JPH0549893A

JPH0549893A - 固液攪拌装置

Info

Publication number: JPH0549893A
Application number: JP21216191A
Authority: JP
Inventors: Takao Hongo; 孝男本郷
Original assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-02

Abstract

(57)【要約】【目的】容器内液相あるいは固液相を均一に攪拌混合
し、さらには効果的に固相の攪拌混合を行い得る固液攪
拌装置を提供する。【構成】逆円錐状容器１外上に公転用モータ５および
変速機８付き自転用モータ７を配し、該容器１の内周壁
面に接近して配設した螺旋翼３を有する回転軸２をその
上端部で容器の中心部上部から半径方向に延びる中空公
転軸4bの先端部に枢支して上記モータにより公転および
自転可能に構成した攪拌装置において、上記螺旋翼３の
上部の一部を平板翼９に置換し、この平板翼９が固相界
面Ｓより上部にある固液攪拌装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は攪拌装置に関し、液相分
散媒中に分散した物質が反応して固液相を形成する場
合、固液混合相を原料とする場合、あるいは溶解液相を
蒸発すれば固相を析出する溶液を原料とする場合におい
て、この分散媒を蒸発または濾過することにより最終的
に乾燥した粉体を得る目的、または液相分散媒中の浮遊
物質を洗浄する目的の攪拌装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】上記
の処理を行う場合、液相あるいは固液混合相の反応、攪
拌処理をそれぞれ反応槽または攪拌槽で行い、その結果
得た固液混合物を蒸発乾燥機または濾過機に導いて粉体
を得る方法が一般的であった。さらにこれを効率的にす
るため、１台の装置で行うことが考えられる。そこで公
知の攪拌装置である、図４に示すような逆円錐状容器21
内壁に沿って配設した螺旋翼22を有する回転軸23を自転
用モータ24および公転用モータ25により、自転・公転を
同時に行わせるミキサー（実開昭６３−９８７２４号参
照）を利用することが考えられる。しかし、この種のミ
キサーは主として粉粒体の混合に適したものであり、液
相の攪拌に使用しても循環流が発生せず、充分な攪拌が
行えないので、容器内液体が均一に混合されず、一様な
品質の製品を得ることはできない。従って、この種のミ
キサーでは分散媒中の浮遊物質を効果的に洗浄すること
もできない。

【０００３】さらに、図５に示すように、逆円錐状容器
31の中央に設置された螺旋翼を有する回転軸32とともに
回転する平板状物体33を容器内材料の表層部分に設けた
粉粒体の混合機（実開昭６２−１４０９３４号参照）が
知られている。しかし、この混合機を液相攪拌に使用し
た場合、この混合機の回転軸32に付加された平板状物体
33は表層部分の内容物の攪拌に寄与するだけであり、ま
た、中心攪拌であるので、液相の共廻り攪拌となって槽
全体にわたる上下循環流の発生が不十分であり、液相の
攪拌に使用しても容器内の液体全体に及ぶ攪拌効果の向
上は期待できない。

【０００４】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、容器
内液相あるいは固液相を均一に攪拌混合し、さらには効
果的に固相の攪拌混合を行い得る固液攪拌装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、逆円錐状容器外上に公転用モータお
よび自転用モータを配し、該容器の内周壁面に沿って配
設した螺旋翼を有する回転軸をその上端部で容器の中心
部上部から半径方向に延びる中空公転軸の先端部に枢支
して上記モータにより公転および自転可能に構成した攪
拌装置において、上記螺旋翼の上部の一部を平板翼に置
換した固液攪拌装置を第一の発明とし、上記第一の発明
において、螺旋翼と平板翼で液相または固液混合相を攪
拌し、次いで螺旋翼のみで固相の攪拌を行うように、平
板翼を該固相界面より上部に設けたことを特徴とする固
液攪拌装置を第二の発明とし、上記第一または第二の発
明において、自転用モータが変速機付きであることを特
徴とする固液攪拌装置を第三の発明とする。

【０００６】

【作用】容器内周壁面に沿って配設した螺旋翼を有する
回転軸の上部螺旋翼の一部を平板翼に置換して自転と公
転を同時に行わせることにより、液相または固液混合相
攪拌時に容器内全体に及ぶ循環流が発生し、容器内液体
は均一に混合される。さらに、本発明の特徴として攪拌
翼が容器内に偏心して設置されているので、邪魔板が設
置されていないにも関わらず、上下の循環流が促進され
る効果が顕著である。

【０００７】そして、液相または固液混合相の攪拌に次
いで行われる固相の攪拌においては、螺旋翼を有する回
転軸の自転により容器内材料は容器内壁面に沿って上部
に運ばれ、回転軸終端では、その回転力により周辺に撒
き散らされ（図２(a) 参照）、また螺旋翼は自転と共に
公転を行うので、容器内材料は水平の円運動を行い（図
２(b) 参照）、そして、螺旋翼により容器内材料は上部
へ運ばれるため、容器内下部に空間を生じ、そこに螺旋
翼が通過していない部分の材料が落下し（図２(c) 参
照）、全体として図３に示すような三次元の対流混合を
主体とした効率のよい混合が行われる。

【０００８】そして、平板翼が固相界面より上部に設置
されておれば、固相攪拌時には平板翼は働かず螺旋翼の
みが働くので、不要な動力消費がなく、また予期しない
大トルクや横荷重が発生することもないので、設備が損
傷することもない。

【０００９】さらに、自転用モータが変速機付きの場合
には、容器内の液相または固液混合相の性状に応じて平
板翼付き回転軸の自転速度を任意に変更できるから、容
器内液体は常に均一に混合される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図を参照し
ながら具体的に説明する。

【００１１】図１は本発明に係る固液攪拌装置の部分縦
断側面図である。同図において、１は逆円錐状の容量 1
00リットルの密閉容器で、容器内の液体材料あるいは粉体材
料を均一に攪拌・混合するように構成されている。

【００１２】２は容器内壁に沿って下部から上部にかけ
て配備された螺旋翼３を有する回転軸で、該回転軸２は
容器内中心部上部の縦方向の中空公転軸4aから半径方向
に水平に延びる中空の公転軸4b先端部で回転自在に支承
されている。

【００１３】回転軸２の公転は、容器外上の公転用モー
タ５、減速機６により公転軸4bを容器中心のまわりに旋
回させることにより行われる。また、回転軸２の自転
は、容器外上の自転用モータ７、変速機８をベベルギヤ
方式で回転軸２に連結することにより行われる。上記螺
旋翼の上部の一部は平板翼９に置換されており、平板翼
９の下端は図に明らかなように、本反応の固相界面Ｓよ
り上部にある。また、Ｌは液相界面である。

【００１４】10は容器内に材料を投入するためのマンホ
ール、11は容器内の製品を排出するための排出口であ
る。

【００１５】係る固液攪拌装置を用いてモノマーの重合
反応を行い、ポリマー粉体を得る試験を行ったので、次
にその内容について説明する。

【００１６】まず、反応概要について説明すると、溶剤
（シクロヘキサン）中でモノマーの重合反応を行い、ゲ
ル状態を経た後、ポリマーの析出したスラリーを得、こ
のスラリーから溶剤を蒸発・乾燥し、ポリマーの粉体を
得るものである。

【００１７】原料としては、モノマー14.7kg、シクロヘ
キサン61.6kgの合計76.3kgとした。

【００１８】また、公転速度は 4.4rpm とし、自転速度
は 140rpm とした。

【００１９】そして、以下の表１に示す工程条件に従っ
て重合反応を行った。

【００２０】

【表１】

【００２１】試験後に、排出口11から15.4kgのポリマー
粉体を取り出したが、この粉体は、さらさらとした流動
性の良好なもので、見掛け比重が0.55で、外観がグラニ
ュー糖状のものであった。なお、液相攪拌中、マンホー
ル10の覗き窓から内部を観察すると、自転しつつ公転す
る平板翼９の作用により容器内全域に及ぶ循環流が生じ
ているのが認められた。また、ポリマー粉体を排出した
後に容器内を観察すると、容器内壁には殆ど付着物は認
められなかった。なお、この試験における自転用モータ
の所要動力は約0.03kWであった。

【００２２】そして、この試験の後に、その長さを約
3.5倍にした平板翼を図１の固液攪拌装置に取り付けて
上記と同様の重合反応試験を行ったところ、粉体界面Ｓ
から約1/3の深さまで平板翼が埋没し、粉体攪拌時には
軸及び容器に異常な振動が見られた。また、この場合の
所要動力は最高約0.1kW であった。

【００２３】このように固液混合相から固相を得る場合
の固相界面Ｓの高さは容器内装入原料および反応の種類
によって異なるが、液相界面Ｌの高さの半分以下のもの
が多く、最大でＬの高さの７０％程度である。従って、
螺旋翼の上部に設ける平板翼の長さは、経済的且つ効率
的に反応を促進するために液相界面Ｌの高さと固相界面
Ｓの高さとの関係を考慮して決定するのが望ましく、液
相の混合を効率的に行うためには平板翼の長さは液相界
面の高さの１０％以上とするのが好ましく、一方、固相
攪拌時に平板翼が働かず螺旋翼のみで経済的に固相攪拌
を行うためには平板翼の長さは液相界面の高さの３０％
以下とするのが好ましい。

【００２４】さらに、本発明に係る固液攪拌装置を用い
てポリプロピレンペレットの表面洗浄試験を行ったの
で、次にその内容について説明する。

【００２５】試験概要について説明すると、攪拌装置と
しては、比較例１として図４に示すもの、比較例２とし
て図６に示すような平板状の後退翼41を容器中心と螺旋
翼３との間の液相界面Ｌ付近に設けたもの、そして、図
１に示す本発明に係るものを用い、各装置の容器内に適
量のポリプロピレンペレットと水を充填して、自転速度
・公転速度を以下の表２記載のように変化させることに
より洗浄試験を行った（回転方向は、自転・公転ともに
時計方向である）。試験の評価結果として、容器のマン
ホールから内部を観察した結果から、それぞれの装置に
ついて、流動性良好なものを○、流動性小のものを△、
殆ど流動しないものを×とし、以下の表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２に明らかなように、本実施例に係るも
のは、停滞部が存在することなく、平板翼の回転により
吐出流を発生させ、容器内の液体全体に及ぶ循環流が生
じ、均一な混合が行われている様子が確認できた。これ
に比して、比較例１は螺旋翼のみであるため液を搬送す
る能力がなく、また、比較例２の後退翼では液の移動が
不十分であったので、表２に明らかな如く、これら比較
例１、２の流動性は不十分であった。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、以下の効果を奏する。

【００２９】(1) 本発明に係る固液攪拌装置を用いるこ
とにより、液相から固相を得る反応を１台の装置で効率
的に行うことができる。

【００３０】(2) 螺旋翼の上部の一部を平板翼に置換
し、この平板翼が螺旋翼と共に自転及び公転することに
より容器内液体の全体に及ぶ循環流が発生し、溶液の均
一な混合が可能となる。

【００３１】(3) 液相から固相を得る反応の固相界面よ
り上部に平板翼を設けることにより、固相攪拌時には平
板翼は働かず螺旋翼のみが攪拌に寄与するので、所要動
力が過大になることはなく、過度のトルクや横荷重が発
生することもないので、経済設計が可能となる。

【００３２】(4) 自転用モータを変速機付きとすること
により、容器内の液相または固液混合相の性状に応じて
平板翼付き回転軸の回転速度を変更することができるの
で、容器内液体を常に均一に混合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固液攪拌装置の部分縦断側面図であ
る。

【図２】本発明の固液攪拌装置による粉体攪拌状況の３
つの作用を説明する図である。

【図３】本発明の固液攪拌装置による粉体攪拌状況を総
合的に説明する図である。

【図４】従来の攪拌装置の概略構成を示す図である。

【図５】従来の別の攪拌装置の縦断側面図である。

【図６】平板状の後退翼を容器中心と螺旋翼との間の液
相界面部に設けた攪拌装置の部分縦断側面図である。

【符号の説明】

１…容器２…回転軸３…螺旋翼 4a、4b…公転軸５…公転用モータ７…自転用モータ８…変速機９…平板翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】逆円錐状容器外上に公転用モータおよび
自転用モータを配し、該容器の内周壁面に沿って配設し
た螺旋翼を有する回転軸をその上端部で容器の中心部上
部から半径方向に延びる中空公転軸の先端部に枢支して
上記モータにより公転および自転可能に構成した攪拌装
置において、上記螺旋翼の上部の一部を平板翼に置換し
た固液攪拌装置。
【請求項２】螺旋翼と平板翼で液相または固液混合相
を攪拌し、次いで螺旋翼のみで固相の攪拌を行うよう
に、平板翼を該固相界面より上部に設けたことを特徴と
する請求項１記載の固液攪拌装置。
【請求項３】自転用モータが変速機付きであることを
特徴とする請求項１または２記載の固液攪拌装置。