JP2726822B2 - Film type heat exchange reaction method and apparatus - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、キャンディ糖液やクリーム、薬品等の高
粘性製品や顆粒状製品等を作製するに際し、高粘性の原
料液を一方側から供給し、他方側から製品として排出さ
せる間に薄膜状の境膜を形成させて、その間に熱媒体に
よる熱交換を行って物理化学的に反応を行うようにして
技術分野に属する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial application field> The disclosed technology supplies a high-viscosity raw material liquid from one side when producing high-viscosity products such as candy sugar liquid, cream, and medicine, and granular products. In the technical field, a thin film is formed while the product is discharged as a product from the other side, and heat exchange with a heat medium is performed to perform a physicochemical reaction.

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は鋼製のジャケットを外側に
有したシリンダの内部に境膜熱交換反応を促進させる回
転自在なロータがベアリングに支持され、メカニカルシ
ールによって封された状態で軸装され、該ロータには高
粘性の原料の供給排出を行う給排口が設けられている境
膜式熱交換反応方法、及び、装置に関する発明であり、
特に、上記回転自在なロータが内部が空洞式にされたド
ラムタイプに形成され、シリンダの内面との間のリング
状の微小間隙に薄膜状の境膜が形成され、外側のジャケ
ットに対しては１つの熱媒体の供給排出がなされ、該ロ
ータ内には他の熱媒体供給排出を行う給排装置が配設さ
れ、ジャケット、及び、該熱媒体給排の共働作用により
薄膜状の境膜が効率的に行え、精度の良い製品が得られ
るようにした境膜式熱交換反応方法及び装置に係る発明
である。<Summary of the Summary> Thus, the invention of this application is such that a rotatable rotor for promoting a film heat exchange reaction is supported by bearings inside a cylinder having a steel jacket on the outside, and sealed by a mechanical seal. The invention relates to a film-type heat exchange reaction method and a device, wherein the rotor is provided with a supply / discharge port for supplying / discharging a high-viscosity raw material, and the rotor is provided with
In particular, the rotatable rotor is formed in a drum type having a hollow inside, a thin film-like film is formed in a ring-shaped minute gap between the inner surface of the cylinder, and the outer jacket is formed. A supply and discharge device for supplying and discharging one heat medium is provided in the rotor, and a supply and discharge device for supplying and discharging another heat medium is disposed in the rotor. A jacket and a thin film film are formed by the cooperative action of the supply and discharge of the heat medium. The present invention relates to a film-type heat exchange reaction method and apparatus capable of efficiently performing the reaction and obtaining a product with high accuracy.

〈従来の技術〉 周知の如く、市民生活が向上すると各種の製品が多
量、少量に取り扱われるようになり、したがって、これ
らの商品の安定供給が望まれると共に、その高精度の品
質が強く求められるようになってきている。<Conventional technology> As is well known, as citizens' lives improve, various products are handled in large and small quantities. Therefore, stable supply of these products is desired, and their high-precision quality is strongly required. It is becoming.

これらの商品の中には海産物等の一次製品も多いが、
二次加工された食品、薬品、化粧品等の商品についても
各種のものが流通している。There are many primary products such as marine products among these products,
Various kinds of secondary processed foods, medicines, cosmetics and the like are also distributed.

そして、これらの二次加工商品の中には、例えば、キ
ャンディやクリーム、薬品等の商品も多く、これらの中
にはゼリー状のものもあるが、果実、野菜ビューレ、た
れ、スープ等の液状商品もあり、又、クリーム状のもの
もあり、更には、顆粒状の樹脂製品や薬品等もあり、こ
れらの特殊性状の製品の製造過程はコスト、及び、製品
精度の点から好ましくはその工数が少く、安易な取り扱
い処理が望まれているものである。And among these secondary processed products, for example, there are many products such as candy, cream, chemicals, etc., and among these, there are jelly-like products, but liquids such as fruits, vegetable bures, sauces, soups etc. There are also products, creamy ones, and also granular resin products and chemicals. The manufacturing process of these specialty products is preferably cost-effective and, in terms of product precision, the number of man-hours required. Therefore, easy handling treatment is desired.

而して、これに対処するに、物理化学的な熱交換を介
し熱反応を行う反応装置が開発されて採用され実用化さ
れているが、例えば、第7,8図に示す様な境膜式熱交換
反応装置１にあっては外側に熱交換用のジャケット２を
有するドラムタイプのシリンダ４を設け、その前後端壁
面にベアリング５、メカニカルシール６を介してモータ
７に連結されたシャフト８に軸９を一体的に設け、所定
数のブレード11,11…を径方向にスイング自在に設けて
シリンダ４の内周面にその遠心力により周方向スライド
自在に回転させるようにし、シリンダ４の一方側の供給
口12により所定の高粘性の原料液13を供給し、ブレード
11,11…により撹拌しながらその遠心力を介しシリンダ
の内周面との間に薄膜状の境膜を形成させて、ジャケッ
ト２に対する高温熱媒体14を供給して物理化学的な熱交
換を行って可及的速やかに熱反応を行ってより更に高粘
性にしたり、熱変成により顆粒状に変化させてシリンダ
４の他側に設けた排出口17より製品18として取り出すよ
うにしていた。To cope with this, a reactor for performing a thermal reaction through physicochemical heat exchange has been developed, adopted, and put into practical use. For example, a reactor as shown in FIGS. In the heat exchange reactor 1, a drum type cylinder 4 having a jacket 2 for heat exchange is provided on the outside, and a shaft 8 connected to a motor 7 via bearings 5 and mechanical seals 6 on the front and rear end wall surfaces. The shaft 9 is provided integrally with the cylinder 4, and a predetermined number of blades 11, 11,... A predetermined high-viscosity raw material liquid 13 is supplied through one supply port 12 and a blade
A thin film is formed between the inner peripheral surface of the cylinder and the inner peripheral surface of the cylinder through the centrifugal force while being stirred by 11, 11,. Then, a thermal reaction is carried out as soon as possible to make the composition more viscous, or it is converted into a granular form by thermal denaturation and taken out as a product 18 from an outlet 17 provided on the other side of the cylinder 4.

〈発明が解決しようとする課題〉 さりながら、かかる在来態様の境膜式熱交換反応では
熱交換を行うジャケット２がシリンダ４の外側に１ユニ
ットとして設けられているために、製品によって迅速な
熱変化、例えば、高温熱媒体、低温熱媒体の切り換え、
或いは、急激な熱勾配を有する熱媒体による熱交換が出
来ないために、これらの熱履歴を有する製品が得られな
い欠点があり、又、ロータが複段のブレード11,11…に
よるシリンダ４の内周面に対する摺動であるために、連
続的な反応がし難いという難点があり、又、該ブレード
11により粘りすぎが生じたり、添加物がこわれるマイナ
ス点があり、更に、該ブレード11を介装するためにシリ
ンダとロータの間隙を大きくせねばならず、それだけ大
サイズ化となる不都合さがある。<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional film-type heat exchange reaction, since the jacket 2 for performing heat exchange is provided as a unit outside the cylinder 4, depending on the product, rapid processing is possible. Heat change, for example, switching between high-temperature heat medium and low-temperature heat medium,
Alternatively, there is a drawback that products having these heat histories cannot be obtained because heat exchange with a heat medium having a steep heat gradient cannot be performed. In addition, the rotor 4 has a plurality of blades 11, 11,. There is a drawback that continuous reaction is difficult due to sliding on the inner peripheral surface.
There is a disadvantage that excessive stickiness occurs due to 11 or the additive is broken, and furthermore, the clearance between the cylinder and the rotor must be increased in order to interpose the blade 11, and there is a disadvantage that the size increases accordingly. .

そして、該シリンダ４内部のロータの構造が著しく複
雑でブレート11とシリンダ４内周面との取合いが極めて
難しく、初期組み付け製造において熟練を要するきらい
があり、煩瑣な作業を要し、結果的にコスト高になり、
又、保守、点検、整備等のメンテナンスもし難いという
サービス性に劣る不都合さがあった。The structure of the rotor inside the cylinder 4 is extremely complicated, and it is extremely difficult to connect the blade 11 to the inner peripheral surface of the cylinder 4. This requires skill in the initial assembly and production, and requires complicated work. Costly,
In addition, there is an inconvenience of poor serviceability that it is difficult to perform maintenance such as maintenance, inspection, and maintenance.

又ブレード11の先端がシリンダ４の内面を摺動するた
めにパーティクルが発生し、該パーティクルが製品に混
入するという不都合さがあった。Further, there is a disadvantage that particles are generated because the tip of the blade 11 slides on the inner surface of the cylinder 4, and the particles are mixed into the product.

そして、これらのネックから製品コストに跳ね返る不
利点があり、又、ジャケット２による温度管理制御が極
めてデリケートで難しいという不具合があった。Then, there is a disadvantage that the product cost rebounds from these necks, and there is a problem that the temperature management control by the jacket 2 is extremely delicate and difficult.

又、ロータ内に於ける供給口12から排出口17に至る原
料13の通過が遅いために、製品が長く滞留し、その結
果、ブレード11により添加物があれば該添加物がくだけ
るという不具合があり、オーバーヒートによる該流過原
料13の焦げ付き作用等が生じて製品精度にマイナスを与
える虞があり、更に、ブレード11,11…の回転による摩
耗のために粒状物や固形物等がくだけ、製品精度を低下
させるというマイナス点があり、又、ブレード11のシリ
ンダ４内面に対する摩摺からパーティクルが生じて製品
に混入するという不都合さがあった。In addition, since the passage of the raw material 13 from the supply port 12 to the discharge port 17 in the rotor is slow, the product stays for a long time, and as a result, if the additive is provided by the blade 11, the additive is exposed. There is a possibility that the overheating may cause the flow raw material 13 to be scorched, thereby giving a negative effect to the product accuracy. Further, due to the abrasion caused by the rotation of the blades 11, 11,... There is a disadvantage that the accuracy is reduced, and there is also a disadvantage that particles are generated from abrasion of the blade 11 on the inner surface of the cylinder 4 and mixed into the product.

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく多くの
商品の境膜式熱交換による反応プロセスでの問題点を解
決すべき技術的課題とし、シリンダ内に於ける原料通過
がスムーズで設計通りの正確な反応が促進され、しか
も、装置の初期組み付け製造や保守、点検、整備等のメ
ンテナンスもし易く、結果的に低コストで品質の優れた
製品が得られるようにして各種商品製造産業における反
応技術利用分野に益する優れた境膜式熱交換反応方法及
び装置を提供せんとするものである。<Object of the Invention> The object of the invention of this application is to solve the problems in the reaction process by the film heat exchange of many products based on the above-mentioned prior art, and the passage of the raw material in the cylinder is difficult. A variety of products that facilitate smooth and accurate reactions as designed, facilitate initial assembly and maintenance of the equipment, such as maintenance, inspection, and maintenance, resulting in low-cost, high-quality products. It is an object of the present invention to provide an excellent film-type heat exchange reaction method and apparatus which can benefit the reaction technology application field in the manufacturing industry.

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は前述課題を解決するために、所定の
ゼリー状、クリーム状、液状等、或いは、顆粒状等の製
品を供給原料に対する熱交換を介しての反応により得る
に際し、装置シリンダの一方側の供給口から該シリンダ
内部に該原料を供給し、他方側の排出口から高粘性、或
いは、顆粒状の製品として取り出すに際し、シリンダ外
側面に形成したジャケットに対し、例えば、一方側から
高温の熱媒体を供給し、一方、ロータ内には他方側か
ら、例えば、低温の熱媒体を供給してロータをモータ等
により所定速度で回転させ、該ロータとシリンダの間に
ジャケットの両伝熱面より熱交換性能を倍増するように
し、しかも、該シリンダの供給口より供給された原料は
ロータとシリンダとの間の微小クリアランスの断面リン
グ状間隙を高速で流過し、薄膜状の境膜に形成され、回
転するロータに随伴し旋回させられると共に被圧状態で
流過し、設計通りの高効率の熱交換による熱履歴を経て
製品化されて、その間ロータが断面円形、或いは、多角
形状であることにより小スリットの間隙流過中に効率的
な熱交換と共に撹拌作用をも受け、高速流過による熱の
焦げ付きや熱履歴のアンバランスが少く、設計通りの正
確な高精度の製品として得られ、又、ロータとシリンダ
は摺動部分等がなく、又、アンバランスな回転モーメン
ト等が生じないためにガタつきが少く、パーティクルの
発生もなく、製品精度も良好で耐久性が良いようにした
技術的手段を講じたものである。<Means and Actions for Solving the Problems> In order to solve the above-mentioned problems, the constitution of the invention of the present application having the above-mentioned claims according to the above-mentioned objects is to provide a predetermined jelly-like, cream-like, liquid, etc. Alternatively, in obtaining a product such as granules by a reaction through heat exchange with a feedstock, the raw material is supplied into the inside of the device cylinder from a supply port on one side, and a high viscosity, Alternatively, when taking out as a granular product, for example, a high-temperature heat medium is supplied to the jacket formed on the outer surface of the cylinder from one side, and a low-temperature heat medium is supplied from the other side to the inside of the rotor. Then, the rotor is rotated at a predetermined speed by a motor or the like, so that the heat exchange performance is doubled between the rotor and the cylinder from both heat transfer surfaces of the jacket, and supplied from the supply port of the cylinder. The supplied raw material flows at high speed through the ring-shaped gap in the cross section of the minute clearance between the rotor and the cylinder, is formed on a thin film-like film, is rotated along with the rotating rotor, and flows under pressure. It is commercialized through heat history due to high-efficiency heat exchange as designed, during which the rotor has a circular or polygonal cross-section, so efficient stirring and heat exchange during gap flow of small slits It also has the effect, and there is little heat scorch and unbalance of heat history due to high-speed flow, and it can be obtained as a product with high accuracy as designed, and the rotor and cylinder have no sliding parts etc. Since a balanced rotational moment or the like is not generated, technical measures are taken to reduce rattling, generate no particles, improve product accuracy, and improve durability.

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第１〜６図に基づい
て説明すれば以下の通りである。尚、第7,8図と同一態
様部分は同一符号を用いて説明するものとする。<Example> Next, an example of the invention of this application will be described with reference to FIGS. 7 and 8 are described using the same reference numerals.

図示実施例は、例えば、キャンディ糖液、クリーム、
果実、野菜ビューレ、たれ、スープ、ゼリー状の樹脂、
薬品等の製品を境膜式熱交換反応によって得られるよう
にした態様であり、第１〜５図に示す実施例において、
１′はこの出願の発明の要旨を成す境膜式熱交換反応装
置であり、その円筒状のシリンダ３の外側には一側寄り
に熱媒体15の供給口14を有し、下側の他側寄りに排出口
16を有するジャケット２が外装され、該シリンダ３の内
部にはドラムタイプのロータ４′がシリンダ３の端部に
対しベアリング５、メカニカルシール６を介して該シリ
ンダ３に対しリング状の微小間隙９を介して回転自在に
軸装されており、一側寄りに設けられたモータ７にその
シャフト８が連結されて回転自在にされている。The illustrated embodiment includes, for example, candy sugar solution, cream,
Fruit, vegetable bures, sauces, soups, jelly-like resins,
This is an embodiment in which a product such as a chemical is obtained by a film-type heat exchange reaction.
Reference numeral 1 'denotes a film-type heat exchange reactor which forms the gist of the invention of the present application. The outside of the cylindrical cylinder 3 has a supply port 14 for a heat medium 15 near one side, and the other side has a lower side. Outlet near the side
A jacket 2 having an outer periphery 16 is provided. Inside the cylinder 3, a drum type rotor 4 ′ has a ring-shaped minute gap 9 with respect to the cylinder 3 via a bearing 5 and a mechanical seal 6 against the end of the cylinder 3. The shaft 8 is rotatably mounted via a shaft 7 connected to a motor 7 provided on one side.

したがって、当該実施例においては、第7,8図に示す
様な在来タイプの境膜式熱交換反応装置とは異なり、ロ
ータ４′にはブレード11等は設けられておらず、ロータ
４′とシリンダ３の内面との間には極めて小さなスリッ
ト状のリング状の間隙９′がその始端側から終端側にか
けて形成されており、該シリンダ３の一側端に設けられ
た原料供給口12と他側端に設けられた製品18の排出口17
との間に通過原料の薄膜状の境膜を強制的に形成するよ
うにされている。Therefore, in this embodiment, unlike the conventional type film-type heat exchange reactor as shown in FIGS. 7 and 8, the rotor 4 'is not provided with the blade 11 or the like, and the rotor 4' is not provided. A very small slit-shaped ring-shaped gap 9 ′ is formed between the cylinder 3 and the inner surface of the cylinder 3 from the start end to the end, and a raw material supply port 12 provided at one end of the cylinder 3 is formed. Product 17 outlet 17 at the other end
Between them, a thin film of a passing raw material is forcibly formed.

而して、ロータ４′のシャフト８の一側寄りにはシリ
ンダ３と一体の排出パイプ19が設けられ、該排出パイプ
19にベアリング６′を介して第５図に示す様に、た熱媒
体の供給用の供給ノズル14′が相対回動自在に設けられ
てロータ４′の内部奥深く延設されている。Thus, a discharge pipe 19 integral with the cylinder 3 is provided near one side of the shaft 8 of the rotor 4 '.
As shown in FIG. 5, a supply nozzle 14 ′ for supplying a heating medium is rotatably provided on the 19 via a bearing 6 ′ and extends deep inside the rotor 4 ′.

尚、当該実施例においては、ジャケット２内にその供
給口14、及び、排出口16に於いて流過供給排出される熱
媒体15と供給ノズル14′に供給される熱媒体15′とは同
一高温の、例えば、蒸気等の熱媒体とされ、供給ノズル
14′に供給された蒸気等の熱媒体15′はその先端からロ
ータ４′内に排出された蒸気で内部から加熱し、その基
部側の排出パイプ19から排出されるようにされている。In this embodiment, the heating medium 15 supplied and discharged at the supply port 14 and the discharge port 16 in the jacket 2 and the heating medium 15 'supplied to the supply nozzle 14' are the same. A high temperature, for example, a heat medium such as steam, and a supply nozzle
The heat medium 15 'such as steam supplied to 14' is heated from the inside by the steam discharged from the tip into the rotor 4 ', and is discharged from the discharge pipe 19 on the base side thereof.

上述構成において、ジャケット２に対しその供給口14
から蒸気等の高温の熱媒体15を供給すると共に供給ノズ
ル14′に対し同じく高温の蒸気等の熱媒体15′を供給す
ると、シリンダ３はジャケット２により高温に加熱さ
れ、又、ロータ４′も内部から高温に加熱され、その状
態でモータ７を起動するとシャフト８を介しロータ４′
は所定速度で加熱状態にされて回転し、そこで、シリン
ダ３の排出口16から蒸気等の高温の熱媒体15が排出循環
され、又、供給ノズル14′の基部外側の排出パイプ19よ
り蒸気等熱媒体15′が排出されることにより常にシリン
ダ３とロータ４′内は加熱され、そこで、シリンダ３の
供給口12から所定の原料13を所定圧で被圧状態で供給す
ると、供給された原料13はシリンダ３と回転するロータ
４′との間の小サイズのスリットのリング状間隙９′間
を薄膜状の充満状態の境膜に形成されて圧送され、その
間、ジャケット２によって加熱されるシリンダ３、及
び、回転するロータ４′の内側から加熱により速やかに
熱交換されて所定の熱反応がなされて排出口17より高粘
性のゼリー状、或いは、クリーム状、或いは、顆粒状の
製品18として排出され、この間、回転するロータ４′に
つられてシリンダ３内に於いて回転圧送されるために混
合撹拌作用が熱交換と共に効率良く行われ、したがっ
て、設計通りの製品とされて排出されていく。In the above configuration, the supply port 14 for the jacket 2 is provided.
When the heating medium 15 such as steam is supplied to the supply nozzle 14 ′, the cylinder 3 is heated to a high temperature by the jacket 2, and the rotor 4 ′ is also heated. When heated to a high temperature from the inside and the motor 7 is started in that state, the rotor 4 ′ is
Is heated and rotated at a predetermined speed, where a high-temperature heat medium 15 such as steam is discharged and circulated from a discharge port 16 of the cylinder 3, and steam and the like are discharged from a discharge pipe 19 at a base outside a supply nozzle 14 ′. When the heat medium 15 'is discharged, the inside of the cylinder 3 and the rotor 4' is always heated. When a predetermined raw material 13 is supplied at a predetermined pressure from the supply port 12 of the cylinder 3, the supplied raw material 13 A cylinder 13 is formed as a thin film-filled film between ring-shaped gaps 9 'of small slits between the cylinder 3 and the rotating rotor 4' and is fed by pressure, while the cylinder 2 is heated by the jacket 2. 3, and the heat is quickly exchanged by heating from the inside of the rotating rotor 4 ', and a predetermined thermal reaction is performed. As a result, a highly viscous jelly-like, cream-like, or granular product 18 is obtained from the discharge port 17. Discharged During mixing stirring action to be rotated pumped In the cylinder 3 hung on the rotor 4 'which rotation is performed efficiently with the heat exchanger, therefore, will be discharged is a product as designed.

そして、原料13の連続圧送が続く限り、又、ジャケッ
ト２、及び、ロータ４′内への高温蒸気等の熱媒体15,1
5′が連続供給される限り、製品精度の設計通りの製品1
8が連続して得られる。As long as the continuous feed of the raw material 13 continues, the heating medium 15, 1 such as high-temperature steam into the jacket 2 and the rotor 4 'is also provided.
As long as 5 'is continuously supplied, product 1 as designed with product accuracy
8 are obtained continuously.

又、原料13はリング状の微小間隙９′内を速いスピー
ドで停滞することなく流過するために、シリンダ３の内
面、或いは、ロータ４′の外面に於ける熱影響を大きく
受けることなく、したがって、焼き付きや焦げ付き現象
を受けずにスムーズに製品精度を落とすことなく排出さ
れていく。In addition, since the raw material 13 flows through the ring-shaped minute gap 9 'at a high speed without stagnation, the raw material 13 is not greatly affected by heat on the inner surface of the cylinder 3 or the outer surface of the rotor 4'. Therefore, the product is smoothly discharged without deteriorating the accuracy of the product without being subjected to the seizure or the burning phenomenon.

そして、設定の製品加工が終了すれば、シリンダ３の
供給口12から洗浄水13等を供給し排出口17から流過させ
ることにより、間隙９′部分を充分に洗浄し、次の反応
に備えることが出来る。Then, when the set product processing is completed, the cleaning water 13 and the like are supplied from the supply port 12 of the cylinder 3 and flow through the discharge port 17 to sufficiently clean the gap 9 ′ and prepare for the next reaction. I can do it.

尚、上述実施例において、ロータ４′は基本的には断
面円形であるが、第３図に示す様に、円弧部分20に凹円
弧部分21を相隣らせて所定数周方向に配設させたロータ
４″の態様も可能であり、又、第４図に示す様に円弧部
分20′に対し凹円弧部分22を相隣らせて所定数周方向に
配設した断面形状のロータ４も実質的に上述実施例同
様の作用効果を奏するものであるが、撹拌混合効果、及
び、これに伴う反応促進効果は設計上はより良好に奏さ
れるものである。In the above-described embodiment, the rotor 4 'is basically circular in cross section. However, as shown in FIG. In this case, the rotor 4 "having a cross-sectional shape in which a concave arc portion 22 is arranged adjacent to an arc portion 20 'in a predetermined number of circumferential directions as shown in FIG. 4 is also possible. Also has substantially the same operation and effect as the above-mentioned embodiment, but the stirring and mixing effect and the reaction promoting effect accompanying the stirring and mixing effect are more excellently designed.

而して、ロータ４′内に於ける熱媒体15′の供給排出
については、第６図に示す様に、供給ノズル14′の基部
にスイーベルジョイント23を設けるようにする等も可能
である。As for the supply and discharge of the heat medium 15 'in the rotor 4', a swivel joint 23 may be provided at the base of the supply nozzle 14 'as shown in FIG.

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものでないことは勿論であり、例えば、シリンダ３側に
はその給排口12,17を介してスチーム等の高温の熱媒体1
3を供給し、これに対し、ロータ４′内には供給ノズル1
4′を介してドライアイス蒸気等の低温熱媒体15′を供
給して該シリンダ３内の流過原料13に対し外側から高温
加熱、内側から低温冷却することによる急激な熱温度勾
配を介しての熱交換による反応を行ったり、更には、シ
リンダ３とロータ４′内の熱媒体15,15′の高温低温の
ものを所定時間サイクルで反復裡に交替させて供給する
等製品の要求する最適熱交換条件を付与するようにする
ことが出来る等種々の態様が採用可能である。The embodiments of the invention of this application are not limited to the above-described embodiments. For example, a high-temperature heating medium such as steam is provided on the cylinder 3 side through the supply / discharge ports 12 and 17 thereof.
3 while the supply nozzle 1 is provided in the rotor 4 '.
A low-temperature heat medium 15 ′ such as dry ice vapor is supplied through 4 ′, and the flowing material 13 in the cylinder 3 is heated at a high temperature from the outside and cooled at a low temperature from the inside through a steep heat temperature gradient. Or the heat exchange between the high temperature and low temperature heating mediums 15 and 15 'in the cylinder 3 and the rotor 4' are alternately supplied in a predetermined time cycle. Various modes can be adopted, such as a condition that heat exchange conditions can be given.

又、適用対象の原料はキャンディ糖液、クリーム、野
菜、果実ビューレ、たれ、スープ、樹脂、薬品等以外の
他の種々の液状商品、或いは、顆粒状の商品に対し適用
が可能であることは勿論のことである。In addition, the raw material to be applied can be applied to various liquid products other than candy sugar liquid, cream, vegetables, fruit bures, sauces, soups, resins, chemicals, etc., or granulated products. Of course.

そして、設計によりジャケット、シリンダ、ロータの
材質は金属、セラミック、樹脂等適宜処理製品に応じ
て、又、コスト的な条件から選択可能であることも自在
である。Depending on the design, the materials of the jacket, cylinder, and rotor can be freely selected according to the product to be processed, such as metal, ceramic, and resin, or from cost conditions.

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に高粘性の原
料液をシリンダの一側から供給し、他側から高粘性、或
いは、顆粒状の製品として排出して取り出す熱交換を介
しての熱反応処理を行うに際し、シリンダ内のロータを
ドラム型としてシリンダ内面との間に断面リング状の微
小間隙を形成させて該ロータを所定速度で回転させ、シ
リンダの外側のジャケット、及び、ロータ内に所定の熱
媒体を供給循環させるようにしたことにより、該微小間
隙を介して所定圧で送給される原料がシリンダとロータ
との間で充満状態の薄膜状の境膜とされ、したがって、
ジャケットとロータからの熱伝導が効率良く行われ、熱
交換性能がより高くされて設計通りの高品質の製品が得
られるという優れた効果が奏される。<Effects of the Invention> As described above, according to the invention of this application, basically, a high-viscosity raw material liquid is supplied from one side of a cylinder, and is discharged from the other side as a high-viscosity or granular product and discharged. When performing the thermal reaction process through exchange, the rotor in the cylinder is made into a drum type, a minute gap having a ring-shaped cross section is formed between the inner surface of the cylinder and the rotor is rotated at a predetermined speed, and the outer jacket of the cylinder is rotated. And a supply and circulation of a predetermined heat medium in the rotor, so that a thin film-like film is filled with a raw material fed at a predetermined pressure through the minute gap between the cylinder and the rotor. And therefore
The heat conduction from the jacket and the rotor is efficiently performed, the heat exchange performance is further improved, and an excellent effect that a high quality product as designed is obtained.

又、ロータが始端側から終端側まで均一回転速度で回
転するために、シリンダ内の間隙部に於いて流過する原
料が乱流化が生ぜず、それによっても内外からの熱交換
が極めて効率良く行われ、更に、ロータの断面形状を丸
型のみならず、原料に対する処理条件に応じて丸−直線
型、或いは、丸−円弧型、多角形型等にすることにより
流過する原料に混合撹拌作用を与え、より熱交換効率を
向上させることが出来、品質の良好な製品が得られると
いう優れた効果が奏される。In addition, since the rotor rotates at a uniform rotation speed from the starting end to the end, the raw material flowing in the gap in the cylinder does not become turbulent, which also makes heat exchange from inside and outside extremely efficient. It is performed well, and furthermore, the cross-sectional shape of the rotor is not only round, but also round-straight, round-arc, polygonal, etc., depending on the processing conditions for the raw material, so that it can be mixed with the flowing material. By providing a stirring action, the heat exchange efficiency can be further improved, and an excellent effect that a good quality product can be obtained is exhibited.

又、シリンダとロータのリング状間隙が小さいために
流過する原料が充満状態であるためその流過速度が大き
く、処理時間が短く、これによって熱影響や品質の変化
もなく、そのため焦げ付きや焼き付き等も生ぜず、良品
質が維持出来るばかりでなく、作業終了後の残留物（ロ
ス）も少く、事後の清掃等のメンテナンスも少くなると
いう利点がある。In addition, since the flow of raw material is full because the ring-shaped gap between the cylinder and the rotor is small, the flow speed is high, the processing time is short, and there is no thermal effect or change in quality, so that burning or burning is caused. There is an advantage that not only does not occur, good quality can be maintained, but also there is little residue (loss) after the work is completed, and less maintenance such as post-cleaning is required.

そして、リング状間隙内に原料を流過させられるため
に、シリンダ外のジャケットと相俟ってその熱交換面積
が飛躍的に増大し、従来タイプのものよりも著しく熱交
換効率が良くなるという優れた効果が奏される。In addition, since the raw material can flow through the ring-shaped gap, the heat exchange area thereof is dramatically increased in combination with the jacket outside the cylinder, and the heat exchange efficiency is significantly improved as compared with the conventional type. Excellent effects are achieved.

そして、在来タイプのブレードやスクレーパ等の摺動
部分がないために、それだけ、ロータやシリンダの摩耗
も少く、耐久性が良く、更に、振動等も生じないため
に、保守、点検、整備等のメンテナンス作業も少く、そ
れだけランニングコストが安くつき、動力費も少く、結
果的に製品コストに跳ね返る虞がなく、コストの安定を
維持出来るというメリットがある。Since there are no sliding parts such as conventional blades and scrapers, the wear and tear of the rotor and cylinder are small, and the durability is good. In addition, since there are no vibrations, maintenance, inspection, maintenance, etc. Has a merit that the maintenance cost is low, the running cost is low, the power cost is low, and there is no possibility that the cost is rebounded as a result, and the cost can be kept stable.

而して、ロータとシリンダ間を充満状態で流過する薄
膜状の境膜原料に対し外側のロータ、及び、内側の間隙
から内外の熱交換を図れるために、例えば、内外共に高
温熱媒体による加熱作用、或いは、低温熱媒体による冷
却作用、更には、外側の高温熱媒体、内側の高温熱媒体
の一方と他方側の供給、更には、サイクル裡に変換する
等の熱媒体による熱交換態様が選択的にとれるために、
処理原料製品性質等の設計に応じた熱交換が選択出来る
という設計の自由度、使用状態の弾力性が得られ、１基
の装置でありながら複数種の製品、或いは、同一製品で
ありながら性状の異なるものを製作することが出来ると
いう優れた効果が奏される。Thus, the outer rotor and the inner and outer heat can be exchanged from the thin film raw material flowing in the filled state between the rotor and the cylinder through the inner gap. Heating action or cooling action by the low-temperature heat medium, furthermore, supply of heat to the outside high-temperature heat medium, one of the inside high-temperature heat medium and the other side, and heat exchange by the heat medium such as conversion into a cycle Can be taken selectively,
The degree of freedom of design and the resilience of use can be obtained by selecting the heat exchange according to the design of the processing raw material properties, etc., and even if it is a single device, several types of products or the properties of the same product An excellent effect that different products can be manufactured.

更に、在来態様の如く、ブレード等をロータ内部に設
けなくて済むために構造が簡単となり、初期製作組み付
けがし易く、それだけ、精度の高い装置が得られるとい
う効果もある。Further, unlike the conventional mode, there is no need to provide a blade or the like inside the rotor, so that the structure is simplified, initial production and assembly are easy, and there is an effect that a highly accurate apparatus can be obtained.

そのうえ、上述の如く、ブレード等の可動部分や摺動
部分がないためにシリンダやロータの材質の選択の自由
度も大きく、したがって、熱交換効率の良い材質のシリ
ンダやロータを選択することも出来、装置製造における
設計が弾力的に行い得ることが出来、しかも、処理原料
との取合いの最適条件が得られるという効果もある。In addition, as described above, since there are no movable parts or sliding parts such as blades, the degree of freedom in selecting the material of the cylinder and the rotor is large, and therefore, it is possible to select a cylinder or a rotor having a high heat exchange efficiency. In addition, it is possible to flexibly perform the design in the manufacture of the apparatus, and it is possible to obtain an optimum condition of the compatibility with the processing raw material.

そして、シリンダとロータとの間に薄膜状の境膜とし
て流過する原料は外側のジャケットと内側の間隙の両者
に対して熱交換がなされるために、これらのシリンダや
ロータ内へ供給する熱媒体の種類を選択可能にするばか
りでなく、その温度条件をも適宜に選択的に変えること
が出来る点から、送給する原料の圧送圧と共に温度条件
等の組合せによる制御管理の自由度が飛躍的に高まり、
それだけ、バラエティに富んだ製品種目を選べることが
出来、生産者側の供給条件の自由度を増すことが出来る
という効果が奏される。The raw material flowing as a thin film between the cylinder and the rotor exchanges heat with both the outer jacket and the inner gap. Not only the type of medium can be selected, but also the temperature condition can be selectively changed as appropriate, so the degree of freedom of control management by the combination of the pressure condition of the raw material to be fed and the temperature condition is increased. Increase,
As a result, it is possible to select a variety of product types, and it is possible to increase the degree of freedom of supply conditions on the producer side.

又、ロータ内部に対する熱媒体給排装置が該ロータ端
部からリング状排出口を介して挿入された供給ノズルに
されていることにより、熱媒体の擾乱もなく、整流状に
なって熱交換性が良好になり、又、モータ側にはカップ
リングやプーリー等が配設されているために、反モータ
側から供給ノズルがとれて該ロータ内で熱交換される熱
媒体の該ロータ内での昇温時間が長くとれ、ロータ内の
熱交換が良好に行われるという効果がある。Further, since the heat medium supply / discharge device for the inside of the rotor is a supply nozzle inserted from the end of the rotor through a ring-shaped discharge port, there is no disturbance of the heat medium, the flow becomes rectified, and the heat exchange property is improved. In addition, since a coupling, a pulley, and the like are provided on the motor side, a supply nozzle is taken from the opposite side of the motor, and a heat medium exchanged in the rotor by the heat medium in the rotor. There is an effect that the heat-up time can be long and heat exchange in the rotor can be performed well.

そして、製品精度が設計通りに保持出来るために、製
品に対する信頼度を高く確保することが出来るという優
れた効果が奏される。In addition, since the product accuracy can be maintained as designed, an excellent effect that high reliability for the product can be ensured is achieved.

【図面の簡単な説明】 第１〜６図はこの出願の発明の実施例の説明図であり、
第１図は１実施例の全体概略部分縦断面図、第２図は同
第１図II-II断面図、第3,4図はそれぞれ別の実施例の間
隙の第２図相当断面図、第５図は第１図部分拡大断面
図、第６図は第５図相当他の実施例の部分断面側面図、
第７図は従来技術に基づく境膜式熱交換反応装置の部分
縦断側面図、第８図は第７図VIII-VIII断面図である。 ２……ジャケット、３……シリンダ、４′……ロータ、
12、17……給排口、１′……境膜式熱交換反応装置、1
4′……熱媒体給排装置、９′……リング状間隙、19…
…微小リング状排出口、14′……供給ノズル、23……ス
イーベルジョイントBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 6 are explanatory views of an embodiment of the invention of the present application,
1 is an overall schematic partial longitudinal sectional view of one embodiment, FIG. 2 is a II-II sectional view of FIG. 1, FIG. 3 and FIG. 4 are sectional views corresponding to FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of FIG. 1, FIG. 6 is a partial sectional side view of another embodiment corresponding to FIG. 5,
FIG. 7 is a partial longitudinal side view of a membrane type heat exchange reaction apparatus based on the prior art, and FIG. 8 is a sectional view of FIG. 7 VIII-VIII. 2 ... jacket, 3 ... cylinder, 4 '... rotor,
12, 17… supply / discharge port, 1 '… film heat exchange reactor, 1
4 ': Heat medium supply / discharge device, 9': Ring-shaped gap, 19:
... Small ring-shaped outlet, 14 '... Supply nozzle, 23 ... Swivel joint

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】ジャケットを外装するシリンダ内に境膜反
応促進用のロータが回転自在に軸装されている境膜式熱
交換反応方法において、上記ロータがドラムタイプにさ
れその外側のシリンダとの間に形成されるリング状間隙
に原料を充満状に充填流過するようにすることを特徴と
されている境膜式熱交換反応方法。1. A film-type heat exchange reaction method in which a rotor for promoting a film reaction is rotatably mounted in a cylinder which covers a jacket. A film-type heat exchange reaction method characterized in that a raw material is filled and flows into a ring-shaped gap formed therebetween in a full state. 【請求項２】ジャケットを外装するシリンダ内に境膜反
応促進用のロータが回転軸装され、該ロータに対する原
料給排口が上記シリンダに付設されている境膜式熱交換
反応装置において、上記ロータがドラムタイプにされそ
の内部に対する熱媒体給排装置が配設され、而して上記
熱媒体給排装置がロータ端部からリング状排出口を介し
て挿入された供給ノズルにされていることを特徴とする
境膜式熱交換反応装置。2. A film-type heat exchange reaction apparatus, wherein a rotor for promoting a film reaction is mounted on a rotary shaft in a cylinder surrounding the jacket, and a material supply / discharge port for the rotor is attached to the cylinder. The rotor is a drum type, and a heat medium supply / discharge device for the inside thereof is provided, and the heat medium supply / discharge device is a supply nozzle inserted from the end of the rotor through a ring-shaped discharge port. A film type heat exchange reactor characterized by the above-mentioned. 【請求項３】上記ロータが断面多角形状に形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の境膜式
熱交換反応装置。3. A film type heat exchange reactor according to claim 2, wherein said rotor has a polygonal cross section.