JP2015512014A - 流動性質量流の分離装置 - Google Patents

Abstract

原子力設備における流動性質量流（Ｍ0）を分離するための装置（１）が提示され、流動性質量流（Ｍ0）を導くための第１の末端部（３）と、流動性質量流（Ｍ0）の複数の分離した部分流（Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3）を導くための複数の第２の末端部（４，６）とを備え、その際所定の数の分離要素（２、８）が第１の末端部（３）内の領域に設けられており、分離要素（２、８）又は複数の分離要素（２、８）によって規定される部分領域（Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3）の各々は部分領域（Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3）に一義的に所属する第２の末端部（４、６）に通じている。【選択図】図１

Description

本発明は、流動性質量流を分離するための装置であって、特に原子力設備に使用するための装置に関する。

このような装置は通例、管路を形成する多方分配器の構成部分として形成されており、管路に導かれる液体流、ガス流または蒸気流（流動性質量流）を互いに分け、複数の部分流に分割するのに用いられる。このような装置は対応する仕方で、流れの関係が反転する場合に、分かれた部分流を集めるためにも用いられる。

原子力設備、例えば原子力発電所設備においては、水循環（例えば１次原子炉冷却循環またはタービン循環）においてこのような分配器、特に三方分配器を持った管路系が使用される。その循環内では圧力及び温度が高い値に達することがあり、あるいは水がイオン又は放射性固体粒子と混ざり合うことがあり、その結果管路系は全体として、そして管路系において特に分配器は高い負荷にさらされ、そのような負荷の下に分配器は長期間接した状態にあり、しかも信頼性をもって作動しなければならない。分配器はさらに、液体流を圧力、温度及び流速が変化した場合にもできるだけ一定なあらかじめ定められた質量流比を持った部分流に分離し得ることが要求されている。

多方分配器に対しては、通常管切断部を含む結合素子が用いられる。例えば特にクロスピース（kreuzstueck）が三方分配器に対する既知で標準的な構造形式である。クロスピースの末端部を通して流れ込む流動性質量流は、流れの方向が一定の場合残りの３つの末端部へ分かれ、それらの末端部を介して分離された部分流は流出する。部分流の質量比はこの場合基本的には、末端部の管直径の比によって及び末端部間の角度によって及びさらに３つの部分流の管路内の圧力損失によって設定される。

不都合なことに、管分岐部の角（かど）におけるクロスピース内の流れが不安定となり、その結果流れにおける圧力及び速度の分布に応じて渦及び乱流が形成され、それらは部分流の質量比を時間的に変化させることがあり得る。たしかに角における乱流形成は角の領域の管プロフィルを滑らかにすることによって減らすことができるものの、不安定性及び渦は、クロスピースの中間部分のほぼ層状の１次流の分布によって既に形成される。クロスピースの管末端部を流れの方向へ曲げることによってこの作用を減らすことはできるが、完全には回避することができない。渦及び乱流によって、流れにおける摩擦は剥離のない流れに比較して高くなる。クロスピースは直線状の管部分に比べて高い負荷にさらされている。特にクロスピースの角の領域において負荷はとりわけ高い。

クロスピースは通例複数の管末端部から溶接によってつなぎ合わせられる。それ故溶接シームは特に安定した仕上げになっていなければならない。さらに溶接シームの状態を点検するため、決められた時間間隔で検査が必要である。クロスピースを三方分配器として使用する場合には、このことは特に検査及び整備の費用を高くするという結果になる。

したがって本発明の課題は、流動性質量流（特に原子力設備におけるそれ）を予め定められた質量流比を持った部分流に分離することができ、その際部分流の質量流比は流動性質量流における圧力、温度及び流速の分布が変化した場合にできるだけ一定であるような装置を提供することにある。さらに、部分流はできるだけ安定で乱流が少なくなるようにし、その結果装置は可能な限り少ない負荷にさらされ、したがって可能な限り信頼性があり、そして安全性が不可欠な環境において、例えば原子力設備において整備少なく使用することができるようにするものである。特に挑戦しようとする課題は、部分流が揺れ動いたり又は行きつ戻りつするのではなく、各部分流がそれ自体時間的に安定しているように流れの分離を形成することである。

上述の課題は、本発明に従えば請求項１の特徴によって解決される。それに基づけば、流動性質量流を分離するための、特に原子力設備に使用するための装置であって、流動性質量流を導くための第１の末端部と、流動性質量流の複数の分離した部分流を導くための複数の第２の末端部とを有し、その際所定の数の分離要素が第１の末端部内の領域に設けられており、分離要素または複数の分離要素によって規定される部分領域の各々が、部分領域に一義的に属する第２の末端部に通じている。

本発明は、比較的均質な速度の場が存在しかつ断面を遮るものがない流れの場の剥離のない層状に近い領域において、分離要素を使って流動性質量流を幾何学的に分離するという考察から発するもので、その結果部分流は部分要素又は複数の部分要素によって予め定められた部分領域に直接生じ、そこから相互作用なしに先へ導かれ、それぞれの末端部へ送り込まれる（いわゆる流体力学的切り離し）。この種の分離においては、分配近くの領域における流れは乱されず、その結果全質量流の複数の部分流への十分に均質で乱れのない分配が可能である。各部分流をそれぞれ別々に先へ導くことによって、部分流の相互の干渉は行われず、その結果、クロスピースの中心領域におけるものとは異なり、流れの中に広範囲の渦及び乱流は生じない。これらの渦及び乱流は、流れの中の内部摩擦を高め、部分質量流相互の時間的に変化する質量流比に導くことがあるものである。部分質量流の質量比は時間的に十分一定であり、基本的に分離要素によって規定される部分領域の大きさの比と全質量流そのものにのみ依存する。

流れの方向が反転する場合には、対応する仕方で、本装置を用いて複数の流動性質量流を１つの全質量流に集めることができる。分離要素又は複数の分離要素はこの場合、さまざまな部分流が基本的に互いに並列に導かれている箇所において初めて合流するように導く。質量流分離の場合に相応して、それにより部分流の相互の影響は減ぜられ、その結果集められた領域における全質量流の流れの場において、クロスピースを用いて集める場合よりも発生する不安定性はよりわずかである。

装置の好ましい実施形態においては、部分領域の数は第２の末端部の数に等しい。それによって、各部分質量流に装置の第２の末端部が正確に割り当てられ、その末端部へ各部分質量流は導かれる。

有利な仕方で装置は固有の対称軸を有する。そのような対称軸は、第１の末端部の中心の縦軸と同一であるのが好ましい。さらに第２の末端部を有する装置は、この対称軸の周りの装置の回転に関して離散的対称性を有する。このことは、装置は出発位置から対称軸の周りに３６０°の整数分割部分だけ装置を回したときに出発位置におけると同じように見えることを意味する。特に有利な変形においては、対称軸は１つの対称面内にあり、その対称面に関して装置は鏡像対称である。

できるだけ対称な構成を用いて、装置は特にコンパクトかつ場所を取ることなく実現することができ、そのことは特に輸送、配管及び整備に対し、重大な安全性を必要とする環境において（原子力設備におけるように）特に重要である。

特に目的にかなうようにさらに発展させたものにおいては、装置は三方分配器として形成されている。三方分配器は３つの第２の末端部を有し、その際通例は第２の末端部の少なくとも２つは基本的に同じように形成されている。三方分配器の特に有利な構成においては、第２の末端部の１つは第１の末端部の延長に形成されており、その結果装置の対称軸及び第１の末端部の中心の縦軸はこの第２の末端部の中心の縦軸でもある。別の両末端部は基本的には同じように形成されており、対称軸に関して互いに向き合うように配置されており、その結果装置は全体として１８０°の回転対称性ないし鏡像対称性を有する。

目的にかなうように、少なくとも１つの末端部は案内管の形に形成されている。特に第１の末端部及び少なくとも１つの第２の末端部の両者又はいずれか一方は、案内管の形に形成することができる。装置の目的にかなうように発展させたものにおいては、第１の末端部及び第２の末端部は案内管の形に形成されており、それらの案内管はそれぞれ適切な結合のためにそれぞれぴったり合う管路が設けられている。

最後に説明された装置の実施形態においては、案内管又は各案内管は滑らかな曲りを有するのが有利である。そのことから特に、各案内管には流れの妨げになる隅、角及び突出部が残されることはなく、また案内管はクロスピースにおいて通常存在する様式とは異なり連続的に形態を合わせることなしに他の管から分岐することはないという少なくともいずれかの結論が得られる。隅又は角において又は一般的に表面の不連続な形態変化において、流れは好むところに従って剥がれ、そして流れの場はそれぞれの隅又は角又は不連続の形態変化の周りの領域において剥がれ／渦を伴う不安定な振舞を示し、損失を背負い込む。滑らかな表面の曲りによって、このような剥離傾向は十分に最小限に抑えられ、その結果流れは管内を十分に妨害なしに流れ、したがって比較的わずかな負荷しか管に及ぼされず、またわずかな損失しか発生しない。

それに対して、例えば案内管又は各案内管の内側上に、適切な表面構造化によって微細乱流を形成することが是が非でも望ましいことがあり得るが、それはそのような微細乱流が層状の流れの場と境界面（この場合案内管の内面）との間に特有の境界層を形成することを抑制し得るからであり、それによって管へ作用する流れの力を層状の境界層に比較してさらに減少させることができる。しかしそのような微細乱流は基本的に管内面に対する流れの直接の境界領域に限定され、その結果流動性質量流の全流れ場は層状に形成されている。流れと境界面との間の境界領域における散逸力を減少させるため、それぞれの表面の微細構造化によって微細乱流を目的に合うように導入することは、サメ肌効果としても知られている。

少なくとも１つの分離要素が目的にかなうように第1の末端部に同心的に配置された内部案内管の形に形成されている。その場合第1の末端部の横断面と対称軸に直交する横断面に関する内部案内管の横断面との比によって、全流動性質量流から分離される部分質量流の比が調節される。

さらに、内部案内管は第２の末端部を形成するのが好ましい。したがって装置のこのさらに発展させたものにおいては分離要素は直接この第２の末端部の部分として形成されている。対称軸に平行に導かれる流動性質量流の部分流はしたがって内部案内管内で導出される。流動性質量流の他の部分流は内部案内管の周りに導かれ、それぞれ対称軸の適切な位置において異なる方向へ分岐される。

目的に適うように、少なくとも１つの分離要素が分離ひれ部の形に形成されている。そのような分離ひれ部は基本的に平らな表面部分を描き、その際表面部分は基本的に全流動性質量流の主流れ方向に平行に方向付けられている。装置のこれに代わる実施形態においては、分離ひれ部は連続的に曲げられているか、分離ひれ部の方向付けは全流動性質量流の主流れ方向に対する傾きを有するか、の両者又はいずれか一方であり、その結果定置のタービン翼の場合と似たように、流れ場は（連続的に増大して）回転運動し、分離要素によって規定される部分領域が対応して形を整えられている場合には、部分流は装置の対称軸に関して曲がりくねってそれぞれの第２の末端部へ流れ込む。

装置の特に適切な実施形態においては、分離ひれ部又は複数の分離ひれ部は第１の末端部と内部案内管との間に配置されている。このようにすることにより、複数の分離ひれ部によって第１の末端部と内部案内管との間の領域は（目的にかなうように同じ大きさの）扇形部分に分割されることが可能である。

装置のきわめて特に適切な実施形態においては、第１の末端部に同心的に配置され最初の第２の末端部を形成する内部案内管は対称軸を取り囲み、対称軸に関して互いに向き合って配置された２つの分離ひれ部が設けられており、対称軸に直交する断面に関して第１の末端部の領域において半円リング状の両部分領域は、２つの同じような且つ対称軸に関して互いに向き合うように配置された２つの第２の末端部に通じている。

この最後に挙げられた実施形態は三方分配器を形成し、その際同種の両第２の末端部を通して導かれる全流動性質量流の部分質量流は基本的に同じ量であり、これらの部分質量流の量はそれぞれ半円リング状の部分領域の断面積と流動性質量流の流速との積によって決定される。流動性質量流の対称軸に平行に導かれる部分流の量は、第１の末端部の領域における内部案内管の断面積と流動性質量流の流速との積によって決定される。

装置の目的に適うようにさらに発展させたものにおいては、分離ひれ部の領域における管状に形成された第１の末端部の内径は基本的に５００ｍｍと６００ｍｍとの間の値をとり、また第１の末端部の領域における内部案内管の内径は基本的に１８０ｍｍと２００ｍｍとの間の値をとり、第１の末端部の領域に向き合った末端側の領域における内部案内管の内径は基本的に１８０ｍｍと３００ｍｍとの間の値をとり、同種の第２の末端部の内径は３００ｍｍと４００ｍｍとの間の値をとり、これらの各値は任意の組み合わせが可能である。

装置の目的にかなうように整えられた形態は、それらを１つにまとめられた成形部分として形成すること、又はそれらを１つにまとめられ形成された複数の成形部分から合成することに関わる。

好ましく整えられた形態においては、装置は１つにまとめられた成形部分として形成されている。そのような１つにまとめられて形成された成形部分は、キャスティングで有利に作られ、それ故特に頑丈であり、したがって特に整備が楽である。特に、１つにまとめられて形成された成形部分は、構造物の潜在的に最も弱い領域として特にしばしば点検されなければならない溶接シームを持っていない。

代替し得る実施形態において、装置は１つにまとめられて形成された複数の成形部分から組み立てられている。たしかに１つにまとめられた成形部分は頑丈性および安定性について特に程度が高いという点において抜群であるが、型づくりの高い複雑性のあるキャスティングから装置を製造することは費用がかかり、それに応じてコストの割合が高く、その結果、１つにまとめられ形成された複数のものではあるが、それぞれ複雑さが少なく型づくりされる成形部分から装置を組み立てることが有利となり得る。

三方分配器の形の最後に挙げられた装置の実施変形例を特に有利に発展させたものにおいては、分配器は１つの内部案内管と１つの外部管分岐部とから組み立てられており、その際内部案内管は管分岐部のくぼみにより管分岐部へ貫通するように導かれており、そしてその際くぼみは対称軸に関して第１の末端部に向き合うように配置されている。さらにまた、分離ひれ部は案内管及び管分岐部の少なくとも一方と固く結合されているのが有利であり、例えば管分岐部ないし案内管のレール状のくぼみにおいて管分岐部ないし案内管と結合されている。

さらに目的にかなうように、１つにまとめられて形成された少なくとも２つの成形部分の結合のためにねじ、差し込み及び／又はバヨネット式の結合部が設けられている。

本発明によって得られる利点は特に、中心の管路に導かれる流動性質量流が、徹底した流体力学的切り離しの可能なように設計された新式の極めて狭小な空間上の分配器幾何学的形状によって、損失少なく３つの時間的に安定した（一定の）部分質量流に分割され、３つの別々の管路へ移行され得ることにある。四方分配器または多方分配器への一般化が可能である。製造技術的には、この分配器を製造する際溶接作業はしなくてもよい。可能な使用分野は、外部の動作水ループを持った沸騰水型原子炉にあり、そこでは分配器における比較的わずかな時間的変動によって、炉心流れにおける及びしたがって熱出力における変動を比較的わずかにすることが達成される。

別の言語表現で特徴を述べれば、本発明は第１の流動性質量流または単に流動性流を少なくとも３つの互いに分離された第２の部分流に分離するための管分岐部又は三方（又は多方）分配器とも云われる装置に関し、
基本的に直線状の管／管部分の形の第１の末端部を備える、それは第１の流動性流の流れの方向に見て少なくとも２つの、好ましくは排出側で互いに離れて使用される湾曲管に分岐し、これらの湾曲管はそれぞれ第２の末端部へ移行する、
基本的に直線状の分離管（また上述では内部案内管とも云われる）を備え、それは湾曲管によって形成された分岐部を通して導出されておりかつ内部部分を有し、その内部部分は組み込み配置の様式でリング状間隙を形成するように第１の末端部内へ突出し、しかも流れ方向に見て、別の第２の末端部を形成する外部部分へ移行する、
その結果第１の末端部の断面で見て第１の流動性流の中心の成分は、基本的に方向転換なしに分離管へ流れ込み、それを通り抜けて流れ、また第１の流動性流の残りの、リング状間隙のリング状断面に属する外側の成分はリング状間隙を通って少なくとも２つの湾曲管へ分けられる。

その際分離管は好ましくは第１の末端部に同心的に配置され、その端部に開いた内部部分によって第１の末端部とつながる。

さらに有利なやりかたで、湾曲管に入る部分流を互いに分離するため、リング状間隙内に配置され、分離管から放射状に突き出し、その長手方向に延びる所定の数の分離ひれ部が存在する。排出側で反対方向を指す２つの湾曲管の場合には、そのような２つの分離ひれ部が、好ましくは分離管の互いに向き合う周囲箇所に存在する。

さらに、湾曲管が第１の末端部の周方向に見て基本的に全円の等分割の様式で配置されていると有利である。湾曲管が２つの場合には、それに接続している第２の末端部の軸は好ましくは基本的に１つの面内にある。

湾曲管の各々は３０°から１２０°の範囲の、好ましくは約９０°の曲り角を持つと有利である。

最後に、分離管は分岐部の通り抜け／突き破りの領域において湾曲管を取り囲む管壁に対し密閉されていると目的に適っている。すなわち、管壁の対応するくぼみの縁は好ましくは分離管に隙間なしに密接している。

最後に取り扱われ、別の言語表現で述べられた特徴は、その前に別の仕方で特徴が述べられた同じ発明に関係するから、対応するテキスト部分は、場合によっては述語を適合させながら、任意に相互に組み合わせることができる。

次に本発明に従う装置の実施例を図面について説明する。

その際それぞれ図式的かつ半透明式の図を示す。

透視図による流動性質量流を分離するための装置。 側平面図による図１に従う装置。 模範的な幾何学的特性量を付して、透視図による再び図１に従う装置。 図1に従う装置の構造を代替的な方法で具体的に説明した見取り図。 図１に従う装置の同一の透視図、ただし補足の符号を付す。

図１から図４の同じ部分は同じ符号を備えている。これらの符号は図５においても用いられ、図５においてはもちろん本発明の別の言語表現で述べられた特徴に関して追加した符号も用いられる。

図１には、流動性質量流Ｍ₀を分離するための分配器とも呼ばれる装置１が透視画法で示されている。装置１は、円錐形になった内部案内管２を含み、この管は狭いほうの端部において管状の第１の末端部３によって同心的に囲まれている。第１の末端部３は、２つの同じように形成され内部案内管２に関して互いに向き合って配置された第２の末端部４と結合されており、その結果第１の末端部３は両第２の末端部４と共に管分岐部５を形成する。対称軸Ｘに関して第１の末端部３に向き合って配置されている内部案内管２の広いほうの末端側の領域において、内部案内管は別の第２の末端部６を形成する。その場合内部案内管２は、ぴったりと合うように縁部において密に閉じた開口７を通して管分岐部５から外へ導かれている。

装置１の対称軸Ｘは、内部案内管２の縦軸及び第１の末端部３の縦軸に相当する。同じように形成された両第２の末端部４の配置に基づいて、実施例における装置１は対称軸Ｘのまわりの１８０°の回転に関して対称である。同じように形成された両第２の末端部４は、それに代えてわずか互いに向き合って傾けられた中心軸を有することができ、従って第１の末端部３の周方向に見て必ずしも正確に反対方向を指し示す必要はない。

内部案内管２と第１の末端部３との間には、対称軸Ｘに関して互いに向き合って２つの分離ひれ部８が形成されており、その際各分離ひれ部８は、同じように形成された第２の末端部４の各々と、対称軸Ｘに直交する断面に関して基本的に直角を形成する。第１の末端部３の領域における内部案内管２の外面と両分離ひれ部８とは、第１の末端部３内に３つの部分領域Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃を画定し、その際第一の部分領域Ｖ₁は断面に見て基本的に半リング状に形成されており、かつ内部案内管２の片側を同心的に囲み、第二の部分領域Ｖ₂は内部案内管の円筒状内部容積を表し、そして第三の部分領域Ｖ₃は第一の部分領域Ｖ₁の形に相当しかつ第一の部分領域Ｖ₁に向き合って配置されている。各部分領域Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃は第２の末端部４、６、４のそれぞれ１つに通じている。

内部案内管２は、第１の末端部３の領域における一方の端側から第２の末端部６の他方の端側へ連続的に増加する直径を有し、それによってわずかに円錐形状をとる。管分岐部５は、第１の末端部３から第２の末端部４への移行領域に、基本的に一様に曲げられた輪郭を有し、従って特に流れをそぐ角を持たない。

図２は、図１に従う装置を横からの投影で示す。この図において、第１の末端部３の領域において装置１へ流入する流動性質量流Ｍ₀は矢印による記号を用いて示されている。内部案内管２により又分離ひれ部８により、流動性質量流Ｍ₀は幾何学的に分離され、第１の末端部３内で３つの部分領域Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃へ分配される（ここで選択された見る方向では、分離ひれ部８は投影面に垂直に立ち、１つの分離ひれ部８だけが垂直線として描かれている）。

部分領域Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃中に形成された部分質量流Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃は、別々の方向でそれぞれ第２の末端部に導出される。即ち、部分質量流Ｍ₂は内部案内管２を通して対称軸Ｘに平行に排出され、したがって第２の末端部６に導かれる。また他の両部分質量流Ｍ₁、Ｍ₃は、管分岐部５内で内部案内管２の周りにそして第２の末端部４を介して導出される。第１の末端部３の領域における流動性質量流Ｍ₀の幾何学的分離によって、部分質量流Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃の流れ場は基本的に剥離域なしにはっきりとした形のままである。

他のすべての細部は図１の記述から読み取ることができる。

さまざまな考えられる使用目的に相応して、装置１の幾何学的パラメータは大きく変えることができる。図３に示されるような、沸騰水型原子炉の冷却水循環に使用するために計画された変形においては、内部案内管２の狭い端部の直径Ｄ１は例えば約１９０ｍｍ、そして案内管２の外側にある広い端部の直径Ｄ２は約２９０ｍｍの値である。第１の末端部３の直径Ｄ３は約５３０ｍｍｍの大きさであり、両第２の末端部４の排出口の領域の直径Ｄ４はそれぞれ約３５０ｍｍである。第１の末端部３とそれぞれの第２の末端部４との間に延びる両湾曲管の曲率半径Ｒは約６００ｍｍである。

図４から、（観念的であれ現実的であれ）装置１を以下のように組み立てることができることがわかる。すなわち、２つの好ましくは同一の湾曲管９が、それぞれ中心軸Ｍに平行にそれらの端側の開口を切断へりＳに沿って切られる。さらに案内管２に対するぴったりとしたくぼみＡがそれぞれの湾曲管９の残りの部分に取り込まれる。湾曲管９の残りの部分は、続いて方向矢印で示されるように一緒にされ、切断へりＳで互いに結合され、組み合わせられる。さらに、案内管２はくぼみＡへ持ち込まれ、そこで最終位置に固定される。最後にさらに、ここでは示されていないがぴったりと合う輪郭を与えられた分離ひれ部が結合に組み込まれ固定される。湾曲管９、案内管２及び分離ひれ部間の結合箇所は、隙間なく互いに密閉されている。

云うまでもなく、描かれた基本形の変形を行うことも可能である。したがって例えば、直線状の内部案内管と共通の第１の末端部（入口部）から発し外に向けて曲げられた３つの湾曲管とにより対応する四方分配器が形成されてもよく、その湾曲管は３６０°全角の等分割の様式に従いそれぞれ互いに１２０°の角間隔に配置されるようにするのが有利である。その場合３つの分離ひれ部が備えられることになる。さらに、内部案内管は必ずしも円錐形に形成される必要はない。その代わりに一定の内部断面を持つようにしてもよい。それに代えて、円錐形に仕上げる場合に広い端部が第１の末端部内に配置され、狭い端部が管分岐部から外へ突き出るようにしてもよい。

図５の図面は図１の図面と同一である。図１による内部案内管２は図５においては代替として分離管１０として示されている。さらにそこでは分離管１０の内側部分１２と分岐部１１において両湾曲管９へ分岐する第１の末端部３との間のリング状間隙１３が識別しやすくされた。分岐部１１から上方へ出てくる分離管１０の部分は外側部分１４として記された。その下の、第１の末端部３へ突出する端部に、分離管１０は入口１５を有する。第１の末端部３を形成する管部分は、一般に図とは異なりさらに下方へ延び、軸方向に分離管１０の入口１５の縁を超えてさらに突き出ている。第２の末端部４及び６は、もちろん同様にさらに外側へ引き出されていることが可能である。分離ひれ部８は、図とは異なりなお下側へ入口１５の縁部を超えて突き出るか、又はそれに代えてさらに上方に配置された下縁を有することができ、その結果後者の場合には分離管１０は下側へ分離ひれ部８を超えて突き出る。一般的に、ここでは図示されていないが先へ通じる管路が末端部３、４及び６に接続されるか又は成形されるようにすることができる。

１ 装置
２ 内部案内管
３ 第１の末端部
４ 第２の末端部
５ 管分岐部
６ 第２の末端部
７ 開口
８ 分離ひれ部
９ 湾曲管
１０ 分離管
１１ 分岐部
１２ 内部部分
１３ リング状間隙
１４ 外側部分
１５ 分離管の入口
Ａ くぼみ
Ｍ 湾曲管の中心軸
Ｓ 切断へり
Ｍ₀ 流動性質量流
Ｍ_i 流動性質量流の部分流（ｉ＝１、２、３）
Ｖ_i 流動性質量流の部分流の部分領域（ｉ＝１、２、３）
Ｘ 装置の対称軸

Claims (20)

1. 流動性質量流（Ｍ₀）を分離するための、特に原子力設備に使用するための装置であって、流動性質量流（Ｍ₀）を導くための第１の末端部（３）と、流動性質量流（Ｍ₀）の複数の分離された部分流（Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃）を導くための複数の第２の末端部（４、６）とを備え、その際所定の数の分離要素（２、８）が第１の末端部（３）内の領域に設けられており、分離要素（２、８）又は複数の分離要素（２、８）によって規定される部分領域（Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃）の各々が部分領域（Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃）に一義的に属する第２の末端部（４、６）に通じている装置（１）。
2. 部分領域（Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃）の数は第２の末端部（４、６）の数に等しい請求項１記載の装置（１）。
3. 装置（１）は固有の対称軸（Ｘ）を有する請求項１または２記載の装置（１）。
4. ３つの第２の末端部（４、６）を有する三方分配器（１）の形に形成される請求項１から３のいずれか１項に記載の装置（１）。
5. 少なくとも１つの末端部（６）が案内管（２）の形に形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の装置（１）。
6. 案内管又は案内管（２）の各々は滑らかな曲面を有する請求項５記載の装置（１）。
7. 少なくとも１つの分離要素（２）が、第１の末端部（３）に同心的に配置された内部案内管（２）の形に形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の装置（１）。
8. 内部案内管（２）は第２の末端部（６）を形成する請求項７記載の装置（１）。
9. 少なくとも１つの分離要素（８）は分離ひれ部（８）の形に形成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の装置（１）。
10. それぞれの分離ひれ部（８）は第１の末端部（３）と内部案内管（２）との間に配置されている請求項８記載の装置（１）。
11. ・第１の末端部（３）に同心的に配置され、最初の第２の末端部（６）を形成する内部案内管（２）は対称軸（Ｘ）を取り囲み、
    ・対称軸（Ｘ）に関して互いに向き合って配置された２つの分離ひれ部（８）が設けられている
    請求項１０に請求項３、４、５及び７を組み合わせた装置（１）。
12. 対称軸（Ｘ）に直交する断面に関して第１の末端部（３）の領域に２つの半円リング状の部分領域（Ｖ₁、Ｖ₃）が存在し、これらの部分領域は２つの同種のかつ対称軸（Ｘ）に関して互いに向き合うように配置された第２の末端部（４）に通じている請求項１１記載の装置（１）。
13. ・管状に形成された第１の末端部（３）の分離ひれ部（８）の領域における内径は５００ｍｍから６００ｍｍの間の値をとり、
    ・内部案内管（２）の第１の末端部（３）の領域における内径は１８０ｍｍから２００ｍｍの間の値をとり、
    ・内部案内管（２）の第１の末端部（３）の領域に向かい合う末端側の領域における内径は１８０ｍｍから３００ｍｍの間の値をとり、
    ・同種の第２の末端部（４）の内径は３００ｍｍから４００ｍｍの間の値をとり、
    前記各内径の値はそれらの任意の組み合わせが可能である請求項１２記載の装置（１）。
14. １つにまとめられた成形部分として形成され、特にキャスティングによって作られている請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置（１）。
15. 第１の流動性質量流（Ｍ₀）を少なくとも３つの互いに分離された第２の部分流（Ｍ₁、Ｍ₂、Ｍ₃）に分離するための装置であって、
    第１の流動性流（Ｍ₀）の流れ方向に見て、それぞれ第２の末端部（４）へ移行する少なくとも２つの湾曲管（９）に分岐する管部分の形をした第１の末端部（３）と、
    組み込み配置の様式でリング状間隙（１３）を形成するように第１の末端部（３）内へ突出しかつ流れ方向に見て別の第２の末端部（６）を形成する外部部分（１４）へ移行する内部部分（１２）を有し、湾曲管（９）によって形成された分岐部（１１）を通して導出されている基本的に直線状の分離管（１０）と
    を備え、
    その結果、第１の末端部（３）の断面で見て第１の流動性流（Ｍ₀）の中心の成分は、基本的に方向転換なしに部分流の１つ（Ｍ₂）として分離管（１０）を通流し、第１の流動性流（Ｍ₀）の残りの外側の成分は、リング状間隙（１３）を通ってさらなる部分流（Ｍ₁，Ｍ₃）を生じて少なくとも２つの湾曲管（９）へ分けられるようになっている装置（１）。
16. 分離管（１０）は第１の末端部（３）に同心的に配置されている請求項１５記載の装置（１）。
17. リング状間隙（１３）内に配置され、分離管（１０）から放射状に突出し、しかも分離管の長手方向に延び、湾曲管（９）へ入る部分流を互いに分離するための分離ひれ部（８）を備える請求項１５又は１６記載の装置（１）。
18. 湾曲管（９）は第１の末端部（３）の周方向に見て基本的に全円を等分割するように配置されている請求項１５から１７のいずれか１項に記載の装置（１）。
19. 湾曲管（９）は３０°から１２０°の範囲の、好ましくはほぼ９０°の曲り角を有する請求項１５から１８のいずれか１項に記載の装置（１）。
20. 分離管（１０）は分岐部（１１）を通り抜ける範囲において湾曲管（９）を取り囲む管壁に対し密閉されている請求項１５から１９のいずれか１項に記載の装置（１）。

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