JP5188831B2 - 減圧蒸気加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器内の被加熱物を低圧蒸気で加熱するものに関し、特にその加熱蒸気温度が１００℃程度の比較的低温の場合に適した減圧蒸気加熱装置に関する。

従来の減圧蒸気加熱装置は、熱交換器と、この熱交換器に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管と、熱交換器内の流体を吸引する吸引手段を接続し、蒸気供給管に流体供給管と弁手段とを接続して、この流体供給管からの流体によって加熱用蒸気の過熱度を調節することができると共に、弁手段と吸引手段とを連通することによって、弁手段に付着堆積した異物を、吸引手段の吸引力で吸引し除去することができるものである。

上記従来の減圧蒸気加熱装置では、吸引手段から外部に排出される余剰流体、具体的には冷却水、の量が多くなり、水資源の浪費につながってしまう問題があった。
特開平１１−３１９５４４号公報

解決しようとする課題は、冷却水の浪費を極力少なくすることのできる減圧蒸気加熱装置を得ることである。

本発明は、熱交換器と、当該熱交換器に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管と、熱交換器内の流体を吸引する吸引手段を接続し、蒸気供給管に流体供給管と弁手段とを接続して、当該流体供給管からの流体によって加熱用蒸気の過熱度を調節するものにおいて、吸引手段をエゼクタとタンクと循環ポンプに循環路を介して接続した組み合わせポンプとして構成し、当該吸引手段の循環路を分岐して、余剰流体排出管と流体供給管を連通し、吸引手段の余剰流体排出管に液体圧送装置を介在させ、当該液体圧送装置として、容器内に液体を溜め置いて、その液体量が所定量になれば、高圧の圧送用流体として高圧蒸気や高圧の圧縮空気を容器内へ供給することによって、容器内に溜まっていた液体を外部へ圧送することができるものを用いて、当該液体圧送装置の出口側を管路により流体供給管を介して蒸気供給管と接続して、流体供給管から循環流体の一部が、並びに、余剰流体排出管から余剰流体の一部が、過熱蒸気中に供給されるものである。

本発明は、吸引手段の余剰流体排出部に液体圧送装置を介在して、当該液体圧送装置の出口側を蒸気供給管と接続したことによって、吸引手段から排出される余剰流体すなわち冷却水は、液体圧送装置から蒸気供給管へ圧送供給されて、蒸気供給管の加熱用蒸気の過熱度を低減するために使用されるために、冷却水の外部への排出、すなわち、浪費を少なくすることができる。

本発明は、余剰流体排出部に液体圧送装置を介在して、吸引手段からの余剰流体を圧送供給するものであるが、液体圧送装置としては従来公知のもの、例えば、容器内に液体を溜め置いて、その液体量が所定量になれば、高圧の圧送用流体、具体的には高圧蒸気や高圧の圧縮空気、を容器内へ供給することによって、容器内に溜まっていた液体を外部へ圧送することができるものを用いることができる。

図１において、熱交換器としての反応釜１と、吸引手段２と加熱用蒸気供給管３と気液分離器４と、蒸気供給管３に連通して過熱蒸気を飽和温度蒸気まで減温する流体供給管６、及び、吸引手段２の余剰流体排出管９に介在した液体圧送装置１７とで減圧蒸気加熱装置を構成する。

蒸気供給管３は図示しないボイラー等の蒸気源と接続すると共に、蒸気圧力調節弁７と開閉弁８を取り付け、流体供給管６を接続し、更に気液分離器４を取り付けて、熱交換器としての反応釜１のジャケット部１１と接続する。

反応釜１のジャケット部１１の下端を、蒸気トラップ１２とバルブ１３を介して吸引手段２のエゼクタ１４と接続する。
吸引手段２は、エゼクタ１４とタンク５と循環ポンプ１５に循環路１６を介して接続した組み合わせポンプとして構成する。エゼクタ１４はタンク５内の流体を循環ポンプ１５で循環して通過させることにより、その流体温度に応じた吸引力を生じるものである。

循管路１６を分岐して、余剰流体排出管９と流体供給管６を連通する。余剰流体排出管９には開閉弁１０を取り付けて、図示しないタンク５内のレベル計と連動してタンク５内の液位を所定レベルに維持する。

余剰流体排出管９を分岐した管路１８に液体溜め容器１９を介して液体圧送装置１７と接続すると共に、液体圧送装置１７の出口側を管路３５により流体供給管６を介して蒸気供給管３と接続する。

液体圧送装置１７は、液体流入口２７と液体流出口２９、及び、高圧操作流体導入口３１と高圧操作流体排出口３３を有し、液体流入口２７を液体溜め容器１９の底部と接続する。液体流入口２７の入口側には、一方方向の液体の通過のみを許容する逆止弁２８を取り付ける。この逆止弁２８は、液体溜め容器１９から液体圧送装置１７への液体の通過を許容し、反対方向の通過は阻止するものである。

液体圧送装置１７の液体流出口２９にも逆止弁３０を介して管路３５を接続すると共に、高圧操作流体導入口３１には高圧蒸気管３２を接続する。一方、高圧操作流体排出口３３は排出管３４を接続する。

液体圧送装置１７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３１を閉口し、一方、高圧操作流体排出口３３を開口して、液体溜め容器１９から余剰水を逆止弁２８と液体流入口２７を通して液体圧送装置１７内に流下させる。そして、液体圧送装置１７内に余剰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３３を閉口し、一方、高圧操作流体導入口３１を開口して、高圧蒸気管３２から高圧圧送用蒸気を内部に流入させることにより、内部に溜まった余剰水を液体流出口２９と逆止弁３０と管路３５を通して蒸気供給管３内へ圧送する。

余剰水が高圧蒸気で圧送されて液体圧送装置１７内の液位が低下すると、再度、高圧操作流体導入口３１を閉口し、高圧操作流体排出口３３を開口することにより、液体流入口２７から余剰水を内部へ流下させる。このような作動サイクルを繰り返すことにより、液体圧送装置１７は液体溜め容器１９からの余剰水を蒸気供給管３へ圧送する。

流体供給管６と反応釜１のジャケット部１１の間に気液分離器４を配置する。この気液分離器４は、従来から用いられている型式のもので良く、遠心力を利用したものや衝突板に衝突させるもの、あるいは、フィルターを用いたもの等適宜用いることができるる。気液分離器４の下部に蒸気トラップ２５を取り付け、管２４を介してエゼクタ１４と連通する。蒸気トラップ２５は、蒸気は通過させることがなく、液体としての復水だけを流下させる自動弁の一種であり、気液分離器４で分離された液体としての復水を排出するものである。なお、吸引手段２のタンク５の上部には冷却流体補給管２１を接続する。

反応釜１内の図示しない被加熱物を加熱する場合、蒸気供給管３から加熱用の蒸気をジャケット部１１に供給すると共に、循環ポンプ１５を駆動してエゼクタ１４で吸引力を発生させる。

また、循環ポンプ１５からの吐出水の一部を、流体供給管６から蒸気供給管３へと供給する。

蒸気供給管３からの加熱用の蒸気は、蒸気圧力調節弁７で所定の圧力まで減圧されるが、圧力が減圧されても保有している熱量はほとんど減少することが無いために、減圧蒸気は過熱蒸気となる。しかしながら、流体供給管６から循環流体の一部が、並びに、余剰流体排出管９と管路１８から余剰流体の一部が、過熱蒸気中に供給されることによって、気液分離器４を流下する間までに過熱蒸気は飽和温度蒸気まで減温される。

気液分離器４で循環流体と蒸気の混合流体はそれぞれ気液分離され、飽和温度となった蒸気はジャケット部１１に供給されて反応釜１内の被過熱物を加熱すると共に、分離された液体即ち復水は蒸気トラップ２５を通ってエゼクタ１４に吸引されタンク５に至る。

吸引手段２の余剰流体排出部としての管路１８に液体圧送装置１７を介在して、液体圧送装置１７の出口側を蒸気供給管３と接続したことによって、吸引手段２から排出される余剰流体すなわち冷却水は、液体圧送装置１７から蒸気供給管３へ圧送供給されて、蒸気供給管３の加熱用蒸気の過熱度を低減するために使用されるために、冷却水の外部への排出、すなわち、浪費を少なくすることができる。

本発明に係る減圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。

符号の説明

１ 反応釜
２ 吸引手段
３ 蒸気供給管
４ 気液分離器
５ タンク
６ 流体供給管
９ 余剰流体排出管
１１ ジャケット部
１４ エゼクタ
１５ 循環ポンプ
１７ 液体圧送装置
１８ 管路
１９ 液体溜め容器

Claims (1)

1. 熱交換器と、当該熱交換器に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管と、熱交換器内の流体を吸引する吸引手段を接続し、蒸気供給管に流体供給管と弁手段とを接続して、当該流体供給管からの流体によって加熱用蒸気の過熱度を調節するものにおいて、吸引手段をエゼクタとタンクと循環ポンプに循環路を介して接続した組み合わせポンプとして構成し、当該吸引手段の循環路を分岐して、余剰流体排出管と流体供給管を連通し、吸引手段の余剰流体排出管に液体圧送装置を介在させ、当該液体圧送装置として、容器内に液体を溜め置いて、その液体量が所定量になれば、高圧の圧送用流体として高圧蒸気や高圧の圧縮空気を容器内へ供給することによって、容器内に溜まっていた液体を外部へ圧送することができるものを用いて、当該液体圧送装置の出口側を管路により流体供給管を介して蒸気供給管と接続して、流体供給管から循環流体の一部が、並びに、余剰流体排出管から余剰流体の一部が、過熱蒸気中に供給されることを特徴とする減圧蒸気加熱装置。

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