(57)【要約】【課題】  水の直接加熱によって、スケールの発生を少なくしてボイラーの稼働効率の低下と破損を防いで、高温な蒸気を容易に得られるようにする。【解決手段】  一方に排出筒３４を他方に挿入口３２ａを穿設し取付板３５を設けた筒状の蒸気発生筒３０の適宜位置に一箇所或は数箇所の水溶液注入口３３を設け、水溶液供給装置Ｊを水溶液供給パイプ３７を介して水溶液注入口３３に設けた水溶液供給管３６に連結してなる蒸気発生手段の挿入口３２ａに、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡ（特許第２８３８２４１号）のガス放出筒７を挿入し、蒸気発生手段と逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡを連設したものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に排出筒を他方に挿入口を穿設し取付板を設けた筒状の蒸気発生筒の適宜位置に一箇所或は数箇所の水溶液注入口を設け、水溶液供給装置を水溶液供給パイプを介して水溶液注入口に設けた水溶液供給管に連結してなる蒸気発生手段の挿入口に、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）のガス放出筒を挿入し、蒸気発生手段と逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーを連設したことを特徴とする瞬間蒸気製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は水を主成分とする水溶液を、本件出願と同一人による逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）を熱源として用いて燃焼し、高温無臭の蒸気を製造することが出来る瞬間蒸気製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  科学技術の発達に伴いエネルギーの必要量が増加してきたため、それに対して石油などの液体・蒸気やガスなどの気体・原子力等広範囲なものを利用して必要量の増加に対処している。
その中で従来から比較的容易に得られるエネルギー源となっている蒸気は、大容量のエネルギー源にはなりにくいが、それなりに工場における蒸気機関・蒸気タービンなどの蒸気原動機や往復機械の駆動用の動力源から加熱用等の分野において利用されている。【０００３】  そしてその蒸気発生用としては主にボイラが利用され加熱用にはバーナを用いているものが比較的多い。
このようなボイラーを用いるには当然スケールの生成が重要な問題となりその除去に当っては、ボイラーに供給する水に含まれる不純物を水処理装置で除去しているがそれでも不十分なため薬品による水質調節処理などの水質管理を行なっている。
又、加熱用に使用するバーナの火力をより強くすることが望まれ色々なものが開発されてより質のよい蒸気（高温蒸気）を製造するようになって来ている。
【特許文献】特許第２８３８２４１号及び特許第２１１１２９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしこのように水処理装置による処理や薬品による水質管理を行なっても未だ十分とは云えず、スケールの発生によりボイラーの稼働効率を低下させるだけでなく破損を生じさせたりすると共に、バーナに於いても火力が今一歩の感があるなど蒸気製造上非常に不都合を感じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明はこのような不都合を解消し、水溶液を直接加熱することによって完全混合蒸気を効率良く発生させることが出来るようにしたものである。
一方に排出筒を他方に挿入口を穿設し取付板を設けた筒状の蒸気発生筒の適宜位置に一箇所或は数箇所の水溶液注入口を設け、水溶液供給装置を水溶液供給パイプを介して水溶液注入口に設けた水溶液供給管に連結してなる蒸気発生手段の挿入口に、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）のガス放出筒を挿入し、蒸気発生手段と逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーを連設したものである。【０００６】  作用
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）は、着火直後出口温度が１５００℃にもなり、エネルギー集束率の極めて高い高温・高エネルギーの火炎を放出し、又このバーナは理論的空気量のみで完全燃焼するため、窒素酸化物の発生もなく、高温でガス化された燃料をバーナ内部で繰り返し旋回して酸素と激しく交わり高温となるため、未燃の炭化水素や一酸化炭素等の発生がなく、この火炎に水を噴霧又は滴下して瞬間的に直接水蒸気を製造するものである。
この場合、燃焼ガスと水蒸気の割合は、水の噴霧の割合によっては６０％以上にも達する無害の高温の完全混合蒸気となる。【０００７】  このように蒸気発生筒内に供給された水溶液は、完全燃焼ガスによって加熱されて瞬時に水蒸気となり、蒸気発生筒内を内周に沿って回ったり或はガス放出筒の方向への循環を行いながら高温の完全混合蒸気となって排出筒より外部に放出する。
そして逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーよりの完全燃焼ガスによって蒸気発生筒内の旋回或は循環によって加熱効率を高め、高温の完全混合蒸気に処理するためスケールの発生を抑え蒸気発生能力を維持することが出来る。
【発明の効果】
【０００８】  上述の如く本発明は、従来行なわれている水の間接加熱に替えて水の直接加熱としたもので、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーよりの完全燃焼ガスによって水溶液は蒸気発生筒内で旋回或は循環を行いながら瞬時に加熱されるため加熱効率を高め、水溶液を即蒸発させて高温な完全混合蒸気に処理することが出来るため、水を主成分とした水溶液であっても蒸気発生が容易であると共に、スケールの発生を少なくし掃除や点検などの管理も容易に行なえ維持費が少なくて済み経済的であり、工場の動力用や加熱用あるいは他の熱源として広い範囲で利用出来る等多くの特長が有り産業利用上非常に優れた発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  一方に排出筒を他方に挿入口を穿設し取付板を設けた筒状の蒸気発生筒の適宜位置に一箇所或は数箇所の水溶液注入口を設け、水溶液供給装置を水溶液供給パイプを介して水溶液注入口に設けた水溶液供給管に連結してなる蒸気発生手段の挿入口に、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）のガス放出筒を挿入し、蒸気発生手段と逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーを連設したものである。
【実施例１】
【００１０】  以下本発明の蒸気発生筒を横形とした実施例１を図面について説明する。
始めに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー（特許第２８３８２４１号）の基本概要を説明する。
先ずは構成について説明する。
図中１は外側燃焼筒体であって、外周面の前端部にフランジ部２ａを設けた筒形の周壁胴２と、下部に設けたダクト接続孔３に後方に向けて送風ダクト４を接続した後方側壁板５（ガスの流れ方向を前方とする）及び中央部にガス放出口６を穿設し、該放出口６に連通した前方に突き出するガス放出筒７を接続した前方側壁板８とよりなる。【００１１】  ９は外側燃焼筒体１の周壁胴２より小径で筒状の周壁胴であって、周壁に複数のガス噴出孔１０を穿設すると共に、下側周壁前部に燃焼用給気孔１１を、又後部に点火用給気孔１２を穿設し、周壁胴９の前方開口側を、中心にガス吐出口１３を設けた蓋板１４により被蓋した内側燃焼筒体１５を構成し、周壁胴９の後端縁１６を外側燃焼筒体１の後方側壁板の内壁面１７の中間上部に密着接合する。  そして内側燃焼筒体１５には、周壁胴９の下側周壁前部に設けた燃焼用給気孔１１を介して内側燃焼筒体１５に連通する如く送風ダクト４より適寸法小径の給気管１８の前端周縁１９を接合し、該給気管１８の他端が送風ダクト４内に望むように取り付け、又下側周壁後部に設けた点火用給気孔１２を介して内側燃焼筒体１５に連通する如く給気管１８より適寸法小径の補助給気管２０の上端周縁２１を接合し、他端が給気管１８内に望む如く取り付ける。【００１２】  このように給気管１８及び補助給気管２０を取り付けた外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７に接合した内側燃焼筒体１５を、外側燃焼筒体１の周壁胴２の前方開口部をガス放出筒７を外方にして前方側壁板８により被蓋した周壁胴２内に後方より挿入し、内側燃焼筒体１５の蓋板１４と外側燃焼筒体１の前方側壁板８間が適間隔ｔを隔てる状態で外側燃焼筒体１の周壁胴２の後端周縁と後方側壁板５の外周縁を密着接合して外側燃焼筒体１内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡを構成する。【００１３】  更に送風ダクト４には、送風ホース２３を介して空気圧と給気量を調節可能な加圧空気供給装置Ｄを、燃料供給管２２には燃料供給パイプ２４を介して、燃料の供給量の調節可能な燃料供給装置Ｆを、又サーモスターター式点火装置Ｓ（特許第２１１１２９４号参照）の点火用燃料供給管２５には点火用燃料供給ホース２６を介して、供給圧と供給量の調整可能な点火燃料用ポンプＰに連結すると共に、端子金具２７のリード線接続用端子部２８にはリード線２９を介して電源Ｅに接続する。【００１４】  次に作用について説明する。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡは、加圧空気供給装置Ｄを稼働して、適圧かつ適量の加圧空気ａ（図中実線矢印で示す）を送風ダクト４に給気すれば、加圧空気ａは送風ダクト４と給気管１８間を通り外側燃焼筒体１内と、給気管１８及び補助給気管２０を経て燃焼用給気孔１１及び点火用給気孔１２を介して内側燃焼筒体１５内に噴流する。【００１５】  燃料供給装置Ｆより燃料供給用パイプ２４を経て、液体の燃料ｆ（図中点線矢印で示す）を内側燃焼筒体１５内に供給すると、燃料ｆは給気管１８及び補助給気管２０を通り燃焼用給気孔１１と点火用給気孔１２を経て内側燃焼筒体１５内に噴流する加圧空気ａにより乱流拡散されて霧状となり、点火用給気孔１２より流入する加圧空気ａの補給により着火を確実とし、点火装置Ｓを作動して燃料ｆに点火して燃焼させれば、燃焼ガスＧ（図中一点鎖線矢印で示す）は内側燃焼筒体１５を加熱すると共に、内部の圧力を高めながら膨張して、気化した状態で周壁胴９に設けたガス噴出孔１０及び蓋板１４に設けたガス吐出孔１３より外側燃焼筒体１内に噴出する。【００１６】  送風ダクト４より外側燃焼筒体１内に給気される加圧空気ａにより、外側燃焼筒体１内の後部が減圧部となるので、加圧空気ａは内側燃焼筒体１５の外周に沿って逆流し、内側燃焼筒体１５より外側燃焼筒体１内に噴出する不完全燃焼ガスｇと混合し、外側燃焼筒体１内を繰り返し周回して高温のガスとなり更に内側燃焼筒体１５を加熱して熱気化を促進し、周回する高温のガスの逆火熱により内側燃焼筒体１５より噴出する不完全燃焼ガスｇを高温の完全燃焼ガスＧ（図中二点鎖線矢印で示す）としてガス放出筒７より外部に噴出するものである。【００１７】  以下本発明の実施例１による蒸気発生手段について説明する。
構成について
図中Ｂは蒸気発生手段を具体化した蒸気発生装置全体を示し、３０は円筒からなり中央に排出口３１ａを穿設した側板３１と、挿入口３２ａを穿設した側板３２とにて両端を蓋し、外周二箇所に水を主成分とする水溶液の水溶液注入口３３を設けた蒸気発生筒であって、一方の側板３１中央に排出筒３４を突設し、他方の側板３２側に該蒸気発生筒３０と同じ大きさの取付穴３５ａを穿設した取付板３５を設けている。【００１８】  ３６は水溶液供給管であって、蒸気発生筒３０に設けた水溶液注入口３３に設けている。Ｊは水を主成分とする水溶液量の調節を可能とした水溶液供給装置であって、水溶液供給パイプ３７にて水溶液供給管３６に連結している。
このような構成からなる蒸気発生装置Ｂの挿入口３２ａに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡのガス放出筒７を挿設してガス放出筒７が蒸気発生筒３０内となるよう設け、取付板３５とフランジ部２ａを連結して逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡと蒸気発生装置Ｂを一体としている。【００１９】  作用について
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡを作動してガス放出筒７より噴出する完全燃焼ガスＧによって蒸気発生装置Ｂの蒸気発生筒３０が加熱されて高温になると、水溶液供給装置Ｊを作動して水溶液ｊ（図中点線矢印で示す）を水溶液供給管３６より蒸気発生筒３０内に供給する。
このように蒸気発生筒３０内に供給された水溶液ｊは、完全燃焼ガスＧによって加熱されて瞬時に水蒸気ｈ（図中一点鎖線矢印で示す）となり、蒸気発生筒３０内を内周に沿って回る。
そして蒸気発生筒３０内で加熱によって発生した水蒸気ｈは、蒸気発生筒３０内を回ると共にガス放出筒７の方向への循環を行いながら高温の完仝混合蒸気Ｈ（図中二点鎖線矢印で示す）となって排出筒３４より外部に放出し必要な次工程に送給する。
【実施例２】
【００２０】  以下本発明の蒸気発生筒を縦形とした実施例２を図面について説明する。
尚、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡ（特許第２８３８２４１号）の基本概要は実施例１と同じのため説明は省略する。
次に本実施例２の蒸気発生手段について説明する。
構成について
図中Ｃは蒸気発生手段を具体化した蒸気発生装置全体を示し、３８は円筒からなり上板３９と底板４０にて上下を蓋した蒸気発生筒であって、側板３８ａ外周下部に挿入口４１ａを設けた角筒からなる接続筒４１の一面が側板３８ａと接線になるよう突設し、接続筒４１先端外周に取付板４２を設け、側板３８ａ外周上部に排出筒４３を接続筒４１と軸芯が平行で且つ接続筒４１と同じ側で接線に近い位置となるよう突設し、上板３９と底板４０中央に水溶液注入口４４を設けている。【００２１】  ４５は水溶液供給管であって、蒸気発生筒３８に設けた水溶液注入口４４に設けている。Ｊは水を主成分とする水溶液量の調節を可能とした水溶液供給装置であって、水溶液供給パイプ４６にて水溶液供給管４５に連結している。
このような構成からなる蒸気発生装置Ｃの挿入口４１ａに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡのガス放出筒７を挿設してガス放出筒７が蒸気発生筒３８の接続筒４１内となるよう設け、取付板４２とフランジ部２ａを連結して逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーＡと蒸気発生装置Ｃを一体としている。【００２２】  作用について
本実施例の水溶液ｊの給水によって水蒸気ｈを発生させ完全混合蒸気Ｈとして水溶液供給管４５より送給する内容は実施例１と同じのため説明は省略する。
但し、水蒸気ｈを発生させ完全混合蒸気Ｈとなるまでは、水蒸気ｈは蒸気発生筒３８内を旋回しながら上昇して行く点が実施例１と異なる。
尚、実施例１及び実施例２によれば、高温の完全混合蒸気（約５００℃以上）を製造することが出来るが、実施例１では約８００℃以上の完全混合蒸気の製造が可能であり蒸気製造がどちらかと云えば小容量向きであり、実施例２は約５００℃以上の完全混合蒸気の製造が可能であり蒸気製造がどちらかと云えば大容量向きである。
又、実施例１及び実施例２共に、水の加熱が従来のボイラーのように間接加熱と違って水を直接加熱にて蒸化するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の縦断面図
【図２】実施例１の一部を破断した左側面図
【図３】実施例２の概略縦断面図
【図４】実施例２の一部を破断した平面図
【符号の説明】
【００２４】  Ａ    逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
Ｂ    蒸気発生装置
Ｃ    蒸気発生装置
Ｈ    完全混合蒸気
Ｊ    水溶液供給装置
７    ガス放出筒
３０    蒸気発生筒
３１    側板
３１ａ  排出口
３２    側板
３２ａ  挿入口
３３    水溶液注入口
３４    排出筒
３５    取付板
３５ａ  取付穴
３６    水溶液供給管
３７    水溶液供給パイプ
３８    蒸気発生筒
３８ａ  側板
３９    上板
４０    底板
４１    接続筒
４１ａ  挿入口
４２    取付板
４３    排出筒
４４    水溶液注入口
４５    水溶液供給管
４６    水溶液供給パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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