JP2004257670A

JP2004257670A - 熱機器

Info

Publication number: JP2004257670A
Application number: JP2003050203A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Watanabe; 茂広渡辺
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】この発明が解決しようとする課題は、維持管理が容易でかつ安全な蒸気を供給することである。
【解決手段】貯留する温水を１００℃を越える温度に維持する温水供給手段２と、前記温水供給手段２からの温水と熱交換し水を蒸発させる蒸気発生手段３とを備えたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体を加熱して蒸気を発生させる熱機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸気を発生させる熱機器は、たとえば缶体内に貯留した水をバーナ等の加熱手段により直接加熱して蒸発させる，いわゆる蒸気ボイラである。この場合、給水に含まれる不純物等が蒸気に混入することがある。そこで高圧力の蒸気と給水とを熱交換させて、低圧力の蒸気を発生させる，いわゆるリボイラがある。このリボイラにおいては、一次側の蒸気は、給水中の硬度成分を除去した軟水を給水して発生させ、二次側には純水を給水して蒸気を発生させることが多い。このとき、前記一次側蒸気を発生させるボイラの缶体内には、軟水中に含まれた不純物で蒸発しない蒸発残さ等が堆積するので、定期的に水処理が必要であり、維持管理作業が発生する（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の温水供給手段は、暖房と給湯との２回路方式のものもあるが、貯留する温水の温度が低くて、この温水と熱交換しても蒸気を発生させることはできなかった。さらに、温水供給手段の変形例として温水の代わりに熱媒油を使用する熱媒ボイラもあるが、熱交換器の破損の場合二次側へ熱媒油が漏れるおそれがあり、用途が限定されていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２０８０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、維持管理が容易でかつ安全な蒸気を供給することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、貯留する温水を１００℃を越える温度に維持する温水供給手段と、前記温水供給手段からの温水と熱交換し水を蒸発させる蒸気発生手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の発明は、貯留する温水を１００℃を越える温度に維持する温水供給手段と、前記温水供給手段からの温水と熱交換し水を蒸発させる蒸気発生手段と、前記温水供給手段からの温水と熱交換し水を加温する温水発生手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、不純物の少ない蒸気の要求があるとき、たとえば空調用の加湿器，被滅菌物を滅菌する蒸気滅菌器，食品加工装置，調理器，反応釜等で使用する蒸気を供給する熱機器において好適に実施することができる。
【０００９】
まず、第一の実施の形態について説明する。前記熱機器は、貯留した温水を加熱した状態で維持する温水供給手段と、たとえば純水を供給し、この純水を加熱して不純物の少ない蒸気，いわゆるクリーン蒸気を発生させる蒸気発生手段とを備えている。
【００１０】
前記温水供給手段は、温水を加熱する加熱手段，たとえばバーナ，ヒータ等と、前記温水供給手段内の温水を加圧する加圧手段と、温水を前記蒸気発生手段へ循環させる第一循環手段とを備えている。
【００１１】
前記蒸気発生手段は、温水と熱交換して蒸気を発生させる第一熱交換器と、この第一熱交換器へ水を供給する第一給水手段とを備えている。
【００１２】
このような構成の前記熱機器の作用について説明する。まず、前記温水供給手段は、前記加圧手段を作動させた状態で前記加熱手段を作動させる。すると、貯留された温水は、１００℃以上になっても蒸発せず，いわゆる熱水の状態で貯留され、たとえば１５０℃の熱水となる。つぎに、前記熱機器は、この熱水を前記第一熱交換器の一次側へ前記第一循環手段を作動させて循環させる。そして、前記第一給水手段により、前記第一熱交換器の二次側へ水，たとえば純水を給水すると、前記熱水の保有する熱量により純水は蒸発して蒸気となる。したがって、前記熱機器は、前記蒸気発生手段から蒸気を取り出すことができる。
【００１３】
これにより、前記熱機器は、従来の熱媒油ではなく、安全な温水から蒸気を取り出すことができるので、不純物も少なく，いわゆる安全な蒸気を負荷側へ供給することができる。また、前記第一熱交換器の一次側は、温水供給手段であり、従来の蒸気ボイラではないので、維持管理が簡便，すなわち容易である。
【００１４】
つぎに、第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態は、前記第一の実施の形態の変形例であり、前記蒸気発生手段に追加して温水発生手段を備えたものである。
【００１５】
この第二の実施の形態における前記熱機器は、温水を前記温水発生手段へ循環させる第二循環手段を備えている。前記温水発生手段は、温水と熱交換して温水を発生させる第二熱交換器と、この第二熱交換器へ水を供給する第二給水手段とを備えている。
【００１６】
このような構成の前記熱機器の作用について説明する。まず、前記温水供給手段は、前記第一の実施の形態と同様、１５０℃の熱水を貯留する。つぎに、前記熱機器は、前記第一の実施の形態と同様、蒸気を発生させる。つぎに、前記熱機器は、熱水を前記第二熱交換器の一次側へ前記第二循環手段を作動させて循環させる。そして、前記第二給水手段により、前記第二熱交換器の二次側へ水を給水すると、前記熱水の保有する熱量により水は温水となる。したがって、前記熱機器は、前記蒸気発生手段から蒸気を取り出すとともに、前記温水発生手段から適度な温度の温水を取り出すことができる。
【００１７】
これにより、前記熱機器は、安全な温水から蒸気を取り出し、不純物も少なく，いわゆる安全な蒸気を負荷側へ供給することができるとともに、温水も供給することができる。
【００１８】
以上のように、これらの実施の形態によれば、維持管理が容易でかつ安全な蒸気を供給することができる。
【実施例】
以下、この発明の具体的な実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る熱機器１の概略構成を示す説明図である。
【００１９】
図１において、前記熱機器１は、貯留した温水を加熱した状態で維持する温水供給手段である温水ボイラ２と、純水を供給し、この純水を加熱して不純物の少ないクリーン蒸気を発生させる蒸気発生手段３と、水を加温する温水発生手段４と、この熱機器１を制御する制御器５とを備えている。
【００２０】
前記温水ボイラ２は、温水を貯留する缶体６と、温水を加熱する加熱手段であるバーナ（図示省略）と、前記温水ボイラ２内へ補給水を供給する補給水タンク７と、前記缶体６内の温水を加圧する加圧ポンプ８と、温水を前記蒸気発生手段３へ循環させる第一循環ポンプ９と、温水を前記温水発生手段４へ循環させる第二循環ポンプ１０とを備えている。
【００２１】
前記補給水タンク７は、内部に水位制御するボールタップ１１を備えており、このボールタップ１１は、補給水ライン１２と接続されている。前記補給水タンク７と前記缶体６とは、加圧ライン１３で接続されており、この加圧ライン１３には、前記加圧ポンプ８と第一逆止弁１４が設けられている。
【００２２】
ここにおいて、前記補給水タンク７を前記缶体６の上方位置に設けることにより、その水頭圧により前記缶体６内の温水を加圧し、前記加圧ポンプ８を省略することも実施に応じ、好適である。
【００２３】
前記第一循環ポンプ９は、前記缶体６の下部（符号省略）と前記蒸気発生手段３とを接続している第一循環ライン１５に設けられている。前記第二循環ポンプ１０は、前記缶体６の下部（符号省略）と前記温水発生手段４とを接続している第二循環ライン１６に設けられている。
【００２４】
前記蒸気発生手段３は、温水と熱交換して蒸気を発生させる第一熱交換器１７と、この第一熱交換器１７へ純水を供給する第一給水ポンプ１８と、発生させた蒸気の気水分離を行うセパレーター１９とを備えている。
【００２５】
前記第一熱交換器１７は、前記第一循環ライン１５と接続されており、この第一循環ライン１５から流入する熱水を前記缶体６へ戻す第一戻しライン２０と接続されている。前記第一熱交換器１７は、この内部に熱交換手段である第一コイル２１を備えており、この第一コイル２１は、純水供給ライン２２と接続されている。この純水供給ライン２２には、前記第一給水ポンプ１８と第二逆止弁２３とが設けられている。そして、前記第一コイル２１の出口側は、接続ライン２４を介して前記セパレーター１９と接続されている。
【００２６】
前記セパレーター１９は、前記接続ライン２４から流入する加熱された純水を気水分離して、分離した蒸気を蒸気ライン２５へ送気し、分離された水を前記第一給水ポンプ１８の上流側のタンク（図示省略）と接続している移送ライン２６へ移送するように構成されている。
【００２７】
前記温水発生手段４は、温水と熱交換して温水を発生させる第二熱交換器２７と、この第二熱交換器２７へ水を供給する第二給水ポンプ２８とを備えている。
【００２８】
前記第二熱交換器２７は、前記第二循環ライン１６と接続されており、この第二循環ライン１６から流入する熱水を前記缶体６へ戻す第二戻しライン２９と接続されている。前記第二熱交換器２７は、この内部に熱交換手段である第二コイル３０を備えており、この第二コイル３０は、水供給ライン３１と接続されている。この水供給ライン３１には、前記第二給水ポンプ２８と第三逆止弁３２とが設けられている。そして、前記第二コイル３０の出口側は、温水ライン３３と接続されている。
【００２９】
ここにおいて、前記第二コイル３０は、実施に応じ、コイル形式でなく、シェルアンドチューブ形式の熱交換方式とすることも好適である。
【００３０】
前記制御器５は、前記温水ボイラ２，前記加圧ポンプ８，前記第一循環ポンプ９，前記第二循環ポンプ１０，前記第一給水ポンプ１８および前記第二給水ポンプ２８とそれぞれ回線（符号省略）を介して接続されている。前記制御器５は、前記温水ボイラ２および前記各ポンプ８，９，１０，１８，２８の作動を制御するように構成されている。
【００３１】
このような構成の前記熱機器１の作用について説明する。まず、前記温水ボイラ２は、前記缶体６内に前記補給水タンク７から水を導入し、前記加圧ポンプ８を作動させた状態で前記バーナを作動させる。すると、貯留された温水は、１００℃以上になっても蒸発せず，いわゆる熱水の状態で貯留され、たとえば１５０℃の熱水となる。この場合、図示は省略するが、前記缶体６に設けた温度センサにより所定の温度範囲となるように前記バーナの作動を制御する。
【００３２】
つぎに、前記熱機器１は、この熱水を前記第一熱交換器１７の一次側へ前記第一循環ポンプ９を作動させて循環させる。そして、前記第一給水ポンプ１８により、前記第一熱交換器１７の二次側へ純水を給水すると、純水は、前記熱水の保有する熱量により前記第一コイル２１を介して加熱され、前記セパレーター１９内へ導入される。この加熱された純水は、前記セパレーター１９内で気水分離される。そして、前記熱機器１は、分離された蒸気を前記蒸気ライン２５から取り出し負荷側（図示省略）へ供給する。この場合、前記蒸気供給手段３は、前記セパレーター１９に設けた圧力センサ（図示省略）により蒸気圧力を検出し、その検出圧力に基づいて、前記第一給水ポンプ１８の作動を制御することによりあるいは、前記第一循環ポンプ９の作動を制御することにより、発生する蒸気の圧力を調節することができる。ここにおいて、前記熱機器１から前記負荷側へ供給する蒸気の圧力調節は、減圧弁等（図示省略）により調節することも実施に応じ、好適である。
【００３３】
つぎに、前記熱機器１は、熱水を前記第二熱交換器２７の一次側へ前記第二循環ポンプ１０を作動させて循環させる。そして、前記第二給水ポンプ２８により、前記第二熱交換器２７の二次側へ水を給水すると、前記熱水の保有する熱量により前記第二コイル３０を介して水は温水となり、前記温水ライン３３から取り出すことができる。そして、前記温水発生手段４は、前記温水ライン３３に設けた温度センサ（図示省略）により温水温度を検出し、その検出温度に基づいて、前記第二循環ポンプ１０の作動を制御することにより、発生する温水の温度を調節することができる。
【００３４】
したがって、前記熱機器１は、前記蒸気発生手段３から蒸気を取り出すとともに、前記温水発生手段４から適度な温度の温水を取り出すことができる。これにより、前記熱機器１は、従来の熱媒油ではなく、安全な温水から蒸気を取り出すことができるので、不純物も少なく，いわゆる安全な蒸気を前記負荷側へ供給することができる。また、前記温水ボイラ２は、従来の蒸気ボイラではないので、維持管理が簡便，すなわち容易である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この実施例によれば、維持管理が容易でかつ安全な蒸気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る熱機器の実施例の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２温水ボイラ（温水供給手段）
３蒸気発生手段
４温水発生手段

Claims

貯留する温水を１００℃を越える温度に維持する温水供給手段２と、前記温水供給手段２からの温水と熱交換し水を蒸発させる蒸気発生手段３とを備えたことを特徴とする熱機器。
貯留する温水を１００℃を越える温度に維持する温水供給手段２と、前記温水供給手段２からの温水と熱交換し水を蒸発させる蒸気発生手段３と、前記温水供給手段２からの温水と熱交換し水を加温する温水発生手段４とを備えたことを特徴とする熱機器。