(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた伝熱性能を示すとともに、チュウブの閉塞が生じにくく、かつ清掃が容易である混酸加熱装置を提供する。【解決手段】加熱対象の混酸を貯留する槽１０、及び前記槽内に設けられ加熱媒体が通るチュウブから形成された２列以上のコイル１，２からなり、前記チュウブが耐食性の材質からなり、かつ前記２列以上のコイルは、１列のコイルの内側に他の列のコイルが設けられるように配置されている。特に２列以上のコイルは、隣接する列のコイルが同じ太さのチュウブから形成され、チュウブの巻回される間隔が隣接する列間で同じであり、かつ前記チュウブの上下方向の位置が異なるように設けて混酸加熱装置を構成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
加熱対象の混酸を貯留する槽、及び前記槽内に設けられ加熱媒体が通るチュウブから形成されたコイルを有し、前記チュウブが耐食性の材質からなることを特徴とする混酸加熱装置。
【請求項２】
加熱対象の混酸を貯留する槽、及び前記槽内に設けられ加熱媒体が通るチュウブから形成された２列以上のコイルを有し、前記チュウブが耐食性の材質からなり、かつ前記２列以上のコイルは、１列のコイルの内周側に他の列のコイルが設けられるように配置されていることを特徴とする混酸加熱装置。
【請求項３】
前記槽内に混酸の撹拌手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混酸加熱装置。
【請求項４】
前記２列以上のコイルは、隣接するコイルが同じ太さのチュウブから形成され、チュウブの巻回される間隔が隣接するコイル間で同じであり、かつ前記チュウブの上下方向の位置が異なるように設けられることを特徴とする請求項２に記載の混酸加熱装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、混酸を加熱するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塩酸とふっ酸等の混合液である混酸は、ガラス研磨、電子製品の製造等の用途に使用されている。ガラス研磨用に混酸を使用する場合は研磨速度のアップのため混酸を加熱することが多い。
【０００３】
従来、混酸の加熱は、
１．耐食性のコイル（例えば、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体製のＱ−ｃｏｉｌ）を、熱交換器の槽内に浸漬し、槽内に混酸を満たして循環させるとともに、コイル内に温水等の熱媒を通して混酸を加熱する方法（コイル式）、
又は
２．耐食性のチュウブが設けられたシェルアンドチュウブ式熱交換器のチュウブ内に混酸を通して、チュウブ外のシェル内に満たされている温水等の熱媒により混酸を加熱する方法（シェルアンドチュウブ式）、
等により行われていた。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の混酸の加熱方法には、加熱装置の清掃が難しい等の問題があった。例えば、ガラス研磨用に使用する混酸は何回も再使用するため、研磨粕が混酸中に若干含まれるが、この研磨粕が熱交換器表面に付着し、シェルアンドチュウブの場合はチュウブを閉塞し、コイルの場合はコイルを形成するチュウブ間に詰まって液の流れを阻害し、その結果十分な加熱能力が得られない場合がある。
【０００５】
このような場合、加熱能力を回復するため加熱装置の清掃が必要である。しかし、シェルアンドチュウブ式の場合は、清掃により、チュウブ面が傷つけられやすく又熱交換器のシール部を破損することがある。コイル式の場合はコイルを形成するチュウブ間が狭く密集しているため、十分に清掃することが困難であった。
【０００６】
本考案は、優れた伝熱性能を示すとともに、チュウブやコイルの閉塞が生じにくく、かつ清掃が容易である混酸加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案者は検討の結果、以下に示す構成の混酸加熱装置により、従来の方法の上記の問題点を改善し、上記課題を達成することができることを見出し、本考案を完成した。
【０００８】
本考案は、加熱対象の混酸を貯留する槽、及び前記槽内に設けられ加熱媒体が通るチュウブから形成されたコイルを有し、前記チュウブが耐食性の材質からなることを特徴とする混酸加熱装置である（請求項１）。
【０００９】
この混酸加熱装置は、熱交換器の槽内に浸漬された耐食性のコイル内に、温水等の熱媒を通して槽内に満たされている混酸を加熱する方法であり、前記のコイル式の１種であり、コイルが耐食性の材質から形成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにこの考案は、前記の混酸加熱装置であって、加熱媒体が通るコイルが、２列以上のコイルからなり、１列のコイルの内周側に他の列のコイルが設けられるように配置されていることを特徴とする態様を提供する。すなわち、加熱対象の混酸を貯留する槽、及び前記槽内に設けられ加熱媒体が通るチュウブから形成された２列以上のコイルを有し、前記チュウブが耐食性の材質からなり、かつ前記２列以上のコイルは、１列のコイルの内周側に他の列のコイルが設けられるように配置されていることを特徴とする混酸加熱装置である（請求項２）。
【００１１】
２列以上のコイルからなる態様では、槽の内周に沿うように最外周のコイルの列を設け、その最外周の列の内周に沿うように次のコイルの列を設け、さらに必要により前記次のコイルの列の内周に沿うようにその次のコイルの列を設けることを特徴とする。
【００１２】
コイルを、槽内の外側から内側に向かって２列以上配置することにより、コイルを形成するチュウブ間を広くすることが可能となる。その結果、
１．研磨粕等がコイル間に詰まり液の流れを阻害する問題が生じにくくなる、
２．コイルの清掃がしやすくなる、
等の効果が得られる。従って、十分な加熱能力を保持しやすくなり、伝熱性能の低下を防ぐことが容易になる。さらに、コイルによる加熱により生じる混酸の加熱上昇流を、２流路以上設けることができるので、この理由からも優れた伝熱性能が得られる。
【００１３】
この混酸加熱装置では、好ましくは、槽内に混酸の撹拌手段が設けられている（請求項３）。撹拌手段としては、混酸の貯留部に設けられた回転翼や、混酸をその貯留部から流出させかつ前記貯留部内に噴出させる循環ライン等を挙げることができる。撹拌手段を設けることにより、槽内を均一化するとともに、混酸側の伝熱がよくなり伝熱性能が向上する。
【００１４】
この混酸加熱装置に２列以上設けられるコイルでは、好ましくは、隣接する列のコイルが同じ太さのチュウブから形成され、巻回されている隣接するチュウブの間隔が隣接する列間で同じであり、かつ前記チュウブの上下方向の位置が隣接する列間で異なるように設けられる（請求項４）。ここで、上下方向の位置とは、コイルの長さ方向（チュウブが巻回されコイルが伸びていく方向）を意味する。隣接するコイルの列間で、同じ太さのチュウブを用い、その巻回される間隔を同じにするとともに、上下方向の位置が異なる（ずれる）ように隣接するコイルを配置することにより、より優れた伝熱性能が得られるので好ましい。
【００１５】
コイルは、耐食性の材料により形成される。耐食性の材料とは、加熱された混酸により腐食されない材料を意味する。中でもコイルを形成する材料として、フッ素樹脂を使用すると、耐食性に優れるので好ましい。さらに、研磨粕等が付着しにくくコイルの詰まりをより防止できるとともに付着物が取れやすいので、清掃性能がさらに向上する。
【００１６】
フッ素樹脂のなかでも、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）は、コイル状への成形もしやすいので好ましい。又、成形がしやすいフッ素樹脂としては他にも四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等があるが、ＰＦＡは、ＦＥＰよりも耐食性に優れ、コイルの詰まりの防止効果、清掃性能が優れるので好ましい。
【考案の効果】
【００１７】
本考案の混酸加熱装置は、コイルの閉塞が生じにくく、かつ清掃が容易であるとともに、優れた伝熱性能を示す。すなわち、コイルの列内の隣接チュウブの間隔を十分に取ることが容易であるので、コイルの閉塞が生じにくく、又コイルの清掃をしやすくすることができる。さらに、従来のシェルアンドチュウブ方式やコイル式の混酸加熱装置とほぼ同程度の伝熱性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の混酸加熱装置を模式的に示す断面図である。
【図２】本考案の混酸加熱装置を模式的に示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
次に本考案の実施の形態を、図に基づいて説明する。本考案の範囲は、以下に示す実施の形態や実施例により限定されない。
【００２０】
図１は、本考案の混酸加熱装置を模式的に示す図であり、装置の上下方向（コイルが伸びる方向）に平行な断面による断面図である。図２は、装置の上下方向に垂直な断面（図１のＡＡ部）による断面図である。
【００２１】
図１、２で表される本考案の混酸加熱装置では、加熱対象の混酸を貯留する槽１０の中に２列のコイル、すなわち外側コイル１（外側の列のコイルを意味する）及び内側コイル２（内側の列コイルを意味する）が設けられている。図２に示されているように外側コイル１は、槽１０の内周に沿うように設けられ、内側コイル２は、外側コイル１の内周に沿うように設けられている。図１に示されるように、外側コイル１と内側コイル２とでは、それらを形成するチュウブの上下方向の位置がずれるように配置されている。外側コイル１及び内側コイル２は、耐食性の材料、例えばＰＦＡから形成されているので、混酸により腐食することはない。
【００２２】
図中の３は、熱媒槽であり温水等の熱媒が貯留している。図中の４及び５は、それぞれ、熱媒循環ポンプ及び熱媒循環ラインである。外側コイル１及び内側コイル２は、それぞれ熱媒入口１ａ及び熱媒入口２ａ並びに熱媒出口１ｂ及び熱媒出口２ｂで熱媒循環ライン５と連結している。
【００２３】
図中の６及び７は、それぞれ、混酸循環ポンプ及び混酸循環ラインである。槽１０内の貯留されている混酸８は、混酸循環ポンプ６の作用により、図１中の破線矢印が示すように、槽１０の下部に設けられた混酸流出口７ｃより混酸循環ライン７に流出し、混酸循環ライン７を通って、混酸噴出口７ａ及び７ｂより再び槽１０へ流入する。このように混酸を循環させることにより、槽１０内の混酸を撹拌することができ、槽内を均一化するとともに、混酸側の伝熱がよくなり伝熱性能を向上させることができる。特に、図１、２の例では、混酸噴出口が槽１０内の上部（７ａ）及び下部（７ｂ）の２か所設けられており、槽内の均一化、伝熱性能の向上の効果がより大きくなる。
【００２４】
温水等の熱媒は、熱媒循環ポンプ４の作用により、図１中の実線矢印が示すように、熱媒槽３より熱媒循環ライン５に流出し、熱媒循環ライン５を通って、熱媒入口１ａ及び熱媒入口２ａより、それぞれ、外側コイル１及び内側コイル２に（それらの下部から）流入する。そして、外側コイル１及び内側コイル２を通ることにより混酸８を加熱した後、（外側コイル１及び内側コイル２の上部にある）熱媒出口１ｂ及び熱媒出口２ｂより熱媒循環ライン５に流出し、熱媒循環ライン５を通って熱媒槽３に戻る。
【００２５】
混酸８は、このようにして外側コイル１及び内側コイル２により加熱される。その結果、槽１０内には、図１中の白抜矢印が示すように混酸８の加熱上昇流が２流路生じ、その結果優れた伝熱性能が得られる。
【実施例】
【００２６】
図１、２で表されるような混酸加熱装置であって、
外側のコイル列の半径１．２４ｍ、内側のコイル列の半径１．１４ｍ、（以下は、外側、内側のコイルとも同じ）コイルのピッチ５５ｍｍ、コイルの巻き数２２巻（従って、外側及び内側のコイルの合計で４４巻）、チューブの外径２５．４ｍｍ、チューブの厚み１．０ｍｍ、チューブの材質ＰＦＡである混酸加熱装置の混酸槽に、
２２℃の混酸２０ｍ３を入れた後、７０℃（コイルへの入口温度）の温水を、６４０Ｌ／分の流量で、１時間流したところ、混酸の温度は２８℃となり、一方、温水の温度は６８℃となった。
【００２７】
この結果より、この混酸加熱装置の伝熱係数は１１４ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃であることが示された。この伝熱係数はＰＦＡシェルアンドチュウブの伝熱係数の１３５ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃に匹敵し、本考案の混酸加熱装置により優れた伝熱係数が得られることが示されている。
【符号の説明】
【００２８】
１    外側コイル
１ａ、２ａ    熱媒入口
１ｂ、２ｂ    熱媒出口
２    内側コイル
３    熱媒槽
４    熱媒循環ポンプ
５    熱媒循環ライン
６    混酸循環ポンプ
７    混酸循環ライン
７ａ、７ｂ    混酸噴出口
７ｃ          混酸流出口
８    混酸
１０  槽
【図１】
0003182354.tif 000003
【図２】
0003182354.tif 000004