(57)【要約】      （修正有）【課題】攪拌作用により、常に熱伝導管壁に中央から熱伝導管内面に接触し熱交換率を上げるとともに、攪拌され液体全体が常に円柱壁面に鋭角に連続接触することにより洗浄ができる構造の熱交換器を提供する。【解決手段】単純加工できる半円形のエレメントの組み合わせを一部品とする攪拌エレメント５を、円柱管６に配置して、通過する液体あるいは気体が中心から外へ鋭角に円柱管に衝突接触することで通過する液体及び気体が均一に熱吸収をおこない、洗浄用液体を通すだけで、液体が中心から鋭角に円柱管内面に当たり攪拌洗浄する。【選択図】図７
2014215030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半円形の一部品を対角線状に等しく配置固定した一対の部品を一部品とし当該部品を複数連続直列配列したものを円柱管に配置した熱攪拌放熱吸収熱交換装置
【請求項２】
半円形の一部品を対角線状に等しく配置固定した一対の部品を一部品とし当該部品を複数連続あるいは間欠に直列固定したものを円柱管に配置した円柱管内付着物の除去装置
【請求項３】
請求項１および２の熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置は円柱管と半円形一対直列部品とが離脱できる構造であることを特徴とする。
【請求項４】
請求項３の熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置は金属もしくは成形できる材質構造であることを特徴とする。
【請求項５】
請求項３の熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置は一定の長さを一構成部品とし、円柱管の前後直列もしくは並列に円柱管を脱着接続できる構造を特徴とする。
請求項５の熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置は液体及び気体、粉体に対応することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、液体物及び気体の熱吸収率あるいは放熱率を上げるための熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、熱回収装置としてはレキュペレーターとしてチューブ型プレート型などの熱交換器があるがいずれも接触面積を拡大するための工夫がなされるものである。熱源から吸収する熱伝導側表面の多大工夫が多いのが現状である。【０００３】また従来の円柱管など水を循環するパイプあるいは円柱管を用いた、液体搬送においては長期使用の場合は円柱管内壁面にスケールあるいは不混合物が付着し流量が減少する、スケールによる機器の不具合などの症状がでることが多くある。また短期使用の食品化学業界においては、円柱管を洗浄するのに相当量の水あるいは目的液体を必要としていた。【０００４】また従来技術として静止型混合器、図１の１のようなスクリュウ型スタティックミキサーがあるが、ミキシングエレメントがスクリュウ状の形状をしているため金属構造で製作することが容易でなく、製造するには時間と費用がかさむため樹脂成形品が多く用途は限られていた。一般的な樹脂の場合は高温体の液体あるいは高温気体には使用できない。また、有機溶剤系の液体には使用できない。また、ねじれスクリュウ型のため、通過する物質の熱伝導は開放している面積は半分となり、本特許を目的とする効果にはそぐわないものとなる。
（特願２００３−１１４７３５参照）
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】本発明の目的は、従来の多面積化による熱交換器ではなく熱源から伝導する伝導体の内部の液体あるいは気体の熱伝導率をあげるため、単純加工できる半円形のエレメントの組み合わせた一部品を円柱管に挿入することにより円柱管内を通過する液体あるいは気体が中央から外へと攪拌され液体あるいは気体全体が常に円柱壁面に鋭角に順次接触する攪拌作用により、常に熱伝導管壁に中央から熱伝導管内面に接触し熱交換率を上げる構造の熱交換器を提供するものである。
【０００６】また、本発明は長期間の液体搬送する円柱管内のスケール除去および短期的使用の円柱管内を迅速洗浄するために、単純加工できる半円形のエレメントの組み合わせを一部品とする攪拌エレメントを円柱管に配置し円柱管内を通過する液体が攪拌され液体全体が常に円柱壁面に鋭角に連続接触することにより洗浄ができる構造の円柱管内付着物の除去装置を提供するものである。
【０００７】本発明者は先に平成２５年４月５日付け特許願［整理番号］ＨＥ２５０ＯＯ４０００５［受付番号］２１３００６４０１１８の特許願いをだした。すなわちスクリュウ型スタティックミキサーを単純な一部品の構成組み合わせで前記課題を解決する手段、すなわち、半円形の平面単純部品を対角線状に一定角度をもって等しく固定したものを一部品とし、この部品を直列配列固定して、隙間なくハウジング円柱管に装着することで従来のスクリュウ型スタティックミキサーの樹脂構造を金属で簡単に安価に製造できることとなる。
また、ミキシングエレメントとなる半円形プレートは平面金属プレートから容易に加工でき、ハウジング円柱管と半円形プレートのミキシングエレメントの隙間をなくすことも容易にできることとなる。すなわち、半円形プレートの接合角度により、軸方向が正円形になるように、半円形プレートの基本形を設計すればよいこととなる。
また、ミキシングエレメントとなる半円形プレートの対角線に配置する角度を正確に調整することができ、この作用によって液体の粘性度と混合速度と押し出し速度を正確に制御できるミキシングエレメントを製造することができる。
ミキシングエレメントとなる半円形プレートの対角線に配置した一部品を通過する液体あるいは気体は二分の一に混合され、一部品を通過するごとに２のＮ乗に比例した液体攪拌混合となる構造を特許申請した。本発明は前記構造により新たに熱攪拌放熱吸収熱交換装置及び円柱管内付着物の除去装置を発明した。これは搬送途上の配管の途中の装着し搬送圧力で前記発明部を通過することで熱攪拌放熱吸収および円柱管内付着物の除去が完了する非エネルギーの熱攪拌放熱吸収装置及び円柱管内付着物の除去装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明は、多面積熱交換器の課題及び円柱管内付着物の除去課題を解決すべく、先に出した特許願［整理番号］ＨＥ２５０ＯＯ４０００５［受付番号］２１３００６４０１１８の特許願いの構造の単純な一部品の構成組み合わせで前記課題を解決する手段を提供するものである。
【０００９】すなわち、半円形の平面単純部品を対角線状に一定角度をもって等しく固定したものを一部品とし、このエレメントを直列配列固定して、円柱管内に装着することで従来の多面積接触型熱交換器に変わる液体攪拌型熱交換器を提供することとなる。熱吸収体が当該躯体外の場合は放熱体になり、熱吸収体が当該躯体内の場合吸収体となる。
【００１０】また、半円形の平面単純部品を対角線状に一定角度をもって等しく固定したものを一部品とし、このエレメントを直列配列固定して、円柱管に挿入し、液体あるいは水を通過させることで円柱管内のスケールおよび円柱管内付着物質が除去できる円柱管内付着物の洗浄除去装置を提供することとなる。
【００１１】すなわち、半円形の平面単純部品を対角線状に一定角度をもって等しく固定したものを一部品とし、このエレメントを円柱管に直列もしくは並列配列固定着することで、円柱管内の液体接触が常に中心から外側の熱伝道面に連続導かれることで通常の円柱管で通過する液体に比べ熱吸収率あるいは熱放熱率が高くなる。
【００１２】また、円柱管内付着物の除去については、液体搬送で付着した物質の除去で円柱管に半円形の平面単純部品を対角線状に一定角度をもって等しく固定したものを一部品とし、このエレメントを円柱管に挿入し、一方向から液体もしくは水性溶液で圧力を加えることにより中央の液体がひとつのエレメントを通過することで目的の円柱管の内壁にぶつかり付着物と衝突し、圧力で除去する。したがって、わずかな水量あるいは液体量で、また短時間で円柱管内を洗浄することができる。洗浄する円柱管に使用する液体は食品においては水溶性液体を使用し、化学物質でたとえば有機溶剤系液体物質においては有機溶剤などが洗浄用使用液体となる。
【発明の効果】
【００１３】本発明は、従来、熱回収装置としてはレキュペレーターとしてチューブ型プレート型などの熱交換器があるがいずれも接触面積を拡大するための工夫がなされるものである。熱源から吸収する熱伝導側表面の工夫が多いのが現状であるが、本発明は熱伝導側表面の多大化とはことなり、熱源から熱伝導円柱管内部の通過する液体あるいは気体の攪拌作用により常に中心から鋭角に外側の伝導面すなわち、円柱管内面に液体あるいは気体の全量が攪拌接触することにより熱交換率が高くなることとなる。また吸収体となる場合は通過する液体あるいは気体が中心から外へ鋭角に円柱管に衝突接触することで通過する液体及び気体が均一に熱吸収をおこなうことができる。
【００１４】また、従来の円柱管など液体を循環するパイプあるいは円柱管を用いた、液体搬送においては長期使用の場合は円柱管内壁面にスケールあるいは付着物によって流量が減少するなどの症状がでることが多くある。また短期使用の工業界においては、円柱管を洗浄するのに相当量の水溶性液体あるいは必要な液体を使用していた。
本発明の効果は耐久性のある金属プレートを単純平面部品として組み立てるエレメントを円柱管に挿入し洗浄用液体を通すだけで、液体が中心から鋭角に円柱管内面に当たり攪拌洗浄することにより、短時間にまた使用する液体を減少できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【実施例１】本発明は、従来の多面積化による熱交換器ではなく熱源から伝導する伝導体の内部の液体の熱伝導率をあげるため、単純加工できる半円形のエレメント２の組み合わせを一部品とする円柱管に挿入することにより円柱管内を通過する液体が攪拌され液体全体が常に円柱壁面に鋭角に順次接触することによる攪拌作用により、常に熱伝道管壁に中央から熱伝導管内面に接触できる構造の熱交換器を提供するものである。【００１５】本発明は平板金属でつくられた半円形の平面プレート２を最小部品とし半円形の平面プレート２と同一のものを対角線に等倍に配置固定し、半円形の平面プレー、２枚を一対とする部品を一部品３とする。半円形の平面プレート２は金属でたとえばステンレス製とした場合は腐食と耐久性が向上する。また、二枚一対とする部品３は溶接などで固定する。構成交差角度は液体流速により角度を容易にかえることができる。また半円形の平面プレート２、２枚を一対した部品３を直列配列接合することにより熱吸収率を増加することができる。【００１６】半円形の平面プレート２、２枚を一対した部品３を通過することで二分の一混合でき二つ目の部品を通過すると手前で混合された粘性液体を二分の一混合できる。したがって半円形の平面プレート２、２枚を一対とした部品３の直列配列部分の連続ミキシングエレメント４を通過することにより、平面プレート２枚を一対した部品３の数がＮとすると２のＮ乗混合となる。液体が平面プレート２を通過することにより中心部の液体はねじれ、外側へと移動し、２のＮ乗、混合攪拌され、放熱あるいは熱吸収の場合は外側熱伝導面と接触した熱交換率が上がる。【００１７】前記半円形の平面プレート２、２枚を一対した部品の連続ミキシングエレメント５はそれを収納する円柱管ハウジング６に収納して、熱源から熱伝導円柱管内部の通過する液体あるいは気体の攪拌作用により常に中心から鋭角に外側の伝導面すなわち、円柱管ハウジング６内面に液体あるいは気体の全量が攪拌接触することにより熱交換率が高くなることとなる。【００１８】円柱管ハウジング６に収納された部品連続ミキシングエレメント５は円柱管ハウジング６と一対として熱攪拌放熱吸収装置となる。さらに設備検査用に円柱管に挿入した連続ミキシングエレメント５と円柱管ハウジング６は分離可能な構造となる。【００１９】したがって、本発明は半円形の平面プレート２を対角状に等倍に接合した部品の直列複数連続接合した連続ミキシングエレメント５を金属で製造し、また円柱管ハウジングに収納された固定した部品連続ミキシングエレメント５は円柱管ハウジングと一対とした構成部分が円柱管型熱回収攪拌混合装置となり、図８は熱交換、洗浄率をあげるため円柱管型熱交換装置あるいは洗浄装置を連続した部分の俯瞰図である。【００２０】前記平面プレート２枚を一対とした部品３の連続ミキシングエレメント５はそれを収納する円柱管ハウジング６に収納して攪拌が作動することとなる。円柱管ハウジング６は前後がフランジ構造７となり連続して脱着可能な金属製円柱管ハウジング６で接続密閉にはサニタリーヘルール構造などをもちいる。
【実施例】
【実施例２】また、本発明は長期間の液体搬送する円柱管内のスケール除去および短期的使用の円柱管内を迅速洗浄するために、単純加工できる半円形の平面プレート２の２枚を一対とする部品３とする攪拌エレメントを円柱管ハウジングに連続もしくは間欠に配置し円柱管ハウジング６内を通過する液体が攪拌され液体全体が常に円柱管ハウジング６壁面に鋭角に連続接触することにより洗浄ができる構造の円柱管ハウジング６内付着物の除去装置を提供するものである。食品業界においては製造工程のパイプの洗浄に使用でき、化学工業界においては化学物質の混合搬送などの作業を終えたパイプの洗浄で発明効果が発揮できる。循環パイプに装着すればスケール除去装置となる。【００２１】本発明は平板金属でつくられた半円形の平面プレート２を最小部品とし半円形の平面プレート２と同一のものを対角線に等倍に配置固定し、半円形の平面プレート２、２枚を一対とする部品３を一部品とする。半円形の平面プレートは金属でたとえばステンレス製とした場合は腐食と耐久性が向上する。また、二枚一対とする部品３は溶接などで固定する。構成交差角度は液体流速により角度を容易にかえることができる。また半円形の平面プレート２、２枚を一対した部品３を直列配列接合することにより洗浄効果を増加することができる。【００２２】半円形の平面プレート２、２枚を一対した部品３を通過することで二分の一混合でき二つ目の部品を通過すると手前で攪拌された液体あるいは気体を二分の一混合攪拌できる。したがって半円形の平面プレート２、２枚を一対とした部品３の直列配列部分の連続ミキシングエレメント４を通過することにより、平面プレート２、２枚を一対した部品３の数がＮとすると２のＮ乗混合となる。液体が平面プレートを通過することにより中心部の液体はねじれ、外側へと移動し、２のＮ乗、混合攪拌され、プレートを通過するごとに１８０度回転ねじれ作用と円柱管内壁面に衝突することで壁面の付着物を取り除くことができる。【００２３】前記平面プレート２枚を一対とした部品３の連続ミキシングエレメント５はそれを収納する円柱管ハウジング６に収納して攪拌が作動することとなる。円柱管ハウジング６は前後がフランジ構造７となり連続して脱着可能な金属製円柱管ハウジング６で接続密閉にはサニタリーヘルール構造などをもちいる。【００２４】円筒柱ハウジング６に収納された直列配列に固定した部品ミキシングエレメント５は円筒柱ハウジング６と一対として洗浄攪拌混合器となる。また、既存設備の搬送あるいは混合用にもちいたパイプの洗浄には既存パイプに直列配列に固定した部品ミキシングエレメント５を挿入し、一方向から液体を注入通過させることにより短時間で確実に洗浄できる、洗浄用部品として直列配列に固定した部品ミキシングエレメント５を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】１：従来スクリュウエレメント
【図２】２：半円形平面プレート
【図３】３：半円形平面プレートを２枚を一対とした部品
【図４】４：連続ミキシングエレメント側面図
【図５】５：連続ミキシングエレメント
【図６】６：円柱管ハウジング  ７：フランジ
【図７】７：円柱管ハウジングに収納した直列配列連続ミキシングエレメント
【図８】８：熱交換、洗浄率をあげるため円柱管型熱交換装置あるいは洗浄装置を連続した部分
【図１】
2014215030.tif 000003
【図２】
2014215030.tif 000004
【図３】
2014215030.tif 000005
【図４】
2014215030.tif 000006
【図５】
2014215030.tif 000007
【図６】
2014215030.tif 000008
【図７】
2014215030.tif 000009
【図８】
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