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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sprühdüse zur Verwendung für einen Entlüfter, der eine Verunreinigung, wie zum Beispiel gelösten Sauerstoff, aus Speisewasser entfernt, und einen Entlüfter, der die Sprühdüse verwendet.
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HINTERGRUND
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Beispielsweise wird bei Kernkraftwerken durch einen Kernreaktor erzeugter Dampf zu einem Turbinengenerator geschickt, um Strom zu erzeugen, wobei der verwendete Dampf durch einen Kondensator gekühlt wird und der gekühlte Dampf als Dampfkondensat zu dem Kernreaktor zurückgeführt wird. Nach der Verwendung zum Antreiben der Turbine wird der Dampf durch Kühlwasser in dem Kondensator gekühlt, um als Dampfkondensat (gesättigte Niederdruckflüssigkeit) zurückgeführt zu werden. Danach wird das Dampfkondensat durch eine Dampfkondensatpumpe über einen Niederdruck-Speisewasservorwärmer zu einem Entlüfter zugeführt. Der Entlüfter entfernt Verunreinigungen, wie zum Beispiel gelösten Sauerstoff und nicht kondensierbare Gase in dem Dampfkondensat. Danach wird das Dampfkondensat zum Beispiel durch eine Hauptspeisepumpe zu einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer zum Erhitzen des Dampfkondensats zugeführt. Danach wird das erhitzte Dampfkondensat zu einem Dampfgenerator zurückgeführt.
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Ein Beispiel eines konventionellen Entlüfters ist ein Blasen-Entlüfter. Der Blasen-Entlüfter weist bei seinem oberen Abschnitt Sprühdüsen auf, stößt Dampfkondensat von den Sprühdüsen nach unten aus und stößt erhitzten Dampf in einen Wasserspeicher aus, um eine große Anzahl von Blasen zu erzeugen. Als Ergebnis eines Kontakts zwischen dem Dampfkondensat und dem erhitzten Dampf wird Sauerstoff in dem Dampfkondensat zu dem erhitzten Dampf überführt. Somit wird eine Entlüftung ausgeführt. Solche Entlüfter werden zum Beispiel in der folgenden Patentliteratur 1 und 2 beschrieben.
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REFERENZLISTE
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. H11-351507 A
- Patent Literatur 2: offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-116915 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Wenn ein Kernkraftwerk zum Beispiel eine große Menge Strom erzeugen muss, ist es notwendig, die durch den Dampfgenerator erzeugte Dampfmenge zu erhöhen und die Leistung der Dampfturbine zu erhöhen, um den Stromgenerator anzutreiben. Diese Anforderung verursacht einen Anstieg der Dampfmenge (Dampfkondensats), das durch den Kondensator verarbeitet wird, wodurch die Größe des Entlüfters ansteigt. Wie oben beschrieben, stößt der Entlüfter Dampfkondensat von den Sprühdüsen aus, die bei seinem oberen Abschnitt vorgesehen sind, verursacht, dass das Dampfkondensat und der erhitzte Dampf miteinander in Kontakt sind, um dadurch in dem Dampfkondensat gelösten Sauerstoff als Ergebnis eines Überführens von Sauerstoff von dem Dampfkondensat zu dem erhitzten Dampf zu entfernen. Die konventionellen Sprühdüsen haben somit das Problem, dass ein Druckverlust bei einem großen Durchflussbereich ansteigt, wenn die Größe des Entlüfters ansteigt.
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Die Erfindung löst das oben beschriebene Problem und zielt darauf ab, eine Sprühdüse und einen Entlüfter bereitzustellen, die einen Anstieg des Druckverlustes reduzieren, der unabhängig von einer ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt, um deren Leistung zu verbessern.
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Lösung des Problems
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, schließt eine Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die Dampfkondensat in ein Entlüfterbehältnis ausstößt, einen äußeren Zylinder, der mit einer Vielzahl von Ausstoßauslässen an einem äußeren Umfangsabschnitt des äußeren Zylinders versehen ist, einen inneren Zylinder, der so im Inneren des äußeren Zylinders unterstützt wird, dass er in einer mittigen axialen Richtung bewegbar ist und der mit einer Vielzahl erster Kommunikationslöcher versehen ist, die imstande sind, mit den Ausstoßauslässen zu kommunizieren, und ein Öffnungs-/Schließventil ein, wobei ein Schaft des Öffnungs-/Schließventils mit dem inneren Zylinder gekoppelt ist und ein Ventilkörper des Öffnungs-/Schließventils bei einem distalen Endabschnitt des Schafts vorgesehen ist und imstande ist, eine distale Öffnung des äußeren Zylinders zu öffnen und zu schließen.
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Wenn sich das Öffnungs-/Schließventil nach vorne bewegt und der Ventilkörper die distale Öffnung des äußeren Zylinders öffnet, wird Dampfkondensat von dem distalen Endabschnitt des äußeren Zylinders ausgestoßen und zur gleichen Zeit wird Dampfkondensat von der Seite des äußeren Zylinders ausgestoßen, wenn die Ausstoßauslässe und die ersten Kommunikationslöcher miteinander kommunizieren. Dies ermöglicht, eine ausgestoßene Durchflussmenge zu erhöhen und die Leistung der Sprühdüse durch Vorbeugen gegen einen Anstieg eines Druckverlustes zu verbessern, der unabhängig von der ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Trennplatte, die mit einer Vielzahl zweiter Kommunikationslöcher versehen ist, mit einem distalen Endabschnitt des inneren Zylinders verbunden und der Schaft ist entlang der mittigen axialen Richtung des inneren Zylinders angeordnet, durchdringt die Trennplatte und ist mit der Trennplatte verbunden.
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Der innere Zylinder und das Öffnungs-/Schließventil, die mit der Trennplatte gekoppelt sind, ermöglichen es, die Bewegungen des Öffnungs-/Schließventils und des inneren Zylinders auf einfache Weise zu synchronisieren, um dadurch zu ermöglichen, eine bestimmte Menge an Dampfkondensat durch die zweiten Kommunikationslöcher der distalen Öffnung des äußeren Zylinders zuzuführen.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kommunizieren die Ausstoßauslässe und die ersten Kommunikationslöcher nicht miteinander, wenn der Ventilkörper bei einer ersten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper die distale Öffnung des äußeren Zylinders öffnet, und die Ausstoßauslässe und die ersten Kommunikationslöcher kommunizieren miteinander, wenn der Ventilkörper bei einer zweiten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper die distale Öffnung des äußeren Zylinders öffnet.
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Ein Zustand mit einer geringen ausgestoßenen Durchflussmenge, bei dem Dampfkondensat nur von der distalen Öffnung des äußeren Zylinders ausgestoßen wird, und ein Zustand mit einer großen ausgestoßenen Durchflussmenge, bei dem Dampfkondensat von sowohl der distalen Öffnung des äußeren Zylinders als auch den mehreren Ausstoßauslässen ausgestoßen wird, können gewechselt werden, wodurch ermöglicht wird, eine ausgestoßene Menge an Dampfkondensat auf einfache Weise einzustellen.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind die ersten Kommunikationslöcher Langlöcher entlang der mittigen axialen Richtung des inneren Zylinders.
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Die ersten Kommunikationslöcher können somit auf einfache Weise mit den Ausstoßauslässen kommunizieren.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind die Ausstoßauslässe in der mittigen axialen Richtung des äußeren Zylinders mit einem bestimmten Abstand zwischen den Ausstoßauslässen vorgesehen.
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Dies ermöglicht, den Zustand der ausgestoßenen Durchflussmenge zu einem Zustand mit einer mittleren ausgestoßenen Durchflussmenge zu wechseln, bei dem Dampfkondensat von der distalen Öffnung des äußeren Zylinders und einem Teil der mehreren Ausstoßauslässe ausgestoßen wird, wodurch ermöglicht wird, eine ausgestoßene Menge an Dampfkondensat schrittweise einzustellen.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weisen die Ausstoßauslässe eine sich verjüngende Form auf, bei der sich ein Öffnungsbereich der Ausstoßauslässe nach außen hin vergrößert.
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Diese Struktur ermöglicht somit, Dampfkondensat von den Ausstoßauslässen in einem breiten Bereich auszustoßen und zudem den Widerstand beim Ausstoßen zu reduzieren.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist der äußere Zylinder einen Befestigungsflansch auf, der an einem äußeren Umfangsabschnitt des äußeren Zylinders vorgesehen ist.
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Dies ermöglicht dem äußeren Zylinder, mit dem Befestigungsflansch dazwischen eingefügt an dem Entlüfterbehältnis angebracht zu werden, wodurch ermöglicht wird, das Ausführen des Anbringens zu verbessern und lässt zudem zu, den äußeren Zylinder auf einfache Weise von dem Behältnis zu entfernen, wodurch ermöglicht wird, die Wartbarkeit zu verbessern.
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Bei der Sprühdüse in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung schließt ein Entlüfter ein Behältnis mit einer hohlen Form und einem Auslass, der bei einem unteren Abschnitt des Behältnisses vorgesehen ist, die oben beschriebene Sprühdüse, wobei die Sprühdüse bei einem oberen Abschnitt des Behältnisses vorgesehen ist, und eine Ausstoß-Verteilungseinrichtung für erhitzten Dampf ein, die erhitzten Dampf zu dem unteren Abschnitt des Behältnisses ausstößt.
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Wenn die Sprühdüse Dampfkondensat in das Behältnis ausstößt und die Ausstoß-Verteilungseinrichtung für erhitzten Dampf erhitzten Dampf zu dem Dampfkondensat ausstößt, sind das Dampfkondensat und der erhitzte Dampf miteinander in Kontakt. Als Ergebnis wird Sauerstoff in dem Dampfkondensat zu dem erhitzten Dampf überführt. Folglich wird eine Entlüftung durchgeführt. Die Sprühdüse stößt Dampfkondensat von deren distalem Endabschnitt und deren Seite aus, wodurch ermöglicht wird, eine ausgestoßene Durchflussmenge zu erhöhen und deren Leistung durch Vorbeugen gegen einen Anstieg des Druckverlustes zu verbessern, der unabhängig von der ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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In Übereinstimmung mit der Sprühdüse und dem Entlüfter der Erfindung, stößt die Sprühdüse Dampfkondensat von deren distalem Endabschnitt und deren Seite aus, um dadurch zu ermöglichen, eine ausgestoßene Durchflussmenge zu erhöhen und deren Leistung durch Vorbeugen gegen einen Anstieg des Druckverlustes zu verbessern, der unabhängig von der ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Abbildung, die einen Entlüfter veranschaulicht, der bei einer ersten Ausführungsform eine Sprühdüse verwendet.
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2 ist eine Schnittansicht der Düse der ersten Ausführungsform.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen äußeren Zylinder veranschaulicht.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Zylinder veranschaulicht.
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5 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine geringe Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird.
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6 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine mittlere Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird.
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7 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine große Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird.
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8 ist ein Graph, der einen Durchflussbereich im Verhältnis zu einem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht.
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9 ist ein Graph der eine Strömungsgeschwindigkeit im Verhältnis zu dem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht.
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10 ist ein Graph, der einen Druckverlust im Verhältnis zu dem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht.
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11 ist eine Schnittansicht einer Sprühdüse einer zweiten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das Folgende beschreibt bevorzugte Ausführungsformen einer Sprühdüse und eines Entlüfters in Übereinstimmung mit der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail. Die Ausführungsformen beschränken die Erfindung nicht. Die durch Kombination der mehreren Ausführungsformen erhaltenen Strukturen sind ebenfalls in die Erfindung einbezogen.
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[Erste Ausführungsform]
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Zum Beispiel heizt bei einem Kernkraftwerk mit einem Druckwasserreaktor (PWR) der Kernreaktor primäres Kühlwasser auf, um einen Hochtemperatur-Hochdruckdampf zu erzeugen und führt den erhitzten Dampf einem Dampfgenerator zu. Der Dampfgenerator erhitzt sekundäres Kühlwasser durch den Dampf (primäres Kühlwasser), um Dampf zu erzeugen. Der erzeugte Dampf treibt eine Dampfturbine an, um einen Stromgenerator dazu zu bringen, Strom zu erzeugen. Ein Kondensator kühlt den Dampf, der die Dampfturbine angetrieben hat, durch Kühlwasser (Seewasser), um den Dampf zu Dampfkondensat zurückzuführen (gesättigte Flüssigkeit niedrigen Drucks). Danach wird das Dampfkondensat durch eine Dampfkondensatpumpe über einen Niederdruck-Speisewasservorwärmer einem Entlüfter zugeführt. Der Entlüfter entfernt Verunreinigungen, wie zum Beispiel gelösten Sauerstoff und nicht kondensierbare Gase in dem Dampfkondensat. Danach wird das Dampfkondensat durch eine Hauptspeisepumpe zum Beispiel einem Hochdruck-Speisewasservorwärmer zum Aufheizen des Dampfkondensats zugeführt. Das erhitzte Dampfkondensat wird dann zu dem Dampfgenerator zurückgeführt.
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1 ist eine schematische Abbildung, die einen Entlüfter veranschaulicht, der bei einer ersten Ausführungsform Sprühdüsen verwendet.
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Bei der ersten Ausführungsform schließt ein Entlüfter 10, wie in 1 veranschaulicht, ein Behältnis (Lüfterbehältnis) 11, Sprühdüsen 12 und eine Zuführeinrichtung für erhitzten Dampf 13 ein.
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Das Behältnis 11 weist eine hohle Form auf und beide Enden eines in seitlicher Richtung langen zylindrischen Abschnitts in dessen Längsrichtung sind durch gekrümmte Deckelabschnitte verschlossen. Das Behältnis 11 ist bei dessen oberem Abschnitt mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 12 (in dieser Ausführungsform mit zwei Sprühdüsen) bereitgestellt. Die Sprühdüsen 12 stoßen im Inneren des Behältnisses 11 Dampfkondensat aus, dass durch Abkühlen von Dampf und Aufheizen durch den Niederdruck-Speisevorwärmer erzeugt worden ist. Die Sprühdüsen 12 sind bei dem oberen Abschnitt des Behältnisses 11 und in Längsrichtung an beiden Endseiten des Behältnisses 11 angeordnet und stoßen Dampfkondensat zu der oberen Seite in dem Behältnis 11 aus. Das Behältnis 11 ist mit einem Auslass 21 versehen, der das Dampfkondensat entlädt.
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Das Behältnis 11 ist mit einer Ausstoß-Verteilungseinrichtung 13 bereitgestellt, die erhitzten Dampf im Inneren des Behältnisses 11 nach unten ausstößt. Die Ausstoßverteilungseinrichtung für erhitzten Dampf 13 schließt ein Verteilungsrohr für erhitzten Dampf 22, ein Zuführrohr für erhitzten Dampf 23 und Ausstoßrohre für erhitzten Dampf 24 ein. Das Verteilungsrohr für erhitzten Dampf 22 ist bei einem oberen Abschnitt im Inneren des Behältnisses 11 entlang der Längsrichtung des Behältnisses 11 angeordnet. Das Zuführrohr für erhitzten Dampf 23 dringt durch den oberen Abschnitt des Behältnisses 11 von der Außenseite des Behältnisses 11 aus und ist in der Längsrichtung des Verteilungsrohrs für erhitzten Dampf 22 mit einem mittigen Abschnitt verbunden. Die Ausstoßrohre 24 für erhitzten Dampf erstrecken sich in der Längsrichtung von beiden Endseiten des Verteilungsrohrs für erhitzten Dampf 22 nach unten. Die mehreren Ausstoßrohre für erhitzten Dampf 24 sind mit einem bestimmten Abstand zwischen sich in der Längsrichtung des Verteilungsrohrs für erhitzten Dampf 22 angeordnet. Die Ausstoßrohre für erhitzten Dampf 24 weisen jeweils einen Basisendabschnitt (oberen Endabschnitt), der mit dem Verteilungsrohr für erhitzten Dampf 22 verbunden ist, und einen distalen Endabschnitt (unteren Endabschnitt) auf, der sich in Richtung des Bodens bzw. der Unterseite des Behältnisses 11 erstreckt, und es sind eine Vielzahl nicht veranschaulichter Ausstoßauslässe ausgebildet.
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Wenn die jeweiligen Sprühdüsen 12 Dampfkondensat in das Behältnis 11 ausstoßen, wird eine gewisse Menge an Dampfkondensat in dem Behältnis 11 gespeichert. Die Ausstoß-Verteilungseinrichtung für erhitzten Dampf 13 führt den mehreren Ausstoßrohren für erhitzten Dampf 24 durch das Zuführrohr für erhitzten Dampf 23 von dem Verteilungstyp für erhitzten Dampf 22 aus erhitzten Dampf zu. Die jeweiligen Ausstoßrohre für erhitzten Dampf 24 stoßen somit von den bei deren unteren Endabschnitten ausgebildeten mehreren Ausstoßauslässen den erhitzten Dampf in das Dampfkondensat. Das in dem Behältnis 11 gespeicherte Dampfkondensat und der von den Ausstoßauslässen ausgestoßene erhitzte Dampf sind miteinander in Kontakt. In dem Dampfkondensat gelöster Sauerstoff wird somit zu dem erhitzten Dampf überführt. Als Ergebnis wird in dem Dampfkondensat gelöster Sauerstoff entfernt.
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Das Folgende beschreibt die Sprühdüse der ersten Ausführungsform im Detail. 2 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse der ersten Ausführungsform. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen äußeren Zylinder veranschaulicht. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen inneren Zylinder veranschaulicht. 5 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine geringe Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird. 6 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine mittlere Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird. 7 ist eine Schnittansicht der Sprühdüse, wenn eine große Menge an Dampfkondensat ausgestoßen wird.
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Wie in 2 veranschaulicht, weist das Behältnis 11 eine durch eine Düse 11a ausgebildete Befestigungsöffnung 11b und einen Befestigungsflansch 11c auf. Die Sprühdüse 12 schließt einen äußeren Zylinder 31, einen inneren Zylinder 32, eine Trennplatte 33 und ein Öffnungs-/Schließventil 34 ein. Die Sprühdüse 12 passt zu der Befestigungsöffnung 11b bzw. ist in diese eingesetzt, die durch die Düse 11a des Behältnisses 11 ausgebildet wird und ist daran mit dem Befestigungsflansch 11c angebracht.
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Wie in den 2 bis 4 veranschaulicht, weist der äußere Zylinder 31 eine zylindrische Form auf. Der äußere Zylinder 31 weist einen Befestigungsflansch 41, der eine Ringform aufweist, sich zu dessen Außendurchmesserseite erstreckt und bei dessen Basisendabschnitt (oberer Endabschnitt) integral mit dem äußeren Zylinder 31 ausgebildet ist, und eine distale Öffnung 42 auf, die bei dessen distalem Endabschnitt (unteren Endabschnitt) ausgebildet ist. Der äußere Zylinder 31 ist mit einer Vielzahl von Ausstoßauslässen 43 und 44 an dessen äußerem Umfangsabschnitt versehen. Die mehreren Ausstoßauslässe 43 sind auf der Seite eines Basisendabschnitts des äußeren Zylinders 31 mit einem bestimmten Abstand (gleichem Abstand) zwischen ihnen in einer Umfangsrichtung ausgebildet. Die mehreren Ausstoßauslässe 44 sind in der Umfangsrichtung auf der Seite eines distalen Endabschnitts des äußeren Zylinders 31 mit einem bestimmten Abstand (gleichen Abstand) zwischen ihnen ausgebildet. Die Ausstoßauslässe 43 und 44 sind auf so eine Weise ausgebildet, dass sie in der mittigen axialen Richtung des äußeren Zylinders 31 mit einem bestimmten Abstand zwischen ihnen voneinander getrennt sind. In diesem Fall sind die Ausstoßauslässe 43 und 44 in einem Gittermuster angeordnet, in dem sie einander in der mittigen axialen Richtung zugewandt sind. Die Ausstoßauslässe 43 und 44 können in einem Zick-Zack-Muster angeordnet sein, in dem sie in der Umfangsrichtung an unterschiedlichen Positionen zueinander angeordnet sind.
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Der innere Zylinder 32 weist auf die gleiche Weise eine zylindrische Form auf wie der äußere Zylinder 31. Der Basisendabschnitt (obere Endabschnitt) und der distale Endabschnitt (untere Endabschnitt) des inneren Zylinders 32 sind offen. Der innere Zylinder 32 weist einen äußeren Durchmesser auf, der so festgelegt ist, dass er eine Abmessung aufweist, die geringfügig kleiner ist als der innere Durchmesser des äußeren Zylinders 31. Der innere Zylinder 32 wird so im Inneren des äußeren Zylinders 31 unterstützt, dass er in der mittigen axialen Richtung bewegbar ist. Der innere Zylinder 32 ist mit einer Vielzahl erster Kommunikationslöcher 45 versehen, die mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 kommunizieren können. Die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45, von denen jedes ein Langloch entlang der mittigen axialen Richtung des inneren Zylinders 32 ist, sind in einer Umfangsrichtung mit einem bestimmten Abstand (gleicher Abstand) zwischen ihnen ausgebildet. Die Anzahl und die Orte der ersten Kommunikationslöcher 45 in der Umfangsrichtung fallen mit denen der Ausstoßauslässe 43 und 44 zusammen. Die Breite der ersten Kommunikationslöcher 45 ist im Wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser von jedem der Ausstoßauslässe 43 und 44, während die Länge der ersten Kommunikationslöcher 45 im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen den Ausstoßauslässen 43 und 44 in der mittigen axialen Richtung ist.
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Die Trennplatte 33 weist eine Scheibenform auf. Der äußere Durchmesser der Trennplatte 33 ist so festgelegt, dass er die gleiche Abmessung wie der äußere Durchmesser des inneren Zylinders 32 aufweist. Der äußere Umfangsabschnitt der Trennplatte 33 ist an dem unteren Endabschnitt des inneren Zylinders 32 befestigt. Die Trennplatte 33 ist mit einer Vielzahl zweiter Kommunikationslöcher 46 entlang einer Umfangsrichtung versehen.
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Das Öffnungs-/Schließventil 34 schließt einen Schaft 47 und einen Ventilkörper 48 ein. Der Schaft ist bei der mittigen Position des äußeren Zylinders 11, des inneren Zylinders 32 und der Trennplatte 33 entlang der mittigen axialen Richtung angeordnet. Der distale Endabschnitt (untere Endabschnitt) des Schafts dringt durch die Trennplatte 33, und der Schaft ist mit der Trennplatte 33 verbunden. Der distale Endabschnitt des Schafts 47 durchdringt die Trennplatte 33 und ist mit dem Ventilkörper 48 verbunden. Der Ventilkörper 48 weist eine Scheibenform auf. Der Außendurchmesser des Ventilkörpers 48 ist so festgelegt, dass er eine Abmessung aufweist, die im Wesentlichen die gleiche ist wie der Innendurchmesser des äußeren Zylinders 31. Der Ventilkörper 48 passt zu der distalen Öffnung 42 und ist imstande, durch eine Bewegung in der axialen Richtung die distale Öffnung 42 zu öffnen und zu schließen. Das Öffnungs-/Schließventil 34 ist mit einer nicht veranschaulichten Antriebseinrichtung bei dem Basisendabschnitt (oberen Endabschnitt) des Schafts 47 bereitgestellt, die den Ventilkörper 48 über den Schaft 47 bewegen kann.
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Wenn der Ventilkörper 48 des Öffnungs-/Schließventils 34 in einer geschlossenen Position ist, wo der Ventilkörper 48 in die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 passt, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 des äußeren Zylinders 31 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 nicht miteinander. Wenn der Ventilkörper 48 des Öffnungs-/Schließventils 34 sich um einen bestimmten Abstand von dem geschlossenen Zustand aus nach vorne (nach unten) bewegt und, wie in 5 veranschaulicht, bei einer ersten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper 48 die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 um ein geringes Ausmaß öffnet, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 des äußeren Zylinders 31 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 nicht miteinander. Wenn sich der Ventilkörper 48 des Öffnungs-/Schließventils 34 um einen bestimmten Abstand von dem ersten geöffneten Zustand nach vorne bewegt und, wie in 6 veranschaulicht, bei einer zweiten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper 48 die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 um ein mittleres Ausmaß öffnet, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 des äußeren Zylinders 31 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 miteinander, wogegen die mehreren Ausstoßauslässe 44 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 nicht miteinander kommunizieren. Wenn sich der Ventilkörper 48 des Öffnungs-/Schließventils 34 um einen bestimmten Abstand von dem zweiten Öffnungszustand nach vorne bewegt und, wie in 7 veranschaulicht, bei einer dritten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper 48 die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 um ein großes Ausmaß öffnet, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 des äußeren Zylinders 31 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 miteinander.
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Der äußere Umfangsabschnitt des äußeren Zylinders 31 der Sprühdüse 12 passt zu der Befestigungsöffnung 11b, die durch die Düse 11a des Behältnisses 11 ausgebildet wird, und der Befestigungsflansch 41 ist mit dem Befestigungsflansch 11c in engem Kontakt. Ein Befestigungsflansch 51a eines Verbindungsrohrs 51 ist mit dem Befestigungsflansch 41 in engem Kontakt. Das Behältnis 11, der äußere Zylinder 31 und das Verbindungsrohr 51 sind durch Befestigungsbolzen 52 verbunden. Mit dem Verbindungsrohr 51 ist ein Zuführrohr für Dampfkondensat 53 verbunden. In diesem Fall wird Dampfkondensat von dem Zuführrohr für Dampfkondensat 53 durch das Verbindungsrohr 51 den Sprühdüsen 12 mit einem bestimmten Druck zugeführt.
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Das Folgende beschreibt den Betrieb der Sprühdüse 12 der ersten Ausführungsform.
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Wenn die Sprühdüse 12 stoppt, ist das Öffnungs-/Schließventil 34, wie in 2 veranschaulicht, nicht in Betrieb, der Ventilkörper 48 verschließt die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 und der innere Zylinder 32 verschließt die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 des äußeren Zylinders 31. Wenn die Sprühdüse 12 eine geringe Menge an Dampfkondensat ausstößt, ist das Öffnungs-/Schließventil 34, wie in 5 veranschaulicht, in Betrieb, um zu verursachen, dass sich der Ventilkörper 48 um einen bestimmten Abstand über den Schaft 47 nach vorne bewegt. Der Ventilkörper 48 öffnet folglich die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 um ein geringes Ausmaß, wogegen der innere Zylinder 32 weiterhin die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 des äußeren Zylinders 31 verschließt. Als Ergebnis gelangt Dampfkondensat, das mit einem bestimmten Druck in den inneren Zylinder 32 geführt wird, durch die zweiten Kommunikationslöcher 46 und wird von der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 mit einer geringen Menge ausgestoßen.
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Wenn die Sprühdüse 12 eine mittlere Menge an Dampfkondensat ausstößt, ist das Öffnungs-/Schließventil 34, wie in 6 veranschaulicht, in Betrieb, um zu verursachen, dass sich der Ventilkörper 48 über den Schaft 47 um einen bestimmten Abstand weiter nach vorne bewegt. Der Ventilkörper 48 öffnet somit die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 um ein mittleres Ausmaß und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 kommunizieren mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 des äußeren Zylinders 31, wogegen die mehreren Ausstoßauslässe 44 weiterhin geschlossen sind. Als Ergebnis gelangt Dampfkondensat, das mit einem bestimmten Druck dem inneren Zylinder 32 zugeführt wird, durch die zweiten Kommunikationslöcher 46 und wird von der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 mit einer mittleren Menge ausgestoßen und wird von den mehreren Ausstoßauslässen 43 ausgestoßen.
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Wenn die Sprühdüse 12 eine große Menge an Dampfkondensat ausstößt, ist das Öffnungs-/Schließventil 34, wie in 7 veranschaulicht, im Betrieb, um zu verursachen, dass sich der Ventilkörper 48 über den Schaft 47 um einen bestimmten Abstand weiter nach vorne bewegt. Der Ventilkörper 48 öffnet somit die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 mit einem großen Ausmaß und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 kommunizieren mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 des äußeren Zylinders 31. Als Ergebnis gelangt Dampfkondensat, das mit einem bestimmten Druck dem inneren Zylinder 32 zugeführt wird, durch die zweiten Kommunikationslöcher 46 und wird von der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 mit einer großen Menge ausgestoßen und wird von den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 ausgestoßen.
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8 ist ein Graph, der einen Durchflussbereich im Verhältnis zu einem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht. 9 ist ein Graph, der eine Strömungsgeschwindigkeit im Verhältnis zu dem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht. 10 ist ein Graph, der einen Druckverlust im Verhältnis zu dem Öffnungsgrad der Sprühdüse veranschaulicht.
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In 8 steigt, während sich der Öffnungsgrad der Sprühdüse erhöht, der Durchflussbereich einer konventionellen Sprühdüse linear an, wie durch die gepunktete Linie in 8 veranschaulicht, wogegen der Durchflussbereich der Sprühdüse 12 bei der ersten Ausführungsform, wie durch die durchgezogene Linie in 8 veranschaulicht, stark nicht linear ansteigt. In 9 fällt, während der Öffnungsgrad der Sprühdüse ansteigt, die Strömungsgeschwindigkeit der konventionellen Sprühdüse ab, wie mit der gepunkteten Linie in 8 veranschaulicht, wogegen die Strömungsgeschwindigkeit der Sprühdüse 12 bei der ersten Ausführungsform nahezu konstant ist, wie mit der durchgezogenen Linie in 8 veranschaulicht. In 10 steigt der Druckverlust bei der konventionellen Sprühdüse, wie mit der gepunkteten Linie in 8 veranschaulicht, stark an, während sich der Öffnungsgrad der Sprühdüse erhöht, wogegen der Druckverlust bei der Sprühdüse 12 der ersten Ausführungsform, wie mit der durchgezogenen Linie in 8 veranschaulicht, nahezu unverändert bleibt.
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Die Sprühdüse der ersten Ausführungsform schließt den äußeren Zylinder 31, der mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 an dem äußeren Umfangsabschnitt vorgesehen ist, den inneren Zylinder 32, der im Inneren des äußeren Zylinders 31 so unterstützt ist, dass er in der mittigen axialen Richtung bewegbar ist und mit den mehreren ersten Kommunikationslöchern 45 versehen ist, die imstande sind, mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 zu kommunizieren, und das Öffnungs-/Schließventil 34 ein, das den mit dem inneren Zylinder 32 gekoppelten Schaft 47 und den Ventilkörper 48 einschließt, der bei dem distalen Endabschnitt des Schafts 47 vorgesehen ist und imstande ist, die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 zu öffnen und zu schließen.
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Wenn sich der Ventilkörper 48 des Öffnungs-/Schließventils 34 nach vorne bewegt, um die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 zu öffnen, wird Dampfkondensat von dem distalen Endabschnitt des äußeren Zylinders 31 ausgestoßen, und wenn die Ausstoßauslässe 43 und 44 und die ersten Kommunikationslöcher 45 zu diesem Zeitpunkt miteinander kommunizieren, wird Dampfkondensat von der Seite des äußeren Zylinders 31 ausgestoßen. Dies macht es möglich, eine ausgestoßene Durchflussmenge zu erhöhen und durch Vorbeugen gegen einen Anstieg des Druckverlusts, der unabhängig von der ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt, die Leistung der Sprühdüse zu verbessern.
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Bei der Sprühdüse der ersten Ausführungsform ist die Trennplatte 33, die mit den mehreren zweiten Kommunikationslöchern 45 versehen ist, mit dem distalen Endabschnitt des inneren Zylinders 32 verbunden, der Schaft 47 ist entlang der mittigen axialen Richtung des inneren Zylinders 32 angeordnet, der Schaft 47 durchdringt die Trennplatte 33 und ist mit der Trennplatte 33 verbunden. Der innere Zylinder 32 und das Öffnungs-/Schließventil 34, die mit der Trennplatte 33 gekoppelt sind, ermöglichen es, die Bewegungen des Öffnungs-/Schließventils 34 und des inneren Zylinders 32 auf einfache Weise zu synchronisieren, um dadurch zu ermöglichen, der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders durch die zweiten Kommunikationslöcher 45 eine bestimmte Menge an Dampfkondensat zuzuführen.
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Wenn der Ventilkörper 48 bei der ersten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper 48 die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 öffnet, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 bei der Sprühdüse der ersten Ausführungsform nicht miteinander, und wenn der Ventilkörper 48 bei der zweiten und der dritten Öffnungsposition ist, wo der Ventilkörper 48 die distale Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 öffnet, kommunizieren die mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 miteinander. Ein Zustand mit einer kleinen ausgestoßenen Durchflussmenge, in dem Dampfkondensat nur von der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 ausgestoßen wird, ein Zustand mit einer mittleren ausgestoßenen Durchflussmenge oder ein Zustand mit einer großen ausgestoßenen Durchflussmenge, in dem Dampfkondensat von sowohl der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 32 als auch den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 ausgestoßen wird, kann somit umgeschaltet bzw. gewechselt werden, um dadurch zu ermöglichen, einer Ausstoßmenge an Dampfkondensat auf einfache Weise einzustellen.
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Die Sprühdüse der ersten Ausführungsform ist mit den ersten Kommunikationslöchern 45 versehen, von denen jedes ein Langloch entlang der mittigen axialen Richtung des inneren Zylinders 32 ist. Die ersten Kommunikationslöcher 45 können somit auf einfache Weise mit den Ausstoßauslässen 43 und 44 kommunizieren.
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Die Sprühdüse der ersten Ausführungsform ist mit den mehreren Ausstoßauslässen 43 und 44 in der mittigen axialen Richtung des äußeren Zylinders 31 mit einem bestimmten Abstand zwischen ihnen bereitgestellt. Dies ermöglicht, den Zustand der ausgestoßenen Durchflussmenge auf den Zustand der mittleren ausgestoßenen Durchflussmenge umzuschalten, bei dem Dampfkondensat von der distalen Öffnung 42 des äußeren Zylinders 31 und einem Teil der mehreren Ausstoßauslässe 43 und 44 ausgestoßen wird, um dadurch zu ermöglichen, dass eine ausgestoßene Menge an Dampfkondensat schrittweise eingestellt wird.
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Die Sprühdüse der ersten Ausführungsform weist den Befestigungsflansch 41 an dem äußeren Umfangsabschnitt des äußeren Zylinders 31 auf. Dies lässt zu, dass der äußere Zylinder 31 mit dem Befestigungsflansch 41 dazwischen eingefügt an dem Behältnis 11 anzubringen ist, wodurch ermöglicht wird, die Ausführbarkeit des Anbringens zu verbessern, und zudem zulässt, dass der äußere Zylinder 31 auf einfache Weise von dem Behältnis 11 entfernbar ist, wodurch ermöglicht wird, die Wartbarkeit zu verbessern.
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Der Entlüfter der ersten Ausführungsform schließt das Behältnis 11, dass eine hohle Form und den bei dessen unteren Abschnitt vorgesehenen Auslass 21 aufweist, die Sprühdüsen 12, die an dem oberen Abschnitt des Behältnisses 11 vorgesehen sind, und die Ausstoß-Verteilungseinrichtung 13 für erhitzten Dampf ein, die erhitzten Dampf zu dem unteren Abschnitt des Behältnisses 11 ausstößt. Wenn die Sprühdüsen 12 Dampfkondensat in das Behältnis 11 ausstoßen und die Ausstoß-Verteilungseinrichtung für erhitzten Dampf 13 erhitzten Dampf zu dem Dampfkondensat ausstößt, sind das Dampfkondensat und der erhitzte Dampf miteinander in Kontakt. Als Ergebnis wird Sauerstoff in dem Dampfkondensat zu dem erhitzten Dampf überführt. Folglich wird eine Entlüftung ausgeführt. Die Sprühdüsen 12 stoßen jeweils Dampfkondensat von deren distalem Endabschnitt und deren Endseite aus, um dadurch zu ermöglichen, eine ausgestoßene Durchflussmenge zu erhöhen und deren Leistung durch Vorbeugen gegen einen Anstieg des Druckverlustes zu verbessern, der unabhängig von der ausgestoßenen Durchflussmenge auftritt.
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[Zweite Ausführungsform]
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11 ist eine Schnittansicht einer Sprühdüse einer zweiten Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung sind die Elemente, welche die gleichen Funktionen wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform aufweisen, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und deren detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
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Wie in 11 veranschaulicht, schließt eine Sprühdüse 60 der zweiten Ausführungsform einen äußeren Zylinder 61, den inneren Zylinder 32, die Trennplatte 33 und das Öffnungs-/Schließventil 34 ein.
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Der äußere Zylinder 61 weist eine zylindrische Form und eine distale Öffnung 62 auf, die bei seinem distalen Endabschnitt (unteren Endabschnitt) ausgebildet ist. Der äußere Zylinder 61 ist mit einer Vielzahl von Ausstoßauslässen 63 und 64 an dessen äußeren Umfangsabschnitt versehen. Die mehreren Ausstoßauslässe 63 sind in einer Umfangsrichtung auf der Seite eines Basisendabschnitts des äußeren Zylinders 61 mit einem bestimmten Abstand (gleichen Abstand) zwischen ihnen ausgebildet. Die mehreren Ausstoßauslässe 64 sind in der Umfangsrichtung auf der Seite eines distalen Endabschnitts des äußeren Zylinders 61 mit einem bestimmten Abstand (gleichen Abstand) zwischen ihnen ausgebildet. Die Ausstoßauslässe 63 und 64 sind in der mittigen axialen Richtung des äußeren Zylinders 31 mit einem bestimmten Abstand zwischen ihnen ausgebildet. Die mehreren Ausstoßauslässe 63 und 64 weisen jeweils eine sich verjüngende Form auf, bei der sich dessen Öffnungsbereich nach außen vergrößert.
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Der innere Zylinder 32, die Trennplatte 33 und das Öffnungs-/Schließventil 34 sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform, sodass deren Beschreibung weggelassen wird.
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Wenn die Sprühdüse 12 Dampfkondensat ausstößt, ist das Öffnungs-/Schließventil 34 in Betrieb, um zu verursachen, dass sich der Ventilkörper 48 über den Schaft 47 um einen bestimmten Abstand nach vorne bewegt. Der Ventilkörper 48 öffnet folglich die distale Öffnung 62 des äußeren Zylinders 61 und die mehreren ersten Kommunikationslöcher 45 des inneren Zylinders 32 kommunizieren mit den mehreren Ausstoßauslässen 63 und 64 des äußeren Zylinders 61. Als Ergebnis gelangt Dampfkondensat, das dem inneren Zylinder 32 mit einem bestimmten Druck zugeführt wird, durch die zweiten Kommunikationslöcher 46 und wird von der distalen Öffnung 62 des äußeren Zylinders 61 ausgestoßen und wird von den mehreren Ausstoßauslässen 63 und 64 ausgestoßen. Die mehreren Ausstoßauslässe 63 und 64 weisen jeweils eine sich verjüngende Form auf, bei der sich deren Öffnungsbereich nach außen so vergrößert, dass verursacht wird, das Dampfkondensat in einem großen Bereich ausgestoßen wird.
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Die Sprühdüse der zweiten Ausführungsform schließt den äußeren Zylinder 61 ein, der mit mehreren Ausstoßauslässen 63 und 64 versehen ist, die jeweils eine sich verjüngende Form aufweisen, bei der sich deren Öffnungsbereich nach außen hin vergrößert. Diese Struktur macht es somit möglich, Dampfkondensat von den Ausstoßauslässen 63 und 64 in einem großen Bereich auszustoßen und reduziert zudem einen Widerstand beim Ausstoßen.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind der innere Zylinder 32 und der Schaft 47 des Öffnungs-/Schließventils 34 mit der Trennplatte 33 gekoppelt. Diese Struktur ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel können der innere Zylinder 32 und das Öffnungs-/Schließventil 34 mit einer Vielzahl von Verbindungsstäben gekoppelt sein.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Sprühdüsen 12 in der Längsrichtung an beiden Endabschnitten des Behältnisses 11 vorgesehen. Die Orte und die Anzahl der Sprühdüsen 12 ist nicht auf einen bestimmten Ort und eine bestimmte Anzahl beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Entlüfter
- 11
- Behältnis (Entlüfterbehältnis)
- 12, 60
- Sprühdüse
- 13
- Zuführeinrichtung für erhitzten Dampf
- 21
- Auslass
- 22
- Verteilungsrohr für erhitzten Dampf
- 23
- Zuführrohr für erhitzten Dampf
- 24
- Ausstoßrohr für erhitzten Dampf
- 31, 61
- äußerer Zylinder
- 32
- innerer Zylinder
- 33
- Trennplatte
- 34
- Öffnungs-/Schließventil
- 41
- Befestigungsflansch
- 42, 62
- distale Öffnung
- 43, 44, 63, 64
- Ausstoßauslass
- 45
- erstes Kommunikationsloch
- 46
- zweites Kommunikationsloch
- 47
- Schaft
- 48
- Ventilkörper
- 51
- Verbindungsrohr
- 52
- Befestigungsbolzen
- 53
- Zuführrohr für Dampfkondensat
