(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、前記側面には、各開口部に対応する箇所から、外周側へ突出する複数の案内羽根が形成され、
前記外筒の側壁は、前記開口部を取り囲む部分から前記気体抜出口へ前記軸方向に延びており、
軸方向における前記開口部と前記気体抜出口との間には、外筒及び内筒の少なくとも一方に、他方側へ向かって前記軸方向と交わる方向に広がり、前記外筒と前記内筒の間における前記気体の流路の大きさを規制する規制部材が設けられており、
前記規制部材は、前記内筒から外周側へ向かって延び、
前記規制部材の外周縁と前記外筒との間に隙間が形成される、気固分離器。
【請求項２】
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、前記側面には、各開口部に対応する箇所から、外周側へ突出する複数の案内羽根が形成され、
前記外筒の側壁は、前記開口部を取り囲む部分から前記気体抜出口へ前記軸方向に延びており、
軸方向における前記開口部と前記気体抜出口との間には、外筒及び内筒の少なくとも一方に、他方側へ向かって前記軸方向と交わる方向に広がり、前記外筒と前記内筒の間における前記気体の流路の大きさを規制する規制部材が設けられており、
前記規制部材は、前記外筒から内周側へ向かって延び、
前記規制部材の内周縁と前記内筒との間に隙間が形成され、
前記軸方向から見て、前記外筒と前記内筒との間の面積に対する、前記隙間の面積の面積比は、０．２〜０．６に設定されている、気固分離器。
【請求項３】
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、前記側面には、各開口部に対応する箇所から、外周側へ突出する複数の案内羽根が形成され、
前記外筒の側壁は、前記開口部を取り囲む部分から前記気体抜出口へ前記軸方向に延びており、
軸方向における前記開口部と前記気体抜出口との間には、外筒及び内筒の少なくとも一方に、他方側へ向かって前記軸方向と交わる方向に広がり、前記外筒と前記内筒の間における前記気体の流路の大きさを規制する規制部材が設けられており、
前記規制部材は、前記外筒から内周側へ向かって延び、
前記規制部材の内周縁と前記内筒との間に隙間が形成され、
前記規制部材の前記内周縁は、前記外筒と前記内筒との間の径方向における中央位置よりも、前記内周側まで延びている、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。外筒のうち、開口部と対向する部分よりも上側の部分は、径が小さくなっていた。
【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、構造の更なる簡易化が要請されていた。そこで、本発明は、構造を簡易化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、外筒の側壁は、開口部を取り囲む部分から気体抜出口へ軸方向に延びており、軸方向における開口部と気体抜出口との間には、外筒及び内筒の少なくとも一方に、他方側へ向かって軸方向と交わる方向に広がり、外筒と内筒の間における気体の流路の大きさを規制する規制部材が設けられている。
【０００６】
本発明に係る気固分離器によれば、軸方向における開口部と気体抜出口との間には、外筒及び内筒の少なくとも一方に、他方側へ向かって軸方向と交わる方向に広がり、外筒と内筒の間における気体の流路の大きさを規制する規制部材が設けられている。このような構成により、気体と固体の分離効率を上げるために規制部材で、内筒と外筒との間に形成される気体の流路を絞ることができる。また、このような規制部材を採用することで、外筒の側壁が、開口部を取り囲む部分から気体抜出口へ軸方向に延びる構成を採用できる。当該構成を採用した場合、外筒の側壁自体に段差を設けて流路を絞るような構成に比して、構造を簡易化することができる。
【０００７】
本発明に係る気固分離器において、規制部材は、内筒から外周側へ向かって延び、規制部材の外周縁と外筒との間に隙間が形成されてよい。このような構成により、規制部材の外周縁と外筒との間の隙間から気体を通過させて、流路を絞ることができる。また、開口部から内筒の外周面に沿って上昇する気体の流れを規制部材で遮り、当該隙間の方へ流れを変化させることができる。このように気体の流れを変化させることで、気体と固体との分離効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係る気固分離器において、規制部材は、外筒から内周側へ向かって延び、規制部材の内周縁と内筒との間に隙間が形成されてよい。このような構成により、規制部材の内周縁と内筒との間の隙間から気体を通過させて、流路を絞ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、気固分離器の構造を簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】一形態に係るオリフィス部の構成を示す拡大断面図である。
【図５】変形例に係るオリフィス部の構成を示す拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、図４に示すＶＩａ−ＶＩａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は、図５に示すＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿った断面図である。
【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】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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に示されるように湾曲していても良いし、平板状であっても良く、さらに、途中で折れた板状でもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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（開口部を取り囲む部分）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１０ｂを取り囲むように配置されている。中央外筒２ａ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。
【００２１】
中央外筒２ａの上には、円筒状の気体案内筒２ｃが配置される。気体案内筒２ｃは、中央外筒２ａと同軸上に配置されると共に、当該中央外筒２ａと同一径を有している。このような構成により、外筒２の側壁は、内筒１０の開口部４を取り囲む部分である中央外筒２ａから気体抜出口６に至るまで軸方向に延びている。なお、外筒２の側壁が軸方向に延びている状態とは、側壁に段差が設けられることによって、当該側壁の径が非連続的に変化するような部分（例えば、図４において仮想線で示される部分）を含まない状態である。本実施形態では、外筒２の側壁は、内筒１０の開口部４を取り囲む部分である中央外筒２ａから気体抜出口６に至るまで径が一定となる。なお、外筒２の側壁は、内筒１０の開口部４を取り囲む部分である中央外筒２ａから気体抜出口６に至るまで径が完全に一定でなくともよく、傾斜等していてもよい。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。気体案内筒２ｃには、内筒１０と外筒２との間における気体の流路２１の大きさを規制する規制部材２０が設けられている。これにより、気体案内筒２ｃには、流路２１中にオリフィス部２５が形成される。なお、規制部材２０及びオリフィス部２５の詳細な構成については後述する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
（底板の形状）
図２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、円錐形状に構成される。ただし、下面１１ｂの形状は特に限定されず、鏡板の形状を有していてもよい。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。また、下面１１ｂは、水平に広がる平面であってもよい。
【００２５】
底板１１の上面１１ｃ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、上面１１ｃは、円錐形状に構成される。ただし、上面１１ｃの形状は特に限定されず、鏡板の形状を有していてもよい。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、上面１１ｃは、水平に広がる平面であってもよい。
【００２６】
底板１１には、図２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。
【００２７】
（オリフィス部）
図４は、一の形態に係る規制部材２０の周辺構造を示す拡大断面図である。図６（ａ）は、図４のＶＩａ−ＶＩａ線に沿った断面図である。図４に示すように、軸方向における開口部４と気体抜出口６との間には、内筒１０（内筒及び外筒の一方側）に、外筒２側（内筒及び外筒の他方側）へ向かって軸方向と交わる方向に広がる規制部材２０が設けられる。規制部材２０は、外筒２と内筒１０の間における気体の流路の大きさを規制する部材である。図４及び図６（ａ）に示す形態では、規制部材２０は、軸方向と直交する方向に真っ直ぐに広がる円環状の平板によって構成される。また、規制部材２０の内周縁２０ａは、内筒１０の外周面１０ａに固定されている。規制部材２０の外周縁２０ｂは、外筒２の内周面２ｆから内周側へ離間した位置に配置されている。これによって、規制部材２０の外周縁２０ｂと外筒２の内周面２ｆとの間には気体が通過する隙間ＳＰが形成される。以上のような構成により、内筒１０と外筒２との間の気体の流路２１の軸方向における一部には、オリフィス部２５が形成される。オリフィス部２５では、規制部材２０によって流路２１の大きさが規制されることで、流路２１の軸方向における一部が絞られる。
【００２８】
図５は、他の形態に係る規制部材３０の周辺構造を示す拡大断面図である。図６（ｂ）は、図５のＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿った断面図である。図５に示すように、軸方向における開口部４と気体抜出口６との間には、内筒１０（内筒及び外筒の一方側）に、外筒２側（内筒及び外筒の他方側）へ向かって軸方向と交わる方向に広がる規制部材３０が設けられる。規制部材３０は、外筒２と内筒１０の間における気体の流路の大きさを規制する部材である。図５及び図６（ｂ）に示す形態では、規制部材３０は、軸方向と直交する方向に真っ直ぐに広がる円環状の平板によって構成される。また、規制部材３０の外周縁３０ａは、外筒２の内周面２ｆに固定されている。規制部材３０の内周縁３０ｂは、内筒１０の外周面１０ａから外周側へ離間した位置に配置されている。これによって、規制部材３０の内周縁３０ｂと内筒１０の外周面１０ａとの間には気体が通過する隙間ＳＰが形成される。以上のような構成により、内筒１０と外筒２との間の気体の流路２１の軸方向における一部には、オリフィス部３５が形成される。オリフィス部３５では、規制部材３０によって流路２１の大きさが規制されることで、流路２１の軸方向における一部が絞られる。
【００２９】
ここで、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して、オリフィス部２５，３５の面積比について説明する。図６（ａ）のオリフィス部２５の面積比は、オリフィス部２５が設けられていない位置における流路２１の断面積に対する、オリフィス部２５における流路２１の断面積の比率で設定される。オリフィス部２５が設けられていない位置における流路２１の断面積は、内筒１０と外筒２との間の隙間を軸方向から見たときの面積に対応する。オリフィス部２５における流路２１の断面積は、外筒２の内周面２ｆと規制部材２０の外周縁２０ｂとの間の隙間を軸方向から見たときの面積に対応する。図６（ｂ）のオリフィス部３５の面積比は、オリフィス部３５が設けられていない位置における流路２１の断面積に対する、オリフィス部３５における流路２１の断面積の比率で設定される。オリフィス部３５における流路２１の断面積は、内筒１０の外周面１０ａと規制部材３０の内周縁３０ｂとの間の隙間を軸方向から見たときの面積に対応する。オリフィス部２５，３５の面積比は特に限定されないが、例えば０．２〜０．６に設定されてもよい。面積比が小さすぎる場合は、分離効率が上がるが、オリフィス部２５，３５における気体速度が増加し、摩耗及び差圧上昇につながる。また、面積比が大きすぎる場合は、分離効率が低下する。なお、規制部材２０，３０の厚さも特に限定されず、あらゆる厚さを採用してもよいが、例えば３０〜１００ｍｍとしてもよい。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の内面に案内されて、鉛直軸の回りを少し旋回された後、鉛直軸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。
【００３３】
一方、固体粒子の一部は、案内羽根５の内面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。
【００３４】
ここで、本実施形態に係る気固分離器１００のオリフィス部２５，３５の作用・効果について、図４及び図５を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態に係る気固分離器１００によれば、軸方向における開口部４と気体抜出口６との間には、外筒２及び内筒１０の少なくとも一方に、他方側へ向かって軸方向と交わる方向に広がり、外筒２と内筒１０の間における気体の流路２１の大きさを規制する規制部材２０，３０が設けられている。このような構成により、気体と固体の分離効率を上げるために規制部材２０，３０で、内筒１０と外筒２との間に形成される気体の流路２１を絞ることができる。また、このような規制部材２０，３０を採用することで、外筒２の側壁が、開口部４を取り囲む部分から気体抜出口６へ軸方向に延びる構成を採用できる。当該構成を採用した場合、外筒２の側壁自体に段差（例えば、図４において仮想線で示される水平面２ｋ及び小径の気体案内筒２ｃによって構成される段差）を設けて流路を絞るような比較例に係る構成（気体案内筒２ｃ全体の径を中央外筒２ａよりも小さくする）に比して、構造を簡易化することができる。
【００３６】
また、上述の比較例のように、外筒２の側壁自体に段差を設けて流路を絞る構成では、気体案内筒２ｃ全体にわたって径が小さく構成されているため、流体に対する抵抗が大きくなる。しかし、オリフィス部２５，３５を採用することで、一部だけで流路２１を絞る構成とすることで、気体案内筒２ｃの径を大きくし、流体に対する抵抗を減少させることができる。このように抵抗を減少させることで、装置全体としての圧力のバランスを取りやすくすることができる。
【００３７】
また、図４に示す形態に係る気固分離器１００において、規制部材２０は、内筒１０から外周側へ向かって延び、規制部材２０の外周縁２０ｂと外筒２との間に隙間ＳＰが形成されている。このようなオリフィス部２５を構成することにより、規制部材２０の外周縁２０ｂと外筒２との間の隙間ＳＰから気体を通過させて、流路２１を絞ることができる。また、開口部４から内筒１０の外周面１０ａに沿って上昇する気体の流れを規制部材２０で遮り、当該隙間ＳＰの方へ流れを変化させることができる（気体の流れは図４における矢印を参照）。このように気体の流れを変化させることで、気体と固体との分離効率を向上させることができる。
【００３８】
また、図４に示す形態に係る気固分離器１００に係る構成を採用することで、製造効率を向上することができる。例えば、比較例として、外筒２の側壁自体に段差を設けて流路を絞るような構成（例えば、図４において仮想線で示される水平面２ｋ及び小径の気体案内筒２ｃによって構成される段差）を採用した場合において、開口部４周辺に案内羽根５が設けられた内筒１０を外筒２内に配置するときの工程について説明する。この場合、気体案内筒２ｃ全体の径が案内羽根５を含んだ内筒１０の径よりも小さいため、外筒２が気体案内筒２ｃを含んだままだと、内筒１０を外筒２内に設置することができない。従って、初めは気体案内筒２ｃが無い状態の外筒２が準備され、当該外筒２内に案内羽根５付きの外筒２が設置される。その後、径の小さい気体案内筒２ｃが外筒２の中央外筒２ａの上端に取り付けられ、溶接およびフランジ接続等によって固定される。このように、比較例では、気体案内筒２ｃを溶接およびフランジ接続等する必要が生じ、製造工程が複雑となる。一方、図４に示す気固分離器１００においては、気体案内筒２ｃの径は中央外筒２ａの径と同一であるため、外筒２側の部材と干渉させることなく、案内羽根５及び規制部材２０付きの内筒１０を外筒２内に設置することができる。従って、比較例のような溶接およびフランジ接続等の工程が不要となるため、製造効率が向上する。
【００３９】
また、図５に示す形態に係る気固分離器１００において、規制部材３０は、外筒２から内周側へ向かって延び、規制部材３０の内周縁３０ｂと内筒１０との間に隙間ＳＰが形成されている。このような構成により、規制部材３０の内周縁３０ｂと内筒１０との間の隙間ＳＰから気体を通過させて、流路２１を絞ることができる。なお、開口部４から内筒１０の外周面１０ａに沿って上昇する気体は、内周側の隙間ＳＰを通る（気体の流れは図４における矢印を参照）。従って、分離効率は図４に示すオリフィス部２５の方が高くなる傾向にある。また、外筒２側に規制部材３０（案内羽根５を含んだ内筒１０より内径が小さい）が設けられているため、案内羽根５付きの内筒１０を外筒２内に設置する際、案内羽根５と規制部材３０とが干渉してしまう。従って、初めは気体案内筒２ｃが無い状態の外筒２が準備され、当該外筒２内に案内羽根５付きの外筒２が設置される。その後、規制部材３０付きの気体案内筒２ｃが外筒２の中央外筒２ａの上端に取り付けられ、溶接およびフランジ接続等によって固定される。このように、図４に示すオリフィス部２５を有する気固分離器１００の方が、図５に示すオリフィス部３５を有する気固分離器１００よりも製造効率がよい。ただし、径が全体的に絞られた気体案内筒２ｃを準備しなくてよいため、比較例に係る気固分離器より図５に示す気固分離器１００の方が製造効率が高い。図４の気固分離器１００は、図５に示す気固分離器１００や比較例に係る気固分離器のように、溶接およびフランジ接続等による接続部を有さないため、当該接続部からのガス漏れの可能性が無い。
【００４０】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
オリフィス部の構成は、図４及び図５のものに限定されない。例えば、規制部材は軸方向に垂直な平板状の部材でなくともよく、軸方向に対して傾斜していてもよい。また、平板状でなくともよく、湾曲、屈曲等をしていてもよい。また、規制部材は軸方向に複数段設けられていてもよい。複数段設けられる場合、各段における規制部材の構成は互いに同様であってもよく、互いに異なっていてもよい。また、オリフィス部が、内筒１０から延びる規制部材及び外筒２から延びる規制部材の組み合わせによって構成されてもよい。この場合、内筒１０から延びる規制部材の外周縁と外筒２から延びる規制部材の内周縁との間の隙間を気体が通過する。
【００４２】
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。
【００４３】
［実施例］
実施例１に係る気固分離器として、底板の上面（底部上部形状）及び底板の下面（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。また、オリフィス部として、図４に示すように隙間が外周側に形成された構造を採用した。この時のオリフィス部の面積比は、０．３８とした。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。
【００４４】
実施例２に係る気固分離器として、実施例１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３に係る気固分離器として、実施例１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４に係る気固分離器として、実施例１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５に係る気固分離器として、実施例１に対して、連通孔の面積比が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６に係る気固分離器として、実施例１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７に係る気固分離器として、実施例１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８に係る気固分離器として、実施例１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９に係る気固分離器として、実施例１に対して、オリフィス部として、図５に示すように隙間が内周側に形成された構造とした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５に対して、オリフィス部として、図５に示すように隙間が内周側に形成された構造とした以外の条件が同様なものを採用した。実施例９，１０のオリフィス部の面積比は、０．３６とした。実施例１〜１０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。図７に示すように、連通孔を設けることで、コーキングの影響を低減することができることが理解される。また、実施例１及び実施例９を比較し、実施例５及び実施例１０を比較することで、図４のように隙間が外周側に形成されたオリフィス部の構造を採用することで、分離効率が上昇することが理解される。
【符号の説明】
【００４５】
２…外筒、４…開口部、６…気体抜出口、１０…内筒、２０，３０…規制部材、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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