JP2007303783A - 熱交換器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 蒸気トラップの取り付けを不要にすることによって、熱交換容器内での復水の滞留を防止することのできる熱交換器を得ること。
【解決手段】 蒸気供給管２に蒸気エゼクタ６を介在して熱交換容器１と接続する。熱交換容器１の下流側に復水排出管３を介して気液分離部材４を接続する。気液分離部材４内には、疎水性多孔質膜からなる中空長尺チューブ９を多数本取り付ける。気液分離部材４の上部に連通路１５を介して蒸気エゼクタ６の吸引室７と接続する。気液分離部材４の下流側に、復水排除管１３を接続する。
熱交換容器１で熱を奪われた蒸気は復水となって、一部の残存蒸気と共に気液分離部材４内へ流下する。気液分離部材４で分離された蒸気は蒸気エゼクタ６に吸引される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気を熱源として被加熱物を加熱する熱交換器に関する。
従来の熱交換器は、多数のシリンダ・ドライヤに蒸気を供給する蒸気供給管と蒸気の凝縮した復水を排出する排出管をそれぞれ接続して、この蒸気供給管と復水排出管に蒸気分離器を介して接続し、それぞれの蒸気分離器に蒸気トラップを取り付けたもので、多数のシリンダ・ドライヤから確実に復水を排除することができるものである。ここで、蒸気トラップ（スチームトラップとも言う）とは、蒸気と復水の気液二相流体の内から復水だけを自動的に外部へ排出し、蒸気は外部へ排出することのない自動弁の一種である。
上記従来の熱交換器では、多数のシリンダ・ドライヤにそれぞれ略１台の蒸気トラップを取り付けているために、シリンダ・ドライヤの設置数に比例して蒸気トラップの取り付け台数も多くなり、シリンダ・ドライヤの駆動時間の経過と共に稼動部を有する蒸気トラップが故障してしまい、復水をシリンダ・ドライヤの内部から排出できなくなる問題があった。シリンダ・ドライヤの内部に復水を滞留すると、被加熱物への伝熱量が低下して、被加熱物の加熱ムラ、すなわち、被加熱物の品質の低下を来たしてしまうのである。
実開昭６０−４０４９９号公報
解決しようとする課題は、稼動部を有する蒸気トラップの取り付けを不要として、蒸気トラップの故障をなくすことによって、シリンダ・ドライヤ等の熱交換容器内部での復水の滞留を防止することのできる熱交換器を得ることである。
本発明は、熱交換容器に蒸気供給管と復水排出管を接続して、蒸気供給管から供給した蒸気で被加熱物を加熱すると共に、復水排出管から蒸気が熱を奪われて凝縮した復水を系外へ排出するものにおいて、復水排出管に蒸気は透過させるが液体は透過させない気液分離膜よりなる気液分離部材を配置して、当該気液分離部材に復水排除管を接続すると共に、蒸気供給管に蒸気エゼクタを介在して、当該蒸気エゼクタの吸引室と、気液分離部材の気体滞留部との間を、連通路によって連通したものである。
本発明は、復水排出管に蒸気は透過させるが液体は透過させない気液分離部材を配置したことによって、この気液分離部材により蒸気と復水を分離して、復水を系外へ排除することができ、蒸気トラップを不要として、蒸気トラップの故障に伴う熱交換容器内部での復水の滞留を防止することができる。
蒸気エゼクタの吸引室と気液分離部材の気体滞留部との間を、連通路によって連通したことによって、蒸気エゼクタの吸引作用により熱交換容器内の蒸気の一部を強制的に循環対流させることができ、熱交換容器での伝熱効率を向上させることができる。
気液分離部材を構成する気液分離膜は、従来から膜蒸留法などで使用されている疎水性多孔質膜を用いることができる。
図１において、被加熱物と熱交換する熱交換容器１と、熱交換容器１へ蒸気を供給する蒸気供給管２と、蒸気供給管２に介在した蒸気エゼクタ６と、熱交換容器１内の復水を排出する復水排出管３と、復水排出管３に接続した気液分離部材４、及び、気液分離部材４の下流側に接続した復水排除管１３とで熱交換器を構成する。
蒸気供給管２には、熱交換容器１へ供給する蒸気圧力を所定値に制御するための制御弁５及び蒸気エゼクタ６を取り付ける。蒸気エゼクタ６は、ノズルを内蔵した吸引室７とディフューザ８とで構成して、内部を蒸気が高速で流下することによって、吸引室７で所定の吸引力を発生するものである。
熱交換容器１は本実施例においては円筒状タンクの間接式熱交換器であって、熱交換容器１内に蒸気供給管２を螺旋状に配置して、その下端部を復水排出管３と接続する。熱交換容器１内の図示しない被加熱物を、蒸気供給管２から供給する高温蒸気によって所定温度まで加熱するものであり、被加熱物に熱を奪われて凝縮した復水と残留蒸気の一部は、復水排出管３から下流側へ排出されるものである。
気液分離部材４は、疎水性多孔質膜からなる中空長尺チューブ９を、縦方向に多数本取り付けて、復水排出管３と接続した入口通路１０を中空長尺チューブ９の中空部１１の上端部と連通する。チューブ９は中空部１１と気液分離部材４の内部とを連通する微小な細孔１２を多数有するもので、この細孔１２は、気体としての蒸気は透過するが液体としての復水は透過しないものである。なお、図１においては、チューブ９と細孔１２を理解し易くするためにやや誇張して記載したものである。中空長尺チューブ９の中空部１１の下端部は、気液分離部材４の出口通路１４と連通し、この出口通路１４を復水排除管１３と接続する。また、復水排除管１３には、弁開度を任意に調節することのできる絞り弁１７を取り付ける。
気液分離部材４内の上部と蒸気エゼクタ６の吸引室とを連通路１５で連通する。気液分離部材４の内部、すなわち、中空チューブ９の外周部分が、気液分離部材の気体滞留部を構成する。気液分離部材４内の下部を管路１６によって復水排除管１３と接続する。
蒸気供給管２から熱交換容器１へ供給される蒸気によって被加熱物は加熱され、熱を奪われて凝縮した復水と一部の残留蒸気は、復水排出管３から気液分離部材４の中空長尺チューブ９の中空部１１内へ流下する。ここで、蒸気及び復水から再蒸発した再蒸発蒸気は、細孔１２を透過して気液分離部材４内に溜まり、連通路１５から蒸気エゼクタ６に吸引されて、再度熱交換容器１へ供給される。このように、熱交換容器１内の一部の蒸気及び再蒸発蒸気を、蒸気エゼクタ６の吸引作用によって強制的に循環対流させることによって、熱交換容器１での伝熱効率を向上させることができる。
中空長尺チューブ９の中空部１１内で再蒸発することによって温度の低下した復水は、出口通路１４と絞り弁１７と復水排除管１３から系外へ排除される。また、気液分離部材４内で凝縮した復水は、管路１６を通って復水排除管１３から系外へ排除される。
このように、気液分離部材４を配置したことによって、蒸気トラップを取り付ける必要がなくなり、蒸気トラップの故障に伴う復水排出不良もなくなることにより、熱交換容器１での復水の滞留を防止することができる。
本発明の熱交換器の実施例を示す一部断面構成図。
符号の説明
１ 熱交換容器
２ 蒸気供給管
３ 復水排出管
４ 気液分離部材
５ 制御弁
６ 蒸気エゼクタ
７ 吸引室
９ 中空長尺チューブ
１０ 入口通路
１１ 中空部
１２ 細孔
１３ 復水排除管
１４ 出口通路
１５ 連通路

Claims (1)

  1. 熱交換容器に蒸気供給管と復水排出管を接続して、蒸気供給管から供給した蒸気で被加熱物を加熱すると共に、復水排出管から蒸気が熱を奪われて凝縮した復水を系外へ排出するものにおいて、復水排出管に蒸気は透過させるが液体は透過させない気液分離膜よりなる気液分離部材を配置して、当該気液分離部材に復水排除管を接続すると共に、蒸気供給管に蒸気エゼクタを介在して、当該蒸気エゼクタの吸引室と、気液分離部材の気体滞留部との間を、連通路によって連通したことを特徴とする熱交換器。
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JP2011163735A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Tlv Co Ltd 廃蒸気回収装置
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