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公開番号2025094380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2023209857
出願日2023-12-13
発明の名称気液分離器、および水電解システム
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 19/00 20060101AFI20250618BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】気液分離器において、気液分離性能を向上させる他の技術を提供する。
【解決手段】気液二相流を気相と液相とに重力により分離する気液分離器は、内部空間が形成され、気液二相流を内部空間に流入させるための流入口と、内部空間から気相を流出させるための気相流出口と、内部空間から液相を流出させるための液相流出口と、を有する容器本体と、複数の充填物によって層状を成す充填物層と、充填物層を重力方向下側から支持する支持板を有する支持体と、を備える充填物部と、を備え、充填物部は、容器本体内の流入口および気相流出口より重力方向下側であって、液相流出口より重力方向上側に、着脱可能に設けられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
気液二相流を気相と液相とに重力により分離する気液分離器であって、
内部空間が形成され、前記気液二相流を前記内部空間に流入させるための流入口と、前記内部空間から前記気相を流出させるための気相流出口と、前記内部空間から前記液相を流出させるための液相流出口と、を有する容器本体と、
複数の充填物によって層状を成す充填物層と、前記充填物層を重力方向下側から支持する支持板を有する支持体と、を備える充填物部と、
を備え、
前記充填物部は、
前記容器本体内の前記流入口および前記気相流出口より重力方向下側であって、前記液相流出口より重力方向上側に、着脱可能に設けられる、
気液分離器。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の気液分離器であって、
前記充填物層は、
厚さが９０ｍｍ以上であり、
前記充填物層中に、分離された液相による液溜まりの液面が位置するように配置されている、
気液分離器。
【請求項３】
請求項１に記載の気液分離器であって、
前記充填物の大きさ、および前記充填物層の厚さは、
前記充填物層における圧力損失をΔＰ
1
とし、前記支持体における圧力損失をΔＰ
2
とした場合に、
（ΔＰ
1
＋ΔＰ
2
）≦５０Ｐａ
を満たす、前記充填物の大きさ、および前記充填物層の厚さである、
気液分離器。
【請求項４】
請求項１に記載の気液分離器であって、
前記支持板は、複数の孔を有し、
前記複数の孔それぞれ外接円の直径は、前記充填物の最小長さより短く、
前記支持板の空孔率は、
前記充填物層における圧力損失をΔＰ
1
とし、前記支持体における圧力損失をΔＰ
2
とした場合に、
（ΔＰ
1
＋ΔＰ
2
）≦５０Ｐａ
を満たす空孔率である、気液分離器。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の気液分離器と水電解装置とを有する水電解システムであって、
前記気液分離器は、前記水電解装置と接続され、前記水電解装置で生成されたガスと水とを分離する、
水電解システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、重力式の気液分離器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
重力式の気液分離器は、液体と気体を密度差によって分離するための装置である。重力式の気液分離器では、分離された後の液体は気液分離器の本体の下部（重力方向下側）に蓄積され、液溜まりを形成する。気液分離器に流入した気液二相流が分離され、分離された液体が液溜まりに落下すると、液面が荒れて液溜まり内に気泡が生じる。こうして生じた気泡は、気液分離器の下部の液体流出口から液体と共に排出され、気液分離性能が低下する原因となる。排出される液体中の気泡を低減するためには、液溜まりの水位を増加させ、気泡を抜くことが考えられるが、そのようにすると、重力式の気液分離器のサイズが大きくなるという課題がある。
【０００３】
このような課題に対し、気液分離器の内部に板状の部材を設け、液溜まりに落下する液体の落下速度を低減させ、液溜まり中の気泡を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１９４０４７号公報
特開２００８－１９６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献に記載の技術では、板状の部材の上に水が溜まったり、液相中の気泡を十分に抑制できない場合があった。そのため、気液分離性能を向上させる他の技術が求められている。
【０００６】
そこで、本開示は、気液分離器において、気液分離性能を向上させる他の技術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】
【０００７】
本開示は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本開示の一形態によれば、気液二相流を気相と液相とに重力により分離する気液分離器が提供される。この気液分離器は、内部空間が形成され、前記気液二相流を前記内部空間に流入させるための流入口と、前記内部空間から前記気相を流出させるための気相流出口と、前記内部空間から前記液相を流出させるための液相流出口と、を有する容器本体と、複数の充填物によって層状を成す充填物層と、前記充填物層を重力方向下側から支持する支持板を有する支持体と、を備える充填物部と、を備え、前記充填物部は、前記容器本体内の前記流入口および前記気相流出口より重力方向下側であって、前記液相流出口より重力方向上側に、着脱可能に設けられる。
【０００９】
この構成によれば、容器本体内の流入口および気相流出口より重力方向下側であって、液相流出口より重力方向上側に充填物層が設けられるため、流入口から流入した気液二相流から重力により液体が分離され、液体が充填物層を通る。液体は、充填物層を通る際に、運動量が低減されるため、容器本体内に溜まっている液溜まりに液体が落下する際の速度が低下しており、液溜まりにおける気泡の生成を抑制することができる。その結果、気液分離性能を向上させることができる。
【００１０】
また、この構成によれば、充填物部が容器本体内に着脱可能に設けられているため、使用条件等、必要に応じて充填物部を設けることができる。すなわち、充填物部がなくても気液分離性能が十分に得られる場合は、充填物部を設けないことにより、圧力損失の低下を抑制することができる。必要なときは、充填物部を取り付けることにより、気液分離性能を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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