JPH05507648A - スチームまたはガスラインへ制御自在に冷却水を注入するための改良型過熱低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スチームまたはガスラインへ制御自在に冷却水を注入するための改良型過熱低減 装置 本発明は、スチームまたはガスラインへ制御自在に冷却水を注入するための過熱 低減装置に関し、この過熱低減装置が前記ライン内に挿入され円錐状出口ノズル を有する挿入管を含み、前記ノズル内に調整口を形成するように開口部に可動的 に取付けた弁体を備えた改良型過熱低減装置に係わる。

この種の過熱低減装置はスチームを対象とする場合、スチーム／スチーム間の温 度を冷却及び／または調整するために利用される。多くの場合、この装置はノズ ル出口における冷却水速度を高めるため開口度を調整する単一弁座部材を備えた 注入ノズルを含んでいる。そこで注入された冷却水は極端に微細な水滴から成る 薄い円錐形の噴霧の形で押出され、はとんど瞬間的に気化する。この装置の用途 は多岐にわたるが、主な用途としては、一般用及び産業用の標準設備で次のよう な種々の形態すなわち、高圧高温のほかに、補助装置、暖房システム及びタップ 設備用のスチームをも発生させる動力部に；熱伝達効率を高めるための表面熱交 換器と併用して；過熱ステップ間に挿入するためまたは部分負荷スチーム温度調 整のためのボイラーへ；製造工程に合わせてスチーム温度を調整するための過熱 スチームの冷却用に；化学処理プラント及び精油所の低圧システムに処理用また は洗浄用スチームが必要な至る所に；地域暖房プラントにといったような設備の 一つに組込まれているのが普通である。

スチームに接続して使用する以外の重要な用途として、液相ガスの注入によるガ スの冷却がある。

課題となる公知のこの種のタイプの過熱低減装置は、冷却された媒体が流動して いるパイプラインに対して６０°〜４５°の角度で取付けることのできる挿入管 を含むスチーム用過熱低減装置に係わりスウェーデン特許第６．６１３．０７４ 号に開示されている。この挿入管はその内側の管に形成した穿孔部を接線方向に 露出させて冷却水を調整する円筒形弁体を含む。この構成では冷却水がパイプラ インの内側に位置する挿入管の端部において円錐形を呈する。公知の過熱低減装 置を上述した公知の用途に利用する際に必要な取付は方法を採用すれば、場合に よっては気化しなかった水滴が対向する管壁に達して明らかに浸食の形で損傷を 発生させるおそれがある。

本発明の目的は上述した公知構造にみられる欠点が解消されるように頭書の装置 を改良することにある。本発明の特徴は添付した請求の範囲に開示しである。

本発明は、冷却すべきスチームまたはガスが流動するラインに注入される冷却水 を極めて広い範囲で調整できる改良型過熱低減装置を提供する。本発明の他の長 所として、流量が少ない場合でも微粒化された形で冷却水を注入することができ 、パイプラインの断面積全体に分配でき、しかも装置をパイプラインに直角に取 付けることができる。この構成によって取付はコストが軽減される。

添付図面に沿って以下に本発明の詳細な説明する。

図１は本発明装置の好ましい実施例を一部断面で略示する側面図である。

図２は図１に示した挿入管の先端部を弁体を除いて示す部分断面図である。

図３は図２に示した挿入管を一方の側から示す部分断面図である。

図４は図３に示した挿入管の内側に配置された弁体の拡大側面図である。

図５は図４に示した弁体の先端の断面図である。

図１から明らかなように、本発明の過熱低減装置はパイプライン１７にまで達し 、円錐形出口ノズル７を有する挿入管１から成る。図１に示すように、この装置 は出口ノズル７がパイプライン１７の中心またはその近傍に位置するようにパイ プライン１７に直角に取付けられる。図２及び図３からも明らかなように、挿入 管１はその内部に変位自在に組込まれた弁体５を含む。弁体５の下端、即ち、そ の先端１８は弁座６と共に調整口４を形成する孔部２を貫通して回転チャンバ３ にまで達している。詳しくは図２から明らかなように、孔部２の中心線１０及び 回転チャンバ３の中心線１１は９０゜から角度αだけふれた角度を形成し、角度 αはθ°よりも大きく、３０°よりも小さく、好ましくは１°〜１５°の範囲で ある。この角度αは特にパイプライン１７へ注入される冷却水の流量が小さい場 合（調整度が高い場合）に特にすぐれた機能を果す。弁体５は特に図４から明ら かなように、孔部２の入口１９に形成されている弁座６と協働して密封状態を成 立させるシール面１３を含む。さらに、弁体５はシール面１３から弁体５の先端 １８まで達する溝１２をも含み、この溝はシール面１３よりも下方で弁体５の弯 曲面１５に配設され、断面積が次第に大きくなるように形成されている。特に少 流量の場合には溝１２を孔部２の弯曲面２１または弁体５の中心線２３と平行に すれば最大回転速度が得られ、場合によっては溝１２を弁体５の先端１８に向っ て少しずつ傾斜させることによっても所期の流れ特性が得られる。図３から明ら かなように、弁体５に形成された溝１２を、この溝１２が回転チャンバ３におい てこのチャンバ３の弯曲面８に対する接線２０と一致する孔部２における位置ま で回動させ、弁体５の弯曲面１５でシール面１３よりも上方に設けた扁平切削面 １４と協働する回転制止部材２２によって前記位置を維持する。また、シール面 １３は、溝１２の起点において円錐状を呈し、弁体５の弯曲面１５でシール面１ ３よりも上方の切削面１４によって半径方向は最小になる。弁体５の弯曲面１５ でシール面１３よりも下方の部分は、その全長の一部に沿って弁体先端１８に向 い円錐状または放物面状に形成されている。

このように構成すれば、流量が少ない場合、回転チャンバ３に液体が充満するこ とはなく回転水膜が形成されるだけであり、この水膜は回転チャンバ３の弯曲面 ８に沿って出口ノズル７へ螺旋状に移動する。水膜は挿入管１の出口９に向って その回転を維持し、回転チャンバ３の中心部に水が存在してもこれによって制動 されることなく出口ノズル７を通過する。水膜が口径を絞った出口ノズルへ強制 的に押入されると、直径と反比例して回転速度が増大する。

装置を広い範囲で調整できるようにするため、弁体５には回転チャンバ３の弯曲 面８に向って捩れを与えた溝１２を設けて、流量が少ない時この溝に沿って水が 流れるようにする。

弁体５のシール面１３は円錐状であり、シール面１３より上方にある弁体５に扁 平切削面１４を設けたから、シール面を小さくして摩擦損を極力小さくすること ができる。従って、圧力差を最大限の速度に変換することができる。換言すると 、本発明を実施することにより、調整能力を妨げることなく密閉状態を維持する ことができる。ピストンリングなどのような摺動封止部材を必要としないから摩 擦もヒステリシスも小さく、′プリング（ｐｕｌｌｉｎｇ　）”現象を伴なわな い円滑な動作が得られる。なかでも本発明の実施によって達成されるその他の利 点は、１つの挿入管に５乃至７通りのサイズの弁体及びノズルを組込むことがで きることであり、これは規格化に有利で、生産効率が向上し、材料消費量の節減 と相俟って製造コストが軽減される。さらにまた、装置を垂直に取付ける方式で あるから、取付けに要するコストが従来の過熱低減装置よりも軽減される。

ノズル７から噴射される水滴が円錐１６を形成し、角度αの影響でこの円錐はパ イプライン１７の内側で下方へ傾斜する。図示の実施例では、出口ノズル７をパ イプラインの中心またはその近傍に配置したから、気化しなかった水滴が存在し てもパイプ壁に直接到達するまでの移動距離が最大限に設定され、浸食の可能性 が少なくなる。大口径のパイプラインが使用されている場合には、出口ノズル７ をパイプライン１７の内壁に接近させると共に浸食のおそれがないように角度α を設定すればよく、また、この場合使用される挿入管は短いから、管にかかる機 械的応力は小さく、シかもスチーム過熱低減装置を垂直に取付けること及びその 長さが一律であることに変わりはない。

要　約　書 スチームまたはガスライン（１７）に挿着され、弁体（５）を備えた円錐状出口 ノズル（７）を有する挿入管（１）を含み、挿入管（１）に形成した孔部（２） に弁体（５）を可動的に取付けて調整口（４）を形成するように構成された、前 記ラインへ制御自在に冷却水を注入するための改良型過熱低減装置に係わる。孔 部（２）は回転チャンバ（３）へ開口し、孔部（２）の中心線（１０）及び回転 チャンバ（３）の中心線（１１）は互いに９０°から角度αだけそれた角度を形 成し、角度αは０°よりも大きいが３０°よりも小さい。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スチームまたはガスライン（１７）に挿着され、このラインの内部に挿入し て制御自在に冷却水を注入するための過熱低減装置で、弁体（５）を備えた円錐 状出口ノズル（７）を有する挿入管（１）を含み、挿入管（１）に形成した孔部 （２）に弁体（５）を可動的に取付けて調整口（４）が形成されるように構成し た改良型過熱低減装置において、孔部（２）が回転チャンバ（３）へ開口し、孔 部（２）の中心線（１０）及び回転チャンバ（３）の中心線（１１）が互いに９ ０°から角度ａだけそれた角度を形成し、角度ａが０°よりは大きいが３０°よ りも小さいことを特徴とするスチームまたはガスラインへ制御自在に冷却水を注 入するための改良型過熱低減装置。 ２．前記角度ａが好ましくは１°〜１５°であることを特徴とする請求項１記載 の装置。 ３．前記弁体（５）が孔部（２）の入口（１９）に形成した弁座（６）と協働し て密封状態を成立させるシール面（１３）を含み、弁体（５）の弯曲面（１５） のシール面（１３）よりも下方の部分に形成したシール面から弁体（５）の先端 （１８）に至る溝（１２）をも含むことを特徴とする請求項１記載の装置。 ４．前記弁体（５）に形成した溝（１２）が孔部（２）の位置では捩れており、 この溝（１２）が回転チャンバ（３）の弯曲面（８）に対する接平面に沿って前 記チャンバへ開口し、前記位置が弁体（５）の弯曲面（１５）でシール面（１３ ）よりも上方の部分に形成した扁平切削面（１４）と協働する回転制止部材（２ ２）によって維持されることを特徴とする請求項１または３記載の装置。 ５．前記溝（１２）の起点である弁体（５）のシール面（１３）を円錐状に形成 し、弁体（５）の弯曲面（１５）の、シール面（１３）よりも上方の部分に形成 した扁平切削面（１４）によって半径方向を最小限にしたことを特徴とする請求 項３記載の装置。 ６．前記シール面（１３）よりも下方にある弁体（５）の弯曲面（１５）を弁体 先端（１８）に向ってを円錐状に形成するか、または断面が放物線となるように 形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。