JP2009041873A - Heat exchanging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気を熱源として、熱交換器内で被加熱物を加熱する熱交換装置に関する。 The present invention relates to a heat exchange apparatus that heats an object to be heated in a heat exchanger using steam as a heat source.
熱交換装置は、熱交換器に蒸気供給管と流体排出管を接続して、熱交換器で熱交換によって蒸気の凝縮した復水を流体排出管から外部へ排出すると共に、流体排出管を介して蒸気エゼクタによって一部の蒸気を熱交換器へ再度循環させるものである。 The heat exchange device connects the steam supply pipe and the fluid discharge pipe to the heat exchanger, discharges the condensate condensed with the heat by heat exchange in the heat exchanger from the fluid discharge pipe, and passes through the fluid discharge pipe. A part of the steam is circulated again to the heat exchanger by the steam ejector.
この蒸気エゼクタを用いた熱交換装置においては、熱交換器での蒸気消費量が変動した場合に、熱交換器内の蒸気の圧力や温度が大きく変動してしまう問題点があった。通常、蒸気エゼクタの駆動蒸気量と吸引流体量の間には所定の関係があり、ある一定の吸引流体量を確保するためには所定量の駆動蒸気が必要となり、この必要駆動蒸気量よりも熱交換器の蒸気消費量が下回ってしまった場合に、熱交換器内の蒸気の圧力や温度が大きく変動してしまうのである。
解決しようとする課題は、蒸気圧力や温度の変動をもたらす蒸気エゼクタを用いることなく、一部の蒸気を熱交換器へ循環させることのできる熱交換装置を提供することである。 The problem to be solved is to provide a heat exchange device that can circulate a part of steam to a heat exchanger without using a steam ejector that causes fluctuations in steam pressure and temperature.
本発明は、熱交換器に蒸気供給管と流体排出管を接続して、当該蒸気供給管から制御弁を介して供給する蒸気でもって熱交換を行い、熱交換によって蒸気が凝縮した復水を流体排出管から外部へ排出すると共に、一部の蒸気を流体排出管を介して熱交換器へ循環するものにおいて、蒸気を循環するための電動蒸気循環手段を流体排出管に取り付け、蒸気供給管又は流体排出管に通過する蒸気量を計測することのできる蒸気流量計を取り付けて、当該蒸気流量計の計測値と総括伝熱係数との関係から、総括伝熱係数が最高値となるように電動蒸気循環手段を制御する制御部を設けると共に、熱交換に必要な蒸気量が所定値までは蒸気供給管に取り付けた制御弁で制御し、蒸気量が所定値を越えると電動蒸気循環手段で制御するものである。 The present invention connects a steam supply pipe and a fluid discharge pipe to a heat exchanger, performs heat exchange with steam supplied from the steam supply pipe via a control valve, and condensate condensed with steam by heat exchange. An electric steam circulation means for circulating the steam is attached to the fluid discharge pipe in order to circulate a part of the steam to the heat exchanger through the fluid discharge pipe while discharging to the outside from the fluid discharge pipe, and the steam supply pipe Or, install a steam flow meter that can measure the amount of steam that passes through the fluid discharge pipe so that the overall heat transfer coefficient becomes the maximum value from the relationship between the measured value of the steam flow meter and the overall heat transfer coefficient. A control unit for controlling the electric steam circulation means is provided, and the steam amount necessary for heat exchange is controlled up to a predetermined value by a control valve attached to the steam supply pipe, and when the steam amount exceeds the predetermined value, the electric steam circulation means It is something to control.
本発明の熱交換装置は、流体排出管に電動蒸気循環手段を取り付けたことにより、この電動蒸気循環手段によって一部の蒸気を熱交換器内へ循環させることができる。また、蒸気流量計を取り付けて、総括伝熱係数が最高値となるように電動蒸気循環手段を制御することによって、それぞれの熱交換器を効率良く熱交換することができる。 In the heat exchange device of the present invention, by attaching the electric steam circulation means to the fluid discharge pipe, a part of the steam can be circulated into the heat exchanger by the electric steam circulation means. Further, by attaching a steam flow meter and controlling the electric steam circulation means so that the overall heat transfer coefficient becomes the maximum value, it is possible to efficiently exchange the heat of each heat exchanger.
本発明は、電動蒸気循環手段を取り付けるものであり、この電動蒸気循環手段としては、蒸気ブロワーや蒸気コンプレッサー等、従来から使用されているものを用いることができる。 In the present invention, an electric steam circulation means is attached. As this electric steam circulation means, those conventionally used such as a steam blower and a steam compressor can be used.
図1は、本発明の1実施例の構成図であって、熱交換器1と蒸気供給管2と流体排出管3と電動蒸気循環手段4、及び、蒸気流量計8,14とで熱交換装置を構成する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, in which heat is exchanged between a
熱交換器1へ加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管2には、蒸気の供給量を制御するための制御弁7と、供給される蒸気量を計測する蒸気流量計8、及び、供給される蒸気の圧力を検出する圧力センサ6を介在して、熱交換器1の入口9と接続する。
A
蒸気供給管2から熱交換器1内へ供給される蒸気の一部は、図示しない被加熱物を加熱して凝縮することによって復水となり、この復水と一部の蒸気の混合流体が流体排出管3内を流下する。
A part of the steam supplied from the
流体排出管3を分岐して一方に蒸気トラップ10を取り付けて復水排出管11とし、他方に気液分離器5と電動蒸気循環手段4と蒸気流量計14を取り付けて循環管路12とする。循環管路12の上端は蒸気供給管2と接続する。また、循環管路12には循環する蒸気量を制御する制御弁13を取り付ける。
A
気液分離器5は、蒸気と復水の質量の差を利用して両者を分離し、内蔵した蒸気トラップから分離した復水だけを外部へ排出することができるものである。また、電動蒸気循環手段4は、本実施例においては電動モータ15と蒸気ブロワー16を組み合わせたものを用いた例を示す。すなわち、蒸気ブロワー16の回転によって、循環管路12内の蒸気を流量計14を介して蒸気供給管2へ供給することができるものである。
The gas-liquid separator 5 uses the difference between the masses of steam and condensate to separate them, and can discharge only the condensate separated from the built-in steam trap to the outside. Moreover, the electric steam circulation means 4 shows the example using what combined the
流体排出管3を流下する復水と蒸気の混合流体の一部は、復水排出管11から蒸気トラップ10へ至り復水だけが外部へ排出され、混合流体の残りは循環管路12から気液分離器5を流下する間に蒸気と復水が分離され、分離された復水は気液分離器5内に設けた蒸気トラップから外部へ排出されると共に、復水の分離された蒸気だけが電動蒸気循環手段4へ吸引され、更に蒸気流量計14を通過して蒸気供給管2の蒸気と混合されて熱交換器1へ供給される。
Part of the condensate / steam mixed fluid flowing down the
このように、熱交換器1内の一部の蒸気を循環管路12を介して強制的に循環させることによって、熱交換器1内での加熱蒸気から被加熱物への熱伝達が促進され、被加熱物を効率良く加熱することができる。例えば、復水排出管11と蒸気トラップ10を介して復水だけを外部へ排出する場合と比較して、循環管路12から一部の蒸気を強制循環させる場合の方が、総括伝熱係数を1.5倍から3倍程度高めることができる。
Thus, by forcibly circulating a part of the steam in the
蒸気流量計8によって蒸気供給管2から熱交換器1へ供給される蒸気量が計測され、一方、蒸気流量計14によって循環管路12から熱交換器1へ循環させる蒸気量が計測される。蒸気流量計8又は14の計測値と、熱交換器1での総括伝熱係数との間には、図2に示す関係がある。すなわち、熱交換器Aでは、蒸気流量Q1の場合に総括伝熱係数が最高値となり、一方、熱交換器Bでは、蒸気流量Q2の場合に総括伝熱係数が最高値となる。
The steam flow meter 8 measures the amount of steam supplied from the
図示しない制御部に図2に示す関係を記憶しておき、熱交換器1の種類に応じて総括伝熱係数が最高値となるように、電動蒸気循環手段4からの供給蒸気量を、あるいは、蒸気供給管2の制御弁7からの供給蒸気量を、適宜制御することによって、熱交換器1で必要とする熱量を最高の総括伝熱係数でもって供給することができる。なお、蒸気供給管2からの供給蒸気量が一定である場合は、流量計8は不要であり、また、蒸気ブロワー16で通過蒸気量を任意にコントロールできる場合は、流量計14は不要である。
The relationship shown in FIG. 2 is stored in a control unit (not shown), and the amount of steam supplied from the electric steam circulation means 4 is set so that the overall heat transfer coefficient becomes the maximum value according to the type of the
熱交換に必要な熱量が零から最大値:MAXまで変化する場合に、図3に示すように蒸気量が所定値:V1までは制御弁7で蒸気流量を制御し、蒸気量がV1を超えV2までは電動蒸気循環手段4で制御することによって、必要蒸気量が少流量から大流量まで変化しても、その変化に確実に追随して蒸気を供給することができる。
When the amount of heat required for heat exchange changes from zero to the maximum value: MAX, as shown in FIG. 3, the steam flow is controlled by the
本実施例においては、蒸気圧力や温度の変動をもたらす蒸気エゼクタを用いることなく、電動蒸気循環手段4で蒸気を熱交換器1へ強制的に循環させることができ、熱交換器1の加熱効率を高めることができる。
In the present embodiment, the steam can be forcibly circulated to the
1 熱交換器
2 蒸気供給管
3 流体排出管
4 電動蒸気循環手段
5 気液分離器
7 制御弁
8 蒸気流量計
11 復水排出管
12 循環管路
14 蒸気流量計
15 電動モータ
16 蒸気ブロワー
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A steam supply pipe and a fluid discharge pipe are connected to the heat exchanger, and heat exchange is performed with the steam supplied from the steam supply pipe through the control valve, and condensate condensed by the heat exchange is discharged from the fluid discharge pipe. An electric steam circulating means for circulating the steam is attached to the fluid discharge pipe in order to circulate a part of the steam to the heat exchanger via the fluid discharge pipe while discharging to the outside, and the steam supply pipe or the fluid discharge pipe A steam flow meter that can measure the amount of steam passing through is installed, and the electric steam circulation means is set so that the overall heat transfer coefficient becomes the maximum value from the relationship between the measured value of the steam flow meter and the overall heat transfer coefficient. And a control valve attached to the steam supply pipe until the steam amount necessary for heat exchange reaches a predetermined value, and when the steam amount exceeds a predetermined value, the electric steam circulating means controls the steam amount. Features heat exchanger
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