JPS6242701A - 自由流型蒸発器及び液体を蒸発させる方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 薄状に落下するタイプの自由流型の従来の蒸発器は、一
般的に、様々な液体を蒸発させる多数の蒸発器と相互に
連結されている。蒸発器は、多くの設備、例えば、紙バ
ルブの製造設備でブラックアルコールを蒸発させること
に利用される。

［従来の技術及びその問題点］ 自由流型の蒸発器では、加熱Ｈ（例えば、米国特許３，
５１２，２３９号に示されたように）は、筒状の直状の
容器内で平行に直線状のガで配置されている。蒸気又は
加熱された蒸気が、容器の底部に配置されたヘッダを介
して加熱器の夫々に導入される。蒸気が加熱器の夫々の
内側を上方に移動する。凝縮液が、逆流して下方に流さ
れ、導入された蒸気のレベルよりも下方にある加熱器の
底部の出口から除去される。沸騰されたアルコール、例
えば、ブラックアルコールが、容器の中間位園に導入さ
れ、容器の底部に集められたところから容器の頂部に再
度循環され、夫々の加熱器の両倶部に沿って薄状に流さ
れる。加熱器を薄状に落丁したアルコールの一部が、加
熱蒸気に形成され、沸騰された蒸気が容器内を水平に移
動し、上方に気液分離器に向って流され、容器の頂部の
出口を介して吐出される。

従来の自由流型の蒸発器が効率よく沸騰機能を発揮する
ときには、種々の欠点がある。例えば、加熱器が長方形
の列の構成であるので、容器内に加熱器を配置すること
は、特に効率的でない。また、加熱された蒸気が、容器
の底部で多数の列となり、頂部から吐出されるので、ダ
クトが蒸発器の頂部から上手側の蒸発器の底部に導かれ
る程十分な長さを有している。このような長いダクトで
は、熱損失がある。ざらに、蒸気が加熱器の底部に導入
され、凝縮液が加熱された蒸気を導入するところに残存
するため、ウォータハンマーが起こる。普通の導管は、
加熱された蒸気の入口部と凝ｉ　　縮液の出口部とを接
続するものにあるので、加熱器のインレットカットの高
さは、加熱蒸気の導入：　　に必要とされる以上のもの
であり、凝縮液が蒸気の導入入口に流されないことを加
熱器が保障する必要がある。

［発明の概要］ この発明によれば、従来の自由流型で蒸発させる技術に
伴う欠点を除去し、ざらに利点のある蒸発器、及び液体
を蒸発させる方法を提供する。この発明の蒸発器の最も
基本とするところは、容器と同心円にあり容器の半径方
向に延出した加熱器を提供すること、及び、容器の頂部
に加熱蒸気の゛入口が同心円にあり、蒸発された蒸気の
出口が容器の頂部にあり、凝縮液のドレインが容器の底
部にある蒸発器を提供することである。

筒状の容器に加熱器を取付けることにより、構成の対称
性が高くなり、容器の直径内で加熱器が配置されるよう
になり、容器の直径が小さくなる。

この発明に基づく蒸発器では、隣の蒸発器に接続される
長いダクトを必要とせずに、熱損失なしに、蒸気が、タ
ンクの頂部から導入され残存される。

加熱蒸気の入口が設けられること、及び、加熱器が円形
に配置されることにより、加熱器が上方に伸縮できるよ
うに、底部のビームに支持されている。ざらに、蒸気が
頂部から導入され、凝縮液が底部に残存するので、ウォ
ータハンマーが起こらない。蒸気の入口と凝縮液の出口
とが別個であるという利点により、加熱器のインレット
カットの高さが非常に低くさせられる。小ざい入口部は
安価である。加熱器の半径方向の配置は、加熱器の平行
の配置より強い構造を提供し、加熱蒸気の入口部のヘッ
ダの構造をより単純に安価にする。

改良された自由流型の蒸発器の提供、及び相互に連結さ
れた複数の蒸発器を利用して液体を蒸発させる方法を提
供することをこの発明の主な目的とする。

［実施例の説明］ この発明に基づく好ましい自由流型蒸発器は、図面に符
号１０で示されている。蒸発器１０の主要部は、断面円
形の筒状の容器１１である。この容器１１内に複数の加
熱器１２が取付られている。

加熱器１２は、蒸気が漏れないように内部空間を規定し
、平行に間隔をおいて配置された一対のプレートを備え
、プレートは、好ましくは、米国特許３，５１２，２３
９号（この公報の開示が参照される）に示されるように
、中空のタイプである。

加熱器１２は、図示されたように、容器１１と同心円的
に半径方向に取付られており、容器１１の内径より短い
距離半径方向に延出している。加熱器１２は、互いに円
周方向に間隔をおいている（例えば、１インチ）。その
ため、沸騰されたアルコールが、加熱器１２を形成する
プレートめ外面に沿ってａｍ状に流れる。

加熱器１２を取付るための手段は、容ｉ１１の底部１５
の近傍に配置された環状のビーム１４を備え、この上に
加熱器１２が載置されている。容器１１の中央部には、
中空の管が、環状の凝縮液の出口部１６を備え、この出
口部１６は、凝縮液の出口へラダ１７及び凝縮液のドレ
イン１８に連結され協働される。このドレイン１８は、
加熱器１２の底部中央に取付られており、加熱器１２の
内底部から出る凝縮液のためのドレインである。

加熱器１２は、Ｆｉ１ｍ蒸気及び沸騰アルコールが導入
されるように、ドレイン１８の頂部に取付られている。

加熱蒸気、例えば、連続して設けられた蒸発器の１番目
の蒸発器における蒸気、又は、連続した蒸発器における
アルコール蒸気が、容器１１の頂部１９近傍に導入され
る。好ましくは、第１図に図示されたように、加熱蒸気
が１つの蒸気入口部から導入される。この蒸気入口部は
、容器１１と同心円にあり、拡径されたジヨイント２１
（これの最も好ましい構造は下記の通りである）により
容器１１の中央部で固定された断面環状のバイブ２２に
取付られた、断面環状のバイブ２０を備えている。バイ
ブ２２は、加熱器１２の内部、即ち、ヘッダ部２３の複
数のインレットカットと接続している。このインレット
カットは、底部に加熱蒸気の導入部が設けられた自由流
型蒸発器よりも小さい。これは、この発明に基づく蒸発
器１０を利用するとき、凝縮液の流れは、加熱器１２に
加熱蒸気が導入することを妨げない。入口２０に導入さ
れた加熱蒸気の下方への流れを止める凸状の面２４がバ
イブ２２の底部に配置されている。導入された加熱蒸気
の量が加熱器１２の容量よりも多い場合には、加熱蒸気
の一部が加熱器１２を通過した後、蒸気の孔２５を通し
て容器１１から排出される。加熱蒸気の一部は、孔２５
から他の好適な所に流される。

蒸発器１０により沸騰されたアルコール、例えば、紙バ
ルブ製造設備でのブラックアルコールは、通常、容器１
１の底部１５から垂直に間隔を・おいた入口部２７を介
して容器１１に導入されるので、アルロールが容器１１
の内壁に沿って下方に流され、皿型の底部１５に集めら
れる。入口部２７は、出口バイブ２９のロート状の頂部
２８から間隔をおいている。

容器１１の底部１５に集められる沸騰されたアルコール
は、容器１１の最も低い所のバイブ３０から吐出する。

沸騰されたアルコールが、第３図に示す遠心ポンプ３１
により、導管３１を介して容１５１１の頂部１９のすぐ
下に送られる。沸騰されたアルコールが、入口部３３か
ら、容器１１の内面に形成された複数の開口３５を備え
るドーナツ型のヘッダ３４に流される。孔が設けられ、
かつ環状の外リップ３９が設けられたプレート３γを備
える環状の溝部３６に開口３５を介して流れるアルコー
ルが、落下される。プレート３７は、バイブ２２に溶接
され、バイブ２２は溝部３６の内壁を形成している。ヘ
ッダ３４及び環状の溝部３６により、アルコールの一部
が、加熱器１２の側部に沿って符号４０で示すよらに薄
状に下方に流される。

アルコールが薄状に加熱器１２の外面を流されるとき、
アルコールの一部が蒸発される。蒸発されたアルコール
が、容器１１の外方に流される。

即ち、蒸発されたアルコールが、容器１１の壁と加熱器
１２の半径方向の最も外側との間の環状の室４２に、及
び環状の溝部３６に流される。蒸発されたアルコ−、ル
が、環状の室４２から気液分離器４４を介して容器１１
の頂部１９に流される。

最後に蒸発されたアルコールが、出口部４５がら吐出さ
れる。

容器１１は、連続して設けられた多数の蒸発器の内のい
くつかの蒸発器に接続されている。例えば、８個の蒸発
器が互いに連結され、第１の蒸発器で発生された蒸気が
、第１の蒸発器から第８の蒸発器に流され、一方、沸騰
アルコールが、第８の蒸発器に凝縮されて導入され、夫
々の蒸発器で凝縮されて第１の蒸発器に流される。２つ
の蒸発器が連結されたものの典型が、第３図に図示され
、一方は蒸発器１０であり、他方は温度の高い蒸発器１
１０である。例えば、蒸発器１０は、８つの蒸発器の２
番目の蒸発器であり、蒸発器１１０は、３番目である。

蒸発器１１０と蒸発器１０とが連結されているように、
蒸発器１０がこれの上流側の蒸発器１（図示路）と連結
されている。

蒸発器１０の蒸気アルコールの出口部４５は、導管５ｏ
を介して蒸発器１１０の加熱蒸気の入口部１２０に連結
されている。凝縮液が、蒸発器１０の出口バイブを通す
ドレインを介して凝縮再生サイクル５１に連結されてい
る。容器１１１の沸騰された液体のレベルが、バイブ１
２９のロート状の頂部を越える場合には、沸騰されたア
ルコールが導管５２を流され、沸騰アルコール入口部２
７により、容器１１に流される。蒸気の孔２５１２５か
ら流れる過度の蒸気が、凝縮器５３又は熱量を利用する
他の部材に流される。容器１１の出口部２９は、上流側
の蒸発器（例えば、第１の蒸発器）の入口部に連結され
ている。一方、容器１１１の蒸発されたアルコールの出
口１４５が、導管１５０に接続され、この導管１５０は
、順次下流側の蒸発器（例えば、第４の蒸発器）の頂部
の加熱蒸気の入口部に接続されている。

及１に１１ 蒸発器１０，１１０を用いて、特に蒸発器１０を参照し
て、液体を蒸発させる効率的な方法が蒸発器に備えられ
ていることを説明する。この方法は、加熱された蒸気が
第１の容器１１の頂部に導管２０を介して導入される行
程を備え、蒸気が加熱器１２に導入される。加熱蒸気の
冷却による凝縮液が、容器１１の底部のドレイン１６．
１８を通して吐出される。加熱器１２の頂部に近接した
入口３３及びヘッダ３４を通して沸騰されたアルコール
が導入され、アルコールがヘッダ３４を通・　　して、
孔が設けられたプレート３７の上を、及び加熱器の外側
を薄状に流され、その結果、蒸気が形成される。この蒸
気が、容器１１の頂部１９から出口部４５を介して吐出
され、容器１１１の頂部１１９に流され、容器１１１の
入口部１２０に導入される。容器１１１の底部１１５に
集めされた沸騰されたアルコールは、出口部１２９を通
して、導管５２を介して、容Ｂ１１の入口部２７に流さ
れる。蒸発器１０．１１０での凝縮液が、凝縮再生サイ
クル５１に流され、過度の蒸気（加熱器で凝縮されない
蒸気）が、容器１１，１１１の底部の管２５．１２５を
通して、凝ｗＩ器５３等に流される。加熱器１２に入口
部２３を通して加熱された蒸気の導入を容易にするため
に、バイブ２０とバイブ２２との間にジヨイント２１が
備えられることにより、蒸発器の機能を害することなく
、加熱器１２が垂直方向に伸縮が許容され、環状の支持
ビーム１４が備えられたことにより、加熱器１２の水平
方向（半径方向）の伸縮が許容される。

この発明によれば、従来のように加熱器を平行に配置す
るというよりも、加熱器を容器の径方向に配置している
蒸発器が備えられていることが理解される。・この発明
によれば、蒸発器の間の導管（例えば、５０．１５０＞
の長さは、蒸発器の長さより短くなっており、加熱蒸気
の導入は底部でなされ、蒸発されたアルコールが頂部か
ら吐出される。また、この発明に基づく蒸発器では、ウ
ォータハンマーが起こらない。加熱蒸気の入口部がより
単純であり、インレットカットが小さく安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく自由流蒸発器の部分断面図を
含む斜視図、第２図は第１図に示す蒸発器の頂部の沸騰
したアルコールの入口部の直ぐ下を示す断面図、第３図
は多数の蒸発器において第１図の２つの蒸発器の接続を
示すブロック図である。 １ｏ・・・蒸発器、１１・・・容器、１２・・・加熱器
。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 図面のｄ）書（内容に変更なし、） 手続補正書働式） １、事件の表示 特願昭６１−１４０４３２号 ２、発明の名称 自由流型蒸発器及び液体を蒸発させる方法３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名称　カマイア−・インコーホレーテッド４、代理人 住所　東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＯＲＥビ
ル昭和６１年８月２６日 ６、補正の対象

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）直状の容器と、蒸気が漏れないように内部空間を
   規定し、平行に間隔をおいて配置されたプレートを有し
   、容器に配置された複数の加熱器と、前記加熱器の内部
   空間に蒸気を導入する手段と、前記加熱器の内部空間か
   ら凝縮されたものを除去する手段と、蒸発されたアルコ
   ールが前記加熱器の外部を薄状に下方に流されるように
   前記加熱器の頂部に蒸発されたアルコールが導入される
   手段と、前記容器から蒸発されたアルコールを除去する
   手段とを備える自由流型蒸発器において、前記容器が断
   面円形の筒状の容器を備え、この容器が半径方向に加熱
   器を取付ける手段を備え、この加熱器が容器内で同心円
   状に配置され、加熱器が容器の内径より短い距離半径方
   向に延出され、加熱器が互いに円周方向に一定間隔をお
   いていることを特徴とする自由流型蒸発器。
2. （２）前記加熱器の内部空間に加熱蒸気を導入する手段
   が、前記容器の頂部に加熱蒸気を同心円状に導入する手
   段を備え、前記加熱器の内部空間から凝縮されたものを
   除去する手段が、前記加熱器の底部から及び前記容器の
   底部から凝縮されたものを除去するものにある特許請求
   の範囲第１項に記載の自由流型蒸発器。
3. （３）前記容器から蒸発されたアルコールを除去する前
   記手段が、前記容器の頂部に配置された出口部を備える
   特許請求の範囲第２項に記載の自由流型蒸発器。
4. （４）前記加熱器を取付ける前記手段が、前記容器の底
   部に近接して配置された支持手段を備え、加熱器が熱膨
   脹又は熱収縮のために半径方向に動かされるように、こ
   の支持手段により前記加熱器が支持される特許請求の範
   囲第１項に記載の自由流型蒸発器。
5. （５）前記加熱器が前記容器内を垂直に膨脹及び収縮す
   るように、加熱蒸気の入口と前記加熱器とを伸縮可能に
   連結する連結手段がさらに備えられる特許請求の範囲第
   １項に記載の自由流型蒸発器。
6. （６）前記加熱器の頂部に近接したところに蒸発された
   アルコールを導入する手段が、前記加熱器の頂部に配置
   され、孔が設けられた環状のプレートと、この環状のプ
   レートの上に配置されたドーナツ型のヘッダとを備え、
   このヘッダから前記プレートにアルコールが流され、ア
   ルコールがプレートの孔を通して加熱器の上に流され、
   前記プレートは、環状の溝型の部材を備え、その頂部に
   環状のリップ手段を備え、前記環状の溝は前記容器と同
   心円状である特許請求の範囲第１項に記載の自由流型蒸
   発器。
7. （７）蒸発器にもう１つの略同一の蒸発器が併設され、 加熱器内において加熱蒸気を冷却することにより形成さ
   れた凝縮液を、加熱器の底部から及び第１の容器の底部
   から除去する手段と、 液体が加熱器の外面を下方に薄状に流され、一部が蒸気
   を形成するように蒸発させられるように、第１の容器の
   加熱器の頂部に近接したところに蒸発された液体を導入
   する手段と、 残存蒸気が第２の容器の頂部に同心円状に導入され、第
   ２の容器の加熱器に頂部から導入されるように、第１の
   容器から蒸気を吐出する手段とを備える特許請求の範囲
   第３項に記載の自由流型蒸発器。
8. （８）水平方向に一定間隔をおき、垂直方向に延出する
   複数の加熱器が配置された第１及び第２の容器を利用す
   る、液体を蒸発させる方法において、（ａ）加熱蒸気が
   第１の容器の頂部に導入され、加熱器の頂部から加熱器
   に導入される行程と、（ｂ）容器の底部から加熱蒸気を
   冷却することにより形成される凝縮液を除去する行程と
   、（ｃ）加熱器の頂部に近接したところに沸騰された液
   体が導入され、液体が加熱器の外面を下方に薄状に流さ
   れ、その一部が蒸気となる行程と、（ｄ）第１の容器の
   頂部から蒸気を除去し、第２の容器の加熱器の頂部に加
   熱蒸気を導入するために、第２の容器の頂部を蒸気を通
   過させる行程とを備えることを特徴とする液体を蒸発さ
   せる方法。
9. （９）蒸発される液体が紙パルプ製造行程のおけるブラ
   ックアルコールである液体を蒸発させる方法において、 第１の容器の底部から第１の容器に導入された過度の加
   熱蒸気を除去する行程を備え、第１の容器の頂部に加熱
   蒸気を導入するために蒸気の入口部に支障を与えること
   なく、加熱器の垂直方向の伸縮を許容する特許請求の範
   囲第８項に記載の液体を蒸発させる方法。
10. （１０）直状の第１の容器が断面円形の筒状であり、 加熱蒸気が、同心円状に第１の容器の頂部に導入され、
    加熱器に導入されるために容器の半径方向の四方に流さ
    れ、加熱器を下方に流され、凝縮液が加熱器を下方に流
    され、容器の中央に向つて内方に流され、容器の中央部
    を下方に流され、 蒸気が加熱器から半径方向外方に流され、容器と加熱器
    との間の環状の溝を上方に移動し、容器の頂部の蒸気出
    口から除去されるように、行程（ａ）、（ｂ）、（ｄ）
    を実行する特許請求の範囲第８項に記載の液体を蒸発さ
    せる方法。