JP2002102664A - 攪拌装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固液混合溶液中の固形物濃度を均一にでき、
固液混合溶液の攪拌効率を向上させることができる攪拌
装置及び方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、処理槽２内の固液混合溶液４
を攪拌混合する攪拌装置１において、処理槽２の底部１
０と底部１０より上方の位置１５を接続し、槽２内の溶
液４を流通させる循環ライン１７，１１，１８、１１、
循環ラインに設けられ、槽２の位置１５から溶液４を抜
き出し、槽２の底部１０から導入させて循環させるポン
プ１２を備える。この場合、ポンプ１２により位置１５
から溶液４が抜き出され、槽２の底部より導入される。
ここで、位置１５での固形物濃度は通常、槽２の底部１
０より高くない。従って固形物によるポンプ１２の閉塞
を十分防止可能となる。更に処理槽２の底部１０より導
入された溶液４により底部１０から上昇流が生じ、固形
物が処理槽２の溶液４全体にわたって分散される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、攪拌装置及び方法
に係り、より詳細には、固形物及び液体からなる固液混
合溶液を攪拌混合する攪拌装置及び方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】固液混合溶液の攪拌混合を行い、溶解、
分散あるいは化学反応を促進させるために通常、攪拌装
置が用いられる。攪拌装置は、処理槽内の固液混合溶液
を攪拌混合する攪拌機と、攪拌混合した固液混合溶液を
抜き出し、他の槽に移送する抜出しラインと、その抜き
出しラインに設けられるポンプとを備えるのが一般的で
あり、攪拌機で処理槽内の固液混合溶液を攪拌した後、
攪拌混合した固液混合溶液をポンプにより抜き出し、抜
出しラインを経て他の槽へ移送する。

【０００３】こうした攪拌装置の一例が、特開平２００
０−４５７号公報に開示されている。図２に示すよう
に、同公報に係る攪拌装置５０は、攪拌機５３により処
理槽５１の固液混合溶液５２の攪拌を行うだけでなく、
さらに、処理槽５１の底部から引抜ポンプ５４により固
液混合溶液５２を引き抜き、その一部を循環ライン５５
を経て処理槽５１の上部から戻すことによっても固液混
合溶液５２の攪拌を行うものである。すなわち、攪拌装
置５０は、攪拌機５３による攪拌と同時に、固液混合溶
液５２を循環させることによる攪拌も行うものである。
このようにして固液混合溶液の攪拌を行うことにより、
固形物の分散割合の一定化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の公報に記載の攪拌装置５０は以下に示すような
課題を有する。

【０００５】すなわち攪拌装置５０においては、特に、
沈降性の高い固形物を導入する場合、その固形物５６が
液体中に十分に分散されずに沈降分離して処理槽５１の
底部に溜まやすくなる。このため、抜き出された固液混
合溶液５２の一部を処理槽５１の上部から戻しても固液
混合溶液５２の全体にわたって固形物濃度が均一になら
ない場合がある。

【０００６】また固形物が処理槽５１の底部に溜まる
と、処理槽５１の底部から抜き出される固液混合溶液５
２中の固形物濃度は高くなっているため、抜き出された
固液混合溶液５２を処理槽５１の上部から戻す時に引抜
ポンプ５４が閉塞し、固液混合溶液５２の攪拌効率が低
下する場合がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、固液混合溶液中の固形物濃度を均一にでき、且つ固
液混合溶液の攪拌効率を向上させることができる攪拌装
置及び方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、処理槽内の固液混合溶液を攪拌混合する
攪拌装置において、処理槽の底部とその底部よりも上方
の所定位置とを接続し、処理槽内の固液混合溶液を流通
させる循環ラインと、循環ラインに設けられ、処理槽の
所定位置から固液混合溶液を抜き出し、その固液混合溶
液を処理槽の底部から導入させて、固液混合溶液を循環
させる循環ポンプとを備えることを特徴とする。

【０００９】この攪拌装置によれば、循環ポンプによ
り、処理槽の所定位置から固液混合溶液が抜き出され、
循環ラインを経て、処理槽の底部より導入される。ここ
で、処理槽の底部よりも所定位置の方が上方位置にあ
る。このため、上記所定位置での固液混合溶液中の固形
物濃度は通常、処理槽の底部より高くなることがない。
従って、固液混合溶液中の固形物による循環ポンプの閉
塞を十分に防止することが可能となる。更に固液混合溶
液が処理槽の底部より導入されると、その導入された固
液混合溶液により処理槽の底部から上昇流が生じ、その
上昇流により処理槽の固液混合溶液中の固形物が全体に
わたって分散される。

【００１０】また本発明は、処理槽内の固液混合溶液を
攪拌混合する攪拌方法において、処理槽の底部よりも上
方の所定位置から循環ポンプにより処理槽の固液混合溶
液を抜き出し、その固液混合溶液を処理槽の底部から導
入して固液混合溶液を循環させながら攪拌混合すること
を特徴とする。

【００１１】この発明は、上記攪拌装置により有効に実
施することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の攪拌装置の実施形態を示
す概略断面図である。図１に示すように、攪拌装置１は
反応槽（処理槽）２を備えている。反応槽２の上壁部３
には、２つの投入口３ａ，３ｂが形成され、投入口３
ａ，３ｂからそれぞれ溶媒や、スラリー、粉体等の固形
物を反応原料として投入することが可能となっている。
反応原料が反応槽２内に投入されると、その反応原料に
より反応槽２内に固液混合溶液４が貯留されるようにな
る。

【００１４】反応槽２には、固液混合溶液４の攪拌効率
を向上させるために攪拌機５が設けられている。攪拌機
５は、例えば反応槽２の上壁部３を貫通する攪拌軸６
と、攪拌軸６の下端６ａに取り付けられる攪拌羽根７
と、攪拌軸６の上端６ｂに接続される駆動モータ８とか
らなる。駆動モータ８を作動させると、攪拌軸６を介し
て攪拌羽根７が回転する。なお、反応槽２には、図示し
ない液面センサが取り付けられ、液面センサで液面が攪
拌羽根７より上にあることが検知されると、駆動モータ
８が作動する。

【００１５】反応槽２の底部９には下部排出口１０が形
成され、下部排出口１０には、移送ライン１１が接続さ
れている。移送ライン１１には吸引ポンプ（循環ポン
プ）１２が設けられている。吸引ポンプ１２と下部排出
口１０との間には排液バルブ１３が設けられ、吸引ポン
プ１２の下流側には吐出バルブ１４が設けられている。
排液バルブ１３、吐出バルブ１４を開いて吸引ポンプ１
２を作動すると、反応槽２内の固液混合溶液４を下部排
出口１０より移送ライン１１を経て他の槽へ移送するこ
とができる。なお、移送ライン１１、吸引ポンプ１２、
排液バルブ１３、吐出バルブ１４により溶液引抜手段が
構成されている。

【００１６】また、反応槽２には、下部排出口１０より
も上方の所定位置に上部排出口１５が形成されている。
上部排出口１５の位置は、固液混合溶液４中の固形物濃
度が底部９よりも低くなる位置であればよい。例えば図
１に示す反応槽２は、上壁部３に接続される円筒状の側
壁部２ａを有し、底部９は側壁部２ａの下端から下方に
向かってコーン状に垂下しているが、上部排出口１５
は、側壁部２ａの下端部に形成される。ここで、上部排
出口１５は、側壁部２ａの外方であって水平方向又は斜
め上方に向かって延びる循環ノズル１６に形成されるこ
とが好ましい。循環ノズル１６に上部排出口１５を形成
すると、固液混合溶液４中の固形物による上部排出口１
５の閉塞が十分防止され、固液混合溶液４の抜出しが容
易となる。

【００１７】上部排出口１５と、移送ライン１１上の吸
引ポンプ１２の上流位置Ｐ１とは第１循環ライン１７に
よって接続されている。また、移送ライン１１上の吸引
ポンプ１２の下流位置Ｐ２と、移送ライン１１上にあっ
て下部排出口１０及び排液バルブ１３間の位置Ｐ３とは
第２循環ライン１８によって接続されている。更に、第
１循環ライン１７、第２循環ライン１８にはそれぞれ循
環排液バルブ１９、循環吐出バルブ２０が設けられてい
る。第１循環ライン１７、移送ライン１１の一部（Ｐ１
とＰ２の間の部分、Ｐ３と下部排出口１０との間の部
分）及び第２循環ライン１８によって循環ラインが構成
されている。

【００１８】ここで、排液バルブ１３、吐出バルブ１４
を閉じ、循環排液バルブ１９、循環吐出バルブ２０を開
き、吸引ポンプ１２を作動すると、固液混合溶液４は、
上部排出口１５より抜き出され、第１循環ライン１７、
吸引ポンプ１２、第２循環ライン１８、移送ライン１１
を経て反応槽２の下部排出口１０より導入され、固液混
合溶液４が循環流動する。すなわち、吸引ポンプ１２
は、固液混合溶液４を循環させる循環ポンプとしても機
能する。

【００１９】このように固液混合溶液４の攪拌、移送の
いずれの場合でも吸引ポンプ１２を利用することができ
る。すなわち既存の設備を有効に利用することができ
る。従って、攪拌装置１によれば、設備コストの節約が
可能である。

【００２０】次に、前述した攪拌装置１の運転方法につ
いて説明する。

【００２１】まず固液混合溶液４の攪拌を行う場合の運
転方法について説明する。はじめに投入口３ａ，３ｂか
ら反応原料である溶媒及び固形物をそれぞれ投入する。
反応槽２内に既に溶媒が貯留されている場合には固形物
のみ投入すればよい。このとき、排液バルブ１３，吐出
バルブ１４、循環排液バルブ１９，循環吐出バルブ２０
は閉じ、吸引ポンプ１２は停止しておく。

【００２２】液面が攪拌羽根７より上に達したら、液面
センサにより駆動モータ８が作動し、攪拌軸６の回転を
介して攪拌羽根７が回転し、固液混合溶液４の攪拌が始
まる。液面が上部排出口１５の位置より上に達したら、
循環排液バルブ１９，循環吐出バルブ２０を開き、吸引
ポンプ１２を作動する。すると、反応槽２内の固液混合
溶液４が上部排出口１５を通して抜き出され、第１循環
ライン１７、吸引ポンプ１２、第２循環ライン１８、移
送ライン１１を経て、反応槽２の底部９の下部排出口１
０より導入される。

【００２３】ここで、上部排出口１５での固液混合溶液
４中の固形物濃度は通常、反応槽２の底部９の固形物濃
度よりも高くなることがない。従って、固液混合溶液４
中の固形物による吸引ポンプ１２の閉塞を十分に防止す
ることが可能となる。また固液混合溶液４が反応槽２の
底部９より導入されると、その導入される固液混合溶液
４により反応槽２の底部９から上昇流が生じ、この上昇
流により固液混合溶液４中の固形物が全体にわたって分
散される。このため、沈降性の高い固形物が固液混合溶
液４中に存在していても、反応槽２の底部９への固形物
の堆積が十分防止されると共に、固液混合溶液４全体に
わたって固形物濃度を均一にすることができる。従っ
て、固液混合溶液４の攪拌効率が向上し、ひいては溶媒
と固形物との反応効率を向上させることができ、反応時
間を短縮することができる。特に、処理槽２内では、固
液混合溶液４の循環による攪拌だけでなく、攪拌機によ
る攪拌も行なわれている。従って、その相乗効果によ
り、溶媒と固形物との反応効率がより一層向上する。ま
た固形物と溶媒との反応が発熱反応である場合、固液混
合溶液４が反応槽２から抜き出されて反応槽２へ戻され
る間に固液混合溶液４が放熱して十分冷却される。従っ
て、反応槽２内の固液混合溶液４の温度を適正な温度に
コントロールすることもできる。

【００２４】次に固液混合溶液４の引抜きを行う場合の
運転方法について説明する。

【００２５】この場合は、駆動モータ８を駆動したまま
吸引ポンプ１２を停止する。循環排液バルブ１９，循環
吐出バルブ２０を閉じ、排液バルブ１３，吐出バルブ１
４を開く。次に吸引ポンプ１２を作動する。すると、固
液混合溶液４が反応槽２の下部排出口１０から移送ライ
ン１１、吸引ポンプ１２を通り、他の槽へ移送されるこ
とになる。このとき、反応槽２の底部９への固形物の堆
積が十分防止されている。このため、吸引ポンプ１２の
固形物による閉塞を十分防止することができる。

【００２６】本発明は前述した実施形態に限定されるも
のではない。例えば前述の実施形態では、移送ライン１
１が循環ラインと一部共用され、吸引ポンプ１２が固液
混合溶液４の移送のみならず攪拌にも使用されている
が、移送ライン１１と循環ラインとをそれぞれ独立に設
け、且つ循環ラインにも専用のポンプを設けるようにし
てもよい。

【００２７】また本発明は、固形物と液体との反応だけ
でなく、液体中への固形物の分散、溶解にも適用するこ
とが可能である。

【００２８】更に、上記実施形態では、反応槽２に形成
される投入口は２つとなっているが、場合によっては２
つ以上であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の攪拌装置及
び方法によれば、循環ポンプの作動により、固液混合溶
液が処理槽の所定位置から抜き出され、処理槽の底部よ
り導入されるので、固液混合溶液中の固形物による循環
ポンプの閉塞を十分に防止することができ、また、処理
槽の底部から固液混合溶液が導入され、上昇流を生じさ
せることができるので、処理槽内の固液混合溶液中に固
形物を分散させることができ、処理槽内の固液混合溶液
の全体にわたって固形物濃度を均一にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の攪拌装置の一実施形態を示す概略断面
図である。

【図２】従来の攪拌装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

２…反応槽（処理槽）、４…固液混合溶液、９…底部、
１１…移送ライン（溶液引抜手段）、１５…上部排出口
（所定位置）、１７…第１循環ライン（循環ライン）、
１８…第２循環ライン（循環ライン）、２０…吸引ポン
プ（循環ポンプ）、１６…、１３…排液バルブ、１４…
吐出バルブ、１７…循環排液バルブ，１８…循環吐出バ
ルブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内の固液混合溶液を攪拌混合する
   攪拌装置において、 前記処理槽の底部とその底部よりも上方の所定位置とを
   接続し、前記処理槽内の固液混合溶液を流通させる循環
   ラインと、 前記循環ラインに設けられ、前記処理槽の前記所定位置
   から固液混合溶液を抜き出し、その固液混合溶液を処理
   槽の底部から導入させて、固液混合溶液を循環させる循
   環ポンプと、を備えることを特徴とする攪拌装置。
2. 【請求項２】 前記処理槽の底部から固液混合溶液を引
   き抜き、その固液混合溶液を前記循環ポンプの上流側か
   ら流通させる溶液引抜手段を更に備えることを特徴とす
   る請求項１に記載の攪拌装置。
3. 【請求項３】 処理槽内の固液混合溶液を攪拌混合する
   攪拌方法において、 前記処理槽の底部よりも上方の所定位置から循環ポンプ
   により前記処理槽の固液混合溶液を抜き出し、その固液
   混合溶液を前記処理槽の底部から導入して、固液混合溶
   液を循環させながら攪拌混合することを特徴とする攪拌
   方法。