(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部に蒸気を供給して被加熱物を蒸気加熱すると共に、加熱部にヘッダータンクを介して復水圧送ポンプを接続して、加熱により生じた復水を復水圧送ポンプによって所定箇所に圧送するものにおいて、復水圧送ポンプに高圧蒸気導入口と冷却流体供給口を設けて、当該高圧蒸気導入口に、復水圧送ポンプに圧送用の蒸気を供給する蒸気供給手段を接続し、当該冷却流体供給口に、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させる蒸気凝縮手段を接続して、復水圧送ポンプの内部に配置したフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気導入口が開口されて高圧蒸気がポンプ内に流入し、一方、冷却流体供給口は閉口して、ポンプ内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口から所定の圧送先に圧送し、復水圧送ポンプ内の復水が圧送されて内部のフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられることによって、高圧蒸気導入口が閉口され、一方、冷却流体供給口が開口されることにより、ポンプ内に冷却流体が供給され、ポンプ内の高圧蒸気の残存分が凝縮され、ポンプ内の蒸気の体積が急激に減少してポンプ内は大気圧以下の減圧状態となることによって、加熱部で加熱により生じた復水がポンプ内へ吸引されると共に、加熱部へ蒸気を供給する蒸気供給管を分岐した管路に自動弁と蒸気エゼクタを配置し、当該蒸気エゼクタの吸込室をヘッダータンクと接続し、当該ヘッダータンクに内部の温度を検出する温度センサを取り付けて、当該温度センサと自動弁と蒸気エゼクタで不凝縮ガス排出手段を構成し、当該不凝縮ガス排出手段によって、加熱部に溜まった不凝縮ガスを系外に排出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℃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は、例えば特開平７−３２８４２２号公報に示されている。これは、加熱部に加熱用の蒸気供給管を接続し、加熱により生じた復水を排出する復水回収装置を接続すると共に、加熱部内の空気と置換する置換流体供給管を接続したもので、置換流体により加熱部内の空気を排除して減圧状態とすることによって、１００℃以下の低温で蒸気加熱することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、加熱部で発生した復水を復水回収装置に流入させるのに流入水頭に基づく自然流下によるために、復水の発生量が変動して多くなると加熱部の復水を滞留することなく速やかに加熱部外に排出することができず、加熱部の一部が復水で覆われることによって、加熱部の全体を均一に蒸気加熱することができない問題があった。
【０００４】
従って本発明の課題は、加熱部で発生した復水を滞留させることがなく、蒸気加熱温度を精度良く所定値に維持することのできる蒸気加熱装置を得ることである。
【０００５】
【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、加熱部に蒸気を供給して被加熱物を蒸気加熱すると共に、加熱部にヘッダータンクを介して復水圧送ポンプを接続して、加熱により生じた復水を復水圧送ポンプによって所定箇所に圧送するものにおいて、復水圧送ポンプに高圧蒸気導入口と冷却流体供給口を設けて、当該高圧蒸気導入口に、復水圧送ポンプに圧送用の蒸気を供給する蒸気供給手段を接続し、当該冷却流体供給口に、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させる蒸気凝縮手段を接続して、復水圧送ポンプの内部に配置したフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気導入口が開口されて高圧蒸気がポンプ内に流入し、一方、冷却流体供給口は閉口して、ポンプ内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口から所定の圧送先に圧送し、復水圧送ポンプ内の復水が圧送されて内部のフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられることによって、高圧蒸気導入口が閉口され、一方、冷却流体供給口が開口されることにより、ポンプ内に冷却流体が供給され、ポンプ内の高圧蒸気の残存分が凝縮され、ポンプ内の蒸気の体積が急激に減少してポンプ内は大気圧以下の減圧状態となることによって、加熱部で加熱により生じた復水がポンプ内へ吸引されると共に、加熱部へ蒸気を供給する蒸気供給管を分岐した管路に自動弁と蒸気エゼクタを配置し、当該蒸気エゼクタの吸込室をヘッダータンクと接続し、当該ヘッダータンクに内部の温度を検出する温度センサを取り付けて、当該温度センサと自動弁と蒸気エゼクタで不凝縮ガス排出手段を構成し、当該不凝縮ガス排出手段によって、加熱部に溜まった不凝縮ガスを系外に排出するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
加熱部で発生した復水が復水圧送ポンプに至り所定の液位に達すると、蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられて、蒸気供給手段から復水圧送ポンプ内に圧送用の高圧蒸気が供給され、復水は所定箇所に圧送される。復水が圧送され所定の低液位になると、蒸気供給手段から蒸気凝縮手段へ切り替えられて、復水圧送ポンプ内に残存している蒸気は凝縮されその体積が急減することによって、復水圧送ポンプ内は大気圧以下の負圧状態となる。このように復水圧送ポンプ内が負圧状態となることによって、加熱部で発生した復水は圧力差により速やかに復水圧送ポンプへ流下し、加熱部に滞留することはない。
【０００７】
蒸気凝縮手段としては、復水圧送ポンプ内の蒸気を凝縮させることができるものであれば良く、蒸気と冷却流体を直接に接触させて凝縮させるものや、あるいは、間接的に熱交換して凝縮させるものを使用することができる。
【０００８】
加熱部に不凝縮ガス排出手段を取り付けたことにより、加熱部内が負圧となることによって外部から流入する空気等の不凝縮ガスや、あるいは、供給される蒸気に混入して加熱部内に流入してきた不凝縮ガスは、この不凝縮ガス排出手段によって外部に排出される。
【０００９】
不凝縮ガス排出手段としては、加熱部内に空気等が溜まって温度が低下したことを、温度センサで検出して、真空ポンプを駆動させて排出するものなどを使用することができる。
【００１０】
【実施例】
本実施例においては、加熱部として反応釜１のジャケット部２の例を示す。図１において、ジャケット部２にヘッダータンク３を介して復水圧送ポンプ４を接続して蒸気加熱装置を構成する。
【００１１】
ジャケット部２へ加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管５にバルブ６を介して接続する。バルブ６から所定圧力又は温度の蒸気をジャケット部２に供給して、図示しない反応釜１内の被加熱物を加熱するものである。
【００１２】
ジャケット部２の上部に大気連通管７をバルブ８を介して取り付ける。ジャケット部２の下部にはバルブ９を介してヘッダータンク３を接続する。ヘッダータンク３はジャケット部２で発生した復水を一旦溜めるためのタンクである。
【００１３】
蒸気供給管５を分岐した管路３０に自動弁３１と蒸気エゼクタ３２を配置する。蒸気エゼクタ３２は、内部に図示しないノズルを有する吸込室３３とディフューザ３４で構成する。吸込室３３に管路３５と逆止弁３６を介してヘッダータンク３の上部と接続する。また、ヘッダータンク３の上部には内部の温度を検出する温度センサ３７を取り付けて、図示しない温度調節計を介して自動弁３１と接続する。
【００１４】
ヘッダータンク３内に空気等の不凝縮ガスが溜まると、温度センサ３７がその温度の低下を検出して自動弁３１を開弁し、蒸気エゼクタ３２に蒸気を供給することによってタンク３内の不凝縮ガスを吸引して外部に排除するものである。
【００１５】
本実施例においては、自動弁３１と蒸気エゼクタ３２及び温度センサ３７で不凝縮ガス排出手段を構成する。  
【００１６】
ヘッダータンク３の下部をパイプ１１により復水圧送ポンプ４の復水流入口１２と接続する。タンク３の下方側部にバルブ１４を介して置換流体供給管１５を接続する。
【００１７】
パイプ１１にはバルブ２１と逆止弁２２を取り付ける。逆止弁２２はヘッダータンク３から復水圧送ポンプ４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。また、バルブ２１は復水圧送ポンプ４に流下する復水の量を調節するためのものである。
【００１８】
復水圧送ポンプ４の復水圧送口２３にも逆止弁２４とバルブ２５を介して復水圧送管路２６を接続する。この逆止弁２４は復水圧送ポンプ４から復水圧送管路２６側への外部方向へのみ流体を通過させるものである。
【００１９】
復水圧送ポンプ４の上部に、蒸気供給管５を分岐した蒸気管２７と接続した高圧蒸気導入口２８を設ける。高圧蒸気導入口２８の側方には冷却流体供給口２９を設ける。冷却流体供給口２９には、バルブ１３を介して冷却流体供給管１７を接続する。本実施例においては、蒸気管２７と蒸気導入口２８で蒸気供給手段を構成し、冷却流体供給管１７と冷却流体供給口２９で蒸気凝縮手段を構成する。
【００２０】
冷却流体供給口２９の管１７を更に分岐して連通管１０とバルブ１６を介してヘッダータンク３と接続する。バルブ１６を開弁することにより、ポンプ４内をヘッダータンク３内と同圧力状態にすることができるものである。
【００２１】
復水圧送ポンプ４は、内部に配置した図示しないフロートが復水の液位の上昇によって上方部に位置する場合に、高圧蒸気の導入口２８が開口されて蒸気管２７から高圧蒸気がポンプ４内に流入し、一方、冷却流体供給口２９は閉口されているために、ポンプ４内部の復水を蒸気の圧力によって圧送口２３と逆止弁２４とバルブ２５及び復水圧送管路２６を経て所定の圧送先に圧送するものである。
【００２２】
復水圧送ポンプ４内の復水が圧送されて図示しないフロートが所定の下方部に位置して蒸気供給手段と蒸気凝縮手段が切り替えられると、高圧蒸気の導入口２８は閉口され、一方、冷却流体供給口２９が開口されることにより、冷却流体供給管１７からポンプ４内に冷却流体が供給され、ポンプ４内の高圧蒸気の残存分が凝縮される。
【００２３】
ポンプ４内の蒸気が凝縮してその体積が急激に減少するために、ポンプ４内は大気圧以下の減圧状態となる。減圧状態となることにより、ジャケット部２で加熱により生じた復水はヘッダータンク３を介してポンプ４内へ速やかに吸引される。
【００２４】
反応釜１の加熱初期においては、ジャケット部２内には不凝縮性の空気が滞留しているために、バルブ１４，９及び８を開弁し、バルブ２１を閉弁して、置換流体供給管１５から例えば水をヘッダータンク３とジャケット部２へ供給すると、タンク３内とジャケット部２内の空気は大気連通管７から流体に押し出されて外部に排出される。
【００２５】
初期空気が排出されると、バルブ８,１４を閉弁し、バルブ９，２１を開弁して、ヘッダータンク３とジャケット部２の流体を復水圧送ポンプ４から系外に排出する。
【００２６】
バルブ６から加熱用の蒸気がジャケット部２に供給されて反応釜１を初期加熱すると、復水はヘッダータンク３を経て復水圧送ポンプ４内に流下する。ポンプ４内に復水が溜まって高圧蒸気導入口２８が開口すると、ポンプ４内に高圧蒸気が導入されて溜まった復水は圧送口２３から圧送される。
【００２７】
ポンプ４内の復水が圧送されると図示しないフロートが下部に位置して、蒸気導入口２８から冷却流体供給口２９に切り替えられることにより、供給口２９からポンプ４内に冷却流体が供給されて残存していた蒸気が凝縮し、その体積が急減することによってポンプ４内は負圧状態となる。ポンプ４内が負圧状態となることによって、ジャケット部２内の復水はヘッダータンク３を介して速やかにポンプ４内に流下する。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、復水圧送ポンプ内の復水の液位に応じて蒸気供給手段と蒸気凝縮手段を切り替えることにより、加熱部で発生した復水を滞留させることがなく、加熱部の全体を蒸気で均一に加熱することができ、蒸気加熱温度を精度良く所定値に維持することができる。
【００２９】
また本発明によれば、加熱部内に溜まった不凝縮ガスを系外に排出する不凝縮ガス排出手段を取り付けたことにより、加熱温度を更に精度良く維持することができる。
【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 ヘッダータンク
４ 復水圧送ポンプ
５ 蒸気供給管
１２  復水流入口
１５  置換流体供給管
１７  冷却流体供給管
２３  復水圧送口
２８  高圧蒸気の導入口
２９  冷却流体の供給口
３１  自動弁
３２  蒸気エゼクタ
３７  温度センサ
【図１】
0005047426.tif 000002