JPH0512562Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、蒸気の凝縮潜熱を利用して気体又
は液体を加熱し、その凝縮した作動液を重力還液
法等による自力式で蒸気発生器に還液する加熱蒸
気循環装置に関する。

従来の技術 従来の技術としては、たとえば、添付図面の第
２図に示されているように、ガスバーナ等の加熱
器１１５による加熱で蒸気を発生する蒸気発生器
１０１と、該蒸気を熱交換器１０２によつて生成
する凝縮液を還流貯溜し大気開放口１１０を介し
て大気に開放させた受液槽１０３と、該受液槽１
０３と凝縮液送出管１０４によつて連通した給液
槽１０５と、該凝縮液送出管１０４の開口部に設
けたフロート弁V₀₁と、給液槽１０５の水位検知
によつて開閉する開閉弁V₀₂を備え蒸気発生器１
０１の管寄せ部１１６と給液槽１０５の上部空間
１１７を連通する均圧管１０６と、蒸気発生器１
０１からの逆流を阻止する逆止弁V₀₃を備え蒸気
発生器１０１の下部溜部１１６′と給液槽１０５
の下部を連通する給水管１０７とからなり、上記
蒸気発生器１０１の管寄せ部１１６と熱交換器１
０２を蒸気管１１８で接続し、熱交換器１０２と
受液槽１０３の上部を還液管１１２で接続せしめ
た構造となつており、蒸気発生器１０１によつて
発生した蒸気は蒸気管１１８で熱交換器１０２に
送られてその凝縮潜熱を利用し気体又は液体を加
熱し、ここで生成する凝縮した作動液は還液管１
１２によつて受液槽１０３へ還流され、一方、給
液槽１０５の上部空間１１７の空気室にも均圧管
１０６を介して蒸気圧が作用するため蒸気発生器
１０１と給液槽１０５を均圧に保ちその蒸気圧で
フロート弁V₀₁をその弁シート１１９に圧接し、
かつ、蒸気発生に伴つて減少する蒸気発生器１０
１の水量を給液槽１０５から給水管１０７を介し
て順次補給する。そして、給液槽１０５の水位が
低液位ａに達すると水位センサー１２０がこれを
検知して均圧管１０６の開閉弁V₀₂を閉じ給液槽
１０５への蒸気の圧送を停止する。しかして、給
液槽１０５内の圧力が外部への放熱等によつて低
下すると受液槽１０３内の圧力（大気圧）プラス
その水頭圧と等しくなつた時点でフロート弁V₀₁
の持上げ力が解かれて落下し凝縮液送出管１０４
を開放連通せしめて受液槽１０３の凝縮液を凝縮
液送出管１０４を介して給液槽１０５へ流入す
る。この際、受液槽１０３は大気開放口１１０に
より大気に開放されている凝縮液送出管１０４の
空気吸入口１１１から空気が流入し凝縮液の流入
を円滑に行う。給液槽１０５の水位が高液位ｂに
まで達すると、フロート弁V₀₁は液位とともに浮
上し、かつ、水位センサー１２１がこれを検知し
て均圧管１０６の開閉弁V₀₂を開き給液槽１０５
の上部空間１１７に再び蒸気を送り、蒸気圧によ
りフロート弁V₀₁をその弁シート１１９に圧接し
て凝縮液送出管１０４を閉塞し受液槽１０３から
給液槽１０５への凝縮液の供給を停止すると同時
に給液槽１０５から蒸気発生器１０１への給液を
開始する。かくて、蒸気の凝縮した作動液を蒸気
発生器１０１に還液しながら連続した運転の継続
が可能となつている。

考案が解決しようとする問題点 上記従来の加熱蒸気循環装置における受液槽１
０３の大気開放口１１０は受液槽１０３の上部に
開口されているため熱交換器１０２を経て受液槽
１０３へ還流される凝縮液に含まれる蒸気が受液
槽１０３の大気開放口１１０から放出され熱ロス
を生ずる。また、受液槽１０３から給液槽１０５
に凝縮液が流入する際にも給液槽１０５内の蒸気
の一部が大気開放口１１０から器外に放出され熱
ロスを生ずる。

そこで、この考案は受液槽の大気開放経路を迂
回させてこの間に熱を吸収する構造として熱エネ
ルギーを完全に使い果たして熱ロスを防止すると
ともに、ドレンを効率よく凝縮させうる加熱蒸気
循環装置を提供するにある。

問題点を解決するための手段 この考案は、ガスバーナ等の加熱器１５による
加熱で蒸気を発生せしめる蒸気発生器１と、該蒸
気発生器１による蒸気を熱交換器２に蒸気管１８
を介して送りその凝縮潜熱を利用して気体又は液
体を加熱し、その凝縮液を還液管１２で還流貯溜
し下端を受液槽３の排水管２２に設けた排水栓
V₄と連通させた大気開放管１０によつて大気に
開放した受液槽３と、該受液槽３と凝縮液送出管
４によつて連通した給液槽５と、該給液槽５の低
液位ａと高液位ｂを水位センサー２０，２１で検
知することによつて開閉する開閉弁V₅を備え給
液槽５の上部空間１７と受液槽３の上部空間２３
を連通する空気吸入管１１と、凝縮液送出管４の
開口部に設けたフロート弁V₁と、給液槽５の低
液位ａと高液位ｂを水位センサー２０，２１で検
知することによつて開閉する開閉弁V₂を備え、
蒸気発生器１の管寄せ部１６と給液槽５の上部空
間１７を連通する均圧管６と、蒸気発生器１から
の逆流を阻止する逆止弁V₃を備え蒸気発生器１
の下部溜部１６′と給液槽５の下部を連通する給
水管７とからなり、上記蒸気発生器１の管寄せ部
１６と熱交換器２を蒸気管１８で接続し、熱交換
器２と受液槽３の上部を還液管１２で接続した加
熱蒸気循環装置において、上記受液槽３の上部空
間２３にドレン孔８を有する分離板９を設け、該
分離板９の下部に大気開放管１０の上端開口を臨
ませるとともに、上部には空気吸入管１１及び還
液管１２の上端開口を臨ませてある。又必要に応
じて空気吸入管１１と還液管１２の受液槽３内に
位置する部分の外面に冷却用フイン１３と１４を
設けてある。

作 用 上記構成において、蒸気発生器１によつて発生
した蒸気は蒸気管１８を介して熱交換器２へ送ら
れるとともに、均圧管６を介して給液槽５の上部
空間１７にも作用する。このとき、均圧管６に設
けた開閉弁V₂は給液槽５の液位が高液位ｂ又は
高液位ｂと低液位ａの間にあるときは開の状態に
あり、空気吸入管１１に設けた開閉弁V₅は閉の
状態にある。しかして、熱交換器２においてはそ
の凝縮潜熱を利用して気体又は液体を加熱し、こ
こで生成する凝縮した作動液は還液管１２により
受液槽３へ還流され受液槽３内に貯溜する。一
方、給液槽５の上部空間１７の空気室にも均圧管
６を介して蒸気圧が作用するため蒸気発生器１と
給液槽５は均圧に保たれ、大気開放管１０を介し
て大気に開放している受液槽３の圧力と給液槽５
との差圧によりフロート弁V₁はその弁シート１
９に圧接された状態のもとに蒸気発生に伴つて減
少する蒸気発生器１の水量を給液槽５から給水管
７を介して自動的に順次補給する。そして、給液
槽５の液位が低液位ａに達すると水位センサー２
０がこれを検知し均圧管６の開閉弁V₂を閉じる
と同時に空気吸入管１１の開閉弁V₅を開放する
ため給液槽５の上部空間１７の空気室内の蒸気圧
が空気吸入管１１を介して受液槽３の上部空間２
３へ急速に逃げ大気開放管１０を経て大気に放出
され給液槽５が大気圧となるからフロート弁V₁
はその持上げ力が解かれて自重で落下し凝縮液送
出管４を開放連通し受液槽３の凝縮液が凝縮液送
出管４を介して給液槽５へ流入する。この際受液
槽３内の空気が空気吸入管１１を通じて急速に補
給され的確なる運転の継続が可能である。

給液槽５の液位が高液位ｂにまで達すると、フ
ロート弁V₁は液位に従つて浮上し、かつ、水位
センサー２１がこれを検知して均圧管６の開閉弁
V₂を開放し空気吸入管１１の開閉弁V₅を閉じる
ため給液槽５と蒸気発生器１は均圧管６により連
通されて給液槽５に蒸気発生器１からの蒸気が再
び供給され給液槽５と蒸気発生器１を均圧に保
ち、フロート弁V₁を弁シート１９に持上げ圧接
し凝縮液送出管４を閉塞して受液槽３から給液槽
５への凝縮液の供給を停止すると同時に給液槽５
から蒸気発生器１への給液を開始する。かくて、
蒸気の凝縮した作動液、すなわち、凝縮液を蒸気
発生器１へ還液しながら連続した運転の継続が可
能である。

上記加熱蒸気循環装置において、受液槽３の上
部空間２３をドレン孔８を備えた分離板９で区切
り、分離板９の上部に空気吸入管１１及び還液管
１２を、下部には大気開放管１０をそれぞれ開口
せしめたので、空気吸入管１１や還液管１２から
受液槽３へ流入する蒸気熱が大気開放管１０へ直
接放出されず、分離板９のドレン孔８を通過して
その保有熱エネルギーはドレンや分離板９に吸収
される。又吸収は冷却用フイン１３，１４を設け
てあれば更に効率よく行われる。

実施例 以下この考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図はこの考案による加熱蒸気循環装置の一
実施例を示した原理説明図であつて、１は蒸気を
発生する蒸気発生器で、上部の管寄せ部、すなわ
ち、ヘツダー１６と下部溜部１６′を吸熱フイン
１ａを備えた多数の吸熱管１ｂで連通せしめ、こ
れをガスバーナ等の加熱器１５で加熱することに
より蒸気を発生せしめる貫流ボイラーとなしてい
る。１ｃは上記蒸気発生器１の管寄せ部１６に設
けたバキユームブレーカで、大気圧以下の設定圧
になると大気を吸込んで蒸気発生器１内が負圧に
なるのを防止し過剰給水等を防ぐためものであ
る。２は熱交換器で、気体又は液体の蒸気の凝縮
潜熱を与え、たとえば、湯沸し等に供するもので
ある。該熱交換器２には蒸気発生器１の管寄せ部
１６から取出した蒸気管１８を接続して蒸気発生
器１で発生した蒸気を熱交換器２へ送出するよう
になしている。３は受液槽で、上記熱交換器２と
還液管１２を介して接続され、熱交換器２で生成
する凝縮液が該還液管１２を経て受液槽３に還流
貯溜されるようになし、該受液槽３には下端を受
液槽３からの排水管２２に設けた排水栓V₄の排
水開口２４と連通させた大気開放管１０の上端を
受液槽３の上部空間２３に開口して受液槽３を大
気に開放している。４は上記受液槽３の一側下部
に垂設した凝縮液送出管で、その上端を受液槽３
に開口４ａし下端は後述の給液槽５に開口４ｂし
て受液槽３と給液槽５を該凝縮液送出管４で連通
せしめている。V₁は上記凝縮液送出管４の下部
開口４ｂの近くに装備したフロート弁で、給液槽
５内の液位及び内圧により上下動してその弁シー
ト１９に接離することで凝縮液送出管４を開閉し
受液槽３から給液槽５への凝縮液の給、断を行う
ものである。５は給液槽で、上記受液槽３の一側
下部に設けられ、該給液槽５には低液位ａを検知
する水位センサー２０と高液位ｂを検知する水位
センサー２１を備え、その上部空間１７と上記蒸
気発生器１の管寄せ部１６を均圧管６で接続し、
該均圧管６には上記水位センサー２０，２１と電
気的に接続関連させた開閉弁、たとえば電磁弁
V₂を設けている。また、上記給液槽５の上部空
間１７と受液槽３の上部空間２３を空気吸入管１
１で連通させ、該空気吸入管１１には上記水位セ
ンサー２０，２１と電気的に接続関連させた開閉
弁、たとえば電磁弁V₅を設けて、給液槽５の液
位が予め決められた低液位ａに達するとこれを水
位センサー２０が検知しその検知信号により均圧
管６の電磁弁V₂を閉じると同時に空気吸入管１
１の電磁弁V₅は開放し、給液槽５の液位が予め
決められた高液位ｂに達すると、これを水位セン
サー２１が検知しその検知信号により均圧管６の
電磁弁V₂を開放し空気吸入管１１の電磁弁V₅は
閉じるようになしている。さらに、空気吸入管１
１と熱交換器２からの還液管１２の上端を受液槽
３の上部空間２３に設けたドレン孔８を有する分
離板９の上部に臨ませ、大気開放管１０の上端は
分離板９の下部に臨ませて空気吸入管１１及び還
液管１２と大気開放管１０とが直接連通しないよ
うにしている。そして、上記空気吸入管１１及び
還液管１２の受液槽３内に位置する部分の外面に
冷却用フイン１３及び１４を設けている。７は蒸
気発生器１の下部溜部１６′と給液槽５の下部と
を連通した給水管で、該給水管７には蒸気発生器
１からの逆流を防止する逆止弁V₃を備えて蒸気
発生に伴つて減少する蒸気発生器１の水量を該給
水管７を介して給液槽５から自動的に補給するも
のである。

次に上記実施例の動作について説明する。

給液槽５の液位が高液位ｂ又は高液位ｂと低液
位ａの間にあるときは、均圧管６の電磁弁V₂は
開の状態にあり、空気吸入管１１の電磁弁V₅は
閉の状態にあるため加熱器１５による吸熱管１ｂ
の加熱で蒸気発生器１から発生した蒸気は蒸気管
１８を介して熱交換器２へ圧送されるとともに、
均圧管６を介して給液槽５の上部空間１７の空気
室にも作用する。しかして、熱交換器２において
は該熱交換器２を流過する気体又は流体に蒸気の
凝縮潜熱を与えて、たとえば、湯沸し等を行い、
放熱により生成した蒸気の凝縮液は還液管１２に
より受液槽３へ還流され受液槽３内に貯溜する。
一方、給液槽５の上部空間１７の空気室にも蒸気
圧が作用するため蒸気発生器１と給液槽５は均圧
に保たれ、この圧力により大気開放管１０を介し
て大気に開放されている受液槽３の圧力と給液槽
５とに差圧が生じフロート弁V₁はその弁シート
１９に圧接され、凝縮液送出管４を閉塞した状態
のもとに蒸気発生に伴つて減少（低下）する蒸気
発生器１の水量（水位）を給液槽５から給水管７
を介して自動的に順次補給し常に一定量（一定水
位）に保持する。給液槽５の液位は蒸気発生器１
の継続運転に伴い次第に低下し、その液位が予め
決められた低液位ａに達すると、該位置に備えた
水位センサー２０がこれを検知しその検知信号で
均圧管６の電磁弁V₂を閉じ空気吸入管１１の電
磁弁V₅は開放する。しかして、給液槽５の上部
空間１７への蒸気圧の作用は停止されるため給液
槽５内の圧力は空気吸入管１１から受液槽３への
放出等による外部への放熱等によつて次第に低下
し受液槽３内の圧力（大気圧）プラスその水頭圧
と等しくなつた時点においてフロート弁V₁の持
上げ力が解かれるため該フロート弁V₁は自重で
落下し弁シート１９から離間して凝縮液送出管４
を開放し、受液槽３に貯溜している凝縮液は凝縮
液送出管４の上部開口４ａ→弁シート１９→下部
開口４ｂを経て給液槽５内に流入する。この際、
受液槽３は大気開放管１０により大気に開放され
ており、かつ、受液槽３内の空気が空気吸入管１
１を介して放出されるからその還流動作は円滑に
行われる。このようにして受液槽３内の貯溜凝縮
液が給液槽５内へ凝縮液送出管４を介して供給さ
れ、その液位が予め決められた高液位ｂにまで達
すると、フロート弁V₁は液位により浮上して弁
シート１９に接し、かつ、該位置に備えた水位セ
ンサー２１がこれを検知しその検知信号で均圧管
６の電磁弁V₂を開き空気吸入管１１の電磁弁V₅
を閉じ、給液槽５の上部空間１７に蒸気発生器１
からの蒸気を再び作用させて給液槽５と蒸気発生
器１を均圧となしその圧力でフロート弁V₁を弁
シート１９に圧接して凝縮液送出管４を閉塞し受
液槽３から給液槽５への凝縮液の供給を停止する
と同時に給液槽５から蒸気発生器１へ自動補給に
よる給液を開始し蒸気発生器１の水位を一定水位
に保つものである。

上記一連の動作により蒸気の凝縮した作動液を
蒸気発生器に自力還流させ、連続した運転の継続
ができるものであるが、空気吸入管１１や還液管
１２から受液槽３へ流入する蒸気熱が直接大気開
放管１０へ放出されず、分離板９のドレン孔８を
通過して迂回する間にその保有熱エネルギーを完
全吸収し熱ロスを防止するものである。

考案の効果 この考案は以上説明したように、蒸気の凝縮し
た作動液を蒸気発生器へ自力で還液する加熱蒸気
循環装置において、受液槽３の上部空間２３をド
レン孔８を有する分離板９で区切り、分離板９の
上部に空気吸入管１１及び還液管１２を、下部に
は大気開放管１０をそれぞれ開口せしめたので、
空気吸入管１１又は還液管１２から受液槽３へ流
入する蒸気熱は大気開放管１０へ直接放出され
ず、分離板９のドレン孔８を通過して迂回するた
めこの間に保有熱エネルギーを完全に使い果し熱
ロスを防止するとともに、ドレンの凝縮も効率よ
く行いうる。また、空気吸入管１１及び還液管１
２には冷却用フイン１３及び１４を設けたので、
保有熱エネルギーの凝縮液への伝達を早めその吸
収は効率よく行われ熱ロスはさらに防止できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による加熱蒸気循環装置の一
実施例を示した原理説明図、第２図は従来例の同
説明図である。 １……蒸気発生器、２……熱交換器、３……受
液槽、４……凝縮液送出管、V₁……フロート弁、
５……給液槽、V₂……開閉弁、６……均圧管、
V₃……逆止弁、７……給水管、８……ドレン孔、
９……分離板、１０……大気開放管、１１……空
気吸入管、１２……還液管、１３，１４……冷却
用フイン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 蒸気を発生する蒸気発生器１と、該蒸気を熱
   交換器２によつて生成する凝縮液を還液貯溜し
   大気に開放した受液槽３と、該受液槽３と凝縮
   液送出管４によつて連通した給液槽５と、該凝
   縮液送出管４の開口部に設けたフロート弁V₁
   と、給液槽５の水位検知によつて開閉する開閉
   弁V₂を備え蒸気発生器１の上部と給液槽５の
   上部を連通する均圧管６と、蒸気発生器１から
   の逆流を阻止する逆止弁V₃を備え蒸気発生器
   １の下部と給液槽５の下部を連通する給水管７
   とからなる加熱蒸気循環装置において、上記受
   液槽３内の凝縮液面上にドレン孔８を有する分
   離板９を設け、該分離板９の下方に大気開放管
   １０を、上方に空気吸入管１１及び還液管１２
   をそれぞれ臨ませてなる加熱蒸気循環装置。 (2) 空気吸入管１１及び還液管１２に冷却用フイ
   ン１３及び１４を設けた実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の加熱蒸気循環装置。