JP7441083B2 - ボイラ - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
まず本発明の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係るボイラ1の概略的な構成図である。本図に示すようにボイラ1は、容器11、反応体12、ヒータ13、ガス経路14、ガス受入部15、ガスポンプ16、ガスフィルタ17、セパレータ21、水経路22、水受入部23、水ポンプ24、第1熱交換器31、第2熱交換器32、熱循環経路33、および熱循環ポンプ34を備えている。
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお第2実施形態は、発熱体の形態およびこれに関する点を除き、基本的に第1実施形態と同様である。以下の説明では第1実施形態と異なる事項の説明に重点をおき、第1実施形態と共通する事項については説明を省略することがある。
次に本発明の第3実施形態について説明する。なお第3実施形態は、ガス経路14内のガスから水へ熱を移動させる機構およびこれに関する点を除き、基本的に第1実施形態と同様である。以下の説明では第1実施形態と異なる事項の説明に重点をおき、第1実施形態と共通する事項については説明を省略することがある。
第2熱交換器32、熱循環経路33、および熱循環ポンプ34が設けられていたが、第2実施形態ではその代わりに第1熱交換器31aが設けられている。
以上に説明した各実施形態のボイラ1~3は、発熱体と、内部にこの発熱体が設けられた容器11とを備え、供給された水を加熱して蒸気を発生させるものである。更に各ボイラ1~3では、空気よりも比熱の高いガス(本実施形態の例では水素系ガス)が容器11の内部に充満した環境下において、前記発熱体が発する熱により加熱される伝熱管22a、を備えており、伝熱管22aを通る水(蒸気の元となる水)が加熱されるようになっている。なお例えば200℃で1atmの条件下において、空気の比熱が約1,026J/Kg℃であるのに対し、水素の比熱は約14,528J/Kg℃となっており、空気の比熱よりも非常に高くなっている。また発熱体として、ボイラ1,3では反応体12が採用され、ボイラ2では発熱素子12aが採用されている。
11 容器
11a 側壁
11b 上底部
11c 下底部
12 反応体
12a 発熱素子
13 ヒータ
14 ガス経路
15 ガス受入部
16 ガスポンプ
17 ガスフィルタ
21 セパレータ
22 水経路
22a 伝熱管
23 水受入部
24 水ポンプ
25a 熱媒流出口
25b 熱媒流入口
31、31a 第1熱交換器
32 第2熱交換器
33 熱循環経路
34 熱循環ポンプ
40 熱媒経路
40a 伝熱管
50 熱交換器
Claims (5)
- 発熱体と、
内部に前記発熱体が設けられ、空気よりも比熱の高いガスを内部に充満できる容器と、
前記ガスが循環する経路として、前記容器および当該容器の外部に配置されたガス経路を含む循環経路と、を備え、
前記発熱体が発する熱を用いて流体を加熱するボイラであって、
前記ガスの温度を検出するセンサを備え、
前記センサの検出値が既定の許容上限値を超えている場合に、前記ガス経路に設けられた第1熱交換器と前記流体の経路に設けられた第2熱交換器との間で熱媒体を循環させることにより、第1熱交換器で前記ガスから回収された熱を第2熱交換器で前記流体に与え、
前記ガスを前記ガス経路の上流側から下流側へ流すガスポンプが、前記ガス経路における第1熱交換器の下流側に設けられたことを特徴とするボイラ。 - 前記許容上限値は、前記ガスポンプの要求耐熱温度の値であることを特徴とする請求項1に記載のボイラ。
- 前記発熱体が発する熱により加熱される伝熱管を備え、当該伝熱管を通すことにより前記流体である水を加熱して蒸気を生成する請求項1または請求項2に記載のボイラであって、
第1熱交換器で前記ガスから回収された熱を、第2熱交換器で、前記伝熱管に入る前の前記水に与えることを特徴とするボイラ。 - 前記伝熱管は前記発熱体を囲んで配置されていることを特徴とする請求項3に記載のボイラ。
- 前記ガスは水素系ガスであり、
前記発熱体は、
水素吸蔵金属類からなる金属ナノ粒子が表面に設けられており、
前記水素系ガスが前記容器内に供給された状況下において、前記金属ナノ粒子内に水素原子が吸蔵され過剰熱を発生させる反応体であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のボイラ。
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