JP4205335B2 - 固形分の懸濁液を生成するための撹拌容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、均一な濃度を有する固形分の懸濁液を生成するための混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの化学プロセスは、混合、結晶化、反応、スラリー懸濁液などの液体に固形分を懸濁させる混合操作を含む。浮遊する固形分の取扱いは、しばしば混合操作の重要な面である。固形分は、固体密度が低いこと、体積密度（ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）が低いこと、および／または特定の固体が非湿潤性であることを含めたいくつもの理由で浮遊することができる。このような固形分は、空気に曝された液体の表面に浮遊し、空気の飛沫同伴などの作用を受ける。このような材料のスラリーをつくる能力には、一般に、浸水、脱気、および拡散のステップを必要とする。浮遊する固形分を拡散させるための従来技術の解決策では、複数の高さの羽根車が必要であると考えられていた。ほとんどの従来技術の装置には、浮遊している固形分と関与するように液体／空気の面付近に羽根車が配置されており、固形分が沈むときに固形分を混合し続けるために少なくとも１つの別の羽根車が液体の表面下に位置している。しかし、多くの操作ではそのような撹拌によって高レベルの剪断応力が加えられ、特に固形分が脆い微粒子である場合、生成物に損傷が与えられる。これは、長時間撹拌を行いながら数時間の滞留時間バッチ操作を行う移送操作で混合装置を使用する場合に、特に言えることである。固形分と液体を混合するための複数の羽根車を備えた従来技術設計が、米国特許第５，３９９，０１４号（Ｔａｋａｔａ他）、米国特許第４，６１４，４３９号（Ｂｒｕｎｔ他）、米国特許第４，９３４，８２８号（Ｊａｎｓｓｅｎ）、および米国特許第４，５５２，４６３号（Ｈｏｄｓｏｎ）に記載されている。スラリーへの高エネルギー入力を伴う混合は均一性を高めることができるが、生成物が損傷を受けることになる場合は望ましくない。
【０００３】
さらに、乾燥操作など、化学プロセスの別の操作への供給タンクとして混合タンクを使用する場合は、固形分がこのタンクの底に沈降しないようにする必要がある。固形分は、バッチの終わりにタンク内に残る傾向があり、バッチごとに蓄積される。これは、バッチごとに不均一になり得る不安定な状態であり、最終的に、スラリーの固形分濃度が時間とともに非常に高くなったときにはプロセスを中断してタンクを清浄にすることにより対処しなければならない。均一な懸濁液を維持することができ、または沈降する固形分を再度懸濁させることができる撹拌容器が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タンク内の液体中ならびにタンクから流出される流出流中の固形分濃度が均一になる撹拌容器の設計が、依然として求められている。システムは、固形分が浮遊し易いか沈み易いかに関わらず、均一な濃度を送出するべきである。均一な濃度は、混合タンクでの最高の高さから該タンクでのできる限り低い高さに至るまで、維持されるべきである。この設計では、タンクの使用容積を最大にし、かつタンクが空になったときにこのタンクの底に蓄積されているスラリーが最小限になるようにするべきである。最後に、このシステムは、生成物に損傷が与えられないように低剪断環境を作り出すべきである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、均一な濃度を有する液体中の固形分の懸濁液を生成するための撹拌容器であって、液体中の固形分の懸濁液を保持するための内部を形成する側壁と傾斜面を備えた底部とを有する垂直円筒形タンクと、前記タンクに固形分および液体を供給する手段と、前記タンクの内部に配置され、前記タンクの長さに及ぶ複数の固定バッフルと、前記垂直円筒形タンクの内部の中央に垂直に設置された回転シャフトと、前記回転シャフトから半径方向に延びる垂直羽根を備えた単一のタービン羽根車であって、前記羽根の下側縁が前記底部の前記傾斜面の勾配に一致する輪郭を成し、かつ前記羽根車の羽根の下側縁が前記底部に近接するように配置された、単一のタービン羽根車と、ほぼ前記羽根車の高さで側壁に位置する出口と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
羽根車はバッフルと共に、タンクの側壁に沿って全体的な下から上への懸濁液の流れを生成することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、均一な濃度を有する液体中の固形分の懸濁液を生成し、任意選択で供給するのに使用される、本発明の撹拌容器１０の好ましい実施形態が概略的に示されている。
【０００９】
本発明で、固形分の懸濁液という用語は、液体媒質全体に固体粒子材料を拡散させたものを意味する。本発明は、最終生成物として懸濁液を均一な濃度で生成することが好ましく、該懸濁液はその後、使用のため撹拌容器１０の外に移される。しかし、拡散を行なった後、混合操作によってさらに微粉化することができ、その結果、固形分が分散し、あるいは固体および液体の性質が可能な場合には溶解さえする。あるいは、撹拌容器１０は、該容器を結晶化装置として使用するなど、粒子を成長させる環境において使用することができ、その場合、成長する粒子が該粒子の損傷の心配なしに成長を促す液体全体に拡散される状態が維持される。
【００１０】
撹拌容器１０は、液体中の固形分の懸濁液を保持するための内部６を形成する側壁３と傾斜面５を備えた底部４とを有する垂直円筒形タンク１を含む。好ましい実施形態において、底部４は傾斜した直線の面、すなわち図示するような約１５度の円錐形状を有するが、皿状の形を形成する滑らかな曲線などの傾斜面を有するその他の設計も有用である。垂直円筒形タンク１に液体および固形分を供給する手段が提供される。垂直円筒形タンク１に液体および固形分を供給するための手段は、液体成分および固体成分の両方を入れる容器でよい。液体および固形分は、単一の供給入口２によってタンクに供給することができる。あるいは、固形分および液体は、固体成分および液体成分を別々に供給するための任意の適切なシステム（図示せず）によって供給することができ、固形分および液体用の別個の入口を使用することができる。
【００１１】
複数の固定バッフル７が、後述するように、液体表面に向かう懸濁液の上方への流れを確実にするために円錐状の底部に近接して、タンク１の内部６に配置され、該タンクの長さ及んでいる。好ましい実施形態において、等しい間隔を置いて配置された４つの全長バッフル７は、側壁３付近に設置されているが、バッフル７の後ろでの流れが可能になるように側壁から外れて設置されている（ｏｆｆｓｅｔ）。この好ましい実施形態において、バッフルは、壁から約１．５インチ（約３．８ｃｍ）外れて設置されており、円錐底部の０．５インチ（約１．３ｃｍ）以内にまで及ぶ。一般に容器の直径の１／１２である従来の混合器において見られるバッフルに比べ、本発明の好ましい実施形態のバッフルは比較的狭い。各バッフルの幅は、タンクの直径の８％未満であることが好ましく、本明細書に記載する好ましい実施形態において６．６％である。
【００１２】
図１に示すバッフルは、一般に、側壁３の垂直方向に沿って配置されている。しかし、図４に示す好ましい構成では、バッフルは、側壁の垂直方向からわずかな角度をなして（約１０度）配置されている。図４は、４つの等しい間隔を置いて配置されたバッフル２７を有する垂直なタンク２１を、正面から見た図である。側方バッフルには符号２７Ｓが付されている。前方バッフル２７Ｆおよび後方バッフル２７Ｒは、矢印Ａで示される羽根車の回転方向と共に、底部から上部への角度をもって側壁３の垂直方向から１０度の角度で配置されているのが示されている。わずかに角度が付けられたバッフルによって、スラリーの流れが補助され、目詰まりが最小限に抑えられることがわかった。
【００１３】
図１を参照して、回転シャフト８は、垂直な円筒形タンク１の中央で垂直に配置されており、混合タンクの最上部に取り付けられ、かつモータ１１により駆動されるギヤボックス９によって回転する。その回転方向を矢印Ａで示す。回転シャフト８から半径方向に延びる垂直羽根１３を有する単一のタービン羽根車１２は、羽根車の羽根の下側縁１５ができる限りタンクの底部４に近接するように配置され、それでもなお回転が妨げられないように配置されている。羽根車の羽根１３は、タンクの底部４の傾斜面の勾配に一致する輪郭を成す。羽根車は、最初に懸濁液の半径方向の流れを生成する。しかし、以下に論じるように、タンクの底部に配置された羽根車と共に垂直に及ぶバッフルを備える全体的な容器の設計では、側壁３に沿って全体的な下から上への流れ（ｏｖｅｒａｌｌ ｂｏｔｔｏｍ−ｔｏ−ｔｏｐ ｆｌｏｗ）が作り出される。羽根車は、羽根車の下での流れを妨げるように、タンクの底部に十分近接して配置される。特に液体の高さ１８が下がるときに、タンク内の固形分の蓄積を減少させるには、羽根車の羽根１３の下側縁１５からタンクの底部までが０．５インチから３インチ（約１．３ｃｍから約７．６ｃｍ）の密な隙間であることが好ましく、０．５インチから１インチ（約１．３ｃｍから約２．５ｃｍ）の密な隙間であることが好ましい。
【００１４】
羽根車１２は垂直タービンの設計であり、９０度ずつ間隔を空けて配置された垂直かつ平らな４つの羽根１３からなる一実施形態の平面図を図２に示す。各垂直羽根の内側部分１４は駆動シャフト８に取着されており、各羽根１３の底部縁１５は、タンク底部の傾斜面の勾配に一致するように角度が付けられている。
【００１５】
好ましい実施形態において、本発明の羽根は比較的狭い。羽根車の全径に対する、外側縁１６に沿って測定された羽根の幅の比は、１／１２から１／３の間であり、好ましくは１／８から１／４の間である。羽根車の全径は比較的大きく、この羽根車の直径は、円筒形タンクの直径の少なくとも６０％に等しい。
【００１６】
垂直で湾曲している（一般に「後退角が付いた（ｂｌａｃｋｓｗｅｐｔ）」とも呼ばれる）６つの羽根１３’から羽根車が構成されている、羽根の代替の構成を図３に示す。図示する曲率半径は、回転面の方向にある。この場合も、羽根車の羽根１３’の底部縁はタンク底部の傾斜面の勾配に一致する輪郭を成している。
【００１７】
出口２０は、ほぼ羽根車１２の高さで（好ましくは垂直軸に沿った羽根車のほぼ中間点で）側壁に位置付けられ、その結果、羽根車が出口に向けて半径方向にポンプ送出するように働き、懸濁液を連続的に引き出しかつタンクから流出する流出流を均一な濃度に維持することが可能となる。図１に示すように、出口２０は、タンク内および羽根車によって作り出される半径方向への流れ内に突出するディップ管１９を備えた側部ノズルであることが好ましい。
【００１８】
本発明の装置の設計は、出口２０に比べて比較的多い流出を行うために、直径の大きいフラッシュポート１７も含んでいる。このポート１７は、一般に容器の日常的な操作では使用されず、単位操作における全ての内容物を素早く除去することが望ましい場合に容器を時折清浄しフラッシュするために設けられている。
【００１９】
本発明の撹拌容器は、いくつかの化学製造プロセスで効果的に使用することができる。図５に示すように、典型的なプロセスフローシートは、第１の操作５０と、移送タンク５１と、第２の操作５２とを含むことができる。この概略図で、移送タンク５１は、均一な濃度の懸濁液を生成するために図１に記載する撹拌容器の要素を有する。第１の操作は、例えば、反応器、結晶化装置、ペレタイザーとすることができる。第２の操作は、例えば、乾燥器、篩い分け器、濾過器、デカンターでよい。
【００２０】
本発明の撹拌器および羽根車の羽根は、一般に、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）やＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）などの、炭素鋼、ステンレス鋼、または腐食性の適用に合わせて調製された合金で構成される。いくつかの極端な適用例では、チタンを使用することができる。同様に、被覆鋼で作られた装置を特定の適用例で使用することができ、この被覆は、例えばガラス、ガラス繊維、フルオロポリマー、またはエラストマーであってもよい。あるいは、この容器をガラス繊維で構成することができる。
【００２１】
さらに図１に示すように、本発明による撹拌容器は、均一な濃度の液体中固形分を生成して維持することができる特有の循環パターンを懸濁液に付与する。該循環パターンには、垂直な円筒形タンク１の側壁３に沿った全体的な下から上への流れパターンも含む。渦巻きＶが液面／空気面に形成され、それによって浮遊する固形分が沈みかつきつい螺旋Ｓを描いて羽根車１２に向かって下へと引っ張られる。羽根車は、懸濁液を半径方向にバッフル７へ向かって側壁３へと押し出す。バッフルはタンクの長さに及び、懸濁液をタンクの底部から最上部へと真っ直ぐに押し流すのを助けるが、該最上部では懸濁液が再び渦巻きに遭遇して下向き螺旋を描いて再び沈んでいく。
【００２２】
ほとんどの操作において、懸濁液は、該懸濁液を撹拌容器から引き出すことが望まれるまで、ある期間にわたって撹拌される。循環パターンが示すように、羽根車１２は、タンクの底部に固形分を蓄積させる機会をほとんど与えることなく懸濁液をその方向で半径方向に押し出すので、側壁の出口２０から、液体中の固形分が均一な濃度である懸濁液を連続的に引き出すことができる。懸濁液の高さが下がるとき、図１に示す全体的な循環パターンを維持することができる。出口での粒子濃度の変化を小さく保つため、ディップ管１９のサイズによって制御される懸濁液の流出速度が出口に近づく速度に等しくなるように、懸濁液は一定の速度で排出される。望む場合には、容器から流出する懸濁液は、その後、連続計量フィードでプロセス鎖におけるさらに下のステップに供給することができる。あるいは懸濁液は、容器から少量ずつ引き出して、例えば遠心分離のような分離ステップなどの別のプロセスステップに供給することができる。一方、容器に残っている懸濁液は十分に拡散した状態に維持され、固形分は、粒子が損傷を受ける可能性のある過酷な条件に曝されない。
【００２３】
記述される容器は、タンクの上部の高さで１つの羽根車を使用し、タンクの底部の高さで１つの羽根車を使用する場合のような、複数の羽根車を使用する従来技術とは対照的である。このような従来技術の装置での循環パターンは、２つの混合ゾーンが生じる傾向があり、その１つは最上部に、もう１つは底部に生じ、これら２つの混合ゾーンの間には分離された液体のゾーンがある。このような混合レジームでは、液体中の固形分濃度がタンクの内部全体にわたって変動することができる。液体の高さが上部羽根車の高さより下に下がる場合、循環パターンは一般に変化して、混合に悪影響を及ぼし得る。さらに、従来の混合器では、その高さが上部羽根車を通って下がるとき、羽根車に衝突する液面によって激しく跳ね散らかし、側壁面に固形分が蓄積される可能性がある。
【００２４】
本発明の予期せぬ特徴とは、例えばいわゆる低剪断水中翼羽根車（ｌｏｗ ｓｈｅａｒ ｈｙｄｒｏｆｏｉｌ ｉｍｐｅｌｌｅｒｓ）を使用する従来の設計よりも低い電力の入力で、固形分の均一な濃度が実現されるということである。このタイプの装置は、例えば米国特許第４，４６８，１３０号（Ｗｅｅｔｍａｎ）に示されている。電力消費量を比較するために、比較試験では、本発明の設計による直径１フィート（３０ｃｍ）の容器と、水中翼羽根車を備えた直径１フィート（３０ｃｍ）の同様の容器について評価する。図２に示される、垂直かつ平らな４つの羽根車羽根を有する輪郭を成す羽根車は、記述したようにタンクの底部に配置される。しかし、水中翼の設計では輪郭を付けることができず、したがって、羽根車はタンクの低い位置に配置されない。試験の第１部では、両方の容器を等しい水および固形分濃度で満たして、各容器内で均一な混合が実現される速度を決定する。これを、各容器の初期速度とみなす。試験の第２部では、各容器を水だけで満たし、その初期速度に設定し、供給されるＤＳ電圧およびアンペアを測定する。モータ損失に対する調整も含めて羽根車による電力消費量を計算する。撹拌器は、初期速度を含めたいくつかの速度でも運転し、電力消費量を測定して、初期速度での測定の正確度を確認する。この比較で使用した、本発明の設計による単位体積当たりの電力の入力は、１０００ガロン当たり３．２馬力（０．６４ワット／リットル）である。この比較で使用した、水中羽根車を備える容器に対する電力の入力は、１０００ガロン当たり５．４馬力である（１．１ワット／リットル）。本発明の、輪郭を成す垂直羽根車は、所要電力の約６０％で水中翼羽根車と同等レベルの混合をもたらす。
【００２５】
本発明の容器に対する電力の入力は、１０００ガロン当たり０．１馬力から５０馬力（０．２〜１０ワット／リットル）の範囲内であることが好ましく、１０００ガロン当たり２．５〜１８．０馬力（０．５〜３．５ワット／リットル）であることがより好ましい。記述した容器の設計によれば、生成物に与えられる損傷が少なくなり、電力消費量がより少なくなる。垂直タービン羽根車は一般にその高剪断および高電力特性で知られているので、この結果は意外なことである。
【００２６】
別の予期しない特徴とは、タンクのちょうど底部に単一の羽根車を配置することによって、浮遊する固形分が非常に良好に沈むことである。複数の羽根車を使用する従来技術の手法では、上部羽根車を最上面からその直径の約１／２の距離だけ下の位置に配置して、ポンプ動作により固形分をタンクのバルク内にまで下げるのを補助する。
【００２７】
さらに思いがけないことに、液面が羽根車の高さまで排出されたときであっても、または液面が羽根車の最上部よりも下に下がったときであっても、液体中の固形分濃度を均一に維持しながら懸濁液を依然として効果的にタンクから除去することもできる。本発明の撹拌容器は、タンクの低い高さで、跳ねを最小限に抑えて、残りのスラリーを側壁に向かって出口へと押し出す。従来の水中翼またはピッチ羽根タービンを使用する従来技術の設計、例えば米国特許第５，２９７，９３８号（Ｖｏｎ Ｅｓｓｅｎ他）に示すものでは、液面の高さが羽根車まで下がるときに過剰な跳ねが生じ、生成物に損傷を与える。従来技術の設計では、該高さが羽根車の下にまで下がると、固形分と液体が分離し、それによって濃度の均一性が損なわれる。混合の均一性が失われると液体が優先的に流し出されるので（浮遊する固形分に対し）、大量の固形分がタンク内に残ることになる。本発明では、タンク底部での固形分の蓄積が回避される。良好な混合は、タンク内の非常に低い高さでも達成される。本設計はタンクに最大の使用容積を付与し、タンクを空にしたときにはタンク底部に最小限の固形分が残る。
【００２８】
本発明は、形成された懸濁液の９５％までを除去することができる。したがって、生成物を混合してバッチプロセスの別のステップに供給するための装置として該撹拌容器を使用するとき、最小限の固形分が次のバッチと一緒になる。それによって、前のバッチから蓄積された材料の過度の使用および劣化が最小限に抑えられる。
【００２９】
記述した撹拌容器は、液体中に任意のタイプの固形分を懸濁させるために使用することができ、特に、浮遊する固形分を懸濁させるのに有用である。浮遊する固形分とは、浮遊する傾向がある粒子または塊状物を意味する。そのような浮遊する固形分は、低固体密度または低体積密度であってよく、あるいは非湿潤性のものでよい。容器は、特に、非湿潤性の固形分を懸濁させるように適合される。非湿潤性の固形分とは、固形分が混合されている液体媒質をその固形分がはじくことを意味する。固形分の密度にも関わらずこの固形分を界面に浮遊させる表面現象に起因して、非湿潤性の固形分には上向きの力が加えられる。固形分は、沈むときにしばしば気体の被膜で包まれることが見出され、そのため固形分の有効密度が低下する。次いでこの固形分は低密度の浮遊する固形分のように振る舞う。固体塊状物は、拡散されるまで非湿潤性の固形分のように振る舞うことができる。
【００３０】
均一な懸濁液濃度を得るために撹拌容器を使用する他、この容器は、溶解、結晶化、化学反応を促進させるために使用することもできる。良好な溶解を必要とするプロセスの場合、粒子は、この粒子が溶解している液体に密に接触していることが必要である。本発明は、溶解する粒子の沈降または浮遊を最小限に抑える。沈降した固形分の層全体にわたる拡散が本質的に無くなるとき、溶解時間は最小限に抑えられる。本発明の羽根車により液体と粒子の接触が増大し、それが、電力消費量の削減につながっている。結晶化装置として、この容器は、結晶の形成、成長、および懸濁のための環境を提供するが、この場合、成長する結晶に損傷を与える可能性のある高剪断の心配が無い。結晶があるサイズに達したとき、この結晶を、均一な濃度の懸濁液中に連続的に移動させ、濾過器や乾燥器ベルトなどの乾燥操作に供給することができる。本発明の容器は、農産物および医薬品の形成に関連する沈殿および結晶化プロセスの多くで特に有用である。本発明の容器内で有利に形成することができるいくつかのタイプの結晶生成物には、例えば、アジピン酸、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、シアン化ナトリウムが含まれる。
【００３１】
記述した容器は、ポリスチレンやポリテトラフルオロエチレンなどのポリマー生成物の加工における、反応器または移送タンクとして使用することもできる。
【００３２】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の形成などのポリマープロセスには、微細に切断された粒状樹脂やペレット化した粒状樹脂などの種々の形態のポリマーを提供する非常に多くの加工ステップがある。そのようなプロセスでは、ＰＴＦＥは、しばしば水中に浮遊する固体生成物の懸濁液として取り扱われ、撹拌容器内で混合される。本発明の容器は、個々のバッチが保持時間を必要とし、その後スクリーニングおよび乾燥操作に供給することが必要なとき、移送タンクとしての役割をすることができる。最大処理量でスクリーニングおよび乾燥操作の安定で連続的な操作を確実にするために、このような供給タンクから出る固形分は均一な濃度であることが望まれる。本明細書で述べたような混合によって、脆い生成物への高エネルギー入力を回避しながらバッチごとの均一性をもたらす。
【００３３】
本発明の撹拌容器には、包装材料として使用される発泡性ポリスチレン成形粒子の形成など、適所発泡ビーズ（ｆｏｒｍｅｄ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ ｂｅａｄｓ）を生成するプロセスにおける使用もある。このプロセスは、沈殿防止剤を含有する温水の容器に円筒形熱可塑性ポリマー粒子を添加し、その後、起泡剤または発泡剤を添加することを含む。容器をポリマーのガラス転移温度よりも高い温度に加熱し、粒子は、加熱サイクル中に円筒形から球形に変化する。バッチを周囲温度に冷却し、排出を行なって、過剰な可燃性の発泡剤を除去し、発泡ビーズを回収する。従来技術の装置では、壁面、シャフト、バッフル、および羽根車に固まり付いた粒子の塊状物から明らかなように、これらの浮遊する固形分の理想的な懸濁条件が達成されなかった。懸濁条件が特に不均一である場合、大量の固まりまたは粒子の塊状物によって、液体上面に固体橋かけ層が形成される可能性がある。これとは対照的に、本発明の設計では、ポリマー粒子が容器全体に均一に分散され、上面付近の固体粒子は一定の運動に保たれ、懸濁液により絶え間なく濡れて再生され、塊状物および固まりの形成が回避される。
本発明の好ましい態様は、以下に示す。
（１） 均一な濃度を有する液体中の固形分の懸濁液を生成するための撹拌容器であって、
液体中の固形分の懸濁液を保持するための内部を形成する側壁と傾斜面を備えた底部とを有する垂直円筒形タンクと、
前記タンクに固形分および液体を供給する手段と、
前記タンクの内部に配置され、前記タンクの長さに及ぶ複数の固定バッフルと、
前記垂直円筒形タンクの内部の中央に垂直に設置された回転シャフトと、
前記回転シャフトから半径方向に延びる垂直羽根を備えた単一のタービン羽根車であって、前記羽根の下側縁が前記底部の前記傾斜面の勾配に一致する輪郭を成し、かつ前記羽根車の羽根の下側縁が前記底部に近接するように配置された、単一のタービン羽根車と、
出口と、
を含むことを特徴とする撹拌容器。
（２） 前記羽根車が前記バッフルと共に、前記タンクの側壁に沿って全体的な下から上への前記懸濁液の流れを生成することを特徴とする（１）に記載の容器。
（３） 均一な濃度の前記懸濁液を引き出すため、前記出口がほぼ前記羽根車の高さで前記側壁に位置することを特徴とする（１）に記載の容器。
（４） 前記底部が円錐形状を有することを特徴とする（１）に記載の容器。
（５） 前記液体が水であることを特徴とする（１）に記載の容器。
（６） 前記固形分が浮遊する固形分であることを特徴とする（１）に記載の容器。
（７） 前記内部には、等しい間隔を置いて配置された４つのバッフルがあることを特徴とする（１）に記載の容器。
（８） 前記バッフルが前記側壁の近くにあるが前記側壁から外れて設置されていることを特徴とする（１）に記載の容器。
（９） 前記バッフルのそれぞれの幅がタンクの直径の８％未満であることを特徴とする（１）に記載の容器。
（１０） 前記バッフルが、前記側壁の垂直方向に沿って配置されていることを特徴とする（１）に記載の容器。
（１１） 前記バッフルが、前記側壁の垂直方向からわずかな角度をなして配置されていることを特徴とする（１）に記載の容器。
（１２） 前記羽根車が、垂直かつ平らな複数の羽根を有することを特徴とする（１）に記載の容器。
（１３） 前記羽根車が、垂直かつ湾曲した複数の羽根を有することを特徴とする（１）に記載の容器。
（１４） 前記羽根車が、前記円筒形タンクの直径の少なくとも６０％に等しい直径を有することを特徴とする（１）に記載の容器。
（１５） 電力の入力が０．２〜１０ワット／リットルの範囲内であるように前記羽根車が動作することを特徴とする（１）に記載の容器。
（１６） 電力の入力が０．５〜３．５ワット／リットルの範囲内であるように前記羽根車が動作することを特徴とする（１）に記載の容器。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撹拌容器の好ましい実施形態の立面断面図であり、該容器での懸濁液の循環パターンを示す図である。
【図２】垂直かつ平らな４つの羽根車羽根の第１の配置を示す断片的な平面図である。
【図３】垂直かつ湾曲した６つの羽根車羽根の第２の配置を示す断片的な平面図である。
【図４】好ましい実施形態を示す撹拌容器の立面断面図であって、バッフルが側壁の垂直方向に対してある角度に配置されている状態を示す図である。
【図５】本発明の撹拌容器を使用する全体的なプロセス図を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ タンク
２ 入口
３ 側壁
４ 底部
７ バッフル
８ 回転シャフト
９ ギヤボックス
１０ 撹拌容器
１１ モータ
１２ 羽根車
１３ 羽根
１４ 内側部分
１５ 下側縁
１６ 外側縁
１７ フラッシュポート
１８ 液体の高さ
１９ ディップ管
２０ 出口

Claims (1)

1. 均一な濃度を有する液体中の固形分の懸濁液を生成するための撹拌容器であって、
   液体中の固形分の懸濁液を保持するための内部を形成する側壁と傾斜面を備えた底部とを有する垂直円筒形タンクと、
   前記タンクに固形分および液体を供給する手段と、
   前記タンクの内部に配置され、前記タンクの長さに及ぶ複数の固定バッフルと、
   前記垂直円筒形タンクの内部の中央に垂直に設置された回転シャフトと、
   前記回転シャフトから半径方向に延びる垂直羽根を備えた単一のタービン羽根車であって、前記羽根の下側縁が前記底部の前記傾斜面の勾配に一致する輪郭を成し、かつ前記羽根車の羽根の下側縁が前記底部に近接するように配置された、単一のタービン羽根車と、
   ほぼ前記羽根車の高さで側壁に位置する出口と、を含む
   ことを特徴とする撹拌容器。

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