WO2022190402A1 - 分散粉砕装置 - Google Patents

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剛 石川
保洋 三橋
智信 舩山
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アシザワ・ファインテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for dispersing or pulverizing particles in a liquid containing particles (hereinafter referred to as "particle-containing liquid”) (hereinafter referred to as “dispersion pulverization apparatus”), and more specifically to a medialess apparatus that does not use media such as beads. It relates to a dispersing pulverizer.
  • Patent Document 1 a dispersing and pulverizing device filed by the applicant prior to this application.
  • This dispersing and pulverizing apparatus is configured such that particles in the particle-containing liquid are dispersed or pulverized by a shearing force generated when the particle-containing liquid passes through a gap formed between the casing and the rotor.
  • particles can be dispersed or pulverized in units of microns without causing contamination, which is the case when media are used.
  • the shear rate can be increased by rotating the rotor (rotating body) at high speed.
  • the particle-containing liquid generates heat, and the heat causes material deterioration. There is a risk.
  • a large amount of energy is required to rotate the rotor at high speed. Therefore, even if the rotor is rotated at a high speed, there is a limit, and it has been difficult to reduce the particles to a size similar to that of a dispersive pulverizer using media.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is that it is possible to increase the shear rate with less energy than the conventional medialess dispersion crusher, and the particle size is higher than the conventional medialess dispersion crusher.
  • the dispersing and pulverizing apparatus of the present invention is an apparatus for dispersing or pulverizing particles in a particle-containing liquid by shearing force when passing through a gap, and comprises an inflow section into which the particle-containing liquid flows and an outflow section into which the particle-containing liquid flows out.
  • a gap is provided between the stator and the rotor, and when the rotor and the impeller are rotated by the drive means, the particle-containing liquid that has flowed in from the inflow portion passes through the gap due to the rotational force of the impeller.
  • the particles in the particle-containing liquid are dispersed or pulverized by the shearing force at the time of mixing.
  • the dispersive pulverizer of the present invention can increase the shear rate with less energy than the conventional medialess dispersive pulverizer due to the action of the impeller provided in the casing, and is higher than the conventional medialess dispersive pulverizer.
  • the particles in the particle-containing liquid can be finely dispersed or pulverized.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a circulation-type processing system in which the dispersive pulverizer of the present invention is mounted; Sectional drawing which shows the internal structure of the dispersion
  • FIG. 10 An example of an embodiment of the dispersing pulverizer 10 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the dispersing pulverizer 10 of this embodiment is used by being installed in a processing system as shown in FIG.
  • Processing systems include a circulation type processing system and a pass type processing system.
  • a case where the dispersing pulverizer 10 is installed in a circulation type processing system will be described as an example.
  • the processing system shown in FIG. 1 includes a particle-containing liquid tank 20 that stores a particle-containing liquid (slurry) to be processed, and disperses or pulverizes particles in the particle-containing liquid supplied from the particle-containing liquid tank 20.
  • a dispersive pulverizer 10 and a three-way valve 30 for switching the flow path of the particle-containing liquid that has passed through the dispersive pulverizer 10 are provided.
  • the particle-containing liquid tank 20 and the dispersion-grinding apparatus 10 are connected by a first flow path 31, the dispersion-grinding apparatus 10 and the three-way valve 30 are connected by a second flow path 32, and the three-way valve 30 and the particle-containing liquid tank 20 are connected by a third flow path 33.
  • a valve 35 for opening and closing the first flow path 31 is provided in the first flow path 31 .
  • An existing automatic valve or the like can be used as the valve 35 .
  • the particle-containing liquid tank 20 is a container for storing the particle-containing liquid to be processed.
  • a jacket tank including a stirring tank 21 and a jacket 22 provided around the outer periphery of the stirring tank 21 is used as the particle-containing liquid tank 20.
  • the particle-containing liquid tank 20 can also use other materials.
  • the stirring tank 21 is a container for storing and stirring the particle-containing liquid.
  • the stirring vessel 21 of this embodiment has a bottomed cylindrical shape with an upper opening, and a stirring vessel discharge port 21a for discharging the particle-containing liquid in the stirring vessel 21 to the outside is provided on the bottom surface.
  • the top opening of the stirring tank 21 can be opened and closed with a lid 24 .
  • a stirring rod 23 with blades for stirring the particle-containing liquid in the stirring tank 21 is provided inside the stirring tank 21 .
  • the stirring rod 23 is rotated by a stirring motor M placed on a lid 24 that opens and closes the top opening of the stirring tank 21 .
  • the cover 24 is provided with a return port 24a to which the outlet side of the third flow path 33 is connected, so that the particle-containing liquid that has passed through the third flow path 33 is returned to the stirring tank 21 through the return port 24a.
  • the jacket 22 circulates cooling water for cooling the particle-containing liquid in the stirring vessel 21 .
  • a cooling water inlet 22a for introducing cooling water into the jacket 22 is provided on the bottom side of the jacket 22, and a cooling water outlet 22b for discharging the cooling water to the outside of the jacket 22 is provided on the side thereof.
  • the cooling water inlet 22a and the cooling water outlet 22b are provided with a chiller (cooling water circulation device) having a cooling water inlet and a cooling water outlet, and the cooling water is supplied from the chiller. Cooling water is circulated within the jacket 22 .
  • the dispersing and pulverizing device 10 is a device that disperses or pulverizes particles in the particle-containing liquid by shearing force when the particle-containing liquid passes through the gap S (Fig. 2).
  • dispersion refers to distributing powder as single particles as much as possible in a fluid or other component while forming a uniform or structure. It refers to the operation for
  • the dispersive pulverizer 10 of this embodiment comprises a casing 11, a housing 12, a rotor 13, an impeller 14, a driving means 15, a stator 16, and an intermediate body 17. ing.
  • the casing 11 is a housing into which the particle-containing liquid in the particle-containing liquid tank 20 is taken. Particles in the particle-containing liquid taken into the casing 11 are dispersed or pulverized within the casing 11 .
  • the casing 11 of this embodiment includes a tubular inflow portion 11a into which the particle-containing liquid flows, a hollow conical (trumpet-shaped) containing portion 11b in which the rotor 13, the impeller 14, and the like are contained, and a particle-containing liquid. It has an outflow tubular outflow part 11c. As shown in FIG. 3, the outflow portion 11c is provided in the tangential direction of the casing 11. As shown in FIG.
  • the inflow portion 11a, the storage portion 11b, and the outflow portion 11c of the casing 11 are communicated internally, and the particle-containing liquid that has flowed in from the inflow portion 11a passes through the storage portion 11b and flows out of the casing 11 from the outflow portion 11c.
  • is configured as A skirt-side flange 11d that protrudes outward is provided on the skirt side of the casing 11 (the end portion of the casing 11 opposite to the inflow portion 11a).
  • the housing 12 is a housing in which the driving means 15 is accommodated.
  • the housing 12 of this embodiment includes a body portion 12a in which the driving means 15 is housed, and a disk-shaped collar portion 12b projecting outward from the end of the body portion 12a.
  • An outward projecting portion 17c of an intermediate body 17, which will be described later, is attached to the collar portion 12b, and both are fixed by a first fixture B1.
  • the rotor 13 is a disk-shaped member with a smaller diameter than the flange 12b of the housing 12.
  • the rotor 13 is provided on the distal end side of the rotating shaft 15 a of the drive means 15 .
  • a mixed flow impeller (mixed flow pump) is provided as an impeller 14 on the front surface side (inflow portion 11a side) of the rotor 13 .
  • a diagonal flow impeller is an impeller in which the discharged flow is in a conical plane centered on the center line of the main shaft.
  • the mixed flow impeller has a large flow rate and can generate pressure, so the particle-containing liquid is forced to pass through the gap S at high speed and high pressure.
  • the path is hastened and heat generation can be suppressed.
  • the number of circulation passes is increased, which has the effect of facilitating homogenization of the product.
  • a pressing member 18 for pressing the rotor 13 and the impeller 14 is arranged on the tip side of the impeller 14 .
  • the retainer 18 is fixed together with the rotor 13 and the impeller 14 to the tip of the rotating shaft 15a by the second fixture B2.
  • the impeller 14 is rotated in the same direction as the rotating shaft 15a together with the rotor 13 and the presser 18 by the rotation of the rotating shaft 15a of the driving means 15, which will be described later.
  • the driving means 15 is means for rotating the rotor 13 and the impeller 14.
  • the driving means 15 of this embodiment includes a motor (not shown) and a rotating shaft 15a connected to the motor.
  • a mechanical seal 19 is provided on the outer periphery of the rotary shaft 15a to prevent the particle-containing liquid from flowing out.
  • the stator 16 is a member that cooperates with the rotor 13 and the impeller 14 to create a flow of the particle-containing liquid.
  • the stator 16 of this embodiment is a disk-shaped member having an opening in the center for receiving the impeller 14 .
  • the stator 16 has a flange portion 16a that protrudes outward, and the flange portion 16a is attached to an intermediate body 17, which will be described later, and fixed by a third fixture B3.
  • An annular ridge portion 16 b facing the rotor 13 is provided on the surface of the stator 16 on the side of the rotor 13 .
  • a gap S is ensured.
  • the dimension of the gap S can be 100 ⁇ m or less, preferably 70 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less.
  • the surface of the stator 16 that forms the gap S may be provided with uneven grooves.
  • the particles in the particle-containing liquid can be finely dispersed or pulverized.
  • the concave-convex grooves can be provided in a direction parallel to the passing direction of the particle-containing liquid, or can be provided in a direction intersecting with this direction.
  • the intermediate body 17 is a member arranged between the casing 11 and the stator 16.
  • the intermediate body 17 of this embodiment includes a cylindrical portion 17a provided at a position covering the outside of the stator 16, the rotor 13 and the impeller 14, and a cylindrical portion 17a protruding inward from one end of the cylindrical portion 17a. It has an inward projecting portion 17b and an outward projecting portion 17c projecting outward from the other end of the cylindrical portion 17a.
  • the flange portion 16a of the stator 16 is attached to the inward projecting portion 17b of the intermediate body 17, and both are fixed by the third fixture B3.
  • the bottom flange 11d of the casing 11 is attached to the outward projecting portion 17c of the intermediate body 17, and both are fixed by the fourth fixture B4.
  • a shim spacer (spacer) (not shown) can be inserted between the flange portion 16a of the stator 16 and the inward projecting portion 17b of the intermediate body 17. By inserting a shim in this portion, the gap S between the rotor 13 and the ridge portion 16b can be adjusted.
  • the tubular portion 17a of the intermediate body 17 is provided with a plurality of openings 17d spaced apart in the circumferential direction.
  • the opening 17d is provided at a position where the gap S between the rotor 13 and the stator 16 can be visually recognized from the outside.
  • a gap S of an appropriate size between the rotor 13 and the stator 16 is formed from the opening 17d.
  • the number and size of the openings 17d can be set arbitrarily.
  • the opening 17d may have a width (for example, about 20 mm long ⁇ 20 mm wide) or more that can be checked with a skimming gauge. Since the opening 17d also serves as a path for the particle-containing liquid, the wider the opening, the better. In either case, it is preferable to provide the gap S between the rotor 13 and the stator 16 at a position where the gap can be visually recognized.
  • the opening 17d may be provided as required.
  • the particle-containing liquid in the particle-containing liquid tank 20 flows into the dispersion-grinding apparatus 10 through the first flow path 31, and during the circulation operation, the particle-containing liquid that has passed through the dispersion-grinding apparatus 10 is It passes through the second flow path 32, the three-way valve 30, and the third flow path 33 in this order, returns to the particle-containing liquid tank 20, and when discharged, passes through the second flow path 32, the three-way valve 30, and enters the fourth flow. It is arranged to be discharged into a passage 34.
  • the particle-containing liquid that flows out from the outflow part 11c passes through the second flow path 32 and the three-way valve 30, and then passes through the third flow path 33. After that, the particles are returned to the particle-containing liquid tank 20 (stirring tank 21) again, and the treatment in the dispersion/grinding apparatus 10 is repeated a predetermined number of times to disperse or grind particles of a desired size.
  • the particle-containing liquid is forcibly passed through the gap S at high speed and high pressure by the pump action of the diagonal flow impeller.
  • the particle-containing liquid can be dispersed or ground.
  • the dispersion pulverizer 10 of the present invention for example, when the gap S is 30 ⁇ m and the peripheral speed of the rotor 13 is 30 m/sec, a shear rate of about 1 million/s equivalent to a high-pressure homogenizer can be obtained, and high-speed rotation can be obtained. can be expected to minimize heat generation due to
  • the dispersing pulverizer of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications such as additions, omissions, and replacements can be made without changing the gist of the invention.
  • dispersive crusher 10 is installed in a circulation processing system
  • dispersive crusher 10 of the present invention can also be installed in a pass-type processing system.
  • dispersing crusher 10 In the above-described embodiment, the case where the dispersing crusher 10 is used horizontally is taken as an example, but the dispersing crusher 10 of the present invention can also be used vertically.
  • the dispersing and pulverizing apparatus 10 of the present invention can be used for dispersing or pulverizing various particle-containing liquids used for battery materials, cosmetics, foods, electronic parts, paints, and the like.

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Abstract

本発明の解決課題は、従来のメディアレス分散粉砕装置よりも粒子を微細に分散又は粉砕できるようにすることにある。本発明の分散粉砕装置１０は、間隙Ｓを通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕する装置であって、ケーシング１１、回転子１３、固定子１６、羽根車１４及び駆動手段１５を備えている。固定子１６と回転子１３の間には間隙Ｓが設けられている。駆動手段１５によって回転子１３及び羽根車１４が回転すると、羽根車１４の回転力によってケーシング１１の流入部１１ａから流入した粒子含有液が間隙Ｓを通過し、当該間隙Ｓを通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子が分散又は粉砕されるように構成されている。

Description

分散粉砕装置
　本発明は、粒子を含む液体（以下「粒子含有液」という）中の粒子を分散又は粉砕する装置（以下「分散粉砕装置」という）に関し、より詳しくはビーズなどのメディアを用いないメディアレスの分散粉砕装置に関する。
　従来、粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕するメディアレスの分散粉砕装置として、本件出願人が本件に先立って出願を行った分散粉砕装置（特許文献１）が知られている。この分散粉砕装置は、粒子含有液がケーシングと回転子の間に形成された間隙を通過する際に生じるせん断力によって当該粒子含有液中の粒子が分散又は粉砕されるように構成されている。
　前記分散粉砕装置によれば、メディアを用いる場合のようなコンタミネーションが生じることもなく、ミクロン単位で粒子を分散又は粉砕することができる。
特許第６７９９８６５号公報
　ところで、粒子含有液中の粒子を微細に分散又は粉砕するためにはシェアレート（せん断速度）を上げる必要がある。前記特許文献１の分散粉砕装置では、ロータ（回転体）を高速回転させることによってシェアレートを上げることができるが、ロータを高速回転させると粒子含有液が発熱し、その熱によって材料劣化を引き起こすおそれがある。また、ロータを高速回転させるためには大きなエネルギーが必要となる。このため、ロータを高速回転させるとしても限界があり、メディアを用いる分散粉砕装置のようなサイズまで粒子を微細化するのが難しかった。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、従来のメディアレス分散粉砕装置に比べて小さなエネルギーでシェアレートを上げることができ、従来のメディアレス分散粉砕装置よりも粒子を微細に分散又は粉砕することができる分散粉砕装置を提供することにある。
　本発明の分散粉砕装置は、間隙を通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕する装置であって、粒子含有液が流入する流入部と当該粒子含有液が流出する流出部を備えたケーシングと、ケーシング内に配置された回転子、固定子及び羽根車（羽を備えた回転体）と、回転子及び羽根車を回転させる駆動手段を備えている。固定子と回転子の間には間隙が設けられ、駆動手段によって回転子及び羽根車が回転すると、羽根車の回転力によって流入部から流入した粒子含有液が間隙を通過し、当該間隙を通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子が分散又は粉砕されるようにしてある。
　本発明の分散粉砕装置は、ケーシング内に設けられた羽根車の作用によって、従来のメディアレス分散粉砕装置に比べて小さなエネルギーでシェアレートを上げることができ、従来のメディアレス分散粉砕装置よりも粒子含有液中の粒子を微細に分散又は粉砕することができる。
本発明の分散粉砕装置を実装した循環式の処理システムの概要説明図。 本発明の分散粉砕装置の内部構造を示す断面図。 本発明の分散粉砕装置の内部構造を示す断面図。
　（実施形態）
　本発明の分散粉砕装置１０の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。この実施形態の分散粉砕装置１０は、図１に示すような処理システムに実装されて使用されるものである。処理システムには、循環式の処理システムとパス式の処理システムがあるが、ここでは、分散粉砕装置１０を循環式の処理システムに実装する場合を一例として説明する。
　一例として図１に示す処理システムは、処理対象である粒子含有液（スラリー）を貯留する粒子含有液タンク２０と、粒子含有液タンク２０から供給される粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕する分散粉砕装置１０と、分散粉砕装置１０を通過した粒子含有液の流路を切り替える三方バルブ３０を備えている。
　粒子含有液タンク２０と分散粉砕装置１０は第一流路３１で、分散粉砕装置１０と三方バルブ３０は第二流路３２で、三方バルブ３０と粒子含有液タンク２０は第三流路３３で接続されている。第一流路３１には、第一流路３１を開閉するためのバルブ３５が設けられている。バルブ３５には、既存の自動バルブなどを用いることができる。
　前記粒子含有液タンク２０は処理対象である粒子含有液を貯留するための容器である。この実施形態では、粒子含有液タンク２０として、撹拌槽２１と撹拌槽２１の外周に装備されたジャケット２２を備えたジャケットタンクを用いている。粒子含有液タンク２０には、これ以外のものを用いることもできる。
　前記撹拌槽２１は粒子含有液を貯留して撹拌するための容器である。この実施形態の撹拌槽２１は上面開口の有底円筒状であり、底面には撹拌槽２１内の粒子含有液を外部に排出する撹拌槽排出口２１ａが設けられている。撹拌槽２１の上面開口部は、蓋２４で開閉できるようにしてある。
　前記撹拌槽２１の内部には撹拌槽２１内の粒子含有液を撹拌する羽根付きの撹拌棒２３が設けられている。撹拌棒２３は、撹拌槽２１の上面開口部を開閉する蓋２４上に載置された撹拌モータＭで回転するようにしてある。蓋２４には、第三流路３３の出口側が接続される帰還口２４ａが設けられ、第三流路３３を通過した粒子含有液が帰還口２４ａから撹拌槽２１内に帰還するようにしてある。
　前記ジャケット２２は、撹拌槽２１内の粒子含有液を冷却するための冷却水を循環するものである。ジャケット２２の底面側には冷却水をジャケット２２内に導入するための冷却水導入口２２ａが、側面には冷却水をジャケット２２外に排出するための冷却水排出口２２ｂが設けられている。図示は省略しているが、冷却水導入口２２ａと冷却水排出口２２ｂには、冷却水導入路及び冷却水排出路を備えたチラー（冷却水循環装置）が設けられ、当該チラーから供給される冷却水がジャケット２２内を循環するようにしてある。
　前記分散粉砕装置１０は、粒子含有液が間隙Ｓ（図２）を通過する際のせん断力によって当該粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕する装置である。なお、「分散」とは粉体ができるだけ単一粒子となって流体や他の成分中へ均一又は構造を形成しながら分布することをいい、「粉砕」とは物質を砕いて粉体を造るための操作のことをいう。
　図２に示すように、この実施形態の分散粉砕装置１０は、ケーシング１１と、ハウジング１２と、回転子１３と、羽根車１４と、駆動手段１５と、固定子１６と、中間体１７を備えている。
　前記ケーシング１１は、粒子含有液タンク２０内の粒子含有液が取り込まれる筐体である。ケーシング１１内に取り込まれた粒子含有液中の粒子は、当該ケーシング１１内で分散又は粉砕される。この実施形態のケーシング１１は、粒子含有液が流入する管状の流入部１１ａと、回転子１３や羽根車１４などが収容される中空円錐状（ラッパ状）の収容部１１ｂと、粒子含有液が流出する管状の流出部１１ｃを備えている。図３に示すように、流出部１１ｃはケーシング１１の接線方向に設けられている。
　ケーシング１１の流入部１１ａ、収容部１１ｂ及び流出部１１ｃは内部で連通しており、流入部１１ａから流入した粒子含有液が収容部１１ｂを通過して流出部１１ｃからケーシング１１外に流出されるように構成されている。ケーシング１１の裾側（ケーシング１１のうち流入部１１ａと反対側の端部）には、外向きに張り出した裾側フランジ１１ｄが設けられている。
　前記ハウジング１２は駆動手段１５が収容される筐体である。この実施形態のハウジング１２は、駆動手段１５が収容される胴体部１２ａと、胴体部１２ａの端部から外向きに張り出した円盤状の鍔部１２ｂを備えている。鍔部１２ｂには後述する中間体１７の外向き突設部１７ｃが宛がわれ、両者が第一固定具Ｂ１で固定されている。
　前記回転子１３はハウジング１２の鍔部１２ｂよりも小径の円盤状部材である。回転子１３は、駆動手段１５の回転軸１５ａの先端側に設けられている。回転子１３の前面側（流入部１１ａ側）の面には羽根車１４として斜流羽根車（斜流ポンプ）が設けられている。斜流羽根車とは、吐出される流れが主軸の中心線を軸とする円錐面内にある羽根車をいう。
　斜流羽根車は流量が多く、圧力を立てられるため、粒子含有液が高速かつ高圧で強制的に間隙Ｓを通過することになる。斜流羽根車によって流量を上げることでパスが早まり、発熱を抑制することができる。また、斜流羽根車によって流量を上げることで循環パス回数が増加し、製品が均質化されやすくなるという効果がある。
　羽根車１４の先端側には回転子１３及び羽根車１４を押さえる押さえ具１８が配置されている。押さえ具１８は回転子１３及び羽根車１４と共に回転軸１５ａの先端に第二固定具Ｂ２で固定されている。羽根車１４は、後述する駆動手段１５の回転軸１５ａの回転によって、回転子１３及び押さえ具１８と共に回転軸１５ａの回転方向と同方向に回転するようにしてある。
　前記駆動手段１５は回転子１３及び羽根車１４を回転させるための手段である。この実施形態の駆動手段１５は図示しないモータと当該モータに連結された回転軸１５ａを備えている。回転軸１５ａの外周には、粒子含有液の流出を防止するメカニカルシール１９が設けられている。
　前記固定子１６は、回転子１３及び羽根車１４と協働して粒子含有液の流れを作り出す部材である。この実施形態の固定子１６は、中心部に羽根車１４が収まる開口を備えた円盤状部材である。固定子１６は外向きに張り出すフランジ部１６ａを備え、当該フランジ部１６ａが後述する中間体１７に宛がわれて第三固定具Ｂ３で固定されている。
　固定子１６の回転子１３側の面には、当該回転子１３と対向する環状の突条部１６ｂが設けられ、当該突条部１６ｂと回転子１３の間に粒子含有液が通過する極小の間隙Ｓが確保されている。間隙Ｓの寸法は１００μｍ以下、好ましくは７０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下とすることができる。
　図示は省略しているが、間隙Ｓを構成する固定子１６の表面（回転子１３と対向する面）には凹凸状の溝を設けることもできる。固定子１６の表面に溝を設けることで、粒子含有液中の粒子をより微細に分散又は粉砕することができる。凹凸状の溝は、粒子含有液の通過方向と平行になる向きに設けることも、これと交差する向きに設けることもできる。
　前記中間体１７はケーシング１１と固定子１６との間に配置される部材である。この実施形態の中間体１７は、固定子１６、回転子１３及び羽根車１４の外側を覆う位置に設けられた筒状部１７ａと、筒状部１７ａの一端側に内向きに突設された内向き突設部１７ｂと、筒状部１７ａの他端側に外向きに張り出した外向き突設部１７ｃを備えている。
　中間体１７の内向き突設部１７ｂには固定子１６のフランジ部１６ａが宛がわれ、両者が第三固定具Ｂ３で固定されている。中間体１７の外向き突設部１７ｃにはケーシング１１の裾側フランジ１１ｄが宛がわれ、両者が第四固定具Ｂ４で固定されている。
　この実施形態では、固定子１６のフランジ部１６ａと中間体１７の内向き突設部１７ｂの間に、図示しないシム（スペーサ）を入れられるようにしてある。この部分にシムを入れることによって、回転子１３と突条部１６ｂの間の間隙Ｓを調整することができる。
　前記中間体１７の筒状部１７ａには、円周方向に間隔をあけて複数の開口１７ｄが設けられている。開口１７ｄは回転子１３と固定子１６の間の間隙Ｓを外部から視認できる位置に設けられている。固定子１６のフランジ部１６ａと中間体１７の内向き突設部１７ｂの間にシムを入れた後、当該開口１７ｄから回転子１３と固定子１６の間の適切な広さの間隙Ｓが形成されているか否かを確認することができる。
　開口１７ｄの数や大きさは任意に設定することができる。開口１７ｄはスキミゲージで確認できる幅（たとえば、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ程度）以上であればよい。開口１７ｄは粒子含有液の通り道も兼ねているため広いほど好ましい。いずれの場合も、回転子１３と固定子１６の間の間隙Ｓを視認できる位置に設けるのが好ましい。なお、開口１７ｄは必要に応じて設ければよい。
　この実施形態の処理システムでは、粒子含有液タンク２０内の粒子含有液が第一流路３１を介して分散粉砕装置１０内に流入し、循環動作時には、分散粉砕装置１０を通過した粒子含有液が第二流路３２－三方バルブ３０－第三流路３３の順に通過して、粒子含有液タンク２０内に帰還し、排出時には、第二流路３２－三方バルブ３０を通過して第四流路３４に排出されるようにしてある。
　（動作）
　次に、この実施形態の処理システムにおける分散粉砕装置１０の動作について説明する。駆動手段１５のモータによって回転軸１５ａを回転させ、回転軸１５ａに連結された回転子１３及び羽根車１４が回転すると、ケーシング１１の流入部１１ａから粒子含有液が流入する。流入した粒子含有液は収容部１１ｂに移動して羽根車１４によって作り出された流路に沿って極小の間隙Ｓを通過し、当該間隙Ｓを通過する際に生じるせん断力によって粒子含有液中の粒子が分散又は粉砕される。間隙Ｓを通過した粒子含有液は、流出部１１ｃから外部へ流出する。
　この実施形態の分散粉砕装置１０は循環式の処理システムに実装されているため、流出部１１ｃから流出した粒子含有液は第二流路３２及び三方バルブ３０を通過したのち、第三流路３３を通って再び粒子含有液タンク２０（撹拌槽２１）へ戻され、以後、分散粉砕装置１０内での処理が所定回数繰り返されて、所望サイズの粒子に分散又は粉砕される。
　この実施形態の分散粉砕装置１０では、単に間隙Ｓを狭くしただけではなく、斜流羽根車のポンプ作用によって粒子含有液が高速かつ高圧で強制的に間隙Ｓを通過するようにしてあるため、メディアレスでありながら、メディアを用いた分散粉砕装置１０と同等以上のシェアレートを得ることが期待でき、粒子含有液中の粒子を、メディアを用いた分散粉砕装置１０と同等のサイズ（ナノオーダー）に分散又は粉砕することができる。
　本発明の分散粉砕装置１０では、たとえば、間隙Ｓを３０μｍ、回転子１３の周速を３０ｍ／ｓｅｃとした場合、高圧ホモジナイザー相当のシェアレート１００万／ｓ程度が得られることに加え、高速回転による発熱を最小限に抑えることが期待できる。
　（その他の実施形態）
　本発明の分散粉砕装置は前記実施形態に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で、構成の追加や省略、入替え等の変更をすることができる。
　前記実施形態では、分散粉砕装置１０を循環式の処理システムに実装する場合を一例としているが、本発明の分散粉砕装置１０はパス式の処理システムに実装することもできる。
　前記実施形態では、羽根車１４として斜流羽根車を用いる場合を一例としているが、羽根車１４には、斜流羽根車以外の羽根車、たとえば、軸方向に粒子含有液を送り出す軸流羽根車（軸流ポンプ）を用いることもできる。
　前記実施形態では、分散粉砕装置１０を横向きにして使用する場合を一例としているが、本発明の分散粉砕装置１０は縦向きにして使用することもできる。
　本発明の分散粉砕装置１０は、電池材料や化粧品、食品、電子部品、塗料などに用いられる各種粒子含有液の分散又は粉砕に用いることができる。
　１０　　分散粉砕装置
　１１　　ケーシング
　１１ａ　流入部
　１１ｂ　収容部
　１１ｃ　流出部
　１１ｄ　裾側フランジ
　１２　　ハウジング
　１２ａ　胴体部
　１２ｂ　鍔部
　１３　　回転子
　１４　　羽根車
　１５　　駆動手段
　１５ａ　回転軸
　１６　　固定子
　１６ａ　フランジ部
　１６ｂ　突条部
　１７　　中間体
　１７ａ　筒状部
　１７ｂ　内向き突設部
　１７ｃ　外向き突設部
　１７ｄ　開口
　１８　　押さえ具
　１９　　メカニカルシール
　２０　　粒子含有液タンク
　２１　　撹拌槽
　２１ａ　撹拌槽排出口
　２２　　ジャケット
　２２ａ　冷却水導入口
　２２ｂ　冷却水排出口
　２３　　撹拌棒
　２４　　蓋
　２４ａ　帰還口
　３０　　三方バルブ
　３１　　第一流路
　３２　　第二流路
　３３　　第三流路
　３４　　第四流路
　３５　　バルブ
　Ｂ１　　第一固定具
　Ｂ２　　第二固定具
　Ｂ３　　第三固定具
　Ｂ４　　第四固定具
　Ｍ　　　撹拌モータ
　Ｓ　　　間隙
 

Claims (4)

  1. 　間隙を通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子を分散又は粉砕する分散粉砕装置において、
    　前記粒子含有液が流入する流入部と当該粒子含有液が流出する流出部を備えたケーシングと、
    　前記ケーシング内に配置された回転子、固定子及び羽根車と、
    　前記回転子及び羽根車を回転させる駆動手段を備え、
    　前記固定子と回転子の間に前記間隙が設けられ、
    　前記駆動手段によって回転子及び羽根車が回転すると、当該羽根車の回転力によって前記流入部から流入した粒子含有液が前記間隙を通過し、当該間隙を通過する際のせん断力によって粒子含有液中の粒子が分散又は粉砕される、
    　ことを特徴とする分散粉砕装置。
  2. 　請求項１記載の分散粉砕装置において、
    　羽根車が斜流羽根車である、
    　ことを特徴とする分散粉砕装置。
  3. 　請求項１又は請求項２記載の分散粉砕装置において、
    　回転子及び固定子の外側に中間体が設けられ、
    　前記中間体は、前記回転子及び固定子の間の間隙を外部から視認可能な開口を備えた、
    　ことを特徴とする分散粉砕装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分散粉砕装置において、
    　流出部がケーシングの接線方向に設けられた、
    　ことを特徴とする分散粉砕装置。
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