JP2013155896A - 低圧蒸気加熱装置 - Google Patents

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高之 森井
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Abstract

【課題】
冷却水の量を少なくすることのできる低圧蒸気加熱装置を提供する。
【解決手段】
反応釜１のジャケット部２に、加熱用蒸気供給管８を接続する。ジャケット部２の下部に、組み合わせ真空ポンプ４を接続する。組み合わせ真空ポンプ４を、循環ポンプ１４とエゼクタ１０と循環水タンク１３とで構成する。ヒートポンプ３を、圧縮機５と凝縮器６と蒸気トラップ９、並びに、蒸発器１３とで構成する。蒸発器１３内の循環液体を所望温度まで加熱することのできるヒータ２４を取り付ける。
組み合わせ真空ポンプ４の循環水タンク１３内の循環水は、ヒートポンプ３の蒸発管２１で冷却されることによって、新たな冷却水を補給する必要がなく、組み合わせ真空ポンプ４で使用する冷却水の量を少なくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置に関する。
蒸気加熱装置は、熱交換室に熱交換流体供給管と吸引手段を接続して、熱交換流体供給管から加熱用の蒸気を熱交換室へ供給することによって、蒸気で被加熱物を加熱することができるものである。
特許第３１７０６６９号公報
上記従来の蒸気加熱装置においては、タンク内の循環水の温度を所定値に維持するために冷却流体供給管から多量の冷却水を供給しなければならない問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、タンク内へ供給する冷却水の量を少なくすることのできる低圧蒸気加熱装置を提供することである。
本発明は、被加熱物を収容する熱交換器と、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機による閉ループ内に熱媒体を充填したヒートポンプと、当該ヒートポンプの凝縮器で熱交換器の加熱部に蒸気を供給する蒸気供給管を熱媒体と熱交換して加熱し、熱交換器の加熱部に加熱部内の流体を吸引する吸引手段を接続して、当該吸引手段で加熱部内を大気圧程度又は大気圧以下の低圧状態に維持すると共に、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却し、蒸発器内の循環液体を所望温度まで加熱することのできるヒータを取り付けたものである。
本発明の低圧蒸気加熱装置は、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却することにより、少量の循環液体としての冷却水をヒートポンプで所定温度まで冷却し、繰り返して使用することができ、必要とする冷却流体の量を少なくすることができる。
本発明の低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。
本発明は、ヒートポンプを設けたものであるが、このヒートポンプとしては、蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張機とそれらを接続する管路とで構成される従来周知のものを用いることができる。
本実施例においては、熱交換器として反応釜１のジャケット部２を用いた例を示す。反応釜１の内部に入れた図示しない被加熱物を、ジャケット部２に供給する加熱源としての加熱用蒸気によって加熱するものである。
反応釜１のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成して、このジャケット部２に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ４と、加熱流体としての加熱用蒸気供給管８を接続する。
ジャケット部２の左側上部には、流量調節弁７を介在した加熱用蒸気供給管８を接続する。この加熱用蒸気供給管８から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部２へ供給されることによって、反応釜１内の被加熱物を加熱することができるものである。
ジャケット部２の下方に排出管２０を接続して、組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。排出管２０には蒸気トラップ２２を取り付け、蒸気トラップ２２と並列にバイパス弁２３を取り付ける。
組み合わせ真空ポンプ４を、エゼクタ１０と、循環ポンプ１４と循環水タンク１３、並びに、循環水タンク１３内に配置したヒートポンプ３の蒸発管２１とで形成する。循環水タンク１３の底部には、タンク１３内の循環水を所望温度まで加熱することのできる電気ヒータ２４を取り付ける。組み合わせ真空ポンプ４は、循環水タンク１３内の循環水を循環ポンプ１４からエゼクタ１０へ吐出し、再度循環水タンク１３へと循環するものであり、エゼクタ１０に循環水が高速で吐出されることによってエゼクタ１０内で吸引力を発生して、ジャケット部２下方の排出管２０からジャケット部２内で蒸気が凝縮した復水を吸引し、循環水と混合して循環水タンク１３へと流下するものである。
ヒートポンプ３を、圧縮機５と凝縮器６と膨張機としての蒸気トラップ９、及び、循環水タンク１３がその作用を発揮する蒸発器１３とで構成して、それぞれの機器を連通する循環路１１で連通する。
循環ポンプ１４の吐出側を分岐して凝縮器６へ循環水の一部を供給する循環水供給管１２を接続する。循環水供給管１２は、凝縮器６内の水位を制御する水位制御弁１５を介在して、凝縮器６内でヒートポンプ３の循環路１１と熱交換して加熱されることによって蒸気供給管１６で蒸気となり、加熱用蒸気供給管８からジャケット部２へその蒸気を供給する。ジャケット部２へ供給された蒸気によって、反応釜１内の被加熱物を加熱するものである。
凝縮器６で蒸気供給管１６内の循環水と熱交換して熱を奪われた循環路１１内の熱媒体は、凝縮して液体となり、膨張機としての蒸気トラップ９を通過する間に膨張して気体となって蒸発器１３へ流下する。蒸発器１３内の蒸発管２１で循環水の熱を奪って昇温した熱媒体は、圧縮機５で圧縮されて更に昇温して凝縮器６へと送られる。
蒸発器１３すなわち循環水タンク１３内の循環水は、蒸発管２１で熱を奪われて冷却される。このように、循環水が冷却されることによって、新たな冷却水を補給する必要がなく、組み合わせ真空ポンプ４で使用する冷却水の量を少なくすることができる。
循環水タンク１３内に循環水を所望温度まで加熱することのできる電気ヒータ２４を取り付けたことによって、循環水供給管１２から凝縮器６へと供給される循環水の温度を任意にコントロールすることができ、ヒートポンプ３の制御と相俟って、加熱用蒸気供給管８からジャケット部２へ供給する蒸気の温度も任意にコントロールすることができ、蒸気ボイラ等の蒸気発生源を別途設置する必要がなくなる。
本発明は、蒸気ボイラ等の蒸気発生源を別途設置することなく、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置として利用することができる。
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ ヒートポンプ
４ 組み合わせ真空ポンプ
５ 圧縮機
６ 凝縮器
８ 加熱用蒸気供給管
９ 蒸気トラップ
１０ エゼクタ
１１ 循環路
１２ 循環水供給管
１３ 蒸発器（循環水タンク）
１６ 蒸気供給管
２０ 排出管
２１ 蒸発管
２２ 蒸気トラップ
２４ ヒータ

Claims (1)

  1. 被加熱物を収容する熱交換器と、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機による閉ループ内に熱媒体を充填したヒートポンプと、当該ヒートポンプの凝縮器で熱交換器の加熱部に蒸気を供給する蒸気供給管を熱媒体と熱交換して加熱し、熱交換器の加熱部に加熱部内の流体を吸引する吸引手段を接続して、当該吸引手段で加熱部内を大気圧程度又は大気圧以下の低圧状態に維持すると共に、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却し、蒸発器内の循環液体を所望温度まで加熱することのできるヒータを取り付けたことを特徴とする低圧蒸気加熱装置。
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