JP2001321652A - パイプラインビ−ズミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固液スラリ−溶液を送る配管内に二次凝集体
を沈殿させず、送液中に予備分散できるようにしたパイ
プラインビ−ズミルを提供する。 【解決手段】 分散室（１）の一側に材料供給口（３）
を設け、他側に材料吐出口（４）を設け、該供給口
（３）及び吐出口（４）をそれぞれ処理材料が流れる配
管（Ｌ）に接続する。上記分散室（１）には、外周ステ
−タ−(18)と内周ステ−タ−(20)により分散媒体(10)…
を収納する処理間隙(21)が形成される。上記処理間隙内
にはロ−タ−(24)が挿入され、このロ−タ−によって上
記分散媒体をロ−タ−の内外面に循環させる。ロ−タ−
の内側に存する内周ステ−タ−には、流出口(19)が形成
され、この流出口から分散媒体が流出しないようスクリ
−ン(32)が設けられている。上記分散室で予備分散され
た処理材料は上記材料吐出口（４）を通り、配管へ流れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体粒子が液体中
に懸濁している固液スラリ−溶液等の処理材料を移送す
る液送ラインに取り付け、処理材料の予備分散等をでき
るようにしたパイプラインビ−ズミルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】攪拌等の処理により塗料その他の各種の
製品の製造を行う化学工業において、処理材料の粘度が
高い場合は勿論、低、中粘度の固液スラリ−溶液であっ
ても、均一に攪拌処理するためには比較的大きな動力を
必要としている。特に微粒子化が要求されている湿式媒
体分散機等の分散機にあっては、該分散機によって処理
材料を供給する前に、処理材料を攪拌する前処理（プレ
ミックス）が行われているが、この前処理として単に処
理材料を攪拌しただけでは固体（粉体）の一次粒子化は
不可能であり、多くの二次凝集体がパイプライン内に沈
殿することが知られている。そして、そのような沈殿物
は、パイプライン等の洗浄性に大きな影響を与え、コン
タミ（汚染）の問題となっていた。

【０００３】また、上述のように二次凝集体が多く存在
することにより、上記湿式媒体分散機等で処理を行う
際、所望粒度に微粒子化するまでの分散時間が長くかか
り、その上、媒体分散機内にはビ−ズ等の分散媒体を処
理材料から分離するためにスクリ−ン等が設けられてい
るが、このスクリ−ンが目詰まりしやすくなり、作業能
率低下の原因の１つとなっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
上記のように固液スラリ−溶液等の処理材料を分散処理
等する場合、液送ラインを処理材料が通過する間に二次
凝集体をほぐして予備分散できるようにしたパイプライ
ンビ−ズミルを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、処理材
料を送液する配管に接続される材料供給口を一側に有し
他側に上記送液配管の他端に接続される材料吐出口を有
する分散室を形成し、上記分散室に上記材料供給口側に
開口する筒状の外周ステ−タ−と該外周ステ−タ−の内
方に存し上記材料吐出口側に開口する内周ステ−タ−を
設け、両ステ−タ−間に処理間隙を形成し、該処理間隙
内を外側間隙と内側間隙に区画するよう筒状のロ−タ−
を上記処理間隙に挿入すると共に該ロ−タ−を回転する
駆動軸を設け、上記処理間隙に分散媒体を収納し、上記
ロ−タ−の回転に伴って上記分散媒体が上記外側間隙を
通り内側間隙に流れ上記外側間隙に還流するよう上記ロ
−タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に処理材
料を上記吐出口へ流出する流出口を形成し、該流出口に
分散媒体を処理材料から分離するスクリ−ンを設けたパ
イプラインビ−ズミルが提供され、上記課題が解決され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示し、
固液スラリ−溶液等の処理材料を送液する配管（Ｌ）に
接続されるよう分散室（１）を形成する本体（２）の一
側には、材料供給口（３）が形成され、他側には材料吐
出口（４）が形成されている。

【０００７】上記本体（２）は、入口側部材（５）と中
間部材（６）と吐出側部材（７）をそれぞれボルト
（８）…で連結して構成されており、上記入口側部材
（５）には上記材料供給口（３）、流入室（９）及びビ
−ズ等の分散媒体(10)の投入口(11)が形成され、軸シ−
ル部(12)及び蓋板(13)を通して図示を省いたモ−タ−で
駆動される駆動軸(14)が本体内に延びている。

【０００８】上記駆動軸(14)には、上記流入室（９）に
入った処理材料の流動に、中間部材（６）を通って材料
吐出口側へ向う軸流を生じさせるよう軸流翼(15)が設け
られている。該軸流翼(15)としては、図に示すように流
入室に入った処理材料を中間部材（６）側へ掻き下げる
作用を奏する掻下げ羽根を用いることが好ましいが、軸
流プロペラ等を用いることもできる。

【０００９】上記中間部材（６）には、中心に向かって
内方に突出し逆円錐状に下方に傾斜する流入口(16)を形
成するための内方突出縁(17)及び外周ステ−タ−(18)が
設けられ、また上記吐出側部材（７）には上記材料吐出
口（４）及び該吐出口に通じる流出口(19)を形成した内
周ステ−タ−(20)が設けられている。該外周ステ−タ−
(18)及び内周ステ−タ−(20)は、それぞれ筒状に形成さ
れ、材料供給口側に開口する外周ステ−タ−(18)の内方
に材料吐出口側に開口する内周ステ−タ−(20)が設けら
れ、両ステ−タ−間に環状で有底の処理間隙(21)が形成
されている。なお、両ステ−タ−(18),(20) は円筒状に
形成されているが、適宜の多角筒状に形成することもで
き、該処理間隙(21)には上記分散媒体(10)…が収納され
る。

【００１０】上記処理間隙(21)には、該処理間隙内を外
側間隙(22)と内側間隙(23)に区画し先端側で外側間隙(2
2)と内側間隙(23)を連通するよう筒状のロ−タ−(24)が
処理間隙の開口側から挿入されている。該ロ−タ−(24)
は、上記駆動軸(14)の下端に取付けられる略截頭円錐状
のロ−タ−端面部(25)と該ロ−タ−端面部(25)に連結さ
れた筒状のロ−タ−本体(26)を有し、上記駆動軸により
上記処理間隙(21)内で回転する。なお、上記処理間隙(2
1)の幅、特に外側間隙(22)の幅は、通常のアニュラ−タ
イプの媒体分散機と同程度に形成され、上記分散媒体に
よるずり力を効率よく処理材料に作用できる幅にされて
いる。

【００１１】上記ロ−タ−端面部(25)と上記内方突出縁
(17)の間には、上記外側間隙(22)に連通する円錐状間隙
(27)が形成されている。該円錐状間隙(27)に面する上記
ロ−タ−端面部(25)の外面及び又は上記内方突出縁(17)
の内面には、好ましくは上記処理間隙内の分散媒体(10)
…が該円錐状間隙(27)を通って上記流入口(16)から流入
室（９）側に流出しないよう適宜の流出防止突起(28)が
形成されている。

【００１２】図２は、上記流出防止突起(28)の一例を示
し、上記ロ−タ−端面部(25)の円錐状斜面(29)及び筒状
面(30)にわたって螺旋状に突出する流出防止突起(28)を
形成している。これにより、上記ロ−タ−が回転した
際、上記円錐状間隙(27)に入り込もうとする分散媒体(1
0)…は、該突起(28)に当って上記処理間隙(21)に戻され
る。なお、突起に代えて螺旋状の溝や掻き下げ作用を奏
する突起等を設けることもできる（図示略）。

【００１３】上記ロ−タ−(24)が回転した際、上記分散
媒体(10)…は、上記ロ−タ−によって処理間隙(21)内で
流動するが、このとき外側間隙(22)を通り内側間隙(23)
に流れた分散媒体が該内側間隙(23)から上記外側間隙(2
2)に還流するよう上記ロ−タ−(24)には循環口(31)が形
成されている。該循環口(31)として図に示す実施例で
は、ロ−タ−本体(26)の周面に軸方向に延びる長孔を２
ヶ所に設けてあるが、該循環口(31)は形成部位、大き
さ、数、形状等を適宜に構成することができる。

【００１４】なお、上記内周ステ−タ−(20)の流出口(1
9)には、分散媒体(10)…を処理材料から分離するよう小
孔、スリット、網目等の流通孔を有するスクリ−ン(32)
が形成されている。図においては、網体で筒状のスクリ
−ン(32)を構成しているが、その他の適宜のスクリ−ン
構造に形成でき、また上記ロ−タ−のロ−タ−端面部の
内面下部と内周ステ−タ−の上端を適宜形状に形成して
これらを組み合せ両部材間に分散媒体の通過を阻止する
程度のギャップを形成し、いわゆるギャップセパレ−タ
−を構成するようにしてもよい（図示略）。

【００１５】上記ロ−タ−(24)が回転した際、上記分散
媒体(10)及び処理材料の流動を制御するよう上記外側間
隙(22)や内側間隙(23)に面する各部材の表面に凹凸、突
起、長溝、螺旋溝その他の流動制御面を形成することが
できる。そのような流動制御面(33)としては、例えば特
公平３−６２４４９号公報に記載されているようなスク
リュ−状の溝や、特公平４−７００５０号公報に示され
ている如きスパイク状の突起その他の適宜の形状に形成
することができる。

【００１６】上記突起その他の流動制御面(33)は、処理
材料の性状や分散効果を考慮して適宜部位に設けること
ができる。例えば、図３（Ａ）に示すようにロ−タ−(2
4)の外面に設けたり、ロ−タ−(24)の外面及び内周ステ
−タ−(20)の外面に設けたり（同図（Ｂ））、ロ−タ−
(24)の内外面、外周ステ−タ−(18)の内面及び内周ステ
−タ−(20)の外面に設けることができる（同図
（Ｃ））。

【００１７】上記流動制御面(33)をロ−タ−の外面全体
に設けると、上記分散媒体(10)…の運動が促進され、そ
のため上記円錐状間隙(27)を通って流入口(16)側へ向か
う分散媒体(10)の量も増加する傾向になる。実験の結果
によれば、上記ロ−タ−の外面の高さの約７分の１〜約
５分の１程度を平滑面とし、その下方に上記流動制御面
(33)を形成するようにすると、そのような傾向を抑制で
きることが確かめられた。

【００１８】而して、上記処理間隙(21)には、約６０〜
９０％程度の分散媒体(10)…が充填され、配管（Ｌ）か
ら上記材料供給口（３）を通って分散室内に送られた処
理材料は、上記分散室（１）の流入口(16)から処理間隙
(21)の外側間隙(22)へ入り、内側間隙(23)へ流動する。
この間に、ロ−タ−(24)により運動を与えられた分散媒
体(10)は、該分散媒体間に生じる衝撃力、摩砕力によっ
て処理材料中の二次凝集体をほぐしたり固体粒子を微粒
子化し、処理材料は予備分散され、この予備分散された
処理材料のみがスクリ−ン(32)及び流出口(19)を通って
上記材料吐出口（４）から配管（Ｌ）へ流れる。なお、
分散室の周囲等の適宜の部位にジャケットを設けて調温
するようにしてもよい。

【００１９】塗料製造ラインにおいて比較したところ、
従来行われているように高速攪拌機を用いて前処理した
際の二次凝集体の粒径は約２５０〜３５０μm 程度であ
ったのが、本発明のパイプラインビ−ズミルを１パスす
ることで約５０μm 以下とすることができた。

【００２０】本発明のパイプラインビ−ズミルはパイプ
ライン中の適宜の部分に取り付けて使用することができ
る。例えば、図４（Ａ）に示すように、攪拌タンク(34)
を通りポンプ（Ｐ）で通常の湿式媒体分散機等(35)で処
理材料を分散処理する製造ラインにおいて、上記タンク
(34)と湿式媒体分散機(35)の間に本発明のパイプライン
ビ−ズミル(36)を取り付け、該パイプラインビ−ズミル
(36)により凝集体をほぐしてから上記湿式媒体分散機(3
5)に供給するように構成することができる。

【００２１】簡単な微粒子化をする場合には、本発明の
パイプラインビ−ズミル(36)を繰り返して通過するよう
処理材料が攪拌タンク(34)を循環するパイプラインを構
成し、このラインに本発明のパイプラインビ−ズミル(3
6)を組み込めばよい（図４（Ｂ））。

【００２２】更に微粒子化を計る場合は、上記図４
（Ｂ）に示すようなラインで本発明のパイプラインビ−
ズミル(36)により処理材料を循環させて凝集体をほぐ
し、簡単な微粒子化を行った後、通常の湿式媒体分散機
(35)を複数回循環するようにパイプラインを構成し分散
処理するようにしてもよい（図４（Ｃ））。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、固液ス
ラリ−溶液等の処理材料を送液する配管に接続される材
料供給口と材料吐出口を有する分散室を形成し、該分散
室に筒状の外周ステ−タ−とその内方に存する内周ステ
−タ−を設け、両ステ−タ−間に処理間隙を形成し、該
処理間隙にロ−タ−を挿入して該処理間隙を外側間隙と
内側間隙に区画し、上記ロ−タ−を駆動軸で回転した
際、処理間隙内に収納した分散媒体が上記外側間隙を通
り内側間隙に流れ上記外側間隙に還流するよう上記ロ−
タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に形成した
流出口に分散媒体を分離するスクリ−ンを設けて処理材
料のみが材料吐出口を通って上記配管に流れるようにし
たので、上記固液スラリ−溶液等に存在する二次凝集体
は材料供給口から入って材料吐出口から流出する間に充
分にほぐされ、予備分散され、そのため攪拌タンク等の
攪拌機の動力を低減することができ、湿式媒体分散機に
よる微粒子化も容易となる。

【００２４】また、上記のように二次凝集体がほぐすこ
とができるから、湿式媒体分散機による分散時間を短縮
でき、媒体分離用のスクリ−ンの目詰まりも生じないよ
うにでき、微粒子化の必要のない材料の場合でも処理材
料を均一化が可能であり、処理の効率化を図ることがで
きる。

【００２５】また、本発明のパイプラインビ−ズミルを
用いれば、従来のバッチ式前処理機と比較してコンパク
トのラインが形成でき、ラインへの取付けも簡単で、生
産の効率化が計れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】ロ−タ−端面部を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は正面図。

【図３】ロ−タ−、外周ステ−タ−、内周ステ−タ−に
設けた流動制御面を示す各説明図。

【図４】使用状態を示す各説明図。

【符号の説明】

１ 分散室 ２ 本体 ３ 材料供給口 ４ 材
料吐出口 ９ 流入室 10 分散媒体 14 駆動
軸 15 軸流翼 16 流入口 17 内方突出縁
18 外周ステ−タ− 19 流出口 20 内周ステ
−タ− 21処理間隙 22 外側間隙 23 内側間
隙 24 ロ−タ− 25 ロ−タ−端面部 26 ロ
−タ−本体 27 円錐状間隙 28 流出防止突起
31循環口 32 スクリ−ン 33 流動制御面
35 湿式媒体分散機 36パイプラインビ−ズミル

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月７日（２００１．３．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理材料を送液する配管に接続される材
   料供給口を一側に有し他側に上記送液配管の他端に接続
   される材料吐出口を有する分散室を形成し、上記分散室
   に上記材料供給口側に開口する筒状の外周ステ−タ−と
   該外周ステ−タ−の内方に存し上記材料吐出口側に開口
   する内周ステ−タ−を設け、両ステ−タ−間に処理間隙
   を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画す
   るよう筒状のロ−タ−を上記処理間隙に挿入すると共に
   該ロ−タ−を回転する駆動軸を設け、上記処理間隙に分
   散媒体を収納し、上記ロ−タ−の回転に伴って上記分散
   媒体が上記外側間隙を通り内側間隙に流れ上記外側間隙
   に還流するよう上記ロ−タ−に循環口を形成し、上記内
   周ステ−タ−に処理材料を上記吐出口へ流出する流出口
   を形成し、該流出口に分散媒体を処理材料から分離する
   スクリ−ンを設けたパイプラインビ−ズミル。
2. 【請求項２】 上記材料供給口側から材料吐出口側へ軸
   流を生じるよう上記駆動軸に軸流翼を設けた請求項１に
   記載のパイプラインビ−ズミル。
3. 【請求項３】 上記処理間隙に面する上記ロ−タ−の外
   面、内面、外周ステ−タ−の内面、内周ステ−タ−の外
   面の少くともいずれか１つの面又は２つ以上の面に凹
   凸、突起、螺旋溝その他の流動制御面を形成した請求項
   １または２に記載のパイプラインビ−ズミル。
4. 【請求項４】 上記ロ−タ−の端面部は略円錐面に形成
   され、該端面部を覆って中央に流入口を有する内方突出
   縁が設けられ、該内方突出縁とロ−タ−の端面部間には
   上記外側間隙に連通する円錐状間隙が形成されている請
   求項１ないし３のいずれかに記載のパイプラインビ−ズ
   ミル。
5. 【請求項５】 上記円錐状間隙に面する上記ロ−タ−の
   外面及び又は上記入口部材の内面には、分散媒体の流出
   防止突起が形成されている請求項４に記載のパイプライ
   ンビ−ズミル。