特許 6019990 蒸気発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6019990

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】蒸気発生装置

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/56 20060101AFI20161020BHJP

   F22D 5/00 20060101ALI20161020BHJP

   F22B 3/00 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   F22B37/56 A

   F22D5/00 A

   F22B3/00

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-207027(P2012-207027)

(22)【出願日】2012年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-62665(P2014-62665A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2015年9月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】大下 悟

(72)【発明者】

【氏名】大谷 和之

【審査官】 渡邉 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−２６７６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０３−０７１６０３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１０−０３８３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２８０５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０３０００１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５７−０１３９６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６３−６１６０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−３７１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｂ １／１８

Ｆ２２Ｂ ３／００

Ｆ２２Ｂ３７／００−３７／７８

Ｆ２２Ｄ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸発タンクと、
前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源となる温水が流通するチューブと、
前記チューブに温水を供給する温水供給ラインと、
前記チューブから温水を排出する温水排出ラインと、
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、
前記蒸発タンクの上部に設けられ、該蒸発タンクの内部で発生した蒸気を導出する蒸気導出部と、
前記蒸発タンクの下部に貯留された水を前記噴霧ノズルに供給する噴霧水供給ラインと、
前記噴霧水供給ラインに設けられる噴霧水供給ポンプと、
前記蒸発タンクの下部に貯留された水を排出するブローラインと、
前記ブローラインに設けられ、該ブローラインから排出される水の流量を調整する排水量調整バルブと、
前記蒸発タンクの下部に貯留された水の水位を検出する水位検出部と、
前記噴霧水供給ポンプ及び前記排水量調整バルブを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記噴霧水供給ポンプが駆動されて前記噴霧ノズルから水の噴霧中において、前記水位検出部により検出された水位に基づき、前記蒸発タンクの下部に貯留された水の水位が前記チューブに接触しない所定の範囲になるように、前記排水量調整バルブを制御する、蒸気発生装置。

【請求項2】

前記蒸発タンクは、幅方向の長さが奥行き方向の長さよりも短い直方体状である請求項１に記載の蒸気発生装置。

【請求項3】

前記蒸発タンクに補給水を供給する補給水ラインと、
前記補給水ラインを流通する補給水と前記温水排出ラインを流通する温水との間で熱交換を行う熱交換器と、を更に備える請求項１又は２に記載の蒸気発生装置。

【請求項4】

前記補給水ラインに設けられる逆止弁を更に備え、
前記逆止弁は、前記補給水ラインの上流側への水の流通を遮断するとともに、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に前記補給水ラインによる前記蒸発タンクへの補給水の供給を許容する請求項３に記載の蒸気発生装置。

【請求項5】

前記温水供給ラインと前記温水排出ラインとを接続するバイパスラインを更に備える請求項１〜４のいずれか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は、燃料を燃焼させて水を沸騰させるボイラが広く用いられている。一方、工場等で発生する排熱のエネルギーを効率よく回収することを可能にするために、燃料を用いずに蒸気を発生させることができるエネルギー効率の高い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に記載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から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から蒸気を取り出すことができる蒸気発生装置としては、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気水分離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気水分離器を用いれば、例えば、ガスエンジンのジャケット冷却水（約９１℃）を熱源としてチューブに流通させるとともに、タンクの内部において、約８２℃の温水をチューブに噴霧することによって、ガスエンジンによって発電機を駆動させるのと同時に蒸気を発生させることが可能となる。

【0004】

この場合、チューブ表面に薄い液膜を形成させることで、チューブ内を流通する熱源と、噴霧される水の温度との差が約９℃と比較的小さくても、蒸気を発生させることができる。なお、チューブに噴霧された水のうち蒸気とならなかった水は、タンクの下部に貯留され、タンクの下部に貯留された水は、汲み上げられて再度チューブに噴霧されるか、必要に応じてブローラインを経由して排水されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【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】

【0006】

ところで、上記のようにシェルアンドチューブ型の気水分離器を用いた蒸気発生装置においては、タンクの下部に貯留された水の水位が上昇することによってチューブが水に浸ってしまうと、表面に薄い液膜を形成することのできるチューブの表面積が減少し、蒸気発生装置の蒸気の発生効率が下がってしまうという問題があった。

【0007】

本発明は、上記の問題点を鑑みて発明されたものであり、シェルアンドチューブ型の気水分離器の下部に貯留された水の水位が上昇することによってチューブが水に浸ってしまうことを防止することにより、蒸気の発生効率の低下を防ぐことができる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、蒸発タンクと、前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源となる温水が流通するチューブと、前記チューブに温水を供給する温水供給ラインと、前記チューブから温水を排出する温水排出ラインと、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、前記蒸発タンクの上部に設けられ、該蒸発タンクの内部で発生した蒸気を導出する蒸気導出部と、前記蒸発タンクの下部に貯留された水を前記噴霧ノズルに供給する噴霧水供給ラインと、前記噴霧水供給ラインに設けられる噴霧水供給ポンプと、前記蒸発タンクの下部に貯留された水を排出するブローラインと、前記ブローラインに設けられ、該ブローラインから排出される水の流量を調整する排水量調整バルブと、前記蒸発タンクの下部に貯留された水の水位を検出する水位検出部と、前記噴霧水供給ポンプ及び前記排水量調整バルブを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記噴霧水供給ポンプが駆動されて前記噴霧ノズルから水の噴霧中において、前記水位検出部により検出された水位に基づき、前記蒸発タンクの下部に貯留された水の水位が前記チューブに接触しない所定の範囲になるように、前記排水量調整バルブを制御する、蒸気発生装置に関する。

【0009】

また、蒸発タンクは、幅方向の長さが奥行き方向の長さよりも短い直方体状であることが好ましい。

【0010】

また、本発明の蒸気発生装置は、前記蒸発タンクに補給水を供給する補給水ラインと、前記補給水ラインを流通する補給水と前記温水排出ラインを流通する温水との間で熱交換を行う熱交換器と、を更に備えることが好ましい。

【0011】

また、本発明の蒸気発生装置は、前記補給水ラインに設けられる逆止弁を更に備え、前記逆止弁は、前記補給水ラインの上流側への水の流通を遮断するとともに、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に前記補給水ラインによる前記蒸発タンクへの補給水の供給を許容することが好ましい。

【0012】

また、本発明の蒸気発生装置は、前記温水供給ラインと前記温水排出ラインとを接続するバイパスラインを更に備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、蒸発タンクの内部のチューブが、蒸発タンクの下部に貯留された水に浸ってしまうことを防止できるので、蒸気発生装置の蒸気の発生効率の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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蒸発タンクの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の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、ガスエンジンのジャケット冷却水の排熱等の比較的低温の熱源を利用して蒸気を発生させる。蒸気発生装置１で発生した蒸気は圧縮され、例えば、排熱回収ボイラに送られる。

【0016】

この蒸気発生装置１は、図１及び図２に示すように、蒸発タンク２１と、蒸発タンク２１に設けられる水位検出部２６及び蒸気導出部２４と、蒸発タンク２１の内部に配置される噴霧ノズル２３及びチューブ２５と、を備える。また、蒸気発生装置１は、蒸気又は水が流通する複数のライン、これら複数のラインを開閉させる複数のバルブ、所定のラインに配置されるポンプ、所定のラインに配置される熱交換器３、及びこれら複数の弁やポンプ等の動作を制御する制御装置９を備える。具体的には、蒸気発生装置１は、ラインとして、温水供給ラインＬ１と、温水排出ラインＬ２と、蒸気導出ラインＬ３と、噴霧水供給ラインＬ４と、ブローラインＬ５と、補給水ラインＬ６と、バイパスラインＬ７と、を備える。また、制御装置９に制御されるポンプには、噴霧水供給ポンプ６が含まれ、弁には、排水量調整バルブ５が含まれる。
なお、本明細書において、「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。

【0017】

図２（ａ）は、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と噴霧水供給ライン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の正面方向から観察した断面図である。図２（ｂ）は、蒸発タンク２１を、蒸発タンク２１の幅方向ＷＤ中央部分で、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の側面方向から観察した断面図である。

【0018】

蒸発タンク２１は、図２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よりも短い直方体状に形成される。
蒸発タンク２１は、この蒸発タンク２１に供給された水から蒸気を生成する。また、蒸発タンク２１は、蒸気とならなかった水を下部に貯留する。

【0019】

水位検出部２６は、蒸発タンク２１の下部に貯留された水の水位を検出する。
蒸気導出部２４は、蒸発タンク２１の上部における幅方向ＷＤの中央領域で、かつ、奥行き方向ＬＤの中央領域に設けられる。この蒸気導出部２４からは、蒸発タンク２１で生成された蒸気が導出される。

【0020】

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。より具体的には、チューブ２５は、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤに延びるとともに、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。

【0021】

以上のチューブ２５の内部には、熱源となる温水が流通する。より具体的には、チューブ２５のうち蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ下半分に存在するチューブ２５は、後述の温水供給ラインＬ１に接続され、チューブ２５のうち蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ上半分に存在するチューブ２５は、後述の温水排出ラインＬ２に接続される。
蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ下半分に配置されるチューブ２５と、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ上半分に配置されるチューブ２５とは、蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤ奥側において繋がっている。そして、温水供給ラインＬ１から供給された温水は、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ下半分に存在するチューブ２５を流通した後に折り返して、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ上半分に存在するチューブ２５を流通し、温水排出ラインＬ２から排出される。

【0022】

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。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。噴霧ノズル２３は、チューブ２５に向けて水を噴霧する。

【0023】

温水供給ラインＬ１は、チューブ２５に熱源となる温水を供給する。温水供給ラインＬ１の上流側は、温水を供給するガスエンジン等に接続される。温水供給ラインＬ１の下流側は、チューブ２５の一端部に接続される。

【0024】

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の他端部に接続される。

【0025】

蒸気導出ラインＬ３は、蒸気導出部２４に接続され、蒸発タンク２１において生成された蒸気を導出する。蒸気導出ラインＬ３の下流側には、エゼクタや蒸気圧縮機等（図示せず）が接続される。

【0026】

噴霧水供給ラインＬ４は、蒸発タンク２１の下部と、噴霧ノズル２３とを接続する。この噴霧水供給ラインＬ４は、蒸発タンク２１の下部に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル２３に供給する。噴霧水供給ラインＬ４には、噴霧水供給ポンプ６が設けられている。
噴霧水供給ポンプ６は、蒸発タンク２１の下部に貯留された水を噴霧ノズル２３まで汲み上げる。

【0027】

ブローラインＬ５は、蒸発タンク２１の下部に貯留された水の一部を排出する。ブローラインＬ５の上流側は、噴霧水供給ラインＬ４に接続される。ブローラインＬ５には、排水量調整バルブ５が設けられている。
排水量調整バルブ５は、ブローラインＬ５から排出される水の量を調整する。

【0028】

補給水ラインＬ６は、蒸発タンク２１の下部と、水を貯留している貯留槽等とを接続する。補給水ラインＬ６は、蒸発タンク２１に補給水を供給する。この補給水ラインＬ６には、補給水供給ポンプ７及び逆止弁８が設けられている。
補給水供給ポンプ７は、貯留槽等から供給された水を昇圧して蒸発タンク２１の内部に供給する。
逆止弁８は、補給水ラインＬ６の上流側への水の流通を遮断するとともに、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に補給水ラインＬ６による蒸発タンク２１への補給水の供給を許容する。

【0029】

バイパスラインＬ７は、温水供給ラインＬ１と温水排出ラインＬ２とを接続する。温水供給ラインＬ１からバイパスラインＬ７への分岐点には、三方弁４が配置される。三方弁４を切り替えることによって、供給される温水を蒸発タンク２１の内部のチューブ２５に流通させずにバイパスラインＬ７及び温水排出ラインＬ２を経由して排出させることができる。

【0030】

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Ｌ６を流通する水との間で熱交換を行う。

【0031】

制御装置９は、上述のポンプの駆動や弁の開閉を制御することで、蒸気発生装置１による蒸気の発生量等を制御する。制御装置９による制御の詳細については、後述する。

【0032】

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、ガスエンジン等から熱源となる約９１℃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、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ下側のチューブ２５を流通した後に、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤ上側のチューブ２５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約８４℃まで降温し、温水排出ラインＬ２を通じて排出される。

【0033】

また、温水が流通するチューブ２５には、噴霧ノズル２３から約８２℃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。

【0034】

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を通じて蒸気圧縮機等に供給される。

【0035】

蒸発タンク２１の内部で蒸気にならなかった水は、蒸発タンク２１の下部に貯留される。蒸発タンク２１の下部に貯留された水は、噴霧水供給ラインＬ４を通じて、噴霧水供給ポンプ６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。

【0036】

噴霧水供給ラインＬ４と蒸発タンク２１との間を循環する水が少なくなった場合には、補給水ラインＬ６から蒸発タンク２１に補給水が補給される。補給水ラインＬ６によって補給される水は、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Ｌ６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℃に昇温される。

【0037】

また、補給水ラインＬ６には、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に蒸発タンク２１への補給水の供給を許容する逆止弁８が設けられている。これにより、蒸気発生装置１が停止した直後の補給水の蒸発タンク２１への流入を防止できる。つまり、蒸気発生装置１の運転時には蒸発タンク２１の内部は負圧になっているため、蒸気発生装置１を停止した直後には補給水がタンク側へ流入しようとする力が働くが、逆止弁８は、順方向（蒸発タンク２１側）へ水が流れるためにもある程度の圧力が必要なので、蒸発タンク２１内が若干負圧になっている程度では補給水が蒸発タンク２１側へ流入しない。

【0038】

一方、蒸気導出ラインＬ３の下流に接続されている蒸気圧縮機等の周辺機器に何らかのトラブルが発生した際に、蒸発タンク２１内のチューブ２５に温水を流通させ続けた場合、蒸発タンク２１内の温度が低下せず、過剰な量の蒸気が発生してしまう。このような周辺機器のトラブルの際には、三方弁４を切り替えることによってバイパスラインＬ７に温水を流通させることで過剰な量の蒸気の発生を防止できる。また、蒸気発生装置１全体の電源を停止するのではなく、バイパスラインＬ７を使用することによって、蒸発タンク２１内に貯留された水の水位や水温の低下を招くことがなく、周辺機器がトラブルから復旧した際にも蒸気発生の立ち上げを早くすることができる。

【0039】

次に、本実施形態の蒸気発生装置１における蒸発タンク２１に貯留された水の水位制御の詳細について説明する。
制御装置９は、制御部９１としてのＣＰＵ及び記憶部９２としてのメモリを備えるマイクロプロセッサを含んで構成される。

【0040】

記憶部９２は、蒸気発生装置１における蒸発タンク２１の内部に貯留された水の水位制御の判断基準として設定された水位を記憶する。例えば、記憶部９２は、蒸発タンク２１に貯留される水がチューブ２５に接触しない水位の上限である上限水位、及び蒸発タンク２１に貯留されるべき最低限度の水位である下限水位を記憶する。

【0041】

制御部９１は、水位検出部２６により検出された水位に基づいて、蒸発タンク２１の水位が所定の範囲になるように排水量調整バルブ５の開度を調整する。本実施形態では、制御部９１は、蒸発タンク２１の内部に貯留された水がチューブ２５に接触しないように、蒸発タンク２１の水位を制御する。
具体的には、水位検出部２６により検出される水位が、記憶部９２に記憶された上限水位に達すると、制御部９１は、排水量調整バルブ５を所定の開度で開放させる。すると、蒸発タンク２１の内部に貯留された水は、ブローラインＬ５から排出され、蒸発タンク２１の水位は低下する。
また、蒸発タンク２１の水位が低下し、水位検出部２６により検出される水位が、記憶部９２に記憶された下限水位に達すると、制御部９１は、排水量調整バルブ５を閉止させる。これにより、ブローラインＬ５からの排水は停止され、蒸発タンク２１の水位の低下は止まる。
また、水位検出部２６により検出される水位が下限水位に達した場合には、制御部９１は、補給水供給ポンプ７を駆動させ、補給水ラインＬ６からの補給水の供給を開始させる。

【0042】

本実施形態に係る蒸気発生装置１は、以下のような効果を奏する。
（１）蒸発タンク２１下部に貯留された水の水位が上昇することによってチューブ２５が水に浸ってしまうと、表面に薄い液膜を形成することのできるチューブ２５の表面積が減少し、蒸気発生装置１の蒸気の発生効率が下がってしまう。そこで、蒸気発生装置１を、排水量調整バルブ５と、蒸発タンク２１の水位を検出する水位検出部２６と、水位検出部２６によって検出された水位に基づいて排水量調整バルブ５を制御する制御部９１とを含んで構成し、この制御部９１に、蒸発タンク２１の水位がチューブ２５に接触しない範囲の水位となるように排水量調整バルブ５を制御させた。これにより、蒸発タンク２１に貯留される水により、チューブ２５が水に浸ってしまうことを防止することができるので、蒸気発生装置１の蒸気の発生効率が下がってしまうことがない。
また、蒸発タンク２１下部に貯留された水の水位を制御することが可能であるので、蒸発タンク２１の下部のスペースを小さくことができ、それによって、蒸発タンク２１の高さを低く抑えることもできる。蒸発タンク２１の高さを低くすることによって、蒸発タンク２１下部に貯留された水を噴霧ノズル２３まで汲み上げるためのエネルギーを抑えることができ、噴霧水供給ポンプ６による消費電力を節約することができる。

【0043】

（２）蒸発タンク２１の奥行き方向ＬＤの長さＤ１を、蒸発タンク２１の高さ方向ＨＤの長さＨ１よりも長く構成した。これにより、蒸発タンク２１の高さＨ１を低くした場合であっても、チューブ２５の長さを長くできるので、蒸気の発生量が下がらないようにすることができる。よって、蒸気発生装置１の蒸気の発生効率を向上させることができる。

【0044】

（３）温水排出ラインＬ２を流通する温水と補給水ラインＬ６を流通する補給水との間で熱交換を行う熱交換器３を備えることによって、蒸発タンク２１に補給される補給水の温度をあらかじめ上げておくことができ、蒸気発生装置１の蒸気の発生効率を高くすることが可能である。

【0045】

（４）蒸気発生装置１の運転時には蒸発タンク２１の内部は負圧になっているため、蒸気発生装置１を停止した直後には補給水が蒸発タンク２１側に流入しようとする力が働く。そこで、補給水ラインＬ６に、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に蒸発タンク２１への補給水の供給を許容する逆止弁８を配置した。これにより、蒸発タンク２１側に水が流れるために、所定の圧力が必要なので、蒸発タンク２１内が若干負圧になっていた場合であっても、補給水が蒸発タンク２１側に流入することを防げる。

【0046】

（５）蒸気導出ラインＬ３の下流に接続されている蒸気圧縮機等の周辺機器に何らかのトラブルが発生した際に、蒸発タンク２１内のチューブ２５に温水を流通させ続けた場合、蒸発タンク２１内の温度が低下せず、望まない過剰な量の蒸気が発生してしまう。そこで、蒸気発生装置１を、バイパスラインＬ７を含んで構成した。これにより、周辺機器にトラブルが発生した場合等に、バイパスラインＬ７に温水を流通させることで、蒸発タンク２１への温水の流通を遮断できるので、過剰な量の蒸気の発生を防止できる。
また、バイパスラインＬ７に温水を流通させて蒸発タンク２１への温水の流通を遮断できるので、蒸気発生装置１全体の電源を停止することなく、蒸気の発生を抑制できる。よって、電源を停止することに起因した蒸発タンク２１の内部の水位や水温の低下が生じないので、周辺機器がトラブルから復旧した際にも蒸気発生の立ち上げを早くすることができる。

【0047】

以上、本発明の蒸気発生装置の好ましい一実施形態について説明したが、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、蒸発タンク２１が１台で構成されるものとしたが、蒸発タンク２１を複数台にして、それぞれの蒸発タンク２１で水位制御を行う構成としてもよいし、蒸発タンク２１を複数台にして、更に複数台の蒸発タンク２１において蒸発しなかった水をまとめて貯留する集合タンクを設けて、集合タンクにおいて水位制御を行う構成としてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１ 蒸気発生装置
３ 熱交換器
４ 三方弁
５ 排水量調整バルブ
６ 噴霧水供給ポンプ
７ 補給水供給ポンプ
８ 逆支弁
９ 制御装置
２１ 蒸発タンク
２２ 集合タンク
２３ 噴霧ノズル
２４ 蒸気導出部
２５ チューブ
２６ 水位検出部
９１ 制御部
９２ 記憶部
Ｌ１ 温水供給ライン
Ｌ２ 温水排出ライン
Ｌ３ 蒸気導出ライン
Ｌ４ 噴霧水供給ライン
Ｌ５ ブローライン
Ｌ６ 補給水ライン
Ｌ７ バイパスライン

【図1】

【図2】