JPS6182852A - ウオ−タセパレ−タ - 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１ 本発明は、ニアコンディショナに組込まれて冷却空気中
から水分を除去するためのウオータセ、＜レータに関す
るものである。

［従来の技術］ 例えば、航空機のエアコンシステムについてみると、こ
のものでは、エンジンから抽出した高圧空気をコンプレ
ッサで圧縮し、これをラムエア等を冷媒とする熱交換器
で冷却（排熱）した後、タービンで断熱膨張させて必要
な冷気をつくり出す方式が採られている。ところで、航
空機搭載機器ではその小型軽量化が普遍的に追求される
技術課題であるが、特に上記エアコンシステムについて
着目した場合、該システムに組込まれるウォータセパレ
ータがシステム全体の小型化を妨げる大きな要因の一つ
となっているのが現状である。具体的に説明すると、従
来この種の用途には空気に旋回運動を与え空気中に含ま
れている比重の大きい水滴を遠心力で分離除去する方式
のものが使用されてきたのであるが、この旋回流方式に
よると構造玉どうしても大容積を占め、小型化に限界を
来たしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、エアコンシステムのパッケージヲ可能な限り
小型のものにしたいという要請に応じてなされたもので
あって、従来のものに比較して遥かに小型化できる新方
式のエアコンシステム用ウォータセパレータを提供する
ことを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、エアを導
通する配管内に、該配管内を流通されるエア中に含まれ
た水滴に静電気を帯電させる帯電用電極と、この静電気
を帯電した水滴を吸引するとともに水滴を表面に吸着し
て水滴の電荷を放電・　　させる誘導・放電用電極とを
配置してなることを特徴とするウォータセパレーダを提
供している。

［作用］ かかる構成によると、水滴に静電気を帯電させてエア中
に含まれている水滴をクーロン力で吸引凝集して取り除
くことができるものとなる。したがって、エアを旋回さ
せて遠心力で水滴を取り除くもののような大きな容積空
間を必要せず、所要の帯電用電極と誘導Φ放電用電極と
を配置さえすれば、エアを導通するための配管内での水
滴分離が可使である。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。

この実施例は１本発明に係るウォータセパレータを航空
機に搭載するエアコンシステムに組込んで使用する場合
を示している。そこで、まずこのエアコンシステムの概
要を第１図について説明する。

このシステムは、抽入空気を圧縮するコンプレッサを該
コンプレッサで圧縮された高圧空気が回転駆動するター
ビンからの伝動動力で駆動するようにしたブートストラ
ップ方式のエアサイクルマシンを利用して構成したもの
で、エンジン１のコンプレッサ部から取り入れられた高
圧空気をラジアルコンプレッサ２で圧縮して高温高圧空
気をつくり、これをラムエア等を冷媒とする熱交換器３
で冷却（排熱）した後、ラジアルタービン４で断熱膨張
させて冷却し、さらにこの断熱膨張時に水加気が凝結し
て空気中に晶出される水滴をウォータセパレータ５（ま
たは１４）で除去して、乾燥空気をキャビン６等に供給
するようにしたものである。

しかして、前記ウォータセパレータ５の構成について述
へると、第２図に示すよう唖、このものではラジアルタ
ービン４から送られてくる冷却エアを導通する配管７内
に、上流側の帯電用電極８と下流側の誘導・放電用電極
１２とを適宜間隔の下に配置している。配管７は、特別
のものを使用する必要はないが、帯電用電極８により帯
電された水滴が誘導・放電用電極１２に到達するまでに
管内面に接触してショートす葛と゛重圧降下や電流の増
大する不都合を来たすため、この区間の少なくとも管内
面側を１例えばセラミックやＦＲＰ等の素材を溶射やコ
ーティングで被覆して絶縁材料で形成するようにするの
が好適である。帯電用電極８は、配管７内のエア流路横
断面に設けたネット状のもので、機内交流電源９から高
電圧発生トランスＩＯと整流用素子１１を介して数ＫＶ
乃至それ以上の高直流電圧を印加し、配管７内に流通さ
れるエアが該帯電用電極８を通過するときその中に含ま
れている水滴に静電気を授与して、エア中の水滴を連続
して帯電させる役割を果すものである。一方、誘導・放
電用電極１２は、配管７内の内面に沿って導体プレート
を設けかつこれを機体に接地してなるものである。この
誘導・放電用電極１２は、前記帯電用電極８で帯電した
水滴がその近傍を通過するとき静電誘導現象により水滴
を吸引し、さらにその表面に水滴を吸着して電荷を放電
させると同時に水滴を凝集する役割を果している。なお
、図示のものでは、この誘導・放電用電極１２の位置す
る配管７の中心部にスペーサ１３を配置し、配管７内を
流通されるエアが゛誘導・放電用電極１２になるべく近
接するようにしている。この場合、スペーサ１３には前
記＠重用電極８と同極の電位を加えておくこともできる
。

このような構成のウォータセパレータ５によれば、図示
矢印のように配管７内をエアが流通されると、帯電用電
極８を通過するさいエア中に含まれている水滴に帯電し
誘導・放電用電極１２の近傍を通過するさいそれらがク
ーロン力で該電極１２に吸引され、さらに電極１２に吸
着してその電荷を放電すると同時に、互いに凝集してエ
ア中から分離されるものとなる。なお、この分離した水
は誘導・放電用電極１２の近傍に設けろ、れる排水口（
図示せず）から逐次排出させるようにすればよい。

以上の説明から理解されるように、この新方式のウォー
タセパレータ５によると、エア中から水滴を分離除去す
るために特別な容積装置を必要とせず、エアを導通せし
める配管７を利用して非常にコンパクトに構成すること
がモき、したがってウォータセパレータ５を組み込んだ
エアコンシステムのパッケージを従来よりも遥かに小型
のものに縮小することが可能である。また、この種のウ
ォータセパレータ５では、配管７内でエアの流通を直接
妨げることなしに構成できるものであるから、エアの供
給系路における流れの抵抗を小さくできる利点もある。

次に、前記実施例のものをさらに工夫して性能アップす
るようにした変形実施例を、第３図に示して説明する。

このウォータセパレータ１４は、帯電した水滴の吸引凝
集性が一層強化されるように、配管７の内面に帯電水滴
の誘導のみを目的とする電極を別に配置したものである
。換言すれば、このものでは前記誘導・放電用電極１２
を、水滴を吸引する誘導用電極１５と水滴を直接表面に
吸着して水滴の電荷を放電させると同時に水滴を凝集さ
せる放電用電極１６とに分別して設置している。この場
合、管内面に配置される誘導用電極１５は、水滴の放電
を防止するためにその表面を絶縁被膜１７で覆うように
している。なお１図示のものでは、上流側に位置する誘
導用電極１５の配置部付近の配管管径を若干大きくする
とともに、管中心部にエア案内用の拡散Ａ１８を設けて
エアを一旦この誘導用電極１５の近傍に通し、しかる後
誘導用電極１５近傍を通過したエアを案内フィン１９か
ら管径を絞った接続配管２０に導入させるようにしてい
る。そして、この誘導用電極１５の下流端側には、排水
用の分岐路２１を設け、該電極１５の下流端に近接する
その入口近傍にネット状の放電用電極１６を配置してい
る。この放電用電極１６は、誘導用電極１５に吸引誘導
されてその周りに集められる帯電水滴が間欠的にその電
荷を放電するように、スイッチイブ素子２２を介して機
体に接地するようにしている。

このような構成のウォータセパレータ１４によれば、帯
電水滴を吸引する誘導用電極１５を上流側の管内面に設
け、しかも拡散具１８等を設置して配管７内を流通され
るエアが図示矢印のように一旦この誘導用電極１５ｆＬ
傍を迂回して下流の接続配管２０に送られるようにし七
いるから、水滴はこの誘導用電極１５に吸引されて帯電
したまま放電用電極１６の周りに効率よく集められ、こ
こにおいて各水滴が間欠的に電極１６に放電して互いに
凝集してエア中から完全に分離されるものとなる。そし
て、分離した水は分岐路２１から逐次除去されることに
なる。したがって、このものでは前記実施例のものに比
較すると、水の分離性能が一段と向上されるものとなる
。

なお、水の分離を高める目的では、図示したいずれの実
施例の場合においても、誘導・放電用電極１２または誘
導用電極１５の配置空間に帯電水滴を電極側に引き寄せ
る磁場をかけるようにすることもできる。

以上、航空機のエアコンシステムを好適な適用具体例と
して説明したが、本発明は勿論この種の用途に適用が限
定されるものではなく、他種の用途に供するエアコンシ
ステムについても利用可源なものである。

また、本発明は実施上配管内に前記電極対を複数に配置
して高性能化を図ることもできるし、配管の敷設方法も
自由に設計できる。

［発明の効果］ 本発明は１以上のような構成を具備してなるものである
から、エアを導通する配管内の限られた容積空間でエア
中に含まれた水滴を確実に分離除去できる容積を取らな
いウォータセパレータが提供され、これによってエアコ
ンシステムの小型化−挙に推進することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るウォータセパレータの適用具体
例を示すエアコンシステムのシステム説明図であり、第
２図は、ウォータセパレータの一実施例を示す概略断面
図である。第３図は、回能の実施例を示す概略断面図で
ある。 ５．１４−・・ウォータセパレータ ７・・φ配管 ８争・・帯電用電極 １２・・・誘導・放電用電極 １５Φ・・誘導用電極 １６・・・放電用電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エアを導通する配管内に、該配管内を流通される
   エア中に含まれた水滴に静電気を帯電させる帯電用電極
   と、この静電気を帯電した水滴を吸引するとともに水滴
   を表面に吸着して水滴の電荷を放電させる誘導・放電用
   電極とを配置してなることを特徴とするウォータセパレ
   ータ。
2. （２）エアを導通する配管の少なくとも内面側が絶縁材
   料で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のウォータセパレータ。
3. （３）静電気を帯電した水滴を吸引するとともに水滴を
   表面に吸着して水滴の電荷を放電させる誘導・放電用電
   極が、水滴を吸引する表面を絶縁被覆した誘導用電極と
   水滴を表面に吸着して水滴の電荷を放電させる放電用電
   極とに分別されて設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載のウォータセパレータ
   。