JPS59501991A - 流体処理装置の改良乃至それに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 流体処理装置の改良乃至それに関する改良発明の分野 本発明は流体処理装置、たとえば熱交換装置および流体反応装置等の改良乃至そ れに関連する改良に関する。

先行技術の概観 凡ゆる製造分野において、装置自体のコストならびにその運転および維持費の双 方を引下げようというのは云うまでもなく、恒常的な目標である。

従って、熱交換装置の場合には、効率を向上させようとする不断の努力が続けら れ、その結果運転費は直接減少され、それで装置の寸法はより小さくなっている が、それ自体は一般に所望の特性を有しており、この種の寸法の減少はその製作 に際してより少ない材料を要することになる。この必要材料の減少は、高価な耐 食性材料を用いねばならない腐食性流体を使用する、そして面倒な環境にある装 置において特に重要である。更に出来るだけ劣化しないと同時に組立ておよび分 解が容易であって、その結果維持に際して経済的となるような装置を提供する努 力もされている。流体反応装置の場合にも得られるべき類似の効果があって、そ れらは流体混合の効率および触媒物質との接触の効率の増加によって得られる。

類似の効果は。

関連する反応の発熱および吸熱性を考慮すれば熱交換能力を有する流体反応装置 の場合にも、またみられるものである。

改良された熱交換方法および装置は本発明者の先行出願第２８２，４６７号中に 開示されており、その開示はここに参考として引用するものとする。

この方法および装置において、流体の流れは伝熱表面に直接隣合う非乱流境界層 および該境界層に対し界面を作る非乱流コア層の形をとる。しゃ断構造体は流路 内に設けられていて、複数個の離間したしゃ断地点における前記境界層内で出来 るたけ非乱流的な態様でしゃ断を行い、それによってしゃ断された境界層の部分 は伝熱表面から分離し。

かつコア層と混合して該表面とコア層との間の熱の伝達を行う。この構造体は稠 密に充填した凸面球状セグメントから成っており、各セグメントハ伝熱表面に接 触するが、略接触するその凸面の一部で差動している。この種の構造体は、装置 を経３ 由する流体を移動するに要するポンプ力の不均衡な増加をもたらすことなく、非 常に高い熱伝達係数を提供するものである。

発明の定義 本発明の目的は流体処理装置用の新規なしゃ断構造体を提供することにある。

本発明によれば、流体処理装置におけるしゃ断構造体が提供され、この構造体は 該しゃ断構造体に隣接する表面における流体の流れの境界層をしゃ断するように なっており、前記構造体は、流体の流れの方向で互いに長手方向に離間する複数 個のしゃ断エレメントを含んで構成され、各しゃ断エレメントは複数個のブレー ド状部材を含んで成り、各部材は側立面において少なくとも略球形セグメントの 輪郭を有し、前記部材は相互に半径方向外方に延びて互いに関連してエレメント に隣接する前記表面に接触もしくは略接触するものである。

好ましくは前記構造体は軸方向コアエレメントを含んで構成され、該コアエレメ ントにはしゃ断エレメントが接続され、またこれに沿ってしゃ断エレメントが離 間している。

好ましいのは、また直接隣合ったエレメント間の間隙が流体中にウェーク妨害流 を生ずるようなものであることである。

流体処理装置は熱交換装置を含んでいてもよく、該装置内でしゃ断エレメントは 壁の表面に近接して配置され、これを介して熱交換が起る。

流体処理装置は流体反応装置を含んで成ってもよく、該装置において、しゃ断構 造体は流体に対し反応性および／または触媒性能を示す物質で塗布される。

本発明によれば、更に流体処理装置におけるしゃ断構造体が提供され、この構造 体は該しゃ断構造体に隣接する表面における流体の流れの境界層をしゃ断するよ うになっており、前記構造体は、流体の流体流れの方向に延びる細長い軸方向コ アエレメントと、 前記コアエレメントに沿って延びる複数個の離間した球形しゃ断エレメントとを 含んで構成され。

これらエレメント間の間隙は流体中にウェーク妨害流を生じるようなものである 。

図面の説明 本発明の好ましい実施態様を構成する流体処理装置を添付概略図を参照しながら 実施例によって説明する。該添付図面において。

第１図は本発明に使用し、第２図の１−１線に沿う熱交換器を示す縦断面図であ って、過剰な詳細を避けるために若干のチューブのみを切欠いて示した部分と、 想像線により示した構造体の部分とを包含する図、 第２図は第１図の２−２線に沿う第１図に示した装置の一部横断面図であって、 過剰な詳細を避けるために右下１／４の部分のみが完全に示されている図、 第３図は第１図および第２図に示した装置のしゃ断エレメントの拡大寸法につい ての横断面図、第４Ａ、４Ｂおよび４０図は異なった輪郭を有するしゃ断エレメ ントを示す拡大寸法についての各倒立面図、 第５図はしゃ断エレメントを通り過ぎた流体の流れを例示する単一チー−ブを示 す長手方向横断面図、 第６図は他の種類のしゃ断構造体であって、とれを本発明の流体反応装置に適用 した場合を示す第１図に類似の縦断面図、そして 第７図は本発明の表面／構造体の組合せを包含する異なった熱交換表面の格付け のプロットである。

好ましい実施態様の説明 第１図および第２図に示す熱交換器は多管式のものであり、これは流体用の入口 １２および出口１４を備えた中央胴部材１０を含んで成シ、前記流体はチューブ の外側の周囲で胴内を通過する。

胴部材１０の両端は２個のチューブシートアッセンブリによって夫々閉塞され、 その各々Ｆｉ２枚の離間したチューブシート１６およびＩＢにょ９構成され、複 数本の平行チューブ２ｏの端部がこれらを通過してチューブシートによって支持 されるように構成されている。チューブシート内のチューブと開口間のジヨイン トを介してそれらは通過し、またチューブシートアッセンブリと隣接胴部材との 間のジヨイントは特別に形成された一部ガスケット２２および２４により封止さ れている。

ガスケットを経由して漏洩する２種類の流体のうちのいずれかはチューブシート 間の空隙に浸入し。

そして流体を相互汚染することなく大気中に放散することが可能である。この種 のガスケットの構造と機能は、より詳細に本発明者の先行米国出願第３６２．２ １９号（１９８２年３月２６日出願）中に説明されており、この開示は、ここに 参考として引用するものとする。

２個の補助類似端部部材２６および２８は中央７ 胴部材１０の各端部上に装着され、各チューブシートアッセンブリに当接して流 体用の各密閉高圧空間を形成し、流体はチーーブ２ｏの内部に入り、またこれか ら排出されるものであり、また前記端部部材はこの種の流体用の入口３ｏおよび 出口３２を夫々備えている。胴端部部材２６および２８の末端は、各取巻き、取 りはずし可能割りリング３６および引張９バンドクランプ３８によって部材に対 し保持された各端板３４により閉塞されている。

チューブシートアッセンブリおよび補助部材は同様な方法により、取巻き割りリ ング４ｏと引張りバンドクランプ４２によって中央胴１０に保持組立てられるが 、この割りリングは半径方向内方に延びる突起ヶ備えており、該突起は胴部材中 の各周囲溝内に係合する。

各チューブ２０はその中に装着された本発明に係る各流体流れしゃ断構造体４４ を有し、該構造体は複数個の長手方向に離間したしゃ断エレメント４６を含んで 成り、該エレメントは本実施態様では細長い軸方向コアエレメントロッド４８上 にチーーブの長さに沿って互いに長手方向に離間して装着されている。とのロッ ドの両端はしゃ断エレメントからフリーとなっており、そして各密閉高圧空間を 経由してチーーブ２０の外方へ延びて取シはずし可能端板３４の隣接面と接触状 態となり、その結果しゃ断構造体はチーーブ内の固定された長手方向位置に維持 される。

第２図および第３図において最も明瞭に理解されるように、各しゃ断エレメント ４６は複数個の等長ブレード状部材５０から成り、該部材はコアロッド４８から 相互に半径方向外方へ、それらが各チューブの内部円筒壁に接触もしくは略接触 するまで延びている。第１図、４図および５図において最も良く理解されるよう に、各ブレード状部材は、その側立面において見られるように凸状曲線輪郭を有 しているので、これはその円周の地点５２においてのみチューブ内壁と接触し、 あるいは直接それに隣接して有効なものとなるのである。

当業者には、チューブ２ｏのような通路内を通る流体がチーーブの内壁において 、非常に薄い略静止している境界層を有し、これが壁の表面を、境界面と界面を 作るコア層内を流れる流化の本体から絶縁し、従って、この境界層がチューブ内 表面とコア層間の熱伝達を減少させることが知られている。また、妨げられるこ とのない境界層は流体の流れの方向において漸進的に厚さを増加し、そしてこれ がその絶縁効果を高める。従って、提案は従来、その上を流体が流れる表面を荒 くするが、隆起させることによりこの種の境界層を分断することについてなされ ているが、この種の提案は一方で通路を経由して流体を移動させるのに要するポ ンプ力を不釣合いな程度に増加させる効果をも有する。それは流体内に乱流が生 成されるがらである。

本発明の装置において、チューブ内面における境界層は円周方向および長手方向 に離間する地点で本発明に係る流体流しゃ断構造体によって［スポット−ワイズ （５ｐｏｔ　−ｗｉｓｅ　）　Ｊ方式に従いしゃ断されるが、一方でコア層によ り構成される流体の本体中には非乱流流体の流れが維持される。

本発明の装置では、熱伝達表面が荒くされないだけではなく、反対にそれらは経 済的に可能な程度に円滑とされ、若干の実施態様においては、チーーブ２０の内 面および外面双方を所望程度の円滑さにまで研磨してもよい。多数の離間した地 点における境界層の分断はそれを薄く維持するが、一方ではその分断の方法は乱 流が不当に高い摩擦抗力の発生を回避するのを保証する。

しゃ断エレメントのブレード状部材は、軸方向コアロッドとの、それらの根本接 続部において比較的厚く、捷だ円滑かつ漸進的に半径方向外側に。

それらがチューブ内表面の細いが、円滑に丸めら０ れている尖端もしくは非常にそれに近接している場所に終結するまで細くなって いることが理解されるであろう。当業者には、チーーブおよびしゃ断構造体の製 造に際する通常の製造許容差の故ならびにこれらの構造体をチーーブに容易に挿 入およびこれから取シはずし得る必要性から、ブレード部材とチューブ内壁との 間のしゃ断地点において必ずしも常時確実な接触が行われるものではなく、必要 な効果はブレード端縁を境界層内にできるだけ押込むことにより得られるもので あることが明らかであろう。小規模熱交換器、たとえば容量２０１／分の典型的 な例において、また、この場合のチューブが１．２５　ｔ７ｎの内径を有すると き、チーーブおよびしゃ断構造体の製造に際して必要とされる許容差は０．５　 ｉｎ乃至１０胴であり、これは容易に実現可能である。

各しゃ断エレメントの半径方向内部、すなわちブレードの根本がコアロットに合 致する所に、エレメントを通過する流体用通路横断面積に対し最大のブレード表 面積が存在するので、摩擦抗力が最大となる。他方、エレメントブレードの半径 方向外部において、ブレード材料の量は実質的に零となるので摩擦抗力は横断面 積に関連して減少する。摩擦および横断面積におけるこれらの差の故１１ で、流体が円滑さの発展を誘発するエレメントを通過すると、流体内に運動量の 変化が生じ、非乱流渦は、熱交換効率を増加させるために、分離した境界層とそ の隣接するコア層との迅速かつ効果釣力混合を生じさせる。そこでは、また流体 としゃ断エレメントの表面ならびにその上の触媒物質のよう力何らかの物質との 非常に有効な接触がみられる。誘発された渦のこれら運動量における流体は構造 体の長手方向にエレメントからエレメントへと移動し、そしてこれらエレメント 間の間隙はウェーク妨害流として知られる流れを、しゃ断点の渦上流と引続くし ゃ断点の渦下流とが一致することによって確立されるようになっておシ、この種 のウェーク妨害流は最高の混合および熱伝達効率を最小の所要ポンプ力によって 生ずるものである この特殊ブレード形状の他の結果は、特にチューブ内壁表面における高められた 流体速度と共に流体の流れがチューブ内部の半径方向外方部において優勢である ことである。このタイプの流れは熱伝達効率に関し、以下に述べる点で数多くの 効果を有するものである。すなわち、それは熱伝達表面を通過する迅速な流れの 故で熱伝達速度が基本的に増加し、一方墳界層は薄く保持され、かつ高速流体の せん断効果によってより容易に分断され得るという点である。

チューブ内の流体の流れの一般的傾向は第５図中に矢印５４によって示され、ま た流れしゃ断構造体が、構造体の形状によって上記のような形状および回転数を 有する流れの渦５６を生ずることが理解されよう。ウェーク渦は流れのしゃ断下 流の地点５２の周りで生成され、一方先行渦は流れの上流に生成されるであろう 。しゃ断地点５２０間隙は、先行渦と直ぐ引続く地点のウェーク渦とが一致する ようにしてあれば、しゃ断境界層と隣接コア層との間に非常に有効な非乱流混合 と共に所望のウェーク妨害流が得られる。回避すべき乱流は渦とは、前者が不規 則であり、そこには渦が有している何らの観察し得る・くターンをも有していな いという点で区別することができる。従って渦、渦巻きおよび回転運動は乱流を 構成しない。

特殊な構造体による非乱流の維持のだめの条件はたとえば、実験構造体に適当な 窓を設け、そして所望により流体の流れに可視流体を添加することによって観察 することが可能となる。

しゃ断構造体は比較的安価に、所望の直径、エレメントの間隙およびエレメント 自由端長を有する注型もしくは成形一体エレメントとして容易に３ 製造することができる。各種の異なった材料を用いることができ、たとえば、そ れらは金属、プラスチック材料のような非金属材料、ならびにアルミナおよびセ メントのような耐火性材料である。

その比較的大表面積およびその混合流れ流体との有効な表面接触の故で、しゃ断 構造体は、それと流体が接触すべき物質、たとえば触媒物質用のキャリヤーとし て特に適している。反応装置を含んで構成される他の実施態様において、しゃ断 構造体自体は接触および／または触媒物質から作成することができ、そしてアル ミナはこの２つの特性を備えたこの種物質の具体例である。

提供すべきブレード状部材の数は各熱交換器に関する設計上の問題である。実用 上の最小数は３であり、一方小規模交換器（たとえば１．２５ｃｒｎ以下のチュ ーブを用いている）について１０枚を超えることは通常流量に大き過ぎる損失を もたらすことになる。

第４ａ図は側立面において、構造体の部分を示しており、この場合エレメントの 輪郭は球状であり、その輪郭は円の課程から成っている。他の輪郭も利用し得る が、流体の流れに対し円滑な輪郭端縁を示して摩擦損失を最小に減少させ、また 非乱流の維持を保証するようなものであるべきである。第４ｂ図は、たとえば楕 円形輪郭を有するエレメントを示し、一方第４Ｃ図は卵重たはドロップ形輪郭の エレメントを示し、これら後２者の輪郭において、最大半径の端縁は上流と対面 している。

たとえば、流体が加熱すべきである粘稠油のように非常に粘性である場合は特別 な状況が生ずる。

この種の流体は通常低熱伝導性を示し、そして熱境界層が流れ境界層よりも遥か に薄い熱伝達表面に直ぐ隣接して確立される。しゃ断構造体はこのより薄い熱境 界層を、流れ境界層の厚さとは無関係にしゃ断するために整列されねばならない 。熱境界層の厚さの決定における主要因子はプラントル数であって、これは粘度 が高く、そして熱伝導率が低いときに高いものである。

特定の流体の流れが非乱流であるか否かを決定するに際し、考慮すべき主要パラ メータの一つはレイノルズ数であり、これは次の関係式により得流体速度 古典的にはレイノルズ数的４，０００未満の流れは非乱流であり、一方もしそれ が約６．０００を超えるとき、流れは乱流になるものと信じられてきた。

泥れが非乱流であろうという指標をプロットして摩擦係数曲線を得るが、これは 低レイノルズ数。

すなわちＲ＝１００から始まり、乱流の開始に際して勾配中で急激な変化を示す 。従って、一定の勾配を有する摩擦係数曲線の存在は本質的に非乱流が生じてい ることを示しており、そして本発明の装置によって、これは１５，０００という ような高いレイノルズ数に維持することが可能である。

熱交換器表面の性能評価は困難な主題である。

それは数多くの変数を伴うならであるが、従来受入れられてきた一つの方法が機 械技術者協会会報（ｔｈｅ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｏｃ ｉｅｔｙ　ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　）　Ｖｏｌ、　１ ０．１９７８年８月、Ｊ、　Ｇ、ンランド、Ｗ、Ｍ、マツグ・ジュニアおよびＷ 、　Ｍ、ロースナラ著研究論文「プレート−フィン熱交換器表面の性能格付け」 中に記載されている。

この方法は熱交換器コアの単位容量（Ｖ）当りの伝熱単位数（ＮＴＵ）対熱交換 器コアの単位容量（Ｖ）当りのコアを経由する流体を移動させるに要するポンプ 力（Ｅ）のプロット操作を伴うものである。

第７図は本方法による表面格付けのプロットであって、本発明のしゃ新構造体を 備えた表面と、直径１．２ｃｒｎのチューブおよび０．５　ｃｍのプレートピッ チを有するプレート熱交換器から構成される表面とを比較するものである。従っ て、この垂直プロットは伝熱単位数（ＮＴＵ）／熱交換器コア単位容量（Ｖ）を 示し、他方水平プロットはコアを経由する流体を移動させるに要するポンプ力（ Ｅ）／熱交換器コア単位容量（Ｖ）を示している。

試験流体は水であり、最下線Ａは上述のソランド、マツグおよびロースナラによ る研究論文から得たデータを用いる直径１．２ｃｒｎのプレーンなチューブにお ける熱伝達に関するものである。線Ｂはｒ　ＡＰＶ伝熱ノ・ンドプック」（第２ 版、米国ニューヨーク、タノウォンダ、ＡＰＶインコーポレッテドより出版）か ら得たデータを用いるプレートピッチ０．５　ｃｍのＡＰＶプレート熱交換器に 関するものである。線Ｂは線Ａを超える２８チの性能改良を示すことが理解され よう。下方線Ｃは直径１．２５ｃ＋ｎのチー−１７本を用い、内方には半径方向 にブレードを付したしゃ新構造体を備え、そして外方には球体直径１ｃｒｎをも って胴側面に球形ロッドを備えた本発明の胴およ、び管熱交換器の性能をプロッ トしている。最上線りは本発明の熱交換器によって得られる限りの最高の性能を プロットしている。

線Ｃは線ＡおよびＢの夫々２５０％および２００チの改良を示し、一方線りは夫 々５１５係および４００チの改良を示している。

第、１図乃至第３図の実施態様は、胴内部およびチューブ外部間の空間によって 構成される流体路内に異なった形状を有するしゃ新構造体を用いているが、上記 したグレードを付した構造体を用い得ることは勿論である。この異なった構造体 もまた、コアロッド５４から成っているが、長手方向に離間したしゃ断エレメン トは、ウェーク妨害流体流れを提供するために要する間隙におけるロッド上に装 着されたムクの球状体５６から構成されている。ロッドを支えるこれら球状体（ 便宜のため、パ球状ロッド″と称するｌｊチー−プの軸に平行な長軸をもって、 また隣接するチューブ外側と接触する点におけるそれらの球形表面をもってチュ ーブ外側の周囲に配置され、成る位置では球状体もまた、互いに接触し合ってい る。球状体は境界層の同様な点しゃ断効果を有し、また外方チー−ブ表面から流 体への熱伝達を増加させる渦混合を生ずる。球状ロッドコアの端部は球体からフ リーであり、またチューブシート１６と末端係合状態にあるので球体自由端の長 さを変更することによって球状ロッドコアは正確に長手方向に配置することがで き、従って、１本のロッドの球体を直ぐ隣合うロッド上の球体間の空間に対向し て整列させて、通路内の最大流体流量を保証し、また胴を通過する流体の圧力低 下を最小とすることができるのが理解されよう。ロッド端部もまた、球体からフ リーに作成されて胴の入口および出口に近接する胴内に適切な流量を有する流体 流れの密閉高圧空間を提供する。半径方向の最外球状ロッドの半径方向外側は充 填材料５８て包囲されて、別の状況では胴の内壁とチーーブ壁の隣接外部との間 で生ずる流体の非熱交換流を妨げる。

必要に応じて交換や清掃のために、チューブシートアッセンブリを取りはずし、 かつ両タイプのしゃ断アッセンブリをチーーブの内側ならびにチューブの間から 滑９出させることができれば、熱交換器全体は取巻きｉくンドクランプ３８およ び４２を取ｐはずし、かつリング３６および４０を分割することによって容易に 分解し得ることが理解されよう。この分解ならびに引続く再組立は簡単な工具を 用いて未熟練労働者により非常に迅速に行えることも理解されよう。その結果分 離したパーツは簡単な装置によって容易に清掃することができる。

第６図は本発明の球状口、ドしゃ新構造体を各チーーブ２５の内側で用いている 反応装置の横断面を示すものである。球状ロッド構造体は一般に、−ブレードを 付したしゃ新構造体よシも若干少ない費用で作成され、またこれは若干より頑丈 である。

しかし、ブレードを付した構造体も、もしそれがもたらす付加的な表面積が有利 であるならば、用いることは構わない。この人りの球形構造体が通路を経由する 流体の適切な流れを保証することによって、ロッド上の球形エレメントはチュー ブ内径よりも実質的に、１１）小さい外径を有することになるのに注目されたい 。球状ロッドコアエレメントは水平チューブ内方の低部に静置されるべきであっ て、そうすればその球形構造体エレメントは夫々少なくとも１点でチューブの各 内部境界層を貫通し、そこでそれをしゃ断する。実施に際して球体外径はチーー ブ内径の５０チ乃至８０チであるべきである。便利のために、エレメントは球形 のものとして述べたが、それらはまた、楕円形、卵もしくはドロップ形とするこ ともてき、卵形エレメント構造体は第６図の右方に示されている。

チーーブ内径の８０係以下の球体は適切な流体の流れを許容するが、チューブ内 径の５０チ以上の球体は境界層崩壊および渦発生両者の適切な性能のために必要 とされるものである。

浄書（内容に変更なし） ｒつ 、　手続補正書（自発） 昭和５９年８　月６　日 特許庁長官　志　賀　学　殿 ■、事件の表示 ＰＣＴ／Ｕ、Ｓ　８３１０１６３５ ２、発明の名称 流体処理装置の改良乃至それに関する改良３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、イリノイ州　６０６４８、シカウェスト　ハワード　 ストリート　６４２０名称ヘイパー　コーポレーション ４、代　理　人　（〒１０２） 住　所　東京都千代田区一番町２２−１一番町セントラルビルディング 電話（０３）　２６３−７６７６　（代表）氏　名　（６０７１）弁理士松　原 　伸　之（ほか４ｒ５、補正命令の日付 自　発 ６、補正の対象 （１）図面の翻訳文 （２）代理権を証明する書面 ７６補正の内容 （１）別紙のとおり、適正な図面の翻訳文を添付する。

（２）別紙のとおり、代理権を証する書面を添付する。

８、添付書類の目録 （１）図面翻訳文　１通 （２）　委任状およびその訳文　各１通国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　流体処理装置中のしゃ新構造体に隣接する表面における流体の流れの境界 層をしゃ断するようになっている前記構造体が、 流体の流れの方向で互いに長手方向に離間する複数個のしゃ断エレメントを含ん で構成され、各しゃ断エレメントは複数個のブレード状部材を含んで成シ、各部 材は倒立面において少なくとも略球形セグメントの輪郭を有し、前記部材は相互 に半径方向外方に延びて互いに関連してエレメントに隣接する前記表面に接触も しくは略接触するしゃ新構造体。 ２　直ぐ次に連続するしゃ断ニレメン′ト間の間隙が流体中にウェーク妨害流を 生ずるような請求の範囲第１項記載の発明。 ３　前記構造体は軸方向コアエレメントを含んで構成され、これによってしゃ断 エレメントは互いに接続され、またこれに沿ってしゃ断エレメントが離間する請 求の範囲第１項記載の発明。 ４　流体処理装置は熱交換装置を含んで構成され、この場合しゃ断エレメントが 壁の表面に近接して配置され、これを介して熱交換が起る請求の範囲第１項乃至 第３項のいずれかに記載の発明。 ５　流体処理装置が多管式熱交換装置を含んで成り、この場合、各チューブがそ の中にしゃ新構造体を備えている請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載 の発明。 ６　流体処理装置が多管式熱交換装置を含んで成り、この場合、各チューブがそ の中にしゃ新構造体を備え、そしてこの場合、各チューブはその外表面と接触す る少なくとも１個のしゃ新構造体を有し、これを介してその胴内の流体に対し熱 交換が起る請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載のこの場合、各チュー ブがその中にしゃ新構造体を備え、そしてこの場合、各チューブはその外表面と 接触する少なくとも１個のしゃ新構造体を有し、これを介して、その胴内の流体 に対し熱交換が起シ、最後に述べた各しゃ新構造体が、 流体の流体流れの方向に延びる細長い軸方向コアエレメントおよび 前記コアニレメイトに沿って延びる複数個の離間した球形しゃ断エレメントを含 んて構成される８　流体処理装置が多管式熱交換装置を含んで成シ、この場合、 各チューブがその中にしゃ新構造体を３ 備え、該しゃ断構造体はその両端において、しゃ断エレメントとフリーである請 求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の発明。 ９　流体処理装置が多管式熱交換装置を含んで成り、この場合、各チューブがそ の中にしゃ断構造体を備え、そしてこの場合、各チーープはその外表面と接触す る少なくとも１個のしゃ断構造体を有し、これを介して、その胴内の流体に対し 熱交換が起り、最後に述べた各しゃ断構造体が、 流体の流体流れの方向に延びる細長い軸方向コアエレメントおよび 前記コアエレメントに沿って延びる複数個の離間した球形しゃ断エレメントを含 んで構成され、前記コアエレメントは、その両端においてしゃ断エレメントとフ リーである請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の発明。 １０、流体処理装置が流体反応装置を含んで成シ、この場合、しゃ断構造体が流 体に対し反応性および／または触媒性能を示す物質で塗布される請求の範囲第１ 項乃至第３項のいずれかに記載の発明。 １１　流体処理装置中のしゃ断構造体に隣接する表面における流体の流れの境界 層をしゃ断するようになっている前記構造体が、 流体の流体流れの方向に延びる細長い軸方向コアエレメントおよび 前記コアエレメントに沿って延びる複数個の離間した球形しゃ断エレメントを含 んで構成され、前記エレメント間の間隙は流体中にウェーク妨害流を生ずるよう になっているしゃ断構造体。 １２シゃ断構造体がチューブ内に配置され、そして各球形エレメントはチューブ 内径の５０％乃至８０％の外径を有している請求の範囲第１１項記載の発明。 １３　流体処理装置が流体反応装置を含んで成シ、この場合、しゃ断構造体が流 体に対し反応性および／または触媒性能を示す物質で塗布される請求の範囲第１ −１項乃至第１２項記載の発明。 １４シゃ断構造体コアがその両端において球形エレメントとフリーである請求の 範囲第１１項乃至第１２項記載の発明。