JPH0248027A - 半径方向吐出型の攪拌機と、少なくとも１つのバッフルとを備えた攪拌槽ならびに該攪拌槽を用いて液体を混合する方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半径方向に送出する攪拌機と、少なくとも１つ
の調整可能なバッフルとを備えた、直径りを有する攪拌
釜であって、前記撹拌機が最大Ｄ／２の距離をおいて攪
拌釜底部から離れて設けられている形式のものに関する
。本発明はさらに、このような形式の攪拌釜を用いて液
体を混合する方法に関する。

〔従来の技術〕

反応器、殊に大型反応器において液体を均一に混合する
ことにａｔ組は多い。艮好な混合効果が得られなけれは
ならないたけで々く、同時に気泡が発生してもならない
。液体、例えは１合バッチは渦流を形成してはならず、
殊にガスを吸い込んではならない。付鳥物は回避８れな
けれはならない。それというのも、付着物はしはしは生
成物を損傷しかつ不均一にするからである。よく知られ
ているように、密度の異なる２撫以上の敵状成分からな
る液体において均一な混合を得ることは特に難しい。

これら全ての要件につき、慣用の攪拌釜は不満足な結果
をもたらす。

すなわち、常用タイプの攪拌機、例えは円板攪拌機〔ラ
ッシュトンタービン（Ｒｕ５ｂｔｏｎ−Ｔｕｒｂｉｎｅ
　）　）を使用する場合、確かに水平方向では良好な混
合が得られるが、軸方向では榛めて悪い混合しか得られ
ない。渦流の形成は、付加的にバッフルを組み込むこと
によシ回避するのが最も簡単である。常用の徊成では、
攪拌釜（直径Ｄ）及びラッシュトンタービンが使用され
、約Ｄ／１００幅の４つのバッフルが撹拌缶壁に沿って
収シ付けられる。この場合に不利力のは、これらのバッ
フルがｐｌ釡不能であって、従って攪拌に伴なうそれぞ
れの間組に適合させることができないことである。著し
く高い出力投入を必要ならしめるバッフルに、付着物の
形成が多くの場合１赳できない。

極めて良好な混合結果は、公知技術水準によれはファラ
ドランステム（Ｐｆａｕｄｌｅｒ−８ｙｓｔｅｍ　）〔
ファウドラ社（Ｐｆａｕｄｌｅｒ−Ｗｅｒｋｅ　）　　
のパンツレット、Ｄ　−６８３０Ｓｃｈｗｅｔｚｉｎｇ
ｅｎ　、　　１９７８年参照〕を用いて得られる。攪拌
機としては通常、ファクドラによるインペラ撹拌機が使
用される。撹拌機直径ｄと攪拌羽根の高さｂとの間には
関係式（１／１０＝ｂが成シ立っ。端部が結合されてい
てよい通常＠６つのフィンが（Ｍｉｘｉｎｇ　ｉｎ　ｔ
ｈｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　　、出版
社Ｐｅｒ、ｇａｍｏｎ　Ｐｒｅｓｓ　、　　１．５ｂｅ
ｒｂａｃｅｋ著、Ｔａｕｓｋ　、　１９６５年、第２８
１ｊｊ）を備えた、回転可能に支承されたバッフルはた
いてい攪拌機のすぐ上に位置しでいる。攪拌釜の下部範
囲における混合は満足しうるものであるか、特に大型で
縦長の撹拌釜の場合には撹拌出力をがなシ上昇嘔せなけ
れは、軸方向の混合に関する間組を生じ、このことにや
はシ望ましくない渦流形成を招く。

低沸点の発泡剤を添加してステロール１合体を＆！逸す
る方法か西ドイツ国特詐出願公開第？１２０２１５９号
明細書に基づいて公知であるが、この方法では、撹拌の
間にできるだけ渦流を有しない表面を得ることに重点が
置かれている。とシわけ次のような攪拌システムを使用
することが提案されている。すなわち、この攪拌システ
ムは攪拌釜と、軸方向に配置された攪拌機、特にインペ
ラ攪拌機と、この攪拌機の近傍に配置されている、ファ
クドラ構造によるフィンがバッフルとから成っている。

このような撹拌システムは特に充填面尚嘔が釜直径よｐ
も大きくない場合に使用することができる。充填面高さ
がそれより大きいような攪拌釜にかいては間順が起こる
。実施例からは、渦流なく作業しない場合に生成物品質
が著しく悪化することか紹められる。

〔発明が解決しようとする蛛鵬〕

それゆえ、本発明の１Ｅ組は以下の特性ヲ１している攪
拌システムを開発することである。

１、　密度の異なる液体の迅速な軸方向の混合が可能で
ある。

２、　撹拌時に気泡が発生しない。

６、　攪拌時に渦流は全く形成されないか又は極めて僅
かにしか形成されない。

４．　攪拌時にガスが吸い込まれない。

５、充填面高感ＨＬが大（ＨＬ／　Ｄ　＞　１　）であ
っても信頼性よく作業が行なわれる。

〔課組を解決するための手段〕

この練和を解決するために本発明の構成では、半径方向
に送出する撹拌機と、少なくとも１つの調整可能なバッ
フルとを備えた撹拌釜において次のように構成した。

半径方向に送出する攪拌機、特にインペラ攪拌機が最大
距離Ｄ／２をおいて攪拌釜底部から離れて設けられてい
る。

一単数又は複数のバッフルが攪拌釜の上半部に位置して
いる。

一削配バツフルが主翼無型の形状、すなわちアルキメデ
スのスパイラルの形又は円弧の一部分の形に曲げられた
形状を１している。

−Ｎ＋Ｊ　ｋバッフルが距離Ｒ１（７’ＣたしＤ／８＜
Ｒ。

くＤ／６とする〕會おいて壁から離れて設けられている
。

一前記バツフルが高さｈ８を治しておシ、この場合高さ
ｂＢＫ関しては特に次の関係式が適用されている。

０．２＜ｈ８／Ｉ）＜０．４ 一前記バッフルの流れ擦過横断面が好ましくは方形であ
る。

本発明の対象はさらに、請求項６に記載したように、上
記撹拌＆ｆ用いて液体を混合する方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれは、以下の利点が得られる：１、　全液体
量が均一に混合嘔れる。

２、　軸方向の循環が大きくなる。

６、　バッフルの形状は極めて少ない出力費求を保証す
る。

４、　液体は渦流なく攪拌される。

５、　バッフルに高さにおいても角度においても、攪拌
すべき液体に対して調整することができひいては攪拌時
の多棟多様の間組に適合８せることかできる。

６、　下部に駆動装置を備え半径方向に送出する攪拌機
を使用すると、極めて短かい攪拌軸で十分となる。

〔実施例〕

本発明によシ使用逼れる撹拌釜は、通常鉛直の軸線と円
筒の形状とを有する定置の攪拌釜１である。この攪拌釜
の高さＨと直径りとのｍ」の割合はたいてい１よシも大
であシ、特に１．５〜２．５である。この攪拌釜１Ｆ１
通常、バスケット形、球形又は皿形（Ｋｌｉ；ｐｐｅｒ
　）の底部を有している。皿形の底部が有利である。攪
拌釜の全容ａｔはＸ歎でない。

本発明による攪拌釜は底部近傍に単段の撹拌機３を装備
しているのか普通である。すなわち攪拌釜に多段の撹拌
機又は複数の撹拌機を装備することは、他の形式の撹拌
釜では困難が生じｆｃ場合にしはしは行なわれるか、本
発明による攪拌釜では心安でない。攪拌機３の形状はイ
ンペラ攪拌機の形状に一致している。攪拌機の直径ｄは
０．５Ｄ〜０．７Ｄであシ、羽根高さは０．２ｄである
。水平線に対する角度は通常、攪拌釜の底部形状に適合
されている。

攪拌釜１は回転可能に配置された少なくとも１つのバッ
フル２を有しておシ；バッフルは２つであると有利であ
る。これらのバッフルは、反応器中に存在する液体の上
１／３にまで浸漬しかつその回転点と缶壁との間の距離
が０．１Ｄ〜０．２Ｄとなるように取り付けられている
と有利である。迎え角α１ｌｔＯ〜６０°であると有利
である（第１図及び第２図参照）。

バッフル２の横断（２）は回転方向４で見て主無挑型に
類似して＆シ、その中心線はアルキメデスのスパイラル
の一部分として検地されていると有利である。このこと
は製作技術上の理由からしはしは円弧によって代えられ
る。この円の半径は約０．１５　Ｄ〜０．３Ｄである。

最も簡単な場合、バッフル２は横断面か前記中心軸に一
致している薄板の形状を有することができる。バッフル
２の尚δは通常０．２Ｄ〜０．５　Ｄである。

本発明による攪拌釜１は、密度が異カシ互いに混和不能
である２棟の興なる液体からなる分散液が維持きれなけ
ればならない場合に使用すると特に有利である。

この種の間組は例えば発泡ポリスチロールの製造時に起
こる。ステロール重合体及び未反応の単菫体ステロール
を含有する水性懸濁液には発泡剤、例えはペンタンが添
加される。西ドイツ国特許出動公開第３２０２１５９号
明細書から紹められるように、発１１１８１１ポリスチ
ロールの生成物特性は攪拌過程によって著しく１臀を受
ける。良好な軸方向の混合はこの場合に特に有利である
ことが認められる。

別の使用分野は懸１ａ　Ｑ　ＰＶＣの基台に関するもの
である。この場合、特定の事情によシ１合の間、反応バ
ッチの表向に気泡が形成てれる。還流冷却器を備えた反
応器では、この気泡が冷却器の下側部分にも沈積する。

その結果、閉塞、材料損傷及び冷却器の故障が発生する
。１合のこの臨界相において本発明による攪拌系を使用
すると、気泡の形成を完全に回避することができる。

次の実験は微粒の発泡性スチロール１合体を製造する、
西ドイツ国特許出願公開第３２０２１５９号明細畳に記
載の方法に対するものである。

比較例Ａ 西ドイツ国特許出動公開第３２０２１５９号明細書の例
８は、上ＫＣ西ドイツ国特許出願公開明細書の第１図に
示嘔れた、ＤＡＴ撹拌系を備えた攪拌釜を使用すると渦
流を有しすに攪拌して、良好な生成物特性を得ることが
できることを示している。しかしながらこの場合、使用
される攪拌機は２つの互いに無関係に栴成された攪拌機
を備えている。このことは比較的費用がかかる。

比較例Ｂ 西ドイツ！Ａ特許出願公開第３２０２１５９号明細誓の
例１１は、上記明細書の第１図に示嘔れた、ファウドラ
攪拌糸’ｉｆｍｖｆｔ８えた攪拌機を使用すると低い充
填面高６において不満足な品質の生成物が得られること
を示している。

比較例Ｃ 西ドイツ国特許出動公開第３２０２１５９号明細書の例
１は、上記明細書の第２図に示された、７アウドラ攪拌
系を備えた撹拌釜を使用すると９０％の充填面高さにお
いて同様に不満足な品質の生成物が得られることを示し
ている。

例１ 西ドイツ国特許出動公開第３２０２１５９号明細書の例
１！／ｃ記載の、ファウドラ撹拌系を備えた撹拌釜の代
わ９に本発明による攪拌釜を使用する。この場合、完全
に成体中に次債するインペラ撹拌＠全使用する。さらに
、円弧状の主Ｘｋａ！！ｋｋする２つのバッフルを使用
する。次の寸法を測定した： Ｖ＝４０１ ｎ＝３５０關 ｄ＝２５０朋 ｎ＝１２υＭＩＤ−１ Ｒ１＝５０前 α＝２０゜ ９０％の充填面深さ及びそれに応じて高い攪拌回転数の
場合でも、攪拌の間に渦流は形成されなかった。生成物
品質は例１のものに相当する（西ドイツ国特許出動公開
第３２０２１５９号明細書、第１４頁表１参照）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による攪拌釜の１実施例を示す側面図、
第２図は第１図の上から見た平面図である。 １・・・攪拌釜、２・・・バッフル、３・・・攪拌機、
４・・・回転方向、Ｄ・・・攪拌釜の直径、ｄ・・・撹
拌機の直径、Ｒ１・・・距離、Ｈ・・・攪拌釜の筒さ、
ｈ８バッフルの高さ、ＨＬ・・・充填面高さ、　ｂ・・
・攪拌羽根の高さ、α・・・迎え角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半径方向に送出する攪拌機（３）と、少なくとも１
   つの調整可能なバッフル（２）とを備えた、直径Ｄを有
   する攪拌釜（１）であつて、前記撹拌機（３）か最大Ｄ
   ／２の距離をおいて攪拌釜底部から離れて設けられてい
   る形式のものにおいて、前記バッフル（２）がイ）撹拌
   釜の上半部に位置していて、 ロ）撹拌釜壁から距離Ｒ＿１をおいて設けられており、
   その場合 Ｄ／８＜Ｒ＿１＜Ｄ／３ であるものとし、かつ ハ）高さｈ＿Ｓを有していて、 ニ）主翼翼型の形状、すなわちアルキメデスのスパイラ
   ルの形又は円弧の一部分の形に曲げられた形状を有して
   いる ことを特徴とする攪拌釜。 ２、攪拌機が下部に駆動装置を備えたインペラ攪拌機で
   ある、請求項１記載の撹拌釜。 ３、バッフル（２）の数が１〜４である、請求項１又は
   ２記載の撹拌釜。 ４、バッフル（２）の高さｈ＿Ｓに関して次の関係式： ０．２＜ｈ＿Ｓ／Ｄ＜０．４ が適用されている、請求項１から４までのいずれか１項
   記載の撹拌釜。 ５、バッフル（２）の、回転方向（４）で見た流れ擦過
   横断面が方形である、請求項１から５までのいずれか１
   項記載の撹拌釜。 ６、請求項１から５までのいずれか１項記載の撹拌釜を
   用いて液体を混合する方法において、充填面高さＨ＿Ｌ
   と直径Ｄとの間の割合が１よりも大であることを特徴と
   する、液体を混合する方法。