JPS62282682A - ベンチユリフロ−ノズルの超音波清浄装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は、流体系を停止することなくベンチュリフロー
ノズルをオンラインで清浄できるよう該流体系中の管内
に取り付けられたベンチュリフローノズルを清浄するた
めの超音波装置に関するものである。

従１Ｊ１術！目爆朋− 内部にベンチュリフローノズルを有する流体系を使用し
た多くの工業用プラントの運転時には、特に、スロート
で或はその近くで、ベンチュリフローノズルに詰まりが
生じ、流量指示値が実際値即ち較正された流量値よりも
高くなる。このような状況では、流量が実際の指示値よ
りも低くなり、よってプラントの出力が低下することに
なる。このことは、特に、蒸気発生器への給水流量を測
定するため主給水管内でベンチュリフローノズルらしく
はベンチュリノズル流量計を使用する加圧木型原子炉を
動力源にした発電プラントに当てはまる。かかる発電プ
ラントでは核計装系の２次＋ｕｌＩ熱量調節の後で、指
示出力は実際の原子炉出力よりも高くなり、従って、発
電プラントは認可されている熱限界以下で運転する。こ
のため、かかる発電プラントの電気出力は、定格限界よ
り４％程度低下することがあるが、この４％の値はある
発電プラントでは４０メガワツトにも達し得る。

これまでにベンチュリフローノズルの詰まりの問題を解
決するため種々の手段が試されたが、完全に満足できる
ものは一つもなかった。例疋ば、ある解決法では、ベン
チュリフローノズルの上流に手穴を設置し、この手穴に
ジェットスプレィノズルを手動で挿入し、ベンチュリの
内側表面に付着している付着物を取るようホースで注水
し、これ等の付着物を除去する方法があった。この解決
法は、高価で、時間のかかる発電プラントの停止と管の
水抜きを必要とする。詰まりを受けない前縁型（ｌｅａ
ｄｉｎｇｅｄｇｅ）流量計を設けるという別の方法もあ
った。しかし、かかる前縁型流量計の設置には高顎の費
用がかかる。

現在では、特に原子力発電プラントを有する多くの電力
会社が給水用ベンチュリフローノズルの詰まりに起因す
るメガワラＩ・出力のロスを回収する解決案を見付は出
そうとしている。この詰まりの問題に対する良好な解決
案は現在では存在していないという事実に濫み、電力会
社はどの解決案の実行も敬遠しており、その結果、極め
てコスト高のメガワット出力をロスし続けている。

従って、比較的安価で、設置が容易であり、発電プラン
ｌ−の停止及び管の水抜き分必要としない、ベンチュリ
フローノズルを容易に清浄できる経済的な装置の必要性
が未だ存在する。

［ 従って、本発明の目的は、オンラインにて作動でき、発
電プラントの停止を必要としないベンチュリフローノズ
ルの用超音波清浄装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、作動が自動的であり、従って手動
で作動させる必要がないベンチュリフローノズルを清浄
するための超音波装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、比較的安価で、設置が容易で
かつ本貫的に保守が不要であるベンチュリフローノズル
の超音波清浄装置を提供することにある。

本発明の上記目的及びその他の目的分達成するため、本
発明によれば、音波を発生し、音波をベンチュリフロー
ノズルのスロー１へへ伝達すべく管の回りに取り付けら
れた一つ以上のトランスジューサアセンブリを含む、流
体系中の管内に取り付けられたベンチュリフローノズル
の超音波清浄装置が提供される。これ等のトランスジュ
ーサアセンブリは、管の回りに収り付けられた板に装着
することができる。各トランスジューサアセンブリは、
音波を発生するためのトランスジューサと、音波を集中
させるようトランスジューサに収り付けられたホーンと
、一端でポーンに接続され、開口を経て管内に延入して
、他端でベンチュリフローノズルに接触し該ベンチュリ
フローノズルに音波を伝達するようになっているロッド
とを含む。

清浄装置は、ロッド毎に案内・封止アセンブリを含み、
この案内・封止アセンブリは各開口の回りで管に収り付
けられている。各案内・封止アセンブリは、ベース部材
及びカバ一部材を含み、各部材はロッドが貫通する中心
開口を有し、各案内封止アセンブリはロッドを囲む封止
手段を更に含む、実施例の一つでは、封止手段はロッド
の回りにバッキングリングを含むが、他の実施例では封
止手段はロッドを囲むベローズを含む、案内・封止アセ
ンブリは、ロッドをベンチュリフローノズルへ向けて押
圧するためのスプリング手段を更に含むことができる。

後から明らかとなる上記の目的及び利点、並びにその池
の目的及び利点は、同様の部分に同一番号を付けた本明
細書の一部を形成する添付図面を容態してこれから十分
に説明すると共に、特許請求の範囲に記載された、本発
明の構成及び（を用の詳細に存する。

適ｔ　　　の舌日 添付図面分参照すると、第１図及び第２図には、−最に
番号１０で示された超音波清浄装置が示されている。こ
の清浄装置１０は、流体系の管１２の回りに装着されて
、管１２内に収り付けられたベンチュリフローノズル（
以下、ノズルという）１４と清浄する、清浄装置１０は
、管１２の回りに容易に収り付けできるように２つの部
分１６及び１７に分割される板１５を含む、これ等の板
部分１６及び１７は、適当なブラケット又はクランプ手
段１８により一緒に締結され、かつ管に固定されている
。板１５の縁には複数のブラケット１９が取り付けられ
、これ等のブラケット１９は、清浄装置を所定位置に更
に保持するよう適当な支持構遺体（図示せず）に取り付
けられるようになっている。板１５にボルト締めできる
ブラケット２３のような適当な手段により、板１５に複
数のトランスジューサアセンブリ２２が収り付けられて
いる。これ等のトランスジューサアセンブリは音波を発
生し、伝達する。第１図に示された実施例では、管１２
の周辺に互いに９０°ずつ離間した関係で４つのかかる
トランスジューサアセンブリ２２が示されている。スウ
エンソニック（Ｓｗｅｎ　５ｏｎｉｃ）社により製造さ
れ、ソニックホーンアセンブリと呼ばれる、１ｏｋＨｚ
、第１０１０３２号のトランスジューサアセンブリが適
している。

第３図に最も良く示すように、各トランスジューサアセ
ンブリ２２は、取付ブラケット２３を有するカバー２４
を含む、このカバー２４は、音波を発生するためのトラ
ンスジューサ２５を囲み、トランスジューサ２５はＵ字
形の各脚部を囲む電気コイルと共に単一ユニットに組み
立てられた一連のＵ字形のニッケルラミネート材から形
成することが好ましい、カバーは、音波を減衰するよう
作用する。Ｕ字形の底部には適当な手段、例えば銀のろ
う付けによりポーン２６が取り付けられており、このホ
ーン２６は中実のステンレス鋼から形成することが好ま
しい。このホーンは、トランスジューサによって発生さ
れた音波を集中化すると共に適当な材料、例えばステン
レス鋼から形成された延長ロッド２７へこれ等の音波を
伝達するように働く、第３図に示された実施例では、ポ
ーンはトランスジューサからロッド２７へ内側へテーパ
の付いた直線状側面を備えたものとして示されている。

しかし、このホーンは、他の形状、例えばロッドに向か
って狭くなった階段状の側面を有するようにしたり、ま
た放物曲線状の一般的形状に形成したりすることもでき
る。ロッド２７は、該ロッドの一端に形成されたねじ付
延長部即ちねじ付部分２８によりホーン２６に螺合する
ことが好ましい。

第６図〜第９図に最も良く示すように、管１２には使用
する各トランスジューサアセンブリの口・７ド２７を収
容するための開口又は孔３０が設けられる。

−ｍに番号３２で示された案内・封止アセンブリがロッ
ド毎に設けられ、このアセンブリは適当な手段例えば溶
接部３３により各管開口３０の回りで管１２に強固に固
定されている。各トランスジューサアセンブリ２２は板
１５によって支持される代わりに案内・封止アセンブリ
３２のみにより支持されるようにしてもよい。

第６図に示す実施例では、案内・封止アセンブリは下方
の円形ベース部材又はハウジング３５を含み、このハウ
ジングは、該ハウジングに螺合された上方円形カバ一部
材３６を有する。ベース部材３５には、ロッド２７を収
容するよう貫通した中心開口３７が設けられている。開
口３７は、ロッド２７の回りにシールを形成する一つ以
上のバッキングリング３９を収容するようその上方端部
に拡大した部分３８を含む、バッキングリングの下方の
拡大部分３８内には下方保持リング４０が設けられてい
るが、バッキングリング３９の上方の中心開口３７の拡
大部分３８内には上方保持リング４１が設けられている
。上方保持リング４１は、適当な手段、例えばボルト４
２によりベース部材３５へ固定できる。バッキング材料
を通ってカバ一部材３６と保持リング４１との間の空間
内に漏れることがある流体を除去するための出口を設け
るようカバ一部材３６の頂部に開口即ち孔４３が形成さ
れている。カバ一部材３６にはロッド２７の上方端部を
収容するための中心開口４４が更に設けられている。

第６図に示す実施例では、ロッド２７の下方端部にはね
じ付部分即ちねじ付延長部４６が設けられ、この延長部
はノズル１４のスロー）５１に螺合されている。ロッド
２７は、リップ４７がカバ一部材３６の上方内側表面に
当接してロッド２７のための安全なストッパーを形成す
るようホーン２６に連結すべき端部から離間した円形リ
ップ又はリング４７を有する。

従って、ロッド２７の下方端部とノズル１４がら外す場
合、リップ４７はロッドが吹き飛ばされるのを防止する
ための安全ストッパーとして働く、ロッド２７の底端部
がノズルに接触する位置にてノズル１４に平面加工部分
５２を設けてもよい、更に第４図及び第６図に示すよう
に、ノズル１４の壁には複数の開口５３が設けられ、ノ
ズルの内外の圧力を等しくするようノズルを通過する流
体が管１２の内壁とノズル１４の外壁との間にできるよ
うになっている。

ロッド２７を取り付けるには、ロッドをベース部材３５
内の中心開口３７へ挿入し、ねじ行部分４６をノズル１
４にねじ込む。次にねじ行部分２８がカバ一部材３６を
貫通した伏皿でベース部材３５にカバ一部材３６念取り
（すけ、次にホーン２６をロッド２７のねじ行部分２８
へねじ込む。

第７図〜第９図には、案内　封止アセンブリ３２の別の
実施例が示されている。これ等の別の実施例中の多くの
部品は、第６図の実施例に関して述べた部品と同じであ
るので、他の実施例中の同様な部品は、第６図に示した
実施例で用いた番号と同じ番号で示すことにする。

第７図に示す実施例では、ロッド２７は底端部がノズル
１４内にねじ込まれており、ベルビルスプリング即ち皿
ばね５６がリップ４７とカバ一部材３６の上方内側表面
との間に位置するロッドの上方部分の回りに取り付けら
れている。従って、スプリング５６は、ロッドをノズル
１４へ向けて下方へ押圧する。

更にベローズ５７が、ロッド２７の上方端部を囲んでい
る。ベローズ５７の上方端部は、リップ４７に収り付げ
られ、ベローズ５７の下方端部は保持リング４１内の開
口に収り付けられている。保持リング４１とベース部材
３５との間には、金属Ｏリング５８が設けられ、ベロー
ズ５７とＯリング５８は、管１２からの流体がカバ一部
材３６内の区画室内へ流入することを防止するシールと
して働く、第７図の実施例の池の部品は、第６図の実施
例に関して説明した耶様と同じ悪様で機能する。

第８図に示す実施例では、カバ一部材３６内の中心開口
の周辺に形成された溝６０にバッキングリング３９が位
置し、管１２からの流木が外部へ漏れないようにするシ
ールを形成している。更に第８図の実施例では、ロッド
２７とノズル１４へ向けｔ押圧するのに一対のベルビル
スプリング５６が使用されている。更に、ロッド２７の
底部は、ノズル１４の平面加工された部分５２に螺合さ
れないで、この部分に強く接触している。リップ４７は
、第６図の実施例に関して説明した！Ｔ３様と同じ層様
で安全ストッパーとして機能する。この実施例中の金工
Ｏリング５８は１部材３５とカバ一部材３６との間に直
接位置する。更にこの実施例では、ボルト４２は、カバ
一部材３６とベース部材３５を直接連結している。

第９図に示す実施例では、カバ一部材３６は、ボルト４
２により四ンド２７の回りに固定された平らな板の形層
をしており、ボルト４２は、カバ一部材３６を貫通して
螺合するだけでなく、保持リング４１３貫通してベース
部材３５に螺合してアセンブリを共に固定する。この実
施例では、バッキングリング３９の上下の双方に保持リ
ング４ｏが位置する。第８図の実施例と同じように、第
９図の実施例も、ノズル１４の平面加工部分５２に螺合
されないで、この部分を強く押しているロッド２７を有
する。ロッド２７は、リップ４７とカバ一部材３６との
間でロッド凹りに収り付けられたベルビルスプリング５
６によりノズル１４へ向けて下方へ押圧されている。リ
ップ４７は、第６図に関連して説明した１様と同じ１様
で安全ストッパーとして機能する。

本発明の清浄装置の作動に際し、清浄装置は、第１図に
示すように管１２及びノズル１４に収り付けてもよいし
、各ｌ−ランスジューサアセンブリを各案内・封止アセ
ンブリ３２のみで支持してもよい。

電気配線６２を通して適当な電源からトランスジューサ
に給電する。使用中、所望のように清浄装置のトランス
ジューサな作動させるのに自動タイマーを使用できる。

付着物が累積するのを防止することによりノズルでの詰
まりを防止するのに音波を使用することは、極めて有効
である。音波は、超音波キャビテーションを発生し、こ
のキャビテーションはノズル３通って流れる流体中に生
じる無数の微細なキャビティの内破によりノズル内の表
面を洗浄する。

これ等のキャビティは、表面まで上昇する気泡ではなく
、むしろ各音響圧力波の通過により生成しかつ崩壊する
小さい空隙である。各々の小さい空隙が表面に対して崩
壊するとき放出されるエネルギーの結果、強力で完全な
清浄作用が生じ、この清浄作用は表面自体を完全に無傷
でかつ清浄なままにする。

超音波キャビテーションはトランスジューサ素子内で１
ｆｉｌ的振動を発生することにより生じ、トランスジュ
ーサは、この振動を音波としてホーンへ伝え、ホーンは
次に音波をノズルへ直接に有効的に伝達できるようロッ
ドの音波を集中する。

本発明は、多くの異なる工業分野、例えば原子カニ業及
び化学工業で利用できる０例えば、第５図に示すように
、蒸気発生器６５と主給水制御弁６６との間の加圧水型
原子炉による発電プラントの主給水管６４内に位置する
ノズルに関連して清浄装置１０を設けることができる。

本発明により多くの有利な特徴が得られることが上記記
載から明らかである。ノズルの清浄はオンラインで実施
でき、発電プラントの停止及び管の水抜きは不要である
。清浄は、自動的に実施でき、ジェット吹付けと共に必
要であった手動作業は不要である。この清浄装置の構成
部品は、極めて耐久性があり、部品交換又は予備部品を
殆ど必要とせず、本貫的に保守は不要である。更に本装
置は、設置が容易なだけでなく池の代替装置に比穀して
比較的安価である。

本明細書に開示した構造体の多数の変形及び改良例は、
当業者には明らかであろう、しかし、本明細書は、本発
明の好適な実施例に関するもので、これ等の実施例は説
明のためのものに過ぎず、本発明な限定するものではな
いと解すべきである。

本発明の範囲から逸脱しないかかる改良例の全ては、特
許請求の範囲内に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、４つのトランスジューサと含む本発明の超音
波清浄装置を一部横断面で示す、正面図、第２図は、第
１図に示した本発明の超音波清浄装置の側面図、第３図
は、点線で示したカバー内に取り付けられた本発明のト
ランスジューサアセンブリの一つの斜視図、第４図は、
第１図の４−４線に沿った横断面図、第５図は、加圧水
型原子炉を動力源とする発電システムの蒸気発生器への
主給水管内に設置された超音波清浄装置を示す概要図、
第６図は、本発明の超音波清浄装置のロッドのための案
内・封止アセンブリの一実施例を示す第１図の６−６線
に沿った横断面図、第７図は案内・封止アセンブリの別
の実施例を示す第６図に類似する図、第８図は案内　封
止アセンブリの更に別の実施例を示す第６図に類似する
図、第９図は案内・封止アセンブリの更に別の実施例を
示す第６図に類似する図である。 １０・・・超音波清浄装置　　１２・・管１４・・・ベ
ンチュリフローノズル ２２・・トランスジューサアセンブリ ２５・・・ｌ・ランスジューサ　２６・・・ホーン２７
・・・ロッド　　　　　　３０・・・管の開口３２・・
・案内・封止アセンブリ ＦＩＧ、　４゜ （−一江一一一） ＦＩＧ、　９゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流体系中の管内に取り付けられたベンチュリフローノズ
   ルの超音波清浄装置であって、 音波を発生するよう前記管に隣接して設けられたトラン
   スジューサと、 一端で該トランスジューサに接続され、開口を経て前記
   管内に延入し、他端で前記ベンチュリフローノズルに接
   触して該ベンチュリフローノズルに前記音波を伝達する
   ようになっているロッドと、前記管の開口の回りで前記
   管に取り付けられた、前記ロッドのための案内・封止ア
   センブリと、を備えるベンチュリフローノズルの超音波
   清浄装置。