(57)【要約】【解決手段】  本発明は、第１の態様では、ダクト内の前方に投入された液体の栓を減速し、分解するための装置に関する。本装置は、底部（５）と、ダクトに接続可能なその反対側の入口（２）と、を有する、容器（１）を備え、該入口を通って液体の栓が容器内の中央軸方向の軌跡へと差し向けられる。該容器の内部では、底部に向かって開放された内側管（７）が配置され、該内側管は内側中空空間（８）を外側断面状リング形状中空空間（９）から分離し、流入した液体の栓の軌跡中には、分離器ボディ（１３）が、液体栓を分裂させ、分解させるという目的、並びに、分解された該液体の構成部分を中心から外側の方向に押しやるという目的で、配置される。底部（５）は、中空空間の一つから他の空間へと液体を逸らし、このようにして該液体の移動方向を逆転させるという目的で、凹状に湾曲した案内表面（１６）を備える。第２の態様では、本発明は、ダクト内の前方に投入された液体の栓を減速し、分解するための方法に関する。
2006520909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト内の前方に投入された液体の栓を減速し分解するための装置であって、
底部（５）と、その反対側の入口（２）と、を有する、容器（１）を備え、該入口は前記ダクトに接続可能であり、該入口を通って前記液体の栓が前記容器内の中央軸方向の軌跡へと差し向けられ、該容器の内部では、前記底部（５）に向かって開放された内側管（７）が配置され、該内側管は内側中空空間（８）を外側断面状リング形状中空空間（９）から分離していることを特徴とし、
流入した前記液体の栓の軌跡中には、分離器ボディ（１３，１３ａ）が、前記液体栓を分裂させ、分解させるという目的、並びに、分解された該液体の構成部分を前記中心から外側の方向に押しやるという目的で、配置され、前記底部（５）は、前記中空空間の一つから他の空間へと液体を逸らすという目的で凹状に湾曲した案内表面（１６）を備え、かくして該液体の移動方向を逆転させることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記分配器ボディ（１３）は、前記容器の底部（５）に隣接して配置され、前記内側管（７）及び前記入口（２）は、互いに整列して配置され、前記内側管（７）は、前記流入する液体の栓を前記内側中空空間（８）を通して前記分配器ボディ（１３）まで差し向けるように配置され、前記湾曲した案内表面（１６）は、前記分配した液体を前記外側中空空間（９）内へと逸らすように構成され、該外側中空空間内で、前記液体を前記流入した液体の栓の移動方向に対して反対方向に移動させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記外側中空空間（９）は、その端部において、前記底部（５）から間隔を隔てており、前記容器と前記内側管との間に延在する端部壁（６）を用いて閉じられることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記分配器ボディ（１３ａ）は、該前記入口（２）を通過するその通路の直後で、到着した液体の栓を分裂させ、分解するため、並びに、分解された液体を前記外側中空空間（９）を通して前記底部（５）まで差し向けるため、上流に配置された前記内側管（７）の端部に配置され、前記湾曲した案内表面（１６）は、前記液体を、前記内側管の内部で逆転した流れへと再指向することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記内側管（７）は、前記外側中空空間（９）を介して通過する前記液体を、前記容器の内側へと径方向外側に差し向けるという目的で、少なくとも１つの案内フランジ（２７）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記容器（１）は、回転対称の内側管（７）と同心である回転対称の外側管（４）を備えることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記分配器ボディ（１３、１３ａ）は、前記流入した液体の栓の流れに対抗する方向にテーパー形状をなしていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記分配器ボディ（１３、１３ａ）は、先端部から延在する円錐包絡表面（１４）を有することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記内側管は、１組の孔（２２、２２ａ）を備え、該孔を通して、流体を前記中空空間のうち一方から他方へと逆流させることができることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記内側管（７）は、前記容器と前記内側管との間に閉じた端部壁（６）の近傍に配置された第１の組の孔（２２）に加えて、前記内側管の開放端部（１０）により接近して配置された少なくとも１つの第２の組の孔（２２ａ）を備え、該組の孔は、カラー（２５）と協働して、軸方向に流れる空気及び／又は液体を前記孔（２２ａ）に向かって内側に差し向ける目的を有することを特徴とする、請求項３又は９に記載の装置。
【請求項１１】
ダクト内及び前方に投入された液体の栓を減速し分解する方法であって、
前記液体の栓は、入口（２）を介して、底部（５）を用いて閉じられる容器（１）内の中央軸方向軌跡内に差し向けられ、該容器の内側で、底部に向かって開放する内側管（７）が配置され、該内側管は、外側の断面状リング形状の中空空間（９）から内側中空空間（８）を画定し、逆流方向にテーパーが形成された分配器ボディ（１３、１３ａ）に当たり、これによって液体を分裂させて分解する目的を達成し、分解された液体は、中空空間の一方から他方に液体を再指向するため凹状に湾曲した案内表面（１６）に沿って通過するようにされ、これによって、液体の移動方向を逆転させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
加圧された水反応器を使用する核発電所では、水が反応器とボイラーとの間で循環するように加圧下で導入される。この導管システムでは、膨張容器として機能し、導管システム内の圧力の可能な変動を吸収するという目的を有する圧力保持タンクが備えられている。前記圧力保持タンクには、複数のリリーフ及びブローオフバルブが特定の導管を介して接続され、これらのバルブは、該圧力保持タンク内の圧力が意図せずに所定の最大可能値を超えて増大する場合には圧力保持タンクから蒸気を吐出するため開放されるという目的を持っている。そのようなバルブの各々の直ぐ上流には、水素ガスがバルブに到達して該バルブを通過することを防止するという目的を有する水シール部が与えられる（空気中の酸素と一緒になって、水素ガスは、爆発性の雷鳴気を形成し得る）。水シール部は、バルブの直ぐ上流でＵ字形状のパイプ区分に在駐する約５乃至２０ｌの水からなる。２次導管システムを介して、これらのバルブは、噴出タンクと称されるタンクと連通する。
【０００２】
圧力保持タンク内の圧力が最大可能値を超えて増大するに至るような望ましくない場合には、１つ以上のバルブは、それらが噴出タンクに加圧蒸気を吐出するため開放されるようにトリガーされる。トリガーされるとき、水シール部内に存在する水は、水及び蒸気の栓状の混合物と同じ、２次導管システム内の前方に投入されたものと一緒に、吐出された蒸気によって掃引される。この理由のために、当業者は、同じ運動内に置かれる、一緒に比較的緊密に保持された体積の水に対して、「水の栓」という呼称を使用している。個々のバルブは、非常に高い圧力でトリガーされる。よって、実際には、バルブは、約１６０〜１７０バールで通常開放される。このことは、掃引され前方に詰まった水の栓は、きわめて大きな運動エネルギーを含むことを意味しており、それは、例えば、曲がり部等において、流れの方向を変化させ又は減速させる前記水の栓と関連して、導管システムに非常に大きな力を発揮し得る。換言すれば、そのような水の栓は、２次導管システムに非常に有害な影響を及ぼし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、栓が高速度まで加速される前に、ダクト内の前方に突入する水又は液体の栓を減速し分解することができる装置を提供することによって上述した問題を克服することを目的とする。かくして、本発明の主要な目的は、２次導管システム内でバルブをリリーフバルブ又はブローオフバルブの背後に密着して取り付け、又は、いずれにしても保護されるべき２次導管システム内に備えられる構成部品の上流に取り付けることができる装置を提供することであり、解放された可能性のある水の栓の力を減退し、分解し、円滑に減速することができるようにし、それによって、有害な大きな衝撃的力を発揮し得る水の栓が、曲がり部やＴ字部品等に到達する前に消滅するようになる。更なる目的は、構造的に簡単であるが、同時に高い信頼性で作働し、滑らかな仕方で現存する導管システムに接続することができる装置を提供することである。
【０００４】
本発明によれば、上述した目的は、独立請求項１で定義された装置を用いた達成される。本発明に係る装置の好ましい実施例は、従属する請求項２乃至１０で更に定義される。
追加の態様では、本発明は、前方に突入した液体の栓を減速し、分解する方法にも関する。この方法の特徴は、請求項１１から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、水の栓が前方に突入するように至る導管又はダクトに容器を接続する考えに基づいており、その容器の内部では、内側管が、内側中空空間を外側断面状リング形状の中空空間から分離させるように配置され、並びに、適切に円錐状にテーパーが形成された分配器ボディを容器内に配置させている。該ボディは、容器に入る水の栓によって打たれ、該栓が分割され分裂され側方に分布されるようにする。ここで容器内に備えられた底部は、凹状に湾曲した案内表面が形成される。該案内表面を用いて、分解された水は、滑らかに偏向され、中空空間の一つから他の中空空間へと逸らされ、それにより、最終的な段階の水は、流入した液体の栓に向かって逆流で流れることができる。有利には、内側管では、２つの中空空間の間の径方向の連通を可能にする１つ以上の組の孔が形成される。このようにして、逆流で移動する蒸気及び／又は分解された水を、流入した水の栓へと戻らせることができる。
【実施例】
【０００６】
図１において、参照番号１は、その一端部で、この場合には上側端部で、水の栓を受け取るための入口２を有し、その反対側の端部で、頑丈な固定取って３を有する、細長く幅狭の容器を指し示している。該取ってを使って、該容器を、取り付け状態で適所に保持することができる。この例では、容器１は、円柱管４と、入口２から距離を隔てた端部壁又は底部５と、管４及び入口２の間に延在する閉鎖壁６と、を備えて構成される。実際には、該容器は、図示の垂直状態で、適切に取り付けられているが、必ずしもこの取り付け態様である必要はない。容器は、該容器内に収容されるべき高々約２０ｌの水の栓よりもかなり大きい体積を有する。よって、具体的な実施例の例では、管４は、約１．５ｍの長さと、約０．３ｍの直径と、を有し、即ち約０．１立方メートルの体積を有する。
【０００７】
管４の内部では、管４よりも小さい直径を有する内側管７が配置されている。前記管７は、リング形状の断面形状の外側中空空間９から内側中央中空空間の範囲を画定する。図１及び図２に示される実施例では、管７の直径は、内側中空空間８の断面積がリング形状の中空空間９の断面積よりも小さくなるように選択されるべきである。実際には、外側中空空間９は、内側中空空間８の断面積及び体積よりも２倍乃至３倍大きい、断面積を持ち、これによって、これに応じた体積を有していてもよい。その下側端部１０では、管７は、底部５に向かって開放する。
【０００８】
図１及び図２に示された実施例では、入口２は、管７の一部、即ち、壁６の上方に突出する管の円柱上側部分を構成する。外側管４の上側部分を閉じる目的を有する前記壁６は、円錐の形状、即ちリング形状の円錐シート金属プレートを持ち、その幅狭の端部は、第１の溶接部１１を介して内側管の外側に接続され、その幅広の端部は、第２の溶接部１２を介して外側管４の上側エッジに接続されている。
【０００９】
入口２を形成する内側管７の一部は、前文で言及された、２次導管システムに適切な仕方で（図示せず）接続されてもよい。有利には、内側管７は、導管システム内に含まれる管（図示せず）の軸方向延長部内に設置される。入口２の上流には、好ましくは、傾斜したブランチ導管が配列されており、該導管を通って、例えば、矢印Ａを使って示されるように、前方に投入された水の栓を、管７内に軸方向に差し向けることができるときと同時に逸らされてもよい。
【００１０】
水の栓の軸方向の軌跡では、水分裂式又は水分割式の分配器ボディ１３が配置され、該ボディは、図１及び図２に係る例では、底部５内に収容されている。より正確には、分配器ボディ１３は、包絡表面１４を有する円錐ボディから構成され、該ボディは、上側又は前方先端部１５から、円形中断ラインへと下方に降りる方向に発散し、該ラインでは、それは、凹状に湾曲した案内表面１６内に変形される。該案内表面は、円錐ボディ１３の周りに連続的に延在するように回転対称であり、異なる曲率半径Ｒ１、Ｒ２を有する２つの異なる部分表面から構成される。従って、円錐ボディ１３に最も近く配置された湾曲部表面は、周辺に配置された部分表面の半径Ｒ２よりも大きい曲率半径Ｒ１を有する。最後に言及された部分表面は、滑らかに丸められた遷移表面を介して、底部の残りの部分から突出する、円柱境界部１７の滑らかな内側へと変形される。その上側エッジでは、当該境界部１７は、溶接部１８を介して外側管４の下側エッジに接続されている。底部では、排液孔１０が設けられ、該孔には、排液管（図示せず）を接続することができる。
【００１１】
上側端部では、内側管７は、円錐部６、及び、溶接部１１、１２を介して外側管の上側部にしっかりと接続されている。内側管の下側端部を適所にしっかりと保持するため、例えば、平坦なバーの形態にある、多数の径方向ストラット２１が配置され、該ストラットは、外側管の内側及び内側管の包絡表面に対して溶接を使用して固定することができる。
【００１２】
内側管７は、その上側端部の領域において、多数の貫通孔２２が形成されている。実際には、上記孔２２は、管周囲に沿って等間隔に間隔を隔てており、細長い基本形状を有する。図６に示されるように、孔エッジ部の上側及び下側の端部表面２３は、有利に面取りされていてもよく、より正確には、孔エッジ部の上側端部表面が、管壁の内側に対して鈍角をなして延在し、その下側端部表面が管壁の内側に対して鋭角をなして延在する態様で、面取りされていてもよい。この例では、孔の数は、１２となる。図２に明瞭に示されているように、内側管７の下側端部には、円錐状に面取りされた表面２４が形成されている。図２からは、円錐ボディ１３の先端部１５が内側管７の下側開口部１０の高さにおおよそ配置されていることが更に示されている。
【００１３】
２つの管４、７と、円錐部６とは、約１０ｍｍ厚のシート金属プレート、例えば、耐酸性シート金属プレートから有利に製造することができ、底部５は、例えば旋盤機械加工によって金属製の強固なワークピースから形成される。
（本発明に係る装置の作用）
解放された水の栓が入口２を介して受け取られたとき、それは矢印Ａの方向に軸方向に移動し、最初に、円錐分配器ボディ１３に当たり、これによって栓が分裂して、水が分配器ボディから側方に全ての方向に分配されるように分解する。この後、水は、矢印Ｂの方向に、底部５の境界部１７に向かって滑らかに丸みを付けられた流れで、案内表面１６を介して差し向けられ、流れの方向は逆転される。この逆転の後、水は、外側中空空間９内で矢印Ｃの方向に上方に向かって流れる。実行された実験は、様々なシナリオが、打ち勝った圧力に応じて、生じ得ることが示されている。高い圧力では、入口２を介して投入された水は、内側管７の上側部分内の孔２２を通して部分的に差し向けられ、主要な水流れと合流する。この主要な水流れは、案内表面１６により偏向されるようになり、中空空間９内で上方に移動する。かなり迅速に、水の栓は、その運動エネルギーが熱エネルギーに変換され、水が容器の底部領域に蓄積されるという事実によって消滅するようになる。水が静まったとき、水は、常に付属の排液パイプに解放されている小孔１１９を介して自動的に排出される。外側中空空間９内に存在する空気及び／又は蒸気は、水が外側中空空間の下側部分内に突入するとき、外側中空空間を通って上方に押し上げられる。ここで、空気／蒸気の混合物は、孔２２を通って内側の方向に移動し、投入された水の栓の少なくとも一部分と、これに対する反対の流れで合流する。これに関連して、投入水の一定の減速が生じる。
【００１４】
上述した実験は、水の栓が分散し、適切な力とは異なる力を生じさせることなく
制御された仕方で減速していることを示した。従って、実際には、測定された力は、理論上の力のほんの１／３乃至１／４となることが分かった。この理論上の力は、１８０°の向き直しにおいて運動量保存の法則を使って計算することができる
（本発明の代替実施例）
図７では、追加の組の孔２２ａが内側管７に形成されているという点だけ図１及び図２に係る実施例とは異なる代替実施例が示されている。この例では、前記組の孔２２ａは、上側組の孔２２と、内側管７の下側端部１０との間のおおよそ半分の行程のところに配置されている。孔２２ａの組の外側では、円錐形状の案内フランジ２６を有するカラー２５が配置されている。これは、孔の内側の方向に加圧流体（空気及び／又は水）を差し向けるという目的を持ち、水の投入栓の減速又は遅延に追加的に寄与するという目的を更に持っている。孔２２ａを介して、かくして、空気並びに水は、孔２２の上側の組を介して戻された流体よりも早期の段階で逆流で水の栓と合流することができる。
【００１５】
図８では、到着する水の栓を減速し、分解する別の方法が示されている。この場合には、円錐分配器ボディ１３ａは、水の栓が入口２を通過したとき既に水の栓を分割するための内側管７の上側部分に配置されている。この後、分解された水は、外側中空空間９を通して矢印Ａの方向に下方に軸方向流れで差し向けられる。案内表面１６及び円錐ボディ１３を介して、水の流れは、矢印Ｂを使って示されるように、再指向され、次に、水は、矢印Ｃの方向に内側中空空間８を通って上方に戻らされる。この場合においても、２つの中空空間の間の流体の循環は、内側管７の少なくとも１つの上側組の孔を介して生じる。
【００１６】
その下側端部では、内側管７は、この場合には、円錐持ち出し構造フランジ２７が形成されており、該フランジを使って、流入した水が外側管の内側の方向に径方向に差し出される。このようにして、外側管の内側表面及び該内側表面の延長にある案内表面１６に対して加圧されるべき傾向が最適化される。底部内に含まれる円錐ボディ１３の故に、水が内側中空空間８を通って上側に信頼性の高い仕方で戻らされるように、再指向され逆転される水の流れの中心合わせが生じることが保証される（円錐フランジ２７と組み合わせた場合）。
【００１７】
図８では、内側管７は、簡単にするため、図１、２及び７に係る実施例と同じ直径で示されている。しかし、実際には、図８に係る実施例の内側管７は、これに比例してより大きな直径を持つべきであり、それにより、逸らされ減速された水が捕捉される、中空空間、即ち内側中空空間８は、中空空間、即ち、水が逆転する前に通過するところの外側中空空間９よりも大きな体積となる。この場合にも、収容した中空空間、即ち内側中空空間８は、水が流入するところの中空空間よりも少なくとも２倍乃至３倍大きい体積を持つべきである。
【００１８】
図９及び図１０では、底部５の代替実施例が示され、テーパー形状をなおも有している中央上方に指し示すボディ１３が形成されているが、この場合には、略円錐ではない。従って、図９及び図１０に係るボディ１３は、複数の（例８において）凹状に湾曲したフルート２８が形成されている。これらのフルートは、底部の周辺部の方向に発散し、凹状に湾曲したセクター形状の表面へと変形する。これらの表面は、一緒になって案内表面１６を形成する。図９及び図１０に示された底部は、図１、２及び７に係る実施例、並びに、図８に係る実施例において使用することができる。
（本発明の可能となる変形態様）
本発明は、上述され、図面に示された実施例のみに限定されるものではない。内側管、並びに、外側管は、円柱形状を持っているが、これらの構成部品に別の形状を付与することも可能である。例えば、内側管を僅かに円錐状に形成し、より正確には、下側開放端部に向かって適切な角度で発散するように内側管を形成することが可能である。かくして、図８に係る実施例における特定のフランジ２７は、スペアとして交換することも可能である。更には、図８に係る実施例では、内側管内の孔の組の下方の領域で円錐状又は別の仕方でテーパーボディを配置するように実施可能であり、より正確には、ボディの先端が下方に面する状態で、及び、孔に向かう外側の方向に上方に流れる水を差し向けるという目的で、テーパーボディを配置するように実施可能である。更には、逸らされた水を引き裂いて更に小さい構成部分に分解するという目的で、底部の湾曲案内表面と外側管の内側との間の遷移領域で、複数の間隔を隔てた小突起部を形成するように実施可能である。本発明に係る装置は、勿論、水だけではなく他の液体に対しても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に従って構成された装置の部分破断された斜視図であって、その主要な構成部品は、外側容器を備える。
【図２】図２は、容器及びその内部を通した垂直断面図である。
【図３】図３は、図２の断面Ａ−Ａである。
【図４】図４は、図２の断面Ｂ−Ｂである。
【図５】図５は、容器内に含まれる底部を通した断面図である。
【図６】図６は、装置の詳細を示す拡大断面図である。
【図７】図７は、図２に対応する断面図であり、本発明の代替実施例を示す。
【図８】図８は、追加の代替実施例を示す断面図である。
【図９】図９は、容器の代替底部を通した断面図である。
【図１０】図１０は、図９に係る底部の上方からの平面図である。
【図１】
2006520909.tif 000003
【図２】
2006520909.tif 000004
【図３】
2006520909.tif 000005
【図４】
2006520909.tif 000006
【図５】
2006520909.tif 000007
【図６】
2006520909.tif 000008
【図７】
2006520909.tif 000009
【図８】
2006520909.tif 000010
【図９】
2006520909.tif 000011
【図１０】
2006520909.tif 000012
【国際調査報告】
2006520909.tif 000013
2006520909.tif 000014