JP2002061952A - 間接加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱媒体を利用する間接加熱方法の利点を生
かしつつ、スチーム加熱の効率性のメリットを兼ね備
え、設備が簡便で、コスト高を招かない効率的な蒸気加
熱による間接加熱方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 被加熱体を貯留する貯留容器に面接触す
る状態で加熱管を配設し、該加熱管内に加熱媒体を封入
するとともに加熱管内の上部付近にバルブ付きガス抜き
口を設け、この加熱媒体を蒸気発生温度まで加熱し、加
熱管内に加熱媒体の蒸気が充満して所定圧に上昇した時
点で、前記バルブを開放して加熱管内に押し込められた
残留ガスを除去し、このガスの除去後に前記バルブを再
度閉塞して、さらに加熱媒体の加熱を行うことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は間接加熱方法に係
り、さらに詳しくは、加熱媒体を加熱し、この加熱媒体
を介して被加熱体を加熱する間接加熱方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加熱体を加熱する方法には、直
接加熱方法と間接加熱方法とがある。前者の直接加熱方
法は被加熱体を適宜の熱源で直接加熱する方法であるた
め、加熱効率に優れている。しかしながら、この直接加
熱方法は、被加熱体が高温に加熱された場合に分解変質
する可能性があるようなものには採用することができな
かった。また被加熱体に不純物が混入しているような場
合にも、熱源のヒーター面にその不純物が堆積付着した
りしてヒーターを損傷させることがあるため採用するこ
とができなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、後者の間
接加熱方法は加熱媒体を介して被加熱体を加熱する方法
であるため、上述した直接加熱方法におけるような問題
は起きない。

【０００４】ところで、その加熱媒体は封入部内で自然
対流して被加熱体の貯留容器に当接することになるが、
加熱媒体として粘性の大きな油を用いた場合には、その
自然対流を起こす際に、必要以上の加熱を加える必要が
あった。

【０００５】一方他の手段として、被加熱体への加熱媒
体からの加熱効率を高めるために、移送ポンプ等を用い
て加熱媒体を強制循環させることも行われるが、この場
合には高温油に耐える移送ポンプが必要となる点でコス
ト高になる問題があった。

【０００６】さらに他の手段としては、水を加熱媒体と
するスチーム加熱を利用する間接加熱方法も知られてい
るが、これは加熱媒体に油を用いた場合と比較すると熱
効率は格段に良くなる。しかしこの場合にはスチーム発
生用のボイラーが必要となるが、そのボイラーは高価で
あるため、前記同様にコスト高になるという問題があっ
た。特に加熱装置が複数の場合には、一つのボイラーで
対処するためには、相当大きな容量のボイラーが必要と
なるので、コスト高という問題はさらに顕著となってい
た。

【０００７】上述のごとく、油を加熱媒体とする間接加
熱方法は、簡便性には優れるものの必要以上の加熱を要
求され、また高温油に耐える移送ポンプを必要とする点
でコスト高になり、一方スチーム加熱を利用する間接加
熱方法は、高価なボイラーを必要とする点でコスト高に
なるという欠点があった。

【０００８】この発明は、加熱媒体を利用する間接加熱
方法の利点を生かしつつ、スチーム加熱の効率性のメリ
ットを兼ね備え、設備が簡便で、コスト高を招かない効
率的な蒸気加熱方法を提供することで、前述の全ての問
題点を解消しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
するために請求項１記載の発明は、被加熱体を貯留する
貯留容器に加熱管を配設し、該加熱管内に加熱媒体を封
入するとともに加熱管内の上部付近にバルブ付きガス抜
き口を設け、この加熱媒体を蒸気発生温度まで加熱し、
加熱管内に加熱媒体の蒸気が充満して所定圧に上昇した
時点で、前記バルブを開放して加熱管内に押し込められ
た残留ガスを除去し、このガスの除去後に前記バルブを
再度閉塞して、さらに加熱媒体の加熱を行うことを特徴
とする間接加熱方法である。

【００１０】さらに請求項２記載の発明は、加熱管の上
部付近に残留ガスを導入するための突隆部を形成し、こ
の突隆部にバルブ付きガス抜き口を設けてなる請求項１
記載の間接加熱方法である。

【００１１】また請求項３記載の発明は、加熱管内の残
留ガスを真空排気により除去するようにしてなる請求項
１又は２記載の間接加熱方法である。

【００１２】本発明の間接加熱方法は、上記の構成に係
り、加熱管内に残留空気等のガスが溜っても、これを確
実に外部に排出することができ、加熱管内に蒸気の侵入
を阻害する圧縮ガスが残らないようにしたので、熱効率
の良い蒸気加熱が行えることとなる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、突隆部の存在
で、ガス抜きが一層効率的に行え、熱効率の良い蒸気加
熱が行えることとなる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、加熱管内の残留
ガスを真空ポンプ等を利用する真空排気により除去する
ため、効率的な残留ガスの排気が行えることとなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて、本発明
に係る間接加熱方法を詳説する。図１は本発明に係る間
接加熱方法の原理説明図である。貯留容器１の内部には
被加熱体２が貯留されており、この貯留容器１の底面付
近には加熱管３が配設されている。

【００１６】この加熱管３内には、ヒーター等の熱源４
から熱を受けて、被加熱体２を加熱する加熱媒体５が封
入されている。なお熱源４は内部加熱、外部加熱の何れ
の方式でも良く、さらにその熱源は、ヒーターを始めと
するガスや灯油だきによる熱源等がが用いられる。

【００１７】また加熱媒体５としては、水あるいは所望
の蒸気圧特性等を備える物質を用いることができる。水
を加熱媒体として用いる場合には、その適用温度範囲
は、〜１５０℃ぐらいまでであり、それ以上の温度では
加熱管３を高レベルの耐圧構造にしなければならないの
で、コスト高になってしまう。

【００１８】１５０℃以上の場合には、灯油に近い成分
の炭化水素系溶剤を用いるのが好適であり、その場合の
大気圧下での沸点は２２０℃ぐらいとなる。ただしこの
炭化水素系溶剤は可燃性であるため、これを加熱媒体５
として用いる場合には、加熱管３を減圧真空状態にしな
ければならず、ガス抜き口９のバルブ８より加熱媒体５
を排出するためには真空ポンプを使用する必要がある。

【００１９】加熱媒体５として用いる溶剤の沸点が２２
０℃である場合には、１００Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ）雰囲
気下での沸点は１５０℃ぐらいであり、２００Ｔｏｒｒ
（ｍｍＨｇ）雰囲気下での沸点は１７０℃ぐらいであ
り、５００Ｔｏｒｒ（ｍｍＨｇ）雰囲気下での沸点は２
００℃ぐらいとなる。その結果、温度又は圧力の調整を
行うことにより、加熱媒体の加熱温度制御が可能とな
る。

【００２０】加熱媒体５が熱源４により加熱され（図１
参照）、加熱媒体５の蒸気発生温度に達すると、加熱媒
体から蒸気が発生し、その蒸気は加熱管３内の上部に集
まる（図２参照）。この状態のままであると、残留空気
等で構成されるガスが加熱管３内の上部に集まってガス
溜り６を形成してしまい、このガス溜り６が存在する
と、その部分に加熱媒体５の蒸気７が侵入できなくなる
ため、結果的に効率的な蒸気加熱が行えなくなる。

【００２１】そこで本発明では、この非効率性を改善す
るために、加熱管３内の上部付近にバルブ８付きのガス
抜き口９を設けており、加熱管３内の圧力が高まり、加
熱管の上部にガス溜り６が存在した場合には、このバル
ブ８を開栓してガス抜き口９からガスを外部に排出して
ガス溜り６を消失させることとなる。ガス溜り６が消失
したら、再度バルブ８を閉栓して加熱管３内の密閉を図
る。

【００２２】このようにすることで、加熱管３内には蒸
気７と加熱媒体５のみが存在することになり、加熱媒体
の蒸気をさらに発生させて、蒸気７を加熱管３の全体に
回り込ませるようにする。その結果、加熱管内に充満し
た蒸気７は、蒸気の有する熱量（液化熱）を加熱管から
貯留容器を経て被加熱体に伝導できる。このようにして
液化熱を放出した加熱蒸気は液化し、加熱管内を下流し
加熱媒体５の液層に合流するが、その一部は下流中に新
たな蒸気により熱を与えられて再度気化する。この状態
を繰り返して、被加熱体２への加熱が行われる。

【００２３】本発明では、加熱媒体５を封入した加熱管
３内で、同一の加熱媒体５を繰り返し使用するので加熱
媒体の補給を必要とせず、また移送ポンプ等の駆動手段
を必要としないから、駆動部分の故障が起こることもな
い。

【００２４】さらに加熱媒体として水を例に採れば、前
記操作により残存ガスを抜き取れば、例えば７０℃にし
たい場合には、温度制御又は圧力制御によって減圧蒸気
加熱も可能となって、使用温度範囲を広げることができ
る。例えば、加熱温度を１５０℃ぐらいにする場合に
は、加熱媒体が水であると約５気圧の圧力上昇状態で使
用しなければならないため、装置を耐圧構造にしなけれ
ばならないが、加熱液として蒸気圧が２００℃ぐらいの
加熱媒体を用いれば、１００〜５００Ｔｏｒｒ（ｍｍＨ
ｇ）の圧力で加熱媒体の蒸気を発生させることが可能と
なり、加熱温度範囲が非常に広範囲となる。

【００２５】特に本発明では、加熱管３の上部付近に残
留ガスを導入し易い構成の突隆部１０が形成され、この
突隆部１０に前述のバルブ８付きのガス抜き口９を設け
たので、残留ガスが分散せず集中的に集まる箇所から、
極めて効率的にガス抜きを行うことができる。ガス抜き
口９によるガス抜きは、加熱管の上方からでも、あるい
は下方からでも自由に行うことができる（図３では、両
方の例を同時に示しているが、もちろん何れか一方のみ
を設けるようにすることも可能である）。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１による間接
加熱方法は、加熱媒体を利用する間接加熱方法の利点を
生かしつつ、スチーム加熱の効率性のメリットを兼ね備
え、設備が簡便で、コスト高を招かない効率的な蒸気加
熱による間接加熱方法となる等の優れた効果がある。

【００２７】また請求項２の発明は、突隆部の存在によ
り、さらに一層効率的な間接加熱方法となる特徴があ
る。

【００２８】また請求項３の発明は、加熱管内の残留ガ
スを真空ポンプ等を利用する真空排気により除去するた
め、効率的な残留ガスの排気が行える特徴がある。こと
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る間接加熱方法の、加熱前の状態の
原理説明図である。

【図２】同加熱途中の状態の原理説明図である。

【図３】同ガス抜き操作を行う状態の原理説明図であ
る。

【図４】加熱管に突隆部を設けない状態の原理説明図で
ある。

【符号の説明】

１…貯留容器 ２…被加熱体 ３…加熱管 ４…熱源 ５…加熱媒体 ６…ガス溜り ７…蒸気 ８…バルブ ９…ガス抜き口 １０…加熱管の突隆部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱体を貯留する貯留容器に加熱管を
   配設し、該加熱管内に加熱媒体を封入するとともに加熱
   管内の上部付近にバルブ付きガス抜き口を設け、この加
   熱媒体を蒸気発生温度まで加熱し、加熱管内に加熱媒体
   の蒸気が充満して所定圧に上昇した時点で、前記バルブ
   を開放して加熱管内に押し込められた残留ガスを除去
   し、このガスの除去後に前記バルブを再度閉塞して、さ
   らに加熱媒体の加熱を行うことを特徴とする間接加熱方
   法。
2. 【請求項２】 加熱管の上部付近に残留ガスを導入する
   ための突隆部を形成し、この突隆部にバルブ付きガス抜
   き口を設けてなる請求項１記載の間接加熱方法。
3. 【請求項３】 加熱管内の残留ガスを真空排気により除
   去するようにしてなる請求項１又は２記載の間接加熱方
   法。