JPS6322869A - カ−ボンブラックの混合攪拌方法及び装置 - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 本発明はカーボンブラックの分野に関し、特に、ｊＪ−
ボンブラックのベレット形成装置への流率を一定にでき
るようにするために、様々な型式のカーボンブラックの
均質な混合を行うことに関する。

［１６発明の背瑣 石油、天然ガス等の周知の炭化水素の高温不完全燃焼は
カーボンブラックを製造する。反応ガスから分離された
その製品がふわふわしたカーボンブラック粉末である。

カーボンブラック製造の典型的な炉プロレスに−３いて
は、燃料、空気のような酸化剤、及びフィードストック
を反応させて、カーボンブラックをその中に含む高温の
燃焼ガス流を作る。次にこの燃焼ガス流を水スプレーで
より低い温度に冷１４１する。そこでカーボンブラック
をこれが懸濁しているガス流から、サイクロンやフィル
タのような周知の方式により分離し、それからベレット
形成装置へ送り、その後で乾燥する。

ベレット形成装置へのカーボンブラックの送給を安定な
ものにするため、しばしば、収集装置とベレット形成Ｉ
Ｈとの間にサージタンクと称される短Ｉｌ１間貯蔵タン
クが備えられる。その典型的なタンクは高さが３〜４．
５１１Ｌ（１０〜１５’　）であり、タンクの中央部分
は直径約２．７ｍ（９’）の円筒形にされている。この
中央部分の高さはタンク全高の約３／４である。タンク
の残りの下部分は円錐台形とされ、この円錐台は最上部
の２．７ｍ（９’）からタンクの平らな底部の１．３５
〜１．８ｍ　（４，５〜６′）まで減径していく形にさ
れる。カーボンブラックは乾燥した粉末、湿潤した粉末
、あるいは５１！１理したベレットの形にされてタンク
の頂部から送入され、そしてタンク底部の送出口を通し
て１個またはそれ以上のベレット形成ＶＩｆｆｉへ送ら
札、ここでベレットに形成される。

ハ８発明が解決しようとする問題魚 カーボンブラックは周知の湿潤ベレット形成法によりベ
レットに形成できる。Ｆ［ベレット形成法は、カーボン
ブラックを、高密度の、凝集力の強い、粉埃を立てるこ
とのないビードまたはベレツ］・に形成する。この方法
では、酋通は水でカーボンブラックを湿−し、そして通
常のベレット形成装置内でｔＷ　ｆｆ、する。このカー
ボンブラックの潤滑ベレット形成法の主要な制御問題の
１つは、ベレットに含まれる水分の出を適切ならのにす
るために、ベレット形成Ｓｉ！ｉ＋ａへ射出されるカー
ボンブラックの粉末とこれをベレットに形成づるための
液との体積流率のバランスを適正なものにｔＩｇｌ持づ
ることである。ベレット形成液はその密度が顕著に変わ
ることはないので、その体積流率を制ｎｔ＋することｔ
よ困難でない。またカーボンブラックの体積流率も細か
くυ制御できる。しかしカーボンブラックの密度はしば
しば七しく変ａＪシ、そしてこのことは頻繁に生じる。

サージタンク内のカーボンブラックの密度の変動は号−
ジクンクからベレツＩ・形成装置へ送られるカーボンブ
ラックの体積流率を変動させる。そしてこの体Ｖｔ１１
流率の変動は出来上ったカーボンブラックベレット内の
水分含有量を変動させるのである。サージタンクからベ
レット形成装置へカーボンブラック粉末を送給する装置
は多くの型式のものが使用されているが、そのいずれら
リーージタンクからベレット形成装置へ送られるカーボ
ンブラックの体積流率を十分に安定させるものではない
。

二９問題点を解決するための手段 本発明は、より均等な密度のカーボンブラックのより均
質な混合物を作るようにサージタンク内の様々な型式の
カーボンブラックを混合■つ撹拌するための方法と菰青
に関する。１ナージタンク内でぞのようなカーボンブラ
ックａ合物を作ることにより、カーボンブラックをより
均等で安定し１ご体積流率Ｃペレツ１〜形成装置へ送給
することができる。

一般的に本発明の方法では下記のＪ：うな操作が行われ
る。サージタンクの少なくても２つの１ｌｌ１間した１
下のレベルにおいてカーボンブラックが１＠回される。

タンクの底部にあるカーボンブラックがリフター装置に
よって持上げられる。カーボンブラックはタンクの中心
部から離れる方向で且つタンク底部の送出口の方へと押
される。タンクの壁に近接して回転するスクレーパ装置
によってタンク壁上のカーボンブラックのケーキ形成が
少なくされ、またタンク壁に形成されたケーキが除去さ
れる。

この本発明の方法を実／Ｊ！！ｉ　ｉするに適した９Ａ
置１よ下記のような諸要素をサージタンク内にＩｆｉ＋
えて構成される。これら要素は、ノコ−ボンブラックを
）り染しないステンレス鋼ぞの他同様へ十分な強度をし
った４Ａ利で作られよう。

１）水平ブレード。これら水平ブレードは垂直回転軸に
取（（１＆Ｊられ、その垂直軸の少むくてｂ２つのレベ
ルの個所に設定される。ブレードの回転がタンク底部の
カーボンブラックの！ＦＩＪさを肩１１．’ｊ　Ｊるよ
うにブレードの最下側レベルのものはタンク底部に−１
−分近く設定される。また最高側の水平ブレードは、タ
ンク内のカーボンブラックのレベルを計１１１１１　’
Ｊ°るためにタンク頂部から下方へ延びる垂直プローブ
とぶつからないよう十分低いレベルの所に設定される。

２）　リフター。これらリフターはタンク底部のカーボ
ンブラックを持上げるようにタンク底部に最・ｂ近い水
平ブレードの端部に取付（プられる。これらリフターは
水平ブレードの連動方向に向ｔプられ、そして好適には
水平ブレードに対して４５”の角度で上方向に向けられ
る。

３）垂直または螺旋状の側部スクレーパ。これら側部ス
クレーパは最下側の同軸水平ブレードの端部に取付けら
れ、これから外方向へ延在し、タンク壁の形状に合致す
る形状にされ、そして最上側同軸水土ブレードの対応端
部に取イ・１（プられる。

イれら側部スクレーパは、タンク壁上に形成されたカー
ボンブラックのケーキを除去するためと、タンク壁上に
カーボンブラックが体積するのを少なくするためとの両
方または一方を行うＪ：うにタンク壁に十分近接して回
転するようにされる。それら側部スクレーパは好適には
タンク壁から５０．８＃ｌｌ１１（２インチ）以内の所
に設しづられる。

それら側部スクレーパの縁部す側部スクレーパの連動方
向で傾斜を付ｃノるようにできる。

４）インボリューＩ−曲線形のインペラ羽根。これらイ
ンペラ羽根はけ）側水平ブレードの直ぐ上方で垂直軸に
取付けられる。それらインペラ羽根の外端部は直立バー
に結合支持される。これらバーはタンク底部に最も近い
水平ブレードの端部と、次の高さのセットの同軸水平ブ
レードの端部とに結合される。それらインペラ羽根はタ
ンク送出口の縁部まで外方向へ延在する。それらインペ
ラ羽根の回転の各セグメントがカーボンブラックをタン
ク中心部から離Ｊ方向へ同じだけ動かし、そしてタンク
送出口の方へ送る。

構造や部品の組合せの細部の様々な新規性を含む上記の
、またその他の本発明の特徴は特に添付図面を参照にし
て更に記）ホされよう。本発明の図示のサージタンクは
１つの具体例であって何等制約的なものではない。本発
明の原理と特徴は本発明の範囲から外れずに多くの変化
形実施例が可能である。

４（、実ＩＩＩ例 勺−ジタンク内でカーボンブラックを混合及び撹拌する
ための本発明の方法は、タンク内の少なくても２つの離
間した上下のレベルでｈ−ボンブラックを掻回ずこと、
ここでタンク底部のカーボンブラックの動きを維持する
ため最下側レベルはタンク底部に十分近くすること、タ
ンク底部近くのカーボンブラックを持上げること、）」
−ボンブラックをタンク中心部から離す方向へ且つタン
ク送出口の方へ動か寸こと、及び、サージタンクの壁に
カーボンブラックがｌｆｔ積するのを最少にすることと
、タンク壁に既に形成されにノ」−ボンブラックのケー
キを除去することとの両方または一方を行うことの諸段
階を含む。

カーボンブラックは、サージタンク内の垂直回転軸に取
イ・１（）られるｌ１ｊｌ　４４水平ブレードのような
適当な５Ａ置によって掻回される。それら水平ブレード
はタンクの少なくても２つのレベルの所に設置され、そ
してブレードの回転がタンクの底部にあるカーボンブラ
ックの紡ぎを維持１°るように最下側［ットの同情ブレ
ードはタンク底部に十分近接してｉ！Ｑ置される。

最上側水平ブレードの設置されるレベルは、す゛−ジタ
ンク内のカーボンブラックのレベルを測定するため典型
的なサージ内に設置される垂直ブ〇−ブがタンク頂部か
ら下方へ延びる深さにより限定される。最上側水平ブレ
ードはそれらブＯ−ブとぶつかるようへ高さの所には設
置できない。それら垂直プローブはサージタンク内のカ
ーボンブラックのレベルを監視づるのに必要なしのであ
る。

好適には、ベレット形成装置へ入っていく直ｒｆ＋の所
でカーボンブラック混合物を完全に撹１￥できるように
するため、最上側レットの同情水平ブレードｔユ畳ナー
ジタンクの底から３分の１のレベルの所に設りるのがよ
い。

タンクの底部近くにあるカーボンブラックは、タンク底
部に最も近い水ｔｉＬブレードの端部に取（ｄけられた
りフタ−ににって持上げられる。カーボンブラックはり
フタ−によるＩＪ　、ｈげと水平ブレードににる掻回し
を同時に受ける。リフターはブレードの回転方向に向け
られる。

タンクの壁上のカーボンブラックのケーキ形成が側部ス
クレーパにより最少にされ、また形成されたケーキはそ
れら側部スクレーパにＪ二り除去される。これらスクレ
ーパは垂直か螺旋形にされ、外方向へ延在し、そしてタ
ンクの形状に合致する形状にされる。それらスクレーパ
はタンク底部に最ら近い同軸水平ブレードの端部と最高
側水平ブレードの端部とに取付ｉ）られる。タンク壁上
に形成されたカーボンブラックのケーキを除去したり、
またそのカーボンブラックのケーキ形成を少なくするた
め、スクレーパはタンク壁に十分近く延在するようにさ
れる。好適にはスクレーパはタンク壁から５０．８ｍｍ
（２インチ）以内の所に設２！１゛べきである。それら
側部スクレーパの縁部もスクレーパの運Ｖ」方向に対し
て傾斜を付けてもよい。

カーボンブラックはインペラ羽根のような適当なＭＡ　
ｒｊ　ｋにつてタンク中心部からタンク送出（１の方へ
初かされる。特定の実施例においてそれらインペラ羽根
はインボリュート曲線の形にされ、そして最下側水平ブ
レードの直ぐ上方で垂直回転軸に取（１４〕られる。そ
れら羽根は、最下側セットの水平ブレードと次の高さの
レベルのロットの同軸水平ブレードとに端部が取付ｔＪ
られる垂直バーにＪ：って支持される。

第１図は本発明の諸要素を含むステンレス鋼のサージタ
ンク１２を示す。カーボンブラックは送入口１４を通し
てＶ−ジタンク内へ送入される。

ナージタンクの通気がベント１６により行われる。

プローブ１７．１８．２０．２２．２４がサージタンク
１２内のカーボンブラックのレベルを測定する。号−ジ
タンクの中心に回転する卸直軸２６が協えられる。この
軸は内側の鉄製のコア２７と外側のステンレス鋼製のジ
１７ケツト２５とで構成される。回転軸２６　Ｇ、ｔサ
ージタンクの頂部３０の中心の開口２８に貞通し、そこ
からタンク中心を通って下方へ延び、タンク１２の底部
３４の開口３２に貫通する。

回転軸２６に、４つのセット３６．４２．４８゜５４の
同軸の水平ブレードが取付けられる。これら水平ブレー
ドのＩυ上側ヒツト３６は水平ブレード３８と４０で構
成される。これら水平ブレード３８と４０は、垂直軸２
６に溶接されたブレード５６にボルトによって取付けら
れる。水平ブレード３８と４０は同軸であり、そしてタ
ンクの円筒形壁の相反する地点の方へと外方向へ延在す
る。

水平ブレードの次のセット４２は水平ブレードのｍ　Ｒ
側セツ１−３６とにり下側のヒツト４８及び５４のとの
間のほぼ中央に設（Ｊられる。セット４２の水平ブレー
ド４４と４６（第２図参照）はセラ１〜３６のブレード
３８と４０に対して直角にされる。水平ブレード４４と
４６は、垂直回転軸２６に溶接の金属ブレード５８にナ
ツトとボルトにより取ト１けられる。

水平ブレードの２つのレット４８と５４はナージタンク
１２の底部３４に近い個所で垂直４１１２６の同一レベ
ルの所に設けられる。プレー１１の回転がタンク底部に
近い所のカーボンブラックの運動を維持するように、水
平ブレードセット４８と５４はタンク底部に十分近い所
に設定される。その距離は普通タンク底部から約２５．
４ｍ（１インチ）である。水平ブレードのヒツト５４は
レット４２に平行であり（第２図参照）、そしてセット
４８は最高側セット３６に平行である。水平ブレードの
セラ１−４８は、回転垂直軸２６に溶）径のブレード６
２にナツトとボルトで取（ＮＪけられる２つのブレード
５０と５２で構成される。これらブレード５０と５２は
タンク１２の壁の相反する地点の方へ延在する。水平ブ
レードのセット５４（第２図）は、垂直軸２６に？ｆｆ
接のブレード６８にナツトとボルトで取付けられる２つ
のブレード６４と６６で構成される。これらブレード６
４ど６６はタンクの壁の相反地点の方へ延在Ｊる。

第３図は水平ブレードに取付けられるリフターを示す。

ステンレス鋼のバー７２が水平ブレード６９の端部に溶
接される。それからそのバー７２の縁部と水平ブレード
６９の上面との両方にリフター７４が水平ブレードに対
し４５゛の角度で上方へ向けて溶接される。リフター７
４は水平ブレードのＩＪきの方向で！直に向けられる。

第１図の水平ブレード５０の端部に、外方へ延在しａつ
タンクの壁の形状に合致する形状にされる側部スクレー
パ７６が溶接される。この側部スクレーパ７６はタンク
壁に沿って上方へ延在し、そして水平ブレード３８の直
下で９０°のベンドを作る。この側部スクレーパ７６の
端部は水平ブレード３８の端部にナツトとボルトによっ
て取付けられる。タンク１２の壁に形成されたカーボン
ブラックのケーキを除去することと、カーボンブラック
のそのケーキ形成を最少にすることとの両方または一方
を行うため、側部スクレーパ７６はタンク壁に十分近接
したものにされる。この場合側部スクレーパ７６はタン
ク壁から５０．８線（２インチ）以内に設定される。同
様にして側部スクレーパ７８が外方へ延在し、水平ブレ
ード５２の端部に溶接される。側部スクレーパ７８は水
平ブレード４０の直下で垂直軸２６の方への９０°ベン
ドを作る。このスクレーパ７８の端８１５は水平ブレー
ド４０の端部にナツトとボルトで取付けられる。

第２図において、２つのインボリュート形インペラ羽根
８２．８４が最下側セットの水平ブレードと次のセット
４２の水平ブレードとの聞に設けられる。それらインペ
ラ羽根は、垂直軸２６が回転するとインペラ羽根がその
インボリュート形状の画部分の方向に回転するようにそ
の垂直軸に溶接される。インペラ羽根（第４図参照）は
垂直軸２６から外方向へタンク送、出口８６と８８の内
縁部まで、即ら垂直軸２６に近い方の送出口縁部まで延
在する。インペラ羽根はその幅が垂直になるように置か
れる。インペラ羽１にのインボリュート曲線はｆ！直！
ａ２６の外側スリーブ２５の所に限定される。インボリ
ュート形インペラ羽根の画部分の端点８３と８５はタン
ク送出口の内縁部８７と８９の所まで延在する。そのイ
ンボリュー１へ曲線を決定するためのそれ以上の説明は
、「化学技術者ハンドブック」テキストブックエデイシ
ョン、べり−Ｊ、Ｈ，Ｅｄ、　、第３　ｒｆｌ　、第６
２頁（マクグロウヒル１９５０）が参考になる。

それらインペラ羽根はその端部が垂直バー９０゜９２（
第２図参照）によって支持される。垂直バー９０の端部
は水平ブレード４４と６４に取付けられる。インペラ羽
根８２の端Ｉ’ＪＳがＩ直バー９０に取付けて支持され
る。垂直バー９２の端部は水平ブレード４６と６６に取
付けられる。インペラ羽根８４の端部が垂直バー９２に
取付【ノて支持される。

第５図は垂直支持バーへのインペラ羽根の１つの取付は
方法を示す。垂直支持バー９０の一方の　４゜端部が水
平ブレード４４の底部に溶接され、他方の端部が水平ブ
レード６４の頂部に溶接される。

ステンレス鋼の２つのストリップ９６と９８が、垂直軸
２６から遠い方のインペラ羽根８２の端部の所でその羽
根のＫｊｎ部と底縁部とに溶接される。

それらス１へリップは垂直支）ＩＩバー９０の方へ延び
、そのバーの側部に直角に溶接される。追加の支持が矩
形のステンレス鋼カバー１００によって作られる。この
カバー１００は、ステンレス鋼ス１〜リップ９６と９８
がインペラ羽根８２ど垂直支持バー９０に溶接されて作
られる矩形の支持構造の中にぴったり嵌合する。カバー
１００の縁部がその矩形支持構内に嵌合して溶接される
。このカバーは、カーボンブラックの初きてインペラ羽
根が変形されるのを防ぐ。

当該技術者には通常の実験だけでも、ここに記述した特
定の実施例に多くの回等１．【変化形がありｖすること
は叩解されよう。そしてそれら変化形は全て特許請求の
範囲に含まれるムのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するサージタンクの部分断面前立
面図、 第２図は第１図のサージタンクの部分断面側立面図、 第３図は１ナージタンクに適用されるリフターの詳細図
、 第４図はサージタンクの混合要素の平面図、第５図はイ
ンペラ羽根の詳細図である。 １２・・・リーージタンク、 ２６・・・軸、 ３６．４２．４８．５４・・・水平ブレードセット、７
４・・・リフター、 ７６．７８・・・側部スクレーパ、 ８２．８４・・・インペラ羽根、 ８６．８８・・・送出［１゜

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）１個またはそれ以上の送入口と１個またはそれ以
   上の送出口とを有するサージタンク内で様様な型式のカ
   ーボンブラックを混合且つ撹拌するための方法において
   、 ａ）該サージタンク内の少なくても２つの離間した上下
   のレベルでカーボンブラックを掻回すこと、ここで該サ
   ージタンクの底部にあるカーボンブラックの動きを維持
   するための最下側のレベルは該タンク底部に十分近いも
   のとされること、 ｂ）該タンク底部に近いカーボンブラックを持上げるこ
   と、 ｃ）カーボンブラックを該タンクの中心部から離す方向
   へ且つ該タンク送出口の方へ動かすこと、 ｄ）該サージタンクの壁からケーキ状になつたカーボン
   ブラックを除去することと、該タンク壁上へのカーボン
   ブラックのケーキ形成を最少にすることとの両方または
   一方を行うこと の諸段階を含む方法。
2. （２）１個またはそれ以上の送入口と１個またはそれ以
   上の送出口とを有するサージタンク内で様様な型式のカ
   ーボンブラックを混合且つ撹拌するための方法において
   、 ａ）中心に設置した垂直回転軸に取付けた少なくても２
   セットの同軸水平ブレードによつてカーボンブラックを
   掻回すこと、ここで該水平ブレードは少なくても２つの
   レベルに設定され、そして該サージタンクの底部にある
   カーボンブラックが該ブレードの回転により掻回される
   ようにするため最下側の水平ブレードは該タンク底部に
   十分近く設定されること、 ｂ）該最下側水平ブレードの端部に取付けたリフターに
   よつて該タンク底部に近いカーボンブラックを持上げる
   こと、 ｃ）カーボンブラックを該サージタンクの中心部から離
   す方向へ且つ該タンク壁送出口の方へ動かすようにイン
   ペラ羽根を回転させること、ここで該インペラ羽根は該
   最下側水平ブレードの上方で該垂直軸に取付けられ、そ
   して該サージタンク送出口の内縁部まで延在するインボ
   リュート曲線の形状にされること、 ｄ）側部スクレーパによつて該サージタンクの壁からケ
   ーキ状になつたカーボンブラックを除去することと、該
   タンク壁上へのカーボンブラックのケーキ形成を最少に
   することとの両方または一方を行うこと、ここで該側部
   スクレーパは該最下側水平ブレードの端部に取付けられ
   、そして該タンク壁の形状に合致する形状にされること の諸段階を含む方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項の方法において、該側部ス
   クレーパが垂直である、方法。
4. （４）特許請求の範囲第２項の方法において、該側部ス
   クレーパが螺旋形である、方法。
5. （５）特許請求の範囲第２項の方法において、該リフタ
   ーが該水平ブレードの頂側部に４５°の角度で取付けら
   れ、そして該水平ブレードの運動方向に向けられる、方
   法。
6. （６）サージタンク内で様々な型式のカーボンブラック
   を混合且つ撹拌するための装置において、ａ）該サージ
   タンク内の中心に設置される垂直回転軸、 ｂ）該回転軸の異なつたレベルの所に取付けられる少な
   くても２セットの水平ブレードであつて、その各ブレー
   ドセットは該サージタンクの壁の相反する地点の方へ延
   出する２つの同軸ブレードを備え、そして該サージタン
   クの底部にあるカーボンブラックが該ブレードの回転に
   より掻回され且つ動きを維持されるように該水平ブレー
   ドの最下側セットが該タンク底部に十分近く設定される
   如き該少なくとも２セットの水平ブレード、 ｃ）該最下側水平ブレードの端部に取付けられるリフタ
   ー、 ｄ）該最下側セットと最上側セツトとの水平ブレードの
   端部に取付けられる側部スクレーパであつて、これら側
   部スクレーパは該タンクの壁の形状に合致する形状にさ
   れてそのタンク壁に沿つて垂直に延在し、そして該サー
   ジタンク壁上へのカーボンブラックのケーキ形成を最少
   にすることと、該タンク壁からケーキ状になつたカーボ
   ンブラックを除去することとの両方または一方を行うた
   め該側部スクレーパは該タンク壁に十分近い所で回転す
   るようにされる如き該側部スクレーパ、 ｅ）該最下側セットの水平ブレードより高く且つ次に高
   側のセットの水平ブレードより低い地点で該垂直軸に取
   付けられるインペラ羽根であつて、これらインペラ羽根
   はインボリュート曲線形とされ、そして該タンクの送出
   口の内縁部まで延在する如き該インペラ羽根 を備える装置。
7. （７）特許請求の範囲第６項の装置において、該側部ス
   クレーパが垂直である、装置。
8. （８）特許請求の範囲第６項の装置において、該側部ス
   クレーパが螺旋形である、装置。
9. （９）特許請求の範囲第６項の装置において、該側部ス
   クレーパの縁部が斜めにされ、それら縁部が該側部スク
   レーパの連動方向に向けられる、装置。
10. （１０）特許請求の範囲第６項の装置において、該リフ
    ターが該最下側水平ブレードに対し上向き４５°の角度
    でそれらブレードの端部に取付けられ、そしてそれら水
    平ブレードの運動方向に向けられる、装置。