JP2015086968A

JP2015086968A - 多段減圧装置およびボイラ

Info

Publication number: JP2015086968A
Application number: JP2013226928A
Authority: JP
Inventors: 直樹菅沼; Naoki Suganuma; 貴寛沖本; Takahiro Okimoto; 山田　哲也; Tetsuya Yamada; 哲也山田; 川元　昇; Noboru Kawamoto; 昇川元; 俊山之内; Shun Yamanouchi
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-07
Also published as: US20160208974A1; WO2015064180A1; KR20160033765A; CN105556191A

Abstract

【課題】上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間に多孔質金属を設けることなく騒音を低減する。【解決手段】流路５を形成する燃料配管１と、流路５に配置される上流側オリフィス板２と、流路５のうちの上流側オリフィス板２より下流側に配置される下流側オリフィス板３とを備えている。上流側オリフィス板２は、上流側オリフィス板２に形成される複数の孔６−ｉ、６−ｊから噴出する噴流７−ｉ、７−ｊが互いに干渉するように、形成されている。このような多段減圧装置１０は、上流側オリフィス板２から噴出する噴流７−ｉ、７−ｊが互いに干渉することにより、上流側オリフィス板２と下流側オリフィス板３との間で励起される気柱共鳴を防止し、上流側オリフィス板２と下流側オリフィス板３との間に多孔質金属を設けることなく気柱共鳴による騒音を低減することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、多段減圧装置およびボイラに関する。

燃料を燃焼させることにより得た熱を用いて水を加熱するボイラが知られている。ボイラは、燃料を燃料供給源からバーナに供給する燃料供給流路に、燃料を減圧する多段減圧装置が設けられている。多段減圧装置は、騒音を低減することが望まれている。

特開昭６０−６０３０４号公報には、液体移送配管系で、常温引伸切断法により作られた網目金属を配設してなり、長手方向に波形をなす凹凸部を形成した管路を横断して管路内断面全面にわたって複数枚の該網目金属を配置することを特徴とする、低騒音、低振動型減圧装置が開示されている。

実開平４−２５０９４号公報には、流路の上流側から下流側にむかって所要の間隙を保って配設された複数段の多孔オリフィス板と、多孔オリフィス板の相互間に設けられた多孔質金属とを具備してなることを特徴とする低騒音多段減圧装置が開示されている。

特開昭６０−６０３０４号公報実開平４−２５０９４号公報

多段減圧装置は、騒音を適切に低減することが望まれ、オリフィス板の下流側に網目金属または多孔質金属を設けないで騒音を低減することが望まれている。

本発明の課題は、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間に多孔質金属を設けることなく、騒音を低減する多段減圧装置およびボイラを提供することにある。

本発明による多段減圧装置は、流路を形成する管と、前記流路に配置される上流側オリフィス板と、前記流路のうちの前記上流側オリフィス板より下流側に配置される下流側オリフィス板とを備えている。前記上流側オリフィス板は、前記上流側オリフィス板に形成される孔から噴出する噴流が干渉するように、形成されている。

このような多段減圧装置は、上流側オリフィス板から噴出する噴流が干渉することにより、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を防止し、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

前記上流側オリフィス板は、他の孔がさらに形成され、前記噴流が前記他の孔から噴出される他の噴流と干渉するように、形成されている。

このような多段減圧装置は、上流側オリフィス板に形成される複数の孔からそれぞれ噴出する複数の噴流が互いに干渉することにより、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を防止し、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

前記孔は、多角形に形成されている。このような多段減圧装置は、上流側オリフィス板に形成される複数の孔からそれぞれ噴出する複数の噴流が互いに適切に干渉することができ、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を適切に防止することができる。

前記上流側オリフィス板は、前記噴流が前記管の内壁に干渉するように、形成されている。このような多段減圧装置は、上流側オリフィス板から噴出する噴流が管の内壁に干渉することにより、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を防止し、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

前記上流側オリフィス板は、他の孔がさらに形成され、前記他の孔から噴出される他の噴流が前記内壁に干渉するように、形成されている。このような多段減圧装置は、上流側オリフィス板に形成される複数の孔からそれぞれ噴出する複数の噴流がそれぞれ管の内壁に干渉することにより、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を防止し、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

本発明によるバーナは、本発明による多段減圧装置と、前記多段減圧装置により減圧された燃料を燃焼させるバーナとを備えている。このようなボイラは、多段減圧装置が気柱共鳴を防止することにより、発生する騒音を低減することができる。

本発明による多段減圧装置およびボイラは、上流側オリフィス板から噴出する噴流を干渉させることにより、上流側オリフィス板と下流側オリフィス板との間で励起される気柱共鳴を防止し、騒音を低減することができる。

多段減圧装置を示す断面図である。１段目オリフィス板を示す平面図である。２段目オリフィス板を示す平面図である。他の１段目オリフィス板を示す平面図である。他の多段減圧装置を示す断面図である。

図面を参照して、多段減圧装置の実施の形態が以下に記載される。その多段減圧装置１０は、図１に示されているように、燃料配管１と１段目オリフィス板２と２段目オリフィス板３とを備えている。燃料配管１は、管状に形成され、内部に流路５を形成している。１段目オリフィス板２は、円板状に形成され、流路５を塞ぐように配置されている。２段目オリフィス板３は、円板状に形成され、流路５のうちの１段目オリフィス板２の下流側を塞ぐように配置されている。

１段目オリフィス板２は、複数の孔６−１〜６−４が形成されている。複数の孔６−１〜６−４は、図２に示されているように、それぞれ、孔中心間距離が、孔直径ｄに対し1ｄ以上で剛性が保てる最小距離に形成されている。孔６−１〜６−４の直径は、多段減圧装置１０が減圧すべき圧力差に基づいて設計された単孔の開口面積と複数の孔６−１〜６−４の開口面積が等価となるように、設計されている。１段目オリフィス板２は、さらに、複数の孔６−１〜６−４が所定の距離まで互いに接近するように、形成されている。

２段目オリフィス板３は、複数の孔８−１〜８−４が形成されている。複数の孔８−１〜８−４は、図３に示されているように、それぞれ、所定の直径の円形に形成されている。直径は、多段減圧装置１０が減圧すべき圧力差に基づいて設計された単孔の開口面積と複数の孔８−１〜８−４の開口面積が等価となるように、かつ、複数の孔８−１〜８−４の開口面積が、１段目オリフィス板２に形成された複数の孔６−１〜６−４の開口面積より大きくなるように、設計されている。

多段減圧装置１０は、ボイラに利用されている。ボイラは、バーナを備え、燃料配管１を用いて燃料を燃料供給源からバーナに供給する。燃料は、燃料配管１の流路５を流れることにより、まず、１段目オリフィス板２の複数の孔６−１〜６−４を通過する。１段目オリフィス板２は、燃料が複数の孔６−１〜６−４を通過することにより、図１に示されるように、燃料が複数の孔６−１〜６−４からそれぞれ噴出する複数の噴流を流路５に生成する。複数の噴流は、複数の孔６−１〜６−４のうちの任意の孔６−ｉ（ｉ＝１，２，３，４）から噴出する噴流７−ｉと複数の孔６−１〜６−４のうちの孔６−ｉと異なる他の孔６−ｊ（ｊ＝１，２，３，４、かつ、ｊ≠ｉ）から噴出する噴流７−ｊとを含んでいる。このとき、噴流７−ｉは、噴流７−ｊに干渉する。すなわち、１段目オリフィス板２は、噴流７−ｉが噴流７−ｊに干渉するように、複数の孔６−１〜６−４からそれぞれ噴出する複数の噴流が互いに干渉するように、複数の孔６−１〜６−４が互いに接近している。

燃料は、１段目オリフィス板２の複数の孔６−１〜６−４を通過した後に、２段目オリフィス板３の複数の孔８−１〜８−４を通過し、バーナに供給される。バーナは、燃料配管１を介して供給された燃料を燃焼させ、ボイラは、燃料の燃焼熱を用いて水を加熱する。

多段減圧装置１０は、１段目オリフィス板２の所定の開口面積の複数の孔６−１〜６−４が形成され、２段目オリフィス板３に所定の開口面積の複数の孔８−１〜８−４が形成されていることにより、流路５のうちの２段目オリフィス板３の下流側を流れる燃料を適切な圧力まで減圧することができる。その結果、燃料配管１は、燃料をバーナに適切に供給することができ、バーナは、燃料を適切に燃焼させることができ、ボイラは、水を適切に加熱することができる。

比較例の多段減圧装置は、既述の実施の形態における多段減圧装置１０の１段目オリフィス板２が他の１段目オリフィス板に置換されている。１段目オリフィス板は、１つの孔が形成されている。このとき、比較例の多段減圧装置は、次式：
ｆ＝Ｓｔ・Ｖ／（ｌ＋ｈ）
により表現される周波数ｆの気柱共鳴が１段目オリフィス板と２段目オリフィス板３との間に励起され、騒音が発生する。ここで、Ｓｔは、気柱共鳴のストローハル数を示している。Ｖは、燃料が流路５を流れる流速を示している。ｌは、１段目オリフィス板と２段目オリフィス板との間のオリフィス間隔を示している。ｈは、１段目オリフィス板のオリフィス板厚を示している。

多段減圧装置１０は、１段目オリフィス板２により生成される複数の噴流が互いに干渉することにより、気柱共鳴が発生することを防止することができ、１段目オリフィス板２と２段目オリフィス板３との間に多孔質金属を設けることなく気柱共鳴による騒音を低減することができる。

多段減圧装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における１段目オリフィス板２が他の１段目オリフィス板に置換されている。その１段目オリフィス板１１は、図４に示されるように、複数の孔１２−１〜１２−４が形成されている。複数の孔１２−１〜１２−４は、それぞれ、五角形に形成されている。１段目オリフィス板１１は、さらに、複数の孔１２−１〜１２−４からそれぞれ噴出する複数の噴流が互いに干渉するように、複数の孔１２−１〜１２−４が互いに接近している。

１段目オリフィス板１１を備える多段減圧装置は、既述の実施の形態における多段減圧装置１０と同様にして、１段目オリフィス板１１により生成される複数の噴流が互いに干渉することにより、１段目オリフィス板１１と２段目オリフィス板３との間に気柱共鳴が発生することを防止することができ、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

１段目オリフィス板１１を備える多段減圧装置は、さらに、複数の孔１２−１〜１２−４が五角形に形成されることにより、既述の実施の形態における多段減圧装置１０に比較して、１段目オリフィス板１１により生成される複数の噴流をより適切に干渉させることができ、気柱共鳴による騒音をより適切に低減することができる。

複数の孔１２−１〜１２−４は、さらに、五角形と異なる他の多角形に形成されることもでき、たとえば、三角形に形成されることもできる。多角形多角形の複数の孔が形成された１段目オリフィス板を備える多段減圧装置も、同様にして、１段目オリフィス板により生成される複数の噴流をより適切に干渉させることができ、気柱共鳴による騒音をより適切に低減することができる。

図５は、多段減圧装置の実施の他の形態を示している。多段減圧装置２０は、既述の実施の形態における多段減圧装置１０の１段目オリフィス板２が、１段目オリフィス板２１と筒２２と支持部材２３とに置換されている。１段目オリフィス板２１は、円板状に形成され、流路５を塞ぐように配置されている。１段目オリフィス板２１は、中央に孔２４が形成されている。

筒２２は、管状に形成され、流路５の中央に配置されている。筒２２は、一端が塞がれ、他端が１段目オリフィス板２１の孔２４が筒２２の内部に接続されるように１段目オリフィス板２１に接合されている。筒２２は、さらに、複数の孔が形成されている。複数の孔の任意の孔２５−ｉは、孔２５−ｉを介して筒２２の内部から外部に燃料配管１の長手方向に垂直な方向に噴流２６−ｉが噴出するように、孔２５−ｉを介して筒２２の内部から外部に噴出する噴流２６−ｉが燃料配管１の内壁に干渉するように、形成されている。複数の孔は、開口面積が、多段減圧装置２０が減圧すべき圧力差に基づいて設計された単孔の開口面積と等価となるように、形成されている。支持部材２３は、複数の棒状の部材から形成され、筒２２の塞がれている側の端を燃料配管１の内壁に固定している。

多段減圧装置２０は、燃料配管１を用いて燃料を燃料供給源からバーナに供給する。燃料は、燃料配管１の流路５を流れることにより、まず、１段目オリフィス板２１の孔２４を通過し、筒２２の内部に流入する。筒２２は、燃料が筒２２の内部に流入することにより、筒２２に形成された複数の孔から燃料を噴出させ、燃料配管１の内壁に干渉する複数の噴流を生成する。燃料は、それぞれ、燃料配管１の内壁に干渉した後、２段目オリフィス板３に向かって流路５を流れ、２段目オリフィス板３の複数の孔８−１〜８−４を通過する。

多段減圧装置２０は、筒２２に所定の開口面積の複数の孔が形成され、２段目オリフィス板３に所定の開口面積の複数の孔８−１〜８−４が形成されていることにより、燃料配管１を流れる燃料を適切に減圧することができ、燃料を適切な圧力でバーナに供給することができる。

多段減圧装置２０は、筒２２に形成される複数の孔からそれぞれ噴出する複数の噴流が燃料配管１の内壁に干渉することにより、複数の孔２５−ｉ、２５−ｊからそれぞれ噴出する複数の噴流２６−ｉ、２６−ｊが互いに干渉しなくても、１段目オリフィス板２１と２段目オリフィス板３との間に気柱共鳴が発生することを防止することができ、１段目オリフィス板２１と２段目オリフィス板３との間に多孔質金属を設けることなく気柱共鳴による騒音を低減することができる。

筒２２は、燃料配管１の長手方向に垂直な方向と異なる他の方向に噴流を噴出させて、噴流を燃料配管１の内壁に干渉させる他の筒に置換されることができる。このような筒を備えた多段減圧装置も、既述の多段減圧装置２０と同様にして、筒２２から噴出する複数の噴流が燃料配管１の内壁に干渉することにより、１段目オリフィス板２１と２段目オリフィス板３との間に気柱共鳴が発生することを防止することができ、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

筒２２は、さらに、燃料配管１の内壁に干渉する噴流を噴出する孔が１つだけ形成されている他の筒に置換されることができる。このような筒を備えた多段減圧装置も、既述の多段減圧装置２０と同様にして、筒２２から噴出する噴流が燃料配管１の内壁に干渉することにより、１段目オリフィス板２１と２段目オリフィス板３との間に気柱共鳴が発生することを防止することができ、気柱共鳴による騒音を低減することができる。

１：燃料配管
２：１段目オリフィス板
３：２段目オリフィス板
５：流路
６−ｉ：孔
７−ｉ：噴流
８−ｉ：孔
１０：多段減圧装置
１１：１段目オリフィス板
１２−ｉ：孔
２０：多段減圧装置
２１：１段目オリフィス板
２２：筒
２３：支持部材
２４：孔
２５−ｉ：孔
２６−ｉ：噴流

Claims

流路を形成する管と、
前記流路に配置される上流側オリフィス板と、
前記流路のうちの前記上流側オリフィス板より下流側に配置される下流側オリフィス板とを備え、
前記上流側オリフィス板は、前記上流側オリフィス板に形成される孔から噴出する噴流が干渉するように、形成されている多段減圧装置。
前記上流側オリフィス板は、他の孔がさらに形成され、前記噴流が前記他の孔から噴出される他の噴流と干渉するように、形成されている請求項１に記載される多段減圧装置。
前記孔は、多角形に形成される請求項２に記載される多段減圧装置。
前記上流側オリフィス板は、前記噴流が前記管の内壁に干渉するように、形成されている請求項１に記載される多段減圧装置。
前記上流側オリフィス板は、他の孔がさらに形成され、前記他の孔から噴出される他の噴流が前記内壁に干渉するように、形成されている請求項４に記載される多段減圧装置。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載される多段減圧装置と、
前記多段減圧装置により減圧された燃料を燃焼させるバーナと
を備えるボイラ。