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技術 作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法及び装置

出願人 ネッチュトロッケンマールテヒニクゲーエムベーハー
発明者 フランクウインタートシュテンウフル
出願日 2017年1月25日 (3年5ヶ月経過) 出願番号 2017-011234
公開日 2017年9月21日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2017-166803
状態 特許登録済
技術分野 蒸気発生用の給水の予熱と供給 蒸気発生一般 蒸気ボイラの細部 廃ガスボイラ・燃焼式ボイラの制御 蒸気の加熱
主要キーワード 設定温度レベル 水管ボイラー 予熱過程 作動接続 蒸気コイル 寸法縮小 加熱管内 流路領域
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この項目の情報は公開日時点(2017年9月21日)のものです。
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課題

過熱蒸気を生成するための従来既知の装置は、二段階式に構成されているため、液相の水から過熱蒸気を生成するための構造上のコストが大きい。

解決手段

本発明は、作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法に関する。作動媒体としては、水又は給水を使用することができる。本発明の方法において、作動媒体は、特定加熱管内に液相で供給される。特定加熱管は、コイル又は蒸気コイルとして構成することができる。更に、特定加熱管は温度調整される。この場合、特定加熱管を規定量の熱エネルギーで温度調整すれば、液相で供給された作動媒体から特定加熱管又はある特定加熱管において過熱蒸気が生成され、その後該過熱蒸気が特定加熱管から導出される。本発明の方法においては、液相の作動媒体から気相へ、更には過熱蒸気への変化を1個の特定加熱管内で生じさせることができる。

概要

背景

従来技術においては、作動媒体から過熱蒸気が生成可能な装置が既知である。過熱蒸気を生成するためのこのような装置としては、例えば水管ボイラーを使用することができる。水管ボイラーを使用する場合、バーナーによって水を沸点まで加熱することにより飽和蒸気が生成される。この飽和蒸気は、蒸気ドラム内に導入された後に過熱器に搬送され、その過熱器内にて熱エネルギー負荷される。これにより、飽和蒸気から水分が排出されるため、過熱蒸気が得られる。

従来技術においては更に、高速蒸気発生器が既知である。このような蒸気発生器は、バーナーによって加熱される蒸気コイルを備えるため、水から湿り蒸気を得ることができる。湿り蒸気から過熱蒸気を生成するために、各高速蒸気発生器の下流側に過熱器が配置される実施形態が既知である。

概要

過熱蒸気を生成するための従来既知の装置は、二段階式に構成されているため、液相の水から過熱蒸気を生成するための構造上のコストが大きい。本発明は、作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法に関する。作動媒体としては、水又は給水を使用することができる。本発明の方法において、作動媒体は、特定加熱管内に液相で供給される。特定加熱管は、コイル又は蒸気コイルとして構成することができる。更に、特定加熱管は温度調整される。この場合、特定加熱管を規定量の熱エネルギーで温度調整すれば、液相で供給された作動媒体から特定加熱管又はある特定加熱管において過熱蒸気が生成され、その後該過熱蒸気が特定加熱管から導出される。本発明の方法においては、液相の作動媒体から気相へ、更には過熱蒸気への変化を1個の特定加熱管内で生じさせることができる。

目的

本発明の課題は、作動媒体から過熱蒸気を容易かつ単純に生成可能とすると共に、安価に実現可能な方法及び装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法であって、液相の作動媒体を、特定加熱管(54)に供給するステップと、前記特定加熱管(54)を温度調整するステップとを含む方法において、前記特定加熱管(54)を規定量の熱エネルギーで温度調整することにより、前記特定加熱管(54)において液相で供給した前記作動媒体から過熱蒸気が生成され、その後前記過熱蒸気が前記特定加熱管(54)から搬送されることを特徴とする方法。

請求項2

請求項1に記載の方法であって、前記作動媒体を、前記特定加熱管(54)に供給する前に予熱する方法。

請求項3

請求項2に記載の方法であって、前記作動媒体を、予熱過程においてほぼ一定の温度レベルに設定し、前記ほぼ一定の温度レベルで前記特定加熱管(54)に搬送する方法。

請求項4

請求項1〜3の何れか一項に記載の方法であって、前記規定量の熱エネルギーを、液体又は気体燃料で作動するバーナー(58)の排気体積流量によって供給する方法。

請求項5

請求項1〜4又は1〜3の何れか一項に記載の方法であって、前記作動媒体の予熱を、排気体積流量によって行う方法。

請求項6

請求項1〜5の何れか一項に記載の方法であって、前記過熱蒸気における実際の温度レベルを検出及び/又は確認し、検出及び/又は確認した前記実際の温度レベルを考慮することにより、前記規定量の熱エネルギーを構成する方法。

請求項7

請求項1〜6の何れか一項に記載の方法であって、前記特定加熱管(54)を、第1規定量の熱エネルギーで温度調整することにより、作動媒体を前記特定加熱管(54)内にて液相から気相に変化させ、その後に前記特定加熱管(54)を、より大きなレベルを有する第2規定量の熱エネルギーで温度調整することにより、前記気相の作動媒体から過熱蒸気を形成する方法。

請求項8

請求項1〜7の何れか一項に記載の方法であって、前記特定加熱管(54)から前記過熱蒸気が導出された後、前記過熱蒸気によって固体の大きさを縮小する方法。

請求項9

作動媒体から過熱蒸気を生成するための装置(1)であって、液相の作動媒体を供給できる特定加熱管(54)と、前記特定加熱管(54)を熱エネルギーで負荷するための温度調整装置(56)と、前記温度調整装置(56)に接続された制御ユニット(30)とを備え、前記制御ユニット(30)は、温度調整装置(56)を制御することのできる情報を有することにより、規定量の熱エネルギーが前記特定加熱管(54)に供給され、前記規定量の熱エネルギーは、液相で供給される前記作動媒体から過熱蒸気を前記加熱管(54)内にて生成するために構成される、装置。

請求項10

請求項9に記載の装置であって、前記特定加熱管(54)は、コイル(55)として構成されている、装置。

請求項11

請求項9又は10に記載の装置であって、前記特定加熱管(54)は、クロムモリブデンシリコン及び/又は銅の合金元素の少なくとも1つを有する鋼で形成されている、装置。

請求項12

請求項9〜11の何れか一項に記載の装置であって、前記作動媒体を液相で予熱するための少なくとも1個の装置を備え、前記装置は、前記特定加熱管(54)と流体連通している装置。

請求項13

請求項12に記載の装置であって、前記少なくとも1個の装置は、エコノマイザ(21)として構成されると共に、前記液相の作動媒体を予熱するために前記温度調整装置(56)に作動的に接続されている装置。

請求項14

請求項9〜13の何れか一項に記載の装置であって、前記温度調整装置(56)は、液体、気体又は固体の燃料で作動するバーナー(58)として構成されている、装置。

請求項15

請求項9〜14の何れか一項に記載の装置であって、前記制御ユニット(30)は、第1規定量の熱エネルギーを前記特定加熱管(54)に搬送するために前記温度調整装置(56)を制御可能であり、前記第1規定量の熱エネルギーは、前記特定加熱管(54)に液相で供給された前記作動媒体から飽和蒸気を生成するよう構成され、前記制御ユニット(30)は、前記第1規定量の熱エネルギーの搬送後に、第2規定量の熱エネルギーを前記特定加熱管(54)に搬送するために前記温度調整装置(56)を制御可能であり、前記第2規定量の熱エネルギーのレベルは、前記第1規定量の熱エネルギーのレベルよりも大きく、前記第2規定量の熱エネルギーは、前記飽和蒸気から過熱蒸気を生成するよう構成される、装置。

請求項16

請求項9〜15の何れか一項に記載の装置であって、内部に前記特定加熱管(54)が配置された作業ハウジング(59)を備え、前記温度調整装置(56)は、前記規定量の熱エネルギーを前記作業ハウジング(59)内に搬送するよう構成されている、装置。

請求項17

請求項9〜16の何れか一項に記載の装置であって、前記過熱蒸気における実際の温度レベルを検出すると共に、前記制御ユニット(30)に接続された少なくとも1個のセンサ(24)を備え、前記制御ユニット(30)は、検出された実際の温度レベルを考慮しつつ、前記規定量の熱エネルギーを制御するように構成されている、装置。

請求項18

請求項9〜17の何れか一項に記載の装置であって、前記特定加熱管(54)と流体連通した固体用寸法縮小装置を備え、これにより前記過熱蒸気が前記寸法縮小装置に供給可能である、装置。

技術分野

0001

本発明は、作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法及び装置に関する。

背景技術

0002

従来技術においては、作動媒体から過熱蒸気が生成可能な装置が既知である。過熱蒸気を生成するためのこのような装置としては、例えば水管ボイラーを使用することができる。水管ボイラーを使用する場合、バーナーによって水を沸点まで加熱することにより飽和蒸気が生成される。この飽和蒸気は、蒸気ドラム内に導入された後に過熱器に搬送され、その過熱器内にて熱エネルギー負荷される。これにより、飽和蒸気から水分が排出されるため、過熱蒸気が得られる。

0003

従来技術においては更に、高速蒸気発生器が既知である。このような蒸気発生器は、バーナーによって加熱される蒸気コイルを備えるため、水から湿り蒸気を得ることができる。湿り蒸気から過熱蒸気を生成するために、各高速蒸気発生器の下流側に過熱器が配置される実施形態が既知である。

発明が解決しようとする課題

0004

このように、過熱蒸気を生成するための従来既知の装置は、二段階式に構成されているため、液相の水から過熱蒸気を生成するための構造上のコストが大きい。

0005

従って、本発明の課題は、作動媒体から過熱蒸気を容易かつ単純に生成可能とすると共に、安価に実現可能な方法及び装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

この課題は、請求項1及び9に記載の特徴を有する方法及び装置により解決される。他の有利な実施形態は、従属請求項に記載したとおりである。

0007

本発明は、作動媒体から過熱蒸気を生成するための方法に関する。作動媒体としては、水又は給水を使用することができる。本発明の方法において、作動媒体は、特定加熱管内に液相で供給される。特定加熱管は、コイル又は蒸気コイルとして構成することができる。更に、特定加熱管は温度調整される。

0008

この場合、特定加熱管を規定量の熱エネルギーで温度調整すれば、液相で供給された作動媒体から特定加熱管又はある特定加熱管において過熱蒸気が生成され、その後該過熱蒸気が特定加熱管から導出される。

0009

従来既知の方法と比較した場合、本発明の方法においては、液相の作動媒体から気相へ、更には過熱蒸気への変化を1個の特定加熱管内で生じさせることができるのに対して、従来既知の方法においては、液相の作動媒体を過熱蒸気に変化させるために少なくとも2個の個別の加熱装置が必要である。

0010

好適な実施形態において、作動媒体が特定加熱管に供給される前に、予熱することもできる。この場合、作動媒体は、特定加熱管に供給される前に例えばエコノマイザによって予熱することができる。予熱後の作動媒体の温度は、60℃〜200℃、特に100℃〜150℃の温度範囲にある。更に、予熱後の作動媒体は、圧力負荷状態で特定加熱管に供給可能であるため、60℃〜200℃の温度又は100℃〜150℃の温度範囲においても液相状態が維持される。

0011

本発明の方法においては更に、作動媒体を経時的にほぼ一定の温度レベルに設定し、該温度レベルで特定加熱管に供給することができる。この一定の温度レベルは、上述したように、100℃〜150℃、特に120℃〜130℃の温度範囲に設定される。

0012

好適な実施形態においては、作動媒体が例えばリザーバ内貯蔵され、該リザーバ内にて100℃を超える温度又は100℃未満の温度に加熱される。作動媒体は、この加熱後にエコノマイザに搬送可能であり、そのエコノマイザにて60℃〜200℃、特に100℃〜150℃の温度範囲ある作動媒体の温度を更に昇温することができる。

0013

作動媒体がリザーバからエコノマイザに供給された後、更なる作動媒体がリザーバ内に供給可能である。これにより、リザーバに収容される作動媒体の容量と、作動媒体の温度がリザーバ内にて少なくともほぼ一定に維持されるか又は大きな変動を生じることがない。

0014

幾つかの実施形態において、有利には、液体気体又は固体燃料で作動するバーナーの排気体積流量により、規定量の熱エネルギーが供給される。作動媒体の予熱は、この排気体積流量によって実現されるものでもある。特に、排気体積流量が先に特定加熱管を通過し、その後に熱交換器又はエコノマイザに搬送されることにより、作動媒体の温度調整又は予熱をすることができる。特定加熱管は、作業ハウジング内に配置可能であり、その作業ハウジング内には、特定加熱管の温度調整をするために液体、気体又は固体の燃料で作動するバーナーの排気体積流量により、規定量の熱エネルギーが導入される。更に、エコノマイザの下流側にチムニー又は出口を配置することができるため、チムニー又は出口を介して、作動媒体の予熱後及び特定加熱管のために規定量の熱エネルギーが供給された後に、排気体積流量を排出することができる。

0015

好適な実施形態においては、過熱蒸気における実際の温度レベルが検出及び/又は確認され、検出及び/又は確認された実際の温度レベルを考慮することにより、規定量の熱エネルギーが構成される。検出された実際の温度レベルが設定温度レベルよりも小さい場合、規定量の熱エネルギーを増加させることができるのに対して、検出された実際の温度レベルが設定温度レベルよりも大きい場合、規定量の熱エネルギーを低下させることができる。

0016

このように、本発明の方法は、制御又は制御回路により実施することができる。この場合、特定加熱管を温度調整する規定量の熱エネルギーは、過熱蒸気における実際の温度レベルを考慮しつつ適合される。検出された過熱蒸気における実際の温度レベルに対する規定量の熱エネルギーの適合化は、少なくともほぼリアルタイムで行われる。この場合、有利には、過熱蒸気の温度レベルは、実質的な変動を生じることなく少なくともほぼ一定に維持可能である。実際の温度レベルを検出するため、過熱蒸気の流路に少なくとも1個のセンサを設けることができる。少なくとも1個のセンサは、以下に記載する制御ユニット接続可能か又は結合可能である。

0017

好適な実施形態において、特定加熱管を、規定量の第1熱エネルギーで温度調整することにより、作動媒体が特定加熱管内にて液相から気相に変化する。更に、その後に特定加熱管を、より大きなレベルを有する規定量の第2熱エネルギーで温度調整することにより、気相の作動媒体が過熱蒸気に変化する。この異なる熱エネルギーによる温度調整を可能とするため、バーナーは、適切に制御することができ、従って連続するステップにて特定加熱管を異なる量の熱エネルギーで負荷することができる。異なる熱エネルギーによる負荷は、特に装置の始動時又は本発明に係る方法の開始時に行うことができる。予熱されていないか又は予熱が十分にされていない作動媒体又は水が特定加熱管内に導入され、かつ特定加熱管がその直後に(作動媒体から過熱蒸気が生成される)規定量の熱エネルギーで直接に負荷された場合、特定加熱管に対する負担が過大であることに起因して、特定加熱管が損傷する恐れがある。従って、上述した有利な実施形態においては、少なくとも装置の始動時に、連続するステップにて特定加熱管が異なる量の熱エネルギーで負荷される。特にこの場合、特定加熱管は、第1温度レベルを有する作動媒体又は水が特定加熱管内に導入されているときに、規定量の第1熱エネルギーで温度調整される。その後に特定加熱管は、第2温度レベルを有する作動媒体又は水が特定加熱管内に導入されているときに、規定量の第2熱エネルギーで温度調整される。第2温度レベルは、第1温度レベルよりも大きいものとすることができる。

0018

生成された過熱蒸気が特定加熱管から導出された後、該過熱蒸気を固体の縮小化のために使用することができる。この場合、過熱蒸気は、固体縮小用のジェットミルに搬送される。

0019

本発明は、作動媒体から過熱蒸気を生成するための装置にも関する。本発明に係る方法において想定可能な実施形態に関して上述した特徴は、本発明に係る装置にも適用可能である。更に、本発明に係る装置に関して以下に記載する想定可能な実施形態は、上述した方法にも適用可能であるため、これら特徴については一度のみ言及する。

0020

本発明の装置は、液相の作動媒体が供給される特定加熱管を備える。装置は更に、特定加熱管を熱エネルギーで負荷するための温度調整装置と、該温度調整装置に接続されるか又は温度調整装置を制御可能な制御ユニットを備える。

0021

好適な実施形態において、制御ユニットは、温度調整装置を制御することのできる情報を有することにより、規定量の熱エネルギーが特定加熱管に供給される。この場合、規定量の熱エネルギーは、液相で供給される作動媒体から過熱蒸気を特定加熱管内又は特定加熱管内の1個にて生成するために構成される。

0022

好適な実施形態において、特定加熱管をコイル又は加熱コイルとして構成することもできる。

0023

好適な実施形態において、特定加熱管は、クロムモリブデンシリコン及び/又は銅の合金元素の少なくとも1つを有する鋼で形成されるのが有利である。特定加熱管は、特に13CrMo45で構成することができる。

0024

本発明の装置は、作動媒体を液相で予熱するための少なくとも1個の装置を備え、該装置が特定加熱管と流体連通するよう構成することも想定可能である。この少なくとも1個の装置は、エコノマイザとして構成されると共に、液相の作動媒体を予熱するために温度調整装置に作動接続することができる。温度調整装置は、液体又は気体の燃料で作動するバーナーとして構成することができると共に、場合によっては、排気体積流量により、規定量の熱エネルギーを供給することができる。

0025

好適な実施形態において、制御ユニットは、第1規定量の熱エネルギーを特定加熱管に搬送するために温度調整装置を制御可能であり、第1規定量の熱エネルギーは、特定加熱管に液相で供給される作動媒体から飽和蒸気を生成するよう構成される。制御ユニットは更に、第1規定量の熱エネルギーの搬送後に、第2規定量の熱エネルギーを特定加熱管に搬送するために温度調整装置に搬送可能であり、第2規定量の熱エネルギーのレベルは、第1規定量の熱エネルギーのレベルよりも大きく、第2規定量の熱エネルギーは、飽和蒸気から過熱蒸気を生成するよう構成される。

0026

好適な実施形態において、本発明の装置は、過熱蒸気における実際の温度レベルを検出すると共に、制御ユニットに接続された少なくとも1個のセンサを備える。この場合、制御ユニットは、検出された実際の温度レベルを考慮しつつ、規定量の熱エネルギーを制御するよう構成される。

0027

付加的又は代替的に、特定加熱管にまだ供給されていない作動媒体又は水の流路又は流路領域に少なくとも1個の更なるセンサを設けることもできる。制御ユニットは、少なくとも1個の更なるセンサで構成することができるため、液相の作動媒体における実際の温度レベルを検出することができる。この場合、制御ユニットは、液相の作動媒体における実際の温度レベルを考慮しつつ、規定量の熱エネルギーを制御することが可能である。

0028

実際的な用途のための実施形態において、本発明の装置は、固体を縮小するための縮小装置又はジェットミルを備える。この場合、縮小装置又はジェットミルは、特定加熱管と流体連通しているため、過熱蒸気が寸法縮小装置又はジェットミルに供給可能である。

図面の簡単な説明

0029

過熱蒸気を生成するための従来技術から既知の装置を示す略図である。
本発明に係る装置における一実施形態と、本発明に係る方法における実施形態の個々のステップが如何に実施可能であるかを示す略図である。

実施例

0030

以下、本発明の実施形態の例及びその利点を添付図面に基づいて詳述する。図面における個々の要素の寸法比は、必ずしも実際の寸法比と対応しているわけではない。これは、一部の形状は簡略化して表されているのに対して、他の一部の形状は、明瞭性を高める見地から、他の要素に比べて拡大して表されているからである。

0031

同一要素又は同一作用を有する要素については、同一参照符号で表すものとする。また明瞭性を高める見地から、個々の図面における参照符号は、個々の図面の記載にとって必要なものに限定してある。図面における各実施形態は、本発明に係る装置や方法の構成を例示するものにすぎず、これらに限定されるわけではない。

0032

図1は、過熱蒸気を生成するための従来技術から既知の装置10を概略的に示す。従来技術から既知の装置10は、給水ポンプ19を備え、そのポンプ19により、エコノマイザ21として構成された熱交換器20に向けて水が移動する。この場合に水は、熱交換器20により予熱された後、蒸発器32に供給される。図1に明らかなように、蒸発器32は、加熱コイル35として構成された加熱管34を含む。蒸発器32は更に、加熱管34又は加熱コイル35が収容されるハウジング39を含む。

0033

バーナー38として構成された温度調整装置36により、蒸発器32のハウジング39内に熱エネルギーを導入すれば、加熱管34又は加熱コイル35内の水の温度を上昇させる。これにより、水から飽和蒸気が生成され、その飽和蒸気がハウジング39から過熱器42に向けて更に移動する。

0034

温度調整装置36又はバーナー38の排気体積流量は、加熱管34又は加熱コイル35を通過後、上述したように水を予熱する熱交換器20又はエコノマイザ21に搬送され、その後にチムニー(煙突)22を介して装置1から導出される。

0035

過熱器42には、やはりバーナー48として構成された更なる温度調整装置46が割り当てられている。過熱器42は更に、加熱管44が収容されたハウジング49も含む。加熱管44は、この場合も加熱コイル45として構成されている。バーナー48により、排気体積流量が過熱器42のハウジング49内に導入され、加熱管44又は加熱コイル45内の飽和蒸気が更に加熱される。これにより、加熱管44又は加熱コイル45内における飽和蒸気から過熱蒸気が生成される。この場合、バーナー48によって加熱管44又は加熱器42に供給される熱エネルギー量は、バーナー38によって蒸発器32の加熱管34に供給される熱エネルギー量よりも大きい。過熱蒸気は、その生成後に過熱器42又は該加熱器42に割り当てられた加熱管44から搬送され、様々な目的に使用することができる。バーナー48によって加熱器42のハウジング49内に導入された排気体積流量は、更なるチムニー22を介して過熱器42から導出される。

0036

図1には更に、制御ユニット30が表されている。制御ユニット30は、熱エネルギーを過熱器42のハウジング49内に導入するバーナー48に接続されている。制御ユニット30は更に、熱エネルギーを蒸発器32のハウジング39内に導入するバーナー38に結合されている(図示せず)。制御ユニット30により、各バーナー38,48から供給される所定の熱エネルギー量を調整することができる。

0037

図2は、本発明に係る装置1における一実施形態と、本発明に係る方法における実施形態の個々のステップが如何に実施可能であるかを概略的に示す。

0038

本発明に係る装置1は、作動媒体又は水から過熱蒸気を生成するためのものである。過熱蒸気を生成するため、装置1は、熱交換器20を備え、その熱交換器20により作動媒体又は水が温度で負荷されると共に予熱される。この場合、熱交換器20はエコノマイザ21として構成されると共に、給水のためのリザーバ(貯蔵部)(図2には示さず)と流体連通している。給水ポンプ19が設けられることにより、作動媒体又は水がリザーバから移動すると共に、熱交換器20又はエコノマイザ21に供給される。

0039

エコノマイザ21に導入される給水の温度レベルを可及的に一定に保つため、リザーバ(図示せず)内の水は、その量及び温度が可及的に一定である。例えば、水又は給水は、80℃〜100℃の温度範囲でエコノマイザ21に供給することができる。エコノマイザ21により、水又は給水の温度レベルを更に高めることができる。特に、リザーバ内の水又は給水は、蒸気又はタップ蒸気により温度調整できる。リザーバは、少なくとも1個のセンサ又は少なくとも1個のレベルセンサを含むことができるため、リザーバ内に収容されている実際の水量又は給水量が検出可能である。従って、リザーバ内への水又は給水の供給と、蒸気又はタップ蒸気による水又は給水の温度調整は、実際の水量に応じて行うことができる。

0040

水又は給水がエコノマイザ21により予熱された後、液相の水又は給水は、特定加熱管54に搬送され、該加熱管54内に液相で導入される。特定加熱管54は、加熱コイル55として構成され、作業ハウジング59内に配置され又は作業ハウジング59により収容されている。

0041

図2は更に、液体及び/又は気体の燃料で作動するバーナー58として構成された温度調整装置56を示す。バーナー58により、排気体積流量がハウジング59内に導入されるため、特定加熱管54又は加熱コイルが特定の熱エネルギーで温度調整される。これにより、作動媒体又は水を液相から気相に変化させ、作動媒体又は水から過熱蒸気が生成される。過熱蒸気はその後、作業ハウジング59又は特定加熱管54からジェットミル(図2には示さず)に搬送される。このジェットミル内にて、固体の大きさが過熱蒸気によって縮小される。

0042

温度調整装置56又はバーナー58の能力は、制御ユニット30によって制御される。この能力の制御を可能とするため、制御ユニット30は、温度調整装置56又はバーナー58を制御するための情報を有することにより、所定量の熱エネルギーが供給される。これにより、特定加熱管54に液相で供給される作動媒体又は水から過熱蒸気が生成される。

0043

温度調整装置56又はバーナー58の制御は、過熱蒸気における実際の温度レベルを考慮しつつ行われるものでもある。実際の温度レベルを考慮するため、過熱蒸気の流路又は流路領域に温度センサ24が配置されている。この場合、温度センサ24は、制御ユニット30に接続されている。従って、温度センサ24により、制御ユニット30は、過熱蒸気における実際の温度を検出及び考慮することができ、従って所定量の熱エネルギーを供給するためにバーナー58を制御することが可能である。これにより、過熱蒸気がほぼ一定の温度レベルで生成される。

0044

図2は更に、やはり制御ユニット30に接続された更なる温度センサ23を示す。この更なる温度センサ23により、制御ユニット30は、熱交換器20又はエコノマイザ21に水又は作動媒体が供給される前に、水又は作動媒体の温度レベルを検出することができる。作動媒体又は水には、エコノマイザ21により、経時的にほぼ一定の熱エネルギー量が供給されるため、特定加熱管54に導入される作動媒体又は水の温度は、作動媒体又は水がエコノマイザ21に供給される温度に依存する。従って、特定加熱管54に負荷されるバーナー58の能力又は熱エネルギー量の制御は、センサ23によって検出された作動媒体又は水における実際の温度レベルを考慮しつつ、制御ユニット30によって行うことができる。センサ23によって検出された実際の温度レベルが低下した場合、制御ユニット30によりバーナー58の出力を上げることができるのに対して、センサ23によって検出された実際の温度レベルが増加した場合、制御ユニット30によりバーナー58の出力を下げることができる。この場合の制御は、少なくともほぼリアルタイムで行うことができるか、又は作動媒体若しくは水がセンサ23から特定加熱管54に導入されるまで移動した全経路を考慮しつつ行うことができる。

0045

図2は更に、バーナー58によって発生した排気体積流量を装置1から排気可能なチムニー(煙突)22を示す。排気体積流量は、特定加熱管54を規定量の熱エネルギーで負荷するために、まず作業ハウジング59内に導入される。その後、排気体積流量は、作動媒体又は水を予熱するために熱交換器20又はエコノマイザ21に搬送される。熱エネルギーが熱交換器20又はエコノマイザ21に搬送された後、排気体積流量は、チムニー22を介して装置1から排出される。

0046

図2に矢印で示すように、過熱蒸気は、作業ハウジング59又は特定加熱管54から導出された後、様々な作業工程に使用することができる。この場合、実施形態によっては、過熱蒸気がジェットミルに供給され、その過熱蒸気により固体を縮小することができることが好ましい。当業者であれば、装置1によって生成された過熱蒸気が固体の縮小以外の更なる作業工程に使用できることは自明のことである。

0047

従来技術から既知の図1に係る装置10と、図2に係る本発明の実施形態の装置1を比較すると、図1の装置10では、蒸発器32及び過熱器42用に2個のバーナー38,48が設けられているのに対して、図2の装置1では、液相の水から過熱蒸気を生成するために1個の温度調整装置56だけ又は1個のバーナー58だけが設けられている。従って、図1の装置10では更に、バーナー38,48それぞれの排気体積流量を排出するために2個のチムニー22が必要であるのに対して、図2の装置1では、バーナー58の排気体積流量に割り当てられたチムニー22が1個のみ必要である。これに加えて、図1の装置10では、互いに独立して温度調整される2個の加熱管34,44又は加熱コイル35,45が必要であるのに対して、図2の装置1では、1個のみの加熱管54又は1個のみの加熱コイル55が設けられ、その加熱管54又は加熱コイル55内にて、液相の作動媒体から過熱蒸気が生成される。

0048

したがって、従来技術から既知の図1の装置10との比較において、図2の装置1は、より僅かなスペース及びより僅かなアセンブリ時間で構成可能である。図2の装置1では構造上の要素が比較的少ないため、より安価な製造が可能であるのみならず、誤作動のリスクも低減される。

0049

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて記載してきた。ただし当業者にとっては、本発明に対する修正又は変更を、特許請求の範囲の趣旨から逸脱することなく加え得ることは言うまでもない。

0050

1 装置(本発明)
10 装置(従来技術)
19給水ポンプ
20熱交換器
21エコノマイザ
22チムニー
23温度センサ
24 温度センサ
30制御ユニット
32蒸発器
34加熱管(蒸発器)
35加熱コイル(蒸発器)
36温度調整装置(蒸発器)
38バーナー(蒸発器)
39ハウジング(蒸発器)
42過熱器
44 加熱管(過熱器)
45 加熱コイル(過熱器)
46 温度調整装置(過熱器)
48 バーナー(過熱器)
54 特定加熱管
55 加熱コイル
56 温度調整装置
58 バーナー
59 ハウジング(作業ハウジング)

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