JP2007078277A - 蒸気加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被加熱物を蒸気潜熱で効率良く加熱することのできる蒸気加熱装置を提供する。
【解決手段】 横長円筒状シェル１の内部に断面略長方形の細管２を、複数本取り付ける。シェル１の上部に蒸気供給管３を接続する。シェル１の下部に吸引手段接続管４を接続する。シェル１の上部と、吸引手段接続管４とを接続する連通管９を取り付ける。
蒸気供給管３からシェル１内の細管２へ加熱用蒸気を噴射することにより、細管外表面で蒸気が凝縮し、この凝縮液が細管２の長手長方形側面部を流れ落ち、細管２内の外表面に薄膜状に滞留することがなく、蒸気潜熱でもって被加熱物を効率良く加熱することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気加熱室で加熱用蒸気の保有潜熱によって被加熱物を加熱する蒸気加熱装置に関する。

蒸気加熱装置は、加熱室の内部に長尺状の複数の伝熱チューブを水平に配置して、この伝熱チューブの内部に熱媒を流下させることによって、伝熱チューブの外周に位置する被加熱物を間接加熱することができるものである。

この蒸気加熱装置においては、上記とは反対に、伝熱チューブの内部を被加熱物が流下して、熱媒を伝熱チューブの外周に噴射することによって、伝熱チューブ内の被加熱物を加熱する場合に、伝熱チューブの断面形状が円形であるために、伝熱チューブの外周で熱を奪われて凝縮した熱媒の凝縮液が、伝熱チューブの外周から滴下しにくく、従って、伝熱チューブの外周での熱媒蒸気の接触が妨害され、熱媒蒸気の保有潜熱が確実に被加熱物へ伝わらず、加熱効率が低下する問題があった。
特開２００２−３７２３８４号公報

解決しようとする課題は、被加熱物への蒸気潜熱の伝熱を妨害する凝縮液膜を、伝熱チューブ表面からできるだけ速やかに排除することによって、加熱効率の高い蒸気加熱装置を提供することである。

本発明は、被加熱物を蒸気で加熱する蒸気加熱室を形成して、当該蒸気加熱室に加熱用の蒸気を供給するものにおいて、蒸気加熱室の内部に複数の細管を配置すると共に、当該細管の断面形状を平坦な略長方形としたものである。

本発明の蒸気加熱装置は、伝熱チューブとしての細管の断面形状を平坦な略長方形としたことによって、細管表面で被加熱物の熱を奪って凝縮した凝縮液が、細管表面に付着滞留することなく流れ落ち易くなるために、蒸気潜熱での熱交換を妨げることがなくなり、高い加熱効率を維持することができる。

本発明は、細管の断面形状を平坦な略長方形とするものであるが、長方形の長尺面を凝縮液の流れ方向に沿わせる方向に配置することが好ましい。また、平坦な長方形の内部形状は、被加熱物の流下を妨げない程度の通路を有する形状とすることが好ましい。

本実施例においては、蒸気加熱室として横長中空円筒状のシェル１と、シェル１内に配置した伝熱チューブとしての細管２と、シェル１内に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管３、及び、図示しない吸引手段と接続する吸引手段接続管４とで蒸気加熱装置を構成する。

図１においては、円筒状のシェル１の縦断面図を示し、図１の手前側に管板を介在して細管２と連通する被加熱物流入口を、図１の奥側に同じく管板を介在して細管２と連通する被加熱物流出口を、それぞれ取り付ける。

細管２は、図１に示すようにその断面が上下に長い略長方形とし、シェル１内に均等に且つ水平状に多数本を取り付ける。なお、気化冷却室としてのシェル１内の細管２の断面形状は、上記のとおり略長方形とするが、シェル１両端部の管板以降の部分は、従来通りの円形とすることが装置の製作上好ましい。

シェル１の中央上部に蒸気供給管３を接続する。蒸気供給管３には、供給する蒸気量を制御するための制御弁５を取り付ける。また、蒸気供給管３のシェル１側端部６には、図示はしないが加熱用蒸気を、全ての細管２外表面へ噴射するための噴射ノズルを取り付ける。蒸気供給管３から細管２の外表面へ噴射される加熱用蒸気によって、細管２内を流下する被加熱物が加熱されるものである。

シェル１の下部には、吸引手段接続管４を接続して、図示しない真空ポンプ等の吸引手段と接続する。吸引手段接続管４には、蒸気は出口側へ排出することなく液体だけを排出する蒸気トラップ７と、シェル１内のあらゆる流体を下流の吸引手段側へ流下させる開閉バルブ８を、それぞれ並列に取り付ける。また、シェル１の上部と、吸引手段接続管４を連通する連通管９を取り付ける。この連通管９には開閉バルブ１０を取り付ける。

細管２内を流下する被加熱物を加熱する場合は、図示しない吸引手段を駆動し吸引手段接続管４を介してシェル１内を所定の減圧状態としておき、蒸気供給管３から細管２の外表面へ加熱用蒸気を噴射することによって被加熱物が加熱される。このように、シェル１内を、吸引手段で大気圧以下へ減圧することにより、大気圧以下に相当する、すなわち、１００℃以下の低温蒸気で加熱することができる。

細管２の断面形状を縦方向に長い長方形としたことによって、細管の外表面で蒸気の凝縮した凝縮液が、細管２の長手側面部に沿いながら流れ落ち易くすることができ、細管２外表面に凝縮液の薄膜が滞留することを防止して、細管２内を流下する被加熱物を蒸気潜熱でもって効率良く加熱することができる。

被加熱物を加熱したことにより発生した凝縮液は、蒸気トラップ７と吸引手段接続管４を通って吸引手段へ吸引される。また、シェル１内で滞留した不凝縮ガスたとえば空気は、シェル１上部の連通管９を通って吸引手段へ吸引される。

本発明の蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。

符号の説明

１ シェル
２ 細管
３ 蒸気供給管
４ 吸引手段接続管
５ 制御弁
７ 蒸気トラップ
９ 連通管

Claims (1)

1. 被加熱物を蒸気で加熱する蒸気加熱室を形成して、当該蒸気加熱室に加熱用の蒸気を供給するものにおいて、蒸気加熱室の内部に複数の細管を配置すると共に、当該細管の断面形状を平坦な略長方形としたことを特徴とする蒸気加熱装置。
   

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