JPH04158102A - 減圧式ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給湯や暖房の熱源として用いられるボイラて
、詳しくは、内部圧か大気圧以下の密閉容器と、その密
閉容器内に封入した熱媒液を加熱蒸発させるための加熱
手段と、前記密閉容器内の非凝縮性ガスを排出するため
の抽気手段を設け、前記密閉容器（１）内のうち上部の
蒸気室に被加熱流体を蒸気により加熱させるための熱取
出用の複数の熱交換部を上下に並べて設置してある減圧
式ボイラに関する。

〔従来の技術〕

この種の減圧式ボイラては、熱媒液の加熱に伴なって水
素等の非凝縮性ガスか発生し、抽気手段を設けてあって
も、その非凝縮性ガスを抽気手段にまで確実に導いて排
出することかできずに、非凝縮性ガスか熱交換部の周り
に滞溜して熱交換部での蒸気と水等の被加熱流体との熱
交換効率を著しく悪化させる問題かあった。

そこで、従来ては、第６図に示すように、蒸気室を熱交
換部（２Ａ）、　（２Ｂ）を設置する上部室とそれの下
方に位置する下部室とに仕切る仕切板（３０）を設け、
この仕切板（３０）の局部箇所に、下部室から上部室に
それら両室内の圧力差で蒸気を噴出させる供給口（３１
）を設け、もって、蒸気の噴出供給により、熱交換部（
２Ａ）、　（２Ｂ）の周りに流れを形成する二とて、熱
交換部（２Ａ）、　（２Ｂ）の周りに非凝縮性ガスか滞
溜することを防止しようとしたものか知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来の技術によるときは、全ての熱交換部
を収容する大きな上部室を対象として蒸気を噴出させる
ため、熱交換部周りの全域に非凝縮性ガスを滞溜させな
いように蒸気を噴出供給することはほとんど不可能で、
下方からの噴出供給故に下部の熱交換部周りには比較的
、流れを形成することかできるものの、下部の熱交換部
により噴出蒸気の上部熱交換部への流れか邪魔されて上
部の熱交換部の周りにはほとんど流れを形成することか
できない。しかも、上部の熱交換部で凝縮して滴下した
液か下部の熱交換部の表面に付着するため、下部の熱交
換部での非凝縮性ガスによる熱交換効率の悪さを流れに
より折角改善してあっても、非凝縮性ガスに代って付着
した液か熱交換効率を悪化させる。

要するに、従来技術によるときは、非凝縮性ガスか原因
て上部の熱交換部での熱交換効率か悪く、付着液か原因
で下部の熱交換部の熱交換効率を改善てきず、結果とし
て、効率の惑いものであった。

本発明の目的は、熱交換部での熱交換効率を向上する点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による減圧式ボイラの特徴構成は、前記熱交換部
のうち上下で隣合う熱交換部の設置空間同士を仕切る仕
切りを設け、上方の熱交換部に向けて蒸気を噴出供給す
る供給口を形成してある点にある。

前記蒸気室のうち最下部の熱交換部を備えた部分を、最
下部の熱交換部の設置空間と熱媒液液面に接する空間と
に仕切る第２仕切りを設け、その最下部の熱交換部に蒸
気を噴出供給する第２供給口を形成してあることか好ま
しい。

〔作　用〕

仕切りによって、上部の熱交換部で凝縮して滴下した液
か下部の熱交換部に付着することを防止又は抑制できる
とともに、供給口から噴出供給した蒸気の拡散を防止し
て、上部の熱交換部の周りに流れを確実に形成すること
ができる。

特に、第２仕切り及び第２供給口を設ける場合には、第
２供給口から噴出供給した蒸気の拡散を第２仕切りと仕
切りとの共働により防止して下部の熱交換部周りに流れ
を確実に形成することかできる。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれは、上部の熱交換部周りでの非凝
縮性ガスの滞留を防止してその上部の熱交換部での熱交
換効率を向できることと、液付着による下部の熱交換部
での熱交換効率の低下を防止又は抑制できることによっ
て、全体として熱交換効率を向上できるようになった。

特に請求項２記載のようにすれは、下部の熱交換部周り
での非凝縮性ガスの滞溜を防止してその下部の熱交換部
ての熱交換効率も向上できることによって、著しく熱交
換効率を向上できるようになった。

〔実施例〕

本発明の実施例を次に示す。

〔第１実施例〕 給湯や暖房用の温水を発生するだめの減圧式ボイラは、
第１図、第２図に示すように、内部圧か大気圧以下の密
閉容器（１）と、その密閉容器（１）内に封入した熱媒
液の一例である熱媒水（ａ）を加熱蒸発させるための加
熱手段と、前記密閉容器（１）内の非凝縮性ガスを排出
するための抽気手段（Ｂ）と、被加熱流体の一例である
水を前記密閉容器（１）内の蒸気で加熱させるための熱
取出用の熱交換器（２）と、加熱効率向上手段とを設け
て構成されている。

前記加熱手段は、前記密閉容器（１）内のうち下部の液
溜部に、その外壁を熱媒水加熱用の伝熱面とする燃焼室
（３）と燃焼排ガスで熱媒水を加熱させる煙管（４）群
とを挿入設置し、前記燃焼室（３）内で燃焼を行なわせ
る燃焼装置（５）を設けて構成されている。

前記抽気手段（Ｂ）は、温度差を利用して非凝縮性ガス
を捕集するガス溜（６）を前記密閉容器（１）内のうち
上部の蒸気室に接続し、このガス溜（６）内のガスを排
気路（７）を介して排出するための抽気ポンプ（８）を
設け、前記排気路（７）に、排気のみを許容する逆止弁
（９）と、前記抽気ポンプ（８）の吸込側をガス溜（６
）と外気とに選択的に接続させる三方弁（１０）とを介
装し、自動制御手段を設けて構成してある。前記自動制
御手段は、前記熱媒水（ａ）の温度を検出する第１セン
サ（Ｓ、）と前記ガス溜（６）内のガス温度を検出する
第２センサ（Ｓ２）とを設け、それら第１センサ（Ｓｌ
）及び第２センサ（Ｓ２）の検出温度の差か設定値以下
となったとき、それを非凝縮性ガスかガス溜（６）に溜
ったものと判断して、抽気ポンプ（８）の吸込側を外気
に接続させるへく三方弁（１０）を切替作動させた状態
て抽気ポンプ（８）を設定時間にわたって立上げ作動さ
せたのち、抽気ポンプ（８）の作動を維持した状態て抽
気ポンプ（８）の吸込側かガス溜（６）に接続させるへ
く三方弁（１０）を切替作動させ、前記検圧温度の差か
前記設定値よりも大なる第２設定値以上となったとき、
ガス溜（６）内の非凝縮性ガスか排出されたものと判断
して抽気ポンプ（８）を停止する制御装置（１１）を設
けて構成してある。

つまり、抽気ポンプ（８）は、自動作動するものであっ
て、抽気ポンプ（８）の吸込側をガス溜（６）てな（大
気に接続させて抽気ポンプ（８）を立上げ作動させるよ
うにして立上げ時に抽気ポンプ（８）にかかる負荷を軽
減するように構成されている。

前記熱交換器（２）は、Ｕ字形の複数の熱交換チューブ
から成り、前記蒸気室に、熱交換チューブ群の対向する
直管部を上下に配置してそれら直管部から上下に並ぶ２
つの熱交換部（２Ａ）。

（２Ｂ）を形成する状態に挿入設置されている。

前記加熱効率向上手段は、前記２つの熱交換部（２Ａ）
、　（２Ｂ）の設置空間を互いに仕切る仕切り（１２）
と、前記蒸気室のうち下部の熱交換部（２Ｂ）を備えた
部分を下部の熱交換部（２Ｂ）の設置空間と液溜部の水
面に面する蒸気空間とに仕切る第２仕切り（１３）とを
設け、前記熱交換部（２Ａ）、　（２Ｂ）の夫々に向け
て蒸気を噴出供給する供給口（１４）と第２供給口（１
５）とを設け、凝縮水を液溜部に流下案内する案内手段
を設けて構成されている。

前記上部の熱交換部（２Ａ）の設置空間が前記ガス溜（
６）に接続している。

前記仕切り（１２）は、前記熱交換部（２Ａ）、　（２
Ｂ）の間に配置した主仕切板（１６）と、熱交換部（２
Ａ）。

（２Ｂ）両側の空間を上下２つに仕切る側仕切板（］７
）とから成る。

前記第２仕切り（１３）は、下部の熱交換部（２Ｂ）の
下方に配置した第２主仕切板（１８）と、この第２主仕
切板（１８）の両側に配置した第２副仕切板（１９）と
から成り、第２副仕切板（１９）は、下部の熱交換部（
２Ｂ）の下部両側面を覆う立上り部（１９ａ）を備えて
いる。

前記供給口（１４）は、下部の熱交換部（２Ｂ）の設置
空間から蒸気を噴出供給するものであって、前記主仕切
板（１６）の幅方向中央部に直管部の長手方向に沿った
スリットを形成し、そのスリットからの噴出蒸気流を幅
方向−側斜め上方向に向う流れと幅方向他側斜め上方向
に向う流れとに分ける断面Ｖ字形の方向規制板（２０）
を設けて構成されている。

なお、前記スリットは、主仕切板（１６）を幅方向で２
つに分割し、それら分割部分を間隔を隔てて配置する二
とて形成されている。また、熱交換器（２）の曲り部を
貫通させる主仕切板（１６）の孔（Ａ）も供給口（１４
）として作用する。

前記第２供給口（１５）は、前記蒸気空間内の蒸気を両
側部から下部の熱交換部（２Ｂ）に噴出供給するもので
あって、前記第２副仕切板（１９）の立上り部（１９ａ
）上端と主仕切板（１６）との間のスリットとして形成
されている。

前記案内手段は、前記側仕切板（１７）を主仕切板（１
６）の下に重なる状態に配置するとともに、前記主仕切
板（１６）の分割部分及び側仕切板（１７）をハの字形
に配置し、かつ、前記側仕切板（１７）と密閉容器（１
）との間に流下孔（２１）を形成する二とにより、上部
の熱交換部（２Ａ）で凝縮して主仕切板（１６）上に滴
した水を主仕切板（１６）及び側仕切板（１７）の上面
に沿って流下孔（２１）まで流下させ、流下孔（２１）
からの水を密閉容器（１）の内面に沿って流下させるよ
うに構成されており、他方、第２主仕切板（１８）と第
２副仕切板（１９）の水平部とを隙間（）ｌ）のある状
態で上下に重ねることにより、下部の熱交換部（２Ｂ）
で凝縮して第２主仕切板（１８）及び第２副仕切板（１
９）上に滴下した水を隙間（Ｈ）から液溜部に滴下する
ように構成されている。

なお、前記主仕切板（１６）、第２主仕切板（１８）、
方向規制板（２０）は、熱交換器（２）の直管部を貫通
させて保持するサポート板（２２）に取付けられており
、側仕切板（１７）、第２副仕切板（１９）は、密閉容
器（１）に取付けられている。

上記の第１実施例によれは、熱交換部（２Ａ）。

（２Ｂ）の夫々に向けて蒸気か噴出供給され、熱交換部
（２Ａ）、　（２Ｂ）の設置空間か仕切られて噴出供給
された蒸気の拡散か防止されるため、設置空間夫々の全
体に流れか定常的に形成され、これによって、熱交換部
（２Ａ）、　（２Ｂ）周りでの非凝縮性ガスの滞溜を防
止できる。しかも、上部の熱交換部（２Ａ）で凝縮して
滴化した水か下部の熱交換部（２Ｂ）に付着することか
ない。その上、側仕切板（１７）かハの字形に配置して
蒸気を第２供給口（１５）に案内するガイドとして作用
するから、その第２供給口（１５）からの蒸気噴出を強
力に行なえる。そして、下部の熱交換部（２Ｂ）の設置
空間内の非凝縮性ガスは、供給口（１４）を介して上部
の熱交換部（２Ａ）の設置空間に至り、その設置空間の
非凝縮性ガスとともにガス溜（６）に至る。

〔第２実施例〕 前記第１実施例において、第３図、第４図に示すように
、蒸気室のうち熱交換器（２）の曲り部に直管部長手方
向で対向する箇所に抽気手段（Ｂ）のガス溜（６）を接
続させ、熱交換器（２）の両側に縦仕切板（２３）を設
けるとともに、縦仕切板（２３）で挟まれた上部の熱交
換部（２Ａ）の設置空間と下部の熱交換部（２Ｂ）の設
置空間とを仕切る仕切板（２４）と、下部の熱交換部（
２Ｂ）の設置空間の下部開口を塞ぐ第２仕切板（２５）
とを設けて、縦仕切板（２３）と仕切板（２４）とから
仕切り（１２）を構成する一方、縦仕切板（２３）と第
２仕切板（２５）とから第２仕切り（１３）を構成し、
前記熱交換部（２Ａ）、　（２Ｂ）の設置空間のうち曲
り部とは反対側の端部を蒸気室に開放させることにより
、供給口（１４）及び第２供給口（１５）を、曲り部に
向う方向で直管部に沿った流れを設置空間の夫々に形成
するように蒸気を噴出供給するものとして形成し、案内
手段を次のように構成したものである。

案内手段は、第５図にも示すように、前記仕切板（２４
）を曲り部側はと下方に位置する傾斜姿勢に配置すると
ともに、この仕切板（２４）上を流下してきた水を設置
空間外に排出する排出口（２６）を縦仕切板（２３）に
形成し、その排出口（２６）からの水を液溜部まて流下
案内する状態で排出口（２６）から設置空間への蒸気の
入り込みを防止するように排出口（２６）を液溜部によ
って水封するダクト（２７）を設けて、上部の熱交換部
（２Ｂ）で凝縮した水を液溜部に導くように構成されて
おり、他方、第２仕切板（２５）に液溜部への滴下孔（
２８）を形成するとともに、その滴下孔（２８）から液
溜部への水の滴下を許す状態で滴下孔（２８）から設置
空間への蒸気の入り込みを防止するように密閉容器（１
）の壁との共働て滴下孔（２８）を液溜部によって水封
する断面コの字形のダクト部材（２９）を設けて、下部
の熱交換部（２Ｂ）で凝縮した水を液溜部に導くように
構成されている。

この第２実施例によるときは、上部の熱交換部（２Ａ）
に蒸気を噴出供給する方向か、非凝縮性ガスをガス溜（
６）に流す方向となるのて、非凝縮性ガスのガス溜（６
）への回収を効率良く行なえ、かつ、下部の熱交換部（
２Ｂ）に蒸気を噴出供給する方向か、孔（Ａ）に向う方
向となるので、非凝縮性ガスの孔（Ａ）から上部の熱交
換部（２Ａ）の設置空間への移入を効率良くスムーズに
行なえ、全体として、非凝縮性ガスの回収を効率良（行
なえる。

〔別実施例〕

本発明の別実施例を以下に示す。

［１］上記実施例では、抽気手段（Ｂ）として、自動抽
気手段を示したか、抽気手段（Ｂ）としては、人為操作
されるものてあっても良い。また、構造、形式としては
、開閉弁と抽気ポンプとから成るもの等、普通一般のも
のの全てか適用できる。

「２］上記実施例では、熱媒液として水を示したか、熱
媒液としては、臭化リチウム溶液等、水に沸点上昇剤を
混入したものであっても良い。

［３コ上記実施例では、熱交換部（２Ａ）、　（２Ｂ）
か１つの熱交換器（２）を構成するもの、つまり、１つ
の被加熱流体を順に加熱させるものを示したか、熱交換
部（２Ａ）、　（２Ｂ）としては、給湯用の水と暖房用
の水といったように、異なる被加熱流体を加熱させるも
のであっても良い。

［４］上記実施例では、熱交換部（２Ａ）、　（２Ｂ）
か２つの場合を示したか、本発明は、３つ以上の熱交換
部（２Ａ）、　（２Ｂ）を備えたものにも適用できる。

［５］上記実施例では、第２仕切り（１３）を備えたも
のを示したか、本発明は、第２仕切り（１３）を設けな
くても実施できる。

［６］尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
する為に符号を記すか、該記入（こより本発明は添付図
面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例を示し、第１図は縦断
側面図、第２図は要部の縦断正面図てあり、第３図乃至
第５図は本発明の別実施例を示し、第３図は縦断側面図
、第４図は要部の縦断正面図、第５図は第４図における
■−Ｖ線断面図である。第６図は従来例を示す縦断側面
図である。 （１）・・・・・・密閉容器、（２Ａ）、　（２Ｂ）・
・・・・・熱交換部、（１２）・・・・・・仕切り、（
１４）・・・・・・供給口、（１３）・・・・・・第２
仕切り、（１５）・・・・・・第２供給口、（Ｂ）・・
・・・・抽気手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部圧が大気圧以下の密閉容器（１）と、その密閉
   容器（１）内に封入した熱媒液を加熱蒸発させるための
   加熱手段と、前記密閉容器（１）内の非凝縮性ガスを排
   出するための抽気手段（Ｂ）を設け、前記密閉容器（１
   ）内のうち上部の蒸気室に被加熱流体を蒸気により加熱
   させるための熱取出用の複数の熱交換部（２Ａ）、（２
   Ｂ）を上下に並べて設置してある減圧式ボイラであって
   、前記熱交換部（２Ａ）、（２Ｂ）のうち上下で隣合う
   熱交換部（２Ａ）、（２Ｂ）の設置空間同士を仕切る仕
   切り（１２）を設け、上方の熱交換部（２Ａ）に向けて
   蒸気を噴出供給する供給口（１４）を形成してある減圧
   式ボイラ。 ２、前記蒸気室のうち最下部の熱交換部（２Ｂ）を備え
   た部分を、最下部の熱交換部（２Ｂ）の設置空間と熱媒
   液液面に接する空間とに仕切る第２仕切り（１３）を設
   け、その最下部の熱交換部（２Ｂ）に蒸気を噴出供給す
   る第２供給口（１４）を形成してある請求項１記載の減
   圧式ボイラ。