JPH0252177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、蒸気の凝縮潜熱を利用して気体又は
液体を加熱すると共に循環ポンプを使用しないで
凝縮した作動液を蒸気発生器内に環液する方式を
採用した蒸気式加熱装置における加熱用蒸気（作
動液）の循環装置に関するものである。

［従来例の構成とその問題点］ 第２図の受液容器０３と逆止弁０４を介した給
液容器０９とで構成される環液装置と貫流ボイラ
である蒸気発生器０１とを給液管０１０と均圧管
０１１とで連結した構造の装置において、蒸気発
生器０１を加熱器０５で加熱した場合、給液容器
０９の液温が沸点になつているか、又は均圧管０
１１の径が極めて大きい場合以外には給液容器０
９から蒸気発生器０１への給水は行なわれず、従
つて、蒸気も発生できないことが判つている。

このような環液装置を用いて蒸気発生器への自
力給水を行なわせる場合、給水を正常に維持する
ためには、給液容器０９の上部空間に空気などの
不凝縮ガスの封入が有効となる。すなわち始動時
に大気圧程度の空気を給液容器０９の上部空間に
封入し、蒸気発生器０１を加熱器０５で加熱する
と、発生蒸気の一部は均圧管０１１を介して給液
容器０９に流入する。流入した蒸気は封入空気を
加温し、給液容器０９の圧力を上昇させ、その結
果給液容器０９の温度を蒸気発生器０１のヘツダ
ー温度よりも低い温度で蒸気発生器０１のヘツダ
ー圧力と給液容器０９の圧力とを等しくすること
ができる。そのため蒸気発生器０１の蒸発減量分
だけ蒸気発生器０１の加熱管の水位が低下し、給
液容器０９の液面と水位差が生じ、そのヘツド差
で給水を行なわせる。

このように給液容器０９の上部空間に封入され
た空気の分圧効果で蒸気発生器への給水と蒸気の
発生が保証されるが、この装置では給液容器０９
の水位が低下し、液位検知装置０１２の下限水位
に達したら加熱器０５を停止し、給液容器０９を
冷却、減圧させ逆止弁０４を介して受液容器０３
の作動液を給液容器０９に落下還液させ、高水位
になつたら加熱器０５を再着火し、蒸気を発生さ
せる。このようなサイクルの繰り返しで封入空気
の量が不足し、作動性能が低下するため、空気を
補給する必要がある。

又、空気の補給を自動的に行なわせるために第
３図に示したような還液装置を連結した蒸気発生
器がある。

この装置の還液装置は受液容器０２内に小孔の
ある円筒状の空気吸入管０１２を給液容器０１内
にフロート弁１１を内蔵した還液管０１０の上部
に設置した構成のものである。

この還液装置では給液容器０１の液位検知装置
０１３の下限水位の検知で加熱器０４を停止し、
給液容器０１を冷却、減圧する。この結果、空気
吸入管０１２内の作動液を重力により、フロート
弁０１１を押し下げ、給液容器０１に優先的に落
下させる。このとき給液容器０１の上部空間は空
気吸入管０１２を通じて空気と連通し、給液容器
０１内に空気を吸引・封入することができる。そ
して給液容器０１内は上限水位になるまで受液容
器０２の作動液が空気吸入管０１２の小孔から落
下還液しフロート弁０１１のフロートを押し上げ
る。上限水位に達したら、加熱器０５を再着火さ
せ、蒸気発生器０３を加熱して蒸気を発生し、そ
の一部が均圧管０８を通して、給液容器０１の上
部空間に流れ込み、封入空気を加温する。その結
果、給水が行なわれることになる。このように受
液容器０２から給液容器０１への作動液の落下還
液の際に空気を自動的に吸引・封入できることに
より、蒸気発生器としての貫流ボイラへ、ポンプ
を使用しないで給水することが可能になるが、こ
の方法では、還液操作を加熱器０５を一時的に停
止し、給液容器０１を冷却、減圧して行なつてい
るため、蒸気の発生は不連続（間欠的）となり、
実用面で不利になる。

［本発明の目的］ 本発明の目的は、ポンプを使用しないで、空気
を自動的に吸引・封入することのできる還液装置
で、高圧作動する貫流ボイラへ給水を可能にする
方式において、上記の蒸気の発生が不連続になる
点を排除し、還液時も蒸気を連続して発生できる
還液装置を提案することである。

［本発明の構成とその作用］ 本発明は上記目的を達成する手段として、下記
構成を採用するものである。

加熱源を付属した蒸気発生器と蒸気発生器で発
生した蒸気を導いて気体又は液体に凝縮潜熱を与
える熱交換器と、その熱交換器内で凝縮した凝縮
液体を熱交換器内に圧送されてくる蒸気圧により
大気開放型の受液容器内に還液する還液管と、前
記受液容器とはフロート弁付の凝縮液送出管を介
して接続しており、かつ蒸気発生器とは凝縮液供
給管及び均圧管で結ばれていると共に液位検知装
置を取り付けた給液容器とからなる加熱用蒸気の
循環装置において、受液容器の上部空間と給液容
器の上部空間とを圧抜弁付の空気吸引管にて連通
すると共に、前記均圧管に均圧弁を取り付け、給
液容器に取り付けた液位検知装置において、下位
水位を検出したときに前記圧抜弁を開放し、均圧
弁を閉じ、上位水位を検出したときに圧抜弁を閉
じ、均圧弁を開放する構成として成る蒸気式加熱
装置における加熱用蒸気の循環装置。上記装置に
おいては蒸気発生器で発生した蒸気は放熱器にお
いて凝縮潜熱を周囲に与えて凝縮し、この凝縮し
た液は受液容器にためられる。蒸気発生器での蒸
気発生が継続し、給液容器内の水位が下位水位ま
で下がるとこれを液位検出装置が検出して圧抜弁
を開放し、受液容器内と給液容器内を均圧にす
る。両容器内が均圧になると受液容器内に貯えら
れた凝縮液はその重力でフロート弁を押し開き、
給液容器内に流下する。このようにして給液容器
内に凝縮液が入り、この中の水位が上つて上位水
位になると液位検知装置がこれを検出して圧抜弁
を閉じ、均圧弁を開く。同時にフロート弁は受液
容器と給液容器との間の還液管を閉塞する。この
繰り返しにより受液容器内に貯えられた凝縮液が
給液容器内に還液される。

［実施例及びその作用］ 第１図において１は給液容器、２は受液容器、
３は貫流型の蒸気発生器であり、給液容器１と蒸
気発生器３とは蒸気発生器３の方向のみに流れる
作用を持つ逆止弁１１を介在した給液管５と均圧
弁１２を介在した均圧管６とで接続されている。
７は蒸気管であり、加熱器４の熱エネルギーを受
けて蒸気発生器３で発生した蒸気を送出するもの
である。受液容器２の上部には凝縮管８と大気開
放管１５が取り付けてある。給液容器１の上部に
は、受液容器２の底部に接続されたフロート弁１
０を内蔵した還液管９が取り付けてある。受液容
器２の上部空間部と給液容器１の上部空間部は圧
抜弁１４を介在した圧抜管を兼ねる空気吸引管１
３で接続されている。又、給液容器１内には液位
検知装置１６が取り付けてある。この液位検知装
置１６は低水位検知部１６ｂで均圧弁１２を閉作
動させ、圧抜弁１４を開動作するように働き、高
水位検知部１６ａで均圧弁１２を開作動させ、圧
抜弁１４を閉動作するように働く。

次に上記実施例の動作について説明する。

先ず給液容器１の水位が液位検知装置１６の高
水位と低水位の中間にある場合、均圧弁１２は開
の状態であり、圧抜弁１４は閉の状態である。蒸
気発生器３は加熱器４の燃焼により熱エネルギー
を受け、発生した蒸気は蒸気管７より放熱器１７
に送られる。放熱器１７での放熱により生成した
凝縮液は凝縮液戻り管８を介して受液容器２に返
送される。蒸気発生器３で発生した蒸気の一部
は、この状態で均圧弁１２は開であるため、均圧
管６を介して給液容器１の上部空間に流入し、前
回の落下還液の際、吸引・封入された空気を加温
する。このときの給液容器１の上部空間の圧力は
加温された空気の分圧と流入する蒸気が呈する分
圧の和となり、その圧力は蒸気発生器３の蒸気圧
と均圧となる。この圧力により大気解放されてい
る受液容器２の圧力と給液容器１との差圧が生じ
フロート弁１０は閉止方向に押圧される。又、給
液容器１内の液体は沸点に達することなく、蒸気
発生器３の給水が保証され、給液管５を介して蒸
気発生器３に給水される。すなわち蒸気発生器３
で発生した蒸気の量だけ、蒸気発生器３の加熱管
の水位が減少し、給液容器１との間に水位差が生
じる。そのためヘツド差が生じ、給液容器１から
連続して蒸気発生器３に給水される。給液容器１
の水位は蒸気発生器３の継続運転に伴ない低下
し、液位検知装置１６により低水位を検知され、
その信号が均圧弁１２と圧抜弁１４に送られ、均
圧弁１２を閉にし、圧抜弁１４を開にする。この
とき均圧弁１２の閉により、蒸気発生器３は均圧
弁１２と逆止弁１１により給液容器１と切り離さ
れた状態となるが、蒸気発生器３の滞溜水を加熱
器４の燃焼により継続して蒸気を発生する。一方
均圧弁１２の閉により、均圧管６を介しての給液
容器１の上部空間への蒸気の流入が止まり、同時
に圧抜弁１４の開により、給液容器１の圧力は圧
抜管１３を介して受液容器２に導かれ、大気に開
放される。そのため給液容器１の圧力が受液容器
２の圧力（大気圧）と等しくなつた時点で給液容
器１内のフロート弁１０が受液容器２内の作動液
の重力により押し下げられ、受液容器２内の作動
液を還液管９を介して給液容器１内に落下還液す
る。又このとき、給液容器１内は冷却され負圧の
状態となり圧抜管を兼ねた空気吸引管１３を介し
て空気を給液容器１の上部空間部に吸引・封入す
ることができる。給液容器１の水位が高水位に達
したら液位検知装置１６により高水位が検知さ
れ、その信号が均圧弁１２と圧抜弁１４に送ら
れ、均圧弁１２は開となり、圧抜弁１４は閉とな
る。このため、蒸気発生器３で発生した蒸気の一
部は再び均圧管６を介して給液容器１の上部空間
に流入し、空気を加温して、給液容器１の圧力と
蒸気発生器３の圧力とが、給液容器１内の温度を
蒸気発生器３の蒸気温度よりも低い温度で等しい
圧力（均圧）にすることができ、フロート弁１０
を押圧し、蒸気発生器３への給水を保証する。

［本発明の効果］ 本発明は以上のように、給液容器に封入した空
気の分圧効果を利用しヘツド差による給液容器か
ら蒸気発生器への給水を行なう水頭還液と、給液
容器の作動液がなくなつた場合の、受液容器から
給液容器に重力により落下還液する重力還液を組
合せることにより、ポンプを使用することなく、
高圧の貫流ボイラである蒸気発生器に、給液容器
から給水することができ、又還液時には高圧の給
液容器に大気圧下の受液容器の作動液を落下還液
することができる、又、この還液時においても蒸
気を継続して発生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る循環装置の説明図、第
２，３図は従来例の循環装置の説明図である。 １……給液容器、２……受液容器、３……蒸気
発生器、４……加熱器、５……給液管、６……均
圧管、７……蒸気管、８……凝縮液戻り管、９…
…還液管、１０……フロート弁、１１……逆止
弁、１２……均圧弁、１３……圧抜管（空気吸引
管）、１４……圧抜弁、１５……大気開放管、１
６……液位検知装置、１７……放熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱源を付属した蒸気発生器と蒸気発生器で
   発生した蒸気を導いて気体又は液体に凝縮潜熱を
   与える熱交換器と、その熱交換器内で凝縮した凝
   縮液体を熱交換器内に圧送されてくる蒸気圧によ
   り大気開放型の受液容器内に還液する還液管と、
   前記受液容器とはフロート弁付の凝縮液送出管を
   介して接続しており、かつ蒸気発生器とは凝縮液
   供給管及び均圧管で結ばれていると共に液位検知
   装置を取り付けた給液容器とからなる加熱用蒸気
   の循環装置において、受液容器の上部空間と給液
   容器の上部空間とを圧抜弁付の空気吸引管にて連
   通すると共に、前記均圧管に均圧弁を取り付け、
   給液容器に取り付けた液位検知装置において、下
   位水位を検出したときに前記圧抜弁を開放し、均
   圧弁を閉じ、上位水位を検出したときに圧抜弁を
   閉じ、均圧弁を開放する構成として成る蒸気式加
   熱装置における加熱用蒸気の循環装置。