JP2001296089A - 蒸気加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱物を１００度Ｃ前後の蒸気で、所定温
度通りに精度良く加熱することのできる蒸気加熱装置を
得ること。 【解決手段】 反応釜１のジャケット部２へ蒸気を供給
する蒸気供給管３を接続する。ジャケット部２上方に冷
却流体供給口４を取り付ける。冷却流体供給口４は、圧
力応動弁１２を介して冷却流体供給管１１と接続する。
圧力応動弁１２のアクチュエータ部１８を、圧力連通管
１９によりジャケット部２と連通する。ジャケット部２
内の圧力が上昇すると、圧力応動弁１２が開弁して冷却
流体が供給されることにより、過剰蒸気が凝縮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器内の被加熱
物を蒸気で加熱するものに関し、特にその加熱温度が１
００度Ｃ前後程度の比較的低温の場合に適した蒸気加熱
装置に関する。具体的には重合反応等に用いられる各種
反応釜や食品の蒸溜装置、濃縮装置、あるいは殺菌装置
等の蒸気加熱に用いるものである。これらの場合の被加
熱物は、僅かな温度変化によって熱損傷や熱劣化を生じ
てしまう場合が多く、加熱温度を精度良く所定値に維持
する必要がある。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸気加熱装置としては、例えば特
開平７−３２８４２３号公報に示すようなものが用いら
れていた。これは、蒸気供給管１７をノズル１８と接続
し、ノズル１８の外周に形成した吸引室４４に２つの通
路４５，４６を設けて、一方の通路４５をジャケット部
１６と接続すると共に、他方の通路４６に弁手段４７を
接続したものである。

【０００３】弁手段４７を開弁することにより、ジャケ
ット部１６内の残留空気を吸引室４４に吸引して、ジャ
ケット部１６内を減圧状態とした後、弁手段４７を閉弁
してジャケット部１６内に低圧蒸気を供給して１００度
Ｃ以下の低温蒸気で被加熱物を加熱することができるも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の蒸気加熱装
置では、加熱初期の段階で装置内に残留している空気を
吸引排除して蒸気加熱を行うことはできるが、例えば、
供給される加熱用の蒸気量が一定で、且つ、被加熱物の
量が少なくなった場合に、供給される蒸気が消費される
蒸気よりも過剰となってしまい、蒸気圧力の上昇、即
ち、蒸気温度の上昇を来たしてしまう問題があった。

【０００５】従って本発明の課題は、蒸気圧力の上昇を
防止することによって蒸気温度の上昇を防止して、加熱
温度の変動が少ない蒸気加熱装置を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた本発明の手段は、熱交換器に加熱部を形成し
て加熱用の蒸気供給管を接続し、加熱により生じた復水
を排出する復水回収装置を接続したものにおいて、加熱
部に冷却流体供給口を設けて、該冷却流体供給口に冷却
用の流体を供給する冷却流体供給管を接続し、該冷却流
体供給管に加熱部の圧力変動を検知して開閉弁する圧力
応動弁を取り付けて、加熱部の圧力が所定値上昇すると
圧力応動弁が開弁して冷却流体供給口から冷却流体が供
給されて加熱用の蒸気が熱交換されるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】加熱部に冷却流体供給口を設け
て、この冷却流体供給口に加熱部の圧力が所定値上昇す
ると開弁する圧力応動弁を介して冷却流体供給管を接続
したことにより、加熱部への供給蒸気量が過剰となって
蒸気圧力が所定値だけ上昇すると、圧力応動弁が開弁し
て冷却流体供給口に冷却流体が供給されて、過剰な蒸気
が熱交換されて凝縮することによって、加熱部の圧力上
昇が解消され、温度上昇も防止される。

【０００８】

【実施例】本実施例は図１に示すように、熱交換器とし
て反応釜１を用いた例を説明する。反応釜１の外周に加
熱部としてのジャケット部２を形成して蒸気供給管３と
接続すると共に、ジャケット部２の上部に設けた冷却水
供給口４、及び、ジャケット部２の下方に接続した復水
回収装置６とで蒸気加熱装置を構成する。

【０００９】蒸気供給管３には圧力調節弁７を取り付け
てジャケット部２と接続する。圧力調節弁７はジャケッ
ト部２へ供給する蒸気圧力即ち温度が所定値となるよう
に設定する。加熱用の蒸気として飽和蒸気を使用する場
合は、蒸気の圧力と温度は一義的に定まるために、蒸気
圧力を所定値に設定することにより蒸気温度も所定値に
設定することができる。尚、蒸気供給管３は管路９を介
して復水回収装置６の高圧操作流体の導入口１０と接続
する。

【００１０】ジャケット部２の上部に管路１３と圧力応
動弁１２を介して冷却流体供給口４を、ジャケット部２
内の下方に向けて取り付ける。供給口４の下端部には図
示しないノズルを設ける。圧力応動弁１２の入口側には
冷却流体供給管１１を接続する。従って、冷却流体供給
管１１から供給される冷却流体例えば冷却水は、圧力応
動弁１２が開弁すると、供給口４の下端のノズルからジ
ャケット部２内下方に噴射される。一方、圧力応動弁１
２のアクチュエータ部１８は、圧力連通管１９によりジ
ャケット部２と連通する。

【００１１】圧力応動弁１２は、本実施例においては図
２に示すように自力式の圧力調整弁を用いた例を示す。
図２において、入口３０を冷却流体供給管１１と接続
し、出口３１を補助熱交換器４と接続する。入口３０と
出口３１を区画する弁座３２に対向して弁体３３を配置
する。弁体３３は連結棒３４によって上方のダイヤフラ
ム３５と連結する。ダイヤフラム３５の上部には圧力調
整用の引張りコイルバネ３６を配置する。コイルバネ３
６はダイヤフラム３５を上方に付勢する。コイルバネ３
６の上部には、調整ネジ３７を介して回転ハンドル３８
を取り付ける。回転ハンドル３８を左右に回転すること
によって、調整ネジ３７が上下に移動してコイルバネ３
６の引張り力を適宜調整することができるものである。

【００１２】ダイヤフラム３５の下部室３９に連通口４
０を設ける。連通口４０は、圧力連通管１９によって図
１に示す反応釜１のジャケット部２と連通する。従っ
て、ジャケット部２の圧力が上昇すると、ダイヤフラム
下部室３９の圧力も上昇して、ダイヤフラム３５が上方
へ変位することによって弁体３３が弁座３２から離座し
て開弁するものである。

【００１３】圧力応動弁１２が開弁すると、図１の冷却
流体供給管１１から冷却水等の冷却流体が冷却流体供給
口４に供給され、ジャケット部２内の蒸気と熱交換して
凝縮させるものである。

【００１４】圧力応動弁１２としては、上記の自力式の
圧力調整弁に限ることなく、例えば、電動あるいは空気
圧動のアクチュエータを内蔵した自動調節弁と圧力コン
トローラ、及び、ジャケット部２内の圧力を検出するこ
とのできる圧力センサを組み合わせたものを用いること
もできる。

【００１５】ジャケット部２の下部と復水回収装置６の
復水流入口２０とを管路２２により逆止弁２３を介して
接続する。逆止弁２３はジャケット部２から復水回収装
置６方向のみの流体の通過を許容するもので、逆方向の
流体の通過は許容しないものである。復水回収装置６の
復水還元口２４にも逆止弁２５を介して復水圧送管路２
６を取り付ける。この逆止弁２５は復水回収装置６から
復水圧送管路２６側への外部方向へのみ流体を通過させ
るものである。

【００１６】復水回収装置６上部の高圧操作流体の導入
口１０の側方には、高圧操作流体の排出循環口２７を設
けて、管路２８と接続する。管路２８は、ジャケット部
２と同圧状態の図示しないヘッダーや、あるいは、別途
のジャケット部２よりも低圧状態箇所と接続する。

【００１７】復水回収装置６は、内部に配置した図示し
ないフロートが下方部に位置する場合に、高圧操作流体
の導入口１０が閉口され、一方、排出循環口２７が開口
されて、管路２２と逆止弁２３と復水流入口２０を通っ
てジャケット部２内の復水が回収装置６内に流下し、回
収装置６内に復水が溜まってフロートが所定上方部に位
置すると、排出循環口２７が閉口され、一方、高圧操作
流体の導入口１０が開口されて、高圧操作流体として蒸
気供給管３からの高圧蒸気が回収装置６内に流入して、
内部の復水を還元口２４と逆止弁２５と管路２６を経て
復水回収先へ圧送し回収するものである。

【００１８】復水が回収されて回収装置６内の水位が低
下すると、再度、高圧操作流体の導入口１０が閉口さ
れ、排出循環口２７が開口されることにより、復水流入
口２０から復水が回収装置６内へ流下してくる。このよ
うな作動サイクルを繰り返すことにより、復水回収装置
６は、ジャケット部２で発生した復水を回収するもので
ある。

【００１９】図１において反応釜１内の被加熱物を加熱
する場合、圧力調節弁７から所定圧力即ち温度の加熱用
蒸気をジャケット部２へ供給することにより、反応釜１
は所定温度の蒸気でもって加熱される。例えば圧力調節
弁７から大気圧以下の６０度Ｃの蒸気を供給すると反応
釜１は６０度Ｃで加熱される。反応釜１を加熱した蒸気
は凝縮して復水となり、管路２２と逆止弁２３を経て復
水回収装置６内へ流下する。

【００２０】圧力調節弁７から供給される蒸気量がジャ
ケット部２で消費される蒸気量よりも多い場合、ジャケ
ット部２内の蒸気圧力は上昇する。このジャケット部２
内の圧力上昇は圧力連通管１９から圧力応動弁１２のダ
イヤフラム下部室３９に伝わり、ダイヤフラム３５を上
方へ変位させることによって弁体３３が弁座３２から離
座して、ジャケット部２に冷却流体が供給されることに
よって、ジャケット部２内の過剰な蒸気は熱交換されて
凝縮する。このように、ジャケット部２の過剰な蒸気を
凝縮して蒸気圧力を低下させることによって、加熱蒸気
温度の上昇を防止することができる。

【００２１】供給される蒸気量が過剰ではない場合は、
反応釜１を加熱した蒸気は凝縮して復水となることによ
り、ジャケット部２内は初期の圧力状態に維持される。
一方、凝縮した復水は復水回収装置６内へ流下して、上
記した作動の繰り返しにより復水回収先へ圧送される。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、加熱部の
圧力が所定値上昇すると、圧力応動弁が開弁して冷却流
体供給口に冷却流体を供給して蒸気を熱交換して凝縮す
ることにより、加熱部に供給される蒸気量が過剰となり
蒸気圧力が上昇すると、その上昇分の蒸気が凝縮され
る。従って、蒸気圧力上昇に伴う温度変動を防止して、
所定値の温度で精度良く被加熱物を加熱することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。

【図2】本発明の蒸気加熱装置に用いる圧力応動弁の略
構成図。

【符号の説明】

１ 反応釜 ２ ジャケット部 ３ 蒸気供給管 ４ 冷却流体供給口 ６ 復水回収装置 １０ 高圧操作流体導入口 １１ 冷却流体供給管 １２ 圧力応動弁 １９ 圧力連通管 ２０ 復水流入口 ２４ 復水還元口 ２７ 排出循環口 ３０ 入口 ３１ 出口 ３２ 弁座 ３３ 弁体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器に加熱部を形成して加熱用の蒸
   気供給管を接続し、加熱により生じた復水を排出する復
   水回収装置を接続したものにおいて、加熱部に冷却流体
   供給口を設けて、該冷却流体供給口に冷却用の流体を供
   給する冷却流体供給管を接続し、該冷却流体供給管に加
   熱部の圧力変動を検知して開閉弁する圧力応動弁を取り
   付けて、加熱部の圧力が所定値上昇すると圧力応動弁が
   開弁して冷却流体供給口から冷却流体が供給されて加熱
   用の蒸気が熱交換されることを特徴とする蒸気加熱装
   置。