JP5384151B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、弁を介して供給される加熱用の蒸気で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、蒸気を熱源として空気を加熱するフィンチューブ型熱交換器として、熱交換器の出口ヘッダ内が真空になると、直ちに出口ヘッダ内に外気を注入することにより、熱交換器内で発生する蒸気の凝縮水としての復水がスチームトラップを介して速やかに器外へ排出されるようにして、復水が熱交換器内に滞留することを防止することができるものである。

上記従来の熱交換器では、出口ヘッダ内に外気を注入しても、その圧力は大気圧以上に上昇させることができず、また、スチームトラップの出口側の圧力も大気圧であり、このスチームトラップの入口側と出口側の圧力差をほとんど確保することができず、スチームトラップから復水を確実に排出することができない問題があった。スチームトラップは、入口側と出口側に所定の圧力差が作用しないと、復水を出口側に速やかに排出することができないのである。

特公昭５１−３１９９８号公報

解決しようとする問題点は、スチームトラップの入口側と出口側に所定の圧力差を確保できるようにして、熱交換器で発生した復水をスチームトラップを介して確実に器外へ排出することである。

本発明は、熱交換容器へ弁を介して加熱用の蒸気を供給することにより、熱交換容器の被熱交換物を蒸気で加熱するものにおいて、熱交換容器に逆止弁を介して液体圧送部材を接続して、当該液体圧送部材の圧送口に液体エゼクタを連通し、当該液体エゼクタの吸込室をスチームトラップの出口側と接続したものである。

本発明は、液体圧送部材の圧送口に液体エゼクタを連通して、この液体エゼクタの吸込室をスチームトラップの出口側と接続したことにより、液体エゼクタで発生する吸引力でもって、スチームトラップの出口側を大気圧以下の減圧状態とすることができ、スチームトラップの入口側と出口側の圧力差を充分に確保して、熱交換器で発生した復水を確実に外部へ排出することができるという利点がある。

本発明に係る熱交換器の実施例を示す構成図である。

本発明は、熱交換容器に逆止弁を介して液体圧送部材を接続するものであるが、液体圧送部材は、高圧の蒸気や圧縮空気を駆動流体として内部に溜まった液体を圧送する従来公知のものを使用することができる。

図１において、熱交換容器としての反応釜１のジャケット部２に接続した蒸気供給管３と、ジャケット部２の下方に連通したスチームトラップ４と、ジャケット部２の側方に配置した液体圧送部材５、及び、液体圧送部材５の下方に連通した液体エゼクタ６とで熱交換器を構成する。

蒸気供給管３には、ジャケット部２へ供給する蒸気の量を制御するための制御弁７を取り付ける。蒸気供給管３からジャケット部２へ供給された加熱用の蒸気によって、反応釜１内の被加熱物を加熱するものである。

ジャケット部２の下端から管路８によりスチームトラップ４の入口側と接続する。スチームトラップ４の出口側は、管路９により液体エゼクタ６の吸込室１０と接続する。

ジャケット部２の右側方に縦長円筒状の液体圧送部材５を配置する。液体圧送部材５は、ジャケット部２と逆止弁１１，１２を介して接続する。この逆止弁１１，１２は、ジャケット部２から液体圧送部材５側への流体の流下は許容するが、反対方向の流体の流下は阻止するものである。

液体圧送部材５の上部に開閉弁１３を介して連通管１４を接続して、ジャケット部２と液体圧送部材５の上部とを連通する。更に、液体圧送部材５の上部に、高圧蒸気供給管１５を接続し、この高圧蒸気供給管１５にも開閉弁１６を取り付ける。また、液体圧送部材５の内部に、図示はしないが液位を検出する液位検出機構を組み入れる。

液体圧送部材５の下端の圧送口１７に管路１８を介して、液体エゼクタ６の吸込室１０内の図示しないノズル部と接続する。液体圧送部材５に溜まった液体としての復水が、高圧蒸気供給管１５からの高圧蒸気によって圧送口１７から液体エゼクタ６へ圧送され、液体エゼクタ６の吸込室１０で吸引力を発生するものである。

液体圧送部材５内の液位検出機構が、低液位を検出した場合に、高圧蒸気供給管１５の開閉弁１６が閉弁され、一方、連通管１４の開閉弁１３が開口されることにより、液体圧送部材５の内部とジャケット部２の内部は同じ圧力状態となって、ジャケット部２に溜まっていた復水が、逆止弁１１，１２を通って液体圧送部材５内へ流下する。

液体圧送部材５内の液位検出機構が、高液位を検出すると、連通管１４の開閉弁１３が閉口され、一方、高圧蒸気供給管１５の開閉弁１６が開口されて、高圧蒸気供給管１５から高圧蒸気が液体圧送部材５内に流入し、内部に溜まった復水を圧送口１７から液体エゼクタ６へ圧送するものである。

反応釜１内に配置された図示しない被加熱物を加熱する場合は、蒸気供給管３と制御弁７からジャケット部２へ所定量の蒸気を供給することによって、被加熱物が蒸気によって加熱される。通常は、供給される蒸気の量が充分であり、ジャケット部２内は高圧状態を維持する。加熱により凝縮した復水は、ジャケット部２下端の管路８からスチームトラップ４を通り、更に、液体エゼクタ６の内部を通って外部へ排出される。この場合は、ジャケット部２が高圧状態であるために、発生した復水は圧力差により外部へ排出され、液体エゼクタ６は駆動していない。

制御弁７からジャケット部２へ供給される蒸気の量が減少して、ジャケット部２内の圧力も減少してくると、スチームトラップ４から排出される復水の量も減少して、更に、ジャケット部２内の圧力が大気圧程度あるいは大気圧以下の減圧状態になると、スチームトラップ４からは全く復水が排出されないために、図１に示すようにジャケット部２の下部に復水が滞留し、液体圧送部材５の内部もジャケット部２と同じ液位となる。

液体圧送部材５内の液位検出機構が、この高液位を検出すると、連通管１４の開閉弁１３が閉口され、一方、高圧蒸気供給管１５の開閉弁１６が開口されて、高圧蒸気供給管１５から高圧蒸気が液体圧送部材５内に流入し、内部に溜まった復水を圧送口１７から液体エゼクタ６へ圧送する。

液体エゼクタ６に復水が供給されると、吸込室１０で吸引力を発生して、スチームトラップ４の出口側を大気圧以下で、且つ、ジャケット部２内よりも低圧状態に維持することによって、ジャケット部２内の復水がスチームトラップ４を通り液体エゼクタ６に吸引され、外部に排出される。

蒸気を熱源として利用するさまざまな熱交換器からの復水排出装置として適用できる。

１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 蒸気供給管
４ スチームトラップ
５ 液体圧送部材
６ 液体エゼクタ
７ 制御弁
１０ 吸込室
１１，１２ 逆止弁
１３ 開閉弁
１５ 高圧蒸気供給管
１６ 開閉弁
１７ 圧送口

Claims (2)

1. 熱交換容器へ弁を介して加熱用の蒸気を供給することにより、前記熱交換容器の被熱交換物を前記蒸気で加熱するものにおいて、
   前記熱交換容器に逆止弁を介して液体圧送部材を接続し、
   前記熱交換容器と前記液体圧送部材の上部とを第１開閉弁を介して接続し、
   前記液体圧送部材の上部と高圧蒸気供給管とを第２開閉弁を介して接続し、
   前記液体圧送部材に、前記液体圧送部材内部の液位を検出する液位検出機構を組み入れ、
   前記液体圧送部材の圧送口に液体エゼクタを連通し、
   当該液体エゼクタの吸込室をスチームトラップの出口側と接続し、
   前記液位検出機構が高液位を検出すると、前記第１開閉弁を閉弁するとともに前記第２開閉弁を開弁して、前記高圧蒸気管からの高圧蒸気を前記液体圧送部材内に流入させ、前記液体圧送部材内の復水を前記圧送口から前記エゼクタへ圧送することを特徴とする熱交換器。
2. 前記液位検出機構が低液位を検出すると、前記第１開閉弁を開弁するとともに前記第２開閉弁を閉弁して、前記熱交換容器の復水を前記液体圧送部材内に流入させることを特徴とする熱交換器。