TWI770532B - 蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統 - Google Patents

蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統 Download PDF

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Abstract

一種蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，包括一蒸氣滅菌鍋、一蒸氣產生器、一第一熱交換器及一給水馬達，其主要係將蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水導入該第一熱交換器之中，再將外部之常溫水導入該第一熱交換器之中與該高溫熱水進行熱交換，進而提高溫度，然後再利用該給水馬達將提高溫度的水打入該蒸氣產生器中加熱產生高溫蒸氣，再送入該蒸氣滅菌鍋中進行滅菌，如此便可藉由回收蒸氣滅菌鍋排出之廢水的廢熱而減少該蒸氣產生器的加熱耗能，進而達到節省能源之目的。

Description

蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統
本發明係一種關於蒸氣滅菌設備方面的技術領域，尤指一種可回收蒸氣滅菌鍋進行滅菌作業時所產生之廢熱再利用，進而達到節省能源目的之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統者。
一般習知之蒸氣滅菌作業，係如圖1所示，主要係利用一給水馬達10將外部常溫之水送入一蒸氣產生器11中，利用該蒸氣產生器11之電熱器12將該常溫的水加熱至產生高溫之蒸氣，然後送入一蒸氣滅菌鍋13中，以利用該高溫之蒸氣對該蒸氣滅菌鍋13中的物品進行滅菌作業，而該蒸氣滅菌鍋13中高溫之蒸氣進行滅菌時凝結成的高溫熱水便會藉由一排水管14排出。
由於該蒸氣滅菌鍋13中高溫之蒸氣進行滅菌時凝結成的高溫熱水係直接排掉，而該給水馬達10送入該蒸氣產生器11中的皆是常溫之水，因此每次補水後便會使該蒸氣產生器11中的水溫降低，而使得該電熱器12需再花費較多的能源將該蒸氣滅菌鍋13中溫度較低的水重新加熱至沸點來產生高溫之蒸氣，因此該電熱器12便會浪費較多的能源。
有鑒於此，本發明人乃係針對上述之問題，而深入構思，且積極研究改良試做而開發設計出本發明。
本發明之主要目的係在於解決習知蒸氣滅菌鍋進行蒸氣滅菌作業時所存在之浪費能源的問題。
本發明係提供一種蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，包括一蒸氣滅菌鍋、一蒸氣產生器、一第一熱交換器及一給水馬達。其中，該蒸氣滅菌鍋係內部可供容置欲滅菌之物品。該蒸氣產生器係可供將水加熱至產生高溫蒸氣並送入該蒸氣滅菌鍋中。該第一熱交換器係內部設有相互交錯但不連通而可使內部的水進行熱交換之複數常溫流道及複數高溫流道，該複數常溫流道係與一第一進水口及一第一出水口連通，該複數高溫流道係與一第二進水口及一第二出水口連通，該第一進水口可供將外部的常溫水導入該複數常溫流道之中，該第一出水口可排出該複數常溫流道中經熱交換後而提高溫度的水，該第二進水口係連接該蒸氣滅菌鍋，可供將該蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水導入該複數高溫流道之中，該第二出水口可排出該複數高溫流道中經熱交換後而降低溫度的水。該給水馬達係連接該第一熱交換器之該第一出水口及連接該蒸氣產生器，可供將該第一出水口排出的水打入該蒸氣產生器中。
本發明所提供之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，係可藉由將蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水導入該第一熱交換器之中，再將外部之常溫水導入該第一熱交換器之中與該高溫熱水進行熱交換，進而提高溫度，然後利用該給水馬達將提高溫度的水打入該蒸氣產生器中加熱產生高溫蒸氣，再送入該蒸氣滅菌鍋中進行滅菌，如此便可藉由回收蒸氣滅菌鍋排出之廢水的廢熱而減少該蒸氣產生器的加熱耗能，進而 達到節省能源之目的。
[先前技術]
10:給水馬達
11:蒸氣產生器
12:電熱器
13:蒸氣滅菌鍋
14:排水管
[本發明]
20:蒸氣滅菌鍋
21:蒸氣導入管
22:熱水導出管
30:蒸氣產生器
31:進水管
310:電磁閥
32:電熱器
33:水位偵測器
34:排水管
340:手動控制閥
40:第一熱交換器
41:常溫流道
42:高溫流道
43:第一進水口
44:第一出水口
45:第二進水口
46:第二出水口
50:給水馬達
40’:第二熱交換器
41’:常溫流道
42’:高溫流道
43’:第一進水口
44’:第一出水口
45’:第二進水口
46’:第二出水口
400:熱交換板
401:外管
402:內管
〔圖1〕係習知蒸氣滅菌設備之立體架構圖。
〔圖2〕係本發明之立體示意圖。
〔圖3〕係本發明之簡單平面示意圖及熱交換器中的水流熱交換示意圖。
〔圖4〕係本發明之板式熱交換器之結構示意圖。
〔圖5〕係本發明之另一實施例之立體示意圖。
〔圖6〕係本發明之管式熱交換器之結構示意圖。
請參閱圖2及圖3所示，係顯示本發明所述之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統包括一蒸氣滅菌鍋20、一蒸氣產生器30、一第一熱交換器40、一給水馬達50及一第二熱交換器40’，其中：
該蒸氣滅菌鍋20，係內部可供容置欲滅菌之物品，且具有可導入高溫蒸氣之至少一蒸氣導入管21及可導出蒸氣進行滅菌時所凝結成之高溫熱水之一熱水導出管22。
該蒸氣產生器30，係連接該蒸氣導入管21，且具有一進水管31、至少一電熱器32、至少一水位偵測器33及一排水管34。該進水管31上係設有一電磁閥310可供控制是否使水經由該進水管31送入該蒸氣產生器30中。該電熱器32係可供將該蒸氣產生器30中的水加熱至產生高溫蒸氣，然後經由該蒸氣導入管21送入該蒸氣滅菌鍋20之中。該水位偵測器33係為3個，可供分別偵測該蒸氣產生器30中的低、中、高水位，在偵測到中水位 時開啟該電磁閥310使該進水管31的水進入該蒸氣產生器30中，在偵測到高水位時關閉該電磁閥310使該進水管31的水無法進入該蒸氣產生器30中，在偵測到低水位時則關閉該電熱器32以作為防止空燒之安全機制。該排水管34上係設有一手動控制閥340，在不進行滅菌作業時，可開啟該手動控制閥340使該蒸氣產生器30中的水排出。
該第一熱交換器40，係內部設有相互交錯但不連通之複數常溫流道41及複數高溫流道42，使該複數常溫流道41及該複數高溫流道42中的水可進行熱交換。該複數常溫流道41係與一第一進水口43及一第一出水口44連通，該複數高溫流道42係與一第二進水口45及一第二出水口46連通，該第一進水口43係利用管路連接外部之常溫水(在本發明中其係為RO水)，以供將該常溫水導入該複數常溫流道41之中進行熱交換，該第一出水口44係可排出該複數常溫流道41中經熱交換後而提高溫度的水，該第二進水口45係連接該熱水導出管22，以供將蒸氣進行滅菌時所凝結成之高溫熱水導入該複數高溫流道42之中進行熱交換，該第二出水口46係可排出該複數高溫流道42中經熱交換後而降低溫度的水。
該給水馬達50，係以一管路連接該第一出水口44及連接該進水管31，可供將該第一出水口44排出的水打入該進水管31。
該第二熱交換器40’，係結構與第一熱交換器40相同(其中為了便於理解管路連接，示意圖上改變了該第一進水口43’、該第一出水口44’、該第二進水口45’及該第二出水口46’之示意位置)，其中該第二熱交換器40’之該第一進水口43’係利用管路連接外部之常溫水(在本發明中其係為自來水)，以供將外部的常溫水導入該第二熱交換器40’之該複數常溫流道 41’中進行熱交換，該第二熱交換器40’之該第一出水口44’係可排出該複數常溫流道41’中經熱交換後而提高溫度的水以供再利用。該第二熱交換器40’之該第二進水口45’係以管路連接該第一熱交換器40之該第二出水口46，以供將該第二出水口46排出之熱水導入該第二熱交換器40’之複數高溫流道42’中進行熱交換，該第二熱交換器40’之該第二出水口46’係可供將該複數高溫流道42’中經熱交換後而降低溫度的水排出。
請配合參閱圖4所示，係指出該第一、二熱交換器40、40’係為板式熱交換器，該板式熱交換器係由複數熱交換板400併靠結合而成，其中單數之該複數熱交換板400上係設有該複數常溫流道41(41’)及連通該複數常溫流道41(41’)之該第一進水口43(43’)與該第一出水口44(44’)，雙數之該複數熱交換板400上係設有該複數高溫流道42(42’)及連通該複數高溫流道42(42’)之該第二進水口45(45’)與該第二出水口46(46’)。
請參閱圖5及圖6所示，係指出該第一、二熱交換器40、40’係為管式熱交換器，該管式熱交換器係為一外管401中設有複數內管402者。其中該複數內管402中係分別形成該複數高溫流道42(42’)，該複數內管402的兩端係分別連通該第二進水口45(45’)及該第二出水口46(46’)。該外管401內部除該複數內管402之部份其餘係為該複數常溫流道41(41’)，且於該外管401的外周面設有與該複數常溫流道41(41’)相連通之該第一進水口43(43’)及該第一出水口44(44’)。
本發明所提供之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，開始進行滅菌作業時，係由該第一熱交換器40之第一進水口43導入常溫的水(如RO水)至該複數常溫流道41之中，然後由該第一出水口44將該常溫的水送至該給水馬 達50，藉由該給水馬達50將該常溫的水經該進水管31打入該蒸氣產生器30中，再利用該電熱器32將該蒸氣產生器30中常溫的水加熱至產生高溫蒸氣，然後經由該蒸氣導入管21送入該蒸氣滅菌鍋20之中對其中之物品進行滅菌作業。該蒸氣滅菌鍋20中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結成之高溫熱水會藉由該熱水導出管22導至該第一熱交換器40之第二進水口45，然後送入該第一熱交換器40之複數高溫流道42中，使與該第一進水口43送入該常溫流道41中的常溫水進行熱交換，如此該常溫流道41中經熱交換而升高溫度的水便會經該第一出水口44再藉由該馬達50打入該蒸氣產生器30，因此第2次以後送入該蒸氣產生器30的水便具有較高的溫度，而使得該電熱器32僅需使用較少的能源便能使其產生蒸氣，如此便可利用該蒸氣滅菌鍋20產生之廢水的高溫而大幅的達到節省能源之目的。
20:蒸氣滅菌鍋
21:蒸氣導入管
22:熱水導出管
30:蒸氣產生器
31:進水管
310:電磁閥
32:電熱器
33:水位偵測器
34:排水管
340:手動控制閥
40:第一熱交換器
43:第一進水口
44:第一出水口
45:第二進水口
46:第二出水口
50:給水馬達
40’:第二熱交換器
43’:第一進水口
44’:第一出水口
45’:第二進水口
46’:第二出水口

Claims (8)

  1. 一種蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，包括：一蒸氣滅菌鍋，係內部可供容置欲滅菌之物品，且具有一蒸氣導入管及一熱水導出管，該蒸氣導入管可供導入高溫蒸氣，該熱水導出管可供導出該蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水；一蒸氣產生器，係連接該蒸氣導入管，且可供將水加熱至產生高溫蒸氣並透過該蒸氣導入管送入該蒸氣滅菌鍋中；一第一熱交換器，係為板式熱交換器，其係由複數熱交換板併靠結合而成，其中單數之該複數熱交換板上係設有複數常溫流道及連通該複數常溫流道之一第一進水口與一第一出水口，雙數之該複數熱交換板上係設有複數高溫流道及連通該複數高溫流道之一第二進水口與一第二出水口，使該複數常溫流道及複數高溫流道呈相互交錯但不連通狀而可使內部的水進行熱交換，該第一進水口可供將外部的常溫水導入該複數常溫流道之中，該第一出水口可排出該複數常溫流道中經熱交換後而提高溫度的水，該第二進水口係連接該蒸氣滅菌鍋之該熱水導出管，可供將該蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水導入該複數高溫流道之中，該第二出水口可排出該複數高溫流道中經熱交換後而降低溫度的水；以及一給水馬達，係連接該第一熱交換器之該第一出水口及連接該蒸氣產生器，可供將該第一出水口排出的水打入 該蒸氣產生器中。
  2. 一種蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，包括：一蒸氣滅菌鍋，係內部可供容置欲滅菌之物品，且具有一蒸氣導入管及一熱水導出管，該蒸氣導入管可供導入高溫蒸氣，該熱水導出管可供導出該蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水；一蒸氣產生器，係連接該蒸氣導入管，且可供將水加熱至產生高溫蒸氣並透過該蒸氣導入管送入該蒸氣滅菌鍋中；一第一熱交換器，係為管式熱交換器，其係為一外管中設有複數內管者，其中該複數內管中係分別形成複數高溫流道，該複數內管的兩端分別連通該第二進水口及該第二出水口，該外管內部除該複數內管之部份其餘係為複數常溫流道，且於該外管的外周面設有與該複數常溫流道相連通之該第一進水口及該第一出水口，使該複數常溫流道及複數高溫流道呈相互交錯但不連通狀而可使內部的水進行熱交換，該第一進水口可供將外部的常溫水導入該複數常溫流道之中，該第一出水口可排出該複數常溫流道中經熱交換後而提高溫度的水，該第二進水口係連接該蒸氣滅菌鍋之該熱水導出管，可供將該蒸氣滅菌鍋中高溫蒸氣進行滅菌時所凝結生成之高溫熱水導入該複數高溫流道之中，該第二出水口可排出該複數高溫流道中經熱交換後而降低溫度的水；以及一給水馬達，係連接該第一熱交換器之該第一出水口及連接該蒸氣產生器，可供將該第一出水口排出的水打入該蒸氣產生器中。
  3. 如請求項1或2之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，其中該蒸氣產生器係具有一進水管、至少一電熱器及至少一水位偵測器，該進水管係連接該給水馬達，且該進水管上設有一電磁閥可供控制是否使水經由該進水管送入該蒸氣產生器，該電熱器可供將該蒸氣產生器中的水加熱至產生高溫蒸氣，該水位偵測器可偵測該蒸氣產生器中的水位，在偵測到水量不足時控制該電磁閥開啟使該進水管的水進入該蒸氣產生器中。
  4. 如請求項3之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，其中該水位偵測器為3個，可供分別偵測該蒸氣產生器中的低、中、高水位，在偵測到中水位時控制該電磁閥開啟使該進水管的水進入該蒸氣產生器中，在偵測到高水位時控制該電磁閥關閉使該進水管的水無法進入該蒸氣產生器中，在偵測到低水位時則關閉該電熱器以作為防止空燒之安全機制。
  5. 如請求項3之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，其中該蒸氣產生器，係具有一排水管，該排水管上設有一手動控制閥，在不進行滅菌作業時，可開啟該手動控制閥使該蒸氣產生器中的水排出。
  6. 如請求項1或2之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，其中該第一熱交換器之該第一進水口導入之外部常溫水為RO水。
  7. 如請求項1或2之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，更包括一第二熱交換器，該第二熱交換器之結構與第一熱交換器相同，其中該第二熱交換器之該第一進水口係連接外部之常溫水，以供將外部的常溫水導入該第二熱交換器之該複 數常溫流道中，該第二熱交換器之該第一出水口係可排出該複數常溫流道中經熱交換後而提高溫度的水以供再利用，該第二熱交換器之該第二進水口係連接該第一熱交換器之該第二出水口，以供將該第二出水口排出之熱水導入該第二熱交換器之該複數高溫流道中，該第二熱交換器之該第二出水口係可供將該複數高溫流道中經熱交換後而降低溫度的水排出。
  8. 如請求項1或2之蒸氣滅菌鍋廢熱回收系統，其中該第二熱交換器之該第一進水口導入外部之常溫水為自來水。
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