(57)【要約】【課題】この発明が解決しようとする課題は、蒸気使用機器等のシステム全体の省スペース化を図るとともに、信頼のおける蓄熱装置を提供することである。【解決手段】蒸気をそれぞれ発生させる複数の蓄熱部を備えたことを特徴としている。【選択図】　　　　図１
2004036923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気をそれぞれ発生させる複数の蓄熱部を備えたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記複数の蓄熱部の間の連通を制御する開閉手段をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記複数の蓄熱部の下部に一次側蒸気を導入する導入手段をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蓄熱した熱量を蒸気として取り出す蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蒸気を使用する機器，たとえば蒸気滅菌器等における蒸気発生手段は、省エネルギーと設備の小型化等の要請から、その能力を最小限に押さえたものとして設置されている。このような場合、蒸気の使用状況にピーク負荷があるようなときに対応するため、前記蒸気発生手段に加えて、水を高温高圧の状態として熱量を蓄える蓄熱装置が用いられる。そして、この蓄熱装置から蒸気を発生させてピーク負荷に対応する。
【０００３】
従来の蓄熱装置は、圧力容器の構造上、胴回りの大きい筒状のものが多く採用されている。このため、前記蓄熱装置の横幅が広くなり、前記蒸気使用機器等のシステムの一部として組み込んで設置する場合、前記蓄熱装置自体の設置スペースが大きくなることはもちろん、システム全体としても広い設置スペースが必要となる。また、前記蓄熱装置の故障時には、ピーク負荷への対応ができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、蒸気使用機器等のシステム全体の省スペース化を図るとともに、信頼のおける蓄熱装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、蒸気をそれぞれ発生させる複数の蓄熱部を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記複数の蓄熱部の間の連通を制御する開閉手段をそれぞれ備えたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記複数の蓄熱部の下部に一次側蒸気を導入する導入手段をそれぞれ備えたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、蒸気の使用状況にピーク負荷があるようなとき、水を高温高圧の状態として熱量を蓄え、この高温高圧の水から蒸気を発生させてピーク負荷に対応する蓄熱装置において好適に実施することができる。この実施の形態では、被滅菌物を滅菌処理する蒸気滅菌器に適用する蓄熱装置を例として説明する。
【０００９】
前記蓄熱装置は、熱を蓄える熱媒体として、たとえば水を貯留する蓄熱部を少なくとも２つ備えている。前記各蓄熱部は、その内部が高温高圧となる圧力容器であるので、それぞれの両端部に鏡板を備えた円筒状に構成するのが好ましい。そして、前記各蓄熱部の設置形式は、前記各蓄熱部を併設するのが好ましく、たとえば第一蓄熱部の後方に第二蓄熱部を配置する形式があり、また前記第一蓄熱部に積み重ねて前記第二蓄熱部を配置する形式がある。ここにおいて、前記蓄熱部は、３つ以上とすることも好適である。
【００１０】
そして、前記各蓄熱部は、この各蓄熱部内へ給水するための給水配管とそれぞれ接続されている。さらに、前記各蓄熱部は、この各蓄熱部の内部が所定の水位となるように、水位制御手段をそれぞれ備えている。この水位制御を行うことにより、前記各蓄熱部の内部は、貯水部と蒸気部とがそれぞれ形成されるように構成されている。前記給水配管には、給水を制御する給水バルブがそれぞれ設けられている。
【００１１】
前記各蓄熱部は、発生させた蒸気を前記各蒸気部から取り出す蒸気配管をそれぞれ備え、この各蒸気配管は、前記蒸気滅菌器へ供給する集合蒸気配管とそれぞれ接続されている。すなわち、前記各蓄熱部は、前記各蒸気配管を介して、前記集合蒸気配管と並列に接続されている。前記各蒸気配管には、蒸気の取出しを制御する蒸気バルブがそれぞれ設けられている。
【００１２】
前記各蓄熱部は、蓄熱する熱量を導入する導入手段をそれぞれ備えている。この各導入手段は、たとえば別に設置された一次側蒸気発生手段と一次側蒸気配管を介して、それぞれ接続されている。前記各導入手段は、前記各貯水部と接する前記各蓄熱部の外筒をそれぞれ貫通して設けられている。そして、前記各導入手段の先端部は、前記各貯水部内の水中に水没するように設けられている。前記各先端部は、一次側蒸気を水と混合する機能を備えており、多数の蒸気噴出孔を設けた，いわゆるサイレンサーである。ここにおいて、前記各導入手段は、前記各蓄熱部の下部に一次側蒸気をそれぞれ導入するように設けられている。前記各導入手段と接続されている前記各一次側蒸気配管には、一次蒸気バルブがそれぞれ設けられている。
【００１３】
前記蓄熱装置は、前記のように、前記各給水バルブ，前記各蒸気バルブおよび前記各一次蒸気バルブをそれぞれ備えており、前記各バルブの開閉を切り替えることができる構成としている。
【００１４】
このような構成の前記蓄熱装置の作用について説明する。まず、この蓄熱装置の運転開始に際し、蓄熱媒体としての水を前記各蓄熱部内へ給水する。具体的に説明すると、前記各給水バルブを開き、前記各蓄熱部内へ前記各水位制御手段により所定の水位までそれぞれ給水し、前記各貯水部へ所定量の水をそれぞれ貯留する。そして、前記各給水バルブを閉じる。
【００１５】
つぎに、前記各一次蒸気バルブを開いて、前記各先端部から前記各貯水部内の水中へ一次蒸気をそれぞれ噴出する。そして、前記各蓄熱部内が所定の圧力となるまで蒸気を噴出して蓄熱する。ここにおいて、一次蒸気は、蓄熱に伴ない熱量を水に奪われるので凝縮してドレンとなり、前記各貯水部内にそれぞれ溜まる。このドレンは、前記各水位制御手段の作動（前記各蓄熱部内を所定の水位とする作動，たとえばスチームトラップ等による作動）により、前記各蓄熱部から排出され、前記各貯水部の水位は、それぞれ一定に維持される。すなわち、前記蓄熱装置は、運転開始時に給水するのみで運転が始まると、それ以降は再給水しなくても前記各貯水部内の水位は、ドレンによりそれぞれ補給されるので、所定の水位にそれぞれ維持される。そして、前記蓄熱装置は、前記一次蒸気発生手段が最小限の能力であっても、前記各蓄熱部内に貯留した水を高温高圧の状態として熱量を蓄熱し、ピーク負荷に対応することができる。
【００１６】
ここにおいて、一次蒸気を前記各蓄熱部の下部からそれぞれ導入することにより、前記各貯水部内の水が蒸気の噴出により攪拌され、前記各貯水部の上部と下部との温度差を生じることなく、均一に蒸気と混合されるので、それぞれ充分に蓄熱される。
【００１７】
そして、前記蒸気滅菌器の運転に際し、前記蓄熱装置は、前記蒸気滅菌器が蒸気を必要とするとき、前記各貯水部内の高温高圧の水から蒸気を前記各蒸気部内へそれぞれ発生させ、前記各蒸気バルブを介して、前記集合蒸気配管から前記蒸気滅菌器へ蒸気を供給する。これにより、前記蒸気滅菌器は、ピーク負荷があっても前記滅菌処理を安定して行うことができる。
【００１８】
さらに、前記蓄熱装置は、前記蓄熱部を少なくとも２つ備えており、前記各蓄熱部の設置形式において、前記第一蓄熱部の後方に前記第二蓄熱部を配置する形式について説明すると、この形式では、前記蓄熱装置の横幅を少なくできる。したがって、前記蒸気滅菌器と組み合せたシステム全体の設置スペースをコンパクト化できる。
【００１９】
一方、前記各蓄熱部のいずれかの故障時等，いわゆるメンテナンスが必要な場合において、メンテナンスの必要な前記蓄熱部は、その蓄熱部の前記各バルブを閉じて個別に停止させ、それ以外の前記蓄熱部は、単独に作動させることができるので、蒸気の供給が停止することはない。
【００２０】
以上のように、この実施の形態によれば、前記蒸気使用機器等のシステム全体の省スペース化を図るとともに、信頼のおける蓄熱装置を提供することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、この発明の具体的な実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る蓄熱装置１の概略構成を示す説明図である。この蓄熱装置１は、水を高温高圧の状態として熱量を蓄え、この高温高圧の水から蒸気を発生させてピーク負荷に対応する構成としている。
【００２２】
図１において、前記蓄熱装置１は、熱を蓄える熱媒体として、水を貯留する２つの蓄熱部２，３（以下、「第一蓄熱部２，第二蓄熱部３」と云う。）と、前記蓄熱装置１を制御する制御器４とを備えている。前記第一蓄熱部２は、円筒状の第一耐圧容器５と、後述する付属機器および配管とにより構成されている。同様に、前記第二蓄熱部３は、円筒状の第二耐圧容器６と、後述する付属機器および配管とにより構成されている。前記各耐圧容器５，６は、その内部が高温高圧となるので、それぞれの両端部に鏡板（符号省略）をそれぞれ備えた円筒状に形成されている。そして、前記各蓄熱部２，３の設置形式は、前記第一蓄熱部２の後方に前記第二蓄熱部３を配置して、前記蓄熱装置１の横幅を少なくし奥行きを長くした設置形式としている（なお、図１において、左側が前方であり、右側が後方である。）。
【００２３】
前記各蓄熱部２，３は、それぞれの内部へ給水するための給水配管７と接続されている。具体的に説明すると、前記第一蓄熱部２は、その下部において第一給水配管８を介して、第一給水バルブ９と接続されており、この第一給水バルブ９は、前記給水配管７と接続されている。同様に、前記第二蓄熱部３は、その下部において第二給水配管１０を介して、第二給水バルブ１１と接続されており、この第二給水バルブ１１は、前記給水配管７と合流するように接続されている。
【００２４】
前記第一蓄熱部２は、この内部が所定の水位となるように、水位制御手段である第一スチームトラップ１２を備えている。このスチームトラップ１２は、前記第一耐圧容器５のほぼ２／３の高さである位置の側壁（符号省略）に接続された第一排水配管１３と接続されている。同様に、前記第二蓄熱部３は、第二スチームトラップ１４を備えている。このスチームトラップ１４は、前記第二耐圧容器６のほぼ２／３の高さである位置の側壁（符号省略）に接続された第二排水配管１５と接続されている。
【００２５】
この両スチームトラップ１２，１４による水位制御を行うことにより、前記各蓄熱部２，３の内部は、第一貯水部１６，第一蒸気部１７と、第二貯水部１８，第二蒸気部１９とをそれぞれ形成する。
【００２６】
前記第一蓄熱部２は、発生させた蒸気を前記第一蒸気部１７から取り出す第一蒸気配管２０を備え、この第一蒸気配管２０は、別に設置された蒸気滅菌器（図示省略）へ蒸気を供給する集合蒸気配管２１と、蒸気の取出しを制御する第一蒸気バルブ２２を介して接続されている。前記第一蒸気部１７には、第一圧力センサ２３が設けられている。同様に、前記第二蓄熱部３は、蒸気を前記第二蒸気部１９から取り出す第二蒸気配管２４を備え、この第二蒸気配管２４は、前記集合蒸気配管２１と、蒸気の取出しを制御する第二蒸気バルブ２５を介して、合流するように接続されている。前記第二蒸気部１９には、第二圧力センサ２６が設けられている。すなわち、前記各蓄熱部２，３は、前記各蒸気配管２０，２４と、前記各蒸気バルブ２２，２５を介して、前記集合蒸気配管２１と並列に接続されている。
【００２７】
そして、前記各蓄熱部２，３は、蓄熱する熱量を導入する第一導入手段２７，第二導入手段２８をそれぞれ備えている。前記第一導入手段２７は、前記第一貯水部１６内において、蒸気を噴出する第一サイレンサー２９と、一次蒸気の供給を制御する第一導入バルブ３０と、第一導入配管３１とにより構成されている。前記第一導入バルブ３０は、別に設置された一次側蒸気発生手段（図示省略）と一次側蒸気配管３２を介して、接続されている。前記第一導入配管３１は、前記第一貯水部１６の下部と接する前記第一耐圧容器５の外壁３３を貫通して設けられている。そして、前記第一サイレンサー２９は、前記第一貯水部１６内の水中に水没するように設けられており、多数の蒸気噴出孔３４，３４，…を備えている。
【００２８】
同様に、前記第二導入手段２８は、前記第二貯水部１８内において、蒸気を噴出する第二サイレンサー３５と、一次蒸気の供給を制御する第二導入バルブ３６と、第二導入配管３７とにより構成されている。前記第二導入バルブ３６は、前記一次側蒸気発生手段（符号省略）と前記一次側蒸気配管３２を介して、合流するように接続されている。前記第二導入配管３７は、前記第二貯水部１８の下部と接する前記第二耐圧容器６の外壁３８を貫通して設けられている。そして、前記第二サイレンサー３５は、多数の蒸気噴出孔３９，３９，…を備えている。
【００２９】
前記制御器４は、前記第一給水バルブ９，第二給水バルブ１１，前記第一蒸気バルブ２２，前記第一圧力センサ２３，前記第二蒸気バルブ２５，前記第二圧力センサ２６，前記第第一導入バルブ３０および前記第二導入バルブ３６とそれぞれ回線４０を介して接続されている。
【００３０】
前記制御器４は、前記のように、前記各バルブ９，１１，２２，２５，３０，３６とそれぞれ接続されており、それぞれの開閉を制御することにより、前記両蓄熱部２，３のいずれかの故障時、正常に運転できる方から単独に蒸気を供給することができるように構成されている。
【００３１】
つぎに、このような構成の前記蓄熱装置１の作用を説明する。まず、この蓄熱装置１の運転開始に際し、蓄熱媒体としての水を前記各蓄熱部２，３内へそれぞれ給水する。すなわち、前記制御器４は、前記各給水バルブ９，１１をそれぞれ開き、前記各貯水部１６，１８内へ前記各スチームトラップ１３，１５により所定の水位までそれぞれ給水し、所定量の水を貯留する。そして、前記制御器４は、前記各給水バルブ９，１１をそれぞれ閉じる。
【００３２】
つぎに、前記制御器４は、前記一次側蒸気発生手段（図示省略）から一次蒸気を前記各導入手段２７，２８を介して、前記各貯水部１６，１８内へそれぞれ導入する。すなわち、前記制御器４は、前記各導入バルブ３０，３６を開き、前記各サイレンサー２９，３５の先端の前記各蒸気噴出孔３４，３９から水中へ一次蒸気をそれぞれ噴出する。そして、前記制御器４は、前記各耐圧容器５，６内が前記各圧力センサ２３，２６により検出される所定の圧力値となるまで、蒸気を噴出させて蓄熱する。そして、前記制御器４は、所定の圧力値となると、前記各導入バルブ３０，３６をそれぞれ閉じる。これ以降は、この制御を繰り返し、前記各蒸気部１７，１９内の圧力を維持する。
【００３３】
ここにおいて、一次蒸気は、蓄熱に伴ない熱量を水に奪われるので凝縮してドレンとなり、前記各貯水部１６，１８内にそれぞれ溜まる。このドレンは、前記各スチームトラップ１２，１４の作動により、前記各耐圧容器５，６から前記各排水配管１３，１５を介してそれぞれ排出され、前記各貯水部１６，１８内の水位は、それぞれ一定に維持される。すなわち、前記蓄熱装置１は、運転開始時に給水するのみで運転が始まると、それ以降は再給水しなくても、前記各貯水部１６，１８内の水位は、ドレンによりそれぞれ補給されるので、所定の水位にそれぞれ維持される。
【００３４】
また、一次蒸気を前記各耐圧容器５，６の下部からそれぞれ導入することにより、前記各貯水部１６，１８内の水が蒸気の噴出によりそれぞれ攪拌され、前記各貯水部１６，１８の上部と下部との温度差を生じることなく、均一に蒸気と混合されるので、それぞれ充分に蓄熱される。
【００３５】
つぎに、前記蒸気滅菌器（図示省略）の運転に際し、前記蓄熱装置１は、前記蒸気滅菌器が蒸気を必要とするとき、前記各貯水部１６，１８内の高温高圧の水から蒸気を前記各蒸気部１７，１９内へそれぞれ発生させ、前記各蒸気バルブ２２，２５を介して、前記集合蒸気配管２１から前記蒸気滅菌器へ蒸気をそれぞれ供給する。これにより、前記蒸気滅菌器は、ピーク負荷があっても前記滅菌処理を安定して行うことができる。
【００３６】
さらに、前記蓄熱装置１は、前記第一蓄熱部２の後方に前記第二蓄熱部３を配置する形式であり、従来の単胴形式の蓄熱装置よりも前記蓄熱装置１の横幅を少なくできる。したがって、前記蒸気滅菌器と組み合せたシステム全体の設置スペースをコンパクト化できる。
【００３７】
一方、前記各蓄熱部２，３のいずれかの故障時等，いわゆるメンテナンスが必要な場合において、メンテナンスの必要な，たとえば前記第一蓄熱部２を前記各バルブ９，２２，３０を閉じて個別に停止させてメンテナンスを行う。一方、正常である前記第二蓄熱部３は、単独に作動させることができるので、蒸気の供給が停止することはない。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、蒸気使用機器等のシステム全体の省スペース化を図るとともに、信頼のおける蓄熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る蓄熱装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２　第一蓄熱部（蓄熱部）
３　第二蓄熱部（蓄熱部）
９　第一給水バルブ（開閉手段）
１１　第二給水バルブ（開閉手段）
２２　第一蒸気バルブ（開閉手段）
２５　第二蒸気バルブ（開閉手段）
２７　第一導入手段（導入手段）
２８　第二導入手段（導入手段）
３０　第一導入バルブ（開閉手段）
３６　第二導入バルブ（開閉手段）
【図１】
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