JP2589602B2 - 蒸気加熱装置 - Google Patents

蒸気加熱装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は100℃前後の蒸気温度
で被加熱物を加熱する蒸気加熱装置に関する。食品や化
学や繊維分野においては、被加熱対象物によって、加熱
温度を105℃とか110℃等の100℃以上で加熱し
たり、あるいは80℃とか60℃等の100℃以下で加
熱しなければならないものが多々ある。また、加熱源と
して従来は温水が用いられていたが、保有熱量の差等に
より100℃以下の場合であっても蒸気が用いられるよ
うになってきた。
【0002】
【従来技術】従来の100℃以下で加熱する場合の蒸気
加熱装置として、例えば特開昭64−6603号公報に
示された技術が用いられていた。これは、減圧弁と間接
加熱容器とエゼクタ―式真空ポンプを順次連設して、真
空ポンプで間接加熱容器内を大気圧以下の真空状態に
し、減圧弁で減圧した低圧蒸気を間接加熱容器に供給す
ることにより、100℃以下の低温蒸気でもって被加熱
物を加熱するものである。エゼクタ―式真空ポンプのエ
ゼクタ―部を通過する循環水の温度を調節することによ
り、エゼクタ―部で発生する真空度を調節することがで
き、蒸気圧力即ち蒸気温度をコントロ―ルできるもので
ある。保有熱量が温水に比較して格段に大きな蒸気でも
って被加熱物を加熱することができるために、被加熱物
の加熱ムラ等を防止することができるものである。
【0003】
【本発明が解決しようとする課題】上記従来の蒸気加熱
装置は、100℃以下での蒸気加熱はできるが、同一の
装置で100℃以上の蒸気加熱ができない問題、あるい
は、100℃以上と以下での加熱を繰返す場合、所定温
度に至るまでに時間遅れを生じてしまう問題があった。
上記従来の蒸気加熱装置において、大気圧以上の正圧蒸
気を供給できる減圧弁を配置して、エゼクタ―式真空ポ
ンプのエゼクタ―部を通過する循環水の温度を上げて真
空度合を低くすることにより、100℃以上の蒸気で加
熱することはできる。しかしながらこの場合、100℃
以下の蒸気温度に切替えようとすると、循環水の温度を
低下させるために冷却水を大量にエゼクタ―式真空ポン
プ内に供給しなければならず、この循環水の温度調節に
時間を要し、結果として真空蒸気温度の調節に時間遅れ
を生じてしまうのである。
【0004】また、100℃以上の高温のドレンをエゼ
クタ―式真空ポンプで吸引することにより、循環水の温
度を100℃以下に調節する場合、精度良く温度をコン
トロ―ルできない問題があった。即ち、循環水の温度調
節は、冷却水を供給したり、高温水を系外に排除したり
して行うのであるが、温度差が大きい場合には、例えば
プラスマイナス1℃程度に精度良く温度をコントロ―ル
することが実際上困難なためである。循環水の温度を精
度良くコントロ―ルできないと、加熱用の真空蒸気の温
度も精度良く維持することができなくなり、従って、被
加熱物の温度をも精度良く所定値に維持することができ
なくなるのである。
【0005】従って本発明の技術的課題は、100℃以
上でも以下でも同一の装置でもって、時間遅れを生じる
ことなく、精度良く蒸気加熱ができる装置を得ることで
ある。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明の蒸気加熱装置の構
成は次の通りである。蒸気供給管に圧力調整弁と熱交換
器を連設し、熱交換器の二次側にエゼクタ―式真空ポン
プを接続したものにおいて、熱交換器の二次側にスチ―
ムトラップを設け、エゼクタ―式真空ポンプとスチ―ム
トラップを切替える切替手段を設けたものである。
【0007】
【作用】100℃以上で熱交換器の被加熱物を加熱する
場合は、圧力調整弁から大気圧以上の蒸気を熱交換器に
供給すると共に、切替手段により熱交換器の二次側とス
チ―ムトラップを接続する。熱交換器で被加熱物を加熱
して復水化したドレンはスチ―ムトラップから系外に排
出される。
【0008】100℃以下で加熱する場合は、切替手段
を切替えて熱交換器の二次側とエゼクタ―式真空ポンプ
を接続する。エゼクタ―式真空ポンプで生じる真空によ
り、熱交換器内も真空となり、圧力調整弁から低圧蒸気
を供給することによって、熱交換器内の蒸気は真空蒸
気、即ち100℃以下の温度の蒸気となって被加熱物を
加熱する。加熱により生じたドレンはエゼクタ―式真空
ポンプに吸引される。
【0009】100℃以上の高温ドレンは、エゼクタ―
式真空ポンプに吸引されることなく、スチ―ムトラップ
を経て系外に排出されるために、100℃以上の加熱か
ら100℃以下の加熱に切替える場合、エゼクタ―式真
空ポンプの循環水の温度は100℃以下と比較的低い状
態であり、所定の真空蒸気温度に至るまでに時間を要す
ることがなく、従って時間遅れを生じることが無い。
【0010】
【実施例】図1において、蒸気供給管1と圧力調整弁2
と熱交換器3とエゼクタ―式真空ポンプ5とスチ―ムト
ラップ6、及び、エゼクタ―式真空ポンプ5とスチ―ム
トラップ6を切替える切替手段としてのバルブ7,8と
で蒸気加熱装置を構成する。
【0011】エゼクタ―式真空ポンプ5は、エゼクタ3
2と渦巻きポンプ30を組合せた組合せポンプから成
り、渦巻きポンプ30がタンク31に吸込側を接続され
吐出側をエゼクタ32に接続し、エゼクタ32のディフ
ュ―ザ34がタンク31の上部空間に接続された構成の
ものであり、エゼクタ32と熱交換器3の二次側とが連
通路50で接続され、この連通路50から分岐してスチ
―ムトラップ6を取り付ける。このエゼクタ―式真空ポ
ンプ5は、渦巻きポンプ30の作動によりタンク31内
の水をエゼクタ32内に供給・循環して真空を生ぜし
め、タンク31に戻すようになっている。また、タンク
31にバルブ36を介して冷却水供給管35を接続する
と共に、タンク31の下部に温度センサ―39を取り付
ける。タンク31内に冷却水を供給することにより、エ
ゼクタ32を通過する循環水の温度を調節することがで
き、エゼクタ―式真空ポンプ5の発生真空度をコントロ
―ルすることができる。タンク31の上部にオ―バ―フ
ロ―管37を設けて、タンク31内の余剰水を排出でき
るようにすると共に、オ―バ―フロ―管37とスチ―ム
トラップ6の出口管38を接続する。各バルブ7,8,
36と温度センサ―39、及び、圧力調整弁2は、それ
ぞれ信号線によって制御部10と接続することにより、
装置を集中制御できるようにする。
【0012】圧力調整弁2は、蒸気供給管1から供給さ
れる蒸気を所定圧力に調整するもので、本実施例におい
ては、大気圧以上の正圧から、大気圧以下の負圧まで調
整することのできる自力式圧力調整弁、即ち、減圧弁、
を用いた例を示す。もちろん、自動圧力調節弁と圧力セ
ンサ―とを組合わせて用いることもできる。図2に要部
部分断面図として示すように減圧弁2は、所定圧力に維
持すべく二次圧力を検出する二次圧力検出路60がダイ
ヤフラム室61に連通し、ダイヤフラム室61の上端に
ダイヤフラム押え66を介してダイヤフラム62を取り
付け、ダイヤフラム62の上面にバネ押え65を介して
圧力設定用のコイルバネ63,64を配置する。コイル
バネ63,64の上端はそれぞれバネ収容筒67に収容
し、コイルバネ63は引張状態で、コイルバネ64は圧
縮状態で配置する。バネ収容筒67を調節ネジ68とネ
ジ連結する。バネ収容筒67の左右両端には、回転移動
を制限し上下移動を許容するピン69とガイド70を設
ける。調節ネジ68を回転すると、バネ収容筒67は上
下に移動してコイルバネ63,64のバネ力を変化せし
める。ダイヤフラム押え66に当接してパイロット弁体
71をパイロットガイド72内に上下動自在に配置す
る。パイロット弁体71の下部には平面部73を形成し
て、パイロットガイド72の下端に設けたパイロット弁
座74と対向させる。パイロットガイド72に、パイロ
ット弁の開閉により一次圧力を図示しないピストン部に
供給する一次圧力供給路75を形成する。パイロット弁
体71の下方には、パイロット弁体71を弁座74方向
に付勢するパイロットバネ76を配置し、一次側圧力を
導入する一次圧力検出路77を連通する。図示していな
いがパイロット弁体71が開弁することにより、一次圧
力が一次圧力供給路75よりピストン部に至り、ピスト
ンが下降することにより主弁が開弁して、高圧の一次圧
力を減圧弁2の二次側に供給することにより二次側圧力
を所定値に維持する。二次側圧力が所定値より低下する
と、その圧力は二次圧力検出路60からダイヤフラム室
61に伝わり、コイルバネ63,64のバネ力によりダ
イヤフラム62が下方へ変位して、パイロット弁体71
を開弁し、ピストン、主弁を介して一次圧力を二次側に
供給する。二次側圧力が所定値になると、ダイヤフラム
62とコイルバネ63,64のバネ力が平衡してパイロ
ット弁体71が閉弁し、主弁も閉弁することにより、一
次圧力の二次側への供給を停止する。
【0013】熱交換器3を100℃以上で加熱する場合
は、制御部10からの信号により、バルブ8を開き、バ
ルブ7を閉じあるいは開度調節を行い、圧力調整弁2で
所定の正圧に調整された蒸気を供給する。熱交換器3で
被加熱物を加熱して生じたドレンはスチ―ムトラップ6
を経てバルブ8を通り、オ―バ―フロ―管37から排出
される。従って、スチ―ムトラップ6から排出される高
温ドレンがエゼクタ―式真空ポンプ5に至ることはな
い。
【0014】100℃以下で加熱する場合は、バルブ8
を閉弁しバルブ7を開弁すると共に、渦巻きポンプ30
を駆動させてタンク31内の低温水をエゼクタ32に供
給することにより、エゼクタ32に吸引力を発生させ、
圧力調整弁2以降の蒸気供給管1内をも大気圧以下の減
圧状態とする。圧力調整弁2の設定圧力を所定の負圧と
することにより、熱交換器3は減圧蒸気により100℃
以下の温度で加熱される。加熱により生じたドレンは、
連通路50を経てエゼクタ32に吸引されタンク31に
至る。タンク31内の水位が上限水位に達すると、オ―
バ―フロ―管37から余剰水が系外に排出される。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、加熱温度が100℃以
上であっても以下であっても同一の装置で加熱すること
ができ、100℃以上の高温ドレンをエゼクタ―式真空
ポンプに吸引しないことにより100℃以下の加熱に変
更しても所定温度に至るまでに時間遅れを生じることが
無く、また、循環水の水温に大きな温度差を生じないた
めに、循環水の温度を精度良く維持することができ、従
って、加熱用の真空蒸気の温度も精度良く維持すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気加熱装置の実施例の構成図であ
る。
【図2】図1における圧力調整弁の要部部分断面図であ
る。
【符号の説明】
1 蒸気供給管 2 圧力調整弁 3 熱交換器 5 エゼクタ―式真空ポンプ 6 スチ―ムトラップ 7,8 バルブ 10 制御部 30 渦巻きポンプ 31 タンク 32 エゼクタ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気供給管に圧力調整弁と熱交換器を連
    設し、熱交換器の二次側にエゼクタ―式真空ポンプを接
    続したものにおいて、熱交換器の二次側にスチ―ムトラ
    ップを設け、エゼクタ―式真空ポンプとスチ―ムトラッ
    プを切替える切替手段を設けた蒸気加熱装置。
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