JPH0567408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、処理装置、より詳細には、かなり異
なる圧力レベルにあるプロセツサのの領域間に改
良型シールを設けたロータリ・プロセツサに関す
るものである。

従来の技術 ロータリ・プロセツサは、当該分野では知られ
ている。ロータリ・プロセツサについての詳細
は、米国特許第4142805号、第4194841号、第
4207004号、第4213709号、第4227816号、第
4255059号、第4289319号、第4300842号、第
4329065号、第4389119号、第4402616号、第
4411532号、第4413913号、および第4421412号に
記載されている。

上記特許に開示されたロータリ・プロセツサの
基本的な個々の処理用通路の必須要素は、少なく
とも一つの処理用溝が設けられた回転要素と、前
記溝とともに囲われた処理用通路を形成するよう
に向い合つて配置された同心の閉表面を提供する
静止要素より成る。静止要素は通路へ原材料を供
給するための入口と、通路から原材料を排出する
ための出口を有する。原材料を阻止し、集積する
端壁面を提供する部材が出口の近くに配置され、
静止要素に結合されている。前記端壁面は、通路
へ供給された原材料の移動を阻止し、回転する溝
壁と協同して、阻止した原材料と回転する溝壁と
の間に相対運動を生じさせるようになつている。
この協同作用により、移動する壁に接触した原材
料は、前方に端壁面へ引きずられ、そこで集積さ
れ、（または）制御された処理を受け（または）、
排出される。

上述の特許に開示されているように、処理用通
路は高い揮発分処理能力を有する。通路は、処理
される原材料へ成分を添加したり、そこから成分
を除去することのほか、特に、溶解、混合、加
圧、吸上げ、脱蔵、均質化、などの処理操作を実
施するのに適応することができる。

米国特許第4227816号、第4213709号、第
4389119号、第4402616号、および第4411532号は、
各々が一つまたはそれ以上の処理用通路をもつ複
数の処理用段を備えた多段ロータリ・プロセツサ
に関するものである。原材料移動通路すなわち溝
は、静止要素の閉表面内に形成され、原材料を一
の段の通路（または複数の通路）から他の段の通
路（または複数の通路）へ移動させるように構成
されている。

米国特許第4329065号および第4413913号は、そ
れぞれ、原材料から揮発分を除去する脱蔵装置と
方法に関するものである。そこに開示された装置
と方法によれば、原材料は処理用通路へ供給さ
れ、入口の近くで、原材料が薄い膜として回転す
る溝壁の両側面に拡布され、スプレツダの下流に
空所が生じる。この空所を通つて運ばれる薄膜の
表面から揮発性物質を吸引することができるよう
に、空所に真空源が接続されている。また、通路
の円周まわりの所定の位置で、前記薄膜を再拡布
して一つ以上の空所を生じさせ、再拡布された薄
膜の新しい表面を真空にさらすことができる。薄
膜は通路を通つて前方に原材料集積端壁面に向け
て運ばれ、そこで、壁から薄膜がはがされ、排出
のため集積される。

米国特許第4207004号、第4289319号、および第
4300842号は、狭い問隔をあけて配置された相対
的に運動するる同心環状表面、特に、ロータリ・
プロセツサの同心環状表面の間に粘性材料が洩れ
るのを規制する新規なシールに関するものある。
米国特許第4207004号は協同して洩れた粘性液の
流れを妨げるように作用する、一方の表面に設け
た環状吸上げ溝と他方の表面に設けた環状液体保
持溝を開示している。米国特許第4289319号は、
二つの表面間をシールするように挿置された、薄
い硬質弾性材料より成る入子式切頭円錐部材を含
むシールを開示している。米国特許第4300842号
は、二つの表面間の洩れ液の流れを妨げる、一方
の表面に設けた複数のらせん溝を開示している。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記諸特許はどれも、通路の一つに真
空を引き込むことによるなど、かなり異なる圧力
レベルに維持されるロータリ・プロセツサの通路
間の非粘性、たとえば気体材料の洩れ（圧力洩
れ）を防止する有効なシールを設ける問題にはと
りかかつていない。

本発明は、かなり異なる圧力レベルに維持され
る処理用通路間のシールに関し特有の利点が得ら
れる新規な形状をもつ改良型ロータリ・プロセツ
サを目指している。

問題点を解決するための手段 本発明のロータリ・プロセツサは、少なくとも
二つの環状溝が設けられた回転要素と、狭いすき
まだけローター表面から離して配置され、前記溝
と協同して少なくとも第１および第２の囲われた
処理用通路を形成するように構成された同心の閉
表面を提供する静止要素より成る。第１の処理用
通路は、静止要素に設けられ通路内で処理される
粘性原材料を受け入れるための入口を有する。第
２の処理用通路は、静止要素に設けられ処理され
た原材料を通路から排出するための出口を有す
る。各通路は、静止要素に設けられ、通路に対し
端壁面を提供する阻止部材を有する。阻止部材
は、通路へ供給された原材料を回転する溝の壁で
前方に端壁面まで運び、ここで前方に運ばれた原
材料の移動を阻止し、阻止した原料を集積して通
路から排出することができるように配置、構成さ
れている。第１の通路内で阻止され集積された原
材料を第２の通路へ転送することができるよう
に、第１の通路と第２の通路を相互に連絡するた
め、原材料転送溝が静止要素の閉表面内に形成さ
れ、第１の通路の端壁面の近くに配置されてい
る。また、プロセツサは、第１の通路と第２の通
路の間にかなりの圧力差が生じる条件のもとで運
転される。たとえば、ある部分的に満された通路
に作用上通じるように真空源を配置、構成するこ
とができる。代りに、部分的に満された通路は比
較的低い圧力の発生を伴うことがある一方、隣り
の通路はプロセツサから処理された原材料を排出
するためなど、極めて高い圧力を発生するよう設
計されてもよい。

本発明のロータリ・プロセツサは、異なる圧力
レベルにあるプロセツサの通路間で圧力または原
材料の洩れを規制する新規なシール手段を提供す
る。溝の間のローター表面の部分に設けられロー
ターの全円周まわりに延びている環状シール溝
が、転送溝の下を通過するように配置されている
ので、環状シール溝は、転送溝からの粘性原材料
の一部で満される。転送溝をほゞ完全に満し、転
送溝内の粘性原材料内に圧力を発生させ、シール
溝が転送溝からの加圧された原材料でほゞ完全に
満されるようにする手段が転送溝に通じるように
配置されている。加えて、シール溝を加圧された
原材料で完全に満された状態に維持する手段が設
けられており、この原材料がシール溝全周囲にわ
たつて閉表面に接触するので、プロセツサの通路
間の圧力および（または）原材料の洩れを規制す
る活性（Live）Ｏリング・シールが形成される。

本発明の新規なロータリ・プロセツサについて
の詳細およびそのプロセツサから引きだされる利
点については、添付図面に記載された好ましい実
施例の詳細な説明からより完全に理解されよう。

実施例 最初に第１図を参照すると、本発明の新規なプ
ロセツサは、ハウジンング１６より成る静止要素
と、その中で回転するローター１２より成る回転
要素を有する。ローター１２には、ローター表面
２０から内向きに延びる少なくとも二つの環状溝
２１，２３が設けられている。ローター１２を回
転させる手段は、押出機または粘性または可塑化
された原材料を処理するための同様な装置を回転
させるために一般的に使われる適当な形式のもの
であり、また当該分野では周知であるから、Ｍで
表示する。静止要素のハウジング１６は、溝２
１，２３と協同してプロセツサの第１および第２
処理用通路２２，２４を形成するように配置され
た同心の閉表面１８を提供する。部分的に満され
た通路２４内を真空に維持するための真空手段が
Ｖ（第１図および第２図）で示されており、した
がつて、通路２２と２４の間にかなりの圧力差が
生じる。適当な真空手段としては、前記米国特許
第4329065号および第4413913号に記載されている
ようなロータリ・プロセツサ内およびスクリユー
押出機の脱蔵部などの脱蔵装置内を真空に維持す
るために一般的に使われるものがある。代わり
に、通路間にかなりの圧力差を維持するために他
の手段（図示せず）を設けることができる。

第３図に示すように、原材料転送溝５０（閉表
面１８内に形成されている）は、通路２２と２４
を相互に連絡する。通路２２（第３図）は、入口
４８と出口５０ａ（共に、閉表面１８内に形成さ
れている）、および阻止部材４１（ハウジング１
６に組み合わされている）によつて提供され通路
２２内で処理された原材料を阻止し、集積し、出
口５０ａを通して通路から排出するように配置さ
れた端壁面４２を有する。通路２４（第２図およ
び第３図）は、入口５０ｂと出口５２（共に閉表
面１８内に形成されている）、および阻止部材４
３（同様に、ハウジング１６に組み合わされてい
る）によつて提供され通路２４内で処理された原
材料を阻止し、集積して出口５２を通して通路か
ら排出するように配置された端壁面４４を有す
る。転送溝５０（第３図）は、通路２２の出口５
０ａと、通路２４の入口５０ｂを提供し、通路２
２から排出された原材料を通路２４へ転送するよ
うに配置されている。

操作において、プロセツサの外部から、または
プロセツサの上流側通路または複数の通路からの
粘性原材料は、第３図に示すように、入口４８を
通つて通路２２に入る、図中、大きな矢印はプロ
セツサを通過する原材料の動きを示す。原材料
は、溝２１（第１図）の回転によつて運ばれ、す
なわち引きずられて通路２２を通り、第１の通路
２２内で処理され、端壁面４２（第３図）の所で
原材料の再循環プールとして集積され、通路から
排出される。第１の通路内の処理は、溶解、運
搬、均質化、加圧、脱蔵等、またはこれらの組合
せより成るかも知れない。図示の第１の通路、す
なわち装置２２は代表的な通路であり、要求され
た処理機能を実施するため改修することができ
る。集積された粘性原材料は、出口５０ａを通し
て通路から排出され、転送溝５０を通して第２の
通路２４へ転送される。入口５０ｂを通つて第２
の通路２４に入つた原材料は、溝２３（第１図お
よび第２図）の回転によつて運ばれ、すなわち引
きずられて通路２４を通る。通路２４（第２図お
よび第３図）内で処理された原材料は、端壁面４
４の所で原材料の再循環プールとして集積され、
プロセツサから排出するため、またはプロセツサ
の下流側通路もしくは複数の通路へ転送するた
め、出口５２を通して通路から排出される。

第１図〜第３図に示すように、通路２４は真空
手段Ｖに通じるように配置されているから、通路
２２に対して低圧通路である。通路２２と２４間
に存在するこの圧力差により、通路間の圧力およ
び（または）原材料の洩れという重要な問題が生
じる。本発明は、この洩れ問題を防止する新規な
シール手段を提供するものである。第１図に戻つ
て、本発明のシール手段は、溝２１と２３の間の
ローター１２の表面２０に形成され、ローター表
面２０と閉表面１８の間のすきま１９に対し開い
ているシール溝３６より成る。シール溝３６の形
は、多様にすることができ、長方形、円形、半円
形、または三角形にしてもよい。

第３図及び第４図に示すように、シール溝３６
は、その長さの一部の上の転送溝５０に対し開い
ている。ローター１２が回転すると、シール溝は
転送溝５０の下を通過し、ここで転送溝からの原
材料の一部でほゞ完全に満される。本発明の実施
において、重要なことは、転送溝５０を通る圧力
および（または）原材料の洩れが防止される、ま
たは少なくとも最小限になるように、転送溝５０
がほとんど満された状態に維持されることであ
る。同等に重要なことは、転送溝５０の下を通過
するシール溝３６のどの部分も粘性原材料で満さ
れる、または粘性原材料でほゞ満された状態に維
持されるように、転送溝に満ちている原材料は十
分な圧力を受けていることである。したがつて、
操作中、転送溝５０をほゞ満された状態に維持
し、かつシール溝３６を転送溝５０内の原材料の
一部で満す十分な圧力を供給する手段が設けられ
ている。

以上の機能を遂行する手段が、第２図および第
３図に、制御ゲード８４として示されている。図
示のように、制御ゲート８４は、ハウジング１６
の開口１６ａ（第２図）を通過して半径方向に入
口５０ｂの中に延びている。制御ゲート８４は、
入口５０ｂを所定の程度に狭めるため、調整ねじ
８４ａ（第２図）によるなど、プロセツサの外部
から調整できるように構成してもよい。したがつ
て、制御ゲート８４は、操作中、転送溝５０を
ほゞ完全に満された状態に維持するため転送溝５
０内の圧力を選択して調整する能力を提供する。
したがつて、制御ゲート８４の配置は、この能力
が得られる限り変えることができる。たとえば、
制御ゲート８４は、入口５０ｂとシール溝３６の
間で、転送溝内に延びるよう位置決めしてもよい
し、入口５０ｂの下流であつてその近くまで溝２
３内に延びるよう位置決めしてもよい。

制御ゲート８４は、第２図および第３図に示す
ように、入口５０ｂを狭くして入口５０ｂの上流
側の原材料を加圧し、転送溝５０を完全に満し
て、転送溝５０を通る真空洩れを規制するよう
に、調整することができる。この加圧は第３図に
小さい矢印Paで示す。この結果、制御ゲート８
４は、端壁面４２に集積した原材料のプールの大
きさおよびプール内の圧力を規制するため使うこ
ともできる。端壁面４２に集積した原材料は、前
に引用した米国特許第4142805号および第4194841
号に記載されているように、通路２２内の粘性原
材料に働く回転溝２１の引きずり作用によつてさ
らに加圧される。加えて、転送溝の圧力は、さら
に原材料をシール溝３６に押し込めるので、シー
ル溝３６が転送溝の下を通過するときシール溝３
６内の原材料が加圧される。したがつて、制御ゲ
ート８４は、シール溝３６を確実に完全に満し、
かつ転送溝５０からシール溝３６に入る粘性原材
料内の圧力を制御するように調整することができ
る。シール溝３６が転送溝を通過するときシール
溝３６に対するこの圧力のの伝達は、第３図及び
第４図に矢印Pcで示す。シール溝３６内の粘性
原材料の加圧により、第４図に示すように、原材
料は半径方向外向きに押されて閉表面に接触し、
表面１８と２０の間に活性（Live）Ｏリング・
シール３９を形成し、シール溝３６の加圧された
部分において通路間のすきま１９を通る圧力の洩
れを防止する。多くの場合、転送溝５０内の加圧
された原材料による溝３６内の原材料の加圧で生
じた活性Ｏリング・シール３９によつて、通路２
２と２４間のすきま１９に有効な密封が得られる
が、ある原材料を使つた、ある処理条件のもとで
は、原材料が形成する活性Ｏリング・シール３９
は、シール溝３６から通路２２および（または）
２４へ原材料が洩れるため、シール溝３６によつ
て転送溝５０から原材料が運び去られると圧力が
漸減する可能性がある。従つて、第４図の矢印
P′cで示す圧力は矢印Pcで示す圧力より低くなつ
て矢印方向に徐々に減少するかも知れない。転送
溝５０から原材料がさらに運ばれると、原材料内
の圧力は、最後には、活性Ｏリング・シールが破
れる可能性があるレベルまで減少し、その点で通
路２２と２４間に洩れが生じる。

本発明の好ましい実施例によれば、通路２２と
２４間のローター表面２０の全周まわわりに有効
な活性Ｏリング・シールを確実に維持するための
手段を設けることができる。第３図および第４図
に、シール溝３６内に運ばれた粘性原材料をさら
に加圧するように配置された部材３７として、そ
の手段を示す。図示のように、部材３７は、ハウ
ジング１６に組み込まれてシール溝３６に延びて
シール溝に原材料を留める阻止面３８を与え、阻
止面３８の上流のシール溝の原材料に背圧を生じ
させる。加圧部材３７は、第３図及び第４図に示
すように転送溝５０の（図示方向に見て）よりも
上流の近くに配置されるのが好ましく、これによ
り加圧原材料は阻止面３８で収集され転送溝５０
に排出される。

シール溝３６によつて支持された原材料は、加
圧部材３７によつて与えられる阻止面３８によつ
て阻止され収集される。原材料が徐々に阻止面３
８に向けて溝３６によつて引出されるにつれてシ
ール溝３６の原材料の圧力が大きくなる。溝３６
を通る上流側の大きな圧力の伝達は矢印Pd及び
P′d（第３図及び第４図）で示されている。阻止
面３８から回転方向とは反対の方向に伝えられる
圧力（PdおよびP′d）と回転方向に転送溝（及び
制御ゲート８４（第２及び第３図）によつて制御
されている）から伝えられる圧力（Pc及びP′c）
とは相互に強化し合うので、連続する“活性Ｏリ
ング”３９（第５図）がシール溝３６の全周に渡
つて維持され、通路２２と２４との間でローター
表面２０の全周に渡つてその漏れを制御するシー
ルが与えられる。阻止面３８はシール溝３６での
原材料の通過を完全に阻止するよう配置されるの
が好ましいが、しかしながら、これとは別に、所
望ならばある程度の原材料が加圧部材３７を通過
するようになつていてもよい。阻止面３８で留め
られ収集された原材料はシール溝から転送溝５０
へ放出され、シール溝３６での原材料の滞留時間
と劣化とを制御する。

第１図〜第５図に示したプロセツサでは、第２
の通路２４内の圧力は第１の通路２２内のそれよ
りかなり低いが、前述の新規なシール手段は、第
１の通路内の圧力が第２の通路内の圧力よりかな
り低い場合でも、かなり高い場合でも、同様に、
第１および第２通路間に有効なシールを提供す
る。

加圧部材３７と阻止面３８（第３及び第４図）
とは、通路２２と２４間のローター表面の全円周
まわりに有効なシールを維持する特に好ましい手
段を提供するが、シールを維持する他の手段も可
能である。たとえば、第６図は、通路２２と２４
間に有効なシールを維持するため、らせん溝４０
がローター表面２０の全円周まわりのシール溝３
６内に付加圧力を発生させるようになつている本
発明によるシールを示す。加圧部材３７と阻止面
３８は、前述のらせん溝４０の代替として、また
はそれと協同してシールを強化するために使うこ
とができる。

第７図〜第１２図は、本発明の特に好ましい実
施例を示す。第７図〜第１２図は、脱蔵段の外側
の二つの通路の間に配置された三つの通路より成
る脱蔵段を有するロータリ・プロセツサを示す。
第７図のように、ローター１２には、さまざまな
処理機能を行なうように設計された通路を形成す
る複数の溝が設けられている。溝２１で形成され
た処理用通路２２は、プロセツサへ供給された粘
性原材料を受け入れるように設計された供給通路
である。溝２３，２５，２７でそれぞれ形成され
た脱蔵通路は、脱蔵段を構成する。通路３０（溝
２９）は混合段を構成する。

第８図に図解で示すように、各通路は、一つの
通路内で処理された原材料を次の処理のため他の
通路へ転送することができるように配置された原
材料転送溝５０，５２，５４，５６により、直列
は相互に連絡されている。転送溝と、それによつ
て提供される入口及び出口と、阻止部材とは、米
国特許第4227816号に記載されているように、ハ
ウジング１６に組み合わされた１個またはそれ以
上の取外し可能な転送プレートに設けることがで
きる。

第７図に示したプロセツサでは、脱蔵段は、ハ
ウジングを貫通する開口１７を通して真空マニホ
ルド７６に通じている。開口１７は、隣り合う脱
蔵通路２４，２６，２８の上に延びている。通路
の円周まわりの真空マニホルド７６の位置は、第
８図〜第１１図に最もわかり易く示されている。
真空マニホルド７６は、脱蔵段の通路を真空排気
するため開口７５を通して真空源（図示せず）に
も通じている。また、真空マニホルド７６は開口
７７を通して真空測定手段（図示せず）にも通じ
ている。代りに、脱蔵段を真空排気する他の適当
な手段を使うことができる。

脱蔵段は、前に引用した米国特許第4329065号
および第4413913号に記載されているものなど、
他の形式のものを使うことができる。

真空管路の詰りを防止するために、脱蔵段の周
辺に、ハウジング１６に結合された周辺リブ８０
（第７図および第９図）が配置されている。

原材料内での揮発分の気化は、原材料の温度を
下げる働きをするから、少なくとも脱蔵段の側
壁、なるべく、プロセツサのすべての溝とハウジ
ングを加熱する温度制御手段８２（第７図）を設
けることにより、プロセツサの脱蔵効率を高める
ことができる。第７図に例示した温度制御手段８
２は、既知の方法で熱伝達流体を通して循環させ
ることができる一連の室であるが、処理操作中原
材料の温度を制御することができる適当な手段を
使用してもよい。

第７図および第８図は、供給段の通路２２を示
す。通路２２は、入口４８、出口５０ａ、および
通路２２に対し端壁面を提供する阻止部材４１を
有する。端壁面４２は、通路まわりに円周距離の
大部分、入口４８から離して配置され、出口５０
ａの近くに設けられていることが好ましい。操作
中、脱蔵される粘性原材料は、重力または強制供
給により入口４８からプロセツサへ供給され、溝
２１の中に入る。原材料は、溝２１によつて端壁
面４２に向けて引きずられる。原材料の大部分は
端壁面によつて保持される結果、拘束された大部
分の原材料と溝の原材料に隣接する回転壁との間
に相対運動が生じる。この相対運動により、前に
引用した米国特許第4194841号に記載されている
ように、原材料が端壁面４２に近ずくにつれて、
原材料内の温度と圧力が上昇する。端壁面４２
で、原材料は出口５０ａから排出するため集積さ
れ、転送溝５０（第８図）により脱蔵段へ転送さ
れる。転送溝５０は、第８図に示すように、通路
２２の出口５０ａと、部分的に満された低圧通路
２４、すなわち最初の脱蔵段の最初の通路の入口
５０ｂとを提供する。

通路２２内、特に端壁面４２の領域内の圧力
は、通路２４内のそれよりかなり高い。前述のよ
うに、脱蔵段の上流の図示通路２２は、プロセツ
サへ供給された原材料を受け入れるように構成さ
れている。代りに、通路２２と２４の間にかなり
の圧力差が存在するという条件で、通路２２を他
の機能、たとえば上流部からの原材料の受入れ、
溶解すなわち可塑化、混合すなわち均質化、輸
送、加圧、または原材料の脱蔵を行なうように構
成することができる。したがつて、通路２２は、
通路２４よりかなり高い圧力であつてもよいし、
かなり低い圧力であつてもよい。

第７図〜第１１図は、部分的に満された三つの
脱蔵通路、すなわち、第１の脱蔵通路２４、中間
の脱蔵通路２６、および最後の脱蔵通路２８より
成る脱蔵段を示す。脱蔵段の各通路は、真空マニ
ホルド７６と開口１７を通じ、真空源により脱蔵
段全体に真空が維持されるから、低圧通路であ
る。各脱蔵通路は、原材料を集めて通路から排出
する端壁面４４通路に対し提供する阻止部材４３
を有する。脱蔵段の円周まわりの各阻止部材４３
の間隔は、転送溝５０，５２，５４，５６の最適
な設計特性が得られるように選ばれる。阻止部材
４３の好ましい配列および転送溝、入口、出口に
対するそれらの関係位置を第８図に図解で示す。

真空管路の詰りをできるだけ少なくするため、
原材料を脱蔵段の底面へ転向させる周辺流れ転向
器８６（第７図、第９図、第１０図、および第１
１図）が各脱蔵通路に設けられている。図示した
流れ転向器８６は、流れ転向器ユニツト８５（第
７図）の一部であるが、各脱蔵通路に独立した流
れ転向器を使用することができる。

転送溝５２，５４は、第８図に示すように、最
初の脱蔵段の通路を相互に連絡するとともに、そ
れぞれ出口５２ａと入口５２ｂおよび出口５４ａ
と入口５４ｂを提供する。転送溝５６は、同様に
第８図に示すように、最初の脱蔵段からの出口５
６ａと混合通路３０への入口５６ｂを提供する。

操作中、粘性原材料は、入口５０ｂから脱蔵段
の部分的に満された最初の脱蔵通路２４（第８図
および第９図）に入り、流れ転向器８６によつて
溝２３の底部へ向けて転向される。原材料が流れ
転向器８６の下流縁を通過するとき（あるいは、
代りに、原材料が入口５０ｂから最初の脱蔵通路
２４に入るとき）、原材料は真空マニホルド７６
を通して真空源（図示せず）に引かれた真空にさ
らされて、原材料から揮発分が脱離されるので、
原材料の全体積にに泡が形成される。発泡した原
材料は通路を通つて端壁面４４に向けて運ばれ、
ここで急速に循環する原材料のプールとして集め
られる。このプール内では、せん断が起つて泡が
破裂し、通路２４に開放された揮発分は開口１７
および真空マニホルド７６を通して除去される。
発泡した原材料は出口５２ａを通して通路２４か
ら排出され、転送溝５２を通して中間の脱蔵通路
２６（第８図および第１０図）へ転送される。揮
発分が気化するとき原材料から失われた熱の一部
は、前述のように、発泡した材料がプロセツサの
加熱された表面に接触するとき戻される。また、
軸動力は熱エネルギーに変換されるので、せん断
領域内での粘性による損失の結果原材料がさらに
加熱される。したがつて、原材料の温度はほとん
ど変らない。

転送溝５２から、原材料は入口５２ｂ（第８図
および第１０図）を通つて中間の脱蔵通路２６に
入り、流れ転向器８６の下を通過し、真空にさら
され、せん断を受けるため端壁面４４に向つて運
ばれ、出口５４ａを通つて排出される。原材料
は、転送溝５４（第８図）を通過して、入口５４
ｂを通つて部分的に満された最後の脱蔵通路２８
（第８図および第１１図）に入り、流れ転向器８
６の下を通過する。発泡した原材料は、最後の脱
蔵通路２８を通つて端壁面４４に向けて運ばれ
る。

原材料が脱蔵通路を通して運ばれ、通路間を転
送されるとき、原材料は連続的に真空を受け、事
実上圧力上昇は受けない。したがつて、揮発性物
質の泡は、原材料が最後の脱蔵通路２８（第８図
および第１１図）の端壁面４４に接近するまで、
前述のように、原材料に中で核生成し、成長し、
破裂し続ける。脱蔵段の中で開放された揮発物質
は、真空マニホルド７６を通して吸引される。通
路２８の端壁面４４で集められた原材料は、通路
２８の出口５６ａと通路３０の入口５６ｂを提供
する転送溝５６（第８図）を通つて、脱蔵段から
混合通路３０（第８図および第１２図）へ排出さ
れる。上記の脱蔵段は、二つの転送溝で連絡され
た三つの脱蔵通路を有するが、処理条件および処
理する原材料に応じて、さらに多くの通路を設け
ることができる。

第８図および第１２図に示した混合段の通路３
０は、通路に対し端壁面４６を提供する阻止部材
４５を有する。端壁面は、通路のまわりに円周距
離の大部分、入口５６ｂから離して配置し、出口
５８の近くに設けることが好ましい。操作中、脱
蔵されて通路３０に入つた原材料は、回転する溝
２９の壁によつて端壁面４６に向けて引きずられ
る。原材料の大部分は端壁面４６によつて保持さ
れるので、供給段の通路２２について説明したと
同じ仕方で通路を通つて移動するにつれて原材料
の温度と圧力が増大する。原材料は端壁面に向つ
て前方に引きずられ続けるので、端壁面に集めら
れた原材料内に強い循環運動が生じる結果、原材
料は激しい混合作用を受ける。端壁面４に集めら
れた原材料は、通路３０から、プロセツサのさら
に下流の通路か、それとも出口５８を通つてプロ
セツサの外部へ排出される（第８図および第１２
図）。

通路３０内、特に端壁面４６の領域内の圧力
は、通路２８、すなわち部分的に満された低圧の
脱蔵通路内の圧力よりかなり高い。脱蔵段の下流
の図示通路３０は、脱蔵した原材料を混合して均
質な生成物を得るように設計されている。代り
に、通路２８と３０の間にかなり圧力差が存在す
るという条件で、通路３０を他の機能、たとえば
粘性原材料の輸送または加圧、添加剤の授受を行
なうように設計してもよいし、あるいは別の脱蔵
段の一つの通路あつてもよい。したがつて、通路
３０は、通路２８よりかなり高い圧力でもよい
し、かなり低い圧力であつてもよい。

前に説明したように、脱蔵段の通路２４は真空
マニホルド７６と開口１７を通して真空源に通じ
ているから、通路２４は通路２２に対し低圧通路
である。同様に、脱蔵段の通路２８は、混合通路
３０に対し低圧通路である。通路２４と２２の間
および通路２８と３０の間に存在するこの圧力差
は、通路間の圧力および（または）原材料の洩れ
という重大な問題を引き起す。第７図〜第９図お
よび第１２図は、この洩れの問題を有効に制御す
る、本発明の新規なシール手段を示す。最初に、
通路２４と２２に関して新規なシール手段を説明
する。第７図および第８図に示すように、溝２３
と２１間のローター１２の表面２０に形成された
環状シール溝３６は、ローター表面２０と閉表面
間のすきま１９に対し開いている。第１図、第３
図、および第４図について前に説明したように、
シール溝３６の形状はさまざまにできるがここで
は長方形で示してある。第８図に略図で示すよう
に、シール溝３６はその長さの一部にわたつて転
送溝５０に対し開いている。ローター１２が回転
すると、シール溝３６は転送溝５０の下を通過
し、ここで、転送溝５０内の原材料の一部でほぼ
完全に満される。

前に説明したように、重要なことは、転送溝５
０を通る圧力の洩れを規制するため操作中転送溝
５０は粘性原材料がほぼ完全に満ちている状態に
維持されることである。同等に重要なことは、前
述のように、転送溝５０の下を通過するシール溝
３６のどの部分も転送溝５０から加圧された原材
料でほぼ満された状態に維持されるように、転送
溝５０内の原材料が十分な圧力のもとにあること
である。したがつて、操作中、転送溝５０をほぼ
完全に満された状態に維持し、かつ転送溝５０内
の加圧された原材料の一部でシール溝３６を満す
十分な圧力を提供するための手段が設けられてい
る。

これらの機能を遂行する手段を、制御ゲート８
４として、第８図および第９図に示す。第２図お
よび第３図について詳細に説明した制御ゲート８
４は、転送溝５０内の圧力を選択して調整し、操
作中転送溝５０をほぼ完全に満された状態に維持
する能力を与える。この転送溝５０内の原材料の
加圧によつて、多くの原材料がシール溝３６に押
し込められ、シール溝３６が転送溝３６の下を通
過するときシール溝３内の原材料を加圧する。故
に、制御ゲート８４は、シール溝３６を確実に完
全に満し、転送溝５０からシール溝３６に入る原
材料内の圧力を制御するように配置することがで
きる。シール溝３６内の原材料の加圧によつて、
第１図〜第５図について前述したように、原材料
は半径方向外向きに押されて表面１８に接触し、
表面１８と２０の間に活性Ｏリング・シール３９
を形成し、シール溝３６の加圧された部分におい
て、通路２２と２４の間で、すきま１９を通る圧
力および（または）原材料の洩れが防止される。

しかし、前述のように、シール３９を形成して
いる原材料は、シール溝３６によつて転送溝５０
から運び去られる原材料内の圧力が漸減する可能
性がある。転送溝５０からさらに原材料が運び去
られると、最後には、原材料内の圧力は、活性Ｏ
リング・シールが切れて通路２２と２４の間のあ
る点で洩れを許すレベルにまで低下しよう。

このため、通路２２と２４間のローター表面２
０の全円周まわりに有効な活性Ｏリング・シール
を確実に維持するための手段が設けられる。その
手段を、第８図に、シール溝３６内に運ばれた原
材料を加圧するように配列された部材３７とで示
す。部材３７は、第３図および第４図について前
に詳述したように、シール溝３６によつて支持さ
れた原材料を阻止し収集する阻止面を与えてい
る。溝３６の回転によつて阻止面３８へ運ばれる
原材料が多くなると、シール溝３６の原材料の圧
力が大きくなる。この圧力が積み重ねられると、
シール溝３６を通して上流へ伝えられ、転送溝５
０から回転方向に伝達された圧力を強化し、これ
により、シール溝３６の全円周まわりに連続する
活性Ｏリング・シール３９が維持され、通路２２
と２４の間のローター表面２０の全円周まわりの
圧力および（または）原材料の洩れを規制する有
効なシールが得られる。

上述の新規なシール手段は、通路２８と３０の
間に有効なシールを提供するために配置すること
もできる。第７図および第８図に示すように、溝
２７と２９の間のローター１２の表面２０に形成
された別の環状シール溝３６は、溝２３と２１の
間のシール溝溝３６および転送溝５０について前
述したのと同じ仕方ですきま１９および転送溝５
６に対し開いている。第８図および第１２図に示
すように、操作中、転送溝５６をほぼ完全に満さ
れた状態に維持し、転送溝５６およびシール溝３
６内の原材料を加圧して通路２８と３０の間に活
性Ｏリング・シール３９を形成するため転送溝５
６内の圧力を制御する能力を与えるため通路３０
内には、制御ゲート８４が配置されている。通路
２８と３０の間のシール溝３６の両側に延びるよ
うに、阻止面３８を与える加圧部材３７が付加さ
れている。阻止面３８はシール溝３６の原材料の
圧力を増大させ、転送溝５６から回転方向に伝え
られた圧力を強化し、シール溝３６の全円周まわ
りに連続するシール３９が維持される。この結
果、通路２８と３０の間のローター表面２０の全
円周まわりの圧力または真空の洩れを規制する有
効なシールが得られる。

加圧部材３７と阻止面３８（第８図）とは、通
路２２と２４の間および通路２８と３０の間のロ
ーター表面の全円周まわりに有効な活性Ｏリン
グ・シールを維持し、したがつて、脱蔵段の周辺
における圧力および（または）原材料の洩れを規
制する特に好ましい手段を提供するものである。

本発明の新規なシール手段は、前記米国特許第
4329065号および第4413913号に記載されているも
のなど、他の形式のロータリ・プロセツサの脱蔵
段の周辺における圧力および（または）原材料の
洩れを規制する場合に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、新規なシール手段を含む本発明のロ
ータリ・プロセツサの略断面図、第２図は、第１
図の線−に沿つたロータリ・プロセツサの処
理用通路の略断面図、第３図は、第１図のロータ
リ・プロセツサの通路の転送溝による相互連絡を
示す略図（図中、大きな矢印は一の通路から他の
通路へ粘性原材料が流れる方向を示し、小さい矢
印は新規なシール手段による原材料の加圧を示
す）、第４図は、第１図の−線に沿つたロー
タリ・プロセツサの略断面図、第５図は、シール
溝中での原材料の加圧効果を示す、第１図のロー
タリ・プロセツサの部分断面図、第６図は、新規
はシール手段の代替実施例を含む本発明のロータ
リ・プロセツサの通路の相互連絡を示す略図（図
中、大きな矢印は一の通路から他の通路へ粘性原
材料が流れる方向を示し、小さい矢印は新規なシ
ール手段による原材料の加圧を示す）、第７図は、
脱蔵段と新規なシール手段を含む本発明のロータ
リ・プロセツサの略断面図、第８図は、第７図の
ロータリ・プロセツサの通路の転送溝による相互
連絡と新規なシール手段を示す略図（図中、大き
な矢印は、一の通路から他の通路へ粘性原材料が
流れる方向を示す）、第９図は、第７図の線−
に沿つた第７図の脱蔵段の最初の脱蔵通路の略
断面図、第１０図は、第７図の線−に沿つた
第７図の脱蔵段の中間の脱蔵通路の略断面図、第
１１図は、第７図の線XI−XIに沿つた第７図の脱
蔵段の最後の脱蔵通路の略断面図、第１２図は、
第７図の線XII−XIIに沿つた第７図のロータリ・プ
ロセツサの混合通路の略断面図である。 １２……ローター、１６……ハウジング、１７
……開口、１８……閉表面、２０……ローター表
面、２１，２３，２５，２７，２９……溝、２２
……受入れ通路、２４，２６，２８……脱蔵通
路、３０……混合通路、３６……シール溝、３７
……加圧部材、３８……阻止面、３９……活性Ｏ
リング・シール、４０……らせん溝、４１……阻
止部材、４２……端壁面、４３……阻止部材、４
４……端壁面、４５……阻止部材、４６……端壁
面、４８……入口、５０……転送溝、５０ａ……
出口、５０ｂ……入口、５２……転送溝、５２ａ
……出口、５２ｂ……入口、５４……転送溝、５
２ａ……出口、５４ｂ……転送溝、５６ａ……出
口、５６ｂ……入口、５８……出口、７５……真
空ポート、７６……真空マニホルド、７７……開
口、８０……周辺リブ、８２……温度制御手段、
８４……制御ゲート、８４ａ……調整ねじ、８６
……制御ゲート、Ｍ……ローター回転手段、Ｖ…
…真空手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面から半径方向内向きに延びている少なく
   とも第１および第２の環状の処理用溝が設けられ
   たローターより成る回転要素と、ローター表面か
   らすきまをあけて配置され前記第１および第２の
   環状の処理用通路を閉じるように構成された同心
   の閉じ表面を提供する静止要素とから成り、前記
   静止要素は、前記第１処理用通路へ粘性原材料を
   導入するための入口と、通路内で処理された前記
   原材料を集めて通路から排出する端壁を各通路に
   提供する阻止部材と、前記第２処理用通路の端壁
   の近くに配置され粘性原材料を該第２処理用通路
   から排出するための出口と、第１および第２処理
   用通路を直列に連結し第１処理用通路の端壁の近
   くから第２処理用通路へ延び第１処理用通路から
   粘性原材料を排出し排出したその原材料を第２処
   理用通路へ転送する原材料転送溝とを備え、操作
   中、第１および第２処理用通路間に圧力差が形成
   される、粘性原材料を処理するロータリ・プロセ
   ツサにおいて、 前記第１および第２処理用通路間の圧力および
   原材料の洩れを規制するシール手段を備えてお
   り、該シール手段が、 第１および第２処理用通路の間のローター表面
   部分に設けられ、該ローター表面部分の全周にわ
   たつて延び、ローターが回転するとき前記転送溝
   の下を通過するように配置された環状シール溝
   と、 前記転送溝を粘性原材料でほゞ完全に満された
   状態に維持し、そして転送溝内の原材料を十分な
   圧力のもとに維持することにより、転送溝の下を
   通過する前記シール溝の部分を転送溝からの加圧
   された粘性原材料で満す手段と、 前記シール溝の全周にわたつて、該シール溝を
   加圧された原材料でほゞ完全に満された状態に維
   持するとともに、該シール溝の全周に渡つて前記
   閉じ表面と接触するように半径方向外側に原材料
   を押し付け、前記第１処理用通路と前記第２処理
   用通路との間のローター表面の全周に活性Ｏリン
   グを維持する手段とから成ることを特徴とするロ
   ータリ・プロセツサ。 ２ 転送溝を原材料でほゞ完全に満された状態に
   維持し、かつ転送溝内の原材料を十分な圧力のも
   とに維持する前記手段は、静止要素に組み込ま
   れ、シール溝の軸方向下流に配置され、第２の処
   理用通路へ原材料を転送するために利用可能な断
   面積を狭くする制御ゲートより成つていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロータ
   リ・プロセツサ ３ シール溝を全周に渡つて加圧された原材料で
   ほぼ完全に満たされた状態に維持する前記手段は
   前記阻止部材に組み込まれた加圧部材を含み、こ
   の加圧部材は転送溝の上流の周面近くの位置でシ
   ール溝に延びているとともに、シール溝によつて
   支持された原材料の流れの少なくとも一部を阻止
   する、シール溝に対する阻止面を与えるように配
   置され、シール溝によつて支持された原材料を加
   圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のロータリ・プロセツサ。 ４ 少なくとも一つの通路に作用上通じている真
   空手段を備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のロータリ・プロセ
   ツサ。 ５ 前記処理用通路は、 (イ) 操作中原材料から揮発性物質を脱離し脱蔵段
   の通路内に開放し、真空手段によりプロセツサ
   から除去することができるように真空手段に作
   用上通じるように配置された一つまたはそれ以
   上の処理用通路を有していて、ロータリ・プロ
   セツサ内で処理される粘性原材料を脱蔵するた
   めの脱蔵段、 (ロ) 少なくとも一つの処理用通路より成り、前記
   脱蔵段の上流にあつてそれに隣接している第１
   の付加処理用段、および (ハ) 少なくとも一つの処理用通路より成り前記脱
   蔵段の下流にあつてそれに隣接している第２の
   付加処理用段、 を含む複数の処理用段を提供し、そして前記脱蔵
   段の真空排気が前記脱蔵段と前記第１の付加処理
   用段との間、および前記脱蔵段と前記第２の付加
   処理用段との間に圧力差を生じさせるようになつ
   ており、前記脱蔵段と前記第１の付加処理用段と
   の間および前記脱蔵段と前記第２の付加処理用段
   との間の圧力および原材料の洩れを規制するシー
   ル手段は、 前記脱蔵段と前記第１の付加処理用段との間お
   よび前記脱蔵段と前記第２の付加処理用段との間
   のローター表面の部分に設けられ、そのローター
   表面の全円周にわたつて延び、ローターが回転す
   ると段を相互に連絡している転送溝の下を通過す
   るように配置された環状シール溝と、 静止要素に組み込まれ、各シール溝の軸方向下
   流に配置され、段を相互に連絡している転送溝内
   の各制御ゲートの上流の原材料が加圧され、転送
   溝からの加圧された粘性原材料で段を相互に連絡
   している転送溝およびシール溝を完全に満すよう
   に、段の間で原材料を転送するために利用可能な
   断面積を挟めるための制御ゲートと、 前記静止要素に組み込まれ、転送溝の上流部分
   の周面に隣接する位置で各シール溝に延びてお
   り、各シール溝によつて支持された原材料の流れ
   の少なくとも一部を阻止するとともに各シール溝
   を加圧粘性原材料でほぼ完全に満たした状態に維
   持し、各シール溝の全周に渡つて閉表面と接触す
   るように半径方向外側に原材料を押しつけて、前
   記複数の段の間のローター表面の全周に活性Ｏリ
   ングを維持する加圧部材と、 から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のロータリ・プロセツサ。 ６ 前記第１の付加処理用段は原材料供給手段で
   あり、前記第２の付加処理用段は混合段であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のロー
   タリ・プロセツサ。