JPH0225660A - 熱取出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一定温度以下の温度の熱エネルギを保持する
加熱部に設けた熱交換部でその中を貫流する流体を加熱
して取出す熱取出し装置に関する。

従ｍ胤 産業廃熱等の非定常エネルギーや需給に時間的ずれのあ
る深夜電力等の有効利用手段として、これらのエネルギ
ーを蓄熱材に蓄熱し、必要の都度、その中に設けられた
熱交換部を介して利用流体又は熱媒体を加熱して高温流
体として蓄熱された熱を取出す熱取出し装置が知られて
いる。

このような蓄熱装置からの熱取出し装置では、熱を取出
して行くにしたがって、蓄熱材の温度が低下して行くこ
とのないように、物質の固・液相変化の際の潜熱を利用
して、一定の温度で蓄熱する潜熱蓄熱装置を使用するこ
とが有利である。しかし、顕熱を利用した蓄熱装置であ
っても、利用する加熱流体の温度より相当高い温度の熱
を保持している場合は、熱を取出すことによって温度が
下っても相当の期間使用することができる。

さて、このような蓄熱装置からの熱取出し装置では、加
熱された流体を使用しない時は熱交換部への流体供給管
に設けた元弁を閉じて被加熱流体の熱交換部への供給を
停止するのが一般的である。

しかし、元弁を閉じて熱交換器の内部を流体が貫流しな
い場合は、流体は蓄熱材の熱によって漸次昇温しで行き
、蓄熱温度がその流体の気化温度より高い場合は、流体
は遂には蒸発し熱交換部の中の流体が減少しドライアウ
トされた状態に至る。従って蓄熱装置の熱は熱交換部の
管壁に与えられ過熱し、次回使用時に流体を熱交換器に
供給すると、過熱された熱交換壁に接して流体は急激に
蒸発する現象が発生し、流体は膨張して管に圧力が掛り
、破壊する懸念がある。一方これを防ぐためには熱交換
部内に常に流体をとどめておく必要があり、そのために
は流体取出し管に設けた先止弁を閉じることが望ましい
。この場合にも同様にして流体の気化が生じ熱交換部内
の圧力が上昇し、蓄熱装置の蓄熱温度と平衡する点にま
でゆるやかに圧力上昇する。従って、流体の逆流を防止
するために元弁の下流側に逆止弁を設け、逆止弁と先止
弁の間の管内圧力は熱取出し停止時は高い圧力に維持さ
れるが、次回使用時に先止弁を開くと管内の気化流体に
押されて高温の流体が噴出し思わぬ災害を招く可能性が
ある。

一１旬ｊｕ訃へた過！し１度 本発明は、上記の目的を達成させるため、上述の構成の
蓄熱装置からの熱取出し装置において、熱交換器への流
体供給管に元弁を、流体取出し管に先止弁を設けるとと
もに、上記の元弁から先止弁迄の間の管路に逆止弁と安
全弁と、中間に止弁を有し元弁より上流側又は先止弁よ
り下流側の管路に他端が接続されたバイパス配管を設け
たことを特徴とする。

走−一部 本発明の熱取出し装置は以上の如く構成されているので
、熱の取出しを停止する場合は、少なくとも先止弁とを
閉じることにより、熱交換部を含むその間の管路は一時
的に閉空間となり液が滞溜した状態となる、この液は蓄
熱材から熱を受けて一部は蒸発し、密閉管路内の圧力が
高まるが、蓄熱材の温度と平衡すると蒸発は止まり、配
管内には液がとどまり、ドライアウト・は回避される。

運転再開始時には、バイパス配管に設けられた止弁を少
し開き、ゆるやかに圧力を抜き供給圧程度にし、その後
に先止弁を開けば急激に熱交換部内の液体が流れ出るこ
とはなく、その後は所定の流速で被加熱流体は熱交換部
を貫流し所定の温度の加熱流体を取出すことができる。

寒」Ｌ史 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明を深夜電力を利用した蓄熱装置に適用し
水を熱取出し流体とした場合を示すものであり、第１図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は夫々本発明の実施例の構成を
示すとともに、常用時。

停止時及び再運転開止時の弁の開閉状態を夫々示す図で
ある。

蓄熱材１を充填した加熱装置２内には、深夜電力で発熱
するヒータ３及び内部を加熱して利用する水が流れる熱
交換部４が設けられている。熱交換部４には、常温の水
を供給する給水管５と、加熱され温水となって取出され
る温水取出し管６とが結合されている。給水管５には元
弁７が設けられ、温水取出し管６には先止弁８が設けら
れている。給水管５の元弁７の下流側には逆止弁９を設
け、逆止弁９と温水取出管６の先止弁８の間には安全弁
１０及他端が先止弁８より下流側に接続されるバイパス
管１１の一端が取付けられている。

バイパス管１１には止弁１２が設けられている。

第１図（ａ）はこの装置の常用時の状態を示す図で、弁
を示す記号のうち白で示すものは開放された状態、黒で
示すものは閉鎖状態とし、常用状態では元弁７及び先止
弁８は開放され、バイパス弁１１は閉鎖されている。

この状態で、加熱装置２内の熱交換部４内を水が所定の
流速で貫流し、加熱装置２内に充填された蓄熱材１から
熱を受取って温水となり温水取出し管６から一定の温度
の温水を取出すことができる。

弁の開度を変えることにより、熱交換部４内の流速を変
えれば、取出す温水の温度を変えることができる。又１
元弁７を絞り、先止弁８を大きく開くことにより任意の
温度の蒸気を取出すことも可能である。

次に、温水の取出しを停止する場合は第１図（ｂ）に示
す如く、３つの弁７，８．１１をすべて閉鎖する。但し
、停止期間によっては元弁７は閉鎖せずにすませること
もできる。この状態で逆止弁９と先止弁８との間の熱交
換部４を含む配管内には水が閉じ込められるが、その水
は熱交換部４を介して蓄熱材１により加熱され漸次昇温
し、遂には一部が蒸発し圧力が高まり、蓄熱温度に平衡
する水蒸気圧に至った時点で気化が止り、配管内には液
体が溜まり、ドライアウトは避けられる。

勿論、配管内の圧力が所定の安全弁設定圧力を超えれば
、安全弁１０が開きそれ以上の圧力に上ることは防止さ
れる。

次に、再運転開始時には、（ｃ）図に示す如く、元弁７
と先止弁８を閉じたま）、バイパス弁１２のみを僅かに
開き、弁７，８間の配管内の圧力をゆるやかに抜いて行
き、給水圧力程度迄低下させる。これにより、水の気化
温度が下り、熱交換部４内の水の一部は蒸発し始めるが
、元弁７及び先止弁８を開放し水を供給することにより
、温度が下り、常用状態に復帰する。常用状態に戻れば
バイパス弁１２を閉じる。

第１図に示した実施例では、バイパス１１は先止弁８の
上流の１点と下流の１点との間に設けたが、第２図（ａ
）に示す如く、先止弁８の上流の１点と逆止弁９あるい
は元弁７上流側の１点と間に設けることも、又第２図（
ｂ）に示す如く、逆止弁９の下流側の１点と上流側の１
点との間に設けるここも、さらに逆止弁９の下流側の１
点と先止弁８の下流側の１点との間に設けることも可能
である。要するに、逆止弁９と先止弁８との間の配管の
圧力を、給水圧以下の管に抜くことができればよいので
ある。

したがって、安全弁の位置も、第１図の位置に限られる
ものではなく、逆止弁９との間の配管のどこに設けても
よく、そのドレンは給水管又は大気中のドレン受は等に
抜くことも可能である。

なお、上記の実施例では装置の断熱計装付属品などは説
明を簡素化するために省いである。また、上記実施例は
深夜電力利用の蓄熱装置に関するものであるが、産業用
の蓄熱たとえば廃熱蓄熱にも活用し得るものであり、そ
の場合はヒータは加熱チューブ状のものとなる。

効　　　果 以上の如く、本発明によれば、ドライアウトを防止して
安全に熱を温水又は蒸気として取出することができる。

なお、この発明は水以外の流体の加熱にも適用可能であ
ることは云う迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施例の構成
を示すとともに夫々常用時、停止時及び再運転開始時の
弁の操作を示し、第２図（ａ）。 （ｂ）、（Ｑ）は夫々バイパス配管の他の設は方を示す
系統図である。 ３・・・ヒータ　　４・・・熱交換器 ５・・・給水管（流体供給管） ６・・・温水取出管（流体取出管） ７・・・元弁　　　８・・・先止弁 ９・・・逆止弁 １０・・・安全弁 １２・・・バイパス弁 １１・・・バイパス管 （ほか１名） １・・・蓄熱材　　２・・・加熱装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定の温度以下の温度の熱エネルギーを保持する加熱部
   内に設けられた熱交換部に流体供給管より被加熱流体を
   送り込み、上記熱交換部で加熱部内の熱エネルギーによ
   り加熱し、流体取出し管より取出す熱取出し装置におい
   て、 上記の流体供給管に元弁を、流体取出し管に先止弁を設
   けるとともに、上記の元弁から先止弁迄の間の管路に逆
   止弁と安全弁と、中間に止弁を有し元弁より上流側又は
   先止弁より下流側の管路に他端が接続されるバイパス配
   管を設けたことを特徴とする熱取出し装置。