(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクターとタンクと循環ポンプを有する真空ポンプを連設して、当該エゼクターと熱交換器を接続し、タンクを密閉状にすると共に、タンク内の液位の変化に伴うタンク内圧を吸収するサブタンクを上記タンクと接続して、当該サブタンクの内部に上下動可能にピストンを設け、当該ピストンの下部室内と上記タンク内とを窒素ガス等の不活性気体で充満させることにより、タンク内の液位が上昇すると、タンク上部の容積が変化し、当該変化に応じてサブタンク内のピストンが上昇することによって、タンク内圧力とピストン下部室の圧力をほぼ同等に保つことを特徴とする熱媒体による低圧蒸気加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒体の蒸気によって被加熱物を加熱するものに関し、石油化学工業や合成繊維工業、あるいは、合成樹脂工業等の各種加熱工程に使用される熱媒体による蒸気加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱媒体による蒸気加熱装置の例としては、例えば図２に示すようなものが用いられていた。これは、熱媒体の蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１で発生させた熱媒体蒸気を、熱交換器の一種である反応釜２に供給して反応釜２内の被加熱物を加熱し、加熱により凝縮した熱媒体蒸気の凝縮液をタンク３に流下させ、循環ポンプ４でボイラ―１へ回収するものである。
【０００３】
熱媒体は様々な種類のものが市販され用いられているが、通常の水を沸騰させた水蒸気よりも、圧力が低くて温度が高いものが一般的であり、加熱装置を高耐圧力設計とすることなく、比較的高温で加熱することができるものであり、各種の加熱工程で多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の熱媒体による蒸気加熱装置を用いた場合、タンク内で熱媒体が空気と接触することによって酸化し変質する問題があった。また、気化した熱媒体が外部に漏れることにより、熱媒体の臭気が周辺に漂う問題があった。
【０００５】
従って本発明の技術的課題は、不凝縮ガスによる熱交換性能の低下を生じることのない、熱媒体による低圧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】
上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、熱交換器の一次側に熱媒体の蒸気供給管を接続し、熱交換器で凝縮した熱媒体を蒸発器等の回収先に回収するものにおいて、熱交換器の二次側にエゼクターとタンクと循環ポンプを有する真空ポンプを連設して、当該エゼクターと熱交換器を接続し、タンクを密閉状にすると共に、タンク内の液位の変化に伴うタンク内圧を吸収するサブタンクを上記タンクと接続して、当該サブタンクの内部に上下動可能にピストンを設け、当該ピストンの下部室内と上記タンク内とを窒素ガス等の不活性気体で充満させることにより、タンク内の液位が上昇すると、タンク上部の容積が変化し、当該変化に応じてサブタンク内のピストンが上昇することによって、タンク内圧力とピストン下部室の圧力をほぼ同等に保つものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
熱交換器の二次側にエゼクタ―とタンクと循環ポンプを有する真空ポンプを連設して、エゼクタ―と熱交換器を接続したことにより、エゼクタ―の吸引力によって熱交換器内を大気圧前後の低圧状態に維持することができ、低圧の熱媒体蒸気でもって被加熱物を加熱することができる。
【０００８】
タンクにサブタンクを接続したことにより、タンクを密閉状としてもタンク内の液位の変化に伴う圧力変動をサブタンクで吸収することができる。従って、密閉タンク内の熱媒体は空気と接触することがないと共に、熱媒体の臭気が外部へ漏れ出ることもない。
【０００９】
【実施例】
上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（図１参照）。
本実施例においては熱交換器として反応釜２を用いた例を示し、図２の従来技術と同一部材には同一符号を付す。
【００１０】
蒸発器としての熱媒体用ボイラ―１を反応釜２のジャケット部６と接続すると共に、ジャケット部６の下部を真空ポンプ手段７と連設し、真空ポンプ手段７をタンク３と循環ポンプ４を介して熱媒体用ボイラ―１と接続して、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を構成する。
【００１１】
熱媒体用ボイラ―１と反応釜２を、圧力調整弁８と気液分離器９と圧力センサ―１０を介した加熱用蒸気供給管１１で接続する。圧力調整弁８は、圧力センサ―１０で検出した加熱用蒸気供給管１１内の蒸気圧力を所定値に調整するものであり、気液分離器９は加熱用蒸気供給管１１内の熱媒体の蒸気と液体を分離し、分離した蒸気だけを反応釜２のジャケット部６へ供給し、液体をその下部に設けたスチ―ムトラップ１２から排出するものである。気液分離器９としては、衝突式や遠心式やフィルタ―式等のものを用いることができる。
【００１２】
反応釜２の外周に配置したジャケット部６の下部接続口１３を、スチ―ムトラップ１４とバイパスバルブ１５を並行に設けた管路１６で、真空ポンプ手段７のエゼクタ―２０と接続する。また、気液分離器９のスチ―ムトラップ１２の出口を、管路１７を介してエゼクタ―２０と接続する。
【００１３】
真空ポンプ手段７は、エゼクタ―２０とタンク２１と循環ポンプ２２、及び、接続管路２３とで構成する。エゼクタ―２０は、ノズル部２５とディフュ―ザ部２６で形成する。タンク２１には、内部に溜った熱媒体２７を冷却するための冷却管２８を調節弁２９を介して取り付けると共に、下部には熱媒体２７の流体温度を検出するための温度センサ―３０を取り付け、図示はしていないが温度センサ―３０と調節弁２９を温度コントロ―ラ―を介して接続して、熱媒体２７の温度を所定値に維持できるようにする。
【００１４】
タンク２１の上部に接続管路３１を介してサブタンク３６を配置する。サブタンク３６は、内部に上下動可能に円板状のピストン３７を設けてピストン下部室３８をタンク２１内と連通する。ピストン下部室３８内とタンク２１内は窒素ガス等の不活性気体を充満させる。サブタンク３６の上部は開口３９により大気と連通させる。サブタンク３６の下部には窒素ガス補給管４０をバルブ４１を介して接続する。
【００１５】
真空ポンプ手段７は、循環ポンプ２２でタンク２１内の熱媒体２７をエゼクタ―２０中に循環させて、エゼクタ―２０のノズル部２５で吸引力を発生し、反応釜２のジャケット部６から熱媒体を吸引すると共に、ジャケット部６内を所定の圧力状態に維持するものである。
【００１６】
真空ポンプ手段７の接続管路２３の一部を分岐して管路３２を接続し、循環熱媒体の一部が管路３３からタンク３へ供給されるようにすると共に、更に管路３５を接続して循環熱媒体の一部を加熱用蒸気供給管１１中で気液分離器９の一次側に注入する。管路３５により、圧力調整弁８で圧力調整された熱媒体蒸気が過熱蒸気となった場合でも、循環熱媒体の一部を注入して気液分離部９で熱交換させることにより、飽和温度蒸気とすることができるものである。
【００１７】
次に作用を説明する。
熱媒体用ボイラ―１で発生した熱媒体蒸気は、圧力調整弁８を経て圧力調整されて反応釜２のジャケット部６に供給される。ジャケット部６内は、真空ポンプ手段７のエゼクタ―２０の吸引力により予め所定の低圧状態となっており、ジャケット部６に供給された熱媒体蒸気は、所定の圧力すなわち蒸気温度となって反応釜２内の被加熱物を加熱する。加熱して熱を奪われた熱媒体蒸気は凝縮して液体となり、スチ―ムトラップ１４を経てエゼクタ―２０に吸引され、タンク２１に至る。
【００１８】
タンク２１内の熱媒体２７は、冷却管２８で所定温度まで冷却されて循環ポンプ２２でエゼクタ―２０へ供給され、再度ジャケット部６内の熱媒体を吸引する。エゼクタ―２０で生じる吸引力は、エゼクタ―２０内を通過する流体の温度によって決まるために、タンク２１内の熱媒体２７の液温を適宜調節することにより、エゼクタ―２０の吸引力すなわち減圧度合を制御することができる。エゼクタ―２０の吸引力を制御することにより、ジャケット部６内の圧力状態を制御することができ、大気圧以下の負圧状態から、大気圧以上の正圧状態までジャケット部６内の圧力を制御することができる。
【００１９】
タンク２１内の熱媒体２７の液位が上昇すると、タンク２１上部の容積が変化し、その変化に応じてサブタンク３６内のピストン３７が上昇することによって、タンク２１内の圧力とピストン下部室３８の圧力をほぼ同等に保つ。ピストン下部室３８とタンク２１の上部には窒素ガス等の不活性気体を充満していることにより、熱媒体２７が空気と接触することはない。
【００２０】
熱媒体として例えば商品名でダウサムなるものを用いた場合、蒸気圧力を絶対圧で０．３キロとするとその蒸気温度は約２１０度Ｃとなり、１．１キロとすると約２６０度Ｃとすることができ、蒸気圧力を制御することによって、蒸気温度を制御することができるのである。
【００２１】
本実施例においては、熱交換器として反応釜２を用いた例を示したが、その他の熱交換器、例えば合成繊維や合成樹脂、あるいは、食料品や医療品等の熱交換器としても用いることができるものである。
【００２２】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、サブタンクを設けてタンクを密閉状としたことにより、熱媒体が空気と接触することを無くして熱媒体の酸化による変質を防止することができると共に、外部に熱媒体の臭気が漂うことも防止できる、熱媒体による低圧蒸気加熱装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱媒体による低圧蒸気加熱装置の実施例を示す構成図である。
【図２】従来の熱媒体による蒸気加熱装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  熱媒体用ボイラ―
２  反応釜
６  ジャケット部
７  真空ポンプ手段
２０  エゼクタ―
２１  タンク
２２  循環ポンプ
３１  接続管路
３６  サブタンク
３７  ピストン
３８  ピストン下部室
【図１】
0003806458.tif 000002
【図２】
0003806458.tif 000003