JPS62280578A - 水噴射減温装置 - Google Patents
水噴射減温装置Info
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- JPS62280578A JPS62280578A JP12360686A JP12360686A JPS62280578A JP S62280578 A JPS62280578 A JP S62280578A JP 12360686 A JP12360686 A JP 12360686A JP 12360686 A JP12360686 A JP 12360686A JP S62280578 A JPS62280578 A JP S62280578A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高温ガスを導く管状の部材（配管およびダク
トを言い、高温ガスの移送専用の構成部分を意味する）
中において該高温ガスを減温せしめるように創作した減
温装置に関するものであって、高温ガス用の配管（ダク
トを含む）を備えた設備装置類（例えばガスタービン、
高熱炉、焼却炉、蒸気タービン、ボイラ等）に適用し得
る。
トを言い、高温ガスの移送専用の構成部分を意味する）
中において該高温ガスを減温せしめるように創作した減
温装置に関するものであって、高温ガス用の配管（ダク
トを含む）を備えた設備装置類（例えばガスタービン、
高熱炉、焼却炉、蒸気タービン、ボイラ等）に適用し得
る。
高温ガスを取扱う各種の設備装置類において、該高温ガ
スの温度を低下させる必要を生じる場合は屡々あり、こ
の為に減温装置が用いられる。
スの温度を低下させる必要を生じる場合は屡々あり、こ
の為に減温装置が用いられる。
従来技術においては、化学反応を行わせる機器（例えば
反応塔、吸収塔）内に低温の液体を噴霧して高温ガスを
減温する装置が公知（例えば特開昭５５−７３３６３号
）であるが、高温ガスを移送する途中で、化学反応を伴
うことなく、水と空気とのみを用いて減温を行うことは
考えられていなかった。
反応塔、吸収塔）内に低温の液体を噴霧して高温ガスを
減温する装置が公知（例えば特開昭５５−７３３６３号
）であるが、高温ガスを移送する途中で、化学反応を伴
うことなく、水と空気とのみを用いて減温を行うことは
考えられていなかった。
噴霧を微細化するためのノズルに関する発明の例として
は特開昭５７−９４３６１号が公知であり、音波を利用
した霧滴の微細化技術については特開昭５７−１１９８
６６号が公知であり、また、水と蒸気とを用いる減温ノ
ズルについては特開昭５２−３８６１８号が公知である
。
は特開昭５７−９４３６１号が公知であり、音波を利用
した霧滴の微細化技術については特開昭５７−１１９８
６６号が公知であり、また、水と蒸気とを用いる減温ノ
ズルについては特開昭５２−３８６１８号が公知である
。
しかし、高温ガスを配管（ダクトを含む）の中で、水と
空気とのみで減温する技術については開示されていない
。
空気とのみで減温する技術については開示されていない
。
前述の従来技術におけるが如く、減温装置を設けるため
の特別のタワー乃至ルームを設置すると装置全体の設置
面積が大きくなり、設備装置全体が複雑、大形、大重量
となって設備コストを増大させる。
の特別のタワー乃至ルームを設置すると装置全体の設置
面積が大きくなり、設備装置全体が複雑、大形、大重量
となって設備コストを増大させる。
また、減温の為に蒸気を用いると、蒸気配管の設置コス
トが高く、保守整備の所要労力が増加する。
トが高く、保守整備の所要労力が増加する。
本発明は、こうした不具合を一挙に解消すべく為された
ものであって、その目的とするところは設備全体の設置
所要スペースを増大させることなく、材料コストの安い
水と空気とのみを消費して高温ガスを減温し得る、簡単
で安価な構成の減温装置を提供しようとするものである
。
ものであって、その目的とするところは設備全体の設置
所要スペースを増大させることなく、材料コストの安い
水と空気とのみを消費して高温ガスを減温し得る、簡単
で安価な構成の減温装置を提供しようとするものである
。
上記の目的を達成するため、本発明の減温装置は、高温
ガスを導く管状の部材の中に、空気と水とを混合噴霧す
るノズルを設けるとともに、空気供給用配管と水供給用
配管とによって上記のノズルを支承し、前記管状の部材
中の高温ガス流中に水と空気との混合噴霧を噴射するよ
うに構成したことを特徴とする。
ガスを導く管状の部材の中に、空気と水とを混合噴霧す
るノズルを設けるとともに、空気供給用配管と水供給用
配管とによって上記のノズルを支承し、前記管状の部材
中の高温ガス流中に水と空気との混合噴霧を噴射するよ
うに構成したことを特徴とする。
上述のように構成した減温装置は、高温ガスを移送する
ための配管若しくはダクトの中に収納されるので、設備
装置全体の設置スペースを増大せしめない。
ための配管若しくはダクトの中に収納されるので、設備
装置全体の設置スペースを増大せしめない。
その上、ノズルを支承するステ一部材は空気配管と水配
管とによって兼ねられるため、構造が簡単で製造コスト
が安く、高温ガスの流動を妨げない、しかも、該空気配
管や水配管は内部を流通する空気や水で冷却されるので
耐久性が良い。
管とによって兼ねられるため、構造が簡単で製造コスト
が安く、高温ガスの流動を妨げない、しかも、該空気配
管や水配管は内部を流通する空気や水で冷却されるので
耐久性が良い。
更に、空気と水との混合震射により、設備コストもラン
ニングコストも安く、良質の噴射が行われる。
ニングコストも安く、良質の噴射が行われる。
第１図及び第２図は本発明の１実施例を示し、第１図は
高温ガス用の配管４の軸心に沿った縦断面図、第２図は
横断面図である。
高温ガス用の配管４の軸心に沿った縦断面図、第２図は
横断面図である。
複数個の噴霧ノズル１を配管４内に配置する。
本例においては、第２図に示す如く７個の噴霧ノズル１
を配設した（第１図において１部分的に重なって隠れ、
３個描き表わされている）。
を配設した（第１図において１部分的に重なって隠れ、
３個描き表わされている）。
第１図に見られるごとく、本例においては複数個（７個
）の噴霧ノズル１を、配管４に直交する平面に揃えて配
列しである。これは、高温ガス配管４内の上流から高温
ガスが流れ、該管内で短距離に蒸発が進行するため、中
央の噴震ノズルのほか周囲に複数個の噴霧ノズルを分散
配列しである。
）の噴霧ノズル１を、配管４に直交する平面に揃えて配
列しである。これは、高温ガス配管４内の上流から高温
ガスが流れ、該管内で短距離に蒸発が進行するため、中
央の噴震ノズルのほか周囲に複数個の噴霧ノズルを分散
配列しである。
本例においてｌ１小型で高信頼性の微粒化噴霧ノズル１
を用い、管内に均質噴霧を行う、圧力ヘッダ（図示せず
）に均一な圧力と温度で貯えられたそれぞれ圧縮空気と
水とは、空気配管２と水配管３とから噴霧ノズル１に供
給される。
を用い、管内に均質噴霧を行う、圧力ヘッダ（図示せず
）に均一な圧力と温度で貯えられたそれぞれ圧縮空気と
水とは、空気配管２と水配管３とから噴霧ノズル１に供
給される。
第１図に示されているように、前記の空気配管２と水配
管３とは、噴霧ノズル１の支承部材としての機能を兼ね
ている。この為、特別のステーなどを必要とせず、ステ
ーによる高温ガスの流動抵抗を生じない。また、これら
の空気配管２や水配管３は空気や水の流れで冷却さ九る
ので、高温ガス流の中でも優れた耐久性を示す、噴霧ノ
ズル１に流入した空気と水とはノズル本体内で混流し、
先端オリフィスから所定のアングル内に噴震される。噴
霧粒子は高温ガスに接触し、粒径の自乗に比例した蒸発
時間で蒸発するため、粒子同士の合体による粒径の肥大
化が生じにくい分散配列型が効果を発揮する。第６図に
８００℃の高温ガスに対する蒸発時間の一例を示す、ま
た、配管４内では中央部分の流速が大きく、周囲は中央
部に比較して流速が遅いため、同一性能の噴霧ノズルを
用いた場合でも配列により噴霧粒子の拡散範囲が異なる
。
管３とは、噴霧ノズル１の支承部材としての機能を兼ね
ている。この為、特別のステーなどを必要とせず、ステ
ーによる高温ガスの流動抵抗を生じない。また、これら
の空気配管２や水配管３は空気や水の流れで冷却さ九る
ので、高温ガス流の中でも優れた耐久性を示す、噴霧ノ
ズル１に流入した空気と水とはノズル本体内で混流し、
先端オリフィスから所定のアングル内に噴震される。噴
霧粒子は高温ガスに接触し、粒径の自乗に比例した蒸発
時間で蒸発するため、粒子同士の合体による粒径の肥大
化が生じにくい分散配列型が効果を発揮する。第６図に
８００℃の高温ガスに対する蒸発時間の一例を示す、ま
た、配管４内では中央部分の流速が大きく、周囲は中央
部に比較して流速が遅いため、同一性能の噴霧ノズルを
用いた場合でも配列により噴霧粒子の拡散範囲が異なる
。
第３図は前記と異なる実施例を示し、６個の噴霧ノズル
１を高温ガス配管４に直交する面に沿って配設しである
。
１を高温ガス配管４に直交する面に沿って配設しである
。
第４図及び第５図はそれぞれ更に異なる実施例を示す、
これらの実施例においては複数の噴霧ノズル１を、高温
ガス配管４の軸心方向に分散させて段違いに配列しであ
る。
これらの実施例においては複数の噴霧ノズル１を、高温
ガス配管４の軸心方向に分散させて段違いに配列しであ
る。
前記第４図の実施例は、噴震粒子の微粒化と分散化を図
るためさらに多数の噴霧ノズルをリング状の空気配管と
水配管の経路上に設けた例である。
るためさらに多数の噴霧ノズルをリング状の空気配管と
水配管の経路上に設けた例である。
流速と微粒子の蒸発時間を考慮し、中央と周囲に分散し
た噴霧ノズルの微粒化性能が異なる異種噴霧ノズルを選
択することにより、噴霧流の均質化も促進することがで
きる。第７図に高温ガス流速と噴霧粒子流速による相対
速度をパラメータに、粒径と蒸発距離の関係をグラフに
一例として示した。減温装置を小型、コンパクト化を図
るには蒸発距離を短縮すればよい。
た噴霧ノズルの微粒化性能が異なる異種噴霧ノズルを選
択することにより、噴霧流の均質化も促進することがで
きる。第７図に高温ガス流速と噴霧粒子流速による相対
速度をパラメータに、粒径と蒸発距離の関係をグラフに
一例として示した。減温装置を小型、コンパクト化を図
るには蒸発距離を短縮すればよい。
第５図の実施例は、矢印Ａ、Ｂ、Ｃの如く方向を変えて
導かれる高温ガス流路の途中で、矢印Ｂ方向の高温ガス
配管４内で減温を行うよう、蒸発距離を短くして、減温
性能を大幅に改良１機能向上を図った実施例である。
導かれる高温ガス流路の途中で、矢印Ｂ方向の高温ガス
配管４内で減温を行うよう、蒸発距離を短くして、減温
性能を大幅に改良１機能向上を図った実施例である。
本発明を実施する場合、噴霧粒子の均質分布を作るため
には、水や空気の圧力、温度、流量および噴霧周囲雰囲
気の圧力、温度などによる影響を受けやすい。そのため
、微粒化のための噴震条件を十分に把握、瞬時に応答す
るように監視システムを自動制御により行い誤動作をな
くすことが望ましい。
には、水や空気の圧力、温度、流量および噴霧周囲雰囲
気の圧力、温度などによる影響を受けやすい。そのため
、微粒化のための噴震条件を十分に把握、瞬時に応答す
るように監視システムを自動制御により行い誤動作をな
くすことが望ましい。
本実施例においては、高温ガスの流れがダクトや管内の
所定領域で減温され、その性能が発揮されているか否か
判断するため、ガス流中に数箇所温度センサー（図示省
略）を設置して温度検出を行い、噴霧粒子が規定間で蒸
発したかどうかをチェックする。詳しくは、熱量を算出
、減温効果をフィードバックし、噴霧ノズルの水と空気
との流量をコントロールし、噴震特性をチェックする。
所定領域で減温され、その性能が発揮されているか否か
判断するため、ガス流中に数箇所温度センサー（図示省
略）を設置して温度検出を行い、噴霧粒子が規定間で蒸
発したかどうかをチェックする。詳しくは、熱量を算出
、減温効果をフィードバックし、噴霧ノズルの水と空気
との流量をコントロールし、噴震特性をチェックする。
これにより常に安定した噴霧粒子の粒径を確保し、精度
の高い減温が得られ、誤動作を防止することができる。
の高い減温が得られ、誤動作を防止することができる。
第１図乃至第５図に示した各実施例において、次記の効
果が確認された。
果が確認された。
（ｉ）高温ガス流中に微粒化噴霧ノズルを設置すること
により、短時間、短距離で蒸発を行うことができるので
、高温ガス用ダクトまたは高温ガス配管内で容易に減温
を行う効果がある。
により、短時間、短距離で蒸発を行うことができるので
、高温ガス用ダクトまたは高温ガス配管内で容易に減温
を行う効果がある。
（ｉｉ）高温ダクトや高温ガス配管内に噴霧ノズルを分
散して配列することにより、噴霧粒子を均一に噴霧する
ことができ均等に蒸発が図れるので、ダクトや管でコン
パクトな減温機能の効果が得られる。
散して配列することにより、噴霧粒子を均一に噴霧する
ことができ均等に蒸発が図れるので、ダクトや管でコン
パクトな減温機能の効果が得られる。
（ｉｉｉ）高温ガス流中に噴霧ノズルを設置するため、
ノズルサポートとして空気および水冷却用配管を活用す
ることによって、サポートと冷却流体送輸管が兼ねられ
高温における耐久性も得られるので、サポートとその冷
却の効果が得られる。
ノズルサポートとして空気および水冷却用配管を活用す
ることによって、サポートと冷却流体送輸管が兼ねられ
高温における耐久性も得られるので、サポートとその冷
却の効果が得られる。
以上詳述したように１本発明の減温装置によれば、高温
ガス流を生じる設備装置全体のＭ９置スペースを増加さ
せることなく、簡単で安価な構成によって高温ガス流を
減温し得るという優れた実用的効果を奏する。
ガス流を生じる設備装置全体のＭ９置スペースを増加さ
せることなく、簡単で安価な構成によって高温ガス流を
減温し得るという優れた実用的効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例である水噴射減温装置の縦断
面図、第２図は第１図に示した実施例の横断面図である
。第３図は噴霧ノズル数の異なる第２図と同じ水噴射減
温装置実施例の横断面図、第４図はリング状支持配管に
接続した噴震ノズルをもつ水噴射減温装置実施例の横断
面図、第５図は上記と異なる実施例の水噴射減温装置の
全体縦断面図である。第６図は８００℃の高温ガスの噴
霧粒径と蒸発時間の関係を示す図、第７図は同温度にお
ける径粒と蒸発距離の関係を相対流速をパラメータに示
した図表である。 １・・・噴霧ノズル、２・・・空気配管、３・・水配管
、４・・・高温ガス配管、５・・・ユニオン、６・・・
ニップル、７・・フランジ、８・・・カップリング、９
・・・ユニオン、１０・・・盲フランジ、１１・・・フ
ランジ、２１・・・ドレン抜き、２２・・・弁、１０１
・・・高温ガス流、１０２・・・噴震粒子。
面図、第２図は第１図に示した実施例の横断面図である
。第３図は噴霧ノズル数の異なる第２図と同じ水噴射減
温装置実施例の横断面図、第４図はリング状支持配管に
接続した噴震ノズルをもつ水噴射減温装置実施例の横断
面図、第５図は上記と異なる実施例の水噴射減温装置の
全体縦断面図である。第６図は８００℃の高温ガスの噴
霧粒径と蒸発時間の関係を示す図、第７図は同温度にお
ける径粒と蒸発距離の関係を相対流速をパラメータに示
した図表である。 １・・・噴霧ノズル、２・・・空気配管、３・・水配管
、４・・・高温ガス配管、５・・・ユニオン、６・・・
ニップル、７・・フランジ、８・・・カップリング、９
・・・ユニオン、１０・・・盲フランジ、１１・・・フ
ランジ、２１・・・ドレン抜き、２２・・・弁、１０１
・・・高温ガス流、１０２・・・噴震粒子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高温ガスを導く管状の部材の中に、空気と水とを混
合噴霧するノズルを設けるとともに、空気供給用配管と
水供給用配管とによつて上記のノズルを支承し、前記管
状の部材中の高温ガス流中に水と空気との混合噴霧を噴
射するように構成したことを特徴とする、水噴射式の高
温ガス減温装置。 ２、前記のノズルは複数個であり、かつ、ガス流方向の
垂直な面内に配設したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載した水噴射式の高温ガス減温装
置。 ３、前記のノズルは複数個であり、かつ、ガス流方向に
分散せしめて配設したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載した水噴射式の高温ガス減温装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61123606A JP2731384B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 水噴射減温装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61123606A JP2731384B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 水噴射減温装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280578A true JPS62280578A (ja) | 1987-12-05 |
| JP2731384B2 JP2731384B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14864772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61123606A Expired - Lifetime JP2731384B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 水噴射減温装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731384B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0325139U (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-14 | ||
| JPH05141880A (ja) * | 1991-11-22 | 1993-06-08 | Osaka Gas Co Ltd | 炭酸風呂用排熱回収装置 |
| WO2009030675A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-12 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Spray nozzle manifold and process for quenching a hot gas using such an arrangement |
| JP2010538237A (ja) * | 2007-09-04 | 2010-12-09 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 急冷容器 |
| JP2011021810A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Ohkawara Kakohki Co Ltd | 高温ガス冷却用冷却塔の整流装置 |
| US8490635B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-07-23 | Shell Oil Company | Self cleaning nozzle arrangement |
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| JPS5689573U (ja) * | 1979-12-10 | 1981-07-17 | ||
| JPS56133589A (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Water injection type gas cooling method |
| JPS58148474U (ja) * | 1982-03-24 | 1983-10-05 | 石川島播磨重工業株式会社 | 完全蒸発型ガス冷却塔 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61123606A patent/JP2731384B2/ja not_active Expired - Lifetime
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