加熱冷却装置
【課題】 単位時間当りの熱交換量を十分に確保できる加熱冷却装置を提供する。
【解決手段】 反応釜１の外周にジャケット部２を、内部に着脱自在の多管式熱交換器３を配置する。ジャケット部２と多管式熱交換器３に蒸気供給管１５並びに冷却水供給管１４を接続する。反応釜１内側端部に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付ける。反応釜１内の中心部に攪拌翼１６を取り付ける。攪拌翼１６は、下方の攪拌翼２２ほど大きくし、上方の攪拌翼２３ほど小さくする。
蒸気供給管１５からジャケット部２と多管式熱交換器３へ蒸気を供給して反応釜１を加熱し、一方、冷却水供給管１４からジャケット部２と多管式熱交換器３へ冷却水を供給して反応釜１を冷却する。
【解決手段】 反応釜１の外周にジャケット部２を、内部に着脱自在の多管式熱交換器３を配置する。ジャケット部２と多管式熱交換器３に蒸気供給管１５並びに冷却水供給管１４を接続する。反応釜１内側端部に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付ける。反応釜１内の中心部に攪拌翼１６を取り付ける。攪拌翼１６は、下方の攪拌翼２２ほど大きくし、上方の攪拌翼２３ほど小さくする。
蒸気供給管１５からジャケット部２と多管式熱交換器３へ蒸気を供給して反応釜１を加熱し、一方、冷却水供給管１４からジャケット部２と多管式熱交換器３へ冷却水を供給して反応釜１を冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換室内で被熱交換物を間接的に熱交換して、被熱交換物を加熱又は冷却する加熱冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱冷却装置は、熱交換室をエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプと接続すると共に、当該タンクへ冷却水を供給することによるタンク内水温の制御部を設けることによって、蒸気の急凝縮に起因するハンマー現象に伴う振動や衝撃を防止することができるものである。
【０００３】
この加熱冷却装置においては、加熱又は冷却時に、単位時間当りの熱交換量を十分に確保することができないために、熱交換効率をある程度以上に向上させることができない問題があった。
【特許文献１】特公平５−３４０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、単位時間当りの熱交換量を十分に確保できるようにして、熱交換効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室に吸引手段を接続すると共に、当該熱交換室に加熱用流体あるいは冷却用流体を供給するものにおいて、熱交換室の外周並びに熱交換室の内部に熱交換部材を配置して、当該熱交換部材を熱交換室に対して着脱自在としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の加熱冷却装置は、熱交換室の外周並びに内部の双方に熱交換部材を着脱自在に配置したことにより、熱交換するための面積を増大することができ、単位時間当りの熱交換量を十分に確保して、熱交換効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、熱交換室の外周並びに内部の双方に熱交換部材を配置するものであるが、この熱交換部材は、例えば、熱交換室が反応釜である場合は、外周の熱交換部材をジャケット部とし、一方、内部の熱交換部材を反応釜内部に取り付けた多管式の熱交換器とすることができる。
【実施例１】
【０００８】
本実施例においては、熱交換室として加熱や冷却を行う反応釜１を用いた例を示す。反応釜１の内部に収納した図示しない被熱交換物を、熱交換部材としてのジャケット部２及び多管式熱交換器３に供給する加熱源としての蒸気や、冷却源としての冷却水によって加熱あるいは冷却するものである。
【０００９】
ジャケット部２の左側に蒸気供給管１５を接続し、ジャケット部２の右側に冷却水供給管１４を接続する。それぞれの供給管１４，１５には、供給量を制御するためのバルブ１７，１８を取り付ける。
【００１０】
反応釜１の外周のほぼ全周にわたり熱交換部材としてのジャケット部２を形成し、ジャケット部２の右下部に排出管１９を取り付けて組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６と接続する。排出管１９には、開閉弁２０と、蒸気は排出することがなく復水だけを自動的に出口側へ排出することのできる蒸気トラップ２１を並行に配置して、エゼクタ６のノズル部１２の吸引部と接続する。エゼクタ６のディフューザ部７をタンク８に接続する。タンク８の側方を循環通路９で循環ポンプ１０と接続し、更に管路１１でエゼクタ６のノズル部１２と連通する。
【００１１】
反応釜１の内部に熱交換部材としての直管状の多管式熱交換器３を着脱自在に配置する。多管式熱交換器３の上端は蒸気供給管１５及び冷却水供給管１４と接続し、一方、下端はジャケット部２内に開口する。この多管式熱交換器３は、銅パイプ等のように、伝熱効率に優れた材料で製作する。本実施例においては、多管式熱交換器３を、反応釜１の上方から着脱自在に取り付ける例を示したが、反応釜１の下方又は側方から着脱自在に多管式熱交換器３を取り付けることもできる。
【００１２】
反応釜１内側端部で、多管式熱交換器３に対向する位置の上下方向に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付ける。また、反応釜１内の中心部に、反応釜１内の被熱交換物を攪拌する攪拌翼１６を取り付ける。攪拌翼１６は、下方の攪拌翼２２ほど直径を大きくして吐出力も大きくし、上方の攪拌翼２３ほど直径を小さくして吐出力も小さくなるように配置する。
【００１３】
反応釜１内の被熱交換物を加熱又は冷却する場合は、攪拌翼１６を回転駆動して、被熱交換物を攪拌するのであるが、被熱交換物は反応釜１内部を水平方向に旋回されると共に、下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくしたことによって反応釜１内部を垂直方向にも旋回される。このように、攪拌翼１６，２２，２３により、被熱交換物を水平方向と垂直方向に旋回することで、被熱交換物は効率良く確実に旋回される。
【００１４】
攪拌翼１６，２２，２３で旋回される被熱交換物は、抵抗板５に衝突して乱流状態となることによって、多管式熱交換器３外表面、及び、ジャケット部２側との接触機会が増加して熱交換効率を向上することができる。
【００１５】
下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくすると共に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付けたことにより、被熱交換物が抵抗板５に衝突して発生する乱流の発生量を、反応釜１内の上下方向で均一化することができ、被熱交換物への伝熱ムラを防止することができる。
【００１６】
組み合わせ真空ポンプ４のタンク８内の冷却水が循環ポンプ１０で循環され、管路１１からエゼクタ６のノズル部１２を通ってタンク８内へと循環する。タンク８の左側上部には、冷却水補給管１３を接続する。循環ポンプ１０の吐出側には、余剰水排出管２５を接続して、タンク８内の液位を所定範囲に維持することができるようにする。
【００１７】
反応釜1内の被熱交換物を加熱する場合は、蒸気供給管１５から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２、並びに、着脱自在の多管式熱交換器３へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の被熱交換物に熱を与えて加熱する。加熱により蒸気の凝縮した復水及び凝縮しなかった蒸気の一部は、排出管１９と蒸気トラップ２１あるいは開閉弁２０を通って組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
【００１８】
一方、反応釜１内の被熱交換物を冷却する場合は、冷却水供給管１４から冷却に適した温度の冷却水をジャケット部２、並びに、着脱自在の多管式熱交換器３へ供給すると共に、組み合わせ真空ポンプ４を駆動してエゼクタ６で吸引力を発生させることにより、ジャケット部２内並びに多管式熱交換器３内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、冷却水が反応釜１内の被熱交換物の熱を奪って蒸発することにより、その蒸発潜熱によって被熱交換物を気化冷却することができるものである。
【００１９】
ジャケット部２並びに多管式熱交換器３で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した気化蒸気及び冷却水の残りは、開閉弁２０並びに蒸気トラップ２１から組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
【００２０】
熱交換室としての反応釜１の外周並びに内部の双方に、熱交換部材としてのジャケット部２並びに多管式熱交換器３を配置したことにより、熱交換するための面積を増大することができ、単位時間当りの熱交換量を十分に確保して、熱交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の加熱冷却装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 多管式熱交換器
４ 組み合わせ真空ポンプ
５ 抵抗板
６ エゼクタ
８ タンク
１０ 循環ポンプ
１２ ノズル部
１３ 冷却水補給管
１４ 冷却水供給管
１５ 蒸気供給管
１６ 攪拌翼
１９ 排出管
２０ 開閉弁
２１ 蒸気トラップ
２２，２３ 攪拌翼
２５ 余剰水排出管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換室内で被熱交換物を間接的に熱交換して、被熱交換物を加熱又は冷却する加熱冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱冷却装置は、熱交換室をエゼクタと連通して、当該エゼクタにタンクを介して循環ポンプと接続すると共に、当該タンクへ冷却水を供給することによるタンク内水温の制御部を設けることによって、蒸気の急凝縮に起因するハンマー現象に伴う振動や衝撃を防止することができるものである。
【０００３】
この加熱冷却装置においては、加熱又は冷却時に、単位時間当りの熱交換量を十分に確保することができないために、熱交換効率をある程度以上に向上させることができない問題があった。
【特許文献１】特公平５−３４０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、単位時間当りの熱交換量を十分に確保できるようにして、熱交換効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室に吸引手段を接続すると共に、当該熱交換室に加熱用流体あるいは冷却用流体を供給するものにおいて、熱交換室の外周並びに熱交換室の内部に熱交換部材を配置して、当該熱交換部材を熱交換室に対して着脱自在としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の加熱冷却装置は、熱交換室の外周並びに内部の双方に熱交換部材を着脱自在に配置したことにより、熱交換するための面積を増大することができ、単位時間当りの熱交換量を十分に確保して、熱交換効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、熱交換室の外周並びに内部の双方に熱交換部材を配置するものであるが、この熱交換部材は、例えば、熱交換室が反応釜である場合は、外周の熱交換部材をジャケット部とし、一方、内部の熱交換部材を反応釜内部に取り付けた多管式の熱交換器とすることができる。
【実施例１】
【０００８】
本実施例においては、熱交換室として加熱や冷却を行う反応釜１を用いた例を示す。反応釜１の内部に収納した図示しない被熱交換物を、熱交換部材としてのジャケット部２及び多管式熱交換器３に供給する加熱源としての蒸気や、冷却源としての冷却水によって加熱あるいは冷却するものである。
【０００９】
ジャケット部２の左側に蒸気供給管１５を接続し、ジャケット部２の右側に冷却水供給管１４を接続する。それぞれの供給管１４，１５には、供給量を制御するためのバルブ１７，１８を取り付ける。
【００１０】
反応釜１の外周のほぼ全周にわたり熱交換部材としてのジャケット部２を形成し、ジャケット部２の右下部に排出管１９を取り付けて組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６と接続する。排出管１９には、開閉弁２０と、蒸気は排出することがなく復水だけを自動的に出口側へ排出することのできる蒸気トラップ２１を並行に配置して、エゼクタ６のノズル部１２の吸引部と接続する。エゼクタ６のディフューザ部７をタンク８に接続する。タンク８の側方を循環通路９で循環ポンプ１０と接続し、更に管路１１でエゼクタ６のノズル部１２と連通する。
【００１１】
反応釜１の内部に熱交換部材としての直管状の多管式熱交換器３を着脱自在に配置する。多管式熱交換器３の上端は蒸気供給管１５及び冷却水供給管１４と接続し、一方、下端はジャケット部２内に開口する。この多管式熱交換器３は、銅パイプ等のように、伝熱効率に優れた材料で製作する。本実施例においては、多管式熱交換器３を、反応釜１の上方から着脱自在に取り付ける例を示したが、反応釜１の下方又は側方から着脱自在に多管式熱交換器３を取り付けることもできる。
【００１２】
反応釜１内側端部で、多管式熱交換器３に対向する位置の上下方向に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付ける。また、反応釜１内の中心部に、反応釜１内の被熱交換物を攪拌する攪拌翼１６を取り付ける。攪拌翼１６は、下方の攪拌翼２２ほど直径を大きくして吐出力も大きくし、上方の攪拌翼２３ほど直径を小さくして吐出力も小さくなるように配置する。
【００１３】
反応釜１内の被熱交換物を加熱又は冷却する場合は、攪拌翼１６を回転駆動して、被熱交換物を攪拌するのであるが、被熱交換物は反応釜１内部を水平方向に旋回されると共に、下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくしたことによって反応釜１内部を垂直方向にも旋回される。このように、攪拌翼１６，２２，２３により、被熱交換物を水平方向と垂直方向に旋回することで、被熱交換物は効率良く確実に旋回される。
【００１４】
攪拌翼１６，２２，２３で旋回される被熱交換物は、抵抗板５に衝突して乱流状態となることによって、多管式熱交換器３外表面、及び、ジャケット部２側との接触機会が増加して熱交換効率を向上することができる。
【００１５】
下方の攪拌翼２２を大きくし上方の攪拌翼２３を小さくすると共に、下方に向かうにつれて高さが低くなる凸状の抵抗板５を取り付けたことにより、被熱交換物が抵抗板５に衝突して発生する乱流の発生量を、反応釜１内の上下方向で均一化することができ、被熱交換物への伝熱ムラを防止することができる。
【００１６】
組み合わせ真空ポンプ４のタンク８内の冷却水が循環ポンプ１０で循環され、管路１１からエゼクタ６のノズル部１２を通ってタンク８内へと循環する。タンク８の左側上部には、冷却水補給管１３を接続する。循環ポンプ１０の吐出側には、余剰水排出管２５を接続して、タンク８内の液位を所定範囲に維持することができるようにする。
【００１７】
反応釜1内の被熱交換物を加熱する場合は、蒸気供給管１５から加熱に適した温度の蒸気をジャケット部２、並びに、着脱自在の多管式熱交換器３へ供給することによって、蒸気が反応釜1内の被熱交換物に熱を与えて加熱する。加熱により蒸気の凝縮した復水及び凝縮しなかった蒸気の一部は、排出管１９と蒸気トラップ２１あるいは開閉弁２０を通って組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
【００１８】
一方、反応釜１内の被熱交換物を冷却する場合は、冷却水供給管１４から冷却に適した温度の冷却水をジャケット部２、並びに、着脱自在の多管式熱交換器３へ供給すると共に、組み合わせ真空ポンプ４を駆動してエゼクタ６で吸引力を発生させることにより、ジャケット部２内並びに多管式熱交換器３内を所定の圧力状態、例えば、大気圧以下の真空状態、とすることにより、冷却水が反応釜１内の被熱交換物の熱を奪って蒸発することにより、その蒸発潜熱によって被熱交換物を気化冷却することができるものである。
【００１９】
ジャケット部２並びに多管式熱交換器３で被冷却物の熱を奪って蒸発気化した気化蒸気及び冷却水の残りは、開閉弁２０並びに蒸気トラップ２１から組み合わせ真空ポンプ４のエゼクタ６に吸引されタンク８に至る。
【００２０】
熱交換室としての反応釜１の外周並びに内部の双方に、熱交換部材としてのジャケット部２並びに多管式熱交換器３を配置したことにより、熱交換するための面積を増大することができ、単位時間当りの熱交換量を十分に確保して、熱交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の加熱冷却装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 反応釜
２ ジャケット部
３ 多管式熱交換器
４ 組み合わせ真空ポンプ
５ 抵抗板
６ エゼクタ
８ タンク
１０ 循環ポンプ
１２ ノズル部
１３ 冷却水補給管
１４ 冷却水供給管
１５ 蒸気供給管
１６ 攪拌翼
１９ 排出管
２０ 開閉弁
２１ 蒸気トラップ
２２，２３ 攪拌翼
２５ 余剰水排出管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室に吸引手段を接続すると共に、当該熱交換室に加熱用流体あるいは冷却用流体を供給するものにおいて、熱交換室の外周並びに熱交換室の内部に熱交換部材を配置して、当該熱交換部材を熱交換室に対して着脱自在としたことを特徴とする加熱冷却装置。
【請求項１】
被熱交換物を加熱あるいは冷却する熱交換室に吸引手段を接続すると共に、当該熱交換室に加熱用流体あるいは冷却用流体を供給するものにおいて、熱交換室の外周並びに熱交換室の内部に熱交換部材を配置して、当該熱交換部材を熱交換室に対して着脱自在としたことを特徴とする加熱冷却装置。
【図１】
【公開番号】特開２００９−６８７８３（Ｐ２００９−６８７８３Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３８６０８（Ｐ２００７−２３８６０８）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００１３３７３３）株式会社テイエルブイ (913)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（０００１３３７３３）株式会社テイエルブイ (913)
【Ｆターム（参考）】
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