(57)【要約】【課題】振止め機構にかかる変動荷重を軽減することができ、経年変化による振止め機構の緩みを抑えてスロート等の振動を低減することができるジェットポンプを提供する。【解決手段】駆動水を下方に噴出するノズル１４と、ノズル１４の噴出側に配置され、ノズル１４から噴出された駆動水の作用によって周囲の被駆動水を吸込むベルマウス１５と、ノズル１４からの駆動水及びベルマウス１５からの被駆動水を混合して下方に導くスロート１６と、スロート１６の下端部が挿入されたディフューザ１７と、スロート１６の水平方向位置を固定する振止め機構２４とを備えたジェットポンプ７において、スロート１６は、振止め機構２４より下側かつディフューザ１７より上側の位置で互いに分離された上側管部材２７及び下側管部材２８と、上側管部材２７と下側管部材２８の相対変位を吸収するように設けられた蛇腹部材２９とを有する。【選択図】図３
2013164340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動水を下方に噴出するノズルと、
前記ノズルの噴出側に配置され、前記ノズルから噴出された駆動水の作用によって周囲の被駆動水を吸込むベルマウスと、
前記ノズルからの駆動水及び前記ベルマウスからの被駆動水を混合して下方に導くスロートと、
前記スロートの下端部が挿入されたディフューザと、
前記スロートの水平方向位置を固定する振止め機構とを備えたジェットポンプにおいて、
前記スロートは、前記振止め機構より下側かつ前記ディフューザより上側の位置で互いに分離された上側管部材及び下側管部材と、
前記上側管部材と前記下側管部材の相対変位を吸収するように設けられた伸縮部材とを有することを特徴とするジェットポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のジェットポンプにおいて、
前記伸縮部材は、前記上側管部材と前記下側管部材を接続する蛇腹部材であることを特徴するジェットポンプ。
【請求項３】
請求項２記載のジェットポンプにおいて、
前記下側管部材は、前記上側管部材の下側に配置されるとともに、前記ディフューザの上端部に挿入する小筒部と、前記上側管部材の下端部の外周側に配置された大筒部と、前記小筒部と前記大筒部を連結する環部とを有することを特徴とするジェットポンプ。
【請求項４】
請求項１記載のジェットポンプにおいて、
前記下側管部材は、前記上側管部材の下側に配置されるとともに、前記ディフューザの上端部に挿入する小筒部と、前記上側管部材の下端部の外周側に配置された大筒部と、前記小筒部と前記大筒部を連結する環部とを有し、
前記伸縮部材は、前記上側管部材の下端部と前記下側管部材の前記大筒部の間に設けられ、水平方向の弾性力を付与する弾性体であることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項５】
請求項４記載のジェットポンプにおいて、
前記下側管部材の前記環部と前記ディフューザの上端の間で流路抵抗を形成するために、前記下側管部材の前記環部の外径寸法が前記ディフューザの上端の外径寸法以上であることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項６】
請求項４又は５記載のジェットポンプにおいて、
前記弾性体は、環状の板バネであり、その外周側上端が前記大筒部の内周面に固定されたことを特徴とするジェットポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットポンプに係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適なジェットポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）では、原子炉圧力容器（ＲＰＶ：Reactor Pressure Vessel）と炉心シュラウドの間に形成された環状のダウンカマ内に、複数のジェットポンプが設置されている。また、再循環系吸込配管が原子炉圧力容器に接続されてダウンカマに連絡され、再循環系吐出配管がダウンカマ内のライザ管に接続されている。そして、ダウンカマ内の冷却水の一部は、再循環系吸込配管を介し再循環ポンプに吸込まれて昇圧され、再循環系吐出配管及びライザ管を介しジェットポンプに供給されるようになっている。
【０００３】
ジェットポンプは、ライザ管に分岐管を介して接続されるエルボと、このエルボに接合されたノズルと、このノズルの噴出側に配設されたベルマウスと、このベルマウスに接合されたスロートと、このスロートに接続されるディフューザとを備えている。そして、再循環ポンプによって昇圧された冷却水は、再循環系吐出配管、ライザ管、分岐管、及びエルボを介しノズルに供給され、駆動水としてノズルからスロート内に噴出される。ノズルは駆動水の速度を増加させる。ノズルから噴出された駆動水の作用によって、ダウンカマ内のノズルの周囲に存在する冷却水が、被駆動水としてベルマウスを介しスロート内に吸込まれる。スロート内に吸込まれた被駆動水は、駆動水と運動量を交換しながら混合して、ディフューザへ流出する。そして、ディフューザから排出された冷却水が、原子炉圧力容器内の下部プレナムを経由して炉心に供給されるようになっている。
【０００４】
ライザ管は、原子炉圧力容器の内面に設けられたライザブレースに溶接されて支持され、ディフューザは、原子炉圧力容器内のシュラウドサポートに溶接されて支持されている。一方、上述したエルボ、ノズル、ベルマウス、及びスロートはインレットミキサと呼ばれる部分であり、このインレットミキサは、検査や修理等のために取外し可能となっている。詳しく説明すると、インレットミキサのエルボは、クランプ機構により、分岐管に対して着脱可能に接続されている。このクランプ機構は、分岐管に設けられ互いに水平方向に離間された一対のアームと、エルボに取付けられ鉛直方向に延在するビームボルトと、このビームボルトに螺合するビームとで構成されている。そして、ビームの両端部を一対のアームに係止するとともに、ビームボルトを介してビームとエルボの間に上下方向の突張り荷重を生じさせることにより、エルボを分岐管に対して固定するようになっている。
【０００５】
また、インレットミキサのスロートとディフューザとの接続部は、スリップジョイント（滑り継手）と呼ばれる構造になっている。すなわち、熱膨張差を吸収するために、スロートの下端部がディフューザの上端部に挿入されて固定されず、それらの間に微少な径方向の隙間が形成されている。そのため、インレットミキサ（特に、スロート）は、流れの影響を受けて振動する可能性がある。
【０００６】
そこで、インレットミキサを水平方向に固定するため、スロートの径方向位置（水平位置）を固定する振止め機構（リストレーナ）が設けられている（例えば特許文献１参照）。この振止め機構は、ライザ管に設けられ、スロートが挿通する挿通孔を有するブラケットと、このブラケットの挿通孔において半径方向内側に突出する２つの位置決めピンと、スロートに取付けられ、スロートの外周面とブラケットの挿通孔の内周面の間の隙間に差し込まれる１つのウェッジ（くさび）とで構成されている。そして、スロートの周方向３箇所に位置する２つの位置決めピン及び１つのウェッジにより、スロートの径方向位置が固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３４７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インレットミキサにおけるスロートの入口部分（言い換えれば、振止め機構より上側の部分）は、駆動水と被駆動水が混合する領域であって流れの乱れが大きく、主要な加振源となっている。そして、経年変化によってジェットポンプの剛性が低下すると（詳細には、例えば振止め機構に緩みが生じると）、インレットミキサの振動が発生する可能性がある。特に、インレットミキサの振動数が流れの乱れ（詳細には、スロート内の流れの乱れや、スロートの下端部とディフューザの上端部の間の隙間からの漏洩流の乱れ）の周波数に一致すると、共振して比較的大きな振動と、磨耗等が発生する可能性がある。
【０００９】
上述した振止め機構の緩みを発生させる要因の一つは、振止め機構に繰返しかかる変動荷重である。そこで、本願発明者らは、従来構造のジェットポンプを模擬した１／３スケールの試験装置を用い、スロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触しない場合（図７（ａ）参照）と、スロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触した場合（図８（ａ）参照）において、振止め機構１０２にかかる変動荷重を測定した。なお、試験装置では、図７（ｂ）及び図８（ｂ）で示すように、振止め機構１０２は、スロート１００の周方向３箇所に位置する位置決めピン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃで構成し、位置決めピン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃにかかる変動荷重をそれぞれ測定した。
【００１０】
図９及び図１０は、変動荷重の測定結果を表す図であり、図９はスロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触しない場合、図１０はスロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触した場合である。これら図９及び図１０において、横軸は、試験条件であるＭ比（詳細には、駆動水量Ｑｎと被駆動水量Ｑｓの比Ｑｓ／Ｑｎ）を示し、縦軸は、振止め機構１０２にかかる変動荷重（相対値）を示している。なお、図中の○印は位置決めピン１０３ａにかかる変動荷重、図中の◇印は位置決めピン１０３ｂにかかる変動荷重、図中の△印は位置決めピン１０３ｃにかかる変動荷重を示している。
【００１１】
図９で示すように、スロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触しない場合は、３箇所（位置決めピン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ）とも変動荷重が比較的小さい。一方、図１０で示すように、スロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触した場合は、１箇所（位置決めピン１０３ａ）の変動荷重が比較的小さいまま、２箇所（位置決めピン１０３ｂ，１０３ｃ）の変動荷重が４倍程度に増大している。本願発明者らは、このような試験結果から、図８（ａ）で示すようにスロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が一方側（図中右側）で接触し、かつスロート１００の入口部で反対方向（図中左方向）の加振力が加わった場合に、スロート１００の下端部の接触点を支点、スロート１００の入口部を力点、振止め機構１０２を作用点とする梃子の原理が働き、スロート１００の入口部分での加振力が増幅されて、振止め機構１０２にかかる変動荷重が増大するという知見を得ることができた。なお、振止め機構１０２において変動荷重が増大する周方向位置は、スロート１００の下端部とディフューザ１０１の上端部が接触する周方向位置とは反対側となる。そのため、図１０で示す測定結果では、接触側（図８（ｂ）中右側）の位置決めピン１０３ａにかかる変動荷重は梃子の原理が働かないため比較的小さいまま、その反対側（図８（ｂ）中左側）の位置決めピン１０３ｂ，１０３ｃにかかる変動荷重が増大している。
【００１２】
上述した知見から、振止め機構にかかる荷重を抑える方法の一つとして、インレットミキサのスロートをディフューザに対して接触しないように設置することが好ましいと考えられるものの、それは困難である。何故なら、スロートの下端部とディフューザの上端部の間の隙間は、例えば０．５ｍｍよりも狭く、ジェットポンプの全長６ｍ程度に対して非常に小さいからである。また、仮に、インレットミキサのスロートをディフューザに対して接触しないように設置しても、運転時の熱膨張によって接触する可能性もある。そこで、本願発明者らは、インレットミキサのスロートがディフューザに接触しても上述した梃子の原理が働かないような構造を採用することが好ましいとの考えに想到した。
【００１３】
本発明は、上述した事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、振止め機構にかかる変動荷重を軽減することができ、経年変化による振止め機構の緩みを抑えて振動を低減することができるジェットポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）上記目的を達成するために、駆動水を下方に噴出するノズルと、前記ノズルの噴出側に配置され、前記ノズルから噴出された駆動水の作用によって周囲の被駆動水を吸込むベルマウスと、前記ノズルからの駆動水及び前記ベルマウスからの被駆動水を混合して下方に導くスロートと、前記スロートの下端部が挿入されたディフューザと、前記スロートの水平方向位置を固定する振止め機構とを備えたジェットポンプにおいて、前記スロートは、前記振止め機構より下側かつ前記ディフューザより上側の位置で互いに分離された上側管部材及び下側管部材と、前記上側管部材と前記下側管部材の相対変位を吸収するように設けられた伸縮部材とを有する。
【００１５】
このように本発明においては、スロートは、振止め機構より下側かつディフューザより上側の位置で上側管部材及び下側管部材に分離し、それらの相対変位を吸収するように伸縮部材が設けられている。これにより、スロートの下端部（詳細には、下側管部材の下端部）とディフューザの上端部が一方側で接触し、かつスロートの入口部（詳細には、上側管部材の入口部）で反対方向の加振力が加わっても、梃子の原理がほぼ働かないので（言い換えれば、伸縮部材によって応力がほぼ吸収されるので）、振止め機構にかかる変動荷重を軽減することができる。したがって、経年変化による振止め機構の緩みを抑えて、スロート等の振動を低減することができる。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記伸縮部材は、前記上側管部材と前記下側管部材を接続する蛇腹部材である。
【００１７】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記下側管部材は、前記上側管部材の下側に配置されるとともに、前記ディフューザの上端部に挿入する小筒部と、前記上側管部材の下端部の外周側に配置された大筒部と、前記小筒部と前記大筒部を連結する環部とを有する。
【００１８】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記下側管部材は、前記上側管部材の下側に配置されるとともに、前記ディフューザの上端部に挿入する小筒部と、前記上側管部材の下端部の外周側に配置された大筒部と、前記小筒部と前記大筒部を連結する環部とを有し、前記伸縮部材は、前記上側管部材の下端部と前記下側管部材の前記大筒部の間に設けられ、水平方向の付勢力を付与する弾性体である。
【００１９】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記下側管部材の前記環部と前記ディフューザの上端の間で流路抵抗を形成するために、前記下側管部材の前記環部の外径寸法が前記ディフューザの上端の外径寸法以上である。
【００２０】
（６）上記（４）又は（５）において、好ましくは、前記弾性体は、環状の板バネであり、その外周側上端が前記大筒部の内周面に固定される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、振止め機構にかかる変動荷重を軽減することができ、経年変化による振止め機構の緩みを抑えてスロート等の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の適用対象である沸騰水型原子炉の概略構造を表す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるジェットポンプの全体構造を表す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるスロートの構造を表す鉛直方向断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるスロートの構造を表す鉛直方向断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるスロートの構造を表す鉛直方向断面図である。
【図６】本発明の一変形例におけるスロートの構造を表す鉛直方向断面図である。
【図７】従来のスロートの構造を表す鉛直方向断面図と振止め機構の構成・配置を表す水平方向断面図であり、スロートの下端部とディフューザの上端部が接触しない場合を示す。
【図８】従来のスロートの構造を表す鉛直方向断面図と振止め機構の構成・配置を表す水平方向断面図であり、スロートの下端部とディフューザの上端部が接触した場合を示す。
【図９】従来のジェットポンプを模擬した試験装置を用いて振止め機構にかかる変動荷重を測定した結果を表す図であり、スロートの下端部とディフューザの上端部が接触しない場合を示す。
【図１０】従来のジェットポンプを模擬した試験装置を用いて振止め機構にかかる変動荷重を測定した結果を表す図であり、スロートの下端部とディフューザの上端部が接触した場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、沸騰水型原子炉に適用した場合を例にとって説明する。
【００２４】
本発明の第１の実施形態を、図１〜３により説明する。
【００２５】
図１は、本発明の適用対象である沸騰水型原子炉の概略構造を表す図である。図２は、本実施形態におけるジェットポンプの全体構造を表す図（但し、便宜上、スロートを構成する蛇腹部材等を示さず）である。
【００２６】
これら図１及び図２において、沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器（原子炉容器）１を備えている。原子炉圧力容器１内には炉心シュラウド２が設置され、この炉心シュラウド２内に炉心３が配置されている。炉心３には複数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。原子炉圧力容器１内の炉心３の上方には気水分離器４及び蒸気乾燥器５が配置されている。原子炉圧力容器１の給水口１ａには給水系配管（図示せず）が接続され、原子炉圧力容器１の主蒸気口１ｂには主蒸気系配管（図示せず）が接続されている。
【００２７】
原子炉圧力容器１と炉心シュラウド２の間に形成された環状のダウンカマ６内には、複数のジェットポンプ７が配置されている。原子炉圧力容器１に設けられた再循環系は、循環系吸込配管８、再循環ポンプ９、及び循環系吐出配管１０を有している。循環系吸込配管８は、原子炉圧力容器１に接続されてダウンカマ６に連絡されている。循環系吐出配管９は、ダウンカマ６内に配置された複数のライザ管１１の下端に接続されている。各ライザ管１１の上端には分岐管１２を介し一対のジェットポンプ７が接続されている。なお、ライザ管１１は、原子炉圧力容器１の内面に設けられたライザブレース（図示せず）に溶接されて支持されている。
【００２８】
ジェットポンプ７は、ライザ管１１に分岐管１２を介して接続される逆Ｕ字状のエルボ１３と、このエルボ１３に接合されたノズル１４と、このノズル１４の噴出側に配設されたベルマウス１５と、このベルマウス１５に接続されたスロート１６と、このスロート１６に接続されるディフューザ１７とを備えている。ノズル１４とベルマウス１５は、複数の支持板１８を介して一体化されている。なお、ディフューザは、原子炉圧力容器１内のシュラウドサポートに溶接されて支持されている。
【００２９】
原子炉圧力容器１内の上部に存在する冷却水は、原子炉圧力容器１の給水口１ａから供給された冷却水と混合されてダウンカマ６内を下降する。ダウンカマ６内の冷却水の一部は、循環系吸込配管８を介し再循環ポンプ９に吸込まれて昇圧される。この昇圧された冷却水は、循環系吐出配管１０、ライザ管１１、分岐管１２、及びエルボ１３を介してノズル１４に供給され、駆動水としてノズル１４からスロート１６内に噴出される。ノズル１４は駆動水の速度を増加させる。ノズル１４から噴出された駆動水の作用によって、ダウンカマ６内のノズル１４の周囲に存在する冷却水が、被駆動水としてベルマウス１５を介しスロート１６内に吸込まれる。スロート１６内に吸込まれた被駆動水は、駆動水と運動量を交換しながら混合して下降し、ディフューザ１７へ流出する。そして、ディフューザ１７から排出された冷却水が、原子炉圧力容器１内の下部プレナム１９を経由して炉心３に供給されるようになっている。
【００３０】
炉心３内に流入した冷却水は、炉心３を通過する際に加熱されて沸騰し、水及び蒸気を含む気液二相流となる。この気液二相流は、気水分離器４によって蒸気と水に分離される。気水分離器４で分離された水は、冷却水としてダウンカマ６内を下降する。一方、気水分離器４で分離された蒸気は、蒸気乾燥器５で湿分が除去された後、主蒸気配管を介して蒸気タービン（図示せず）に導出される。これにより、蒸気タービンが回転し、この蒸気タービンに連結された発電機（図示せず）が回転して、電力が発生する。蒸気タービンから排出された蒸気は、復水器（図示せず）で凝縮されて水となる。この凝縮された水は、給水配管を介し原子炉圧力容器１内に供給されるようになっている。
【００３１】
上述したジェットポンプ７は、少ない流量の駆動水を用いて、多くの流量の冷却水を炉心３に送り込むためのものである。このジェットポンプ７において、上述したエルボ１３、ノズル１４、ベルマウス１５、及びスロート１６はインレットミキサ２０と呼ばれる部分であり、このインレットミキサ２０は、検査や修理等のために取外し可能となっている。
【００３２】
詳しく説明すると、インレットミキサ２０のエルボ１３は、クランプ機構２１により、分岐管１２に対して着脱可能に接続されている。このクランプ機構２１は、分岐管１２に設けられ互いに水平方向（図２中紙面に対して垂直方向）に離間された一対のアーム２２と、エルボ１３に取付けられ鉛直方向（図２中上下方向）に延在するビームボルト２３と、このビームボルト２３に螺合するビーム（図示せず）とで構成されている。そして、ビームの両端部を一対のアーム２２に係止するとともに、ビームボルト２３を介してビームとエルボ１３の間に上下方向の突張り荷重を生じさせることにより、エルボ１３を分岐管１２に対して固定するようになっている。
【００３３】
また、インレットミキサ２０のスロート１６とディフューザ１７との接続部は、スリップジョイント（滑り継手）と呼ばれる構造になっている。すなわち、熱膨張差を吸収するために、スロート１６の下端部がディフューザ１７の上端部に挿入されて固定されず、それらの間に微少な径方向の隙間（０．５ｍｍ未満）が形成されている。
【００３４】
そして、インレットミキサ２０を水平方向に固定するため、スロート１６の径方向位置（水平位置）を固定する振止め機構（リストレーナ）２４が設けられている。この振止め機構２４は、ライザ管１１に設けられ、スロート１０がそれぞれ挿通する挿通孔（図示せず）を有するブラケット２５と、このブラケット２５の挿通孔において半径方向内側に突出する２つの位置決めピン（図示せず）と、スロート１６に取付けられ、スロート１６の外周面とブラケット２５の挿通孔の内周面の間の隙間に差し込まれる１つのウェッジ（くさび）２６とで構成されている。そして、スロート１６の周方向３箇所に位置する２つの位置決めピン及び１つのウェッジ２６により、スロート１６の径方向位置が固定されるようになっている。
【００３５】
ところで、経年変化によって振止め機構２４に緩みが生じると、インレットミキサ２０に振動が発生することがある。振止め機構２４に緩みを発生させる要因の一つは、振止め機構２４に繰返しかかる変動荷重である。従来構造では、前述の図８（ａ）を用いて説明したように、スロートの下端部とディフューザの上端部が接触し、かつスロートの入口部で反対方向（図中左方向）の加振力が加わった場合に、スロートの下端部の接触点を支点、スロートの入口部分を力点、振止め機構を作用点とする梃子の原理が働き、スロートの入口部分での加振力が増幅されて、振止め機構にかかる変動荷重が増加する可能性がある。
【００３６】
そこで、振止め機構２４にかかる変動荷重を軽減するために、本実施形態では、インレットミキサ２０のスロート１６がディフューザ１７に接触しても上述した梃子の原理が働かないような構造を採用している。図３は、本実施形態におけるスロートの構造を表す断面図である。
【００３７】
この図３において、スロート１６は、振止め機構２４の下側（詳細には、ブラケット２５の下側）かつディフューザ１７の上側の位置で互いに分離された上側管部材２７及び下側管部材２８と、これら上側管部材２７と下側管部材２８を接続する筒状の蛇腹部材２９とを有している。
【００３８】
蛇腹部材２９は、その上端が上側管部材２７に溶接で接合され、その下端が下側管部材２８に溶接で接合されており、鉛直方向（図３中上下方向）に伸縮可能としている。これにより、上側管部材２７と下側管部材２８の相対変位を吸収するようになっている。なお、蛇腹部材２９の外径寸法は、ブラケット２５の挿通孔の径寸法より小さく、かつ、ディフューザ１７の上端の外径寸法程度となっている。
【００３９】
上側管部材２７の下端の内径寸法と下側管部材２８の上端の内径寸法は、ほぼ同じである。また、上側管部材２７の下端と下側管部材２８の上端の間の鉛直方向の隙間は、上側管部材２７と下側管部材２８の熱膨張差や相対変位（言い換えれば、蛇腹部材２９の伸縮）が生じても接触しないように、かつ上側管部材２７及び下側管部材２８内の流れを乱さないため極力小さくなるように設定されている。そのため、本実施形態では、蛇腹部材２９の上端は、上側管部材２７の下端より上方に位置するように接合されている（すなわち、蛇腹部材２９内に上側管部材２７の下端部が配置されている）。
【００４０】
以上のように構成された本実施形態においては、スロート１６の下端部（詳細には、下側管部材２８の下端部）とディフューザ１７の上端部が一方側で接触し、かつスロート１６の入口部（詳細には、上側管部材２７の入口部）で反対方向の加振力が加わっても、梃子の原理がほぼ働かないので（言い換えれば、蛇腹部材２９によって応力がほぼ吸収されるので）、振止め機構２４にかかる荷重を軽減することができる。したがって、経年変化による振止め機構２４の緩みを抑えて、インレットミキサ２０の振動を低減することができる。その結果、磨耗等の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、筒状の蛇腹部材２９を設けるので、例えば板状の蛇腹部材をスロートの周方向に離間して複数設けた場合と比べ、上側管部材２７の下端と下側管部材２８の上端の間の隙間からの漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率の低下を抑えることができる。
【００４２】
また、既設のジェットポンプを改造する場合には、従来構造のインレットミキサを取外して、本実施形態のインレットミキサ２０を取付ければよい。インレットミキサ２０を取付ける際には、スロート１６の下側管部材２８、蛇腹部材２９、及び上側管部材２７を、その順序で、ブラケット２５の挿通孔に挿通すればよい。
【００４３】
ここで、比較例として、例えば特開２００８−１７０２７２号公報に記載のように、スロートの下端部とディフューザの上端部の間の隙間に板バネを設ける場合を検討する。この場合、前述した隙間は、通常、０．５ｍｍよりも狭く、このような狭所に設けた板バネでは十分な弾性力が得られない可能性がある。かといって、隙間を拡げるために、スロートの下端部の外径寸法を小さくすると、スリップジョイントからの漏洩流量が増加して、効率の低下及び振動要因を増やす可能性がある。また、ディフューザの上端部の内径寸法を大きくする方法が考えられるものの、ディフューザはシュラウドサポートに溶接されているから、その交換には大規模な工事が必要でコスト高となる。また、遠隔操作によるディフューザの加工も困難である。これに対し、本実施形態では、スロートの下端部の外形寸法を小さくするか、若しくはディフューザ１７の上端部の内径寸法を大きくする必要がなく、既設のプラントへ容易に適用することができる。
【００４４】
なお、上記第１の実施形態においては、特に説明しなかったが、蛇腹部材２９の外径寸法がディフューザ１７の上端の外径寸法程度であることから、蛇腹部材２９の下端部をディフューザ１７の上端の近傍に配置して、蛇腹部材２９の下端部とディフューザ１７の上端との間で流路抵抗を形成してもよい。これにより、下側管部材２８の下端部とディフューザ１７の上端部の間の隙間からの漏洩流に対し、流動抵抗を増加させることができる。したがって、漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率を向上させることができる。また、漏洩流の乱れに伴う加振力も低減することができる。
【００４５】
また、上記第１の実施形態においては、蛇腹部材２９の上端が上側管部材の２７の下端より上方に位置するように接合された（言い換えれば、蛇腹部材２９内に上側管部材２７の下端部が配置された）場合を例にとって説明したが、蛇腹部材２９の下端が下側管部材２８の上端より下方に位置するように接合されてもよい（言い換えれば、蛇腹部材２９内に下側管部材２８の上端部が配置されてもよい）。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【００４６】
本発明の第２の実施形態を、図４により説明する。図４は、本実施形態におけるスロートの構造を表す断面図である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分は、適宜説明を省略する。
【００４７】
本実施形態では、スロート１６Ａは、振止め機構２４の下側（詳細には、ブラケット２５の下側）かつディフューザ１７の上側の位置で互いに分離された上側管部材２７Ａ及び下側管部材２８Ａと、これら上側管部材２７Ａと下側管部材２８Ａを接続する筒状の蛇腹部材２９Ａとを有している。
【００４８】
蛇腹部材２９Ａは、その上端部が上側管部材２７Ａに溶接で接合され、その下端部が下側管部材２８Ａに溶接で接合されており、鉛直方向（図４中上下方向）に伸縮可能としている。これにより、上側管部材２７Ａと下側管部材２８Ａの相対変位を吸収するようになっている。なお、蛇腹部材２９Ａの外径寸法は、ブラケット２５の挿通孔の径寸法より小さく、かつ、ディフューザ１７の上端の外径寸法より大きくなっている。
【００４９】
下側管部材２８Ａは、上側管部材２７Ａの下側に配置されるとともに、ディフューザ１７の上端部に挿入する小筒部２８Ａａと、上側管部材２７Ａの下端部の外周側に配置された大筒部２８Ａｂと、小筒部２８Ａａと大筒部２８Ａｂを連結する環部（フランジ）２８Ａｃとを有している。
【００５０】
上側管部材２７Ａの下端の内径寸法と下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの上端の内径寸法は、ほぼ同じである。また、上側管部材２７Ａの下端と下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの上端の間の鉛直方向の隙間は、上側管部材２７Ａと下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの熱膨張差や相対変位（言い換えれば、蛇腹部材２９Ａの伸縮）が生じても接触しないように、かつ上側管部材２７Ａ及び下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａ内の流れを乱さないため極力小さくなるように設定されている。そのため、本実施形態では、蛇腹部材２９Ａの上端部は、上側管部材２７Ａの下端より上方に位置するように接合され（すなわち、蛇腹部材２９Ａ内に上側管部材２７Ａの下端部が配置され）、蛇腹部材２９Ａの下端部は、下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの上端部（言い換えれば、大筒部２８Ａｂ）より下方に位置するように接合されている（すなわち、蛇腹部材２９Ａ内に下側側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの上端部及び大筒部２８Ａｂが配置されている）。
【００５１】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、スロート１６Ａの下端部（詳細には、下側管部材２８Ａの小筒部２８Ａａの下端部）とディフューザ１７の上端部が一方側で接触し、かつスロート１６Ａの入口部（詳細には、上側管部材２７Ａの入口部）で反対方向の加振力が加わっても、梃子の原理がほぼ働かないので（言い換えれば、蛇腹部材２９Ａによって応力がほぼ吸収されるので）、振止め機構２４にかかる荷重を軽減することができる。したがって、経年変化による振止め機構２４の緩みを抑えて、インレットミキサ２０の振動を低減することができる。その結果、磨耗等の発生を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、下側管部材２８Ａの大筒部２８Ａｂ及び環部２８Ａｃを形成することにより、上記第１の実施形態と比べて、上側管部材２７と下側管部材２８の小筒部２８Ａａの間の隙間からの漏洩流に対し、流動抵抗を増加させることができる。したがって、漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、蛇腹部材２９Ａの外径寸法がディフューザ１７の上端の外径寸法より大きく、蛇腹部材２９Ａの下端部をディフューザ１７の上端の近傍に配置するので、蛇腹部材２９Ａの下端部とディフューザ１７の上端との間で流路抵抗を形成することができる。これにより、下側管部材２８Ａの下端部とディフューザ１７の上端部の間の隙間からの漏洩流に対し、流動抵抗を増加させることができる。したがって、漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率を向上させることができる。また、漏洩流の乱れに伴う加振力も低減することができる。
【００５４】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、特に説明しなかったが、蛇腹部材２９又は２９Ａの上部に気体を抜くための微少な穴を形成してもよい。
【００５５】
本発明の第３の実施形態を、図５により説明する。図５は、本実施形態におけるスロートの構造を表す断面図である。なお、本実施形態において、上記第１及び第２の実施形態と同等の部分は、適宜説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、スロート１６Ｂは、振止め機構２４の下側（詳細には、ブラケット２５の下側）かつディフューザ１７の上側の位置で互いに分離された上側管部材２７Ｂ及び下側管部材２８Ｂを有している。
【００５７】
下側管部材２８Ｂは、上側管部材２７Ｂの下側に配置されるとともに、ディフューザ１７の上端部に挿入する小筒部２８Ｂａと、上側管部材２７Ｂの下端部の外周側に配置された大筒部２８Ｂｂと、小筒部２８Ｂａと大筒部２８Ｂｂを連結する環部（フランジ）２８Ｂｃとを有している。なお、下側管部材２８Ｂの環部２８Ｂｃの外径寸法は、ディフューザ１７の上端の外径寸法より大きくなっている。
【００５８】
上側管部材２７Ｂの下端部と下側管部材２８Ｂの大筒部２８Ｂｂの間には、断面が１／４円弧状に形成された環状の板バネ３０（弾性体）が設けられている。板バネ３０の外周側上端は、下側管部材２８Ｂの大筒部２８Ｂｂの内周面に固定され、板バネ３０の内周側下端は、固定されずに自由端となっている。上側管部材２７Ｂの下端部と下側管部材２８Ｂの大筒部２８Ｂｂの間の隙間は、板バネ３０の弾性力（付勢力）が十分に機能する大きさ（５ｍｍ程度以上）に設定されており、板バネ３０の半径方向幅の自然長は、その隙間より大きくなっている。そして、上側管部材２７Ｂの下端部が板バネ３０の内側に挿入されると、板バネ３０が半径方向に縮められた状態で上側管部材２７Ｂの下端部と全周に亘って接触する。これにより、板バネ３０と上側管部材２７Ｂの下端部との間で半径方向（水平方向）の弾性力（及び、内外の圧力差）が作用して、弾性支持が行われる。その結果、上側管部材２７Ｂと下側管部材２８Ｂの相対変位を吸収可能としている。
【００５９】
上側管部材２７Ｂの下端の内径寸法と下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの上端の内径寸法は、ほぼ同じである。また、上側管部材２７Ｂの下端と下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの上端の間の鉛直方向の隙間は、上側管部材２７Ｂと下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの熱膨張差や相対変位が生じても接触しないように、かつ上側管部材２７Ｂ及び下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａ内の流れを乱さないため極力小さくなるように設定されている。
【００６０】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１及び第２の実施形態と同様、スロート１６Ｂの下端部（詳細には、下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの下端部）とディフューザ１７の上端部が一方側で接触し、かつスロート１６Ｂの入口部（詳細には、上側管部材２７Ｂの入口部）で反対方向の加振力が加わっても、梃子の原理がほぼ働かないので（言い換えれば、板バネ３０の弾性支持によって応力がほぼ吸収されるので）、振止め機構２４にかかる荷重を軽減することができる。したがって、経年変化による振止め機構２４の緩みを抑えて、インレットミキサ２０の振動を低減することができる。その結果、磨耗等の発生を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、環状の板バネ３０を設けるので、例えば半径方向に延在する板バネをスロートの周方向に離間して複数設けた場合と比べ、上側管部材２７Ｂの下端と下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの上端の間の隙間からの漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率の低下を抑えることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、下側管部材２８Ｂの環部２８Ｂｃの外径寸法がディフューザ１７の上端の外径寸法より大きく、下側管部材２８Ｂの環部２８Ｂｃをディフューザ１７の上端の近傍に（但し、熱膨張差によって接触しないように）配置するので、下側管部材２８Ｂの環部２８Ｂｃとディフューザ１７の上端との間で流路抵抗を形成することができる。これにより、下側管部材２８Ｂの小筒部２８Ｂａの下端部とディフューザ１７の上端部の間の隙間からの漏洩流に対し、流動抵抗を増加させることができる。したがって、漏洩流を減少することができ、ジェットポンプ７の効率を向上させることができる。また、漏洩流の乱れに伴う加振力も低減することができる。
【００６３】
また、既設のジェットポンプを改造する場合には、従来構造のインレットミキサを取外して、本実施形態のインレットミキサ２０を取付ければよい。インレットミキサ２０を取付ける際には、まず、インレットミキサ２０から分離された下側管部材２８Ｂをディフューザ１７に挿入し、その後、インレットミキサ２０の上側管部材２７Ｂをブラケット２５の挿通孔に挿通して下側管部材２０の板バネ３０の内側に嵌め込めばよい。
【００６４】
なお、上記第３の実施形態においては、環状の板バネ３０は、全周に亘って下端が固定されない場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば、環状の板バネ３０Ａは、周方向の一部分の断面が１／４円弧状に形成されて下端が固定されないものの、図６で示すように、周方向の他の部分の断面が１／２円弧状に形成されて下端が大筒部２８Ｂｂの内面に固定されてもよい。このような変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。
【００６５】
また、上記第３の実施形態及び変形例においては、特に説明しなかったが、板バネ３０又は３０Ａの上部に気体を抜くための微少な穴を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
７      ジェットポンプ
１４    ノズル
１５    ベルマウス
１６，１６Ａ，１６Ｂ    スロート
１７    ディフューザ
２４    振止め機構
２７，２７Ａ，２７Ｂ    上側管部材
２８，２８Ａ，２８Ｂ    下側管部材
２８Ａａ，２８Ｂａ      小筒部
２８Ａｂ，２８Ｂｂ      大筒部
２８Ａｃ，２８Ｂｃ      環部
２９，２９Ａ            蛇腹部材
３０，３０Ａ            板バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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