JP2001041668A - 水蒸気発生装置 - Google Patents
水蒸気発生装置Info
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- JP2001041668A JP2001041668A JP11250562A JP25056299A JP2001041668A JP 2001041668 A JP2001041668 A JP 2001041668A JP 11250562 A JP11250562 A JP 11250562A JP 25056299 A JP25056299 A JP 25056299A JP 2001041668 A JP2001041668 A JP 2001041668A
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- heat
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 常圧で過熱水蒸気を発生できる装置を提供す
る。 【構成】 水の供給器と、加熱熱源と、複数並列状態で
配置され周方向に連通した複数の環状管と、この環状管
における流入口と流出口の位置が周方向にずれるように
前記環状管に形成された複数の流入口及び流出口と、異
なる環状管に形成された前記流入口と前記流出口とを連
通した複数の連通管とからなる熱交換流路と、上記熱交
換流路に連通された水の供給管および排出管とを備えた
熱交換装置とからなる水蒸気発生装置とする。
る。 【構成】 水の供給器と、加熱熱源と、複数並列状態で
配置され周方向に連通した複数の環状管と、この環状管
における流入口と流出口の位置が周方向にずれるように
前記環状管に形成された複数の流入口及び流出口と、異
なる環状管に形成された前記流入口と前記流出口とを連
通した複数の連通管とからなる熱交換流路と、上記熱交
換流路に連通された水の供給管および排出管とを備えた
熱交換装置とからなる水蒸気発生装置とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乾燥、殺菌等に使用す
る水蒸気の発生装置に関し、特に大気圧力状態で浄水の
１００℃以上の高温過熱水蒸気の発生を可能とする、常
圧加熱水蒸気の発生装置に関するものである。
る水蒸気の発生装置に関し、特に大気圧力状態で浄水の
１００℃以上の高温過熱水蒸気の発生を可能とする、常
圧加熱水蒸気の発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の蒸気発生機としては、石油、天然
ガス、プロパンなどを原料とするバーナーにより浄水を
加熱したり、電気ヒーターの熱を利用して浄水を加熱し
て蒸気を発生させる蒸気式ボイラーが知られている。大
気圧力で使用する場合は蒸気温度は１００℃であるが、
それ以上の温度の蒸気を得るためには圧力を上げる方法
がある。これらはいずれも使用圧力を１０Ｋｇ／ｃｍ２
以下で使用しているものがほとんどであり、発生する蒸
気温度は１８３℃以下である。
ガス、プロパンなどを原料とするバーナーにより浄水を
加熱したり、電気ヒーターの熱を利用して浄水を加熱し
て蒸気を発生させる蒸気式ボイラーが知られている。大
気圧力で使用する場合は蒸気温度は１００℃であるが、
それ以上の温度の蒸気を得るためには圧力を上げる方法
がある。これらはいずれも使用圧力を１０Ｋｇ／ｃｍ２
以下で使用しているものがほとんどであり、発生する蒸
気温度は１８３℃以下である。
【０００３】大気圧力で１００℃以上の過熱水蒸気を発
生させるには、発生蒸気を熱交換器で再加熱したり、熱
交換器のかわりに圧縮機で再循環蒸気の一部を圧縮して
フラッシュさせ、過熱水蒸気をつくる方法等がある。そ
の他にはプラズマトーチによる加熱法、電磁誘導による
加熱方法などもある。
生させるには、発生蒸気を熱交換器で再加熱したり、熱
交換器のかわりに圧縮機で再循環蒸気の一部を圧縮して
フラッシュさせ、過熱水蒸気をつくる方法等がある。そ
の他にはプラズマトーチによる加熱法、電磁誘導による
加熱方法などもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の蒸気ボイラーで
は、一度の熱交換で１００℃以上の蒸気を利用しようと
すると、浄水、蒸気の通る缶体は、例えば２００℃で１
５．９Ｋｇ／ｃｍ２、３００℃で８７．６Ｋｇ／ｃ
ｍ２、３７０℃で２１４．７Ｋｇ／ｃｍ２の高圧とな
り、設備が高圧化する。熱交換器で再加熱する方法は、
加熱回数が増えその分設備が増える。圧縮機などを利用
し再循環ガスを圧縮する方法は、再循環ガス中の不純物
の除去や結露等の問題が生じてくる。加熱源としてプラ
ズマトーチを利用したり、電磁誘導を利用する方法は、
動力源が電気だけに限られ、発生する蒸気の移送手段を
ファン、ブロアー等の装置を使用しなければならない。
これらはいずれも装置が高価で発生する蒸気の量も限定
されてくる。本発明の水蒸気発生装置は、今までの蒸気
ボイラーの熱交換器を改良するだけで、一度の熱交換
で、大気圧下で１００℃以上の高温の過熱水蒸気の連続
発生を可能にしようとするものである。
は、一度の熱交換で１００℃以上の蒸気を利用しようと
すると、浄水、蒸気の通る缶体は、例えば２００℃で１
５．９Ｋｇ／ｃｍ２、３００℃で８７．６Ｋｇ／ｃ
ｍ２、３７０℃で２１４．７Ｋｇ／ｃｍ２の高圧とな
り、設備が高圧化する。熱交換器で再加熱する方法は、
加熱回数が増えその分設備が増える。圧縮機などを利用
し再循環ガスを圧縮する方法は、再循環ガス中の不純物
の除去や結露等の問題が生じてくる。加熱源としてプラ
ズマトーチを利用したり、電磁誘導を利用する方法は、
動力源が電気だけに限られ、発生する蒸気の移送手段を
ファン、ブロアー等の装置を使用しなければならない。
これらはいずれも装置が高価で発生する蒸気の量も限定
されてくる。本発明の水蒸気発生装置は、今までの蒸気
ボイラーの熱交換器を改良するだけで、一度の熱交換
で、大気圧下で１００℃以上の高温の過熱水蒸気の連続
発生を可能にしようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、水の供給器と、加熱熱源と、複数並列状態
で配置され周方向に連通した複数の環状管と、この環状
管における流入口と流出口の位置が周方向にずれるよう
に前記環状管に形成された複数の流入口及び流出口と、
異なる環状管に形成された前記流入口と前記流出口とを
連通した複数の連通管とからなる熱交換流路と、上記熱
交換流路に連通された水の供給管および排出管とを備え
た熱交換装置とからなる水蒸気発生装置としたものであ
る。環状管の数は２以上の任意の数でよい。前記熱交換
流路を収容する容器を設けると好適である。容器内に蓄
熱材を入れるとよい。容器に断熱材を用いると好適であ
る。本発明の水蒸気発生装置は大気圧より高い圧力又は
低い圧力でも用いることができる。
の本発明は、水の供給器と、加熱熱源と、複数並列状態
で配置され周方向に連通した複数の環状管と、この環状
管における流入口と流出口の位置が周方向にずれるよう
に前記環状管に形成された複数の流入口及び流出口と、
異なる環状管に形成された前記流入口と前記流出口とを
連通した複数の連通管とからなる熱交換流路と、上記熱
交換流路に連通された水の供給管および排出管とを備え
た熱交換装置とからなる水蒸気発生装置としたものであ
る。環状管の数は２以上の任意の数でよい。前記熱交換
流路を収容する容器を設けると好適である。容器内に蓄
熱材を入れるとよい。容器に断熱材を用いると好適であ
る。本発明の水蒸気発生装置は大気圧より高い圧力又は
低い圧力でも用いることができる。
【０００６】
【作用】上記のように構成された本発明によれば、容器
内の熱交換流路に送水することにより、熱交換によって
大気圧下で１００℃以上の高温の過熱蒸気を連続して製
造できる。なお、条件によって過熱状態でない通常の水
蒸気が発生するようにもできるし、また送水圧力を高め
たりすることなどにより、条件によって過熱水蒸気の圧
力は大気圧よりも高圧となることもある。
内の熱交換流路に送水することにより、熱交換によって
大気圧下で１００℃以上の高温の過熱蒸気を連続して製
造できる。なお、条件によって過熱状態でない通常の水
蒸気が発生するようにもできるし、また送水圧力を高め
たりすることなどにより、条件によって過熱水蒸気の圧
力は大気圧よりも高圧となることもある。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における熱
交換装置を電気ヒーターによって加熱する場合の構成を
示す概略系統図である。図２は本発明の一実施例におけ
る蒸気発生機で使用する熱交換流路の斜視図である。図
３は本発明の他の実施例における蒸気発生機で使用する
熱交換流路の斜視図である。図４は本発明の一実施例に
おける電気ヒーターを使用した過熱水蒸気の温度の時間
変化を表すグラフである。
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における熱
交換装置を電気ヒーターによって加熱する場合の構成を
示す概略系統図である。図２は本発明の一実施例におけ
る蒸気発生機で使用する熱交換流路の斜視図である。図
３は本発明の他の実施例における蒸気発生機で使用する
熱交換流路の斜視図である。図４は本発明の一実施例に
おける電気ヒーターを使用した過熱水蒸気の温度の時間
変化を表すグラフである。
【０００８】熱交換装置２は、特開平７−２９４１６２
号公報に開示されているものを用いる。本実施例の熱交
換装置２は、熱交換流路２１、これに浄水を供給する供
給管２２、蒸気を排出する排出管２３とからなってい
る。熱交換流路２１は環状管２４と連通管２５とからな
っでいる。環状管２４の数は２以上の任意の数でよいが
本実施例では４で十分な性能が得られるため４としてい
る。
号公報に開示されているものを用いる。本実施例の熱交
換装置２は、熱交換流路２１、これに浄水を供給する供
給管２２、蒸気を排出する排出管２３とからなってい
る。熱交換流路２１は環状管２４と連通管２５とからな
っでいる。環状管２４の数は２以上の任意の数でよいが
本実施例では４で十分な性能が得られるため４としてい
る。
【０００９】熱交換流路２は１００℃以上の温度に耐え
られる材料、例えばＳＴＰＴ管、ＳＴＢ管、ＳＴＢＡ
管、その他、アルミ、銅、ステンレス等により形成する
ことができる。
られる材料、例えばＳＴＰＴ管、ＳＴＢ管、ＳＴＢＡ
管、その他、アルミ、銅、ステンレス等により形成する
ことができる。
【００１０】熱交換流路２１は、蓄熱材９で満たされた
容器１内に収納されている。容器１は断熱材を用いて蓄
熱効率を上げている。容器１自体を断熱材で形成しても
よいし、また容器１は別の材料で形成しその表面や内面
を断熱材で覆うようにしてもよい。このようにして熱交
換流路２１により熱交換される以外の熱を蓄え、発生熱
量の有効利用をして、消費電力の節減をはかっている。
蓄熱材９としては、ステンレスの端材やセラミックの粉
や粉末セラミックを固化したもの、その他アルミ材等を
用いることができる。
容器１内に収納されている。容器１は断熱材を用いて蓄
熱効率を上げている。容器１自体を断熱材で形成しても
よいし、また容器１は別の材料で形成しその表面や内面
を断熱材で覆うようにしてもよい。このようにして熱交
換流路２１により熱交換される以外の熱を蓄え、発生熱
量の有効利用をして、消費電力の節減をはかっている。
蓄熱材９としては、ステンレスの端材やセラミックの粉
や粉末セラミックを固化したもの、その他アルミ材等を
用いることができる。
【００１１】熱交換流路２を加熱する熱源としては、石
油、天然ガス、プロパンなどを原料とするバーナー、電
熱器等の各種の熱発生装置が考えられる。本実施例にお
いては電気ヒーター５を用いている。
油、天然ガス、プロパンなどを原料とするバーナー、電
熱器等の各種の熱発生装置が考えられる。本実施例にお
いては電気ヒーター５を用いている。
【００１２】浄水の供給器（図示せず）に接続され、流
量調整弁４が設けられている配管３が熱交換装置２の供
給管２２に接続されている。
量調整弁４が設けられている配管３が熱交換装置２の供
給管２２に接続されている。
【００１３】また熱交換装置２の排出管２３は配管６に
より使用側と連通されている。配管６には温度センサー
７が取り付けられており、該温度センサー７の出力は温
度制御装置８に入力される。温度制御装置８は、該温度
センサー７の信号によって温度ヒーター５の消費電力の
コントロールを行い、温度ヒーター５の温度を所定の温
度に設定することにより、発生する蒸気の温度を制御す
る。
より使用側と連通されている。配管６には温度センサー
７が取り付けられており、該温度センサー７の出力は温
度制御装置８に入力される。温度制御装置８は、該温度
センサー７の信号によって温度ヒーター５の消費電力の
コントロールを行い、温度ヒーター５の温度を所定の温
度に設定することにより、発生する蒸気の温度を制御す
る。
【００１４】蒸気供給時は、電気ヒーター５により、容
器１内の熱交換流路２１は設定温度まで加熱される。同
時に蓄熱材９も同時に加熱され無駄に熱が放熱されるこ
とを防ぐ。流量調整弁４を通って供給される浄水は、配
管３を通って熱交換流路２１に供給される。熱交換流路
２１により熱交換され、加熱された常圧過熱水蒸気は、
配管６を通って使用側に供給される。
器１内の熱交換流路２１は設定温度まで加熱される。同
時に蓄熱材９も同時に加熱され無駄に熱が放熱されるこ
とを防ぐ。流量調整弁４を通って供給される浄水は、配
管３を通って熱交換流路２１に供給される。熱交換流路
２１により熱交換され、加熱された常圧過熱水蒸気は、
配管６を通って使用側に供給される。
【００１５】使用側で温度の調整が必要なときは、出口
側配管６に取り付けられた温度センサー７により、温度
制御装置８により電気ヒーター５で消費される電力を調
整し、発生する過熱水蒸気の温度管理を行う。温度制御
装置８は、温度センサー７からの信号が規定値の上限に
達したときに電力を切電し、規定値の下限に達したとき
に入電するようにして、常に一定の温度範囲の蒸気が供
給されるようにする。温度が上限より下限になるまでの
間は、蓄熱材９により熱量を供給して過熱水蒸気を発生
させ、電源の停止時間を長くして、消費電力の節約をは
かっている。
側配管６に取り付けられた温度センサー７により、温度
制御装置８により電気ヒーター５で消費される電力を調
整し、発生する過熱水蒸気の温度管理を行う。温度制御
装置８は、温度センサー７からの信号が規定値の上限に
達したときに電力を切電し、規定値の下限に達したとき
に入電するようにして、常に一定の温度範囲の蒸気が供
給されるようにする。温度が上限より下限になるまでの
間は、蓄熱材９により熱量を供給して過熱水蒸気を発生
させ、電源の停止時間を長くして、消費電力の節約をは
かっている。
【００１６】以上の構成により、本実施例では図４に示
すような優れた性能が発揮される。すなわち熱交換器だ
けの改良で、浄水を一度の熱交換だけで再加熱すること
なく、大気圧力下での高温過熱水蒸気の発生を可能にし
ている。そのため再循環蒸気を再加熱する必要がないた
め、汚染や結露の問題もなく、清浄な高温過熱水蒸気を
一度の熱交換で連続して発生させることができるため、
特に清浄な高温過熱水蒸気を必要とする病院での殺菌、
食品の加工、乾燥等に適している。また従来のボイラー
の熱交換器だけの改良ですみ、プラズマトーチ、誘電加
熱などの特別な加熱方法を必要としないため、既存の技
術で低コストで小型な装置が製造可能となる。加熱方法
も電気だけに限られず、低コストの石油、天然ガス、プ
ロパンなどを原料とするバーナーによる加熱などでも可
能である。
すような優れた性能が発揮される。すなわち熱交換器だ
けの改良で、浄水を一度の熱交換だけで再加熱すること
なく、大気圧力下での高温過熱水蒸気の発生を可能にし
ている。そのため再循環蒸気を再加熱する必要がないた
め、汚染や結露の問題もなく、清浄な高温過熱水蒸気を
一度の熱交換で連続して発生させることができるため、
特に清浄な高温過熱水蒸気を必要とする病院での殺菌、
食品の加工、乾燥等に適している。また従来のボイラー
の熱交換器だけの改良ですみ、プラズマトーチ、誘電加
熱などの特別な加熱方法を必要としないため、既存の技
術で低コストで小型な装置が製造可能となる。加熱方法
も電気だけに限られず、低コストの石油、天然ガス、プ
ロパンなどを原料とするバーナーによる加熱などでも可
能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、熱交換器の改良だけで、過熱水蒸気の発生を可能と
するため、今までの蒸気ボイラーの技術がそのまま利用
可能であり、大容量の高温過熱水蒸気が熱交換装置によ
る一度の熱交換だけで、低コストで安全に連続して供給
できる。また清浄な過熱水蒸気を発生できるため、殺
菌、食品加工、乾燥などの清浄加熱を必要とする分野で
も利用可能である。加熱方法も今までのボイラーと同様
の設備が利用可能で、プラズマ、誘電加熱などの大容量
の電流を必要とする加熱方法に限られない。
で、熱交換器の改良だけで、過熱水蒸気の発生を可能と
するため、今までの蒸気ボイラーの技術がそのまま利用
可能であり、大容量の高温過熱水蒸気が熱交換装置によ
る一度の熱交換だけで、低コストで安全に連続して供給
できる。また清浄な過熱水蒸気を発生できるため、殺
菌、食品加工、乾燥などの清浄加熱を必要とする分野で
も利用可能である。加熱方法も今までのボイラーと同様
の設備が利用可能で、プラズマ、誘電加熱などの大容量
の電流を必要とする加熱方法に限られない。
【図１】本発明の一実施例における電気ヒーターを使用
する水蒸気発生装置の概略系統図である。
する水蒸気発生装置の概略系統図である。
【図２】本発明の一実施例における水蒸気発生装置で使
用する熱交換流路の斜視図である。
用する熱交換流路の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例における水蒸気発生装置で
使用する熱交換流路の斜視図である。
使用する熱交換流路の斜視図である。
【図４】本発明の一実施例における電気ヒーターを使用
した水蒸気発生装置の一定水量供給時の発生水蒸気温度
の時間変化を表すグラフである。
した水蒸気発生装置の一定水量供給時の発生水蒸気温度
の時間変化を表すグラフである。
１ 容器 ２ 熱交換装置 ２１ 熱交換流路 ２２ 供給管 ２３ 排出管 ２４ 環状管 ２５ 連通管 ３ 配管 ４ 流量調整弁 ５ 電気ヒーター ６ 配管 ７ 温度センサー ８ 温度制御装置 ９ 蓄熱材
Claims (4)
- 【請求項１】水の供給器と、加熱熱源と、複数並列状態
で配置され周方向に連通した複数の環状管と、この環状
管における流入口と流出口の位置が周方向にずれるよう
に前記環状管に形成された複数の流入口及び流出口と、
異なる環状管に形成された前記流入口と前記流出口とを
連通した複数の連通管とからなる熱交換流路と、上記熱
交換流路に連通された水の供給管および排出管とを備え
た熱交換装置とからなる水蒸気発生装置。 - 【請求項２】熱交換流路を収納する容器を設けた請求項
１記載の水蒸気発生装置。 - 【請求項３】容器内に蓄熱材を入れた請求項２記載の水
蒸気発生装置。 - 【請求項４】容器内に断熱材を用いた請求項２又は３記
載の水蒸気発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11250562A JP2001041668A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 水蒸気発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11250562A JP2001041668A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 水蒸気発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041668A true JP2001041668A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=17209751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11250562A Pending JP2001041668A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 水蒸気発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001041668A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030526A1 (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-23 | Nomura Reinetsu Yugengaisha | 熱交換装置及びそれを適用した過熱水蒸気発生装置 |
| WO2012048440A1 (zh) * | 2010-10-11 | 2012-04-19 | 日清食品控股株式会社 | 流体加热装置 |
| CN107728671A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-02-23 | 深圳市奥德机械有限公司 | 一种蒸汽控制与电加热控制的双模式切换控制系统 |
| KR20190141851A (ko) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 최연홍 | 전극보일러의 전극봉 및 이를 이용한 발열전류제어방법 |
| CN111707121A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-25 | 王军 | 工业热交换器 |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP11250562A patent/JP2001041668A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006030526A1 (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-23 | Nomura Reinetsu Yugengaisha | 熱交換装置及びそれを適用した過熱水蒸気発生装置 |
| US7823543B2 (en) | 2004-09-15 | 2010-11-02 | Nomura Reinetsu Yugengaisha | Heat exchanging apparatus and superheated steam generating apparatus using the same |
| WO2012048440A1 (zh) * | 2010-10-11 | 2012-04-19 | 日清食品控股株式会社 | 流体加热装置 |
| CN103250007A (zh) * | 2010-10-11 | 2013-08-14 | 日清食品控股株式会社 | 流体加热装置 |
| CN107728671A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-02-23 | 深圳市奥德机械有限公司 | 一种蒸汽控制与电加热控制的双模式切换控制系统 |
| CN107728671B (zh) * | 2017-11-07 | 2023-03-28 | 深圳市奥德机械有限公司 | 一种蒸汽控制与电加热控制的双模式切换控制系统 |
| KR20190141851A (ko) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 최연홍 | 전극보일러의 전극봉 및 이를 이용한 발열전류제어방법 |
| KR102605445B1 (ko) * | 2018-06-15 | 2023-11-23 | (주)지에이 | 전극보일러의 전극봉 및 이를 이용한 발열전류제어방법 |
| CN111707121A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-25 | 王军 | 工业热交换器 |
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