JPH08309172A - 液体処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 攪拌槽３内の液体２を上下方向軸中心に回転
することで攪拌する攪拌部材４の回転軸から、その回転
軸中心に回転可能な液膜形成部７が径方向外方に張り出
す。この液膜形成部７よりも下方から攪拌槽３内の液体
２を上昇させて液膜形成部７の上面７ａに導く。その液
膜形成部７の上面７ａに導かれた液体２は薄膜状とされ
た後に落下される。その薄膜状の液体２に対する脱気お
よび給気の少なくとも一方ができる。 【効果】 脱泡効率を向上し、設備コストや設備スペー
スを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、攪拌槽内の液体に対す
る脱気や給気を行なうための液体処理装置に関し、例え
ば、液体中に巻き込まれる気泡の脱泡、反応液の脱水反
応、反応液への反応ガスの供給等を行なうのに利用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】図７に示す従来の液体処理装置１０１
は、液体を攪拌して配合するためのもので、攪拌槽１０
３と、この攪拌槽１０３内の液体１０２を上下方向軸中
心に回転することで攪拌する攪拌部材１０４とを備え、
その攪拌槽１０３の上部に真空ポンプ１０５が接続され
る。その真空ポンプ１０５により攪拌槽１０３の内圧を
低下させることで、攪拌に際して液体１０２中に巻き込
まれる気泡の脱泡を行なう。

【０００３】また、そのような真空ポンプ１０５に代え
て専用の脱泡機を用い、攪拌槽１０３から取り出した液
体に対する脱泡も行なわれている。

【０００４】また、攪拌槽内で攪拌された反応液のエス
テル化等のために、攪拌槽から取り出した反応液を平板
上で薄膜状に流れ落ちるようにし、その状態で真空引き
を行なって脱水反応を行なう真空脱水装置が用いられて
いる。

【０００５】また、攪拌槽内で攪拌された反応液の硫酸
化等のために、攪拌槽から取り出した反応液を平板上で
薄膜状に流れ落ちるようにし、その状態で反応ガスを供
給して気液反応等を行なう薄膜反応装置が用いられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の液体処理装置１
０１では、配合槽１０３内の液体１０２の表面からしか
脱泡ができないため脱泡効率の悪いものである。また、
専用の脱泡機を用いる場合、設備コストや設備スペース
が増大するという問題がある。また、反応液の反応のた
めに専用の真空脱水装置や薄膜反応装置を用いる場合
も、設備コストや設備スペースが増大するという問題が
ある。

【０００７】本発明は、上記課題を解決することのでき
る液体処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液体処理装置
は、攪拌槽と、この攪拌槽内の液体を上下方向軸中心に
回転することで攪拌する攪拌部材と、この攪拌部材の回
転軸から径方向外方に張り出すと共にその回転軸中心に
回転可能な液膜形成部と、この液膜形成部よりも下方か
ら攪拌槽内の液体を上昇させて液膜形成部の上面に導く
液体送り手段とを備え、その液膜形成部の上面に導かれ
た液体は薄膜状とされた後に落下され、その薄膜状の液
体に対する脱気および給気の少なくとも一方が可能なこ
とを特徴とする。

【０００９】その液体送り手段は、攪拌部材に接続され
た液体送り部材と、攪拌部材に回転軸に沿って形成され
た液体通路とを有し、その液体送り部材は攪拌部材の回
転軸中心に回転することで液体を液体通路を通って上昇
させるのが好ましい。その液体送り部材として、例えば
スクリュー羽根やポンプ羽根を用いることができる。そ
の液体通路の出口の開度は変更調節可能とされているの
が好ましい。また、その液体送り手段は、液体送り部材
の攪拌部材に対する相対回転速度の変更調節手段を有す
るのが好ましい。あるいは、その液体送り部材は攪拌部
材と同行回転するのが好ましい。

【００１０】

【発明の作用および効果】本発明の液体処理装置によれ
ば、攪拌槽内の液体は攪拌部材により攪拌され、液体送
り手段により液膜形成部の上面に導かれる。その導かれ
た液体は、液膜形成部の回転に基づく遠心力により薄膜
状に広げられる。その薄膜状の液体に対する脱気を行な
うことで、脱泡や脱水反応を行なうことができる。その
薄膜状の液体に対する給気を行なうことで、その液体と
給気した気体との反応を促進することができる。これに
より、専用の脱泡機を用いることなく攪拌槽内で液体の
薄膜脱泡を行なって脱泡効率を向上でき、設備コストや
設備スペースを低減できる。また、反応液の脱水反応や
反応ガスとの反応も、専用の真空脱水装置や薄膜反応装
置を用いることなく攪拌槽内で行なえるので、設備コス
トや設備スペースを低減できる。

【００１１】その攪拌槽内の液体を、攪拌部材に接続さ
れた液体送り部材の回転により液体通路を通って上昇さ
せることで、攪拌槽の外部に液体送り手段を設けること
なく、液膜形成部の上面に導くことができる。これによ
り、攪拌槽の密閉性を向上できるので、攪拌槽内の真空
引きにより脱泡や脱水反応を行なう場合に攪拌槽内を高
真空にでき、また、反応ガスを供給する場合のガス漏れ
を防止できる。

【００１２】また、攪拌部材に回転軸に沿って液体通路
を設けることで、液体を上昇させるための専用の配管が
不要になり、構造を簡単化できる。

【００１３】その液体通路の出口の開度を変更調節する
ことで、液膜形成部の上面に導かれる液体流量が変化す
るので、その液体により形成される液膜の厚さを制御で
きる。また、その液体送り部材の攪拌部材に対する相対
回転速度を変更することで、液膜形成部の上面に導かれ
る液体流量が変化するので、その液体により形成される
液膜の厚さを制御できる。

【００１４】その液体送り部材が攪拌部材と同行回転す
ることで、液体送り部材を回転させる専用の駆動手段が
不要になり、構成を簡単化してコストを低減できる。

【００１５】

【実施例】図１に示す本発明の実施例の液体処理装置１
は、液体２の配合および反応に用いることができるもの
で、攪拌槽３と、この攪拌槽３内の液体２を上下方向軸
中心に回転することで攪拌する攪拌部材４とを備える。
その攪拌槽３の上部に真空ポンプ８あるいは反応ガス供
給源１４が接続される。その攪拌槽３は、円筒状の側壁
３ａと、その側壁３ａの上部を覆う上壁３ｂと、その側
壁３ａの下部を覆う底壁３ｃとを有する。その攪拌部材
４は、円筒状シャフト４′と、このシャフト４′の外周
に設けられた攪拌羽根４″とを有する。そのシャフト
４′は、攪拌槽３の上壁３ｂから、ベアリングと軸封と
で構成される軸封ユニット９を介し上方に突出し、その
軸封ユニット９と攪拌槽３の底壁３ｃに支持脚１１を介
し固定されたベアリング１２とを介し、上下方向軸中心
に回転可能に支持されている。そのシャフト４′の上端
は、カップリング１０を介して攪拌槽３に固定されたモ
ータ５に接続されている。そのモータ５により攪拌部材
４が回転駆動されることで、攪拌羽根４″により攪拌槽
３内の液体２が攪拌される。

【００１６】その攪拌部材４の回転軸から径方向外方に
張り出す円板状の液膜形成部７が、シャフト４′の外周
に設けられ、その回転軸中心に攪拌部材４と同行回転可
能とされている。その液膜形成部７の上面７ａは、径方
向外方に向かうに従い下方に向かうように傾斜する。な
お、攪拌槽３における液体２の貯留量は、液面２ａが液
膜形成部７よりも下方に位置するように設定される。

【００１７】その液膜形成部７の上面７ａに、その液膜
形成部７よりも下方から攪拌槽３内の液体２を上昇させ
て導く手段が設けられている。すなわち、そのシャフト
４′の内部は攪拌部材４の回転軸に沿う液体通路１５と
され、その液膜形成部７の上方においてシャフト４′の
外周に形成された複数の開口が液体通路１５の出口４ａ
とされ、そのシャフト４′の下端開口が液体通路１５の
入り口４ｂとされている。さらに、そのシャフト４′の
外周に液面２ａの下方において形成された複数の開口も
液体通路１５の入り口４ｃとされている。その液体通路
１５内において、スクリュー羽根（液体送り部材）１３
が攪拌部材４に直結されている。そのスクリュー羽根１
３は、攪拌部材４の回転軸中心に攪拌部材４と同行して
図中矢印Ａ方向に回転する。そのスクリュー羽根１３の
回転により、攪拌槽３内の液体２は図中矢印Ｂで示すよ
うに、液体通路１５に入り口４ｂ、４ｃから導入され、
その液体通路１５内を上昇して出口４ａから送り出さ
れ、液膜形成部７の上面７ａに導かれる。なお、液体通
路１５の入口の数や配置は特に限定されず、液体２の液
質、装置１の高さ、攪拌部材４の回転速度等に応じて適
宜設定すればよい。また、スクリュー羽根１３の寸法や
形状は特に限定されず、例えば図示のものより短寸であ
ってもよい。

【００１８】その液膜形成部７の上面７ａに導かれた液
体２は、液膜形成部７が攪拌部材４と同行回転すること
で、遠心力により均一な厚さの薄膜状に広げられ、しか
る後に液膜形成部７の外周縁から落下する。前記真空ポ
ンプ８により攪拌槽３内の真空引きを行なうことで、そ
の薄膜状の液体２に対する脱気を行なうことができ、液
体２が配合液であって攪拌により気泡を巻き込んでいる
ような場合は脱泡を行なえ、液体２が反応液である場合
はエステル反応等の脱水反応を行なえる。また、前記反
応ガス供給源１４により攪拌槽３内に反応ガスを供給す
ることで、その薄膜状の液体２に対する給気を行なうこ
とができ、液体２が反応液である場合は給気した気体と
の反応を促進することができ、その反応は大気圧下でも
大気圧を超える高圧下あるいは大気圧以下の減圧下でも
行なえる。

【００１９】上記液体処理装置１によれば、専用の脱泡
機を用いることなく攪拌槽３内で液体２の薄膜脱泡を行
なって脱泡効率を向上でき、設備コストや設備スペース
を低減できる。また、液体２が反応液である場合は脱水
反応や反応ガスとの反応を、専用の真空脱水装置や薄膜
反応装置を用いることなく攪拌槽３内で行なえるので、
設備コストや設備スペースを低減できる。

【００２０】また、攪拌槽３内の液体２を、攪拌部材４
に接続されたスクリュー羽根１３の回転により液体通路
１５を通って上昇させることで、攪拌槽３の外部に液体
送り手段を設けることなく液膜形成部７の上面７ａに導
くことができる。これにより、攪拌槽３の密閉性を向上
できるので、攪拌槽３内の真空引きにより脱泡や脱水反
応を行なう場合に攪拌槽３内を高真空にでき、また、反
応ガスを供給する場合にガス漏れを防止できる。

【００２１】また、攪拌部材４に回転軸に沿う液体通路
１５を設けることで、液体２を上昇させるための専用の
配管が不要になり、構造を簡単化できる。

【００２２】さらに、スクリュー羽根１３が攪拌部材４
と同行回転することで、そのスクリュー羽根１３を回転
させる専用の駆動手段が不要になり、構成を簡単化して
コストを低減できる。

【００２３】図２は本発明の第１変形例を示す。上記実
施例との相違点は、先ず、攪拌部材４に直結されたスク
リュー羽根１３に代えて、攪拌部材４に対し相対回転可
能なスクリュー羽根３２が液体通路１５に配置されてい
る。そのスクリュー羽根３２は軸部３２ａを有し、その
軸部３２ａの上端は、シャフト４′の上端開口から、ベ
アリングと軸封とで構成される軸封ユニット３３を介し
上方に突出し、シャフト４′に固定された補助モータ３
４に接続されている。その軸部３２ａは、その軸封ユニ
ット３３と攪拌槽３の底壁３ｃに支持脚３５を介し固定
されたベアリング３６とを介し、上下方向軸中心に回転
可能に支持されている。また、上記実施例においては攪
拌部材４はモータ５に直結されているが、本変形例にお
いては、そのモータ５の出力軸に取り付けられたスプロ
ケット３８とシャフト４′の外周に設けられたスプロケ
ット３９とにチェーン４０が巻き掛けられることで、モ
ータ５により攪拌部材４が回転駆動される。また、シャ
フト４′の外周に入り口４ｃは設けられていない。

【００２４】上記第１変形例によれば、攪拌部材４の回
転は補助モータ３４を介してスクリュー羽根３２に伝達
され、そのスクリュー羽根３２の回転により液体２は液
体通路１５を通って液膜形成部７の上面７ａに導かれ
る。また、その補助モータ３４によりスクリュー３２羽
根を回転駆動することで、スクリュー羽根３２の攪拌部
材４に対する相対回転速度を変更調節できる。その相対
回転速度を変更することで、液膜形成部７の上面７ａに
導かれる液体２の流量が変化するので、その液膜形成部
７上の液膜の厚さを制御できる。他は上記実施例と同様
で、同一部分は同一符号で示す。

【００２５】図３は本発明の第２変形例を示す。上記実
施例との相違点は、先ず、攪拌槽３の底壁３ｃ上に周壁
５１が設けられ、この周壁５１に囲まれたポンプ室５２
が形成され、その周壁５１上にシャフト４′を支持する
ベアリング１２が支持脚１１を介し固定されている。ま
た、攪拌部材４に直結されたスクリュー羽根１３に代え
て、そのポンプ室５２内において攪拌部材４の下端にポ
ンプ羽根５３が直結されている。さらに、液体通路１５
にブースターベーン５５がシャフト４′と同行回転可能
に設けられている。

【００２６】上記第２変形例によれば、攪拌部材４に同
行してポンプ羽根５３が回転することで、攪拌槽３の液
体はポンプ室５２から液体通路１５に入り口４ｂから導
入され、その液体通路１５内を上昇して出口４ａから液
膜形成部７の上面７ａに導かれる。また、シャフト４′
と同行回転するブースターベーン５５により、液体２の
送り出しを促進できる。他は上記実施例と同様で、同一
部分は同一符号で示す。なお、ブースターベーン５５を
上下複数設けてもよい。

【００２７】図４は本発明の第３変形例を示す。上記実
施例との相違点は、液体通路１５の出口４ａの開度を変
更調節可能とした点にある。すなわち、シャフト４′の
外周に軸方向移動可能に円筒部材７０を嵌め合わせ、そ
の円筒部材７０にねじ込まれる固定ねじ７１をシャフト
４′の外周に押し付けることで、その円筒部材７０の位
置決めを行なえる。その固定ねじ７１を緩めて円筒部材
７０を移動させることで、液体通路１５の出口４ａの開
度を変更することができる。その液体通路１５の出口４
ａの開度を変更調節することで、液膜形成部７の上面７
ａに導かれる液体２の流量が変化するので、その液体２
により形成される液膜の厚さを制御できる。他は上記実
施例と同様で、同一部分は同一符号で示す。

【００２８】図５は本発明の第４変形例を示す。上記実
施例との相違点は、液膜形成部７の上面７ａを水平面と
し、外周に気泡の落下を遮るスクリーン８１を設けた点
にある。他は上記実施例と同様で、同一部分は同一符号
で示す。

【００２９】図６は本発明の第５変形例を示す。上記実
施例との相違点は、スクリュー羽根１３に代えて攪拌槽
３の外部にポンプ９１を設け、シャフト４′の内部の液
体通路１５に代えて、そのポンプ９１を介して攪拌槽３
の底部と上部とを接続する配管９２を設けた点にある。
そのポンプ９１により、攪拌槽３内の液体２は液膜形成
部７よりも下方から配管９２を通って上昇し、液膜形成
部７の上面７ａに導かれる。他は上記実施例と同様の構
成とされている。

【００３０】上記第５変形例によれば、専用の脱泡機を
用いることなく攪拌槽３内で液体２の薄膜脱泡を行なっ
て脱泡効率を向上でき、設備コストや設備スペースを低
減できる。また、液体２が反応液である場合は脱水反応
や反応ガスとの反応を、専用の真空脱水装置や薄膜反応
装置を用いることなく攪拌槽３内で行なえるので、設備
コストや設備スペースを低減できる。

【００３１】なお、本発明は上記実施例や変形例に限定
されない。例えば、スクリュー羽根１３、３２やポンプ
羽根５３の形状は特に限定されない。また、液体２を上
昇させるためにスクリュー羽根１３を用いるかポンプ羽
根５３を用いるかは、装置１の径や高さ、液体２の粘
度、比重、あるいはニュートン流体か否かといった液
質、攪拌部材４の回転速度等に応じて適宜選定すればよ
い。また、液膜形成部７の上面７ａは、径方向外方に向
かうに従い上方に向かうよう傾斜するものであってもよ
く、その傾斜の程度は液体２の粘度や液膜形成部７の周
速に応じて適宜設定すればよい。また、液膜形成部７の
形状は、その上面において液体２を液膜上にすることが
できれば円板上に限定されない。また、脱水反応を行な
う場合、攪拌槽３を加熱ジャケット等により覆って内部
を加熱することで脱水を促進してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の液体処理装置の構成説明図

【図２】本発明の第１変形例の液体処理装置の構成説明
図

【図３】本発明の第２変形例の液体処理装置の構成説明
図

【図４】本発明の第３変形例の液体処理装置の要部の構
成説明図

【図５】本発明の第４変形例の液体処理装置の要部の構
成説明図

【図６】本発明の第５変形例の液体処理装置の構成説明
図

【図７】従来例の液体処理装置の構成説明図

【符号の説明】

２ 液体 ３ 攪拌槽 ４ 攪拌部材 ４ａ 出口 ７ 液膜形成部 ８ 真空ポンプ １３、３２ スクリュー羽根 １４ 反応ガス供給源 １５ 液体通路 ３４ 補助モータ ５３ ポンプ羽根 ９１ ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 攪拌槽と、この攪拌槽内の液体を上下方
   向軸中心に回転することで攪拌する攪拌部材と、この攪
   拌部材の回転軸から径方向外方に張り出すと共にその回
   転軸中心に回転可能な液膜形成部と、この液膜形成部よ
   りも下方から攪拌槽内の液体を上昇させて液膜形成部の
   上面に導く液体送り手段とを備え、その液膜形成部の上
   面に導かれた液体は薄膜状とされた後に落下され、その
   薄膜状の液体に対する脱気および給気の少なくとも一方
   が可能な液体処理装置。
2. 【請求項２】 その液体送り手段は、攪拌部材に接続さ
   れた液体送り部材と、攪拌部材に回転軸に沿って形成さ
   れた液体通路とを有し、その液体送り部材は攪拌部材の
   回転軸中心に回転することで液体を液体通路を通って上
   昇させる請求項１に記載の液体処理装置。
3. 【請求項３】 その液体通路の出口の開度は変更調節可
   能とされている請求項２に記載の液体処理装置。
4. 【請求項４】 その液体送り手段は、液体送り部材の攪
   拌部材に対する相対回転速度の変更調節手段を有する請
   求項２または３に記載の液体処理装置。
5. 【請求項５】 その液体送り部材は攪拌部材と同行回転
   する請求項２または３に記載の液体処理装置。