JPS6197026A

JPS6197026A - 混合装置

Info

Publication number: JPS6197026A
Application number: JP60183799A
Authority: JP
Inventors: ゲーリー　テイラー　マークハート
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-08-21
Publication date: 1986-05-15
Also published as: EP0178830A3; BR8503825A; CA1252083A; DE3580894D1; CN85106095A; US4542992A; EP0178830A2; EP0178830B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は、固体および液体を混合する混合装置に関する
。

（従来技術の説明）従来、粉末と液体の混合、特に微粉炭と水の混合には、
タービン・ブレード・ミキサーが用いられてきた。しか
し、特に微粉炭と水を混合してスラリーを作り、このス
ラリーを霧状に吹き出して燃焼させる如き用途に用いる
場合、この種の装置は、生産率が低い、エネルギー消費
率が高い、気泡混入率が高い、等の欠点を有する。粉末
と液体を混合する際には成分を均等に混合することが肝
要であり、成分の分散度は一般的には混合物の粘度によ
り測定される。しかるに、従来のミキサーによる混合物
は空気や他のガスの混入度が高いため、所要粘度を達成
できないことが判明している。

現在用いられている混合装置の大半は、米国特許第３．
１５４．８０８号、第３．２３９，８７８号、第３，５
６１．０４６号、および、第３．７０４，８６６号に提
案されている原理によるものである。上記の特許はいず
れも、主として硬質ゴムとプラスチック材料の混合に用
いるファレル連続ミキサーに関するものである。しかし
、ファレル連続ミキサーは、微粉炭と水の混合に適する
ように、標準長からロータの直径の７倍の二倍長に改造
しても（７／Ｉ　　Ｌ／Ｄ）　、所要粘度を達成するこ
とができなかった。

従って、本発明の目的は、粉末および液体材料を均等に
分散させることができ、処理能力を落とさずに石炭の水
のスラリー中のガス（空気等）混入度を低減させること
ができ、さらに、材料を良好に混合できる新しい混合装
置を提供することにある。

（発明の概要説明）本発明による装置は、並列に配置された複数の室、共通
導入口、互いに接続された混合セクション、および、共
通排出口を有する。室の中には細長いロータが取り付け
てあり、室内で回転する。

ロータにはスクリュー型のフィード・セクションがあり
、このセクションは導入口とつながっており、さらに、
混合セクション、排出セクションを経て排出口へと連絡
している。各ロータの混合セクションは、初期に混合物
に圧力をかけて混入している気泡を導入口へ送り返すた
めき第一の突出混合部と、スラリーを高速でせん断・混
合して材料を完全に分散させるための多数の突出部を有
する第二混合部とを有する。“ （好ましい実施例の説明）第１図は、連続タイプの混合装置１０を示す。

同図の混合装置１０のボディ１１の一端には、混合する
材料を受けるためのホッパー１３の下端部と接続された
導入口１２が設けられている。この導入口は一対の並列
して配置された室１４．１５に通じている。室の中には
ローダ１６．１７が取り付けである。ロータは、電力ま
たは水力によるモータを一つまたは二つ以上使って回転
させる（モータは図示せず）。また、ロータは互いに等
速で反対方向に回転するように、ギア等の手段（図示せ
ず）で適切に接続する。ボディの導入口と反対側の端部
には、排出口１８がある。ロータにば突出部２５．３２
が設けである。突出部は、第３図および第４図に示す通
り、回転時に先端と先端が向き合うように配置する。

各ロータの一端にはスクリュー型の部分２０が設けであ
る。この部分はホッパー１３を通って導入口１２から導
入されてきた材料を混合セクション２２へ送り込む働き
をする。混合セクションは、第一混合部２４と第二混合
部３０で構成される。

第一混合部には一対の突出部２５が設けである（第３図
参照）、突出部２５には第一の短いら線部２６（第１図
および第２図参照）がある。この部分は、フィード・セ
クション２０から送られてきた材料を軸方向に排出口に
向って少し前進させ、第一ら線部２６より長く反対方向
にカーブした第二のら線部２７およびその後ろの直線部
２日まで送り出す働きをする。この直線部２８は、必要
に応じて省略しても本発明の構成にさしつかえはない。

微粉炭と水、等の材料は上記の如く第一混合部を通過す
るうちに部分的に混合され解は合い、さらに１．迅速に
加圧される。この圧力により、湿った材料の中に混入し
ていた空気が導入口へと排出される。直線部２８を過ぎ
ると、突出部２５は第二混合部３０と合流する。第二混
合部３ｏには、第４図に示すように、等間隔を置いて突
出部３２が設けである。この突出部３２は、第一混合部
の突出部２５よりも数が多く、短い前進用ら線部３３　
（第２図参照）に続いて長く反対方向にカーブしたら線
部３４が設けられている。第３図および第４図に示す通
り、第一および第二混合部の突出部はどちらも先端と先
端が回転時に向き合うように配置される。しかし、第二
混合部３０の突出部３２の方が数が多いので、材料をせ
ん′断・混合する力が大きい。さらに、第３図および第
４図に示す通り、室は互いに接続されているので、材料
を室の間で行ったり来たりさせることができる。

この種の装置はどれもそうであるが、混合材料はフィー
ド・セクション２０により室内に導入されるのと同率で
排出口１８から排出しなければならない。混合後の材料
の排出を促すために、ロータの第二混合部の後ろには直
線部３６が設けである。この部分は、材料を排出口から
排出し易くする働きをする。

ロータの第一混合部に設ける突出部の数は上記の例に限
定されず、必要に応じて多数とすることが可能である。

突出部の数を増やし、突出部の断面を多様な型状に変化
させる試みは、米国特許第４．０５３．１４４号および
第４．１８４．７７３号に提案されている。また、ジャ
ケット３８および通路５０の中に温度制御液を通して循
環させ、混合部２４．３０の温度を変化させることもで
きる。米国特許第３．７０４．８６６号に示されている
ように、ミキサーのボディ頂部に取外し可能なインサー
トを取り付けて室の形状を変化させたり、ボートを設け
て別の液体材料を添加できるようにすることも可能であ
る。

例Ｉ混合室の直径が４インチ（１３ｃｍ）で、混合セクショ
ンの長さが直径の７倍、即ち、２８インチ（１１８ａｎ
）のファレル連続ミキサーを用いてテストを行った。こ
のミキサーは１ｌｈ４フアレル連続ミキサー（４ＦＣＭ
）と呼ばれる種類の装置であるが、混合セクションの長
さを標準サイズの２倍とした。製造は、Ｕ　Ｓ　Ｍ　　
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのファレル部門による。材料の
処理速度は約１２５０ボンド／時とし、ロータは断面と
標準（＃７突出部）構造とし、混合セクションの長さを
標準の倍とし、１１０００ＲＰで回転駆動した。混合材
料としては実用等級の最下底炭と水を用い、添加剤とし
て安定剤および界面活性荊を用いた。霧状に吹出して燃
焼させる用途には約５．０００ｃｐｓの粘度が要求され
るが、この装置で混合した石炭と水のスラリーの粘度は
約２０．　ＯＯ０ｃｐｓであった。

例■ 次のテストでもミキサーのボディには上記と同じ４ＦＣ
Ｍを使用したが、内部には本発明によるロータを据え付
けた。ロータの直径と長さは上記と同じである。しかし
、例■のロータには一対の直径方向に向き合った突出部
を有する第一部分を設け、この部分を短い前進用のら線
部の次に長く反対方向にカーブしたら線部が続き、その
後ろに直線部が続く如き形状に構成した。例■の混合セ
クションには、さらに、第一部分よりも多数の突出部（
三つの突出部）を有する第二部分を設け、これらの突出
部を三角形に配置した。この構成によれば、第一部分で
材料を迅速に部分的に混合して湿らせ、さらに、加圧し
て空気等の混入ガスを導入口を介して排出することがで
きる。次に、第二部分の多数の突出部で材料を強力に混
合、せん断、排気することができる。処理量およびロー
タ回転速度は上記と同じく、それぞれ、１２５０ボンド
／時および１．００ＯＲＰＭとした。この装置による混
合物の粘度は許容レベルの５＋　６００ｃｐｓに下がり
、混合および分散を促進するために必要な添加剤の量も
、従来のバッチ・システムの５０％、例■の装置の４０
％削減することができた。

上記のテストから、例■で用いた本発明による新しいロ
ータによれば、従来の装置と比べて極めて高品質の石炭
と水のスラリーを生産できることが明らかである。材料
には、通常、製造業者の手で最適処理パラメータ・セッ
トが明示されているが、テスト結果はロータの回転速度
上昇に伴って混合物粘度が低下することを示している。

本発明の装置の利点として特筆すべきなのは、従来の装
置と比べて添加物の量が少なくてすむという点である。

添加物の削減率は極めて高く、所要添加物が高価である
ことを考え合わせると利益は大きい。

本発明には二通りの添加物導入法が適用可能である。一
つは、導入ホッパーから粉末の添加剤を導入する方法で
あり、もう一つはロータの第一混合部の下流に適切なポ
ンプ装置を設けて液体の添加剤を導入する方法である。

以上、本発明を一般的な方法で説明してきたが、本発明
は多種多様な材料の混合に応用可能であり、さらに、様
々な要素の置換や部品の組合せが前記特許請求の範囲に
より限定される本発明の範囲内に於いて可能であること
を付記する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による混合装置の一つの室の長手方向の
縦断面図であり、切断地点は第２図のＩ−■である。第２図は、隣接して配置された混合室の横断面図である
。第３図は、第２図を線ｍ−ｍで切断した断面である。第４図は、第２図を線ＩＶ−ＩＶで切断した断面図であ
る。参照数字の説明（第１図）１０・・・混合装置、　　１１・・・ボディ１２・・・
導入口、　　　　１３・・・ホッパー１４．１５・・・
室、　　　１６．１７・・・ロータ１８・・・排出口、
　　　　２２・・・混合セクション２４・・・第一混合
部、　２５．３２・・・突出部３０・・・第二混合部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）混合する材料を一対の並列に配置された円筒形の
室の一端に導入するための導入口と、室の中で混合した
材料を排出するための室の反対側の端部に設けられた排
出口と、室の中で回転する細長いロータとを有し；各ロ
ータが導入口と連絡するスクリュー型のフィード・セク
ションと、フィード・セクションが送り込んでくる材料
を混合するための突出部と、排出口と連絡する排出セク
ションとを有し；各ロータの混合セクションがロータの
周囲に等間隔に突出部を配置した第一混合部を有し、第
一混合部の突出部が材料を前進させるための短いら線部
とこれに続く長く反対方向にカーブしたら線部とを有す
る形状に構成され、これにより材料に加圧して混入ガス
を導入口に向って排気せしめ、突出部の第一混合部の後
ろにはロータの周囲に等間隔に多数の突出部を配置した
第二混合部を設け、第二混合部の多数の突出部が材料を
前進させるための短いら線部とこれに続く長く反対方向
にカーブしたら線部とを有する形状に構成され、これに
より材料の混合・せん断動作を強化し、混合セクション
の第二混合部が混合後の材料の排出口を介する排出を促
進するための最終直線突出排出セクションへとつながっ
ていることを特徴とするボディを有する混合装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置に於いて、ロー
タの動作により材料が一対の室の間を通過できるように
、円筒形の室を隣接する側面に沿って接続することを特
徴とする装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の装置に於いて、ロー
タが互いに等速で、突出部の先端と先端が向き合うよう
に、反対方向に回転されることを特徴とする装置。
（４）特許請求の範囲第１項記載の装置に於いて、混合
セクションの第一混合部が一対の直径方向に向き合った
突出部を有し、第二混合部の形状が三角形であることを
特徴とする装置。
（５）特許請求の範囲第１項記載の装置に於いて、第一
混合部に続いて突出部の直線部が設けられることを特徴
とする装置。