JPH07289867A - 冷たい気体を高温液体と混合するための方法及び装置 - Google Patents
冷たい気体を高温液体と混合するための方法及び装置Info
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- JPH07289867A JPH07289867A JP7120414A JP12041495A JPH07289867A JP H07289867 A JPH07289867 A JP H07289867A JP 7120414 A JP7120414 A JP 7120414A JP 12041495 A JP12041495 A JP 12041495A JP H07289867 A JPH07289867 A JP H07289867A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
- B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
- B01F23/23231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits being at least partially immersed in the liquid, e.g. in a closed circuit
- B01F23/232311—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits being at least partially immersed in the liquid, e.g. in a closed circuit the conduits being vertical draft pipes with a lower intake end and an upper exit end
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- B01F35/32015—Flow driven
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温液体中に導入される気泡の熱膨張従って
界面物質移動面積の減少を防止するための技術の開発。 【構成】 気体供給導管１３からの気体を高温液体中に
浸漬された気体噴射及び加熱要素１０の上下に曲がりく
ねった区画１７Ａ、１７Ｂを有するジャケット１５に導
入して液体から気体への熱の交換により気体を加熱し、
そして加熱された気体の小さな気泡２７を入口通路２９
から循環する高温液体２８中へノズル２６を通してに放
出し、それにより該気泡が高温液体の温度において容積
をもはや膨張せず従って液体界面物質移動面積を減少し
ない。
界面物質移動面積の減少を防止するための技術の開発。 【構成】 気体供給導管１３からの気体を高温液体中に
浸漬された気体噴射及び加熱要素１０の上下に曲がりく
ねった区画１７Ａ、１７Ｂを有するジャケット１５に導
入して液体から気体への熱の交換により気体を加熱し、
そして加熱された気体の小さな気泡２７を入口通路２９
から循環する高温液体２８中へノズル２６を通してに放
出し、それにより該気泡が高温液体の温度において容積
をもはや膨張せず従って液体界面物質移動面積を減少し
ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱臭曝気、液体酸化反
応（ＬＯＲ）、水素化その他のような、システムの有効
性或いは効率が気液界面を通しての物質移動に依存し、
従って結局は気泡の表面積対容積比に依存するような様
々の目的のいずれかのために気体の高温液体中への散気
乃至発泡と関与するシステムの改善に関係する。小さな
気泡ほど一層大きな表面積対容積比を有しそして大きな
気泡より浮力が小さく、従って溶解、酸化−置換、化学
反応その他の気液交換のような所望の結果を生成するた
めの一層大きな気液界面と滞留時間とを提供する。
応（ＬＯＲ）、水素化その他のような、システムの有効
性或いは効率が気液界面を通しての物質移動に依存し、
従って結局は気泡の表面積対容積比に依存するような様
々の目的のいずれかのために気体の高温液体中への散気
乃至発泡と関与するシステムの改善に関係する。小さな
気泡ほど一層大きな表面積対容積比を有しそして大きな
気泡より浮力が小さく、従って溶解、酸化−置換、化学
反応その他の気液交換のような所望の結果を生成するた
めの一層大きな気液界面と滞留時間とを提供する。
【０００２】
【従来の技術】食用油及び他の種の溶融油質物質のよう
な高温液体を通しての気体散気乃至発泡は工業的に様々
の目的のために使用されている。例えば、本件出願人に
係る米国特許第４，９１９，８９４、５，００４，５７
１及び５，００９，８１６号並びに米国再発行特許第３
２，５６２号を参照されたい。これら代表的な特許は、
オーバーヘッド気体空間かららせん翼へと気体を吸入し
て気体を液体と所期の目的に混合するためにらせん翼取
り巻き体としてのドラフトチューブを使用するＡＧＲ
（Advanced Gas Reactor）と呼ばれる増進式気体吹き込
む及び再循環システムを開示する。
な高温液体を通しての気体散気乃至発泡は工業的に様々
の目的のために使用されている。例えば、本件出願人に
係る米国特許第４，９１９，８９４、５，００４，５７
１及び５，００９，８１６号並びに米国再発行特許第３
２，５６２号を参照されたい。これら代表的な特許は、
オーバーヘッド気体空間かららせん翼へと気体を吸入し
て気体を液体と所期の目的に混合するためにらせん翼取
り巻き体としてのドラフトチューブを使用するＡＧＲ
（Advanced Gas Reactor）と呼ばれる増進式気体吹き込
む及び再循環システムを開示する。
【０００３】米国特許第５，００４，５７１号に示され
るような単一段もしくは多段の翼の液体攪拌及び／或い
は新しい気体の表面下導入により、こうしたＡＧＲシス
テムにおいて形成された気泡は、大きな表面対容積比を
持たない。液体を通しての気体の単一通路は満足しうる
気液交換を提供せず、従って、ＡＧＲシステムは、所望
の気液相互交換をもたらすのにオーバーヘッド気体空間
からの気体の連続的な再循環並びに翼を通しての攪拌に
依存している。翼によるオーバーヘッド気体空間からの
気体の液体中への取り込みは容器内の液体の水準に依存
するので、システムは非効率的のみならず、面倒なこと
が多い。
るような単一段もしくは多段の翼の液体攪拌及び／或い
は新しい気体の表面下導入により、こうしたＡＧＲシス
テムにおいて形成された気泡は、大きな表面対容積比を
持たない。液体を通しての気体の単一通路は満足しうる
気液交換を提供せず、従って、ＡＧＲシステムは、所望
の気液相互交換をもたらすのにオーバーヘッド気体空間
からの気体の連続的な再循環並びに翼を通しての攪拌に
依存している。翼によるオーバーヘッド気体空間からの
気体の液体中への取り込みは容器内の液体の水準に依存
するので、システムは非効率的のみならず、面倒なこと
が多い。
【０００４】パイプ型散気装置、焼結金属型散気装置或
いは様々のノズルを使用する噴射器を使用する別の工業
曝気型システムもまた知られている。
いは様々のノズルを使用する噴射器を使用する別の工業
曝気型システムもまた知られている。
【０００５】気液界面を通しての物質移動は、気体−液
体反応及びストリッピング（逆抽出）における制御因子
であることが極めて多い。小さな気泡は大きな気泡より
一層大きな表面対容積比を持ち、従って反応或いは物質
移動は大きな気泡の場合より小さな気泡の場合に一層速
く進行する。従って、様々の型式の液体中に細かい気泡
を導入するのに使用されている。しかしながら、高温液
体の温度は噴射気体の温度より相当に高い。例えば、脱
臭条件下での食用油の温度は３４３℃にも高くなりう
る。室温で噴射される気体はオリフィス寸法及び圧力の
関数として気泡を形成する。小さな気泡が高温の油を通
して上昇するにつれ、気泡は作業温度まで急速に昇温
し、従って気泡の容積は温度上昇と共に膨張する。膨張
した気泡は非常に小さな表面対容積比を有するものとな
り、物質移動速度の所望されざる減少をもたらす。
体反応及びストリッピング（逆抽出）における制御因子
であることが極めて多い。小さな気泡は大きな気泡より
一層大きな表面対容積比を持ち、従って反応或いは物質
移動は大きな気泡の場合より小さな気泡の場合に一層速
く進行する。従って、様々の型式の液体中に細かい気泡
を導入するのに使用されている。しかしながら、高温液
体の温度は噴射気体の温度より相当に高い。例えば、脱
臭条件下での食用油の温度は３４３℃にも高くなりう
る。室温で噴射される気体はオリフィス寸法及び圧力の
関数として気泡を形成する。小さな気泡が高温の油を通
して上昇するにつれ、気泡は作業温度まで急速に昇温
し、従って気泡の容積は温度上昇と共に膨張する。膨張
した気泡は非常に小さな表面対容積比を有するものとな
り、物質移動速度の所望されざる減少をもたらす。
【０００６】膨張する気泡寸法と関連する問題は、特に
気体消費量が臨界的な場合には、顕著である。例えば、
窒素脱臭器を経済的に運転するには窒素消費量は最小限
に維持されねばならない。窒素脱臭器を運転するために
高い容積を創出するためには真空噴流においてそれをも
たらす原動力が必要である。もし非凝縮性の窒素の流量
が増加するなら、原動力水蒸気の所要量は相当に増大す
る。その場合、窒素脱臭器はもはや水蒸気脱臭器に対抗
し得なくなろう。
気体消費量が臨界的な場合には、顕著である。例えば、
窒素脱臭器を経済的に運転するには窒素消費量は最小限
に維持されねばならない。窒素脱臭器を運転するために
高い容積を創出するためには真空噴流においてそれをも
たらす原動力が必要である。もし非凝縮性の窒素の流量
が増加するなら、原動力水蒸気の所要量は相当に増大す
る。その場合、窒素脱臭器はもはや水蒸気脱臭器に対抗
し得なくなろう。
【０００７】水素化或いは酸素化反応において、気泡は
タンクの底部から液面に上昇しそしてＬＯＲもしくはＡ
ＧＲにおいて使用されるような再循環機構がヘッドスペ
ースの酸素や水素を再使用しないなら消失する。しか
し、気体が最初の上昇行程で溶解するなら反応速度は改
善されうる。小さな気泡ほど、その高い界面面積により
熱膨張なしに、一層速い速度で溶解する。酸素或いは水
素の溶解の増加にともない、副産物形成の選択性と量も
また変化しうる。大きなプロセスに対しては、選択度と
速度における１０％の改善は効率と経済性の増加に反映
されうる。
タンクの底部から液面に上昇しそしてＬＯＲもしくはＡ
ＧＲにおいて使用されるような再循環機構がヘッドスペ
ースの酸素や水素を再使用しないなら消失する。しか
し、気体が最初の上昇行程で溶解するなら反応速度は改
善されうる。小さな気泡ほど、その高い界面面積により
熱膨張なしに、一層速い速度で溶解する。酸素或いは水
素の溶解の増加にともない、副産物形成の選択性と量も
また変化しうる。大きなプロセスに対しては、選択度と
速度における１０％の改善は効率と経済性の増加に反映
されうる。
【０００８】米国特許第５，２４１，０９２号に開示さ
れるような食用油等用の脱臭装置は一般に真空下でそし
て高温において運転される。機械的な攪拌はシールの完
全性が阻害される恐れがあるからこうした条件では実施
できない。
れるような食用油等用の脱臭装置は一般に真空下でそし
て高温において運転される。機械的な攪拌はシールの完
全性が阻害される恐れがあるからこうした条件では実施
できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、曝気
（エアレーション）、溶解、反応、置換、その他の処理
によるような液体の改質、性状等の変更の目的のために
高温液体中に導入される気泡の熱膨張従って界面物質移
動面積の減少を防止するための方法及び装置を開発する
ことである。
（エアレーション）、溶解、反応、置換、その他の処理
によるような液体の改質、性状等の変更の目的のために
高温液体中に導入される気泡の熱膨張従って界面物質移
動面積の減少を防止するための方法及び装置を開発する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は、気体源が隔
離されそして高温液体と熱伝達関係で循環されている間
に高温液体からの効率的なそして急速な熱伝達により気
体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそして予熱され
そしてあらかじめ膨張せしめられた気体を高温液体の温
度に近い温度を有する高温気体の小さな気泡の形で高温
液体中に連続的に釈放することにより達成され、それに
より釈放された気泡のそれ以上の加熱と膨張は回避され
そしてシステムの効率は相当に増大される。本発明は、
高温液体中に相互作用のために発泡された気体の有効性
を該液体と気体の界面物質移動面積を増加することによ
り増大するための方法であって、前記気体を前記液体中
に浸漬された熱交換包囲体に導入して該液体から気体へ
の熱の交換により気体を加熱し、そして該加熱された気
体の小さな気泡を高温液体中に相互作用のために放出
し、それにより該気泡が高温液体の温度において容積を
もはや膨張せず従って液体界面物質移動面積を減少しな
いことを特徴とする方法を提供する。
離されそして高温液体と熱伝達関係で循環されている間
に高温液体からの効率的なそして急速な熱伝達により気
体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそして予熱され
そしてあらかじめ膨張せしめられた気体を高温液体の温
度に近い温度を有する高温気体の小さな気泡の形で高温
液体中に連続的に釈放することにより達成され、それに
より釈放された気泡のそれ以上の加熱と膨張は回避され
そしてシステムの効率は相当に増大される。本発明は、
高温液体中に相互作用のために発泡された気体の有効性
を該液体と気体の界面物質移動面積を増加することによ
り増大するための方法であって、前記気体を前記液体中
に浸漬された熱交換包囲体に導入して該液体から気体へ
の熱の交換により気体を加熱し、そして該加熱された気
体の小さな気泡を高温液体中に相互作用のために放出
し、それにより該気泡が高温液体の温度において容積を
もはや膨張せず従って液体界面物質移動面積を減少しな
いことを特徴とする方法を提供する。
【００１１】本発明は、機械的な攪拌機の必要なく、高
温液体内で隔離された連続供給気体源を収納するための
そして冷たいもしくは室温の気体を高温液体の温度まで
効率的にかつ急速に予熱するために高温液体の熱を使用
するためのそして高温気体を高温液体中に高温液体の温
度においてそれ以上熱膨張することのない小さな気泡の
形で直接放出するための新規な熱交換装置を提供する。
即ち、本発明は、気体を収蔵しそして高温液体の温度ま
で気体を加熱した後気体を高温液体中に放出する目的の
ために高温液体内に浸漬される型式の気体噴射及び加熱
装置であって、該装置が浸漬されている高温液体からの
熱の導入された気体への伝達のための大きな表面積を有
する細長い熱交換気体容器にして、該容器を通しての気
体の導入、循環及び加熱のための入口と、該入口から離
間されそして小さなもはや膨張しない気泡の形態で液体
中に加熱された気体を放出するためのノズルを備えるこ
とを特徴とする気体噴射及び加熱装置を提供する。
温液体内で隔離された連続供給気体源を収納するための
そして冷たいもしくは室温の気体を高温液体の温度まで
効率的にかつ急速に予熱するために高温液体の熱を使用
するためのそして高温気体を高温液体中に高温液体の温
度においてそれ以上熱膨張することのない小さな気泡の
形で直接放出するための新規な熱交換装置を提供する。
即ち、本発明は、気体を収蔵しそして高温液体の温度ま
で気体を加熱した後気体を高温液体中に放出する目的の
ために高温液体内に浸漬される型式の気体噴射及び加熱
装置であって、該装置が浸漬されている高温液体からの
熱の導入された気体への伝達のための大きな表面積を有
する細長い熱交換気体容器にして、該容器を通しての気
体の導入、循環及び加熱のための入口と、該入口から離
間されそして小さなもはや膨張しない気泡の形態で液体
中に加熱された気体を放出するためのノズルを備えるこ
とを特徴とする気体噴射及び加熱装置を提供する。
【００１２】
【作用】高温液体からの効率的なそして急速な熱伝達に
より気体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそして予
熱されそしてあらかじめ膨張せしめられた気体を高温液
体の温度に近い温度を有する高温気体の小さな気泡の形
で高温液体中に連続的に釈放することにより、気泡のそ
れ以上の加熱と膨張を回避する。
より気体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそして予
熱されそしてあらかじめ膨張せしめられた気体を高温液
体の温度に近い温度を有する高温気体の小さな気泡の形
で高温液体中に連続的に釈放することにより、気泡のそ
れ以上の加熱と膨張を回避する。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明に従う高温液体装置の気体噴
射及び加熱要素１０を例示し、これは気体供給導管への
連結のための螺着端１２、気体供給導管１３及び同軸温
度センサチューブ１４を備える気体噴射治具１１を含ん
でいる。気体噴射及び加熱要素１０は、細長いチューブ
状気体循環ジャケット１５を含む。このチューブ状気体
循環ジャケット１５は、気体供給導管１３に開通する下
方区画１６と、ジャケット１５の内壁１８と外壁１９と
の間に形成される細長い環状循環区画室１７の交互して
の垂直区画１７Ａ及び１７Ｂ（図２）とを具備してい
る。区画室１７は、半径方向熱伝達隔壁２０により区画
されている。隔壁２０は、交互しての高さ分割体２１ａ
及び２１ｂ並びに全長隔壁２２を含み、その各々は熱伝
達フィン２３と熱伝導関係にある。熱伝達フィン２３
は、図２に例示されるように、ジャケット１５の内壁１
８から中央液体循環兼気体／液体混合室２４中に内方に
突出している。分割体２１とフィン２３とは、隔壁２０
を２相液体流れとの接触状態に置き、熱伝達効率を改善
する。各高さ分割体２１ａの上端は頂部リング区画１７
Ｃから下方に離間されそして各高さ分割体２１ａの下端
は区画室１７の床３０と密封係合している。交互しての
高さ分割体２１ｂは頂部リング区画１７Ｃと密封係合し
そして区画室１７の床３０から離間している。こうし
て、区画室１７内の気体流れは、各垂直弧状区画１７Ａ
を通して上方に流れ、各分割体２１ａを超え、各垂直弧
状区画１７Ｂを下りそして各分割体２１ｂの下側へと通
る上下に曲がりくねった行路をたどる。
射及び加熱要素１０を例示し、これは気体供給導管への
連結のための螺着端１２、気体供給導管１３及び同軸温
度センサチューブ１４を備える気体噴射治具１１を含ん
でいる。気体噴射及び加熱要素１０は、細長いチューブ
状気体循環ジャケット１５を含む。このチューブ状気体
循環ジャケット１５は、気体供給導管１３に開通する下
方区画１６と、ジャケット１５の内壁１８と外壁１９と
の間に形成される細長い環状循環区画室１７の交互して
の垂直区画１７Ａ及び１７Ｂ（図２）とを具備してい
る。区画室１７は、半径方向熱伝達隔壁２０により区画
されている。隔壁２０は、交互しての高さ分割体２１ａ
及び２１ｂ並びに全長隔壁２２を含み、その各々は熱伝
達フィン２３と熱伝導関係にある。熱伝達フィン２３
は、図２に例示されるように、ジャケット１５の内壁１
８から中央液体循環兼気体／液体混合室２４中に内方に
突出している。分割体２１とフィン２３とは、隔壁２０
を２相液体流れとの接触状態に置き、熱伝達効率を改善
する。各高さ分割体２１ａの上端は頂部リング区画１７
Ｃから下方に離間されそして各高さ分割体２１ａの下端
は区画室１７の床３０と密封係合している。交互しての
高さ分割体２１ｂは頂部リング区画１７Ｃと密封係合し
そして区画室１７の床３０から離間している。こうし
て、区画室１７内の気体流れは、各垂直弧状区画１７Ａ
を通して上方に流れ、各分割体２１ａを超え、各垂直弧
状区画１７Ｂを下りそして各分割体２１ｂの下側へと通
る上下に曲がりくねった行路をたどる。
【００１４】環状気体区画室１７内に矢印により示すよ
うに、下方区画１６に導入された気体は、第１の垂直区
画１７Ａを通して上方に頂部環状リング区画１７Ｃへと
流れる。頂部環状リング区画１７Ｃは分割体２１ａの上
方で垂直区画１７Ａ及び１７Ｂ両方に開通している。そ
の後、気体は第１の垂直区画１７Ｂを通して下方に吸引
され、交互しての高さ分割体２１ｂの下側を通り、次の
垂直区画１７Ａを昇り、そして次の垂直区画１７Ｂを下
って、通路２５を通してノズル２６へと流出する前に８
つの弧状垂直区画を通しての気体の上下に曲がりくねっ
た循環を提供する。最終隔壁２２は環状気体質の全長隔
壁である。環状気体室１７は、通路１６を通して流入す
る気体を反時計方向に各区画１７Ａを昇りそして各区画
１７Ｂを下っての上下繰り返し方式で流通せしめて通路
２５を通してノズル２６へと予熱された状態で流出せし
めるので、ノズル２６からの気泡２７は小さくそしても
はやそれ以上熱膨張しない。
うに、下方区画１６に導入された気体は、第１の垂直区
画１７Ａを通して上方に頂部環状リング区画１７Ｃへと
流れる。頂部環状リング区画１７Ｃは分割体２１ａの上
方で垂直区画１７Ａ及び１７Ｂ両方に開通している。そ
の後、気体は第１の垂直区画１７Ｂを通して下方に吸引
され、交互しての高さ分割体２１ｂの下側を通り、次の
垂直区画１７Ａを昇り、そして次の垂直区画１７Ｂを下
って、通路２５を通してノズル２６へと流出する前に８
つの弧状垂直区画を通しての気体の上下に曲がりくねっ
た循環を提供する。最終隔壁２２は環状気体質の全長隔
壁である。環状気体室１７は、通路１６を通して流入す
る気体を反時計方向に各区画１７Ａを昇りそして各区画
１７Ｂを下っての上下繰り返し方式で流通せしめて通路
２５を通してノズル２６へと予熱された状態で流出せし
めるので、ノズル２６からの気泡２７は小さくそしても
はやそれ以上熱膨張しない。
【００１５】好ましくは、環状気体室１７は、高温油か
らそこを通して循環する気体への熱伝導を増大するため
に球、ペレット等の金属充填物を収納する。
らそこを通して循環する気体への熱伝導を増大するため
に球、ペレット等の金属充填物を収納する。
【００１６】ノズル２６の吸引作用そして気体室１７の
垂直隔壁分割は、気体を導管１３から室１６を通して、
第１区画１７Ａを通して上方に、次の区画１７Ｂを通し
て下方に、順次して流通せしめて、最終的に通路２５を
通してノズル２６に強制的に流しそして中央室２４内の
液体２８中に発泡せしめる。
垂直隔壁分割は、気体を導管１３から室１６を通して、
第１区画１７Ａを通して上方に、次の区画１７Ｂを通し
て下方に、順次して流通せしめて、最終的に通路２５を
通してノズル２６に強制的に流しそして中央室２４内の
液体２８中に発泡せしめる。
【００１７】ノズル２６からの小さな気泡２７の放出
は、気泡を外部熱伝達係数の増大につながる速度でもっ
て中央液体室２４を通して上方に上昇せしめる。第２
に、気泡２７は高い熱伝達係数を有することが知られて
いる核沸騰に類似するものである。こうした熱伝達係数
は、熱伝導とは異なり、本発明装置の有効性の制御因子
である。
は、気泡を外部熱伝達係数の増大につながる速度でもっ
て中央液体室２４を通して上方に上昇せしめる。第２
に、気泡２７は高い熱伝達係数を有することが知られて
いる核沸騰に類似するものである。こうした熱伝達係数
は、熱伝導とは異なり、本発明装置の有効性の制御因子
である。
【００１８】気体噴射及び加熱要素１０全体が脱臭装置
の容器のような容器内の高温液体中に浸漬される。これ
は、ストリッピングされている高温液体の高温が導管１
３を通して導入されている冷たい気体と熱交換されて、
気体がノズル２６まで循環されるとき気体がノズル２６
と連通するセンサチューブ１４により検知されるものと
して液体の温度と同じ温度を有するように気体温度を昇
温することを可能ならしめる。ノズル２６の作動はノズ
ルを通しての気体流量を調節しそれによりジャケット１
５内での気体の対流時間を調節して所定の必要な気体温
度を得るようにセンサチューブ１４により熱平衡的に制
御される。
の容器のような容器内の高温液体中に浸漬される。これ
は、ストリッピングされている高温液体の高温が導管１
３を通して導入されている冷たい気体と熱交換されて、
気体がノズル２６まで循環されるとき気体がノズル２６
と連通するセンサチューブ１４により検知されるものと
して液体の温度と同じ温度を有するように気体温度を昇
温することを可能ならしめる。ノズル２６の作動はノズ
ルを通しての気体流量を調節しそれによりジャケット１
５内での気体の対流時間を調節して所定の必要な気体温
度を得るようにセンサチューブ１４により熱平衡的に制
御される。
【００１９】気体噴射及び加熱要素１０が浸漬される高
温液体は、図１に矢印により例示するようにジャケット
１５の下方壁帯域における複数の入口通路２９を通して
循環する。チューブ状の中央室２４内での小さな気泡の
上向き移動は当該室内で液体２８の上向き流れを創出
し、これは追加高温液体を入口通路２９を通して吸引し
て気体／液体混合と環状ジャケット区画１７Ｃジャケッ
ト１５の出口へのそして反応容器内の収蔵液体中への上
向き循環をもたらす。
温液体は、図１に矢印により例示するようにジャケット
１５の下方壁帯域における複数の入口通路２９を通して
循環する。チューブ状の中央室２４内での小さな気泡の
上向き移動は当該室内で液体２８の上向き流れを創出
し、これは追加高温液体を入口通路２９を通して吸引し
て気体／液体混合と環状ジャケット区画１７Ｃジャケッ
ト１５の出口へのそして反応容器内の収蔵液体中への上
向き循環をもたらす。
【００２０】気体噴射及び加熱要素１０は高温液体中に
浸漬されているから、気体加熱用のジャケット１５の内
壁及び外壁１８及び１９は３４３℃にまで至る温度にあ
る高温油のような高温液体と熱接触状態にあり、これは
内壁及び外壁１８及び１９、室２４内の熱伝達フィン２
３並びにジャケット１５内の関連する隔壁２０、２１、
２２を加熱する。これは、下方ジャケット入口区画１６
に導入された冷たい若しくは室温の気体の温度を気体が
垂直区画１７Ａ及び１７Ｂを通して上下に循環してノズ
ル２６への通路２５へと流出するとき高温液体２８と同
じ温度にまで加熱する。
浸漬されているから、気体加熱用のジャケット１５の内
壁及び外壁１８及び１９は３４３℃にまで至る温度にあ
る高温油のような高温液体と熱接触状態にあり、これは
内壁及び外壁１８及び１９、室２４内の熱伝達フィン２
３並びにジャケット１５内の関連する隔壁２０、２１、
２２を加熱する。これは、下方ジャケット入口区画１６
に導入された冷たい若しくは室温の気体の温度を気体が
垂直区画１７Ａ及び１７Ｂを通して上下に循環してノズ
ル２６への通路２５へと流出するとき高温液体２８と同
じ温度にまで加熱する。
【００２１】気体導管１３を通しての冷たい気体の導入
は、油のような液体の単位温度当りの容量が窒素のよう
な気体の等容積の容量の数千倍あるから高温液体の温度
に実質上冷却作用を有さない。
は、油のような液体の単位温度当りの容量が窒素のよう
な気体の等容積の容量の数千倍あるから高温液体の温度
に実質上冷却作用を有さない。
【００２２】本発明の気体噴射及び加熱要素１０は、気
体を急速に加熱するのに液体の温度を使用し、それによ
り外部気体源を高温液体を収納する容器に導入する前に
それを予熱するための外部加熱手段の必要性及びコスト
を回避する点で経済的であり且つ効率的である。また、
外部加熱及び供給システムは熱損失を減ずるために断熱
手段を必要とするが、本発明の内部液体（油）加熱シス
テムにおいては気体はその場で液体の温度まで加熱さ
れ、気体からの熱損失は起こり得ない。これは気体の過
熱を回避する追加的な利点である。気体の過熱は危険で
ありそして液体の局所的な過熱をもたらす危険がある。
ある種の液体食用油は２７７℃を超える温度において急
速に悪くなりまた分解する。
体を急速に加熱するのに液体の温度を使用し、それによ
り外部気体源を高温液体を収納する容器に導入する前に
それを予熱するための外部加熱手段の必要性及びコスト
を回避する点で経済的であり且つ効率的である。また、
外部加熱及び供給システムは熱損失を減ずるために断熱
手段を必要とするが、本発明の内部液体（油）加熱シス
テムにおいては気体はその場で液体の温度まで加熱さ
れ、気体からの熱損失は起こり得ない。これは気体の過
熱を回避する追加的な利点である。気体の過熱は危険で
ありそして液体の局所的な過熱をもたらす危険がある。
ある種の液体食用油は２７７℃を超える温度において急
速に悪くなりまた分解する。
【００２３】図の気体噴射及び加熱要素１０が入口から
の包囲された気体を高温液体に浸漬された長いコイル、
ハニカム、迷路その他の連続した熱交換包囲体を通して
循環して気体を液体の温度にまで昇温しそして高温気体
の小さなもはや膨張しない気泡の形態で入口から離れた
出口から液体中に散布する別の型式の浸漬型熱交換装置
に置き変えることができることは当業者には明らかであ
ろう。例えば、導管の密巻き垂直コイルが、図１の装置
のチューブ状ジャケット１５により創出されるのと同様
の気体循環路を創出するべく気体を下方にそしてコイル
の中心を通して上方に加熱された気体の小さな気泡を放
出する下方ノズル手段まで循環するのに使用されうる。
の包囲された気体を高温液体に浸漬された長いコイル、
ハニカム、迷路その他の連続した熱交換包囲体を通して
循環して気体を液体の温度にまで昇温しそして高温気体
の小さなもはや膨張しない気泡の形態で入口から離れた
出口から液体中に散布する別の型式の浸漬型熱交換装置
に置き変えることができることは当業者には明らかであ
ろう。例えば、導管の密巻き垂直コイルが、図１の装置
のチューブ状ジャケット１５により創出されるのと同様
の気体循環路を創出するべく気体を下方にそしてコイル
の中心を通して上方に加熱された気体の小さな気泡を放
出する下方ノズル手段まで循環するのに使用されうる。
【００２４】
【発明の効果】高温液体からの効率的なそして急速な熱
伝達により気体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそ
して予熱されそしてあらかじめ膨張せしめられた気体を
高温液体の温度に近い温度を有する高温気体の小さな気
泡の形で高温液体中に連続的に釈放することにより、気
泡のそれ以上の加熱と膨張を回避する。気体を急速に加
熱するのに液体の温度を使用し、それにより外部気体源
を高温液体を収納する容器に導入する前にそれを予熱す
るための外部加熱手段の必要性及びコストを回避する点
で経済的であり且つ効率的である。気体はその場で液体
の温度まで加熱され、気体からの熱損失は起こり得な
い。これは気体の過熱を回避する追加的な利点である。
伝達により気体源を連続的に予熱しそして膨張せしめそ
して予熱されそしてあらかじめ膨張せしめられた気体を
高温液体の温度に近い温度を有する高温気体の小さな気
泡の形で高温液体中に連続的に釈放することにより、気
泡のそれ以上の加熱と膨張を回避する。気体を急速に加
熱するのに液体の温度を使用し、それにより外部気体源
を高温液体を収納する容器に導入する前にそれを予熱す
るための外部加熱手段の必要性及びコストを回避する点
で経済的であり且つ効率的である。気体はその場で液体
の温度まで加熱され、気体からの熱損失は起こり得な
い。これは気体の過熱を回避する追加的な利点である。
【００２５】以上、本発明を具体例に基づいて例示した
が、本発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘記
されたい。
が、本発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘記
されたい。
【図１】本発明の一具体例に従う装置の断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う拡大断面図である。
１０ 気体噴射及び加熱要素 １１ 気体噴射治具 １２ 螺着端 １３ 気体供給導管 １４ センサチューブ １５ ジャケット １６ 下方区画 １７ 環状循環区画室 １７Ａ、１７Ｂ 垂直区画 １７Ｃ 頂部リング区画 １８ 内壁 １９ 外壁 ２０ 隔壁 ２１ａ、２１ｂ 交互しての高さ分割体 ２２ 全長隔壁 ２３ 熱伝達フィン ２４ 中央室 ２５ 通路 ２６ ノズル ２７ 気泡 ２８ 液体 ２９ 入口通路 ３０ 床
Claims (14)
- 【請求項１】 高温液体中に相互作用のために発泡され
た気体の有効性を該液体と気体の界面物質移動面積を増
加することにより増大するための方法であって、前記気
体を前記液体中に浸漬された熱交換包囲体に導入して該
液体から気体への熱の交換により気体を加熱し、そして
該加熱された気体の小さな気泡を高温液体中に相互作用
のために放出し、それにより該気泡が高温液体の温度に
おいて容積をもはや膨張せず従って液体界面物質移動面
積を減少しないことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 熱交換包囲体内の気体の温度を気体の放
出帯域において検出しそして放出される気体の温度が液
体の温度と同じであるように気体流量を制御することを
含む請求項１の方法。 - 【請求項３】 熱交換包囲体を通しての高温液体の連続
した再循環路を創出しそして気体の小さな気泡を該再循
環路中に放出することを含む請求項１の方法。 - 【請求項４】 熱交換包囲体が液体の再循環路に開通す
る中央部を有する垂直チューブ状包囲体であり、該垂直
チューブ状包囲体の下端部において中央部の高温液体中
に小さな気泡を放出し、該中央部を通しての液体の上向
き循環と該中央部を通しての液体循環を創出することを
含む請求項１の方法。 - 【請求項５】 気体を熱交換包囲体内での曲がりくねっ
た通路を通して循環して該熱交換包囲体内での気体の滞
留時間を増加することを含む請求項１の方法。 - 【請求項６】 熱交換包囲体に高温液体から熱を吸収し
そして該熱を該包囲体内で循環している気体に伝達する
金属質手段を設ける請求項１の方法。 - 【請求項７】 熱交換包囲体に金属隔壁とそこから高温
液体中に突出するフィンとを設ける請求項１の方法。 - 【請求項８】 球或いはペレットのような粒状金属充填
物を熱交換包囲体に導入し気体を該充填物を通して循環
して熱伝導率を改善する請求項１の方法。 - 【請求項９】 気体を収蔵しそして高温液体の温度まで
気体を加熱した後気体を高温液体中に放出する目的のた
めに高温液体内に浸漬される型式の気体噴射及び加熱装
置であって、該装置が浸漬されている高温液体からの熱
の導入された気体への伝達のための大きな表面積を有す
る細長い熱交換気体容器にして、該容器を通しての気体
の導入、循環及び加熱のための入口と、該入口から離間
されそして小さなもはや膨張しない気泡の形態で液体中
に加熱された気体を放出するためのノズルを備えること
を特徴とする気体噴射及び加熱装置。 - 【請求項１０】 細長い容器が装置が高温液体中に浸漬
されるとき高温液体を循環するチューブ状中心部を取り
巻く垂直チューブ状気体包囲体を含み、ノズルが加熱さ
れた気体のチューブ状中心部を昇高しての気体の放出の
ためにチューブ状中心部の底部に配置され、該チューブ
状中心部を通しての上昇する高温液体の連続循環を創出
する請求項９の装置。 - 【請求項１１】 垂直チューブ状気体包囲体が垂直方向
に区画された環状気体容器を形成する内壁及び外壁と、
該包囲体に気体を供給するための容器の底部における気
体入口手段と、気体を前記入口手段から１回以上チュー
ブ状気体包囲体の上端までそしてそこから流下してチュ
ーブ状気体包囲体の上端から気体を下方に吸引しそして
チューブ状中心部を通して上昇する小さな高温の気泡と
して放出して循環せしめるための手段とを備える請求項
１０の装置。 - 【請求項１２】 ノズルにおける気体の温度が所定の値
に達したときのみノズルを作動するためにノズルと関連
する温度検出手段を更に備える請求項９の装置。 - 【請求項１３】 環状気体容器がチューブ状中心部に突
出する垂直半径方向金属質熱伝達フィンと熱伝達関係に
ある垂直半径方向金属隔壁を含み、チューブ状中心部に
おける液体から容器内の気体に熱を伝導する請求項１１
の装置。 - 【請求項１４】 環状気体容器が球、ペレットのような
金属質充填物を含み、そこを通して液体を循環して熱伝
導率を改善する請求項１１の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/232,983 US5422044A (en) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | Method and apparatus for mixing a cold gas with a hot liquid |
| US232983 | 1999-01-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07289867A true JPH07289867A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=22875391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7120414A Withdrawn JPH07289867A (ja) | 1994-04-25 | 1995-04-24 | 冷たい気体を高温液体と混合するための方法及び装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5422044A (ja) |
| EP (1) | EP0679433B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07289867A (ja) |
| KR (1) | KR100201669B1 (ja) |
| CN (1) | CN1117403A (ja) |
| BR (1) | BR9501755A (ja) |
| CA (1) | CA2147689C (ja) |
| DE (1) | DE69505178T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008168221A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 微細気泡発生方法及び微細気泡発生装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5800705A (en) * | 1997-08-07 | 1998-09-01 | United States Filter Corporation | Heat exchanger for aeration tank |
| US7402290B2 (en) * | 2002-07-03 | 2008-07-22 | Stone & Webster Process Technology Inc. | Condensation reduction in fluid mixing |
| GB2471280B (en) * | 2009-06-22 | 2011-08-31 | Hydroventuri Ltd | Apparatus and method for introducing a gas into a liquid |
| GB201221134D0 (en) | 2012-11-23 | 2013-01-09 | Perlemax Ltd | Mass transfer processes |
| CN103846039A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-11 | 许期年 | 三点式反向倾斜轨道低温电动摇床 |
| CN114573578B (zh) * | 2022-02-16 | 2023-11-17 | 烟台宁远药业有限公司 | 一种烷基取代氮杂吲哚的制备方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US32562A (en) * | 1861-06-18 | Ealph hill | ||
| US1806394A (en) * | 1928-02-11 | 1931-05-19 | Fulton Sylphon Co | Fluid mixer |
| USRE28524E (en) * | 1967-12-22 | 1975-08-19 | Apparatus for treating a liquid with a gas, notably for deodorizing edible oil | |
| US3735568A (en) * | 1971-04-29 | 1973-05-29 | Nortec Electronics Corp | Automatic liquid bubbler |
| DE2847443A1 (de) * | 1978-11-02 | 1980-05-22 | Blenke Heinz | Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung (bio-)chemischer reaktionen und verfahrenstechnischer grundoperationen in fluiden systemen |
| DE2945352A1 (de) * | 1979-11-09 | 1981-05-27 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur kohlehydrierung |
| DE3122561A1 (de) * | 1981-06-06 | 1983-03-03 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | "verfahren zur verbesserung der reaktionsfuehrung in mammutschlaufenreaktoren" |
| SU1211282A1 (ru) * | 1984-01-04 | 1986-02-15 | Винницкий Опорный Пункт Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Жиров | Устройство дл гидратации масла паром |
| US4683122A (en) * | 1986-04-14 | 1987-07-28 | Herzog-Hart Corporation | Gas-liquid reactor and method for gas-liquid mixing |
| US4919849A (en) * | 1988-12-23 | 1990-04-24 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Gas-liquid mixing process and apparatus |
| US5004571A (en) * | 1990-03-30 | 1991-04-02 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Liquid level control in gas-liquid mixing operations |
| US5009816A (en) * | 1990-04-26 | 1991-04-23 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Broad liquid level gas-liquid mixing operations |
| US5241092A (en) * | 1991-05-13 | 1993-08-31 | Praxair Technology, Inc. | Deodorizing edible oil and/or fat with non-condensible inert gas and recovering a high quality fatty acid distillate |
-
1994
- 1994-04-25 US US08/232,983 patent/US5422044A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-24 CA CA002147689A patent/CA2147689C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-24 EP EP95106141A patent/EP0679433B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-24 JP JP7120414A patent/JPH07289867A/ja not_active Withdrawn
- 1995-04-24 BR BR9501755A patent/BR9501755A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-04-24 KR KR1019950009579A patent/KR100201669B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-04-24 DE DE69505178T patent/DE69505178T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-24 CN CN95105205A patent/CN1117403A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008168221A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 微細気泡発生方法及び微細気泡発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0679433B1 (en) | 1998-10-07 |
| CA2147689C (en) | 2000-02-08 |
| KR950031197A (ko) | 1995-12-18 |
| CA2147689A1 (en) | 1995-10-26 |
| BR9501755A (pt) | 1995-11-21 |
| CN1117403A (zh) | 1996-02-28 |
| EP0679433A1 (en) | 1995-11-02 |
| DE69505178T2 (de) | 1999-03-25 |
| DE69505178D1 (de) | 1998-11-12 |
| KR100201669B1 (ko) | 1999-06-15 |
| US5422044A (en) | 1995-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |