JP4923258B2 - 過熱水蒸気発生装置及び過熱水蒸気発生方法 - Google Patents
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Description
前記多孔質体内に形成され、該多孔質体の外側の領域から分離した中空部と、
前記中空部に生成した過熱水蒸気を該中空部から装置外に送出する過熱水蒸気送出手段とを有し、
前記多孔質体の細孔の出口部は、前記中空部の内壁面に位置し、
前記発熱体は、間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように配置されており、
前記細孔内の水を気化し且つ過熱するための乾燥域が、前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成され、
前記発熱体は、該発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内水蒸気を過熱して前記中空部に過熱水蒸気を生成することを特徴とする過熱水蒸気発生装置を提供する。
前記多孔質体の外側の領域から分離した中空部を該多孔質体内に形成し、
間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように前記発熱体を配置し、
前記細孔内の水を気化し且つ過熱するための乾燥域を前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成し、
前記発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内水蒸気を過熱して前記中空部に過熱水蒸気を生成し、
該過熱水蒸気を過熱水蒸気送出手段によって前記中空部から装置外に送出することを特徴とする過熱水蒸気発生方法を提供する。
前記多孔質体内に形成され、該多孔質体の外側の領域から分離した中空部と、
前記中空部に生成した過熱蒸気を該中空部から装置外に送出する過熱蒸気送出手段とを有し、
前記多孔質体の細孔の出口部は、前記中空部の内壁面に位置し、
前記発熱体は、間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように配置されており、
前記細孔内の液体を気化し且つ過熱するための乾燥域が、前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成され、
前記発熱体は、該発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内蒸気を過熱して前記中空部に過熱蒸気を生成することを特徴とする過熱蒸気発生装置を提供する。
前記多孔質体の外側の領域から分離した中空部を該多孔質体内に形成し、
間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように前記発熱体を配置し、
前記細孔内の液体を気化し且つ過熱するための乾燥域を前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成し、
前記発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内蒸気を過熱して前記中空部に過熱蒸気を生成し、
該過熱蒸気を過熱蒸気送出手段によって前記中空部から装置外に送出することを特徴とする過熱蒸気発生方法を提供する。
Q =m・Cpl(Tsat-Tin)+m・hfg +m・Cpv (Tv-Tsat)
P =V×I
ここに、
m : 蒸気発生速度[kg/s]
Tsat: 飽和温度[K]
Tin: 多孔質体下面部の温度[K]
Tv: 多孔質中空部出口より30mm 下流における水蒸気温度[K]
Cpl : (Tsat + Tin )/2 における水の定圧比熱[J/(kg ・K)]
Cpv : (Tsat + Tv )/2 における水蒸気の定圧比熱[J/(kg ・K)]
hfg : 蒸発潜熱[J/kg]
I : 電流[A]
V : 電圧[V]
2 気化装置
3 水蒸気送出管
5 液槽
6 多孔質体
6a 内壁面
7 中空部
7a 下流端(水蒸気送出口)
8 発熱体
20 電流供給装置
30 細孔
31 開口部
W 液浴
M メニスカス
Claims (14)
- 少なくとも部分的に水に接した多孔質体と、該多孔質体の毛細管現象によって供給された水を加熱して水蒸気を発生させる発熱体とを備えた水蒸気発生装置において、
前記多孔質体内に形成され、該多孔質体の外側の領域から分離した中空部と、
前記中空部に生成した過熱水蒸気を該中空部から装置外に送出する過熱水蒸気送出手段とを有し、
前記多孔質体の細孔の出口部は、前記中空部の内壁面に位置し、
前記発熱体は、間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように配置されており、
前記細孔内の水を気化し且つ過熱するための乾燥域が、前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成され、
前記発熱体は、該発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内水蒸気を過熱して前記中空部に過熱水蒸気を生成することを特徴とする過熱水蒸気発生装置。 - 前記過熱水蒸気を更に加熱する水蒸気加熱装置を更に有し、水蒸気加熱装置は、前記水蒸気送出手段を介して前記中空部と連通することを特徴とする請求項1に記載の過熱水蒸気発生装置。
- 前記乾燥域は、前記内壁面の局部加熱によって形成された乾燥帯域からなり、湿潤な内壁面帯域が、前記乾燥帯域の間に形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の過熱水蒸気発生装置。
- 前記内壁面と前記発熱体との接触部分の熱流束は、1MW/m2以上に設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の過熱水蒸気発生装置。
- 前記中空部は、円形断面を有し、前記発熱体は、前記中空部の内周面に接し又は近接し且つ軸芯を該中空部の軸線方向に配向したコイル状電熱体からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の過熱水蒸気発生装置。
- 少なくとも部分的に水に接した多孔質体の毛細管現象によって水を発熱体に供給し、該発熱体の熱によって水蒸気を発生させる水蒸気発生方法において、
前記多孔質体の外側の領域から分離した中空部を該多孔質体内に形成し、
間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように前記発熱体を配置し、
前記細孔内の水を気化し且つ過熱するための乾燥域を前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成し、
前記発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内水蒸気を過熱して前記中空部に過熱水蒸気を生成し、
該過熱水蒸気を過熱水蒸気送出手段によって前記中空部から装置外に送出することを特徴とする過熱水蒸気発生方法。 - 前記中空部に生成した過熱水蒸気を更に加熱し、高温の過熱水蒸気を生成することを特徴とする請求項6に記載の過熱水蒸気発生方法。
- 前記乾燥域は、前記内壁面の局部加熱によって形成された乾燥帯域からなり、湿潤な内壁面帯域が前記乾燥帯域の間に形成されることを特徴とする請求項6に記載の過熱水蒸気発生方法。
- 前記内壁面と前記発熱体との接触部分の熱流束を1MW/m2以上に設定することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の過熱水蒸気発生方法。
- 前記発熱体の発熱開始後、1分以内に200℃以上の温度の過熱水蒸気を前記中空部に生成することを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の過熱水蒸気発生方法。
- 少なくとも部分的に液体に接した多孔質体と、該多孔質体の毛細管現象によって供給された前記液体を加熱して蒸気を発生させる発熱体とを備えた蒸気発生装置において、
前記多孔質体内に形成され、該多孔質体の外側の領域から分離した中空部と、
前記中空部に生成した過熱蒸気を該中空部から装置外に送出する過熱蒸気送出手段とを有し、
前記多孔質体の細孔の出口部は、前記中空部の内壁面に位置し、
前記発熱体は、間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように配置されており、
前記細孔内の液体を気化し且つ過熱するための乾燥域が、前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成され、
前記発熱体は、該発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内蒸気を過熱して前記中空部に過熱蒸気を生成することを特徴とする過熱蒸気発生装置。 - 前記乾燥域は、前記内壁面の局部加熱によって形成された乾燥帯域からなり、湿潤な内壁面帯域が、前記乾燥帯域の間に形成されることを特徴とする請求項11に記載の過熱蒸気発生装置。
- 少なくとも部分的に液体に接した多孔質体の毛細管現象によって前記液体を発熱体に供給し、該発熱体の熱によって蒸気を発生させる蒸気発生方法において、
前記多孔質体の外側の領域から分離した中空部を該多孔質体内に形成し、
間隔を隔てて前記中空部の内壁面に接触し又は近接し且つ該内壁面に沿って延びるように前記発熱体を配置し、
前記細孔内の液体を気化し且つ過熱するための乾燥域を前記発熱体の発熱によって前記内壁面に間隔を隔てて形成し、
前記発熱体と前記多孔質体との間の熱伝導と、該発熱体の輻射熱とによって、表面が乾燥した前記乾燥域の細孔内蒸気を過熱して前記中空部に過熱蒸気を生成し、
該過熱蒸気を過熱蒸気送出手段によって前記中空部から装置外に送出することを特徴とする過熱蒸気発生方法。 - 前記乾燥域は、前記内壁面の局部加熱によって形成された乾燥帯域からなり、湿潤な内壁面帯域が前記乾燥帯域の間に形成されることを特徴とする請求項13に記載の過熱蒸気発生方法。
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