[发明专利]蒸汽热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于在电镀加工中对加温处理槽进行加热时等使用的蒸汽热交换器，尤其涉及可利用显热以较少的蒸汽使用量高效地对加热对象物进行加热的蒸汽热交换器。

背景技术

在电镀加工等的工件的加温处理槽中，使用蒸汽加热管被配置在槽内的底面侧的结构的蒸汽热交换器，对放入储存着处理液的加热处理槽内的工件进行加热。图3和图4表示的是设置在开放型加热处理槽内的以往的蒸汽热交换器的例子。

图3所示的蒸汽热交换器100是提升装置式(lift fitting type)的蒸汽热交换器，在储存着处理液101的开放型加热处理槽102的底面附近位置具有以上下两段的形态蛇腹状来回的蒸汽加热管103。规定压力的蒸汽从锅炉等蒸汽供给源105经由蒸汽供给管104向蒸汽加热管103供给。通过蒸汽加热管103，利用供给来的蒸汽的潜热来与处理液101进行热交换。热交换后的蒸汽成为冷凝水(饱和水)而进入下侧的蒸汽加热管103a内，在经由该处后，从排水管106通过疏水阀(steam trap)107等排水排出装置进行回收。

图4所示的蒸汽热交换器200是从开放槽201的底部排出排水而无需提升装置的蒸汽热交换器的例子。该蒸汽热交换器200在开放槽201的侧部具有蒸汽供给口202和蒸汽排出口203，蒸汽加热管204从该处向槽内部水平地以U状延伸。在这种情况下也可利用流过蒸汽加热管204的蒸汽的潜热来与槽内的处理液205进行热交换。

在此，利用蒸汽的潜热来进行热交换的以往的蒸汽热交换器一般采用如下的构造和使用方法。

(1)由于蒸汽的冷凝热传递率高，因此冷凝水会顺畅地脱离传热面，传热面可在不被淹没的情况下始终被蒸汽覆盖。

(2)为了从蒸汽热交换器顺畅地排出冷凝水，考虑到起动负载，将疏水阀的排出能力设定成比蒸汽热交换器在使用温度下所需的冷凝量大，通常设定成一倍以上的排出能力。

(3)可用于热交换的蒸汽的蒸发热随着压力的上升而减少。因此，蒸汽热交换器以尽可能低的压力来运行。其结果是，在回收冷凝水时有时需要排水提升器、真空泵等排水回收装置。

(4)为了提高蒸汽热交换器的热效率，有时会设置利用从疏水阀排出的排水的预加热器。这种情况下，为了防止水锤作用而只能利用闪蒸蒸汽，此外，由于还存在排水回收管的压力限制，因此效果相对于费用而言常常较差。

(5)由于单位容积的蒸汽的热容量小，因此，在上升时间慢的蒸汽热交换器中，蒸汽的控制采用双位置控制即已足够。在位置比例控制中包括热交换器蒸汽部的真空现象，蒸汽部容易成为比疏水阀的背压低的压力。其结果是，排水很难顺畅地排出，常常导致位置比例控制失去意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将以往未利用的显热也加以利用、从而可高效地进行热交换的蒸汽热交换器。

本发明的管内流体为蒸汽的蒸汽热交换器，其特征在于，具有：冷凝传热部；以及在该冷凝传热部的下游侧形成的、水密封且流向确定的显热传热部。

在此，最好具有在所述显热传热部的下游端形成的规定孔径的节流孔。也可将节流孔形成在所述显热传热部的途中部位上。

这种情况下，最好将由所述节流孔限制的排水排出量设定成与所述蒸汽热交换器在使用温度下的蒸汽冷凝量相等。

此外，在所述显热传热部的下游端也可连接疏水阀等排水排出装置来代替节流孔。这种情况下也一样，最好将所述排水排出装置的排水排出量设定成与所述蒸汽热交换器在使用温度下的蒸汽冷凝量相等。

另一方面，本发明的蒸汽热交换系统，其特征在于，具有：开放型处理槽或压力槽、以及用于对储存在该开放型处理槽或压力槽内的处理液进行加热的蒸汽热交换器，蒸汽热交换器使用上述结构的蒸汽热交换器。

本发明的蒸汽热交换器除了冷凝传热部之外，还具有显热传热部，因此还可利用显热，可相应地增加热交换器的传热量，可减少蒸汽使用量。在此，若只是调节排水排出量，则排水会滞留在冷凝传热部而使传热面处于淹没状态，从而导致传热量明显减少，但本发明不会产生这种危害。

在送气中进入显热传热部的冷凝水会成为压缩水，送气中在显热传热部不存在气体部。若停止送气，则显热传热部内的压缩水有时会成为饱和水而再次进行蒸发，但会在开始送气而受到加压的同时再次冷凝。由此，即使电磁阀等一次侧蒸汽阀急速开闭，也不会产生水锤作用。

因此，采用本发明的蒸汽热交换器，可获得如下的作用效果。

(a)由于可在没有水锤作用危险的情况下将蒸汽的显热也加以利用，因此可高效地利用热量。其结果是，具有可减少一次侧蒸汽流量并减小锅炉等蒸汽产生源的负载的效果。