JPH057801A - 旋回式セパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気乾き度の向上を図るとともに、セパレー
タの構造全体のコンパクト化を可能にする。 【構成】 分離筒(11)の側壁部に接線方向に蒸気導入管
(12)を接続し、かつ上端部に蒸気出口管(13)を連結する
とともに、下端部に降水管(14)を連結してなる旋回式セ
パレータにおいて、前記分離筒(11)の内側下部に分離水
滴の上方への巻込みを防止する錐形の巻込み防止体(20)
を設ける。 【効果】 分離筒(11)を短くすることができ、セパレー
タの構造全体のコンパクト化が可能となる。また、簡単
な構成で乾き度の良い良質な蒸気を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ボイラ等の蒸気発生
装置に使用する旋回式のセパレータ（気水分離装置）に
関するもので、さらに詳しくは、蒸気発生装置により発
生した蒸気の乾き度を向上させ、かつ構造のコンパクト
化に適したセパレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】旋回式セパレータにおいては、分離筒内
を旋回する蒸気の流れによって、分離筒内において強い
旋回流が発生し、したがって分離筒内の中心部は圧力が
低いものとなっている。一方、この旋回流により分離さ
れた水をボイラ等へ効率的かつ確実に還流させるには、
分離筒下端部のほぼ中央部に連結した降水管に少しでも
高い圧力をかけることが必要である。すなわち、分離筒
内における圧力が低い中心下端部の降水管に高い圧力を
かけ、分離水の排出を促進することが、発生蒸気の乾き
度を向上させる点において、またセパレータ構造のコン
パクト化を図る点において、解決すべき大きな課題とな
っていた。

【０００３】従来、この課題を解決する提案として、分
離筒内を上部室と下部室とにプレート状の仕切板で区切
るとともに、仕切板の外周縁と分離筒の内周面との間に
形成した間隙によって上部室と下部室とを連通させ、さ
らに下部室には仕切板の下方に旋回防止体を設けた構成
が提案されている。この提案によれば、上部室で最も圧
力の高い外周部（すなわち、分離筒の内周面部）の圧力
が下部室にかかることになり、一方下部室には旋回防止
体が設けられているため旋回流が消滅し、この結果圧力
は半径方向に一定となる。したがって、下部室の下端部
に設けられた降水管には上部室の最も高い圧力が作用
し、分離された水を効率よくボイラ等へ還流させること
ができるものとなっている。

【０００４】しかしながら、この従来の構成によれば、
仕切板の上部には強い旋回流が発生しており、その中心
部の圧力が低いものであるから、蒸気から分離された水
滴が仕切板の中心部に集まり、この集まった水滴が強い
旋回流に伴う竜巻現象によって上方へ吸い上げられ、蒸
気に再び混ざって流出されることになり、したがって蒸
気の乾き度が低下せざるを得ないものとなっている。す
なわち、分離水の排出は促進されたが、蒸気の乾き度の
向上には充分な効果が現れていない。この結果、蒸気の
乾き度を向上するためには、仕切板を蒸気出口から遠去
けざるを得ず、分離筒の長さが大きなものとなってい
る。

【０００５】このように、従来の技術においては、分離
水の排出促進については効果が見られるが、蒸気乾き度
の向上と云う点については分離筒の大型化は避けられ
ず、セパレータの構造全体のコンパクト化には障害とな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の点に鑑み、この
発明は、蒸気乾き度をさらに向上させ、かつセパレータ
の構造全体のコンパクト化を実現できるようにしたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、分離筒の側
壁部に接線方向に蒸気導入管を接続し、かつ上端部に蒸
気出口管を連結するとともに、下端部に降水管を連結し
てなる旋回式セパレータにおいて、前記分離筒の内側下
部に分離水滴の上方への巻込みを防止する錐形の巻込み
防止体を設けたことを特徴とする旋回式セパレータを提
供するものである。

【０００８】

【作用】この発明においては、水滴を含む乾き度の悪い
蒸気が蒸気導入管から分離筒内に入り、分離筒内におい
て強い旋回流となって遠心力により水滴を分離する。分
離した水滴は、旋回流によって分離筒の内周面に沿って
落下するが、一部の分離水滴は中心部の圧力が低いもの
であるから、錐形の巻込み防止体上にも落下する。この
巻込み防止体上に落下した水滴は、巻込み防止体上に滞
留することなく、巻込み防止体の側面，すなわち斜面に
沿って下方へ落下する。このように、分離された水滴が
巻込み防止体上に滞留することがないので、旋回流に伴
う竜巻現象によって上方へ吸い上げられることはなく、
水滴が再び蒸気に混ざることはない。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図面に示す実施例は、蒸気発生装
置の一例として多管式貫流ボイラにこの発明に係る旋回
式セパレータを接続した場合について図示したものであ
り、図１はこの発明に係る旋回式セパレータを多管式貫
流ボイラに接続した実施例の概略を示す説明図、図２は
この発明における旋回式セパレータの一実施例を示す縦
断面説明図、図３は図２のIII −III 線の断面図であ
る。

【００１０】図１に示した多管式貫流ボイラ(1) は、環
状に形成した上部ヘッダー(2) および下部ヘッダー(3)
を多数の水管(4)で連結して構成されており、バーナ(5)
および給水ポンプ(6) を備え、さらに蒸気部連絡管(7)
および水部連絡管(8) を介して水位制御筒(9) が設け
られている。

【００１１】この発明に係る旋回式セパレータ(10)は、
多管式貫流ボイラ(1) で発生した蒸気の遠心分離を行う
分離筒(11)をもって構成されるもので、分離筒(11)の側
壁部のほぼ中央部において接線方向に蒸気導入管(12)を
接続し、蒸気をこの分離筒(11)内に接線方向から導入
し、蒸気を旋回させて遠心力により蒸気中の水滴を分離
するようにしている。分離筒(11)の上端部には、水滴を
分離した後の乾き度の良好な蒸気を流出するための蒸気
出口管(13)を連結しており、また分離筒(11)の下端部に
は、分離水を排出するための降水管(14)を連結してい
る。そして、蒸気導入管(12)を前記上部ヘッダー(2) に
接続し、また降水管(14)を前記下部ヘッダー(3) に接続
している。

【００１２】この発明に係る旋回式セパレータ(10)の要
部を示す図２および図３において、分離筒(11)の内側下
部，すなわち降水管(14)の上方部には、分離筒(11)内を
上部室(15)と下部室(16)とに区切る円板状の仕切板(17)
が設けられており、仕切板(17)の外周縁と分離筒(11)の
内周面との間に分離水が通過する間隙(18)が形成されて
いる。この間隙(18)により、上部室(15)と下部室(16)と
が連通している。そして、仕切板(17)の下面には、下部
室(16)へ落下流入した分離水が下部室(16)内において旋
回するのを防止する旋回防止体(19)を設けている。旋回
防止体(19)は、図示の実施例では矩形の板状部材を十文
字に組み合わせて構成しており、この旋回防止体(19)に
より、下部室(16)においては旋回流が消滅し、この結果
上部室(15)からの圧力は半径方向に一定となる。したが
って、下部室(16)には上部室(15)の最も高い圧力が作用
する。遠心力により分離され、分離筒(11)の内周面を伝
って流れ落ちた水滴は、間隙(18)を通過して下部室(16)
に流入し、上部室(15)からの圧力の作用を受け、降水管
(14)に効率よく流入する。なお、仕切板(17)と旋回防止
体(19)とは一体的に構成され、分離筒(11)の内側下部に
移動しないように固着されている。

【００１３】さて、前記仕切板(17)の上面には、圧力が
低い仕切板(17)の中心部に分離された水滴が滞留するの
を防止し、かつ滞留した水滴が上部室(15)内における強
い旋回流に伴う竜巻現象によって上方へ巻き込まれるの
を防止するための巻込み防止体(20)が固着されている。
巻込み防止体(20)は、錐形，たとえば円錐形に形成され
ており、巻込み防止体(20)上に落下した水滴が、その側
面, すなわち斜面に沿ってスムーズに落下するようにな
っている。これにより、たとえ分離した水滴が巻込み防
止体(20)上に落下したとしても、その側面（斜面）に沿
って下部室(16)へ落下し、巻込み防止体(20)上に滞留す
ることはない。したがって、一度分離された水滴は、確
実に下部室(16)へ落下流入することになり、再び蒸気に
巻き込まれることはなくなる。そして、この巻込み防止
体(20)における底部外周縁の直径は、分離水の下部室(1
6)への落下流入を確実なものとするために、前記仕切板
(17)の外周縁の直径とほぼ同一としている。

【００１４】なお、錐形の巻込み防止体(20)は、図示の
実施例においては、円板状の仕切板(17)の形状に対応し
て円錐形のものとして説明したが、実施に応じて、前記
仕切板(17)の形状を多角形とした場合は、その多角形状
に対応して多角錐形のものとすることも好適である。

【００１５】ここで、この発明に係る旋回式セパレータ
における巻込み防止体(20)の取付け構造について、他の
好適な実施例を説明する。前記実施例においては、仕切
板(17), 旋回防止体(19)および巻込み防止体(20)の三者
を一体的に構成し、分離筒(11)の内側下部に移動不可に
固着しているが、仕切板(17)を省略し、旋回防止体(19)
と巻込み防止体(20)とを直接一体的に構成し、この構成
体を分離筒(11)の内側下部に移動不可に固着することも
好適である。この場合においても、巻込み防止体(20)の
底部外周縁と分離筒(11)の内周面との間に分離水が通過
する間隙(18)を形成することは、前述の場合と同様であ
る。この構成にあっては、仕切板(17)を省略しても、巻
込み防止体(20)が分離筒(11)内を上部室(15)と下部室(1
6)とに区切ることになり、巻込み防止体(20)が仕切板(1
7)の機能をも合わせて持つことになる。さらに、旋回防
止体(19)と巻込み防止体(20)とを一体的に構成する場合
において、旋回防止体(19)として、図示の実施例（矩形
の板状部材を十文字に組み合わせた構成）に代えて、短
冊状の板部材を用い、巻込み防止体(20)の底面に複数枚
（好ましくは４枚）の短冊状板部材をほぼ等間隔で放射
状に固着する構成も好適である。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、分離
筒の内側下部に分離水滴の上方への巻込みを防止する錐
形の巻込み防止体を設けたものであるから、分離された
水滴が圧力が低い中心部において巻込み防止体上に落下
しても、巻込み防止体の側面，すなわち斜面に沿って下
方へ落下し、巻込み防止体上に滞留することがなく、分
離水滴が旋回流に伴う竜巻現象によって上方へ吸い上げ
られることがなくなり、水滴が再び蒸気に混ざることは
なくなる。したがって、巻込み防止体を蒸気出口に近づ
けても最適な乾き度の蒸気を得ることができる。この結
果、分離筒を短くすることができ、セパレータの構造全
体のコンパクト化を図ることができる。また、簡単な構
成で乾き度の良い良質な蒸気を得ることができ、この種
のセパレータとしては頗る効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る旋回式セパレータを多管式貫流
ボイラに接続した実施例の概略を示す説明図である。

【図２】この発明における旋回式セパレータの一実施例
を示す縦断面説明図である。

【図３】図２のIII −III 線の断面図である。

【符号の説明】

11 分離筒 12 蒸気導入管 13 蒸気出口管 14 降水管 20 巻込み防止体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 分離筒(11)の側壁部に接線方向に蒸気導
   入管(12)を接続し、かつ上端部に蒸気出口管(13)を連結
   するとともに、下端部に降水管(14)を連結してなる旋回
   式セパレータにおいて、前記分離筒(11)の内側下部に分
   離水滴の上方への巻込みを防止する錐形の巻込み防止体
   (20)を設けたことを特徴とする旋回式セパレータ。