(57)【要約】【課題】ウォーターハンマーの発生を抑制すること。【解決手段】サイレンサ２０は、外周面がドレンに没する円柱状の没水部２３ｂと、没水部２３ｂに形成され、没水部２３ｂの軸方向に延びる蒸気の混合部２６と、没水部２３ｂに形成され、内方端２７ａが混合部２６に接続され、外方端２７ｂが没水部２３ｂの外周面に開口する蒸気の流出路２７とを備える。流出路２７は、外方端２７ｂ側の流路軸Ｘが、没水部２３ｂの径方向Ｄに対して没水部２３ｂの周方向に向かって傾いている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面がドレンに没する円柱状の没水部と、
前記没水部に形成され、該没水部の軸方向に延びる蒸気の主路と、
前記没水部に形成され、内方端が前記主路に接続され、外方端が前記没水部の外周面に開口する蒸気の流出路とを備え、
前記流出路は、前記外方端側の流路軸が、前記没水部の径方向に対して前記没水部の周方向に向かって傾いている
ことを特徴とするサイレンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のサイレンサにおいて、
前記流出路の流路断面積は、前記内方端側よりも前記外方端側が大きい
ことを特徴とするサイレンサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のサイレンサにおいて、
前記流出路の外方端を覆う多孔状部材を備えている
ことを特徴とするサイレンサ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のサイレンサにおいて、
前記流出路は、前記没水部の周方向に向かって湾曲している
ことを特徴とするサイレンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、蒸気をドレンと接触させるサイレンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、蒸気使用機器等で発生したドレンが回収管に回収されるものが知られている。この特許文献１のものでは、蒸気使用機器で蒸気の凝縮により発生した高温のドレンが、分岐管のスチームトラップ等を介して回収管に流れ、回収管のドレンと合流して回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−５５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような回収管では衝撃（ウォーターハンマー）が発生する虞がある。スチームトラップから排出された高温のドレンは、一部が再蒸発して蒸気（フラッシュ蒸気）となる場合がある。その蒸気が回収管に流入すると、回収管では比較的大きな蒸気の塊（空間）が形成される。その蒸気の塊は低温のドレンと接して急激に凝縮し、そのため、蒸気が存在していた空間は一気に真空状態になる。この真空状態の空間にドレンが一気に流れ込み、ドレン同士が衝突したり、ドレンが管壁に衝突したりすることによって、ウォーターハンマーが発生する。
【０００５】
本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウォーターハンマーの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願のサイレンサは、没水部と、蒸気の主路および流出路とを備えている。前記没水部は、外周面がドレンに没する円柱状のものである。前記主路は、前記没水部に形成され、該没水部の軸方向に延びるものである。前記流出路は、前記没水部に形成され、内方端が前記主路に接続され、外方端が前記没水部の外周面に開口するものである。また、前記流出路は、前記外方端の開口軸が、前記没水部の径方向に対して前記没水部の周方向に向かって傾いている。
【発明の効果】
【０００７】
本願のサイレンサによれば、ウォーターハンマーの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るドレン回収システムの概略構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態に係るサイレンサの概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るサイレンサを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係るサイレンサについて多孔状部材を省略して示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態に係るサイレンサの要部を示す斜視図である。
【図６】図６は、図２におけるＶＩ−ＶＩ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１０】
本実施形態のドレン回収システム１は、蒸気によって対象物を加熱すると共に、それによって発生したドレンを回収するものである。図１に示すように、ドレン回収システム１は、蒸気供給管１１と、蒸気使用機器１３と、ドレン回収管１４と、複数のドレン排出管１６と、本願の請求項に係るサイレンサ２０とを備えている。
【００１１】
蒸気供給管１１は、蒸気使用機器１３に接続されている。蒸気供給管１１は、例えばボイラー設備（図示省略）に接続されており、ボイラー設備で生成された蒸気が蒸気使用機器１３に供給される。蒸気供給管１１には、蒸気の圧力を調節する減圧弁１２が設けられている。蒸気使用機器１３は、例えば熱交換器であり、蒸気供給管１１から供給された蒸気が対象物に放熱して凝縮し、対象物が加熱される。蒸気は、凝縮することによってドレン（復水）になる。つまり、蒸気使用機器１３では蒸気の凝縮潜熱が対象物に付与され、対象物が潜熱加熱される。
【００１２】
ドレン回収管１４は、蒸気使用機器１３に接続されている。ドレン回収管１４では、蒸気使用機器１３で蒸気の凝縮により発生したドレンが回収される。ドレン回収管１４には、液体圧送装置１５が設けられている。液体圧送装置１５は、蒸気使用機器１３で発生したドレンをドレン回収管１４を通じて下流側へ圧送するポンプである。例えば、液体圧送装置１５では、蒸気使用機器１３のドレンがドレン回収管１４を介して流入し、一時的に貯留される。ドレンの貯留量が所定量になると、液体圧送装置１５に高圧の作動気体が導入され、貯留されていたドレンが作動気体の圧力によって下流側へ圧送される。ドレンが圧送されると、再び蒸気使用機器１３からドレンが液体圧送装置１５に流入し貯留される。こうして、液体圧送装置１５では、ドレンの流入と、ドレンの圧送（排出）とが交互に行われる。
【００１３】
複数のドレン排出管１６は、蒸気供給管１１とドレン回収管１４との間に接続されている。具体的に、ドレン排出管１６は、上流端が蒸気供給管１１に接続され、下流端がサイレンサ２０を介してドレン回収管１４に接続されている。複数のドレン排出管１６は、互いに間隔（例えば、２０〜３０ｍ）を置いて設けられている。ドレン排出管１６は、蒸気供給管１１で発生したドレンをドレン回収管１４に流すためのものである。つまり、蒸気供給管１１において蒸気の一部が凝縮しドレンになる場合があり、そのドレンはドレン排出管１６およびサイレンサ２０を介してドレン回収管１４に回収される。
【００１４】
ドレン排出管１６の途中には、スチームトラップ１７が設けられている。スチームトラップ１７は、蒸気供給管１１で発生したドレンがドレン排出管１６を介して流入する。スチームトラップ１７は、その上下流の圧力差（上流側の圧力と下流側の圧力との差）によって、流入したドレンのみを下流側へ自動的に排出するものである。なお、実際、スチームトラップ１５には蒸気混じりのドレンが流入する。こうして、蒸気供給管１１で発生したドレンは、ドレン回収管１４において蒸気使用機器１３で発生したドレンと合流し下流側へ圧送される。なお、ドレン回収管１４は蒸気供給管１１よりも下方に位置し、ドレン排出管１６は上下に延びてドレン回収管１４の上部に接続されている。
【００１５】
〈サイレンサの構成〉
サイレンサ２０は、ドレン回収管１４とドレン排出管１６との接続部に設けられている。サイレンサ２０は、その内部で蒸気をドレンと接触させるものである。図２〜図６に示すように、サイレンサ２０は、本体２１と、多孔状部材３０とを備えている。図２〜図５では、左側が上流側であり、右側が下流側である。
【００１６】
本体２１は、頭部２２と軸部２３とを有している。頭部２２は、扁平な略六角柱状に形成されている。軸部２３は、頭部２２の下流側に連続して形成され、上下流方向に延びている。軸部２３は、頭部２２と同軸の円柱状に形成されている。軸部２３の上流側の外周面には、ドレン回収管１４と螺合するねじ部２３ａが形成されている。軸部２３のねじ部２３ａがドレン回収管１４に螺合されることにより、本体２１がドレン回収管１４に接続される。また、軸部２３におけるねじ部２３ａよりも下流側の部分は、没水部２３ｂとなっている。没水部２３ｂは、本体２１がドレン回収管１４に接続された際、外周面および端面（下流側端面）がドレン回収管１４を流れるドレンに没する部分である。
【００１７】
本体２１には、ドレンおよび蒸気の流路２４が形成されている。流路２４は、流入口２５と、混合部２６と、流出路２７とを有している。流入口２５は、頭部２２の上流側面に開口し、軸部２３の軸方向（即ち、上下流方向）に延びている。流入口２５は、頭部２２と軸部２３とに跨って形成されている。つまり、流入口２５は本体２１において没水部２３ｂ以外の部分に設けられている。流入口２５には、ドレン排出管１６が接続されている。流入口２５には、蒸気を混合部２６に噴射するノズル部２５ａが設けられている。流入口２５では、ノズル部２５ａの内径は他の部分の内径よりも小さい。
【００１８】
混合部２６および流出路２７は、軸部２３における没水部２３ｂに設けられている。混合部２６は、没水部２３ｂの径方向における中央に設けられ、軸部２３（没水部２３ｂ）と同軸の円柱状に形成されている。混合部２６は、軸部２３（没水部２３ｂ）の軸方向に延びており、流入口２５のノズル部２５ａと連通している。混合部２６は、本願の請求項に係る主路に相当する。
【００１９】
図５や図６に示すように、流出路２７は複数（本実施形態では、４つ）設けられている。流出路２７は、混合部２６から没水部２３ｂの外周面に向かって延びる流路１３である。具体的に、４つの流出路２７は没水部２３ｂの周方向において等間隔に設けられている。流出路２７は、内方端２７ａが混合部２６に接続され、外方端２７ｂが没水部２３ｂの外周面に開口している。なお、図６では、多孔状部材３０が省略されている。
【００２０】
流出路２７は、該流出路２７から流出した蒸気が没水部２３ｂの周方向に旋回するように構成されている。具体的には図６に示すように、流出路２７は、内方端２７ａから外方端２７ｂまでの全長に亘って没水部２３ｂの周方向（図６において左側）に向かって湾曲している。つまり、流出路２７は、その流路軸Ｘが没水部２３ｂの周方向に向かって湾曲している。さらに言えば、流出路２７は外方端２７ｂ側の流路軸Ｘが没水部２３ｂの径方向Ｄに対して没水部２３ｂの周方向に向かって傾いている。なお、４つの流出路２７の流路軸Ｘは、没水部２３ｂの径方向Ｄに対して同じ方向に傾いている。
【００２１】
また、流出路２７の流路幅Ｂは、内方端２７ａ側よりも外方端２７ｂ側が大きい。より詳しくは、流出路２７の流路幅Ｂは、内方端２７ａから外方端２７ｂにいくに従って漸次大きくなっている。なお、流出路２７の内方端２７ａから外方端２７ｂまでの間において、没水部２３ｂの軸方向（図２において左右方向）における長さは一定である。つまり、流出路２７の流路断面積は、内方端２７ａ側よりも外方端２７ｂ側が大きく、内方端２７ａから外方端２７ｂにいくに従って漸次大きくなっている。
【００２２】
また、没水部２３ｂには、混合部２６と外部とを連通させる連通路２８が形成されている。連通路２８は、没水部２３ｂにおいて径方向の中央に設けられており、混合部２６から下流方向へ延びて没水部２３ｂ（軸部２３）の下流側端面に開口している。連通路２８は、混合部２６よりも内径が少し大きい。
【００２３】
没水部２３ｂはドレン回収管１４のドレンに没しているため、没水部２３ｂに設けられた混合部２６、流出路２７および連通路２８には、ドレン回収管１４のドレンが流出路２７から流入する。また、連通路２８にはドレン回収管１４のドレンが直接流入する。流路２４において、混合部２６、流出路２７および連通路２８はドレン回収管１４のドレンが介在するドレン介在部となっている。ドレン介在部は、流入口２５から流入した蒸気がドレン回収管１４のドレンと接触する部分である。
【００２４】
多孔状部材３０は、円筒状に形成され、軸部２３における没水部２３ｂの外周に設けられている。多孔状部材３０は、流出路２７の外方端２７ｂを覆っている。多孔状部材３０は、流出路２７からのドレンおよび蒸気が流出可能になっている。また、多孔状部材３０は、外部のドレン、即ちドレン回収管１４のドレンが流出路２７へ流入可能になっている。没水部２３ｂには、多孔状部材３０が没水部２３ｂから抜けることを防止するためのピン３１が設けられている。ピン３１は、没水部２３ｂの外周に複数（本実施形態では、４つ）設けられており、没水部２３ｂの外周面に形成された挿入孔３２に圧入されている。
【００２５】
多孔状部材３０は、ドレンおよび蒸気が流通可能な小さい孔を多数有する部材である。多孔状部材３０としては、例えば、金属メッシュ、パンチングメタル、エキスパンドメタル、細線焼結体等が用いられる。
【００２６】
以上のように構成されたサイレンサ２０における動作について説明する。スチームトラップ１７から排出された高温ドレンは、流入口２５から流入し混合部２６でドレン回収管１４の低温ドレンと混合する。混合したドレンは、流出路２７に流れ、多孔状部材３０を通過してドレン回収管１４に流出する。こうして、蒸気供給管１１で発生したドレンがドレン回収管１４に回収される。
【００２７】
スチームトラップ１７から排出されたドレンの一部は再蒸発して蒸気（フラッシュ蒸気）となる場合がある。これは、蒸気供給管１１からスチームトラップ１７に流入するドレンは高温であるところ、その高温のドレンがスチームトラップ１７から排出されて圧力が低下することによるものである。再蒸発した蒸気は、サイレンサ２０に流入する。
【００２８】
サイレンサ２０において、流入口２５に流入した蒸気はノズル部２５ａから混合部２６に噴射される。噴射された蒸気は、混合部２６において介在する低温ドレンと接触して凝縮する。ドレン排出管１６からサイレンサ２０に流入する蒸気量が少ないときは、混合部２６において全てないし殆どの蒸気が凝縮する。また、蒸気はノズル部２５ａから噴射されることによって分散される。そのため、混合部２６において蒸気と低温ドレンとの接触面積が増大するので蒸気の凝縮作用が促進される。蒸気の凝縮により発生したドレンは流出路２７に流れ、多孔状部材３０を通過してドレン回収管１４に流出する。
【００２９】
ドレン排出管１６からサイレンサ２０に流入する蒸気量が多くなると、混合部２６において蒸気の一部は凝縮しきれなくなる。混合部２６で凝縮しきれなかった蒸気は、流出路２７からドレン回収管１４に流出する。その際、流出路２７は没水部２３ｂの周方向に向かって湾曲しているため、蒸気は流出路２７から没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出する。そのため、流出路２７から流出した蒸気は没水部２３ｂの外周を旋回する。蒸気は、旋回することによって拡散される。これにより、ドレン回収管１４において蒸気の大きな塊（空間）が形成され難くなる。また、蒸気と低温ドレンとの接触面積が多くなり、蒸気の凝縮作用が促進される。なお、混合部２６で凝縮しきれなかった蒸気は、流出路２７を流れる際にも低温ドレンと接触するため凝縮する。
【００３０】
また、流出路２７の流路断面積は内方端２７ａ側よりも外方端２７ｂ側が大きいため、例えば流出路の流路断面積が一定である場合に比べて、流出路２７からの蒸気の流出速度が遅くなる。そのため、流出路２７から没水部２３ｂの径方向外方へ向かう蒸気の流出力が減少するので、蒸気は流出路２７から没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出し易くなる。これにより、蒸気は没水部２３ｂの外周を旋回し易くなるので、蒸気の拡散が促進される。
【００３１】
さらに、蒸気は、多孔状部材３０を通過する際、細かく分散される。そのため、蒸気は没水部２３ｂの外周において拡散し易くなる。また、蒸気は、多孔状部材３０を通過することにより、流速が低下する。これによっても、蒸気は流出路２７から没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出し易くなり、蒸気の拡散が促進される。
【００３２】
なお、複数の流出路２７の総流路断面積は、連通路２８の流路断面積よりも大きい。そのため、混合部２６に流入したドレンや蒸気は優先的に流出路２７に流れる。
【００３３】
以上のように、上記実施形態のサイレンサ２０は、没水部２３ｂと、蒸気の混合部２６（主路）および流出路２７とを備えている。没水部２３ｂは、外周面がドレンに没する円柱状に形成されている。混合部２６は、没水部２３ｂに形成され、没水部２３ｂの軸方向に延びている。流出路２７は、没水部２３ｂに形成され、内方端２７ａが混合部２６に接続され、外方端２７ｂが没水部２３ｂの外周面に開口している。また、流出路２７は、外方端２７ｂ側の流路軸Ｘが、没水部２３ｂの径方向Ｄに対して没水部２３ｂの周方向に向かって傾いている。
【００３４】
上記の構成によれば、流出路２７から蒸気を没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出させることができる。そのため、蒸気は没水部２３ｂの外周を旋回するので、蒸気を拡散させることができる。これにより、ドレン回収管１４において大きな蒸気の塊（空間）が形成されることを抑制することができる。そのため、ドレン回収管１４において、蒸気の塊が急激に凝縮することに起因するウォーターハンマーの発生を抑制またはウォーターハンマーの大きさを小さくすることができる。よって、ウォーターハンマーによって引き起こされる騒音や管の損傷を抑制することができる。
【００３５】
また、蒸気が拡散されることによって、蒸気と低温ドレンとの接触面積が増大するため、蒸気の凝縮作用を促進させることができる。これによっても、ドレン回収管１４において大きな蒸気の塊が形成されることを抑制することができる。
【００３６】
また、上記実施形態のサイレンサ２０では、流出路２７は没水部２３ｂの周方向に向かって湾曲している。そのため、例えば流出路が途中で屈曲している場合に比べて、流出路２７における蒸気の流通抵抗を低減することができる。
【００３７】
また、上記実施形態のサイレンサ２０では、流出路２７の流路断面積は、内方端２７ａ側よりも外方端２７ｂ側が大きい。この構成によれば、流出路２７からの蒸気の流出速度を低下させることができるので、流出路２７から没水部２３ｂの径方向外方へ向かう蒸気の流出力を減少させることができる。そのため、蒸気は流出路２７から没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出し易くなる。これにより、蒸気は没水部２３ｂの外周を旋回し易くなるので、蒸気の拡散を促進させることができる。
【００３８】
また、上記実施形態のサイレンサ２０は、流出路２７の外方端２７ｂを覆う多孔状部材３０を備えている。この構成によれば、流出路２７からの蒸気の流出速度を低下させることができる。これにより、蒸気は流出路２７から没水部２３ｂの外周面に沿う方向へ流出し易くなり、蒸気の拡散をより促進させることができる。
【００３９】
また、多孔状部材３０を設けることにより、蒸気を多孔状部材３０によって細かく分散させて流出させることができる。そのため、蒸気は没水部２３ｂの外周において拡散し易くなる。
【００４０】
また、上記実施形態のサイレンサ２０では、流入口２５は、本体２１における没水部２３ｂ以外の部分に設けられ、蒸気を混合部２６に噴射するノズル部２５ａを有している。この構成によれば、蒸気はノズル部２５ａで噴射されることによって分散される。そのため、混合部２６において蒸気と低温ドレンとの接触面積を増大させることができ、蒸気の凝縮作用を促進させることができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
本願に開示の技術は、上記実施形態において以下のような構成としてもよい。例えば、流出路２７は、混合部２６から没水部２３ｂの径方向に延びた後、没水部２３ｂの周方向に向かって屈曲し没水部２３ｂの外周面に開口する形状であってもよい。また、流出路２７は、内方端２７ａから外方端２７ｂまで直線状に延びるものであり、その流路軸が没水部２３ｂの径方向に対して没水部２３ｂの周方向に傾いたものであってもよい。
【００４２】
つまり、本願に開示の技術は、流出路２７の外方端２７ｂ側の流路軸が没水部２３ｂの径方向に対して没水部２３ｂの周方向に傾いた形状であればよい。さらに言えば、蒸気が没水部２３ｂの外周を旋回するように流出するのであれば、流出路２７の形態は如何なるものであってもよい。
【００４３】
また、流出路２７は、流路幅Ｂが一定のものであってもよい。また、流出路２７の数量は、１つであってもよいし、上述した数量以外の複数であってもよい。
【００４４】
また、多孔状部材３０は省略するようにしてもよいし、流入口２５においてノズル部２５ａは省略するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本願に開示の技術は、蒸気をドレンと接触させるサイレンサについて有用である。
【符号の説明】
【００４６】
２０      サイレンサ
２３ｂ    没水部
２６      混合部（主路）
２７      流出路
２７ａ    内方端
２７ｂ    外方端
３０      多孔状部材
Ｘ        流路軸
Ｄ        径方向
【図１】
2019019937.tif 000003
【図２】
2019019937.tif 000004
【図３】
2019019937.tif 000005
【図４】
2019019937.tif 000006
【図５】
2019019937.tif 000007
【図６】
2019019937.tif 000008