JPS61262502A - 蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ・産業上の利用分野 本発明は、蒸気発生器により発生した飽和蒸気を蒸気管
を利用して放熱部まで導き、この放熱部で周囲の流体に
潜熱を与えて熱放出を行ない、凝縮した凝縮液を、一旦
貯液し、次に蒸気発生器の加熱を止めて蒸気発生器内を
真空状態に形成し、この真空作用を利用して前記凝縮液
を蒸気発生器内に還流させ、この繰り返しにより熱搬送
を行なう蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器に関
するものである。

会従来技術及びその問題点 従来一般に用いられている蒸気発生器はボイラー液面を
概略一定に保つように給水しながら蒸気を連続的に発生
するように設計されているが、発生した蒸気を放熱部に
搬送し、放熱部で潜熱を目的物に与えて凝縮した液を一
旦ためておき、蒸気発生器内の液量が減少した時に蒸気
の発生を停止し、蒸気発生器の内部に発生する真空によ
り放熱部に一旦ためられた凝縮液が大気圧の作用下で蒸
気発生器内に還流した後、再度蒸気を発生させることを
繰り返して熱エネルギーを蒸気圧により目的地に搬送し
、次に蒸気発生器内に生ずる真空により凝縮液を蒸気発
生器内に還流させる方法（以下、間欠真空通液方法と呼
ぶ）に用いられる蒸気発生器は、蒸気発生器内の液量が
増減するために燃焼ガス流と液とが接する伝熱面積が変
化するという一般のボイラにはない現象が生ずる。

間欠真空通液方法に用いられる蒸気発生器として第７図
に示すようなやかん型のものが容易に考えられるが、熱
効率かたかだが５０％程度と低くランニングコストの点
から問題があるばかりでなく、液量が減少するに従い、
容器の上部が過熱されやすくなる。効率増加を目的とし
て、容器の周囲に伝熱フィンを設けた場合には、容器の
過熱がさらに促進される。容器が過熱されると、燃料供
給を停止しても蒸気発生器が容易には冷却されず真空発
生が遅れて凝縮液の還流時間が長くなるという大きな欠
点があり、また、耐久性の点からも問題である。

・本発明の構成 本発明は上記欠点を除去するものであり、その構成は蒸
気発生器により発生した飽和蒸気を蒸気管を利用して放
熱部まで導き、この放熱部で周囲の流体に潜熱を与えて
熱放出を行ない、凝縮した凝縮液を、一旦貯液し、次に
蒸気発生器の加熱を止めて蒸気発生器内を真空状態に形
成し、この真空作用を利用して前記凝縮液を蒸気発生器
内に還流させ、この繰り返しにより熱搬送を行なう蒸気
式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器において、バーナ
上方に蒸気発生器胴部を位置させ、蒸気発生器胴部の外
周に多数の伝熱フィンを溶接し、内周に沿って循環案内
板を設けて循環路を形成すると共にこの循環案内板の底
部及び上部には開口部を設けて成るものである。

上記のように構成すると、蒸気発生器内に勤人された気
液混相状態の熱媒体が胴部と循環案内板との間隙から成
る循環路内において加熱され、この加熱された熱媒体は
上部開口部から気液混和状態で流出し、液は胴部内に戻
り、底部開口部から再び循環路内に入り、加熱されると
いう循環を繰り返す、この結果、伝熱面として作用する
胴部内面に液膜を保持することができて、高効率を維持
しながら蒸気発生器の過熱を防止することができる。

拳実施例 第１図は本発明の一実施例を示すものであり第２図は第
１図のＡ−Ａ断面を示す。

符号の１はバーナ、２は燃料供給管、３は前記燃料供給
管２の途中に設けた電磁弁、４は前記バーナ１の混合管
に臨んだ位置であり、かつ燃料供給管２の先端に取り付
けられたノズルである。

５は内胴６と蒸気発生器胴部７とで囲まれた燃焼室、８
は循環案内板にして、この循環案内板８は胴部７の内面
に沿って循環路８を形成するように取り付けられている
と共に底部に底部開口部８を、上部に上部開口部８を形
成している。

９は突沸防止板にして前記循環路８内であって、底部開
口部８を覆っている。１０は多数の伝熱フィンであり前
記蒸気発生器胴部７の外周に溶接されている。１１は低
液位検出センサ、１２は高液位検出センサ、１３は温度
センサ、１７は熱媒液、１４．１６は前記熱媒液１７の
、それぞれ給入栓、排出弁であり、１５は圧力逃し弁、
１８は蒸気出口である。

１９は排気集合ガイド、２１は排気ファン、２２は電動
機、２０は前記排気集合ガイド１９と排気ファン２１と
を接続する排気管である。

次に上記実施例の動作について説明する。

最初蒸気発生器７の内部は熱媒液１７で満たされている
。電磁弁３を開放してバーナ１に燃料を供給すると、燃
料は燃焼室５で燃焼し、燃焼ガスが内胴６と蒸気発生器
胴部７との間を通り抜けるときに伝熱フィン１０の働き
により効率的に熱媒液１７に熱が伝えられる。

胴部７の内面と循環案内板８との間の循環路８にあって
熱を伝えられた熱媒液１７は一部が蒸発して、ボイド率
が高まるために、循環案内板８の内部の熱媒液１７との
比重量差に基づく循環力が生じて気液混相状態で胴部７
の内面と循環案内板８との間に形成された循環路８内を
上方に流れ、伝熱面として機能する胴部７の内面に液膜
を保持する。

発生した蒸気は気液分離後、蒸気出口１８から図外の蒸
気管を通り放熱器に導かれ室内空気と熱交換後凝縮して
液ポットに一旦ためられる。

分離された飽和液は循環案内板８の内部に流れ落ちる。

５循環案内板８の最下部には循環案内板８の内部と循環
路８を連通ずるための底部開口部８があけられている。

９はこの底部開口部８を通して蒸気が循環案内板８の内
部に突出しないように作用する。

蒸気の送出に伴ない蒸気発生器内の熱媒液量が減少する
と、循環案内板８の内部の液位が下がるために循環力が
弱まるが、熱媒液量が蒸気発生器容量の１０〜２０％程
度になるまで胴部７の内面に液膜が保持されて効率的に
伝熱され、蒸気発生器の過熱をも防止することができる
。

熱媒液の量が低液位検出センサ１１に減量状態が検知さ
れるまで減少したときに、燃料供給管途中に取り付けら
れた電磁弁３に閉止信号が送られ燃焼が停止する。

蒸気発生器が冷却されると、その内部の蒸気が凝縮して
減圧状態が生ずるが、冷却時間を短縮するために排気フ
ァン２１の運転を継続する。なお、この排気ファン２１
は冷却時にはその風量を増大させて冷却効果を一段と高
めるように運転モードを設定し、待ち時間の短縮を図る
ようにしてもよい。

蒸気発生器内の圧力が大気圧以下に減すると、放熱器に
設けた液ポットにためられていた凝縮液にかかる大気圧
の作用により、熱媒液が蒸気管を通って蒸気出口１８よ
り蒸気発生器内に還流する。還流量が高液位検出センサ
１２に達したところで電磁弁３を開放して燃焼を再開す
る。

高液位検出センサ１２の位置は、燃焼を再開しても熱媒
液の温度が直ちに沸点に達するわけではないので蒸気発
生器の最上部に取り付ける必要はなく、蒸気の再立上げ
時間を短縮させる意味から、中間位置に設けである。

蒸気管の閉塞等により蒸気発生器内の圧力が異常上昇し
た場合には、温度センサ１３により飽和温度の異常上昇
を捕えて電磁弁３を閉止する。この安全回路にも故障が
生じた場合には圧力逃し弁１５により蒸気を排出して安
全を確保する。

第３図は本発明の第２の実施例であり、第４図は第３図
におけるＢ−Ｂ断面を示す。

符号の２３は蒸気出口１８の手前に取り付けられた気液
分離具である。

蒸気発生器内に熱媒液が満たされている蒸気発生初期に
おいては、循環案内板８の内部の熱媒液１７の液位が高
く、循環力が過大なために、気液混相状態の熱媒体が激
しく流動して十分に気液分離されずに液相のまま蒸気出
口１８より蒸気管内に送出されやすいが、気液分離具２
３を蒸気出口１８の手前に配置することにより蒸気発生
器内部の激しい流動の影響が蒸気出口１８に及ぶのを防
ぐことができる。

第５図は本発明の第３の実施例であり、第６図は第５図
のＣ−Ｃ断面を示す。

符号の２３は上部及び下部連通管２４．２５を介して蒸
気発生器胴部７に取り付けられた第３．４図に示したも
のとは別の気液分離器であり、１検出センサ、１１は低
液位検出センサである。ｌである。

このように気液分離器２３を配設すると、蒸気発生器内
の激しい流動が気液分離器２３内に伝わりにくく、一部
気液混相状態で気液分離器２３内に流入したとしても、
さらに気液分離が進行して蒸気のみが蒸気出口１８より
蒸気管に送出される。

働程発明の効果 本発明は以上のような構成であり、以下に示す効果が得
られるものである。

■気液混相状態の熱媒体が蒸気発生器胴部内面と循環案
内板との間に形成された循環路内を流動するめで、伝熱
面として機能する蒸気発生器胴部内面に液膜を保持でき
、従って、蒸気発生器体が過熱されることなく、安定的
に高効率で蒸気を発生することができる。

■蒸気発生器内は、加熱停止後急速に冷却するので短時
間に減圧状態が形成でき、還流時間を短縮することがで
きる。

■蒸気発生器胴部外周に多数の伝熱フィンを配設できる
ので高効率が容易に実現できる。

■気液分離具や気液分離器を取り付けると蒸気発生初期
における熱媒の液相のままの送出が抑制できるので、蒸
気による熱搬送時間を長くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蒸気発生器の横断側面図、第２図
はＡ−Ａ断面図、第３図は気液分離器を内部に取′り付
けた蒸気発生器の横断側面図、第４図はＢ−Ｂ断面図、
第５図は気液分離器を外に位置させた蒸気発生器の横断
側面図、第６図はＣ−Ｃ断面図、第７図は従来における
蒸気発生器の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気発生器により発生した飽和蒸気を蒸気管を利用
   して放熱部まで導き、この放熱部で周囲の流体に潜熱を
   与えて熱放出を行ない、凝縮した凝縮液を、一旦貯液し
   、次に蒸気発生器の加熱を止めて蒸気発生器内を真空状
   態に形成し、この真空作用を利用して前記凝縮液を蒸気
   発生器内に還流させ、この繰り返しにより熱搬送を行な
   う蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器において、
   バーナ上方に蒸気発生器胴部を位置させ、蒸気発生器胴
   部の外周に多数の伝熱フィンを溶接し、内周に沿って循
   環案内板を設けて循環路を形成すると共にこの循環案内
   板の底部及び上部には開口部を設けて成る蒸気式熱搬送
   手段に用いられる蒸気発生器。 ２、蒸気出口の手前に気液分離具を配置した特許請求の
   範囲第１項記載の蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発
   生器。 ３、気液分離器を上部連通管及び下部連通管を介して蒸
   気発生器胴部に取り付け、気液分離器の頂部に蒸気出口
   を設けた特許請求の範囲第１項記載の蒸気式熱搬送手段
   に用いられる蒸気発生器。