JPH0541882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ●産業上の利用分野 本発明は、蒸気発生器により発生した飽和蒸気
を蒸気管を利用して放熱部まで導き、この放熱部
で周囲の流体に潜熱を与えて熱放出を行ない、凝
縮した凝縮液を、一旦貯液し、次に蒸気発生器の
加熱を止めて蒸気発生器内を真空状態に形成し、
この真空作用を利用して前記凝縮液を蒸気発生器
内に還流させ、この繰り返しにより熱搬送を行な
う蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器に関
するものである。

●従来技術及びその問題点 従来一般に用いられている蒸気発生器はボイラ
ー液面を概略一定に保つように給水しながら蒸気
を連続的に発生するように設計されているが、発
生した蒸気を放熱部に搬送し、放熱部で潜熱を目
的物に与えて凝縮した液を一旦ためておき、蒸気
発生器内の液量が減少した時に蒸気の発生を停止
し、蒸気発生器の内部に発生する真空により放熱
部に一旦ためられた凝縮液が大気圧の作用下で蒸
気発生器内に還流した後、再度蒸気を発生させる
ことを繰り返して熱エネルギーを蒸気圧により目
的地に搬送し、次に蒸気発生器内に生ずる真空に
より凝縮液を蒸気発生器内に還流させる方法（以
下、間欠真空還液方法と呼ぶ）に用いられる蒸気
発生器は、蒸気発生器内の液量が増減するために
燃焼ガス流と液とが接する伝熱面積が変化すると
いう一般のボイラにはない現象が生ずる。

間欠真空還液方法に用いられる蒸気発生器とし
て第７図に示すようなやかん型のものが容易に考
えられるが、熱効率がたかだか50％程度と低くラ
ンニングコストの点から問題があるばかりでな
く、液量が減少するに従い、容器の上部が過熱さ
れやすくなる。効率増加を目的として、容器の周
囲に伝熱フインを設けた場合には、容器の過熱が
さらに促進される。容器が過熱されると、燃料供
給を停止しても蒸気発生器が容易には冷却されず
真空発生が遅れて凝縮液の還流時間が長くなると
いう大きな欠点があり、また耐久性の点からも問
題である。

●本発明の構成 本発明は上記欠点を除去するものであり、その
構成は蒸気発生器により発生した飽和蒸気を蒸気
管を利用して放熱部まで導き、この放熱部で周囲
の流体に潜熱を与えて熱放出を行ない、凝縮した
凝縮液を、一旦貯液し、次に蒸気発生器の加熱を
止めて蒸気発生器内を室空状態に形成し、この真
空作用を利用して前記凝縮液を蒸気発生器内に還
流させ、この繰り返しにより熱搬送を行なう蒸気
式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器において、
バーナ上方に蒸気発生器胴部を位置させ、蒸気発
生器胴部の外周に多数の伝熱フインを溶接し、内
周に沿つて循環案内板を設けて循環路を形成する
と共にこの循環案内板の底部及び上部には開口部
を設けて成るものである。

上記のように構成すると、蒸気発生器内に封入
された気液混相状態の熱媒体が胴部と循環案内板
との間隙から成る循環路内において加熱され、こ
の加熱された熱媒体は上部開口部から気液混相状
態で流出し、液は胴部内に戻り、底部開口部から
再び循環路内に入り、加熱されるという循環を繰
り返す。この結果、伝熱面として作用する胴部内
面に液膜を保持することができて、高効率を維持
しながら蒸気発生器の過熱を防止することができ
る。

●実施例 第１図は本発明の一実施例を示すものであり第
２図は第１図のＡ−Ａ断面を示す。

符号の１はバーナ、２は燃料供給管、３は前記
燃料供給管２の途中に設けた電磁弁、４は前記バ
ーナ１の混合管に臨んだ位置であり、かつ燃料供
給管２の先端に取り付けられたノズルである。

５は内胴６と蒸気発生器胴部７とで囲まれた燃
焼室、８は循環案内板にして、この循環案内板８
は胴部７の内面に沿つて循環路８′を形成するよ
うに取り付けられていると共に底部に開口部８″
を、上部に上部開口部８を形成している。

９は突沸防止板にして前記循環路８′内であつ
て、底部開口部８″を覆つている。１０は多数の
伝熱フインであり前記蒸気発生器胴部７の外周に
溶接されている。１１は低液位検出センサ、１２
は高液位検出センサ、１３は温度センサ、１７は
熱媒液、１４，１６は前記熱媒体１７の、それぞ
れ給入栓、排出弁であり、１５は圧力逃し弁、１
８は蒸気出口である。

１９は排気集合ガイド、２１は排気フアン、２
２は電動機、２０は前記排気集合ガイド１９と排
気フアン２１とを接続する排気管である。

次に上記実施例の動作について説明する。

最初蒸気発生器７の内部は熱媒液１７で満たさ
れている。電磁弁３を開放してバーナ１に燃料を
供給すると、燃料は燃焼室５で燃焼し、燃焼ガス
が内胴６と蒸気発生器胴部７との間を通り抜ける
ときに伝熱フイン１０の働きにより効率的に熱媒
液１７に熱が伝えられる。

胴部７の内面と循環案内板８との間の循環路
８′にあつて熱を伝えられた熱媒液１７′は一部が
蒸発して、ボイド率が高まるために、循環案内板
８の内部の熱媒液１７との比重量差に基づく循環
力が生じて気液混相状態で胴部７の内面と循環案
内板８との間に形成された循環路８′内を上方に
流れ、伝熱面として機能する胴部７の内面に液膜
を保持する。

発生した蒸気は気液分離後、蒸気出口１８から
図外の蒸気管を通り放熱器に導かれ室内空気と熱
交換後凝縮して液ポツトに一旦ためられる。

分離された飽和液は循環案内板８の内部に流れ
落ちる。循環案内板８の最下部には循環案内板８
の内部と循環路８′を連通するための底部開口部
８″があけられている。９はこの底部開口部８″を
通して蒸気が循環案内板８の内部に突出しないよ
うに作用する。

蒸気の送出に伴ない蒸気発生器内の熱媒液量が
減少すると、循環案内板８の内部がの液位が下が
るために循環力が弱まるが、熱媒液量が蒸気発生
器容量の10〜20％程度になるまで胴部７の内面に
液膜が保持されて効率的に伝熱され、蒸気発生器
の過熱をも防止することができる。

熱媒液の量が低液位検出センサ１１に減量状態
が検知されるまで減少したときに、燃料供給管途
中に取り付けられた電磁弁３に閉止信号が送られ
燃焼が停止する。

蒸気発生器が冷却されると、その内部の蒸気が
凝縮して減圧状態が生ずるが、冷却時間を短縮す
るために排気フアン２１の運転を継続する。な
お、この排気フアン２１は冷却時にはその風量を
増大させて冷却効果を一段と高めるように運転モ
ードを設定し、待ち時間の短縮を図るようにして
もよい。

蒸気発生器内の圧力が大気圧以下に減ずると、
放熱器に設けた液ポツトにためられていた凝縮液
にかかる大気圧の作用により、熱媒体が蒸気管を
通つて器出口１８より蒸気発生器内に還流する。
還流量が高液位検出センサ１２に達したところで
電磁弁３を開放して燃焼を再開する。

高液位検出センサ１２の位置は、燃焼を再開し
ても熱媒液の温度が直ちに沸点に達するわけでは
ないので蒸気発生器の最上部に取り付ける必要は
なく、蒸気の再立上げ時間を短縮させる意味か
ら、中間位置に設けてある。

蒸気管の閉塞等により蒸気発生器内の圧力が異
常上昇した場合には、温度センサ１３により飽和
温度の異常上昇を捕えて電磁弁３を閉止する。こ
の安全回路にも故障が生じた場合には圧力逃し弁
１５により蒸気を排出して安全を確保する。

第３図は本発明の第２の実施例であり、第４図
は第３図におけるＢ−Ｂ断面を示す。

符号の２３は蒸気出口１８の手前に取り付けら
れた気液分離具である。

蒸気発生器内に熱媒液が満たされている蒸気発
生初期においては、循環案内板８の内部の熱媒液
１７の液位が高く、循環力が過大なために、器液
混相状態の熱媒体が激しく流動して十分に気液分
離されずに液相のまま蒸気出口１８より蒸気管内
に送出されやすいが、気液分離具２３を蒸気出口
１８の手前に配置することにより蒸気発生器内部
の激しい流動の影響が蒸気出口１８に及ぶのを防
ぐことができる。

第５図は本発明の第３の実施例であり、第６図
は第５図のＣ−Ｃ断面を示す。

符号の２３′は上部及び下部連通管２４，２５
を介して蒸気発生器胴部７に取り付けられた第
３，４図に示したものとは別に気液分離器であ
り、１２′は前記気液分離器２３′に取り付けられ
た高液位検出センサ、１１′は低液位検出センサ
である。１８′は気液分離器２３′の頂部に設けら
れた蒸気出口である。

このように気液分離器２３′を配設すると、蒸
気発生器内の激しい流動が気液分離器２３′内に
伝わりにくく、一部気液混相状態で気液分離器２
３′内に流入したとしても、さらに器液分離器が
進行して蒸気のみが蒸気出口１８′より蒸気管に
送出される。

●本発明の効果 本発明は以上のような構成であり、以下に示す
効果が得られるものである。

気液混相状態の熱媒体が蒸気発生器胴部内面
と循環案内板との間に形成された循環路内を流
動するので、伝熱面として機能する蒸気発生器
胴部内面に液膜を保持でき、従つて、蒸気発生
器が過熱されることなく、安定的に高効率で蒸
気を発生することができる。

蒸気発生器内は、加熱停止後急速に冷却する
ので短時間に減圧状態が形成でき、還流時間を
短縮することができる。

蒸気発生器胴部外周に多数の伝熱フインを配
設できるので高効率が容易に実現できる。

気液分離具や気液分離器を取り付けると蒸気
発生初期における熱媒の液相のままの送出が抑
制できるので、蒸気による熱搬送時間を長くで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蒸気発生器の横断側面
図、第２図はＡ−Ａ断面図、第３図は気液分離器
を内部に取り付けた蒸気発生器の横断側面図、第
４図はＢ−Ｂ断面図、第５図は気液分離器を外に
位置させた蒸気発生器の横断側面図、第６図はＣ
−Ｃ断面図、第７図は従来における蒸気発生器の
断面図である。 １……バーナ、６……内胴、７……蒸気発生器
胴部、８……循環案内板、８′……循環路、８″…
…底部開口部、８……上部開口部、９……突沸
防止板、１０……フイン、２１……排気フアン、
２３，２３′……気液分離器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気発生器により発生した飽和蒸気を蒸気管
   を利用して放熱部まで導き、この放熱部で周囲の
   流体に潜熱を与えて熱放出を行ない、凝縮した凝
   縮液を、一旦貯液し、次に蒸気発生器の加熱を止
   めて蒸気発生器内を真空状態に形成し、この真空
   作用を利用して前記凝縮液を蒸気発生器内に還流
   させ、この繰り返しにより熱搬送を行なう蒸気式
   熱搬送手段に用いられる蒸気発生器において、バ
   ーナ上方に蒸気発生器胴部を位置させ、蒸気発生
   器胴部の外周に多数の伝熱フインを溶接し、内周
   に沿つて循環案内板を設けて循環路を形成すると
   共にこの循環案内板の底部及び上部には開口部を
   設けて成る蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発
   生器。 ２ 蒸気出口の手前に気液分離具を配置した特許
   請求の範囲第１項記載の蒸気式熱搬送手段に用い
   られる蒸気発生器。 ３ 気液分離器を上部連通管及び下部連通管を介
   して蒸気発生器胴部に取り付け、気液分離器の頂
   部に蒸気出口を設けた特許請求の範囲第１項記載
   の蒸気式熱搬送手段に用いられる蒸気発生器。