JPH0979514A - 熱媒体による低圧蒸気加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱媒体の加熱蒸気温度を速やかに変更するこ
とのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得るこ
と。 【構成】 熱媒体用ボイラ―１を、圧力調整弁８と気液
分離器９とを介して、反応釜２のジャケット部６と接続
する。ジャケット部６を管路１６を介して真空ポンプ７
のエゼクタ―２０と接続する。真空ポンプ７は、エゼク
タ―２０と熱交換タンク２１と循環ポンプ２２とそれら
の接続管路２３とで構成する。熱交換タンク２１内にＹ
形ヒ―トパイプ３４の吸熱部３６を配置する。Ｙ形ヒ―
トパイプ３４の放熱部３７をタンク３内に配置すると共
に、他方の放熱部３８を冷却液タンク３９内に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱媒体の蒸気によって
被加熱物を加熱するものに関し、石油化学工業や合成繊
維工業、あるいは、合成樹脂工業等の各種加熱工程に使
用される熱媒体による蒸気加熱装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の熱媒体による蒸気加熱装置として
は、熱媒体の蒸発器としての熱媒体用ボイラ―で発生さ
せた熱媒体蒸気を、熱交換器に供給して熱交換器内の被
加熱物を加熱し、加熱により凝縮した熱媒体を凝縮液タ
ンクに回収するものが用いられていた。

【０００３】熱媒体は様々な種類のものが市販され用い
られているが、通常の水を沸騰させた水蒸気よりも、圧
力が低くて温度が高いものが一般的であり、加熱装置を
高耐圧力設計とすることなく、比較的高温で加熱するこ
とができるものであり、各種の加熱工程で多用されてい
る。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】上記従来の熱媒体に
よる蒸気加熱装置を用いた場合、加熱温度を速やかに変
更することができない問題があった。特に熱媒体蒸気の
加熱温度を低下させる場合に速やかに変更することがで
きなかった。これは、熱媒体蒸気の温度を変更するには
その蒸気圧力を変更しなければならないのであるが、蒸
発器やボイラ―での発生蒸気圧力や、あるいは各種弁に
よる調節では速やかに蒸気圧力を変更することができな
いためである。更に、加熱温度を低下させるためには蒸
気圧力を低下させる必要があるが、上記従来のもので
は、この蒸気圧力の低下は被加熱物に熱を奪われて加熱
蒸気が凝縮するのを待たなければならず、一層速やかに
加熱温度を変更することができないのである。

【０００５】従って本発明の技術的課題は、熱媒体の蒸
気加熱において、その蒸気加熱温度を速やかに変更する
ことのできる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得るこ
とである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】上記の技術的課題を解決す
るために講じた本発明の技術的手段は、熱交換器の一次
側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した
熱媒体を凝縮液タンクから蒸発器等の回収先に回収する
ものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクタ―と熱交換
タンクと循環ポンプから成る真空ポンプを連設し、当該
真空ポンプの熱交換タンク内にヒ―トパイプの一端の吸
熱部を配置し、当該ヒ―トパイプの他端を少なくとも２
つの放熱部で形成して、一方の放熱部を上記凝縮液タン
ク内に配置すると共に、他方の放熱部を冷却液中に配置
したものである。

【０００７】

【作用】熱交換器の二次側にエゼクタ―と熱交換タンク
と循環ポンプから成る真空ポンプを連設して、熱交換タ
ンク内にヒ―トパイプの吸熱部を配置したことにより、
熱媒体の蒸気加熱温度を変更する場合には、真空ポンプ
の真空度、すなわち、熱交換タンク内でのヒ―トパイプ
の吸熱量を調節することによって速やかに蒸気圧力を変
更し、同時に蒸気温度も速やかに変更することができ
る。ヒ―トパイプの他端の放熱部の冷却液量を多くして
熱交換タンク内の熱媒体の液温を低下させることによ
り、エゼクタ―部の吸引力を増して真空ポンプの吸引量
を多くすることができ、より速やかに加熱蒸気圧力を低
下させることができ、同時に蒸気加熱温度も低下させる
ことができる。一方、熱交換タンク内の吸熱量を少なく
して熱交換タンク内の熱媒体の液温を低下させなければ
真空ポンプの吸引量を少なくするかほとんど無くして、
蒸気圧力の回復を計り、熱媒体の蒸気加熱温度を上昇さ
せることができる。

【０００８】ヒ―トパイプの放熱部の一方を凝縮液タン
ク内に配置したことにより、放熱部の放熱すなわち加熱
作用によって蒸発器等の回収先に回収される熱媒体を加
熱することができ、熱エネルギ―の損失を防止すること
ができる。

【０００９】

【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。図１において、蒸発器としての熱媒体用ボイラ
―１を熱交換器としての反応釜２のジャケット部６と接
続すると共に、ジャケット部６の下部を真空ポンプ７と
連設し、真空ポンプ７をタンク３とポンプ４を介して熱
媒体用ボイラ―１と接続して、熱媒体による低圧蒸気加
熱装置を構成する。

【００１０】熱媒体用ボイラ―１と反応釜２を、圧力調
整弁８と気液分離器９と圧力センサ―１０を介した加熱
用蒸気供給管１１で接続する。圧力調整弁８は、圧力セ
ンサ―１０で検出した加熱用蒸気供給管１１内の蒸気圧
力を所定値に調整するものであり、気液分離器９は加熱
用蒸気供給管１１内の熱媒体の蒸気と液体を分離し、分
離した蒸気だけを反応釜２のジャケット部６へ供給し、
液体をその下部に設けたスチ―ムトラップ１２から排出
するものである。気液分離器９としては、衝突式や遠心
式やフィルタ―式等のものを用いることができる。

【００１１】反応釜２の外周に配置したジャケット部６
の下部接続口１３を、スチ―ムトラップ１４とバイパス
バルブ１５を並行に設けた管路１６で、真空ポンプ７の
エゼクタ―２０と接続する。また、気液分離器９のスチ
―ムトラップ１２の出口を、管路１７を介してエゼクタ
―２０と接続する。

【００１２】真空ポンプ７は、エゼクタ―２０と熱交換
タンク２１と循環ポンプ２２、及び、接続管路２３とで
構成し、エゼクタ―２０は、ノズル部２５とディフュ―
ザ部２６で形成する。

【００１３】熱交換タンク２１内にＹ形ヒ―トパイプ３
４の一端の吸熱部３６を配置する。ヒ―トパイプ３４の
上端に２つの放熱部３７，３８を形成し、一方の放熱部
３７をタンク３内に配置すると共に、他方の放熱部３８
は冷却液を注入した冷却液タンク３９内に配置する。冷
却液タンク３９には冷却液を供給する冷却液供給管４０
と排出する冷却液排出管４１、及び、流量を調節するた
めの流量調節弁４２，４３を接続する。ヒ―トパイプ３
４は、吸熱部３６で周囲の流体から熱を奪って吸熱し、
内蔵した蒸発物質が蒸発して放熱部３７，３８に至り、
この放熱部３７，３８で周囲の流体に熱を与えて放熱
し、蒸発物質が凝縮すると共に内蔵したウィックを毛細
管現象で流下して吸熱部３６に至るサイクルを行う周知
のものである。

【００１４】熱交換タン２１の下部には熱媒体２７の温
度を検出するための温度センサ―３０を取り付け、図示
はしていないが温度センサ―３０と冷却液流量調節弁４
２，４３を温度コントロ―ラ―を介して接続して、熱媒
体２７の温度を所定値に維持できるようにする。

【００１５】真空ポンプ７は、循環ポンプ２２で熱交換
タンク２１内の熱媒体２７をエゼクタ―２０中に循環さ
せて、エゼクタ―２０のノズル部２５で熱媒体２７の温
度に対応した吸引力を発生し、反応釜２のジャケット部
６から熱媒体を吸引すると共に、ジャケット部６内を所
定の圧力状態に維持するものである。熱媒体２７の液温
は、冷却液流量調節弁４２からの冷却液の供給量を多く
して低くすることができるものである。

【００１６】真空ポンプ７の接続管路２３の一部を分岐
して管路３２を接続し、循環熱媒体の一部が管路３３か
らタンク３へ供給されるようにすると共に、更に管路３
５を接続して循環熱媒体の一部を加熱用蒸気供給管１１
中で気液分離器９の一次側に注入する。管路３５によ
り、圧力調整弁８で圧力調整された熱媒体蒸気が過熱蒸
気となった場合でも、循環熱媒体の一部を注入して気液
分離部９で熱交換させることにより、飽和温度蒸気とす
ることができるものである。

【００１７】次に作用を説明する。熱媒体用ボイラ―１
で発生した熱媒体蒸気は、圧力調整弁８を経て圧力調整
されて反応釜２のジャケット部６に供給される。ジャケ
ット部６内は、真空ポンプ７のエゼクタ―２０の吸引力
により予め所定の低圧状態となっており、ジャケット部
６に供給された熱媒体蒸気は、所定の圧力すなわち蒸気
温度となって反応釜２内の被加熱物を加熱する。加熱し
て熱を奪われた熱媒体蒸気は凝縮して液体となり、スチ
―ムトラップ１４を経てエゼクタ―２０に吸引され、熱
交換タンク２１に至る。

【００１８】熱交換タンク２１内の熱媒体２７はヒ―ト
パイプ３４の吸熱部３６で吸熱されることにより冷却さ
れ、吸熱された熱は冷却液タンク３９の放熱部３８で放
熱される。一方、タンク３内の循環熱媒体２７の液温が
低い場合は、Ｙ形ヒ―トパイプ３４内の蒸発物質の一部
が放熱部３７に至り循環熱媒体２７を加熱する。

【００１９】所定温度まで冷却された熱交換タンク２１
内の熱媒体２７は、循環ポンプ２２でエゼクタ―２０へ
供給され、再度反応釜２のジャケット部６内の熱媒体を
吸引する。エゼクタ―２０で生じる吸引力は、エゼクタ
―２０内を通過する流体の温度によって決まるために、
熱交換タンク２１内の熱媒体２７の液温を適宜調節する
ことにより、エゼクタ―２０の吸引力すなわち減圧度合
を制御することができる。エゼクタ―２０の吸引力を制
御することにより、ジャケット部６内の圧力状態を制御
することができ、大気圧以下の負圧状態から、大気圧以
上の正圧状態までジャケット部６内の圧力を制御するこ
とができる。

【００２０】熱媒体として例えば商品名でダウサムなる
ものを用いた場合、蒸気圧力を絶対圧で０．３キロとす
るとその蒸気温度は約２１０度Ｃとなり、１．１キロと
すると約２６０度Ｃとすることができ、蒸気圧力を制御
することによって、蒸気温度を制御することができるの
である。

【００２１】本実施例において、ジャケット部６での加
熱温度を変更する場合は、エゼクタ―２０の吸引力を通
過する熱媒体２７の液温を調節することにより変更する
ことによって、速やかに実施することができる。

【００２２】本実施例においては、熱交換器として反応
釜２を用いた例を示したが、その他の熱交換器、例えば
合成繊維や合成樹脂、あるいは、食料品や医療品等の熱
交換器としても用いることができるものである。

【００２３】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、熱交換タ
ンク内にヒ―トパイプの吸熱部を配置し吸熱量を調節し
て熱媒体の液温を制御することにより、真空ポンプのエ
ゼクタ―部の真空度を調整して、熱媒体の加熱蒸気圧力
すなわち加熱蒸気温度を速やかに変更することのでき
る、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることができ
る。

【００２４】また、ヒ―トパイプの一方の放熱部を循環
熱媒体タンク内に配置したことにより、熱媒体の温度が
低い場合はその熱媒体が加熱されてボイラ―等の回収先
へ回収することができ、熱エネルギ―の損失を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱媒体による低圧蒸気加熱装置の実施
例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 熱媒体用ボイラ― ２ 反応釜 ３ タンク ６ ジャケット部 ７ 真空ポンプ ８ 圧力調整弁 ９ 気液分離器 ２０ エゼクタ― ２１ 熱交換タンク ２２ 循環ポンプ ２７ 熱媒体 ３４ Ｙ形ヒ―トパイプ ３６ 吸熱部 ３７，３８ 放熱部 ３９ 冷却液タンク ４０ 冷却液供給管 ４２ 冷却液流量調節弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管
   を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を凝縮液タンクか
   ら蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器
   の二次側にエゼクタ―と熱交換タンクと循環ポンプから
   成る真空ポンプを連設し、当該真空ポンプの熱交換タン
   ク内にヒ―トパイプの一端の吸熱部を配置し、当該ヒ―
   トパイプの他端を少なくとも２つの放熱部で形成して、
   一方の放熱部を上記凝縮液タンク内に配置すると共に、
   他方の放熱部を冷却液中に配置したことを特徴とする熱
   媒体による低圧蒸気加熱装置。