JPWO2012042990A1 - 剪断式分散装置、循環式分散システム及び循環式分散方法 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
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- B01F35/71775—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using helical screws
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01F35/90—Heating or cooling systems
- B01F35/92—Heating or cooling systems for heating the outside of the receptacle, e.g. heated jackets or burners
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01F35/90—Heating or cooling systems
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
- B02C7/11—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/90—Heating or cooling systems
- B01F2035/98—Cooling
Abstract
Description
また、本発明に係る循環式分散システムは、上述の剪断式分散装置と、前記剪断式分散装置の出口側に接続されるタンクと、前記混合物を循環させる循環ポンプと、前記剪断式分散装置、前記タンク及び前記循環ポンプを直列的に接続する配管とを備え、前記混合物を循環させながら分散させる。
また、本発明に係る循環式分散方法は、剪断式分散装置と、前記剪断式分散装置の出口側に接続されるタンクと、前記混合物を循環させる循環ポンプと、前記剪断式分散装置、前記タンク及び前記循環ポンプを直列的に接続する配管とを備える循環式分散システムを用いて、前記混合物を循環させながら分散させる循環式分散方法において、前記剪断式分散装置は、ローターと、該ローターに対向して配置される対向部材とを備え、前記ローター及び前記対向部材の間に、スラリー状又は液体状の混合物を遠心力によって外周方向に通過させることによって分散させるとともに、さらに、前記ローター及び前記対向部材の間に形成され、前記混合物を外周方向に導く複数のギャップ部と、最外周側のギャップ部とこの内周側に位置するギャップ部とを接続するように設けられ、前記混合物を滞留させるバッファ部とを備え、前記バッファ部は、該バッファ部を形成する外周側の壁部が前記ローターに設けられるように形成される。
[発明の効果]
また、以下の説明において「外周側」または「外側」とは、ローターの回転半径方向において径が大きくなる方向を意味し、「内周側」または「内側」とは、ローターの回転半径方向において径が小さくなる方向を意味する。
また、以下の説明において「上方側」または「上側」とは、ロータ及びステータが垂直方向に対向して配置される場合には、対向部材側から見てローター側の方向を意味し、「下方側」または「下側」とは、ロータ及びステータが垂直方向に対向して配置される場合には、ローター側から見て対向部材側の方向を意味する。(例えば、図1においては図中左側が「上方側」または「上側」となり、図中右側が「下方側」または「下側」となる。)
2 ローター
3 ステータ
4 混合物
5,6 第1、第2ギャップ部
8 バッファ部
10 壁部
420 駆動機構
531 スクリュー式粉体供給装置
Claims (32)
- ローターと、該ローターに対向して配置される対向部材とを備え、前記ローター及び前記対向部材の間に、スラリー状又は液体状の混合物を遠心力によって外周方向に通過させることによって分散させる剪断式分散装置において、
前記ローター及び前記対向部材の間に形成され、前記混合物を外周方向に導く複数のギャップ部と、 最外周側のギャップ部とこの内周側に位置するギャップ部とを接続するように設けられ、前記混合物を滞留させるバッファ部とを備え、
前記バッファ部は、該バッファ部を形成する外周側の壁部が前記ローターに設けられるように形成される剪断式分散装置。 - 前記複数のギャップ部は、外周側に位置するギャップ部が、内周側に位置するギャップ部より隙間が狭くなる関係を有している請求項1記載の剪断式分散装置。
- 前記ローター及び前記対向部材は、前記ローターの回転軸が鉛直方向に平行であるように配置され、
前記対向部材が下方側に位置している請求項2記載の剪断式分散装置。 - 前記対向部材は、前記ギャップ部を形成する部分が、外周に向かうにつれて下方に傾斜するように形成されている請求項3記載の剪断式分散装置。
- 前記ローター及び前記対向部材のいずれか一方又は両方には、前記ローターの回転中心位置から前記混合物が供給される供給口が設けられている請求項4記載の剪断式分散装置。
- 前記ローター及び前記対向部材のいずれか一方又は両方には、前記ローター及び前記対向部材の間の混合物を冷却する冷却液が流通される冷却液流通部が設けられる請求項5記載の剪断式分散装置。
- 前記複数のギャップ部は、2mm以下の隙間を有して前記ローター及び前記対向部材の間に形成されている請求項6記載の剪断式分散装置。
- 前記最外周側のギャップ部の内周側に位置するギャップ部と更に内周側に位置するギャップ部とを接続するように設けられ、前記混合物を滞留させる第2のバッファ部とを備える請求項2記載の剪断式分散装置。
- 前記ローター及び前記対向部材は、前記ローターの回転軸が水平方向に平行であるように配置されている請求項2記載の剪断式分散装置。
- 前記ローター及び前記対向部材の少なくともいずれか一方を駆動することにより、他方に対して近接及び離間する方向に駆動する駆動機構を備える請求項1記載の剪断式分散装置。
- 前記駆動機構を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記ローター及び前記対向部材の間の混合物の圧力を検出する圧力センサ、及び前記ローター及び前記対向部材間から放出される混合物の温度を検出する温度センサの一方又は両方の検出結果に基づいて、前記ローター及び前記対向部材の対向間隔を調整する請求項10記載の剪断式分散装置。 - 前記駆動機構は、サーボシリンダである請求項11記載の剪断式分散装置。
- 当該剪断式分散装置は、混合物を循環させながら分散させる循環式分散システムに用いられるとともに、処理原料と第1の添加物とを混合する第1の混合と、該第1の混合が完了することにより得られた第1の混合物と第2の添加物とを混合する第2の混合とを分散することにより行う装置であり、
前記駆動機構は、前記第1の混合が完了して前記第2の混合を開始する際に、前記ローター及び前記対向部材の対向間隔を変更する請求項10記載の剪断式分散装置。 - 前記処理原料は、水であり、前記第1の添加物は、増粘材であり、前記第2の添加物は、活物質である請求項13記載の剪断式分散装置。
- 前記駆動機構は、前記第1の混合において、開始時は前記対向間隔を大きく設定して分散が進むとともに徐々に間隔を小さく変化させるとともに、前記第1の混合が完了して前記第2の混合を開始する際に、前記対向間隔を更に小さく変更する請求項14記載の剪断式分散装置。
- 前記対向部材は、前記ローターの回転軸と平行な回転軸を有するとともに、前記ローターの回転方向とは反対方向に回転される第2のローターである請求項1乃至請求項15の内いずれか1項に記載の剪断式分散装置。
- 請求項1乃至請求項15の内いずれか1項に記載の剪断式分散装置と、
前記剪断式分散装置の出口側に接続されるタンクと、
前記混合物を循環させる循環ポンプと、
前記剪断式分散装置、前記タンク及び前記循環ポンプを直列的に接続する配管とを備え、
前記混合物を循環させながら分散させる循環式分散システム。 - 当該循環式分散システムは、処理原料と第1の添加物とを混合する第1の混合と、該第1の混合が完了することにより得られた第1の混合物と第2の添加物とを混合する第2の混合とを行う請求項17記載の循環式分散システム。
- 前記処理原料は、水であり、前記第1の添加物は、増粘材であり、前記第2の添加物は、活物質である請求項18記載の循環式分散システム。
- 請求項16記載の剪断式分散装置と、
前記剪断式分散装置の出口側に接続されるタンクと、
前記混合物を循環させる循環ポンプと、
前記剪断式分散装置、前記タンク及び前記循環ポンプを直列的に接続する配管とを備え、
前記混合物を循環させながら分散させる循環式分散システム。 - 前記混合物は、スラリー状又は液体状の処理原料と粉体の添加物とが混合されてなり、 当該循環式分散システムは、前記処理原料を循環させ、該処理原料に前記添加物を添加させながら前記剪断式分散装置による分散を行うシステムであり、 前記剪断式分散装置には、前記対向部材に設けられた供給通路を介して前記循環される処理原料が供給され、 前記タンクには、前記タンク内の処理原料に添加物を供給するスクリュー式粉体供給装置が設けられ、 前記スクリュー式粉体供給装置の粉体供給部先端が前記タンク内の混合物中に挿入されている請求項17記載の循環式分散システム。
- 前記タンクは、前記タンク内の混合物を攪拌する攪拌機を有し、
前記攪拌機の攪拌羽根が前記粉体供給部先端から前記タンク内の処理原料液中に供給された添加物粉体を掻き出す請求項21記載の循環式分散システム。 - 前記スクリュー式粉体供給装置は、粉体に含まれる空気を脱気する脱気装置を有する請求項21記載の循環式分散システム。
- 前記タンクは、前記タンク内の混合物を攪拌する攪拌機を有し、
前記粉体供給部先端は、前記攪拌機と比較して前記タンクの排出口に近接する位置に配置されている請求項21記載の循環式分散システム。 - 前記粉体供給部先端に、スクリュー先端羽根が設けられ、
前記スクリュー先端羽根は、前記スクリュー式粉体供給装置のスクリューの軸と一体に回転される請求項24記載の循環式分散システム。 - 前記タンクには、前記タンク内部を減圧する減圧ポンプが設けられる請求項21記載の循環式分散システム。
- 剪断式分散装置と、前記剪断式分散装置の出口側に接続されるタンクと、前記混合物を循環させる循環ポンプと、前記剪断式分散装置、前記タンク及び前記循環ポンプを直列的に接続する配管とを備える循環式分散システムを用いて、前記混合物を循環させながら分散させる循環式分散方法において、 前記剪断式分散装置は、ローターと、該ローターに対向して配置される対向部材とを備え、前記ローター及び前記対向部材の間に、スラリー状又は液体状の混合物を遠心力によって外周方向に通過させることによって分散させるとともに、さらに、前記ローター及び前記対向部材の間に形成され、前記混合物を外周方向に導く複数のギャップ部と、最外周側のギャップ部とこの内周側に位置するギャップ部とを接続するように設けられ、前記混合物を滞留させるバッファ部とを備え、
前記バッファ部は、該バッファ部を形成する外周側の壁部が前記ローターに設けられるように形成される循環式分散方法。 - 前記剪断式分散装置は、前記ローター及び前記対向部材の少なくともいずれか一方を駆動することにより、他方に対して近接及び離間する方向に駆動する駆動機構を備え、
前記ローター及び前記対向部材の間の混合物の圧力を検出する圧力センサ、及び前記ローター及び前記対向部材間から放出される混合物の温度を検出する温度センサの一方又は両方の検出結果に基づいて、前記ローター及び前記対向部材の対向間隔を調整しながら分散処理を行う請求項27記載の循環式分散方法。 - 処理原料を循環させ、該処理原料に第1の添加物を添加させながら前記剪断式分散装置による分散を行うことで前記処理原料と前記第1の添加物とを混合して第1の混合物を得る第1の混合工程と、
前記第1の混合工程で得られた前記第1の混合物を循環させ、該第1の混合物に第2の添加物を添加させながら前記剪断式分散装置による分散を行うことで前記第1の混合物と前記第2の添加物とを混合して第2の混合物を得る第2の混合工程とを有する請求項27記載の循環式分散方法。 - 前記第1の混合工程が完了して前記第2の混合工程を開始する際に、前記ローター及び前記対向部材の対向間隔を変更する請求項29記載の循環式分散方法。
- 前記処理原料は、水であり、前記第1の添加物は、増粘材であり、前記第2の添加物は、活物質である請求項30記載の循環式分散方法。
- 前記タンクには、前記タンク内の処理原料に添加物を供給するスクリュー式粉体供給装置が設けられ、前記スクリュー式粉体供給装置の粉体供給部先端が前記タンク内の混合物中に挿入された状態で混合物を循環させながら分散させる請求項27記載の循環式分散方法。
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