JPH08178177A - 熱障壁を有する管ノズル - Google Patents
熱障壁を有する管ノズルInfo
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- JPH08178177A JPH08178177A JP7251317A JP25131795A JPH08178177A JP H08178177 A JPH08178177 A JP H08178177A JP 7251317 A JP7251317 A JP 7251317A JP 25131795 A JP25131795 A JP 25131795A JP H08178177 A JPH08178177 A JP H08178177A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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-
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- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
- F16L59/16—Arrangements specially adapted to local requirements at flanges, junctions, valves or the like
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- Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな熱的過渡的状態に露呈される管ノズル
における熱的亀裂の発生を緩和乃至は防止する。 【解決手段】 迅速に温度が変化する流体を担持する全
ての種類のパイプ(6)に対する管ノズル(10)にお
いての熱的過渡的状態に起因する熱疲労亀裂を防止する
ために、管ノズルは熱絶縁性障壁(4)を有している。
管ノズルは、2つの異なる温度の流体が合流する混合T
接続部において特に有用である。本発明を使用すること
により、種々の一定又は変動する温度に維持される流体
が関与する処理プラントにおいての流れを処理する場合
の安全性及び信頼性を増加させることが可能である。
における熱的亀裂の発生を緩和乃至は防止する。 【解決手段】 迅速に温度が変化する流体を担持する全
ての種類のパイプ(6)に対する管ノズル(10)にお
いての熱的過渡的状態に起因する熱疲労亀裂を防止する
ために、管ノズルは熱絶縁性障壁(4)を有している。
管ノズルは、2つの異なる温度の流体が合流する混合T
接続部において特に有用である。本発明を使用すること
により、種々の一定又は変動する温度に維持される流体
が関与する処理プラントにおいての流れを処理する場合
の安全性及び信頼性を増加させることが可能である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱過渡的状態を緩
和させる絶縁性物質を有する管ノズルに関するものであ
る。
和させる絶縁性物質を有する管ノズルに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、熱過渡的状態に露呈されるノズル
はそのノズルに組込まれた熱障壁を有するものではなか
った。その結果、これらのノズルは、上流側からの過渡
的変化又はプロセスにおける変化の結果として迅速に変
化する流体の流れの温度から発生する熱疲労亀裂によっ
て破損する場合がある。小さな管とより大きな管又はパ
イプとのT接続部において熱応力及び歪みは最も大き
い。このような接続部のことを本明細書においては管ノ
ズルと呼称する。
はそのノズルに組込まれた熱障壁を有するものではなか
った。その結果、これらのノズルは、上流側からの過渡
的変化又はプロセスにおける変化の結果として迅速に変
化する流体の流れの温度から発生する熱疲労亀裂によっ
て破損する場合がある。小さな管とより大きな管又はパ
イプとのT接続部において熱応力及び歪みは最も大き
い。このような接続部のことを本明細書においては管ノ
ズルと呼称する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の欠点を解消し、大きな熱的な過渡的状態に露呈
される管ノズルにおいて熱的亀裂の発生を緩和乃至は防
止することを目的とする。本発明の別の目的とするとこ
ろは、熱交換器の寿命を長くすることである。本発明の
更に別の目的とするところは、混合T接続部の寿命を長
期化させることである。本発明の更に別の目的とすると
ころは管ノズルの製造を容易とすることである。本発明
の更に別の目的とするところは、熱絶縁性物質とベース
物質との適合性を与えることである。本発明の更に別の
目的とするところは、管ノズル半径位置における熱歪み
を最小とするために熱物質の厚さを調整することであ
る。
来技術の欠点を解消し、大きな熱的な過渡的状態に露呈
される管ノズルにおいて熱的亀裂の発生を緩和乃至は防
止することを目的とする。本発明の別の目的とするとこ
ろは、熱交換器の寿命を長くすることである。本発明の
更に別の目的とするところは、混合T接続部の寿命を長
期化させることである。本発明の更に別の目的とすると
ころは管ノズルの製造を容易とすることである。本発明
の更に別の目的とするところは、熱絶縁性物質とベース
物質との適合性を与えることである。本発明の更に別の
目的とするところは、管ノズル半径位置における熱歪み
を最小とするために熱物質の厚さを調整することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】図1に示した如く、問題
となる管ノズル領域は、大型のパイプ乃至は管の入口部
における内側直径位置における部分である。この管ノズ
ル半径領域はその管の中を流れる流体の温度に追従し、
一方該ノズルが溶接されている壁の厚さが大きく且つ直
径の大きなパイプ(マニホールド母管)はそれよりもか
なり遅い割合で温度が変化する。そのために、大きな温
度差が発生し、それは管ノズル半径領域において局所的
な熱歪みを発生させる。管ノズル半径領域に熱障壁を配
置させることによって、管ノズル半径領域は流れる流体
の熱的過渡的状態からバッファさせることが可能であ
る。熱障壁の厚さは、管ノズルが取付けられているマニ
ホールド母管のものと一致する管ノズル半径領域の熱応
答を減少させるのに必要な絶縁性によって決定される。
となる管ノズル領域は、大型のパイプ乃至は管の入口部
における内側直径位置における部分である。この管ノズ
ル半径領域はその管の中を流れる流体の温度に追従し、
一方該ノズルが溶接されている壁の厚さが大きく且つ直
径の大きなパイプ(マニホールド母管)はそれよりもか
なり遅い割合で温度が変化する。そのために、大きな温
度差が発生し、それは管ノズル半径領域において局所的
な熱歪みを発生させる。管ノズル半径領域に熱障壁を配
置させることによって、管ノズル半径領域は流れる流体
の熱的過渡的状態からバッファさせることが可能であ
る。熱障壁の厚さは、管ノズルが取付けられているマニ
ホールド母管のものと一致する管ノズル半径領域の熱応
答を減少させるのに必要な絶縁性によって決定される。
【0005】熱障壁は金属又はセラミックから構成する
ことが可能である。セラミックは、通常、金属よりも熱
伝導性が低いので、セラミック物質の場合に必要とされ
る厚さはより小さいものとなる。多数のプロセス(例え
ば、プラズマスプレイ、アーク溶接、電着、蒸着等)に
よってノズルの内径位置に形成させることが可能であ
る。一方、熱障壁は巻枠部材として成形することが可能
であり、それを、例えばロー付け、拡散接合、溶接又は
電着等の接合プロセスによって内径位置に取付けること
が可能である。
ことが可能である。セラミックは、通常、金属よりも熱
伝導性が低いので、セラミック物質の場合に必要とされ
る厚さはより小さいものとなる。多数のプロセス(例え
ば、プラズマスプレイ、アーク溶接、電着、蒸着等)に
よってノズルの内径位置に形成させることが可能であ
る。一方、熱障壁は巻枠部材として成形することが可能
であり、それを、例えばロー付け、拡散接合、溶接又は
電着等の接合プロセスによって内径位置に取付けること
が可能である。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、パイプ(又はマニホール
ド母管)6へ取付けた熱障壁4を具備する管ノズル10
を概略的に示している。管ノズル10は、一様な内径を
具備する管セクション1を有している。管セクション1
の上部部分は溶接又はその他の方法によって流れる流体
を担持する管へ接続されている。この管は図面を簡単化
するために図1には示していない。管ノズル10は角度
θを有する円錐セクション2を有している。管ノズル1
0は溶接準備領域3を具備するベース半径領域7を有し
ている。溶接部5が管ノズル10をパイプ6へ接続させ
ている。
ド母管)6へ取付けた熱障壁4を具備する管ノズル10
を概略的に示している。管ノズル10は、一様な内径を
具備する管セクション1を有している。管セクション1
の上部部分は溶接又はその他の方法によって流れる流体
を担持する管へ接続されている。この管は図面を簡単化
するために図1には示していない。管ノズル10は角度
θを有する円錐セクション2を有している。管ノズル1
0は溶接準備領域3を具備するベース半径領域7を有し
ている。溶接部5が管ノズル10をパイプ6へ接続させ
ている。
【0007】管ノズル10は円錐セクション2において
熱障壁4を有している。この熱障壁は最も熱疲労歪みに
露呈される可能性のある管ノズル10の区域を保護し、
従って亀裂の発生を防止し且つ管ノズルの寿命を長期化
させる。この熱障壁を構成する物質の候補としては金
属、セラミック及び金属間化合物等がある。これらの候
補のうちの幾つかはベース物質と一致する特性を有して
いる。セラミック等のその他の物質は熱障壁を図示した
ものよりも著しく薄いものとさせることを可能とする。
ある金属間化合物では熱伝導度が低く、従ってその場合
の熱障壁は図示した場合よりも著しく薄いものとさせる
ことが可能である。付着物の長さは、円錐セクション2
の直径位置にスプレイさせる能力の関数である。通常、
直径とほぼ同じ長さに亘りノズル内にスプレイすること
が可能である。熱障壁付着物4の厚さは、管ノズルのベ
ース半径領域7を保護するために、管ノズル10の所望
の熱分離乃至は隔離を達成するために調整させることが
可能である。
熱障壁4を有している。この熱障壁は最も熱疲労歪みに
露呈される可能性のある管ノズル10の区域を保護し、
従って亀裂の発生を防止し且つ管ノズルの寿命を長期化
させる。この熱障壁を構成する物質の候補としては金
属、セラミック及び金属間化合物等がある。これらの候
補のうちの幾つかはベース物質と一致する特性を有して
いる。セラミック等のその他の物質は熱障壁を図示した
ものよりも著しく薄いものとさせることを可能とする。
ある金属間化合物では熱伝導度が低く、従ってその場合
の熱障壁は図示した場合よりも著しく薄いものとさせる
ことが可能である。付着物の長さは、円錐セクション2
の直径位置にスプレイさせる能力の関数である。通常、
直径とほぼ同じ長さに亘りノズル内にスプレイすること
が可能である。熱障壁付着物4の厚さは、管ノズルのベ
ース半径領域7を保護するために、管ノズル10の所望
の熱分離乃至は隔離を達成するために調整させることが
可能である。
【0008】問題となる管ノズル領域は、図1に示した
如く、パイプ6への入口部におけるベース半径領域7の
内径位置におけるものである。このベース半径領域7は
管内の流れる流体の温度に追従し、一方管ノズル10が
溶接されている壁厚の大きなパイプ6は著しくゆっくり
と温度が変化する。流体は管1から管ノズルを介してパ
イプ6内に流れる。これによって大きな温度差が発生
し、その結果ベース半径領域7において大きな局所的熱
歪みが発生する。特に、ベース半径領域7における円錐
セクションに熱障壁4を配置させることによって、ベー
ス半径領域は冷却剤の熱的過渡的状態からバッファさせ
ることが可能である。熱障壁4の厚さは、本管ノズルが
取付けられているパイプ6のものと一致させるためにベ
ース半径領域7の熱応答を減少させるのに必要な物質の
量によって決定される。
如く、パイプ6への入口部におけるベース半径領域7の
内径位置におけるものである。このベース半径領域7は
管内の流れる流体の温度に追従し、一方管ノズル10が
溶接されている壁厚の大きなパイプ6は著しくゆっくり
と温度が変化する。流体は管1から管ノズルを介してパ
イプ6内に流れる。これによって大きな温度差が発生
し、その結果ベース半径領域7において大きな局所的熱
歪みが発生する。特に、ベース半径領域7における円錐
セクションに熱障壁4を配置させることによって、ベー
ス半径領域は冷却剤の熱的過渡的状態からバッファさせ
ることが可能である。熱障壁4の厚さは、本管ノズルが
取付けられているパイプ6のものと一致させるためにベ
ース半径領域7の熱応答を減少させるのに必要な物質の
量によって決定される。
【0009】円錐セクションの角度θは、熱的バッファ
のために必要とされる熱障壁付着物4の量に基づいて変
化させることが可能である。この角度は、使用される物
質の熱伝導度によって変えることが可能であり、熱伝導
度が高い物質の場合にはθは大きくなり、熱伝導度の低
い物質の場合には角度θは小さくなる。
のために必要とされる熱障壁付着物4の量に基づいて変
化させることが可能である。この角度は、使用される物
質の熱伝導度によって変えることが可能であり、熱伝導
度が高い物質の場合にはθは大きくなり、熱伝導度の低
い物質の場合には角度θは小さくなる。
【0010】管ノズル10の壁厚さは、夫々の領域にお
いて遭遇する応力に依存して、管セクション1、円錐セ
クション2、ベース半径セクション7において夫々変化
させることが可能である。
いて遭遇する応力に依存して、管セクション1、円錐セ
クション2、ベース半径セクション7において夫々変化
させることが可能である。
【0011】管ノズル10の内径が一定であることが重
要であり、その場合には、一定な流体の流れに対する流
体直径に対し何等制限が存在しないこととなる。その流
体直径はベース半径領域7においてより大きくすること
が可能であるがより小さくすることはできない。何故な
らば、小さくした場合には、流体の流れが制限されてシ
ステム内の流れに影響を与えるからである。
要であり、その場合には、一定な流体の流れに対する流
体直径に対し何等制限が存在しないこととなる。その流
体直径はベース半径領域7においてより大きくすること
が可能であるがより小さくすることはできない。何故な
らば、小さくした場合には、流体の流れが制限されてシ
ステム内の流れに影響を与えるからである。
【0012】本管ノズルを構成する物質としては、スチ
ール、ステンレススチール、ニッケルをベースとした合
金、コバルトをベースとした合金、又はその他の同様の
物質とすることが可能である。
ール、ステンレススチール、ニッケルをベースとした合
金、コバルトをベースとした合金、又はその他の同様の
物質とすることが可能である。
【0013】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図1】 マニホールド母管上のノズルの一部切断概略
斜視図。
斜視図。
1 管セクション 2 円錐セクション 3 溶接準備領域 4 熱障壁 5 溶接部 6 パイプ 7 ベース半径領域 10 管ノズル
Claims (7)
- 【請求項1】 熱障壁を有する管ノズルにおいて、 管へ接続するための一様な内径を具備する管セクション
が設けられており、 前記管セクションから延在しており増加する内径を具備
する円錐セクションが設けられており、 パイプへ接続するために前記円錐セクションから延在す
るベース半径領域が設けられており、 前記円錐セクションが、前記管内を流れる流体と前記パ
イプ内を流れる流体との温度が異なる場合に本管ノズル
を熱歪みから保護し且つ熱障壁を形成するために前記内
径部へ付与した絶縁性物質を有している、ことを特徴と
する管ノズル。 - 【請求項2】 請求項1において、前記絶縁性物質が前
記円錐セクションに付与されており、従って本管ノズル
の内径が一定であることを特徴とする管ノズル。 - 【請求項3】 請求項1において、前記絶縁性物質が前
記円錐セクションに付与されており、従って本管ノズル
の内径が前記管セクションにおけるよりも前記ベース半
径領域において一層大きくなっていることを特徴とする
管ノズル。 - 【請求項4】 請求項1において、本管ノズルにおける
応力に比例して壁厚さが変化していることを特徴とする
管ノズル。 - 【請求項5】 請求項1において、前記絶縁性物質が金
属であることを特徴とする管ノズル。 - 【請求項6】 請求項1において、前記絶縁性物質がセ
ラミックであることを特徴とする管ノズル。 - 【請求項7】 請求項14において、前記絶縁性物質が
金属間化合物であることを特徴とする管ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/316,617 US5575423A (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Tube nozzle having thermal transient reduction |
US316617 | 1994-09-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08178177A true JPH08178177A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=23229839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7251317A Pending JPH08178177A (ja) | 1994-09-30 | 1995-09-28 | 熱障壁を有する管ノズル |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5575423A (ja) |
EP (1) | EP0704651A1 (ja) |
JP (1) | JPH08178177A (ja) |
CN (1) | CN1126113A (ja) |
AU (1) | AU2025495A (ja) |
BR (1) | BR9502569A (ja) |
TW (1) | TW315318B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6003788A (en) * | 1998-05-14 | 1999-12-21 | Tafa Incorporated | Thermal spray gun with improved thermal efficiency and nozzle/barrel wear resistance |
US7559202B2 (en) * | 2005-11-15 | 2009-07-14 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Reduced thermal stress fuel nozzle assembly |
CN100408197C (zh) * | 2005-12-14 | 2008-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 空心喷嘴 |
US8960572B2 (en) * | 2008-12-31 | 2015-02-24 | Illinois Tool Works Inc. | Air manifold having nozzles |
US10401086B2 (en) | 2013-01-15 | 2019-09-03 | Illinois Tool Works Inc. | Air manifold for drying a container |
US9022302B2 (en) * | 2013-03-14 | 2015-05-05 | General Electric Company | Feed injector tip cap |
US9293895B2 (en) | 2013-05-17 | 2016-03-22 | Illinois Tool Works Inc. | Ionizing bar for air nozzle manifold |
US20150076811A1 (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-19 | Nelson Global Products, Inc. | Thin Foil Encapsulated Assemblies |
BR112018069996A2 (pt) | 2017-06-30 | 2020-05-26 | Joint Stock Company ''science And Innovations'' | União tripla de mistura de segmentos do sistema de purga e alimentação de um reator nuclear |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1396210A (en) * | 1920-06-12 | 1921-11-08 | Alfred H Humphrey | Gas-burner |
US2125703A (en) * | 1937-02-19 | 1938-08-02 | Chicago Pneumatic Tool Co | Exhaust manifold |
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