(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を収容する熱交換器と、
蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機、これらを連通する循環路及び前記循環路を流れる熱媒体を含むヒートポンプを備えた低圧蒸気加熱装置であって、
前記熱交換器に蒸気を供給する蒸気供給管を、前記ヒートポンプの前記凝縮器で前記熱媒体と熱交換させて加熱し、
エゼクタと、循環ポンプと、前記蒸発器としての循環水タンクとを含む吸引手段であって、前記熱交換器に供給した蒸気の復水を吸引する吸引手段を接続し、
前記吸引手段で前記熱交換器を低圧状態に維持し、
前記吸引手段を循環する循環水を、前記ヒートポンプの前記蒸発器で前記熱媒体と熱交換させて冷却し、
前記蒸発器の上部に取り付けられたヒータを用いて、前記循環水を所定温度まで加熱する、低圧蒸気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気加熱装置は、熱交換室に熱交換流体供給管と吸引手段を接続して、熱交換流体供給管から加熱用の蒸気を熱交換室へ供給することによって、蒸気で被加熱物を加熱することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１７０６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の蒸気加熱装置においては、タンク内の循環水の温度を所定値に維持するために冷却流体供給管から多量の冷却水を供給しなければならない問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、タンク内へ供給する冷却水の量を少なくすることのできる低圧蒸気加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被加熱物を収容する熱交換器と、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張機による閉ループ内に熱媒体を充填したヒートポンプと、当該ヒートポンプの凝縮器で熱交換器の加熱部に蒸気を供給する蒸気供給管を熱媒体と熱交換して加熱し、熱交換器の加熱部に加熱部内の流体を吸引する吸引手段を接続して、当該吸引手段で加熱部内を大気圧程度又は大気圧以下の低圧状態に維持して、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却すると共に、上記蒸発器の上部に循環液体を所定温度まで加熱する加熱手段を取り付けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の低圧蒸気加熱装置は、ヒートポンプの蒸発器で吸引手段を循環する循環液体を熱媒体と熱交換して冷却することにより、少量の循環液体としての冷却水をヒートポンプで所定温度まで冷却し、繰り返して使用することができ、必要とする冷却流体の量を少なくすることができる。
【０００８】
本発明の低圧蒸気加熱装置は、蒸発器の上部に循環液体を所定温度まで加熱する加熱手段を取り付けたことにより、蒸発器の上部に位置する循環液体だけを所定の温度、例えば９０℃に維持することができ、装置の初期立ち上げ時に、蒸発器から圧縮機へと流下するヒートポンプの熱媒体を時間遅れなく瞬時に所定温度まで昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、ヒートポンプを設けたものであるが、このヒートポンプとしては、蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張機とそれらを接続する管路とで構成される従来周知のものを用いることができる。
【実施例１】
【００１１】
本実施例においては、熱交換器として反応釜１のジャケット部２を用いた例を示す。反応釜１の内部に入れた図示しない被加熱物を、ジャケット部２に供給する加熱源としての加熱用蒸気によって加熱するものである。
【００１２】
反応釜１のほぼ全周にわたりジャケット部２を形成して、このジャケット部２に吸引手段としての組み合わせ真空ポンプ４と、加熱流体としての加熱用蒸気供給管８を接続する。
【００１３】
ジャケット部２の左側上部には、流量調節弁７を介在した加熱用蒸気供給管８を接続する。この加熱用蒸気供給管８から、所定圧力すなわち温度の加熱用蒸気が、ジャケット部２へ供給されることによって、反応釜１内の被加熱物を加熱することができるものである。
【００１４】
ジャケット部２の下方に排出管２０を接続して、組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ１０と接続する。排出管２０には蒸気トラップ２２を取り付け、蒸気トラップ２２と並列にバイパス弁２３を取り付ける。
【００１５】
組み合わせ真空ポンプ４を、エゼクタ１０と、循環ポンプ１４と循環水タンク１３、並びに、循環水タンク１３内に配置したヒートポンプ３の蒸発管２１とで形成する。循環水タンク１３の上部には、タンク１３内の上部に位置する循環水だけを所望温度まで加熱することのできる加熱手段としての電気ヒータ２４を取り付ける。
【００１６】
組み合わせ真空ポンプ４は、循環水タンク１３内の循環水を循環ポンプ１４からエゼクタ１０へ吐出し、再度循環水タンク１３へと循環するものであり、エゼクタ１０に循環水が高速で吐出されることによってエゼクタ１０内で吸引力を発生して、ジャケット部２下方の排出管２０からジャケット部２内で蒸気が凝縮した復水を吸引し、循環水と混合して循環水タンク１３へと流下するものである。
【００１７】
ヒートポンプ３を、圧縮機５と凝縮器６と膨張機としての蒸気トラップ９、及び、循環水タンク１３がその作用を発揮する蒸発器１３とで構成して、それぞれの機器を連通する循環路１１で連通する。
【００１８】
循環ポンプ１４の吐出側を分岐して凝縮器６へ循環水の一部を供給する循環水供給管１２を接続する。循環水供給管１２は、凝縮器６内の水位を制御する水位制御弁１５を介在して、凝縮器６内でヒートポンプ３の循環路１１と熱交換して加熱されることによって蒸気供給管１６で蒸気となり、加熱用蒸気供給管８からジャケット部２へその蒸気を供給する。ジャケット部２へ供給された蒸気によって、反応釜１内の被加熱物を加熱するものである。
【００１９】
凝縮器６で蒸気供給管１６内の循環水と熱交換して熱を奪われた循環路１１内の熱媒体は、凝縮して液体となり、膨張機としての蒸気トラップ９を通過する間に膨張して気体となって循環路１１から蒸発器１３へ流下する。蒸発器１３内の蒸発管２１で循環水の熱を奪って昇温した熱媒体は、圧縮機５で圧縮されて更に昇温して凝縮器６へと送られる。
【００２０】
タンク１３内の上部に位置する循環水だけを所望温度まで加熱することのできる加熱手段としての電気ヒータ２４を取り付けたことで、装置の初期立ち上げ時に、蒸発器１３から圧縮機５へと流下するヒートポンプの熱媒体を時間遅れなく瞬時に所定温度まで昇温することができる。
【００２１】
蒸発器１３すなわち循環水タンク１３内の循環水は、蒸発管２１で熱を奪われて冷却される。このように、循環水が冷却されることによって、新たな冷却水を補給する必要がなく、組み合わせ真空ポンプ４で使用する冷却水の量を少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、蒸気ボイラ等の蒸気発生源を別途設置することなく、熱交換室で被熱交換物を低圧蒸気によって加熱する低圧蒸気加熱装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  反応釜
２  ジャケット部
３  ヒートポンプ
４  組み合わせ真空ポンプ
５  圧縮機
６  凝縮器
８  加熱用蒸気供給管
９  蒸気トラップ
１０  エゼクタ
１１  循環路
１２  循環水供給管
１３  蒸発器
１６  蒸気供給管
２０  排出管
２１  蒸発管
２２  蒸気トラップ
２４  加熱手段
【図１】
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