JP3841600B2 - Rectifier for gas processing vessel - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器に導入されたガスを均一に流送する必要があるガス調温塔やガスクーラー、ガス冷却装置、クーリングタワーなどのガス処理容器内に、入口部分に設置されるガス処理容器用整流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえばごみ焼却炉のガス調温塔では、ガス(排ガス)中に冷却水を噴射して温度調整するため、上部から導入されたガスを均一に下方に送り込む必要がある。
従来のガス調温塔では、図21,図22に示すように、熱回収用ボイラから排出される排ガスを、まず45度斜め上方に誘導して90度下方に折れ曲がる屈曲ダクト2を介して45度上方から塔本体1の上部のガス導入口1aに接続されている。そして塔本体1この入口部では、導入ガスを水平方向に誘導して複数枚の垂直ベーン3と複数枚の水平ベーン4とにより整流し、さらに段部5および傾斜ガイド板6により下方に転向される。そして、塔本体1の上部に平面断面に全面にわたって設置された整流格子7により整流して塔本体1の横断面におけるガスの流れが均一になるように構成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、屈曲ダクト2を使用してガスを導入するため、設備の建屋の最上部に設置されるガス調温塔よりも、屈曲ダクト2が上方に突出してしまうという問題があった。このため、建屋の天井部を屈曲ダクト2に合わせて高くする工事が行われていた。
【0004】
本発明は、上記問題点を解決して、屈曲ダクトにより一旦上方に迂回させなくても、下方から送られてくるガスを容器の入口で十分に整流して容器内下方に案内できるガス処理容器用整流装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、容器上部から下方にガスを流送するガス通路が形成された容器に、容器の上部側面に開口されたガス導入口からガスを導入して整流するガス処理容器用整流装置であって、斜め下方から供給されたガスを水平方向に転向してガス導入口に送入するガス導入ダクトと、前記ガス通路上端部でガス導入口が側方に形成された迂回空間で、このガス導入口から所定距離離れて天壁から垂下された垂下壁を有する段部およびこの段部から下流側下方に傾斜されガスを下方に案内する傾斜ガイド部と、ガス導入口の開口面に上下方向に複数段に配置された水平ベーンと、ガス導入口より下位のガス通路に配置された整流格子とを具備し、前記水平ベーンは、下位のものほど下流側下方に傾斜されたものである。
【0006】
上記構成によれば、ガス導入ダクトから斜め上方に変向された後、水平に変向されてガス導入口から迂回空間に送入された排ガス流は、流路断面の中央および外周(上部)で高速流となるが、複数の水平ベーンにより分離されたガス流のうち、高速で分離流路部に流入される最上段ガス流は、垂下壁が抵抗となって大幅に減速される。また中央部の分離流路部では、ガス流がかなり加速されて一時的に高速となるが、水平ベーンとの接触による摩擦抵抗と、最上段の分割流路から合流されるガス流と、傾斜ガイド部により流路面積が急激に拡大されることにより、大きい抵抗となって漸次減速され、整流格子に導入される。最下段の分離流路部では、下段の水平ベーンにより大きく下方に転向されることからガス流が加速されることがない。さらにガス流は整流格子で中央部分で比較的速いガス流が整流格子の作用およびガス流同士の接触により平均化される。
【0007】
したがって、下方から供給されたガス流をガス導入ダクトにより斜め下方から水平方向に転向して容器に送入しても、複数段の水平ベーンと段部とにより迂回空間でガス流を減速して整流格子によりさらに流速を均一化させ、90°折れ曲がるガス通路に均一なガス流を送り込むことができ、ガス導入ダクトを上方に突出させて上方から送入する必要が無くなり、容器の収納建屋を高くする工事が不要となる。
【0008】
また請求項2記載の発明は、容器上部から下方にガスを流送するガス通路が形成された容器に、容器の上部側面に開口されたガス導入口からガスを導入して整流するガス処理容器用整流装置であって、斜め下方から供給されたガスを水平方向に転向してガス導入口に送入するガス導入ダクトと、前記ガス通路の上端部でガス導入口が側方に開口された直方体状の迂回空間と、前記ガス通路のガス導入口より下位に配置された整流格子と、前記迂回空間にガス導入口の開口面と平行で開口面から奥側に所定間隔をあけて配置され複数の整流空間を形成する複数の垂直整流板とを具備し、前記垂直整流板と迂回空間の天壁との間に形成される流入口の高さを、ガス導入口から奥側ほど小さくなるように形成されたものである。
【0009】
上記構成によれば、ガス導入ダクトにより斜め上方から水平方向に転向されてガス導入口に流入されたガス流は、外周側(上部)ほど速い速度分布となっており、このガス流が迂回空間に流入すると、階段状の第1〜第4垂直整流板の上部に衝突し、その上方の流入口から各整流空間にそれぞれ分離されて流入する。この時、各整流空間では第1〜第4整流板と迂回空間の背面壁の表面に沿ってそれぞれ高速のガス流が生じるが、高速となる背面側ほどガス流が接触する面の長さが長く設定されており、その摩擦抵抗により減速されるとともに、垂直整流板の上端部背面に生じる渦流により、抵抗が生じてガス流が減速され、ついで整流格子に流入されることによりガス流の流速が均一化される。
【0010】
したがって、ガス導入ダクトにより下方から供給されたガス流を斜め下方から水平方向に転向して容器に流入させても、90°折れ曲がるガス通路で均一な流速に整流することができる。これにより、均一なガス処理が可能となるとともに、ガス導入ダクトを上方に突出させる必要が無くなり、収納建屋を高くする工事が不要となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るガス整流装置の第1の実施の形態を図1〜図11に基づいて説明する。
この整流装置10は、たとえばごみ焼却炉設備の排ガス経路に設置される調温塔11に設けられるもので、調温塔11の容器12内では、上部から下部に向って送りこんだ矩形断面のガス通路13において排ガス中に冷却水を噴射して所定温度の排ガスを得るものである。したがって、ガス通路13の流速が均一でないと、効率よく冷却することができない。
【0012】
この整流装置10は、鉛直方向のガスダクト14から調温塔11の上部側壁でガス通路13に連通するガス導入口15にガス導入ダクト16が接続されている。このガス導入ダクト16は、その出口で幅:w、高さ:hの矩形流路断面に形成され、矩形断面のガス通路13に対する断面積比がたとえば1:2に形成されている。そして、ガスダクト14に接続された垂直接続部16aと、この垂直接続部16aから斜め上方に折り曲げ角θ(40〜50°)で折り曲げられた傾斜部16bと、傾斜部16b上端からさらに水平方向に折り曲げられてガス導入口15に接続された水平送入部16cとで構成されている。
【0013】
前記ガス通路13は、流路の幅:W(=w)、高さ(奥行き):Hの矩形断面に形成され、ガス通路13の上端部にガス導入口15から水平方向に吹込まれたガス流を下方に迂回させる迂回空間17が形成されている。この迂回空間17のガス導入口15の上辺に連続する天壁18には、水平部16cからガス導入口15を介して水平面上に沿って延びる平面部18aと、下方に突出する段部18bと、奥側下方に傾斜する傾斜ガイド部18cが形成されている。
【0014】
すなわち、平面部18aでガス導入口15から所定距離Loだけ離れた位置から垂下されてガス導入口15に対向する高さ:Hoの垂下壁18dと、この垂下壁18dの下端部に続く長さLpの水平壁18eからなる段部18bが設けられ、ガス流に大きい抵抗を付与している。さらに水平壁18eの後端部から流路断面をガス流を広がる状態で下方に迂回させる傾斜ガイド部18cが設けられており、この傾斜ガイド部18cは水平から下方に傾斜角:α=30〜40°で取付けられている。
【0015】
またこの迂回空間17には、ガス導入口15の開口面から後方に延びるたとえば3枚、上段、中段および下段の水平ベーン21A〜21Cが配置されている。これら水平ベーン21A〜21Cは上下方向に所定高さHA〜HDの分離流路部20A〜20Dをあけて配置され、迂回空間17の全幅方向にわたって側壁間に取付けられている。
【0016】
これらの詳細を図2を参照して説明すると、上段水平ベーン21Aは、全長がLAで、水平方向後方に延びる平板状に形成され、導入角βA(図示せず)=0°、排出角γA(図示せず)=0°である。中段水平ベーン21Bは、全長がLBで、前端から中間の折り曲げ位置PBまで導入角βBで傾斜して設置され、さらに折り曲げ位置PBから後端まで排出角γBで傾斜して設置されている。さらに、下段水平ベーン21Cは、全長がLCで、前端から中間の折り曲げ位置PCまで導入角βCで傾斜して設置され、さらに折り曲げ位置PCから後端まで排出角γCで傾斜して設置されている。なお、折り曲げ部PB,PCは半径を有する円弧状であってもよい。
【0017】
ここで、最上段の分離流路部20Aの抵抗を大きくするために、その高さHAは垂下壁18dの高さHoと同じか、または小さく(HA≦Ho)設定されている。もちろん、上段水平ベーン21Aの長さLAは平面部18aの長さLoより小さく(LA<Lo)設定されて分離流路部20Aのガスを排出する空間20aが設けられる。また水平ベーン21A〜21Cの長さは、LA>LB(LBf+LBr)>LC(LCf+LCr)の関係にあり、さらに導入角βA<βB<βC、排出角γA<γB<γCの関係にある。これは、水平方向からガス導入口15に導入されて迂回空間17で下方に旋回される場合、旋回中心から離れるほど流速が速くなる傾向があるため、これを抑制する必要があり、水平ベーン21A〜21Cによりその接触抵抗をガス流に作用させて減速することができる。また旋回中心側ほど旋回半径が小さくなるため、導入角αおよび排出角γを大きく設定することにより、スムーズにガス流を旋回させることができる。
【0018】
またガス導入口15の下辺より所定距離Δhだけ下方位置に、導入ガスの流送方向に沿う複数の縦フィン22aと、導入ガスの横断方向に沿う複数の横フィン22bとが一定間隔ごとに組み合わされた整流格子22が設けられている。
上記構成において、ガスダクト14からガス導入ダクト16に導入された排ガスは、傾斜部16bで斜め上方に変向された後、さらに水平に変向されて水平送入部16cからガス導入口15に送入される。この時、流路断面の中央および外周で高速のガス流が形成される。
【0019】
ガス導入口15において、水平ベーン21A〜21Cに分離された分離流路20A〜20Dのうち、最上段の分離流路部20Aのガス流は、本来かなりの高速で流入されるものであるが、ガス導入口15に対向して配置された垂下壁18dと水平ベーン21Aとにより大幅に減速されて加速されることがない。また中央部の分離流路部20B,20Cでは、ガス流がかなり加速されて一時的に高速となるが、水平ベーン21A〜21Cとの接触による摩擦抵抗と、空間20aから流入されるガス流と、傾斜ガイド部18cで急激に拡大される流路面積により減速され、整流格子22に導入される。最下段のガイド空間20Dでは、下段の水平ベーン21Cにより大きく下方に転向されることからガス流が加速されることがない。そして、整流格子22では、中央部分の比較的速い流速により、幾分高速のガス流があらわれるが、整流格子の作用とガス流同士の接触により平均化される。
【0020】
ここで上記構成の整流装置10のシミュレーション結果を図4〜図11を参照して説明する。ここで設定されたガス導入ダクト16(ガス導入口15)の高さ:h=1000、幅:w(=W)=2000、水平ベーン21A〜21Cの配置は、HA=HB=HC=HD=250、長さ:LA=600,LBf=300,LBR=300,LCf=200,LCr=250、導入角および排出角は、βA=0,βB=7°,γB=45°βC=12°,γC=67°(各角度は±2.5°)、整流格子22の高さHm=300、ピッチが150、ガス通路13の高さh=20000(長さの寸法単位はmm)である。ここでガス流量は10000〜30000Nm3/h、入口のガス温度は240℃に対応する。
【0021】
図4に示す流速分布および図5〜図11に示す各断面位置における流速分布から、整流格子22から下方に送られるガスの流速分布が均一化されるのがわかる。
上記実施の形態によれば、ガス導入ダクト16により下方から斜め上方、水平方向と変向されてガス導入口15に送入された排ガス流を迂回空間17において、高速の上部のガス流が垂下壁18dでせき止められた分離流路部20Aに導入してこの流れを上段水平ベーン21Aにより分離させ、上段水平ベーン21Aと垂下壁18dの間の空間20aから送り出すように構成したので、迂回側外方で極めて加速されたガス流を大幅に減速することができる。また中央部の分離空間20B,20Cに導入されたガス流は、水平ベーン21A〜21Cとの接触による摩擦抵抗と、急激に拡大される流路面積により効果的に減速される。さらに、下部のガイド空間20Dに流入されたガス流は、下段水平ベーン21Cの大きな転向角により加速されることがない。これにより、整流格子22でガス通路13内に部分的に高速のガス流が発生することがなく、均一な流速のガス流を得ることができ、均一で効率の良い排ガス温度調整を行うことができる。
【0022】
次にガス整流装置の第2の実施の形態を図12〜図20に基づいて説明する。なお、第1の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
図12,図13に示すように、この整流装置30は、迂回空間31の天壁31aがガス導入口15の上辺と連続する水平面状の直方体に形成され、迂回空間31の内部にガス導入口15の開口面と平行で奥側に所定間隔W1〜W5をあけて配置された複数の垂直整流板である第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dが全幅にわたって側壁間に取り付けられ、前後に複数の整流空間33A〜33Eが形成されている。
【0023】
これら第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dは、奥側ほど天壁31aに接近する長さに形成されて各整流空間33A〜33Eへの流入口34a〜34dの高さH1〜H4が小さくなる(H1>H2>H3>H4)ように設定される。この実施の形態は、第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dが、整流格子22を構成する横フィン22bの一部から延長されて一体に構成されているが、整流格子22とは別に、連続してあるいは所定の隙間をあけて配設してもよい。なお、この整流空間33A〜33Eの出口には、少なくとも1枚の横フィン22bが配置されるように間隔W1〜W5が設定される。
【0024】
上記構成において、ガス導入ダクト16からガス導入口15に流入されたガス流は、その折れ曲がりにより外周側(上部)ほど速い速度分布となっている。このガス流が迂回空間31に流入すると、階段状の第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dの上部に衝突して流入口34a〜34dから各整流空間33A〜33Eにそれぞれ分離されて流入する。この時、第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dと背面壁31bの表面に沿って高速のガス流が生じるが、第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dの上部後部側に渦流が生じてガス流の抵抗となり、さらに順次高速となる背面側ほどガス流が接触面する長さが長くなるため、徐々に減速され均一化され整流格子22に流入される。そしてこの整流格子22の作用によりガス流が均一化されてガス通路13に導入される。
【0025】
上記構成の整流装置のシミュレーション結果を図14〜図20を参照して説明する。
ここでガス導入ダクト16(ガス導入口15)の高さ:h=1000、幅:w=2000である。また迂回空間31の高さ:H=1000、幅:W=2000、流入口34a〜34eの高さH1=756,H2=531,H3=306,H4=81(各寸法単位はmm)で、その開口比は、h1:h2:h3:h4:h5=1.5:1:1:1:0.5である。垂直バッフル32A〜32Dはガス導入口15側から3,6,9,12枚目の水平フィン22bと一体に立ち上げられており、整流空間33A〜33Eの前後幅W1:W2:W3:W4:W5=1:1:1:1:0.6の比率である。
【0026】
迂回空間31の入口で高速となるガス流が流入口から整流空間33A〜33Eに流入すると、第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dと背面壁31bの表面に沿って高速のガス流が生じるが、徐々に減速されて出口の整流格子22部分ではかなり均一化され、整流格子22を所定距離過ぎると平均速度の±60%にほぼ均一化されるのがわかる。
【0027】
上記実施の形態によれば、直方体形の迂回部31にガス導入口15に対向する第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dを前後幅W1〜W5を空けて配置して複数の整流空間33A〜33Eを前後に区画して形成し、各第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dと天壁との間の流入口34a〜34eの高さH1〜H4を背面側(奥側)ほど小さくなる(H1>H2>H3>H4)ように設定し、整流空間の出口に整流格子22を配置したので、下方から変向されて水平方向に流入されたガス流を分離して流入口34a〜34dから整流空間33A〜33Eに導入し、第1〜第4垂直バッフル32A〜32Dとの摩擦と渦流とにより減速して整流格子22によりガスの流速を均一化することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項1記載の発明によれば、ガス導入ダクトから斜め上方に変向された後、水平に変向されてガス導入口に送入された排ガス流は、流路断面の中央および外周で高速流となる。そしてガス導入口において、複数の水平ベーンに分離されたガス流のうち最上段ガス流は、高速で流入されるが垂下壁と水平ベーンとに囲まれて大幅に減速される。また中央部では、ガス流がかなり加速されて一時的に高速となるが、水平ベーンとの接触による摩擦抵抗と、流路面積が急激に拡大される傾斜ガイド部とにより減速され、整流格子に導入される。最下段では、下段の水平ベーンにより大きく下方に転向されることからガス流が加速されることがない。そして整流格子で中央部分の比較的速いガス流が整流格子の作用とガス流同士の接触により平均化される。
【0029】
したがって、ガス導入ダクトにより下方から供給されたガス流を斜め下方から水平方向に転向して容器に流入させても、下方に送るガス通路で均一な流速に整流することができ、均一なガス処理が可能となり、ガス導入ダクトを上方に突出させる必要が無くなり、収納建屋を高くする工事が不要となる。
また請求項2記載の発明によれば、ガス導入ダクトにより斜め上方から水平方向に転向されてガス導入口に流入されたガス流は、上部ほど速い速度分布となっており、このガス流が迂回空間に流入すると、階段状の第1〜第4垂直整流板の上部に衝突してその上方から各整流空間にそれぞれ分離されて流入する。この時、各整流空間では第1〜第4整流板と迂回空間の背面壁の表面に沿ってそれぞれ高速のガス流が生じるが、高速となる背面側ほどガス流が接触する面の長さが長くその摩擦抵抗により減速されるとともに、垂直整流板の上部背面に生じる渦流により、抵抗が生じてガス流が減速され、ついで整流格子22に流入されることによりガス流の流速が均一化される。
【0030】
したがって、ガス導入ダクトにより下方から供給されたガス流を斜め下方から水平方向に転向して容器に流入させても、下方に送るガス通路で均一な流速に整流することができ、均一なガス処理が可能となり、ガス導入ダクトを上方に突出させる必要が無くなり、収納建屋を高くする工事が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る整流装置の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】同整流装置の要部を示す部分拡大断面図である。
【図3】同整流装置を示す要部拡大斜視図である。
【図4】同整流装置のガス流のシミュレーション結果を示す縦断面図である。
【図5】図4に示すa−a′位置の流速を示す速度分布図である。
【図6】図4に示すb−b′位置の流速を示す速度分布図である。
【図7】図4に示すc−c′位置の流速を示す速度分布図である。
【図8】図4に示すd−d′位置の流速を示す速度分布図である。
【図9】図4に示すe−e′位置の流速を示す速度分布図である。
【図10】図4に示すf−f′位置の流速を示す速度分布図である。
【図11】図4に示すg−g′位置の流速を示す拡大速度分布図である。
【図12】本発明に係る整流装置の第2の実施の形態を示す構成図である。
【図13】同整流装置を示す要部拡大斜視図である。
【図14】同整流装置のガス流のシミュレーション結果を示す縦断面図である。
【図15】図14に示すA−A′位置の流速を示す速度分布図である。
【図16】図14に示すB−B′位置の流速を示す速度分布図である。
【図17】図14に示すC−C′位置の流速を示す速度分布図である。
【図18】図14に示すD−D′位置の流速を示す速度分布図である。
【図19】図14に示すE−E′位置の流速を示す速度分布図である。
【図20】図14に示すF−F′位置の流速を示す拡大速度分布図である。
【図21】従来の整流装置を示す構成図である。
【図22】同整流装置を示す要部拡大斜視図である。
【符号の説明】
10 整流装置
11 調温塔
12 容器
13 ガス通路
15 ガス導入口
16 ガス導入ダクト
16a 垂直接続部
16b 傾斜部
16c 水平送入部
17 迂回空間
18 天壁
18a 水平部
18b 段部
18c 傾斜ガイド部
18d 垂下壁
20A〜20D 分離流路部
21A〜21C 水平ベーン
22 水平格子
22b 横フィン
30 整流装置
31 迂回空間
32A〜32D 垂直バッフル
33a〜33e 流入口
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is for a gas processing container installed at an inlet portion in a gas processing container such as a gas temperature control tower, a gas cooler, a gas cooling device, or a cooling tower that needs to uniformly flow the gas introduced into the container. It relates to a rectifier.
[0002]
[Prior art]
For example, in a gas temperature control tower of a garbage incinerator, in order to adjust the temperature by injecting cooling water into gas (exhaust gas), it is necessary to uniformly feed the gas introduced from the upper part downward.
In the conventional gas temperature control tower, as shown in FIGS. 21 and 22, the exhaust gas discharged from the heat recovery boiler is first guided 45 degrees obliquely upward and then bent 45 through a bent duct 2 bent 90 degrees downward. It is connected to the gas inlet 1a at the top of the tower body 1 from above. At the entrance of the tower body 1, the introduced gas is guided in the horizontal direction and rectified by the plurality of vertical vanes 3 and the plurality of horizontal vanes 4, and further turned downward by the step portion 5 and the inclined guide plate 6. The And it was comprised so that it might rectify | straighten by the rectification | straightening grid 7 installed over the whole surface in the plane cross section in the upper part of the tower main body 1, and the flow of the gas in the cross section of the tower main body 1 might become uniform.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional configuration, since the gas is introduced using the bent duct 2, there is a problem that the bent duct 2 protrudes upward from the gas temperature control tower installed at the top of the facility building. It was. For this reason, the construction which raises the ceiling part of a building according to the bending duct 2 was performed.
[0004]
The present invention solves the above-mentioned problems, and even if the bent duct does not once make a detour upward, the gas sent from below can be sufficiently rectified at the inlet of the container to guide it downward in the container. An object of the present invention is to provide a rectifier for a vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 introduces gas into a container in which a gas passage for flowing gas downward from the upper part of the container is formed, from a gas introduction port opened on the upper side surface of the container. A gas rectifier for rectifying a gas processing vessel, wherein a gas introduction duct for turning a gas supplied from an obliquely lower side in a horizontal direction and feeding the gas into a gas introduction port; In the detour space formed on the side, a step portion having a hanging wall that is hung from the top wall at a predetermined distance from the gas inlet, and an inclined guide portion that is inclined downward and downstream from the step portion to guide the gas downward And horizontal vanes arranged in a plurality of stages in the vertical direction on the opening surface of the gas introduction port, and a rectifying grid arranged in a gas passage lower than the gas introduction port. Inclined downward on the downstream side A.
[0006]
According to the above configuration, the exhaust gas flow that has been turned obliquely upward from the gas introduction duct and then turned horizontally and sent to the detour space from the gas introduction port is the center and outer periphery (upper part) of the cross section of the flow path. In the gas flow separated by the plurality of horizontal vanes, the uppermost gas flow that flows into the separation flow path portion at a high speed is greatly decelerated due to the resistance of the drooping wall. In the central separation channel, the gas flow is considerably accelerated and temporarily becomes high speed, but the frictional resistance due to contact with the horizontal vane, the gas flow merged from the uppermost divided flow channel, When the flow path area is rapidly expanded by the guide portion, the resistance is gradually reduced and introduced into the rectifying grid. In the lowermost separation flow path portion, the gas flow is not accelerated because it is largely turned downward by the lower horizontal vane. Further, the gas flow is a rectifying grid, and a relatively fast gas flow is averaged by the action of the rectifying grid and the contact between the gas flows in the central portion.
[0007]
Therefore, even if the gas flow supplied from below is turned horizontally from the lower side by the gas introduction duct and sent to the container, the gas flow is decelerated in the bypass space by the plurality of horizontal vanes and the step portions. The flow velocity is further uniformed by the rectifying grid, and a uniform gas flow can be sent into the gas passage that bends 90 °, eliminating the need to project the gas introduction duct upward and feeding it from above, making the container storage building high. The construction to do becomes unnecessary.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas processing container for introducing a gas into a container having a gas passage for flowing gas downward from the upper part of the container, and rectifying by introducing the gas from a gas inlet opening on an upper side surface of the container. A gas rectifier for turning a gas supplied from obliquely below in a horizontal direction and feeding the gas into a gas inlet, and the gas inlet at the upper end of the gas passage is opened sideways. A rectangular parallelepiped detour space, a rectifying grid disposed below the gas introduction port of the gas passage, and the detour space disposed in parallel to the opening surface of the gas introduction port at a predetermined interval from the opening surface to the back side. A plurality of vertical rectifying plates that form a plurality of rectifying spaces, and the height of the inlet formed between the vertical rectifying plates and the ceiling wall of the bypass space decreases from the gas inlet to the back side. It is formed as follows.
[0009]
According to the above configuration, the gas flow that is turned in the horizontal direction from the upper side by the gas introduction duct and flows into the gas introduction port has a faster velocity distribution toward the outer peripheral side (upper part). Flows into the upper part of the step-like first to fourth vertical rectifying plates, and flows into the respective rectifying spaces from the upper inlets thereof. At this time, in each rectifying space, a high-speed gas flow is generated along the surfaces of the first to fourth rectifying plates and the back wall of the bypass space. The gas flow is decelerated by the frictional resistance, and the vortex generated at the back of the upper end of the vertical rectifying plate causes resistance to decelerate the gas flow. Is made uniform.
[0010]
Therefore, even if the gas flow supplied from the lower side by the gas introduction duct is turned from the lower side to the horizontal direction and flows into the container, the gas flow can be rectified to a uniform flow rate by the gas passage bent 90 °. As a result, uniform gas treatment is possible, and it is not necessary to project the gas introduction duct upward, and construction for raising the storage building becomes unnecessary.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Here, a first embodiment of a gas rectifier according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This rectifier 10 is provided in the temperature control tower 11 installed in the exhaust gas path of a waste incinerator facility, for example, and in the container 12 of the temperature control tower 11, the gas of the rectangular cross section sent from the upper part toward the lower part In the passage 13, cooling water is injected into the exhaust gas to obtain exhaust gas having a predetermined temperature. Therefore, unless the flow velocity of the gas passage 13 is uniform, the cooling cannot be performed efficiently.
[0012]
In this rectifier 10, a gas introduction duct 16 is connected to a gas introduction port 15 that communicates from a gas duct 14 in the vertical direction to a gas passage 13 on the upper side wall of the temperature control tower 11. The gas introduction duct 16 is formed in a rectangular channel cross section having a width: w and a height: h at an outlet thereof, and a cross-sectional area ratio with respect to the gas passage 13 having a rectangular cross section is formed, for example, 1: 2. The vertical connecting portion 16a connected to the gas duct 14, the inclined portion 16b bent obliquely upward from the vertical connecting portion 16a at a bending angle θ (40 to 50 °), and further horizontally from the upper end of the inclined portion 16b. It is comprised with the horizontal inflow part 16c bent and connected to the gas inlet 15. FIG.
[0013]
The gas passage 13 is formed in a rectangular cross section having a flow passage width: W (= w) and height (depth): H, and gas blown horizontally from the gas inlet 15 into the upper end of the gas passage 13. A detour space 17 that detours the flow downward is formed. In the ceiling wall 18 continuing to the upper side of the gas introduction port 15 of the bypass space 17, there are a plane portion 18 a extending along the horizontal plane from the horizontal portion 16 c through the gas introduction port 15, and a step portion 18 b protruding downward. An inclined guide portion 18c that is inclined downward on the back side is formed.
[0014]
That is, the height of the flat wall 18d that is suspended from the gas inlet 15 by a predetermined distance Lo and is opposed to the gas inlet 15 is a length that follows the hanging wall 18d of Ho and the lower end of the hanging wall 18d. A step portion 18b made of an Lp horizontal wall 18e is provided to give a large resistance to the gas flow. Further, an inclined guide portion 18c is provided to detour downward from the rear end portion of the horizontal wall 18e in a state where the gas flow spreads, and the inclined guide portion 18c is inclined from the horizontal to the downward angle: α = 30˜ Mounted at 40 °.
[0015]
Further, for example, three, upper, middle and lower horizontal vanes 21 </ b> A to 21 </ b> C extending rearward from the opening surface of the gas inlet 15 are disposed in the bypass space 17. These horizontal vanes 21 </ b> A to 21 </ b> C are arranged with separation channel portions 20 </ b> A to 20 </ b> D having predetermined heights HA to HD in the vertical direction, and are attached between the side walls over the entire width direction of the bypass space 17.
[0016]
These details will be described with reference to FIG. 2. The upper horizontal vane 21A has an overall length LA, is formed in a flat plate shape extending rearward in the horizontal direction, an introduction angle βA (not shown) = 0 °, and a discharge angle γA. (Not shown) = 0 °. The middle horizontal vane 21B has an overall length of LB, and is inclined at an introduction angle βB from the front end to the intermediate folding position PB, and is further inclined at a discharge angle γB from the folding position PB to the rear end. Further, the lower horizontal vane 21C has an overall length of LC, and is installed with an inclination at an introduction angle βC from the front end to the intermediate folding position PC, and is further installed with an inclination at the discharge angle γC from the folding position PC to the rear end. . The bent portions PB and PC may have an arc shape having a radius.
[0017]
Here, in order to increase the resistance of the uppermost separation flow path portion 20A, the height HA is set to be the same as or smaller than the height Ho of the hanging wall 18d (HA ≦ Ho). Of course, the length LA of the upper horizontal vane 21A is set to be smaller than the length Lo of the flat surface portion 18a (LA <Lo), and a space 20a for discharging the gas in the separation channel portion 20A is provided. The lengths of the horizontal vanes 21A to 21C are in a relationship of LA> LB (LBf + LBr)> LC (LCf + LCr), and further in a relationship of introduction angle βA <βB <βC and discharge angle γA <γB <γC. This is because when the gas is introduced into the gas introduction port 15 from the horizontal direction and swirled downward in the bypass space 17, the flow rate tends to increase as the distance from the swivel center increases. The contact resistance can be made to act on a gas flow by -21C, and can be decelerated. Further, since the turning radius becomes smaller toward the turning center side, the gas flow can be smoothly turned by setting the introduction angle α and the discharge angle γ larger.
[0018]
Further, a plurality of vertical fins 22a along the flow direction of the introduced gas and a plurality of horizontal fins 22b along the transverse direction of the introduced gas are combined at regular intervals at a position below the lower side of the gas inlet 15 by a predetermined distance Δh. A rectifying grid 22 is provided.
In the above-described configuration, the exhaust gas introduced from the gas duct 14 into the gas introduction duct 16 is turned obliquely upward at the inclined portion 16b, and is further turned horizontally to be sent from the horizontal inlet portion 16c to the gas inlet port 15. Entered. At this time, a high-speed gas flow is formed at the center and outer periphery of the flow path cross section.
[0019]
Of the separation flow paths 20A to 20D separated into the horizontal vanes 21A to 21C at the gas inlet 15, the gas flow in the uppermost separation flow path portion 20A is originally introduced at a considerably high speed. The drooping wall 18d and the horizontal vane 21A arranged to face the gas inlet 15 are not significantly decelerated and accelerated. In the separation flow path portions 20B and 20C in the central portion, the gas flow is considerably accelerated and temporarily becomes high speed, but the frictional resistance due to contact with the horizontal vanes 21A to 21C and the gas flow flowing in from the space 20a Then, it is decelerated by the flow passage area rapidly expanded by the inclined guide portion 18 c and is introduced into the rectifying grid 22. In the lowermost guide space 20D, the gas flow is not accelerated because it is largely turned downward by the lower horizontal vane 21C. In the rectifying grid 22, a somewhat high-speed gas flow appears due to the relatively fast flow rate in the central portion, but is averaged by the action of the rectifying grid and the contact between the gas flows.
[0020]
Here, simulation results of the rectifier 10 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. The height of the gas introduction duct 16 (gas introduction port 15) set here: h = 1000, width: w (= W) = 2000, and the arrangement of the horizontal vanes 21A to 21C are HA = HB = HC = HD = 250, length: LA = 600, LBf = 300, LBR = 300, LCf = 200, LCr = 250, introduction angle and discharge angle are βA = 0, βB = 7 °, γB = 45 ° βC = 12 °, γC = 67 ° (each angle is ± 2.5 °), the height Hm of the rectifying grid 22 is 300, the pitch is 150, and the height of the gas passage 13 is h = 20000 (the unit of length is mm). Here, the gas flow rate corresponds to 10,000 to 30,000 Nm 3 / h, and the gas temperature at the inlet corresponds to 240 ° C.
[0021]
It can be seen from the flow velocity distribution shown in FIG. 4 and the flow velocity distributions at the respective cross-sectional positions shown in FIGS. 5 to 11 that the flow velocity distribution of the gas sent downward from the rectifying grid 22 is made uniform.
According to the above-described embodiment, the high-speed upper gas flow droops in the detour space 17 from the exhaust gas flow that is turned from the lower side to the upper side by the gas introduction duct 16 in the horizontal direction and sent to the gas introduction port 15. Since this flow is introduced into the separation flow path portion 20A blocked by the wall 18d and separated by the upper horizontal vane 21A and sent out from the space 20a between the upper horizontal vane 21A and the hanging wall 18d, the detour side outside On the other hand, it is possible to greatly decelerate the gas flow that is extremely accelerated. Further, the gas flow introduced into the separation spaces 20B and 20C in the central portion is effectively decelerated by the frictional resistance caused by the contact with the horizontal vanes 21A to 21C and the flow passage area that is rapidly expanded. Furthermore, the gas flow that has flowed into the lower guide space 20D is not accelerated by the large turning angle of the lower horizontal vane 21C. As a result, a high-speed gas flow is not partially generated in the gas passage 13 by the rectifying grid 22, a gas flow having a uniform flow rate can be obtained, and uniform and efficient exhaust gas temperature adjustment can be performed. it can.
[0022]
Next, a second embodiment of the gas rectifier will be described with reference to FIGS. Note that the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 12 and 13, the rectifying device 30 is configured such that the top wall 31 a of the bypass space 31 is formed in a horizontal rectangular parallelepiped continuous with the upper side of the gas inlet 15, and the gas inlet is formed inside the bypass space 31. The first to fourth vertical baffles 32A to 32D, which are a plurality of vertical rectifying plates arranged parallel to the 15 opening surfaces and spaced apart at predetermined intervals W1 to W5, are attached between the sidewalls over the entire width, and a plurality of Rectifying spaces 33A to 33E are formed.
[0023]
These first to fourth vertical baffles 32A to 32D are formed so as to approach the top wall 31a toward the rear side, and the heights H1 to H4 of the inlets 34a to 34d to the rectifying spaces 33A to 33E are reduced. (H1>H2>H3> H4). In this embodiment, the first to fourth vertical baffles 32 </ b> A to 32 </ b> D are integrally formed by extending from a part of the lateral fins 22 b constituting the rectifying grid 22. Alternatively, a predetermined gap may be provided. The intervals W1 to W5 are set at the outlets of the rectifying spaces 33A to 33E so that at least one horizontal fin 22b is disposed.
[0024]
In the above configuration, the gas flow flowing into the gas introduction port 15 from the gas introduction duct 16 has a faster velocity distribution toward the outer peripheral side (upper part) due to the bending. When this gas flow flows into the bypass space 31, it collides with the upper portions of the step-like first to fourth vertical baffles 32 </ b> A to 32 </ b> D and flows into the rectifying spaces 33 </ b> A to 33 </ b> E separately from the inlets 34 a to 34 d. At this time, a high-speed gas flow is generated along the surfaces of the first to fourth vertical baffles 32A to 32D and the back wall 31b, but a vortex flow is generated on the upper rear side of the first to fourth vertical baffles 32A to 32D to cause a gas flow. Since the length of the contact surface of the gas flow becomes longer toward the back side, which becomes a flow resistance and gradually increases in speed, it is gradually decelerated and made uniform and flows into the rectifying grid 22. The gas flow is made uniform by the action of the rectifying grid 22 and introduced into the gas passage 13.
[0025]
Simulation results of the rectifier having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
Here, the height of the gas introduction duct 16 (gas introduction port 15): h = 1000, and the width: w = 2000. Further, the height of the bypass space 31 is H = 1000, the width is W = 2000, the heights H1 = 756, H2 = 531, H3 = 306, H4 = 81 (each dimension unit is mm) of the inflow ports 34a to 34e. The aperture ratio is h1: h2: h3: h4: h5 = 1.5: 1: 1: 1: 0.5. The vertical baffles 32A to 32D are raised integrally with the third, sixth, ninth and twelfth horizontal fins 22b from the gas inlet 15 side, and the front and rear widths W1: W2: W3: W4 of the rectifying spaces 33A to 33E: The ratio is W5 = 1: 1: 1: 1: 0.6.
[0026]
When a high-speed gas flow at the inlet of the bypass space 31 flows into the rectifying spaces 33A to 33E from the inlet, a high-speed gas flow is generated along the surfaces of the first to fourth vertical baffles 32A to 32D and the back wall 31b. It can be seen that the rectification grid 22 at the exit is gradually decelerated and is made uniform substantially at the exit, and when the rectification grid 22 is over a predetermined distance, it is almost uniformized to ± 60% of the average speed.
[0027]
According to the above-described embodiment, the first to fourth vertical baffles 32A to 32D facing the gas inlet 15 are arranged in the rectangular parallelepiped detour portion 31 with the front and rear widths W1 to W5 being spaced apart, and the plurality of rectifying spaces 33A to 33A are arranged. 33E is divided into front and rear, and the heights H1 to H4 of the inlets 34a to 34e between the first to fourth vertical baffles 32A to 32D and the top wall are made smaller toward the back side (back side) ( H1>H2>H3> H4), and the rectifying grid 22 is disposed at the outlet of the rectifying space, so that the gas flow that is turned from below and flows in the horizontal direction is separated from the inlets 34a to 34d. The gas is introduced into the rectifying spaces 33 </ b> A to 33 </ b> E, decelerated by friction and vortex flow with the first to fourth vertical baffles 32 </ b> A to 32 </ b> D, and the flow velocity of the gas can be made uniform by the rectifying grid 22.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the exhaust gas flow that is turned obliquely upward from the gas introduction duct and then turned horizontally and fed into the gas introduction port is High-speed flow at the center and outer periphery. At the gas inlet, the uppermost gas flow among the gas flows separated into the plurality of horizontal vanes is introduced at a high speed, but is greatly decelerated by being surrounded by the drooping wall and the horizontal vanes. In the central part, the gas flow is considerably accelerated and temporarily becomes high speed, but it is decelerated by the frictional resistance due to contact with the horizontal vane and the inclined guide part where the flow path area is suddenly expanded, and the rectifying grid be introduced. At the lowest stage, the gas flow is not accelerated because it is largely turned downward by the lower horizontal vane. The relatively fast gas flow at the center of the rectifying grid is averaged by the action of the rectifying grid and the contact between the gas flows.
[0029]
Therefore, even if the gas flow supplied from below by the gas introduction duct is turned diagonally from below to flow into the container, it can be rectified to a uniform flow rate by the gas passage sent downward, and uniform gas treatment This eliminates the need for the gas introduction duct to protrude upward, and eliminates the need for work to raise the storage building.
According to the second aspect of the present invention, the gas flow that is turned in the horizontal direction from the diagonally upward direction by the gas introduction duct and flows into the gas introduction port has a faster velocity distribution toward the upper part, and this gas flow is bypassed. If it flows into space, it will collide with the upper part of the 1st-4th vertical rectifying plate of step shape, and it will be separated into each rectification space from the upper part, and will flow in. At this time, in each rectifying space, a high-speed gas flow is generated along the surfaces of the first to fourth rectifying plates and the back wall of the bypass space. The gas flow is decelerated by the frictional resistance for a long time, and resistance is generated by the vortex generated in the upper back surface of the vertical rectifying plate, thereby decelerating the gas flow, and then flowing into the rectifying grid 22 to equalize the flow velocity of the gas flow. .
[0030]
Therefore, even if the gas flow supplied from the lower side by the gas introduction duct is turned from the lower side to the horizontal direction and flows into the container, it can be rectified to a uniform flow rate by the gas passage sent downward, and the uniform gas treatment This eliminates the need for the gas introduction duct to protrude upward, and eliminates the need for work to raise the storage building.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a rectifier according to the present invention.
FIG. 2 is a partial enlarged cross-sectional view showing a main part of the rectifier.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part showing the rectifier.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a gas flow simulation result of the rectifier.
5 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position aa ′ shown in FIG. 4;
6 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position bb ′ shown in FIG. 4;
7 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position cc ′ shown in FIG. 4;
8 is a velocity distribution diagram showing a flow velocity at a position dd ′ shown in FIG. 4; FIG.
9 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position ee ′ shown in FIG. 4. FIG.
10 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position ff ′ shown in FIG. 4;
11 is an enlarged velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position gg ′ shown in FIG. 4;
FIG. 12 is a configuration diagram showing a second embodiment of a rectifier according to the present invention.
FIG. 13 is an enlarged perspective view of a main part showing the rectifier.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a simulation result of the gas flow of the rectifier.
15 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position AA ′ shown in FIG. 14;
16 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position BB ′ shown in FIG. 14;
17 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position CC ′ shown in FIG. 14;
18 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position DD ′ shown in FIG. 14;
FIG. 19 is a velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position EE ′ shown in FIG. 14;
20 is an enlarged velocity distribution diagram showing the flow velocity at the position FF ′ shown in FIG. 14;
FIG. 21 is a configuration diagram showing a conventional rectifier.
FIG. 22 is an enlarged perspective view of a main part showing the rectifier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rectifier 11 Temperature control tower 12 Container 13 Gas passage 15 Gas introduction port 16 Gas introduction duct 16a Vertical connection part 16b Inclination part 16c Horizontal inflow part 17 Detour space 18 Top wall 18a Horizontal part 18b Step part 18c Inclination guide part 18d Drooping Walls 20A to 20D Separation channel portions 21A to 21C Horizontal vanes 22 Horizontal lattices 22b Horizontal fins 30 Rectifier 31 Detour spaces 32A to 32D Vertical baffles 33a to 33e Inlet

Claims (3)

容器上部から下方にガスを流送するガス通路が形成された容器に、容器の上部側面に開口されたガス導入口からガスを導入して整流するガス処理容器用整流装置であって、
斜め下方から供給されたガスを水平方向に転向してガス導入口に送入するガス導入ダクトと、
前記ガス通路上端部でガス導入口が側方に形成された迂回空間で、このガス導入口から所定距離離れて天壁から垂下された垂下壁を有する段部およびこの段部から下流側下方に傾斜されガスを下方に案内する傾斜ガイド部と、
ガス導入口の開口面に上下方向に複数段に配置された水平ベーンと、
ガス導入口より下位のガス通路に配置された整流格子とを具備し、
前記水平ベーンは、下位のものほど下流側下方に傾斜された
ことを特徴とするガス処理容器用整流装置。
A rectifier for a gas processing container that rectifies by introducing a gas from a gas introduction port opened in an upper side surface of the container into a container in which a gas passage for flowing gas downward from the upper part of the container is formed,
A gas introduction duct for turning the gas supplied from diagonally below in a horizontal direction and feeding it to the gas introduction port;
A detour space in which a gas introduction port is formed laterally at the upper end of the gas passage, and a step portion having a hanging wall that hangs down from the top wall at a predetermined distance from the gas introduction port, and a lower downstream side from the step portion. An inclined guide portion that is inclined and guides gas downward;
Horizontal vanes arranged in multiple stages in the vertical direction on the opening surface of the gas inlet,
A rectifying grid disposed in the gas passage below the gas inlet,
The gas vane rectifier according to claim 1, wherein the lower horizontal vane is inclined downward and downstream.
容器上部から下方にガスを流送するガス通路が形成された容器に、容器の上部側面に開口されたガス導入口からガスを導入して整流するガス処理容器用整流装置であって、
斜め下方から供給されたガスを水平方向に転向してガス導入口に送入するガス導入ダクトと、
前記ガス通路の上端部でガス導入口が側方に開口された直方体状の迂回空間と、
前記ガス通路のガス導入口より下位に配置された整流格子と、
前記迂回空間にガス導入口の開口面と平行で開口面から奥側に所定間隔をあけて配置され複数の整流空間を形成する複数の垂直整流板とを具備し、
前記垂直整流板と迂回空間の天壁との間に形成される流入口の高さを、ガス導入口から奥側ほど小さくなるように形成された
ことを特徴とするガス処理容器用整流装置。
A rectifier for a gas processing container that rectifies by introducing a gas from a gas introduction port opened in an upper side surface of the container into a container in which a gas passage for flowing gas downward from the upper part of the container is formed,
A gas introduction duct for turning the gas supplied from diagonally below in a horizontal direction and feeding it to the gas introduction port;
A rectangular parallelepiped detour space in which the gas inlet is opened laterally at the upper end of the gas passage;
A rectifying grid disposed below the gas inlet of the gas passage;
A plurality of vertical rectifying plates that are arranged in the bypass space in parallel to the opening surface of the gas introduction port and spaced apart from the opening surface to form a plurality of rectifying spaces;
A rectifier for a gas processing container, wherein the height of an inflow port formed between the vertical rectifying plate and the ceiling wall of the bypass space is formed so as to decrease from the gas introduction port to the back side.
整流格子は、導入ガスの流送方向に沿う複数の縦フィンと、導入ガスの横断方向に沿う複数の横フィンとを一定間隔ごとに配置して構成され、
垂直整流板は、前記整流格子の横フィンから一体に上方に延長された
ことを特徴とする請求項2記載のガス処理容器用整流装置。
The rectifying grid is configured by arranging a plurality of vertical fins along the flow direction of the introduced gas and a plurality of horizontal fins along the transverse direction of the introduced gas at regular intervals.
The gas processing vessel rectifier according to claim 2, wherein the vertical rectifying plate is integrally extended upward from the lateral fins of the rectifying grid.
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