JPH0624642Y2 - 真空蒸気発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は被加熱物を通常１００℃以下の温度で安全且
つ、効率的に加熱処理する溜めに、小型軽量にして安価
な装置で常時安定した真空蒸気を供給する真空蒸気発生
装置に関する。

各種製造工場に於ては、加熱処理が広く一般に行なわれ
ているが、かかる加熱処理は被加熱物を１００℃以上の
高温で加熱することが多く、ボイラーからの蒸気を直接
利用した、全体として加圧系の加熱装置を用いて行なわ
れている。

一方化学工場や食品工場に於ては、作業の安全や製品の
品質の関係で、被加熱物を１００℃以下の比較的低温で
加熱しなければならない場合がある。

状来技術 そこで従来は高圧系の蒸気を加熱装置の入口の絞り弁を
通して供給し、装置のスチームトラップ二次側から真空
ポンプで装置内を減圧することにより真空蒸気を作って
加熱していた。

又、高価な圧力制御機構や温度制御機構を駆使し、実際
には相当量の蒸気損失を甘受しつつ、減圧蒸気を発生さ
せて加熱していた。しかしこの場合は減圧蒸気であって
真空蒸気ではない。

或いは、前記の蒸気の代りに温水を用いて加熱すること
が行なわれている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、上記の最初の方法では入口絞り弁の絞り度や、
負荷変動、スチームトラップの作動状態により真空度を
一定に保つことが出来ない。実際にはスチームトラップ
にバイパス弁を設け、常時蒸気を漏洩させながら所望の
真空度を保っているので、熱損失が非常に大きい。

高価な制御を駆使すれば高価な設備になり、相当量の蒸
気損失を甘受すれば熱エネルギーの面で非効率になる。

以上は高圧蒸気から真空或いは減圧蒸気を作る方法であ
るが、これは一旦ボイラーで高圧蒸気を作らなければな
らず不経済である。

そこで温水加熱が考えられるが、温水は顕熱のみで熱容
量が小さく、境膜伝熱係数も小さい為、加熱効率が悪
く、装置全体も大きなものになる。

従って本考案の技術的課題は、安価な真空蒸気を常時安
定して発生させる小型軽量で安価な装置を得ることにあ
る。

問題点を解決する為の手段 上記の問題点を解決するために講じた本考案の技術的手
段は、上部に発生蒸気取出口を設けた上記容器に入口温
水流入管と出口復水排出管を接続し、出口復水排出管に
スチームトラップを取り付けたものにおいて、蒸発容器
の上部に熱交換器を配置し、該熱交換器を上記発生蒸気
取出口と連通すると共に、熱交換器下部と蒸発容器を復
水流入管を介して接続し、蒸発容器内を所定の真空度に
制御する弁を入口温水流入管の途上に、または蒸発容器
の上部気相空間とスチームトラップの二次側を連通した
バイパス管の途上に配置して、該バイパス管とスチーム
トラップの二次側に真空ポンプを配置し、該真空ポンプ
で吸引することにより蒸発容器内に流入した常圧の温水
を大気圧以下の所望の真空圧力に減じて再蒸発蒸気を発
生させて、熱交換器に供給するものである。

又、スチームトラップにバイパス管を設け、真空度を制
御する弁をそのバイパス管上に、又はその一次側、或い
は二次側に配置してもよい。

作用 入口配管に真空度を制御する弁を用いた場合の作用は、
運転初期真空ポンプが作動し蒸発容器内圧が所望の設定
圧力より高い時には、真空減圧弁は閉弁状態にあり蒸発
容器内圧力を下げる。もちろん設定圧力は流入する温水
の温度に対する飽和圧力よりも低い圧力に設定するもの
であり、従って蒸発容器内圧力が設定圧力に近付けば、
弁が開き常圧の温水が流入して蒸発を始める。発生した
蒸気は発生蒸気取出口から負荷側へ供給側へ供給され
る。蒸発しきれなかった温水はスチームトラップから排
出される。

バイパス管に真空度を制御する弁を用いた場合の作用
は、運転初期真空ポンプが作動し蒸発容器内圧が所望の
設定圧力より高い時、真空度調節弁は開弁状態にあり蒸
発容器内圧力を下げ温水を吸引する。設定圧力は流入す
る温水の温度に対する飽和圧力よりも低い圧力に設定す
るものであり、蒸発容器内圧力が設定圧力に近付けば温
水は蒸発を始める。設定圧力より低くなれば弁は閉弁
し、高くなれば開弁して温水を吸引する。発生した蒸気
は発生蒸気取出口から負荷側へ供給される。蒸発しきれ
なかった温水はスチームトラップから排出される。

考案の効果 本考案による特有の効果は下記に示す通りである。

従来は捨てていた温排水を再利用して真空蒸気を発生さ
せるものであるから、ボイラーであえて高圧蒸気を作る
必要がないので、非常に低コストの真空蒸気を作ること
が出来る。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。
（第１図参照） 蒸発容器１に入口弁２を設けた入口管３と、スチームト
ラップ４を設けた復水排出管５を接続し、スチームトラ
ップ４の二次側に真空ポンプ８を接続する。復水排出管
は蒸発容器１内に常時ある程度温水が溜るように、底部
より少し上がった所から取り出す。蒸発容器１の上部気
相空間とスチームトラップ４の二次側を真空度調節弁７
を設けたバイパス管６で連結する。更に蒸発容器１の上
部には復水流入管９を接続し、その上方に熱交換器１０
を配置し、熱交換器１０と蒸発容器１の上部を均圧管１
１で連絡する。

作用は以下の通りである。

運転初期真空ポンプ８が作動し蒸発容器１内圧が所望の
設定圧力より高い時には、真空度調節弁７は開弁状態に
あり蒸発容器１内圧力を下げ温水を吸引する。真空度調
節弁７は一種の一次圧力調節弁で、設定ばねと圧力応動
部のバランスで作動して弁を開閉する。従って蒸発容器
１内の圧力が設定圧力より低くなれば閉弁し、高くなれ
ば開弁して温水を吸引する。

設定圧力は流入する温水の温度に対する飽和圧力よりも
低い圧力に設定するものであり、従って蒸発容器１内圧
力が設定圧力に近付けば温水は蒸発を始め、設定圧力よ
り低くなれば弁は閉じる。発生した蒸気は熱交換器１０
で消費され復水となって蒸発容器１に復水流入管９を通
って自然落下する。熱交換器内が減圧になれば均圧管１
１を通して新しい蒸気を上から供給される。この様に発
生した蒸気は圧送手段なくして、均圧管１１、熱交換器
１０、復水流入管９を自然循環する。

蒸発しきれなかった温水、又は熱交換器１０からの復水
は顕熱のみである為、復水排出管の取り付け位置の水位
を保って、それ以上はスチームトラップから排出され
る。蒸発容器１の底部に復水を溜めているのは、一種の
アキュームレータの役割を果している。

従来なら真空系で発生した復水は、別途スチームトラッ
プを用いて真空ポンプで回収していたが、この様に本実
施例によれば、熱交換器で発生した復水を別途スチーム
トラップを用いずに処理することができ、しかも自然循
環という最も構造簡単で故障の少ない装置を得ることが
出来る。

前記の装置はバイパス管に真空度調節弁を用いたが、別
手段として入口管３に真空度減圧弁を用い、バイパス管
６に普通の弁を用いた装置も可能である。

この真空度減圧弁も前記の真空度調節弁と類似した機構
で、設定ばねと圧力応動部のバランスで作動して弁を開
閉するものである。従って真空ポンプが運転され蒸発容
器内の圧力が設定圧力より低くなれば開弁し、高くなれ
ば閉弁して蒸発容器内圧力を低下させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の真空蒸気発生装置を示す系統
図である。 １：蒸発容器、３：入口管 ４：スチームトラップ、５：復水排出管 ７：真空度調節弁、８：真空ポンプ １０：熱交換器、１１：均圧管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に発生蒸気取出口を設けた蒸発容器に
   入口温水流入管と出口復水排出管を接続し、出口復水排
   出管にスチームトラップを取り付けたものにおいて、蒸
   発容器の上部に熱交換器を配置し、該熱交換器を上記発
   生蒸気取出口と連通すると共に、熱交換器下部と蒸発容
   器を復水流入管を介して接続し、蒸発容器内を所定の真
   空度に制御する弁を入口温水流入管の途上に、または蒸
   発容器の上部気相空間とスチームトラップの二次側を連
   通したバイパス管の途上に配置して、該バイパス管とス
   チームトラップの二次側に真空ポンプを配置し、該真空
   ポンプで吸引することにより蒸発容器内に流入した常圧
   の温水を大気圧以下の所望の真空圧力に減じて再蒸発蒸
   気を発生させて、熱交換器に供給することを特徴とする
   真空蒸気発生装置。