蒸気分離器とは

蒸気分離装置は、蒸気から水蒸気を除去するために使用されます。 この用語は、協調して動作する特殊な機器セットを指す場合がありますが、蒸気分離装置は、蒸気ベースのエンジンの熱効率を高めるために蒸気から過剰な水蒸気を除去するものであれば何でもかまいません。 蒸気水分分離器の最終生成物は「乾燥」蒸気と呼ばれますが、気体状態の水がまだ含まれています。 蒸気分離器は、古典的な蒸気機関車から核分裂によって駆動される最新のタービンシステムまで、あらゆるものに使用されています。

蒸気分離器を通過しなかった通常のまたは「湿った」蒸気には、液体状態のままの水滴が含まれています。 これらは、沸騰プロセスの熱によって水が十分に励起されて液体の大きな質量がなくなると生成されますが、分子に与えられるエネルギーは、液滴の表面張力を破壊するほど大きくはありません。 これらの液滴はまだ液体であるだけでなく、気体蒸気がより簡単に冷却および凝縮する可能性のある核を提示します。

蒸気駆動の機関車のより基本的な例では、蒸気ドームがボイラーの上に配置され、蒸気分離器として機能します。 ボイラーからエンジンを駆動するピストンに向かう途中の蒸気は、蒸気ドームに上がり、再び下がる必要があります。 この設計により、受動蒸気分離器が作成されます。 さもなければ、蒸気分離器によって閉じ込められた水蒸気は、ピストンシリンダーに移動してそこで凝縮するでしょう。 十分な量の凝縮を許可すると、水がピストンシリンダー内に非圧縮性の塊を作り、油圧ロックと呼ばれる状態を作り出し、エンジン全体が故障します。

一部の最新の蒸気エンジンはまだ蒸気ドームを使用していますが、この形式の蒸気分離器は他の水分分離器によって増強され、蒸​​気はタービンに到達する前にいくつかの分離器を通過します。 一部の受動蒸気分離器には、液滴の通過を妨げ、回収した水をボイラーに戻す細い管、バルブ、または羽根が含まれる場合があります。 これらは、それらを通過する蒸気を旋回させ、装置の効率を高めるような方法で形成されてもよい。

タービン駆動エンジンでは危険性が異なり、蒸気分離器の必要性と機能は本質的に同じです。 現代の発電プラントのタービン上を流れる高圧蒸気の水滴は、タービンブレードやその他の部品を損傷する可能性があります。 さらに、ブレードとタービンの部品に結露が生じると、時間の経過とともに浸食が生じる可能性があります。 この種の損傷は油圧ロックほど壊滅的ではありませんが、それでもタービンの寿命を大幅に短縮します。