JPH08299771A - キャンドモータインラインミキサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラリーを含有した取扱液、特に高温の取扱
液を通過させながら前記スラリーを粉砕して取扱液中に
分散混合させるインラインミキサをキャンドモータにて
駆動することにより、メカニカルシールを不要にして保
守点検期間を大福に延長し、振動と騒音を激減する。 【構成】 タンク１内にミキサケーシング５とミキサ翼
６からなるミキサ部７を配設する。タンク１の上方に縦
型キャンドモータ２３を液密に配設し、このキャンドモ
ータ２３にて駆動する補助ポンプ部４１をキャンドモー
タ２３の下端部に設けてタンク１内に突出させる。タン
ク１内の上方の取扱液の一部を補助ポンプ部４１によっ
てキャンドモータ２３内を通過させるキャンドモータ通
夜経路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キャンドモータインラ
インミキサに係り、スラリーを含有した取扱液、特に高
温の取扱液を通過させながら前記スラリーを粉砕して分
散混合させるインラインミキサをキャンドモータにて駆
動することにより、メカニカルシールを不要にして保守
点検期間を大幅に延長し、振動と騒音を低減したキャン
ドモータインラインミキサに関する。

【０００２】

【従来の技術】インラインミキサは化学プラントなどの
系路中に設けられ、スラリーを含有した取扱液や添加剤
を通過させながら前記スラリーを粉砕して分散、混合す
る装置として知られている。

【０００３】次に、従来のインラインミキサの構成を図
２に基づき説明する。

【０００４】上方が開口したタンク１にタンク蓋体２が
Ｏリング３を介して液密に取着されており、タンク１内
にはタンク蓋体２に複数の支持体４にて懸下されたミキ
サケーシング５とミキサ翼６からなる剪断型のミキサ部
７が配設されている。

【０００５】タンク蓋体２の上方には胴部２ａを介して
取付フランジ２ｂが一体に構成され、この取付フランジ
２ｂには相フランジ８ａを介してメカニカルシールハウ
ジング９が液密に取着され、メカニカルシールハウジン
グ９の上側に相フランジ８ｂを介してアダプタ１０が取
着され、アダプタ１０の上側に軸受ハウジング１１が取
着され、軸受ハウジング１１の上側にアダプタ１２を介
して汎用モータ１３が取着されている。

【０００６】ミキサケーシング５、タンク蓋体２、メカ
ニカルシールハウジング９、アダプタ１０および軸受ハ
ウジング１１を貫通する回転軸１４が軸受ハウジング１
１に装着されたころがり軸受１５，１６にて軸支され、
回転軸１４の上端部は軸継手１７を介して汎用モータ１
３の回転軸１３ａに結合され、回転軸１４の下端部には
ミキサケーシング５内に狭い隙間を介して配設されたタ
ービン羽根のミキサ翼６が螺合固着されている。

【０００７】メカニカルシールハウジング９にはメカニ
カルシール１８ａ，１８ｂが配設されてタンク１内の取
扱液に対して回転軸１４が軸封され、軸受ハウジング１
１の下端部にはオイルシール１９が配設されて軸受ハウ
ジング１１内の軸受潤滑液に対して回転軸１４が軸封さ
れている。

【０００８】また、タンク１の下底部には取扱液流入口
１ａが連通され、タンク１の側部には取扱液流出口１ｂ
が連通されている。タンク蓋体２の胴部２ａにはエア抜
き口２ｃが連通され、また、高融点液を取り扱う場合に
は高融点液の凝固を阻止するために、タンク１の外側に
ジャケット入口２０ａとジャケット出口２０ｂを備えた
加熱ジャケット２０が、およびタンク蓋体２の外側にジ
ャケット入口２１ａとジャケット出口２１ｂを備えた加
熱ジャケット２１が設けられており、さらに、ころがり
軸受１５，１６が高温の取扱液および加熱ジャケット２
０，２１に流す高温の熱媒体の熱影響によって異常昇温
するのを阻止するために、軸受ハウジング１１の外周に
冷却ジャケット２２が設けられている。

【０００９】このように構成したインラインミキサによ
れば、加熱ジャケット２０、２１に熱媒体を流してタン
ク１内を加熱しておき、スラリーを含有した高融点の取
扱液を外部液源から取扱液流入口１ａを径てタンク１内
に流入すると、含有スラリーがミキサ部７で粉砕されて
ミキサケーシング５に穿設された複数の通孔５ｂから取
扱液中に分散混合され、取扱液流出口１ｂから次工程へ
と流出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来構
成のインラインミキサによれば、取扱液中の含有スラリ
ーおよびインラインミキサを停止してタンク１の加熱を
止めた時に生じる高融点液の凝固物によって、メカニカ
ルシール１８ａ，１８ｂに早期損耗が生じて数カ月の運
転でメカニカルシール１８ａ，１８ｂを交換しなければ
ならず、保守点検費用がかさむとともに操業率が低下す
る。

【００１１】また、該メカニカルシール１８ａ，１８ｂ
の近傍にできる滞留部のために、加熱によって劣化、炭
化するポリマー等では、メカニカルシール１８ａ，１８
ｂへのかみ込み等により損傷、摩耗を促進し、保守点検
の周期が短くなる。

【００１２】また、下側のころがり軸受１５からミキサ
翼６に至る回転軸１４のオーバーハングがかなり長くな
るので、回転軸１４の動撓みに起因する振動が相当に大
きくて騒音も高くなり、そのため、ころがり軸受１５，
１６に過大な負荷がかかって早期故障に至り易く、およ
びメカニカルシール１８ａ，１８ｂの早期損耗をさらに
加速する。

【００１３】また、運転に際しては、タンク１内を加熱
する熱媒体の他に、ころがり軸受１５，１６の潤滑液お
よび冷却ジャケットに流す冷却液が必要で運転操作が面
倒であると共に前記潤滑液や冷却液を流すための配管や
ポンプなどが必要となる。

【００１４】なお、高融点液に限らず、スラリーを含有
した液を取り扱うインラインミキサにも同様の問題があ
った。

【００１５】本願発明は、上記問題点に鑑み成されたも
ので、保守点検期間が大幅に延長され、騒音と振動が激
減され、潤滑液や冷却液が不要となるキャンドモータイ
ンラインミキサを提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のキャンド
モータインラインミキサの構成は、タンク内にミキサケ
ーシングとミキサ翼からなる剪断型のミキサ部を配設し
て前記タンク内をスラリーを含有した取扱液を通過させ
ながら前記スラリーを粉砕して前記取扱液中に分散混合
するキャンドモータインラインミキサにおいて、前記タ
ンクの上側に縦型キャンドモータを液密に配設し、この
キャンドモータにて駆動する補助ポンプ部を前記キャン
ドモータの下部に設けると共に、前記タンク内に突出さ
せ、前記キャンドモータの回転軸を前記タンク内に延在
してその下端部に前記ミキサ翼を取着し、前記タンク内
の上部内に存在し得る取扱液の一部を前記補助ポンプ部
によって前記キャンドモータ内を通過させるキャンドモ
ータ通液経路を形成してなるものである。

【００１７】請求項２記載のキャンドモータインライン
ミキサの構成は、請求項１記載のキャンドモータインラ
インミキサにおいて、キャンドモータは、２００℃以上
の高温液をキャンドモータ通液経路に導入しても支障の
ないように、高温に対する絶縁耐力を有する固定子を有
し、タンクの外側に加熱ジャケットを設けてなるもので
ある。

【００１８】請求項３記載のキャンドモータインライン
ミキサの構成は、請求項２記載のキャンドモータインラ
インミキサにおいて、キャンドモータの下部フランジを
拡径してタンク蓋体に兼用し、前記下部フランジの外側
に加熱ジャケットを設けてなるものである。

【００１９】請求項４記載のキャンドモータインライン
ミキサの構成は、請求項２または請求項３記載のキャン
ドモータインラインミキサにおいて、キャンドモータの
軸受に炭化硅素を、この軸受と摺動回転するスリーブお
よびスラストカラーに超硬合金を採用してなるものであ
る。

【００２０】

【作用】本発明のキャンドモータインラインミキサによ
れば、ミキサ部の駆動にキャンドモータを採用し、その
すべり軸受を補助ポンプ部によりキャンドモータ通液経
路を通過させる取扱液によって潤滑するので、メカニカ
ルシールが不要となって長寿命化が計れ、回転軸のオー
バーハングがかなり短くなって振動が大幅に低下し、キ
ャンドモータの回転子が取扱液中で回転されることと相
まって騒音も大福に低下する。

【００２１】そして、軸受の潤滑や冷却液が不要とな
り、運転操作も簡便となる。

【００２２】また、補助ポンプにより取扱液を循環する
ため、滞留部がなくなり、取扱液が長時間高温に曝され
ることがなくなって、取扱液の劣化を防ぐことができ
る。

【００２３】また、キャンドモータに高温に対する絶縁
耐力を有する固定子を採用し、タンクの外側に加熱ジャ
ケットを設けることにより、取扱液として２００℃以上
の高温液を取り扱うことができる。

【００２４】

【実施例】次に、本発明をスラリーを含有した高融点液
を取扱液とするインラインミキサに適用した実施例を図
１に基づき説明する。

【００２５】なお、説明の便宜上、前記図２に示す従来
例と同一構成部分については、同一参照符号を付してそ
の説明を省略する。

【００２６】上方が開口したタンク１内にミキサケーシ
ング５とミキサ翼６からなる剪断型のミキサ部７が配設
されており、前記タンク１の上側に縦型キャンドモータ
２３が配置され、このキャンドモータ２３の固定子フレ
ーム２４の下部フランジ２５が拡径されてタンク蓋体２
に兼用されＯリング３を介してタンク１上端部に液密に
取着されている。

【００２７】固定子フレーム２４内には固定子鉄心２６
に固定子巻線２７を巻着してなる固定子２８が挿着さ
れ、この固定子２８の内側に固定子キャン２９が密着挿
入されてその両端縁が固定子フレーム２４の下部フラン
ジ２５と上部フランジ３０に気密に溶着されている。

【００２８】固定子フレーム２４の上部フランジ３０に
は上部軸受ハウジング３１が液密に取着され、固定子フ
レーム２４の下部フランジ２５には下部軸受ハウジング
３２がボルト３３にて取着されている。

【００２９】固定子キャン２９の内側に形成された回転
子室３４には回転軸３５を挿着した回転子３６が固定子
２８に対向配設され、回転軸３５が上部軸受ハウジング
３１に装着された上部すべり軸受３７にスリーブ３８と
スラストカラー３９を介して、および下部軸受ハウジン
グ３２に装着された下部すべり軸受４０にスリーブ３８
とスラストカラー３９を介して軸支されている。

【００３０】下部軸受ハウジング３２は補助ポンプ部４
１のポンプケーシング４２に兼用され、このポンプケー
シング４２にボルト４３にて取着されたポンプケーシン
グ側板４４との間に補助ポンプ室４５が形成され、この
補助ポンプ室４５に吸込側を下側に向けて配設された補
助インペラ４６が回転軸３５にキー４７を介して挿着さ
れ、ポンプケーシング４２とポンプケーシング側板４４
および補助インペラ４６にて前記補助ポンプ部４１が構
成されている。

【００３１】ポンプケーシング側板４４には複数の通孔
５ａを有するミキサケーシング５が複数の支持体４を介
して懸下されており、該ミキサケーシング５内に狭い隙
間を介して配設されたタービン羽根のミキサ翼６がタン
ク１内に延在された回転軸３５の下端部にスペーサ４８
ａ，４８ｂを介して螺合され軸下端ボルト４９にて抜け
止めされており、ミキサケーシング５にはミキサ翼６の
ボス部との間に狭い隙間を介してウエアリング５０が装
着されている。

【００３２】タンク１の下底部には取扱液流入口１ａが
連通され、タンク１の側部には取扱液流出口１ｂが連通
され、タンク１の外側にはジャケット入口２０ａとジャ
ケット出口２０ｂを備えた加熱ジャケット２０が設けれ
ている。キャンドモータ２３には固定子フレーム２４の
胴部２４ａと下部フランジ２５の外側を覆うようにジャ
ケット入口５１ａとジャケット出口５１ｂを備えた加熱
ジャケット５１が設けられ、上部軸受ハウジング３１の
外側にはジャケット入口５２ａとジャケット出口５２ｂ
を備えた加熱ジャケット５２が設けられ、加熱ジャケッ
ト５１のジャケット出口５１ｂと加熱ジャケット５２の
ジャケット入口５２ａとが接続されている。

【００３３】また、タンク１の上方の取扱液の一部が補
助ポンプ部４１に吸い込まれて昇圧され、下部すべり軸
受４０を経て下部回転子室３４ａに流入し、固定子キャ
ン２９と回転子３６との間のキャン隙間５３を通って上
部回転子室３４ｂに至り、上部すべり軸受３７を経てキ
ャンドモータ上端室５４から軸上端ボルト５５の通孔、
回転軸３５に穿設された軸内通路５６および軸下端ボル
ト４９の通孔を介してタンク１内へと循環されるキャン
ドモータ通液経路が形成されており、キャンドモータ上
端室５４にはエア抜き口５７が連通されている。

【００３４】そして、キャンドモータ２３の固定子２８
は高温に対する絶縁耐力を有する材料にて構成され、例
えば、２００℃以上の高温取扱液をキャンドモータ通夜
経路に導入しても支障のないように、特公平１一３０３
８２号公報に記載の構成、すなわち、表面にニッケルメ
ッキを施した銅線にガラス絶縁被膜を施した導線と、無
機接着集成マイカ板からなるウエッジと、合成弗化マイ
カを含有する最小限のシリコン樹脂接着剤を使用した集
成マイカからなるフレキシブル絶縁シートから固定子巻
線２７を固定子鉄心２６に巻着し、この固定子巻線２７
に、シリコン有機化合物の溶剤に合成弗素マイカ片を有
機溶剤とともに懸濁させた絶縁用含浸剤を含浸させると
ともに２００℃以上の高温雰囲気に曝して絶縁用含浸剤
をセラミック化して構成されている。

【００３５】このように構成した実施例の運転に際して
は、まず加熱ジャケット２０，５１，５２に熱媒体を流
してタンク１とキャントモータ２３を加熱しておき、ス
ラリーを含有した高融点の取扱液を外部液源から取扱液
流入口１ａを経てタンク１内に流入して補助ポンプ部４
１が液面下に浸るようにタンク１内を充満し、さらにエ
ア抜き口５７に接続された図示しないエア抜きバルブを
開けてキャンドモータ２３の回転子室３４内に取扱液を
充満した後、前記エア抜きバルブを閉じる。

【００３６】次に、取扱液を取扱液流入口１ａからタン
ク１内に流入し取扱液流出口１ｂから外部に流出させな
がらキャンドモータ２３に通電してミキサ翼６を回転さ
せると、タンク１に流入してミキサ部７に進入した取扱
液中のスラリーがミキサ部７にて粉砕されてミキサケー
シング５の通孔５ａから取扱液中に分散混合され、その
大部分が取扱液流出口ｌｂから外部へ流出される。

【００３７】一方、タンク１の上方の取扱液の一部は補
助ポンプ部４１に吸い込まれて昇圧され、下部すべり軸
受４０を潤滑して下部回転子室３４ａに流入し、キャン
隙間５３を通って上部回転子室３４ｂに至り、上部すべ
り軸受３７を潤滑してキャンドモータ上端室５４から軸
上端ボルト５５の通孔、軸内通路５６及び軸下端ボルト
４９の通孔を流れてタンク１内へとキャンドモータ通液
経路を循環される。

【００３８】そして、この実施例のキャンドモータイン
ラインミキサによれば、前記図２に示す従来構成のイン
ラインミキサのようにメカニカルシール１８ａ，１８ｂ
を用いないので、含有スラリーやタンクｌ内に付着残留
した高融点液がインラインミキサを停止して熱媒体によ
る加熱を止めた時などに生じる凝固物によってすべり軸
受３７，４０が摩耗するにしても、僅かの損耗によって
漏れが生じて使用不可となるメカニカルシール１８ａ，
１８ｂに比べては数倍以上の長寿命であり、加えて、す
べり軸受３了，４０に炭化硅素を、スリ一ブ３８，３８
とスラストカラー３９，３９に超硬合金を使用すればさ
らに長寿命化が計れる。

【００３９】また、下部すべり軸受４０からミキサ翼６
に至る回転軸３５のオーバーハングがかなり短くなるの
で回転軸３５の動撓みに起因する振動が大幅に低下さ
れ、キャンドモータ２３の回転子３６が取扱液中で回転
されることと相まって騒音も大幅に低下され、加えて、
軸受の潤滑および冷却に取扱液以外の液を用いなくてす
む。

【００４０】本出願人の実験によれば、キャンドモータ
２３のすべり軸受３７，４０に炭化硅素を、スリーブ３
８，３８とスラストカラー３９，３９に超硬合金を使用
した場合、一年を経過してもすべり軸受３７，４０およ
びスリーブ３８，３８とスラストカラー３９，３９を交
換する必要性は全くなかった。

【００４１】さらに、以下の実験を行った。

【００４２】ポリエステルは、繊維用では顔料としてＴ
ｉＯ₂をポリマー中に分散・混合する。このＴｉＯ₂は通
常エテレングリコールスラリーとして工程に添加され
る。

【００４３】ＴｉＯ₂入りポリエステル製造において、
テレフタル酸とエチレングリコールをエステル化後、重
縮合を行うが、エステル化後のモノマー（２７０℃）
へ、常温のＴｉＯ₂−エチレングリコールスラリー（Ｔ
ｉＯ₂ ３０重量％）を添加し、その直後、この混合物
を上記図１で示すキャンドモータミキサーへ投入してス
ラリーを粉砕した。

【００４４】その結果、６カ月間漏れ等のトラブルもな
く、ＴｉＯ₂が均一に分散されたポリエステルポリマー
を得ることができた。

【００４５】図２で示すメカニカルシールミキサーを使
用して上記と同じ混合物中のスラリーを粉砕したとこ
ろ、１〜３週間でメカニカルシール部の洩れが発生し、
使用不能となっていた。

【００４６】以上、本発明を、スラリーを含有した高融
点液を取り扱うインラインミキサに適用した実施例につ
いて説明したが、高融点液に限らずスラリー含有液を取
り扱う場合にも同様に適用でき、取扱液が２００℃以上
の高温でない場合は、キャンドモータ２３の固定子２８
は通常の絶縁面耐力を有する材科で構成すればよく、取
扱液を高温に保つ必要のない場合には加熱ジャケット２
０，５１，５２は不要である。

【００４７】また、軸内通路５６を設けない場合は、補
助ポンプ部４１から回転子室３４内に流入し、すべり軸
受４０，３７を潤滑してキャンドモータ上端室５４に至
った取扱液を、エア抜き口５７に接続した図示しない流
出口からタンク１の取扱液流出口１ｂの下流側または取
扱液流入口１ａの上流側など外部へ流出させるキャンド
モータ通液径路を形成すればよい。

【００４８】さらに、補助ポンプはシャフトの上端（図
の５５または３９の位置）への取付けも可能である。

【００４９】

【発明の効果】本発明のキャンドモータインラインミキ
サによれば、タンクの上側にミキサ部を駆動する縦型キ
ャンドモータを液密に配設し、このキャンドモータにタ
ンク内に突出した補助ポンプ部を設け、タンク内の上方
の取扱液の一部を補助ポンプ部によってキャンドモータ
内を通過させるキャンドモータ通液経路を形成したの
で、従来構成のインラインミキサに比べて、僅かの損耗
によって漏れが生じて使用不可となるメカニカルシール
が不要で数倍以上の長寿命が計れて保守点検期間が大幅
に延長され、回転軸のオーバーハングがかなり短くなる
ので回転軸の動撓みに起因する振動が大幅に低下され、
キャンドモータの回転子が取扱液中で回転されることと
相まって騒音も大福に低下され、軸受の潤滑や冷却に取
扱液以外の液を用いなくてすむので、その冷却ジャケッ
トや配管およびポンプが不要となり運転操作も簡便とな
る。

【００５０】また、２００℃以上の高温液をキャンドモ
ータ通夜経路に導入しても文障のないようにキャンドモ
ータに高温に対する絶縁耐力を有する固定子を採用し、
タンクの外側に加熱ジャケットを設けることにより、２
００℃以上の高温液を取り扱うことができ、すべり軸受
に炭化硅素をスリーブとスラストカスラに超硬合金を採
用することにより、さらに長寿命化が計れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】従来のインラインミキサの一例を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ タンク ５ ミキサケーシング ６ ミキサ翼 ７ ミキサ部 ２０ 加熱ジャケット ２３ キャンドモータ ２４ 固定子フレーム ２５ 下部フランジ ２８ 固定子 ３５ 回転軸 ３７ 上部すべり軸受 ３８ スリーブ ３９ スラストカラー ４０ 下部すべり軸受 ４１ 補助ポンプ部 ５１，５２ 加熱ジャケット

フロントページの続き (72)発明者 玉山 光弘 兵庫県揖保郡新宮町井野原303−７ (72)発明者 前野 理生 兵庫県揖保郡新宮町吉島317−１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク内にミキサケーシングとミキサ翼
   からなる剪断型のミキサ部を配設して前記タンク内をス
   ラリーを含有した取扱液を通過させながら前記スラリー
   を粉砕して前記取扱液中に分散混合するキャンドモータ
   インラインミキサにおいて、 前記タンクの上側に縦型キャンドモータを液密に配設
   し、このキャンドモータにて駆動する補助ポンプ部を前
   記キャンドモータの下部に設けると共に、前記タンク内
   に突出させ、前記キャンドモータの回転軸を前記タンク
   内に延在してその下端部に前記ミキサ翼を取着し、前記
   タンク内の上部内に存在し得る取扱液の一部を前記補助
   ポンプ部によって前記キャンドモータ内を通過させるキ
   ャンドモータ通液経路を形成したことを特徴とするキャ
   ンドモータインラインミキサ。
2. 【請求項２】 前記キャンドモータは、２００℃以上の
   取扱液に耐え得る固定子を有し、タンクの外側に加熱ジ
   ャケットを設けたことを特徴とする請求項１記載のキャ
   ンドモータインラインミキサ。
3. 【請求項３】 前記キャンドモータの下部フランジを拡
   径してタンク蓋体に兼用し、前記下部フランジの外側に
   加熱ジャケットを設けたことを特徴とする請求項２記載
   のキャンドモータインラインミキサ。
4. 【請求項４】 前記キャンドモータの軸受を炭化硅素か
   ら形成し、この軸受と摺動回転するスリーブおよびスラ
   ストカラーを超硬合金から形成したことを特徴とする請
   求項２または請求項３記載のキャンドモータインライン
   ミキサ。