JPH03275102A - 薄膜蒸発機の多段攪拌翼 - Google Patents
薄膜蒸発機の多段攪拌翼Info
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- JPH03275102A JPH03275102A JP7724890A JP7724890A JPH03275102A JP H03275102 A JPH03275102 A JP H03275102A JP 7724890 A JP7724890 A JP 7724890A JP 7724890 A JP7724890 A JP 7724890A JP H03275102 A JPH03275102 A JP H03275102A
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Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、化学工業のポリマー製造プロセスにおけるモ
ノマ分離工程、食品、医薬品工業等の濃縮工程等に広く
使用される撹拌式薄膜蒸発機に関しその撹拌翼の機能を
高めるための構造の改良に関する。
ノマ分離工程、食品、医薬品工業等の濃縮工程等に広く
使用される撹拌式薄膜蒸発機に関しその撹拌翼の機能を
高めるための構造の改良に関する。
（従来の技術）
第１図は非接触型撹拌式薄膜蒸発機を模型的に示す横断
面図である。円筒形器内で中心ロータ（１）から放射方
向に延びる撹拌Ｍ（２）が器内壁（３）と小間隔を隔て
て回転し、加熱される器内壁面に流下する液を薄膜（４
）状に展開させかつ撹拌翼の前面にフィレット（５）を
形成する。第２図はこの状況を斜視図として示し、薄膜
（４）では矢印（ａ）方向に流下し、フィレット（５）
では、らせん矢印（ｂ）方向に降下する。従来技術では
撹拌翼を傾斜翼とすることにより、流動性の悪い高粘度
液を取扱う場合でも液の降下が促進され、また多段翼と
することにより翼端部で薄い液膜の層態が更新されるこ
とが期待されている。
面図である。円筒形器内で中心ロータ（１）から放射方
向に延びる撹拌Ｍ（２）が器内壁（３）と小間隔を隔て
て回転し、加熱される器内壁面に流下する液を薄膜（４
）状に展開させかつ撹拌翼の前面にフィレット（５）を
形成する。第２図はこの状況を斜視図として示し、薄膜
（４）では矢印（ａ）方向に流下し、フィレット（５）
では、らせん矢印（ｂ）方向に降下する。従来技術では
撹拌翼を傾斜翼とすることにより、流動性の悪い高粘度
液を取扱う場合でも液の降下が促進され、また多段翼と
することにより翼端部で薄い液膜の層態が更新されるこ
とが期待されている。
（発明が解決しようとする課題）
従来技術の非接触型撹拌式薄膜蒸発機では、多段傾斜翼
でも上段翼の下端と下段翼の上端との相互関係は経験的
に決定されているのが現状である。その結果、次の点に
問題がある。
でも上段翼の下端と下段翼の上端との相互関係は経験的
に決定されているのが現状である。その結果、次の点に
問題がある。
（イ）混合性能の向−ヒを目的とした翼の配置方法の定
量化が不充分。
量化が不充分。
（ロ）イニシャルコスト削減の指針が不明瞭。
（課題を解決するための手段）
本発明は非接触型撹拌式薄膜機の最適設計の指針を与え
るため、その撹拌翼を傾斜多段質とする場合の流動、混
合特性ならびに動力消費特性を明らかにし、従来技術の
上記課題を解決することを目的とする。
るため、その撹拌翼を傾斜多段質とする場合の流動、混
合特性ならびに動力消費特性を明らかにし、従来技術の
上記課題を解決することを目的とする。
解決手段としての本発明の薄膜蒸発機の多段撹拌翼は、
円筒形器内壁と小間隔を隔てて傾斜多段撹拌翼を回転さ
せて器内壁上の液膜からの蒸発の促進を図る非接触型撹
拌式薄膜蒸発機において、垂直方向に対する撹拌翼の傾
斜角を１５〜４５°として、上段質の下端と下段具の上
端との距離■、を、 式Ｌ ＝０．００２６５ Ｒｅｍ１／４±３０％ただし
、１、；距離［ｍｌ 、 Ｒｅｍ ：撹拌レイノルズ数
ρｎｄ２ Ｒｅｍ＝ μ ρ：液体密度（ｋｇ／ボ］、ｎ：回転数（ｒｐｓ）ｄ：
翼スパン〔ｍｌ、μ：液体粘度（Ｐａ−ｓ）で示される
範囲に設定したことを特徴とする。
円筒形器内壁と小間隔を隔てて傾斜多段撹拌翼を回転さ
せて器内壁上の液膜からの蒸発の促進を図る非接触型撹
拌式薄膜蒸発機において、垂直方向に対する撹拌翼の傾
斜角を１５〜４５°として、上段質の下端と下段具の上
端との距離■、を、 式Ｌ ＝０．００２６５ Ｒｅｍ１／４±３０％ただし
、１、；距離［ｍｌ 、 Ｒｅｍ ：撹拌レイノルズ数
ρｎｄ２ Ｒｅｍ＝ μ ρ：液体密度（ｋｇ／ボ］、ｎ：回転数（ｒｐｓ）ｄ：
翼スパン〔ｍｌ、μ：液体粘度（Ｐａ−ｓ）で示される
範囲に設定したことを特徴とする。
また実装置では下段方向はど粘度が高くなるため、上式
に従って距離１．すなわち翼間隔を下段方向はど小さく
設定する。
に従って距離１．すなわち翼間隔を下段方向はど小さく
設定する。
（作 用）
撹拌式曹膜華発機内では、第１図に示すように、フィレ
ット（５）と液膜（４）が形成され、薄膜化された液膜
からは蒸発が促進され、フィレットはこの液膜との物質
交換と軸方向への液体輸送の役割をする。しかし液膜の
形成とフィレットによる液膜との間の物質交換状態が釣
合っていなげれば蒸発成分の液膜への供給が遅れること
により蒸発性能が低下することになる。本発明では上段
質と下段具との距離を最適に保持しているために、この
間でフィレットと液膜との合流、混合が最も効果的に行
なわれ、充分な交換がなされるために蒸発性能を加熱能
力の極限に近い状態にまで向上させることができる。
ット（５）と液膜（４）が形成され、薄膜化された液膜
からは蒸発が促進され、フィレットはこの液膜との物質
交換と軸方向への液体輸送の役割をする。しかし液膜の
形成とフィレットによる液膜との間の物質交換状態が釣
合っていなげれば蒸発成分の液膜への供給が遅れること
により蒸発性能が低下することになる。本発明では上段
質と下段具との距離を最適に保持しているために、この
間でフィレットと液膜との合流、混合が最も効果的に行
なわれ、充分な交換がなされるために蒸発性能を加熱能
力の極限に近い状態にまで向上させることができる。
（実 施 例）
実施例として、本発明の有効性の確認のため、非接触型
撹拌式薄膜蒸発機の撹拌翼の配置を変えて行なった比較
実験の結果を第３図に示す。
撹拌式薄膜蒸発機の撹拌翼の配置を変えて行なった比較
実験の結果を第３図に示す。
（八）は通常の垂直平板の撹拌翼に１５°の傾斜角（α
）を与えたもの、（Ｂ）は撹拌翼を上下で分割し、垂直
方向に対する傾斜角を１５°に与えるが上段質と下端量
との間隔りをＯにしたもので、ともに比較例である。（
Ｃ）は本発明のため２分割した撹拌翼に垂直方向に対す
る１５°の傾斜を与え上段質（６）と下段具（７）との
間隔りを２０ｍｍに設置したものである。内壁（３）面
に外部からトレーサー（Ｋｔｌ）を注入し、フィレット
と液膜との間の物質交換の指標として図中のプローブ（
８Ａ）（８Ｂ）での測定結果から得る物質交換率Ｍ〔％
〕を縦軸にとり横軸の翼先端速度Ｕｂ ［ｍ／ｓ］に対
してプロットした。物質交換率は次式で定義されるＭを
用いた。
）を与えたもの、（Ｂ）は撹拌翼を上下で分割し、垂直
方向に対する傾斜角を１５°に与えるが上段質と下端量
との間隔りをＯにしたもので、ともに比較例である。（
Ｃ）は本発明のため２分割した撹拌翼に垂直方向に対す
る１５°の傾斜を与え上段質（６）と下段具（７）との
間隔りを２０ｍｍに設置したものである。内壁（３）面
に外部からトレーサー（Ｋｔｌ）を注入し、フィレット
と液膜との間の物質交換の指標として図中のプローブ（
８Ａ）（８Ｂ）での測定結果から得る物質交換率Ｍ〔％
〕を縦軸にとり横軸の翼先端速度Ｕｂ ［ｍ／ｓ］に対
してプロットした。物質交換率は次式で定義されるＭを
用いた。
（、−ＣＡ
Ｃ：軸に垂直な断面内での平均濃度（ｍｏｌ／／すＣＡ
：上段質フィレット部の平均濃度（ｍｏｌ／ＩＣＢ＝下
段翼フィレット部の平均濃度（ｍｏｌ／ｆｆ）これによ
り明らかなように翼間隔を設けた（Ｃ）の場合、翼間隔
を設けない場合（Ａ） （Ｂ）と比較してＭは著しく促
進されることがわかる。
：上段質フィレット部の平均濃度（ｍｏｌ／ＩＣＢ＝下
段翼フィレット部の平均濃度（ｍｏｌ／ｆｆ）これによ
り明らかなように翼間隔を設けた（Ｃ）の場合、翼間隔
を設けない場合（Ａ） （Ｂ）と比較してＭは著しく促
進されることがわかる。
第４図は横軸に上下撹拌翼間隔Ｌ［ｍ：ｌをとり、図中
記入の条件で翼の傾斜を各種に変え、縦軸にＭ〔％］を
取った結果を示す。これより物質交換率Ｍは距離りの増
加とともに増加するが、ある一定の翼間隔以上となると
Ｍは一定値に漸近する。この漸近するＬを最小の翼間隔
で最大のＭを生せしめる最適翼間隔Ｌｏｐｔと定義する
ことができる。傾斜質のＬｏｐｔは垂直翼のそれの約６
０％になることがわかる。撹拌翼の傾斜角ば１５〜４５
°の範囲が適切で、１５°より小さければ液膜の降下が
遅滞し、４５°より大きければ動力損失が増し翼の形成
に不利となる。
記入の条件で翼の傾斜を各種に変え、縦軸にＭ〔％］を
取った結果を示す。これより物質交換率Ｍは距離りの増
加とともに増加するが、ある一定の翼間隔以上となると
Ｍは一定値に漸近する。この漸近するＬを最小の翼間隔
で最大のＭを生せしめる最適翼間隔Ｌｏｐｔと定義する
ことができる。傾斜質のＬｏｐｔは垂直翼のそれの約６
０％になることがわかる。撹拌翼の傾斜角ば１５〜４５
°の範囲が適切で、１５°より小さければ液膜の降下が
遅滞し、４５°より大きければ動力損失が増し翼の形成
に不利となる。
第５図は翼の傾斜角を変え翼先端と器内壁との間隔ｈ
ｏ ［ｍｍ］を変えて縦軸のＬｏｐｔＩｍ ＸＩＯ１〕
を横軸の撹拌レイノルズ数Ｒｅｍに対しプロットしたも
ので、これよりＬｏｐｔは±３０％の範囲内で次式によ
り相関される。
ｏ ［ｍｍ］を変えて縦軸のＬｏｐｔＩｍ ＸＩＯ１〕
を横軸の撹拌レイノルズ数Ｒｅｍに対しプロットしたも
ので、これよりＬｏｐｔは±３０％の範囲内で次式によ
り相関される。
Ｌｏｐｔ ＝０．００２６５ Ｒｅ＋ｎ１／４ （ｍ）
（発明の効果） 以上のように、本発明によると、非接触型薄膜蒸発機に
つき、撹拌翼を多段とし傾斜を与え、上段具と下段具と
の間隔距離を最小化することにより最大の混合を遠戚で
きるためイニシャルコスト削減および混合性能が向上し
、それにともない草発効率が向上する。
（発明の効果） 以上のように、本発明によると、非接触型薄膜蒸発機に
つき、撹拌翼を多段とし傾斜を与え、上段具と下段具と
の間隔距離を最小化することにより最大の混合を遠戚で
きるためイニシャルコスト削減および混合性能が向上し
、それにともない草発効率が向上する。
第１図は非接触型撹拌式薄膜蒸発機を模型的に示す横断
平面図、第２図はその作動状況を説明するための斜視図
、第３図は横軸に翼先端速度、縦軸に物質交換率をとり
本発明と比較例との比較実験結果を示す図表、第４図は
横軸に上下撹拌翼間隔、縦軸に物質交換率をとり撹拌翼
傾斜角の影響を示す実験結果図表、第５図は横軸に撹拌
レイノルズ数、縦軸に翼間隔をとり最適翼間隔の範囲を
示す実験結果図表である。 （１）・・・中心ロータ、（２）・・・撹拌翼、（３）
・・・器内壁、（４）・・・薄膜、（５）・・・フィレ
ット、（６）・・・上段具、（７）・・・下段具、（８
Ａ） （８Ｂ）・・・プローブ、（Ｌ） ・・・上下
翼間隔、（α）・・・傾斜角、（ａ）（ロ）・・・流下
方向。
平面図、第２図はその作動状況を説明するための斜視図
、第３図は横軸に翼先端速度、縦軸に物質交換率をとり
本発明と比較例との比較実験結果を示す図表、第４図は
横軸に上下撹拌翼間隔、縦軸に物質交換率をとり撹拌翼
傾斜角の影響を示す実験結果図表、第５図は横軸に撹拌
レイノルズ数、縦軸に翼間隔をとり最適翼間隔の範囲を
示す実験結果図表である。 （１）・・・中心ロータ、（２）・・・撹拌翼、（３）
・・・器内壁、（４）・・・薄膜、（５）・・・フィレ
ット、（６）・・・上段具、（７）・・・下段具、（８
Ａ） （８Ｂ）・・・プローブ、（Ｌ） ・・・上下
翼間隔、（α）・・・傾斜角、（ａ）（ロ）・・・流下
方向。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 円筒形器内壁と小間隔を隔てて傾斜多段撹拌翼を回転さ
せて器内壁上の液膜からの蒸発の促進を図る非接触型撹
拌式薄膜蒸発機において、垂直方向に対する撹拌翼の傾
斜角を１５〜４５°として、上段翼の下端と下段翼の上
端と隔てる距離Ｌを、 式Ｌ＝０．００２６５Ｒｅｍ＾１＾／＾４±３０％（た
だし、Ｌ：距離［ｍ］、Ｒｅｍ：撹拌レイノルズ数）で
示される範囲に設定したことを特徴とする薄膜蒸発機の
多段撹拌翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077248A JP3001007B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 薄膜蒸発機の多段攪拌翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2077248A JP3001007B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 薄膜蒸発機の多段攪拌翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275102A true JPH03275102A (ja) | 1991-12-05 |
| JP3001007B2 JP3001007B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=13628558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077248A Expired - Lifetime JP3001007B2 (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 薄膜蒸発機の多段攪拌翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001007B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP2077248A patent/JP3001007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3001007B2 (ja) | 2000-01-17 |
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Legal Events
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