JP2000334223A - 旋回流式ストレーナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋回流式ストレーナにおいて、浮遊異物によ
るエレメントの目詰まりを防止し、更に総流動抵抗を低
減してコンパクト化を図る。 【解決手段】 旋回流式ストレーナ１０は、略円筒形の
内面を有し接線方向に開口した容器本体１１、容器本体
１１内にほぼ同軸的に配置され前記内面との間に水の旋
回流れ空間２７を画成するストレーナエレメント２５、
旋回流れ空間２７の下部に連絡したドレン管３１、流入
開口から離れた容器本体１１の下端部内に形成された濾
過水受け入れ空間３３及び濾過水受け入れ空間３３に連
通した流出接続管１９を有し、水の旋回流れの低速域に
おいてストレーナエレメント２５の外周面に複数の乱れ
発生羽根３３が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力・原子力発電
等各種プラントに使用される冷却水用の異物除去ストレ
ーナに関し、特に金網等の多孔濾過部材の周りに被処理
水を旋回させる形式のストレーナの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電プラントや各種大型プラントに
おいて、一般に大量の冷却水が使用されるが，その量を
確保するために海水や河川湖沼水が使用される。しかし
ながら、このような海水などには種々雑多な異物が含ま
れており、前述の冷却水に使用するにはこれらの異物を
除去しなければならない。このような目的で使用される
濾過器乃至ストレーナには、できるだけ小さい異物も効
率よく除去できること、目詰まりなどを起こさず長期に
わたって連続して使用できること、更には除去した異物
を簡単に装置外へ排除したり点検、補修が容易であるな
どの機能が求められる。

【０００３】以上のようなニーズに対応して、種々のス
トレーナが提案され、使用されているが、その一例とし
て截頭逆円錐筒形の濾籠乃至濾過部材を使用する旋回型
の濾過器（特公平２−１８８９０号公報）がある。これ
を図８を参照して概説すると、側部に流入管１、底部に
流出管３がそれぞれ設けられた容器本体５の中に、截頭
逆円錐筒形の濾籠７が設けられて主要部が構成されてい
る。そして、流入管１から容器本体５内に流入した冷却
用水乃至被処理水は、濾籠７の外側で旋回しつつ内部へ
貫流する。旋回及び濾籠７内への貫流に際し、砂などの
比重の大きい異物は分離されて沈下し、底部に溜まる。
又、処理水の中に浮遊している小比重で体積の大きい異
物乃至ゴミは、上方へ浮き上がろうとするが羽根９によ
って生ずる下向き流により下方へ導かれ、濾籠７の外側
に滞留する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前述の従来
のものは、所定の冷却用水の流れ条件では、羽根による
下向き流によって小比重のゴミを下向きに流して上部で
の溜りを防止するという所期の機能は得られるのである
が、なお次のような問題を生ずる。即ち、流入管からの
水は濾籠の周りの旋回流となるが、流入管から下方に遠
ざかるに従って旋回流が弱まり、水の流出速度が大きい
と、小比重で大体積の異物が濾籠の表面に引きつけられ
て付着する。羽根による下向き流もその領域では弱まっ
ているので、付着した異物を剥離できない。このように
して、濾過器の流動抵抗が増大し、濾過水量が低下す
る。又、流出管が容器の底部を貫通して容器内部に長い
立ち上がり部を有し、これに合わせて濾籠が下細の円錐
形になっているから、この部分での流動抵抗が大きい。
このため、濾籠の孔径を小さくして更に微細な異物を除
去しようとすると、流動抵抗が過大になる。この過大な
流動抵抗の問題を解決するには、装置本体や関連装置の
大型化が必要となる。従って、本発明の課題は、処理水
中の浮遊異物による濾過部の目詰まりを防止して長期に
わたる無補修連続運転を可能とし、更に装置全体の流動
抵抗を小さく保持して更なる微細異物の除去を可能と
し、或いは装置のコンパクト化を可能とする改良された
旋回流式ストレーナを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、旋回流式ストレーナは、略円筒形
の内面を有し接線方向に延びる流入管が開口した容器本
体，その容器本体内にほぼ同軸的に配置され前記内面と
の間に水の旋回流れ空間を画成する筒型多孔濾過部材、
その旋回空間の下部に連絡したドレン管、前記流入管か
ら離れた前記容器本体下端部に形成され前記多孔濾過部
材の内部に開口した濾過水受け入れ空間及び同濾過水受
け入れ空間に連通した流出接続管を有して構成され、更
に水の旋回流れの低速域において多孔濾過部材の外周面
に複数の異物付着防止手段が配設されている。本発明の
好適な実施例によれば、異物付着防止手段が多孔濾過部
材の外表面から突出した部分遮流板として形成され、該
部分遮流板が該多孔濾過部材の軸方向及び円周方向に間
隔を置いて配設され、軸方向に並んで設けられた部分遮
流板は、旋回流の流路面積を減少して加速流を生じ、又
部分遮流板の後方に剥離流を発生させ、異物の付着を防
止し或いは付着した異物を剥がして流れ去る。この部分
遮流板は、多孔濾過部材を多孔板材等から製作するに際
し、一体成形加工により製作しても良い。又、他の実施
形態によれば、異物付着防止手段は前記多孔濾過部材の
表面に突出して配設された相対的に大径の線条部材とし
て形成してもよく、該線条部材は相互間隔を置いて取り
付けられる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。尚、全図に亘り、同一又は対
応する部分又は部材には同一の符号を付している。図１
及び図２を参照するに、ストレーナ１０の容器本体１１
は竪型円筒形であり、下部は底板１３で閉じられ、一方
上端部は取り外し自在の蓋板１５により閉じられる。更
に容器本体１１の上部には、図示しない流入管に連結さ
れる接続管１７が一体的に形成され、他方下部には図示
しない流出管に連絡する接続管１９が一体的に形成され
ている。加えて、円筒形の容器本体１１の中央部内面に
は、環状の区画板２１が突出して設けられ、その上に円
筒形の多孔濾過部材即ちストレーナエレメント２５が載
るようになっている。又、ストレーナエレメント２５と
容器本体１１の内面との間には、環状の旋回流れ空間２
７が画成され、これは特に図２に明示されるように接続
管１７に開口し、更にその底部が電磁開閉弁２９付きド
レン管３１に連絡している。旋回流れ空間２７に対する
接続管１７の開口方向とドレン管３１の開口方向との平
面図的関係は図２に示すとおりである。

【０００７】一方、接続管１７と区画板２１の下方の容
器本体１１の内部は、濾過水受け入れ空間３３を画成
し、これは旋回流れ空間２７と同じ外径を有し、接続管
１９に開口している。図において、接続管１９の延出方
向は、接続管１７の方向と逆であるが、これは濾過水を
使用する図示しない関連機器の方向に向いているだけ
で、これに限定されるものではない。更には、ストレー
ナエレメント２５の外面には、後述するような旋回流の
低速域に部分遮流板乃至乱れ発生羽根３３が配設されて
いる。このような旋回流れ空間２７に対応して蓋板１５
にベント管３５が設けられ、これは電磁開閉弁３７を備
えている。

【０００８】上述のような構造の旋回流式のストレーナ
１０において、被処理水が矢印Ａに示すように流入管か
ら接続管１７に流れ込む。そしてその大部分は、ストレ
ーナエレメント２５に衝突し、且つ容器本体１１の内面
に案内されて主旋回流ａとなり、図２においてストレー
ナエレメント２５の周辺を時計方向に流れる。この旋回
流ａは、旋回流れ空間２７内の抵抗により流速が徐々に
低下し、図において下側に低速域２７ａを形成する。更
には、接続管１７から流入した水Ａの一部は逆向き流ｂ
となり、前述の主旋回流ａと衝突して淀み域が形成され
る。即ち、淀み域では旋回速度成分は可成小さくなって
いて、その淀み域に隣接する低速域２７ａに乱れ発生羽
根３３が設けられている。乱れ発生羽根３３に衝突した
主旋回流ａは、矢印に示すごとく一部は外端を乗り越
え、他は上下方向端部を回り込む。換言すれば、上下方
向に並んでいる複数の乱れ発生羽根３３は、旋回流れａ
の流路を狭めており、この部分で旋回流の速度が上昇
し、加速流となる。この加速された旋回流ａは、下流の
乱れ発生羽根３３に衝突し、その背後に強い剥離流を発
生する。このような加速旋回流と剥離流とが分布してス
トレーナエレメント２５の回りに発生するので、小比重
の異物もストレーナエレメント２５の外面に付着するこ
となく淀み域に達する。この淀み域では旋回流れ成分が
殆ど無く下向き流だけになるので、異物は下向き流に乗
って旋回流れ空間２７の底部に向かう。従って、電磁開
閉弁３１の操作により、ドレン管３１を連続的或いは間
欠的に開いて、異物をストレーナ１０の外部に排出す
る。一方、前述したように旋回流ａが乱れ発生羽根３３
に衝突したときに、旋回流れ空間部の旋回流れを抑える
ことで、ストレーナエレメント２５内の旋回流を抑制
し、ストレーナ１０全体としての流動抵抗を減少する。

【０００９】本発明の作用効果を実証すべく実機の縮尺
モデルを作成し、これを用いて実証実験を行った。これ
を図３及び図４を参照して説明する。容器本体１１は、
高さが約８００mm、径が約７００mmの円筒形であり、ス
トレーナエレメント２５の径は約５００mmである。接続
管１７の取付位置は、容器本体１１の高さ方向中心位置
よりやや上方にある。同一形状の乱れ発生羽根３３が、
５列３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅに配置さ
れている。水Ａの流入方向に対する取り付け角αはそれ
ぞれ、乱れ発生羽根３３ａ（２個）が１８０°、乱れ発
生羽根３３ｂ（２個）が２２５°、乱れ発生羽根３３ｃ
（３個）が２６０°、乱れ発生羽根３３ｄ（３個）が２
９０°、及び乱れ発生羽根３３ｅ（３個）が３２０°で
ある。そして、乱れ発生羽根３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、
３３ｄ、３３ｅは、特に図３に明らかなように、ストレ
ーナ１０の軸方向に間隔を置き、全体として互い違いに
配置されている。

【００１０】以上のような構成の実機モデルにおいて、
異物として昆布、ビニールシート、スポンジ及び木片を
混入した水を、接続管１７から流し込み、透明材料から
形成された容器本体１１の外部から異物の流動状態を観
察した。水は、概略的に示した矢印に示すごとく流れ、
混入された異物は乱れ発生羽根３３ａ〜３３ｅの作用効
果によりストレーナエレメント２５に付着することなく
その外周を旋回し、数分程度で旋回流れ空間２７の下部
に導かれ、そこで回転流となることが確認された。その
異物は、ドレン管３１の電磁開閉弁２９を開くことによ
り系外へ排出された。ドレン管３１を開いた状態で水に
異物を混入したところ、これも短時間で系外に排出され
ることが確認された。

【００１１】以上説明した実施形態においては、本発明
の異物付着防止手段を部分遮流板として形成したが、図
５及び図６に示す実施形態のように、ストレーナエレメ
ント表面に設置した線条部材即ちトリッピングワイヤ４
１として形成しても良い（図においては旋回流に対して
傾斜させて設置されているが、流れに対して平行・直交
でも可。）。図において、図１及び図２に示された実施
形態のストレーナ１０と同一部分には、同一の符号が付
されているが、図示されるように、トリッピングワイヤ
４１は、水の旋回角が２７０度から３３０度の範囲に在
るようにストレーナエレメント２５の外周面に配設さ
れ、且つストレーナエレメント２５の軸方向に略等しい
間隔で８本配設されている。勿論、この本数や取り付け
範囲は説明のための例示であり、これに限定されるもの
ではなく、水の旋回速度が小さくなって異物が付着しや
すい領域と観念すべきである。又、図示の状態からトリ
ッピングワイヤ４１は、小さい進行角の部分螺旋形成部
材としても認識できる。尚、前述の旋回角は、図４に示
された取り付け角αに対応するものである。

【００１２】前述した図５及び図６に示すストレーナ４
０において、異物を含んだ水Ａは特に図に示すように接
続管１７を通って容器本体１１の中に流れ込み、主な旋
回流ａとなってストレーナエレメント２５の外側を時計
方向に（図において）流れて行く。この流れの進行に伴
い、旋回流ａは抵抗を受け旋回流速度成分が徐々に小さ
くなっていく。一方、水Ａの一部は、逆向き流ｂとなっ
てストレーナエレメント２５の回りを反時計方向に流れ
る。この逆向き流ｂと主旋回流ａとが衝突し、ストレー
ナエレメント２５の外側に淀み域を発生する。そして、
この領域では、ストレーナエレメント２５の内外差圧の
増大によりストレーナエレメント２５の内側に流れ込む
水の量が増大し、これに伴流した異物はその外面に付着
しようとする。しかしながら、ストレーナエレメント２
５の外面にはトリッピングワイヤ４１が在るのでこれを
跨ぐように接する形になる。換言すれば、水流に押され
る異物はストレーナエレメント２５の外面に付着しよう
とするが、トリッピングワイヤ４１のために、その外面
と異物の付着面との間に隙間が発生する。従って、旋回
流ａの水がその隙間に入り込みやすく、弱くなった旋回
流ａでも付着しようとする異物を再び引き剥がす。この
ようにして、引きはがされた異物は、淀み域の下向き流
によって下方へ流れていき、旋回流れ空間２７内の下部
を回転して流れ、前述の実施形態のようにドレン管３１
から排出される。

【００１３】尚、前記異物付着防止手段はストレーナエ
レメント２５とは別体で製作し、しかる後に図示のよう
な配置状態でストレーナエレメント２５の外周面に固定
したが、図７の概念図に示すごとく、ストレーナエレメ
ント１２５の外周面に一体成形加工により波形部分を形
成し、これを異物付着防止手段としても同様の作用効果
が得られる。また、異物付着防止手段として例示した部
分遮流板と線条部材を組合せて配設することによっても
同様の作用効果が得られる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
旋回流式のストレーナにおいて、流れ込む水は、多孔濾
過部材と容器本体の間の旋回流れ空間内に淀み域乃至低
速域が発生するが、その部分に設けられている部分遮流
板や線条部材などの異物付着防止手段により付着するこ
となく下向きに流れてドレン管から速やかに排出され、
長期に亙る連続運転が可能となる。又、多孔濾過部材は
筒形に形成されて、流路断面積は略一様になっているか
ら、全体としての流動抵抗が小さく、多孔濾過部材の孔
径を小さくして細メッシュ化を図っても、装置の大型化
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の立断面図である。

【図２】図１に対応する前記実施形態の平断面である。

【図３】前記実施形態の主要部の実施例を示す一部切欠
部分斜視図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う平面図である。

【図５】本発明の別の実施形態を示す一部切欠全体斜視
図である。

【図６】図５のVI−VI線に沿う平断面図である。

【図７】前記実施形態の一部を改変する改変実施形態の
主要部概念図である。

【図８】従来の装置の一例を示す立断面図である。

【符号の説明】

１０ ストレーナ １１ 容器本体 １３ 底板 １５ 蓋板 １７、１９ 接続管 ２１ 区画板 ２５ ストレーナエレメント ２７ 旋回流れ空間 ２９ 電磁開閉弁 ３１ ドレン管 ３３ 乱れ発生羽根 ３７ 電磁開閉弁 ３９ ベント管 ４０ ストレーナ ４１ トリッピングワイヤ １２５ ストレーナエレメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 35/02 Ａ Ｇ２１Ｃ 19/30 Ｄ (72)発明者 白石 直 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 濱田 康治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 平 佳人 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 佐藤 三千秋 大阪府大阪市西淀川区御幣島３丁目６番29 号 みすず精工株式会社内 Ｆターム(参考） 4D064 AA01 BA22 BA40

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒形の内面を有し接線方向に延びる
   流入管が開口した容器本体，該容器本体内にほぼ同軸的
   に配置され前記内面との間に水の旋回流れ空間を画成す
   る筒型多孔濾過部材、前記旋回流れ空間の下部に連絡し
   たドレン管、前記流入管から離れた前記容器本体下端部
   内に形成され前記多孔濾過部材の内部に開口した濾過水
   受け入れ空間及び同濾過水受け入れ空間に連通した流出
   接続管を有し、前記水の旋回流れの低速域において前記
   多孔濾過部材の外周面に複数の異物付着防止手段が配設
   されていることを特徴とする旋回流式ストレーナ。
2. 【請求項２】 前記異物付着防止手段が前記多孔濾過部
   材の外表面から突出した部分遮流板であり、該部分遮流
   板が該多孔濾過部材の軸方向及び円周方向に間隔を置い
   て配設されていることを特徴とする請求項１記載の旋回
   流式ストレーナ。
3. 【請求項３】 前記異物付着防止手段が前記多孔濾過部
   材の表面に突出して配設された相対的に大径の線条部材
   であり、該線条部材は相互間隔を置いて配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の旋回流式ストレーナ。
4. 【請求項４】 前記異物付着防止手段が前記多孔濾過部
   材自体に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の旋回流式ストレーナ。
5. 【請求項５】 前記異物付着防止手段である前記多孔濾
   過部材の外表面から突出した部分遮流板と該多孔濾過部
   材の外表面に突出した線条部材とが組み合わせて配設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の旋回流式スト
   レーナ。