ジャケット付き容器

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、冷却または加熱用の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。

ジャケットは容器の外側にある空洞で、内部を循環する流体と容器の壁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]

• 従来のジャケット。容器の一部に 2 番目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のジャケットは、一般的に熱伝達が非常に非効率的です。これは、流体媒体の速度が非常に遅いため、熱伝達係数が低くなるためです。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高い乱流を引き起こす攪拌ノズルがあります。
• 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、水平方向と垂直方向の両方で中心から 50 mm 程度の間隔で規則的なパターンで配置されたスポット溶接によって容器の殻に固定されています。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 ジャケットとよく似ていますが、完全に密閉されたジャケットとして別々に製造され、その後容器に固定されます。熱が通過する金属の層が 2 層 (プレート コイルの内面と容器のシェル) であるため、ディンプル ジャケットよりも効率が若干劣ります。また、プレート コイルと容器の間に絶縁ギャップが生じないように、容器ジャケットとの良好な接着も必要です。

ジャケットは容器の表面全体または一部に適用できます。垂直容器の場合、上部ヘッドは通常ジャケットなしのままです。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。利点には、最小限の加熱または冷却が必要なときは下部ヘッドのみに、最大限の加熱または冷却が必要なとき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向けることができること、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した圧力降下が低いため、全体的に流量を増やすことができること (ゾーンは並列に配管されている) などがあります。

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したりできます。

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。

• 熱交換器
• ウォータージャケット
• 混合（プロセスエンジニアリング）

• 「API 化学合成: リアクター熱伝達設計の動向」、Stephen Hall および Andy Stoker。Pharmaceutical Engineering、2004 年 1 月/2 月
• 「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の熱伝達」、ロバート・ドリーム、化学工学、1999 年 1 月

• 偏心配置されたインペラを備えたジャケット付き撹拌容器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。2012-05-07 にWayback Machineでアーカイブされました。