JP2006308188A - 熱交換装置 - Google Patents

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】 反応釜１のジャケット部２に蒸気供給管８と流体排出管９を接続する。ジャケット部２内に蒸気の流下を案内する螺旋状の蒸気流下案内板１８を取り付ける。蒸気供給管８には流量調節弁７を取り付ける。流体排出管９に開閉弁１１と気液分離器１２をそれぞれ取り付ける。
蒸気供給管８からジャケット部２へ供給される蒸気量が少なくなっても、蒸気流下案内板１８によって、ジャケット部２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、例えば、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ほとんど無くなってしまい、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、熱交換器の熱交換室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熱交換室へ供給した蒸気でもって熱交換を行い、蒸気が熱交換によって凝縮した復水を流体排出管から系外へ排出するものにおいて、熱交換室内の蒸気の流下を案内する蒸気流下案内板を取り付けたものである。

本発明の熱交換装置は、熱交換室内の蒸気の流下を案内する蒸気流下案内板を取り付けたことによって、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においても、少ない蒸気を蒸気流下案内板で案内することにより、熱交換室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、熱交換室内の蒸気の流下を案内する蒸気流下案内板を取り付けたものであり、この蒸気流下案内板は、例えば、連続した螺旋状の板であったり、あるいは、案内通路面積が徐々に小さくなるような構成とすることができる。

図１は、本発明の１実施例の構成図であって、熱交換器としての反応釜１と、熱交換室としてのジャケット部２と、ジャケット部２に接続した蒸気供給管８及び流体排出管９とで熱交換装置を構成する。

反応釜１のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成して、このジャケット部２の左側上部に、流量調節弁７を介在した蒸気供給管８を接続する。この蒸気供給管８から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気を、ジャケット部２へ供給することによって、反応釜１内の被熱交換物を加熱することができるものである。

ジャケット部２の右側下方に流体排出管９を接続して、組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。流体排出管９には、開閉弁１１と気液分離器１２をそれぞれ取り付ける。気液分離器１２は、流体排出管９から流下してくる蒸気と液体をそれぞれ分離することができるものであり、分離された蒸気は蒸気エゼクタ３へ吸引され、一方、分離された液体は管路２０を通って下方のエゼクタ１０へ吸引される。

ジャケット部２の右側上方に冷却流体供給管５を接続して、ジャケット部２へ冷却流体を供給することによって、反応釜１を冷却することもできるようにする。冷却流体供給管５は、ジャケット部２内に配置した冷却流体管路６と接続する。この冷却流体管路６の底部に螺旋状の蒸気流下案内板１８を取り付ける。

冷却流体供給管５の下方部は、組み合わせ真空ポンプ４の循環路１５の一部と接続すると共に、上方部を冷却流体管路６の一端部と接続する。冷却流体管路６は、ジャケット部２内に螺旋状に配置して、図示はしないが冷却流体管路６の反応釜１側に複数の冷却流体噴射口を設ける。

蒸気エゼクタ３は、蒸気供給管８を分岐した分岐管２１に入口側を接続し、出口側を管路２２によって再度、蒸気供給管８の流量調節弁７の手前側に接続したもので、流体排出管９から流下してくるジャケット部２内の一部の蒸気を、蒸気エゼクタ３で吸引して再度、蒸気供給管８からジャケット部２へ供給することができるものである。

組み合わせ真空ポンプ４を、エゼクタ１０とタンク１３と循環ポンプ１４を順次に循環路１５で連通して形成する。タンク１３の上部には、冷却流体としての冷却水を補給する冷却水補給管１６を接続する。循環路１５の一部を分岐して余剰水排出管１７と、上述した冷却流体供給管５をそれぞれ接続する。冷却流体供給管５は、組み合わせ真空ポンプ４を循環する循環流体の一部を、ジャケット部２の冷却流体管路６へ供給することによって、反応釜１を冷却することができるものである。

ジャケット部２の左側面に、管路２３と開閉弁２４を介在して組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。この管路２３は、ジャケット部２内で発生した冷却流体の気化蒸気をエゼクタ１０へ吸引するためのものである。

反応釜1内の被加熱物を加熱する場合は、蒸気供給管８から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の被加熱物に熱を与えて加熱する。加熱により蒸気の凝縮した復水と一部の蒸気は、流体排出管９と気液分離器１２を通って、蒸気の分離された復水だけが管路２０からエゼクタ１０に吸引されタンク１３に至ると共に、復水の分離された蒸気は、蒸気エゼクタ３に吸引され、管路２２と蒸気供給管８から再度ジャケット部２へ供給される。

蒸気供給管８からの供給蒸気量が少なくなった場合、ジャケット部２内の螺旋状の蒸気流下案内板１８によって、少量の蒸気であってもこの案内板１８に沿って流下させることによりジャケット部２内での蒸気の対流を維持することができ、反応釜１の蒸気加熱効率を所定の水準とすることができる。

一方、反応釜１を冷却する場合は、冷却流体供給管５から冷却流体を冷却流体管路６内へ供給して、冷却流体管路６内を冷却流体で満たすと同時に、図示しない冷却流体管路６の反応釜１側に設けた複数の冷却流体噴射口から反応釜１の外表面全体へ冷却流体を噴射する。

同時に、組み合わせ真空ポンプ４の循環ポンプ１４を駆動して、エゼクタ１０の発生する吸引力で流体排出管９または管路２３を介してジャケット部２内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、反応釜１の外表面へ噴射される冷却流体が反応釜１の熱を奪って蒸発気化することにより、その蒸発潜熱によって反応釜１を気化冷却することができる。

ジャケット部２で反応釜１を冷却した冷却流体の気化蒸気及び気化しきれなかった冷却流体の一部は、流体排出管９または管路２３を通ってエゼクタ１０に吸引されタンク１３に至る。

エゼクタ１０で発生することのできる吸引力は、エゼクタ１０を流下する流体の温度によって決まるために、冷却水補給管１６から適宜所定温度の冷却水をタンク１３へ補給することによって、エゼクタ１０を流下する流体温度を調節して、エゼクタ１０の吸引力をコントロールすることができる。

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 反応釜
２ ジャケット部
３ 蒸気エゼクタ
４ 組み合わせ真空ポンプ
７ 流量調節弁
８ 蒸気供給管
９ 流体排出管
１０ エゼクタ
１８ 蒸気流下案内板

Claims (1)

1. 熱交換器の熱交換室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熱交換室へ供給した蒸気でもって熱交換を行い、蒸気が熱交換によって凝縮した復水を流体排出管から系外へ排出するものにおいて、熱交換室内の蒸気の流下を案内する蒸気流下案内板を取り付けたことを特徴とする熱交換装置。
   

Images