JPH1048382A - 原子炉用の高容量および低ヘッドロスの吸込ストレーナ - Google Patents
原子炉用の高容量および低ヘッドロスの吸込ストレーナInfo
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- JPH1048382A JPH1048382A JP9083037A JP8303797A JPH1048382A JP H1048382 A JPH1048382 A JP H1048382A JP 9083037 A JP9083037 A JP 9083037A JP 8303797 A JP8303797 A JP 8303797A JP H1048382 A JPH1048382 A JP H1048382A
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
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- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
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- B01D29/111—Making filtering elements
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- B01D2201/44—Special measures allowing the even or uniform distribution of fluid along the length of a conduit
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉用（原子炉の緊急遮断水源からの水を
濾過する）の高容量および低ヘッドロスの吸込ストレー
ナを提供する。 【解決手段】 取水口（ストレーナフランジ１１０）
と、複数の積重ね多孔ディスク１０２ａ〜１０２ｆと、
当該ディスク１０２ａ〜１０２ｆに設けられ、中央線１
０４を有すると共に前記取水口１１０と連通する中央コ
ア１０５とを有し、前記中央線１０４と前記ディスク１
０２ａ〜１０２ｆとの間の内半径ｒ（ｘ）は、前記取水
口１１０からの距離ｘに関して変化する。
濾過する）の高容量および低ヘッドロスの吸込ストレー
ナを提供する。 【解決手段】 取水口（ストレーナフランジ１１０）
と、複数の積重ね多孔ディスク１０２ａ〜１０２ｆと、
当該ディスク１０２ａ〜１０２ｆに設けられ、中央線１
０４を有すると共に前記取水口１１０と連通する中央コ
ア１０５とを有し、前記中央線１０４と前記ディスク１
０２ａ〜１０２ｆとの間の内半径ｒ（ｘ）は、前記取水
口１１０からの距離ｘに関して変化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉の緊急遮断
水源からの水を濾過する吸込ストレーナに関する。
水源からの水を濾過する吸込ストレーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３５は、従来の円錐台ストレーナの概
略図、図３６は、均一かつ一定の内半径を有する内部コ
アが形成された従来（現行）の積重ねディスクストレー
ナの概略図である。つまり、図３５および図３６には、
従来の一般的な吸込ストレーナ２種を示している。
略図、図３６は、均一かつ一定の内半径を有する内部コ
アが形成された従来（現行）の積重ねディスクストレー
ナの概略図である。つまり、図３５および図３６には、
従来の一般的な吸込ストレーナ２種を示している。
【０００３】図３５の円錐台ストレーナ１０は、多孔面
１２、中心線１４（ｘ軸１８）、および中心線１４と多
孔表面１２との間の内半径ｒ（ｘ）１６を有している。
円錐台ストレーナ１０は、比較的安価であり、単純な構
造を有している。しかしながら、低いヘッドロスを維持
すると共に蓄積（除去）できる繊維状粒子等の細塵（デ
ブリ）の量に関して、円錐台ストレーナ１０の性能は、
制限を有している。つまり、他の種類のストレーナと比
較し、それが占める体積の割には、表面積が小さい。
１２、中心線１４（ｘ軸１８）、および中心線１４と多
孔表面１２との間の内半径ｒ（ｘ）１６を有している。
円錐台ストレーナ１０は、比較的安価であり、単純な構
造を有している。しかしながら、低いヘッドロスを維持
すると共に蓄積（除去）できる繊維状粒子等の細塵（デ
ブリ）の量に関して、円錐台ストレーナ１０の性能は、
制限を有している。つまり、他の種類のストレーナと比
較し、それが占める体積の割には、表面積が小さい。
【０００４】図３６の積重ねディスクストレーナ２０
は、図３５の円錐台ストレーナ１０を改良したものであ
り、同一の全体容積あるいはエンベロープ内部におけ
る、細塵を蓄積するための表面積を増加させている。積
重ねディスクストレーナ２０は、多孔面２２、中心線２
４（ｘ軸２８）、および中心線１４と最奥表面２６との
間の内半径ｒ（ｘ）２６を有している。図３６の従来の
積重ねディスクストレーナ２０の濾過面積は、ディスク
離間距離およびディスクの厚みを減少させ、一定の容積
中における、適用可能なディスク数を増やすことによ
り、任意に、大きくすることが可能である。したがっ
て、ストレーナ性能の測定は、特に、ストレーナ容積に
関して比較する場合、濾過面積をストレーナ容積で割る
ことで、実行することができる。
は、図３５の円錐台ストレーナ１０を改良したものであ
り、同一の全体容積あるいはエンベロープ内部におけ
る、細塵を蓄積するための表面積を増加させている。積
重ねディスクストレーナ２０は、多孔面２２、中心線２
４（ｘ軸２８）、および中心線１４と最奥表面２６との
間の内半径ｒ（ｘ）２６を有している。図３６の従来の
積重ねディスクストレーナ２０の濾過面積は、ディスク
離間距離およびディスクの厚みを減少させ、一定の容積
中における、適用可能なディスク数を増やすことによ
り、任意に、大きくすることが可能である。したがっ
て、ストレーナ性能の測定は、特に、ストレーナ容積に
関して比較する場合、濾過面積をストレーナ容積で割る
ことで、実行することができる。
【０００５】また、図３７（長さ方向に沿って進入流速
Ｕａが変化する従来の円錐台ストレーナの説明図）およ
び図３８（進入流速Ｕａを長さ方向に沿ってより均一と
するインサートを有する、図３７とは異なる、従来の円
錐台ストレーナの説明図）に示すように、その他の従来
のストレーナにおいては、付近の流体の進入流速を考慮
し、設計されているものがある。つまり、図３７に示し
ている従来のストレーナ３０は、典型的の状況では、進
入流速が、取水口近傍では大きく、取水口から離れるに
連れ急速に低下する。ストレーナ３０は、多孔性の円筒
形外面３２、円錐台底部３４、中心線３８（ｘ軸）、お
よび円筒形外面３２と中心線３８との間の内半径ｒ
（ｘ）３６を有している。ストレーナフランジ４０は、
ポンプ取水口のフランジ４２と連結している。なお、進
入流速Ｕａ４４は、フランジ４０，４２に最接近してい
るところで、最大値を示している。
Ｕａが変化する従来の円錐台ストレーナの説明図）およ
び図３８（進入流速Ｕａを長さ方向に沿ってより均一と
するインサートを有する、図３７とは異なる、従来の円
錐台ストレーナの説明図）に示すように、その他の従来
のストレーナにおいては、付近の流体の進入流速を考慮
し、設計されているものがある。つまり、図３７に示し
ている従来のストレーナ３０は、典型的の状況では、進
入流速が、取水口近傍では大きく、取水口から離れるに
連れ急速に低下する。ストレーナ３０は、多孔性の円筒
形外面３２、円錐台底部３４、中心線３８（ｘ軸）、お
よび円筒形外面３２と中心線３８との間の内半径ｒ
（ｘ）３６を有している。ストレーナフランジ４０は、
ポンプ取水口のフランジ４２と連結している。なお、進
入流速Ｕａ４４は、フランジ４０，４２に最接近してい
るところで、最大値を示している。
【０００６】あるいは、図３８に示している別の従来の
ストレーナ５０のように、内部構造が変更されて、イン
サートを有するものがある。ストレーナ５０は、多孔面
５２、円錐台底部５４、中心線５８（ｘ軸）、および中
心線５８と多孔面５２との間の内半径ｒ（ｘ）５６を有
している。ストレーナフランジ６０は、ポンプ取水口の
フランジ６２に連結されている。円筒形のインサート６
６は、ストレーナ５０の内部に配置されている。インサ
ート６６は、進入流速Ｕａ６４の均一性を改善する一
方、別の問題点を導入する可能性がある。
ストレーナ５０のように、内部構造が変更されて、イン
サートを有するものがある。ストレーナ５０は、多孔面
５２、円錐台底部５４、中心線５８（ｘ軸）、および中
心線５８と多孔面５２との間の内半径ｒ（ｘ）５６を有
している。ストレーナフランジ６０は、ポンプ取水口の
フランジ６２に連結されている。円筒形のインサート６
６は、ストレーナ５０の内部に配置されている。インサ
ート６６は、進入流速Ｕａ６４の均一性を改善する一
方、別の問題点を導入する可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術に係るストレ
ーナの設計および性能特性に関し、「パワーマガジン
（POWER MAGAZINE）」社により、１９８０年６月に出版
された、「バーンズアンドローインコーポレイテッド
（Burns & Roe, Inc. ）」社の「アール．ティー．リチ
ャーズ（R.T. Richards ）」著による、「魚および幼虫
の殺傷を減少させる補助となる円筒形パイプ取水口に関
する新しい着想（New Ideas For CylindricalPipe Inta
kes Can Help to Reduce Fish and Larvae Kills ）」
との名称を有する論文において、有益な検討がなされて
いることを、見出すことができる。また、この論文で
は、数ある中で、上記の図３７および図３８に示してい
る装置と類似する従来の多孔表面を有するストレーナの
最適設計特性を検討している。
ーナの設計および性能特性に関し、「パワーマガジン
（POWER MAGAZINE）」社により、１９８０年６月に出版
された、「バーンズアンドローインコーポレイテッド
（Burns & Roe, Inc. ）」社の「アール．ティー．リチ
ャーズ（R.T. Richards ）」著による、「魚および幼虫
の殺傷を減少させる補助となる円筒形パイプ取水口に関
する新しい着想（New Ideas For CylindricalPipe Inta
kes Can Help to Reduce Fish and Larvae Kills ）」
との名称を有する論文において、有益な検討がなされて
いることを、見出すことができる。また、この論文で
は、数ある中で、上記の図３７および図３８に示してい
る装置と類似する従来の多孔表面を有するストレーナの
最適設計特性を検討している。
【０００８】また、上述の特許文献には、緊急原子力冷
却水槽用のストレーナを改善する試みが開示されてい
る。詳しくは、「原子力発電所における緊急冷却システ
ムに対する水濾過用のストレーナ（STRAINER DEVICE FO
R FILTERING WATER TO AN EMERGENCY COOLING SYSTEM I
N A NUCLEAR POWER PLANT ）」との同一の名称を有し、
スウェーデン国アルヴカーレビ（Alvkarleby）所在の
「バッテンファル ウットヴェクリング アクチボラゲ
ット（Vattenfall Utveckling AB）」社に譲渡されてい
る、米国特許５，４５３，１８０号および５，５３９，
７９０号を参照の事。特に、米国特許５，５３９，７９
０号は、本明細書の図３７で開示している従来のストレ
ーナと類似する装置を、図２に開示している。
却水槽用のストレーナを改善する試みが開示されてい
る。詳しくは、「原子力発電所における緊急冷却システ
ムに対する水濾過用のストレーナ（STRAINER DEVICE FO
R FILTERING WATER TO AN EMERGENCY COOLING SYSTEM I
N A NUCLEAR POWER PLANT ）」との同一の名称を有し、
スウェーデン国アルヴカーレビ（Alvkarleby）所在の
「バッテンファル ウットヴェクリング アクチボラゲ
ット（Vattenfall Utveckling AB）」社に譲渡されてい
る、米国特許５，４５３，１８０号および５，５３９，
７９０号を参照の事。特に、米国特許５，５３９，７９
０号は、本明細書の図３７で開示している従来のストレ
ーナと類似する装置を、図２に開示している。
【０００９】積重ねストレーナ係る関連技術の一般的な
状態を記述してい特許文献として、米国特許４，４２
１，６４６号（特に図２〜図５参照）、米国特許４，７
２６，９００号、米国特許４，７８３，２６２号、米国
特許４，８１８，４０２号（図３〜図１３参照）、米国
特許４，８４２，７３９号、米国特許５，０５５，１９
２号、および米国特許５，５２０，８０５号が存在して
いる。
状態を記述してい特許文献として、米国特許４，４２
１，６４６号（特に図２〜図５参照）、米国特許４，７
２６，９００号、米国特許４，７８３，２６２号、米国
特許４，８１８，４０２号（図３〜図１３参照）、米国
特許４，８４２，７３９号、米国特許５，０５５，１９
２号、および米国特許５，５２０，８０５号が存在して
いる。
【００１０】なお、これら特許文献には、原子炉に対し
使用するのに適した先細（テーパ）中心コアを有する積
重ねディスクストレーナに関し、なんら開示されていな
い。また、積層フィルタに関連する特許文献として、米
国特許４，５９４，１６２号、米国特許５，４１３，７
１２号、および米国特許５，３７６，２７８号が存在し
ている。
使用するのに適した先細（テーパ）中心コアを有する積
重ねディスクストレーナに関し、なんら開示されていな
い。また、積層フィルタに関連する特許文献として、米
国特許４，５９４，１６２号、米国特許５，４１３，７
１２号、および米国特許５，３７６，２７８号が存在し
ている。
【００１１】これら特許文献には、多段のディスク型面
が開示されている。しかし、その構造は、本発明とは実
質的に異なっており、テーパ中心コアを有することによ
って得られる利点に対する言及は見られない。
が開示されている。しかし、その構造は、本発明とは実
質的に異なっており、テーパ中心コアを有することによ
って得られる利点に対する言及は見られない。
【００１２】米国特許４，７３８，７７８号は、ジグザ
グ形フィルタエレメントが開示されている。このフィル
タエレメントは、特定の用途には適しているが、原子炉
の吸込ラインには適していない。
グ形フィルタエレメントが開示されている。このフィル
タエレメントは、特定の用途には適しているが、原子炉
の吸込ラインには適していない。
【００１３】最後に、特定のディスク設計に係る問題、
例えば、多段円板フィルタに係る問題にのみ、関連する
特許文献として、米国特許４，５４９，９６３号、米国
特許４，６３７，８７７号、および米国特許４，９０
２，４２０号が存在している。
例えば、多段円板フィルタに係る問題にのみ、関連する
特許文献として、米国特許４，５４９，９６３号、米国
特許４，６３７，８７７号、および米国特許４，９０
２，４２０号が存在している。
【００１４】以上のように、先行技術を個別に採用ある
いは組み合わせたものを想定しても、取水口からの距離
が増加するにつれ、コアの内径が先細となっている、原
子炉での使用に適した吸込ストレーナは、開示されてい
るとは思われない。
いは組み合わせたものを想定しても、取水口からの距離
が増加するにつれ、コアの内径が先細となっている、原
子炉での使用に適した吸込ストレーナは、開示されてい
るとは思われない。
【００１５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、原子炉用（原子炉の緊急遮
断水源からの水を濾過する）の高容量および低ヘッドロ
スの吸込ストレーナを提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、原子炉用（原子炉の緊急遮
断水源からの水を濾過する）の高容量および低ヘッドロ
スの吸込ストレーナを提供することを目的とする。
【００１６】
【発明の概要】本発明は、概略的には、原子炉の緊急遮
断用プールに使用される積重ねストレーナであって、内
半径を取水口からの距離に従って、変化（減少）させる
ことを特徴とする。このストレーナは、吸込ポンプの吸
込パイプに取り付けられ、任意の容積において、ヘッド
ロスを最小化すると共に、細塵の堆積量を最大とするこ
とを可能とするために、形状を最適化している。また、
内半径を取水口からの距離に従って、減少させる理由
は、中央コア領域の全体に渡り、流体の流速を一定に維
持するためである。一定コア流速は、ヘッドロスおよび
圧力降下を最小化する。それは、最高流速を示す領域に
置いて、内部流体のフローは、回復不能であるヘッドロ
スに対して、非常に影響を及ぼされるためである。中央
コアの周囲には、内径が変化する複数の積重ね多孔ディ
スクが配置されている。このディスクの厚みは、一定あ
るいは取水口からの距離に従って変化させることができ
る。各ディスクに設けられたパーホレーションつまり孔
のサイズは、細塵がストレーナを通過するのを防ぐと共
に、流体は非常に容易に通過できるように設定されてい
る。ディスク離間距離は、通常は一定に設定されるが、
濾過される細塵の特徴に従って、変化させることも可能
である。同様に、ディスクの外径も典型的には一定に設
定されるが、コア流速を一定に保つために、変化させる
ことも可能である。
断用プールに使用される積重ねストレーナであって、内
半径を取水口からの距離に従って、変化（減少）させる
ことを特徴とする。このストレーナは、吸込ポンプの吸
込パイプに取り付けられ、任意の容積において、ヘッド
ロスを最小化すると共に、細塵の堆積量を最大とするこ
とを可能とするために、形状を最適化している。また、
内半径を取水口からの距離に従って、減少させる理由
は、中央コア領域の全体に渡り、流体の流速を一定に維
持するためである。一定コア流速は、ヘッドロスおよび
圧力降下を最小化する。それは、最高流速を示す領域に
置いて、内部流体のフローは、回復不能であるヘッドロ
スに対して、非常に影響を及ぼされるためである。中央
コアの周囲には、内径が変化する複数の積重ね多孔ディ
スクが配置されている。このディスクの厚みは、一定あ
るいは取水口からの距離に従って変化させることができ
る。各ディスクに設けられたパーホレーションつまり孔
のサイズは、細塵がストレーナを通過するのを防ぐと共
に、流体は非常に容易に通過できるように設定されてい
る。ディスク離間距離は、通常は一定に設定されるが、
濾過される細塵の特徴に従って、変化させることも可能
である。同様に、ディスクの外径も典型的には一定に設
定されるが、コア流速を一定に保つために、変化させる
ことも可能である。
【００１７】本発明に係るストレーナの好ましい実施の
形態においては、ディスク離間距離は、一定であり、デ
ィスク厚みは、取水口からの距離に従って増加する一
方、内半径は、取水口からの距離に従って減少する。内
半径は、取水口からの距離が増加するに従って、直線
的、指数的、あるいは直線的その後は指数的に、減少さ
せることができる。外径は、同様に一定とすることが、
好ましいが、条件により、取水口からの距離に従って減
少させることもできる。この構造は、取水口フランジ上
の付加を最小化することが望ましい状況においては、最
も有利となる。また、本発明に係るストレーナの別の実
施の形態においては、一定の厚みを有するディスクでは
なく、テーパ（先細）ディスクを有する。
形態においては、ディスク離間距離は、一定であり、デ
ィスク厚みは、取水口からの距離に従って増加する一
方、内半径は、取水口からの距離に従って減少する。内
半径は、取水口からの距離が増加するに従って、直線
的、指数的、あるいは直線的その後は指数的に、減少さ
せることができる。外径は、同様に一定とすることが、
好ましいが、条件により、取水口からの距離に従って減
少させることもできる。この構造は、取水口フランジ上
の付加を最小化することが望ましい状況においては、最
も有利となる。また、本発明に係るストレーナの別の実
施の形態においては、一定の厚みを有するディスクでは
なく、テーパ（先細）ディスクを有する。
【００１８】流速がコア全体において、略一定であるた
め、中央線に沿った大幅な圧力降下は存在せず、個々の
ディスクにおける圧力降下は略同一である。また、これ
は、各ディスクに堆積される細塵の増加速度を略同一と
するため、ストレーナ能力を最大化する。この特徴は、
緊急用途にのみ使用されるストレーナにとっては、重要
である。つまり、以上のように認識される限りにおい
て、上述した先行技術を個別に採用あるいは組み合わせ
たものを想定しても、ここに記載される本発明を示唆あ
るいは開示されているとは思われない。
め、中央線に沿った大幅な圧力降下は存在せず、個々の
ディスクにおける圧力降下は略同一である。また、これ
は、各ディスクに堆積される細塵の増加速度を略同一と
するため、ストレーナ能力を最大化する。この特徴は、
緊急用途にのみ使用されるストレーナにとっては、重要
である。つまり、以上のように認識される限りにおい
て、上述した先行技術を個別に採用あるいは組み合わせ
たものを想定しても、ここに記載される本発明を示唆あ
るいは開示されているとは思われない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２０】図１は、本発明に係る（取水口からの距離
に従って、内半径が減少する一方、ディスク厚みは増加
し、ディスク離間距離は全長に渡り一定である）ストレ
ーナの部分断面斜視図、図２は、アスペクト比を変更し
た図１のストレーナの部分断面斜視図、図３は、アスペ
クト比を変更した図１のストレーナの部分断面斜視図、
図４は、図１のストレーナの正面部分断面図であり、説
明に使用するパラメータを示しており、図５は、図４に
関連するパラメータＵ，Ｕａ，Ｕｃ，Ｕｄを説明するた
めの説明図なお、ここでの説明における符号に関し、類
似番号は、本発明を説明する異なる図面に係る類似部材
を識別するために使用している。
に従って、内半径が減少する一方、ディスク厚みは増加
し、ディスク離間距離は全長に渡り一定である）ストレ
ーナの部分断面斜視図、図２は、アスペクト比を変更し
た図１のストレーナの部分断面斜視図、図３は、アスペ
クト比を変更した図１のストレーナの部分断面斜視図、
図４は、図１のストレーナの正面部分断面図であり、説
明に使用するパラメータを示しており、図５は、図４に
関連するパラメータＵ，Ｕａ，Ｕｃ，Ｕｄを説明するた
めの説明図なお、ここでの説明における符号に関し、類
似番号は、本発明を説明する異なる図面に係る類似部材
を識別するために使用している。
【００２１】図１に示している本発明の吸込ストレーナ
（好ましい実施の形態）１００は、複数の積重ね多孔デ
ィスク１０２ａ〜１０２ｆを有している。ディスク１０
２ａ〜１０２ｆは、図４に示しているように、内半径ｒ
（ｘ）および厚みｔ（ｘ）が変化している。つまり、吸
込ストレーナ１００は、複数の積重ねディスク１０２ａ
〜１０２ｆを有している。各ディスク１０２ａ〜１０２
ｆは、連動した上方面（第１面）１１２ａ〜１１２ｆ
と、下方面（第２面）１１６ａ〜１１６ｆと、外側面
（第３面）１１４ａ〜１１４ｆを有する。各ディスク１
０２ａ〜１０２ｆは、隣接するディスクとは分離された
向き面１１８ａ〜１１８ｅを有している。内向き面１１
８ａ〜１１８ｅは、中心線１０４を中心とする半径ｒ
（ｘ）１０６を有するテーパ中心コアを定義している。
（好ましい実施の形態）１００は、複数の積重ね多孔デ
ィスク１０２ａ〜１０２ｆを有している。ディスク１０
２ａ〜１０２ｆは、図４に示しているように、内半径ｒ
（ｘ）および厚みｔ（ｘ）が変化している。つまり、吸
込ストレーナ１００は、複数の積重ねディスク１０２ａ
〜１０２ｆを有している。各ディスク１０２ａ〜１０２
ｆは、連動した上方面（第１面）１１２ａ〜１１２ｆ
と、下方面（第２面）１１６ａ〜１１６ｆと、外側面
（第３面）１１４ａ〜１１４ｆを有する。各ディスク１
０２ａ〜１０２ｆは、隣接するディスクとは分離された
向き面１１８ａ〜１１８ｅを有している。内向き面１１
８ａ〜１１８ｅは、中心線１０４を中心とする半径ｒ
（ｘ）１０６を有するテーパ中心コアを定義している。
【００２２】吸込ストレーナ１００は、ｘ軸としても参
照される中心線１０４に関し対称である中心コア１０５
を有している。これは、実施の形態１００が、円筒状ユ
ニットとして最適に定義されているためである。中央コ
ア１０５は、フランジ１１０によって、一端が通常の吸
込ポンプの取水口（インテーク）に取り付けられてお
り、他端はプレート１０８と境をなしている。本発明の
好ましい実施の形態によると、内半径ｒ（ｘ）は、取水
口（あるいはストレーナフランジ）からの距離に従っ
て、減少する一方、ディスク１０２ａ〜１０２ｆの厚み
ｔ（ｘ）は、取水口からの距離に従って、増加してい
る。これにより、累積可能な繊維状粒子等の細塵（デブ
リ）の量を最大化すると共に、一定の全体サイズあるい
は一定のエンベロープ内における、吸込ストレーナのヘ
ッドロスを最小化する。
照される中心線１０４に関し対称である中心コア１０５
を有している。これは、実施の形態１００が、円筒状ユ
ニットとして最適に定義されているためである。中央コ
ア１０５は、フランジ１１０によって、一端が通常の吸
込ポンプの取水口（インテーク）に取り付けられてお
り、他端はプレート１０８と境をなしている。本発明の
好ましい実施の形態によると、内半径ｒ（ｘ）は、取水
口（あるいはストレーナフランジ）からの距離に従っ
て、減少する一方、ディスク１０２ａ〜１０２ｆの厚み
ｔ（ｘ）は、取水口からの距離に従って、増加してい
る。これにより、累積可能な繊維状粒子等の細塵（デブ
リ）の量を最大化すると共に、一定の全体サイズあるい
は一定のエンベロープ内における、吸込ストレーナのヘ
ッドロスを最小化する。
【００２３】本発明の吸込ストレーナは、図２の実施の
形態１２０で示しているような低アスペクト比あるい
は、図３の実施の形態１４０で示しているような高アス
ペクト比を有するように形成することが可能である。図
２の低アスペクト比の実施の形態１２０は、３枚のディ
スク１２２ａ〜１２２ｃを有している。また、低アスペ
クト比の実施の形態１２０は、中心線１２４を基準に測
定される内半径ｒ（ｘ）１２６が段々と変化している。
中心コア１２５は、吸込フランジ１３０近傍が最も幅が
広く、末端プレート１２８と境をなしている。低アスペ
クト比の実施の形態１２０は、少数のディスク１２２ａ
〜１２２ｃを有しているが、個々のディスクは、相対的
に大きな外径を有することも可能である。
形態１２０で示しているような低アスペクト比あるい
は、図３の実施の形態１４０で示しているような高アス
ペクト比を有するように形成することが可能である。図
２の低アスペクト比の実施の形態１２０は、３枚のディ
スク１２２ａ〜１２２ｃを有している。また、低アスペ
クト比の実施の形態１２０は、中心線１２４を基準に測
定される内半径ｒ（ｘ）１２６が段々と変化している。
中心コア１２５は、吸込フランジ１３０近傍が最も幅が
広く、末端プレート１２８と境をなしている。低アスペ
クト比の実施の形態１２０は、少数のディスク１２２ａ
〜１２２ｃを有しているが、個々のディスクは、相対的
に大きな外径を有することも可能である。
【００２４】一方、高アスペクト比の実施の形態１４０
は、非常に多数のディスク１４２ａ〜１４２ｆを有して
いるが、個々のディスクは、図２の低アスペクト比の実
施の形態１２０のディスク１２２ａ〜１２２ｃより小さ
な外径を有することも可能である。したがって、低アス
ペクト比の実施の形態１２０は、長くて薄い高アスペク
ト比の実施の形態１４０と比較し、相対的に低くずんぐ
りしている。したがってその結果、高アスペクト比の実
施の形態１４０の中心コア１４５の内半径ｒ（ｘ）１４
６は、取水口フランジ１５０から末端プレート１４８に
関するｘ軸１４４を中心として、より漸進的に変化して
いる。
は、非常に多数のディスク１４２ａ〜１４２ｆを有して
いるが、個々のディスクは、図２の低アスペクト比の実
施の形態１２０のディスク１２２ａ〜１２２ｃより小さ
な外径を有することも可能である。したがって、低アス
ペクト比の実施の形態１２０は、長くて薄い高アスペク
ト比の実施の形態１４０と比較し、相対的に低くずんぐ
りしている。したがってその結果、高アスペクト比の実
施の形態１４０の中心コア１４５の内半径ｒ（ｘ）１４
６は、取水口フランジ１５０から末端プレート１４８に
関するｘ軸１４４を中心として、より漸進的に変化して
いる。
【００２５】本発明の好ましい実施の形態である吸込ス
トレーナ１００は、好ましくは、ストレーナフランジ１
１０を除き、３／１６番インチのジグザグセンタ（stag
gered center）上に形成された１／８インチ丸穴（roun
d hole）を有するステンレススチール製多孔プレートか
ら構成する。つまり、多孔プレート材は、上方面１１２
ａ〜１１２ｆ、下方面１１６ａ〜１１６ｆ、および外側
面１１４ａ〜１１４ｆに使用される。
トレーナ１００は、好ましくは、ストレーナフランジ１
１０を除き、３／１６番インチのジグザグセンタ（stag
gered center）上に形成された１／８インチ丸穴（roun
d hole）を有するステンレススチール製多孔プレートか
ら構成する。つまり、多孔プレート材は、上方面１１２
ａ〜１１２ｆ、下方面１１６ａ〜１１６ｆ、および外側
面１１４ａ〜１１４ｆに使用される。
【００２６】図４および図５には、吸込ストレーナおよ
び関連する流れ場（flow field）の幾何学的配置を説明
するために使用される術語およびパラメータが示されて
いる。特に、図４に示される符号は、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 最小ディスク厚み Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ ＝ ディスク離間距離 と定義されている。
び関連する流れ場（flow field）の幾何学的配置を説明
するために使用される術語およびパラメータが示されて
いる。特に、図４に示される符号は、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 最小ディスク厚み Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ ＝ ディスク離間距離 と定義されている。
【００２７】本発明の好ましい実施の形態に係る組み立
てられたストレーナ１００の重要な特徴は、流速Ｕが低
い領域に置いて、ヘッドロスを最小化することと、細塵
を捕集することである。つまり、細塵層（デブリベッ
ド）を通過することによる圧力降下は、流速つまり、細
塵層を通過する流速の二乗に比例して発生することが知
られているからである。
てられたストレーナ１００の重要な特徴は、流速Ｕが低
い領域に置いて、ヘッドロスを最小化することと、細塵
を捕集することである。つまり、細塵層（デブリベッ
ド）を通過することによる圧力降下は、流速つまり、細
塵層を通過する流速の二乗に比例して発生することが知
られているからである。
【００２８】したがって、流速は、数式（Ｕｃ＞Ｕｄ＞
Ｕ）を満たす特徴を有する。なお、コアの中央領域１０
５に存在する最高流速（コア流速）を、符号Ｕｃで、細
塵の堆積速度を決定するストレーナ面１１２ａ〜１１２
ｅ、１１４ａ〜１１４ｅ、１１６ａ〜１１６ｄ、１１８
ａ〜１１８ｄを横切る流速を、符号Ｕで、積重ねディス
ク１０２ａ〜１０２ｅからストレーナの中央コア１０５
に流入する流体の流速（コア流入流速）を、符号Ｕｄで
表している。
Ｕ）を満たす特徴を有する。なお、コアの中央領域１０
５に存在する最高流速（コア流速）を、符号Ｕｃで、細
塵の堆積速度を決定するストレーナ面１１２ａ〜１１２
ｅ、１１４ａ〜１１４ｅ、１１６ａ〜１１６ｄ、１１８
ａ〜１１８ｄを横切る流速を、符号Ｕで、積重ねディス
ク１０２ａ〜１０２ｅからストレーナの中央コア１０５
に流入する流体の流速（コア流入流速）を、符号Ｕｄで
表している。
【００２９】本発明の主要な目的の一つは、流速の大き
な領域における、ストレーナ１００内部の流体の加速を
最小化することである。したがって、関数ｒ（ｘ）によ
り記述される内部幾何学的配置群は、最高流速Ｕｃを一
定あるいはほぼ一定に維持するように制限されている。
この新規な取り組みの結果、中央線１０４に沿った圧力
降下は、ゼロあるいはほぼゼロとしている。また、ディ
スク１０２ａ〜１０２ｅの厚みｔ（ｘ）を調節する事に
より、コア流入流速Ｕｄを制御することができるため、
流体がストレーナ１００の中心コア１０５に流入する際
の混合および加速ロスは、わずかである。流速Ｕｄ／Ｕ
ｃの比率は、それぞれのディスクに関し、独立して制御
することが可能である。
な領域における、ストレーナ１００内部の流体の加速を
最小化することである。したがって、関数ｒ（ｘ）によ
り記述される内部幾何学的配置群は、最高流速Ｕｃを一
定あるいはほぼ一定に維持するように制限されている。
この新規な取り組みの結果、中央線１０４に沿った圧力
降下は、ゼロあるいはほぼゼロとしている。また、ディ
スク１０２ａ〜１０２ｅの厚みｔ（ｘ）を調節する事に
より、コア流入流速Ｕｄを制御することができるため、
流体がストレーナ１００の中心コア１０５に流入する際
の混合および加速ロスは、わずかである。流速Ｕｄ／Ｕ
ｃの比率は、それぞれのディスクに関し、独立して制御
することが可能である。
【００３０】中央コア領域の半径ｒ（ｘ）１０６は、ｘ
方向１０４に変化しており、線形的または指数的、ある
いは線形的その後に指数的となる関係を有している。し
たがって、半径ｒ（ｘ）１０６は、サクション源、つま
り、取水口フランジ１１０からの最遠距離において最小
となる。この関係は、ｘ方向１０４でのコア流速Ｕｃ、
各ディスクからコア１０５に流入するコア流入流速Ｕ
ｄ、および各ディスクに流入する流速を、一定に維持す
るために役に立つ。この新規の構造の結果は、コア領域
におけるコア流速Ｕｃが一定を保つ限り、パラメータｘ
が取水口フランジ１１０方向に増加するにつれ、容積あ
るいは質量流量は、増加することになる。好ましい実施
の形態である吸込ストレーナ１００を、図１に示してい
るが、本発明は、図１に示している外観形状あるいは比
率に限定する必要がないことが理解されるだろう。例え
ば、図２および図３に示されるように、高アスペクト
比、あるいは低アスペクト比とすることが可能である。
方向１０４に変化しており、線形的または指数的、ある
いは線形的その後に指数的となる関係を有している。し
たがって、半径ｒ（ｘ）１０６は、サクション源、つま
り、取水口フランジ１１０からの最遠距離において最小
となる。この関係は、ｘ方向１０４でのコア流速Ｕｃ、
各ディスクからコア１０５に流入するコア流入流速Ｕ
ｄ、および各ディスクに流入する流速を、一定に維持す
るために役に立つ。この新規の構造の結果は、コア領域
におけるコア流速Ｕｃが一定を保つ限り、パラメータｘ
が取水口フランジ１１０方向に増加するにつれ、容積あ
るいは質量流量は、増加することになる。好ましい実施
の形態である吸込ストレーナ１００を、図１に示してい
るが、本発明は、図１に示している外観形状あるいは比
率に限定する必要がないことが理解されるだろう。例え
ば、図２および図３に示されるように、高アスペクト
比、あるいは低アスペクト比とすることが可能である。
【００３１】各ディスク１０２ａ〜１０２ｆの厚みｔ
（ｘ）は、内半径ｒ（ｘ）１０６と対応して変化してお
り、ディスク領域と、コア領域１０５との境界面におけ
る内部横断ディスク領域つまり２πｒ（ｘ）ｔ（ｔ）と
の比率は、一定であり、全てのディスクに関して等し
い。各ディスク１０２ａ〜１０２ｆから離れてコアのフ
ローに流入する流体に関連するヘッドロスは、本質的
に、個々のディスクの位置設定には依存していない。デ
ィスク１０２ａ〜１０２ｆからコア１０５に流入する流
体は、ほぼ同一角度で方向を変更する。各ディスク１０
２ａ〜１０２ｆに関し、同一の回転（幾何学的）配置を
維持することにより、全体として、ストレーナ１００に
関連する混合および回転ロスを最小化する。コア流速Ｕ
ｃを一定とすることに結びついたこの特徴は、細塵が無
い状態において、ストレーナのヘッドロスを最小化する
と共に、細塵負荷の目標分布を達成する助けとなること
により、細塵負荷が存在する状況でのヘッドロスを最小
化する。
（ｘ）は、内半径ｒ（ｘ）１０６と対応して変化してお
り、ディスク領域と、コア領域１０５との境界面におけ
る内部横断ディスク領域つまり２πｒ（ｘ）ｔ（ｔ）と
の比率は、一定であり、全てのディスクに関して等し
い。各ディスク１０２ａ〜１０２ｆから離れてコアのフ
ローに流入する流体に関連するヘッドロスは、本質的
に、個々のディスクの位置設定には依存していない。デ
ィスク１０２ａ〜１０２ｆからコア１０５に流入する流
体は、ほぼ同一角度で方向を変更する。各ディスク１０
２ａ〜１０２ｆに関し、同一の回転（幾何学的）配置を
維持することにより、全体として、ストレーナ１００に
関連する混合および回転ロスを最小化する。コア流速Ｕ
ｃを一定とすることに結びついたこの特徴は、細塵が無
い状態において、ストレーナのヘッドロスを最小化する
と共に、細塵負荷の目標分布を達成する助けとなること
により、細塵負荷が存在する状況でのヘッドロスを最小
化する。
【００３２】ディスク表面を通過する流速Ｕは、ほぼ一
定である。けれども、ディスク１０２ａ〜１０２ｆの領
域はｘの関数として変化するため、図５に示しているス
トレーナ１００に対する進入流速Ｕａは、不均一とな
る。本発明は、この不均一進入流速Ｕａを有するため、
最適に細塵を分布させ、最小ヘッドロスを得ることが可
能である。本発明は、ディスク１０２ａ〜１０２ｆ間の
体積を利用し、過剰なヘッドロスを発生させることな
く、同一速度で細塵を堆積させている。例えば、ディス
ク１０２ａ，１０２ｂ間の離間距離の２０％が詰まって
いる場合は、他のディスク間の離間距離も、同様に２０
％が詰まっている。
定である。けれども、ディスク１０２ａ〜１０２ｆの領
域はｘの関数として変化するため、図５に示しているス
トレーナ１００に対する進入流速Ｕａは、不均一とな
る。本発明は、この不均一進入流速Ｕａを有するため、
最適に細塵を分布させ、最小ヘッドロスを得ることが可
能である。本発明は、ディスク１０２ａ〜１０２ｆ間の
体積を利用し、過剰なヘッドロスを発生させることな
く、同一速度で細塵を堆積させている。例えば、ディス
ク１０２ａ，１０２ｂ間の離間距離の２０％が詰まって
いる場合は、他のディスク間の離間距離も、同様に２０
％が詰まっている。
【００３３】図６に示している本発明の別の実施の形態
である吸込ストレーナ１６０においては、ディスク厚み
ｔ（ｘ）は一定であり、ｘ軸１６０に関して独立であ
る。つまり、ディスク１６２ａ〜１６２ｅの厚みは等し
く、数式（ｔ（ａ）＝ｔ（ｂ）＝ｔ（ｃ）ｔ＝（ｄ）＝
ｔ（ｅ））の関係を満たしている。また、吸込ストレー
ナ１６０においては、流速Ｕｄは、パラメータｘに関し
て変化する一方、中心線１６４の周囲でのコア流速Ｕｃ
は一定に維持されている。中心線１６４と内部面１７０
ａ〜１７０ｄとの間の半径ｒ（ｘ）１６６は、パラメー
タｘに関して指数的に変化する。具体的には、半径ｒ
（ｘ）１６６は、ポンプの取水口フランジから離れ、端
板１６２に接近するにつれて減少する。したがって、進
入流速Ｕａは、取水口フランジからの距離に比例し増加
する。なお、図６の実施の形態１６０では外半径を一定
として示しているが、本発明に係る吸込ストレーナは、
外径あるいは比率をこれにと一致させて限定する必要が
ないことは理解できるだろう。また、この吸込ストレー
ナ１６０は、ヘッドロスが重要ではない用途に対し、よ
り適していると考えられる。
である吸込ストレーナ１６０においては、ディスク厚み
ｔ（ｘ）は一定であり、ｘ軸１６０に関して独立であ
る。つまり、ディスク１６２ａ〜１６２ｅの厚みは等し
く、数式（ｔ（ａ）＝ｔ（ｂ）＝ｔ（ｃ）ｔ＝（ｄ）＝
ｔ（ｅ））の関係を満たしている。また、吸込ストレー
ナ１６０においては、流速Ｕｄは、パラメータｘに関し
て変化する一方、中心線１６４の周囲でのコア流速Ｕｃ
は一定に維持されている。中心線１６４と内部面１７０
ａ〜１７０ｄとの間の半径ｒ（ｘ）１６６は、パラメー
タｘに関して指数的に変化する。具体的には、半径ｒ
（ｘ）１６６は、ポンプの取水口フランジから離れ、端
板１６２に接近するにつれて減少する。したがって、進
入流速Ｕａは、取水口フランジからの距離に比例し増加
する。なお、図６の実施の形態１６０では外半径を一定
として示しているが、本発明に係る吸込ストレーナは、
外径あるいは比率をこれにと一致させて限定する必要が
ないことは理解できるだろう。また、この吸込ストレー
ナ１６０は、ヘッドロスが重要ではない用途に対し、よ
り適していると考えられる。
【００３４】図７は、取水口からの距離に従って、内半
径が直線的に減少する別のストレーナの正面部分断面図
である。この実施の形態１８０においては、中心線１８
４とディスク１８２ａ〜１８２ｅの内部面１９０ａ〜１
９０ｄとの間の内半径ｒ（ｘ）１８６は、ポンプの取水
口フランジからの距離が増加し、端板１８８に接近する
に従って、直線的に増加する。また、上述の吸込ストレ
ーナ１６０の場合と同様に、ディスク１８２ａ〜１８２
ｅの厚みは一定であり、数式（ｔ（ａ）＝ｔ（ｂ）＝ｔ
（ｃ）ｔ＝（ｄ）＝ｔ（ｅ））の関係を満たしている。
吸込ストレーナ１８０は、内半径方向形状が近似値であ
るため、低ヘッドロスではあるが、最小ヘッドロスを達
成してはいない。ただし、進入流速Ｕａ（ｘ）１９２は
不均一であり、内半径ｒ（ｘ）１８６が端板１８８に接
近する場合、ポンプの取水口フランジからの距離に対応
し減少する。吸込ストレーナ１８０は、製造することや
目標とする不均一進入流速Ｕａを維持することとを、よ
り容易に達成することができる。なお、外半径は、一定
とする必要はなく、本発明は、図６に示している外径あ
るいは比率に限定されない。上記実施の形態は、数学的
関係により表すことができる。この関係の幾つかは、次
の別の実施の形態に関連して説明する。
径が直線的に減少する別のストレーナの正面部分断面図
である。この実施の形態１８０においては、中心線１８
４とディスク１８２ａ〜１８２ｅの内部面１９０ａ〜１
９０ｄとの間の内半径ｒ（ｘ）１８６は、ポンプの取水
口フランジからの距離が増加し、端板１８８に接近する
に従って、直線的に増加する。また、上述の吸込ストレ
ーナ１６０の場合と同様に、ディスク１８２ａ〜１８２
ｅの厚みは一定であり、数式（ｔ（ａ）＝ｔ（ｂ）＝ｔ
（ｃ）ｔ＝（ｄ）＝ｔ（ｅ））の関係を満たしている。
吸込ストレーナ１８０は、内半径方向形状が近似値であ
るため、低ヘッドロスではあるが、最小ヘッドロスを達
成してはいない。ただし、進入流速Ｕａ（ｘ）１９２は
不均一であり、内半径ｒ（ｘ）１８６が端板１８８に接
近する場合、ポンプの取水口フランジからの距離に対応
し減少する。吸込ストレーナ１８０は、製造することや
目標とする不均一進入流速Ｕａを維持することとを、よ
り容易に達成することができる。なお、外半径は、一定
とする必要はなく、本発明は、図６に示している外径あ
るいは比率に限定されない。上記実施の形態は、数学的
関係により表すことができる。この関係の幾つかは、次
の別の実施の形態に関連して説明する。
【００３５】本発明の好ましい実施の形態である吸込ス
トレーナ１００に依ると、内半径ｒ（ｘ）とストレーナ
軸１０に沿った距離との間の関係は、下記の数式により
決定される。
トレーナ１００に依ると、内半径ｒ（ｘ）とストレーナ
軸１０に沿った距離との間の関係は、下記の数式により
決定される。
【００３６】
【数５】
【００３７】なお、上記パラメータは、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 最小ディスク厚み Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ ＝ ディスク離間距離 と定義される。
【００３８】また、ディスク１０２ａ〜１０２ｆの厚み
ｔ（ｘ）は、下記の数式により決定される。
ｔ（ｘ）は、下記の数式により決定される。
【００３９】
【数６】
【００４０】しかしながら、安価に製造するためには、
ディスク厚みｔ（ｘ）を一定値ｔ（ｃ）に固定し、コア
流速Ｕｃを一定に維持することが望ましい。これらの条
件下では、ディスクの内半径ｒ（ｘ）は、下記の数式に
より決定される。
ディスク厚みｔ（ｘ）を一定値ｔ（ｃ）に固定し、コア
流速Ｕｃを一定に維持することが望ましい。これらの条
件下では、ディスクの内半径ｒ（ｘ）は、下記の数式に
より決定される。
【００４１】
【数７】
【００４２】このような実施の形態でのディスク数Ｎの
関係式は、（Ｎ＝Ｌ／（ｌ＋ｔ））で与えられる。ま
た、ストレーナ表面を通過する流速Ｕが一定であり、パ
ラメータｘの関数でない場合、コア流入流速Ｕｄは、ス
トレーナからの距離の関数であり、下記の数式に従って
変化する。
関係式は、（Ｎ＝Ｌ／（ｌ＋ｔ））で与えられる。ま
た、ストレーナ表面を通過する流速Ｕが一定であり、パ
ラメータｘの関数でない場合、コア流入流速Ｕｄは、ス
トレーナからの距離の関数であり、下記の数式に従って
変化する。
【００４３】
【数８】
【００４４】別の実施の形態、つまり、コア流速Ｕｃお
よびコア流入流速Ｕｄを一定に維持する一方、ストレー
ナ表面を通過する流速Ｕをストレーナ軸に沿って変化可
能とするものは、下記の数式に従って内半径ｒ（ｘ）を
指定することにより得られる。
よびコア流入流速Ｕｄを一定に維持する一方、ストレー
ナ表面を通過する流速Ｕをストレーナ軸に沿って変化可
能とするものは、下記の数式に従って内半径ｒ（ｘ）を
指定することにより得られる。
【００４５】
【数９】
【００４６】ディスク厚みｔ（ｘ）が一定の場合でのデ
ィスク数Ｎは、数式（Ｎ＝Ｌ／（ｌ＋ｔ））から決定さ
れる。なお、ストレーナ表面を通過する流速は、下記の
関係式で表されるストレーナ軸に沿った距離に従って変
化する。
ィスク数Ｎは、数式（Ｎ＝Ｌ／（ｌ＋ｔ））から決定さ
れる。なお、ストレーナ表面を通過する流速は、下記の
関係式で表されるストレーナ軸に沿った距離に従って変
化する。
【００４７】
【数１０】
【００４８】図８は、図１に示している好ましい実施の
形態の内半径ｒ（ｘ）群を記述する因子（principle ）
を説明するグラフである。つまり、正規化された取水口
からの距離ｘの関数に関する正規化された内半径ｒ
（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよびディ
スク外半径に基づく複数の曲線を示している。ディスク
厚みｔ（ｘ）を一定に維持し、コア流入流速Ｕｄが一定
でない場合は、内半径ｒ（ｘ）群は、図９に示している
グラフで表される。つまり、取水口からの距離にし従っ
て内半径が指数的に変化する図６のストレーナにおけ
る、正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正
規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベー
スサイズおよびディスク外半径に基づく複数の曲線を示
している。ストレーナ表面を通過する流速が、ストレー
ナに沿った距離に応じて変化可能な場合は、図１０に示
しているように、ストレーナ内半径ｒ（ｘ）は直線的に
変化する。つまり、取水口からの距離に従って内半径が
直線的に変化する図７のストレーナにおける、正規化さ
れた取水口からの距離ｘの関数に関する正規化された内
半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよ
びディスク外半径に基づく複数の曲線を示している。な
お、図８〜図１０は、形状の変動範囲の一部分を示して
おり、本発明は、これと異なる設計インプットを採用す
ることも可能である。
形態の内半径ｒ（ｘ）群を記述する因子（principle ）
を説明するグラフである。つまり、正規化された取水口
からの距離ｘの関数に関する正規化された内半径ｒ
（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよびディ
スク外半径に基づく複数の曲線を示している。ディスク
厚みｔ（ｘ）を一定に維持し、コア流入流速Ｕｄが一定
でない場合は、内半径ｒ（ｘ）群は、図９に示している
グラフで表される。つまり、取水口からの距離にし従っ
て内半径が指数的に変化する図６のストレーナにおけ
る、正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正
規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベー
スサイズおよびディスク外半径に基づく複数の曲線を示
している。ストレーナ表面を通過する流速が、ストレー
ナに沿った距離に応じて変化可能な場合は、図１０に示
しているように、ストレーナ内半径ｒ（ｘ）は直線的に
変化する。つまり、取水口からの距離に従って内半径が
直線的に変化する図７のストレーナにおける、正規化さ
れた取水口からの距離ｘの関数に関する正規化された内
半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよ
びディスク外半径に基づく複数の曲線を示している。な
お、図８〜図１０は、形状の変動範囲の一部分を示して
おり、本発明は、これと異なる設計インプットを採用す
ることも可能である。
【００４９】上記設計因子を使用する場合における、吸
込ストレーナの設計パラメータは、 Ｒ（外半径） ＝ １．６６フィート（５０．６ｃｍ） ｒ（０）（ストレーナベース半径） ＝ ３インチ（７．６ｃｍ） ｒ（Ｌ）（取水口フランジ半径） ＝ １フィート（３０．５ｃｍ） ｔ（Ｌ）（最小ディスク厚み） ＝ ０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ） Ｌ（ストレーナ長さ） ＝ ４フィート（１２２ｃｍ） ｌ（ディスク離間距離） ＝ ２インチ（５．１ｃｍ） である幾何学的制約を有する。
込ストレーナの設計パラメータは、 Ｒ（外半径） ＝ １．６６フィート（５０．６ｃｍ） ｒ（０）（ストレーナベース半径） ＝ ３インチ（７．６ｃｍ） ｒ（Ｌ）（取水口フランジ半径） ＝ １フィート（３０．５ｃｍ） ｔ（Ｌ）（最小ディスク厚み） ＝ ０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ） Ｌ（ストレーナ長さ） ＝ ４フィート（１２２ｃｍ） ｌ（ディスク離間距離） ＝ ２インチ（５．１ｃｍ） である幾何学的制約を有する。
【００５０】このストレーナは、２７３平方フィート
（２５．４ｍ2 ）の表面積を有し、図１１（図１のスト
レーナの拡大断面図）に示すようなプロファイルを有す
る１８枚のディスクを有している。製造寸法は、図１１
のストレーナの詳細な寸法を与える図表である図１２
に、示している。図１３は、取水口からの距離に従って
内半径が指数的に変化する図６のストレーナの拡大断面
図である。これは、ディスク厚みｔ（ｘ）を一定（ｔ＝
１．８インチ（４．６ｃｍ））に保つこと、およびスト
レーナ表面を通過する流速Ｕを一定に保つことを除き、
全ての設計パラメータを上記と同一したものである。こ
の設計では、設計断面が変化し、２１０平方フィート
（１９．５ｍ2 ）の表面積を有することになる。
（２５．４ｍ2 ）の表面積を有し、図１１（図１のスト
レーナの拡大断面図）に示すようなプロファイルを有す
る１８枚のディスクを有している。製造寸法は、図１１
のストレーナの詳細な寸法を与える図表である図１２
に、示している。図１３は、取水口からの距離に従って
内半径が指数的に変化する図６のストレーナの拡大断面
図である。これは、ディスク厚みｔ（ｘ）を一定（ｔ＝
１．８インチ（４．６ｃｍ））に保つこと、およびスト
レーナ表面を通過する流速Ｕを一定に保つことを除き、
全ての設計パラメータを上記と同一したものである。こ
の設計では、設計断面が変化し、２１０平方フィート
（１９．５ｍ2 ）の表面積を有することになる。
【００５１】更に、ディスク厚みｔ（ｘ）を一定（ｔ＝
１．８インチ（４．６ｃｍ））に保つこと、およびコア
流入流速Ｕｄを一定に保つことを除き、全ての設計パラ
メータを上記と同一とする場合、設計断面は、図１４
（取水口からの距離に従って、内半径が直線的に変化す
る図７のストレーナの拡大断面図）に示しているものに
変化する。この実施の形態によると、ストレーナ表面
は、パラメータｘに従って変化し、ストレーナ領域は、
２０７平方フィート（１９．２ｍ2 ）の表面積を有する
ことになる。
１．８インチ（４．６ｃｍ））に保つこと、およびコア
流入流速Ｕｄを一定に保つことを除き、全ての設計パラ
メータを上記と同一とする場合、設計断面は、図１４
（取水口からの距離に従って、内半径が直線的に変化す
る図７のストレーナの拡大断面図）に示しているものに
変化する。この実施の形態によると、ストレーナ表面
は、パラメータｘに従って変化し、ストレーナ領域は、
２０７平方フィート（１９．２ｍ2 ）の表面積を有する
ことになる。
【００５２】ストレーナ上の動負荷を考慮すると、スト
レーナ領域は、図１５（本発明に係る別のストレーナの
部分断面図であり、吸込フランジの流体力学的モーメン
トを最小化するために、取水口からの距離に従って、デ
ィスク外半径を減少させている）の実施の形態１５０に
示されるように、取水口フランジ２１に最隣して配置す
ることが望ましい。この実施の形態においては、ディス
ク２０２ａ〜２０２ｅの内部表面２１２ａ〜２１２ｄ間
の内半径ｒ（ｘ）は、下記の数式により与えられる。
レーナ領域は、図１５（本発明に係る別のストレーナの
部分断面図であり、吸込フランジの流体力学的モーメン
トを最小化するために、取水口からの距離に従って、デ
ィスク外半径を減少させている）の実施の形態１５０に
示されるように、取水口フランジ２１に最隣して配置す
ることが望ましい。この実施の形態においては、ディス
ク２０２ａ〜２０２ｅの内部表面２１２ａ〜２１２ｄ間
の内半径ｒ（ｘ）は、下記の数式により与えられる。
【００５３】
【数１１】
【００５４】吸込ストレーナ２００の外半径は、数式
（Ｒ（ｘ）＝ｒ（ｘ）＋ｓ）から決定される。なお、パ
ラメータｓは、図１５に示しているように、ディスク２
０２ａ〜２０２ｅの幅である。このディスク厚みは、下
記の数式に従って変化する。
（Ｒ（ｘ）＝ｒ（ｘ）＋ｓ）から決定される。なお、パ
ラメータｓは、図１５に示しているように、ディスク２
０２ａ〜２０２ｅの幅である。このディスク厚みは、下
記の数式に従って変化する。
【００５５】
【数１２】
【００５６】吸込ストレーナ２００においては、流速Ｕ
ｃ，Ｕｄ，Ｕは、実質的に一定であり、中心線２０４と
内部表面２１２ａ〜２１２ｄの間の内半径ｒ（ｘ）は、
取水口フランジ２１０からの距離に従って変化し、端板
２０８に接近するにつれ減少する。なお、ディスク厚み
ｔ（ｘ）は、一定ではなく、また、吸込ストレーナ２０
０の外径は、取水口フランジ２１０からの距離に従って
減少している。
ｃ，Ｕｄ，Ｕは、実質的に一定であり、中心線２０４と
内部表面２１２ａ〜２１２ｄの間の内半径ｒ（ｘ）は、
取水口フランジ２１０からの距離に従って変化し、端板
２０８に接近するにつれ減少する。なお、ディスク厚み
ｔ（ｘ）は、一定ではなく、また、吸込ストレーナ２０
０の外径は、取水口フランジ２１０からの距離に従って
減少している。
【００５７】図１６は、本発明に係る別のストレーナ
（積重ねテーパディスクストレーナ）の部分断面図であ
り、ディスクの厚みは一定でない。この吸込ストレーナ
３００は、実施の形態１００とは異なり、外側面１１４
ａ〜１１４ｆを有していない。つまり、吸込ストレーナ
３００は、中心線３０４の周囲に、複数のテーパディス
ク３０２ａ〜３０２ｆを有している。この吸込ストレー
ナ３００は、遠位の端板３０８の反対側に位置するスト
レーナの取水口フランジ３１０を有している。テーパデ
ィスク３０２ａ〜３０２ｆはそれぞれ、上方面（第１
面）３１２ａ〜３１２ｆと、下方面（第２面）３１６ａ
〜３１６ｅとを有しており、これらは、互いに縁部３１
４ａ〜３１４ｆで連結されている。
（積重ねテーパディスクストレーナ）の部分断面図であ
り、ディスクの厚みは一定でない。この吸込ストレーナ
３００は、実施の形態１００とは異なり、外側面１１４
ａ〜１１４ｆを有していない。つまり、吸込ストレーナ
３００は、中心線３０４の周囲に、複数のテーパディス
ク３０２ａ〜３０２ｆを有している。この吸込ストレー
ナ３００は、遠位の端板３０８の反対側に位置するスト
レーナの取水口フランジ３１０を有している。テーパデ
ィスク３０２ａ〜３０２ｆはそれぞれ、上方面（第１
面）３１２ａ〜３１２ｆと、下方面（第２面）３１６ａ
〜３１６ｅとを有しており、これらは、互いに縁部３１
４ａ〜３１４ｆで連結されている。
【００５８】図１７は、図１６の積重ねテーパディスク
ストレーナに関連するパラメータを説明するための術語
を示している説明図、図１８は、図１６および図１７の
積重ねテーパディスクストレーナに関連するパラメータ
Ｕ，Ｕａ，Ｕｃ，Ｕｄを説明するための説明図である。
つまり、ストレーナ３００の幾何学的配置および流体の
流れを記述するための術語は、図１７および図１８にお
いて、説明している。
ストレーナに関連するパラメータを説明するための術語
を示している説明図、図１８は、図１６および図１７の
積重ねテーパディスクストレーナに関連するパラメータ
Ｕ，Ｕａ，Ｕｃ，Ｕｄを説明するための説明図である。
つまり、ストレーナ３００の幾何学的配置および流体の
流れを記述するための術語は、図１７および図１８にお
いて、説明している。
【００５９】内半径ｒ（ｘ）３０６およびディスクの厚
みは、上記の方法で、変更でき、堆積可能な細塵量を最
大化することと共に、任意に設定される全体サイズある
いはエンベロープ容積におけるヘッドロスを最小化する
ことが可能である。ヘッドロスを最小化することを意図
するテーパストレーナの重要な特徴は、低流速領域にお
いて、細塵を捕集することである。なぜなら、細塵層を
通過した事による圧力降下は、流速つまり、細塵層を通
過する流速の二乗に比例して発生することが知られてい
るからである。したがって、流速は、数式（Ｕｃ＞Ｕｄ
＞Ｕ）を満たすことになる。なお、符号Ｕｃは、ストレ
ーナ（コア）の中央領域に存在する最高流速を表してい
る。符号Ｕは、ストレーナ表面および当該表面上に堆積
する細塵層を通過する流速を示している。符号Ｕｄは、
積重ねディスクから離れてストレーナ３００の中央領域
３０５に流入する流体の流速（コア流入流速）を意味し
ている。テーパディスクを有する実施の形態３００の主
要な目的は、高流速領域において、ストレーナ３００の
内部流体の加速を最小化することである。したがって、
関数ｒ（ｘ）で記述される内部（幾何学的）配置は、コ
ア流速Ｕｃを一定もしくはほぼ一定に保つことが可能と
なるように選定される。この特徴により、ストレーナ３
００の軸３０４を交差する圧力降下は、ゼロもしくはほ
ぼゼロとなる。さらに、ディスクの厚みｔ（ｘ）を調節
することにより、ディスクを離れる流体の流速Ｕｄを制
御し、当該流体がストレーナ３００の中央コア３０５に
流入する際の混合および加速ロスを、僅かとすることが
できる。
みは、上記の方法で、変更でき、堆積可能な細塵量を最
大化することと共に、任意に設定される全体サイズある
いはエンベロープ容積におけるヘッドロスを最小化する
ことが可能である。ヘッドロスを最小化することを意図
するテーパストレーナの重要な特徴は、低流速領域にお
いて、細塵を捕集することである。なぜなら、細塵層を
通過した事による圧力降下は、流速つまり、細塵層を通
過する流速の二乗に比例して発生することが知られてい
るからである。したがって、流速は、数式（Ｕｃ＞Ｕｄ
＞Ｕ）を満たすことになる。なお、符号Ｕｃは、ストレ
ーナ（コア）の中央領域に存在する最高流速を表してい
る。符号Ｕは、ストレーナ表面および当該表面上に堆積
する細塵層を通過する流速を示している。符号Ｕｄは、
積重ねディスクから離れてストレーナ３００の中央領域
３０５に流入する流体の流速（コア流入流速）を意味し
ている。テーパディスクを有する実施の形態３００の主
要な目的は、高流速領域において、ストレーナ３００の
内部流体の加速を最小化することである。したがって、
関数ｒ（ｘ）で記述される内部（幾何学的）配置は、コ
ア流速Ｕｃを一定もしくはほぼ一定に保つことが可能と
なるように選定される。この特徴により、ストレーナ３
００の軸３０４を交差する圧力降下は、ゼロもしくはほ
ぼゼロとなる。さらに、ディスクの厚みｔ（ｘ）を調節
することにより、ディスクを離れる流体の流速Ｕｄを制
御し、当該流体がストレーナ３００の中央コア３０５に
流入する際の混合および加速ロスを、僅かとすることが
できる。
【００６０】コアの中央領域３０５の半径ｒ（ｘ）は、
パラメータｘにより、直線的、指数的、あるいは、直線
的から指数的に変化し、取水口フランジ３１０から離れ
て移動するに従って、減少させることが可能である。こ
のことは、ｘ方向における一定コア流速Ｕｃ、ディスク
からコア３０５に流入する一定流速Ｕｄ、およびディス
クに流入する一定流速Ｕを確実にする、助けとなる。こ
の実施の形態３００の有する特徴的な構造の結果、コア
の中央領域３０５における流速が一定でままであって
も、体積（あるいは質量）流量は、パラメータｘが取水
口フランジ３１０に向かい増加して遠位の端板３０８か
ら離れるにつれて、増加する。本発明に係るテーパプレ
ートタイプの好ましい実施の形態３００を、図１６に示
しているが、本発明は、其処に示されている外形あるい
は比率に限定する必要はない。ディスク３０２ａ〜３０
３ｆは、図に示しているように、先細となり、それぞ
れ、先端部３１４ａ〜３１４ｆを有しているが、構造お
よび流動上の理由により、僅かな最小厚みを採用するこ
とができる。
パラメータｘにより、直線的、指数的、あるいは、直線
的から指数的に変化し、取水口フランジ３１０から離れ
て移動するに従って、減少させることが可能である。こ
のことは、ｘ方向における一定コア流速Ｕｃ、ディスク
からコア３０５に流入する一定流速Ｕｄ、およびディス
クに流入する一定流速Ｕを確実にする、助けとなる。こ
の実施の形態３００の有する特徴的な構造の結果、コア
の中央領域３０５における流速が一定でままであって
も、体積（あるいは質量）流量は、パラメータｘが取水
口フランジ３１０に向かい増加して遠位の端板３０８か
ら離れるにつれて、増加する。本発明に係るテーパプレ
ートタイプの好ましい実施の形態３００を、図１６に示
しているが、本発明は、其処に示されている外形あるい
は比率に限定する必要はない。ディスク３０２ａ〜３０
３ｆは、図に示しているように、先細となり、それぞ
れ、先端部３１４ａ〜３１４ｆを有しているが、構造お
よび流動上の理由により、僅かな最小厚みを採用するこ
とができる。
【００６１】ディスク３０２ａ〜３０３ｆの厚みｔ
（ｘ）は、内半径ｒ（ｘ）３０６に対応して変化する
が、ディスク領域と、コア領域３０５との界面における
内部横断ディスク領域つまり２πｒ（ｘ）ｔ（ｘ）との
比率は、一定であり、全てのディスクにおいて等しい。
ディスク３０２ａ〜３０２ｆを離れコアフロー（コア流
速Ｕｃ）に流入する流体に関連するヘッドロスは、スト
レーナ３００におけるその配置とは、本質的には独立で
ある。ディスク３０２ａ〜３０２ｆからコアに流入する
流体は、ほぼ同一の角度を有して回転（方向を転換）す
る。幾何学的に近似する回転角を維持することは、スト
レーナ３００における混合および回転ロスを最小化す
る。コア流速Ｕｃを一定とすることに結びついたこの特
徴は、細塵が無い状態において、ストレーナのヘッドロ
スを最小化すると共に、細塵負荷の目標分布を達成する
助けとなることにより、細塵負荷が存在する状況でのヘ
ッドロスを最小化する。
（ｘ）は、内半径ｒ（ｘ）３０６に対応して変化する
が、ディスク領域と、コア領域３０５との界面における
内部横断ディスク領域つまり２πｒ（ｘ）ｔ（ｘ）との
比率は、一定であり、全てのディスクにおいて等しい。
ディスク３０２ａ〜３０２ｆを離れコアフロー（コア流
速Ｕｃ）に流入する流体に関連するヘッドロスは、スト
レーナ３００におけるその配置とは、本質的には独立で
ある。ディスク３０２ａ〜３０２ｆからコアに流入する
流体は、ほぼ同一の角度を有して回転（方向を転換）す
る。幾何学的に近似する回転角を維持することは、スト
レーナ３００における混合および回転ロスを最小化す
る。コア流速Ｕｃを一定とすることに結びついたこの特
徴は、細塵が無い状態において、ストレーナのヘッドロ
スを最小化すると共に、細塵負荷の目標分布を達成する
助けとなることにより、細塵負荷が存在する状況でのヘ
ッドロスを最小化する。
【００６２】ディスク面３１２ａ〜３１２ｆおよび３１
６ａ〜３１６ｅを通過する流速は、ほぼ一定である。し
かしながら、ストレーナ３０は、ディスク３０２ａ〜３
０２ｆの領域がパラメータｘの関数として変化するた
め、図１８に示すように、進入流速Ｕａは不均一となる
（不均一進入流速を形成する）。この不均一進入流速の
ため、ストレーナ３００においては、最適に細塵が分配
され、最小ヘッドロスを確立する。つまり、ストレーナ
３００は、ディスク間の容積を利用することにより、過
度のヘッドロスを形成することなく、細塵を堆積する。
内半径ｒ（ｘ）の変動は、ディスク３０２ａ〜３０２ｆ
の間の離間距離ｄ（ｘ）と比較すると、ディスクの厚み
ｔ（ｘ）に従属している。ディスクの厚みｔ（ｘ）が、
公称離間距離ｄ（ｘ）より小さい場合、半径ｒ（ｘ）の
二乗は、ｘ方向に、指数的に変化する。ディスクの厚み
ｔ（ｘ）が、公称離間距離ｄ（ｘ）より大きいあるいは
等しい場合、半径ｒ（ｘ）は、パラメータｘに関し、直
線的に変化する。ディスクの厚みは、取水口フランジ３
１０から離れるにつれて、増加する。
６ａ〜３１６ｅを通過する流速は、ほぼ一定である。し
かしながら、ストレーナ３０は、ディスク３０２ａ〜３
０２ｆの領域がパラメータｘの関数として変化するた
め、図１８に示すように、進入流速Ｕａは不均一となる
（不均一進入流速を形成する）。この不均一進入流速の
ため、ストレーナ３００においては、最適に細塵が分配
され、最小ヘッドロスを確立する。つまり、ストレーナ
３００は、ディスク間の容積を利用することにより、過
度のヘッドロスを形成することなく、細塵を堆積する。
内半径ｒ（ｘ）の変動は、ディスク３０２ａ〜３０２ｆ
の間の離間距離ｄ（ｘ）と比較すると、ディスクの厚み
ｔ（ｘ）に従属している。ディスクの厚みｔ（ｘ）が、
公称離間距離ｄ（ｘ）より小さい場合、半径ｒ（ｘ）の
二乗は、ｘ方向に、指数的に変化する。ディスクの厚み
ｔ（ｘ）が、公称離間距離ｄ（ｘ）より大きいあるいは
等しい場合、半径ｒ（ｘ）は、パラメータｘに関し、直
線的に変化する。ディスクの厚みは、取水口フランジ３
１０から離れるにつれて、増加する。
【００６３】図１９は、取水口からの距離に従って、内
半径が指数的に減少する積重ねテーパディスクストレー
ナの部分断面正面図である。この実施の形態であるスト
レーナ３2 ０は、ディスク厚みｔ（ｘ）を内半径ｒ
（ｘ）において一定にするとともに、パラメータｘに関
して独立である。この場合、流速Ｕは、パラメータｘに
関し変化するが、コア流速Ｕｃおよびディスクからコア
へのコア流入流速Ｕｄを一定に維持している。なお、半
径ｒ（ｘ）は、パラメータｘに関し、指数的に変化して
いる。ディスク厚みが変化する実施の形態３００と同様
に、実施の形態３２０の外半径は、一定である必要はな
く、図１９に示される外形あるいは比率に、限定されな
い。なお、ストレーナ３２０は、内部のヘッドロスが重
要（クリティカル）でない用途に、適していると考えら
れる。
半径が指数的に減少する積重ねテーパディスクストレー
ナの部分断面正面図である。この実施の形態であるスト
レーナ３2 ０は、ディスク厚みｔ（ｘ）を内半径ｒ
（ｘ）において一定にするとともに、パラメータｘに関
して独立である。この場合、流速Ｕは、パラメータｘに
関し変化するが、コア流速Ｕｃおよびディスクからコア
へのコア流入流速Ｕｄを一定に維持している。なお、半
径ｒ（ｘ）は、パラメータｘに関し、指数的に変化して
いる。ディスク厚みが変化する実施の形態３００と同様
に、実施の形態３２０の外半径は、一定である必要はな
く、図１９に示される外形あるいは比率に、限定されな
い。なお、ストレーナ３２０は、内部のヘッドロスが重
要（クリティカル）でない用途に、適していると考えら
れる。
【００６４】流速Ｕｄが変化可能であり、流速Ｕおよび
Ｕｃが一定の場合、内半径ｒ（ｘ）の二乗は、パラメー
タｘに関し、指数的に変化する。実施の形態３００，３
２０は、類似して変化する内半径ｒ（ｘ）を有してい
る。つまり、この内半径ｒ（ｘ）は、厚みが公称離間距
離より大きい領域と、厚みが公称離間距離より小さい面
積領域とに対応する好ましい比率にまで、同様に変化す
ることにより、一定のコア流入速度Ｕｄを得ることがで
きる。
Ｕｃが一定の場合、内半径ｒ（ｘ）の二乗は、パラメー
タｘに関し、指数的に変化する。実施の形態３００，３
２０は、類似して変化する内半径ｒ（ｘ）を有してい
る。つまり、この内半径ｒ（ｘ）は、厚みが公称離間距
離より大きい領域と、厚みが公称離間距離より小さい面
積領域とに対応する好ましい比率にまで、同様に変化す
ることにより、一定のコア流入速度Ｕｄを得ることがで
きる。
【００６５】図２０は、取水口からの距離に従って、内
半径が直線的に減少する積重ねテーパディスクストレー
ナの部分断面正面図である。この実施の形態であるスト
レーナ３４０においては、内半径ｒ（ｘ）は、パラメー
タｘに関し、直線的に変化する。ディスク厚みが変化す
る実施の形態３００と同様に、実施の形態３２０の外半
径は、一定である必要はなく、図２０に示される外形形
状あるいは比率に、限定されない。
半径が直線的に減少する積重ねテーパディスクストレー
ナの部分断面正面図である。この実施の形態であるスト
レーナ３４０においては、内半径ｒ（ｘ）は、パラメー
タｘに関し、直線的に変化する。ディスク厚みが変化す
る実施の形態３００と同様に、実施の形態３２０の外半
径は、一定である必要はなく、図２０に示される外形形
状あるいは比率に、限定されない。
【００６６】図２１は、内部ディスク角度αが一定であ
る積重ねテーパディスクストレーナの部分断面正面図で
ある。つまり、テーパディスクを有する本発明の別の実
施の形態であるストレーナ３５０は、一定である（αａ
＝αｂ＝αｃ＝αｄ）であるディスク角度を有する。流
速ＵおよびＵｄが変化可能なケースにおいては、半径ｒ
（ｘ）は、パラメータｘに関し、直線的そして指数的に
変化する。このストレーナ３５０は、内半径方向のプロ
ファイルが近似値であるため、理論上の最小ヘッドロス
に到達していないが、近いレベルまでは達成している。
しかし、このストレーナ３５０は、製造が容易である一
方、目標の不均一進入流速を維持することが可能であ
る。また、実施の形態３５０の外半径は、一定である必
要はなく、図２１に示される外形形状あるいは比率に、
限定されない。
る積重ねテーパディスクストレーナの部分断面正面図で
ある。つまり、テーパディスクを有する本発明の別の実
施の形態であるストレーナ３５０は、一定である（αａ
＝αｂ＝αｃ＝αｄ）であるディスク角度を有する。流
速ＵおよびＵｄが変化可能なケースにおいては、半径ｒ
（ｘ）は、パラメータｘに関し、直線的そして指数的に
変化する。このストレーナ３５０は、内半径方向のプロ
ファイルが近似値であるため、理論上の最小ヘッドロス
に到達していないが、近いレベルまでは達成している。
しかし、このストレーナ３５０は、製造が容易である一
方、目標の不均一進入流速を維持することが可能であ
る。また、実施の形態３５０の外半径は、一定である必
要はなく、図２１に示される外形形状あるいは比率に、
限定されない。
【００６７】好ましい（テーパディスクを有する）実施
の形態３００を規定するパラメータは、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（ｘ） ＝ 内半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 内半径での最小ディスク厚み（ｔ（ｘ）＜ｌ） Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ（ｘ） ＝ ディスク離間距離 α ＝ 中央線ｘに対する垂直面に関するストレーナの上方面と下方面の 角度（内部ディスク角度） である。
の形態３００を規定するパラメータは、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（ｘ） ＝ 内半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 内半径での最小ディスク厚み（ｔ（ｘ）＜ｌ） Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ（ｘ） ＝ ディスク離間距離 α ＝ 中央線ｘに対する垂直面に関するストレーナの上方面と下方面の 角度（内部ディスク角度） である。
【００６８】これらの次元において、ディスクの内半径
ｒ（ｘ）とストレーナ軸ｘに沿った距離との間の関係
は、下記に数式により算出可能である。
ｒ（ｘ）とストレーナ軸ｘに沿った距離との間の関係
は、下記に数式により算出可能である。
【００６９】
【数１３】
【００７０】また、ディスクの厚みｔ（ｘ）は、下記の
数式によりに決定される。
数式によりに決定される。
【００７１】
【数１４】
【００７２】また、関数ｔ（ｘ）がパラメータｌの初期
値より大きい場合は、関係式（ｌ＝ｔ（ｘ））から決定
される。
値より大きい場合は、関係式（ｌ＝ｔ（ｘ））から決定
される。
【００７３】なお、安価に製造するためには、ディスク
厚みを、内半径においては定数に、外半径においては内
半径より小さな定数にセットし、一定コア流速Ｕｃを維
持することが望ましい。このような条件においては、デ
ィスクの内半径ｒ（ｘ）は、流速Ｕｄが一定の場合、下
記の数式によりに与えられる。
厚みを、内半径においては定数に、外半径においては内
半径より小さな定数にセットし、一定コア流速Ｕｃを維
持することが望ましい。このような条件においては、デ
ィスクの内半径ｒ（ｘ）は、流速Ｕｄが一定の場合、下
記の数式によりに与えられる。
【００７４】
【数１５】
【００７５】なお、流速Ｕが一定の場合は、下記の式に
よりに与えられる。
よりに与えられる。
【００７６】
【数１６】
【００７７】さらに、本実施の形態におけるディスク数
Ｎは、関係式（Ｎ＝Ｌ／ｌ）により、与えられる。ま
た、代わりに、一定の内部ディスク角度αを維持するこ
とによっても、一定コア流速Ｕｃを維持することが可能
である。この別の実施の形態において、流速Ｕｄが一定
の場合は、内半径は、下記の数式に従って変化する。
Ｎは、関係式（Ｎ＝Ｌ／ｌ）により、与えられる。ま
た、代わりに、一定の内部ディスク角度αを維持するこ
とによっても、一定コア流速Ｕｃを維持することが可能
である。この別の実施の形態において、流速Ｕｄが一定
の場合は、内半径は、下記の数式に従って変化する。
【００７８】
【数１７】
【００７９】ただし、流速Ｕが一定の場合は、内半径
は、下記の数式に従って変化する。
は、下記の数式に従って変化する。
【００８０】
【数１８】
【００８１】ディスク厚みｔ（ｘ）は、内部ディスク角
度αが図１７に示している値である場合、関係式（ｔ
（ｘ）＝２（Ｒ−ｒ（ｘ））tan α）により、算出され
る。
度αが図１７に示している値である場合、関係式（ｔ
（ｘ）＝２（Ｒ−ｒ（ｘ））tan α）により、算出され
る。
【００８２】本発明において得られた原理を説明するた
め、（テーパディスクを有する）実施の形態３００にお
ける、内半径ｒ（ｘ）群を、図２２に示している。ただ
し、関係式（ｔ（ｘ）＜ｌ）を満たしている。つまり、
図２２は、積重ねテーパディスクストレーナにおける、
正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正規化
された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサ
イズおよびディスク外半径に基づく複数の曲線を示して
いる。また、ディスク厚みを一定に保ち（ｔ（ｘ）＝ｔ
（ｃ））、ディスクを離れる流速Ｕｄが一定でない場合
における、内半径ｒ（ｘ）群を、図２３に示している。
つまり、図２３は、ディスク厚みが一定であり、取水口
からの距離に従って、内半径が指数的に変化する積重ね
テーパディスクストレーナにおける、正規化された取水
口からの距離ｘの関数に関する正規化された内半径ｒ
（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよびディ
スク外半径に基づく複数の曲線を示している。
め、（テーパディスクを有する）実施の形態３００にお
ける、内半径ｒ（ｘ）群を、図２２に示している。ただ
し、関係式（ｔ（ｘ）＜ｌ）を満たしている。つまり、
図２２は、積重ねテーパディスクストレーナにおける、
正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正規化
された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサ
イズおよびディスク外半径に基づく複数の曲線を示して
いる。また、ディスク厚みを一定に保ち（ｔ（ｘ）＝ｔ
（ｃ））、ディスクを離れる流速Ｕｄが一定でない場合
における、内半径ｒ（ｘ）群を、図２３に示している。
つまり、図２３は、ディスク厚みが一定であり、取水口
からの距離に従って、内半径が指数的に変化する積重ね
テーパディスクストレーナにおける、正規化された取水
口からの距離ｘの関数に関する正規化された内半径ｒ
（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよびディ
スク外半径に基づく複数の曲線を示している。
【００８３】ストレーナ表面を通過する流速が、ストレ
ーナに沿った距離に関して変化可能の場合における、直
線的に変化する内半径ｒ（ｘ）群を、図２４に示してい
る。つまり、図２４は、ディスク厚みが略一定であり、
取水口からの距離に従って、内半径が直線的に変化する
積重ねテーパディスクストレーナにおける、正規化され
た取水口からの距離ｘの関数に関する正規化された内半
径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよび
ディスク外半径に基づく複数の曲線を示している。した
がって、内半径の変化が、指数的から直線的に変更され
る実施の形態においては、図２２および図２４に示され
る曲線群は、結合させることができる。図２５および図
２６は、一定の内部ディスク角度αを有しており、流速
Ｕｄ，Ｕはそれぞれ一定に保たれている場合における、
パラメータｘに関する内半径変化を示している。つま
り、図２５は、内部ディスク角度αおよび流速Ｕｄが一
定における、正規化された取水口からの距離ｘの関数に
関する正規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、図
２６は、内部ディスク角度αおよび流速Ｕが一定におけ
る、正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正
規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフである。以上のよう
に、図２２〜図２６は、本発明に係る実施の形態の形状
範囲の一部を示しており、本発明は、異なる設計上の設
定を適用することが可能である。
ーナに沿った距離に関して変化可能の場合における、直
線的に変化する内半径ｒ（ｘ）群を、図２４に示してい
る。つまり、図２４は、ディスク厚みが略一定であり、
取水口からの距離に従って、内半径が直線的に変化する
積重ねテーパディスクストレーナにおける、正規化され
た取水口からの距離ｘの関数に関する正規化された内半
径ｒ（ｘ）のグラフであり、異なるベースサイズおよび
ディスク外半径に基づく複数の曲線を示している。した
がって、内半径の変化が、指数的から直線的に変更され
る実施の形態においては、図２２および図２４に示され
る曲線群は、結合させることができる。図２５および図
２６は、一定の内部ディスク角度αを有しており、流速
Ｕｄ，Ｕはそれぞれ一定に保たれている場合における、
パラメータｘに関する内半径変化を示している。つま
り、図２５は、内部ディスク角度αおよび流速Ｕｄが一
定における、正規化された取水口からの距離ｘの関数に
関する正規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフであり、図
２６は、内部ディスク角度αおよび流速Ｕが一定におけ
る、正規化された取水口からの距離ｘの関数に関する正
規化された内半径ｒ（ｘ）のグラフである。以上のよう
に、図２２〜図２６は、本発明に係る実施の形態の形状
範囲の一部を示しており、本発明は、異なる設計上の設
定を適用することが可能である。
【００８４】テーパディスクを有する実施の形態３００
は、上記の設計原理に従って、 Ｒ（外半径） ＝ １．６６フィート（５０．６ｃｍ） ｒ（０）（ストレーナベース半径） ＝ ３インチ（７．６ｃｍ） ｒ（Ｌ）（取水口フランジ半径） ＝ １フィート（３０．５ｃｍ） ｔ（Ｌ）（最小ディスク厚み） ＝ ０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ） Ｌ（ストレーナ長さ） ＝ ４フィート（１２２ｃｍ） ｌ（ディスク離間距離） ＝ ２インチ（５．１ｃｍ） である幾何学的制約を用いて、設計パラメータが構成さ
れている。
は、上記の設計原理に従って、 Ｒ（外半径） ＝ １．６６フィート（５０．６ｃｍ） ｒ（０）（ストレーナベース半径） ＝ ３インチ（７．６ｃｍ） ｒ（Ｌ）（取水口フランジ半径） ＝ １フィート（３０．５ｃｍ） ｔ（Ｌ）（最小ディスク厚み） ＝ ０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ） Ｌ（ストレーナ長さ） ＝ ４フィート（１２２ｃｍ） ｌ（ディスク離間距離） ＝ ２インチ（５．１ｃｍ） である幾何学的制約を用いて、設計パラメータが構成さ
れている。
【００８５】当該ストレーナ３００は、３３６平方フィ
ート（３１．２ｍ2 ）の表面積を有し、２４枚のディス
クを備えている。その断面は、図２７（図１６の積重ね
テーパディスクストレーナの拡大断面図）に示してい
る。製造寸法は、図２８（図２７の積重ねテーパディス
クストレーナの詳細な寸法を与える図表）に示してい
る。
ート（３１．２ｍ2 ）の表面積を有し、２４枚のディス
クを備えている。その断面は、図２７（図１６の積重ね
テーパディスクストレーナの拡大断面図）に示してい
る。製造寸法は、図２８（図２７の積重ねテーパディス
クストレーナの詳細な寸法を与える図表）に示してい
る。
【００８６】図２９は、最小厚みを大きくした（テーパ
ディスクを有する）実施の形態の拡大断面図である。こ
のストレーナは、半径ｒ（ｘ）が直線的に変化する部分
を増加させたものである。つまり、図１６の積重ねテー
パディスクストレーナの拡大断面図であり、内半径ｒ
（ｘ）の変化が、吸込フランジ（取水口）に接近するに
従って、直線的な変化に移行している。
ディスクを有する）実施の形態の拡大断面図である。こ
のストレーナは、半径ｒ（ｘ）が直線的に変化する部分
を増加させたものである。つまり、図１６の積重ねテー
パディスクストレーナの拡大断面図であり、内半径ｒ
（ｘ）の変化が、吸込フランジ（取水口）に接近するに
従って、直線的な変化に移行している。
【００８７】図３０は、直線的に変化する半径ｒ（ｘ）
の縮尺拡大図である。つまり、取水口からの距離に従っ
て、内半径が直線的に減少すると共に、ディスク厚みが
略一定である積重ねテーパディスクストレーナの拡大断
面図である。図３１は、指数的に変化する半径ｒ（ｘ）
の拡大断面図である。つまり、取水口からの距離に従っ
て、内半径が指数的に減少すると共に、ディスク厚みが
略一定である積重ねテーパディスクストレーナの拡大断
面図である。図３２は、一定内部ディスク角度αの実施
の形態の拡大断面図である。つまり、内部ディスク角度
αおよび流速Ｕｄが略一定である積重ねテーパディスク
ストレーナの拡大断面図である。
の縮尺拡大図である。つまり、取水口からの距離に従っ
て、内半径が直線的に減少すると共に、ディスク厚みが
略一定である積重ねテーパディスクストレーナの拡大断
面図である。図３１は、指数的に変化する半径ｒ（ｘ）
の拡大断面図である。つまり、取水口からの距離に従っ
て、内半径が指数的に減少すると共に、ディスク厚みが
略一定である積重ねテーパディスクストレーナの拡大断
面図である。図３２は、一定内部ディスク角度αの実施
の形態の拡大断面図である。つまり、内部ディスク角度
αおよび流速Ｕｄが略一定である積重ねテーパディスク
ストレーナの拡大断面図である。
【００８８】好ましい実施の形態１００および（テーパ
ディスクを有する）実施の形態３００の有利な点は、各
ディスク３０２ａ〜３０２ｆを通過する圧力降下が、同
一であり、各ディスク３０２ａ〜３０２ｆには細塵が堆
積する。したがって、細塵は、時間中、各ディスク上
に、同様に堆積する。図３３は、典型的なテーパディス
クおよび関連する術語を示している説明図である。つま
り、圧力降下および細塵層の堆積を計算するために使用
されるパラメータおよび術語を説明するための説明図で
ある。
ディスクを有する）実施の形態３００の有利な点は、各
ディスク３０２ａ〜３０２ｆを通過する圧力降下が、同
一であり、各ディスク３０２ａ〜３０２ｆには細塵が堆
積する。したがって、細塵は、時間中、各ディスク上
に、同様に堆積する。図３３は、典型的なテーパディス
クおよび関連する術語を示している説明図である。つま
り、圧力降下および細塵層の堆積を計算するために使用
されるパラメータおよび術語を説明するための説明図で
ある。
【００８９】ディスクに堆積する細塵量は、 Ｍｌ＝Ｔｌρｌ２π（Ｒ２−ｒｌ２） であり、堆積速度は、 ｄＭｌ／ｄθ＝ＣＵｄｔｌ２πｒｌ である。なお、符号Ｃは、ストレーナの周囲の流体にお
ける、当該流体の単位体積当たりの細塵の重量濃度であ
り、符号θは、時間である。
ける、当該流体の単位体積当たりの細塵の重量濃度であ
り、符号θは、時間である。
【００９０】細塵層を通過する際のヘッドロスΔｈｌ
は、細塵厚みＴｌおよび細塵層を通過する流速Ｕｌに対
し、直線的に比例しており、関係式は、 Δｈｌ＝ｋＵｌＴｌ となる（ｋは常数）。なお、Ｕｌは、時間に対し独立な
Ｕｄと関連しており、関係式は、 Ｕｌ２π（Ｒ２−ｒｌ２）＝ＵｄＴｌ２πｒｌ である。
は、細塵厚みＴｌおよび細塵層を通過する流速Ｕｌに対
し、直線的に比例しており、関係式は、 Δｈｌ＝ｋＵｌＴｌ となる（ｋは常数）。なお、Ｕｌは、時間に対し独立な
Ｕｄと関連しており、関係式は、 Ｕｌ２π（Ｒ２−ｒｌ２）＝ＵｄＴｌ２πｒｌ である。
【００９１】また、この数式を上記ヘッドロス方程式に
代入し、時間に関し、発生量（yield ）を積分すると、
関係式は、 Δｈｌ＝（ｋＵｄｒｌ２ｔｌ２Ｃθ）／（ρｌ（Ｒ２−
ｒｌ２）２） となる。
代入し、時間に関し、発生量（yield ）を積分すると、
関係式は、 Δｈｌ＝（ｋＵｄｒｌ２ｔｌ２Ｃθ）／（ρｌ（Ｒ２−
ｒｌ２）２） となる。
【００９２】したがって、パラメータｋ，Ｕｄおよびρ
ｌを全てのディスクに関し、同一とすると、ヘッドロス
は、各ディスクにおいて同一となる。なぜなら、各ディ
スクの厚みおよび半径は、関係式、 ｔｎ 〜 （Ｒ２−ｒｎ２）／ｒｎ に従って、変化するためである。
ｌを全てのディスクに関し、同一とすると、ヘッドロス
は、各ディスクにおいて同一となる。なぜなら、各ディ
スクの厚みおよび半径は、関係式、 ｔｎ 〜 （Ｒ２−ｒｎ２）／ｒｎ に従って、変化するためである。
【００９３】また、図３４は、積重ねテーパディスク間
に等しい間隔で配置される支持プレートを有するストレ
ーナの部分断面斜視図である。図に示しているような外
部支持体３７８ａ〜３７８ｅを付加することにより、ス
トレーナの構造強度の向上と共に、細塵層を通過するヘ
ッドロスを削減することが可能である。この外部支持体
３７８ａ〜３７８ｅは、実施の形態３６０に適用したも
のとして示されているが、当業者にとっては、他の実施
の形態に関しても、同様に使用可能であることは、理解
できるだろう。この実施の形態であるストレーナ３６０
は、複数のテーパディスク３６２ａ〜３６２ｆを有して
いる。各テーパディスク３６２ａ〜３６２ｆは、上方面
３７２ａ〜３７２ｆと、下方面３７６ａ〜３７６ｅとを
有する。また、ストレーナ３６０は、ｘ軸３６４と、取
水口フランジ３７０からの距離に従って減少する内半径
ｒ（ｘ）３６６とを有している。端板３６８は、取水口
フランジ３７０の遠位の端部を定義する。外部支持体３
７８ａ〜３７８ｅは、好ましくは、中央線３６４に平行
なプレートである。また、外部支持体３７８ａ〜３７８
ｅは、別の構造部材、例えば、ロッドなどを有すること
ができる。外部支持体３７８ａ〜３７８ｅの間の空間
は、小さくする。それは、小さなストレーナ半径は、細
塵が密に堆積（充填）することを防ぐためである。緩い
堆積（荒充填）は、圧力降下を小さくする。外部支持体
３７８ａ〜３７８ｅの個数および離間距離は、細塵の充
填特性およびストレーナ３６０の固有の構造強度に、従
属している。
に等しい間隔で配置される支持プレートを有するストレ
ーナの部分断面斜視図である。図に示しているような外
部支持体３７８ａ〜３７８ｅを付加することにより、ス
トレーナの構造強度の向上と共に、細塵層を通過するヘ
ッドロスを削減することが可能である。この外部支持体
３７８ａ〜３７８ｅは、実施の形態３６０に適用したも
のとして示されているが、当業者にとっては、他の実施
の形態に関しても、同様に使用可能であることは、理解
できるだろう。この実施の形態であるストレーナ３６０
は、複数のテーパディスク３６２ａ〜３６２ｆを有して
いる。各テーパディスク３６２ａ〜３６２ｆは、上方面
３７２ａ〜３７２ｆと、下方面３７６ａ〜３７６ｅとを
有する。また、ストレーナ３６０は、ｘ軸３６４と、取
水口フランジ３７０からの距離に従って減少する内半径
ｒ（ｘ）３６６とを有している。端板３６８は、取水口
フランジ３７０の遠位の端部を定義する。外部支持体３
７８ａ〜３７８ｅは、好ましくは、中央線３６４に平行
なプレートである。また、外部支持体３７８ａ〜３７８
ｅは、別の構造部材、例えば、ロッドなどを有すること
ができる。外部支持体３７８ａ〜３７８ｅの間の空間
は、小さくする。それは、小さなストレーナ半径は、細
塵が密に堆積（充填）することを防ぐためである。緩い
堆積（荒充填）は、圧力降下を小さくする。外部支持体
３７８ａ〜３７８ｅの個数および離間距離は、細塵の充
填特性およびストレーナ３６０の固有の構造強度に、従
属している。
【００９４】本発明は、好ましい実施の形態に関して説
明したが、当業者にとっては、本発明の精神および範囲
を逸脱することなく、本発明の構成および部材を、種々
改変することができる。
明したが、当業者にとっては、本発明の精神および範囲
を逸脱することなく、本発明の構成および部材を、種々
改変することができる。
【００９５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、中央
コアの中央線と複数の積重ね多孔ディスクとの間の内半
径ｒ（ｘ）を、取水口からの距離に従って、変化させて
いるため、高容量でありながら、低ヘッドロスを達成で
きる。
コアの中央線と複数の積重ね多孔ディスクとの間の内半
径ｒ（ｘ）を、取水口からの距離に従って、変化させて
いるため、高容量でありながら、低ヘッドロスを達成で
きる。
【図１】 本発明に係るストレーナの部分断面斜視図で
ある。
ある。
【図２】 アスペクト比が異なるストレーナの部分断面
斜視図である。
斜視図である。
【図３】 アスペクト比を異なるストレーナの部分断面
斜視図である。
斜視図である。
【図４】 図１のストレーナの正面部分断面図である。
【図５】 符号Ｕ，Ｕａ，Ｕｃ，Ｕｄを説明するための
説明図である。
説明図である。
【図６】 別のストレーナの正面部分断面図である。
【図７】 別のストレーナの正面部分断面図である。
【図８】 内半径ｒ（ｘ）に関する正規化グラフであ
る。
る。
【図９】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフで
ある。
ある。
【図１０】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図１１】 図１のストレーナの拡大断面図である。
【図１２】 図１１のストレーナの詳細な寸法を与える
図表である。
図表である。
【図１３】 図６のストレーナの拡大断面図である。
【図１４】 図７のストレーナの拡大断面図である。
【図１５】 本発明に係る別のストレーナの部分断面図
である。
である。
【図１６】 別のテーパディスクストレーナの部分断面
図である。
図である。
【図１７】 パラメータを説明するための術語を示して
いる説明図である。
いる説明図である。
【図１８】 パラメータを説明するための説明図であ
る。
る。
【図１９】 別のテーパディスクストレーナの部分断面
正面図である。
正面図である。
【図２０】 別のテーパディスクストレーナの部分断面
正面図である。
正面図である。
【図２１】 別のテーパディスクストレーナの部分断面
正面図である。
正面図である。
【図２２】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図２３】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図２４】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図２５】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図２６】 内半径ｒ（ｘ）に関する別の正規化グラフ
である。
である。
【図２７】 図１６のテーパディスクストレーナの拡大
断面図である。
断面図である。
【図２８】 図２７のテーパディスクストレーナの詳細
な寸法を与える図表である。
な寸法を与える図表である。
【図２９】 図１６のテーパディスクストレーナの拡大
断面図である。
断面図である。
【図３０】 別のテーパディスクストレーナの拡大断面
図である。
図である。
【図３１】 別のテーパディスクストレーナの拡大断面
図である。
図である。
【図３２】 別のテーパディスクストレーナの拡大断面
図である。
図である。
【図３３】 圧力降下および細塵層堆積の計算方法を説
明するための説明図である。
明するための説明図である。
【図３４】 支持プレートを有するストレーナの部分断
面斜視図である。
面斜視図である。
【図３５】 従来の円錐台ストレーナの概略図である。
【図３６】 従来の積重ねディスクストレーナの概略図
である。
である。
【図３７】 従来の円錐台ストレーナの説明図である。
【図３８】 従来の別の円錐台ストレーナの説明図であ
る。
る。
Ｌ…ストレーナ長さ、 ｌ…ディスク離間距離、 Ｒ…外半径、 ｒ（ｘ）…内半径、 ｒ（０）…ストレーナベース半径、 ｒ（Ｌ）…取水口フランジ半径、 ｔ（Ｌ）…（最小）ディスク厚み、 Ｕ…外部流体の流速、 Ｕａ…進入流速、 Ｕｄ…コア流入流速、 Ｕｃ…コア流速、 α…内部ディスク角度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597044944 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ９Ａ，Ｊａｍｅｓ Ｆ ｏｒｒｅｓｔａｌ Ｃａｍｐｕｓ，Ｐｒｉ ｎｃｅｔｏｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ 08543，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 アラン ジェイ．ビラニン アメリカ合衆国，ニュージャージー州 08540，プリンストン，バトル ロード 62 (72)発明者 アンドリュー イー．カウフマン アメリカ合衆国，ニュージャージー州 08690，ウェスト ウィンザー，ライン ロード 172
Claims (20)
- 【請求項１】 原子炉の緊急遮断水源からの水を濾過す
る吸込ストレーナにおいて、 取水口と、複数の積重ね多孔ディスクと、当該ディスク
に設けられ、中央線を有すると共に前記取水口と連通す
る中央コアとを有し、 前記中央線と前記ディスクとの間の最小の内半径ｒ
（ｘ）は、前記取水口からの距離に従って、変化するこ
とを特徴とする吸込ストレーナ。 - 【請求項２】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口から
の距離に従って、減少することを特徴とする請求項１に
記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項３】 前記ディスクの厚みは、前記取水口から
の距離に従って、変化することを特徴とする請求項２に
記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項４】 前記ディスクの厚みは、前記取水口から
の距離が増加するに従って、増加することを特徴とする
請求項３に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項５】 前記ディスクは、前記取水口の方向に略
向いている第１面と、当該第１面に連結すると共に前記
取水口から離れる方向に略向いている第２面とを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項６】 前記第１面と前記第２面とに環状に連結
される第３面を有し、当該第３面は、垂直方向ｘを定め
る前記中央線からのストレーナの最大の外径を定義する
ことを特徴とする請求項５に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項７】 前記ディスクの外径は、前記中央線に関
して決定されるストレーナの長さに沿って、略一定であ
ることを特徴とする請求項６に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項８】 ストレーナの外径は、前記中央線に沿っ
た距離に従って、変化することを特徴とする請求項６に
記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項９】 前記ディスク間に配置され、ストレーナ
に対して付加的な構造上の支持を行う補強手段を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１０】 前記ディスクは、テーパ断面形状を有
することを特徴とする請求項５に記載の吸込ストレー
ナ。 - 【請求項１１】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、指数的に減少することを
特徴とする請求項６に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１２】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、直線的に減少することを
特徴とする請求項６に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１３】 前記原子炉の緊急遮断水源から供給さ
れ前記中央コアを通過する水の流速は、前記内半径ｒ
（ｘ）の変化に関わらず、略一定であることを特徴とす
る請求項５に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１４】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、略直線的その後は指数的
に減少することを特徴とする請求項６に記載の吸込スト
レーナ。 - 【請求項１５】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、指数的に減少することを
特徴とする請求項１０に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１６】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、直線的に減少することを
特徴とする請求項１０に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１７】 前記内半径ｒ（ｘ）は、前記取水口か
らの距離が増加するに従って、略直線的その後は指数的
に減少することを特徴とする請求項１０に記載の吸込ス
トレーナ。 - 【請求項１８】 前記内半径ｒ（ｘ）の二乗は、前記取
水口からの距離が増加するに従って、指数的に変化する
ことを特徴とする請求項１０に記載の吸込ストレーナ。 - 【請求項１９】 パラメータを、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 最小ディスク厚み Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ ＝ ディスク離間距離 と定義することにより、 前記ディスクの前記内半径ｒ（ｘ）と前記中央線に沿っ
た前記距離との関係を、式 【数１】 により決定すると共に、 前記ディスクの厚さｔ（ｘ）を、式 【数２】 により決定することを特徴とする請求項６に記載の吸込
ストレーナ。 - 【請求項２０】 符号を、 Ｒ ＝ 外半径 ｒ（ｘ） ＝ 内半径 ｒ（０） ＝ ストレーナベース半径 ｒ（Ｌ） ＝ 取水口フランジ半径 ｔ（Ｌ） ＝ 内半径における最小ディスク厚み Ｌ ＝ ストレーナ長さ ｌ（ｘ） ＝ ディスク離間距離（ｔ（ｘ）＜ｌ） α ＝ 中央線ｘに対する垂直面に関するストレ
ーナの上方面と下方面の角度（内部ディスク角度） Ｕ ＝ 外部流体の流速 Ｕａ ＝ 進入流速 Ｕｄ ＝ コア流入流速 Ｕｃ ＝ コア流速 と定義することにより、 前記ディスクの前記内半径ｒ（ｘ）と前記中央線に沿っ
た前記距離との関係を、式 【数３】 により決定すると共に、 前記ディスクの厚さｔ（ｘ）を、 【数４】 により決定することを特徴とする請求項１０に記載の吸
込ストレーナ。
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