JP3129395B2

JP3129395B2 - 混合装置

Info

Publication number: JP3129395B2
Application number: JP08106433A
Authority: JP
Inventors: 孝哉井上
Original assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Kansai Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: JPH09271649A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合装置に関し、
さらに詳細には、互いに混合されにくい重液と軽液とを
混合するため、または、液体とガスとを混合するための
混合装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】互いに混合されにくい重液と軽液とを混
合して、目的成分を抽出するために、従来、種々のミキ
サー・セトラー抽出装置および塔型の抽出装置が広く使
用されてきた。しかしながら、従来のミキサー・セトラ
ー抽出装置は構造が簡単で、抽出効率も良好であるとの
利点を持ってはいるが、その反面、処理量に比して大き
な設置面積を必要とし、そのうえ、多数の攪拌機および
ポンプを必要とするため、多大な動力が必要とされると
いう欠点があった。また、これに対して、従来の塔型抽
出装置では、設置面積を節減でき、連続向流抽出に適し
ているとの利点を有するが、その反面、抽出効率が満足
し得る程に高くならないとの欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、従来のミ
キサー・セトラー抽出装置および塔型抽出装置のそれぞ
れにおける欠点を解消し、それぞれの利点を兼備し、さ
らにこれらの利点が助長された混合装置を開発すべく、
鋭意、研鑚を重ねた結果、筒体を隔壁で仕切って複数の
混合室を配設し、これらの混合室の上方に分離室を設
け、分離室と該分離室の下方で、混合室と分離室との少
なくとも１組を隔てた混合室とを下降管で接続せしめ、
混合室中に攪拌翼を装着せしめた混合装置とし、かつ、
この混合装置を使用することによって、互いに混合され
にくい重液と軽液との混合のみならず、液体とガスとの
混合においても、処理量の増大を可能ならしめ、設置面
積および所要動力をそれぞれ節減でき、しかも抽出効率
が高い混合装置が得られるとの新知見に基づいて、本発
明に到達した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本第１発明
は、下部に軽液供給口、底部に重液排出口および上部に
軽液排出口がそれぞれ設けられ、かつ、底部が重液貯留
室とされた筒体内に、隔壁によって仕切られた複数の混
合室および分離室が設けられ、該分離室は該混合室の上
方に位置せしめられ、最下段の分離室と重液貯留室とが
最下段の混合室を隔てて下降管で互いに接続せしめら
れ、かつ、他の分離室と該分離室の下方の混合室と分離
室との少なくとも１組を隔てた混合室とが下降管で互い
に接続せしめられ、混合室および分離室のそれぞれの下
部隔壁には、中央に開口が穿設され、該開口の周縁には
上方に突出せしめられ、上部開口を有する中央筒体が周
設され、各中央筒体の上部開口を挿通せしめられて攪拌
軸が設けられ、前記混合室には該攪拌軸に装着されて攪
拌翼が設けられ、最上段の混合室の下部乃至底部に重液
供給口が設けられていることを特徴とする混合装置であ
る。

【０００５】また、本第２発明は、下部にガス供給口、
底部に液体排出口および上部にガス排出口がそれぞれ設
けられ、かつ、底部が液体貯留室とされた筒体内に、隔
壁によって仕切られた複数の混合室および分離室が設け
られ、該分離室は該混合室の上方に位置せしめられ、最
下段の分離室と液体貯留室とが最下段の混合室を隔てて
下降管で互いに接続せしめられ、かつ、他の分離室と該
分離室の下方の混合室と分離室との少なくとも１組を隔
てた混合室とが下降管で互いに接続せしめられ、混合室
および分離室のそれぞれの下部隔壁には、中央に開口が
穿設され、該開口の周縁には上方に突出せしめられ、上
部開口を有する中央筒体が周設され、混合室の中央筒体
の上部開口には逆止弁が設けられ、各中央筒体の上部開
口および各逆止弁を挿通せしめられて攪拌軸が設けら
れ、前記混合室には該攪拌軸に装着されて攪拌翼が設け
られ、最上段の混合室の下部乃至底部に液体供給口が設
けられていることを特徴とする混合装置である。

【０００６】本第１発明の混合装置において、筒体は、
該筒体の長軸線に実質的に直交せしめられる隔壁によっ
て、複数の室に区分されている。これらの各室は、下方
の混合室および上方の分離室とで１組とされた複数組に
充当されている。これらの隔壁は、各室の下部隔壁であ
り、また、上部隔壁でもある。なお、１組の混合室およ
び分離室において、混合室は、通常は、１室でよいが、
複数の混合室を連設せしめてもよい。

【０００７】本第１発明の混合装置において、筒体は、
通常は、中空円筒体であり、これに対応して、各室の上
部隔壁および下部隔壁である隔壁の形状は、いずれも筒
体の水平断面（筒体の長軸線と実質的に直交せしめられ
る断面以下同様）の形状に等しい円とされている。筒
体を、その水平断面の形状が、楕円および長円などの円
状ならびに正方形、正六角形および正八角形などの多角
形の筒体とすることができる。これらの場合には、隔壁
の形状は、いずれも筒体の水平断面の形状と等しく、そ
れぞれ、楕円および長円などの円状ならびに正方形、正
六角形および正八角形などの多角形とされる。なお、隔
壁の周縁と筒体の内周面との間から漏液のないように液
封されていなければならないことはいうまでもない。

【０００８】この筒体には、その下部に軽液供給口、底
部に重液排出口および上部に軽液排出口がそれぞれ設け
られている。隔壁には、中央に開口（以下中央開口
と記すことがある）が穿設されている。この中央開口の
形状には特に制限はないが、通常は円とされるが、楕円
および長円などの円状ならびに正方形、正六角形および
正八角形などの多角形などとすることができる。該中央
開口の周縁には上方に突出せしめられ上部に開口を有す
る中央筒体が周設されている。該中央筒体の形状は中央
開口の形状に対応せしめられている。たとえば、中央開
口が円の場合には、中央筒体は無底で中空の円筒、円錐
台または半球体とされる。

【０００９】該中央筒体の上部には開口（以下上部開
口と記す）が穿設されている。この上部開口の形状
は、前記の中間筒体の形状によって異なる。たとえば、
その水平断面の形状が円である円筒、円錐台または半球
体のような中央筒体の場合には、その上部開口は円とさ
れる。最上段の混合室の下部乃至は底部には重液供給口
が穿設されている。また、筒体の底部は重液貯留室とさ
れている。中央筒体の上部開口を挿通せしめられて攪拌
軸が設けられている。前記の混合室内には該攪拌軸に装
着されて攪拌翼が設けられている。

【００１０】最下段の分離室と重液貯留室とが最下段の
混合室を隔てて下降管で接続せしめられ、かつ、他の分
離室と該分離室の下方の混合室と分離室との少なくとも
１組を隔てた混合室とが下降管で互いに接続せしめられ
ている。下降管は、その上端および下端のそれぞれが、
前者の場合には、筒体底部の重液貯留室と接続せしめら
れる分離室の下部隔壁および該重液貯留室内にそれぞれ
開口せしめられ、また、後者の場合には、分離室の下部
隔壁および該分離室と接続せしめられる混合室内の下部
乃至底部にそれぞれ開口せしめられている。

【００１１】混合室内に設けられる攪拌翼は、攪拌効率
の高いものでなければならないが、攪拌効率がよければ
形式などについては特に制限がなく、さきに本発明者ら
が開発した特開平７−８７７６号公報ならびに特願平６
−３３７６６２号の明細書および図面に記載された攪拌
翼を好適に使用することができる。これらの攪拌翼は、
何れも攪拌軸に装着された支持体に部分攪拌器が装着さ
れた攪拌翼である。

【００１２】しかして、部分攪拌器とは、攪拌のために
それ自体は駆動されることはなく、それ自体を駆動させ
るための動力を特に必要とせず、攪拌軸を回転させるこ
とにより部分攪拌器が装着された支持体を攪拌軸を中心
として回転させて、部分攪拌器の内部に被混合物を通過
せしめて、混合室内の液を局部的に攪拌し得る能力を有
していればよく、その構造などには特に制限はないが、
通常は、従来、フローミキサーとして使用されている液
滴分散装置を使用することができる。

【００１３】フローミキサーとは、たとえば「化学工学
便覧（社団法人化学工学協会編、丸善株式会社昭和
63年発行）第567頁右欄」に記載されているように、
「液の流れによる運動エネルギーを利用する方法で液液
分散を行う装置であって、液輸送時の流路内に設置する
もの」と定義される。しかして、これらの攪拌翼の部分
攪拌器の具体例は、内径が一定な中空の筒およびその内
部に内周面に外接せしめられ、または僅かに間隙を設け
て、各種内部構造体が内蔵せしめられた筒などである。
部分攪拌器の筒は、たとえば、円筒および角筒などとす
ることができる。

【００１４】また、内部構造体の具体例としては、丸め
た網および焼結金属などのようなスポンジジ状物、筒の
長軸線と交わる１乃至複数個の網状体、１乃至複数の捻
曲板、周辺を互いに交叉せしめられて交互に反対向きに
配設された複数の折曲板および周辺を互いに交叉せしめ
られた複数の平板などがある。部分攪拌器は攪拌軸と実
質的に直交せしめられた支持体に放射状に装着されて攪
拌翼とされている。この場合に、部分攪拌器は、攪拌翼
の回転面上に並列せしめることもができるし、回転面を
挟持するように並列せしめることもできる。

【００１５】この場合に、部分攪拌器は、好ましくは、
攪拌翼を回転せしめた場合に、単一または並列せしめら
れた複数の部分攪拌器の回転平面の円周側（以下外側
と記すこともある）先端において、一端が他端よりも
攪拌軸から離反せしめられていることが好ましい。この
攪拌翼の回転時において、部分攪拌器の外側先端におけ
る攪拌軸から離反せしめられている先端（以下先行端
と記すこともある）が接近せしめられている先端（以
下後行端と記すこともある）よりも先行せしめられ
なければならない。

【００１６】これらの場合には、攪拌翼を回転せしめる
ことにより、被混合物は部分攪拌器の筒自体によって攪
拌されるとともに、被混合物は部分攪拌器の回転軸側の
開口（以下第一開口と記すことがある。）から部分
攪拌器に流入し、部分攪拌器内の内部構造体により攪拌
されて生成せしめられた複雑な流れによって混合され、
該部分攪拌器の円周側の開口（以下第二開口と記す
こともある）から排出せしめられる。

【００１７】また、本第１発明で使用される攪拌翼とし
て、攪拌軸の長軸線と実質的に直交せしめて装着された
円盤の周縁に該円盤と実質的に直交せしめられて放射状
に複数の羽根が設けられ、所望により該羽根の先端側
（円周側）が板体で覆われている、所謂、平羽根ディス
クタービン有する攪拌翼も好適に使用される。攪拌効率
を良好にするためには、攪拌翼の外径は、混合室の下部
隔壁に設けられた中央筒体の上部開口の径よりも大きく
することが好ましい。攪拌効率を良好にするためには、
また、混合室の下部隔壁に設けられた中央筒体の上部開
口の径が筒体の内径の１／２以下であり、かつ、攪拌翼
の外径が筒体の内径の１／３以上であることが好まし
い。

【００１８】所望により筒体外周面にジャケットを設け
ることができ、しかも、好ましい。筒体内の液は攪拌に
よって伝熱係数が向上せしめられるので、筒体外周面に
ジャケットを設けて筒体の外部から加熱または冷却する
ことにより、筒体内の液は効率よく加熱または冷却され
る。また、ジャケットは筒体外周面の全体にわたりおよ
び間欠的のいずれにも設けることができる。

【００１９】本第１発明の混合装置において、筒体内へ
の重液および軽液の供給量がそれぞれ少ない場合には、
分離室の頂部に空隙が生じて、その上方の混合室からの
混合液が逆流することがある。このような場合に、混合
液の逆流を防止するために、中央筒体の上部開口に逆止
弁が設けられることが好ましい。逆止弁の弁体は、前記
の中央筒体の上部開口の周縁である弁座と当接せしめら
れる板体であり、所望によりこの弁体はスプリングで弁
座に押圧されていてもよい。

【００２０】本第１発明の混合装置において、軽液と重
液とは次のようにして混合される。すなわち、軽液供給
口から筒体の下部に軽液が連続的に供給される。この軽
液が供給されるに伴って、その液面が逐次上昇せしめら
れ、最下段の混合室の中央筒体の上部開口を経由して最
下段の混合室内に軽液が供給される。他方、重液供給口
から最上段の混合室の底部に重液が連続的に供給され
る。供給された重液は、該混合室の直下の分離室で混合
液から分離せしめられ、分離室の隔壁の中央筒体の上部
開口から上昇せしめられた軽液と混合室内で攪拌翼で攪
拌されて混合され、混合液として該混合室の直上の分離
室の中央筒体の上部開口から分離室に到達せしめられ
る。該分離室内でこの混合液は重液と軽液との２層に分
離せしめられる。この重液は、その上端が該分離室の下
部隔壁に開口せしめられている下降管から流下せしめら
れ、該分離室の下方の混合室および分離室の少なくとも
１組を隔てた混合室に到達せしめられる。重液は、同様
にして、下降管を経由して筒体内を順次下降せしめられ
最下段の混合室に到達せしめられる。

【００２１】最下段の混合室内において、前記の軽液と
重液とは、攪拌翼によって攪拌されて混合せしめられる
とともに、該混合室の中央筒体の上部開口から供給され
た軽液によって前記の混合液は上昇せしめられて該混合
室内に充満せしめられ、次いで、直上の分離室の中央筒
体の上部開口を経由して該分離室内に供給される。この
混合液は該分離室内において、上部および下部がそれぞ
れ軽液および重液の２層に分離せしめられる。

【００２２】該分離室内における２層のうち、軽液は直
上の混合室の中央筒体の上部開口を経由して該混合室に
供給される。該混合室に供給された軽液は、その上方の
分離室から下降管を流下せしめられた重液と、前記と同
様にして混合せしめられる。他方、前記の２層のうちの
重液は、その上端が該分離室の下部隔壁に開口せしめら
れている下降管を流下せしめられて、筒体の底部の重液
貯留室に導かれ、筒体の底部の重液排出口から筒体外へ
排出せしめられる。

【００２３】このようにして、各混合室において、重液
供給口および下降管のそれぞれからの重液と、軽液供給
口および各混合室に連設された下方（以下直下と記
すことがある）の分離室から中央筒体の上部開口のそれ
ぞれから供給された軽液とが混合されて混合液とされ
る。この混合液は直上の分離室に、該分離室の中央筒体
の上部開口から供給される。他方、各分離室において、
直下の混合室から供給された混合液は軽液および重液の
２層に分離され、軽液は直上の混合室へ該混合室の中央
筒体の上部開口から供給され、重液は該分離室の下部隔
壁にその上端が開口せしめられている下降管を流下せし
められて下方の混合室および重液貯留室のそれぞれに供
給される。

【００２４】最上段の分離室における２層の中の軽液は
筒体の上部の軽液排出口から筒体外へ排出せしめられ
る。他方、２層のうちの重液は、その上端が該分離室の
下部隔壁に開口せしめられている下降管を流下せしめら
れて、下方の混合室および重液貯留室のそれぞれに供給
される。重液貯留室において、重液は、連続的または間
欠的に重液排出口から筒外へ排出せしめられ、以て、該
重液貯留室での液面は所望の高さを保持するように制御
される。なお、この液面の高さは軽液供給口の下方であ
ることが好ましい。このようにして、本第１発明の混合
装置において、それぞれの供給部位からみれば、軽液と
重液とは筒体内を互いに向流となって流れ、他方、この
混合室内では、軽液および重液は混合液として上昇せし
められて並流となって流れている。

【００２５】本第２発明の混合装置は、液体とガスとを
混合するための装置であって、前記の本第１発明の混合
装置において、重液供給口および重液排出口をそれぞれ
液体供給口および液体排出口に代え、また、軽液供給口
および軽液排出口をそれぞれガス供給口およびガス排出
口に代え、重液貯留室を液体貯留室代えとし、さらに、
混合室の中央筒体の上部開口に逆止弁が設けられている
ことを必須としている以外には本質的に異なる処はな
い。

【００２６】本第１発明の混合装置は、互いに混合され
にくい軽液と重液との接触を良好ならしめて、抽出、洗
浄、化学反応および中和などに好適に使用される。本第
２発明の混合装置は、ガスと液体との接触を良好ならし
めて、抽出、洗浄、化学反応および中和などに好適に使
用される。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施例で示されるような本発明の
装置は、容易に製造することができ、また、本発明の混
合装置を使用して実施例に示されるように、重液と軽液
または液体とガスとを容易に、かつ、効率よく混合する
ことができる。

【００２８】

【実施例】本発明の混合装置および本発明の混合法を、
図面によって、さらに、具体的に説明するが、本発明
は、この実施例に限定されるものではない。実施例１本第１発明の混合装置図１は本第１発明の混合装置の代表的な実施態様の原理
を示し、本第１発明の混合装置の縦断面図である。

【００２９】すなわち、円筒の筒体 1は、その下部に軽
液供給口11、底部に重液排出口12、および上部に軽液排
出口13がそれぞれ設けられており、また、底部が重液貯
留室14とされている。筒体 1は、該筒体 1の長軸線に実
質的に直交せしめられる６個の隔壁21,22,23,24,25およ
び26によって、仕切られて６室が形成せしめられてい
る。この６室の中、最下段の室が混合室31とされ、これ
より上方に向って、１室おきに、混合室32および33とさ
れている。また、該各混合室の直上の室は、下方から順
次、分離室41,42および43とされている。

【００３０】これらの隔壁21,…,26のそれぞれの形状
は、筒体 1の水平断面と一致せしめられて円形とされて
いる。筒体 1は、その長軸線に直交するする面で複数に
分割されており、これらの隔壁21,…,26のそれぞれは、
分割された筒体同士の間に嵌装せしめられている。混合
室31,32および33ならびに各分離室41,42および43の下部
隔壁とされる隔壁21,23,25,22,24および26のそれぞれの
中央に円形の中央開口211,213,215,212,214および216が
穿設されている。また、これらの中央開口211,213,215,
212,214および216の周縁には、中央筒体221,223,225,22
2,224および226が周設されている。しかして、これらの
中央筒体の形状は、ほぼ、中空円錐台であって、その周
壁は内方に僅かに弯曲せしめられている。これらの中央
筒体221,223,225,222,224および226は、それぞれ前記の
中央開口211,213,215,212,214および216の周縁から上方
に突出せしめられ、かつ、上部開口2211,2231,2251,222
1,2241および2261を有している。

【００３１】分離室41と重液貯留室14とは、混合室31を
隔てて、下降管51で互いに接続せしめられている。しか
して、該下降管51は、混合室31の下部隔壁である隔壁21
を貫通せしめられ、かつ、分離室41の下部隔壁である隔
壁22および重液貯留室14の下部でそれぞれ開口せしめら
れている。また、分離室42とその下方の混合室31とは、
該分離室42の下方の混合室32と分離室41との１組を隔て
て下降管52で互いに接続せしめられている。該下降管52
は、混合室32の下部隔壁である隔壁23および分離室41の
下部隔壁である隔壁22をそれぞれ貫通せしめられ、か
つ、分離室42の下部隔壁である隔壁24および混合室31の
底部でそれぞれ開口せしめられている。

【００３２】同様に、分離室43とその下方の混合室32と
は、該分離室43の下方の混合室33と分離室42との１組を
隔てて下降管53で互いに接続せしめられている。該下降
管53は、混合室33の下部隔壁である隔壁25および分離室
42の下部隔壁である隔壁24をそれぞれ貫通せしめられ、
かつ、分離室43の下部隔壁である隔壁26および混合室32
の底部でそれぞれ開口せしめられている。最上段の混合
室33の底部には重液供給口15が設けられている。攪拌軸
6が、その上部および下端で軸受に受止され、各室の中
央筒体221,222,…,226の上部開口2211,2221,…,2261を
それぞれ挿通せしめられて装着されている。

【００３３】各混合室31,32および33内には、各中央筒
体221,223および225の上部開口2211,2231および2251の
それぞれの上方に、攪拌軸 6に固着された攪拌翼61,62
および63がそれぞれ内蔵せしめられている。この攪拌翼
61,62および63はいずれも後記の図３で示される攪拌効
率が高い平羽根ディスクタービンを有する攪拌翼であ
る。この中央筒体221,223および225の上部開口2211,223
1および2251の径は、いずれも筒体 1の内径の１／３と
され、攪拌翼61,62および63の外径は、いずれも筒体 1
の内径の５／７とされ、攪拌翼61,62および63の外
径は、いずれも中央筒体221,223および225の上部開口22
11,2231および2251の径よりも大きくされている。

【００３４】図１で示された本第１発明の混合装置にお
いて、軽液と重液とは次のようにして混合される。すな
わち、軽液供給口11から筒体 1の下部に軽液が連続的に
供給される。この軽液が供給されるに伴って、その液面
が逐次上昇せしめられ、最下段の混合室31の中央筒体22
1の上部開口2211を経由して最下段の混合室31内に軽液
が供給される。

【００３５】他方、重液供給口15から最上段の混合室33
の底部に重液が連続的に供給される。供給された重液
は、該混合室33の直上の分離室43の中央筒体226の上部
開口2261から分離室43に到達せしめられる。この重液
は、その上端および下端が該分離室43の下部隔壁である
隔壁26および混合室32の底部にそれぞれ開口せしめられ
ている下降管53から流下せしめられ、該分離室43の下方
の混合室33および分離室42の１組を隔てた混合室32に到
達せしめられる。重液は、同様にして、下降管を経由し
て筒体 1内を順次下降せしめられ、最下段の混合室31に
到達せしめられる。

【００３６】最下段の混合室31内において、前記の軽液
と重液とは、攪拌翼61によって攪拌されて混合せしめら
れるとともに、該混合室31の中央筒体221の上部開口221
1から供給された軽液によって前記の混合液は上昇せし
められて該混合室31内に充満せしめられ、次いで、直上
の分離室41の中央筒体222の上部開口2221を経由して該
分離室41内に供給される。この混合液は該分離室41内に
おいて、上部および下部がそれぞれ軽液および重液の２
層に分離せしめられる。

【００３７】該分離室41内における２層のうち、軽液は
直上の混合室32の中央筒体223の上部開口2231を経由し
て該混合室32に供給される。該混合室32に供給された軽
液は、その上方の分離室43から下降管53を流下せしめら
れた重液と、前記と同様にして混合せしめられる。他
方、前記の分離室41における２層のうちの重液は、その
上端および下端が該分離室41の下部隔壁である隔壁22お
よび重液貯留室14のそれぞれに開口せしめられている下
降管51を流下せしめられて、筒体 1の底部の重液貯留室
14に導かれ、筒体の底部の重液排出口12から筒体 1外へ
排出せしめられる。

【００３８】このようにして、各混合室31,32および33
のそれぞれにおいて下降管52および53のそれぞれからの
重液ならびに重液供給口15からの重液と、軽液供給口11
および各混合室の直下の分離室41および42のそれぞれか
ら、中央筒体の221,223および225の上部開口2211,2231
および2251のそれぞれを経由して供給された軽液とが攪
拌翼61,62および63のそれぞれで攪拌され混合されて混
合液とされる。この混合液は直上の分離室41,42および4
3のそれぞれに、該分離室41,42および43の中央筒体222,
224および226の上部開口の2221,2241および2261のそれ
ぞれから供給される。

【００３９】他方、各分離室41,42および43のそれぞれ
において、直下の混合室31,32および33のそれぞれから
供給された混合液は、軽液および重液の２層に分離さ
れ、軽液は直上の混合室32および33へ該混合室32および
33の中央筒体223および225の上部開口2231および2251の
それぞれから供給される。重液は該分離室43および42の
下部隔壁である隔壁26および24のそれぞれにその上端が
開口せしめられており、かつ、混合室32,31のそれぞれ
の底部にその下端がそれぞれ開口せしめられている下降
管53および52を流下せしめられて下方の混合室32および
31に供給されるとともに、分離室41の下部隔壁である隔
壁22にその上端が開口せしめられており、重液貯留室14
の下部にその下端が開口せしめられている下降管51を流
下せしめられて、筒体 1の底部の重液貯留室14に供給さ
れる。次いで、この重液は、重液排出口12から筒体 1外
へ連続的または間欠的に排出せしめられる。かくして、
重液貯留室14における重液の液面は所望の高さに制御さ
れ、保持される。

【００４０】最上段の分離室43における２層の中の軽液
は筒体 1の上部の軽液排出口13から筒体 1外へ排出せし
められる。この装置を抽出に使用する際には、軽液供給
口11および重液供給口15からは軽液として抽出剤および
重液として被抽出成分を含有する被抽出物がそれぞれ供
給される。また、重液排出口12および軽液排出口13から
重液として抽残物および被抽出物の抽出剤溶液がそれぞ
れ排出される。このようにして、本第１発明の混合装置
において、それぞれの供給部位からみれば、軽液および
重液は筒体 1内を、それぞれ上昇および下降せしめら
れ、互いに向流とされている。また混合室31,32,33内で
は、軽液と重液とは混合液としてを上昇せしめられ、軽
液および重液は並流とされている。

【００４１】実施例２本第２発明の混合装置図２は本第２発明の混合装置の代表的な実施態様の原理
を示し、本第２発明の混合装置の縦断面図である。図２
で示された本第２発明の混合装置は、実施例１の図１で
示された混合装置において、軽液供給口11、重液排出口
12、軽液排出口13、重液貯留室14および重液供給口15
を、それぞれ、ガス供給口71、液体排出口72、ガス排出
口73、液体貯留室74および液体供給口75に代え、かつ、
各混合室31,32および33の下部隔壁のそれぞれの下方に
空隙が生成している場合に、混合室31,32および33のそ
れぞれでの混合液が、混合室31,32および33のそれぞれ
の中央筒体221,223および225の上部開口2211,2231およ
び2251から逆流しないように、中央筒体221,223および2
25の上部開口2211,2231および2251のそれぞれが止弁221
2,2232および2252である円盤で塞がれている以外には本
質的に相違はない。

【００４２】実施例３平羽根ディスクタービンを有す
る攪拌翼図３に、前記の図１および図２のそれぞれに示された本
発明の混合装置の混合室31に設けられる攪拌翼61を示
す。図３において、ａは攪拌翼61の平面図であり、ｂは
前記ａで示された攪拌翼61のＡ−Ａ切断部端面図であ
る。この攪拌翼61は、羽根の先端側（円周側）が板体で
覆われている平羽根ディスクタービンを有している攪拌
翼である。

【００４３】すなわち、この攪拌翼61は、攪拌軸 6を挿
通せしめる中心孔が穿設され、攪拌軸 6の長軸線と実質
的に直交せしめられる円盤611の表面に、攪拌軸 6を挿
通せしめる中心孔が穿設されたボス612が固着されてい
る。該円盤611の表面には、中心角約６０゜でボス612の
外周から放射状に６枚の羽根板613,613,…,613が設けら
れている。この各羽根板613の形状は長方形の１つの頂
角が斜めに切除された五角形とされている。この羽根板
613の斜めに切断された部分は斜めとされた環状板体614
で覆われ、固着されていている。この環状板体614の形
状は、扁平な円錐台の周壁に相当する。

【００４４】また、円盤611の裏面にも、表面の羽根板6
13と対応する箇所に６枚の羽根板615,615,…,615が設け
られている。この羽根板615の形状は、台形とされてい
るが、その長さは短くされており、その一端はボス612
の外周面に達していない。これらの羽根板615,…,615の
斜の辺は環状板体616で覆われている。環状板体616の形
状は、前記の環状板体614の形状と同様である。図１に
おける攪拌翼62および63も、それぞれ攪拌翼61と同様で
ある。

【００４５】実施例４部分攪拌器を有する攪拌翼およ
び部分攪拌器。 (１) 複数の部分攪拌器が、攪拌軸と実質的に直交せし
められた支持体に放射状に装着された攪拌翼。図４にこ
の攪拌翼の斜視図を示す。すなわち、この攪拌翼64は、
攪拌軸 6と実質的に直交せしめられた円盤641を支持体
とし、該円盤641の両面には互いに並列せしめられた２
個で１組の部分攪拌器642,643の４組が、中心角約９０
゜で放射状に装着されている。なお、この部分攪拌器64
2,643の詳細は、後記の図６に示されている。なお、互
いに並列せしめられた部分攪拌器はその円周側（外側）
の先端が斜めとされており、この先端において、該攪拌
翼を回転せしめた場合に先行せしめられる先端（先行
端）6421が後行せしめられる先端（後行端）6432よりも
攪拌軸 6から離反せしめられている。なお、図４に示さ
れた攪拌翼においては、その回転方向は反時計方向とさ
れなければならない。

【００４６】(２) 部分攪拌器 (イ) 図５は、長軸線方向に垂直な断面の形状が正方形の
角筒内に、２枚の捻曲板が内部構造として内蔵せしめら
れた部分攪拌器を示しており、aおよびbはそれぞれ側面
図および縦断面図である。この部分攪拌器60は、角筒60
1内に２枚の捻曲板602,603が内蔵せしめられ、相接する
辺6022,6031同士のなす角がほぼ９０°となるように互
いに接触せしめられて該角筒601の長軸線方向に直列に
配置せしめられている。これらの２枚の捻曲板602,603
は、その捩れ角を約９０°とし、捻曲板602,603の捻曲
方向が互いに逆とされている。捻曲板602,603は、長軸
線を軸として長方形の板を捻曲させたものであり、幅お
よび長さは該角筒の対角線の長さおよび該角筒の全長の
１／２とほぼ等しくされている。

【００４７】(ロ) 図６は、角筒内に、２枚の折曲板が内
部構造体として内蔵せしめられた部分攪拌器を示すもの
であり、a,bおよびcはそれぞれ水平断面図、この部分攪
拌器の筒体の側壁が取り除かれた正面図およびこの部分
攪拌器の内部構造体である折曲板の斜視図である。この
部分攪拌器70は、開口形状が長方形の角筒701内に、２
枚の折曲板702,703が内蔵せしめられている。折曲板70
2,703は、それぞれ長方形の平板を折曲線7021,7031で１
回折り曲げられている。しかして、これらの２枚の折曲
板702,703は、それぞれの周辺7022,7032が互いに接触せ
しめられ、かつ、互いに反対向きに配置せしめられ、こ
れと外接する前記の角筒701内に内蔵せしめられてい
る。また、これらの２枚の折曲板702,703の長軸線は該
角筒701の長軸線と実質的に平行とされて互いに並列し
て配列せしめられている。また、これらの一方の折曲板
702の折曲線7021および他方の折曲板703の折曲線7031
は、該角筒701の下面および上面のそれぞれの内面に当
接せしめられる。なお、折曲線7021および7031のそれぞ
れと、角筒701の下面および上面のそれぞれの内面との
間に間隙を設けてもよい。

【００４８】(ハ) 図７は、角筒内に、２枚の平板が内部
構造体として内蔵せしめられた部分攪拌器の一部切欠斜
視図である。部分攪拌器80は、２枚の長方形の平板801
および802が、それらの長辺8011,8021をそれらのほぼ中
央で互いに接触せしめられて交叉せしめられ、これらが
内部構造体としてこれに外接する角筒803内に内蔵せし
められている。

【００４９】(ニ) 図８は、角筒内に、角柱状に丸められ
た網が内部構造体として内蔵せしめられた部分攪拌器の
一部切欠斜視図である。部分攪拌器90は、角筒901内
に、角柱状に丸められた金網902がその長軸線を前記の
角筒901の長軸線と一致せしめられ、内部構造体として
内蔵せしめられている。

【００５０】(ホ) 図９は、角筒内に、３枚の四角形板状
の網が内部構造体として内蔵せしめられた部分攪拌器の
一部切欠斜視図である。部分攪拌器100は、角筒1001内
に、３枚の四角形板状の網1002,1002,1002が間隔をあけ
て、前記の角筒1001の長軸線と直交せしめられて、内部
構造体として内蔵せしめられている。

【００５１】実施例５本発明の混合装置を使用した場
合と従来の塔型混合装置を使用した場合との効果の比較抽出装置として設計条件抽出原料（重液）の供給速度１５００kg／hr 抽出剤（キシレン）（軽液）の供給速度１５００kg／hr 抽出物（軽液）の排出速度２７００kg／hr 抽残物（重液）の排出速度３００kg／hr 所要理想段数５段前記の設計条件下での各抽出塔の諸元回転円板振動板本発明の抽出塔抽出塔装置(図１) 塔径（mm）５００４００３００有効塔高（mm）４０００４８００２５００駆動動力（kw）１.５２.２０.７５板の枚数または段数３５枚(回転円板) ３５枚(多孔板) ７段抽出効率１４.３％／枚１４.３％／枚７１.４％／段なお、駆動動力は、攪拌翼回転用電動機の動力を表示し
た。本実施例は本発明の装置は、抽出に使用して場合に
は、従来の塔型装置に比して、さらに小型となり、所要
動力を節減し得、しかも、抽出効率を向上せしめ得るこ
とが判る。

【００５２】

【発明の効果】本発明の混合装置は、従来のミキサー・
セトラー抽出装置および塔型抽出装置ならびにこれらの
装置を使用する抽出法、混合法における欠点を解消して
それぞれの利点を得るのみならず、これらの利点がさら
に助長され、構造が簡単で、処理量に比して比較的小さ
な処理面積で済み、攪拌機が少なくて済み、ポンプは不
要であって所要動力を節減でき、しかも、高い抽出効率
または混合率が得られ、重液と軽液との混合および液体
とガスとの混合のそれぞれに好適に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１発明の混合装置の代表的な実施態様の原
理を示し、本第１発明の混合装置の代表例の縦断面図で
ある。

【図２】本第２発明の混合装置の代表的な実施態様の原
理を示し、本第２発明の混合装置の代表例の縦断面図で
ある。

【図３】本発明の混合装置の混合室31に設けられた平羽
根ディスクを有する攪拌翼の代表例を示し、ａは攪拌翼
61の平面図であり、ｂは前記ａで示された攪拌翼のＡ−
Ａ切断部端面図である。

【図４】複数の部分攪拌器が、攪拌軸と実質的に直交せ
しめられた支持体に放射状に装着された攪拌翼の斜視図
である。

【図５】角筒内に、９０゜に捻曲された２枚の捻曲板が
内部構造体として内蔵せしめられた部分攪拌器を示すも
のであり、aおよびbはそれぞれ側面図および縦断面図で
ある。

【図６】角筒内に、２枚の折曲板が内部構造体として内
蔵せしめられた部分攪拌器を示すものであり、a,bおよ
びcはそれぞれ水平断面図、この部分攪拌器の筒体の側
壁が取り除かれた正面図およびこの部分攪拌器の内部構
造体である折曲板の斜視図である。

【図７】角筒内に、２枚の平板が内部構造体として内蔵
せしめられた部分攪拌器の一部切欠斜視図である。

【図８】角筒内に、角柱状に丸められた網が内部構造体
として内蔵せしめられた部分攪拌器の一部切欠斜視図で
ある。

【図９】角筒内に、３枚の四角形板状の網が内部構造体
として内蔵せしめられた部分攪拌器の一部切欠斜視図で
ある。

【符号の説明】

1 筒体 11 軽液供給口 12 重液排出口 13 軽液排出口 14 重液貯留室 15 重液供給口 21 隔壁 22 隔壁 23 隔壁 24 隔壁 25 隔壁 26 隔壁 211 中央開口 212 中央開口 213 中央開口 214 中央開口 215 中央開口 216 中央開口 221 中央筒体 222 中央筒体 223 中央筒体 224 中央筒体 225 中央筒体 226 中央筒体 2211 上部開口 2221 上部開口 2231 上部開口 2241 上部開口 2251 上部開口 2261 上部開口 2212 逆止弁 2232 逆止弁 2252 逆止弁 31 混合室 32 混合室 33 混合室 41 分離室 42 分離室 43 分離室 51 下降管 52 下降管 53 下降管 6 攪拌軸 61 攪拌翼 611 円盤 612 ボス 613 羽根板 614 環状板体 615 羽根板 616 環状板体 62 攪拌翼 63 攪拌翼 64 攪拌翼 641 円盤 642 部分攪拌器 6421 先行端 643 部分攪拌器 6432 後行端 71 ガス供給口 72 液体排出口 73 ガス排出口 74 液体貯留室 75 液体供給口 60 部分攪拌器 601 角筒 602 捻曲板 6022 辺 603 捻曲板 6031 辺 70 部分攪拌器 701 角筒 702 折曲板 7021 折曲線 7022 周辺 703 折曲板 7031 折曲線 7032 周辺 80 部分攪拌器 801 平板 8011 長辺 802 平板 8021 長辺 803 角筒 90 部分攪拌器 901 角筒 902 角柱状に丸められた網 100 部分攪拌器 1001 角筒 1002 四角形状の網

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下部に軽液供給口、底部に重液排出口お
よび上部に軽液排出口がそれぞれ設けられ、かつ、底部
が重液貯留室とされた筒体内に、隔壁によって仕切られ
た複数の混合室および分離室が設けられ、該分離室は該
混合室の上方に位置せしめられ、最下段の分離室と重液
貯留室とが最下段の混合室を隔てて下降管で互いに接続
せしめられ、かつ、他の分離室と該分離室の下方の混合
室と分離室との少なくとも１組を隔てた混合室とが下降
管で互いに接続せしめられ、混合室および分離室のそれ
ぞれの下部隔壁には、中央に開口が穿設され、該開口の
周縁には上方に突出せしめられ、上部開口を有する中央
筒体が周設され、各中央筒体の上部開口を挿通せしめら
れて攪拌軸が設けられ、前記混合室には該攪拌軸に装着
されて攪拌翼が設けられ、最上段の混合室の下部乃至底
部に重液供給口が設けられていることを特徴とする混合
装置。
【請求項２】混合室の中央筒体の上部開口に逆止弁が
設けられてなる請求項１記載の混合装置。
【請求項３】下部にガス供給口、底部に液体排出口お
よび上部にガス排出口がそれぞれ設けられ、かつ、底部
が液体貯留室とされた筒体内に、隔壁によって仕切られ
た複数の混合室および分離室が設けられ、該分離室は該
混合室の上方に位置せしめられ、最下段の分離室と液体
貯留室とが最下段の混合室を隔てて下降管で互いに接続
せしめられ、かつ、他の分離室と該分離室の下方の混合
室と分離室との少なくとも１組を隔てた混合室とが下降
管で互いに接続せしめられ、混合室および分離室のそれ
ぞれの下部隔壁には、中央に開口が穿設され、該開口の
周縁には上方に突出せしめられ、上部開口を有する中央
筒体が周設され、混合室の中央筒体の上部開口には逆止
弁が設けられ、各中央筒体の上部開口および各逆止弁を
挿通せしめられて攪拌軸が設けられ、前記混合室には該
攪拌軸に装着されて攪拌翼が設けられ、最上段の混合室
の下部乃至底部に液体供給口が設けられていることを特
徴とする混合装置。
【請求項４】下部隔壁に設けられた中央筒体が無底で
中空の円筒、円錐台、半球体、半楕円体または半長球体
である請求項１乃至３のいずれか１項記載の混合装置。
【請求項５】攪拌翼の外径が、混合室の下部隔壁に設
けられた中央筒体の上部開口の径以上とされた請求項１
乃至４いずれか１項記載の混合装置。
【請求項６】混合室の下部隔壁に設けられた中央筒体
の上部開口の径が、筒体の内径の１／２以下である請求
項１乃至５のいずれか１項記載の混合装置。
【請求項７】攪拌翼の外径が、筒体の内径の１／３以
上である請求項１乃至６のいずれか１項記載の混合装
置。
【請求項８】攪拌翼が、支持体に部分攪拌器が装着さ
れてなる攪拌翼である請求項１乃至７のいずれか１項記
載の混合装置。
【請求項９】攪拌翼が平羽根ディスクタービンを有す
る攪拌翼である請求項１乃至８のいずれか１項記載の混
合装置。
【請求項１０】筒体外周面に加熱または冷却のための
ジャケットが設けられてなる請求項１乃至９のいずれか
１項記載の混合装置。