JPH0230281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多軸ねじポンプにより蒸発器または
反応器から粘度の高い媒体を放出させるための装
置に関する。

フラツシユ蒸発器および螺線管または蛇管蒸発
器が粘度の高い溶液の濃縮のため高粘度技術およ
びポリマー技術において用いられている。ある特
定の経済的方法において、即ち実質的な濃縮の場
合は、この形式の蒸発器は、その出口において非
常に大量の蒸気から流動性が非常に小さなあるい
はほとんど流動性を持たない濃縮物を制御された
状態で充分な信頼性を以て分離するという問題を
有する。

同様な問題が蒸発およびガス抜き装置において
生じるが、これにおいては溶液は多数の自由落下
状態の線条、フイルムまたは糸に形成され、真空
室内の大きな表面により濃縮状態にされる。この
ようなガス抜き装置の比較的大きな断面積は、従
来技術においては、濃度の高い溶融物が重力の作
用下で凝集して歯車ポンプに向けて中心部で流れ
るサンプ（sump）をその下端部に必要とする。
感応性の高い物質はこのような匍匐状態における
熱的な損傷、長い滞留時間を有する層状のサンプ
流、高い温度における広い滞留時間分布を免がれ
ず、またこれら物質は退色を生じ部分的に分解を
生じ、その結果製品が使いものにならなくなる。

同じ方向に回転しかつＶ字の形状（文献［１］、
［２］、［３］）において開被される２対のねじを含
む装置は、４本軸型等速駆動装置により高価につ
きかつ吸収力が制限されるという短所を有する
が、これはこの物質が軸の８の字運動においてそ
の周囲に案内されて、このためねじピツチの部分
的な充填部分により頂部で再び流出するためであ
る。更に、等速回転装置は製品に対して大きな剪
断効果を及ぼすものである。

別の装置（文献［４］）においては、ポリマー
溶液に対するフラツシユ室が設けられ、放出部材
として反対方向に回転する輪郭を有する二重ロー
ラと、この２つのローラの連続部分として反対方
向に回転して噛合う二重ねじとが設けられてい
る。制約される吸収巾に加えて、噛合わない二重
ローラの自己清掃作用のないことが更に不利であ
る。

文献［５］は、発泡性の粘度の高い溶液のフラ
ツシユ蒸発のためのＶ字形装置における４つの斜
歯歯車から形成される分離ポンプについて記載す
る。４つの全ての歯車は相互に反対方向に噛合
い、下方の歯車は確実に噛合つて自己清掃作用を
有し、上方の歯車は製品を受取るため意図的な広
い間隙を有する。本装置は、開口した蒸気室では
なく上方の歯車の領域において閉鎖する２つの製
品入口を有し、また下方の濃縮物出口を有する。
回転方向および歯の形状は、材料が前記入口と出
口間で２つの歯車の周囲においてそれぞれＳ字形
状に運動するように考案されている。この装置は
自由落下状態の線条等を生じる蒸発器形式として
開発されたものではなく、フラツシユ分留のため
にのみ設計されている。本装置の問題点は上方歯
車に自己清掃作用を欠き、狭い歯の巾による異常
なＳ字形の輸送現象によつて生じる小さな伝達
量、および従つて必要な高い剪断速度を欠くこと
である。

本発明の目的は、多軸ねじポンプに基づいた適
当な作用力を供給し、作用的に信頼性が高く、製
品を保護し、かつ経済的に有利な分離兼放出装置
を高い粘度のポリマー技術の前述の全ての形式の
蒸発器のため提供することにある。

この目的は本発明により達成されるが、これに
おいてねじポンプは相互に係合して対毎に反対方
向に回転する少なくとも４本の軸を含み、その下
流側には圧力形成区域として二軸型ねじポンプが
結合されており、２本の中心のねじ軸は圧力形成
区域のねじ軸に同軸で合体している。

一実施態様においては、ねじ軸はＶ字形の分離
タンクを形成する。別の実施態様においては、こ
の軸は全て同一面内に位置している。

分離ポンプは４本のねじ軸を有し、その２本の
外側のねじ軸は２本の中心ねじ軸に対して対称的
に位置されている。

別の開発例は、分離区域の部分において、２本
の中心ねじ軸の直径およびその間隙はこれら軸が
係合しないように充分に大きく選定され、外側の
軸のみがこの中心部軸と係合し、圧力形成区域に
おいては中心軸は比較的大きな直径を有して係合
する反対方向に回転するねじとして連続してい
る。

分離ポンプの駆動部は、いずれか一方のねじ軸
のみが駆動されるか、２本の中心軸が駆動される
か、あるいは全てのねじ軸が駆動されるように構
成することができる。

本発明により下記の長所が提供される。即ち、 １ 本放出装置は、確実に噛合う輸送作用要素に
より自己清掃作用を有する。

２ 本発明による放出作用形態は、濃縮物のため
の大きな吸収力（吸収容量）を必要とする。濃
縮物は軸の下方に遠ざかるように連続的に輸送
され、新たな吸収の用意のある空の空間が上方
に形成される。

３ 本放出装置は、最初に述べた全ての形式の蒸
発器と容易に組合せることができる。

４ 剪断力が小さく製品を保護する放出作用が生
じる。このことは、製品が放出される間不要な
機械的応力を受けないことを意味する。

５ 蒸発器から生じる濃縮物の流れがいくつかの
部分的な流れに分けられ、頂部の外側に回転す
る軸によつて分解される。密閉された気泡が解
放されるため更に良好なガス抜きおよび蒸発が
生じる。

６ ねじの均一な反対方向の回転運動の故に高価
な駆動技術は不要となる。最も簡単な場合にお
いては、１本の駆動軸で充分である。

７ 本装置は、非常に大きな「吸収」作用力供給
分離室をこれと接合する大きな圧力形成部分と
組合せるものである。

このように、この斬新な放出装置は、高粘度技
術における異なる処理段間の重要な遷移点におけ
る問題の解決における重要な構造的要素である。

本発明の実施態様については、図面に関して以
下に更に詳細に記述することにする。

第１図においては、下方の２本のねじ軸２，３
の軸心が同じ高さにありかつ上方の２本のねじ軸
１，４が同じ高さにあるように、４本のねじ軸
１，２，３，４がＶ字形の分離タンク５の底部領
域に配置される。１本のねじ軸の回転方向は常に
隣接する軸の回転方向と反対である。図面は、ね
じ１と２およびねじ３と４が相互に係合しねじ２
と３の間に間隙があることを示している。このこ
とは、これらの２本のねじ軸が係合しないことを
意味する。蒸発器の出口６から出てくる粘度の高
い濃縮物７はねじ軸１乃至４により掬上げられ、
軸心方向に送られる。同時に解放される蒸気（照
合番号８で示される）は上方に逃げることができ
る。

第２図は放出装置の平らな形態を示す。同図に
おいては、４本の全てのねじ軸が同一面内に存在
し、最大巾を有する自己清掃兼作用力伝達面を形
成する。この実施例は平滑に流動する複数本の濃
縮物の線条、自由落下フイルム、または糸が蒸発
器の出口において生成される時に使用することが
できる。このような場合とは、例えば多重フラツ
シユ蒸発器の出口部または「沸騰型」残渣ガス抜
き装置において妥当する。新しい放出装置によれ
ば、このような装置はこれまでは閉鎖されていた
粘度範囲内で運転することもできる。

ねじ軸のＶ字形の配置に基づく本分離装置につ
いては、第３図（断面図）および第４図（平面
図）に関して再び詳細に記述することにする。ね
じ軸１乃至４から構成されるＶ字形の分離タンク
にある適正な広い範囲内でその開口角度において
変更することができる。即ち、例えば、開口角度
90゜が、ある高粘度で発泡性、凝集性を有しかつ
蒸発器の出口から部分的に不規則的に流出する線
条の完全なグリツパ状の取入れ口に対して有効で
あることが判つた。この製品の線条はまた側方に
も漏洩し、ついでこれは上方のねじ軸１と４の領
域に流過し、ここで再び制御された方法で掬上げ
られて引込まれる。蒸発器の管６の開口部は、製
品の要件に従つて分離タンク５の上方で高さを変
更することができる。分離タンク５の下部におけ
るハウジング９はねじ軸１乃至４の幾何学的配置
と対応する片側が規則的な八角形を形成する。ハ
ウジング９のケーシンゲ１０を加熱することもで
きる。分離壁面５の上部１１は円錐状である。

第４図からは、下方のねじ軸２および３は相互
に係合せず、グリツパ状の引込む姿勢に対してあ
る間隙を以て、あるいは接線方向に配置されるこ
とが判る。これらの軸は２本の上部のねじ軸１と
４によつて清掃される。更に、下方の２本のねじ
軸２と３は軸心方向に延長されている。このた
め、４本の軸の引込み形状は分離区域（第３図）
の領域内にのみ存在する。放出兼圧力形成区域に
おいては、下方の２本のねじ軸２および３が心部
の直径に対する外径の比が更に大きな反対方向に
回転する係合ねじ２ａ，３ａとして連続される。
従つて、二重軸のねじポンプ２ａ，３ａが圧力形
成区域として分離領域（第３図）内の４本のねじ
軸ポンプの下流側で結合され、この分離区域の２
本の中心ねじは圧力形成区域内のねじと同軸で合
体する。このような方法で、非常に有効な分離が
達成でき、また単一の装置を用いて高い圧力が同
時に出口部１２においても形成することができ
る。２本の上部のねじ１と４が圧力形成区域にお
いて省かれるため、ハウジング寸法が小さくな
る。従つて、分離ハウジング５（または、それぞ
れ１１および９）と、圧力形成ハウジング１３
（第４図参照）の間を区別することができる。放
出装置のための動力源として、モータを下部のね
じ軸２および３の一方もしくは両方に対して結合
する。外側から直接駆動されないねじ軸もまた、
製品室内の反対方向に回転する噛合い関係を介し
て駆動される。簡単な４つの反対方向に回転する
駆動部もまた、全てのねじ軸の個々の駆動のため
ほとんど経費を掛けることなく実施可能である。

操作については以下の如く説明することができ
る。処理量が比較的小さな場合には、濃縮物の高
い粘度の線条７が下方の２本のねじ軸２および３
によつて完全に掬上げられる。比較的大きな処理
量の場合には、ほとんどの量が中心部において引
上げられるが、上方のねじ軸１および４に達する
比較的少量はその回転方向に従つて外側に運ば
れ、ねじ軸と壁面５の間の取入れポケツト内に引
込まれる。このように、処理量が大きな場合に
は、ねじ軸１−２および３−４の２組の噛合う対
が３つの部分的な流れに濃縮物の流れを分割し、
その結果粘度の高い発泡物質からの蒸気の解放を
容易にし、濃縮物の線条が分けられて平担な状態
に広げられる。

非常に不規則な脈動する蒸発（噴霧）の場合に
は、ねじ軸１乃至４の上方の分離室の壁面は、こ
れらが濃縮物の薄い膜１４で覆われるように僅か
に冷却してもよい。この濃縮物の膜は、分離タン
クの加熱部分９において同時に蒸発するように冷
却温度よりも余分に高く調整される。

結論として、この新しい放出装置は高粘度技術
において２つの連続する工程の結合の故に生じる
諸問題の解決に広く適合し得ることが指摘されよ
う。

文献 〔1〕 ドイツ公告公報第1964949号（1969年12月24
日） 〔2〕 ドイツ公告公報第1964946号（1969年12月24
日） 〔3〕 H.ヘルマン（H.Herrmann）：処理技術にお
けるらせん状装置（Schneckenmaschinen in
der Verfahrenstechnik）、スプリンガー
（Springer）発行（1972年）、154〜157頁 〔4〕 米国特許第3395746号明細書（1965年12月13
日） 〔5〕 米国特許第3280886号明細書（1965年８月24
日）

【図面の簡単な説明】

第１図はＶ字形に配置されたねじ軸を含む放出
装置を示す図、第２図はねじ軸が同一面内に配置
される放出装置を示す図、第３図はねじ軸のＶ字
形配置を有する放出装置を示す詳細図、および第
４図は第３図による放出装置を示す平面図であ
る。 １〜４…ねじ軸、５…分離タンク、６…出口
部、７…濃縮物、８…蒸気、９…ハウジング、１
０…ケーシング、１１，１２…出口部、１３…圧
力形成ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多重軸型ねじポンプを含む蒸発器または反応
   器から粘度の高い媒体を放出する装置において、
   螺線ポンプが少なくとも４本の軸１，２，３，４
   を含み、該軸は対をなして異なる方向に回転しか
   つ相互に係合し、その下流側において圧力形成区
   域としての二重軸の螺線ポンプが結合され、中心
   部の２本の前記ねじ軸２，３が前記圧力形成区域
   のねじ軸２ａ，３ａに同軸で合体することを特徴
   とする装置。 ２ 前記ねじ軸１乃至４がＶ字形の分離タンクを
   形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ３ 全ての前記ねじ軸１乃至４が同一面内に存在
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ４ 前記分離ポンプが４本のねじ軸１乃至４から
   なり、外側の２本の前記ねじ軸１，４が２本の中
   心部の前記ねじ軸２，３に対して対称的に配置さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれかに記載の装置。 ５ 唯１本のねじ軸２または３が駆動されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれかに記載の装置。 ６ 前記の２本の中心部のねじ軸２，３が駆動さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第４項のいずれかに記載の装置。 ７ 分離区域の領域においては前記の２本の中心
   部のねじ軸２および３の直径並びにそれらの間隔
   がこれら２本のねじが係合しないように、また外
   側のねじ軸１および４のみが中心部のねじと係合
   するように充分に大きく選定され、圧力形成区域
   の領域においては前記中心部のねじが比較的大き
   な直径を有する反対方向に係合回転するねじ２
   ａ，３ａと接続されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の装
   置。