JPH03148501A - 蒸気ボイラの気水分離器 - 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、水管形ボイラ又は炉筒煙管形ボイラといった
蒸気ボイラに組込まれる気水分離器に関し、特に、蒸発
量が４０００Ｋｇ／ｈ〜４０Ｋｇ／ｈ程度の比較的小容
量の小型ボイラにおいて好適に使用される気水分離量に
関するものである。

【従来の技術】

従来のこの種気水分離器としては、例えば第３図に示す
如く、木管群１の上下端を管寄せ２，３で連結した水管
形ボイラに組込まれたものや、第４１１１ｉに示す如く
、ドラム２１内の缶水部Ｂに炉筒２２及び煙管群２３を
配設した炉筒煙管形ボイラに組込まれたものが知られて
いる。 これらの気水分離器８′は、何れも、ボイラの蒸気発生
部Ａから筒状の気水分離室９′内に供給された気水温合
流体２−０を気水分離装置１０′によって旋回させる等
により気相と液相とに分離させ、液相と分離された蒸気
２０ａを蒸気取出管１８′から取出すと共に、気相と分
離された水分２０ｂを降水管１７′からボイラの缶水部
Ｂに返戻するように構成されている。 ところで、一般に、気水分離装置１０′に流入する気水
温合流体２０の流速が大きい程、気水分離器８′による
分離効果は大きくなるが、気水分離装置　１０の出入口
における圧力損失は、概ね、流速の二乗に比例して大き
くなる。この圧力損失は。 上下管寄せ２．３間に介装した水位計４による水位と降
水管１７における分離水２０ｂの水位との差ΔＨに略等
しい。 また、降水管１７′の水面と気水分離器Ｍ　１０の設置
位置との間に一定以上の高低差Ｈ１を確保しておかない
と、降水管１７′内の分離水２０ｂが気水分離室９′内
に侵入する等、分離効果に悪影響を与える。 これらのことから、比較的小容量のボイラでは。 気水分離器８′による分離効果を高水準に維持しようと
すれば、気水分離器８′を必要以上に高位置に配置して
おかなければならならない、例えば、水管形ボイラでは
、気水分離器８′を上部管寄せ２より極めて高い位置に
設置しておかなかればならなＬｓ しかし、ボイラ設置上、輸送上の制約等から。 気水分離器８′を一定以上高位に設置しておくことはで
きず、乾き度の高い蒸気を得ることができないでいるの
が実情である。

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、このような問題を解決して、乾き度の極めて
高い蒸気を得ることのできる気水分離器を提供すること
を目的とするものである。 ［１１題を解決するための手段］ この課題を解決した本発明の気水分離器は、互いに連通
ずる一次分離室と二次分離室とに区画した筒状の気水分
離室と、一次分離室において、ボイラの蒸気発生部から
供給された気水温合流体を気相と液相とに分離する一次
分離装置と、一次分離室で気相と分離された一次分離水
をボイラの缶水部に返戻させる降水管と、二次分離室に
おいて、一次分離室で液相と分離されて両分離室の連通
部から供給された一次分離蒸気を更に気相と液相とに分
離する二次分離装置と、二次分離室で気相と分離された
二次分離水をボイラ外に排出する濃縮水排出装置と、二
次分離室で液相と分離された二次分離蒸気をボイラ外に
取出す蒸気取出管とを具備するものである。前ｍｌ濃縮
水排出装置は、ボイラの給水タンク内に配置された熱交
換器と、二次分離室から熱交換器を経過してボイラ外に
導かれた排水管とを具備するものとしておくことが好ま
しい。

【作用１ ボイラの蒸気発生部から一次分離室に供給された蒸気は
一次分離装置により気相と液相とに分離される。 一次分離室で分離された一次分離水は降水管からボイラ
の缶水部に返戻される。 一方、一次分離室で分離された一次分離蒸気は連通部か
ら二次分離室にもたらされ、二次分離装置により更に気
相と液相とに分離される。−二次分離室で液相と分離さ
れた二次分離蒸気は蒸気取出管から取り出され、適宜の
熱負荷部に供給される。この二次分離蒸気は、一次分離
室で水分を分離された二次分離蒸気から更に水分を分離
させたものであり、後述する如く二次分離装置による分
離効果が大きいこととも相俟って、気水分離器の設置位
置を高くしておかずとも、高乾き度（例えば９９％以上
）の蒸気を得ることができる。 −一方、二次分離室で気相と分離された二次分離水は、
ボイラ外の低圧雰囲気（常圧雰囲気）に排出される。こ
のように、二次分離水が従来の気水分離器における如く
高圧の缶水部に返戻されず。 低圧雰囲気に排出されるため、二次分離装置によっては
充分な圧力損失（例えば０．２ｋｇ／ｄ）をとることが
できる。したがって、二次分離装置による分離効果が大
きく、一次分離装置の構成を簡略化できると共に、一次
分離装置の出入口における圧力損失を大幅に小さくでき
て、気水分離器の設置位置をより低くできる。 また、二次分離水は一次分離蒸気から分離された高濃縮
水であり、かかる高濃縮の缶水をボイラ外に排出するこ
とから、缶水の水質を良好に維持し得て、連続ブローを
兼ねることができる。したがって、前記したような小型
ボイラにあっては連続ブロー装置を装備しておくことが
必須条件となるが、本発明の気水分離器によればかかる
ブロー装置を格別に必要としない。 さらに、濃縮水排出装置を排水管とこれに介設した熱交
換器とを具備するものとしておくと、熱水たる二次分離
水の有する熱を有効に回収でき。 しかも缶水部への給水の温度上昇、脱気促進を図ること
ができる。 １実施例】 以下、本発明の構成を第１図に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。 第１図に示す水管形ボイラにおいて、■は上下管寄せ２
，３で連結された木管群、４は管寄せ２゜３間に介装さ
れた水面計、５は給水タンク、６は給水タンク５から下
部管寄せ３−に導いた給水管。 ７は給水管６に介設されて、水面計４による水位を設定
水位に保持すべく制御される給水ポンプ。 ８は気水分離器である。 気水分離器８は、筒状の気水分離室９に−次分離装ｗ１
０及び二次分離装置１１を内装してなる。 気水分離室９は、隔壁１２により下位の一次分離室１３
と上位の二次分離室１４とに区画されている、両次分離
室１３１４は、隔壁１２に形成した連通部たる蒸気吹込
部１５を介して互いに連通されている。一次分離室１３
内には、ボイラの蒸気発生部八つまり上部管寄せ２に接
続された気水温合流体吹込管１６が導かれており、一次
分離室１３の下部には、ボイラの缶水部Ｂつまり下部管
寄せ３に導いた降水管１７が接続されている。二次分離
室１４の上部には蒸気取出管１８が接続されており、そ
の下部には濃縮水排出装置Ｅ１９が接続されている。こ
の濃縮水排出装置１９は、二次分離室１４の下部に接続
されて、ボイラ外の低圧雰囲気（常圧雰囲気）に導かれ
た排水管１９ａと。 排水管１９ａに介設されたトラップ等の水分排出器１９
ｂと、排水管１９ａに介設されて、給水タンク１５内に
配置された熱交換器１９ｃとからなる。 一次分離装置１０１よ旋回羽根１０ａを備えたもので、
気水温合流体吹込管１６の先端部に設けられている。蒸
気発生部Ａで発生した気水温合流体２０は、気水混合流
体吹込管１６から一次分離装置ｌＯに流入し、旋回羽根
１０ａにより旋回流をなして一次分離室１３内に流出し
て、その比重差により一次分離蒸気２０ａと一次分離水
２０ｂとに分離される。一次分離蒸気２０ａはそのまま
上昇して、蒸気吹込部１５から二次分離室１４に流入す
る。一次分離水２０ｂは一次分離室１３の下部に流下し
て、降水管１７から下部管寄せ３に返戻される。 二次分離装置１１１は一次分離装置１０と同様に旋回羽
根１１ａを備えたもので、蒸気吹込部１５の先端部に設
けられている。一次分離室１３で分離された一次分離蒸
気２０ａは、蒸気吹込部１５から二次分離装置１１に流
入し、旋回羽根１１ａにより旋回流をなして二次分離室
１４内に流出して、その比重差により二次分離蒸気２０
′ａと二次分離水２０　ｂとに分離される。二次分離蒸
気２０′ａは蒸気取出管１８から気水分離器８外に取出
されるが、この二次分離蒸気２０　ａは一次分離室１３
で水分を分離された一次分離蒸気２０ａから更に水分を
分離したものであるから、極めて乾き度の高いものであ
る。したがって、気水分離器８を必要以上に高位に設置
しておかずとも、乾き度が９９％以上の蒸気を得ること
ができる。一方、二次分離水２０′ｂは二次分離室１４
の下部に流下して、水分排出器１９ｂにより排水管１９
ａに取出され、排水管１９ａからボイラ外の低圧雰囲気
に排出される。このとき、熱水たる二次分離水２０′ｂ
は熱交換器１９ｃを通過することにより熱回収される。 したがって、給水タンク１５内の水温が上昇せしめられ
、缶水部Ｂへの給水の脱気促進を図ることができる。ま
た。この二次分離水２０　ｂは一次分離蒸気２０ａから
分離された高濃縮水であるが、かかる缶水の高濃縮水を
缶水部Ｂないしその給水ラインに返戻することなく、系
外に排出するようにしたから、缶水の水質を良好に維持
し得て、連続ブローを兼ねることができる、　ところで
、本発明に係る気水分離器８は上記水管形ボイラに適用
される他、例えば第２１ｍに示す如く。 炉筒２２及び煙管２３を設けた炉筒煙管形ボイラにも上
記実施例と同様に好適に使用できる。なお、気水分離器
８の構成は、前記実施例におけると同様であるから、そ
、の詳細は省略する。 また、本発明に係る気水分離器８の構成は上記実施例に
限定されず、本発明の基本原理を逸脱しない範囲におい
て適宜に変更、改良しうる。例えば、各分離装！１０．
１１は上記した旋回羽根形気水分離器構造とする他、被
分離流体２０，２０ａを分離室１３．１４の内壁面の接
線方向に吹込むようにする接線方向吹込形気水分離器構
造や。 被分離流体２０．２０ａを反転流動させて気相と液相と
に分離する内筒形気水分票器構造等としておくことがで
き、その構成は任意である。また。 二次分離液２０　ｂを給水タンク１５内に直接吹込むよ
うにしておくこともできる。

【発明の効果】

以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、一
次分離室で水分を分離した一次分離蒸気を、二次分離室
で更に水分と分離させるから、気水分離器を必要以上高
位に設置しておかずとも。 極めて高乾き度の蒸気を得ることができる。しかも、二
次分離室で気相と分離された二次分離水をボイラ外の低
圧雰囲気に排出させるため、二次分離装置による分離効
果を大きくできると共に、一次分離装置の出入口での圧
力損失を小さくし得て、　　　一気水分離器の設置位置
をより低くできる。このため、一次分離装置の構成を簡
略化し得ることと相俟って、ボイラ構造を徒に複雑化す
ることなく小型化できる。さらに、缶水の高濃縮水たる
二次分離水をボイラ外に排出することにより、缶水の水
質維持を図り得て、連続ブローを兼ね−ることかできる
。また。二次分離水の熱を缶水部への給水系に有効に回
収でき、給水温度の上昇、脱気促進を図ることができる
。 したがって、本発明の気水分離器を組込むことにより、
ボイラ能力を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る気水分離器の一実施例を示す概略
断面図であり、第２図はその変形例を示す概略断面図で
あり、第３図及び第４図は夫々従来技術を示す概略断面
図である。 Ａ・・・ボイラの蒸気発生部、Ｂ・・・ボイラの缶水部
、８・−・気水分離器、９・・・気水分離室、１０・・
・一次分離装置、１１・・・二次分離装置、１２・・・
隔壁、１３・・・一次分離室、１４・・・二次分離室、
１５−・・蒸気吹込部（連通部）、１６・・・気水温合
流体吹込管、１フー・・降水管、１８・・・蒸気取出管
、１９・−濃縮水排出装置、１９ａ・・・排水管、１９
ｃｍ・・熱交換器、２０・・・気水温合流体、２０ａ・
・・一次分離蒸気、２０ｂ・・・一次分離水、２０　ａ
・・・二次分離蒸気、２０　ｂ・・・二次分離水。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに連通する一次分離室と二次分離室とに区画
   した筒状の気水分離室と、一次分離室において、ボイラ
   の蒸気発生部から供給された気水混合流体を気相と液相
   とに分離する一次分離装置と、一次分離室で気相と分離
   された一次分離水をボイラの缶水部に返戻させる降水管
   と、二次分離室において、一次分離室で液相と分離され
   て両分離室の連通部から供給された一次分離蒸気を更に
   気相と液相とに分離する二次分離装置と、二次分離室で
   気相と分離された二次分離水をボイラ外に排出する濃縮
   水排出装置と、二次分離室で液相と分離された二次分離
   蒸気をボイラ外に取出す蒸気取出管とを具備することを
   特徴とする蒸気ボイラの気水分離器。
2. （２）前記濃縮水排出装置が、ボイラの給水タンク内に
   配置された熱交換器と、二次分離室から熱交換器を経過
   してボイラ外に導かれた排水管とを具備するものである
   ことを特徴とする、請求項１に記載する蒸気ボイラの気
   水分離器。