(57)【要約】【課題】熱媒体液の酸化や熱媒体液の過剰な加熱等による火災が生じることなく、且つ、高圧ボイラー等を使用せずに装置の破壊を発生させることなく安全に使用可能であるとともに、環境への負荷が少なく、熱媒体液として使用可能な物質が限定されずに幅広い物質を使用することができる。【解決手段】真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液2を沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を用いて熱交換体14を介して加熱目的液3の加熱を行う。
2008136135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を用いて熱交換体を介して加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項２】
真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を加熱し蒸気を発生させる耐圧性の加熱槽と、この加熱槽内で発生した１００℃以上の蒸気に加熱されて被加熱目的液と熱交換を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項３】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項４】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項５】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項６】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項７】
熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであることを特徴とする請求項１、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項８】
熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであることを特徴とする請求項２、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【請求項９】
熱媒体液の沸点は、真空雰囲気の真空度を変化させることにより調節可能とすることを特徴とする請求項１、３、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項１０】
熱媒体液の沸点は、真空雰囲気の真空度を変化させることにより調節可能としたことを特徴とする請求項２、４、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【請求項１１】
真空雰囲気中には、圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたことを特徴とする請求項１、３、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項１２】
真空雰囲気中には、圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたことを特徴とする請求項２、４、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を、簡易な装置により安全で廉価に行うことができるとともに、温度管理を厳密に行うことができる被加熱目的液の加熱方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された蒸留再生用の液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を行う方法としては、加圧スチームによる加熱方法や、熱媒体液による加熱方法等が存在する。また、特許文献１に示す如く、フッ素系液体を選択的に用いて常圧下で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を用いて被加熱目的液の加熱を行う方法も開発されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、加圧スチームを用いた加熱方法では、加圧スチームを発生させる手段として圧力ボイラーを使用するため、高圧による機器の破損等が危惧されることから安全対策に十分な配慮が必要である。また、被加熱目的液との熱交換後は再利用されることなく蒸気は熱水の状態で排出されるため、多量の水と熱水の残熱エネルギーが無駄になるし、地球温暖化の要因ともなっている。また、熱媒体液を用いた加熱方法においては、熱媒体液として可燃性油又はフッ素系液体及び塩素系液体が大量に使用されるが、可燃性油を常圧下で使用した場合には、空気中の酸素により油が酸化しやすくなる。【０００４】
そのため、この酸化により油がゲル状になる等して劣化した場合には新しいものと交換しなければならならず、劣化した油を大量に廃棄することとなるため、環境への悪影響が懸念されるものである。また、可燃性油には引火点が存在するため、常圧下で使用した場合には引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じ、火災が発生するおそれがあり危険である。また、その危険度は低沸点の可燃性油ほど高くなるため、使用が高沸点のものに限定されるため不便である。【０００５】
また、特許文献１に示す加熱方法では、フッ素系液体を常圧下で沸点まで加熱するため、この加熱により発生する蒸気は選択した常圧下での沸点に保たれ、確実な温度管理を容易に行うことができる。しかしながら、この方法で使用することができる熱媒体液は不燃性のフッ素系液体等であるため、熱媒体液の選択肢が狭く限定されたものとなっていた。また、この方法は加熱温度が沸点に限定されるため、加熱温度を任意の温度に設定することが困難なものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は、上述の如き課題を解決しようとするものであって、熱媒体液の酸化や熱媒体液の過剰な加熱等による火災が生じることなく、且つ、高圧ボイラー等を使用せずに装置破壊の危険を発生させることなく安全に使用可能であるとともに、環境への負荷が少なく、熱媒体液として使用可能な液体が限定されずに幅広い液体を任意の温度で使用することができるようにしようとするものである。【０００７】
本願の第１発明〜第６発明は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、被加熱目的液の加熱を行うものである。このように熱媒体液を真空雰囲気中で加熱するものであるから、この真空雰囲気中では常圧での雰囲気中と比較して酸素が少なく、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。従って、熱媒体液として可燃性油を使用した場合であっても、長期間再利用することが可能となるため廃油量が減少し、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。【０００８】
また、引火点を有する可燃性油を熱媒体液として使用した場合であっても、真空雰囲気中の酸素が少ないことにより、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、引火点の低い可燃性油を熱媒体液として使用することも可能である。また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはなく安全に使用することができる。【０００９】
また、本願の第１発明〜第６発明では、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等、幅広い種類の物質を熱媒体液として使用することができる。【００１０】
また、上記物質のうち複数種を選択的に組み合わせて使用することも可能である。即ち、蒸気を発生させる熱媒体液が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(以後、第１の熱媒体液とする。)に、この第１の熱媒体液よりも沸点の高い第２の熱媒体液を添加する。そして、この第１の熱媒体液と第２の熱媒体液との混合熱媒体液を、第１の熱媒体液の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液は蒸発するが、第２の熱媒体液は、沸点が第１の熱媒体液の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま残存する。従って、熱媒体液が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。【００１１】
また、本願の第１発明〜第６発明は、上記の如き熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものである。従来では、熱媒体液として水を使用し、高圧蒸気ボイラーにより熱媒体液を沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させることが一般的に行われていた。しかしながら、このような方法では高圧蒸気ボイラーを使用するため爆発の危険があるとともに、装置の管理も難しいなど、安全面や管理面等において様々な問題があった。しかしながら、本願発明は上記の如く、水を熱媒体液として使用することなく、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等、幅広い種類の熱媒体液を用い、且つ減圧状態で蒸気を発生させるものであるから、安全且つ簡易に１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。【００１２】
また、本願の第３発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うものである。【００１３】
また、本願の第４発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。【００１４】
上記の第３発明及び第４発明によれば、被加熱目的液を熱交換体内に収納して熱交換体に熱媒体液の蒸気を接触するのみの簡略な構成で被加熱目的液の加熱が可能となり、少量の被加熱目的液を加熱する場合において特に有効なものである。【００１５】
また、本願の第５発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うものである。【００１６】
また、本願の第６発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。上記第５発明及び第６発明においては、蒸気を導入した熱交換体を被加熱目的液に接触するものであるから、多量の被加熱目的液を連続的に加熱する場合に特に好都合なものである。【００１７】
尚、第５発明及び第６発明の熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであっても良い。このように、熱交換体を流入管及び流出管に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体を取り外し、熱交換体の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。また、熱交換体を一般的に使用されている被加熱目的液の収納槽内に投げ入れ配置することが可能となるため、装置を容易なものとすることができる。【００１８】
また、前記特許文献１に記載の発明では、常圧下における沸点は一定であるため、被加熱目的液の加熱温度は選択したフッ素系液体の常圧下における沸点に限定されるものとなる。従って、被加熱目的液の加熱温度を任意に選択することができなかった。そこで、本願の第１発明〜第６発明では、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるため、この真空雰囲気の真空度を変化させることにより、沸点を調節可能とすることができる。そして、このように真空度を変化させることにより、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧下における沸点以下なら限定されることなく、１００℃以上の任意の加熱温度を選択することができる。【００１９】
その一例として、熱媒体液として使用可能な５物質の常圧(760mmHg)での沸点と、沸点を１５０℃とする場合の真空度(圧力)の関係について以下の表１に示す。【００２０】
【表１】
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【００２１】
また、上記の如く真空雰囲気の真空度を変化させる手段として、真空雰囲気中に圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたものであっても良い。【００２２】
また、熱媒体液内には、温度センサーを配置し、この温度センサーの検知信号に従って、熱媒体液の加熱温度を制御可能としたものであっても良い。本発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるから、熱媒体液を常に沸点以上に保つ必要がある。また、沸点以上であっても、沸点より遙かに高い温度にまで熱媒体液を加熱した場合は、加熱のためのエネルギーを過度に消費するものとなる。従って、熱媒体液内に温度センサーを配置して、熱媒体液を沸点以上で且つ沸点に近い温度を常に保つことにより、熱媒体液からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液の加熱に要するエネルギーコストを低く抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は上述の如く構成したものであって、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱するものであるから、真空雰囲気中では常圧の場合と比較して酸素が少ないため、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。そのため、熱媒体液として可燃性油を使用した場合であっても、劣化しにくく長期間再利用することが可能となることから経済的であるとともに廃油の量を減少することが可能となる。従って、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。【００２４】
また、可燃性油は引火点を有するが、この可燃性油を熱媒体液として使用した場合でも、真空雰囲気中は酸素が少ないため、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、本発明において可燃性油を熱媒体液として使用した場合でも、火災等が発生する危険性が少なく安全に使用することが可能となる。従って、熱媒体液として特定の液体に限定することなく、熱媒体液として使用可能な液体が幅広いものとなり、従来では、酸化しやすく、また引火点が低いという理由等から熱媒体液として使用されていなかった植物油や動物性油脂を使用することも可能となる。【００２５】
また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、装置が高圧により破裂する事態が生じることはないため、安全に使用することができるとともに、万一装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはないものとなる。また、減圧状態の装置を扱うものであるため、高圧状態の装置を扱う際に、場合によっては作業者に必要となる資格等を必要としない。そのため、本発明の装置を扱う作業者が一定の者に限定されることなく、作業者の確保が容易となり、作業を効率よく行うことができる。また、熱媒体液を真空雰囲気中で加熱するものであるから、例えば真空雰囲気中の真空度を変化させることにより、熱媒体液の沸点を調節することが可能となる。従って、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧での沸点に限定されることなく、任意の加熱温度を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１を示す概念図。
【図２】実施例２を示す概念図。
【図３】実施例３を示す概念図。
【符号の説明】
【００２７】
１  加熱槽
２  熱媒体液
３  被加熱目的液
４  加熱体
５  流出管
１０  圧力センサー
１４  熱交換体
１７  流入管
２２  真空機構
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例１を図１において詳細に説明すると、(１)は加熱槽であって、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、被加熱目的液(３)を収納した熱交換体(１４)の下端を挿入している。また、この加熱槽(１)は、内部を密閉して気密性を保持している。また、この加熱槽(１)の下には加熱体(４)を配置しており、この加熱体(４)によって加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱し、蒸気を発生させるものである。【００２９】
また、本発明の熱媒体液(２)は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等であって、これらのうちの１種又は複数種を選択的に用いることが可能である。また、例えば、沸点が１７８℃のフッ素系不活性液体と、沸点が１７４℃の３メチル−３メトキシブタノールとの混合液、又は、沸点が１７１℃のノルマルパラフィン系炭化水素系溶剤と、沸点が１７４℃の親水性溶剤の混合液等、複数種の物質を組み合わせたものを熱媒体液(２)として使用することもできる。【００３０】
即ち、蒸気を発生させる熱媒体液(２)が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(２)(以下、第１の熱媒体液(２)とする。)に、この第１の熱媒体液(２)よりも沸点が高い第２の熱媒体液(２)を添加する。そして、この第１の熱媒体液(２)と第２の熱媒体液(２)との混合熱媒体液(２)を、第１の熱媒体液(２)の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液(２)は蒸発するが、第２の熱媒体液(２)は、沸点が第１の熱媒体液(２)の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま加熱槽(１)内に残存する。従って、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。また、前記熱媒体液(２)は、真空雰囲気中で沸点まで加熱することにより、１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。【００３１】
また、上記の如く形成した加熱槽(１)には、図１に示す如く流出管(５)を経てバキュームポンプ(６)を接続している。そして、このバキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内の気体を吸引することにより、加熱槽(１)内を減圧して真空状態とすることが可能となる。尚、本実施例ではバキュームポンプ(６)を接続しているが、他の異なる実施例では、エゼクター等、バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を接続することももちろん可能である。また、本実施例及び下記実施例３で使用するバキュームポンプ(６)としては、ドライポンプや液封式真空ポンプ等を使用することができる。【００３２】
また、流出管(５)には、加熱槽(１)から流出した蒸気を冷却液によって冷却し凝縮するための凝縮管(７)を設けている。この凝縮管(７)は、図１に示す如く冷却槽(９)内に配置しており、この冷却槽(９)の下端には、水等の冷却液を導入する冷却液導入管(２７)を接続するとともに、上端には冷却液導出管(２８)を接続している。そして、冷却液と凝縮管(７)との接触距離を長くするため、凝縮管(７)をコイル状に形成している。また、この凝縮管(７)と上記バキュームポンプ(６)との間には、開閉弁(８)を設けている。尚、流出管(５)及び下記の導入管(１２)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。【００３３】
また、加熱槽(１)には、加熱槽(１)内の真空雰囲気中の圧力を検知するための圧力センサー(１０)を設けるとともに、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中には、熱媒体液(２)の温度を検知可能とする温度センサー(１３)を配置している。尚、図１に示す開放弁(１１)は、装置の非使用時においても加熱槽(１)内の真空状態を保つため通常は閉弁しているが、真空を解除する必要がある場合には、開弁することにより導入管(１２)を経て加熱槽(１)内と外気とを連通し、加熱槽(１)内の真空状態を解除するものである。また、この開放弁(１１)は、熱媒体液(２)を補給する際の補給弁としても使用するものである。【００３４】
上記の如く構成したものにおいて、本実施例の被加熱目的液(３)の加熱方法について以下に説明する。まず、熱交換体(１４)内には予め被加熱目的液(３)を充填し、開閉弁(８)を開弁してバキュームポンプ(６)を作動させることにより、流出管(５)を介して加熱槽(１)内を減圧し、この加熱槽(１)内の雰囲気を真空状態とする。そして、加熱槽(１)内が一定の真空度を維持するように開閉弁(８)を開閉させる。【００３５】
このように加熱槽(１)内を真空状態とすることにより、常圧の場合と比較して酸素が少ないため熱媒体液(２)の酸化が生じにくいものとなる。そのため、可燃性油を熱媒体液(２)として使用した場合であっても、酸化しにくいため長期間繰り返し利用することが可能となることから、廃油の量を減少させることが可能となり、環境への負荷を低減することができる。【００３６】
また、可燃性油は引火点を有するが、真空雰囲気中では酸素が少ないため引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなり、引火点の低い可燃性油を熱媒体液(２)として使用することも可能となる。従って、熱媒体液(２)として特定の物質に限定することなく、熱媒体液として使用可能な物質の選択肢を広げることができる。また、加熱槽(１)内、流出管(５)内、及び導入管(１２)内は減圧状態となるため、装置が高圧により破裂する事態が生じることはなく、安全に使用することができる。また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、仮に装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液(２)が周囲に飛散するおそれはないものとなる。【００３７】
そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱する。この沸点加熱によって、この熱媒体液(２)から１００℃以上の蒸気が発生し、この蒸気が加熱槽(１)内に分散して熱交換体(１４)に接触する。これにより、この熱交換体(１４)の内部に収納した被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。このように、熱媒体液(２)の蒸気を用いて被加熱目的液(３)を加熱することにより、被加熱目的液(３)は熱媒体液(２)の沸点以上に加熱されることはなく、確実な温度管理を容易に行うことができる。【００３８】
また、加熱槽(１)内は減圧状態であるため、上記の如く熱媒体液(２)の蒸気を発生させた際に、仮に熱交換体(１４)が破損した場合でも、被加熱目的液(３)が加熱槽(１)内に流入する場合はあるが、逆に蒸気が熱交換体(１４)の内部に流入する事態が生じることはない。そのため、熱交換体(１４)の内部において熱媒体液(２)の蒸気が被加熱目的液(３)と混合する危険性はないため、熱交換体(１４)内の被加熱目的液(３)を良好な状態に保つことができる。【００３９】
そして、加熱槽(１)内に発生した熱媒体液(２)の余剰蒸気は、バキュームポンプ(６)の作動に伴って流出管(５)を通じて凝縮管(７)内に流入し、この凝縮管(７)内において凝縮される。そして、凝縮液は、再び流出管(５)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、流出管(５)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では流出管(５)に凝縮管(７)を設けずに、流出管(５)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。
また、加熱槽(１)内の真空度は、加熱槽(１)に設けた圧力センサー(１０)によって検知し調節することができる。即ち、バキュームポンプ(６)にて加熱槽(１)内を減圧し、一定の圧力に達した時点で、圧力センサー(１０)が制御装置(図示せず)に検知信号を送信することにより、この制御装置によって開閉弁(８)が閉弁する。これにより、加熱槽(１)内の真空雰囲気を一定の真空度に調節することが可能となる。【００４０】
上記の如く、加熱槽(１)内の圧力を適宜調節することができることから、加熱槽(１)内の真空度を変えることにより、この加熱槽(１)内に収納した熱媒体液(２)の沸点を調節することができる。従って、上記特許文献１のように沸点が常圧下における沸点に限定されることなく、所望の沸点に調節することが可能となるため、被加熱目的液(３)の加熱温度を任意に選択することができる。【００４１】
また、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)の温度を熱媒体液(２)の沸点以上で且つ沸点に近い設定温度に保つために、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中に、熱媒体液(２)の温度を検知する温度センサー(１３)を配置している。そして、この温度センサー(１３)は、熱媒体液(２)が上記設定温度よりも低い温度、又は高い温度となった場合に、制御装置(図示せず)に検知信号を送信する。【００４２】
そして、制御装置によって加熱体(４)の温度を上昇又は低下させることにより、熱媒体液(２)の加熱温度を上記設定温度に調節可能としている。これにより、熱媒体液(２)を沸点以上で且つ沸点に近い設定温度を常に保つことが可能となる。従って、熱媒体液(２)を常に沸点以上に加熱して熱媒体液(２)からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液(２)が沸点よりも遙かに高い温度まで上昇する事態を防止し、熱媒体液(２)の加熱に要するエネルギーコストを最小限に抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
また、前記実施例１では、内部に被加熱目的液(３)を収納するとともに、下端を加熱槽(１)内に配置した熱交換体(１４)を使用しているが、本実施例２では内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)として使用している。本実施例２を図２において以下に詳細に説明すると、本実施例２の熱交換体(１４)は内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)であって、被加熱目的液(３)を収納した収納槽(１６)の内周にコイル状に固定配置している。そして、この熱交換体(１４)の一端を流入管(１７)の一端に接続するとともに、他端を流出管(５)の一端に接続している。【００４４】
また、前記流入管(１７)の他端を加熱槽(１)に接続している。尚、この加熱槽(１)は、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、内部を密閉して気密性を保持した状態としている。また、前記流出管(５)は、収納槽(１６)の外側で第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐し、第１流出管(２０)を真空機構(２２)に接続するとともに、第２流出管(２１)を加熱槽(１)に接続している。【００４５】
尚、上記流入管(１７)、流出管(５)、第１流出管(２０)、及び第２流出管(２１)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。また、上記真空機構(２２)は、熱交換体(１４)内の蒸気を吸引可能なものであれば液封式のバキュームポンプ(６)であっても良いし、また、エゼクターやその他の機構であっても良く、特に限定するものではない。また、第１流出管(２０)及び第２流出管(２１)には、それぞれ第１開閉弁(２３)及び第２開閉弁(２４)を配置している。【００４６】
上記の如く構成したものにおいて、第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁した状態で真空機構(２２)を作動させて、加熱槽(１)及び熱交換体(１４)の内部を一定の真空度に達するまで減圧し、この減圧を維持した状態で第１開閉弁(２３)を開閉弁する。このように真空状態を維持させて加熱体(４)を加熱し、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱することにより、蒸気が発生する。そして、この蒸気が加熱槽(１)から流入管(１７)を経て熱交換体(１４)内に流入することにより、この蒸気が熱交換体(１４)に接触して熱交換体(１４)が沸点温度まで加熱されるため、この熱交換体(１４)を介して被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。【００４７】
また、前記実施例１では凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮しているが、本実施例２では、凝縮管(７)を設けずに、余剰蒸気を液封式真空ポンプに回収可能なものとしている。また、熱交換体(１４)内の蒸気は被加熱目的液(３)との熱交換によって液化し、流出管(５)から第２流出管(２１)に流出するため、第１開閉弁(２３)を閉弁するとともに第２開閉弁(２４)を開弁することにより、凝縮液が第２流出管(２１)を通って加熱槽(１)内に流入して回収される。尚、上記の如く流出管(５)には熱交換体(１４)内の蒸気が液化したものが流出するため、第１開閉弁(２３)の開閉と第２開閉弁(２４)の開閉を適時に行うことが必要である。また、他の異なる実施例では前記実施例１と同様に、流出管(５)に凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮し、回収することも可能である。
【実施例３】
【００４８】
また、前記実施例２では、内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)とするとともに、この熱交換体(１４)を収納槽(１６)内に固定配置しているが、本実施例３では、収納槽(１６)の被加熱目的液(３)に挿入するとともに内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させる熱交換体(１４)を、熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続している。本実施例３を図３において詳細に説明すると、本実施例の熱交換体(１４)は、内部に蒸気の流通路(２５)を形成するとともに蛇腹状又はコイル状に湾曲形成したものであって、収納槽(１６)内に収納した被加熱目的液(３)内に挿入するとともに一端及び他端を収納槽(１６)の側壁から外方に突出配置している。【００４９】
そして、熱交換体(１４)の一端には、導入弁(２６)を設けた流入管(１７)の一端を着脱可能に接続するとともに、他端には、流出管(５)の一端を着脱可能に接続している。また、前記流入管(１７)の他端を、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに気密性を保持した加熱槽(１)に接続している。また、前記流出管(５)は第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐しており、この第１流出管(２０)と第２流出管(２１)はそれぞれバキュームポンプ(６)及び加熱槽(１)に接続している。また、図３に示す如く、第１流出管(２０)には凝縮管(７)及び第１開閉弁(２３)を設けるとともに、第２流出管(２１)には第２開閉弁(２４)を設けている。【００５０】
このように、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体(１４)を取り外し、熱交換体(１４)の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体(１４)に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体(１４)の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。尚、本実施例３では、加熱槽(１)内を減圧するためにバキュームポンプ(６)を使用しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、エゼクター等バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を使用することも可能である。【００５１】
上記の如く構成したものにおいて、まず、導入弁(２６)及び第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁する。そして、バキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内を一定の真空度に達するまで減圧し、維持させて第１開閉弁(２３)を開閉弁する。そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱して蒸気を発生させる。これにより、流入管(１７)を経て熱交換体(１４)の流通路(２５)に蒸気が流入し、この蒸気が熱交換体(１４)に接触することにより熱交換体(１４)が熱媒体液(２)の沸点まで加熱されるため、熱交換体(１４)によって被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。【００５２】
また、熱交換体(１４)から流出管(５)及び第１流出管(２０)を通過した余剰蒸気は凝縮管(７)により凝縮され、凝縮液は、第２開閉弁(２４)を開弁することにより第２流出管(２１)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、第１流出管(２０)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では凝縮管(７)を設けずに、第１流出管(２０)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。【００５３】
また、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)から取り外す際には、非使用時に全ての作動を停止するとともに、装置に設けた全ての弁を閉弁して熱交換体(１４)の取り外し作業を行うため、加熱槽(１)から流入管(１７)を経て蒸気が流出するような事態は全く生じることなく、熱交換体(１４)の取り外し作業を安全に行うことができる。
【図１】
2008136135.tif 000004
【図２】
2008136135.tif 000005
【図３】
2008136135.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月24日(2008.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空度を調節し得る真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を用いて熱交換体を介して加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項２】
真空度を調節し得る真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を加熱し蒸気を発生させる耐圧性の加熱槽と、この加熱槽内で発生した１００℃以上の蒸気に加熱されて被加熱目的液と熱交換を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項３】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項４】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空度を調節し得る真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項５】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項６】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空度を調節し得る真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項７】
熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであることを特徴とする請求項１、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項８】
熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであることを特徴とする請求項２、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【請求項９】
熱媒体液の沸点は、真空雰囲気の真空度を変化させることにより調節可能とすることを特徴とする請求項１、３、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項１０】
熱媒体液の沸点は、真空雰囲気の真空度を変化させることにより調節可能としたことを特徴とする請求項２、４、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【請求項１１】
真空雰囲気中には、圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたことを特徴とする請求項１、３、または５の被加熱目的液の加熱方法。
【請求項１２】
真空雰囲気中には、圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたことを特徴とする請求項２、４、または６の被加熱目的液の加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を、簡易な装置により安全で廉価に行うことができるとともに、温度管理を厳密に行うことができる被加熱目的液の加熱方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された蒸留再生用の液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を行う方法としては、加圧スチームによる加熱方法や、熱媒体液による加熱方法等が存在する。また、特許文献１に示す如く、フッ素系液体を選択的に用いて常圧下で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を用いて被加熱目的液の加熱を行う方法も開発されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、加圧スチームを用いた加熱方法では、加圧スチームを発生させる手段として圧力ボイラーを使用するため、高圧による機器の破損等が危惧されることから安全対策に十分な配慮が必要である。また、被加熱目的液との熱交換後は再利用されることなく蒸気は熱水の状態で排出されるため、多量の水と熱水の残熱エネルギーが無駄になるし、地球温暖化の要因ともなっている。また、熱媒体液を用いた加熱方法においては、熱媒体液として可燃性油又はフッ素系液体及び塩素系液体が大量に使用されるが、可燃性油を常圧下で使用した場合には、空気中の酸素により油が酸化しやすくなる。
【０００４】
そのため、この酸化により油がゲル状になる等して劣化した場合には新しいものと交換しなければならならず、劣化した油を大量に廃棄することとなるため、環境への悪影響が懸念されるものである。また、可燃性油には引火点が存在するため、常圧下で使用した場合には引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じ、火災が発生するおそれがあり危険である。また、その危険度は低沸点の可燃性油ほど高くなるため、使用が高沸点のものに限定されるため不便である。
【０００５】
また、特許文献１に示す加熱方法では、フッ素系液体を常圧下で沸点まで加熱するため、この加熱により発生する蒸気は選択した常圧下での沸点に保たれ、確実な温度管理を容易に行うことができる。しかしながら、この方法で使用することができる熱媒体液は不燃性のフッ素系液体等であるため、熱媒体液の選択肢が狭く限定されたものとなっていた。また、この方法は加熱温度が沸点に限定されるため、加熱温度を任意の温度に設定することが困難なものであった。
【０００６】
そこで本発明は、上述の如き課題を解決しようとするものであって、熱媒体液の酸化や熱媒体液の過剰な加熱等による火災が生じることなく、且つ、高圧ボイラー等を使用せずに装置破壊の危険を発生させることなく安全に使用可能であるとともに、環境への負荷が少なく、熱媒体液として使用可能な液体が限定されずに幅広い液体を任意の温度で使用することができるようにしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明〜第６発明は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、被加熱目的液の加熱を行うものである。このように熱媒体液を真空雰囲気中で加熱するものであるから、この真空雰囲気中では常圧での雰囲気中と比較して酸素が少なく、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。従って、熱媒体液として可燃性油を使用した場合であっても、長期間再利用することが可能となるため廃油量が減少し、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。
【０００８】
また、引火点を有する可燃性油を熱媒体液として使用した場合であっても、真空雰囲気中の酸素が少ないことにより、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、引火点の低い可燃性油を熱媒体液として使用することも可能である。また、装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはなく安全に使用することができる。
【０００９】
また、本願の第１発明〜第６発明では、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等、幅広い種類の物質を熱媒体液として使用することができる。
【００１０】
また、上記物質のうち複数種を選択的に組み合わせて使用することも可能である。即ち、蒸気を発生させる熱媒体液が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(以後、第１の熱媒体液とする。)に、この第１の熱媒体液よりも沸点の高い第２の熱媒体液を添加する。そして、この第１の熱媒体液と第２の熱媒体液との混合熱媒体液を、第１の熱媒体液の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液は蒸発するが、第２の熱媒体液は、沸点が第１の熱媒体液の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま残存する。従って、熱媒体液が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。
【００１１】
また、本願の第１発明〜第６発明は、上記の如き熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものである。従来では、熱媒体液として水を使用し、高圧蒸気ボイラーにより熱媒体液を沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させることが一般的に行われていた。しかしながら、このような方法では高圧蒸気ボイラーを使用するため爆発の危険があるとともに、装置の管理も難しいなど、安全面や管理面等において様々な問題があった。しかしながら、本願発明は上記の如く、水を熱媒体液として使用することなく、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等、幅広い種類の熱媒体液を用い、且つ減圧状態で蒸気を発生させるものであるから、安全且つ簡易に１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。
【００１２】
また、本願の第３発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うものである。
【００１３】
また、本願の第４発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。
【００１４】
上記の第３発明及び第４発明によれば、被加熱目的液を熱交換体内に収納して熱交換体に熱媒体液の蒸気を接触するのみの簡略な構成で被加熱目的液の加熱が可能となり、少量の被加熱目的液を加熱する場合において特に有効なものである。
【００１５】
また、本願の第５発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うものである。
【００１６】
また、本願の第６発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。上記第５発明及び第６発明においては、蒸気を導入した熱交換体を被加熱目的液に接触するものであるから、多量の被加熱目的液を連続的に加熱する場合に特に好都合なものである。
【００１７】
尚、第５発明及び第６発明の熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであっても良い。このように、熱交換体を流入管及び流出管に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体を取り外し、熱交換体の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。また、熱交換体を一般的に使用されている被加熱目的液の収納槽内に投げ入れ配置することが可能となるため、装置を容易なものとすることができる。
【００１８】
また、前記特許文献１に記載の発明では、常圧下における沸点は一定であるため、被加熱目的液の加熱温度は選択したフッ素系液体の常圧下における沸点に限定されるものとなる。従って、被加熱目的液の加熱温度を任意に選択することができなかった。そこで、本願の第１発明〜第６発明では、熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるため、この真空雰囲気の真空度を変化させることにより、沸点を調節可能とすることができる。そして、このように真空度を変化させることにより、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧下における沸点以下なら限定されることなく、１００℃以上の任意の加熱温度を選択することができる。
【００１９】
その一例として、熱媒体液として使用可能な５物質の常圧(760mmHg)での沸点と、沸点を１５０℃とする場合の真空度(圧力)の関係について以下の表１に示す。
【００２０】
【表１】
2008136135.tif 000007
【００２１】
また、上記の如く真空雰囲気の真空度を変化させる手段として、真空雰囲気中に圧力センサーを配置し、この圧力センサーの検知信号に従って、真空雰囲気の真空度を調節可能としたものであっても良い。
【００２２】
また、熱媒体液内には、温度センサーを配置し、この温度センサーの検知信号に従って、熱媒体液の加熱温度を制御可能としたものであっても良い。本発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるから、熱媒体液を常に沸点以上に保つ必要がある。また、沸点以上であっても、沸点より遙かに高い温度にまで熱媒体液を加熱した場合は、加熱のためのエネルギーを過度に消費するものとなる。従って、熱媒体液内に温度センサーを配置して、熱媒体液を沸点以上で且つ沸点に近い温度を常に保つことにより、熱媒体液からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液の加熱に要するエネルギーコストを低く抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は上述の如く構成したものであって、熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱するものであるから、真空雰囲気中では常圧の場合と比較して酸素が少ないため、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。そのため、熱媒体液として可燃性油を使用した場合であっても、劣化しにくく長期間再利用することが可能となることから経済的であるとともに廃油の量を減少することが可能となる。従って、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。
【００２４】
また、可燃性油は引火点を有するが、この可燃性油を熱媒体液として使用した場合でも、真空雰囲気中は酸素が少ないため、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、本発明において可燃性油を熱媒体液として使用した場合でも、火災等が発生する危険性が少なく安全に使用することが可能となる。従って、熱媒体液として特定の液体に限定することなく、熱媒体液として使用可能な液体が幅広いものとなり、従来では、酸化しやすく、また引火点が低いという理由等から熱媒体液として使用されていなかった植物油や動物性油脂を使用することも可能となる。
【００２５】
また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、装置が高圧により破裂する事態が生じることはないため、安全に使用することができるとともに、万一装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはないものとなる。また、減圧状態の装置を扱うものであるため、高圧状態の装置を扱う際に、場合によっては作業者に必要となる資格等を必要としない。そのため、本発明の装置を扱う作業者が一定の者に限定されることなく、作業者の確保が容易となり、作業を効率よく行うことができる。また、熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で加熱するものであるから、例えば真空雰囲気中の真空度を変化させることにより、熱媒体液の沸点を調節することが可能となる。従って、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧での沸点に限定されることなく、任意の加熱温度を選択することができる。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１を図１において詳細に説明すると、(１)は加熱槽であって、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、被加熱目的液(３)を収納した熱交換体(１４)の下端を挿入している。また、この加熱槽(１)は、内部を密閉して気密性を保持している。また、この加熱槽(１)の下には加熱体(４)を配置しており、この加熱体(４)によって加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱し、蒸気を発生させるものである。
【００２７】
また、本発明の熱媒体液(２)は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、フッ素系不活性液体、植物油、又は動物油脂等であって、これらのうちの１種又は複数種を選択的に用いることが可能である。また、例えば、沸点が１７８℃のフッ素系不活性液体と、沸点が１７４℃の３メチル−３メトキシブタノールとの混合液、又は、沸点が１７１℃のノルマルパラフィン系炭化水素系溶剤と、沸点が１７４℃の親水性溶剤の混合液等、複数種の物質を組み合わせたものを熱媒体液(２)として使用することもできる。
【００２８】
即ち、蒸気を発生させる熱媒体液(２)が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(２)(以下、第１の熱媒体液(２)とする。)に、この第１の熱媒体液(２)よりも沸点が高い第２の熱媒体液(２)を添加する。そして、この第１の熱媒体液(２)と第２の熱媒体液(２)との混合熱媒体液(２)を、第１の熱媒体液(２)の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液(２)は蒸発するが、第２の熱媒体液(２)は、沸点が第１の熱媒体液(２)の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま加熱槽(１)内に残存する。従って、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。また、前記熱媒体液(２)は、真空雰囲気中で沸点まで加熱することにより、１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。
【００２９】
また、上記の如く形成した加熱槽(１)には、図１に示す如く流出管(５)を経てバキュームポンプ(６)を接続している。そして、このバキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内の気体を吸引することにより、加熱槽(１)内を減圧して真空状態とすることが可能となる。尚、本実施例ではバキュームポンプ(６)を接続しているが、他の異なる実施例では、エゼクター等、バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を接続することももちろん可能である。また、本実施例及び下記実施例３で使用するバキュームポンプ(６)としては、ドライポンプや液封式真空ポンプ等を使用することができる。
【００３０】
また、流出管(５)には、加熱槽(１)から流出した蒸気を冷却液によって冷却し凝縮するための凝縮管(７)を設けている。この凝縮管(７)は、図１に示す如く冷却槽(９)内に配置しており、この冷却槽(９)の下端には、水等の冷却液を導入する冷却液導入管(２７)を接続するとともに、上端には冷却液導出管(２８)を接続している。そして、冷却液と凝縮管(７)との接触距離を長くするため、凝縮管(７)をコイル状に形成している。また、この凝縮管(７)と上記バキュームポンプ(６)との間には、開閉弁(８)を設けている。尚、流出管(５)及び下記の導入管(１２)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。
【００３１】
また、加熱槽(１)には、加熱槽(１)内の真空雰囲気中の圧力を検知するための圧力センサー(１０)を設けるとともに、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中には、熱媒体液(２)の温度を検知可能とする温度センサー(１３)を配置している。尚、図１に示す開放弁(１１)は、装置の非使用時においても加熱槽(１)内の真空状態を保つため通常は閉弁しているが、真空を解除する必要がある場合には、開弁することにより導入管(１２)を経て加熱槽(１)内と外気とを連通し、加熱槽(１)内の真空状態を解除するものである。また、この開放弁(１１)は、熱媒体液(２)を補給する際の補給弁としても使用するものである。
【００３２】
上記の如く構成したものにおいて、本実施例の被加熱目的液(３)の加熱方法について以下に説明する。まず、熱交換体(１４)内には予め被加熱目的液(３)を充填し、開閉弁(８)を開弁してバキュームポンプ(６)を作動させることにより、流出管(５)を介して加熱槽(１)内を減圧し、この加熱槽(１)内の雰囲気を真空状態とする。そして、加熱槽(１)内が一定の真空度を維持するように開閉弁(８)を開閉させる。
【００３３】
このように加熱槽(１)内を真空状態とすることにより、常圧の場合と比較して酸素が少ないため熱媒体液(２)の酸化が生じにくいものとなる。そのため、可燃性油を熱媒体液(２)として使用した場合であっても、酸化しにくいため長期間繰り返し利用することが可能となることから、廃油の量を減少させることが可能となり、環境への負荷を低減することができる。
【００３４】
また、可燃性油は引火点を有するが、真空雰囲気中では酸素が少ないため引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなり、引火点の低い可燃性油を熱媒体液(２)として使用することも可能となる。従って、熱媒体液(２)として特定の物質に限定することなく、熱媒体液として使用可能な物質の選択肢を広げることができる。また、加熱槽(１)内、流出管(５)内、及び導入管(１２)内は減圧状態となるため、装置が高圧により破裂する事態が生じることはなく、安全に使用することができる。また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、仮に装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液(２)が周囲に飛散するおそれはないものとなる。
【００３５】
そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱する。この沸点加熱によって、この熱媒体液(２)から１００℃以上の蒸気が発生し、この蒸気が加熱槽(１)内に分散して熱交換体(１４)に接触する。これにより、この熱交換体(１４)の内部に収納した被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。このように、熱媒体液(２)の蒸気を用いて被加熱目的液(３)を加熱することにより、被加熱目的液(３)は熱媒体液(２)の沸点以上に加熱されることはなく、確実な温度管理を容易に行うことができる。
【００３６】
また、加熱槽(１)内は減圧状態であるため、上記の如く熱媒体液(２)の蒸気を発生させた際に、仮に熱交換体(１４)が破損した場合でも、被加熱目的液(３)が加熱槽(１)内に流入する場合はあるが、逆に蒸気が熱交換体(１４)の内部に流入する事態が生じることはない。そのため、熱交換体(１４)の内部において熱媒体液(２)の蒸気が被加熱目的液(３)と混合する危険性はないため、熱交換体(１４)内の被加熱目的液(３)を良好な状態に保つことができる。
【００３７】
そして、加熱槽(１)内に発生した熱媒体液(２)の余剰蒸気は、バキュームポンプ(６)の作動に伴って流出管(５)を通じて凝縮管(７)内に流入し、この凝縮管(７)内において凝縮される。そして、凝縮液は、再び流出管(５)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、流出管(５)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では流出管(５)に凝縮管(７)を設けずに、流出管(５)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。また、加熱槽(１)内の真空度は、加熱槽(１)に設けた圧力センサー(１０)によって検知し調節することができる。即ち、バキュームポンプ(６)にて加熱槽(１)内を減圧し、一定の圧力に達した時点で、圧力センサー(１０)が制御装置(図示せず)に検知信号を送信することにより、この制御装置によって開閉弁(８)が閉弁する。これにより、加熱槽(１)内の真空雰囲気を一定の真空度に調節することが可能となる。
【００３８】
上記の如く、加熱槽(１)内の圧力を適宜調節することができることから、加熱槽(１)内の真空度を変えることにより、この加熱槽(１)内に収納した熱媒体液(２)の沸点を調節することができる。従って、上記特許文献１のように沸点が常圧下における沸点に限定されることなく、所望の沸点に調節することが可能となるため、被加熱目的液(３)の加熱温度を任意に選択することができる。
【００３９】
また、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)の温度を熱媒体液(２)の沸点以上で且つ沸点に近い設定温度に保つために、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中に、熱媒体液(２)の温度を検知する温度センサー(１３)を配置している。そして、この温度センサー(１３)は、熱媒体液(２)が上記設定温度よりも低い温度、又は高い温度となった場合に、制御装置(図示せず)に検知信号を送信する。
【００４０】
そして、制御装置によって加熱体(４)の温度を上昇又は低下させることにより、熱媒体液(２)の加熱温度を上記設定温度に調節可能としている。これにより、熱媒体液(２)を沸点以上で且つ沸点に近い設定温度を常に保つことが可能となる。従って、熱媒体液(２)を常に沸点以上に加熱して熱媒体液(２)からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液(２)が沸点よりも遙かに高い温度まで上昇する事態を防止し、熱媒体液(２)の加熱に要するエネルギーコストを最小限に抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００４１】
また、前記実施例１では、内部に被加熱目的液(３)を収納するとともに、下端を加熱槽(１)内に配置した熱交換体(１４)を使用しているが、本実施例２では内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)として使用している。本実施例２を図２において以下に詳細に説明すると、本実施例２の熱交換体(１４)は内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)であって、被加熱目的液(３)を収納した収納槽(１６)の内周にコイル状に固定配置している。そして、この熱交換体(１４)の一端を流入管(１７)の一端に接続するとともに、他端を流出管(５)の一端に接続している。
【００４２】
また、前記流入管(１７)の他端を加熱槽(１)に接続している。尚、この加熱槽(１)は、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、内部を密閉して気密性を保持した状態としている。また、前記流出管(５)は、収納槽(１６)の外側で第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐し、第１流出管(２０)を真空機構(２２)に接続するとともに、第２流出管(２１)を加熱槽(１)に接続している。
【００４３】
尚、上記流入管(１７)、流出管(５)、第１流出管(２０)、及び第２流出管(２１)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。また、上記真空機構(２２)は、熱交換体(１４)内の蒸気を吸引可能なものであれば液封式のバキュームポンプ(６)であっても良いし、また、エゼクターやその他の機構であっても良く、特に限定するものではない。また、第１流出管(２０)及び第２流出管(２１)には、それぞれ第１開閉弁(２３)及び第２開閉弁(２４)を配置している。
【００４４】
上記の如く構成したものにおいて、第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁した状態で真空機構(２２)を作動させて、加熱槽(１)及び熱交換体(１４)の内部を一定の真空度に達するまで減圧し、この減圧を維持した状態で第１開閉弁(２３)を開閉弁する。このように真空状態を維持させて加熱体(４)を加熱し、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱することにより、蒸気が発生する。そして、この蒸気が加熱槽(１)から流入管(１７)を経て熱交換体(１４)内に流入することにより、この蒸気が熱交換体(１４)に接触して熱交換体(１４)が沸点温度まで加熱されるため、この熱交換体(１４)を介して被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。
【００４５】
また、前記実施例１では凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮しているが、本実施例２では、凝縮管(７)を設けずに、余剰蒸気を液封式真空ポンプに回収可能なものとしている。また、熱交換体(１４)内の蒸気は被加熱目的液(３)との熱交換によって液化し、流出管(５)から第２流出管(２１)に流出するため、第１開閉弁(２３)を閉弁するとともに第２開閉弁(２４)を開弁することにより、凝縮液が第２流出管(２１)を通って加熱槽(１)内に流入して回収される。尚、上記の如く流出管(５)には熱交換体(１４)内の蒸気が液化したものが流出するため、第１開閉弁(２３)の開閉と第２開閉弁(２４)の開閉を適時に行うことが必要である。また、他の異なる実施例では前記実施例１と同様に、流出管(５)に凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮し、回収することも可能である。
【実施例３】
【００４６】
また、前記実施例２では、内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)とするとともに、この熱交換体(１４)を収納槽(１６)内に固定配置しているが、本実施例３では、収納槽(１６)の被加熱目的液(３)に挿入するとともに内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させる熱交換体(１４)を、熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続している。本実施例３を図３において詳細に説明すると、本実施例の熱交換体(１４)は、内部に蒸気の流通路(２５)を形成するとともに蛇腹状又はコイル状に湾曲形成したものであって、収納槽(１６)内に収納した被加熱目的液(３)内に挿入するとともに一端及び他端を収納槽(１６)の側壁から外方に突出配置している。
【００４７】
そして、熱交換体(１４)の一端には、導入弁(２６)を設けた流入管(１７)の一端を着脱可能に接続するとともに、他端には、流出管(５)の一端を着脱可能に接続している。また、前記流入管(１７)の他端を、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに気密性を保持した加熱槽(１)に接続している。また、前記流出管(５)は第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐しており、この第１流出管(２０)と第２流出管(２１)はそれぞれバキュームポンプ(６)及び加熱槽(１)に接続している。また、図３に示す如く、第１流出管(２０)には凝縮管(７)及び第１開閉弁(２３)を設けるとともに、第２流出管(２１)には第２開閉弁(２４)を設けている。
【００４８】
このように、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体(１４)を取り外し、熱交換体(１４)の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体(１４)に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体(１４)の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。尚、本実施例３では、加熱槽(１)内を減圧するためにバキュームポンプ(６)を使用しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、エゼクター等バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を使用することも可能である。
【００４９】
上記の如く構成したものにおいて、まず、導入弁(２６)及び第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁する。そして、バキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内を一定の真空度に達するまで減圧し、維持させて第１開閉弁(２３)を開閉弁する。そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱して蒸気を発生させる。これにより、流入管(１７)を経て熱交換体(１４)の流通路(２５)に蒸気が流入し、この蒸気が熱交換体(１４)に接触することにより熱交換体(１４)が熱媒体液(２)の沸点まで加熱されるため、熱交換体(１４)によって被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。
【００５０】
また、熱交換体(１４)から流出管(５)及び第１流出管(２０)を通過した余剰蒸気は凝縮管(７)により凝縮され、凝縮液は、第２開閉弁(２４)を開弁することにより第２流出管(２１)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、第１流出管(２０)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では凝縮管(７)を設けずに、第１流出管(２０)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。
【００５１】
また、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)から取り外す際には、非使用時に全ての作動を停止するとともに、装置に設けた全ての弁を閉弁して熱交換体(１４)の取り外し作業を行うため、加熱槽(１)から流入管(１７)を経て蒸気が流出するような事態は全く生じることなく、熱交換体(１４)の取り外し作業を安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１を示す概念図。
【図２】実施例２を示す概念図。
【図３】実施例３を示す概念図。
【符号の説明】
【００５３】
１  加熱槽
２  熱媒体液
３  被加熱目的液
４  加熱体
５  流出管
１０  圧力センサー
１４  熱交換体
１７  流入管
２２  真空機構
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月7日(2009.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空度を調節し得る真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を用いて熱交換体を介して加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項２】
真空度を調節し得る真空雰囲気中で炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を加熱し蒸気を発生させる耐圧性の加熱槽と、この加熱槽内で発生した１００℃以上の蒸気に加熱されて被加熱目的液と熱交換を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項３】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項４】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空度を調節し得る真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【請求項５】
炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した１００℃以上の蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うことを特徴とする被加熱目的液の加熱方法。
【請求項６】
真空機構と、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空度を調節し得る真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成ることを特徴とする被加熱目的液の加熱装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を、簡易な装置により安全で廉価に行うことができるとともに、温度管理を厳密に行うことができる被加熱目的液の加熱方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、洗浄用液体、洗浄使用後の汚染された蒸留再生用の液体、食品加工用の液体等の被加熱目的液の間接加熱を行う方法としては、加圧スチームによる加熱方法や、熱媒体液による加熱方法等が存在する。また、特許文献１に示す如く、フッ素系液体を選択的に用いて常圧下で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を用いて被加熱目的液の加熱を行う方法も開発されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、加圧スチームを用いた加熱方法では、加圧スチームを発生させる手段として圧力ボイラーを使用するため、高圧による機器の破損等が危惧されることから安全対策に十分な配慮が必要である。また、被加熱目的液との熱交換後は再利用されることなく蒸気は熱水の状態で排出されるため、多量の水と熱水の残熱エネルギーが無駄になるし、地球温暖化の要因ともなっている。また、熱媒体液を用いた加熱方法においては、熱媒体液として可燃性油又はフッ素系液体及び塩素系液体が大量に使用されるが、可燃性油を常圧下で使用した場合には、空気中の酸素により油が酸化しやすくなる。
【０００４】
そのため、この酸化により油がゲル状になる等して劣化した場合には新しいものと交換しなければならならず、劣化した油を大量に廃棄することとなるため、環境への悪影響が懸念されるものである。また、可燃性油には引火点が存在するため、常圧下で使用した場合には引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じ、火災が発生するおそれがあり危険である。また、その危険度は低沸点の可燃性油ほど高くなるため、使用が高沸点のものに限定されるため不便である。
【０００５】
また、特許文献１に示す加熱方法では、フッ素系液体を常圧下で沸点まで加熱するため、この加熱により発生する蒸気は選択した常圧下での沸点に保たれ、確実な温度管理を容易に行うことができる。しかしながら、この方法で使用することができる熱媒体液は不燃性のフッ素系液体等であるため、熱媒体液の選択肢が狭く限定されたものとなっていた。また、この方法は加熱温度が沸点に限定されるため、加熱温度を任意の温度に設定することが困難なものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は、上述の如き課題を解決しようとするものであって、熱媒体液の酸化や熱媒体液の過剰な加熱等による火災が生じることなく、且つ、高圧ボイラー等を使用せずに装置破壊の危険を発生させることなく安全に使用可能であるとともに、環境への負荷が少なく、熱媒体液として使用可能な液体が限定されずに幅広い液体を任意の温度で使用することができるようにしようとするものである。
【０００７】
本願の第１発明〜第６発明は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂のうち、１種又は複数種を選択的に用いた熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させ、被加熱目的液の加熱を行うものである。このように熱媒体液を真空雰囲気中で加熱するものであるから、この真空雰囲気中では常圧での雰囲気中と比較して酸素が少なく、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。従って、熱媒体液として可燃性油を使用しても、長期間再利用することが可能となるため廃油量が減少し、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。
【０００８】
また、引火点を有する可燃性油を熱媒体液として使用しても、真空雰囲気中の酸素が少ないことにより、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、引火点の低い可燃性油を熱媒体液として使用することも可能である。また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはなく安全に使用することができる。
【０００９】
また、本願の第１発明〜第６発明では、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂等、幅広い種類の物質を熱媒体液として使用することができる。
【００１０】
また、上記物質のうち複数種を選択的に組み合わせて使用することも可能である。即ち、蒸気を発生させる熱媒体液が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(以後、第１の熱媒体液とする。)に、この第１の熱媒体液よりも沸点の高い第２の熱媒体液を添加する。そして、この第１の熱媒体液と第２の熱媒体液との混合熱媒体液を、第１の熱媒体液の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液は蒸発するが、第２の熱媒体液は、沸点が第１の熱媒体液の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま残存する。従って、熱媒体液が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。
【００１１】
また、本願の第１発明〜第６発明は、上記の如き熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものである。従来では、熱媒体液として水を使用し、高圧蒸気ボイラーにより熱媒体液を沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させることが一般的に行われていた。しかしながら、このような方法では高圧蒸気ボイラーを使用するため爆発の危険があるとともに、装置の管理も難しいなど、安全面や管理面等において様々な問題があった。しかしながら、本願発明は上記の如く、水を熱媒体液として使用することなく、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂等の熱媒体液を用い、且つ減圧状態で蒸気を発生させるものであるから、安全且つ簡易に１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。
【００１２】
また、本願の第３発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して蒸気を発生させ、この沸点までの加熱により蒸気を発生させた真空雰囲気中に、内部に被加熱目的液を収納した熱交換体を配置し、熱媒体液の蒸気を熱交換体に接触させることにより、熱交換体を介して被加熱目的液の加熱を行うものである。
【００１３】
また、本願の第４発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、内部に被加熱目的液を収納するとともに、前記加熱槽の真空雰囲気中に少なくとも一部を配置して熱媒体液の蒸気と熱交換可能に接触させることにより、前記被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。
【００１４】
上記の第３発明及び第４発明によれば、被加熱目的液を熱交換体内に収納して熱交換体に熱媒体液の蒸気を接触するのみの簡略な構成で被加熱目的液の加熱が可能となり、少量の被加熱目的液を加熱する場合において特に有効なものである。
【００１５】
また、本願の第５発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱し、この沸点加熱により発生した蒸気を、真空雰囲気に保たれた熱交換体中に導入するとともに、この熱交換体を被加熱目的液内に挿入して、この被加熱目的液と熱交換体とを熱交換可能に接触させることにより、被加熱目的液の加熱を行うものである。
【００１６】
また、本願の第６発明は上記方法の発明を具現化する装置であって、真空機構と、熱媒体液を収納するとともに前記真空機構に接続して内部を真空状態とし、この真空雰囲気中で熱媒体液を加熱体により沸点まで加熱して蒸気を発生させる加熱槽と、前記熱媒体液の蒸気を導入し、被加熱目的液内に挿入してこの被加熱目的液と熱交換可能に接触することにより被加熱目的液の加熱を行う熱交換体とから成るものである。上記第５発明及び第６発明においては、蒸気を導入した熱交換体を被加熱目的液に接触するものであるから、多量の被加熱目的液を連続的に加熱する場合に特に好都合なものである。
【００１７】
尚、第５発明及び第６発明の熱交換体は、熱媒体液の蒸気を流通させた流入管及び流出管に着脱可能に接続して内部に熱媒体液の蒸気を流通させるとともに、被加熱目的液内に挿入可能としたものであっても良い。このように、熱交換体を流入管及び流出管に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体を取り外し、熱交換体の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。また、熱交換体を一般的に使用されている被加熱目的液の収納槽内に投げ入れ配置することが可能となるため、装置を容易なものとすることができる。
【００１８】
また、前記特許文献１に記載の発明では、常圧下における沸点は一定であるため、被加熱目的液の加熱温度は選択したフッ素系液体の常圧下における沸点に限定されるものとなる。従って、被加熱目的液の加熱温度を任意に選択することができなかった。そこで、本願の第１発明〜第６発明では、熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるため、この真空雰囲気の真空度を変化させることにより、沸点を調節可能とすることができる。そして、このように真空度を変化させることにより、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧下における沸点以下なら限定されることなく、１００℃以上の任意の加熱温度を選択することができる。
【００１９】
その一例として、熱媒体液として使用可能な５物質の常圧(760mmHg)での沸点と、沸点を１５０℃とする場合の真空度(圧力)の関係について以下の表１に示す。
【００２０】
【表１】
2008136135.tif 000008
【００２１】
また、熱媒体液内には、温度センサーを配置し、この温度センサーの検知信号に従って、熱媒体液の加熱温度を制御可能としたものであっても良い。本発明は、熱媒体液を真空雰囲気中で沸点まで加熱して１００℃以上の蒸気を発生させるものであるから、熱媒体液を常に沸点以上に保つ必要がある。また、沸点以上であっても、沸点より遙かに高い温度にまで熱媒体液を加熱した場合は、加熱のためのエネルギーを過度に消費するものとなる。従って、熱媒体液内に温度センサーを配置して、熱媒体液を沸点以上で且つ沸点に近い温度を常に保つことにより、熱媒体液からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液の加熱に要するエネルギーコストを低く抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上述の如く構成したものであって、熱媒体液を、真空度を調節し得る真空雰囲気中で沸点まで加熱するものであるから、真空雰囲気中では常圧の場合と比較して酸素が少ないため、熱媒体液の酸化が生じにくいものとなる。そのため、熱媒体液として可燃性油を使用しても、劣化しにくく長期間再利用することが可能となることから経済的であるとともに廃油の量を減少することが可能となる。従って、廃油の排出による環境への負荷を低減することができる。
【００２３】
また、可燃性油は引火点を有するが、この可燃性油を熱媒体液として使用しても、真空雰囲気中は酸素が少ないため、引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなる。そのため、本発明においては可燃性油を熱媒体液として使用しているが、火災等が発生する危険性が少なく安全に使用することが可能となる。従って、従来では、酸化しやすく、また引火点が低いという理由等から熱媒体液として使用されていなかった植物油や動物性油脂を使用することが可能となる。
【００２４】
また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、装置が高圧により破裂する事態が生じることはないため、安全に使用することができるとともに、万一装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液が周囲に飛散するおそれはないものとなる。また、減圧状態の装置を扱うものであるため、高圧状態の装置を扱う際に、場合によっては作業者に必要となる資格等を必要としない。そのため、本発明の装置を扱う作業者が一定の者に限定されることなく、作業者の確保が容易となり、作業を効率よく行うことができる。また、熱媒体液を真空雰囲気中で加熱するものであるから、例えば真空雰囲気中の真空度を変化させることにより、熱媒体液の沸点を調節することが可能となる。従って、被加熱目的液の加熱温度が熱媒体液の常圧での沸点に限定されることなく、任意の加熱温度を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１を示す概念図。
【図２】実施例２を示す概念図。
【図３】実施例３を示す概念図。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１を図１において詳細に説明すると、(１)は加熱槽であって、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、被加熱目的液(３)を収納した熱交換体(１４)の下端を挿入している。また、この加熱槽(１)は、内部を密閉して気密性を保持している。また、この加熱槽(１)の下には加熱体(４)を配置しており、この加熱体(４)によって加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱し、蒸気を発生させるものである。
【００２７】
また、本発明の熱媒体液(２)は、炭化水素系溶剤、親水性溶剤、植物油、又は動物油脂等であって、これらのうちの１種又は複数種を選択的に用いることが可能である。また、例えば、沸点が１７１℃のノルマルパラフィン系炭化水素系溶剤と、沸点が１７４℃の親水性溶剤の混合液等、複数種の物質を組み合わせたものを熱媒体液(２)として使用することもできる。
【００２８】
即ち、蒸気を発生させる熱媒体液(２)が高価である場合や、少量しか手に入らないような場合には、当該熱媒体液(２)(以下、第１の熱媒体液(２)とする。)に、この第１の熱媒体液(２)よりも沸点が高い第２の熱媒体液(２)を添加する。そして、この第１の熱媒体液(２)と第２の熱媒体液(２)との混合熱媒体液(２)を、第１の熱媒体液(２)の沸点まで加熱する。これにより、第１の熱媒体液(２)は蒸発するが、第２の熱媒体液(２)は、沸点が第１の熱媒体液(２)の沸点よりも高いため、蒸発することなく液体のまま加熱槽(１)内に残存する。従って、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)が全量蒸発するおそれがなく、空焚きによる装置の故障や火災の発生を防止することができる。また、前記熱媒体液(２)は、真空雰囲気中で沸点まで加熱することにより、１００℃以上の蒸気を発生させることができるものである。
【００２９】
また、上記の如く形成した加熱槽(１)には、図１に示す如く流出管(５)を経てバキュームポンプ(６)を接続している。そして、このバキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内の気体を吸引することにより、加熱槽(１)内を減圧して真空状態とすることが可能となる。尚、本実施例ではバキュームポンプ(６)を接続しているが、他の異なる実施例では、エゼクター等、バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を接続することももちろん可能である。また、本実施例及び下記実施例３で使用するバキュームポンプ(６)としては、ドライポンプや液封式真空ポンプ等を使用することができる。
【００３０】
また、流出管(５)には、加熱槽(１)から流出した蒸気を冷却液によって冷却し凝縮するための凝縮管(７)を設けている。この凝縮管(７)は、図１に示す如く冷却槽(９)内に配置しており、この冷却槽(９)の下端には、水等の冷却液を導入する冷却液導入管(２７)を接続するとともに、上端には冷却液導出管(２８)を接続している。そして、冷却液と凝縮管(７)との接触距離を長くするため、凝縮管(７)をコイル状に形成している。また、この凝縮管(７)と上記バキュームポンプ(６)との間には、開閉弁(８)を設けている。尚、流出管(５)及び下記の導入管(１２)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。
【００３１】
また、加熱槽(１)には、加熱槽(１)内の真空雰囲気中の圧力を検知するための圧力センサー(１０)を設けるとともに、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中には、熱媒体液(２)の温度を検知可能とする温度センサー(１３)を配置している。尚、図１に示す開放弁(１１)は、装置の非使用時においても加熱槽(１)内の真空状態を保つため通常は閉弁しているが、真空を解除する必要がある場合には、開弁することにより導入管(１２)を経て加熱槽(１)内と外気とを連通し、加熱槽(１)内の真空状態を解除するものである。また、この開放弁(１１)は、熱媒体液(２)を補給する際の補給弁としても使用するものである。
【００３２】
上記の如く構成したものにおいて、本実施例の被加熱目的液(３)の加熱方法について以下に説明する。まず、熱交換体(１４)内には予め被加熱目的液(３)を充填し、開閉弁(８)を開弁してバキュームポンプ(６)を作動させることにより、流出管(５)を介して加熱槽(１)内を減圧し、この加熱槽(１)内の雰囲気を真空状態とする。そして、加熱槽(１)内が一定の真空度を維持するように開閉弁(８)を開閉させる。
【００３３】
このように加熱槽(１)内を真空状態とすることにより、常圧の場合と比較して酸素が少ないため熱媒体液(２)の酸化が生じにくいものとなる。そのため、可燃性油を熱媒体液(２)として使用しても、酸化しにくいため長期間繰り返し利用することが可能となることから、廃油の量を減少させることが可能となり、環境への負荷を低減することができる。
【００３４】
また、可燃性油は引火点を有するが、真空雰囲気中では酸素が少ないため引火したり、過剰な加熱によって発火したりする事態が生じにくいものとなり、引火点の低い可燃性油を熱媒体液(２)として使用することが可能となる。また、加熱槽(１)内、流出管(５)内、及び導入管(１２)内は減圧状態となるため、装置が高圧により破裂する事態が生じることはなく、安全に使用することができる。また、真空雰囲気中では減圧状態であることから、仮に装置が破裂し周囲に飛散するおそれが生じた場合にも、真空雰囲気では外気が装置の内部に引き込まれるため、熱媒体液(２)が周囲に飛散するおそれはないものとなる。
【００３５】
そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)を介して熱媒体液(２)を沸点まで加熱する。この沸点加熱によって、この熱媒体液(２)から１００℃以上の蒸気が発生し、この蒸気が加熱槽(１)内に分散して熱交換体(１４)に接触する。これにより、この熱交換体(１４)の内部に収納した被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。このように、熱媒体液(２)の蒸気を用いて被加熱目的液(３)を加熱することにより、被加熱目的液(３)は熱媒体液(２)の沸点以上に加熱されることはなく、確実な温度管理を容易に行うことができる。
【００３６】
また、加熱槽(１)内は減圧状態であるため、上記の如く熱媒体液(２)の蒸気を発生させた際に、仮に熱交換体(１４)が破損した場合でも、被加熱目的液(３)が加熱槽(１)内に流入する場合はあるが、逆に蒸気が熱交換体(１４)の内部に流入する事態が生じることはない。そのため、熱交換体(１４)の内部において熱媒体液(２)の蒸気が被加熱目的液(３)と混合する危険性はないため、熱交換体(１４)内の被加熱目的液(３)を良好な状態に保つことができる。
【００３７】
そして、加熱槽(１)内に発生した熱媒体液(２)の余剰蒸気は、バキュームポンプ(６)の作動に伴って流出管(５)を通じて凝縮管(７)内に流入し、この凝縮管(７)内において凝縮される。そして、凝縮液は、再び流出管(５)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、流出管(５)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では流出管(５)に凝縮管(７)を設けずに、流出管(５)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。また、加熱槽(１)内の真空度は、加熱槽(１)に設けた圧力センサー(１０)によって検知し調節することができる。即ち、バキュームポンプ(６)にて加熱槽(１)内を減圧し、一定の圧力に達した時点で、圧力センサー(１０)が制御装置(図示せず)に検知信号を送信することにより、この制御装置によって開閉弁(８)が閉弁する。これにより、加熱槽(１)内の真空雰囲気を一定の真空度に調節することが可能となる。
【００３８】
上記の如く、加熱槽(１)内の圧力を適宜調節することができることから、加熱槽(１)内の真空度を変えることにより、この加熱槽(１)内に収納した熱媒体液(２)の沸点を調節することができる。従って、上記特許文献１のように沸点が常圧下における沸点に限定されることなく、所望の沸点に調節することが可能となるため、被加熱目的液(３)の加熱温度を任意に選択することができる。
【００３９】
また、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)の温度を熱媒体液(２)の沸点以上で且つ沸点に近い設定温度に保つために、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)中に、熱媒体液(２)の温度を検知する温度センサー(１３)を配置している。そして、この温度センサー(１３)は、熱媒体液(２)が上記設定温度よりも低い温度、又は高い温度となった場合に、制御装置(図示せず)に検知信号を送信する。
【００４０】
そして、制御装置によって加熱体(４)の温度を上昇又は低下させることにより、熱媒体液(２)の加熱温度を上記設定温度に調節可能としている。これにより、熱媒体液(２)を沸点以上で且つ沸点に近い設定温度を常に保つことが可能となる。従って、熱媒体液(２)を常に沸点以上に加熱して熱媒体液(２)からの蒸気の発生を確実なものとするとともに、熱媒体液(２)が沸点よりも遙かに高い温度まで上昇する事態を防止し、熱媒体液(２)の加熱に要するエネルギーコストを最小限に抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００４１】
また、前記実施例１では、内部に被加熱目的液(３)を収納するとともに、下端を加熱槽(１)内に配置した熱交換体(１４)を使用しているが、本実施例２では内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)として使用している。本実施例２を図２において以下に詳細に説明すると、本実施例２の熱交換体(１４)は内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)であって、被加熱目的液(３)を収納した収納槽(１６)の内周にコイル状に固定配置している。そして、この熱交換体(１４)の一端を流入管(１７)の一端に接続するとともに、他端を流出管(５)の一端に接続している。
【００４２】
また、前記流入管(１７)の他端を加熱槽(１)に接続している。尚、この加熱槽(１)は、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに、内部を密閉して気密性を保持した状態としている。また、前記流出管(５)は、収納槽(１６)の外側で第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐し、第１流出管(２０)を真空機構(２２)に接続するとともに、第２流出管(２１)を加熱槽(１)に接続している。
【００４３】
尚、上記流入管(１７)、流出管(５)、第１流出管(２０)、及び第２流出管(２１)は、気密性を保持した状態で加熱槽(１)に接続している。また、上記真空機構(２２)は、熱交換体(１４)内の蒸気を吸引可能なものであれば液封式のバキュームポンプ(６)であっても良いし、また、エゼクターやその他の機構であっても良く、特に限定するものではない。また、第１流出管(２０)及び第２流出管(２１)には、それぞれ第１開閉弁(２３)及び第２開閉弁(２４)を配置している。
【００４４】
上記の如く構成したものにおいて、第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁した状態で真空機構(２２)を作動させて、加熱槽(１)及び熱交換体(１４)の内部を一定の真空度に達するまで減圧し、この減圧を維持した状態で第１開閉弁(２３)を開閉弁する。このように真空状態を維持させて加熱体(４)を加熱し、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱することにより、蒸気が発生する。そして、この蒸気が加熱槽(１)から流入管(１７)を経て熱交換体(１４)内に流入することにより、この蒸気が熱交換体(１４)に接触して熱交換体(１４)が沸点温度まで加熱されるため、この熱交換体(１４)を介して被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。
【００４５】
また、前記実施例１では凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮しているが、本実施例２では、凝縮管(７)を設けずに、余剰蒸気を液封式真空ポンプに回収可能なものとしている。また、熱交換体(１４)内の蒸気は被加熱目的液(３)との熱交換によって液化し、流出管(５)から第２流出管(２１)に流出するため、第１開閉弁(２３)を閉弁するとともに第２開閉弁(２４)を開弁することにより、凝縮液が第２流出管(２１)を通って加熱槽(１)内に流入して回収される。尚、上記の如く流出管(５)には熱交換体(１４)内の蒸気が液化したものが流出するため、第１開閉弁(２３)の開閉と第２開閉弁(２４)の開閉を適時に行うことが必要である。また、他の異なる実施例では前記実施例１と同様に、流出管(５)に凝縮管(７)を設けて余剰蒸気を凝縮し、回収することも可能である。
【実施例３】
【００４６】
また、前記実施例２では、内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流通管(１５)を熱交換体(１４)とするとともに、この熱交換体(１４)を収納槽(１６)内に固定配置しているが、本実施例３では、収納槽(１６)の被加熱目的液(３)に挿入するとともに内部に熱媒体液(２)の蒸気を流通させる熱交換体(１４)を、熱媒体液(２)の蒸気を流通させた流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続している。本実施例３を図３において詳細に説明すると、本実施例の熱交換体(１４)は、内部に蒸気の流通路(２５)を形成するとともに蛇腹状又はコイル状に湾曲形成したものであって、収納槽(１６)内に収納した被加熱目的液(３)内に挿入するとともに一端及び他端を収納槽(１６)の側壁から外方に突出配置している。
【００４７】
そして、熱交換体(１４)の一端には、導入弁(２６)を設けた流入管(１７)の一端を着脱可能に接続するとともに、他端には、流出管(５)の一端を着脱可能に接続している。また、前記流入管(１７)の他端を、内部に熱媒体液(２)を収納するとともに気密性を保持した加熱槽(１)に接続している。また、前記流出管(５)は第１流出管(２０)と第２流出管(２１)に分岐しており、この第１流出管(２０)と第２流出管(２１)はそれぞれバキュームポンプ(６)及び加熱槽(１)に接続している。また、図３に示す如く、第１流出管(２０)には凝縮管(７)及び第１開閉弁(２３)を設けるとともに、第２流出管(２１)には第２開閉弁(２４)を設けている。
【００４８】
このように、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)に着脱可能に接続することにより、清掃時には、熱交換体(１４)を取り外し、熱交換体(１４)の清掃を容易に行うことが可能となる。従って、長期又は繰り返しの使用等により熱交換体(１４)に付着した表面汚れを容易に除去し、熱交換体(１４)の表面汚れによる熱交換効率の低下を防ぐことが可能となる。尚、本実施例３では、加熱槽(１)内を減圧するためにバキュームポンプ(６)を使用しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、エゼクター等バキュームポンプ(６)以外の真空機構(２２)を使用することも可能である。
【００４９】
上記の如く構成したものにおいて、まず、導入弁(２６)及び第１開閉弁(２３)を開弁するとともに第２開閉弁(２４)を閉弁する。そして、バキュームポンプ(６)を作動させて加熱槽(１)内を一定の真空度に達するまで減圧し、維持させて第１開閉弁(２３)を開閉弁する。そして、加熱体(４)を加熱することにより、加熱槽(１)内の熱媒体液(２)を沸点まで加熱して蒸気を発生させる。これにより、流入管(１７)を経て熱交換体(１４)の流通路(２５)に蒸気が流入し、この蒸気が熱交換体(１４)に接触することにより熱交換体(１４)が熱媒体液(２)の沸点まで加熱されるため、熱交換体(１４)によって被加熱目的液(３)が加熱されるものとなる。
【００５０】
また、熱交換体(１４)から流出管(５)及び第１流出管(２０)を通過した余剰蒸気は凝縮管(７)により凝縮され、凝縮液は、第２開閉弁(２４)を開弁することにより第２流出管(２１)を経て加熱槽(１)内に回収されるものとなる。尚、本実施例では、第１流出管(２０)に凝縮管(７)を設けているが、他の異なる実施例では凝縮管(７)を設けずに、第１流出管(２０)を直接バキュームポンプ(６)に接続することも可能である。
【００５１】
また、熱交換体(１４)を流入管(１７)及び流出管(５)から取り外す際には、非使用時に全ての作動を停止するとともに、装置に設けた全ての弁を閉弁して熱交換体(１４)の取り外し作業を行うため、加熱槽(１)から流入管(１７)を経て蒸気が流出するような事態は全く生じることなく、熱交換体(１４)の取り外し作業を安全に行うことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  加熱槽
２  熱媒体液
３  被加熱目的液
４  加熱体
５  流出管
１０  圧力センサー
１４  熱交換体
１７  流入管
２２  真空機構