JP2563554Y2 - 結晶装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は母液から結晶製品を形成
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、硫安、クエン酸、塩化カリウムな
どの各種結晶製品を製造する装置の一例として、図２に
示す構造の結晶装置が知られている。この結晶装置１
は、ドラフトチューブバッフル型結晶装置として知られ
るものであり、結晶製品を製造するための母液Ｂが収納
された縦型のタンク２を備えて構成されている。このタ
ンク２の内部には、タンク２の内部空間を仕切る縦型の
ドラフト管３が設けられ、タンク２の底壁外周のバッフ
ル４の外方には、バッフル４の周囲を覆う環状のセトリ
ング壁５が形成され、セトリング壁５の底部には下窄ま
り状のテーパ壁６が形成され、テーパ壁６の底部に攪拌
機駆動部７が形成されている。なお、タンク２の上端部
には、図示略の真空排気装置に連結される排気口２ａが
形成されている。

【０００３】また、ドラフト管３の底部には、母液Ｂの
循環を行なう攪拌翼８が設けられている。この攪拌翼８
の回転により、ドラフト管３の内部側に図２の矢印に示
すような母液Ｂの上向きの流れを形成するとともに、ド
ラフト管３の外方側に図２の矢印に示すような下向きの
母液Ｂの流れを形成して母液Ｂをタンク２内で循環させ
るものである。なお、図２に符号９で示すものは、ドラ
フト管３を支持するためにバッフル４の内周面に延設さ
れた支持翼であり、１０はセトリング壁５の上部に形成
された取出管、１１はテーパ壁６の途中に形成された母
液Ｂの供給口、１２はテーパ壁６の途中に形成された結
晶スラリの取出口である。

【０００４】図２に示す構成の装置においては、タンク
２の外方に設けた加熱装置で母液Ｂを加熱し、その後に
母液Ｂを供給口１１からタンク２の内部に供給するとと
もに、攪拌翼８を低速（６０〜１２０ｒｐｍ）で回転さ
せてタンク２内で図２の矢印に示すような母液Ｂの流れ
を生じさせる。また、排気口２ａに接続した真空排気装
置から排気を行なって母液Ｂの液面上方空間を減圧す
る。すると母液Ｂは、その液面近傍で沸騰するので、こ
の沸騰部分がタンク２内の母液Ｂにおいて、最も過飽和
度の高い領域となる。また、ドラフト管３内を母液Ｂが
上昇する間、母液Ｂ中の結晶は成長を続けるが、この成
長中の結晶は、前記過飽和度の高い領域に移動される
と、この過飽和度が効果的に作用して結晶の核成長が促
進される。

【０００５】過飽和度の高い母液Ｂの表面部分を通過し
た母液Ｂの内部には多数の結晶が生成され、この結晶は
ドラフト管３の周囲を下降しながら成長してゆく。次に
一定の粒径に達した結晶スラリを取出口１２から取り出
し、遠心分離機などにかけて結晶を得ることで所望の結
晶製品を得ることができる。なお、セトリング壁５の内
部領域では母液Ｂは上向きの流れを形成し、結晶スラリ
はタンク２の内部側に残され、母液内の不要な微粒子が
取出管１０からタンク２の外部に排出されるようになっ
ている。以上説明したように結晶装置１を用いることで
母液Ｂから結晶製品を得るこ＆ができるとともに、前記
結晶装置１にあっては、攪拌翼８の回転速度を調節して
循環量を調節することで核の異常発生を防止することが
でき、結晶の成長速度を高くすることができる。

【０００６】ところで、本考案者らは先に、前記構成の
結晶成長装置１を発展させた構成の新規な結晶成長装置
を開発している。図３にこの種の結晶成長装置の一構造
例を示す。図３に示す結晶成長装置１５は、縦型のタン
ク１６と、タンク１６の内部に設けられたドラフト管１
７と、タンク１６の底部に設けられた下窄まり状のテー
パ壁１８と、テーパ壁１８の下部に接続された攪拌機駆
動部１９と、ドラフト管１７の底部に設けられた攪拌翼
２０を具備して構成されている。前記の構造により、タ
ンク１６の内部空間は、ドラフト管１７の内部の中央流
路とドラフト管１７の外側の周囲流路に区画されてい
る。また、タンク１６に収容されている母液Ｃの液面よ
り若干下方には、タンク１６の側壁を貫通した供給口２
１と母液Ｃの取出口２４が設けられ、テーパ壁１８には
結晶スラリの取出口２２が取り付けられている。また、
タンク１６の頂部には真空排気装置に接続される排気口
２３が形成されている。

【０００７】前記構成の結晶成長装置１５は、外部ヒー
タで加熱された母液Ｃを供給口２１から供給し、タンク
１６内に一定の母液Ｃを貯留し、攪拌翼２０を回転させ
て図３に示すようにドラフト管１７の内部の中央流路に
下向きの流れを生じさせるとともにドラフト管１７の外
側の周囲流路に上向きの流れを生じさせて母液Ｃの循環
を行なうものである。そして、取出口２２からスラリを
取り出し、このスラリを遠心分離機にかけて処理するこ
とにより所望の結晶製品を得ることができる。即ち、図
３に示す結晶装置１５は、図２に示す結晶装置１とは逆
方向に母液を循環してスラリを得る逆循環型となってい
る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】前記逆循環型の結晶装
置１５は、小粒径の結晶形成用として好適な装置である
が、以下に説明する欠点があった。図３に示す結晶装置
１５においても図１に示す結晶装置１と同様に母液Ｃを
外部ヒータで加熱してからタンク１６に供給している。
ところが、結晶装置１５においては、タンク１６内の母
液Ｃの流れが図１に示す装置とは逆方向であるので、外
部ヒータで加熱された高温の母液Ｃが供給管２１からタ
ンク１６の内部に入るとドラフト管１７の上部側に流入
しようとしている母液Ｃの流れに引き込まれ、高温のま
ま直ちにドラフト管１７の内部側に流入する。すると、
ドラフト管１７の内部側の母液Ｃの液温を上昇させるの
で、この領域での結晶の溶解、および、突沸現象を引き
起こし、結晶装置１５の運転に支障を来す要因となって
いる。また、供給口２１からタンク１６内に導入された
母液Ｃの一部分が、タンク１６の側壁内面部分で側壁に
触れて急激に冷却されることがあると、側壁内面で結晶
化が起こり、側壁内面に結晶が付着してしまうことがあ
った。

【０００９】本考案は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、逆循環型の結晶装置において、加熱された母液を
タンクに供給しても結晶溶解現象や突沸現象を引き起こ
すことなく安全に運転することができる結晶装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の考案は前
記課題を解決するために、母液が収納されるタンクと、
このタンクの内部に設けられてタンクの内部に中央流路
と周囲流路を形成する縦型のドラフト管と、タンクの内
部に設けられてドラフト管内の中央流路に下向きの流れ
を形成するとともにドラフト管外の周囲流路に上向きの
流れを形成して母液を循環する攪拌翼と、タンクの側壁
に設けられた母液供給口を具備してなる結晶装置であっ
て、前記母液供給口にドラフト管の上方側に向けて延出
する案内管を接続し、この案内管の先端部をドラフト管
の上端部と母液液面との間であってドラフト管の外周部
上縁近傍に設け、案内管の先端部に上向きの開口部を形
成してなるものである。

【００１１】

【作用】案内筒を設けることで外部ヒータで加熱された
高温の母液をタンク内の母液液面近傍に誘導することが
でき、これをタンク内の母液液面近傍で蒸発させること
ができる。これにより母液の突沸現象が抑制されるとと
もに、母液液面近傍での蒸発作用が安定になる。また、
案内筒によりドラフト管の上部近傍まで母液を導入すれ
ば、供給された母液がタンクの側壁近傍で不用意に結晶
化することがなくなり、タンクの側壁内面に結晶が付着
することがない。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例につい
て説明する。図１は本考案の一実施例の結晶装置を示す
ものであり、この実施例の結晶装置３０は、図３に示す
従来の結晶装置１５と略同一の構造であり、図３に示す
装置と同一部分には同一符号を付してそれらの部分の説
明は省略する。本実施例の結晶装置３０において従来の
結晶装置１５と異なっているのは、タンク１６の側壁に
設けた供給口２１に、案内筒３１が接続されている点で
ある。この案内筒３１は、母液Ｃの液面より下方であっ
て、ドラフト管１７の上端部よりも上方に設けられ、案
内筒３１の先端部は、ドラフト管１７の上端部周縁の上
方に位置している。また、案内筒３１の先端部には、上
向きの開口部３２が形成され、案内筒３１の先端部には
傾斜面３３が形成されている。

【００１３】次に前記構成の結晶装置３０を用いて結晶
製品を製造する場合について説明する。結晶装置３０を
用いて結晶製品を形成するには、外部ヒータで加熱した
母液Ｃを供給口２１と案内筒３１を介してタンク１６の
内部に流入させる。また、攪拌翼２０を回転させて図１
に示すようにドラフト管１７内の中央流路に下向きの流
れを生じさせ、ドラフト管１７の外部の周囲流路に上向
きの流れを生じさせて母液Ｃを循環させる。この循環の
間に取出口２２から結晶スラリを取り出し、遠心分離機
にかけることで所望の結晶製品を得ることができる。

【００１４】ところで、結晶スラリを取り出すと、タン
ク１６の内部の母液Ｃは減少するので、この減少分を補
うために、外部ヒータで加熱した母液Ｃと新たな供給液
を供給口２１と案内筒３１を介してタンク１６に補給す
る。ここで、母液Ｃは案内筒３１によりドラフト管１７
の周縁上方で液面近くに供給され、供給された母液Ｃは
タンク１６内の母液Ｃの高温度の液面近傍で蒸発するの
で安定した蒸発を行なうことができ、従来のようなドラ
フト管内での突沸現象を引き起こすこともない。しか
も、供給された高温度の母液Ｃが、タンク１６の側壁で
冷やされることはなく、タンク１６の側壁内面で結晶化
してしまうことはない。このように安定した蒸発を促進
し母液Ｃの循環を行なうことで、取出口２２から結晶ス
ラリを取り出すことができ、これを次工程で遠心分離す
ることにより所望の結晶製品を得ることができる。

【００１５】（実験例） 前記構成の逆循環型結晶装置を運転した場合のタンク内
真空度とタンク内液温の測定結果を示す。この形成装置
として、蒸発能力４５０ｋｇ／時間、晶析能力４４０ｋ
ｇ／時間、蒸発部直径２００ｍｍ、原液量１２００ｋｇ
／時間のものを用いて実験を行なった。案内筒は、長さ
６６０ｍｍ、直径１５０ｍｍであり、これを設けた装置
と、設けていない装置を用意してそれぞれ運転し、それ
ぞれ４時間毎にタンク内の真空度と液温を測定した結果
を表１と表２に示す。表１に案内筒を設けた装置の試験
結果を示し、表２に案内筒を設けていない装置の試験結
果を示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】表１と表２に示す結果から明らかなよう
に、案内筒を設けた装置では真空度が安定し、突沸現象
が起きていないことを示し、液温も約２度低下して変動
幅も少なく安定していることが明らかになった。なお、
表２に示すようにタンク内の真空度が変動するものは、
突沸現象が生じていることを意味している。

【００１９】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、ド
ラフト管中の中央流路に母液の下降流生じさせ、ドラフ
ト管外の周囲流路に上昇流を生じさせる逆循環型結晶装
置において、タンクの側壁に母液の案内筒を設けて加熱
母液をドラフト管上部側に供給できるようにしたので、
高温の母液をドラフト管上方の母液液面中央側で蒸発さ
せることができる。よって蒸発作用が安定化し、安定し
た連続運転ができる。また、ドラフト管の上方のタンク
中央部に高温の母液を送ることで、タンクの側壁内面部
での母液の急冷現象を抑えることができ、タンク側壁内
面での結晶化現象を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例を示す構成図である。

【図２】図２は従来のドラフトチューブバッフル型結晶
装置の一例を示す構成図である。

【図３】図３は図２に示す結晶装置を改良した新規構成
の結晶装置を示す構成図である。

【符号の説明】

Ｃ 母液 １６ タンク １７ ドラフト管 １９ 攪拌機駆動部 ２０ 攪拌翼 ２１ 供給口 ２２ 取出口（結晶スラリの取出口） ２４ 取出口（母液の取出口） ３１ 案内管 ３２ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０９ Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０９Ｂ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 母液が収納されるタンクと、このタンク
   の内部に設けられてタンクの内部に中央流路と周囲流路
   を形成する縦型のドラフト管と、タンクの内部に設けら
   れてドラフト管内の中央流路に下向きの流れを形成する
   とともにドラフト管外の周囲流路に上向きの流れを形成
   して母液を循環する攪拌翼と、タンクの側壁に設けられ
   た母液供給口を具備してなる結晶装置であって、 前記母液供給口にドラフト管の上方側に向けて延出する
   案内管を接続し、この案内管の先端部をドラフト管の上
   端部と母液液面との間であってドラフト管の外周部上縁
   近傍に設け、案内管の先端部に上向きの開口部を形成し
   てなることを特徴とする結晶装置。