(57)【要約】【課題】熱交換器内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ること。【解決手段】熱交換器２０の入口ヘッダ２６に蒸気供給管２１を接続する。出口ヘッダ２７に負圧正圧切換弁２３を接続する。負圧正圧切換弁２３の正圧流体出口５をスチームトラップ２４と接続し、負圧流体出口４を復水回収手段２５と接続する。熱交換器２０の内部が大気圧以下の負圧状態になると、復水は負圧流体出口４から復水回収手段２５へ流下して外部へ排除されることによって、内部に滞留することがない。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を通過する空気を、制御弁を介して供給する加熱用の蒸気で加熱して、蒸気が熱を奪われて凝縮した復水をスチームトラップから外部へ排出するものにおいて、熱交換器とスチームトラップの間に切換手段を配置し、当該切換手段を、弁ケーシングに流体入口と弁室と負圧流体出口と正圧流体出口を有し、流体入口から負圧流体が流入してくると負圧流体出口から排出し、一方、流体入口から正圧流体が流入してくると正圧流体出口から排出する負圧正圧切換弁として、上記正圧流体出口とスチームトラップを接続すると共に、上記負圧流体出口と復水回収手段とを接続したことを特徴とする空気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気を熱源として空気を加熱する空気加熱装置に関し、特に、加熱装置内部に蒸気の凝縮水としての復水を滞留することがないものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特公昭５１−３１９９８号公報
これは、フィンチューブ型熱交換器を用いた空気加熱装置において、加熱装置への蒸気の供給量を調整弁で制御すると共に、加熱装置に逆止弁と熱動弁を併用して、加熱装置内部が真空になると逆止弁が開弁して加熱装置内へ外気を吸入することによって復水が排出できなくなることを防止するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の空気加熱装置では、加熱装置内部の復水を完全に排出することができない問題があった。すなわち、加熱装置内部が真空になると外気を吸入して、復水を排出するためのスチームトラップの入口側と出口側の差圧が負圧になることは防止できるが、スチームトラップの入口側と出口側の圧力は共に大気圧で実質的な差圧はゼロのままであり、加熱装置内部の凹部や細管部に滞留している復水を外部へ排出することができないのである。
【０００４】
加熱装置内部に復水を滞留すると、ウォータハンマ現象を生じたり、加熱装置内部を腐食させ、場合によってはフィンチューブに孔を開けて損傷させてしまう。
【０００５】
従って本発明の課題は、加熱装置の内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段は、熱交換器を通過する空気を、制御弁を介して供給する加熱用の蒸気で加熱して、蒸気が熱を奪われて凝縮した復水をスチームトラップから外部へ排出するものにおいて、熱交換器とスチームトラップの間に切換手段を配置し、当該切換手段を、弁ケーシングに流体入口と弁室と負圧流体出口と正圧流体出口を有し、流体入口から負圧流体が流入してくると負圧流体出口から排出し、一方、流体入口から正圧流体が流入してくると正圧流体出口から排出する負圧正圧切換弁として、上記正圧流体出口とスチームトラップを接続すると共に、上記負圧流体出口と復水回収手段とを接続したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
熱交換器とスチームトラップの間に切換手段を配置して、この切換手段を負圧正圧切換弁としたことによって、流体入口から負圧流体としての復水が流入してきた場合は、負圧流体出口から復水回収手段へ復水が自動的に流下する。一方、流体入口から正圧流体としての復水が流入してくると、正圧流体出口からスチームトラップを介して自動的に排出される。
【０００８】
【実施例】
本実施例においては、通過する空気を加熱する熱交換器２０と、熱交換器２０へ蒸気を供給する蒸気供給管２１と、蒸気供給管２１に取り付けた制御弁２２と、熱交換器２０の出口側に接続した負圧正圧切換弁２３と、スチームトラップ２４、及び、復水回収手段２５とで空気加熱装置を構成する。
【０００９】
熱交換器２０の左側に入口ヘッダ２６を配置して蒸気供給管２１と接続すると共に、右側に出口ヘッダ２７を配置し負圧正圧切換弁２３を介してスチームトラップ２４及び復水回収手段２５と接続する。蒸気供給管２１から供給される蒸気は、入口ヘッダ２６から熱交換器２０内の図示しないフィンチューブの全体を通過して、空気と熱交換して復水となり、出口ヘッダ２７から負圧正圧切換弁２３へ至る。
【００１０】
負圧正圧切換弁２３は図２に示すように、弁ケーシング１に流体入口２と弁室３と負圧流体出口４と正圧流体出口５を設けて、弁室３内に一体に形成した正圧弁体６と負圧弁体７とで構成する。
【００１１】
流体入口２は連通路８によって弁室３と連通する。横長円筒状の弁室３内に断面略ロ字状の弁座部材９を変位しないように取り付ける。弁座部材９の左端部に円環状の負圧弁座１０を、反対の右端部には同じく円環状の正圧弁座１１を取り付ける。弁座部材９の中心部に、正圧弁体６と負圧弁体７を一体に連結する連結棒１２を、左右方向摺動自在に配置する。弁座部材９の左右壁面に複数の貫通孔１３，１４を設ける。
【００１２】
負圧弁座１０に対向して円板状の負圧弁体７を、同じく、正圧弁座１１に対向して円板状の正圧弁体６を、連結棒１２を介して一体に形成する。弁室３内の負圧流体出口４側端部にはリブ状の負圧弁体７用着座部１５，１６を設ける。着座部１５，１６はリブ状であるために、その周囲に流体の通過できる図示しないスペースを有する。
【００１３】
正圧弁体６の正圧流体出口５側に、弾性部材としての引っ張り状態のコイルバネ１７を取り付ける。図２に示す状態は、正圧流体出口５側の流体圧力によって引っ張りコイルバネ１７が更に伸長して正圧弁体６が弁座１１上に着座している状態を示す。
【００１４】
流体入口２から大気圧以下の負圧流体が弁室３内へ流入してくると、図２に示すように、正圧弁体６が正圧流体出口５側の正圧と弁室３内の負圧との圧力差に基づいて閉弁することによって、一体に連結した負圧弁体７が弁座１０から離座して開弁し、流入した負圧流体は貫通孔１３とリブ状着座部１５，１６の外周を通って負圧流体出口４から図１に示す復水回収手段２５へ流下する。
【００１５】
一方、流体入口２から大気圧以上の正圧流体が流入してくると、コイルバネ１７の引っ張り弾性力によって正圧弁体６が弁座１１から離座して開弁すると共に一体に連結された負圧弁体７が弁座１０へ着座して閉弁することにより、流入した正圧流体は貫通孔１４を通って正圧流体出口５から図１に示すスチームトラップ２４へと流下する。
【００１６】
復水回収手段２５は、復水流入口３０と流出口３２、及び、高圧操作流体導入口３３と排出口３４を有し、復水流入口３０に逆止弁３５を介して負圧流体出口４と接続し、流出口３２に同じく逆止弁３６を介して復水排出管２９を接続すると共に、高圧操作流体導入口３３に蒸気供給管２１を分岐した高圧蒸気管３７を接続する。一方、排出口３４は均圧管２８によって負圧流体出口４と連通する。
【００１７】
復水回収手段２５は、内部に配置した図示しないフロートが下方部に位置する場合に、高圧操作流体の導入口３３を閉口し、一方、排出口３４を開口して、負圧流体出口４から負圧復水を逆止弁３５と流入口３０を通して復水回収手段２５内に流下させる。そして、復水回収手段２５内に負圧復水が溜まってフロートが所定上方部に位置すると、排出口３４を閉口し、一方、高圧操作流体の導入口３３を開口して、高圧蒸気管３７から高圧圧送用蒸気を内部に流入させることにより、内部に溜まった復水を流出口３２と逆止弁３６と復水排出管２９を通して所定箇所へ圧送する。
【００１８】
復水が圧送されて復水回収手段２５内の液位が低下すると、再度、高圧操作流体の導入口３３を閉口し、排出口３４を開口することにより、流入口３０から復水を内部へ流下させる。このような作動サイクルを繰り返すことにより、復水回収手段２５は負圧流体出口４からの負圧復水を所定箇所へ圧送する。
【００１９】
スチームトラップ２４の出口側に逆止弁３１を取り付けて、復水排出管２９と接続する。なお、逆止弁３１，３５，３６は、図１に示す矢印方向への流体の通過は許容するが、反対方向への通過は許容しないものである。
【００２０】
熱交換器２０で空気を加熱する場合、蒸気供給管２１と入口ヘッダ２６から供給される所定圧力の蒸気によって、熱交換器２０を流下する空気を加熱する。加熱によって熱を奪われた蒸気は復水となり、通常の状態である大気圧以上の正圧の場合は負圧正圧切換弁２３の正圧流体出口５を通ってスチームトラップ２４から復水排出管２９へと排出される。
【００２１】
熱交換器２０の出口ヘッダ２７内の圧力が大気圧以下の負圧状態になると、復水は負圧正圧切換弁２３の負圧流体出口４から復水回収手段２５へ流下して、復水排出管２９を通って外部へ確実に排出されて、熱交換器２０の内部に残留することはない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換器の内部が大気圧以下の負圧状態になっても、負圧正圧切換弁から復水回収手段へ復水を流下させることによって、熱交換器内部の残留復水を確実に系外へ排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気加熱装置の実施例を示す構成図。
【図２】本発明の空気加熱装置に用いる負圧正圧切換弁の断面図。
【符号の説明】
１  弁ケーシング
２  流体入口
４  負圧流体出口
５  正圧流体出口
２０  熱交換器
２１  蒸気供給管
２３  負圧正圧切換弁
２４  スチームトラップ
２５  復水回収手段
２９  復水排出管
【図１】
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【図２】
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