JPH10511306A

JPH10511306A - 攪はん釜

Info

Publication number: JPH10511306A
Application number: JP8520103A
Authority: JP
Inventors: ファン，ウェイミン
Original assignee: ファン，ウェイミン
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1998-11-04
Also published as: WO1996020041A1; EP0873781A4; DE69522243T2; EP0873781A1; AU4296796A; DE69522243D1; CN1112032A; CN1044334C; US6250796B1; EP0873781B1

Abstract

(57)【要約】本発明に関する攪はん釜はタンクボディー、モーター、機械羽根車攪はん装置、プロセス・パイピング、少なくとも１個のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンからなる。上述したスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口にはコレクターが設けられ、気体・循環液・攪はん羽根車の流れ出しの最大流速方向にむけている。若しくは、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口の前にノズルを設置することもできる。機械的攪はん装置とコレクターとノズルとの働きで、静的混合が強化され、それから出来たタイラー・ボーラックス・コラムにより、混合溶解効果、伝質・伝熱係数と反応速度をアップして増産・省エネ・ロス低減に達することができる。

Description

【発明の詳細な説明】攪はん釜技術分野本発明に関する攪はん釜は作業用攪はん釜と反応用攪はん釜と発酵用攪はん釜とを含む。作業用攪はん釜は気相・液相、固相の媒体を散らして、難混合の液相媒体の中で混合・抽出・溶解をさせるという用途のものである。反応用攪はん釜は反応媒体の間に化学反応速度が遅い単相（均一系）又は多相系での化学反応あるいは重合反応を用途とするものである。発酵用攪はん釜は生物化学の発酵における嫌気性菌又は好気性菌の発酵釜を指す。背景技術攪はん釜は化学工業、生物化学及び他の工程において重要なユニット操作設備である。従来の攪はん釜は一般に、単段から多段の機械攪はん器を使って物質の均一混合・分散・懸濁・乳化を行い、或はそれをベースにして伝質・伝熱や化学反応及び生物化学反応のプロセスを強化する。そのため、従来の攪はん釜の攪はん羽根は多くの改良がなされてきた。例えば円盤直径方向の羽根車（タービン・インペラー）、軸方向のプロペラー（軸流式）、シザース型及び三羽根スイープ・バック型などが開発された。しかし、攪はんされる物質の基本流動はやはり二つの渦流から成る。一つは羽根軸を渦心とする渦流であり、もう一つは固体渦核領域と釜内面との間に生じる、円周線流を渦核とする渦輪であり、即ち、垂直平面上の軸方向循環の渦流である。そのほか、羽根の配置は層を単位とする場合、層の数や異種羽根の組合わせやバッフル板及び導流筒などを活用しても、変更が可能なのは相対の静止渦核領域の大きさ及び渦輪の数・大きさ・形状しかない。しかし、上述した二つの渦流の流線の速度勾配・温度勾配・濃度勾配は垂直又は殆ど直交するので、対流による伝熱・伝質の働きはゼロとなってしまう。この場合、渦核にある伝熱・伝質は主に分子の拡散により伝えられる。例を挙げて説明しよう。拡散制御のフラシンのニトロ化反応、ニトロベンゼンの還元反応に於いて、従来の設備で攪はんをしたとき渦核内の反応熱が有効に伝達されない。制御が狂うと反応物は爆発したり、温度不均一による副産物が増加したりする。ポリ塩化ビニルなどの重合反応における懸濁・乳化溶液の重合でも渦核から反応熱の伝達難は温度不均一の原因となり、製品率の低下と品質制御の困難を引き起こす。発酵などの生物反応器内部では、渦核にいる好気性生物の酸素需要量の補充難と熱量の伝達難が常であり、細菌の新陳代謝にも不利であると共に生産量にも厳しく影響する。上述した課題に対して、従来の攪はん釜には次の措置がとられている。攪はん羽根層数の追加・渦輪直径の縮小又は羽根直径の増大・攪はん速度の上昇などにより、羽根の周り及び釜内面の付近でハイシャーフローゾーンを生成させる。乱流拡散により渦輪の最外層の流線に温度・濃度拡散を増加又は減少する。こうして、伝熱又は伝質の総量が上げられるが、トータルの伝熱係数・伝質係数は効率的に上げられない。明らかにしたように、従来の攪はん釜は加工物質に対し、攪はんの均一性が良くなく、伝質・伝熱係数が低く、エネルギ消費量が多く、製品率が低く、品質が不安定である。中国特許８７１０１２９９．５には気体射流及びベンチュリ管による気液混合と気流接線速度の機械的エネルギを利用して攪はん機の攪はんパワーを減少するという発酵釜が公開された。しかし、次のような欠点も見られる。（１）設計された工作状況に合わないと混合の効果も急に下げられ操作の応対性も狭くなる。（２）釜内にある液体の軸方向の循環が改善されない。（３）構造が複雑で洗浄するのが容易ではない。（４）均一性を効果的に改善できない。発明の開示本発明の目的は上述した欠点を克服し、有効な軸方向循環流の生成並びに攪はん均一性に大きな改善をもたらす攪はん釜を提供することにある。本発明に関する攪はん釜は、タンクボディーと、モーターと、機械的羽根車攪はん装置と、プロセス・パイピングと、少なくとも１個のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンを備えている。上述したスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口にはコレクター又はガイド・チューブ付きのコレクターを設け、機械攪はん羽根の流出の最大流速方向又は気流や循環液流の方向にむけている。本発明に関する攪はん釜で、少なくとも１個のノズルを設置する。これらのノズルは層状に配置され、単層又は複数の層からなる。各ノズルの噴射口は各スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのコレクターに向かっている。一方、各ノズルの噴射口はスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのガイド・チューブに挿入することもできる。本発明に関する攪はん釜は、各攪はん層の羽根の形式が同じでなくてよく、機械羽根の周りに少なくとも一層のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンが設置される。各層にスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンが１〜１０個あり、その形式が異なることもできる。スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのエレメント数が異なることもある。スタチック・ミキサーには２〜１０エレメントのKenicsミキサーを優先的に選択する。本発明に関する攪はん釜は、タンクの底に設置されるノズル噴射口の前方のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの流出方向と水平面との角αが４ °〜１６０°となり、ほかの箇所例えば中部や上部ノズル噴射口の前に設置されるスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの流出方向と水平面との角α は−１６０°〜−４°又は４°〜１６０°となり（負号が下方へ流出することを表す）、最適な流出方向は−１１０°〜−６０°又は３０°〜９０°である。スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの流出方向は横断面への投影において、出口と円周接線との角β及び当該円周線の半径ｒとの角γがどちらも０° 〜９０°であり、最適な方向は半径方向にあり、即ちβ＝９０°の方向である。本発明に関する攪はん釜は、ノズル噴射口は円形又は楕円形であり、長短軸比が１：１〜１：５をとる。噴射口の取付け角は水平面との角がθ（５°〜９０° ）となり、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの取付け角φの方向までに調節したり、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口にあるコレクターの取付け方向に調節したりすることが可能である。若しくは、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入口にあるコレクターを利用して、ノズルの取付け角に向かって流体を引導する。本発明に関する攪はん釜は、タンク内に連続の気相反応媒体が入力されない場合、タンク内部の液体面の下又は上或はタンク外部に液料輸送ポンプシステム又は循環使用の不活性ガスのシステムを設置する。本発明に関する攪はん釜は、同一のタンクに設置された羽根の直径が異なることも可能である。本発明に関する攪はん釜は、設置されたスワール・サイクロンの入り口とノズルの出口とはアドバイアンドによる接続をとる。本発明に関する攪はん釜はノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンとの間に両方を連通した円筒形の吸入管が設置され、その壁に穴が少なくとも一つ開けられる。本発明に関する攪はん釜は、ノズルが、ガス（液）供給管とつながっているガス分岐ボックスに設置される。そのボックスは長短軸比１：１〜１：２０の空心楕円体容器であり、ガス供給管が短軸（上、下）方向又は長軸（側面）方向から挿入される。ノズルは楕円体の表面に分布され、その面に上又は下のスラグホールが少なくとも一つ開けられる。本発明に関する攪はん釜はスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンを使ったため、機械羽根の働きでコレクター又はノズル噴射口からのガス（液）流によって、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンにおける物質の攪はんは強化され、生成されたタイラー・ボーラックス・コラム(Taylor Colums)のゆえ、軸方向の流動が強化される。タンク内部では異なる有効な対流伝質・伝熱の循環流を構成して、酸素溶解及び伝質・伝熱係数と拡散制御の反応速力も向上させる。羽根層の減少、羽根直径の短縮又は回転数低減により省エネ・増産の効果は著しい。図面の簡単な説明図１は攪はん釜に取り付けられるスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと攪はん羽根との相対関係を示す。図２は単層のノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと三層の機械羽根攪はん装置との組合せを示す。（ａ）は軸方向のプロペラー、（ｂ）は下層に直径方向のタービン・インペラーと上層に軸方向のプロペラー、（ｃ）は直径方向のタービン・インペラーを各々備えている。図３は単層のノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと二層の機械羽根攪はん装置との組合せを示す。（ａ）は単層の二環ノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと軸方向のプロペラー、（ｂ）は直径方向のタービン・インペラー、（ｃ）は単層の二環ノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと、下層に直径方向のタービン・インペラー、上層に軸方向のプロペラーを各々備えている。図４は二層のノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと二層の機械羽根攪はん装置との組合せを示す。図５は単層の二環ノズル及びスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと単層の機械羽根攪はん装置との組合せを示す。図６はスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの取付け角度を示す。（ａ）は出口の水平断面投影、（ｂ）は水平面との角度を示す。図７はスタチック・ミキサー及びスワール・サイクロンを示す。（ａ）はKeni csスタチック・ミキサー、（ｂ）はスワール・サイクロン、（ｃ）は複合型スタチック・ミキサー、（ｄ）はコレクター付きのスタチック・ミキサー、（ｅ）はコレクター付きとガイド・チューブ付きのスタチック・ミキサーである。図８（ａ）はノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンとの取り付け略図を示す。（ｂ）は収縮型ノズルの断面図、（ｃ）はラバルノズルの断面図である。図９は気相の反応媒体の導入が連続しない或は嫌気性の発酵をする場合に付加される液相物運送用ポンプ系を示す。（ａ）は釜内面の頂上にあるポンプ、（ｂ）は釜内面の底にあるポンプ、（ｃ）は釜の外にあるポンプである。図１０は下方向きのノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと機械羽根攪はん装置との配置を示す。図１１はコレクターとガイド・チューブ付きのスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンがインペラー・ブレード出口の最大流速方向に沿う配置を示す。（ａ）はブレードが直線形であるタービン・インペラーとの配置、（ｂ）はブレードが曲線形であるタービン・インペラーの配置、（ｃ）は軸方向のプロペラーとの配置、（ｄ）は直径方向のタービン・インペラーとの配置である。図１２はノズルとスワール・サイクロンとの接続を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図１３はノズルの射出口をスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのガイド・チューブに挿入した接続の断面図を示す。図１４はノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンとの間に貫通吸入管を設置した接続の断面図を示す。図１５は本発明でノズルが、単層二環式として気体分岐ボックスに設置されている接続を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。発明を実施するための最良の形態図１、２、３、４、５、９、１０に示した攪はん釜は長円筒形の密封容器である。タンクボディー（１）のトップには排気口（２）、反応媒体又は菌種栄養液の入り口（３）、マンホール（４）などの接続口があり、タンクボディー（１）の内面壁に冷却又は加熱用配管（５）がある。液料の出入り口（６）（８）及びガス（液）供給管（７）がタンクボディー（１）の底又は壁からつながる。攪はん器の羽根（９）(10)の直径は一個の攪はん釜で異なってもよい。図１に示したスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンはサポート(31)に取付けられる。図２を参照して次のことが分かる。これは単層のノズル(11)及びその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)と三層の機械羽根攪はん装置との組合せ使用及びタンク内の流体の軸方向循環の具合である。（ａ）は三層が全て軸方向のプロペラー(10)であり、（ｂ）は下層が直径方向のタービン・インペラー（９）で上二層が軸方向のプロペラー(10)であり、（ｃ）は三層が全て直径方向のタービン・インペラー（９）である。図３を参照して次のことが分かる。それは単層のノズル(11)及びその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)と、二層の機械羽根攪はん装置との組合せ使用及びタンク内の流体の軸方向循環の具合である。（ａ）は単層の二環ノズル(11)とその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12) と二層の軸方向のプロペラー(10)、（ｂ）は二層の直径方向のタービン・インペラー（９）、（ｃ）は単層の二環ノズル(11)とその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)と下層に直径方向のタービン・インペラー（９）、上層に軸方向のプロペラー(10)を備えていることを各々示している。図４を参照して次のことが分かる。それは二層のノズル(11)とその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)と、二層の機械羽根攪はん装置（９）との組合せ使用及びタンク内の流体の軸方向循環の具合である。図５を参照して次のことが分かる。それは単層の二環ノズル(11)とその上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)と単層の機械攪はん装置(10) との組合せ使用及びタンク内の流体の軸方向循環の具合である。図６を参照して、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの空間取付け角が分かる。図７を参照して次のことが分かる。即ち、（ａ）（ｃ）に示すスタチック・ミキサーと、（ｂ）に示すスワール・サイクロンの構造及び（ｄ）に示すコレクター(21)と（ｅ）に示すコレクターやガイド・チューブ(22)付きのスタチック・ミキサーの構造である。これらの内、異種のスタチック・ミキサーを選択でき、スタチック・ミキサー毎又はスワール・サイクロン毎に含まれたエレメント(120) 数が異なってもよい。図８を参照して次のことが分かる。（ａ）はタンク内に設置したノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)との取付け相対位置と方式、ガス分岐ボックス(23)とガス供給管（７）及びノズル(11)とのつながり、上又は下スラグホール(29)を示す。図９を参照して次のことが分かる。これは気相反応媒体が連続して入力されないとき或は嫌気発酵のときに付加した液料輸送ポンプシステムである。その内、（ａ）はタンクトップ内側にあるポンプ(13)、（ｂ）はタンク底内側にあるポンプ(13)、（ｃ）はタンク外にあるポンプ(13)の取付けの具合である。図１０を参照して次のことが分かる。これは下向きのノズル(11)とその下にあるスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン(12)及び二層機械攪はん装置 (10)と組合せて使用される具合及びタンク内の流体の循環である。図１１を参照して次のことが分かる。ノズルが無いときにスタチック・ミキサー(12)のコレクター(21)の方向は羽根から流出の最大速度方向に沿うこと。その内、（ａ）は直線形ブレードの直径方向のタービン・インペラーであり、（ｂ）は曲線形ブレードの直径方向のタービン・インペラーである。（ｃ）は軸方向のプロペラーがタンク内に取付けられた姿勢であり、（ｄ）は直径方向のタービン・インペラーがタンク内に取付けられた姿勢である。ガイド・チューブ(22)は流体を平滑にスタチック・ミキサーの取付け方向に導く。図１２はスワール・サイクロンの入口とノズルの出口とのアンドバイアンドの接続である。図１３はノズル噴射口がスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのガイド・チューブに挿入できる姿勢である。図１４はノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンとの間に両方貫通の吸入管(26)を設置したものである。吸入管は円筒形であり、その壁に少なくとも穴を一つ開ける。図１５は本発明のノズル(11)がガス分岐ボックス(23)に設置された姿勢である。（ａ）はガス分岐ボックスの断面図、（ｂ）はガス分岐ボックスの上面図であり、ノズルの単層二環での配置である。産業上の利用の可能性異なる媒体の混合溶解・抽出の要求及び異なる反応又は発酵のプロセスに応じて、ノズルからタンク内に異なる媒体例えば空気・酸素・窒素、二酸化炭素、反応気体又は循環使用の不活性気体或はタンク内にある液体媒体の循環液を噴射できる。ノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと機械羽根攪はん装置とを組合せた攪はん釜或はコレクター付きやガイド・チューブ付きのスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと機械羽根攪はん装置とを組合せた攪はん釜は全て混合溶解・伝質係数・酸素溶解係数・反応速度を上げる効果を有する。羽根の層や直径を減少したり、インバータ電源での速度を制御したりすることにより、速度が大幅に調節されて省エネ・増産に対する効果が非常に著しい。大容積の攪はん釜（もとは三層の機械羽根攪はん装置有り）に対し、最適な案は図２（ａ）に示すような装置又は図１０に示すような装置を取り、三層の機械攪はん装置を二層に変更する同時に、上層羽根の直径も縮小でき、単層の二環ノズルとスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロン（媒体と工程により構造とサイズ決める）を選ぶ。連続の気相媒体が入力されない場合（嫌気発酵をも含め）、最適なのは図１１に示すようなコレクターやガイド・チューブ付きのスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンと機械羽根との組合せの攪はん釜を選ぶ。インバータ電源での制御により著しく省エネ・増産の効果を収める。例を上げて説明すると、本発明に関する攪はん釜はポリ塩化ビニルの懸濁重合反応に応用できる。この反応は塩化ビニル単体、引発剤などを原料とし、攪はん釜の中で水中攪はんをし、重合させてポリ塩化ビニルを生成する。この攪はん釜は体積５０Ｍ³であり、バッフル板を取り消した釜である。タンクの最低層には六個の曲線形羽根の円盤型直径方向のタービン・インペラー（９）を、第２層第３層にはシザース型の６羽根を使う。羽根の直径はそれぞれ１／３と１／２を縮小した。タンク内の底にあるサポート(31)にガイド・チューブ(22)付きやコレクター(21)付きのKenicsスタチック・ミキサー(12)が六つ設けられ、Kenicsスタチック・ミキサーは各々出口直径が15mm以上のエレメント(120)が三つ含まれる。コレクター(21)は羽根（９）との隙間を攪はん軸の横方向振れより大きくさせ、羽根の流出の最大速度方向にむけている。塩化ビニル単体と水は、攪はん羽根（９）の高速せん断により単体が懸濁状になる。タンク内には普通の攪はん釜のような液料循環があるばかりでなく、特有な流れも出てくる。これは最低層の攪はん羽根（９）の流出方向でコレクター(2 1)から収集され、ガイド・チューブ(22)を経て、直径方向と円周方向との流動を軸方向に沿う流動に変更される。スタチック・ミキサー内で水と単体とはさらに混合・分散され、出口のところで渦付き軸方向の流動に変わる。遠心力場の下でその渦付き軸方向の流動は全タンクの流れ層に安定なタイラー・ボーラックス・コラムが誘導する。該タイラー・ボーラックス・コラムは有効な軸方向の対流及びタイラー・ボーラックス・コラムへの対流伝熱となる。それでトータル伝熱係数が２〜３倍上げられ、攪はん用パワーが少なくとも１／３低減される。その上、回転数下げによってパワー低減が実現できる。塩化ビニル単体の濃度も１０〜２０％上げられ、重合率も５〜１０％向上られて、生産量も著しく増加できる。そのほか、単体回収量の低減及びタンクの粘着物を清掃する作業量や作業時間の減少により、タンクの利用率は著しく向上できる。タンク粘着量の低減も製品の品質を著しく改善できる。なお、温度均一性が著しく向上されたため、重合度と分子量の分布は有効に制御できる。本発明に関する攪はん釜は生物発酵の攪はんに応用した場合、タンクに入れた原料が発酵液料及び菌種などである。５０Ｍ³の攪はん釜には三層のカーブバック六羽根付き９００mmφ円盤型直径方向のタービン・インペラー（９）とパワー１１５kWの攪はんモーターが設置され、空気用量が３０NM³/min である。上述した物質の液料充填体積は４３Ｍ³であり、平均発酵時間が２３３時間をとる。タンク底にあるガス分岐ボックスにノズルが六つ取り付けられ、各々のノズル(11) の前方にはサポート(31)に取付けた６エレメントのKenicsスタチック・ミキサー (12)が一つずつ設置され、スタチック・ミキサーの入り口にはコレクター(21)がある。羽根直径は第１層が１／５を、第２層が１／３を、第３層が１／２減少する。攪はん回転数はインバータで制御されて、発酵周期内で平均１５％減速する。タンク内では一般の発酵タンクのような液料循環及び羽根でのせん断による酸素溶解の役目が有るだけでなく、タンク内にあるガス供給管からの空気は分岐ボックスを経てノズルからスタチック・ミキサーに高速噴射されて、発酵液料をスタチック・ミキサーに引き込ませる。空気と液料とはスタチック・ミキサーで十分に混ぜられて酸素溶解係数が著しく向上されてから、スタチック・ミキサーから出たときに飽和状態に達することができる。この流出は流れ層の全体においてタイラー・ボーラックス・コラムを誘致し、当該タイラー・ボーラックス・コラムは有効な軸方向の対流及びタイラー・ボーラックス・コラムへの対流伝質（酸素伝送）を構成して、トータル酸素溶解係数が２〜３倍向上される。液面に流れた液料とこぼれなかった空気とはやはり攪はん羽根でタンク内の循環を完成させる。本発明に関する攪はん釜の使用により、攪はん電力が６７％降下され、ジベレリンの生産量が１６．１５％増加され、空気も２０％節約された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．タンクボディーと、モータと、機械的羽根車攪拌装置と、プロセス・パイピングとを有する攪拌釜において、少なくとも一個のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンを備え、このスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口には、気体と循環液と機械攪拌羽根車の流れ出しの最大流速方向のいずれかに向けたコレクター又はガイド・チューブのコレクターを設けていることを特徴とする攪拌釜。２．タンクボディーには少なくとも一環に並べた少なくとも一個のノズルで構成されたノズルを設けてあり、各ノズル噴射口を、このスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンのコレクターに向けていることを特徴とする請求項１記載の攪拌釜。３．上記各ノズル噴射口をスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの前置ガイド・チューブに挿入することを特徴とする請求項１記載の攪拌釜。４．各機械羽根の攪拌羽根の周りに一層以上のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンを設置でき、これら各層にスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンが１〜１０個あり、このスタチック・ミキサーとして２〜１０エレメントのKenicsミキサーを優先的に選択することを特徴とする請求項１記載の攪拌釜。５．タンクの底にあるスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの流出方向と水平面との角αが４°〜１６０°となり、他の箇所例えば、中部や上部にあるものは水平面との角αが−１６０°〜−４°又は４°〜９０°となり（負号が下への流れを示す）、最適の流出方向は３０°〜９０°又は−１１０°〜−６０°であり、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの水平断面への投影において、出口と円周接線との角β及び当該円周の半径ｒとの角γが旨０°〜９０°を取ることができるが、最適なのは半径の方向即ちβ＝９０°の方向にあることを特徴とする請求項１記載の撹拌釜。６．ノズル噴射口は円形又は楕円形であり、その長短軸比は、１：１〜１：５を取り、噴射口の取り付け角は水平面との角θが５°〜９０°となり、ノズル噴射口の流出角は、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの取り付け角 φの方向までに調節したり、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口にあるコレクターの取り付け方向に調節したりすることが可能であり、或は、スタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンの入り口にあるコレクターを利用し、ノズルの取り付け角に向かって流体を引導できることを特徴とする請求項２記載の攪拌釜。７．タンクへの連続の気相反応媒体が入力されていない場合、タンク内部の液体面の下又は上に、或はタンク外部に液料循環輸送ポンプシステム又は循環使用の不活性ガスのシステムを設置することを特徴とする請求項２記載の攪拌釜。８．上記のスタチック・ミキサー又はスワール・サイクロンは異なるタイプのものが使えることを特徴とする請求項４記載の攪拌釜。９．各スタチック・ミキサー又は各スワール・サイクロンに含まれるエレメントの数が異なっていてもよいことを特徴とする請求項４記載の攪拌釜。 10．上記スワール・サイクロンの入り口とノズルの出口との接続がアンドバイアンド式であることを特徴とする請求項１記載の攪拌釜。 11．上記ノズルとスタチック・ミキサー又は各スワール・サイクロンとの間に、両方を連通した円筒形の吸入管を設置し、その壁に少なくとも一個の穴が開けていることを特徴とする請求項１又は２記載の攪拌釜。 12．上記攪拌機の羽根の直径は一個の攪拌釜において異なっていてもよいことを特徴とする請求項１〜１１のいずれに記載の攪拌釜。 13．上記ノズルはガス（液）供給管とつながっているガス分岐ボックスに設置され、分岐ボックスは長短軸比１：１〜１：２０の空心楕円体容器であり、ガス供給管は短軸上下方向または長軸方向から挿入でき、ノズルは楕円体の表面に分布し、楕円体の表面に１個又は多数個の上又は下スラグホールが開けられることを特徴とする請求項２、３、６、７、１０、１１のいずれに記載の攪拌釜。