化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置
【課題】 液剤の加熱・冷却効率を高めることができ、しかも、ヒートショックによる器具の破損も防止できる化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置を提供すること。
【解決手段】 反応槽１と；温度センサ２と；ヒーター装置３と；ジャケット４と；チラーユニット５と；エアブロー装置６と；制御装置７とを含んで構成すると共に、
前記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能と、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能とを備えた。
【解決手段】 反応槽１と；温度センサ２と；ヒーター装置３と；ジャケット４と；チラーユニット５と；エアブロー装置６と；制御装置７とを含んで構成すると共に、
前記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能と、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学反応装置の改良、詳しくは、反応槽内の液剤の加熱・冷却効率を向上することができ、しかも、ヒートショックによる器具の破損も防止できる化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、医薬品や化学物質の多くは、複数の薬剤を混ぜ合わせこれらを化学反応させることによって製造されている。しかし、化学反応の反応速度や反応後の生成物は、薬剤の温度や圧力、また触媒の有無等によって大きく変わるため、生産効率や歩留等の視点から工業生産に適した反応条件を調べる必要がある。
【０００３】
また、上記反応条件を調べる試験研究においては、薬剤の温度を調節可能な反応装置が使用され、この種の装置としては、薬剤を収容する反応槽の周囲にジャケットを設け、このジャケット内に高温または低温の熱媒液を循環供給することにより薬剤の加熱冷却を行うものが知られている。
【０００４】
しかしながら、上記反応装置は、単一の熱媒液によって加熱と冷却の両方を行わなければならなかったため、加熱から冷却(または冷却から加熱)に切り替える際に熱媒液の温度を昇降させる必要が生じ、これが結果的に時間のロスとなって加熱・冷却の切り替えを迅速に行うことができなかった。
【０００５】
そこで、従来においては、ジャケット内の熱媒液を冷却にのみ使用し、加熱手段を別に設けた反応装置も開発されたが(特許文献１参照)、この装置についても、冷却液の液量調節は可能であるものの、基本的にジャケット内に冷却液を残した状態で加熱が行われるため、熱が冷却液に吸収されて効率良く加熱を行うことができなかった。
【０００６】
しかも、上記反応装置において、ジャケットや反応槽に内部を透視可能なガラスを使用し、更に加熱手段に薬剤を100℃以上の高温まで加熱可能な電熱ヒーター等を用いた場合には、加熱後に薬剤をいきなり低温の冷却液で冷やすと、薬剤と一緒に反応槽やジャケットの温度も急激に低下して、ヒートショックによりガラスが破損する危険もあった。
【０００７】
一方、従来においては、高温に加熱された薬剤をエアブローによって冷却する技術も公知となっているが(例えば、特許文献２参照)、このようなエアブローによる冷却は一般的に温度降下が非常に緩やかであるため、冷却に時間がかかり、特に100℃以上の高温から0℃以下の低温まで冷却する場合に冷却効率が悪かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１３１８１７号公報（第１−８頁、第１図）
【特許文献２】特表平７−５０７４９０号公報（第１−９頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、反応槽内に収容した液剤の加熱・冷却効率を高めることができ、しかも、ヒートショックによる器具の破損も防止できる化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、化学反応させる液剤Ｌを収容可能な反応槽１と；前記反応槽１内の液剤Ｌの温度を検知するための温度センサ２と；前記反応槽１内の液剤Ｌを加熱するためのヒーター装置３と；前記反応槽１の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液Ｃを収容可能なジャケット４と；前記ジャケット４に循環路52を介して接続された貯溜タンク51を有し、かつ、ジャケット４内に冷却液Ｃを送り出すための循環ポンプ53、およびジャケット４内から回収した冷却液Ｃを再冷却するための冷却手段54を備えたチラーユニット５と；前記ジャケット４に接続されてジャケット４内に圧縮エアＡを供給可能なエアブロー装置６と；前記ヒーター装置３の始動・停止、及び冷却液Ｃの給排液弁Ｖ1・Ｖ2と圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4の開閉を制御可能な制御装置７とを含んで構成する一方、
前記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能と、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能とを備えた点に特徴がある。
【００１２】
なお、本明細書中で使用する「チラーユニット」とは、冷却液を循環させて対象物の冷却を行う液冷却装置を意味する。
【００１３】
また、上記ヒーター装置３については、反応槽１内に設置したインナーコイル31に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型、或いは反応槽１の下方に配置した電磁誘導コイル32に電流を流して、導電体から成る反応槽１本体または反応槽１内の攪拌翼11を渦電流により発熱させる誘導加熱型を採用することができる。
【００１４】
また本発明では、上記ジャケット４の上側に圧縮エアＡの給気口43を設けると共に、ジャケット４の下側に排気口44を設け、更に第一の制御機能において圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4を一定時間だけ開放する機能を制御装置７に備えることにより、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを圧縮エアＡによって強制排出可能とすることもできる。
【００１５】
また更に、本発明では、上記チラーユニット５の循環路52を、給排液弁Ｖ1・Ｖ2よりもジャケット４寄りの位置で分岐させて、エアブロー装置６を接続する圧縮エアＡの給気路61および排気路62を設けることにより、ジャケット４に設けた冷却液Ｃの給排液口41・42を圧縮エアＡの給排気口43・44として兼用することもできる。
【００１６】
そしてまた、本発明では、上記ヒーター装置３への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤Ｌの温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置８を、有線または無線の伝送路81を介して制御装置７に接続することにより、反応装置から離れた場所での管理を可能とすることもできる。
【００１７】
また、上記反応装置の入出力に関しては、複数の反応装置に個別に配設された制御装置７・７…を共通の入出力装置８にまとめて接続することにより、複数の装置を一括して管理することもできる。
【００１８】
一方、本発明では、上記ヒーター装置３を、反応槽１が嵌装されるアルミブロックＢに付設して、アルミブロックＢを介して反応槽１内の液剤Ｌを加熱可能とすると共に、前記アルミブロックＢの内部に冷却液Ｃ或いは圧縮エアＡを通過させるための冷却流路Ｐを設けてこれを液剤Ｌの冷却手段とすることもできる。なお、その場合には、チラーユニット５の循環路52、およびエアブロー装置６を冷却流路Ｐの出入口に接続する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、液剤を収容する反応槽の周囲に設けたジャケットに、冷却液を循環供給するためのチラーユニットと、圧縮エアを供給するためのエアブロー装置とを接続し、更にヒーター装置およびバルブ類を制御する制御装置に、加熱時にジャケット内に残った冷却液を排出する機能を付与したことにより、ジャケット内を完全に空にした状態で液剤の加熱を行うことができるため、熱の分散を防いで加熱効率を向上することができる。
【００２０】
また本発明では、上記制御装置に、冷却時における冷却方式の切り替え機能も付与していることから、液剤をヒートショックが起こらない温度までエアブローで緩やかに冷却した後、冷却液に切り替えれば、液剤を設定温度まで高速に冷却することが可能となり、これによって冷却効率を損なわずにヒートショックの防止を図ることができる。
【００２１】
したがって、本発明により、実験対象となる液剤の加熱・冷却を短時間で行うことができ、しかも、作業者が怪我をする虞れのあるヒートショックによる器具の破損も防止できる機能性および安全性に優れた化学反応装置を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図２】本発明の実施例１における冷却機構を表わす概略図である。
【図３】本発明の実施例１における冷却機構を表わす概略図である。
【図４】本発明の実施例１における制御装置の第一の制御機能を表わす状態説明図である。
【図５】本発明の実施例１における制御装置の第二の制御機能を表わす状態説明図である。
【図６】本発明の実施例１における制御装置の機能および接続関係を表わす配線図である。
【図７】本発明の実施例１における加熱時における液剤の温度変化を表わす実験データである。
【図８】本発明の実施例１における冷却時における液剤の温度変化を表わす実験データである。
【図９】本発明の実施例２における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図１０】本発明の実施例３における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図１１】本発明の実施例３における冷却機構を表わす概略図である。
【図１２】本発明の実施例４における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
『実施例１』
まず、本発明の実施例１について、図１から図８に基いて説明する。同図において、符号１で指示するものは、反応槽であり、符号２で指示するものは、温度センサである。また符号３で指示するものは、ヒーター装置であり、符号４で指示するものは、ジャケットである。また、符号５で指示するものは、チラーユニットであり、符号６で指示するものは、エアブロー装置である。また符号７で指示するものは、制御装置であり、符号８で指示するものは、入出力装置である。
【００２４】
この実施例１では、化学反応させる液剤Ｌを収容可能で、かつ、内部に駆動源Ｍにより回転する攪拌翼11を備えた反応槽１(材質:耐熱ガラス)に対して、槽内の液剤Ｌの温度を検知するための温度センサ２、および反応槽１内の液剤Ｌを加熱するためのヒーター装置３を付設している(図１参照)。また、ヒーター装置３に関しては、反応槽１内に設置したインナーコイル31に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型のものを使用している。
【００２５】
そしてまた、上記反応槽１には、図２に示すように冷却液Ｃを収容可能なスペースを内側に有するジャケット４(材質:ステンレス)を胴部を被覆するように設け、更にこのジャケット４に設けた給排液口41・42には、冷却液Ｃの貯溜タンク51を備えたチラーユニット５を循環路52を介して接続している。
【００２６】
なお、上記チラーユニット５の貯溜タンク51は、ジャケット４内に冷却液Ｃを送り出すための循環ポンプ53、およびジャケット４内から回収した冷却液Ｃを再冷却するための冷却手段54を備えており、設定された所定温度の冷却液Ｃをジャケット４内に常時供給することができる。
【００２７】
一方、上記ジャケット４に設けた給排気口43・44には、図３に示すようにジャケット４内に圧縮エアＡを供給可能なエアブロー装置６を接続している。なお本実施例では、チラーユニット５の循環路52を、給排液弁Ｖ1・Ｖ2よりもジャケット４寄りの位置で分岐させて、圧縮エアＡの給気路61および排気路62を設けており、これによってジャケット４の給排液口41・42を圧縮エアＡの給排気口43・44としても使用できるようにしている。
【００２８】
また更に、上記反応装置には、ヒーター装置３の始動・停止、及びチラーユニット５の循環路52に設けた冷却液Ｃの給排液弁Ｖ1・Ｖ2と圧縮エアＡの給排気路61・62に設けた給排気弁Ｖ3・Ｖ4の開閉を制御可能な制御装置７を付設している。
【００２９】
そして、上記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能を付与している。
【００３０】
また実施例１では、上記第一の制御機能において圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4を一定時間だけ開放する機能を制御装置７に備え、更にジャケット４の上側に圧縮エアＡの給気口43を、ジャケット４の下側に排気口44を設けることにより、図４に示すようにジャケット４内に残った冷却液Ｃを圧縮エアＡによって強制排出可能としている。
【００３１】
また更に、上記制御装置７には、第一の制御機能に加え、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで、図５に示すように圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能を付与している。
【００３２】
また、上記反応装置には、ヒーター装置３への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤Ｌの温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置８(本実施例では、「パソコン」)を、有線または無線の伝送路81を介して制御装置７に接続している。これにより、反応装置から離れた場所での管理が可能となる。
【００３３】
なお、図６の配線図は、本実施例における制御装置７の第一の制御機能や第二の制御機能、および他の機器との接続関係を示す資料である。
【００３４】
［効果の検証試験(Ｉ)］
次に、上記反応装置を使用して行った効果の検証試験(Ｉ)について説明する。この検証試験(Ｉ)では、反応槽１に収容する液剤Ｌに水(200ml)を使用し、この液剤Ｌをヒーター装置３を用いて出力100Ｗで加熱した。また検証試験(Ｉ)では、一方の装置をジャケット４内から冷却液Ｃを抜いた状態で加熱し、もう一方の装置をジャケット４内に冷却液Ｃ(冷水)を入れたままの状態で加熱した。
【００３５】
その結果、図７に示すように、ジャケット４内から冷却液Ｃを抜いた状態で加熱した方が、ジャケット４内に冷却液Ｃを入れた状態のまま加熱するよりも液剤Ｌの加熱効率が向上することが検証された。
【００３６】
［効果の検証試験(II)］
次に、上記反応装置を使用して行った効果の検証試験(II)について説明する。この検証試験(II)では、制御装置７の第二の制御機能における、エア冷却から液冷却に切り替える閾値を60℃に設定した。また、液剤Ｌには水を、冷却液Ｃには冷水を使用した。
【００３７】
その結果、図８に示すように、液剤Ｌが120℃から50℃までは平均-1.7℃／minのスピードで冷却が緩やかに進み、その後、50℃から-20℃までは平均-4.7℃／minのスピードで高速に冷却が進んだ。また、ヒートショックの予兆は全くなかった。
【００３８】
『実施例２』
次に、本発明の実施例２について、図９に基いて説明する。この実施例２では、ヒーター装置３に、反応槽１の下方に配置した電磁誘導コイル32に電流を流して、導電体から成る反応槽１本体を渦電流により発熱させる誘導加熱型のものを使用している(図９参照)。
【００３９】
『実施例３』
次に、本発明の実施例３について、図１０及び図１１に基いて説明する。この実施例３では、ヒーター装置３に、反応槽１を嵌装可能な窪みを有するアルミブロックＢにヒーター装置３を付設して、アルミブロックＢを介して反応槽１内の液剤Ｌを加熱できるように構成している(図１０参照)。
【００４０】
また、上記アルミブロックＢの内部には、図１１(a)及び(b)に示すように冷却液Ｃ或いは圧縮エアＡを通過させるための冷却流路Ｐを螺旋状に設け、この冷却流路Ｐの出入口にチラーユニット５の循環路52、およびエアブロー装置６を接続している。
【００４１】
『実施例４』
次に、本発明の実施例３について、図１２に基いて説明する。この実施例１では、複数の反応装置に個別に配設した制御装置７・７…を共通の入出力装置８にまとめて接続しており、これによって複数の反応装置を一括して管理することが可能となる(図１２参照)。
【００４２】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、反応槽１及びジャケット４の材質には、ガラス等の無機材料またはステンレス等の金属材料を適宜選択して使用することができ、特に反応槽１及びジャケット４の両方を透明なガラス製とした場合には、液剤Ｌの反応を目で見て確認することができる。
【００４３】
また、反応槽１内で液剤Ｌを攪拌する手段としては、攪拌翼11の代わりに磁気で攪拌子を回転させるマグネティックスターラーを使用することもできる。また更に、ヒーター装置３に誘導加熱型のものを使用する場合には、反応槽１をガラス製とし攪拌翼11をステンレス製として、攪拌翼11を電磁誘導コイル32により発熱させることもできる。
【００４４】
そしてまた、ジャケット４に設ける冷却液Ｃの給排液口41・42と圧縮エアＡの給排気口43・44は別々に設けることもでき、また、ジャケット４内に残った冷却液Ｃの排出に関しても、圧縮エアＡによって排気口44から強制排出しなくても、排液口42から自然排出することもできる。
【００４５】
他方また、チラーユニット５において循環させる冷却液Ｃには、冷水だけでなくＨＦＣやＨＣＦＣなどの冷媒を使用することもでき、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
近年、製薬業界や化学業界において、開発研究を目的とした薬剤の反応試験が頻繁に行われており、研究者からは機能性に優れた反応装置が求められている。また、反応装置には、化学反応を目視するために透明なガラス材を用いることも多いため、ヒートショック対策は実験作業を安全に行うための必須の課題である。
【００４７】
そのような中で、本発明の化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置は、薬剤の加熱・冷却を迅速に行うことができ、しかも、ヒートショックによって器具が破損する心配もない有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００４８】
１ 反応槽
11 攪拌翼
２ 温度センサ
３ ヒーター装置
31 インナーコイル
32 電磁誘導コイル
４ ジャケット
41 給液口
42 排液口
43 給気口
44 排気口
５ チラーユニット
51 貯溜タンク
52 循環路
53 循環ポンプ
54 冷却手段
６ エアブロー装置
61 給気路
62 排気路
７ 制御装置
８ 入出力装置
81 伝送路
Ｌ 液剤
Ｍ 駆動源
Ｃ 冷却液
Ａ 圧縮エア
Ｖ 給排出弁
Ｂ アルミブロック
Ｐ 冷却流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学反応装置の改良、詳しくは、反応槽内の液剤の加熱・冷却効率を向上することができ、しかも、ヒートショックによる器具の破損も防止できる化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、医薬品や化学物質の多くは、複数の薬剤を混ぜ合わせこれらを化学反応させることによって製造されている。しかし、化学反応の反応速度や反応後の生成物は、薬剤の温度や圧力、また触媒の有無等によって大きく変わるため、生産効率や歩留等の視点から工業生産に適した反応条件を調べる必要がある。
【０００３】
また、上記反応条件を調べる試験研究においては、薬剤の温度を調節可能な反応装置が使用され、この種の装置としては、薬剤を収容する反応槽の周囲にジャケットを設け、このジャケット内に高温または低温の熱媒液を循環供給することにより薬剤の加熱冷却を行うものが知られている。
【０００４】
しかしながら、上記反応装置は、単一の熱媒液によって加熱と冷却の両方を行わなければならなかったため、加熱から冷却(または冷却から加熱)に切り替える際に熱媒液の温度を昇降させる必要が生じ、これが結果的に時間のロスとなって加熱・冷却の切り替えを迅速に行うことができなかった。
【０００５】
そこで、従来においては、ジャケット内の熱媒液を冷却にのみ使用し、加熱手段を別に設けた反応装置も開発されたが(特許文献１参照)、この装置についても、冷却液の液量調節は可能であるものの、基本的にジャケット内に冷却液を残した状態で加熱が行われるため、熱が冷却液に吸収されて効率良く加熱を行うことができなかった。
【０００６】
しかも、上記反応装置において、ジャケットや反応槽に内部を透視可能なガラスを使用し、更に加熱手段に薬剤を100℃以上の高温まで加熱可能な電熱ヒーター等を用いた場合には、加熱後に薬剤をいきなり低温の冷却液で冷やすと、薬剤と一緒に反応槽やジャケットの温度も急激に低下して、ヒートショックによりガラスが破損する危険もあった。
【０００７】
一方、従来においては、高温に加熱された薬剤をエアブローによって冷却する技術も公知となっているが(例えば、特許文献２参照)、このようなエアブローによる冷却は一般的に温度降下が非常に緩やかであるため、冷却に時間がかかり、特に100℃以上の高温から0℃以下の低温まで冷却する場合に冷却効率が悪かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１３１８１７号公報（第１−８頁、第１図）
【特許文献２】特表平７−５０７４９０号公報（第１−９頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、反応槽内に収容した液剤の加熱・冷却効率を高めることができ、しかも、ヒートショックによる器具の破損も防止できる化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
【００１１】
即ち、本発明は、化学反応させる液剤Ｌを収容可能な反応槽１と；前記反応槽１内の液剤Ｌの温度を検知するための温度センサ２と；前記反応槽１内の液剤Ｌを加熱するためのヒーター装置３と；前記反応槽１の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液Ｃを収容可能なジャケット４と；前記ジャケット４に循環路52を介して接続された貯溜タンク51を有し、かつ、ジャケット４内に冷却液Ｃを送り出すための循環ポンプ53、およびジャケット４内から回収した冷却液Ｃを再冷却するための冷却手段54を備えたチラーユニット５と；前記ジャケット４に接続されてジャケット４内に圧縮エアＡを供給可能なエアブロー装置６と；前記ヒーター装置３の始動・停止、及び冷却液Ｃの給排液弁Ｖ1・Ｖ2と圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4の開閉を制御可能な制御装置７とを含んで構成する一方、
前記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能と、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能とを備えた点に特徴がある。
【００１２】
なお、本明細書中で使用する「チラーユニット」とは、冷却液を循環させて対象物の冷却を行う液冷却装置を意味する。
【００１３】
また、上記ヒーター装置３については、反応槽１内に設置したインナーコイル31に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型、或いは反応槽１の下方に配置した電磁誘導コイル32に電流を流して、導電体から成る反応槽１本体または反応槽１内の攪拌翼11を渦電流により発熱させる誘導加熱型を採用することができる。
【００１４】
また本発明では、上記ジャケット４の上側に圧縮エアＡの給気口43を設けると共に、ジャケット４の下側に排気口44を設け、更に第一の制御機能において圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4を一定時間だけ開放する機能を制御装置７に備えることにより、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを圧縮エアＡによって強制排出可能とすることもできる。
【００１５】
また更に、本発明では、上記チラーユニット５の循環路52を、給排液弁Ｖ1・Ｖ2よりもジャケット４寄りの位置で分岐させて、エアブロー装置６を接続する圧縮エアＡの給気路61および排気路62を設けることにより、ジャケット４に設けた冷却液Ｃの給排液口41・42を圧縮エアＡの給排気口43・44として兼用することもできる。
【００１６】
そしてまた、本発明では、上記ヒーター装置３への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤Ｌの温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置８を、有線または無線の伝送路81を介して制御装置７に接続することにより、反応装置から離れた場所での管理を可能とすることもできる。
【００１７】
また、上記反応装置の入出力に関しては、複数の反応装置に個別に配設された制御装置７・７…を共通の入出力装置８にまとめて接続することにより、複数の装置を一括して管理することもできる。
【００１８】
一方、本発明では、上記ヒーター装置３を、反応槽１が嵌装されるアルミブロックＢに付設して、アルミブロックＢを介して反応槽１内の液剤Ｌを加熱可能とすると共に、前記アルミブロックＢの内部に冷却液Ｃ或いは圧縮エアＡを通過させるための冷却流路Ｐを設けてこれを液剤Ｌの冷却手段とすることもできる。なお、その場合には、チラーユニット５の循環路52、およびエアブロー装置６を冷却流路Ｐの出入口に接続する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、液剤を収容する反応槽の周囲に設けたジャケットに、冷却液を循環供給するためのチラーユニットと、圧縮エアを供給するためのエアブロー装置とを接続し、更にヒーター装置およびバルブ類を制御する制御装置に、加熱時にジャケット内に残った冷却液を排出する機能を付与したことにより、ジャケット内を完全に空にした状態で液剤の加熱を行うことができるため、熱の分散を防いで加熱効率を向上することができる。
【００２０】
また本発明では、上記制御装置に、冷却時における冷却方式の切り替え機能も付与していることから、液剤をヒートショックが起こらない温度までエアブローで緩やかに冷却した後、冷却液に切り替えれば、液剤を設定温度まで高速に冷却することが可能となり、これによって冷却効率を損なわずにヒートショックの防止を図ることができる。
【００２１】
したがって、本発明により、実験対象となる液剤の加熱・冷却を短時間で行うことができ、しかも、作業者が怪我をする虞れのあるヒートショックによる器具の破損も防止できる機能性および安全性に優れた化学反応装置を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図２】本発明の実施例１における冷却機構を表わす概略図である。
【図３】本発明の実施例１における冷却機構を表わす概略図である。
【図４】本発明の実施例１における制御装置の第一の制御機能を表わす状態説明図である。
【図５】本発明の実施例１における制御装置の第二の制御機能を表わす状態説明図である。
【図６】本発明の実施例１における制御装置の機能および接続関係を表わす配線図である。
【図７】本発明の実施例１における加熱時における液剤の温度変化を表わす実験データである。
【図８】本発明の実施例１における冷却時における液剤の温度変化を表わす実験データである。
【図９】本発明の実施例２における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図１０】本発明の実施例３における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【図１１】本発明の実施例３における冷却機構を表わす概略図である。
【図１２】本発明の実施例４における化学反応装置の加熱冷却機構を表わす装置概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
『実施例１』
まず、本発明の実施例１について、図１から図８に基いて説明する。同図において、符号１で指示するものは、反応槽であり、符号２で指示するものは、温度センサである。また符号３で指示するものは、ヒーター装置であり、符号４で指示するものは、ジャケットである。また、符号５で指示するものは、チラーユニットであり、符号６で指示するものは、エアブロー装置である。また符号７で指示するものは、制御装置であり、符号８で指示するものは、入出力装置である。
【００２４】
この実施例１では、化学反応させる液剤Ｌを収容可能で、かつ、内部に駆動源Ｍにより回転する攪拌翼11を備えた反応槽１(材質:耐熱ガラス)に対して、槽内の液剤Ｌの温度を検知するための温度センサ２、および反応槽１内の液剤Ｌを加熱するためのヒーター装置３を付設している(図１参照)。また、ヒーター装置３に関しては、反応槽１内に設置したインナーコイル31に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型のものを使用している。
【００２５】
そしてまた、上記反応槽１には、図２に示すように冷却液Ｃを収容可能なスペースを内側に有するジャケット４(材質:ステンレス)を胴部を被覆するように設け、更にこのジャケット４に設けた給排液口41・42には、冷却液Ｃの貯溜タンク51を備えたチラーユニット５を循環路52を介して接続している。
【００２６】
なお、上記チラーユニット５の貯溜タンク51は、ジャケット４内に冷却液Ｃを送り出すための循環ポンプ53、およびジャケット４内から回収した冷却液Ｃを再冷却するための冷却手段54を備えており、設定された所定温度の冷却液Ｃをジャケット４内に常時供給することができる。
【００２７】
一方、上記ジャケット４に設けた給排気口43・44には、図３に示すようにジャケット４内に圧縮エアＡを供給可能なエアブロー装置６を接続している。なお本実施例では、チラーユニット５の循環路52を、給排液弁Ｖ1・Ｖ2よりもジャケット４寄りの位置で分岐させて、圧縮エアＡの給気路61および排気路62を設けており、これによってジャケット４の給排液口41・42を圧縮エアＡの給排気口43・44としても使用できるようにしている。
【００２８】
また更に、上記反応装置には、ヒーター装置３の始動・停止、及びチラーユニット５の循環路52に設けた冷却液Ｃの給排液弁Ｖ1・Ｖ2と圧縮エアＡの給排気路61・62に設けた給排気弁Ｖ3・Ｖ4の開閉を制御可能な制御装置７を付設している。
【００２９】
そして、上記制御装置７には、液剤Ｌを加熱するときにヒーター装置３への始動命令に応じて冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を閉じ、ジャケット４内に残った冷却液Ｃを開放された排気弁Ｖ4或いは排液弁Ｖ2から排出する第一の制御機能を付与している。
【００３０】
また実施例１では、上記第一の制御機能において圧縮エアＡの給排気弁Ｖ3・Ｖ4を一定時間だけ開放する機能を制御装置７に備え、更にジャケット４の上側に圧縮エアＡの給気口43を、ジャケット４の下側に排気口44を設けることにより、図４に示すようにジャケット４内に残った冷却液Ｃを圧縮エアＡによって強制排出可能としている。
【００３１】
また更に、上記制御装置７には、第一の制御機能に加え、液剤Ｌを冷却するときに温度センサ２から送られた液剤Ｌの温度が所定の閾値を下回ったところで、図５に示すように圧縮エアＡの給気弁Ｖ3を閉じ、冷却液Ｃの給液弁Ｖ1を開いてジャケット４内を冷却液Ｃで満たす第二の制御機能を付与している。
【００３２】
また、上記反応装置には、ヒーター装置３への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤Ｌの温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置８(本実施例では、「パソコン」)を、有線または無線の伝送路81を介して制御装置７に接続している。これにより、反応装置から離れた場所での管理が可能となる。
【００３３】
なお、図６の配線図は、本実施例における制御装置７の第一の制御機能や第二の制御機能、および他の機器との接続関係を示す資料である。
【００３４】
［効果の検証試験(Ｉ)］
次に、上記反応装置を使用して行った効果の検証試験(Ｉ)について説明する。この検証試験(Ｉ)では、反応槽１に収容する液剤Ｌに水(200ml)を使用し、この液剤Ｌをヒーター装置３を用いて出力100Ｗで加熱した。また検証試験(Ｉ)では、一方の装置をジャケット４内から冷却液Ｃを抜いた状態で加熱し、もう一方の装置をジャケット４内に冷却液Ｃ(冷水)を入れたままの状態で加熱した。
【００３５】
その結果、図７に示すように、ジャケット４内から冷却液Ｃを抜いた状態で加熱した方が、ジャケット４内に冷却液Ｃを入れた状態のまま加熱するよりも液剤Ｌの加熱効率が向上することが検証された。
【００３６】
［効果の検証試験(II)］
次に、上記反応装置を使用して行った効果の検証試験(II)について説明する。この検証試験(II)では、制御装置７の第二の制御機能における、エア冷却から液冷却に切り替える閾値を60℃に設定した。また、液剤Ｌには水を、冷却液Ｃには冷水を使用した。
【００３７】
その結果、図８に示すように、液剤Ｌが120℃から50℃までは平均-1.7℃／minのスピードで冷却が緩やかに進み、その後、50℃から-20℃までは平均-4.7℃／minのスピードで高速に冷却が進んだ。また、ヒートショックの予兆は全くなかった。
【００３８】
『実施例２』
次に、本発明の実施例２について、図９に基いて説明する。この実施例２では、ヒーター装置３に、反応槽１の下方に配置した電磁誘導コイル32に電流を流して、導電体から成る反応槽１本体を渦電流により発熱させる誘導加熱型のものを使用している(図９参照)。
【００３９】
『実施例３』
次に、本発明の実施例３について、図１０及び図１１に基いて説明する。この実施例３では、ヒーター装置３に、反応槽１を嵌装可能な窪みを有するアルミブロックＢにヒーター装置３を付設して、アルミブロックＢを介して反応槽１内の液剤Ｌを加熱できるように構成している(図１０参照)。
【００４０】
また、上記アルミブロックＢの内部には、図１１(a)及び(b)に示すように冷却液Ｃ或いは圧縮エアＡを通過させるための冷却流路Ｐを螺旋状に設け、この冷却流路Ｐの出入口にチラーユニット５の循環路52、およびエアブロー装置６を接続している。
【００４１】
『実施例４』
次に、本発明の実施例３について、図１２に基いて説明する。この実施例１では、複数の反応装置に個別に配設した制御装置７・７…を共通の入出力装置８にまとめて接続しており、これによって複数の反応装置を一括して管理することが可能となる(図１２参照)。
【００４２】
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、反応槽１及びジャケット４の材質には、ガラス等の無機材料またはステンレス等の金属材料を適宜選択して使用することができ、特に反応槽１及びジャケット４の両方を透明なガラス製とした場合には、液剤Ｌの反応を目で見て確認することができる。
【００４３】
また、反応槽１内で液剤Ｌを攪拌する手段としては、攪拌翼11の代わりに磁気で攪拌子を回転させるマグネティックスターラーを使用することもできる。また更に、ヒーター装置３に誘導加熱型のものを使用する場合には、反応槽１をガラス製とし攪拌翼11をステンレス製として、攪拌翼11を電磁誘導コイル32により発熱させることもできる。
【００４４】
そしてまた、ジャケット４に設ける冷却液Ｃの給排液口41・42と圧縮エアＡの給排気口43・44は別々に設けることもでき、また、ジャケット４内に残った冷却液Ｃの排出に関しても、圧縮エアＡによって排気口44から強制排出しなくても、排液口42から自然排出することもできる。
【００４５】
他方また、チラーユニット５において循環させる冷却液Ｃには、冷水だけでなくＨＦＣやＨＣＦＣなどの冷媒を使用することもでき、上記何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
近年、製薬業界や化学業界において、開発研究を目的とした薬剤の反応試験が頻繁に行われており、研究者からは機能性に優れた反応装置が求められている。また、反応装置には、化学反応を目視するために透明なガラス材を用いることも多いため、ヒートショック対策は実験作業を安全に行うための必須の課題である。
【００４７】
そのような中で、本発明の化学反応装置の加熱冷却機構、及び加熱冷却機能に優れた化学反応装置は、薬剤の加熱・冷却を迅速に行うことができ、しかも、ヒートショックによって器具が破損する心配もない有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。
【符号の説明】
【００４８】
１ 反応槽
11 攪拌翼
２ 温度センサ
３ ヒーター装置
31 インナーコイル
32 電磁誘導コイル
４ ジャケット
41 給液口
42 排液口
43 給気口
44 排気口
５ チラーユニット
51 貯溜タンク
52 循環路
53 循環ポンプ
54 冷却手段
６ エアブロー装置
61 給気路
62 排気路
７ 制御装置
８ 入出力装置
81 伝送路
Ｌ 液剤
Ｍ 駆動源
Ｃ 冷却液
Ａ 圧縮エア
Ｖ 給排出弁
Ｂ アルミブロック
Ｐ 冷却流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱するためのヒーター装置(３)と；前記反応槽(１)の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液(Ｃ)を収容可能なジャケット(４)と；前記ジャケット(４）に循環路(52)を介して接続された貯溜タンク(51)を有し、かつ、ジャケット(４)内に冷却液(Ｃ)を送り出すための循環ポンプ(53)、およびジャケット(４)内から回収した冷却液(Ｃ)を再冷却するための冷却手段(54)を備えたチラーユニット(５)と；前記ジャケット(４)に接続されてジャケット(４)内に圧縮エア(Ａ)を供給可能なエアブロー装置(６)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いてジャケット(４)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項２】
ジャケット(４)の上側に圧縮エア(Ａ)の給気口(43)を設け、かつ、ジャケット(４)の下側に排気口(44)を設けると共に、第一の制御機能において圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)・(Ｖ4)を一定時間だけ開放する機能を制御装置(７)に備えたことにより、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を圧縮エア(Ａ)により強制排出可能としたことを特徴とする請求項１記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項３】
チラーユニット(５)の循環路(52)を、給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)よりもジャケット(４)寄りの位置で分岐させて、エアブロー装置(６)を接続する圧縮エア(Ａ)の給気路(61)および排気路(62)を設けたことにより、ジャケット(４)に設けた冷却液(Ｃ)の給排液口(41)(42)を圧縮エア(Ａ)の給排気口(43)(44)としても兼用可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項４】
ヒーター装置(３)への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤(Ｌ)の温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置(８)が、有線または無線の伝送路(81)を介して制御装置(７)に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項５】
複数の反応装置に個別に配設された制御装置(７・７…)が、共通の入出力装置(８)に一括的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項６】
ヒーター装置(３)に、反応槽(１)内に設置したインナーコイル(31)に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型、或いは反応槽(１)の下方に配置した電磁誘導コイル(32)に電流を流して、導電体から成る反応槽(１)本体または反応槽(１)内の攪拌翼(11)を渦電流により発熱させる誘導加熱型を採用したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項７】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)が嵌装されるアルミブロック(Ｂ)に付設されて、アルミブロック(Ｂ)を介して反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱可能なヒーター装置(３)と；前記アルミブロック(Ｂ)の内部に設けられた冷却液(Ｃ)或いは圧縮エア(Ａ)を通過させるための冷却流路(Ｐ)と；前記アルミブロック(Ｂ）の冷却流路(Ｐ)に循環路(52)を介して接続された貯溜タンク(51)を有し、かつ、冷却流路(Ｐ)内に冷却液(Ｃ)を送り出すための循環ポンプ(53)、および冷却流路(Ｐ)内から回収した冷却液(Ｃ)を再冷却するための冷却手段(54)を備えたチラーユニット(５)と；前記アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)に接続されて流路内に圧縮エア(Ａ)を供給可能なエアブロー装置(６)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、更に冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いて冷却流路(Ｐ)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項８】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱するためのヒーター装置(３)と；前記反応槽(１)の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液(Ｃ)を収容可能なスペースを有し、更に冷却液(Ｃ)の循環供給に用いるチラーユニット(５)を接続可能な給排液口(41)(42)、および圧縮エア(Ａ)の供給に用いるエアブロー装置(６)を接続可能な給気口(43)を備えたジャケット(４)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いてジャケット(４)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする加熱冷却機能に優れた化学反応装置。
【請求項９】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)が嵌装されるアルミブロック(Ｂ)を有し、このアルミブロック(Ｂ)を介して反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱可能なヒーター装置(３)と；前記アルミブロック(Ｂ)の内部に設けられた冷却液(Ｃ)或いは圧縮エア(Ａ)を通過させるための貫通孔であって、その出入口に冷却液(Ｃ)の循環供給に用いるチラーユニット(５)を接続可能な給排液口(41)(42)、および圧縮エア(Ａ)の供給に用いるエアブロー装置(６)を接続可能な給気口(43)を備えた冷却流路(Ｐ)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、更に冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いて冷却流路(Ｐ)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする加熱冷却機能に優れた化学反応装置。
【請求項１】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱するためのヒーター装置(３)と；前記反応槽(１)の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液(Ｃ)を収容可能なジャケット(４)と；前記ジャケット(４）に循環路(52)を介して接続された貯溜タンク(51)を有し、かつ、ジャケット(４)内に冷却液(Ｃ)を送り出すための循環ポンプ(53)、およびジャケット(４)内から回収した冷却液(Ｃ)を再冷却するための冷却手段(54)を備えたチラーユニット(５)と；前記ジャケット(４)に接続されてジャケット(４)内に圧縮エア(Ａ)を供給可能なエアブロー装置(６)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いてジャケット(４)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項２】
ジャケット(４)の上側に圧縮エア(Ａ)の給気口(43)を設け、かつ、ジャケット(４)の下側に排気口(44)を設けると共に、第一の制御機能において圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)・(Ｖ4)を一定時間だけ開放する機能を制御装置(７)に備えたことにより、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を圧縮エア(Ａ)により強制排出可能としたことを特徴とする請求項１記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項３】
チラーユニット(５)の循環路(52)を、給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)よりもジャケット(４)寄りの位置で分岐させて、エアブロー装置(６)を接続する圧縮エア(Ａ)の給気路(61)および排気路(62)を設けたことにより、ジャケット(４)に設けた冷却液(Ｃ)の給排液口(41)(42)を圧縮エア(Ａ)の給排気口(43)(44)としても兼用可能としたことを特徴とする請求項１または２に記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項４】
ヒーター装置(３)への始動・停止命令の送信、および第二の制御機能の閾値の設定を行うための入力手段と、液剤(Ｌ)の温度変化をモニタリングするための出力手段とを備えた入出力装置(８)が、有線または無線の伝送路(81)を介して制御装置(７)に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項５】
複数の反応装置に個別に配設された制御装置(７・７…)が、共通の入出力装置(８)に一括的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項６】
ヒーター装置(３)に、反応槽(１)内に設置したインナーコイル(31)に直接電流を流して発熱させる抵抗加熱型、或いは反応槽(１)の下方に配置した電磁誘導コイル(32)に電流を流して、導電体から成る反応槽(１)本体または反応槽(１)内の攪拌翼(11)を渦電流により発熱させる誘導加熱型を採用したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項７】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)が嵌装されるアルミブロック(Ｂ)に付設されて、アルミブロック(Ｂ)を介して反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱可能なヒーター装置(３)と；前記アルミブロック(Ｂ)の内部に設けられた冷却液(Ｃ)或いは圧縮エア(Ａ)を通過させるための冷却流路(Ｐ)と；前記アルミブロック(Ｂ）の冷却流路(Ｐ)に循環路(52)を介して接続された貯溜タンク(51)を有し、かつ、冷却流路(Ｐ)内に冷却液(Ｃ)を送り出すための循環ポンプ(53)、および冷却流路(Ｐ)内から回収した冷却液(Ｃ)を再冷却するための冷却手段(54)を備えたチラーユニット(５)と；前記アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)に接続されて流路内に圧縮エア(Ａ)を供給可能なエアブロー装置(６)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、更に冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いて冷却流路(Ｐ)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする化学反応装置の加熱冷却機構。
【請求項８】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱するためのヒーター装置(３)と；前記反応槽(１)の胴部を被覆するように設けられ、かつ、内部に冷却液(Ｃ)を収容可能なスペースを有し、更に冷却液(Ｃ)の循環供給に用いるチラーユニット(５)を接続可能な給排液口(41)(42)、および圧縮エア(Ａ)の供給に用いるエアブロー装置(６)を接続可能な給気口(43)を備えたジャケット(４)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、ジャケット(４)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いてジャケット(４)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする加熱冷却機能に優れた化学反応装置。
【請求項９】
化学反応させる液剤(Ｌ)を収容可能な反応槽(１)と；前記反応槽(１)内の液剤(Ｌ)の温度を検知するための温度センサ(２)と；前記反応槽(１)が嵌装されるアルミブロック(Ｂ)を有し、このアルミブロック(Ｂ)を介して反応槽(１)内の液剤(Ｌ)を加熱可能なヒーター装置(３)と；前記アルミブロック(Ｂ)の内部に設けられた冷却液(Ｃ)或いは圧縮エア(Ａ)を通過させるための貫通孔であって、その出入口に冷却液(Ｃ)の循環供給に用いるチラーユニット(５)を接続可能な給排液口(41)(42)、および圧縮エア(Ａ)の供給に用いるエアブロー装置(６)を接続可能な給気口(43)を備えた冷却流路(Ｐ)と；前記ヒーター装置(３)の始動・停止、及び冷却液(Ｃ)の給排液弁(Ｖ1)(Ｖ2)と圧縮エア(Ａ)の給排気弁(Ｖ3)(Ｖ4)の開閉を制御可能な制御装置(７)とを含んで構成される一方、
前記制御装置(７)には、液剤(Ｌ)を加熱するときにヒーター装置(３)への始動命令に応じて冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を閉じ、アルミブロック(Ｂ)の冷却流路(Ｐ)内に残った冷却液(Ｃ)を開放された排気弁(Ｖ4)或いは排液弁(Ｖ2)から排出する第一の制御機能と、液剤(Ｌ)を冷却するときに温度センサ(２)から送られた液剤(Ｌ)の温度が所定の閾値を下回ったところで圧縮エア(Ａ)の給気弁(Ｖ3)を閉じ、更に冷却液(Ｃ)の給液弁(Ｖ1)を開いて冷却流路(Ｐ)内を冷却液(Ｃ)で満たす第二の制御機能とを備えたことを特徴とする加熱冷却機能に優れた化学反応装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１６６１８１（Ｐ２０１２−１６６１８１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３１５７１（Ｐ２０１１−３１５７１）
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（３９１０２６５３１）轟産業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（３９１０２６５３１）轟産業株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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