(57)【要約】【課題】本発明は、熱伝達を向上させることにより、金属製缶体内の液体との熱交換効率を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明によるグラスライニング製反応缶は、金属製缶体(1)のグラスライニング(21)を、鉄素地にコーティングする総厚さが０．６〜１．２ｍｍであることにより、総括伝熱係数(Ｕ値：Kcal/m２.hr.℃)を加熱時でジャケット(7)内の流体がスチームで、前記金属製缶体(1)内の流体が有機液体の時の前記Ｕ値３７０〜８００(Kcal/m2.hr.℃)とし、熱交換効率を向上させる構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面(1b)にグラスライニング(21)が形成された金属製缶体(1)内に設けられモータ(2)駆動により回転する攪拌羽根(4)と、前記金属製缶体(1)の外周に設けられ前記金属製缶体(1)内の液体を加熱又は冷却させるための媒体を収容するジャケット(7)からなるグラスライニング製反応缶において、
前記グラスライニング(21)は、総厚さが０．６〜１．２ｍｍであり、総括伝熱係数(Ｕ値：Kcal/m２.hr.℃)を加熱時でジャケット(7)内の流体がスチームで、前記金属製缶体(1)内の流体が有機液体の時の前記Ｕ値３７０〜８００(Kcal/m2.hr.℃)にしたことを特徴とするグラスライニング製反応缶。
【請求項２】
前記金属製缶体(1)の前記ジャケット(7)に対応する缶体外表面(6)には、鉄金属より熱伝導度が大であるアルミニウム、銅、金、銀、亜鉛の何れかをコーティングしたことを特徴とする請求項１記載のグラスライニング製反応缶。
【請求項３】
前記缶体外表面(6)には、凹凸面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のグラスライニング製反応缶。
【請求項４】
前記缶体外表面(6)には、スパイラル形状の帯板又はディンプル形状の金属チップが溶接密着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のグラスライニング製反応缶。
【請求項５】
前記金属製缶体(1)の内側部(1a)には、少なくとも一対の接続管(20)を介し前記流体に接する状態でバッフル(11)が設けられ、前記ジャケット(7)と前記バッフル(11)との間は前記各接続管(20)を介して連通し、前記ジャケット(7)内の前記媒体が前記バッフル(11)内を循環することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のグラスライニング製反応缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラスライニング製反応缶に関し、特に、熱伝達を向上させることにより、金属製缶体内の液体との熱交換効率を向上させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のグラスライニング製反応缶としては、社内製作のみで特許出願を行っていないため、特許文献等は開示していないが、その構成を図４に開示することができる。
すなわち、図４において、符号１で示されるものは、全体が密閉型の缶状をなす金属製缶体であり、この金属製缶体１の上部にはモータ２を有する減速機架台３が設けられ、この金属製缶体１内に回転自在に設けられた攪拌羽根４の軸５は前記減速機架台３を介して前記モータ２に接続されている。
【０００３】
前記金属製缶体１の缶体外表面６には、この缶体外表面６の側部を覆うと共に所定の間隔の空洞からなるジャケット７が形成され、このジャケット７の複数個所には、このジャケット７内に冷却又は加熱用の液体又は気体等からなる媒体を供給して排出する循環用の入口８及び出口９が設けられている。
【０００４】
前記金属製缶体１の上部に形成されたノズル１０には、このノズル１０を貫通する状態で下部に感温部１１ａを有するバッフル１１が挿入され、このバッフル１１は、前記金属製缶体１の内部に吊り下げられた状態で保持されると共に金属製缶体１内の加熱又は冷却される液体と接触することができるように構成されている。
【０００５】
前記ジャケット７には、エアー抜き１２、脚１３、ドレン口１４、アジテーティングノズル１５が設けられ、前記金属製缶体１には、覗窓１６、マンホール１７、フラッシュバルブ１８が設けられている。
【０００６】
従って、前述の構成において、前記金属製缶体１内に医薬品等の液体を供給し、前記ジャケット７内に供給する媒体と同じ媒体をバッフル１１内に供給してノズル１０を密閉した後に、モータ２により攪拌羽根４を攪拌しつつ、前記バッフル１１及びジャケット７内の媒体によって熱交換が行われ、前記液体の冷却又は加熱が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のグラスライニング製反応缶は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、グラスライニングは、鉄等の金属製母材に無機ガラスを高温で焼付けたもので、ガラスの表面を持つことから洗浄性に優れ、また、理化学ガラスと同等又はそれ以上の耐薬品性や耐熱性を有することから、化学薬品用の反応容器や医薬品の製造釜等に幅広く使用されている。
一般に、グラスライニングは金属製母材上に下釉を掛けて焼成し、更に上釉を掛けて焼成することにより形成されている。
しかしながら、ライニングされるガラスの熱伝導率λｇが１．０（Kcal/m.h.℃）と炭素鋼の熱伝導率λＦｅ４５（Kcal/m.h.℃）に比べて１／４５と小さく、ジャケット側から加熱・冷却での液体の内容物への熱伝導が小さく、総括伝熱係数Ｕ値が加熱時でジャケット内の流体がスチームである場合、該缶体内の液体が有機液体で３００〜４００（Kcal/m.h.℃）である。
【０００８】
従って、固体と流体との間に温度差があると、両者の間に伝導ならびに対流による熱交換が行われる。
このときの伝熱速度Ｑ（Kcal/h）は通常、伝熱面積Ａ(m2)に比例し、また流体の平均温度ｔ（℃）と壁温ｔｗ（℃）との差に比例するので次式で表される。
Ｑ＝ｘＡ（ｔ−ｔｗ）
比例定数ｘ（Ｋｃａｌ／ｍ2．ｈ．℃）は境膜伝熱係数と呼ばれ、その値は両端の流れの状態によって異なる。
【０００９】
グラスライニング装置のように固体壁をはさんで温度の異なる流体の間で熱移動が行われる場合には、高温流体の平均温度ｔ１と低温流体の平均温度ｔ２との差を温度の推進力としてとると、高温流体から低温流体への伝熱速度は
Ｑ＝Ｕ1Ａ1（ｔ１−ｔ２）
で表される。
係数Ｕ１を総括伝熱係数と呼び、
数１の(1)式で表される。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
前記Ｕ値を向上させるためには、
(1)Ｉｇ：グラスライニング厚みを薄くする。
(2)Ｋｇ：グラスの熱伝導度を高くする。
ことの二点が重要であるが、グラスライニングのガラスライニング厚は、ＪＩＳ−Ｒ４２０１規格に０．６〜２．５ｍｍと定められているが、実際のグラスライニング装置のガラスライニング厚はピンホール発生・修正・手直し焼成を焼成途中で繰り返し、通常２０００Ｌ容器で１．３〜２．０ｍｍ位で製品化されている。
釉薬のくすり掛けは１回当たり０．２〜０．３ｍｍ位で、下釉施工を１〜２回、上釉施工を４〜５回行い、その都度、焼成炉内で溶融・焼付けをしている。
【００１２】
グラスライニング装置の総括伝熱係数Ｕ値を向上させるためには、ガラスライニングの下釉厚み＋上釉厚みの総計厚みを外側ジャケットに対応する該缶体内部のガラスライニング厚みで０．６〜１．２ｍｍの薄膜にすることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるグラスライニング製反応缶は、内面にグラスライニングが形成された金属製缶体と、前記金属製缶体内に設けられモータ駆動により回転する攪拌羽根と、前記金属製缶体の外周に設けられ前記金属製缶体内の液体を加熱又は冷却させるための媒体を収容するジャケットからなるグラスライニング製反応缶において、前記グラスライニングは、総厚さが０．６〜１．２ｍｍであり、総括伝熱係数(Ｕ値：Kcal/m２.hr.℃)を加熱時でジャケット内の流体がスチームで、前記金属製缶体内の流体が有機液体の時の前記Ｕ値３７０〜８００(Kcal/m2.hr.℃)にした構成であり、また、前記金属製缶体の前記ジャケットに対応する缶体外表面には、鉄金属より熱伝導度が大であるアルミニウム、銅、金、銀、亜鉛の何れかをコーティングした構成であり、また、前記缶体外表面には、凹凸面が形成されている構成であり、また、前記缶体外表面には、スパイラル形状の帯板又はディンプル形状の金属チップが溶接密着されている構成であり、また、前記金属製缶体の内側部には、少なくとも一対の接続管を介し前記流体に接する状態でバッフルが設けられ、前記ジャケットと前記バッフルとの間は前記各接続管を介して連通し、前記ジャケット内の前記媒体が前記バッフル内を循環する構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるグラスライニング製反応缶は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、内面にグラスライニングが形成された金属製缶体と、金属製缶体内に設けられモータ駆動により回転する攪拌羽根と、前記金属製缶体の外周に設けられ前記金属製缶体内の液体を加熱又は冷却させるための媒体を収容するジャケットからなるグラスライニング製反応缶において、前記グラスライニングは、総厚さが０．６〜１．２ｍｍであり、総括伝熱係数(Ｕ値：Kcal/m２.hr.℃)を加熱時でジャケット内の流体がスチームで、前記金属製缶体内の流体が有機液体の時の前記Ｕ値３７０〜８００(Kcal/m2.hr.℃)にしたことにより、総括伝熱係数Ｕを従来よりも向上させることができ、高効率の熱交換作用を得ることができる。また、前記金属製缶体の前記ジャケットに対応する缶体外表面には、鉄金属より熱伝導度が大であるアルミニウム、銅、金、銀、亜鉛の何れかをコーティングしたことにより、従来よりも熱交換効率を向上させることができる。また、前記缶体外表面には、凹凸面が形成されていることにより、缶体外表面の表面積を従来よりも大幅に大とし、熱交換効率を向上させることができる。また、前記缶体外表面には、スパイラル形状の帯板又はディンプル形状の金属チップが溶接密着されていることにより、前述の凹凸面の構成と同様に缶体外表面の表面積を従来よりも大幅に大とすることができる。また、前記金属製缶体の内側部には、少なくとも一対の接続管を介し前記流体に接する状態でバッフルが設けられ、前記ジャケットと前記バッフルとの間は前記各接続管を介して連通し、前記ジャケット内の前記媒体が前記バッフル内を循環することにより、金属製缶体内の液体と接するバッフル内にジャケット内の媒体を循環供給することができ、従来よりも熱交換効率を大幅に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】
【００１５】
本発明は、熱伝達を向上させることにより、金属製缶体内の液体との熱交換効率を向上させるようにしたグラスライニング製反応缶を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１６】
以下、図面と共に本発明によるグラスライニング製反応缶の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは、全体が密閉型の缶状をなす金属製缶体であり、この金属製缶体１の上部にはモータ２を有する減速機架台３が設けられ、この金属製缶体１内に回転自在に設けられた攪拌羽根４の軸５は前記減速機架台３を介して前記モータ２に接続されている。
【００１７】
前記金属製缶体１の缶体外表面６には、この缶体外表面６の側部を覆うと共に所定の間隔の空洞からなるジャケット７が形成され、このジャケット７の複数個所には、このジャケット７内に冷却又は加熱用の液体又は気体等からなる媒体を供給して排出する循環用の入口８及び出口９が設けられている。
【００１８】
前記金属製缶体１の上部に形成されたノズル１０には、このノズル１０を貫通する状態でバッフル１１が挿入され、このバッフル１１は、金属製缶体１の内側部１ａに設けられた少なくとも一対の接続管２０により前記金属製缶体１内に内設されている。
【００１９】
前記ジャケット７とバッフル１１との間を接続する接続管２０により、このジャケット７とバッフル１１との間が連通され、ジャケット７内を循環する冷却又は加熱用の媒体は、図示しない媒体供給源によって入口８から出口９を介して循環し、この媒体も前記バッフル１１を循環するように構成されている。尚、この入口８及び出口９は、水蒸気の場合に、入口８から入れて出口９からドレンとして排出するが、媒体が水蒸気以外の熱媒体あるいは冷却水、ブラインなどの液体により金属製缶体１を加熱あるいは冷却する場合は、点線の矢印で示されるように、符号１５ａで示されるアジテーティングノズル又は出口９が液体の入口となり、前記入口８が出口となる。
【００２０】
前記ジャケット７には、エアー抜き１２、脚１３、ドレン口１４、アジテーティングノズル１５ａが設けられ、前記金属製缶体１には、覗窓１６、マンホール１７、フラッシュバルブ１８が設けられている。
【００２１】
また、前記金属製缶体１に形成されているグラスライニング２１は、金属製缶体１の内面１ｂを形成する鉄素地にコーティングする下釉層の厚さが０．１５〜０．３５ｍｍ位で薄く施工、焼き上げがなされ、その後、２〜３回繰り返して焼成し、前記下釉層にコーティングする上釉層が０．４５〜０．８５ｍｍで、前記上釉層と下釉層を合わせた総厚さが０．６〜１．２ｍｍで、従来の１．３〜２．４ｍｍの総厚さに比較すると、この総厚さが極めて薄く形成されている。従って、下釉層の焼成繰り返しにより、この薄さでも、実際の焼成負荷に耐えられる。また、前記下釉層には、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，Ｃ，ＳｉＣの少なくとも一種以上をフリット１００Ｗ％に対して１〜９０Ｗ％をミル添加することにより、耐火性と熱伝導性が向上する。尚、前述の上釉層及び下釉層の厚さは、一例を示したもので、前記総厚さが０．６〜１．２ｍｍであれば、その値を前記数値より異なるものとすることもできる。
【００２２】
また、前記金属製缶体１の缶体外表面６には、鉄金属より熱伝導度が大であるアルミニウム、銅、金、銀、亜鉛の何れをコーティングすることにより、熱伝導度を向上させ、熱交換効率を向上させることができる。
【００２３】
また、前記缶体外表面６には、図示していないが、凹凸面の形成、スパイラル形状の帯体、ディンプル形状の金属チップの溶接により、前記缶体外表面６の表面積を増大させて熱交換効率を向上させることができる。
【００２４】
また、前記バッフル１１は、図１では１個のみしか示されていないが、前記内側部１ａに沿って複数個設けることができ、その形状も、平板状、弧状板体等とすることができる。また、このバッフル１１を金属製缶体１内に挿入する構成も、図１のノズル１０に限らず、ノズル１０の代わりに、図３の開口１０Ａを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるグラスライニング製反応缶を示す断面図である。
【図２】図１の要部の拡大断面図である。
【図３】図２の他の形態を示す断面図である。
【図４】従来のグラスライニング製反応缶を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    金属製缶体
１ａ    内側部
１ｂ    内面
２    モータ
３    減速機架台
４    攪拌羽根
５    軸
６    缶体外表面
７    ジャケット
８    入口
９    出口
１０    ノズル
１１    バッフル
１１ａ    感温部
１２    エアー抜き
１３    脚
１４    ドレン口
１５、１５ａ    アジテーティングノズル
１６    覗窓
１７    マンホール
１８    フラッシュバルブ
２０    接続管
２１    グラスライニング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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