CN105637291A - 再热蒸汽发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使蒸汽或烟雾生成为再热蒸汽来供给的装置，更详细地，提供再热蒸汽发生装置，包括：燃烧室，在上述燃烧室形成有规定体积的空间部，在上述燃烧室的内侧上端的中心设置有燃烧器；蒸汽室，在上述燃烧室的外周缘形成有规定体积的空间部，利用从燃烧室传递的热对从外部供给的恒定温度的蒸汽或雾化的烟雾进行第一次加热；多个蒸汽加热管，在上述燃烧室的内部以线圈形状卷绕，并通过在燃烧器中发生的火焰对在蒸汽室中实现第一次加热后供给的蒸汽或烟雾进行第二次加热，使得上述蒸汽或烟雾成为恒定温度的再热蒸汽；排气室，以规定体积形成于上述蒸汽室的外周缘，并与燃烧室相连通，使得在燃烧室中燃烧的废气通过气体排出管排出；以及加热室，以规定体积形成于上述排气室的外周缘，并利用在排气室中传递的热来对从外部供给的蒸汽或空气进行加热。

Description

再热蒸汽发生装置
技术领域
本发明涉及一种发生再热蒸汽的装置，更详细地，涉及一种生成蒸汽或烟雾为再热蒸汽来供给的装置。
背景技术
锅炉(Boiler)作为向水等传递燃料和燃烧热来产生温度和压力高的蒸汽的装置，用于向火力发电厂或船舶等蒸汽机、各工厂的作业用设备或供热用设备供给蒸汽。
而且，锅炉在结构上分为多个种类，其中，与强制循环型锅炉相对应的直流锅炉(Once-throughBoiler)作为使水管及长管等弯曲而成的管状的锅炉，也被称之为强制直流锅炉，属于从长管的一侧末端供水，利用泵来进行押送，并在途中依次进行加热、蒸发及过热，从而在管的另一侧末端输送过热蒸汽的形式的锅炉。在适合直流锅炉的高压蒸汽的发生，尤其在属于超临界压力锅炉的情况下，属于强制循环式锅炉的一种。
一般情况下，若使压力变得恒定，并对液体进行加热，则温度上升，若到达恒定温度，则开始蒸发。在这种情况下，即使重新加热，温度也不会发生变化，且液体和蒸汽共存，直到全部蒸发为止。这种被称为湿润饱和蒸汽，全部变成蒸汽后被称为干燥饱和蒸汽。若重新加热干燥饱和蒸汽，则蒸汽的温度上升，而这种被称为过热蒸汽(SuperheatedVapor)。若利用这种蒸汽，则能够提高锅炉或发动机或涡轮的效率。
而且，过热蒸汽属于无需向沸腾的水所产生的蒸汽施加压力而只进行加热来生成的100℃以上的高温无色的透明气体。基于空气的传热仅限于对流传热，但过热蒸汽在对流传热的基础上还进行基于辐射传热和冷凝传热的传热，从而提高热效率，对食物的烹饪非常有效。而且，在通常的对流传热的情况下，过热蒸汽的传热速度比加热空气快约10倍左右。尤其，在低氧状态下进行热处理，从而能够抑制被加热物的氧化剂燃烧。而且，就普通的过热器(Superheater)而言，当加压后的压力为10kg/cm3G时，生产183.3℃的蒸汽，而在一般情况下，当加压后的压力为7～8kg/cm3G时，生产170℃的蒸汽。另一方面，为了生产低压的过热蒸汽，具有利用燃烧器直接加热被第一次加热的蒸汽或利用加热器间接加热蓄温材料等的方法和电磁感应加热方式。
作为发生过热蒸汽的蒸汽发生装置，韩国注册专利公报第10-0597429号(2006年7月5日公开)公开有发生低温的高温过热蒸汽的装置。其为在锅炉的燃烧室的内部安装螺旋形的过热器，并利用一个燃烧器进行加热及再加热的一体型结构，蒸发量为30kg/h，蒸汽温度为541.9℃，蒸汽压力为0.12kg/cm3，因此，生产蒸汽的费用低。韩国注册专利公报第10-0910594号(2009年8月3日公开)公开了提高在锅炉中发生的蒸汽的温度，来增加过热蒸汽的容量的内容。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于，能够对外部供给的蒸汽之类的饱和蒸汽或通过喷雾来实现雾化的烟雾进行加热，来发生恒定温度的再热蒸汽，并能够重新使用在再热蒸汽的发生过程中生成的废热。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供再热蒸汽发生装置，包括：燃烧室，在上述燃烧室形成有规定体积的空间部，在上述燃烧室的内侧上端的中心设置有燃烧器；蒸汽室，在上述燃烧室的外周缘形成有规定体积的空间部，利用从燃烧室传递的热对从外部供给的恒定温度的蒸汽或雾化的烟雾进行第一次加热；多个蒸汽加热管，在上述燃烧室的内部以线圈形状卷绕，并通过在燃烧器中发生的火焰对在蒸汽室中实现第一次加热后供给的蒸汽或烟雾进行第二次加热，使得上述蒸汽或烟雾成为恒定温度的再热蒸汽；排气室，以规定体积形成于上述蒸汽室的外周缘，并与燃烧室相连通，使得在燃烧室中燃烧的废气通过气体排出管排出；以及加热室，以规定体积形成于上述排气室的外周缘，并利用在排气室中传递的热来对从外部供给的蒸汽或空气进行加热，在上述蒸汽加热管中，第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管能够以接近燃烧室的内侧壁面的方式设置，上述第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的入口与蒸汽室相连通，上述第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的出口与蒸汽排出管相连接，第二蒸汽加热管以留有规定距离的方式位于第一蒸汽加热管的上部，使得第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管交替着以线圈形状设置，第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管能够以接近第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的方式设置，上述第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管的入口与蒸汽室相连通，上述第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管的出口与蒸汽排出管相连接，第四蒸汽加热管以留有规定距离的方式位于第三蒸汽加热管的上部，使得第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管交替着以线圈形状设置。
并且，在本发明中，能够在上述加热室的外周缘安装有规定厚度的隔热材料，以用于隔热。
而且，在本发明中，能够以防止从燃烧器喷射的火焰直接接触的方式排列设置上述蒸汽加热管。
(三)有益效果
根据本发明，能够通过多个蒸汽加热管的设置结构来对从外部供给的蒸汽或烟雾进行第一次加热及第二次加热，从而能够生成再热蒸汽，提高再热蒸汽发生效率，并能够利用所燃烧的废气的废热来对所吸入的蒸汽或空气进行加热，从而生成附带的高温的蒸汽或空气，因此，不仅具有能够提高再热蒸汽发生装置的功能的优点，而且具有能够节约随着利用高效率的能量而消耗的燃料的优点。
附图说明
图1作为本发明的实施例，属于以垂直方式切开再热蒸汽发生装置的状态的立体图。
图2为表示本发明的再热蒸汽发生装置中的蒸汽加热管的立体图。
图3为表示本发明的再热蒸汽发生装置的剖视图。
图4为表示在本发明的再热蒸汽发生装置中，利用再热蒸汽的发生和废热来发生高温的蒸汽或空气的工作的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的再热蒸汽发生装置进行详细说明如下。
在图1中，本发明的再热蒸汽发生装置1为用于使以大致圆筒形供给的水生成为大容量的再热蒸汽的装置。
在燃烧室10形成有规定体积的空间部。在燃烧室10的上部中心设置有燃烧器11。燃烧器11使用用于发生热能的液体燃料或气体燃料。燃烧器11以从上部向下部生成火焰的方式设置。在燃烧室10的上端连接有蒸汽排出管14。燃烧室10的下端的中心与排气室15相连通，从而排出从燃烧器11发生的火焰所发生的废气。
蒸汽室13为在燃烧室10的外周缘，即，在侧面和下侧面形成的规定体积的空间部。通过流入管12从外部供给的蒸汽，即，使饱和蒸汽或水实现雾化后的烟雾流入蒸汽室13。向蒸汽室13流入的蒸汽或烟雾借助从燃烧室10传递的热来得到第一次加热，并上升至恒定温度。
蒸汽加热管20从燃烧室10的内部的下部至上部为止以线圈形状设置。蒸汽加热管20为利用在燃烧器11中发生的火焰对在蒸汽室13中得到第一次加热后供给的蒸汽或烟雾进行第二次加热，从而发生恒定温度的再热蒸汽的部件。蒸汽加热管20在燃烧室10内设置有多个。
在图2中，蒸汽加热管20在燃烧室10的内部排列成两列，而第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22接近燃烧室10的内侧壁面来排列设置，第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24接近第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22来排列设置。
在图3中，第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22的入口与蒸汽室13相连通，上述第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22的出口与蒸汽排出管14相连接。第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22接近燃烧室10的内侧壁面来设置，第二蒸汽加热管22以留有规定距离的方式位于第一蒸汽加热管21的上部，并且第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22交替以线圈形状设置。
并且，第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24的入口与蒸汽室13相连通，上述第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24的出口与蒸汽排出管14相连接。第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24接近第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22来设置，第四蒸汽加热管24以留有规定距离的方式位于第三蒸汽加热管23的上部，并且第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24交替着以线圈形状排列设置。优选地，第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24以防止从燃烧器11喷射的火焰直接接触的方式排列设置。
在蒸汽加热管20中，虽然第一蒸汽加热管21和第二蒸汽加热管22接近燃烧室10的内侧壁面并以线圈形状设置，但三个以上的蒸汽加热管可以依次交替着以线圈形状设置。并且，虽然第三蒸汽加热管23和第四蒸汽加热管24以线圈形状设置，但三个以上的蒸汽加热管可以依次交替着以线圈形状设置。并且，在蒸汽加热管20中，能够在燃烧室10内以线圈形状分别设置有两列的两个蒸汽加热管，但也能够有三列以上的蒸汽加热管依次交替着以线圈形状设置。因此，再热蒸汽的生产容量能够根据蒸汽加热管的排列及设置数量而有所不同。并且，也能够根据蒸汽加热管的排列及设置数量来调节再热蒸汽的温度。
排气室15以规定体积形成于蒸汽室13的外周缘。排气室15与燃烧室10相连通，并通过气体排出管16排出在燃烧室10燃烧的废气。通过排气室15排出的废气的热量对流入于蒸汽室13的蒸汽或烟雾进行加热，并且也传递至加热室18。
加热室18以规定体积形成于排气室15的外周缘。加热室18利用从排气室15传递的热对从外部供给的蒸汽或空气进行加热，并通过排出管19排出被加热至恒定温度的蒸汽或空气。
并且，再热蒸汽发生装置1为了进行隔热而在外周缘结合有规定厚度的隔热材料30，而在隔热材料30的外侧结合有外壳31。
对以这种方式形成的本发明的再热蒸汽发生装置的作用进行说明。
在图4中，若在使通过再热蒸汽发生装置1的流入管12来供给的蒸汽或烟雾装满蒸汽室13的状态下使燃烧器11运行，并喷射火焰，则通过多个蒸汽加热管20流入的蒸汽或烟雾成为再热蒸汽。此时，在运行燃烧器11来提高燃烧室10的内部的温度后，通过流入管12向蒸汽室13供给蒸汽或烟雾的情况下，蒸汽或烟雾通过从燃烧室10向蒸汽室13传递的热来得到第一次加热。而且，在燃烧室10燃烧的气体能够在通过排气室15，并通过气体排出管16来排出的期间内向蒸汽室13传递废热，从而能够进一步对蒸汽室13的蒸汽或烟雾进行加热。
而且，蒸汽室13的蒸汽或烟雾通过第一蒸汽加热管21、第二蒸汽加热管22、第三蒸汽加热管23及第四蒸汽加热管24的入口流入后，成为再热蒸汽，并通过各蒸汽加热管20的出口向蒸汽排出管14排出。因此，本发明的再热蒸汽发生装置能够通过第一蒸汽加热管21、第二蒸汽加热管22、第三蒸汽加热管23及第四蒸汽加热管24来生成及排出更多的子再热蒸汽。
并且，通过再热蒸汽发生装置1的供给管17向加热室18供给的蒸汽或空气因从排气室15传递的热而被加热至恒定温度后，通过排出管19排出。
像这样，在燃烧室10中，能够借助在燃烧器11中发生的火焰来在多个蒸汽加热管20中生成再热蒸汽，并能够借助向蒸汽室13传递的热来对蒸汽或烟雾进行第一次加热，二在燃烧室10中燃烧后发生的废气一边经过排气室15，一边向蒸汽室13传递热量，并在加热室18中也向蒸汽室13传递热量，从而对蒸汽或烟雾进行加热。因此，在蒸汽室13中，利用从燃烧室10及排气室15传递的热来对蒸汽或烟雾进行第一次加热，而第一次加热后的蒸汽或烟雾一边经过多个蒸汽加热管20，一边变化为再热蒸汽。在蒸汽加热管20中生成的再热蒸汽通过蒸汽排出管14排出。
并且，通过供给管17向加热室18流入的蒸汽或空气借助从排气室15传递的热来加热至恒定温度，并通过排出管19来排出。
因此，能够与通过蒸汽排出管14排出的恒定温度的再热蒸汽一同以多种方式使用通过排出管19排出的恒定温度的蒸汽或空气。并且，通过气体排出管16排出的气体能够通过热交换来用作废热。
在以上的说明中，本发明虽然以与特定的实施例相关地进行了示出及说明，但只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，就可以很容易地掌握能够在不脱离发明要求保护范围所示的发明的思想及领域内进行多种改造及变化。
产业上的可利用性
本发明的再热蒸汽发生装置能够提高再热蒸汽发生效率，并能够利用所燃烧的废气的废热来对所吸入的蒸汽或空气进行加热，从而生成附带的高温的蒸汽或空气，不仅能够提高再热蒸汽发生装置的功能，而且能够节约随着利用高效率的能量而消耗的燃料，因此具有产业上的可利用性。

Claims (3)

1.一种再热蒸汽发生装置，其特征在于，包括：
燃烧室，在上述燃烧室形成有规定体积的空间部，在上述燃烧室的内侧上端的中心设置有燃烧器；
蒸汽室，在上述燃烧室的外周缘形成有规定体积的空间部，利用从燃烧室传递的热对从外部供给的恒定温度的蒸汽或雾化的烟雾进行第一次加热；
多个蒸汽加热管，在上述燃烧室的内部以线圈形状卷绕，并通过在燃烧器中发生的火焰对在蒸汽室中实现第一次加热后供给的蒸汽或烟雾进行第二次加热，使得上述蒸汽或烟雾成为恒定温度的再热蒸汽；
排气室，以规定体积形成于上述蒸汽室的外周缘，并与燃烧室相连通，使得在燃烧室中燃烧的废气通过气体排出管排出；以及
加热室，以规定体积形成于上述排气室的外周缘，并利用在排气室中传递的热来对从外部供给的蒸汽或空气进行加热，
在上述蒸汽加热管中，第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管以接近燃烧室的内侧壁面的方式设置，上述第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的入口与蒸汽室相连通，上述第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的出口与蒸汽排出管相连接，第二蒸汽加热管以留有规定距离的方式位于第一蒸汽加热管的上部，使得第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管交替着以线圈形状设置，
第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管以接近第一蒸汽加热管和第二蒸汽加热管的方式设置，上述第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管的入口与蒸汽室相连通，上述第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管的出口与蒸汽排出管相连接，第四蒸汽加热管以留有规定距离的方式位于第三蒸汽加热管的上部，使得第三蒸汽加热管和第四蒸汽加热管交替着以线圈形状设置。
2.根据权利要求1所述的再热蒸汽发生装置，其特征在于，在上述加热室的外周缘安装有规定厚度的隔热材料，以用于隔热。
3.根据权利要求1所述的再热蒸汽发生装置，其特征在于，以防止从燃烧器喷射的火焰直接接触的方式排列设置上述蒸汽加热管。
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