JPH064127B2 - 噴射混合ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塩基性と酸性との液体を合わせるための、高圧
ガス及びこれらの液体のための管路を備えた噴射混合ノ
ズルに関する。

酸及び塩基から形成される噴射生成物を作るには問題の
液体を互いに混合し次にその混合物を噴射することは公
知である。この作業法では高度の希釈が必要であり、そ
れによって発熱を制御する乃至爆発的な反応を回避す
る。

この技術の水準の改良において、塩基性及び酸性の液体
の混合を噴射の直後に行わせる噴射混合ノズルが開発さ
れた。この場合は中和熱がそのとき、分散媒又は溶媒の
蒸発に必要なエネルギーの少なくとも一部を賄なう。こ
の噴射混合ノズルには中央の管路と２個の同心環状の管
路とがある。内側の管路の（複数）は液体用であり外側
の管路は高圧ガス用である（英国特許第1188582号） 公知の構造の噴射混合ノズルはかなりの利点をもたら
し、かつ成分を予め混合する場合の欠点を回避するが、
決定的な欠陥すなわち比較的小さい処理能力がある。ノ
ズルの大きさ及び空気通過量をなお実施可能の程度に増
大した場合全体で１５０乃至２００／ｈを超える処理
量では噴射の細かさも中和の程度も急速に低下すること
が判明した。多数のノズルの使用はしばしば場所の理由
から限界がある。さらに不利なのは、各ノズルごとに独
自の、定量ポンプ２基、管継手、弁、場合によっては流
量計からなる定量供給装置が必要であるので、多数のノ
ズルの設備費が嵩むこと及び装置の見通しが劣化するこ
とである。

本発明の課題は公知の欠点がなくとくに生成物の均等度
が高くて処理量が大きい噴射混合ノズルをもたらすこと
である。

この課題は塩基性及び酸性の液体を合わせるための、高
圧ガス及びこれらの液体のための管路を備えた噴射混合
ノズルが本発明によりノズル出口に対して中央の高圧ガ
ス管路１、塩基性乃至酸性の液体のための少なくとも２
個の同心環状の管路２，３及び外側同心環状の高圧ガス
管路４を特徴とすることによって解決される。

中央の高圧ガス管路と外側環状の高圧ガス管路との協力
の結果として両液体が強く互いに押しつけられ液体負荷
が大きい場合も徹底的な混合が達成されるようになる。
公知の噴射混合ノズルに比べて中和度も微細噴射も決定
的に改良される。

原則としては第三の液体たとえば第二の酸又は中性液体
のための別の同心環状の管路を設けて中央の高圧ガス管
路を囲んで液体用の三つの同心環状管路が存在している
ようにすることは可能である。三つの液体の噴射の場合
液体用環状管路の間に、噴射を強化するため、別の高圧
ガス管路を設けるのが有利なことがある。

内側中央の高圧ガス管路と外側同心環状の高圧ガス管路
の高圧ガス用流過横断面の比率は有利に１：３乃至１：
１０とすべきである。予定の噴射能力約１０００／ｈ
の場合中央高圧ガス管路の横断面が0.067cm²、外側環状
管路のものが0.4cm²であるときとくに有利な結果が達成
される。

中央の高圧ガス管路の出口は好都合にノズル出口の前方
へ数mm引き出されてほぼ液体の噴射点において終わるよ
うにしてある。これによって内側のガス送入の作用が強
化される。外側同心高圧ガス管路の直径が１８mmである
ノズルでは内側の中央高圧ガス管路は他のガス・及び液
体出口の平面から約６mm突出している。

本発明の別の有利な実施形式においては最外側環状の高
圧ガス管路の外壁が少なくとも開口の範囲においてノズ
ル出口の方へ向けて円錐状に先細りとなり、こうして高
圧ガスのための、中央統合点へ向けての案内を形成す
る。

噴射混合ノズルの運転のためには任意の加圧下のガスが
利用できる。空気のほかにたとえば窒素及び炭酸ガスま
たはアンモニア又は水蒸気も適している。

中央の高圧ガス管路のために外側同心環状の高圧ガス管
路用のものと同じガス圧に調整するのが好都合である。
望ましい相異なる流過横断面の結果としてそのとき内側
高圧ガス管の高圧ガス量は外側高圧ガス管路のものより
著しく少ない。

ガス圧が上昇するとある程度までは噴射の細かさ及び中
和の完全さも上昇する。運転上の理由から一般に４乃至
５気圧ゲージの範囲のガス圧が問題になるがそれより高
いガス圧も有利に使用できる。

噴射法を用いて液体の蒸発をしようとするとき中和熱で
は足りないなら高圧ガスの予熱を推奨する。

本発明による噴射混合ノズルはとくに有利に噴射塔内で
粉末状生成物製造のために又は噴射混合ドラム内でドラ
ムを通過する基層中に噴射生成物を取り入れるために使
用できる。

本発明を図面及び実施例によって例として詳細説明す
る。

この噴射混合ノズルは中央の高圧ガス管路１、塩基性及
び酸性液体のための２個の同心環状管路２及び３及び外
側同心環状の高圧ガス管路４があり二液体混合用であ
る。両液体は送入枝管５及び６を経て送入される。高圧
ガスは枝管７及び８を経て導入される。外側高圧ガス管
路４の外壁は円錐状に成形してあってガスは中央の統合
点へ向けて流れるようになっている。内側高圧ガス管路
１は管路２、３及び４より僅か突出している。

実施例１ 噴射混合生成物の品質と本発明による噴射混合ノズルの
能力との立証のため開放で１２０cmの距離で垂直下方に
噴射を行った。この距離と大形噴射装置における噴射ノ
ズルと基層との平均距離にほぼ等しい。

噴射流の下方・噴射混合ノズルから１２０cmの距離にお
いて地面に平行に板を通過させて噴射液が１秒の何分の
一だけあたるようにした。板には硬質の紙を１枚施こ
しておいた。紙上には帯状に液体がしるされたがその
縁では個々の小滴が極めてよく認識できた。

試験溶液としてはローダミンＢで赤く着色した、水１０
セルロースグリコラト・レラチン２５０ｇを溶かした
溶液が役立った。第二のメチレンブルーで着色した溶液
は水１０中にレラチン５０ｇを含んでいた。

まず図示の本発明による噴射混合ノズルを試験した。４
気圧ゲージの圧縮空気で赤色溶液500／ｈと青色溶液
１００／ｈの噴射の場合、紙上の小滴の均等な紫の
混合色が示したとおり全く申し分のない噴射混合が得ら
れた。３気圧ゲージでも結果はなお満足であった。

赤色溶液1000／ｈ、及び青色溶液200／ｈの場合４
気圧ゲージでは実地における要求を顧慮して結果は全く
使用可能であった。噴射は十分細かく大部分の小滴は紫
色であった。しかし内側及び外側高圧ガス導管の空気圧
５気圧ゲージでは結果は明らかによくなっていた。

英国特許第１１８８５８２号記載の噴射混合ノズルを用
いた比較は下記の結果をもたらした。赤色溶液１５０
／ｈ及び青色溶液３０／ｈの処理及び４気圧ゲージの
空気圧の使用の場合はなお満足な結果が得られた。観察
できた小滴は細かく圧倒的に紫の混合色を示した。赤色
溶液200／ｈ及び青色溶液４０／ｈの処理はすでに
結果が悪くなっていた。確かに赤色又は青色に着色した
小滴がいくつも確認できた。赤色溶液300／ｈ及び青
色溶液６０／ｈでは噴射は全く不満足であった。

実施例２ 閉じた空間において、それも二重円錐状噴射ドラムの一
方の端面から内部へ水平へ噴射した（西独特許第１１９
７０６４号に一致）。この噴射混合ドラムは長さ２４０
cm、最大直径１８０cmであった。他の端面には高性能の
吸出装置があった。

ドラムの大きな範囲にある充填開孔には末端が１種丸い
オールブレードに移行している棒のための案内があり、
ブレードの１側面には硬質の紙が貼ってあった。噴射
混合ドラムの中央に挿入した場合噴射混合ノズルからの
距離が約１２０cmであった。紙には実験に先立ってナ
フト・ルフタレインのアルコール溶液を指示薬として含
浸させ乾燥させた。それで生じる色で、衝突する小滴が
アルカリ性か酸性か中性が、従ってまたどの程度よく混
合が行われたか認識できた。噴射には50゜Cのアルキルベ
ンゾールスルホン酸が第一の液体としてまた水酸化ナト
リウム溶液が第二の液体として役立った。まず棒を、
紙側が噴射混合ノズルとは反対に向くように、挿入し
た。次に棒をできるだけ速やかに３６０°回して回転中
に紙が極めて短時間噴射流にさらされるようにした。
引き続いて棒をただちに引き出し噴射を終了した。

図示の噴射混合ノズルを用いる場合内側及び外側高圧ガ
ス管路の空気圧４気圧ゲージではアルキルベンゾールス
ルホン酸５００／ｈと水酸化ナトリウム溶液１００
／ｈを細かく噴射できた。中和は申し分なかった。アル
キルベンゾールスルホン酸１０００／ｈと水酸化ナト
リウム溶液２００／ｈではここでもまた４気圧ゲージ
での結果はなお全く使用可能であった。紙の着色に基
づいて極めて僅かな極めて細かい酸小滴があったにすぎ
ないことが認識できた。両高圧導管の空気圧を５気圧ゲ
ージに上げると結果を改善することができた。そのとき
中和は実質上完全であり滴の細かさは満足であった。英
国特許第1188582号記載の噴射混合ノズルを用いるとア
ルキルベンゾールスルホン酸１５０／ｈと水酸化ナト
リウム溶液３０／ｈの処理量及び空気圧４気圧ゲージ
では良好な結果を示した。噴射は細かく中和は満足であ
った。酸200／ｈとアルカリ液40／ｈとでは噴射品
質が著しく低下した。酸300／ｈとアルカリ液６０
／ｈとでは中和も噴射も全く不満足であった。多数の大
きな酸小滴が紙上に存在していた。

本発明による噴射混合ノズルによる中和噴射混合は酸１
０００／ｈとその中和に必要な量の塩基との処理量ま
で申し分なく実施できた。従って実地において処理量に
関して課せられる要求は満たされている。

実施例 高さ10.5ｍの円筒型噴射塔内において図示の噴射混合ノ
ズルを用いて内側環状管路２を経て50％水酸化ナトリウ
ム溶液３５２kg／ｈをまた環状管路３を通して濃アルキ
ルベンゾールスルホン酸（ＡＳ３−酸）３５０kgと濃硫
酸１５０kgとの混合物を毎時噴射した。高圧ガスとして
空気を用いた。その圧は両高圧ガス管路１及び４におい
てそれぞれ4.5気圧ゲージに調製した。

噴射塔には２００゜Cの熱風を向流において流過させた。

結果として白色軽量微粒子粉末の形のアルキルベンゾー
ルスルホン酸ナトリウム６４％と硫酸ナトリウム３６％
との混合物が生じた。この混合物は噴射混合法による洗
剤製造用の中間製品として適している。

実施例４ この実施例は単段円錐形・回転噴射混合ドラム（西独特
許出願公開第２００６５０３号第３図に一致）内におい
て混合過程と組み合わせての本発明による噴射混合ノズ
ルの応用を記述する。噴射室の大きい方の直径が1.9m、
その長さ2.3mであった。噴射混合ドラムの回転速度は４
７回／分であった。混合されたものは毎時3.07tと6.03t
との量の洗剤原料１，２の２種（表参照）であった。

在来の二物質ノズルからアルキルアリールポリグリコー
ルエーテル２５０kg／ｈを噴射した。そのほか図示の噴
射混合ノズルによってアルキルベンゾールスルホン酸
（ＡＳ３−酸）２９９kg／ｈ及び５０％水酸化ナトリウ
ム溶液67.5kg／ｈを噴射した。

噴射室に続く仕上げ混合室においてさらに連続的に珪酸
マグネシウム３００kg／ｈを混入した。生成物の全体組
成は下記の表から判明する。

かさ比重３４０ｇ／の流動し易い、きれいに顆粒化し
た製品が得られた。

以上説明したように、本発明によれば、大きな処理能力
で高い均等度の生成物を簡単かつ安価な装置で生成する
ことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による噴射混合ノズルの縦断面を示す。 １…中央の高圧ガス管路、２，３…液体用同心環状管
路、４…外側同心環状高圧ガス管路、５，６…液体用送
入枝管、７，８…高圧ガス用送入枝管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塩基性及び酸性の液体を合わせるための、
   高圧ガス及びこれらの液体のための管路を備えた噴射混
   合ノズルにおいて、ノズル出口に対して中央の高圧ガス
   管路（１）、塩基性乃至酸性の液体のための少なくとも
   ２個の同心の環状管（２，３）及び外側同心環状の高圧
   ガス管路（４）を特徴とする噴射混合ノズル。
2. 【請求項２】中央の高圧ガス管路（１）と外側同心環状
   の高圧ガス管路（４）との流過横断面の比率が１対３乃
   至１０であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の噴射混合ノズル。
3. 【請求項３】同心環状の管路（２，３及び４）に比べて
   前方へ突出している中央の高圧ガス管路（１）の出口を
   特徴とする特許請求の範囲第１又は第２項記載の噴射混
   合ノズル。
4. 【請求項４】外側同心環状の高圧ガス管路（４）の外壁
   の少なくとも開口範囲の円錐状に先細りの形状を特徴と
   する特許請求の範囲第１，２又は第３項記載の噴射混合
   ノズル。