JP2729433B2 - 減圧加熱冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減圧状態において加熱
あるいは冷却を行う減圧熱交換装置に関する。具体的に
は、各種重合反応や縮合反応を行う反応釜の加熱冷却、
あるいは食品や繊維やフィルムや医療品等の加熱冷却装
置に関する。これらのものは少しの温度変化により変質
したり、異常反応を起してしまう場合があり、加熱冷却
時の温度精度の向上が、製品品質や生産性に大きな影響
を及ぼすこととなる。

【０００２】

【従来の技術】従来の減圧加熱冷却装置の一例としての
反応釜の加熱冷却装置として、例えば特開平１−３１５
３３６号公報に示されたものがある。これは、エゼクタ
とポンプを組合せた組合せポンプと、反応釜の加熱及び
冷却用流体室に加熱用蒸気と組合せポンプの吐出水の一
部とを切替え供給できる切替え弁手段と、エゼクタ内を
通過する流体の温度を制御する温度制御部とから成り、
反応釜の加熱及び冷却用流体室に、加熱用の蒸気と、冷
却用の組合せポンプからの吐出水を交互に供給して、反
応釜を加熱あるいは冷却するものであり、加熱から冷却
へ、あるいは冷却から加熱へと切替える場合に、流体室
に供給する流体の温度を徐々に変化させることにより、
蒸気の急凝縮を防止し、ハンマ―現象による振動や衝撃
が発生せず、装置の損傷や短寿命化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】上記従来のもので
は、加熱冷却温度を変更するために、組合せポンプによ
る吸引力を調節して減圧度を変化させる場合に、時間遅
れを生じる問題があった。これは、組合せポンプを循環
する流体の温度を調節してエゼクタのノズル部を通過す
る流体の温度を変化させることにより、減圧度を変更し
ているために、流体の温度調節に時間を要し、従って温
度変更に時間遅れを生じてしまうのである。

【０００４】温度変更に時間遅れを生じることは温度精
度の低下となり、各種反応釜や食品や医療品等の熱損傷
や組成の変成につながるのである。

【０００５】従って本発明の技術的課題は、時間遅れを
生じることなく、加熱冷却温度の変更ができるようにす
ることである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明の減圧加熱冷却装置
の構成は次の通りである。エゼクタとポンプを組合せた
組合せポンプと、エゼクタのノズルを通過する流体の温
度を調節するノズル流体温度調節手段と、加熱冷却用の
熱交換室とから成り、上記エゼクタと熱交換室を連通
し、熱交換室に加熱用の流体と冷却用の流体を供給する
ことのできる流体供給通路を連通したものにおいて、エ
ゼクタのノズル部を通過する流体圧力を調節する加圧手
段または減圧手段を設けたものである。

【０００７】

【作用】ポンプを駆動してエゼクタに流体を通過させる
ことにより、エゼクタが吸引力を生じ、連通した熱交換
室も減圧状態となる。加熱する場合は、蒸気等の加熱用
流体を流体供給通路から熱交換室に供給することにより
被加熱物を加熱することができる。冷却する場合は同様
に冷却水等の冷却用流体を供給することにより、被冷却
物の熱と熱交換室が減圧状態故に冷却水が気化してその
蒸発潜熱により被冷却物を冷却することができる。

【０００８】加熱あるいは冷却時においては、熱交換室
内の減圧度によりその加熱冷却温度は決まる。すなわ
ち、加熱時においては蒸気の温度と圧力が一義的な関係
にあることにより圧力が決まれば温度も決まり、また冷
却時においては水の蒸発度合が減圧度により決まること
により冷却温度が決定する。また減圧度は、エゼクタと
ポンプを組合せた組合せポンプの場合、エゼクタのノズ
ル部を通過する流体の温度により最終的に減圧度が決ま
る。すなわち、エゼクタ部での最終到達減圧度は、ノズ
ルを通過する流体の温度における飽和圧力となる。従っ
て、ノズルを通過する流体の温度を低下させれば減圧度
は高まり、反対に流体の温度を上昇させれば減圧度は低
くなる。

【０００９】本発明においては、ノズル部を通過する流
体圧力を調節する加圧手段または減圧手段を設けたこと
により、ノズルを通過する流体の圧力を高めたりあるい
は低くしたりすることができる。ノズルを通過する流体
の圧力を高めることにより、ノズルでの吸引能力が高ま
り、すなわち単位時間当りの吸引量が増えることによ
り、所望の高真空度までするのに短時間で変更すること
ができる。流体圧力を高める加圧手段としては、ポンプ
の回転数を高めたり、ポンプを直列に配置したり、ある
いは別途高圧流体源を接続すること等である。またノズ
ルを通過する流体の圧力を減圧手段により低くすると、
ノズルでの吸引能力も低下するために、所望の低真空度
まで変更するのに短時間でできる。流体圧力を減圧手段
するには、ポンプからノズルへの供給流体を一部系外に
排除したりあるいは流体の一部をノズルの手前で再度ポ
ンプ方向に環流させたり、ノズルの手前に絞り部材等を
設けることにより行うことができる。

【００１０】

【実施例】図示の実施例を詳細に説明する。本実施例に
おいては、加熱冷却装置として反応釜を用いた例を示
す。反応釜１と、組合せポンプ２と、加熱用流体供給通
路３と、冷却用流体供給通路５とで減圧加熱冷却装置を
構成する。反応釜１は、原料入口６、製品出口７、撹拌
器８、及び、熱交換室としてのジャケット部９を有して
おり、ジャケット部９には流体供給口１０，１１と流体
排出口１２を設ける。

【００１１】組合せポンプ２は、ポンプ２０，２１がタ
ンク２２に吸込側を接続され吐出側をエゼクタ２５のノ
ズル２６に接続し、エゼクタ２５のディフュ―ザ２８が
タンク２２の上部空間に接続された構成のものであり、
エゼクタ２５と反応釜１の流体排出口１２とをスチ―ム
トラップ５０と弁５２を介して接続する。この組合せポ
ンプ２は、ポンプ２０または２１の作動によりタンク２
２内の水をエゼクタ２５に供給して吸引作用させ、タン
ク２２に戻すようになっている。ポンプ２０と２１は弁
２３を介して直列に配置する。またタンク２２の下部か
ら弁２７を介してタンク２２とポンプ２０を直接連通す
ることもできるようにする。これらの弁２３，２７，２
９を開閉することにより、ポンプ２０を１台のみ駆動さ
せたり、ポンプ２０と２１を同時に駆動させたりするこ
とによって、エゼクタ２５のノズル２６を通過する流体
の圧力を調節することができる。ポンプ２０，２１と弁
２３，２７，２９とで流体の加圧手段を構成する。組合
せポンプ２内の循環通路内に弁３０，３１を介して環流
通路３２や流体排出通路３３を接続する。これら環流通
路３２や流体排出通路３３を導通することにより、ノズ
ル２６を通過する流体の圧力を低下させたりして調節す
ることができる。通路３２，３３と弁３０，３１とで流
体の減圧手段を構成する。

【００１２】加熱用流体供給通路３に設けた調節弁３５
は、例えば蒸気源からの高圧蒸気を所望圧力すなわち所
望温度に調節するためのものであり、組合せポンプ２の
吐出水通路の一部に設けた弁３６は、組合せポンプ２の
吐出水の一部を流体供給口１０を経てジャケット部９に
供給あるいは停止するものである。

【００１３】冷却用流体供給通路５は、弁３７を介して
ジャケット部９に冷却水を供給すると共に、弁３８を介
してタンク２２内の水温を制御するように設けたもので
あり、タンク２２内に冷却水を供給することによってタ
ンク２２内の温度ひいてはノズル２６を通過する流体の
温度を制御するようになっている。冷却用流体供給通路
５と弁３８とでノズル流体温度調節手段を構成する。温
度センサ―等をタンク２２に設けることにより水温を検
出し、弁３８を開閉制御するものである。

【００１４】反応釜１で加熱をする場合は、まず調節弁
３５を開弁しジャケット部９に加熱用流体としての蒸気
を供給すると共に、弁２７を開弁し弁２３，２９を閉弁
してポンプ２０を駆動してエゼクタ２５にタンク２２内
の水を循環させる。反応釜１を加熱して復水化したドレ
ンは、流体排出口１２からスチ―ムトラップ５０あるい
は弁５２を経てエゼクタ２５に吸引されタンク２２に至
る。

【００１５】反応釜１を冷却する場合は、弁３５を閉弁
して蒸気の供給をやめ、弁３７を開弁して冷却水をジャ
ケット部９内に供給する。ジャケット部９内はエゼクタ
２５の吸引作用により減圧状態となっており、供給され
た冷却水は被冷却物の熱と減圧状態故にただちに気化し
て反応釜１を冷却する。気化した蒸気及び冷却水は弁５
２とスチ―ムトラップ５０を経てエゼクタ２５に吸引さ
れる。

【００１６】反応釜１の加熱冷却の温度はジャケット部
９内の減圧度により決まる。また、ジャケット部９内の
減圧度はノズル２６を通過する流体の温度により決ま
る。従って、弁３８の開閉によってタンク２２内の流体
温度を調節することにより到達減圧度を調節することが
できる。減圧度を高めて加熱冷却の温度を下げたい場合
は、流体温度を所定値に調節すると共に、弁２７を閉弁
し弁２３，２９を開弁すると共にポンプ２０，２１を同
時に駆動することにより、ノズル２６を通過する流体の
圧力が高まりエゼクタ２５の吸引能力も高まることによ
り、時間遅れを生じることなく速やかに到達減圧度に達
する。また図示しないインバ―タ等によりポンプ２０，
２１の回転数を上げることにより、ノズル２６を通過す
る流体の圧力をさらに高めることもできる。また減圧度
を低くして温度を上げたい場合は、同様にノズル２６を
通過する流体の温度を所定値に調整すると共に、ポンプ
２０，２１の回転数を下げて吐出圧力を低下させたり、
環流通路３２や流体排出通路３３を導通して、ノズル２
６を通過する流体の圧力を下げることにより、エゼクタ
２５の吸引能力も低下して、時間遅れを生じることなく
速やかに加熱冷却の温度を上昇させることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は次の様な効果を奏する。エゼク
タのノズルを通過する流体の圧力を加圧手段や減圧手段
により調節することにより、エゼクタの吸引能力を高め
たりあるいは低くしたりすることができ、短時間に熱交
換室の減圧度を変更することができる。従って、加熱冷
却時において減圧度を変えて温度を変更する場合に時間
遅れを生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の減圧加熱冷却装置の実施例の構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 反応釜 ２ 組合せポンプ ３ 加熱用流体供給通路 ５ 冷却用流体供給通路 ９ ジャケット部 １０，１１ 流体供給口 ２０，２１ ポンプ ２２ タンク ２５ エゼクタ ３２ 環流通路 ３３ 流体排出通路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エゼクタとポンプを組合せた組合せポン
   プと、エゼクタのノズルを通過する流体の温度を調節す
   るノズル流体温度調節手段と、加熱冷却用の熱交換室と
   から成り、上記エゼクタと熱交換室を連通し、熱交換室
   に加熱用の流体と冷却用の流体を供給することのできる
   流体供給通路を連通したものにおいて、エゼクタのノズ
   ル部を通過する流体圧力を調節する加圧手段または減圧
   手段を設けた減圧加熱冷却装置。