[go: up one dir, main page]

JP2965251B1 - Cyclone type gas-liquid separator - Google Patents

Cyclone type gas-liquid separator

Info

Publication number
JP2965251B1
JP2965251B1 JP16463098A JP16463098A JP2965251B1 JP 2965251 B1 JP2965251 B1 JP 2965251B1 JP 16463098 A JP16463098 A JP 16463098A JP 16463098 A JP16463098 A JP 16463098A JP 2965251 B1 JP2965251 B1 JP 2965251B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casing
gas
liquid
downward opening
phase flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16463098A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11347306A (en
Inventor
裕敏 石▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KAJI TECHNOLOGY CORPORATION
Original Assignee
KAJI TECHNOLOGY CORPORATION
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KAJI TECHNOLOGY CORPORATION filed Critical KAJI TECHNOLOGY CORPORATION
Priority to JP16463098A priority Critical patent/JP2965251B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2965251B1 publication Critical patent/JP2965251B1/en
Publication of JPH11347306A publication Critical patent/JPH11347306A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 往復動型圧縮機と併用する場合の如く導入す
る気液二相流の流量が一定しない場合でも、遠心力を利
用して高い分離効率を確保し得る新型のサイクロン式気
液分離装置を提供する。 【解決手段】 サイクロン式気液分離装置Aは、密閉形
円筒状のケーシング1と、このケーシング内にその上面
を貫通して同軸状に配置され、気液二相流をケーシング
内の下部にまで導いて下向き開口3aより噴出する導入
管3と、この導入管の下向き開口に対向して固定状態で
配置され、下向き開口より噴出される気液二相流をケー
シングの周壁内面と導入管の外周面との間を旋回する渦
流に変換する渦流発生体31とを備える。また、ケーシ
ングの上部に気体をケーシング外に排出する排気口41
を、ケーシングの底部に液体をケーシング外に排出する
排液口15をそれぞれ設ける。
[PROBLEMS] To provide a new type of cyclone-type gas that can ensure high separation efficiency by using centrifugal force even when the flow rate of a gas-liquid two-phase flow to be introduced is not constant, such as when used in combination with a reciprocating compressor. Provided is a liquid separation device. SOLUTION: A cyclone-type gas-liquid separation device A is arranged coaxially through a closed cylindrical casing 1 and an upper surface thereof in this casing, and a gas-liquid two-phase flow is transmitted to a lower portion in the casing. An introduction pipe 3 that guides and jets out from a downward opening 3a; and a gas-liquid two-phase flow that is arranged in a fixed state facing the downward opening of the introduction pipe and jets out from the downward opening. And a vortex generator 31 that converts the vortex into a vortex that swirls between the surfaces. Further, an exhaust port 41 for discharging gas out of the casing is provided at an upper portion of the casing.
And a drain port 15 for discharging the liquid out of the casing at the bottom of the casing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心力を利用して
気液二相流を分離するサイクロン式気液分離装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cyclone-type gas-liquid separation apparatus for separating a gas-liquid two-phase flow using centrifugal force.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、化学プラント等において、水分を
含まない空気を使用する場合には、大気を圧縮機で圧縮
したり、クーラ等で冷却したりして大気中の水分を液化
させ、この液化した水滴を含む空気を気液分離装置によ
り水と水滴を含まない空気とに分離するようにしてい
る。そして、このような用途に使用される気液分離装置
としては、水滴を含む空気の如き気液二相流をバッフル
板に衝突させるバッフル式のもの、バッフル板の他に金
網を用いて分離するデミスタ式のもの、遠心力を利用し
て分離するサイクロン式のものなどが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when air containing no moisture is used in a chemical plant or the like, the atmosphere is compressed by a compressor or cooled by a cooler or the like to liquefy the moisture in the atmosphere. Air containing liquefied water droplets is separated into water and air containing no water droplets by a gas-liquid separator. As a gas-liquid separation device used in such an application, a baffle type in which a gas-liquid two-phase flow such as air containing water droplets collides with a baffle plate, and separation using a wire mesh in addition to the baffle plate A demister-type one and a cyclone-type one that separates using a centrifugal force are known.

【0003】従来のサイクロン式気液分離装置は、例え
ば特開平5−23514号公報に開示され、また図6及
び図7にも示すように、密閉形円筒状のケーシングa
と、このケーシングaの周壁面に接線方向に接続されて
内部に開口する導入管bと、ケーシングa内にその底部
を貫通して同軸状に配置されかつ上端がケーシングa内
の上部にまで延びて開口する排気管cと、ケーシングa
の底部に接続された排水管dとを備えてなる。そして、
導入管bを通して気液二相流がケーシングaの周壁内面
と排気管cの外周面との間に形成された環状断面流路e
に流入すると、この環状断面流路e内で液滴が慣性力と
遠心力とによってケーシングaの周壁内面に衝突して付
着し、その後、重力の作用で周壁内面を伝って底部にま
で流下して溜まる。これを排水管dでケーシングa外に
排出する。一方、気体は環状断面流路e内を旋回して上
昇し、排気管cの上端開口より排気管c内に流入してこ
れを通ってケーシングa外に排出される。
A conventional cyclone type gas-liquid separator is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-23514, and as shown in FIGS.
And an introduction pipe b tangentially connected to the peripheral wall surface of the casing a and opening therethrough, and a coaxially arranged penetrating the bottom of the casing a in the casing a and having an upper end extending to an upper part in the casing a. Exhaust pipe c, which is open
And a drainage pipe d connected to the bottom of the container. And
An annular cross-sectional flow path e formed between the inner surface of the peripheral wall of the casing a and the outer surface of the exhaust pipe c through a gas-liquid two-phase flow through the introduction pipe b.
In this annular cross-sectional flow path e, the liquid droplets collide with and adhere to the inner surface of the peripheral wall of the casing a due to inertial force and centrifugal force, and then flow down to the bottom along the inner surface of the peripheral wall by the action of gravity. Accumulate. This is discharged out of the casing a by the drain pipe d. On the other hand, the gas swirls and rises in the annular cross section flow path e, flows into the exhaust pipe c from the upper end opening of the exhaust pipe c, passes through the exhaust pipe c, and is discharged out of the casing a.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
サイクロン式気液分離装置では、導入管bより導入され
る気液二相流の流量(流速)により装置各部分の寸法が
決定され、バッフル式気液分離装置に比べて高い分離効
率を確保することができるが、往復動型圧縮機で圧縮し
た水滴を含む空気を、従来のサイクロン式気液分離装置
により水と水滴を含まない空気とに分離する場合等に
は、次のような問題がある。
By the way, in the above-mentioned conventional cyclone type gas-liquid separation device, the size of each part of the device is determined by the flow rate (flow velocity) of the gas-liquid two-phase flow introduced from the introduction pipe b, and the baffle Higher separation efficiency can be ensured compared to a gas-liquid separator, but air containing water droplets compressed by a reciprocating compressor can be combined with air that does not contain water and water by a conventional cyclone gas-liquid separator. In the case of separation into two, there are the following problems.

【0005】すなわち、往復動型圧縮機においては、吐
出流量が時々刻々と変化し、ピストンの上死点又は下死
点通過時には吐出流量が一時的にゼロとなる。このた
め、従来のサイクロン式気液分離装置では、いかなる流
速を基準にして各部分の寸法を設計した場合でも、導入
管bより導入される気液二相流は、ピストンの上・下死
点通過付近で失速して遠心力が作用しなくなり、排気管
cの外周面に液滴が衝突して付着する。そして、この液
滴が気体と共に排気管cを通して排出されるため、分離
効率が低下することになる。
That is, in a reciprocating compressor, the discharge flow rate changes every moment, and the discharge flow rate temporarily becomes zero when the piston passes through the top dead center or the bottom dead center. For this reason, in the conventional cyclone-type gas-liquid separation device, the gas-liquid two-phase flow introduced from the introduction pipe b is at the top and bottom dead center of the piston even when the dimensions of each part are designed based on any flow velocity. Stalling near the passage causes the centrifugal force to stop acting, and droplets collide with and adhere to the outer peripheral surface of the exhaust pipe c. Since the droplets are discharged together with the gas through the exhaust pipe c, the separation efficiency is reduced.

【0006】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その課題とするところは、往復動型圧縮機と併用
する場合の如く導入する気液二相流の流量が一定しない
場合でも、遠心力を利用して高い分離効率を実施上有効
確保し得る新型のサイクロン式気液分離装置を提供す
るものである。
[0006] The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to solve the problem even when the flow rate of the introduced gas-liquid two-phase flow is not constant as in the case of using with a reciprocating compressor. Effective for high separation efficiency using centrifugal force
The present invention provides a new type of cyclone type gas-liquid separation device which can be ensured at a low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1に係る発明は、サイクロン式気液分離装置
として、密閉形円筒状のケーシングと、このケーシング
内にその上面を貫通して同軸状に配置され、気液二相流
をケーシング内の下部にまで導いて下向き開口より噴出
する導入管と、この導入管の下向き開口に対向して固定
状態で配置され、下向き開口より噴出される気液二相流
をケーシングの周壁内面と導入管の外周面との間を旋回
する渦流に変換する渦流発生体とを備える。また、上記
ケーシングの上部に気体をケーシング外に排出する排気
口を、ケーシングの底部に液体をケーシング外に排出す
る排液口をそれぞれ設ける構成とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cyclone-type gas-liquid separator, comprising: a closed cylindrical casing; And an inlet pipe that guides the gas-liquid two-phase flow to the lower part of the casing and ejects it from the downward opening, and is arranged in a fixed state facing the downward opening of the inlet pipe and ejects from the downward opening. A vortex generator that converts the gas-liquid two-phase flow into a vortex that swirls between the inner surface of the peripheral wall of the casing and the outer peripheral surface of the introduction pipe. An exhaust port for discharging gas to the outside of the casing is provided at an upper portion of the casing, and a drain port for discharging liquid to the outside of the casing is provided at a bottom of the casing.

【0008】この構成では、導入管を通して気液二相流
がケーシング内の下部にまで導かれて導入管の下向き開
口より噴出すると、その気液二相流は渦流発生体により
ケーシングの周壁内面と導入管の外周面との間に形成さ
れる環状断面流路に導かれてその流路内を旋回する渦流
に変換され、液滴が慣性力と遠心力とによってケーシン
グの周壁内面に衝突して付着し、その後、重力の作用で
周壁内面を伝って底部にまで流下して溜まる。この液体
は排液口からケーシング外に排出される一方、気体は環
状断面流路内を旋回してケーシング内の上部にまで上昇
し、排気口からケーシング外に排出される。
[0008] In this configuration, when the gas-liquid two-phase flow is guided to the lower part in the casing through the introduction pipe and is ejected from the downward opening of the introduction pipe, the gas-liquid two-phase flow is swirled by the vortex generator to the inner surface of the peripheral wall of the casing. The liquid is guided into an annular cross-section flow path formed between the outer circumference of the introduction pipe and is converted into a vortex flowing in the flow path, and the droplet collides with the inner surface of the peripheral wall of the casing due to inertial force and centrifugal force. It adheres and then flows down to the bottom along the inner surface of the peripheral wall due to the action of gravity and accumulates. The liquid is discharged from the drain port to the outside of the casing, while the gas turns in the annular cross-sectional flow path, rises to the upper part in the casing, and is discharged to the outside of the casing from the exhaust port.

【0009】上記導入管はケーシングの上面からケーシ
ング内の下部にまで延び、この導入管により導入される
気液二相流の流入方向が重力方向と一致するため、その
気液二相流が一時的に失速した場合でも導入管内の気液
二相流は重力により導入管の下向き開口より流出し、渦
流発生体により環状断面流路に導かれてその流路内を旋
回する渦流に変換されることになり、液滴が遠心力によ
りケーシングの周壁内面に衝突して付着する。この結
果、気液二相流の失速にも拘らず分離効率を高く維持で
きることになる。
The introduction pipe extends from the upper surface of the casing to a lower part in the casing, and since the inflow direction of the gas-liquid two-phase flow introduced by the introduction pipe matches the direction of gravity, the gas-liquid two-phase flow is temporarily reduced. Even in the case of a stall, the gas-liquid two-phase flow in the inlet pipe flows out from the downward opening of the inlet pipe due to gravity, is guided by the vortex generator into the annular cross-section flow path, and is converted into a vortex flowing in the flow path. In other words, the droplet collides and adheres to the inner surface of the peripheral wall of the casing due to the centrifugal force. As a result, the separation efficiency can be maintained high despite the stall of the gas-liquid two-phase flow.

【0010】請求項に係る発明は、上記渦流発生体の
実施上好ましい形態を提供する。すなわち、渦流発生
体を、導入管の下向き開口と同軸線上に位置する円錐面
を有する部材と、この部材の円錐面上に円周方向に
所定間隔毎に複数枚設けられフィンと、上記部材を
ケーシングの周壁に固定する固定部材とによって構成
し、更に、上記各フィンを、傘部材の円錐面の頂点側か
ら裾側に向けて螺旋状に湾曲させるとともに、その円錐
面上の高さが円錐面の頂点側から裾側に向かうに従って
次第に高くなるように形成する。この構成では、導入管
の下向き開口から噴出する気液二相流は、下向き開口と
同軸線上に位置する部材の円錐面によって軸線方向か
ら半径方向に変更されるとともに、その円錐面上のフィ
ンに沿って旋回運動を生じるようになり、環状断面流路
内を旋回する渦流に円滑にかつ確実に変換される。
[0010] The invention according to claim 1 is the invention of the vortex generator.
A preferred embodiment is also provided. That is, the vortex generation body, and the umbrella member having a conical surface located on the downwardly opening coaxial with the inlet tube, the fins provided plurality in the circumferential direction at predetermined intervals on the conical surface of the umbrella member, A fixing member for fixing the umbrella member to the peripheral wall of the casing.
Further, each of the fins is placed on the vertex side of the conical surface of the umbrella member.
Spirally toward the hem side, and its cone
As the height on the surface goes from the top to the bottom of the conical surface
It is formed so as to be gradually higher. In this configuration, the gas-liquid two-phase flow ejected from the downward opening of the inlet pipe is changed from the axial direction to the radial direction by the conical surface of the umbrella member located coaxially with the downward opening, and the fins on the conical surface , And is smoothly and reliably converted into a swirling flow swirling in the annular cross-section flow path.

【0011】請求項2及び3に係る発明は、いずれも分
離効率をより高めるための好ましい形態を提供する。す
なわち、請求項に係る発明は、上記ケーシング内の上
部にその周壁を貫通して排気管を設け、この排気管のケ
ーシング上面と対向する上側側面に排気口を設ける構成
とする。この構成では、環状断面流路内を旋回してケー
シング内の上部にまで上昇した気体は、排気口からケー
シング外に排出されるに際し、排気管の下方より一旦上
方にまで上昇した後反転して排気管の上側側面の排気口
に流入するため、この反転時に液滴がケーシング上面等
に衝突して付着するようになり、分離効率がより高くな
る。
The inventions according to claims 2 and 3 both provide a preferable mode for further improving the separation efficiency. That is, the invention according to claim 2 has a configuration in which an exhaust pipe is provided at an upper portion in the casing through a peripheral wall thereof, and an exhaust port is provided on an upper side surface of the exhaust pipe facing the upper surface of the casing. In this configuration, the gas that has swirled in the annular cross-sectional flow path and has risen to the upper part in the casing, when being discharged from the exhaust port to the outside of the casing, once rises from below the exhaust pipe to above and then reverses. Since the liquid flows into the exhaust port on the upper side surface of the exhaust pipe, the liquid droplets collide with and adhere to the upper surface of the casing and the like during the reversal, and the separation efficiency is further increased.

【0012】また、請求項に係る発明は、上記ケーシ
ング内の中央部にその周壁内面より突出する遮蔽リング
を配置する構成とする。この構成では、環状断面流路内
をケーシングの周壁内面に沿って旋回しながら上昇する
気体は、遮蔽リングを超えて更に上昇する一方、その気
体中に含まれる水滴は、遮蔽リングに遮断されその遮蔽
リング又はケーシングの周壁内面に付着して分離される
ことになり、分離効率がより高くなる。
The invention according to claim 3 is configured such that a shielding ring protruding from an inner surface of a peripheral wall is disposed at a central portion in the casing. In this configuration, the gas that rises while turning inside the annular cross-section flow path along the inner surface of the peripheral wall of the casing further rises beyond the shielding ring, while water droplets contained in the gas are blocked by the shielding ring and The shielding ring or the casing adheres to the inner surface of the peripheral wall and is separated, so that the separation efficiency is higher.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
サイクロン式気液分離装置Aを示し、この気液分離装置
Aは、密閉型円筒状のケーシング1と、このケーシング
1を垂直状態に保持する保持台2と、上記ケーシング1
の上面を貫通してケーシング1内に同軸状に挿入配置さ
れた気液二相流をケーシング1内に導入する導入管3
と、上記ケーシング1の上部にその周壁を貫通して設け
られた排気管4とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cyclone type gas-liquid separation device A according to an embodiment of the present invention. The gas-liquid separation device A includes a closed cylindrical casing 1 and a holding table 2 for holding the casing 1 in a vertical state. And the casing 1
For introducing a gas-liquid two-phase flow coaxially inserted into the casing 1 through the upper surface of the casing 1
And an exhaust pipe 4 provided at an upper portion of the casing 1 so as to penetrate a peripheral wall thereof.

【0014】上記ケーシング1は、円筒状の中央ケーシ
ング11の上下両端に略中空半球状の上部ケーシング1
2及び下部ケーシング13をそれぞれ接合してなり、中
央ケーシング11の上部ケーシング12寄り部分に上記
排気管4が貫通しているとともに、上部ケーシング12
の中央部に上記排気管4が貫通している。また、下部ケ
ーシング13の中央部には、ケーシング1の底部(下部
ケーシング13内)に溜まった液体をケーシング1外に
排出する排液口15が設けられている。
The casing 1 has a substantially hollow hemispherical upper casing 1 at upper and lower ends of a cylindrical central casing 11.
2 and the lower casing 13 are joined to each other, and the exhaust pipe 4 penetrates through a portion of the central casing 11 close to the upper casing 12.
The exhaust pipe 4 penetrates through the center of the exhaust pipe. At the center of the lower casing 13, there is provided a drain port 15 for discharging the liquid accumulated at the bottom of the casing 1 (inside the lower casing 13) to the outside of the casing 1.

【0015】上記保持台2は、図2にも示すように、四
隅部に各々取り付け孔21aが設けられた矩形平板状の
設置プレート21と、この設置プレート21上に互いに
フランジ22a側を向け合った状態で立設された一対の
アングル状の支柱22,22と、この各支柱22の上部
の左右フランジ22a,22a間にそれぞれ掛け渡して
固着された一対の保持プレート23,23とを有してな
り、一対の保持プレート23,23はケーシング1(詳
しくは中央ケーシング11)を挟んで互いに対向しかつ
それぞれケーシング1に固着されている。
As shown in FIG. 2, the holding table 2 has a rectangular flat mounting plate 21 provided with mounting holes 21a at four corners, and the flange 22a faces each other on the mounting plate 21. It has a pair of angled columns 22, 22 erected in an upright state, and a pair of holding plates 23, 23, which are fixed between the right and left flanges 22 a, 22 a on the upper portions of the respective columns 22. The pair of holding plates 23 are opposed to each other across the casing 1 (specifically, the central casing 11) and are fixed to the casing 1, respectively.

【0016】上記導入管3の下端は、ケーシング1内の
下部にまで延び、その下向き開口3aより気液二相流を
ケーシング1内に噴出するようになっている。ケーシン
グ1内には、この導入管3の下向き開口3aより噴出さ
れる気液二相流をケーシング1の周壁内面と導入管3の
外周面との間に形成される環状断面流路30内を旋回す
る渦流に変換する渦流発生体31が下向き開口3aに対
向して配置されている。
The lower end of the introduction pipe 3 extends to a lower portion in the casing 1, and a gas-liquid two-phase flow is blown into the casing 1 through a downward opening 3a. In the casing 1, the gas-liquid two-phase flow spouted from the downward opening 3 a of the introduction pipe 3 flows through the annular cross-sectional flow path 30 formed between the inner peripheral surface of the casing 1 and the outer peripheral surface of the introduction pipe 3. A swirl generator 31 for converting into a swirling swirl is arranged facing the downward opening 3a.

【0017】上記渦流発生体31は、図3にも示すよう
に、導入管3の下向き開口3aと同軸線上に位置する円
錐面32aを有する傘部材32と、この傘部材32の円
錐面32a上に円周方向に所定間隔毎に設けられた複数
枚(図3では12枚)のフィン33,33,…と、上記
傘部材32をケーシング1の周壁に固定する固定部材3
4とを備えてなる。上記傘部材32は、上記円錐面32
aの中心部を形成する中心材36と、この中心材36の
外周に嵌め込まれ上記円錐面32aの周辺部を形成する
鍔材37とからなる。上記各フィン33は、円錐面32
aの頂点側から裾側に向けて螺旋状に湾曲しているとと
ともに、その円錐面32a上の高さが円錐面32aの頂
点側から裾側に向かうに従って次第に高くなるように形
成されている。また、上記固定部材34は、傘部材32
と同軸状でかつその鍔材37に一端が固着されたリング
材38と、このリング材38とケーシング1の周壁とを
円周方向に90度間隔で連結する4本の連結材39,3
9,…とからなる。
As shown in FIG. 3, the vortex generator 31 includes an umbrella member 32 having a conical surface 32a located coaxially with the downward opening 3a of the introduction pipe 3, and a conical surface 32a of the umbrella member 32. Are provided at predetermined intervals in the circumferential direction (12 in FIG. 3), and a fixing member 3 for fixing the umbrella member 32 to the peripheral wall of the casing 1.
4 is provided. The umbrella member 32 includes the conical surface 32
A central member 36 that forms the central portion of a, and a flange member 37 that is fitted around the outer periphery of the central member 36 and that forms the peripheral portion of the conical surface 32a. Each of the fins 33 has a conical surface 32.
a is spirally curved from the apex side of a to the hem side, and is formed so that the height on the conical surface 32a gradually increases from the apex side of the conical surface 32a toward the hem side. . In addition, the fixing member 34 is attached to the umbrella member 32.
A ring member 38 coaxial with the flange member 37 and one end of which is fixed to the flange member 37, and four connecting members 39, 3 connecting the ring member 38 and the peripheral wall of the casing 1 at intervals of 90 degrees in the circumferential direction.
9, ...

【0018】上記排気管4の先端はケーシング1内の導
入管3近傍にまで挿入されており、この排気管4の上側
側面つまりケーシング1上面と対向する側面に、図4に
も示すように、気体をケーシング1外に排出する排気口
41が設けられている。
The distal end of the exhaust pipe 4 is inserted up to the vicinity of the introduction pipe 3 in the casing 1. The upper side of the exhaust pipe 4, that is, the side opposite to the upper surface of the casing 1, as shown in FIG. An exhaust port 41 for discharging gas out of the casing 1 is provided.

【0019】さらに、上記ケーシング1内の中央部つま
り導入管3の下向き開口3aと排気管4との間には遮蔽
リング42が配置されており、この遮蔽リング42は、
ケーシング1の周壁内面全周に亘りその周壁内面より所
定寸法突出するように周壁内面に装着されている。尚、
45は導入管3の下端つまり下向き開口3の周囲に装着
された回り込み防止用の口金である。
Further, a shielding ring 42 is disposed in a central portion of the casing 1, that is, between the downward opening 3 a of the introduction pipe 3 and the exhaust pipe 4.
The casing 1 is mounted on the inner surface of the peripheral wall so as to protrude by a predetermined dimension from the inner surface of the peripheral wall over the entire inner surface of the peripheral wall. still,
Reference numeral 45 denotes a wrap-around preventing base mounted around the lower end of the introduction tube 3, that is, around the downward opening 3.

【0020】次に、上記気液分離装置Aの作動を説明す
るに、導入管3を通して気液二相流がケーシング1内の
下部にまで導かれて導入管3の下向き開口3aより噴出
すると、その気液二相流は渦流発生体31によりケーシ
ング1の周壁内面と導入管3の外周面との間の環状断面
流路30に導かれてその流路30内を旋回する渦流に変
換され、液滴が慣性力と遠心力とによってケーシング1
の周壁内面に衝突して付着し、その後、重力の作用で周
壁内面を伝って底部にまで流下して溜まる。この液体は
排液口15からケーシング1外に排出される一方、気体
は環状断面流路30内を旋回してケーシング1内の上部
にまで上昇し、排気口41からケーシング1外に排出さ
れる。
Next, the operation of the gas-liquid separation device A will be described. When a gas-liquid two-phase flow is guided to the lower part in the casing 1 through the introduction pipe 3 and is ejected from the downward opening 3a of the introduction pipe 3, The gas-liquid two-phase flow is guided by the vortex generator 31 to the annular cross-sectional flow path 30 between the inner surface of the peripheral wall of the casing 1 and the outer peripheral surface of the introduction pipe 3, and is converted into a vortex flowing in the flow path 30. The droplets are formed by the inertia force and the centrifugal force on the casing 1.
Collides with and adheres to the inner surface of the peripheral wall, and then flows down to the bottom along the inner surface of the peripheral wall due to the action of gravity. The liquid is discharged from the drain port 15 to the outside of the casing 1, while the gas swirls in the annular cross-sectional flow path 30 to rise to the upper part in the casing 1 and is discharged to the outside of the casing 1 from the exhaust port 41. .

【0021】この場合、上記導入管3はケーシング1の
上面からケーシング1内の下部にまで延び、この導入管
3により導入される気液二相流の流入方向が重力方向と
一致するため、その気液二相流が一時的に失速した場合
でも導入管3内の気液二相流は重力により導入管3の下
向き開口3aより流出し、渦流発生体31により環状断
面流路3に導かれてその流路30内を旋回する渦流に変
換されることになり、液滴が遠心力によりケーシング1
の周壁内面に衝突して付着する。この結果、気液二相流
の失速にも拘らず分離効率を高く維持することができ
る。
In this case, the introduction pipe 3 extends from the upper surface of the casing 1 to a lower part in the casing 1, and the inflow direction of the gas-liquid two-phase flow introduced by the introduction pipe 3 matches the direction of gravity. Even when the gas-liquid two-phase flow stalls temporarily, the gas-liquid two-phase flow in the introduction pipe 3 flows out of the downward opening 3a of the introduction pipe 3 by gravity, and is guided to the annular cross-sectional flow path 3 by the vortex generator 31. The liquid is converted into a vortex that swirls in the flow path 30, and the liquid droplets are separated by the centrifugal force into the casing 1.
Collides with and adheres to the inner surface of the peripheral wall. As a result, the separation efficiency can be maintained high despite the stall of the gas-liquid two-phase flow.

【0022】しかも、上記渦流発生体31は、導入管3
の下向き開口3aと同軸線上に位置する円錐面32aを
有する傘部材32と、この傘部材32の円錐面32a上
に円周方向に所定間隔毎に複数枚設けられかつ各々が円
錐面32aの頂点側から裾側に向けて螺旋状に湾曲した
フィン33と、上記傘部材32をケーシング1の周壁に
固定する固定部材34とからなる簡単なものであり、ま
た、導入管3の下向き開口3aから噴出する気液二相流
は、上記傘部材32の円錐面32aによって軸線方向か
ら半径方向に変更されるとともに、その円錐面32a上
のフィン33に沿って旋回運動を生じ、環状断面流路3
0内を旋回する渦流に円滑にかつ確実に変換されるの
で、コスト面等で実施化を容易に図ることができる。
In addition, the vortex generator 31 is connected to the introduction pipe 3.
Umbrella member 32 having a conical surface 32a located on the same axis as the downward opening 3a, and a plurality of umbrella members 32 provided on the conical surface 32a of the umbrella member 32 at predetermined intervals in a circumferential direction and each being a vertex of the conical surface 32a. It is a simple one comprising a fin 33 spirally curved from the side to the hem side and a fixing member 34 for fixing the umbrella member 32 to the peripheral wall of the casing 1. The jetted gas-liquid two-phase flow is changed from the axial direction to the radial direction by the conical surface 32a of the umbrella member 32, and generates a swirling motion along the fins 33 on the conical surface 32a.
Since it is smoothly and surely converted into a vortex that swirls inside 0, implementation can be easily achieved in terms of cost and the like.

【0023】その上、上記実施形態では、環状断面流路
30内をケーシング1の周壁内面に沿って旋回しながら
上昇する気体は、遮蔽リング42を超えて更に上昇する
一方、その気体中に含まれる水滴は、遮蔽リング42に
遮断されその遮蔽リング42又はケーシング1の周壁内
面に付着して分離されるので、分離効率をより高めるこ
とができる。また、ケーシング1内の上部にまで上昇し
た気体は、排気口41からケーシング1外に排出される
に際し、排気管4の下方より一旦上方にまで上昇した後
反転して排気管4の上側側面の排気口41に流入するよ
うになり、この反転時に液滴がケーシング1上面等に衝
突して付着する。この結果、液滴が気体と共に排気口4
1に流入するのを可及的に防止することができ、分離効
率をより一層高めることができる。
Furthermore, in the above embodiment, the gas that rises while turning inside the annular cross-section flow path 30 along the inner surface of the peripheral wall of the casing 1 further rises beyond the shielding ring 42, and is included in the gas. Since the water droplets are blocked by the shielding ring 42 and adhere to the shielding ring 42 or the inner surface of the peripheral wall of the casing 1 and separated, the separation efficiency can be further improved. Further, when the gas that has risen to the upper portion in the casing 1 is discharged from the exhaust port 41 to the outside of the casing 1, the gas once rises above the lower portion of the exhaust pipe 4, then reverses, and turns over the upper side surface of the exhaust pipe 4. The liquid flows into the exhaust port 41, and at the time of this reversal, the droplet collides with and adheres to the upper surface of the casing 1 or the like. As a result, the droplets are discharged together with the gas into the exhaust port 4.
1 can be prevented as much as possible, and the separation efficiency can be further improved.

【0024】図5は上記実施形態のサイクロン式気液分
離装置及び従来のデミスタ式気液分離装置を用いて分離
効率を継続的に測定した実験結果を示し、この図では実
線Aが実施形態のサイクロン式気液分離装置の測定結果
を、破線Bが従来のデミスタ式気液分離装置の測定結果
をそれぞれ示す。この実験では、往復動型圧縮機で大気
を圧縮して大気中の水分を液化させ、この液化した水滴
を含む空気を各気液分離装置により分離した。この実験
結果から分かるように、実施形態のサイクロン式気液分
離装置では、往復動型圧縮機からの空気流入量が時々刻
々変化するにも拘らず、分離効率が経過時間中略一定で
かつ約100%という高い値を確保することができる。
FIG. 5 shows experimental results obtained by continuously measuring the separation efficiency using the cyclone-type gas-liquid separator of the above embodiment and the conventional demister-type gas-liquid separator. In this figure, the solid line A represents the embodiment. The measurement result of the cyclone-type gas-liquid separator is shown, and the broken line B shows the measurement result of the conventional demister-type gas-liquid separator. In this experiment, the atmosphere was compressed by a reciprocating compressor to liquefy moisture in the atmosphere, and the air containing the liquefied water droplets was separated by each gas-liquid separator. As can be seen from the experimental results, in the cyclone-type gas-liquid separator of the embodiment, the separation efficiency is substantially constant during the elapsed time and about 100% even though the air inflow from the reciprocating compressor changes every moment. % Can be secured.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、本発明のサイクロン式気
液分離装置によれば、導入管がケーシングの上面からケ
ーシング内の下部にまで延び、この導入管により導入さ
れる気液二相流の流入方向が重力方向と一致するため、
気液二相流が一時的に失速した場合でも導入管内の気液
二相流が重力により導入管の下向き開口より流出し、渦
流発生体により環状断面流路に導かれてその流路内を旋
回する渦流に変換され、液滴が遠心力によりケーシング
の周壁内面に衝突して付着するので、分離効率を高く維
持することができ、特に往復動型圧縮機と併用する場合
等に有効である。
As described above, according to the cyclone type gas-liquid separation device of the present invention, the introduction pipe extends from the upper surface of the casing to the lower part in the casing, and the gas-liquid two-phase flow introduced by the introduction pipe is provided. Since the inflow direction of
Even when the gas-liquid two-phase flow stalls temporarily, the gas-liquid two-phase flow in the inlet pipe flows out of the downward opening of the inlet pipe due to gravity, and is guided by the vortex generator to the annular cross-section flow path, and The droplets are converted into swirling vortices, and the droplets collide with and adhere to the inner surface of the peripheral wall of the casing due to centrifugal force, so that the separation efficiency can be kept high, and this is particularly effective when used in combination with a reciprocating compressor. .

【0026】その上、導入管の下向き開口から噴出する
気液二相流を、簡単な構成の渦流発生体により環状断面
流路内を旋回する渦流に円滑にかつ確実に変換すること
ができ、実施化を図る上で有効である。
In addition, the gas-liquid two-phase flow spouting from the downward opening of the inlet pipe can be smoothly and reliably converted into a vortex circling in the annular cross-section flow path by the vortex generator having a simple structure. It is effective in realizing the implementation.

【0027】特に、請求項に係る発明では、環状断面
流路内を旋回してケーシング内の上部にまで上昇した気
体が、排気管の下方より一旦上方にまで上昇した後反転
して排気管の上側側面の排気口に流入し、この反転時に
液滴がケーシング上面等に衝突して付着するので、分離
効率をより高めることができる。
In particular, in the invention according to the second aspect , the gas swirling in the annular cross-section flow path and rising to the upper part in the casing once rises from below the exhaust pipe to an upper part thereof, and then reverses and then reverses. The liquid flows into the exhaust port on the upper side of the casing, and at the time of the reversal, the droplet collides with and adheres to the upper surface of the casing or the like, so that the separation efficiency can be further improved.

【0028】請求項に係る発明では、環状断面流路内
をケーシングの周壁内面に沿って旋回しながら上昇する
気体が、遮蔽リングを超えて更に上昇する一方、その気
体中に含まれる水滴が、遮蔽リングに遮断されその遮蔽
リング又はケーシングの周壁内面に付着して分離される
ので、分離効率をより高めることができる。
According to the third aspect of the present invention, the gas that rises while swirling in the annular cross-section flow path along the inner surface of the peripheral wall of the casing further rises over the shielding ring, while water droplets contained in the gas are removed. Since the light is blocked by the shield ring and adhered to the inner surface of the shield ring or the peripheral wall of the casing and separated, the separation efficiency can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るサイクロン式気液分離
装置の縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical side view of a cyclone type gas-liquid separator according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記気液分離装置の一つの構成要素である保持
台の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a holding table which is one component of the gas-liquid separation device.

【図3】同じく渦流発生体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the vortex generator.

【図4】図1のX−X線における排気管の拡大断面図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the exhaust pipe taken along line XX of FIG. 1;

【図5】実施形態のサイクロン式気液分離装置及び従来
のデミスタ式気液分離装置を用いて分離効率を継続的に
測定した実験結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing experimental results obtained by continuously measuring separation efficiency using the cyclone-type gas-liquid separator of the embodiment and a conventional demister-type gas-liquid separator.

【図6】従来のサイクロン式気液分離装置の構成を示す
横断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cyclone-type gas-liquid separator.

【図7】図6のY−Y線における断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line YY of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A サイクロン式気液分離装置 1 ケーシング 3 導入管 3a 下向き開口 4 排気管 15 排液口 31 渦流発生体 32 傘部材 32a 円錐面 33 フィン 34 固定部材 41 排気口 42 遮蔽リング 43 隙間 A Cyclone-type gas-liquid separator 1 casing 3 inlet pipe 3a downward opening 4 exhaust pipe 15 drain port 31 vortex generator 32 umbrella member 32a conical surface 33 fin 34 fixing member 41 exhaust port 42 shielding ring 43 gap

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 密閉形円筒状のケーシングと、 このケーシング内にその上面を貫通して同軸状に配置さ
れ、気液二相流をケーシング内の下部にまで導いて下向
き開口より噴出する導入管と、 この導入管の下向き開口に対向して固定状態で配置さ
れ、下向き開口より噴出される気液二相流をケーシング
の周壁内面と導入管の外周面との間を旋回する渦流に変
換する渦流発生体とを備え、 上記ケーシングの上部には気体をケーシング外に排出す
る排気口が、ケーシングの底部には液体をケーシング外
に排出する排液口がそれぞれ設けられており、 上記渦流発生体は、導入管の下向き開口と同軸線上に位
置する円錐面を有する傘部材と、この傘部材の円錐面上
に円周方向に所定間隔毎に複数枚設けられたフィンと、
上記傘部材をケーシングの周壁に固定する固定部材とか
らなり、 上記各フィンは、傘部材の円錐面の頂点側から裾側に向
けて螺旋状に湾曲しているとともに、その円錐面上の高
さが円錐面の頂点側から裾側に向かうに従って次第に高
くなるように形成されている ことを特徴とするサイクロ
ン式気液分離装置。
1. A closed cylindrical casing, and an inlet pipe which is coaxially disposed in the casing and penetrates the upper surface thereof, and guides the gas-liquid two-phase flow to a lower portion in the casing and ejects the gas-liquid two-phase flow from a downward opening. Is disposed in a fixed state facing the downward opening of the introduction pipe, and converts the gas-liquid two-phase flow ejected from the downward opening into a vortex swirling between the inner surface of the peripheral wall of the casing and the outer peripheral surface of the introduction pipe. and a vortex generator, an exhaust port in the upper portion of the casing for discharging a gas out of the casing, the bottom of the casing has drainage openings are provided respectively for discharging the liquid out of the casing, the vortex shedder Is located coaxially with the downward opening of the inlet tube.
An umbrella member having a conical surface to be placed on the conical surface of the umbrella member
A plurality of fins provided at predetermined intervals in the circumferential direction,
A fixing member for fixing the umbrella member to the peripheral wall of the casing
Rannahli, each fin toward the skirt side from the apex side of the conical surface of the umbrella member
Helical curve and the height above its conical surface
Gradually increases from the top to the bottom of the conical surface
A cyclone-type gas-liquid separation device characterized by being formed so that
【請求項2】 上記ケーシング内の上部にはその周壁を
貫通して排気管が設けられ、この排気管のケーシング上
面と対向する上側側面に排気口が設けられている請求項
1記載のサイクロン式気液分離装置。
2. A peripheral wall is provided on an upper portion in the casing.
An exhaust pipe is provided therethrough, and on the casing of this exhaust pipe
The cyclone type gas-liquid separation device according to claim 1 , wherein an exhaust port is provided on an upper side surface facing the surface .
【請求項3】 上記ケーシング内の中央部にはその周壁
内面より突出する遮蔽リングが配置されている請求項1
又は2記載のサイクロン式気液分離装置。
3. A peripheral wall is provided at a central portion in the casing.
The shielding ring protruding from the inner surface is disposed.
Or the cyclone-type gas-liquid separator according to 2.
JP16463098A 1998-06-12 1998-06-12 Cyclone type gas-liquid separator Expired - Fee Related JP2965251B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16463098A JP2965251B1 (en) 1998-06-12 1998-06-12 Cyclone type gas-liquid separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16463098A JP2965251B1 (en) 1998-06-12 1998-06-12 Cyclone type gas-liquid separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2965251B1 true JP2965251B1 (en) 1999-10-18
JPH11347306A JPH11347306A (en) 1999-12-21

Family

ID=15796862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16463098A Expired - Fee Related JP2965251B1 (en) 1998-06-12 1998-06-12 Cyclone type gas-liquid separator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2965251B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100435902C (en) * 2005-12-23 2008-11-26 中国科学院力学研究所 Cyclonic gas-liquid and liquid-liquid separator
CN120695497A (en) * 2025-08-28 2025-09-26 陕西汇丰悦石油科技开发有限公司 A gas separation device for jetting and recovering gas

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4091771B2 (en) 2002-02-08 2008-05-28 愛三工業株式会社 Trap device
JP5163364B2 (en) * 2008-08-22 2013-03-13 トヨタ自動車株式会社 Downforce generator
JP4660651B2 (en) * 2009-02-27 2011-03-30 吉崎 亨 Foreign matter removal device
JP5188450B2 (en) * 2009-05-21 2013-04-24 株式会社 ユザワエンタープライズ Cyclone gas separator
JP2015037759A (en) * 2010-06-06 2015-02-26 洋子 吉崎 Floating grain washer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100435902C (en) * 2005-12-23 2008-11-26 中国科学院力学研究所 Cyclonic gas-liquid and liquid-liquid separator
CN120695497A (en) * 2025-08-28 2025-09-26 陕西汇丰悦石油科技开发有限公司 A gas separation device for jetting and recovering gas

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11347306A (en) 1999-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11369906B2 (en) Vortex separation device
US5500039A (en) Gas-liquid separating apparatus
US7025890B2 (en) Dual stage centrifugal liquid-solids separator
WO2002100516A3 (en) A system for separating an entrained liquid component from a gas stream
EP0008283A2 (en) Separator for use in boreholes of limited diameter
EP0972573A1 (en) Cyclone separator and strainer for the same
JP2965251B1 (en) Cyclone type gas-liquid separator
JP2007263066A (en) Gas-liquid separator
JPH11290724A (en) Cyclone separation device and strainer for the same
GB2392396A (en) A system for separating an entrained liquid component from a gas stream
JP2003190725A (en) Gas-liquid separator
JP2002028421A (en) Centrifugal steam-water separator combined with baffle plate separation
JP2012241963A (en) Gas-liquid separator
US20250319432A1 (en) Separator
RU2207183C1 (en) Separator
JPH05322383A (en) Gas-liquid separator
JPH09220421A (en) Slewing gas-liquid separator
JP4722273B2 (en) Gas-liquid separator
RU2144436C1 (en) Dust separator with flow former
RU2140317C1 (en) Centrifugal separation member
JP4610699B2 (en) Gas-liquid separator
JP4722279B2 (en) Gas-liquid separator
JPS604607Y2 (en) Gas-liquid separator
JP2003126634A (en) Gas/liquid separator
JPS6256791B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990727

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees