JPH10309451A

JPH10309451A - 熱交換器用スタティックミキサ

Info

Publication number: JPH10309451A
Application number: JP9134282A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Horie; 雅彦堀江; Hisayasu Tachikawa; 久泰立川
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化に伴い増粘する流体の加熱又は冷却を
行うための熱交換器の熱交換面への被処理流体の付着が
防止され伝熱効率の高い熱交換器用スタティックミキサ
の提供。【解決手段】第１の管状体１２が第２の管状体７内に配
置され、複数のエレメント１４が第１の管状体１２の外
周面を螺旋状に包囲して該外周面に固定されて、第１の
管状体１２の外周面と第２の管状体７の内周面の間の空
間に位置し、第１の管状体１２の内側及び第２の管状体
７の外側がそれぞれ第１、第２の熱媒体の循環流路とさ
れ、第１の管状体１２の外周面と第２の管状体７の内周
面との間をエレメント１４によって撹拌・混合されなが
ら流れる被処理流体の外層側及び内層側で熱交換がなさ
れること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスタティックミキサ
に関し、特に、被処理流体を混合ないし熱交換するスタ
ティックミキサに関し、更に、加熱又は冷却すると粘度
が増大する流動体の混合ないし熱交換に好適なスタティ
ックミキサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被処理流体を混合すると共に冷却
又は加熱するための熱交換器用スタティックミキサにお
いては、加熱又は冷却によって粘度が増大する流体を処
理する場合、十分な伝熱効率が得られないことがある。
これは、増粘により、熱交換を行う伝熱管の内壁面に沿
って部分的に粘性の高いスケールが形成されて該内壁面
に付着することにより、境膜抵抗が増大し伝熱効率が著
しく低下するためである。特に、伝熱管の口径を大きく
すると、この傾向が顕著になる。

【０００３】そこで、伝熱管の口径を大きくせず、被処
理流体の付着防止及び伝熱効率の向上を目的として、特
開平８−２０６４８０号公報には、図４に示すようなス
タティックミキサ装置が提案されている。図４の装置に
おいては、両端が密閉された柱状体１０１と、柱状体１
０１の外周を螺旋状に包囲する２以上のエレメント（羽
根体）とを備え、柱状体１０１の軸方向に沿って隣接す
る２つのエレメントの端部と端部の間は、柱状体１０１
の軸の周りに互いにずれて配され、柱状体１０１が二重
管（伝熱管）１０２の内管部に挿入されており、二重管
１０２の内管部に被処理流体が導入され、Ａ→Ｄへ流れ
る。また、二重管１０２の外管部に熱交換媒体が導入さ
れ、Ｂ→Ｅへ流れる。これによって、被処理流体が柱状
体１０１の外周面に形成されたエレメントによって撹拌
・混合される共に、二重管１０２の内周面との接触によ
り、二重管１０２の外管部を流れる熱交換媒体との間で
熱交換が起こる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記装置は、二重管の
内管部の口径に対して、被処理流体の通過速度を大きく
することにより、熱伝達率を高め、かつスケーリングの
防止を図ることを特徴としているが、反面、芯の存在に
より大きな圧力損失が生じる。必要な熱交換量が小さい
場合はあまり問題とならないが、必要な熱交換量が大き
い場合には、伝熱面積を確保するために伝熱管である二
重管の全長を長くする必要がある。しかし、長くすれば
圧力損失が増大し、被処理流体の流動性に支障が生じ且
つ熱交換面に被処理流体が付着するおそれが増大する。
特に、温度変化に伴い増粘する流体を処理する場合、こ
のおそれが大きい。

【０００５】以上の事情を鑑み、本発明が解決しようと
する課題は、温度変化に伴い増粘する流体の加熱又は冷
却を行うための熱交換器の熱交換面への被処理流体の付
着が防止され伝熱効率の高い熱交換器用スタティックミ
キサを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の手段は、第１の管状体が第２の管状
体内に配置され、被処理流体の撹拌及び混合を行うため
の複数のエレメントが前記第１の管状体の外周面を螺旋
状に包囲して該外周面に固定されて、該第１の管状体の
外周面と前記第２の管状体の内周面の間の空間に位置
し、前記第１の管状体の内側及び前記第２の管状体の外
側がそれぞれ第１、第２の熱媒体の循環流路とされ、前
記エレメントによって撹拌及び混合されながら前記第１
の管状体の外周面と前記第２の管状体の内周面の間の空
間を流れる前記被処理流体の外層側及び内層側で熱交換
がなされることを特徴とする。

【０００７】本発明の第２の手段は、第１の手段に基づ
き、前記第１の管状体内に第３の管状体が配置され、前
記第３の管状体の内側の空間と、前記第１の管状体の内
周面と該第３の管状体の内周面の間の空間とが互いに連
通して前記第１の熱媒体の循環流路とされたことを特徴
とする。

【０００８】本発明の第３の手段は、第１の手段に基づ
き、前記第１の管状体は一側に開口部が形成され且つ他
側が閉口され、前記第３の管状体の一側は前記第１の管
状体の一側から突出して開口部を備え、該第３の管状体
の他側は該第１の管状体の他側の閉口部に対向して開口
することを特徴とする。

【０００９】本発明の第４の手段は、第１の手段に基づ
き、前記第１の管状体及び第３の管状体の一側に設けら
れたフランジ部において両者が接合されると共に該第１
の管状体の内周面と該第３の管状体の外周面の間の空間
が密閉され、前記第２の管状体の一側には前記被処理流
体の導入用パイプが該第２の管状体と該導入用パイプに
設けられたフランジ部において該第２の管状体に接合さ
れ、該導入用パイプの軸方向両側には前記第１の管状体
及び前記第３の管状体が貫通する開口、径方向には前記
被処理流体を導入するための開口がそれぞれ設けられた
ことを特徴とする。

【００１０】なお、撹拌及び混合のためのエレメントと
は、流体が流れる管内に配されて、この流体等を分割、
混合、攪拌するものであり、例えば、２以上の邪魔板
（典型的には、ねじり羽根板）を、それらの端面が交叉
するように管の外周面において流路方向に対して螺旋状
に配置したものである。

【００１１】本発明によれば、エレメントが固定された
第１の管状体においても熱交換が行われるため、この管
状体を内周面が熱交換面とされた第２の管状体（伝熱
管）に挿入した場合、被処理流体は、第１、第２の管
状体の間を、エレメントによって、切断・撹拌・混合さ
れながら螺旋状に流れる。このため、管状体の径方向に
おける流体の層の厚さが薄くなって、流体が良好に攪拌
され管の径方向における流体等の温度差がきわめて小さ
くなると共に、被処理流体の内層側及び外層側の両面
で熱交換が行われるので、二重管口径を大きくしたり、
或いは装置全長を長くすることなく、伝熱効率が高めら
れている。従って圧力損失も小さい。例えば、本発明に
基づくスタティックミキサ装置と特開平８−２０６４８
０号に開示されたスタティックミキサ装置を比較した場
合、装置外径を同一とすると、ミキサ断面当りの有効伝
熱面積を約１．５倍とすることができ、スタティックミ
キサ全長を２／３に縮少できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において、エレメントを備
えた第１の管状体は、通常は、被処理流体が流れる管中
に配して使用する。ここで、流体とは、少なくとも流動
性を有するものであり、気体、液体等の流体のみから成
るものに限られず、これらに固体（例えば、粉状体ない
し粒状体）が分散したものも含まれる。固体は、流体に
一部又は全部溶解していてもよく、流体に溶解していな
くてもよい。

【００１３】本発明のエレメントを備えた第１の管状体
を別の径大の第２の管状体（伝熱管、好ましくは熱媒体
が外管を流れる二重管）中に配して、加熱又は冷却する
と粘度が増大する被処理流体の熱交換を行う場合、管の
内壁に流体等が高粘度化したものが付着しにくく、高い
伝熱効率を得ることができる。さらに、径方向において
流体が流れやすい部分と流れにくい部分が生じることが
防止されるので、管の内壁にスケールが付着することが
一層防止される。

【００１４】好ましくは、第１の管状体内部を加熱又は
冷却のための熱媒体が循環可能な構造とする。また好ま
しくは、内側を被処理流体が流れる第２の管状体の外側
に加熱構造又は冷却構造を設けて、被処理流体を加熱又
は冷却する。例えば、第２の管状体に電気ヒータを接続
する。或いは、第２の管状体を二重管とし、外管内に水
蒸気等の加熱媒体、水等の冷却媒体を循環させる。熱媒
流体の流れ方向は、好ましくは、加熱又は冷却しようと
する被処理流体の流れの方向と反対とする。

【００１５】（エレメント）好ましくは、エレメントと
して、第１の管状体の軸方向において隣接する２つの羽
根状の突起部の端部と端部を、第１の管状体の軸の回り
に互いにずれて配置することにより、上流側の突起部か
ら流出した被処理流体は、隣接する下流側の突起部の端
部によって分割、混合される。また、好ましくは、エレ
メントとして、第１の管状体の外周を螺旋状に包囲する
羽根状の突起部を設ける。また、第１の管状体の周方向
における羽根状の突起部の数を増加させることにより、
被処理流体の混合性をより一層向上させることができ
る。羽根状の突起部は、第１の管状体の外周を必ずしも
１周（360°）包囲する必要はなく、例えば30°以上に
することができ、好ましくは９０゜〜２７０゜（より好
ましくは１８０゜程度）にする。

【００１６】羽根状の突起部の螺旋の程度は、第１の管
状体の直径をＬとすると、第１の管状体の中心軸を中心
として第１の管状体の外周を180゜包囲したと仮定したと
きの包囲された第１の管状体の中心軸方向の長さが１Ｌ
〜３Ｌ（より好ましくは１．５Ｌ〜２Ｌ）になる程度に
する。羽根状の突起部は、第１の管状体の軸方向のある
一定の長さ区間に２以上属するようにすることができ
る。かかる区間内の２以上の羽根状の突起部は、それら
の螺旋の回転方向を全て同じ方向にすることができ、ま
た、少なくとも一のものの回転方向を他のものとは逆の
方向にしても良い。また、羽根状の突起部の高さＴは、
第１の管状体が挿入される別の管の内部に配することが
できる長さにし、好ましくは、（第１の管状体の内径−
第１の管状体が挿入される別の管の外径）／２に限りな
く近いものが良い。

【００１７】また、後述の図１では、羽根状の突起部で
あるエレメントの管状体軸方向における長さは、それぞ
れほぼ一定であるが、必ずしも一定にする必要はなく、
管状体軸方向のエレメントの長さを次第いに長く又は短
くしてもよいし、長いエレメントと短いエレメントを不
規則に組合せてもよい。また、後述の図１では、管状体
の外周を螺旋状に包囲する羽根状の突起部であるエレメ
ントの、管状体中心軸回りのエレメントのねじり角（即
ち、管状体の中心軸を中心として、エレメントの一端か
らもう他端に至るまでに前記中心軸の回りを回転した角
度）は、ほとんどのものがほぼ180゜の一定値であるが、
必ずしも一定にする必要はなく、管状体の一端から他端
にかけて、エレメントの一部ないし全部の前記ねじり角
を次第に大きく又は小さくしてもよく、また、不規則に
しても良い。前記ねじり角は、例えば30°以上にするこ
とができ、例えば180°±135°、180°±90°、180°±
45°の範囲内にすることができる。

【００１８】（管状体）第１及び第２の管状体及び羽根
状の突起部の材質は、熱交換時の温度範囲内において耐
熱性を有するものであれば良く、例えば、金属、セラミ
ックス、あるいはこれらの双方から成るものにすること
ができる。第１の管状体とエレメントは、それぞれ別体
のものとして形成しそれらを接合しても良く、あるいは
初めから一体形のものを形成しても良い。管状体は、円
柱ないし楕円柱等のような略円形で良いが、三角柱、四
角柱あるいは、五角以上の多角柱にすることもできる。
一般的には、第１の管状体の外形は、該第１の管状体が
配される外側伝熱管の内部空間の形状に沿ったものにす
る。

【００１９】（スタティックミキサを備えた第１の管状
体が挿入される第２の管状体）第１の管状体は該第１の
管状体より径大の別の管（第２の管状体）内に配して用
いられる。好ましくは、管状体と別の管の軸方向が概ね
一致するように管内に配置する。別の管が屈曲している
場合は、第１の管状体も別の管に沿って屈曲したものに
する。エレメントと第１の管状体が挿入される第２の管
状体とは、エレメントが被処理流体等により管から押し
流されないように規制された状態であれば必ずしも互い
に固定する必要はないが、必要に応じて接合等により固
定することもできる。

【００２０】第１の管状体が挿入される第２の管状体の
内径ＬＬと第１の管状体の外径Ｌの長さの比ＬＬ／Ｌ
は、好ましくは１．２〜１．６（より好ましくは１．
４）にする。また、後述の図１では、第２の管状体の径
はほぼ一定であるが、管状体軸方向に径の一部又は全部
を次第に大きくしたり、又は小さくすることもできる。
管状体の径が次第に小さくなる範囲では、羽根状の突起
部の高さを次第に大きくなるようにして、スタティック
ミキサ要素としての径を一定に保つようにしてもよい。
スタティックミキサを中に配置する第２の管状体は、例
えば内部に円柱形状の空間部を有するもので良く、かか
る空間の径ＬＬとパイプの径Ｌの長さの比ＬＬ／Ｌは、
好ましくは１．１〜１．５（より好ましくは１．２〜
１．３）にする。

【００２１】また、本発明のエレメントを備えた管状体
と従来構造のエレメントを備えたスタティックミキサ
（羽根体部）を直列に接続してもよく、従来型のスタテ
ィックミキサ構造（例えば特開平８−２０６４８０号の
図２参照）を用いることにより圧力損失の増大を抑制す
ることができる。

【００２２】また、アセンブリした状態で、内管及び
外管内が第１の熱媒体流路とされ、外管外周面にエレメ
ントが固定された第１の二重管が、内管が被処理流体
流路とされ、外管が第２の熱媒体流路とされた第２の二
重管内に同心に配置された構成とする。また、径方向内
側から外側に向かって、第１の熱媒体流路、第１の熱交
換面、被処理流体流路、第２の熱交換面、第２の熱媒体
流路を配置する。

【００２３】高粘性物質の被処理流体として、例えば澱
粉、たまご、フレーバー等の混合物であるカスタードク
リーム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、炭酸カルシ
ウム、澱粉、ＴｉＯ₂等の混合物であるコーティング材
原料、みそ（冷却）等があり、本発明のスタティックミ
キサは、これらの高粘性物質も良好に攪拌することがで
きる。カスタードクリームは、例えばクッキング後のも
の（100〜120℃で粘度5000cp）を40℃（粘度５万〜10万
cp）以下に冷却する場合でも良好に熱交換できる。ま
た、コーティング材原料は、クッキング後のもの（100
℃で粘度2000〜3000cp）を40℃（粘度７万cp）以下に冷
却する場合でも良好に熱交換できる。本発明に基づくス
タティックミキサと、同一長さ、同一外径の従来のスタ
ティックミキサを用いた場を比較すると、本発明によれ
ばクリームの混合に必要な羽根数を従来の２／３に減少
させることができるので、クリームの練り過ぎによる、
いわゆる「腰抜け」の発生が防止される。すなわち、ク
リームの形状保持力を保ったまま、均一な混合及び冷却
がなされる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１及び図２は、本発明の一実施例に係るスタテ
ィックミキサを用いた装置を説明するための図であり、
図１は正面断面図、図２は側面断面図である。

【００２５】図１の装置は、三種類の流体（一つの被処
理流体、２つの熱媒体）が流れる、いわば三重構造であ
り、エレメント１４が外周面に固定された第１の管状体
１２内に第３の管状体１３が同心に挿入されると共に、
第１の管状体１２が第２の管状体（ハウジング）７に同
心に挿入され、さらに第２の管状体７の外周面は第４の
管状体（ジャケット）８で覆われている。第１、第３の
管状体１２，１３は内側伝熱管、第３、第４の管状体
７，８は外側伝熱管を構成する。すなわち、図１の装置
は、エレメントをその外周面に備えた内側伝熱管が外側
伝熱管内に挿入さている。第１の熱媒体は、入口Ｃから
導入され、第３の管状体１３の内部を流れた後、第１の
管状体１２と第３の管状体１３の間を流れ、出口Ｆから
導出される。被処理流体は、入口Ａから供給され、第１
の管状体１２と第２の管状体７の間を流れ、出口Ｄから
排出される。第２の熱媒体は、入口Ｂから導入され、第
２の管状体７と第４の管状体８の間を流れ、出口Ｅから
導出される。

【００２６】次に、径の小さい順に第１〜第４の管状体
の構造を詳説する。第３の管状体１３の両端は開口さ
れ、入口側には溶接用へルール３が形成されている。ま
た、第３の管状体１３の外周面にはバッフル板２０が所
定間隔で配設され、第３の管状体１３を第１の管状体１
２に挿入した際に両者の径方向のクリアランスを維持す
る。

【００２７】第１の管状体１２は一側が開口し、他側に
キャップ１６が配設されて袋状の閉口部とされている。
第１の管状体１２内部に第３の管状体１３が挿入され、
第１の管状体１２のキャップ１６に対向して、第３の管
状体１３の開口端面は離間している。そして、第１、第
３の管状体１２，１３の入口側にそれぞれ設けられたへ
ルール（フランジ部）５，４がガスケット２２を挟んで
クランプ部材２４により挟持されることにより、第３の
管状体１３は第１の管状体１２に対して固定される。第
１の熱媒体は、第３の管状体１３の入口Ｃから導入さ
れ、第３の管状体１３の内側を流れた後、第１の管状体
のキャップ１６付近から第３の管状体１３外周面と第１
の管状体１２内周面の間を流れ、出口Ｆから導出され
る。

【００２８】第２の管状体７（ハウジング）の入口側軸
方向端部には、導入用パイプ１１を備えた被処理流体の
供給用パイプ１０が取り付けられ、軸方向出口側端面に
は、排出用パイプ（レジューサー）１７が取り付けられ
ている。導入用パイプ１１の開口部には取付け用フラン
ジ２が形成されている。供給用パイプ１０の取り付け
は、供給用パイプ１０のへルール（フランジ部）と第２
の管状体７のへルール（フランジ部）がガスケット２１
を挟んでクランプ部材２３により挟持されてなる（排出
用パイプ１７も同様）。また、第２の管状体７の外周面
にはバッフル板１９が所定間隔で配設され、第２の管状
体７と第４の管状体８の径方向のクリアランスを維持す
る。第２の管状体７の内周面にはエレメント１４が近接
している。なお、エレメント１４を第１の管状体の外周
面と第２の管状体７の内周面の両方に固定してもよい。

【００２９】第４の管状体（ジャケット）８は、キャッ
プ１５を介して第２の管状体７の外周面に取り付けられ
ている。第４の管状体８の一側外周面には、第２の熱媒
体の導出用パイプ９、他側外周面には第２の熱媒体の導
入用パイプがそれぞれ取り付けられ、第２の熱媒体は被
処理流体の流れ方向（ＡからＤ）とは反対方向に、入口
Ｂから出口Ｅへと、第３、第４の管状体７、８の間を流
れる。

【００３０】第１の管状体１２の外周面に固定されたエ
レメント１４について説明する。羽根状の突起部である
複数のエレメント１４は、第１の管状体１２の外周を長
手方向の中心軸の回りに角度180°で螺旋状に包囲す
る。径方向に隣接するエレメント１４同士は、前記中心
軸に対して対称に形成されている。一方、軸方向に隣り
合うエレメント１４同士は、螺旋状に包囲する方向（螺
旋の回転方向）が互いに逆方向となっている。径方向及
び軸方向に隣り合うエレメント１４の端部同士は管状体
の中心軸の周囲に角度90°分ずれている。このように、
第１の管状体１２の周方向に関し羽根状の突起部が２つ
存在する。より詳細には、第１の管状体１２の軸方向の
一定の長さ区間において２つの突起部を有している。前
記突起部の２つの螺旋の回転方向は同一であるが、突起
部を３つ以上にしたり、回転方向が逆方向の突起部を混
在させたり、管状体の周方向において突起部の少なくと
も１つの端部が他の突起部の端部から管状体の軸方向に
ずらすこともできる。なお、以上説明したスタティック
ミキサ装置は分解、組立及び洗浄が容易化されている。

【００３１】次に、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、
以上説明した実施例に係る装置の動作を、特開平８−２
０６４８０号公報の発明に係る装置のそれと対照しなが
ら説明する。図３（ａ）は、比較例の装置の動作を説明
するための原料（被処理流体）の流れ方向に垂直な方向
に沿って切断した断面図であり、図３（ｂ）は実施例に
係る同様の断面図である。比較例においては、エレメン
トが存在する原料流路の外径側のみが熱媒体流路とさ
れ、内側は単に中空とされている。実施例においては、
エレメントが存在する原料流路の外径側及び内径側が両
方とも熱媒体流路とされている。従って、実施例の伝熱
面積は、図３に示すような場合、比較例の約１．５倍以
上となり、実施例は比較例に比べて同一断面積における
伝熱効率が格段に高められている。すなわち、伝熱に関
与する原料流れの有効層厚が薄くされている。また、同
一長さ、同一外径のスタティックミキサ装置に比べて、
本発明に基づく装置の有効伝熱面積を１．５倍以上にす
ることが容易である。

【００３２】特開平８−２０６４８０号公報に記載され
た評価試験１及び評価試験２と同一の条件で試験を行
い、図１に示した本発明の一実施例に係る装置（実施
例）と、同公報の実施例に係る装置（比較例）とを比較
した。比較例の装置においてエレメントを備えた柱状体
は、特開平８−２０６４８０号公報の図１に示される形
状のものである。

【００３３】（評価試験１）比重1.2ｇ／cm³、粘度5000
0cps、温度95℃の塗工液（成分：炭酸カルシウム、ポバ
ール、澱粉及び水）を流量1000リットル／Ｈで流し、３
０℃の冷却水を用いて、塗工液が約５０℃まで冷却され
るように、実施例と比較例の熱交換器用スタティックミ
キサ（羽根数は共に１８枚）をそれぞれ所定数直列に接
続し、熱交換及び撹拌・混合を行ない、比較例と実施例
の場合でそれぞれ必要な熱交換器用ミキサの接続基数を
求めた。エレメントを備えた実施例の管状体又は比較例
の柱状体が挿入される熱交換器の型式は、Ｄｙ社のＳＭ
ＨＥＤ−100Ａ（13）／Ｓである。比較例において、１
基の全長2000mm、材質は金属製（ＳＵＳ304）、エレメ
ントを備えた柱状体の最大径（エレメント部の径）は9
7.6mm、パイプ径は76.3mmである。一方、実施例におい
て、１基の全長2000mm、材質は金属製（ＳＵＳ304）、
エレメントを備えた管状体（図１参照）の最大径（エレ
メント部の径）は108.3mm、パイプ径は76.3mmである。
塗工液を約５０℃まで冷却するために、比較例の場合
は、その熱交換器用スタティックミキサを８基直列に接
続することが必要であって、総括伝熱係数は142kcal／
ｍ²・Ｈr・℃となり、圧力損失は７Kg/ｃｍ²であった。
一方、実施例の場合は、それを５基直列に接続するだけ
で十分であり、総括伝熱係数は155kcal／ｍ²・Ｈr・℃
となり、圧力損失は大幅に改善され4.5Kg/ｃｍ²であっ
た。

【００３４】（評価試験２）比重1.1ｇ／cm³、粘度100,
000cps、温度100℃の澱粉含有食品原料（成分：小麦
粉、牛乳、水及び砂糖等）を流量400リットル／Ｈで流
し、1.7℃の冷却媒を用いて、原料が約１５℃まで冷却
されるように、実施例と比較例の熱交換器用スタティッ
クミキサ（羽根数は共に１４枚）をそれぞれ所定数直列
に接続し、熱交換及び撹拌・混合を行ない、比較例と実
施例の場合でそれぞれ必要な熱交換器用ミキサの接続基
数を求めた。なお、熱交換器の型式は、Ｇ社のＳＭＨＥ
Ｄ−80Ａ（14）／Ｓである。比較例において、１基の全
長は1508.2mm、材質は金属製（ＳＵＳ304）、エレメン
トを備えた柱状体は、特開平８−２０６４８０号公報の
図１に示される形状のものであつて、最大径（エレメン
ト部の径）71.5mm、パイプ径48.6mmである。一方、実施
例において、１基の全長は1508.2mm、材質は金属製（Ｓ
ＵＳ304）、エレメントを備えた管状体は図１に示され
るものであって、最大径（エレメント部の径）71.5mm、
パイプ径48.6mmである。

【００３５】原料を約１５℃まで冷却するためには、比
較例の熱交換器用スタティックミキサの場合、これを１
５基直列に接続することが必要であって、総括伝熱係数
は139kcal／ｍ²・Ｈr・℃となり、圧力損失は10Kg/ｃｍ
²であった。一方、実施例の熱交換器用スタティックミ
キサの場合は、これを１０基直列に接続するだけで十分
であり、総括伝熱係数は150kcal／ｍ²・Ｈr・℃とな
り、圧力損失は大幅に改善され6.5Kg/ｃｍ²であって、
加えてカード保持性も向上した。

【００３６】

【発明の効果】本発明のスタティックミキサによれば、
従来の熱交換機能をもっていなかったエレメントの被固
定部材においても、熱交換が行われるため、これを通常
の熱交換器に挿入することにより、被処理流体の内周側
及び外周側の両側で熱交換が起こるため、熱交換能が顕
著に高められる。そして、熱交換能が高いことにより、
スタティックミキサの配列数を減少し或いはスタティッ
クミキサの全長を短くしても、必要な熱交換能が十分に
確保できるため、圧力損失が低減される。ゆえに、本発
明のスタティックミキサは、温度変化に伴って粘性が増
大し、付着し易くなる被処理流体の熱交換及び撹拌・混
合を行うための装置に好適に用いることができる。加え
て、圧力損失が抑制されるため被処理流体を送出するポ
ンプなどの付帯設備を大型化する必要もなくされる。ま
た、第１の管状体内に第３の管状体を配することによ
り、熱媒体を循環させ、循環した熱媒体を第２の管状体
の外側より導出させるように装置を構成することが容易
であり、熱媒体の循環によって熱交換効率が高められる
と共に、第２の管状体の出口側などに第２の熱媒体導出
用の開口を設ける必要がなくされる。また、第１の管状
体及び第３の管状体の一側に設けられたフランジ部にお
いて両者が接合されると共に第１の管状体の内周面と第
３の管状体の外周面の間の空間が密閉され、第２の管状
体の一側には被処理流体の導入用パイプが第２の管状体
と導入用パイプに設けられたフランジ部において両者が
接合され、導入用パイプの軸方向両側には第１の管状体
及び第３の管状体が貫通する開口、径方向には被処理流
体を導入するための開口をそれぞれ設けることにより、
装置の組立、分解及び洗浄が容易化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスタティックミキサを
用いた装置を説明するための図であり、図１は正面断面
図である。

【図２】図１に示したスタティックミキサの側面図であ
る。

【図３】（ａ）は、比較例の装置の動作を説明するため
の原料（被処理流体）の流れ方向に垂直な方向に沿って
切断した断面図であり、（ｂ）は実施例に係る同様の断
面図である。

【図４】従来のスタティックミキサの構造を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１，２，３溶接用へルール４，５へルール（フランジ部）６フランジ７第２の管状体（ハウジング）８第４の管状体（ジャケット）９導出用パイプ（第２の熱媒体出口パイプ）１０取付パイプ１０（第２の管状体７の入口側に取り
付け）１１供給用パイプ（被処理流体供給用パイプ）１２第１の管状体（外周面にエレメント１４が固定さ
れたパイプ）１３第３の管状体１４エレメント１５キャップ（ジャケット８用）１６キャップ（第１の管状体１２用）１７排出用パイプ（レジューサー、第２の管状体７の
出口側に取り付け）１８プレート１９，２０バッフル板２１，２２ガスケット２３，２４クランプ部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の管状体が第２の管状体内に配置さ
れ、被処理流体の撹拌及び混合を行うための複数のエレ
メントが前記第１の管状体の外周面を螺旋状に包囲して
該外周面に固定されて、該第１の管状体の外周面と前記
第２の管状体の内周面の間の空間に位置し、前記第１の
管状体の内側及び前記第２の管状体の外側がそれぞれ第
１、第２の熱媒体の循環流路とされ、前記エレメントに
よって撹拌及び混合されながら前記第１の管状体の外周
面と前記第２の管状体の内周面の間の空間を流れる前記
被処理流体の外層側及び内層側で熱交換がなされること
を特徴とするスタティックミキサ。
【請求項２】前記第１の管状体内に第３の管状体が配置
され、前記第３の管状体の内側の空間と、前記第１の管
状体の内周面と該第３の管状体の内周面の間の空間とが
互いに連通して前記第１の熱媒体の循環流路とされたこ
とを特徴とする請求項１記載のスタティックミキサ。
【請求項３】前記第１の管状体は一側に開口部が形成さ
れ且つ他側が閉口され、前記第３の管状体の一側は前記
第１の管状体の一側から突出して開口部を備え、該第３
の管状体の他側は該第１の管状体の他側の閉口部に対向
して開口することを特徴とする請求項１又は２記載のス
タティックミキサ。
【請求項４】前記第１の管状体及び第３の管状体の一側
に設けられたフランジ部において両者が接合されると共
に該第１の管状体の内周面と該第３の管状体の外周面の
間の空間が密閉され、前記第２の管状体の一側には前記
被処理流体の導入用パイプが該第２の管状体と該導入用
パイプに設けられたフランジ部において該第２の管状体
に接合され、該導入用パイプの軸方向両側には前記第１
の管状体及び前記第３の管状体が貫通する開口、径方向
には前記被処理流体を導入するための開口がそれぞれ設
けられたことを特徴とする請求項１〜３記載のスタティ
ックミキサ。