JP6894788B2 - Silencer - Google Patents
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Description
本願は、蒸気をドレンと接触させるサイレンサに関するものである。 The present application relates to a silencer that brings steam into contact with a drain.
例えば特許文献1に開示されているように、蒸気使用機器等で発生したドレンが回収管に回収されるものが知られている。この特許文献1のものでは、蒸気使用機器で蒸気の凝縮により発生した高温のドレンが、分岐管のスチームトラップ等を介して回収管に流れ、回収管のドレンと合流して回収される。 For example, as disclosed in Patent Document 1, it is known that drain generated by steam-using equipment or the like is collected in a recovery pipe. In Patent Document 1, the high-temperature drain generated by the condensation of steam in the steam-using equipment flows into the recovery pipe via a steam trap of the branch pipe, etc., and merges with the drain of the recovery pipe to be recovered.
ところで、上述したような回収管では衝撃(ウォーターハンマー)が発生する虞がある。スチームトラップから排出された高温のドレンは、一部が再蒸発して蒸気(フラッシュ蒸気)となる場合がある。その蒸気が回収管に流入すると、回収管では比較的大きな蒸気の塊(空間)が形成される。その蒸気の塊は低温のドレンと接して急激に凝縮し、そのため、蒸気が存在していた空間は一気に真空状態になる。この真空状態の空間にドレンが一気に流れ込み、ドレン同士が衝突したり、ドレンが管壁に衝突したりすることによって、ウォーターハンマーが発生する。 By the way, there is a possibility that an impact (water hammer) may occur in the recovery pipe as described above. Part of the high-temperature drain discharged from the steam trap may re-evaporate into steam (flash steam). When the steam flows into the recovery pipe, a relatively large vapor mass (space) is formed in the recovery pipe. The lump of steam comes into contact with the low-temperature drain and condenses rapidly, so that the space where the steam existed becomes a vacuum state at once. A water hammer is generated when the drain flows into the space in this vacuum state at a stretch and the drains collide with each other or the drain collides with the pipe wall.
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウォーターハンマーの発生を抑制することにある。 The technique disclosed in the present application has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to suppress the generation of water hammer.
本願のサイレンサは、没水部と、蒸気の主路および流出路とを備えている。前記没水部は、外周面がドレンに没する円柱状のものである。前記主路は、前記没水部に形成され、該没水部の軸方向に延びるものである。前記流出路は、前記没水部に形成され、内方端が前記主路に接続され、外方端が前記没水部の外周面に開口するものである。また、前記流出路は、前記外方端の開口軸が、前記没水部の径方向に対して前記没水部の周方向に向かって傾いている。 The silencer of the present application includes a submerged portion and a steam main path and an outflow path. The submerged portion is a columnar one whose outer peripheral surface is submerged in the drain. The main road is formed in the submerged portion and extends in the axial direction of the submerged portion. The outflow path is formed in the submerged portion, the inner end is connected to the main path, and the outer end opens to the outer peripheral surface of the submerged portion. Further, in the outflow passage, the opening shaft at the outer end is inclined toward the circumferential direction of the submerged portion with respect to the radial direction of the submerged portion.
本願のサイレンサによれば、ウォーターハンマーの発生を抑制することができる。 According to the silencer of the present application, the generation of water hammer can be suppressed.
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the techniques disclosed in the present application, their applications, or their uses.
本実施形態のドレン回収システム1は、蒸気によって対象物を加熱すると共に、それによって発生したドレンを回収するものである。図1に示すように、ドレン回収システム1は、蒸気供給管11と、蒸気使用機器13と、ドレン回収管14と、複数のドレン排出管16と、本願の請求項に係るサイレンサ20とを備えている。
The drain recovery system 1 of the present embodiment heats the object with steam and recovers the drain generated by the heating. As shown in FIG. 1, the drain recovery system 1 includes a
蒸気供給管11は、蒸気使用機器13に接続されている。蒸気供給管11は、例えばボイラー設備(図示省略)に接続されており、ボイラー設備で生成された蒸気が蒸気使用機器13に供給される。蒸気供給管11には、蒸気の圧力を調節する減圧弁12が設けられている。蒸気使用機器13は、例えば熱交換器であり、蒸気供給管11から供給された蒸気が対象物に放熱して凝縮し、対象物が加熱される。蒸気は、凝縮することによってドレン(復水)になる。つまり、蒸気使用機器13では蒸気の凝縮潜熱が対象物に付与され、対象物が潜熱加熱される。
The
ドレン回収管14は、蒸気使用機器13に接続されている。ドレン回収管14では、蒸気使用機器13で蒸気の凝縮により発生したドレンが回収される。ドレン回収管14には、液体圧送装置15が設けられている。液体圧送装置15は、蒸気使用機器13で発生したドレンをドレン回収管14を通じて下流側へ圧送するポンプである。例えば、液体圧送装置15では、蒸気使用機器13のドレンがドレン回収管14を介して流入し、一時的に貯留される。ドレンの貯留量が所定量になると、液体圧送装置15に高圧の作動気体が導入され、貯留されていたドレンが作動気体の圧力によって下流側へ圧送される。ドレンが圧送されると、再び蒸気使用機器13からドレンが液体圧送装置15に流入し貯留される。こうして、液体圧送装置15では、ドレンの流入と、ドレンの圧送(排出)とが交互に行われる。
The
複数のドレン排出管16は、蒸気供給管11とドレン回収管14との間に接続されている。具体的に、ドレン排出管16は、上流端が蒸気供給管11に接続され、下流端がサイレンサ20を介してドレン回収管14に接続されている。複数のドレン排出管16は、互いに間隔(例えば、20〜30m)を置いて設けられている。ドレン排出管16は、蒸気供給管11で発生したドレンをドレン回収管14に流すためのものである。つまり、蒸気供給管11において蒸気の一部が凝縮しドレンになる場合があり、そのドレンはドレン排出管16およびサイレンサ20を介してドレン回収管14に回収される。
The plurality of
ドレン排出管16の途中には、スチームトラップ17が設けられている。スチームトラップ17は、蒸気供給管11で発生したドレンがドレン排出管16を介して流入する。スチームトラップ17は、その上下流の圧力差(上流側の圧力と下流側の圧力との差)によって、流入したドレンのみを下流側へ自動的に排出するものである。なお、実際、スチームトラップ15には蒸気混じりのドレンが流入する。こうして、蒸気供給管11で発生したドレンは、ドレン回収管14において蒸気使用機器13で発生したドレンと合流し下流側へ圧送される。なお、ドレン回収管14は蒸気供給管11よりも下方に位置し、ドレン排出管16は上下に延びてドレン回収管14の上部に接続されている。
A
〈サイレンサの構成〉
サイレンサ20は、ドレン回収管14とドレン排出管16との接続部に設けられている。サイレンサ20は、その内部で蒸気をドレンと接触させるものである。図2〜図6に示すように、サイレンサ20は、本体21と、多孔状部材30とを備えている。図2〜図5では、左側が上流側であり、右側が下流側である。
<Composition of silencer>
The
本体21は、頭部22と軸部23とを有している。頭部22は、扁平な略六角柱状に形成されている。軸部23は、頭部22の下流側に連続して形成され、上下流方向に延びている。軸部23は、頭部22と同軸の円柱状に形成されている。軸部23の上流側の外周面には、ドレン回収管14と螺合するねじ部23aが形成されている。軸部23のねじ部23aがドレン回収管14に螺合されることにより、本体21がドレン回収管14に接続される。また、軸部23におけるねじ部23aよりも下流側の部分は、没水部23bとなっている。没水部23bは、本体21がドレン回収管14に接続された際、外周面および端面(下流側端面)がドレン回収管14を流れるドレンに没する部分である。
The
本体21には、ドレンおよび蒸気の流路24が形成されている。流路24は、流入口25と、混合部26と、流出路27とを有している。流入口25は、頭部22の上流側面に開口し、軸部23の軸方向(即ち、上下流方向)に延びている。流入口25は、頭部22と軸部23とに跨って形成されている。つまり、流入口25は本体21において没水部23b以外の部分に設けられている。流入口25には、ドレン排出管16が接続されている。流入口25には、蒸気を混合部26に噴射するノズル部25aが設けられている。流入口25では、ノズル部25aの内径は他の部分の内径よりも小さい。
A drain and
混合部26および流出路27は、軸部23における没水部23bに設けられている。混合部26は、没水部23bの径方向における中央に設けられ、軸部23(没水部23b)と同軸の円柱状に形成されている。混合部26は、軸部23(没水部23b)の軸方向に延びており、流入口25のノズル部25aと連通している。混合部26は、本願の請求項に係る主路に相当する。
The mixing
図5や図6に示すように、流出路27は複数(本実施形態では、4つ)設けられている。流出路27は、混合部26から没水部23bの外周面に向かって延びる流路13である。具体的に、4つの流出路27は没水部23bの周方向において等間隔に設けられている。流出路27は、内方端27aが混合部26に接続され、外方端27bが没水部23bの外周面に開口している。なお、図6では、多孔状部材30が省略されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of outflow channels 27 (four in the present embodiment) are provided. The
流出路27は、該流出路27から流出した蒸気が没水部23bの周方向に旋回するように構成されている。具体的には図6に示すように、流出路27は、内方端27aから外方端27bまでの全長に亘って没水部23bの周方向(図6において左側)に向かって湾曲している。つまり、流出路27は、その流路軸Xが没水部23bの周方向に向かって湾曲している。さらに言えば、流出路27は外方端27b側の流路軸Xが没水部23bの径方向Dに対して没水部23bの周方向に向かって傾いている。なお、4つの流出路27の流路軸Xは、没水部23bの径方向Dに対して同じ方向に傾いている。
The
また、流出路27の流路幅Bは、内方端27a側よりも外方端27b側が大きい。より詳しくは、流出路27の流路幅Bは、内方端27aから外方端27bにいくに従って漸次大きくなっている。なお、流出路27の内方端27aから外方端27bまでの間において、没水部23bの軸方向(図2において左右方向)における長さは一定である。つまり、流出路27の流路断面積は、内方端27a側よりも外方端27b側が大きく、内方端27aから外方端27bにいくに従って漸次大きくなっている。
Further, the flow path width B of the
また、没水部23bには、混合部26と外部とを連通させる連通路28が形成されている。連通路28は、没水部23bにおいて径方向の中央に設けられており、混合部26から下流方向へ延びて没水部23b(軸部23)の下流側端面に開口している。連通路28は、混合部26よりも内径が少し大きい。
Further, the submerged
没水部23bはドレン回収管14のドレンに没しているため、没水部23bに設けられた混合部26、流出路27および連通路28には、ドレン回収管14のドレンが流出路27から流入する。また、連通路28にはドレン回収管14のドレンが直接流入する。流路24において、混合部26、流出路27および連通路28はドレン回収管14のドレンが介在するドレン介在部となっている。ドレン介在部は、流入口25から流入した蒸気がドレン回収管14のドレンと接触する部分である。
Since the submerged
多孔状部材30は、円筒状に形成され、軸部23における没水部23bの外周に設けられている。多孔状部材30は、流出路27の外方端27bを覆っている。多孔状部材30は、流出路27からのドレンおよび蒸気が流出可能になっている。また、多孔状部材30は、外部のドレン、即ちドレン回収管14のドレンが流出路27へ流入可能になっている。没水部23bには、多孔状部材30が没水部23bから抜けることを防止するためのピン31が設けられている。ピン31は、没水部23bの外周に複数(本実施形態では、4つ)設けられており、没水部23bの外周面に形成された挿入孔32に圧入されている。
The
多孔状部材30は、ドレンおよび蒸気が流通可能な小さい孔を多数有する部材である。多孔状部材30としては、例えば、金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル、細線焼結体等が用いられる。
The
以上のように構成されたサイレンサ20における動作について説明する。スチームトラップ17から排出された高温ドレンは、流入口25から流入し混合部26でドレン回収管14の低温ドレンと混合する。混合したドレンは、流出路27に流れ、多孔状部材30を通過してドレン回収管14に流出する。こうして、蒸気供給管11で発生したドレンがドレン回収管14に回収される。
The operation of the
スチームトラップ17から排出されたドレンの一部は再蒸発して蒸気(フラッシュ蒸気)となる場合がある。これは、蒸気供給管11からスチームトラップ17に流入するドレンは高温であるところ、その高温のドレンがスチームトラップ17から排出されて圧力が低下することによるものである。再蒸発した蒸気は、サイレンサ20に流入する。
A part of the drain discharged from the
サイレンサ20において、流入口25に流入した蒸気はノズル部25aから混合部26に噴射される。噴射された蒸気は、混合部26において介在する低温ドレンと接触して凝縮する。ドレン排出管16からサイレンサ20に流入する蒸気量が少ないときは、混合部26において全てないし殆どの蒸気が凝縮する。また、蒸気はノズル部25aから噴射されることによって分散される。そのため、混合部26において蒸気と低温ドレンとの接触面積が増大するので蒸気の凝縮作用が促進される。蒸気の凝縮により発生したドレンは流出路27に流れ、多孔状部材30を通過してドレン回収管14に流出する。
In the
ドレン排出管16からサイレンサ20に流入する蒸気量が多くなると、混合部26において蒸気の一部は凝縮しきれなくなる。混合部26で凝縮しきれなかった蒸気は、流出路27からドレン回収管14に流出する。その際、流出路27は没水部23bの周方向に向かって湾曲しているため、蒸気は流出路27から没水部23bの外周面に沿う方向へ流出する。そのため、流出路27から流出した蒸気は没水部23bの外周を旋回する。蒸気は、旋回することによって拡散される。これにより、ドレン回収管14において蒸気の大きな塊(空間)が形成され難くなる。また、蒸気と低温ドレンとの接触面積が多くなり、蒸気の凝縮作用が促進される。なお、混合部26で凝縮しきれなかった蒸気は、流出路27を流れる際にも低温ドレンと接触するため凝縮する。
When the amount of steam flowing into the
また、流出路27の流路断面積は内方端27a側よりも外方端27b側が大きいため、例えば流出路の流路断面積が一定である場合に比べて、流出路27からの蒸気の流出速度が遅くなる。そのため、流出路27から没水部23bの径方向外方へ向かう蒸気の流出力が減少するので、蒸気は流出路27から没水部23bの外周面に沿う方向へ流出し易くなる。これにより、蒸気は没水部23bの外周を旋回し易くなるので、蒸気の拡散が促進される。
Further, since the flow path cross-sectional area of the
さらに、蒸気は、多孔状部材30を通過する際、細かく分散される。そのため、蒸気は没水部23bの外周において拡散し易くなる。また、蒸気は、多孔状部材30を通過することにより、流速が低下する。これによっても、蒸気は流出路27から没水部23bの外周面に沿う方向へ流出し易くなり、蒸気の拡散が促進される。
Further, the vapor is finely dispersed as it passes through the
なお、複数の流出路27の総流路断面積は、連通路28の流路断面積よりも大きい。そのため、混合部26に流入したドレンや蒸気は優先的に流出路27に流れる。
The total flow path cross-sectional area of the plurality of
以上のように、上記実施形態のサイレンサ20は、没水部23bと、蒸気の混合部26(主路)および流出路27とを備えている。没水部23bは、外周面がドレンに没する円柱状に形成されている。混合部26は、没水部23bに形成され、没水部23bの軸方向に延びている。流出路27は、没水部23bに形成され、内方端27aが混合部26に接続され、外方端27bが没水部23bの外周面に開口している。また、流出路27は、外方端27b側の流路軸Xが、没水部23bの径方向Dに対して没水部23bの周方向に向かって傾いている。
As described above, the
上記の構成によれば、流出路27から蒸気を没水部23bの外周面に沿う方向へ流出させることができる。そのため、蒸気は没水部23bの外周を旋回するので、蒸気を拡散させることができる。これにより、ドレン回収管14において大きな蒸気の塊(空間)が形成されることを抑制することができる。そのため、ドレン回収管14において、蒸気の塊が急激に凝縮することに起因するウォーターハンマーの発生を抑制またはウォーターハンマーの大きさを小さくすることができる。よって、ウォーターハンマーによって引き起こされる騒音や管の損傷を抑制することができる。
According to the above configuration, steam can be discharged from the
また、蒸気が拡散されることによって、蒸気と低温ドレンとの接触面積が増大するため、蒸気の凝縮作用を促進させることができる。これによっても、ドレン回収管14において大きな蒸気の塊が形成されることを抑制することができる。
Further, since the contact area between the steam and the low temperature drain is increased by diffusing the steam, the steam condensing action can be promoted. This also prevents the formation of large steam lumps in the
また、上記実施形態のサイレンサ20では、流出路27は没水部23bの周方向に向かって湾曲している。そのため、例えば流出路が途中で屈曲している場合に比べて、流出路27における蒸気の流通抵抗を低減することができる。
Further, in the
また、上記実施形態のサイレンサ20では、流出路27の流路断面積は、内方端27a側よりも外方端27b側が大きい。この構成によれば、流出路27からの蒸気の流出速度を低下させることができるので、流出路27から没水部23bの径方向外方へ向かう蒸気の流出力を減少させることができる。そのため、蒸気は流出路27から没水部23bの外周面に沿う方向へ流出し易くなる。これにより、蒸気は没水部23bの外周を旋回し易くなるので、蒸気の拡散を促進させることができる。
Further, in the
また、上記実施形態のサイレンサ20は、流出路27の外方端27bを覆う多孔状部材30を備えている。この構成によれば、流出路27からの蒸気の流出速度を低下させることができる。これにより、蒸気は流出路27から没水部23bの外周面に沿う方向へ流出し易くなり、蒸気の拡散をより促進させることができる。
Further, the
また、多孔状部材30を設けることにより、蒸気を多孔状部材30によって細かく分散させて流出させることができる。そのため、蒸気は没水部23bの外周において拡散し易くなる。
Further, by providing the
また、上記実施形態のサイレンサ20では、流入口25は、本体21における没水部23b以外の部分に設けられ、蒸気を混合部26に噴射するノズル部25aを有している。この構成によれば、蒸気はノズル部25aで噴射されることによって分散される。そのため、混合部26において蒸気と低温ドレンとの接触面積を増大させることができ、蒸気の凝縮作用を促進させることができる。
Further, in the
(その他の実施形態)
本願に開示の技術は、上記実施形態において以下のような構成としてもよい。例えば、流出路27は、混合部26から没水部23bの径方向に延びた後、没水部23bの周方向に向かって屈曲し没水部23bの外周面に開口する形状であってもよい。また、流出路27は、内方端27aから外方端27bまで直線状に延びるものであり、その流路軸が没水部23bの径方向に対して没水部23bの周方向に傾いたものであってもよい。
(Other embodiments)
The technique disclosed in the present application may have the following configuration in the above embodiment. For example, the
つまり、本願に開示の技術は、流出路27の外方端27b側の流路軸が没水部23bの径方向に対して没水部23bの周方向に傾いた形状であればよい。さらに言えば、蒸気が没水部23bの外周を旋回するように流出するのであれば、流出路27の形態は如何なるものであってもよい。
That is, the technique disclosed in the present application may have a shape in which the flow path axis on the
また、流出路27は、流路幅Bが一定のものであってもよい。また、流出路27の数量は、1つであってもよいし、上述した数量以外の複数であってもよい。
Further, the
また、多孔状部材30は省略するようにしてもよいし、流入口25においてノズル部25aは省略するようにしてもよい。
Further, the
本願に開示の技術は、蒸気をドレンと接触させるサイレンサについて有用である。 The techniques disclosed herein are useful for silencers that bring steam into contact with the drain.
20 サイレンサ
23b 没水部
26 混合部(主路)
27 流出路
27a 内方端
27b 外方端
30 多孔状部材
X 流路軸
D 径方向
20
27
Claims (3)
前記没水部に形成され、該没水部の軸方向に延びる蒸気の主路と、
前記没水部に形成され、内方端が前記主路に接続され、外方端が前記没水部の外周面に開口する蒸気の流出路とを備え、
前記流出路は、前記外方端側の流路軸が、前記没水部の径方向に対して前記没水部の周方向に向かって傾いており、
前記流出路の流路断面積は、前記内方端側よりも前記外方端側が大きい
ことを特徴とするサイレンサ。 A columnar submerged part whose outer peripheral surface is submerged in the drain,
The main path of steam formed in the submerged portion and extending in the axial direction of the submerged portion,
The submerged portion is formed, the inner end is connected to the main path, and the outer end is provided with a steam outflow path that opens to the outer peripheral surface of the submerged portion.
In the outflow path, the flow path axis on the outer end side is inclined toward the circumferential direction of the submerged portion with respect to the radial direction of the submerged portion.
A silencer characterized in that the flow path cross-sectional area of the outflow path is larger on the outer end side than on the inner end side.
前記流出路の外方端を覆う多孔状部材を備えている
ことを特徴とするサイレンサ。 In the silencer according to claim 1,
A silencer including a porous member that covers the outer end of the outflow path.
前記流出路は、前記没水部の周方向に向かって湾曲している
ことを特徴とするサイレンサ。 In the silencer according to claim 1 or 2.
The silencer is characterized in that the outflow path is curved toward the circumferential direction of the submerged portion.
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