JP3223322B2 - 高容量翼板 - Google Patents

高容量翼板

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、翼板に関し、とりわけ
液−気の分離、例えば蒸気から凝縮物を、空気から海水
を、処理された気体から吸収性液体を分離するための翼
板に関する。
【０００２】
【従来の技術】事実上すベての内燃機関は、機関の耐用
年数を伸ばすために、空気ろ過機構を利用して機関に流
入する吸気をできるかぎり汚染物質を含まない清浄なも
のとすることが必要である。この必要性は、機関が船上
に搭載され、利用しうる空気が塩分及び湿気を含むもの
である場合に特に重要である。そのような環境において
は、このような分離器に主に求められることの一つは、
空気から湿気を分離することである。船舶の機関がガス
タービンであり、湿気が小滴となってタービンのブレー
ドに衝突してひどい損傷を引き起こすおそれがある場
合、これは特に重要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】容易に理解されるよう
に、そのような分離器のための船上の空間は多くの場合
大いに求められるものであるが、分離器は、機関に対す
る損傷を防ぐためにその機能を十分に発揮しなければな
らない。したがって、このような分離器の効率を高め、
小型化を進めることがますます求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様による
と、気流の方向に対して所定の角度をもって前縁から後
縁に延びる第一の部材を有する翼板を含む高容量翼板が
得られる。第二の部材は、第一の部材の後縁から、気流
の方向に対して第二の所定角度をもって延びている。該
第一及び第二の部材はそれぞれ第一及び第二の空洞が中
に形成されている。第一の部材の第一面には第一及び第
二の縦方向の開口が形成され、それぞれが、気流の方向
に対して垂直に延び、第一の部材の空洞の一つに通じて
いる。第二の部材の、第一面から反対側の第二面には第
一及び第二の縦方向の開口が形成され、それぞれが、気
流の方向に対して垂直に延び、第二の部材の各空洞に通
じている。
【０００５】
【実施例】各図面を参照すると、同一の符号がいくつか
図面を通じて同様な部品を示している。図１は、翼板１
２のアセンブリから形成された分離器１０であって、そ
の中を矢印１４の方向に通過する気流から湿気を分離す
るための分離器１０を概略して示す。
【０００６】理解されるように、翼板１２は、従来のも
のに比べて極めて高性能の翼板であり、求められる性能
基準が一定である場合に分離器１０をより小型化するこ
とができるものである。
【０００７】図２を参照すると、翼板１２の構成が示さ
れている。好ましくは、翼板１２は、アルミニウム押出
し成形から形成され、気流の方向にほぼ沿いながらもそ
れに対して所定の角度をもって延びる一連の箱状部材１
６及び１８を画定している。各部材は中空であり、上流
側の空洞２０及び翼板の全高にわたって延びる下流側の
空洞２２を画定している。上流側の縦方向の開口又はス
ロット２４が部材１６の第一面２６を介して上流側の空
洞２０の中に延びている。同様なスロット２８が下流側
の空洞２２に通じている。
【０００８】部材１８の、第一面２６から反対側の第二
面３０は、空洞２０及び２２にそれぞれ通じる同様なス
ロット２４及び２８を有している。
【０００９】図２に見られるように、湿気を含む空気が
矢印１４の方向に流動すると、その一部は部材１６の空
洞２０及び２２に入り、その中に生じる多方向性の渦巻
き気流が比較的高密度の湿気を分離し、その分離された
湿気を空洞沿いに分離器の底部に抜く。同様に、第一の
部材をよけて通った空気は、隣接する翼板の部材１８中
の同様なスロットに衝突し、これがさらに気流を撹拌し
て湿気を分離することになる。
【００１０】本発明の翼板は、あらゆる形態の液−気分
離に用いることができると理解されるであろう。空気か
らの湿気の分離は、この用途の単なる一例に過ぎない。
例えば、蒸気からの凝縮物の除去、さらに処理された気
体からの吸収性液体の除去にこの翼板を用いることもで
きる。
【００１１】各空洞２０及び２２は、気流の方向に対し
てほぼ垂直である、横方向の厚さ又は奥行きＤを有する
ということが理解される。このＤの寸法は、翼板波長Ｗ
１の１／４５未満かつ翼板の尖頭間振幅Ａの１／１４未
満であり、なおかつ翼板の断面積の５０％を越えるに至
る水抜き空間を提供するものであることが好ましい。し
かし、Ｄの寸法は、分離された流体を空洞沿いに抜く場
合に表面張力のおそれが生じるほどに小さいものであっ
てはならない。
【００１２】ここに述べる水抜き空間とは、実際には、
各空洞２０及び２２の容積をその高さＨで割ったもので
ある。この容積は、気流の方向にほぼ平行である各空洞
の長さＬ、奥行きＤ及び翼板の高さＨによって決定され
る（図６参照）。翼板の断面積は、翼板の幅Ｗに翼板の
厚さＤＶを掛けたものである。
【００１３】これらの関係により、分離された流体を再
び取り込むことなく、翼板を通過する気流の速度を増大
することが可能であり、翼板１２の容量をこれまで公知
の構造よりも増大する。例えば、本発明に構造にしたが
って構成された翼板は、分離された流体を実質的に再び
取り込むことがなく、毎秒６５フィートの気流が可能で
ある。一方、先行技術の構造は、かなりの再取り込みが
起こる前で、毎秒４５フィートの速度しか許容すること
ができない。
【００１４】このような構成では、翼板１２は、３３％
未満の気流収縮率をもって気流を通過させることがで
き、なおかつ、直径１０μｍ程度の小滴を９５％の効率
で分離するのに十分な曲折をも維持する。
【００１５】図３を参照すると、本発明の第二の実施態
様を形成する翼板４０が示されている。この翼板４０に
おいては、一連の部材１６、１８、４２及び４４を用い
る。部材４２及び４４の構成は部材１６及び１８の構成
と同一であり、この翼板４０は、湿気を除去する必要性
が非常に高い環境において使用されるであろう。
【００１６】図４〜６を参照すると、本発明の第三の実
施態様を形成する翼板１００が示されている。図５にも
っとも明確に示すように、翼板１００は、第一の部材１
０２と第二の部材１０４とを接合することによってそれ
ぞれが形成されるものである。部材１０２及び１０４は
炭素鋼製であることが好ましく、これらはスペーサー１
０６の地点を溶接されて一体となり、上流側の空洞２０
及び下流側の空洞２２を画定している。図６にもっとも
明確に示すように、スロット２４は、各部材の一つ置き
ごとのパネル１０８に形成され、それらの間にあるパネ
ル１１０が中実となっている。上流側の空洞２０に通じ
るスロットは、長さの等しい一対のスロット１１２から
形成されることが好ましい。下流側の空洞２２に通じる
開口は、中間部のスロット１１４及び、その外方にある
短めで長さの等しいスロット１１６から形成されること
が好ましい。
【００１７】本発明の教示にしたがう翼板１００から構
成された分離器においては、部材１０２及び１０４は寸
法特性において本質的に同一であり、パネル間の角度θ
は１２０°であった。各パネルについてＸの寸法は１．
４６インチであり、Ｙの寸法は約２．４８インチであっ
た。翼板の高さＨは約４０インチであった。スロット１
１２、１１４及び１１６はそれぞれ幅（寸法ＷＳ）約１
／４インチであった。スロット１１２は高さ（寸法Ｔ
１）約１９．３８インチであり、スロット１１４は高さ
（寸法Ｔ２）約１４．５インチであり、スロット１１６
は高さ（寸法Ｔ３）約１２インチであった。外方のスロ
ット１１２及び１１６は部材の上縁及び下縁からそれぞ
れ１／２インチ離れ、各スロットはその隣接するスロッ
トから１／４インチ離れていた。
【００１８】図７を参照すると、本発明の第四の実施態
様を形成する翼板１５０が示されている。各翼板１５０
は、第一の部材１５２及び第二の部材１５４から形成さ
れ、これらの部材がスポット溶接されて一体となってい
る。この場合もまた、翼板１５０は鋼製であることが好
ましい。部材１５２及び１５４においては、一つ置きご
とのパネル１５６は、Ｕ字形のリッジ１５８がその中に
押し込まれており、これがパネル１６０に当たって上流
側及び下流側の空洞２０及び２２を画定している。そし
て、図示するように、翼板１００と同様な方法でスロッ
ト２４がパネル１６０に形成されている。
【００１９】翼板４０、１００及び１５０はすべて、翼
板波長の１／４５未満かつ翼板の尖頭間振幅の１／１４
未満である、水抜きポケットの横方向の厚さＤを有する
ことにおいて、なおかつ、翼板の断面積の５０％を越え
るに至る水抜き空間を提供することにおいて、翼板とし
て構成されている。
【００２０】図８〜１１は、本発明に開示された翼板に
ついての、これまで公知の高性能翼板と比べて大幅に高
められた性能特性を示している。これらの数値は、本発
明の利点を明確に表すものである。
【００２１】本発明のいくつかの実施態様を添付の図面
に示し、先に述べた詳細な説明に記載してきたが、本発
明は開示された実施態様に限定されるものではなく、本
発明の範囲及び精神から逸脱することなく、部品及び要
素の再構成、変形及び代用が数多く可能であることが理
解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施態様を形成する翼板から組
み立てられた分離器の斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施態様を形成する翼板の水平
断面図である。
【図３】本発明の第二の実施態様を形成する翼板の水平
断面図である。
【図４】本発明の第二の実施態様を形成する鋼製翼板の
水平断面図である。
【図５】図４の翼板を形成する構成部品の水平断面図で
ある。
【図６】図４の翼板の構成部品の一つの側面図であり、
スロットの形成を示すものである。
【図７】本発明の第三の実施態様を形成する鋼製翼板の
水平断面図である。
【図８】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間の性
能比較を示すグラフである。
【図９】本発明の翼板とこれまで公知の翼板構造との間
で液容量を比較する図表である。
【図１０】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間で
異なる流速について粒径効率を比較する図表である。
【図１１】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間で
異なる流速について粒径効率を比較する図表である。
【符号の説明】
１０ 分離器 １２ 翼板 １６、１８ 部材 ２０、２２ 空洞 ２４、２８ スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−67580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−53716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭45−95270（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−151480（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−7470（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭53−36555（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 45/08 B01D 53/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方向に流れる空気から湿気を分離する
    湿気分離器用の高容量翼板において、 気流の方向に対して所定の角度をなして前縁から後縁に
    延びる第一の部材であって、上流側の空洞がその中に形
    成され、下流側の空洞がその中に形成されている第一の
    部材と、 この第一の部材の後縁から、気流の方向に対して第二の
    所定の角度をなして延びる第二の部材であって、上流側
    の空洞がその中に形成され、下流側の空洞がその中に形
    成されている第二の部材と、 前記第一の部材の第一面には第一及び第二の縦方向のス
    ロットが気流の方向に対して垂直に形成され、前記各ス
    ロットがそれぞれ前記空洞の一つに通じており、前記第
    一の部材の第二面は、前記第一面と反対側に位置し、前
    記第二の部材の第一面は、前記第一の部材の第一面に実
    質的に隣接し、前記第二の部材の第二面は、前記第一の
    部材の第二面に実質的に隣接し、前記第二の部材の第二
    面には第一及び第二のスロットが気流の方向に対して垂
    直に形成され、前記各スロットが前記第二の部材の空洞
    に通じていることを特徴とする高容量翼板。
  2. 【請求項２】 気流から湿気を分離するために、気流の
    方向に垂直な方向に沿って複数の翼板が所定の間隔を置
    いて配置されている請求項１記載の高容量翼板。
  3. 【請求項３】 翼板を通過するときに気流が収縮し、翼
    板を通過するために必要な気流収縮率が３３％未満であ
    り、なおかつ、直径１０μｍ程度の小滴を９５％の効率
    で分離する曲折が維持されている請求項１記載の高容量
    翼板。
  4. 【請求項４】 翼板波長及び尖頭間振幅を有し、前記第
    一及び第二の部材のそれぞれの前記上流側及び下流側の
    空洞がそれぞれ横方向の厚さを有し、この空洞の横方向
    の厚さが翼板波長の１／４５未満かつ尖頭間振幅の１／
    １４未満である請求項１記載の高容量翼板。
JP24527991A 1990-06-20 1991-06-20 高容量翼板 Expired - Lifetime JP3223322B2 (ja)

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