JP7065506B2 - 過熱水蒸気生成装置 - Google Patents
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Description
この構成であれば、伝熱部材の体積を無理なく大きくすることができ、伝熱効果を高めることができる。また、伝熱部材が熱源である導体管を取り囲む構成であるので、導体管から外部に漏れ出る熱を内部に閉じ込めることができる。
この構成であれば、導体管から外部に漏れ出た熱を利用して水蒸気を予熱することができる。つまり、導体管からの放熱による損失を低減して水蒸気を効率良く加熱することができる。
この構成であれば、導体管の径方向両側を外側予熱管及び内側予熱管で挟む構成とすることができ、導体管から径方向両側に漏れ出た熱を遮断する機能を発揮するため、断熱材の使用量を削減することができる。
この構成であれば、導体管に近い部分で温度分布を小さくするとともに、伝熱部材により均一化された温度により外側予熱管及び内側予熱管を流れる水蒸気を加熱することができる。
そこで、前記導体管は、上流側部分と下流側部分とで異なる金属により形成されていることが望ましい。
この構成であれば、導体管の上流側部分の温度及び下流側部分の温度に合わせた材料選択を行うことができ、導体管の合理的な設計が可能となり、導体管の材料コストを低減することができる。
本実施形態に係る過熱水蒸気生成装置100は、外部で生成された例えば120℃の水蒸気を加熱して、例えば700~1200℃の過熱水蒸気を生成するものである。その他、過熱水蒸気生成装置100としては、水を加熱して例えば120℃の水蒸気を生成する飽和水蒸気生成部を有するものであっても良い。
このように構成した過熱水蒸気生成装置100によれば、導体管2の径方向内側又は径方向外側の少なくとも一方において導体管2の巻回軸方向に沿って伝熱部材9を設けているので、導体管2の周辺部材(内側伝熱部材91及び外側伝熱部材92)の軸方向における温度分布を小さくすることができる。その結果、導体管2の過熱水蒸気の出口付近において内側伝熱部材91及び外側伝熱部材92の温度を下げることができるので、断熱材10の使用量を削減することができる。また、断熱材10の使用量を削減することにより、装置100を小型化することができるとともに、材料コストを低減することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の導体管2は、2重管構造をなすものであったが、4重管又はそれ以上の偶数重の管要素を有するものであっても良い。この場合、2つの管要素毎にそれぞれ接続管要素で接続する。例えば、前記実施形態の導体管2を同心円状に複数配置した構成とすることが考えられる。
2 ・・・導体管
21 ・・・内側管要素
22 ・・・外側管要素
3 ・・・内側鉄心
4 ・・・磁路形成部
41 ・・・外側鉄心
42 ・・・継鉄心
5 ・・・誘導コイル
6 ・・・予熱管
61 ・・・内側予熱管
62 ・・・外側予熱管
9 ・・・伝熱部材
91 ・・・内側伝熱部材
92 ・・・外側伝熱部材
2x ・・・上流側部分
2y ・・・下流側部分
Claims (9)
- 螺旋状に巻回した導体管を誘導加熱又は通電加熱することによって前記導体管内を流れる水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成装置であって、
前記導体管の径方向内側又は径方向外側の少なくとも一方において前記導体管の巻回軸に沿って設けられた伝熱部材と、
前記導体管及び前記伝熱部材を覆うように設けられた断熱材とを備え、
前記伝熱部材は、周方向に亘って設けられるとともに、軸方向に沿ってスリットを有する金属板である、過熱水蒸気生成装置。 - 前記伝熱部材は、前記導体管の径方向外側において前記導体管を取り囲むように設けられている、請求項1記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記導体管の内側に設けられた内側鉄心と、
前記導体管の外側に設けられるとともに、前記内側鉄心とともに閉磁路を形成する磁路形成部と、
前記内側鉄心及び前記磁路形成部の間に設けられ、前記内側鉄心の内部に磁束を発生させる誘導コイルと、
前記内側鉄心及び前記磁路形成部の間に設けられ、前記水蒸気が流れる予熱管と備え、
前記予熱管は前記導体管に接続されており、
前記水蒸気は、前記予熱管を流れた後に、前記導体管に流れるように構成されている、請求項1又は2記載の過熱水蒸気生成装置。 - 前記予熱管は、前記導体管及び前記磁路形成部の間に設けられた外側予熱管と、前記導体管及び前記内側鉄心の間に設けられた内側予熱管とを含む、請求項3記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記伝熱部材は、前記導体管と前記外側予熱管との間に設けられた外側伝熱部材と、前記導体管と内側予熱管との間に設けられた内側伝熱部材とを含む、請求項4記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記導体管は、上流側部分と下流側部分とで異なる金属により形成されている、請求項1乃至5の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記上流側部分を形成する金属の耐熱温度は、前記下流側部分を形成する金属の耐熱温度よりも低い、請求項6記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記上流側部分と前記下流側部分とは溶接により接続されている、請求項6又は7記載の過熱水蒸気生成装置。
- 前記上流側部分は、ステンレス鋼から形成されており、
前記下流側部分は、インコネルから形成されている、請求項6乃至8の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。
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