JPH1170997A - レシーバ槽の注入ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力を一定に保持するレシーバ槽において、
流入する二相流の気液分離を十分に行ない、液面変動、
ひいては凝縮による圧力変動を極力小さくし、タンク振
動の危険性をなくする。 【解決手段】 二相流注入ノズルをタンク上端まで延長
し、下部にスリット状又はその他の形状の、ノズル断面
積よりも十分大きな流路断面積をもつ液流出孔と、上部
に蒸気流出孔を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】圧力を一定に保持するレシー
バ槽の注入ノズルの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来例のレシーバ槽を示す断面図
である。このレシーバ槽を、化学プラント、例えばトル
エン、パラキシレン等を製造するプラントに用いられる
蒸留塔頂系に用いた場合について説明する。図４におい
て、レシーバ槽１には、注入ノズル２と蒸気ノズル４が
設置され、注入ノズル２は二相流ライン３と接続され、
蒸気ノズル４は蒸気ライン５、圧力制御弁６に接続され
ている。この圧力制御弁６は、レシーバ槽１に取付けら
れた圧力変換器７の圧力信号により開閉され、蒸気量を
調整することによって、槽内圧力を一定に保持するよう
に作用する。上記二相流は、例えば気泡流である。定常
状態でレシーバ槽１の上部側に液面８が形成されている
と考える。上記プラントにおいて、流体は単相流、場合
によっては二相流となる。二相流の場合、二相流ライン
３から、注入ノズル２を通って二相流が流入すると、流
体中に蒸気泡が少ない間は、蒸気泡は衝突板１２に当た
り、流入速度と浮力によって分離され、槽内の圧力変動
も少なく、圧力制御をスムーズに行われる。しかし、流
入する二相流中の蒸気泡の量が多くなると、気液分離が
困難となり、液面が大きく波立ち、液面の温度が変化
し、それに伴って圧力が変化し、圧力変化を打ち消すよ
うに蒸気が流入し、液面で蒸気の凝縮が生じる。蒸気の
凝縮が多くなると、凝縮による圧力変動が生じ、槽内で
の気柱共鳴等によってタンクの振動が生じる恐れがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、レシーバ
槽において、流入する二相流の気液分離を十分に行な
い、蒸気の凝縮による圧力変動を小さくして、槽内での
気柱共鳴等によってタンクの振動が生じない注入ノズル
構造がのぞまれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力を一定に
保持するレシーバ槽において、二相流注入ノズルをタン
ク上端部まで延長し、注入ノズルの下部にスリット状又
はその他の形状の、ノズル断面積よりも十分大きな流路
断面積をもつ液流出孔を設け、上部に蒸気流出孔を設け
て成り、流入する二相流の気液分離を十分に行ない、液
面変動、ひいては凝縮による圧力変動を極力小さくし、
タンク振動の危険性をなくした注入ノズル構造を提供す
るものである。

【０００５】図１〜３は本実施例を概念的断面図をもっ
て示す。本実施例のノズル構造は、図に示すように、ノ
ズルをタンク上端まで延長し、ノズルの下部に液流出孔
９を、ノズルの上部に蒸気流出孔１０を設けた構造を基
本とする。図１の注入ノズル構造は、注入ノズル２をレ
シーバ槽１の上端まで延長し、注入ノズル２下部の液面
８より下の所にスリット状又はその他の形状の液流出孔
９を設け、ノズル上部の液面より十分高い所に蒸気流出
孔１０を設けて、気液分離し易い構造としたものであ
る。図２、図３の場合、注入ノズル２の液流出孔９，９
ａより後流側かつ、液面８より下部にスリット入り整流
板１１を設けて、流れの整流を図った。

【０００６】流入二相流中の蒸気泡が多い場合、二相流
ライン３からノズル２に流入した二相流は、スリット状
等の形状をもち、流路面積を注入ノズル断面積より十分
大きくした液流出孔９より液のみが低速で流出し、蒸気
泡はそのままノズル２中を上昇して蒸気空間にある蒸気
流出孔１０より流出する。このように気液分離が効率良
く行なわれる理由は、液の流速が低速であるので、気泡
が液流れから受ける抗力よりも浮力の方が卓越すること
にある。従って液面が蒸気泡によって波立ち、液面の温
度が変化し、それによって液面に変動を与えることなく
円滑に流出する。このため、大幅な凝縮も起こらず、圧
力変動が小さく保持され、蒸気流入による圧力制御も円
滑に行われ、安定な運転を継続することができ、レシー
バ槽の振動を引き起こす危険性をなくすることができ
る。図２および図３において整流板１１はノズル２の液
流速の偏流を防止し、気泡がスムーズにノズル内を上昇
するように作用する。また、図３において液流出孔９ａ
はその上部にカサ型の覆いを設けた。この覆いは、気泡
を効率よく採集する作用を行なう。

【０００７】なお、上記実施例では、ノズルに蒸気流出
孔１０を設けたが、ノズルからの蒸気流出が液面８より
も上方で行われれば良いので、ノズルの上端を開放する
構造にすることによって蒸気流出孔１０を形成しなくて
もよい。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、圧力を一定に保持する
レシーバ槽において、二相流注入ノズルをタンク上端部
まで延長し、下部にスリット状又はその他の形状の、ノ
ズル断面積よりも十分大きな流路断面積をもつ液流出孔
を、上部に蒸気流出孔を設けて、流入する二相流の気液
分離を十分に行なうようにしたので、槽内における液面
変動、ひいては凝縮による圧力変動を極力小さくし、タ
ンク振動の危険性をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレシーバ槽の注入ノズルの構造を
示す概念的断面図。

【図２】別の実施例を示す、図１と同様のレシーバ槽の
注入ノズルの構造を示す概念的断面図。

【図３】さらに別の実施例を示す、図１と同様のレシー
バ槽の注入ノズルの構造を示す概念的断面図。

【図４】従来のレシーバ槽の注入ノズル構造を示す、図
１と同様のレシーバ槽の注入ノズルの構造を示す概念的
断面図である。

【符号の説明】

１ レシーバ槽 ２ 注入ノズル ３ 二相流ライン ９，９ａ 液流出孔 １０ 蒸気流出孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋葉 俊哉 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力を一定に保持するレシーバ槽におい
   て、二相流注入ノズルをタンク上端部まで延長し、注入
   ノズルの下部にスリット状又はその他の形状の、ノズル
   断面積よりも十分大きな流路断面積をもつ液流出孔を設
   け、上部に蒸気流出孔を設けて成り、流入する二相流の
   気液分離を注入ノズルにおいて行うようにしたことを特
   徴とする注入ノズル構造。
2. 【請求項２】 注入ノズル内に整流板を設けたことを特
   徴とする請求項１の注入ノズル構造。