KR102571673B1

KR102571673B1 - 분산 장치, 탈포 장치

Info

Publication number: KR102571673B1
Application number: KR1020197021942A
Authority: KR
Inventors: 지로 오누키; 야스히로 미츠하시; 쇼고 하츠자와
Original assignee: 아시자와ㆍ파인테크 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2023-08-28
Also published as: US11547958B2; CN110139707A; KR20190103240A; JPWO2018128114A1; TW201829054A; EP3560581A1; JP6799865B2; WO2018128114A1; EP3560581B1; TWI736731B; US20190366239A1; CN110139707B; EP3560581A4

Abstract

[해결수단] 본 발명의 분산 장치는, 액체의 입구인 액체 입구 개구를 적어도 갖는 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 자신의 일단측으로부터 회전축에 피봇 부착되는 회전체와, 상기 액체 입구 개구로부터 공급되는 액체가 통과하는 통과 개구를 상기 회전축의 축선상의 상기 회전체의 타단측에 가지며, 상기 회전체의 내부에 있어서, 상기 회전축에 수직인 방향 외측, 또한, 상기 회전축의 축선 방향에서의 상기 회전체의 상기 타단측으로부터 상기 회전체의 상기 일단측으로 향하여 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 상기 회전축에 수직인 단면의 형상이 환상이 되는 구간을 갖는 공간에 의해 구성되는 액체 통로와, 상기 회전체에 마련되고, 상기 액체 통로의 하류측에서 상기 액체 통로와 상기 회전체의 외부를 연통시키는 적어도 하나의 연통공을 구비한다. 이에 의해, 펌프 기능을 가짐과 아울러, 적어도 분산 처리 및 탈포 처리를 자신만으로 효율적으로 행할 수 있는 분산 장치가 제공된다.

Description

분산 장치, 탈포 장치

본 발명은, 액체에 포함되는 입자를 분산시키는 분산 장치, 및 액체에 포함되는 기포를 제거하는 탈포(脫泡) 장치에 관한 것이다.

종래, 교반조 내에 회전 교반기를 갖는 교반 장치와 기어 펌프가 상류에 병설됨과 아울러, 필터 장치 및 탈포 탱크가 하류에 배치되는 교반 혼련 분산 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본공개특허 2004-073915호 공보 참조). 교반 혼련 분산 장치에서는, 교반 장치에서 주로 유동성 재료의 혼합 교반이 행해진다. 그리고, 혼합 교반된 유동성 재료가 배관에 의해 기어 펌프로 이송되고, 기어 펌프에서 주로 유동성 재료의 혼합 분산 처리가 행해진다. 또한, 이 교반 혼련 분산 장치에서는, 분산 처리 후의 재료가 기어 펌프에 의해 필터 장치로 보내지고, 필터 장치로부터 진공 끌림에 의해 탈포 탱크로 보내져 탈포 처리하여 배출된다.

그러나, 상기 교반 혼련 분산 장치에서는, 분산 처리는 기어 펌프에서 행해지고, 탈포 처리는 탈포 탱크에서 행해진다. 즉, 분산 처리와 탈포 처리가 각각 다른 설비에서 행해지고 있다. 이러한 구성에서는 부대설비가 많아져 장치가 전유하는 면적이 커짐과 아울러, 유지보수가 부담이 된다.

본 발명은, 이러한 실정을 감안하여, 펌프 기능을 가짐과 아울러, 적어도 분산 처리 및 탈포 처리를 자신만으로 효율적으로 행할 수 있는 분산 장치, 및 펌프 기능을 가짐과 아울러 탈포 처리를 효율적으로 행할 수 있는 탈포 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 분산 장치는, 액체의 입구인 액체 입구 개구를 적어도 갖는 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 자신의 일단측으로부터 회전축에 피봇 부착되는 회전체와, 상기 액체 입구 개구로부터 공급되는 액체가 통과하는 통과 개구를 상기 회전축의 축선상의 상기 회전체의 타단측에 가지며, 상기 회전체의 내부에 있어서, 상기 회전축에 수직인 방향 외측, 또한, 상기 회전축의 축선 방향에서의 상기 회전체의 상기 타단측으로부터 상기 회전체의 상기 일단측으로 향하여 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 상기 회전축에 수직인 단면의 형상이 환상(環狀)이 되는 구간을 갖는 공간에 의해 구성되는 액체 통로와, 상기 회전체에 마련되고, 상기 액체 통로의 하류측에서 상기 액체 통로와 상기 회전체의 외부를 연통시키는 적어도 하나의 연통공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 회전체와, 상기 액체 통로와, 상기 연통공으로 펌프가 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 액체 통로의 상기 회전축에 수직인 단면의 면적, 또는 상기 액체 통로의 통로 방향에 대해 수직인 단면의 면적이, 상기 액체 통로의 하류로 감에 따라 커지는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 액체 통로의 통로 방향에 대해 수직인 방향의 단면적, 및 상기 회전축에 수직인 방향의 상기 액체 통로의 단면적이, 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측으로 감에 따라 커진다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 회전체는, 상기 회전축을 축으로 하여 일체가 되어 회전 가능한 제1 회전체와 제2 회전체를 가지고, 상기 제1 회전체는, 외부에 대해 단부가 개구되는 중공 공간을 가지며, 상기 제2 회전체는, 상기 중공 공간에 배치되고, 상기 통과 개구는, 상기 중공 공간의 개구에 의해 구성되며, 상기 액체 통로는, 상기 제2 회전체의 외주면과 상기 제1 회전체의 내주면의 사이에 형성되는 공간에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 제1 회전체는, 중공의 대략 원뿔대통 형상으로 형성되며, 상기 대략 원뿔대통 형상의 지름이 작은 쪽의 바닥면에 개구가 마련되고, 상기 대략 원뿔대통 형상의 둘레벽을 관통하는 구멍이 적어도 하나 마련되며, 상기 제2 회전체는, 대략 원뿔대 형상 또는 원뿔 형상으로 형성되고, 상기 통과 개구는, 상기 개구에 의해 구성되며, 상기 연통공은, 상기 구멍에 의해 구성되고, 상기 액체 통로는, 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측으로 향하여 연장되는 원뿔대통 형상의 공간을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 제1 회전체의 내주면 또는 상기 제2 회전체의 외주면에 대해 직각인 방향의 상기 원뿔대통 형상의 공간의 입구의 폭의 크기가, 상기 제1 회전체의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기에 대해 대략 15% 이하이고, 또한, 상기 제1 회전체의 내주면 또는 상기 제2 회전체의 외주면에 대해 직각인 방향의 상기 원뿔대통 형상의 공간의 출구의 폭의 크기가, 상기 제1 회전체의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기에 대해 대략 3% 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 연통공보다 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측에 있어서, 상기 회전체와 상기 케이싱의 사이에 형성되는 간극에 의해 구성되는 간극 통로를 구비하고, 상기 케이싱은, 상기 간극 통로의 출구 개구보다 상기 간극 통로를 따르는 방향 안쪽에 배치되는 제1 액체 배출 개구를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 케이싱은, 상기 간극 통로의 입구 개구보다 상기 간극 통로를 따르는 방향 앞쪽에 배치되는 제2 액체 배출 개구를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 간극 통로는, 상기 간극 통로를 따르는 방향의 상기 간극 통로의 출구 개구측에 가까워짐에 따라 통로폭이 좁아지는 구간을 가지며, 또한 자신을 구성하는 면에 요철이 형성되는 구간을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 간극 통로의 상기 통로폭이 0.05~10mm의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 회전축을 통해 상기 회전체를 회전시키는 회전부를 구비하고, 상기 회전부는, 상기 회전체를 주속(周速)이 1~200m/s의 범위에서 회전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 액체 통로의 내부에 있어서 상기 액체 통로의 통로폭 방향으로 연장되는 구획부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 액체 통로의 상기 회전축에 수직인 방향 내측면과 외측면의 사이에서 가설(架設)되는 구획부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 분산 장치에 있어서, 상기 구획부는, 상기 액체 통로가 연장되는 특정 방향을 따라 상기 액체 통로의 일단으로부터 타단까지 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 탈포 장치는, 액체의 입구인 액체 입구 개구를 적어도 갖는 케이싱과, 상기 케이싱에 수용되고, 자신의 일단측으로부터 회전축에 피봇 부착되는 회전체와, 상기 액체 입구 개구로부터 공급되는 액체가 통과하는 통과 개구를 상기 회전축의 축선상의 상기 회전체의 타단측에 가지며, 상기 회전체의 내부에 있어서, 상기 회전축에 수직인 방향 외측, 또한, 상기 회전축의 축선 방향에서의 상기 회전체의 상기 타단측으로부터 상기 회전체의 상기 일단측으로 향하여 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 상기 회전축에 수직인 단면의 형상이 환상이 되는 구간을 갖는 공간에 의해 구성되는 액체 통로와, 상기 회전체에 마련되고, 상기 액체 통로의 하류측에서 상기 액체 통로와 상기 회전체의 외부를 연통시키는 적어도 하나의 연통공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 분산 장치에 의하면, 펌프로서 기능함과 아울러, 적어도 분산 처리 및 탈포 처리를 자신만으로 효율적으로 행할 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 탈포 장치에 의하면, 펌프로서 기능함과 아울러, 탈포 처리를 효율적으로 행할 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에서의 액체 처리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2의 (A)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 단면도이다. (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 액체 통로의 F-F 단면도(회전축 수직 단면의 도면)이다.
도 3의 (A)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 단면도이다. (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 통과 개구의 근방에서의 액체 통로의 회전축 수직 단면의 도면이다. (C)는, 본 발명의 실시형태에서의 액체 통로의 통로 방향에 대해 수직이 되는 액체 통로의 단면의 사시도이다.
도 4의 (A), (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 액체 통로의 변형예의 단면도이다.
도 5의 (A)~(C)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 액체 통로의 회전축 수직 단면의 변형예의 도면이다.
도 6의 (A)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 변형예의 단면도이다. (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치의 변형예의 액체 통로의 회전축 수직 단면의 도면이다.
도 7의 (A)는, 본 발명의 실시형태에서의 간극 통로의 제1 변형예의 단면도이다. (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 간극 통로의 제2 변형예의 단면도이다. (C)는, 간극 통로의 제2 변형예의 평면도이다.
도 8의 (A)는, 본 발명의 실시형태에서의 회전체의 사시도이다. (B)는, 본 발명의 실시형태에서의 제1 회전체의 내주면에 직각인 방향으로부터 자른 액체 통로의 단면도이다. (C)는, 본 발명의 실시형태에서의 회전체의 회전축에 수직인 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 실시형태에서의 회전체의 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 다른 실시형태에서의 회전체의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

<액체 처리 시스템 전체 구성>

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태에서의 액체 처리 시스템(1)에 대해 설명한다. 액체 처리 시스템(1)은, 분산 장치(10)와, 탱크(11)와, 정량 피더(12)와, 비드밀(13)과, 배관(14~17)과, 밸브(11A, 12A, 18A, 18B)를 구비한다.

분산 장치(10)는, 액체 등의 입구인 액체 입구 개구(101)를 통해 공급되는 액체 등에 대해 분산 또는 유화(乳化)의 처리를 행하는 것이다. 또, 액체 등이란, 단일 종류의 액체나, 다른 종류의 액체가 혼합된 것이나, 이들 액체와 고체 입자가 혼합된 슬러리도 포함하는 것이다. 이하에서 액체 등이 슬러리인 경우에 대해 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 단일 종류의 액체나, 다른 종류의 액체가 혼합된 것이어도 된다.

분산 장치(10)는, 공급되는 슬러리에 포함되는 기포를 제거하는 탈포 기능을 가진다. 그리고, 분산 장치(10)는, 자신의 내부에서 처리된 슬러리를 액체 배출 개구(102, 103) 중 적어도 한쪽으로부터 배출한다. 또한, 분산 장치(10)는, 펌프 기능을 가지고 있다. 이 때문에, 분산 장치(10)에의 슬러리의 공급시에 별도 펌프를 마련할 필요가 없다. 그 결과, 액체 처리 시스템(1) 전체의 부대설비의 수를 줄일 수 있다.

탱크(11)는, 깊이 방향 상단이 개구되어 있어 액체 등을 보유지지한다. 또한, 탱크(11)의 출구에는, 밸브(11A)가 마련된다. 또한, 탱크(11)에는, 모터(11C)에 의해 회전하는 교반기(11B)가 구비된다.

정량 피더(12)는, 예를 들어, 내부에서 분체 등의 입자를 보유지지한다. 그리고, 정량 피더(12)는, 소정량의 입자를 공급하는 기능을 가진다. 또한, 정량 피더(12)의 출구에는, 밸브(12A)가 마련된다.

비드밀(13)은, 내부에 교반 장치를 갖는 용기 중에 비드라고 불리는 분쇄 미디어가 충전되는 장치이다. 슬러리를 용기 중에 넣고 교반 장치를 회전시키면, 비드와 슬러리 중의 입자의 덩어리가 충돌하여 입자의 덩어리가 분쇄된다. 이에 의해, 슬러리 중의 입자가 미세화 및 분산된다. 또, 액체 처리 시스템(1)에서는, 슬러리 중의 입자는 정량 피더(12)로부터 공급된다. 탱크(11)에서 당초에 보유지지되는 액체와 그 입자가 혼합되어 슬러리가 되고, 분산 장치(10)를 개재하여 비드밀(13)에 공급된다.

분산 장치(10)는, 배관(14)을 개재하여 탱크(11) 및 정량 피더(12)와 접속된다. 밸브(11A) 및 밸브(12A)가 개방되면, 탱크(11) 및 정량 피더(12)로부터 배관(14)에 액체 및 입자가 공급된다. 배관(14) 중에서, 액체 및 입자가 혼합되어 슬러리가 되어 분산 장치(10)에 공급된다.

또한, 액체 배출 개구(102)에는, 밸브(18A)를 갖는 배관(15)의 일단이 접속된다. 밸브(18A)가 개방되면, 배관(15)에 슬러리가 흘러들어간다. 배관(15)의 타단은, 개방된 개방단(15A)으로서 구성된다. 배관(15)의 개방단(15A)은, 탱크(11)의 깊이 방향 상방측에 배치되어 있다. 이 때문에, 배관(15)을 통해 분산 장치(10)로부터 배출되는 슬러리는, 탱크(11) 내에 공급된다.

또한, 액체 배출 개구(103)에는, 밸브(18B)를 갖는 배관(16)의 일단이 접속된다. 밸브(18B)가 개방되면, 배관(16)에 슬러리가 흘러들어간다. 배관(16)의 타단은, 비드밀(13)에 접속된다. 비드밀(13)의 배출 개구(13A)에는, 배관(17)의 일단이 접속된다. 배관(17)의 타단은, 개방된 개방단(17A)으로서 구성된다. 배관(17)의 개방단(17A)은, 탱크(11)의 깊이 방향 상방측에 배치된다. 이 때문에, 배관(17)을 통해 비드밀(13)로부터 배출되는 슬러리는, 탱크(11) 내에 공급된다.

<액체 처리 시스템 동작>

다음에, 액체 처리 시스템(1)의 동작에 대해 설명한다. 탱크(11)의 밸브(11A) 및 정량 피더(12)의 밸브(12A)가 개방되면, 배관(14) 내에서 액체 및 입자가 혼합되어 슬러리가 형성된다. 그리고, 슬러리는, 분산 장치(10)의 펌프 작용에 의해 배관(14)을 통해 분산 장치(10)로 유도된다. 분산 장치(10)에서는, 슬러리에 대해 소정의 처리(탈포, 분산 또는 유화)가 행해진다. 소정의 처리가 실시된 슬러리는, 분산 장치(10)의 펌프 작용에 의해 액체 배출 개구(102, 103) 중 적어도 한쪽으로부터 배출된다.

예를 들어, 슬러리에서의 입자를 더욱 작은 입자경으로 하는 경우, 액체 배출 개구(103) 측에 마련되는 밸브(18B)가 개방되어 슬러리가 비드밀(13)에 공급된다. 슬러리에 포함되는 입자는, 비드밀(13)에서 분쇄·분산된다. 이에 의해, 슬러리에 포함되는 입자는, 미세한 입자경이 된다. 비드밀(13)에서 이상의 처리가 실시된 슬러리는, 배관(17)을 통해 다시 탱크(11)로 되돌아간다. 그리고, 나아가 탱크(11)로부터 분산 장치(10)에 이상의 처리가 실시된 슬러리가 공급된다. 이상의 것이 반복적으로 행해져, 슬러리의 입자경이 점점 미세화되어 간다.

한편, 예를 들어, 슬러리의 탈포 처리에 중점을 두는 경우, 액체 배출 개구(102)에 마련되는 밸브(18A)가 개방되어 슬러리가 다시 탱크(11)로 되돌아간다. 그리고, 나아가 탱크(11)로부터 분산 장치(10)에 이상의 처리가 실시된 슬러리가 공급된다. 이상의 것이 반복적으로 행해져, 슬러리에 포함되는 기포가 제거되어 간다.

이상과 같이, 분산 장치(10)는, 적어도 분산 처리 및 탈포 처리를 자신만으로 효율적으로 행할 수 있기 때문에, 슬러리에 대해 효율적으로 분산 처리 및 탈포 처리를 행할 수 있다. 또한, 분산 장치(10)는, 펌프 기능을 가지기 때문에, 분산 장치(10)에 별도 펌프를 병설시키지 않아도 된다.

<분산 장치의 전체 구성>

다음에, 도 2, 3을 참조하여, 본 발명의 실시형태에서의 분산 장치(10)의 구체적인 구조에 대해 설명한다. 분산 장치(10)는, 케이싱(100)과, 회전체(110)와, 회전축(120)과, 모터 등의 회전 동력을 갖는 회전부(122)와, 액체 통로(130)와, 연통공(140)과, 간극 통로(190)를 구비한다. 또, 모터 등의 회전 동력은 도시하지 않는다.

케이싱(100)은, 회전체(110)를 수용하는 것으로, 액체 입구 개구(101)와, 액체 배출 개구(102, 103)를 가진다. 액체 입구 개구(101)는, 분산 장치(10)에 공급되는 슬러리 등의 입구 개구이다. 액체 배출 개구(102, 103)는, 분산 장치(10)에서 처리된 슬러리 등의 배출 개구이다.

회전체(110)는, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 원뿔대 형상을 하고 있다. 또, 본 실시형태에 있어서 원뿔대 형상의 지름이 큰 쪽의 바닥면을 회전체(110)의 일단(111), 원뿔대 형상의 지름이 작은 쪽의 바닥면을 회전체(110)의 타단(112)이라고 정의한다. 회전체(110)는, 자신의 일단(111) 측으로부터 회전축(120)에 피봇 부착된다. 회전축(120)은, 회전부(122)에 접속된다. 그리고, 회전축(120)에는, 회전부(122)의 회전력이 전달된다. 회전체(110)는, 회전축(120)의 회전에 의해 회전된다.

액체 통로(130)는, 회전체(110)의 내부에 마련되는 통로이다. 그리고, 액체 통로(130)는, 회전축(120)에 수직인 방향 외측(회전체(110)의 지름 방향 외측), 또한, 회전축(120)의 축선(121) 방향에서의 회전체(110)의 타단(112)으로부터 회전체(110)의 일단(111) 측으로 향하여 회전축(120)을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 회전축(120)에 수직인 단면(이하, 적절히 회전축 수직 단면이라고 부름)의 형상이 환상이 되는 단면 환상 구간을 갖는 공간(180)에 의해 구성된다. 공간(180)은, 하나의 공간으로서 구성되는 것이 바람직하다. 또, 본 실시형태에 있어서 회전축(120)에 수직인 방향 외측은, 회전체(110)의 지름 방향 외측에 상당하는 것이며, 예를 들어, 도 2의 (A)의 X축 방향에 상당한다. 또한, 본 실시형태에 있어서 회전축(120)의 축선(121) 방향은, 예를 들어, 도 2의 (A)의 Y축 방향에 상당한다. 또한, 본 발명에 있어서 환상은, 회전축(120)의 축선(121)의 주위를 일주하는 형상 전부를 포함하고, 예를 들어 원형 환상, 다각형의 환상, 타원 환상, 별모양 환상 등을 일례로서 들 수 있다.

회전체(110)를 회전축(120)에 수직으로 자른 도 2의 (B)에 나타내는 F-F 단면도에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 있어서 액체 통로(130)는, 액체 통로(130)의 회전축 수직 단면(E1)의 형상이 원형 환상이 되는 구간(단면 환상 구간)을 가진다. 즉, 액체 통로(130)를 구성하는 공간(180)은, 단면 환상 구간에서는, 회전축(120)의 축선(121)의 주위를 일주하도록 마련된다.

또, 본 실시형태에 있어서 액체 통로(130)는, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 회전축(120)의 축선(121) 방향을 따라 구간을 나눈 경우, 후술하는 통과 개구(131)로부터, 통과 개구(131)에 대향하는 회전체(110)의 내부의 대향면(113)(후술하는 제2 회전체(160)의 꼭대기부에 상당하는 부분)까지의 구간(S1)과, 대향면(113) 이후의 구간(S2)으로 나누어진다. 구간(S1)에서는, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 액체 통로(130)의 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 원형 환상이 아니라 원형이 된다. 구간(S2)에서는, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 액체 통로(130)의 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 원형 환상이 된다. 즉, 구간(S2)은, 상기 설명한 단면 환상 구간이 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 상기 단면 환상 구간은, 액체 통로(130)의 일부 구간을 구성한다.

또, 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 대향면(113)이 통과 개구(131) 상에 배치되도록 회전체(110)가 마련되면, 도 3의 (A)의 구간(S1)에 상당하는 구간에서의 상기 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 원형 환상이 된다. 이 경우, 상기 단면 환상 구간은, 액체 통로(130)의 전체 구간을 구성한다. 따라서, 본 발명에 있어서 상기 단면 환상 구간은, 액체 통로(130)의 일부 구간을 구성하는 경우, 또는 액체 통로(130)의 전체 구간을 구성하는 경우 중 어느 것이어도 된다.

또한, 단면 환상 구간에 있어서 액체 통로(130)의 단면적(이하, 액체 통로 단면적이라고 부름)은, 액체 통로(130)의 하류로 감에 따라 커지는 것이 바람직하다. 또, 액체 통로 단면적이란, 도 3의 (A), (C)에 도시된 바와 같이, 액체 통로(130)의 통로 방향에 대해 수직이 되는 액체 통로(130)의 단면(E2)의 면적을 가리킨다. 또한, 상기 통로 방향이란, 액체 통로(130)가 연장되는 방향(화살표 G 참조)을 가리킨다. 또한, 단면 환상 구간에 있어서 도 2의 (B)에 도시된 액체 통로(130)의 회전축 수직 단면(E1)의 면적(이하, 액체 통로 회전축 수직 단면적이라고 부름)은, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 타단(112) 측으로부터 일단(111) 측으로 감에 따라 커지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 단면 환상 구간에서 액체 통로 단면적은, 액체 통로(130)의 하류로 감에 따라 작아져도 되고, 단면 환상 구간의 전체 구간에서 동일해도 되며, 액체 통로(130)의 하류로 감에 따라 커지는 구간, 작아지는 구간 및 동일해지는 구간이 교대로 랜덤으로 나열되는 태양이어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 단면 환상 구간에서 액체 통로 회전축 수직 단면적은, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 타단(112) 측으로부터 일단(111) 측으로 감에 따라 작아져도 되고, 단면 환상 구간의 전체 구간에서 동일해도 되며, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 타단(112) 측으로부터 일단(111) 측으로 감에 따라 커지는 구간, 작아지는 구간 및 동일해지는 구간이 교대로 랜덤으로 나열되는 태양이어도 된다.

도 3의 (A)에서는, 단면 환상 구간에 있어서 액체 통로(130)의 통로 방향에 대해 수직인 방향의 폭(H)이 액체 통로(130)의 하류로 진행됨에 따라 작아지고 있다. 이러한 경우에도, 회전축 수직 단면(E1) 또는 단면(E2)의 둘레방향의 길이가 액체 통로(130)의 하류로 진행됨에 따라 커지기 때문에, 회전축 수직 단면(E1) 또는 단면(E2)의 면적이, 액체 통로(130)의 하류로 진행됨에 따라 커지는 것은 가능하다. 또한, 단면 환상 구간에 있어서 액체 통로(130)의 통로 방향에 대해 수직인 방향의 폭(H)은, 도 3의 (A)에 도시된 태양에 한정되는 것은 아니다. 도 4의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 단면 환상 구간에 있어서 액체 통로(130)의 통로 방향에 대해 수직인 방향의 폭(H)은, 액체 통로(130)의 하류로 진행됨에 따라 커져도 되고(도 4의 (A) 참조), 단면 환상 구간에서 동일 폭이어도 되며(도 4의 (B) 참조), 커지는 구간, 작아지는 구간 및 동일해지는 구간이 교대로 랜덤으로 나열되는 태양이어도 된다.

또한, 단면 환상 구간에서의 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 환상이면 되고, 그 범위에서 다양한 형상이 상정된다. 예를 들어, 도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 액체 통로(130)에서의 원형의 외주(134A)의 중심(C1)과 원형의 내주(134B)의 중심(C2)이 일치하지 않고, 외주(134A)의 중심에 대해 내주(134B)의 중심이 편심되어 있는 환상이어도 된다. 또한, 예를 들어, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 액체 통로(130)의 외주(134A) 및 내주(134B)가 파(波) 형상으로 되어 있는 것과 같은 환상이어도 된다. 또한, 상기 파에서의 피치나 산의 형상·높이도 특별히 한정되지 않는다. 또한, 예를 들어, 도 5의 (C)에 도시된 바와 같이, 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 액체 통로(130)의 외주(134A) 및 내주(134B)가 다각형으로 되어 있는 것과 같은 환상이어도 된다. 또, 액체 통로(130)의 외주(134A) 및 내주(134B)의 형상은 일치하지 않아도 된다. 나아가 회전축 수직 단면(E1)의 형상은, 이상의 태양을 조합하여 구성된 환상이어도 된다. 또한, 액체 통로(130)는, 자르는 위치에 따라 회전축 수직 단면(E1)의 형상이 바뀌어도 된다.

또한, 도 6의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 액체 통로(130)의 일부 구간(S3) 중의 일부에 슬러리에게 있어서의 장해물(133)을 마련해도 된다. 이 경우, 장해물(133)이 마련되는 액체 통로(130)의 구간(S3)에서는, 액체 통로(130)의 회전축 수직 단면(E1)이, 예를 들어 C형 또는 U형과 같은 환상의 일부가 끊어진 형상이 된다.

액체 통로(130)는, 액체 입구 개구(101)로부터 공급되는 슬러리가 통과하는 통과 개구(131)를 가진다. 통과 개구(131)는, 회전축(120)의 축선(121)(일점쇄선 참조) 상, 또한, 회전체(110)의 타단(112) 측의 회전체(110)의 단부에 마련된다.

회전체(110)가 회전축(120)을 축으로 하여 회전한 경우에, 액체 통로(130) 내에서 난류가 발생하는 구조이면, 슬러리가 액체 통로(130)를 통과하는 과정에서, 슬러리로부터 기체가 분리되기 어렵다. 이는, 슬러리로부터 기체가 원심 분리되는 것을 난류가 방해하기 때문이다. 그러나, 액체 통로(130)는 회전체(110)의 내부에서 하나의 공간으로서 형성되어 있기 때문에, 액체 통로(130)에서는 난류가 발생하기 어렵다. 이는, 회전체(110)가 회전하면 액체 통로(130)를 구성하는 각 면이 마찬가지로 회전하기 때문에, 액체 통로(130)를 구성하는 각 면에 속도차가 발생하지 않기 때문이다. 이 때문에, 액체 통로(130)가 구성되는 하나의 공간은, 유체의 흐름의 혼란을 조정하는 정류 공간이라고 할 수 있다.

따라서, 회전체(110)가 회전축(120)을 축으로 하여 회전한 경우에, 슬러리가 액체 통로(130)를 통과하는 과정에서, 슬러리의 액체 성분은 원심력으로 회전축(120)에 수직인 방향 외측으로 이동한다. 또한, 슬러리 중의 기포는 회전축(120)에 수직인 방향 내측으로 이동한다. 그리고, 기포는 집합하여 일체화되어 기체의 큰 덩어리가 된다. 이에 의해, 슬러리로부터 기포가 분리된다. 분리된 기포는, 기체의 큰 덩어리 상태로 후술하는 연통공(140)을 지나 슬러리와 함께 회전체(110)의 외측으로 이동한다.

또, 이상과 같이, 기포를 분리시킬 때, 너무 회전체(110)의 주속을 크게 하면, 회전체(110)의 온도가 상승한다. 한편, 너무 회전체(110)의 주속을 작게 하면, 분산·탈포 효과가 작아진다. 이상의 균형을 고려하면, 회전체(110)를 주속 1~200m/s의 범위에서 회전시키는 것이 바람직하고, 회전체(110)를 주속 5~150m/s의 범위에서 회전시키는 것이 보다 바람직하며, 회전체(110)를 주속 10~100m/s의 범위에서 회전시키는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 액체 통로 단면적이 액체 통로(130)의 상류측으로부터 하류측(또는, 액체 통로 회전축 수직 단면적이 회전축(120)의 축선(121) 방향에서의 회전체(110)의 타단(112) 측으로부터 일단(111) 측)으로 감에 따라 점점 확대되면, 단위 부피당 슬러리에 대한 공기 저항 등이 커지기 때문에, 슬러리의 유속은 액체 통로(130)의 하류로 감에 따라 저하된다. 이에 의해, 보다 정류 효과가 높아짐과 아울러, 액체 통로(130)에서의 슬러리의 체재 시간이 증대된다. 결과, 액체 통로(130) 중에서 난류가 보다 생성되기 어려워진다. 또한, 슬러리는, 액체 통로(130)의 1회 통과 시간이 증대되고, 종래에 비해 많은 기포를 분리시킬 수 있다. 한편, 액체 통로 단면적(또는, 액체 통로 회전축 수직 단면적)이 일정, 또는 점점 축소되면, 단위 부피당 슬러리에 대한 공기 저항 등이 작아져, 슬러리의 유속은 액체 통로(130)의 하류로 감에 따라 증대되기 때문에, 액체 통로(130) 내에서의 난류의 생성이 촉진된다. 상기 설명한 바와 같이, 난류는 슬러리로부터 기체가 분리되는 것을 저해하기 때문에, 난류가 발생하면 탈포 효과를 저하시킨다.

연통공(140)은, 회전체(110)에 마련되는 구멍이며, 액체 통로(130)의 하류측에서 액체 통로(130)와 회전체(110)의 외부를 연통시킨다. 연통공(140)은, 적어도 하나 마련된다.

간극 통로(190)는, 도 2의 (A)의 영역 A에 도시된 바와 같이, 연통공(140)보다 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 일단(111) 측에서, 회전체(110)와 케이싱(100)의 사이에 형성되는 간극에 의해 구성된다. 간극 통로(190)를 통과하는 슬러리에는, 전단력이 작용한다. 전단력에 의해, 슬러리 중의 입자가 분산·분쇄되어 보다 슬러리 중의 입자가 미세화된다. 또, 충분한 전단력이 작용하도록 간극 통로(190)의 통로폭은, 0.05~10mm인 것이 바람직하고, 0.1~5mm이면 보다 바람직하며, 0.5~2mm가 더욱 바람직하다.

또, 슬러리 중의 입자가 보다 분산·분쇄되기 쉽게 하기 위해, 간극 통로(190)를 도 7의 (A)에 도시된 간극 통로(195)로 치환해도 된다. 간극 통로(195)는, 간극 통로(195)를 따르는 간극 통로 방향을 따라 간극 통로(195)의 출구 개구(197) 측에 가까워짐에 따라 통로폭이 좁아지는 구간(B)을 가진다. 구체적으로 간극 통로(195)는, 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 입구 개구(196)로부터 굴곡 부분(198)까지의 구간에서 점점 통로폭이 좁아진다. 굴곡 부분(198)으로부터 출구 개구(197)까지는, 통로폭은 일정하다.

또, 간극 통로(195)는, 전체 구간에서 점점 통로폭이 좁아지도록 구성되어도 된다. 또한, 간극 통로(195)는, 점점 통로폭이 좁아지는 구간을 복수 가져도 된다.

또한, 간극 통로(195)는, 자신을 형성하는 면(회전체(110)의 표면(110A) 및 케이싱(100)의 표면(100A), 이하에서도 마찬가지로 함)에 요철(199)이 형성되는 구간(C)을 가진다. 구간(C)은, 입구 개구(196)로부터 굴곡 부분(198)보다 통로 방향 앞까지의 구간을 가리킨다. 요철(199)은, 예를 들어, 간극 통로(195)를 형성하는 면에서 볼록 부분 등에 의해, 간극 통로(195)를 통과하는 슬러리 중의 입자가 부서져 분쇄되도록 마련된다. 구체적으로 요철(199)은, 예를 들어, 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 간극 통로(195)를 형성하는 면 각각에서 간극 통로(195)가 연장되는 통로 방향으로 오목부와 볼록부가 교대로 나열되도록 마련된다. 그리고, 간극 통로(195)를 형성하는 면 각각에 마련되는 요철(199)은, 회전축(120)(축선(121))에 수직인 방향에서 대향한다. 또한, 요철(199)에서의 오목부 및 볼록부는, 회전체(110)의 표면(110A) 및 이에 대향하는 케이싱(100)의 표면(100A)의 둘레방향을 일주하도록 마련된다.

또, 간극 통로(195)는, 전체 구간에서 요철(199)이 형성되도록 구성되어도 된다. 또한, 간극 통로(195)는, 요철(199)이 형성되는 구간을 복수 가져도 된다.

또한, 간극 통로(190)를 도 7의 (B), (C)에 도시된 간극 통로(200)로 치환해도 된다. 간극 통로(200)는, 간극 통로(195)와 대략 마찬가지이지만, 요철의 태양이 다르다. 또, 도 7의 (C)는, 간극 통로(200)를 축선(121) 방향의 회전체(110)의 타단(112) 측으로부터 일단(111) 측을 향하는 화살표 J 측에서 본 도면이다.

간극 통로(200)는, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 자신을 형성하는 면의 구간(C)에 요철(210)이 형성된다. 요철(210)은, 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 간극 통로(200)를 형성하는 면 각각에서 회전체(110)의 둘레방향으로 오목부와 볼록부가 교대로 나열되도록 마련된다. 그리고, 간극 통로(200)를 형성하는 면 각각에 마련되는 요철(210)은, 회전축(120)(축선(121))에 수직인 방향에서 대향한다. 그리고, 요철(210)에서의 오목부 및 볼록부는, 회전체(110)의 표면(110A) 및 이에 대향하는 케이싱(100)의 표면(100A)의 둘레방향을 교대로 나열되어 일주한다. 또한, 요철(210)에서의 오목부 및 볼록부는, 입구 개구(201)로부터 구간(C)의 길이만큼 간극 통로(200)가 연장되는 통로 방향으로 연장된다.

액체 배출 개구(102)는, 간극 통로(190)의 입구 개구(191)보다 간극 통로(190)를 따르는 방향 앞쪽에 배치된다. 또한, 액체 배출 개구(103)는, 간극 통로(190)의 출구 개구(192)보다 간극 통로(190)를 따르는 방향 안쪽에 배치된다. 액체 배출 개구(102)는, 연통공(140)을 통과한 슬러리를 그대로 외부로 배출하기 위한 것이다. 또한, 액체 배출 개구(103)는, 연통공(140) 및 간극 통로(190)를 통과한 슬러리를 외부로 배출하기 위한 것이다.

<회전체의 구체적 구성>

다음에, 도 2 및 도 8을 참조하여 본 발명의 실시형태에서의 회전체(110)의 구체적 구성에 대해 이하 설명한다. 회전체(110)는, 회전축(120)을 축으로 하여 일체가 되어 회전 가능한 제1 회전체(150)와 제2 회전체(160)와 제3 회전체(170)에 의해 구성된다.

제1 회전체(150)는, 외부에 대해 단부가 개구되는 중공 공간을 가진다. 중공 공간의 개구가, 통과 개구(131)를 구성한다. 구체적으로, 제1 회전체(150)는, 중공의 대략 원뿔대통 형상으로 형성된다. 또한, 제1 회전체(150)에는, 대략 원뿔대통 형상의 지름이 작은 쪽의 바닥면에 개구(150A)가 마련된다. 개구(150A)는, 통과 개구(131)를 구성한다.

또한, 제1 회전체(150)에는, 대략 원뿔대통 형상의 둘레벽(152)을 관통하는 구멍(153)이 복수 마련된다. 구멍(153)은, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이, 둘레벽(152)을 대략 사각 형상으로 관통한다. 그리고, 구멍(153)은, 둘레벽(152)의 둘레방향으로 등간격으로 마련된다. 또한, 구멍(153)은, 대략 원뿔대통 형상의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 근방에 마련된다. 구멍(153)은, 연통공(140)을 구성한다. 또, 구멍(153)은, 적어도 하나 마련되면 된다.

제2 회전체(160)는, 제1 회전체(150) 내부의 중공 공간에 배치된다. 구체적으로, 제2 회전체(160)는, 대략 원뿔대 형상(또는 원뿔 형상)으로 형성된다. 또한, 제2 회전체(160)의 지름이 큰 쪽의 바닥면에는, 자신의 높이 방향으로 돌출되는 볼록부(162)가 마련된다. 또한, 제2 회전체(160)에는, 대략 원뿔대 형상의 중심을 자신의 높이 방향으로 관통하는 관통공이 마련된다. 제2 회전체(160)는, 그 관통공을 통해 회전축(120)에 피봇 부착된다.

제3 회전체(170)는, 제1 회전체(150) 및 제2 회전체(160)가 놓이는 받침대이다. 제1 회전체(150) 및 제2 회전체(160)는, 제3 회전체(170)에 놓인 상태로 고정된다. 제3 회전체(170)는, 지름이 다른 2개의 원반의 중심을 일치시켜 2단으로 겹친 형상을 하고 있다. 제3 회전체(170)의 지름이 큰 쪽의 원반의 표면(171)에는, 제1 회전체(150) 및 제2 회전체(160)가 놓인다.

또한, 제3 회전체(170)의 표면(171) 측에는, 오목부(172, 173)가 형성된다. 오목부(172)에는, 제2 회전체(160)의 볼록부(162)가 걸어맞춤된다. 오목부(173)에는, 제1 회전체(150)의 단부(154)가 걸어맞춤된다. 또한, 제3 회전체(170)에는, 원반 중심을 원반의 적층 방향으로 관통하는 관통공이 마련된다. 제3 회전체(170)는, 그 관통공을 통해 회전축(120)에 피봇 부착된다.

이상과 같이, 회전축(120)을 축으로 하여 제1 회전체(150)와 제2 회전체(160)와 제3 회전체(170)는 회전 가능하게 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 회전체(150)와 제2 회전체(160)는, 각각의 높이 방향의 중심축이 일치하도록 배치된다. 또한, 제1 회전체(150) 및 제2 회전체(160)의 높이 방향의 중심축이 회전축(120)의 축선(121)과 일치하도록 제1 회전체(150), 제2 회전체(160) 및 회전축(120)은 배치된다.

<액체 통로의 구체적 구성>

다음에, 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시형태에서의 액체 통로(130)의 구체적 구성에 대해 이하 설명한다. 액체 통로(130)는, 제2 회전체(160)의 외주면(161)과 제1 회전체(150)의 내주면(151)의 사이에 형성되는 공간(180)에 의해 구성된다. 공간(180)은, 하나의 공간으로서 구성되는 것이 바람직하다. 공간(180)은, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 일단(111)으로 향하여 연장되는 원뿔대통 형상으로 형성된다. 또한, 상기 설명한 액체 통로 단면적뿐만 아니라, 도 8의 (A), (B)에 도시된 바와 같이, 제1 회전체(150)의 내주면(151)에 직각인 방향(P1)(또는, 제2 회전체(160)의 외주면(161)에 직각인 방향(P3))으로 자른 공간(180)의 단면(E3)(도 8의 (B)의 둘레면 참조)의 면적은, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 회전체(110)의 일단(111)으로 감에 따라 커진다. 또한, 회전축(120)에 수직인 공간(180)의 단면(E4)(도 8의 (C) 참조)은 환상이 된다. 그리고, 회전축(120)의 축선(121) 방향의 일단(111) 측으로 감에 따라 공간(180)의 환상의 단면(E4)의 면적은 커진다.

이상과 같이 형성되는 데는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 회전체(150)의 내주면(151)에 대해 직각인 방향의 원뿔대통 형상 공간의 입구(155)의 폭의 크기(H1)가, 제1 회전체(150)의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기(D)에 대해 대략 15% 이하이고, 또한, 제1 회전체(150)의 내주면(151)에 직각인 방향의 원뿔대통 형상 공간의 출구(156)의 폭의 크기(H2)가, 제1 회전체(150)의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기(D)에 대해 대략 3% 이상이면 된다. 또, 이상의 것은, 액체 통로(130)의 통로 방향에 대해 수직인 방향의 원뿔대통 형상 공간의 입구(155) 및 출구(156)의 폭의 크기, 및 제2 회전체(160)의 외주면(161)에 대해 직각인 방향의 원뿔대통 형상 공간의 입구(155) 및 출구(156)의 폭의 크기에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 이상의 것은, 제1 회전체(150)의 내주면(151)과 제2 회전체(160)의 외주면(161)의 사이에서 형성되는 원뿔대 형상의 둘레면에 대해 직각인 방향의 원뿔대통 형상 공간의 입구(155) 및 출구(156)의 폭의 크기에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

<펌프 기능에 대해>

이상과 같이 분산 장치(10)가 구성되면, 회전체(110), 액체 통로(130), 연통공(140)이 일체가 되어 펌프가 구성된다. 회전체(110)와 함께 액체 통로(130)가 회전하면, 최종적으로 슬러리 및 기포는, 각각 분리된 상태로 원심력에 의해 연통공(140)을 통과하여 회전체(110)의 외부로 이동한다.

여기서, 원심력으로 고압이 된 회전체(110)의 연통공(140) 부근과, 액체 배출 개구(102, 103)의 사이에 압력차가 발생한다. 이 압력차에 의해, 연통공(140)을 통과한 슬러리는, 액체 배출 개구(102, 103)로 이동한다. 그리고, 슬러리의 이동에 의해, 통과 개구(131)로부터 슬러리가 점점 흘러들어온다. 이상과 같이, 회전체(110), 액체 통로(130), 연통공(140)이 일체가 되어 회전함으로써 분산 장치(10)에서 슬러리의 흡입·배출이 행해진다. 즉, 회전체(110), 액체 통로(130), 연통공(140)이 일체가 되어 회전함으로써 펌프로서 기능한다.

<간극 통로의 구체적 구성>

다음에, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시형태에서의 간극 통로(190)의 구체적 구성에 대해 이하 설명한다. 도 2의 (A)의 영역 A에 도시된 바와 같이, 제1 회전체(150)의 단부 및 제3 회전체(170)의 지름이 큰 쪽의 원반과, 케이싱(100)의 사이에 형성되는 간극에 의해 구성되는 간극 통로(190)가 마련된다. 간극 통로(190)는, 축선(121) 방향의 단면이 L자형으로 되어 있다. 간극 통로(190)를 통과하는 슬러리는, 액체 배출 개구(103)로 향하여 이동하여 외부로 배출된다.

<분산 장치의 동작>

상기에서 설명한 바와 같이, 통과 개구(131)를 통과한 슬러리는, 액체 통로(130)로 이동한다. 회전체(110)가 회전축(120)을 축으로 회전하면, 슬러리는 지름 방향(회전축(120)의 축선(121)에 수직인 방향, 이하도 마찬가지로 함) 외측, 또한, 액체 통로(130)의 하류로 이동해 가고, 기포는 지름 방향 내측, 또한, 액체 통로(130)의 하류로 이동해 간다. 지름 방향 내측으로 이동하는 기포는, 집합하면 결합되어 소정의 크기를 갖는 기체의 덩어리가 된다. 이에 의해, 슬러리로부터 기포가 분리된다. 또, 상기 설명에서 회전축(120)의 축선(121)에 수직인 방향은, 적절히 지름 방향으로 바꾸어 읽을 수 있다.

기포가 분리된 슬러리는, 연통공(140)을 통과하여 회전체(110)의 외부로 이동한다. 여기서, 분산 장치(10)에서의 분산 기능보다 기포 분리 기능을 주로 이용하고 싶은 경우, 액체 배출 개구(102) 측의 밸브(18A)를 개방하고, 액체 배출 개구(103) 측의 밸브(18B)를 폐쇄한다. 이에 의해, 슬러리의 대부분은 간극 통로(190)로 이동하지 않고, 액체 배출 개구(102)로부터 배출된다. 슬러리가 간극 통로(190)를 통과하면, 분산 장치(10)의 펌프 능력이 저하되기 때문에, 이상과 같이 동작시키면, 분산 장치(10)는, 슬러리를 신속하고 대량으로 입배출할 수 있다.

한편, 분산 장치(10)에서의 분산 기능을 중시하여 이용하고 싶은 경우, 반대로, 액체 배출 개구(102) 측의 밸브(18A)를 폐쇄하고, 액체 배출 개구(103) 측의 밸브(18B)를 개방한다. 이에 의해, 슬러리는 간극 통로(190)에서 분산되어, 액체 배출 개구(103)로부터 배출된다.

<분산 장치의 변형예>

도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에서의 분산 장치(20)에 대해 설명한다. 분산 장치(20)는, 분산 장치(10)에 구획부(132)를 부가한 것이다. 구획부(132)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 액체 통로(130)를 구성하는 공간(180)을 구획하는 것으로, 액체 통로(130)의 통로폭 방향으로 연장된다. 또한, 구획부(132)는, 판형 또는 기둥형의 형상을 일례로서 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 어떠한 형상이어도 된다.

그리고, 구획부(132)는, 액체 통로(130)의 회전축(120)에 수직인 방향 내측면과 외측면의 사이에서 가설된다. 즉, 구획부(132)는, 제1 회전체(150)의 내주면(151)과 제2 회전체(160)의 외주면(161)의 사이에서 가설된다.

또한, 구획부(132)는, 액체 통로(130)가 연장되는 특정 방향(특정의 연장 방향)을 따라 액체 통로(130)의 일단(상류측 단부)으로부터 타단(하류측 단부)까지 연장된다. 그리고, 구획부(132)에 의해 액체 통로(130)를 구성하는 공간(180)은 2개의 공간으로 나누어진다. 또, 액체 통로(130)의 일단으로부터 타단까지 연장되지 않는 구획부도 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 구획부는, 액체 통로(130)의 통로폭 방향으로 연장되는 것이면, 액체 통로(130)의 회전축(120)에 수직인 방향 내측면과 외측면의 사이에서 가설되지 않아도 된다. 즉, 구획부는, 액체 통로(130)의 회전축(120)에 수직인 방향 내측면(제2 회전체(160)의 외주면(161))으로부터 외측면(제1 회전체(150)의 내주면(151))으로 향하여 도중까지 연장되도록 형성되어도 된다. 또한, 구획부는, 액체 통로(130)의 회전축(120)에 수직인 방향 외측면(제1 회전체(150)의 내주면(151))으로부터 내측면(제2 회전체(160)의 외주면(161))으로 향하여 도중까지 연장되도록 형성되어도 된다.

분산 장치(20)에 있어서 구획부(132)는 하나 마련되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 구획부(132)는, 예를 들어, 제1 회전체(150) 및 제2 회전체(160)의 둘레방향을 따라 등간격(또는 랜덤 간격)으로 복수 마련되어도 된다. 복수의 구획부(132)에 의해 공간(180)이 구획되면, 액체 통로(130)는, 복수의 공간에 의해 구성된다.

또, 분산 장치(10)는, 슬러리나 액체로부터 기포를 분리시키는 탈포 장치로 파악할 수도 있고, 이러한 것도 본 발명에 포함된다.

또, 본 발명의 분산 장치 및 탈포 장치는, 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

1 액체 처리 시스템
10, 20 분산 장치
11 탱크
11A, 12A, 18A, 18B 밸브
11B 교반기
11C 모터
12 정량 피더
13 비드밀
14, 15, 16, 17 배관
15A, 17A 개방단
100 케이싱
101 액체 입구 개구
102, 103 액체 배출 개구
110 회전체
111 회전체의 일단
112 회전체의 타단
120 회전축
121 축선
122 회전부
130 액체 통로
131 통과 개구
140 연통공
150 제1 회전체
150A 개구
151 내주면
152 둘레벽
153 구멍
155 원뿔대통 형상 공간의 입구
156 원뿔대통 형상 공간의 출구
160 제2 회전체
161 외주면
170 제3 회전체
180 공간
190, 195, 200 간극 통로
191, 196, 201 입구 개구
192, 197 출구 개구
198 굴곡 부분
199, 210 요철

Claims

액체의 입구인 액체 입구 개구를 갖는 케이싱과,
상기 케이싱에 수용되고, 자신의 일단측으로부터 회전축에 피봇 부착되는 회전체와,
상기 액체 입구 개구로부터 공급되는 액체가 통과하는 통과 개구를 상기 회전축의 축선상의 상기 회전체의 타단측에 가지며, 상기 회전체의 내부에 있어서, 상기 회전축의 축선 방향에서의 상기 회전체의 상기 타단측으로부터 상기 회전체의 상기 일단측으로 진행됨에 따라 상기 회전축에 수직인 방향 외측으로 향하여 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 상기 회전축에 수직인 단면의 형상이 환상(環狀)이 되는 구간을 갖는 공간에 의해 구성되는 액체 통로와,
상기 회전체에 마련되고, 상기 액체 통로의 하류측에서 상기 액체 통로와 상기 회전체의 외부를 연통시키는 적어도 하나의 연통공과,
상기 연통공보다 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측에 있어서, 상기 회전체와 상기 케이싱의 사이에 형성되는 간극에 의해 구성되는 간극 통로를 구비하고,
상기 케이싱은, 상기 간극 통로의 출구 개구보다 하류측에 배치되는 제1 액체 배출 개구를 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전체와, 상기 액체 통로와, 상기 연통공으로 펌프가 구성되는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 액체 통로의 상기 회전축에 수직인 단면의 면적, 또는 상기 액체 통로의 통로 방향에 대해 수직인 단면의 면적이 상기 액체 통로의 하류로 감에 따라 커지는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 액체 통로의 상기 회전축에 수직인 단면의 면적, 또는 상기 액체 통로의 통로 방향에 대해 수직인 단면의 면적이 상기 액체 통로의 하류로 감에 따라 커지는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전체는, 상기 회전축을 축으로 하여 일체가 되어 회전 가능한 제1 회전체와 제2 회전체를 가지고,
상기 제1 회전체는, 외부에 대해 단부가 개구되는 중공 공간을 가지며,
상기 제2 회전체는, 상기 중공 공간에 배치되고,
상기 통과 개구는, 상기 중공 공간의 개구에 의해 구성되며,
상기 액체 통로는, 상기 제2 회전체의 외주면과 상기 제1 회전체의 내주면의 사이에 형성되는 공간에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 회전체는, 중공의 원뿔대통 형상으로 형성되며, 상기 원뿔대통 형상의 지름이 작은 쪽의 바닥면에 개구가 마련되고, 상기 원뿔대통 형상의 둘레벽을 관통하는 구멍이 적어도 하나 마련되며,
상기 제2 회전체는, 원뿔대 형상 또는 원뿔 형상으로 형성되고,
상기 통과 개구는, 상기 개구에 의해 구성되며,
상기 연통공은, 상기 구멍에 의해 구성되고,
상기 액체 통로는, 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측으로 향하여 연장되는 원뿔대통 형상의 공간을 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 회전체의 내주면 또는 상기 제2 회전체의 외주면에 대해 직각인 방향의 상기 원뿔대통 형상의 공간의 입구의 폭의 크기가, 상기 제1 회전체의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기에 대해 15% 이하이고, 또한, 상기 제1 회전체의 내주면 또는 상기 제2 회전체의 외주면에 대해 직각인 방향의 상기 원뿔대통 형상의 공간의 출구의 폭의 크기가, 상기 제1 회전체의 지름이 큰 쪽의 바닥면의 지름의 크기에 대해 3% 이상인 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 케이싱은, 상기 간극 통로의 입구 개구보다 상류측에 배치되는 제2 액체 배출 개구를 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 액체 배출 개구를 개폐하는 제1 밸브와,
상기 제2 액체 배출 개구를 개폐하는 제2 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간극 통로는, 상기 간극 통로를 따르는 방향의 상기 간극 통로의 출구 개구측에 가까워짐에 따라 통로폭이 좁아지는 구간을 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 간극 통로는, 상기 간극 통로를 따르는 방향의 상기 간극 통로의 출구 개구측에 가까워짐에 따라 통로폭이 좁아지는 구간을 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간극 통로는, 자신을 구성하는 면에 요철이 형성되는 구간을 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 간극 통로는, 자신을 구성하는 면에 요철이 형성되는 구간을 갖는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 간극 통로의 상기 통로폭이 0.05~10mm의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 간극 통로의 상기 통로폭이 0.05~10mm의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전축을 통해 상기 회전체를 회전시키는 회전부를 구비하고,
상기 회전부는, 상기 회전체를 주속(周速)이 1~200m/s의 범위에서 회전시키는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 통로의 내부에 있어서 상기 액체 통로의 통로폭 방향으로 연장되는 구획부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 분산 장치.
액체의 입구인 액체 입구 개구를 갖는 케이싱과,
상기 케이싱에 수용되고, 자신의 일단측으로부터 회전축에 피봇 부착되는 회전체와,
상기 액체 입구 개구로부터 공급되는 액체가 통과하는 통과 개구를 상기 회전축의 축선상의 상기 회전체의 타단측에 가지며, 상기 회전체의 내부에 있어서, 상기 회전축의 축선 방향에서의 상기 회전체의 상기 타단측으로부터 상기 회전체의 상기 일단측으로 진행됨에 따라 상기 회전축에 수직인 방향 외측으로 향하여 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 연장됨과 아울러, 상기 회전축에 수직인 단면의 형상이 환상이 되는 구간을 갖는 공간에 의해 구성되는 액체 통로와,
상기 회전체에 마련되고, 상기 액체 통로의 하류측에서 상기 액체 통로와 상기 회전체의 외부를 연통시키는 적어도 하나의 연통공과,
상기 연통공보다 상기 회전축의 축선 방향의 상기 회전체의 상기 일단측에 있어서, 상기 회전체와 상기 케이싱의 사이에 형성되는 간극에 의해 구성되는 간극 통로를 구비하고,
상기 케이싱은, 상기 간극 통로의 출구 개구보다 하류측에 배치되는 제1 액체 배출 개구를 갖는 것을 특징으로 하는, 탈포 장치.