KR20210142653A - 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기 - Google Patents

Abstract

고점도 등의 처리물에 대한 탈기 처리 시에도 중단 배출을 행하는 사태의 발생을 억제하고, 고진공 하에서 처리물을 연속적으로 배출할 수 있게 한 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기의 제공을 도모한다. 내부가 진공인 베셀(10) 내에 액상의 처리물을 도입해서 탈기를 행한 후에 상기 처리물을 상기 베셀(10) 밖에 배출하는 진공 탈기기이다. 베셀(10) 내에 배치된 미세화 장치(31)가 부착된 회전 로터(32)와, 베셀(10) 내의 처리물을 베셀(10) 밖으로 배출할 목적으로 회전 로터(32)와는 별도의 회전 배출 날개(42)가 부설된다.

Description

미세화 장치가 부착된 진공 탈기기

본 발명은 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기에 관한 것이다.

의약품, 화장품, 식품, 파인 케미컬 등, 여러가지 제품의 제조 과정에서 액상의 처리물에 기포가 생기지만, 이 기포는 제품 만들기에 각종 장해를 초래한다. 그 때문에, 처리물에 대하여 진공 탈기기에 의해 탈포 처리가 행해지지만, 이 탈포 처리에서는 저점도로부터 고점도까지 액체 중의 기포를 진공 상태에서 연속해서 제거하는 것이 요구되고 있다. 이러한 과제에 대응하여, 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기로서, 이하의 선행기술문헌이 알려져 있으며, 본원 출원인에 있어도, M. TECHNIQUE CO., LTD.제 탈포기를 시장에 투입하고 있다.

그러나, 단지 미세 기포도 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 인라인으로 접속하고, 밀폐 환경 하에서의 연속 탈포 운전, 연속 탈용매나 탈VOC, 원심 분리 효과, 박막 효과, 미립화 효과, 파쇄 효과, 탈기 효과 등 1유닛으로 다양한 기능을 실현하고, 세정성 향상, 고품질 관리, 제조의 고효율화가 요구되고 있는 가운데, 종래 기술에 있어서는 베셀 내의 처리물을 스무스하게 배출하는 점에서 과제가 남아 있었다.

특히, 고점도의 처리물의 경우에는 탈기 효과를 상승시키기 위해서 진공도는 매우 높아진다. 그런데, 진공도가 높아짐에 따라 처리가 완료된 처리물을 진공 하에서 배출하는 것이 곤란해져 배출 불가능한 사태에 빠지는 경우가 많이 있었다.

이와 같이, 배출 불가능한 사태가 발생하면, 다음과 같은 중단 배출을 행할 필요가 있었다. 중단 배출이란 연속 탈기 처리를 일단 중지하고, 진공도를 낮추거나 또는 대기압으로 되돌린 후에, 처리물을 베셀로부터 배출하는 배출 작업을 말한다. 이 중단 배출에 의해 처리물을 배출하고 나면, 다시 베셀 내의 진공 배기를 행하고, 목적의 진공도가 되고 나서 다시 처리물을 보내고, 연속 처리를 재개하지만, 다시 베셀 내에 처리물이 모이면, 다시 진공을 낮추거나 또는 대기압으로 되돌려 처리물을 배출하지 않으면 안된다고 하는 바와 같이, 연속 처리와 중단 배출을 반복해서 행할 필요가 있어 매우 효율이 나쁘다.

선행문헌 6에서는 베셀 내에 스크래핑 장치가 부착된 진공 탈기기가 개시되어 있지만, 이 스크래핑 장치는 내벽면에 부착된 처리물을 스크래핑하는 것에 지나지 않고, 배출 성능에 한해서 말하면 배출구로의 배출 작용, 더 말하면 배출 펌프로의 압입 작용을 실현하는 것은 아니었다.

일본 실용신안 공개 평02-004602호 공보 일본 특허 공개 2005-205322호 공보 일본 특허 공개 2001-009206호 공보 일본 특허 공개 소63-162005호 공보 일본 특허 공개 평07-208375호 공보 일본 특허 공개 평07-136406호 공보

본 발명은 고점도 등의 처리물에 대한 탈기 처리 시에도 중단 배출을 행하는 사태의 발생을 억제하고, 고진공 하에서 처리물을 연속적으로 배출할 수 있게 한 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기의 제공을 과제로 한다.

본 발명에 있어서, 고점도의 처리물이란 폴리머 용액이나 페이스트 등등의 고점도액을 말하지만, 점도로 나타내면 5,000mPa·s 이상을 말한다. 또한, 고진공이란 5Pa 이하를 말한다.

본 발명은 내부가 진공인 베셀 내에 액상의 처리물을 도입해서 탈기를 행한 후에 상기 처리물을 상기 베셀 밖으로 배출하는 진공 탈기기에 있어서, 상기 베셀 내에 배치된 미세화 장치가 부착된 회전 로터와, 상기 베셀 내의 처리물을 베셀 밖으로 배출할 목적으로 회전 로터와는 별도의 회전 배출 날개가 부설된 것을 특징으로 하는 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

상기 미세화 장치는 처리물의 미세화를 행함으로써 탈기 효과를 높이는 기능을 하는 것이며, 예를 들면 상기 회전 로터에 배치된 미세화 스크린을 나타낼 수 있다.

상기 회전 배출 날개는 회전함으로써 처리물을 베셀의 배출구를 향해서 강제적으로 이동시키는 기능을 하는 것이며, 예를 들면 스크류형 회전 배출 날개를 나타낼 수 있다.

상기 진공의 베셀에는 온도 조정 기구를 부설해서 실시할 수 있다.

상기 베셀의 배출구에는 연속적으로 처리물을 발취할 목적으로 회전 용적식 1축 편심 나사 펌프 또는 고진공 인발형 다이어프램 펌프 등의 배출 펌프를 부설해서 실시할 수 있다. 이것에 의해, 상기 회전 배출 날개에 의해 처리물을 배출 펌프로 압입하고, 고점도의 처리물에 있어서도 압입 작용과 배출 펌프의 흡인 작용의 양 작용의 상승 효과에 의해 연속적인 배출을 실현할 수 있다.

본 발명은 처리물을 연속적으로 배출하는 기능을 높인 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기를 제공할 수 있었던 것이다.

이것에 의해, 고진공 하에서의 탈기 처리 시에도 베셀 내로부터 처리물을 연속적으로 배출할 수 있다.

또한, 고점도의 처리물에 대한 탈기 처리 시에도, 중단 배출을 행하는 사태의 발생을 억제하고, 고진공 하에서 처리물을 연속적으로 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기의 내부 구조 설명도이다.

이하, 도면에 의거해 본 발명의 실시형태를 설명한다.

(개요)

이 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기는 내부가 진공인 베셀(10) 내에 액상의 처리물을 도입해서 탈기를 행한 후에 처리물을 베셀(10) 밖으로 배출하는 것이다.

베셀(10) 내에는 회전 로터(32)에 설치된 미세화 장치(31)와, 처리물을 베셀(10) 밖으로 배출하기 위한 배출 장치(41)가 부설되어 있다.

처리물은 미세화 장치(31)에 의해 미세화되어 탈기가 행해진 후에 배출 장치(41)의 회전 배출 날개(42)에 의해 배출구(14)로부터 외부로 배출된다.

(베셀(10)에 대해서)

베셀(10)은 5Pa~0.1Pa 정도의 고진공으로 유지되는 밀폐성을 구비한 용기이며, 이 실시형태에서는 용기 본체(11)와 그 상부에 배치된 덮개체(15)가 개폐 가능하게 접합된 것이다. 구체적으로는, 용기 본체(11)는 상부의 원통부(12)와, 원통부(12)로부터 점차 그 내경을 감소해가는 하부의 깔때기부(13)를 구비하고, 깔때기부(13)의 하단에는 탈기 처리 후의 처리물을 외부로 배출하는 배출구(14)가 형성되어 있다.

이 용기 본체(11)에는 그 외벽면을 따라 온수나 냉수 등의 온도 조정의 유체를 흘리는 재킷 등의 온도 조정 기구(52)가 배치되어 있다. 또한, 온도 조정 기구(52)는 덮개체(15)에도 설치해서 실시해도 상관없다. 이 온도 조정 기구(52)는 베셀(10) 내부의 처리물을 소정의 온도 영역으로 유지하기 위해서나, 필요에 따라 가온 가냉하기 위해서 사용할 수 있다.

덮개체(15)에는 베셀(10)의 내부를 진공으로 유지하기 위한 진공구(16)가 형성되어 있고, 진공구(16)에 접속된 진공 펌프(53)에 의해 내부의 기체가 외부로 배출됨으로써 베셀(10)의 내부가 소정 압의 진공 상태가 된다.

또한, 덮개체(15)에는 처리물을 베셀(10)의 내부에 투입하기 위한 도입구(17)가 설치되어 있고, 이것에 접속된 탱크 등의 공급원(51)으로부터 처리물이 베셀(10)로 도입된다.

용기 본체(11)와 덮개체(15)는 양자에 설치된 플랜지끼리를 대향시켜서 감압 하에서의 기밀성을 확보해서 고정됨으로써 일체적인 베셀(10)이 구성되지만, 베셀(10)은 어느 위치에서 2분화되어도 상관없고, 그 접합 수단도 적절히 변경해서 실시할 수 있다.

(미세화 장치(31)에 대해서)

미세화 장치(31)는 용기 본체(11)의 원통부(12)에 대응하는 위치에 배치된 것이며, 평반상의 회전 로터(32)와, 그 외주부에 설치된 제 1 스크린(33)과 제 2 스크린(34)을 구비한다. 회전 로터(32)는 통 형상의 구동축(35)에 의해 회전한다. 구체적으로는, 구동축(35)은 덮개체(15)의 외부 상에 설치된 로터용 전동기(22)에 의해 로터용 동력 전달부(23)를 통해서 회전한다.

이 회전 로터(32)의 내주측에는 도입구(17)에 접속된 환상로(18)가 배치되어 있고, 환상로(18) 선단의 투입구(19)로부터 처리물이 방사상으로 회전 로터(32)를 향해서 도입된다.

회전 로터(32)의 상면은 평활한 평탄면으로 되어 있으며, 투입된 처리물은 회전하는 회전 로터(32)의 원심력에 의해 그 상면에서 박막화된다.

원심력에 의해 회전 로터(32)의 외주 방향으로 진행된 처리물이 환상으로 배치된 제 1 스크린(33)과 제 2 스크린(34)을 통과함으로써 탈포 효과가 높아진다. 스크린은 1개라도 상관없지만, 펀칭 플레이트 등의 비교적 메쉬가 큰 제 1 스크린(33)과, 금속 메쉬 등의 비교적 메쉬가 작은 제 2 스크린(34)을 사용함으로써 순차적으로 세분화가 도모됨으로써, 원활 또한 적정한 세분화를 도모할 수 있는 점에서 유리하다. 또한, 제 3 제 4 등의 보다 많은 스크린을 이용하여 실시해도 상관없다. 회전 로터(32)와 제 2 스크린(34)을 통과한 처리물은 안개 형상으로 되어 원통부(12)의 내벽면에 충돌한다. 이 충돌에 의해, 또한 탈기가 촉진되어, 충돌 후의 처리물이 원통부(12)의 내벽면을 따라 박막류화함으로써 미세한 기포도 탈포된다.

(배출 장치(41)에 대해서)

배출 장치(41)는 회전 샤프트(43)에 의해 회전하는 회전 배출 날개(42)를 구비하는 것이며, 용기 본체(11)의 깔때기부(13)와 대응하는 위치에 배치되어 있다.

회전 샤프트(43)의 상단은 상술의 통 형상의 구동축(35)의 내부를 관통하고 있으며, 날개용 전동기(24)에 의해 날개용 동력 전달부(25)를 통해서 회전 로터(32)와는 별도로 회전한다. 여기서, 별도란 회전 배출 날개(42)와 회전 로터(32)가 각각 회전하는 것을 의미하고, 회전 방향은 동일해도 상관없고 다른 것이어도 상관없다. 회전 로터(32)의 회전은 처리물의 미세화를 위해 이루어지는 것이며, 그 목적으로 최적인 회전수로 운전되고, 한편 회전 배출 날개(42)의 회전은 탈기 처리가 종료된 처리물을 베셀(10)의 외부에 원활하게 배출하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적에 최적인 회전수로 운전된다. 그 때문에, 회전 구동원이 동일한지의 여부는 상관없이, 양자는 별도로 회전하는 것으로서 실시된다.

구체적으로는, 진공 탈기기의 크기에도 따르지만, 회전 로터(32)의 회전 속도는 500rpm~8000rpm 정도가 적당하고, 회전 배출 날개(42)의 회전 속도는 10rpm~400rpm 정도가 적당하다.

이 실시형태에 있어서는 회전 배출 날개(42)는 나선 형상으로 신장되는 스크류형 회전 배출 날개로서 실시되어 있다. 지름이 큰 회전 배출 날개(42)의 상부에 있어서는 지지체(44)를 통해서 회전 샤프트(43)에 지지되어 있지만, 지름이 작은 하부에 있어서는 회전 배출 날개(42)가 회전 샤프트(43)에 직접 지지되어 있으며, 회전 배출 날개(42)의 하단은 배출구(14)를 향하는 위치에 도달하고 있다. 고점도의 처리물에 있어서는 베셀(10)의 내벽면에 부착되어 베셀 중앙부까지 처리물이 쉽사리 오지 않기 때문에, 지름이 큰 회전 배출 날개(42)의 상부에서는 중앙에 날개가 없는 공동 상태로 하고 있지만, 상하 방향의 전체 영역에 걸쳐서 회전 배출 날개(42)를 회전 샤프트(43)까지 도달하도록 설치하고, 중앙에 공동이 없는 상태로 실시해도 상관없다.

이 회전 배출 날개(42)가 회전함으로써 고점도의 처리물에 있어서도, 강제적으로 배출구(14)로 송입됨으로써, 베셀(10) 내부에서의 체류가 필요 이상으로 발생되는 것이 억제된다. 또한, 상기한 바와 같이, 충돌 후의 처리물은 원통부(12)의 내벽면을 따라 박막류화함으로써 미세한 기포도 탈포되지만, 그 기능을 저해하지 않을 정도의 처리물의 체류량에 그치는 것이 적당하다. 구체적으로는, 많더라도 하부의 깔때기부(13) 내에 모이는 정도에 그치는 것이 적당하지만, 원통부(12)의 축 방향의 길이를 길게 한 경우에는, 그 도중까지 체류하는 것이어도 상관없다.

베셀(10)의 하부, 이 예에서는 원통부(12)의 하부는 깔때기 형상으로 하지 않고 통 형상이어도 상관없지만, 깔때기 형상으로 함으로써 서서히 가압되어서 투입구(19)에 접속된 배출 펌프(54)로의 압입 효과가 높아지는 점에서 유리하다.

또한, 유체의 종류에 따라서는 투입구(19)에 배출 펌프(54)를 접속하지 않고 실시할 수도 있지만, 고점도의 처리물에 있어서는 회전 용적식 1축 편심 나사 펌프 또는 고진공 인발형 다이어프램 펌프를 배출 펌프(54)로서 부설해서 실시하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 깔때기부(13)의 내벽면을 따라 배치된 회전 배출 날개(42)의 회전에 의해, 처리물을 가압하면서 상기 배출 펌프(54)로 압입할 수 있고, 고점도의 처리물에 있어서도, 압입 작용과 배출 펌프의 흡인 작용의 양 작용의 상승 효과에 의해 연속적인 배출을 실현할 수 있는 것이다.

그 결과, 고점도의 처리물에 있어서도, 중단 배출의 필요성을 억제하면서 연속적인 탈기 처리가 가능해지는 것이다.

또한, 회전 배출 날개(42)는 1조의 것을 나타냈지만, 2개 이상의 다조여도 상관없고, 연속적으로 신장되는 것 외에 단속적으로 신장되는 것이어도 상관없다.

회전 배출 날개(42)의 외주와 베셀(10)(이 예에서는 깔때기부(13))의 내벽면과의 클리어런스는 0.1㎜~2㎜ 정도인 것이 바람직하지만, 이 값은 처리물을 배출구(14)에 강제적으로 송입하는 것을 실현할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경해서 실시할 수 있다. 로터용 전동기(22), 로터용 동력 전달부(23), 날개용 전동기(24) 및 날개용 동력 전달부(25)로 이루어지는 구동 장치(21)는 구동축(35) 및 회전 샤프트(43)의 축 방향에 있어서, 배출구(14)와는 반대측의 덮개체(15)측에 설치해서 실시함으로써, 배출 장치(41)가 설치되어 있는 베셀(10)의 내부 공간을 고점도의 처리물의 배출에 가장 유리한 형상으로 설계할 수 있는 점에서 유리하지만, 구동 장치(21)를 배출구(14)와 같은 측의 용기 본체(11)에 설치해서 실시해도 상관없다.

10 : 베셀 11 : 용기 본체
12 : 원통부 13 : 깔때기부
14 : 배출구 15 : 뚜껑
16 : 진공구 17 : 도입구
18 : 환상로 19 : 투입구
21 : 구동 장치 22 : 로터용 전동기
23 : 로터용 동력 전달부 24 : 날개용 전동기
25 : 날개용 동력 전달부 31 : 미세화 장치
32 : 회전 로터 33 : 제 1 스크린
34 : 제 2 스크린 35 : 구동축
41 : 배출 장치 42 : 회전 배출 날개
43 : 회전 샤프트 44 : 지지체
51 : 공급원 52 : 온도 조정 기구
53 : 진공 펌프 54 : 배출 펌프

Claims (4)

1. 내부가 진공인 베셀 내에 액상의 처리물을 도입해서 탈기를 행한 후에 상기 처리물을 상기 베셀 밖으로 배출하는 진공 탈기기에 있어서,
   상기 베셀 내에 배치된 미세화 장치가 부착된 회전 로터와, 상기 회전 로터와는 별도로 상기 베셀 내의 상기 처리물을 상기 베셀 밖으로 배출하는 기능을 구비한 회전 배출 날개가 부설된 것을 특징으로 하는 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 미세화 장치는 상기 회전 로터에 배치된 미세화 스크린이며,
   상기 회전 배출 날개는 스크류형 회전 배출 날개인 것을 특징으로 하는 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 진공의 베셀에 온도 조정 기구가 부설된 것을 특징으로 하는 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베셀로부터 연속적으로 처리물을 발취할 목적으로 회전 용적식 1축 편심 나사 펌프 또는 고진공 인발형 다이어프램 펌프가 부설된 것을 특징으로 하는 미세화 장치가 부착된 진공 탈기기.
   
   
   

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