JP2009222286A - 空気加熱装置 - Google Patents

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Tomoyuki Yoshiyama
知之 芳山
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Abstract

【課題】 加熱装置内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ること。
【解決手段】 熱交換器１の入口ヘッダ８に蒸気供給管２を接続する。蒸気供給管２には蒸気エゼクタ４を介在する。フィンチューブ６内に、フロート１４とオリフィスプレート１５からなる簡易型スチームトラップ７を配置する。熱交換器１の出口ヘッダ９に復水溜め容器１０とスチームトラップ５を接続する。
フィンチューブ６内の復水は、蒸気エゼクタ４で形成される圧力勾配によって、復水溜め容器１０内へ速やかに流下して、熱交換器１の内部に滞留することがない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気を熱源として空気を加熱する空気加熱装置に関し、特に、加熱装置内部に蒸気の凝縮水としての復水を滞留することがないものに関する。
フィンチューブ型の空気加熱装置は、加熱装置への蒸気の供給量を調整弁で制御すると共に、加熱装置に逆止弁と熱動弁を併用して、加熱装置内部が真空になると逆止弁が開弁して加熱装置内へ外気を吸入することによって、復水を外部へ排出できなくなることを防止するものである。
この空気加熱装置においては、加熱装置内部の復水を完全に排出することができない問題があった。すなわち、加熱装置内部が真空になると外気を吸入して、復水を排出するためのスチームトラップの入口側と出口側の差圧が負圧になることは防止できるが、スチームトラップの入口側と出口側の圧力は共に大気圧で実質的な差圧はゼロのままであり、加熱装置内部の凹部や細管部に滞留している復水を外部へ確実に排出することができないためである。
加熱装置内部に復水を滞留すると、次回の加熱装置の運転時まで滞留し続けることとなり、加熱装置内部を腐食させ、場合によってはフィンチューブに孔を開けて損傷させてしまう。
特公昭５１−３１９９８号公報
解決しようとする課題は、加熱装置内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ることである。
本発明は、複数の細管から成る熱交換器を通過する空気を、蒸気供給管を介して供給する加熱用の蒸気で加熱して、蒸気が熱を奪われて凝縮した復水をスチームトラップから外部へ排出するものにおいて、蒸気供給管に蒸気エゼクタを取り付けて、当該蒸気エゼクタの吸引室を熱交換器の出口側に連通すると共に、複数の細管の内部に、復水が流入してくれば開弁し、蒸気が流入してくれば閉弁する簡易型スチームトラップを配置したものである。
本発明の空気加熱装置は、蒸気供給管に蒸気エゼクタを取り付けて、この蒸気エゼクタの吸引室を熱交換器の出口側と連通したことにより、熱交換器の出口側において、復水が再蒸発した再蒸発蒸気を、蒸気エゼクタで吸引することによって、熱交換器の入口側と出口側に所定の圧力勾配を形成することができ、加熱装置内部の残留復水を確実に外部へ排出することができる。
本発明は、蒸気供給管に蒸気エゼクタを取り付けるものであるが、本来の蒸気供給管に並行するバイパス蒸気供給管を配置して、このバイパス蒸気供給管に蒸気エゼクタを取り付けることもできる。
本実施例においては、通過する空気を加熱する熱交換器１と、熱交換器１へ蒸気を供給する蒸気供給管２と、蒸気供給管２に取り付けた制御弁３及び蒸気エゼクタ４と、熱交換器１の出口側に接続したスチームトラップ５とで空気加熱装置を構成する。
熱交換器１の上部に入口ヘッダ８を配置して蒸気供給管２と接続すると共に、下部に出口ヘッダ９を配置してスチームトラップ５と接続する。出口ヘッダ９とスチームトラップ５の間には、出口ヘッダ９から流下してくる復水を一旦溜め置く復水溜め容器１０を配置する。復水溜め容器１０の左側上部に管路１１を接続して、その上端部を蒸気エゼクタ４の吸引室１２と接続する。
蒸気供給管２から供給される蒸気は、蒸気エゼクタ４と入口ヘッダ８から熱交換器１内のフィンチューブ６を通過して、矢印１３方向に通過する空気と熱交換して復水となり、出口ヘッダ９から復水溜め容器１０とスチームトラップ５を通って外部へ排出される。本実施例においては、複数のフィンチューブ６で、複数の細管を構成する。
熱交換器１のフィンチューブ６内に、球状のフロート１４を自由状態で配置すると共に、フロート１４の直下に貫通孔を設けたオリフィスプレート１５を配置する。フィンチューブ６内に復水が溜まると、フロート１４が自身の浮力で浮上して、オリフィスプレート１５の貫通孔から離れて開孔することによって、復水を出口ヘッダ９に流下させるものである。本実施例においては、フロート１４とオリフィスプレート１５とで簡易型スチームトラップ７を構成する。
熱交換器１で空気を加熱する場合、蒸気供給管２と入口ヘッダ８からフィンチューブ６内へ供給される所定圧力の蒸気によって、熱交換器１を矢印１３方向に流下する空気を加熱する。加熱によって熱を奪われた蒸気は復水となり簡易型スチームトラップ７から出口ヘッダ９へと流下し、更に、復水溜め容器１０とスチームトラップ５から外部へ排除される。
復水溜め容器１０内では、流下してきた復水の一部が再蒸発して再蒸発蒸気となって、容器１０の上方に溜まり、蒸気エゼクタ４の吸引室１２へと吸引されることによって、熱交換器１の入口ヘッダ８と復水溜め容器１０の間に所定の圧力勾配が形成されて、熱交換器１内の復水は復水溜め容器１０内へ確実に流下することで、熱交換器１内に復水を残留することはない。
本発明の空気加熱装置の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ 熱交換器
２ 蒸気供給管
３ 制御弁
４ 蒸気エゼクタ
５ スチームトラップ
６ フィンチューブ
７ 簡易型スチームトラップ
８ 入口ヘッダ
９ 出口ヘッダ
１０ 復水溜め容器
１２ 吸引室
１４ フロート
１５ オリフィスプレート

Claims (1)

  1. 複数の細管から成る熱交換器を通過する空気を、蒸気供給管を介して供給する加熱用の蒸気で加熱して、蒸気が熱を奪われて凝縮した復水をスチームトラップから外部へ排出するものにおいて、蒸気供給管に蒸気エゼクタを取り付けて、当該蒸気エゼクタの吸引室を熱交換器の出口側に連通すると共に、複数の細管の内部に、復水が流入してくれば開弁し、蒸気が流入してくれば閉弁する簡易型スチームトラップを配置したことを特徴とする空気加熱装置。
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