JPH09243263A - 蒸気吸引装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気を使用し、使用後の蒸気を排出する蒸気
利用装置の排出蒸気を吸引するために、蒸気利用設備に
付設する程度の小型で、排出蒸気が無く、損傷のおそれ
が少なく、且つ、気体の排出のない蒸気吸引装置を提供
する。 【解決手段】 蒸気利用装置１の蒸気排出管１１の排出
口部１１ａを液封装置２の液面下に開口させて配置する
とともに、前記排出口部１１ａより上流側に前記蒸気排
出管１１に冷却機構７を設けてある。また、前記蒸気排
出管１１に設けた前記冷却機構７よりも上流側に、吸引
蒸気とは別の蒸気を前記冷却機構７に向けて供給する吸
引蒸気供給機構８の供給口部８ａを配置し、さらに、前
記吸引蒸気供給機構８の配設位置若しくはその近傍の前
記吸引蒸気供給機構８の配設位置の下流側の位置に前記
蒸気排出管１１の絞り部１１ｃを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気を使用し、使
用後の蒸気を排出する蒸気利用装置の排出蒸気を吸引す
る蒸気吸引装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水蒸気乾燥器等の蒸気利用装置に
おいては、蒸気排出ダクトから外部に排出するための、
排出蒸気を吸引する誘引ファン等を備えた蒸気吸引設備
を設けることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の蒸気吸引設
備においては、排出蒸気を気体のままで排出するので、
加圧蒸気が供給された場合、供給蒸気の容積よりも大き
な容積の蒸気を排出する必要が生じ、蒸気排出ダクトも
含めて蒸気吸引設備が大きなものになり、また、排出蒸
気の冷却にともなう結露等によって前記蒸気吸引設備に
損傷を来すことがあった。この損傷とは、誘引ファンの
ブレードの蒸気滴によるエロージョンであったり、結露
に伴う前記誘引ファンのケーシング、或いは蒸気排出ダ
クトの腐食であったりするもので、前記蒸気利用設備の
連続使用を阻害し、設備利用効率上好ましくなかった。
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、蒸気
利用設備に付設する程度の小型で、排出蒸気が無く、損
傷のおそれが少なく、且つ、気体の排出のない蒸気吸引
装置を提供するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔特徴構成〕上記の目的のための本発明の蒸気吸引装置
の特徴構成は、蒸気利用装置の蒸気排出管の排出口部を
液封装置の液面下に開口させて配置するとともに、前記
排出口部より上流側に前記蒸気排出管に冷却機構を設け
てある（請求項１に対応）点にある。 〔特徴構成の作用効果〕上記特徴構成によれば、蒸気排
出管の排出口部が液封装置の液面下に開口させて配置さ
れているので、前記蒸気排出管からの排出蒸気は凝縮し
て前記液封装置の液中に入り、気体の蒸気が外部に排出
されることはなく、同時に、排出蒸気は急速に減容し、
その減容によって減圧され、上流側の排出蒸気を吸引
し、且つ、上流側を減圧する。さらに、前記蒸気排出管
に冷却機構を設けてあるので、前記排出蒸気はこの冷却
機構の作用によって凝縮し、液化した蒸気が前記液封装
置に向けて流下するので、上記吸引及び減圧は加速され
る。その上、前記排出口部が液中に開口しているので、
排出蒸気の凝縮した液体は前記液封装置の液中に混入す
るので、吸引蒸気量に比して極少量の排出液を排出処理
すればよいことになる。さらに、蒸気排出管は、排出蒸
気が冷却されて液化する状態下で使用されるので、従来
のような蒸気温度に曝されること無く、充分に腐食から
保護される。また、従来のファンのような可動部分を有
しないので、液滴によるエロージョンの発生のおそれは
全く無い。その結果、小型で、排出蒸気が無く、損傷の
おそれが少なく、且つ、気体の排出のない蒸気吸引装置
となる。 〔第１付加的構成及び作用効果〕尚、前記特徴構成の蒸
気排出管に設けた前記冷却機構よりも上流側に、吸引蒸
気とは別の蒸気を前記冷却機構に向けて供給する吸引蒸
気供給機構の供給口部を配置して（請求項２に対応）あ
ればよく、吸引蒸気供給機構の供給口部から冷却機構に
向けて吸引用の蒸気が供給されれば、前記吸引用の蒸気
は前記冷却機構によって排出蒸気と共に冷却され、同時
に凝縮するので、排出蒸気のみの凝縮に比して蒸気凝縮
減量が大きくなり、より大きな吸引作用を発揮する。そ
の結果、前記吸引用の蒸気の供給量を加減すれば、蒸気
利用装置の蒸気使用量の変化に左右されること無く、例
えば、一定の吸引作用を奏せしめた蒸気吸引装置を構成
することが可能となる。 〔第２付加的構成及び作用効果〕また、前記第１付加的
構成の吸引蒸気供給機構の配設位置若しくはその近傍の
位置に前記蒸気排出管の絞り部を設けて（請求項３に対
応）であればなおよく、このようにすれば、吸引蒸気供
給機構から供給される蒸気によって凝縮前の吸引用蒸気
が供給されることによる増量に伴って、前記蒸気排出管
内での圧力上昇が上流側へ伝播するという悪影響をを前
記絞り部が阻止するので、上流側への前記吸引用蒸気供
給の悪影響を抑制できる。その結果、蒸気排気能力の一
層優れた蒸気吸引装置を構成することが可能になる。 〔第３付加的構成及び作用効果〕そして、前記第２付加
的構成における絞り部を前記吸引蒸気供給機構の配設位
置の下流側の位置に設けて（請求項４に対応）あればさ
らによく、このようにすれば、前記吸引蒸気供給機構か
ら下流側に向けて吸引用蒸気を噴出させることによっ
て、この噴出する蒸気が前記絞り部を通過することによ
ってエジェクタ効果を発揮し、上流側からの吸引を促進
する。その結果、蒸気排気能力のより一層優れた蒸気吸
引装置を構成することが可能になる。 〔第４付加的構成及び作用効果〕さらに、前記特徴構成
又は前記第１〜第３付加的構成の何れかに記載の蒸気吸
引装置の蒸気排出管に、前記蒸気利用装置からの排出蒸
気の吸引を制御する吸引制御機構を設けて（請求項５に
対応）あれば一層よく、このようにすれば、前記蒸気利
用装置の操業条件を吸引によって補助制御することが可
能になる。この吸引制御は凝縮による吸引の制御であっ
てもよく、流体力学的効果である前記第３付加的構成の
エジェクタ効果の制御であってもよい。具体的には、前
者の制御は凝縮温度を調節することによって蒸気分圧を
制御できるので、これによって吸引制御することが出
来、例えば、前記蒸気利用装置が蒸気加熱乾燥装置であ
る場合には、その蒸発乾燥させる被処理物に適合する乾
燥条件を維持することが可能になる。また、後者の制御
は前記吸引蒸気の供給速度を制御して排出される蒸気に
対する吸引力を制御することが可能で、前記蒸気利用装
置内の温度に拘わらず、前記蒸気利用装置内の圧力を制
御することが可能になる。その結果、本発明の蒸気吸引
装置を適用する蒸気利用装置の制御にも寄与できるよう
になる。

【０００５】〔第５付加的構成及び作用効果〕尚、前記
特徴構成又は前記第１〜第４付加的構成の何れかの吸引
対象である蒸気利用装置が、流動性の被処理物の流路を
多孔質隔壁の内部に構成し、前記多孔質隔壁の外側から
内側に前記被処理物を乾燥処理する蒸気を供給する蒸気
供給機構を設け、前記流路の下流側に前記蒸気排出管を
配置してある蒸気加熱乾燥装置（請求項６に対応）であ
れば、前記多孔質隔壁の通気度が低い場合には、加熱乾
燥用蒸気を多量に供給しようとすると、そのままでは乾
燥用蒸気源の圧力を高める必要があるが、上記の各構成
の蒸気吸引装置は減圧吸引を行うので、前記加熱乾燥用
蒸気の供給圧力が高くなくても蒸気供給が可能になり、
また、排出蒸気が無くなることから、排気設備が不要と
なり、前記蒸気加熱乾燥装置の付属設備を小さくするこ
とが可能になる。その結果、この蒸気吸引装置を適用す
ることにより蒸気加熱乾燥装置の構成を簡素化できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記本発明の実施の形態につい
て、以下に、図面を参照しながら説明する。図１は水蒸
気乾燥装置１に本発明の蒸気吸引装置１０を適用した一
例を示す断面図である。水蒸気乾燥装置１の内部には熱
間静水圧加圧焼結によって孔径及びその分布を制御し
て、平均通気孔径約７０μｍ、通気孔率約３０％に形成
された円筒状の多孔質金属焼結体製の多孔質隔壁５を備
える水蒸気供給機構３を設けてあり、複数の前記多孔質
隔壁５が、その軸芯方向を上下方向に向けて配置されて
いる。前記水蒸気供給機構３は、その多孔質隔壁５の周
囲からその内部空間に向けて過熱蒸気が加圧供給される
ように、前記多孔質隔壁５を備える加圧容器３ｂとして
構成されている。尚、前記多孔質隔壁５は、円筒状に形
成されているので、その外側から加圧過熱蒸気が供給さ
れて、隔壁５の内外に圧力差が生じ、大きな外圧が加わ
っても、特に強化することを必要とせず、充分に圧力差
に耐えることが出来る。さらに、前記多孔質隔壁５と前
記加圧容器３ｂとの取付部を蒸気を供する空間に面して
設けてあるので、前記加圧容器３ｂと前記多孔質隔壁５
との間から蒸気が洩れ出ることは全く支障無く、前記加
圧容器３ｂと前記多孔質隔壁５との間を完全に気密にし
て取り付ける必要はない。前記多孔質隔壁５の下端部は
開放されており、その上端部には前記乾燥装置１の蓋部
を通して被処理物流体を供給する被処理物供給管４のノ
ズルを形成する供給口４ａを、前記多孔質隔壁５内部空
間に形成される流路に沿って被処理物流体を噴霧可能に
臨ませてある。また、前記乾燥装置１には、前記流路の
下流側に開口が形成され、その開口に接続して蒸気を排
出するための蒸気吸引装置１０が接続してある。さら
に、前記乾燥装置１には前記流路の下手側に、下窄まり
に形成された乾燥固形物の受入部１ａを設けてあり、前
記受入部１ａの下端には、前記乾燥固形物の排出部１ｂ
が形成され、ロータリバルブＲＶを介して排出用の配管
が接続さている。また、前記受入部１ａの下端部には、
上方に向けて乾燥蒸気を供給する乾燥蒸気供給機構９を
設けてある。前記受入部１ａの下端部に設けた乾燥蒸気
供給機構９は、前記受入部１ａに貯留する乾燥固形物中
に乾燥蒸気を供給して、周囲の蒸気が前記乾燥固形物に
結露して、前記乾燥固形物を再び湿らせるのを防止する
ようにしてある。この乾燥蒸気供給機構９にも前記過熱
蒸気供給管２０から分岐した配管２４から調節弁２４ａ
を介して過熱蒸気が供給される。前記水蒸気供給機構３
には、乾燥用蒸気供給管２１が接続されており、過熱蒸
気供給管２０から過熱水蒸気が加圧供給される。また、
前記過熱蒸気供給管２０から受入部保温蒸気管２３が分
岐されており、前記受入部１ａを保温する保温管に接続
されている。前記受入部保温蒸気管２３には保温蒸気の
供給量を調節する制御弁２３ａが設けてある。さらに、
前記過熱蒸気供給管２０から吸引部蒸気配管２２が分岐
されており、この吸引部蒸気配管２２にも吸引蒸気の供
給量を調節する制御弁２２ａが設けられている。前記蒸
気吸引装置１０には、蒸気排出管１１と、その蒸気排出
管１１の冷却部１１ｂを冷却する冷却機構７と、前記蒸
気排出管１１の排出口部１１ａが液面下に配置される液
封装置である水封槽２とを備えている。また、前記蒸気
排出管１１には、前記冷却部１１ｂの上流側に絞り部１
１ｃが設けてあり、その上流側に臨ませて、その絞り部
１１ｃに向けて蒸気を噴出するように設けられた吸引蒸
気供給機構８を設けてある。この吸引蒸気供給機構８の
ノズルと前記絞り部１１ｃとでエジェクタを構成してい
る。さらに、前記蒸気吸引装置１０には、前記蒸気排出
管１１の入口側からの蒸気吸引を制御する吸引制御機構
６が設けられている。尚、前記吸引蒸気供給機構８に
は、前記保温管の排出端部と前記吸引部蒸気配管２２の
終端部が合流して接続してある。前記冷却機構７は、冷
却水管１２と、この冷却水管１２への冷却水を調節する
調節弁１２ａと、前記冷却部１１ｂの下流側の温度を測
定し、その測定した温度に基づいて前記調節弁１２ａを
制御する調節温度計Ｔと、前記調節温度計Ｔと、前記制
御弁２２ａと、前記制御弁２３ａとを制御する制御装置
とで構成してある。この制御装置によって、前記受入部
１ａの温度、及びその温度を維持するための前記受入部
保温蒸気管２３への供給蒸気流量と、前記吸引部蒸気配
管２２への供給蒸気量とを制御して、前記エジェクタの
吸引力の制御をすると同時に、前記調節温度計Ｔの設定
温度を制御して前記冷却部の蒸気の凝集量と、前記絞り
部１１ｃの上流側の圧力を制御するようにしてある。

【０００７】以上のように構成してあるので、図２に示
したように、多孔質隔壁５を通して供給される過熱蒸気
Ｓは、微細孔を通じて供給されるので、供給流速は低
く、前記多孔質隔壁５の表面に沿って流下するととも
に、前記多孔質隔壁５内の空間に充満し、この空間内に
供給される被処理物の流滴Ｄは、噴霧されたものである
ので小径であり、全表面が前記充満する過熱蒸気と接触
する結果、前記流滴Ｄ中の蒸発成分が急速に蒸発し、固
体Ｐが分離される。そして、蒸発した蒸発成分は前記過
熱蒸気とともに前記蒸気吸引装置１０により吸引されて
乾燥装置１から排出される。その排出される蒸気は、後
述のように減圧下で吸引されるので、質量流量は小さ
く、乾燥した固体Ｐは前記吸引される蒸気の流れに乗る
ことなく下方の前記受入部１ａに落下する。落下した前
記固体Ｐは前記ロータリバルブＲＶを経て前記排出用の
配管から連続的に排出される。尚、前記落下した固体Ｐ
がなお湿分を有する場合にも、前記受入部１ａが前記保
温管によって保温されているので、前記固体Ｐは前記受
入部１ａ内でさらに乾燥し、ここでの蒸発蒸気も前記蒸
気吸引装置１０により吸引されて乾燥装置１から排出さ
れる。前記蒸気吸引装置１０における蒸気の吸引につい
てさらに詳しく説明すると、前記排出口部１１ａが前記
水封装置２の液面下に配置されているので、排出蒸気は
凝縮して前記水封装置２の水中に入り、排出蒸気は急速
に減容し、その減容によって減圧され、上流側の排出蒸
気を吸引し、且つ、上流側を減圧することになる。さら
に、前記蒸気排出管１１に冷却部１１ｂを設けてあるの
で、前記排出蒸気はこの冷却部１１ｂで凝縮し、液化し
た蒸気が前記水封装置２に向けて流下するので、上記吸
引及び減圧は加速される。さらに、前記絞り部１１ｃの
上流側に配置された吸引用蒸気の供給口部８ａから前記
絞り部１１ｃに向けて噴射供給される前記吸引用蒸気が
エジェクタ作用を発揮するので、前記絞り部１１ｃの上
流側の排出蒸気を一層吸引する。この吸引及び減圧の制
御は前記吸引制御機構６によって行われる。前記冷却機
構７においては、前記蒸気排出管１１の冷却部１１ｂ
に、これを冷却する冷却管が巻き付けられており、前記
冷却管中を流れる冷却水の水温及び流量によって、前記
冷却部１１ｂを冷却する吸熱量を制御できる。この制御
のために、前記冷却部１１ｂの下流側に温度検出端を配
置した前記調節温度計Ｔを設けてある。さらに、前記吸
引蒸気供給機構８のノズルと前記絞り部１１ｃとでエジ
ェクタを構成してあるので、前記排出蒸気の吸引を加速
することが出来る。尚、前記吸引部蒸気配管２２からの
蒸気は、前記エジェクタにおける前記受入部保温蒸気管
２３からの蒸気量が不充分で吸引力が不足する場合の補
助蒸気である。尚、前記蒸気吸引装置１０には水封装置
２を設けてあり、排出蒸気が全て前記水封装置２に捕捉
されるので、この固形物乾燥分離装置においては排気が
無く、凝縮後の体積減少した水のみが排出されるので、
排気ダクト等を設ける必要がなく、小型簡便な装置とす
ることが出来る。

【０００８】上記水蒸気乾燥装置によって汚泥を乾燥す
る場合を説明すると、被処理物供給管４からは汚泥のス
ラリが供給口４ａから加圧供給され、汚泥スラリが多孔
質隔壁５の内部空間に流滴として噴出し、前記水蒸気供
給機構３に供給される約３００℃、約３ＭＰａの高温高
圧の過熱蒸気が前記多孔質隔壁５の通気孔を透過して流
入する加熱用乾燥蒸気と接触し、水分が蒸発し、汚泥の
粒子が前記内部空間内を落下しつつ、その落下の過程で
更に下方から流入する加熱用乾燥蒸気と接触して乾燥
し、下方の受入部１ａに落下する。前記受入部１ａ内に
一旦堆積する略乾燥した汚泥は、前記受入部１ａを保温
する受入部保温用蒸気によってさらに加熱され、確実に
乾燥する。乾燥した汚泥はロータリバルブＲＶの回転に
伴って下方の排出部１ｂへと排出される。一方、供給さ
れた過熱蒸気及び蒸発水分の蒸気は、前記蒸気吸引装置
１０によって蒸発乾燥装置１から蒸気排出管１１を経て
吸引排出される。つまり、前記蒸気排出管１１の絞り部
１１ｃの構成するエジェクタによって吸引されると同時
に、前記蒸気排出管１１の冷却部１ｂで凝縮し、下方の
排出口部１ａに向けて流下し、水封装置２の水中に合流
する。上記の吸引、凝縮に伴って、蒸気排出管１１の内
部は減圧され、その吸引効果によって乾燥装置１内も減
圧される。この乾燥装置１内の減圧は汚泥の乾燥を一層
促進する。このようにして前記内部空間内の圧力を約２
０ｋＰａに維持して前記供給口４ａから供給される汚泥
の急速乾燥を実現している。

【０００９】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上述の実施の形態においては、蒸気利用装置とし
て蒸気加熱乾燥装置を蒸気吸引対象とした例を示した
が、蒸気利用装置は減圧蒸留装置であってもよく、この
場合には、冷却機構７の後流側に溜分分離装置を設けて
あればよい。また、前記蒸気利用装置は抽気式の蒸気タ
ービンであってもよい。 〈２〉上記実施の形態では、水蒸気加熱乾燥装置の被処
理物を汚泥スラリとして、水分を蒸発させて乾燥分離す
る例を示したが、吸引する蒸気は水蒸気に限らず、他の
液体の蒸気であってもよく、有機液体中の乾燥固化可能
な成分の蒸発に用いる加熱乾燥装置の排出蒸気を吸引す
るものであってもよく、この場合、凝縮液体が水に可溶
なものであれば、上記実施の形態同様に液封装置を水封
槽としてあってもよいが、より凝縮吸引を容易にする有
機液体を用いた液封装置を用いてもよい。要するに本発
明の蒸気吸引装置は蒸気の凝縮減容を利用するもので、
凝縮温度にまで冷却可能な液体の蒸気であれば、どのよ
うな蒸気でも吸引できる。 〈３〉上記の実施の形態では、蒸気排出管の冷却部を水
冷する例を示したが、蒸気の凝縮温度が高い場合には、
空冷でもよく、また、常温蒸気圧の高い蒸気を吸引する
場合には、低温の冷媒で冷却してもよい。その他、冷却
機構として冷凍装置を設けてもよい。

【００１０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸気吸引装置を備える水蒸気乾燥装置
の一例を示す説明図

【図２】上記の例の蒸気供給機構の要部説明図

【符号の説明】

１ 蒸気利用装置 ２ 液封装置 ３ 蒸気供給機構 ５ 多孔質隔壁 ６ 吸引制御機構 ７ 冷却機構 ８ 吸引蒸気供給機構 １１ 蒸気排出管 １１ａ 蒸気排出管の排出口部 １１ｃ 蒸気排出管の絞り部

フロントページの続き (72)発明者 船越 淳 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気利用装置（１）からの排出蒸気を吸
   引する蒸気吸引装置であって、 前記蒸気利用装置（１）の蒸気排出管（１１）の排出口
   部（１１ａ）を液封装置（２）の液面下に開口させて配
   置するとともに、前記排出口部（１１ａ）より上流側に
   前記蒸気排出管（１１）に冷却機構（７）を設けてある
   蒸気吸引装置。
2. 【請求項２】 前記蒸気排出管（１１）に設けた前記冷
   却機構（７）よりも上流側に、吸引蒸気とは別の蒸気を
   前記冷却機構（７）に向けて供給する吸引蒸気供給機構
   （８）の供給口部（８ａ）を配置してある請求項１記載
   の蒸気吸引装置。
3. 【請求項３】 前記吸引蒸気供給機構（８）の配設位置
   若しくはその近傍の位置に前記蒸気排出管（１１）の絞
   り部（１１ｃ）を設けてある請求項２記載の蒸気吸引装
   置。
4. 【請求項４】 前記絞り部（１１ｃ）を前記吸引蒸気供
   給機構（８）の配設位置の下流側の位置に設けてある請
   求項３記載の蒸気吸引装置。
5. 【請求項５】 前記蒸気排出管（１１）に、前記蒸気利
   用装置（１）からの排出蒸気の吸引を制御する吸引制御
   機構（６）を設けてある請求項１〜４の何れかに記載の
   蒸気吸引装置。
6. 【請求項６】 前記蒸気利用装置（１）が、流動性の被
   処理物の流路を多孔質金属隔壁（５）の内部に構成し、
   前記多孔質金属隔壁（５）の外側から内側に前記被処理
   物を乾燥処理する蒸気を供給する蒸気供給機構（３）を
   設け、前記流路の下流側に前記蒸気排出管（１１）を配
   置してある蒸気加熱乾燥装置である請求項１〜５の何れ
   かに記載の蒸気吸引装置。