WO2016194599A1 - 粉粒体の熱交換装置 - Google Patents

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WO2016194599A1
WO2016194599A1 PCT/JP2016/064570 JP2016064570W WO2016194599A1 WO 2016194599 A1 WO2016194599 A1 WO 2016194599A1 JP 2016064570 W JP2016064570 W JP 2016064570W WO 2016194599 A1 WO2016194599 A1 WO 2016194599A1
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pipes
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PCT/JP2016/064570
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自起 奈良
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株式会社奈良機械製作所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/06—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with the heat-exchange conduits forming part of, or being attached to, the tank containing the body of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for powder and, more particularly, to a heat exchanger for heating or cooling the powder by conduction heat transfer (indirect heating) with a heat exchange medium.
  • an object of the present invention is to provide a heat exchange device including a heat exchanger that can be easily matched to the size of the heat exchange container and the characteristics of the granular material to be treated.
  • the heat exchanger for granular material includes a heat treatment container having a processed material supply port for supplying the granular material from above, and a processed material discharge port for discharging the granular material from below, and a heat exchange container.
  • a heat exchanging part provided in the interior of the pipe, the heat exchanging part having at least one first heat exchanging pipe provided with a substantially spherical convex part on a straight pipe extending in the vertical direction and extending in the vertical direction.
  • Two or more second heat exchange pipes that are formed in the shape of a spiral and have a constant spiral diameter, or two or more third heat exchange pipes that are constituted by triangular wave-shaped tubes extending in the vertical direction Have.
  • the convex portion, the spiral shape, and the triangular wave shape are maintained while maintaining the piston flow property of the granular material.
  • a heat exchanger having a large heat transfer area can be formed.
  • the first heat exchange pipe When using one or more first heat exchange pipes with protrusions on the straight pipe as the heat exchange part, the first heat exchange pipe can be formed by squeezing the straight pipe, etc., so that it is partially tapered Compared to the form using a spiral heat exchange pipe including the spiral of the one, it easily matches the size of the heat exchange container and the characteristics of the granular material to be treated (particularly matched to the heat exchange container with a small diameter) A first heat exchange pipe) can be prepared. When two or more second heat exchange pipes in which a spiral tube is formed so that a coil is wound around a cylindrical object are used as a heat exchange part, one spiral heat including a tapered spiral in part.
  • the heat transfer area can be easily increased, and the lateral direction of the granular material can be increased by using the convex portion and the spiral inclination.
  • the movement can be promoted, and uniform processing of the granular material becomes possible.
  • the heat exchange part has one or more first heat exchange pipes, and the maximum diameter of the convex part is 1.2 to 2 times the outer diameter of the straight pipe.
  • the heat exchange part has one or more first heat exchange pipes, and the inclination angle of the lower part of the convex part is larger than the value obtained by subtracting 5 degrees from the repose angle of the granular material.
  • the heat exchange part has one or more first heat exchange pipes, and the inclination angle of the lower part of the convex part is 50 degrees or more.
  • the inclination angle By setting the inclination angle to 50 degrees or more, it is difficult to form a gap between the lower part of the convex part and the granular material layer, and it becomes possible to efficiently perform heat exchange using the entire heat exchange pipe.
  • the convex portion is a first arc shape formed so that an outer shape viewed from the side surface protrudes outward from the straight pipe side, and a lower portion of the first arc shape, and extends from the outside toward the straight pipe.
  • the angle formed by the tangent line and the horizontal line at the inflection point where the first arc shape and the second arc shape are in contact with each other is the inclination angle.
  • the heat exchange part has two or more first heat exchange pipes, and the two or more heat exchange pipes have different vertical positions of the convex parts in adjacent heat exchange pipes. Be placed.
  • the convex portions are provided and the vertical positions of the convex portions of the other heat exchange pipes are different, the lateral movement of the powder particles can be increased, and the powder particles can be uniformly processed.
  • the heat exchange section has two or more second heat exchange pipes, and the inclination angle of the spiral forming the spiral tube is less than the value obtained by subtracting 5 degrees from the repose angle of the granular material. Is also big.
  • the heat exchange section has two or more second heat exchange pipes, and the inclination angle of the spiral forming the spiral tube is 50 degrees or more.
  • the heat exchange section has two or more second heat exchange pipes, and the two or more heat exchange pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above.
  • the two or more heat exchange pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above and in a positional relationship such that they partially overlap each other without being in contact with each other.
  • the heat exchanging unit includes a heat exchanging pipe group in which two or more second heat exchanging pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above.
  • a plurality of concentrically arranged rows are formed with other heat exchange pipe groups that are not included in the heat exchange pipe group or different from the heat exchange pipe group.
  • the heat exchange vessel is formed in a substantially conical shape with a narrow lower part, and the half apex angle of the conical shape is 60 degrees or less.
  • the heat exchange section has two or more third heat exchange pipes, and the third heat exchange pipe is a hollow cylindrical tube formed in a triangular wave shape, and the top and bottom are straight tubes. And a corrugated portion provided between the connecting portions and formed of a triangular wave-shaped tube.
  • the triangular wave-shaped tube is formed so that triangular waves are arranged in a vertical direction when viewed from one horizontal direction and are substantially straight when viewed from another horizontal direction perpendicular to one horizontal direction.
  • the corrugated portion is formed by bending a straight pipe into a zigzag shape.
  • the inclination angle of the triangular wave-shaped tube is larger than the value obtained by subtracting 5 degrees from the angle of repose of the granular material.
  • the inclination angle of the triangular wave-shaped tube is 50 degrees or more.
  • the two or more heat exchange pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above.
  • the two or more heat exchange pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above and in a positional relationship such that they partially overlap each other without being in contact with each other.
  • the heat exchanging unit includes a heat exchanging pipe group in which two or more third heat exchanging pipes are arranged on the circumference of one circle as viewed from above.
  • a plurality of concentrically arranged rows are formed with other heat exchange pipe groups that are not included in the heat exchange pipe group or different from the heat exchange pipe group.
  • a heat exchange apparatus including a heat exchanger that can be easily matched to the size of the heat exchange container and the characteristics of the powder to be treated.
  • FIG. 2 is a view showing a top surface of a heat exchanging section and the like, taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing a horizontal cross section and the like of a heat exchanging section along the line BB in FIG. 1. It is a figure which shows the longitudinal cross-section of a heat exchange part, etc. in the CC sectional view of FIG. It is a side view which shows the convex part of the 1st heat exchange pipe in a 1st Example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 7 and shows the upper surface of the second heat exchange pipe and the like. It is a figure which shows the side surface etc. of the heat exchange part in 2nd Example (however, seeing from the front, illustration of five 2nd heat exchange pipes near this is abbreviate
  • a 2nd Example it is a figure which shows the upper surface etc. of a 2nd heat exchange pipe in the form by which a plurality of heat exchange pipe groups are arranged in a concentric form, and a heat exchange part is formed. It is a figure which shows the side surface etc. of the heat exchange part of the form of FIG. 11 (however, seeing from the front, illustration of five 2nd heat exchange pipes near this is abbreviate
  • the heat exchanger for powder in this embodiment includes a heat exchange container 1, a constant supply device 7, a constant discharge device 8, a load cell 9, a first bellows-type expansion tube joint 11a, a second bellows-type expansion tube joint 11b, heat An exchange unit 20 is provided.
  • the heat exchange container 1 includes a cylindrical main body 2, an upper lid 3, and a conical portion 4 formed at the lower portion of the main body 2.
  • the lid 3 has a truncated cone shape (also referred to as a substantially truncated cone shape) having a narrow upper portion and a wide lower portion, and an upper end portion is opened as a processed product supply port 5.
  • the conical portion 4 has a truncated cone shape (also referred to as a substantially truncated cone shape) having a wide upper portion and a narrow lower portion, and the lower end portion opens as a processed product discharge port 6.
  • the half apex angle ⁇ of the conical portion 4 is preferably 60 degrees or less.
  • the fixed amount supply device 7 is a device for supplying a fixed amount of the processed material (powder particles) into the heat exchange container 1, and for example, a screw feeder is used.
  • the fixed amount discharge device 8 is a device that discharges the processed material from the heat exchange container 1 in a fixed amount, and for example, a rotary valve is used.
  • the load cell 9 is used for measuring the weight of the heat exchange container 1.
  • the quantitative supply device 7 is connected to the processed product supply port 5 via the first bellows-type expansion tube joint 11 a, and the quantitative discharge device 8 is connected to the second discharge device 8. It is connected to the processed material discharge port 6 through a bellows type expansion tube joint 11b.
  • the heat exchange unit 20 has a heat exchange pipe extending in the vertical direction, an upper header tank connected to the upper end of the heat exchange pipe, and a lower header tank connected to the lower end of the heat exchange pipe, A heat exchange medium flows inside, and the granular material in the heat exchange container 1 is heated or cooled by the heat exchange medium.
  • the heat exchange unit 20 includes one or more first heat exchange pipes 21 each having a substantially spherical convex portion 23 provided on a straight pipe 22 extending in the vertical direction.
  • the first upper header tank 24 is connected to the upper end of the first heat exchange pipe 21, and the first lower header tank 25 is connected to the lower end of the first heat exchange pipe 21.
  • the heat exchanging unit 20 includes two or more second heat exchange pipes 31 each having a spiral tube and a constant spiral diameter d.
  • a second upper header tank 34 connected to the upper end of the heat exchange pipe 31 and a second lower header tank 35 connected to the lower end of the second heat exchange pipe 31 are provided.
  • the heat exchange unit 20 includes two or more third heat exchange pipes 41 each formed of a triangular wave-shaped tube and a first heat pipe connected to the upper end of the third heat exchange pipe 41.
  • the heat exchange container 20 is inside the main body 2 or the lid 3.
  • a dispersion device such as a louver may be provided on the top of the substrate to disperse and drop the processed material.
  • the heat exchange container 1 (the main body 2, the lid body 3, and the conical portion 4) has a jacket structure (not shown), and allows the same heat exchange medium to flow inside the first heat exchange pipe 21 to flow inside. preferable. Moreover, it may replace with the said jacket structure, the form which provides a heat retention apparatus or a cold insulation apparatus in the outer side of the heat exchange container 1, and the form which provides a heat insulation apparatus or a cold insulation apparatus in the outer side of the said jacket structure may be sufficient. .
  • the first heat exchange pipe 21 in the first embodiment is a straight hollow cylindrical tube (straight tube 22) made of stainless steel (for example, SUS304), and a plurality of convex portions 23 protruding outward are constant in the vertical direction. These are provided at intervals.
  • the convex portion 23 has a circular shape (concentric circle shape) centered on the same vertical axis in any horizontal cross section, has the longest diameter in the central portion, and has a shape in which the diameter is smoothly shortened in the vertical direction. And has a substantially spherical shape as a whole.
  • the shape of the convex portion 23 does not need to be vertically symmetrical, but at least the inclination angle of the lower portion of the convex portion 23 (the angle formed by the inclined surface of the outer shape of the convex portion 23 and the horizontal plane) ⁇ is processed by the heat exchange device
  • Angle of repose of the granular material (the bottom angle of the mountain formed by the granular material when the granular material is poured freely on a horizontal surface: JIS Industrial Glossary 5th Edition (Japanese Standards Association)) It is preferable to be larger than ⁇ 5 degrees.
  • tilt angle (theta) is 50 degree
  • the outer shape of the convex portion 23 when viewed from the side is located at the lower part of the first arc shape 23a and the first arc shape 23a, and one end is in contact with the first arc shape 23a.
  • the other end portion has the second arc shape 23b in contact with the straight pipe 22, the angle formed between the tangent and the horizontal line at the inflection point at which the first arc shape 23a and the second arc shape 23b are in contact with each other,
  • the inclination angle ⁇ is set (see FIG. 5).
  • the first arc shape 23 a is a part (arc) of the circle in which the center C 1 is located inside the first heat exchange pipe 21, and the second arc shape 23 b is the center C 2 outside the first heat exchange pipe 21. Is a part of the circle (arc).
  • the first arc shape 23a is an arc formed so as to project outward from the straight pipe 22 side
  • the second arc shape 23b projects from the outside toward the straight pipe 22 (from the straight pipe 22). It is an arc formed so as to be recessed toward the outside.
  • the first arc shape 23a in the contacted portion is formed.
  • the angle formed between the tangent line and the horizontal line is a linear shape instead of the second arc shape 23b
  • the angle formed between the straight line and the horizontal line is the inclination angle ⁇ .
  • the inclination angle ⁇ is made larger than the angle of repose ⁇ 5 degrees of the granular material or larger than 50 degrees, it is difficult to form a gap between the lower part of the convex portion 23 and the granular material layer, and the first heat Heat exchange can be performed efficiently using the entire exchange pipe 21.
  • the inclination angle ⁇ is small, as shown in FIG. 6, an air gap a is formed between the lower part of the convex portion 23 and the granular material layer, and the efficiency with the heat exchange medium flowing in the first heat exchange pipe 21. Good heat exchange is less likely to occur.
  • the convex portion 23 is preferably formed by a cold forging method called a swaging process, in which a divided mold rotates and the outer diameter of the pipe material is reduced while hitting.
  • the first heat exchange pipe 21 may be configured by one, but may be configured by two or more. When configured with two or more, the plurality of first heat exchange pipes 21 are arranged at equal intervals, and as shown in FIGS. 2 and 3, the three first heat exchange pipes 21 are viewed from above. It is preferably arranged at the position of the vertex of the equilateral triangle.
  • the first heat exchange pipe 21 is preferably formed so that the maximum diameter of the convex portion 23 is 1.2 to 2 times the outer diameter of the straight pipe 22.
  • the adjacent first heat exchange pipes 21 are preferably as close as possible, and the interval x on the horizontal projection plane between the convex portions 23 of the adjacent first heat exchange pipes 21 is 1/3 or less of the maximum diameter of the convex portions 23. Preferably there is. Specifically, in the case of the first heat exchange pipe 21 in which the outer diameter of the straight pipe 22 is 35 mm and the maximum diameter of the convex portion 23 is 60 mm, the interval x between the adjacent first heat exchange pipes 21 is 20 mm or less. Is preferred (see FIG. 3).
  • each 1st heat exchange pipe 21 is formed and arrange
  • each first heat exchange pipe 21 is formed and arranged.
  • the three first heat exchange pipes 21 arranged in a straight line in the horizontal direction are on a straight line connected to the same first upper header tank 24 and first lower header tank 25 shown below.
  • the arrangement is not limited to the arrangement of the three first heat exchange pipes 21, and the three first heat exchange pipes 21 arranged on other horizontal straight lines connected to different first upper header tanks 24 and first lower header tanks 25 are arranged. The same applies to the arrangement of the one heat exchange pipe 21.
  • a plurality of first heat exchange pipes 21 arranged on a straight line in the horizontal direction are respectively connected to one first upper header tank 24 and first lower header tank 25 (see FIGS. 2 to 4).
  • the first upper header tank 24 and the first lower header tank 25 are straight pipes whose vertical cross section has an oval shape (vertically long oval shape).
  • the long diameter direction is arranged vertically so as to be vertically long.
  • the upper surfaces of the first upper header tank 24 and the first lower header tank 25 may be formed in a triangular shape with a sharp upper portion.
  • the first upper pipe 26 is connected to one end of the first upper header tank 24, and the other end is closed.
  • a first lower pipe 27 is connected to one end of the first lower header tank 25, and the other end is closed.
  • the first lower pipe 27 is used as a heat exchange medium supply pipe, and the first upper pipe 26 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • a gas such as water vapor is used as the heat exchange medium
  • the first upper pipe 26 is used as a heat exchange medium supply pipe
  • the first lower pipe 27 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • the heat exchange medium supply pipe (the first upper pipe 26 or the first lower pipe 27) communicates with a heat exchange medium source (not shown).
  • the first heat exchange pipe 21 By providing the first heat exchange pipe 21 extending in the vertical direction in the heat exchange container 1, while maintaining the piston flow property of the granular material, compared to the heat exchange pipe constituted by the straight pipe 22 by the convex portion 23.
  • a heat exchanger having a large heat transfer area can be formed. Since the 1st heat exchange pipe 21 can be formed by restricting a straight pipe etc., compared with the form using a spiral heat exchange pipe which includes a taper-like spiral in a part like patent documents 1 easily
  • the heat transfer area can be easily increased, and the inclination of the convex portion 23 can be used to promote the lateral movement of the powder particles. , Uniform processing of powder particles becomes possible.
  • the second heat exchange pipe 31 in the second embodiment is formed by spirally winding a hollow cylindrical tube made of stainless steel (for example, SUS304).
  • the spiral tube (spiral portion 33) of the second heat exchange pipe 31 is formed such that a coil is wound at equal intervals around a fictitious cylindrical object having a constant spiral diameter d and extending in the vertical direction.
  • the second heat exchange pipe 31 is preferably formed in a smooth curved shape, but a straight pipe may be bent little by little so as to have a shape close to a substantially spiral pipe.
  • the inclination angle (lead angle) ⁇ of the spiral forming the spiral tube (spiral portion 33) of the second heat exchange pipe 31 is the repose angle ⁇ of the granular material to be processed, as in the first embodiment. It is preferable to be larger than 5 degrees. Further, the inclination angle ⁇ is preferably 50 degrees or more, although it varies depending on the physical properties of the granular material to be treated.
  • the spiral of the second heat exchange pipe 31 forming the helical tube (helical portion 33) is formed. It is difficult to form a gap between the lower part and the granular material layer, and heat exchange can be efficiently performed using the entire second heat exchange pipe 31.
  • the inclination angle ⁇ is small, as in the case of the first embodiment, between the lower part of the spiral forming the spiral tube (spiral portion 33) of the second heat exchange pipe 31 and the granular material layer. An air gap a is formed, and it is difficult for efficient heat exchange with the heat exchange medium flowing in the second heat exchange pipe 31.
  • the plurality of second heat exchange pipes 31 are positioned at an equal distance from the center of the main body 2 of the heat exchange vessel 1 as viewed from above, that is, on the circumference of one circle (concentric circles). Are arranged at equal intervals.
  • the second heat exchange pipes 31 arranged on the circumference of one circle as viewed from above and adjacent to each other do not touch each other and partially overlap as viewed from above. Arranged so as to be in a positional relationship.
  • the spiral diameter d (circular diameter viewed in the horizontal section) forming the spiral tube (spiral portion 33) of the second heat exchange pipe 31 is preferably as small as possible.
  • the diameter d of the spiral can be 100 to 300 mm.
  • a plurality of second heat exchange pipes 31 arranged on the circumference of one circle are respectively connected to one second upper header tank 34 via the first connection portion 32.
  • the second lower header tank 35 is connected.
  • the second upper header tank 34 and the second lower header tank 35 are circular pipes whose vertical cross section has an oval shape (vertically long oval shape).
  • the long diameter direction is arranged in the vertical direction in order to prevent the processed material on the upper surfaces of the second upper header tank 34 and the second lower header tank 35 from staying.
  • the upper surfaces of the second upper header tank 34 and the second lower header tank 35 may be formed in a triangular shape with a sharp upper portion.
  • the second upper pipe 36 is connected to a part of the side surface of the second upper header tank 34, and the second lower pipe 37 is connected to a part of the side surface of the second lower header tank 35.
  • the second lower pipe 37 is used as a heat exchange medium supply pipe, and the second upper pipe 36 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • a gas such as water vapor is used as the heat exchange medium
  • the second upper pipe 36 is used as a heat exchange medium supply pipe
  • the second lower pipe 37 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • the heat exchange medium supply pipe (second upper pipe 36 or second lower pipe 37) communicates with a heat exchange medium source (not shown).
  • the second heat exchange pipe 31 By providing the second heat exchange pipe 31 extending in the vertical direction in the heat exchange vessel 1, it is possible to form a heat exchanger having a large heat transfer area with a spiral shape while maintaining the piston flow property of the granular material. I can do it. Since the spiral tube (the spiral portion 33 of the second heat exchange pipe 31) is formed so that the coil is wound around the cylindrical object, one spiral including a tapered spiral as part of Patent Document 1 is formed. Compared with the form using a heat-exchange pipe in the form of a tube, it is possible to easily prepare one that matches the size of the heat exchange container and the characteristics of the granular material to be treated.
  • the heat exchange part 20 is 1
  • a heat exchange pipe group in which two or more second heat exchange pipes 31 are arranged on the circumference of two circles is one second heat exchange pipe 31 that is not included in the heat exchange pipe group described above
  • it is preferably formed by arranging two or more rows concentrically with another heat exchange pipe group (different from the above heat exchange pipe group) (see FIGS. 11 and 12).
  • FIG. 11 and 12 show a heat exchange pipe group in which twelve second heat exchange pipes 31 are arranged on one circumference, and four second heat exchange pipes 31 on one inside.
  • positioned above was arranged in a concentric form is shown.
  • the inner second heat exchange pipe 31 and the outer second heat exchange pipe 31 may be disposed so as not to contact each other and partially overlap each other when viewed from above. 11, they may be arranged so as to have a positional relationship that does not overlap each other when viewed from above.
  • the third heat exchange pipe 41 in the third embodiment is a stainless steel (for example, SUS304) hollow cylindrical tube formed in a triangular wave shape, and a second connection portion 42 that is configured by a straight pipe at the top and bottom. And a corrugated portion 43 formed of a triangular wave tube provided between the upper and lower second connecting portions 42.
  • the triangular wave-shaped tube (corrugated portion 43) of the third heat exchange pipe 41 has triangular waves arranged in the vertical direction when viewed from one horizontal direction, and is substantially viewed from another horizontal direction perpendicular to the one horizontal direction. It is formed to be a straight line. For this reason, compared with a helical pipe
  • the corrugated portion 43 of the third heat exchange pipe 41 has a form in which a straight pipe is formed in a zigzag shape at the same angle alternately at the left and right at regular intervals, and the corner portion of the zigzag is bent into a gentle curve.
  • the linear tube 43a and the L-shaped tube 43b may be connected to each other.
  • the inclination angle ⁇ of the triangular wave-shaped tube (corrugated portion 43) of the third heat exchange pipe 41 is the repose angle ⁇ 5 degrees of the granular material to be processed, as in the first and second embodiments. Is preferably larger. Further, the inclination angle ⁇ is preferably 50 degrees or more, although it varies depending on the physical properties of the granular material to be treated.
  • the inclination angle ⁇ When the inclination angle ⁇ is made larger than the angle of repose of the granular material ⁇ 5 degrees or larger than 50 degrees, it is inclined to form a triangular wave-shaped tube (corrugated portion 43) of the third heat exchange pipe 41. It is difficult to form a gap between the lower part of the tube and the granular material layer, and it is possible to efficiently perform heat exchange using the entire third heat exchange pipe 41.
  • the inclination angle ⁇ is small, as in the case of the first embodiment or the second embodiment, the inclined tube and powder particles forming the triangular wave-shaped tube (corrugated portion 43) of the third heat exchange pipe 41 An air gap is formed between the body layer and the heat exchange with the heat exchange medium flowing through the third heat exchange pipe 41 is difficult to be performed.
  • the plurality of third heat exchange pipes 41 are positioned at an equal distance from the center of the main body 2 of the heat exchange vessel 1 as viewed from above, that is, on the circumference of one circle (concentric circles). Are arranged at equal intervals.
  • the third heat exchange pipes 41 arranged on the circumference of one circle as viewed from above and adjacent to each other do not touch each other and partially overlap as viewed from above. Arranged so as to be in a positional relationship.
  • positioned so that the said adjacent 3rd heat exchange pipe 41 may become the positional relationship which a part does not overlap seeing from upper direction may be sufficient.
  • the direction of the substantially straight line when viewed from above the third heat exchange pipe 41 is in a positional relationship orthogonal to the circumference of one circle when viewed from above (the substantially straight line is radial when viewed from above).
  • Each of the third heat exchange pipes 41 may be disposed so that the third heat exchange pipe 41 is located.
  • a plurality of third heat exchange pipes 41 arranged on the circumference of one circle are respectively connected to one third upper header tank 44 via the second connection portion 42. It is connected to the third lower header tank 45.
  • the arrangement of the third heat exchange pipes 41 is not limited to the form arranged on the circumference.
  • the third heat exchange pipes are arranged on a straight line in the horizontal direction. 41 may be arranged.
  • the direction of the substantially straight line when viewed from above the third heat exchange pipe 41 is a positional relationship orthogonal to the straight line in the horizontal direction or a positional relationship having a certain angle (the substantially straight line is
  • Each of the third heat exchange pipes 41 is arranged so that they are arranged in parallel.
  • the third upper header tank 44 and the third lower header tank 45 are circular pipes whose vertical cross section has an oval shape (vertically long oval shape).
  • the long diameter direction is arranged in the vertical direction in order to prevent the processed material on the upper surfaces of the third upper header tank 44 and the third lower header tank 45 from staying.
  • the upper surfaces of the third upper header tank 44 and the third lower header tank 45 may be formed in a triangular shape with a sharp upper portion.
  • a third upper pipe 46 is connected to a part of the side surface of the third upper header tank 44, and a third lower pipe 47 is connected to a part of the side surface of the third lower header tank 45.
  • the third lower pipe 47 is used as a heat exchange medium supply pipe, and the third upper pipe 46 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • a gas such as water vapor is used as the heat exchange medium
  • the third upper pipe 46 is used as a heat exchange medium supply pipe
  • the third lower pipe 47 is used as a heat exchange medium discharge pipe.
  • the heat exchange medium supply pipe (the third upper pipe 46 or the third lower pipe 47) communicates with a heat exchange medium source (not shown).
  • the third heat exchange pipe 41 By providing the third heat exchange pipe 41 extending in the vertical direction in the heat exchange vessel 1, it is possible to form a heat exchanger having a large heat transfer area with a triangular wave shape while maintaining the piston flow property of the granular material. I can do it. Since it is possible to form a triangular wave-shaped tube (third heat exchange pipe 41) by bending a straight tube in a zigzag shape, a spiral heat exchange including a tapered spiral in part as in Patent Document 1. Compared to the configuration using a pipe, it easily matches the size of the heat exchange container 1 and the characteristics of the powder to be treated (particularly, the third heat exchange pipe 41 adapted to the heat exchange container 1 having a small diameter). Can be prepared.
  • the heat transfer area can be easily increased, and the movement of the powder particles in the lateral direction can be promoted using a triangular wave-shaped inclined surface. , Uniform processing of powder particles becomes possible.
  • the heat exchanging unit 20 includes a heat exchanging pipe group in which two or more third heat exchanging pipes 41 are arranged on the circumference of one circle as viewed from above. It is not included in the aforementioned heat exchange pipe group, or is formed by arranging two or more rows concentrically with another heat exchange pipe group (different from the aforementioned heat exchange pipe group). Preferred (see FIG. 17).
  • FIG. 17 shows a heat exchange pipe group in which 16 third heat exchange pipes 41 are arranged on one circumference, and eight third heat exchange pipes 41 are arranged on one circumference inside the heat exchange pipe group.
  • the example of the heat exchange part 20 in which the another heat exchange pipe group made is arranged in a concentric form is shown.
  • the inner third heat exchange pipe 41 and the outer third heat exchange pipe 41 may be arranged so as not to contact each other and to partially overlap each other when viewed from above. As shown in FIG. 17, they may be arranged so as to have a positional relationship that does not overlap each other when viewed from above.
  • a line passing through the center of the main body 2 (the vertical connecting the treatment product supply port 5 and the treatment product discharge port 6).
  • a hollow cylindrical core having a closed upper end and a lower end extending in the vertical direction is provided at a place where the second heat exchange pipe 31 or the third heat exchange pipe 41 does not pass, such as on the line), and the core is provided.
  • the form which prevents a granular material from passing through a part may be sufficient.
  • the form which lets a heat exchange medium pass also into the inside of the said core may be sufficient.
  • the operator uses a pump (not shown) or the like to supply cooling water having a constant temperature from the heat exchange medium source through the heat exchange medium supply pipe (first lower pipe 27). A fixed amount is supplied to the heat exchange unit 20.
  • the cooling water supplied to the heat exchange unit 20 enters each first heat exchange pipe 21 from the heat exchange medium supply pipe (first lower pipe 27) via the first lower header tank 25, and then the first upper header tank. 24. Return to the heat exchange medium source via the heat exchange medium discharge pipe (first upper pipe 26), and cool again to a constant temperature.
  • the operator activates the quantitative supply device 7 to continuously supply the processed material (raw material, powder) into the heat exchange container 1.
  • the weight of the processed material in the heat exchange container 1 is continuously measured by the load cell 9, and when the predetermined weight is reached, the operator activates the quantitative discharge device 8 and continuously supplies the processed material from the heat exchange container 1. Let it drain.
  • the operator controls the rotation speed of the quantitative discharge device 8 so that the weight of the processed material in the heat exchange container 1 is constant.
  • the temperature of the processed object is continuously measured by a thermometer (not shown) installed in the cone-shaped part 4 located below the heat exchanging part 20, and the operator determines the processed object based on the measurement result. Perform temperature control.
  • the operator stops the quantitative discharge device 8 and stops the supply of cooling water.

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Abstract

熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合わせやすい熱交換器を含む熱交換装置を提供する。　粉粒体の熱交換装置は、粉粒体を上方から供給する処理物供給口５と、粉粒体を下方から排出する処理物排出口６とを有する熱交換容器１を備える。熱交換容器１の内部に設けられた熱交換部２０を備える。熱交換部２０は、上下方向に延びる直管に略球形状の凸部を設けた第１熱交換パイプ２１を１本以上有する、上下方向に延びる螺旋状の管であって螺旋の直径が一定のもので構成された第２熱交換パイプを２本以上有する、又は上下方向に延びる三角波形状の管で構成された第３熱交換パイプを２本以上有する。

Description

粉粒体の熱交換装置
　本発明は、粉粒体の熱交換装置に関し、特に、粉粒体を熱交換媒体との伝導伝熱（間接加熱）によって加熱又は冷却する熱交換装置に関する。
　従来、粉粒体の熱交換装置として、特許文献に記載のものがあった。
特開２０００－７１２８５号公報
　しかしながら、１つの螺旋状の管で、熱交換容器内部の熱交換を行うため、一部がテーパー状になっており、熱交換容器の大きさに合わせて且つ処理対象の粉粒体の特性に合わせて、特別の熱交換パイプを用意する必要がある。
　したがって本発明の目的は、熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合わせやすい熱交換器を含む熱交換装置を提供することである。
　本発明に係る粉粒体の熱交換装置は、粉粒体を上方から供給する処理物供給口と、粉粒体を下方から排出する処理物排出口とを有する熱交換容器と、熱交換容器の内部に設けられた熱交換部とを備え、熱交換部は、上下方向に延びる直管に略球形状の凸部を設けた第１熱交換パイプを１本以上有する、上下方向に延びる螺旋状の管であって螺旋の直径が一定のもので構成された第２熱交換パイプを２本以上有する、又は上下方向に延びる三角波形状の管で構成された第３熱交換パイプを２本以上有する。
　上下方向に延びる第１熱交換パイプ、第２熱交換パイプ又は第３熱交換パイプを熱交換容器内に設けることにより、粉粒体のピストンフロー性を保ちつつ、凸部や螺旋形状や三角波形状により、大きな伝熱面積を有する熱交換器を形成することが出来る。
　直管に凸部を設けた第１熱交換パイプを熱交換部として１本以上使う場合は、直管を絞るなどして第１熱交換パイプを形成することが出来るため、一部にテーパー状の螺旋を含む螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うもの（特に、熱交換容器の径が小さいものに合わせた第１熱交換パイプ）を用意することが出来る。
　円筒形状物にコイルが巻かれるように螺旋状の管が形成された第２熱交換パイプを熱交換部として２本以上使う場合は、一部にテーパー状の螺旋を含む１つの螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うものを用意することが出来る。
　直管をジグザグ状に折り曲げるなどして三角波形状の管が形成された第３熱交換パイプを熱交換部として２本以上使う場合は、一部にテーパー状の螺旋を含む螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うものを用意することが出来る。
　また、いずれの場合であっても、熱交換パイプを複数配置することで、容易に伝熱面積を増やすことが出来、且つ、凸部や螺旋の傾斜を使って、粉粒体の横方向の移動を促すことが出来、粉粒体の均一な処理が可能になる。
　好ましくは、熱交換部は、第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、凸部の最大径は、直管の外径の１．２倍～２倍である。
　また、好ましくは、熱交換部は、第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、凸部の下部の傾斜角度は、粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きい。
　傾斜角度を、粉粒体の安息角よりも大きくすることにより、凸部の下部と粉粒体層の間に空隙が出来にくく、熱交換パイプの全体を使って効率良く熱交換を行うことが可能になる。
　また、好ましくは、熱交換部は、第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、凸部の下部の傾斜角度は、５０度以上である。
　傾斜角度を、５０度以上にすることにより、凸部の下部と粉粒体層の間に空隙が出来にくく、熱交換パイプの全体を使って効率良く熱交換を行うことが可能になる。
　さらに好ましくは、凸部は、側面から見た外形が、直管側から外側に突出するように形成された第１円弧形状と、第１円弧形状の下部であって、外側から直管に向かって突出するように形成された第２円弧形状とを有し、第１円弧形状と第２円弧形状とが接する変曲点における接線と水平線とのなす角度が、傾斜角度である。
　また、好ましくは、熱交換部は、第１熱交換パイプを２本以上有するものであり、隣接する熱交換パイプにおける凸部の上下方向の位置が異なるように、２本以上の熱交換パイプが配置される。
　凸部が設けられ、且つ他の熱交換パイプの凸部と上下方向の位置が異なるため、粉粒体の横方向の移動を増やすことが出来、粉粒体の均一な処理が可能になる。
　また、好ましくは、熱交換部は、第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、螺旋状の管を形成する螺旋の傾斜角度は、粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きい。
　また、好ましくは、熱交換部は、第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、螺旋状の管を形成する螺旋の傾斜角度は、５０度以上である。
　また、好ましくは、熱交換部は、第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に配置される。
　さらに好ましくは、２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に、且つ互いに接することなく、上方から見て一部が重なる位置関係で配置される。
　一定の空間（熱交換容器１）内に、多くの第２熱交換パイプ３１を配置して、第２熱交換パイプ３１による伝熱面積を大きくすることが可能になる。
　また、好ましくは、熱交換部は、上方から見て１つの円の円周上に２本以上の第２熱交換パイプが配置される熱交換パイプ群が、１本の第２熱交換パイプであって熱交換パイプ群に含まれないもの又は熱交換パイプ群とは異なる他の熱交換パイプ群と、同心円状に複数列並べられて形成される。
　また、好ましくは、熱交換容器は、下部が狭い略錐状に形成され、錐状の半頂角は６０度以下である。
　また、好ましくは、熱交換部は、第３熱交換パイプを２本以上有するものであり、第３熱交換パイプは、中空円筒形状の管が三角波形状に形成されたもので、上下が直管で構成された接続部と接続部の間に設けられ三角波形状の管で構成された波形部とを有する。
　さらに好ましくは、三角波形状の管は、１つの水平方向から見て、鉛直方向に三角波が並び、１つの水平方向と垂直な別の水平方向から見て、略直線になるように形成される。
　螺旋状の管（第２熱交換パイプ）に比べて、隣接する熱交換パイプとの干渉がおきにくく、複数の熱交換パイプを配置しやすいメリットがある。
　さらに好ましくは、波形部は、直管をジグザグ状に折り曲げて形成される。
　また、好ましくは、三角波形状の管の傾斜角度は、粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きい。
　また、好ましくは、三角波形状の管の傾斜角度は、５０度以上である。
　また、好ましくは、２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に配置される。
　さらに好ましくは、２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に、且つ互いに接することなく、上方から見て一部が重なる位置関係で配置される。
　また、好ましくは、熱交換部は、上方から見て１つの円の円周上に２本以上の第３熱交換パイプが配置される熱交換パイプ群が、１本の第３熱交換パイプであって熱交換パイプ群に含まれないもの又は熱交換パイプ群とは異なる他の熱交換パイプ群と、同心円状に複数列並べられて形成される。
　以上のように本発明によれば、熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合わせやすい熱交換器を含む熱交換装置を提供することができる。
第１の実施例における粉粒体の熱交換装置の一部破断構成図である。 図１のＡ－Ａ線断面で、熱交換部の上面などを示す図である。 図１のＢ－Ｂ線断面で、熱交換部の水平断面などを示す図である。 図２のＣ－Ｃ線断面で、熱交換部の縦断面などを示す図である。 第１の実施例における第１熱交換パイプの凸部を示す側面図である。 第１の実施例で、傾斜角度が小さい場合の凸部と空隙の位置関係を示す側面図である。 第２の実施例における粉粒体の熱交換装置の一部破断構成図である。 図７のＤ－Ｄ線断面で、第２熱交換パイプの上面などを示す図である。 第２の実施例における熱交換部の側面などを示す図である（ただし、正面から見て、手前５本の第２熱交換パイプの図示を省略している）。 第２の実施例における第２熱交換パイプの接続部（第１接続部）と螺旋部を示す斜視図である。 第２の実施例において、同心円状に熱交換パイプ群が複数並べられて熱交換部が形成される形態で、第２熱交換パイプの上面などを示す図である。 図１１の形態の熱交換部の側面などを示す図である（ただし、正面から見て、手前５本の第２熱交換パイプの図示を省略している）。 第３の実施例における粉粒体の熱交換装置の一部破断構成図である。 図１３のＥ－Ｅ線断面で、第３熱交換パイプの上面などを示す図である。 第３の実施例における熱交換部の側面などを示す図である。 第３の実施例における第３熱交換パイプの波形部の具体例を示す斜視図である。 第３の実施例において、同心円状に熱交換パイプ群が複数並べられて熱交換部が形成される形態で、第３熱交換パイプの上面などを示す図である。
　以下、本実施形態について、図を用いて説明する。
　本実施形態における粉粒体の熱交換装置は、熱交換容器１、定量供給装置７、定量排出装置８、ロードセル９、第１ベローズ形伸縮管継ぎ手１１ａ、第２ベローズ形伸縮管継ぎ手１１ｂ、熱交換部２０を備える。
　熱交換容器１は、円筒状の本体２と、その上部の蓋体３と、本体２の下部に形成された錐状部４とを有する。
　蓋体３は、上部が狭く、下部が広い切頭円錐形状（略円錐台形状ともいう）を有し、上端部は処理物供給口５として開口する。
　錐状部４は、上部が広く、下部が狭い切頭円錐形状（略円錐台形状ともいう）を有し、下端部は処理物排出口６として開口する。なお、錐状部４の半頂角φは６０度以下であることが好ましい。
　定量供給装置７は、処理物（粉粒体）を熱交換容器１内に定量供給する装置で、たとえば、スクリューフィーダーが用いられる。
　定量排出装置８は、処理物を熱交換容器１内から定量排出する装置で、たとえば、ロータリーバルブが用いられる。
　ロードセル９は、熱交換容器１の重量を測定するために使用される。
　熱交換容器１の重量測定に影響を及ぼさないように、定量供給装置７は、第１ベローズ形伸縮管継ぎ手１１ａを介して、処理物供給口５に連接され、定量排出装置８は、第２ベローズ形伸縮管継ぎ手１１ｂを介して、処理物排出口６に連接される。
　熱交換部２０は、上下方向に延びる熱交換パイプと、当該熱交換パイプの上端部が連接された上部ヘッダータンクと、当該熱交換パイプの下端部が連接された下部ヘッダータンクとを有し、内部に熱交換媒体が流れ、当該熱交換媒体により、熱交換容器１内の粉粒体が加熱されたり冷却されたりする。
　具体的には、後述する第１の実施例では、熱交換部２０は、上下方向に延びる直管２２に略球形状の凸部２３が設けられた１本以上の第１熱交換パイプ２１と、第１熱交換パイプ２１の上端に連接される第１上部ヘッダータンク２４と、第１熱交換パイプ２１の下端に連接される第１下部ヘッダータンク２５を有する。
　また、後述する第２の実施例では、熱交換部２０は、螺旋状の管であって螺旋の直径ｄが一定のもので構成された２本以上の第２熱交換パイプ３１と、第２熱交換パイプ３１の上端に連接される第２上部ヘッダータンク３４と、第２熱交換パイプ３１の下端に連接される第２下部ヘッダータンク３５を有する。
　また、後述する第３の実施例では、熱交換部２０は、三角波形状の管で構成された２本以上の第３熱交換パイプ４１と、第３熱交換パイプ４１の上端に連接される第３上部ヘッダータンク４４と、第３熱交換パイプ４１の下端に連接される第３下部ヘッダータンク４５を有する。
　熱交換容器１の本体２の内径が比較的大きく、蓋体３に処理物供給口５が１つだけ設けられる形態の場合は、本体２又は蓋体３の内部であって、熱交換部２０の上部に、処理物を分散落下させるために、ルーバーなど分散装置（不図示）を設ける形態であってもよい。
　熱交換容器１（本体２、蓋体３、錐状部４）は、ジャケット構造（不図示）を有し、内部に第１熱交換パイプ２１内に流すものと同じ熱交換媒体を流すことが好ましい。また、当該ジャケット構造に代えて、熱交換容器１の外側に保温装置又は保冷装置を設ける形態であってもよいし、当該ジャケット構造の外側に保温装置又は保冷装置を設ける形態であってもよい。
　次に、第１の実施例を説明する（図１～図６参照）。
　第１の実施例における第１熱交換パイプ２１は、ステンレス（たとえば、ＳＵＳ３０４）のまっすぐな中空円筒形状の管（直管２２）に、外側に突出した複数の凸部２３が、上下方向に一定の間隔を隔てて設けられたものである。
　凸部２３は、どの高さの水平断面でも同じ上下方向の軸を中心とした円形状（同心円状）で、中央部分の径が最も長く、上下方向に各々滑らかに径が短くなる形状を有し、全体として略球形を有する。
　凸部２３の形状は、上下対称である必要はないが、少なくとも凸部２３の下部の傾斜角度（凸部２３の外形の傾斜面と水平面とのなす角度）θが、当該熱交換装置で処理する粉粒体の安息角（水平面に粉粒体を自由に注いだときに、当該粉粒体によって形成される山の底角：ＪＩＳ工業用語大辞典第５版（財団法人日本規格協会））±５度よりも大きいことが好ましい。
　また、処理する粉粒体の物性によっても異なるが、この傾斜角度θが５０度以上であることが好ましい。
　第１の実施例のように、凸部２３を側面から見た外形が、第１円弧形状２３ａと、第１円弧形状２３ａの下部に位置し、一方の端部が第１円弧形状２３ａと接し、他方の端部が直管２２と接する第２円弧形状２３ｂとを有する場合には、第１円弧形状２３ａと第２円弧形状２３ｂとが接する変曲点における接線と水平線とのなす角度が、傾斜角度θとされる（図５参照）。
　第１円弧形状２３ａは、第１熱交換パイプ２１の内部にその中心Ｃ１が位置する円の一部（円弧）で、第２円弧形状２３ｂは、第１熱交換パイプ２１の外部にその中心Ｃ２が位置する円の一部（円弧）である。
　要するに、第１円弧形状２３ａは、直管２２側から外側に向かって突出するように形成された円弧で、第２円弧形状２３ｂは、外側から直管２２に向かって突出する（直管２２から外側に向かって凹む）ように形成された円弧である。
　また、第２円弧形状２３ｂを有さず、変曲点がない場合は、具体的には第１円弧形状２３ａと直管２２とが直接接する場合には、その接する部分における第１円弧形状２３ａの接線と水平線とのなす角度が、また第２円弧形状２３ｂに代えて直線形状の場合は、この直線と水平線とのなす角度が、傾斜角度θとされる。
　傾斜角度θを、粉粒体の安息角±５度よりも大きくしたり、５０度以上に大きくしたりすると、凸部２３の下部と粉粒体層の間に空隙が出来にくく、第１熱交換パイプ２１の全体を使って効率良く熱交換を行うことが可能になる。
　傾斜角度θが小さい場合は、図６に示すように、凸部２３の下部と粉粒体層との間に空隙ａが出来、第１熱交換パイプ２１の中を流れる熱交換媒体との効率良い熱交換が行われにくくなる。
　凸部２３は、スウェージング加工（Ｓｗａｇｉｎｇ）と呼ばれる、分割した金型が回転し、叩きながらパイプ材の外径を絞っていく冷間鍛造加工法で形成されるのが好ましい。
　第１熱交換パイプ２１は、１本で構成される形態であってもよいが、２本以上で構成される形態であってもよい。
　２本以上で構成される場合、複数の第１熱交換パイプ２１は、各々が等間隔に配置され、図２や図３に示すように、３つの第１熱交換パイプ２１が上方から見て正三角形の頂点の位置に配置されるのが好ましい。
　凸部２３の最大径は、直管２２の外径の１．２倍～２倍になるように第１熱交換パイプ２１が形成されるのが好ましい。
　隣り合う第１熱交換パイプ２１は、なるべく近づけることが好ましく、隣り合う第１熱交換パイプ２１の凸部２３間の水平投影面における間隔ｘは、凸部２３の最大径の１／３以下であることが好ましい。具体的には、直管２２の外径が３５ｍｍ、凸部２３の最大径が６０ｍｍの第１熱交換パイプ２１の場合、隣り合う第１熱交換パイプ２１の間隔ｘは、２０ｍｍ以下であることが好ましい（図３参照）。
　この間隔ｘが、長くなると、第１熱交換パイプ２１がある部分で、上から下へ移動する処理物の横方向の移動量が少なくなり、処理物が混ざり合う度合いが減り、総ての処理物が均一に第１熱交換パイプ２１と接触できず、均一に加熱すること又は冷却することが困難になる。
　また、図４に示すように、隣り合う第１熱交換パイプ２１における凸部２３の上下方向の位置が異なるように、それぞれの第１熱交換パイプ２１が形成され配置されるのが好ましい。
　具体的には、水平方向の一直線上に並べられた３本の第１熱交換パイプ２１について、中間の第１熱交換パイプ２１の上下２つの凸部２３の間であって、上の凸部２３に近い位置に、一方に隣接する第１熱交換パイプ２１の凸部２３が配置され、下の凸部２３に近い位置に、他方に隣接する第１熱交換パイプ２１の凸部２３が配置されるように、それぞれの第１熱交換パイプ２１が形成され配置されることが好ましい。
　なお、上記の水平方向の一直線上に並べられた３本の第１熱交換パイプ２１とは、下で示す同一の第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５に連接される一直線上に配置された３本の第１熱交換パイプ２１の配置に限られず、異なる第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５に連接された他の水平方向一直線上に配置された３本の第１熱交換パイプ２１の配置についても適用される。
　水平方向の一直線上に配置された複数の第１熱交換パイプ２１が、各々１つの第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５に連接される（図２～図４参照）。
　第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５は、垂直断面が小判形状（縦長長円形状）を有する直管である。
　第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５の上面に乗った処理物が滞留するのを防止するため、縦長になるように長径の方向を上下方向に配置している。なお、第１上部ヘッダータンク２４と第１下部ヘッダータンク２５の上面を、上部が尖った断面三角形状に形成しても良い。
　第１上部ヘッダータンク２４の一方の端部には、第１上部配管２６が連接され、他方の端部は閉じる。第１下部ヘッダータンク２５の一方の端部には、第１下部配管２７が連接され、他方の端部は閉じる。
　熱交換媒体に液体（冷水、温水、熱媒油など）を使用する場合は、第１下部配管２７が熱交換媒体供給管として使用され、第１上部配管２６が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体に水蒸気などの気体を使用する場合は、第１上部配管２６が熱交換媒体供給管として使用され、第１下部配管２７が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体供給管（第１上部配管２６又は第１下部配管２７）は、熱交換媒体源（不図示）に連通される。
　上下方向に延びる第１熱交換パイプ２１を熱交換容器１内に設けることにより、粉粒体のピストンフロー性を保ちつつ、凸部２３により、直管２２だけで構成された熱交換パイプに比べて大きな伝熱面積を有する熱交換器を形成することが出来る。
　直管を絞るなどして第１熱交換パイプ２１を形成することが出来るため、特許文献１のような一部にテーパー状の螺旋を含む螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器１の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うもの（特に、熱交換容器１の径が小さいものに合わせた第１熱交換パイプ２１）を用意することが出来る。
　また、第１熱交換パイプ２１を複数配置することで、容易に伝熱面積を増やすことが出来、且つ、凸部２３の傾斜を使って、粉粒体の横方向の移動を促すことが出来、粉粒体の均一な処理が可能になる。
　次に、第２の実施例を説明する（図７～図１２参照）。
　第２の実施例における第２熱交換パイプ３１は、ステンレス（たとえば、ＳＵＳ３０４）の中空円筒形状の管が螺旋状に巻かれたもので、上下が直管で構成された第１接続部３２と当該第１接続部３２の間に設けられ螺旋状の管で構成された螺旋部３３とを有する。
　第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）は、螺旋の直径ｄが一定で、上下方向に延びる架空の円筒形状物に等間隔でコイルが巻かれるように形成される。
　第２熱交換パイプ３１は、滑らかな曲線形状で形成されるのが好ましいが、直管を少しずつ折り曲げて略螺旋状の管に近い形状にさせたものでも良い。
　第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）を形成する螺旋の傾斜角度（リード角度）θは、第１の実施例の場合と同様に、処理する粉粒体の安息角±５度よりも大きいことが好ましい。
　また、処理する粉粒体の物性によっても異なるが、この傾斜角度θは５０度以上であることが好ましい。
　傾斜角度θを、粉粒体の安息角±５度よりも大きくしたり、５０度以上に大きくしたりすると、第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）を形成する螺旋の下部と粉粒体層の間に空隙が出来にくく、第２熱交換パイプ３１の全体を使って効率良く熱交換を行うことが可能になる。
　傾斜角度θが小さい場合は、第１の実施例の場合と同様に、第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）を形成する螺旋の下部と粉粒体層との間に空隙ａが出来、第２熱交換パイプ３１の中を流れる熱交換媒体との効率良い熱交換が行われにくくなる。
　複数の第２熱交換パイプ３１は、図８に示すように、上方から見て、熱交換容器１の本体２の中心から等距離の位置関係で、すなわち、１つの円の円周上（同心円状）に、等間隔に配置される。
　また、図８に示すように、上方から見て、１つの円の円周上に配置され、且つ隣り合う第２熱交換パイプ３１が、互いに接することなく、且つ上方から見て一部が重なる位置関係になるように配置される。
　一定の空間（熱交換容器１）内に、多くの第２熱交換パイプ３１を配置して、第２熱交換パイプ３１による伝熱面積を大きくすることが可能になる。
　ただし、当該隣り合う第２熱交換パイプ３１が、上方から見て一部が重なり合わない位置関係になるように配置される形態であってもよい。
　第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）を形成する螺旋の直径ｄ（水平断面で見た円形の直径）はなるべく小さい方が良いが、たとえば、第２熱交換パイプ３１の管の直径が２５．４ｍｍの場合に、当該螺旋の直径ｄは１００～３００ｍｍに出来る。
　図８、図９に示すように、１つの円の円周上に配置された複数の第２熱交換パイプ３１が、第１接続部３２を介して、それぞれ１つの第２上部ヘッダータンク３４と第２下部ヘッダータンク３５に連接される。
　第２上部ヘッダータンク３４と第２下部ヘッダータンク３５は、垂直断面が小判形状（縦長長円形状）を有する円管である。
　第２上部ヘッダータンク３４と第２下部ヘッダータンク３５の上面に乗った処理物が滞留するのを防止するため、長径の方向を上下方向に配置している。なお、第２上部ヘッダータンク３４と第２下部ヘッダータンク３５の上面を、上部が尖った断面三角形状に形成しても良い。
　第２上部ヘッダータンク３４の側面の一部には、第２上部配管３６が連接され、第２下部ヘッダータンク３５の側面の一部には、第２下部配管３７が連接されている。
　熱交換媒体に液体（冷水、温水、熱媒油など）を使用する場合は、第２下部配管３７が熱交換媒体供給管として使用され、第２上部配管３６が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体に水蒸気などの気体を使用する場合は、第２上部配管３６が熱交換媒体供給管として使用され、第２下部配管３７が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体供給管（第２上部配管３６又は第２下部配管３７）は、熱交換媒体源（不図示）に連通される。
　上下方向に延びる第２熱交換パイプ３１を熱交換容器１内に設けることにより、粉粒体のピストンフロー性を保ちつつ、螺旋形状により、大きな伝熱面積を有する熱交換器を形成することが出来る。
　円筒形状物にコイルが巻かれるように螺旋状の管（第２熱交換パイプ３１の螺旋部３３）が形成されるので、特許文献１のような一部にテーパー状の螺旋を含む１つの螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うものを用意することが出来る。
　また、第２熱交換パイプ３１を複数配置することで、容易に伝熱面積を増やすことが出来、且つ、螺旋の傾斜面を使って、粉粒体の横方向の移動を促すことが出来、粉粒体の均一な処理が可能になる。
　なお、熱交換容器１の本体２の内径と第２熱交換パイプ３１の螺旋状の管（螺旋部３３）を形成する螺旋の直径によって異なるが、熱交換部２０は、上方から見て、１つの円の円周上に２本以上の第２熱交換パイプ３１が配置された熱交換パイプ群が、１本の第２熱交換パイプ３１であって前述の熱交換パイプ群に含まれないもの又は（前述の熱交換パイプ群とは異なる）他の熱交換パイプ群と、同心円状に２列又はそれ以上並べられて形成されるのが好ましい（図１１、図１２参照）。
　図１１と図１２は、１２本の第２熱交換パイプ３１が１つの円周上に配置された熱交換パイプ群と、その内側に、４本の第２熱交換パイプ３１が１つの円周上に配置された別の熱交換パイプ群が、同心円状に並べられた熱交換部２０の例を示す。
　ここで、内側の第２熱交換パイプ３１と外側の第２熱交換パイプ３１が、互いに接することなく、且つ上方から見て一部が重なる位置関係になるように配置されても良く、また図１１に示すように、上方から見て互いに重なり合わない位置関係になるように配置されても良い。
　次に、第３の実施例を説明する（図１３～図１７参照）。
　第３の実施例における第３熱交換パイプ４１は、ステンレス（たとえば、ＳＵＳ３０４）の中空円筒形状の管が三角波形状に形成されたもので、上下が直管で構成された第２接続部４２と当該上下の第２接続部４２の間に設けられ三角波形状の管で構成された波形部４３とを有する。
　第３熱交換パイプ４１の三角波形状の管（波形部４３）は、１つの水平方向から見て、鉛直方向に三角波が並び、当該１つの水平方向と垂直な別の水平方向から見て、略直線になるように形成される。
　このため、螺旋状の管（第２熱交換パイプ３１）に比べて、隣接する熱交換パイプとの干渉がおきにくく、複数の熱交換パイプを配置しやすいメリットがある。
　第３熱交換パイプ４１の波形部４３は、直管を一定間隔に左右交互に同じ角度でジグザグ状に、且つこのジグザグの角の部分を緩やかな曲線に折り曲げて形成される形態であるが、図１６に示すように、直線状の管４３ａと、Ｌ字管４３ｂとをつなぎ合わせて形成される形態であっても良い。
　第３熱交換パイプ４１の三角波形状の管（波形部４３）の傾斜角度θは、第１の実施例や第２の実施例の場合と同様に、処理する粉粒体の安息角±５度よりも大きいことが好ましい。
　また、処理する粉粒体の物性によっても異なるが、この傾斜角度θは５０度以上であることが好ましい。
　傾斜角度θを、粉粒体の安息角±５度よりも大きくしたり、５０度以上に大きくしたりすると、第３熱交換パイプ４１の三角波形状の管（波形部４３）を形成する傾斜した管の下部と粉粒体層の間に空隙が出来にくく、第３熱交換パイプ４１の全体を使って効率良く熱交換を行うことが可能になる。
　傾斜角度θが小さい場合は、第１の実施例や第２の実施例の場合と同様に、第３熱交換パイプ４１の三角波形状の管（波形部４３）を形成する傾斜した管と粉粒体層との間に空隙が出来、第３熱交換パイプ４１の中を流れる熱交換媒体との効率良い熱交換が行われにくくなる。
　複数の第３熱交換パイプ４１は、図１４に示すように、上方から見て、熱交換容器１の本体２の中心から等距離の位置関係で、すなわち、１つの円の円周上（同心円状）に、等間隔に配置される。
　また、図１４に示すように、上方から見て、１つの円の円周上に配置され、且つ隣り合う第３熱交換パイプ４１が、互いに接することなく、且つ上方から見て一部が重なる位置関係になるように配置される。
　一定の空間（熱交換容器１）内に、多くの第３熱交換パイプ４１を配置して、第３熱交換パイプ４１による伝熱面積を大きくすることが可能になる。
　ただし、当該隣り合う第３熱交換パイプ４１が、上方から見て一部が重なり合わない位置関係になるように配置される形態であってもよい。
　たとえば、第３熱交換パイプ４１の上方から見て略直線の方向が、上方から見て１つの円の円周に対して直交する位置関係になるように（当該略直線が上方から見て放射状に位置するように）、第３熱交換パイプ４１のそれぞれが配置される形態であってもよい。
　図１４、図１５に示すように、１つの円の円周上に配置された複数の第３熱交換パイプ４１が、第２接続部４２を介して、それぞれ１つの第３上部ヘッダータンク４４と第３下部ヘッダータンク４５に連接される。
　ただし、第３熱交換パイプ４１の配列は、円周上に配置される形態に限定されるものではなく、たとえば、第１の実施例のように、水平方向の一直線上に第３熱交換パイプ４１が配置される形態であってもよい。
　この場合、第３熱交換パイプ４１の上方から見て略直線の方向が、上記水平方向の一直線に対して直交する位置関係や、一定の角度を有する位置関係になるように（当該略直線が平行に並べられるように）、第３熱交換パイプ４１のそれぞれが配置される。
　第３上部ヘッダータンク４４と第３下部ヘッダータンク４５は、垂直断面が小判形状（縦長長円形状）を有する円管である。
　第３上部ヘッダータンク４４と第３下部ヘッダータンク４５の上面に乗った処理物が滞留するのを防止するため、長径の方向を上下方向に配置している。なお、第３上部ヘッダータンク４４と第３下部ヘッダータンク４５の上面を、上部が尖った断面三角形状に形成しても良い。
　第３上部ヘッダータンク４４の側面の一部には、第３上部配管４６が連接され、第３下部ヘッダータンク４５の側面の一部には、第３下部配管４７が連接されている。
　熱交換媒体に液体（冷水、温水、熱媒油など）を使用する場合は、第３下部配管４７が熱交換媒体供給管として使用され、第３上部配管４６が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体に水蒸気などの気体を使用する場合は、第３上部配管４６が熱交換媒体供給管として使用され、第３下部配管４７が熱交換媒体排出管として使用される。
　熱交換媒体供給管（第３上部配管４６又は第３下部配管４７）は、熱交換媒体源（不図示）に連通される。
　上下方向に延びる第３熱交換パイプ４１を熱交換容器１内に設けることにより、粉粒体のピストンフロー性を保ちつつ、三角波形状により、大きな伝熱面積を有する熱交換器を形成することが出来る。
　直管をジグザグ状に折り曲げるなどして三角波形状の管（第３熱交換パイプ４１）を形成することが出来るため、特許文献１のような一部にテーパー状の螺旋を含む螺旋状の熱交換パイプを用いる形態に比べて、容易に熱交換容器１の大きさや処理対象の粉粒体の特性に合うもの（特に、熱交換容器１の径が小さいものに合わせた第３熱交換パイプ４１）を用意することが出来る。
　また、第３熱交換パイプ４１を複数配置することで、容易に伝熱面積を増やすことが出来、且つ、三角波形状の傾斜面を使って、粉粒体の横方向の移動を促すことが出来、粉粒体の均一な処理が可能になる。
　なお、熱交換部２０は、上方から見て、１つの円の円周上に２本以上の第３熱交換パイプ４１が配置された熱交換パイプ群が、１本の第３熱交換パイプ４１であって前述の熱交換パイプ群に含まれないもの又は（前述の熱交換パイプ群とは異なる）他の熱交換パイプ群と、同心円状に２列又はそれ以上並べられて形成されるのが好ましい（図１７参照）。
　図１７は、１６本の第３熱交換パイプ４１が１つの円周上に配置された熱交換パイプ群と、その内側に、８本の第３熱交換パイプ４１が１つの円周上に配置された別の熱交換パイプ群が、同心円状に並べられた熱交換部２０の例を示す。
　ここで、内側の第３熱交換パイプ４１と外側の第３熱交換パイプ４１が、互いに接することなく、且つ上方から見て一部が重なる位置関係になるように配置されても良く、また図１７に示すように、上方から見て互いに重なり合わない位置関係になるように配置されても良い。
　また、第２熱交換パイプ３１や第３熱交換パイプ４１に接触しない粉粒体を少なくするため、本体２の中心部を通る線（処理物供給口５と処理物排出口６とを結ぶ鉛直線）上など、第２熱交換パイプ３１又は第３熱交換パイプ４１が通らない箇所には、鉛直方向に延びる上端と下端が閉じた中空円筒形状の中子を設け、当該中子を設けた部分に粉粒体が通らないようにする形態であってもよい。
　またさらに、当該中子の内部にも熱交換媒体を通す形態であってもよい。
　次に、本発明の粉粒体の熱交換装置（第１の実施例に示す熱交換装置）を用いて粉粒体を冷却する方法について説明する。
　定量排出装置８を停止した状態で、操作者は、不図示のポンプなどを使って熱交換媒体源から一定温度の冷却水を、熱交換媒体供給管（第１下部配管２７）を介して、熱交換部２０に定量供給させる。
　熱交換部２０に供給された冷却水は、熱交換媒体供給管（第１下部配管２７）から第１下部ヘッダータンク２５を経て各第１熱交換パイプ２１に入り、その後、第１上部ヘッダータンク２４、熱交換媒体排出管（第１上部配管２６）を介して、熱交換媒体源に戻り、再度一定温度に冷却される。
　次に、操作者は、定量供給装置７を起動し、熱交換容器１内に連続的に処理物（原料、粉粒体）を供給させる。
　ロードセル９によって熱交換容器１内の処理物の重量が連続的に測定され、所定の重量になると、操作者は、定量排出装置８を起動し、熱交換容器１内から連続的に処理物を排出させる。
　熱交換容器１内の処理物の重量が一定になるように、操作者が、定量排出装置８の回転速度を制御する。
　また、熱交換部２０の下方に位置する錐状部４内に設置された温度計（不図示）で処理物の温度を連続的に測定し、操作者が、測定結果に基づいて処理物の温度管理を行う。
　定量供給装置７内の処理物がなくなるか、又は定量供給装置７を停止させて熱交換容器１内への処理物の供給が終わった後も、引き続き処理物の冷却処理は続けられる。
　熱交換容器１内の処理物が全量排出された後、操作者は、定量排出装置８を停止し、冷却水の供給も停止させる。
　１　熱交換容器
　２　本体
　３　蓋体
　４　錐状部
　５　処理物供給口
　６　処理物排出口
　７　定量供給装置
　８　定量排出装置
　９　ロードセル
　１１ａ　第１ベローズ形伸縮管継ぎ手
　１１ｂ　第２ベローズ形伸縮管継ぎ手
　２０　熱交換部
　２１　第１熱交換パイプ
　２２　直管
　２３　凸部
　２３ａ　第１円弧形状
　２３ｂ　第２円弧形状
　２４　第１上部ヘッダータンク
　２５　第２下部ヘッダータンク
　２６　第１上部配管
　２７　第１下部配管
　３１　第２熱交換パイプ
　３２　第１接続部
　３３　螺旋部
　３４　第２上部ヘッダータンク
　３５　第２下部ヘッダータンク
　３６　第２上部配管
　３７　第２下部配管
　４１　第３熱交換パイプ
　４２　第２接続部
　４３　波形部
　４３ａ　直線状の管
　４３ｂ　Ｌ字管
　４４　第３上部ヘッダータンク
　４５　第３下部ヘッダータンク
　４６　第３上部配管
　４７　第３下部配管
　ａ　空隙
　Ｃ１　第１円弧形状の円弧が一部を形成する円の中心
　Ｃ２　第２円弧形状の円弧が一部を形成する円の中心
 

Claims (20)

  1. 　粉粒体を上方から供給する処理物供給口と、前記粉粒体を下方から排出する処理物排出口とを有する熱交換容器と、
    　前記熱交換容器の内部に設けられた熱交換部とを備え、
    　前記熱交換部は、上下方向に延びる直管に略球形状の凸部を設けた第１熱交換パイプを１本以上有する、上下方向に延びる螺旋状の管であって螺旋の直径が一定のもので構成された第２熱交換パイプを２本以上有する、又は上下方向に延びる三角波形状の管で構成された第３熱交換パイプを２本以上有することを特徴とする粉粒体の熱交換装置。
  2. 　前記熱交換部は、前記第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、
    　前記凸部の最大径は、前記直管の外径の１．２倍～２倍であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  3. 　前記熱交換部は、前記第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、
    　前記凸部の下部の傾斜角度は、前記粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  4. 　前記熱交換部は、前記第１熱交換パイプを１本以上有するものであり、
    　前記凸部の下部の傾斜角度は、５０度以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  5. 　前記凸部は、側面から見た外形が、前記直管側から外側に突出するように形成された第１円弧形状と、前記第１円弧形状の下部であって、外側から前記直管に向かって突出するように形成された第２円弧形状とを有し、
    　前記第１円弧形状と前記第２円弧形状とが接する変曲点における接線と水平線とのなす角度が、前記傾斜角度であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の熱交換装置。
  6. 　前記熱交換部は、前記第１熱交換パイプを２本以上有するものであり、
    　隣接する熱交換パイプにおける前記凸部の上下方向の位置が異なるように、前記２本以上の熱交換パイプが配置されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  7. 　前記熱交換部は、前記第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、
    　前記螺旋状の管を形成する螺旋の傾斜角度は、前記粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  8. 　前記熱交換部は、前記第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、
    　前記螺旋状の管を形成する螺旋の傾斜角度は、５０度以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  9. 　前記熱交換部は、前記第２熱交換パイプを２本以上有するものであり、
    　前記２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  10. 　前記２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に、且つ互いに接することなく、上方から見て一部が重なる位置関係で配置されることを特徴とする請求項９に記載の熱交換装置。
  11. 　前記熱交換部は、上方から見て１つの円の円周上に２本以上の前記第２熱交換パイプが配置される熱交換パイプ群が、１本の前記第２熱交換パイプであって前記熱交換パイプ群に含まれないもの又は前記熱交換パイプ群とは異なる他の熱交換パイプ群と、同心円状に複数列並べられて形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  12. 　前記熱交換容器は、下部が狭い略錐状に形成され、前記錐状の半頂角は６０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  13. 　前記熱交換部は、前記第３熱交換パイプを２本以上有するものであり、
    　前記第３熱交換パイプは、中空円筒形状の管が三角波形状に形成されたもので、上下が直管で構成された接続部と前記接続部の間に設けられ三角波形状の管で構成された波形部とを有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
  14. 　前記三角波形状の管は、１つの水平方向から見て、鉛直方向に三角波が並び、前記１つの水平方向と垂直な別の水平方向から見て、略直線になるように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の熱交換装置。
  15. 　前記波形部は、直管をジグザグ状に折り曲げて形成されることを特徴とする請求項１４に記載の熱交換装置。
  16. 　前記三角波形状の管の傾斜角度は、前記粉粒体の安息角から５度引いた値よりも大きいことを特徴とする請求項１４に記載の熱交換装置。
  17. 　前記三角波形状の管の傾斜角度は、５０度以上であることを特徴とする請求項１４に記載の熱交換装置。
  18. 　前記２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の熱交換装置。
  19. 　前記２本以上の熱交換パイプは、上方から見て１つの円の円周上に、且つ互いに接することなく、上方から見て一部が重なる位置関係で配置されることを特徴とする請求項１８に記載の熱交換装置。
  20. 　前記熱交換部は、上方から見て１つの円の円周上に２本以上の前記第３熱交換パイプが配置される熱交換パイプ群が、１本の前記第３熱交換パイプであって前記熱交換パイプ群に含まれないもの又は前記熱交換パイプ群とは異なる他の熱交換パイプ群と、同心円状に複数列並べられて形成されることを特徴とする請求項１４に記載の熱交換装置。

     
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