JP2003265946A - 熱交換容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被熱交換物が少量の場合であっても、被熱交
換物の全体を効率良く熱交換できる熱交換容器を得るこ
と。 【解決手段】 縦長形状で下方へ行くに連れて連続的に
径が小さくなる反応釜１を配置する。反応釜１の側周の
ほぼ全面にジャケット部２を設ける。ジャケット部２の
上部に加熱用の蒸気供給管３と冷却用の冷却流体供給管
２０を接続する。一方、ジャケット部２の下部にはエゼ
クタ６を接続する。エゼクタ６はタンク１０と循環ポン
プ１１に順次接続する。反応釜１内へ搬入する被熱交換
物が少量であっても、反応釜１下部の容積が小さいため
に所定の高さを維持でき、熱交換面積が大きく確保され
て被熱交換物の全体を効率良く熱交換することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、石油・化学プラン
トや食品、医薬品等の各種工場で使用される熱処理のた
めの反応釜や処理槽等に関し、特に、小容量の被熱交換
物を熱処理するのに適した熱交換容器に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の熱交換容器としては、例えば実開
平４−８７７３６号公報に示されているものが用いられ
ていた。これは、反応釜の内周に熱伝導率の異なるグラ
スライニング層を設けることにより、反応釜内部の反応
物への加熱ムラを防止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】上記従来の熱交換容器
では、釜内部に収容する反応物が少量の場合に、反応物
の全体を効率良く熱交換できない問題があった。反応物
が少量の場合は反応釜の低部に反応物が溜まってしま
い、釜内の反応物の高さが低いものとなり、反応釜の側
壁から受熱する面積が小さなものとなって効率良く熱交
換できないのである。 【０００４】反対に、反応物が多量にある場合は、釜内
の反応物の高さも高くなって、反応釜の側壁から受熱す
る面積も大きくなり、比較的効率良く熱交換ができる。 【０００５】本発明の課題は、被熱交換物が少量の場合
であっても、被熱交換物の全体を効率良く熱交換できる
熱交換容器を得ることである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた手段は、内部に被熱交換物を収容する略円筒
状容器へ加熱又は冷却流体を供給して、被熱交換物を直
接に又は間接に熱交換するものにおいて、容器を縦長形
状として、容器の下方へ行くに連れて径が小さくなるも
のである。 【０００７】 【発明の実施の形態】熱交換容器を縦長形状として、容
器の下方へ行くに連れて径が小さくなるようにしたこと
によって、容器の下方部での容積が小さなものとなり、
小容量の被熱交換物であっても容器内で所定の高さを維
持して、容器側面からの熱交換面積が大きくなり被熱交
換物のほぼ全体を効率良く熱交換することができる。 【０００８】 【実施例】本実施例においては図１に示すように熱交換
容器として反応釜１を用いた例を示す。内部に図示しな
い被熱交換物を収容する反応釜１は、逆円錐状で下方へ
行くに連れて径Ｈを小さくする。反応釜１の側面のほぼ
全体を覆うようにジャケット部２を取り付ける。このジ
ャケット部２へ加熱流体や冷却流体を供給して、反応釜
１内の被熱交換物を間接的に熱交換する。 【０００９】反応釜１の上下のジャケット部２で覆われ
ない箇所は、被熱交換物の搬入口あるいは取出口とする
と共に、内部の被熱交換物を攪拌する図示しない攪拌翼
や温度センサの取り付け口とする。 【００１０】ジャケット部２の上方に加熱流体源として
の蒸気を供給する蒸気供給管３を接続する。蒸気供給管
３にはバルブ４を取り付ける。一方、ジャケット部２の
下方に連通管５を介してエゼクタ６と接続する。連通管
５には、蒸気の凝縮した復水だけを出口側に排出して蒸
気は排出することのないスチームトラップ７と、そのバ
イパスバルブ８を平行に取り付ける。連通管５はその下
端がエゼクタ６の吸引室９と接続する。 【００１１】エゼクタ６とタンク１０と循環ポンプ１１
を順次組み合わせてエゼクタ式組み合わせポンプとす
る。タンク１０内に循環流体、通常は常温の水、を所定
量溜め置き、この水を循環ホンプ１１でエゼクタ６から
タンク１０へと循環させてエゼクタ６の吸引作用によっ
て吸引室９に吸引力を発生して、ジャケット部２内を所
定の圧力状態、即ち、大気圧以上の正圧状態あるいは大
気圧以下の負圧状態、に維持するものである。 【００１２】タンク１０には循環流体補給管１２を、バ
ルブ１３を介して接続する。エゼクタ６で生じる吸引力
は、エゼクタ６内を流下する流体の温度に相当する飽和
圧力となることから、循環流体補給管１２から流体を補
給して流体温度を適宜調節することによって、エゼクタ
６の吸引力を任意に制御することができるものである。 【００１３】例えば、ジャケット部２内に８０度Ｃの低
温蒸気を供給して、反応釜１を加熱する場合、エゼクタ
６の吸引力が、８０度Ｃより僅かに低い温度における蒸
気の飽和圧力に相当する圧力の吸引力となるように、循
環流体の温度を調節することにより、所定の温度状態を
維持することができる。循環流体の温度を下げて、エゼ
クタ６の吸引圧力を低くすることにより、加熱蒸気温度
を更に低くすることもできる。 【００１４】循環ポンプ１１からの循環路１４を分岐し
て余剰流体排出管１５とバルブ１６を取り付ける。バル
ブ１６を開弁することによって、タンク１０内の余剰流
体を系外に排出することができるものである。 【００１５】循環路１４を更に分岐して循環流体供給管
１７をジャケット部２と接続する。循環流体供給管１７
にはバルブ１８を取り付ける。循環流体の一部の流体を
ジャケット部２へ供給することにより、反応釜１を蒸気
加熱に替えて冷却することもできるものである。 【００１６】一方、ジャケット部２の右上部にはバルブ
１９を介して冷却流体供給管２０を接続する。この冷却
流体供給管２０からジャケット部２へ冷却流体を供給す
ることによって、循環流体とは温度の異なる冷却を行う
ことができる。 【００１７】反応釜１で熱交換を行う場合に、釜１内に
収容する被熱交換物の量が少量であっても、反応釜１底
部の容積が小さいために、被熱交換物は反応釜１の比較
的上部までを占めることによって、ジャケット部２との
接触面積が増えて、被熱交換物の全体が効率良く熱交換
される。 【００１８】例えば反応釜１を加熱する場合は、バルブ
４を開弁して加熱用の蒸気をジャケット部２へ供給する
と共に、循環ポンプ１１を駆動してエゼクタ６の吸引力
によってジャケット部２内を所定の圧力状態とすること
により、ジャケット部２内の所定温度の加熱用蒸気によ
って反応釜１は加熱される。反応釜１を加熱して熱を奪
われた蒸気は凝縮して復水となり、連通管５とスチーム
トラップ７又はバイパスバルブ８からエゼクタ６に吸引
されタンク１０に至る。 【００１９】加熱に替えて反応釜１を冷却する場合は、
蒸気供給管３からの蒸気の供給を停止し、バルブ１８を
開弁して循環ポンプ１１から循環流体の一部をジャケッ
ト部２へ供給することによって、循環流体によって顕熱
冷却される。更に、エゼクタ６の吸引力によってジャケ
ット部２内が所定の低圧状態であると、供給された循環
流体が蒸発気化することによる潜熱冷却が行われて、反
応釜１内の被熱交換物は所定温度まで冷却される。反応
釜１を冷却することによって生じた気化蒸気及び気化し
なかった循環流体は、バルブ８を介してエゼクタ６に吸
引されタンク１０に至る。 【００２０】冷却流体供給管２０からジャケット部２へ
冷却流体を供給することによって、循環流体とは温度の
異なった冷却を同様に実施することができる。 【００２１】本実施例においては、反応釜１の外周にジ
ャケット部２を設けて、反応釜１内を間接的に熱交換す
る例を示したが、被熱交換物の種類によっては、反応釜
１内へ蒸気や冷却流体を供給して直接に熱交換すること
もできる。 【００２２】 【発明の効果】本発明の熱交換容器では、容器を縦長形
状として、容器の下方へ行くに連れて径が小さくなるよ
うにしたことによって、小容量の被熱交換物であっても
容器内で所定の高さを維持して、容器側面からの熱交換
面積が大きくなり被熱交換物の全体を効率良く熱交換す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の熱交換容器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 蒸気供給管 ６ エゼクタ １０ タンク １１ 循環ポンプ １７ 循環流体供給管 ２０ 冷却流体供給管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内部に被熱交換物を収容する略円筒状容
   器へ加熱又は冷却流体を供給して、被熱交換物を直接に
   又は間接に熱交換するものにおいて、容器を縦長形状と
   して、容器の下方へ行くに連れて径が小さくなることを
   特徴とする熱交換容器。