JP2014111229A - 粉体溶解装置及びその粉体溶解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な溶解槽内の構成により溶解槽内の層流部を減らし、粉体の液体への溶解を促進可能な粉体溶解装置を提供する。
【解決手段】横型円筒状の溶解槽１０に投入される粉体と液体を撹拌して粉体を溶解し、溶解槽１０の中心部に挿着される回転軸２０と回転軸２０に設けられる撹拌羽根３０とを備え、撹拌羽根３０は回転軸２０から溶解槽１０の径方向に突出する支持アーム３１と、支持アーム３１の突出先端部に支持され溶解槽１０の長手方向の内壁に沿って延設される羽根本体３２とを備え、支持アーム３１の突出基端部と羽根本体３２により形成される開口部３３が回転軸２０に沿って設けられ、羽根本体３２は撹拌羽根３０が回転可能な間隔を溶解槽１０の内壁との間で保持して溶解槽１０の内壁側に配置され、撹拌羽根３０の回転により粉体と液体を持ち上げ、持ち上げた粉体と液体を溶解槽１０内上側移動時に開口部３３に落下させる粉体溶解装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体を液体に溶解させるための粉体溶解装置及びその粉体溶解方法であり、特に、一定量の粉体に対して流量計側を行った液体を投入し撹拌することにより任意の濃度の混合液を製造する粉体溶解装置及びその粉体溶解方法に関する。

従来の粉体溶解装置をはじめとする撹拌装置としては、円筒形の溶解槽の中心に回転軸を設け、この回転軸にスクリュー状或いは板状の撹拌羽根を取り付けた装置であって、前記回転軸を回転することにより溶解槽内の処理物に回転を与えて撹拌するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

下記特許文献１に記載の撹拌装置は、縦型円筒形の溶解槽の中心に槽外から回転可能な回転軸と、この回転軸の下部に装着される平板状のボトムパドルと、このボトムパドルの上側に装着される格子状の格子翼と、を備え、前記溶解槽の側壁面に上下方向に延びる複数本のバッフルを周方向に間隔を有して固着し、前記格子翼の翼端に案内翼を取り付けたものである。そして、下記特許文献１に記載の撹拌装置は、前記バッフルにより溶解槽内の流体全体を上下方向に対流させるとともに、上記格子翼の回転によって溶液に剪断力を発生させ、溶液を乱流状態にして撹拌する。

特開平１１−２６７４８４号公報 特開２０１０−７１１４８号公報

しかしながら、従来の撹拌装置においては、溶解槽の内壁側が層流状態となり易く、粉体を液体に溶解させるために長い時間を要していた。そこで、上記特許文献１の撹拌装置においては、溶解槽の内壁側を乱流状態とするために、溶解槽の内壁側にバッフルを設けているが、溶解槽内に別途バッフルを設ける必要があるため、溶解槽内の構造が複雑になるという問題もあった。
一方で、上記特許文献２に記載の尿素水を用いた選択的触媒還元を採用する輸送機器のうち、船舶には容積的に有利な尿素粉末が積載される。そして、航行中の船舶では、積載された尿素粉末を水に溶かして尿素水とし、これを選択的触媒還元に用いる。従って、船舶のようにスペースが限られる輸送機器では、瞬時に尿素粉末を溶解させて、尿素水タンクに送り出すことが出来る省スペースな撹拌装置と貯蔵タンクを併せた装置群が必要であるという問題があった。

そこで、本発明は、簡単な溶解槽内の構成により溶解槽内の層流部を減らし、粉体の液体への溶解を促進可能な粉体溶解装置及びその粉体溶解方法を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明に係る粉体溶解装置は、横型円筒状の溶解槽に投入される粉体及び液体を撹拌して粉体を液体に溶解させる粉体溶解装置であって、前記溶解槽の中心部に挿着されて槽外から回転可能な回転軸と、前記回転軸に設けられる複数枚の撹拌羽根と、を具備し、前記撹拌羽根が、前記溶解槽内における前記回転軸の両端部から前記溶解槽の径方向に突出して設けられる支持アームと、前記支持アームの突出先端部において両端部が支持され、前記溶解槽の長手方向の内壁に沿って延設される羽根本体と、を具備するとともに、前記支持アームの突出基端部と前記羽根本体により形成される開口部が前記回転軸に沿って設けられ、前記羽根本体が、前記撹拌羽根が回転可能な間隔を前記溶解槽の内壁との間で保持した状態で前記溶解槽の内壁側に配置されるとともに、前記撹拌羽根の回転により粉体及び液体を持ち上げ、前記溶解槽内の上方を回転移動時に、前記持ち上げた粉体及び液体を前記開口部に落下させるものである。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記羽根本体に複数の孔が設けられるものである。

第３の発明は、第２の発明の構成において、隣接する前記孔の間隔は、前記孔の径より長く形成されるものである。

第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれか１つの発明の構成において、前記溶解槽内の溶液を槽外に排出するための排出管が前記溶解槽から延設され、前記溶解槽と前記排出管との間に、開閉可能なシャッタが設けられるものである。

第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれか１つの発明の構成において、前記溶解槽に粉体を投入するための粉体投入部が前記溶解槽に設けられ、前記粉体投入部の入口部分に開閉可能なシャッタが設けられるものである。

第６の発明に係る粉体溶解方法は、第１の発明に係る粉体溶解装置における粉体溶解方法であって、前記羽根本体がその回転移動により粉体及び液体を前記溶解槽内の上方に持ち上げ、且つ前記溶解槽内の上方を回転移動時に持ち上げた粉体及び液体を前記開口部に落下させることにより前記溶解槽内の中心部の溶液を乱流にするとともに、前記羽根本体がその溶液中の回転移動により前記溶解槽の内壁側の溶液を乱流にすることにより粉体及び液体を撹拌して粉体を液体に溶解させる方法である。

第７の発明に係る粉体溶解方法は、第６の発明に係る粉体溶解方法において、前記溶解槽の液量を溶解槽容量の５０％以上８０％以下とする方法である。

本発明によれば、粉体及び液体を保持可能であり孔が設けられた羽根本体を溶解槽の内壁側に形成し、且つ支持アーム及び羽根本体により形成される開口部を回転軸側に形成した撹拌羽根を、溶液槽内で回転させることから、羽根本体の回転により溶解槽の内壁側が乱流状態になるとともに、羽根本体が保持する粉体及び液体が開口部へ落下することにより回転軸付近（溶解槽の中心部分）が乱流状態となる。そのため、溶液槽内で乱流を発生させるために溶液槽内に別途バッフル等を設ける必要がなく、撹拌羽根を回転させるのみで溶液槽内に乱流を発生させることができる。従って、簡単な溶解槽内の構成により溶解槽内の層流部を減らし、短時間で粉体を液体に溶解させることができる。さらに、粉体を瞬時に溶解させて、貯蔵タンクへ送り出すことができるため、貯蔵タンクを小さくすることが可能となり、撹拌装置と貯蔵タンクを併せた装置群を省スペース化できる。

本発明の実施例に係る粉体溶解装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の実施例に係る粉体溶解装置の側面概略図である。 本発明の実施例に係る粉体溶解装置における撹拌羽根の斜視図である。 本発明の実施例に係る粉体溶解装置において尿素粉末が羽根本体の孔を通過する際の概略図である。 本発明の実施例に係る粉体溶解装置における撹拌羽根の別実施例を示す斜視図である。

本発明は、横型円筒状の溶解槽内に構成され、この溶解槽内に設けられる撹拌羽根により溶解槽内の粉体及び液体を撹拌し、粉体を液体に溶解させる粉体溶解装置及びその粉体溶解方法に関するものである。本実施例では、この粉体溶解装置の一例として、粉体である尿素粉末を液体である水に溶解させて尿素水を製造する際に使用される粉体溶解装置について説明する。ただし、本発明に係る粉体溶解装置は、本実施例に係る尿素水の製造時に使用される粉体溶解装置に限定されるものではなく、横型円筒状の溶解槽内の処理物を撹拌、又は撹拌及び溶解するための装置に広く適用される。

まず、本発明の実施例に係る粉体溶解装置１の構成について図面に基づき説明する。

図１に示すように、粉体溶解装置１は、軸方向を略水平方向とする横型円筒状の溶解槽１０と、溶解槽１０の中心部に配設されて槽外から回転可能な回転軸２０と、回転軸２０に設けられる複数枚の撹拌羽根３０・３０・・・と、回転軸２０を回転駆動するギヤードモータ５０とを備える。粉体溶解装置１の構成要素のうち撹拌羽根３０・３０・・・により、溶解槽１０内の尿素粉末（粉体）及び水（液体）を撹拌する。

図１に示すように、溶解槽１０の上部には、溶解槽１０に尿素粉末（粉体）を投入するための尿素粉末投入部１１（粉体投入部）と、水投入部１２（液体投入部）とが形成されている。尿素粉末投入部１１及び水投入部１２は、尿素粉末投入部１１の下部付近に尿素粉末が堆積しないように（尿素粉末投入時の山積み防止のために）互いに近接して配置される。

尿素粉末投入部１１は、図示しない尿素粉末の貯蔵タンクに接続される。尿素粉末は、この貯蔵タンクから尿素粉末投入部１１を介して一定量溶解槽１０に投入される。また、尿素粉末投入部１１は、その入口部分（フランジ箇所）にゲート式又は回転式（例えば、バタフライ弁）等の開閉可能なシャッタ４５が設けられている。このように尿素粉末投入部１１の入口部分に開閉可能なシャッタ４５を設けることで、溶解槽１０内の水分が上記尿素粉末の貯蔵タンク（粉体管理装置）へ入り込むことを防止できる。

水投入部１２は、溶解槽１０の上部から延設される投入管１３と、投入管１３の端部に設けられる給水口１３ａと、投入管１３の中途部に設けられる流量調整弁１４及び流量計１５とから構成される。水投入部１２においては、給水口１３ａより水が投入される。そして、流量計１５により水の投入量が制御され、流量調整弁１４により水の投入量が調整される。なお、水の投入量は、投入した尿素粉末に対して予め設定された尿素水の濃度となるように調整される。すなわち、粉体溶解装置１において、尿素水の濃度調整は、一定量投入される尿素粉末に対して、水の流量を調整することで行う。また、投入される水は、撹拌により化学反応が生じないように、高温（例えば５０℃）の水を使用する。なお、尿素水は５０℃以上になるとアンモニアが揮発するため、投入する水は４０℃〜５０℃であることが好ましい。さらに、後述する羽根本体３２から尿素粉末及び水を落下させて液面へ落とす効果を得るために、溶解槽１０に投入する水の量は、溶解槽１０の容量に対して所定量以下とし、好ましくは、溶解槽１０の容量の８０％以下とする。さらに好ましくは、５０％以上７０％以下である。

また、図１に示すように、溶解槽１０の下部には、尿素水排出部１６（溶液排出部）が形成される。尿素水排出部１６は、溶解槽１０の下部から延設され、溶解槽１０内の尿素水（溶液）を溶解槽１０の槽外に排出するための排出管１７と、排出管１７の端部に設けられる排出口１７ａと、排出管１７の中途部に設けられる排出弁１８とから構成される。尿素水排出部１６においては、溶解槽１０内における全ての尿素粉末の溶解が完了した時点で排出弁１８が開かれ、排出管１７を介して尿素水が排出口１７ａから尿素タンク（図示せず）に送り出される。なお、撹拌時に排出管１７に尿素粉末が堆積しないように、溶解槽１０から排出弁１８までの距離を短くする。また、溶解槽１０と排出管１７との間の極力、溶解槽１０側に、ゲート式又は回転式等の開閉可能なシャッタ４０を設けることで、撹拌時の排出管１７における尿素粉末の堆積を防止できる。

次に、粉体溶解装置１の撹拌機構を構成する回転軸２０及び撹拌羽根３０について説明する。図１に示すように、粉体溶解装置１においては、ギヤードモータ５０の回転駆動を受けた回転軸２０によって撹拌羽根３０を回転させることにより溶解槽１０内の尿素粉末及び水が撹拌され、尿素粉末が水に溶解する。

回転軸２０は、溶解槽１０の中心部を貫通して略水平方向に配置される。回転軸２０は、その両端部が溶解槽１０の両端部に設けられる軸受ユニット２１・２１に回転自在に支持されるとともに、その一端部が槽外のギヤードモータ５０に取り付けられる。

また、図１及び図２に示すように、回転軸２０の表面（外周面）には複数枚の撹拌羽根３０・３０・・・が、回転軸２０の軸心方向から見て放射線状に突出して所定間隔で配置される。この複数枚の撹拌羽根３０・３０・・・は、ギヤードモータ５０の回転駆動を受けた回転軸２０の回転により、その突出先端が溶解槽１０の内壁に沿うように、撹拌羽根３０が回転可能な間隔を保って回転する。すなわち、粉体溶解装置１のサイズによる設計上の誤差を考慮する必要があるが、１ｍｍから６０ｍｍの間隔であることが好ましい。さらに好ましくは、１ｍｍから３０ｍｍの間隔である。さらに、より好ましくは、１ｍｍから５ｍｍの間隔である。

ここで、撹拌羽根３０の構成について説明する。図１及び図２に示すように、撹拌羽根３０は、その両端部に回転軸２０から溶解槽１０の径方向に突出して設けられる支持アーム３１・３１と、その溶解槽１０の長手方向の内壁側に支持アーム３１・３１に支持される羽根本体３２と、を備える。撹拌羽根３０においては、回転軸２０が回転することにより、両端の支持アーム３１・３１が回転し、それに伴って羽根本体３２が溶解槽１０の長手方向の内壁に沿って回転する。羽根本体３２が回転することにより、溶解槽１０の内壁側の溶液が撹拌される。

支持アーム３１は、溶解槽１０内における回転軸２０の両端部（具体的には軸受ユニット２１・２１）から突出する棒状の部材である。そして、支持アーム３１は、その突出先端及びその側面が溶解槽１０の内壁に接触することなく、撹拌羽根３０が溶解槽１０内で回転可能な間隔を保持して溶解槽１０内に配置される。

羽根本体３２は、支持アーム３１の突出先端部（溶解槽１０側端部）において両端部が支持される平板状の部材である。そして、羽根本体３２は、溶解槽１０の長手方向の内壁に沿って延設されるとともに、その側面が溶解槽１０の内壁に接触することなく、撹拌羽根３０が溶解槽１０内で回転可能な間隔を保持して溶解槽１０の内壁側に配置される。羽根本体３２は、その長手方向の両端部のみを支持アーム３１で支持されており、その長手方向の側端部は支持アーム等の支持部材では支持されていない。そのため、羽根本体３２が溶解槽１０内の上方を回転移動時に、溶解槽１０上部の尿素粉末投入部１１から投入された尿素粉末が、羽根本体３２の長手方向側端部に付着し、溶液内に落下することなく残存することがない。

また、羽根本体３２は、尿素粉末及び水を撹拌するための撹拌面３２ａを、撹拌羽根３０の回転方向の上流側に有する。そして、この撹拌面３２ａは、溶解槽１０内の尿素粉末及び水を一時的に保持できる構成となっている。具体的には、図２に示すように、撹拌羽根３０の回転により羽根本体３２が溶解槽１０の上方へ回転移動する際に、羽根本体３２の撹拌面３２ａにおいて溶解槽１０内の尿素粉末及び水を載せ、上方に保持しながら持ち上げる。このように、羽根本体３２は、尿素粉末及び水を撹拌する機能と保持する機能とを兼ね備える。

さらに、図１及び図３に示すように、羽根本体３２（撹拌面３２ａ）には、複数の孔３２ｂ・３２ｂ・・・が設けられている。この複数の孔３２ｂ・３２ｂ・・・には、撹拌羽根３０の回転時に、尿素粉末及び水が通過する。複数の孔３２ｂ・３２ｂ・・・を羽根本体３２に設けることで、尿素粉末が撹拌羽根３０の回転方向と逆方向に孔３２ｂを通過した際に、尿素粉末に対して剪断力が働く。具体的には、図４に示すように、尿素粉末Ｎが孔３２ｂを通過することで、孔３２ｂの内周側を通過する尿素粒子Ｎ１と尿素粒子Ｎ２との間で速度差が生じる。そして、この速度差により、孔３２ｂの中心部を通過する尿素粒子Ｎ３及び尿素粒子Ｎ４の相対速度が、孔３２ｂの内周側を通過する尿素粒子Ｎ１及び尿素粒子Ｎ２と比べて速くなる。この粒子間での速度差の違いにより尿素粉末Ｎの粒子間に剪断力が生じ、尿素粉末Ｎが剪断される。このように、尿素粉末Ｎは、孔３２ｂを通過する尿素粒子間の速度差によって剪断させるため、孔３２ｂの内径は、尿素粉末の粒子径よりある程度長く形成される。ただし、孔３２ｂの内径が尿素粉末の粒子径より著しく長くなると、孔３２ｂの中心部を通過する尿素粒子の相対速度がゼロとなり、尿素粉末Ｎの粒子間に剪断力が生じないため、好ましくは、尿素粉末の粒子径の４〜５倍の長さに形成される。

さらに、図３に示すように、隣接する孔３２ｂの間隔Ｒは、孔３２ｂの内径より長く形成され、好ましくは、孔３２ｂの内径に対して３〜４倍の長さに形成される。このように隣接する孔３２ｂの間隔Ｒを設定するのは、ある第１の羽根本体３２（例えば、図３における前方の羽根本体３２）の孔３２ｂを通過した尿素粉末が、第１の羽根本体３２の後方に配置される第２の羽根本体３２（例えば、図３における後方の羽根本体３２）に到達した際に、第２の羽根本体３２の孔３２ｂを通過することなく、確実に第２の羽根本体３２の撹拌面３２ａに衝突するようにするためである。このように隣接する孔３２ｂの間隔Ｒを設定することで、尿素粉末の剪断が促進されるとともに、溶液が乱流状態になることで、濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することにより尿素粉末が水に溶解し易くなる。また、第１の羽根本体３２の孔３２ｂの配列を第２の羽根本体３２の孔３２ｂの配列とずらして配置(例えば、千鳥格子状に配置)しても構わない。

さらにまた、図１に示すように、撹拌羽根３０の回転軸２０側端部には、支持アーム３１の突出基端部と羽根本体３２により形成される開口部３３が設けられている。開口部３３は、回転軸２０に沿って開口される。撹拌羽根３０の回転軸２０側端部に開口部３３を設けることにより、撹拌羽根３０の回転時に、回転軸２０の周辺に空隙部が形成される。そして、この空隙部に羽根本体３２の撹拌面３２ａによって持ち上げられた尿素粉末及び水が落下する。この尿素粉末及び水の落下により、回転軸２０周辺の溶液が乱流状態となる。

次に、粉体溶解装置１の撹拌方式について説明する。

粉体溶解装置１における撹拌方式は、水及び尿素粉末を剪断及び落下させることにより溶解槽１０内に乱流を発生させて撹拌する方式である。具体的には、以下の５つの方式を組み合わせることにより撹拌する。以下、図２に基づいて、５つの方式を説明する。

まず、第１の方式としては、図２の（Ａ）に示すように、尿素粉末Ｎが羽根本体３２の孔３２ｂを通過することによる剪断力によって撹拌するものである。上述のように、水中において尿素粉末Ｎが羽根本体３２の孔３２ｂを通過すると、尿素粉末Ｎは、孔３２ｂを通過する尿素粒子の相対速度の差により剪断が促進されるとともに、溶液が乱流状態になることで、濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することが可能となり、水に溶解し易い状態となる。

次に、第２の方式としては、図２の（Ｂ）に示すように、撹拌羽根３０の回転により、撹拌羽根３０の回転方向に回転する水溶液（羽根本体３２側の水溶液）と、撹拌羽根３０の開口部３３を通過して回転しない水溶液（開口部３３側の水溶液）との剪断力によって撹拌するものである。図２の（Ｂ）に示すように、溶解槽１０の内壁側部分では、撹拌羽根３０（羽根本体３２）の回転により、水溶液が撹拌羽根３０の回転方向に流れる。一方、溶解槽１０の中央部分（回転軸２０周辺部分）では、撹拌羽根３０が回転しても、水溶液は開口部３３を通過するため、撹拌羽根３０の回転方向へは流れない。すなわち、撹拌羽根３０の回転により、溶解槽１０の内壁側部分と中央部分とで水溶液の流れ方向に違いが生じる。この溶解槽１０内の水溶液の流れ方向の違いにより溶解槽１０内に乱流が発生する。そして、この乱流の発生により濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することができ、尿素粉末が水に溶解し易い状態となる。このように、溶解槽１０の内壁側と中央部分とで水溶液の流れ方向に違いを生じさせて溶解槽１０内に乱流を発生させるために、溶解槽１０の内壁側に羽根本体３２を配置し、溶解槽１０の中央部分（回転軸２０周辺部分）に開口部３３を設けている。

次に、第３の方式としては、図２の（Ｃ）に示すように、羽根本体３２により溶解槽１０内の上方に持ち上げられた尿素粉末Ｎ及び水Ｗを、羽根本体３２の孔３２ｂから落下させることにより撹拌するものである。上述のように、尿素粉末Ｎが羽根本体３２の孔３２ｂを通過すると、尿素粉末Ｎは、孔３２ｂを通過する尿素粒子の相対速度の差により剪断が促進されるとともに、溶液が乱流状態になることで、濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することが可能となり、水に溶解し易い状態となる。また、孔３２ｂを通過した尿素粉末Ｎ及び水Ｗは、それぞれの自重により溶解槽１０内の水溶液に落下し、落下の際に液面に衝突する。この液面への衝突により溶解槽１０内に乱流が発生し、この乱流の発生により濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することができ、尿素粉末が水に溶解し易い状態となる。

次に、第４の方式としては、図２の（Ｄ）に示すように、羽根本体３２により溶解槽１０内の上方に持ち上げられた尿素粉末Ｎ及び水Ｗを、回転軸２０側に形成された開口部３３から溶解槽１０内の水溶液に落下させることにより撹拌するものである。図２の（Ｄ）に示すように、羽根本体３２により溶解槽１０内の上方に持ち上げられた尿素粉末Ｎ及び水Ｗは、ある一定の高さまで持ち上げられると、それぞれの自重により羽根本体３２から下方へ滑り落ちる。この時、尿素粉末Ｎ及び水Ｗは、開口部３３を通過して溶解槽１０内の水溶液に落下し、落下の際に回転軸２０付近の液面に衝突する。この液面への衝突により溶解槽１０内に乱流が発生する。そして、この乱流の発生により濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することができ、尿素粉末が水に溶解し易い状態となる。このように、羽根本体３２により持ち上げられた尿素粉末Ｎ及び水Ｗを、回転軸２０付近の液面に落下させて乱流を発生させるために、撹拌羽根３０の回転軸２０側に開口部３３が形成されている。

次に、第５の方式としては、図２の（Ｅ）に示すように、羽根本体３２が液面を叩くことによって生じる衝撃力により撹拌するものである。図２の（Ｅ）に示すように、溶解槽１０内の上部まで回転移動した羽根本体３２は、撹拌羽根３０の回転により溶解槽１０内の下方へ回転移動し、溶解槽１０内の水溶液に着水する。そして、羽根本体３２は、溶解槽１０内の水溶液に着水する際に液面を叩く。この羽根本体３２が液面を叩くことによる衝撃力により溶解槽１０内の水溶液が振動されて、溶解槽１０内に乱流が発生する。そして、この乱流の発生により濃度の低い溶液と尿素粉末が接触する機会を短時間で多く実現することができ、尿素粉末が水に溶解し易い状態となる。

以上のように、粉体溶解装置１において、孔３２ｂを設けた羽根本体３２を溶解槽１０の内壁に沿って回転させることにより、溶解槽１０の内壁付近の水溶液を効率良く乱流状態にすることができる。また、尿素粉末及び水を、羽根本体３２から開口部３３を介して回転軸２０付近の水溶液に落下させることにより、回転軸２０周辺の水溶液を効率良く乱流状態にすることができる。このように、溶解槽１０の内壁付近及び回転軸２０周辺の水溶液を効率良く乱流状態にすることで、尿素粉末の水への溶解速度が加速され、溶解時間を短縮することができる。また、乱流になりにくい粘度の高い液体であっても粉体を効率良く溶解することができる。従って、瞬時に尿素粉末を溶解させて、次の尿素水タンクに送り出すことが出来るため、省スペース化が可能な撹拌装置と貯蔵タンクを併せた装置群を設けることができる。

さらに、粉体溶解装置１においては、図５に示すように、平板状の羽根本体３２に代えて、棒状の羽根本体３２Ａを支持アーム３１・３１に設けることで撹拌羽根３０を形成することもできる。羽根本体３２を棒状の羽根本体３２Ａとすることで、回転時における溶液の抵抗を軽減することができる。なお、羽根本体３２Ａにおいては撹拌面が曲面となるため、尿素粉末及び水が撹拌面で保持可能となるように、羽根本体３２Ａを楕円形とすることが好ましい。

さらにまた、粉体溶解装置１は、上記構成により粉体の溶解効率が向上するため、装置本体を小型化することが可能である。そのため、粉体溶解装置１は、小型の粉体溶解装置の設置が望まれる船舶用のＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムに導入することができる。
加えて、他の粉体、例えば粉末肥料を液体に溶解させ液体肥料を製造する際の粉体溶解装置としても好適である。

１ 粉体溶解装置
１０ 溶解槽
２０ 回転軸
３０ 撹拌羽根
３１ 支持アーム
３２ 羽根本体
３２ｂ 孔
３３ 開口部
Ｒ 孔の間隔

Claims (7)

1. 横型円筒状の溶解槽に投入される粉体及び液体を撹拌して粉体を液体に溶解させる粉体溶解装置であって、
   前記溶解槽の中心部に挿着されて槽外から回転可能な回転軸と、
   前記回転軸に設けられる複数枚の撹拌羽根と、
   を具備し、
   前記撹拌羽根は、
   前記溶解槽内における前記回転軸の両端部から前記溶解槽の径方向に突出して設けられる支持アームと、
   前記支持アームの突出先端部において両端部が支持され、前記溶解槽の長手方向の内壁に沿って延設される羽根本体と、
   を具備するとともに、
   前記支持アームの突出基端部と前記羽根本体により形成される開口部が前記回転軸に沿って設けられ、
   前記羽根本体は、
   前記撹拌羽根が回転可能な間隔を前記溶解槽の内壁との間で保持した状態で前記溶解槽の内壁側に配置されるとともに、
   前記撹拌羽根の回転により粉体及び液体を持ち上げ、前記溶解槽内の上方を回転移動時に、前記持ち上げた粉体及び液体を前記開口部に落下させる
   ことを特徴とする粉体溶解装置。
2. 前記羽根本体に複数の孔が設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉体溶解装置。
3. 隣接する前記孔の間隔は、前記孔の径より長く形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の粉体溶解装置。
4. 前記溶解槽内の溶液を槽外に排出するための排出管が前記溶解槽から延設され、
   前記溶解槽と前記排出管との間に、開閉可能なシャッタが設けられる
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の粉体溶解装置。
5. 前記溶解槽に粉体を投入するための粉体投入部が前記溶解槽に設けられ、
   前記粉体投入部の入口部分に開閉可能なシャッタが設けられる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の粉体溶解装置。
6. 請求項１に記載の粉体溶解装置における粉体溶解方法であって、
   前記羽根本体がその回転移動により粉体及び液体を前記溶解槽内の上方に持ち上げ、且つ前記溶解槽内の上方を回転移動時に持ち上げた粉体及び液体を前記開口部に落下させることにより前記溶解槽内の中心部の溶液を乱流にするとともに、
   前記羽根本体がその溶液中の回転移動により前記溶解槽の内壁側の溶液を乱流にすることにより粉体及び液体を撹拌して粉体を液体に溶解させる
   ことを特徴とする粉体溶解方法。
7. 前記溶解槽の液量を溶解槽容量の５０％以上８０％以下とすることを特徴とする請求項６に記載の粉体溶解方法。

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