JP2835663B2 - 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、減圧状態において被熱
処理物を加熱あるいは冷却する減圧加熱冷却装置に関す
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
を生じ加熱冷却の温度を精度良く維持することができな
い問題があった。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、従って加熱冷却の
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、加熱冷却温
度の変更時に時間遅れを生じることがなく、加熱あるい
は冷却の温度を精度良く維持することができるようにす
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。加熱冷却用の熱交換室に減圧
ポンプを接続し、熱交換室に加熱冷却流体を供給するこ
とのできる流体供給通路を連通したものにおいて、減圧
ポンプをノズルと蒸気エゼクタと吸込室とで形成し、該
吸込室と熱交換室を接続すると共に、上記ノズルを通過
する蒸気量を調整するノズル蒸気量調整手段を設けて、
ノズルを蒸気供給源と接続し、上記熱交換室から吸込室
の間の減圧度を検出する減圧度検出手段を取付けて、当
該減圧度検出手段からの検出信号に応じてノズル蒸気量
調整手段を駆動制御する制御部を設けたものである。

【０００７】

【作用】蒸気供給源からノズルに蒸気を供給することに
より、吸込室で吸引力を生じ、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、加熱時においては流体供給通路から供給される蒸気
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。また蒸気エゼクタの吸込室における減圧度は、エゼ
クタのノズル部を通過する蒸気の流速により決まる。従
って、ノズルを通過する蒸気の流速を速くすれば減圧度
は高まり、反対に蒸気の流速を低下させれば減圧度は低
くなる。

【０００９】本発明においては、ノズル蒸気量調節手段
と減圧度検出手段と制御部を設けたことにより、減圧度
検出手段からの検出信号に応じてノズルを通過する蒸気
量を調整して蒸気の流速を高めたりあるいは低くしたり
することができる。従って、熱交換室の温度すなわち減
圧度が所望値より外れた場合、蒸気の流速を調節して吸
込室ひいては熱交換室の減圧度を調節することができ、
加熱冷却の温度を速やかに調節して精度よく維持するこ
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、減圧ポンプとしての蒸気エゼクタ２
と、流体供給通路３及び４と、制御部５と、ノズル蒸気
量調整手段６と、減圧度検出手段７とで減圧加熱冷却装
置を構成する。反応釜１は、原料入口８、被加熱物とし
ての製品出口９、温度センサ―１４、撹拌器１０、及
び、熱交換室としてのジャケット部１１を有しており、
ジャケット部１１には流体供給口１２と流体排出口１３
を設ける。

【００１１】蒸気エゼクタ２は図示はしていないが内部
にノズルと吸込室を形成したものである。ノズルを流体
供給通路３と弁１５を介して接続し、吸込室の端部１６
を弁１７を介してジャケット部１１と接続する。蒸気エ
ゼクタ２内のノズルには駆動軸１８を介してニ―ドル弁
（図示せず）を対向配置し、ノズルの流体通過量を調節
できるようにする。駆動軸１８はモ―タ１９と結合して
制御部５と接続する。ニ―ドル弁と駆動軸１８とモ―タ
１９でノズル蒸気量調整手段６を構成する。また、モ―
タ１９を用いることなく、減圧度検出手段７からの圧力
と所望減圧度とを直接比較して圧縮空気の供給量を調節
することにより駆動軸１８を駆動することできる。制御
部５は同じく図示はしていないが、蒸気エゼクタ２内の
ノズルを通過する蒸気量とニ―ドル弁の開度との関係を
記憶する記憶部、蒸気エゼクタ２で発生する減圧度を入
力する設定入力部、設定入力部からの入力値と減圧度検
出手段７からの検出信号を比較する比較部、比較部での
結果によりニ―ドル弁の開度を演算する演算部、この演
算結果からモ―タ１９を所定量回転するための信号を発
する発信部等からなっている。蒸気エゼクタ２の下部は
三方弁２０を介して、蒸気を系外に排出する蒸気排出管
２１、及び、後述する水エゼクタ型ポンプ２２に切替接
続する。

【００１２】水エゼクタ型ポンプ２２は、水ノズル２３
を有する水エゼクタ２４とタンク２５と渦巻きポンプ２
６から成る。渦巻きポンプ２６の吸込側をタンク２５と
接続し、吐出側を水ノズル２３と接続する。水エゼクタ
２４と反応釜１の流体排出口１３とをスチ―ムトラップ
５０と弁５１を介して接続する。この水エゼクタ型ポン
プ２２は、渦巻きポンプ２６の作動によりタンク２５内
の水をエゼクタ２４に供給して吸引作用させ、タンク２
５に戻すようになっている。水エゼクタ型ポンプ２２内
の循環通路内に弁５２を介して流体排出通路５３を接続
すると共に、弁５４を介して循環水供給通路５５を流体
供給口１２と接続する。本実施例においては、このよう
に水エゼクタ型ポンプ２２を蒸気エゼクタ２と連通した
例を示したが、蒸気エゼクタ２のみでも減圧加熱冷却は
できる。水エゼクタ型ポンプ２２と連通することによ
り、蒸気エゼクタ２からの蒸気を効率良く回収すること
ができるのである。

【００１３】流体供給通路３は加熱蒸気供給源に連通し
圧力調節弁５６を介してジャケット部１１の流体供給口
１２と接続する。

【００１４】流体供給通路４は冷却水供給源と連通し、
弁５７を介して流体供給口１２と接続すると共に、弁５
８を介して水エゼクタ型ポンプ２２のタンク２５と接続
する。タンク２５内に冷却水を供給することによってタ
ンク２５内の温度ひいては水ノズル２３を通過する流体
の温度を制御するようになっている。

【００１５】反応釜１で加熱をする場合は、まず圧力調
節弁５６を開弁しジャケット部１１に加熱用流体として
の蒸気を供給すると共に、弁１５を開弁して蒸気エゼク
タ２に蒸気を供給し、弁５４，５７を閉弁し、渦巻きポ
ンプ２６を駆動して水エゼクタ２４にタンク２５内の水
を循環させる。ジャケット部１１内は蒸気エゼクタ２と
水エゼクタ型ポンプ２２により減圧状態となり、圧力調
節弁５６から供給される低圧蒸気により反応釜１は加熱
される。反応釜１を加熱して復水化したドレンは、流体
排出口１３からスチ―ムトラップ５０あるいは弁５１を
経て水エゼクタ２４に吸引されタンク２５に至る。ジャ
ケット部１１内で復水化しきれなかった蒸気は蒸気エゼ
クタ２の吸込室端部１６へ吸引される。

【００１６】反応釜１を冷却する場合は、弁５６を閉弁
して蒸気の供給をやめ、弁５７を開弁して冷却水をジャ
ケット部１１内に供給する。ジャケット部１１内は蒸気
エゼクタ２と水エゼクタ型ポンプ２２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を気化冷却
する。気化した蒸気は蒸気エゼクタ２に吸引され、気化
しきれなかった冷却水は水エゼクタ２４に吸引される。

【００１７】反応釜１の加熱冷却の温度はジャケット部
１１内の減圧度により決まる。また、ジャケット部１１
内の減圧度は蒸気エゼクタ２の吸引力により決まる。従
って、ノズル蒸気量調整手段６によって蒸気エゼクタ２
を通過する蒸気量を調節することにより加熱冷却の温度
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、制御部５からの信号により蒸気エ
ゼクタ２のニ―ドル弁の開度を大きくして、蒸気エゼク
タ２の吸引力を高めることにより、時間遅れを生じるこ
となく速やかに温度を下げることができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は次の様な効果を奏する。ノズル
蒸気量調整手段により、蒸気エゼクタの吸引能力を速や
かに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、加熱冷却の温度を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 蒸気エゼクタ ３ 加熱用流体供給通路 ４ 冷却用流体供給通路 ５ 制御部 ６ ノズル蒸気量調整手段 ７ 減圧度検出手段 １１ ジャケット部 ２２ 水エゼクタ型ポンプ ２３ 水エゼクタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱冷却用の熱交換室に減圧ポンプを接
   続し、熱交換室に加熱冷却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、減圧ポンプをノ
   ズルと蒸気エゼクタと吸込室とで形成し、該吸込室と熱
   交換室を接続すると共に、上記ノズルを通過する蒸気量
   を調整するノズル蒸気量調整手段を設けて、ノズルを蒸
   気供給源と接続し、上記熱交換室から吸込室の間の減圧
   度を検出する減圧度検出手段を取付けて、当該減圧度検
   出手段からの検出信号に応じてノズル蒸気量調整手段を
   駆動制御する制御部を設けた減圧加熱冷却装置。