(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に供給水加熱用の熱交換器を有し且つ外部に気水分離用の螺旋状フィンを有する内筒と、該内筒を囲繞する外筒とを備え、内筒内部へ供給した供給水を熱交換器で加熱し、加熱により蒸発したピュアスチームと蒸発しなかった水滴との同伴体を内筒下部から噴出させ、噴出させた同伴体を螺旋状フィンを介して上昇させつつ気水分離し、気水分離したピュアスチームを外筒上部から取り出すようにした竪形蒸発缶であって、螺旋状フィンの上部に位置する外筒部に同伴体から気水分離した水滴を捕集する凹部を設け、該凹部に捕集した水滴を排出するようにして成ることを特徴とする竪形蒸発缶。
【請求項２】
更に螺旋状フィンの下部に位置する外筒部をその上部の外筒部よりも大径に形成した請求項１記載の竪形蒸発缶。
【請求項３】
更に同伴体を噴出させる内筒下部を直上に臨み噴出させた同伴体に螺旋状フィンと同じ方向の旋回流を与える旋回部材を設けた請求項１又は２記載の竪形蒸発缶。
【請求項４】
更に螺旋状フィンの下部における内筒外部に該内筒外部への付着水を剥離する剥離部材を設けた請求項１、２又は３記載の竪形蒸発缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は竪形蒸発缶に関する。例えば各種医薬品の製造工場や医療現場では、高純度に精製した蒸留水やピュアスチームが求められる。本発明はかかる蒸留水を製造するための蒸留水製造装置やピュアスチームを発生させるためのピュアスチーム発生装置に使用される竪形蒸発缶の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような竪形蒸発缶として、内部に熱交換器を有し且つ外部に螺旋状の流れダクトを有する内筒と、該内筒を囲繞する外筒とを備え、内筒内部へ供給した供給水を熱交換器で加熱し、加熱により蒸発したピュアスチームと蒸発しなかった水滴との同伴体を内筒下部から噴出させ、噴出させた同伴体を螺旋状の流れダクトを介して上昇させつつ気水分離し、気水分離した水滴を螺旋状の流れダクトの周面に設けた小孔から該螺旋状の流れダクトと外筒との間に形成した狭い空間を介して該外筒の下部に落下させると共に、気水分離したピュアスチームを外筒の上部から取り出すようにして成るものが使用されている（特公昭５７−２０４１）。
【０００３】
ところが、かかる従来の竪形蒸発缶には、１）外筒内に外部に螺旋状の流れダクトを有する内筒を該螺旋状の流れダクトの周面と該外筒との間に狭い空間を形成した状態で収容したものであるため、全体として構造が複雑であり、その製作に手間がかかるだけでなく、その保守管理も厄介である、２）気水分離した水滴を螺旋状の流れダクトの周面に設けた小孔から該螺旋状の流れダクトと外筒との間に形成した狭い空間を介して該外筒の下部に落下させるようにしたものであるため、結果として螺旋状の流れダクトと外筒との間に汚れが付着し易く、その清掃等を充分に行なうのが誠に難しい、という欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来の竪形蒸発缶では、構造が複雑であり、その製作に手間がかかるだけでなく、その保守管理も厄介である、という点である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明は、内部に供給水加熱用の熱交換器を有し且つ外部に気水分離用の螺旋状フィンを有する内筒と、該内筒を囲繞する外筒とを備え、内筒内部へ供給した供給水を熱交換器で加熱し、加熱により蒸発したピュアスチームと蒸発しなかった水滴との同伴体を内筒下部から噴出させ、噴出させた同伴体を螺旋状フィンを介して上昇させつつ気水分離し、気水分離したピュアスチームを外筒上部から取り出すようにした竪形蒸発缶であって、螺旋状フィンの上部に位置する外筒部に同伴体から気水分離した水滴を捕集する凹部を設け、該凹部に捕集した水滴を排出するようにして成ることを特徴とする竪形蒸発缶に係る。
【０００６】
本発明に係る竪形蒸発缶は内筒と外筒とを備えている。内筒は供給水加熱用の熱交換器、通常は多管式熱交換器を内蔵しており、その外周面の一部に気水分離用の螺旋状フィンが取付けられている。外筒は内筒と同一軸線を有し、内筒を収容する全体として密閉系に形成されている。内筒内部には供給水を通す複数の供給管が挿入されており、その入口は内筒上部から取り出されていて、その出口は内筒下部と外筒下部との間に形成された空間に開放されている。内筒内部には供給管との間に加熱源、通常はスチームを通す通路が形成されており、その入口は内筒上部から取り出されていて、その出口すなわち供給水との熱交換により凝縮したスチームドレンの出口は内筒下部から取り出されている。外筒の上部には供給管を通して供給した供給水からスチームとの熱交換により蒸発したピュアスチームの出口が設けられており、その下部には蒸発しなかった水滴の集合体すなわち飽和水の出口が設けられている。
【０００７】
内筒内部において供給管を通して供給した供給水をスチームとの熱交換により加熱し、加熱により蒸発したピュアスチームと蒸発しなかった水滴との同伴体を内筒下部の供給管の出口から噴出させ、噴出させた同伴体を内筒と外筒との間に形成された空間を上昇させつつ、該同伴体に螺旋状フィンで旋回流を与えてその遠心力により該同伴体を気水分離し、気水分離したピュアスチームを外筒上部の出口から取り出す構成である。
【０００８】
本発明に係る竪形蒸発缶では、内筒の外周面の一部に取付けられた気水分離用の螺旋状フィンの上部に位置する外筒部に同伴体から気水分離した水滴を捕集する凹部が設けられており、該凹部には捕集した水滴を排出する排出管が接続されている。凹部は外筒の外周回りにリング状に設けられており、排出管は該凹部の接線方向に接続されている。同伴体に螺旋状フィンで旋回流を与えてその遠心力により該同伴体をピュアスチームと水滴とに気水分離するのであるが、気水分離した水滴をこれに遠心力を与えた状態で凹部へ捕集して排出管から排出し、ピュアスチームだけを内筒と外筒との間に形成された空間を更に上昇させて外筒上部の出口から取り出すのである。
【０００９】
本発明に係る竪形蒸発缶によると、従来の竪形蒸発缶のように気水分離した水滴を螺旋状の流れダクトの周面に設けた小孔から該螺旋状の流れダクトと外筒との間に形成した狭い空間を介して該外筒の下部に落下させるのではなく、気水分離した水滴をこれに遠心力を与えた状態で外筒の外周回りに設けた凹部へ捕集して排出管から排出するようにしたので、全体として構造が簡単であり、その製作及び保守管理が容易であって、気水分離を確実に行なうことができる。
【００１０】
本発明に係る竪形蒸発缶においては、螺旋状フィンの下部に位置する外筒部をその上部の外筒部よりも大径に形成するのが好ましい。螺旋状フィンと相対する外筒部を含む上部の外筒部の径を下部の外筒部よりも絞ることにより、螺旋状フィンの部分で同伴体により大きな加速度を加え、より大きな遠心力を与えて、気水分離効率をより向上させることができるからである。
【００１１】
また同伴体を噴出させる内筒下部すなわち内筒下部に開放された供給管の出口を直上に臨み噴出させた同伴体に螺旋状フィンと同じ方向の旋回流を与える旋回部材を設けるのが好ましい。内筒下部から噴出させた同伴体に螺旋状フィンよりも前の段階で予め旋回流を与えておくことにより気水分離効率をより向上させることができるからである。このような旋回部材としては、全体として円錐形を呈し、その円錐面に風車様の羽根が突設されたものを用いることができ、かかる旋回部材は通常、供給管の出口と外筒の下部との間に形成された空間に配置する。
【００１２】
更に螺旋状フィンの下部における内筒外部に該内筒外部への付着水を剥離する剥離部材を設けるのが好ましい。例えば、螺旋状フィンの下部における内筒の外周面にリング片を取付ける。内筒下部から噴出させた同伴体中の水滴の一部が内筒外周面に付着し、付着水が内筒外周面を伝わり上昇して、結果的にピュアスチームへと持ち込まれるのを未然に防止できるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る竪形蒸発缶を例示する縦断面図、図２は図１と同じ竪形蒸発缶について螺旋状フィンの部分を示す切開図、図３は図１と同じ竪形蒸発缶について凹部の部分を示す横断面図、図４は図１と同じ竪形蒸発缶について旋回部材の部分を示す平面図である。図示した竪形蒸発缶は共に全体としては略円筒形の内筒１１と外筒２１とを備えている。内筒１１は供給水加熱用の多管式熱交換器１２を内蔵しており、その外周面の一部に気水分離用の螺旋状フィン３１が取付けられている。外筒２１は内筒１１と同一軸線を有し、内筒１１を収容する全体として密閉系に形成されている。内筒１１の内部には供給水を通す複数の供給管１３が挿入されており、その入口１４は内筒１１の頂部から取り出されていて、その出口１５は内筒１１の下部と外筒２１の底部との間に形成された空間４１に開放されている。内筒１１の内部には供給管１３との間に加熱用のスチームを通す通路１６が形成されており、その入口１７は内筒１１の上部側面から取り出されていて、その出口１８すなわち供給水との熱交換により凝縮したスチームドレンの出口１８は外筒２１の底部から取り出されている。外筒２１の上部側面には供給管１３を通して供給した供給水からスチームとの熱交換により蒸発したピュアスチームの出口２２が設けられており、その底部には蒸発しなかった水滴の集合体すなわち飽和水の出口２３が設けられている。
【００１４】
内筒１１の外周面の一部に取付けられた気水分離用の螺旋状フィン３１の上部に位置する外筒部には同伴体から気水分離した水滴を捕集する凹部５１が設けられており、凹部５１には捕集した水滴を排出する排出管５２が接続されていて、排出管５２の下流側は外筒２１の下部側面に設けられた返送口２４へと接続されている。凹部５１は外筒２１の外周回りにリング状に設けられており、排出管５２は凹部５１の接線方向に接続されている。
【００１５】
螺旋状フィン３１の下部に位置する外筒部はその上部の外筒部よりも大径に形成されている。また同伴体を噴出させる内筒１１の下部すなわち内筒１１の下部に開放された供給管１３の出口１５を直上に臨み噴出させた同伴体に螺旋状フィン３１と同じ方向の旋回流を与える旋回部材６１が設けられている。旋回部材６１は、全体として円錐形を呈し、その円錐面に風車様の羽根６２が突設されたもので、供給管１３の出口１５と外筒２１の底部との間に形成された空間４１における内筒１１の外周面に取付けられている。更に螺旋状フィン３１の下部における内筒１１の外周面にはこれに付着した付着水を剥離する剥離部材７１が取付けられており、剥離部材７１はリング片からなっている。
【００１６】
内筒１１の内部において供給管１３を通して供給した供給水をスチームとの熱交換により加熱し、加熱により蒸発したピュアスチームと蒸発しなかった水滴との同伴体を内筒１１の下部の供給管１３の出口１５から噴出させ、噴出させた同伴体を旋回部材６１に衝突させてこれに旋回流を与える。同伴体は内筒１１と外筒２１との間に形成された空間４２を旋回しながら上昇する。その上昇途中で、内筒１１の外周面に同伴体中の水滴の一部が付着し、付着水が該外周面を伝わって上昇するが、かかる付着水は剥離部材７１で剥離され、また外筒２１の径が絞られて空間４２が狭くなっている部分で同伴体に加速度が加えられる。旋回しながら上昇し、その途中で加速度が加えられた同伴体は螺旋状フィン３１に到り、ここで更に同じ方向の旋回流が与えられて、その遠心力によりピュアスチームと水滴とに気水分離される。気水分離された水滴は遠心力が与えられた状態で外筒２１の外周回りの凹部５１に捕集され、排出管５２から排出される。そして気水分離されたピュアスチームだけが旋回しながら空間４２を更に上昇して出口２２から取り出される。
【００１７】
図示を省略するが、図示した竪形蒸発缶を第１蒸発缶とし、その下流側に同様の竪形蒸発缶を第２蒸発缶、更には第３蒸発缶として接続することができる。この場合、例えば第２蒸発缶では、第１蒸発缶の供給水の入口１４に相当する部分が出口２３から排出した飽和水の入口となり、また第１蒸発缶の加熱用のスチームの入口１７に相当する部分が出口２２から取り出したピュアスチームの入口となり、更に第１蒸発缶のスチームドレンの出口１８に相当する部分が蒸留水の出口となる。
【００１８】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、全体として構造を簡単にすることができ、したがってその製作及び保守管理を容易にすることができ、しかも気水分離を確実に行なうことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る竪形蒸発缶を例示する縦断面図。
【図２】図１と同じ竪形蒸発缶について螺旋状フィンの部分を示す切開図。
【図３】図１と同じ竪形蒸発缶について凹部の部分を示す横断面図。
【図４】図１と同じ竪形蒸発缶について旋回部材の部分を示す平面図。
【符号の説明】
１１・・・内筒、１２・・・多管式熱交換器、１３・・・供給管、２１・・・外筒、３１・・・螺旋状フィン、５１・・・凹部、５２・・・排出管、６１・・・旋回部材、７１・・・剥離部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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