JPH0512563Y2 - - 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
は液体等を加熱し、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
蒸気循環装置のフロート弁に関する。

従来の技術 従来の技術としては、たとえば、添付図面の第
５図に示したように、ガスバーナ等の加熱器１１
０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に開放した受液槽１０３
と、該受液槽１０３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１０
４の開口部に設けたフロート弁V₀₁と、給液槽１
０５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１０１の上部管寄せ部１１１と給液
槽１０５の上部空間１１２を連通する均圧管１０
６と、蒸気発生器１０１からの逆流を阻止する逆
止弁V₀₃を備え蒸気発生器１０１の下部管寄せ部
１１３と給液槽１０５の下部を連通する給水管１
０７とからなり、上記蒸気発生器１０１の上部管
寄せ部１１１と熱交換器１０２を蒸気管１１４で
接続し、熱交換器１０２と受液槽１０３の上部を
環液管１１５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
１１４で熱交換器１０２に送られてその凝縮潜熱
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１１５によつて受液槽
１０３へ還流され、給液槽１０５の上部空間１１
２にも均圧管１０６を介して蒸気圧が作用して蒸
気発生器１０１と給液槽１０５は均圧に保たれる
ため蒸気発生に伴つて減少する蒸気発生器１０１
の水量は給液槽１０５から給水管１０７を経て順
次補給される。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１１６がこれを
検知して均圧管１０６の開閉弁V₀₂を閉じ給液槽
１０５への蒸気の流入を止め、給液槽１０５内の
圧力が外部への放熱等によつて低下し受液槽３の
水頭圧とフロート弁V₀₁の重量が等しくなつた時
点でフロート弁V₀₁が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１１７に
より大気に開放されているので凝縮液送出管１０
４の上部吸入開口１１８から空気も一緒に流入す
る。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は浮上して弁シート１２０に
接し、かつ、水位センサー１１９がこれを検知し
て均圧管１０６の開閉弁V₀₂を開き給液槽１０５
と蒸気発生器１０１を連通し給液槽１０５の上部
空間１１２に蒸気発生器１０１からの蒸気を送
り、蒸気圧によりフロート弁V₀₁をその弁シート
１２０に押しつけ凝縮液送出管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１
０１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 加熱蒸気循環装置のフロート弁は、給液槽内の
凝縮液に浮遊し、該液面の上限位置で、凝縮液送
出管１０４の弁シート１２０に接する比重としな
ければならないが、上記従来のフロート弁V₀₁は
真円状の球弁となつているためその比重調整が甚
だむつかしく、しかも、球弁の全表面が弁シート
１２０に対し確実に密接すべく精度よく作る必要
があるなどその製作に多大の手数と高度の技術が
要求されるため均一な製品の量産が不可能でコス
ト高となる欠点があつた。

そこで、この考案はフロート弁を弁シートに接
離する半球部と弁の上下動をガイドする円筒部か
らなる弁主体に比重調整用の詰物を詰め込んで形
成することにより上記従来の諸欠点を解消した加
熱蒸気循環装置のフロート弁を提供するものであ
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１０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に蒸気管１４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１５で還流貯溜し
下端を受液槽３の排水管２１に設けた排水栓V₅
と連通させた大気開放管１７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１６，１９で検知す
ることによつて開閉する開閉弁V₄を備え給液槽
５の上部空間１２と受液槽３の上部空間３ａを連
通する空気吸入管１８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１６，１９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の上部管寄せ部１１と給液槽５の上部空間
１２とを連通する均圧管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
の下部管寄せ部１３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、
前記フロート弁V₁をゴム等の気密性を有し液に
浮遊する密度の資材で弁シート２０に接離する半
球部８ａと弁の上下動をガイドする円筒部８ｂか
らなる弁主体８に発泡樹脂等の軽量材の詰物９を
詰め込んで形成し、該フロート弁V₁の比重を水
の比重以下に設定した技術的手段を採り、上記問
題点の解決を図つたものである。

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１４を介して熱交換器へ送られ
るとともに、均圧管６を介して給液槽５の上部空
間１２にも送られる。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１８に設けた開閉弁V₄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１５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１２の空気室にも均圧管６を
介して蒸気圧が作用しているため蒸気発生器１と
給液槽５は同圧に保たれ、大気開放管１７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は持上げ閉止され
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１６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１８の開閉弁V₄を開放するため給液槽５の
上部空間１２の圧力が空気吸入管１８を介して受
液槽３の上部空間３ａへ急速に逃げ大気開放管１
７を経て給液槽５が大気圧となるからフロート弁
V₁は受液槽３の水頭圧と自重で落下し凝縮液送
出管４を開放連通し受液槽３内の凝縮液が凝縮液
送出管４を介して給液槽５内に流入する。この際
受液槽３内の空気が空気吸入管１８を通じて急速
に逃がされ的確なる運転の継続が可能である。

給液槽５内の液位が高液位ｂにまで達すると、
フロート弁V₁は浮力により液位にしたがつて浮
上し弁シート２０に接し、かつ、水位センサー１
９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１８の開閉弁V₄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を同圧に保ち、フロー
ト弁V₁を弁シート２０に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
への水の補給を続ける。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、フロート弁
V₁は給液槽５内の凝縮液に浮遊し、該液面の上
限位置で、凝縮液送出管４の弁シート２０に接す
る比重に設定され、しかも、弁シート２０に接離
する部分だけを精度の高い半球部８ａとし、その
下部に弁の上下動をガイドする円筒部８ｂを連設
したほぼ釣鐘状の弁主体８の中空部に発泡樹脂等
の詰物９を詰め込んで比重調整を可能としたもの
である。

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図ないし第４図において、１は蒸気を発生
する蒸気発生器で、上部管寄せ部１１と下部管寄
せ部１３を吸熱フアン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
１０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、該貫流ボイラーを断熱材１ｃ
で覆つている。この蒸気発生器１で発生した蒸気
は上部管寄せ部１１から蒸気導出管２２で取出し
気液分離器２３を介して熱交換器（図示せず）へ
蒸気管１４で送出するとともに、後述の給液槽５
の上部空間１２へも均圧管６で送出するものであ
る。１ｄは上記蒸気発生器１の上部管寄せ部１１
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て過剰給水等を防ぐためのも
のである。実施例の加熱器１０は強制給気式の多
孔セラミツクバーナを用い、給気用フアンＦの吹
出口２４にガス供給ノズル２５を臨ませ、該吹出
口２４でガスと空気を混合し、その混合気を整流
板２６を介して多孔セラミツクバーナに供給する
ようになしている。３は受液槽で、上記熱交換器
と還液管１５を介して接続され、熱交換器で生成
する凝縮液が該還液管１５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２１に設けた排水栓V₅の排
水開口２７と連通させた大気開放管１７の上端を
受液槽３の上水位ｃ上に開口して受液槽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、受液槽３の圧力プラス水頭圧
及びフロート弁V₁の重量の相関関係により上下
動してその弁シート２０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。このフロート弁
V₁は第２図及び第３図に詳示したように、弁主
体８をゴム等の気密性を有し凝縮液に浮遊する密
度の資材で弁シート２０に接離する半球部８ａと
弁の上下動をガイドする円筒部８ｂをもつてほぼ
釣鐘状に形成し、該弁主体８の中空部８ｃに発泡
樹脂等の軽量材からなる詰物９を詰め込んでその
比重調整を行い、フロート弁V₁の比重を１より
小さく設定し、上記弁シート２０への接離動作が
正確に行いうるようになしている。なお、第３図
に示したように弁主体８の中空部８ｃの開口を蓋
体８ｄで閉塞せしめると、詰物９の脱出を防ぐ効
果がある。

５は給液槽で、前記受液槽３の下部一側に連設
され、低液位ａを検知する水位センサー１６と高
液位ｂを検知する水位センサー１９を備え、その
上部空間１２に気液分離器２３からの均圧管６を
接続し、該均圧管６には上記水位センサー１６，
１９と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１２と受液槽３の上部空間３ａを空気吸入管１
８で連通させ、該空気吸入管１８には上記水位セ
ンサー１６，１９と接続関連させた開閉弁、たと
えば、電磁弁V₄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１５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１８の電
磁弁V₄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１９
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１８の電磁弁V₄は閉じる
ようになしている。さらに、空気吸入管１８と熱
交換器からの還液管１５を受液槽３の上部空間３
ａに架設したドレン孔２８を有する分離板２９の
上部に臨ませ、空気吸入管１８及び還液管１５と
大気開放管１７とが直接連通しないようにして熱
ロスを防いでいる。７は蒸気発生器１の下部管寄
せ部１３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。なお、
受液槽３と給液槽５の連結は、第１図に示したよ
うに凝縮液送出管４を介して連設せしめると実施
上有益である。３０は気液分離器２３の底部から
取出して上記給水管７と交叉させたブロー管で、
その途中に空焚き防止センサー３１を設け、蒸気
発生器１の排気通路３２に設けた排気温検知セン
サー３３とで異常時の安全を確保している。３４
は受液槽３への水補給路３５に設けた浄水器であ
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１８の電磁弁V₄は
閉の状態にあるため加熱器１０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導
出管２２から気液分離器２３を介して蒸気管１４
により熱交換器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１２にも圧送され
る。しかして、熱交換器においては該熱交換器を
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１５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１２の空気室にも蒸気圧が作用してい
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１７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２０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
１６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１８の電磁弁V₄は開放
する。しかして、給液槽５の上部空間１２への蒸
気の圧送は停止されるため給液槽５内の圧力は低
下し且つ受液槽３内と連通するため給液槽５内の
圧力と受液槽３内の圧力は等しくなりフロート弁
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２０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２０
→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１７により大気に開
放されてい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２
０に接し、かつ、該位置に備えた水位センサー１
９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１８の電磁弁V₄を閉じ、
給液槽５の上部空間１２に蒸気発生器１からの蒸
気を再び圧送して給液槽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２０
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
行う。

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、受液槽３から給液槽５への
凝縮液の流入、停止を行うフロート弁V₁は給液
槽５内の凝縮液に浮遊し、かつ、蒸気圧の作用で
持上げ又は落下する比重としなければならない。
そこで、半球部８ａと円筒部８ｂからなる弁主体
８の中空部８ｃに詰物９を詰め込んで比重の調整
ができ、しかも、凝縮液送出管４の弁室内壁に弁
主体８の円筒部８ｂがガイドされて直線的に上下
動するからその開閉動作も円滑に行われるもので
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、そのフロート弁V₁を弁シー
ト２０に接離する部分だけを精度の高い半球部８
ａとし、その下部に弁の上下動をガイドする円筒
部８ｂを連設したほぼ釣鐘状の弁主体８の中空部
８ｃに詰物９を詰め込んだ構造としたから、詰物
９によつてその比重が自由に調整できるととも
に、弁シート２０に接離する半球部８ａだけを精
度よく作ればよいのでその製作コストの低廉を図
ることができ、また、円筒部８ｂにより弁の上下
動がガイドされて直線的に動くため弁の開閉動作
が円滑、確実に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示した使用状態
の一部切断正面図、第２図及び第３図はフロート
弁だけの断面図、第４図は加熱蒸気循環装置の一
例を示した全体の概略構成図、第５図はその従来
例を示した原理説明図である。 １……蒸気発生器、３……受液槽、４……凝縮
液送出管、５……給液槽、V₁……フロート弁、
V₂……開閉弁、６……均圧管、V₃……逆止弁、
７……給水管、８……弁主体、８ａ……半球部、
８ｂ……円筒部、９……詰物。

Claims (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、前記フロート弁V₁を半球部８ａ
   と円筒部８ｂからなる弁主体８に詰物９を詰め込
   んで形成し、該フロート弁V₁の比重を水の比重
   以下に設定した加熱蒸気循環装置のフロート弁。