JP2554956B2 - 蒸気加熱及び気化冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は加熱と冷却を行う加熱冷却装置に関し、特
に、比較的低い温度での上記加熱及び減圧気化冷却を行
う蒸気加熱及び気化冷却装置に関する。蒸気の加熱冷却
装置としては、各種合成樹脂やアセトン等の溶剤の製造
工程における重合反応に用いられる反応釜等がある。

＜従来の技術＞ 従来の加熱冷却装置として、第２図に示す反応釜の加
熱冷却装置がある。図において、１は反応釜であり、原
料入口２、製品出口３、撹拌機４、ジャケット部５を有
している。ジャケット部５には加熱及び冷却のための流
体給排口6,7を設けてあり、その一方には冷却水供給管
８及び復水排出管９を接続し、他方には蒸気供給管10及
び冷却水排出管11を接続し、各管の途中に弁V1、V2、V
3、V4を設けてある。この反応釜１内の原料を加熱する
場合は、弁V2、V4を閉じ、弁V1、V3を開く。これによっ
て蒸気が管10、流体給排口７からジャケット部５内に供
給されて加熱が行なわれ、復水排出管９を通りスチーム
トラップ12を経て排出される。

また冷却する場合は、弁V1、V3を閉じ、弁V2、V4を開
く。これによって冷却水が管８、流体給排口６を通って
ジャケット部５内に供給されて冷却が行なわれる。供給
された冷却水は流体給排口７、管11を通って排出され
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上記従来の加熱冷却装置は、加熱時において直接蒸気
を供給すると供給熱量が多すぎて被加熱物を損傷する問
題、及び、冷却時において、反応釜を均一に冷却でき
ず、部分的な異常昇温が発生し、この温度ムラによって
製品の品質を一定に維持し難い問題があった。供給熱量
を低減するためには温水加熱を行うこともできるが、温
水の場合、通常加熱温度が100℃以下と限定されると共
に温水を製造するための設備を新たに設置しなければな
らない。又、冷却時における温度ムラの原因は、冷却水
による冷却であるため、水の顕熱のみによる冷却となり
熱容量が小さいためである。

従って本発明の技術的課題は、加熱冷却装置におい
て、加熱時の蒸気の供給熱量を適度に押えて被加熱物の
損傷を防止すると共に、冷却時の熱容量を大きくするこ
とにより冷却の温度ムラを無くして製品の品質を一定に
維持することである。

＜課題を解決する為の手段＞ 上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段
は、被加熱冷却容器に接して加熱及び冷却用流体室を形
成し、該流体室へ加熱時に弁装置を介して蒸気を供給す
る蒸気供給管を接続し、冷却時に弁装置を介して冷却水
を供給する冷却水供給管を接続すると共に流体室を真空
ポンプと接続したものにおいて、流体室内で上記被加熱
冷却容器の外壁を覆うように隙間を介して気液分離機能
高分子膜を設け、当該気液分離機能高分子膜の外周側に
蒸気供給管と真空ポンプを接続し、内周側に冷却水供給
管を接続して、気液分離機能高分子膜の下端部に貫通孔
を設けたものである。

＜作 用＞ 加熱する場合は、弁装置を経て加熱蒸気を流体室に供
給する蒸気供給管を開く。流体室に至った蒸気は、気液
分離機能高分子膜を介して被加熱容器と接することによ
り、気液分離機能高分子膜が蒸気通貨の抵抗となり、供
給熱量が適度に押えられ、気液分離機能高分子膜の下端
部に設けられた貫通孔を経て流入してきた蒸気と共に被
加熱容器を加熱する。被加熱容器を加熱して復水化した
ドレンは、気液分離機能高分子膜と被加熱容器との間の
隙間を通り下方へ滴下し、気液分離機能高分子膜下端部
に設けた貫通孔を経て流体室に至り真空ポンプによって
系外に排除される。

冷却する場合は、蒸気供給管を閉じ、冷却水供給管の
弁装置を開弁して、冷却水を流体室に供給すると共に真
空ポンプで流体室内を減圧する。冷却水は被冷却容器と
気液分離機能高分子膜の隙間に至り、被冷却容器外周の
全面に均一に付着し、被冷却物の熱及び減圧状態である
がために速やかに気化して被冷却物を気化冷却する。気
化した蒸気は気液分離機能高分子膜の一部を通過して流
体室に至り真空ポンプによって系外に排除される。

＜実施例＞ 上記技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。
（第１図参照） 本実施例においては、加熱冷却装置として反応釜を用
いた例を示す。

第１図において、21は反応釜、22はポンプ装置、23は
弁装置、24は水温制御部、25は余剰水排出手段、26は弁
装置、27は蒸気供給管、28は冷却水供給管である。

反応釜21は、原料入口２、製品出口３、撹拌機４、蒸
気加熱及び気化冷却用の流体室としてのジャケット部５
を有しており、ジャケット部５には流体排出口７を設け
てある。蒸気供給管27と冷却水供給管28はそれぞれ弁装
置23,26を介してジャケット部５と接続する。ジャケッ
ト部５内に、反応釜21の外周を覆うように、気液分離機
能高分子膜20を設ける。気液分離機能高分子膜20と反応
釜21の外周との間には隙間を設ける。蒸気供給管27はジ
ャケット部５において気液分離機能高分子膜20の外周と
接続し、冷却水供給管28は気液分離機能高分子膜20の内
周と接続せしめる。気液分離機能高分子膜20の下端部で
製品出口３の周囲に貫通孔16を設ける。

ポンプ装置22は、ポンプ30がタンク31に吸込側を接続
され吐出側をエゼクタ32のノズル33に接続し、エゼクタ
32のディフューザ34がタンク31の上部空間に接続された
構成のものであり、エゼクタ32と流体排出口７とが接続
されている。このポンプ装置22は、ポンプ30の作動によ
りタンク31内の水をエゼクタ32に供給して吸引作用さ
せ、タンク31に戻すようになっている。

弁装置26は、冷却水供給通路28に取付けて、ポンプ30
の吐出水の一部をジャケット部５に供給あるいは遮断す
る電動弁で、コントロール部29からの信号により開閉動
作する。

水温制御部24は、タンク31内の水温を制御するように
設けたものであり、タンク31内に冷却水を供給すること
によって制御するようになっている。タンク31に接続し
た冷却水供給管40の途中に電動弁70を設け、タンク内の
水温を検出する温度センサー41からの信号により開閉す
る。

余剰水排出手段25は、ポンプ装置22の一部に電動弁71
を取付け、タンク31内の水位センサー42a,42bからの信
号により、タンク31内の水位を所定範囲に保つものであ
る。

弁装置26以外の電動弁70,71,及び弁装置23もコントロ
ール部29と接続して集中制御できるようにする。

反応釜21を加熱する場合は、コントロール部29からの
信号により、弁装置23が開き蒸気がジャケット部５に供
給され、反応釜21を蒸気加熱する。この場合、供給され
た蒸気は気液分離機能高分子膜20により、反応釜21と接
触する量が制限され、被加熱物としての原料が熱損傷す
ることを防止する。加熱により生じたドレンは、下端の
貫通孔16を経て、エゼクタ32に吸引されタンク31に至
る。ドレンによってタンク31内の水位が上限水位に達す
ると、水位センサー42aが検知し、電動弁71が開き、余
剰水を系外に排出する。

冷却する場合は、弁装置23を閉じて蒸気の供給を停止
し、弁装置26を開弁し、ポンプ30からの吐出水の一部を
ジャケット部５に供給する。供給された冷却水は気液分
離機能高分子膜20により、反応釜21の外壁全体に均一に
付着する。エゼクタ32に生じる吸引作用すなわち減圧作
用により、ジャケット部５内も減圧される。ジャケット
部５内が減圧されると、均一に付着した冷却水は反応釜
21の熱により迅速に気化して原料を冷却する。

ジャケット部５内の減圧度は、タンク31の水温を調整
することにより制御することができる。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、加熱時に適度な熱量を供給すること
がなく、被加熱物を熱損傷することがない。また、冷却
時においても被冷却容器全体に均一な冷却水を供給し、
冷却室を減圧して気化冷却するから均一且つ大きな熱容
量で冷却することができ、冷却ムラを防止して、製品の
品質を一定に維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気加熱及び気化冷却装置の実施例の
概略の構成を示す構成図、第２図は従来の加熱冷却装置
の一例を示す概略構成図である。 5:ジャケット部、7:流体排出口 16:貫通孔、20:気液分離機能高分子膜 21:反応釜、22:ポンプ装置 27:蒸気供給管、28:冷却水供給管 31:タンク、32:エゼクタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱冷却容器に接して加熱及び冷却用流
   体室を形成し、該流体室へ加熱時に弁装置を介して蒸気
   を供給する蒸気供給管を接続し、冷却時に弁装置を介し
   て冷却水を供給する冷却水供給管を接続すると共に流体
   室を真空ポンプと接続したものにおいて、流体室内で上
   記被加熱冷却容器の外壁を覆うように隙間を介して気液
   分離機能高分子膜を設け、当該気液分離機能高分子膜の
   外周側に蒸気供給管と真空ポンプを接続し、内周側に冷
   却水供給管を接続して、気液分離機能高分子膜の下端部
   に貫通孔を設けたことを特徴とする蒸気加熱及び気化冷
   却装置。