JPS58146416A - 分離装置 - 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】 この発明は、気体中の固体ま九は液体の分離、液体中の
固体の分離および密度の異なる液体を九は気体の分離の
方法に関する。

遠心加速を利用し九ｔイクロンや遠心機内での気体と液
体の混合物の分離について紘公知である。

さらに、湾曲したスロット内で行なう分離ノズμ法は、
同位体の分離特にウラン５ｉｉｓ法として知られている
。しかし、この方法には欠点がるる、すなわち、この方
法において使用される２つのスロット端部に横方向の流
れを生じるという各点がある。Ｃの丸め、支障をきたし
、しかも比較的大きいエネルギーを必要とする。

この発明の目的は、気体中の固体や液体粒子の分屋、液
体中の固体の分離および密度の異なる液体相互また社気
体相互の分離を、開本な手、段を用いて完全に行なう丸
めの方法および装置に関すゐ。

−゛この発明の方法および装置の＊＊は、環状ノズルの
配列を半径方向に対称にし九ので支障や原因となるスロ
ット端部がないことである。仁の発明において使用され
るベンチエリノズルすなわちチ１−プのインレフト内部
は湾曲させであるので、発生する乱流現象祉少なく、そ
のため分離能が向上すると共にエネルギー損失も少ない
。

実施のｄ様を変史することによって、さらに性能を向上
させることも＃ＪＩ！！である。Ｊ！虐な洸れを起すデ
ィ７エーザ内において、非常に高い効率で圧縮エネルギ
ーが再生されるので、分離のために便用賂れる鉢消責エ
ネ〃ギーは少なくて済む、＃体の注入が可能であるため
、分離が容易に行なわれると共に、ノズμの摩軒が著し
く減少する。爆らに、注入される液体は冷却機能を有す
る。

さらに、この発明の方法および装置は、各種の分離工程
において使用できるという特徴がある。

すなわち、高温ガス中のｌｌ細な塵を除去する操作に適
用することも可能である。このような操作線、高純度の
ガスを必要とするガスタービン内のガスを浄化する堝合
岬に必要である。この発明の方法は、ガスを冷却してか
ら浄化する必要がないのでエネルギー損失を生じない、
この発明の方法は、高エネルギー消費型の分離ノズル法
に代えて、同位体分離特にｔラン濃縮にも遥月できる。

この発明の方法は一一分解ガス中の水分の分離に４ｈ遺
用できるので、熱分解に訃ける重大な欠点を解消できる
。すなわち、ガス中に混入した水を除去できる。

を九煙道ガス中の二酸化イオウの除去、混合ガス中のガ
ス成分の選択的浄化、水中油分の分離および下水中の沈
澱物の分離も可能でめヤ、液体の注入によ１てスンバク
トガスを液渦を伴うことなく冷却することができる。

次にこの殆四の一５ＩｌｉＬ施例を図面に従うて説明す
る。第１図に示した部分図において、１ｏ１は軸に対し
て対称なノズル供給用のインレットであって、このイン
レット１０１は環状のノズル１００内に通される。菖質
フックシ曹ン用のディフューザ１０４と、軽質フックＶ
１ン用のディフユーザ１０５が中心軸の回）に軸対称に
配設され、かつディフユーザ１０５はディフューザ１０
４の外側に配設される。ノズル１００のスロットはノズ
ル基部１０２とディフューザ１０５の下端の拡大部との
ｒ＃ＩＪＫ形成される。ノズル基部１０２は環状の湾曲
！ｆｌｓ１０６ｔ−有し、この湾曲部１０６の延出部に
は円ｌｌ１ｉ頂部が形成される。ディフューザ１０５の
下端には湾曲部１０７が形成され、この湾曲部１０７が
ノズμのスロットの内側の湾曲端とな択一方、／　ｘＡ
／１ｉｔ１６１０２０１４曲ｆ１６１０６ｄｌＮ。

湾曲端となる１円龜頂部１０３はディフューザ１０４内
に突出させである。ノズル１ｏｏｃｔ４路の＃ｒ面は外
側から内側に向１て連続的に戯少する。

＠１図の分離装置は次のような手順で操作される。塵を
含んだ気体は、ニーリゾμ、混合気体あるいは混合液体
はインレット１０１からノズＡ／１００内に通され、こ
こで、高速で１８０＠の方向転換が行なわれる。ノズル
ｆ００内においては外＠から内側に向って流れを生じる
。それは、基本流域内において半径方向に最大の加速が
得られるからである。半径方向に最大の加速が得られる
範囲内においては、ノズＡ／１００の流路の断ａｋｉ横
は最小となる。高速が得られた結′果、異なるフフクＶ
ｗンが分離される。混合物の分離が最も効率よく行なわ
れるｍ囲゛内では、ディフューザｆ０４の下端において
厘さの異なる各種のフフクＶ、ンが分離される。軽質の
フックＦｗンはディフユーザ１０５を６如、重質のフッ
クＶ習ンはディフユーザ１０４によって次へ搬送される
。各ディフューザｑ形状は流れの抵抗を低く押え得るよ
うな形状−形成される１円錐頂８ｉ１１０３はディフュ
ーザ１０４内に突出しており、重質の７ツクシ冒ンの拡
散時に乱流を生じに＜＜シている。灸フフクＶＷンはデ
ィフューザ１０４，１０５内で膨張するので、先に使用
された圧縮エネルギーが再生されることになる。

第２図は別の実施例を示す断面図である０図中同一また
は等晴な動作部材は第１図と同一の参照書号で示し友、
＠１図に示した実施例と異なる点はディプ１−ザ１０４
，１０５が相互に同一の方向の流れ内に配設されるので
はなく対向する流れ内に配設されている点である。ディ
７１−ザラ０４社このｌ！残例においては底部に向って
配設されている。ＩＪｌｉ状の偏肉部２０３は、円錐頂
部１０３に代わる部材であシ、重質フックシランを案内
する部材である。この場向部２０５において、各種の密
度のフッフシ習ンが分離される。重質の７ツクシーンは
バイパス２０８を介してノズμへ戻すことができる。操
作方法は前記の過多である。

各櫨フフクＶｗンの分ｍ能を向上させるためにノズル１
＆部１０２とディフューザ１０５との間に電界をかける
ことも可能である。ここで、ディプ１−ザ１０５は湾曲
部１０７ｔ−有すると共にスロットの内聞の湾曲肩とし
て作用する。

混合気体を分離する場合には、インレット１０１内へ液
体を注入して、気体中の固体を分離し易すくしてもよい
、さらに、注入した液体はノｘｌｖの洗浄、冷却および
減摩作用があるので、ノズＶの耐用期間が著しく向上す
る。この液体はその後第２図の重質フフクＳ／、ンと分
離され得る。

第５図はこの発明の分離１１ｍｆｔをサイクロン３００
内に組み入れた場合の図である。この配置は峡も好まし
い組み合せであ゛る。その理由はサイクロン内の粗大な
成分とノズμｍ００内の微細な成分を分離できるからで
ある。そのｍ作手順は前記の６如である。このような配
列にするとさらに別の利点がある。すなわち、この発明
の分離装置を取り付けることによって現存のｔイクロン
を改良することができる点でＴｏゐ。

第４図の装置４００は円錐形の復熱装置４０１とこの発
明のノズ〜とを組み合せたものである。

この実施例において、高温の煙遣ガスはインレフト４０
２内に入シ、復１１＋１１置の円錐壁にそ１て半径方向
に対称に別れて外側へ流れる。粗大な成分は偏向部４０
３によって分離され得る。浄化された気体は円錐面にそ
って半径方向に対称に再び内側へ流れる。この場合、流
路が狭くなっているので流速は増大し、流れの方向は１
８０＠転換している。象を含んだフックＶ揮ンは分離部
４０５においてさらに分離され、デｊフ、−ザ４０６を
経て別の分離装置に供給され、その後バイパスを経て戻
される。＠１の分離操作が終了したら、気体鉱外側に導
びかれ円錐形の熱交１（ｌｉ１４０７に導入され、次い
で再び内側に戻され、第１図のノズル１００内で完全に
浄化される。

熱交換ｎ４０７は必ずしも円錐形にする必要杜ない、平
板を平行に配設した平らな熱交換器を使用して、この熱
交換器の回りにおいて内側から外側への流れおよび外側
から内側への流れを生じさせて、内部での流れの方向を
半径方向に高速で転換することによって分離を行なうこ
とも可能である。しかし、高温の気体の場合、平板を平
らに配設した構造にすると構造上の歪みを生じやすいが
円錐形に配設すれば、熱による応力によって構造に変化
を生じることはなく、円錐角が変化するだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図社デイフェーザを同一方向の流れ内に配設し九場
合のこの発明の分離装置の断ｒｋｉ図、第２図はディフ
ューザを対向する流れ内に配設した場合のこの発明の分
離装置の断面図、第６図社この発明の分離装置を配設し
たサイクロンの断面図、第４図はこの発明の分離装置を
配設した復熱装置の断面図である。 １００・・・）　ズ　＊　　　　１０１−・インレフト
１０３・・・円錐頂部　１０４゜１０５・・・ディフユ
ーザ２０３・・・偏　向　部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ベンチュリ曾を使用して、気体中の固体また
   は液体、液体中の固体、密度の異なる気体相互および密
   度の異なる液体相互の分離方法であって、気体および／
   または液体が環状のノズルのスロットを介して外側から
   内側に向けて半径方向に対称に供給され、その流速が気
   体の場合に祉音速にまで加速されると共に、曲率半径が
   約１ないし１００−のスロット内において前記気体およ
   び／ｉたは液体に強い遠心力が加えられることを特徴と
   する分層方法。
2. （２）　　気滲中の固体ま走は液体、／Ｉ！体φの固体
   、密度の異なる気体相互および密度の異なるぼ体相亙の
   分離ｆ！ばであって、気体または液体を供給する丸めの
   インレフトと分離されたフックＶ、ンを排出するための
   アウトレフトとを有し、環状のノズルのスロットが９０
   ″以上の角度で方向転換されると共に方向転換の前後に
   おいて前記ノズルの中心軸の回夛に配設され、かつ中心
   軸に対するスロットの直径が流れの方向に向って短かく
   なることを特徴とす為分離装置。
3. （３）湾曲部内の流体の乱流を少なくするために、流路
   の断面積が流れの方向に向ってフッタＶ曽ン分離域まで
   捺々に減少させであることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の分離装置。
4. （４）　　流路の断面積が最小になる。壱において、半
   径方向の加速が最大になるようにノズ〃を形成し入こと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項ま九は第５項のいず
   れか１項記載の分離装置。
5. （５）　　フッタｓ／１ンの分離が最も効率よく行なわ
   れる範囲におｉで、各種の密度のフラクｓ／１ンに分離
   できるような配列がなされていることを特徴とする特許
   請求０１１１１１１１２項ないし第４項のいずれか１項
   記載の分離装置。
6. （６）分離されたフッタＦ、ンを通すために少なくと４
   ２つのデイフ、−ザｔ−ａ＋３＠シた仁とを特徴とする
   特許請求の範囲第２項ないし第５積のいずれか１Ｊ４Ｌ
   記載の分離装置。
7. （７）　　前記デイフェーザが全て同一方向の流れ内に
   配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第６積
   記載の分離装置。
8. （８）　　円錐頂部が電質フフクＶ、ン用に内側に配設
   され九デイフ、−ザ内に軸にそって突出させであること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の分離装置。
9. （９）　　ディフューザが対゛肉方向に配設され、龜質
   フテクＶ、ンを方向転換させると同時に分離装置として
   作用する偏向部が配設されることを特徴とする特許請求
   の範囲第６項記載の分離装置。 ＱＯ分屋され九フラクＶ、ンを膨張させ傷るようにディ
   フューザを構成して、圧縮エネルギーの再生ｔ−ｍ能に
   したことを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし一第
   ９項のいずれか１項記載の分離装置。 Ｑｐ　　復熱装置と組み合せ可能に形成し九〇とを特徴
   とする特許請求の範囲第２積ないし第１０項のいずれか
   １項記載の分ｍ装置。 を特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第１０項のい
   ずれか１項記載の分離装置。 （至）　湾曲し九塊界面間に電界をかけてフックシーン
   の分離能を向上させたことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項ないし第１２項のいずれか１項記載の分離装置。 ０４　　混合気体の場合に、その混合気体の重質フフク
   シ菅ンを分離してから分離液体が注入されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１Ｌ１４記載の分離方法。