JPS62123255A

JPS62123255A - 工業用ガス加熱式液体ヒ−タ

Info

Publication number: JPS62123255A
Application number: JP61127116A
Authority: JP
Inventors: ジヤン−ピエール　ジルフオー; アンドレ　ヘーズ; ジヤン−ポール　パヴイリヤール; ジヤン−クロード　テヴネ
Original assignee: Barriquand SA
Current assignee: Barriquand SA
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-06-04
Also published as: FR2582786B1; FR2582786A1; US4714052A; EP0205374A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は工業用ガス加熱式の液体ヒータに関する。

本発明は更に特に、エンジニエリング分野において知ら
れているプロセス液乃至処理液、即ち材料を生産又は変
えるためのプロセスにおいて用いられる特定のプロダク
トを含んだ液体を加熱するのに使用されるようになって
いる装置の如きものに関する。

従来技術の説明プロセス液、例えば蒸気回路を使用するオートクレーブ
における染色浴を加熱するための設備は既に知られてい
る。斯かる設備において、染色操作の熱効率は比較的低
く一般には燃料のＬＨＶ（真発熱量）につき６０％でお
り、そのためこれら設備は経済的観点からして満足すべ
きものではなかった。

またドイツ特許公告公報第２３５４９０６号に開示され
ているように、フロントエンドフェースにバーナ及び熱
交換器を有するチューブ状の炉を備え、該熱交換器の中
に加熱すべき液体及び燃焼フユーム（’ｒｕｍｅｓ＞を
流すようになっており、該加熱すべき液体が前記バーナ
を受けるフロントエンドフェースの部分を除いて前記チ
ューブ状の炉の実質上全体を包む液体シートを形成する
ようになっているボイラーも知られている。

しかしそのようなボイラーは、プロセス液を加熱するよ
うに意図されたものではなく、バーナがガスバーナで必
る場合の説明がなく、高い効率を目指すものではない。

実際、燃料オイルバーナを備えた加熱システムについて
は、燃焼ガスは、燃料中の不純物に基づく装置の金属片
を侵すような硫酸の形成を避けるためにフユームの露点
に達しないようにするため、十分には冷却されない。こ
れに対しガスバーナを備えたシステムでは、ヒユームか
らの熱の回収が可能な限り行なわれる。

更に前記文献は、プロセス液の回路をクリーニングする
ためのボイラーの簡単な分解手段を教えていない。

公知の装置の前記の欠点を除去するために本発明者は、
液体ヒータそれ自身のみならず特定のプロセスへの該ヒ
ータの適用についても高効率が得られるプロセス液加熱
装置を提供するものである。

該液体ヒータそれ自身が適用される前記特定のプロセス
は、例えば食品工業あるいはテキスタイル工業分野であ
り、該液体ヒータ必るいはこれを適用した装置は、液体
が食品産業乃至テキスタイル産業分野において用いられ
るプロセス液である場合に特に重要となる洗浄の容易さ
という点でできる限り単純に構成されている。

本発明の目的は、プロセス液が中間の熱運搬流体なしに
加熱され、タンク又はオートクレーブに収容された前記
液の温度が１３０℃又はそれ以上に上昇せしめられ、該
温度上昇の割合が実際の要求に応じて調節可能でおる装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は、コンパクトにして、それでいて前
記液体ヒータを含む工業設備中の他の装置、例えば染色
又は漂白設備のオートクレーブと組合せることができる
十分な能力を供給することができる装置を提供すること
にある。

本発明の更に他の目的は、自己収容型装置のようなその
構造によって、装備されるように意図されたその中間近
傍に設けられることができる装置に特に適用され得る装
置を提供することにおる。

本発明の更に他の目的は、それが一部を形成している設
備が、従来公知の設備によって達成されていたことと同
じことを、使用されるプロセス液の特徴を維持するにつ
いて特別のアレンジメントを作る必要なくして達成し得
る装置を提供することにある。

及脹二旦１本発明による工業用ガス加熱方式の液体ヒータは、チュ
ーブ状の炉を備えており、該炉のフロントエンドフェー
スにはガスバーナ及び熱交換器が設けられていて、該熱
交換器には加熱すべき液体及び燃焼フユームが同時に流
れるようになっており、また該熱交換器は、前記チュー
ブ状の炉と共にモノブロック状の結合アッセンブリを形
成しており、該アッセンブリでは、加熱されるべき液体
が前記ガスバーナを受けているフロントエンドフェース
を除いて前記チューブ状の炉の実質上全体を包む液体シ
ートを形成しており、次の特徴を備えている。即ち前記
熱交換器において前記液体が、前記チューブ状の炉の長
手方向と実質上平行な方向に延び且つ該熱交換器内にお
いて前記チューブ状の炉からくる燃焼フユームが流れる
チャンバーに隣り合う複数の第２の液体シートを形成す
るように流れるようになっている。特に好ましい実施態
様では前記熱交換器は、引用によってこの明細書に含ま
れるフランス特許第２４３９９６７号に記載されたタイ
プの熱交換器でおる。

本発明の他の特徴によれば、加熱されるべき液体は外部
のポンプによって装置内を圧力下に流れるようになって
いる。装置の洗浄を容易にするため、前記チューブ状の
炉及び熱交換器は着脱乃至可能な手段によって組立てら
れたフランジにより前記ガスバーナを備えているフロン
トフェースに一緒に結合される。

１つの好ましい実施例では、前記チューブ状の炉のチュ
ーブ部分及び前記熱交換器の熱交換部分は、それらの一
端が前記フランジの１つに溶接され、前記バーナを支持
した側と反対側の他端で結合される。また前記熱交換器
の長さの大部分に亘って延びるセパレーションプレート
が前記チューブ状の炉と前記熱交換器との間に配置され
る。

好ましい実施態様では、１つの且つ同じ外側覆いが熱交
換器の熱交換部分及びチューブ状の炉の周囲の大部分を
囲繞する。

斯かる実施態様では、また前記チューブ状の炉、前記外
側覆い及び熱交換器を前記液体が流れるためのチャンネ
ルは、液体の流れを悪くするゾーンを生じさせるような
鋭いエツジ部分、澱みを発生させるようなボイトン、障
害又は特異な圧力損失ポイントがないように形成される
。

前記チューブ状の炉の実質上全体を包む前記液体シート
を形成する壁及び前記熱交換器における液体シートを形
成する壁は、加熱されるべき液体の物理的化学的性質に
対し適切な材料、例えばステンレススチール又はその類
のものから作られていることが好ましい。

本発明はまた、液体加熱設備、特にテキスタイル工業又
は食品工業用の液体加熱装置にして、前述の液体ヒータ
、該液体ヒータに前記液体を流すための手段、前記ガス
バーナを制御調整する手段及び前記液体ヒータにおける
前記液体の流量を制御する手段を含むものに関する。

斯かる設備の１つの実施態様によると、前記液体は前記
チューブ状の炉の実質上全体を包む液体シートに連通す
るパイプを介して前記液体ヒータに入り、前記熱交換器
に連通するパイプを介して出ていくようになっている。

また他の実施態様では、前記液体が前記熱交換器に連通
するパイプを介して液体ヒータに入り、前記液体シート
と連通するパイプを介して該液体ヒータから出ていくよ
うになっている。

Ｘ−簾一舅第１図は本発明による工業用ガス式液体ヒータの概略を
示している。

該ヒータは、チューブ状の炉（１０）及び前記チューブ
状の炉と共に一体のアッセンブリを形成する熱交換器（
１１）を備えている。

第２図乃至第５図から判るように、チューブ状の炉（１
Ｑ）は、チューブ（１２）を備えており、該チューブ（
１２）はステンレス製であることが好ましく、該チュー
ブ（１２）の一端は前壁（１８）によって閉じられてお
り、チューブ内には他端に固定されたバーナ（２５）に
よって火災（Ｆ）が供給されるようになっており、該壁
（１８）及びチューブ（１２）は円筒形の燃焼室（Ｃ）
を形成している。

チューブ（１２）は、その周囲の大部分が外覆い（１３
）によって囲まれており、該外覆い（１３）はチューブ
（１２）との間に長手方向に沿って環状空間（１４）を
形成しており、該空間は前壁（１８）を越えて延びてお
り、該前壁（１８）とこの前壁に平行な外覆い（１３）
のフェース（１７）との間にはスペース（１４ａ＞が形
成されており、これらスペース（１４）及び（１４ａ）
は熱せられるべき装置のプロセス液を流す第１のシート
状部を形成している。

前記バーナを有するフロントフェースの近傍では連結用
フランジ（１６）を備えたパイプ（１５）が外覆い（１
３）に溶接されていて、該パイプを通って装置に入り又
は装置から出る前記プロセス液が停滞乃至澱むような領
域を発生させるような液体流れに対する障害は何らない
ようになっている。また局所的な液体のオーバヒートが
発生してその特徴が損じられるようなことがないように
液体シートの全長さ及び厚みに亘っても停滞乃至澱みが
生じないようになっている。

このために、本発明によると、前記チューブ状の炉、外
覆い及び前記液体が熱交換器（１１）を流れるようにし
たチャンネルは、前記液体がうまく流れず、従って該液
体が過度に加熱されその特徴が害されるというような領
域を生じさせる可能性のあるシャープなエツジ部分、澱
みを発生させるような部分、障害物あるいは圧力損失を
発生させるような部分が何もないように形成されている
。

更に、前記チューブ状の炉の回りに液体シートを形成す
る壁及び前記熱交換器におけるフローチャンネルは研磨
されていることが望ましく、液体の通路は、オーバヒー
トを生じさせてプロセス液に含まれた感熱性プロダクト
に害を与えうる流量割合の低下を発生させないように配
設される。

また本発明によると、前記チューブ状の炉（１０）及び
熱交換器（・１１）は、それらの間にメタルプレート（
１９）を配置した状態でワンピース状の一体アツセンブ
リに組立てられており、該メタルプレート（１９）は該
熱交換器の長さの大部分に亘って延びており（第２図か
ら第５図参照）、チューブ（１２）と共に装置において
液体が流れる環状スペース（１４）の上側の部分を形成
している。

図示の実施例では壁（１８）の近傍と前記ガスバーナを
設けた装置の前端とにおいて組立てが行なわれており、
該ガスバーナは並べて連結されたフランジ（２０）及び
（２１）において取付けられており、各フランジは円形
状に形成された部分を備えていて、該部分はチューブ状
の炉の直径よりも僅かに大きな径を有し、また熱交換器
より僅かに大きく半径方向に延びる部分を備えている。

チューブ（１２）及び熱交換器（１１）の熱交換部分が
取付けられたフランジ（２１）は、また、バーナ（２５
）を支持している。該フランジは、外覆い（１３）に溶
接されたフランジ（２０）に取除き可能乃至着脱可能な
固定手段（２２＞、例えばナツト及びボルトによって連
結されており、それによって７ランジ（２１）は７ラン
ジ（２０）から容易に外されて外側覆い（１３）及び熱
交換器（１１）の内側に接近できるようになっている。

装置が圧力下に運転されることに鑑み十分な機械的強度
を与えるためにチューブ状の炉（１０）及び熱交換器（
１１）によって形成された単一のモノブロック状アッセ
ンブリは、（４４）及び（４５）で示されるような長手
方向の補強部によっであるいはバーナ（２５）を有する
部分と反対側の装置のフロントフェースに揃えられた（
４６）で示されるようなエンドプレートによって更に堅
固にされる。

図示の実施例によって熱交換器（１１）は、それに限定
されるわけではないが、フランス特許第２４３９９６７
号、特にその第６図に開示された熱交換器であることが
望ましい。

斯かる熱交換器は、液体の通路である円形ではなくて長
く延びた断面形状のチャンネル（４１）及び該チャンネ
ルに隣り合せで前記チューブ状の炉からくる燃焼フユー
ムの通路に対し設けられた非円形断面の一群のチャンバ
ー（４０）を備えていることが特徴である。

前記ヒユームは、その通路が矢印（ｆｌ）（ｆ２＞（ｆ
３）で示されるようになっていて、熱交換器（１１）を
通過したあと排出ダクト（３０）から排出される。該ダ
クト（３０）は、凝縮物（５０）を排出するための手段
を備えており（第１図参照）、その自由端は大気に連通
した煙突に連結されるためのフランジ（３１）を備えて
いる。　熱交換器（１１）における該ヒユームの流れは
、図面には示されていないポンプによって送られる加熱
されるべき液体の流れに対し同方向又は反対方向である
。

チューブ（１２）の大部分を覆う外覆い（１３）は、ま
た、熱交換器チューブスタック（１１）を包んでいる。

外覆い上、且つパイプ（１５）と実質的に反対の側に７
ランジ（４３）を備えたパイプ（４２）が溶接されてい
て、該パイプにより液体が熱交換器に入り又は出る。

液体の導入がパイプ（１５）から行なわれる場合には、
該液体はチューブ状の炉（１２）の壁と外覆い（１３）
との間を第１の液体シートの態様で移動する。更に詳述
すると該液体はチューブ状の炉のフロントウオール（１
８）とそれに平行な外側覆いのフロントウオールとの間
を矢印（ｅｌ）及び（ｅ２）のように流れ、次いで熱交
換器（１１）に入り、その後パイプ（４２）を通ってそ
こから出る。パイプ（４２）は液体ヒータを備えた設備
の残りの部分に接続されるためのフランジ（４３）を備
えている。

加熱される液体がパイプ（４２）から導入される場合に
は、該液体はまず熱交換器を通り、次いで記述の流れと
は反対方向に移動し、パイプ（１５）から装置を出る。

本発明による装置は、特に、オートクレーブを殺菌する
ための液体のような食品工業又は薬品工業において使用
されるプロセスリキッド、あるいは漂白バス又は染色用
バスというようにテキスタイル産業において用いられる
プロセスリキッドを加熱するのに特に最適である。

斯かる用途においては本発明による液体ヒータは、第６
図に示すように冷却回路（６１）及び本発明による装置
に設けられた加熱回路（６２）を組合せたオートクレー
ブ（６０）に収容された染色浴を加熱するのに特に有利
に使用される。

この場合本発明による装置には空気−ガス供給プレート
（６４）に連結されたガスライン（６３）から燃料が供
給されるようになっており、該供給プレート（６４）に
は燃焼空気用ファン（６５）が接続されており、また該
プレートは、ガス及び空気供給ライン（６７）及び（６
８）を介してプレート（６４）に連結されたバーナ（２
５）をコントロールするように、プログラマ−（６６）
から制御されるようになっている。

オートクレーブ（６０）からの染色浴はポンプ（７２）
によって本発明による液体ヒータへ送られる。該液体ヒ
ータの出口は回路（７３）を介して該染色浴を再びオー
トクレーブ（６０）へ導く。

記述の如き装置溝道によると、染色浴はたとえそれが染
色されるべき材料の小繊維と共に排出される場合であっ
ても容易に加熱される。

更にその一体的構造ゆえに、現在の染色プラントにおい
て要求される低いあるいは大層低い浴比のショートバス
の使用に特にうま（適合する。

既述の如き設備においては、装置の瞬時的熱効率に関す
る限り非常によい結果が得られており、それは染色液の
温度によって８９〜９５％ＬＨＶの範囲である。

染色サイクル、即ちほどよく決められた割合での温度上
昇を含み、中間レベルのストレッチ及び冷却相によって
分離された全プロセスに対する主たる熱効率は、１３０
’Ｃの最高バス温度に対し９３乃至９４％ＬＨＶで必っ
た。

このような良好な結果は、出ていく燃焼フユームの温度
が出ていく液体の温度よりも数度だけ高いということに
基づくものであり、この結果は１対３という広い割合で
変化する処理流体の流量について得られる。

既述の如き設備ではあるが、蒸気回路によってオートク
レーブの染色浴を加熱するようになっている設備におい
て得られる結果と比較すると、通常の蒸気加熱設備に対
し本発明による装置を用いると少なくとも３５％の節約
が達成された。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体の
斜面図、第２図は全体の断面図、第３図は第２図の阻−
■線に沿う断面図、第４図は第２図のＩＶ　−ＩＶ線に
沿う断面図、第５図は第２図の■−Ｖ線に沿う断面図、
第６図は本発明による装置を含む染色設備の一例の概略
線図である。（１０）・・・チューブ状の炉、（１１）・・・熱交換器、（１２）・・・チューブ、（１３）・・・外側覆い、（１４）、（１４ａ）・・・スペース、（１５）・・・
パイプ、（１６）・・・７ランジ、（１７）・・・外覆い（１３）のフェース、（１８）・
・・フロントウオール、（１９）・・・メタルプレート、（２０＞、（２１）・・・フランジ、（２５）・・・バーナ、（４４）、（４５）・・・長手方向補強部、（４１）・
・・チャンネル、（４０）・・・チャンバー、（３０）・・・排出ダクト、（３１）・・・７ランジ、（６０）・・・オートクレーブ、（６１）・・・冷却回路、（６２）・・・加熱回路、（６３）・・・ガスライン、（６４）・・・空気−ガス供給プレート、（６５）・・
・空気供給用ファン、（６６）・・・プログラマ−１（６７）、（６８）・・・ガス及び空気供給ライン。（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チユーブ状の炉、前記チユーブ状の炉のフロント
エンドフエースにおけるガスバーナ、並びに加熱される
べき液体及び前記炉から発せられる燃焼フユームを同時
に流す熱交換器を備えており、前記熱交換器は、前記チ
ユーブ状の炉と共に１つのピースのような一体的なアツ
センブリを形成しており、該アツセンブリにおいては加
熱されるべき液体が、前記ガスバーナを受けている前記
フロントエンドフエースの部分を除いて前記チユーブ状
の炉の実質上全体を覆う第１の液体シートを形成するよ
うになつており、更に前記熱交換器は、前記チユーブ状
の炉の長手方向と実質上平行な方向に延び且つ該熱交換
器内において前記チユーブ状の炉から発せられる燃焼フ
ユームを流すチヤンバーに隣り合う複数の第２の液体シ
ート状に液体を通過させる手段を備えていることを特徴
とする工業用ガス加熱式液体ヒータ。
（２）前記チユーブ状の炉及び熱交換器が、着脱自在の
手段と共に組立てられた複数フランジによつて前記ガス
バーナを支持するフロントフエースに一緒に結合されて
いる特許請求の範囲第１項記載の液体ヒータ。
（３）前記チユーブ状の炉のチユーブ状部分及び前記熱
交換器の熱交換部分はそれらの一端が前記フランジの１
つに溶接されていると共に、前記バーナを含む部分とは
反対側の他端が連結されている特許請求の範囲第２項記
載の液体ヒータ。
（４）前記チユーブ状の炉及び前記熱交換器の間に挿入
され、前記熱交換器の長さの大部分に亘つて延びるセパ
レーシヨンプレートが備えられている特許請求の範囲第
１項記載の液体ヒータ。
（５）前記チユーブ状の炉の実質上全体を包む前記第１
の液体シートを形成する壁及び前記熱交換器における前
記第２の液体シートを形成する壁が、加熱される液体の
物理化学的性質に対し適切な材料例えばステンレススチ
ール及びその類のものからなつている特許請求の範囲第
１項記載の液体ヒータ。
（６）前記熱交換器の熱交換部分及び前記チユーブ状の
炉の外周の大部分の双方を囲繞する１つの且つ同じ外側
覆いに溶接された液体インレツト及び／又はアウトレツ
トパイプを備えている特許請求の範囲第３項記載の液体
ヒータ。
（７）前記チユーブ状の炉、前記外側覆い及び前記熱交
換器を流れる流体が通過するチヤンネルが、前記液体の
流れを妨げるゾーンを生じせしめるような鋭いエツジ部
分、よどみポイント、障害、あるいは特異な圧力損失ポ
イントを何ら含まないように形成されている特許請求の
範囲第１項記載の液体ヒータ。
（８）前記熱交換器が、前記液体が通過するための長く
延びた断面形状のチヤンネル及びそれに隣る前記チユー
ブ状の炉から発せられる燃焼フユームが通る非円形のチ
ヤンネルを備えている特許請求の範囲第１項記載の液体
ヒータ。
（９）特許請求の範囲第１項記載の液体ヒータ、前記液
体ヒータに液体を流すための手段、前記ガスバーナを制
御する手段及び前記液体ヒータを流れる液体の流量を制
御する手段を備えたテキスタイル工業及び食品工業用の
ガス加熱式液体加熱設備。
（１０）前記液体が前記チユーブ状の炉の実質上全体を
覆う前記第１の液体シートに連通するパイプを介して前
記液体ヒータに入るようになつていると共に前記熱交換
器に連通するパイプを介して出ていくようになつている
特許請求の範囲第９項記載のガス加熱式液体加熱設備。
（１１）前記液体が前記熱交換器に連通するパイプを介
して前記液体ヒータに入り、前記第１の液体シートに連
通するパイプを介して出ていく特許請求の範囲第９項記
載のガス加熱式液体加熱設備。