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発明の名称 冷却用液体噴霧用リターンノズルの閉塞検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−128163
公開日 平成10年(1998)5月19日
出願番号 特願平8−308616
出願日 平成8年(1996)11月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】大島 道男
発明者 矢野 隆雄 / 石田 政義 / 中尾 毅
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷却用液体供給源に供給側配管にて接続され、かつ高温室壁に配装装着された複数の冷却用液体噴霧用リターンノズルからの余剰水返戻用管は、その途中に逆止弁とその作動検出器とを設けてより、それぞれ返戻余剰水合流用管に連設し、冷却用液体噴霧用リターンノズル内が閉塞した場合に逆止弁にて他の冷却用液体噴霧用リターンノズルからの返戻余剰水の流入を停止するとともに、逆止弁の作動を作動検出器にて検出するようになしたことを特徴とする冷却用液体噴霧用リターンノズルの閉塞検出装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温気体の冷却用に使用される液体噴霧用リターンノズルの閉塞検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種製造装置や廃棄物焼却施設などで発生した高温気体は、一般に排ガス処理装置により高温気体中の各種有害成分を除去した後、最終的に煙突より大気中に放出されるが、排ガス処理装置を構成する材質保護などの目的で200℃以下まで冷却されている。この高温気体の冷却においては、長期間安定して故障のない運転を行うことが重要な操業課題である。
【0003】この冷却手段として、冷却用液体噴霧式高温気体冷却装置(以下、「冷却装置」と略称する。)が主として使用されているが、とりわけ冷却用液体噴霧用ノズルの性能が冷却装置の性能を左右すると言っても過言ではない。
【0004】高温気体の温度や量の変動にも充分に対応することが可能であり、しかも排ガス処理装置などの高温室内では冷却用液体のほぼ完全な蒸発が求められる条件下において、冷却用ノズルの具備すべき特性としては、■ ターンダウンが大きいこと。
■ 冷却用液体の噴霧粒径が小さいこと。特に冷却用液体の噴霧流量が少ないときに、噴霧粒径が大きくならないこと。
■ ノズル1本当たりの噴霧流量をある程度大きく確保することができ、少ないノズル数で所望の冷却機能を満足することができること。
などである。このため、噴霧粒径を小さくすることが可能な旋回式噴霧パターンを持ち、しかも温度変化などの負荷条件の変動に対する良好な追従性を有するという利点を有するので、供給液体の一部を噴霧し、剰余の供給液体を戻す方式を採用したリターンノズルが最適であるとされている。
【0005】しかし、リターンノズル内の液体通路には、3〜4ヶ所の狭い流通個所があって、閉塞が生ずることがあり、特に一番狭いチャンバー流入口の閉塞が生じ易く、しかもその閉塞検出は困難であった。
【0006】このリターンノズルをセットした運転中の冷却装置においては、通常、リターンノズルの噴霧状況は確認することができないので、リターンノズルが予期しないときに急に閉塞することも少なくない。リターンノズルが閉塞した場合には、次のようなトラブルが生じる。
■ 供給圧力と戻り圧力とが逆転し、他のリターンノズルの余剰水が逆流して棒状に噴出し、高温室内の高温気体中から分離し堆積した熱い灰に降りかかって生じる水蒸気爆発が発生する危険がある。
■ 高温室の内壁を高温から保護するために、その表面に取り付けられているライニング材が、リターンノズルの余剰水の棒状逆流によって削り取られてしまうという損傷が発生する。
このようなトラブルを放置すれば、操業停止に至るため、リターンノズルは消耗品として定期的に点検をすると同時に、早期交換をしている。
【0007】しかしながら、リターンノズルの交換時期がきていない場合でも、ノズル閉塞が発生する場合もあり、この場合には、冷却用液体の不完全蒸発による精確な温度コントロールができない状態の発生は避けられない。このように、リターンノズルの異常は高温気体の温度コントロールの異常で気づくことになり、この場合には、直ちに異常のノズルを冷却装置から抜き出し交換しなければならないが、多数のノズルのうちから、どのノズルが異常であるかを見つけるのに時間を要し、操業上の異常の速やかな修正が遅れ、ノズルや高温室のライニング材等の損傷を回避することができないという欠点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リターンノズルが閉塞した場合、他のリターンノズルの余剰水の棒状逆流を直ちに停止し、異常ノズルを冷却装置から的確に選び出し交換することにより、操業上の異常、ノズル及び高温室のライニング材等の損傷を最小限に止めることのできるリターンノズルの閉塞検出装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の冷却用液体噴霧用リターンノズルの閉塞検出装置は、上記の目的を達成するものであって、冷却用液体供給源に供給側配管にて接続され、かつ高温室壁に配装装着された複数の冷却用液体噴霧用リターンノズルからの余剰水返戻用管は、その途中に逆止弁とその作動検出器とを設けてより、それぞれ返戻余剰水合流用管に連設し、冷却用液体噴霧用リターンノズル内が閉塞した場合に逆止弁にて他の冷却用液体噴霧用リターンノズルからの返戻余剰水の流入を停止するとともに、逆止弁の作動を作動検出器にて検出するようになしたことを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明する。
【0011】本発明の一実施態様を示す図1、図2において、1は排ガス処理装置などの高温室であり、該高温室1の側壁には、冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…が複数個所に貫通するようにセットされている。冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…は図2に示すように、2個のノズル2,2が対向するようにセットされているので、噴霧された冷却用液体を中央部で衝突して微細粒とすることができる。なお、図2においては、簡略化して示したが、さらに多数のノズルを設けることができる。
【0012】冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…への冷却用液体としての水の供給は、図1に示すように、水槽3よりポンプ4で吸引され、 15 〜 30 Kg/cm2 に加圧されて供給側配管51 、供給側ヘッダ6、供給側配管52 を経て各ノズル2,…に供給される。この全供給水量はほぼ一定量とし、例えば各ノズル2,…の噴霧水量(最大噴霧水量)の合計量の1.5 倍程度である。
【0013】高温室1内に噴霧される水量は、水の供給量と返戻量の差であり、この返戻量は返戻側配管72 に設けられた流量調整弁10の開度によって定まる。したがって、高温室1内に噴霧される水量は、流量調整弁10の開度を小さくすることにより、増加することとなる。
【0014】冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…は、図3に示すように、主として外側パイプ11と内側パイプ12とノズル部13とからなり、供給水は外側パイプ11と内側パイプ12との間に供給され、ノズル部13の小孔(ノズルチャンバー流入口)14を経て旋回しながらノズルチャンバー15に流入し、ノズル先端16から高温室1内に噴霧される一方、余剰水は返戻水として内側パイプ12内を経て返戻側配管71 、返戻側ヘッダ8、返戻側配管72 、水槽3へと戻されることとなる。
【0015】冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…内の流体通路断面積の最小部分はノズルチャンバー流入口14であり、ここに異物が詰まり閉塞した場合は、ポンプ4からの供給水はそのノズルチャンバー15には到達せず、あるいは減少し、他のノズルからの返戻余剰水が返戻側ヘッダ8を経由して逆流してくる。
【0016】冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…は、この逆流水に対しては、旋回攪拌による水流の微細化がなされないため、逆流水は棒状水流となって高温室1内に噴出することとなる。この現象は、高温室1の気体温度が設定温度を下回り、流量調整弁10に開の信号がきている状態、すなわち、噴霧流量が少量で、返戻流量が多量の場合ほど、顕著になる。
【0017】返戻側配管71 には、各冷却用液体噴霧用リターンノズル2,…ごとに図4に示す逆止弁9が取り付けられているが、異物が詰まり閉塞した場合には返戻余剰水が減少するため、逆止弁9のシャフト17はスプリング18の弾発力により移動して、そのヘッド19のOリング20が小径部21に密着して閉塞し、逆流水を閉止することになる。逆止弁9は、図示のものに限らず、球体、シャフト状、扉状のものが台座の透孔を重力により閉塞するものなどであってもよい。
【0018】シャフト17の他端は、その移動により逆止弁9に近接して取り付けられた近接スイッチ(逆止弁作動検出器)22と接触または近接することとなり、これにより信号が発信せられ、逆流、すなわちノズル閉塞を検知することができる。この信号により、表示盤23等に表示したり、警報を出すことにより、操作者が異常ノズルを抜き出し、ノズルの熱損傷を防止するとともに、速やかに交換することが可能となる。なお、異常ノズルの検出信号に基づいて自動的に異常ノズルの抜き出しや交換を自動機械にて行うことも可能である。このさい、異常ノズルの交換に先立って先ず抜き出しを行う場合には、対向する一対のノズルを抜き出すことが望ましい。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ノズルの閉塞による他のノズルからの返戻余剰水の逆流を逆止弁にて速やかに停止し、それに伴い発生する棒状噴射水によるトラブルを防ぐとともに、逆止弁の作動を検出して異常ノズルを的確に選び出し、交換を可能とすることにより、冷却装置の連続安定操業を可能にする冷却用液体噴霧用リターンノズルの閉塞検出装置を提供することができる。




 

 


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