JPS62147202A - 蒸気発生器 - 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、蒸気を利用して熱搬送を行う装置に用いる蒸
気発生器に関するものである。

従来の技術 蒸気を利用して熱搬送を行う装置に用いられたこの種の
蒸気発生器は、第２図に示すように、上下に配置した熱
媒液容器１，２を二つの連通路ａ、４を介して接続し、
その一方の連通路ａは上側容器１の下部と下側容器２の
一部とを連通しその途中に逆止弁６を介装し、他方の連
通路４は上側容器１の一部と下側容器２の上部近傍とを
連通しその途中に放熱器６を介装し、下側容器２に対応
させて加熱装置７を設け、下側容器２内に上下２点の液
位検出具８を設けるとともに、その信号によシ加熱装置
７を制御する制御機構９を設けるように６゛６成されて
おり、この加熱装置７によシ下１１１１谷器２内に溜め
られた熱媒液が加熱され、その蒸気圧によシ熱媒蒸気は
連通路４を通り途中に介装された放熱器６にて放熱して
凝縮し、熱媒液となって上側容器１に溜められる。加熱
が続くと、下側容器２内の熱媒液の液面が低下して行き
液位検出具８の下位検出位置まで達すると、制御機構９
により加熱装置７の運転は停止する。加熱が止まり冷却
によシ下側谷器２内の蒸気圧が下がると、上側容器１に
溜められていた熱媒液は重力と大気圧によシ連通路３と
その途中に介装された逆止弁５を通って下側容器２に還
液し、下側容器２内の液面が上昇して行き、液位検出具
８の上位検出位置まで達すると制御機構９により加熱装
置７の運転は始動するというサイクルで熱媒液の潜熱を
利用して熱搬送するようになっていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、下側容器の底部
及び周囲がバーナなどの加熱装置によシ加熱され、蒸発
をするが、時間と共に下側容器内の熱媒液の液面が低下
し、熱媒液が下側容器の伝熱面と接触する面積も徐々に
小さくなっていく。

よって伝熱面積の減少による蒸発効率の低下および熱媒
液に接触していない下側容器上部の過熱による耐久寿命
の短縮やスケール付着が促進されるという問題点を有し
ていた。

本発明はかかる従来の問題を解消するもので、簡単な構
成で蒸発効率や熱効率の向上および耐久性の向上を目的
とする。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために本発明の蒸気発生器は、加
熱側タンク部と、この加熱側タンク部の上部近傍に設け
られた蒸気取出し口と、加熱側タンク部の上・下・側面
を加熱する加熱手段と、この加熱側タンク部の内側にそ
れぞれこの上・下・側面と適当な間隔を有して配設され
た仕切手段とこの仕切手段の上・下面に単数または複数
の穿設された連通と、加熱側タンク部の下方に配設され
たドラムと、このドラムの周囲に伝熱的に装着されたド
ラムパイプからなシ、このドラムパイプの下端と上端と
がそれぞれ加が側タンク部に連結されるという構成を備
えたものである。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、加熱側タンク部を加熱
手段で加熱すると、蒸発性作動液は蒸発を始め、蒸気泡
と作動液は二相流となシ、加熱側タンク部内壁と仕切手
段との間隙を蒸発しながら上昇し、上面に至っても蒸発
しながら加熱側タンク部の上部近傍に設けられた蒸気取
出し口より外部へ送出される。一方作動液は仕切手段の
上面に穿設された連通孔よシ仕切手段の内側に戻シ、さ
らに仕切手段の下面よシ加熱側タンク部と仕切手段との
間隙に再び供給され、液位が低下しても上記作動をくり
返す。またドラム部分で加熱手段よシ吸収した熱はドラ
ムパイプ内の循環流により加熱側タンク部に運ばれ、こ
のドラムパイプは加熱側タンク部よシ下方に配設されて
いるために、加熱側タンク部内の液位が低下してもなん
ら悪影響を受けることなく熱交換を効率良〈続けること
ができる。

実施例 以下１本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図において、加熱手段である燃焼装置１０と、燃焼
室空間を形成するドラム１１と、このドラム１１の周囲
に伝熱的に装着されたドラムパイプ１２と、ドラム１１
の上部に配設された加熱側タンク部１Ｇとで加熱側ブロ
ック１４は構成されている。加熱側タンク部１３の上下
側面には熱交換部分が形成されている。ドラムパイプ１
２の上端と下端はそれぞれ加熱側タンク部１ａの上部と
下部に連結され、加熱側ブロック１４の上部に設けられ
た蒸気取出し口１５と任意の位置に配置された放Ｐ器の
内部に設けられた放熱部１６とは蒸気管１７によって連
通接続されている。放熱側タンク１８は加熱側タンク部
１３よシ上方位置に設けられ、その一部は放熱部１６の
下部と液管１９によって連通接続されて構成され、内部
には適量の蒸発性作動液である熱媒２０が封入されてい
る。

放熱側タンク１８の下部近傍と加熱側タンク部１３の上
部近傍とは第１逆止弁２１が介装されたバイパス管２２
により連通されている。第１逆止弁２１は加熱側タンク
部１３よシ放熱側タンク１８への熱媒液流れを止める構
成で順方向には流れ抵抗の小さい弁である。この弁は、
加熱側タンク部１３まだは放熱側タンク１８の液面レベ
ルや圧力と相関して駆動される構成の開閉弁であっても
なんらその効果に変わることはない。

液管１９の一部には第２逆止弁２３が介装されておシ、
放熱側タンク１８よシ放熱？１ｓ１６への熱媒の流れを
止める構成で順方向には流れ抵抗の小さい弁である。こ
の弁もまた第１逆上弁２１と同様な開閉弁に置き換えら
れるものである。

加熱側タンク部１３には内部液面を検出する液面検出手
段２４が設けられ、この信号によって加熱手段である燃
焼装置１０への入力を制御する入力制御手段２５が設け
られている。加熱側タンク部１３の内側にはそれぞれこ
の上・下側面と適当な間隔を有して仕切手段２６が配設
され、この仕切手段２６の上・下面には単数または複数
の連通孔２７，２８が穿設されている。

上記構成において、燃焼装置１０のドラム１１内での燃
焼によって熱交換部で熱媒２０の液が加熱され、蒸発し
始めると気泡となシ加熱側タンク部１３の内壁と仕切手
段２６との間隙を二相流となって上昇し、加熱側ブロッ
ク１４の上部で大半が気液分離された熱媒２０の蒸気は
蒸気取出し口１５よシ送出され蒸気管１７を通シ放熱器
内の放熱部１６へ至る。この放熱部１６で凝縮潜熱を放
熱して熱媒２０の蒸気は凝縮し液体となシ液管１９を通
って放熱側タンク１８に至る。

加俸側ブロック１４において蒸気が送シ出されて熱媒２
０の液量減少が起きると加熱側タンク部１３内の熱媒２
０の液面は徐々に低下して行く。

そしてついに加熱側タンク部りａ内の液面レベルが低下
し、液面検出手段２４によって液面が無くなったこと検
出されると入力制御手段２５によって燃焼装置１０への
入力供給が停止される。

加熱が停止し、加熱側ブロック１４が冷却されると内部
の熱媒２０の蒸気は凝縮し内圧の低下が起きる。

加熱側ブロック１４の内圧低下が進行し、バイパス管２
２に介装された第１逆止弁２１の加熱側ブロツク１４側
の圧力が放熱側タンク１８側の圧力よシ低くなると、放
熱側タンク１８内に溜められた熱媒２０はバイパス管２
２を通って加熱側タンク部１ａへ還液し始める。還液が
始まシ加熱側タンク部１３内の液面が上昇し、液面検出
手段２４によって液面の有ることが検出されると入力制
御手段２Ｓによって燃焼装置１０への入力供給が開始さ
れ、このサイクルをくり返して熱は放熱部１６へ搬送さ
れる。

ここにおいて、熱交換部が加熱側タンク部１３の上・下
・側面に構成されているため、加熱側タンク部１３内に
充分に熱媒２０が満たされている時には、燃焼装置１０
によって加熱されても熱交換部で正常に熱交換でき、熱
媒２０を蒸発させることができるが、加熱側タンク部１
３内の熱媒２０が減少してくると加熱側タンク部１３の
上方側の熱交換部に熱媒２０の液が接触せず異常加熱す
る危険性が有った。しかし、加熱側タンク部１３内には
この内周面と適当な間隔を有して仕切手段２６が設けら
れているため、熱交換部で発生した熱媒２０の蒸気泡は
、気液二相流とな）加熱側タンク部１３と仕切手段２６
との間隙を上昇し、さらにこの間隙の上面部分も充満し
て流れ、上面部の熱交換部でも有効に蒸発して発達しな
がら、蒸気取出し口１５に達し、蒸気は蒸気管１７を介
して放熱部１６に送出される。蒸気取出し口１５で分離
され残った熱媒２０の液は仕切手段２６の上面に穿設さ
れた連通孔２７を通って仕切手段２６内に戻され、さら
に仕切手段２６の下面に穿設された連通孔２８を通って
、仕切手段２６と加熱側タンク部１３によって形成され
た底面の間隙部に供給され循環をくり返しながら、蒸発
しくいく。

このように、加熱側タンク部１３の周囲に構成された熱
交換部に対応して熱媒２０の気液二相流通路となる間隙
が仕切手段２６によって確保されているので、加熱側タ
ンク部１３の内にある熱媒２０の液量が燃焼装置１０の
加熱によシ蒸発して減量しても、上面側の熱交換部に熱
媒２０の液を供給することができる。そうすることによ
って、加熱時には常に熱交換部に熱媒を加熱側タンク部
１３の液面高さに関係無く供給できるので、過熱による
耐久性の低下やスケール付着の促進による蒸発効率の低
下を防止できる。

さらには、熱焼装置１０の燃焼熱の一部はドラム、１１
に吸収され、ドラム１１の温度が上昇するが、ドラムパ
イプ１２の中の熱媒２ｏによって熱交換され、加熱され
だ熱媒２０は加熱側タンク部１３との間を自然循環する
構成となっているため、加熱側タンク部１３に運ばれる
。このような作動のため、加熱側タンク部１３内の熱媒
２０の液面が低下しても影響を受けずドラム１１で吸収
された熱は有効に加熱側タンク部１３の中のＰ謀を加熱
することができ、よってドラム１１より放熱で失なわれ
る損失熱量は非常に減少され、熱効率および蒸発効率の
向上が図れる。また、放熱側タンク１８よシ加熱側タン
ク部１３へ熱媒２０の還液が起きると、加熱側タンク部
１３内のＰ謀２０の温度が急徴に下が９沸とうは停止す
るので、すみやかに熱媒２０を沸とう温度まで上昇しな
いと。

それだけ熱を搬送できない時間が長くなり、時間当シの
熱搬送能力も低下してしまうので、燃焼装置１０よシ損
失を極めて少なくして熱交換することが必要であり、ド
ラム１１からの熱損失を少なくすることは熱搬送能力の
向上に非常に効果がある。またドラム１１の材質もあま
シ耐熱性を必要としない安価な材料が使用でき装置の低
コスト価も図れる。

発明の効果 以上のように本発明の蒸気発生器によれば、次の効果が
得られる。

（１）加熱側タンク部とこれの上・下・側面と適当な間
隔を有して配設された仕切手段とによって作動液の気液
二相流通路が形成され、仕切手段の上・下面には単数ま
たは複数の連通孔を穿設されているので、加熱側タンク
部内の作動液の液面高さに関係無く常に全ての熱交換部
で有効に熱交換ができ、過熱による耐久寿命の短縮や蒸
発効率の低下が簡単な構成で防止でき、よってコストも
低下できるという効果を有する。

（２）加熱側タンク部の下方に配設されたドラムパイプ
の上下端をそれぞれ加熱側タンク部に連結されているの
で、熱効率および蒸発効率が向上し。

さらに熱搬送能力も向上できるだけでなく、ドラム部分
に＃熱性を必要としない安価な材料を使用できる。・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における蒸気発生器の構成図
、第２図は従来の蒸気発生装置の構成図である。 １２・・・・・・ドラムパイプ、１３１・・・・・加熱
側タンク部、１５・・・・・・蒸気取出し口、２０・・
・・・・熱媒、２６・・・・・・仕切手段、２７．２８
・・・・・・連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸発性作動液を封入した加熱側タンク部と、前記加熱側
   タンク部近傍に設けた蒸気取出し口と、前記加熱側タン
   ク部の上・下・側を加熱する加熱手段と、前記加熱側タ
   ンク部の内側にそれぞれこの上・下・側面と適当な間隔
   を有して配設された仕切手段と、前記仕切手段の上・下
   面に単数または複数の穿設された連通孔と、前記加熱側
   タンク部の下方に配設されたドラムと、前記ドラムの周
   囲に伝熱的に装着されたドラムパイプからなり、前記ド
   ラムパイプの下端と上端をそれぞれ前記加熱側タンク部
   に連結した蒸気発生器。