(57)【要約】【課題】  反応させる液剤の温度を、レスポンスに優れた加熱および冷却手段により適正に制御することによって過反応を抑制して、安全かつ正常に化学反応を進行させることができる化学反応装置における温度調節機構を提供すること。【解決手段】  反応させるべき液剤Ａを収容する反応容器１と；この反応容器１の側傍に配設され、本体が複数に分割可能に形成された加熱装置２と；送風装置３と；温度制御信号に基づいて、前記加熱装置２の少なくとも一方を前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能である一方、前記加熱装置２を分割して、その一方または両方を側方にセパレートに退避せしめて、かつ、前記送風装置３を作動して、前記反応装置１の外周面に向け空気を吹き付けることによって、前記反応容器１内の液剤Ａを冷却することができる制御コントローラ４とを含んで構成する。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
反応させるべき液剤Ａを収容する反応容器１と；
この反応容器１の側傍に配設される加熱用の装置であって、本体が複数に分割可能に形成されている一方、この分割された部分のそれぞれ対向する接合面21には、凹部21ａが形成されて前記反応装置１の外周面に接触して包囲可能であり、前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能な加熱装置２と；
回転ファンによって送風可能な送風装置３と；
前記反応容器１内に設置された温度センサー41からの液剤Ａの現在温度信号に基づいて、温度制御信号を算出して出力すると共に、この温度制御信号に基づいて、前記加熱装置２の少なくとも一方を前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能である一方、
前記加熱装置２を分割して、その一方または両方を側方にセパレートに退避せしめて、かつ、前記送風装置３を作動して、前記反応装置１の外周面に向け空気を吹き付けることによって、前記反応容器１内の液剤Ａを冷却することができる制御コントローラ４とを含んで構成したことを特徴とする化学反応装置における温度調節機構。
【請求項２】
反応容器１が、内部を高圧状態にすることができるオートクレーブであることを特徴とする請求項１記載の化学反応装置における温度調節機構。
【請求項３】
反応容器１の胴部が円柱状に作製されており、この外周面に加熱装置２の凹部21ａが嵌着されることを特徴とする請求項１または２記載の化学反応装置における温度調節機構。
【請求項４】
加熱装置２が、マントルヒーターであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の化学反応装置における温度調節機構。
【請求項５】
送風装置３が、冷風を吹き付けることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の化学反応装置における温度調節機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、化学反応装置における温度制御技術の改良、更に詳しくは、反応させる液剤の温度を、レスポンスに優れた加熱および冷却手段により適正に制御することによって過反応を抑制して、安全かつ正常に化学反応を進行させることができる化学反応装置における温度調節機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、重合反応や縮合反応等の化学反応を伴う実験においては、温度、圧力、濃度およびその他の外部条件によって、化学反応の速度が大きく左右されるため、その化学反応の特性に応じてこれらの諸条件を的確かつ迅速に調節する必要がある。
【０００３】
特に、発熱を伴う化学反応では、反応速度が温度に対して敏感に変化する場合が多く、上記諸条件のうち反応系内の温度を適当な範囲に調節しなければ、反応速度は温度が上がるにつれて急激に進んで突然爆発することもあり非常に危険であるため、このような化学反応における温度制御は迅速に行う必要がある。
【０００４】
そこで、本件出願人は、嘗て、この種の発熱化学反応の温度制御を行う装置として、加熱槽に湛溜された熱媒液をヒーターによって加熱するとともに、当該熱媒液の現在温度を温度センサーによって測定し、その測定値が閾値よりも高くなったときに当該熱媒液中に浸漬された反応容器の浸漬表面積を減少させるように加熱槽を下降させる方式の化学反応装置を開発した（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、かかる化学反応装置にあっては、熱媒液が帯有する顕熱を利用して反応容器内の液剤を加熱する方式を採用しているため、熱媒液の加熱時間が不可避的に必要であり、タイムラグが生じて十分なレスポンスが得られないという問題があった。
【０００６】
また、冷却時には熱媒液を収容した加熱槽を退避させるために全体的に昇降させねばならならないため、大きな昇降動力が必要となって装置全体が大型化してしまうと共に、過反応に対する急激な温度上昇が生じた場合の適切な冷却手段を具備していないという問題があった。
【特許文献１】実公平３−３４２７４号公報（第２−３頁、第１図）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案は、従来の化学反応装置の温度制御に上記のような欠点があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、反応させる液剤の温度を、レスポンスに優れた加熱および冷却手段により適正に制御することによって過反応を抑制して、安全かつ正常に化学反応を進行させることができる化学反応装置における温度調節機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
【０００９】
即ち、本考案は、反応させるべき液剤Ａを収容する反応容器１と；
この反応容器１の側傍に配設される加熱用の装置であって、本体が複数に分割可能に形成されている一方、この分割された部分のそれぞれ対向する接合面21には、凹部21ａが形成されて前記反応装置１の外周面に接触して包囲可能であり、前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能な加熱装置２と；
回転ファンによって送風可能な送風装置３と；
前記反応容器１内に設置された温度センサー41からの液剤Ａの現在温度信号に基づいて、温度制御信号を算出して出力すると共に、この温度制御信号に基づいて、前記加熱装置２の少なくとも一方を前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能である一方、
前記加熱装置２を分割して、その一方または両方を側方にセパレートに退避せしめて、かつ、前記送風装置３を作動して、前記反応装置１の外周面に向け空気を吹き付けることによって、前記反応容器１内の液剤Ａを冷却することができる制御コントローラ４とを含んで構成するという技術的手段を採用することによって、化学反応装置における温度調節機構を完成させた。
【００１０】
また、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、反応容器１を、内部を高圧状態にすることができるオートクレーブにするという技術的手段を採用した。
【００１１】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、反応容器１の胴部を円柱状に作製して、この外周面に加熱装置２の凹部21ａを嵌着するという技術的手段を採用した。
【００１２】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、加熱装置２を、マントルヒーターにするという技術的手段を採用した。
【００１３】
更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、送風装置３を、冷風を吹き付けることができるようにするという技術的手段を採用した。
【考案の効果】
【００１４】
本考案によれば、反応容器内の液剤を加熱する加熱装置を分割式に構成したことによって、個別に退避することができるので、接触面積を減少させて加熱量を簡単に調節することができると共に、加熱した一部の装置のみの電源を入れることもできて経済的である。
【００１５】
また、加熱装置を反応装置から離隔させて退避させることができるので、ヒーターの電源を逐一切る必要がなく、省エネルギーになるとともに、直ちに送風装置によって反応容器に風を吹き付けることができ、反応容器内の液剤を効率的に冷却することができる。
【００１６】
したがって、本考案の温度制御機構を用いることにより、反応させる液剤の温度を、レスポンスに優れた加熱および冷却手段により適正に制御することによって過反応を抑制して、安全かつ正常に化学反応を進行させることができることから、実用的利用価値は頗る高いと云える。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
本考案を実施するための最良の形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると、次のとおりである。
【００１８】
本考案の実施形態を図１に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは反応容器であり、この反応容器１は、反応させるべき液剤Ａを収容する容器であり、本実施形態では、内部を高圧状態にすることができるオートクレーブ（autoclave）を採用する。
【００１９】
また、符号２で指示するものは加熱装置であり、この加熱装置２は、前記反応容器１の側傍に配設される加熱用の装置であって、本体が複数（本実施形態では、２つ）に分割可能に形成されている一方、この分割された部分のそれぞれ対向する接合面21には、凹部21ａが形成されて前記反応装置１の外周面に接触して包囲可能であり、前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱可能である。
【００２０】
本実施形態では、この加熱装置２として、マントルヒーターを採用する。このマントルヒーター２は、ジャケット式に作製されており、ヒーターの内側に包囲するものを加熱することができる。なお、防爆機器として使用する場合には、アルミニウム鋳込みにより形成したマントルヒーターを用いるのが好ましい。
【００２１】
次に、符号３で指示するものは送風装置であり、この送風装置３は、回転ファンによって送風可能である、本実施形態では、回転式のファンを具備しており、常温の大気を吸い込んで吹き付ける。この際、冷却機器を備えて常温以下の冷風を吹き付けることもでき、より冷却効率を向上させることもできる。
【００２２】
また、符号４で指示するものは制御コントローラであり、この制御コントローラ４は、前記反応容器１内に設置された温度センサー41からの液剤Ａの現在温度信号に基づいて、温度制御信号を算出して出力することができる。
【００２３】
しかして、本実施形態の温度制御機構の作動工程について、以下に説明する。まず、反応容器１内の液剤Ａの化学反応を開始させる。そして、反応容器１内の温度を温度センサー41により測定する。前記温度コントローラ４の温度制御信号に基づいて、反応容器１内の液剤Ａを加熱するときは、前記加熱装置２の少なくとも一方を前記反応容器１の外周面に接触させて当該反応容器１内の液剤Ａを加熱することができる。
【００２４】
この際、加熱装置２は、片方のヒーターのみを退避させることができるし、あるいは、両方のヒーターを退避させることもできる。これによって、加熱速度をゆっくりにしたいときに有効である。
【００２５】
一方、化学反応によって液剤Ａの温度が異常に上昇したときなどは、前記加熱装置２を分割して、その一方または両方を側方にセパレートに退避させる。そして、前記送風装置３を作動して、前記反応装置１の外周面に向け空気を吹き付けることによって、前記反応容器１内の液剤Ａを冷却することができる。この際、加熱装置２を退避させることによって、冷却効果を調節可能である。
【００２６】
本実施形態では、反応容器１の胴部を円柱状に作製して、この外周面に加熱装置２の凹部21ａが嵌着されるように構成することができ、確実に包囲することができると共に、送風装置３によって吹き付けられた空気の抵抗を少なくして、熱交換された空気を後方に速やかに送り出すことができる。
【００２７】
なお、反応容器１内の液剤Ａの温度は、温度センサー41によりリアルタイムで計測されており、現在温度信号として制御コントローラ４に送信される。この制御コントローラ４は、電圧制御素子により加熱装置２の出力等を制御すると共に、シーケンサーを通じて、設定値と測定値に基づく単位時間（Δｔ）の変化量に応じて、自動的に送風装置３のＯＮ／ＯＦＦや、ファンの回転数を増減して風量を調節したり、加熱装置２を駆動するための開閉シリンダー22を制御することができる。この開閉シリンダー22には、エアやオイルなどの流体圧シリンダー、モータ等を採用することができ、防爆機器として使用する際にも安全で好ましい。
【００２８】
なお、上記制御にあっては、例えば、制御コントローラ４に閾値を設定しておき、温度センサー41からの現在温度信号により現在温度と閾値とを比較して、閾値を超えたときには、制御コントローラ４から温度制御信号を出力するように設定することもできる。
【００２９】
本考案は、概ね上記のように構成されるが、本考案は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「実用新案登録請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、反応容器１の外周面を凹凸状に形成してその表面に接触する加熱装置２および送風装置３による送風との熱交換面積を増加させることができる。
【００３０】
また、加熱装置２は３つ以上に分割することもできるし、反応容器１はオートクレーブに限らず、通常のガラス管などを採用することもでき、これら何れのものも本考案の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案の実施形態の温度制御機構を表わす説明概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    反応容器
Ａ    液剤
２    加熱装置
21    接合面
21ａ  凹部
22    開閉シリンダー
３    送風装置
４    制御コントローラ
41    温度センサー
【図１】
0003135349.tif 000003