JPS605226A - 粉粒体の撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉粒体の混合攪拌、固−気反応、固−固反応
、固体分解反応、粉粒状重合体の製造などに使用される
攪拌装置に関する。

このような目的のための装置としては、一般に。

粉粒体相互の混合速度が大きいこと、気体あるいは液体
物質と粉粒体との接触が良好なこと、粉粒体の伝熱能力
（伝熱面積×伝熱係数）が大きいこと２発生するガスや
蒸気を粉粒体から分離する速度が大きいこと等の諸性能
が要求され、大量のガスを吹込んで粉粒体を流動化する
流動床式装置（以下単に流動床と呼ぶ。）が広く使用さ
れている。

しかし流動床は、大量のガスの吹込みあるいは循環を前
提としており、大容量の圧縮機及びその動力、ガスに同
伴する微粉の除去装置を必要とするばかりでなく、流動
化用の大量のガス吹込みを嫌う反応には適用できない。

この流動床に対して２機械的攪拌のみで、流動床と実質
的に同様の流動化状態を形成し、流動床と同様の特徴を
有する装置（以下単に攪拌流動層と呼ぶ。例えば、特開
昭５５−１５７６０５号及び同５７−７３０１ｊ号公報
、ラピッド・ドライヤー、Ｆ’０ＲＢＥＲＧ瞬１間混合
機）が知られている。攪拌流動層は、伝導型の熱交換用
部材をその層中に挿入する場合、熱交換用部材の形状及
び配置が流動に著しく影響を及ぼすので、熱交換用部材
と粉粒体との接触を好ましい状態にするために。

また、付着性や粘着性が大きい粉粒体などの場合に、熱
交換用部材の表面に付着する粉粒体を９強制的に掻き取
るために、熱交換用部材の形状及び配置の制約が太きい
。

攪拌流動層中に挿入する伝導型の熱交換用部材としては
、従来、Ｕ字状、Ｖ字状、スパイラル状などのループ状
に構成された細管が知られている（上記特開昭５７−７
３０１１号公報）が９本発明者らは検討の結果２回転軸
に円盤状部材をソロパン玉状に接続した形状のものが好
適であることを見い出した。このような、内部に熱交換
用媒体を流通する中空構造の円盤状の熱交換用部材は。

従来、乾燥などを目的とした粉粒体の攪拌装置において
、比較的低速度で回転させることが知られている（例え
ば２月島機械回転デスク溝型乾燥機。

土用機械ディスクドライヤ、ホソカワミクロントーラン
スディスク、奈良機械パドルドライヤー）。

しかしこれらの攪拌装置は、熱交換用の円盤状部材の外
周に備えたパドル状攪拌翼によって、粉粒体の流動を行
なっているが、いずれも投拌翼の巾が狭まく２例え回転
速度を高めても、攪拌流動層のような激しい粉粒体の流
動状態を得ることはできず、このため粉粒体の混合速度
及び熱交換の効率に大きな制限があり、さらに円盤状部
材表面へ粉粒体が付着し易い問題点がある。

一般に、上述のように熱交換用部材などへ粉粒体が付着
する場合、固定したスクレーパーを別に取り付けるとか
、二軸で回転する熱交換用部材を相互に近接させるとか
して、付着した粉粒体を強制的に掻き取ることが行なわ
れるけれども、前者のスクレーパーを別に取り付ける場
合には、スクレーパーが粉粒体の流動を阻害するので、
後者の二軸で回転する部材を近接させて、相互に掻き取
る構造がよい。

このように付着物を相互に掻き取る構造の攪拌装置は、
特に高粘性物質の反応器として用いられる。所謂セルフ
クリーニング型の反応装置（例えば、特公昭５０−２１
５１４号、特公昭４６−２０４６０号、特公昭４８−３
２１８５号、特開昭５０−３７８８８号、特公昭４７−
２４６７２号の各公報）が知られているが、これらの装
置はいずれも、高粘性物質へ強制的に剪断力を与えて表
面更新を促進することを狙いとして、各々装置的に工夫
をこらしているものの、粉粒体の反応器としては適して
いない。

本発明は上記問題点を一挙に解決した粉粒体の攪拌装置
を提供する。

本発明によれば、複数の回転軸が容器の側壁を貫通して
平行に設けられており、内部に加熱又は冷却媒体が流通
する円盤状部材がそれぞれの回転軸に交互に取シ付けら
れておシ、隣り合う円盤状部材はその一部が互に重なり
合った状態で配置されており２円盤状部材の外周に２両
側端部に突出片を有する平板状攪拌翼が、突出片を回転
軸方向に向け、かつ円盤状部材の重なり部において突出
片が互に隣り合う円盤状部材の側壁に近接するように取
り付けられており、容器の下部が攪拌翼の先端の軌跡に
沿った部分円筒で構成されており。

容器の上部が円弧状に形成されていることを特徴とする
粉粒体の攪拌装置が提供される。

本発明の攪拌装置は、つぎの特長を有している。

■　高速度で２軸の攪拌翼を１例えば第２図に示す方向
に回転させることにより、粉粒体は容器の回転軸と平行
な両側壁に清って」二昇し、容器中央部で激しく衝突・
合流して下降する流動パターンＣ以下強制循環流と呼ぶ
。）を呈する撹拌流動層を形成する。この攪拌流動層は
従来の流動床に匹敵する特徴を有し、特に、粉粒体と熱
交換用の円盤状部材との伝熱速度は大きく、また粉粒体
の混合攪拌も良好であるため２例えば２反応物質として
必要に応じて添加される液体の分散も迅速であり、粉粒
体の温度ムラも少なく、所謂局部過熱やデッドスペース
の発生も避けることができ、処理能力も大きく、また均
質な製品を得ることができる。

■　熱交換用部材を円盤状とし、攪拌翼と円盤状部材と
を互いに近接して回転させて１円盤状部材に付着する粉
粒体を掻き取る構造（所謂セルフクリーニング構造）で
あり、容器上部も部分円筒で構成されているため、必要
に応じてスクレーパーを装備できるので、伝熱面のほと
んどに亘り。

付着する粉粒体を強制的に掻き落とすことができる構造
である。このため付着力や粘性力の大きな粉粒体を処理
できる。

■　強制循環流の粉粒体の流動は非常に安定性に優れて
おシ、容器内の粉粒体のホールドアツプ及び粉粒体の物
性２例えば粒子径、湿潤度、粘性に対して、操作できる
範囲が広い。

つぎに本発明を、その一実施例を示す図面に基いて説明
する。

容器１には、必要に応じて、加熱又は冷却媒体を流通さ
せるジャケット２が取シ付けられている１２本の回転軸
３ａ＋３ｂが容器１の両側壁を貫通して平行に設けられ
ている。回転軸３ａ１　ろｂは軸受４で支持されている
。回転軸３ａ、３ｂの間隔は、後述する攪拌翼５ａ＋　
５ｂの先端の軌跡（回転円）が他方の回転軸３ａ、３ｂ
に近接することが好ましい。尚２回転軸はろ本以−ヒ設
けることもできるが、攪拌性能上大差はないので、実用
上は２軸で充分である。

回転軸３ａ、′！Ｉｂには、加熱又は冷却媒体が流通す
る円盤状部材６ａ、６ｂが交互に取り付けられている。

円盤状部材６ａ＋　６ｂは、それらの一部が互に重なシ
合った状態で配列されている。回転軸３ａ＋３ｂ及び円
盤状部材６ａ＋６ｂの内部は。

例えば、第４図に示すように、加熱又は冷却媒体が流通
する構造になっている。回転軸３ａ、３ｂの一端には、
加熱又は冷却媒体を回転軸３ａ。

３ｂ及び円盤状部材６ａ＋６ｂに給排出するためのロー
タリージヨイント１７が取り付けられている。

円盤状部材６ａ＋６ｂの大きさ及び個数は、加熱又は除
去すべき熱量を考慮して当業者が適宜決定することがで
きる。

円盤状部材６ａ１６ｂの最外周に２両側端部に突出片７
ａ＋７ｂを有する平板状攪拌翼５　ａ　’＋　５　ｂが
突出片７ａ＋７’ｂを回転軸３ａ＋３＋）に向けて取シ
付けられている。−また、突出片７ａ＋７ｂは。

互に隣り合う円盤状部材６ａ、６ｂの側壁に近接するよ
うに設けられている。即ち、突出片７ａは円盤状部材６
ｂの側壁に近接し、突出片７ｂは円盤状部材６ａの側壁
に近接して設けられる。平板状攪拌翼５ａ＋５ｂば１通
常２回転軸３ａ、乙すと平行に取り付けられるが、容器
１内で回転軸３ａ＋３ｂ方向への粉粒体の移動を促進す
る目的で、軸方向に傾斜させたり、平行羽根と傾斜羽根
とを組み合わせたシすることもできる。攪拌翼５ａ＋　
５ｂの枚数及び、攪拌翼５ａ、５ｂと円盤状部材６ａ、
６ｂの半径方向の相対的寸法は、攪拌翼５　ａ　＋　５
　ｂの突出片７ａ＋　７ｂによって掻き取る円盤状部材
・６１）＋６ａの表面積が最大に、また、双方の攪拌翼
５ａ＋５ｂ及び円盤状部材６ｂ。

６ａが回転によって接触の起こらないように、適宜決定
される。

容器１の下部は、攪拌翼５ａ、５ｂの先端の軌跡に沿っ
た部分円筒で構成さ益ている。部分円筒で構成されてい
る。部分円筒の限度は１／２円筒までである。容器１の
下部と攪拌翼５ａ＋５ｂの先端との間隙は小さいほど好
ましく、一般には１０謳以下である。

容器１の上部は円弧状に形成されている。特に回転軸３
ａ、３ｂの中心を通る水平線の容器壁間の距離を直径と
する部分円筒で、容器１の上部が構成されていることが
好ましい。

容器１の一側壁には堰８が設けられており、堰８と連接
して、粉粒体抜出ノズル９が設けられている。尚、粉粒
体抜出装置は図示されるものに限定されることなく、た
とえば、容器１の底部に。

ジャケット２を貫通する抜出ノズルを設けることもでき
る。

容器１の軸方向の長さは任意であるが９通常攪拌翼５ａ
、５’ｂの回転円の直径の１〜７倍、特に１．５〜５倍
が適当である。容器１は水平に設置することが好ましい
が、粉粒体の軸方向への移動を促進する目的においては
、水平より１０°を越えない傾斜で設置することも可能
である。

つぎに２本発明の攪拌装置の操作方法を、ホルムアルデ
ヒドの重合を一例にとって説明する。

ガス状ホルムアルデヒドおよび公知の重合触媒が、それ
ぞれ、ノズル１０および１１から容器１に供給される。

必要に応じ、共単量体が図示しないノズルから容器１に
供給される。

回転軸３ａ、３ｂは図示しない駆動装置によって等速度
で回転される。回転軸ろａ、′！Ｉｂの回転方向は任意
でよいが、攪拌の均一性の点から両軸を互に反対方向に
回転させることが好捷しく、第２図において２回転軸３
ａを時計方向に１回転軸３ｂを反時計方向に回転させる
ことが特に好ましい。回転軸３ａ、３ｂの回転速度は、
攪拌翼５ａ。

５ｂの先端速度として、１〜５ｍ／秒であることが好ま
し・）。

容器１内のホルムアルデヒド重合体の量は、充分な攪拌
効果が得られる限り任意の量でよいが。

攪拌翼５ａ＋５ｂが停止した状態で、攪拌翼５ａ。

５ｂの描く最高点付近の位置以下の量であることが好ま
しい。

容器１内では、ホルムアルデヒド重合体が攪拌翼５ａ、
５ｂによってかき上げられ１強制循環流が形成されてい
る。

重合反応熱は、ノズル１２がらジャケット２に供給され
、ノズル１３がら排出される冷却媒体。

およびノズル１４から回転軸ろａ＋３ｂを介して円盤状
部材６ａ、６ｂに供給され、ノズル１５から排出される
冷却媒体によって除去される。本発明においては１円盤
状部材６ａ＋６ｂ全体にボルムアルデヒド重合体が激し
く衝突し、さらに伝熱面自体が回転することにより、粉
体のすべりカが増加し、しかも伝熱面が一様に流動物と
接触する。

このため伝熱面へのホルムアルデヒド重合体の付着が少
なく、伝熱面の更新がよく、境界面を乱すことにより伝
熱係数を増大させることができ、有効な重合熱除去を行
なうことが可能である。

生成する重合体はノズル９がら抜き出される。

未反応ガスは、ノズル１６がら排出１れる。

以上２本発明の攪拌装置を重合反応機として使用する場
合について説明したが２本発明の攪拌装置は、これ以外
に、粉粒状固体物質の熱分解反応にも使用することがで
きる。この場合、粉粒状固体物質が攪拌流動層を形成し
ているために、熱分解反応で生成するガス状物質の移動
が容易であり。

これの移動が反応速度を律することを避けることができ
る。またこの装置は、単位容積当りの熱移動量（伝熱面
積×伝熱係数５が太きく、熱分解反応に必要な熱量の供
給も容易であり、さらに、攪拌混合も良好であるので、
装置の単位容積当りの反応量は高く、かつ装置内の反応
を均一化することができる。

さらに１本発明の攪拌装置は、穀物、農薬、セメント、
合成樹脂などと各種添加物質との混合。

微粉炭、結晶硫安１種々の合成樹脂などの乾燥。

オレ乙インの気相重合等に使用することができ。

この外に、２種以上の粉粒体を均一に混合するための混
合機、ガス状物質と粉粒状固体物質との反応あるいは異
種の粉粒状固体物質相互の反応、粉粒状固体物質の分解
反応、粉粒状重合体の製造の際の反応機として使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の攪拌装置の回転軸に平行な断面の概
略図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ断面に相当する概
略図であり、第６図は円盤状部材。 攪拌翼および回転軸の相別位置関係、ならびに攪拌翼の
形状の例を示す概略の部分平面図であり。 第４図は円盤状部材の構造の例を示す断面図である。 １・・・・容器、３ａ、３ｂ・・・・回転軸、５ａ。 ５ｂ・・・・攪拌翼＋　６ａ、６ｂ・・・・円盤状部材
。 ７ａ、７ｂ・・・・突出片。 特許出願人　宇部興産株式会社 第２図 左α

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の回転軸が容器の側壁を貫通して平行に設けられて
   おり、内部に加熱又は冷却媒体が流通する円盤状部材が
   それぞれの回転軸に交互に取り付けられており、隣り合
   う円盤状部材はその一部が互に重なり合った状態で配置
   されており２円盤状部材の外周に１両側端部に突出片を
   有する平板状攪拌翼が、突出片を回転軸方向に向け、か
   つ円盤状部材の重なり部において突出片が互に隣り合う
   円盤状部材の側壁に近接するように取り付けられており
   、容器の下部が攪拌翼の先端の軌跡に泪った部分円筒で
   構成されており２容器の上部が円弧状に形成されている
   ことを特徴とする粉粒体の攪拌装置。