(57)【要約】【課題】従来の蒸気装置により調製された混合ガスは、外気に晒される機会が多く、不安定で変化し易く信頼性に欠ける欠点があり、安定性の高い混合ガスを調製すると共に、ロウコストで信頼性の高い気液処理装置が要望されていた。【解決手段】冷却器により形成される気液分離部１１と液体を捕集する液トラップ部１２とはフランジ（分離部の底板）１３１及びフランジ（トラップ部の天板）１３２から成る接続体１３によって結合され一体化されている。【選択図】　　　　　図１
2004008910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気混合ガスを冷却して気体と液体に分離する気液分離器と該気液分離器から導入される気体と液体から液体のみを捕集して貯溜する液トラップとを有する気液処理装置において、前記気液分離器と前記液トラップとを結合して完全一体化したことを特徴とする気液処理装置。
【請求項２】
蒸気混合ガスを冷却して気体と液体に分離する気液分離器と該気液分離器から導入される気体と液体から液体のみを捕集して貯溜する液トラップとを有する気液処理装置において、前記液トラップを前記気液分離器に内蔵させたことを特徴とする気液処理装置。
【請求項３】
前記気液分離器と前記液トラップとの一体化を、該気液分離器の一端に形成された第１のフランジと該液トラップの一端に形成された第２のフランジとを対向させて一体結合する接続手段により実現することを更に特徴とする請求項１に記載の気液処理装置。
【請求項４】
前記気液分離器の長手方向に、該気液分離器の他端に設けられた被処理蒸気混合ガスが導入されるガス入口パイプと前記接続手段に設けられた第１の連通パイプとの間に配設された一次側熱交換パイプと、前記気液分離器の前記他端に設けられたガス出口パイブと前記接続手段に設けられた第２の連通パイプとの間に配設された二次側熱交換パイプとを具備し、前記気液分離器の前記接続手段の近傍に冷却水を導入する入口と、前記ガス入口パイプの近傍に冷却水を排出する出口とをそれぞれ設けたことを更に特徴とする請求項３に記載の気液処理装置。
【請求項５】
前記一次側、二次側熱交換パイプを直線状または螺旋状に形成したことを更に特徴とする請求項４に記載の気液処理装置。
【請求項６】
前記一次側、二次側熱交換パイプを複数個設けたことを更に特徴とする請求項４または５のいずれか一項に記載の気液処理装置。
【請求項７】
前記液トラップの一端を前記気液分離器の内端部に固定し、該液トラップの他端に第１の連通パイプと第２の連通パイプを設け、前記気液分離器の他端に蒸気混合ガスを導入するガス入口パイプとガス出口パイプを設け、該気液分離器の長手方向に前記ガス入口パイプと前記第１の連通パイプとの間に接続された一次側熱交換パイプと、前記出口パイプと前記第２の連通パイプとの間に接続された二次側熱交換パイプとを配設し、前記気液分離器の前記液トラップとの接続部の近傍に冷却水を導入する入口と、前記ガス入口パイプの近傍に冷却水を排出する出口とを設けたことを更に特徴とする請求項２に記載の気液処理装置。
【請求項８】
前記一次側、二次側熱交換パイプを直線状または螺旋状に形成したことを更に特徴とする請求項７に記載の気液処理装置。
【請求項９】
前記一次側、二次側熱交換パイプを複数個設けたことを更に特徴とする請求項７または８のいずれか一項に記載の気液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液分離器組立体（装置）に関し、特に、気液分離器と液体トラップが一緒に合体されて構成された気液処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸気混合ガスから蒸気を液化して、揮発性物質を気化ガスとして含む混合ガスを調整する装置として、蒸気混合ガスを冷却して気体と液体に分離する気液分離器と、この気液分離器から供給される気体と液体を導入して液体のみを捕集するトラップとを連結して処理する装置を用いるか、または前記装置から供給されるガスを第２の冷却器を通してこの第２の冷却器から発生されるガスを使用する手段が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の蒸気装置により調製された混合ガスは、外気に晒される機会が多く、不安定で変化し易く信頼性に欠ける欠点があった。
【０００４】
また、従来における蒸気混合ガス調製装置は部品点数が多くコスト高となり、故障率も高く安定性に欠ける欠点があった。
【０００５】
本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技術に内在する上記諸欠点を解消する為になされたものであり、従って本発明の目的は、主として従来の気液分離器と、凝縮液トラップとを一緒に一体化することにより、安定性の高い混合ガスを調製すると共に、ロウコストで信頼性の高い新規な気液処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る気液処理装置は、蒸気混合ガスを冷却して気体と液体に分離する気液分離器と該気液分離器から導入される気体と液体から液体のみを捕集して貯溜する液トラップとを有する気液処理装置において、前記気液分離器と前記液トラップとを結合して完全一体化して構成される。
【０００７】
前記気液分離器と前記液トラップとの一体化を、該気液分離器の一端に形成された第１のフランジと該液トラップの一端に形成された第２のフランジとを対向させて一体結合する接続手段により実現することを特徴としている。
気液処理装置。
【０００８】
前記気液分離器の長手方向に、該気液分離器の他端に設けられた被処理蒸気混合ガスが導入されるガス入口パイプと前記接続手段に設けられた第１の連通パイプとの間に配設された一次側熱交換パイプと、前記気液分離器の前記他端に設けられたガス出口パイブと前記接続手段に設けられた第２の連通パイプとの間に配設された二次側熱交換パイプとを具備し、前記気液分離器の前記接続手段の近傍に冷却水を導入する入口と、前記ガス入口パイプの近傍に冷却水を排出する出口とをそれぞれ設けている。
【０００９】
前記一次側、二次側熱交換パイプを直線状または螺旋状に形成している。
【００１０】
前記一次側、二次側熱交換パイプを複数個設けることができる。
【００１１】
本発明に係る気液処理装置はまた、蒸気混合ガスを冷却して気体と液体に分離する気液分離器と該気液分離器から導入される気体と液体から液体のみを捕集して貯溜する液トラップとを有する気液処理装置において、前記液トラップを前記気液分離器に内蔵させたことを特徴としている。
【００１２】
前記液トラップの一端を前記気液分離器の内端部に固定し、該液トラップの他端に第１の連通パイプと第２の連通パイプを設け、前記気液分離器の他端に蒸気混合ガスを導入するガス入口パイプとガス出口パイプを設け、該気液分離器の長手方向に前記ガス入口パイプと前記第１の連通パイプとの間に接続された一次側熱交換パイプと、前記出口パイプと前記第２の連通パイプとの間に接続された二次側熱交換パイプとを配設し、前記気液分離器の前記液トラップとの接続部の近傍に冷却水を導入する入口と、前記ガス入口パイプの近傍に冷却水を排出する出口とを設けている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい各実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
【第１の実施の形態】
図１は本発明による第１の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【００１５】
【第１の実施の形態の構成】
図１を参照するに、例えば冷却器により形成される気液分離部１１と液体を捕集する液トラップ部１２とはフランジ（分離部の底板）１３１及びフランジ（トラップ部の天板）１３２から成る接続体１３によって結合され一体化されている。
【００１６】
気液分離部１１の接続体１３とは反対側の端部には蒸気混合ガス入口パイプ１１１及びガス出口パイプ１１３が装着されており、入口パイプ１１１は気液分離部１１内に長手方向に配設された一次側熱交換パイプ１１２に接続され、ガス出口パイプ１１３は気液分離部１１内に長手方向に配設された二次側熱交換パイプ１１４に接続されている。
【００１７】
一次側熱交換パイプ１１２は本実施例では螺旋状に形成されており、その他端は接続体１３に配設されたパイプ１１５を介してトラップ部１２に連通されている。二次側熱交換パイプ１１４は、本実施例においては直線状に形成されており、その他端は接続体１３に配設されたパイプ１１６を介して、パイプ１１２と同様に、トラップ部１２に連通されている。
【００１８】
図１に示された本発明による第１の実施の形態の一実施例の他の実施例（変形例）として、一次側熱交換パイプ１１２を直線状に形成すると共に、二次側熱交換パイプ１１４を螺旋状に形成することも可能であり、また、一次側、二次側熱交換パイプ１１２、１１４共に同一形状の直線状または螺旋状に形成することもできる。
【００１９】
気液分離部１１には、接続体１３の近傍に冷却水が注入される冷却水入口１１７が、接続体１３の反対側、即ち入口パイプ１１１、出口パイプ１１３の近傍に冷却水が排出される冷却水出口１１８がそれぞれ形成されている。
【００２０】
また、気液分離部１１の両端部には、本発明に係る気液処理装置を装置筐体（図示せず）に固定する取付固定部１７、１８が設けられている。
【００２１】
トラップ部１２内には、トラップ内部に貯溜された溶液の液面を検出して流通路１６を開閉制御する液面スイッチ１５が設けられている。
【００２２】
また、トラップ部１２の接続体１３の近傍と流通路１６との間には、トラップ部１２内の溶液の液面を目視で監視する為の、透明材料にて形成された液面監視パイプ１４が配設されている。
【００２３】
気液分離部１１、トラップ部１２、冷却水入口１１７及び冷却水出口１１８の表面はそれぞれ断熱材で被覆されている。
【００２４】
【第１の実施の形態の動作】
次に、本発明による第１の実施の形態の一実施例の動作について説明する。
【００２５】
図１において、蒸気混合ガス入口パイプ１１１から被冷却ガス本流として蒸気混合ガスが注入される。この注入された蒸気混合ガスは一次側熱交換パイプ１１２に流入させられて、冷却水入口１１７から流入されて冷却水出口１１８から流出される冷却水により熱交換処理されてパイプ１１５を通してトラップ部１２に導入される。
【００２６】
上記のように熱交換処理されて導入された被処理ガスのうち、液化された溶液はトラップ部１２に溜められて貯溜され、気体部であるガス体は、パイプ１１６を通して二次側熱交換パイプ１１４に流入され、更に熱交換処理されてガス出口パイプ１１３から流出される。
【００２７】
トラップ部１２内の液面スイッチ１５は、トラップ部１２に貯溜された溶液の液面がある一定の閾値に達したことを検出した場合に流通路１６を解放してトラップ部１２に貯溜された溶液を外部に排出する。
【００２８】
【第２の実施の形態】
次に、本発明による第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図２は本発明による第２の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【００３０】
【第２の実施の形態の構成】
図２を参照するに、図１に示された第１の実施の形態において付された参照符号と同一の機能を有する要素には同一の符号が付されており、その説明は省略する。
【００３１】
本発明の第２の実施例においては、気液分離部２１内にトラップ部２２が配設されていると共に、トラップ部２２内に貯溜された溶液の液面を目視で検出するための透明材料により形成されたパイプ２４は蒸気混合ガス入口パイプ１１１と流通路１６との間に接続されている。
【００３２】
トラップ部２２は、その下端部が気液分離部２１の内下端部に固定されており、その上端部に連通パイプ１１５、１１６が設けられている。
【００３３】
気液分離部２１の上端部に設けられた蒸気混合ガス入口パイプ１１１と連通パイプ１１５との間には螺旋状に形成された一次側熱交換パイプ１１２が、ガス出口パイプ１１３と連通パイプ１１６との間には直線状に形成された二次側熱交換パイプ１１４が接続されている。
【００３４】
気液分離部２１のトラップ部２２との接続部近傍には冷却水を導入するための冷却水入口１１７が、上端部には冷却水を排出するための冷却水出口１１８がそれぞれ設けられている。
【００３５】
図２に示された本発明による第２の実施の形態の一実施例の他の実施例（変形例）として、一次側熱交換パイプ１１２を直線状に形成すると共に、二次側熱交換パイプ１１３から螺旋状に形成することも可能であり、また、一次側、二次側熱交換パイプ１１２、１１３共に同一形状の直線状または螺旋状に形成することもできる。
【００３６】
【第２の実施の形態の動作】
第２の実施の形態の動作は前記第１の実施の形態とほぼ同様であるので、説明を省略するが、効果はほぼ同様である。
【００３７】
【第３の実施の形態】
次に、本発明による第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図３は本発明による第３の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【００３９】
図３を参照するに、本発明による第３の実施の形態は、一次側熱交換パイプ１１２、二次側熱交換パイプ１１４が複数本配置された多管式装置であり、前記第１の実施の形態と同一の機能を有する要素には図１と同一の参照符号が付されている。
【００４０】
本実施の形態の気液分離部１１には複数の一次側、二次側熱交換パイプが配置されているので、気液分離部１１の熱交換処理能力は、前記第１、第２の実施の形態よりも優れている。
【００４１】
図３において、一次側、二次側熱効果パイプ１１２、１１４として総て直線型パイプが用いられているが、他の実施例（変形例）として、熱交換パイプの一部または全部を螺旋型パイプを使用することが可能である。
【００４２】
【第４の実施の形態】
次に、本発明による第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図４は本発明による第４の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【００４４】
図４を参照するに、本発明による第４の実施の形態の一実施例は、図１に示された本発明による第１の実施の形態のトラップ部の液面監視用パイプ２４が、蒸気混合ガス入口パイプ１１１と流通路との間に設けられている点が異なるだけであり、その他は図１に示された第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、作用するものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得られる。
【００４６】
本発明においては、入力ガスの配管は向流式熱交換器となり、効率良く冷却され、冷却器の底板がトラップ部分の天板と同一となり、冷却に参加し、出力ガスの配管は並流式熱交換器となり、冷却に参加するために、出力ガスの蒸気圧が安定する。
【００４７】
その理由は、出口ガスの配管はトラップ部分の天板を貫通するので、この天板の温度（すなわち、冷却水温）で決定される蒸気圧に固定されるからである。
【００４８】
また従来は、天板部分は冷却に参加せず、むしろ加熱に参加していたが、本発明では天板に凝結された結露は蒸気圧（飽和蒸気圧）の固定に寄与するので、出口ガスの温度は、出口パイプを通過時、さらに一度、冷却水温度に近ずくことになる。
【００４９】
従来は、２部品であり、大気に触れる部品の量が多かったが、本発明によれば、密閉系の度合いが大きくなった。
【００５０】
その理由は、従来では、トラップの周囲の外気温に支配されていたが、本発明では総表面積が減少し、外部からの擾乱を減少させることができる。
【００５１】
また従来は、トラップの周囲の外気温で再冷却され結露を生じ、あるいはトラップの冷却水の温度によって結露が生じ、そのために、トラップの冷却コントロールに苦心せざるを得なかったが、本発明では出力ガスはわずかながら加温され、露点から離れる。
【００５２】
本発明によれば、トラップに対しては冷却は不要となったので、冷却水の必要量を減少させることができる。
【００５３】
本発明によれば、気化器の底板がトラップの蓋と兼用されるので、２部品時に必要だった両部品の連結装置、ならびに前記トラップの蓋を省略することができる。
【００５４】
その結果、
Ａ：部品の点数を減少させることができる。
【００５５】
Ｂ：トラップに対する冷却部品を省略することができる。
【００５６】
Ｃ：高さ方向の全長を短縮させることができる。
【００５７】
Ｄ：２部品時に必要だった両端部のアライメント調整が不要となる。
【００５８】
Ｅ：断熱材の使用量を減少させることができる。
【００５９】
Ｆ：２部品時に較べ、組み付け工数が減少する。
【００６０】
本発明によれば、トラップに対しては冷却は不要となったので、冷却装置を小型化することができる。
【００６１】
本発明によればまた、トラップに対しては冷却は不要となったので、冷却効率（温度変化のスピードアップ）が上昇する。
【００６２】
その結果、
Ａ：冷却水の総量を減少させることができる。
【００６３】
Ｂ：Ａの理由により、温度コントロールの応答性がよくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【図２】本発明による第２の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【図３】本発明による第３の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【図４】本発明による第４の実施の形態の一実施例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１１、２１…気液分離部
１２、２２…トラップ部
１３…接続体
１４、２４…液面監視用パイプ
１５…液面スイッチ
１６…流通路
１７、１８…取付固定部
１１１…蒸気混合ガス入口パイプ
１１２…一次側熱交換パイプ
１１３…ガス出口パイプ
１１４…二次側熱交換パイプ
１１５、１１６…連通パイプ
１１７…冷却水入口
１１８…冷却水出口
１３１…フランジ（底板）
１３２…フランジ（天板）
【図１】
2004008910.tif 000003
【図２】
2004008910.tif 000004
【図３】
2004008910.tif 000005
【図４】
2004008910.tif 000006