循環式分散システム
【課題】 スラリー状又は液体状の混合物を循環させながら該混合物内の物質を分散させる循環式分散システムであって、分散装置の軸封部の構造を簡素化し且つ寿命を延ばす循環式分散システムを提供する。
【解決手段】 送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【解決手段】 送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー状又は液体状の混合物を循環させながら該混合物内の物質を分散させる循環式分散システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スラリー状の混合物や、液体状の混合物を循環させながら分散させるシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。このような循環式分散システムにおいて、ローター型且つ連続型の分散装置を採用するにあたり、以下のようなことを検討する必要がある。すなわち、ローター型且つ連続型の分散装置において、軸からの混合物の漏れを防ぐ軸封部として、Ｏリング、オイルシール、グランドパッキン、メカニカルシール等がある。固形分濃度が例えば４０〜５０％以上の高濃度のスラリー等を軸封する場合は、メカニカルシールを使う場合が多い。
【０００３】
しかし、メカニカルシールは、構造が複雑でシール部分の寸法も大きく、コストも高いという問題がある。また、シール部に混合物が到達し、微粒子が混入するとシール面（軸封面）が傷み、機能が損なわれる可能性がある。そのため、ダブルメカニカルシール等の特別な高価で複雑な構成が必要になってしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６７９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、分散装置の軸封部の構造を簡素化し且つ寿命を延ばす循環式分散システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る循環式分散システムは、送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸封部に混合物を到達させないことで、分散装置の軸封部の構造を簡素化し、低コスト化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した循環式分散システムを説明するための概要図である。
【図２】図１の循環式分散システムを構成する分散装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した循環式分散システム３０について、図面を参照して説明する。分散とは、該混合物内の物質を分散させること、すなわち、該混合物内の各物質が均一に存在するように混ぜることを意味する。
【００１０】
循環式分散システム３０は、図１に示すように、混合物３１を分散させるローター型且つ連続型の分散装置３と、分散装置３の出口側に接続されるタンク１と、タンク１の出口側に接続され混合物３１を循環させる循環ポンプ２と、分散装置３、タンク１及び循環ポンプ２を直列的に接続する配管３２とを備える。この分散装置３は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされている。ここで、接液とは、混合物がかかることや、付着することを意味するものとする。
【００１１】
尚、ここで、タンク１や分散装置３や配管３２内を循環する流体は、最初は原料であり、分散装置３を経由する毎に添加原料が次第に分散された混合物となり、最終的には分散処理済みの混合物となるが、上述及び以下の説明では、最初の「原料」も、処理途中の「混合物」も併せて「混合物」と呼ぶこととする。
【００１２】
すなわち、循環式分散システム３０は、中空の回転軸の中空部から混合物を供給する方式のローター型の連続分散装置３において、混合物を循環ポンプ２で分散装置３に供給し、分散装置３のケーシング１９から排出される混合物排出速度（「流出量」ともいう。）Ｑｏｕｔを循環ポンプ２による混合物供給速度（「流入量」ともいう。）Ｑｉｎよりも大きくすることによって、ケーシング１９内に混合物を滞留させず、更に、回転するローター１３，１４の遠心力を利用することで、軸封部１６に混合物を到達させないシステムである。
【００１３】
以下、さらに具体的に説明する。図１に示すように、混合物の入っている貯蔵タンクとしてのタンク１は、その排出口が、循環ポンプ（送液ポンプ）２に接続される。循環ポンプ２は、混合物を搬送して循環させる。循環途中の配管に設けられた供給装置６は、ホッパ４に貯蔵されている添加物５（液体または粉粒体）を、循環している混合物（最初は原料）に注入させる。添加物が添加された後の混合物は、タンク１の垂直（鉛直）方向の上側に設置されたローター型の連続分散装置３内に、供給される。
【００１４】
分散装置３は、軸を平行に設置したローター１３，１４が互いに逆方向に回転するように構成されている。ローター１３，１４は、原料に添加物が均一に分散された状態とする。分散装置３のローター１３，１４間で分散処理された混合物は、分散装置３のケーシング内で滞留することなく重力によってタンク１に戻される。タンク１の中の混合物は、攪拌機７による攪拌で偏析などが防止される。
【００１５】
ここで、添加原料５の供給装置６としては、スクリューフィーダ、ロータリーバルブ、プランジャーポンプなどを適宜用いることができる。また、供給装置６の設置場所としては、配管３２中の任意の場所を選ぶことができる。また、供給装置６は、タンク１の上部等に設置してもよい。
【００１６】
タンク１には、真空ポンプ８が接続される。この真空ポンプ８は、分散装置３からの排出量が不足する場合に、タンク内を減圧して、排出を補助することができる。また、この真空ポンプ８による減圧は、混合物に気泡が混入した場合の脱泡処理用としても機能する。
【００１７】
以上のような循環式分散システム３０において、運転時には、バルブ９は、常時開とされ、バルブ１０、１１は、常時閉とされている。分散処理が終了したらバルブ９は、閉とされ、バルブ１０は、開とされる。これにより、バルブ１０から処理物を排出・回収することができる。また、分散装置３や配管３２の中に残った混合物は、バルブ１１を開とすることで排出、回収される。なお、混合物の排出・回収用のバルブはタンクや配管の任意の場所に取り付けることができる。
【００１８】
次に、分散装置３のローター部における混合物の流れについて、図２を用いて説明する。まず、循環ポンプ２から送られた混合物は、図１に示す電動機Ｍによって回転する中空軸の中心を通って一対の回転するローター１３、１４の隙間（せん断部）に供給される。供給された混合物は、遠心力により一対のローター１３、１４の隙間を通ってローター外周から放射状に放出される。このとき、混合物には、ローター１３、１４からせん断応力がかかり、分散が行われる。ローター１３，１４から放出された原料は、分散装置３の排出口２２から排出される。
【００１９】
分散装置３の排出口から流れる混合物の速度（流出速度）は、循環ポンプ２から送られる混合物の流入速度よりも大きくなるように構成されているため、分散装置３のケーシング内部に滞留することはない。尚、この流出速度（流出量）を大きくするため、例えば、配管の径を大きくする等の手法がある。また、この分散装置３には、軸受１５や、シール押さえ部材１８、回転軸２０，２１が設けられている。
【００２０】
混合物や原料の粘度が大きくなって流体抵抗のために混合物等が流れにくくなり、ケーシングの排出口が重力だけでは十分な流量を確保するほど大きくとれなくなって、循環ポンプ２からの供給量がケーシングからの排出量よりも定常的に大きくなる場合は、図１においてタンク１の内部を真空ポンプ８で引いて減圧状態にし、ケーシング内部からの排出を促進してもよい。この真空ポンプ８は、液に混入した気泡を脱泡する機能もあり、脱泡を主な目的としてタンクを減圧状態にしてもよい。なお、この場合には、ローター軸のシール部に減圧状態を保つようなシールを設置する必要がある。このように真空ポンプ８は、タンク１内部を減圧する減圧ポンプとして機能する。
【００２１】
図１において、Ｍは、電動機を示し、Ｐはポンプを示す。このポンプＰとしては、軸封部のないポンプ、例えばチューブポンプやホースポンプを用いることが望ましい。もしポンプに液と接する軸封部があると、この軸封部が劣化する可能性があるからである。
【００２２】
以上のように、本発明を適用した循環式分散システム３０は、循環ポンプ２、ローター型且つ連続型の分散装置３、タンク１を接続した循環式分散システムにおいて、分散装置３は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【００２３】
本発明を適用した循環式分散システム３０によれば、軸封部に混合物を到達させないことで、分散装置の軸封部の構造を簡素化し、低コスト化を実現する。
【符号の説明】
【００２４】
１ タンク
２ 循環ポンプ
３ 分散装置
３０ 循環式分散システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー状又は液体状の混合物を循環させながら該混合物内の物質を分散させる循環式分散システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スラリー状の混合物や、液体状の混合物を循環させながら分散させるシステムとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。このような循環式分散システムにおいて、ローター型且つ連続型の分散装置を採用するにあたり、以下のようなことを検討する必要がある。すなわち、ローター型且つ連続型の分散装置において、軸からの混合物の漏れを防ぐ軸封部として、Ｏリング、オイルシール、グランドパッキン、メカニカルシール等がある。固形分濃度が例えば４０〜５０％以上の高濃度のスラリー等を軸封する場合は、メカニカルシールを使う場合が多い。
【０００３】
しかし、メカニカルシールは、構造が複雑でシール部分の寸法も大きく、コストも高いという問題がある。また、シール部に混合物が到達し、微粒子が混入するとシール面（軸封面）が傷み、機能が損なわれる可能性がある。そのため、ダブルメカニカルシール等の特別な高価で複雑な構成が必要になってしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６７９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、分散装置の軸封部の構造を簡素化し且つ寿命を延ばす循環式分散システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る循環式分散システムは、送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸封部に混合物を到達させないことで、分散装置の軸封部の構造を簡素化し、低コスト化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した循環式分散システムを説明するための概要図である。
【図２】図１の循環式分散システムを構成する分散装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した循環式分散システム３０について、図面を参照して説明する。分散とは、該混合物内の物質を分散させること、すなわち、該混合物内の各物質が均一に存在するように混ぜることを意味する。
【００１０】
循環式分散システム３０は、図１に示すように、混合物３１を分散させるローター型且つ連続型の分散装置３と、分散装置３の出口側に接続されるタンク１と、タンク１の出口側に接続され混合物３１を循環させる循環ポンプ２と、分散装置３、タンク１及び循環ポンプ２を直列的に接続する配管３２とを備える。この分散装置３は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされている。ここで、接液とは、混合物がかかることや、付着することを意味するものとする。
【００１１】
尚、ここで、タンク１や分散装置３や配管３２内を循環する流体は、最初は原料であり、分散装置３を経由する毎に添加原料が次第に分散された混合物となり、最終的には分散処理済みの混合物となるが、上述及び以下の説明では、最初の「原料」も、処理途中の「混合物」も併せて「混合物」と呼ぶこととする。
【００１２】
すなわち、循環式分散システム３０は、中空の回転軸の中空部から混合物を供給する方式のローター型の連続分散装置３において、混合物を循環ポンプ２で分散装置３に供給し、分散装置３のケーシング１９から排出される混合物排出速度（「流出量」ともいう。）Ｑｏｕｔを循環ポンプ２による混合物供給速度（「流入量」ともいう。）Ｑｉｎよりも大きくすることによって、ケーシング１９内に混合物を滞留させず、更に、回転するローター１３，１４の遠心力を利用することで、軸封部１６に混合物を到達させないシステムである。
【００１３】
以下、さらに具体的に説明する。図１に示すように、混合物の入っている貯蔵タンクとしてのタンク１は、その排出口が、循環ポンプ（送液ポンプ）２に接続される。循環ポンプ２は、混合物を搬送して循環させる。循環途中の配管に設けられた供給装置６は、ホッパ４に貯蔵されている添加物５（液体または粉粒体）を、循環している混合物（最初は原料）に注入させる。添加物が添加された後の混合物は、タンク１の垂直（鉛直）方向の上側に設置されたローター型の連続分散装置３内に、供給される。
【００１４】
分散装置３は、軸を平行に設置したローター１３，１４が互いに逆方向に回転するように構成されている。ローター１３，１４は、原料に添加物が均一に分散された状態とする。分散装置３のローター１３，１４間で分散処理された混合物は、分散装置３のケーシング内で滞留することなく重力によってタンク１に戻される。タンク１の中の混合物は、攪拌機７による攪拌で偏析などが防止される。
【００１５】
ここで、添加原料５の供給装置６としては、スクリューフィーダ、ロータリーバルブ、プランジャーポンプなどを適宜用いることができる。また、供給装置６の設置場所としては、配管３２中の任意の場所を選ぶことができる。また、供給装置６は、タンク１の上部等に設置してもよい。
【００１６】
タンク１には、真空ポンプ８が接続される。この真空ポンプ８は、分散装置３からの排出量が不足する場合に、タンク内を減圧して、排出を補助することができる。また、この真空ポンプ８による減圧は、混合物に気泡が混入した場合の脱泡処理用としても機能する。
【００１７】
以上のような循環式分散システム３０において、運転時には、バルブ９は、常時開とされ、バルブ１０、１１は、常時閉とされている。分散処理が終了したらバルブ９は、閉とされ、バルブ１０は、開とされる。これにより、バルブ１０から処理物を排出・回収することができる。また、分散装置３や配管３２の中に残った混合物は、バルブ１１を開とすることで排出、回収される。なお、混合物の排出・回収用のバルブはタンクや配管の任意の場所に取り付けることができる。
【００１８】
次に、分散装置３のローター部における混合物の流れについて、図２を用いて説明する。まず、循環ポンプ２から送られた混合物は、図１に示す電動機Ｍによって回転する中空軸の中心を通って一対の回転するローター１３、１４の隙間（せん断部）に供給される。供給された混合物は、遠心力により一対のローター１３、１４の隙間を通ってローター外周から放射状に放出される。このとき、混合物には、ローター１３、１４からせん断応力がかかり、分散が行われる。ローター１３，１４から放出された原料は、分散装置３の排出口２２から排出される。
【００１９】
分散装置３の排出口から流れる混合物の速度（流出速度）は、循環ポンプ２から送られる混合物の流入速度よりも大きくなるように構成されているため、分散装置３のケーシング内部に滞留することはない。尚、この流出速度（流出量）を大きくするため、例えば、配管の径を大きくする等の手法がある。また、この分散装置３には、軸受１５や、シール押さえ部材１８、回転軸２０，２１が設けられている。
【００２０】
混合物や原料の粘度が大きくなって流体抵抗のために混合物等が流れにくくなり、ケーシングの排出口が重力だけでは十分な流量を確保するほど大きくとれなくなって、循環ポンプ２からの供給量がケーシングからの排出量よりも定常的に大きくなる場合は、図１においてタンク１の内部を真空ポンプ８で引いて減圧状態にし、ケーシング内部からの排出を促進してもよい。この真空ポンプ８は、液に混入した気泡を脱泡する機能もあり、脱泡を主な目的としてタンクを減圧状態にしてもよい。なお、この場合には、ローター軸のシール部に減圧状態を保つようなシールを設置する必要がある。このように真空ポンプ８は、タンク１内部を減圧する減圧ポンプとして機能する。
【００２１】
図１において、Ｍは、電動機を示し、Ｐはポンプを示す。このポンプＰとしては、軸封部のないポンプ、例えばチューブポンプやホースポンプを用いることが望ましい。もしポンプに液と接する軸封部があると、この軸封部が劣化する可能性があるからである。
【００２２】
以上のように、本発明を適用した循環式分散システム３０は、循環ポンプ２、ローター型且つ連続型の分散装置３、タンク１を接続した循環式分散システムにおいて、分散装置３は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする。
【００２３】
本発明を適用した循環式分散システム３０によれば、軸封部に混合物を到達させないことで、分散装置の軸封部の構造を簡素化し、低コスト化を実現する。
【符号の説明】
【００２４】
１ タンク
２ 循環ポンプ
３ 分散装置
３０ 循環式分散システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする循環式分散システム。
【請求項２】
前記分散装置は、前記貯蔵タンクより上側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の循環式分散システム。
【請求項１】
送液ポンプ、ローター型且つ連続型の分散装置、貯蔵タンクを接続した循環式分散システムにおいて、前記分散装置は、オイルシール構造を有し、ローター部への混合物流入量よりも、ローター部からの混合物流出量を大きくとり、ローター部への溜めをなくし、シール部への接液がないようにされたことを特徴とする循環式分散システム。
【請求項２】
前記分散装置は、前記貯蔵タンクより上側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の循環式分散システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−３５１８６（Ｐ２０１２−３５１８６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６７８０（Ｐ２０１０−１７６７８０）
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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