JP3836711B2 - 蒸気減温装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、飽和温度以上のいわゆる過熱温度蒸気を、所定の温度例えば飽和温度まで減温することのできる蒸気減温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸気減温装置としては例えば特開昭６２−１４１４０７号公報に示されているものが用いられていた。これは、過熱蒸気配管に圧力調節弁と圧力検出器と蒸気流量検出器と温度検出器、及び、過熱蒸気中へ供給する水流量検出器をそれぞれ取り付けて、過熱蒸気の圧力を検出して圧力調節弁を調節すると共に、過熱蒸気の流量と温度を検出して水流量検出器から所定量の水を過熱蒸気中へ供給することによって、過熱蒸気を飽和温度の蒸気へ減温することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸気減温装置では、圧力調節弁と、圧力や流量や温度等の各種検出器及び検出器に対応した調節器が必要となり、減温装置が高価で複雑な物となってしまう問題があった。
【０００４】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、各種の検出器や調節弁を用いることなく、過熱温度蒸気を所定温度の蒸気へ減温することのできる安価でシンプルな蒸気減温装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、過熱蒸気に冷却流体を供給して、当該過熱蒸気を所定温度状態の蒸気へ減温するものにおいて、液体を溜め置く第１の液体溜容器を配置して、当該第１の液体溜容器の液体入口を過熱蒸気の流下する蒸気通路と連通路で連通し、当該第１の液体溜容器の液体出口を第２の液体溜容器と連通路で連通して、当該第２の液体溜容器を第１の液体溜容器の下方にほぼ一体に形成し、当該第２の液体溜容器の液体出口に接続通路を介して過熱蒸気の流下する蒸気通路と接続すると共に、第１の液体溜容器と第２の液体溜容器に高圧流体源と連通する高圧流体連通路を連通して、第１の液体溜容器と高圧流体連通路の間に、第１の液体溜容器内への高圧流体の流入と遮断を切り換える切換弁を取り付けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
切換弁によって第１の液体溜容器内への高圧流体が遮断されている時に、蒸気通路中の液体が連通路と液体入口とを介して第１の液体溜容器内へ流入する。第１の液体溜容器内へ流入して溜まった液体は、切換弁によって高圧流体が第１の液体溜容器へ流入されると連通路と液体出口とを介して第２の液体溜容器内へ流入する。更に、第２の液体溜容器内へ流入した液体は、高圧流体の流体圧力によって、液体出口と接続通路を介して蒸気通路へ供給されて過熱蒸気を減温する。
【０００７】
【実施例】
図１において、過熱蒸気の流下する蒸気通路としての蒸気管１と、第１の液体溜容器２と第２の液体溜容器３、及び、第２の液体溜容器３から蒸気管１中に冷却液体を供給する接続通路４とで蒸気減温装置を構成する。
【０００８】
蒸気管１にバルブ５と自動調節弁６と気液の混合分離器７を順次取り付けて、管路８から所定温度に減温された蒸気を、図示しない蒸気使用装置へ供給する。自動調節弁６は管路８から供給する蒸気の量又は圧力又は温度を調節するものであり、気液の混合分離器７は、蒸気管１中の過熱蒸気と接続通路４から供給される冷却液体を混合して更に分離し、管路８へ液体が分離され所定温度まで減温された蒸気だけを供給する。
【０００９】
蒸気管１を分岐して高圧流体連通路９を連通する。高圧流体連通路９にバルブ１０を介して第１の液体溜容器２の高圧流体入口１１と接続すると共に、バルブ１２を介して第２の液体溜容器３の上部側方と接続する。
【００１０】
第１の液体溜容器２の液体入口１３に、逆止弁１４と液体通路１５を介して、気液の混合分離器７の下端部と接続する。混合分離器７の下端部には蒸気トラップ１６と逆止弁１７を接続する。蒸気トラップ１６は、気液の混合分離器７で分離された蒸気の凝縮水としての復水や冷却液体だけを流下させ、蒸気は流下させることがない自動弁の一種である。逆止弁１７と１４は、蒸気トラップ１６から液体入口１３側への流体の通過を許容し、反対側への流体の通過は許容しないものである。
【００１１】
第１の液体溜容器２の上部の高圧流体入口１１の側方に、高圧流体出口１８を設けて大気連通管１９を接続する。第１の液体溜容器２の液体入口１３の下方には液体出口２０を設けて、第２の液体溜容器３と連通路２１で連通する。連通路２１には逆止弁２２を取り付ける。逆止弁２２は、液体出口２０から第２の液体溜容器３側への流体の通過を許容し、反対側への通過は許容しないものである。
【００１２】
第１の液体溜容器２は従来公知なものであり、例えば、特開平１０−６１８８５号公報に記載されている。具体的に第１の液体溜容器２の作動を説明すると、第１の液体溜容器２は、液体入口１３から流入してきた復水等の液体が内部に溜まってその液位が上昇すると内部の図示しないフロートを上昇させ、所定位置に達するとスナップ移動して、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁を開弁すると共に、高圧流体出口１８に取り付けた排気弁を閉弁して、高圧流体連通路９から高圧の蒸気を第１の液体溜容器２内部に供給し、溜まっていた液体を液体出口２０から逆止弁２２と連通路２１を介して第２の液体溜容器３へ流下させるものである。
【００１３】
第１の液体溜容器２内の液体が第２の液体溜容器３へ流下するに連れて、内部の図示しないフロートが降下して、所定の液位まで低下するとスナップ移動して、高圧流体入口１１の圧送弁を閉弁すると共に、高圧流体出口１８の排気弁が開弁して、第１の液体溜容器２内の高圧蒸気が大気連通管１９から外部に排出され、再度、液体通路１５から復水等の液体が第１の液体溜容器２内へ流入してくるものである。
【００１４】
本実施例においては、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁と高圧流体出口１８に取り付けた排気弁とで、第１の液体溜容器２内への高圧流体の流入と遮断を切り換える切換弁を構成する。
【００１５】
液体通路１５の２つの逆止弁１４，１７の間に、冷却液体補給管２３を接続する。冷却液体補給管２３には自動弁２４を取り付ける。冷却液体例えば冷却水が不足した場合に、自動弁２４から補給することができるものである。
【００１６】
連通路２１によって第１の液体溜容器２と連通した第２の液体溜容器３は、密閉状のタンクで形成して、第１の液体溜容器２の下方にほぼ一体に配置し、その上部側方に高圧流体連通路９を接続する。容器３の側部には、容器３内の液位を検出する液位センサ２５を取り付ける。容器３の下部には接続通路４を接続する。
【００１７】
接続通路４には、自動弁２６を介した余剰液体排出管２７を接続すると共に、インライン式の熱交換器２８を取り付ける。この熱交換器２８は、エゼクタ２９と加熱又は冷却流体供給管３０、及び、流体供給管３０に取り付けた自動調節弁３１と逆止弁３２とで構成する。接続通路４の蒸気管１側に、接続通路４内の液体温度を検出する温度センサ３３を取り付ける。温度センサ３３と自動調節弁３１を図示しない温度コントローラを介して電気接続する。
【００１８】
温度センサ３３で検出した冷却液体温度に応じて、自動調節弁３１の弁開度を調節することによって、加熱又は冷却流体供給管３０から、所定量の加熱又は冷却流体を接続通路４内の液体に供給して、蒸気管１内に供給する冷却液体温度を任意にコントロールすることができる。接続通路４から蒸気管１内へ冷却液体を供給する場合、図示はしていないが接続通路４の蒸気管１内端部に、冷却液体を噴射するためのノズルを取り付けることが好ましい。
【００１９】
第２の液体溜容器３に取り付けた液位センサ２５は、図示しないコントローラを介して自動弁２４，２６と電気接続する。液位センサ２５の検出液位によって、自動弁２４を開弁して冷却液体を補給したり、あるいは、自動弁２６を開弁して余剰冷却液体を系外へ排除するものである。
【００２０】
蒸気管１内を初期立ち上げ時に蒸気が通過すると冷却されて蒸気は復水となり、気液の混合分離器７と蒸気トラップ１６と逆止弁１７，１４を通って第１の液体溜容器２内へ流入する。容器２内の液位が所定高さに達すると、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁が開弁し、高圧流体出口１８に取り付けた排気弁が閉弁することによって、高圧流体連通路９から高圧蒸気が容器２内へ供給され、第２の液体溜容器３内と同圧になることにより、容器２内の液体は容器３内へ水頭差によって自然流下する。
【００２１】
第２の液体溜容器３内は絶えず高圧流体通路９と連通しており、従って、容器３内の液体はその高圧流体の圧力によって接続通路４から蒸気管１内へ圧送され、蒸気管１内を流下する過熱蒸気中に注入される。蒸気管１内へ注入された冷却液体は、気液の混合分離器７で過熱蒸気と混合して過熱蒸気の温度を低下させる。この場合、低下させる過熱蒸気の温度は、接続通路４から供給する冷却液体の量とか温度を調節することによって適宜制御することができる。
【００２２】
気液の混合分離器７で過熱蒸気と混合した残余の冷却液体は、この混合分離器７で気液分離され、下端部の蒸気トラップ１６から第１の液体溜容器２内へ流下する。一方、液体が分離され所定温度まで減温された蒸気は、混合分離器７から管路８を通って蒸気使用箇所へと供給される。
【００２３】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、第１の液体溜容器と第２の液体溜容器とを介して連続的に冷却液体を蒸気管へ供給することによって、蒸気管内の過熱蒸気を任意の蒸気温度まで減温することができ、圧力や流量等の各種検出器や、調節弁、あるいは、冷却液体を供給するためのポンプ手段等を用いることなく、安価でシンプルな蒸気減温装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気減温装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１ 蒸気管
２ 第１の液体溜容器
３ 第２の液体溜容器
４ 接続通路
７ 気液の混合分離器
９ 高圧流体連通路
１１ 高圧流体入口
１３ 液体入口
１５ 液体通路
１８ 高圧流体出口
１９ 大気連通管
２０ 液体出口
２１ 連通路
２３ 冷却液体補給管
２５ 液位センサ
２８ 熱交換器
３３ 温度センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、飽和温度以上のいわゆる過熱温度蒸気を、所定の温度例えば飽和温度まで減温することのできる蒸気減温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸気減温装置としては例えば特開昭６２−１４１４０７号公報に示されているものが用いられていた。これは、過熱蒸気配管に圧力調節弁と圧力検出器と蒸気流量検出器と温度検出器、及び、過熱蒸気中へ供給する水流量検出器をそれぞれ取り付けて、過熱蒸気の圧力を検出して圧力調節弁を調節すると共に、過熱蒸気の流量と温度を検出して水流量検出器から所定量の水を過熱蒸気中へ供給することによって、過熱蒸気を飽和温度の蒸気へ減温することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸気減温装置では、圧力調節弁と、圧力や流量や温度等の各種検出器及び検出器に対応した調節器が必要となり、減温装置が高価で複雑な物となってしまう問題があった。
【０００４】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、各種の検出器や調節弁を用いることなく、過熱温度蒸気を所定温度の蒸気へ減温することのできる安価でシンプルな蒸気減温装置を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、過熱蒸気に冷却流体を供給して、当該過熱蒸気を所定温度状態の蒸気へ減温するものにおいて、液体を溜め置く第１の液体溜容器を配置して、当該第１の液体溜容器の液体入口を過熱蒸気の流下する蒸気通路と連通路で連通し、当該第１の液体溜容器の液体出口を第２の液体溜容器と連通路で連通して、当該第２の液体溜容器を第１の液体溜容器の下方にほぼ一体に形成し、当該第２の液体溜容器の液体出口に接続通路を介して過熱蒸気の流下する蒸気通路と接続すると共に、第１の液体溜容器と第２の液体溜容器に高圧流体源と連通する高圧流体連通路を連通して、第１の液体溜容器と高圧流体連通路の間に、第１の液体溜容器内への高圧流体の流入と遮断を切り換える切換弁を取り付けたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
切換弁によって第１の液体溜容器内への高圧流体が遮断されている時に、蒸気通路中の液体が連通路と液体入口とを介して第１の液体溜容器内へ流入する。第１の液体溜容器内へ流入して溜まった液体は、切換弁によって高圧流体が第１の液体溜容器へ流入されると連通路と液体出口とを介して第２の液体溜容器内へ流入する。更に、第２の液体溜容器内へ流入した液体は、高圧流体の流体圧力によって、液体出口と接続通路を介して蒸気通路へ供給されて過熱蒸気を減温する。
【０００７】
【実施例】
図１において、過熱蒸気の流下する蒸気通路としての蒸気管１と、第１の液体溜容器２と第２の液体溜容器３、及び、第２の液体溜容器３から蒸気管１中に冷却液体を供給する接続通路４とで蒸気減温装置を構成する。
【０００８】
蒸気管１にバルブ５と自動調節弁６と気液の混合分離器７を順次取り付けて、管路８から所定温度に減温された蒸気を、図示しない蒸気使用装置へ供給する。自動調節弁６は管路８から供給する蒸気の量又は圧力又は温度を調節するものであり、気液の混合分離器７は、蒸気管１中の過熱蒸気と接続通路４から供給される冷却液体を混合して更に分離し、管路８へ液体が分離され所定温度まで減温された蒸気だけを供給する。
【０００９】
蒸気管１を分岐して高圧流体連通路９を連通する。高圧流体連通路９にバルブ１０を介して第１の液体溜容器２の高圧流体入口１１と接続すると共に、バルブ１２を介して第２の液体溜容器３の上部側方と接続する。
【００１０】
第１の液体溜容器２の液体入口１３に、逆止弁１４と液体通路１５を介して、気液の混合分離器７の下端部と接続する。混合分離器７の下端部には蒸気トラップ１６と逆止弁１７を接続する。蒸気トラップ１６は、気液の混合分離器７で分離された蒸気の凝縮水としての復水や冷却液体だけを流下させ、蒸気は流下させることがない自動弁の一種である。逆止弁１７と１４は、蒸気トラップ１６から液体入口１３側への流体の通過を許容し、反対側への流体の通過は許容しないものである。
【００１１】
第１の液体溜容器２の上部の高圧流体入口１１の側方に、高圧流体出口１８を設けて大気連通管１９を接続する。第１の液体溜容器２の液体入口１３の下方には液体出口２０を設けて、第２の液体溜容器３と連通路２１で連通する。連通路２１には逆止弁２２を取り付ける。逆止弁２２は、液体出口２０から第２の液体溜容器３側への流体の通過を許容し、反対側への通過は許容しないものである。
【００１２】
第１の液体溜容器２は従来公知なものであり、例えば、特開平１０−６１８８５号公報に記載されている。具体的に第１の液体溜容器２の作動を説明すると、第１の液体溜容器２は、液体入口１３から流入してきた復水等の液体が内部に溜まってその液位が上昇すると内部の図示しないフロートを上昇させ、所定位置に達するとスナップ移動して、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁を開弁すると共に、高圧流体出口１８に取り付けた排気弁を閉弁して、高圧流体連通路９から高圧の蒸気を第１の液体溜容器２内部に供給し、溜まっていた液体を液体出口２０から逆止弁２２と連通路２１を介して第２の液体溜容器３へ流下させるものである。
【００１３】
第１の液体溜容器２内の液体が第２の液体溜容器３へ流下するに連れて、内部の図示しないフロートが降下して、所定の液位まで低下するとスナップ移動して、高圧流体入口１１の圧送弁を閉弁すると共に、高圧流体出口１８の排気弁が開弁して、第１の液体溜容器２内の高圧蒸気が大気連通管１９から外部に排出され、再度、液体通路１５から復水等の液体が第１の液体溜容器２内へ流入してくるものである。
【００１４】
本実施例においては、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁と高圧流体出口１８に取り付けた排気弁とで、第１の液体溜容器２内への高圧流体の流入と遮断を切り換える切換弁を構成する。
【００１５】
液体通路１５の２つの逆止弁１４，１７の間に、冷却液体補給管２３を接続する。冷却液体補給管２３には自動弁２４を取り付ける。冷却液体例えば冷却水が不足した場合に、自動弁２４から補給することができるものである。
【００１６】
連通路２１によって第１の液体溜容器２と連通した第２の液体溜容器３は、密閉状のタンクで形成して、第１の液体溜容器２の下方にほぼ一体に配置し、その上部側方に高圧流体連通路９を接続する。容器３の側部には、容器３内の液位を検出する液位センサ２５を取り付ける。容器３の下部には接続通路４を接続する。
【００１７】
接続通路４には、自動弁２６を介した余剰液体排出管２７を接続すると共に、インライン式の熱交換器２８を取り付ける。この熱交換器２８は、エゼクタ２９と加熱又は冷却流体供給管３０、及び、流体供給管３０に取り付けた自動調節弁３１と逆止弁３２とで構成する。接続通路４の蒸気管１側に、接続通路４内の液体温度を検出する温度センサ３３を取り付ける。温度センサ３３と自動調節弁３１を図示しない温度コントローラを介して電気接続する。
【００１８】
温度センサ３３で検出した冷却液体温度に応じて、自動調節弁３１の弁開度を調節することによって、加熱又は冷却流体供給管３０から、所定量の加熱又は冷却流体を接続通路４内の液体に供給して、蒸気管１内に供給する冷却液体温度を任意にコントロールすることができる。接続通路４から蒸気管１内へ冷却液体を供給する場合、図示はしていないが接続通路４の蒸気管１内端部に、冷却液体を噴射するためのノズルを取り付けることが好ましい。
【００１９】
第２の液体溜容器３に取り付けた液位センサ２５は、図示しないコントローラを介して自動弁２４，２６と電気接続する。液位センサ２５の検出液位によって、自動弁２４を開弁して冷却液体を補給したり、あるいは、自動弁２６を開弁して余剰冷却液体を系外へ排除するものである。
【００２０】
蒸気管１内を初期立ち上げ時に蒸気が通過すると冷却されて蒸気は復水となり、気液の混合分離器７と蒸気トラップ１６と逆止弁１７，１４を通って第１の液体溜容器２内へ流入する。容器２内の液位が所定高さに達すると、高圧流体入口１１に取り付けた圧送弁が開弁し、高圧流体出口１８に取り付けた排気弁が閉弁することによって、高圧流体連通路９から高圧蒸気が容器２内へ供給され、第２の液体溜容器３内と同圧になることにより、容器２内の液体は容器３内へ水頭差によって自然流下する。
【００２１】
第２の液体溜容器３内は絶えず高圧流体通路９と連通しており、従って、容器３内の液体はその高圧流体の圧力によって接続通路４から蒸気管１内へ圧送され、蒸気管１内を流下する過熱蒸気中に注入される。蒸気管１内へ注入された冷却液体は、気液の混合分離器７で過熱蒸気と混合して過熱蒸気の温度を低下させる。この場合、低下させる過熱蒸気の温度は、接続通路４から供給する冷却液体の量とか温度を調節することによって適宜制御することができる。
【００２２】
気液の混合分離器７で過熱蒸気と混合した残余の冷却液体は、この混合分離器７で気液分離され、下端部の蒸気トラップ１６から第１の液体溜容器２内へ流下する。一方、液体が分離され所定温度まで減温された蒸気は、混合分離器７から管路８を通って蒸気使用箇所へと供給される。
【００２３】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、第１の液体溜容器と第２の液体溜容器とを介して連続的に冷却液体を蒸気管へ供給することによって、蒸気管内の過熱蒸気を任意の蒸気温度まで減温することができ、圧力や流量等の各種検出器や、調節弁、あるいは、冷却液体を供給するためのポンプ手段等を用いることなく、安価でシンプルな蒸気減温装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気減温装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１ 蒸気管
２ 第１の液体溜容器
３ 第２の液体溜容器
４ 接続通路
７ 気液の混合分離器
９ 高圧流体連通路
１１ 高圧流体入口
１３ 液体入口
１５ 液体通路
１８ 高圧流体出口
１９ 大気連通管
２０ 液体出口
２１ 連通路
２３ 冷却液体補給管
２５ 液位センサ
２８ 熱交換器
３３ 温度センサ
Claims (1)
- 過熱蒸気に冷却流体を供給して、当該過熱蒸気を所定温度状態の蒸気へ減温するものにおいて、液体を溜め置く第１の液体溜容器を配置して、当該第１の液体溜容器の液体入口を過熱蒸気の流下する蒸気通路と連通路で連通し、当該第１の液体溜容器の液体出口を第２の液体溜容器と連通路で連通して、当該第２の液体溜容器を第１の液体溜容器の下方にほぼ一体に形成し、当該第２の液体溜容器の液体出口に接続通路を介して過熱蒸気の流下する蒸気通路と接続すると共に、第１の液体溜容器と第２の液体溜容器に高圧流体源と連通する高圧流体連通路を連通して、第１の液体溜容器と高圧流体連通路の間に、第１の液体溜容器内への高圧流体の流入と遮断を切り換える切換弁を取り付けたことを特徴とする蒸気減温装置。
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