JPS6259601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被処理液を、伝熱管などの伝熱壁を介
して蒸気にて加熱する蒸気加熱装置に関するもの
である。

例えば、垂直管式蒸発器を用いた加熱装置であ
る濃縮装置においては、垂直伝熱管の中に果汁、
糖液又は化学物質の溶液などの被処理液を通し、
伝熱管の外側に蒸気を導いて加熱し、被処理液を
濃縮するように構成されている。加熱作業を繰り
返すにつれて伝熱管の内外面にはスケールが付着
して伝熱係数が次第に低下する。伝熱係数が或る
限度よりも下がると、これを回復させるため清浄
或いは新しいものとの交換を行なう。通常伝熱管
の伝熱面積はこの、最低限の場合の総括伝熱係数
に対して所定の伝熱量が得られるよう設計されて
いる。従つて、据付時又は清浄直後或いは交換直
後においては伝熱係数が大きいため、従来のもの
は所定の伝熱能力よりも大なる伝熱能力を有する
ことになり、蒸気は凝縮し易く、従つて蒸気側の
圧力が下がつて被処理液側の圧力よりも低くなる
ことがあつた。従来のものにおいては、伝熱管を
長時間使用して腐蝕によりピンホールが発生した
場合、このように蒸気側の圧力が被処理液側の圧
力より低下すると、被処理液が蒸気側へ漏洩して
凝縮水に混入し、そのままボイラに給水されると
ボイラの損傷を招く、などの弊害をもたらす欠点
があつた。また、その他の原因で蒸気側の圧力が
低くなつても同様な弊害をもたらすものであつ
た。

本発明は、蒸気に空気又はN₂などの不凝縮性
ガスを供給する供給機構を設け、蒸気側と被処理
液側との差圧を検出し、この差圧に応じて不凝縮
性ガスの供給量を制御することにより、従来のも
のの上記の欠点を除き、伝熱係数を任意に調整し
て、被処理液側の圧力に対し、蒸気側の圧力を常
に高く保ち、被処理液が蒸気側に漏洩するのを防
止することができる蒸気加熱装置を提供すること
を目的とするものである。

本発明は被処理液を、伝熱壁を介して蒸気にて
加熱する蒸気加熱装置において、前記蒸気に不凝
縮性ガスを供給する不凝縮性ガス供給機構を設
け、前記蒸気側の圧力と前記被処理液側の圧力と
の差圧に応じて、前記不凝縮性ガスの供給量を制
御することを特徴とする蒸気加熱装置である。

本発明を実施例につき図面を用いて説明する。
１は濃縮缶、２は受液器、３は気液分離器であ
る。濃縮缶１の中は仕切板４，５、隔壁６により
上部室７、蒸気室８、入口下部室９、出口下部室
１０に分けられ、上部室７と、入口下部室９、出
口下部室１０との間は多数の伝熱管１１，１２に
より接続されている。

被処理液は被処理液入口１３から弁１４を介し
て導入され、ポンプ１５により弁１６を介して入
口下部室９に供給され、伝熱管１１、上部室７、
伝熱管１２、出口下部室１０を経て気液分離器３
に達する。この間に、伝熱管１１，１２の中で蒸
気室８内の蒸気に加熱されて一部が蒸発し、気液
混合物となつて気液分離器３に達し、気体は気体
出口１７より排出され、濃縮液は弁１８を介して
再びポンプ１５により循環されてさらに濃縮され
る。循環濃縮が行なわれている間は弁１９は閉じ
られ、そして蒸発量に見合うだけの被処理液が被
処理液入口１３からもたらされているが濃縮が終
了すると弁１４を閉じ、そして弁１９を開き、濃
縮液は次工程に送られる。また図示された装置に
あつては弁１４，１９を開けて加熱濃縮操作を連
続的に実施することもできる。

一方蒸気は蒸気入口２０から弁２１を介して蒸
気室８に供給され、伝熱管１１，１２を介して被
処理液を加熱した後自らは凝縮して受液器２に入
り弁２２を介してボイラなどに送られる。２６は
ベントである。

２３は空気又はN₂などの如き不凝縮性ガスを
導入する不凝縮性ガス入口であり、弁２４を介し
て不凝縮性ガスを蒸気入口２０から導入される蒸
気に任意の量だけ注入できるようになつている。

２５は蒸気室８と、入口下部室９との差圧を検
出制御する差圧制御計であり、弁２４を調整して
不凝縮性ガスの注入量を調節するようになつてい
る。なお、入口下部室９の代りに上部室７又は出
口下部室１０と差圧をとつてもよく、濃縮缶１内
の被処理液側の圧力との差圧をとればよい。

しかして、水蒸気の凝縮に際し、凝縮境膜伝熱
係数は、不凝縮性ガスが含まれる場合には著しく
低下する。伝熱管の総括伝熱係数は、長時間使用
してスケールが許容限度まで付着した場合に最も
小となるが、加熱用蒸気の供給量はこの最悪の伝
熱係数の条件下で、所定の蒸発量を蒸発せしめる
に見合う量が常にほぼ一定に供給される。従つて
据付当初或いはスケール除去後運転再開当初は総
括伝熱係数が大であつて、凝縮が盛んに行なわれ
て蒸気側の圧力が低下する。差圧制御計２５にて
蒸気室８の圧力が被処理液側圧力よりも低くなつ
たことが検出されたら弁２４を操作して不凝縮性
ガスを蒸気中に注入し、凝縮境膜伝熱係数を下げ
て総括伝熱係数を適当な値に調節する。このよう
にして蒸気側の圧力を、被処理液側の圧力よりも
常に高く保ち、被処理液が蒸気側に漏洩するのを
防ぐことができる。

不凝縮性ガスは僅かの注入量で凝縮境膜伝熱係
数を大幅に下げることができるので、注入機構の
寸法も小さく、またベント２６以降の配管及び機
器が大型になることもない。

なお、通常の場合被処理液側の圧力は予め決定
することができるので、そのような場合には蒸気
室と被処理液側との両者間の差圧を検出すること
なく単に蒸気室の圧力のみを検知し、その圧力
を、予め設定器２７にて設定された被処理液側の
設定圧力と比較し、それ以上の圧力に維持するこ
とによつても本発明を実施できる。

本発明は、被処理液を、伝熱壁を介して蒸気に
て加熱濃縮する蒸気加熱濃縮装置において、前記
蒸気に不凝縮性ガスを供給する不凝縮性ガス供給
機構を設け、前記蒸気側の圧力と前記被処理液側
の圧力との差圧に応じて、前記不凝縮性ガスの供
給量を制御することにより、伝熱管などにピンホ
ール、クラツクなどの小孔が発生しても、被処理
液が蒸気側に漏洩することを防ぎ、安全な蒸気加
熱装置を提供することができ、実用上極めて大な
る効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例のフロー図である。 １…濃縮缶、２…受液器、３…気液分離器、
４，５…仕切板、６…隔壁、７…上部室、８…蒸
気室、９…入口下部室、１０…出口下部室、１
１，１２…伝熱管、１３…被処理液入口、１４…
弁、１５…ポンプ、１６…弁、１７…気体出口、
１８，１９…弁、２０…蒸気入口、２１，２２…
弁、２３…不凝縮性ガス入口、２４…弁、２５…
差圧制御計、２６…ベント、２７…設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理液を、伝熱壁を介して蒸気にて加熱す
   る蒸気加熱装置において、前記蒸気に不凝縮性ガ
   スを供給する不凝縮性ガス供給機構を設け、前記
   蒸気側の圧力と前記被処理液側の圧力との差圧に
   応じて、前記不凝縮性ガスの供給量を制御するこ
   とを特徴とする蒸気加熱装置。