JPH0910507A

JPH0910507A - 反応槽の回転翼型消泡装置

Info

Publication number: JPH0910507A
Application number: JP16504495A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nishiguchi; 捷司西口
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JP3078472B2

Abstract

(57)【要約】【構成】化学反応を行う反応槽内の上部に、消泡翼と
して、直角ファンタービン翼、湾曲羽根ファンタービン
翼又は逆湾曲羽根ファンタービン翼等のファンタービン
型翼を１段又は２ないし３段の多段に重ねて設け、この
翼を回転させることにより化学反応中に反応液から発生
した泡沫を機械的に消泡するようにしたことを特徴とす
る反応槽の回転翼型消泡装置。【効果】大量の泡沫が発生する時にも消泡翼のレベル
以上に上昇することがないので、コンデンサーまで泡沫
が上昇するという欠陥が除かれるだけでなく、消泡翼底
部レベルから若干下のレベルまで反応液を満たすことが
できので、反応液の量を従来の量より多く仕込むことが
可能となり、大幅な生産性向上に寄与するほか、消泡剤
を投入する必要がなくなるので、コンタミネーションの
ない良質な反応生成物を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は化学反応を行う反応槽に
おける消泡装置に関するものであり、特に加熱中だけで
なく、真空脱水の際、反応液中から発生する水分や他の
揮発物による多量の泡沫を消泡して、上方にあるコンデ
ンサーへ泡沫が上昇するのを防止したり、反応槽上部の
空間部にまで泡沫が到達しないので、製品の仕込量を増
加させることができる回転翼型の消泡装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、反応槽内で発生する泡沫を消泡す
る消泡装置として、図７及び図８に示すように、撹拌軸
（３１）または（３３）の上部に、２枚から４枚の羽根
（３２）を持つ４５度角度付きパドル型消泡翼（図
７）、又は羽根（３４）の上下に多数の小径のバー（３
５）を付けた２枚から４枚の羽根を持つ４５度角度付き
パドル型消泡翼（図８）、あるいは上下に多数の小径の
バーを付けた水平バーを２本から４本持つ消泡装置など
がある。しかしながら、これらの装置は上昇して来る泡
沫の消泡を十分に行えず、逆に発泡を起こすこともあ
り、泡沫が消泡翼又は消泡装置のレベルを越えて、上方
のコンデンサーに上昇して泡詰りを発生させるという欠
点があった。また、十分な消泡が出来ないため、反応槽
の上部の空間容積を泡沫に占められるので、原材料の仕
込量を増やせず、生産性を低下させる欠点があった。こ
れら消泡装置では消泡が不十分であるので、反応液に消
泡剤を投入して消泡を行う場合も多いが、これでも消泡
が十分出来ないのが実情である。

【０００３】また、この消泡剤には、シリコーン系のも
のが多く用いられるため、反応生成物が製品として使用
されるとき、塗面にピンホールやはじきが発生するとい
う品質上の欠点や安全衛生面で問題となるケースが生じ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、反応槽内で
発生した泡沫の消泡について、前述のように従来の回転
翼型の消泡装置による消泡は不十分で、このためコンデ
ンサーへの泡沫の上昇に伴う泡詰りの発生や、反応槽の
上部空間が泡沫に占められることによる製品の仕込量が
増やせないこと、さらに消泡剤を反応液に投入すること
による製品へのコンタミネーションが生じるという問題
点を解決するため種々検討を行った結果完成されたもの
で、その目的とするところは、通常の反応工程だけでな
く、水分や他の揮発物の発生する量が大きく、これに伴
って泡沫が大量に発生する真空脱水工程においても、反
応液粘度が低いものから高いものへ広範囲にわたって強
力な消泡力を有する回転翼型消泡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、反応槽内の上部にファンタービン型翼を設け、この
翼を回転させることにより、羽根の剪断作用と遠心作用
により化学反応中に発生して来る泡沫を破壊するもので
ある。この消泡翼の種類には４枚から１６枚程度の、好
ましくは６枚から１２枚の羽根を持つ直角パドル翼、す
なわち直角ファンタービン翼（図１）、湾曲羽根ファン
タービン翼（図２）、又は逆回転方向で用いる逆湾曲羽
根ファンタービン翼（図３）が通常使用され、これらは
消泡作用が大きい。図１ないし図３において、（２
１），（２３），（２５）はそれぞれボス（２２），
（２４），（２６）に取り付けられた羽根を示す。これ
らの装置は、通常反応液に対して耐腐食性のある金属に
より製作され、金属イオンのコンタミネーションを嫌う
場合にはジルコニウム化合物又はプラスチック材、場合
によっては木材により製作される。このうち逆湾曲羽根
ファンタービン翼は回転する方向に羽根が内側に向いて
いるので互いに隣り合う羽根と羽根の間に泡沫を誘い込
み、中心近くに押込むことにより泡沫をつぶすので消泡
力が最も大きいタイプである。

【０００６】図１ないし図３の三つのタイプの中から特
定枚数の羽根を持つ翼を１段のみで用いても良く、２段
以上重ねて用いてもよい。２段以上の場合、その翼のボ
ス同士を上下に実質的に隙間なく２段重ね又は３段重ね
以上にして用いる。その場合に、図４に示す２段重ねの
場合、上下接する２枚の消泡翼は回転軸（２７）に固定
されたボス（２６）に取り付けられるが、下段翼（２５
ａ）の羽根の先端部と上段翼（２５ｂ）の羽根の先端部
とが直線距離で翼径の０％から２０％、好ましくは５％
から１０％だけ上段側の翼を円周方向に順に後部にずら
して取り付けられる。この消泡翼は回転することによ
り、２段翼では下段翼の羽根で消泡出来なかった泡沫を
上段翼の羽根で消泡する。また、２段翼で十分に消泡出
来ない場合は３段翼以上とすることにより、上方の翼の
羽根に泡沫が上っていく程順次消泡効果が高められ、泡
沫が最上段翼の上部レベルをほぼ越えることなく消泡で
きるのである。

【０００７】上述の２段翼では下段翼の隣り合う２枚の
羽根の中間点に上段翼の１枚の羽根が来るよう円周方向
にずらせて取付けたり、３段以上すなわちｎ段の場合に
は下段翼の隣り合う２枚の羽根の１／ｎ等分にした位置
に、この上方段の翼の１枚の羽根が来るように順次円周
方向にずらせて取付けることもできる。

【０００８】この消泡翼の取付け方法は、例えば、図５
のように、撹拌軸上部に取付ければ撹拌翼の回転と共に
消泡翼が回転するので、撹拌機のモーター動力に余裕が
ある場合は便利である。また、図６のように、撹拌翼と
は別の回転軸に反応槽の上方に消泡装置として取り付け
ることもできる。撹拌翼の回転数が低く（通常毎分１０
０回転であるが、この場合例えば毎分２０〜４０回
転）、泡沫の発生量が著しい場合に消泡翼の回転数を上
げるためには撹拌軸の外側に中空軸方式で回転軸を設け
て、それに消泡翼を取付け、この回転軸を別駆動とし、
後述する高い回転数とすることも好ましい方法である。
消泡翼の羽根枚数は、反応槽内の洗滌や保守を行う作業
者が、上部マンホールから入る時に邪魔にならない羽根
間距離をとる必要があることからある程度限定される
が、少なくとも４枚は必要であって、特に急激に発泡速
度が大きくなる場合には羽根枚数が多い程高い消泡効果
を発揮する。しかし、羽根枚数が多いと上述のように保
守の作業性が悪くなり、そして、ボス径が大きくなるこ
ともあり消泡翼の重量が増し、所要動力も大きくなるの
で、設計面で注意を要する。

【０００９】次に消泡翼径と反応槽内径との比率は限り
なく１．０に近い程、即ち翼端部と槽壁との距離が小さ
い程消泡効果が高い。しかし現実にはこの比率は前述の
ように反応槽内の保守の作業性を考慮して、通常０．３
から０．９５まで、好ましくは０．４から０．８までを
選定することになる。ボスへの羽根の取付け角度は好ま
しくは軸方向と平行とし、翼幅（上下方向の長さ）すな
わち羽根の幅は羽根外径との比率を通常５％から４０％
まで、好ましくは７％から２０％までとする。ボス幅と
それに取付ける羽根幅はほぼ同一寸法とし、上述のよう
に必要枚数の羽根を取付けて翼を製作し、その翼１段の
みで、又は２段あるいは３段以上に重ねて消泡翼を構成
する。この合計幅は、消泡効果の点から上記比率で、通
常１０％から４０％、好ましくは１５％から３０％とす
る。この消泡翼はその回転数が大きくなる程、消泡効果
が高くなるが、通常毎分３０回転から毎分２００回転、
好ましくは毎分５０回転から毎分１５０回転が用いられ
る。

【００１０】また、毎分３０回転より低い回転数の場合
は消泡翼径と反応槽内径との比率を０．８以上に取るこ
とで消泡効果が大きくなり、反対に毎分１００回転以上
と高い回転数の場合は、この比率が０．４程度でも大き
な消泡効果を発揮する。これまで述べた考え方は反応液
の粘度が低いものから高いものにまで支障なく適用でき
る。

【００１１】

【作用】本発明によれば、反応槽内で、特に真空脱水の
際、０から−１００mmＨｇへ減圧するときに急激に多量
の泡沫が発生し上昇するが、１段又は多段式のファンタ
ービン型の消泡翼は回転する羽根の剪断作用と遠心作用
によりこの泡沫を破壊する。加えて逆湾曲羽根ファンタ
ービンは隣接する２枚の羽根の間に泡沫を誘い込み、中
心近くに押し込むことにより泡沫をつぶすのである。

【００１２】そして図４のように下段の翼と上段の翼の
それぞれ隣り合う羽根を円周方向に少しずつづらすこと
により、又はｎ段翼の隣り合う２枚の羽根の１／ｎの位
置に各段翼の羽根を円周方向にずらすことにより、下段
翼の羽根で消泡出来なかった泡沫が次の上段翼の羽根で
順次消泡できるので泡沫が消泡翼の上部レベルをほとん
ど越えることがないので、高い消泡効果が得られる。

【００１３】一方、常圧反応で泡沫が発生する場合、フ
ァンタービン型消泡翼、特に逆湾曲羽根ファンタービン
型消泡翼が空気を下向きに吹き付けることにより泡沫の
レベルを消泡翼の下面から離れた位置に抑えることがで
きる。この風速の最大値は消泡翼の先端速度とほぼ同等
である。従って、消泡翼径が大きいほど、翼幅が大きい
ほど、また回転数が大きいほど、下向きの風速が大きく
なる。この風力により十分な破泡が生じ、泡沫レベルを
下げることができるので、消泡効果が大きい。

【００１４】また、真空下で反応を行う場合は空気は希
薄となっているので、下向きの風速は小さい。そして真
空作用で上昇速度を増した泡沫は、ファンタービン型消
泡翼のレベルに達している。このとき各羽根の下部は回
転する刃先となり、泡沫表面から上方に発泡する気泡を
削り取ることにより破泡を行い、泡沫レベルを消泡翼下
面以下に抑えることができる。この場合も、翼径が大き
いほど、又回転数が大きいほど、消泡効果が大きくな
る。

【００１５】以下、本発明の一具体例を図面によって説
明する。図５及び図６は２段重ねの消泡翼を取り付けた
反応槽及びその内部を示す。図５、図６において、
（１），（１１）は反応槽、（２），（１２）は撹拌
翼、（４），（１５）は回転軸を示す。（５），（１
６）はボスで、（５ａ），（１６ａ）は下段翼、（５
ｂ），（１６ｂ）は上段翼である。用いられる消泡翼の
種類は図１の直角ファンタービン翼、図２の湾曲羽根フ
ァンタービン翼、図３の逆湾曲羽根ファンタービン翼が
好ましい。羽根幅とボス幅をほぼ同一寸法とし、羽根枚
数は６枚から１２枚までのいずれかを選定して、ボスに
直角に取付けて消泡翼を得、これを２組又は３組以上製
作し、その消泡翼を羽根の先端部間での直線距離で翼径
の５％から１０％の寸法を円周方向にずらして上下に実
質的に隙間なく２段重ね又は３段重ね以上として、一組
の消泡装置を構成する。

【００１６】図５においては、反応槽（１）はモーター
（３）により同一の回転軸（４）に取付けた撹拌翼
（２）と消泡翼（５）を回転しながら、反応液（６）か
ら反応中に発生し上昇して来る泡沫（８）を２段重ねか
らなる消泡翼（５）のうちの下段翼（５ａ）で消泡し、
消泡しきれずに上昇してくる泡沫を上段翼（５ｂ）で消
泡し、泡沫は上段翼（５ｂ）の羽根上縁レベルを越えな
い。図６においては、撹拌翼（１２）とは別の回転軸
（１５）に反応槽の上方に消泡翼（１６）を取り付けて
いる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の方法に従うと、反応中に反応液
から発生した泡沫をファンタービン型消泡翼の回転によ
って、機械的に消泡することが出来、従来の懸案事項と
なっている真空脱水時に大量の泡沫が発生する時にも消
泡翼のレベル以上に上昇することがないので、コンデン
サーまで泡沫が上昇するという欠陥が除かれるだけでな
く、消泡翼底部レベルから若干下のレベルまで反応液を
満たすことができので、反応液の量を従来の量より多く
仕込むことが可能となり、大幅な生産性向上に寄与する
ほか、消泡剤を投入する必要がなくなるので、コンタミ
ネーションのない良質な反応生成物を提供することが出
来、、工業的に発泡を伴う化学合成の製造方法に好適に
採用することができる。

【００１８】本発明の応用分野については、反応液の種
類は、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、酢酸ビニール樹脂エマルジョン、及びラテッ
クスが挙げられる。さらにポリビニールアルコール、Ｃ
ＭＣ、大豆粉を増粘度として用いた上記の樹脂、又は上
記と類似した樹脂に対しても、本発明は効果的である。
また、微生物の培養、あるいは清酒、ワイン、ビール等
の酒類の醸造にも応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消泡翼の一例である直角ファンター
ビン翼で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図

【図２】本発明の消泡翼の他の例である湾曲羽根ファ
ンタービン翼で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図

【図３】本発明の消泡翼の他の例である逆湾曲羽根フ
ァンタービン翼で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図

【図４】２段重ねの消泡翼で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は斜視図

【図５】消泡翼を取り付けた反応槽（一例）の内部を
示す斜視図

【図６】消泡翼を取り付けた反応槽（他の例）の内部
を示す斜視図

【図７】従来の消泡翼の一例の斜視図

【図８】従来の消泡翼の他の例の斜視図

【符号の説明】

１，１１反応槽２，１２撹拌翼３，１３，１４モーター４，１５回転軸５，１６消泡翼５ａ，１６ａ下段翼５ｂ，１６ｂ上段翼６反応液７泡沫２１，２３，２５羽根２２，２４，２６ボス３１，３３回転軸３２，３４羽根３５小径のバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学反応を行う反応槽内の上部に消泡
翼としてファンタービン型翼を設け、この翼を回転させ
ることにより化学反応中に反応液から発生した泡沫を機
械的に消泡するようにしたことを特徴とする反応槽の回
転翼型消泡装置。
【請求項２】消泡翼が、直角ファンタービン翼、湾曲
羽根ファンタービン翼又は逆湾曲羽根ファンタービン翼
である請求項１記載の消泡装置。
【請求項３】消泡翼が上下多段重ねで回転軸に取り付
けられている請求項１記載の消泡装置。
【請求項４】消泡翼が上下２段ないし３段重ねで回転
軸に取り付けられている請求項１記載の消泡装置。
【請求項５】多段重ねの消泡翼において、下段の消泡
翼から上段の消泡翼へ、羽根の先端部が直線距離で消泡
翼の径の０％から２０％だけ円周方向後部に順次ずらし
て取り付けられる請求項３又は４記載の消泡装置。