(57)【要約】【課題】本発明の課題は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる過熱蒸気発生器を提供することである。また、本発明の別の課題は、生成した過熱水蒸気の温度の低下を抑制することができる過熱蒸気発生器を提供することである。【解決手段】本発明に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００は、外筒部１３０、内筒部１２０、閉塞壁部１２７および被加熱流体通過口Ｐｓを備える。内筒部は、外筒部の少なくとも片端から突出するように外筒部の内側に配設される。閉塞壁部は、内筒部が外筒部から突出する側の外筒部の端側において外筒部と内筒部の間の開口を閉塞する。被加熱流体通過口は、内筒部が外筒部から突出する側の外筒部の端部および閉塞壁部の少なくとも一方に形成される。そして、内筒部の内部には熱源としての加熱流体が供給され、外筒部と内筒部との間の空間には、被加熱流体が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１１筒部と、
前記第１１筒部の少なくとも片端から突出するように前記第１１筒部の内側に配設される第１２筒部と、
前記第１２筒部が前記第１１筒部から突出する側の前記第１１筒部の端側において前記第１１筒部と前記第１２筒部の間に位置する開口を閉塞する閉塞壁部と、
前記第１２筒部が前記第１１筒部から突出する側の前記第１１筒部の端部および前記閉塞壁部の少なくとも一方に形成される被加熱流体通過口と
を備え、
前記第１２筒部の内部には、熱源としての加熱流体が供給され、
前記第１１筒部と前記第１２筒部との間の空間には、被加熱流体が供給される
多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項２】
前記第１１筒部の外側に配設される第１０筒部をさらに備え、
前記第１１筒部と前記第１０筒部との間の空間には、熱源としての加熱流体が供給される
請求項１に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項３】
前記第１２筒部の内側に挿通される第１３筒部をさらに備え、
前記第１２筒部は、前記第１１筒部から突出する側の反対側が閉塞されており、
前記第１３筒部は、両側が開口しており、
前記熱源としての加熱流体は、前記第１３筒部の開口のうち前記第１２筒部の閉塞側と反対側の開口から導入され、前記第１３筒部と前記第１２筒部との間の空間に供給される
請求項１または２に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項４】
前記第１２筒部が前記第１１筒部から突出する側よりも前記第１２筒部の閉塞側が上側に位置し、且つ、前記第１２筒部の筒軸が鉛直方向に沿うように設置される
請求項３に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項５】
前記被加熱流体通過口は、被加熱流体供給口である
請求項４に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項６】
前記第１２筒部、前記第１３筒部および前記閉塞壁部は一体化されており、前記第１１筒部から分割可能である
請求項３から５のいずれか１項に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項７】
前記第１２筒部の外周面から外方に向かってフィンが延びている
請求項６に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【請求項８】
前記第１２筒部の外周面から外方に向かって延びるか、前記第１１筒部の内周面から内包に向かって延びるフィンをさらに備える
請求項１から５のいずれか１項に記載の多重筒型過熱蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重筒型過熱蒸気発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１０／０７０７０３号に「蒸気発生塔の内部に、熱源から供給される高温の熱媒体油と水とを熱交換させて水蒸気を発生する蒸気発生部と、蒸気発生部において発生した水蒸気と熱媒体油とを熱交換させて過熱水蒸気を発生させる過熱部を内蔵する蒸気発生装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０７０７０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、国際公開第２０１０／０７０７０３号に開示される蒸気発生装置では、蒸気発生部および過熱部を兼ねる熱源供給管が蒸気発生塔の高さ方向の中央部分に配設されており、蒸気発生塔の下部空間および上部空間が未加熱領域となっている。このため、過熱水蒸気生成初期において、水蒸気が生成され出すまでの時間が比較的長くなってしまう。また、上部空間において過熱水蒸気の温度が低下してしまうおそれもある。
【０００５】
本発明の課題は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる過熱蒸気発生器を提供することである。また、本発明の別の課題は、生成した過熱水蒸気の温度低下を抑制することができる過熱蒸気発生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は、第１１筒部、第１２筒部、閉塞壁部および被加熱流体通過口を備える。第１１筒部は、如何なる形状の筒体であってもよいが、直筒形状であることが好ましい。第１２筒部は、第１１筒部の内径よりも小さい外径を有する筒部であって、第１１筒部の少なくとも片端から突出するように第１１筒部の内側に配設される。なお、この第１２筒部は、第１１筒部の形状と相似する形状であることが好ましい。また、被加熱流体を均一に加熱するという観点から第１１筒部および第１２筒部は、両筒部の筒軸が重なるように配設されるのが好ましい。閉塞壁部は、第１２筒部が第１１筒部から突出する側の第１１筒部の端側において第１１筒部と第１２筒部の間に位置する開口を閉塞する。被加熱流体通過口は、第１２筒部が第１１筒部から突出する側の第１１筒部の端部および閉塞壁部の少なくとも一方に形成される。そして、第１２筒部の内部には、熱源としての加熱流体が供給される。また、第１１筒部と第１２筒部との間の空間には、被加熱流体が供給される。なお、ここで、加熱流体とは、過熱水蒸気等、被加熱流体の沸点よりも高い温度を有する流体である。一方、被加熱流体とは、水や、常圧において１００℃以下の水蒸気等、過熱蒸気の生成源となる流体である。また、被加熱流体の供給量は、所望の温度の過熱蒸気が生成されるように制御されるべきである。
【０００７】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、第１２筒部が第１１筒部の少なくとも片端から突出するように第１１筒部の内側に第１２筒部が配設されており、第１２筒部が第１１筒部から突出する側の第１１筒部の端側において第１１筒部と第１２筒部の間に位置する開口が閉塞壁部により閉塞されている。そして、第１２筒部が第１１筒部から突出する側の第１１筒部の端部および閉塞壁部の少なくとも一方に被加熱流体通過口が形成される。このため、第１２筒部が第１１筒部から突出する側よりも第１２筒部の閉塞側が上側に位置し、且つ、第１２筒部の筒軸が鉛直方向に沿うように、多重筒型過熱蒸気発生器を設置させると共に、被加熱流体を被加熱流体通過口から供給するようにすれば、被加熱流体は被加熱流体通過口を通過した後直ちに、第１２筒部に流れる加熱流体により加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる。なお、第１２筒部に流れる加熱流体により加熱されて蒸気となった被加熱流体は、第１１筒部と第１２筒部との間の空間をたち昇る。そして、この蒸気が第１１筒部と第１２筒部との間の空間をたち昇る間に、第１２筒部に流れる加熱流体にさらに加熱されてその蒸気が過熱される。
【０００８】
一方、第１２筒部が第１１筒部から突出する側よりも第１２筒部の閉塞側が下側に位置し、且つ、第１２筒部の筒軸が鉛直方向に沿うように、多重筒型過熱蒸気発生器を設置させると共に、蒸気となった被加熱流体が被加熱流体通過口から排出されるようにすれば、被加熱流体の蒸気は被加熱流体通過口まで第１２筒部に流れる加熱流体によりしっかりと加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器は、生成した過熱蒸気の温度低下（例えば、過熱度の低下）を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は、第１局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、第１０筒部をさらに備える。第１０筒部は、第１１筒部の外径よりも大きい内径を有する筒部であって、第１１筒部の外側に配設される。なお、この第１０筒部は、第１１筒部の形状と相似する形状であることが好ましい。また、被加熱流体を均一に加熱するという観点から第１０筒部、第１１筒部および第１２筒部は、３つの筒部の筒軸が重なるように配設されるのが好ましい。そして、第１１筒部と第１０筒部との間の空間には、熱源としての加熱流体が供給される。
【００１０】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、第１０筒部が第１１筒部の外側に配設される。すなわち、ここでは、被加熱流体が通過する通路（第１１筒部と第１２筒部との間の空間）が、加熱流体が通過する通路（第１２筒部の内部空間、および、第１０筒部と第１１筒部との間の空間）に挟まれることになる。このため、多重筒型過熱蒸気発生器では、効率的に被加熱流体を加熱することができ、延いては効率的に被加熱流体を過熱蒸気に変化させることができる。
【００１１】
本発明の第３局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は、第１局面または第２局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、第１３筒部をさらに備える。第１３筒部は、第１２筒部の内径よりも小さい外径を有する筒部であって、第１２筒部の内側に挿通されている。なお、この第１３筒部は、第１２筒部の形状と相似する形状であることが好ましい。また、熱源としての加熱流体を均一に流すという観点から第１３筒部および第１２筒部は、両筒部の筒軸が重なるように配設されるのが好ましい。また、ここで、第１２筒部は、第１１筒部から突出する側の反対側が閉塞されている。また、ここで、第１３筒部は、両側が開口している。そして、熱源としての加熱流体は、第１３筒部の開口のうち第１２筒部の閉塞側と反対側の開口から導入され、第１３筒部と第１２筒部との間の空間に供給される。
【００１２】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、熱源としての加熱流体は、第１３筒部の開口のうち第１２筒部の閉塞側と反対側の開口から導入され、第１３筒部と第１２筒部との間の空間に供給される。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器では、被加熱流体および加熱流体を同じ側から供給することができる。また、被加熱流体が被加熱流体通過口から供給される場合、第１３筒部と第１２筒部とで形成される通路における加熱流体の流れを被加熱流体の流れに対向させることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器では、効率よく過熱蒸気を生成することができる。
【００１３】
本発明の第４局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は第３局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、第１２筒部が第１１筒部から突出する側よりも第１２筒部の閉塞側が上側に位置し、且つ、第１２筒部の筒軸が鉛直方向に沿うように設置される。
【００１４】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器は、第１２筒部が第１１筒部から突出する側よりも第１２筒部の閉塞側が上側に位置し、且つ、第１２筒部の筒軸が鉛直方向に沿うように設置される。このため、被加熱流体を被加熱流体通過口から供給するようにすれば、被加熱流体は被加熱流体通過口を通過した後直ちに、第１２筒部に流れる加熱流体により加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる。
【００１５】
本発明の第５局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は第４局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、被加熱流体通過口は、被加熱流体供給口である。
【００１６】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、被加熱流体通過口は、被加熱流体供給口である。このため、被加熱流体は被加熱流体通過口を通過した後直ちに、第１２筒部に流れる加熱流体により加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる。
【００１７】
本発明の第６局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は第３局面から第５局面のいずれか１局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、第１２筒部、第１３筒部および閉塞壁部は一体化されており、第１１筒部から分割可能である。
【００１８】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、第１２筒部、第１３筒部および閉塞壁部は一体化されており、第１１筒部から分割可能である。このため、被加熱流体の通路を形成する第１１筒部の内周面や、第１２筒部の外周面を容易に洗浄することができる。
【００１９】
本発明の第７局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は第６局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、第１２筒部の外周面から外方に向かってフィンが延びている。なお、このフィンは、第１２筒部の筒軸を中心として放射状に延びていてもよいし、第１２筒部の筒軸に沿って一定間隔で複数配設されてもよい。
【００２０】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、第１２筒部の外周面から外方に向かってフィンが延びている。このため、このフィンが放熱フィンとして機能する場合、伝熱面積を増やすことができ、延いては被加熱流体を効率的に加熱することができる。また、このフィンが邪魔板として機能する場合、被加熱流体の通路を長くとることができ、延いては被加熱流体を効率的に加熱することができる。また、第１２筒部、第１３筒部および閉塞壁部は一体化されており、第１１筒部から分割した際には、フィンを容易に洗浄することができる。
【００２１】
本発明の第８局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器は第１局面から第５局面のいずれか１局面に係る多重筒型過熱蒸気発生器であって、フィンをさらに備える。フィンは、第１２筒部の外周面から外方に向かって延びるか、第１１筒部の内周面から内包に向かって延びる。なお、このフィンは第１２筒部の筒軸を中心として放射状に延びていてもよいし、第１２筒部の筒軸に沿って一定間隔で複数配設されてもよい。
【００２２】
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器では、第１２筒部の外周面から外方に向かってフィンが延びるか、第１１筒部の内周面から内包に向かってフィンが延びる。このため、このフィンが放熱フィンとして機能する場合、伝熱面積を増やすことができ、延いては被加熱流体を効率的に加熱することができる。また、このフィンが邪魔板として機能する場合、被加熱流体の通路を長くとることができ、延いては被加熱流体を効率的に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の邪魔板の平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例（Ａ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例（Ｂ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例（Ｃ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例（Ｃ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器の横断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の変形例（Ｃ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器の横断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の蓋体付近の縦断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
−第１実施形態−
本発明の第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００は、例えば、水等の液体や、水蒸気等の蒸気から過熱水蒸気等の過熱蒸気を生成する器であって、図１および図２に示されるように、主に、第１円筒壁部１１０、第１邪魔板部１１５、第２円筒壁部１２０、第２円環壁部１２１、第２邪魔板部１２５、第３円環壁部１２７、内側熱源流体排出管部１２８、第３円筒壁部１３０、第３邪魔板部１３５、第４円筒壁部１４０、外側熱源流体供給管部１４６、外側熱源流体排出管部１４７および蓋体１５０から構成されている。なお、ここで、第１円筒壁部１１０、第２円筒壁部１２０、第３円筒壁部１３０および第４円筒壁部１４０は、横断面視において同心円状になるように、すなわち、全ての筒軸が重なるように配設されている。また、この多重筒型過熱蒸気発生器１００は、円筒壁部１１０，１２０，１３０，１４０の筒軸が鉛直方向を向くようにして設置されている。以下、これらの構成要素について詳述した後、この多重筒型過熱蒸気発生器１００を用いた過熱蒸気の発生方法およびこの多重筒型過熱蒸気発生器１００の分解方法について詳述する。
【００２５】
（１）第１円筒壁部
第１円筒壁部１１０は、図１および図２に示されるように、円筒形状を呈する壁部であって、上下側共に開口している。この第１円筒壁部１１０の下端近傍部位には、連通路Ｐｃが形成されている。この連通路Ｐｃは、図１に示されるように、「第１円筒壁部１１０の外周面と第２円筒壁部１２０の内周面とで挟まれる空間のうち、最下の第１邪魔板部１１５と第２円環壁部（後述）１２１とで挟まれる空間」と、「第１円筒壁部１１０の内部空間（以下「第１熱源流体通路」と称する。）」とを連通させている。本実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００において、この第１円筒壁部１１０の下端口が熱源流体の供給口として利用される。なお、ここにいう熱源流体とは、例えば、ボイラー等で生成された過熱水蒸気等である。
【００２６】
また、図１に示されるように、この第１円筒壁部１１０の外周面から外側に向かって第１邪魔板部１１５が延びている。この第１邪魔板部１１５は、水平面に沿って延びる略円環状の板部位であって、図１に示されるように第２円筒壁部１２０の内周面まで延びている。なお、この第１邪魔板部１１５には、貫通孔（図示せず）が形成されている。また、この第１邪魔板部１１５は、図１に示されるように、第１円筒壁部１１０の高さ方向においてほぼ等間隔に設けられている。
【００２７】
（２）第２円筒壁部
第２円筒壁部１２０は、図１および図２に示されるように第１円筒壁部１１０の外径よりも大きな内径を有する円筒形状の壁部であって、上端が第１円筒壁部１１０の上端よりも上側に位置すると共に下端が第１円筒壁部１１０の下端よりも上側に位置するように配設されている。そして、図１に示されるように、この第２円筒壁部１２０の上端側の開口は閉塞されており、第２円筒壁部１２０の下端と第１円筒壁部１１０の外周との間の円環状の開口は第２円環壁部１２１によって閉塞されている。また、この第２円筒壁部１２０の下端近傍部位には、外側から内側熱源流体排出管部１２８が貫入されている。さらに、第２円筒壁部１２０の下端近傍部位の内側熱源流体排出管部１２８の少し上側には、第３円環壁部１２７が設けられている。この第３円環壁部１２７は、円環状の壁部であって、図１に示されるように、第２円筒壁部１２０の下端近傍部位の内側熱源流体排出管部１２８の少し上側の部位の外周面から外方に向かって延びている。そして、この第３円環壁部１２７は、第３円筒壁部１３０の下側フランジ部Ｆｌに対して着脱可能となっている。また、図１および図２に示されるように、この第３円環壁部１２７には、板厚方向に沿って貫通孔Ｐｓが形成されている。なお、本実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００において、この貫通孔Ｐｓは、被加熱流体の供給口として利用される。なお、ここで、被加熱流体とは、過熱蒸気の源となる水等の液体や、水蒸気等の蒸気である。
【００２８】
また、図１に示されるように、この第２円筒壁部１２０の外周面から外側に向かって第２邪魔板部１２５が延びている。この第２邪魔板部１２５は、図１および図３に示されるように水平面に沿って延びる略Ｃ字状の板部位であって、第３円筒壁部１３０の内周面まで延びている。図３に示されるように、この第２邪魔板部１２５には、略扇形の切り欠きＲａが形成されている。また、この第２邪魔板部１２５は、図１に示されるように、第２円筒壁部１２０の高さ方向において交互に１８０°反転するようにほぼ等間隔に設けられている。
【００２９】
そして、第１円筒壁部１１０の外周面、第２円筒壁部１２０の内周面および第１邪魔板部１１５により形成される通路（以下「第２熱源流体通路」と称する。）には、第１円筒壁部１１０の上端口から流れ出る熱源流体が流入する。なお、この第２熱源流体通路は、第１熱源流体通路を囲むように位置している。そして、この第２熱源流体通路に流入した熱源流体は、内側熱源流体排出管部１２８から排出される。
【００３０】
（３）第３円筒壁部
第３円筒壁部１３０は、図１および図２に示されるように第２円筒壁部１２０の外径よりも大きな内径を有する円筒形状の壁部であって、上端が第２円筒壁部１２０の上端よりも上側に位置すると共に下端が第２円筒壁部１２０の下端よりも上側に位置するように配設されている。なお、ここで、第３円筒壁部１３０の下端は、図１に示されるように内側熱源流体排出管部１２８よりも上側に位置している。また、図１に示されるように、この第３円筒壁部１３０の上下端にはフランジ部Ｆｕ，Ｆｌが形成されている。そして、図１に示されるように、この第３円筒壁部１３０の上側フランジ部Ｆｕの上側には蓋体１５０が配設されている。一方、第３円筒壁部１３０の下側フランジ部Ｆｌの下側には第３円環壁部１２７が配設されている。すなわち、第３円筒壁部１３０の下端と第２円筒壁部１２０の外周との間の円環状の開口は第３円環壁部１２７によって覆われている。この第３円筒壁部１３０の内周面、第２円筒壁部１２０の外周面および第２邪魔板部１２５により形成される通路（以下「被加熱流体通路」と称する。）には、上述の第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓから被加熱流体が流される。
【００３１】
また、図１に示されるように、この第３円筒壁部１３０の外周面から外側に向かって第３邪魔板部１３５が延びている。この第３邪魔板部１３５は、水平面に沿って延びる略円環状の板部位であって、第４円筒壁部１４０の内周面まで延びている。なお、この第３邪魔板部１３５には、貫通孔（図示せず）が形成されている。また、この第３邪魔板部１３５は、図１に示されるように、第３円筒壁部１３０の高さ方向においてほぼ等間隔に設けられている。
【００３２】
（４）第４円筒壁部
第４円筒壁部１４０は、図１および図２に示されるように第３円筒壁部１３０の外径よりも大きな内径を有する円筒形状の壁部であって、上端が第３円筒壁部１３０の上端よりも下側に位置すると共に下端が第３円筒壁部１３０の下端よりも上側に位置するように配設されている。そして、図１に示されるように、第４円筒壁部１４０の上端と第３円筒壁部１３０の外周との間の円環状の開口は第４円環壁部１４１によって閉塞されていると共に、第４円筒壁部１４０の下端と第３円筒壁部１３０の外周との間の円環状の開口も第５円環壁部１４２によって閉塞されている。また、この第４円筒壁部１４０の上端近傍部位には外側から外側熱源流体供給管部１４６が貫入されており、第４円筒壁部１４０の下端近傍部位には外側から外側熱源流体排出管部１４７が貫入されている。そして、この第４円筒壁部１４０の内周面、第３円筒壁部１３０の外周面、第３邪魔板部１３５により形成される通路（以下「第３熱源流体通路」と称する。）には、外側熱源流体供給管部１４６から熱源流体が流入される。なお、この熱源流体は、第１円筒壁部１１０に供給される熱源流体と同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、この熱源流体が、第１円筒壁部１１０に供給される熱源流体と同一である場合、その供給源は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３３】
（５）蓋体
蓋体１５０は、図１に示されるように、主に、蓋本体１５１および過熱蒸気排出管部１５２から形成されている。図１に示されるように、蓋本体１５１は、略円盤状の板状部材である。過熱蒸気排出管部１５２は、蓋本体１５１の中央部位に貫入されている。すなわち、この過熱蒸気排出管部１５２の内部空間は、被加熱流体通路に連通している。したがって、この被加熱流体通路において生成した過熱蒸気は、過熱蒸気排出管部１５２を通って目的の箇所へと搬送される。なお、この蓋体１５０は、第３円筒壁部１３０の上側フランジ部Ｆｕに対して着脱可能となっている。
【００３４】
＜過熱蒸気の生成方法＞
上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第１円筒壁部１１０の下端口から熱源流体が供給される。この熱源流体は、第１熱源流体通路を上昇し、第１円筒壁部１１０の上端より上側であって第２円筒壁部１２０の天壁１２３よりも下側の空間に流出した後、折り返して第２熱源流体通路を下降し、内側熱源流体排出管部１２８から排出される。なお、仮に第１円筒壁部１１０を通る熱源流体が液化して下方に落下して溜まっていっても、その液体の液面が連通路Ｐｃの高さを超えた際に、液体が連通路Ｐｃを通って第２熱源流体通路に出て内側熱源流体排出管部１２８から排出される。すなわち、連通路Ｐｃは、第１円筒壁部１１０中に液体が溜まりすぎるのを防止する機能を有している。
【００３５】
また、上述の通り、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、外側熱源流体供給管部１４６から熱源流体が供給される。この熱源流体は、第３熱源流体通路を下降し、外側熱源流体排出管部１４７から排出される。
【００３６】
上述の通り、第１熱源流体通路から第２熱源流体通路へ熱源流体が流れると共に、第３熱源流体通路にも熱源流体が流れる状態で、第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓから被加熱流体が供給される。この被加熱流体が液体である場合、被加熱流体は、第２熱源流体通路および第３熱源流体通路を流れる熱源流体から熱を奪って気化し、被加熱流体通路を上昇しながら更に第２熱源流体通路および第３熱源流体通路を流れる熱源流体から熱を奪って過熱状態になり、蓋体１５０の過熱蒸気排出管部１５２から排出される。なお、ここで、第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓを通って被加熱流体通路に流入する液体の流量は、その液面がほぼ一定となるように制御されている。なお、この液面は、発生する蒸気に十分な過熱が付く程度の液面とされている。
【００３７】
＜多重筒型過熱蒸気発生器の分解方法＞
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００は、３つ部品に分解可能な構造となっている。上述の通り、先ず、蓋体１５０は、第３円筒壁部１３０から取り外すことができる。また、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第１円筒壁部１１０、第１邪魔板部１１５、第２円筒壁部１２０、第２円環壁部１２１、第２邪魔板部１２５、第３円環壁部１２７および内側熱源流体排出管部１２８は一体化とされており（以下、これらの部位をまとめて「内側部品」と称する。）、第３円筒壁部１３０の下側フランジ部Ｆｌに対する第３円環壁部１２７の係合を解除することによって、内側部品を第３円筒壁部１３０から抜き出すことができる。なお、ここで、第３円筒壁部１３０、第３邪魔板部１３５、第４円筒壁部１４０、外側熱源流体供給管部１４６および外側熱源流体排出管部１４７は一体化されている（以下、これらの部位をまとめて「外側部品」と称する場合がある。）。
【００３８】
＜本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器の特徴＞
（１）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、図１に示されるように、第３円筒壁部１３０の下端から第２円筒壁部１２０が突出するように第３円筒壁部１３０の内側に第２円筒壁部１２０が配設されており、第３円筒壁部１３０の下端と第２円筒壁部１２０の外周との間の円環状の開口が第３円環壁部１２７によって閉塞されている。そして、この第３円環壁部１２７に被加熱流体の供給口としての貫通孔Ｐｓが形成されている。さらに、この多重筒型過熱蒸気発生器１００は、第２円筒壁部１２０が第３円筒壁部１３０から突出する側よりも蓋体１５０が上側に位置し、且つ、円筒壁部１１０，１２０，１３０，１４０の筒軸が鉛直方向を向くようにして設置されている。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、被加熱流体は被加熱流体通路に流入した後直ちに、第２熱源流体通路に流れる熱源流体により加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器１００は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる。
【００３９】
（２）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第１熱源流体通路の入口および被加熱流体通路の入口を共に下側に存在させることができると共に、第２熱源流体通路における熱源流体の流れと、被加熱流体通路における被加熱流体の流れとを対向させることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、メンテナンス性を向上させると共に熱交換率を高めることができる。
【００４０】
（３）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、熱源流体は、第１円筒壁部１１０の下端口から流入して上昇し、第１円筒壁部１１０の上端口から出てから折り返して、外側の第２円筒壁部１２０に流入してそのまま下降する。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、熱源流体の熱を有効に被加熱流体に伝達することができる。
【００４１】
（４）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第２熱源流体通路中に第１邪魔板部１１５が配設されており、第３熱源流体通路中に第３邪魔板部１３５が配設されており、被加熱流体通路中に第２邪魔板部１２５が配設されている。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００は、熱伝達効率を高めることができる。
【００４２】
（５）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００は、３つ部品に分解することができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００は、清掃を含むメンテナンス等を実行しやすい。
【００４３】
（６）
本発明の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第１円筒壁部１１０が下端付近で第２円環壁部１２１によって固定されているが、第１円筒壁部１１０の上端は自由端とされている。また、第２円筒壁部１２０も下端付近で第３円環壁部１２７によって固定されているが、第２円筒壁部１２０の上端は自由端とされている。このため、過熱蒸気が生成される高温状態と、未使用時の室温状態とが繰り返されて、それにより第１円筒壁部１１０および第２円筒壁部１２０が伸縮したとしても、第１円筒壁部１１０および第２円筒壁部１２０に対してはそれほどストレスがかからない。このため、多重筒型過熱蒸気発生器１００は寿命が長くなる。
【００４４】
＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では被加熱流体通路に９枚の第２邪魔板部１２５が配設されていたが、図４に示される多重筒型過熱蒸気発生器１００Ａのように被加熱流体通路に配設される第２邪魔板部１２５の枚数が５枚であってもかまわない。なお、被加熱流体通路に配設される第２邪魔板部１２５Ａの枚数は特に制限はなく、過熱蒸気の過熱度や生成量等に応じて適宜選択することができる。なお、図４中、先の実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００と同一の部位等には同一の符号を付している。このため、それらの部位等の説明は省略する。
【００４５】
（Ｂ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では被加熱流体通路に４１枚の第２邪魔板部１２５が配設されていたが、過熱蒸気の目標過熱度が小さい場合、図５に示される多重筒型過熱蒸気発生器１００Ｂのように被加熱流体通路に第２邪魔板部１２５が一切配設されていなくてもかまわない。なお、図４中、先の実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００と同一の部位等には同一の符号を付している。このため、それらの部位等の説明は省略する。
【００４６】
（Ｃ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では被加熱流体通路に複数枚の第２邪魔板部１２５が配設されていたが、図６に示される多重筒型過熱蒸気発生器１００Ｃのように放熱フィン１２５Ｃが配設されていてもかまわない。放熱フィン１２５Ｃは、図６および図７に示されるように第２円筒壁部１２０の外周面から放射状に外方に向かって延びており、第３円筒壁部１３０の内周面と僅かな隙間を介して対向している。
【００４７】
なお、多重筒型過熱蒸気発生器１００Ｃでは、図６に示される通り、放熱フィン１２５Ｃが上下に分けて設けられたが、上下の両放熱フィン１２５Ｃは、同方向に延びていてもよいし、片方の放熱フィン１２５Ｃが図６に示される方向に延びていて、もう片方の放熱フィン１２５Ｃが図８に示される方向に延びていてもかまわない。
【００４８】
（Ｄ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００には第１円筒壁部１１０が設けられていたが、第１円筒壁部１１０は省かれてもかまわない。ただし、かかる場合、内側熱源流体排出管部１２８は、第２円筒壁部１２０の上端側に貫入されると共に、第３円筒壁部１３０を貫通して外部へ突出する。また、かかる場合、熱源流体は、第２円環壁部１２１の中央の開口を通じて第２円筒壁部１２０の内部に送られる。
【００４９】
（Ｅ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では第３円環壁部１２７に被加熱流体の供給口としての貫通孔Ｐｓが形成されていたが、貫通孔Ｐｓは、第３円筒壁部１３０の下端部位（第５円環壁部１４２よりも下側の部位）に形成されていてもよい。
【００５０】
（Ｆ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、被加熱流体は第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成された過熱蒸気が蓋体１５０の過熱蒸気排出管部１５２から排出されたが、被加熱流体が蓋体１５０の過熱蒸気排出管部１５２を通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成された過熱蒸気が第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓから排出されてもかまわない。かかる場合、被加熱流体は上側から下側に向かって移動することになる。また、かかる場合、蓋体１５０は、図１１に示されるような蓋体４５０に代えられてもよい。この蓋体４５０の中央部位には貫通孔Ｐｍが形成されている。また、この変形例は、上述の変形例（Ａ）から（Ｅ）に適用されてもかまわない。このように多重筒型過熱蒸気発生器１００を使用すれば、被加熱流体通路の最後まで過熱蒸気に熱を加え続けることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器１００では、過熱蒸気生成初期において生成した過熱蒸気の温度低下を抑制することができる。
【００５１】
（Ｇ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では、第２円筒壁部１２０の上端が第３円筒壁部１３０の上端よりも下側になるように第２円筒壁部１２０が形成され配設されていたが、第２円筒壁部１２０の上端が第３円筒壁部１３０の上端を超えるように第２円筒壁部１２０の上端側を延設してもよい。かかる場合、第１円筒壁部１１０の上端は第３円筒壁部１３０の上端の下側にあってもよいし、第３円筒壁部１３０の上端を超えてもよい。なお、かかる場合、蓋体は、上側に凸になるドーム型とされるのが好ましい。なお、この変形例は、上述の変形例（Ａ）から（Ｆ）に適用されてもかまわない。
【００５２】
−第２実施形態−
本発明の第２実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器２００は、図９に示されるように、第１円筒壁部１１０、第１邪魔板部１１５、第２円筒壁部１２０および蓋体１５０の構造、および、第３円筒壁部１３０の上端部位に被加熱流体排出管部２２８が貫入されていることを除き、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００と同一または同類の構造を有する。したがって、以下、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等と同一または同類の部位や部材については、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等に付した符号と同一の符号を付し（図９参照）、それらの説明を省略する。そして、以下に第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００と相違する点を説明する。
【００５３】
第２実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器２００において、第１円筒壁部は存在せず、その代わりに丸棒部２１０が配設されている。丸棒部２１０は、図９に示されるように、第２円筒壁部２２０の軸に沿って配設されており、第２円筒壁部２２０の下端近傍から上端近傍まで延びている。この丸棒部２１０の外周面から外側に向かって第１邪魔板部２１５が延びている。この第１邪魔板部２１５は、水平面に沿って延びる略円環状の板部位であって、図９に示されるように第２円筒壁部２２０の内周面まで延びている。なお、この第１邪魔板部２１５には、貫通孔（図示せず）が形成されている。また、この第１邪魔板部２１５は、図９に示されるように、丸棒部２１０の高さ方向においてほぼ等間隔に設けられている。
【００５４】
また、第２実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器２００において、第２円筒壁部２２０は、円筒形状を呈する壁部であって、図９に示されるように第３円筒壁部１３０の下端のみならず上端からも突出するように配設されている。図９に示されるように、この第２円筒壁部２２０の上端には第２１円環壁部２２２が存在し、下端には第２２円環壁部２２１が存在する。また、図９に示されるように、第２１円環壁部２２２の中央の円形開口の縁から熱源流体供給管部２２７が上方に向かって延びており、第２２円環壁部２２１の中央の円形開口の縁から熱源流体排出管部２２６が下方に向かって延びている。すなわち、この第２円筒壁部２２０では、熱源流体が上側から下側に向かって流れることになる。
【００５５】
また、第２実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器２００において、蓋体２５０は、円環形状を呈している。そして、図９に示されるように、この蓋体２５０の中央部位の円形開口には第２円筒壁部２２０の上端が挿通されている。
【００５６】
この多重筒型過熱蒸気発生器２００は、上述の構造を備えるため、被加熱流体通路に流入した被加熱流体を直ちに加熱することができると共に、被加熱流体通路の最後まで過熱蒸気に熱を加え続けることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器２００では、過熱蒸気生成初期において、蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができると共に、生成した過熱蒸気の温度低下を抑制することができる。
【００５７】
＜変形例＞
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器２００では、被加熱流体は第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成された過熱蒸気が被加熱流体排出管部２２８から排出されたが、被加熱流体が被加熱流体排出管部２２８を通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成された過熱蒸気が第３円環壁部１２７の貫通孔Ｐｓから排出されてもかまわない。かかる場合、被加熱流体は上側から下側に向かって移動することになる。また、かかる場合、蓋体２５０の円環壁部分に貫通孔を形成し、その貫通孔から被加熱流体を投入してもよい（この場合、被加熱流体排出管部２２８は不要となる）。このように多重筒型過熱蒸気発生器２００を使用しても、先の通りの効果を得ることができる。
【００５８】
−第３実施形態−
本発明の第３実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器３００は、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の天地を逆転させた構造に近い構造を有するものであって、図１０に示されるように、第３円環壁部３２７に貫通孔Ｐｓが形成されていない代わりに第３円筒壁部１３０の上端部位に被加熱流体排出管部３２９が貫入されている。また、この多重筒型過熱蒸気発生器３００では、蓋部３５０が略円盤状の板状部材であって、中央部位に貫通孔Ｐｍを有するのみとなっている。さらに、この多重筒型過熱蒸気発生器３００では、第３邪魔板部１３５が省かれている。なお、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等と同一または同類の部位や部材については、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等に付した符号と同一の符号を付し（図１０参照）、それらの説明を省略する。
【００５９】
なお、この多重筒型過熱蒸気発生器３００では、被加熱流体は蓋部３５０の貫通孔Ｐｍを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成される過熱蒸気は被加熱流体排出管部３２９を通って目的の箇所へと搬送される。一方、熱源流体は、内側熱源流体排出管部１２８を通って第２熱源流体通路に流入した後に第１熱源流体通路を通って第１円筒壁部１１０の上端口（第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では下端口に相当する。）から排出される。すなわち、ここでは、内側熱源流体排出管部１２８は内側熱源流体供給管部として機能する。また、熱源流体は、外側熱源流体排出管部１４７を通って第３熱源流体通路へ流入し、外側熱源流体供給管部１４６から排出される。すなわち、ここでは、外側熱源流体排出管部１４７は外側熱源流体供給管部として利用され、外側熱源流体供給管部１４６は外側熱源流体排出管部として利用される。
【００６０】
この多重筒型過熱蒸気発生器３００は、上述の構造を備えるため、被加熱流体通路の最後まで過熱蒸気に熱を加え続けることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器３００では、過熱蒸気生成初期において生成した過熱蒸気の温度低下を抑制することができる。
【００６１】
＜変形例＞
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器３００では、被加熱流体は蓋部３５０の貫通孔Ｐｍを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成される過熱蒸気は被加熱流体排出管部３２９を通って目的の箇所へと搬送されたが、被加熱流体が被加熱流体排出管部３２９を通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成された過熱蒸気が蓋部３５０の貫通孔Ｐｍから排出されてもかまわない。かかる場合、被加熱流体は上側から下側に向かって移動することになる。また、かかる場合、第３円環壁部３２７に貫通孔を形成し、その貫通孔から被加熱流体を投入してもよい（この場合、被加熱流体排出管部３２９は不要となる）。このように多重筒型過熱蒸気発生器３００を使用すれば、被加熱流体は被加熱流体通路に流入した後直ちに、第２熱源流体通路に流れる熱源流体により加熱されることになる。したがって、この多重筒型過熱蒸気発生器３００は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる。
【００６２】
−第４実施形態−
本発明の第４実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器５００は、第１実施形態の変形例（Ｂ）に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００Ｂを左側に横転させた構造に近い構造を有するものであって、図１２に示されるように、第３円環壁部５２７に貫通孔Ｐｓが形成されていない代わりに第３円筒壁部１３０の右端部位の下部に排液管５２９が貫入されると共に、第３円筒壁部１３０の右端部位の上部に被加熱流体排出管部５３０が貫入される。また、この多重筒型過熱蒸気発生器５００では、蓋部５５０が略円盤状の板状部材であって、最下部位に貫通孔Ｐｍを有するのみとなっている。なお、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等と同一または同類の部位や部材については、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００の部位や部材等に付した符号と同一の符号を付し（図１２参照）、それらの説明を省略する。
【００６３】
なお、この多重筒型過熱蒸気発生器５００では、被加熱流体は蓋部５５０の貫通孔Ｐｍを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成される過熱蒸気は被加熱流体排出管部５３０を通って目的の箇所へと搬送される。なお、ここで凝縮液体は、排液管５２９から排出される。一方、熱源流体は、第１円筒壁部１１０の右端口（第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００では下端口に相当する。）から第１熱源流体通路を通って第２熱源流体通路に流入した後に内側熱源流体排出管部１２８を通って外部へ排出される。また、熱源流体は、外側熱源流体供給管部１４６を通って第３熱源流体通路へ流入し、外側熱源流体排出管部１４７から排出される。
【００６４】
この多重筒型過熱蒸気発生器５００は、上述の構造を備えるため、被加熱流体通路の最後まで過熱蒸気に熱を加え続けることができる。このため、この多重筒型過熱蒸気発生器５００では、過熱蒸気生成初期において生成した過熱蒸気の温度低下を抑制することができる。
【００６５】
＜変形例＞
（Ａ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器５００には第２邪魔板部１２５が一切配設されていなかったが、第１実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器１００のように第２邪魔板部１２５が配設されていてもかまわない。
【００６６】
（Ｂ）
先の実施の形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器５００では、被加熱流体が蓋部５５０の貫通孔Ｐｍを通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成される過熱蒸気が被加熱流体排出管部５３０を通って目的の箇所へと搬送されたが、被加熱流体が排液管５２９を通って被加熱流体通路に流入し、被加熱流体から生成される過熱蒸気が蓋部５５０の貫通孔Ｐｍを通って目的の箇所へと搬送されてもかまわない。
【００６７】
（Ｃ）
第４実施形態に係る多重筒型過熱蒸気発生器５００には、第１〜３実施形態のあらゆる変形例を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る多重筒型過熱蒸気発生器は、過熱蒸気生成初期において蒸気が生成され出すまでの時間を比較的短くすることができる、または、生成した過熱水蒸気の温度の低下を抑制することができるという特徴を有しており、例えば、連続生産式の炊飯装置や野菜蒸器等の過熱蒸気供給源として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，２００，３００，５００      多重筒型過熱蒸気発生器
１１０，２１０      第１円筒壁部（第１３筒部）
１２０，２２０      第２円筒壁部（第１２筒部）
１２５      第２邪魔板部（フィン）
１２５Ｃ    放熱フィン（フィン）
１２７，３２７，５２７      第３円環壁部（閉塞壁部）
１３０      第３円筒壁部（第１１筒部）
１４０      第４円筒壁部（第１０筒部）
Ｐｓ        貫通孔（被加熱流体通過口，被加熱流体供給口）
【図１】
2019203653.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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