JP2003227601A - 気相ヒータ - Google Patents
気相ヒータInfo
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- JP2003227601A JP2003227601A JP2002278191A JP2002278191A JP2003227601A JP 2003227601 A JP2003227601 A JP 2003227601A JP 2002278191 A JP2002278191 A JP 2002278191A JP 2002278191 A JP2002278191 A JP 2002278191A JP 2003227601 A JP2003227601 A JP 2003227601A
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- heat input
- heater
- track
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B17/00—Water-tube boilers of horizontally-inclined type, i.e. the water-tube sets being inclined slightly with respect to the horizontal plane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Sustainable Development (AREA)
- Direct Air Heating By Heater Or Combustion Gas (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Air Humidification (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】低角度ヒータにおける蒸気軌道の確保と凝縮水
の合理的回収機構の開発 【解決手段】 気相ヒータに、複数の細長い、中空のヒ
ータ軌道と、各軌道の下端部において各軌道の内部と流
体接続した蒸気発生室を有する蒸気発生装置と、蒸気発
生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、該入熱管を
介して供給される熱によって蒸発可能な流体と、蒸気発
生装置において生ぜしめられた蒸気が各軌道に流入する
ための導管を提供するために、蒸気発生装置と、軌道の
下端部から離れた位置において各軌道の内部とに連通し
た蒸気流接続手段とが設けられている。
の合理的回収機構の開発 【解決手段】 気相ヒータに、複数の細長い、中空のヒ
ータ軌道と、各軌道の下端部において各軌道の内部と流
体接続した蒸気発生室を有する蒸気発生装置と、蒸気発
生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、該入熱管を
介して供給される熱によって蒸発可能な流体と、蒸気発
生装置において生ぜしめられた蒸気が各軌道に流入する
ための導管を提供するために、蒸気発生装置と、軌道の
下端部から離れた位置において各軌道の内部とに連通し
た蒸気流接続手段とが設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気相ヒータに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】気相ヒータは、１つ又は２つ以上のヒー
タ軌道と接続されたボイラを有する公知の装置である。
ボイラは、ヒータ軌道内へ膨張する高温蒸気を形成する
ために熱伝導流体を加熱する。重力は、凝縮した流体を
ボイラに戻す。あらゆる凝縮しないガスは、ヒータ軌道
の上部に配置された小孔と、通気ボックスに接続された
管とを通って膨張する。したがって、凝縮しないガスは
通気ボックス内に収集される。戻し管は、凝縮した熱伝
達流体を通気ボックスからボイラへ戻す。この構成は、
真空ポンプを使用することなくボイラが作動させられる
又は通気させられることを可能にする。
タ軌道と接続されたボイラを有する公知の装置である。
ボイラは、ヒータ軌道内へ膨張する高温蒸気を形成する
ために熱伝導流体を加熱する。重力は、凝縮した流体を
ボイラに戻す。あらゆる凝縮しないガスは、ヒータ軌道
の上部に配置された小孔と、通気ボックスに接続された
管とを通って膨張する。したがって、凝縮しないガスは
通気ボックス内に収集される。戻し管は、凝縮した熱伝
達流体を通気ボックスからボイラへ戻す。この構成は、
真空ポンプを使用することなくボイラが作動させられる
又は通気させられることを可能にする。
【０００３】このような公知の気相ヒータに関連した多
数の問題が存在する。
数の問題が存在する。
【０００４】第１に、慣用の気相ヒータは、対してヒー
タ軌道が垂直位置に配置されている場合、すなわち軌道
の長手方向軸線が水平方向に対して９０゜を成している
場合に完璧に機能するが、このようなヒータは、軌道が
水平方向に対してより浅い角度を成している場合にはあ
まり良好に動作しない。なぜならば、垂直な多数軌道型
気相ヒータを十分に動作させるためには、沸騰作用は、
蒸気が軌道内に自由に流入するためにボイラ内の十分な
空間を備えた水平なボイラにおいて生じなければならな
い。浅い角度においては、熱伝導流体が軌道内に零れ、
これにより、蒸気がボイラから軌道へ通過するための経
路が存在しなくなる危険性がある。この問題を解決する
ための１つの方法は、極めて高いサイドボイラ（very h
igh sided boiler）を使用することである。しかしなが
ら、このような手段は望ましくない。なぜならば、この
ような設計により生じる大きな応力に耐えるために、ボ
イラの平板区分が極めて厚い材料から形成されなければ
ならないからである。さらに、ボイラ表面領域が増大さ
れなければならず、その結果熱損失を増大させ、このこ
とはボイラの熱効率を低下させる。これらの問題を考慮
すると、慣用の多重軌道ヒータが一般的に水平方向に対
して３５゜よりも小さな角度で動作することができない
ということは恐らく驚くべきことではない。しかしなが
ら、依然として、より浅い角度で動作することができる
気相ヒータを提供することが望ましい。このような低角
度ヒータの用途は、フィラメント処理機、例えば仮撚り
機における使用を含んでいる。
タ軌道が垂直位置に配置されている場合、すなわち軌道
の長手方向軸線が水平方向に対して９０゜を成している
場合に完璧に機能するが、このようなヒータは、軌道が
水平方向に対してより浅い角度を成している場合にはあ
まり良好に動作しない。なぜならば、垂直な多数軌道型
気相ヒータを十分に動作させるためには、沸騰作用は、
蒸気が軌道内に自由に流入するためにボイラ内の十分な
空間を備えた水平なボイラにおいて生じなければならな
い。浅い角度においては、熱伝導流体が軌道内に零れ、
これにより、蒸気がボイラから軌道へ通過するための経
路が存在しなくなる危険性がある。この問題を解決する
ための１つの方法は、極めて高いサイドボイラ（very h
igh sided boiler）を使用することである。しかしなが
ら、このような手段は望ましくない。なぜならば、この
ような設計により生じる大きな応力に耐えるために、ボ
イラの平板区分が極めて厚い材料から形成されなければ
ならないからである。さらに、ボイラ表面領域が増大さ
れなければならず、その結果熱損失を増大させ、このこ
とはボイラの熱効率を低下させる。これらの問題を考慮
すると、慣用の多重軌道ヒータが一般的に水平方向に対
して３５゜よりも小さな角度で動作することができない
ということは恐らく驚くべきことではない。しかしなが
ら、依然として、より浅い角度で動作することができる
気相ヒータを提供することが望ましい。このような低角
度ヒータの用途は、フィラメント処理機、例えば仮撚り
機における使用を含んでいる。
【０００５】第２に、多数のヒータ軌道が使用された場
合に問題が生じる。気相ヒータにおいて使用されるヒー
タ軌道の数が増大されると、ヒータ軌道を収容するため
にボイラの幅が増大されなければならない。慣用的に、
ボイラは、ボイラの幅に亘って延びた入熱管を有してい
る。このような構成においては、急速な温度上昇時に高
い膨張応力が生じ、このことは、高価な高品質の部材の
使用を必要とする。
合に問題が生じる。気相ヒータにおいて使用されるヒー
タ軌道の数が増大されると、ヒータ軌道を収容するため
にボイラの幅が増大されなければならない。慣用的に、
ボイラは、ボイラの幅に亘って延びた入熱管を有してい
る。このような構成においては、急速な温度上昇時に高
い膨張応力が生じ、このことは、高価な高品質の部材の
使用を必要とする。
【０００６】第３に、入熱管における「高温点」により
安定性の問題がしばしば生じ、高温点は、流体内の蒸気
の膨張する気泡を生ぜしめる。膨張しかつ最終的に破裂
する蒸気気泡の効果は、制御されない温度変動を生ぜし
めることである。この問題は、単一式及び多重式軌道気
相ヒータに共通のものである。
安定性の問題がしばしば生じ、高温点は、流体内の蒸気
の膨張する気泡を生ぜしめる。膨張しかつ最終的に破裂
する蒸気気泡の効果は、制御されない温度変動を生ぜし
めることである。この問題は、単一式及び多重式軌道気
相ヒータに共通のものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題を
解決し、改良された気相ヒータを提供する。
解決し、改良された気相ヒータを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、複数の細長い、中空のヒータ軌道と、各軌道の下
端部において各軌道の内部と流体接続した蒸気発生室を
有する蒸気発生装置と、蒸気発生室を貫通した少なくと
も１つの入熱管と、該入熱管を介して供給される熱によ
って蒸発可能な流体と、蒸気発生装置において生ぜしめ
られた蒸気が各軌道に流入するための導管を提供するた
めに、軌道の下端部から離間した位置において蒸気発生
装置と各軌道の内部とに連通した蒸気流接続手段とが設
けられた、気相ヒータが提供される。
れば、複数の細長い、中空のヒータ軌道と、各軌道の下
端部において各軌道の内部と流体接続した蒸気発生室を
有する蒸気発生装置と、蒸気発生室を貫通した少なくと
も１つの入熱管と、該入熱管を介して供給される熱によ
って蒸発可能な流体と、蒸気発生装置において生ぜしめ
られた蒸気が各軌道に流入するための導管を提供するた
めに、軌道の下端部から離間した位置において蒸気発生
装置と各軌道の内部とに連通した蒸気流接続手段とが設
けられた、気相ヒータが提供される。
【０００９】蒸気流接続手段の提供は、蒸気発生装置か
ら、蒸気発生室と流体接続した軌道の下端部への蒸気流
のためのこのような通路が存在しなくても、加熱された
蒸気がヒータ軌道に通過するための通路を提供する。こ
れにより、流体が軌道の下端部に流入しこれにより蒸気
発生室から前記下端部までの加熱された蒸気の通路を遮
断する程度にまで、浅い角度において流体が蒸気発生室
において水平方向に移動させられるとしても、気相ヒー
タは水平方向に対して浅い角度で使用されることができ
る。水平方向に対して５゜〜１０゜の低い角度は、この
ような構成に関して用いられることができる。
ら、蒸気発生室と流体接続した軌道の下端部への蒸気流
のためのこのような通路が存在しなくても、加熱された
蒸気がヒータ軌道に通過するための通路を提供する。こ
れにより、流体が軌道の下端部に流入しこれにより蒸気
発生室から前記下端部までの加熱された蒸気の通路を遮
断する程度にまで、浅い角度において流体が蒸気発生室
において水平方向に移動させられるとしても、気相ヒー
タは水平方向に対して浅い角度で使用されることができ
る。水平方向に対して５゜〜１０゜の低い角度は、この
ような構成に関して用いられることができる。
【００１０】蒸気流接続手段は複数の蒸気流接続管を有
しており、各蒸気流接続管は軌道及び蒸気発生装置の内
部と直接に連通している。
しており、各蒸気流接続管は軌道及び蒸気発生装置の内
部と直接に連通している。
【００１１】気相ヒータは以下のような作動条件におい
て使用するのに適している。つまり、水平方向に対する
軌道の角度が、９０゜と、少なくとも３０゜、有利には
１０゜、最も有利には５゜との間の範囲であることがで
き、蒸気発生室が、あらゆる作動条件において各軌道に
おいて凝縮された流体が重力によって蒸気発生室に戻さ
れるように下端部に配置されている。流体の量は以下の
ようになっている。つまり、ヒータがいかなる動作条件
にあっても、蒸気発生室に蓄積された流体によって入熱
管が連続的に被覆されるが、蒸気流接続手段と連通した
蒸気収集空間にはチャンバ内の流体が存在しない。
て使用するのに適している。つまり、水平方向に対する
軌道の角度が、９０゜と、少なくとも３０゜、有利には
１０゜、最も有利には５゜との間の範囲であることがで
き、蒸気発生室が、あらゆる作動条件において各軌道に
おいて凝縮された流体が重力によって蒸気発生室に戻さ
れるように下端部に配置されている。流体の量は以下の
ようになっている。つまり、ヒータがいかなる動作条件
にあっても、蒸気発生室に蓄積された流体によって入熱
管が連続的に被覆されるが、蒸気流接続手段と連通した
蒸気収集空間にはチャンバ内の流体が存在しない。
【００１２】前記蒸気発生装置が複数の区分を有してお
り、各区分が、１つ又は複数の関連する入熱管を有して
おり、該入熱管が、他の１つ又は複数の区分の入熱管か
ら分離しており、各区分が、他の軌道群と流体接続して
いる。
り、各区分が、１つ又は複数の関連する入熱管を有して
おり、該入熱管が、他の１つ又は複数の区分の入熱管か
ら分離しており、各区分が、他の軌道群と流体接続して
いる。
【００１３】この形式では、温度上昇により生じる膨張
応力が減じられる。なぜならば、個々の入熱管は、蒸気
発生装置の全幅に亘ってではなく１つの区分に亘っての
み延びているからである。その結果、低コストで頑丈な
ヒータエレメントが安全に使用されることができる。
応力が減じられる。なぜならば、個々の入熱管は、蒸気
発生装置の全幅に亘ってではなく１つの区分に亘っての
み延びているからである。その結果、低コストで頑丈な
ヒータエレメントが安全に使用されることができる。
【００１４】種々異なる区分の蒸気収集空間の間に蒸気
流連通路が設けられていてよい。蒸気流連通路は、あら
ゆる動作条件において流体を含んでいてよいが、流体に
よって充満されていない。
流連通路が設けられていてよい。蒸気流連通路は、あら
ゆる動作条件において流体を含んでいてよいが、流体に
よって充満されていない。
【００１５】蒸気発生装置は２つの区分を有していてよ
い。
い。
【００１６】凝縮しないガスを収集するためにガス収集
室が設けられていてよく、このガス収集室は、蒸気発生
装置とは反対側の軌道の端部と流体接続している。ガス
収集室と蒸気発生室との間に流体戻り部が設けられてい
てよい。流体戻り部には、蒸気発生室からガス収集室へ
蒸気が流れるを防止するためのトラップが設けられてい
てよい。
室が設けられていてよく、このガス収集室は、蒸気発生
装置とは反対側の軌道の端部と流体接続している。ガス
収集室と蒸気発生室との間に流体戻り部が設けられてい
てよい。流体戻り部には、蒸気発生室からガス収集室へ
蒸気が流れるを防止するためのトラップが設けられてい
てよい。
【００１７】軌道とは反対側の蒸気発生室の壁部は、軌
道の下端部と集束するように湾曲されていてよい。
道の下端部と集束するように湾曲されていてよい。
【００１８】各軌道は、１対のねじ収容溝を備えた前面
を有していてよく、他の軌道面は絶縁されている。溝
は、１０〜１５ｍｍの範囲、有利には約１２ｍｍの間隔
を有していてよい。
を有していてよく、他の軌道面は絶縁されている。溝
は、１０〜１５ｍｍの範囲、有利には約１２ｍｍの間隔
を有していてよい。
【００１９】蒸気発生室内の入熱管の表面には、管表面
における各点において形成される気泡のサイズを制限す
るために熱分布ラッピングが設けられていてよい。これ
により、より低い温度での装置の動作が可能になる。
における各点において形成される気泡のサイズを制限す
るために熱分布ラッピングが設けられていてよい。これ
により、より低い温度での装置の動作が可能になる。
【００２０】ラッピングは「高温点（hot spot）」に関
連した問題を著しく低減することが分かった。有利には
熱分布ラッピングは、鋼製編組体等の編組体から成る。
連した問題を著しく低減することが分かった。有利には
熱分布ラッピングは、鋼製編組体等の編組体から成る。
【００２１】入熱管は軌道に隣接して一列に配置されて
いてよい。
いてよい。
【００２２】入熱管は、管の端部から挿入されることが
できる又は管の端部によって除去されることができる電
気ヒータエレメントを収容してよい。
できる又は管の端部によって除去されることができる電
気ヒータエレメントを収容してよい。
【００２３】蒸気発止装置に関連した軌道の数は、４〜
８、有利には６であってよい。
８、有利には６であってよい。
【００２４】本発明の第２の態様によれば、複数の細長
い、中空のヒータ軌道と、軌道の下端部において各軌道
の内部と流体接続した蒸気発生室を有する蒸気発生装置
と、蒸気発生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、
該入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な流体
とが設けられており、前記蒸気発生装置が複数の区分を
有しており、各区分が、関連する１つ又は複数の入熱管
を有しており、該入熱管が、他の１つ又は複数の区分の
入熱管から分離しており、各区分が、他の軌道群と流体
接続している、気相ヒータが提供される。
い、中空のヒータ軌道と、軌道の下端部において各軌道
の内部と流体接続した蒸気発生室を有する蒸気発生装置
と、蒸気発生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、
該入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な流体
とが設けられており、前記蒸気発生装置が複数の区分を
有しており、各区分が、関連する１つ又は複数の入熱管
を有しており、該入熱管が、他の１つ又は複数の区分の
入熱管から分離しており、各区分が、他の軌道群と流体
接続している、気相ヒータが提供される。
【００２５】本発明の第３の態様によれば、少なくとも
１つの細長い、中空のヒータ軌道と、軌道の下端部にお
いて各軌道の内部と流体接続した蒸気発生室を有する蒸
気発生装置と、前記蒸気発生室を貫通した少なくとも１
つの入熱管と、該入熱管を介して提供される熱によって
蒸発可能な流体とが設けられており、蒸気発生室内の入
熱管の表面に、管表面における各点において形成される
気泡のサイズを制限するために、熱分布ラッピングが設
けられている、気相ヒータが提供される。
１つの細長い、中空のヒータ軌道と、軌道の下端部にお
いて各軌道の内部と流体接続した蒸気発生室を有する蒸
気発生装置と、前記蒸気発生室を貫通した少なくとも１
つの入熱管と、該入熱管を介して提供される熱によって
蒸発可能な流体とが設けられており、蒸気発生室内の入
熱管の表面に、管表面における各点において形成される
気泡のサイズを制限するために、熱分布ラッピングが設
けられている、気相ヒータが提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の気相ヒータ（概
して１０で示されている）の背面図を示しており、この
気相ヒータは、複数の細長い、中空のヒータ軌道１２，
１４，１６，１８，２０，２２と、各軌道の下端部にお
いて各軌道１２，１４，１６，１８，２０，２２の内部
と流体接続された（流体が通過・往来できるように接続
された）蒸気発生室２４ａを備えた蒸気発生装置２４と
を有している。蒸気発生室２４ａを貫通した複数の入熱
管と、入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な
流体とは図１に示されていない。気相ヒータは、さら
に、蒸気流接続手段２６，２８，３０，３２，３４，３
６を有しており、これらの蒸気流接続手段は、蒸気発生
装置２４において生ぜしめられた蒸気が各軌道１２，１
４，１６，１８，２０，２２に流入するための導管を提
供するために、蒸気発生装置２４と、軌道の下端部から
離れた位置において（例えば図１に２６ａで示された位
置において）各軌道１２，１４，１６，１８，２０，２
２とに連通している。
して１０で示されている）の背面図を示しており、この
気相ヒータは、複数の細長い、中空のヒータ軌道１２，
１４，１６，１８，２０，２２と、各軌道の下端部にお
いて各軌道１２，１４，１６，１８，２０，２２の内部
と流体接続された（流体が通過・往来できるように接続
された）蒸気発生室２４ａを備えた蒸気発生装置２４と
を有している。蒸気発生室２４ａを貫通した複数の入熱
管と、入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な
流体とは図１に示されていない。気相ヒータは、さら
に、蒸気流接続手段２６，２８，３０，３２，３４，３
６を有しており、これらの蒸気流接続手段は、蒸気発生
装置２４において生ぜしめられた蒸気が各軌道１２，１
４，１６，１８，２０，２２に流入するための導管を提
供するために、蒸気発生装置２４と、軌道の下端部から
離れた位置において（例えば図１に２６ａで示された位
置において）各軌道１２，１４，１６，１８，２０，２
２とに連通している。
【００２７】図１に示したように、蒸気流接続手段は複
数の蒸気流接続管２６，２８，３０，３２，３４，３６
から成っており、各蒸気流接続管２６，２８，３０，３
２，３４，３６は直接に軌道内部及び蒸気流発生装置２
４に連通している。マニホルド配列等の他の配列が考え
られてよい。
数の蒸気流接続管２６，２８，３０，３２，３４，３６
から成っており、各蒸気流接続管２６，２８，３０，３
２，３４，３６は直接に軌道内部及び蒸気流発生装置２
４に連通している。マニホルド配列等の他の配列が考え
られてよい。
【００２８】各軌道の内部は、各軌道に形成された複数
の開口３８によって蒸気発生装置２４の蒸気発生室２４
ａと流体接続しており、前記開口は、蒸気発生装置２４
と連通している。このような開口３８は、特に水平方向
に対して軌道が成す角度が小さい場合に、流体自体を軌
道１２，１４，１６，１８，２０，２２に流入させると
いう効果をも有する。
の開口３８によって蒸気発生装置２４の蒸気発生室２４
ａと流体接続しており、前記開口は、蒸気発生装置２４
と連通している。このような開口３８は、特に水平方向
に対して軌道が成す角度が小さい場合に、流体自体を軌
道１２，１４，１６，１８，２０，２２に流入させると
いう効果をも有する。
【００２９】図２はヒータ１０の側面図である。図１に
示されたものと同じ符号が、共通の特徴を示すために使
用されている。ヒータ１は、水平方向に対して軌道が成
す角度が約１０゜、つまり極めて浅い角度であるような
構成を有する。図２には複数の入熱管４０，４２，４４
が示されている。流体４６も示されている。図示のため
に、図２は、２０゜と２５０゜との２つの異なる温度に
おける、蒸気発生装置２４内の流体４６の高さを示して
いる。前記２つの温度は可能な作動温度に相当する。約
１０゜の浅い軌道角度において、ヒータ１０に対する流
体４６の高さは、流体４６が軌道１２内に進入するよう
になっている。さらに、流体４６は、蒸気発生装置２４
と軌道１２との間に空隙が形成されない程度に軌道１２
内へ進入する。したがって、蒸気発生装置２４において
加熱された蒸気が軌道１２，１４，１６，１８，２０，
２２へ流入するための直接的な通路は存在しない。
示されたものと同じ符号が、共通の特徴を示すために使
用されている。ヒータ１は、水平方向に対して軌道が成
す角度が約１０゜、つまり極めて浅い角度であるような
構成を有する。図２には複数の入熱管４０，４２，４４
が示されている。流体４６も示されている。図示のため
に、図２は、２０゜と２５０゜との２つの異なる温度に
おける、蒸気発生装置２４内の流体４６の高さを示して
いる。前記２つの温度は可能な作動温度に相当する。約
１０゜の浅い軌道角度において、ヒータ１０に対する流
体４６の高さは、流体４６が軌道１２内に進入するよう
になっている。さらに、流体４６は、蒸気発生装置２４
と軌道１２との間に空隙が形成されない程度に軌道１２
内へ進入する。したがって、蒸気発生装置２４において
加熱された蒸気が軌道１２，１４，１６，１８，２０，
２２へ流入するための直接的な通路は存在しない。
【００３０】本発明のヒータは蒸気流接続手段を提供
し、この蒸気流接続手段はこの実施例では、軌道１２に
関して蒸気流接続管２６を有している。図２に示したよ
うに、蒸気流接続管２６は蒸気発生装置２４と連通して
いる。さらに、蒸気発生装置２４は、１０゜の浅い軌道
角度においてさえも流体４６によって満たされない蒸気
収集空間４８と連通している。したがって、蒸気発生装
置２４において加熱された蒸気は蒸気流接続管２６への
直接的な経路を有している。蒸気流接続管２６は、軌道
１２への加熱された蒸気のための導管として働き、加熱
された蒸気は位置２６ａにおいて軌道１２に進入する。
同じ考えが、他の軌道１４，１６，１８，２０，２２及
びこれらの軌道に関連する蒸気流接続管２８，３０，３
２，３４，３６に当てはまる。
し、この蒸気流接続手段はこの実施例では、軌道１２に
関して蒸気流接続管２６を有している。図２に示したよ
うに、蒸気流接続管２６は蒸気発生装置２４と連通して
いる。さらに、蒸気発生装置２４は、１０゜の浅い軌道
角度においてさえも流体４６によって満たされない蒸気
収集空間４８と連通している。したがって、蒸気発生装
置２４において加熱された蒸気は蒸気流接続管２６への
直接的な経路を有している。蒸気流接続管２６は、軌道
１２への加熱された蒸気のための導管として働き、加熱
された蒸気は位置２６ａにおいて軌道１２に進入する。
同じ考えが、他の軌道１４，１６，１８，２０，２２及
びこれらの軌道に関連する蒸気流接続管２８，３０，３
２，３４，３６に当てはまる。
【００３１】加熱された蒸気は軌道１２，１４，１６，
１８，２０，２２において上昇し、軌道を長さに沿って
加熱する。流体は軌道の内部において凝縮され、この流
体が重力によって蒸気発生室２４ａへ戻される。しかし
ながら、加熱された蒸気の全てが軌道１２，１４，１
６，１８，２０，２２の内部と接触することによって凝
縮されるわけではない。このような凝縮しないガスが循
環されずに蒸気発生装置２４へ戻されることを保証する
ためにガス収集室（蒸気収集空間）５０が設けられてお
り、ガス収集室５０は、ガス収集管５２を介して、蒸気
発生装置２４とは反対側の軌道の端部１２ｂ，１４ｂ，
１６ｂ，１８ｂ，２０ｂ，２２ｂと流体接続している。
流体戻り部５４が、ガス収集室５０と蒸気発生室２４ａ
との間に設けられている。浅い軌道角度で動作するため
に、蒸気が蒸気発生室２４ａからガス収集室５０へ流れ
るのを防止するために、流体戻り部５４にはトラップ５
４ａが設けられている。
１８，２０，２２において上昇し、軌道を長さに沿って
加熱する。流体は軌道の内部において凝縮され、この流
体が重力によって蒸気発生室２４ａへ戻される。しかし
ながら、加熱された蒸気の全てが軌道１２，１４，１
６，１８，２０，２２の内部と接触することによって凝
縮されるわけではない。このような凝縮しないガスが循
環されずに蒸気発生装置２４へ戻されることを保証する
ためにガス収集室（蒸気収集空間）５０が設けられてお
り、ガス収集室５０は、ガス収集管５２を介して、蒸気
発生装置２４とは反対側の軌道の端部１２ｂ，１４ｂ，
１６ｂ，１８ｂ，２０ｂ，２２ｂと流体接続している。
流体戻り部５４が、ガス収集室５０と蒸気発生室２４ａ
との間に設けられている。浅い軌道角度で動作するため
に、蒸気が蒸気発生室２４ａからガス収集室５０へ流れ
るのを防止するために、流体戻り部５４にはトラップ５
４ａが設けられている。
【００３２】本発明は、低コストで頑丈なエレメントを
使用することができるように分割式ボイラをも提供す
る。この場合、図１に示した蒸気発生装置は２つの区分
５６，５８を有している。本発明の範囲内でさらに別の
区分が提供されよい。第１の区分５６は、関連した入熱
管４０，４２，４４（図１に示していないが図２には示
している）を有している。第２の区分は、別の関連する
入熱管群を有している。ユニット区分５６は軌道１２，
１４，１６と流体接続しているのに対し、第２の区分５
８は軌道１８，２０，２２と流体接続している。第１の
区分５６と第２の区分５８とは蒸気流連通路６０によっ
て連結されている。蒸気流連通路６０は、ヒータ１０に
よって採用される動作角度のいずれにおいても流体を含
むが、流体によって充満されない。流体戻り部５４は、
蒸気流連通路６０に供給する。別の改良は、入熱管の周
囲に鋼製の編組体を提供することによって得られる。編
組体は、管における「高温点（hot spot）」の発生を減
じることが分かった。
使用することができるように分割式ボイラをも提供す
る。この場合、図１に示した蒸気発生装置は２つの区分
５６，５８を有している。本発明の範囲内でさらに別の
区分が提供されよい。第１の区分５６は、関連した入熱
管４０，４２，４４（図１に示していないが図２には示
している）を有している。第２の区分は、別の関連する
入熱管群を有している。ユニット区分５６は軌道１２，
１４，１６と流体接続しているのに対し、第２の区分５
８は軌道１８，２０，２２と流体接続している。第１の
区分５６と第２の区分５８とは蒸気流連通路６０によっ
て連結されている。蒸気流連通路６０は、ヒータ１０に
よって採用される動作角度のいずれにおいても流体を含
むが、流体によって充満されない。流体戻り部５４は、
蒸気流連通路６０に供給する。別の改良は、入熱管の周
囲に鋼製の編組体を提供することによって得られる。編
組体は、管における「高温点（hot spot）」の発生を減
じることが分かった。
【００３３】図３は、ヒータの長さに沿った側面図を示
している。図４及び図５は、水平方向に対して４５゜及
び約９０゜の軌道角度におけるヒータ１０の下部の側面
図を示している。図１及び図２のそれぞれにおいて使用
されたものと同じ参照符号が、図３〜図５のそれぞれに
おいて使用されている。図４及び図５において、２０℃
及び２５０℃の温度における流体４６の高さが示されて
いる。流体４６によって占められる容積は、動作温度の
関数であるのに対し、動作温度の範囲（動作角度の範囲
に加えて）は、蒸気発生装置の設計及び蒸気発生装置に
貯蔵された流体の量の賢明な選択によって提供されるこ
とができる。
している。図４及び図５は、水平方向に対して４５゜及
び約９０゜の軌道角度におけるヒータ１０の下部の側面
図を示している。図１及び図２のそれぞれにおいて使用
されたものと同じ参照符号が、図３〜図５のそれぞれに
おいて使用されている。図４及び図５において、２０℃
及び２５０℃の温度における流体４６の高さが示されて
いる。流体４６によって占められる容積は、動作温度の
関数であるのに対し、動作温度の範囲（動作角度の範囲
に加えて）は、蒸気発生装置の設計及び蒸気発生装置に
貯蔵された流体の量の賢明な選択によって提供されるこ
とができる。
【図１】気相ヒータの背面図である。
【図２】約１０゜の軌道角度における気相ヒータの下部
の側面図である。
の側面図である。
【図３】約９０゜の軌道角度における気相ヒータの側面
図である。
図である。
【図４】約４５゜の軌道角度における気相ヒータの下部
の側面図である。
の側面図である。
【図５】約９０゜の軌道角度における気相ヒータの下部
の側面図である。
の側面図である。
１０ 気相ヒータ、 １２，１４，１６，１８，２０，
２２ ヒータ軌道、２４ 蒸気発生装置、 ２４ａ 蒸
気発生室、 ２６，２８，３０，３２，３４，３６ 蒸
気流接続手段、 ３８ 開口、 ４０，４２，４４ 入
熱管、 ４６流体、 ４８ 蒸気収集空間、 ５０ ガ
ス収集室、 ５２ ガス収集管、５４ 流体戻り部、
５４ａ トラップ、 ５６ ユニット区分、 ５８ 第
２オン区分、 ６０ 蒸気流連通路
２２ ヒータ軌道、２４ 蒸気発生装置、 ２４ａ 蒸
気発生室、 ２６，２８，３０，３２，３４，３６ 蒸
気流接続手段、 ３８ 開口、 ４０，４２，４４ 入
熱管、 ４６流体、 ４８ 蒸気収集空間、 ５０ ガ
ス収集室、 ５２ ガス収集管、５４ 流体戻り部、
５４ａ トラップ、 ５６ ユニット区分、 ５８ 第
２オン区分、 ６０ 蒸気流連通路
Claims (21)
- 【請求項１】 気相ヒータにおいて、 複数の細長い、中空のヒータ軌道と、 各軌道の下端部において各軌道の内部と流体接続した蒸
気発生室を有する蒸気発生装置と、 蒸気発生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、 該入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な流体
と、 蒸気発生装置において生ぜしめられた蒸気が各軌道に流
入するための導管を提供するために、蒸気発生装置と、
軌道の下端部から離れた位置において各軌道の内部とに
連通した蒸気流接続手段とが設けられていることを特徴
とする、気相ヒータ。 - 【請求項２】 前記蒸気流接続手段が、複数の蒸気流接
続管を有しており、各蒸気流接続管が、軌道の内部と蒸
気発生装置とに直接に連通している、請求項１記載の気
相ヒータ。 - 【請求項３】 水平方向に対する軌道の角度が９０゜か
ら５゜までの範囲であることができ、あらゆる作動条件
において各軌道の内部において凝縮された流体が重力に
よって蒸気発生室に戻されるような作動条件において使
用するための、請求項１又は２記載の気相ヒータ。 - 【請求項４】 流体の量が、ヒータがいかなる動作状態
においても入熱管が蒸気発生室に蓄積された流体で連続
的に被覆されるが、蒸気収集空間が蒸気発生室内の流体
が満たされないような量であり、前記蒸気収集空間が、
蒸気流接続手段と連通している、請求項３記載の気相ヒ
ータ。 - 【請求項５】 前記蒸気発生装置が複数の区分を有して
おり、各区分が、１つ又は複数の関連する入熱管を有し
ており、該入熱管が、他の１つ又は複数の区分の入熱管
から分離している、請求項１から４までのいずれか１項
記載の気相ヒータ。 - 【請求項６】 種々異なる区分の蒸気収集空間の間に蒸
気流連通路が設けられている、請求項５記載の気相ヒー
タ。 - 【請求項７】 前記蒸気流連通路が、いかなる動作状態
においても流体を含んでいるが、該流体によって充満さ
れない、請求項６記載の気相ヒータ。 - 【請求項８】 前記蒸気発生装置が２つの区分を有して
いる、請求項５から７までのいずれか１項記載の気相ヒ
ータ。 - 【請求項９】 凝縮しないガスを収集するためにガス収
集室が設けられており、該ガス収集室が、蒸気発生装置
とは反対側の軌道の端部と流体接続している、請求項１
から８までのいずれか１項記載の気相ヒータ。 - 【請求項１０】 ガス収集室と蒸気発生室との間に流体
戻り部が設けられている、請求項９記載の気相ヒータ。 - 【請求項１１】 前記流体戻り部には、蒸気発生室から
ガス収集室への蒸気の流れを防止するために、トラップ
が設けられている、請求項１０記載の気相ヒータ。 - 【請求項１２】 軌道とは反対側の蒸気発生室の壁部
が、軌道の下端部と集束するように湾曲されている、請
求項１から１１までのいずれか１項記載の気相ヒータ。 - 【請求項１３】 各軌道が、１対のねじ収容溝を備えた
前面を有しており、他の軌道面が絶縁されている、請求
項１から１２までのいずれか１項記載の気相ヒータ。 - 【請求項１４】 前記溝が、１０〜１５ｍｍの範囲の間
隔を有している、請求項１３記載の気相ヒータ。 - 【請求項１５】 蒸気発生室内の入熱管の表面に、該管
の表面におけるそれぞれの点において形成される気泡の
サイズを制限するために、熱分布ラッピングが設けられ
ている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の気
相ヒータ。 - 【請求項１６】 熱分布ラッピングが、編組体を含んで
いる、請求項１５記載の気相ヒータ。 - 【請求項１７】 入熱管が、軌道に隣接して一列に配置
されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載
の気相ヒータ。 - 【請求項１８】 前記入熱管が、管の端部から挿入され
ることができかつ管の端部によって除去されることがで
きる電気ヒータエレメントを収容している、請求項１か
ら１７までのいずれか１項記載の気相ヒータ。 - 【請求項１９】 前記蒸気発生装置に関連した軌道の数
が、４から８である、請求項１から１８までのいずれか
１項記載の気相ヒータ。 - 【請求項２０】 気相ヒータにおいて、 複数の細長い、中空のヒータ軌道と、 軌道の下端部において各軌道の内部と流体接続した蒸気
発生室を有する蒸気発生装置と、 蒸気発生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、 該入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な流体
とが設けられており、 前記蒸気発生装置が複数の区分を有しており、各区分
が、関連する１つ又は複数の入熱管を有しており、該入
熱管が、他の１つ又は複数の区分の入熱管から分離して
おり、 各区分が、別の軌道群と流体接続していることを特徴と
する、気相ヒータ。 - 【請求項２１】 気相ヒータにおいて、 少なくとも１つの細長い、中空のヒータ軌道と、 軌道の下端部において各軌道の内部と流体接続した蒸気
発生室を有する蒸気発生装置と、 前記蒸気発生室を貫通した少なくとも１つの入熱管と、 該入熱管を介して提供される熱によって蒸発可能な流体
とが設けられており、 蒸気発生室内の入熱管の表面に、管表面における各点に
おいて形成される気泡のサイズを制限するために、熱分
布ラッピングが設けられていることを特徴とする、気相
ヒータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0122885.7A GB0122885D0 (en) | 2001-09-22 | 2001-09-22 | Vapour phase heaters |
| GB0122885.7 | 2001-09-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227601A true JP2003227601A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=9922537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002278191A Pending JP2003227601A (ja) | 2001-09-22 | 2002-09-24 | 気相ヒータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1296100A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003227601A (ja) |
| CN (1) | CN1430038A (ja) |
| GB (1) | GB0122885D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102899771B (zh) * | 2012-09-28 | 2015-11-18 | 王春满 | 一种锦纶丝加弹机的热箱装置 |
| PL3663689T3 (pl) * | 2018-12-07 | 2022-06-20 | Intellihot, Inc. | Wymiennik ciepła |
| CN111810931B (zh) * | 2019-01-16 | 2022-04-08 | 山东北辰机电设备股份有限公司 | 一种连通孔面积变化的蒸汽发生器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1265662A (ja) * | 1968-09-23 | 1972-03-01 | ||
| FR2116645A5 (ja) * | 1970-12-02 | 1972-07-21 | Babcock Atlantique Sa | |
| JPS5213370Y2 (ja) * | 1973-04-03 | 1977-03-25 | ||
| BR7407198D0 (pt) * | 1973-09-26 | 1975-07-29 | Barmag Barmer Maschf | Aparelhagem para o tratamento termico de fios |
| US4120350A (en) * | 1975-03-19 | 1978-10-17 | The Babcock & Wilcox Company | Tube support structure |
| FR2394750A1 (fr) * | 1977-06-15 | 1979-01-12 | Commissariat Energie Atomique | Generateur de vapeur |
| US4184455A (en) * | 1978-04-10 | 1980-01-22 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger utilizing angularly extending heat exchange tubes |
| FR2473565A1 (fr) * | 1980-01-11 | 1981-07-17 | Asa Sa | Dispositif pour le traitement thermique de fils |
| DE3301510A1 (de) * | 1982-02-04 | 1983-08-04 | Barmag Barmer Maschinenfabrik Ag, 5630 Remscheid | Heizeinrichtung fuer die erwaermung laufender faeden |
| US4473035A (en) * | 1982-08-18 | 1984-09-25 | Foster Wheeler Energy Corporation | Splitter-bifurcate arrangement for a vapor generating system utilizing angularly arranged furnace boundary wall fluid flow tubes |
| GB8603454D0 (en) * | 1986-02-12 | 1986-03-19 | Heating Elements Ltd | Heater |
| US5063609A (en) * | 1989-10-11 | 1991-11-05 | Applied Materials, Inc. | Steam generator |
| GB9119693D0 (en) * | 1991-09-14 | 1991-10-30 | Black & Decker Inc | Steam generator |
| US5307802A (en) * | 1993-09-13 | 1994-05-03 | Placek Edward A | High efficiency steam generator |
| US5467424A (en) * | 1994-07-11 | 1995-11-14 | Gasonics, Inc. | Apparatus and method for generating steam |
| IT1297843B1 (it) * | 1997-05-06 | 1999-12-20 | Imetec Spa | Generatore elettrodomestico di vapore a livello acqua di caldaia stabilizzato, particolarmente per ferri da stiro. |
| US6129043A (en) * | 1999-02-25 | 2000-10-10 | United Microelectronics Corp. | Gas tube with heating apparatus |
| US6169852B1 (en) * | 1999-04-20 | 2001-01-02 | The Hong Kong University Of Science & Technology | Rapid vapor generator |
-
2001
- 2001-09-22 GB GBGB0122885.7A patent/GB0122885D0/en not_active Ceased
-
2002
- 2002-09-19 US US10/247,802 patent/US6701067B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-20 EP EP02021018A patent/EP1296100A3/en not_active Withdrawn
- 2002-09-20 CN CN02151409A patent/CN1430038A/zh active Pending
- 2002-09-24 JP JP2002278191A patent/JP2003227601A/ja active Pending
Also Published As
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|---|---|
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| US6701067B2 (en) | 2004-03-02 |
| US20030123862A1 (en) | 2003-07-03 |
| EP1296100A3 (en) | 2003-12-17 |
| EP1296100A2 (en) | 2003-03-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050601 |
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| A02 | Decision of refusal |
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