特許 7181729 気液分離器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-22

(45)【発行日】2022-12-01

(54)【発明の名称】気液分離器

(51)【国際特許分類】

   B01D 45/08 20060101AFI20221124BHJP

   B01D 45/16 20060101ALI20221124BHJP

   F22B 37/30 20060101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

B01D45/08 Z

B01D45/16

F22B37/30 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018156487

(22)【出願日】2018-08-23

(65)【公開番号】P2020028862

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-06-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000133733

【氏名又は名称】株式会社テイエルブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100170896

【弁理士】

【氏名又は名称】寺薗 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】竹中 俊喜

【審査官】小川 慶子

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５１－３９２７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平２－１２５７１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平５－９６５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－２０９２０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４５／００－４５／１８

Ｂ０４Ｃ １／００－１１／００

Ｆ２２Ｂ ３７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する分離ユニットと、
前記分離ユニットによって液体が分離された気体を流出させる排気管と、
前記排気管の内周面から前記排気管の内側に突出し、前記排気管に流入する液体の流通を抑制する突出部とを備え、
前記排気管への流体の流入口は、前記排気管の軸心方向に開口し、
少なくとも前記排気管の流入口から前記突出部までの間において前記排気管の軸心上には部材が設けられておらず、
前記突出部は、前記排気管の内周面の全周に亘って環状に形成されている気液分離器。

【請求項2】

請求項１に記載の気液分離器において、
前記突出部は、第１突出部と、前記排気管の流れ方向において前記第１突出部よりも下流側に設けられた第２突出部とを含んでいる気液分離器。

【請求項3】

請求項２に記載の気液分離器において、
前記排気管の内周面からの前記第２突出部の突出した長さである突出量は、前記排気管の内周面からの前記第１突出部の突出した長さである突出量よりも小さい気液分離器。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れか１つに記載の気液分離器において、
前記分離ユニットには、前記排気管の少なくとも一部が一体的に形成されると共に、前記混合流体を旋回させる旋回流路が前記排気管の周囲に形成され、
前記排気管には、前記旋回流路を通過後の気体が流入する気液分離器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、気液分離器に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ドレン等の液体が蒸気又は空気等の気体に混入した混合流体を液体と気体とに分離させる気液分離器が開示されている。

【0003】

具体的には、特許文献１の気液分離器には、混合流体が流通する旋回流路と液体が分離された気体が流通する排気流路とが形成されている。混合流体は、旋回流路を通過することによって旋回流となり、遠心力によって気体と液体とに分離される。少なくとも一部の液体が分離された気体は、排気流路を通って気液分離器から流出していく。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－２８４２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、旋回流による遠心力だけでは混合流体から気体を完全に分離できない場合もある。また、分離された気体及び液体は、旋回流路の下流側の同じ空間に一旦流出するため、排気流路へ流入する前の気体が液体を再び巻き込む場合もある。このように、排気流路に流入する気体には、それでもまだ液体が含まれている場合がある。

【0006】

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、気液の分離効率を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示された気液分離器は、気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する分離ユニットと、前記分離ユニットによって液体が分離された気体を流出させる排気管と、前記排気管の内周面から前記排気管の内側に突出し、前記排気管に流入する液体の流通を抑制する突出部とを備える。

【発明の効果】

【0008】

前記気液分離器によれば、気液の分離効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、熱回収システムの概略図である。

【図2】図２は、分離ユニットの斜視図である。

【図3】図３は、分離ユニットの縦断面図である。

【図4】図４は、排気管の斜視図である。

【図5】図５は、変形例に係る突出部の概略的な断面図である。

【図6】図６は、変形例に係る排気管の概略的な断面図である。

【図7】図７は、変形例に係る気液分離器の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、熱回収システム１００の概略図である。

【0011】

熱回収システム１００は、蒸気及び／又は湯気（即ち、蒸気及び湯気の少なくとも一方）から熱を回収するシステムである。熱回収システム１００は、湯気消しユニット１と気液分離器２と熱回収ユニット６とを備えている。熱回収システム１００は、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気から湯気を消すと共に、蒸気及び／又は湯気の熱を回収する。

【0012】

湯気消しユニット１は、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気に水を接触させることによって、少なくとも一部の蒸気及び／又は湯気を水と共に空気から分離させる。空気中の蒸気の少なくとも一部は、水と接触することによって凝縮し、接触した水と一体となって湯気消しユニット１に貯留される。空気中の湯気の少なくとも一部は、水と接触することによって水と一体となって湯気消しユニット１に貯留される。湯気消しユニット１において少なくとも一部の蒸気及び／又は湯気が分離された空気は、気液分離器２に送られる。

【0013】

湯気消しユニット１から気液分離器２へ送られる空気には、水滴等の水が含まれ得る。気液分離器２は、湯気消しユニット１から送られてくる空気から少なくとも一部の水（即ち、水分）を分離する。少なくとも一部の水が分離された空気は、気液分離器２から排出される。分離された水は、気液分離器２に貯留される。

【0014】

熱回収ユニット６は、湯気消しユニット１及び気液分離器２に貯留された水から熱を回収する。

【0015】

以下、各ユニットについて詳細に説明する。

【0016】

〈湯気消しユニット１〉
湯気消しユニット１は、容器１１と、容器１１内へ水を噴射する噴射部１２とを備えている。

【0017】

容器１１は、略円筒状に形成された容器本体１３と、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気が流入する流入ポート１５が形成された流入管１４とを有している。

【0018】

流入管１４は、容器本体１３の天井を貫通し、容器本体１３の内部まで延びている。容器本体１３の上部には、噴射部１２が設けられている。噴射部１２は、ノズルによって形成されている。噴射部１２は、下方に向かって円錐状に水を噴射する。図示は省略するが、流入ポート１５には、例えば、蒸気使用装置等から廃棄された蒸気が空気と共に流通する蒸気管が接続されている。蒸気管を流通する蒸気の一部は湯気となり得る。流入ポート１５からは、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気が流入管１４に流入する。

【0019】

容器本体１３の側周壁に、排気ポート１６が設けられている。排気ポート１６は、流入管１４の下端よりも高い位置に配置されている。容器本体１３の底に、詳しくは後述する熱回収ユニット６の第１排水管７１が接続されている。

【0020】

流入ポート１５を介して流入管１４に流入した蒸気及び／又は湯気の混ざった空気は、流入管１４を下方に向かって流れ、容器本体１３へ流入する。このとき、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気には噴射部１２から水が吹きかけられる。これにより、空気中の少なくとも一部の蒸気が凝縮して空気から分離すると共に、空気中の少なくとも一部の湯気が噴射された水と一体となって大きな水滴となり、空気から分離する。こうして空気から分離された蒸気及び／又は湯気は、噴射部１２からの水と一体となって容器本体１３の下部に貯留される。少なくとも一部の蒸気及び／又は湯気が分離された空気は、容器本体１３の上部に滞留する。容器本体１３の上部に滞留する空気は、排気ポート１６を介して容器本体１３から流出していく。容器本体１３の上部に滞留する空気には、蒸気及び／又は湯気が残留する場合もあるが、その量は流入ポート１５から流入したときよりは減っている。また、容器本体１３の上部に滞留する空気には、噴射部１２からの水や容器本体１３の下部の貯留水の表面で発生する水しぶきが原因で水滴が混入している。つまり、湯気消しユニット１から流出する空気は、水分を含み得る。

【0021】

〈気液分離器２〉
気液分離器２は、気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する分離ユニット２０と、分離ユニット２０によって液体が分離された気体を流出させる排気管３０と、分離ユニット２０を収容する容器４０とを備えている。湯気消しユニット１から送られてくる、水分を含んだ空気は、気液分離器２が処理する混合流体の一例である。

【0022】

容器４０は、略円筒状に形成されている。容器４０の側周壁の比較的上部に、流入ポート４１が形成されている。流入ポート４１は、空気管１７を介して、湯気消しユニット１の排気ポート１６と接続されている。容器４０には、排気ポート１６から排出される、水分を含んだ空気が流入ポート４１を介して流入する。

【0023】

容器４０内において、分離ユニット２０は、流入ポート４１よりも下方の位置に配置されている。容器４０のうち分離ユニット２０よりも下方の空間は、分離ユニット２０によって分離された気体及び液体が排出される空間となっている。容器４０のうち分離ユニット２０よりも下方であって底に近い部分には、仕切板４２が設けられている。仕切板４２には、仕切板４２の上方の空間と仕切板４２の下方の空間とを連通させる複数の開口が形成されている。容器４０の底に、詳しくは後述する熱回収ユニット６の第２排水管７２が接続されている。

【0024】

図２は、分離ユニット２０の斜視図である。図３は、分離ユニット２０の縦断面図である。分離ユニット２０は、外管２１と、外管２１の内側に位置する第１排気管３１と、外管２１と第１排気管３１との間に設けられた複数の傾斜壁２２とを有している。

【0025】

外管２１と第１排気管３１とは、同軸上に配置されている。外管２１の軸心と第１排気管３１の軸心は、軸Ｘと一致している。外管２１及び第１排気管３１は、上下の両方に開口している。第１排気管３１は、外管２１よりも上下の両側に突出しいている。

【0026】

傾斜壁２２の上端部は、外管２１の上端よりも上方まで延びている。一方、傾斜壁２２の下端部は、外管２１の上下方向における中央付近まで延びている。

【0027】

外管２１と第１排気管３１との間に、旋回流路２３が形成されている。詳しくは、複数の傾斜壁２２は、外管２１と第１排気管３１との隙間において周方向に並んで配置されている。外管２１と第１排気管３１と周方向に隣り合う各２つの傾斜壁２２とによって旋回流路２３が区画されている。つまり、旋回流路２３は、第１排気管３１の周囲に形成されている。

【0028】

旋回流路２３には、上方から混合流体が流入する。旋回流路２３は、混合流体を軸Ｘ回りに旋回させながら上方から下方へ流通させるような形状に形成されている。

【0029】

尚、傾斜壁２２の下端は外管２１の上下方向における中央付近で終わっているので、旋回流路２３の出口は、外管２１の上下方向における中央付近に位置している。つまり、外管２１及び第１排気管３１は、旋回流路２３の出口よりも下方へ延びている。そのため、旋回流路２３の出口よりも下方においては、外管２１と第１排気管３１との隙間は、傾斜壁２２で仕切られておらず、周方向に連続する円環状の空間となっている。

【0030】

分離ユニット２０は、外管２１が容器４０の内周面に嵌る状態で容器４０に取り付けられている。つまり、外管２１の外側を流体が流通しないようになっている。

【0031】

第１排気管３１は、排気管３０の一部である。排気管３０は、図１に示すように、第１排気管３１と第２排気管３２と第３排気管３３と第４排気管３４とを有している。排気管３０の一部である第１排気管３１は、分離ユニット２０と一体的に形成されている。第２排気管３２、第３排気管３３及び第４排気管３４は、略円筒状に形成されている。第１排気管３１、第２排気管３２、第３排気管３３及び第４排気管３４は、この順で下流側から並び、それぞれ接続されている。第１排気管３１、第２排気管３２、第３排気管３３及び第４排気管３４の内部は、排気流路３５となっている。第１排気管３１の下端は、容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間に開口している。第２排気管３２は、容器４０の天井を貫通し、容器４０の外側まで延びている。第３排気管３３及び第４排気管３４は、容器４０の外部に配置されている。第１排気管３１の軸心、第２排気管３２の軸心、第３排気管３３の軸心及び第４排気管４４の軸心は、軸Ｘで一致している。第２排気管３２の内径、第３排気管３３の内径及び第４排気管３４の内径は、同じである。

【0032】

流入ポート４１を介して容器４０内に流入した、水分を含んだ空気は、分離ユニット２０の旋回流路２３に流入する。旋回流路２３は、水分を含んだ空気を旋回させる。水分を含んだ空気は、旋回流となって旋回流路２３から流出する。容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間のうち比較的上部は、旋回流路２３から流出する流体が旋回するための空間となっている。水分を含んだ空気には、旋回流による遠心力が作用する。空気に比べて比重が大きな水（例えば、水滴）にはより大きな遠心力が作用し、その結果、水が空気から分離されていく。少なくとも一部の水分が分離された空気は、容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間に滞留する。分離された水は、容器４０の下部であって仕切板４２よりも下方に溜まっていく。仕切板４２が設けられているので、旋回流路２３から流出して旋回する流体による貯留水の水面の波立ちが抑制される。

【0033】

容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間の上部に滞留している空気は、第１排気管３１の下端から第１排気管３１内に流入し、排気流路３５を上方に流れていく。

【0034】

〈熱回収ユニット６〉
熱回収ユニット６は、図１に示すように、湯気消しユニット１及び気液分離器２において分離された水を循環させて湯気消しユニット１の噴射部１２に供給する循環ユニット７と、循環ユニット７によって循環させられる水から熱を回収する冷媒回路８とを有している。

【0035】

冷媒回路８は、熱交換器８１と、熱交換器８１に冷媒を流入させる第１配管８２と、熱交換器８１から冷媒を流出させる第２配管８３とを有している。

【0036】

循環ユニット７は、湯気消しユニット１の容器１１と熱交換器８１とを接続する第１排水管７１と、気液分離器２の容器４０と第１排水管７１とを接続する第２排水管７２と、熱交換器８１と湯気消しユニット１の噴射部１２とを接続する給水管７３と、第１排水管７１のうち第２排水管７２の接続部よりも下流に設けられた電動ポンプ７４とを有している。第１排水管７１の上流端は、容器１１の底に接続されている。第２排水管７２の上流端は、容器４０の底に接続されている。電動ポンプ７４を作動させることによって、容器１１の水及び容器４０の水が第１排水管７１及び第２排水管７２を介して熱交換器８１に流入し、熱交換器８１を通過した水が給水管７３を介して噴射部１２に供給される。熱交換器８１を通過する水は、熱交換器８１を通過する冷媒によって冷却される。噴射部１２に供給された水は、前述の如く、噴射部１２から流入管１４内に噴射される。こうして、湯気消しユニット１、気液分離器２及び熱交換器８１の間を水が循環する。

【0037】

冷媒回路８は、熱交換器８１を通過する冷媒と水との間で熱の授受を行わせる。詳しくは、第１配管８２を介して熱交換器８１に流入する冷媒は、熱交換器８１を通過する水から熱を回収する。熱を回収して高温になった冷媒は、第２配管８３を介して熱交換器８１から流出していく。

【0038】

こうして、熱回収システム１００は、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気から蒸気及び／又は湯気を低減すると共に、蒸気及び／又は湯気の熱を回収する。

【0039】

〈排気管３０の詳細説明〉
続いて、排気管３０についてさらに詳細に説明する。図４は、排気管３０の斜視図である。

【0040】

気液分離器２は、排気管３０の内周面から排気管３０の内側に突出する突出部５をさらに備えている。突出部５は、第１突出部５１と第２突出部５２とを含んでいる。第２突出部５２は、排気管３０の流れ方向において第１突出部５１よりも下流側に設けられている。第１突出部５１及び第２突出部５２はそれぞれ、排気管３０の内周面の全周に亘って環状に形成されている。具体的には、第１突出部５１は、第１開口５１ａを有する環状の平板で形成されている。第１開口５１ａは、略円形に形成されている。第２突出部５２は、第２開口５２ａを有する環状の平板で形成されている。第２開口５２ａは、略円形に形成されている。第２開口５２ａの面積は、第１開口５１ａの面積よりも大きい。

【0041】

第１突出部５１は、第２排気管３２と第３排気管３３との接続部に設けられている。第２排気管３２のフランジ３２ａと第３排気管３３のフランジ３３ａとがボルト締結されることによって、第２排気管３２と第３排気管３３とが接続されている。尚、図４においては、締結のためのボルトの図示が省略されている（以下、同様）。第１突出部５１は、第２排気管３２のフランジ３２ａと第３排気管３３のフランジ３３ａとに挟み込まれている。第１開口５１ａの中心は、第２排気管３２及び第３排気管３３の軸心（即ち、軸Ｘ）と略一致している。第２排気管３２及び第３排気管３３の内周面（即ち、排気管３０の内周面）から内側への第１突出部５１の突出量Ａは、内周面の全周に亘って略均一である。

【0042】

第２突出部５２は、第３排気管３３と第４排気管３４との接続部に設けられている。第３排気管３３のフランジ３３ｂと第４排気管３４のフランジ３４ａとがボルト締結されることによって、第３排気管３３と第４排気管３４とが接続されている。第２突出部５２は、第３排気管３３のフランジ３３ｂと第４排気管３４のフランジ３４ａとに挟み込まれている。第２開口５２ａの中心は、第３排気管３３及び第４排気管３４の軸心（即ち、軸Ｘ）と略一致している。第３排気管３３及び第４排気管３４の内周面（即ち、排気管３０の内周面）から内側への第２突出部５２の突出量Ｂは、内周面の全周に亘って略均一である。第２突出部５２の突出量Ｂは、第１突出部５１の突出量Ａよりも小さい。

【0043】

このように構成された排気管３０には、容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間に滞留する空気が第１排気管３１の下端から流入する。容器４０における分離ユニット２０よりも下方の空間に滞留する空気は、旋回流の遠心力によって多くの水滴が分離されているものの、多少の水滴が残留している場合がある。その場合、排気管３０内の流れは、気相と液相との二相流となる。このとき、空気に比べて水滴が少ないので、大部分の空気が排気管３０の中央を流通し、水滴が排気管３０の内周面の近傍を流通する傾向にある。水滴は、水滴のまま流通する場合もあれば、他の水滴と一体となって大きな水の塊となって流通する場合もある。

【0044】

このように排気管３０の内周面の近傍を流通する水は、第１突出部５１及び第２突出部５２によって流通が妨害される。詳しくは、排気管３０の内周面の近傍を流通する水は、まず第１突出部５１に堰き止められる。第１突出部５１に堰き止められた水は、堰き止められている間に他の水と一体となって水の大きな塊となり、排気管３０の内周面を伝って落下していく。排気管３０から落下する水は、容器４０の下方に落下し、容器４０の下部に貯留される。

【0045】

排気管３０の内周面から離れて流通する水は、第１突出部５１よりも下流側へ流れていく。さらには、第１突出部５１に一旦は堰き止められたものの第１突出部５１を乗り越えた水も、第１突出部５１よりも下流側へ流れていく。第１突出部５１よりも下流側へ流出した水のうち、排気管３０の内周面の近傍を流れる水は、第２突出部５２に堰き止められる。第２突出部５２に堰き止められた水は、堰き止められている間に他の水と一体となって水の大きな塊となり、排気管３０の内周面を伝って落下していく。排気管３０から落下する水は、第１突出部５１を越えてさらに落下し、最終的に、容器４０の下部に貯留される。

【0046】

こうして、排気管３０を流通する空気は、第１突出部５１及び第２突出部５２を通過することによって水が低減される。その結果、気液分離器２の気液の分離効率を高めることができる。

【0047】

複数の突出部（即ち、第１突出部５１及び第２突出部５２）が設けられているので、第１突出部５１を通過した水の流通を、第２突出部５２によって抑制することができる。これにより、気液分離効率を一層高めることができる。

【0048】

ここで、第２突出部５２の突出量Ｂは、第１突出部５１の突出量Ａよりも小さい。第１突出部５１よりも下流側の空気中に含まれる水は、第１突出部５１の上流側の空気中に含まれる水に比べて少ない。そのため、第２突出部５２の突出量Ｂが小さくても、水の流れを十分に堰き止めることができる。それに加えて、第２突出部５２の突出量Ｂを小さくすることによって、第２開口５２ａの面積を大きくすることができる。これにより、空気の流通抵抗を小さくすることができる。

【0049】

以上のように、気液分離器２は、気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する分離ユニット２０と、分離ユニット２０によって液体が分離された気体を流出させる排気管３０と、排気管３０の内周面から排気管３０の内側に突出し、排気管３０に流入する液体の流通を抑制する突出部５とを備える。

【0050】

この構成によれば、分離ユニット２０によって液体が分離された後、排気管３０に流入する気体に液体が含まれていたとしても、突出部５が液体の流通を抑制するので、気液分離器２の気液分離効率を高めることができる。

【0051】

また、突出部５は、排気管３０の内周面の全周に亘って環状に形成されている。

【0052】

この構成によれば、排気管３０の内周面の近傍における液体の流通を効果的に抑制することができる。

【0053】

さらに、突出部５は、第１突出部５１と、排気管３０の流れ方向において第１突出部５１よりも下流側に設けられた第２突出部５２とを含んでいる。

【0054】

この構成によれば、第１突出部５１と第２突出部５２との少なくとも２つの突出部が排気管３０の流れ方向に並んで設けられている。そのため、第１突出部５１を通過した液体の流通を、第２突出部５２によって抑制することができる。その結果、気液分離効率をさらに高めることができる。

【0055】

さらにまた、排気管３０の内周面からの第２突出部５２の突出量Ｂは、排気管３０の内周面からの第１突出部５１の突出量Ａよりも小さい。

【0056】

この構成によれば、前述のように２つの突出部で気液分離効率を高めつつ、気体の流通抵抗を低減することができる。

【0057】

また、分離ユニット２０には、排気管３０の少なくとも一部が一体的に形成されると共に、混合流体を旋回させる旋回流路２３が排気管３０の周囲に形成され、排気管３０には、旋回流路２３を通過後の気体が流入する。

【0058】

この構成によれば、分離ユニット２０は、旋回流路２３によって混合流体を旋回させることによって、旋回流体に遠心力を作用させて気体と液体とを分離させる。混合流体に含まれる小さな液滴は、作用する遠心力が小さく、混合流体に液滴が残留し得る。その場合、旋回流路２３を通過後に排気管３０に流入する気体には小さな液滴が混入し得る。しかし、排気管３０に設けられた突出部５が液体の流通を抑制するので、気液分離効率を高めることができる。

【0059】

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0060】

気液分離器２は、熱回収システム１００に組み込まれていなくてもよい。気液分離器２は、単に、混合流体を気体と液体とに分離するものであってもよい。気液分離器２は、気体としての空気及び／又は蒸気に液体としての水滴が混ざった混合流体を空気及び／又は蒸気と水とに分離しているが、気体及び液体は、これらに限定されない。

【0061】

気液分離器２では、排気管３０の一部と分離ユニット２０とが一体的に形成されているが、これに限られない。排気管３０は、分離ユニット２０と分離して構成されていてもよい。例えば、排気管３０は、容器４０における分離ユニット２０よりも下方の、気体が滞留する空間に連通するように、容器４０に接続されていてもよい。

【0062】

分離ユニット２０の構成は、前述の構成に限られない。分離ユニット２０は、気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する限り、任意の構成を採用し得る。例えば、分離ユニット２０は、湯気消しユニット１のように、混合流体が流入する容器であって、流入した混合流体のうち液体を容器の下部に貯留し、混合流体のうち気体を容器の上部に滞留させる構成であってもよい。その場合、容器内で滞留する気体が流出する排気管に突出部が設けられ得る。

【0063】

突出部５は、第１突出部５１と第２突出部５２とを含んでいるが、これに限られない。突出部は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。第２突出部５２の突出量Ｂは、第１突出部５１の突出量Ａよりも大きくてもよく、第１突出部５１の突出量Ａと同じであってもよい。

【0064】

また、突出部５は、分割された排気管３０の接続部に設けられているが、これに限られない。突出部５は、排気管３０の内周面から排気管３０の内側に突出する限り、設置方法は限定されない。

【0065】

さらに、突出部５は、排気管３０の内周面の全周ではなく、一部だけに設けられていてもよい。

【0066】

突出部５は、平坦な形状でなくてもよい。図５は、変形例に係る突出部の概略的な断面図である。図５に示す突出部２０５は、開口を有する円環状の本体部２５１と、本体部２５１の開口縁から排気管３０の流れ方向（図中の太矢印）の下流側に折れ曲がった屈曲部２５２とを有している。本体部２５１と屈曲部２５２とのなす角は、鈍角となっている。尚、本体部２５１と屈曲部２５２とのなす角は、直角でもよいし、鋭角であってもよい。

【0067】

突出部５は、板状に形成されていなくてもよい。突出部５は、排気管３０の内周面から排気管３０の内側へ突出する限り、任意の形状を採用し得る。

【0068】

また、突出部５によって堰き止められた液体は、排気管３０の内周面を伝って下方に落下するようになっているが、液体の排出方法はこれに限定されない。例えば、図６に、変形例に係る排気管２３０を示す。図６に示すように、排気管２３０における、突出部５の近傍であって排気管３０の流れ方向（図中の太矢印）における突出部５の上流側の部分に、突出部５に堰き止められた水を排出する排水管２３６が接続されていてもよい。その場合、突出部５及び排水管２３６の接続部は、排気管２３０のうち略水平に延びる部分に設けられていてもよい。

【0069】

図７は、変形例に係る気液分離器３０２の概略図である。気液分離器３０２は、前述の湯気消しユニット１と気液分離器２とが一体的に構成されている。気液分離器３０２は、気体と液体との混合流体を気体と液体とに分離する分離ユニット２０と、分離ユニット２０によって液体が分離された気体を流出させる排気管３３０と、分離ユニット２０を収容する容器３４０と、容器３４０内へ水を噴射する噴射部１２とを備えている。分離ユニット２０及び噴射部１２の構成は、前述の構成と同様である。

【0070】

容器３４０は、容器４０と概ね同じ構成をしている。容器３４０の側周壁の比較的上部に、流入ポート３４１が形成されている。流入ポート３４１には、例えば、蒸気使用装置等から廃棄された蒸気が空気と共に流通する蒸気管が接続される。流入ポート３４１からは、蒸気及び／又は湯気の混ざった空気が容器３４０に流入する。容器３４０の上部には、噴射部１２が設けられている。噴射部１２には、熱回収ユニット６の給水管７３が接続されている。

【0071】

容器３４０内において、分離ユニット２０は、流入ポート３４１よりも下方の位置に配置されている。容器３４０のうち分離ユニット２０よりも下方の空間は、分離ユニット２０によって分離された気体及び液体が排出される空間となっている。容器３４０のうち分離ユニット２０よりも下方であって底に近い部分には、仕切板４２と同様の仕切板３４２が設けられている。容器３４０の底に、熱回収ユニット６の第１排水管７１が接続されている。尚、この場合、熱回収ユニット６の第２排水管７２は省略される。

【0072】

排気管３３０は、分離ユニット２０と一体的に形成された第１排気管３１と、第１排気管３１の下流端に接続される第２排気管３３２と、第２排気管３３２の下流端に接続される第３排気管３３３とを有している。第２排気管３３２は、第１排気管３１から上方に延びた後、側方に屈曲し、容器３４０の側周壁を貫通している。第３排気管３３３は、容器３４０の外部に配置されている。

【0073】

第２排気管３３２と第３排気管３３３との接続部に突出部５が設けられている。突出部５は、前述の第１突出部５１又は第２突出部５２と同じ構成である。

【0074】

流入ポート３４１を介して容器３４０に流入した蒸気及び／又は湯気の混ざった空気には、噴射部１２から水が吹きかけられる。これにより、空気中の少なくとも一部の蒸気が凝縮して空気から分離すると共に、空気中の少なくとも一部の湯気が噴射水に捕捉されて大きな水滴となって空気から分離する。空気、ドレン、大きな水滴、及び噴射部１２からの噴射水が混ざり合った混合流体は、分離ユニット２０の旋回流路２３を通過し、旋回流の遠心力によって、水滴及び水が分離される。少なくとも一部の水滴及び水が分離された空気は、容器３４０における分離ユニット２０よりも下方の空間に滞留する。分離された水は、容器３４０の下部であって仕切板３４２よりも下方に溜まっていく。滞留する空気は、第１排気管３１の下端から第１排気管３１に流入し、排気管３３０を流通していく。このとき、空気に含まれる水滴又は水は、突出部５に堰き止められる。その結果、気液分離効率が高められる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

以上説明したように、ここに開示された技術は、気液分離器について有用である。

【符号の説明】

【0076】

２，３０２ 気液分離器
２０ 分離ユニット
２３ 旋回流路
３０，２３０，３３０ 排気管
５，２０５ 突出部
５１ 第１突出部
５２ 第２突出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】