JP5047425B2 - 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℃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。具体的には重合反応等に用いられる各種反応釜や食品の蒸溜装置、濃縮装置、あるいは殺菌装置等の蒸気加熱に用いるものである。これらの場合の被加熱物は、少しの温度変化によって熱損傷を生じてしまう場合が多く、加熱温度を精度良く維持する必要がある。
【0002】
【従来の技術】
従来の蒸気加熱装置は、例えば特開平7−328422号公報に示されている。これは、加熱部に加熱用の蒸気供給管を接続し、加熱により生じた復水を排出する復水回収装置を接続すると共に、加熱部内の空気と置換する置換流体供給管を接続したもので、置換流体により加熱部内の空気を排除して減圧状態とすることによって、100℃以下の低温で蒸気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】
上記従来のものでは、加熱部で発生した復水を復水回収装置に流入させるのに流入水頭に基づく自然流下によるために、復水の発生量が変動して多くなると加熱部の復水を滞留することなく速やかに加熱部外に排出することができず、加熱部の一部が復水で覆われることによって、加熱部の全体を均一に蒸気加熱することができない問題があった。
【0004】
従って本発明の課題は、加熱部で発生した復水を滞留させることがなく、蒸気加熱温度を精度良く所定値に維持することのできる蒸気加熱装置を得ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、加熱部に蒸気を供給して被加熱物を蒸気加熱すると共に、加熱により生じた復水を復水圧送ポンプによって所定箇所に圧送するものにおいて、復水圧送ポンプに高圧蒸気導入口と冷却流体供給口を設けて、当該高圧蒸気導入口に、復水圧送ポンプに圧送用の蒸気を供給する蒸気供給手段を接続し、当該冷却流体供給口に、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させる蒸気凝縮手段を接続して、復水圧送ポンプの内部に配置したフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気導入口が開口されて高圧蒸気がポンプ内に流入し、一方、冷却流体供給口は閉口して、ポンプ内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口から所定の圧送先に圧送し、復水圧送ポンプ内の復水が圧送されて内部のフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられることによって、高圧蒸気導入口が閉口され、一方、冷却流体供給口が開口されることにより、ポンプ内に冷却流体が供給され、ポンプ内の高圧蒸気の残存分が凝縮され、ポンプ内の蒸気の体積が急激に減少してポンプ内は大気圧以下の減圧状態となることによって、加熱部で加熱により生じた復水がポンプ内へ吸引されるものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
加熱部で発生した復水が復水圧送ポンプに至り所定の液位に達すると、蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられて、蒸気供給手段から復水圧送ポンプ内に圧送用の蒸気が供給され、復水は所定箇所に圧送される。復水が圧送され所定の低液位になると、蒸気供給手段から蒸気凝縮手段へ切り替えられて、復水圧送ポンプ内に残存している蒸気は凝縮されその体積が急減することにより、復水圧送ポンプ内は大気圧以下の負圧状態となる。このように復水圧送ポンプ内が負圧状態となることによって、加熱部で発生した復水は圧力差により速やかに復水圧送ポンプへ流下し、加熱部に滞留することはない。
【0007】
蒸気凝縮手段としては、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させることができるものであれば良く、蒸気と冷却流体を直接に接触させて凝縮させるものや、あるいは、間接的に熱交換して凝縮させるものを使用することができる。
【0008】
【実施例】
本実施例においては、加熱部として反応釜1のジャケット部2の例を示す。図1において、ジャケット部2にヘッダータンク3を介して復水圧送ポンプ4を接続して蒸気加熱装置を構成する。
【0009】
ジャケット部2へ加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管5にバルブ6を介して接続する。バルブ6から所定圧力又は温度の蒸気をジャケット部2に供給して、図示しない反応釜1内の被加熱物を加熱するものである。
【0010】
ジャケット部2の上部に大気連通管7をバルブ8を介して取り付ける。ジャケット部2の下部にはバルブ9を介してヘッダータンク3を接続する。ヘッダータンク3はジャケット部2で発生した復水を一旦溜めるためのタンクである。ヘッダータンク3の下部をパイプ11により復水圧送ポンプ4の復水流入口12と接続する。タンク3の下方側部にバルブ14を介して置換流体供給管15を接続する。
【0011】
パイプ11にはバルブ21と逆止弁22を取り付ける。逆止弁22はヘッダータンク3から復水圧送ポンプ4方向のみの流体の通過を許容するもので、逆方向の流体の通過は許容しないものである。また、バルブ21は復水圧送ポンプ4に流下する復水の量を調節するためのものである。
【0012】
復水圧送ポンプ4の復水圧送口23にも逆止弁24とバルブ25を介して復水圧送管路26を接続する。この逆止弁24は復水圧送ポンプ4から復水圧送管路26側への外部方向へのみ流体を通過させるものである。
【0013】
復水圧送ポンプ4の上部に、蒸気供給管5を分岐した蒸気管27と接続した高圧蒸気導入口28を設ける。高圧蒸気導入口28の側方には冷却流体供給口29を設ける。冷却流体供給口29には、バルブ13を介して冷却流体供給管17を接続する。また、冷却流体供給口29の管17を分岐して連通管10とバルブ16を介してヘッダータンク3と接続する。バルブ16を開弁することにより、ポンプ4内をヘッダータンク3内と同圧力状態にすることができるものである。本実施例においては、蒸気管27と蒸気導入口28で蒸気供給手段を構成し、冷却流体供給管17と冷却流体供給口29で蒸気凝縮手段を構成する。
【0014】
復水圧送ポンプ4は、内部に配置した図示しないフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気の導入口28が開口されて蒸気管27から高圧蒸気がポンプ4内に流入し、一方、冷却流体供給口29は閉口されているために、ポンプ4内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口23と逆止弁24とバルブ25及び復水圧送管路26を経て所定の圧送先に圧送するものである。
【0015】
復水圧送ポンプ4内の復水が圧送されて図示しないフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられると、高圧蒸気の導入口28は閉口され、一方、冷却流体供給口29が開口されることにより、冷却流体供給管17からポンプ4内に冷却流体が供給され、ポンプ4内の高圧蒸気の残存分が凝縮される。
【0016】
ポンプ4内の蒸気が凝縮してその体積が急激に減少するために、ポンプ4内は大気圧以下の減圧状態となる。減圧状態となることにより、ジャケット部2で加熱により生じた復水はヘッダータンク3を介してポンプ4内へ速やかに吸引される。
【0017】
反応釜1の加熱初期においては、ジャケット部2内には不凝縮性の空気が滞留しているために、バルブ14,9及び8を開弁し、バルブ21を閉弁して、置換流体供給管15から例えば水をヘッダータンク3とジャケット部2へ供給すると、タンク3内とジャケット部2内の空気は大気連通管7から流体に押し出されて外部に排出される。
【0018】
初期空気が排出されると、バルブ8,14を閉弁し、バルブ9,21を開弁して、ヘッダータンク3とジャケット部2の流体を復水圧送ポンプ4から系外に排出する。
【0019】
バルブ6から加熱用の蒸気がジャケット部2に供給されて反応釜1を初期加熱すると、復水はヘッダータンク3を経て復水圧送ポンプ4内に流下する。ポンプ4内に復水が溜まって高圧蒸気導入口28が開口すると、ポンプ4内に高圧蒸気が導入されて溜まった復水は圧送口23から圧送される。
【0020】
ポンプ4内の復水が圧送されると図示しないフロートが下部に位置して、蒸気導入口28から冷却流体供給口29に切り替えられることにより、供給口29からポンプ4内に冷却流体が供給されて残存していた蒸気が凝縮し、その体積が急減することによってポンプ4内は負圧状態となる。ポンプ4内が負圧状態となることによって、ジャケット部2内の復水はヘッダータンク3を介して速やかにポンプ4内に流下する。
【0021】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、復水圧送ポンプ内の復水の液位に応じて蒸気供給手段と蒸気凝縮手段を切り替えることにより、加熱部で発生した復水を滞留させることがなく、加熱部の全体を蒸気で均一に加熱することができ、蒸気加熱温度を精度良く所定値に維持することができる。
【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。
【符号の説明】
1 反応釜
2 ジャケット部
3 ヘッダータンク
4 復水圧送ポンプ
5 蒸気供給管
12 復水流入口
15 置換流体供給管
17 冷却流体供給管
23 復水圧送口
28 高圧蒸気の導入口
29 冷却流体の供給口
Claims (1)
- 加熱部に蒸気を供給して被加熱物を蒸気加熱すると共に、加熱により生じた復水を復水圧送ポンプによって所定箇所に圧送するものにおいて、復水圧送ポンプに高圧蒸気導入口と冷却流体供給口を設けて、当該高圧蒸気導入口に、復水圧送ポンプに圧送用の蒸気を供給する蒸気供給手段を接続し、当該冷却流体供給口に、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させる蒸気凝縮手段を接続して、復水圧送ポンプの内部に配置したフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気導入口が開口されて高圧蒸気がポンプ内に流入し、一方、冷却流体供給口は閉口して、ポンプ内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口から所定の圧送先に圧送し、復水圧送ポンプ内の復水が圧送されて内部のフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられることによって、高圧蒸気導入口が閉口され、一方、冷却流体供給口が開口されることにより、ポンプ内に冷却流体が供給され、ポンプ内の高圧蒸気の残存分が凝縮され、ポンプ内の蒸気の体積が急激に減少してポンプ内は大気圧以下の減圧状態となることによって、加熱部で加熱により生じた復水がポンプ内へ吸引されることを特徴とする蒸気加熱装置。
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