JPH0542297B2 - - Google Patents
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- JPH0542297B2 JPH0542297B2 JP63046095A JP4609588A JPH0542297B2 JP H0542297 B2 JPH0542297 B2 JP H0542297B2 JP 63046095 A JP63046095 A JP 63046095A JP 4609588 A JP4609588 A JP 4609588A JP H0542297 B2 JPH0542297 B2 JP H0542297B2
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- heat
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0058—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having different orientations to each other or crossing the conduit for the other heat exchange medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J2219/0002—Plants assembled from modules joined together
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- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
- B01J2219/00081—Tubes
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、高分子化合物などの製造工程や加工
工程において層流条件下で高粘性流体に対して静
止形混合と伝熱とを同時に行わせる熱交換形混合
反応装置に関する。
工程において層流条件下で高粘性流体に対して静
止形混合と伝熱とを同時に行わせる熱交換形混合
反応装置に関する。
（従来の技術）
近年、急速に発展した各種高分子化合物の重合
反応操作には、伝熱用ジヤケツト付撹拌槽やこれ
に内部伝熱コイルを付属さたものなどが、単独で
もしくは複数個配列した状態で広く使用されてい
る。
反応操作には、伝熱用ジヤケツト付撹拌槽やこれ
に内部伝熱コイルを付属さたものなどが、単独で
もしくは複数個配列した状態で広く使用されてい
る。
しかし、これら撹拌槽型の反応装置では、いず
れの場合にも出発原料となる流体のシヨートパス
や逆に長時間の滞留による槽内での逆混合現象が
さけられず、槽内溶液の反応時の温度と時間の履
歴が均一にならず、反応生成物の重合度のバラツ
キが大きくなり易い傾向がある。さらに、撹拌翼
の外周部と中央部とではせん断速度が異なるた
め、このことからも反応生成物の品質のバラツキ
が大きくなりやすいという欠点がある。
れの場合にも出発原料となる流体のシヨートパス
や逆に長時間の滞留による槽内での逆混合現象が
さけられず、槽内溶液の反応時の温度と時間の履
歴が均一にならず、反応生成物の重合度のバラツ
キが大きくなり易い傾向がある。さらに、撹拌翼
の外周部と中央部とではせん断速度が異なるた
め、このことからも反応生成物の品質のバラツキ
が大きくなりやすいという欠点がある。
また、重合反応操作においては、反応の進行に
ともなつて、その物性、例えば粘度、密度、比熱
および熱伝導度などが変化するため、上述したよ
うな撹拌槽型の反応装置でこれら物性の変化に対
応させ、所望の熱移動および物質移動を行わせる
ためには、撹拌翼の回転数を反応の進行度合に適
合させて変化させるか、または撹拌翼の形状の異
なる反応装置に内容物を移送して以後の操作を行
わせるなど、繁雑な操作が必要となる。
ともなつて、その物性、例えば粘度、密度、比熱
および熱伝導度などが変化するため、上述したよ
うな撹拌槽型の反応装置でこれら物性の変化に対
応させ、所望の熱移動および物質移動を行わせる
ためには、撹拌翼の回転数を反応の進行度合に適
合させて変化させるか、または撹拌翼の形状の異
なる反応装置に内容物を移送して以後の操作を行
わせるなど、繁雑な操作が必要となる。
一方、連続式の反応装置としては、伝熱と静止
形混合とを同時に行わせる目的で流路に伝熱管を
蛇行路形に曲げて複数列平行にかつ互いに交差さ
せて配置させ、各伝熱管の両端のみを流路壁を貫
通させて外周部の伝熱部に接続させるか、もしく
はヘツダに接続させた連続式管状反応装置が使用
されている。
形混合とを同時に行わせる目的で流路に伝熱管を
蛇行路形に曲げて複数列平行にかつ互いに交差さ
せて配置させ、各伝熱管の両端のみを流路壁を貫
通させて外周部の伝熱部に接続させるか、もしく
はヘツダに接続させた連続式管状反応装置が使用
されている。
しかし、このような管状反応装置には、伝熱媒
体として非凝縮性の流対のみしか使用できないと
いう欠点がある。これは、凝縮を伴う熱媒体の場
合には凝縮によつて生じるドレンが蛇行路管の湾
曲部に滞留し、このドレンを充分に抜き出すこと
ができないためである。また、非凝縮性の熱媒体
を使用する場合においても、その注入時に気泡が
伝熱管内に混入したり、あるいは使用中に伝熱媒
体が変質してガスや蒸気を発生した場合には、蛇
行路管中の熱媒体の流れが湾曲部において著しく
阻外され、すなわちペーパーロツキング現象によ
つて所期の伝熱能力が発揮されなくなるという欠
点がある。さらに、蛇行路管と流路内壁との間に
構造上若干の間隙を設けることがさけられないた
め、流路内流体の一部がこの間隙を通過し、充分
な混合と伝熱が行われず反応生成物の品質にバラ
ツキを与えるという欠点も存在している。
体として非凝縮性の流対のみしか使用できないと
いう欠点がある。これは、凝縮を伴う熱媒体の場
合には凝縮によつて生じるドレンが蛇行路管の湾
曲部に滞留し、このドレンを充分に抜き出すこと
ができないためである。また、非凝縮性の熱媒体
を使用する場合においても、その注入時に気泡が
伝熱管内に混入したり、あるいは使用中に伝熱媒
体が変質してガスや蒸気を発生した場合には、蛇
行路管中の熱媒体の流れが湾曲部において著しく
阻外され、すなわちペーパーロツキング現象によ
つて所期の伝熱能力が発揮されなくなるという欠
点がある。さらに、蛇行路管と流路内壁との間に
構造上若干の間隙を設けることがさけられないた
め、流路内流体の一部がこの間隙を通過し、充分
な混合と伝熱が行われず反応生成物の品質にバラ
ツキを与えるという欠点も存在している。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように、撹拌槽型の反応装置において
は、逆混合現象やせん断速度の差によつて反応生
成物の品質にバラツキが生じ易く、また反応の進
行にともなつて変化する物性により熱移動および
物質移動の効率が低下するという問題がある。
は、逆混合現象やせん断速度の差によつて反応生
成物の品質にバラツキが生じ易く、また反応の進
行にともなつて変化する物性により熱移動および
物質移動の効率が低下するという問題がある。
また、従来の連続式の管状反応装置において
は、使用可能な熱媒体の種類に制約があり、また
熱媒体注入時に混合した気泡や使用中に変質して
発生するガスや蒸気が伝熱管の湾曲部に停滞して
所期の伝熱能力が発揮されなくなるなどの問題が
あり、さらに管路内壁近傍部におけるシヨートパ
ス現象によつて混合・伝熱および反応にバラツキ
が生じ易いという問題もある。
は、使用可能な熱媒体の種類に制約があり、また
熱媒体注入時に混合した気泡や使用中に変質して
発生するガスや蒸気が伝熱管の湾曲部に停滞して
所期の伝熱能力が発揮されなくなるなどの問題が
あり、さらに管路内壁近傍部におけるシヨートパ
ス現象によつて混合・伝熱および反応にバラツキ
が生じ易いという問題もある。
本発明は、このような従来技術の課題に対処す
るべくなされたもので、高分子化合物の重合反応
操作などにおける各種高粘性流体の混合・伝熱・
反応操作の均一化および物性変化による物質移動
や熱移動の効率低下防止を図り、さらに各種熱媒
体の使用を可能にするとともに、流路内流体を常
に一定のせん断作用の下でシヨートパスさせずに
処理できる熱交換形管式混合反応装置を提供する
ことを目的とする。
るべくなされたもので、高分子化合物の重合反応
操作などにおける各種高粘性流体の混合・伝熱・
反応操作の均一化および物性変化による物質移動
や熱移動の効率低下防止を図り、さらに各種熱媒
体の使用を可能にするとともに、流路内流体を常
に一定のせん断作用の下でシヨートパスさせずに
処理できる熱交換形管式混合反応装置を提供する
ことを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の熱交換形管式混合反応装置は、１種ま
たは２種以上の流動性状物質を伝熱管群が配置さ
れた流路内を通過させて混合および熱交換を行わ
せる装置において、断面が実質的に矩形の流路を
有する伝熱部本体と、前記流路内に該伝熱部本体
の対向する内壁に平行する平面内で隣接する伝熱
管と互いに異なる方向に傾斜させ交差部が近接す
るよう格子状に配置された伝熱管群と、前記伝熱
部本体の内壁に突設され前記伝熱管群の両端の伝
熱管に実質的に達する幅を有する案内フインと、
前記伝熱管群に対して熱媒体を供給するとともに
前記伝熱部本体の壁面を通して熱交換を行うよう
該伝熱部本体外周に設けられた外奪部とを具備す
る管構体を単独であるいは複数個直列接続して構
成したこと特徴としている。
たは２種以上の流動性状物質を伝熱管群が配置さ
れた流路内を通過させて混合および熱交換を行わ
せる装置において、断面が実質的に矩形の流路を
有する伝熱部本体と、前記流路内に該伝熱部本体
の対向する内壁に平行する平面内で隣接する伝熱
管と互いに異なる方向に傾斜させ交差部が近接す
るよう格子状に配置された伝熱管群と、前記伝熱
部本体の内壁に突設され前記伝熱管群の両端の伝
熱管に実質的に達する幅を有する案内フインと、
前記伝熱管群に対して熱媒体を供給するとともに
前記伝熱部本体の壁面を通して熱交換を行うよう
該伝熱部本体外周に設けられた外奪部とを具備す
る管構体を単独であるいは複数個直列接続して構
成したこと特徴としている。
（作用）
本発明の熱交換形管式混合反応装置において、
伝熱部本体の流路内を通過する流体は、流路内に
設けられた格子状の伝熱管群によつて流体の分割
と再合流を繰り返しながら静止形混合と熱交換と
が同時に行われ、さらに外奪部による熱交換も合
せて行われる。この過程を経る間に流体の反応も
しくは熱伝達が進行し、流体物性（粘度、密度、
比熱および熱伝導度など）の変化が進行しても、
常に一定のせん断作用の下に伝熱管群および案内
フインによつて逆混合の起らないプラグフローの
状態に維持されるため、反応もしくは熱交換に最
適な条件下（流体と熱媒体との温度差および流体
の装置内における滞留時間のバラツキの巾など）
での運転が可能となる。その結果、装置内におけ
る流体の温度および滞留時間の精密な制御が可能
となり、望ましくない副反応や変質などを最少限
に抑え、収率および品質の向上が可能となる。
伝熱部本体の流路内を通過する流体は、流路内に
設けられた格子状の伝熱管群によつて流体の分割
と再合流を繰り返しながら静止形混合と熱交換と
が同時に行われ、さらに外奪部による熱交換も合
せて行われる。この過程を経る間に流体の反応も
しくは熱伝達が進行し、流体物性（粘度、密度、
比熱および熱伝導度など）の変化が進行しても、
常に一定のせん断作用の下に伝熱管群および案内
フインによつて逆混合の起らないプラグフローの
状態に維持されるため、反応もしくは熱交換に最
適な条件下（流体と熱媒体との温度差および流体
の装置内における滞留時間のバラツキの巾など）
での運転が可能となる。その結果、装置内におけ
る流体の温度および滞留時間の精密な制御が可能
となり、望ましくない副反応や変質などを最少限
に抑え、収率および品質の向上が可能となる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例の熱交換形管式混合
反応装置の一構成単位となる管構体の側断面図で
あり、第２図は第１図の−線に沿つた平面方
向断面図である。また、第３図、第４図および第
５図はその正面図、側面図および平面図である。
この管構体１は、断面正方形状の流路１１を有
し、この流路１１内に設置された伝熱管群１２に
より流路１１を通過する処理流体の静止形混合を
行うとともにこの処理流体に対して熱交換操作を
行う伝熱部本体１０と、伝熱管群１２の各伝熱管
内に熱媒体を供給するとともに、伝熱部本体１０
の壁面を通して熱交換操作を行う外奪部２０とか
ら主に構成されている。
反応装置の一構成単位となる管構体の側断面図で
あり、第２図は第１図の−線に沿つた平面方
向断面図である。また、第３図、第４図および第
５図はその正面図、側面図および平面図である。
この管構体１は、断面正方形状の流路１１を有
し、この流路１１内に設置された伝熱管群１２に
より流路１１を通過する処理流体の静止形混合を
行うとともにこの処理流体に対して熱交換操作を
行う伝熱部本体１０と、伝熱管群１２の各伝熱管
内に熱媒体を供給するとともに、伝熱部本体１０
の壁面を通して熱交換操作を行う外奪部２０とか
ら主に構成されている。
伝熱管群１２の各伝熱管は、伝熱部本体１０の
側壁面に対して平行な複数個の伝熱管列１２１，
１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２
７，１２８，１２９が図中矢印で示した流路方向
に並設される如く伝熱部本体１０に設置されてい
る。これら各伝熱管は、伝熱部本体１０の上下壁
面１０ａ，１０ｂに貫装され外奪部２０に接続さ
れている。また、各伝熱管は流路方向に対して所
定の角度で傾斜され、隣接する各伝熱管列は互い
に異なる方向の傾斜角を有し、各交差部は接触す
るよう格子状に配置されている。また、各伝熱管
列の伝熱管においては、第１図に示すように、中
央付近に位置する伝熱管１２１ｂ，１２１ｃはそ
れぞれ伝熱部本体１０の上壁面１０ａと下壁面１
０ｂとに直接貫装され、熱媒体の流通が行われる
ように形成されており、両端部の伝熱管１２１
ａ，１２１ｄは一旦結合管１３ａおよび１３ｂに
貫装され、この結合管１３ａおよび１３ｂに結合
された隣接する伝熱管列１２２における両端部の
伝熱管１２２ａ，１２２ｄと接続されており、こ
れにより熱媒体の流通が行われる。
側壁面に対して平行な複数個の伝熱管列１２１，
１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２
７，１２８，１２９が図中矢印で示した流路方向
に並設される如く伝熱部本体１０に設置されてい
る。これら各伝熱管は、伝熱部本体１０の上下壁
面１０ａ，１０ｂに貫装され外奪部２０に接続さ
れている。また、各伝熱管は流路方向に対して所
定の角度で傾斜され、隣接する各伝熱管列は互い
に異なる方向の傾斜角を有し、各交差部は接触す
るよう格子状に配置されている。また、各伝熱管
列の伝熱管においては、第１図に示すように、中
央付近に位置する伝熱管１２１ｂ，１２１ｃはそ
れぞれ伝熱部本体１０の上壁面１０ａと下壁面１
０ｂとに直接貫装され、熱媒体の流通が行われる
ように形成されており、両端部の伝熱管１２１
ａ，１２１ｄは一旦結合管１３ａおよび１３ｂに
貫装され、この結合管１３ａおよび１３ｂに結合
された隣接する伝熱管列１２２における両端部の
伝熱管１２２ａ，１２２ｄと接続されており、こ
れにより熱媒体の流通が行われる。
ここで、各伝熱管の流路軸に対する傾斜角度
は、以下の事項を基準に決定することが好まし
い。
は、以下の事項を基準に決定することが好まし
い。
すなわち、流路内を通過する処理流体の圧力損
失は、次式で表される。
失は、次式で表される。
圧力損失△ｐ＝Ｃ・μ・ｕ・Ｌ／d2
（式中、Ｃは構造によつて決定される定数、μは
流体の粘度、ｕは流体の空間速度、Ｌは流さ、ｄ
は伝熱管外径を示す。） そして、定数Ｃは伝熱管の傾斜角度に関係す
る。傾斜角度が大きくなると圧力損失が増大する
が、流路内の有効単位体積に対する伝熱面積は大
きくなる。逆に、傾斜角度を小さくすると圧力損
失は低化するが、流路内の有効単位体積に対する
伝熱面積が減少する。また、このような管式混合
反応装置における有効容積比および伝熱面積比
は、下記の式によつてそれぞれ求められる。
流体の粘度、ｕは流体の空間速度、Ｌは流さ、ｄ
は伝熱管外径を示す。） そして、定数Ｃは伝熱管の傾斜角度に関係す
る。傾斜角度が大きくなると圧力損失が増大する
が、流路内の有効単位体積に対する伝熱面積は大
きくなる。逆に、傾斜角度を小さくすると圧力損
失は低化するが、流路内の有効単位体積に対する
伝熱面積が減少する。また、このような管式混合
反応装置における有効容積比および伝熱面積比
は、下記の式によつてそれぞれ求められる。
有効容積比：VA／Ｖ
（式中VAは流路内容積より伝熱管群などによつ
て占有される体積を除いた実容積を、Ｖは流路内
の空容積を示す。以下同じ。） 伝熱面積比：AA／VA （式中、AAは流路内の実伝熱面積を示す。） また、通常これらの値は下記の範囲内とするこ
とが好ましい。
て占有される体積を除いた実容積を、Ｖは流路内
の空容積を示す。以下同じ。） 伝熱面積比：AA／VA （式中、AAは流路内の実伝熱面積を示す。） また、通常これらの値は下記の範囲内とするこ
とが好ましい。
VA／Ｖ＝0.75〜0.90
AA／VA＝50〜90
そして、これらの値を参考にして伝熱管の傾斜
角度を決定することが好ましく、通常の操作では
ほぼ30度〜60度の範囲内がよい。
角度を決定することが好ましく、通常の操作では
ほぼ30度〜60度の範囲内がよい。
また、伝熱管列数や伝熱管径によつて、これら
のVA／ＶおよびAA／VAの値を変化させることが
可能であり、同一の流路寸法を有する装置におい
ては、伝熱管の径を小さくし伝熱管列の数を増や
せば、VA／Ｖの値は増大し、AA／VAの値は小さ
くなる。
のVA／ＶおよびAA／VAの値を変化させることが
可能であり、同一の流路寸法を有する装置におい
ては、伝熱管の径を小さくし伝熱管列の数を増や
せば、VA／Ｖの値は増大し、AA／VAの値は小さ
くなる。
なお、この実施例では、VA／Ｖの値を0.78、
VA／VAの値を80、伝熱管の傾斜角度を約45度、
伝熱管列を９、各伝熱管列の伝熱管数を４とし
た。
VA／VAの値を80、伝熱管の傾斜角度を約45度、
伝熱管列を９、各伝熱管列の伝熱管数を４とし
た。
また、第４図に示すように、伝熱部本体１０の
側内壁面には、それぞれ両端部の伝熱管列１２
１，１２９の各伝熱管に達する幅を有し、これら
両端部の伝熱管列１２１，１２９の各伝熱管と同
方向に傾斜している半円形の案内フイン１４ａ，
１４ｂ、１４ｃ，１４ｄが突設されており、この
案内フイン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによ
つて処理流体の本体内壁近傍におけるシヨートパ
スが防止され、より均一な混合が行われる。
側内壁面には、それぞれ両端部の伝熱管列１２
１，１２９の各伝熱管に達する幅を有し、これら
両端部の伝熱管列１２１，１２９の各伝熱管と同
方向に傾斜している半円形の案内フイン１４ａ，
１４ｂ、１４ｃ，１４ｄが突設されており、この
案内フイン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによ
つて処理流体の本体内壁近傍におけるシヨートパ
スが防止され、より均一な混合が行われる。
また、伝熱部本体１０の流路方向における各端
部には、この管構体１を直列接続して使用する場
合のフランジ１５が設置されている。
部には、この管構体１を直列接続して使用する場
合のフランジ１５が設置されている。
外奪部２０は、伝熱部本体１０を囲う如くフラ
ンジ１５間に設置された外奪管２１により構成さ
れており、この外奪管２１は、第３図に示すよう
に、伝熱部本体１０の外壁と外奪管２１の内壁と
の間に設けられた仕切板２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄにより上部外奪部２０ａ、下部外奪部
２０ｂ、側部外奪部２０ｃおよび２０ｄに分離さ
れている。
ンジ１５間に設置された外奪管２１により構成さ
れており、この外奪管２１は、第３図に示すよう
に、伝熱部本体１０の外壁と外奪管２１の内壁と
の間に設けられた仕切板２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄにより上部外奪部２０ａ、下部外奪部
２０ｂ、側部外奪部２０ｃおよび２０ｄに分離さ
れている。
上部外奪部２０ａは、各伝熱管に対する熱媒体
の供給を平均化するなどを目的として伝熱部本体
１０の外壁と外奪管２１の内壁との間に設けられ
た仕切板２３ａ，２３ｂ，２３ｃにより各室に分
離されており、これら各室にはそれぞれ熱媒体の
流入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが貫装さ
れている。同様に下部外奪部２０ｂも仕切板２４
ａ，２４ｂ，２４ｃにより各室に分離されてお
り、これら各室にはそれぞれ熱媒体の流出管２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが貫装されている。
の供給を平均化するなどを目的として伝熱部本体
１０の外壁と外奪管２１の内壁との間に設けられ
た仕切板２３ａ，２３ｂ，２３ｃにより各室に分
離されており、これら各室にはそれぞれ熱媒体の
流入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄが貫装さ
れている。同様に下部外奪部２０ｂも仕切板２４
ａ，２４ｂ，２４ｃにより各室に分離されてお
り、これら各室にはそれぞれ熱媒体の流出管２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄが貫装されている。
また、側部外奪部２０ｃ，２０ｄには、これら
と内接する伝熱部本体１０の壁面を通して流路１
１内を通過する処理流体に対して熱交換操作を可
能とするために、熱媒体の流入管２７ａ，２７ｂ
と流出管２８ａ，２８ｂとがそれぞれ貫装されて
いる。
と内接する伝熱部本体１０の壁面を通して流路１
１内を通過する処理流体に対して熱交換操作を可
能とするために、熱媒体の流入管２７ａ，２７ｂ
と流出管２８ａ，２８ｂとがそれぞれ貫装されて
いる。
これら熱媒体の各流入管２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ，２５ｄ，２７ａ，２７ｂおよび各流出管２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２８ａ，２８ｂ
は、図示を省略した熱媒体供給設備と接続されて
おり、これにより熱媒体の供給が行われ、各伝熱
管および外奪部によつて流路１１内を通過する処
理流体に対して熱交換操作、すなわち加熱もしく
は除熱が行われる。
ｃ，２５ｄ，２７ａ，２７ｂおよび各流出管２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２８ａ，２８ｂ
は、図示を省略した熱媒体供給設備と接続されて
おり、これにより熱媒体の供給が行われ、各伝熱
管および外奪部によつて流路１１内を通過する処
理流体に対して熱交換操作、すなわち加熱もしく
は除熱が行われる。
そして、上記構成の管構体１を処理操作に応じ
て単独であるいは複数個を伝熱部本体１０のフラ
ンジ１５により直列接続して、熱交換形管式混合
反応装置を構成する。この管構体１を複数個使用
する場合には、第６図に示すように、各伝熱管群
の列方向が90度交差するように接続し、流路内を
流れる処理液体に垂直および水平方向の力が交互
に繰り返して行われるよう接続することが好まし
い。これにより、より均一な混合が行われる。
て単独であるいは複数個を伝熱部本体１０のフラ
ンジ１５により直列接続して、熱交換形管式混合
反応装置を構成する。この管構体１を複数個使用
する場合には、第６図に示すように、各伝熱管群
の列方向が90度交差するように接続し、流路内を
流れる処理液体に垂直および水平方向の力が交互
に繰り返して行われるよう接続することが好まし
い。これにより、より均一な混合が行われる。
このように構成されたこの実施例の熱交換形管
式混合反応装置においては、処理流体を伝熱部本
体の流路内を通過させることにより、流路中に設
けた伝熱管群および外奪部から処理流体に対して
熱交換操作が行われるとともに、伝熱管群によつ
て混合操作が行われる。
式混合反応装置においては、処理流体を伝熱部本
体の流路内を通過させることにより、流路中に設
けた伝熱管群および外奪部から処理流体に対して
熱交換操作が行われるとともに、伝熱管群によつ
て混合操作が行われる。
ここで、流路内に設けた格子状伝熱管群および
伝熱部本体の内壁に設けられた案内フインによ
り、処理流体の流れは流路軸と一定角度で交わる
分割された流れとなり、流路内における処理流体
は常に一定のせん断作用をうけたプログフローを
形成し、装置内における流体の滞留時間のバラツ
キの少ない状態に保たれる。
伝熱部本体の内壁に設けられた案内フインによ
り、処理流体の流れは流路軸と一定角度で交わる
分割された流れとなり、流路内における処理流体
は常に一定のせん断作用をうけたプログフローを
形成し、装置内における流体の滞留時間のバラツ
キの少ない状態に保たれる。
また、伝熱管群表面および伝熱部本体内壁面と
処理流体との境界層が上述した分割流の作用によ
りたえず更新されるので、流路内における境膜伝
熱係数は、流路に伝熱管群のない空管の場合に比
べて著しく増大する。したがつて、同一伝熱面積
および同一温度差を有する空管の場合に比べて本
発明の熱交換形管式混合反応装置では熱伝達能力
が著しく増大する。また、装置内の有効単位容積
当りの伝熱面積は、装置の大小にかかわらず一定
値とする設計が可能であるため、スケールアツプ
に際して信頼性の高い設計が可能となる。
処理流体との境界層が上述した分割流の作用によ
りたえず更新されるので、流路内における境膜伝
熱係数は、流路に伝熱管群のない空管の場合に比
べて著しく増大する。したがつて、同一伝熱面積
および同一温度差を有する空管の場合に比べて本
発明の熱交換形管式混合反応装置では熱伝達能力
が著しく増大する。また、装置内の有効単位容積
当りの伝熱面積は、装置の大小にかかわらず一定
値とする設計が可能であるため、スケールアツプ
に際して信頼性の高い設計が可能となる。
さらに、この実施例の反応装置では、流路が単
一なため、多管式熱交換器形でしばしば経験され
る各伝熱管への流体の不均一分配の問題は完全に
解消される。
一なため、多管式熱交換器形でしばしば経験され
る各伝熱管への流体の不均一分配の問題は完全に
解消される。
この実施例の反応装置は、水平または垂直いず
れの据付方法に対しても、伝熱管の形状が比較的
単純で蛇行湾曲部が存在しないため、使用する熱
媒体のドレン抜き、ガス抜きおよびベント抜きが
容易に可能である。したがて、熱媒体として凝縮
性あるいは非凝縮性のいずれでも使用可能である
とともに、使用中などに発生するガスや蒸気によ
つてベーパーロツク現象を生じることが全くな
く、たえず所期の伝熱能力が発揮される。
れの据付方法に対しても、伝熱管の形状が比較的
単純で蛇行湾曲部が存在しないため、使用する熱
媒体のドレン抜き、ガス抜きおよびベント抜きが
容易に可能である。したがて、熱媒体として凝縮
性あるいは非凝縮性のいずれでも使用可能である
とともに、使用中などに発生するガスや蒸気によ
つてベーパーロツク現象を生じることが全くな
く、たえず所期の伝熱能力が発揮される。
［発明の効果］
以上説明したように本発明の熱交換形管式混合
反応装置によれば、処理流体の混合および熱交換
を均一に、かつ処理流体の物性変化による熱移動
および物質移動の効率を低下させることなく行う
ことができる。したがつて、収率および品質の優
れた反応生成物が得られる。また、使用する熱媒
体の制約もなく、発生ガスや蒸気による伝熱能力
の低下も起さないため、反応装置としての効率に
優れたものである。
反応装置によれば、処理流体の混合および熱交換
を均一に、かつ処理流体の物性変化による熱移動
および物質移動の効率を低下させることなく行う
ことができる。したがつて、収率および品質の優
れた反応生成物が得られる。また、使用する熱媒
体の制約もなく、発生ガスや蒸気による伝熱能力
の低下も起さないため、反応装置としての効率に
優れたものである。
第１図は本発明の一実施例の熱交換形管式混合
反応装置の一構成単位となる管構体の構成を示す
側断面図、第２図は第１図の−線に添つた平
面方向断面図、第３図、第４図および第５図は第
１図の正面図、側面図および平面図、第６図は第
１図の管構体の接続方法の一例を示す図である。 １……管構体、１０……伝熱部本体、１１……
流路、１２……伝熱管群、１４……案内フイン、
２０……外奪部。
反応装置の一構成単位となる管構体の構成を示す
側断面図、第２図は第１図の−線に添つた平
面方向断面図、第３図、第４図および第５図は第
１図の正面図、側面図および平面図、第６図は第
１図の管構体の接続方法の一例を示す図である。 １……管構体、１０……伝熱部本体、１１……
流路、１２……伝熱管群、１４……案内フイン、
２０……外奪部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １種または２種以上の流動性状物質を伝熱管
群が配置された流路内を通過させて混合および熱
交換を行わせる装置において、 断面が実質的に矩形の流路を有する伝熱部本体
と、前記流路内に該伝熱部本体の対向する内壁に
平行する平面内で隣接する伝熱管と互いに異なる
方向に傾斜させ交差部が近接するよう格子状に配
置された伝熱管群と、前記伝熱部本体の内壁に突
設され前記伝熱管群の両端の伝熱管に実質的に達
する幅を有する案内フインと、前記伝熱管群に対
して熱媒体を供給するとともに前記伝熱部本体の
壁面を通して熱交換を行うよう該伝熱部本体外周
に設けられた外奪部とを具備する管構体を単独で
あるいは複数個直列接続して構成したことを特徴
とする熱交換形管式混合反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046095A JPH01218632A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱交換形管式混合反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046095A JPH01218632A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱交換形管式混合反応装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6095149A Division JP2678267B2 (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 熱交換形管式混合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01218632A JPH01218632A (ja) | 1989-08-31 |
| JPH0542297B2 true JPH0542297B2 (ja) | 1993-06-28 |
Family
ID=12737430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046095A Granted JPH01218632A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 熱交換形管式混合反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01218632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108266923A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 特灵国际有限公司 | 具有重定向过程流体流动的蒸发器 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2403724C (en) * | 2000-03-21 | 2009-10-13 | Koch-Glitsch, Inc. | Polymer solution preheater and method for preheating such solutions |
| EP1508763B1 (de) * | 2003-08-21 | 2007-11-07 | Balcke-Dürr GmbH | Verfahren zur Anordnung eines Entlüftungsrohres in einem Wärmetauscher |
| TWI404903B (zh) * | 2007-03-09 | 2013-08-11 | Sulzer Chemtech Ag | 用於流體媒介物熱交換及混合處理之設備 |
| JP2008261592A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Tlv Co Ltd | 気化冷却装置 |
| CA3239892A1 (en) | 2016-03-30 | 2017-10-05 | Woodside Energy Technologies Pty Ltd | Heat exchanger and method of manufacturing a heat exchanger |
| CN113701540B (zh) * | 2021-08-16 | 2022-05-06 | 西安交通大学 | 一种基于多孔水滴形Kagome结构的微型快速冷却装置 |
| CN114577034A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-03 | 重庆阁睿斯工程科技有限公司 | 螺旋结构混合反应器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2839564C2 (de) * | 1978-09-12 | 1982-10-21 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Vorrichtung mit Zu- und Abfuhr von Wärme und zum Mischen von flüssigen Medien |
| CH664505A5 (de) * | 1984-03-05 | 1988-03-15 | Sulzer Ag | Statische mischeinrichtung, insbesondere fuer hochviskose kunststoffschmelzen verarbeitende maschinen. |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046095A patent/JPH01218632A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108266923A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 特灵国际有限公司 | 具有重定向过程流体流动的蒸发器 |
| CN108266923B (zh) * | 2016-12-30 | 2021-07-20 | 特灵国际有限公司 | 具有重定向过程流体流动的蒸发器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01218632A (ja) | 1989-08-31 |
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