JP2011067206A5 - - Google Patents

Description

［００２７］ 本発明は、冷却表面積を拡張させ、ジャケット１００の通路を通って流れる液体冷却剤の対流効果を増加させることにより、混合ボウルのジャケットの冷却能力を増大させる。ピン１２０は、液体冷却剤の乱流を最大にする一方にて、ボウルのジャケットの冷却面積を１ピン当たり約３．２６平方センチメートル（０．５平方インチ）を超えて増大させる。１０００本以上のピンが使用される大型のミキサにおいては、このような増大は、冷却表面積を追加的に約３２２５．８平方センチメートル（５００平方インチ）広げるに等しい。ピン１２０を備え、又は、備えないジャケット通路にて実施した数値流体力学（ＣＦＤ）解析の結果、冷却剤の流量及び混合した成分の温度が一定のままであるとき、２つの実施の形態の間にて顕著な相違があることが示された。ピンの無い形態において、通路１０２内の液体冷却剤の層状流れは、対流効果によって、顕著な追加の冷却効果を発生させなかった。液体冷却剤の経路内に障害物がないとき、冷却剤の分子は、実質的に真直ぐな経路上にて連続し、表面の摩擦効果は、冷却剤を、流れに対する抵抗が少ない通路の中心に付勢する傾向がある。しかし、ピン１２０を含む実施の形態において、液体冷却剤の流れ方向は、液体冷却剤がピンに遭遇する毎に変化した。こうした方向の不断の変化は、より多くの流体分子がボウルシート４０と接触し、これによりシステムの熱伝達容量を向上させることを許容する乱流を生じさせる。以下の表に掲げたように、ボウル用冷却ジャケット内にピン１２０を含める結果、総合熱透過率（Ｕ−因子）は、約１２２．８９６ｃａｌ／ｓｅｃ・ｍ^２・℃から約１４９．２１２ｃａｌ／ｓｅｃ・ｍ^２・℃（９０．６ＢＴＵ／Ｈｒ・Ｆｔ^２・°Ｆから１１０ＢＴＵ／Ｈｒ・Ｆｔ^２・°Ｆ）に、すなわち２１．４％だけ増加する。このＵ因子は、数字的に、所定の表面積から引き出すことのできる最大の熱量を表わす。これらのＵ因子の利得は、以下に示した表に含めた冷却計算シートに示してある。また、練り粉の最終温度は約２７．７８℃から約２４．７２℃（８２°Ｆから７６．５°Ｆ）に降下することも分かる。
表１．ボウル用冷却ジャケットの通路内にピン無し
採取データ 値 単位
グリコールの入口温度 約−８．９ ℃ （１６．０ °Ｆ）
グリコールの出口温度 約−４．７ ℃ （２３．５ °Ｆ）
流量 ８０．０ ＧＰＭ
平均ジャケット温度 約−６．８ ℃ （１９．８ °Ｆ）
熱伝達量 約７６１１１．５ ｋｃａｌ／ｈ
（３０２０３５．０ ＢＴＵ／Ｈｒ）
総合熱透過率 約１１２．８９６ ｃａｌ／ｓｅｃ・ｍ^２・℃
（９０．６ ＢＴＵ／Ｈｒ−ｆｔ^２−°Ｆ）
練り粉の最終温度 約２７．８ ℃ （８２．０ °Ｆ）
表２．ボウル用冷却ジャケットの通路内に含めたピンは有り
採取データ 値 単位
グリコールの入口温度 約−８．９ ℃ （１６．０ °Ｆ）
グリコールの出口温度 約−４．３ ℃ （２４．３ °Ｆ）
流量 ８０．０ ＧＰＭ
平均ジャケット温度 約−６．６ ℃ （２０．２ °Ｆ）
熱伝達量 約８４０２６ ｋｃａｌ／ｈ
（３３３４４２．０ ＢＴＵ／Ｈｒ）
総合熱透過率 約１４９．８９ ｃａｌ／ｓｅｃ・ｍ^２・℃
（１１０．５ ＢＴＵ／Ｈｒ−ｆｔ^２−°Ｆ）
練り粉の最終温度 約２４．７ ℃ （７６．５ °Ｆ）
［００２８］ 図６Ａ、Ｂから図１２Ａ、Ｂに示したように（非限定的な態様ではあるが）ピン１０２は、通路１０２内にて多数のランダム状態又は非ランダム状態（すなわち、所定の整列された状態）の、種々異なる形態にて配置することができる。更に、ピン１０２の断面の幾何学的形態は、実質的に曲線状、直線状、又はこれらの組み合わせとすることができる。図面に示したように、断面が円形、三角形、四角形、矩形及び六角形のピンのみならず、その他の幾何学的形態の断面を有するピンも本発明に適合可能である。