JP5192920B2 - Heating and pressing system - Google Patents
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Description
本発明は、被処理物を収容してその被処理物を蒸気で加熱加圧する耐圧容器を備える加熱加圧システムに関する。 The present invention relates to a heating and pressurizing system including a pressure vessel that accommodates a workpiece and heats and pressurizes the workpiece with steam.
上記の加熱加圧システムによれば、高温高圧の蒸気の作用によって、比較的短時間で効率良く被処理物を熱処理することが可能であり、このような従来の加熱加圧システムとしては、例えば、特許文献1の図1に開示されるものが知られている。
According to the above heating and pressurizing system, it is possible to efficiently heat-treat an object to be processed in a relatively short time by the action of high-temperature and high-pressure steam. As such a conventional heating and pressurizing system, for example, The one disclosed in FIG. 1 of
しかしながら、従来の加熱加圧システムにおいては、高温の蒸気を大量に必要とするため、蒸気を生成する際の省エネルギー化を図ってランニングコストを削減するという点で改善の余地があった。 However, since the conventional heating and pressurizing system requires a large amount of high-temperature steam, there is room for improvement in terms of saving energy and reducing running costs when generating steam.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、加熱加圧システムの省エネルギー化を図ることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to save energy in the heating and pressurizing system.
上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項1に記載の発明では、被処理物を収容してその被処理物を蒸気で加熱加圧する耐圧容器と、前記耐圧容器から排出される蒸気から熱を回収する熱回収装置と、前記耐圧容器から排出される蒸気を収容可能な排出室と、外に通じる煙突とを備え、前記排出室に収容された蒸気が、前記煙突と前記熱回収装置とに分かれて移送されることを特徴とする。
〔作用及び効果〕
本発明においては、耐圧容器から排出される蒸気から熱を回収する熱回収装置を備えるため、例えば、熱回収装置内を流れる水に蒸気の熱を吸収させて、蒸気の熱を温水として回収し、その温水を蒸気発生装置等で再利用することによって、蒸気を生成する際の省エネルギー化を図ることが可能となる。
勿論、回収した温水については、本発明における蒸気発生装置に限らず、本発明に備え得る他の装置で利用することも可能であり、あるいは本発明を設置した工場設備内で適宜利用することも可能である。
本発明のうちの請求項2に記載の発明では、前記煙突に、排気流量調整ダンパを設けてあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to
[Action and effect]
In the present invention, since a heat recovery device that recovers heat from the steam discharged from the pressure vessel is provided, for example, the heat of the steam is absorbed by water flowing in the heat recovery device, and the heat of the steam is recovered as hot water. By reusing the hot water with a steam generator or the like, it is possible to save energy when generating steam.
Of course, the recovered hot water is not limited to the steam generator in the present invention, but can be used in other apparatuses that can be provided for the present invention, or can be used as appropriate in the factory equipment in which the present invention is installed. Is possible.
The invention according to
本発明のうちの請求項3に記載の発明では、
前記熱回収装置が、前記蒸気と、前記蒸気よりも低温の液体との間に隔壁が設けられており、前記蒸気の熱を、隔壁を介して前記液体に移動させることにより、前記蒸気から熱を回収することを特徴とする。
〔作用及び効果〕
本発明においては、熱回収装置を、一般的に使用される熱交換器によって構成することが可能であり、なんら特別な装置を使用する必要がなく、既存の加熱加圧システムと組み合わせることによって、容易に構成することができる。
In the invention according to claim 3 of the present invention,
In the heat recovery device, a partition is provided between the vapor and a liquid having a temperature lower than that of the vapor, and heat from the vapor is transferred by moving heat of the vapor to the liquid through the partition. It is characterized by collect | recovering.
[Action and effect]
In the present invention, the heat recovery device can be constituted by a commonly used heat exchanger, and it is not necessary to use any special device, and by combining with an existing heating and pressurizing system, It can be easily configured.
本発明のうちの請求項4に記載の発明では、前記熱回収装置が、プレート式熱交換器又は多管円筒形熱交換器であることを特徴とする。
〔作用及び効果〕
本発明においては、蒸気の熱損失が少ないプレート式熱交換器を使用するため、効率良くその熱を回収することが可能であり、さらにプレート式熱交換器は据付面積も小さくて済むので、設置自由度が高く取り付け易い。
また、本発明においては、蒸気の圧力損失が少ない多管円筒形熱交換器を使用している。そのため、耐圧容器に蒸気を供給して被処理物を予備加熱する際(このとき、蒸気と共に耐圧容器内の残存空気が、耐圧容器から排出され得る)、耐圧容器内の空気がほとんど残留せず、蒸気の熱が被処理物に均等に伝わり易くなり、被処理物間に温度むらが生じるのを防止することができる。
The invention according to
[Action and effect]
In the present invention, since a plate heat exchanger with low heat loss of steam is used, it is possible to efficiently recover the heat, and the installation area of the plate heat exchanger is small because the installation area is small. High degree of freedom and easy installation.
Further, in the present invention, a multi-tubular cylindrical heat exchanger with low steam pressure loss is used. Therefore, when pre-heating the workpiece by supplying steam to the pressure vessel (the remaining air in the pressure vessel can be discharged from the pressure vessel together with the steam), almost no air in the pressure vessel remains. Further, the heat of the steam is easily transmitted to the object to be processed, and it is possible to prevent the temperature unevenness between the objects to be processed .
本発明のうちの請求項5に記載の発明では、
前記熱回収装置が、前記蒸気と、前記蒸気よりも低温の液体とを直接接触させて、その液体を回収することにより、前記蒸気から熱を回収することを特徴とする。
〔作用及び効果〕
本発明においては、熱回収装置を一般的に使用される充填塔によって構成することが可能であり、なんら特殊な装置を使用する必要がなく、既存の加熱加圧システムと組み合わせることによって、容易に構成することができる。
In the invention according to
The heat recovery device recovers heat from the vapor by directly contacting the vapor and a liquid having a temperature lower than that of the vapor and recovering the liquid.
[Action and effect]
In the present invention, the heat recovery device can be constituted by a packed tower that is generally used, and it is not necessary to use any special device, and it can be easily combined with an existing heating and pressurizing system. Can be configured.
本発明のうちの請求項6に記載の発明では、
前記被処理物が、飲食品を充填して密封した密封容器であり、前記耐圧容器が、レトルト釜であることを特徴とする。
〔作用及び効果〕
本発明においては、例えば、大量の缶コーヒー等をレトルト釜で殺菌処理する際、従来の加熱加圧システムよりもより少ないランニングコストで殺菌処理することができる。
In the invention according to claim 6 of the present invention,
The object to be treated is a sealed container filled with food and drink, and the pressure-resistant container is a retort kettle.
[Action and effect]
In the present invention, for example, when a large amount of canned coffee or the like is sterilized with a retort kettle, it can be sterilized with a lower running cost than a conventional heating and pressurizing system.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
本実施形態の加熱加圧システム1の構成について、図1に基づいて説明する。
図1には、加熱加圧システム1(第1実施形態)の構成が概略的に示されている。
図1に示されるように、加熱加圧システム1は、耐圧容器2(例えば、レトルト釜等)、熱交換器3(熱回収装置)、蒸気発生装置4、冷却水タンク5、排出室6、温水回収タンク7、及び煙突8を備えて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The configuration of the heating and pressurizing
FIG. 1 schematically shows the configuration of the heating and pressurizing system 1 (first embodiment).
As shown in FIG. 1, the heating and pressurizing
耐圧容器2は、被処理物(図示せず)を中に収容し、収容された被処理物を蒸気で加熱加圧して殺菌することができる。耐圧容器2としては、既存の耐圧容器のうち任意のものを用いることが可能であり、例えば、(1)特開平11−347105号公報に開示されたレトルト殺菌用の処理槽、又は(2)特開平9−192016号公報に開示された蒸煮槽等が挙げられる。
耐圧容器2の下部には、耐圧容器2内に蒸気を供給するための配管9A、及び耐圧容器2内の流体(例えば、耐圧容器2内の残存空気、蒸気、熱水、圧縮空気等)を外に排出するための配管9Bが接続されている。
The
A
配管9Aの上流には、蒸気発生装置4(ボイラー等)が設けられており、蒸気発生装置4によって生成された蒸気が、耐圧容器2に供給されるように構成されている。
A steam generator 4 (boiler or the like) is provided upstream of the pipe 9 </ b> A, and the steam generated by the
配管9Bには、開閉弁10が設けられており、その下流に、耐圧容器2から排出される蒸気から熱を回収する熱交換器3が設けられている。尚、本実施形態における熱交換器3は、一般的に使用される熱交換器(例えば、プレート式熱交換器、又は多管円筒形熱交換器等)を使用することが可能である。
The
プレート式熱交換器を使用した場合、蒸気の熱損失が少ないので、効率良くその熱を回収することが可能であり、さらにプレート式熱交換器は据付面積も小さくて済むので、設置自由度が高く取り付け易い。 When a plate heat exchanger is used, the heat loss of the steam is small, so it is possible to efficiently recover the heat, and the installation area of the plate heat exchanger is small, so the degree of freedom in installation is low. High and easy to install.
また、多管円筒形熱交換器を使用した場合、蒸気の圧力損失を抑えることができるので、耐圧容器2に蒸気を供給して被処理物を予備加熱する際(このとき、蒸気と共に耐圧容器2内の残存空気が耐圧容器2から排出される)、耐圧容器2内の空気がほとんど残留せず、蒸気の熱が被処理物に均等に伝わり易くなり、被処理物間に温度むらが生じるのを防止することができる。
Further, when a multi-tubular cylindrical heat exchanger is used, the pressure loss of the steam can be suppressed. Therefore, when the steam is supplied to the pressure
冷却水タンク5内には、耐圧容器2内の蒸気よりも低温の液体(例えば、常温水)が貯蔵されている。この低温の液体は、ポンプ11Aを駆動することによって、配管9Cを通って熱交換器3内に移送され、蒸気の熱を吸収して温水となった後、配管9Dを通って温水回収タンク7に排出されるように構成されている。尚、当該温水については、温水回収タンク7に排出せずに、蒸気発生装置4や本発明に備え得る他の装置において温熱源もしくは、洗浄温水として利用することも可能であり、あるいは本発明を設置した工場設備内で適宜利用することも可能である。
耐圧容器2から配管9Bを通って熱交換器3に移送された流体(耐圧容器2内の残存空気、圧縮空気、蒸気、熱水等)は、配管9Eを通って排出室6に排出されるように構成されている。
In the
The fluid (residual air, compressed air, steam, hot water, etc. in the pressure vessel 2) transferred from the
次に、上記構成を有する本実施形態の加熱加圧システム1の作用について説明する。
本実施形態の加熱加圧システム1においては、耐圧容器2内に収容した図示しない被処理物(例えば、飲食品を充填して密封した密封容器等)を蒸気で加熱加圧して殺菌する際、被処理物の予備加熱を実施する。
Next, the operation of the heating and pressurizing
In the heating and pressurizing
予備加熱は、耐圧容器2内の温度を所定の温度(当該温度を1次加熱温度と称し、1次加熱温度は、例えば90℃〜110℃である)まで上昇させる1次加熱と、1次加熱温度を所定時間(例えば、5分間)維持する予熱保持により構成されている。
この予備加熱は、所定時間、蒸気発生装置4を駆動させて蒸気を発生させて、配管9Aを介して耐圧容器2内に蒸気を供給し、配管9Bの開閉弁10を開けて、耐圧容器2内の残存空気を、配管9Bから耐圧容器2の外に追い出しながら、被処理物を所定の温度まで加熱する工程であり、この間、耐圧容器2内の残留空気を含んだ蒸気が配管9Bより排出され続ける。
In the preheating, the primary heating in which the temperature in the
In this preheating, the
耐圧容器2から排出された蒸気は、配管9Bを通って熱交換器3に移送される。
熱交換器3は、移送されてきた蒸気の熱を、図示しない隔壁(熱交換器3においては、耐圧容器2から排出される蒸気と、冷却水タンク5から供給される液体との間に隔壁が設けられている)を介して、冷却水タンク5から供給される低温の液体(例えば、常温水)に移動させることによって、蒸気から熱を回収するように構成されている。
The steam discharged from the
The heat exchanger 3 converts the heat of the transferred steam into a partition wall (not shown) between the steam discharged from the
熱交換器3内を流れる液体(冷却水タンク5から供給される低温の液体)が、蒸気の熱を吸収して温水となり(蒸気の熱が温水として回収される)、配管9Dを通って温水回収タンク7に排出されて貯留され、その温水を蒸気発生装置4等の温熱源として再利用することによって、蒸気を生成する際の省エネルギー化を図ることが可能となる。冷却水タンク5の中に蓄えられている液体を使用する構成以外にも、例えば、本発明を設置した工場設備内で使用される加温が必要な液体(洗浄水等)と熱交換することによって省エネルギー化を図ることも可能である。
The liquid flowing in the heat exchanger 3 (low temperature liquid supplied from the cooling water tank 5) absorbs the heat of the steam to become warm water (the heat of the steam is recovered as warm water), and warm water passes through the
尚、配管9Eより排出された流体(耐圧容器2内の残存空気、圧縮空気、蒸気、熱水等)のうちの、液体成分(熱交換器3において凝縮した蒸気、熱水等)は、排出室6に貯留され、気体成分(熱交換器3において凝縮しなかった耐圧容器2内の残存空気、圧縮空気、蒸気等)は、煙突8を通じて、加熱加圧システム1の外に排出される。
Of the fluid (remaining air, compressed air, steam, hot water, etc. in the pressure vessel 2) discharged from the
〔第2実施形態〕
次に、図2に基づいて、本発明の加熱加圧システム1の第2実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、主として、先の第1実施形態と異なる構成及び作用効果についてのみ説明する。
図2には、加熱加圧システム1(第2実施形態)の構成が概略的に示されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the heating and
FIG. 2 schematically shows the configuration of the heating and pressurizing system 1 (second embodiment).
本実施形態においては、熱回収装置として、充填材13(ラシヒリング等)を充填した充填塔12を使用する以外は、上述の第1実施形態と同様の構成を備える。
耐圧容器2から排出された蒸気は、配管9Bを通って充填搭12に移送される。
充填塔12は、移送されてきた蒸気を、冷却水タンク5から供給される低温の液体(例えば、常温水)と直接接触させて、その液体を回収することによって、蒸気から熱を回収するように構成されている。
In the present embodiment, the same configuration as that of the first embodiment described above is provided except that a packed
The steam discharged from the
The packed
充填搭12内を流れる液体(冷却水タンク5から供給される低温の液体)が、蒸気の熱を吸収して温水となり(蒸気の熱が温水として回収される)、ポンプ11Bの駆動により配管9Dを通って温水回収タンク7内に排出されて貯留され、その温水を蒸気発生装置4等の温熱源として再利用することによって、蒸気を生成する際の省エネルギー化を図ることが可能となる。冷却水タンク5の中に蓄えられている液体を使用する構成以外にも、例えば、本発明を設置した工場設備内で使用される加温が必要な液体(洗浄水等)と熱交換することによって省エネルギー化を図ることも可能である。
The liquid flowing in the filling tower 12 (low temperature liquid supplied from the cooling water tank 5) absorbs the heat of the steam to become hot water (the heat of the steam is recovered as hot water), and the
尚、本実施形態によれば、蒸気が、充填搭12において冷却水タンク5から供給される低温の液体と直接接触するため、隔壁を介して熱を回収する前述の第1実施形態における熱交換器3と比べて、蒸気の熱損失が少なく、より効率良く熱を回収することができる。
In addition, according to this embodiment, since vapor | steam directly contacts with the low temperature liquid supplied from the cooling
〔第3実施形態〕
次に、図3に基づいて、本発明の加熱加圧システム1の第3実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、主として、先の第2実施形態と異なる構成及び作用効果についてのみ説明する。
図3には、加熱加圧システム1(第3実施形態)の構成が概略的に示されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the heating and
FIG. 3 schematically shows the configuration of the heating and pressurizing system 1 (third embodiment).
本実施形態においては、配管9Bの下流に排出室6が設けられており、排出室6から延びる配管9Fが充填搭12に通じている。その他の構成については、先の第2実施形態と同様である。
耐圧容器2から排出された蒸気は、配管9Bを通って排出室6に移送され、凝縮して液体となったものは排出室6に貯留される。
一方、凝縮しなかった蒸気は、配管9Fを通って充填搭12に移送される。尚、本実施形態における煙突8には、排気流量調整ダンパ14が設けられており、蒸気が優先的に配管9Fに流れるように構成されている。
充填塔12は、移送されてきた蒸気を、冷却水タンク5から供給される低温の液体(例えば、常温水)と直接接触させて、その液体を回収することによって、蒸気から熱を回収するように構成されている。
In the present embodiment, a discharge chamber 6 is provided downstream of the pipe 9 </ b> B, and a pipe 9 </ b> F extending from the discharge chamber 6 leads to the filling
The vapor discharged from the
On the other hand, the steam that has not been condensed is transferred to the filling
The packed
充填搭12内を流れる液体(冷却水タンク5から供給される低温の液体)が、蒸気の熱を吸収して温水となり(蒸気の熱が温水として回収される)、ポンプ11Bの駆動により配管9Dを通って温水回収タンク7内に排出されて貯留され、その温水を蒸気発生装置4等の温熱源として再利用することによって、蒸気を生成する際の省エネルギー化を図ることが可能となる。冷却水タンク5の中に蓄えられている液体を使用する構成以外にも、例えば、本発明を設置した工場設備内で使用される加温が必要な液体(洗浄水等)と熱交換することによって省エネルギー化を図ることも可能である。
The liquid flowing in the filling tower 12 (low temperature liquid supplied from the cooling water tank 5) absorbs the heat of the steam to become hot water (the heat of the steam is recovered as hot water), and the
また、本実施形態によれば、耐圧容器2から排出された蒸気が、配管9Bから排出室6に移送される構成となっているため、前述の第1実施形態及び第2実施形態と異なり、熱回収装置(熱交換器3又は充填塔12)による蒸気の圧力損失が生じない。そのため、耐圧容器2に蒸気を供給して被処理物を予備加熱する際(このとき、蒸気と共に耐圧容器2内の残存空気が耐圧容器2から排出される)、耐圧容器2内の空気がほとんど残留せず、蒸気の熱が被処理物に均等に伝わり易くなり、被処理物間に温度むらが生じるのを防止することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the steam discharged from the
〔別実施形態〕
〔1〕予備加熱時に排出される蒸気から熱を回収する構成に限定されるものではなく、前述の実施形態において、殺菌処理を終了した後の、耐圧容器2内に存在する蒸気や熱水から熱を回収するようにしても良い。
[Another embodiment]
[1] It is not limited to the configuration in which heat is recovered from the steam discharged during the preheating, and in the above-described embodiment, from the steam or hot water present in the pressure-
1 加熱加圧システム
2 耐圧容器
3 熱交換器(熱回収装置)
4 蒸気発生装置
5 冷却水タンク
6 排出室
7 温水回収タンク
8 煙突
9A〜9F 配管
10 開閉弁
11A,11B ポンプ
12 充填塔(熱回収装置)
13 充填材
14 排気流量調整ダンパ
1 Heating and pressurizing
4
13
Claims (6)
前記耐圧容器から排出される蒸気から熱を回収する熱回収装置と、
前記耐圧容器から排出される蒸気を収容可能な排出室と、
外に通じる煙突とを備え、
前記排出室に収容された蒸気が、前記煙突と前記熱回収装置とに分かれて移送される加熱加圧システム。 A pressure-resistant container for containing the object to be processed and heating and pressurizing the object to be processed with steam;
A heat recovery device for recovering heat from the steam discharged from the pressure vessel;
A discharge chamber capable of containing steam discharged from the pressure vessel;
With a chimney leading to the outside,
A heating and pressurizing system in which steam contained in the discharge chamber is transferred separately to the chimney and the heat recovery device .
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