JPH0545850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、蒸気発生器で発生した飽和蒸気を蒸
気管を経由して放熱チユーブまで導き、この放熱
チユーブにおいて凝縮潜熱を周囲の流体に与え、
凝縮した凝縮液を凝縮液管を介して一旦大気開放
型の凝縮液溜にため、次に前記蒸気発生器内の減
圧作用によつて凝縮液溜内の凝縮液を還液管を経
由して蒸気発生器内に戻し、再び蒸気発生器内の
凝縮液を加熱して蒸発させ、これを蒸気管を経由
して放熱チユーブに送り出す作用を繰り返して熱
搬送を行なう熱搬送装置（蒸気搬送装置）に関す
るものである。

［従来技術とその問題点］ 第２図は蒸気を送り出す蒸気管と凝縮液の戻り
管とが夫々独立している所謂複管式蒸気搬送装置
を示し、符号の１は蒸気発生器であり、その内部
には熱媒液１１ａが封入されており、２０は熱媒
液１１ａの量を検出するために蒸気発生器１内に
取り付けられた液量センサである。１９はバーナ
であり、１５は燃料供給管１４の途中に取り付け
られた燃料弁である。３は放熱チユーブであり、
蒸気発生器１の頂部と放熱チユーブ３とは蒸気管
２により結ばれている。６は凝縮液溜であり、そ
の上部には大気との連通口７があいている。４は
放熱チユーブ３の出口と凝縮液溜６とを結ぶ凝縮
液管であり、この凝縮液管４の末端は凝縮液溜６
の底部に開口している。５は凝縮液管４の途中に
介装された逆止弁である。

８は凝縮液溜６の底部と蒸気発生器１の底部に
近い位置とを結ぶ還液管であり、この還液管８の
途中に逆止弁９が取り付けられている。

この従来例において運転スイツチを入れると、
燃料弁１５が開いて燃焼を開始し、蒸気発生器１
内の熱媒液１１ａを加熱する。

蒸気発生器１内の圧力が大気圧以上になると、
熱媒蒸気は蒸気管２を通つて放熱チユーブ３に送
出され、熱媒蒸気は放熱チユーブ３の周囲流体に
潜熱を与えて凝縮し、凝縮液は凝縮液管４を通つ
て凝縮液溜６に吐出し、ここにためられる。凝縮
液溜６内の凝縮液１１ｃにかかる圧力は、大気連
通口７により、常に大気圧に保たれている。逆止
弁９の作用により、熱媒液１１ａが蒸気発生器１
から凝縮液溜６の方向に流れることはない。

蒸気発生器１内の熱媒液１１ａの量が液量セン
サ２１の位置以下になると、燃料弁１５が閉止し
て蒸気発生器１の加熱を停止する。蒸気発生器１
および放熱チユーブ３間の熱媒は飽和状態にある
とみなしうるので、熱媒温度に対応する飽和蒸気
圧となり、温度の高い蒸気発生器１から、なおも
熱媒蒸気が放熱チユーブ３に向かつて流出し、そ
の結果、蒸気発生器１内の熱媒液１１ａは蒸発潜
熱を奪われて急速に温度降下し、従つて減圧す
る。凝縮液管４の途中に取り付けられた逆止弁５
は加熱停止直後、放熱チユーブ３内の減圧が急速
に進むため閉止する。

熱媒として水を使用する場合、蒸気発生器１内
の熱媒温度が100℃以下になると、圧力が大気圧
以下となるので、還液管８の途中に取り付けた逆
止弁９が開いて凝縮液溜６にためられた凝縮液
（熱媒液）１１ｃが還液管８を通つて蒸気発生器
１に流入し始める。

一旦、凝縮液１１ｃの還流が始まると、凝縮液
温度は、たとえば50〜60℃と低いので、蒸気発生
器１内は熱媒液１１ａの温度に対応する飽和蒸気
圧にまで急速に減圧し、還流が促進され、燃焼停
止後10〜20秒間で凝縮液１１ｃの蒸気発生器１へ
の還流を終える。

還流終了後燃料弁１５を開いて、燃焼を再開し
蒸気を送出する、ということの繰り返しで蒸気を
放熱チユーブで搬送するものである。

蒸気従来例では、凝縮液溜にためられた凝縮液
を蒸気発生器に還流させるために、10〜20秒間蒸
気発生器の加熱を中断しなくてはならず、制御系
が複雑になるばかりでなく、搬送熱量の時間平均
値が中断時間分小さいという問題がある。

また、液量センサとしては、熱媒液と熱媒蒸気
の電気伝導度の相違を利用する電極を用いる例が
多いが、電極の腐食消耗や不純物の付着堆積に起
因する誤動作が問題となつている。

［発明の目的］ 本発明は、斯かる点に鑑みて提案されるもの
で、その目的は蒸気発生器の加熱を継続しながら
還液を行なうことによつてロスタイムをなくし、
かつ熱のロスを最少限にとどめ、電極を使用しな
いで蒸気発生器内の液量検出を行なうことができ
るようにすることである。

［発明の構成］ 本発明の構成は次のとおりである。

蒸気発生器で発生した飽和蒸気を蒸気管を経由
して放熱チユーブまで導き、この放熱チユーブに
おいて凝縮潜熱を周囲の流体に与え、凝縮した凝
縮液を凝縮液管を介して一旦大気開放型の凝縮液
溜にため、次に前記蒸気発生器内の減圧作用によ
つて凝縮液溜内の凝縮液を還液管を経由して蒸気
発生器内に戻し、再び蒸気発生器内の凝縮液を加
熱して蒸発させ、これを蒸気管を経由して放熱チ
ユーブに送り出す作用を繰り返して熱搬送を行な
う装置において、 蒸気発生器の底部に近い位置に、立上り部を有
する還液管を水平かあるいは上向き勾配で接続
し、この還液管の立上り部に温度センサを取り付
け、前記還液管の他端を凝縮液溜の底部に接続
し、前記還液管の途中であつて前記温度センサと
前記凝縮液溜接続部との間の箇所に逆止弁を介装
し、燃料供給管の途中に取り付けられた強弱運転
切換え弁を前記温度センサが高温設定値以上の温
度を検出したときに弱運転に切換え、低温設定値
以下の温度を検出したときに強運転に切換えるよ
うに構成した熱搬送装置。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図に基づき説明する。

符号の１は蒸気発生器であり、その内部には熱
媒液１１ａが封入されている。３は放熱チユーブ
であり、この放熱チユーブ３の入口と蒸気発生器
１の頂部とは蒸気管２で接続されている。６は凝
縮液溜であり、その頂部には大気連通口７が設け
られている。放熱チユーブ３の出口と凝縮液溜６
の底部とは、凝縮液管４で接続され、凝縮液管４
の途中には逆止弁５が介装されている。

凝縮液溜６の底部と蒸気発生器１の底部に近い
位置８′とは、途中に逆止弁９が介装された還液
管８で結ばれている。還液管８は立上り８″が形
成されるように配管され、この立上り８″の外壁
に温度センサ１０が取り付けられている。８は
温度センサ１０よりも下方の還液管８の一部を形
成する熱絶縁管である。１２は逆止弁９と蒸気発
生器１との間の還液管８の上部に設けた給液口で
あり、１３は栓である。１４は燃料供給管であ
り、燃料遮断用電磁弁１５、強弱運転切換え用電
磁弁１６が途中に介装されており、強弱運転切換
え用電磁弁１６のバイパス管１７には弱運転時の
流量設定用オリフイス１８が取り付けられてい
る。１９はバーナである。なお、強弱運転切換え
用電磁弁１６は前記温度センサ１０が高温設定値
以上の温度を検出したとき閉じ、低温設定値以下
を検出したとき開くように制御される。

次にその運転例を説明する。

装置を設置後初めて運転する際には、蒸気発生
器１、蒸気管２、放熱チユーブ３、凝縮液管４お
よび還液管８の容積の総量に等しいか、やや多目
の熱媒体を用意して、還液管８の上部に設けた注
液口１２の栓１３を開いて、蒸気発生器１が熱媒
液で満たされるまで注入し、その後栓１３を閉じ
る。残りの熱媒液は凝縮液溜６に大気連通口７か
ら注ぎ入れる。

運転スイツチを入れると電磁弁１５，１６が開
いてバーナ１９で燃焼を開始し、蒸気発生器１内
の熱媒液１１ａが加熱され、熱媒液１１ａの温度
が大気圧下の沸点に到達すると熱媒蒸気が蒸気管
２を通り放熱チユーブ３に導かれる。このとき蒸
気管２および放熱チユーブ３内にあつた空気は凝
縮液管４を経て大気連通口７より大気中に放出さ
れる。通常時は、蒸気発生器１、蒸気管２、放熱
チユーブ３、凝縮液管４および還液管８は熱媒液
で満たされた状態になつている。この場合、運転
スイツチを入れて、蒸気発生器１内が大気圧以上
になると、蒸気管２および放熱チユーブ３内の熱
媒液はまず凝縮液溜６に排出され、その後、熱媒
蒸気が放熱チユーブ３に搬送される。

蒸気発生器１内の熱媒液１１ａの量が還液管８
の接続部８′の上縁に減少するまで熱媒蒸気は放
熱チユーブ３に搬送され続け、放熱チユーブ３で
周囲の流体（暖房の場合は室内空気、追いだきの
場合は浴湯）と熱交換して凝縮し、凝縮液管４を
通つて凝縮液溜６に吐出し、ためられる。凝縮液
１１ｃの表面は大気連通口７により大気圧に保た
れている。

還液管８の接続部８′は熱媒液１１ａの中にあ
るため、還液管８中の熱媒液１１ｂは、熱媒液１
１ｂ自身および熱絶縁管８を通つて伝えられる
熱と、管壁を通して周囲に奪われる熱とのバラン
スで決まる比較的低い温度に保たれている。

蒸気発生器１内の熱媒液１１ａが還液管８の接
続口８′の上縁にまで減量すると、還液管８の液
封が切れ、蒸気が還液管８内の熱媒液１１ｂと入
れかわるので、温度センサ１０における温度は、
熱媒として水を使用する場合、たとえば６秒間で
70℃から90℃にはね上がる。この温度が85℃以上
になつたとき電磁弁１６を閉止するようにしてい
る。電磁弁１６が閉じられると、燃料はバイパス
管１７のみを流れてバーナに供給されることにな
るが、バイパス管１７の途中に設けられたオリフ
イス１８のために、燃焼量がたとえば1/2に減少
される。燃料量が1/2に減ずると、蒸気発生量も
ほぼ半減するので、放熱チユーブ３の凝縮能力が
過大となり、放熱チユーブ３内が急速に減圧の状
態となるが、凝縮液溜６内の凝縮液（熱媒液）１
１ｃは、逆止弁５のために放熱チユーブ３には流
入できず、もつぱら蒸気発生器１からの蒸気の流
入を促進させることになる。その結果、蒸気発生
器１への入熱以上の蒸気が放熱チユーブ３に流出
するため、蒸気発生器１の圧力は急激に降下して
大気圧以下となり、逆止弁９が開いて凝縮液溜６
にためられていた凝縮液１１ｃが還液管８を通つ
て蒸気発生器１に還流する。

蒸気発生器１への還液が一旦始まれば、蒸気発
生器１内の熱媒液１１ａは、さらに温度降下し、
従つて圧力も下がるので、還流管８内を通る凝縮
液（熱媒液）のために温度センサ１０における温
度が下げられて85℃以下になつたときに電磁弁１
６を開けるようにしている。凝縮液１１ｃの蒸気
発生器１への還液のためにバーナ１９を弱運転す
る時間は、５秒間程度のわずかな時間であるの
で、単位時間当りの蒸気搬送量の減少はほとんど
ない。

蒸気発生器１内の熱媒液１１ａが再び大気圧下
の沸点に到達すれば蒸気が放熱チユーブ３に送出
される。

なお、能力切換え用電磁弁１６は、ルームサー
モからの信号によりオン・オフする能力切換え弁
を備えている場合には、それを併用してもよい。
また、サーモスタツト弁の感温部を温度センサ１
０の代わりに、操作部を能力切換え用電磁弁１６
の代わりに配置してもよい。また、バイパス管１
７を廃し、電磁弁１６の開量を制御して加熱量を
制御するようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明の構成と作用は以上のごときものであ
り、次のような効果が得られる。

ａ 蒸気発生器の下部と凝縮液溜の底部とを立上
り部を有する還液管で連結し、この還液管の途
中に逆止弁を介装する構成としたので、蒸気発
生器内の熱媒液の量が還液管の接続口にまで減
少したときに還液管中の熱媒液が熱媒蒸気と入
れかわる現象が生じ、還液管立上り部の温度が
急上昇する。この温度上昇を還液管立上り部に
取り付けた温度センサで検出するようにしたの
で、蒸気発生器内の熱媒体の減量を簡易に、し
かも確実に検知でき、従来の電極方式のように
腐食等によるトラブルの心配がない。

ｂ 蒸気発生器内の熱媒液の減量を検知後、燃料
供給管の途中に取り付けた強弱運転切換え弁を
閉止することにより、弱運転となるようにした
ので、放熱チユーブの凝縮能力が蒸気発生器の
蒸気発生量に比べて過大となり、蒸気発生器に
おける熱媒液の蒸発が促進されて、蒸気発生器
内圧力が降下し、大気圧以下となつたときに凝
縮液溜にためられていた凝縮液を蒸気発生器内
に還液させることができる。この結果、弱運転
時間は５秒間程度と短かくなり、従来例のよう
に還液のために燃焼を中断するものに比べて還
液に要するロスタイムが非常に少なくなると共
に熱ロスも少なく、よつて高性能な熱搬送装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱搬送装置の説明図、第
２図は従来の熱搬送装置の説明図である。 １……蒸気発生器、２……蒸気管、３……放熱
チユーブ、４……凝縮液管、６……凝縮液溜、８
……還液管、１０……温度センサ、１６……強弱
運転切換え用電磁弁、１７……バイパス管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気発生器で発生した飽和蒸気を蒸気管を経
   由して放熱チユーブまで導き、この放熱チユーブ
   において凝縮潜熱を周囲の流体に与え、凝縮した
   凝縮液を凝縮液管を介して一旦大気開放型の凝縮
   液溜にため、次に前記蒸気発生器内の減圧作用に
   よつて凝縮液溜内の凝縮液を還液管を経由して蒸
   気発生器内に戻し、再び蒸気発生器内の凝縮液を
   加熱して蒸発させ、これを蒸気管を経由して放熱
   チユーブに送り出す作用を繰り返して熱搬送を行
   なう装置において、 蒸気発生器の底部に近い位置に、立上り部を有
   する還液管を水平かあるいは上向き勾配で接続
   し、この還液管の立上り部に温度センサを取り付
   け、前記還液管の他端を凝縮液溜の底部に接続
   し、前記還液管の途中であつて前記温度センサと
   前記凝縮液溜接続部との間の箇所に逆止弁を介装
   し、燃料供給管の途中に取り付けられた強弱運転
   切換え弁を前記温度センサが高温設定値以上の温
   度を検出したとき弱運転に切換え、低温設定値以
   下の温度を検出したときに強運転に切換えるよう
   に構成した熱搬送装置。 ２ 燃料供給管の途中に取り付けられた強弱運転
   切換え弁が電磁弁である特許請求の範囲第１項記
   載の熱搬送装置。 ３ 燃料供給管の途中に取り付けられた強弱運転
   切換え弁をバイパスするバイパス管を設けて強弱
   運転を制御するようにした特許請求の範囲第１項
   記載の熱搬送装置。 ４ 還液管に取り付ける温度センサがサーモスタ
   ツト弁の感温部であり、燃料供給管の途中に取り
   付ける強弱運転切換え弁操作部である特許請求の
   範囲第１項記載の熱搬送装置。