(57)【要約】【課題】エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置の提供。【解決手段】ナノメータ原料合成前駆物質及びゾルゲル法助剤を定量配合比方式で制御し、快速攪拌器に輸送して高速混合し、並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、設定された平衡ｐＨ値を達成した後、高圧定量ポンプで二重管加熱区に輸送し、熱媒体に外管を流通させ及び熱回収予熱交換循環の加熱方式により、予熱、高温加熱及び降温過程を経て、さらに自動減圧弁による大気圧力への圧力降下を行ない、その後、空気冷却管を流してファンで常温に冷却し、最後に快速攪拌器に輸送し並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、ろ過して良好な結晶化ナノメータ原料製品を得て、自動化生産とエネルギー資源回収、高い安全性の機能を達成し、装置コストと体積重量を減らした。【選択図】　　　　図１
0003098378.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、該エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置は、コントローラと、複数の定量ポンプ、第１の快速攪拌器、第１のモニタ、高圧定量ポンプ、二重管加熱区、自動減圧弁、空気冷却管、ファン、第２の快速攪拌器、第２のモニタ、微量ポンプ、ろ過手段を具え、該複数の定量ポンプが該コントローラに制御されてナノメータ原料合成前駆物質及びゲル法助剤を定量配合比方式で第１の快速攪拌器に輸送し、該第１の快速攪拌器が該定量ポンプから輸送されたナノメータ原料合成前駆物質及びゲル法助剤を混合し、該モニタが混合物のｐＨ値を検出して検出値を該コントローラに送り、該コントローラがモニタの検出したｐＨ値により微量ポンプを制御して混合物のｐＨ値を設定ｐＨ値に調整し、設定ｐＨ値に達した混合物を高圧定量ポンプが第１の快速攪拌器より二重管加熱区に輸送し、外管に熱媒体を流通させる加熱方式により、予熱、高温加熱及び降温を行ない、さらに該自動減圧弁により正常大気圧力に圧力を下げ、その後、空気冷却管を流してファンで常温に冷し、第２の快速攪拌器に送り、該第２の快速攪拌器の混合物のｐＨ値を第２のモニタがモニタリングしてその結果に基づき上記コントローラが微量ポンプを制御して該第２の快速攪拌器中の混合液のｐＨ値を設定値に調整した後、ろ過手段に送ることを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、二重管加熱区が熱回収予熱交換循環の加熱構造とされ、第１段の予熱セクション中の二重管の外管の加熱の熱触媒が第３段の降温セクション中に外管を通り内管の熱エネルギーを吸収した後の熱触媒が導入されたものとされ、循環ポンプで第１段の予熱セクションの外管中を循環流動して第３段の降温セクション中の残熱を吸収して第１段の予熱セクションに向けて流動し、これにより第１段の予熱セクションの内管原料を予熱した後、さらに循環ポンプに流れ、第３段の降温セクションへと加圧輸送され、第３段の降温セクションの内管のナノメータ原料の温度を下げ、並びに第１段予熱セクションの内管のナノメータ原料に熱エネルギーを提供することを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置。
【請求項３】
請求項１記載のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、二重管加熱区がの第２段の恒温加熱セクション中、外管の熱触媒の温度がナノメータ原料の結晶の条件によりコントローラにより設定され、熱エネルギーが熱触媒加熱器及び循環ポンプにより提供され、並びに温度コントローラによりモニタリング及び制御され、恒温加熱の動作が行なわれることを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は一種のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置に係り、特に、ナノメータ原料生産の自動化、安全性及び経済性に対しての研究に基づき設計された装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナノメータ原料合成において、ゾルゲル法或いはその他の二次重合効果を防止するための方法により、溶液状とされて保存されるナノメータゾルの多くは非結晶態で存在し、使用時にはその基本物性を増加するため、再加熱して恒温としそれを結晶化しなければならない。しかし、加熱過程で大量の熱エネルギーが使用及び浪費され、超高圧力設備は製造上の困難と操作使用上の危険性を有し、特に大きな設備の壁に使用する材料の選択が困難となり、これがナノメータテクノロジーの商品化の進度に影響を与え、特にプラスチック、有機材料等基材に、分散及び結晶化したナノメータ原料を塗布或いは混合してナノメータテクノロジーの物性を発揮させる時、根本的に基材が高温に耐えられないため低温で作業しなければならない。このため、低コストで安全で、エネルギーを節約でき、ナノメータ原料を連続生産できる設備が求められている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
本考案は一種のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置を提供することを目的とし、それは、ナノメータ原料合成前駆物質及びゾルゲル法助剤を定量配合比方式で制御し、快速攪拌器に輸送して高速混合し、並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、設定された平衡ｐＨ値を達成した後、高圧定量ポンプで二重管加熱区に輸送し、熱媒体に外管を流通させ及び熱回収予熱交換循環の加熱方式により、予熱、高温加熱及び降温過程を経て、さらに自動減圧弁による大気圧力への圧力降下を行ない、その後、空気冷却管を流してファンで常温に冷却し、最後に快速攪拌器に輸送し並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、ろ過して良好な結晶化ナノメータ原料製品を得て、自動化生産とエネルギー資源回収、高い安全性の機能を達成し、装置コストと体積重量を減らしたエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置であるものとする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の考案は、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、該エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置は、コントローラと、複数の定量ポンプ、第１の快速攪拌器、第１のモニタ、高圧定量ポンプ、二重管加熱区、自動減圧弁、空気冷却管、ファン、第２の快速攪拌器、第２のモニタ、微量ポンプ、ろ過手段を具え、該複数の定量ポンプが該コントローラに制御されてナノメータ原料合成前駆物質及びゲル法助剤を定量配合比方式で第１の快速攪拌器に輸送し、該第１の快速攪拌器が該定量ポンプから輸送されたナノメータ原料合成前駆物質及びゲル法助剤を混合し、該モニタが混合物のｐＨ値を検出して検出値を該コントローラに送り、該コントローラがモニタの検出したｐＨ値により微量ポンプを制御して混合物のｐＨ値を設定ｐＨ値に調整し、設定ｐＨ値に達した混合物を高圧定量ポンプが第１の快速攪拌器より二重管加熱区に輸送し、外管に熱媒体を流通させる加熱方式により、予熱、高温加熱及び降温を行ない、さらに該自動減圧弁により正常大気圧力に圧力を下げ、その後、空気冷却管を流してファンで常温に冷し、第２の快速攪拌器に送り、該第２の快速攪拌器の混合物のｐＨ値を第２のモニタがモニタリングしてその結果に基づき上記コントローラが微量ポンプを制御して該第２の快速攪拌器中の混合液のｐＨ値を設定値に調整した後、ろ過手段に送ることを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置としている。
請求項２の考案は、請求項１記載のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、二重管加熱区が熱回収予熱交換循環の加熱構造とされ、第１段の予熱セクション中の二重管の外管の加熱の熱触媒が第３段の降温セクション中に外管を通り内管の熱エネルギーを吸収した後の熱触媒が導入されたものとされ、循環ポンプで第１段の予熱セクションの外管中を循環流動して第３段の降温セクション中の残熱を吸収して第１段の予熱セクションに向けて流動し、これにより第１段の予熱セクションの内管原料を予熱した後、さらに循環ポンプに流れ、第３段の降温セクションへと加圧輸送され、第３段の降温セクションの内管のナノメータ原料の温度を下げ、並びに第１段予熱セクションの内管のナノメータ原料に熱エネルギーを提供することを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置としている。
請求項３の考案は、請求項１記載のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置において、二重管加熱区がの第２段の恒温加熱セクション中、外管の熱触媒の温度がナノメータ原料の結晶の条件によりコントローラにより設定され、熱エネルギーが熱触媒加熱器及び循環ポンプにより提供され、並びに温度コントローラによりモニタリング及び制御され、恒温加熱の動作が行なわれることを特徴とする、エネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置としている。
【０００５】
【考案の実施の形態】
本考案は一種のエネルギー節約型連続式ナノメータ原料製造装置を提供する。本考案はコントローラ２３により定量ポンプ３、４の開閉を制御し、ナノメータ原料合成前駆物質１及びゾルゲル法助剤２を定量配合比方式で、快速攪拌器５に輸送させ、快速攪拌器５がそれを高速混合し、並びにモニタ２４がそのｐＨ値を検出し、コントローラ２３がその検出ｐＨ値により、微量ポンプ６を制御して調整液７を快速攪拌器５に補充してそのｐＨ値を調整する。調整後の混合液を高圧定量ポンプ８により二重管加熱区１００に送る。該二重管加熱区１００の二重管は、外管を熱媒体が流通し、内管をナノメータ原料が流通する方式で組成され、加熱区１００が予熱、恒温加熱及び降温の三つのセクションに分けられている。第１段の予熱セクションでは、二重管の外管の加熱された熱触媒が第３段の降温セクションの外管を流れて内管の熱エネルギーを吸収した後の熱触媒とされ、循環ポンプ１５により第１段の予熱セクションの外管に向けて循環流動し、第３段の降温セクション中の残熱を吸収して第１段の予熱セクションを流動し、これにより第１段の予熱セクション中の内管中の原料を加熱し、その後、循環ポンプ１５を流れ、さらに第３段の降温セクションに加圧輸送され、こうして第３段の降温セクションの内管内のナノメータ原料温度を下げ、並びに第１段の予熱セクション中の内管内のナノメータ原料に熱エネルギーを提供する。こうして熱エネルギーの回収、加熱エネルギーの浪費を達成する。第２段の恒温加熱セクションはナノメータ原料の結晶化部分であり、その外管の熱触媒の温度はコントローラ２３により異なるナノメータ原料の結晶化条件により設定され、これにより恒温加熱の動作が行なわれ、熱エネルギーは熱触媒加熱器及び循環ポンプ１０により提供され、並びに温度コントローラ１２によりモニタリング及び制御される。加熱結晶化後のナノメータ原料は、高温高圧状態にあるため直接取り出して使用できず、降温と降圧してから大気環境下で使用される。このため第３段の降温セクションに進入して外管の熱触媒により温度が下げられた後、更に自動減圧弁１６により大気圧力まで下げられ、その後、空気冷却管１７を流れてファン１８の送風により常温冷却される。こうして大気環境下で安全に使用できるものとなる。最後に快速攪拌器２１に送られ、並びにモニタ２０でそのｐＨ値が検出され、そのｐＨ値によりコントローラ２３が微量ポンプ１９を制御して調整液７を快速攪拌器２１に補充してそのｐＨ値を調整し、さらにろ過手段２２により結晶化されたナノメータ原料製品が取得される。
【０００６】
本考案のナノメータ原料の加熱、降温、高圧力操作過程中ではいずれも管路式の加熱が行なわれ、その接触表面積は大きく、管壁が薄く速やかに降温できる。これに対して、一般のボイラは体積、重量が大きく、炉壁が厚く加熱しにくく、また一般にボイラは圧力が大きい時に一旦事故が発生すると、大量の高温高圧のナノメータ原料液体の釈放するエネルギー量は恐るべきものとなる。しかし、本考案の加工フロー及び設備は有効にコストを下げ、安全性を高めることができる。その原因は二重管加熱を使用し、原料が管内で流動状態とされ、且つ実際に管内を流動する原料は少量であり、また外管で熱源が二次保護され、管径が小さく、高圧に耐えることができ、管壁を厚くする必要がなく、安全操作が行なえることによる。特にチタン合金或いはステンレススチール管で組み立てられると、その軽薄短小の長所を発揮でき、地震、火災等の事故、或いは人為的誤動作による爆発に際しても、安全漏圧弁１３により圧力を漏らして停止させることができ、大爆発を防止でき、数キログラムの原料の噴出のみですむため、安全連続操作の特徴を達成できる。また二重管は二種類の異なる口径の金属管が内外に套設溶接されてなり、内管、外管が二つの分かれた流路とされ、内管を原料が流れ、外管を熱媒体が流れ、その温度は摂氏数十度から数百度とされ、加熱されるナノメータ原料の違いによりその結晶化加熱温度と時間が設定され、摂氏数百度に加熱される時、内管の液体原料が沸騰し、極めて大きな蒸気圧力を発生して危険であるが、本考案は二重管により二重の圧力保護がなされ、且つ内管、外管の矩形が小さく、耐圧力が大きく、内容物も少なく、破壊されても僅かに数キログラムの原料が噴出するにとどまるため、ボイラが爆発するような危険がない。ゆえに安全性を確保できる。内管、外管の口径が小さく、管壁が薄く、内管原料流通時の管壁との接触率が高く、熱源距離が短く、伝導が休息であるため、熱交換と恒温制御の機能も高められている。
【０００７】
以上は本考案の実施範囲を限定するものではなく、本考案に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本考案の請求範囲に属するものとする。
【０００８】
【考案の効果】
本考案は、ナノメータ原料合成前駆物質及びゾルゲル法助剤を定量配合比方式で制御し、快速攪拌器に輸送して高速混合し、並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、設定された平衡ｐＨ値を達成した後、高圧定量ポンプで二重管加熱区に輸送し、熱媒体に外管を流通させ及び熱回収予熱交換循環の加熱方式により、予熱、高温加熱及び降温過程を経て、さらに自動減圧弁による大気圧力への圧力降下を行ない、その後、空気冷却管を流してファンで常温に冷却し、最後に快速攪拌器に輸送し並びにそのｐＨ値をモニタリング及び調整し、ろ過して良好な結晶化ナノメータ原料製品を得て、自動化生産とエネルギー資源回収、高い安全性の機能を達成し、装置コストと体積重量を減らした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の実施例表示図である。
【符号の説明】
１　ノノメータ原料合成前駆物質　　　　２　ゾルゲル法助剤
３、４　定量ポンプ　　　　　　　　　　５、２１　快速攪拌器
６、１９　微量ポンプ　　　　　　　　　７　調整液
８　高圧定量ポンプ　　　　　　　　　１０　熱触媒加熱器及び循環ポンプ
１２　温度コントローラ　　　　　　　１５　循環ポンプ
１６　自動減圧弁　　　　　　　　　　１７　空気冷却管
１８　ファン　　　　　　　　　　　　２０、２４　モニタ
２２　ろ過手段　　　　　　　　　　　２３　コントローラ
１００　二重管加熱区
【図１】
0003098378.tif 000003