JP2731360B2 - 真空式ボイラの消音構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、給湯・暖房用等に用
いる真空式ボイラの消音構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内部圧を大気圧以下とした缶体に
熱媒用水を封入して減圧蒸気室と熱媒水貯留室を形成す
ると共に、同熱媒用水を加熱するバーナ装置を熱媒水貯
留室に設けた燃焼室に連設し、さらに、熱を取り出すた
めの熱交換器を減圧蒸気室内に配設して、缶体内に発生
する蒸気により被加熱流体を加熱するように構成した真
空式ボイラがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した真
空式ボイラは、熱媒用水を加熱装置により通常の運転温
度に焚き上げるときに生じる沸騰状態や、あるいは、熱
負荷が高くなって熱交換器周りの真空度が低くなった
り、缶体温度が下がったりした低温運転の場合の急激な
局所的な沸騰状態において、熱媒用水内に蒸気泡が発生
し、一部は成長しながら熱媒用水面へ浮上して破裂し、
また、一部は局所的に低温部に熱を奪われて凝縮する。
この際に発生するウォーターハンマーの衝撃波や飛散す
る熱媒用水が缶体の壁面を激しく叩き、真空式ボイラ特
有の大きな音を発生していた。

【０００４】すなわち、真空式ボイラにおいて、バーナ
装置を起動させて熱交換器へ通水を開始すると、減圧蒸
気室では蒸気が冷却されて凝縮し、凝縮水となって熱媒
用水に戻る。

【０００５】一方、熱媒用水側では、燃焼室表面より蒸
気泡が発生し、同蒸気泡はその浮力により水面へ向かっ
て上昇する。

【０００６】上昇する蒸気泡の圧力は、上昇するにした
がって減圧蒸気室圧力に近づき（圧力が低下する）、そ
の容積は急激な膨張を伴うことになる。

【０００７】この膨張した蒸気泡の一部は熱媒水面に達
し、急激に破裂する。

【０００８】また、一部は熱媒水中において、減圧蒸気
室からの凝縮水により低温となった低温部に熱を奪われ
て瞬時に凝縮する。

【０００９】かかる蒸気泡の急激な膨張、凝縮が熱媒水
貯留室内の至るところで発生するに伴い、熱媒用水には
激しい揺動が引き起こされ、缶体からは壁面を叩くよう
な音が発生する。

【００１０】さらに、上述したように、膨張した蒸気泡
が熱媒用水面へ浮上して破裂することによって、衝撃波
や飛散する熱媒水が缶体の壁面を激しく叩き、より大き
な騒音を発していた。

【００１１】上記した理由により、真空式ボイラを使用
する場合には、その周辺に対して騒音の配慮をする必要
があり、ボイラ焚き上げ開始時間の制限を設けたり、ま
た、低温での運転を行わないように制御する等の措置が
必要となって、ボイラ運転の制約が大きくなっていた。

【００１２】本発明は、上記課題を解決することのでき
る真空式ボイラの消音構造を提供することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、内部圧を大
気圧以下とした缶体に熱媒用液体を封入すると共に、同
熱媒用液体を加熱する加熱手段を配設し、さらに、熱を
取り出すための熱交換器を配設して、缶体内に発生する
蒸気により被加熱流体を加熱するように構成した真空式
ボイラにおいて、上記缶体内の熱媒用液体中に、気泡流
通開口及び凝縮水流入開口を有する邪魔板を設け、熱媒
用液体の沸騰により生じる蒸気泡の流れと、熱交換器に
より熱を奪われた蒸気の凝縮水の流れとを制御して消音
することを特徴とする真空式ボイラの消音構造に係るも
のである。

【００１４】また、本発明は、上記邪魔板を断面視略Ｖ
字状に形成すると共に、熱媒用液体の液面近傍に設け、
気泡流通開口を邪魔板の端部に、凝縮水流入開口を中央
部に設けたこと、及び、上記缶体の少なくとも天井部を
湾曲状に形成したことにも特徴を有する。

【００１５】

【実施例】この発明の実施例を図面に基づき以下に説明
する。

【００１６】図１は本発明に係る消音構造を具備する真
空式ボイラの正面視による説明図、図２は同側面視によ
る説明図である。

【００１７】本発明に係る真空式ボイラＡは、図１及び
図２に示すように、内部圧を大気圧以下とした缶体１に
熱媒用液体としての熱媒水10を封入すると共に、同熱媒
水10を加熱する加熱手段２を配設し、さらに、熱を取り
出すための熱交換器３を配設している。

【００１８】缶体１は、天井部1aと底部1bとを湾曲させ
た横置き型に形成しており、内部に熱媒水貯留室11と減
圧蒸気室12とを設けている。図１中、1e,1f は缶体１の
前後壁、図２中、1c,1d は缶体１の左右側壁である。

【００１９】上記加熱手段２は、熱媒水貯留室11内に燃
焼室21を設け、同燃焼室21に、前壁1eに取付けたファン
バーナ22を連設し、燃焼室21内で燃料となる重油やガス
等を燃焼させて熱媒水10を加熱可能としている。

【００２０】また、熱交換器３は減圧蒸気室12内に配設
した吸熱パイプ31よりなり、同パイプ31内に被加熱水を
通水可能とすると共に、同パイプ31を負荷４と連通させ
ている。

【００２１】そして、図示しないポンプにより、熱交換
器３と負荷４との間で被加熱水を循環させながら、同被
加熱水を、缶体１内に発生する加熱された上記熱媒水10
の蒸気により加熱するように構成している。

【００２２】すなわち、加熱手段２により熱媒水10が加
熱されると熱媒水10が沸騰し、加熱手段２の表面近くで
多数の蒸気泡６が発生し、やがて成長して上昇し、減圧
蒸気室12内に蒸気が充満して、かかる蒸気により熱交換
器３の吸熱パイプ31内の被加熱水を加熱する。そして、
熱交換された蒸気は凝縮水となり熱媒水10に戻る。

【００２３】上記構成の真空式ボイラＡにおいて、本発
明の要旨となるのは、上記缶体１内の熱媒用液体である
熱媒水10中に、気泡流通開口51及び凝縮水流入開口52を
有する邪魔板５を設け、熱媒水の沸騰により生じる蒸気
泡６の流れと、熱交換器３により熱を奪われた蒸気の凝
縮水6aの流れとを制御して消音するように構成したこと
にある。

【００２４】本実施例における邪魔板５は、図２に示す
ように、左右側板5a,5b を連設して構成し、連設個所と
なる中央部を下方へ凹ませて、断面視で略Ｖ字状に形成
している。

【００２５】しかも、同邪魔板５は、熱媒水10の中で、
熱媒水貯留室11を上下に区画するように取付けており、
かつ、液面10a の近傍に位置するように設けている。

【００２６】また、上記気泡流通開口51は、缶体１の左
右側壁1c,1d 側をなす邪魔板５の両端部、すなわち、左
右側板5a,5b の、缶体１内面への取付基部側に設け、上
記凝縮水流入開口52は断面視略Ｖ字状とした邪魔板５の
中央部に設けている。

【００２７】邪魔板５を上記構成としたことにより、熱
媒水10中で発生し、上昇する蒸気泡６は邪魔板５により
垂直方向への上昇が抑制される。また、左右側板5a,5b
がガイドの機能を果たして、蒸気泡６を左右側板5a,5b
の端部に設けた両気泡流通開口51,51 に円滑に導くこと
になり、蒸気泡６は気泡流通開口51,51 からのみ上昇し
て減圧蒸気室12へ入る。

【００２８】気泡流通開口51,51 を通過した蒸気泡６
は、液面10a に達し急激に破裂し、それに伴い熱媒用水
10が減圧蒸気室12内に飛散しようとするが、熱媒用水の
水面近傍に邪魔板５を設け、かつ、缶体１は天井部1aが
湾曲しているので、図２に示すように、蒸気泡６は缶体
１の端部で破裂し、しかも、熱媒用水は湾曲面に沿って
流れることになって、減圧蒸気室12の壁面を叩く力とし
ては作用しない。

【００２９】一方、熱交換器３の近傍では、減圧蒸気室
12内の蒸気が熱を奪われて凝縮し、凝縮水流入開口52を
通って熱媒水10中に凝縮水6aとなって還る。

【００３０】凝縮水6aは熱媒水10よりも低温なので、熱
媒水10中において凝縮水6aの周りは低温部となり、かか
る局所的な低温部に接した蒸気泡６は急激に収縮しよう
とするが、気泡流通開口51,51 及び凝縮水流入開口52を
形成した断面視略Ｖ字状の邪魔板５を設けていることに
より、蒸気泡６は缶体１の両端部に導かれると共に、凝
縮水6aは熱媒水10中へ中央のみから流入してくる。

【００３１】したがって、蒸気泡６の上昇と凝縮水6aの
還流の方向が制御されて流れが円滑になり、成長過程の
蒸気泡６の急激な凝縮作用が熱媒水10の中のいたるとこ
ろで発生することがなく、熱媒水10中における局所的な
蒸気泡６の凝縮に伴ウォーターハンマー現象が緩和さ
れ、結果的に缶体１の壁面を叩く音が可及的に小さくな
り消音されることになる。

【００３２】このように、本発明に係る消音構造は低コ
ストの簡単な構造でありながら、蒸気泡６から凝縮水6a
となり還流する熱媒水10の循環を確実に制御でき、熱媒
水10中の局所的な蒸気泡６の凝縮を緩和することによっ
て、真空式ボイラの独特な蒸気発生に伴う騒音の大幅な
減少を図ることができる。

【００３３】

【発明の効果】缶体内の熱媒用液体中に、気泡流通開口
及び凝縮水流入開口を有する邪魔板を設け、熱媒用液体
の沸騰により生じる蒸気泡の流れと、熱交換器により熱
を奪われた蒸気の凝縮水の流れとを制御して消音するよ
うにしたので、真空式ボイラ特有の大きな騒音を防止で
き、ボイラ焚き上げ開始時間の制限を設けたり、また、
急激な負荷変動を与えないように制御する等の措置が不
要となり、ボイラ運転の制約を受けることがなく運転効
率を向上させることができる。しかも、構造が簡単であ
り低コストで騒音防止を実現できる。

【００３４】また、邪魔板を断面視略Ｖ字状に形成する
と共に、熱媒用液体の液面近傍に設け、気泡流通開口を
邪魔板の端部に、凝縮水流入開口を中央部に設けかこと
により、蒸気泡の上昇と凝縮水の還流の方向が制御され
て流れが円滑になり、成長過程の蒸気泡の急激な凝縮作
用が熱媒水の中のいたるところで発生することがなく、
熱媒水中における局所的な蒸気泡の凝縮に伴ウォーター
ハンマー現象が緩和されて缶体の壁面を叩く音が可及的
に小さくなり消音される。

【００３５】さらに、缶体の少なくとも天井部を湾曲状
に形成したことにより、気泡流通開口を通過した蒸気泡
が破裂し、それに伴い、熱媒用水が飛散する場合も、熱
媒用水は湾曲面に沿って流れ、缶体の壁面を叩く力とし
ては作用せず、騒音を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空式ボイラの正面視による説明
図である。

【図２】同側面視による説明図である。

【符号の説明】

Ａ 真空式ボイラ １ 缶体 1a 天井部 ２ 加熱手段 ３ 熱交換器 ５ 邪魔板 51 気泡流通開口 52 凝縮水流入開口

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部圧を大気圧以下とした缶体(1) に熱
   媒用液体を封入すると共に、同熱媒用液体を加熱する加
   熱手段(2) を配設し、さらに、熱を取り出すための熱交
   換器(3) を配設して、缶体(1) 内に発生する蒸気により
   被加熱流体を加熱するように構成した真空式ボイラにお
   いて、 上記缶体(1) 内の熱媒用液体中に、気泡流通開口(51)及
   び凝縮水流入開口(52)を有する邪魔板(5) を設け、熱媒
   用液体の沸騰により生じる蒸気泡の流れと、熱交換器
   (3) により熱を奪われた蒸気の凝縮水の流れとを制御し
   て消音することを特徴とする真空式ボイラの消音構造。
2. 【請求項２】 上記邪魔板(5) を断面視略Ｖ字状に形成
   すると共に、熱媒用液体の液面近傍に設け、気泡流通開
   口(51)を邪魔板(5) の端部に、凝縮水流入開口(52)を中
   央部に設けたことを特徴とする請求項１記載の真空式ボ
   イラの消音構造。
3. 【請求項３】 上記缶体(1) の少なくとも天井部(1a)を
   湾曲状に形成したことを特徴とする請求項１または２に
   記載の真空式ボイラの消音構造。