JPS63279099A - 高粘度液の冷却方法 - 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】 産業上皇肌且分！ この発明はプレート式熱交換器に関し、より具体的には
粘度の高い液体の冷却を扱うプレート式冷却装置に関す
るもので、各種の樹脂、油脂、フェス・ビスコース等の
紡糸液、糖液、食品用流体、乳製品等々、従来プレート
式ではかなり困難とされていた超高粘度の液体の冷却に
応用しうるものである。

′の′・　　蒐゛ 星点 プレート式熱交換器は、周知の通り、伝熱板を介して隣
り合った通路にそれぞれ流体を供給してこれらの流体相
互間で間接的に熱交換を行わせるようにしたものである
。

しかして一般に伝熱性能とりわけ冷却能力についてみる
と、冷却水温度が低いほど、また冷却水量が多いほど、
冷却効果が高いというのが技術常識である。ところが、
粘度の高い液体の冷却に関する限り、これは必ずしも当
てはまらないことが判明した。すなわち、冷却水として
通常の工業用水（水温２５℃〜３０’Ｃ程度）を用いて
実験をしたところによると、処理液側の伝熱および流動
性能が冷却水側の温度に大きく支配され、特に流動性が
極端に悪くなって圧力損失が大幅に増加し、殆ど流れな
くなってしまうという事態が確認された。

伝熱板を隔てて隣接する各通路での冷却水温度と伝熱お
よび流動性の関係についてみるならば、第２図に示すよ
うに、冷却水温度をｔ→ｔ′→ｔ　ＩＩと下げると、こ
れに近似して高粘度液と接する壁面温度もＴｗ−Ｔ　ｗ
　’　−Ｔｗ　”と下がる。この結果、伝熱板の壁面に
近い部分では高粘度液の粘度が急激に増大し、通路内の
速度分布は図に示す温度分布と概ね同様に変化し、流動
性能及び伝熱性能が著しく損なわれることが看て取れる
。

ロ　　を　゛　るための この発明は上述の問題点に鑑み、粘度の高い液体の効果
的な冷却方法およびそれに適する実用的なプレート式冷
却装置を提供せんとするもので、処理液と冷却水との熱
交換に際し、冷却水温度を処理液の粘度に見合った適当
な値に調整することによって、処理液の粘度が過度に高
くならないようにして伝熱性能および流動性の向上を図
ることを基本的構想とし、そのために、熱交換により昇
温した冷却水の少なくとも一部を再循環させる。すなわ
ち、冷却水を冷却水通路の出口側から入口側へ導く循環
通路を設けるとともに、循環量を制御する装置を設けた
ちのである。

ｊす１ 処理液と冷却水との間で、伝熱板を介して熱交換が行わ
れる結果、冷却水は処理液から熱を奪って昇温し、逆に
処理液は熱を奪われて冷却される。斯くして昇温した冷
却ホは、新たに補給される冷却水と合流して系内を再循
環する。

冷却水は全部再循環させることもできるし所望の一部だ
け再循環させてもよい。いずれにせよ循環量は、扱う処
理液の物性如何に応じて、その粘度を系内流通および伝
熱に支障を来すに至　　　　。

る程増大せしめない程度で、かつ、所期の冷却性能を確
保するに足る適当な冷却水温度を維持するようにコント
ロールする。

裏胤最 第１図に示すこの発明の実施例について説明すると、こ
の実施例の冷却装置は、伝熱板（２）を介して隣り合う
処理液通路（４）と冷却水通路（６）を備えたプレート
式熱交換器（８）を含んでいる。伝熱板（２）は、当該
熱交換器に要求される能力に応じて複数枚成層して交互
の通路（４）（６）を形成するなお、図中熱交換器（８
）を構成するプレート群のうち、左半分は冷却水通路（
６）を相互に連絡せしめる通孔（６ａ）　　（６ａ）に
沿った断面を示し、右半分は処理液通路（４）を相互に
連絡せしめる通孔（４ａ）（４ａ）に沿った断面を示し
ている。冷却水は一旦補給タンク（１０）に貯溜され、
そこから入口配管（１２）を通じてポンプ（１４）で冷
却水通路（６）へ供給される。冷却水は冷却水通路（６
）内を流通する際、伝熱板（２）を介して、隣位の処理
液通路（４）内の処理液すなわち高粘度液から熱を奪っ
て昇温し、出口配管（１６）へ向かう。出口配管（１６
）は冷却水を系外へ導くようになっているが、その途中
から循環通路（１日）が分岐してタンク（１０）へ通じ
ている。換言すれば、循環通路（１８）は冷却水通路（
６）の出口側と入口側とを連絡している。循環通路（１
８）には流量制御弁（２０）を取り付け、その開度を冷
却水通路（６）に供給すべき冷却水、つまり図示例の場
合タンク（１０）内の冷却水の温度に応じてコントロー
ルするためのサーモコントローラ（２２）を設けである
。

しかして、プレート式熱交換器（８）において処理液か
ら熱を奪って昇温した冷却水を循環通路（１８）を通し
てタンク（１０）に導き新たな冷却水と合流させること
により、冷却水通路（６）へ供給される冷却水の温度が
高まる。さらに、当該温度上昇の程度は、流量制御弁（
２０）で冷却水の循環量を制御することによって適宜調
整する０例えば、処理液をその粘度が伝熱および流動に
支障を来すに至らない範囲の温度まで冷却しうる適当な
温度に維持する。斯かる温度コントロールを担う手段と
しては、自動制御の分野において知られているものの中
から随意に選択することができるので、ここではサーモ
コントローラ（２２）からの信号に応答して流量制御弁
（２０）が開閉するようにした例を示すに止める。

次表は従来の冷却装置による場合と本発明による場合と
における性能比較を具体的数値をもって示したものであ
る。なお、ここに処理液の粘度は１００℃で９０ｃｐ、
　３０℃で６５０００ｃｐというものである。

従来はこの工業用水、上水等をそのまま冷却水（２７℃
）とに使用している。この結果、従来装置においては処
理液の出口温度が２９℃まで過度に冷却されてしまい粘
度が急激に高くなって圧力損失の増大を招き、結果的に
処理流量を流すごとが不可能であった。しかるに本発明
では熱交換により昇温（５０℃）した冷却水を再循環さ
せることにより４８℃まで「加熱」して供給している。

この結果、流動性が良好となり、圧力損失も小さくなり
、所定流量が安定に流れ、供給伝熱係数も略倍増した。

皇ユ坐立且 この発明によれば粘度の高い液体に対しても流動性を損
なうことなく、優れた伝熱性能を発揮するプレート式冷
却装置が得られ、高粘度もしくは超高粘度の液体の冷却
用途に供しうるプレート式熱交換器の実用化に向け′ζ
寄与することろ大である。しかも別途の熱源に頼ること
なく冷却水の昇温を行うものであるからコスト及び省エ
ネルギーの見地からも極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するためのプレート式冷却装置
のフロシート、 第２図は伝熱板を介して隣り合った通路内における処理
液および冷却水の温度分布図であるつ２：伝熱板 ４：処理液通路 ６：冷却水通路 ８ニブレ一ト式熱交換器 １８：循環通路 ２０：流量制御弁 ２２：サーモコントローラ 特　許　出　願　人　　株式会社　日阪製作所代　　　
　理　　　　人　　　江　　　原　　　省　　　吾第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝熱板を介して隣り合った通路にそれぞれ流体を
   供給して両流体間で熱交換を行わせるに際し、一方の通
   路に処理液を供給し、他方の通路に冷却水を供給し、か
   つ、熱交換により昇温した冷却水の少なくとも一部を再
   循環させることにより、通路内の冷却水温度を処理液の
   粘度に見合った適当な値に調整するようにしたことを特
   徴とする高粘度液の冷却方法。