JPS6334761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱伝達装置、特に回転フイルム蒸発
器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to heat transfer devices, and more particularly to rotary film evaporators.

本発明は、真空下の熱的不安定物質の蒸留、蒸
発及び凝縮に関連する処理を実施するために、化
学、石油化学、食品及び製薬の各工業において広
く応用することができる。それはまた真空分留塔
の蒸発器として、かつ急速液相発熱化学反応を実
施するために用いることができる。 The present invention can be widely applied in the chemical, petrochemical, food and pharmaceutical industries to carry out processes related to distillation, evaporation and condensation of thermally labile substances under vacuum. It can also be used as an evaporator in vacuum fractionation columns and for carrying out rapid liquid phase exothermic chemical reactions.

回転フイルム蒸発器の１つの利点は、それらが
蒸留、凝縮及び蒸発を実施するための「やわらか
い」条件を与えるということにある。そのような
条件は、処理中の物質、特に熱的不安定物質の分
解及び重合を避けることができる。前述の処理は
フイルム内に生じ、それにより液体の十分な混合
が確保される。すなわち真空下、言い替えれば装
置内の低下した温度で初期物質を処理することが
できるいかなる流体静力学的圧力も存在しない。
また他の型の蒸発器と比較して、これらの装置内
の物質の保持時間は割合に短かく（おおよそ秒単
位で計測して）、そのことは物質の熱に対する暴
露を最小にすることができる。 One advantage of rotating film evaporators is that they provide "soft" conditions for carrying out distillation, condensation and evaporation. Such conditions can avoid decomposition and polymerization of materials during processing, especially thermally labile materials. The aforementioned processing takes place within the film, thereby ensuring good mixing of the liquids. That is, there is no hydrostatic pressure that can process the initial material under vacuum, in other words at reduced temperatures within the device.
Also, compared to other types of evaporators, the retention time of the material in these devices is relatively short (measured approximately in seconds), which minimizes the exposure of the material to heat. can.

それゆえ、回転フイルム蒸発器は、装置内で処
理される物質の活発な熱伝達と短かい保持時間の
ようないくつかの利点の結合を特徴づけている。 Rotary film evaporators therefore feature a combination of several advantages, such as active heat transfer and short retention times of the substances processed within the device.

熱伝達表面における液体フイルムはロータの翼
によつて作られ、その羽根は駆動軸に固く取り付
けられかつハウジングから１〜２mmの距離だけ離
れて配置されているような回転フイルム蒸発器は
いくつか知られている。構造上に複雑さとそれら
の製造、組立及び操作に用いられる技術のため、
そしてハウジングの壁とロータの羽根との小さい
間隙のため、これらの装置はいくらか制限された
熱伝達表面を有する。またそれらは熱と液体の過
負荷に対して非常に敏感である。加えて、粘性生
成物の処理はそのような生成物の保持時間が急激
に増加することを必要とする。 Some rotary film evaporators are known in which the liquid film at the heat transfer surface is created by the blades of the rotor, which are rigidly attached to the drive shaft and placed at a distance of 1 to 2 mm from the housing. It is being Due to their structural complexity and the technology used in their manufacture, assembly and operation,
And because of the small gap between the housing wall and the rotor blades, these devices have a somewhat limited heat transfer surface. They are also very sensitive to heat and liquid overload. In addition, processing viscous products requires that the retention time of such products increases rapidly.

液体フイルムが、駆動軸に揺動自在に取り付け
られかつハウジングの壁に摺動自在に係合するよ
うに適合したロータの羽根によつて作られるよう
な回転フイルム蒸発器も知られている。この装置
も前述の構造の主な欠点を緩和することができな
かつた。さらに、ロータの羽根と熱伝達表面との
直接の接触は、これらの２つの望ましくない摩耗
は別として、処理中の生成物の汚染を必然的に伴
なう。ハウジングと摩擦係合する羽根を設けると
すると、その表面を完全に機械加工してよく磨く
ことが必要である。このことはさらに、ロータ羽
根が高い減摩特性を有する耐摩耗材料から形成さ
れることを要求する。 Rotary film evaporators are also known in which the liquid film is formed by the blades of a rotor swingably mounted on a drive shaft and adapted to slidably engage the walls of the housing. This device also failed to alleviate the major drawbacks of the aforementioned structure. Furthermore, direct contact between the rotor blades and the heat transfer surface, apart from the undesirable wear of these two, entails contamination of the product being processed. If vanes were to be provided that frictionally engaged the housing, their surfaces would need to be completely machined and well polished. This further requires that the rotor blades be formed from a wear-resistant material with high anti-friction properties.

最適なフイルムの厚さはこの装置内において、
複雑な相互作用によつて決まる。すなわち一方で
は、それは液体の物理的性質に依存するが、他方
では、それはロータの回転速度、羽根の重量、羽
根が熱伝達表面に合致する正確さの程度及びロー
タの他の構造的な特性に依存する。それゆえ、装
置の最適な作用は、羽根によつて液体に与えられ
る比較的狭い圧力の範囲で達成される。最適圧力
値の増加は、羽根が熱伝達表面をさらすかその表
面からフイルムを取り除く傾向にあるという結果
を生じ、一方通常以下の圧力では液体がハウジン
グを流れ下るであろう。 The optimum film thickness is determined within this device.
Determined by complex interactions. That is, on the one hand it depends on the physical properties of the liquid, but on the other hand it depends on the rotational speed of the rotor, the weight of the blades, the degree of accuracy with which the blades match the heat transfer surface and other structural properties of the rotor. Dependent. Optimal operation of the device is therefore achieved within a relatively narrow range of pressures exerted on the liquid by the vanes. An increase in the optimum pressure value will result in the vanes tending to expose the heat transfer surface or remove the film from the surface, whereas at below normal pressures the liquid will flow down the housing.

熱伝達表面を増すという問題は、構造上の簡易
化、製造の容易さと作用の問題と同様、次のよう
な構造から成るごく最近の構造の回転フイルム蒸
発器において相当程度解決された。すなわちそれ
は、その熱伝達表面にジヤケツトが設けられた垂
直ハウジング、軸に取り付けられかつその上部に
分配環を有する中空の波形を付けたドラムから作
られたロータ及び液体が通る通路のための波形の
突部にある孔から成る。遠心分離器がさらに設け
られ、それは各ドラムの下に配置されかつロータ
軸に固定されている。装置のハウジンングは円筒
形状である。 The problem of increasing the heat transfer surface, as well as the problems of structural simplicity, ease of manufacture and operation, has been solved to a considerable extent in rotary film evaporators of very recent construction. That is, it consists of a vertical housing provided with a jacket on its heat transfer surface, a rotor made of a hollow corrugated drum mounted on the shaft and having a distribution ring on its upper part, and a corrugated drum for the passage through which the liquid passes. It consists of a hole in the protrusion. A centrifugal separator is further provided, which is located below each drum and fixed to the rotor shaft. The housing of the device is cylindrical in shape.

液体フイルムは混合手段を用いずにこの装置内
で作られる。すなわち液体は遠心力の作用の下
に、ハウジングの熱伝達表面に沿つて波形を付け
たドラム内に配置された孔を通じて分配せしめら
れる。 Liquid films are produced in this apparatus without mixing means. That is, the liquid is distributed under the action of centrifugal force through holes arranged in a corrugated drum along the heat transfer surface of the housing.

前述の装置の主な欠点は、それが粘性物質及び
触媒等のような固体成分を含む物質を処理するた
めの能力が制限されるという点にある。その点
は、熱伝達表面を流れ下る液体フイルムの運動
は、装置の内部にある各ドラムの下に置かれてい
る環状コレクタ及び上方区画から下方区画へ液体
を通過させるための複数のあふれ出しシユートに
よつて制限されるという事実にほとんど起因す
る。 The main drawback of the above-mentioned device is that it has a limited ability to process materials containing solid components, such as viscous materials and catalysts. The point is that the movement of the liquid film down the heat transfer surface is controlled by an annular collector located below each drum inside the device and multiple overflow chutes for passing the liquid from the upper compartment to the lower compartment. This is mostly due to the fact that it is limited by

最初の場合、それは粘性物質を処理するときで
あり、液体フイルムの運動及び流動性は制限され
る。そこでその基底が実際に支持環である環状コ
レクタを設けると、流動性の不足はさらに顕著と
なる。フイルムの運動又は流れ速度は遅くなり、
一方熱伝達表面におけるその厚さと保持時間は増
加する。 In the first case, it is when processing viscous substances, the movement and fluidity of the liquid film is limited. Therefore, if an annular collector whose base is actually a support ring is provided, the lack of fluidity becomes even more pronounced. The motion or flow velocity of the film becomes slower;
Meanwhile, its thickness and retention time at the heat transfer surface increases.

二番目の場合、固体成分（粒子）は環状コレク
タの中で処理されつつある液体から分離し、すぐ
後に液体の動きを妨げる傾向にあり、その結果装
置は不作動となる。 In the second case, the solid components (particles) tend to separate from the liquid being processed in the annular collector and immediately impede the movement of the liquid, so that the device becomes inoperable.

他の欠点は、その装置において高粘性物質を処
理するのが実事上不可能であるということであ
る。というのは液体フイルムは熱伝達表面に沿つ
て、高粘性の生成物内の分子引力とほぼつり合つ
ている重力の作用のみで流れるからである。この
ことは前述の装置の応用範囲を狭くする。 Another drawback is that it is virtually impossible to process highly viscous substances in the device. This is because the liquid film flows along the heat transfer surface solely under the action of gravity, which approximately balances the molecular attraction within the highly viscous product. This narrows the scope of application of the device described above.

もう１つの重要な欠点は、その物理的性質に基
本的に依存する、装置内で処理されつつある物質
の一定の保持時間である。粘性の増加は結果とし
て装置内の物質の保持時間の急激な増加をもたら
し、必然的に熱伝達効率の低下と物質のかなりの
分解を伴う。 Another important drawback is the fixed retention time of the substance being processed in the device, which essentially depends on its physical properties. The increase in viscosity results in a sharp increase in the retention time of the material within the device, with an inevitable reduction in heat transfer efficiency and significant decomposition of the material.

さらに、熱伝達表面はドラムの孔から放出され
る液体噴流によつて十分には清掃されない。それ
ゆえ、液体、特に高粘性の液体及び固体を含む液
体の処理は装置の完全な停止を引き起こすであろ
う。 Furthermore, the heat transfer surface is not sufficiently cleaned by the liquid jets emitted from the drum holes. Therefore, processing of liquids, especially highly viscous liquids and liquids containing solids, will cause complete shutdown of the equipment.

他の主な欠点は、分離された蒸気がドラムの内
側表面を流れ下りる汚染された液体と接触する傾
向にあり、その結果液体をかなり連行しかつ凝縮
液を汚染するという事実である。 Another major drawback is the fact that the separated vapor tends to come into contact with contaminated liquid flowing down the inner surface of the drum, resulting in significant liquid entrainment and contamination of the condensate.

それゆえ本発明は、従来の装置における前述の
欠点を除去することを目指している。 The invention therefore aims to eliminate the aforementioned drawbacks in conventional devices.

これは次の事によつて達成される。すなわち、
加熱ジヤケツトを備え、各区画が破形の突部に配
置された孔を有する軸に固定された波形を付けた
ドラムを収容する複数の区画から作られた垂直ハ
ウジング、ドラムの上端に固定された分配環、及
び各ドラム間に配置された分離器から成る回転フ
イルム蒸発器において、本発明によれば、蒸発器
の区画は、上にある段の区画の基底部分は下にあ
る段のドラムの内側の分配環の上に位置させるよ
うに段階的方法で、配置される。 This is achieved by: That is,
A vertical housing made of several compartments containing a corrugated drum equipped with a heating jacket and each compartment fixed to an axle having holes arranged in a broken projection, fixed to the upper end of the drum. In a rotating film evaporator consisting of a distribution ring and a separator arranged between each drum, according to the invention the evaporator compartments are arranged such that the base part of the compartment of the upper stage is connected to the drum of the lower stage. It is arranged in a stepwise manner to be located above the inner distribution ring.

好ましくは、波形を付けたドラムは円錐台の形
状であり、その間に間隙を設けて支持された縦に
波形を付けた板及び板の間に必ず置かれたＷ字状
のそらせ板から作られ、そらせ板の突起は板の端
部波形の突起の空所の内側に配置される。 Preferably, the corrugated drum is in the shape of a truncated cone and is made of longitudinally corrugated plates supported with gaps therebetween and W-shaped deflectors necessarily placed between the plates. The protrusion of the plate is placed inside the cavity of the corrugated protrusion at the end of the plate.

本発明の一実施例は低い方のドラムの内部にあ
る慣性分離器の配置を与える。 One embodiment of the invention provides for the placement of an inertial separator inside the lower drum.

そのような蒸発器の配置により、液体が熱伝達
表面上を強制的に動かされ、そのことは物質を処
理するのに使われる時間を減らしそしてそれによ
り装置の効率を高める。 With such an evaporator arrangement, the liquid is forced over the heat transfer surface, which reduces the time used to process the material and thereby increases the efficiency of the device.

提案された発明の本質は、熱伝達表面を流れ下
る液体フイルムの流動性を増し、それにより活発
な熱伝達を起こすことにある。このことは装置の
区画を段階的に配置することにより、また上にあ
るハウジングの段の各々の基底部分を下にあるハ
ウジングの段のドラムの内部にある分配環の下に
配置することにより達成される。この配置では、
液体フイルムは熱伝達表面に沿つて自由に流れ、
そして上にあるハウジングの段の各区画の基底部
分からそこでナイクルが繰り返される下にあるハ
ウジングの段のドラムの分配環の方へさらに進行
する。それゆえ液体は環状コレクタの中で止めら
れずに皿からあふれ出て、その結果進行速度は増
加し、さらに活発な熱伝達が行われる。 The essence of the proposed invention is to increase the fluidity of the liquid film flowing down the heat transfer surface, thereby causing active heat transfer. This is achieved by arranging the compartments of the device in stages and by placing the base portion of each of the upper housing stages below the distribution ring within the drum of the lower housing stage. be done. In this arrangement,
The liquid film flows freely along the heat transfer surface,
It then proceeds from the base portion of each section of the upper housing tier to the distribution ring of the drum of the lower housing tier where the nicle repeats. The liquid is therefore not stopped in the annular collector and overflows from the pan, so that the rate of progress is increased and a more active heat transfer takes place.

さらに加えて、本装置は液体フイルムの強制さ
れた運動とその中の液体の制御された保持時間を
与える。円錐台形状のドラムを有するさらに任意
の装置の１つの変形例は後に説明する。 Additionally, the device provides forced movement of the liquid film and controlled retention time of the liquid therein. A further optional device variant with a frustoconical drum is described below.

提案された装置の他の利点は、その構造の簡易
さである。というのは環状コレクタやあふれ出し
皿を用いる必要がないからである。 Another advantage of the proposed device is the simplicity of its construction. This is because there is no need to use an annular collector or overflow pan.

液体フイルムの強制された運動と処理される生
成物の制御された保持時間を与える変形例におい
て、波形を付けたドラムは円錐台形状であり、も
つと粘性の大きい物質を処理し、装置の内部での
物質の保持時間を制御し、そして熱伝達表面の自
己清掃を確実にすることができる。このことは遠
心力、又はもつと正確にいうとドラムの円錐の母
線に沿つて下方へ向けられた遠心力の成分により
達成され、装置のドラムの波形の内側表面及びハ
ウジングの各段の熱伝達表面に沿つて液体の強制
された運動を行なうことになる。 In a variant that provides forced movement of the liquid film and controlled retention time of the product to be treated, the corrugated drum is frustoconically shaped and handles highly viscous materials, allowing for a controlled retention time of the product to be treated. can control the retention time of the substance and ensure self-cleaning of the heat transfer surface. This is achieved by centrifugal force, or more precisely by a component of centrifugal force directed downwards along the conical generatrix of the drum, which transfers heat to the corrugated inner surface of the drum of the device and to each stage of the housing. There will be forced movement of the liquid along the surface.

ロータの回転速度を増すことにより、液体噴流
の運動エネルギーはより高い粘性の物質を運搬し
かつもつと活発に処理するであろう。 By increasing the rotational speed of the rotor, the kinetic energy of the liquid jet will carry and treat more viscous materials.

ロータの回転速度を変えることにより、液体の
進行速度、従つて装置内で処理される生成物の保
持時間を制御することができる。さらにフイルム
を強制的に動かしかつドラムから放出される液体
の流れによつてそれをかき乱すことにより、装置
の熱伝達表面を自己清掃することが可能になる。 By varying the rotational speed of the rotor, it is possible to control the rate of advancement of the liquid and thus the retention time of the product being processed within the device. Furthermore, by forcing the film to move and disturbing it by the flow of liquid discharged from the drum, it is possible to self-clean the heat transfer surfaces of the device.

ドラムの内部に入る蒸気の流れのより完全な分
離は、縦方向に波形を付けられて間隔を置いて配
置された板及びその突起が板の端部波形の突起の
空所に収容された板のほぼ中間に配置されたＷ字
形のそらせ板から形成されたドラムにより、確実
にされる。 A more complete separation of the steam flow entering the interior of the drum is achieved by using longitudinally corrugated and spaced plates and plates whose protrusions are housed in the cavities of the end corrugated protrusions of the plates. This is ensured by a drum formed from a W-shaped baffle plate located approximately in the middle of the .

蒸気の流れは、ドラム波形の内側表面とＷ字状
の板の外部表面との間のすき間を通過する間に、
進行方向を数回変えられる。蒸気の流れの進行速
度は先行技術の装置の場合よりもずつと低くな
る。これらの２つの因子は、分離を容易にしかつ
そらせ板の突起からドラム波形の内側表面へ放出
される分離された液体の循環使用を完全にする。 While the steam flow passes through the gap between the inner surface of the drum corrugation and the outer surface of the W-shaped plate,
You can change direction several times. The rate of advancement of the steam flow is progressively lower than in prior art devices. These two factors facilitate the separation and complete the recycling of the separated liquid discharged from the projections of the baffle plate to the inner surface of the drum corrugation.

慣性分離器は下方のドラムの内部に設置される
ことが好ましい。分離された蒸気がドラムの内部
への入口で処理中の物質と接触しやすいために分
離器を設けることが必要である。このことは二次
蒸気によつて処理される物質の連行及び凝縮物の
汚染を引き起こすことになる。このことにより高
い効率が特徴づけられる。というのは分離が、液
体の二次的連行をせずに遠心力の作用下で蒸気の
進行方向の多くの変化によつて行なわれるからで
ある。分離された液体は、噴流状態の蒸気の流れ
の各転向に伴つて起こる横方向ののこぎり歯状の
切り込みの中で等距離シートの表面で集められ、
そして遠心力の作用下でドラムの波形の内部表面
へ投げ出される。 Preferably, the inertial separator is located inside the lower drum. The provision of a separator is necessary because the separated vapors tend to come into contact with the material being treated at the inlet to the interior of the drum. This results in entrainment of the material being treated by the secondary steam and contamination of the condensate. This characterizes high efficiency. This is because the separation is effected by many changes in the direction of vapor movement under the action of centrifugal force without secondary entrainment of liquid. The separated liquid is collected equidistantly on the surface of the sheet in transverse sawtooth incisions that occur with each turn of the jet vapor stream;
It is then thrown onto the corrugated internal surface of the drum under the action of centrifugal force.

本発明では熱伝達処理をより活発にし、固体を
含む物質と高粘性の材料の両方を処理することが
できる。 The present invention makes the heat transfer process more active and allows processing of both solid-containing materials and highly viscous materials.

また処理される物質の保持時間を十分に減少し
そして制御することができる。 It is also possible to significantly reduce and control the retention time of the substances being treated.

さらに装置の構造は熱伝達表面の自己清掃作用
を与える。それは蒸発器の組立と作用を簡単にす
る。 Additionally, the construction of the device provides a self-cleaning effect on the heat transfer surfaces. It simplifies the assembly and operation of the evaporator.

本発明の装置では、終端生成物の高度と分離と
改良された品質が確保される。 With the device of the invention, a high degree of separation and improved quality of the end products is ensured.

他の目的と利点は添付図面及び詳細な説明で十
分に明らかにされるであろう。 Other objects and advantages will become more fully apparent from the accompanying drawings and detailed description.

第１図において、順次その上へ配置されかつそ
れぞれ加熱蒸気ジヤケツト３，３ａ及び３ｂを備
えた区画２，２ａ及び２ｂから成るハウジング１
を含む回転フイルム蒸発器が示されている。管接
続部４，５及び６はそれぞれ初期生成物物を供給
し、かす（又は濁つた溶液）を放出しかつ二次蒸
気を除去するためのものである。ハウジング１の
内側に区画２，２ａ及び２ｂの中で同軸に軸７に
取り付けられたロータ８が支持され、そのロータ
８は、液体生成物をハウジング１の段１２，１２
ａ及び１２ｂのそれぞれの熱伝達表面１１，１１
ａ及び１１ｂに放出するため孔１０（第３、４及
び５図）を有する波形を付けたドラム９，９ａ及
び９ｂを支持するように適合している。ドラム９
はその上方部分により、皿１４の分配環１３に固
定されかつその下方部分により、軸７に固く取り
付けられたハブ１６の環１５に固定される。下方
のドラム９ａ及び９ｂはその端部により、軸７に
固く取り付けられたハブ１７，１７ａ及び１８，
１８ａに固定される。さらに明瞭に述べると、ド
ラム９ａ及び９ｂは、上方及び下方のハブ１７，
１７ａ及び１８，１８ａの環１９，１９ａ及び２
０，２０ａに固定される。ドラム９，９ａ及び９
ｂは、分配環１３，１９及び１９ａに固定され、
かつリムとネジ（図示されていない）により環１
５，２０及び２０ａに固定される。ドラム９，９
ａ及び９ｂは、その内側表面に運ばれた液体を別
の流れに分離するために縦方向に波形が付けられ
ている。その別の流れは、ハウジング１の各段の
熱伝達表面１１，１１ａ及び１１ｂに液体を放出
するための孔１０を備えた波形の突起２１（第２
及び４図）の内側表面に沿つて重力によつて下方
へ流れる。皿１４は、上方ドラム９の波形の突起
２１の内側表面に液体を均一に分配するためのも
のである。すなわち、皿１４は円筒容器２２の形
状であるくぼみを有し、その縁は内径が円筒容器
の内径より必ず小さくなつている同心の環１３と
して示しており、その環１３は、その外周近くで
ドラム９の波形のへこみ２３（第２図）の内側表
面に隣接するように適合している。ドラムム９ａ
及び９ｂの突起２１の内側表面における液体の均
一な分配を行なうために、上方ハブ１７及び１７
ａの分配環１９及び１９ａが使用される。その環
１９及び１９ａはその外周近くでドラム９ａ及び
９ｂの波形のへこみ２３にそれぞれ隣接するよう
に適合しており、それに対し環１９及び１９ａの
内周にはカラー２４及び２４ａがそれぞれ備えら
れており、そのカラーは液体がドラム９，９ａ及
び９ｂの内部にあふれ出るのを防ぐのに役立つ。 In FIG. 1, a housing 1 consisting of compartments 2, 2a and 2b arranged one after the other and provided with heating steam jackets 3, 3a and 3b respectively.
A rotating film evaporator is shown including a rotary film evaporator. Pipe connections 4, 5 and 6 are for feeding the initial product, discharging the dross (or cloudy solution) and removing secondary vapors, respectively. Inside the housing 1 in the compartments 2, 2a and 2b there is supported a rotor 8 coaxially mounted on a shaft 7, which rotor 8 transports the liquid product to the stages 12, 12 of the housing 1.
heat transfer surfaces 11, 11 of a and 12b, respectively;
It is adapted to support corrugated drums 9, 9a and 9b having holes 10 (Figs. 3, 4 and 5) for discharging into holes 11a and 11b. drum 9
is fixed by its upper part to the distribution ring 13 of the dish 14 and by its lower part to the ring 15 of the hub 16, which is fixedly attached to the shaft 7. The lower drums 9a and 9b are connected by their ends to hubs 17, 17a and 18, which are rigidly attached to the shaft 7.
18a. More specifically, the drums 9a and 9b have upper and lower hubs 17,
Rings 19, 19a and 2 of 17a and 18, 18a
It is fixed at 0.20a. Drums 9, 9a and 9
b is fixed to distribution rings 13, 19 and 19a,
and ring 1 by means of a rim and a screw (not shown).
5, 20 and 20a. drum 9,9
a and 9b are longitudinally corrugated to separate the liquid carried on their inner surfaces into separate streams. The other flow is a corrugated protrusion 21 (a second
and Figure 4) flow downwards by gravity along the inner surface of the membrane. The dish 14 is for evenly distributing the liquid on the inner surface of the corrugated projections 21 of the upper drum 9. That is, the dish 14 has a recess in the shape of a cylindrical container 22, the edge of which is shown as a concentric ring 13 whose inner diameter is necessarily smaller than the inner diameter of the cylindrical container, which ring 13 has a recess near its outer periphery. It is adapted to adjoin the inner surface of the corrugated indentation 23 (FIG. 2) of the drum 9. Drumm 9a
upper hubs 17 and 17 for uniform distribution of liquid on the inner surface of projections 21 of and 9b;
Distribution rings 19 and 19a of a are used. The rings 19 and 19a are fitted near their outer circumferences to adjoin the corrugated indentations 23 of the drums 9a and 9b, respectively, whereas the inner circumferences of the rings 19 and 19a are provided with collars 24 and 24a, respectively. The collar serves to prevent liquid from spilling into the interior of the drums 9, 9a and 9b.

本発明の１つの形態によれば、回転フイルム蒸
発器の区画２，２ａ及び２ｂは段階的方法で組立
てられる。上方段１２の区画２の基底部分２５
は、波形を付けた中空のドラム９ａの上方部分内
に固定された分配環１９の上で、下にあるドラム
９ａの内側に位置しており、一方下にある段１２
ａの区画２ａの基の部分２５ａは波形を付けた中
空のドラム９ｂの上方部分内に固定された分配環
１９ａの上で、下のドラム９ｂの内側に配置され
る。そのような配置は処理される液体が、下にあ
る各中空ドラムの分配環の上で装置の上にある段
の熱伝達表面に沿つて下方へ自由に流れることを
可能にする。段１２及び１２ａの区画２及び２ａ
の基底部分２５及び２５ａは液体の均一な分配を
確保するためにのこぎり歯状の切り込みが付けら
れている。 According to one form of the invention, the sections 2, 2a and 2b of the rotary film evaporator are assembled in a stepwise manner. Base part 25 of compartment 2 of upper stage 12
is located inside the lower drum 9a, above the distribution ring 19 fixed in the upper part of the corrugated hollow drum 9a, while the lower stage 12
The base part 25a of the section 2a of a is arranged inside the lower drum 9b, above the distribution ring 19a fixed in the upper part of the corrugated hollow drum 9b. Such an arrangement allows the liquid to be treated to flow freely downwardly along the heat transfer surface of the upper stage of the apparatus over the distribution ring of each underlying hollow drum. Sections 2 and 2a of steps 12 and 12a
The base portions 25 and 25a of are serrated with serrations to ensure uniform distribution of liquid.

ドラム９，９ａ及び９ｂの内部に入る蒸気の流
れを分離するために、ドラム（第３，４及び５
図）は、その間に間隙２７を設けて垂直に位置せ
しめられ分離して湾曲して縦方向に波形を付けら
れた板２６から形成される。間隙２７に対向して
Ｗ字状断面のそらせ板２８が必らず配置される。
そらせ板２８は間隙２７と重なるようにされてお
り、一方そらせ板２８の突起２９は隣接する板２
６の外部波形の空所３０内に配置される。ドラム
９，９ａ及び９ｂの上方部分に固定された分配環
１３，１９及び１９ａの外側上方の縁３１は、液
体が水平から垂直下方にその進行方向を変えると
きその運動エネルギーの損失を少なくするために
丸みを付けられている。液体がドラム９，９ａ及
び９ｂの孔１０から熱伝達表面１１，１１ａ及び
１１ｂにやわらかく放出すべく液体に必要な運動
方向を与えるために、波形の突起２１に作られた
孔１０の縁３２（第３，４及び５図）は外側へ折
り曲げてある。本発明の他の形態によれば、蒸気
の流れと波形を付けたドラム９，９ａ及び９ｂの
内側表面を流れ下りる液体との接触によつて引き
起こされる液体の連行を妨げるために、下方ドラ
ム９ｂの内部は、間隔をあけて平行に垂直配置さ
れた十文字形状の薄板３４の束の形をした慣性分
離器３３をロータ８の軸７（第１及び２図）に固
定して収容する。 To separate the steam flow entering inside drums 9, 9a and 9b, drums (3rd, 4th and 5th)
(FIG.) is formed from vertically positioned and separately curved and longitudinally corrugated plates 26 with gaps 27 between them. A baffle plate 28 having a W-shaped cross section is necessarily disposed opposite the gap 27.
The baffle plate 28 is adapted to overlap the gap 27, while the protrusion 29 of the baffle plate 28 overlaps the adjacent plate 2.
6 is placed within the cavity 30 of the external waveform. The outer upper edges 31 of the distribution rings 13, 19 and 19a, which are fixed to the upper part of the drums 9, 9a and 9b, reduce the loss of kinetic energy of the liquid when it changes its direction of travel from horizontal to vertically downward. is rounded. Edges 32 of the holes 10 made in the corrugated protrusions 21 ( Figures 3, 4 and 5) are folded outward. According to another embodiment of the invention, the lower drum 9b is designed to prevent liquid entrainment caused by vapor flow and contact with the liquid flowing down the inner surface of the corrugated drums 9, 9a and 9b. The interior of the rotor 8 houses an inertial separator 33 in the form of a bundle of parallel and vertically spaced cross-shaped thin plates 34 fixed to the axis 7 of the rotor 8 (FIGS. 1 and 2).

本発明による蒸発器の作用は次のとおりであ
る。始動用の生成物が入口管４（第１図）を通じ
て円筒容器２２の中へ供給される。ロータ８の回
転により液体が遠心力の作用下で容器の壁に沿つ
て持ち上げられ、それにより同心の垂直な層が形
成される。それゆえ液体は同心の環１３の全周を
通じてその内側の縁を越えてあふれ出す傾向にあ
り、その上に均一に広がつた薄いフイルムを形成
する。外側の丸みを付けられた縁３１に到達する
と、液体は進行方向を水平から垂直下方へ変え、
運動エネルギーをあまり失わずにドラム９の波形
の突起２１の内側表面へ環１３から離れて投げ出
される。ドラム９内では液体は分離された垂直下
方に流れるいくつかの流れに分割される。液体の
流れは、ドラム９の波形の突起２１のいろいろな
高さに配置された孔１０（第３及び５図）に到達
した後、孔１０を通じて漏れ出しハウジング１の
段１２の熱伝達表面１１の上へ落ち、そして下降
する乱れたフイルムを形成する。液体の一部は熱
伝達表面１１から蒸発する傾向にあり、一方残り
の液体は下にあるドラム９ａの上方部分に固定さ
れた分配環の上へのこぎり歯状の切り込みを付け
られた基板２５の周囲を均一に流れる。その後遠
心力の作用の間液体はドラム９ａの突部２１の内
側表面の上へ環１９から離れて投げ出される。そ
こでサイクルが繰り返される。濁つた溶液又はか
すは管連結部５を通じて引き出され、一方液体の
蒸発の結果形成された流れは、間隙２７を通り過
ぎてドラム９，９ａ及び９ｂの内部へ行く傾向に
あり、縦方向に波形を付けられた板２６とそらせ
板２８の間にある間隙内の進行径路上で数回の転
向を行なう。そらせ板２８の突起２９は隣接する
板２６の端部波形の空所３０の中に置かれ、それ
により分離される。遠心力によつて作用される分
離された液体は、そらせ板２８の突起２９から離
れてドラム９，９ａ及び９ｂの波形の突起２１の
内側表面へ投げ出される傾向にある。 The operation of the evaporator according to the invention is as follows. The starting product is fed into the cylindrical container 22 through the inlet tube 4 (FIG. 1). The rotation of the rotor 8 lifts the liquid along the walls of the container under the action of centrifugal force, thereby forming concentric vertical layers. The liquid therefore tends to overflow over its inner edge all around the circumference of the concentric ring 13, forming a thin film evenly spread over it. Upon reaching the outer rounded edge 31, the liquid changes its direction of travel from horizontal to vertically downward;
It is thrown away from the ring 13 onto the inner surface of the corrugated protrusion 21 of the drum 9 without losing much of its kinetic energy. In the drum 9 the liquid is divided into several separate vertically downwardly flowing streams. After reaching the holes 10 (FIGS. 3 and 5) located at various heights of the corrugated projections 21 of the drum 9, the liquid flow leaks through the holes 10 and reaches the heat transfer surface 11 of the step 12 of the housing 1. forming a turbulent film that falls to the top and then descends. A portion of the liquid tends to evaporate from the heat transfer surface 11, while the remaining liquid is transferred to the serrated substrate 25 onto the underlying distribution ring fixed to the upper part of the drum 9a. Flows evenly around the area. During the action of centrifugal force, the liquid is then thrown away from the ring 19 onto the inner surface of the protrusion 21 of the drum 9a. There the cycle repeats. The cloudy solution or dross is drawn off through the tube connection 5, while the flow formed as a result of the evaporation of the liquid tends to pass through the gap 27 and into the interior of the drums 9, 9a and 9b, creating a longitudinal waveform. Several turns are made on the path of travel in the gap between the attached plate 26 and the baffle plate 28. The protrusions 29 of the baffle plates 28 are placed in the cavities 30 of the end corrugations of adjacent plates 26, thereby separating them. The separated liquid, acted upon by centrifugal force, tends to be thrown away from the projections 29 of the baffle plate 28 and onto the inner surface of the corrugated projections 21 of the drums 9, 9a and 9b.

流れの一部は、ドラム９及び９ａ、同じく９ａ
及び９ｂの端部を通過してドラム９の内部へ入り
270゜転向し、ドラム９及び９ａの下方部分の内側
表面とカラー２４と２４ａの外部表面との環状の
すき間の中で分離する傾向にある。濁つた液体
は、環１５及び２０からドラム９及び９ａの波形
の突起２１の内側表面へ放出される。蒸気の流れ
の最終的な分離は、慣性分離器３３内で下方ドラ
ム９ｂの内部からの出口で、蒸気の流れを十文字
状の薄板３４の間のすき間の中で数回転向させる
ことにより行なわれる。このように分離された液
体は薄板３４の表面から離れてドラム９ｂの内側
表面へ投げ出される。 A portion of the flow flows through drums 9 and 9a, also 9a
and passes through the end of 9b and enters the inside of the drum 9.
270° and tend to separate in the annular gap between the inner surfaces of the lower parts of the drums 9 and 9a and the outer surfaces of the collars 24 and 24a. The cloudy liquid is discharged from the rings 15 and 20 onto the inner surface of the corrugated projections 21 of the drums 9 and 9a. The final separation of the steam stream takes place in the inertial separator 33 at the outlet from the interior of the lower drum 9b by redirecting the steam stream several times in the gap between the cross-shaped plates 34. . The liquid thus separated is thrown away from the surface of the lamina 34 and onto the inner surface of the drum 9b.

第６図を参照すると、この場合波形を付けたド
ラム３５，３５ａ及び３５ｂは円錐台の形状であ
り、ハウジングの区画は必らず円筒形であるよう
な蒸発器の変形例が示されている。この変形例で
は、遠心力（むしろ円錐の母線に沿つて下方へ向
けられた遠心力の成分）は、ドラム３５，３５ａ
及び３５ｂの波形の内側表面に沿つてかつ対応す
る区画２，２ａ及び２ｂの熱伝達表面１１，１１
ａ及び１１ｂに沿つて液体に下向きの運動を与え
るために用いられる。 Referring to FIG. 6, a variant of the evaporator is shown in which the corrugated drums 35, 35a and 35b are in the form of truncated cones and the housing sections are necessarily cylindrical. . In this variant, the centrifugal force (rather the component of the centrifugal force directed downwards along the generatrix of the cone) is generated by the drums 35, 35a
and along the corrugated inner surface of 35b and the corresponding heat transfer surfaces 11, 11 of sections 2, 2a and 2b.
It is used to impart downward motion to the liquid along lines a and 11b.

本発明による装置の前記実施例は、最小の加熱
時間を要する低粘性の生成物はもちろん前記の平
均的粘性の極度に敏感な（熱的に不安定な）物質
の処理に使用することができる。また装置内の反
応物の保持時間を制御することを必要とする液相
化学反応を行なうためにそれを使用することもで
きる。 Said embodiment of the apparatus according to the invention can be used to treat extremely sensitive (thermally unstable) substances of said average viscosity as well as products of low viscosity requiring minimal heating times. . It can also be used to perform liquid phase chemical reactions that require controlling the retention time of reactants within the device.

第７図には本発明による蒸発器の他の望ましい
実施例が示されており、ここではジヤケツト３
７，３７ａ及び３７ｂが設けられたハウジング１
の波形を付けたドラム３５，３５ａ及び３５ｂ、
並びに区画３６，３６ａ及び３６ｂの両者が円錐
台形状である。この変形列を同様に処理される液
体に運動を与えるために遠心力を用いている。 Another preferred embodiment of the evaporator according to the invention is shown in FIG.
Housing 1 provided with 7, 37a and 37b
drums 35, 35a and 35b with corrugations;
and both sections 36, 36a and 36b are frustoconical. This deformation train similarly uses centrifugal force to impart motion to the liquid being treated.

さらに、この変形例に用いられるハウジング１
の区画３６，３６ａ及び３６ｂの円錐台形状は、
液体の流れが熱伝達表面と接触するときにその運
動エネルギーの損失が少ないため、処理される物
質に熱移送表面に沿つて下向きの強制された運動
を与えるための最適の条件を提供する。それゆ
え、この変形例は多方面に応用することができ、
いろいろな熱的及び物理的性質によつて特徴付け
される広い範囲の物質の処理に使用することがで
きる。 Furthermore, the housing 1 used in this modification
The truncated conical shape of the sections 36, 36a and 36b is
The low loss of kinetic energy of the liquid stream when it contacts the heat transfer surface provides optimal conditions for imparting forced downward motion to the material being treated along the heat transfer surface. Therefore, this modification can be applied in many fields,
It can be used to treat a wide range of materials characterized by different thermal and physical properties.

第６及び７図についての蒸発器の変形例は、装
置内で処理される物質の保持時間を制御するばか
りでなく、液体フイルムの強制された運動を与え
ることができる。このことにさらに熱伝達表面の
自己清掃又は漂白作用が伴う。 The evaporator variations for Figures 6 and 7 can provide forced movement of the liquid film as well as control the retention time of the material being processed within the device. This is further accompanied by a self-cleaning or bleaching effect on the heat transfer surfaces.

ロータの回転速度の増加は、液体の流れの運動
エネルギーが粘性材料にもつと強い運動を与え、
これによりその材料のもつと活発な処理を行なう
という結果を生ずる。 An increase in the rotational speed of the rotor causes the kinetic energy of the liquid flow to exert a strong motion on the viscous material,
This results in more aggressive processing of the material.

ロータの毎分回転数を変化させることにより、
液体の進行速度そして装置内で処理されぬ生成物
の保持時間を制御することができる。 By changing the rotation speed of the rotor,
The rate of liquid advancement and the retention time of unprocessed product within the device can be controlled.

その上、ドラムから放出される液体の流れによ
つてフイルムを強制的に動かしかつそれを乱すこ
とによつて装置の熱伝達表面を自己清掃したり洗
たくすることができる。 Additionally, by forcing the film to move and disturbing it by the flow of liquid discharged from the drum, the heat transfer surfaces of the device can be self-cleaned or washed.

第８，９及び図について、高い分離能力が要求
されない場合にそのドラムが用いることができる
ような回転フイルム蒸発器において液体を分配す
るための波形を付けたドラムの各種変形例が示さ
れている。例えば、これらの変形例は、初期生成
物を凝縮する場合や他の処理において真空分留塔
の蒸発器又は蒸留器として使用されることが望ま
しい。 8, 9 and 9, various variations of a corrugated drum for distributing liquids in a rotating film evaporator are shown, such that the drum can be used when high separation capacities are not required. . For example, these variants may be desirable for use as evaporators or distillers in vacuum fractionation columns when condensing initial products or in other processes.

第８図において、垂直に配置されかつその間に
すき間３８を有する分離されて曲げられ、縦に波
形を付けられた板２６から作られた中空ドラムが
示されている。すき間は、隣接する板２６の波形
の縁が蒸気のドラム内への直接の通過を防ぐため
にずらされているように配置される。 In FIG. 8, a hollow drum is shown made from separately bent, longitudinally corrugated plates 26 arranged vertically and with gaps 38 therebetween. The gaps are arranged such that the corrugated edges of adjacent plates 26 are offset to prevent direct passage of steam into the drum.

第９図は、隣接する波形の縁が蒸気のドラム内
部へ直接通過するのを妨げるためにずらされてい
るように、垂直に配置されかつすき間３８を有す
る分離された波形又は歯状突起によつて形を決め
られた波形を付けた中空のドラムを示す。 FIG. 9 shows separated corrugations or teeth arranged vertically and with gaps 38 so that the edges of adjacent corrugations are offset to prevent direct passage of steam into the interior of the drum. Shows a hollow drum with shaped corrugations.

さらに波形を付け中空のドラムの他の変形例が
第１０図に示されている。このドラムは半円形断
面の要素４０によつて形成される。その要素は垂
直に配直されかつ互いに相対的にずらされてい
て、すき間３８を形成しかつ蒸気の流れがドラム
の内部へ直接入るのを防ぐ。 Yet another variation of the corrugated hollow drum is shown in FIG. This drum is formed by elements 40 of semicircular cross section. The elements are vertically oriented and offset relative to each other to form a gap 38 and prevent steam flow directly into the interior of the drum.

第８，９図及び１０図はドラムの波形の突起に
ある孔は示していない。 Figures 8, 9 and 10 do not show the holes in the corrugated projections of the drum.

第１１図ではワンピースの波形の帯によつて形
成された中空のドラムの他の変形例が示されてい
る。ドラムの波形の突起には、液体が装置の熱伝
達表面へ逃げるのを容易にするための折り曲げら
れた上方の縁３２を有する孔１０が設けられてい
る。波形のへこみ２３にはドラムの高さ全体に沿
つて配置された複数の孔４１が設けられ、各々の
孔４１は、蒸気がロータの内部へ直接通過するの
を妨げるように適合する折り曲げられた上方の縁
を有する。 In FIG. 11 another variant of the hollow drum formed by a one-piece corrugated band is shown. The corrugated projection of the drum is provided with holes 10 having a folded upper edge 32 to facilitate the escape of liquid to the heat transfer surface of the device. The corrugated recesses 23 are provided with a plurality of holes 41 arranged along the entire height of the drum, each hole 41 having a corresponding fold to prevent the passage of steam directly into the interior of the rotor. It has an upper edge.

以上に述べたことを考慮すると、提案された蒸
発器の構造は装置内の熱伝達をかなり活発にしか
つ蒸発器の応用範囲を広げることができる。 In view of the above, the proposed evaporator structure can significantly enhance the heat transfer within the device and widen the range of applications of the evaporator.

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

第１図は、本発明による回転フイルム蒸発器の
縦断面図であり、第２図は、第１図の線―上
で切断した断面図を示し、第３図は波形を付けた
ドラムの一部であり、第４図は、第３図の線―
に沿つて切断した断面図であり、第５図は、第
１図における断面Ａの拡大図を示し、第６図は、
円錐台形状のドラムを特徴づける回転フイルム蒸
発器の変形例の縦断面図であり、第７図は、円錐
台形状のハウジングの区画及びドラムを特徴づけ
る回転フイルム蒸発器の他の変形例であり、第
８，９及び１０図は、波形を付けたドラムの各種
変形例を示し、そして第１１図は、変形された波
形を付けたドラムの部分の縦断面図である。 ２，２ａ及び２ｂ……区画、２５及び２５ａ…
…基底部分、１……ハウジング、１２，１２ａ及
び１２ｂ……段、１３，１９及び１９ａ……分配
環、９，９ａ，９ｂ……ドラム、３５，３５ａ及
び３５ｂ……円錐台形状のドラム、２６……板、
２７……板の間の間隙、２８……そらせ板、３０
……波形の突部の空所、３３……慣性分離器。 1 is a longitudinal sectional view of a rotary film evaporator according to the invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line of FIG. 1, and FIG. 3 is a section of a corrugated drum. Figure 4 is the line in Figure 3.
FIG. 5 is an enlarged view of cross section A in FIG. 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the
7 is a longitudinal sectional view of a variant of the rotating film evaporator featuring a truncated conical drum; FIG. 7 is a further variant of the rotating film evaporator featuring a truncated conical housing section and drum , 8, 9 and 10 show various modifications of the corrugated drum, and FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a portion of the modified corrugated drum. 2, 2a and 2b... section, 25 and 25a...
...Base portion, 1... Housing, 12, 12a and 12b... Stage, 13, 19 and 19a... Distribution ring, 9, 9a, 9b... Drum, 35, 35a and 35b... Frame-shaped drum, 26...board,
27... Gap between plates, 28... Deflector plate, 30
...vacancy in the protrusion of the waveform, 33...inertial separator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 加熱ジヤケツト３，３ａ，３ｂを備え、複数
の区画２，２ａ，２ｂの形状に作られ、これらの
区画の各々は軸７に固定されていて波形の突起２
１に孔１０を有する波形を付けたドラム９，９
ａ，９ｂを収容している垂直ハウジング１と、ド
ラム９，９ａ，９ｂの上端に固定された分配環１
３，１９，１９ａと、ドラム９，９ａ，９ｂ間に
配置されカラー２４，２４ａとして作用する要素
とから成る回転フイルム蒸発器において、この蒸
発器の区画２，２ａ，２ｂは段階的形態で配置さ
れていて、上にある段１２，１２ａの熱伝達表面
を有する各区画２，２ａのハウジングの基底部分
２５，２５ａが下にある段１２ａ，１２ｂのドラ
ム９ａ，９ｂの内側の分配環１９，１９ａの上に
位置するように配置されていることを特徴とする
回転フイルム蒸発器。 ２ 波形を付けたドラム３５，３５ａ，３５ｂが
円錐台形状を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の回転フイルム蒸発器。 ３ ドラム９，９ａ，９ｂ及び３５，３５ａ，３
５ｂは間隙２７を置いて支持された縦に波形を付
けた板２６と、板２６の間に配置されたＷ字状の
そらせ板２８とから作られ、そらせ板２８の突部
は板２６の端部の波形の突部２１の空所の中に位
置するようになつていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の回転フイルム蒸
発器。 ４ 下にあるドラム９ｂ，３５ｂの空洞内に慣性
分離器３３を収容していることを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の
回転フイルム蒸発器。Claims: 1. A heating jacket 3, 3a, 3b, made in the shape of a plurality of sections 2, 2a, 2b, each of which is fixed to a shaft 7 and has a corrugated protrusion 2;
Corrugated drum 9, 9 with holes 10 at 1
a, 9b and a distribution ring 1 fixed to the upper end of the drums 9, 9a, 9b.
3, 19, 19a and an element arranged between the drums 9, 9a, 9b and acting as collars 24, 24a, the sections 2, 2a, 2b of this evaporator are arranged in a stepped configuration. distribution ring 19 inside the drum 9a, 9b of the lower stage 12a, 12b, with the base part 25, 25a of the housing of each compartment 2, 2a having the heat transfer surface of the upper stage 12, 12a; 19a. 2. The rotary film evaporator according to claim 1, wherein the corrugated drums 35, 35a, 35b have a truncated conical shape. 3 drums 9, 9a, 9b and 35, 35a, 3
5b is made of a vertically corrugated plate 26 supported with a gap 27 and a W-shaped baffle plate 28 disposed between the plates 26, and the protrusion of the baffle plate 28 is 3. The rotary film evaporator according to claim 1, wherein the rotary film evaporator is arranged to be located in the cavity of the corrugated protrusion 21 at the end. 4. The rotary film evaporator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an inertial separator 33 is housed in a cavity of the drums 9b, 35b located below.