JP3785215B2 - 蒸気加熱装置 - Google Patents
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Description
【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１００度Ｃ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。
【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号公報に示されているようなものが用いられていた。これは、加熱部の入口側に蒸気供給管と連通したノズルとその周囲に吸引室を形成して、吸引室と加熱部を接続すると共に、ノズルの出口側に弁手段を介在したものであり、１００度Ｃ程度の比較的低温の蒸気によって被加熱物を加熱することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、熱交換器の加熱部で発生した凝縮水としての復水を確実に吸引することができず、加熱部にその復水を滞留してしまう問題があった。加熱部で使用する蒸気圧力が低くて大気圧とほとんど差が無い場合や、加熱部と復水回収装置との間に立下げ部を設けることができないような場合には、加熱部で発生した復水が復水回収装置へ自然流下することができず、加熱部に滞留してしまうのである。
【０００４】
加熱部に復水が滞留すると、復水は蒸気と比較して熱容量が小さいために、被加熱物に熱を奪われるとただちに温度低下を来たしてしまい、温度ムラを生じて被加熱物を均一に加熱することができなくなってしまうのである。
【０００５】
従って本発明の技術的課題は、熱交換器の加熱部で発生した復水を確実に吸引することができるようにして、復水を滞留することが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】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、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すると共に、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て、加熱部の入口側に蒸気供給管と連通したノズルを配置して当該ノズルの出口側を加熱部と接続し、ノズルの周囲を覆う吸引室を形成して当該吸引室を復水回収装置と接続したものにおいて、ノズルの出口側と加熱部とを管路を介して接続し、当該管路を分岐して大気連通管と開閉弁を取り付けて、当該大気連通管と開閉弁から加熱部と復水回収装置内の残存空気を排除するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ノズルに蒸気を供給することにより、その出口側から加熱部へ蒸気が供給されると共に、ノズルの周囲の吸引室で吸引力を生じ、復水回収装置内を吸引することによって、復水回収装置内は大気圧以下の真空状態となる。復水回収装置内を真空状態とすることにより、熱交換器の加熱部での蒸気圧力が低くて大気圧とほとんど差が無い場合や大気圧以下の場合、あるいは、加熱部と復水回収装置との間に立下げ部を設けることができない場合であっても、加熱部で発生した復水は確実に復水回収装置内へ流下する。
【０００８】
【実施例】
本実施例においては熱交換器として反応釜１を用いた例を示す。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を接続する。蒸気供給管３には、順次、開閉弁４と圧力調節弁５、及び、エゼクタ６を接続する。エゼクタ６は内部にノズルを有する吸引室７とディフュ―ザ８で形成して、ノズルの出口側すなわちディフュ―ザ８を管路９を介してジャケット部２と接続する。また、管路９を分岐して大気連通管１０と開閉弁１１を取り付ける。
【０００９】
ジャケット部２の下部を管路１２を介して復水回収装置１６の復水流入口１５と接続する。管路１２には開閉弁１３と、ジャケット部２から復水回収装置１６側への流体の通過のみ許容する逆止弁１４とを取り付ける。復水回収装置１６の復水流出口１７にも逆止弁１８を介して復水回収管１９を取り付ける。逆止弁１８は、復水回収装置１６から復水回収管１９側への流体の通過のみを許容するものである。
【００１０】
復水回収装置１６の上部に、圧送流体流入口２０と排気口２１を設けて、圧送流体流入口２０を管路２２を介して蒸気供給管３と接続すると共に、排気口２１は管路２３を介してエゼクタ６の吸込室７と接続する。
【００１１】
復水回収装置１６の詳細構造を図２に示す。復水流入口１５から流入してきた復水が本体２５内に溜りその水位が上昇するとフロ―ト２６とフロ―トレバ―２７も回動ピン２８を中心にして上昇する。フロ―ト２６の上昇に伴い、フロ―トレバ―２７に一端を取り付けた引張コイルバネ２９と、回動ピン２８の反対側に設けて引張コイルバネ２９の他端を取り付けた揺動ア―ム３０には、引張コイルバネ２９の引張力が徐々に増加しながら付勢される。
【００１２】
更にフロ―ト２６が上昇して、フロ―トレバ―２７と引張コイルバネ２９と揺動ア―ム３０のそれぞれの中心軸が一直線上に重なり、その位置よりフロ―トア―ム２７が上方へ変位した瞬間に引張コイルバネ２９の増加した引張力が揺動ア―ム３０を回動ピン２８を中心にして上方へ変位させることにより、揺動ア―ム３０に取り付けた弁棒３１を上方へスナップ移動させる。
【００１３】
弁棒３１の上端に、圧送弁３２と排気弁３３を取り付けておくことにより、フロ―ト２６の上昇、すなわち、本体２５内への復水の滞留によって圧送弁３２が開弁し、排気弁３３が閉弁する。反対にフロ―ト２６の降下によって図２に示すように、圧送弁３２が閉弁し排気弁３３が開弁するものである。
【００１４】
図１において、蒸気供給管３からエゼクタ６を介して反応釜１のジャケット部２へ加熱用の蒸気を供給することにより、反応釜１内の被加熱物が加熱される。加熱蒸気温度は圧力調節弁５によって蒸気圧力を調節することにより、蒸気の圧力と温度は１対１の関係があるために、任意に調節することができる。加熱により熱を奪われた蒸気は凝縮して復水となる。
【００１５】
エゼクタ６を蒸気が通過することにより吸引室７では吸引力を生じ、管路２３を介して復水回収装置１６内を所定の真空状態とすることによって、ジャケット部２で発生した復水は滞留することなく復水回収装置１６内へ流下する。復水回収装置１６内の水位が所定レベルに達すると図２における弁棒３１がスナップ移動して、圧送弁３２を開弁すると共に排気弁３３を閉弁することによって、管路２２から本体２５内へ高圧蒸気が供給され、本体２５内の復水は逆止弁１８を介して回収先へ圧送される。
【００１６】
復水が圧送され復水回収装置１６内の水位が低下すると、弁棒３１が逆方向へスナップ移動することにより、圧送弁３２が閉弁し排気弁３３が開弁して、再度ジャケット部２内の復水を吸引する。上記の作動サイクルを繰り返して反応釜１を低温の蒸気で加熱する。
【００１７】
蒸気加熱を行う場合、蒸気中に空気等の不凝縮ガスが混入すると、その伝熱効率が極端に低下する。また、加熱を開始する初期の段階においては、加熱装置内には多量の空気が残存しているのが一般的である。この様な場合に、エゼクタ６に蒸気を通過させながら、開閉弁３５，１３，３６を開弁させ、続いて開閉弁３５を閉弁させ開閉弁１１を開弁させることにより、エゼクタ６の吸引室７へジャケット部２と復水回収装置１６内に残存していた空気を、大気連通管１０を介して排除することができ、蒸気加熱装置での伝熱効率の低下を防止することができる。
【００１８】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、ノズルと吸引室で復水回収装置の内部を大気圧以下の真空状態とすることができ、復水回収装置内へ復水を確実に流下させて、熱交換器の加熱部に復水を滞留することがなく、従って、熱交換器の被加熱物に温度ムラを生じることがなく均一に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である。
【図２】本発明の蒸気加熱装置に用いる復水回収装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 蒸気供給管
６ エゼクタ
７ 吸引室
８ ディフュ―ザ
１４ 逆止弁
１５ 復水流入口
１６ 復水回収装置
１７ 復水流出口
１８ 逆止弁
２０ 圧送流体流入口
２１ 排気口
２６ フロ―ト
２９ 引張コイルバネ
３１ 弁棒
３２ 圧送弁
３３ 排気弁
Claims (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すると共に、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て、加熱部の入口側に蒸気供給管と連通したノズルを配置して当該ノズルの出口側を加熱部と接続し、ノズルの周囲を覆う吸引室を形成して当該吸引室を復水回収装置と接続したものにおいて、ノズルの出口側と加熱部とを管路を介して接続し、当該管路を分岐して大気連通管と開閉弁を取り付けて、当該大気連通管と開閉弁から加熱部と復水回収装置内の残存空気を排除することを特徴とする蒸気加熱装置。
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|---|---|---|---|
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