JP4594270B2 - 熱交換器 - Google Patents

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本発明は、蒸気を熱源として被加熱物を加熱する熱交換器に関する。
従来の熱交換器は、多数のシリンダ・ドライヤに蒸気を供給する蒸気供給管と蒸気の凝縮した復水を排出する排出管をそれぞれ接続して、この蒸気供給管と復水排出管に蒸気分離器を介して接続し、それぞれの蒸気分離器に蒸気トラップを取り付けたもので、多数のシリンダ・ドライヤから復水を排除することができるものである。ここで、蒸気トラップ（スチームトラップとも言う）とは、蒸気と復水の気液二相流体の内から復水だけを自動的に外部へ排出し、蒸気は外部へ排出することのない自動弁の一種である。
上記従来の熱交換器では、多数のシリンダ・ドライヤの表面温度を、その装置における最高温度状態に維持することができない問題があった。これは、シリンダ・ドライヤ内部の加熱用の蒸気が十分に対流していないためと考えられる。
実開昭６０−４０４９９号公報
解決しようとする課題は、シリンダ・ドライヤ内部での加熱用蒸気の対流を促進することによって、シリンダ・ドライヤ等の熱交換容器の表面温度を最高温度状態に維持することのできる熱交換器を得ることである。
本発明は、複数の熱交換容器に蒸気供給管と復水排出管を接続して、蒸気供給管から供給した蒸気で被加熱物を加熱すると共に、復水排出管から蒸気が熱を奪われて凝縮した復水を系外へ排出するものにおいて、蒸気供給管に蒸気エゼクタを介在し、複数の復水排出管に蒸気トラップと気液分離タンクを取り付けて、当該蒸気トラップの入口側から分岐管を接続して、当該複数の分岐管の端部を蒸気エゼクタの吸引室と接続すると共に、蒸気トラップの出口側を液体圧送部材と接続し、当該液体圧送部材の高圧操作流体排出口を、バルブを介在した連通管によって上記分岐管と接続して蒸気エゼクタの吸引室と連通することにより、液体圧送部材の内部で復水が再蒸発した蒸気を蒸気エゼクタの吸引室に吸引するものである。
本発明は、蒸気供給管に蒸気エゼクタを介在して、復水排出管に取り付けた蒸気トラップの入口側と、蒸気エゼクタの吸引室とを、分岐管で接続したことによって、蒸気エゼクタの吸引室で発生する吸引力でもって、分岐管を介して熱交換容器内の蒸気を強制的に対流させることができ、熱交換容器の表面温度を最高温度状態に維持することことができる。
本発明は、複数の分岐管で蒸気エゼクタの吸引室と蒸気トラップの入口側とを接続するものであるが、蒸気エゼクタの吸引室側の分岐管は、それぞれ複数の分岐管を個別に吸引室と接続することも、あるいは、複数の分岐管を１本にまとめて吸引室と接続することもできる。
図１において、被加熱物と熱交換する複数の熱交換容器１と、熱交換容器１へ蒸気を供給する蒸気供給管２と、熱交換容器１内の復水を排出する復水排出管３と、それぞれの復水排出管３に取り付けた蒸気トラップ４と、蒸気供給管２に介在させた蒸気エゼクタ５と、蒸気エゼクタ５の吸引室６と蒸気トラップ４の入口側とを接続する分岐管７、及び、蒸気トラップ４の出口側に配置した液体圧送部材１４とで熱交換器を構成する。
蒸気供給管２には、複数の熱交換容器１へ供給する蒸気圧力を所定値に制御するための制御弁８及び蒸気エゼクタ５を取り付ける。蒸気エゼクタ５は、ノズルを内蔵した吸引室６とディフューザ９とで構成して、内部を蒸気が高速で流下することによって、吸引室６で所定の吸引力を発生するものである。
熱交換容器１は本実施例においては円筒状のロールであって、ロール１の外表面を図示しない長尺状の紙や繊維等の被加熱物が通過する間に、ロール１内部の蒸気によって所定温度まで加熱されるものであり、ロール１内部で熱を奪われて凝縮した復水は復水排出管３及び蒸気トラップ４から下流側へ排出されるものである。
復水排出管３の蒸気トラップ４入口側に気液分離タンク１０を取り付けて、この気液分離タンク１０の上部に分岐管７の下端部を接続し、分岐管７の上端部を蒸気エゼクタ５の吸引室６と接続する。分岐管７には、それぞれバルブ１１，１２を取り付ける。
気液分離タンク１０は、熱交換容器１から流下してきた蒸気と復水の混合流体が一旦溜まり、復水がその下部に位置し、蒸気がその上部に位置するものである。気液分離タンク１０内の復水は、下流側の蒸気トラップ４から下方の液体圧送部材１４へと流下する。
気液分離タンク１０内の蒸気は、蒸気エゼクタ５の吸引室６で生じる吸引力によって蒸気エゼクタ５に吸引され、蒸気供給管２から供給される蒸気と混合されてディフューザ９を経て熱交換容器１へ供給される。このように、熱交換容器１内の蒸気が、蒸気エゼクタ５の吸引力でもって強制的に対流・循環されることによって、熱交換容器１での加熱効率が向上して、熱交換容器１の表面温度を最高温度状態に維持することができる。
液体圧送部材１４は、液体流入口１５と液体流出口１６、及び、高圧操作流体導入口１７と高圧操作流体排出口１８を有し、液体流入口１５に逆止弁１９を介して復水供給管２０を接続する。復水供給管２０の上部は復水ヘッダータンク２１に接続する。また、復水ヘッダータンク２１の上部は、蒸気トラップ４の出口側と接続する。
復水供給管２０に取り付けた逆止弁１９は、復水供給管２０から液体圧送部材１４内への液体の流下を許容し、反対の液体流れは阻止するものである。同様に、液体流出口１６に逆止弁２２を介して復水圧送管２３を接続する。この逆止弁２２は、液体圧送部材１４内から復水圧送管２３への液体の流下を許容し、反対の流れは阻止する機能を有する。
高圧操作流体導入口１７に蒸気供給管２を分岐した高圧蒸気管２４を接続する。一方、高圧操作流体排出口１８は、バルブ１３を介在した連通管２５によって分岐管７と接続し、蒸気エゼクタ５の吸引室６と連通する。
液体圧送部材１４は、内部に配置した図示しないフロートが下方部に位置する場合に、高圧操作流体導入口１７を閉口し、一方、高圧操作流体排出口１８を開口して、復水供給管２０から復水を逆止弁１９と液体流入口１５を通して液体圧送部材１４内に流下させると共に、液体圧送部材１４内部で復水が再蒸発した蒸気が蒸気エゼクタ５の吸引室６に吸引される。
液体圧送部材１４内に復水が溜まって図示しないフロートが所定上方部に位置すると、高圧操作流体排出口１８を閉口して再蒸発蒸気の吸引を中止し、一方、高圧操作流体導入口１７を開口して、高圧蒸気管２４から高圧圧送用蒸気を内部に流入させることにより、内部に溜まった復水を液体流出口１６と逆止弁２２と復水圧送管２３を通して所定箇所へ圧送する。
復水が圧送されて液体圧送部材１４内の液位が低下すると、再度、高圧操作流体導入口１７を閉口し、高圧操作流体排出口１８を開口することにより、液体流入口１５から復水を内部へ流下させると共に、復水の再蒸発蒸気が蒸気エゼクタ５に吸引される。このような作動サイクルを繰り返すことにより、液体圧送部材１４は、蒸気トラップ４から排出された復水を所定箇所へ圧送する。
本発明の熱交換器の実施例を示す構成図。
符号の説明
１ 熱交換容器
２ 蒸気供給管
３ 復水排出管
４ 蒸気トラップ
５ 蒸気エゼクタ
６ 吸引室
７ 分岐管
９ ディフュ−ザ
１０ 気液分離タンク
１４ 液体圧送部材
１５ 液体流入口
１６ 液体流出口
１７ 高圧操作流体導入口
１８ 高圧操作流体導入口
２０ 復水供給管
２１ 復水ヘッダータンク
２３ 復水圧送管

Claims (1)

  1. 複数の熱交換容器に蒸気供給管と復水排出管を接続して、蒸気供給管から供給した蒸気で被加熱物を加熱すると共に、復水排出管から蒸気が熱を奪われて凝縮した復水を系外へ排出するものにおいて、蒸気供給管に蒸気エゼクタを介在し、複数の復水排出管に蒸気トラップと気液分離タンクを取り付けて、当該蒸気トラップの入口側から分岐管を接続して、当該複数の分岐管の端部を蒸気エゼクタの吸引室と接続すると共に、蒸気トラップの出口側を液体圧送部材と接続し、当該液体圧送部材の高圧操作流体排出口を、バルブを介在した連通管によって上記分岐管と接続して蒸気エゼクタの吸引室と連通することにより、液体圧送部材の内部で復水が再蒸発した蒸気を蒸気エゼクタの吸引室に吸引することを特徴とする熱交換器。
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