JPS5913508Y2 - Rotary thin film device - Google Patents

Rotary thin film device

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JPS5913508Y2
JPS5913508Y2 JP2631578U JP2631578U JPS5913508Y2 JP S5913508 Y2 JPS5913508 Y2 JP S5913508Y2 JP 2631578 U JP2631578 U JP 2631578U JP 2631578 U JP2631578 U JP 2631578U JP S5913508 Y2 JPS5913508 Y2 JP S5913508Y2
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drum
ring
thin film
liquid
heat exchange
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イワン・フロロウイツチ・エフキン
ビクトル・マルコウイツチ・オレフスキ−
ビタレイ・ラフアエル・アボウイツチ・ルチンスキ−
ワレンチン・アレクセ−エウイツチ・タトヤンチコフ
ユリ−・ニコラエウイツチ・ニコラエフ
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱交換器に関し、特に、回転式薄膜装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a rotary membrane device.

本考案は、化学9石油化学、製薬及び食品工業に於て、
迅速な液相発熱反応、熱的に不安定な物質の真空下に於
ける蒸溜、濃縮及び蒸発、及び、空気流または不活性ガ
ス流中での大気圧下に於ける蒸発等を行う為の器(装置
)に対して広く適用され得る。
This invention is applicable to chemical 9 petrochemical, pharmaceutical and food industries.
For carrying out rapid liquid-phase exothermic reactions, distillation, concentration and evaporation of thermally unstable substances under vacuum, and evaporation at atmospheric pressure in a stream of air or inert gas. It can be widely applied to devices.

回転式薄膜熱交換及び質量交換装置は多くのものが開発
されているが、その理由は、これらが、化学反応並びに
、蒸溜、蒸発、濃縮及び気化の操作に伴う熱交換を行う
為に温和な条件を与え得、よって、処理される製品(特
に、熱的に不安定なもの)の重合の分解を防ぐ事が可能
にされるからである。
Many rotary thin-film heat exchange and mass exchange devices have been developed because they are mild in order to perform heat exchange associated with chemical reactions and distillation, evaporation, concentration, and vaporization operations. This is because it is possible to provide conditions and thus to prevent decomposition of the polymerization of the products being treated (especially those that are thermally unstable).

この様な装置に於ては、処理過程は薄層中で行われ、液
はよく攪拌され、また、装置中には、液柱による静圧が
事実上存在しないから、製品を真空下で処理する事(即
ち、装置中の温度を下げる事)が可能にされ、さらに、
これらの装置中の製品の滞留時間は、他の型の装置に比
して極めて短く、僅か数秒に過ぎず、よって、製品への
熱影響を極少に減じ得る。
In such equipment, the processing process is carried out in a thin layer, the liquid is well stirred, and there is virtually no static pressure due to the liquid column in the equipment, so the product can be processed under vacuum. (i.e., lowering the temperature in the device), and furthermore,
The residence time of the product in these devices is extremely short compared to other types of devices, only a few seconds, thus minimizing thermal effects on the product.

回転式薄膜装置の特に特徴とする所は、熱交換及び質量
交換能力が強力であり、かつ、製品の滞留時間が短い事
である。
The special features of the rotary thin film device are its strong heat exchange and mass exchange capabilities and short product residence time.

この様な装置は、蒸発器9反応器及び気化器として使わ
れている。
Such devices are used as evaporators 9 reactors and vaporizers.

従前開発された回転式薄膜装置の成るもの於ては、駆動
軸に固定され、本体から1〜2mm離されたロータ翼に
より、装置の熱交換面上に液の薄膜が作られる(西独特
許1029642号、分類12a。
In previously developed rotary thin film devices, a thin film of liquid is created on the heat exchange surface of the device by rotor blades fixed to the drive shaft and spaced 1-2 mm from the main body (German patent 1029642). No., Category 12a.

2 (1958年4月30日)、西独特許971974
号、分類12a 、2(1959年4月23日)、米国
特許2596086号、分類159−6 (1959年
5月6日)参照)。
2 (April 30, 1958), West German Patent No. 971974
No. 12a, 2 (April 23, 1959); see U.S. Pat. No. 2,596,086, Class 159-6 (May 6, 1959).

しかし、これらの装置に於ては、複雑な設計、本体壁と
ロータ翼との間の間隙が小である事による、製作9組立
及び操作の困難及び、ロータ及び本体の熱変形を考慮し
ての動的バランス取りの必要、等の故に熱交換面が限定
され、さらに、これらの装置は、液への熱荷重に敏感で
ある。
However, these devices are difficult to manufacture and operate due to the complex design, the small gap between the body wall and the rotor blades, and the thermal deformation of the rotor and body. The heat exchange surface is limited due to dynamic balancing requirements, etc., and furthermore, these devices are sensitive to thermal loads on the liquid.

その後開発された回転式薄膜蒸発器ひ於ては、駆動軸に
可揺動に取付けられ、装置本体の内面に沿って摺動する
ロータ翼により、装置の熱交換面上に液の薄膜が作られ
るが、熱交換面を広げる問題は依然として解決されなか
った(英国特許923884号、分類32 B (19
63年4月8日)、英国特許918922号、分類32
B (1962年12月12日)参照)。
The rotary thin-film evaporator that was developed later created a thin film of liquid on the heat exchange surface of the device using rotor blades that were swingably attached to the drive shaft and slid along the inner surface of the device body. However, the problem of widening the heat exchange surface remained unsolved (UK Patent No. 923884, Classification 32 B (19
April 8, 1963), British Patent No. 918922, Classification 32
B (December 12, 1962)).

さらに、翼及びロータの望ましくない摩耗の外に、ロー
タ翼と熱交換器との直接々触により製品の汚染が生じ、
また、本体をこする翼がある事により、本体面の注意深
い取扱及び研磨が必要とされ、またさらに、ロータ翼が
、摩擦係数の小な耐摩耗性材料で作られる事を要する。
Furthermore, in addition to undesirable wear of the blades and rotor, direct contact between the rotor blades and the heat exchanger can lead to contamination of the product.
Additionally, the presence of the blades rubbing against the body requires careful handling and polishing of the body surface, and further requires that the rotor blades be made of a wear-resistant material with a low coefficient of friction.

熱交換面を広げる問題は、その後に開発された簡単な構
造の回転式薄膜装置に於て部分的に解決された。
The problem of enlarging the heat exchange surface was partially solved in the later development of a rotating thin film device of simple construction.

この装置は、熱交換面を有してジャケット内に入れられ
た垂直な本体を有し、上記ジャケット内の空間は、装置
中への熱媒体の入口と連通し、上記本体内にはロータ軸
が置かれ、上記軸は、波形壁を有する中空ドラムを保持
し、上記壁は、液を上記熱交換面上へ放出する為の多数
の孔を有する(ソ連発明者認証233921号、分類B
011/100(1965年9月29日)参照)。
The device has a vertical body encased within a jacket with a heat exchange surface, a space within the jacket communicating with an inlet of a heat transfer medium into the device, and a rotor shaft within the body. is placed, said shaft holding a hollow drum with corrugated walls, said walls having a number of holes for discharging liquid onto said heat exchange surface (USSR Inventor Certificate No. 233921, Classification B).
011/100 (September 29, 1965)).

この装置の主たる欠点は、熱交換面が限定されている事
及び、装置中の反応剤の滞留時間が固定されている事で
あり、最終的には、熱及び質量交換の効率が不充分であ
る事である。
The main drawbacks of this device are the limited heat exchange surface and the fixed residence time of the reactants in the device, which ultimately results in insufficient heat and mass exchange efficiency. It is a certain thing.

本考案の主目的は、熱交換能力を強大にし得る回転式薄
膜装置を提供するにある。
The main purpose of the present invention is to provide a rotary thin film device that can increase heat exchange capacity.

本考案の他の目的は、質量交換能力を強大にし得る回転
式薄膜装置を提供するにある。
Another object of the present invention is to provide a rotary thin film device that can increase mass exchange capacity.

本考案による回転式薄膜装置は、ジャケット内に入れら
れた垂直な本体を有し、上記ジャケット中の空間中を熱
媒体が循環し、上記本体は熱交換面を有し、上記本体内
にはロータ軸が置かれ、上記軸は、波形壁を有する中空
ドラムを保持し、上記壁には、液を上記熱交換面上へ放
出する為の多数の孔が作られ、さらに本考案に於ては、
上記熱交換面は、各々の上下端に於て次々に逆向きに接
合された多数の截頭円錐により形成される。
The rotary thin film device according to the present invention has a vertical body placed in a jacket, a heat medium circulates in the space in the jacket, the body has a heat exchange surface, and the body has a heat exchange surface. A rotor shaft is placed, said shaft holding a hollow drum having a corrugated wall, in said wall having a number of holes made therein for discharging liquid onto said heat exchange surface; teeth,
The heat exchange surface is formed by a number of truncated cones joined one after the other in opposite directions at the upper and lower ends of each.

熱交換面の上記の如き構造により、熱交換面の面積が、
装置の直径及び高さを増大する事を要せずに、約三倍大
にされる。
Due to the above structure of the heat exchange surface, the area of the heat exchange surface is
The device can be approximately three times larger without having to increase its diameter and height.

さらに、熱交換面を、異る傾斜角度を有する円錐から作
る事により、装置中の製品の滞留時間の比較的広い範囲
を与える事が可能にされる。
Furthermore, by making the heat exchange surfaces from cones with different angles of inclination, it is possible to provide a relatively wide range of residence times of the product in the device.

上記円錐の上下端が丸められ、それらの接合部が軸心方
向断面に於て半円形をなす事が望ましくこの様な上記上
下端の形により、上方円錐の表面から下方円錐の表面へ
の液の流れが平滑にされ得、さらに、装置本体の製作が
簡単化され得る。
It is desirable that the upper and lower ends of the cone be rounded, and that the joint between them forms a semicircle in the axial cross section.The shape of the upper and lower ends allows liquid to flow from the surface of the upper cone to the surface of the lower cone. The flow can be smoothed, and furthermore, the fabrication of the device body can be simplified.

本考案の他の特徴として、上記円錐の大きい方の端の接
合部に於て上記本体を囲む水平リングが設けられ、上記
リングの各々中には開口が設けられ、さらに、熱媒体の
運動通路に沿って上記各開口の前に垂直隔壁が設けられ
、上記開口は次々に位置をずらされ、よって、熱媒体は
、次々に円形運動しつつ上記ジャケット中を上昇する。
Another feature of the invention is that a horizontal ring is provided surrounding the body at the joint of the larger end of the cone, and an opening is provided in each of the rings, further providing a movement path for the heat transfer medium. A vertical partition is provided in front of each of the openings along the vertical axis, the openings being displaced one after the other, so that the heating medium rises in the jacket in successive circular movements.

本体とジャケットとの間の間隙中にある上記、開口を有
する水平リング(隔壁)及び垂直隔壁は、冷却剤(熱媒
体)の良好な循環及び、高い熱伝達係数を保証する。
The abovementioned horizontal rings with openings (partitions) and vertical partitions in the gap between the body and the jacket ensure good circulation of the coolant (heating medium) and a high heat transfer coefficient.

以下、添付図面に従い実施例に就て説明する。Examples will be described below with reference to the accompanying drawings.

本考案による回転式薄膜装置は(第1〜6図)、ジャケ
ット2内に置かれた垂直な本体1を有し、1と2との間
の空間3(第1.3.5図)中を熱媒体が(破線の矢印
に沿って)循環する。
The rotary membrane device according to the invention (Figs. 1 to 6) has a vertical body 1 placed in a jacket 2 and in a space 3 between 1 and 2 (Fig. 1.3.5). The heating medium circulates (along the dashed arrow).

本体1は熱交換面4を有し、4内には、中空ドラム6を
保持するロータの軸5が置かれ、ドラム6は波形の壁7
(この記号7は後述に於ては21とされている)を有し
、壁7は、本体1の熱交授面4上で処理される液の出口
の為の多数の孔8を有する。
The body 1 has a heat exchange surface 4 in which is placed the shaft 5 of a rotor carrying a hollow drum 6, which drum 6 is surrounded by corrugated walls 7.
The wall 7 has a number of holes 8 for the outlet of the liquid treated on the heat exchange surface 4 of the body 1.

管9及び10はそれぞれ、熱媒体を給入及び排出する役
をする。
The tubes 9 and 10 serve respectively to supply and discharge the heat medium.

本考案に於ては、本体1の熱交換面4は、次々に逆向き
に接合された多数の截頭円錐13により形成され、これ
らの円錐13は(第7図)、それらの基部(上下両端)
11及び12に於て連結され、基部11及び12には丸
みが付けられ、よって上記連結部は、軸心方向断面に於
て半円形になる。
In the present invention, the heat exchange surface 4 of the main body 1 is formed by a number of truncated cones 13 joined in opposite directions one after another, and these cones 13 (Fig. 7) have their bases (top and bottom) both ends)
11 and 12, the bases 11 and 12 are rounded, so that the connecting portion is semicircular in axial cross section.

本考案の技術的利益及び広い適用可能性を示す為に、以
下、数種の回転式薄膜装置、即ち、真空下に於ける熱的
に不安定な物質の蒸溜、濃縮及び蒸発の為の蒸発器:大
気圧下に於ける空気流または不活性ガス流中での気化の
為の気化器:及び、迅速な液相発熱化学反応を行う為の
反応器:に就て述べる。
In order to demonstrate the technical benefits and wide applicability of the present invention, several types of rotary thin film apparatuses are described below, namely evaporation for distillation, concentration and evaporation of thermally unstable substances under vacuum. Vaporizers: Vaporizers for vaporization in a stream of air or inert gas at atmospheric pressure, and Reactors for carrying out rapid liquid-phase exothermic chemical reactions.

用いられる熱媒体は、蒸発器及び気化器の場合には加熱
蒸気であり、反応器の場合には、水の如き冷却剤である
The heat carrier used is heated steam in the case of evaporators and vaporizers, and a coolant such as water in the case of reactors.

この種の装置は、処理能力の如何により、多段式に作ら
れ得、この場合には、装置の各段間に、熱交換面4から
の液を集めて排出する為の円形集合器14(第1.3.
5図)が設けられ、さらに、円形集合器14の下に、上
記液を下方段のドラム6中へ送る為の溝(樋)15が設
けられる。
This type of device can be made in multiple stages depending on the processing capacity, in which case a circular collector 14 ( Section 1.3.
5), and furthermore, a groove (trough) 15 is provided below the circular collector 14 for feeding the liquid into the drum 6 in the lower stage.

第1図に示す回転式薄膜蒸発器に於て、ドラム6は、バ
ンド及びねじ(図示なし)により、軸5に固定されたハ
ブ18及び19のリング16及び17に固定される。
In the rotary thin film evaporator shown in FIG. 1, the drum 6 is fixed to rings 16 and 17 of hubs 18 and 19 fixed to the shaft 5 by means of bands and screws (not shown).

管20は処理される液をドラム6上へ供給する役をする
The tube 20 serves to supply the liquid to be treated onto the drum 6.

リング16は、各ドラムの上端に設けられ、リム22を
有し、処理される液をドラム6の波形壁21(第2図)
の内面上に分布する役をする。
A ring 16 is provided at the upper end of each drum and has a rim 22 to direct the liquid to be treated to the corrugated wall 21 (FIG. 2) of the drum 6.
It plays the role of being distributed on the inner surface of the body.

歯形の下端24を有する円筒形輪23が、リング16の
上方に於て本体1に取付けられる。
A cylindrical ring 23 with a toothed lower end 24 is attached to the body 1 above the ring 16.

円筒体25は、その底から半径方向に出る多数の管26
を有し、管26は、供給された液を円筒形輪23の内面
上に分布する役をし、上記円筒体25は、上記輪23の
内側に於て軸5に取付けられる。
The cylinder 25 has a number of tubes 26 extending radially from its bottom.
The tube 26 serves to distribute the supplied liquid onto the inner surface of the cylindrical ring 23 , the cylinder 25 being attached to the shaft 5 inside the ring 23 .

円筒体25の壁には、傾斜した翼27が取付けられ、翼
27は、上方に曲げられた端28を有し、(蒸発により
発生された)蒸気流から(処理されている)液を分離す
る役をする。
Attached to the wall of the cylinder 25 are inclined vanes 27 having upwardly bent ends 28 for separating the liquid (being treated) from the vapor stream (generated by evaporation). play a role.

上記翼27の上方及び下方には、端28に対向して、リ
ング29及び30が本体1に取付けられ、リング29と
30との間にはバフル31が垂直に取付けられる。
Above and below the wing 27, opposite the end 28, rings 29 and 30 are attached to the main body 1, and between the rings 29 and 30 a baffle 31 is attached vertically.

各二つのドラム6の間には遠心分離器32(第2図)が
取付けられ、32は、円周に沿って垂直に置かれた多数
のベーン(翼)33の形に作られ、分離された液を、下
方のドラム6のリング16上へ送る役をする。
A centrifugal separator 32 (FIG. 2) is installed between each two drums 6, which is made in the form of a number of vanes 33 placed vertically along the circumference and separated. It serves to transport the liquid onto the ring 16 of the drum 6 below.

ベーン33は、それらの両端を、各隣接ドラム6のハブ
18及び19中に固定され、断面に於て曲線形を有し、
内方に曲げられた外端34(第2図)を有する。
The vanes 33 are fixed at their ends in the hubs 18 and 19 of each adjacent drum 6 and have a curved shape in cross-section;
It has an inwardly bent outer end 34 (FIG. 2).

下方ハブ19のリング17は各ドラム6内の空間35を
下から覆い、上方ハブ18のリング16は、各ドラム6
内の空間35を上から覆い、よって、(蒸発による)蒸
気流は、各段の遠心分離器32のベーン33間からのみ
しか上記空間35内に入り得ない。
The ring 17 of the lower hub 19 covers the space 35 in each drum 6 from below, and the ring 16 of the upper hub 18 covers the space 35 in each drum 6 from below.
The inner space 35 is covered from above, so that vapor flow (due to evaporation) can only enter the space 35 from between the vanes 33 of the centrifugal separators 32 of each stage.

最下方ドラム6中の空間35はロック36により、この
ドラマと本体1との間の輪形空間から遮断され、上記ロ
ック36は、本体1に取付けられた円筒形体37と、上
記最下方ドラマ6の下方リング40との組合わせにより
形成され、上記円筒形体37は上部にリング38を有し
、リング38は内周に沿うツム39を有し、上記下方リ
ング40は、その外周に沿うリム41を有する。
The space 35 in the lowermost drum 6 is separated from the annular space between this drum and the body 1 by a lock 36, said lock 36 intersects with a cylindrical body 37 attached to the body 1 and in the lowermost drum 6. Formed in combination with a lower ring 40, the cylindrical body 37 has a ring 38 on its upper part, the ring 38 has a tab 39 along its inner circumference, and the lower ring 40 has a rim 41 along its outer circumference. have

管(出口)42は、処理された生成物を排出する役をし
、管(出口)43は、装置の上方及び下方部からの二次
蒸気(蒸発された蒸気)を排出する役をする。
The tube (outlet) 42 serves to discharge the treated product and the tube (outlet) 43 serves to discharge the secondary steam (evaporated steam) from the upper and lower parts of the apparatus.

この蒸発器は次の如く作動する。This evaporator operates as follows.

処理される液は、管20から円筒体25中に流れ、ロー
タが回転されると、液は円筒体25の半径方向管26か
ら、ジェットの形で、円筒形輪23の内面上へ投げられ
、ついで液は、薄膜として上方ドラム6のリング16上
へ均等に流れる。
The liquid to be treated flows from the tube 20 into the cylinder 25 and when the rotor is rotated, the liquid is thrown from the radial tube 26 of the cylinder 25 in the form of a jet onto the inner surface of the cylindrical ring 23. , the liquid then flows evenly as a thin film onto the ring 16 of the upper drum 6.

ついで液は、遠心力の影響により、リング16から中空
波形ドラム6の内面上へ投げられ、波形壁21の突出部
上に分布されて別々の垂直流となり、重力の影響により
、ドラム6中に種々な高さに設けられた孔8に至る迄自
由に流下する。
The liquid is then thrown from the ring 16 onto the inner surface of the hollow corrugated drum 6 under the influence of centrifugal force, distributed over the protrusions of the corrugated wall 21 into separate vertical streams, and under the influence of gravity into the drum 6. It flows freely down to holes 8 provided at various heights.

ついで液流は、孔8から本体1の熱交換面4上へ投げら
れ、そこで、液流によりたえず擾乱されつつ下方に向う
薄膜を形成し、截頭円錐13の表面から、丸みをつけら
れた基部11及び12を経て下方の円錐13の表面上へ
と次々に流れる。
The liquid stream is then thrown from the hole 8 onto the heat exchange surface 4 of the body 1, where it forms a downwardly directed thin film, which is constantly disturbed by the liquid stream, and from the surface of the truncated cone 13 is rounded off. It flows successively via the bases 11 and 12 onto the surface of the cone 13 below.

この液の一部は熱交換面4上で蒸発し、蒸発されなかっ
た液は円形集合器14中に流れ、そこから溝15を経て
、下方のドラム6のリング16へ流れる。
A portion of this liquid evaporates on the heat exchange surface 4 and the unevaporated liquid flows into the circular collector 14 and from there via the groove 15 to the ring 16 of the drum 6 below.

濃縮された溶液は管42から取出される。The concentrated solution is removed through tube 42.

液の蒸発により発生した蒸気は、ドラム6内の空間がハ
ブ18.19により覆われているので遠心分離器32を
通過してドラム6内に入り、翼27により分離された後
、上方の管43から排出されるか、あるいは下方に流れ
て下方の管43から排出される。
Since the space inside the drum 6 is covered by the hub 18, 19, the steam generated by the evaporation of the liquid passes through the centrifugal separator 32 and enters the drum 6, and after being separated by the blades 27, it flows into the upper pipe. 43 or flow downwards and be discharged from the lower tube 43.

遠心分離器32のベーン33により分離された液は、ベ
ーン33の端34の垂直曲部中に集められた後、ドラム
6のリング16上へ流れ、また、翼27により分離され
た液は本体1の内面上に投げられ、リング29と本体1
との間の隙間(図示なし)を通って、本体1の熱交換面
4上に流下する。
The liquid separated by the vanes 33 of the centrifugal separator 32 flows onto the ring 16 of the drum 6 after being collected in the vertical bend of the end 34 of the vane 33, and the liquid separated by the vanes 27 flows into the main body. 1, the ring 29 and the body 1
It flows down onto the heat exchange surface 4 of the main body 1 through a gap (not shown) between the two.

第3図に示す回転式薄膜気化器(vaporizer)
に於て、ドラム6はその両端に於て、ドラム6の波形壁
21の内面上に液を分布する為のトレイのリング劇及び
、軸5に固定された盲ハブ45に取付けられ、上記取付
けはバンド及びねじ(図示なし)により行われる。
Rotary thin film vaporizer shown in Figure 3
In this case, the drum 6 is attached at both ends to a ring drive of a tray for distributing the liquid on the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6, and to a blind hub 45 fixed to the shaft 5, with the above-mentioned mounting This is done with a band and screw (not shown).

気化される液を分布する為の上記トレイは、各ドラム6
の上端に取付けられ、軸5に取付けられた円筒形容器4
6から成る凹部を有し、円筒形容器46の端は、同心の
リング44の形に作られ、リング44の内径は46の内
径より小である。
The above-mentioned tray for distributing the liquid to be vaporized is attached to each drum 6.
a cylindrical container 4 attached to the upper end of the
The end of the cylindrical container 46 is made in the form of a concentric ring 44, the inner diameter of which is smaller than the inner diameter of 46.

これにより、リング44の下に液の垂直同心層が形成さ
れ、この液は、リング44の内周全体から均等に流出し
、ついで、リング44の表面上に薄膜の形に分布された
後、ドラム6の波形壁21の内面上に投げられる。
This forms a vertical concentric layer of liquid under the ring 44, which flows out evenly from the entire inner circumference of the ring 44 and is then distributed in the form of a thin film over the surface of the ring 44, after which It is thrown onto the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6.

管47は、気化される液をドラム6上に供給する役をす
る。
The tube 47 serves to supply the liquid to be vaporized onto the drum 6.

ドラム6には、円錐13の大きい方の基部(端)13の
接合場所に対向する位置に水平リング48が取付けられ
、水平リング48は、熱交換面4の全面上に亙るガス相
の流れ(即ち、空気または不活性ガスの流れ)及び、蒸
気とガスとの混合物の分離を保証する。
A horizontal ring 48 is mounted on the drum 6 in a position opposite to the joining place of the larger base (end) 13 of the cone 13, the horizontal ring 48 directing the flow of the gas phase over the entire surface of the heat exchange surface 4 ( i.e., a flow of air or inert gas) and ensure separation of the vapor and gas mixture.

最下方ドラム6の下には円錐49が設けられ、円錐49
は、ドラム6の外面と熱交換面4との間の輪形間隙50
へ空気を均等に送る役をする。
A cone 49 is provided below the lowermost drum 6;
is the annular gap 50 between the outer surface of the drum 6 and the heat exchange surface 4
It serves to distribute air evenly.

軸5には、最上方ドラム6の上方にブツシュ51が取付
けられ、ブツシュ51には、曲げられた端28を有する
傾斜翼27が取付けられ、よって、蒸気−ガス流からの
液滴の分離が行われる。
Mounted on the shaft 5 above the uppermost drum 6 is a bushing 51 to which is mounted an inclined vane 27 with a bent end 28, thus facilitating the separation of droplets from the steam-gas stream. It will be done.

翼27の上方及び下方には、端28に対向してリング3
0及び29が設けられ、リング29と30との間にはバ
フル31が垂直に取付けられる。
Above and below the wing 27, a ring 3 is provided opposite the end 28.
0 and 29 are provided, and a baffle 31 is vertically mounted between the rings 29 and 30.

管52,53.54はそれぞれ、集められた溶液の排出
、空気の供給及び、空気の排出の役をする。
The tubes 52, 53, 54 serve, respectively, to discharge the collected solution, to supply air, and to discharge air.

この回転式薄膜気化器は次の如く作動する。This rotary thin film vaporizer operates as follows.

気化される溶液は、管47を経て円筒形容器46に送ら
れ、ロータが回転されると、液は遠心力の作用により、
この容器46の壁土を上昇して、リング44の下に液の
垂直同心層を形成し、ついで、リング44の内周全体か
ら流出して、リング44の表面上に、薄層の形に均等に
広がり、ついでごリング44の外周からドラム6の波形
壁21の内面上に投げられ、そこで液は、波形壁21の
突出部(多数)中に分けられて別々の垂直流となり、重
力の影響により、ドラム6中に種々な高さに設けられた
孔8に至る迄自由に流下し、ついで、孔8から熱交換面
4上へ投げられ、そこで、液のジェットによりたえず擾
乱されつつ下方に向う薄膜を形成し、截頭円錐13の表
面から、丸みをつけられた基部11及び12を経て下方
の円錐13の表面上へと次々に流れる。
The solution to be vaporized is sent to a cylindrical container 46 through a tube 47, and when the rotor is rotated, the liquid is evaporated by centrifugal force.
The wall of this container 46 rises to form a vertical concentric layer of liquid under the ring 44, which then flows out from the entire inner circumference of the ring 44 and spreads evenly over the surface of the ring 44 in the form of a thin layer. The liquid is then thrown from the outer periphery of the ring 44 onto the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6, where the liquid is divided into separate vertical streams among the protrusions of the corrugated wall 21 and is affected by the influence of gravity. It flows freely down to the holes 8 provided at various heights in the drum 6 and is then thrown from the holes 8 onto the heat exchange surface 4 where it flows downwards under constant agitation by the jet of liquid. It forms a thin film which flows successively from the surface of the truncated cone 13 through the rounded bases 11 and 12 onto the surface of the cone 13 below.

この液の一部は熱交換面4上で気化し、蒸発されなかっ
た液は円形集合器14中に流れ、そこから溝15を経て
、下方のドラム6のリング44へ流れ、以下このサイク
ルが繰返される。
A portion of this liquid evaporates on the heat exchange surface 4, and the unevaporated liquid flows into the circular collector 14 and from there via the groove 15 to the ring 44 of the drum 6 below, whereupon the cycle continues. repeated.

蒸発されなかった液は円形集合器14へ流れ、そこから
溝15を経て下方のドラムのリング44上に流れる。
The unevaporated liquid flows into the circular collector 14 and from there via the groove 15 onto the ring 44 of the drum below.

気化された溶液は管52から排出され、管53から供給
された空気流は、水平に置かれたリング48を越えて流
れて熱交換面の全体に接触しつつ上昇し、分離器の翼2
7を通過した後、管54から排出される。
The vaporized solution is discharged through tube 52, and the air stream supplied through tube 53 flows over the horizontally placed ring 48 and rises, contacting the entire heat exchange surface, until it reaches the separator blades 2.
After passing through 7, it is discharged through tube 54.

第5図に示す回転式薄膜反応器に於て、管55及び56
は、異る反応剤をドラム6上に供給する役をする。
In the rotary thin film reactor shown in FIG.
serve to supply the different reactants onto the drum 6.

各ドラム6の上端にはリング57が取付けられ、リング
57は、管55から来る一つの反応剤をドラム6の波形
壁21の内面上に分布する役をする。
A ring 57 is attached to the upper end of each drum 6, which serves to distribute one reactant coming from the tube 55 onto the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6.

リング57は、その周辺に沿ってリム58(第6図)を
有し、リム58は多数の垂直スリット(切り口)59を
有する。
Ring 57 has a rim 58 (FIG. 6) along its periphery, and rim 58 has a number of vertical slits 59.

截頭円錐60は、内方リムとして働き、リング57の内
周中に挿入され、截頭円錐60の下部はリング57より
下に置かれる。
The truncated cone 60 acts as an inner rim and is inserted into the inner circumference of the ring 57, with the lower part of the truncated cone 60 being placed below the ring 57.

リング57の下には、トレイ46が置かれ、このトレイ
は、管56から来る他の反応剤をドラム6の波形壁21
の内面上に分布する役をする。
Below the ring 57 is placed a tray 46 which transfers the other reactant coming from the tube 56 to the corrugated wall 21 of the drum 6.
It plays the role of being distributed on the inner surface of the body.

上記トレイは、軸5に取付けられた円筒形容器46から
成る凹部を有し、上記容器46の上端は同心リング44
の形に作られ、同心ノング剃の内径は容器46の内径よ
り小である。
Said tray has a recess consisting of a cylindrical container 46 attached to the shaft 5, the upper end of said container 46 being connected to a concentric ring 44.
The inner diameter of the concentric non-shave is smaller than the inner diameter of the container 46.

また、同心リング44の内径と截頭円錐60との間には
隙間が形成されている。
Further, a gap is formed between the inner diameter of the concentric ring 44 and the truncated cone 60.

これにより、同心リング44が回転させられると、遠心
力によりリング44の下に液の垂直同心層が形成され、
この液は、ノング剃の内周全体から截頭円錐60との隙
間を通って均等に流出し、ついで、リング躬の表面上に
薄膜の形に分布された後、ドラム6の波形壁21の内面
上に投げられる。
Thus, when the concentric ring 44 is rotated, a vertical concentric layer of liquid is formed under the ring 44 due to centrifugal force;
This liquid flows out evenly from the entire inner periphery of the non-shave through the gap with the truncated cone 60 and is then distributed in the form of a thin film on the surface of the ring sill before being applied to the corrugated wall 21 of the drum 6. Thrown on the inside.

リング44は、その周辺に沿うリム61を有し、リム6
1は多数の垂直スリット62を有し、スリット62は、
前述のスリット59に対して互違いの位置に置かれる。
The ring 44 has a rim 61 along its periphery, and the rim 6
1 has a large number of vertical slits 62, the slits 62 are
They are placed at alternate positions with respect to the slits 59 described above.

ドラム6は、それらの両端に於て、トレイのリング44
及び、軸5に固定されたハブ19のリング63に、バン
ド及びねじ(図示なし)により取付けられる。
The drums 6 are fitted with tray rings 44 at their ends.
It is attached to the ring 63 of the hub 19 fixed to the shaft 5 with a band and a screw (not shown).

この例に於ては、装置の各段の間に、上方にある段の熱
交換面4からの液を排出する為の円形集合器14が設け
られ。
In this example, a circular collector 14 is provided between each stage of the apparatus for draining liquid from the heat exchange surface 4 of the upper stage.

各集合器4の下には、溢流の為及び、一つの反応例を下
方のドラム6に供給する為の溝(樋)15が置かれ、他
の溝64は、他の反応剤を供給する役をする。
Below each concentrator 4 there is a groove 15 for overflow and for feeding one reaction case to the drum 6 below, another groove 64 for feeding the other reactant. play a role.

管65は、出来上った生成物を反応器から排出する役を
する。
Pipe 65 serves to discharge the finished product from the reactor.

本考案に於ては、ジャケット2の空間3中に水平リング
66が設けられ、水平リング66は、円錐13の大きい
方の基部11の接合部に於て本体1を囲み、各リング6
6は開口(孔)67(第6図)を有し、開口67は、相
隣るリング66ごとに位置をずらされる。
In the present invention, a horizontal ring 66 is provided in the space 3 of the jacket 2, which surrounds the body 1 at the junction of the larger base 11 of the cone 13, and each ring 6
6 has an opening (hole) 67 (FIG. 6), and the opening 67 is shifted in position for each adjacent ring 66.

さらに、上記空間3中には、冷却剤(熱媒体)の運動方
向に於て各開口67の前に垂直隔壁68が設けられる。
Furthermore, a vertical partition 68 is provided in the space 3 in front of each opening 67 in the direction of movement of the coolant (heat medium).

ジャケット2の内面、リング66及び、外側熱交換面4
は、分けられた円形空間69(第5図)を形成し、円形
空間69は、熱媒体の流れを(破線の矢印に沿って)円
形に導く為及び、下方の空間69から次の上方の空間6
9中へ次第に進める為の役をする。
Inner surface of jacket 2, ring 66 and outer heat exchange surface 4
form a divided circular space 69 (FIG. 5), which serves to guide the flow of the heating medium in a circular manner (along the dashed arrow) and from the lower space 69 to the next upper one. space 6
It serves as a way to gradually advance to the 9th grade.

この回転式薄膜反応器は次の如く作動する。This rotary thin film reactor operates as follows.

相互に反応する二つの反応剤は、管55及び56から判
別にドラム6に供給される。
Two reactants which react with each other are fed into the drum 6 via pipes 55 and 56.

一つの反応剤は、管55から回転リング57に供給され
、回転リング57の表面上に薄膜の形に分布され、つい
で、リム58中のスリット59から、ドラム6の波形壁
21の内面上に投げられ、そこで、波形壁21の突出部
上の各個の垂流に分けられる。
A reactant is fed from a tube 55 to the rotating ring 57 and distributed in the form of a thin film on the surface of the rotating ring 57 and then from a slit 59 in the rim 58 onto the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6. It is thrown there and divided into individual perpendicular streams on the protrusions of the corrugated wall 21.

他の反応剤は、管56から円筒形容器46に供給され、
遠心力の作用により、リング44の下に液の垂直同心層
が形成され、この液は、リング劇の内周全体から均等に
流出し、ついで、リング44の表面上に薄膜の形に分布
された後、リング44の外周から、リム61中のスリッ
ト62を通ってドラム6の波形壁21の内面上に投げら
れ、そこで、第一の反応剤の為の(波形壁21の)突出
部に隣る突出部中に分布される。
Other reactants are supplied to the cylindrical container 46 from a tube 56;
Due to the action of centrifugal force, a vertical concentric layer of liquid is formed under the ring 44, which flows out evenly from the entire inner circumference of the ring and is then distributed in the form of a thin film on the surface of the ring 44. It is then thrown from the outer circumference of the ring 44 through the slit 62 in the rim 61 onto the inner surface of the corrugated wall 21 of the drum 6, where it is thrown onto the protrusion (of the corrugated wall 21) for the first reactant. distributed in adjacent protrusions.

第−及び第二反応剤は、混合する事無く、重力により孔
8迄流下し、ついで、熱交換面4上へ投げられる。
The first and second reactants flow down by gravity to the holes 8 without mixing and are then thrown onto the heat exchange surface 4.

これら両反応剤は、直接、熱交換面4上で混合され、よ
って、発熱反応の場合に於ける過熱発生の可能性が(た
とえ微少なものと難も)排除され得る。
Both reactants are mixed directly on the heat exchange surface 4, so that the possibility of overheating in the case of exothermic reactions (even if only slight) can be eliminated.

熱交換面4上に於ては、反応剤の流れは、液のジェット
によりたえず擾乱されつつ下方に向う薄膜を形成し、截
頭円錐13の表面から、丸みをつけられた基部11及び
12を経て下方の円錐13の表面」二へと次々に流れる
On the heat exchange surface 4, the flow of reactant forms a downwardly directed thin film, constantly disturbed by the jet of liquid, from the surface of the truncated cone 13 to the rounded bases 11 and 12. It then flows one after another to the surface of the cone 13 below.

第一段を通過した液は、運動通路中に於て集合器14に
集められ、そこから溝15を経て、下方のドラム6のリ
ング57上に送られ、ついで、第一段に於けると同様に
、再び熱交換面4上に分布される。
The liquid that has passed through the first stage is collected in the movement path in a concentrator 14, from where it is sent via the groove 15 onto the ring 57 of the lower drum 6, and then in the first stage. Similarly, it is again distributed on the heat exchange surface 4.

溝64からの、両反応剤の中の一つの追加供給は、第二
段以下の何れの段に対しても行い得る。
The additional supply of one of the two reactants from the groove 64 can be made to any stage below the second stage.

反応生成物は管65から装置外へ排出される。The reaction product is discharged from the apparatus through pipe 65.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本考案による薄膜蒸発器の縦断面図、第2図
は、第1図のII −II線による断面図、第3図は、
本考案による気化器の縦断面図、第4図は、第3図のI
V−IV線による断面図、第5図は、本考案による反応
器の縦断面図、第6図は、第5図のVI−VI線による
断面図、第7図は、本考案による、各々の上下端で接合
された多数の逆向きの截頭円錐により形成された熱交換
面の縦断面図、である。 1・・・・・・本体、2・・・・・・ジャケット、3・
・・・・・空間、4・・・・・・熱交換面、11.12
・・・・・・円錐の基部、即ち上下端、13・・・・・
・円錐、66・・・・・・水平リング、67・・・・・
・開口、68・・・・・・垂直隔壁。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a thin film evaporator according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG.
A vertical cross-sectional view of the vaporizer according to the present invention, FIG. 4, is the I of FIG.
5 is a longitudinal cross-sectional view of the reactor according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the VI-VI line of FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the reactor according to the present invention. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a heat exchange surface formed by a number of oppositely oriented truncated cones joined at their upper and lower ends; FIG. 1... Body, 2... Jacket, 3.
...Space, 4...Heat exchange surface, 11.12
...The base of the cone, that is, the upper and lower ends, 13...
・Cone, 66...Horizontal ring, 67...
- Opening, 68... Vertical bulkhead.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 1.多数の截頭円錐を各々の上下端において次々に逆向
きに接合することにより形成された熱交換面を有する垂
直な中空本体と;前記本体内に同軸に回転可能に配設さ
れ、波形壁を有するとともに液体を放出するための多数
の孔が設けられている円筒状の中空ドラムと;前記中空
ドラムに嵌挿されたロータ軸と;前記ロータ軸に嵌着さ
れ、前記中空ドラムの上端よりわずかに下方位置の中空
ドラム内に配設された円板状のリングと;前記本体の回
りに配設され、前記本体との間に熱媒体を循環させる空
間を形成するジャケットと;先端が前記中空ドラムの上
方位置まで延びるよう前記本体に挿入された液供給管と
;処理後の流体を排出するために前記本体に取付けられ
た排出管と;前記本体とジャケットとの空間内に熱媒体
を循環供給する熱媒体供給管および排出管と;を備えて
なる回転式薄膜装置。 2、上記円錐の上下端の接合部は、軸心方向断面に於て
半円形を形成する、実用新案登録請求の範囲第1項記載
の回転式薄膜装置。 3、上記円錐の大きい方の端の接合部に於て上記本体を
囲む水平リングが設けられ、上記リングの各々中には開
口が設けられ、さらに、熱媒体の運動通路に沿って上記
開口の前に垂直隔壁が設けられ、上記開口は次々に位置
をずらされ、よって、熱媒体は、次々に円形運動しつつ
上記ジャケット中を上昇する、実用新案登録請求の範囲
第1項記載の回転式薄膜装置。
1. a vertical hollow body having a heat exchange surface formed by joining a number of truncated cones in opposite directions one after the other at the upper and lower ends of each; a corrugated wall disposed coaxially and rotatably within said body; a cylindrical hollow drum having a plurality of holes for discharging liquid; a rotor shaft fitted into the hollow drum; a rotor shaft fitted into the rotor shaft and slightly below the upper end of the hollow drum; a disc-shaped ring disposed in a hollow drum located at a lower position; a jacket disposed around the main body and forming a space for circulating a heat medium between the main body; a liquid supply pipe inserted into the main body so as to extend to a position above the drum; a discharge pipe attached to the main body to discharge the treated fluid; a heat medium circulating in the space between the main body and the jacket. A rotary thin film device comprising: a heat medium supply pipe and a discharge pipe. 2. The rotary thin film device according to claim 1, wherein the joining portions of the upper and lower ends of the cone form a semicircle in the axial cross section. 3. A horizontal ring is provided surrounding the body at the joint of the larger end of the cone, and an aperture is provided in each of the rings, furthermore, an opening is provided in the aperture along the movement path of the heat transfer medium. The rotary type according to claim 1, wherein a vertical partition is provided in front, and the openings are successively displaced, so that the heating medium rises through the jacket in successive circular movements. Thin film device.
JP2631578U 1978-03-01 1978-03-01 Rotary thin film device Expired JPS5913508Y2 (en)

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