JP4648792B2 - Fluid mixing apparatus and fluid mixing method - Google Patents
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本発明は、流体を混合する装置及び方法に関し、特にスチームと水の混合に適した混合装置及び混合方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for mixing fluid, and more particularly to a mixing apparatus and a mixing method suitable for mixing steam and water.
2種の流体AとB、例えばスチームと水、とを混合する装置として、図19及び図20に示すような構造の装置が知られている。図19及び図20に示す流体混合装置11においては、流体Aを供給する第1導管12の周囲には流体Bを供給するチャンバ14が設けられており、流体Bは、第1導管12の外側から第1導管12に設けられた孔15を通じて流体Aに混入される。このような構造の混合装置は、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている。図19に示す混合装置においては、流体Bは流体Aの流れ方向に対して垂直方向に供給され、図20に示す混合装置においては、流体Bは流体Aの流れ方向と同一方向に供給される。すなわち、これらの混合装置においては、第1導管12中に流体Bを供給するための孔15が第1導管12の外側から内側へ向かう方向は、第1導管12の軸方向に平行な断面において、第1導管12に対して垂直方向であるか、又は流体Aの下流(二次)側方向である。
As an apparatus for mixing two kinds of fluids A and B, for example, steam and water, an apparatus having a structure as shown in FIGS. 19 and 20 is known. In the
この他に、2種の流体を混合する装置として、特許文献3〜7に示すような形態の流体混合装置が知られている。
In addition, as a device for mixing two kinds of fluids, a fluid mixing device having a form as shown in
水(流体A)とスチーム(流体B)を混合する場合に、図19に示すような流体混合装置を使用して水の流路方向に対して垂直にスチームを供給すると、大きな衝撃音(ウォータハンマ音)が発生し、騒音となっている。また、発生した音には非常に耳障りな機械的破裂音が含まれており、図19に示すような流体混合装置においては、混合時に発生する音を低減することが課題となっている。そこで、混合装置に遮音措置を施す、又は図20に示すような流体混合装置を使用すると、騒音値は図19に示すような混合装置に比べれば低減されるが、満足できる結果は得られていない。 When mixing water (fluid A) and steam (fluid B), if steam is supplied perpendicularly to the flow direction of the water using a fluid mixing apparatus as shown in FIG. Hammering noise is generated and it is noisy. Further, the generated sound includes a very disturbing mechanical plosive sound. In the fluid mixing apparatus as shown in FIG. 19, it is a problem to reduce the sound generated during mixing. Therefore, when a sound insulation measure is applied to the mixing device or a fluid mixing device as shown in FIG. 20 is used, the noise value is reduced as compared with the mixing device as shown in FIG. 19, but satisfactory results are obtained. Absent.
本発明の目的は、スチームのような高圧流体を混合する時に騒音を発生させない流体混合装置及びその混合方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fluid mixing device that does not generate noise when mixing a high-pressure fluid such as steam, and a mixing method thereof.
本発明においては、導管に穿設した孔を通じて高圧流体を導管中に流入させる場合に、導管を流れる流体の流れに対向するように高圧流体を流入させることにより、発生する音を低減させる。 In the present invention, when high-pressure fluid is introduced into a conduit through a hole drilled in the conduit, the generated sound is reduced by introducing the high-pressure fluid so as to oppose the flow of fluid flowing through the conduit.
本発明の第1視点の基本形態によれば、第1流体を導く第1導管と、第1導管の外周部の少なくとも一部にスチームを供給するチャンバと、チャンバにスチームを導く第2導管と、を有し、第1導管は、チャンバが面する部分に、スチームを第1流体に混入させるために穿設され、軸方向及び周方向に配設された複数の孔を有し、第1導管の軸方向に平行な断面において、孔が第1導管の外から内へ向かう方向は、第1流体の上流側であり、孔は、孔の中心を通る線とチャンバの中心を通る線とのなす角度が90°のときと比べて、スチーム供給時に発生する音が低下するように、軸方向に対して傾斜している(ただし当該角度が70°以上90°未満は除く)流体混合装置を提供する。 According to the basic form of the first aspect of the present invention, a first conduit for guiding a first fluid, a chamber for supplying steam to at least a part of the outer periphery of the first conduit, and a second conduit for guiding steam to the chamber, The first conduit has a plurality of holes that are formed in the portion facing the chamber to mix steam with the first fluid and are disposed in the axial direction and the circumferential direction . in a cross section parallel to the axial direction of the conduit, the direction hole is directed from the outside to the inside of the first conduit, upstream der of the first fluid is, pores, a line passing through the center of the line and the chamber passing through the center of the hole Compared to the case where the angle formed with the angle is 90 °, the fluid mixing is inclined with respect to the axial direction so that the sound generated during the steam supply is reduced (however, the angle is not greater than 70 ° and less than 90 °) Providing equipment.
本発明の第2視点の基本形態によれば、第1流体を導く第1導管と、第1導管に内設され、第1導管内にスチームを供給するチャンバと、チャンバにスチームを導く第2導管と、を有し、チャンバは、スチームを第1流体に混入させるために穿設され、軸方向及び周方向に配設された複数の孔を有し、第1導管の軸方向に平行な断面において、孔がチャンバの内から外へ向かう方向は、第1流体の上流側であり、孔は、孔の中心を通る線とチャンバの中心を通る線とのなす角度が90°のときと比べて、スチーム供給時に発生する音が低下するように、軸方向に対して傾斜している(ただし当該角度が70°以上90°未満は除く)流体混合装置を提供する。 According to the basic form of the second aspect of the present invention, a first conduit for guiding a first fluid, a chamber provided in the first conduit for supplying steam into the first conduit, and a second for guiding steam to the chamber. A chamber, the chamber being perforated to mix the steam with the first fluid, and having a plurality of axially and circumferentially disposed holes parallel to the axial direction of the first conduit in cross section, the direction hole is directed from inside to outside of the chamber, upstream der of the first fluid is, pores, when the angle between the line passing through the center of the line and the chamber passing through the center of the hole is 90 ° The fluid mixing device is inclined with respect to the axial direction (however, the angle is not greater than 70 ° and less than 90 °) so that the sound generated when supplying steam is reduced .
本発明の第3視点の基本形態によれば、第1流体とスチームとを混合する流体混合方法において、第1流体を導く第1導管の外側から、第1導管に穿設し、軸方向及び周方向に配設した複数の孔を経由して、第1導管の中心を通る線に対するスチームの流入角度が90°のときと比べてスチーム供給時に発生する音が低下するように第1流体の上流側に向かって傾斜させて(ただし流入角度が70°以上90°未満は除く)、スチームを第1流体に供給する流体混合方法を提供する。 According to the basic form of the third aspect of the present invention, in the fluid mixing method of mixing the first fluid and the steam , the first conduit is perforated from the outside of the first conduit for guiding the first fluid, and the axial direction and Through the plurality of holes arranged in the circumferential direction, the first fluid is reduced so that the sound generated at the time of steam supply is lower than when the steam inflow angle with respect to the line passing through the center of the first conduit is 90 °. The fluid mixing method is provided in which the steam is supplied to the first fluid by being inclined toward the upstream side (except for an inflow angle of 70 ° or more and less than 90 °) .
第3視点の好ましい形態によれば、第1導管内の流体に旋回流が生じるように、第1導管の軸方向に垂直な断面において第1導管面に対し同一方向に傾斜をつけて第2流体を供給する。 According to a preferred form of the third aspect, the second conduit is inclined in the same direction with respect to the first conduit surface in a cross section perpendicular to the axial direction of the first conduit so that a swirl flow is generated in the fluid in the first conduit. Supply fluid.
本発明の第4視点の基本形態によれば、第1流体とスチームとを混合する流体混合方法において、第1流体を導く第1導管の内側に配置したスチームを供給するチャンバに穿設し、軸方向及び周方向に配設した複数の孔を経由して、チャンバの中心を通る線に対するスチームの流入角度が90°のときと比べてスチーム供給時に発生する音が低下するように第1流体の上流側に向かって傾斜させて(ただし流入角度が70°以上90°未満は除く)、スチームを第1流体に供給する流体混合方法を提供する。 According to the basic form of the fourth aspect of the present invention, in the fluid mixing method for mixing the first fluid and the steam , the steam is disposed inside the first conduit for guiding the first fluid, and the chamber is provided with a hole . The first sound is generated so that the sound generated at the time of steam supply is reduced through a plurality of holes arranged in the axial direction and the circumferential direction as compared with the case where the inflow angle of steam with respect to the line passing through the center of the chamber is 90 ° . Provided is a fluid mixing method in which steam is inclined toward the upstream side of the fluid (however, the inflow angle is not less than 70 ° and less than 90 °), and steam is supplied to the first fluid.
第4視点の好ましい形態によれば、第1導管内の流体に旋回流が生じるように、第1導管の軸方向に垂直な断面においてチャンバ面に対し同一方向に傾斜をつけて第2流体を供給する。 According to a preferred form of the fourth aspect, the second fluid is inclined in the same direction with respect to the chamber surface in a cross section perpendicular to the axial direction of the first conduit so that a swirl flow is generated in the fluid in the first conduit. Supply.
第3視点及び第4視点の好ましい形態によれば、第1流体を水とし、第2流体をスチームとする。 According to a preferred form of the third and fourth viewpoints, the first fluid is water and the second fluid is steam.
本発明の流体混合装置及び流体混合方法によれば、低圧流体と高圧流体を混合する時に発生する音の大きさを、混合性能を低下させることなく低減することができる。例えば、水とスチームを混合する場合に、混合装置から発生する音を小さくすることができる。また、本発明によれば、スチームと水との不快な干渉音やスチーム停止時のウォータハンマ現象も低減することができる。 According to the fluid mixing device and the fluid mixing method of the present invention, it is possible to reduce the volume of sound generated when mixing a low-pressure fluid and a high-pressure fluid without reducing the mixing performance. For example, when water and steam are mixed, the sound generated from the mixing device can be reduced. Further, according to the present invention, it is possible to reduce unpleasant interference sound between steam and water and a water hammer phenomenon when the steam is stopped.
本発明の第1実施形態に係る流体混合装置及び流体混合方法について説明する。図1は、第1導管に平行な断面における流体混合装置の(投影)断面図である。ここで、流体A(第1流体)は水のような低圧流体を示し、流体B(第2流体)はスチームのような高圧流体を示す。図1に示す形態においては、流体Aは第1導管2中を左から右へ流れており、第1導管2の一部には、流体Bを第1導管中に流入させるために孔5が開けられている。流体Bを供給するためのチャンバ4は、孔5部分に接しており、流体Bは、流体Aの流路方向に対向するように供給される。すなわち、孔5が第1導管2の外から内へ向かう方向は、流体Aの上流(一次)側を向いている。なお、本発明においてチャンバとは、流体Bを供給するための部分のことをいい、導管の一部であっても構わない。
A fluid mixing apparatus and a fluid mixing method according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a (projection) cross-sectional view of a fluid mixing device in a cross-section parallel to a first conduit. Here, the fluid A (first fluid) indicates a low-pressure fluid such as water, and the fluid B (second fluid) indicates a high-pressure fluid such as steam. In the configuration shown in FIG. 1, the fluid A flows from the left to the right in the
図1の形態と異なる形態を図2及び図3に示す。図2に示す形態においては、チャンバ4は、第1導管2の外周の少なくとも一部を取り囲むように形成され、第1導管2と二重管を構成している。孔5は、チャンバ4に面している部分全体に形成されており、いずれの孔も第1導管2の内面側が流体Aの上流側を向いている。図3に示す形態においては、流体Bを供給する第2導管3と第1導管2とが二重管構造になっており、チャンバ4が第2導管3の一部を形成している。孔5は、第1導管2の内面側が流体Aの上流側を向くように開けられており、流体Bは、第1導管2中を流れる流体Aの方向とは逆向きに第2導管3中を移動する。
A form different from the form of FIG. 1 is shown in FIGS. In the form shown in FIG. 2, the
図4は、第1実施形態に係る第1導管2の軸方向に垂直な断面の投影図を示す。図4(a)に示す形態においては、孔5は第1導管2の中心方向を向いているが、図4(b)に示す形態においては、孔5は、円周方向(周部)に対し同一方向を向く(傾斜する)ように形成されている。図4(b)のような形態によれば、孔5を通じて第1導管2に流入する流体Bにより、第1導管2内を流れる流体は自己旋回流を生じてスムーズに混合及び移送することができる。
FIG. 4 is a projection view of a cross section perpendicular to the axial direction of the
図5は、第1実施形態に係る第1導管2の透視斜視図を示す。図5(a)は、軸方向に平行な断面の形態が図2に示す形態、軸方向に垂直な断面の形態が図4(a)に示す形態の斜視図であり、図5(b)は、軸方向に平行な断面の形態が図2に示す形態、軸方向に垂直な断面の形態が図4(b)に示す形態の斜視図である。図5(a)に示す形態では、孔5は、第1導管2の内面側が流体Aの上流方向を向くように傾斜すると共に、流体Aの流路の中心方向を向いている。図5(b)に示す形態では、孔5は、第1導管2の内面側が流体Aの上流方向を向くように傾斜すると共に、第1導管2の円周(外周)方向に対し同一方向に傾斜している。すなわち、流体Bは第1導管2の軸方向に対してらせん方向に供給される。
FIG. 5 shows a perspective view of the
第1導管2の軸方向に平行な(投影)断面において、流体Bの流入角度、すなわち孔5の傾斜角度、は、流体Aの流れに対して好ましくは20°〜70°、より好ましくは30°〜60°、さらに好ましくは40°〜50°である。例えば、図1に示す(投影)断面図においては、孔5の中心を通る線と第1導管2の中心を通る線とのなす角αが、上記角度範囲にあると好ましい。それは、流体Bの流入角度が低角になりすぎると、孔5が長くなり、装置の加工が困難になると共に、流体Bがスムーズに導入されなくなるためである。また、孔5の角度が高角になりすぎると、従来の混合装置のように音が大きくなるためである。
In the (projection) cross section parallel to the axial direction of the
また、第1導管2の軸方向に垂直な(投影)断面において、流体Bの流入角度は、すなわち孔5の傾斜角度は、第1導管2の中心を通る線に対して好ましくは0°〜50°、より好ましくは10°〜40°、さらに好ましくは20°〜30°である。例えば、図4(b)に示す(投影)断面図においては、第1導管2の外面(外周)と孔の中心を通る線との交点における第1導管2の中心を通る線と孔5の中心を通る線とのなす角βが、上記角度範囲にあると好ましい。
Further, in the (projection) cross section perpendicular to the axial direction of the
本発明の第2実施形態に係る流体混合装置及び流体混合方法について説明する。第1実施形態においては、低圧流体Aの導管の外側から高圧流体Bを低圧流体Aに導入させたが、第2の実施形態においては、低圧流体Aの導管の内側から高圧流体Bを低圧流体Aに導入させる。図6及び図7は、第1導管の軸方向に平行な断面における流体混合装置の(投影)断面図である。図6に示す形態においては、流体Bを供給するチャンバ4を覆うように、流体Aを供給する第1導管2が形成され、二重管を構成している。図7に示す形態においては、第1導管2の内部に第2導管3が配置され、二重管を構成している。図6及び図7のいずれの形態においても、流体Bを流体A中に流入させる孔5は、チャンバ4に形成され、第1実施形態のように流体Aの上流側を向いている。すなわち、流体Bは、チャンバ4の内側から外側に向かって流体Aの上流側方向に供給される。また、チャンバ4の軸方向に垂直な断面において、孔5は、図4(a)に示すようにチャンバ4の中心を向くように形成することもできれば、図4(b)に示すようにチャンバ4の周方向(周部)に対し同一方向に傾斜するように形成することもできる。
A fluid mixing apparatus and a fluid mixing method according to a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the high pressure fluid B is introduced into the low pressure fluid A from the outside of the conduit of the low pressure fluid A. However, in the second embodiment, the high pressure fluid B is introduced from the inside of the conduit of the low pressure fluid A into the low pressure fluid. A is introduced. 6 and 7 are (projected) sectional views of the fluid mixing device in a section parallel to the axial direction of the first conduit. In the form shown in FIG. 6, the
チャンバ4の軸方向に平行な(投影)断面において、流体Bの流入角度、すなわち孔5の傾斜角度、は、流体Aの流路方向に対して、好ましくは20°〜70°、より好ましくは30°〜60°、さらに好ましくは40°〜50°である。例えば、図6及び図7に示す(投影)断面図において、孔5の中心を通る線とチャンバ4の中心を通る線とのなす角が、上記角度範囲にあると好ましい。
In the (projection) cross section parallel to the axial direction of the
また、チャンバ4の軸方向に垂直な(投影)断面において、流体Bの流入角度、すなわち孔5の傾斜角度、は、チャンバ4の中心を通る線に対して好ましくは0°〜50°、より好ましくは10°〜40°、さらに好ましくは20°〜30°である。例えば、当該(投影)断面図において、孔5の中心を通る線とチャンバ4の外面との交点におけるチャンバ4の中心を通る線と孔5の中心を通る線とのなす角が、上記角度範囲にあると好ましい。
Further, in the (projection) cross section perpendicular to the axial direction of the
第1実施形態及び第2実施形態において、混合流体を導く第1導管の内径は、例えば図8(a)に示すように一定であっても良いし、又は図8(b)に示すように拡径ないし図8(c)に示すように縮径させることもできる。例えば、混合させる流体Bの量が多い場合等において、急激な内圧上昇又は逆流を防止するために、下流(二次)側に向かって全体的に又は部分的に第1導管の内径を拡径させもよい。 In the first and second embodiments, the inner diameter of the first conduit that guides the mixed fluid may be constant, for example, as shown in FIG. 8 (a), or as shown in FIG. 8 (b). The diameter can be increased or reduced as shown in FIG. For example, when the amount of the fluid B to be mixed is large, the inner diameter of the first conduit is expanded in whole or in part toward the downstream (secondary) side in order to prevent a sudden increase in internal pressure or backflow. You may let them.
第1導管又はチャンバに設ける孔の数及び径は、混合する各流体の流量、圧力に応じて適宜設定する。 The number and diameter of the holes provided in the first conduit or the chamber are appropriately set according to the flow rate and pressure of each fluid to be mixed.
本発明の流体混合装置について、従来の流体混合装置と騒音値及び昇音能力を比較した結果を実施例に示す。 About the fluid mixing apparatus of this invention, the result of having compared a conventional fluid mixing apparatus with the noise value and the sound raising capability is shown in an Example.
実施例1においては、図19に示すように高圧流体を低圧流体に対し垂直に供給する装置(垂直流型)と図2に示すように高圧流体を低圧流体と対向するように供給する装置(逆斜流型)について騒音測定を行った。本実施例において使用した流体混合装置は、図2に示すような第1導管の一部の全周をチャンバで覆ったものであり、本発明の流体混合装置としては図8(a)に示す定径型と図8(b)に示す拡径型の両型について測定を行った。定径型装置の寸法は、内径40mmであり、拡径型の寸法は、一次側内径40mm、二次側内径67mmである。また、両型において、孔の径は5mmであり、第1導管の軸方向に垂直な(投影)断面において、孔は、図4(a)に示すように第1導管の中心方向を向いている。また、当該(投影)断面において、孔は8個形成されている。図2に示すような第1導管の軸方向に平行な断面における孔の傾斜角度、すなわち孔の中心を通る線と第1導管の中心を通る線とのなす角、は30°である。図4に示すような第1導管の軸方向に垂直な断面における孔の群を1列とすると、孔は軸方向に10列形成されており、第1導管全体における全部の孔の数は、10列×8個/列=80個である。隣接する列同士は、孔が軸方向に直線的に並ばないように、円周方向に回転するように角度を変えて互い違いに配置されている。また、第1導管とチャンバとの間には、スチーム緩衝材を配置している。 In the first embodiment, as shown in FIG. 19, an apparatus (vertical flow type) that supplies a high-pressure fluid perpendicularly to a low-pressure fluid and an apparatus (vertical flow type) that supplies a high-pressure fluid so as to face the low-pressure fluid as shown in FIG. Noise measurement was performed on the reverse mixed flow type). The fluid mixing device used in this example is a device in which the entire circumference of a part of the first conduit as shown in FIG. 2 is covered with a chamber. The fluid mixing device of the present invention is shown in FIG. 8 (a). Measurement was performed on both the fixed diameter type and the enlarged diameter type shown in FIG. The fixed-diameter apparatus has an inner diameter of 40 mm, and the expanded-diameter apparatus has a primary-side inner diameter of 40 mm and a secondary-side inner diameter of 67 mm. In both types, the diameter of the hole is 5 mm, and in the (projection) cross section perpendicular to the axial direction of the first conduit, the hole faces the center direction of the first conduit as shown in FIG. Yes. In the (projected) cross section, eight holes are formed. The inclination angle of the hole in the cross section parallel to the axial direction of the first conduit as shown in FIG. 2, that is, the angle formed by the line passing through the center of the hole and the line passing through the center of the first conduit is 30 °. When a group of holes in a cross section perpendicular to the axial direction of the first conduit as shown in FIG. 4 is taken as one row, the holes are formed in 10 rows in the axial direction, and the total number of holes in the entire first conduit is as follows: 10 rows × 8 / row = 80. Adjacent rows are alternately arranged at different angles so as to rotate in the circumferential direction so that the holes do not line up in the axial direction. A steam cushioning material is disposed between the first conduit and the chamber.
使用した流体は、流体Aとして水、流体Bとしてスチーム(1次蒸気圧力約0.5〜0.6MPa)である。騒音計は、混合装置から水平に1m離れた位置に設置し、暗騒音は、水を供給するポンプ及びスチーム用ボイラーを運転している状態において測定した。水とスチームの混合条件は、スチーム供給量が500kg/h、水供給量が17m3/h又は30m3/hである。図9及び図10に、水供給量別の騒音値測定結果を示す。図9は、水供給量17m3/h時の騒音値であり、図10は水供給量30m3/h時の騒音値である。これによれば、水供給量にかかわらず、垂直流型では、スチーム供給すると暗騒音時から約20dB程増大するが、本発明の逆斜流型では、定径型及び拡径型のいずれの型においても5dB程度しか増大しなかった。これより、本発明の流体混合装置(逆斜流型)は、従来の垂直流型に比べて、スチーム供給時の音を低減できることが分かる。また、本発明の逆斜流型装置においては、スチーム供給時のハンチング現象やスチーム供給停止時のウォータハンマ現象は起こらなかった。 The fluid used is water as the fluid A and steam as the fluid B (primary vapor pressure of about 0.5 to 0.6 MPa). The sound level meter was installed at a position horizontally 1 m away from the mixing device, and the background noise was measured while operating a pump for supplying water and a steam boiler. The mixing conditions of water and steam are a steam supply amount of 500 kg / h and a water supply amount of 17 m 3 / h or 30 m 3 / h. 9 and 10 show the noise value measurement results for each water supply amount. FIG. 9 shows a noise value at a water supply rate of 17 m 3 / h, and FIG. 10 shows a noise value at a water supply rate of 30 m 3 / h. According to this, regardless of the amount of water supply, in the vertical flow type, when steam is supplied, it increases by about 20 dB from the time of background noise, but in the reverse mixed flow type of the present invention, either the constant diameter type or the enlarged diameter type is used. The mold increased only about 5 dB. From this, it can be seen that the fluid mixing device of the present invention (reverse mixed flow type) can reduce the sound at the time of steam supply compared to the conventional vertical flow type. In the reverse mixed flow type apparatus of the present invention, neither the hunting phenomenon at the time of steam supply nor the water hammer phenomenon at the stop of the steam supply occurred.
実施例2においては、高圧流体を低圧流体の流れ方向と同一方向に供給する図20に示すような装置(正斜流型)と高圧流体を低圧流体の流れ方向と対向するように供給する図2に示すような本発明の装置(逆斜流型)について騒音測定を行った。使用した流体混合装置は、実施例1において使用した逆斜流定径型の装置であって、正斜流型と逆斜流型とは第1導管を配置する向きを変えることによって切り替えた。図11〜図13に、水供給量が10m3/h、20m3/h及び30m3/hのそれぞれの場合について、蒸気供給量を50kg/h〜500kg/h(1次蒸気圧力約0.6MPa)を変化させたときの増加音量(騒音測定値から暗騒音値を差し引いた値)の変化を示す。また、蒸気供給量500kg/h時の騒音測定結果を図14〜図16に示す。図11〜図13によれば、蒸気供給量が多くなるにつれて増加音量は増大するが、本発明の逆斜流型は、正斜流型に比べて音量が増大する傾きが小さいことがわかる。また、図14〜図16によれば、正斜流型では全騒音に対する増加音量の割合が大きいことが読み取れる。これより、本発明の流体混合装置(逆斜流型)は、正斜流型に比べて、スチーム供給時の音を低減できることが分かる。また、本発明の逆斜流型の装置においては、スチーム供給時のハンチング現象やスチーム供給停止時のウォータハンマ現象は起こらなかった。 FIG. 20 is a diagram illustrating a device for supplying a high-pressure fluid in the same direction as the flow direction of a low-pressure fluid (a normal oblique flow type) and a high-pressure fluid supplied to face the flow direction of the low-pressure fluid. Noise measurement was performed on the apparatus of the present invention (reverse mixed flow type) as shown in FIG. The fluid mixing device used was the reverse mixed flow type device used in Example 1, and the normal mixed flow type and the reverse mixed flow type were switched by changing the direction in which the first conduit was arranged. FIGS. 11 to 13 show that the steam supply amount is 50 kg / h to 500 kg / h (primary steam pressure of about 0.1 .mu.m) for water supply rates of 10 m 3 / h, 20 m 3 / h and 30 m 3 / h, respectively. 6MP) shows the change in the increased sound volume (the value obtained by subtracting the background noise value from the measured noise value). Moreover, the noise measurement result at the time of a steam supply rate of 500 kg / h is shown in FIGS. According to FIGS. 11 to 13, the increased sound volume increases as the steam supply amount increases, but it can be seen that the reverse mixed flow type of the present invention has a smaller inclination for increasing the sound volume than the normal mixed flow type. Moreover, according to FIGS. 14-16, it can be read that the ratio of the increased sound volume to the total noise is large in the forward diagonal flow type. From this, it can be seen that the fluid mixing device (reverse mixed flow type) of the present invention can reduce the sound during the steam supply compared to the normal mixed flow type. In the reverse mixed flow type apparatus of the present invention, neither the hunting phenomenon at the time of steam supply nor the water hammer phenomenon at the stop of the steam supply occurred.
実施例3においては、実施例1及び実施例2において使用した逆斜流型、正斜流型及び垂直流型の3つの型について、水(17m3/h)とスチームの混合による昇温試験を行った。試験方法は、図2に示すような形態の混合装置を使用し、第1導管直後の配管内に図17に示すように9つの測温抵抗体を十字状に配置して0.1秒毎に混合流体の温度測定を行った。図18に、9箇所の測定温度を平均した水温変化の結果を示す。各型の1分当たりの平均昇温温度は、垂直流型15.1℃/分、逆斜流定径型15.9℃/分、逆斜流拡径型16.8℃/分であった。図18及び平均昇温温度によれば、3つの型の昇温速度はほぼ同等であり、本発明の逆斜流型の装置は、垂直流型と同等の混合性能を有していることが分かる。また、測温抵抗体の場所別の昇温状況を比較しても、各箇所はほぼ均等に昇温しており、混合に偏りが生じないことも判明した。これより、本発明の逆斜流型の流体混合装置の混合性能に問題がないことが示された。 In Example 3, the temperature rising test by mixing water (17 m 3 / h) and steam for the three types of reverse mixed flow type, forward mixed flow type and vertical flow type used in Examples 1 and 2 Went. The test method uses a mixing apparatus having a configuration as shown in FIG. 2, and nine resistance temperature detectors are arranged in a cross shape as shown in FIG. The temperature of the mixed fluid was measured. In FIG. 18, the result of the water temperature change which averaged nine measurement temperature is shown. The average temperature rise per minute for each type was 15.1 ° C / min for the vertical flow type, 15.9 ° C / min for the reverse mixed flow constant diameter type, and 16.8 ° C / min for the reverse mixed flow diameter expansion type. It was. According to FIG. 18 and the average temperature rise temperature, the temperature rise rates of the three types are almost the same, and the reverse mixed flow type apparatus of the present invention has a mixing performance equivalent to that of the vertical flow type. I understand. Further, it was also found that even when the temperature rising conditions of the resistance temperature detectors were compared for each location, the temperature was increased almost uniformly at each location, and there was no bias in mixing. This indicates that there is no problem in the mixing performance of the reverse mixed flow type fluid mixing apparatus of the present invention.
実施例においては、液体(水)と気体(スチーム)の混合例について例示したが、本発明の流体混合装置は、実施例に限定されることなく、液体と液体の混合及び気体と気体の混合にも利用することができる。また、本発明の流体混合装置は、流動性のある固体状の流体の混合にも適用することができる。 In the embodiment, the example of mixing liquid (water) and gas (steam) has been illustrated. However, the fluid mixing apparatus of the present invention is not limited to the embodiment, and is a mixture of liquid and liquid and a mixture of gas and gas. Can also be used. The fluid mixing device of the present invention can also be applied to mixing fluid solid fluids.
1 流体混合装置
2 第1導管
3 第2導管
4 チャンバ
5 孔
6 測温抵抗体
7 配管
11 流体混合装置
12 第1導管
13 第2導管
14 チャンバ
15 孔
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1導管の外周部の少なくとも一部にスチームを供給するチャンバと、
前記チャンバに前記スチームを導く第2導管と、を有し、
前記第1導管は、前記チャンバが面する部分に、スチームを第1流体に混入させるために穿設され、軸方向及び周方向に配設された複数の孔を有し、
前記第1導管の軸方向に平行な断面において、前記孔が前記第1導管の外から内へ向かう方向は、第1流体の上流側であり、
前記孔は、前記孔の中心を通る線と前記第1導管の中心を通る線とのなす角度が90°のときと比べて、スチーム供給時に発生する音が低下するように、軸方向に対して傾斜している(ただし前記角度が70°以上90°未満は除く)ことを特徴とする流体混合装置。 A first conduit for conducting a first fluid;
A chamber for supplying steam to at least a portion of the outer periphery of the first conduit;
A second conduit for directing the steam to the chamber;
The first conduit has a plurality of holes that are formed in the portion facing the chamber to mix steam with the first fluid and are arranged in the axial direction and the circumferential direction .
In a cross section parallel to the axial direction of the first conduit, the direction in which the hole is directed from the outside to the inside of the first conduit, Ri upstream der of the first fluid,
Compared to the case where the angle formed by the line passing through the center of the hole and the line passing through the center of the first conduit is 90 °, the hole is less in the axial direction so that the sound generated when steam is supplied is reduced. The fluid mixing device is characterized in that the angle is inclined (except for the angle of 70 ° to less than 90 °) .
前記第1導管に内設され、前記第1導管内にスチームを供給するチャンバと、
前記チャンバに前記スチームを導く第2導管と、を有し、
前記チャンバは、スチームを第1流体に混入させるために穿設され、軸方向及び周方向に配設された複数の孔を有し、
前記第1導管の軸方向に平行な断面において、前記孔が前記チャンバの内から外へ向かう方向は、第1流体の上流側であり、
前記孔は、前記孔の中心を通る線と前記チャンバの中心を通る線とのなす角度が90°のときと比べて、前記スチーム供給時に発生する音が低下するように、軸方向に対して傾斜している(ただし前記角度が70°以上90°未満は除く)ことを特徴とする流体混合装置。 A first conduit for conducting a first fluid;
A chamber provided in the first conduit for supplying steam into the first conduit;
A second conduit for directing the steam to the chamber;
The chamber has a plurality of holes that are formed in order to mix steam into the first fluid and are disposed in the axial direction and the circumferential direction .
In a cross section parallel to the axial direction of the first conduit, the direction in which the hole is directed from inside to outside of said chamber, Ri upstream der of the first fluid,
The hole has an axial direction so that the sound generated when the steam is supplied is reduced compared to the case where the angle between the line passing through the center of the hole and the line passing through the center of the chamber is 90 °. A fluid mixing device characterized by being inclined (however, the angle is not less than 70 ° and less than 90 °) .
前記第1流体を導く第1導管の外側から、前記第1導管に穿設し、軸方向及び周方向に配設した複数の孔を経由して、前記第1導管の中心を通る線に対する前記スチームの流入角度が90°のときと比べてスチーム供給時に発生する音が低下するように前記第1流体の上流側に向かって傾斜させて(ただし前記流入角度が70°以上90°未満は除く)、前記スチームを前記第1流体に供給することを特徴とする流体混合方法。 In the fluid mixing method of mixing the first fluid and steam ,
From the outside of the first conduit for guiding the first fluid to the line passing through the center of the first conduit through a plurality of holes drilled in the first conduit and arranged in the axial and circumferential directions It is inclined toward the upstream side of the first fluid so that the sound generated when steam is supplied is lower than when the steam inflow angle is 90 ° (however, the inflow angle is 70 ° or more and less than 90 °). A fluid mixing method , wherein the steam is supplied to the first fluid.
前記第1流体を導く第1導管の内側に配置した前記スチームを供給するチャンバに穿設し、軸方向及び周方向に配設した複数の孔を経由して、前記チャンバの中心を通る線に対する前記スチームの流入角度が90°のときと比べてスチーム供給時に発生する音が低下するように前記第1流体の上流側に向かって傾斜させて(ただし前記流入角度が70°以上90°未満は除く)、前記スチームを前記第1流体に供給することを特徴とする流体混合方法。 In the fluid mixing method of mixing the first fluid and steam ,
A line that passes through the center of the chamber through a plurality of holes that are provided in the axial direction and the circumferential direction in the chamber that supplies the steam disposed inside the first conduit that guides the first fluid. The steam is inclined toward the upstream side of the first fluid so that the sound generated when steam is supplied is lower than when the steam inflow angle is 90 ° (however, the inflow angle is 70 ° or more and less than 90 °). A fluid mixing method , wherein the steam is supplied to the first fluid.
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