JPH08226711A - 加熱流体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸気を熱源とする熱交換器から排出される蒸気
圧力の変動を防止し、ドレンの排出が確実かつ円滑に行
える加熱流体供給装置を提供する。 【構成】ダクト１に、所定圧力に制御された蒸気の熱で
ダクトを流れる空気を加熱する熱交換器２とファン３を
設け、上記ダクト１に熱交換器２を迂回するバイパス流
路６を接続し、このバイパス流路６に開閉弁７を設け、
ダクトから供給される熱風の温度を温度センサー３２で
検知し、この検出値に応じて上記開閉弁７を作動させて
バイパス流路６の開通面積を増減するようにした。 【作用】バイパス流路の面積が変化すると熱風に混ざる
冷たい空気の量が変化し、熱風の温度が制御される。よ
って熱交換器の蒸気圧を変更することなく熱風温度を制
御することができ、熱交換器から排出される蒸気圧の変
動が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気を熱源として空気
や水等の流体を加熱し、この高温となった加熱流体を供
給する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば濡れた紙を乾燥する場合、濡れた
紙に熱風を当てて乾かす方法が採用されている。このよ
うな紙の乾燥装置に用いられる熱風は空気を加熱して得
られるが、この空気を加熱して供給する装置は、蒸気を
熱源とした熱交換器をヒータとして用いている。

【０００３】すなわち、従来のこの種の熱風供給装置の
例を、図２にもとづき説明する。同図において１は主流
路に該当するダクトであり、このダクト１には熱交換器
２と、ポンプ装置に相当するファン３がこの順に下流に
向けて設置されている。ファン３はダクト１の一端導入
口４から外気を導入し、この空気を加圧して他端供給口
５から送り出す。したがって、ダクト１内には導入口４
から供給口５に向かう空気流が生じる。

【０００４】上記熱交換器２はヒータとして作用するも
のであり、上記ダクト１を流れる空気を加熱する。この
熱交換器２は蒸気を熱源とし、この蒸気の熱を熱交換器
２によって上記ダクト１を流れる空気に伝えるようにな
っている。つまり、熱交換器２は、蒸気導入管２２を通
じてボイラなどのような蒸気発生装置２１に接続されて
いるとともに、ドレン排出管２３を介してドレンタンク
２５と結ばれている。蒸気発生装置２１で発生された蒸
気は、所定の圧力となって蒸気導入管２２を介して熱交
換器２に送り込まれる。この熱交換器２においては蒸気
の潜熱がダクト１を流れる空気に付与される。よって、
ダクト１を流れる空気が加熱され、この空気は供給口５
から熱風（温風）として吐出される。

【０００５】上記熱交換器２で潜熱を奪われた蒸気は液
化し、このドレンはドレン排出管２３よりスチームトラ
ップ２４を介してドレンタンク２５に排出される。蒸気
導入管２２には電気的信号により作動する蒸気流量調節
弁３１が設置されており、またダクト１の供給口５近傍
には温度センサー３２が取り付けられている。これら蒸
気流量調節弁３１および温度センサー３２は、マイクロ
コンピュータ等からなる温度指示制御器３３に電気的に
接続されている。

【０００６】温度指示制御器３３は、ダクト１から送り
出される熱風の温度を所望の温度に制御するものであ
り、この温度指示制御器３３に所望の熱風の温度を設定
して入力すると、この温度指示制御器３３は温度センサ
ー３２で検出した熱風の温度と、上記設定した温度とを
比較する。この比較により、熱風の温度が所望温度より
低い場合は、この温度指示制御器３３から蒸気流量調節
弁３１に指令信号を出し、この蒸気流量調節弁３１を開
き、蒸気導入管２２の開通面積を広げる。このため熱交
換器２に送り込まれる蒸気の圧力が増し、よって熱交換
器２内の蒸気温度が上昇するからダクト１を流れる空気
に与える熱量が増加し、熱風の温度を上昇させることが
できる。

【０００７】また、温度センサー３２で検出した熱風の
温度と設定温度の比較により、熱風の温度が設定温度よ
りも高い場合は、温度指示制御器３３から蒸気流量調節
弁３１に指令信号が出され、この蒸気流量調節弁３１が
閉作動して蒸気導入管２２の開通面積を絞る。このため
熱交換器２に送り込まれる蒸気の圧力が低くなり、よっ
て熱交換器２内の蒸気温度が低下するからダクト１を流
れる空気に与える熱量が減少し、熱風の温度を引き下げ
るようになる。

【０００８】したがって、このような構成の熱風供給装
置によれば、ダクト１から送り出される熱風の温度を温
度指示制御器３３で設定した所望の温度を維持するよう
に自動的に制御することができ、いわゆる自動温度制御
が可能になる。

【０００９】しかも上記熱風供給装置は空気を暖めるヒ
ータとして、蒸気を熱源とした熱交換器２を用いている
から熱量が多く、多量の空気を迅速に、高温に加熱する
ことができるなどの利点がある。

【００１０】そして、上記熱交換器２は、蒸気力学の蒸
気圧表にて知られる通り、飽和または加熱蒸気の温度が
蒸気の圧力により変化するという物理的特性を利用した
ものであり、熱交換器２内の蒸気温度をその蒸気の圧力
を調節して制御し、これにより熱風の温度を制御するよ
うになっているものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱風供給装置は、熱風の温度が熱交換器に送り込ま
れる蒸気の圧力を制御することにより調節されるから、
熱風の温度を高くすべく蒸気圧を高める方向に制御する
場合にはさほどの問題はないが、熱風の温度を低くする
ために蒸気圧を低くする方向に制御する場合は、当然熱
交換器２からドレン排出管２３側に向けて排出されるド
レンの押し出し圧が低くなる。

【００１２】そして、最近は、熱エネルギーの節約など
を目的として高温状態のドレンを再利用するという傾向
にあり、ドレンタンク２５で未だ残っているドレンの熱
エネルギーを利用してドレンタンク２５内で低圧の蒸気
を発生させ、この蒸気を再利用パイプ２６を介して他の
加熱装置などに導いて再利用するようにしている。これ
は、ドレンの熱エネルギーを直接大気に捨てないという
意味で閉回路式ドレン回収装置とも称されている。

【００１３】なお、２７はドレンタンク２５に設置した
レベルコントローラであり、ドレンタンク２５内にドレ
ン面が所定レベルに達すると、レベルコントロールバル
ブ２８を開いてドレンパイプ２９を通じてドレンタンク
２５からドレンを排出するようになっている。

【００１４】このように、ドレンタンク２５を含むドレ
ン回路が閉回路の場合は、熱交換器２から送り出される
ドレンは熱交換器２から高い蒸気圧によって送り出す必
要がある。

【００１５】しかしながら、熱風の温度を下げるために
熱交換器２に送り込む蒸気圧を下げた場合は、熱交換器
２でドレンを押し出すための充分な排出圧力が得られ
ず、よってドレンの排出が不十分または不可能になる。

【００１６】本発明は上述のような問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、蒸気を
熱源とした熱交換器から排出される圧力の変動を防止
し、ドレンの排出が確実かつ円滑に行えるようにした加
熱流体供給装置を提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、導入
口より導入した流体をポンプ装置によって供給口から送
り出す主流路と、蒸気発生装置より送られてきた蒸気の
熱と上記主流路を流れる流体との間で熱交換しこの流体
を加熱する熱交換器と、上記熱交換器に送り込まれる蒸
気の圧力を所定の圧力に維持する蒸気圧制御手段と、上
記熱交換器よりも下流側の上記主流路に接続され、この
主流路に非加熱流体を導入する補助流路と、この補助流
路の開通面積を制御する開閉手段と、上記主流路から送
り出される加熱流体の温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段にて検出された温度と設定温度を比較
し、この比較に応じて上記開閉手段を作動させて上記補
助流路の開通面積を増減する制御器と、を具備したこと
を特徴とする加熱流体供給装置である。

【００１８】請求項２の発明は、上記補助流路は、上記
熱交換器を迂回して主流路に接続されたバイパス流路で
あることを特徴とする請求項１に記載の加熱流体供給装
置である。

【００１９】請求項３の発明は、熱交換器から排出され
るドレンは、ドレンタンクを含むドレン閉回路に送り出
されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の加熱流体供給装置である。

【００２０】

【作用】請求項１の発明によれば、主流路を流れる流体
は熱交換器から熱を与えられることにより加熱され、よ
って供給口から加熱流体が送り出される。この場合、上
記熱交換器には蒸気圧がほぼ一定に保たれた蒸気が送り
込まれるから蒸気温度がほぼ一定になり、加熱能力が一
定に保持される。したがって熱交換器にて加熱された直
後の流体温度はほぼ一定になる。

【００２１】この加熱流体の温度を変更した場合は、補
助流路の開通面積を増減させて冷たい流体を上記加熱流
体に混ぜることにより行う。すなわち、加熱流体の温度
を所望の温度にしたい場合は、制御器にその要求温度を
設定する。すると制御器は温度検出手段にて検出された
温度と上記設定温度を比較し、この比較に応じて上記開
閉手段を作動させる。温度検出手段にて検出された温度
が設定温度より高い場合は補助流路の開通面積を増して
冷たい流体を多く導入し、これにより加熱流体の温度を
引き下げる。したがって、熱交換器にあっては、蒸気温
度を一定に保つように蒸気圧を一定に維持するから、蒸
気圧が低下することがなく、よって熱交換器から排出さ
れる蒸気の圧力も変動がなく、または少ない。このた
め、ドレンを高い圧力で押し出すことができる。

【００２２】請求項２の発明によれば、補助流路が熱交
換器を迂回して主流路に接続されたバイパス流路である
から、構造が簡単であり、流量の制御が容易である。請
求項３の発明によれば、ドレンを高い圧力で押し出すこ
とができるから、閉回路のドレン回路であってもドレン
を確実かつ円滑に排出することができる。

【００２３】

【実施例】以下、発明について、図１に示す一実施例を
参照しながら説明する。図１は紙の乾燥に供される熱風
供給装置の例を示し、図３に示す構成と同一構成部材は
同一番号を付して説明を省略するが、１は主流路に該当
するダクト、２は熱交換器、３はポンプ装置に相当する
ファン、４はダクト１の導入口、５はダクト１の供給口
である。

【００２４】２１はボイラなどのような蒸気発生装置、
２２は蒸気発生装置２１の蒸気を熱交換器２に導く蒸気
導入管、２３は熱交換器２で使用された蒸気および一部
液化したドレンを排出するドレン排出管、２４はスチー
ムトラップ、２５はドレンタンク、２６は蒸気再利用パ
イプ、２７はレベルコントローラ、２８はレベルコント
ロールバルブ、２９はドレンパイプを示す。

【００２５】蒸気導入管２２には蒸気流量調節弁３１が
設けられているとともに、これより下流側の熱交換器２
の近傍に圧力センサー４０が設けられている。これら蒸
気流量調節弁３１および圧力センサー４０は圧力指示制
御器４１に電気的に接続されている。圧力指示制御器４
１はマイクロコンピュータ等により形成されており、蒸
気導入管２２から熱交換器２に送り込まれる蒸気の圧力
を一定に維持するように制御する。すなわち、この圧力
指示制御器４１に所望の圧力を設定すると、この圧力指
示制御器４１は圧力センサー４０で検出した蒸気圧と上
記設定圧力を比較し、この比較により、蒸気圧が設定圧
力より低い場合は、この圧力指示制御器４１から蒸気流
量調節弁３１に指令信号を出して、この蒸気流量調節弁
３１を開作動させ、蒸気導入管２２の開通面積を広げ
る。このため熱交換器２に送り込まれる蒸気の圧力が増
す。また、圧力センサー４０で検出した蒸気圧と上記設
定圧力の比較により、蒸気圧が設定圧力より高い場合
は、この圧力指示制御器４１から蒸気流量調節弁３１に
指令信号を出して、この蒸気流量調節弁３１を閉作動さ
せ、蒸気導入管２２の開通面積を絞る。このため熱交換
器２に送り込まれる蒸気の圧力が減じられる。

【００２６】したがって、これら蒸気流量調節弁３１、
圧力センサー４０および圧力指示制御器４１は、熱交換
器２に送り込む蒸気の圧力を一定に維持するように制御
する蒸気圧制御手段を構成するものであり、これにより
熱交換器２の蒸気温度が一定に保たれ、よってダクト１
を流れる空気の加熱能力を一定に維持するようになって
いる。

【００２７】ダクト１にはバイパス流路６が接続されて
いる。バイパス流路６は補助流路に該当するものであ
り、一端が熱交換器２の上流側に位置してダクト１に接
続されているとともに、他端は熱交換器２の下流側でフ
ァン３の上流側に位置してダクト１に接続されている。
このバイパス流路６には、ダンパー等のような開通面積
を可変制御する開閉弁７が設けられている。この開閉弁
７は電磁アクチュエータなどのような駆動装置８により
作動されて上記バイパス流路６の開通面積を可変するよ
うになっている。

【００２８】そして、ダクト１の下流側供給口５の近傍
には、この供給口５から送り出される熱風の温度を検出
する温度センサー３２が取り付けられている。上記開閉
弁７の駆動装置８と温度センサー３２は、マイクロコン
ピュータ等からなる温度指示制御器３３に電気的に接続
されている。

【００２９】温度指示制御器３３は、ダクト１から送り
出される熱風の温度を所望の温度に設定できるようにな
っており、この温度指示制御器３３に所望の設定温度を
入力すると、この温度指示制御器３３は温度センサー３
２で検出した熱風の温度と、上記設定温度を比較する。
この比較により、熱風の温度が所望温度より高い場合
は、この温度指示制御器３３から駆動装置８に指令信号
が出され、この駆動装置８が作動して開閉弁７を開くる
方向に作動させる。これにより、バイパス流路６の開通
面積が広げられ、よってバイパス流路６に非加熱空気、
すなわち冷たい空気が流れる。この冷たい空気はダクト
１の下流側で、前記熱交換器２で加熱された暖かい空気
と混ざる。冷たい空気の混合量が増すと、ダクト１から
送り出される熱風の温度が引き下げられることになり、
熱風の温度を設定温度に自動的に制御することができ
る。

【００３０】また、温度センサー３２で検出した熱風の
温度と設定温度の比較により、熱風の温度が設定温度よ
りも低くなると、温度指示制御器３３から駆動装置８に
指令信号が出され、この駆動装置８は開閉弁７を閉じる
方向に作動させる。このためバイパス流路６の開通面積
が絞られ、冷たい空気の導入が規制され、ダクト１の供
給口５の近傍では温度の高い熱風が得られるようにな
る。

【００３１】したがって、このような実施例の構造にお
いても、ダクト１から供給される熱風の温度を温度指示
制御器３３で設定した一定温度に自動的に維持すること
ができる。

【００３２】しかも、上記熱交換器２は、これに送り込
まれる蒸気の圧力が一定に維持されて蒸気温度がほぼ一
定に保たれ、これによりダクト１を流れる空気の加熱能
力がほぼ一定に維持されるものであるから、この熱交換
器２の蒸気圧は、供給口５から送出される熱風の温度変
化に拘らず、ほぼ一定の圧力に保つことができる。

【００３３】このため、ドレンをドレン排出管２３側に
押し出すための圧力を高いレベルに維持することがで
き、ドレンを確実かつ円滑に押し出すことができる。よ
って、ドレンタンク２５を含むドレン回路が閉回路であ
っても、熱交換器２から送り出されるドレンの排出性能
を高く維持することができるようになる。

【００３４】なお、上記実施例では、ファン３をダクト
１における熱交換器２よりも下流側に設置した例を示し
たが、ファン３は熱交換器２よりも上流側に設置しても
よい。

【００３５】また、上記実施例の場合、補助流路は熱交
換器２を迂回するバイパス流路６としたが、補助流路の
上流端は必ずしもダクト１の上流端に接続することには
限らず、補助流路の上流端をダクト１の上流端と分離し
て独自に開口させてもよい。ただし、バイパス流路６に
構成すれば、構造が簡単であり、導入口４から導入して
供給口５から出る空気量が変化しないので、空気流量の
制御が容易である。

【００３６】さらに、上記実施例では空気を加熱して熱
風を送り出すようにした熱風供給装置について説明した
が、取り扱う流体は水その他の液体であっても空気と同
様に実施可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１の本発明によ
れば、熱交換器に送り込まれる蒸気の圧力がほぼ一定に
制御されて蒸気温度が一定に保たれるから、熱交換器に
おける流体の加熱能力をほぼ一定に維持することができ
るようになり、熱交換器からドレンを押し出す圧力を高
く保つことができる。よってドレンを高い圧力で押し出
すことができ、確実かつ円滑に排出することができる。

【００３８】また、請求項２の発明によれば、補助流路
が熱交換器を迂回して主流路に接続されたバイパス流路
であるから、構造が簡単であり、流量の制御が容易であ
る。請求項３の発明によれば、ドレンを高い圧力で押し
出すことができるから、閉回路のドレン回路であっても
ドレンを確実かつ円滑に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す熱風供給装置の構成を
示す図。

【図２】従来の例を示す熱風供給装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…ダクト（主流路） ２…熱交換器 ３…ファン（ポンプ装
置） ４…ダクト１の導入口 ５…ダクト１の供給口 ６…バイパス流路（補助流路） ７…開閉弁 ８…駆動装置 ２１…蒸気発生装置 ２２…蒸気導入管 ２３…ドレン排出管 ２５…ドレンタンク ２７…レベルコントローラ ３１…蒸気流量調節弁 ３２…温度センサー ３３…温度指示制御器 ４０…圧力センサー ４１…圧力指示制御器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導入口より導入した流体をポンプ装置に
   よって供給口から送り出す主流路と、 蒸気発生装置より送られてきた蒸気の熱と上記主流路を
   流れる流体との間で熱交換しこの流体を加熱する熱交換
   器と、 上記熱交換器に送り込まれる蒸気の圧力を所定の圧力に
   維持する蒸気圧制御手段と、 上記熱交換器よりも下流側の上記主流路に接続され、こ
   の主流路に非加熱流体を導入する補助流路と、 この補助流路の開通面積を制御する開閉手段と、 上記主流路から送り出される加熱流体の温度を検出する
   温度検出手段と、 上記温度検出手段にて検出された温度と設定温度を比較
   し、この比較に応じて上記開閉手段を作動させて上記補
   助流路の開通面積を増減する制御器と、 を具備したことを特徴とする加熱流体供給装置。
2. 【請求項２】 上記補助流路は、上記熱交換器を迂回し
   て主流路に接続されたバイパス流路であることを特徴と
   する請求項１に記載の加熱流体供給装置。
3. 【請求項３】 上記熱交換器から排出されるドレンは、
   ドレンタンクを含むドレン閉回路に送り出されることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱流体供
   給装置。