガスが熱交換器内で継続的
に加熱される。

処理に必要なエネルギーの実質上全部が機械的エネルギ
ーとして与えられ、この機械的エネルギーによりｌ又は
それ以上のブロワ−を駆動し、閉塞あるいは開放循環路
全体に生ずる落差損失に抗してガス状混合物の主流を移
動させる。

本発明の特定の一実施例によれば空気力学分離器の基本
的形状は収束−拡大ノズルである。蒸気と担体ガスとの
混合流はノズル収束域にて断熱・準等エントロピー拡散
を受けて高速流となり流れに帯同された蒸気が小滴とし
て凝縮物となるものであるが、ノズル収束域で起こるこ
のような凝縮効果を更に増強するためにノズル装入域に
補助的手段を付設することができる。凝縮物小滴は蒸気
状態であったときよりも大きな比重を有するのでは合物
の屈曲流中でその慣性により集塊・拡散する。小滴収集
室がノズルスロート部に設けられる。この収集室は軸方
向に配設されると共にノズル内壁に沿っており、小滴流
路と交差するようになついる０分離ノズルのスロート部
を通過した直後に、担体ガスの高速流は分離ノズルの拡
散域に入り込み、ここでその慣性エネルギーにより流体
の断熱―準等エントロピー再圧縮をもたらす、導入流体
中に含有される蒸気量の一部は液体として分離されるの
で、分離ノズルより導出するガス流の比エンタルピーは
導入流よりも高く、従ってより高温となる。故にこの導
出流は熱源として利用することができる。

更に別の本発明の特定の一実施例によれば、空気力学分
離器容器内で、蒸気と担体ガスの混合物流が安定成分及
び振動成分より成る断熱・準等エントロピー拡散を行う
、この拡散により蒸気の一部が凝縮されて小滴となス　
４＋−＆バカ中ＩＬムＸ具↓Ｉヂ零ノＩｚ　Ｘ　ｕｂｌ
埴出域にて小滴流路と交差する帯域に、小滴収集室が設
けられる。拡散の安定成分は流体の断面減少によって得
られる。拡散の振動成分は流動流体内の高周波音波又は
超音波の作用によって得られる。振動域に沿って、拡散
状相は圧縮状相に変化し、この圧縮状相中で拡散状相で
凝縮された蒸気の小滴を再気化しようとする。しかしな
がらこのような再気化は小滴表面でのみ起こるのに対し
凝縮はガス軟和での通常現象であるので、凝縮が気化に
優る。混合物流の拡散及び凝縮小滴の分散が最大に行な
われた後、高速ガス状流が拡散域に入り込み、ここで断
熱・準等エントロピー再圧縮による圧力回復が行なわれ
る。

（実施例） 第１図示のものでは容器ｌ内で乾燥処理が行なわれるも
のであり、その中のトレイ３上に例えば湿った発芽大麦
２等の複合物が載置される。ブロワ−４はバーナー５と
共に作動し、バーナー５には燃焼用空気６と燃料７が供
給されて燃焼ガス８が生成され、乾燥用空気９と混合さ
れる。バーナー５は、容器ｌの下部１０に於いて乾燥用
空気が所定温度となるよう調節される。

前記空気は、湿った発芽大麦層２を経由して上部１１を
通過し、乾燥処理中に変動するものの下部ｌＯより２０
°〜３０°低い温度で容器ｌから排出される。容器ｌの
上部１１でブロワ−４により吸引された湿った空気は矢
印１２の如くダク）１３中に吹き込まれ、空気力学分離
器１４中に導入される。この分離器１４中に於いて、導
入された湿った空気流が、湿気分を感じた熱風から成る
主流２２と、主として冷水から成りダクト２１から排出
される分流２０とに分離される。主流はダクト２３を通
じて矢印９位置迄運ばれ、再度乾燥処理が行なわれる。

ダクト２３にはバルブ２５が設けられており、全設備中
から外気中に漏出した空気を補充出来るようになってい
る。

第２図は変形例を示し、空気力学分離器１４から排出さ
れた空気流１５がダクト１６を経て熱回収交換器１７に
運ばれるようになっている０分離器１４からの分流１８
は水蒸気に富んだものであり、ダクト１９から熱交換器
１７に送られ、その熱を熱交換壁を介して主流１５に伝
達する。分流１８はこのようにして冷却されると共に水
蒸気分が濃縮され、ダクト２１から矢印２０の如く除去
される。熱回収交換器１７中で加熱された主流は矢印２
２の如く運ばれる。

第１及２図示の如く、本発明方法は極めてシンプルなも
のである。定常下にあっては、方法実施の為に必要なエ
ネルギーは実質的にブロワ−４から機械的エネルギーと
して供給される。

バーナー５に必要な燃料燃焼は、ブロワ−４が空気流１
２を排出し且つ空気流９を全て外気中から導入する場合
に比し極めてわずかなもので済む、公知の方法と比べて
も、本発明方法に依れば、多額の投資と維持費を要する
ことなくエネルギー消費を最小に押えることが出来る。

実際、この分野の既存の方法は全てブロワ−４とバーナ
ー５は必要としている。熱交換器１７を使用したとして
も、使用済空気から新たな空気へ熱を回収するとすれば
、既存の方法全てが必要とする設備であり、その投資及
び維持費もたいしたものではない。

空気力学分離器１４は静止装置であり、その投資及び運
転コストも大したものではない。

第３図に示す実施例では、軸対称に収束−拡散するノズ
ル形式の竪形分離器２６中に湿った空気流が導入される
０分離器２６の軸に沿って小径の円筒状収集器２７が設
置されている０分離器の軸と平行な方向に導入される湿
った空気は、流動流体内で核発生中心を生成する手段を
設けることが出来る上部室２８内に入る。前記手段は、
水又は核発生を刺激する他の物質の小滴を霧化する装置
、及び／又は音波乃至超音波及び／又は例えば紫外線、
レーザ線、電離線、レーダ波、及び／又は静電城等の適
切な波長を有する電磁放射を発生する装置から構成する
ことが出来る。

湿気流はその後分離器２６の収束域２９に入って拡散し
、上記凝縮を生ぜしめて微細な分散小滴となし、捕捉収
集器２７の外表面上及び収集室３０に囲まれた分離器内
表面上に放射される。収集器２７及び３０の捕捉長さ全
域に亘って、その表面が多孔質材料又は他の公知の浸透
構造材料で形成されており、小滴から成る凝縮物がここ
を通じて収集器２７及び収集室３０内に吸引され、そこ
から公知の手段で主循環路外へ運ばれる。

上記の小滴分離終了後、空気流は分離器２６のスロート
部から拡大城に移り：断熱・準等エントロピーでの再圧
縮が行なわれて上部室２８の圧力に近いレベル迄復帰す
ると共に、上部室２８より高い温度レベルに上昇する０
分離器のスロート部は、凝縮物の効果的収集を行うに十
分な長さに亘る一定域を有している。

分離ノズル２６中の主流のいずれの部分に於いてもその
流速は軸方向成分と半径方向成分を有するのみであり、
接線方向成分は有していない、尚、分離ノズル２６の装
入域に波状刃を設けて軸方向流及び半径方向流と重合す
る自由渦巻流を誘発するようにしてもよい、この自由流
は、主流流速の軸方向及び半径方向成分に比し小さい振
幅で良いが、凝縮物小滴の収集室３０内表面上への放射
を助け、これにより小滴の分離効果を高める。

本発明方法及び装置には複数の変更態様が考えられるが
、特に第４及び５図示のものについて述べる必要がある
。

第４図は、第３図示の分離ノズル２６の上部についての
主たる変更態様を示す、この変更態様にあっては、上部
室２８と収束域２９との間に中央部３５とその周側に直
列された複数の翼片が配設されている。この直列翼片は
主流の垂直流に対し接線方向成分を与え、これにより該
垂直流中に適度な広がりを持った自由渦巻流を形成する
。収束域の特徴的な形状の故に、該垂直流の軸方向成分
は徐々に心的な半径方向成分に代替されて次第に消失す
るため、凝縮物の小滴滴下速度の接線方向成分によって
該小滴を収束域２９の外壁に向けて水平に移動せしめ主
流の圧力勾配に抗して移送せしめる作用を奏する変速域
を形成する。外壁に到達した凝縮物は第３図示の場合と
同様に収集室に吸引される。このような特別な構成によ
れば拡散中における小滴分離効率を向上させることがで
きる。この拡散の最後に第４図示の如く心的な半径方向
流は、分離ノズルの収束域における再圧縮によって方向
を変え再度軸方向流となる。

第５図においては３７かも導入された新たな空気の主流
が交流熱交換器３８に送入され、ここで分離ノズル２６
から流出された乾燥熱気流２２によって加熱せられる。

かくして熱交換器３８内で加熱せられた主空気流は次い
でダクト３９を介してブロワ−４に導入され、乾燥容器
１内に矢印９の如く送り込まれる。乾燥容器ｌから排出
された湿った空気１２の主流は次いで空気力学分離ノズ
ル２６に導入され、ここから凝縮物を主体とする分流が
２０として分離排出されると共に、乾燥熱気主流２２は
交流熱交換器３８に送り込まれ外気温近くにまで冷却さ
れ、次いで４０にて大気に放出される。第１図示の本発
明実施例と比較すると、第５図示の本発明の変更態様は
熱交換器３８を付加した点で異っている。第５図示の如
く、本発明による開放式循環システムにおける処理にあ
っては、エネルギー消費をわずかに増大するのみで乾燥
容器中を通過するガス流を永続的に更新することができ
る。このエネルギー消費の増大は、熱交換器３８を付加
したことによる圧力損失に伴うブロワ−４の出力増大に
基因すると共に、一方では主流の送入口３７と排出口４
０間における温度差を部分的にカバーするために増加し
なければならないバーナー５により供給されるべき熱量
の付加分によってもたらされるものである。

第６図示の実施例は湿った空気を乾燥させるための本発
明の応用例を示す、この作用は、円筒室６２、切頭円錐
形収束域６３、スロート部６４及び拡大部６５とより成
る軸対称形状ノズルを基本形状とする分離器容器６１内
で行なわれる。第６１ｉｉ！！示の如くこれら構成部材
は、ノズルの軸断面において尖点を構成しないよう相互
に曲線的に連結されている。ノズルに流入する湿った空
気流は概して矢印６６の方向に降下せしめられる０円筒
室６２に送り込まれた湿気は該室内にて、公知の任意の
型の音波発生器を用いて包囲環６７から発生される音響
放射を受け、収束域６３の空気流入城における音波先端
面がその幾何学的中心点を狭路部６４の極小部の下方の
ノズル軸上に存する球面６８を形成するようにされてい
る。

流動流体の断熱・準等エントロピーでの拡散が切頭円錐
形収束域６３内で起こる。この拡散の安定成分はノズル
６１の収束域６３の入口部からスロート部６４に至る間
の流体断面積の減少によって与えられる。この拡散の振
動成分は、先端波が６８から６１０へと前進する球面状
の音波によって与えられる。

収束域６３内の流動は全て音波球面に垂直でありかつ６
９に位置する焦点に収束される直線をなす、収束域６３
内を移動する流体の安定拡散及び振動拡散の組み合わせ
効果により、湿気の導入流に含有される水蒸気の一部が
小滴として凝集される。これら小滴の比重はノズルスロ
ート部６４に入り込む湿気の比重よりも約１０００倍も
大きいので、該小滴は焦点６９に向かって略ね直線状に
流動し、ノズルスロート部６４内で交差する脱水空気流
によってわずかに直線流路からそれるのみである。

これら小滴は次いで、ノズル拡径部６５の軸に沿って配
設され、導入円孔断面の中心が焦点６９と一致するか或
いはこの点よりも流動方向わずかに下方に位置するもの
である小径の中空円筒収集室６１１内に収集される。

凝集物小滴をノズルスロート部域内にて且くして分離せ
しめた残余のガス流は拡径部６５に入り込んで断熱・準
等エントロピー再圧縮を受け、ノズルスロート部にて付
与される慣性エネルギーをエンタルピーに変える。

第６図示の如く、ノズル６１内の流体混合物の分離に要
求される作業エネルギーは実質的に分離ノズル全体を通
じての該流体混合物の圧力差として供給され、音波によ
る放射音響エネルギー量は該作業エネルギーの一部を占
めるに過ぎない。更には、該音響放射の必要エネルギー
量は、包囲環６７とノズル上部６２内の流体とをつなぐ
音響効果によって前記作業エネルギーから供給するよう
にしてもよい。

本発明の一実施例においては、ブロワ−により湿気主流
内に発生する音響放射を利用する。ブロワ−は該主流の
流動圧を増大させる。このような音響放射は任意のブロ
ワ−により下降流としてと同時に上昇流としても放出さ
れる。音響放射は必要に応じて増強し、地点６９に位置
する焦点に指向する心的球面波を形成するものとするこ
とができる。或いはまた、この音響放射についてはその
波動先端が主流の流動と逆方向に前進するようにしても
よく、この場合にはノズルの収束域形状と同様に分離ノ
ズルの拡径部形状をも切頭円錐形とすることが必要であ
る。

音響放射の波動先端を分離ノズル内にて前進させる場合
も逆に後退させる場合も、そのエネルギーのピークは該
ノズルのスロート部内で付与される。

流体圧から音響放射を発生させ或いはブロワ−を用いて
発生させた音響放射を利用する代わりに、場合によって
は必要とされる音響放射を別個独立に、例えば電磁気変
！ｇ！器やサイレン等の音響発生器を用いて生成せしめ
ることができる。即ちこの場合、音響エネルギーを外部
供給源から供給するものである。

本発明による方法及び装置を以上、工業的に応用される
乾燥処理について特定の実施例を挙げて説明したが、本
発明の応用はこれらに限定されることなく、何らかの混
合気体中の少なくとも１の組成物を該混合気体から分離
抽出するに際し、該混合気体を断熱・準等エントロピー
拡散せしめこれにより抽出すべき組成物を部分的に凝縮
させ凝縮物として分離する場合に広く応用される。

かくして得られた凝縮物の組成は被処理混合気体の組成
に依存する６例えば本発明方法を石炭燃焼の工業ボイラ
ーからの煙気に適用して処理した場合、凝縮物として得
られるのは純水ではなく５０２　−Ｎｏ・ＮＯ２・Ｃ０
２等煙気に含有される組成分の一種又は数種の水溶液と
なむ。

このことは極めて特徴的であり、凝縮可能な蒸気を処理
し得るのみならず、凝縮困難な気体であってもそれが容
易に凝縮可能な蒸気の凝縮物中に可溶であれば本発明に
よる分離除去処理の対称とし得ることを意味する。この
ような凝縮可能な蒸気は即ち清掃作用ないしは選別作用
を奏することとなる。

担体ガス中の蒸気含有が該担体ガスより分離すべき特定
の気体を抽出するに不充分な場合、或いはその抽出作用
自体が不充分な場合には、分離すべき被処理混合物に対
して処理前に気体及び／又は液体及び／又は固体（小滴
乃至懸濁液中の粒体）状の上記特定の気体に対して清掃
作用ないし選別作用を持ち得る成分を更に添加すること
ができる１例えば二酸化硫１ｓｏ２は添加された鎖酸に
よって極めて容易に吸着されて蒸気が容易に凝縮され、
水蒸気の凝縮物によて容易に吸着される。かくして３０
２が分離抽出され、また任意の公知の手段で分離液を処
理することにより回収し得る。

第６図示の本発明実施例による方法及び装置によれば、
被処理混合気体の初期圧力と流動中における該混合気体
の瞬間最小圧力との比率は極めて大きなものとなり得る
のでこの実施例の場合に抽出し得る蒸気と気体の領域は
極めて広い、この比率は、拡散の安定成分の圧力比と拡
散の振動成分の圧力比との積に対応する。得られる全体
の圧力比が大であればある程、拡散後に起こるエンタル
ピー低下及びそれに伴う温度下降も著しく、また凝縮に
よる分離効果も大きい。

実際、本発明は複合物から任意の液体を抽出することに
応用することができ、如何なる限定をも要しない、この
被処理複合物は数種の化学成分ないし等エントロピー成
分を任意の組成で有する混合物または結合物であって良
い、抽出すべき液体は単一の物質であっても良く、数種
の化学成分ないし等エントロピー成分を任意の組成で有
する混合物または結合物であっても良い、担体ガスは任
意の組成の任意の成分より成るもｄであって良い。

本発明にあってはその範囲に反しない限り多くの実施態
様を持つことが可能であり、ここに記載し或いは添付図
面に示した事項は全て例示説明であり如何なる意味にお
いても限定的に解釈してはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を閉塞処理型の工業的乾燥処理に適用す
る場合の一例を示し、ｗ４２図は同じく閉塞処理型の変
形例として空気力学分離器を用いて、液体の木の代わり
に水蒸気に富んだ空気−蒸９＆混合気体を抽出する場合
を示し、第３図は本発明の一実施例による収束−拡大型
分離ノズルを示し、第４図はこの収束−拡大型分離ノズ
ルの収束部における変形例を示し、第５図は本発明を開
放処理型の工業的乾燥処理に応用する場合の一例を示し
、第６図は空気力学分離器の特別な一実施例を示し、球
面状をなす高周波音波を切頭円錐形収束部内にて拡散流
上に載置せしめ、切頭円錐形拡大部内の拡散部にて流体
圧力回復を図るタイプのものを示す。 特許出願人　ベルゴニュークレールー ソシエテφアノニム 代理人　弁理士　松岡修平 第１図 ３ 第６図 手続補正書（自発） 昭和８０年５月２４日 名称　ベルゴニュークレール伊ソシエテ・国籍　ベルギ
ー国 別紙の通り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　開放または閉塞循環路内で、担体ガス流中で液
   体を気化させ、次いで該気化液体の少なくとも一部な該
   担体ガス流から分離させることにより複合物に含有され
   る液体の少なくとも一部を抽出するものに於いて、この
   分離を可動部を持たない空気力学分離器内で行い、分離
   作用に必要な実質的なエネルギー源は、担体ガスを移送
   させるための少なくとも−のブロワ−によってもたらさ
   れる分離器内全域における該担体ガスの圧力差によって
   与えられるものであることを特徴とする。液体抽出方法
   。
2. （２）　前記空気力学分離器が、 （ａ）Ｉｌｖ＊−拡す刑ノズルの１１１２申梼にて苗儀
   と担体ガスとの混合気を断熱的かつ準等エントロピーに
   て加速せしめ、これにより該ノズルのスロート部内に流
   体を拡散させつつ高速にて通過せしめて該拡散の結果混
   合気から凝縮された液体物質の凝縮物小滴を生成せしめ
   、 （ｂ）　該ノズルの軸方向及びノズル壁沿って、かつ該
   小滴の流路と交差する箇所に配置された収集手段により
   、該ノズルスロート部内の流体から該凝縮物小滴を抽出
   せしめ、かつ （Ｃ）　担体ガスと残存蒸気とより成る混合気の高速流
   を、該ノズルの拡大部にて断熱的かつ準等エントロピー
   にて減速せしめる、ものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の液体抽出方法。
3. （３）　開放または閉塞循環路内で、担体ガス流中で液
   体を気化させ、次いで該気化液体の少なくとも一部を該
   担体ガス流から分離させることにより複合物に含有され
   る液体の少なくとも一部を抽出するものに於いて、該分
   離手段が、 （ａ）　分離作用に必要な実質的エネルギー源を器内全
   域に於ける担体ガスの圧力差によって与える、可動部を
   持たない空気力学分離器と、 （ｂ）　該分離器内全域に於ける圧力差に抗して担体ガ
   スを移送せしめる少なくとも−のブロワ−と、より成る
   ことを特徴とする液体抽出装置。 （０前記空気力学分離器が、 （ａ）　スロート部を有し、蒸気と担体ガスとより成る
   混合気を該スロート部内に流体を拡散きせつつ高速にて
   通過せしめ、該拡散の結果混合気から凝縮された液体物
   質の凝縮物小滴を生成せしめるための収束−拡大型ノズ
   ルと、 （ｂ）　該ノズルの軸方向及びノズル壁に沿って、かつ
   該小滴の流路と交差する箇所に配設され、該ノズルスロ
   ート部内の流体から該凝縮物小滴を断熱的かつ準等エン
   トロピーにて抽出収集せしめるための収集手段と、 （Ｃ）　該ノズルスロート部から流下する高速流動流体
   をノズル拡大部にて断熱的かつ準等エントロピーにて減
   速せしめる手段と、より成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の液体抽出装置。