JP2013204877A - 低圧蒸気加熱装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
冷却水の量を少なくすることのできる低圧蒸気加熱装置を提供する。
【解決手段】
反応釜1のジャケット部2に、加熱用蒸気供給管8を接続する。ジャケット部2の下部に、組み合わせ真空ポンプ4を接続する。組み合わせ真空ポンプ4を、循環ポンプ14とエゼクタ10と循環水タンク13で構成する。ヒートポンプ3を、圧縮機5と凝縮器6と蒸気トラップ9、並びに、蒸発器13とで構成する。凝縮器6を、循環水を通過させる層25と、熱媒体を通過させる層26の多層構造として、循環水を供給する箇所にスプレーノズル27を取り付ける。
組み合わせ真空ポンプ4の循環水タンク13内の循環水は、ヒートポンプ3の蒸発管21で冷却されることによって、新たな冷却水を補給する必要がなく、組み合わせ真空ポンプ4で使用する冷却水の量を少なくすることができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置に関する。
蒸気加熱装置は、熱交換室に熱交換流体供給管と吸引手段を接続して、熱交換流体供給管から加熱用の蒸気を熱交換室へ供給することによって、蒸気で被加熱物を加熱することができるものである。
特許第3170669号公報
上記従来の蒸気加熱装置においては、タンク内の循環水の温度を所定値に維持するために冷却流体供給管から多量の冷却水を供給しなければならない問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、タンク内へ供給する冷却水の量を少なくすることのできる低圧蒸気加熱装置を提供することである。
本発明は、被加熱物を収容する熱交換器と、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機による閉ループ内に熱媒体を充填したヒートポンプと、当該ヒートポンプの凝縮器で熱交換器の加熱部に蒸気を供給する蒸気供給管を熱媒体と熱交換して加熱し、熱交換器の加熱部に加熱部内の流体を吸引する吸引手段を接続して、当該吸引手段で加熱部内を大気圧程度又は大気圧以下の低圧状態に維持して、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却すると共に、上記ヒートポンプの凝縮器を、循環液体を通過させる層と熱媒体を通過させる層の多層構造として、循環液体を供給する箇所にスプレーノズルを取り付けたものである。
本発明の低圧蒸気加熱装置は、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却することにより、少量の循環液体としての冷却水をヒートポンプで所定温度まで冷却し、繰り返して使用することができ、必要とする冷却流体の量を少なくすることができる。
本発明の低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。 本発明の低圧蒸気加熱装置の凝縮器の構成図。
本発明は、ヒートポンプを設けたものであるが、このヒートポンプとしては、蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張機とそれらを接続する管路とで構成される従来周知のものを用いることができる。
本実施例においては、熱交換器として反応釜1のジャケット部2を用いた例を示す。反応釜1の内部に入れた図示しない被加熱物を、ジャケット部2に供給する加熱源としての加熱用蒸気によって加熱するものである。
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に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ4と、加熱流体としての加熱用蒸気供給管8を接続する。
ジャケット部2の左側上部には、流量調節弁7を介在した加熱用蒸気供給管8を接続する。この加熱用蒸気供給管8から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部2へ供給されることによって、反応釜1内の被加熱物を加熱することができるものである。
ジャケット部2の下方に排出管20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。排出管20には蒸気トラップ22を取り付け、蒸気トラップ22と並列にバイパス弁23を取り付ける。
組み合わせ真空ポンプ4を、エゼクタ10と、循環ポンプ14と循環水タンク13、並びに、循環水タンク13内に配置したヒートポンプ3の蒸発管21とで形成する。循環水タンク13の底部には、タンク13内の循環水を所望温度まで加熱することのできる電気ヒータ24を取り付ける。組み合わせ真空ポンプ4は、循環水タンク13内の循環水を循環ポンプ14からエゼクタ10へ吐出し、再度循環水タンク13へと循環するものであり、エゼクタ10に循環水が高速で吐出されることによってエゼクタ10内で吸引力を発生して、ジャケット部2下方の排出管20からジャケット部2内で蒸気が凝縮した復水を吸引し、循環水と混合して循環水タンク13へと流下するものである。
ヒートポンプ3を、圧縮機5と凝縮器6と膨張機としての蒸気トラップ9、及び、循環水タンク13がその作用を発揮する蒸発器13とで構成して、それぞれの機器を連通する循環路11で連通する。
循環ポンプ14の吐出側を分岐して凝縮器6へ循環水の一部を供給する循環水供給管12を接続する。循環水供給管12は、凝縮器6内の水位を制御する水位制御弁15を介在して、凝縮器6内でヒートポンプ3の循環路11と熱交換して加熱されることによって蒸気供給管16で蒸気となり、加熱用蒸気供給管8からジャケット部2へその蒸気を供給する。ジャケット部2へ供給された蒸気によって、反応釜1内の被加熱物を加熱するものである。
凝縮器6の具体的な構成を図2に示す。循環水供給管12から循環水を通過させる層25と、ヒートポンプ3の循環路11から熱媒体を通過させる層26の多層構造として、循環水を供給する循環水供給管12の先端箇所にスプレーノズル27を取り付ける。
凝縮器6で蒸気供給管16内の循環水と熱交換して熱を奪われた循環路11内の熱媒体は、凝縮して液体となり、膨張機としての蒸気トラップ9を通過する間に膨張して気体となって循環路11から蒸発器13へ流下する。蒸発器13内の蒸発管21で循環水の熱を奪って昇温した熱媒体は、圧縮機5で圧縮されて更に昇温して凝縮器6へと送られる。
蒸発器13すなわち循環水タンク13内の循環水は、蒸発管21で熱を奪われて冷却される。このように、循環水が冷却されることによって、新たな冷却水を補給する必要がなく、組み合わせ真空ポンプ4で使用する冷却水の量を少なくすることができる。
循環水タンク13内に循環水を所望温度まで加熱することのできる電気ヒータ24を取り付けたことによって、循環水供給管12から凝縮器6へと供給される循環水の温度を任意にコントロールすることができ、ヒートポンプ3の制御と相俟って、加熱用蒸気供給管8からジャケット部2へ供給する蒸気の温度も任意にコントロールすることができ、蒸気ボイラ等の蒸気発生源を別途設置する必要がなくなる。
本発明は、蒸気ボイラ等の蒸気発生源を別途設置することなく、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置として利用することができる。
1 反応釜
2 ジャケット部
3 ヒートポンプ
4 組み合わせ真空ポンプ
5 圧縮機
6 凝縮器
8 加熱用蒸気供給管
9 蒸気トラップ
10 エゼクタ
11 循環路
12 循環水供給管
13 蒸発器
16 蒸気供給管
20 排出管
21 蒸発管
22 蒸気トラップ
27 スプレーノズル

Claims (1)

  1. 被加熱物を収容する熱交換器と、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機による閉ループ内に熱媒体を充填したヒートポンプと、当該ヒートポンプの凝縮器で熱交換器の加熱部に蒸気を供給する蒸気供給管を熱媒体と熱交換して加熱し、熱交換器の加熱部に加熱部内の流体を吸引する吸引手段を接続して、当該吸引手段で加熱部内を大気圧程度又は大気圧以下の低圧状態に維持して、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却すると共に、上記ヒートポンプの凝縮器を、循環液体を通過させる層と熱媒体を通過させる層の多層構造として、循環液体を供給する箇所にスプレーノズルを取り付けたことを特徴とする低圧蒸気加熱装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106642801A (zh) * 2017-02-22 2017-05-10 杨胜东 一种提取凝固热的热泵机组及其系统
JP2018112203A (ja) * 2017-01-06 2018-07-19 株式会社テイエルブイ 分岐管

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JP2009144987A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Tlv Co Ltd 加熱冷却装置

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