JPS6034882Y2 - 蒸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は蒸気加熱装置に係り、使用条件より高圧の蒸気
を減圧して飽和蒸気として使用するに適した蒸気加熱装
置に関するものである。

蒸気により被加熱流体を加熱する蒸気加熱装置において
は、加熱蒸気は蒸気圧力に相当する飽和温度になるため
、圧力さえ調整すれば、加熱温度が調整できる大きな利
点がある。

従ってこのような蒸気加熱装置を示す第１図において、
一般に加熱蒸気源１の蒸気圧力は、使用蒸気圧力より幾
分高く設計され、このため入口側の蒸気配管２の口径を
小さくすることができる。

次にこの高圧蒸気は加熱装置３の入口前に設けられた圧
力調整弁４によって加熱条件に相当する加熱圧力に減圧
される。

しかし、蒸気源圧力の条件によっては、減圧調整するこ
とにより、高圧蒸気はその性質より過熱蒸気となり、減
圧蒸気管５内では飽和温度まで減温しないため、加熱量
の調整が困難となる。

特に蒸気加熱装置３の蒸気室６側の管板７に近い部分の
伝熱管束８部のみが高温となるため均一な加熱ができな
くなり、例えば海水淡水化装置等では該部の伝熱管表面
に塩分やスケール成分が析出しやすくなる。

このような障害を防止するため、圧力調整弁４出口に減
温用の注水調整弁１２を設けて蒸気加熱装置３の凝縮氷
室９内にたまった凝縮水又はボイラ用水を注水して減圧
後の圧力に相当する飽和温度まで減温している。

しかし注水した水は、減圧蒸気管５内で減圧されて容積
が膨張した過熱蒸気と熱交換をされるが、この熱水が飽
和蒸気となるためには、かなりの伝熱所用時間を要する
上、淡水量と蒸気量のバランスを保つための注水量調整
を必要とする。

また運転条件の急変により過剰注水された場合、余剰水
は蒸気加熱装置３の蒸発室６へ流れるため、圧力調整弁
４から蒸気室６に到る減圧配管５は長くなり、蒸気加熱
装置３の入口より高い位置に設置する必要があった。

このため、配管スペースが大きくなる。

さらに注水ポンプ１０、凝縮水配管１３より分岐する注
水配管１１、注水調整弁１２、等を必要とし、また特に
図示していないが、保温設備や前記配管を支持する設備
をも必要となる。

この結果、建設費がかさむ上、熱放散も大で熱経済上も
不利なものであつた。

本考案の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、簡
略化した設備によって効率的に蒸気温度を低減し、加熱
量を適正範囲に調整できる蒸気加熱装置を提供すること
にある。

本考案は、蒸気加熱装置の蒸気入口部に蒸気流速加速器
を設けて、蒸気加熱装置に導入される蒸気流内の圧力を
低下させるとともに蒸気流速加速器より噴霧される微細
水滴によって過熱蒸気と熱交換させ、蒸気温度を低減で
きるようにしたものである。

以下、添付図面によって本考案の一実施例を説明する。

第２図は本考案の一例を示す概略的構成図であって、第
１図と同一または相当部分は同一符号で示しである。

第２図に示す蒸気加熱装置が第１図に示す従来例と異な
る点は、注水ポンプ１０、注水配管１１および注水調整
弁１２からなる注水系統がなく、蒸気加熱装置３内に蒸
気流速加速器１４および気水分離器１６が設けられてい
ることである。

蒸気流速加速器１４は簡略なベンチュリー等の絞り部か
ら成る公知の構造のものでよく、蒸気室６の入口座に直
接設置されている。

蒸気流速加速器１４と圧力調整弁４とを連結する減圧蒸
気配管５は、減圧前の蒸気配管２よりも口径を大きくし
である。

気水分離器１６は、蒸気室６内の管板７のほぼ全域に沿
って設けられている。

気水分離器１６は、蒸気室６内における蒸気流により分
離しない形式のものがよく、例えばワイヤーメツシュ等
の通気性の良好な簡単なものでよい。

蒸気室６内には、前記蒸気流速加速器１４に一端が連結
され、他端が蒸気室６の底面部に位置する注水導入管１
５が設けられている。

この注水導入管１５の下端部の位置は、凝縮水室９にお
ける凝縮水の水位より低くなっている。

蒸気室６と凝縮水室９とは、伝熱管束８を構成する伝熱
管の下端部より低い位置に管板７，７を介して設置され
た連絡管１７によって連通している。

このような構成からなる蒸気加熱装置において、加熱蒸
気源１より供給される高圧蒸気は、蒸気配管２を経て圧
力調整弁４に導入され、ここで減圧調整された後、減圧
蒸気配管５を通り蒸気流速加速器１４に至る。

蒸気室６には、この蒸気室６を凝縮水室９とを連通ずる
連結管１７より凝縮水が流入し、この凝縮水は注入導入
管１５を介して蒸気流速加速器１４の低圧部へ吸引され
る。

吸引された凝縮水は、蒸気流速加速器１４によって加速
された蒸気流により微細水滴となって過熱蒸気と熱交換
されながら蒸気室６内に流入する。

過熱蒸気と熱交換された凝縮水は、飽和温度に達して直
ちに蒸発し、このとき発生する潜熱によって過熱蒸気は
飽和温度まで低減される。

一方蒸発しなかった残りの凝縮水は、気水分離器１６に
補集されて下方に落下し、連結管１７より蒸気室６に流
入した凝縮水と合流して上記のような挙動を繰り返す。

したがって蒸気流速加速器１４へ吸引される凝縮水の量
は、過熱蒸気を飽和温度に減温するに必要な量以上であ
ればよいため、必ずしも厳密な注水量の調整は必要とさ
れないので凝縮水が伝熱管束８内へ過剰に流入すること
を防止することができる。

伝熱管束８が設置された伝熱室内の加熱蒸気は、伝熱管
束８によって伝熱冷却され、凝縮水となって凝縮水室９
内に滞留する。

凝縮水室９内の凝縮水は、重力によって連結管１７を流
動し蒸気室６内に流入する。

したがって、凝縮水を凝縮水室９から蒸気室６内に流動
させるに際し、ポンプ等の外力を要しない。

次いで蒸気室６内に流入した凝縮水は、加熱蒸気の運動
エネルギーによって吸引霧化される。

このとき蒸気の運動エネルギは、圧力調整弁４によって
減圧されるべき圧力差の一部を蒸気流速加速器１４にて
消費されるものである。

したがって、凝縮水の吸引霧化に際しては、何ら付加的
エネルギを要しないばかりか、圧力調整弁４の前後の差
圧（減圧比）を小さくすることができるため、圧力調整
弁４の寿命を延ばすことができる。

また減圧蒸気配管５の口径は蒸気配管２の口径より大き
くしであるが、注水の蒸発は減圧蒸気配管５内で行う必
要がないから、減圧蒸気配管５を短かくすることができ
る。

本考案において、減圧蒸気配管５を設けることなく、圧
力調整弁４を蒸気流速加速器１４の直前に設置すること
ができる。

これによって、上記実施例と同様の効果の他に減圧蒸気
配管５の設置スペースを省略することができる。

また蒸気室６および凝縮水室９にそれぞれ配管座を設け
、これらの配管座間を蒸気加熱装置３の外部に設けた連
絡管によって連通ずることができる。

この場合、配管座および連結管の設置位置を凝縮水室９
における凝縮水の水位以下とすることによって、凝縮水
室９から蒸気室６への凝縮水の流動を重力のみによって
行うことができる。

さらに蒸気室６内における蒸気流速加速器１４の設置位
置を低くして、凝縮水室９における凝縮水の水位と蒸気
流速加速器１４の低圧部間の垂直距離を短かくすること
によって、蒸気流速加速器１４中の蒸気流速を小さくす
ることもできる。

以上、本考案によれば、蒸気加熱装置への注水が、この
装置に導入される蒸気のエネルギーで行なわれるため、
ポンプ等の注水供給装置および注水量を調整するための
制御弁などの制御装置を省略することができ、また高圧
蒸気を減圧する減圧調整弁と蒸気室間を連結する減圧蒸
気配管を短かくするかまたは省略することができるため
、減圧蒸気配管の配置スペースを小さくないしは省略す
ることができるとともに減圧蒸気配管中の放散熱が少な
くポンプなどを駆動するエネルギーを要しないから熱効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気加熱装置を示す概略的構成図、第２
図は本考案の一例を示す概略的構成図、第３図は第２図
の■−■線による断面図である。 １・・・・・・加熱蒸気源、３・・・・・・蒸気加熱装
置、４・・・・・・圧力調整弁、５・・・・・・減圧蒸
気配管、６・・・・・・蒸気室、７・・・・・・管束、
訃・・・・・伝熱管束、９・・・・・・凝縮水室、１１
・・・・・・注水配管、１２・・・・・・注水調整弁、
１４・・・・・・蒸気流速加速器、１６・・・・・・気
水分離器、１７・・・・・・連結管。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）加熱蒸気を導入する蒸気室と伝熱管束を設置した
   伝熱室と凝縮室とを備えた蒸気加熱装置において、 前記蒸気室内の加熱蒸気流路に蒸気流速加速器である絞
   り部を設け、この絞り部に注水導入管の一端を連通し、
   該注水導入管の他端を注水源の水面下に開口したことを
   特徴とする蒸気加熱装置。
2. （２）実用新案登録請求の範囲第１項において、注入源
   は蒸気室内の凝縮水であり、前記蒸気室と前記凝縮室と
   を、この凝縮室における凝縮水面下において連通させた
   ことを特徴とする蒸気加熱装置。
3. （３）実用新案登録請求の範囲第１項において、前記蒸
   気室内における前記伝熱室側に気水分離器を設けたこと
   を特徴とする蒸気加熱装置。