(57)【要約】【課題】常に良質の蒸気、即ち乾き度の高い蒸気を得ることができる気水分離器を提供すること。【解決手段】蒸気入口１１、蒸気出口１２、ドレン水出口１３を有する筒状の容器１４と、該容器１４内の頂部から下方に配置し該容器１４内を下降流路１５とドレン室１６と上昇流路１７に区分する所定長さのバッフル板１８を具備し、ボイラ缶体内から蒸気入口１１を通して流入する蒸気をバッフル板１８に衝突させて、下降流路１５、ドレン室１６、上昇流路１７を通して蒸気出口１２から排出すると共に、ドレン水２４をドレン水出口１３をボイラ缶体内に戻すように構成した気水分離器において、容器１４内頂部に蒸気出口１２の径以下の径で所定長さの短管２５を該蒸気出口１２に連通させ、且つ下方に向けて設けた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気入口、蒸気出口、ドレン水出口を有する筒状の容器と、該容器内の頂部から下方に配置し該容器内を下降流路とドレン室と上昇流路に区分する所定長さのバッフル板を具備し、ボイラ缶体内から前記蒸気入口を通して流入する蒸気を前記バッフル板に衝突させて、前記下降流路、ドレン室、上昇流路を通して前記蒸気出口から排出すると共に、ドレン水を前記ドレン水出口を通して前記ボイラ缶体内に戻すように構成した気水分離器において、
前記容器内頂部に前記蒸気出口の径以下の径で所定長さの短管を該蒸気出口に連通させ、且つ下方に向けて設けたことを特徴とする気水分離器。
【請求項２】
請求項１に記載の気水分離器において、
前記短管の長さを前記バッフル板の長さの１／５以上１／２以下としたことを特徴とする気水分離器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は貫流ボイラ等のボイラで発生する湿り飽和蒸気から飽和水を除去し、良質の蒸気を得る気水分離器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の気水分離器は、ボイラ本体で発生して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に供給するもので、ボイラ缶体からの湿り飽和水蒸気をバッフル板等に衝突させるバッフル方式と、遠心力を利用する遠心力方式のものがある。図１は従来のバッフル方式の気水分離器の構成例を示す図で、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は平面図である。
【０００３】
図１に示すように、気水分離器１００は上部に蒸気入口１０１、頂部に蒸気出口１０２、底部にドレン水出口１０３を有する筒状の容器１０４を具備し、該容器１０４内に頂部から下方に所定長さのバッフル板１０８を配置し、該バッフル板１０８により、容器１０４内を下降流路１０５とドレン室１０６と上昇流路１０７に区分している。また、蒸気入口１０１には蒸気導入管１０９が、蒸気出口１０２には蒸気送出管１１０が、ドレン水出口１０３には降水管１１１がそれぞれ接続されている。また、蒸気送出管１１０には蒸気バルブ１１２が設けられている。
【０００４】
上記構成の気水分離器１００は図示しない貫流ボイラのボイラ本体の側方に容器１０４を該ボイラ本体の高さ方向を伸ばして配置している。ボイラ本体からの湿り飽和蒸気１１３は蒸気導入管１０９を通って蒸気入口１０１から流入する。この湿り飽和蒸気１１３はバッフル板１０８に衝突し、下降流路１０５、ドレン室１０６、上昇流路１０７を通って、矢印Ａ、Ｂ、Ｃのように流れ、蒸気出口１０２から流出すると共に、ドレン水１１４はドレン水出口１０３を通って貫流ボイラのボイラ本体に戻る。
【０００５】
上記構成の気水分離器１００において、湿り飽和蒸気１１３がバッフル板１０８に衝突した後、下降流路１０５、ドレン室１０６、上昇流路１０７を通って、矢印Ａ、Ｂ、Ｃのように流れ、下降流から上昇流、即ち矢印Ａから矢印Ｂに反転する際に気水分離が行われ飽和水が除去された良質な蒸気が蒸気バルブ１１２を経由して蒸気送出管１１０を通って送られるようになっている。
【０００６】
上記気水分離器１００において、バッフル板１０８の裏面（上昇流路１０７側面）及び容器１０４の内側表面に付着したドレン水１１４がドレン室１０６内のドレン水１１４の水位Ｌ１が上昇してくると分離されないまま内側表面を伝わってその一部が矢印Ｃに示すように上昇する蒸気流に巻き込まれ蒸気バルブ１１２を経由して外部に供給されるので蒸気の質、乾き度が低下するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１０３４０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、常に良質の蒸気、即ち乾き度の高い蒸気を得ることができる気水分離器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、蒸気入口、蒸気出口、ドレン水出口を有する筒状の容器と、該容器内の頂部から下方に配置し該容器内を下降流路とドレン室と上昇流路に区分する所定長さのバッフル板を具備し、ボイラ缶体内から蒸気入口を通して流入する蒸気をバッフル板に衝突させて、下降流路、ドレン室、上昇流路を通して蒸気出口から排出すると共に、ドレン水をドレン水出口を通してボイラ缶体内に戻すように構成した気水分離器において、容器内頂部に蒸気出口の径以下の径で所定長さの短管を該蒸気出口に連通させ、且つ下方に向けて設けたことを特徴とする。
【００１０】
上記のように容器内頂部に蒸気出口の径以下の径で所定長さの短管を該蒸気出口に連通させ、且つ下方に向けて設けたので、蒸気入口を通して流入する蒸気がバッフル板に衝突し、下降流路を通って下降し、ドレン室を通って反転して上昇流路を通って上昇する際、バッフル板及び容器内側表面に付着したドレン水を巻き込んで蒸気出口から流出することがなく、ドレン室のドレン水の水位が上昇しても良質の蒸気を得ることができる。
【００１１】
このことから、後に詳述するようにボイラ本体の缶内水位が従来と同等であれば、良質の蒸気の供給が可能となる。また、蒸気の乾き度が従来と同等でよければ、ボイラ缶体内水位を高くできるので、保有水量が増加し負荷耐力性が改善される。また、ボイラ本体の缶内水位が同等の水位であれば、高い濃度の缶水をブローできるのでブロー率が低減できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気水分離器において、短管の長さをバッフル板の長さの１／５以上１／２以下としたことを特徴とする。
【００１３】
上記のように短管の長さをバッフル板の長さの１／５以上１／２以下とすることにより、蒸気入口を通して流入する蒸気がバッフル板に衝突し、下降流から反転して上昇流となった際、バッフル板及び容器内側表面に付着したドレン水を巻き込んで蒸気出口から流出することが極めて少なくなり、良質の蒸気、即ち乾き度の高い蒸気を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る気水分離器の構成例を示す縦断面図である。図２に示すように、気水分離器１０は上部に蒸気入口１１、頂部に蒸気出口１２、底部にドレン水出口１３を有する筒状の容器１４と、該容器１４内に頂部から下方に所定長さのバッフル板１８が配置され、該バッフル板１８により、容器１４内が下降流路１５とドレン室１６と上昇流路１７に区分している。また、蒸気入口１１には蒸気導入管１９が、蒸気出口１２には蒸気送出管２０が、ドレン水出口１３には降水管２１がそれぞれ接続され、蒸気送出管２０には蒸気バルブ２２が設けられている点は図１の気水分離器と同じである。
【００１５】
気水分離器１０は、容器１４の上部内側の蒸気出口１２の外周部に、該蒸気出口１２の径Φ＝ｄ以下の内径で所定長さｌの短管２５を該蒸気出口１２に連通させ、且つ下方に向けて設けている。後述するボイラ缶体からの湿り飽和蒸気２３は蒸気導入管１９を通って蒸気入口１１から流入する。この湿り飽和蒸気２３はバッフル板１８に衝突し、下降流路１５、ドレン室１６、上昇流路１７を通って、矢印Ａ、Ｂ、Ｃのように流れ、短管２５、蒸気出口１２及び蒸気バルブ２２を経由して流出する。ここで短管２５を設けたことにより、矢印Ｂに示すように反転し、矢印Ｃに示すように上昇する蒸気流にバッフル板１８の裏面や容器１４の内側表面に付着するドレン水２４が巻き込まれて蒸気出口１２から流出することなく、良質な蒸気、即ち乾き度の高い蒸気が蒸気バルブ２２を経由して蒸気送出管２０を通って送られる。
【００１６】
図３は上記構成の気水分離器を設けた貫流ボイラの構成例を示す縦断面図である。貫流ボイラ３０は中央に燃焼室３５を配置し、該燃焼室３５の外周に多数の水管３６からなる水管壁を二重に配列し、更に該多数の水管３６の上下端を上下の管寄せ３２、３３に接続してボイラ本体３１を構成している。燃焼室３５の上部にはバーナ３７が配置され、該バーナ３７にはバルブ３８を介して燃料３９が供給されるようになっている。また、下部管寄せ３３にはポンプ４０により逆止弁４１を通して水４２が供給されるようになっている。
【００１７】
４３は水位制御筒で、該水位制御筒４３は連絡管４４、４４を介して上下の管寄せ３２、３３に接続され、水位制御筒４３の水位Ｌ２により上下管寄せ３２、３３及び多数の水管３６からなるボイラ缶体の水位を検知するようになっている。気水分離器１０はボイラ本体３１の側方に高さＨ方向に伸ばして配置され、その蒸気入口１１に接続された蒸気導入管１９は上部管寄せ３２に接続され、該上部管寄せ３２から蒸気を気水分離器１０内に導くようになっている。ドレン水出口１３に接続された降水管２１が下部管寄せ３３に接続され、気水分離器１０内のドレン水２４は下部管寄せ３３に戻されるようになっている。
【００１８】
上記構成の貫流ボイラ３０において、上部管寄せ３２からの湿り飽和蒸気２３は、蒸気導入管１９を通って気水分離器１０の容器１４内に流入する。この湿り飽和蒸気２３は、上記のようにバッフル板１８に衝突し、下降流路１５、ドレン室１６、上昇流路１７（図２参照）を通って、矢印Ａ、Ｂ、Ｃのように流れ、短管２５、蒸気出口１２及び蒸気バルブ２２を経由して流出する。気水分離器１０の容器１４内に上記のように、蒸気出口１２に連通する短管２５を設けたことにより、上述のように上昇する蒸気流によるバッフル板１８の裏面や容器１４の内側表面に付着するドレン水２４が巻き込まれることなく、良質な蒸気が蒸気バルブ２２を経由して蒸気送出管２０を通って送られる。また、気水分離器１０のドレン室１６内のドレン水２４は降水管２１を通って下部管寄せ３３に戻される。
【００１９】
上記例では短管２５を気水分離器１０の容器１４上部内側の蒸気出口１２の外周部に溶接で取り付けた例を示したが、これに限定されるものではなく、蒸気バルブ２２が図４に示すようにフランジ型であれば蒸気出口１２に挿入されるフランジ付短管２５’としても効果は同等である。
【００２０】
また、図５及び図６に示すように発生蒸気量以上の過負荷を防止するため、蒸気出口１２の内径を短管２５内径より小径にすることにより、過負荷防止の効果も併せて期待できる。
【００２１】
図７は気水分離器１０の容器１４内に短管２５を設けた場合と、設けない場合の蒸気・缶水電導度μＳ／ｃｍの実測値を示す図である。図示するように蒸気電導度３０μＳ／ｃｍの時の缶水電導度は、短管なしの場合は３５００μＳ／ｃｍであるのに対し、短管ありの場合は４２００μＳ／ｃｍとなり、短管を設けることにより、缶水電導度を約７００μＳ／ｃｍ改善することが可能となる。なお、ここでの蒸気圧力は０．５９ＭＰａである。この結果、気水分離器１０に短管２５を設けることにより、下記のような作用効果が期待できる。
【００２２】
▲１▼ボイラ缶体内の水位Ｌが従来の水位と同等であれば、良質の蒸気の供給が可能となる。
▲２▼蒸気の乾き度が従来と同等で良ければ水位Ｌを高くできるので、保有水量が増加し負荷耐力性が改善される。
▲３▼ボイラ缶体の水位Ｌが従来と同等であれば高い濃度の缶水をブローできるので、ブロー率を低減できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、容器内頂部に蒸気出口の径以下の径で所定長さの短管を該蒸気出口に連通させ、且つ下方に向けて設けたので、蒸気入口を通して流入する蒸気がバッフル板に衝突し、下降流路を通って下降し、ドレン室を通って反転して上昇流路を通って上昇する際、バッフル板及び容器内側表面に付着したドレン水を巻き込んで蒸気出口から流出することがなく、ドレン室のドレン水の水位が上昇しても良質の蒸気を得ることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、短管の長さをバッフル板の長さの１／５以上１／２以下とすることにより、蒸気入口を通して流入する蒸気がバッフル板に衝突し、下降流から反転して上昇流となった際、バッフル板及び容器内側表面に付着したドレン水を巻き込んで蒸気出口から流出することが極めて少なくなり、良質の蒸気、即ち乾き度の高い蒸気を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の気水分離器の構成例を示す図で、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明に係る気水分離器の構成例を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る気水分離器を設けた貫流ボイラの構成例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る気水分離器の構成例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る気水分離器の構成例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る気水分離器の構成例を示す縦断面図である。
【図７】気水分離器に短管を設けた場合と、設けない場合の蒸気・缶水電導度の実測値を示す図である。
【符号の説明】
１０            気水分離器
１１            蒸気入口
１２            蒸気出口
１３            ドレン水出口
１４            容器
１５            下降流路
１６            ドレン室
１７            上昇流路
１８            バッフル板
１９            蒸気導入管
２０            蒸気送出管
２１            降水管
２２            蒸気バルブ
２３            湿り飽和蒸気
２４            ドレン水
２５            短管
２５’          短管
３０            貫流ボイラ
３１            ボイラ本体
３２            上部管寄せ
３３            下部管寄せ
３５            燃焼室
３６            水管
３７            バーナ
３８            バルブ
３９            燃料
４０            ポンプ
４１            逆止弁
４２            水
４３            水位制御筒
４４            連絡管
【図１】
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【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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