(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に加熱部を形成して加熱用の蒸気供給管を接続すると共に、加熱により生じた復水を排出する復水回収装置を接続したものにおいて、蒸気供給管と連通したスチームエゼクタを配置して、当該スチームエゼクタの吸引室と加熱部を温度応動弁を介して接続し、当該温度応動弁は加熱部の温度が所定値低下すると開弁して加熱部とスチームエゼクタの吸引室を連通することを特徴とする蒸気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器内の被加熱物を蒸気で加熱するものに関し、特にその加熱温度が１００度Ｃ程度の比較的低温の場合に適した蒸気加熱装置に関する。具体的には重合反応等に用いられる各種反応釜や食品の蒸溜装置、濃縮装置、あるいは殺菌装置等の蒸気加熱に用いるものである。これらの場合の被加熱物は、少しの温度変化によって熱損傷や熱劣化を生じてしまう場合が多く、加熱温度を精度良く維持する必要がある。
【０００２】
【従来の技術】
従来の蒸気加熱装置としては、例えば特開平７−３２８４２３号公報に示すようなものが用いられていた。これは、蒸気供給管１７をノズル１８と接続し、ノズル１８の外周に形成した吸引室４４に２つの通路４５，４６を設けて、一方の通路４５をジャケット部１６と接続すると共に、他方の通路４６に弁手段４７を接続したものである。
【０００３】
弁手段４７を開弁することにより、ジャケット部１６内の残留空気を吸引室４４に吸引して、ジャケット部１６内を減圧状態とした後、弁手段４７を閉弁してジャケット部１６内に低圧蒸気を供給して１００度Ｃ以下の低温蒸気で被加熱物を加熱することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の蒸気加熱装置では、加熱初期の段階で残留している空気を吸引排除して蒸気加熱を行なうことができるが、加熱操作中に徐々に溜まる空気を排除することができずに、加熱温度を精度良く維持することができない問題があった。加熱装置を減圧状態とすることにより、装置の各接続部から大気を吸引してしまい、加熱部内部に空気が溜まると共に、供給される加熱用の蒸気に空気が混入している場合もあり、加熱初期のみならず、加熱操作中でも加熱部に空気が溜まってしまうのである。
【０００５】
従って本発明の課題は、加熱初期のみならず、加熱操作中においても溜まった空気を排除することにより、精度良く加熱温度を調節することのできる蒸気加熱装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、熱交換器に加熱部を形成して加熱用の蒸気供給管を接続すると共に、加熱により生じた復水を排出する復水回収装置を接続したものにおいて、蒸気供給管と連通したスチームエゼクタを配置して、当該スチームエゼクタの吸引室と加熱部を温度応動弁を介して接続し、当該温度応動弁は加熱部の温度が所定値低下すると開弁して加熱部とスチームエゼクタの吸引室を連通するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
加熱部の温度が所定値低下すると開弁して加熱部とスチームエゼクタの吸引室を連通する温度応動弁を取り付けたことにより、加熱部に空気が溜まってその温度が所定値だけ低下すると、温度応動弁が開弁して加熱部とスチームエゼクタの吸引室が連通されて、溜まった空気は吸引室の吸引力によって吸引され外部に排除される。
【０００８】
加熱初期でもまた加熱操作中でも、空気が存在して加熱部の温度が低下すると温度応動弁が開弁して空気を吸引排除することができる。
【０００９】
【実施例】
本実施例においては熱交換器として反応釜１を用いた例を説明する。
反応釜１の外周に加熱部としてのジャケット部２を形成して蒸気供給管３と接続し、分岐した蒸気供給管４に接続したスチームエゼクタ５と、スチームエゼクタ５の吸引室１３とジャケット部２を温度応動弁１２を介して接続すると共に、ジャケット部２の下部に配置した復水回収装置６とで蒸気加熱装置を構成する。
【００１０】
蒸気供給管３には圧力調節弁７と開閉弁８を取り付けてジャケット部２と接続する。圧力調節弁７はジャケット部２へ供給する蒸気圧力即ち温度が所定値となるように設定する。また、蒸気供給管３は管路９を介して復水回収装置６の高圧操作流体の導入口１０と接続する。
【００１１】
分岐した蒸気供給管４に、開閉弁１１を介してスチームエゼクタ５を接続する。スチームエゼクタ５の吸引室１３とジャケット部２を、開閉弁１４と温度応動弁１２を介した管路１５により連通する。スチームエゼクタ５の出口側には管路１６を接続して、図示しない別途の蒸気使用箇所と連通する。
【００１２】
温度応動弁１２は、本実施例においては自力式の温度調整弁を用いた例を示し、ジャケット部２の上方の空気が溜まり易い箇所に取り付けた感温筒１７を、温度応動弁１２のアクチュエータ部１８と、フレキシブルチューブ１９を介して接続したものである。感温筒１７によりジャケット部２内部の温度低下が検知され、その温度低下が内部の感温流体の容積減少となりフレキシブルチューブ１９内を伝達してアクチュエータ部１８に伝わり、温度応動弁１２を開弁する。反対にジャケット部２内の温度が上昇すると、感温筒１７で検知して温度応動弁１２を閉弁する。
【００１３】
ジャケット部２の下部と復水回収装置６の復水流入口２０とを管路２１によりバルブ２２と逆止弁２３を介して接続する。逆止弁２３はジャケット部２から復水回収装置６方向のみの流体の通過を許容するもので、逆方向の流体の通過は許容しないものである。復水回収装置６の復水還元口２４にも逆止弁２５を介して復水圧送管路２６を取り付ける。この逆止弁２５は復水回収装置６から復水圧送管路２６側の外部方向へのみ流体を通過させるものである。
【００１４】
復水回収装置６上部の高圧操作流体の導入口１０の側方には、高圧操作流体の排出循環口２７を設けて、管路２８と接続する。管路２８は、ジャケット部２と同圧状態の図示しないヘッダーや、あるいは、別途のジャケット部２よりも低圧状態箇所と接続する。
【００１５】
復水回収装置６は、内部に配置した図示しないフロートが下方部に位置する場合に、高圧操作流体の導入口１０が閉口され、一方、排出循環口２７が開口されて、管路２１と逆止弁２３と復水流入口２０を通ってジャケット部２内の復水が復水回収装置６内に流下し、復水回収装置６内に復水が溜まってフロートが上方部に位置すると、排出循環口２７が閉口され、反対に高圧操作流体の導入口１０が開口されて、高圧操作流体として蒸気供給管３からの高圧蒸気が復水回収装置６内に流入して、内部の復水を還元口２４と逆止弁２５と管路２６を経て復水回収先へ圧送し回収するものである。
【００１６】
復水が回収されて復水回収装置６内の水位が低下すると、再度、高圧操作流体の導入口１０が閉口され、排出循環口２７が開口されることにより、復水流入口２０から復水が回収装置６内へ流下してくる。このような作動サイクルを繰り返すことにより、復水回収装置６は、ジャケット部２で発生した復水を回収するものである。
【００１７】
図１において反応釜１内の被加熱物を加熱する場合、まず圧力調節弁７から蒸気をジャケット部２へ供給する。ジャケット部２内には初期の残留空気が残存しており温度が低下しているために、温度応動弁１２が開弁して、スチームエゼクタ５の吸引室１３でその残留空気を吸引して外部に排出する。ジャケット部２内部が所定温度になると、温度応動弁１２は閉弁して吸引を停止する。
【００１８】
反応釜１を加熱した蒸気は凝縮して復水となり、管路２１を経て復水回収装置６内へ流下する。空気の排除されたジャケット部２内へ所定圧力即ち温度の加熱蒸気を供給することにより、反応釜１は所定温度の蒸気でもって加熱される。例えば圧力調節弁７から大気圧以下の６０度Ｃの蒸気を供給すると反応釜１は６０度Ｃで加熱される。
【００１９】
ジャケット部２内を大気圧以下の圧力状態とした場合に、ジャケット部２の各接続部から大気圧が加わり、一部の空気がジャケット部２内に混入したり、あるいは、供給される蒸気に混入している空気により、ジャケット部２内に空気が溜まると、その温度は放熱により低下することによって、感温筒１７で検知されて温度応動弁１２を開弁して吸引室１３に吸引され排出される。このように本実施例においては、蒸気加熱装置の初期のみならず、加熱操作中に溜まった空気をもスチームエゼクタ５で吸引し外部に排出することができる。
【００２０】
反応釜１を加熱した蒸気は凝縮して復水となることにより、ジャケット部２内は初期の圧力状態に維持される。一方、凝縮した復水は復水回収装置６内へ流下して、上記した作動の繰り返しにより復水回収先へ圧送される。
【００２１】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、加熱部の温度が所定値低下すると開弁して加熱部とスチームエゼクタの吸引室を連通する温度応動弁を取り付けたことにより、加熱部に空気が溜まってその温度が所定値だけ低下すると、温度応動弁が開弁して溜まった空気はスチームエゼクタの吸引室の吸引力によって吸引され外部に排除されることによって、空気による悪影響がなく温度精度良く被加熱物を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気加熱装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１  反応釜
２  ジャケット部
３  蒸気供給管
５  スチームエゼクタ
６  復水回収装置
１０  高圧操作流体導入口
１２  温度応動弁
１３  吸引室
１７  感温筒
２０  復水流入口
２４  復水還元口
２７  排出循環口
【図１】
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