JPH09239254A - 分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベッセル内筒の磨耗を均一にして穴が開くのを
防止でき、また分散液に対して耐磨耗性が高い材質を選
定できると共に肉厚を大きくすることができ、これによ
ってベッセル内筒の寿命を長くすることが可能な分散装
置を提供する。 【解決手段】ベッセル内筒５１の内側に回転するアジテ
ーターシャフト２２が配置され、前記ベッセル内筒５１
と前記アジテーターシャフト２２との間に供給された磁
性分散液を分散する分散装置１において、前記ベッセル
内筒５１を遠心鋳造で成形した。これによって、前記ベ
ッセル内筒５１の真円度を高くすることができると共に
強度が安定し、磨耗が均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散装置に関し、
さらに詳しくは、アジテーターシャフトの外周面ならび
に固定容器の内周面に撹拌ピン等を有して、この固定容
器とアジテーターシャフトとの空間に供給された被分散
液に剪断力を加えて分散するもので、特に磁性分散液の
撹拌に適用して好適な分散装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種工業分野において例えば
液体の分散や液体と粉体の分散・混練等の工程を必要す
るものがある。その一つに、磁性分散液がある。この磁
性分散液を分散する分散蔵置は、例えば多数の攪拌ピン
が植設されたアジテーターシャフト（ロータ）が適宜固
定された固定容器（ベッセル内筒）の中心部に回転自在
に配置され、この固定容器の外周側に外側ケーシングで
あるベッセルジャケットが配置されている。そして、ア
ジテーターシャフトの外側ならびに固定容器の内側には
撹拌ピンが向き合うように配置されており、この空間に
例えばガラスビーズや鋼球などとともに被分散液が供給
されて適宜分散されるものである。また、固定容器の外
側には該固定容器と間隔をあけて外側ケーシングが配置
されており、この外側ケーシングと固定容器との隙間に
は、例えば冷却水等を通して温度調節可能な構造となっ
ている。

【０００３】そして、この温調構造は、例えば、アジテ
ーターシャフトの軸方向に沿って延びた仕切板で多数の
小室に分割されていると共に、この小室の外側と外側ケ
ーシングとの間には、該外側ケーシングの全周にわたる
一つの空間である最外周空間が形成されている。これら
の小室ならびに最外周空間は適宜形成された連通孔で全
て連続している。そして、所定の小室に例えば冷却水が
供給され、この冷却水が次の小室に順次流れていき、最
後の小室から外側ケーシングとベッセルジャケットとの
間の最外周空間に排出され、さらにこの最外周空間から
ベッセルジャケットの外側に排出される構造となってい
る。このような従来の磁性分散液の分散装置において
は、アジテーターシャフトと固定容器との間に磁性分散
液が供給され、この磁性分散液が回転するアジテーター
シャフトの攪拌ピンと固定容器の撹拌ピンとで攪拌され
ることにより剪断力が加えられて分散される。このとき
に発生した熱が、固定容器の外周を流れる冷却水で冷却
され、適宜温度に調整される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁性分散液など
を分散する分散装置においては、固定容器（ベッセル内
筒）は、金属板材を湾曲させて端部を溶接することによ
って円筒状に形成されている。したがって、固定容器の
真円度を高くすることが困難であることから、固定容器
はその内方に部分的に突出する部分が発生してしまう。
この結果、固定容器の内面の摩耗に偏りが発生し、内側
に突出した部分が極端に磨耗してしまい、場合によって
はここに孔が開いてしまうことがあった。また、特に溶
接部の強度は他の部分に比べて不安定であり、この溶接
部の磨耗が極端に進んで孔が開いてしまい、被分散液に
冷却水が混入する等のトラブルが発生し易かった。

【０００５】ここで、磨耗が進行しても長時間使用でき
るようにするために金属板材の肉厚を大きくすることも
考えられるが、上述のように固定容器を金属板材の曲げ
加工で形成しているので、肉厚をある程度以上大きくす
ることは、加工性の低下ならびに加工精度の低下を伴う
ことから極めて困難である。更に、曲げ加工に使用する
材料は市販品から選定しなければならないので、使用で
きる材質にも制限があり、特に、対象とする磁性分散液
のように耐磨耗性が高い素材を分散させる場合には、適
当なものが選定できないのが現状であった。そのため
に、従来のものは、磨耗が早く進んで寿命が極端に短
く、メンテナンスのサイクルが非常に短い欠点を抱えて
いた。このため、被分散液の製造コストが高くなってい
た。

【０００６】本発明の目的は上記課題を解消することに
あり、固定容器の磨耗を均一にして局部的な穴が開くの
を防止でき、また被分散液に対して耐磨耗性が高い材質
を選定できると共に肉厚を大きくすることができ、これ
によって固定容器の寿命を長くすることが可能な分散装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、固
定容器の内側に該固定容器とは一定の間隔をあけて撹拌
用のアジテーターシャフトが回転自在に配置され、前記
固定容器と前記アジテーターシャフトとの空間に供給さ
れた被分散液を、前記アジテーターシャフトの回転によ
って分散する分散装置において、前記固定容器が遠心鋳
造によって成形されたものから構成されたことを特徴と
する分散装置によって達成することができる。この分散
装置は、例えば磁性分散液等の被分散液に接触する固定
容器（ベッセル内筒）を遠心鋳造で成形するので、真円
度を高くすることができる。また、溶接部がないので強
度が安定する。更に、分散しようとする被分散液に対応
して任意の材料を選択することができると共に、肉厚を
大きくすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る分散装置の実
施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図
１は、磁性分散液を分散する分散装置を示す正面図、図
２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図であ
る。

【０００９】図１に示すように、この磁性分散液の分散
装置１は、ベース１１と、ベース１１上に固定された分
散部１２と、分散部１２の側方に配置された駆動部１３
と、分散部１２の下側に配置された分散液供給ポンプ１
４とを備えている。分散部１２は磁性分散液を分散する
ものであり、ベース１１に固定された支持部２１と、こ
の支持部２１に回転自在に取り付けられた撹拌用のアジ
テーターシャフト２２（ロータ）と、アジテーターシャ
フト２２の外周側に配置された円筒状のベッセル２３と
を備えている。このベッセル２３はベッセル内筒５１と
ベッセルジャケット５２との二重構造となっている。一
方、アジテーターシャフト２２の外周面には、磁性分散
液を撹拌するため多数の撹拌ピン２４が植設され、ベッ
セル内筒５１の内周面にも多数の撹拌ピン８０が植設さ
れている。また、ベッセル２３には、後述のように磁性
分散液の温度を調整するため温調構造（図３参照）が設
けられている。

【００１０】アジテーターシャフト２２とベッセル内筒
５１との間の分散室２５の両端部には、それぞれ分散液
入り口２６と分散液出口２７が設けられている。図２に
も示すように、分散液入り口２６は配管２８及びバルブ
２９を介して分散液供給ポンプ１４の排出口３０に接続
されている。図３に示すように、アジテーターシャフト
２２は内筒８１とその外周側に同心に配置された外筒８
２とを備え、外筒８２には上述の撹拌ピン２４が植設さ
れている。内筒８１の先端部には、複数の貫通孔８３が
設けられている。また、内筒８１の内部の内側冷却室８
４には、根元側の端部に位置させて冷却水導入口８５が
設けられ、ここから内側冷却室８４内に温調液体である
冷却水が供給される。また、内筒８１と外筒８２の間の
外側冷却室８６の端部には、冷却水導入口８５を内包す
る冷却水排出口８７が設けられている。

【００１１】アジテーターシャフト２２の外側のベッセ
ル２３は、分散室２５内の磁性分散液の温度調整ができ
るように構成されたもので、上述のようにベッセル内筒
５１と、ベッセルジャケット５２とを備えている。ベッ
セル内筒５１には、上述の撹拌ピン８０が適宜な固定手
段で取り付けられている。このベッセル内筒５１は、真
円度を高くすると共に耐磨耗性を上げるため、分散しよ
うとする磁性分散液に対して耐磨耗性が高い材質を用い
て遠心鋳造で成形されている。すなわち、ベッセル内筒
５１の加工は、鋳型を回転しながら溶湯を注ぎ込み、そ
の遠心力を利用して鋳物を加圧し、さらに鋳物内外の遠
心力の差によって不純物を分離させ、特に外周寄りの部
分に良質の部分を得ることができる。本発明において
は、鋳型には砂型あるいは金型のいずれを用いてもよ
い。ここでは、ベッセル内筒５１の素材を遠心鋳造で成
形し、この素材の内外周面及び端面を機械加工すること
によって、真円度などの加工精度を高くすると共に、内
外周面付近にある不純物を削り落として組成を均一にす
ることができる。

【００１２】なお、ベッセル内筒５１とベッセルジャケ
ット５２は同心円に配置され、図示しないが、その間の
隙間には冷却水を通過させるように区画された小室が設
けられていおり、このうち、適宜な位置の小室の外周壁
には冷却水入り口５５が設けられ、この冷却水入り口５
５が設けられ小室に対して最も遠い位置の小室には冷却
水出口５６が設けられている。

【００１３】図１に示すように、分散部１２のアジテー
ターシャフト２２と駆動部１３との連結部にはメカニカ
ルシール３２が介装され、分散室２５内の磁性分散液が
アジテーターシャフト２２を伝わって外部に漏れ出ない
ようになっている。駆動部１３は、支持部２１の上側に
配置されたモータ４１と、モータ４１の回転軸に連結さ
れた流体継手４２と、制御部４３とを備えている。流体
継手４２の出力軸（図示せず）にはプーリ４４が取り付
けられ、このプーリ４４にベルト４５の一端が巻回され
ている。ベルト４５の他端は、アジテーターシャフト２
２の端部に取り付けられたプーリ４６に巻回されてい
る。

【００１４】次に、この磁性分散液の分散装置１の作用
を説明する。この磁性分散液の分散装置１においては、
図１に示すように分散液供給ポンプ１４から排出された
磁性分散液が、分散部１２の分散液入り口２６から分散
室２５に供給される。分散室２５に供給された磁性分散
液は、モータ４１によって回転駆動されるアジテーター
シャフト２２の多数の撹拌ピン２４で撹拌される。

【００１５】このとき、磁性分散液にはベッセル内筒５
１に固定された撹拌ピン８０と、回転しているアジテー
ターシャフト２２の撹拌ピン２４によって剪断力が作用
して適宜分散される。分散された磁性分散液は、分散液
出口２７から排出されて、例えば塗布工程等の次工程に
送られる。磁性分散液の分散作用が行われる際には、図
３に示すようにアジテーターシャフト２２の冷却水導入
口８５から内側冷却室８４内に冷却水が供給される。こ
の冷却水は、内側冷却室８４の端部の貫通孔８３から外
側冷却室８６に流れ込み、外側冷却室８６内を軸方向に
流れて冷却水排出口８７から排出される。

【００１６】この冷却水によってアジテーターシャフト
２２の周囲にある磁性分散液が冷却される。冷却水によ
る冷却は、冷却水温度調節や流量によって調節すること
ができる。すなわち、温度調節は磁性分散液の特性によ
って適宜設定するものであり、通常、一定の温度の水の
流量を変える簡単な調節方法が採用される。アジテータ
ーシャフト２２の内部に冷却水が供給されると同時に、
ベッセル内筒５１側から冷却することも同時に行われ
る。すなわち、ベッセル２３の冷却水入り口５５からも
冷却水が供給される。この冷却水は、適宜区画された通
路（図示しない）を順次流れて冷却水出口５６から排出
される。

【００１７】このように、分散室２５内の磁性分散液は
アジテーターシャフト２２及びベッセル内筒５１によっ
て内外から冷却され、全体的に分散に適した温度に調整
される。これによって、分散処理による必要以上の温度
上昇が回避され、好適な分散処理が確実に行われ、極め
て良好に分散された磁性分散液が次工程に供給される。
上述のように、この磁性分散液の分散装置１は、ベッセ
ル内筒５１を遠心鋳造で成形したので、真円度を高くす
ることができる。これによって、ベッセル円筒５１の内
面に局部的な突出部がなくなると共に従来のように溶接
部分もなく強度が安定するので、内周面の磨耗も均一に
なり、従来のように局部的に磨耗が進行して孔が開くよ
うなことを防止できる。したがって、長時間の使用のと
もなう摩耗による冷却水が漏れるなどのトラブルを解消
することができる。

【００１８】また、ベッセル内筒５１の材質を任意に選
択することができるので、分散しようとする磁性分散液
に対して耐磨耗性が高い材質を自由に選択することがで
き、これによって、ベッセル内筒５１を最適な素材を用
いて製造でき、偏摩耗もなく寿命を長くすることができ
る。更に、ベッセル内筒５１の厚さを任意に設定するこ
とができるので、この厚さを大きくすることにより寿命
を更に延ばすことができる。更に、本発明においては、
アジテーターシャフト２２もベッセル内筒５１と同様に
遠心鋳造で成形することが好ましい。これにより、アジ
テータシャフト２２も高超力鋼による肉厚の均一なシャ
フトとすることができ、一段と寿命の長い分散装置を得
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性分散液に接触するベッセル内筒を遠心鋳造で成形す
るので、真円度を高くすることが容易であり、しかも素
材成分が均一で安定にできることから、耐摩耗性もベッ
セル内筒全体にわたって均一で強度も安定し、これによ
って、偏磨耗を回避することができるので、ベッセル内
筒に孔が開くようなことを防止することができる。ま
た、分散する液が例えば磁性分散液のごとく分散容器に
対して極めて高い耐摩耗性を要求する材料においても、
耐磨耗性の高い材質を選択することができると共に、真
円度を損なうことなく肉厚を厚くすることも自在である
ので、従来の比べて飛躍的にベッセル内筒の寿命を延ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁性分散液の分散装置を示す図で
ある。

【図２】図１のＡ矢視図である。

【図３】図１のＢーＢ断面図である。

【符号の説明】

１ 分散装置 １２ 分散部 １３ 駆動部 ２２ アジテーターシャフト ２３ ベッセル ２４ 撹拌ピン ２５ 分散室 ５１ ベッセル内筒 ５２ ベッセルジャケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定容器の内側に該固定容器とは一定の
   間隔をあけて撹拌用のアジテーターシャフトが回転自在
   に配置され、前記固定容器と前記アジテーターシャフト
   との空間に供給された被分散液を、前記アジテーターシ
   ャフトの回転によって分散する分散装置において、 前記固定容器が遠心鋳造によって成形されたものから構
   成されたことを特徴とする分散装置。