JPH09152189A - 蓄熱式蒸気発生装置 - Google Patents

蓄熱式蒸気発生装置

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JPH09152189A
JPH09152189A JP33411095A JP33411095A JPH09152189A JP H09152189 A JPH09152189 A JP H09152189A JP 33411095 A JP33411095 A JP 33411095A JP 33411095 A JP33411095 A JP 33411095A JP H09152189 A JPH09152189 A JP H09152189A
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JP
Japan
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heat storage
heat
water injection
steel plates
blocks
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Withdrawn
Application number
JP33411095A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumimasa Anami
文政 阿南
Shigeji Arima
繁治 有馬
Koichiro Oyabu
耕一郎 大藪
Masahisa Fujimoto
雅久 藤本
Tadashi Tsuji
正 辻
Makoto Sogabe
誠 曽我部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Kyushu Electric Power Co Inc, Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Kyushu Electric Power Co Inc
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱式蒸気発生装置を小形化するとともにそ
のコストを低減する。 【解決手段】 2枚の鋼板1を微小隙間S1を隔てて相互
に重ね合わせ微小隙間S1の両側端を密閉することによっ
て形成された注水路16を有する多数の蓄熱ブロック2に
よって蓄熱体10を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は給湯用に好適な蓄熱
式蒸気発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の蓄熱式給湯装置の1例が図5に示
されている。図5において、01は蓄熱槽で、この内部に
は耐火煉瓦からなる蓄熱材02が内蔵され、この蓄熱材02
には複数の熱媒流路03が形成されている。
【0003】蓄熱運転時には、ダンパ08、09を開き、ダ
ンパ010 、011 を閉じ、ブロア06を運転し、ブロア07を
停止する。すると、ブロア06から吐出された空気は、実
線矢印で示すように、ダクト014を経て加熱器04内に入
り、ここで深夜電力012 が通電されるヒータ016 によっ
て所定の温度まで加熱される。
【0004】この高温の空気はダンパ09を経て蓄熱槽01
内に入り、熱媒流路03を流過する過程で蓄熱材02を加熱
することによって降温して蓄熱槽01から流出し、ダンパ
08を通って再びブロア06に吸い込まれる。以上を繰り返
すことによって蓄熱材02を次第に昇温させ、蓄熱槽01の
出口における空気の温度が上限温度に上昇した時点で蓄
熱運転を終了する。
【0005】放熱運転時には、ダンパ010 、011 を開
き、ダンパ08、09を閉じ、ブロア07を運転し、ブロア06
を停止する。すると、ブロア07から吐出された空気は、
破線矢印で示すように、ダクト015、ダンパ010 を経て
蓄熱槽01内に入り、ここで熱媒流路03を流過する過程で
蓄熱材02から吸熱することにより次第に昇温する。そし
て、ダンパ011 を経て放熱器05に入り、ここでコイル01
3 内を循環する水を加熱することにより降温して再びブ
ロア07に吸い込まれ、以上を繰り返す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
ては、蓄熱材02として耐火煉瓦を用いているため、その
蓄熱密度が低く、従って、蓄熱材02の容積を大きくしな
ければならないので、蓄熱槽01が大型で大重量となる。
【0007】また、蓄熱運転時に空気を循環させるため
のダクト014 、ブロア06、ダンパ08、09と、放熱運転時
に空気を循環させるためのダクト015 、ブロア07、ダン
パ010 、011 を備えているため、部品点数が多いととも
にこれら部品は比容積が大きい空気を取り扱うために大
型となり、しかも、高温の空気に曝されるので寿命が短
い。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、蓄熱運転時にはヒータによって蓄熱体を加熱す
ることにより蓄熱し、放熱運転時には水を上記蓄熱体に
注水して蒸発させる蓄熱式蒸気発生装置において、上記
蓄熱体は2枚の鋼板を微少隙間を隔てて相互に重ね合わ
せ、上記微少隙間の両側端を密封することによって形成
された注水路を有する蓄熱ブロックを多数具備すること
を特徴とする蓄熱式蒸気発生装置にある。
【0009】他の特徴とするところは、上記2枚の鋼板
の上記注水路を形成する対向面の中央部にそれぞれ上記
注水路の全長に亘る切込溝を穿設したことにある。
【0010】更に他の特徴とするところは、上記2枚の
鋼板を長方形断面を有する同じ形状及び寸法とし、これ
ら2枚の鋼板を上記隙間の両側端部において相互に溶接
したことにある。
【0011】更に他の特徴とするところは、上記蓄熱ブ
ロックを複数個互いに密接させて配列してなる2つのブ
ロック列を隙間を隔てて左右対称に配置し、この隙間に
上記ヒータを前後方向に間隔を隔てて複数個配置したこ
とにある。
【0012】更に他の特徴とするところは、上記2枚の
鋼板をそれぞれ実質的に垂直に立設し、上記注水路の上
端開口に注水管を接続するとともにその下端開口に蒸気
管を接続したことにある。
【0013】しかして、放熱運転時水を蓄熱体に注水す
ると、水は各蓄熱ブロックの注水路を流過する過程で2
枚の鋼板から吸熱することによって蒸発する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態が図1ないし図
3に示され、図1は蓄熱体の水平断面図、図2は蓄熱式
蒸気発生装置の系統図、図3は蓄熱式蒸気発生装置の一
部を破断して示す斜視図である。
【0015】蓄熱式蒸気発生装置の蓄熱運転時には図2
に示すように、蓄熱体10に嵌挿された複数のヒータ4に
通電し、このヒータ4により蓄熱体10を加熱して所定の
温度に昇温させることによって蓄熱する。
【0016】放熱運転時には、注水ポンプ14を運転して
注水タンク13内に貯溜された水を抽出し、注水管15を経
て蓄熱体10に注水する。すると、この水は蓄熱体10に形
成された多数の注水路16を流過する過程で蓄熱体10から
熱を奪うことによって蒸発する。
【0017】そして、この蒸気及び熱水は蒸気管12を通
って蓄熱体10の下方に配置された蒸気ポット17内に入
り、ここで熱水と分離され、分離された熱水は戻し管18
を経て注水タンク13に戻る。
【0018】蒸気ポット17から流出した蒸気は気管19を
経てシェルアンドチューブ式熱交換器20に入り、ここで
チューブ20A 内を流過する水と熱交換してこれを所定の
温度に昇温させることによって自身は復水して注水タン
ク13内に戻る。
【0019】チューブ20A から流出した湯は給湯管21を
経て図示しない需要先に供給される。注水タンク13内の
水が減少した場合には、開閉弁22を開として注水タンク
13内に水を補給する。
【0020】蓄熱体10は図1及び図3に示すように、多
数の厚肉鋼板1を具備し、各厚肉鋼板1は長方形断面
で、かつ、同じ形状及び寸法を有し、それぞれ実質的に
垂直に立設されている。
【0021】図1に示すように、2枚の厚肉鋼板1をそ
れぞれ長方形断面の長辺1aが微小隙間S1(1〜2mm)を隔て
て対向するように相互に重ね合わせた後、微小隙間S1
左右両端部において2枚の厚肉鋼板1を相互に溶接5す
ることによって注水路16を有する蓄熱ブロック2が構成
される。
【0022】このようにして構成された蓄熱ブロック2
を前後方向に複数個(4ないし8個)互いに密接させ、
隣接する蓄熱ブロック2同志をその下部において互いに
溶接することによってブロック列6が構成される。
【0023】このようにして構成された2つのブロック
列6を隙間S2を隔てて左右対称に配置し、隙間S2の前後
両端において連結板7を介してこれら2つのブロック列
6を互いに接続することによってこの隙間S2が閉塞され
る。
【0024】そして、この隙間S2内には複数(図には4
個)のヒータ4が互いに前後方向に間隔を隔てて嵌挿さ
れ、かつ、多数の注水路16の上端開口にはそれぞれ注水
管16が接続され、下端開口にはそれぞれ蒸気管12が接続
される。
【0025】このように構成された蓄熱体10は、図3に
示すように、蓄熱体脚25によって支持されて左右方向に
複数個(図には4個)間隔を隔てて又は隔てずに断熱槽
24内に収容される。なお、図3において、26は断熱材、
27はヒーターブースバー、28は補機室、29は制御盤、30
は混合槽である。
【0026】本発明の第2の実施形態が図4に示されて
いる。この第2の実施形態においては、2枚の鋼板1の
対向面1aの中央部にはそれぞれこの肉厚の1/2 に達する
切込溝9が注水路16の全長に亘って穿設されている。他
の構成は図1ないし図3に示す第1の実施形態と同様で
あり、対応する部材には同じ符号が付されている。
【0027】この第2の実施形態においては、放熱運転
時、鋼板1の対向面1aが外面より先に冷えることにより
鋼板1の中央部が外方に膨出したとき、切込溝9により
その熱歪を緩和して溶接部5に負荷される応力を低減す
ることができる。また、注水路16を流過する流体に対す
る熱交換面積が増大するので、短時間で熱を回収するこ
とができる。
【0028】しかして、上記実施形態の装置を図5に示
す従来のものと対比すれば、次の利点がある。 (1) 鋼板製蓄熱体10の蓄熱密度は耐熱煉瓦のそれに比
し2倍以上となるので、同一蓄熱量とすれば、その容積
が大巾に小さくなる。
【0029】(2) 鋼板製蓄熱体10の容積及び蓄熱量を
同一とすれば、蓄熱温度を低く設定できるため、断熱材
のコストを低減できる。 (3) 鋼板製蓄熱体10のためこれを容易に密閉できる。 (4) 蒸気を熱媒体として熱を取り出しているため、空
気に比しその比容積が小さく、従って、蒸気取出系を小
さくすることができる。
【0030】(5) 蓄熱、放熱運転時に空気を循環させ
るためのダクト、ブロア、ダンパ等が不要となるため、
装置を小形化しうるとともにそのコストを低減しうる。 (6) 蓄熱運転時、高温の熱媒を循環させないため、付
属機器からの温度制限がない。従って、蓄熱体を均一に
昇温させることが可能であり、蓄熱密度を向上できる。
【0031】(7) 長方形断面を有する同じ形状及び寸
法の2枚の鋼板1を微小隙間S1を隔てて相互に重ね合わ
せて隙間S1の左右両端部においてこれらを溶接5するこ
とによって注水路16を形成しているので、蓄熱ブロック
2の生産性が良く、また、生産を自動化できるので安価
に製造できる。
【0032】(8) 2枚の鋼板1はその左右方向全巾に
亘って注水路16に面しているので、放熱運転時注水路16
を流過する水との熱交換性能が高く、また、水を加熱す
ることによって全巾に亘って均等に降温するので、鋼板
1の熱変形を抑制できる。 (9) 鋼板1は全てヒータ4に対面しているので、蓄熱
運転時ヒータ4によって鋼板1を効果的に加熱すること
ができる。
【0033】(10) 鋼板1のヒータ4に対向する面と反
対側の面との温度差を20℃以内に抑制できるので、熱歪
を問題のない値に抑えることができる。 (11) 鋼板1の最高温度に対する平均温度を高く設定で
きるので、蓄熱量が大きくなる。
【0034】(12) 蓄熱ブロック2はその下部において
隣接する蓄熱ブロック2と溶接されているのみなので、
自由に伸び縮みすることができ、従って、蓄熱ブロック
2の伸び差に基づく応力疲労を防止できる。 (13) 注水路16の上端開口に注水管15を接続し、下端開
口に蒸気管12を接続すれば、各注水路16に均等量の水を
流過させることができ、各蓄熱ブロック2間の温度差に
基づく熱歪を防止できる。
【0035】(14) 2枚の鋼板1の対向面1aの中央部に
それぞれ注水路16の全長に亘る切込溝9を穿設すれば、
注水路16を流過する水との熱交換面積が増大するので、
短時間で熱を回収できるとともに鋼板1の溶接部5に作
用する熱応力を抑制できる。 (15) ヒータ4はブロック列6の隙間S2に配置されるの
で、その取り付け、取り外しが容易となる。
【0036】上記実施形態においては、鋼板1を実質的
に垂直に立設しているが、水平又は傾斜させて配設する
こともできる。また、注水管及び蒸気管を注水路に接続
することなく蓄熱体10の上方から水を散布して各注水路
16に流入させることもできる。また、2枚の鋼板1の対
向面1aと1aの間にスペーサを介装することによって微小
隙間S1の左右両端を密閉することができる。
【0037】
【発明の効果】本発明においては、蓄熱体は2枚の鋼板
を微少隙間を隔てて相互に重ね合わせ、微少隙間の両側
端を密閉することによって形成された注水路を有する蓄
熱ブロックを多数具備しているため、鋼板に蓄熱するこ
とができ、従って、蓄熱体の容積を小さくしうるので、
装置の小形化に資することができるとともにそのコスト
を低減できる。
【0038】また、2枚の鋼板はその左右方向全巾に亘
って注水路に面しているので、放熱運転時注水路を流過
する水との熱交換性能が高く、また、水を加熱すること
によって全巾に亘って均等に降温するので、鋼板の熱変
形を抑制できる。
【0039】2枚の鋼板の対向面の中央部にそれぞれそ
の全長に亘る切込溝を穿設すれば、注水路を流過する水
との熱交換面積が増大するので、短時間で熱を回収でき
るとともに鋼板の溶接部に作用する熱応力を抑制でき
る。
【0040】長方形断面を有する同じ形状、寸法の2枚
の鋼板を微小隙間を隔てて相互に重ね合わせ微少隙間の
両側端部においてこれらを相互に溶接することによって
注水路を形成すれば、蓄熱ブロックの生産性が良く、生
産を自動化できるので、安価に製造できる。
【0041】蓄熱ブロックを複数個互いに密接させて配
列してなる2つのブロック列を隙間を隔てて左右対称に
配置し、この隙間にヒータを前後方向に間隔を隔てて複
数個配置すれば、蓄熱運転時ヒータによって鋼板を効果
的に加熱することができるとともにヒータの取り付け、
取り外しが容易となる。
【0042】2枚の鋼板をそれぞれ実質的に垂直に立設
し、注水路の上端開口に注水管を接続するとともに下端
開口に蒸気管を接続すれば、各注水路に均等量の水を流
過させることができるので、各蓄熱ブロック間の温度差
に基づく熱歪を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る蓄熱体の水平断
面図である。
【図2】上記実施形態に係る蓄熱式蒸気発生装置の系統
図である。
【図3】上記実施形態に係る蓄熱式蒸気発生装置の一部
を破断して示す斜視図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る蓄熱体の水平断
面図である。
【図5】従来の蓄熱式給湯装置の系統図である。
【符号の説明】
10 蓄熱体 1 鋼板 S1 微小隙間 2 蓄熱ブロック 5 溶接部 6 ブロック列 S2 隙間 4 ヒータ 7 連結板
フロントページの続き (72)発明者 大藪 耕一郎 福岡市南区塩原二丁目1番47号 九州電力 株式会社総合研究所内 (72)発明者 藤本 雅久 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 辻 正 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 曽我部 誠 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱運転時にはヒータによって蓄熱体を
    加熱することにより蓄熱し、放熱運転時には水を上記蓄
    熱体に注水して蒸発させる蓄熱式蒸気発生装置におい
    て、 上記蓄熱体は2枚の鋼板を微少隙間を隔てて相互に重ね
    合わせ、上記微少隙間の両側端を密封することによって
    形成された注水路を有する蓄熱ブロックを多数具備する
    ことを特徴とする蓄熱式蒸気発生装置。
  2. 【請求項2】 上記2枚の鋼板の上記注水路を形成する
    対向面の中央部にそれぞれ上記注水路の全長に亘る切込
    溝を穿設したことを特徴とする請求項1記載の蓄熱式蒸
    気発生装置。
  3. 【請求項3】 上記2枚の鋼板を長方形断面を有する同
    じ形状及び寸法とし、これら2枚の鋼板を上記隙間の両
    側端部において相互に溶接したことを特徴とする請求項
    1又は2記載の蓄熱式蒸気発生装置。
  4. 【請求項4】 上記蓄熱ブロックを複数個互いに密接さ
    せて配列してなる2つのブロック列を隙間を隔てて左右
    対称に配置し、この隙間に上記ヒータを前後方向に間隔
    を隔てて複数個配置したことを特徴とする請求項1ない
    し3記載の蓄熱式蒸気発生装置。
  5. 【請求項5】 上記2枚の鋼板をそれぞれ実質的に垂直
    に立設し、上記注水路の上端開口に注水管を接続すると
    ともにその下端開口に蒸気管を接続したことを特徴とす
    る請求項1ないし4記載の蓄熱式蒸気発生装置。
JP33411095A 1995-11-29 1995-11-29 蓄熱式蒸気発生装置 Withdrawn JPH09152189A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008309367A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Ketaka Electric Co Ltd 熱風発生器
JP2020528990A (ja) * 2017-08-04 2020-10-01 ルメニオン ゲーエムベーハー 電気エネルギーを熱として貯蔵するためのエネルギー蓄積器及び該目的のための方法

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JP2008309367A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Ketaka Electric Co Ltd 熱風発生器
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Effective date: 20030204