(57)【要約】旋回流発生リボンに付着した液体がリボン終端部において気体中に再飛散することを防止し、液体の分離性能を向上できる気液分離用旋回流発生装置を提供すること。インレットパイプ（２１）内を流れる気液二相流体を旋回させ、遠心力で液体を内周面（２１ｃ）へ誘導する旋回流発生リボン（３０）の気液二相流体の流出側の終端部（３１）に、旋回流発生リボン（３０）の径方向外側の端部の一方に設定された第１終端点（３１ａ）と、旋回流発生リボン（３０）の径方向外側の端部の他方に設定された第２終端点（３１ｂ）と、旋回流発生リボン（３０）の軸線（Ｏ）上であって、第１終端点（３１ａ）及び第２終端点（３１ｂ）よりも気液二相流体の流入側に設定された中心終端点（３１ｃ）と、を結んだ第１,第２端縁（３２ａ,３２ｂ）を設ける構成とした。
2017104532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状にねじられた板部材によって形成されると共に配管の内部に配置された旋回流発生リボンにより、前記配管を流れる気液二相流体を旋回させて遠心力で液体を前記配管の内周面へ誘導する気液分離用旋回流発生装置において、
前記旋回流発生リボンは、前記気液二相流体の流出側の終端部に、前記旋回流発生リボンの径方向外側の端部の一方に設定された第１終端点と、前記旋回流発生リボンの径方向外側の端部の他方に設定された第２終端点と、前記旋回流発生リボンの軸線上であって、前記第１終端点及び前記第２終端点よりも前記気液二相流体の流入側に設定された中心終端点と、を有すると共に、前記第１終端点と前記中心終端点とを結んだ第１端縁と、前記第２終端点と前記中心終端点とを結んだ第２端縁と、が形成されている
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載された気液分離用旋回流発生装置において、
前記旋回流発生リボンは、前記第１端縁及び前記第２端縁に、前記気液二相流体の流入側に折り返された折り返し構造が形成されている
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載された気液分離用旋回流発生装置において、
前記折り返し構造は、前記中心終端点から前記第１終端点の手前までの間と、前記中心終端点から前記第２終端点の手前までの間に形成されている
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された気液分離用旋回流発生装置において、
前記配管の前記内周面には、前記気液二相流体の流れ方向に沿って次第に拡径するテーパ面が形成され、
前記旋回流発生リボンは、少なくとも前記第１終端点及び前記第２終端点が、前記テーパ面が形成された領域に挿入されている
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された気液分離用旋回流発生装置において、
前記旋回流発生リボンは、リボン表面を冷却するリボン用冷却構造を有する
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された気液分離用旋回流発生装置において、
前記配管は、少なくとも内部に前記旋回流発生リボンが配置された部分を冷却するパイプ用冷却構造を有する
ことを特徴とする気液分離用旋回流発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回流発生リボンによって配管内を流れる気液二相流体を旋回させ、遠心力で液体を配管の内周面へ誘導する気液分離用旋回流発生装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、板部材を螺旋状にねじることで形成された旋回流発生リボンにより、配管内を流れる気液二相流体を旋回させ、遠心力で液体を配管の内周面へ誘導する気液分離用旋回流発生装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このような気液分離用旋回流発生装置では、旋回流発生リボンに付着した液体（液滴）は、リボン表面に付着したまま配管の内周面に向かって流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６２４１６号公報
【特許文献２】特開２００３-１９０７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来装置にあっては、旋回流発生リボンの終端部（気液二相流体の流出側の端部）がリボン径方向に沿った直線状の端縁を有しているため、旋回流発生リボンの軸線付近に付着した液体は、リボン終端部では配管の内周面に向かって流れることなく気体中に再飛散していた。そのため、液体の分離性能が低下するという問題が生じていた。【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、旋回流発生リボンに付着した液体がリボン終端部において気体中に再飛散することを防止し、液体の分離性能を向上することができる気液分離用旋回流発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、螺旋状にねじられた板部材によって形成されると共に配管内に配置された旋回流発生リボンにより、配管を流れる気液二相流体を旋回させ、遠心力で液体を配管の内周面へ誘導する気液分離用旋回流発生装置である。
前記旋回流発生リボンは、気液二相流体の流出側の終端部に、旋回流発生リボンの径方向外側の端部の一方に設定された第１終端点と、旋回流発生リボンの径方向外側の端部の他方に設定された第２終端点と、旋回流発生リボンの軸線上であって、第１終端点及び第２終端点よりも気液二相流体の流入側に設定された中心終端点と、を有すると共に、第１終端点と中心終端点を結んだ第１端縁と、第２終端点と中心終端点を結んだ第２端縁と、が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明では、旋回流発生リボンに付着した液体がリボン終端部において気体中に再飛散することを防止し、液体の分離性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の旋回流発生装置を適用した内燃機関の排気還流システムを示す全体システム図である。
【図２】実施例１の旋回流発生装置を適用した気液分離装置を示す断面図である。
【図３】実施例１の旋回流発生リボンを示す斜視図である。
【図４】実施例１の旋回流発生リボンの側面図である。
【図５】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施例１の旋回流発生装置を適用した気液分離装置における気液二相流体及び分離した気体・液体の流れを示す全体説明図である。
【図７】実施例１の旋回流発生装置において、旋回流発生リボンに付着した液体のリボン終端部での流れを示す説明図である。
【図８】実施例２の旋回流発生装置を適用した気液分離装置を示す断面図である。
【図９】図８におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】実施例２の旋回流発生装置を適用した気液分離装置における気液二相流体及び冷却水の流れを示す全体説明図である。
【図１１Ａ】第１変形例の旋回流発生装置を示す断面図である。
【図１１Ｂ】第２変形例の旋回流発生装置を示す断面図である。
【図１１Ｃ】第３変形例の旋回流発生装置を示す断面図である。
【図１２Ａ】第４変形例の旋回流発生装置を示す断面図である。
【図１２Ｂ】第５変形例の旋回流発生装置を示す断面図である。
【図１２Ｃ】図１２ＢにおけるＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の気液分離用旋回流発生装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。
【００１０】
（実施例１）
まず、実施例１における気液分離用旋回流発生装置の構成を、「適用例のシステム全体構成」、「気液分離装置の詳細構成」、「旋回流発生リボンの詳細構成」に分けて説明する。
【００１１】
［適用例のシステム全体構成］
図１は、実施例１の旋回流発生装置を適用した内燃機関の排気還流システムを示す全体システム図である。以下、図１に基づき、実施例１の適用例のシステム全体構成を説明する。
【００１２】
実施例１の旋回流発生装置は、図１に示す内燃機関１の排気還流システムＳに適用している。ここで、図１に示した内燃機関１は、走行用駆動源として車両に搭載されるディーゼルエンジンであり、４つの気筒（不図示）を有している。各気筒には、それぞれ吸気通路２と排気通路３が接続されている。
【００１３】
吸気通路２は、端部に吸気口２ａが形成され、この吸気口２ａ側から順に、吸気濾過用のエアクリーナー４、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａ、吸気を冷却するインタークーラー６、吸入空気量を調整するためのスロットル弁７が設けられている。排気通路３には、内燃機関１側から順に、ターボ過給機５のタービン５ｂ、排気を浄化するための排気浄化触媒８、排気流量を調整するための排気絞り弁９が設けられている。なお、排気絞り弁９の下流側にはマフラー１０が設けられ、その先に排気口３ａが形成されている。
【００１４】
吸気通路２と排気通路３とは、低圧ＥＧＲ通路１１及び高圧ＥＧＲ通路１２によって接続されている。ここで、「ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）」とは、内燃機関１において燃焼後の排気の一部を取り出して再度吸気させる技術であり、排気再循環ともいう。
【００１５】
低圧ＥＧＲ通路１１は、コンプレッサ５ａより上流の吸気通路２と排気浄化触媒８より下流の排気通路３とを接続している。一方、高圧ＥＧＲ通路１２は、コンプレッサ５ａより下流の吸気通路２とタービン５ｂより上流の排気通路３とを接続している。
これにより、低圧ＥＧＲ通路１１では、タービン５ｂを通過した排気を、コンプレッサ５ａの吸気に戻す。また、高圧ＥＧＲ通路１２では、タービン５ｂに吸い込まれる前の排気を、コンプレッサ５ａを通過したエアに戻す。
【００１６】
そして、低圧ＥＧＲ通路１１には、吸気通路２に導かれる排気を冷却するためのＥＧＲクーラ１３と、低圧ＥＧＲ通路１１を介して吸気通路２に還流される排気の流量を調整するための低圧ＥＧＲ弁１４と、が設けられている。高圧ＥＧＲ通路１２には、高圧ＥＧＲ通路１２を介して吸気通路２に還流される排気の流量を調整するための高圧ＥＧＲ弁１５が設けられている。
【００１７】
ここで、低圧ＥＧＲ通路１１では、ターボ過給機５のタービン５ｂの通過排気量を低下させることなく排気の還流を可能とし、ＮＯｘの低減効果が大きい。しかしながら、ＥＧＲクーラ１３での冷却によって凝縮水の発生が懸念される。そして、凝縮水がある程度の大きさの液滴となった状態で下流へと流れていくと、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａの回転翼に衝突し、衝撃を与えることがある。
そこで、実施例１では、図２に示す旋回流発生装置を適用した気液分離装置２０（図２参照）を、低圧ＥＧＲ弁１４の下流位置であって、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａの上流位置（図１において一点鎖線Ｘで囲む位置）に設置し、凝縮水を捕集して排水する。
【００１８】
［気液分離装置の詳細構成］
図２は、実施例１の気液分離用旋回流発生装置を適用した気液分離装置を示す断面図である。以下、図２に基づき、実施例１の気液分離装置の詳細構成を説明する。
【００１９】
実施例１の気液分離装置２０は、図２に示すように、インレットパイプ２１（配管）と、インナーパイプ２２と、排水パイプ２３と、貯水タンク２４と、バイパスパイプ２５と、旋回流発生リボン３０と、を備えている。
【００２０】
インレットパイプ２１は、気液二相流体の流れ方向の上流側（図２において右側）の端部が吸気口２ａ及び低圧ＥＧＲ弁１４に連通し、気体と微粒子状の液体（凝縮水）が混ざり合った状態の排気（以下、「気液二相流体」という）が流入する。このインレットパイプ２１の内部には、気液二相流体の流れを内周面２１ｃに沿って旋回させる旋回流発生リボン３０が配置されている。さらに、このインレットパイプ２１は、気液二相流体の流れ方向の下流側の端部（図２において左側）に、旋回流になった気体が流出する排気口２１ａと、気液二相流体から分離した液体が流出する排水口２１ｂと、が形成されている。ここで、排気口２１ａは、インレットパイプ２１の軸線方向に開放し、排水口２１ｂはインレットパイプ２１の半径方向であって重力方向の下方に開放している。なお、「重力方向」とは、図２における下方向であり、重力が作用する方向である。
さらに、このインレットパイプ２１の内周面２１ｃには、気液二相流体の流れ方向に沿って徐々に内径寸法を大きくするテーパ面２１ｄが形成されている。すなわち、インレットパイプ２１の内径寸法は、テーパ面２１ｄよりも気液二相流体の流れ方向の上流側の領域である第１領域２６Ａが最も小さく、テーパ面２１ｄが形成された領域の第２領域２６Ｂにて次第に大きくなり、テーパ面２１ｄよりも気液二相流体の流れ方向の下流側の領域である第３領域２６Ｃが最も大きくなるように設定されている。そして、第１領域２６Ａに旋回流発生リボン３０が配置され、第３領域２６Ｃに排気口２１ａ及び排水口２１ｂが形成されている。
なお、気液二相流体に含まれる液体は、この気液二相流体が旋回する際に生じる遠心力（旋回力）が作用することで排水口２１ｂへと流れ込むことが可能である。そのため、この実施例１では、排水口２１ｂが重力方向の下方に開放しているが、これに限らず、この排水口２１ｂを任意の方向に開放させてよい。
【００２１】
インナーパイプ２２は、インレットパイプ２１の第３領域２６Ｃの内径寸法よりも小さい外径寸法を有する直管部材によって形成され、インレットパイプ２１の排気口２１ａに一端２２ａが差し込まれ、インレットパイプ２１と同軸状態に設置される。この一端２２ａには、旋回流発生リボン３０よりも気液二相流体の流れ方向の下流側で開放する開口２２ｂが形成されている。また、このインナーパイプ２２の下流側（図２において左側）の端部は、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａに連通している。
なお、開口２２ｂは、インナーパイプ２２の軸線方向に開放している。すなわち、インレットパイプ２１と、インナーパイプ２２と、排気口２１ａと、開口２２ｂは、同軸になっている。
さらに、このインナーパイプ２２のインレットパイプ２１から突出した位置の側面には、バイパスパイプ２５の第２端部２５ｂが接続する通気口２２ｃが、インレットパイプ２１の半径方向であって重力方向の下方に開放している。ただし、この通気口２２ｃは、バイパスパイプ２５を介して貯水タンク２４を負圧にするための開口であるため、重力方向の下方以外の方向に開放してもよい。
【００２２】
そして、インレットパイプ２１の排気口２１ａには、内周面２１ｃとインナーパイプ２２との間に生じる間隙αを封鎖するリング部材２７が嵌合されている。リング部材２７は、インナーパイプ２２の全周を取り囲む円筒形状を呈しており、外周面がインレットパイプ２１の内周面に気密状態で接触し、内周面がインナーパイプ２２の外周面に気密状態で接触している。
さらに、このリング部材２７は、インレットパイプ２１の内側に位置する端部の軸方向位置が、排水口２１ｂの周縁部のうちの最も下流側の部分の軸方向位置と一致している。つまり、リング部材２７は、排水口２１ｂの開口領域に重複しないものの、排水口２１ｂの開口領域と軸方向に隙間を開けることなく設置されている。
【００２３】
排水パイプ２３は、第１管部材２３ａの軸方向中央部に第２管部材２３ｂが直交するように接続したＴ字管によって形成され、第１管部材２３ａにインレットパイプ２１が貫通している。そして、第１管部材２３ａと第２管部材２３ｂとの接続部分に形成された接続開口２３ｃが排水口２１ｂと対向している。これにより、インレットパイプ２１には、排水口２１ｂ及び接続開口２３ｃを介して、排水パイプ２３の第２管部材２３ｂが連通している。そして、インレットパイプ２１の内部において気液二相流体から分離した液体は、排水口２１ｂから接続開口２３ｃを介して第２管部材２３ｂに流入する。
ここで、排水口２１ｂの内径寸法は、排水パイプ２３の接続開口２３ｃの内径寸法と同等に設定されている。そして、第２管部材２３ｂは、インレットパイプ２１の軸方向に対して、重力方向の下方に向かって延在され、液体の流れ方向に沿って次第に内径寸法が小さくなる縮径部２３ｄを有している。これにより、先端開口２３ｅの内径寸法は、接続開口２３ｃ及び排水口２１ｂの内径寸法よりも小さくなる。
なお、第１管部材２３ａ及び第２管部材２３ｂは、いずれも円管に限らず、角管（角パイプ）等であってもよい。また、第２管部材２３ｂは、縮径部２３ｄを有していなくてもよく、先端開口２３ｅの内径寸法は、接続開口２３ｃ及び排水口２１ｃの内径寸法よりも必ずしも小さくなくてよい。
【００２４】
貯水タンク２４は、排水パイプ２３の第２管部材２３ｂの下方に設置されたタンク本体２４ａを有している。このタンク本体２４ａは、上部に形成された接続口２４ｂが第２管部材２３ｂの先端部２３ｆに接続されており、この接続口２４ｂは先端開口２３ｅと連通している。そして、第２管部材２３ｂに流入した液体は、先端開口２３ｅから接続口２４ｂを介して流下し、タンク本体２４ａに貯留する。
また、このタンク本体２４ａの上部の側面には、バイパスパイプ２５の第１端部２５ａが接続する通気口２４ｃが形成されている。
なお、タンク本体２４ａの下部には、適宜開閉可能な排水開口（図示せず）が形成されている。タンク本体２４ａに貯留された液体が一定量に達したら、排水開口を介してタンク外へ液体を放出することができる。また、通気口２４ｃの形成位置はタンク本体２４ａの上部に限らず、タンク本体２４ａ内の空気が吸引される位置であれば、任意の位置に形成することができる。
【００２５】
バイパスパイプ２５は、両端が開放した管部材である。このバイパスパイプ２５は、第１端部２５ａがタンク本体２４ａに形成された通気口２４ｃに接続され、第２端部２５ｂがインナーパイプ２２に形成された通気口２２ｃに接続されている。そのため、このバイパスパイプ２５により、タンク本体２４ａの上部の空間が、インナーパイプ２２の内部に連通する。
【００２６】
［旋回流発生リボンの詳細構成］
図３は、実施例１の旋回流発生リボンを示す斜視図であり、図４は旋回流発生リボンの側面図である。また、図５は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。以下、図３〜図５に基づき、実施例１の旋回流発生リボンの詳細構成を説明する。
【００２７】
旋回流発生リボン３０は、螺旋状にねじられた帯状の板部材により形成されており、インレットパイプ２１の第１領域２６Ａ内に配置されている。この旋回流発生リボン３０は、径方向寸法Ｒ（図４参照）が第１領域２６Ａの内径寸法と同等に設定されており、インレットパイプ２１と同軸状態に設置されると共に、周縁がインレットパイプ２１の内周面２１ｃに接触している。
【００２８】
この旋回流発生リボン３０は、気液二相流体の流出側の終端部３１に、第１終端点３１ａと、第２終端点３１ｂと、中心終端点３１ｃと、を有し、第１端縁３２ａと、第２端縁３２ｂと、が形成されている。
第１終端点３１ａは、旋回流発生リボン３０の径方向外側の終端の一方に設定されている。第２終端点３１ｂは、旋回流発生リボン３０の径方向外側の終端の他方に設定されている。ここで、第１終端点３１ａの軸方向位置と、第２終端点３１ｂの軸方向位置とは一致しており、第１終端点３１ａと第２終端点３１ｂを結んだ終端線Ｌは、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏと直交する。
そして、中心終端点３１ｃは、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ上であって、第１終端点３１ａ及び第２終端点３１ｂよりも気液二相流体の流入側に設定されている。
【００２９】
そして、第１端縁３２ａは、旋回流発生リボン３０の終端縁のうち、第１終端点３１ａと中心終端点３１ｃとを結んだ端縁である。また、第２端縁３２ｂは、旋回流発生リボン３０の終端縁のうち、第２終端点３１ｂと中心終端点３１ｃとを結んだ端縁である。つまり、旋回流発生リボン３０の終端部３１には、第１端縁３２ａと第２端縁３２ｂと終端線Ｌにて囲まれたＶ字状の空間領域が設けられている。
【００３０】
また、この旋回流発生リボン３０は、第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂのそれぞれに、気液二相流体の流入側に折り返された折り返し構造３３が形成されている。
折り返し構造３３は、図５に示すように、第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂの先端を旋回流発生リボン３０の一方の螺旋面３０ａ側に折り返した第１折返片３３ａと、第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂの先端を反対側の螺旋面３０ｂ側に折り返した第２折返片３３ｂと、を有している。
この折り返し構造３３は、中心終端点３１ｃから第１終端点３１ａの手前までの間と、中心終端点３１ｃから第２終端点３１ｂの手前までの間に形成されている。これにより、折り返し構造３３の径方向両端部と、インレットパイプ２１の内周面２１ｃとの間には隙間βが生じている（図２参照）。
【００３１】
さらに、この旋回流発生リボン３０は、第１領域２６Ａ内に配置されているものの、終端部３１の少なくとも第１終端点３１ａ及び第２終端点３１ｂは、内周面２１ｃにテーパ面２１ｄが形成された領域、すなわち第２領域２６Ｂ内に挿入されている。
【００３２】
なお、旋回流発生リボン３０の気液二相流体の流入側の始端部３４は、第１始端点３４ａ、第２始端点３４ｂ、中心始端点３４ｃと、を有している。
第１始端点３４ａは、旋回流発生リボン３０の径方向外側の始端の一方に設定されている。第２始端点３４ｂは、旋回流発生リボン３０の径方向外側の始端の他方に設定されている。中心始端点３４ｃは、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ上であって、第１始端点３４ａ及び第２始端点３４ｂと軸方向位置が一致している。すなわち、中心始端点３４ｃは、第１始端点３４ａと第２始端点３４ｂを結んだ始端線と軸線Ｏとの交点上に設定され、第１,第２始端点３４ａ,３４ｂ及び中心始端点３４ｃは、旋回流発生リボン３０の半径方向に沿って並んでいる。さらに、この旋回流発生リボン３０の始端部３４は、重力方向に沿って立設している。
【００３３】
次に、実施例１の気液分離用旋回流発生装置における気液分離作用を説明する。
図６は、実施例１の旋回流発生装置を適用した気液分離装置における気液二相流体及び分離した気体・液体の流れを示す全体説明図であり、図７はリボン終端部での液体の流れを示す説明図である。
【００３４】
図１に示す排気還流システムＳでは、吸気口２ａから取り入れた外気と、低圧ＥＧＲ通路１１を介して排気通路３から取り入れた排気とが、流速１０ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓの速さでターボ過給機５のコンプレッサ５ａへと流れ込む。このとき、外気や排気には水分が含まれており、この気体をＥＧＲクーラ１３にて冷却することで水分が凝縮して凝縮水として微粒子状の液体になり、空気等の気体に液体が混ざり合った気液二相流体になる。
【００３５】
実施例１の気液分離装置２０では、図６に示すように、インレットパイプ２１に流入した気液二相流体が、旋回流発生リボン３０が設置された第１領域２６Ａを通過する際、この旋回流発生リボン３０に沿って流れることで旋回流となる。そして、この旋回流によって付与される遠心力により、質量の大きい液体は、インレットパイプ２１の内周面２１ｃに向かって誘導される。
また、旋回流発生リボン３０の螺旋面３０ａ,３０ｂは、気液二相流体の流れ方向に対して角度を有している。そのため、気液二相流体に含まれる液体がこの螺旋面３０ａ,３０ｂに衝突し、水滴化を促進することができる。
【００３６】
そして、内周面２１ｃへ向かって誘導された液体は、凝集して液滴となり、気体から分離される。この気体から分離された液体は、内周面２１ｃに付着したまま、旋回流の流れによって第２領域２６Ｂから第３領域２６Ｃへと流れていく。
そして、第３領域２６Ｃに流れ込んだ液体は、この第３領域２６Ｃに形成された排水口２１ｂへと自重によって流れ込み、排水パイプ２３の接続開口２３ｃを介して第２管部材２３ｂ内に流れ込んで、この第２管部材２３ｂを流下する。その後、先端開口２３ｅからタンク本体２４ａ内に流れて貯留される。
【００３７】
また、インレットパイプ２１を流れる気体は、軸方向に開放した開口２２ｂからインナーパイプ２２に流れ込む。このとき、気体からは、気液二相流体の流れ方向の下流へいくほど液体が分離していく。そして、気体は、インナーパイプ２２を介してターボ過給機５のコンプレッサ５ａへと流れていく。
ここで、インナーパイプ２２の外径寸法が、インレットパイプ２１の第３領域２６Ｃの内径寸法よりも小さくなっている。そのため、インレットパイプ２１の内周面２１ｃに付着した液体がインナーパイプ２２内に入り込むことが防止される。さらに、インレットパイプ２１の排気口２１ａには、インナーパイプ２２との間に生じる間隙αを封鎖するリング部材２７が嵌合されている。そのため、インレットパイプ２１の排気口２１ａから気体が漏れ出ることを防止し、気液二相流体から分離した気体を円滑にインナーパイプ２２へと流入させることができる。
【００３８】
さらに、旋回流発生リボン３０の螺旋面３０ａ,３０ｂに付着して液滴となった液体は、この螺旋面３０ａ,３０ｂに付着したまま、旋回流の流れによって旋回流発生リボン３０の径方向外側に向かって流れ、内周面２１ｃへと誘導される。
このとき、液滴となった液体は、気液二相流体の流れ方向の下流側に押し流されつつ、旋回流発生リボン３０の径方向外側に向かって流れる。
【００３９】
そして、この旋回流発生リボン３０の終端部３１において、螺旋面３０ａ,３０ｂに付着したまま第１端縁３２ａ又は第２端縁３２ｂにまで押し流された液体は、図７に矢印で示すように、この第１端縁３２ａ又は第２端縁３２ｂに沿って旋回流発生リボン３０の径方向外側に向かって流れ、インレットパイプ２１の内周面２１ｃへ向かって誘導される。
【００４０】
すなわち、第１端縁３２ａは、旋回流発生リボン３０の径方向外側に位置する第１終端点３１ａが、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ上に位置する中心終端点３１ｃよりも、気液二相流体の流れ方向の下流側に位置している。また、第２端縁３２ｂは、旋回流発生リボン３０の径方向外側に位置する第２終端点３１ｂが、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ上に位置する中心終端点３１ｃよりも、気液二相流体の流れ方向の下流側に位置している。
これに対し、旋回流発生リボン３０の螺旋面３０ａ,３０ｂに付着した液体は、旋回流によって気液二相流体の流れ方向の下流側に押し流されつつ、旋回流発生リボン３０の径方向外側に向かって流れる。
【００４１】
そのため、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂの延在方向が、旋回流発生リボン３０に付着したまま旋回流で押し流される液体の流れ方向（移動方向）とほぼ一致することになる。これにより、旋回流発生リボン３０の終端部３１において、螺旋面３０ａ,３０ｂに付着した液体は、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂに付着した状態を維持したまま、インレットパイプ２１の内周面２１ｃへ向かって誘導される。これにより、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ付近に付着した液体であっても、終端部３１から気体中に再飛散してしまうことを防止し、液体の分離性能を向上すると共に、液体の捕集率を向上することができる。
また、液体の分離にバッフルやフィルタ等を用いることがないので、気体の流れが阻害されず、通気抵抗の上昇を抑制することができる。
【００４２】
また、この実施例１では、第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂのいずれにも、気液二相流体の流入側に折り返された折り返し構造３３が形成されている。
そのため、螺旋面３０ａ,３０ｂに付着したまま第１端縁３２ａ又は第２端縁３２ｂにまで押し流された液体は、この折り返し構造３３によって、気液二相流体の流れ方向の下流側に向かうことが阻止される。つまり、液体は、第１端縁３２ａと第１折返片３３ａとの隙間、又は、第２端縁３２ｂと第２折返片３３ｂとの隙間に沿って、旋回流発生リボン３０の径方向外側に向かって流れていく。
これにより、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂから液体が離間することを防止しつつ、この液体をインレットパイプ２１の内周面２１ｃへと誘導することができ、液体の分離性能をさらに向上することができる。
【００４３】
しかも、この実施例１では、折り返し構造３３が、旋回流発生リボン３０の一方の螺旋面３０ａ側に折り返された第１折返片３３ａと、反対側の螺旋面３０ｂ側に折り返された第２折返片３３ｂと、を有している。
そのため、液体が旋回流発生リボン３０の螺旋面３０ａ,３０ｂのどちらに付着していても、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂから離間することを防止できる。
【００４４】
また、この折り返し構造３３は、中心終端点３１ｃから第１終端点３１ａの手前までの間と、中心終端点３１ｃから第２終端点３１ｂの手前までの間に形成されており、折り返し構造３３の径方向の両端部とインレットパイプ２１の内周面２１ｃとの間には隙間βが生じている。
そのため、折り返し構造３３によって気液二相流体の流れ方向の下流側に向かうことが阻止された液体は、折り返し構造３３の径方向の両端部において、隙間βを介して気液二相流体の流れ方向の下流側に向かって流れ出すことが可能になる。
これにより、第１端縁３２ａと第１折返片３３ａとの隙間や、第２端縁３２ｂと第２折返片３３ｂとの隙間に液体が溜まってしまうことを防止しつつ、インレットパイプ２１の内周面２１ｃへと液体を速やかに誘導することができる。
【００４５】
そして、この実施例１では、インレットパイプ２１の内周面２１ｃに、気液二相流体の流れ方向に沿って徐々に内径寸法を大きくするテーパ面２１ｄが形成された第２領域２６Ｂを有しており、旋回流発生リボン３０の終端部３１の少なくとも第１終端点３１ａ及び第２終端点３１ｂが、テーパ面２１ｄが形成された領域である第２領域２６Ｂに挿入されている。
そのため、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂに沿って第１終端点３１ａや第２終端点３１ｂまで流れた液体は、テーパ面２１ｄ上に流れ出ることになる。これにより、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂに沿って内周面２１ｃへと誘導された液体を、排水口２１ｂに向けて円滑に排出することができ、液体の誘導・分離を促進することができる。
【００４６】
次に、効果を説明する。
実施例１の気液分離用旋回流発生装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００４７】
(1) 螺旋状にねじられた板部材によって形成されると共に配管（インレットパイプ２１）の内部に配置された旋回流発生リボン３０により、前記配管（インレットパイプ２１）を流れる気液二相流体を旋回させて遠心力で液体を前記配管（インレットパイプ２１）の内周面２１ｃへ誘導する気液分離用旋回流発生装置において、
前記旋回流発生リボン３０は、前記気液二相流体の流出側の終端部３１に、前記旋回流発生リボン３０の径方向外側の端部の一方に設定された第１終端点３１ａと、前記旋回流発生リボン３０の径方向外側の端部の他方に設定された第２終端点３１ｂと、前記旋回流発生リボン３０の軸線Ｏ上であって、前記第１終端点３１ａ及び前記第２終端点３１ｂよりも前記気液二相流体の流入側に設定された中心終端点３１ｃと、を有すると共に、前記第１終端点３１ａと前記中心終端点３１ｃとを結んだ第１端縁３２ａと、前記第２終端点３１ｂと前記中心終端点３１ｃとを結んだ第２端縁３２ｂと、が形成されている構成とした。
これにより、旋回流発生リボン３０に付着した液体が終端部３１において気体中に再飛散することを防止し、液体の分離性能を向上することができる。
【００４８】
(2) 前記旋回流発生リボン３０は、前記第１端縁３２ａ及び前記第２端縁３２ｂに、前記気液二相流体の流入側に折り返された折り返し構造３３が形成されている構成とした。
これにより、上記(1)の効果に加え、第１端縁３２ａ又は第２端縁３２ｂから液体が離間することを防止しつつ、インレットパイプ２１の内周面２１ｃへと誘導し、液体の分離性能をさらに向上することができる。
【００４９】
(3) 前記折り返し構造３３は、前記中心終端点３１ｃから前記第１終端点３１ａの手前までの間と、前記中心終端点３１ｃから前記第２終端点３１ｂの手前までの間に形成されている構成とした。
これにより、上記(2)の効果に加え、第１端縁３２ａと第１折返片３３ａとの隙間や、第２端縁３２ｂと第２折返片３３ｂとの隙間に液体が溜まってしまうことを防止しつつ、インレットパイプ２１の内周面２１ｃへと液体を誘導することができる。
【００５０】
(4) 前記配管（インレットパイプ２１）の前記内周面２１ｃには、前記気液二相流体の流れ方向に沿って次第に拡径するテーパ面２１ｄが形成され、
前記旋回流発生リボン３０は、少なくとも前記第１終端点３１ａ及び前記第２終端点３１ｂが、前記テーパ面２１ｄが形成された領域（第２領域２６Ｂ）に挿入されている構成とした。
これにより、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂに沿って内周面２１ｃへと誘導された液体を、排水口２１ｂに向けて円滑に排出することができ、液体の誘導・分離を促進することができる。
【００５１】
（実施例２）
実施例２の気液分離用旋回流発生装置は、旋回流発生リボンが表面（螺旋面）を冷却するリボン用冷却構造を有し、インレットパイプがパイプ用冷却構造を有している例である。
【００５２】
まず、構成を説明する。
図８は、実施例２の気液分離用旋回流発生装置を適用した気液分離装置を示す断面図であり、図９は、図８におけるＢ−Ｂ断面図である。以下、図８及び図９に基づき、実施例２の気液分離用旋回流発生装置の構成を説明する。なお、実施例１と同様の構成については、実施例１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５３】
実施例２の気液分離装置４０は、図８に示すように、インレットパイプ４１（配管）と、インナーパイプ２２と、排水パイプ２３と、貯水タンク２４と、バイパスパイプ２５と、旋回流発生リボン５０と、を備えている。
【００５４】
インレットパイプ４１は、気液二相流体の流れ方向の上流側（図８において右側）の端部が図示しない吸気口及び低圧ＥＧＲ弁に連通し、気液二相流体が流入する。また、このインレットパイプ４１の内部には、旋回流発生リボン５０が配置されている。そして、この旋回流発生リボン５０よりも気液二相流体の流れ方向の下流側に、排気口４１ａ及び排水口４１ｂが形成されている。
さらに、実施例２のインレットパイプ４１は、内周面４１ｃを冷却するパイプ用冷却構造６０を有している。このパイプ用冷却構造６０は、冷却水循環用配管６１と、第１冷却水管６２と、第２冷却水管６３と、を備えている。
【００５５】
冷却水循環用配管６１は、インレットパイプ４１よりも内径寸法の大きい中空の円筒管である。この冷却水循環用配管６１をインレットパイプ４１が貫通することで、インレットパイプ４１の一部が、周囲が冷却水循環用配管６１によって覆われた二重管構造になる。これにより、インレットパイプ４１と冷却水循環用配管６１の間に、インレットパイプ４１の外側を覆う空間であるパイプ用冷却水循環空間６１ａが形成される。
なお、この冷却水循環用配管６１は、ここでは、軸方向において旋回流発生リボン５０が配置された範囲とその上流側の領域を含む部分を外側から覆っている。
【００５６】
第１冷却水管６２は、パイプ用冷却水循環空間６１ａへ流れ込む冷却水（冷媒）が流れる配管であり、一端６２ａが冷却水循環用配管６１に形成された第１開口部６１ｂに接続され、他端（不図示）が図示しないカーエアコンの冷凍サイクルのエキスパンションバルブとエバポレータの間に接続されている。ここで、第１開口部６１ｂは、パイプ用冷却水循環空間６１ａを半径方向に開放する開口であり、冷却水循環用配管６１の周面に円形の穴を開けることで形成されている。この第１開口部６１ｂは、図８に示すように、旋回流発生リボン５０よりも気液二相流体の流れ方向の上流側の位置であって、重力方向の上部に形成されている。
【００５７】
第２冷却水管６３は、パイプ用冷却水循環空間６１ａから排出された冷却水（冷媒）が流れる配管であり、一端６３ａが冷却水循環用配管６１に形成された第２開口部６１ｃに接続され、他端（不図示）が図示しないカーエアコンの冷凍サイクルのエバポレータとコンプレッサの間に接続されている。ここで、第２開口部６１ｃは、パイプ用冷却水循環空間６１ａを半径方向に開放する開口であり、冷却水循環用配管６１の周面に円形の穴を開けることで形成されている。この第２開口部６１ｃは、図８に示すように、旋回流発生リボン５０よりも気液二相流体の流れ方向の下流側の位置であって、重力方向の下部に形成されている。
【００５８】
なお、第１開口部６１ｂ及び第２開口部６１ｃを形成する位置は、図８に示す位置に限らず、任意の位置に形成してもよい。つまり、第１開口部６１ｂを、旋回流発生リボン５０よりも気液二相流体の流れ方向の下流側の位置に形成し、第２開口部６１ｃを、旋回流発生リボン５０よりも気液二相流体の流れ方向の上流側の位置に形成してもよい。また、冷却水は、水圧が加わって循環するため、第１,第２開口部６１ｂ,６１ｃの開放方向は、必ずしも重力方向に沿っていなくてもよい。
【００５９】
実施例２の旋回流発生リボン５０は、基本的な構成については実施例１の旋回流発生リボン３０と同様の構成となっているため、ここでは、実施例１とは異なる構成について説明する。
【００６０】
すなわち、実施例２の旋回流発生リボン５０は、リボン表面である一方の螺旋面５０ａ及び他方の螺旋面５０ｂを冷却するリボン用冷却構造７０を有している。そして、このリボン用冷却構造７０は、リボン用冷却水循環空間７１と、第３冷却水管７２と、第４冷却水管７３と、を備えている。
【００６１】
ここで、旋回流発生リボン５０を形成する板部材は、図９に示すように、一方の螺旋面５０ａを有する第１板部材５０ｃと、他方の螺旋面５０ｂを有する第２板部材５０ｄとによる二重構造をなしており、この第１板部材５０ｃと第２板部材５０ｄの間にリボン用冷却水循環空間７１が形成されている。すなわち、リボン用冷却水循環空間７１は、旋回流発生リボン５０の内部に形成された空間である。
そして、このリボン用冷却水循環空間７１には、旋回流発生リボン５０の軸線Ｏに沿った隔壁７１ｃが設けられ、この隔壁７１ｃによって第１空間７１ａと第２空間７１ｂとに区画されている。なお、隔壁７１ｃと、旋回流発生リボン５０の終端部５１を閉鎖する終端面５１ｄとの間に間隙７１ｄが設けられており、第１,第２空間７１ａ,７１ｂはこの間隙７１ｄを介して連通している。
【００６２】
第３冷却水管７２は、リボン用冷却水循環空間７１へ流れ込む冷却水（冷媒）が流れる配管であり、一端７２ａが旋回流発生リボン５０の始端部５４を閉鎖する始端面５４ｄに形成された第３開口部５４ｅに接続され、他端７２ｂがインレットパイプ４１を半径方向に貫通して、パイプ用冷却水循環空間６１ａに連通している。ここで、第３開口部５４ｅは、リボン用冷却水循環空間７１の第１空間７１ａを軸方向に開放する開口であり、始端面５４ｄに長方形形状の穴を開けることで形成されている。また、第３冷却水管７２の他端７２ｂは、冷却水循環用配管６１に形成された第１開口部６１ｂに対向する位置でインレットパイプ４１を貫通している。
【００６３】
第４冷却水管７３は、リボン用冷却水循環空間７１から排出された冷却水（冷媒）が流れる配管であり、一端７３ａが旋回流発生リボン５０の始端部５４を閉鎖する始端面５４ｄに形成された第４開口部５４ｆに接続され、他端７３ｂがインレットパイプ４１を半径方向に貫通して、パイプ用冷却水循環空間６１ａに連通している。ここで、第４開口部５４ｆは、リボン用冷却水循環空間７１の第２空間７１ｂを開放する開口であり、始端面５４ｄに長方形形状の穴を開けることで形成されている。また、第４冷却水管７３の他端７３ｂは、冷却水循環用配管６１に形成された第１開口部６１ｂよりも、気液二相流体の流れ方向の下流側の位置であって、重力方向の下部の位置でインレットパイプ４１を貫通している。
【００６４】
次に、作用を説明する。
図１０は、実施例２の旋回流発生装置を適用した気液分離装置における気液二相流体及び冷却水の流れを示す全体説明図である。以下、図１０に基づき、実施例２の液体の凝集促進作用を説明する。
【００６５】
実施例２の気液分離装置４０では、実施例１と同様に、インレットパイプ４１を流れる気液二相流体が、旋回流発生リボン５０に沿って流れることで旋回し、旋回することで遠心力が発生して液体がインレットパイプ４１の内周面４１ｃに向かって誘導される。
しかしながら、気液二相流体の流速が低い場合には、旋回流の流速も遅くなり、発生する遠心力が弱くなる。このような場合では、液体がインレットパイプ２１の内周面２１ｃへ誘導されにくく、液体の凝集が促進されずに、気体からの液体の分離を十分に行うことができないことがある。
【００６６】
これに対し、実施例２の気液分離装置４０では、パイプ用冷却構造６０を有しており、インレットパイプ４１が冷却水循環用配管６１を貫通し、このインレットパイプ４１と冷却水循環用配管６１との間にパイプ用冷却水循環空間６１ａが形成されている。そして、パイプ用冷却水循環空間６１ａには、図示しないカーエアコンの冷凍サイクルに接続された第１,第２冷却水管６２,６３が接続されている。
【００６７】
そのため、冷凍サイクル内を冷却水が循環すれば、エキスパンションバルブから排出されて低温・低圧の霧状になった冷却水の一部が、第１冷却水管６２を介してパイプ用冷却水循環空間６１ａへと流れ込む。
このパイプ用冷却水循環空間６１ａに流れ込んだ冷却水は、インレットパイプ４１の軸方向に沿って流れ、第２開口部６１ｃから流れ出て、第２冷却水管６３を介して冷凍サイクルに戻る。
【００６８】
ここで、低温・低圧の霧状になった冷却水は、パイプ用冷却水循環空間６１ａを流れている間に周囲の熱を奪って気化していく。そのため、インレットパイプ４１及び冷却水循環用配管６１が冷却される。
【００６９】
一方、インレットパイプ４１の内部には、気液二相流体が流れている。そのため、この気液二相流体がインレットパイプ２１の内周面４１ｃに接触すると、気液二相流体の熱がインレットパイプ４１に伝わり、熱が奪われて冷却される。これにより、気液二相流体の温度が低下して、この気液二相流体に含まれる液体の液滴化を促進することができる。また、液滴化が促進されることで、発生する液滴の重量が重くなり、旋回流による遠心力が弱くても、インレットパイプ４１の内周面４１ｃへと誘導することができる。この結果、気液二相流体からの液体の分離率を向上することができる。
【００７０】
さらに、実施例２の気液分離装置４０では、リボン用冷却構造７０を有している。つまり、インレットパイプ４１の内部に配置された旋回流発生リボン５０が第１板部材５０ｃと第２板部材５０ｄによる二重構造になっており、この第１,第２板部材５０ｃ,５０ｄの間にリボン用冷却水循環空間７１が形成されている。そして、このリボン用冷却水循環空間７１は、第３,第４冷却水管７２,７３を介してパイプ用冷却水循環空間６１ａに連通している。
【００７１】
そのため、図示しないカーエアコンの冷凍サイクル内を冷却水が循環したときには、パイプ用冷却水循環空間６１ａに流れ込んだ冷却水の一部が、第３冷却水管７２を介してリボン用冷却水循環空間７１の第１空間７１ａへと流れ込む。この第１空間７１ａに流れ込んだ冷却水は、旋回流発生リボン５０の始端部５４から終端部５１に向かって流れ、隔壁７１ｃが途切れた間隙７１ｄを介して第２空間７１ｂへと流れ込み、この第２空間７１ｂ内を終端部５１から始端部５４に向かって流れていく。そして、始端部５４に向かって流れた冷却水は、この始端部５４に形成された第４開口部５４ｆから第４冷却水管７３を介して、パイプ用冷却水循環空間６１ａに排出される。
【００７２】
なお、ここでは、第３冷却水管７２の他端７２ｂが、冷却水循環用配管６１に形成された第１開口部６１ｂに対向する位置でインレットパイプ４１を貫通し、第４冷却水管７３の他端７３ｂが、第１開口部６１ｂよりも冷却水の流れ方向の下流側の位置でインレットパイプ４１を貫通している。そのため、パイプ用冷却水循環空間６１ａから流れ込む冷却水は、第１空間７１ａから第２空間７１ｂへと円滑に流れることが可能となっている。
【００７３】
そして、リボン用冷却水循環空間７１へ流れ込んだ冷却水は、このリボン用冷却水循環空間７１を流れている間に周囲の熱を奪って気化していくため、旋回流発生リボン５０のリボン表面である螺旋面５０ａ,５０ｂが冷却される。
これにより、インレットパイプ４１を流れる気液二相流体が、旋回流発生リボン５０の螺旋面５０ａ,５０ｂに接触すれば、この気液二相流体の熱が旋回流発生リボン５０に伝わって冷却される。そのため、気液二相流体に含まれる液体の液滴化を促進することができ、気液二相流体からの液体の分離率を向上することができる。
【００７４】
次に、効果を説明する。
実施例２の気液分離用旋回流発生装置にあっては、下記に挙げる効果が得られる。
(5) 前記旋回流発生リボン５０は、リボン表面（螺旋面５０ａ,５０ｂ）を冷却するリボン用冷却構造７０を有する構成とした。
これにより、上記(1)〜(4)のいずれかの効果に加え、気液二相流体を旋回させる前に、自重で流下可能な液体を捕集することができ、液体の分離率の向上を図ることができる。
【００７５】
(6) 前記配管（インレットパイプ４１）は、少なくとも前記旋回流発生リボン５０が配置された部分を冷却するパイプ用冷却構造６０を有する構成とした。
これにより、上記(1)〜(5)のいずれかの効果に加え、インレットパイプ４１を流れる気液二相流体の温度を低下させ、液体の凝集を促進することができ、液体の分離率の向上を図ることができる。
【００７６】
以上、本発明の気液分離用旋回流発生装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。
【００７７】
実施例１では、旋回流発生リボン３０の終端部３１の第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂに折り返し構造３３を形成した例を示した。しかしながら、これに限らず、例えば図１１Ａに示すように、折り返し構造を形成しなくてもよい。
この場合であっても、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂの延在方向が、旋回流発生リボン３０に付着したまま旋回流で押し流される液体の流れ方向とほぼ一致している。このため、旋回流発生リボン３０に付着した液体を、終端部３１において、螺旋面３０ａ,３０ｂに付着させたままインレットパイプ２１の内周面２１ｃへ向かって誘導することができる。
【００７８】
さらに、この実施例１では、インレットパイプ２１の内周面２１ｃにテーパ面２１ｄを形成し、このテーパ面２１ｄが形成された第２領域２６Ｂに、少なくとも旋回流発生リボン３０の第１,第２終端点３１ａ,３１ｂを挿入した例を示した。しかしながら、図１１Ｂ又は図１１Ｃに示すように、テーパ面２１ｄを形成していなくてもよい。
この場合であっても、気液二相流体から分離した液体は、旋回流の流れによって排水口２１ｂに流れ込むことができる。
【００７９】
さらに、図１２Ａに示すように、第１領域２６Ａ内に配置した旋回流発生リボン３０を、終端部３１がインレットパイプ２１の第３領域２６Ｃに挿入するまで延長し、終端部３１をインナーパイプ２２の開口２２ｂに近接させてもよい。
【００８０】
また、図１２Ｂに示すように、テーパ面２１ｄが形成された第２領域２６Ｂに旋回流発生リボン３０の第１,第２終端点３１ａ,３１ｂを挿入すると共に、この旋回流発生リボン３０の第１,第２端縁３２ａ,３２ｂに設けた折り返し構造３３の径方向両端部を、インレットパイプ２１の内周面２１ｃに沿って延長してもよい。つまり、折り返し構造３３の径方向両端部に、インレットパイプ２１の第３領域２６Ｃ内に挿入される延長部３５を設けてもよい。この延長部３５は、第１,第２折返片３３ａ,３３ｂによって断面Ｖ字状に形成される（図１２Ｃ参照）。
このとき、先端３５ａがインナーパイプ２２の開口２２ｂよりも下流位置に至るまで延長部３５を延長することで、折り返し構造３３の第１折返片３３ａと第２折返片３３ｂの間に流れ込んだ液体を、インナーパイプ２２内に飛散させることなく内周面２１ｃへ誘導することができる。
また、折り返し構造３３の延長部３５と、インレットパイプ２１の内周面２１ｃとの間に隙間βを維持することで、折り返し構造３３に沿って流れる液体を内周面２１ｃへ円滑に誘導することができる。
【００８１】
また、この実施例１では、旋回流発生リボン３０の始端部３４が、重力方向に沿って立設している。しかしながら、例えば始端部３４を重力方向に対して水平になった状態で旋回流発生リボン３０を設置してもよい。
この場合では、インレットパイプ２１の内部で内周面２１ｃへ誘導した液体が、自重でパイプ下側に流れやすくすることができ、気体から分離した液体が再飛散することを効果的に防止することができる。
【００８２】
また、実施例１では、第１端縁３２ａ及び第２端縁３２ｂがいずれも直線状に形成され、旋回流発生リボン３０の終端部３１にＶ字状の空間領域が生じている例を示したが、これに限らない。第１終端点３１ａ及び第２終端点３１ｂに対し、中心終端点３１ｃが気液二相流体の流入側に設定されていればよいので、第１,第２端縁３２ａ,３２ｂを湾曲し、旋回流発生リボン３０の終端部３１がＵ字状になっていてもよい。
【００８３】
さらに、第１終端点３１ａの軸方向位置と、第２終端点３１ｂの軸方向位置は、必ずしも一致していなくてもよく、いずれか一方が、他方よりも気液二相流体の流入側に設定されていてもよい。また、このときには、終端線Ｌが旋回流発生リボン３０の軸線Ｏと直交しなくてもよい。そして、中心終端点３１ｃは、第１終端点３１ａ及び第２終端点３１ｂよりも気液二相流体の流入側に設定されていればよいので、旋回流発生リボン３０の軸線Ｏから径方向にずれた位置（軸線Ｏ付近の位置）に設定されていてもよい。
すなわち、旋回流発生リボン３０の形状については、実施例１に示すものに限らない。旋回流発生リボン３０の径方向外側の終端のそれぞれに設定された第１,第２終端点３１ａ,３１ｂと、それよりも気液二相流体の流入側に設定された中心終端点３１ｃと、これらを結んだ端縁である第１,第２端縁３２ａ,３２ｂと、を有していれば、各終端点や始端点等の設定位置や各端縁の形状等は任意に設定することができる。
【００８４】
そして、実施例２の気液分離装置４０では、インレットパイプ４１を冷却するパイプ用冷却構造６０と、旋回流発生リボン５０を冷却するリボン用冷却構造７０の双方を備える例を示したが、これに限らない。いずれか一方の冷却構造のみを有するものであっても、気液二相流体を冷却して、この気液二相流体に含まれる液体の凝集を促進することができる。
さらに、実施例２では、パイプ用冷却構造６０及びリボン用冷却構造７０において、カーエアコンの冷媒を冷却水として利用する例を示したが、例えばエンジン冷却水（ＬＬＣ：Long Life Coolant）を利用してもよい。
【００８５】
また、実施例１では、重力方向に対して気液二相流体の流れ方向が水平になるような、いわゆる横置き方向に気液分離装置２０を設置する例を示した。しかしながら、本発明の気液分離装置２０の設置方向はこれに限らず、排気還流システムＳ内でのレイアウト等の影響により、設置方向を適宜設定してもよい。
なお、実施例１において、始端部３４を重力方向に沿って立設した例を示したが、この始端部３４の立設方向についてもこれに限らず、気液分離装置２０のレイアウトに応じて適宜設定される。
【００８６】
さらに、実施例１では、内燃機関１が車両に搭載されるディーゼルエンジンである例を示したが、これに限らず、内燃機関１はガソリンエンジンであっても適用可能である。
【００８７】
そして、実施例１及び実施例２では、本発明の気液分離用旋回流発生装置を、内燃機関１の排気還流システムＳに適用した例を示した。しかしながら、これに限らず、例えば冷凍サイクル装置に適用し、気体冷媒と液体冷媒とを分離するようにしてもよい。つまり、本発明の気液分離用旋回流発生装置は、気液二相流体から気体と液体を分離する装置に適用することができる。
【００８８】
さらに、各配管（インレットパイプ等）の形状、接続箇所、径の寸法等についても、実施例１及び実施例２に示すものに限らず、任意に設定することが可能である。
【関連出願の相互参照】
【００８９】
本出願は、２０１５年１２月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−２４６４６７号に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【国際調査報告】
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