JP3751663B2 - 熱媒体による低圧蒸気加熱装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱媒体の蒸気によって被加熱物を加熱するものに関し、石油化学工業や合成繊維工業、あるいは、合成樹脂工業等の各種加熱工程に使用される熱媒体による蒸気加熱装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の熱媒体による蒸気加熱装置の例としては、例えば図２に示すようなものが用いられていた。これは、熱媒体の蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１で発生させた熱媒体蒸気を、熱交換器の一種である反応釜２に供給して反応釜２内の被加熱物を加熱し、加熱により凝縮した熱媒体蒸気の凝縮液をタンク３に流下させ、循環ポンプ４でボイラ―１へ回収するものである。
【０００３】
熱媒体は様々な種類のものが市販され用いられているが、通常の水を沸騰させた水蒸気よりも、圧力が低くて温度が高いものが一般的であり、加熱装置を高耐圧力設計とすることなく、比較的高温で加熱することができるものであり、各種の加熱工程で多用されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
上記従来の熱媒体による蒸気加熱装置を用いた場合、加熱温度を速やかに変更することができない問題があった。特に熱媒体蒸気の加熱温度を低下させる場合に速やかに変更することができなかった。これは、熱媒体蒸気の温度を変更するにはその蒸気圧力を変更しなければならないのであるが、蒸発器やボイラ―での発生蒸気圧力や、あるいは各種弁による調節では速やかに蒸気圧力を変更することができないためである。更に、加熱温度を低下させるためには蒸気圧力を低下させる必要があるが、上記従来のものでは、この蒸気圧力の低下は被加熱物に熱を奪われて加熱蒸気が凝縮するのを待たなければならず、一層速やかに加熱温度を変更することができないのである。
【０００５】
従って本発明の技術的課題は、熱媒体の蒸気加熱において、その蒸気加熱温度を速やかに変更することのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクターと熱交換タンクと循環ポンプとから成る真空ポンプを連設して、当該真空ポンプに熱媒体を補給する熱媒体補給管を接続すると共に、上記熱交換タンクにスチームエゼクターの吸込室を接続して、当該スチームエゼクターにより熱交換タンク内の熱媒体の再蒸発蒸気の吸引量を調節して熱媒体の液温を制御するものである。
【０００７】
【作用】
熱交換器の二次側にエゼクタ―と熱交換タンクと循環ポンプとから成る真空ポンプを連設して、熱交換タンクにスチ―ムエゼクタ―の吸込室を接続したことにより、熱媒体の蒸気加熱温度を変更する場合には、真空ポンプの真空度、すなわち、吸引量を調節することによって速やかに蒸気圧力を変更し、蒸気温度も速やかに変更することができる。スチ―ムエゼクタ―の吸引量を多くして熱交換タンク内の熱媒体の液温を低下させることにより、真空ポンプの吸引量を多くすることができ、より速やかに加熱蒸気圧力を低下させることができ、蒸気加熱温度も同時に低下させることができる。一方、スチ―ムエゼクタ―の吸込量を少なくして熱交換タンク内の液温を低下させなければ真空ポンプの吸引量を少なくするかほとんど無くして、蒸気圧力の回復を計り、蒸気加熱温度を上昇させることができる。
【０００８】
【実施例】
上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（図１参照）。
本実施例においては熱交換器として反応釜２を用いた例を示し、図２の従来技術と同一部材には同一符号を付す。
【０００９】
蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１を反応釜２のジャケット部６と接続すると共に、ジャケット部６の下部を真空ポンプ７と連設し、真空ポンプ７をタンク３と循環ポンプ４を介して熱媒体用ボイラ―１と接続して、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を構成する。
【００１０】
熱媒体用ボイラ―１と反応釜２を、圧力調整弁８と気液分離器９と圧力センサ―１０を介した加熱用蒸気供給管１１で接続する。圧力調整弁８は、圧力センサ―１０で検出した加熱用蒸気供給管１１内の蒸気圧力を所定値に調整するものであり、気液分離器９は加熱用蒸気供給管１１内の熱媒体の蒸気と液体を分離し、分離した蒸気だけを反応釜２のジャケット部６へ供給し、液体をその下部に設けたスチ―ムトラップ１２から排出するものである。気液分離器９としては、衝突式や遠心式やフィルタ―式等のものを用いることができる。
【００１１】
反応釜２の外周に配置したジャケット部６の下部接続口１３を、スチ―ムトラップ１４とバイパスバルブ１５を並行に設けた管路１６で、真空ポンプ７のエゼクタ―２０と接続する。また、気液分離器９のスチ―ムトラップ１２の出口を、管路１７を介してエゼクタ―２０と接続する。
【００１２】
真空ポンプ７は、エゼクタ―２０と熱交換タンク２１と循環ポンプ２２、及び、接続管路２３とで構成する。エゼクタ―２０は、ノズル部２５とディフュ―ザ部２６で形成する。熱交換タンク２１の上部から管路３６を介してスチ―ムエゼクタ―３４の吸込室と接続する。スチ―ムエゼクタ―３４の入口側は管路３７と調節弁３９とを介して熱媒体用ボイラ―１と接続し、出口側は管路３８により図示しない別途の熱媒体蒸気使用箇所、または、熱媒体用ボイラ―１と接続する。また、熱交換タン２１には、内部に溜った熱媒体２７をスチ―ムエゼクタ―３４とは別個に冷却するための冷却管２８を調節弁２９を介して取り付けると共に、下部には熱媒体２７の流体温度を検出するための温度センサ―３０を取り付け、図示はしていないが温度センサ―３０と調節弁２９，３９を温度コントロ―ラ―を介して接続して、熱媒体２７の温度を所定値に維持できるようにする。
【００１３】
真空ポンプ７は、循環ポンプ２２で熱交換タンク２１内の熱媒体２７をエゼクタ―２０中に循環させて、エゼクタ―２０のノズル部２５で熱媒体２７の温度に対応した吸引力を発生し、反応釜２のジャケット部６から熱媒体を吸引すると共に、ジャケット部６内を所定の圧力状態に維持するものである。熱媒体２７の液温は、スチ―ムエゼクタ―３４の吸引量を多くして熱交換タンク２１内の再蒸発蒸気をより多く吸引することにより低くすることができ、また、冷却管２８からの冷却流体を増やすことによっても液温を低くすることができるものである。熱交換タンク２１の上部には、熱媒体を補給するための熱媒体補給管３１を接続して、再蒸発した熱媒体を補給する。
【００１４】
真空ポンプ７の接続管路２３の一部を分岐して管路３２を接続し、循環熱媒体の一部が管路３３からタンク３へ供給されるようにすると共に、更に管路３５を接続して循環熱媒体の一部を加熱用蒸気供給管１１中で気液分離器９の一次側に注入する。管路３５により、圧力調整弁８で圧力調整された熱媒体蒸気が過熱蒸気となった場合でも、循環熱媒体の一部を注入して気液分離部９で熱交換させることにより、飽和温度蒸気とすることができるものである。
【００１５】
次に作用を説明する。
熱媒体用ボイラ―１で発生した熱媒体蒸気は、圧力調整弁８を経て圧力調整されて反応釜２のジャケット部６に供給される。ジャケット部６内は、真空ポンプ７のエゼクタ―２０の吸引力により予め所定の低圧状態となっており、ジャケット部６に供給された熱媒体蒸気は、所定の圧力すなわち蒸気温度となって反応釜２内の被加熱物を加熱する。加熱して熱を奪われた熱媒体蒸気は凝縮して液体となり、スチ―ムトラップ１４を経てエゼクタ―２０に吸引され、熱交換タンク２１に至る。
【００１６】
熱交換タンク２１内の熱媒体２７は、スチ―ムエゼクタ―３４によって再蒸発蒸気が吸引されることにより所定温度まで冷却され、または、冷却管２８で所定温度まで冷却されて循環ポンプ２２でエゼクタ―２０へ供給され、再度ジャケット部６内の熱媒体を吸引する。エゼクタ―２０で生じる吸引力は、エゼクタ―２０内を通過する流体の温度によって決まるために、熱交換タンク２１内の熱媒体２７の液温を適宜調節することにより、エゼクタ―２０の吸引力すなわち減圧度合を制御することができる。エゼクタ―２０の吸引力を制御することにより、ジャケット部６内の圧力状態を制御することができ、大気圧以下の負圧状態から、大気圧以上の正圧状態までジャケット部６内の圧力を制御することができる。
【００１７】
熱媒体として例えば商品名でダウサムなるものを用いた場合、蒸気圧力を絶対圧で０．３キロとするとその蒸気温度は約２１０度Ｃとなり、１．１キロとすると約２６０度Ｃとすることができ、蒸気圧力を制御することによって、蒸気温度を制御することができるのである。
【００１８】
本実施例において、ジャケット部６での加熱温度を変更する場合は、エゼクタ―２０の吸引力を通過する熱媒体の液温を調節することにより変更することによって、速やかに実施することができる。
【００１９】
本実施例においては、熱交換器として反応釜２を用いた例を示したが、その他の熱交換器、例えば合成繊維や合成樹脂、あるいは、食料品や医療品等の熱交換器としても用いることができるものである。
【００２０】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、スチ―ムエゼクタ―により熱交換タンク内の熱媒体の再蒸発蒸気の吸引量を調節して熱媒体の液温を制御することにより、真空ポンプのエゼクタ―部の真空度を調節して、熱媒体の加熱蒸気圧力すなわち加熱蒸気温度を速やかに変更することのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱媒体による低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図である。
【図２】従来の熱媒体による蒸気加熱装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 熱媒体用ボイラ―
２ 反応釜
６ ジャケット部
７ 真空ポンプ
８ 圧力調整弁
９ 気液分離器
１４ スチ―ムトラップ
２０ エゼクタ―
２１ 熱交換タンク
２２ 循環ポンプ
３４ スチ―ムエゼクタ―
【産業上の利用分野】
本発明は、熱媒体の蒸気によって被加熱物を加熱するものに関し、石油化学工業や合成繊維工業、あるいは、合成樹脂工業等の各種加熱工程に使用される熱媒体による蒸気加熱装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の熱媒体による蒸気加熱装置の例としては、例えば図２に示すようなものが用いられていた。これは、熱媒体の蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１で発生させた熱媒体蒸気を、熱交換器の一種である反応釜２に供給して反応釜２内の被加熱物を加熱し、加熱により凝縮した熱媒体蒸気の凝縮液をタンク３に流下させ、循環ポンプ４でボイラ―１へ回収するものである。
【０００３】
熱媒体は様々な種類のものが市販され用いられているが、通常の水を沸騰させた水蒸気よりも、圧力が低くて温度が高いものが一般的であり、加熱装置を高耐圧力設計とすることなく、比較的高温で加熱することができるものであり、各種の加熱工程で多用されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
上記従来の熱媒体による蒸気加熱装置を用いた場合、加熱温度を速やかに変更することができない問題があった。特に熱媒体蒸気の加熱温度を低下させる場合に速やかに変更することができなかった。これは、熱媒体蒸気の温度を変更するにはその蒸気圧力を変更しなければならないのであるが、蒸発器やボイラ―での発生蒸気圧力や、あるいは各種弁による調節では速やかに蒸気圧力を変更することができないためである。更に、加熱温度を低下させるためには蒸気圧力を低下させる必要があるが、上記従来のものでは、この蒸気圧力の低下は被加熱物に熱を奪われて加熱蒸気が凝縮するのを待たなければならず、一層速やかに加熱温度を変更することができないのである。
【０００５】
従って本発明の技術的課題は、熱媒体の蒸気加熱において、その蒸気加熱温度を速やかに変更することのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクターと熱交換タンクと循環ポンプとから成る真空ポンプを連設して、当該真空ポンプに熱媒体を補給する熱媒体補給管を接続すると共に、上記熱交換タンクにスチームエゼクターの吸込室を接続して、当該スチームエゼクターにより熱交換タンク内の熱媒体の再蒸発蒸気の吸引量を調節して熱媒体の液温を制御するものである。
【０００７】
【作用】
熱交換器の二次側にエゼクタ―と熱交換タンクと循環ポンプとから成る真空ポンプを連設して、熱交換タンクにスチ―ムエゼクタ―の吸込室を接続したことにより、熱媒体の蒸気加熱温度を変更する場合には、真空ポンプの真空度、すなわち、吸引量を調節することによって速やかに蒸気圧力を変更し、蒸気温度も速やかに変更することができる。スチ―ムエゼクタ―の吸引量を多くして熱交換タンク内の熱媒体の液温を低下させることにより、真空ポンプの吸引量を多くすることができ、より速やかに加熱蒸気圧力を低下させることができ、蒸気加熱温度も同時に低下させることができる。一方、スチ―ムエゼクタ―の吸込量を少なくして熱交換タンク内の液温を低下させなければ真空ポンプの吸引量を少なくするかほとんど無くして、蒸気圧力の回復を計り、蒸気加熱温度を上昇させることができる。
【０００８】
【実施例】
上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（図１参照）。
本実施例においては熱交換器として反応釜２を用いた例を示し、図２の従来技術と同一部材には同一符号を付す。
【０００９】
蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１を反応釜２のジャケット部６と接続すると共に、ジャケット部６の下部を真空ポンプ７と連設し、真空ポンプ７をタンク３と循環ポンプ４を介して熱媒体用ボイラ―１と接続して、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を構成する。
【００１０】
熱媒体用ボイラ―１と反応釜２を、圧力調整弁８と気液分離器９と圧力センサ―１０を介した加熱用蒸気供給管１１で接続する。圧力調整弁８は、圧力センサ―１０で検出した加熱用蒸気供給管１１内の蒸気圧力を所定値に調整するものであり、気液分離器９は加熱用蒸気供給管１１内の熱媒体の蒸気と液体を分離し、分離した蒸気だけを反応釜２のジャケット部６へ供給し、液体をその下部に設けたスチ―ムトラップ１２から排出するものである。気液分離器９としては、衝突式や遠心式やフィルタ―式等のものを用いることができる。
【００１１】
反応釜２の外周に配置したジャケット部６の下部接続口１３を、スチ―ムトラップ１４とバイパスバルブ１５を並行に設けた管路１６で、真空ポンプ７のエゼクタ―２０と接続する。また、気液分離器９のスチ―ムトラップ１２の出口を、管路１７を介してエゼクタ―２０と接続する。
【００１２】
真空ポンプ７は、エゼクタ―２０と熱交換タンク２１と循環ポンプ２２、及び、接続管路２３とで構成する。エゼクタ―２０は、ノズル部２５とディフュ―ザ部２６で形成する。熱交換タンク２１の上部から管路３６を介してスチ―ムエゼクタ―３４の吸込室と接続する。スチ―ムエゼクタ―３４の入口側は管路３７と調節弁３９とを介して熱媒体用ボイラ―１と接続し、出口側は管路３８により図示しない別途の熱媒体蒸気使用箇所、または、熱媒体用ボイラ―１と接続する。また、熱交換タン２１には、内部に溜った熱媒体２７をスチ―ムエゼクタ―３４とは別個に冷却するための冷却管２８を調節弁２９を介して取り付けると共に、下部には熱媒体２７の流体温度を検出するための温度センサ―３０を取り付け、図示はしていないが温度センサ―３０と調節弁２９，３９を温度コントロ―ラ―を介して接続して、熱媒体２７の温度を所定値に維持できるようにする。
【００１３】
真空ポンプ７は、循環ポンプ２２で熱交換タンク２１内の熱媒体２７をエゼクタ―２０中に循環させて、エゼクタ―２０のノズル部２５で熱媒体２７の温度に対応した吸引力を発生し、反応釜２のジャケット部６から熱媒体を吸引すると共に、ジャケット部６内を所定の圧力状態に維持するものである。熱媒体２７の液温は、スチ―ムエゼクタ―３４の吸引量を多くして熱交換タンク２１内の再蒸発蒸気をより多く吸引することにより低くすることができ、また、冷却管２８からの冷却流体を増やすことによっても液温を低くすることができるものである。熱交換タンク２１の上部には、熱媒体を補給するための熱媒体補給管３１を接続して、再蒸発した熱媒体を補給する。
【００１４】
真空ポンプ７の接続管路２３の一部を分岐して管路３２を接続し、循環熱媒体の一部が管路３３からタンク３へ供給されるようにすると共に、更に管路３５を接続して循環熱媒体の一部を加熱用蒸気供給管１１中で気液分離器９の一次側に注入する。管路３５により、圧力調整弁８で圧力調整された熱媒体蒸気が過熱蒸気となった場合でも、循環熱媒体の一部を注入して気液分離部９で熱交換させることにより、飽和温度蒸気とすることができるものである。
【００１５】
次に作用を説明する。
熱媒体用ボイラ―１で発生した熱媒体蒸気は、圧力調整弁８を経て圧力調整されて反応釜２のジャケット部６に供給される。ジャケット部６内は、真空ポンプ７のエゼクタ―２０の吸引力により予め所定の低圧状態となっており、ジャケット部６に供給された熱媒体蒸気は、所定の圧力すなわち蒸気温度となって反応釜２内の被加熱物を加熱する。加熱して熱を奪われた熱媒体蒸気は凝縮して液体となり、スチ―ムトラップ１４を経てエゼクタ―２０に吸引され、熱交換タンク２１に至る。
【００１６】
熱交換タンク２１内の熱媒体２７は、スチ―ムエゼクタ―３４によって再蒸発蒸気が吸引されることにより所定温度まで冷却され、または、冷却管２８で所定温度まで冷却されて循環ポンプ２２でエゼクタ―２０へ供給され、再度ジャケット部６内の熱媒体を吸引する。エゼクタ―２０で生じる吸引力は、エゼクタ―２０内を通過する流体の温度によって決まるために、熱交換タンク２１内の熱媒体２７の液温を適宜調節することにより、エゼクタ―２０の吸引力すなわち減圧度合を制御することができる。エゼクタ―２０の吸引力を制御することにより、ジャケット部６内の圧力状態を制御することができ、大気圧以下の負圧状態から、大気圧以上の正圧状態までジャケット部６内の圧力を制御することができる。
【００１７】
熱媒体として例えば商品名でダウサムなるものを用いた場合、蒸気圧力を絶対圧で０．３キロとするとその蒸気温度は約２１０度Ｃとなり、１．１キロとすると約２６０度Ｃとすることができ、蒸気圧力を制御することによって、蒸気温度を制御することができるのである。
【００１８】
本実施例において、ジャケット部６での加熱温度を変更する場合は、エゼクタ―２０の吸引力を通過する熱媒体の液温を調節することにより変更することによって、速やかに実施することができる。
【００１９】
本実施例においては、熱交換器として反応釜２を用いた例を示したが、その他の熱交換器、例えば合成繊維や合成樹脂、あるいは、食料品や医療品等の熱交換器としても用いることができるものである。
【００２０】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、スチ―ムエゼクタ―により熱交換タンク内の熱媒体の再蒸発蒸気の吸引量を調節して熱媒体の液温を制御することにより、真空ポンプのエゼクタ―部の真空度を調節して、熱媒体の加熱蒸気圧力すなわち加熱蒸気温度を速やかに変更することのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱媒体による低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図である。
【図２】従来の熱媒体による蒸気加熱装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 熱媒体用ボイラ―
２ 反応釜
６ ジャケット部
７ 真空ポンプ
８ 圧力調整弁
９ 気液分離器
１４ スチ―ムトラップ
２０ エゼクタ―
２１ 熱交換タンク
２２ 循環ポンプ
３４ スチ―ムエゼクタ―
Claims (1)
- 熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクターと熱交換タンクと循環ポンプとから成る真空ポンプを連設して、当該真空ポンプに熱媒体を補給する熱媒体補給管を接続すると共に、上記熱交換タンクにスチームエゼクターの吸込室を接続して、当該スチームエゼクターにより熱交換タンク内の熱媒体の再蒸発蒸気の吸引量を調節して熱媒体の液温を制御することを特徴とする熱媒体による低圧蒸気加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22732595A JP3751663B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 熱媒体による低圧蒸気加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22732595A JP3751663B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 熱媒体による低圧蒸気加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953805A JPH0953805A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3751663B2 true JP3751663B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=16859046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22732595A Expired - Fee Related JP3751663B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 熱媒体による低圧蒸気加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3751663B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP22732595A patent/JP3751663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0953805A (ja) | 1997-02-25 |
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