(57)【要約】      （修正有）【課題】吸収効率を向上させるシャワーノズルを提供する。【解決手段】吸収塔において用いられるシャワーノズル１であって、スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部２と、入口部２に接続され、吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体３とを備え、ノズル本体３は、下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が入口部２より大きい中空の胴体部４と、開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部５と、ノズル本体３内部において、スラリーを微細化する霧化手段として、例えば出口部５の下端中央に位置するブラフボディ１１と、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体１３とを備えるものである。このように構成すると、霧状のスラリーを噴射することができるため、スラリーと排煙との接触比表面積を増加させることで吸収効率が向上する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、
スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、
前記入口部に接続され、前記吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、
前記ノズル本体は、
下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が前記入口部より大きい中空の胴体部と、
前記開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、
前記ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備える、シャワーノズル。
【請求項２】
前記胴体部は、球状であり、
前記出口部は、円筒状であり、前記霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射する、請求項１記載のシャワーノズル。
【請求項３】
前記霧化手段として、前記出口部の下端中央に位置するブラフボディと、
その各々が前記ブラフボディの側壁と前記出口部の内壁とに接続され、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体とを含む、請求項２記載のシャワーノズル。
【請求項４】
前記ブラフボディは、円錐形状又は円錐台形状であって、
平面視投影において、前記ブラフボディの直径は、前記出口部の外径直径の０．２倍以上０．６倍以下であり、
前記羽根体の個数は、６枚以上１６枚以下であり、
前記羽根体の各々は、その上底及び下底の両辺が前記ブラフボディの側壁及び前記出口部の内壁に接続される台形形状であって、径方向角度が８°以上４５°以下であり、仰角が１５°以上７０°以下である、請求項３記載のシャワーノズル。
【請求項５】
平面視において、前記出口部の半径は、前記胴体部の半径の０．４倍以上０．８倍以下である、請求項３又は請求項４記載のシャワーノズル。
【請求項６】
前記霧化手段として、前記胴体部の少なくとも下半部の内壁の水平方向に設けられた螺旋溝を含み、
前記出口部の内壁が下方に向かって先広がりな逆テーパー状であると共に、水平面における前記出口部の内壁の最小断面積は前記胴体部の内壁の最大断面積より小さい、請求項２記載のシャワーノズル。
【請求項７】
前記胴体部の内壁の前記開口における全角角度をαとし、前記出口部の内壁における全角角度をβとすると、
α＞β、且つ、１０°≦α≦１２０°、５°≦β≦６０°を満たす、請求項６記載のシャワーノズル。
【請求項８】
前記胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上下方向高さは、前記ノズル本体の上下方向高さの０．３倍以上０．６倍以下である、請求項６又は請求項７記載のシャワーノズル。
【請求項９】
前記胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上端の直径は、前記出口部の下端の直径よりも大きく設定されている、請求項６から請求項８のいずれかに記載のシャワーノズル。
【請求項１０】
前記入口部の中心軸方向と、前記ノズル本体の中心軸方向との形成する角度が直角である、請求項１から請求項９のいずれかに記載のシャワーノズル。
【請求項１１】
前記ノズル本体は、前記胴体部における厚さが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、
その材質が炭化ケイ素合成材料、窒化ケイ素合成材料又はこれらの混合材料である、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のシャワーノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はシャワーノズルに関し、特に、吸収塔において用いられるシャワーノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば火力発電所等の排煙に対してスラリーを噴射することで浄化処理する吸収塔において用いられるシャワーノズルが存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、脱硫液を噴射するスプレノズルを複数段設け、上段側のスプレノズルが所定の流路形状を備えることを特徴とするものが開示されている。
【０００４】
又、特許文献２には、液柱ノズルの先端に放射状出口等の液柱分散機構を取り付け、上方に向けて吸収液を噴き上げるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１３２８８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２８９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたスプレノズルは、噴射される脱硫液の液滴径が未だ大きく霧状ではなく、あくまで脱硫性能は従来と同等に保たれたものであった。
【０００７】
又、特許文献２に開示された液柱ノズルは、吸収液を上方に噴き上げるために、噴射に要する力が大きなものとなってしまうと共に、液柱ノズル内部における吸収液の流路は下方から上方への略直線状でなければならない等、構造上の制限が大きいものであった。
【０００８】
以上のように、従来のシャワーノズルは、単に排煙等の処理対象物にスラリー（脱硫液、吸収液）を噴射するものであり、吸収効率の向上といった点で未だ改善の余地があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、吸収効率を向上させるシャワーノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、入口部に接続され、吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、ノズル本体は、下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が入口部より大きい中空の胴体部と、開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備えるものである。
【００１１】
このように構成すると、霧状のスラリーを噴射することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、胴体部は、球状であり、出口部は、円筒状であり、霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射するものである。
【００１３】
このように構成すると、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触する。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、霧化手段として、出口部の下端中央に位置するブラフボディと、その各々がブラフボディの側壁と出口部の内壁とに接続され、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体とを含むものである。
【００１５】
このように構成すると、胴体部から出口部へ移動するスラリーに、内壁を伝うものとブラフボディに衝突するものとが生じ、これらが互いに衝突しながら羽根体にも衝突することで乱流の程度が大きくなる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、ブラフボディは、円錐形状又は円錐台形状であって、平面視投影において、ブラフボディの直径は、出口部の外径直径の０．２倍以上０．６倍以下であり、羽根体の個数は、６枚以上１６枚以下であり、羽根体の各々は、その上底及び下底の両辺がブラフボディの側壁及び出口部の内壁に接続される台形形状であって、径方向角度が８°以上４５°以下であり、仰角が１５°以上７０°以下であるものである。
【００１７】
このように構成すると、スラリーの衝突の頻度が向上する。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明の構成において、平面視において、出口部の半径は、胴体部の半径の０．４倍以上０．８倍以下であるものである。
【００１９】
このように構成すると、スラリーが胴体部において滞留する時間が十分なものとなると共に、出口部からの噴出速度が向上する。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明の構成において、霧化手段として、胴体部の少なくとも下半部の内壁の水平方向に設けられた螺旋溝を含み、出口部の内壁が下方に向かって先広がりな逆テーパー状であると共に、水平面における出口部の内壁の最小断面積は胴体部の内壁の最大断面積より小さいものである。
【００２１】
このように構成すると、スラリーが螺旋溝を伝い流速を向上させながら出口部に到達し、更にベンチュリー効果により微細化されて噴射される。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明の構成において、胴体部の内壁の開口における全角角度をαとし、出口部の内壁における全角角度をβとすると、α＞β、且つ、１０°≦α≦１２０°、５°≦β≦６０°を満たすものである。
【００２３】
このように構成すると、スラリーの流速向上効果及びベンチュリー効果が安定して発揮される。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項６又は請求項７記載の発明の構成において、胴体部における螺旋溝が設けられた領域の上下方向高さは、ノズル本体の上下方向高さの０．３倍以上０．６倍以下であるものである。
【００２５】
このように構成すると、螺旋溝によってスラリーの流速が十分に向上する。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項６から請求項８のいずれかに記載の発明の構成において、胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上端の直径は、前記出口部の下端の直径よりも大きく設定されているものである。
【００２７】
このように構成すると、螺旋溝によって流速が向上したスラリーが出口部において安定的に拡散される。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の発明の構成において、入口部の中心軸方向と、ノズル本体の中心軸方向との形成する角度が直角であるものである。
【００２９】
このように構成すると、胴体部においてスラリーの進行方向が大きく変化するものとなり、乱流発生効果や流速向上効果が十分に発揮される。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発明の構成において、ノズル本体は、胴体部における厚さが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、その材質が炭化ケイ素合成材料、窒化ケイ素合成材料又はこれらの混合材料であるものである。
【００３１】
このように構成すると、耐腐食性、耐摩耗性や強度に優れるノズル本体となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、霧状のスラリーを噴射することができるため、スラリーと排煙との接触比表面積を増加させることで吸収効率が向上すると共に、スラリーの詰まりを防止する。
【００３３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触するため、吸収効率が向上する。
【００３４】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の効果に加えて、胴体部から出口部へ移動するスラリーに、内壁を伝うものとブラフボディに衝突するものとが生じ、これらが互いに衝突しながら羽根体にも衝突することで乱流の程度が大きくなるため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の効果に加えて、スラリーの衝突の頻度が向上するため、微細化効率が安定し、安定的に吸収効率が向上する。
【００３６】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の発明の効果に加えて、スラリーが胴体部において滞留する時間が十分なものとなると共に、出口部からの噴出速度が向上するため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【００３７】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明の効果に加えて、スラリーが螺旋溝を伝い流速を向上させながら出口部に到達し、更にベンチュリー効果により微細化されて噴射されるため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【００３８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明の効果に加えて、スラリーの流速向上効果及びベンチュリー効果が安定して発揮されるため、吸収効果の安定性が向上する。
【００３９】
請求項８記載の発明は、請求項６又は請求項７記載の発明の効果に加えて、螺旋溝によってスラリーの流速が十分に向上するため、吸収効果の安定性が向上する。
【００４０】
請求項９記載の発明は、請求項６から請求項８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、螺旋溝によって流速が向上したスラリーが出口部において安定的に拡散されるため、吸収効率が向上する。
【００４１】
請求項１０記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれかに記載の発明の効果に加えて、胴体部においてスラリーの進行方向が大きく変化するものとなり、乱流発生効果や流速向上効果が十分に発揮されるため、吸収効率が向上する。
【００４２】
請求項１１記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発明の効果に加えて、耐腐食性、耐摩耗性や強度に優れるノズル本体となるため、吸収効果の安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の第１の実施の形態によるシャワーノズルを用いた吸収塔の全体構造を模式的に示す模式図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態によるシャワーノズルの外観構造を示す概略図であって、（１）は図１で示した“Ａ”部分に相当する部分の正面図であり、（２）はその平面図である。
【図３】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの概略断面図である。
【図４】（１）は図３で示したＩＶ−ＩＶラインの概略端面図であり、（２）は羽根体単体の構造を示す概略図である。
【図５】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインで切断した状態の出口部の構造を示す概略斜視図である。
【図６】図５で示した出口部における羽根体単体の構造を示す概略斜視図である。
【図７】図２で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの概略断面図である。
【図８】この発明の第２の実施の形態によるシャワーノズルの外観構造を示す概略図であって、その（１）、（２）は図２の（１）、（２）にそれぞれ対応するものである。
【図９】図８で示したＩＸ−ＩＸラインの概略断面図である。
【図１０】図９で示したシャワーノズルの胴体部及び出口部の構造を示す概略断面図である。
【図１１】図９で示したＸＩ−ＸＩラインの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１はこの発明の第１の実施の形態によるシャワーノズルを用いた吸収塔の全体構造を模式的に示す模式図である。
【００４５】
同図を参照して、吸収塔５１は、例えば図示しない火力発電所等に連設され、当該発電所等から発生した硫黄酸化物等を含む排煙が、矢印５２で示すように吸収塔５１の下部に設けられた塔入口５３から吸収塔５１に流入する。
【００４６】
一方、吸収塔５１の底部には排煙に対して反応し浄化させるスラリー５４が貯留されており、矢印５５及び矢印５７で示すように、循環ポンプ５６を介して吸収塔５１の上部へ供給される。そして、スラリーは矢印５８ａ〜５８ｃで示すように上下複数段に分岐した後、スラリー母管５９ａ〜５９ｃによって複数個のシャワーノズル１に供給される。
【００４７】
シャワーノズル１は、下方にスラリーを噴射し、吸収塔５１下部から上ってくる排煙に対して反応させる。このような石灰石膏湿式脱硫方式により浄化された排煙は、矢印６０で示すように、塔出口６１から吸収塔５１の外部へ放出される。
【００４８】
図２はこの発明の第１の実施の形態によるシャワーノズルの外観構造を示す概略図であって、（１）は図１で示した“Ａ”部分に相当する部分の正面図であり、（２）はその平面図である。
【００４９】
同図の（１）及び（２）を参照して、シャワーノズル１は、スラリーを供給するスラリー母管５９に接着、ねじ込み、フランジ固定等の方法で接続される入口部２と、入口部２に接続され、図１で上述した吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体３とから主に構成されている。又、ノズル本体３は、下方に開口（後述する図３〜図７は、当該開口に沿ってノズル本体を切断して出口部の構造を示すものである。）を有し、スラリーの通過断面積（スラリーの通過する領域における通過方向と直交する方向の最大断面積）が入口部２より大きい中空の胴体部４と、開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部５とから主に構成されている。そして、ノズル本体３は、ノズル本体３内部においてスラリーを微細化する霧化手段として、後述する放射状の羽根体構造を有する。
【００５０】
ノズル本体３の高さＨ１は１１５ｍｍであり、管状の入口部２の半径は２５ｍｍである。又、入口部２の中心軸方向と、ノズル本体３の中心軸方向との形成する角度が直角である。又、胴体部４は、入口部２から同図の（１）に示すような正面視において円弧状となるようにその内壁面において滑らかに接続されており、球状であり、その半径Ｒ１は５０ｍｍである。又、出口部５も同様に胴体部４に滑らかに接続され、円筒状であり、その平面視半径Ｒ２は２５ｍｍである。したがって、スラリーの通過断面積は、入口部２から胴体部４に入り込むと大きくなり、胴体部４の中央付近から下半部や出口部５に向かうにつれ収縮していく。尚、胴体部４における厚さは８ｍｍである。以上のように構成したことによる効果は後述する。
【００５１】
次に、図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの概略断面図であり、図４の（１）は図３で示したＩＶ−ＩＶラインの概略端面図であり、図４の（２）は羽根体単体の構造を示す概略図であり、図５は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインで切断した状態の出口部の構造を示す概略斜視図であり、図６は図５で示した出口部における羽根体単体の構造を示す概略斜視図である。
【００５２】
これらの図を参照して、霧化手段として、出口部５は、その下端中央に位置する円錐形状のブラフボディ１１と、その各々がブラフボディ１１の側壁１６と出口部５の内壁１２とに接続され、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体１３とを含む。又、特に図３で示すように、反時計方向において、羽根体１３の各々（羽根体１３ａ）は、その後縁部１８が、隣接する羽根体１３の各々（羽根体１３ｂ）の前縁部１９に対して平面視において重複するように設けられている。即ち、後述するスラリーの出口部５における流れが、ブラフボディ１１や羽根体１３に衝突することなく直進して通過し難いように構成されている。
【００５３】
羽根体１３の各々は、図４の（２）に示すように台形形状であって、上底１４がブラフボディ１１の側壁１６に溶接等で接続され、下底１５が出口部５の内壁１２に溶接等で接続される。尚、その上底１４及び下底１５の両辺は実際には、ブラフボディ１１の側壁１６及び出口部５の内壁１２の形状に沿うように、二点鎖線で描いた接続辺１７ａ、１７ｂの曲線形状で接続されている。
【００５４】
又、特に図６を参照して、羽根体１３は、出口部５の下端水準に脚辺２２（後縁部に対応）が位置し、径方向角度δ（ブラフボディ１１の下端の中心点２１から脚辺２２と出口部５の内壁１２との接続点２３にかけて延びる仮想基準線２４と、脚辺２２との形成する角度）が１５°であり、仰角（脚辺２２の位置する水平面から単一周方向に向かって傾斜する角度）が４５°である。又、ブラフボディ１１の直径は１５ｍｍであり、出口部５の外径直径は５０ｍｍである。
【００５５】
次に、図７は図２で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの概略断面図である。
【００５６】
同図を参照して、まず矢印２６で示すように、スラリーが入口部２から流入する。
【００５７】
次に、スラリーが入口部２からノズル本体３の胴体部４に流入する。上述したように、胴体部４のスラリーの通過断面積が入口部２よりも大きいため乱流が生じ、矢印２７ａ、２７ｂで示すように、胴体部４の内壁６に沿うものも含めて胴体部４内部で分散する。このとき、上述したように、入口部２の中心軸方向と、ノズル本体３の中心軸方向との形成する角度が直角であることによって、胴体部においてスラリーの進行方向が大きく変化するものとなり、乱流発生効果が十分に発揮されるため、吸収効率が向上する。
【００５８】
そして、胴体部４が球状であることによって、分散したスラリーは、矢印２８ａ、２８ｂで示すように、高さ方向中央付近から下方にかけては、出口部５やブラフボディ１１の位置する水平方向内方に流路が収束する。一方で、ブラフボディ１１の方向に向かったスラリーは、矢印２９ａ、２９ｂで示すように、ブラフボディ１１に衝突して水平方向外方に流路を曲げる。このような水平方向内方へのスラリーと外方へのスラリーが互いに衝突すると共に、放射状の羽根体１３にも衝突することで、乱流の程度が大きくなり、スラリーは微細化し、霧状となる。
【００５９】
このようにして霧化されたスラリーは、矢印３０ａ、３０ｂで示すように、出口部５から拡散しながら下方に噴射される。そして、図１で示したように吸収塔の下部から上ってくる排煙に対して接触、吸収する。このとき、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触することができ、スラリーが霧化されていることによって、スラリーと排煙との接触比表面積が増加する。このようにして、本発明の第１の実施の形態のシャワーノズル１は、排煙の吸収効率を向上させるものである。
【００６０】
次に、図８はこの発明の第２の実施の形態によるシャワーノズルの外観構造を示す概略図であって、その（１）、（２）は図２の（１）、（２）にそれぞれ対応するものであり、図９は図８で示したＩＸ−ＩＸラインの概略断面図であり、図１０は図９で示したシャワーノズルの胴体部及び出口部の構造を示す概略断面図であり、図１１は図９で示したＸＩ−ＸＩラインの概略断面図である。
【００６１】
尚、第２の実施の形態によるシャワーノズル３１の基本的な構造は、上述した第１の実施の形態によるシャワーノズル１と同様であるため、相違点を中心に以下説明する。
【００６２】
これらの図を参照して、シャワーノズル３１は、霧化手段として、胴体部３４の少なくとも下半部（胴体部３４において内方に収縮していく領域）の内壁３６の水平方向に設けられた螺旋溝３７を含み、出口部３５の内壁４２が下方に向かって先広がりな逆テーパー状である。
【００６３】
又、図９に示すように、ノズル本体３３の上下方向高さＨ２は１１５ｍｍであって、胴体部３４における螺旋溝３７が設けられた領域（螺旋部３８）の上下方向高さＨ３は２５ｍｍである。
【００６４】
入口部３２から胴体部３４に流入したスラリーは、上述した第１の実施の形態によるシャワーノズル１と同様に、乱流を生じ胴体部３４の内壁３６に沿う程に分散し、螺旋溝３７を伝い流速を向上させて微細化されながら下方に進み、出口部３５に到達する。このとき、特に図１０に示すように、螺旋部３８は球状の胴体部３４の少なくとも下半部であり、円筒状の出口部３５の内壁４２は逆テーパー状であると共に、水平面における出口部３５の内壁４２の最小断面積（その直径が出口部３５の上端の径Ｄ２である円形）は、胴体部３４の内壁３６の最大断面積（その直径が螺旋部３８の上端の径Ｄ１である円形）より小さい。したがって、出口部３５に到達したスラリーはベンチュリー効果により更に微細化され、出口部３５から下方に向けて放射状に噴射される。このようにして、第２の実施の形態によるシャワーノズル３１は、微細化効率が向上し、吸収効率を向上させたものである。
【００６５】
又、胴体部３４の内壁３６の開口３９における全角角度（図１０に示すような垂直断面視において、胴体部３４の内壁３６の対向する２面の形成する角度）をαとし、出口部３５の内壁４２における全角角度（垂直断面視において、出口部３５の内壁４２の対向する２面の形成する角度）をβとすると、α＞β、且つ、１０°≦α≦１２０°、５°≦β≦６０°を満たす。このように構成することで、スラリーの流速向上効果及びベンチュリー効果が安定して発揮されるため、脱硫効果の安定性が向上する。
【００６６】
更に、螺旋部３８の上端の直径Ｄ１は、出口部３５の下端の直径Ｄ３よりも大きく設定されている。このように構成することで、螺旋溝によって流速が向上したスラリーが出口部において安定的に拡散されるため、吸収効率が向上する。
【００６７】
以上のように、本発明のシャワーノズルは、霧化手段として放射状の羽根体や螺旋溝といった構造を備えることで、霧状のスラリーを噴射することができるため、スラリーと排煙との接触比表面積を増加させることで吸収効率が向上するものである。更に言うと、スラリーが霧状であることによって吸収塔における被覆率の均一性を向上させることができる。又、スラリーの詰まりを防止することができる。
【００６８】
尚、上記の各実施の形態では、シャワーノズルの各構成要素は特定形状、特定寸法のものであったが、他の形状、他の寸法であっても良い。例えば、上記の各実施の形態では、胴体部は球状であり、出口部は円筒状であり、霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射するものであったが、胴体部や出口部は他の形状であっても良く、霧化されたスラリーを拡散せず単に噴射する構造であっても良い。
【００６９】
又、上記の各実施の形態では、管状の入口部の半径はノズル本体の高さＨ１の１／５〜１／４であることが好ましい。このように構成することで、入口部からノズル本体にスラリーが流入するときに胴体部の内壁に沿う程に十分に拡散されるため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【００７０】
更に、上記の第１の実施の形態では、平面視において、図２に示したように、出口部の半径Ｒ２は、胴体部の半径Ｒ１の０．４倍以上０．８倍以下であることが好ましい。このように構成することで、スラリーが胴体部において滞留する時間が十分なものとなると共に、出口部からの噴出速度が向上するため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【００７１】
更に、上記の第１の実施の形態では、ブラフボディが円錐形状であったが、ブラフボディに対して衝突したスラリーがその周囲に流路を曲げるものであれば、他の形状であっても良い。例えば円錐台形状等の、その側壁が先細りのテーパー状のものが好ましい。
【００７２】
更に、上記の第１の実施の形態では、ブラフボディ及び出口部の直径が特定寸法であったが、他の寸法であっても良い。このとき、ブラフボディの直径は、出口部の外径直径の０．２倍以上０．６倍以下であることが好ましい。このように構成することで、スラリーの乱流の程度を大きくすることができる。
【００７３】
更に、上記の第１の実施の形態では、羽根体の各々が台形形状であったが、他の形状であっても良い。尚、上述したように、接続されるブラフボディや出口部の内壁の形状に応じて、設置の際に形状変更を適宜加えても良い。
【００７４】
更に、上記の第１の実施の形態では、羽根体が特定個数設けられていたが、他の個数であっても良い。このとき、６枚以上１６枚以下であることが好ましい。
【００７５】
更に、上記の第１の実施の形態では、羽根体の各々の径方向角度及び仰角が特定のものであったが、他の位置関係にあっても良い。このとき、径方向角度が８°以上４５°以下であり、仰角が１５°以上７０°以下であることが好ましい。このように構成することで、スラリーの衝突の頻度が向上するため、微細化効率が安定し、安定的に吸収効率が向上する。
【００７６】
更に、上記の第１の実施の形態では、胴体部は球状であったが、スラリーの通過断面積が、入口部から胴体部にかけて広がるものであり、且つ、胴体部から出口部にかけて狭まるものであれば、他の形状であっても良い。
【００７７】
更に、上記の第２の実施の形態では、螺旋部の上下方向高さが特定のものであったが、他の大きさであっても良い。このとき、ノズル本体の上下方向高さの０．３倍以上０．６倍以下であることが好ましい。このように構成することで、螺旋溝によってスラリーの流速が十分に向上するため、吸収効果の安定性が向上する。
【００７８】
更に、上記の第２の実施の形態では、出口部の内壁に螺旋溝は設けられていなかったが、螺旋溝を設けても良い。このように構成することで、拡散効率が向上する。
【００７９】
更に、上記の第２の実施の形態では、α及びβが特定の数値範囲にあったが、他の数値であっても良い。
【００８０】
更に、上記の第２の実施の形態では、図９に示したように、螺旋部の上下方向高さＨ３はノズル本体の上下方向高さＨ２に対して特定の寸法関係であったが、他の寸法関係であっても良い。このとき、Ｈ３はＨ２の０．３倍以上０．６倍以下であることが好ましい。このように構成することで、螺旋溝によってスラリーの流速が十分に向上するため、吸収効果の安定性が向上する。
【００８１】
更に、上記の第２の実施の形態では、螺旋部の上端の直径は、出口部の上端の直径よりも大きく設定されていたが、等しく又は小さく設定されていても良い。
【００８２】
更に、上記の各実施の形態では、入口部の中心軸方向とノズル本体の中心軸方向との形成する角度が直角であったが、下方であれば他の角度であっても本発明を同様に適用することができる。但し、直角であれば、胴体部においてスラリーの進行方向が大きく変化するものとなり、乱流発生効果や流速向上効果が十分に発揮されるため、吸収効率が向上する。
【００８３】
更に、上記の各実施の形態では、ノズル本体の胴体部における厚さが特定のものであったが、厚さはこれに限られず、６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましい。又、ノズル本体の材質が炭化ケイ素合成材料、窒化ケイ素合成材料又はこれらの混合材料であることが好ましい。このように構成することで、耐腐食性、耐摩耗性や強度に優れるノズル本体となるため、吸収効果の安定性が向上する。
【００８４】
更に、上記の各実施の形態では、霧化手段として放射状の羽根体や螺旋溝といった構造を備えていたが、他の霧化手段を備えたものも本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１、３１…シャワーノズル
２、３２…入口部
３、３３…ノズル本体
４、３４…胴体部
５、３５…出口部
６、３６…内壁
１１…ブラフボディ
１２、４２…内壁
１３…羽根体
１４…上底
１５…下底
１６…側壁
３７…螺旋溝
３８…螺旋部
３９…開口
４２…内壁
５１…吸収塔
５４…スラリー
５９…スラリー母管
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
2019147121.tif 000003
【図２】
2019147121.tif 000004
【図３】
2019147121.tif 000005
【図４】
2019147121.tif 000006
【図５】
2019147121.tif 000007
【図６】
2019147121.tif 000008
【図７】
2019147121.tif 000009
【図８】
2019147121.tif 000010
【図９】
2019147121.tif 000011
【図１０】
2019147121.tif 000012
【図１１】
2019147121.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月20日(2019.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、入口部に接続され、吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、ノズル本体は、下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が入口部より大きい中空の胴体部と、開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備え、胴体部は、球状であり、出口部は、円筒状であり、霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射し、霧化手段として、出口部の下端中央に位置するブラフボディと、その各々がブラフボディの側壁と出口部の内壁とに接続され、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体とを含むものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このように構成すると、霧状のスラリーを噴射することができる。又、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触する。更に、胴体部から出口部へ移動するスラリーに、内壁を伝うものとブラフボディに衝突するものとが生じ、これらが互いに衝突しながら羽根体にも衝突することで乱流の程度が大きくなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、ブラフボディは、円錐形状又は円錐台形状であって、平面視投影において、ブラフボディの直径は、出口部の外径直径の０．２倍以上０．６倍以下であり、羽根体の個数は、６枚以上１６枚以下であり、羽根体の各々は、その上底及び下底の両辺がブラフボディの側壁及び出口部の内壁に接続される台形形状であって、径方向角度が８°以上４５°以下であり、仰角が１５°以上７０°以下であるものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、平面視において、出口部の半径は、胴体部の半径の０．４倍以上０．８倍以下であるものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項４記載の発明は、吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、入口部に接続され、吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、ノズル本体は、下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が入口部より大きい中空の胴体部と、開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備え、胴体部は、球状であり、出口部は、円筒状であり、霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射し、霧化手段として、胴体部の少なくとも下半部の内壁の水平方向に設けられた螺旋溝を含み、出口部の内壁が下方に向かって先広がりな逆テーパー状であると共に、水平面における出口部の内壁の最小断面積は胴体部の内壁の最大断面積より小さいものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
このように構成すると、霧状のスラリーを噴射することができる。又、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触する。更に、スラリーが螺旋溝を伝い流速を向上させながら出口部に到達し、更にベンチュリー効果により微細化されて噴射される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の構成において、胴体部の内壁の開口における全角角度をαとし、出口部の内壁における全角角度をβとすると、α＞β、且つ、１０°≦α≦１２０°、５°≦β≦６０°を満たすものである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の構成において、胴体部における螺旋溝が設けられた領域の上下方向高さは、ノズル本体の上下方向高さの０．３倍以上０．６倍以下であるものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上端の直径は、前記出口部の下端の直径よりも大きく設定されているものである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明の構成において、入口部の中心軸方向と、ノズル本体の中心軸方向との形成する角度が直角であるものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発明の構成において、ノズル本体は、胴体部における厚さが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、その材質が炭化ケイ素合成材料、窒化ケイ素合成材料又はこれらの混合材料であるものである。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、霧状のスラリーを噴射することができるため、スラリーと排煙との接触比表面積を増加させることで吸収効率が向上すると共に、スラリーの詰まりを防止する。又、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触するため、吸収効率が向上する。更に、胴体部から出口部へ移動するスラリーに、内壁を伝うものとブラフボディに衝突するものとが生じ、これらが互いに衝突しながら羽根体にも衝突することで乱流の程度が大きくなるため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、スラリーの衝突の頻度が向上するため、微細化効率が安定し、安定的に吸収効率が向上する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、スラリーが胴体部において滞留する時間が十分なものとなると共に、出口部からの噴出速度が向上するため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
請求項４記載の発明は、霧状のスラリーを噴射することができるため、スラリーと排煙との接触比表面積を増加させることで吸収効率が向上すると共に、スラリーの詰まりを防止する。又、霧状のスラリーがより広範囲において排煙と接触するため、吸収効率が向上する。更に、スラリーが螺旋溝を伝い流速を向上させながら出口部に到達し、更にベンチュリー効果により微細化されて噴射されるため、微細化効率が向上し、吸収効率が向上する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明の効果に加えて、スラリーの流速向上効果及びベンチュリー効果が安定して発揮されるため、吸収効果の安定性が向上する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明の効果に加えて、螺旋溝によってスラリーの流速が十分に向上するため、吸収効果の安定性が向上する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
請求項７記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、螺旋溝によって流速が向上したスラリーが出口部において安定的に拡散されるため、吸収効率が向上する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、胴体部においてスラリーの進行方向が大きく変化するものとなり、乱流発生効果や流速向上効果が十分に発揮されるため、吸収効率が向上する。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、耐腐食性、耐摩耗性や強度に優れるノズル本体となるため、吸収効果の安定性が向上する。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、
スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、
前記入口部に接続され、前記吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、
前記ノズル本体は、
下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が前記入口部より大きい中空の胴体部と、
前記開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、
前記ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備え、
前記胴体部は、球状であり、
前記出口部は、円筒状であり、前記霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射し、
前記霧化手段として、前記出口部の下端中央に位置するブラフボディと、
その各々が前記ブラフボディの側壁と前記出口部の内壁とに接続され、放射状且つ単一周方向に向かって傾斜状態に設けられた複数個の平板状の羽根体とを含む、シャワーノズル。
【請求項２】
前記ブラフボディは、円錐形状又は円錐台形状であって、
平面視投影において、前記ブラフボディの直径は、前記出口部の外径直径の０．２倍以上０．６倍以下であり、
前記羽根体の個数は、６枚以上１６枚以下であり、
前記羽根体の各々は、その上底及び下底の両辺が前記ブラフボディの側壁及び前記出口部の内壁に接続される台形形状であって、径方向角度が８°以上４５°以下であり、仰角が１５°以上７０°以下である、請求項１記載のシャワーノズル。
【請求項３】
平面視において、前記出口部の半径は、前記胴体部の半径の０．４倍以上０．８倍以下である、請求項１又は請求項２記載のシャワーノズル。
【請求項４】
吸収塔において用いられるシャワーノズルであって、
スラリーを供給するスラリー母管に接続される入口部と、
前記入口部に接続され、前記吸収塔に流入する排煙に対してスラリーを噴射するノズル本体とを備え、
前記ノズル本体は、
下方に開口を有し、スラリーの通過断面積が前記入口部より大きい中空の胴体部と、
前記開口の周端に接続され、スラリーを下方に噴射する筒状の出口部と、
前記ノズル本体内部においてスラリーを微細化する霧化手段とを備え、
前記胴体部は、球状であり、
前記出口部は、円筒状であり、前記霧化されたスラリーを拡散しながら下方に噴射し、
前記霧化手段として、前記胴体部の少なくとも下半部の内壁の水平方向に設けられた螺旋溝を含み、
前記出口部の内壁が下方に向かって先広がりな逆テーパー状であると共に、水平面における前記出口部の内壁の最小断面積は前記胴体部の内壁の最大断面積より小さい、シャワーノズル。
【請求項５】
前記胴体部の内壁の前記開口における全角角度をαとし、前記出口部の内壁における全角角度をβとすると、
α＞β、且つ、１０°≦α≦１２０°、５°≦β≦６０°を満たす、請求項４記載のシャワーノズル。
【請求項６】
前記胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上下方向高さは、前記ノズル本体の上下方向高さの０．３倍以上０．６倍以下である、請求項４又は請求項５記載のシャワーノズル。
【請求項７】
前記胴体部における前記螺旋溝が設けられた領域の上端の直径は、前記出口部の下端の直径よりも大きく設定されている、請求項４から請求項６のいずれかに記載のシャワーノズル。
【請求項８】
前記入口部の中心軸方向と、前記ノズル本体の中心軸方向との形成する角度が直角である、請求項１から請求項７のいずれかに記載のシャワーノズル。
【請求項９】
前記ノズル本体は、前記胴体部における厚さが６ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、
その材質が炭化ケイ素合成材料、窒化ケイ素合成材料又はこれらの混合材料である、請求項１から請求項８のいずれかに記載のシャワーノズル。