(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体と固体粒子を分離する気固分離器であって、
下端が閉塞部材によって閉塞されると共に上端が開放された、鉛直方向に延びる内筒と、
前記内筒を外方から同軸状に覆うと共に、外部に連通する気体抜出口が上部に形成された外筒と、を備え、
前記内筒における前記下端側の側面には、前記内筒の軸方向に延びる複数の開口部が周方向に設けられており、
前記閉塞部材の下面は、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する、気固分離器。
【請求項２】
前記閉塞部材の上面は、外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置する、請求項１に記載の気固分離器。
【請求項３】
前記閉塞部材には、連通孔が形成される、請求項１又は２に記載の気固分離器。
【請求項４】
前記連通孔の面積は、閉塞部材全体の面積に対して、０．６％〜２０％である、請求項３に記載の気固分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気固分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の気固分離器として、特許文献１に記載されるものが知られている。この気固分離器は、下端が閉塞部材によって閉塞されると共に上端が開放された、鉛直方向に延びる内筒と、内筒を外方から同軸状に覆うと共に、外部に連通する気体抜出口が上部に形成された外筒と、を備えている。内筒における下端側の側面には、内筒の軸方向に延びる複数の開口部が周方向に設けられている。閉塞部材は水平方向に延びる平板によって構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４９１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に開示された気固分離器においては、気体と固体粒子との分離効率を更に向上させることが要請されていた。そこで、本発明は、気体と固体粒子の分離効率を向上できる気固分離器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】
【０００５】
本発明に係る気固分離器は、気体と固体粒子を分離する気固分離器であって、下端が閉塞部材によって閉塞されると共に上端が開放された、鉛直方向に延びる内筒と、内筒を外方から同軸状に覆うと共に、外部に連通する気体抜出口が上部に形成された外筒と、を備え、内筒における下端側の側面には、内筒の軸方向に延びる複数の開口部が周方向に設けられており、閉塞部材の下面は、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する。
【０００６】
本発明に係る気固分離器によれば、内筒の下端側の側面に設けられた複数の開口部から気体と固体粒子が流れ出る。そして、気体の一部は固体粒子と共に下方へ沈み込み、その後に下方から上方へ上昇する。ここで、内筒の下端は閉塞部材によって閉塞されており、当該閉塞部材の下面は、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する。従って、上昇してきた気体は、閉塞部材の下面へ接触したときに、水平方向へ拡散して外筒壁面に沿って流れることが抑制され、閉塞部材の下面の形状に沿って上方へ向かって流れる。このように、上昇してきた気体が内筒に沿って上方へ流れるため、上昇する気体が外筒壁面に沿って落下する固体粒子を巻き上げることを抑制できる。これによって、気体と固体粒子との分離効率を向上できる。
【０００７】
本発明に係る気固分離器では、閉塞部材の上面は、外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置してよい。この場合、内筒内を落下する固体粒子が閉塞部材の上面に接触した時に、固体粒子は閉塞部材の上面の形状に沿って下方へ移動する。これによって、固体粒子が閉塞部材の上面と接触することに伴って生じる衝撃を軽減することができるため、閉塞部材の摩耗を軽減できる。
【０００８】
本発明に係る気固分離器において、閉塞部材には、連通孔が形成されてよい。この場合、内筒内を落下する固体粒子は、連通孔を介して内筒の外へ落下する。これにより、固体粒子が内筒内に滞留する滞留時間を減らすことができ、コーキングなどによる閉塞を抑制することができる。
【０００９】
本発明に係る気固分離器において、連通孔の面積は、閉塞部材全体の面積に対して、０．６％〜２０％であってよい。連通孔の面積を０．６％以上とすることで、固体粒子が閉塞部材の上面で固まることを抑制できる。連通孔の面積を２０％以下とすることで、連通孔の面積が大きすぎる事に起因して分離効率が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、気体と固体粒子の分離効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る気固分離器を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示す気固分離器の横断面図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る気固分離器の作用・効果を説明するための拡大断面図である。
【図５】変形例に係る気固分離器の拡大断面図である。
【図６】実施例及び比較例に係る気固分離器の実験結果を示す表である。
【図７】実施例に係る気固分離器の実験結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１３】
まず、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る気固分離器１００の構造について説明する。気固分離器１００は、同軸状に固着された内筒１０及び外囲器を兼ねた外筒２を主体に略筒状の二重構造に構成されており鉛直方向に延びた姿勢で使用される。
【００１４】
（内筒の構造）
内筒１０は、鉛直方向に延びる有底円筒状であり、その下端が円形状の底板（閉塞部材）１１によって閉塞されており、その上端が開放されて導入口１とされている。
【００１５】
内筒１０には、この導入口１から固体粒子（粒子状固体触媒）と気体との混合物が導入される。内筒１０の寸法についてはその外直径Ｄ３は好ましくは上流側に直結される図示しない混合物移送管と同一であることが好ましいが、内筒１０を通過する混合物の適度な線速度を得るためにサイズダウンしてもサイズアップしても良い。具体的には、内筒１０の混合物線速度が１ｍ／ｓ〜１００ｍ／ｓ、好ましくは３ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ、より好ましくは５ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓとなるように、内筒１０の直径を設定するようにすると好ましい。
【００１６】
内筒１０の底板１１側の側面には、その円周等分部位に、軸方向に延びる略矩形状の開口部４が周方向に複数個形成されている。本実施形態において、開口部４は、内筒１０の側面に１２個形成されているが、２個以上であればよく、好ましくは８個〜１６個であり、より好ましくは１０〜１４個である。開口部４が単一（２個より少ない）である場合、内外筒間隙にて分離に必要な気流の反転を良好に形成できず不都合である。１６個を越える開口部４が形成されている場合、内筒１０の直径等のサイズにもよるが、一般には分離器の複雑化・高コスト化に対する分離効率の向上が得られない。
【００１７】
開口部４の開口面積は、混合物の供給量に応じて開口部４を通過する混合物の線速度が１ｍ／ｓ〜４０ｍ／ｓ、好ましくは３ｍ／ｓ〜２５ｍ／ｓ、より好ましくは１０ｍ／ｓ〜２５ｍ／ｓとなるよう決定される。開口部４を通過する混合物の線速度が１ｍ／ｓより小さい場合は、混合物の速度が遅く分離が不十分になるため好ましくない。また、開口部４を通過する混合物の線速度が４０ｍ／ｓより大きい場合は、開口部４、案内羽根５、外筒２の側壁の磨耗が激しくなるため好ましくない。開口部４の開口面積が決定されると、それに応じて、開口部４の長さＬ及び幅Ｗを決定することができる。
【００１８】
これらの開口部４に対応する内筒１０の側面には、外方に突出する長尺湾曲板状の案内羽根５が設けられている。すなわち、案内羽根５は、開口部４と同数だけ、それぞれ開口部４の一方の長辺縁部に沿って設けられている。これらの案内羽根５は、内筒径方向と一定角度を成している。すなわち、各案内羽根５は、各開口部４を覆うように一定円周方向に傾斜して設けられている。傾斜形状は、図１、図３及び図４に示されるように湾曲していても良いし、図５の（ａ）において縦断面図で示されるように平板状であっても良く、さらに、図５の（ｂ）において縦断面図で示されるように途中で折れた板状でもよい。
【００１９】
各案内羽根５が湾曲する場合には、特に図３において詳しく示されるように、開口部４に面する側が凹面となるような曲面、特に、断面円弧となることが好ましい。断面円弧となる場合には、頂角が７０°〜１２０°に設定されていることが好ましい。
【００２０】
なお、分離器総体として円滑な動作が得られるように、全ての案内羽根５を同一形状とすると共に、全ての案内羽根５が円周等分点に位置するように取り付けることが好ましい。また、一つの開口部４に対応して複数部に分割された構成の案内羽根５をそれぞれ設けることもできる。
【００２１】
（外筒の構成）
外筒２は、内筒１０を外方から覆うと共に、内筒１０に対して同軸状に位置する筒状体である。外筒２は、上から順に、気体案内筒２ｃ、円筒状の中央外筒２ａ、円錐筒２ｄ及び粒子抜出管２ｅを有している。中央外筒２ａは、内筒１０における複数の開口部４が形成された部分１０ａを取り囲むように配置されている。中央外筒２ｂは、内筒１０の底板１１よりもさらに下方に延びていることが好ましい。
【００２２】
中央外筒２ａの上には、中央外筒２ａよりも径が小さい、円筒状の気体案内筒２ｃが配置され、気体案内筒２ｃの側面の対向位置２箇所には、気体抜出口６が形成されている。気体抜出口６には、外部に連通すると共に半径方向に延びた気体抜出管７がそれぞれ接続されている。気体抜出管７は、上方又は下方に傾斜していても良い。
【００２３】
一方、中央外筒２ａの下端には、下方に向かうにつれて縮径された円錐筒２ｄ及び小径の粒子抜出管２ｅが、この順に接続されている。粒子抜出管２ｅの下端の粒子抜出口３から固体粒子が排出される。粒子抜出管２ｅの粒子抜出口３からは定常的な気体の排出はなされず、気体抜出管７を通してのみ気体が定常的に排出されるようになっている。また、外筒２と内筒１０とは、開口部４のみを介して連通している。粒子抜出管２ｅの粒子抜出口３の開口径は、内筒１０の外直径Ｄ３の０．６倍〜２倍であることが好ましい。
【００２４】
上述した各部は、化学反応に耐える適宜素材を用いて形成される。例えば、加工性に優れ耐薬品性も良いステンレスは適材といえる。その他、異なる素材を適宜組み合わせて、上述した各部を構成してもよい。すなわち、上述した各部は、必要な剛性及び耐性を得ることができるものであればよい。
【００２５】
（底板の形状）
図４に示すように、底板１１の下面１１ｂは、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する。本実施形態では、下面１１ｂは、鏡板の形状を有している。鏡板の形状とは、下側へ凸となるドーム状の曲面を形成する形状である。下面１１ｂでは、中心軸線の部分が最も低い位置に配置され、最も外周側の部分が最も高い位置に配置される。図４に示すように、鏡板の形状を有する下面１１ｂは、断面視において、湾曲した形状をなしている。下面１１ｂは、中心軸線周りに一定な断面形状を有している。下面１１ｂの形状としては、断面形状が正半楕円形状のものや、一定の曲率半径にて湾曲する皿形のものが挙げられる。なお、下面１１ｂの曲率半径や当該曲率半径の変化の態様等は特に限定されない。
【００２６】
底板１１の上面１１ｃは、外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置している。本実施形態では、上面１１ｃは、下面１１ｂと同様に鏡板の形状を有している。上面１１ｃは、下面１１ｂと同パターンにて湾曲してよい。上面１１ｃでは、中心軸線の部分が最も低い位置に配置され、最も外周側の部分が最も高い位置に配置される。図４に示すように、鏡板の形状を有する上面１１ｃは、断面視において、湾曲した形状をなしている。上面１１ｃは、中心軸線周りに一定な断面形状を有している。上面１１ｃの形状としては、断面形状が正半楕円形状のものや、一定の曲率半径にて湾曲する皿形のものが挙げられる。なお、上面１１ｃの曲率半径や当該曲率半径の変化の態様等は特に限定されない。また、底板１１の厚さ、すなわち下面１１ｂと上面１１ｃとの間の寸法は一定であってもよく、位置によって異なっていてもよい。
【００２７】
底板１１には、図４（図２，３も参照）に示すように、内筒１０の中央部分に相当する位置（本実施形態では、底板１１の中央部分と一致している。）に、内筒１０と外筒２とを連通する円形状の連通孔１１ａが設けられている。なお、連通孔１１ａが形成される位置や個数は特に限定されない。連通孔１１ａは、底板１１の全体にわたって複数個形成されていてもよい。また、連通孔１１ａの形状も円形に限定されず、例えば多角形状やスリット状の連通孔を形成してもよい。連通孔１１ａの面積（複数個の場合は総面積）は、底板１１全体の面積に対して、０．６％〜２０％である。ただし、下限値は、０．０５％であってもよく、上限値は３０％であってもよい。
【００２８】
（運転方法及び作用）
続いて、気固分離器１００の運転方法及び作用を説明する。気体（粘度μ［Ｐａ・ｓ］）と固体粒子（平均粒径ｄｐ［ｍ］、粒子密度ρｐ［ｋｇ／ｍ３］）との混合物を、内筒１０の導入口１から内筒１０内へと所定速度（断面平均線速度Ｕ［ｍ／ｓ］）で下向きに導入する。固体粒子としては、特に限定されないが、例えば、平均粒径ｄｐが１μｍ〜５００μｍ程度、粒子密度ρｐが１．５ｇ／ｃｍ３〜２．５ｇ／ｃｍ３程度の流動接触触媒（ＦＣＣ）等が挙げられる。また、気体の粘度μは、通常、０．００１Ｐａ・ｓ〜０．０００００５Ｐａ・ｓ程度である。
【００２９】
定常的に図の上から下に向かう混合物（固体粒子及び気体）の流れは、底板１１に遮られて横方向（水平方向）への速度を与えられ、内筒１０の側面に形成された複数の開口部４から側方下向きに飛び出す（図２参照）。ここで、図２及び図４では、気体の流れを実線矢印にて表し、固体粒子の流れを点線矢印にて表している。
【００３０】
その後、気体は、開口部４から下向きに流れ出た後、案内羽根５の内面５ａに案内されて、鉛直軸を上から見て図示時計回りに少し旋回された後、時計回りに隣接する案内羽根５の外面５ｂに沿って上昇して、気体抜出口６から排出される。
【００３１】
一方、固体粒子の一部は、案内羽根５の内面５ａに衝突してそのまま内面に沿って下向きに移動する。また、残りの固体粒子は、気体抜出口６に向かう気体に随伴する。気体に随伴する固体粒子のうちのごく少数は、そのまま気体抜出口６から排出されるが、気体に随伴する固体粒子のうちの大部分は、気体の流れが下向きから上向きに反転する際にその慣性や自重のために気体から離脱してそのまま下方に進み、図２に示されるように、円錐筒２ｄの内面に沿って旋回し、粒子抜出口３から排出されることとなる。従って、本実施形態における気固分離器１００によって、固体粒子及び気体の混合物を固体粒子と気体とに効果的に分離することが可能となる。
【００３２】
ここで、本実施形態に係る気固分離器１００の底板１１の作用・効果について、図４を参照し、比較例と比較しながら説明する。図４（ａ），（ｃ），（ｅ），（ｆ）は本実施形態に係る気固分離器１００の部分拡大図であり、図４（ｂ），（ｄ）は比較例に係る気固分離器の部分拡大図である。図４（ｂ），（ｄ）の比較例に係る気固分離器は、水平方向に広がる平板状の底板１１１を備える。底板１１１の下面１１１ｂ及び上面１１１ｃは共に水平方向に広がる平面である。
【００３３】
内筒１０の下端側の側面に設けられた複数の開口部４から気体Ｇと固体粒子Ｃが流れ出る。そして、気体Ｇの一部は固体粒子Ｃと共に下方へ向かい、その後に下方から上方へ反転する。ここで、図４（ｂ）に示すように、比較例に係る気固分離器の底板１１１の下面１１１ｂは水平方向に広がる平面である。従って、上昇してきた気体Ｇは、底板１１の水平方向に広がる下面１１１ｂへ衝突することで、水平方向へ拡散する。これにより、気体Ｇは外筒壁面まで及び、当該外筒壁面に沿って上方へ流れる。一方、開口部４から流れ出て外筒壁面と衝突して落下する固体粒子Ｃが、外筒壁面に沿って落下している。これにより、上昇してきた気体Ｇが外筒壁面に沿って上方へ流れるため、上昇する気体Ｇが外筒壁面に沿って落下する固体粒子Ｃを巻き上げる可能性がある。
【００３４】
一方、図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る気固分離器１００の内筒１０の下端は底板１１によって閉塞されており、当該底板１１の下面１１ｂは、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する。従って、上昇してきた気体Ｇは、底板１１の下面１１ｂへ接触したときに、水平方向へ拡散して外筒壁面に沿って流れることが抑制され、底板１１の下面１１ｂの形状に沿って上方へ向かって流れる。このように、上昇してきた気体Ｇが内筒１０に沿って上方へ流れるため、上昇する気体Ｇが外筒壁面に沿って落下する固体粒子Ｃを巻き上げることを抑制できる。これによって、気体Ｇと固体粒子Ｃとの分離効率を向上できる。
【００３５】
図４（ｄ）に示すように、比較例に係る気固分離器の底板１１１の上面１１１ｃは水平方向に広がる平面である。従って、内筒１０内を落下する固体粒子Ｃが底板１１１の上面１１１ｃに接触した時に、固体粒子Ｃは底板１１１の水平方向に広がる上面１１ｃと垂直に衝突する。これによって、固体粒子Ｃが底板１１１の上面１１１ｃと接触することに伴って生じる衝撃によって、底板１１１の摩耗が促進される可能性がある。
【００３６】
一方、図４（ｃ）に示すように、本実施形態に係る気固分離器１００では、底板１１の上面１１ｃは、外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置している。この場合、内筒１０内を落下する固体粒子Ｃが底板１１の上面１１ｃに接触した時に、固体粒子Ｃは底板１１の上面１１ｃの形状に沿って下方へ移動する。これによって、固体粒子Ｃが底板１１の上面１１ｃと接触することに伴って生じる衝撃を軽減することができるため、底板１１の摩耗を軽減できる。
【００３７】
図４（ｆ）に示す気固分離器は、底板１１に連通孔が形成されていない。従って、内筒１０内を落下してきた固体粒子Ｃは、底板１１の上面１１ｃに滞留する。また、セパレータ上部からの壁面の剥離物等が落ちてきた場合も上面１１ｃに滞留する。また、初期に導入されるスチームの溜まりが生じる。これにより、固体粒子等が上面１１ｃで固まる可能性がある。
【００３８】
一方、気固分離器１００において、底板１１１には、鉛直方向に延びる連通孔１１ａが形成されている。この場合、内筒１０内を落下する固体粒子Ｃは、連通孔１１ａを介して内筒１０の外へ落下する。これにより、固体粒子Ｃが内筒内に滞留する滞留時間を減らすことができ、コーキングなどによる閉塞を抑制することができる。また、セパレータ上部からの壁面の剥離物等が落ちてきたものが上面１１ｃに滞留することも抑制できる。また、初期に導入されるスチームの溜まりも無くすことができる。これにより、固体粒子等が上面１１ｃで固まることを低減できる。
【００３９】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
底板の下面及び上面の形状は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を満たす範囲で適宜変更可能である。例えば、図５（ａ）に示すような円錐形状に構成される底板５１を採用してもよい。底板５１の下面５１ｂは、断面視において、内周側から外周側へ向かって斜め上方へ真っ直ぐに延びている。底板５１の上面５１ｃは、断面視において、外周側から内周側へ向かって斜め下方へ真っ直ぐに延びている。底板５１の板厚は場所によらず一定であり、底板５１の下面５１ｂが中心軸線との間でなす角度と、上面５１ｃが中心軸線との間でなす角度とは同一である。なお、当該角度を円錐角度θとする。なお、下面５１ｂの円錐角度θと、上面５１ｃの円錐角度θとは、互いに異なっていてもよい。
【００４１】
また、上述の実施形態においては、底板の下面は、内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置し、且つ、底板の上面は、外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置していた。これに代えて、下面のみ前述の構成を有し、上面は水平方向に真っ直ぐ延びる平面であってもよい。例えば、図５（ｂ）に示す底板６１では、下面６１ｂは、断面視において、内周側から外周側へ向かって斜め上方へ真っ直ぐに延びており、上面６１ｃは水平方向に延びている。この場合、上面６１ｃ側においては、図４（ｃ）で説明した摩耗低減の効果は得られないが、下面６１ｂ側においては、図４（ａ）で説明した固体粒子Ｃの巻き上げ抑制効果を得ることができる。また、図５（ｃ）に示す底板７１を採用してもよく、下面７１ｂは、鏡板状に形成され、断面視において、内周側から外周側へ向かって斜め上方へ湾曲しながら延びている。一方、上面７１ｃは水平方向に延びている。なお、底板６１，７１は中空であってもよい。
【００４２】
なお、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の各形態に係る底板５１，６１，７１は、それぞれ連通孔５１ａ，６１ａ，７１ａを有しているが、当該連通孔５１ａ，６１ａ，７１ａを省略してもよい。
【００４３】
また、底板の形状は、上述のような鏡板状又は円錐状のものに限定されず、例えば、円錐角度θが複数段階変化するような構成であってもよい。また、底板の下面及び上面の一部が平面状であってもよい。
【００４４】
以下、実施例に基づいて本発明の一形態に係る気固分離器を具体的に説明するが、気固体分離器の構成は下記の実施例に限定されるものではない。
【００４５】
［実施例］
実施例１に係る気固分離器として、図５（ｃ）に示す構成から連通孔７１ａを省略したものを採用した。すなわち、図６に示すように、実施例１に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が鏡板状の正半楕円体形であって、連通孔の面積比が０％であった。なお、底板の下面の「長半径Ｒ：短半径ｒ」は「２：１」であった。なお、固体粒子として流動接触分解触媒を使用した。気体として、水素、スチーム、炭化水素で構成されるガスを使用した。
【００４６】
実施例２に係る気固分離器として、図５（ｂ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例２に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が円錐角度θ＝７５°の円錐状であって、連通孔の面積比が５％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００４７】
実施例３に係る気固分離器として、図４（ｆ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例３に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が鏡板状の正半楕円体形であって、底板の下面（底部下部形状）が鏡板状の正半楕円体形であって、連通孔の面積比が０％であった。なお、底板の下面及び上面の「長半径Ｒ：短半径ｒ」は「２：１」であった。
【００４８】
実施例４に係る気固分離器として、図５（ｂ）に示す構成から連通孔５１ａを省略したものを採用した。すなわち、図６に示すように、実施例４に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が円錐角度θ＝７５°の円錐状であって、連通孔の面積比が０％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００４９】
実施例５に係る気固分離器として、図４（ａ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例５に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が鏡板状の正半楕円体形であって、底板の下面（底部下部形状）が鏡板状の正半楕円体形であって、連通孔の面積比が３％であった。なお、底板の下面及び上面の「長半径Ｒ：短半径ｒ」は「２：１」であった。
【００５０】
実施例６に係る気固分離器として、図４（ａ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例６に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が鏡板状の皿形であって、底板の下面（底部下部形状）が鏡板状の皿形であって、連通孔の面積比が１０％であった。なお、底板の下面及び上面の曲率半径ｒは、０．１Ｄ（Ｄは底板全体の直径）であった。
【００５１】
実施例７に係る気固分離器として、図５（ａ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例７に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が円錐角度θ＝７５°の円錐状であって、底板の下面（底部下部形状）が円錐角度θ＝７５°の円錐状であって、連通孔の面積比が５％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００５２】
実施例８に係る気固分離器として、図５（ａ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、実施例８に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が円錐角度θ＝４５°の円錐状であって、底板の下面（底部下部形状）が円錐角度θ＝４５°の円錐状であって、連通孔の面積比が１５％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００５３】
［比較例］
比較例１に係る気固分離器として、図４（ｂ）に示す構成から連通孔１１１ａを省略したものを採用した。すなわち、図６に示すように、比較例１に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が平板状であって、連通孔の面積比が０％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００５４】
比較例２に係る気固分離器として、図４（ｂ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、比較例２に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が平板状であって、連通孔の面積比が３％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００５５】
比較例３に係る気固分離器として、図４（ｂ）に示す構成を採用した。すなわち、図６に示すように、比較例３に係る気固分離器は、底板の上面（底部上部形状）が平板状であって、底板の下面（底部下部形状）が平板状であって、連通孔の面積比が５％であった。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００５６】
［評価］
図６に示すように、底板の下面が平板状である比較例１，２,３の分離効率はいずれも９３．５％よりも小さい値に留まっていた。それに比して、底板の下面が鏡板状又は円錐状である実施例１〜８の分離効率は、少なくとも各比較例よりも高く、９５％以の値まで向上できた。なお、分離効率は、「（分離効率）＝（１−（気体に同伴される固体重量）÷（導入した固体重量））×１００（％）」で算出される。当該結果より、底板の下面が内周側から外周側へ向かうに従って、上方に位置する構成とすることで、分離効率が向上することが理解される。
【００５７】
また、底板の上面が平板状である比較例１，２，３の相対摩耗速度は１．０であり、底板の上面が平板状である実施例１，２の相対摩耗速度は０．９であった。なお、相対摩耗速度とは、比較例１の摩耗量（減肉）を１とした場合の相対値である。それに比して、閉鎖部材の上面が鏡板状又は円錐状である実施例３，４，５，６，７，８の相対摩耗速度は、少なくとも０．９より小さく、０．５以下に低減することができた。当該結果より、底板の上面が外周側から内周側へ向かうに従って、下方に位置する構成とすることで、相対摩耗速度を低減できることが理解される。
【００５８】
［連通孔の面積の評価］
連通孔の面積の評価を行うために、以下の実施例９〜１４を準備した。実施例９に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が０．５％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例１０に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が０．６％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例１１に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が３％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例１２に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が１５％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例１３に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が２０％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例１４に係る気固分離器として、実施例４に対して連通孔の面積比が２１％であること以外の条件が同様なものを採用した。実施例４，７，９〜１４について、分離効率と固着率を測定した。測定結果を図７の表に示す。
【００５９】
図７に示すように、実施例１０，１１，７と、実施例４，９とを比較すると、連通孔面積比を０．６％以上とすることで、固着率が顕著に低くできることが理解される。また、実施例１２，１３と実施例１４とを比較すると、連通孔面積比を２０％以下とすることで、分離効率が必要以上に低下することを抑制できることが理解される。
【符号の説明】
【００６０】
４…開口部、７…気体抜出管、１０…内筒、１１…閉塞部材（底板）、１１ａ…連通孔、１１ｂ…下面、１１ｃ…上面、１００…気固分離器。
【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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