P&IDで使用される、ジャケット付き撹拌容器 (左) とハーフパイプ ジャケット付き撹拌容器 (右) を表す記号
化学工学において、ジャケット付き容器とは、容器の周囲に冷却または加熱用の「ジャケット」を使用し、冷却流体または加熱流体を循環させることで、内容物の温度を制御するように設計され た容器です。
ジャケットとは、容器の外側に設けられた空洞で、内部を循環する流体と容器壁との間で均一な熱交換を可能にします。ジャケットには、設計に応じていくつかの種類があります。[1]
- 従来型ジャケット。容器の一部に第 2 のシェルが取り付けられ、冷却媒体または加熱媒体が流れる環状の空間が作成されます。内部コンポーネントのない単純な従来型ジャケットは、流体の速度が非常に遅いため熱伝達係数が低くなり、一般に熱伝達効率が非常に低くなります。蒸気や Dowtherm A などの凝縮媒体は例外です。この場合、熱伝達係数は速度や乱流に依存せず、媒体が凝縮する表面積と凝縮液の除去効率に関係します。内部部品には、ジャケットの周囲にらせん状に流れを誘導するバッフルと、流体がジャケットに導入されるポイントで強い乱流を引き起こす撹拌ノズルが含まれます。
- ハーフパイプコイルジャケット。パイプは、通常、180 度（真ん中で均等に分割）または 120 度の角度で縦方向に分割され、容器の周りに巻き付けられ、所定の位置に溶接されます。
- ディンプルジャケット。薄い外殻が容器胴体にスポット溶接で固定されており、水平方向と垂直方向の中心間隔は通常約50mmです。これらのいわゆるディンプルは、ジャケットを通過する加熱媒体または冷却媒体に乱流を与えます（ピロープレート式熱交換器を参照）。
- プレートコイル。ディンプルジャケットと非常によく似ていますが、別々に製造され、完全に密閉されたジャケットとして容器に固定されます。熱が通過する金属層が二重層（プレートコイル内面と容器シェル）になっているため、ディンプルジャケットよりも効率は若干劣ります。また、プレートコイルと容器の間に断熱隙間が生じないように、容器ジャケットとの良好な接着が必要です。
ジャケットは容器全体または一部に適用できます。垂直容器の場合、通常、上面はジャケットなしです。ジャケットはゾーンに分割して、加熱または冷却媒体の流れを分割できます。ジャケットの利点としては、最小限の加熱または冷却が必要な場合は下面のみに、最大限の加熱または冷却が必要な場合はジャケット全体など、ジャケットの特定の部分に流れを誘導できること、およびジャケット全体が単一のゾーンである場合よりもゾーンを通過する圧力損失が低いため、全体としてより多くの流量を供給できること（ゾーンを並列に配管）などが挙げられます。
ジャケット付き容器は、化学反応器（上昇した反応熱を除去するため）として使用したり、高粘性流体（タールなど）の粘度を下げるために使用できます。
ジャケット付き容器では、流体の特性（温度や濃度など）の均一性を向上させるために攪拌を使用することもできます。
参照
参考文献
- ^ サントシュ・シン、「ジャケット付き容器の設計」
参考文献
- 「API化学合成：反応器伝熱設計の動向」スティーブン・ホール、アンディ・ストーカー共著。『製薬工学』 2004年1月/2月号
- 「ディンプルジャケットの熱伝達と摩擦の推定」、ジョン・ガービン、CEPマガジン、2001年4月
- 「撹拌ジャケット容器における熱伝達」、ロバート・ドリーム、化学工学、1999年1月
外部リンク
- 偏心配置されたインペラを備えたジャケット付き撹拌槽における熱伝達プロセスの効率
- スプレッドシートソフトウェアはジャケット付き容器の熱伝達を計算します。2012年5月7日にWayback Machineでアーカイブされました。
