(57)【要約】【課題】  装置内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ること。【解決手段】  蒸気供給管２に制御弁３及び開閉弁４を介して熱交換器１のフィンチューブ８と接続する。熱交換器１の出口側に空気温度検出部材７を取り付ける。空気温度検出部材７と制御弁３を電気的に接続する。フィンチューブ８の出口側には、復水温度検出部材６とスチームトラップ５をそれぞれ取り付ける。復水温度検出部材６と開閉弁４を電気的に接続する。  フィンチューブ８内に復水を滞留すると、その温度低下を復水温度検出部材６で検出して、開閉弁４を閉弁し、空気温度の低下に伴う制御弁の弁開度を大きくする制御及び閉弁した開閉弁を開弁させる制御によって、滞留していた復水をスチームトラップ５から外部へ排出することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段からなる熱交換器の内部に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管を接続し、当該蒸気供給管に供給する蒸気量を制御する制御弁を取り付けるとともに、熱交換器を通過する間に蒸気で加熱された空気の温度を検出する空気温度検出部材を取り付けて、当該空気温度検出部材からの検出値に応じて制御弁の弁開度をコントロールするものにおいて、熱交換器の蒸気入口側に開閉弁を取り付けるとともに、蒸気が加熱することによって凝縮した復水の温度を検出する復水温度検出部材を取り付けて、当該復水温度検出部材の検出値に応じて開閉弁を開閉することを特徴とする空気加熱装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気を熱源として空気を加熱する空気加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気加熱装置は、フィンチューブ型熱交換器を用いた空気加熱装置において、加熱装置への蒸気の供給量を調整弁で制御するとともに、加熱装置に逆止弁と熱動弁を併用して、加熱装置内部が真空になると逆止弁が開弁して加熱装置内へ外気を吸入することによって復水が排出できなくなることを防止するものである。
【０００３】
上記従来の空気加熱装置では、加熱装置内部の復水を完全に排出することができない問題があった。すなわち、加熱装置内部が真空になると外気を吸入して、復水を排出するためのスチームトラップの入口側と出口側の差圧が負圧になることは防止できるが、スチームトラップの入口側と出口側の圧力は共に大気圧で実質的な差圧はゼロのままであり、加熱装置内部の凹部や細管部に滞留している復水を外部へ排出ことができないのである。加熱装置内部に復水を滞留すると、次回の加熱装置の運転時まで滞留し続けることとなり、加熱装置内部を腐蝕させ、場合によっては、フィンチューブに孔を開けて損傷させてしまうこともある。
【特許文献１】特公昭５１−３１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、装置内部に復水を滞留することのない空気加熱装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、複数段からなる熱交換器の内部に加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管を接続し、当該蒸気供給管に供給する蒸気量を制御する制御弁を取り付けるとともに、熱交換器を通過する間に蒸気で加熱された空気の温度を検出する空気温度検出部材を取り付けて、当該空気温度検出部材からの検出値に応じて制御弁の弁開度をコントロールするものにおいて、熱交換器の蒸気入口側に開閉弁を取り付けるとともに、蒸気が加熱することによって凝縮した復水の温度を検出する復水温度検出部材を取り付けて、当該復水温度検出部材の検出値に応じて開閉弁を開閉するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、熱交換器の蒸気入口側に制御弁及び開閉弁を取り付けるとともに、蒸気が加熱することによって凝縮した復水の温度を検出する復水温度検出部材を取り付けて、この復水温度検出部材の検出値に応じて開閉弁を開閉することによって、熱交換器内部に復水が滞留して、この滞留復水温度が所定値まで低下すると、復水温度検出部材が検知して開閉弁を閉弁することにより、熱交換器へ供給される蒸気量が減少し、加熱される空気の温度も低下することにより、入口側の制御弁の弁開度が大きくなって多量の蒸気が熱交換器内へ供給されるとともに、閉弁していた開閉弁が再度開弁することによって、滞留していた低温復水は直ちに外部へ押し出され、排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
制御弁としては、供給する蒸気量を多くしたり反対に少なくしたり等の制御することができるものを、また、開閉弁としては、全開と全閉の切り換え操作ができるものを用いることができる。
【実施例１】
【０００８】
図１において、下方から上方へと通過する空気を加熱する熱交換器１と、熱交換器１へ蒸気を供給する蒸気供給管２と、蒸気供給管２に取り付けた制御弁３と、熱交換器１の蒸気入口側に取り付けた３台の開閉弁４と、熱交換器１の出口側に接続したスチームトラップ５、及び、スチームトラップ５の入口側に取り付けた復水温度検出部材６とで空気加熱装置を構成する。
【０００９】
蒸気供給管２には、熱交換器１へ供給する蒸気圧力を所定値に制御するための制御弁３を取り付ける。熱交換器１の上部出口側に空気温度検出部材としての空気温度センサ７を取り付けて、図示しないコントロール部を介して制御弁３と電気的に接続する。
【００１０】
熱交換器１は本実施例においては縦長略円筒状のフィンチューブ型熱交換器であって、内部に複数段の、本実施例においては３段のフィンチューブ８を取り付けたもので、被加熱物としての空気が矢印で示すように熱交換器１内を下方から上方へと通過する間に、フィンチューブ８内部を通過する蒸気によって所定温度まで加熱されるものであり、加熱することによって熱を奪われて凝縮した復水は、スチームトラップ５及び復水排出管９から外部へ排出されるものである。
【００１１】
熱交換器１の上部の空気出口部に取り付けた空気温度センサ７によって、加熱された空気の温度を検出して、設定温度よりも空気温度が高い場合は制御弁３の弁開度を絞って供給する蒸気量を減少させることにより、空気温度を設定温度に維持し、一方、設定温度よりも空気温度が低い場合は制御弁３の弁開度を大きくして供給する蒸気量を増大させることにより、空気温度を設定温度まで上昇させるものである。
【００１２】
復水温度検出部材としての復水温度センサ６は、フィンチューブ８内で蒸気が凝縮した復水の温度を、スチームトラップ５の入口側で検出する。復水温度センサ６は、図示しない温度コントロール部を介して開閉弁４と電気的に接続する。
【００１３】
空気温度センサ７で検出した加熱空気温度が、設定温度よりも低い場合は、制御弁３の弁開度が大きく制御されるとともに、３台の開閉弁は全て開弁した状態を維持する。
【００１４】
空気温度センサ７で検出した加熱空気温度が、設定温度よりも高い場合は、制御弁３の弁開度は絞られて、供給される蒸気量は減少する。制御弁３の絞り量が大きくなると供給蒸気量も極度に減少して、フィンチューブ８内の蒸気圧力が低下することによって、スチームトラップ５から復水排出管９へと排出される復水量も極度に減少し、フィンチューブ８内に復水を滞留することとなる。
【００１５】
滞留した復水は徐々に温度低下して、その温度低下を復水温度センサ６で検出することによって、温度低下したフィンチューブ８だけの入口側の開閉弁４を閉弁する。開閉弁４の一部を閉弁すると、熱交換器１へ供給される蒸気量が減少するために、加熱空気温度が低下して設定温度よりも低くなると、制御弁の弁開度が大きくなるように制御されて多量の蒸気が供給されると同時に、閉弁していた開閉弁４が開弁制御されることによって、温度低下していたフィンチューブ８内へ多量の蒸気が供給されて、内部に滞留していた復水をスチームトラップ５から復水排出管９へと押し出すことにより復水の滞留を防止することができる。
【００１６】
加熱空気温度が設定温度よりも高い状態が継続する場合は、複数のフィンチューブ８内に復水を滞留している可能性が高いために、定期的に複数の開閉弁４を順次に閉弁から開弁へと切り換えることによって、フィンチューブ８内に多量の復水が滞留することを防ぎ、ウォーターハンマー現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の空気加熱装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００１８】
１  熱交換器
２  蒸気供給管
３  制御弁
４  開閉弁
５  スチームトラップ
６  復水温度検出部材
７  空気温度検出部材
８  フィンチューブ
９  復水排出管
【図１】
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