JP3251612B2 - 蒸気インジェクタ - Google Patents
蒸気インジェクタInfo
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- JP3251612B2 JP3251612B2 JP23934691A JP23934691A JP3251612B2 JP 3251612 B2 JP3251612 B2 JP 3251612B2 JP 23934691 A JP23934691 A JP 23934691A JP 23934691 A JP23934691 A JP 23934691A JP 3251612 B2 JP3251612 B2 JP 3251612B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラ給水などに用
いる高圧水噴出用の蒸気インジェクタに係り、特に軽水
炉などの注水装置に好適な蒸気インジェクタに関する。
いる高圧水噴出用の蒸気インジェクタに係り、特に軽水
炉などの注水装置に好適な蒸気インジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸気インジェクタは蒸気機関車その他の
ボイラ吸水用として使用されており、例えば図５および
図６に示す構成の第１および第２の従来例が知られてい
る。すなわち、図５に示した第１の例の蒸気インジェク
タは蒸気取入口１を有するケーシング２にニードル弁３
付きの蒸気噴出ノズル４を設け、この蒸気噴出ノズル４
に水吸込口５を隣接している。
ボイラ吸水用として使用されており、例えば図５および
図６に示す構成の第１および第２の従来例が知られてい
る。すなわち、図５に示した第１の例の蒸気インジェク
タは蒸気取入口１を有するケーシング２にニードル弁３
付きの蒸気噴出ノズル４を設け、この蒸気噴出ノズル４
に水吸込口５を隣接している。
【０００３】この蒸気噴出ノズル４の下流側に蒸気・水
混合ノズル６および昇圧用デフューザ７を配設し、逆止
弁８を介して吐出口９に連通している。蒸気・水混合ノ
ズル６のスロート部１０にはオーバーフロー排水管１１
に連通するオーバーフロー排水孔１２が開口している。
混合ノズル６および昇圧用デフューザ７を配設し、逆止
弁８を介して吐出口９に連通している。蒸気・水混合ノ
ズル６のスロート部１０にはオーバーフロー排水管１１
に連通するオーバーフロー排水孔１２が開口している。
【０００４】そして、例えばニードル弁３をハンドル１
３により蒸気噴出ノズル４から引抜き、蒸気取入口１か
ら供給された蒸気が蒸気噴出ノズル４から噴出すると、
水吸込口５の圧力は蒸気の凝縮により負圧となって大気
圧以下となり、タンクなどから水を吸い上げる。水吸込
口５から吸い込まれる低温水により蒸気が凝縮されつつ
蒸気・水混合ノズル６へ流入し、スロート部１０で高速
水流となる。
３により蒸気噴出ノズル４から引抜き、蒸気取入口１か
ら供給された蒸気が蒸気噴出ノズル４から噴出すると、
水吸込口５の圧力は蒸気の凝縮により負圧となって大気
圧以下となり、タンクなどから水を吸い上げる。水吸込
口５から吸い込まれる低温水により蒸気が凝縮されつつ
蒸気・水混合ノズル６へ流入し、スロート部１０で高速
水流となる。
【０００５】すなわち、蒸気の持つエンタルピが飽和水
のエンタルピよりも蒸発潜熱分だけ高いことから、この
蒸発潜熱が運動エネルギーに変換し、高速水流を形成す
る。この高速水流が昇圧用デフューザ７内を流通する際
には、理想的にはベルヌイの定理により、次式で示す圧
力Δｐだけ昇圧する。 Δｐ＝１／２・ρW ・Ｕt 2 （ρW ：水の密度、Ｕt ：スロートを通過する高速水流
の流速） これにより、蒸気インジェクタでは蒸気の供給圧力より
も高い吐出圧力を得ることができる。昇圧用デフューザ
７の出口側の圧力が十分高くなると、逆止弁８が自動的
に開いて吐出口９から加圧水が噴出する。
のエンタルピよりも蒸発潜熱分だけ高いことから、この
蒸発潜熱が運動エネルギーに変換し、高速水流を形成す
る。この高速水流が昇圧用デフューザ７内を流通する際
には、理想的にはベルヌイの定理により、次式で示す圧
力Δｐだけ昇圧する。 Δｐ＝１／２・ρW ・Ｕt 2 （ρW ：水の密度、Ｕt ：スロートを通過する高速水流
の流速） これにより、蒸気インジェクタでは蒸気の供給圧力より
も高い吐出圧力を得ることができる。昇圧用デフューザ
７の出口側の圧力が十分高くなると、逆止弁８が自動的
に開いて吐出口９から加圧水が噴出する。
【０００６】図６に示した第２の従来例の蒸気インジェ
クタは概略的には図５に示した第１の従来例の蒸気ノズ
ルと略同様の構成であるが、ニードル弁３を備えてない
点が異なる。すなわち、蒸気噴出ノズル４は次第に拡径
するデフューザ形状に構成されており、蒸気流の超音速
が得られるようになっている。また、蒸気・水ノズル６
の次に第２ノズル１４を設けて、オーバーフロー排水口
１２をスロート１０の上流側に形成している。この蒸気
インジェクタによると図５に示した蒸気インジェクタの
約６倍以上の吐出圧を得ることが可能とされている。
クタは概略的には図５に示した第１の従来例の蒸気ノズ
ルと略同様の構成であるが、ニードル弁３を備えてない
点が異なる。すなわち、蒸気噴出ノズル４は次第に拡径
するデフューザ形状に構成されており、蒸気流の超音速
が得られるようになっている。また、蒸気・水ノズル６
の次に第２ノズル１４を設けて、オーバーフロー排水口
１２をスロート１０の上流側に形成している。この蒸気
インジェクタによると図５に示した蒸気インジェクタの
約６倍以上の吐出圧を得ることが可能とされている。
【０００７】以上のことから、スチームインジェクタは
蒸気と低温水を混合して蒸気の凝縮によって開放される
蒸発潜熱を運動エネルギーに変換し、さらに圧力エネル
ギーに変換して高圧水を得るものである。従って、スチ
ームインジェクタが作動するためには、蒸気が凝縮する
程度に供給する水の温度が十分低いことが必要である。
通常は蒸気の飽和温度よりも約７０℃以上低い水温とす
る。例えば、大気圧下で作動させる場合、蒸気の飽和温
度は１００℃であるので、水温は３０℃以下とする必要
がある。
蒸気と低温水を混合して蒸気の凝縮によって開放される
蒸発潜熱を運動エネルギーに変換し、さらに圧力エネル
ギーに変換して高圧水を得るものである。従って、スチ
ームインジェクタが作動するためには、蒸気が凝縮する
程度に供給する水の温度が十分低いことが必要である。
通常は蒸気の飽和温度よりも約７０℃以上低い水温とす
る。例えば、大気圧下で作動させる場合、蒸気の飽和温
度は１００℃であるので、水温は３０℃以下とする必要
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた蒸気インジ
ェクタの構成および原理から明らかなように蒸気と水と
が接触する時点において蒸気と水との温度差が大きい方
が望ましい。しかしながら、従来の構造では、蒸気噴出
ノズル４の壁を介して蒸気から水への熱の移動があるた
め、水の温度は供給時よりも高くなり、温度差は小さく
なってしまう。また、蒸気噴出ノズル４内の蒸気は熱が
逃げることにより、一部が凝縮してしまい体積が小さく
なることから流速が低下する。これらにより蒸気インジ
ェクタの効率が低下するだけでなく、場合によっては作
動を停止してしまう課題がある。
ェクタの構成および原理から明らかなように蒸気と水と
が接触する時点において蒸気と水との温度差が大きい方
が望ましい。しかしながら、従来の構造では、蒸気噴出
ノズル４の壁を介して蒸気から水への熱の移動があるた
め、水の温度は供給時よりも高くなり、温度差は小さく
なってしまう。また、蒸気噴出ノズル４内の蒸気は熱が
逃げることにより、一部が凝縮してしまい体積が小さく
なることから流速が低下する。これらにより蒸気インジ
ェクタの効率が低下するだけでなく、場合によっては作
動を停止してしまう課題がある。
【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、蒸気から水への熱の移動を極力少なくして効
率が高くかつ信頼性の高い蒸気インジェクタを提供する
ことにある。
たもので、蒸気から水への熱の移動を極力少なくして効
率が高くかつ信頼性の高い蒸気インジェクタを提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、蒸気取入口を
有するケーシングにニードル弁を有する蒸気噴出ノズル
を設け、この蒸気噴出ノズルに水吸込口を隣接し、この
吸込口と前記蒸気噴出ノズルの下流側に蒸気・水混合ノ
ズルおよび昇圧用デフューザを配設した高圧水噴出用蒸
気インジェクタにおいて、前記蒸気噴出ノズルを断熱構
造に形成してなることを特徴とする。
有するケーシングにニードル弁を有する蒸気噴出ノズル
を設け、この蒸気噴出ノズルに水吸込口を隣接し、この
吸込口と前記蒸気噴出ノズルの下流側に蒸気・水混合ノ
ズルおよび昇圧用デフューザを配設した高圧水噴出用蒸
気インジェクタにおいて、前記蒸気噴出ノズルを断熱構
造に形成してなることを特徴とする。
【００１１】本発明においては、蒸気噴出ノズルの壁を
断熱構造にすることにより壁を介しての熱移動が抑えら
れる。よって、蒸気から水への熱の移動を防止し、蒸気
の凝縮および水の昇温を防止する。また、蒸気の流速お
よび水温を保持し効率を高めることができる。さらに、
蒸気と水との混合時の温度差を大きくできるため、作動
が安定する。
断熱構造にすることにより壁を介しての熱移動が抑えら
れる。よって、蒸気から水への熱の移動を防止し、蒸気
の凝縮および水の昇温を防止する。また、蒸気の流速お
よび水温を保持し効率を高めることができる。さらに、
蒸気と水との混合時の温度差を大きくできるため、作動
が安定する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１および図２を参照しながら本
発明に係る蒸気インジェクタの第１の実施の形態を説明
する。なお、図２は図１の要部を拡大して示している。
図１および図２に示すように、蒸気取入口１を有するケ
ーシング２にニードル弁３付きの蒸気噴出ノズル４を設
けている。この蒸気噴出ノズル４に水吸込口５を隣接
し、その下流側に蒸気・水混合ノズル６および昇圧用デ
フューザ７を介して吐出口８を設けている。蒸気・水混
合ノズル６のスロート部１０にはオーバーフロー排水孔
１２が開口している。蒸気噴出ノズル４の壁は中空部１
５を有している。
発明に係る蒸気インジェクタの第１の実施の形態を説明
する。なお、図２は図１の要部を拡大して示している。
図１および図２に示すように、蒸気取入口１を有するケ
ーシング２にニードル弁３付きの蒸気噴出ノズル４を設
けている。この蒸気噴出ノズル４に水吸込口５を隣接
し、その下流側に蒸気・水混合ノズル６および昇圧用デ
フューザ７を介して吐出口８を設けている。蒸気・水混
合ノズル６のスロート部１０にはオーバーフロー排水孔
１２が開口している。蒸気噴出ノズル４の壁は中空部１
５を有している。
【００１３】しかして、蒸気取入口１からケーシング２
内に蒸気を供給するとともに、ニードル弁３をハンドル
１３により蒸気噴出ノズル４から引抜くと、蒸気噴出ノ
ズル４から蒸気が噴出し、水吸込口５から吸い込まれる
低温水により蒸気が凝縮されつつ蒸気・水混合ノズル６
へ流入し、スロート部１０で高速水流となる。
内に蒸気を供給するとともに、ニードル弁３をハンドル
１３により蒸気噴出ノズル４から引抜くと、蒸気噴出ノ
ズル４から蒸気が噴出し、水吸込口５から吸い込まれる
低温水により蒸気が凝縮されつつ蒸気・水混合ノズル６
へ流入し、スロート部１０で高速水流となる。
【００１４】上記第１の実施の形態において、蒸気噴出
ノズル４の壁に中空部１５を形成して断熱構造としたこ
とにより蒸気噴出ノズル４内を流れる蒸気と水吸込口５
から吸い込まれた水との間にノズル４の壁を介した熱の
移動はなくなるため、蒸気・水混合ノズル６内で混合す
る蒸気と水との温度差を大きく保つことができる。
ノズル４の壁に中空部１５を形成して断熱構造としたこ
とにより蒸気噴出ノズル４内を流れる蒸気と水吸込口５
から吸い込まれた水との間にノズル４の壁を介した熱の
移動はなくなるため、蒸気・水混合ノズル６内で混合す
る蒸気と水との温度差を大きく保つことができる。
【００１５】第１の実施の形態によれば、蒸気から水へ
の熱の移動がなくなるため、蒸気噴出ノズル４内での蒸
気凝縮がなくなり、蒸気の流速を保つことができる。逆
に言えば余分な蒸気の供給が不要となる。また、供給水
の混合前の昇温が防げるため、混合時の温度差を保つこ
とができる。従って、水温を余分に低くする必要がなく
なる。さらに、これらのことから蒸気・水混合ノズル６
内での蒸気の確実な凝縮が保証されるため、スチームイ
ンジェクタの安定な運転が期待できる。
の熱の移動がなくなるため、蒸気噴出ノズル４内での蒸
気凝縮がなくなり、蒸気の流速を保つことができる。逆
に言えば余分な蒸気の供給が不要となる。また、供給水
の混合前の昇温が防げるため、混合時の温度差を保つこ
とができる。従って、水温を余分に低くする必要がなく
なる。さらに、これらのことから蒸気・水混合ノズル６
内での蒸気の確実な凝縮が保証されるため、スチームイ
ンジェクタの安定な運転が期待できる。
【００１６】次に本発明の第２および第３の実施の形態
を図３および図４により説明する。なお、図３および図
４は図２と同一部分には同一符号を付しており、他の部
分は図１と同様なので省略し、要部のみ示している。
を図３および図４により説明する。なお、図３および図
４は図２と同一部分には同一符号を付しており、他の部
分は図１と同様なので省略し、要部のみ示している。
【００１７】第２の実施の形態では図３に示したように
蒸気噴出ノズル４の外面に断熱構造 として閉空間部材１
６を設けている。また、第３の実施の形態では図４に示
したように、蒸気噴出ノズル４の内面に断熱構造として
閉空間部材１７を設けている。なお、図３および図４の
実施に示した第２の実施の形態および第３の実施の形態
を合体して蒸気噴出ノズル４の両面に閉空間部材１６、
１７を設けてもよい。この閉空間部材１６、１７によっ
て完全に密閉した構造とすることが望ましいが、わずか
な隙間があっても効果はある。
蒸気噴出ノズル４の外面に断熱構造 として閉空間部材１
６を設けている。また、第３の実施の形態では図４に示
したように、蒸気噴出ノズル４の内面に断熱構造として
閉空間部材１７を設けている。なお、図３および図４の
実施に示した第２の実施の形態および第３の実施の形態
を合体して蒸気噴出ノズル４の両面に閉空間部材１６、
１７を設けてもよい。この閉空間部材１６、１７によっ
て完全に密閉した構造とすることが望ましいが、わずか
な隙間があっても効果はある。
【００１８】このような第２および第３の実施の形態に
よれば、完全な密閉状態の場合には前記第１の実施の形
態と同様な作用効果がある。また、隙間のある閉空間の
場合でも、その閉空間に停滞した水が溜まる（図４の場
合でも蒸気が凝縮して水になる）ため熱伝導は金属の場
合よりも小さくなる。
よれば、完全な密閉状態の場合には前記第１の実施の形
態と同様な作用効果がある。また、隙間のある閉空間の
場合でも、その閉空間に停滞した水が溜まる（図４の場
合でも蒸気が凝縮して水になる）ため熱伝導は金属の場
合よりも小さくなる。
【００１９】なお、蒸気噴出ノズル４の構成を、従来と
同様の構造に形成して、蒸気噴出ノズル４の材質をセラ
ミックスとすることもできる。セラミックスは金属と比
較して熱伝導率が著しく小さいため、熱の移動遮断また
は制限することができ、壁での断熱効果を奏することに
なる。
同様の構造に形成して、蒸気噴出ノズル４の材質をセラ
ミックスとすることもできる。セラミックスは金属と比
較して熱伝導率が著しく小さいため、熱の移動遮断また
は制限することができ、壁での断熱効果を奏することに
なる。
【００２０】従って、蒸気噴出ノズル４内での凝縮およ
び水の混合以前の昇温を防ぐことができ、混合時の温度
差を大きくでき、高効率・高信頼度のスチームインジェ
クタを提供することができる。
び水の混合以前の昇温を防ぐことができ、混合時の温度
差を大きくでき、高効率・高信頼度のスチームインジェ
クタを提供することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、蒸気噴出ノズルの壁を
介しての蒸気からの水への熱の移動を著しく低減できる
ため、この熱の移動が避けられない従来の蒸気エジェク
タよりも少ない蒸気量、高い水温で、同等かそれ以上の
吐出圧を得ることができる。また、蒸気量および水温が
著しい場合、実際の蒸気・水混合部での温度差を大きく
とれるため、作動が安定する。
介しての蒸気からの水への熱の移動を著しく低減できる
ため、この熱の移動が避けられない従来の蒸気エジェク
タよりも少ない蒸気量、高い水温で、同等かそれ以上の
吐出圧を得ることができる。また、蒸気量および水温が
著しい場合、実際の蒸気・水混合部での温度差を大きく
とれるため、作動が安定する。
【００２２】以上、本発明を採用した蒸気インジェクタ
は原子力発電プラントの注水系、再循環ポンプへの適用
を始めとして、高度の信頼性が要求される産業用プラン
トに好適するものである。
は原子力発電プラントの注水系、再循環ポンプへの適用
を始めとして、高度の信頼性が要求される産業用プラン
トに好適するものである。
【図１】本発明に係る蒸気インジェクタの第１の実施の
形態を示す縦断面図。
形態を示す縦断面図。
【図２】図１における要部を拡大して示す縦断面図。
【図３】本発明に係る蒸気インジェクタの第２の実施の
形態の要部を示す縦断面図。
形態の要部を示す縦断面図。
【図４】本発明に係る蒸気インジェクタの第３の実施の
形態の要部を示す縦断面図。
形態の要部を示す縦断面図。
【図５】従来の蒸気インジェクタの第１の例を示す縦断
面図。
面図。
【図６】従来の蒸気インジェクタの第２の例を示す縦断
面図。
面図。
１…蒸気取入口、２…ケーシング、３…ニードル弁、４
…蒸気噴出ノズル、５…水吸込口、６…蒸気・水混合ノ
ズル、７…昇圧用デフューザ、８…逆止弁、９…吐出
口、１０…スロート部、１１…オーバーフロー排水管、
１２…オーバーフロー排水孔、１３…ハンドル、１４…
第２ノズル、１５…中空部、１６…外側閉空間部材、１
７…内側閉空間部材。
…蒸気噴出ノズル、５…水吸込口、６…蒸気・水混合ノ
ズル、７…昇圧用デフューザ、８…逆止弁、９…吐出
口、１０…スロート部、１１…オーバーフロー排水管、
１２…オーバーフロー排水孔、１３…ハンドル、１４…
第２ノズル、１５…中空部、１６…外側閉空間部材、１
７…内側閉空間部材。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−196000（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−95798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−94100（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−86400（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−42000（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39998（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−17874（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−158200（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−154599（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−17195（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−52600（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−204499（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04F 5/24 F04F 5/46
Claims (1)
- 【請求項１】 蒸気取入口を有するケーシングにニード
ル弁を有する蒸気噴出ノズルを設け、この蒸気噴出ノズ
ルに水吸込口を隣接し、この吸込口と前記蒸気噴出ノズ
ルの下流側に蒸気・水混合ノズルおよび昇圧用デフュー
ザを配設した高圧水噴出用蒸気インジェクタにおいて、
前記蒸気噴出ノズルを断熱構造に形成してなることを特
徴とする蒸気インジェクタ。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23934691A JP3251612B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 蒸気インジェクタ |
| EP95120685A EP0711926B1 (en) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Steam injector |
| EP92115494A EP0541925B1 (en) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Steam injector |
| EP97119449A EP0822338B1 (en) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Steam injector |
| DE69228133T DE69228133T2 (de) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Dampfinjektor |
| DE69215334T DE69215334T2 (de) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Dampfinjektor |
| DE69233539T DE69233539T2 (de) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Dampfinjektor |
| US07/943,760 US5323967A (en) | 1991-09-13 | 1992-09-11 | Steam injector |
| US08/216,608 US5462229A (en) | 1991-09-13 | 1994-03-23 | Steam injector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23934691A JP3251612B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 蒸気インジェクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579499A JPH0579499A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3251612B2 true JP3251612B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17043379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23934691A Expired - Fee Related JP3251612B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-19 | 蒸気インジェクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3251612B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001295800A (ja) * | 1999-12-08 | 2001-10-26 | Myotoku Ltd | エゼクタ式真空発生器 |
| JP4048312B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2008-02-20 | 日立造船株式会社 | エゼクタ |
| CN102557136B (zh) * | 2012-03-15 | 2014-04-02 | 甘肃锦世化工有限责任公司 | 改善氧化铬绿色泽的方法 |
| JP6032976B2 (ja) * | 2012-07-06 | 2016-11-30 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気インジェクタ |
| JP2016200088A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | エゼクタ及びこれを有する高空燃焼試験排気設備 |
| WO2017033724A1 (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 株式会社デンソー | エジェクタ |
| JP7298214B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2023-06-27 | 富士電機株式会社 | エジェクタ及び冷却システム |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23934691A patent/JP3251612B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579499A (ja) | 1993-03-30 |
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