JP2002200402A - 気液分離器及びそれを備えた気液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、内部に形成される気体軸が偏心す
ることがなく、微細な気泡を含む流体であっても気液分
離させることができる気液分離器の提供、及び、流量調
節バルブを調節することにより内部の圧力を調節し効率
良く気液分離させることができる気液分離装置の提供を
提供することを目的とする。 【解決手段】 略中央から両端に向かって収束する形状
の整流部を有する整流部と、一端側が整流部の一端側に
同軸で連通する気体用中空部を有する気体用器体と、一
端側が整流部の他端側に同軸で連通する液体用中空部を
有する液体用器体と、整流用器体に接線方向に開口され
た混相流体用注入孔と、気体用中空部の中心軸線上の気
体用器体に開口された気体用送出孔と、液体用器体に開
口された液体用送出孔と、を備えている構成を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場等における
殺菌ガスによる浄化後の殺菌ガスの分離、化学反応槽等
における気液接触反応後の気体の分離、食品製造ライン
等における気体混入による変質劣化を防止するための気
体の分離等の液体に混入した気体を分離する気液分離器
及びそれを備えた気液分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の液体に混入している気体を
分離する機能を有する装置が研究・開発されている。従
来の技術として、例えば、実開昭５７−４０６８５号公
報（以下、イ号公報という）には、「両端を閉塞した円
筒形容器の側面に、気泡を含む流体の取入管及びポンプ
吸入側に接続する取出管を装着し、該取入管の取入口及
び取出管の取出口を、前記容器の内壁の内周面に沿う旋
回流体の流れの方向に向つて開口するように配設し、且
つ円筒長手方向に、前記容器の直径の３乃至５倍に隔離
させ、また前記容器の端面中心部に負圧手段に接続する
気泡取出用排出管を配設したポンプ吸入ラインにおける
気泡除去装置」が開示されている。また、例えば、実開
昭５８−６３００５号公報（以下、ロ号公報という）に
は、「一つの軸線に沿って延在し該軸線に垂直な断面が
該軸線を中心とする円形である如き室空間を郭定する容
器と、前記室空間に前記軸線の周りに旋回する流体流を
形成する方向に流体を噴出する流体入口と、前記室空間
の軸線方向両端部に各々開口した流体出口とを有してい
る気液分離器」が開示されている。また、例えば、実開
平０３−５９００３号公報（以下、ハ号公報という）に
は、「立形円筒状タンクの下部側壁に対向する流入口と
流出口を設け、タンク内には上部が連通する円筒状の隔
壁で流入室と流出室に仕切ると共に、流入室は流出室に
比べてその容量が充分大きく且つ断面を略円筒状に形成
し、流入口から流入室へ入る入口部に液体が流入室の内
壁を旋回するように案内羽根を設けた空気分離器」が開
示されている。また、例えば、実開平０３−５９００５
号公報（以下、ニ号公報という）には、「上部に気体吐
出用の弁を有し下側部に液体の流入口を有する立円筒形
の本体と、該本体内に設けられた底部が閉塞され上部が
開放され下側部に前記本体の流入口と同高さで本体の下
側部外方へ連通した流出口を有す立円筒形の内筒とから
なり、前期流入口から本体内に導かれた液体が本体内側
壁を旋回しながら液体中の気相分が本体内上部に分離さ
れて前記弁を介して排出されるとともに、液体中の液相
分のみが前記内筒の上部から下部に導かれて流出口を通
じて取り出される様にした気液分離器」が開示されてい
る。また、例えば、実開平０５−２２００４号公報（以
下、ホ号公報という）には、「円筒状の装置本体の上部
に供給口が形成され、上記装置本体の下部に排液口が形
成され、かつ上記装置本体の上端に気体抜弁が設けられ
ると共に、上記供給口から内部への給液方向及び排液口
の外部への排液方向が上記装置本体の外周の接線方向に
設定されている気液分離装置」が開示されている。ま
た、例えば、特開平１１−１９４０６号公報（以下、ヘ
号公報という）には、「円筒形と中心軸に対して傾斜角
をもつ円錐形を組み合わせた形状の容器において、円筒
形の接線方向より注入口を設けて油、炭化水素、水溶液
等の液体を注入し、回転流を生じさせて中心軸付近に気
泡を分離、集合させ、その容器の円筒形状部分の中心軸
上に排気口を設けて気泡を排気させ、気泡を分離した液
体は円錐形状部分の直径の小さくなった箇所に設置され
た円筒形の容器から流体の流れに沿った接線方向に排出
される気泡分離排気容器を備えた気泡除去装置」が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は以下の課題を有していた。 （１）イ号公報に記載の技術は、取入管が配設されてい
る円筒形容器の形状が単なる円筒形状であるため、特に
円筒形容器内への流体の流入量や流速が不規則な場合は
気泡の集まった気柱が偏心して形成され易く、気体を気
泡取出用排出管から排出させることが困難であるという
問題点を有していた。 （２）また、イ号公報に記載の技術は、気泡取出用排出
管と取出管がともに円筒形容器の上部側にあるため、流
体の流入量や流速によっては、気泡取出用排出管から液
体が排出されてしまうという問題点を有していた。 （３）ロ号公報に記載の技術は、円筒容器の流体入口が
形成されている部分が単なる円筒形状であるため、特に
円筒容器内への流体の流速が不規則な場合は気泡が集ま
って形成される軸が偏心して形成され易く、気体を流体
出口から排出させることが困難であるという問題点を有
していた。 （４）また、ロ号公報に記載の技術は、液体用の流体出
口が円筒容器の軸線上にあるので、流体出口付近は乱流
であり、ノッキングを起こす等して液体を定常的に流出
させることが困難であるという問題点を有していた。 （５）ハ号公報に記載の技術は、流入口が配設されてい
るタンクが単なる円筒形状であるため、特にタンク内へ
の流体の流速が不規則な場合は気泡が集まって形成され
る気泡軸が偏心して形成され易く、気体を弁から排出さ
せることが困難であるという問題点を有していた。 （６）また、ハ号公報に記載の技術は、液体が旋回しな
がら弁の方向へ向っていくので、流体の流入量や流速に
よっては、弁から気体と共に液体も流出するという問題
点を有していた。 （７）ニ号公報に記載の技術は、本体の内部に内筒を備
えているので気泡が集まってできる気泡軸が形成されに
くく、また、液体が弁に向って移動していくので、流体
の流入量や流速によっては、弁から気体と共に液体が流
出されてしまうという問題点を有していた。 （８）また、ニ号公報に記載の技術は、本体の内部に内
筒を備えているので装置が大型化し、生産性に欠けると
いう問題点を有していた。 （９）ホ号公報に記載の技術は、装置本体の供給口が形
成されている部分の形状が単なる円筒状であるので、特
に装置本体内への流体の流速が不規則な場合は気泡が集
まって形成される気泡軸が偏心して形成され易く、気体
を弁から排出させることが困難であるという問題点を有
していた。 （１０）また、ホ号公報に記載の技術は、排液口が装置
本体の内径が小さい部分に形成されているので、排液口
付近で液体が乱流になりやすく、ノッキングを起こす等
して液体を定常的に流出させることが困難であるという
問題点を有していた。 （１１）ヘ号公報に記載の技術は、注入口は気泡除去装
置の円筒形の部分に形成されているので、特に装置本体
内への流体の流速が不規則な場合は気泡が集まって形成
される気泡軸が偏心して形成され易く、気体を弁から排
出させることが困難であるという問題点を有していた。

【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、内部に形成される気体軸が偏心することがなく、微
細な気泡を含む流体であっても気液分離させることがで
きる気液分離器の提供、及び、開口径調節バルブを調節
することにより内部の圧力を調節し効率良く気液分離さ
せることができる気液分離装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の気液分離器及びそれを備えた気液分離装置
は、以下の構成を有している。

【０００６】本発明の請求項１に記載の気液分離器は、
ａ．略中央から両端に向かって収束する形状の整流用中
空部を有する整流部と、ｂ．一端側が整流用中空部の一
端側に同軸で連通し径が整流用中空部の最小径と同径の
円柱状の気体用中空部を有する気体用器体と、ｃ．一端
側が整流用中空部の他端側に同軸で連通し径が整流用中
空部の最小径と同径の円柱状の液体用中空部を有する液
体用器体と、ｄ．整流用中空部の径が最大の部分に連通
させて整流部に接線方向に開口された混相流体用注入孔
と、ｅ．気体用中空部の他端側に連通させて気体用中空
部の頂部の気体用器体に開口された気体用送出孔と、
ｆ．液体用中空部の他端側に連通させて液体用器体に開
口された液体用送出孔と、を備えている構成を有してい
る。

【０００７】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。 （１）混相流体用注入孔が整流部に接線方向に開口され
ているので、混相流体用注入孔から整流用中空部に流入
した混相流体は整流部の内壁に沿って旋回し、遠心分離
の原理により液体と気体とに分離され、整流部の中心軸
線上に気体軸が形成される。 （２）整流用中空部は略中央から両端に向って収束する
形状を有し、混相流体用注入孔は整流用中空部の径が最
大の部分に連通しているので、混相流体の旋回運動の径
は整流用中空部の両端に近づくにつれて小さくなってい
く。これにより、整流用中空部では、乱流が極めて生じ
にくく、気体軸は整流用中空部の中心軸線上に安定して
形成される。 （３）気体用中空部及び液体用中空部は整流用中空部に
同軸で連通しているので、混相流体は気体用中空部及び
液体用中空部においても旋回し、遠心分離の原理により
液体と気体が分離され、気体用中空部，整流用中空部，
液体用中空部の中心軸線上に気体軸が形成される。 （４）気体用送出孔は気体用中空部の頂部の気体用器体
に開口されているので、気体軸に集まった気体は気体用
送出孔から気液分離器外へ順次送出される。 （５）気体が取り除かれた液体は、液体用送出孔から気
液分離器外へ順次送出される。 （６）気体用中空部，整流用中空部，液体用中空部の中
心軸線上に気体軸を安定して形勢することができるの
で、混相流体に微細な気泡が含有されており、かつ、整
流用中空部に供給される混相流体の速度が不規則であっ
ても、確実に気体と液体を分離させることができる。こ
こで、気液分離器は、浄水場等における殺菌ガスによる
浄化後の殺菌ガスの分離、化学反応槽等における気液接
触反応後の気体の分離、食品製造ライン等における気体
混入による変質劣化を防止するための気体の分離等に使
用される。各中空部の寸法や、各孔の開口径は、混相流
体の供給量や液体の粘度等により適宜選択される。整流
用中空部の形状としては、球型、卵型状等が用いられ
る。液体としては、例えば、水、反応液、液体食品等が
用いられる。また、気体としては、例えば、大気、反応
ガス等が用いられる。各器体の材質としては、合成樹脂
製等が用いられる。気液分離器は、横置き型として用い
ても、液体用器体を下にして縦置き型として用いてもよ
いが、縦置き型として用いることが好ましい。横置き型
として用いた場合は、気液分離器内を旋回する液体が気
体軸方向に対して垂直方向の力（重力）を受け、気体用
の流体の軸が安定して形成されにくい傾向にある。これ
に対して、縦置き型として用いた場合は、気液分離器内
を旋回する液体が気体軸方向と平行な力（重力）を受
け、気体軸が安定して形成されやすく、また、気体と液
体は重力によっても上下に分離されるので、気体と液体
との分離がさらに効率的に行われる。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は請求項１
に記載の気液分離器であって、気体用器体に代えて、整
流用中空部と同軸で整流部に配設され、一端側が整流用
中空部に配設され、両端が開口された気体用管を備えて
いる構成を有している。

【０００９】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下のような作用が得られる。 （１）気体用管が整流用中空部の中心軸線上に配設され
ているので、気体軸は気体用管の外周壁の周囲，整流用
中空部，液体用中空部の中心軸線上に形成され、気体軸
に集まった気体は気体用管から順次送出される。 （２）気体用管が整流用中空部の中心軸線上に配設され
ているので、整流用中空部内の気体用管の開口端は気体
軸内に位置し、液体が気体用管から送出されてしまうこ
とを防止できる。 （３）気体用器体が不要なので、気液分離器を小型化す
ることができる。ここで、気体用管の管径や長さは、各
中空部の寸法や各孔の開口径，混相流体の供給量，液体
の粘度等に応じて、適宜選択される。

【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は請求項１
又は２に記載の気液分離器であって、液体用送出孔が、
液体用器体に接線方向に開口されている構成を有してい
る。

【００１１】この構成により、請求項１又は２の作用に
加え、以下のような作用が得られる。 （１）液体用送出孔が接線方向に開口されており、旋回
しながら液体用中空部に流入した液体を素直に液体用送
出孔から送出させることができるので、定常的な液体の
送出量を得ることができる。下流側整流用中空部の寸法
は、他の各中空部の寸法や各孔開口径，混相流体の供給
量，液体の粘度等に応じて適宜選択される。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は請求項１
乃至３の何れか一項に記載の気液分離器であって、一端
側が液体用中空部の他端側に同軸で連通し最小径が液体
用中空部の径と同径であり略中央から両端に向って収束
する形状の下流側整流用中空部を有する下流側器体を備
え、液体用送出孔が、下流側整流用中空部の径が最大の
部分に連通させて下流側整流部に開口されている構成を
有している。

【００１３】この構成により、請求項１乃至３の何れか
一項の作用に加え、以下のような作用が得られる。 （１）旋回しながら液体用中空部から下流側整流用中空
部に流入した液体は、徐々に旋回速度を弱められて液体
用送出孔から送出されるので、さらに定常的な液体の送
出量を得ることができる。ここで、下流側整流用中空部
の形状としては、球型、卵型状等が用いられる。

【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は請求項１
乃至４の内何れか一項に記載の気液分離器であって、液
体用中空部内に液体用中空部と同軸で配設され一端側が
液体用器体に配設された、又は、下流側整流用中空部に
下流側整流用中空部と同軸で配設され一端側が下流側整
流部に配設された気体軸抑止部を備えている構成を有し
ている。

【００１５】この構成により、請求項１乃至４の内何れ
か一項の作用に加え、以下のような作用が得られる。 （１）気液分離器内の中心軸線上に集まった気体が、気
体軸抑止部に抑止され、液体用送出孔の近傍まで達しな
いので、気体が液体送出孔から送出されてしまうのを防
止することができる。ここで、気体軸抑止部の形状とし
ては、一端側が下流側整流部に配設され他端側が皿状に
形成されたもの等が用いられる。

【００１６】本発明の請求項６に記載の気液分離装置
は、請求項１乃至５の内何れか一項に記載の気液分離器
と、一端側が気体用管の他端側又は気体用送出孔に接続
された気体用送出管と、一端側が液体用送出孔に接続さ
れた液体用送出管と、一端側が混相流体用注入孔に接続
された混相流体用注入管と、混相流体用注入管の所定部
に配設された混相流体吐出ポンプと、を備えている構成
を有している。

【００１７】この構成により、請求項１乃至５の内何れ
か一項の作用に加え、以下のような作用が得られる。 （１）混相流体用注入管の他端側を混相流体が貯留され
た槽等に接続し、混相流体吐出ポンプを駆動させること
により、混相流体を整流用中空部に供給することができ
る。 （２）気体用送出管の他端側を気体を貯留する槽等に接
続することにより気体を回収することができる。 （３）液体用送出管の他端側を液体を貯留する槽等に接
続することにより液体を回収することができる。ここ
で、気液分離装置は、浄水場等における殺菌ガスによる
浄化後の殺菌ガスの分離、化学反応槽等における気液接
触反応後の気体の分離、食品製造ライン等における気体
混入による変質劣化を防止するための気体の分離等に使
用される。混相流体吐出ポンプの能力は、混相流体の粘
度や各々の器体の中空部の径等により、適宜選択され
る。

【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は請求項６
に記載の気液分離装置であって、気体用送出管、気体用
管、液体用送出管、混相流体用注入管の内少なくとも１
つの管の所定部に配設された開口径調節バルブを備えて
いる構成を有している。

【００１９】この構成により、請求項６の作用に加え、
以下のような作用が得られる。 （１）開口径調節バルブを調節することにより、混相流
体の流入速度や各々の器体内の圧力を混相流体の特性等
に応じて調節することができるので汎用性に優れる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１における気液分離器及びそれを備えた気液分離装
置について、以下図面を参照しながら説明する。

【００２１】図１は本発明の実施の形態１における気液
分離器及びそれを備えた気液分離装置の要部縦断面図で
ある。図１において、１は本発明の実施の形態１におけ
る気液分離器、２は本発明の実施の形態１における気液
分離器１を備えた気液分離装置、３は気液分離器１の所
定部で膨出状に形成され略中央から上下端に向かって収
束する形状（卵型状）かつ中心軸に対して左右対称の整
流用中空部３ａを有する整流部、３ｂは整流用中空部３
ａの径が最大の部分に連通させて整流部３に接線方向に
開口された混相流体用注入孔、４は上端が整流用中空部
３ａの下端に同軸で連通し径が整流用中空部３ａの最小
径と同径の円柱状の液体用中空部４ａを有する液体用器
体、４ｂは液体用中空部４ａの下部側に連通させて液体
用器体４に接線方向に開口された液体用送出孔、５は下
端が整流用中空部３ａの上端に同軸で連通し径が整流用
中空部３ａの最小径と同径の円柱状の気体用中空部５ａ
を有する気体用器体、５ｂは気体用中空部５ａの頂部の
気体用器体５の頂部に気体用中空部５ａに連通させて開
口された気体用送出孔、６は整流部３の混相流体用注入
孔３ｂに接続された混相流体用注入管である。混相流体
用注入管６の他端側は浄水場等の水槽や化学工場の反応
槽、食品工場の製造ライン等に接続されており、殺菌ガ
スによる浄化後の液体や反応槽で気液反応が行われた後
の水溶液等の液体中に気体が含有されている混相流体を
整流用中空部３ａに供給する。７は混相流体用注入管６
の所定部に配設された混相流体吐出ポンプ、８は液体用
送出孔４ｂに接続された液体用送出管、９は液体用送出
管８の所定部に配設された開口径調節バルブ、１０は気
体用送出孔５ｂに接続された気体用送出管、１１は気体
用送出管１０の所定部に配設された開口径調節バルブで
ある。

【００２２】以上のように構成された本発明の実施の形
態１における気液分離器及びそれを備えた気液分離装置
について、その動作を以下図面を参照しながら説明す
る。図１において、混相流体吐出ポンプ７を駆動するこ
とにより、混相流体は、混相流体用注入孔３ｂから整流
用中空部３ａに接線方向から流入する。整流用中空部３
ａに流入した混相流体は、整流部３の内壁に沿って旋回
しながら、液体用中空部４ａ側及び気体用中空部５ａ側
に移動していく。この際、遠心分離の原理により、比重
の重い液体は遠心力を受け気液分離器２の内周壁側に集
まる。遠心力により、密度の高くなった液体により液中
に分散した微小気体粒子は押し出されながら、気液分離
器２の中心軸線上に集合し気体軸Ａを形成する。また、
液体用中空部４ａ内の中心軸線上の流体は上昇運動を行
い、液体用中空部４ａの下部で液体から分離された微細
な気体もこの上昇運動と浮力により上昇し気体軸Ａと合
体する。気体軸Ａに集まった気体は気体用器体５に開口
された気体用送出孔５ｂから順次流出される。一方、気
体が取り除かれた液体は、液体用送出孔４ｂから送出さ
れる。

【００２３】以上のように構成された本発明の実施の形
態１の気液分離器及びそれを備えた実施の形態１の気液
分離装置によれば、以下のような作用が得られる。 （１）混相流体用注入孔３ｂが整流部３に接線方向に開
口されているので、混相流体用注入孔３ｂから整流用中
空部３ａに流入した混相流体は整流部３の内壁に沿って
旋回し、遠心分離の原理により比重の重い液体と比重の
軽い気体とに分離され、整流部３の中心軸線上に気体軸
Ａが形成される。 （２）整流用中空部３ａは略中央から両端に向って収束
する形状を有し、混相流体用注入孔３ｂは整流用中空部
３ａの径が最大の部分に連通しているので、混相流体の
旋回運動の径は整流用中空部３ａの両端に近づくにつれ
て小さくなっていく。これにより、整流用中空部３ａで
は、乱流が極めて生じにくく、気体軸Ａは整流用中空部
３ａの中心軸線上に安定して形成される。 （３）気体用中空部５ａ及び液体用中空部４ａは気体用
中空部５ａに同軸で連通しているので、混相流体は気体
用中空部５ａ及び液体用中空部４ａにおいても旋回し、
遠心力により比重の軽い気体が分離されながら中央部
（軸芯部）に集まり、気体用中空部５ａ，整流用中空部
３ａ，液体用中空部４ａの中心軸線上に気体軸Ａが形成
される。 （４）気体用送出孔５ｂは気体用中空部５ａの頂部の気
体用器体５に開口されているので、気体軸Ａに集まった
気体は気体用送出孔５ｂから気体用送出管１０へ速やか
に送出される。 （５）気体が取り除かれた液体は、液体用送出孔４ｂか
ら液体用送出管８へ速やかに送出される。 （６）気体用中空部５ａ，整流用中空部３ａ，液体用中
空部４ａの中心軸線上に気体軸Ａを安定して形成するこ
とができるので、混相流体に微細な気泡が含有され、か
つ、整流用中空部３ａに供給される混相流体の速度が不
規則であっても、強い線速度で混流体注入孔３ｂから注
入されるので、ラセン力により遠心効果で確実に気体と
液体を分離させることができる。 （７）液体用送出孔４ｂが接線方向に開口されており、
旋回しながら周部の気泡を有しない重たい水が、液体用
中空部４ａに流入し液体用送出孔４ｂから送出させるこ
とができるので、定常的な送出量で液体を液体用送出管
８へ送出させることができる。 （８）混相流体用注入管６の他端側を混相流体が貯留さ
れた槽等に接続し、混相流体吐出ポンプ７を駆動させる
ことにより、混相流体を整流用中空部３ａに供給するこ
とができる。 （９）気体用送出管１０の他端側の配管の一部に水トラ
ップを設けることにより、気体中の予備乾燥されたコン
デンスを防止できる。 （１０）開口径調節バルブ９，１１を調節することによ
り、混相流体の流入量や速度，各々の器体内の圧力を混
相流体の特性等に応じて調節することができるので汎用
性に優れる。尚、本実施の形態１においては、整流用中
空部３ａは卵型状としたが、球型のものや円盤状のも
の、中央が大口径のもの等を用いても同様に実施可能で
ある。また、各中空部の寸法や、各孔の開口径は、混相
流体の供給量や液体の粘度等により適宜選択される。例
えば、液体の粘度が大きく、気体用中空部５ａ内におい
て、気体用送出孔５ｂ付近まで上昇する可能性がある場
合は、気体用中空部５ａをより長くする。

【００２４】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
おける気液分離器及びそれを備えた気液分離装置につい
て、以下図面を参照しながら説明する。

【００２５】図２は本発明の実施の形態２における気液
分離装置の要部縦断面図である。図２において、２１は
本発明の実施の形態２における気液分離器、２２は気液
分離器、２３は略中央から上下に向かって収束する形状
（卵型状）かつ中心軸に対して左右対称の整流用中空部
２３ａを有する整流部、２３ｂは整流用中空部２３ａの
径が最大の部分に連通させて整流部２３に接線方向に開
口された混相流体用注入孔、２４は上端が整流用中空部
２３ａの下端に同軸で連通し径が整流用中空部２３ａの
最小径と同径の円柱状の液体用中空部２４ａを有する液
体用器体、２５は整流用中空部２３ａと同軸で整流部２
３に配設され下端から所定高さまでが整流用中空部２３
ａに配設され下端部が整流用中空部２３ａの下部で開口
し上端部が整流部２３の上方で開口した気体用管、２６
は上端が整流用中空部２３ａの下端に同軸で連通し最小
径が整流用中空部２３ａの径と同径であり略中央から両
端に向かって収束する形状（卵型状）の下流側整流用中
空部２６ａを有する下流側整流部、２６ｂは下流側整流
用中空部２６ａの径が最大の部分に連通させて下流側整
流部２６に接線方向に開口された液体用送出孔、２７は
下流側整流用中空部２６ａに下流側整流用中空部２６ａ
と同軸で配設され下部が下流側整流部２６の下端部に固
定され上部が液体用中空部２４ａに配設された気体軸抑
止部である。液体用中空部２４ａの中心軸線上に集まっ
た気体は気体軸抑止部２７の当接部２７ａにより液体用
送出孔２６ｂ側への侵入を抑止される。２８は整流部２
３の混相流体用注入孔２３ｂに接続された混相流体用注
入管である。混相流体用注入管２８の他端側は浄水場等
の水槽や化学工場の反応槽、食品工場の製造ライン等に
接続されており、殺菌ガスによる浄化後の液体や反応槽
で気液反応が行われた後の水溶液、飲料水等の液体中に
気体が含有されている混相流体を整流用中空部２３ａに
供給する。２９は混相流体用注入管２８の所定部に配設
された混相流体吐出ポンプ、３０は液体用送出孔２６ｂ
に接続された液体用送出管、３１は液体用送出管３０の
所定部に配設された開口径調節バルブ、３２は気体用管
２５に接続された気体用送出管、３３は気体用送出管３
２の所定部に配設された開口径調節バルブである。

【００２６】以上のように構成された本発明の実施の形
態２における気液分離器及びそれを備えた気液分離装置
について、その動作を以下図面を参照しながら説明す
る。図２において、混相流体吐出ポンプ２９を駆動する
ことにより、混相流体は、混相流体用注入孔２３ｂから
整流用中空部２３ａに接線方向から流入する。整流用中
空部２３ａに流入した混相流体は、整流部２３の内壁に
沿って旋回しながら、整流用中空部２３ａの収束方向
（上下）に移動していく。この際、遠心分離の原理によ
り、混相流体中の液体は遠心力を受け気液分離器２２の
内周壁側に集まり、気体は向心力を受け気体用管２５の
外壁の周囲及び気液分離器２の中心軸線上に集合し気体
軸Ｂを形成される。また、液体用中空部２４ａ内の中心
軸線上の流体は上昇運動を行い、液体用中空部２４ａの
下部で遠心分離された微細な気体もこの上昇運動と浮
力、及び当接部２７ａによる抑止により上昇し気体軸Ｂ
と合体する。気体軸Ｂに集まった気体は気体用管２５か
ら順次送出される。一方、気体が取り除かれた液体は下
流側整流用中空部２６ａ内で整流され（旋回速度を小さ
くされ）、液体用送出孔２６ｂから送出される。

【００２７】以上のように構成された本発明の実施の形
態２の気液分離器及びそれを備えた実施の形態２の気液
分離装置によれば、実施の形態１で得られる作用に加
え、以下のような作用が得られる。 （１）気体用管２５が整流用中空部２３ａの中心軸線上
に配設されているので、気体軸Ｂは気体用管２５の外周
壁の周囲，整流用中空部２３ａ及び液体用中空部２４ａ
の中心軸線上に形成され、気体軸Ｂに集まった気体は気
体用管２５から順次送出される。 （２）気体用管２５が整流用中空部２３ａの中心軸線上
に配設されているので、整流用中空部２３ａ内の気体用
管２５の開口端は気体軸Ｂ内に位置し、液体が気体用管
２５から送出されてしまうことを防止できる。 （３）気体用器体が不要なので、気液分離器２２を小型
化することができる。 （４）旋回しながら液体用中空部２４ａから下流側整流
用中空部２６ａに流入した液体は、徐々に旋回速度を弱
められて液体用送出孔２６ｂから送出されるので、さら
に定常的な液体の送出量を得ることができる。 （５）気液分離器２２内の中心軸線上に集まった気体
が、気体軸抑止部２７の当接部２７ａに抑止され、液体
用送出孔２６ｂの近傍まで達しないので、気体軸に集ま
った気体が液体用送出孔２６ｂから送出されてしまうの
を防止することができる。尚、本実施の形態２において
は、整流用中空部２３ａ及び下流側整流用中空部２６ａ
は卵型状としたが、球型のものを用いても同様に実施可
能である。また、各中空部の寸法や、各孔の開口径は、
混相流体の供給量や液体の粘度等により適宜選択され
る。

【００２８】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
おける気液分離器について、以下図面を参照しながら説
明する。

【００２９】図３は本発明の実施の形態３における気液
分離器の要部拡大縦断面図である。図３において、４は
液体用器体、４ａは液体用中空部、５は気体用器体、５
ａは気体用中空部、６は混相流体注入管、７は混相流体
吐出ポンプであり、これらは、実施の形態１と同様のも
のなので同一の符号を付してその説明を省略する。４０
は本発明の実施の形態３における気液分離器、４１は略
中央から上下に向かって収束する円盤形状かつ中心軸に
対して左右対称の整流用中空部４１ａを有する整流部、
４１ｂは整流用中空部４１ａの径が最大の部分に連通さ
せて整流部４１に接線方向に開口された混相流体用注入
孔である。本実施の形態３における気液分離器４０が、
実施の形態１の気液分離器１と異なる点は、整流部４１
の整流用中空部４１ａの径が、整流部３の整流用中空部
３ａより水平方向に大きい点である。これにより、実施
の形態１の気液分離器１に比べ、本実施の形態３におけ
る気液分離器４０は、整流用中空部４１ａにおいて、流
体に大きな遠心力がかかるので、より粘性が大きい流体
からも気体を容易に分離することができる。

【００３０】（実施の形態４）本発明の実施の形態４に
おける気液分離器について、以下図面を参照しながら説
明する。

【００３１】図４は本発明の実施の形態４における気液
分離器の要部拡大縦断面図である。図４において、４は
液体用器体、４ａは液体用中空部、５は気体用器体、５
ａは気体用中空部、６は混相流体注入管、７は混相流体
吐出ポンプであり、これらは、実施の形態１と同様のも
のなので同一の符号を付してその説明を省略する。５０
は本発明の実施の形態４における気液分離器、５１は略
中央から上下に向かって収束するそろばんの駒形状かつ
中心軸に対して左右対称の整流用中空部５１ａを有する
整流部、５１ｂは整流用中空部５１ａの径が最大の部分
に連通させて整流部５１に接線方向に開口された混相流
体用注入孔である。本実施の形態４における気液分離器
５０が、実施の形態１の気液分離器１と異なる点は、整
流部５１の整流用中空部５１ａの径が、整流部３の整流
用中空部３ａより水平方向に大きく、かつ、縦断面が菱
形状である。これにより、実施の形態１の気液分離器１
に比べ、本実施の形態４における気液分離器５０は、整
流用中空部５１ａにおいて、流体に大きな遠心力がかか
り、中央部で流体を圧縮するので、気体粒子を押し出
し、気体を容易に分離することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明のによれば、以下の
ような有利な効果が得られる。請求項１に記載の発明に
よれば、以下の効果を有する。 （１）混相流体用注入孔が整流部に接線方向に開口され
ているので、混相流体用注入孔から整流用中空部に流入
した混相流体は整流部の内壁に沿って旋回し、遠心分離
の原理により液体と気体とに分離され、整流部の中心軸
線上に気体軸が形成される。 （２）整流用中空部は略中央から両端に向って収束する
形状を有し、混相流体用注入孔は整流用中空部の径が最
大の部分に連通しているので、混相流体の旋回運動の径
は整流用中空部の両端に近づくにつれて小さくなってい
く。これにより、整流用中空部では、乱流が極めて生じ
にくく、気体軸は整流用中空部の中心軸線上に安定して
形成される。 （３）気体用中空部及び液体用中空部は整流用中空部に
同軸で連通しているので、混相流体は気体用中空部及び
液体用中空部においても旋回し、遠心分離の原理により
液体と気体が分離され、気体用中空部，整流用中空部，
液体用中空部の中心軸線上に気体軸が形成される。 （４）気体用送出孔は気体用中空部の頂部の気体用器体
に開口されているので、気体軸に集まった気体は気体用
送出孔から気液分離器外へ順次送出される。 （５）気体が取り除かれた液体は、液体用送出孔から気
液分離器外へ順次送出される。 （６）気体用中空部，整流用中空部，液体用中空部の中
心軸線上に気体軸を安定して形勢することができるの
で、混相流体に微細な気泡が含有されており、かつ、整
流用中空部に供給される混相流体の速度が不規則であっ
ても、確実に気体と液体を分離させることができる。

【００３３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、以下の効果を有する。 （１）気体用管が整流用中空部の中心軸線上に配設され
ているので、気体軸は気体用管の外周壁の周囲，整流用
中空部，液体用中空部の中心軸線上に形成され、気体軸
に集まった気体は気体用管から順次送出される。 （２）気体用管が整流用中空部の中心軸線上に配設され
ているので、整流用中空部内の気体用管の開口端は気体
軸内に位置し、液体が気体用管から送出されてしまうこ
とを防止できる。 （３）気体用器体が不要なので、気液分離器を小型化す
ることができる。

【００３４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の効果に加え、以下の効果を有する。 （１）液体用送出孔が接線方向に開口されており、旋回
しながら液体用中空部に流入した液体を素直に液体用送
出孔から送出させることができるので、定常的な液体の
送出量を得ることができる。

【００３５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至３の内何れか一項の効果に加え、以下の効果を有す
る。 （１）旋回しながら液体用中空部から下流側整流用中空
部に流入した液体は、徐々に旋回速度を弱められて液体
用送出孔から送出されるので、さらに定常的な液体の送
出量を得ることができる。

【００３６】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４の内何れか一項の効果に加え、以下の効果を有す
る。 （１）気液分離器内の中心軸線上に集まった気体が、気
体軸抑止部に抑止され、液体用送出孔の近傍まで達しな
いので、気体が液体送出孔から送出されてしまうのを防
止することができる。

【００３７】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
乃至５の内何れか一項の効果に加え、以下の効果を有す
る。 （１）混相流体用注入管の他端側を混相流体が貯留され
た槽等に接続し、混相流体吐出ポンプを駆動させること
により、混相流体を整流用中空部に供給することができ
る。 （２）気体用送出管の他端側を気体を貯留する槽等に接
続することにより気体を回収することができる。 （３）液体用送出管の他端側を液体を貯留する槽等に接
続することにより液体を回収することができる。

【００３８】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
の効果に加え、以下の効果を有する。 （１）開口径調節バルブを調節することにより、混相流
体の流入速度や各々の器体内の圧力を混相流体の特性等
に応じて調節することができるので汎用性に優れる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における気液分離器及び
それを備えた気液分離装置の要部縦断面図

【図２】本発明の実施の形態２における気液分離器及び
それを備えた気液分離装置の要部縦断面図

【図３】本発明の実施の形態３における気液分離器の要
部拡大縦断面図

【図４】本発明の実施の形態４における気液分離器の要
部拡大縦断面図

【符号の説明】

１ 気液分離器 ２ 気液分離装置 ３ 整流部 ３ａ 整流用中空部 ３ｂ 混相流体用注入孔 ４ 液体用器体 ４ａ 液体用中空部 ４ｂ 液体用送出孔 ５ 気体用器体 ５ａ 気体用中空部 ５ｂ 気体用送出孔 ６ 混相流体用注入管 ７ 混相流体吐出ポンプ ８ 液体用送出管 ９ 開口径調節バルブ １０ 気体用送出管 １１ 開口径調節バルブ ２１ 気液分離器 ２２ 気液分離装置 ２３ 整流部 ２３ａ 整流用中空部 ２３ｂ 混相流体用注入孔 ２４ 液体用器体 ２４ａ 液体用中空部 ２５ 気体用管 ２６ 下流側整流部 ２６ａ 下流側整流用中空部 ２６ｂ 液体用送出孔 ２７ 気体軸抑止部 ２７ａ 当接部 ２８ 混相流体用注入管 ２９ 混相流体吐出ポンプ ３０ 液体用送出管 ３１ 開口径調節バルブ ３２ 気体用送出管 ３３ 開口径調節バルブ ４０ 気液分離器 ４１ 整流部 ４１ａ 整流用中空部 ４１ｂ 混相流体用注入孔 ５０ 気液分離器 ５１ 整流部 ５１ａ 整流用中空部 ５１ｂ 混相流体用注入孔

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ．略中央から両端に向かって収束する
   形状の整流用中空部を有する整流部と、 ｂ．一端側が前記整流用中空部の一端側に同軸で連通し
   径が前記整流用中空部の最小径と同径の円柱状の気体用
   中空部を有する気体用器体と、 ｃ．一端側が前記整流用中空部の他端側に同軸で連通し
   径が前記整流用中空部の最小径と同径の円柱状の液体用
   中空部を有する液体用器体と、 ｄ．前記整流用中空部の径が最大の部分に連通させて前
   記整流部に接線方向に開口された混相流体用注入孔と、 ｅ．前記気体用中空部の他端側に連通させて前記気体用
   中空部の頂部の前記気体用器体に開口された気体用送出
   孔と、 ｆ．前記液体用中空部の他端側に連通させて前記液体用
   器体に開口された液体用送出孔と、を備えていることを
   特徴とする気液分離器。
2. 【請求項２】 前記気体用器体に代えて、 前記整流用中空部と同軸で前記整流部に配設され、一端
   側が前記整流用中空部に配設され、両端が開口された気
   体用管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の
   気液分離器。
3. 【請求項３】 前記液体用送出孔が、前記液体用器体に
   接線方向に開口されていることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の気液分離器。
4. 【請求項４】 一端側が前記液体用中空部の他端側に同
   軸で連通し最小径が前記液体用中空部の径と同径であり
   略中央から両端に向って収束する形状の下流側整流用中
   空部を有する下流側器体を備え、 前記液体用送出孔が、前記下流側整流用中空部の径が最
   大の部分に連通させて前記下流側整流部に開口されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至３の内何れか一項に記
   載の気液分離器。
5. 【請求項５】 前記液体用中空部内に前記液体用中空部
   と同軸で配設され一端側が前記液体用器体に配設され
   た、又は、前記下流側整流用中空部に前記下流側整流用
   中空部と同軸で配設され一端側が前記下流側整流部に配
   設された気体軸抑止部を備えていることを特徴とする請
   求項１乃至４の内何れか一項に記載の気液分離器。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の内何れか一項に記載の
   気液分離器と、 一端側が前記気体用管の他端側又は前記気体用送出孔に
   接続された気体用送出管と、 一端側が前記液体用送出孔に接続された液体用送出管
   と、 一端側が前記混相流体用注入孔に接続された混相流体用
   注入管と、 前記混相流体用注入管の所定部に配設された混相流体吐
   出ポンプと、を備えていることを特徴とする気液分離装
   置。
7. 【請求項７】 前記気体用送出管、前記気体用管、前記
   液体用送出管、前記混相流体用注入管の内少なくとも１
   つの管の所定部に配設された開口径調節バルブを備えて
   いることを特徴とする請求項６に記載の気液分離装置。