JP2563555Y2 - 湿式分級装置および結晶装置 - 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４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ット
リング壁５が形成され、セットリング壁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
攪拌装置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】更に、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
は自身の回転により、ドラフト管３の内部側に図４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４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４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はセットリング壁５
の上部に形成された排出口、１１はテーパ壁６に形成さ
れた母液Ｂの供給口、１２はテーパ壁６に形成された取
出口である。また、取出口１２には接続管１３とエルボ
管１４と接続管１５とからなる分級管１６が下向きに接
続されている。

【０００４】図４に示す従来装置においては、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４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取出口１２に至り、
分級管１６で分級されて成長結晶を含む製品スラリが取
り出される。ここでの製品スラリと母液Ｂとの分級操作
は、分級管１６の下端部に形成された導入口から母液と
同一成分の分級液を導入し、分級管１６を伝わって下降
してくる大きな成長結晶を下降させて分級管１６の底部
に堆積させ、これを分級管１６の先端部に設けた取出管
から取り出す一方、分級管１６内を下降しようとする微
細結晶は分級液の流れで上昇させてタンク２内に戻すこ
とで行なっている。前記の如く取り出された成長結晶を
含む製品スラリは、遠心分離機などにかけて処理する
か、加熱乾燥させることで所望の成長結晶を得ることが
できる。

【０００６】なお、セットリング壁５の内部領域では母
液Ｂは上向きの流れを形成し、製品スラリはタンク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
晶製品を得ることができるとともに、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。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】前記構成の結晶装置１
は、大粒径の結晶形成用として好適な装置であり、広く
使用されているが、製品スラリを取り出すための分級装
置部分に以下に説明する欠点があった。まず、分級管１
６の下端部から導入される分級液は、分級管１６の内部
を上向きに流動してタンク２の内部に到達するととも
に、分級管１６内を下降しようとする微細結晶をこの流
れにより上昇させてタンク２の内部に戻す作用を行な
う。ところが、分級管１６の先端から導入した分級液が
上昇する上昇流と、分級管１６内を下降しようとする微
結晶および成長結晶を含む母液の流れとが、互い違いの
流れとなって偏流を形成する傾向があり、前記分級管１
６の構造では微結晶を十分に除去できない問題があっ
た。

【０００８】本考案は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、母液に含まれる微細結晶と成長結晶を確実に分級
することができる分級装置を提供すること、および、そ
の分級装置を備えた結晶装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【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、母液が収納されたタンクから
母液中の成長結晶を分級する装置において、前記タンク
に形成された取出口に下向きに接続される分級管からな
り、この分級管を、２個以上のエルボ管を接続して構成
し、少なくとも１対のエルボ管どうしを逆向きに接続し
てなるものである。請求項２記載の考案は前記課題を解
決するために、請求項１記載の湿式分級装置において、
分級管の先端部に分級液の導入口を形成し、導入口近傍
に成長結晶の取出管を形成してなるものである。

【００１０】請求項３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中
央流路と周囲流路とを介して母液を流動させて母液をタ
ンク内で循環させる攪拌翼と、タンクの低壁に設けられ
た母液取出口と、この取出口に接続された分級装置とを
具備してなる結晶装置において、前記分級装置を２個以
上のエルボ管を連結してなる下向きの分級管から構成
し、前記少なくとも１対のエルボ管どうしを逆向きに接
続してなるものである。

【００１１】請求項４記載の考案は前記課題を解決する
ために、請求項３記載の結晶装置において、分級管の先
端部に分級液の導入口を形成し、導入口近傍に成長結晶
の取出管を形成してなるものである。

【００１２】

【作用】分級管に一対のエルボ管を逆向きに接続した部
分を設けることで、分級管を上昇する分級液の流れと分
級管を下降しようとする微細結晶を含む母液の流れとが
確実に衝突して乱流状態となり、微細結晶は分級液によ
り確実に上昇されてタンクに戻される。よって微細結晶
を含まず、成長結晶を多く含む製品スラリを分級して取
り出すことができ、分級効率が向上する。

【００１３】

【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分級装置を示
し、図２は図１に示す分級装置を備えた結晶装置の一例
を示すものである。なお、図２に示す結晶装置１００に
おいて、従来例の結晶装置１と同一の構成要素は同一の
符号を付してそれらの説明は省略する。図１において符
号６は、母液Ｂが収納されたタンク２の底部側のテーパ
壁を示し、このテーパ壁６に形成された取出口１２にフ
ランジ付きの取出パイプ２０が取り付けられ、この取出
パイプ２０に分級管２１が下向きに接続されている。分
級管２１は、第１エルボ管２２と第２エルボ管２３と第
２エルボ管２３の先端部に取り付けられた漏斗状の底蓋
部材２４とからなり、底蓋部材２４の先端部には分級液
の供給管２５が接続され、供給管２５の先端が導入口２
５ａにされるとともに、第２エルボ管２３の先端部分の
側部には成長結晶を含むスラリの取出管２６が接続され
ている。前記第１エルボ管２２は図１に示すように下向
きに接続され、この第１エルボ管２２の先端に更に下向
きに第２エルボ管２３が接続され、第１エルボ管２２と
第２エルボ管２３の湾曲方向は互いに逆向きになるよう
に、即ち第１エルボ管２２と第２エルボ管２３でそれら
の内部流路が蛇行するように接続されている。

【００１４】次に前記構成の結晶装置１００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１０
０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１１から供給してタンク２の内部に
収容する。また、攪拌翼８を回転させて図２に示すよう
にドラフト管３内の中央流路に上向きの流れを生じさせ
るとともにドラフト管３の外部の周囲流路に下向きの流
れを生じさせて母液Ｃを循環させる。また、排気孔２ａ
に接続した真空排気装置を作動させてタンク２に収容し
た母液Ｂの上部空間を減圧する。この減圧操作により母
液Ｂは液面部分で沸騰し、この部分が最も過飽和度の高
い領域となる。前記循環作用によりドラフト管３を上昇
する結晶は結晶成長を続けるが、この成長中の結晶は、
前記過飽和度の高い領域で効果的に成長され、続いてタ
ンク２の底部側に移動し、取出口１２に至る。

【００１５】前記循環の間に取出口１２から製品スラリ
を取り出し、遠心分離機にかけるか加熱処理することで
所望の結晶製品を得ることができる。製品スラリを取り
出すと、タンク２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を供
給口１１を介してタンク２に適宜補給する。

【００１６】前記母液Ｂの循環を行なう間、供給管２５
の導入口２５ａから分級管２１に母液Ｂと同一成分の分
級液を供給し、この分級液を分級管２１を介してタンク
２内に供給し、分級管２１の内部に図１の矢印ａに示す
ような流れを生じさせる。また、前記タンク２内におけ
る母液Ｂの循環により成長した成長結晶は、分級管１６
の内部に到達して分級管１６の内部を図１の矢印ｂに示
すように下降する。更に、前記成長結晶が分級管１６を
下降すると同時に微細結晶も分級管１６の内部を下降し
ようとする。ところが、供給管２５から分級管２１に分
級液を供給して上向きの流れを形成しているので、この
上向きの流れにより生じる浮揚力よりも重量の大きな結
晶は分級管１６内を沈降し、前記浮揚力よりも重量の小
さな結晶は上昇されてタンク２の内部に戻される。

【００１７】前記分級管２１の内部において母液Ｂは、
第１エルボ管２２と第２エルボ管２３に沿って蛇行しつ
つ下降するが、分級液も第２エルボ管２３と第１エルボ
管２２に沿って蛇行しつつ上昇する。よって下降する母
液Ｂ中の微細結晶と上昇する分級液とは必ず交じり合
い、乱流となって相互に偏流となることなく流動する。
よって微細結晶は分級液の流れに確実に押し上げられて
上昇し、タンク２内に戻されるとともに、成長結晶は分
級管２１の底部に下降して取出管２６から取り出され
る。

【００１８】以上のことから微細結晶を分級管１６の底
部側に沈降させることはなくなり、微細結晶を取出管２
６から取り出してしまうことはなくる。よって成長した
所定重量以上の大きな結晶のみを取出管２６から取り出
すことができる。このため分級効率が向上する。また、
タンク２に戻された微細結晶は再び母液Ｂの循環ととも
に再度成長されて分級管１６に至り、その時点で十分な
大きさに成長していれば前述したように分級されて取り
出される。

【００１９】図３は本考案の分級装置を図２に示す結晶
装置とは別種の結晶装置に適用した例を示すものであ
る。図３に示す結晶成長装置３０は、縦型のタンク３１
と、タンク３１の内部に設けられたドラフト管３３と、
タンク３１の底部に設けられた下窄まり状のテーパ壁３
４と、テーパ壁３４の下部に接続された攪拌装置３４ａ
と、ドラフト管３３の底部に設けられた攪拌翼３５を具
備して構成されている。前記の構造により、タンク３１
の内部空間は、ドラフト管３３の内部の中央流路とドラ
フト管３３の外側の周囲流路に区画されている。また、
タンク３１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３１の側壁を貫通した母液Ｃの供給口３６
が設けられ、テーパ壁３４には成長結晶の取出口３７が
形成され、この取出口３７には先に説明した例のものと
同等の構成の分級管２１が取り付けられている。また、
タンク３１の頂部には真空排気装置に接続される排気口
３８が形成されている。

【００２０】前記構成の結晶成長装置３０は、外部ヒー
タで加熱された母液Ｃを供給口３６から供給し、タンク
３１内に一定の母液Ｃを貯留し、攪拌翼３５を回転させ
て図３に示すようにドラフト管３３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３３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。即ち、図３に示す結晶装置３０
は、図２に示す結晶装置１００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。

【００２１】この逆循環型の結晶装置３０においても取
出口３７を介して分級管２１から製品スラリを取り出す
ことができる。そして、この際に、図１と図２を基に先
に説明した分級管２１と同等の作用によって微細結晶を
タンク３１内に戻すとともに、成長結晶のみを含む製品
スラリを分級管２１から取り出すことができる。

【００２２】ところで前記実施例では、分級管２１を２
つのエルボ管から構成したが、エルボ管を３本以上連結
して分級管２１を形成しても良く、エルボ管の他に必要
本数の直管を別途に接続しても良いのは勿論である。

【００２３】前記構成の分級装置を結晶装置に取り付け
て運転した場合と、従来の分級装置を結晶装置に取り付
けて運転した場合と、分級しない場合について、それぞ
れの場合における粒度分布を測定した。その結果を表１
に示す。用いた結晶装置は、図２に示す構成のドラフト
チューブバッフル型であり、蒸発能力２００ｋｇ／時
間、晶析能力４０ｋｇ／時間、到達真空度４０ｍｍＨ
ｇ、蒸発部直径５５０ｍｍのものを用い、原液は硫安を
用いた。 （以下、余白）

【００２４】

【表１】（単位：％） （各例の合計は１００％）

【００２５】表１から明らかなように、本考案の分級装
置を用いた例では、従来の分級装置よりも粒度の大きい
結晶の割合が多くなっていることが明らかであり、本考
案装置の効果が認められた。

【００２６】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、分
級管に２本以上のエルボ管を逆向きに接続した部分を設
けることで、分級管を上昇する分級液の流れと分級管を
下降しようとする微細結晶とを確実に衝突させて乱流と
することができ、微細結晶を分級液により確実に上昇さ
れてタンクに戻すとともに、成長結晶を分級管先端部に
沈降させることができる。よって微細結晶を含まず、成
長結晶を多く含む製品スラリを得ることができ、この製
品スラリから結晶製品を得ることができる。

【００２７】また、本考案に係る分級装置を備えた結晶
装置によれば、微細結晶を分離し、成長結晶を分級して
製品スラリとして取り出すことができるので、良質の製
品スラリを取り出すことができ、これにより高い分級効
率で良質の製品スラリを取り出すことにより高品質の結
晶製品を得ることができる。

【００２８】

【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は図１に示す分級装置を備えた結晶装置を
示す断面図である。

【図３】図３は図１に示す分級装置を備えた結晶装置の
他の例を示す断面図である。

【図４】図４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。

【符号の説明】

Ｂ、Ｃ 母液 ２、３１ タンク ３、３３ ドラフト管 ８、３５ 攪拌翼 １２、３７ 取出口 ２１ 分級管（分級装置） ２２ 第１エルボ管 ２３ 第２エルボ管 ２５ 供給管 ２５ａ 導入口 ２６ 取出管

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/02 ６１４ Ｂ０１Ｄ 9/02 ６１４ Ｂ０３Ｂ 5/66 Ｂ０３Ｂ 5/66

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 母液が収納されたタンクから母液中の成
   長結晶を分級する装置において、前記タンクに形成され
   た取出口に下向きに接続される分級管からなり、この分
   級管が、２個以上のエルボ管を接続して構成され、少な
   くとも１対のエルボ管どうしが逆向きに接続されてなる
   ことを特徴とする湿式分級装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の湿式分級装置において、
   分級管の先端部に分級液の導入口が形成され、導入口近
   傍に成長結晶の取出管が形成されてなることを特徴とす
   る湿式分級装置。
3. 【請求項３】 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
   とを形成する縦型のドラフト管と、タンクの内部に設け
   られて中央流路と周囲流路とを介して母液を流動させ母
   液をタンク内で循環させる攪拌翼と、タンクの底部に設
   けられた母液取出口と、この取出口に接続された分級装
   置とを具備してなる結晶装置において、 前記分級装置が２個以上のエルボ管を連結してなる下向
   きの分級管から構成され、前記少なくとも１対のエルボ
   管どうしが逆向きに接続されてなることを特徴とする結
   晶装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の結晶装置において、分級
   管の先端部に分級液の導入口が形成され、導入口近傍に
   成長結晶の取出管が形成されてなることを特徴とする結
   晶装置。