JPH09137905A - 気水分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部の構造が簡単で、且つ気水分離性能が高
く、省スペース化が可能な気水分離器を提供する。 【解決手段】 底部に水排出口４とこれを囲む位置に複
数の蒸気導入口３を、上部に蒸気排出口３を備え、底部
と上部の間に、蒸気導入口３の上方を覆うとともに中央
部に蒸気通過部を有する第１段バッフル８と、この蒸気
通過部の上方を覆うとともに端部に蒸気通過路を有する
第２段バッフル１１とを設け、複数の導入口からの気水
混合蒸気を合流させて再度分岐させる蒸気通過路を構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの気水分離
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラの気水分離器は、ボイラ本体で発
生した湿り飽和蒸気中の飽和水を除去して乾き度の高い
蒸気を負荷側へ供給するもので、遠心力を利用するもの
と、邪魔板等障害物に衝突させるものがある。図８，９
は、邪魔板を用いた構造を示すもので、ボイラ本体５０
の側方に円筒形の気水分離器５１を高さ方向に延ばして
配設し、その内側上部から邪魔板５９を設けて下降流路
とこれに続く上昇流路を構成している。

【０００３】このような気水分離器においては、ボイラ
缶体５６の１ヶ所に設けた蒸気取り出し管５２から導入
した気水混合物５５は、この下降流れから上昇流れへ反
転する所で気水分離され、蒸気５３は上部から取り出さ
れて外部に供給され、ドレン水５７は下部から降水管５
４よりボイラ缶体５６に戻される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
においては、気水分離器５１をボイラ本体５０から張り
出して配設しなければならず、また、気水分離器５１内
の水位Ｈ１が高くなるとキャリーオーバー現象を起こし
易くなるため、高さ方向に延ばしてボイラ上方に配設し
なければならない。従って、装置全体の専有スペースが
大きくなる。

【０００５】さらに、蒸気取り出し管５２がボイラ缶体
５６の１ヶ所のみに設けられているので、法規上の管寄
せの大きさの制約から蒸気取り出し管５２の口径を大き
くして蒸気流速を低下させることは限界があり、取り出
す蒸気流速が高くなってしまう。このため、発生する蒸
気中への缶水の混入が増加し、蒸気５３の乾き度が低下
する。

【０００６】また、一般にボイラ缶体５６に複数配置さ
れた水管５８のそれぞれから発生する蒸気量は水管５８
の受熱量に比例するために均等ではなく、特定の１ヶ所
から蒸気を取り出すと水管５８内で蒸気流速や缶内抵抗
の差を生じ、蒸気取り出し管５２側の水管５８と反対側
の水管５８とで水位差ｈ２を生じる。このため、負荷変
動時に水管内水位の高い水管５８から蒸気取り出し管５
２へ容易に缶水の混入を招き、キャリーオーバーを発生
する。

【０００７】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たもので、内部の構造が簡単で、且つ気水分離性能が高
く、省スペース化が可能な気水分離器を提供することに
ある。

【０００８】

【発明を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、底部に水排出口とこれを囲む位置に複数の蒸気導入
口を、上部に蒸気排出口を備え、前記底部と上部の間
に、前記蒸気導入口の上方を覆うとともに中央部に蒸気
通過部を有する第１段バッフルと、この蒸気通過部の上
方を覆うとともに端部に蒸気通過路を有する第２段バッ
フルとを設け、複数の導入口からの気水混合蒸気を合流
させて再度分岐させる蒸気通過路を構成したことを特徴
とする気水分離器である。

【０００９】このような構成においては、ボイラで発生
した湿り蒸気は、蒸気導入口から気水分離器に流入し、
第１段バッフルに衝突して、底部と第１段バッフルの間
の空間を中央部に向かって向きを変えながら流れ、飽和
水を分離する。左右から流入した湿り蒸気は中央部で衝
突合流し、第１段バッフルの中央に設けた蒸気通過隙間
を通って第２段のバッフル７に衝突し、左右に分岐す
る。ここでも蒸気同士の衝突と流れ方向の変化により飽
和水の分離が効果的に行われる。分岐した蒸気は、左右
の側板２に衝突して第２段バッフルの両側に設けた蒸気
通過通路を通って向きを変えて流れ、再び合流してケー
シングの中央の上部に設けた蒸気出口より、乾き度の高
い蒸気となって排出され、外部装置に供給される。前記
構成とすることで、内部構造が単純で製作が容易であり
ながら気水分離効率が高く、ボイラ本体の上部に配置す
ることができてボイラ装置全体の高さや幅をコンパクト
に構成できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記第１段バッ
フルの開口部に上下方向に延びる邪魔板が設けられてい
ることを特徴とする請求項１に記載の気水分離器であ
る。請求項３に記載の発明は、前記水排出口と蒸気排出
口はほぼ中央に配置され、蒸気導入口が水排出口に対し
て対称に配置されていることを特徴とする請求項１又は
２に記載の気水分離器である。請求項４に記載の発明
は、前記水排出口の周囲に液溜部が設けられていること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の気水
分離器である。

【００１１】請求項５に記載の発明は、前記構成の第１
及び第２段バッフルが多段に設けられていることを特徴
とする請求項１ないし４のいずれかに記載の気水分離器
である。請求項６に記載の発明は、複数の蒸気導入口を
ボイラ缶体の熱負荷が対称な位置に配置することを特徴
とする請求項１ないし５のいずれかに記載の気水分離器
である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１ないし図５は、本発明の第１実施例の気水分
離器Ａの概略を示すもので、この気水分離器は、横方向
に延びた円筒状のケーシング１の底部の左右に蒸気導入
口３が形成され、底部の略中央に降水管４が、上部の略
中央に蒸気出口６が設けられている。ケーシング１の両
側の側板７には、ほぼ水平な板状の第１段バッフル８が
取り付けられ、これには中央に蒸気通過用の開口部９が
形成されている。さらに、その上側には、左右両側の側
板との間に蒸気通過用の開口部１０を有する第２段目の
バッフル１１が設けられている。なお、第１段バッフル
８の開口部９は、図２（ａ）のように全幅に渡って設け
ても、図２（ｂ）に示すように狭幅の穴として形成して
も良い。

【００１３】この気水分離器は、図３ないし図５に示す
ようにボイラ本体Ｂの上部に横向きに乗せられて支持さ
れており、このように配設することで全体とじてコンパ
クトな構成が可能となり、省スペース化が図れる。各水
管２５に連通する上部ヘッダ２４に開口する蒸気取り出
し口２１は、各水管２５の熱負荷が均等になるような位
置、すなわち、ボイラの煙道２８寄りであって、煙道２
８に対して対称な位置に配置しており、左右一対の蒸気
導入口３はこれに連結されている。

【００１４】このような構成の気水分離器Ａの作用を説
明する。ボイラ本体Ｂの水管２５でで発生した湿り蒸気
１２は、上部ヘッダ２４から蒸気取り出し口２１、ケー
シング１の左右の蒸気導入口３を介して気水分離器に流
入し、第１段バッフル８に衝突して、中央部に向かって
向きを変えながら飽和水１３を分離する。左右から流入
した湿り蒸気は中央部で衝突合流し、略中央に設けた蒸
気通過隙間９を通って第２段のバッフル１１に衝突し、
左右に分岐する。ここでも蒸気同士の衝突と流れ方向の
変化により飽和水１３の分離が効果的に行われる。

【００１５】分岐した蒸気は、左右の側板７に衝突して
第２段バッフル１１の両側に設けた蒸気通過通路１０を
通って向きを変えて流れ、再び合流してケーシング１の
上部の略中央に設けた蒸気出口６より、乾き度の高い蒸
気１４となって排出され、外部装置に供給される。な
お、分離した飽和水１３はケーシング１の底部の略中央
に設けた降水管４から排出される。以上のように湿り蒸
気は互いに衝突し、あるいはバッフル８，１１に衝突
し、反転を繰り返して通路を流れていくことで、効果的
に気水分離が行われて乾き度の高い蒸気が得られる。

【００１６】前記において、ボイラ本体Ｂにおける蒸気
はバーナ火炎２２及び燃焼ガス２３が水管２５内の缶水
を加熱することによって発生するが、燃焼ガス２３の温
度は、火炉出口２６では高いが水管２５間のガス通過通
路２７を通り水管２５と熱交換するに従い低温となって
煙道２８へ排出される。従って、各水管２５の熱負荷
（加熱量）は一定ではなく、場所によって異なり、当然
発生蒸気量も均等ではない。このような構造のボイラに
おいて、蒸気取り出し口を、本実施例においては、ボイ
ラ缶体の熱負荷の対称な位置（煙道に対して対称な位
置）に配置しているので、上部ヘッダ２４内の蒸気の流
れの片寄りが抑制され、左右の取り出し蒸気量も均等に
なるとともに、水管内の水位の偏りも小さくなり、起動
時や負荷変動時のキャリーオーバーが防止される。

【００１７】さらに、複数の蒸気導入口３を設けている
ので、ボイラ本体Ｂから取り出される蒸気流速も高くな
らず、発生蒸気中への缶水の混入を減少できる。しかも
構造が単純なので低圧損であると共に製作が容易で且つ
低コストで製作できる。上記の実施例においてはバッフ
ルを２段設けた構造となっているが、２段に限るもので
はなく多段にすることも可能であり、この場合、より高
い乾き度の蒸気が得られることは当然である。

【００１８】図６は、本発明の第２実施例の気水分離器
Ａの概略縦断面図である。本実施例での第１実施例との
相違点は、底部略中央部の湿り蒸気１２が合流する個所
に流れに対して垂直方向に邪魔板２０を設けてあり、こ
の邪魔板２０に湿り蒸気１２が衝突して向きを変えるこ
とで高い気水分離効果が得られる。そして、邪魔板２０
の真下に降水管４を配設しており、分離した飽和水はケ
ーシング１内に停滞することなく排出される。なお、本
図において邪魔板２０は、上部のバッフル７に密着させ
て下部に隙間を設けているが、上部にも隙間を設けても
よい。

【００１９】図７は本発明の第３実施例の気水分離器の
概略縦断面図である。本実施例での第２実施例との相違
点は、ケーシング１の底部の略中央部の降水管４との接
続部に液溜部１５を設けた点である。この場合、ボイラ
起動時や急激な負荷変動時にケーシング１内に飽和水が
停滞した場合でも蒸気通過通路が十分確保できてキャリ
ーオーバー現象が防止できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の蒸気導入口を具備するケーシング内に複数の
バッフルを設けるという比較的単純で製作が容易な構造
で、低コストでありながら、気水分離効率が高いので低
圧損で乾き度の高い蒸気が得られ、更にボイラ缶体の熱
負荷の対称な位置に複数の蒸気導入口を配置しているの
でキャリーオーバーが防止でき、しかも、ボイラ本体の
上部に配置することができてボイラ装置全体の省スペー
ス化が図れ、また、横方向に延びた配置として高さや幅
をコンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる気水分離器の構造
を示す縦断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】気水分離器とボイラの取り合いを示す示す断面
図である。

【図４】本発明の気水分離器を組み込んだボイラの縦断
面図である。

【図５】本発明の気水分離器を組み込んだボイラの正面
外形図である。

【図６】本発明の第２実施例にかかる気水分離器の構造
を示す縦断面図である。

【図７】本発明の第３実施例にかかる気水分離器の構造
を示す縦断面図である。

【図８】従来の気水分離器を組み込んだボイラの横断面
図である。

【図９】従来の気水分離器を組み込んだボイラの正面外
形図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ３ 蒸気導入口 ４ 降水管 ６ 蒸気出口 ８ 第１段バッフル ９，１０ 開口部 １１ 第２段バッフル １５ 液溜部 ２０ 邪魔板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部に水排出口とこれを囲む位置に複数
   の蒸気導入口を、上部に蒸気排出口を備え、前記底部と
   上部の間に、前記蒸気導入口の上方を覆うとともに中央
   部に蒸気通過部を有する第１段バッフルと、この蒸気通
   過部の上方を覆うとともに端部に蒸気通過路を有する第
   ２段バッフルとを設け、前記複数の導入口からの気水混
   合蒸気を合流させて再度分岐させる蒸気通過路を構成し
   たことを特徴とする気水分離器。
2. 【請求項２】 前記第１段バッフルの開口部に上下方向
   に延びる邪魔板が設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の気水分離器。
3. 【請求項３】 前記水排出口と蒸気排出口はほぼ中央に
   配置され、蒸気導入口が水排出口に対して対称に配置さ
   れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の気水
   分離器。
4. 【請求項４】 前記水排出口の周囲に液溜部が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
   記載の気水分離器。
5. 【請求項５】 前記構成の第１及び第２段バッフルが多
   段に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４
   のいずれかに記載の気水分離器。
6. 【請求項６】 複数の蒸気導入口をボイラ缶体の熱負荷
   が対称な位置に配置することを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれかに記載の気水分離器。