JP2006136850A - 熱交換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 熱交換器へ供給される蒸気量が少ない場合でも、高い熱交換効率を維持することのできる熱交換装置を提供する。
【解決手段】 熱交換器１に蒸気供給管２と流体排出管３を接続する。蒸気供給管２に蒸気タービン４と出口管１１と自動開閉弁１０とを介在して噴射ノズル６を接続する。流体排出管３に気液分離器１５と蒸気流量計１８と制御弁１９とを介在して蒸気タービン４のインペラ１４と接続する。
蒸気供給管２からジャケット部９へ供給される蒸気量が少なくなると、自動開閉弁１０の多くが閉弁して少ない噴射ノズル６から蒸気が噴射されることによって、ジャケット部９内での蒸気の対流を維持することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気を熱源として、熱交換器内で被加熱物を加熱する熱交換装置に関する。
熱交換装置は、熱交換器に蒸気供給管と流体排出管を接続して、この流体排出管にエゼクタ装置を接続することにより、熱交換器で熱交換によって蒸気の凝縮した復水と一部の残存蒸気とを、エゼクタ装置で吸引するものである。
この熱交換装置においては、エゼクタ装置で熱交換器内の残存蒸気の一部を吸引して、再度、熱交換器へ循環供給することによって、熱交換器内で蒸気の対流を促進して熱交換効率を向上させることができるが、被加熱物の量が少ない場合、あるいは、被加熱物の温度が高くなった場合は、蒸気供給管から供給される蒸気量が極めて少なくなり、熱交換器内での蒸気の対流が無くなってしまい、十分な熱交換効率を得ることができなくなる問題があった。
特開平２−２１３６０１号公報
解決しようとする課題は、熱交換器へ供給される蒸気量が少ない場合であっても、熱交換器内での蒸気の対流を確保することによって、高い熱交換効率を維持することのできる熱交換装置を提供することである。
本発明は、熱交換器に蒸気供給管と流体排出管を接続して、当該蒸気供給管から供給した蒸気でもって熱交換を行い、一部の蒸気を流体排出管から吸引装置で吸引して再度熱交換器へ循環するものにおいて、蒸気供給管から熱交換器へ蒸気を噴射する蒸気噴射手段を複数取り付けて、蒸気の供給量に応じて当該複数の蒸気噴射手段の駆動数を切り換える蒸気噴射手段駆動切り換え部を配置したものである。
本発明の熱交換装置は、蒸気噴射手段駆動切り換え部からの信号に応じて、複数の蒸気噴射手段の駆動数を切り換えることによって、例えば、蒸気供給管からの供給蒸気量が少なくなった場合は、蒸気噴射手段の駆動数を少なくして、少ない蒸気を少ない蒸気噴射手段から噴射することにより、熱交換器内での蒸気の対流を確保して、所定の熱交換効率を維持することができる。
本発明は、蒸気噴射手段の駆動数を切り換えるものであり、この蒸気噴射手段を噴射ノズルと自動開閉弁との組み合わせとすることにより、蒸気噴射手段駆動切り換え部からの信号によって自動開閉弁を閉弁すれば噴射ノズルからの蒸気の噴射は停止され、一方、自動開閉弁を開弁すれば噴射ノズルから蒸気が噴射される。
図１は、本発明の１実施例の構成図であって、熱交換器１と蒸気供給管２と流体排出管３と吸引装置４、及び、蒸気噴射手段５とで熱交換装置を構成する。
熱交換器１は反応釜８とその外周のジャケット部９とで構成して、ジャケット部９内に複数の噴射ノズル６を取り付ける。本実施例においては、噴射ノズル６をジャケット部９内の左側面に取り付けた例を示したが、噴射ノズル６はジャケット部９内の全周に取り付けることもできる。ジャケット部９へ加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管２には、蒸気の供給量を制御するための制御弁７を取り付ける。
制御弁７の下流側に吸引装置としての蒸気タービン４を接続して、更に蒸気タービン４の出口管１１に自動開閉弁１０を介在して噴射ノズル６と接続する。蒸気供給管２の一部を分岐してバイパス管１２を設けて自動開閉弁１０と接続する。バイパス管１２には開閉弁１３を取り付ける。
蒸気タービン４は、蒸気供給管２を流下する高速蒸気流によってタービンで回転駆動力を発生して、その回転駆動力を連設したインペラ１４に伝達して流体排出管３内の流体を吸引し、出口管１１から噴射ノズル６へ供給するものである。
ジャケット部９の下部に流体排出管３を接続して気液分離器１５を取り付ける。気液分離器１５は、流体排出管３を流下する復水と蒸気、及び、復水の一部が再蒸発した再蒸発蒸気との混合流体から気液を分離することができるものである。気液分離器１５の下部に、気液分離された復水だけを自動的に外部へ排出する蒸気トラップ１６を内蔵する。蒸気トラップ１６から排出された復水は排出管１７から系外へ排除される。
気液分離器１５と蒸気タービン４の間に、蒸気流量計１８と制御弁１９を介在する。蒸気流量計１８は、インペラ１４へ吸引される蒸気の流量を測定することができるものである。この蒸気流量計１８での検出値、及び、蒸気供給管２の制御弁７の弁開度信号から、反応釜８のジャケット部９へ供給される蒸気量を検知して、図示しない制御部を内蔵した蒸気噴射手段駆動切り換え部から自動開閉弁１０へ開閉弁信号を発する。
反応釜８を加熱する場合、蒸気供給管２と噴射ノズル６から所定圧力の蒸気をジャケット部９内へ噴射する。ジャケット部９で反応釜８に熱を奪われた蒸気は凝縮して復水となり、流体排出管３から気液分離器１５へ流下して気液が分離され、復水の分離された蒸気だけが蒸気タービン４のインペラ１４へ吸引され、再度、噴射ノズル６からジャケット部９へ供給されることによって、加熱用の蒸気は強制的に循環される。
図示しない蒸気噴射手段駆動切り換え部からの信号に応じて、例えば、蒸気供給管２からの供給蒸気量が少なくなった場合に、自動開閉弁１０を1台だけ開弁状態として他を閉弁状態とすることにより、１台の噴射ノズル６から少量の蒸気を噴射することによって、少量の蒸気を多数の噴射ノズル６から噴射する場合よりもジャケット部９内での蒸気の対流を増やすことができ、反応釜８への蒸気加熱効率を所定の水準へ維持することができる。
本発明の熱交換装置の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ 熱交換器
２ 蒸気供給管
３ 流体排出管
４ 蒸気タービン
５ 蒸気噴射手段
６ 噴射ノズル
８ 反応釜
９ ジャケット部
１０ 自動開閉弁
１５ 気液分離器

Claims (1)

  1. 熱交換器に蒸気供給管と流体排出管を接続して、当該蒸気供給管から供給した蒸気でもって熱交換を行い、一部の蒸気を流体排出管から吸引装置で吸引して再度熱交換器へ循環するものにおいて、蒸気供給管から熱交換器へ蒸気を噴射する蒸気噴射手段を複数取り付けて、蒸気の供給量に応じて当該複数の蒸気噴射手段の駆動数を切り換える蒸気噴射手段駆動切り換え部を配置したことを特徴とする熱交換装置。
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