JP5485625B2 - 蒸気加熱装置 - Google Patents

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本発明は、熱交換容器の内部を減圧状態にして、被熱交換物を加熱する蒸気加熱装置に関する。
従来の蒸気加熱装置は、反応釜の加熱及び冷却用流体室に加熱用蒸気と、ポンプ装置の吐出水の一部とを切り換え供給できるように供給路と弁手段を設けたもので、加熱から冷却あるいは冷却から加熱への切換え時に、温度変化をなだらかなものとすることができるものである。
上記従来の蒸気加熱装置では、熱交換容器の熱交換面に蒸気による加熱温度ムラを発生する問題、特に、熱交換容器の熱交換面が水平状である場合に、加熱温度ムラを発生してしまう問題があった。
特開平１−３１５３３６号公報
解決しようとする問題点は、熱交換容器の熱交換面が水平状の場合であっても、蒸気による加熱温度ムラを発生することのない蒸気加熱装置を得ることである。
本発明は、熱交換容器へ弁を介して加熱用の流体を供給する加熱流体供給管を接続すると共に、熱交換容器の内部を減圧状態に維持する吸引手段を接続して、熱交換容器の被熱交換物を加熱するものにおいて、加熱用の流体を蒸気とすると共に、熱交換容器を平板状として、この平板状熱交換容器の上端面に水平状に熱交換面を形成し、加熱流体供給管の熱交換容器側端部を、水平状の熱交換面とは反対側に開口したものである。
本発明は、熱交換容器を平板状として、加熱流体供給管の熱交換容器側端部を、水平状の熱交換面とは反対側に開口したことにより、加熱流体供給管から熱交換容器へ供給される蒸気は、平板状の熱交換容器の底面に向けて供給され、この底面に一旦衝突した後に、熱交換容器内へ分散して供給されることにより、熱交換面の全体を均一に加熱することができる。
本発明に係る蒸気加熱装置の実施例を示す構成図である。
本発明は、加熱流体供給管の熱交換容器側端部を、水平状の熱交換面とは反対側に開口するものであるが、開口する位置は、熱交換容器の形状に応じて適宜選定することができる。
図１において、円筒状で平板状の熱交換容器１と、この熱交換容器１の上端面に水平状に形成した熱交換面２と、熱交換容器１の内部へ蒸気を供給する加熱流体供給管３、及び、熱交換容器１の下方に連通した吸引手段６とで蒸気加熱装置を構成する。
加熱流体供給管３には、熱交換容器１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。加熱流体供給管３の熱交換容器１側端部２３を、熱交換容器１のほぼ中央部で、水平状の熱交換面２とは反対側の底面２０に向けて開口する。この熱交換容器１側端部２３から、熱交換容器１の底面２０へ向けて蒸気が供給されることで、熱交換容器１内へ分散して蒸気が供給されるものである。
熱交換容器１に冷却水を供給する冷却水供給管５を接続して、熱交換容器１を冷却することもできるようにする。冷却水供給管５の下端は吸引手段６の一部と接続する。冷却水供給管５には、水エゼクタ１１と自動弁１２を介在して、熱交換容器１の内部と接続する。自動弁１２が開弁することにより、熱交換容器１の内部へ冷却水が供給されるものである。冷却水供給管５の熱交換容器１側端部２１には、冷却水を熱交換面２側へ噴射することのできる噴射ノズルを取り付けることが望ましい。
冷却水供給管５に取り付けた水エゼクタ１１の吸込室には蒸気供給管１６を接続する。水エゼクタ１１内を流下する冷却水に、蒸気供給管１６から加熱用の蒸気を供給することで、熱交換容器１へ供給する冷却水の温度を調節することができるものである。
冷却水供給管５に取り付けた自動弁１２と並列に、冷却水循環弁１８を取り付ける。冷却水循環弁１８は、熱交換容器１を冷却する場合に常時、微少開弁しておき、自動弁１２が閉弁しても、少しの冷却水を熱交換容器１内へ供給して、冷却水の一部を絶えず循環するものである。
熱交換容器１の円弧状の底面２０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と並列に開閉弁９を取り付ける。スチームトラップ４と開閉弁９の出口側は、吸引手段６を構成する液体エゼクタ１３の吸込室１０と接続する。
吸引手段６を、液体エゼクタ１３と冷却水タンク１４と循環ポンプ１５とで構成する。循環ポンプ１５の駆動によって、冷却水タンク１４内の冷却水を液体エゼクタ１３へ供給して吸込室１０で所定の吸引力を発生すると共に、冷却水供給管５から熱交換容器１へ冷却水を供給するものである。
冷却水タンク１４の上部に、冷却水補給管３０を接続すると共に、循環ポンプ１５の吐出側の管路を分岐して余剰水排出管１７を接続する。
熱交換面２を加熱する場合は、加熱流体供給管３と制御弁７から熱交換容器１内へ所定量の蒸気を供給することによって、蒸気によって加熱される。加熱流体供給管３の熱交換容器１側端部２３を、水平状の熱交換面２とは反対側の底面２０に向けて開口したことで、熱交換容器１内へ分散して蒸気が供給され、加熱温度ムラを防止して、熱交換面２の全体を均一に加熱することができる。
加熱により蒸気の凝縮した復水は、熱交換容器１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１３から冷却水タンク１４へと至る。
一方、熱交換面２を冷却する場合は、冷却水供給管５の自動弁１２を開弁して熱交換面２の底面へ冷却水を供給することによって、熱交換面２の熱により冷却水が蒸発気化して、その蒸発潜熱でもって冷却することで、冷却効率を向上することができる。
気化した蒸気と、気化し切れなかった冷却水は、管路８から開閉弁９を通り、更に、液体エゼクタ１３から冷却水タンク１４へと至る。
間接的な加熱を行うさまざまな蒸気加熱装置として適用できる。
１ 熱交換容器
２ 熱交換面
３ 加熱流体供給管
５ 冷却水供給管
６ 吸引手段
７ 制御弁
１０ 吸込室
１３ 液体エゼクタ
１４ 冷却水タンク
１５ 循環ポンプ
２３ 熱交換容器側端部

Claims (1)

  1. 熱交換容器へ弁を介して加熱用の流体を供給する加熱流体供給管を接続すると共に、前記熱交換容器の内部を減圧状態に維持する吸引手段を接続して、前記熱交換容器の被熱交換物を加熱するものにおいて、
    加熱用の流体を蒸気とすると共に、
    前記熱交換容器を平板状として、この平板状熱交換容器の上端面に水平状に熱交換面を形成し、
    前記加熱流体供給管の熱交換容器側端部を、水平状の熱交換面とは反対側の前記熱交換容器の円弧状底面に向けて開口したこと
    を特徴とする蒸気加熱装置。
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