FI102404B - With reduced pressure steam working heat treatment device - Google Patents

Description

102404102404

Alennetulla painehöyryllä toimiva lämpökäsittelylaite - Med reducerad tryck-änga fungerande värmebehandlingsanordningHeat treatment apparatus under reduced pressure steam - Med reducerad tryck-änga fungerande värmebehandlingsanordning

Esillä olevan keksinnön kohteena on lämpökäsittelylaite käsiteltävän tuotteen 5 lämpökäsittelemiseksi turvallisesti ja tehokkaasti suhteellisen alhaisessa, esimerkiksi alle 100°C olevassa lämpötilassa käyttämällä alennettua painehöyryä ja/tai vettä lämpöväliaineena.The present invention relates to a heat treatment apparatus for safely and efficiently heat treating the product 5 to be treated at a relatively low temperature, for example below 100 ° C, using reduced pressure steam and / or water as a heat medium.

Kemian ja elintarviketeollisuudessa materiaaleja käsitellään usein suhteellisen 10 alhaisessa, esimerkiksi alle 100°C olevassa lämpötilassa toiminnan turvallisuuden ja tuotteen laadun säilyttämiseksi. Tällaisen lämpökäsittelyn suorittamiseksi on esimerkiksi japanilaisessa patenttilehdessä n:o 60-64108 esitetty laite, joka käyttää alennettua painehöyryä lämpöväliaineena. Tässä laitteessa höyryä syötetään höyrynlähteestä paineenalennusventtiilin kautta lämmönvaihdin-15 kammioon, jonka poistokanava on liitetty tavanomaiseen tyhjöpumppuun höy-rylukon kautta, joka ohitetaan nesteväylän virtausnopeuden ohjaamiseksi. Tavanomainen tyhjöpumppu toimii kuitenkin aina siten, että se tavoittaa äärimmäisen tyhjöpaineensa, joten pumppu imee liikaa höyryä muodostaen epäedullisen voimakkaan tyhjön lämmönvaihdinkammioon. Tämän ongelman 20 välttämiseksi voidaan yllä mainitun ohituksen virtausnopeutta lisätä paineen säilyttämiseksi lämmönvaihdinkammiossa. Tämän seurauksena poistuu kuitenkin paljon höyryä ohitusväylän kautta ja liiallisen höyryhäviön lisäksi tästä seuraa myös epävakaa paine lämmönvaihdinkammiossa.In the chemical and food industries, materials are often processed at relatively low temperatures, for example below 100 ° C, to maintain operational safety and product quality. To carry out such a heat treatment, for example, an apparatus using reduced pressure steam as a heat medium is disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-64108. In this apparatus, steam is supplied from a steam source through a pressure relief valve to a heat exchanger-15 chamber having an outlet duct connected to a conventional vacuum pump via a steam lock which is bypassed to control the flow rate of the fluid path. However, a conventional vacuum pump always operates to reach its extreme vacuum pressure, so the pump absorbs too much steam, creating an unfavorably strong vacuum in the heat exchanger chamber. To avoid this problem 20, the flow rate of the above bypass can be increased to maintain the pressure in the heat exchanger chamber. However, as a result, a lot of steam is removed through the bypass and in addition to excessive steam loss, this also results in unstable pressure in the heat exchanger chamber.

25 Tämän mukaisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu alennetulla painehöyryllä toimiva lämpökäsittelylaite, joka muodostaa vakaan höy-rynpaineen lämmönvaihdinkammioon ja antaa hyvän lämpöhyötysuhteen.Accordingly, it is an object of the invention to provide an improved heat treatment apparatus operating under reduced pressure steam which generates a stable vapor pressure in the heat exchanger chamber and provides a good heat efficiency.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan helppokäyttöinen lämpökä-30 sittelylaite, jolla voidaan suorittaa vuoroittaisia lämmitys- ja jäähdytystoimintoja tilanteen vaatimusten mukaisesti.It is a further object of the invention to provide an easy-to-use heat treatment device with which alternating heating and cooling operations can be performed according to the requirements of the situation.

Keksintö kohdistuu näin alennetulla painehöyryllä toimivaan lämpökäsittelylait-teeseen, johon kuuluu paineenalennusventtiili, jossa on höyrynlähteeseen 102404 2 liitetty tulokanava sekä poistokanava, lämmönvaihdinkammio, jonka tulokanava on liitetty paineenalennusventtiilin poistokanavaan, sekä lämmönvaihdinkam-mion poistokanavaan liitetty paineenalennuslaite. Tällaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että paineenalennuslaitteeseen kuuluu ejektori, jossa on suutin 5 ja suuttimen ympäröivä imukammio, ja että laitteeseen lisäksi kuuluu väylä, joka yhdistää ejektorin imukammion lämmönvaihdinkammion poistokanavaan ja jonka kautta höyry virtaa, sekä elimet käyttönesteen syöttämiseksi ejektori-suuttimeen ja elimet käyttönesteen lämpötilan ohjaamiseksi, jolloin ejektorin imupaineen ohjaus mahdollistetaan ohjaamalla mainittua lämpötilaa.The invention thus relates to a heat treatment apparatus operating under reduced pressure steam, comprising a pressure relief valve having an inlet duct connected to a steam source 102404 2 and an outlet duct, a heat exchanger chamber having an inlet duct connected to the outlet duct of the pressure relief valve and a heat exchanger outlet. Such a device is characterized in that the pressure relief device comprises an ejector with a nozzle 5 and a suction chamber surrounding the nozzle, and further comprises a passageway connecting the ejector to the heat exchanger chamber outlet and through which steam flows, and means for supplying operating fluid to the ejector nozzle to control the ejector suction pressure by controlling said temperature.

1010

Keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti edellä kuvatussa laitteessa käyttönesteen syöttöelimiin kuuluu nesteen varastosäiliö, pumppulaite varastosäiliössä olevan käyttönesteen pakkosyöttämiseksi ejektorin suuttimeen, elimet käyttönesteen palauttamiseksi ejektorista varastosäiliöön ja elimet va-15 rastosäiliön täydentämiseksi suhteellisen alhaisessa lämpötilassa olevalla käyttönesteellä. Tälle laitteelle ominaista on se, että elimiin käyttönesteen lämpötilan ohjaamiseksi kuuluu lämpötila-anturi mainitun käyttönesteen lämpötilan havaitsemiseksi havaintosignaalin muodostamiseksi sekä elimet, jotka reagoivat havaintosignaalin täydennyselimien antaman käyttönesteen täyden-20 nysmäärän ohjaamiseksi.According to another aspect of the invention, in the device described above, the working fluid supply means comprises a liquid storage tank, a pump device for forcibly feeding the working liquid in the storage tank to the ejector nozzle, means for returning the working liquid from the ejector to the storage tank and means for filling the storage tank at relatively low temperature. This device is characterized in that the means for controlling the temperature of the working fluid include a temperature sensor for detecting the temperature of said working fluid to generate a detection signal and means for responding to control the amount of working fluid replenished by the detection signal supplementing means.

Keksinnön näistä ja muita tarkoituksia ja tunnusmerkkejä selvitetään yksityiskohtaisesti seuraavaksi tarkastelemalla keksinnön suoritusmuotoja ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 25These and other objects and features of the invention will now be described in detail with reference to embodiments of the invention and with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 on kaaviokuva esittäen keksinnön mukaisen lämpökäsittelylaitteen ensimmäisen suoritusmuodon mukaista rakennetta.Fig. 1 is a schematic diagram showing a structure according to a first embodiment of a heat treatment device according to the invention.

• «• «

Kuvio 2 on lohkokaavio esittäen kuvion 1 suoritusmuodon erästä muunnos-30 muotoa.Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the embodiment of Fig. 1.

Kuvio 3 on leikkauskuva esittäen kuvion 2 mukaisessa muunnosmuodossa käytetyn kokoojan tärkeintä osaa.Fig. 3 is a sectional view showing the most important part of the collector used in the modification form according to Fig. 2.

3 1024043 102404

Kuvio 4 on osittain lohkomuodossa oleva kaaviokuva esittäen keksinnön mukaisen lämpökäsittelylaitteen toisen suoritusmuodon mukaista rakennetta.Fig. 4 is a schematic diagram, partly in block form, showing a structure according to a second embodiment of a heat treatment device according to the invention.

5 Kuvio 5 on kaaviomainen leikkauskuva esittäen keksinnön mukaisessa laitteessa käytetyn paineenalennusventtiilin rakennetta.Fig. 5 is a schematic sectional view showing the structure of a pressure relief valve used in the device according to the invention.

Kuvio 6 on leikkauskuva esittäen kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa käytetyn lämmönvaihdinkammion osarakennetta.Fig. 6 is a sectional view showing a substructure of the heat exchanger chamber used in the embodiment of Fig. 4.

1010

Kuvion 1 mukaisesti sopivasta höyrygeneraattorista (ei esitetty) toimitettu höyry kulkee paineenalennusventtiilin 1 läpi ja työntyy lämmönvaihdinkammioon 2, jota selvitetään jäljempänä. Lämmönvaihdinkammio 2 on liitetty ejektorilaittee-seen 3. Ejektorilaitteeseen 3 kuuluu ejektori 4, jonka imukammio on liitetty 15 lämmönvaihdinkammioon 2, ejektorin käyttönesteen (esim. vesi) varastointisäi-liö 5 ja tavanomainen keskipakoispumppu 6 säiliössä olevan nesteen syöttämiseksi ejektorin 4 suuttimeen ja sen palauttamiseksi defuuserin kautta säiliöön 5. Säiliö 5 on varustettu vedensyöttöputkella 8, jossa on sähkökäyttöinen venttiili 7 ja venttiilin ohjausyksikkö 9 venttiilin 7 käyttämiseksi on sovitettu reagoi-20 maan säiliön 5 ja pumpun 6 välisessä putkessa olevasta lämpötila-anturista 10 tulevaan lämpötilasignaaliin. Ulkopuolelle johtava toinen sähkökäyttöinen venttiili 11 on sijoitettu pumpun 6 ja ejektorin 4 väliin ja venttiilin ohjausyksikkö 12 \ tämän venttiilin käyttämiseksi on sovitettu reagoimaan säiliöön 5 sijoitetusta pinnanilmaisimesta 13 tulevaan ilmaisusignaaliin.According to Figure 1, the steam supplied from a suitable steam generator (not shown) passes through a pressure relief valve 1 and enters a heat exchanger chamber 2, which will be explained below. The heat exchanger chamber 2 is connected to the ejector device 3. The ejector device 3 comprises an ejector 4 with a suction chamber connected to the heat exchanger chamber 2, an ejector working liquid (e.g. water) storage tank 5 and a conventional centrifugal pump 6 for feeding the liquid 4 in the ejector. to the tank 5. The tank 5 is provided with a water supply pipe 8 with an electrically operated valve 7 and the valve control unit 9 for operating the valve 7 is adapted to react to a temperature signal from a temperature sensor 10 in the pipe between the tank 5 and the pump 6. An externally conducting second electrically operated valve 11 is placed between the pump 6 and the ejector 4, and the valve control unit 12 for operating this valve is adapted to respond to a detection signal from a surface detector 13 located in the tank 5.

2525

Laitetta käytettäessä säiliössä 5 oleva vesi syötetään pakkotoimisesti ejektoriin 4 pumpulla 6 ja se palaa jälleen säiliön 5 kierron toistamiseksi. Tällöin kyseistä i veden lämpötilaa vastaava kyllästyspaine kehittyy ejektoriin 4 ja tällä tavoin ' - lämmönvaihtimessa 2 vallitseva paine alenee. Veden lämpötilaa tarkkaillaan 30 jatkuvasti lämpötila-anturilla 10 ja mikäli se ylittää ennalta määrätyn arvon, venttiilin ohjausyksikkö 9 avaa sähkökäyttöisen venttiilin 7 kylmän veden lisäämiseksi syöttöputkesta 8 veden lämpötilan alentamiseksi. Tällöin lämmönvaih-dinkammiossa 2 vallitseva paine säilyy automaattisesti ennalta määrätyssä arvossa esiasettamalla sopivasti venttiilin ohjausyksikön 9 käynnistyslämpötila.When the device is used, the water in the tank 5 is forcibly fed to the ejector 4 by the pump 6 and it returns again to repeat the circulation of the tank 5. In this case, the saturation pressure corresponding to the water temperature i develops in the ejector 4 and in this way the pressure in the heat exchanger 2 decreases. The water temperature 30 is continuously monitored by a temperature sensor 10, and if it exceeds a predetermined value, the valve control unit 9 opens an electrically operated valve 7 to add cold water from the supply pipe 8 to lower the water temperature. In this case, the pressure prevailing in the heat exchanger chamber 2 is automatically maintained at a predetermined value by presetting the start temperature of the valve control unit 9 appropriately.

4 1024044 102404

Samalla, kun säiliön 5 vedenpinta nousee lisättäessä siihen vettä, sitä tarkkaillaan jatkuvasti pinnanilmaisimella 13 ja mikäli se ylittää ennalta määrätyn ylärajan, venttiilin ohjausyksikkö 12 avaa sähköisesti ohjatun venttiilin 11 liian veden päästämiseksi ulos. Venttiili 11 sulkeutuu, kun pinta saavuttaa ennalta määrä-5 tyn alarajan. Tällöin höyrynpaine lämmönvaihdinkammiossa 2 säilyy ennalta määrätyssä alennetussa arvossa keksinnön mukaisessa laitteessa eikä tällöin koskaan muodostu liiallista tyhjöä, kuten tapahtuu tekniikan tason mukaisissa laitteissa.While the water level of the tank 5 rises as water is added thereto, it is continuously monitored by a surface detector 13, and if it exceeds a predetermined upper limit, the valve control unit 12 opens the electrically controlled valve 11 to release too much water. Valve 11 closes when the surface reaches a predetermined lower limit. In this case, the vapor pressure in the heat exchanger chamber 2 is maintained at a predetermined reduced value in the device according to the invention, and no excessive vacuum is ever created, as is the case with the devices according to the prior art.

10 Yllä esitetyllä tavalla lämmönvaihdinkammiossa 2 vallitsevan paineen oletetaan muodostuvan käyttönesteen kyllästyshöyrynpaineeksi ja paineenalennusventtii-lin 1 läpi syötetyn lämmityshöyryn lämpötilan oletetaan muodostuvan tätä painetta vastaavaksi kyllästyspaineeksi. Suurpainehöyryllä on kuitenkin yleensä pyrkimystä muodostua tulistetuksi höyryksi alennettaessa painetta paineen-15 alennusventtiilillä ja lämmönvaihdinkammiossa vallitseva lämpötila voi nousta korkeammaksi kuin oletettu lämpötila. Tämän tulistuksen tai ylikuumenemisen torjumiseksi on kuviossa 2 esitetyllä tavalla sijoitettu kokoojakammio 14 pai-neenalennusventtiilin 1 ja lämmönvaihdinkammion 2 väliin ja kokoojakammion 14 pohja on liitetty höyrylukon 15 kautta ejektorin 4 imukammioon ja sähkö-20 käyttöisen venttiilin 11 tulopuoli on liitetty venttiilin 16 kautta lämpötilan alentajaan 17, joka on kiinnitetty kokoojakammion 14 sivuseinään. Kuten kuviossa 3 on esitetty, lämpötilan alentajaan 17 kuuluu kokoojakammion 14 sivuseinään ruuvattu ontto kärkiosa 18 ja siihen kiinnitetty liitosputki 19, jolloin kärkiosan 18 läpi menevä reikä 20 avautuu kokoojakammioon 14 sen yläosasta ja kärkiosan 25 takapää on liitetty liitosputken 19 sisäosaan sivuaukkojen 21 ja verkon 22 kautta. Tällä järjestetyllä höyrylukon 15 kokoojakammiosta 14 keräämä poistuma tulee imetyksi ejektorilaitteella 3 ja kuten venttiili 16 on auki, pakkosyöttää pumppu 6 kyllästyslämpötilassaan olevan veden lämpötilan alentajaan 17 ja suihkuttaa sen reiästä 20 kokoojakammioon 14. Tällöin tulistetun höyryn läm-30 pötila laskee ja suihkuava vesi muuttuu kyllästetyksi vesihöyryksi. Lämmönvaihdinkammiossa 2 vallitseva höyrynpaine voidaan jatkuvasti säilyttää kyllästettynä höyrypaineena ohjaamalla venttiili 16 suihkumäärän säätämiseksi.As described above, the pressure in the heat exchanger chamber 2 is assumed to be the saturation vapor pressure of the working fluid, and the temperature of the heating vapor supplied through the pressure relief valve 1 is assumed to be the saturation pressure corresponding to this pressure. However, high pressure steam generally tends to form superheated steam when the pressure is reduced by a pressure-15 relief valve, and the temperature in the heat exchanger chamber may rise above the assumed temperature. To prevent this superheating or overheating, a collector chamber 14 is placed between the pressure relief valve 1 and the heat exchanger chamber 2 as shown in Fig. 2 and the bottom of the collector chamber 14 is connected to the suction chamber of the ejector 4 via a steam lock 15 and the inlet 16 of the electric valve 11 attached to the side wall of the collecting chamber 14. As shown in Fig. 3, the temperature reducer 17 includes a hollow tip portion 18 screwed to the side wall of the collection chamber 14 and a connecting tube 19 attached thereto, the hole 20 passing through the tip portion 18 opening into the collection chamber 14 from its top and the rear end 25 connected to the inside of the connection tube 19 . With this arranged, the effluent collected by the steam lock 15 from the collecting chamber 14 is sucked by the ejector device 3 and as the valve 16 is open, the pump 6 is forced to feed the water temperature reducer 17 . The steam pressure prevailing in the heat exchanger chamber 2 can be continuously maintained as a saturated steam pressure by controlling the valve 16 to control the spray rate.

5 1024045 102404

Kuvion 4 mukaisesti tämän suoritusmuodon mukaiseen ejektorilaitteeseen kuuluu myös ejektori 4, säiliö 5, pumppu 6, syöttöventtiili 7, syöttöputki 8 ja poistoventtiili 11, jolloin säiliö 5 on varustettu lämpötila-anturilla 10 ja pinnanil-maisimella 13 samalla tavoin kuin kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa.According to Fig. 4, the ejector device according to this embodiment also includes an ejector 4, a tank 5, a pump 6, a supply valve 7, a supply pipe 8 and an outlet valve 11, the tank 5 being provided with a temperature sensor 10 and a surface detector 13 in the same way as in the embodiment of Fig. 1.

5 Tässä suoritusmuodossa on sähkökäyttöinen venttiili 23 kuitenkin sijoitettu paineenalennusventtiilin 1 eteen ja pumpun 6 poistopuoli on liitetty sähkökäyttöisen venttiilin 24 kautta paineenalennusventtiilin 1 poistopuoleen, nimittäin lämmönvaihdinkammion 2 tulokanavaan. Moottorit tai sähkömagneetit 24 ja 26 venttiilien 23 ja 24 käyttämiseksi on liitetty keskusohjauslaitteeseen 27 venttiili-10 en 23 ja 24 avaamiseksi ja sulkemiseksi keskenään vastakkaisesti mainitun ohjauslaitteen ohjaamana. Moottorit tai sähkömagneetit 28 ja 29 venttiilien 7 ja 11 käyttämiseksi on myös liitetty keskusohjauslaitteeseen 27 ja sovitettu suorittamaan sama toiminta kuin kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa perustuen lämpötila-anturista 10 ja pinnanilmaisimesta 13 tuleviin signaaleihin. Esitetyllä 15 tavalla tämän suoritusmuodon mukaisen lämmönvaihdinkammion 2 pystysuuntainen leikkaus on U-muotoinen ja se on saatettu kosketukseen syiinterimäisen reaktiokammion 30 kanssa, jossa on materiaalin tulokanava 31, tuotteen poistokanava 32 ja sekoitin 33. Lauhdutin 34 on sijoitettu lämmönvaihdinkammion 2 poistokanavan ja ejektorin 4 väliin ja lauhduttimesta 34 tuleva jäähdytysvesi 20 syötetään syöttöputken 8 kautta sähkökäyttöisen venttiilin 35 läpi ja poistetaan ulos. Tämän venttiilin käyttömoottori tai sähkömagneetti 36 on myös liitetty keskusohjauslaitteeseen 27.However, in this embodiment, the electrically operated valve 23 is located in front of the pressure relief valve 1 and the outlet side of the pump 6 is connected via the electric valve 24 to the outlet side of the pressure relief valve 1, namely the inlet duct of the heat exchanger chamber 2. Motors or electromagnets 24 and 26 for operating the valves 23 and 24 are connected to a central control device 27 for opening and closing the valves 10 and 23 opposite to each other under the control of said control device. The motors or solenoids 28 and 29 for operating the valves 7 and 11 are also connected to the central control device 27 and adapted to perform the same operation as in the embodiment according to Fig. 1 based on signals from the temperature sensor 10 and the surface detector 13. As shown 15, the vertical section of the heat exchanger chamber 2 according to this embodiment is U-shaped and is brought into contact with a cylindrical reaction chamber 30 having a material inlet duct 31, a product outlet duct 32 and a stirrer 33. A condenser 34 is located between the heat exchanger chamber 2 outlet duct and ejector 4 The incoming cooling water 20 34 is fed through a supply pipe 8 through an electrically operated valve 35 and discharged. The drive motor or solenoid 36 of this valve is also connected to the central control device 27.

••

Kun tässä järjestelyssä venttiili 23 on auki, höyrynlähteestä (ei esitetty) tuleva 25 höyry työntyy lämmönvaihdinkammioon 2 paineenalennusventtiilin 1 kautta ja sen jälkeen, kun se on lämmittänyt reaktiokammion 30, joka on kosketuksessa lämmönvaihdinkammioon 2 ja aiheuttaa halutun reaktion samalla tavoin kuin kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa, lauhdutin 37 kondensoi senja ejektori 4 imee sen säiliön 5 sisään nostaen siten säiliössä veden lämpötilaa. Lauhdu-30 tinta 34 ei kuitenkaan tarvitse käyttää tällaisessa lämmitystoiminnassa, kuten kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa on todettu.In this arrangement, when the valve 23 is open, steam 25 from a steam source (not shown) enters the heat exchanger chamber 2 through the pressure relief valve 1 and after heating the reaction chamber 30 in contact with the heat exchanger chamber 2 and causing the desired reaction in the same manner as in Fig. 1. the condenser 37 condenses Senja and the ejector 4 sucks it into the tank 5, thus raising the temperature of the water in the tank. However, the condenser 30 need not be used in such a heating operation, as noted in the embodiment of Figure 1.

Mikäli venttiili 23 tämän jälkeen suljetaan ja venttiili 24 avataan, höyryn tulo lämmönvaihdinkammioon 2 keskeytyy ja samanaikaisesti pumppu 6 pakko- 102404 6 syöttää säiliössä 5 olevaa lämmintä vettä lämmönvaihdinkammioon 2. Ejektori 4 imee tämän veden ja jäljellä olevan höyryn palauttaakseen sen säiliöön 5. Samanaikaisesti syöttöventtiiIi 7 avautuu säiliön 5 täydentämiseksi vedellä säiliön 5 veden lämpötilan alentamiseksi asteittain. Samalla, kun reaktiokammi-5 on 30 lämpö haihduttaa lämmönvaihdinkammioon 2 syötettyä vettä reak-tiokammion 30 jäähdyttämiseksi haihtumislämmöllään, suuri määrä tässä vaiheessa muodostunutta höyryä kondensoituu lauhduttimen 34 avulla ja tulee imetyksi ejektorilla 4. Tällä tavoin lauhdutin 34 torjuu ejektorin 4 imutoimintaan kohdistuvaa ylikuormitusta.If the valve 23 is then closed and the valve 24 is opened, the supply of steam to the heat exchanger chamber 2 is interrupted and at the same time the pump 6 forcibly supplies the hot water in the tank 5 to the heat exchanger chamber 2. The ejector 4 sucks this water and the remaining steam back to the tank 5. opens to fill the tank 5 with water to gradually lower the temperature of the water in the tank 5. While the heat of the reaction chamber 5 is 30 evaporates the water fed to the heat exchanger chamber 2 to cool the reaction chamber 30 with its heat of evaporation, a large amount of steam generated at this stage is condensed by the condenser 34 and sucked by the ejector 4.

1010

Mikäli kylmää vettä syötetään lämmönvaihdinkammioon 2 samalla tavoin kuin aikaisemmin tunnetuissa laitteissa, jäljellä oleva höyry kondensoituu nopeasti aiheuttaen äkillisen painemuutoksen ja nk. vasara- tai iskuvaikutuksen, joka saattaa aiheuttaa tärinää ja laitteen tuhoutumisen. Keksinnön mukaisessa 15 laitteessa ei kuitenkaan tapahdu jäljellä olevan höyryn nopeaa kondensoitumista ja tästä syystä ei aiheudu iskuvaikutusta, koska säiliön 5 veden lämpötila välittömästi lämmitysvaiheen jälkeen on olennaisen korkea. Lämmönvaihdin-kammion 2 lämpötila laskee asteittain säiliön 5 veden lämpötilan laskiessa. Mikäli tämä veden lämpötila esiasetetaan sopivalla tavalla ohjauslaitteeseen 20 27, ejektorin 4 alipainetta saadaan vastaavasi ohjatuksi ja tällöin saadaan aikaan ohjattu jäähtymisnopeus halutun jäähdytyskäsittelyn suorittamiseksi.If cold water is fed to the heat exchanger chamber 2 in the same way as in previously known devices, the remaining steam condenses rapidly, causing a sudden change in pressure and a so-called hammer or shock effect, which may cause vibration and destruction of the device. However, in the device 15 according to the invention, no rapid condensation of the remaining steam takes place and therefore no impact is caused, since the water temperature of the tank 5 immediately after the heating step is substantially high. The temperature of the heat exchanger chamber 2 gradually decreases as the water temperature of the tank 5 decreases. If this water temperature is suitably preset in the control device 20 27, the vacuum of the ejector 4 can be controlled accordingly, and then a controlled cooling rate is obtained in order to carry out the desired cooling treatment.

·: Kun kuumennusvaihe suoritetaan uudelleen jäähdytysvaiheen jälkeen, syöttö- venttiili 7 suljetaan ensin. Sen jälkeen säiliössä 5 oleva vesi kiertää pumpun 6, 25 venttiilin 24, lämmönvaihdinkammion 2, lauhduttimen 34 ja ejektorin 4 kautta ja absorboi lämpöä reaktiokammiosta 30 lämpötilan nostamiseksi asteittain. Kun se saavuttaa sopivan lämpötilan, venttiili 26 sulkeutuu ja venttiili 23 avautuu / samanaikaisesti höyryn syöttämiseksi. Tällä tavoin kuumennus- tai lämmitys- vaihe voidaan toistaa ilman iskuvaikutusta, joka aiheutuu lämpötilan äkillisestä 30 muutoksesta.·: When the heating step is performed again after the cooling step, the supply valve 7 is closed first. The water in the tank 5 then circulates through the valve 24, the heat exchanger chamber 2, the condenser 34 and the ejector 4 of the pump 6, 25 and absorbs heat from the reaction chamber 30 to gradually raise the temperature. When it reaches a suitable temperature, the valve 26 closes and the valve 23 opens / simultaneously to supply steam. In this way, the heating or heating step can be repeated without the impact effect caused by the sudden change in temperature.

Veden lämpötilan ja venttiilin ohjauksen yllä mainittu säätö voidaan tallentaa edeltäkäsin ohjauslaitteeseen 27 edeltäkäsin määriteltynä ohjelmana, jolloin kuumennus-ja jäähdytysvaiheet saadaan suoritetuksi täysin automaattisesti.The above-mentioned adjustment of the water temperature and valve control can be stored in the control device 27 in advance as a predefined program, whereby the heating and cooling steps can be performed completely automatically.

7 102404 Tämän keksinnön mukainen lämpökäsittelylaite on erityisen tehokas käytettäessä sitä alle 100°C olevassa normaalissa kuumennuslämpötilassa, kuten erilaisissa reaktiokammioissa ja elintarvikkeiden tislaus-, kondensointi- ja steri-lointilaitteessa ja kuviossa 5 on kaaviomaisesti esitetty tällaisessa käytössä 5 olevan paineenalennusventtiilin 1 rakenne. Esitetyllä tavalla paineenalennus-venttiilissä 1 on höyryn tulokanava 37 ja höyryn poistokanava 38 ja niiden välissä on pääventtiili 39. Pääventtiili 39 on kytketty paineherkkään kalvoon 41 yhdyssauvan 40 välityksellä ja jousi 42 vetää sen ylös yhdessä kalvon 41 kanssa höyryväylän sulkemiseksi päinvastaisella tavalla kuin tavanomaisessa pai-10 neenalennusventtiilissä. Kalvon 41 alaontelo on liitetty poistopuoleen aukon 43 kautta sekundäärisen paineen muodostamiseksi. Tämän mukaisesti, kun sekundäärinen paine, nimittäin lämmönvaihdinkammion 2 paine, alenee tietyssä määrin, kalvo 41 vetäytyy alaspäin jousta 42 vasten pääventtiilin 39 avaamiseksi ja höyryn syöttämiseksi lämmönvaihdinkammioon 2. Kun sekundäärinen 15 paine palautetaan, kalvo 41 vetäytyy ylös sulkien pääventtiilin 39. Jousen 42 jännitystä voidaan säätää jännityksensäätölaitteella 44. Jännityksensäätölait-teeseen 44 voi kuulua esimerkiksi säätömoottori ja se toimii ohjauslaitteesta 27 tulevaan signaaliin reagoiden kuviossa 4 esitetyllä tavalla. Kun yllä mainittu kuumennuslämpötila on yli 100°C, käytetään tavanomaisen rakenteen mukais-20 ta paineenalennusventtiiliä, koska sekundäärinen kyllästetty höyrynpaine muodostuu ilmanpaineen ylittäväksi paineeksi. Tässä tapauksessa jousi 42 työntää t, pääventtiilin 39 alas ja se avautuu normaalisti ollen suljettuna silloin, kun se- :· kundäärinen paine ylittää ennalta määrätyn arvon.7 102404 The heat treatment apparatus of the present invention is particularly effective when used at normal heating temperatures below 100 ° C, such as various reaction chambers and food distillation, condensation and sterilization apparatus, and Fig. 5 schematically shows the structure of a pressure relief valve 1 in such use. As shown, the pressure relief valve 1 has a steam inlet 37 and a steam outlet 38 and a main valve 39 therebetween. The main valve 39 is connected to the pressure sensitive membrane 41 via a connecting rod 40 and is pulled up by the spring 42 together with the membrane 41 to close the steam path in the opposite way. relief valve. The lower cavity of the diaphragm 41 is connected to the outlet side through the opening 43 to generate a secondary pressure. Accordingly, when the secondary pressure, namely the pressure in the heat exchanger chamber 2, decreases to a certain extent, the diaphragm 41 retracts against the spring 42 to open the main valve 39 and supply steam to the heat exchanger chamber 2. When the secondary pressure 15 is restored, the diaphragm 41 retracts. is controlled by a voltage control device 44. The voltage control device 44 may include, for example, a control motor and operates in response to a signal from the control device 27 as shown in Figure 4. When the above-mentioned heating temperature is above 100 ° C, a pressure relief valve of conventional construction is used because the secondary saturated vapor pressure is formed as a pressure exceeding the atmospheric pressure. In this case, the spring 42 pushes t, down the main valve 39 and opens normally, being closed when the secondary pressure exceeds a predetermined value.

25 Kuvion 4 suoritusmuodon mukaisessa lämmönvaihdinkammiossa 2 on se ongelma, että kun jäähdytysvesi syötetään siihen venttiilistä 24 höyryn kanssa yhteistä väylää pitkin yllä kuvatulla tavalla kuumennusvaiheen jälkeen, suuri : määrä vettä ei pääse riittävästi kosketukseen reaktiokammion 30 pinnan kans sa ja tulee ejektorin 4 imemäksi ennen haihtumista ja tästä aiheutuu alhainen 30 jäähdytyshyötysuhde. Kuviossa 6 on esitetty parannettu rakenne tämän ongelman poistamiseksi. Esitetyllä tavalla reaktiokammiota 30 ympäröi lämmönvaih-dinkammio 2, jossa on ulkoseinä 45. Lämmönvaihdinkammiossa 2 on rengasmainen kansi 46, joka on kiinnitetty pulteilla 48 niiden välissä olevaan rengasmaiseen kumilevyyn 47. Kumilevyn 47 sisähalkaisija on hieman pienempi kuin 8 102404 reaktiokammion 30 ulkohalkaisija ja tästä syystä sen sisäkehäosa on taipunut alaspäin pitkin reaktiokammion 30 ulkoseinää esitetyllä tavalla. Kun jäähdytysvesi syötetään venttiilistä 24 kumilevyn 47 yläpuolella olevaan tilaan kaaviomai-sesti nuolella 49 esitetyllä tavalla, se muovaa paineellaan kumilevyä 47 ja 5 virtaa alaspäin reaktiokammion 30 ulkoseinän ja kumilevyn 47 välissä olevasta raosta pitkin ulkoseinää ja lopuksi se tulee imetyksi ja poistuu alapoistokana-vasta 50. Tällöin reaktiokammion 30 lämpö haihduttaa tehokkaasti syötetyn jäähdytysveden ja reaktiokammio 30 voidaan tehokkaasti jäähdyttää muodostuvalla haihtumislämmöllä. Tässä rakenteessa kuumennushöyry syötetään 10 paineenalennusventtiilistä 1 toisen putken läpi jäähdytysvedestä erillään kumi-levyn 47 alapuolelle, kuten nuoli 15 kaaviomaisesti osoittaa. Kumilevy 47 voi olla jotakin muutakin sopivaa joustavaa materiaalia kuin kumia.The heat exchanger chamber 2 according to the embodiment of Fig. 4 has the problem that when cooling water is supplied to it from the valve 24 via a common path with steam as described above after the heating step, a large amount of water does not come into sufficient contact with the reaction chamber 30 and is sucked by the ejector 4 before evaporation and this results in a low cooling efficiency of 30. Figure 6 shows an improved structure to overcome this problem. As shown, the reaction chamber 30 is surrounded by a heat exchanger chamber 2 having an outer wall 45. The heat exchanger chamber 2 has an annular cover 46 secured by bolts 48 to an annular rubber plate 47 therebetween. The inner diameter of the rubber plate 47 is slightly less than 8,102,404. the inner circumferential portion is bent downward along the outer wall of the reaction chamber 30 as shown. When the cooling water is supplied from the valve 24 to the space above the rubber plate 47 schematically as shown by arrow 49, it pressurizes the rubber plate 47 and 5 flows down the gap between the outer wall of the reaction chamber 30 and the rubber plate 47 along the outer wall and finally sucks and exits. In this case, the heat of the reaction chamber 30 effectively evaporates the supplied cooling water, and the reaction chamber 30 can be effectively cooled by the heat of evaporation generated. In this construction, the heating steam is supplied from the pressure relief valve 1 through the second pipe from the cooling water separately below the rubber plate 47, as shown by the arrow 15 schematically. The rubber plate 47 may be of a suitable flexible material other than rubber.

Yllä kuvatulla tavalla keksinnön avulla on saatu aikaan alennetulla painehöyryl-15 lä toimiva lämpökäsittelylaite, joka on erittäin stabiili tai luotettava ja jolla on suuri lämpöhyötysuhde. Yllä esitetyt suoritusmuodot on kuvattu vain keksintöä valaisemaan eivätkä ne missään tapauksessa rajoita keksintöä. Alan ammatti-ihmisilie on selvää, että näihin suoritusmuotoihin voidaan tehdä erilaisia muunnelmia ja muutoksia irtautumatta oheisissa patenttivaatimuksissa määritellystä 20 keksinnön suojapiiristä ja hengestä. Kun esimerkiksi yllä olevassa suoritusmuodossa on reaktiokammiota 30 ympäröivälle lämmönvaihdinkammiolle 2 esitetty U-muotoinen poikkileikkaus, voidaan lämmönvaihdinkammion 2 rakenne ja ;· muoto valita vapaasti ja tarvittaessa käsiteltävä materiaali voidaan sijoittaa suoraan lämmönvaihdinkammioon 2. Vaikka kuviossa 4 on esitetty kaikkien 25 venttiilien automaattinen ohjaus, on selvää, että mitä tahansa näistä venttiileistä voidaan ohjata käsin. Mikäli kuvion 4 mukainen paineenalennusventtiili 1 on sovitettu sulkeutumaan täydellisesti, edeltävä venttiili 23 voidaan jättää pois. Lisäksi jotkut muut komponentit kuin paineenalennusventtiili, lämmönvaihdin-kammio ja ejektorilaite voidaan valinnaisesti jättää pois riippuen laitteen käytös-30 tä ja toimintavaatimuksista.As described above, the invention provides a heat treatment device operating under reduced pressure steam, which is very stable or reliable and has a high heat efficiency. The above embodiments are described to illustrate the invention only and in no way limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various variations and modifications may be made to these embodiments without departing from the scope and spirit of the invention as defined in the appended claims. For example, when the above embodiment has a U-shaped cross-section shown for the heat exchanger chamber 2 surrounding the reaction chamber 30, the structure and shape of the heat exchanger chamber 2 can be chosen freely and the material to be treated can be placed directly in the heat exchanger chamber 2. Although Figure 4 shows automatic control of all valves. that any of these valves can be operated manually. If the pressure relief valve 1 according to Fig. 4 is adapted to close completely, the preceding valve 23 can be omitted. In addition, some components other than the pressure relief valve, heat exchanger chamber, and ejector device may optionally be omitted depending on the use and operation requirements of the device.

Claims (5)

1. Anordning för värmebehandiing med änga av reducerat tryck, innefattande en tryckreduceringsventil (1) med ett inlopp, som är förbundet med en ängkäl- 5 la, och ett utlopp, en värmeväxlarkammare (2) med ett inlopp, förbundet med tryckreduceringsventilens utlopp, och en tryckreduceringsanordning, som är förbunden med värmeväxlarkammarens utlopp, kännetecknad av att tryckre-duceringsanordningen innefattar en ejektor (4) med ett munstycke och en sugkammare som omger munstycket, samt att anordningen vidare innefattar 10 en passage, vilken förbinder ejektorns sugkammare och värmeväxlarkammarens (2) utlopp och genom vilken änga strömmar, samt organ (6) för att mata dirftfluidum tili ejektorns munstycke och organ (10) för att styra driftfluidens temperatur, varigenom styrning möjliggörs av ejektrons sugtryck genom styr-ning av nämnda temperatur. 15Apparatus for heat treating with reduced pressure meadow, comprising a pressure reducing valve (1) having an inlet connected to a steam source, and an outlet, a heat exchanger chamber (2) having an inlet connected to the outlet of the pressure reducing valve, and a pressure reducing device connected to the outlet of the heat exchanger chamber, characterized in that the pressure reducing device comprises an ejector (4) with a nozzle and a suction chamber surrounding the nozzle, and the device further comprises a passage connecting the ejector chamber of the ejector chamber (2). outlet and through which meadow streams, and means (6) for supplying scent fluid to the ejector nozzle and means (10) for controlling the operating fluid temperature, thereby controlling control of the suction pressure of the ejecttron by controlling said temperature. 15 2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att anordning dessutom innefattar organ för att tillföra driftfluiden tili värmeväxlarkammarens (2) inlopp samt organ (23, 24) för att omkoppla matningen av ängan och driftfluiden tili värme-växlarkammaren. 20Device according to claim 1, characterized in that the device further comprises means for supplying the operating fluid to the inlet of the heat exchanger chamber (2) and means (23, 24) for switching the feed of the meadow and the operating fluid to the heat exchanger chamber. 20 3. Anordning enligt krav 1 eller 2, där organen för att mata driftsfluidet innefattar en lagerbehällare för vätska, en pumpanordning för att tvängsmata driftsflui- . :' det i lagerbehällaren tili ejektorns munstycke, organ för att returner driftsfluidet frän ejektom tili lagerbehällaren och organ för att päfylla lagerbehällaren med 25 driftsfluidum av realtivt läg temperatur, kännetecknad av att organen för att styra driftfluidens temperatur innefattar en temperatursensor (10) för att avkän-na driftfluidens temperatur och alstra en avkänningssignal samt medel (7, 9, 28), som är päverkbara av avkänningssignalen för att styra mängden päfyllning • · med päfyllningsmedlem. 30Device according to claim 1 or 2, wherein the means for supplying the operating fluid comprises a liquid storage container, a pumping device for forcing the operating fluid. means in the storage container for the ejector nozzle, means for returning the operating fluid from the ejector to the storage container and means for filling the storage container with operating fluid of real low temperature, characterized in that the means for controlling the operating fluid temperature comprise a temperature sensor (10). -the operating fluid temperature and generate a sensing signal as well as means (7, 9, 28) which are actuated by the sensing signal to control the amount of filling with the filling member. 30 4. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att anordningen vidare innefattar mättningsorgan för överhettad änga, som är införda mellan tryckreducerings-ventilen (1) och värmeväxlarkammaren (2), vilka organ innefattar ett tätt slutet hälrum (14) samt medel (6,17, 20) för att spruta driftfluiden in i hälrummet. 102404Device according to claim 1, characterized in that the device further comprises superheated muffler saturation means inserted between the pressure reducing valve (1) and the heat exchanger chamber (2), the means comprising a tightly closed holding chamber (14) and means (6,17 , 20) to inject the operating fluid into the heel cavity. 102404 5. Anordning enligt patentkravet 2, 3 eller 4, kännetecknad av att en konden-soranordning (34) är anbragt i rörledningen mellan värmeväxlarkammaren (2) och ejektorn (4).Device according to claim 2, 3 or 4, characterized in that a condenser device (34) is arranged in the pipeline between the heat exchanger chamber (2) and the ejector (4).