CN101495805B - 水分分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水分分离器，其将加热管组(44)从主体(40)的长度方向的一端部插通，在另一端部设置低温再热蒸汽的蒸汽入口(41)，在内部配置与蒸汽入口(41)连通的歧管(49)，在该歧管(49)的侧部设置多个蒸汽的喷出口(50)，在主体(40)内的下部固定第一支撑板(51)和下支撑框(56)而划分成蒸汽流动空间(S1)与排水通路(52)，对应歧管(49)设置水分分离元件(53)，利用加热管组(44)加热由水分分离元件(53)除去水分后的蒸汽并使其作为高温再热蒸汽向蒸汽出口(42)流动，另一方面，水分被从排水开口(59)经由排水通路(52)引导至排水出口(43)，按照上述方式构成水分分离器，并设置将排水开口(59)的一部分封闭的挡板(60)。

Description

水分分离器
技术领域
本发明涉及从蒸汽中除去水分的水分分离器，特别适用于原子能发电设备等。
背景技术
例如，在加压水式原子能发电设备中，利用原子炉将轻水作为原子炉冷却材料及中子减速材料使用，制成整个炉心均不沸腾的高温高压水，将该高温高压水送入蒸汽发生器，通过热交换产生蒸汽，将该蒸汽向涡轮发电机输送而进行发电。而且，该加压水式原子炉将高温高压的一次冷却水的热量经由蒸汽发生器传递给二次冷却水，由二次冷却水产生水蒸汽。另外，蒸汽发生器使一次冷却水流过许多细的传热管的内侧而将热量传递给流过外侧的二次冷却水，从而生成水蒸汽，且将该水蒸汽送入涡轮发电机。
另一方面，该涡轮发电机中具有蒸汽涡轮和利用该蒸汽涡轮的输出进行发电的发电机，其中该蒸汽涡轮具备高压涡轮及低压涡轮。该情况下，通常在高压涡轮及低压涡轮之间设置有水分分离器。该水分分离器将从高压涡轮排出的低压蒸汽中含有的水分分离，并将低压蒸汽再加热并作为过热蒸汽供给低压涡轮，由此使该低压涡轮的出口湿度降低而防止锈蚀，并且使涡轮设备的热效率提高。
图14是表示现有水分分离器的示意图，图15是现有水分分离器的主要部位剖面图。
在现有水分分离器中，如图14及图15所示，呈圆筒形状的主体001被加热管002从一端部插通，二个歧管003从另一端部插通加热管 002的下方两侧。而且，可以向加热管002供给来自蒸汽发生器的高压加热蒸汽，另一方面，能够向各歧管003供给来自高压涡轮的含有水分的低温再热蒸汽，并从形成于侧部的多个喷出口004向主体001内喷出蒸汽。
在主体内的下部固定有水平的分隔底板005，由此在其下方划分成排水通路，在主体001上形成有排出该排水通路006的排水(水分)的排水出口007。另外，在该分隔底板005上，对应各歧管003分别固定有左右一对水分分离元件008。该水分分离元件008如下构成，其在以规定间隔层叠有多个呈波形的分离叶片008a的状态下由上下的支撑框008b、008c支撑，在下支撑框008c上形成有排水缝隙008d。
而且，在各水分分离元件008的上部固定有左右一对分隔侧板009，上述加热管002位于这一对分隔侧板009之间的上方，在位于加热管002的上方的主体001上形成有将分离水分后的蒸汽排出的蒸汽出口010。另外，从该蒸汽出口010排出的高温再热蒸汽被输送至低压涡轮。
因此，来自高压涡轮的低温再热蒸汽通过各歧管003从多个喷出口004向主体001内喷出，被一边沿内壁面引导一边导入到各水分分离元件008。于是，在蒸汽通过水分分离元件008时，水分通过与分离叶片008a碰撞而被分离。分离水分后的蒸汽通过左右一对分离侧板009之间上升，与加热管接触而被加热成为高温再热蒸汽，然后从蒸汽出口010排出。另一方面，由水分分离元件008分离后的水分通过排水缝隙008d向排水通路006流下，并从排水出口007向外部排出。
作为这种水分分离器，有下述专利文献1、2、3中记载的各水分分离器。
专利文献1：(日本)特开2002-130609号公报
专利文献2：(日本)实开平04-082505号公报
专利文献3：(日本)特开2000-310401号公报
发明内容
但是，在上述水分分离器中，希望装置小型化，为此需要将主体及歧管小径化。上述的现有水分分离器中，低温再热蒸汽通过歧管003从多个喷出口004向主体001内喷出，在通过水分分离元件008时，水分被从蒸汽中分离。该情况下，如果将歧管003小径化，则在该歧管003内流动的蒸汽的流速增大，从喷出口004喷出的蒸汽与主体001的前端侧的隔壁碰撞而静压恢复，因此将在主体001内产生压力分布。即，主体001内的压力在歧管003的基端部侧成为低压P1，在前端部侧成为高压P2。
这样，当在歧管003内产生压力差(P1、P2)时，排水通路006的压力P3受歧管003的前端部侧的压力P2支配，因此，歧管003的基端部侧的压力P1变低。于是，存在如下问题：排水通路006内的蒸汽带着排水(水分)从排水缝隙008d向水分分离元件008一侧喷起，不但不能将分离后的水分向排水通路006排出，而且分离水分后的蒸汽还会带走从排水缝隙008d喷起的排水，从而降低水分分离元件008的水分分离性能。
本发明是为解决上述问题而开发的，其目的在于，提供一种抑制水分从排水通路向水分分离元件侧逆流而提高水分分离性能的水分分离器。
为实现上述目的，第一方案的水分分离器，其特征在于，具备：呈中空形状的主体；蒸汽入口，其将含有水分的蒸汽导入该主体的内部；水分分离元件，其设置在所述主体的内部，并使由所述蒸汽入口供给的蒸汽通过而将水分分离；蒸汽出口，其设置在所述主体的上部，将由所述水分分离元件分离水分后的蒸汽排出；排水出口，其设置在 所述主体的下部，将由所述水分分离元件从蒸汽中分离后的水分排出；第一隔壁，其划分成由所述蒸汽入口导入的蒸汽通过所述水分分离元件并流动至所述蒸汽出口的蒸汽流动空间和将由所述水分分离元件分离后的水分引导至所述排水出口的排水通路；排水流通路，其将所述蒸汽流动空间和所述排水通路连通，并使由所述水分分离元件分离后的水分流至所述排水通路；以及喷起抑制单元，其抑制所述排水通路的水分经由所述排水流通路喷起至所述蒸汽流动空间侧。
第二方案的水分分离器，其特征在于，针对位于所述蒸汽入口的附近的所述排水流通路设置所述喷起抑制单元。
第三方案的水分分离器，其特征在于，所述排水流通路为在所述水分分离元件的下方的所述第一隔壁上形成的排水开口，在该排水开口上设置有作为所述喷起抑制单元的节流单元。
第四方案的水分分离器，其特征在于，所述蒸汽流动空间由以所述水分分离元件作为边界的第二隔壁划分成由所述蒸汽入口导入的蒸汽流动至所述水分分离元件的蒸汽供给空间和使由该水分分离元件分离水分后的蒸汽流动至所述蒸汽出口的蒸汽排出空间，所述排水流通路具有将所述蒸汽供给空间与所述排水通路连通的呈钩形的第一流路和将所述蒸汽排出空间与该第一流路连通的第二流路。
第五方案的水分分离器，其特征在于，所述排水通路具有贯通所述水分分离元件的下方的所述第一隔壁的流下流路和设置于该流下流路的位于所述排水通路侧的端部上的U字流路。
第六方案的水分分离器，其特征在于，在所述流下流路的位于所述蒸汽排出空间侧的端部上设置排气孔，并且在该排气孔的上方设置有水分飞散防止壁。
第七方案的水分分离器，其特征在于，在所述流下流路的位于所述蒸汽排出空间侧的端部上设置有贯通所述水分分离元件的排气孔。
第八方案的水分分离器，其特征在于，所述水分分离元件由维护空间分割成所述蒸汽入口侧和内侧至少两侧，所述排水流通路具有在设置于所述内侧的所述水分分离元件的下方的所述第一隔壁上形成的排水开口和将所分割的水分分离元件彼此连通的旁通流路。
第九方案的水分分离器，其特征在于，在所述蒸汽入口附近设置有将所述蒸汽流动空间划分成所述蒸汽入口侧的空间和内侧的空间的中间隔壁，在所述蒸汽入口侧的空间设置有所述喷起抑制单元。
第十方案的水分分离器，其特征在于，所述主体呈横置圆筒形状，在长度方向的一端部形成所述蒸汽入口，在内部插通有与该蒸汽入口连通的二个歧管，该歧管的侧部具有向所述主体内喷出蒸汽的多个喷出口，在所述主体内的下部固定所述第一隔壁而划分成所述蒸汽流动空间和所述排水通路，在该第一隔壁上对应所述二个歧管分别设置所述水分分离元件，由所述各分离器的喷出口喷出的蒸汽通过所述各水分分离元件而被除去水分，除去水分后的蒸汽流动至所述蒸汽出口，另一方面，水分被从所述排水流通路经由所述排水通路引导至排水出口。
第十一方案的水分分离器，其特征在于，加热管从所述主体的长度方向的另一端部插通所述各歧管的上方，在所述主体内的两侧部固定以所述水分分离元件作为边界的第二隔壁而划分成蒸汽供给空间和蒸汽排出空间，通过所述各水分分离元件而被除去水分的蒸汽与所述加热管接触而被加热后从所述蒸汽排出空间向所述蒸汽出口流动。
根据第一方案的水分分离器，在具有蒸汽入口的主体的内部设置分离水分的水分分离元件，在该主体的上部设置将分离水分后的蒸汽 排出的蒸汽出口，另一方面，在下部设置排出水分的排水出口；利用第一隔壁划分成蒸汽通过水分分离元件并流动至蒸汽出口的蒸汽流动空间和将水分引导至排水出口的排水通路，并且设置将蒸汽流动空间和排水通路连通并使分离后的水分流至排水通路的流通路；设置抑制排水通路的水分经由排水流通路向蒸汽流动空间侧喷起的喷起抑制单元。
因此，从蒸汽入口导入主体内部的含有水分的蒸汽通过水分分离元件而被分离水分，该分离水分后的蒸汽从蒸汽出口排出，另一方面，水分从排水流通路移动到排水通路，然后从排水出口排出。这时，在蒸汽流动空间产生蒸汽的压力分布，即使在蒸汽流动空间和排水通路之间产生压力差，也能够利用喷起抑制单元抑制排水通路的水分经由排水流通路向蒸汽流动空间侧喷起的现象，也能够抑制水分从排水通路向水分分离元件逆流，从而可以提高水分分离性能。
根据第二方案的水分分离器，将喷起抑制单元设置在位于蒸汽入口附近的排水流通路上。含有水分的蒸汽从蒸汽入口导入主体的内部时，在主体内因蒸汽的流速会在蒸汽入口的附近和内部之间易产生压力分布，该情况下，由于在蒸汽入口的附近且在蒸汽流动空间和排水通路之间产生了压力差，因此，通过在蒸汽入口的附近设置喷起抑制单元，可以恰当地抑制水分的喷起。
根据第三方案的水分分离器，由于将排水流通路设置成在水分分离元件下方的第一隔壁上形成的排水开口，且在该排水开口上设置作为喷起抑制单元的节流单元，因此，能够利用简单的构成、容易地抑制水分的喷起。
根据第四方案的水分分离器，由于利用以水分分离元件为边界的第二隔壁将蒸汽流动空间划分成由蒸汽入口导入的蒸汽流动至水分分离元件的蒸汽供给空间和使由该水分分离元件分离水分后的蒸汽流动 至蒸汽出口的蒸汽排出空间，且设置将蒸汽供给空间与排水通路连通的呈钩形的第一流路和将蒸汽排出空间与第一流路连通的第二流路作为排水流通路，因此，由水分分离元件分离后的水分从第二流路经由第一流路向排水通路移动，且第一流路呈钩形，由此可以可靠地防止水分的喷起。
根据第五方案的水分分离器，由于设置将水分分离元件下方的第一隔壁贯通的流下流路和设置于该流下流路的位于排水通路侧的端部上的U字流路作为排水通路，因此由水分分离元件分离后的水分从流下流路经由U字流路移动到排水通路，该U字流路利用贮存于此的水分构成环形密封，由此可以恰当地抑制水分的喷起。
根据第六方案的水分分离器，由于在流下流路的位于蒸汽排出空间侧的端部上设置有排气孔，并且在该排气孔的上方设置水分飞散防止壁，因此在流下流路内产生压力梯度时，由排气孔排放内部的压力，从而可以将内部的压力维持得均匀，并且在刚起动之后可以利用水分飞散防止壁抑制水分的喷起。
根据第七方案的水分分离器，由于在流下流路的位于蒸汽排出空间侧的端部上设置贯通水分分离元件的排气孔，因此在流下流路内产生压力梯度时，由排气孔排放内部的压力，从而可以将内部的压力维持得均匀，并且在水分分离元件侧将该压力放掉，由此能够提高水分的分离性能。
根据第八方案的水分分离器，由于由维护空间将水分分离元件分割成蒸汽入口侧和内侧至少两侧，且设置形成于设置在内侧的水分分离元件下方的第一隔壁上的排水开口和将所分割的水分分离元件彼此连通的旁通流路作为排水流通路，因此蒸汽入口侧的由水分分离元件分离后的水分经由旁通流路移动到内侧的水分分离元件，从而能够可靠地防止水分从位于蒸汽入口侧的排水流通路喷起。
根据第九方案的水分分离器，由于在蒸汽入口附近设置将蒸汽流动空间划分成蒸汽入口侧的空间和内侧的空间的中间隔壁，且在蒸汽入口侧的空间设置喷起抑制单元，因此，能够可靠地抑制容易在蒸汽入口侧的空间产生的水分(排水)的喷起。
根据第十方案的水分分离器，将主体作成横置圆筒形状，在长度方向的一端部形成蒸汽入口，内部插通有与蒸汽入口连通的二个歧管，在歧管的侧部设置多个蒸汽喷出口，在主体内的下部固定第一隔壁而划分成排水通路和蒸汽流动空间，在该第一隔壁上对应二个分离器分别设置水分分离元件，使由各分离器的喷出口喷出的蒸汽通过各水分分离元件而将水分除去，并使除去水分后的蒸汽流动至蒸汽出口，另一方面，将水分从排水流通路经由排水通路引导至排水出口，因此可以使蒸汽在主体内高效地流动而恰当地将水分分离。
根据第十一方案的水分分离器，加热管从主体长度方向的另一端部插通各分离器的上方，在主体内的两侧部固定以水分分离元件为边界的第二隔壁而划分成蒸汽供给空间和蒸汽排出空间，通过各水分分离元件时水分被除去，将蒸汽与加热管接触而加热后从蒸汽排出空间流动至蒸汽出口，因此将分离水分后的蒸汽加热后排出，由此可以实现蒸汽的有效利用。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的水分分离器的主要部位剖面图。
图2是表示实施例1的水分分离器的示意图。
图3是表示实施例1的水分分离器的纵向剖面图。
图4是表示实施例1的水分分离器的内部结构的切除立体图。
图5是实施例1的水分分离器可适用的改进型加压水式原子能发电设备的示意构成图。
图6是表示本发明实施例2的水分分离器的主要部位剖面图。
图7是表示本发明实施例3的水分分离器的主要部位剖面图。
图8是表示本发明实施例4的水分分离器的主要部位剖面图。
图9是表示实施例4的水分分离器的排水流通路的示意图。
图10是表示本发明实施例5的水分分离器的主要部位剖面图。
图11是表示本发明实施例6的水分分离器的主要部位剖面图。
图12是表示本发明实施例7的水分分离器的示意图。
图13是表示实施例7的水分分离器的主要部位剖面图。
图14是表示现有水分分离器的示意图。
图15是现有水分分离器的主要部位剖面图。
附图标记说明
11蒸汽发生器
12蒸汽涡轮
13冷却水配管
14高压涡轮
15低压涡轮
16发电机
17水分分离器
40主体
41蒸汽入口
42蒸汽出口
43排水出口
44加热管组
46加热管
49歧管
50喷出口
51第一支撑板(第一隔壁)
52排水通路
53、53a、53b水分分离元件
55上支撑框(第二隔壁)
56下支撑框(第一隔壁)
57第二支撑板(第二隔壁)
58调整螺栓
59排水开口(排水流通路)
60、61挡板(喷起抑制单元、节流单元)
62上部隔板
63下部隔板
64管道
71联管箱
72连通开口
73管道
74贮存部
75排气孔
76排气孔
77水分飞散防止壁
81管道(排水流通路)
91中间隔壁
P1第一流路(排水流通路)
P2第二流路(排水流通路)
P3流下流路(排水流通路)
P4U字流路(排水流通路)
S1蒸汽流动空间
S21蒸汽供给空间
S22蒸汽排出空间
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的水分分离器的最佳实施例进行详细地说明。另外，本发明不局限于该实施例。
实施例1
图1是表示本发明实施例1的水分分离器的主要部位剖面图；图2是表示实施例1的水分分离器的示意图；图3是表示实施例1的水分分离器的纵向剖面图；图4是表示实施例1的水分分离器的内部结构的切除立体图；图5是应用了实施例1的水分分离器的发电设备的示意构成图。
实施例的发电设备能够适用于如下的加压水式原子炉(PWR：Pressurized Water Reactor)及对其进行改进后的改进型加压水式原子炉(APWR：Advanced Pressurized Water Reactor)，即，例如将轻水用作原子炉冷却材料及中子减速材料，并制成整个炉心均不沸腾的高温高压水，将该高温高压水送入蒸汽发生器，通过热交换产生蒸汽，将该蒸汽向涡轮发电机输送来进行发电，但是，也可应用于其他的发电设备。
即，在本实施例的发电设备中，如图5所示，蒸汽发生器11经由冷却水配管13与蒸汽涡轮12连接，该蒸汽涡轮12具有高压涡轮14及低压涡轮15，同时连接着发电机16。另外，在高压涡轮14和低压涡轮15之间设置有水分分离器17，水分分离器17通过低温再热管18与高压涡轮14连接，低压涡轮15通过高温再热管19与水分分离器17连接。另外，蒸汽涡轮12具有凝汽器20，且经由冷却水配管21与蒸汽发生器11连接，在该冷却水配管21上设置有凝泵22。
因此，由蒸汽发生器11与高压高温的轻水进行热交换而生成的蒸汽通过冷却水配管13被送入蒸汽涡轮12(从高压涡轮14到低压涡轮15)，利用该蒸汽驱动蒸汽涡轮12，从而利用发电机16进行发电。该情况下，来自蒸汽发生器11的蒸汽驱动高压涡轮14后，由水分分离器17除去蒸汽中含有的水分，并且在加热后再驱动低压涡轮15。而且，驱动蒸汽涡轮12的蒸汽由凝汽器20冷却后通过冷却水配管21返回蒸汽发生器11。
在上述本实施例的水分分离器17中，如图2～图4所示，主体40呈横置的中空圆筒形状，其一端部被封闭，在另一端部形成有导入含有水分的蒸汽(低温再热蒸汽)的蒸汽入口41，并且在上部形成有将被分离水分并加热后的蒸汽(高温再热蒸汽)排出的蒸汽出口42，另一方面，在下部形成有将从蒸汽中分离的水分(排水)排出的排水出口43。而且，如图5所示，蒸汽入口41经由低温再热管18与高压涡轮14连接，蒸汽出口42经由高温再热管19与低压涡轮15连接，排水出口43经由未图示的排水配管与排水罐连接。
如图2～图4所示，该主体40被加热管组44从其长度方向的一端部插通。该加热管组44由位于主体40的外部的蒸汽室45和自该蒸汽室45向主体40内延伸的呈U字形的多个加热管46构成。这多个加热管46由固定于主体40的内部的一对隔壁47及固定于其间的多个支撑壁48支撑。而且，蒸汽室45的内部被上下分割，从蒸汽发生器11的冷却水配管13分支的配管与连接多个加热管46的一端部的上侧的入口管台45a连接，另一方面，伸出至排水罐的排水配管与连接多个加热管46的另一端部的下侧的出口管台45b连接。
另外，主体40被位于加热管组44的下方两侧的、左右一对歧管49从其长度方向的另一端部插通。该歧管49将多个支撑壁48贯通，并且前端部被固定在一隔壁47上而封闭。而且，歧管49的基端部固定在另一隔壁47上并贯通，且与蒸汽入口41连通。另外，歧管49在与主体40的壁面相向的侧部形成有向该主体40内喷出蒸汽的多个喷出口50。
在主体40内的下部固定有水平的第一支撑板51，在该第一支撑板51的两侧，对应于两个歧管49设置有左右一对水分分离元件53。水分分离元件53与歧管49的各喷出口50相向设置，蒸汽通过，从而可将水分分离。即，该水分分离元件53在以规定间隔层叠多个呈波形的分离叶片54的状态下由上下支撑框55、56支撑。在本实施例中， 下支撑框56与第一支撑板51的两侧部一体地固定，并固定在主体40的内壁面上，由此划分成排水通路52，在该排水通路52的下方设置有上述的排水出口43。即，由第一支撑板51和下支撑框56构成本发明的第一隔壁。
在该水分分离元件53的上部立设有左右一对第二支撑板57，其以沿加热管组44的两侧弯曲的方式向上方伸出，上端部与主体40连接，并且下端部与上支撑框55连接。因此，利用由上述的第一支撑板51和下支撑框56构成的第一隔壁，将主体40的内部空间划分为从歧管49的喷出口50喷出的蒸汽通过水分分离元件53并流动至蒸汽出口42的蒸汽流动空间S1、和将由水分分离元件53分离后的水分引导至排水出口43的排水通路52。另外，利用以水分分离元件53为边界的第二支撑板57及上支撑框55，将蒸汽流动空间S1划分为从喷出口50喷出的蒸汽流动至水分分离元件53的蒸汽供给空间S21、和使由水分分离元件53分离水分后的蒸汽流动至蒸汽出口42的蒸汽排出空间S22。即，由第二支撑板57和上支撑框55构成本发明的第二隔壁。
另外，上述的水分分离元件53沿主体40的长度方向配置，但在歧管49的蒸汽入口41一侧由维护空间S3分割为两个水分分离元件53a、53b的区域。而且，各水分分离元件53a、53b通过在两者之间夹装多个调整螺栓58而被支撑。
而且，如图1所示，该水分分离元件53的呈波形的多个分离叶片54以规定间隔层叠，且由上、下支撑框55、56支撑，从歧管49的喷出口50喷出的蒸汽通过该多个分离叶片54之间，由此蒸汽中所含的水分发生碰撞而被分离。下支撑框56(第一隔壁)具有立设于蒸汽供给空间S21一侧的纵壁部56a和立设于蒸汽排出空间S22一侧的纵壁部56b，并且，形成有将水分分离元件53(蒸汽流动空间S1)和排水通路52连通的排水开口(排水流通路)59，能够将由分离叶片54分离的水分即排水经由该排水开口59向排水通路52排出。
另外，本实施例中，作为抑制因主体40内的压力变动导致排水通路52的水分经由排水开口59向蒸汽流动空间S1一侧喷起的喷起抑制单元及节流单元，在下支撑框56的下表面固定有挡板60，以使其封闭排水开口59的一部分。该情况下，如图2及图3所示，当在主体40内沿其长度方向产生压力变动时，在歧管49的蒸汽入口41一侧，蒸汽流动空间S1的压力比排水通路52的压力变低的现象显著，排水通路52的水分有可能经由排水开口59向蒸汽流动空间S1一侧喷起。因此，如图1所示，在配置有位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53、即由维护空间S3分割成的其中一个水分分离元件53a、53b的区域A内，对排水开口59设置挡板60。
在此，利用图1～图5对本实施例的水分分离器17的水分分离作用进行详细地说明。
在由本实施例的水分分离器17进行的水分分离中，如图5所示，由蒸汽发生器11生成的加热蒸汽通过冷却水配管13被送入构成蒸汽涡轮12的高压涡轮14，同时被送入水分分离器17。而且，驱动高压涡轮14的低温再热蒸汽通过低温再热管18被送入水分分离器17，在此除去蒸汽中所含的水分并被加热而成为高温再热蒸汽，然后通过高温再热管19送入低压涡轮15。
在该水分分离器17中，如图2～图4所示，由蒸汽发生器11生成的加热蒸汽从蒸汽室45的入口管台45a被供给到加热管组44，通过配置于主体40内的多个加热管46返回蒸汽室45，从出口管台45b作为排水排出。
另一方面，来自高压涡轮的低温再热蒸汽从各蒸汽入口41被供给到歧管49内，从多个喷出口50向主体40的蒸汽供给空间S21喷出。向该主体40的蒸汽供给空间S21内喷出的蒸汽被沿内壁面导入各水分 分离元件53。于是，在该水分分离元件53内，蒸汽通过呈波形的多个分离叶片54之间，由此该蒸汽中所含的水分与分离叶片54发生碰撞，从而成为排水而被分离。
而且，由水分分离元件53分离了水分的蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，在通过多个加热管46之间时，被通过各加热管46内的加热蒸汽加热成为高温再热蒸汽，然后从蒸汽出口42排出。另一方面，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。
但是，在本实施例的水分分离器17中，为使装置小型化而希望主体40及歧管49小径化，在歧管49内流动的蒸汽的流速增大，从各喷出口50喷出的蒸汽与歧管49的前端侧、即蒸汽室45一侧(图2中的左侧)的隔壁47发生碰撞而静压恢复，因此沿主体40内的长度方向产生压力分布。在主体40内的长度方向上，大量蒸汽流动的前端侧的压力比歧管49的蒸汽入口41一侧的压力高，该压力通过多个排水开口59而作用于排水通路52。因此，在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，成为高压侧的排水通路52的蒸汽带着水分(排水)从排水开口59向成为低压侧的水分分离元件53一侧喷起，导致该水分分离元件53的水分分离性能降低。
但是，在本实施例中，在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，通过在下支撑框56的下面固定挡板60来封闭排水开口59的一部分。本实施例中，挡板60相当于喷起抑制单元，因此，即使由从歧管49的各喷出口50喷出的蒸汽产生压力分布，且在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽通过排水开口59将要向水分分离元件53一侧喷起，也可以通过挡板60使排水开口59的开口面积变小而使流动阻力变大，因此，可以抑制带有水分的蒸汽的喷起，从而抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。
这样，在实施例1的水分分离器17中，将加热管组44从主体40的长度方向的一端部插通，在另一端部设置低温再热蒸汽的蒸汽入口41，在内部配置与蒸汽入口连通的歧管49，在该歧管49的侧部设置多个蒸汽的喷出口50，在主体40内的下部固定第一支撑板51及下支撑框56而划分成蒸汽流动空间S1和排水通路52，对应于歧管49设置水分分离元件53，利用加热管组44加热由水分分离元件53除去水分的蒸汽而使其作为高温再热蒸汽流动至蒸汽出口42，另一方面，将水分从排水开口59通过排水通路52导入排水出口43，并设置封闭排水开口59的一部分的挡板60。
因此，从歧管49的喷出口50导入到主体40内的含有水分的蒸汽通过水分分离元件53，由此水分被分离，该分离了水分的蒸汽在加热后从蒸汽出口42排出，另一方面，水分从排水开口59流下至排水通路52而从排水出口43排出。此时，即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，且在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，也可以利用挡板60封闭排水开口59的一部分，使排水开口59的开口面积变小而使流动阻力变大，因此，可以抑制带有水分的蒸汽从排水通路52流向水分分离元件53一侧的逆流，从而可以提高水分分离性能。
另外，在本实施例中，在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，在下支撑框56的下面固定挡板60而封闭排水开口59的一部分。因此，即使因主体40及歧管49的小径化且由从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽产生压力分布，在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽通过排水开口59将要向水分分离元件53一侧喷起，也可以利用挡板60封闭排水开口59的一部分，因此可以抑制带有水分的蒸汽的喷起，从而可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降，并且能够实现装置的小型化。
而且，作为使由水分分离元件53分离的水分流向排水通路52的排水流通路，在下支撑框59(第一隔壁)上形成排水开口59，并设置构成节流单元的挡板60作为喷起抑制单元。因此，能够以简单的构成容易地抑制含有水分的蒸汽的喷起。
另外，将主体40作成横置圆筒形状，在内部配置两个歧管49，并对应上述歧管49配置两个水分分离元件53，在主体40内，在歧管49的上方配置加热管组44，使从各歧管49的喷出口50喷出的低温再热蒸汽通过各水分分离元件53而将水分除去，将除去水分的蒸汽加热后向蒸汽出口42流动，另一方面，将水分从排水开口59通过排水通路52引导至排水出口43。因此，可以使蒸汽在主体40内高效地流动并恰当地将水分分离，同时通过将分离水分后的蒸汽加热后再排出，可以实现蒸汽的有效利用。
实施例2
图6是表示本发明实施例2的水分分离器的主要部位剖面图。另外，本实施例的水分分离器的全部构成与上述的实施例1大致同样，利用图2～图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
在实施例2中，如图2～图4所示，水分分离器17的构成如下：在主体40的一端部形成蒸汽入口41，在上部形成蒸汽出口42，另一方面，在下部形成排水出口43，并将加热管组44从该主体40的一端部插通，将两个歧管49在内部且在加热管组44的下方插通，在主体40内的下部固定有第一支撑板51及下支撑框56而划分成蒸汽流动空间S1和排水通路52，对应于各歧管49的喷出口50设置有水分分离元件53，并在各水分分离元件53的上支撑框55的上部立设有第二支撑板57，由此，蒸汽流动空间S1由上支撑框55和第二支撑板57划分为蒸汽供给空间S21和蒸汽排出空间S22。
该水分分离元件53的呈波形的多个分离叶片54以规定间隔层叠，且由上、下支撑框55、56支撑，相对于歧管49的蒸汽入口41一侧，在其前端部一侧，在下支撑框56上形成有将水分分离元件53和排水通路52连通的排水开口59，能够将由分离叶片54分离的水分通过该排水开口59排出到排水通路52。
另外，在本实施例中，如图6所示，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53上，在下支撑框56上未形成有排水开口。而且，在该区域A的水分分离元件53上，设置有将蒸汽供给空间S21与蒸汽排出空间S22连通的呈钩形的第一流路P1和将水分分离元件53(蒸汽排出空间S22)与该第一流路P1连通的第二流路P2作为排水流通路。
即，在与第一支撑板51的端部连接的水分分离元件53上，在下支撑框56的蒸汽供给空间S21一侧的纵壁部56a上固定有截面呈倒L字形状的上部隔板62，另一方面，在主体40的排水通路52一侧的内壁面固定有下部隔板63，上部隔板62的下端部接近主体40的内壁面并隔开规定的间隙，下部隔板63的上端部位于上部隔板62的下端部的上方，由此，形成将蒸汽供给空间S21和排水通路52连通的呈钩形的第一流路P1。另外，下支撑框56的蒸汽供给空间S21一侧的纵壁部56a上固定有呈箱型水平形状的管道64，并且，在对应于该管道64的纵壁部56a上形成有连通开口65。而且，通过将管道64的端部固定在上部隔板62上，形成将水分分离元件53和第一流路P1连通的第二流路P2。另外，由上部隔板62与下部隔板63构成的第一流路1和由管道64构成的第二流路P2的一端部的各流路P1、P2彼此连通，并且另一端部被封闭。
在这样构成的实施例2的水分分离器17中，如图3及图6所示，将加热蒸汽供给加热管组44并在主体40内循环，另一方面，将低温再热蒸汽供给各歧管49内，并从多个喷出口50向主体40的蒸汽供给 空间S21喷出。于是，喷出到该蒸汽供给空间S21的蒸汽沿主体40的内壁面被引导至各水分分离元件53，并通过多个分离叶片54之间，由此该蒸汽中所含的水分作为排水被分离。
而且，由水分分离元件53分离了水分的蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，在通过多个加热管46之间时被加热成为高温再热蒸汽而从蒸汽出口42排出。另一方面，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，从排水出口43向外部排出。
该情况下，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此，通过第二流路P2及第一流路P1流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。即，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中，由蒸汽中分离的水分(排水)从连通开口65流向管道64内的第二流路P2，从该第二流路P2通过由上部隔板62和下部隔板63构成的第一流路P1流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。
因此，即使因从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽而产生压力分布，且在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽将要向水分分离元件53一侧喷起，通过第一流路P1及第二流路P2向水分分离元件53一侧喷起也困难，能够阻止带有水分的蒸汽的喷起，抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。而且，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分从连通开口65通过第二流路P2及第一流路P1流下至排水通路52，并从排水出口43适当地排出。
另外，从歧管49的喷出口50向主体40的蒸汽供给空间S21喷出的低温再热蒸汽沿主体40的内壁面被引导至水分分离元件53，但在蒸汽与主体40的内壁面碰撞时，该蒸汽中所含的一部分水分被分离成排水，顺着主体40的内壁面流动。该排水通过由上部隔板62和下部隔 板63构成的第一流路P1流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。
这样，在实施例2的水分分离器17中，在设置于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53上，设置了将蒸汽供给空间S21和排水通路52连通的呈钩形的第一流路P1，并且设置了将水分分离元件53和该第一流路P1连通的第二流路P2。
因此，从歧管49的喷出口50导入到主体40内的含有水分的蒸汽通过水分分离元件53，由此将水分分离，分离了该水分的蒸汽被加热后从蒸汽出口42排出，另一方面，水分从排水开口59流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。此时，由于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此水分从第二流路P2及第一流路P1流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。因此，即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，也能够抑制从排水通路52流向水分分离元件53一侧的带有水分的蒸汽的逆流，能够提高水分分离性能。另外，被分离的水分从连通开口65通过第二流路P2及第一流路P1向排水通路52排出，并不会滞留在水分分离元件53内而使水分分离性能降低。
实施例3
图7是表示本发明实施例3的水分分离器的主要部位剖面图。而且，本实施例的水分分离器的整体构成与上述的实施例1大致同样，利用图2～图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
实施例3中，如图2～图4所示，水分分离器17的构成如下：在主体40的一端部形成蒸汽入口41，在上部形成蒸汽出口42，另一方面，在下部形成排水出口43，将加热管组44从该主体40的一端部插 通，将两个歧管49在内部且在加热管组44的下方插通，在主体40内的下部固定有第一支撑板51及下支撑框56而划分成蒸汽流动空间S1和排水通路52，对应于各歧管49的喷出口50设置有水分分离元件53，且各水分分离元件53的上支撑框55的上部立设有第二支撑板57，由此，蒸汽流动空间S1由上支撑框55和第二支撑板57划分为蒸汽供给空间S21和蒸汽排出空间S22。
该水分分离元件53的呈波形的多个分离叶片54以规定间隔层叠，且由上、下支撑框55、56支撑，相对于歧管49的蒸汽入口41一侧，在其前端部一侧，在下支撑框56上形成有将水分分离元件53和排水通路52连通的排水开口59，能够将由分离叶片54分离的水分通过该排水开口59向排水通路52排出。
另外，在本实施例中，如图7所示，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53上，在下支撑框56上未形成有排水开口。而且，在该区域A的水分分离元件53上，设置了将水分分离元件53(蒸汽排出空间S22)的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52一侧的端部上的U字流路P4作为排水流通路。
即，在第一支撑板51的端部的水分分离元件53中，在下支撑框56的蒸汽排出空间S22一侧的纵壁部56b上，在第一支撑板51上固定有成箱型水平形状的联管箱71，并且在对应于该联管箱71的纵壁部56b上形成有连通开口72。另外，在联管箱71的下部设置有贯通第一支撑板51的管道73，其上端部与联管箱71连通，另一方面，在下端部形成有向上方开口的贮存部74，在该贮存部74上形成有排气孔75。而且，由联管箱71及管道73构成流下流路P3，另一方面，由管道73及贮存部74构成U字流路P4。
上述联管箱71是为了在其箱型形状的上部确保贮存气体的空间， 从而确保排水的顺利流动。即，理由如下：通过在箱型形状的上部获取确保贮存气体的足够高度，且设置排气孔78，可以确保联管箱71内的沿主体40的长度方向的压力均匀的气体空间，从而抑制连通开口72的排水逆流。另外，还有如下理由：开始运转时，在排水积存到贮存部74中之前的期间，将贮存部74内的气体排向气体贮存空间，从而排水易从连通开口72流入。
在不能充分获取该联管箱71的高度的情况下，在联管箱71内，排水封闭排气孔78，联管箱71内的压力上升，因此，将会使在管道73内流下的排水的流动紊乱。另外，也成为阻碍排水从连通开口72顺利流入的原因。
另外，连通开口72沿主体40的长度方向且在一对隔壁47之间以一定间隔配置，联管箱71沿主体40的长度方向设置在配置有连通开口72的范围内。管道73没必要遍及联管箱71的长度方向的全长设置。优选在对应于多个连通开口72的位置设置一个联管箱71。原因如下：当在主体40的长度方向上设置较宽的管道时，在管道内，沿长度方向产生排水的液面差从而导致密封高度不均匀，带有水分(排水)的蒸汽从排水通路52经由管道73易向联管箱71一侧喷起。
在这样构成的实施例3的水分分离器17中，如图3及图7所示，加热蒸汽被供给到加热管组44并在主体40内循环，另一方面，低温再热蒸汽供给各歧管49内，且从多个喷出口50向主体40的蒸汽供给空间S21喷出。于是，向该蒸汽供给空间S21喷出的蒸汽沿主体40的内壁面被引导至各水分分离元件53，并通过多个分离叶片54之间，由此，该蒸汽中所含的水分被作为排水分离。
而且，由水分分离元件53分离了水分的蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，通过多个加热管46之间而被加热成为高温再热蒸汽，然后从蒸汽出口42排出。另一方面，由水分分 离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，并从排水出口43向外部排出。
该情况下，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此，通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。即，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中，从蒸汽中分离的水分(排水)从连通开口72流到联管箱71及管道73内的流下流路P3，从该流下流路P3暂时地贮存到下方的贮存部74后，从该贮存部74的开口部流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。此时，在管道73及贮存部74的U字流路P4上形成环形密封，从而构成本实施例中的喷起抑制单元。
因此，即使由从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽产生压力分布，在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽将要向水分分离元件53一侧喷起，通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起也是困难的，能够阻止带有水分的蒸汽的喷起，抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。而且，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分从连通开口72通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，并从排水出口43适当地排出。该情况下，通过在U字流路P4上形成环形密封，阻止排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起，抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。
这样，在实施例3的水分分离器17中，在设置于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53上，设置有将水分分离元件53的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52一侧的端部的U字流路P4。
因此，从歧管49的喷出口50导入到主体40内的含有水分的蒸汽 通过水分分离元件53，由此将水分分离，分离了该水分的蒸汽被加热后从蒸汽出口42排出，另一方面，水分从排水开口59流下至排水通路52而从排水出口43向外部排出。此时，由于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此水分从流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。因此，由于在U字流路P4上形成有环形密封，所以即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，也能够抑制从排水通路52流向水分分离元件53一侧的带有水分的蒸汽的逆流，能够提高水分分离性能。另外，被分离的水分从连通开口72通过流下流路P3及U字流路P4向排水通路52排出，并不会滞留在水分分离元件53内而使水分分离性能降低。
另外，使由水分分离元件53分离后的水分排出到排水通路52的流下流路P3及U字流路P4设置得比水分分离元件53更靠近蒸汽排出空间S22一侧。因此，通过确保从第一支撑板51到主体40的内壁面具有足够的高度，能够确保贮存部74所贮存的排水的高度，从而能够可靠地阻止从排水通路52通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起的蒸汽的逆流。
实施例4
图8是表示本发明实施例4的水分分离器的主要部位剖面图，图9是表示实施例4的水分分离器的排水流通路的示意图。另外，本实施例的水分分离器的全部构成与上述的实施例1大致同样，利用图2～图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
在实施例4中，如图8及图9所示，水分分离元件53的呈波形的多个分离叶片54以规定间隔层叠，且由上、下支撑框55、56支撑，在下支撑框56(第一隔壁)上形成有将水分分离元件53和排水通路52连通的排水开口59，能够将由分离叶片54分离后的水分通过该排 水开口59向排水通路52排出。
另外，在本实施例中，如图8所示，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53中，在下支撑框56上未形成有排水开口。而且，在该区域A的水分分离元件53中，设置了将水分分离元件53(蒸汽排出空间S22)的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52一侧的端部上的U字流路P4作为排水流通路。另外，在该流下流路P3的蒸汽排出空间S22一侧的端部设置有排气孔76，并且在该排气孔76的上方设置有水分飞散防止壁77。
即，在第一支撑板51的端部的水分分离元件53中，在下支撑框56的蒸汽排出空间S22一侧的纵壁部56b上，在第一支撑板51上固定有呈箱型水平形状的联管箱71，并且在对应于该联管箱71的纵壁部56b上形成有连通开口72。另外，在联管箱71的下部设置有贯通第一支撑板51的管道73，其上端部与联管箱71连通，另一方面，在下端部形成有向上方开口的贮存部74。而且，由联管箱71及管道73构成流下流路P3，另一方面，由管道73及贮存部74构成U字流路P4。另外，通过在联管箱71的上面部形成有向蒸汽排出空间S22开口的多个排气孔76，从而使流下流路P3的上端部与蒸汽排出空间S22连通。而且，在联管箱71的上面部以覆盖该排气孔76的上方的方式形成有水分飞散防止壁77。该联管箱71的基本构思与实施例3同样。
在这样构成的实施例4的水分分离器17中，向蒸汽供给空间S21喷出的蒸汽由水分分离元件53将水分作为排水分离，蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，被加热后成为高温再热蒸汽而排出。另一方面，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。
该情况下，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此，通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。即，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中，从蒸汽中分离的水分(排水)从连通开口72流向联管箱71及管道73内的流下流路P3，在从该流下流路P3暂时地贮存到下方的贮存部74后，从该贮存部74的开口部流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。此时，在管道73及贮存部74的U字流路P4上形成环形密封。
因此，即使由从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽产生压力分布，且在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽将要向水分分离元件53一侧喷起，通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起也是困难的，能够阻止带有水分的蒸汽的喷起，从而可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。而且，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分从连通开口72通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，从排水出口43适当地排出。该情况下，通过在U字流路P4上形成环形密封，可以阻止排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起，抑制了水分分离元件53的水分分离性能的下降。
另外，在排水积存在贮存部74之前，不能在U字流路P4上形成环形密封，排水通路52的蒸汽有可能通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起。但是，在本实施例中，在位于流下流路P3的上方的联管箱71上形成有排气孔76，并形成有水分飞散防止壁77。因此，即使排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3上升，也能够抑制与水分飞散防止壁77碰撞而向蒸汽排出空间S22的喷起。另外，通过由排气孔76排放联管箱71的内部的压力，可以将U字流路P4及流下流路P3的压力始终维持得均匀。
这样，在实施例4的水分分离器17中，在设置于歧管49的蒸汽 入口41一侧的区域A的水分分离元件53中，设置了将水分分离元件53的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52侧的端部上的U字流路P4，在流下流路P3的蒸汽排出空间S22一侧的端部设置了排气孔76，并在该排气孔76的上方设置了水分飞散防止壁77。
因此，由于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此水分从流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，从排水出口43向外部排出。因此，即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，由于在U字流路P4上形成环形密封，因此也能够抑制带有水分的蒸汽从排水通路52流向水分分离元件53一侧的逆流，能够提高水分分离性能。另外，在环形密封形成以前就能够抑制排水通路52的蒸汽与水分飞散防止壁77碰撞而向蒸汽排出空间S22喷起，此时，利用排气孔75将流下流路P3及U字流路P4的压力从排气孔75排出，由此能够将U字流路P4及流下流路P3的压力始终维持得均匀。
实施例5
图10是表示本发明实施例5的水分分离器的主要部位剖面图，另外，本实施例的水分分离器的全部构成与上述的实施例1大致同样，利用图2～图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
在实施例5中，如图10所示，水分分离元件53的呈波形的多个分离叶片54以规定间隔层叠，且由上、下支撑框55、56支撑，在下支撑框56(第一支撑壁)上形成有将水分分离元件53和排水通路52连通的排水开口59，能够将由分离叶片54分离的水分通过该排水开口59向排水通路52排出。
另外，在本实施例中，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域 A的水分分离元件53中，在下支撑框56上未形成排水开口。而且，在该区域A的水分分离元件53中，设置了将水分分离元件53(蒸汽排出空间S22)的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52一侧的端部上的U字流路P4作为排水流通路。另外，在该流下流路P3的蒸汽排出空间S22一侧的端部设置有通向水分分离元件53的排气孔78。
即，在第一支撑板51的端部的水分分离元件53中，在下支撑框56的蒸汽排出空间S22一侧的纵壁部56b上，在第一支撑板51上固定有成箱型水平形状的联管箱71，并且在对应于该联管箱71的纵壁部56b上形成有连通开口72。另外，在联管箱71的下部设置有贯通第一支撑板51的管道73，上端部与联管箱71连通，另一方面，在下端部形成有向上方开口的贮存部74。由联管箱71及管道73构成流下流路P3，另一方面，由管道73及贮存部74构成U字流路P4。另外，在对应于联管箱71的纵壁部56b上且在连通开口72的上方形成有排气孔78，由此流下流路P3的上端部与水分分离元件53连通。该联管箱71的基本构思与实施例3同样。
在这样构成的实施例5的水分分离器17中，向蒸汽供给空间S21喷出的蒸汽由水分分离元件53将水分作为排水分离，蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，被加热后成为高温再热蒸汽而排出。另一方面，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。
该情况下，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此，通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。即，在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中，从蒸汽中分离的水分(排水)从连通开口72流到联管箱71及管道73内的流下流路P3，从该流 下流路P3暂时地贮存到下方的贮存部74后，从该贮存部74的开口部流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。此时，在管道73及贮存部74的U字流路P4上形成环形密封，构成本实施例中的喷起抑制单元。
因此，即使由从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽产生压力分布，且在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽将要向水分分离元件53一侧喷起，通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起也是困难的，能够阻止带有水分的蒸汽的喷起，从而可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。而且，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分从连通开口72通过流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后被从排水出口43适当地排出。该情况下，通过在U字流路P4上形成环形密封，可以阻止排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起，可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。
另外，在排水积存在贮存部74之前，不能在U字流路P4上形成环形密封，排水通路52的蒸汽有可能通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起，但是，在本实施例中，在位于流下流路P3的上方的联管箱71上形成有与水分分离元件53连通的排气孔78。因此，即使排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3上升，也能够被再次供给水分分离元件53而将水分分离。另外，利用排气孔78将联管箱71的内部的压力排放掉，由此可以将U字流路P4及流下流路P3的压力始终维持得均匀。
这样，在实施例5的水分分离器17中，在设置于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53中，设置了将水分分离元件53的下方的第一支撑板51贯通的流下流路P3和设置于流下流路P3的排水通路52一侧的端部上的U字流路P4，在流下流路P3的上方设置了与水分分离元件53连通的排气孔78。
因此，由于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53中没有排水开口59，因此水分从流下流路P3及U字流路P4流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。因此，由于在U字流路P4上形成了环形密封，所以即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，也能够抑制带有水分的蒸汽从排水通路52流向水分分离元件53一侧的逆流，能够提高水分分离性能。另外，在环形密封形成之前，排水通路52的蒸汽通过U字流路P4及流下流路P3从排气孔78返回水分分离元件53，因此能够再次从蒸汽中分离水分并进行处理，此时，流下流路P3及U字流路P4的压力也被排放掉，由此，能够将U字流路P4及流下流路P3的压力始终维持得均匀。
实施例6
图11是表示本发明实施例6的水分分离器的主要部位剖面图。另外，本实施例的水分分离器的全部构成与上述的实施例1大致同样，利用图2～图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
在实施例6中，如图11所示，水分分离元件53在主体40的第一支撑板51上沿其长度方向配置，且被维护空间S3分割为位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53a和位于歧管49的前端侧的水分分离元件53b，通过在各水分分离元件53a、53b之间夹装有多个调整螺栓58而对其进行支撑。而且，在位于该水分分离元件53的下方的第一支撑板51上形成有与排水通路52连通的多个排水开口59，可以将从蒸汽中分离的水分通过该排水开口59向排水通路52排出。
另外，对于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53a，在第一支撑板51的下面固定作为喷起抑制单元的挡板61，由此将该排水开口59封闭。另一方面，对于位于歧管49的前端侧的水分分离元 件53b，未固定挡板61而将排水开口59敞开。而且，通过在维护空间S3的下部固定作为旁通流路的管道81而将分割后的水分分离元件53a、53b的下端部彼此连通，能够将由水分分离元件53a分离的水分通过管道81向水分分离元件53b流动，然后从敞开的排水开口59向排水通路52排出。
在这样构成的实施例6的水分分离器17中，向蒸汽供给空间S21喷出的蒸汽由水分分离元件53将水分作为排水分离，蒸汽通过由左右第二支撑板57划分成的蒸汽排出空间S22上升，被加热后成为高温再热蒸汽而排出。另一方面，由水分分离元件53从蒸汽中分离的水分(排水)通过排水开口59流下至排水通路52，然后从排水出口43向外部排出。
该情况下，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53通过固定有挡板61而被封闭，因此由水分分离元件53a分离的水分从第一支撑板51上流过并通过管道8流动至水分分离元件53b，然后从敞开的排水开口59排出到排水通路52。因此，由于位于歧管49的蒸汽入口41一侧的排水开口59被挡板61封闭，所以即使由从歧管49的各喷出口50向主体40喷出的蒸汽产生压力分布，且在主体40内的歧管49的蒸汽入口41一侧，排水通路52的蒸汽通过排水开口59将要向水分分离元件53一侧喷起，也能够阻止带有水分的蒸汽的喷起，从而可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。
这样，在实施例6的水分分离器17中，水分分离元件53被维护空间S3分割为位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53a和位于歧管49的前端侧的水分分离元件53b，在各水分分离元件53a、53b的第一支撑板51上形成有与排水通路52连通的排水开口59，利用挡板61将位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53a的排水开口59封闭，并且利用管道81将分割后的水分分离元件53a、53b的下端部彼此连通。
因此，由于在位于歧管49的蒸汽入口41一侧的水分分离元件53a中，排水开口59被封闭，因此，水分通过管道81向水分分离元件53b移动，然后从敞开的排水开口59排出到排水通路52。因此，由于排水开口59被挡板61封闭，所以即使在主体40的蒸汽流动空间S1产生蒸汽的压力分布，且在蒸汽流动空间S1和排水通路52之间产生压力差，也能够抑制带有水分的蒸汽从排水通路52向水分分离元件53一侧的逆流，能够提高水分分离性能。另外，由水分分离元件53a分离的水分从水分分离元件53b侧的排水开口59向排水通路52排出，并不会滞留在水分分离元件53内而使水分分离性能下降。
实施例7
图12是表示本发明实施例7的水分分离器的示意图，图13是表示实施例7的水分分离器的主要部位剖面图。另外，本实施例的水分分离器的全部构成与上述的实施例1大致同样，利用图2至图4进行说明，并且对具有与该实施例中已说明的同样功能的部件标注同一附图标记而省略重复的说明。
在实施例7中，为了防止低温再热蒸汽从蒸汽排出空间S22向蒸汽供给空间S21逆流的现象，在蒸汽排出空间S22内设置中间隔壁。即，以将蒸汽流动空间划分为蒸汽入口侧的空间和内侧的空间的方式在主体40的蒸汽入口附近设置中间隔壁，在蒸汽入口侧的空间设置喷起抑制单元。
具体而言，在实施例7中，如图2～图4所示，在水分分离器17中，为了使装置小型化，要求使主体40及歧管49小径化。因此，在该歧管49内流动的蒸汽的流速增大，从各喷出口50喷出的蒸汽与歧管49的前端部一侧即蒸汽室45一侧(图2中左侧)的隔壁47碰撞而静压恢复，从而沿主体40内的长度方向产生压力分布。因此，在蒸汽供给空间S21一侧，在主体40内的长度方向上，蒸汽流动较多的歧管 49的前端部一侧(蒸汽室45侧)的压力比歧管49的蒸汽入口41一侧的压力高。
受主体40的长度方向上产生的压力分布影响，同样地，在蒸汽排出空间S22内也是在蒸汽入口41一侧的压力低，在歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)的压力高。因此，从蒸汽供给空间S21一侧通过水分分离元件53流入蒸汽排出空间S22的低温再热蒸汽的一部分在蒸汽排出空间S22内沿长度方向从歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)向蒸汽入口41一侧流动，在蒸汽入口41一侧附近产生经由水分分离元件53向蒸汽供给空间S21一侧逆流的现象。由于该逆流现象使水分分离器的效率降低，因此需要防止逆流。因此，如图12及图13所示，在蒸汽排出空间S22内立设中间隔壁91，以防止蒸汽在蒸汽排出空间S22内沿长度方向从歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)向蒸汽入口41一侧流动。另外，排水通路52内的压力因主体40内产生压力分布而上升的状况与其他实施例相同。
如图12所示，在蒸汽排出空间S22内设有一处中间隔壁91，蒸汽排出空间S22被设置于主体40上的一对隔壁47之间夹持。该中间隔壁91相对于主体40的长度方向形成垂直面，从主体40的剖面看，该中间隔壁91覆盖了由第一支撑板51、第二支撑板57及加热管组44包围的整个蒸汽排出空间S22。
详细叙述本实施例的主要部位剖面结构，如图13所示，由中间隔壁91与蒸汽入口41一侧的隔壁47包围的蒸汽排出空间S22(用图12的B表示的范围、图13的右侧剖面)构成与上述实施例5同样的结构，由中间隔壁91与设置于歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)的另一隔壁47包围的蒸汽排出空间S22(图13的左侧剖面)构成与现有技术同样的结构。
即，如图12及图13所示，在由中间隔壁91与蒸汽入口41一侧 的隔壁47包围的蒸汽排出空间S22内，在下支撑框56的蒸汽排出空间S22一侧的纵壁部56b上，在第一支撑板51上固定呈箱型水平形状的联管箱71。在对应于该隔壁71的纵壁部56b上形成有连通开口72。另外，在联管箱71的下部设置有贯通第一支撑板51的管道73，其上端部与联管箱71连通。在管道73的下端部形成有向上方开口的贮存部74。由联管箱71及管道73构成流下流路P3，另一方面，由管道73及贮存部74构成U字流路P4。另外，在对应于联管箱71的纵壁部56b上，在连通开口72的上方形成有排气孔78，由此，流下流路P3的上端部与水分分离元件53连通。联管箱71的基本构思与实施例3相同。
另一方面，在由中间隔壁91与设置于歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)的另一隔壁47包围的蒸汽排出空间S22内，在下支撑框56上仅设置了排水开口59，而不设置联管箱71、管道73，也不设置实施例1中已说明的挡板60。
形成这种结构的原因是：在由中间隔壁91与蒸汽入口41一侧的隔壁47包围的蒸汽排出空间S22内，排水通路52和蒸汽排出空间S22一侧之间的压力逆转现象显著，来自排水通路52的带有水分(排水)的蒸汽的喷起激烈。
在本实施例中，由管道73及贮存部74的U字流路P4形成环形密封，从而构成本实施例中的喷起抑制单元。因此，即使排水通路52内的蒸汽将要向水分分离元件53一侧喷起，通过U字流路P4及流下流路P3向水分分离元件53一侧喷起也是困难的，能够阻止带有水分(排水)的蒸汽的喷起，从而可以抑制水分分离元件53的水分分离性能的下降。
另外，在本实施例中，对由中间隔壁91与蒸汽入口41一侧的隔壁47包围的蒸汽排出空间S22内的主要部位结构采用了实施例5中说明的结构，但也可以采用实施例1～4中说明的结构。另外，在由中间 隔壁91与设置于歧管49的前端部一侧(蒸汽室45一侧)的另一隔壁47包围的蒸汽排出空间S22内，带有水分(排水)的蒸汽不会自排水通路52喷起，没必要设置喷起抑制单元。此外，主体40内的蒸汽及水分(排水)的流动的基本构思与实施例5相同。
这样，在实施例7的水分分离器中，在蒸汽入口41的附近设置了将蒸汽排出空间S22划分为蒸汽入口41一侧的空间和前端部一侧(蒸汽室45一侧)的空间的中间隔壁91，在蒸汽入口41一侧的空间内设置了作为喷起抑制单元的U字流路P4。因此，能够可靠地抑制易于在蒸汽入口41一侧的空间内发生的水分(排水)的喷起。
另外，在上述的各实施例中，由第一支撑板51和下支撑框56构成第一隔壁，将水分分离元件53与第一支撑板51连接，在下支撑框56上形成作为排水流通路的排水开口59，对此已进行了说明，但也可以根据水分分离元件53相对于第一支撑板51的支撑结构在第一支撑板51上形成排水开口59。另外，在上述的各实施例中，对位于歧管49的蒸汽入口41一侧的区域A的水分分离元件53设置了本发明的喷起抑制单元，但也可以在无排水开口59、且设置有水分分离元件53的所有区域内设置本发明的喷起抑制单元。
另外，在上述的各实施例中，将本发明的水分分离器作为水分分离器进行了说明，另外，在上述的各实施例中，将两个歧管49从主体40的一端部插通，在这两个歧管49的基端部形成蒸汽的蒸汽入口41，在侧部形成喷出口50，从而构成了本发明的水分分离器，但不局限于该构成。也可以构成为：例如，在主体40的长度方向上的中间位置的下部形成蒸汽的蒸汽入口，在其上部配置水分分离元件，即使在该情况下，为了实现主体的小径化时，在主体内流动的蒸汽的流速增大，蒸汽与主体内侧的壁面碰撞而静压恢复，由此在蒸汽的蒸汽入口附近和内侧产生压力分布，排水通路的蒸汽带有水分(排水)向水分分离元件一侧喷起，本发明对此也是有效的。
工业实用性
本发明的水分分离器能够抑制水分从排水通路向水分分离元件一侧逆流，从而提高了水分分离性能，可适用于各种设备的水分分离器。

Claims (5)

1.一种水分分离器，其特征在于，具备：
呈中空形状的主体；
蒸汽入口，其将含有水分的蒸汽导入该主体的内部；
水分分离元件，其设置在所述主体的内部，并使由所述蒸汽入口供给的蒸汽通过而将水分分离；
蒸汽出口，其设置在所述主体的上部，将由所述水分分离元件分离水分后的蒸汽排出；
排水出口，其设置在所述主体的下部，将由所述水分分离元件从蒸汽中分离后的水分排出；
第一隔壁，其划分成由所述蒸汽入口导入的蒸汽通过所述水分分离元件并流动至所述蒸汽出口的蒸汽流动空间和将由所述水分分离元件分离后的水分引导至所述排水出口的排水通路；
排水流通路，其将所述蒸汽流动空间和所述排水通路连通，并使由所述水分分离元件分离后的水分流至所述排水通路；以及
喷起抑制单元，其抑制所述排水通路的水分经由所述排水流通路喷起至所述蒸汽流动空间侧，
所述喷起抑制单元由所述排水流通路、连通开口以及排气孔形成，其中，所述排水流通路具有贯通所述水分分离元件的下方的所述第一隔壁的流下流路和设置于该流下流路的位于所述排水通路侧的端部上的U字流路，所述连通开口连接该排水流通路和所述水分分离元件，所述排气孔位于该连通开口的上方，在所述流下流路的上端部贯通所述水分分离元件。
2.如权利要求1所述的水分分离器，其特征在于，针对位于所述蒸汽入口的附近的所述排水流通路设置所述喷起抑制单元。
3.如权利要求1所述的水分分离器，其特征在于，在所述蒸汽入口附近设置有将所述蒸汽流动空间划分成所述蒸汽入口侧的空间和内侧的空间的中间隔壁，在所述蒸汽入口侧的空间设置有所述喷起抑制单元。
4.如权利要求1所述的水分分离器，其特征在于，所述主体呈横置圆筒形状，在长度方向的一端部形成所述蒸汽入口，在内部插通有与该蒸汽入口连通的二个歧管，该歧管的侧部具有向所述主体内喷出蒸汽的多个喷出口，在所述主体内的下部固定所述第一隔壁而划分成所述蒸汽流动空间和所述排水通路，在该第一隔壁上对应所述二个歧管分别设置所述水分分离元件，由所述各歧管的喷出口喷出的蒸汽通过所述各水分分离元件而被除去水分，除去水分后的蒸汽流动至所述蒸汽出口，另一方面，水分被从所述排水流通路经由所述排水通路引导至排水出口。
5.如权利要求4所述的水分分离器，其特征在于，加热管从所述主体的长度方向的另一端部插通所述各歧管的上方，在所述主体内的两侧部固定以所述水分分离元件作为边界的第二隔壁而划分成蒸汽供给空间和蒸汽排出空间，通过所述各水分分离元件而被除去水分的蒸汽与所述加热管接触而被加热后从所述蒸汽排出空间向所述蒸汽出口流动。
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