JPH0722608Y2

JPH0722608Y2 - ワックスの溶融装置

Info

Publication number: JPH0722608Y2
Application number: JP5766092U
Authority: JP
Inventors: 吉永高山; 正明高橋
Original assignee: Nara Machinery Co Ltd
Current assignee: Nara Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2005-05-24
Also published as: JPH0630668U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、各種形状の固体ワック
スの溶融装置に関する。詳しくは、ブロック状、粒状、
薄片状等、各種形状の固体ワックスを溶融する機構と、
溶融したワックスと固体ワックスとを分離する機構と、
溶融したワックスを速やかに機外に排出する機構とを有
するワックスの溶融装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、市販されている固体ワックスに
は、大きなブロック状、あるいは小さな粒状、又は薄片
状等の各種の形状があり、必要に応じてこれらの固体ワ
ックスを加熱溶融して使用している。固体ワックスは熱
伝導度が非常に小さく、個々のワックス粒子の内部まで
は熱が伝わりにくいので、まず加熱用のジャケットを有
する溶融槽に、ブロック状のワックスの場合は、細かく
砕いてその一部を溶融槽に入れて溶かし、粒状、薄片状
のワックスの場合は、そのままその一部を溶融槽に入れ
て溶かし、その後その溶融ワックスの中に残りのワック
スを入れて、そのまま、又は攪拌しながら溶かしてい
た。何れの場合においても、必要な量のワックスをその
都度回分式で溶融し、固体ワックスが全量溶融するま
で、溶融したワックスを溶融槽に保持していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ワック
スを攪拌しないで溶融する場合は、上述したようにワッ
クスは熱伝導度が非常に小さいので、溶融したワックス
から熱量を受けた固体ワックスは、まずその外周部から
溶け始めるが、内部まで溶ける前にその固体ワックスの
周りの溶融ワックスの温度が下がって再凝固し、周囲の
固体ワックスを伴ってブロック状に成長する。このブロ
ック状のワックスは更に溶けにくく、全量が溶融するの
にはかなりの時間を要した。溶融槽の加熱ジャケットに
供給する加熱媒体（加熱水蒸気、温水等）の温度が高け
れば高いほど、ワックスは速く溶けるが、過熱し過ぎて
溶融ワックスの温度が高くなり過ぎると酸化分解を起こ
し、再凝固したときの固体ワックスの融点が下がり、油
分が増加して硬度が落ち、粘度は増加し、また着色、悪
臭といった問題も生じる。ワックス類の酸化分解による
これらの変質は、加熱温度と加熱時間の相乗積で決まる
もので、例えば温度が１０℃高くなると分解速度は約２
倍になるといわれている。

【０００４】一方、攪拌しながら溶融する場合は、上記
の場合ほど溶融に時間を必要としないが、溶融したワッ
クスと固体ワックスとを強制的に攪拌するため、溶融直
前の半練り状のワックスが攪拌軸に沿ってせり上がっ
て、この攪拌軸に付着する。また攪拌された溶融ワック
スは溶融槽の加熱ジャケットのない壁面にも付着する。
これらの付着は時間と共に成長し、何等かの方法で掻き
取る以外に取り除くことはできなかった。この場合にお
いても、固体ワックスの全量が溶けるまで溶融したワッ
クスを溶融槽に保持しておくため、初期に溶けたワック
スほど酸化分解による変質が進んだ。本考案はこれらの
問題点に鑑み、溶融したワックスを速やかに溶融槽から
排出して、溶融ワックスの酸化分解による変質を防止す
ると共に、攪拌羽根等の駆動手段を必要としないワック
スの溶融装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿い、本考案
は、外部側面に加熱ジャケットを有するワックスの溶融
装置において、溶融槽の内面に複数の溶融ワックスの通
路を設け、該溶融槽の下部に溶融ワックスの排出口を設
けたワックスの溶融装置によって、前記課題を解決する
ものである。

【０００６】

【作用】本考案は、上記の構造にすることによって、す
なわち溶融したワックスは溶融ワックスの通路を通って
流下し、排出口から機外に速やかに排出されるため、比
較的高い温度の加熱媒体を用いたとしても、溶融ワック
スの酸化分解による変質を防止することができた。ま
た、溶融したワックスを速やかに排出することにより、
固体ワックスは常に加熱ジャケットと接触することがで
きるので、ワックスの溶融速度が速くなった。さらに攪
拌装置等の駆動部分を必要としないので、製造コストが
安い上に、保守・点検も容易になった。

【０００７】

【実施例】図１は本考案のワックスの溶融装置の一例の
縦断面図、図２はその平面図、図３は図１のＸ−Ｘ断面
図である。同図に基づいて本考案を詳細に説明する。同
図において、１はワックスの溶融槽で、この溶融槽１は
上部の円筒部１ａと、これに連設する略円錐部１ｂとか
ら構成されている。２は加熱ジャケットで、３は加熱ジ
ャケット２に連設された温水、加熱水蒸気等の熱交換媒
体の供給口、４はその排出口である。

【０００８】５は溶融槽１の内面に、その上方から下方
に向けて放射状に連設された複数の溶融ワックス流通管
で、その形状は例えば横断面Ｌ字形である。この流通管
５には、溶融したワックスをこの流通管５と溶融槽１の
内面との間に形成される溶融ワックスの通路６に速やか
に導入するために、複数の切欠き部７を設けてある。な
お、この流通管５の横断面の形状はＬ字形に限らず、図
４（ａ）及び（ｂ）に示したように、Ｃ字形、半円形等
でもよい。また、矩形、三角形、円形、楕円形、小判形
等でもよいが、この場合は流通管５の一面又はその母線
を溶融槽１の内面に連設する。なお、この場合は、流通
管５そのものが溶融ワックスの通路６となる。また、切
欠き部７の代わりに、各種形状の貫通孔でもよい。さら
に、溶融槽１の内面にその上方から下方に向けて、放射
状に凹部を形成し、これを溶融ワックスの通路６として
もよい。このとき凹部、すなわち溶融槽１内面の凹んだ
部分の幅は、原料ワックスの粒径よりも小さく、さらに
その粒径の半分以下であることが好ましい。これは、こ
の凹部を通して固体ワックスが流下したり、凹部に固体
ワックスが詰まって溶融ワックスの通路６を塞ぐのを防
止するためである。８は溶融槽１の略円錐部１ｂの下部
に設けられた溶融ワックスの排出口である。

【０００９】９は溶融したワックスと固体のままのワッ
クスとを分離するための固液分離材、１０はこの固液分
離材９を固定する取付座、１１は取付座１０を溶融槽１
の略円錐部１ｂの下方内面に固定するために、略円錐部
１ｂに連設されたリングである。固体ワックスの種類、
形状、大きさ等によっても異なるが、ここで固液分離材
９は、少なくとも原料ワックスの粒子径の約半分以下、
好ましくは１０分の１以下程度の目開きを有する、円筒
状の金網等の耐熱性のある網である。取付座１０は、例
えば円柱状の本体１０ａと、その上部に連設され、本体
１０ａよりも直径の大きい円柱状の取付部１０ｂと、本
体１０ａの下部に連設され、リング１１の中心の開口部
に嵌合する突出部１０ｃとから形成されている。固液分
離材９は、ビス等によって取付部１０ｂに固定される。
図示したように、円筒状の固液分離材９の円筒面を鉛直
方向に配置することにより、固液分離材９は固体ワック
スの粉体圧を受けにくく、固体ワックスが固液分離材９
の目に詰まるのを防止している。リング１１の外周部付
近には、固液分離材９を通過した溶融ワックスの通路と
して、複数の切欠き部又は貫通孔を放射状に設けてあ
る。なお、固液分離材９の下側先端部を、略円錐部１ｂ
の内壁面又はリング１１の外周部付近の上面に隙間なく
接するように、リング１１の外周部と固液分離材９の下
側先端部との間に、弾性を有するが、溶融ワックスに溶
けたり膨潤したりしない材質のリング状部材（図示省
略）を挟み込むことが好ましい。また、前述の溶融ワッ
クス流通管５の下方端部は、固液分離材９の近傍まで延
長され、略円錐部１ｂの内面に連設されていることが好
ましい。

【００１０】取付部１０ｂの上面には、この上面に固体
ワックスが堆積するのを防止するために、すなわちワッ
クスの溶融終了時に、この部分に固体ワックスが残るの
を防止するために、センターコーン１２を連設してあ
る。このセンターコーン１２は、必要に応じてジャケッ
ト構造としてもよく、その場合このセンターコーン１２
に例えば二重管を連設し、内管をジャケット内部に温水
等の熱交換媒体を供給するための供給管１３、外管をそ
の排出管１４とする。また１５は熱交換媒体の供給口、
１６はその排出口である。

【００１１】図５は固体ワックスを回分的に溶融するた
めの装置（システム）で、本考案の溶融装置をその前後
装置と共に示した概念的な説明図である。図５におい
て、１７は必要に応じて使用される固体ワックスの供給
装置、１８はそのホッパー、１９ロードセル等の固体ワ
ックスの供給量を測定するための計量装置である。２０
は本考案の溶融装置から排出された溶融ワックスを保温
するための、すなわちワックスを溶融状態で保持するた
めの保温タンク、２１はこの保温タンク２０のジャケッ
トに温水等の熱交換媒体を供給するための供給口、２２
はその排出口である。

【００１２】この装置は、次の要領で運転される。ま
ず、加熱ジャケット２の熱交換媒体の供給口３、センタ
ーコーン１２の熱交換媒体の供給口１５、及び保温タン
ク２０の熱交換媒体の供給口２１から一定温度に加熱し
た温水等の熱交換媒体を一定流量で供給し、溶融槽１の
加熱ジャケット２、センターコーン１２のジャケット及
び保温タンク２０を、一定温度に加熱しておく。ここで
加熱ジャケット２及びセンターコーン１２のジャケット
に供給する熱交換媒体の温度は、ワックスの融点以上
で、ワックスの融点＋５０℃程度以下であることが好ま
しい。これは前述した酸化分解によるワックスの変質を
なるべく防止するためである。一方、保温タンク２０の
ジャケットに供給する熱交換媒体の温度は、ワックスを
溶融状態で保持できればよいのであるから、例えばワッ
クスの融点＋２０℃程度の温度でよい。

【００１３】次に、予め計量しておいた固体ワックスを
溶融槽１に投入する。供給装置１７を使用する場合は、
ホッパー１８に適当量の固体ワックスを投入し、供給装
置１７を作動させて、一定量の固体ワックスを溶融槽１
に投入する。なお、ワックス投入後、溶融槽１に蓋（図
示省略）をしておけば、溶融槽１内部を保温することが
できるので、固体ワックスの溶融速度が速くなる。

【００１４】溶融槽１に投入された固体ワックスは、加
熱ジャケット２と接触することにより、熱交換媒体から
熱量を受け取ってその接触部から溶け始める。この溶融
したワックスは、速やかに近くの切欠き部７から溶融ワ
ックス流通管５に入り、溶融ワックスの通路６を通って
流下する。また、わずかではあるが、溶融槽１の内面を
伝わって流下する溶融ワックスもある。この通路６を通
って流下する溶融ワックスの中には、溶融途中の完全に
溶けきらない固体ワックスが入り込むことも考えられ
が、溶融ワックスの流下経路に固液分離材９を介在させ
てあるので、溶融ワックスのみが固液分離材９を通過し
て、リング１１の切欠き部を通って排出口８から排出さ
れ、保温タンク２０に貯蔵される。なお、固液分離材９
の目開きを通過する極めて小さくかつ少量の固体ワック
スは、排出の途中又は保温タンク２０の中で速やかに溶
けることができるので、問題はない。上述したように、
溶融したワックスは速やかにかつ連続的に溶融槽１から
排出されるので、常に新しい固体ワックスが加熱ジャケ
ット２と接触して速やかに溶けることができる。

【００１５】本考案のワックスの溶融装置を用いて、固
体ワックスを連続的に溶融することもできる。図６は固
体ワックスを連続的に溶融するための装置で、本考案の
溶融装置をその前後装置と共に示した概念的な説明図で
ある。計量装置１９の代わりに、溶融槽１に粉面レベル
計２３を取り付けた以外は、図５の装置と同じである。
この粉面レベル計２３の信号を受けて、溶融槽１内の固
体ワックスの量が常に一定の範囲内にあるように、供給
装置１７の運転を制御する構成になっている。

【００１６】この装置は、次の要領で運転される。ま
ず、供給口３、１５及び供給口２１から一定温度に加熱
した温水等の熱交換媒体を一定流量で供給し、溶融槽１
の加熱ジャケット２、センターコーン１２のジャケット
及び保温タンク２０を、一定温度に加熱しておく。供給
する熱交換媒体の温度は、先の実施例の場合と同じであ
る。次に、ホッパー１８に適当量の固体ワックスを投入
し、供給装置１７を作動させて一定速度で固体ワックス
を溶融槽１に投入する。なお、溶融槽１に蓋（図示省
略）をしておけば、固体ワックスの溶融速度が速くなる
のは、先に述べた場合と同じである。

【００１７】溶融槽１に投入された固体ワックスは、加
熱ジャケット２と接触することにより、熱交換媒体から
熱量を受け取ってその接触部から溶け始め、溶融したワ
ックスは近くの切欠き部７から溶融ワックス流通管５に
入り、通路６を流下し、固液分離材９、リング１１の切
欠き部を通って排出口８から保温タンク２０に排出され
る。

【００１８】一方、溶融槽１に固体ワックスを一定速度
で投入することにより、溶融槽１内の固体ワックスの粉
面高さは徐々に上昇し、粉面レベル計２３の信号（上
限）を受けて供給装置１７は停止する。固体ワックスが
溶融することによって粉面高さが下降し、粉面レベル計
２３の信号（下限）を受けると供給装置１７が再び作動
して、溶融槽１に固体ワックスを供給する。当然のこと
ながら、排出口８から保温タンク２０に排出される溶融
ワックスの単位時間当りの排出量よりも、供給装置１７
の単位時間当りの供給能力の方を大きくしておく。本考
案のワックス溶融装置を用いて固体ワックスを回分的に
溶融する場合は、固体ワックスの溶融に伴って溶融槽の
固体ワックスの粉面高さが下降するので、加熱ジャケッ
ト２の有効伝熱面積は時間と共に減少し、固体ワックス
の溶融速度は次第に遅くなる。一方、連続的に溶融する
場合は、伝熱面積を有効（最大限でほぼ一定）に利用で
きると共に、溶融ワックスの排出速度（固体ワックスの
溶融速度）が一定であるので、この場合の方が効率がよ
く、ワックスの溶融に適している。

【００１９】〔具体例１〕本考案の装置を用い、牛脂硬化油を回分的に溶融した具
体例について説明する。使用した溶融槽は、円筒部の直
径が３００ｍｍ、高さが５５０ｍｍ、略円錐部の高さが
２４２ｍｍ、全容積が０．０４２４ｍ³ 、全伝熱面積が
０．６５５ｍ²（センターコーンのジャケット部も含
む）であった。なお、溶融槽の内面には、半円形の複数
の切欠き部を有し、横断面の形状がＬ字形で、その一辺
の長さが１５ｍｍの溶融ワックス流通管を、放射状に６
本連設してある。また、固液分離材には、目開き１．５
ｍｍの金網を用いた。使用した牛脂硬化油は、直径１０
〜１５ｍｍの薄片状（円盤状）で、融点は５７℃であっ
た。なお、牛脂硬化油１３ｋｇを溶融槽に一括投入し
た。熱交換媒体としては温水を用い、その温度は９３℃
（開始時、平均は９０℃）、加熱ジャケット、及びセン
ターコーンのジャケットへの供給速度は、それぞれ７．
１ｌ／ｍｉｎ、１．４ｌ／ｍｉｎであった。牛脂硬化油
投入直後からの、その溶融ワックスの単位時間当りの排
出量、累積排出量、及び排出温度等のデータを表１に示
した。

【００２０】

【表１】

【００２１】溶融した牛脂硬化油は連続的に排出され、
約３０分経過後、溶融槽の内部には全く固体状態の牛脂
硬化油は残っておらず、全量排出されていた。

【００２２】〔具体例２〕本考案の装置を用い、キャンデリラワックスを回分的に
溶融した具体例について説明する。使用した溶融槽は、
具体例１と同一である。ただし、固液分離材には、目開
き０．５ｍｍの金網を用いた。使用したキャンデリラワ
ックスは、直径１〜２ｍｍの球状で、融点は７３℃であ
った。なお、具体例１と同様に、キャンデリラワックス
１３ｋｇを溶融槽に一括投入した。温水の温度は９６℃
（開始時、平均共）、加熱ジャケット、及びセンターコ
ーンのジャケットへの供給速度は、それぞれ７．１ｌ／
ｍｉｎ、１．４ｌ／ｍｉｎであった。キャンデリラワッ
クス投入直後からの、その溶融ワックスの単位時間当り
の排出量、累積排出量、及び排出温度等のデータを表２
に示した。

【００２３】

【表２】

【００２４】溶融したキャンデリラワックスは連続的に
排出され、約６０分経過後、溶融槽内部に全く固体状態
のキャンデリラワックスは残っておらず、全量排出され
ていた。

【００２５】

【考案の効果】以上詳細に説明したように、本考案のワ
ックスの溶融装置は、溶融槽の内面に複数の溶融ワック
スの通路を設けると共に、溶融槽の下部に溶融ワックス
の排出口を設けてあるので、溶融したワックスは速やか
に溶融槽から排出されるため、ワックスの酸化分解によ
る変質を防止することができた。上述した通り、溶融し
たワックスは速やかに溶融槽から排出されるため、固体
ワックスは常に加熱ジャケットと接触することができる
ので、ワックスの溶融速度が速くなった。また、溶融槽
の下方内面に固液分離材を連接したため、排出口からは
溶融したワックスだけを排出することができるようにな
った。上記固液分離材を円筒状の耐熱性の網とし、この
円筒状の固液分離材の円筒面を鉛直方向に配置したの
で、この固液分離材は固体ワックスの粉体圧を受けにく
く、溶融ワックスの排出をスムースに行なうことができ
るようになった。さらに、攪拌装置等の駆動部分がない
ので、製造コストが安く、保守・点検も容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のワックスの溶融装置の一例の縦断面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＸ−Ｘ拡大断面図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）共に、溶融ワックス流通管の他
の実施例である。

【図５】固体ワックスを回分的に溶融するための装置の
一例で、本考案の溶融装置をその前後装置と共に示した
概念的な説明図である。

【図６】固体ワックスを連続的に溶融するための装置の
一例で、本考案の溶融装置をその前後装置と共に示した
概念的な説明図である。

【符号の説明】

１溶融槽１ａ円筒部１ｂ略円錐部２加熱ジャケット３熱交換媒体の供給口４熱交換媒体の排出口５溶融ワックス流通管６溶融ワックスの通路７切欠き部８溶融ワックスの排出口９固液分離材１０取付座１０ａ本体１０ｂ取付部１０ｃ突出部１１リング１２センターコーン１３熱交換媒体の供給管１４熱交換媒体の排出管１５熱交換媒体の供給口１６熱交換媒体の排出口１７固体ワックスの供給装置１８ホッパー１９計量装置２０保温タンク２１熱交換媒体の供給口２２熱交換媒体の排出口２３粉面レベル計

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外部側面に加熱ジャケットを有するワッ
クスの溶融装置において、溶融槽の内面に複数の溶融ワ
ックスの通路を設け、前記溶融槽の下部に溶融ワックス
の排出口を設けたことを特徴とするワックスの溶融装
置。
【請求項２】上記溶融槽は、上部が円筒状、下部が略
円錐状であることを特徴とする請求項１記載のワックス
の溶融装置。
【請求項３】溶融ワックスの通路は、複数の切欠き部
又は貫通孔を有する流通管、又は該流通管と溶融槽内面
とによって形成されることを特徴とする請求項１または
２に記載のワックスの溶融装置。
【請求項４】溶融ワックスの通路は、溶融槽の内面に
形成された複数の凹部であることを特徴とする請求項１
または２に記載のワックスの溶融装置。
【請求項５】溶融槽の下方内面に、溶融ワックスと固
体ワックスとを分離するための固液分離材を連接したこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のワッ
クスの溶融装置。
【請求項６】上記固液分離材は、円筒状の耐熱性のあ
る網であることを特徴とする請求項５記載のワックスの
溶融装置。
【請求項７】円筒状の固液分離材の円筒面を鉛直に
し、該固液分離材の下側先端部を溶融槽の下方内面に連
接したことを特徴とする請求項６記載のワックスの溶融
装置。