(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気出口を備える密閉可能な撹拌槽と、該撹拌槽の槽壁を加熱するためのジャケットと、該撹拌槽の槽壁に液体を散布する散液部とを備える、蒸発装置であって、
ここで、
該散液部が、回転軸と、該液体を流動する流路を有しかつ該回転軸に装着された１またはそれ以上の樋状部材とから構成されており；そして
該樋状部材の液体流動方向の先端部近傍に、該液体が該槽壁と衝突して生じる飛沫の量を該撹拌槽内で低減する板状部材が設けられており、
該板状部材が、該樋状部材の回転方向に対して該樋状部材の背後側に、かつ該回転軸の半径方向に沿って該樋状部材の上方における先端部の背後から回転軸の近傍にまで延設されている、蒸発装置。
【請求項２】
前記板状部材が、前記樋状部材の回転方向に対して略垂直となるように設けられている、請求項１に記載の蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発装置に関する。さらに詳しくは、散液部を使用して液体を撹拌槽の加熱された槽壁に散布した際に当該液体の飛沫を防止することができる蒸発装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撹拌槽内に仕込まれた液体を撹拌下で加熱することにより、当該液体の蒸発を通じて、所望の蒸留、結晶の析出、有効成分の濃縮などを行う蒸発装置が知られている。蒸発した液体は、例えば、撹拌槽外に設けられたコンデンサーに集められ、凝集することにより回収される。
【０００３】
しかし、従来の蒸発装置では、撹拌槽内での突沸、または撹拌を通じた撹拌槽への液体の激しい衝突などが原因となって、撹拌槽内に飛沫が発生し、当該飛沫がコンデンサーにまで到達することが指摘されている。このような現象は飛沫同伴とも呼ばれている。飛沫同伴は、回収した液体に元の液体が混入する可能性があるため、回収した液体の品質を低下されるおそれがある。
【０００４】
これに対し、近年では、図１０に示すような蒸発装置Ｐが知られている（特許文献１）。蒸発装置Ｐは、撹拌槽Ｐ１０において、ジャケットＰ１２の加熱により高温に設定した槽壁Ｐ１１に、モーターＰ４０から延びるシャフトの回転に応じて撹拌槽Ｐ１０内で回転可能なウォールウェッターと呼ばれる散液部Ｐ２０を用いることにより適切な量の液体を槽壁Ｐ１１に供給することができる。その後、槽壁Ｐ１１で発生した蒸気が蒸気出口Ｐ１３で回収され、蒸気出口Ｐ１３と連通して設けられたコンデンサー（図示せず）で凝集することにより液体が回収される。
【０００５】
図１０に示すウォールウェッターＰ２０を用いた蒸発装置Ｐでは、ウォールウェッターＰ２０が遠心力により液体を持ち上げて槽壁Ｐ１１に液体が衝突するように液体を散布するので突沸が生じにくく、突沸による飛沫同伴は回避され得る。ここで、撹拌槽Ｐ１０内の液体を、ウォールウェッターＰ２０を通じて適切に槽壁Ｐ１１まで供給するためには、ウォールウェッターＰ２０を高速で回転させる必要がある。
【０００６】
しかし、高速で回転させるほど、液体は撹拌槽の槽壁Ｐ１１に勢いよく噴射されるため、槽壁Ｐ１１へ衝突した液体が跳ね返って飛沫Ｄとなる場合がある。この飛沫Ｄは槽壁Ｐ１１で発生した蒸気の上昇気流とともに蒸発出口Ｐ１３に移動し（図１０の２点鎖線矢印を参照）コンデンサー（図示せず）まで到達することがある。
【０００７】
この飛沫同伴による元の液体の混入を避けるため、図１０に示す蒸発装置Ｐでは、セーブオール、ミストエリミネーター、遠心式のミスト（泡）防止装置などの追加の装置が別途設置されていた。しかし、このような追加の装置は構造が複雑であり、清掃作業等を含むメンテナンスおよび修理が煩雑である点が指摘されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００２／０２６３７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、ウォールウェッターのような散液部を高速で回転させた場合でも飛沫の発生を防止することができ、かつ構造が単純であり、メンテナンスおよび修理の煩雑さから解放され得る蒸発装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、蒸気出口を備える密閉可能な撹拌槽と、該撹拌槽の槽壁を加熱するためのジャケットと、該撹拌槽の槽壁に液体を散布する散液部とを備える、蒸発装置であって、
ここで、
該散液部が、回転軸と、該液体を流動する流路を有しかつ該回転軸に装着された１またはそれ以上の樋状部材とから構成されており；そして
該樋状部材の液体流動方向の先端部近傍に、該液体が該槽壁と衝突して生じる飛沫の量を該撹拌槽内で低減する飛沫低減器が設けられている、蒸発装置である。
【００１１】
１つの実施形態では、上記飛沫低減器は、上記液体を通す補助流路を有する補助樋状部材を備え、そして該補助樋状部材は、上記樋状部材の上記液体流動方向の先端部から延設されており、かつ該補助樋状部材は、該補助樋状部材と該樋状部材との接合部分において、該樋状部材の軸方向から屈曲または湾曲し、該液体を該補助樋状部材から該槽壁に対して略平行な方向に向かって吐出し得る。
【００１２】
１つの実施形態では、上記飛沫低減器は、上記液体を通す補助流路を有する補助樋状部材を備え、そして該補助樋状部材は、上記樋状部材の上記液体流動方向の先端部から延設されており、かつ該補助樋状部材と該樋状部材との接合部分において、該樋状部材の軸方向から該槽壁に対して略平行な方向に屈曲または湾曲している。
【００１３】
１つの実施形態では、上記飛沫低減器は、上記槽壁と衝突して生じる飛沫を回収する部材を備える。
【００１４】
さらなる実施形態では、上記槽壁と衝突して生じる飛沫を回収する部材は、上記樋状部材の上記液体流動方向の先端部近傍において、該樋状部材に沿って該樋状部材の回転方向に対して該樋状部材の背後側に設けられている板状部材である。
【００１５】
またさらなる実施形態では、上記板状部材は、上記樋状部材の回転方向に対して略垂直となるように設けられている。
【００１６】
さらなる実施形態では、上記槽壁と衝突して生じる飛沫を回収する部材は、上記樋状部材の上記液体流動方向の先端部近傍において、該樋状部材の前記流路を覆って配置された第２補助流路を有する第２補助樋状部材である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、当該液体の蒸発を通じて、所望の蒸留、結晶の析出、有効成分の濃縮などを行う際に、装置内での液体と槽壁との衝突により生じる飛沫の量を低減することにより、コンデンサーへの飛沫同伴を防止して、得られる物質（例えば、蒸留された液体）に夾雑物が混入する可能性を著しく減少させることができる。さらに、このような飛沫同伴の回避にあたって複雑な構造を有する装置を追加することも特に必要としない。さらに、蒸発装置全体の構造も複雑でないため、清掃作業等を含むメンテナンスおよび修理も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蒸発装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の蒸発装置を構成する散液部に使用され得る樋状部材の一例を模式的に表す斜視図である。
【図３】本発明の蒸発装置の別の実施形態を示す概略図である。
【図４】図３の蒸発装置の作用を示す概略説明図であって、蒸発装置の水平方向の断面を表す図である。
【図５】本発明の蒸発装置のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【図６】図５のＢ部分における断面図である。
【図７】図５の蒸発装置の作用を示す概略説明図である。
【図８】実施例１および比較例１の各蒸発装置における、蒸気出口の付近への飛沫の飛散の状態を示す写真を添付した図である。
【図９】実施例１〜３および比較例１の各蒸発装置を用いて測定した蒸発出口付近に飛散した飛沫の量を示すグラフである。
【図１０】従来の蒸発装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の蒸発装置を、添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の蒸発装置の一実施形態を示す概略図である。図１の蒸発装置１００は、撹拌槽１１０、撹拌槽１１０の槽壁１１１を加熱するジャケット１１２と、散液部１２０を備える。
【００２１】
撹拌槽１１０は、蒸気出口１１３を備える密閉可能な槽であり、水溶液、スラリーなどの液体を収容して撹拌することができる槽である。撹拌槽１１０の大きさ（容量）は、蒸発装置１００の用途（蒸留、結晶の析出、有効成分の濃縮など）や、液体の処理量などによって適宜設定され得るため、必ずしも限定されないが、例えば、０．１リットル〜８０，０００リットルである。撹拌槽１１０を構成する材質は特に限定されないが、例えば、種々の液体に対して安定であり、熱伝導性に優れ、かつ入手および加工が容易であるとの理由から、鉄、ステンレススチール、チタン、ハステロイまたは銅のような金属で構成されていることが好ましい。撹拌槽１１０の内壁は、耐薬品性を高めるために、テフロン（登録商標）やグラスライニング、ゴムライニングのような当該分野において公知のコーティングが付与されていてもよい。
【００２２】
撹拌槽１１０には、槽壁１１１を加熱するためのジャケット１１２が設けられている。ジャケット１１２は、例えば、撹拌槽１１０の底部から槽壁１１１の全体を覆うように配置されている。ジャケット１１２は、必ずしも攪拌槽の１１０の底部から槽壁１１１の全体を覆うものでなくてもよい。例えば、撹拌槽１１０の底部には、撹拌槽１１０内の液体を適宜排出可能な管およびバルブ（いずれも図示せず）が設けられており、それらの部分以外の底部から槽壁１１１の全体を覆うものであってもよく、あるいは、撹拌槽１１０の槽壁１１１に相当する攪拌槽１１０の側面部のみを覆うものであってもよい。ジャケット１１２の形状およびその種類は、槽壁１１１に付与した液体を蒸発させる温度にまで槽壁１１１を加熱し得るものである限り、特に限定されない。ジャケット１１２には、例えば、高温蒸気や熱媒を導入することができるジャケットが挙げられる。このようなジャケットの代わりに、または組み合わせてケーブル状ヒーターのような熱源が用いられてもよい。
【００２３】
なお、撹拌槽１１０の上部には液体の加熱により発生した蒸気を回収するための蒸気出口１１３が設けられている。さらに、撹拌槽１１０の上部はまた、例えば、蓋体またはメンテナンス・ホールのような開閉可能な構造を有していてもよい。
【００２４】
撹拌槽１１０の内部には、収容された液体（すなわち、蒸発装置１００を用いて処理するための液体）を撹拌槽１１０の槽壁１１１に散布するための散液部１２０が設けられている。散液部１２０は、撹拌槽１１０の槽壁１１１に液体を散布して、散布された液体が加熱された槽壁１１０を流下して、槽壁１１０上に濡れ面を形成することができる。散液部１２０は、回転軸１２１と、当該回転軸１２１に装着された樋状部材１２３とから構成されている。
【００２５】
回転軸１２１は、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの剛性を有する金属で構成されたシャフトであり、例えば、円筒状または円柱状の形状を有する。回転軸１２１は、撹拌槽１１０内で、通常、鉛直方向に配置されている。回転軸１２１の太さは、必ずしも限定されないが、例えば、８ｍｍ〜２００ｍｍである。回転軸１２１の長さは、使用する撹拌槽１１０の大きさ等によって変動し、当業者によって適切な長さが選択され得る。
【００２６】
回転軸１２１の一端は、撹拌槽１１０の上部でモーター１４０などの回転手段に接続されている。回転軸１２１の他端は、撹拌槽１１０の底部に接続されていないが、撹拌槽１１０の底部から一定の間隔を開けた位置に配置されている。当該底部からの間隔は、比較的短くなるように（すなわち、回転軸１２１の当該他端が撹拌槽１１０の底部付近まで延びているように）設定されていることが好ましい。一方、攪拌槽１１０の底部では、回転軸１２１の振れ止めのための軸受け（図示せず）が設けられていてもよい。
【００２７】
図１に示す実施形態では、散液部１２０を構成する回転軸１２１の軸周りには、２つの樋状部材１２３が回転軸１２１を介して対称的に配置されている。２つの樋状部材１２３は、回転軸１２１に対して垂直な方向に指向した２本の取付具１２２ａ，１２２ｂによって回転軸１２３と固定されている。また。図１に示す実施形態において、取付具１２２ａは、上方に設けられる取付具１２２ｂよりも短く、２つの樋状部材１２３は、回転軸１２１を中心にして上方に向かって槽壁１１０側に所定の角度（取付傾斜角ともいう）θ１で傾斜するように取付具１２２ａ，１２２ｂに取付けられている。取付傾斜角θ１は、例えば、５°〜６０°である。
【００２８】
本発明の蒸発装置において、回転軸には１つまたはそれ以上、好ましくは２つ〜８つ、より好ましくは２つ〜６つの樋状部材が装着されている。本発明において、これらの樋状部材は、それぞれ回転軸の周りにほぼ均等な角度で装着されていることが好ましい。
【００２９】
樋状部材１２３は、液体を流動する流路を備え、回転軸１２１の回転を通じて、撹拌槽１１０内の液体を下端から上端まで汲み上げることができる。樋状部材１２３は、例えば、半円筒状、半角筒状、Ｖ字状などの、いわゆるハーフパイプの形態を有していてもよく、あるいは、下端および上端がこのようなハープパイプの形態を有し、その間の中間部分が筒状に加工されたものであってもよい。あるいは、樋状部材１２３は、図２に示すように半円筒１２３ａの一部が長手方向に沿って延びた板状体１２３ｂを備えるものであってもよい。図２に示す樋状部材１２３を用いる場合、液体は、回転軸の回転によって、樋状部材１２３の下端において紙面の左側から汲み取られ、当該回転を通じて液体は樋状部材１２３の上端にまで上昇する。この上昇の際、汲み取られた液体は、樋状部材１２３が回転しても板状体１２３ｂで遮断され、樋状部材１２３の外部に飛び出すことが防止される。
【００３０】
樋状部材１２３の大きさは、特に限定されないが、例えば、半円筒状の樋状部材が使用される場合、半円筒部分の直径は、例えば２ｍｍ〜２００ｍｍである。下端から上端までの長さは、例えば４０ｍｍ〜８，０００ｍｍである。樋状部材が、図２に示すような板状体を有する場合、当該板状体の幅は必ずしも限定されないが、例えば、２０ｍｍ〜３００ｍｍである。樋状部材１２３は、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。
【００３１】
再び図１を参照すると、本発明において、散液部１２０は、モーター１４０などの回転手段によって回転し、回転による遠心力を利用して撹拌槽１１０内の液体を樋状部材１２３の下端から汲み上げ、当該樋状部材１２３の上端側から撹拌槽１１０の槽壁１１１に向かって液体が散布される。散布された液体の多くは、撹拌槽１１０の槽壁１１１に衝突し、槽壁１１１を流下する。その際、槽壁１１１に加えられた熱によって、散布された液体は蒸発し、撹拌槽１１０の上方に設けられた蒸発出口１１３に移動する。
【００３２】
このような散布にあたり、本発明では、樋状部材の液体流動方向の先端部近傍において、液体が槽壁と衝突して生じる飛沫の量を撹拌槽内で低減することができる。ここで、本明細書中において「液体が槽壁と衝突して生じる飛沫の量を撹拌槽内で低減する」とは、樋状部材から汲み上げられた液体が、撹拌槽の槽壁に散布する際に液体が槽壁に衝突して飛沫を生じること自体を抑制し、撹拌槽内に拡散する実質的な飛沫の量を低減すること、および撹拌槽の槽壁に散布する際に液体が槽壁に衝突して発生した飛沫を撹拌槽内に拡散する前に回収して、撹拌槽内に拡散する実質的な飛沫の量を低減することの両方を包含して言う。本発明において、これは、樋状部材の液体流動方向の先端部近傍に、飛沫低減器を設けることによって達成され得る。
【００３３】
本発明の１つの実施形態では、飛沫低減器は以下の補助樋状部材を備える。
【００３４】
図１に示す本発明の蒸発装置１００では、樋状部材１２３の液体流動方向の先端部から延設されている、飛沫低減器としての補助樋状部材１２６を備える。補助樋状部材１２６は、液体を通す補助流路を有し、樋状部材１２３の下端から上端にまで汲み上げられた液体を、樋状部材１２３と補助樋状部材１２６との接合部分１２５（以下、単に接合部材１２５という）を通じて補助樋状部材１２６の流路にまで汲み上げ、当該補助樋状部材１２６の先端部１２４から撹拌槽１１０の槽壁１１１に向かって液体が散布される。ここで、図１に示す実施形態では、補助樋状部材１２６は、接合部分１２５において樋状部材１２３の軸方向から屈曲していることにより、液体は補助樋状部材１２６の先端部１２４から槽壁１１１に対して略平行な方向（すなわち、撹拌槽１１０の上方）に向かって吐出される。この吐出は、樋状部材１２３から汲み上げられた液体の勢いを接合部分１２５の通過後に弱めたことにより行われる。その結果、吐出された液体は、撹拌槽１１０の上方に向かって飛び出すことなく、液体は先端部１２４近傍の槽壁１１１側に向かって穏やかに供給され得る。これにより、槽壁１１１に衝突する液体の激しい衝突は抑制され、槽壁１１１を跳ね返って発生する飛沫の量を低減することができる。
【００３５】
あるいは、図１に示す実施形態においては、補助樋状部材１２６は、接合部分１２５において樋状部材１２３の軸方向から槽壁１１１に対して略平行な方向に屈曲していてもよい。補助樋状部材１２６がこのように配置されていることにより、補助樋状部材１２６の先端部１２４から液体が穏やかに吐出され、撹拌槽１１０の上方よりも先端部１２４近傍の槽壁１１１側に向かって供給され得る。このため、槽壁１１１を跳ね返って発生する飛沫の量を低減することができる。
【００３６】
なお、本実施形態において「槽壁１１１に対して略平行な方向」とは、補助樋状部材１２６の軸が、槽壁１１１を構成する平面に対して平行となる方向だけでなく、当該槽壁１１１を構成する平面に対して、例えば、−５°〜＋５°の範囲内、好ましくは−３°〜＋３°の範囲内で傾斜している場合も包含して言う。
【００３７】
さらに、補助樋状部材１２６と槽壁１１１とは、互いに接触しない程度に適度な間隔を有していることが好ましい。補助樋状部材１２６と槽壁１１１との間の最も近接する部分の距離は、例えば５ｍｍ〜２００ｍｍである。この近接する部分の距離が５ｍｍを下回ると、回転の際、回転軸に僅かな歪みが生じると、補助樋状部材１２６の先端部１２４が槽壁１１１を接触して、槽壁１１１や補助樋状部材１２６を破損するおそれがある。
【００３８】
なお、図１では、補助樋状部材１２６は接合部分１２５において樋状部材１２３に対して屈曲した例を説明したが、本発明はこのような形態にのみ限定されない。当該屈曲に代えて、接合部分の周辺において任意の曲率で湾曲したものであってもよい。
【００３９】
本発明において、補助樋状部材１２６は、例えば、半円筒状、半角筒状、Ｖ字状などの、いわゆるハーフパイプの形態を有していてもよい。補助樋状部材１２６の長さ（接合部分１２５から先端部１２４までの長さ）は、回転軸１２１の回転速度；樋状部材１２３の取付傾斜角θ１、長さおよび幅；液体の種類および粘度；等の種々の条件によって変動するため必ずしも限定されないが、例えば、１０ｍｍ〜２００ｍｍ、である。さらに、例えば、半円筒状の補助樋状部材が使用される場合、半円筒部分の直径は、例えば１０ｍｍ〜２５０ｍｍである。補助樋状部材１２６は、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。
【００４０】
本発明の蒸発装置１００において、撹拌槽１１０内の液体を汲み上げるために好適な回転軸１２１の回転数（すなわち、散液部１２０の回転数）は、液体の粘性、撹拌槽１１０の大きさ、撹拌槽１１０内の液体の残量などによって異なるため、必ずしも限定されないが、例えば、３０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍｍである。
【００４１】
図３は、本発明の蒸発装置の別の実施形態を示す概略図である。
【００４２】
図３に示す蒸発装置２００は、撹拌槽２１０、槽壁２１１、ジャケット２１２、蒸発出口２１３、散液部２２０、回転軸２２１、取付具２２２ａ，２２２ｂ、モーター２４０、および樋状部材２２３を備え、これらは図１に示したものと同様である。
【００４３】
図３に示す本発明の蒸発装置２００では、飛沫低減器が、槽壁と衝突して生じる飛沫を回収する部材を備え、具体的には以下の板状部材２３０を備える。
【００４４】
図３に示す本発明の蒸発装置２００では、樋状部材２２３の液体流動方向の先端部２２４近傍において、樋状部材２２３に沿って樋状部材２２３の回転方向に対して樋状部材２２３の背後側に板状部材２３０が設けられている。図３に示す板状部材２３０は、長方形の１つの頂点部分を切り欠いた五角形の形状を有し、回転軸２２１の半径方向において、樋状部材２２３の上方における先端部２２４の背後から回転軸２２１の近傍にまで延びている。
【００４５】
本実施形態では、回転軸２２１の回転により、樋状部材２２３の下端から上端にまで汲み上げられた液体は、例えば、図４に示すように樋状部材２２３の先端部２２４から吐出され、槽壁２１１に衝突して飛沫Ｄを一旦発生させてもよい。しかし、当該発生した飛沫Ｄは撹拌槽内に拡散する前に回転移動する板状部材２３０に衝突することにより、板状部材２３０の表面を流下する。その結果、飛沫は、撹拌槽２１０内で拡散することなく、最終的に撹拌槽２１０内に発生する飛沫の量を低減することができる。
【００４６】
本発明において、板状部材２３０の大きさおよび厚みは特に限定されず、回転軸２２１の回転に耐え得る剛性を有する材料から構成されていることが好ましい。板状部材２３０を構成する材料の例としては、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せが挙げられる。
【００４７】
図５は、本発明の蒸発装置のさらに別の実施形態を示す概略図である。
【００４８】
図５に示す蒸発装置３００は、撹拌槽３１０、槽壁３１１、ジャケット３１２、蒸発出口３１３、散液部３２０、回転軸３２１、取付具３２２ａ，３２２ｂ、モーター３４０、および樋状部材３２３を備え、これらは図１に示したものと同様である。
【００４９】
図５に示す本発明の蒸発装置３００では、飛沫低減器が、槽壁と衝突して生じる飛沫を回収する部材を備え、具体的には以下の第２補助樋状部材３３０を備える。
【００５０】
図５に示す本発明の蒸発装置３００では、樋状部材３２３の液体流動方向の先端部３２４近傍において、樋状部材３２３の流路を覆って配置された第２補助凹部を有する第２補助樋状部材３３０が設けられている。ここで、図５のＢ部分における断面図を図６に示す。図６に示すように、第２補助樋状部材３３０に設けられた第２補助凹部３７０は、樋状部材３２３の流路３７４の幅方向全体を覆うように、当該流路３７４と対向して配置されている。
【００５１】
本実施形態では、回転軸３２１の回転により、樋状部材３２３の下端から上端にまで汲み上げられた液体は、例えば、図７に示すように樋状部材３２３の先端部３２４から吐出され、槽壁３１１に衝突して飛沫Ｄを一旦発生させてもよい。しかし、当該発生した飛沫Ｄは撹拌槽内に拡散する前に第２補助樋状部材３３０の第２補助凹部内に衝突することにより、第２補助樋状部材３３０の第２補助凹部内を流下する。その結果、飛沫は、撹拌槽３１０内で拡散することなく、最終的に撹拌槽３１０内に発生する飛沫の量を低減することができる。
【００５２】
本発明において、第２補助樋状部材３３０は、例えば、半円筒状、半角筒状、Ｖ字状などの、いわゆるハーフパイプの形態を有していてもよい。第２補助樋状部材３３０の長さは、樋状部材３２３の長さおよび幅；液体の種類および粘度；等の種々の条件によって変動するため必ずしも限定されないが、例えば、２ｃｍ〜３０ｃｍである。さらに、例えば、半円筒状の第２補助樋状部材が使用される場合、半円筒部分の直径は、例えば２ｃｍ〜２５ｃｍである。第２補助樋状部材３３０は、例えば、鉄、ステンレススチール、ハステロイ、チタンなどの金属およびこれらの組合せでなる材料から構成されている。
【００５３】
このように本発明の蒸発装置は、種々の飛沫低減器が樋状部材の液体流動方向の先端部近傍に設けられている。上記では、例えば、図１、３および５において、飛沫低減器として補助樋状部材１２６、板状部材２３０および第２補助樋状部材３３０をそれぞれ独立して設ける場合について記載したが、飛沫低減器として、これらの補助樋状部材１２６、板状部材２３０および第２補助樋状部材３３０の２つ以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
本発明の蒸発装置は、水、エタノール、シンナー、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ヘキサン、トルエン、アセトン、油脂、グリセリン、エチレングリコールなどの液体の蒸留や、結晶の析出、有効成分の濃縮において有用である。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５６】
（比較例１）
図１０に示す従来の蒸発装置において、蒸発出口の付近まで飛散した飛沫の量を以下のようにして測定した。
【００５７】
まず、５０Ｌの容量を有する撹拌槽に回転軸と、および当該回転軸に取付具を介して装着された２本の樋状部材とを備える散液部を取り付け、そして回転軸の一端をモーターに固定した。
【００５８】
なお、使用した樋状部材は直径６１ｍｍおよび長さが４５２ｍｍの円筒パイプを長さ方向に沿って半分に切断したものであり、本比較例では２本の樋状部材を回転軸を中心に対称に、かつパイプの凹側を回転軸方向に向けて配置した。樋状部材の取付傾斜角θ１は１３．３°であり、樋状部材の上端部における回転軸からの水平距離（回転半径に相当する）は、１９０ｍｍであった。撹拌槽には上蓋が設けられ、上蓋の一部に蒸発出口を設けた。攪拌槽の外壁面にはジャケットを取り付けて、ジャケットには蒸気を供給した。さらにジャケットを保温材で覆った。
【００５９】
次いで、３８×５２ｍｍ角の感水紙を攪拌槽内の蒸気出口に設置し、撹拌槽内に７Ｌの水道水（水温２０℃〜２６℃）を仕込んだ。液面の高さは撹拌槽の底から約８３ｍｍであった。この状態から、散液部を所定の回転数で回転させることにより、撹拌槽内の水道水を槽壁に散布した。測定時間は１０秒〜４分とし、飛沫の量に応じて変更した。この際、今回は加熱せずに室温下にて、蒸発に伴う飛沫ではなく、実際の撹拌に伴う飛沫の量を測定した。
【００６０】
散液部の回転数１８５ｒｐｍで１分間、１９５ｒｐｍで３０秒間、２０５ｒｐｍで１０秒間のそれぞれの条件で、蒸気出口に設けた感水紙で飛沫を受け止めた結果を図８に示す。
【００６１】
図８に示すように、本比較例の蒸発装置では、１８５ｒｐｍで１分間回転させた場合の試験において、大きな粒を伴う飛沫が観察され、１９５ｒｐｍでは３０秒の時点で、当該１８５ｒｐｍで１分間回転させた場合の試験よりも密度の高い飛沫が観察され、２０５ｒｐｍでは１０秒の時点では、一層多くの飛沫が観察されたことがわかる。
【００６２】
得られた写真をスキャナで読み取って、得られたデータを白黒二値化（閾値：５０％）する処理を行い、得られた画像に表示されたシミの数と各シミの直径を計測した。得られたシミの数と各シミの直径から、シミの面積（ｍｍ２）を算出し、感水紙の付属説明書に記載された拡散係数に基づいて、以下の式により各飛沫（粒子）の直径（ｍｍ）を算出した：
【００６３】
【数１】
0006498418.tif 000002
【００６４】
得られた飛沫粒子の直径に基づいて各飛沫の体積を算出し、得られた体積を積算して、感水紙で受け止めた飛沫（水）の量を得た。得られた量の値（感水紙の面積あたりの水の量）を、蒸気出口の開口面積当たりの量に換算して、蒸気出口に飛散した飛沫の量を計算した。この飛沫の量と散液部の回転数との関係を図９に示す。
【００６５】
（実施例１）
図１に示す蒸発装置を用いたこと以外は、比較例１と同様にして撹拌槽内の水道水を噴出させ、蒸発出口付近に飛散した飛沫の量を測定した。得られた結果を図８および図９に示す。
【００６６】
なお、本実施例で用いた飛沫低減器のうち、補助樋状部材は、長さ８０ｍｍで樋状部材と同様の円筒パイプを長さ方向に沿って半分に切断したものであり、そして槽壁と略平行となるように樋状部材の先端部に溶接して構成されるものであった。
【００６７】
図８に示すように実施例１の蒸発装置は、比較例１の装置を用いた場合と比較して、１８５ｒｐｍで２分間回転させた場合でも、感水紙に飛散した飛沫の量が少なかったことがわかる。また、１９５ｒｐｍで２分間回転させた場合でも、比較例１で３０秒間回転させた場合と比較して飛沫の量が少なかった。さらに、２０５ｒｐｍ、２１５ｒｐｍ、および２２５ｒｐｍでそれぞれ１分間回転させた場合でも、比較例１の２０５ｒｐｍで１０秒間だけ回転させた場合と比較して飛沫の量が少なかった。このことから、実施例１の蒸発装置では、比較例１の蒸発装置と比較して、蒸発出口付近に飛散する飛沫の量が著しく低減されていることがわかる。
【００６８】
（実施例２）
図３に示す蒸発装置を用いたこと以外は、比較例１と同様にして撹拌槽内の水道水を噴出させ、蒸発出口付近に飛散した飛沫の量を測定した。得られた結果を図９に示す。
【００６９】
なお、本実施例で用いた飛沫低減器のうち、板状部材は、幅１３５ｍｍ、高さ２４０ｍｍおよび厚さ３ｍｍの矩形のステンレス板を、撹拌槽内に収容可能となるように１つの頂点部分を切り欠いた五角形の形状を有するものであり、かつ樋状部材の回転方向に対して樋状部材の背後側に、当該樋状部材の回転方向に対して略垂直となるように配置した。本実施例で使用した蒸発装置について、それ以外は上記比較例１で使用したものと同様にした。
【００７０】
（実施例３）
図５に示す蒸発装置を用いたこと以外は、比較例１と同様にして撹拌槽内の水道水を噴出させ、蒸発出口付近に飛散した飛沫の量を測定した。得られた結果を図９に示す。
【００７１】
なお、本実施例で用いた飛沫低減器のうち、第２補助樋状部材は、幅１５０ｍｍおよび長さ２８５ｍｍの円筒パイプを長さ方向に沿って半分に切断したものであり、樋状部材と平行にかつ上側１７５ｍｍを樋状部材の上端部から突出させて、第２補助樋状部材の第２補助凹部が、樋状部材の流路と対向するように配置した。本実施例で使用した蒸発装置について、それ以外は上記比較例１で使用したものと同様にした。
【００７２】
図９に示すように、比較例１の蒸発装置では、比較的低い回転速度の段階から回転当該速度の上昇により、蒸発出口の付近まで飛散する飛沫の量が増加し、これは例えば、２００ｒｐｍの段階から観察され得たことがわかる。これに対し、実施例１〜３の蒸発装置では、いずれも比較例１の蒸発装置と比較して、蒸発出口の付近に飛散する飛沫の量を著しく低減することができていた。特に実施例１の蒸発装置では、２００ｒｐｍを超える回転速度でも比較例１の装置よりも飛沫の飛散を抑えることができており、より高速回転での操作が可能であり、蒸発装置としての効率が一層高まったことがわかる。
【符号の説明】
【００７３】
１００、２００、３００    蒸発装置
１１０、２１０、３１０    撹拌槽
１１１、２１１、３１１    槽壁
１１２、２１２、３１２    ジャケット
１１３、２１３、３１３    蒸気出口
１２０、２２０、３２０    散液部
１２１、２２１、３２１    回転軸
１２３、２２３、３２３    樋状部材
１２５                    接合部分
１２６                    補助樋状部材
１４０、２４０、３４０    モーター
２３０                    板状部材
３３０                    第２補助樋状部材
【図１】
0006498418.tif 000003
【図２】
0006498418.tif 000004
【図３】
0006498418.tif 000005
【図４】
0006498418.tif 000006
【図５】
0006498418.tif 000007
【図６】
0006498418.tif 000008
【図７】
0006498418.tif 000009
【図８】
0006498418.tif 000010
【図９】
0006498418.tif 000011
【図１０】
0006498418.tif 000012