スチームヘッダ

【課題】蒸気の集合や分配を行うスチームヘッダ内に凝縮水がたまり、蒸気取出管へ向かう蒸気が凝縮水を巻き込み、蒸気取出管を通して送られている蒸気の乾き度を低下させることを防止する。
【解決手段】円筒形の胴部7と胴部7の両端をふさぐ蓋部8からなる横長な円筒タンクを持ち、円筒タンク上部に蒸気導入管2と蒸気取出管3を接続した構成のスチームヘッダにおいて、円筒タンク底部であって、左右の蓋部8に近い位置にスチームヘッダ内の凝縮水を排出するドレン排出管5を接続する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は蒸気の集合や分配を行うスチームヘッダに関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数箇所で発生した蒸気を集合させる場合や、蒸気を複数箇所に分配する場合には、スチームヘッダを使用している。スチームヘッダの一般的な構造は、横長な円筒タンクと円筒タンク上部に接続した複数本の蒸気配管からなっている。図4では、最も左側の蒸気配管が蒸気導入管2、残り3本が蒸気取出管3であり、蒸気を複数箇所に分配するものである。
【0003】
ボイラからスチームヘッダへ送られる蒸気は乾き度の高い蒸気であったとしても、蒸気配管などを通っている際に蒸気が冷却されることで凝縮水が発生することがある。この場合、スチームヘッダ内に凝縮水がたまったままであると、スチームヘッダ内から蒸気取出管3へ向かう蒸気が凝縮水を巻き込み、蒸気取出管を通して送られている蒸気の乾き度を低下させることがあった。そのため、スチームヘッダの底部にドレン排出管を接続しておき、スチームヘッダの底部から凝縮水を排出するようにしている。図4ではスチームヘッダ底部の中央部にドレン排出管5を接続しており、このことでスチームヘッダ内の凝縮水は排出することができると考えられていたが、実際には凝縮水の排出がスムーズに行われないことがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、スチームヘッダ内に凝縮水がたまり、2次側の乾き度低下が発生するということを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、円筒形の胴部と胴部の両端をふさぐ蓋部からなる横長な円筒タンクを持ち、円筒タンク上部に複数本の蒸気配管を接続した構成のスチームヘッダにおいて、円筒タンク底部であって、左右の蓋部に近い位置にスチームヘッダ内の凝縮水を排出するドレン排出管を接続したことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記のスチームヘッダにおいて、スチームヘッダに接続するドレン排出管は、スチームヘッダへ蒸気を導入する蒸気導入管の真下を避けて接続することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記のスチームヘッダにおいて、左右の蓋部に近い位置に設けた二本のドレン排出管には、それぞれにスチームトラップを設けていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記のスチームヘッダにおいて、左右の蓋部に近い位置に設けた二本のドレン排出管は途中で合流させるようにしておき、蒸気導入管からの距離が遠い側に接続しているドレン排出管では、ドレン排出管の合流部よりも上流側にドレンの逆流を防止する逆流防止手段を設けていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記のスチームヘッダにおいて、蓋部からスチームヘッダ内に向けて延びている水平板を設けていることを特徴とする。
【0006】
蒸気導入管からスチームヘッダ内に入る蒸気は、高い運動エネルギーを持っているため、蒸気導入管からの蒸気はスチームヘッダ底部へ向けて直進し、底部に衝突後は蒸気取出管に向かって流れることになる。その際、蒸気はスチームヘッダの底部にたまっていた凝縮水を押し流し、スチームヘッダの端部まで凝縮水を押し込むことになっていた。そのために、スチームヘッダ内では左右の端部に凝縮水がたまり、スチームヘッダ底部の中央部に設けているドレン排出管からは凝縮水が排出されにくなっているということが分かった。スチームヘッダの左右蓋部に近い位置にドレン排出管を接続すると、蒸気が凝縮水をドレン排出管接続部へ向けて押し流すことになるため、凝縮水をスムーズに排出することができるようになる。
【0007】
また、蒸気導入管からスチームヘッダの底部へ向けて進み、スチームヘッダ底部に衝突している蒸気は、蒸気導入管の真下にある凝縮水を周囲に押し出す働きがあるため、蒸気導入管の真下にドレン排出管を設置したのでは凝縮水の抜けが悪くなる。そのため、ドレン排出管は蒸気導入管の真下を避けて設置した方が、凝縮水の排出性能を高める作用を得ることができる。
【0008】
スチームヘッダの左右両端にドレン排出管を設けておき、二本のドレン排出管のそれぞれにスチームトラップを設けてドレン排出を独立させて行うか、二本のドレン排出管を合流させた部分より下流にスチームトラップを設ける場合には、蒸気導入管からの距離が遠い側に接続しているドレン排出管では、ドレン排出管の合流部よりも上流側にドレンの逆流を防止する逆流防止手段を設けると、一方のドレン排出管から入った蒸気が他方のドレン排出管を通してスチームヘッダへ逆流することがなくなるため、ドレン排出管を通しての凝縮水の排出をスムーズに行うことができる。
【0009】
スチームヘッダ内の端部に水平板を設けておくと、蒸気流がスチームヘッダの底部に溜まっている凝縮水を巻き込んで持ち上げるということを防止でき、スチームヘッダ二次側の蒸気乾き度が低下することを防止することができる。
【発明の効果】
【0010】
スチームヘッダ内の凝縮水をスムーズに排出することができるようになり、凝縮水がスチームヘッダから蒸気取出管へ送られるということがなくなるため、スチームヘッダから送られる蒸気の乾き度を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明を実施しているスチームヘッダの断面図
【図2】他の実施例におけるスチームヘッダの断面図
【図3】逆流防止手段を設けていない場合の蒸気流説明図
【図4】従来例におけるスチームヘッダの断面図
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図1は本発明を実施しているスチームヘッダの断面図である。スチームヘッダ1は、円筒形の胴部7と胴部7の両端をふさぐ蓋部8からなる横長な円筒タンクであり、円筒タンクの上部に1本の蒸気導入管2と3本の蒸気取出管3を接続している。蒸気導入管2及び蒸気取出管3は、垂直方向に延びるものであり、蒸気は蒸気導入管2では下向きに流れ、蒸気取出管3では上向きに流れる。蒸気導入管2を通してスチームヘッダ1内に導入した蒸気は、スチームヘッダで3本の蒸気取出管3に分岐し、蒸気取出管3が接続しているそれぞれの蒸気使用箇所へ分散して送られる。
【0013】
スチームヘッダ1の底部には凝縮水を排出するドレン排出管5を2本接続する。2本のドレン排出管5は、スチームヘッダ1の円筒タンク底部であって、左右の蓋部8に近い位置にそれぞれ接続する。ドレン排出管5の接続位置は、蒸気導入管2の真下を避けておき、蒸気導入管2の真下よりもさらに蓋部8側に接続する。2本のドレン排出管5の途中にはそれぞれにスチームトラップ4を設けておき、液体のみをスチームヘッダ1から排出するようにしている。ドレン排出管5を接続している部分の上方には、蓋部8からスチームヘッダ1内へ向けて延びている水平板10を設ける。
【0014】
蒸気供給開始直後で装置が冷えている場合などでは、蒸気配管やスチームヘッダ1によって蒸気が冷やされると、凝縮水が発生する。発生した凝縮水6はスチームヘッダや蒸気配管の内面を流れ落ち、スチームヘッダ内の底部に集まる。また、蒸気導入管2を通ってスチームヘッダ内に送られた蒸気は、下向きに流れるエネルギーを持っているため、スチームヘッダ内の底部に衝突し、その後に横向きの流れとなる。このとき、蒸気はスチームヘッダ底部にたまっていた凝縮水を押し流すことになり、スチームヘッダ内の凝縮水6はスチームヘッダの左右端部に集まる。
【0015】
ドレン排出管5は、スチームヘッダ底部の左右に設けている蓋部8の近くに接続しているため、スチームヘッダの左右端部まで押し流されてきた凝縮水はドレン排出管5を通して排出することができる。これが図4に記載した従来例のように、ドレン排出管5をスチームヘッダ底部の中央部に設けていた場合、凝縮水は蒸気によってスチームヘッダの左右端部に集まっているため、凝縮水がいつまでもスチームヘッダ内にとどまるということになっていた。しかし本発明のようにドレン排出管5をスチームヘッダ底部の左右端部に設けることで、スチームヘッダ内の凝縮水はスムーズに排出することができる。また、スチームヘッダ1内の端部に水平板10を設けておくと、蒸気に押されてスチームヘッダの端部まで来た凝縮水は、水平板10で動きを止められるため、凝縮水が蒸気流に押されてそのまま蒸気取出管3へ送られるということは防止できる。凝縮水をスチームヘッダ内から速やかに排出することで、スチームヘッダでのウォーターハンマの発生を抑制することができる。
【0016】
図2は本発明の他の実施例おけるスチームヘッダの断面図である。基本的な構成は図1と同じであり、重複部分は説明を省略する。図2の場合、スチームヘッダ1に接続している2本のドレン排出管5は途中で合流させている。この場合、ドレン排出管の合流部分よりも下流側にスチームトラップ4を設置するならば、一つのスチームトラップで凝縮水の排出が行える。ただしその場合は、蒸気導入管2からの距離が遠い側に接続しているドレン排出管5では、ドレン排出管の合流部より上流の部分にドレンの逆流を防止する逆止防止手段9を設けておく。
【0017】
ドレン排出管5は蒸気導入管2の真下を避けて設置したとしても、蒸気導入管2に近い側のドレン排出管5では、蒸気導入管2から遠い側のドレン排出管よりも蒸気が入りやすくなっている。そのため、二本のドレン排出管5を途中で合流させ、合流部よりも上流側に逆流防止手段を設けていない場合、図3に記載しているように、蒸気導入管2に近い側に接続しているドレン排出管5から入った蒸気が、蒸気導入管2から遠い側に接続しているドレン排出管5を逆流してスチームヘッダ1内に戻る流れが生じることがある。このようになると凝縮水は排出されにくくなるため、蒸気の逆流を防止する必要がある。そのため、蒸気導入管2から遠い側のドレン排出管5では、ドレン排出管5の合流部よりも上流側に逆流防止手段9を設け、蒸気の逆流を防止することで凝縮水を排出しやすくしておく。
【0018】
なお、スチームヘッダ1は、蒸気導入管2と蒸気取出管3の配置をはじめから特定しておくことのできない場合もあるため、状況によっては図2とは逆に右側に蒸気導入管2を接続し、左側に蒸気取出管3を接続することもある。そのため、量産品のスチームヘッダでは、両方のドレン排出管5に逆流防止手段9を設けておくとよい。このことで、どこに蒸気導入管2を接続しても凝縮水はスムーズに排出することができる。
【符号の説明】
【0019】
1 スチームヘッダ
2 蒸気導入管
3 蒸気取出管
4 スチームトラップ
5 ドレン排出管
6 凝縮水
7 胴部
8 蓋部
9 逆流防止手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒形の胴部と胴部の両端をふさぐ蓋部からなる横長な円筒タンクを持ち、円筒タンク上部に複数本の蒸気配管を接続した構成のスチームヘッダにおいて、円筒タンク底部であって、左右の蓋部に近い位置にスチームヘッダ内の凝縮水を排出するドレン排出管を接続したことを特徴とするスチームヘッダ。
【請求項2】
請求項1に記載のスチームヘッダにおいて、スチームヘッダに接続するドレン排出管は、スチームヘッダへ蒸気を導入する蒸気導入管の真下を避けて接続することを特徴とするスチームヘッダ。
【請求項3】
請求項1又は2に記載のスチームヘッダにおいて、左右の蓋部に近い位置に設けた二本のドレン排出管には、それぞれにスチームトラップを設けていることを特徴とするスチームヘッダ。
【請求項4】
請求項1又は2に記載のスチームヘッダにおいて、左右の蓋部に近い位置に設けた二本のドレン排出管は途中で合流させるようにしておき、蒸気導入管からの距離が遠い側に接続しているドレン排出管では、ドレン排出管の合流部よりも上流側にドレンの逆流を防止する逆流防止手段を設けていることを特徴とするスチームヘッダ。
【請求項5】
請求項1から4のいずれかに記載のスチームヘッダにおいて、蓋部からスチームヘッダ内に向けて延びている水平板を設けていることを特徴とするスチームヘッダ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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