(57)【要約】【課題】蒸気使用機器において使用後に大気中に放出される必ずしも清浄でなく空気を含む可能性がある低圧蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる方法及び装置を提供する。【解決手段】蒸気使用機器１における使用により放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させるに当たり、該排蒸気をスチームアキュムレータ４に導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離し、該アキュムレータ内の高温水を循環ポンプ１１により熱交換器１０との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンク６と該熱交換器との間でも循環ポンプ１３により上記清浄水を循環させ、上記熱交換器において、伝熱板を介してスチームアキュムレータからの高温水とフラッシュタンクからの清浄水とを相互に液相で熱交換させて、フラッシュタンクにおいて上記清浄水の加熱により連続的に清浄な新蒸気を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気使用機器における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生方法であって、
上記排蒸気をスチームアキュムレータに導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離し、
上記スチームアキュムレータ内の高温水を循環ポンプにより熱交換器との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンクと上記熱交換器との間でも循環ポンプによりフラッシュタンク内の清浄水を循環させ、
上記熱交換器において、伝熱板を介して上記スチームアキュムレータからの高温水とフラッシュタンクからの清浄水とを相互に液相で熱交換させて、上記フラッシュタンクにおいて上記清浄水の加熱により連続的に清浄な新蒸気を発生させる、
ことを特徴とする排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生方法。
【請求項２】
上記排蒸気が、パック米飯の単位量を販売用のパックに密封する工程において用いられるところの、大気圧よりも高い圧力で蒸気が充填された容器から間欠的に放出される蒸気である、
ことを特徴とする請求項１に記載の排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生方法。
【請求項３】
蒸気使用機器における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生装置であって、
上記排蒸気を導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離するスチームアキュムレータと、
清浄水が供給され、上記スチームアキュムレータの高温水との熱交換で該清浄水を加熱して新蒸気を発生させるフラッシュタンクと、
上記スチームアキュムレータと熱交換器、及び上記フラッシュタンクと上記熱交換器とを、それぞれ循環ポンプを備えた循環路で接続し、上記熱交換器において、上記スチームアキュムレータからの高温水とフラッシュタンクからの清浄水とを、伝熱板を介して相互に液相で熱交換させる熱交換系と、
を備えたことを特徴とする排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生装置。
【請求項４】
上記フラッシュタンクへの清浄水の供給路に、スチームアキュムレータから系外に排出される高温水と上記フラッシュタンクに供給される清浄水との熱交換を行うプレヒーターを備えている、
ことを特徴とする請求項３に記載の排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気使用機器から大気中に放出される必ずしも清浄でない低圧蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パック米飯等の食品の単位量を販売用のパック等に密封する工程においては、外部から雑菌が入らないように、大気圧よりも圧力が高い蒸気が充填された容器内で上記パックの密閉を行っているが、この工程はバッチ式で行われ、上記パックの密閉を行って容器を開放する度にその容器内の蒸気を大気に放出している。
【０００３】
この蒸気は、直接食品の包装機やパックの密閉用シール材に接触しているため、僅かではあるが水蒸気以外の成分や、容器の開閉に伴って混入する少量の空気をも含んでいる。しかも、上記工程がバッチ式であるために蒸気の放出が間欠的に行われ、また、放出される蒸気の圧力も０．１ＭＰａ未満程度の低圧であるため、他の機器において利用することが非常に困難であることから、やむを得ず大気に放出しているのが現状である。
しかしながら、ここで放出する蒸気は、上記空気を含むとはいえ、基本的には飽和蒸気であって多量の熱量を持ち、その放出蒸気量も間欠的ながら非常に大量である。例えば、上記パック米飯をパック等に密封する工程において、８秒毎に１回５ｋｇ程度の蒸気の充填・放出を繰り返しているときには、時間平均で２２５０ｋｇ／ｈの蒸気を大気に放出していることになり、非常に大きな損失になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の技術的課題は、蒸気使用機器において使用後に大気中に放出される必ずしも清浄でなく空気を含む可能性がある低圧蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生方法及びその装置を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、上記使用後に放出される蒸気と新しく発生させる清浄蒸気との間で熱交換させるに際し、液相の流体相互間での熱交換により、少なくとも一方に非凝縮性気体が介在する場合に比して、極めて効率的な熱移動を行わせるようにした蒸気発生装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明によれば、蒸気使用機器における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生方法であって、上記排蒸気をスチームアキュムレータに導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離し、上記スチームアキュムレータ内の高温水を循環ポンプにより熱交換器との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンクと上記熱交換器との間でも循環ポンプによりフラッシュタンク内の清浄水を循環させ、上記熱交換器において、伝熱板を介して上記スチームアキュムレータからの高温水とフラッシュタンクからの清浄水とを相互に液相で熱交換させて、上記フラッシュタンクにおいて上記清浄水の加熱により連続的に清浄な新蒸気を発生させることを特徴とする排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生方法が提供される。
【０００６】
本発明に係る上記清浄蒸気発生方法は、上記排蒸気が、パック米飯の単位量を販売用のパックに密封する工程において用いられるところの、大気圧よりも高い圧力で蒸気が充填された容器から間欠的に放出される蒸気である場合に特に好適なものある。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明によれば、蒸気使用機器における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させる蒸気発生装置であって、上記排蒸気を導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離するスチームアキュムレータと、清浄水が供給され、上記スチームアキュムレータの高温水との熱交換で該清浄水を加熱して新蒸気を発生させるフラッシュタンクと、上記スチームアキュムレータと熱交換器、及び上記フラッシュタンクと上記熱交換器とを、それぞれ循環ポンプを備えた循環路で接続し、上記熱交換器において、上記スチームアキュムレータからの高温水とフラッシュタンクからの清浄水とを、伝熱板を介して相互に液相で熱交換させる熱交換系とを備えたことを特徴とする排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生装置が提供される。
【０００８】
本発明に係る清浄蒸気発生装置の好ましい実施形態においては、上記フラッシュタンクへの清浄水の供給路に、スチームアキュムレータから系外に排出される高温水と上記フラッシュタンクに供給される清浄水との熱交換を行うプレヒーターを備えたものとして構成される。
【０００９】
上記構成を有する排出低圧蒸気を熱源とする清浄蒸気発生方法及びその装置によれば、蒸気使用機器において使用後に大気中に放出されるところの、必ずしも清浄でなく、空気を含む可能性もあり、しかも、間欠的に放出されるような低圧蒸気を熱源として、それを一旦スチームアキュムレータに導入しているので、そこで蓄熱すると同時に、飽和温度にまで上昇することにより空気が混入していても脱気を行って、高温水として利用することができ、特に、この脱気は、新しく発生させる清浄蒸気との間での熱交換に際し、液相の流体相互間での熱交換を行うことができるので、極めて効率的な熱交換を行うことが可能になる。
【００１０】
また、上記スチームアキュムレータ内の高温水を循環ポンプにより熱交換器との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンクと上記熱交換器との間でも循環ポンプによりフラッシュタンク内の清浄水を循環させ、上記熱交換器において相互に液相の流体の流速を上げて熱交換させるので、この点でも高効率的に伝熱させることができる。更に、スチームアキュムレータに導入された排蒸気は、大部分がスチームアキュムレータ内に蒸積され、その平均的流量に対応する高温水として系外に排出することになるが、それをフラッシュタンクに新しく供給する清浄水とプレヒーターで熱交換させることにより、排蒸気の持っている熱量を可及的に多量に回収することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に詳述した本発明の清浄蒸気発生方法及び装置によれば、蒸気使用機器において使用後に大気中に放出されるところの、処理対象物との接触により必ずしも清浄ではなく、空気を含む可能性もあり、しかも、間欠的に放出されるような利用し難い低圧蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させることができ、特に、放出される排蒸気と新しく発生させる清浄蒸気との間で熱交換させるに際し、液相の流体相互間での熱交換を行うようにしているので、極めて効率的な熱移動を行わせることができ、それによって、排蒸気から極めて高効率的に、８０％以上の熱量を回収することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る清浄蒸気発生装置の実施例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明に係る清浄蒸気発生装置の実施の一例を示している。この清浄蒸気発生装置は、蒸気使用機器１において使用後に大気中に放出されるところの、必ずしも清浄でなく、空気を含む可能性もあり、しかも、間欠的に放出されるような低圧の排蒸気を熱源とするもので、該排蒸気としては、パック米飯の単位量を販売用のパックに密封する工程において用いられるところの、大気圧よりも高い圧力で蒸気が充填された容器から間欠的に放出される蒸気などが適している。
【００１４】
この蒸気は、直接食品の包装機やパックの密閉用シール材に接触しているため、僅かではあるが水蒸気以外の成分や、容器の開閉に伴って混入する少量の空気をも含んでいる。しかも、上記工程がバッチ式であるために蒸気の放出が間欠的に行われ、また、放出される蒸気の圧力も０．１ＭＰａ未満程度の低圧であるため、他の機器において利用することが非常に困難であることから、やむを得ず大気に放出している。図１におけるサイレンサを設けた排気流路２がこの放出流路である。
【００１５】
本発明に係る清浄蒸気発生装置は、上記蒸気使用機器１に接続して用いるもので、図１においてはその構成を鎖線によって囲んでいる。
図１の清浄蒸気発生装置の構成について具体的に説明すると、先ず、蒸気使用機器１における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出バルブ１ａを通して放出される排蒸気は、配管３を通してスチームアキュムレータ４に導入される。なお、通常、排気流路２のバルブ１ｂは閉じられている。このスチームアキュムレータ４においては、上記排蒸気が水面下においてノズル５から噴出され、それを水に吸収させることにより、上記排蒸気の熱が高温水（高温飽和水）としてスチームアキュムレータ４に蓄熱される。該スチームアキュムレータ４においては、必然的に空気が分離されて液面上に蓄積されるので、該空気は一部の蒸気と共に逐次前記排気流路２を通して排出される。
【００１６】
一方、この清浄蒸気発生装置においては、上記スチームアキュムレータ４とは別に、低圧のフラッシュタンク６を備えている。このフラッシュタンク６は、外部給水源８から給水管９を経て清浄水が供給され、以下に詳述するように、上記スチームアキュムレータ４の高温水との熱交換で該清浄水を加熱して清浄な低圧の新蒸気を発生させるものであり、このフラッシュタンク６において発生したフラッシュ蒸気が外部に送出される。
【００１７】
上記スチームアキュムレータ４とフラッシュタンク６との間での熱交換のための熱交換系は、上記スチームアキュムレータ４と高性能の熱交換器１０、及び上記フラッシュタンク６と上記熱交換器１０とを、それぞれ循環ポンプ１１，１３を備えた循環路１２，１４で接続し、上記循環ポンプ１１，１３は、該循環路１２，１４において矢印を付した方向に高温水及び清浄水を流すものとして、上記熱交換器１０において、上記スチームアキュムレータ４からの高温水とフラッシュタンク６からの清浄水とを、伝熱板を介して相互に液相で熱交換させるように構成している。なお、熱交換器１０への高温水及び清浄水の流出入の方向は、図示の例に限るものではない。
【００１８】
このような熱交換系における熱交換は、前記排蒸気を一旦スチームアキュムレータ４に導入してそこで蓄熱すると同時に脱気を行い、高温水として利用するようにしているので、排蒸気が必ずしも清浄でなく、空気を含む可能性もあり、しかも、間欠的に放出されるような低圧蒸気であっても、それを熱源として、新しく発生させる清浄蒸気との間では液相の流体相互間での熱交換を行うことができ、非凝縮性気体（空気）を含む場合に比して極めて効率的な熱交換を行うことが可能になる。
【００１９】
また、上記スチームアキュムレータ４内の高温水を循環ポンプ１１により流速を上げて熱交換器１０との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンク６と上記熱交換器１０との間でも循環ポンプ１３により流速を上げてフラッシュタンク６内の清浄水を循環させ、それにより上記熱交換器１０においては相互に液相の流速を上げた流体で熱交換させるので、この点でも高効率的に伝熱させることができる。
【００２０】
更に、上記スチームアキュムレータ４に導入された排蒸気は、配管３を通して該スチームアキュムレータ４に導入される排蒸気のうち熱交換されない分と空気の平均的流量で、また、該アキュムレータ４内の高温水のレベルに応じて制御される排出バルブ１６を経て、排出管１７により系外に放出することになるが、外部給水源８から上記フラッシュタンク６への清浄水の吸水管９と、上記スチームアキュムレータ４から高温水を系外に放出する排出管１７との間にプレヒーター１８を備えているので、該プレヒーター１８で排蒸気が持っていた熱量をフラッシュタンク６に新しく供給する清浄水と高効率的に熱交換し、排蒸気の熱を可及的に多量に回収することができる。
【００２１】
なお、図１において、符号２０はフラッシュタンク６から出力される蒸気の使用機器であって、他の蒸気源２１によって不足蒸気を補うように配管される。また、符号２２はフラッシュタンク６内の清浄水のレベルに応じて給水量を制御する給水バルブ、また、２３及び２４はスチームアキュムレータ４及びフラッシュタンク６内からの排水管を示している。
【００２２】
上述した清浄蒸気発生装置による蒸気発生方法は、上述したところから明らかなように、蒸気使用機器１における使用により被処理対象物に接触させたうえで放出される排蒸気を熱源として、清浄蒸気を発生させるに当たり、上記排蒸気をスチームアキュムレータ４に導入することにより高温水として蓄熱すると共に空気を分離し、上記スチームアキュムレータ４内の高温水を循環ポンプ１１により熱交換器１０との間で循環させると同時に、清浄水が供給されたフラッシュタンク６と上記熱交換器１０との間でも循環ポンプ１３によりフラッシュタンク６内の清浄水を循環させ、上記熱交換器１０において、伝熱板を介して上記スチームアキュムレータ４からの高温水とフラッシュタンク６からの清浄水とを相互に液相で熱交換させて、上記フラッシュタンク６において上記清浄水の加熱により連続的に清浄な新蒸気を発生させるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１    蒸気使用機器
４    スチームアキュムレータ
６    フラッシュタンク
１０    熱交換器
１１，１３    循環ポンプ
【図１】
2012220123.tif 000003