JP3491229B2 - 多管式熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に高粘性物、例え
ば味噌、カスタードクリーム、わさび、ジャム、ピュー
レ状食品、その他化粧用クリーム、塗り薬、濃縮液等の
加熱殺菌に使用する多管式熱交換器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】多管式熱交換器は一般に知られている。
そして、この交換器で高粘性物を均一に加熱するため、
熱交換パイプ径が１０mm以下の小径パイプを使用する
か、又はパイプ内に静止混合用ミキサーを挿入したもの
が知られている。

【０００３】多管式熱交換器は、套管とその両側の管板
と、管板の外側に着脱可能に設けた蓋板とからなり、套
管内に両端の管板を介して架設した複数本の伝熱管を備
えたものである。そして套管および伝熱管内にそれぞれ
熱媒およびプロセス流体を注入し、それぞれの流体間で
互いに熱交換するものである。

【０００４】以上の如き従来の交換器では、高粘性物を
加熱冷却する場合、伝熱壁の付近は加熱冷却されるが、
中心部は熱の伝わりが悪く、製品温度にムラが生じる。
このため伝熱面積を確保する為に管の本数を多くする必
要がある。すると、洗浄がやり難くなるという問題があ
る。又ミキサーに繊維質等が付着し、これが原因で圧力
損失が大となるという問題もある。

【０００５】さらにプロセス流体を加熱冷却する場合、
従来の多管式熱交換器では、熱媒側がサニタリー構造に
できないため処理液同士での熱交換はできなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は高粘性で熱伝
導率が低い製品を、効率よく均一に加熱、冷却でき、か
つ管内の洗浄の容易な多管式熱交換器を提供することを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）套管と、套管の両
側端に設けた管板と、一方の管板に着脱可能に取付けた
プロセス入口側蓋板及び他方の管板に着脱可能に取付け
た中継ボックスと、中継ボックスの他端に着脱可能に取
付けたプロセス出口側蓋板と、前記套管内にあり前記両
管板を介して架設収納した複数本の伝熱管と、該伝熱管
内に挿入したＵ字形内管とを有し、前記套管と内管に熱
媒、伝熱管にプロセス流体を注入し、各流体間で互いに
熱交換する多管式熱交換器であって、前記Ｕ字形内管は
前記伝熱管のうち隣接する２本の伝熱管に跨ってプロセ
ス入口側の管板の外側から挿脱可能にした。 （２）前記中継ボックスの端に着脱可能に取付けたプロ
セス出口側の蓋体（１３）に、前記内管の端部に取付け
た管締結部品（１５）を、プロセス出口側の蓋体（１
３）に設けた穴（１４）に挿入したのち、ナット等の締
付具を介し取付け、分解時には該締付具を外し、管締結
部品（１５）と内管を一体にして伝熱管からプロセス入
口側に引抜可能にした。 （３）前記Ｕ字形内管は直管、波管又は直管に撹拌羽根
を付けたものの何れかに取り替え可能とした。 （４）前記伝熱管をサニタリーパイプにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】図に基いて説明する。図１で１は
套管である。一般には套管には断熱材１ａが充填されて
いる。２は伝熱管で、図１のＢ断面を示す図３で判るよ
うに、複数本、図の例では４本の伝熱管２が配設されて
いる。伝熱管２内には、これと同心に内管３が配設され
ている。内管３は図１で明らかなようにＵ字形をなし、
そのＵ字形をなす部分３ａがプロセス入口５側で、図２
（図１のＡ断面）に示すように、上下の伝熱管２に跨っ
て嵌挿されている。従って図の例では伝熱管２は計４
本、Ｕ字形をなした内管３は２本存在している。

【０００９】図１の４はプロセス入口側蓋体で、套管１
の端に固着された管板６を介し締結クランプ７で密封連
結されている。管板６には図２に示すごとく、内管３を
通す穴８が計４個設けられている。９は套管のプロセス
入口側に設けた熱媒出口である。１０は内管支持体で、
これで伝熱管２内に内管３を支持している。

【００１０】図１の右側に移り、套管１の他端プロセス
出口側にもプロセス入口側と同様の管板６が固着されて
おり、この管板６を介し、筒状の中継ボックス１１が締
結クランプ７により連結されている。中継ボックス１１
にはプロセス出口１２が設けられている。

【００１１】中継ボックス１１の端（管板６と対向する
側）には締結クランプ７を介し、プロセス出口側蓋体１
３が締結クランプ７で締結されている。このプロセス出
口側蓋体１３には、図４で示されているように内管３の
端部を挿入する４個の穴１４が設けられている。図５
（図１のＤ部詳細図）を参照するに、１５はプロセス出
口側蓋体１３の穴１４に嵌挿した締結部品である。締結
部品１５は内側端にフランジ１５ａを有している。又締
結部品１５は、中心に内管３を通す穴１５ｂを有し、中
間部にナット１６用のねじ部１６ａ、外側端にサニタリ
ーねじ１７を有している。締結部品１５は蓋板１３の前
記穴１４に挿入され、ナット１６をねじ部１６ａに締め
つけることにより、蓋板１３に対し内管３をしっかりと
保持することができる。

【００１２】なお以上の構成で、Ｕ字形の内管３と、内
管支持体１０、締結部品１５は予め一体に固着されてお
り、分解時にこれらが一体で引き抜くことができるよう
に構成されている。

【００１３】図１で１８は套管１への熱媒入口、１９は
内管３への熱媒入口、２０は内管３からの熱媒入口であ
る。

【００１４】図６は、処理物に撹拌作用を与えたいとき
に用いることができる構造例で、内管３の直線部に平板
２１を互に違いに斜め方向に設ける。この平板２１の間
隙をぬって処理物が流れるとき、撹拌作用が生じ、より
伝熱効果は促進される。２２（図６・ｃ）は内管３の外
側に取付ける撹拌用の波状板である。

【００１５】なお本発明において取付けることのできる
内管３の形状としては、（１）直管は勿論のこと、
（２）波管、あるいは（３）直管に平板２１を取付けた
もの等を使用できる。

【００１６】（作用） １）プロセス入口５より、高粘性の処理物をポンプで圧
送し、熱交換器部に供給する。 ２）熱媒は套管１の熱媒入口１８より供給し熱媒出口９
より排出される。また、内管３への熱媒供給は、反対側
の蓋体１３の熱媒入口１９より供給し、プロセス入口５
側のＵ字部３ａで折り返し熱媒出口２０より排出され
る。 ３）高粘性の処理物は、伝熱管２内を通過しながら、蓋
体１を流れる熱媒外層部より、また内管３を流れる熱媒
からは、中心部より熱交換される。 ４）内管３に使用する熱媒は、通常の蒸気、温水、清
水、チルド水等の他、処理物を流し、熱交換させること
により省エネを計ることも可能である。 ５）処理物に撹拌作用を与えたいときには図６で説明し
たごとく、直管に平板２１を固着した内管３等を使用す
る。 ６）次に分解手順についてのべる。 ａ）締結クランプ７を外し、プロセス入口５側の蓋体４
を取り外す。 ｂ）締結ナット１６を弛めて外し、内管３をプロセス入
口５の方向に引き抜く。このとき内管３と内管支持体１
０及び締結部品１５は一体で引き抜かれる。 ｃ）プロセス出口側の締結クランプ７を外し、プロセス
出口側の蓋体１３及び中継ボックス１１をそれぞれ取り
外す。かくして、伝熱管２内には内管３がなく、又中継
ボックス１１も外されたので、伝熱管２内の洗浄が容易
となる。

【００１７】

【発明の効果】１）細い熱交換チューブを使用した場合
には、温度ムラは軽減されるが、洗浄が困難である。こ
れに対し本熱交換器によれば、内管３が内管支持体１０
及び締結部品１５と予め一体化されているので、これを
引抜いて分解することができ、伝熱管２の内面は径が大
きくできるので容易に洗浄が可能である。一方内管３は
引抜いて分解できるので洗浄はこれ又容易に実施でき
る。 ２）プロセス流体の通路断面形状は、伝熱管２とその内
側の内管３でドーナツ状となり、伝熱厚さが小となるた
め、製品温度ムラが少なく、圧力損失の小さい熱交換が
可能となる。 ３）内管３はサニタリー管としたので、熱媒の外、プロ
セス液体も流すことができ、処理液同士の熱交換も可能
であり、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多管式熱交換器の断面図。

【図２】図１のＡ矢視拡大図。

【図３】図１のＢ矢視拡大図。

【図４】図１のＣ矢視拡大図。

【図５】図１のＤ部詳細図。

【図６】内管に撹拌用平板を設けた例を示す（ａ）は側
面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図、（ｃ）は波板を示
す。

【符号の説明】

１ 套管 ２ 伝熱管 ３ 内管 ４ プロセス入口側
蓋体 ５ プロセス入口 ６ 管板 ７ 締結クランプ ８ 穴 ９ 熱媒出口 10 内管支持体 11 中継ボックス 12 プロセス出口 13 プロセス出口側蓋体 14 穴 15 締結部品 16 締結ナット 17 ねじ 18 （套管への）熱
媒入口 19 熱媒入口 20 熱媒出口 21 平板 22 波板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−309451（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−313188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−42061（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−53（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−32373（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭30−1800（ＪＰ，Ｂ１) 登録実用新案3066274（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 9/10 F28D 7/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 套管と、 套管の両側端に設けた管板と、 一方の管板に着脱可能に取付けたプロセス入口側蓋板及
   び他方の管板に着脱可能に取付けた中継ボックスと、 中継ボックスの他端に着脱可能に取付けたプロセス出口
   側蓋板と、 前記套管内にあり前記両管板を介して架設収納した複数
   本の伝熱管と、 該伝熱管内に挿入したＵ字形内管とを有し、 前記套管と内管に熱媒、伝熱管にプロセス流体を注入
   し、各流体間で互いに熱交換する多管式熱交換器であっ
   て、 前記Ｕ字形内管は前記伝熱管のうち隣接する２本の伝熱
   管に跨ってプロセス入口側の管板の外側から挿脱可能に
   したことを特徴とする、 多管式熱交換器。
2. 【請求項２】 前記中継ボックスの端に着脱可能に取付
   けたプロセス出口側の蓋体（１３）に、前記内管の端部
   に取付けた管締結部品（１５）を、プロセス出口側の蓋
   体（１３）に設けた穴（１４）に挿入したのち、ナット
   等の締付具を介し取付け、分解時には該締付具を外し、
   管締結部品（１５）と内管を一体にして伝熱管からプロ
   セス入口側に引抜可能にした請求項１記載の多管式熱交
   換器。
3. 【請求項３】 前記Ｕ字形内管は直管、波管又は直管に
   撹拌羽根を付けたものの何れかに取り替え可能である請
   求項１記載の多管式熱交換器。
4. 【請求項４】 前記伝熱管をサニタリーパイプにした請
   求項１記載の多管式熱交換器。