JPH01193590A - 熱交換装置及び方法 - Google Patents

熱交換装置及び方法

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JPH01193590A
JPH01193590A JP63288703A JP28870388A JPH01193590A JP H01193590 A JPH01193590 A JP H01193590A JP 63288703 A JP63288703 A JP 63288703A JP 28870388 A JP28870388 A JP 28870388A JP H01193590 A JPH01193590 A JP H01193590A
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fluid
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M41/24—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes inside the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
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  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 一実施例では、本発明は熱交換装置に関する。
別の実施例では、本発明は熱交換方法に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題１攪拌さ
れる容器を使用する多くのプロセスでは、熱は容器流体
から、容器流体の流れを調節する垂直パイプを通して流
れる二次流体へ伝達される。
これら垂直パイプコイルバッフルは、容器流体を攪拌す
るために使用される回転攪拌器の周りの渦形成を阻止す
るため及び熱伝達表面を提供するための両方の混合バッ
フルとして作用する。垂直パイプコイルバッフルの多く
のプロセス利用がある。
垂直パイプコイルバッフルの主要な欠点はパイプコイル
流体及び混合容器流体の間の大きなｉ　ＩＩ差印加を調
節するための熱膨張の備えがないことである。熱膨張及
び収縮は、長い管が使用されている場合、特に管が単一
パスの管束で構成されている場合に非常に重要な問題で
ある。そのような管束では、入口及び出口ヘッダーは応
力割れを受は易い。熱膨張応力はＵ字管束では低いが、
構造は全くコンパクトではなく、一定の外部寸法の管束
に利用され１ｑる熱伝達表面を制限づる。また、ｒＵＪ
字管束は比較的低い熱交換率を有し且つ複雑なマニホル
ド構造を必要とする。
熱膨張問題、特に攪拌される混合容器を克服するために
設計された管束は非常に望ましい。
［課題を解決するための手段及び作用１本発明の一観点
では、熱交換用装置が提供される。装ａは液体を収容し
得る容器を具有する。パイプが容器中に設けられる。仕
切がパイプの内側に設各）られてパイプの内側を第１の
室及び第２の室に分割する。第１の管状部材がその第１
の端部によってパイプの側壁に設けられる。管状部材の
第２の端部は閉鎖体でシールされる。第２の管状部材が
第１の管状部材の内側に配置される。第２の管状部材の
第１の端部は仕切中の穴に取付けられ且つ第２の管状部
材の第２の端部は第１の管状部材の閉鎖体から離間され
ている。流路はそれにより第１の蛮から第２の管状部材
を通り、第２の管状部材及び第１の管状部材の間の環状
部分を通って第２の室中まで形成される。流体入口装置
が容器の側壁を騰通し且つ第１の室へ連結される。
流体出口装置が容器の側壁へ延び且つそれは第２の室へ
連結される。構造はコンバク１−で簡単であり、且つ高
い熱交換率を更に具有し、且つそれは熱的に誘起される
応力がなく作動する。
本発明の別の観点では、熱交換流体を循環する方法が提
供される。熱交換流体は容器の壁をは通する入口装置を
通して容器中へ導入される。熱交換流体は入口装置から
複数個の第１の熱交換管中へ分配され、該第１の熱交換
管のそれぞれは第１の端部及び第２の端部を有し且つ第
１の端部によって入口装置へ連結される。熱交換流体は
複数個の第１の熱交換管の第１の端部から複数個の第１
の熱交換管の第２の端部まで流れる。複数個の第１の熱
交換管の第２の端部において、熱交換流体は第１の熱交
換管の周りに同心状にそれぞれ配置された複数個の第２
の熱交換管の第１の端部中へ流れる。熱交換流体は次に
複数個の第２の熱交換管の第１の端部から、第１の熱交
換管及び第２の熱交換管の間に画成された複数個の環状
部分に沿って、第２の熱交換管の第２の端部まで流れ、
その点で熱交換流体は第２の熱交換管から排出され且つ
容器の壁を貫通する出口装置中に集められて容器から取
出され得る。
［実施例］ 第４図を参照すると、本発明は複数個の差込管２及び外
装（ｓｈｅａｔｈ）　４を含み、これらは−緒に全体的
に１で指示される差込管組立体を形成する。
差込管２は分割パイプマニホルド８の入口室６中へ開い
ている。外装４は分割パイプマニホルド８の出口室１０
中へ開いている。流体は入口室６中へ入り且つ差込管２
の内側へ分配される。差込管２は大きい直径の外装管４
内に装着される。差込管２を通って上方へ流れる流入流
体は外装管４の端部の溶接キャップ１２中で流れ方向を
反転し且つ差込管２及び外装管４の間の環状空間２８中
を下方へ流れる。外装管４及び差込管２の間の熱膨張は
溶接キャップ部位で起こり、熱応力は発生されない。
差込管２及び外装４は所望の方向に配置されることがで
きる。好ましくは、差込管及び外装は垂直に上方へ又は
垂直に下方へ配置され、好ましくは二相流体を運ぶ場合
には垂直に上方へ配置される。分割パイプマニホルド８
はその中に取付けられた仕切１４を有するパイプとして
更に具有され得る。好ましくは、仕切１４はパイプを直
径方向に横切って取付けられ且つパイプを人口室６とし
て作用する第１の室と出口室１０として作用する第２の
室とに分割する。外装管４は、パイプへ取付けられる第
１の端部１６と溶接キャップ１２のような閉鎖体が取付
けられる第２の端部１８とを有する第１の管状部材とし
て説明され得る。差込管２は、仕切１４に取付けられた
第１の端部２０と第１の管状部材の端部閉鎖体から難問
した第２の端部２２とを有する第２の管状部材によって
形成され得る。第２の管状部材の第１の端部は仕切板１
４の穴２４中に取付けられ、それにより流路が第１の室
６から第２の管状部材の内側２６を通り、且つ次に第２
の管状部材の外側及び第１の管状部材の内側の間に画成
された環状部分２８を通り且つ第２の至１ｏまで形成さ
れる。
第１図を参照すると、流体入口装置３０が容器３４の側
壁３２を貫通し且つ第１の室へ連結されている。流体出
口装置３６は容器３４の側壁３２を貫通し且つ第２の室
へ連結されている。
本発明の好適な実施例では、容器３４は流体、通常は液
体又は液体蒸気混合物を収容することができ、且つ例え
ば第８図に示す容おと同様に構成され得る。側壁３２の
部分は容器３４の概ね円筒状の内側表面３８を形成する
。概ね円筒状の内側表面３８は容器３４の長手方向軸線
１３８の周りに対称的に配置される。（第８図を参照さ
れたい）。容器３４の全体的寸法は通常は長さ対直径の
比が一般的に約０．１：１から約１０：１までの範囲内
にあるように選択される。好ましくは、容器が後述する
ような醗酵プロセスに使用される時、良さ対直径の比は
約０．３：１から約５：１までの範囲にあり、長さ対直
径の比が約１：１から約４：１までの範囲に入ることは
最も好ましい。
流体入口装置３０は好ましくは容器３４の側壁３２を１
通する供給パイプ４０を具有する。供給パイプ４０は好
ましくは湾曲した供給パイプ４２へ連結される。供給パ
イプ４２は好ましくは容器３４の内側の側壁の周りを概
ね周方向へそれから離開して延びる。供給パイプ４２は
好ましくは立ち供給パイプ４４によ０つて第１の室６へ
連結される。醗酵槽では、複数個の分割パイプマニホル
ドが通常利用されてよｉす、このため複数個の立ち供給
パイプが供給パイプ４２を複数個の分割パイプマニホル
ド８と連結する。好適な実施例では、立ち供給パイプ４
４は分割パイプマニホルド８の内側端部分へ連結される
。
流体出口装置３６は好ましくは容器３４の側壁３２を１
通する第１の排出パイプ１１を具有する。
第１図を参照されたい。排出パイプ１１は好ましくは側
壁３２から離間した位置ぐ容器３４の内側の周りを概ね
周方向に延びる湾曲した収集パイプ７へ連結され、且つ
好ましくは１つ以上の差込管組立体１及び側壁３２の概
ね円筒状の部分３８の間に配置される。立ち排出パイプ
４６は分割パイプマニホルド８の出口室１０を湾曲した
収集パイプ７と連結する。醗酵槽では、多くの分割パイ
プマニホルドが一般的に存在し且つそのため同等数の立
ちパイプ４６が利用される。
本発明の好適な実施例では、熱交換流体は冷媒であり、
好ましくはアンモニアである。第８図を参照すると、気
体ｒｔｉｉｉｌｌ１２０２が流体を流体出口１１から吸
引するために配置される。凝縮器２０４が気体圧縮１１
２０２からの排出流れを冷却するために配置される。導
体装置２０６が気体圧縮機２０２を凝縮器２０４と連Ｍ
する。８１＠装置！？２０８が凝縮器２０４を流体入口
装置４０と連結でる。
好ましくは、導体ｖｌ胃２０８は液体を凝縮器２゜４の
出口から差込管組立体１へ流りためのポンプ２１０を含
む。導体装置２１２が好ましくは流体出口装置１１をＪ
−Ｅ縮器２０２と連結する。
本発明の好適な実施例では、複数個の分割パイプマニホ
ルド８が容器３４の長手方向軸線に関して概ね半径方向
へ方向付けられた方（りぐ容器３４中に配置される。好
まくしは、分割パイプマニホルド８は束５２を形成する
約３から約１２までの組に群れにされ且つ容器直径近く
で容器を横切る弦ｔに整合される。管引立体１は、好ま
しくは容：Ｓの長手方向軸線と概ね平行に方向トロリら
れた概ね平行な管の東として分割パイプマニホルド８の
複数個のそれぞれから延びる。分割パイプマニホルド８
は好ましくは容器の下方部分に配置され且つ管引立体１
はそれから上刃へ延びる。隣接する管りＩＪ　（７）管
引立体１は管束の管が三角形のピッチで置かれるように
変位されている。第２図及び第３図を参照されたい。個
々の管引立体１は第１の棒バッフル４８及び第２の棒バ
ッフル５０から形成された一対の棒バッフルの棒によっ
て支持されている。好ましくは、棒バッフル４８及び５
０のそれぞれは管束５２の各管引立体１を各棒バッフル
４８及び５０によって２つの側で支持し棒バッフル４８
及び５０の対が一緒に各管引立体１の４つの側全てを支
持しそれにより束５２の台管１に半径方向支持を与える
に充分な棒を含む。所望により、各棒バッフルの棒は例
えば第９図に示すように交互の管列の間に配置されるこ
とができ、その場合４つの棒バッフルが各管束に半径り
面支持を与えるために必要とされる。この実施例は長手
方向へ流れる流体により少ない圧力降下を生じる。
棒バッフル４８及び５０の棒５４は棒が配置されるレー
ンの各側で管を接触し且つ支持する寸法にされることは
重要である。棒の必要な横断面用法は棒が配置されるレ
ーンの横断面寸法に依存する。
棒は例えば丸形、楕円形、正方形又は矩形のような所望
の横断面形状を有することができる。しかしながら、棒
及び管の間を点接触にするために棒が丸形であることは
好ましい。管及び棒の間の点接触は管束が後述するよう
にＦｌｌｌ！ｌプロセスを冷却するために使用される場
合に重要な考慮点である管束の清浄を容易にする。
棒バッフルは使用中である時に管束への管の衝突及び損
傷を防出するように設計される。また、棒バッフルはマ
ニホルド溶接部への外装における疲労破壊を起こすこと
がある管運動を防止する。
差込管２及び外装４の間の内部衝突からの損傷を防止す
るために、各差込管２及び各外装４の間にスペーサ２５
６を配置することが望ましい。第６図を参照されたい。
好ましくは、スベーづ２５６は差込管２の外部表面へ溶
接される。好ましくは、スペーサ２５６はややＩｌｌ長
りＤつ流れインピーダンスを減少するために差込管２の
外部表面に沿って長手方向へ延びる。好適な実施例では
、スペーサ２５６は差込管２を外装４中に支持する刈払
にされた溶接棒から形成される。スペーサ“２５６は好
ましくは差込管２の表面の外部に固定されて管２を外装
４の内側で半径方向に支持する。このため、好ましくは
各差込管２をスペーサ２５６によって各外装４の内側で
少なくとも３点支持をする。
第５図を参照すると、第１の棒バッフル４８が管束を取
囲むバンド５６から形成されることは好って管列の方向
と概ね平行に延び、杜つ容器壁に関してバンド５６、従
ってバッフル及び管束を取付ける手段を提供する。支柱
９２が管列の方向に関してバンド５６から概ね横方向へ
延び、攪拌される容器中に管束を採用した時に容器中に
提供される力に抵抗する管束の追加の支持を与える。交
差筋かい９４が好ましくは隣接するバンド５６を連結し
且つ管束の部分の周りに同一回転方向に延びてトルク力
に一層よく抵抗する。
管束５２が酵母又は細菌の生産用８１ｉ酵槽で使用され
る時、管束の構造が運転の間の完全な清浄を容易にする
に充分なだ番プ開くことは望ましい。このため個々の管
の間の広い間隔が望ましい。広く間隔を置いた管を支持
することは比較的大きい寸法の支持棒を必要とする。ま
た、棒を管束を通して大ぎな斜角で配置し、それにより
管列間の大きな間隔によりも゛たらされる棒直径の増大
を最小限にすることが望ましい。−膜内に言って、管の
外径をＤとしたとき、同じ列の隣接する管の間の間隔が
約１．５Ｄから約２．５Ｄまでの範囲にある場合、隣接
プる列の管の間の間隔は約２Ｄから約４Ｄまでの範囲に
あり且つ棒は約０．５Ｄから約１Ｄまでの範囲の直径を
有する。
第８図及び第９図は＃ＩａＭ層で使用されるような本発
明の好適な実施例を例示する。
第８図に例示するような容器３４は駆動装置１３９で駆
動される軸１３０を含む攪拌装置を装置している。＠１
３０は２つの羽根車１５６及び１５８を取イ１けて図示
されている。羽根車１５６及び１５８は円板１５２及び
１５３でそれぞれ構成され、それに複数個の羽根１５１
及び１５３がそれぞれ取付けられている。より多くの数
の羽根が容器高さ、幅、熱交換装置の寸法等に依存して
採用され得る。第８図に示すように、最底方の羽根車が
スパージャ−１４９に近接して配置されて醗酵流体中へ
の酸素の伝達を容易にすることは好ましい。用語「近接
＜ｃｌｏｓｅ　ｐｒｏｘｉｎｉｔｙ　）　」は、最上方
羽根車及びスパージャ−が双方から羽根車の直径の約１
／３から１／１０内に配置されることを意味する。
追加の羽根車がいろいろな方向に配置されて軸１３０に
採用され得る。攪拌軸１３０への取付けを容易にするた
めに、多重羽根車が軸に沿って等間隔に配置されること
ができ、最上方羽根車は好ましくは羽根車１５８につい
て第８図に示すように容器高さの約６０パーセントのと
ころに配置される。
容器３４の全体的大きさは、長さ対直径の比が一般的に
約０．１：１から１０：１の範囲にあるように選択され
る。好ましくは、醗酵容器の良さ対直径の比が約０．３
：１から５：１の範囲にあり、最も好ましくは長さ対直
径の比が約１：１から４：１の範囲にある。
熱交換流体は第８図に示すように入口装置３０を通して
管引立体１と平行に供給される。好ましくは、入口装ｆ
ｆ３０は好ましくは液体アンモニアである熱交換流体の
供給源２０８へ連結される。
熱交換流体は入口装置３０を通過する。熱交換流体が束
の管引立体１を通過した後、それは出口装置３６を通し
て収集され且つ排出される。好ましくは、平行な管引立
体１の管束５２の形の少なくとも２つのバッフルが容器
３４中に採用される。
第８図に例示するように、各バッフルは平行な列の平行
な管の束を具有する。各バッフルでの管引立体１は典型
的にはドーム状容器ヘッドを含まない容器の真直ぐなく
概ね円筒状）部分の長さの約２５〜９０％の長さである
。
広く多様な数の管束が管束の寸法、東当りの管数等に依
存して採用され得る。容器当り３０束位までで、好まし
くは容器当り約４から２４バツフルの範囲内で採用され
得る。
羽根１５１は円板１５２にいろいろに取付けられること
ができ、例えば羽根１５１は円板の平面と直角に且つ円
板の垂直軸線からの半径方向突出部に取付けられ、又は
別に、羽根１５１は円板の軸線に関して成る角度に方向
付けられて円板１５２に取付けられることができる。別
に、ここに例示する特別の構造以外の羽根構造が例えば
軸流羽根車、船用プロペラ、及びそれらの類似物のよう
なものが採用され得る。好適な実施例では、最底方羽根
車１５６は円板の平面と直角に方向付けられた複数個の
羽根を装備するが、最底方羽根車以外の追加の羽根車は
肖業界で知られているものと同じ形状のもの又は他の羽
根車形式のものである。
羽根車の直径の上限は、容器中の熱交換装置を具有する
管束の内径、即ち分割パイプヘッダーに取付けられる最
内方管の内側によって限定される。
この上限に近い羽根車の直径は羽根車当りの最大α合ｍ
を提供する。羽根車の直径は容器の全内径の約１０％よ
り小さくなく、且つ一般的に羽根車の直径が容器の全内
径の約４０％を越えないことが好ましい。好ましくは、
容器の全内径の約２０％から３５％の羽根車直径が採用
される。
第８図に示すように、醗酵容器３４は第１の入口１４６
及び第２の入口１４７並びに気体人口１４５を設けてい
る。容器３４は２つの入口１４６及び１４７を有して例
示されているが、醗酵槽への全ての供給は１つの入口装
置又は複数個の入口装置を通して導入されることができ
、種々の供給成分は分離して導入される。例えば、多く
の醗酵プロセスでは、栄養素及び炭素及びエネルギ源を
分離した供給流れとして導入することが望ましい。
入口１４６及び１４７はそれぞれにつき１つの排出口を
有するが、供給のより分散した導入が多数の排出口を有
する入口を採用することによって達成され得る。加えて
、入口はしばしば工学的便法の考慮によって指図される
ように配置される醗酵容器の周りの種々の位置に便宜上
配置され四る。
入口１４５は酸素及び随意に窒ｉ源を醗酵容器へ導入す
るために使用される。人口１４５を通して導入された気
体はスパージャ−１４９を通してＦｉｌｌ醇容器へ入る
。スパージャ−は好ましくは醗酵容器中に該容器の長手
方向Ｎ？Ｊに関して対称的に配置され且つ複数個の穴を
中に含む面側部を有する。好ましくは、スバージＡ７−
装置の直径はスパージャ−の面側部が近接して配置され
る最底方羽根車の直径より大きくない。
管束の位置並びにスパージャ−１４９に近接した羽根車
１５６の配置を加えた気体導入方法の結果として、全て
は本発明の１ｌｌｉ酵装置が可能とする非常に高速度の
酸素伝達に寄与する。本発明の醗酵容器は時間当りリッ
トル当り少なくとも約３００ミリモルの酸素（ｍｍｏｌ
　　０２／Ｌ／ｈｒ）の範囲の酸素伝達速度を可能にす
る。加えて、本発明の醗酵容器の熱除去能力は醗酵によ
り発生される天吊の熱を除去するに充分であり、該太番
の熱は醗酵ブイヨンに利用される高レベルの酸素の結果
として発生される。このようにして、少なくとも約３６
にｃａｌ／　１　／　１１ｒのオーダーの熱除去が本発
明によって構成された醗酵装置で可能である。
また、！！！酵容器３４は酵母除去装置、即ち口１４８
を設けている。ｍＭが連続モードで実行される時、酵母
の連続的又は所続的取出しは口１４８を通して行われる
ことができ、同時に新鮮な栄養素が入口１４６．１４７
及び１４５を通して供給される。
更に、１１１ｍ容器３４は、例えばフィリップス石油会
社へ譲渡された米国特許第４．３７３，０２４号明細自
でハントにより開示された泡破砕機又は第８図に例示す
る脱気装置を形成する要素１６２．１６４及び１６６の
組立体のような泡破砕機である少なくとも１つの゛泡脱
気装置を設けている。
円錐体１６２は駆動装置１６６によって回転される軸１
６４に取付けられる。回転する円錐体１６２により酵母
の泡立て衝撃は泡を崩壊さゼ且つ液体を醗酵容器の主要
部分へ戻すと同時に泡から解放された気体はライン１６
８を通して醗酵槽から出る。少なくとも１つの泡破砕機
が本発明の醗酵容器に使用されるが、与えられた醗酵プ
ロセスから予測される溌の泡を処理するに充分な泡破砕
能力が醗酵容器のドーム状部分の周りに配置される適当
個数の泡破砕機によって提供され得る。
ＰｆＪ酵好見好気性水性プロセス空気、酸素濃厚空気、
又は実質的に純粋な分子酸素のような分子酸素含有気体
によって供給される分子酸素を必要とし、成長や又は基
質の成長様式での生化学的な転換の際に微生物種を助け
るに有効な酸素分圧で酵母を維持する。酸素化された炭
化水素基質を用いることによって、微生物の成長又は基
質の転換のための全酸素要求量はパラフィンを用いる時
の要求量より減少され得る。
微生物Ｗｊ酵段階で用いられる圧力は広い範囲にあるこ
とができる。典型的な圧力は約Ｏ〜１０．５υ／α２　
（０〜１５０　ｐｓｉａ）の範囲であり、現在好ましく
は約Ｏ〜４　、２２に９／Ｊ　　（０〜６０ｃ＋ｓｉｇ
）であり、設備及び運転コスト対得られる酸素溶解度の
バランスとして一層好ましくは２．４６〜２．８１Ｋｇ
／α２　（３５〜４０ｐＳｉＯ）である。大気圧より高
い圧力は該圧力が水性酵母中に溶解された酸素濃度を増
す傾向があり、それが細胞成長速度を速める助けをし得
る点で有利である。同時に、これは高圧力が設備及び運
転コストを増すことによって相殺される。
冷媒は通常は約−１℃〜１０℃（３０°〜５０”Ｆ　）
の範囲の温度において管束からの蒸気／液体排出を１ｑ
るに充分な圧力及び流量を有する。
ここに説明した本発明からの合理的な変更及び６正は要
求され且つ求められる特許請求の範囲内であると考えら
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による若干の特徴を具現化する管束の部
分断面図であり、第２図は指示した線に沿ってみた第１
図に示す装置の部分概略図であり、第３図は指示した線
に沿ってみた第１図に示す装置の部分概略図であり、第
４図は第１図に指示した線に沿ってみた本発明の若干の
特徴を具現化する装置の部分の断面図であり、第５図は
第１図の装置の部分の写生図であり、第６図１ユ第４図
に示Ｖ装置の部分の写生図であり、第７図は指示した線
に沿ってみた第１図に示す装置の部分の断面図であり、
第８図は本発明の実施例の追加の特徴を部分的に概略的
に例示する断面図であり、第９図は指示した線の平面で
切った第８図に示す装置の断面図である。 １・・・差込管組立体、２・・・差込管、４・・・外装
、６・・・入口室、７・・・収集パイプ、８・・・分割
パイプマニホルド、１０・・・出口至、１１・・・研出
パイプ、１２・・・溶接キＡ７ツブ、１４・・・仕切、
２８・・・環状部分、３０・・・流体入口装置、３４・
・・容器、３６・・・流体出口装置、４０．４２・・・
供給パイプ、４４・・・立ち供給パイプ、４８．５０・
・・棒バッフル、５２・・・管束、１３０・・・軸、１
５６．１５８・・・羽根車、１４９・・・スパージャ−
１２０２・・・気体圧縮器、２０４・・・凝縮機、２０
６，２０８．２１２・・・導体装置、２１０・・・ポン
プ。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）イ）側壁によつて部分的に画成された、液体を収
    容し得る容器と、 ロ）前記容器中に設けられ且つ側壁を有するパイプと、 ハ）前記パイプ中に設けられて該パイプの内側を第１の
    室及び第２の室に分割する仕切と、 ニ）前記パイプの側壁に取付けられた第１の端部と端部
    上に閉鎖体を有する第２の端部とを有する第１の管状部
    材と、 ホ）前記仕切に取付けられた第１の端部及び前記第１の
    管状部材の端部閉鎖体から離間された第２の端部を有す
    る第２の管状部材であつて、第２の管状部材が第１の管
    状部材の内側を延び、流路が前記第１の室から第２の管
    状部材を通り、第２の管状部材及び第１の管状部材の間
    の環状部分を通り、且つ前記第２の室中まで形成された
    第２の管状部材と、 ヘ）前記容器の側壁を貫通し且つ前記第１の室へ連結さ
    れた流体入口装置と、 ト）前記容器の側壁を貫通し且つ前記第２の室へ連結さ
    れた流体出口装置と、 を具有する熱交換装置。
  2. （２）容器の側壁が前記容器の長手方向軸線の周りに対
    称的に延びる概ね円筒状の内側表面を画成し、 前記流体入口装置が容器の側壁を貫通する供給パイプ及
    び湾曲した供給パイプを具有し、前記湾曲した供給パイ
    プが容器の側壁から離間した位置で容器の内側の周りに
    概ね周方向に延び且つ立ち供給パイプによつて前記第１
    の室へ連結されており、 前記流体出口装置が湾曲した収集パイプへ連結された、
    容器の側壁を貫通する第１の排出パイプを具有し、前記
    収集パイプが容器の側壁から離間した位置で容器の内側
    の周りに概ね周方向に延び、且つ更に前記第２の室を該
    湾曲した収集パイプへ連結する立ち排出パイプを具有す
    る、 特許請求の範囲第１項に記載の熱交換装置。
  3. （３）前記容器中に設けられた前記パイプの複数個があ
    り、前記複数個のパイプが前記容器の長手方向軸線に関
    して概ね半径方向に方向付けられ、前記第１及び第２の
    管状部材の複数個が前記パイプのそれぞれに取付けられ
    、更に、 前記概ね半径方向に配置されたパイプのそれぞれを湾曲
    した供給パイプと連結する立ち供給パイプと、 前記概ね半径方向に配置されたパイプを湾曲した収集パ
    イプと連結する立ち排出パイプとがある、特許請求の範
    囲第１項又は第２項のいずれか一項に記載の熱交換装置
    。
  4. （４）前記湾曲した供給パイプが各概ね半径方向に配置
    されたパイプの部分の内側端部に立ち供給パイプによつ
    て連結され且つ各概ね半径方向に配置されたパイプの外
    側端部が湾曲した収集パイプに立ち排出パイプによつて
    連結された特許請求の範囲第３項に記載の熱交換装置。
  5. （５）前記容器が上方端部及び下方端部を有し且つ上方
    部分及び下方部分を有して概ね垂直に配置され、前記流
    体入口装置及び流体出口装置が該容器の下方部分中に配
    置され、第１の管状部材及び第２の管状部材が前記流体
    入口装置及び流体出口装置から該容器の上方端部分の方
    へ延びている特許請求の範囲第１項から第４項のいずれ
    か一項に記載の熱交換装置。
  6. （６）イ）前記容器内で中心に配置され且つ容器の長手
    方向軸線と同軸状に整合された軸と、 ロ）前記軸に取付けられた駆動装置と、 ハ）前記軸に設けられた複数個の羽根車であつて、前記
    羽根車の直径が前記半径方向に配置されたパイプの内方
    端部に最も近接する管状部材によつて画成された邪魔さ
    れない区域の直径より大きくない羽根車と、 を具有する攪拌装置を含む特許請求の範囲第５項に記載
    の熱交換装置。
  7. （７）栄養素及び炭素及びエネルギ源を前記容器中へ導
    入するための入口装置と、 気体を前記容器中へ導入するための入口装置と、酵母を
    前記容器の下方端部分から除去するための出口装置と、 容器の上方部分中に設けられ且つその外方周囲に配置さ
    れた泡脱気装置と、 を含む特許請求の範囲第６項に記載の熱交換装置。
  8. （８）第１の管状部材及び第２の管状部材の間の環状部
    分中に配置されて第１の管状部材及び第２の管状部材を
    離間した関係で維持する複数個のスペーサを具有する特
    許請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の
    熱交換装置。
  9. （９）流体を前記流体出口装置から吸引するように配置
    された気体圧縮機と、 該気体圧縮機からの排出物を冷却するように配置された
    凝縮器と、 該気体圧縮機を該凝縮器と連結する導体装置と、該凝縮
    器を前記流体入口装置と連結する導体装置と、 を具有する特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか
    一項に記載の熱交換装置。
  10. （１０）前記流体入口装置と連通する液体アンモニア供
    給装置を含む特許請求の範囲第９項に記載の熱交換装置
    。
  11. （１１）イ）容器中へ該容器壁を貫通する入口装置を通
    して熱交換流体を導入し、 ロ）それぞれが第１の端部及び第２の端部を有し且つ第
    １の端部によつて前記入口装置へ連結された複数個の第
    １の熱交換管中へ該入口装置から前記熱交換流体を分配
    し、 ハ）第１の熱交換流体を複数個の第１の熱交換管の第１
    の端部から第２の端部へ流し、 ニ）第１の熱交換流体を、第１の複数個の熱交換管の第
    ２の端部から、それぞれが第１の複数個の熱交換管の周
    りに同心状に配置された第２の複数個の熱交換管の第１
    の端部中へ放出し、且つ該熱交換流体を、第２の複数個
    の熱交換管の第１の端部から、第１の熱交換管及び第２
    の熱交換管の間に画成された複数個の環状部分に沿つて
    、第２の熱交換管の第２の端部へ流し、 ホ）前記熱交換流体を第２の熱交換管の第２の端部から
    排出し且つ容器壁を貫通する排出装置中に排出流体を収
    集し、且つ へ）前記熱交換流体を容器から前記排出装置を通して取
    出すこと、 を具有する熱交換方法。
  12. （１２）前記熱交換流体が液体アンモニアを具有し且つ
    容器から取出される該熱交換流体がアンモニア液体及び
    アンモニア蒸気の混合物を具有する特許請求の範囲第１
    １項に記載の熱交換方法。
  13. （１３）前記アンモニア蒸気を凝縮し且つそれにより凝
    縮されたアンモニア蒸気を前記入口装置中へ導入するこ
    とを更に具有する特許請求の範囲第１２項に記載の熱交
    換方法。
  14. （１４）前記混合物の温度が約−１℃（約３０°Ｆ）及
    び約１０℃（約５０°Ｆ）の間の温度にある特許請求の
    範囲第１２項又は第１３項のいずれか一項に記載の熱交
    換方法。
  15. （１５）少なくとも１つの外方の第２の熱交換管直径の
    間隔が第２の複数個の管の外方表面を分離し、前記方法
    が醗酵ブイヨンを第２の複数個の熱交換管の管の外方表
    面を横切つて循環させることを更に具有する特許請求の
    範囲第１１項から第１４項のいずれか一項に記載の熱交
    換方法。
  16. （１６）第１の熱交換管及び第２の熱交換管の複数個が
    容器の長手方向軸線に関して概ね半径方向に整合され、
    且つ容器が前記管の前記複数個の多数を含む特許請求の
    範囲１５項に記載の熱交換方法。
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