TW201533372A - 凝結水排出裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種凝結水排水能力大且蒸汽洩露少的凝結水排出裝置，其具有：一抽取管，連結到蒸汽主管，用於抽取蒸汽主管內的凝結水；一凝結水儲存管，內建有一過濾器，並連接至抽取管下側；一水抽除管，具有一開閉閥，設置於凝結水儲存管之底蓋；一吐出管，設置於凝結水儲存管之側面；及一蒸汽產生噴嘴，穿設有長度為20~40mm，孔徑為0.2~18mm的長軸孔，以可更換的方式裝設於吐出管的安裝孔，用以將凝結水轉變為蒸汽而排出。

Description

凝結水排出裝置

本發明係關於一種凝結水排出裝置，更詳細言之，本發明係關於一種能將蒸汽管內的凝結水自動地排出，以抑制蒸汽排出的凝結水排出裝置。

凝結水排出裝置係用以將產生於蒸汽管內的凝結水加以除去，當蒸汽在溫度下降或施加壓力時，一部分的蒸汽會成為凝結水，若蒸汽管內的凝結水不排出的話，會失去本來蒸汽需通過之空間，而引起溫度下降或不暢通，因此，凝結水排出裝置係為蒸汽管中不可缺少的裝置。

使蒸汽管內的凝結水加以排出的裝置有許多種方式，其中之一為藉由感測蒸汽管內之水的有無，而將閥加以開啟或關閉的機械式之凝結水排出裝置，然，在將閥加以關閉之時，恐有咬入異物而使蒸汽有散出之虞，或者感測到沒有凝結水而將閥加以關閉之時，會使一部分蒸汽散出，且由於機械式有許多可動零件，因而 有很多麻煩，如不注意而引起蒸汽損失的情況時常發生。

亦有相關前案，如日本實開平6-28496號公報，其揭露一種使用孔口(orifice)的凝結水排出裝置，其係在管路的中央附近設置孔口，在凝結水進入的管路之右側內建置有過濾器，在蒸汽排出的管路之左側設置有膨脹空隙部，由於在此凝結水排出裝置中無可活動零件，並無機械式之凝結水排出裝置般的麻煩，但是，由於孔口的軸孔之長度較短，為使凝結水之流速加速而使壓力下降，故不得不採用直徑極細小之軸孔的孔口，又，因孔口的軸孔之長度很短，蒸汽無法充分產生，而導致流路的阻抗變小之故，將無法有效地抑制蒸汽，例如當蒸汽的溫度達到300℃，使凝結水變成蒸汽時，體積會變成2600倍；即使蒸汽的溫度為100℃時，體積亦會變成1700倍，然，一般孔口板厚為3~10mm，對於作為執行蒸汽袪水器的孔口之軸孔的長度太短。因此在前案中，其使用多段式的孔口以增加阻抗。

有鑑於上述的問題，本發明人係依據多年來從事相關行業及產品設計的經驗，針對現有的系統架構進行研究及分析，期能設計出較佳的凝結水排出裝 置；緣此，本發明之目的在於提供一種凝結水之排出能力大，且蒸汽洩露少之凝結水排出裝置。

為達上述目的，本發明之凝結水排出裝置，其具有：一抽取管，連結到一蒸汽主管，用於抽取蒸汽主管內的凝結水；一凝結水儲存管，內建有一過濾器，連接至抽取管下側；一水抽除管，具有一開閉閥，設置於凝結水儲存管之底蓋；一吐出管，設置於凝結水儲存管之側面；及一蒸汽產生噴嘴，穿設有長度為20~40mm、孔徑為0.2~18mm之長軸孔，並以可更換方式裝設於吐出管的安裝孔，用以將凝結水轉換為蒸汽而排出。

其中，蒸汽產生噴嘴成型有一長軸孔，其直徑從入口側朝向出口側逐漸變大，一蒸汽吐出量調整蓋，具有可塞住長軸孔之出口側的栓，及複數個蒸汽吐出孔，且蒸氣吐出量調整蓋係以螺鎖方式裝設在出口側，藉由轉動蒸汽吐出量調整蓋，使蒸汽吐出孔吐出的蒸汽量能以栓與長軸孔之出口的間隙進行調節。縱上所述，本發明據以實施後，係具有以下之優點：

(a)因蒸汽產生噴嘴之長軸孔為長度20~40m、孔徑為0.2~18mm，使凝結水之流速會加速且壓力下降從而變化為蒸汽；且凝結水在長軸孔內變成蒸汽，從而 變成一阻抗，以抑制蒸汽之通過。亦即，由於凝結水變成蒸汽之故，而使凝結水更難以通過。例如，即使在沒有凝結水，僅有蒸汽的情況下，因蒸汽變成凝結水的體積變為1/2600，故，不會有太大的凝結水排出量。

(b)由於有凝結水儲存管，是以，即使有產生凝結水時，亦能使一定量的凝結水蓄積到凝結水儲存管

(c)吐出管係設置於凝結水儲存管之側面，使凝結水可有一定量殘留在凝結水儲存管之底部。

(d)藉著將底蓋移開便可更換，具有紅色銹之過濾器

(e)當打開水抽除管的開閉閥時，可使積存在凝結水儲存管之內部的凝結水排出到外部。

(f)蒸汽產生噴嘴係為可更換的裝置，即當蒸汽主管之壓力為低之情況時可使用大的孔徑之蒸汽產生噴嘴，當蒸汽主管之壓力為高之情況則可使用小孔徑之蒸汽產生噴嘴。

承上，且因蒸汽產生噴嘴之長軸孔直徑係由入口側朝向出口側逐漸變大，因此能使蒸汽有效地被引導到出口側，且使包含在凝結水內的灰塵難以聚積在長軸孔內，又因蒸汽吐出量調節蓋具有複數個蒸汽吐出孔，及塞住長軸孔之出口的栓，是以，可藉由轉動蒸汽吐出量調節蓋能調節栓與長軸孔之出口的間隙。依此，即可對 應冬季及夏季的凝結水之變動。

依照本發明之另一實施例，抽取管內可設置有一水位調節機構，其係由一浮球、一配重及一排水口所組構而成，是以，能使凝結水儲存管之水位上昇到一閥值時，藉由浮球之浮力帶動配重，而使凝結水從排水口排出，藉此能與上述同樣獲得(a)~(f)之效果。

為使 貴審查委員得以清楚了解本發明之目的、技術特徵及其實施後之功效，茲以下列說明搭配圖示進行說明，敬請參閱。

1‧‧‧抽取管

2‧‧‧凝結水儲存管

3‧‧‧吐出管

4‧‧‧底蓋

5‧‧‧開閉閥

7‧‧‧凝結水

8‧‧‧安裝孔

13‧‧‧水抽除管

14‧‧‧過濾器

15‧‧‧蒸汽產生噴嘴

16‧‧‧長軸孔

16a‧‧‧長軸孔的入口

16b‧‧‧長軸孔的出口

18‧‧‧蒸汽

19‧‧‧水位調整機構

19a‧‧‧浮球

19b‧‧‧配重

19c‧‧‧排水口

20‧‧‧蒸汽吐出量調節蓋

21‧‧‧蒸汽吐出孔

22‧‧‧栓

100‧‧‧凝結水排出裝置

第1圖，為本發明之凝結水排出裝置的構成之說明圖；第2圖，為蒸汽產生噴嘴的立體圖(構成例1)；第3圖，為蒸汽產生噴嘴的剖面圖(長軸孔之例1)；第4圖，為蒸汽產生噴嘴的剖面圖(長軸孔之例2)；第5圖，為蒸汽產生噴嘴的前視圖(構成例2)；第6圖，為第5圖之蒸汽產生噴嘴的剖面圖；第7圖，為第5圖之蒸汽產生噴嘴的右側面圖；第8圖，為第5圖之蒸汽產生噴嘴的說明圖。

(A)為藉著蒸汽吐出量調節蓋之栓將長軸孔之出口塞住的情況；(B)為將蒸汽吐出量調節蓋之栓鬆開，使長軸孔 之出口稍微開放之情況；(C)為將蒸汽吐出量調節蓋之栓更進一步地鬆開，以使長軸孔之出口全開之情況。

請參閱「第1圖」，為顯示依照本發明之凝結水排出裝置的構成之說明圖，如圖，凝結水排出裝置100其具有：一抽取管1，連結至輸送鍋爐產生蒸汽之蒸汽主管(圖中未示)，抽取管1用於抽取蒸汽主管內的凝結水；一凝結水儲存管2，連接至抽取管1之下側，其內建有一過濾器14及一底蓋4；一水抽除管13，設置於凝結水儲存管2之底蓋4下方，其具有一開閉閥5；一吐出管3，設置於凝結水儲存管2之側面；一水位調整機構19設置於抽取管1內，當凝結水儲存管2之水位變高時，一浮球19a上昇使一配重19b從一排水口19c離開；當水位下降時，浮球19a則下降使配重19b將排水口19c塞住；以及一蒸汽產生噴嘴15，裝設於吐出管3的一安裝孔8，在中央穿設有長度為20~40mm、孔徑為0.2~18mm的一長軸孔。

承上，本發明使用時，如欲更換過濾器14，則將開閉閥5打開，使凝結水儲存管2之內部的水從水抽除管13排出至外部，再將底蓋4打開以取出過濾器14，以更換新的過濾器14。

請參閱「第2圖」，為蒸汽產生噴嘴的立體圖(構成例1)，並請搭配參閱「第1圖」，如圖，凝結水7係上昇到抽取管1時，凝結水7可從蒸汽產生噴嘴15順利地排出，且水面下降至吐出管3之底部，在此狀態下蒸汽與凝結水交互或者混合進入，而推擠到蒸汽產生噴嘴15的長軸孔16中，且因蒸汽產生噴嘴15的長軸孔16之長度係長達20~40mm(一般之孔口的長度的2~4倍)，因此凝結水7在通過蒸汽產生噴嘴15時，流速增加且壓力下降，從而變成蒸汽，由於液體變成氣體，其體積增大且阻抗提高，使蒸汽18溫度下降而再度變成凝結水7，以回到鍋爐的貯水槽再利用。

承上，因蒸汽比凝結水更有黏性，是以，蒸汽難以通過較細的孔，相反地，凝結水即使細的孔亦可通過。將孔口之軸孔作為蒸汽袪水器(steam trap)(自動閥)之情況，係使用細的孔口之軸孔。但是，在本實施例中，係使凝結水在長軸孔中變成蒸汽，而利用蒸汽的阻抗，因而可將長軸孔之孔徑做大。僅此即可將凝結水之排出量變大。

複請參閱「第1~2圖」，如圖，蒸汽產生噴嘴15外側切削成螺紋，故，其係以可更換的方式，螺鎖在 吐出管3的安裝孔8中，其螺紋的外徑W係與安裝孔8之直徑一致，實際製作上係以24mm為例，然，不以此為限。

請參閱「第3圖」，為蒸汽產生噴嘴的剖面圖(長軸孔之例1)，並請搭配參閱「第1~2圖」，如圖，長軸孔16係從長軸孔入口16a朝向長軸孔出口16b為直線型，長軸孔16之內徑R於較佳情況下，係成型為16mm，然，長軸孔16之內徑R亦可作成0.2~18mm，較一般的孔口之孔徑更為細小，又，螺紋的外徑W係成型為24mm，又，長度L雖成型為37mm，但是，相對於一般孔口的板厚為3~10mm，本發明之孔口的板厚乃十分地長，再者，長度L並不限定於此，亦可成型為20~40mm，而如此大孔徑的蒸汽產生噴嘴15係可使用於蒸汽主管的壓力為低(比大氣壓力稍高)之情況。

請參閱「第4圖」，為蒸汽產生噴嘴的剖面圖(長軸孔之例2)，並請搭配參閱「第1~3圖」，如圖，長軸孔16係從長軸孔的入口16a朝向長軸孔的出口16b為部分重疊型，從入口側朝向出口側為以三個階段將孔徑階段地擴大，外徑W係與安裝孔8之直徑一致而成型為24mm，長度L係成型為37mm，本實施例之蒸汽產生噴嘴15可使用於蒸汽主管的壓力為高之情況，由於長軸孔 16係從入口側朝向出口側，以三個階段將孔徑階段地擴大，因此包含在凝結水中的灰塵難以聚積，雖然在夏季及冬季時凝結水的產生量會變動，但是蒸汽產生噴嘴15成型與安裝孔8一致，即可更換吐出管3的蒸汽產生噴嘴15。

請參閱「第5圖」，為蒸汽產生噴嘴的前視圖(構成例2)，並請搭配「第1~4圖」，如圖，蒸汽產生噴嘴15在外側有切削螺紋，以可更換的方式螺鎖在吐出管3的安裝孔8，又，螺紋部的外徑W係與安裝孔8之直徑一致而成型為24mm，蒸汽產生噴嘴15在出口側之外側亦有切削成螺紋，蒸汽吐出量調節蓋20即螺鎖在蒸汽產生噴嘴15在出口側之外側，再者，長度L可成型為20~40mm，於本實施例中，係成型為38mm。

請參閱「第6圖」，為第5圖之蒸汽產生噴嘴的剖面圖，如圖，蒸汽吐出量調節蓋20具備有複數個蒸汽吐出孔21，以及塞住長軸孔的出口16b的栓22，藉著將蒸汽吐出量調節蓋20轉動，以栓22將長軸孔的出口16b打開或者關閉時可調節間隙，又，從長軸孔的出口16b出來的蒸汽，係從蒸汽吐出孔21吐出，再者，長軸孔16係從入口側朝向出口側以四個階段將孔徑階段地擴大，其中，長軸孔16之直徑雖然不限定，但較佳實例下， 可為0.7mm、1.0mm、2.0mm或2.5mm。

請參閱「第7圖」，為第5圖之蒸汽產生噴嘴的右側面圖，如圖，在蒸汽吐出量調節蓋20上設置有八個蒸汽吐出孔21，所述之八個蒸汽吐出孔21的剖面積之總和，係等於或大於長軸孔的出口16b之剖面積。

請參閱「第8圖」，為第5圖之蒸汽產生噴嘴15的說明圖，如圖，(A)圖所示，為藉著蒸汽吐出量調節蓋之栓將長軸孔之出口塞住的情況，(B)圖所示，為將蒸汽吐出量調節蓋之栓鬆開，使長軸孔之出口稍微開放之情況，(C)圖所示，為將蒸汽吐出量調節蓋之栓更進一步地鬆開，以使長軸孔之出口全開之情況，依此方式，當將蒸汽吐出量調節蓋20轉動而放鬆時，從長軸孔的出口16b出來的蒸汽係從蒸汽吐出孔21吐出，是以，藉由調節所述之栓22與長軸孔的出口16b的間隙，而能調節從蒸汽吐出孔21吐出的蒸汽量，依此，不必更換其他的蒸汽產生噴嘴15，即可對應例如冬季及夏季之凝結水的變動。

承上，本發明所述之蒸汽產生噴嘴15的孔徑係以[數學式1]所表示的公式來計算，長軸孔16針對內部之壓力而進行一定排出量之排出量的排水。

[數學式1]Q=CπD2/√(2gP/γ)

Q：凝結水流量

C：修正係數

D：長軸孔16之直徑

g：重力加速度

P：壓力

γ：凝結水密度

綜上所述，本發明在蒸汽產生噴嘴設置長軸孔，以將凝結水在排出時變化為蒸汽，因而可作成阻抗，故適合作為凝結水排出裝置，是以，本發明據以實施後，確實可達到提供一種凝結水之排出能力大，且蒸汽洩露少的凝結水排出裝置之目的，依此，本發明之功效，係具有發明之「產業可利用性」、「新穎性」與「進步性」等專利要件；申請人爰依專利法之規定，向 鈞局提起發明專利之申請。

1‧‧‧抽取管

2‧‧‧凝結水儲存管

3‧‧‧吐出管

4‧‧‧底蓋

5‧‧‧開閉閥

7‧‧‧凝結水

8‧‧‧安裝孔

13‧‧‧水抽除管

14‧‧‧過濾器

15‧‧‧蒸汽產生噴嘴

18‧‧‧蒸汽

19‧‧‧水位調整機構

19a‧‧‧浮球

19b‧‧‧配重

19c‧‧‧排水口

100‧‧‧凝結水排出裝置

Claims (4)

1. 一種凝結水排出裝置，其包括有：一抽取管，連結到一蒸汽主管，用於抽取該蒸汽主管內的一凝結水；一凝結水儲存管，連接至該抽取管的下側，該凝結水儲存管內建有一過濾器；一水抽除管，設置於該凝結水儲存管的底蓋，該水抽除管具有一開閉閥；一吐出管，設置於該凝結水儲存管的側面；一蒸汽產生噴嘴，以可更換之方式，裝設於該吐出管的一安裝孔，並穿設有長度為20~40mm，及孔徑為0.2~18mm的一長軸孔；以及該蒸汽產生噴嘴將該凝結水轉變為一蒸汽而排出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之凝結水排出裝置，其中，該蒸汽產生噴嘴成型為使該長軸孔之直徑，從入口側朝向出口側以階段式地擴大。
3. 如申請專利範圍第1項所述之凝結水排出裝置，其中，該蒸汽產生噴嘴在出口側，以螺鎖方式裝設有具備複數個蒸汽吐出孔，及塞住該長軸孔之出口之一栓的一蒸汽吐出量調整蓋，藉著轉動該蒸汽吐出量調整蓋，使從該蒸汽吐出孔吐出之該蒸汽的量，能透過該栓與該長軸孔之出口的間隙進行調節。
4. 一種凝結水排出裝置，其包括有： 一抽取管，連結到一蒸汽主管，用於抽取該蒸汽主管內的一凝結水；一凝結水儲存管，連接至該抽取管的下側，該凝結水儲存管內建有一過濾器；一水抽除管，設置於該凝結水儲存管的底蓋，該水抽除管具有一開閉閥；一吐出管，設置於該凝結水儲存管的側面；一水位調整機構，設置於該抽取管內，該水位調整機構具有一浮球與一配重，當該凝結水儲存管之水位變高時，該浮球上昇使該配重從一排水口離開，當水位下降時，該浮球下降使該配重將該排水口塞住；一蒸汽產生噴嘴，以可更換之方式，裝設於該吐出管的一安裝孔，並穿設有長度為20~40mm，及孔徑為0.2~18mm的一長軸孔；以及該蒸汽產生噴嘴將該凝結水轉變為一蒸汽而排出。