JPH10328647A - ピュアスチーム及び蒸留水製造用蒸気発生器の微粒子除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピュアスチーム及び蒸留水製造用蒸気発生器
の発生する蒸気から微粒状固形物や原水の飛沫等の微粒
子を除去する装置を得ようとする。 【解決手段】 蒸気発生器の缶胴１に内嵌する第１邪魔
板２０に缶胴１より小径の外筒１９を結合する。外筒１
９に第２、第３邪魔板２１、２２を内嵌する。第１、第
２邪魔板２０、２１に導流片２６、２７とその下に孔２
８、２９を形成し、第３邪魔板２２に孔３０を形成す
る。外筒１９の頂部には小孔３１を設ける。この微粒子
除去装置１８を蒸気発生器の缶胴１の下部において内筒
６との間に固設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、生菌や不純物を
含まないピュアスチーム及び蒸留水を製造する蒸気発生
器において、発生した蒸気中に微粒子が混在しないよう
に、これを除去する微粒子除去装置に関する。

【０００２】蒸留水を製造するには、蒸気発生器に原水
を供給し蒸気で加熱してピュアスチームを発生させ、こ
の発生蒸気を凝縮させて蒸留水を得ている。この際、原
水中に生菌が存在していても、これは原水が高温に加熱
されるため死滅するから、生菌除去に配慮する必要はな
いが、微粒状固形物が原水に含まれている場合は、これ
を排除することが必要である。このような微粒物は、原
水が沸騰するときの飛沫として蒸気中に随伴して取出さ
れ蒸留水中に含まれるようになるから、ピュアスチーム
及び蒸留水製造用蒸気発生器としては微粒状固形物その
もの及び原水の飛沫を共に除去した蒸気を取出すように
する必要がある。この明細書では微粒状固形物及び飛沫
を併せて微粒子と呼ぶことにする。

【０００３】

【従来の技術】図６、図７はピュアスチーム及び蒸留水
製造用蒸気発生器として広く使用されている装置を略示
し、図６は縦断面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図であ
る。缶胴１の上部には、隔板２を挟んで頂板３が結合さ
れている。隔板２には中心部を除いて多数の伝熱管４が
頂板３に向け開口して嵌着されている。缶胴１内には、
上端にフランジ６ａを形成し下端に端板６ｂを結合した
内筒６を設ける。伝熱管４は、端板６ｂを貫通して、缶
胴１の下端に結合した底板７に向けて開口している。上
記の内筒の端板６ｂには、底板７を気密に貫通する排出
管８を結合して、内筒６内を缶胴外に通じさせている。
９は頂板３に設けた原水供給口、１０は隔板２とフラン
ジ６ａとの間において缶胴１に設けた加熱用蒸気供給
口、１１はフランジ６ａ下方において缶胴１に設けた発
生蒸気取出口、１２は底板７に溜る水を適時排出するた
めの排水口である。

【０００４】上記のように構成される蒸気発生器を使用
するときは、原水供給口９から適量の原水を頂板３の内
方に流入させ、加熱用蒸気供給口１０から蒸気を流入さ
せると、原水は伝熱管４の内面に沿って膜状に流下しつ
つ伝熱管４の周囲を流れる加熱用蒸気により加熱されて
沸騰し、蒸気となって伝熱管４の下端から底板７に向け
て噴出する。原水加熱により凝縮した加熱用蒸気の凝縮
水と残存蒸気とは、排出管８から蒸気発生器外に排出さ
れる。

【０００５】伝熱管４の下端から噴出した発生蒸気は、
缶胴１と内筒６との間を上昇して発生蒸気取出口１１か
ら取出され、冷却されて凝縮し蒸留水となる。上記のよ
うに蒸気発生器を並列させて使用するときは、この発生
蒸気は次段の蒸気発生器の加熱用蒸気として使用でき
る。

【０００６】このようにして原水を蒸留する際に、原水
の含む微粒状固形物は勿論除去しなければならないが、
蒸発し切れなかった原水の微細水滴が発生蒸気と共に取
出されると、この水滴に含まれた微粒状固形物が発生蒸
気に混入して製造したピュアスチーム及び蒸留水の純度
が悪くなる。

【０００７】このような微粒子随伴を防ぐ構成として、
特公昭５７−２０４１号公報には、図８のように、発生
蒸気の流路にサイクロンを設けて、微粒子を除く装置が
記載されている。図８において図６と同等部分は同符号
で示すと共に同名称を付してこれを説明すると、この装
置は、缶胴１と内筒６との間に中間筒１４を設け、この
中間筒１４と内筒６との間にらせん翼１５を固設し、中
間筒１４には小孔１６を設けている。

【０００８】内筒６内の伝熱管を通る間に発生し、内筒
６の下端から下方に向けて噴出する蒸気は、反転して内
筒６と中間筒１４との間を上昇し、らせん翼１５に沿っ
て回転しつつ上昇する。この回転のため発生蒸気中に含
まれた微粒子は中間筒１４側に移動し、小孔１６から缶
胴１、中間筒１４の間に入り、これを下降して底板７の
上に落ち除かれる。

【０００９】上記のように、発生蒸気の持つ大きな流速
を利用したサイクロン方式により発生蒸気から微粒子を
除く方法の外にも、発生蒸気流の途中に邪魔板を設け、
発生蒸気流をこの邪魔板で流れ方向を変えて微粒子を除
く方法もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記したようなサイク
ロン方式による微粒子除去方法は、発生蒸気の高速流を
利用して遠心力により微粒子除去を行なうものであるた
め好ましい方法であるが、らせん翼を取付けるための工
作が面倒で蒸気発生器製作費が嵩む難点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、ピュアスチ
ーム及び蒸留水製造用蒸気発生器の缶胴と内筒との間の
発生蒸気通路内に外筒を介在させ、この外筒と内筒との
間を、通孔を設けた邪魔板及び通孔と導流片とを設けた
邪魔板で塞ぎ、最上部の邪魔板は、外筒と缶胴との間を
も塞ぐものとし、蒸気流を通孔を通すことによって増速
すると共にらせん流として遠心力により微粒子を分離
し、分離した微粒子を外筒上部の小孔から外筒と缶胴と
の間隙に排出するようにして微粒子を除去するサイクロ
ン部分と、最上部の邪魔板により蒸気の流れ方向を斜め
上方に変えることで、蒸気密度の重い微粒子を比重差で
沈降させ分離させる構造をあわせた微粒子除去装置を構
成したものである。

【００１２】

【作用】缶胴と内筒との間の通路を上昇する蒸気は、邪
魔板により遮られるが、その通孔に集中して通過する。
その結果、蒸気の流速は増大する。この蒸気流は導流片
により方向を変えられて内筒を中心とするらせん運動を
行ない、遠心力により微粒子を分離する。このらせん運
動の流速は、蒸気流の速度が上記の通孔通過により増大
しているので、遠心力による微粒子分離効果は大きくな
る。また、邪魔板を外筒に組付け、この外筒を蒸気発生
器の下部に取付ける構成であるから、製作を容易かつ安
価に行なえ、蒸気発生器への組付けも容易である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明の実施の態様
を示し、図１は微粒子除去装置を図６の蒸気発生器に取
付け際の位置を示す略縦断面図、図２は微粒子除去装置
の一部切断斜視図、図３は微粒子除去装置の略縦断面
図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図４のＣ−Ｃ拡
大断面図である。前記の図６と同等部分は同符号で示す
と共に説明を省略して次にこれを説明する。

【００１４】本発明の微粒子除去装置１８は、図１に示
すように、蒸気発生器の内筒６の下端において、内筒６
と缶胴１との間に固着される。

【００１５】この微粒子除去装置１８は、図２に示すよ
うに、缶胴１の内径より小さい外筒１９の上端に缶胴１
の内径に等しい直径を持ち、所々で缶胴１との間に隙間
を形成した第１邪魔板２０、その下方に、外筒１９に内
蔵固定される第２邪魔板２１、第３邪魔板２２を順次結
合している。各邪魔板２０、２１、２２は内筒６を内嵌
させる孔２３、２４、２５を形成されて環状となってい
る。第１及び第２邪魔板２０、２１には、同方向に傾斜
する複数の導流片２６、２７を同方向に打起し形成す
る。これらの導流片を打起した後には、角形の孔２８、
２９が形成される。このようにして導流片２７を打起し
形成する代りに、第１、第２邪魔板２０、２１に円形の
孔を穿設し、これの上方に板片を傾斜させて溶接して導
流片及び孔を形成することもできる。第３邪魔板２２に
は、第２邪魔板２１の孔２９の直下に複数の円形の孔３
０を穿設する。外筒１９の第１邪魔板２０の直下の外筒
１９の上端部分には複数の小孔３１を穿設する。３２は
第１邪魔板２０を缶胴１に内嵌したときに嵌合を安定さ
せるためにこの邪魔板２０の外端部に垂下させて形成し
た舌片である。このように構成される微粒子除去装置１
８は、図１、図３に示すように内筒６の下端において、
内筒６と缶胴１との間に嵌着される。

【００１６】次に、この微粒子除去装置を取付けた蒸気
発生器の微粒子除去作用を、図３により説明する。内筒
６内において加熱用蒸気により加熱されて伝熱管４内で
発生した蒸気は、缶胴１の下部に噴出し、反転して内筒
６と外筒１９との間を速度Ｖ₀ で上昇する。この上昇蒸
気は、先ず第３邪魔板２２に衝突し、その円孔３０を通
って上昇する。次にこの上昇蒸気流は、第２邪魔板２１
の孔２９を通って導流片２７に衝突し、方向を水平に対
して角度αだけ傾いた方向に変えて流れる。このとき孔
２９を通過する蒸気流は、孔のため絞られるのでＶ₀ よ
り大きな速度Ｖ₁ となるため、複数の導流片２６のため
生じるらせん流は、従来の方式のサイクロンよりも高速
となり、微粒子除去効果を高めることができる。この高
速らせん流から遠心力により分離された微粒子は、外筒
１９の内面に沿って上昇し、外筒上端の小孔３１から外
筒外に出て、外筒１９の外面と缶胴１の内面との間隙の
通路を通って降下し座板７の上に落下する。座板７の上
に溜った未蒸発水、微粒子は適時に排水口１２から排出
される。内筒６、外筒１９の間に形成されたサイクロン
により大部分の微粒子は除去されるが、少しの残存微粒
子を含んだ蒸気は、第１邪魔板２０の孔２８を通り導流
片２６に導かれて角度θだけ傾いた方向に缶胴１と内筒
６との間をらせん流となって上昇する。蒸気の孔２８の
垂直方向分速度はＶ₁ ｓｉｎθであり、速度Ｖ₁ の蒸気
は、内筒６に沿って回転しながら時間をかけて上昇して
いくから、上記サイクロンで除去されなかった微粒子は
第１邪魔板２０からあまり離れないうちに沈降し、缶胴
１と第１邪魔板２０との間隙から座板７の上に降下し排
水口１２から排出される。

【００１７】上記のようにして微粒子を除かれた蒸気
は、第１邪魔板２０の孔２８を通って上昇し、発生蒸気
取出口１１から次段の蒸気発生器へ加熱用蒸気として送
られ、又は直接、凝縮器へ送られて蒸留水とされる。表
１は原水と製造した蒸留水に含まれる不溶性微粒子除去
の試験結果を示し、各粒径群の原水、製造した蒸留水中
に含まれる数と除去率とを示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】

(1) 本発明による微粒子除去装置は、上記の実施の態様
に見るように、導流片、通孔を形成した環状の邪魔板を
外筒内に取付けるものであるから、従来のサイクロンを
らせん翼により製作するのに比べて、製作及び蒸気発生
器への組込みが容易で、安価に製作できる。

【００２０】(2) 通孔を形成した邪魔板により蒸気流を
絞って流出させるから、蒸気流速を大にして導流片によ
り生じるらせん流の流速を大きくし、遠心力による微粒
子分離効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】微粒子除去装置の蒸気発生器への取付け位置を
示す略縦断面図。

【図２】微粒子除去装置の一部切断斜視図。

【図３】微粒子除去装置の略縦断面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】図４のＣ−Ｃ拡大断面図。

【図６】従来の蒸気発生器の略縦断面図。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図。

【図８】サイクロン方式による微粒子除去装置を例示す
る一部切断斜視図。

【符号の説明】

１ 缶胴 ２ 隔板 ３ 頂板 ４ 伝熱管 ６ 内筒 ６ａ フランジ ６ｂ 端板 ７ 底板 ８ 排出管 ９ 原水供給口 １０ 加熱用蒸気供給口 １１ 発生蒸気取出口 １２ 排水口 １４ 中間筒 １５ らせん翼 １６ 小孔 １８ 微粒子除去装置 １９ 外筒 ２０ 第１邪魔板 ２１ 第２邪魔板 ２２ 第３邪魔板 ２３、２４、２５ 孔 ２６、２７ 導流片 ２８、２９、３０ 孔 ３１ 小孔 ３２ 舌片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピュアスチーム及び蒸留水製造用蒸気発
   生器の缶胴と、伝熱管を内蔵し加熱用蒸気を流通させる
   内筒との間の発生蒸気通路内に外筒を介在させ、この外
   筒と内筒との間を通孔を設けた邪魔板及び通孔と導流片
   とを設けた邪魔板で塞ぎ、最上部の邪魔板は小間隙を残
   して外筒と缶胴との間をも塞ぐものとし、発生した蒸気
   流を通孔を通すことによって増速すると共にらせん流と
   して遠心力により微粒子を分離し、分離した微粒子を外
   筒上部の小孔から外筒と缶胴との間隙に排出するサイク
   ロンを内筒と外筒との間に構成すると共に、最上部の邪
   魔板は導流片により蒸気流を斜め上方に噴出させて残存
   微粒子を比重差により分離し沈降させることを特徴とす
   るピュアスチーム及び蒸留水製造用蒸気発生器の微粒子
   除去装置。
2. 【請求項２】 蒸気発生器の缶胴より径の小さい外筒の
   上端に、缶胴に等しい径の第１邪魔板を取付け、その下
   方において外筒に内嵌する第２邪魔板、第３邪魔板を外
   筒に内嵌させて取付け、各邪魔板には複数の通孔を穿設
   し、上方の邪魔板にはこれの通孔を通った蒸気流を斜め
   上方の同方向に向わせる導流片を取付け、第１邪魔板の
   下において外筒に小孔を形成した、蒸気発生器の内筒下
   部において缶胴との間に取付けられるピュアスチーム及
   び蒸留水製造用蒸気発生器の微粒子除去装置。