JPH05141881A - ジヤケツト構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程を複雑にすることなく、仕切板とジ
ャケットまたは容器本体との隙間を確実にシールして伝
熱効率を向上させる。 【構成】 仕切板６を容器本体２の外周面に固定すると
ともに、仕切板６に、所定温度に加熱または冷却される
まではジャケット３と当接しない形状を有し、所定温度
に加熱または冷却されると記憶する所定の形状に変形し
てジャケット３と当接し、仕切板６とジャケット３との
隙間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材７を取り
付ける。また、仕切板６をジャケット３の内周面に固定
するとともに、仕切板６に、所定温度に加熱または冷却
されるまでは容器本体２と当接しない形状を有し、所定
温度に加熱または冷却されると記憶する所定の形状に変
形して容器本体２と当接し、仕切板６と容器本体２との
隙間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材７を取り
付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、内容物を加熱・冷却
したり保温したりする反応容器などに用いられるジャケ
ット構造に関する。詳しくは液体状の熱・冷媒を用いて
加熱・冷却などを行うのに適したジャケット構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】反応容
器などに用いられる従来のジャケット容器は、例えば、
図５に示すような構造を有している。すなわち、このジ
ャケット容器Ｃにおいては、攪拌機５１を備えた容器本
体５２の外側に、特に仕切板などが配設されていない中
空のジャケット５３が配設されおり、ジャケット５３に
は熱媒（この従来例では蒸気）を供給するための熱媒入
口５４及び凝縮蒸気を排出するためのドレン出口５５が
形成されている。

【０００３】ところが、上記のジャケット容器Ｃ（ジャ
ケット構造）は、熱媒が蒸気の場合には特に問題はない
が、液体状の熱媒または冷媒（以下、熱・冷媒という）
を用いて内容物（通常は液体）を加熱または冷却する場
合には、熱・冷媒の流速が小さく、また、熱・冷媒の流
れに偏りが生じるため、伝熱効率が低下するという問題
点がある。

【０００４】そこで、図６に示すように、容器本体５２
の外周面にスパイラル状に仕切板５６を溶接して取り付
け、液体状の熱・冷媒に旋回流を与え、流速を大きくす
ることにより伝熱効率を向上させるようにしたジャケッ
ト容器（ジャケット構造）Ｄが用いられている。なお、
仕切板５６を、図７に示すように、容器本体５２ではな
く、ジャケット５３の内周面に取り付けたジャケット容
器Ｅもある。

【０００５】しかし、これらの仕切板５６を取り付けた
ジャケット容器Ｄ，Ｅにおいても、仕切板５６とジャケ
ット５３との隙間（図６）あるいは仕切板５６と容器本
体（の胴）５２との隙間（図７）から、熱・冷媒が洩れ
る（短絡する）ため伝熱効率が低下するという問題点が
ある。特に、容器本体５２の外周面に仕切板５６を取り
付けたジャケット容器Ｄ（図６）にあっては、仕切板５
６とジャケット５３の内周面との隙間を熱・冷媒が通過
して、容器本体５２のすぐ外側を通る熱・冷媒の量が少
なくなり、伝熱効率の低下割合が大きくなりやすい。

【０００６】そこで、仕切板５６の、容器本体５２に固
定されていない方の端部をジャケット５３に溶接し、ま
たはジャケット５３に固定されていない方の端部を容器
本体５２に溶接することにより完全な仕切を施したジャ
ケット容器（特に図示せず）も製造され、用いられてい
るが、仕切板５６を容器本体５２及びジャケット５３の
両方に溶接する作業は容易ではなく、製造工程が複雑に
なってコストが増大するばかりではなく、運転時の熱応
力により溶接部に亀裂が発生するおそれがあるという問
題点がある。

【０００７】また、図８に示すように、半割りにしたパ
イプ（ジャケット）６３を容器本体５２の外周面にスパ
イラル状に配設したジャケット容器Ｆがある。このジャ
ケット容器Ｆは、ジャケット６３の分割が容易で加熱・
冷却操作を内容液量によってコントロールすることが可
能で、かつ、ジャケット６３に供給される熱・冷媒の圧
力損失、境膜伝熱係数などを容易に算出できるという長
所がある半面、容器本体５２の胴全体を覆う図５のジャ
ケット容器Ｃなどに比べて伝熱面積が小さくなることか
ら、容器本体の寸法（直径）を大きくした場合に、内容
量の増加にあわせて必要な伝熱面積を確保することが困
難になる場合があり、設計の自由度が小さくなるという
問題点がある。

【０００８】本願発明は上記問題点を解決するものであ
り、製造工程を複雑にすることなく、仕切板とジャケッ
トまたは容器本体との隙間が確実に封止され、伝熱効率
が高いジャケット構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の発明のジャケット構造は、容器本体の周
囲に配設されたジャケットの内部にスパイラル状の仕切
板を配設することにより、ジャケットに供給される熱・
冷媒が前記容器本体の周囲を旋回しながら通過するよう
にしたジャケット構造であって、前記仕切板を前記容器
本体の外周面に溶接などの方法で固定するとともに、前
記仕切板に、所定温度に加熱または冷却されるまではジ
ャケットと当接せず、所定温度に加熱または冷却される
と記憶する所定の形状に変形してジャケットと当接し、
仕切板とジャケットとの隙間を封止する形状記憶合金か
らなる帯状部材を取り付けたことを特徴とする。

【００１０】また、本願第２の発明のジャケット構造
は、容器本体の周囲に配設されたジャケットの内部にス
パイラル状の仕切板を配設することにより、ジャケット
に供給される熱・冷媒が前記容器本体の周囲を旋回しな
がら通過するようにしたジャケット構造であって、前記
仕切板を前記ジャケットの内周面に溶接などの方法で固
定するとともに、前記仕切板に、所定温度に加熱または
冷却されるまでは容器本体と当接しない形状を有し、所
定温度に加熱または冷却されると記憶する所定の形状に
変形して容器本体と当接し、仕切板と容器本体との隙間
を封止する形状記憶合金からなる帯状部材を取り付けた
ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本願第１の発明のジャケット構造においては、
帯状部材が熱・冷媒の温度により記憶する所定の形状に
変形して仕切板とジャケットの内周面との隙間を封止す
ることにより、該隙間からの熱・冷媒の洩れ（短絡）を
防止し、熱・冷媒に旋回流を与えて流速を高め、伝熱効
率を向上させる。

【００１２】本願第２の発明のジャケット構造において
は、帯状部材が熱・冷媒の温度により記憶する所定の形
状に変形して仕切板と容器本体の外周面との隙間を封止
することにより、該隙間からの熱・冷媒の洩れ（短絡）
を防止し、熱・冷媒に旋回流を与えて流速を高め、伝熱
効率を向上させる。

【００１３】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は本願発明の一実施例にかかるジャケット構
造を適用したジャケット容器を示す断面図である。この
ジャケット容器Ａは、攪拌機１を備えた容器本体２の外
周面にジャケット３を配設することにより形成されてい
る。そして、ジャケット３には熱媒入口４及び熱媒出口
５が形成されており、さらにジャケット３の内部には、
熱媒に旋回流を与えるための仕切板６が配設されてい
る。

【００１４】この仕切板６は、スパイラル状の板状部材
（仕切板）を容器本体２に溶接することにより取り付け
られている。さらに、仕切板６のジャケット内周面に対
向する側には、図２に示すように、所定温度（例えば１
２０℃）になると記憶する所定の形状に変形する形状記
憶合金からなる、厚さ＝０．５mm，幅１２mmの帯状部材
７が仕切板６に沿って取り付けられている。なお、この
実施例のジャケット容器Ａにおいては、帯状部材７はス
ポット溶接により仕切板６に取り付けられている。

【００１５】上記のように構成されたジャケット容器Ａ
を用いて内容物（内容液）を加熱する場合、ジャケット
３内に所定の温度に加熱された（液体状の）熱媒が供給
されると、図３に示すように、仕切板６に取り付けられ
た形状記憶合金からなる帯状部材７があらかじめ記憶さ
せられた所定の形状に変形して、ジャケット３の内周面
と当接する。したがって、帯状部材７が仕切板６とジャ
ケット３の内周面との隙間（Ｇ（図３）＝約３mm）を封
止して仕切板６とジャケット３の内周面との隙間から熱
媒が洩れる（短絡）することを確実に防止し、熱媒に旋
回流を与えてその流速を高めることにより伝熱効率を向
上させることができる。

【００１６】さらに、仕切板６の仕切効果が大きく、完
全に仕切った場合と近似した仕切効果が得られるため、
ジャケットに供給される熱媒の圧力損失、境膜伝熱係数
を容易に算出することが可能になり、無駄を省いた確実
な設計を行うことが可能になる。

【００１７】また、帯状部材７は、所定温度に加熱また
は冷却されるまではジャケットと当接しない形状を有し
ているため、製造工程（組立工程）において、仕切板６
や帯状部材７がジャケット３に当接してジャケット３を
取り付けることが困難になるようなことがなく作業性が
向上する。

【００１８】また、図４は本願発明の他の実施例にかか
るジャケット容器Ｂを示す断面図であり、このジャケッ
ト容器Ｂにおいて、仕切板６はスパイラル状の板状部材
（仕切板）をジャケット３の内周面に溶接することによ
り取り付けられている。そして、仕切板６の容器本体２
と対向する方の端部には、所定温度になると記憶する所
定の形状に変形する形状記憶合金からなる帯状部材７が
仕切板６に沿ってスポット溶接により取り付けられてい
る。

【００１９】上記構成を有するジャケット容器Ｂにおい
ても、前述のジャケット容器Ａと同様、ジャケット３内
に所定の温度に加熱された熱媒が供給されると、仕切板
６に取り付けられた形状記憶合金からなる帯状部材７が
あらかじめ記憶させられた所定の形状に変形して、容器
本体２の外周面と当接し、仕切板６の先端部と容器本体
２との隙間を封止して仕切板６と容器本体２との隙間か
ら熱媒が短絡することを確実に防止し、熱媒に旋回流を
与えてその流速を高めることにより伝熱効率を向上させ
ることができる。また、製造工程の簡略化に関しても上
記実施例のジャケット容器Ａと同様の効果を得ることが
できる。

【００２０】上記の各実施例では、帯状部材７をスポッ
ト溶接の方法で仕切板６に取り付けた場合について説明
したが、その取付け方法に特に制約はなく、スポット溶
接以外の溶接やねじ止めなどの方法を用いて取り付ける
ことも可能である。

【００２１】また、上記実施例では、熱媒を用いてジャ
ケット容器の内容物（内容液）を加熱するジャケット容
器について説明したが、冷媒を用いて内容物を冷却する
ジャケット容器にも本願発明を適用することが可能であ
る。

【００２２】また、帯状部材の具体的形状には特に制約
がなく、製造工程ではジャケットの内周面または容器本
体の外周面と当接せず、使用時に熱・冷媒の温度により
所定の形状に変形してジャケットの内周面または容器本
体の外周面と当接して仕切板との隙間を封止することが
可能であればよい。

【００２３】なお、所定の形状に変形した後、熱・冷媒
の供給を停止し、温度が変化（低下または上昇）したと
きに、再び所定の形状に変形するような２方向形状記憶
合金を用いることにより、分解、再組立などを容易に行
うことができるように構成することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本願第１の発明のジャケ
ット構造は、仕切板を容器本体の外周面に固定し、仕切
板に、所定温度に加熱または冷却されるまではジャケッ
トと当接しない形状を有し、所定温度に加熱または冷却
されると記憶する所定の形状に変形してジャケットと当
接し、仕切板とジャケットとの間を封止する形状記憶合
金からなる帯状部材を取り付けており、また、本願第２
の発明のジャケット構造は、仕切板に、所定温度に加熱
または冷却されるまでは容器本体と当接しない形状を有
し、所定温度に加熱または冷却されると記憶する所定の
形状に変形して容器本体と当接し、仕切板と容器本体と
の隙間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材を取り
付けているので、帯状部材により仕切板とジャケット
（または容器本体）との隙間を封止して仕切板とジャケ
ット（または容器本体）との隙間から熱媒が短絡するこ
とを防止し、熱媒の流速を高めることにより伝熱効率を
確実に向上させることができるとともに、溶接などの方
法で完全に仕切る場合に比べて製造工程を簡略化して製
造コストを低減することができる。

【００２５】さらに、仕切板の仕切効果が大きく、完全
に仕切った場合と近似した仕切効果が得られるため、ジ
ャケットに供給される熱媒の圧力損失、境膜伝熱係数を
容易に算出することが可能になり、無駄を省いた確実な
設計を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例にかかるジャケット容器を
示す断面図である。

【図２】本願発明の一実施例にかかるジャケット容器の
帯状部材の形状などを示す断面図である。

【図３】本願発明の一実施例にかかるジャケット容器の
帯状部材の動作を示す断面図である。

【図４】本願発明の他の実施例にかかるジャケット容器
を示す断面図である。

【図５】従来のジャケット容器を示す断面図である。

【図６】従来の他のジャケット容器を示す断面図であ
る。

【図７】従来のさらに他のジャケット容器を示す断面図
である。

【図８】従来のさらに他のジャケット容器を示す断面図
である。

【符号の説明】

２ 容器本体 ３ ジャケット ６ 仕切板 ７ 帯状部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器本体の周囲に配設されたジャケット
   の内部にスパイラル状の仕切板を配設することにより、
   ジャケットに供給される熱・冷媒が前記容器本体の周囲
   を旋回しながら通過するようにしたジャケット構造であ
   って、前記仕切板を前記容器本体の外周面に溶接などの
   方法で固定するとともに、前記仕切板に、所定温度に加
   熱または冷却されるまではジャケットと当接せず、所定
   温度に加熱または冷却されると記憶する所定の形状に変
   形してジャケットと当接し、仕切板とジャケットとの隙
   間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材を取り付け
   たことを特徴とするジャケット構造。
2. 【請求項２】 容器本体の周囲に配設されたジャケット
   の内部にスパイラル状の仕切板を配設することにより、
   ジャケットに供給される熱・冷媒が前記容器本体の周囲
   を旋回しながら通過するようにしたジャケット構造であ
   って、前記仕切板を前記ジャケットの内周面に溶接など
   の方法で固定するとともに、前記仕切板に、所定温度に
   加熱または冷却されるまでは容器本体と当接しない形状
   を有し、所定温度に加熱または冷却されると記憶する所
   定の形状に変形して容器本体と当接し、仕切板と容器本
   体との隙間を封止する形状記憶合金からなる帯状部材を
   取り付けたことを特徴とするジャケット構造。