(57)【要約】【課題】製造コストの増加を抑制でき、かつ、耐久性に優れた蒸気発生装置を提供すること。【解決手段】蒸気発生装置１は、蒸発タンク２１及び水ヘッダ２２を有するタンク部２と、蒸発タンクの内部に配置されるチューブ２５と、蒸発タンク２１の内部に配置される噴霧ノズル２３と、水ヘッダ２２に貯留された水を噴霧水として噴霧ノズル２３に供給する噴霧水ラインＬ４と、チューブ２５に熱源流体を供給する熱源流体供給ラインＬ１と、熱源流体を排出する熱源流体排出ラインＬ２と、熱源流体供給ラインＬ１と熱源流体排出ラインＬ２とを接続するバイパスラインＬ８と、熱源流体供給ラインＬ１からチューブ２５側に流通する熱源流体の流量を調整する流量調整弁１５と、噴霧水の温度が高くなるに従ってチューブ２５側に流通する熱源流体の流量が増加するように流量調整弁１５を制御する起動時弁制御部８２と、を備える。【選択図】図１
2016080190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部において蒸気が生成される蒸発タンク、及び該蒸発タンクの下方に設けられ、前記蒸発タンクの内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダを有するタンク部と、
前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源流体が流通するチューブと、
前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、
前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水ラインと、
前記噴霧水ラインに設けられる噴霧水ポンプと、
前記チューブに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、
前記チューブを流通した熱源流体を排出する熱源流体排出ラインと、
前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続するバイパスラインと、
前記熱源流体供給ラインから前記チューブ側に流通する熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、
噴霧水の温度を測定する噴霧水温度測定部と、
前記噴霧水温度測定部により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、前記チューブ側に流通する熱源流体の流量が増加するように前記流量調整弁を制御する起動時弁制御部と、を備える蒸気発生装置。
【請求項２】
噴霧水の温度と前記流量調整弁の開度とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記起動時弁制御部は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度に対応して前記記憶部に記憶された前記流量調整弁の開度に基いて、前記流量調整弁を制御する請求項１に記載の蒸気発生装置。
【請求項３】
前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度が第１温度を上回った場合に前記起動時弁制御部による前記流量調整弁の制御を終了させる起動制御停止部を更に備える請求項１又は２に記載の蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気発生装置として、燃料を燃焼させて水を沸騰させ蒸気を生成するボイラが広く用いられている。一方、工場等で発生する廃熱のエネルギを有効に利用することを目的として、廃熱を熱源として蒸気を発生させる蒸気発生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で提案された蒸気発生装置によれば、約９０℃と比較的低い温度の温水を熱源として、蒸気を取り出すことができる。
【０００３】
このような、比較的低い温度の温水を熱源として蒸気を取り出すことができる蒸気発生装置として、タンクとこのタンクの内部を貫通するように配置されるチューブとを備えるシェルアンドチューブ型の熱交換器を用いた蒸気発生装置も知られている。シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いれば、工場等において発生する廃熱（例えば、約９０℃の廃温水）を熱源流体としてチューブに流通させると共に、タンクの内部において、約８０℃の温水をチューブに噴霧することによって、廃熱を利用して蒸気を発生させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いた蒸気発生装置の起動時には、冷却状態にある熱交換器に熱源流体が供給されることとなるため、熱源流体が流通するチューブは速やかに加温される一方、タンクは加温されるまでに所定の時間を必要とする。そのため、蒸気発生装置の起動時には、チューブとタンクとの温度差に起因する熱膨張量の違いによりこれらチューブとタンクとの接合部に負荷がかかってしまい、蒸気発生装置の耐久性を低下させる原因となっていた。
【０００６】
このような、起動時におけるチューブとタンクとの接合部にかかる負荷の問題を解消するために、チューブとタンクとの接合部分に伸縮継手のような伸縮性を有する部材を用いることが考えられる。しかしながら、チューブとタンクとの接合部分に伸縮性を有する部材を用いた場合には、蒸気発生装置の製造にかかる部品点数が増加し、蒸気発生装置の製造コスト及び製造工数を増加させてしまう。
【０００７】
従って、本発明は、製造コストの増加を抑制でき、かつ、耐久性に優れた蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、内部において蒸気が生成される蒸発タンク、及び該蒸発タンクの下方に設けられ、前記蒸発タンクの内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダを有するタンク部と、前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源流体が流通するチューブと、前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水ラインと、前記噴霧水ラインに設けられる噴霧水ポンプと、前記チューブに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、前記チューブを流通した熱源流体を排出する熱源流体排出ラインと、前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続するバイパスラインと、前記熱源流体供給ラインから前記チューブ側に流通する熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、噴霧水の温度を測定する噴霧水温度測定部と、前記噴霧水温度測定部により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、前記チューブ側に流通する熱源流体の流量が増加するように前記流量調整弁を制御する起動時弁制御部と、を備える蒸気発生装置に関する。
【０００９】
また、蒸気発生装置は、噴霧水の温度と前記流量調整弁の開度とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、前記起動時弁制御部は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度に対応して前記記憶部に記憶された前記流量調整弁の開度に基いて、前記流量調整弁を制御することが好ましい。
【００１０】
また、蒸気発生装置は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度が第１温度を上回った場合に前記起動時制御部による前記流量調整弁の制御を終了させる起動制御停止部を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造コストの増加を抑制でき、かつ、耐久性に優れた蒸気発生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気発生装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸気発生装置におけるタンク部（蒸発タンク）を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸気発生装置におけるタンク部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る蒸気発生装置の概略を示す図である。
本実施形態の蒸気発生装置１は、工場等において発生する廃温水等の比較的低温の熱源流体を利用して低圧の蒸気を発生させる。
【００１４】
この蒸気発生装置１は、図１〜図３に示すように、タンク部２と、タンク部２に設けられる蒸気導出部２４と、タンク部２の内部に配置されるチューブ２５及び噴霧ノズル２３と、熱源流体供給ラインとしての温水供給ラインＬ１と、熱源流体排出ラインとしての温水排出ラインＬ２と、蒸気導出ラインＬ３と、噴霧水ラインＬ４と、連続ブローラインＬ５と、濃縮ブローラインＬ６と、補給水ラインＬ７と、バイパスラインＬ８と、給水熱交換器３と、制御装置９０と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１５】
タンク部２は、複数の蒸発タンク２１と、１つの水ヘッダ２２と、水面計２７と、を備える。複数の蒸発タンク２１は、それぞれ、蒸気を発生させる。
水ヘッダ２２は、複数の蒸発タンク２１の下方に配置される。水ヘッダ２２は、蒸発タンク２１の内部で蒸気にならなかった水を貯留する。
【００１６】
水面計２７は、水ヘッダ２２の内部に貯留される水の水位を検出する。より具体的には、水面計２７は、筒状の本体２７１と、この本体２７１の内部に配置される複数の電極棒２７２と、を備える。本体２７１は、水ヘッダ２２と同じ位の高さに配置される。本体２７１の下端部は、後述の噴霧水ラインＬ４を介して水ヘッダ２２の下端部に接続される。また、本体２７１の上端部は、後述の蒸気導出ラインＬ３に接続される。これにより、水面計２７（本体２７１）の内部の水位は、水ヘッダ２２の内部の水位と等しくなる。
【００１７】
蒸気導出部２４は、複数の蒸発タンク２１それぞれの上部に設けられる。この蒸気導出部２４は、蒸発タンク２１で生成された蒸気を導出する。
チューブ２５は、蒸発タンク２１の内部に水平方向に延びて配置される。このチューブ２５の内部には、熱源流体となる温水が流通する。
【００１８】
噴霧ノズル２３は、蒸発タンク２１の内部におけるチューブ２５よりも上方に配置される。この噴霧ノズル２３は、チューブ２５に向けて水を噴霧する。
以上のタンク部２、蒸気導出部２４、噴霧ノズル２３及びチューブ２５の具体的な構成については、後述する。
【００１９】
温水供給ラインＬ１は、チューブ２５に熱源流体としての温水を供給する。温水供給ラインＬ１の上流側は、温水を供給する廃熱源に接続される。温水供給ラインＬ１の下流側は、チューブ２５の一端部（後述の第１流路２５１）に接続される。温水供給ラインＬ１には、熱源流体温度測定部としての温水温度センサ１１が配置される。本実施形態では、温水温度センサ１１は、温水供給ラインＬ１における後述の三方弁１５の上流側に配置される。温水温度センサ１１は、温水供給ラインＬ１を流通する温水の温度を測定する。
【００２０】
温水排出ラインＬ２は、チューブ２５の内部を流通し、熱源として利用された温水を外部に排出する。温水排出ラインＬ２の上流側は、チューブ２５の他端部（後述の第６流路２５６）に接続される。温水排出ラインＬ２には、チューブ２５を流通した温水の温度を測定する排温水温度センサ１２が配置される。本実施形態では、排温水温度センサ１２は、温水排出ラインＬ２における上流側（チューブ２５との接続部分近傍）に配置される。
【００２１】
蒸気導出ラインＬ３は、蒸発タンク２１の内部において発生した蒸気を導出する。蒸気導出ラインＬ３の上流側は、蒸気導出部２４に接続される。蒸気導出ラインＬ３の下流側は、エゼクタや蒸気圧縮機等（図示せず）に接続される。
【００２２】
噴霧水ラインＬ４は、水ヘッダ２２と、噴霧ノズル２３とを接続し、水ヘッダ２２に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル２３に供給する。噴霧水ラインＬ４には、噴霧水ポンプ７及び噴霧水温度測定部としての噴霧水温度センサ１３が配置されている。本実施形態では、噴霧水温度センサ１３は、噴霧水ラインＬ４における噴霧水ポンプ７の下流側かつ後述の噴霧水熱交換器４の上流側に配置される。
噴霧水ポンプ７は、水ヘッダ２２に貯留された水を噴霧ノズル２３まで汲み上げる。噴霧水温度センサ１３は、噴霧水ラインＬ４における噴霧水ポンプ７の下流側に配置され、噴霧水ラインＬ４を流通する噴霧水の温度を測定する。
【００２３】
連続ブローラインＬ５及び濃縮ブローラインＬ６は、噴霧水ラインＬ４から分岐する。連続ブローラインＬ５及び濃縮ブローラインＬ６は、水ヘッダ２２に貯留された水の一部を排水する。連続ブローラインＬ５及び濃縮ブローラインＬ６には、それぞれ開閉弁５及び開閉弁６が配置される。
【００２４】
補給水ラインＬ７は、水ヘッダ２２と、水を貯留している貯留槽等（図示せず）と、を接続する。補給水ラインＬ７は、水ヘッダ２２に補給水を供給する。この補給水ラインＬ７には、補給水ポンプ８、逆止弁９及び補給水温度センサ１４が配置される。
補給水ポンプ８は、貯留槽等から供給された水を昇圧して水ヘッダ２２の内部に供給する。逆止弁９は、補給水ラインＬ７の上流側への水の流通を遮断すると共に、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に補給水ラインＬ７による水ヘッダ２２への補給水の供給を許容する。補給水温度センサ１４は、補給水ラインＬ７における水ヘッダ２２の入口近傍に配置され、水ヘッダ２２に供給される補給水の温度を測定する。
【００２５】
バイパスラインＬ８は、温水供給ラインＬ１と温水排出ラインＬ２とを接続し、温水供給ラインＬ１を流通する温水を、チューブ２５を介さずに温水排出ラインＬ２にバイパスさせる。バイパスラインＬ８と温水供給ラインＬ１との接続部分には、流量調整弁としての三方弁１５が配置される。三方弁１５は、温水供給ラインＬ１をチューブ２５側に流通する温水の流量を調整する。即ち、三方弁１５の開度をチューブ２５側に大きく開いた場合には、温水供給ラインＬ１をチューブ２５側に流通する温水の流量が多くなる。また、三方弁１５の開度をチューブ２５側に小さく閉じた場合（バイパスラインＬ８側に大きく開いた場合）には、温水供給ラインＬ１をチューブ２５側に流通する温水の流量が少なくなる。
【００２６】
給水熱交換器３は、温水排出ラインＬ２を流通する温水と補給水ラインＬ７を流通する水との間で熱交換を行う。これにより、水ヘッダ２２に供給される水は、温水排出ラインＬ２を流通する温水により加熱される。
【００２７】
制御装置９０は、制御部８０及び記憶部７０を備え、各種センサにより検出された情報及び記憶部７０に記憶された各種情報に基いて各種弁等を制御することで蒸気発生装置１の動作を制御する。例えば、制御装置９０は、水面計２７により検出された水位に基いて、噴霧水ポンプ７及び補給水ポンプ８を制御し、蒸気発生装置１の給水制御を行う。また、制御装置９０は、蒸気発生装置１の起動時に、タンク部２を暖機する起動時制御を行う。制御装置９０による蒸気発生装置１の制御の詳細については、後述する。
【００２８】
次に、タンク部２、蒸気導出部２４、チューブ２５及び噴霧ノズル２３の構成につき、図２及び図３を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態のタンク部２を示す斜視図である。図３（ａ）は、図２の蒸発タンク２１を、奥行き方向ＬＤと垂直であって蒸発タンク２１と噴霧水ラインＬ４とが接続する部分を通過する面で切断し、蒸発タンク２１の正面方向（Ｘ方向）から観察した断面図（１つの蒸発タンク２１の断面図）である。図３（ｂ）は、蒸発タンク２１を、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの中央部分であって蒸発タンク２１の幅方向ＷＤと垂直な面で切断し、蒸発タンク２１の側面方向（Ｙ方向）から観察した断面図である。
【００２９】
本実施形態では、タンク部２は、４つの蒸発タンク２１と、１つの水ヘッダ２２と、を備える。
蒸発タンク２１は、図２及び図３に示すように、高さ方向ＨＤの長さ（高さ）Ｈ１及び幅方向ＷＤの長さ（幅）Ｗ１が奥行き方向ＬＤの長さ（奥行き）Ｄ１よりも短い直方体形状に形成される。複数の蒸発タンク２１は、幅方向ＷＤに連結される。
水ヘッダ２２は、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤの中央領域の下方に配置される。本実施形態では、水ヘッダ２２は、複数の蒸発タンク２１の幅方向ＷＤに亘って延びる円筒形状に形成される。
以上の蒸発タンク２１と水ヘッダ２２とは、複数の配管２６を介して接続される。より具体的には、複数の配管２６の上端部は、それぞれ、複数の蒸発タンク２１の下面に接続される。また、複数の配管２６の下端部は、水ヘッダ２２の周面の上部に接続される。
【００３０】
蒸気導出部２４は、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの中央領域で、かつ、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤの中央領域に設けられている。
【００３１】
チューブ２５は、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤに延びると共に、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤに複数本配置され、更に、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤにも複数本配置されている。また、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの中央部に配置されるチューブ２５の間隔Ｗ２は、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの側部に配置されるチューブ２５の間隔Ｗ３よりも狭い。即ち、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの中央部に配置されるチューブ２５の本数は、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの側部に配置されるチューブ２５の本数よりも多くなっている。
【００３２】
本実施形態では、チューブ２５は、図３に示すように、第１流路２５１、第２流路２５２、第３流路２５３、第４流路２５４、第５流路２５５及び第６流路２５６を含んで構成される。
【００３３】
第１流路２５１は、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤの下側に配置される複数のチューブ２５からなる。この第１流路２５１の上流側の端部は温水供給ラインＬ１に接続される。第１流路２５１は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の手前側から奥側に向かって（第１方向に）流通させる。
第２流路２５２は、第１流路２５１の幅方向ＷＤに隣り合って配置される。この第２流路２５２の上流側の端部は、第１流路２５１の下流側の端部に接続される。第２流路２５２は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の奥側から手前側に向かって（第１方向に対向する第２方向に）流通させる。
【００３４】
第３流路２５３は、第２流路２５２の幅方向ＷＤに隣り合って配置される。この第３流路２５３の上流側の端部は、第２流路２５２の下流側の端部に接続される。第３流路２５３は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の手前側から奥側に向かって流通させる。
第４流路２５４は、第３流路２５３の高さ方向ＨＤの上側に配置される。この第４流路２５４の上流側の端部は、第３流路２５３の下流側の端部に接続される。第４流路２５４は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の奥側から手前側に向かって流通させる。
【００３５】
第５流路２５５は、第４流路２５４の幅方向ＷＤに隣り合って配置される。この第５流路２５５の上流側の端部は、第４流路２５４の下流側の端部に接続される。第５流路２５５は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の手前側から奥側に向かって流通させる。
第６流路２５６は、第５流路２５５の幅方向ＷＤに隣り合って配置される。この第６流路２５６の上流側の端部は、第５流路２５５の下流側の端部に接続される。第６流路２５６は、蒸発タンク２１の内部において温水を蒸発タンク２１の奥側から手前側に向かって流通させる。
【００３６】
以上のチューブ２５によれば、温水供給ラインＬ１から供給された温水は、第１流路２５１を蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤの手前側から奥側に流通した後に折り返して、第２流路２５２を蒸発タンク２１の奥側から手前側に流通する。更に、温水は、第３流路２５３を手前側から奥側に、第４流路２５４を奥側から手前側に、第５流路２５５を手前側から奥側に、第６流路２５６を奥側から手前側に流通した後、温水排出ラインＬ２から排出される。
【００３７】
噴霧ノズル２３は、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤの中央領域に、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤに所定の間隔をあけて複数配置されている。本実施形態においては、噴霧ノズル２３は、蒸気導出部２４の奥側及び手前側に２つ配置されている。噴霧ノズル２３の噴霧角は広角であり１８０°に近い。
【００３８】
本実施形態の蒸気発生装置１は、次のように動作する。
まず、廃熱源から熱源となる例えば９０℃程度の温水が、温水供給ラインＬ１を通じてチューブ２５に供給される。チューブ２５に供給された温水は、第１流路２５１から第６流路２５６の順に蒸発タンク２１の内部を流通する。
一方、蒸発タンク２１の内部においては、噴霧ノズル２３からチューブ２５に向けて、噴霧水が噴霧される。また、蒸発タンク２１の内部は、負圧（例えば、−０．０４３ＭＰａＧ）に維持されている。これにより、チューブ２５を流通する温水は、噴霧水によって熱を奪われて８５℃程度まで降温し、温水排出ラインＬ２を通じて排出される。
【００３９】
また、温水が流通するチューブ２５には、噴霧ノズル２３から８０℃程度の水が噴霧されることで、表面に薄い液膜が形成される。このように、負圧に維持された状態において、チューブ２５の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ２５内を流通する温水と、噴霧ノズル２３によって噴霧される水との温度差が比較的小さい場合（例えば、約９℃）であっても効率的に蒸気を発生させることが可能になる。
【００４０】
蒸発タンク２１の内部で発生した蒸気は、蒸気導出部２４から導出され、蒸気導出ラインＬ３を通じてエゼクタや蒸気圧縮機等に供給される。
蒸発タンク２１の内部で蒸気にならなかった水は、水ヘッダ２２に貯留される。水ヘッダ２２に貯留された水は、噴霧水ラインＬ４を通じて、噴霧水ポンプ７によって噴霧ノズル２３まで汲み上げられ、再びチューブ２５に噴霧される。
【００４１】
連続ブローラインＬ５及び濃縮ブローラインＬ６は、水ヘッダ２２に貯留された水を排水する。連続ブローラインＬ５は、開閉弁５を開放することによって、常に一定量の水を排出、あるいは、一定時間ごとに一定量の水を排出する。濃縮ブローラインＬ６は、タンク部２に貯留された水の塩化物イオン等の濃度の値を監視し、その値が一定の基準を超えた場合に開閉弁６を開放し一定量の水を排出する。
【００４２】
噴霧水ラインＬ４とタンク部２との間を循環する水が少なくなった場合（水面計２７で検出される水位が所定の水位を下回った場合）には、補給水ラインＬ７から水ヘッダ２２に補給水が補給される。補給水ラインＬ７によって補給される水は、約２０℃である。補給水ラインＬ７によって補給される水は、給水熱交換器３によって、温水排出ラインＬ２を流通する温水と熱交換を行う。補給水ラインＬ７によって補給される水は、温水排出ラインＬ２を流通する温水と熱交換を行うことによって、例えば、約４０℃へ昇温される。
【００４３】
以上説明したようなシェルアンドチューブ型の蒸気発生装置は、起動時には、冷却状態にある蒸発タンク２１に温水が供給されることとなるため、温水が流通するチューブ２５は速やかに加温される一方、蒸発タンク２１は加温されるまでに所定の時間を必要とする。そのため、蒸気発生装置の起動時には、チューブ２５と蒸発タンク２１との温度差に起因する熱膨張量の違いによりこれらチューブ２５と蒸発タンク２１との接合部に負荷がかかってしまう。
【００４４】
そこで、本実施形態の蒸気発生装置１における制御装置９０（制御部８０）は、起動時におけるチューブ２５と蒸発タンク２１との接合部にかかる負荷を低減するための構成として、噴霧水ポンプ起動部８１と、起動時弁制御部８２と、起動制御停止部８３と、を備える。
【００４５】
噴霧水ポンプ起動部８１は、蒸気発生装置１の起動時に噴霧水ポンプ７を起動させる。
起動時弁制御部８２は、噴霧水ポンプ７が起動された場合に、噴霧水温度センサ１３により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、チューブ２５側に流通する温水の流量が増加するように三方弁１５を制御する。
【００４６】
本実施形態では、記憶部７０には、噴霧水の温度と三方弁１５の開度とが対応付けられて記憶されている。そして、起動時弁制御部８２は、噴霧水温度センサ１３により測定された噴霧水の温度に対応して記憶部７０に記憶された三方弁１５の開度に基いて、三方弁１５を制御する。これにより、蒸気発生装置１の起動時において、噴霧水の温度が低い場合、即ち蒸発タンク２１の温度が低い場合には、三方弁１５のチューブ２５側への開度を小さくしてチューブ２５を流通する温水の流量を少なくすることで、急激に多量の温水がチューブ２５に導入されることを防げるので、チューブ２５の温度が上昇しすぎることを抑制できる。また、噴霧水の温度が上昇するに従ってチューブ２５側に流通する温水の流量を増加させることで、蒸気発生装置１の起動時における蒸気生成を開始するまでの時間を短くできる。
【００４７】
起動制御停止部８３は、噴霧水温度センサ１３により測定された噴霧水の温度が第１温度（例えば、８０℃）を上回った場合に起動時弁制御部８２による三方弁１５の制御を終了させる。より具体的には、起動制御停止部８３は、噴霧水の温度が第１温度を上回った場合に、三方弁１５をチューブ２５側に全開として温水供給ラインＬ１を流通する温水を全量チューブ２５側に流通させる。これにより、温水供給ラインＬ１を流通する温水が全量チューブ２５側に供給されることで、蒸発タンク２１において、噴霧水がチューブ２５の内部を流通する温水により加熱されて蒸気が生成される。
【００４８】
以上説明した本実施形態の蒸気発生装置によれば、以下のような効果を奏する。
【００４９】
（１）蒸気発生装置１を蒸発タンク２１及びチューブ２５を有するいわゆるシェルアンドチューブ型に構成すると共に、この蒸気発生装置１を、チューブ２５側に流通する温水の流量を調整する三方弁１５と、噴霧水の温度が高くなるに従ってチューブ２５側に流通する温水の流量が増加するように三方弁１５を制御する起動時弁制御部８２と、を含んで構成した。これにより、蒸気発生装置１の起動時において、噴霧水の温度が低い場合、即ち蒸発タンク２１の温度が低い場合には、チューブ２５を流通する温水の流量を少なくすることで、急激に多量の温水がチューブ２５に導入されることを防げるので、チューブ２５の温度が上昇しすぎることを抑制できる。よって、蒸気発生装置１の起動時に、蒸発タンク２１とチューブ２５との温度差が大きくなりすぎることを防げるので、チューブ２５と蒸発タンク２１との接合部にかかる負荷を低減できる。その結果、蒸気発生装置１の製造コストを抑制しつつ、蒸気発生装置１の耐久性を向上させられる。また、噴霧水の温度が上昇するに従ってチューブ２５側に流通する温水の流量を増加させることで、蒸気発生装置１の起動時における蒸気生成を開始するまでの時間を短くできる。
【００５０】
（２）蒸気発生装置１を、噴霧水の温度と三方弁１５の開度とを対応付けて記憶する記憶部７０を含んで構成し、起動時弁制御部８２に、測定された噴霧水の温度に対応して記憶部７０に記憶された開度に基いて三方弁１５を制御させた。これにより、蒸気発生装置１の起動をよりスムーズに行わせられる。
【００５１】
（３）蒸気発生装置１を、起動制御停止部８３を含んで構成し、この起動制御停止部８３に、噴霧水の温度が第１温度を上回った場合に起動時弁制御部８２による三方弁１５の制御を終了させた。これにより、噴霧水の温度が十分に上昇して蒸発タンク２１が加温された状態で起動時制御を終了させられる。よって、蒸気発生装置１の起動時制御を適切なタイミングで終了させられる。
【００５２】
以上、本発明の蒸気発生装置１の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、熱源流体として温水を用いたが、これに限らない。即ち、熱源流体として、排ガスや空気等の他の流体を用いてもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、流量調整弁を三方弁１５により構成したが、これに限らない。即ち、流量調整弁を、複数の弁を組み合わせて構成してもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、噴霧水の温度を噴霧水温度センサ１３により測定したが、これに限らない。即ち、噴霧水の温度を補給水温度センサ１４により測定してもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、噴霧水温度センサ１３を、噴霧水ラインＬ４における噴霧水ポンプ７の下流側かつ噴霧水熱交換器４の上流側に配置したが、これに限らない。即ち、噴霧水温度センサ１３を、噴霧水ラインＬ４における噴霧水熱交換器４の下流側に配置してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  蒸気発生装置
２  タンク部
７  噴霧水ポンプ
１３  噴霧水温度センサ（噴霧水温度測定部）
１５  三方弁（流量調整弁）
２１  蒸発タンク
２２  水ヘッダ
２５  チューブ
２３  噴霧ノズル
８１  噴霧水ポンプ起動部
８２  起動時弁制御部
８３  起動制御停止部
Ｌ１  温水供給ライン（熱源流体供給ライン）
Ｌ２  温水排出ライン（熱源流体排出ライン）
Ｌ４  噴霧水ライン
Ｌ８  バイパスライン
【図１】
2016080190.tif 000003
【図２】
2016080190.tif 000004
【図３】
2016080190.tif 000005