(57)【要約】【課題】攪拌機能が高く、品質の良い結晶を作り出すことができる晶析装置を提供する。【解決手段】基台１２に取り付けられた晶析容器１６と、晶析容器１６の開口を気密に閉鎖する覆い板３２を有し、覆い板３２に対して回転可能で気密に貫通する中空の晶析軸部材９８と、晶析軸部材９８の晶析容器１６の内側に取り付けられた晶析攪拌翼１００と、晶析軸部材９８の晶析容器１６の外側に位置し晶析軸部材９８を回転させる晶析モータ１２２を備える。晶析軸部材９８の内側には、回転可能で気密に取り付けられた濃縮軸部材１１２と、晶濃縮軸部材１１２の晶析容器１６の内側に位置する端部に取り付けられた第二の攪拌翼である濃縮攪拌翼１１４と、濃縮軸部材１１２の晶析容器１６の外側に位置する端部に取り付けられた濃縮モータ１１６が設けられている。晶析軸部材９８と濃縮軸部材１１２は、互いに同軸で軸周りに反対回りに回転する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に取り付けられた晶析容器と、晶析容器の開口を気密に閉鎖する覆い板と、覆い板に対して回転可能で気密に貫通する中空の第一の軸部材と、第一の軸部材の上記晶析容器の内側に位置する部分に取り付けられた第一の攪拌翼と、第一の軸部材の上記晶析容器の外側に位置する部分に連結され第一の軸部材を回転させる第一のモータと、第一の軸部材の内側に回転可能で気密に取り付けられた第二の軸部材と、上記第二の軸部材の上記晶析容器の内側に位置する端部は第一の軸部材の端部から突出しこの突出した部分に取り付けられた第二の攪拌翼と、第二の軸部材の上記晶析容器の外側に位置する端部は第一の軸部材の端部から突出しこの突出した部分に取り付けられた第二のモータが設けられ、第一の軸部材と第二の軸部材は、互いに同軸で軸周りに反対回りに動作することを特徴とする晶析装置。
【請求項２】
上記覆い板と上記第一の軸部材との間、及び上記第一の軸部材と上記第二の軸部材との間には、気密用のパッキンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の晶析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、種々の物質の溶解液から結晶粒子を析出させる晶析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６−２２６００３号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６１０３号公報
従来より、硫安、尿素等の肥料や薬品、あるいは食品等において、粒子径が揃った結晶粒子製品を製造する方法として、減圧下に攪拌しながら溶液から晶析性物質を晶析させる晶析装置が知られている。例えば、特許文献１、２の晶析装置は、水平断面が円形を有し内部に析出物質が溶解された溶解液が収容された晶析容器を備え、晶析容器の上端は接続口を介して真空装置に接続している。また、晶析容器の下部には、析出物質を水等の溶媒に溶解した原液を供給する原液供給管と、所要粒径に成長した結晶粒子をスラリーとして外部に取り出すスラリー取り出し管が接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の場合、攪拌機能が不充分であり、晶析容器の溶解液の濃度及び温度のばらつきによって、溶解液中の結晶粒子の成長が付均一になり、そのために結晶粒子の粒子径にむらが生じてしまう問題がある。
【０００４】
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、攪拌機能が高く、品質の良い結晶を作り出すことができる晶析装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基台に取り付けられた晶析容器と、晶析容器の開口を気密に閉鎖する覆い板が設けられている晶析装置である。そして覆い板に対して回転可能で気密に貫通する中空の第一の軸部材である晶析軸部材と、上記晶析軸部材の上記晶析容器の内側に位置する部分に取り付けられた第一の攪拌翼である晶析攪拌翼と、上記晶析軸部材の上記晶析容器の外側に位置する部分に連結され上記晶析軸部材を回転させる第一のモータである晶析モータが設けられている。そして、上記晶析軸部材の内側に回転可能で気密に取り付けられた第二の軸部材である濃縮軸部材と、上記晶濃縮軸部材の上記晶析容器の内側に位置する端部は上記晶析軸部材の端部から突出しこの突出した部分に取り付けられた第二の攪拌翼である濃縮攪拌翼と、上記濃縮軸部材の上記晶析容器の外側に位置する端部は上記晶析軸部材の端部から突出しこの突出した部分に取り付けられた第二のモータである濃縮モータが設けられている。上記晶析軸部材と上記濃縮軸部材は、互いに同軸で軸周りに反対回りに回転する。
【０００６】
また、上記覆い板と上記晶析軸部材との間、及び上上記晶析軸部材と上記濃縮軸部材との間には、気密用のパッキンが設けられている。上記パッキンは、一方の部材内周面に取り付けられる平紐リング状の取付部と、上記取付部から内側に突出する立上部と、上記立上部の先端に形成され先端がＹ字状に分割して互いに離れる方へ斜めに延びる一対の当接部が設けられている。
【０００７】
また、晶析容器の内側には、覆い板に取り付けられた保持部材と上記保持部材に固定された固定部材が設けられている。保持部材の内側には原液を添加する添加チューブが設けられ、上記固定部材には、原液添加チューブに連通する添加剤流路が設けられている。
【０００８】
また、晶析攪拌翼は、円盤状のプロペラであり、濃縮攪拌翼は、晶析攪拌翼の外側に位置するＵ字形に折り曲げられた一本の棒体である。
【０００９】
この発明の晶析装置は、濃縮攪拌翼と晶析攪拌翼が設け、互いに反対方向で原液を攪拌し、原液の温度と濃度を均一にして、均一な粒径の結晶粒子を得ることができるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３は、この発明の一実施形態の晶析装置１０を示したものであり、この実施形態の晶析装置１０は、図２に全体の概略図を示す通り、床などに固定された基台１２の天板１４の所定位置に透孔１７が形成され、この透孔１７に晶析容器１６が取り付けられている。
【００１１】
晶析容器１６は、例えば、酸化性及び還元性のいずれにも強い耐蝕性のあるＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｔａ合金で作られ、有底筒状に形成されている。晶析容器１６の底部１６ａの中心には、晶析性物質取出口１８が設けられている。晶析性物質取出口１８にはバルブ１９が取り付けられ、バルブの開閉は、基台１２に取り付けられたハンドバルブ２２により操作される。晶析容器１６の外側には、晶析容器１６の底部１６ａ周縁部から晶析容器１６の開口部１６ｂ付近に達して、保温用オイルが循環するジャケット２４が設けられている。ジャケット２４の上端部２４ａ付近には、保温用オイルを注入するオイル入口２６が設けられている。ジャケット２４のオイル入口２６の反対側に位置して、ジャケット２４の下端部２４ｂに、オイル出口２８が設けられている。オイル入口２６とオイル出口２８は、図示しない恒温油槽に連通されている。恒温油槽に連通し保温用オイルが循環する一対の配管の途中には、保温用オイルの制御行う電磁弁が設けられている。ジャケット２４の外側には、基台１２の天板１４に設けられた透孔１７の周縁部に固定される取付部材２７が設けられている。取付部材２７と、天板１４の透孔１７周縁部は、ボルトとナットで固定されている。
【００１２】
基台１２の天板１４には、透孔１７の両脇に油圧シリンダなどで作られた一対のリフト部３０が設けられている。リフト部３０の上部には、晶析容器１６の開口部１６ｂを閉鎖する覆い板３２が固定されている。一方、晶析容器１６の側周面には、晶析容器１６の開口部１６ｂと面一の取付面を形成する取付部３４が一体に設けられ、取付部３４の取付面には、覆い板３２に気密に密着する気密材３５が設けられている。晶析容器１６の取付部３４と覆い板３２は、ボルトとナットで気密に固定されている。
【００１３】
覆い板３２の、晶析容器１６の中心に対向する位置には、軸用透孔３６が形成されている。軸用透孔３６の近傍には、後述する４個の保持部材４２が各々挿通される４個の保持部材用透孔３８が、互いに等間隔で形成されている。覆い板３２の、保持部材用透孔３８より少し外側に、後述する温度センサ５９が挿通される温度センサ用透孔４０が形成されている。
【００１４】
保持部材用透孔３８には、中空なパイプ状の保持部材４２が挿通して取り付けられている。保持部材４２の端部４２ａ付近には、雄ねじが形成され、保持部材４２が保持部材用透孔３８に挿通された状態で、覆い板３２の上方から、後述するパッキン保持部材６０と軸受保持部材６２を介して、保持部材４２にナット４４が螺合され、保持部材４２と後述するパッキン保持部材６０と軸受保持部材６２、及び覆い板３２が固定されている。
【００１５】
保持部材４２の他方の端部４２ｂは、晶析容器１６の底部１６ａ近傍に達し、固定部材４６が取り付けられている。固定部材４６は、覆い板３２に対向する面が、覆い板３２に対して平行な円形であり、中心には後述する晶析軸部材９８が挿通される晶析軸部材用透孔４８が形成されている。晶析軸部材用透孔４８は、固定部材４６の途中まで形成されている。その先は径が大きい円筒状の収容部５０が形成され、収容部５０は固定部材４６の、覆い板３２と反対側の面に開口している。固定部材４６の、晶析軸部用透孔４８の周囲には、８個の透孔５２が円周に沿って等間隔に形成されている。透孔５２は、各々収容部５０に連通している。固定部材４６の、透孔５２の外側に、４個の保持部材用凹部５４が円周に沿って互いに等間隔に設けられている。保持部材用凹部５４の底部には、径が小さい添加剤流路５６が設けられ、添加剤流路５６は収容部５０の内周面に開口している。保持部材４２の中空部分には、添加剤チューブ５８が挿通されている。添加チューブ５８の下方の先端は、保持部材４２の下方の端部４２ｂから突出して、保持部材用凹部５４の中に達している。添加剤チューブ５８の他端部は、後述する薬剤容器１２４に連続している。添加剤チューブ５８は、４個の保持部材４２に各々挿通されてもよく、また一部の保持部材４２に挿通されてもよい。
【００１６】
覆い板３２の温度センサ用透孔４０には、温度センサ５９が挿通して取り付けられている。温度センサ５９の先端は、保持部材の外側に位置し、晶析容器１６の底部１６ａ近傍に達している。
【００１７】
覆い板３２の上面に取り付けるパッキン保持部材６０は、覆い板３２の軸用透孔３６、保持部材用透孔３８、温度センサ用透孔４０を覆う板体であり、軸用透孔３６、保持部材用透孔３８、温度センサ用透孔４０に連通する各透孔が形成されている。そして、軸用透孔３６の内周面に沿う筒状部６４が一体に形成されている。筒状部６４の内周面には、図３に示すように、気密用の第一パッキン６６が筒状部６４の挿通方向に４個並べられて互いに隣接して設けられている。第一パッキン６６は、筒状部６４に取り付けられる環状の取付部６８と、上記取付部６８から内側に突出する立上部７０と、上記立上部７０の先端に形成され先端がＹ字状に分割して互いに離れる方へ斜めに延びる一対の当接部７２が設けられている。また、上記第一パッキン６６は立上部７０の位置が異なる一対が２組設けられ、一対は取付部６８の、互いに離れる端縁部近傍に立上部７０が設けられている。第一パッキン６６は、取付部６８と立上部７０の内側に中空部７３が設けられ、中空部７３は断面形状がＬ字形に形成されている。
【００１８】
パッキン保持部材６０の上に取り付けられる軸受保持部材６２は、覆い板３２の軸用透孔３６、保持部材用透孔３８を覆う板体であり、保持部材用透孔３８、軸用透孔３６に連通する各透孔が形成されている。そして、図１に示すように、軸用透孔３６の反対側へ、覆い板３２に対してほぼ直角に立設され後述の従動回転軸部材８２を保持する円筒形の筒状部７４が一体に形成されている。筒状部７４の内周面には、パッキン保持部材６０側の端部近傍に、一対の第一軸受７６が取り付けられている。筒状部７４の内周面には、先端部近傍に、一対の第二軸受７８が取り付けられている。筒状部７４の内周面の、第二軸受７８よりも先端には、第二パッキン８０が取り付けられている。第二パッキン８０の形状は、第一パッキン６６と同じである。
【００１９】
パッキン保持部材６０の筒状部６４と、軸受保持部材６２の筒状部７４で設けられた空間には、円筒状の従動回転軸部材８２が、軸周りに回転可能に挿通されている。従動回転軸部材８２は、上端は軸受保持部材６２の筒状部７４先端から所定長さ突出し、従動プーリ８４が一体に取り付けられている。従動回転軸部材８２の下端は、パッキン保持部材６０の筒状部６４からわずかに下方に突出し、筒状部６４の下面に対面するフランジ部８６が一周して設けられている。従動回転軸部材８２の外周面は、軸受保持部材６２の第一軸受７６、第二軸受７８、第二パッキン８０と、パッキン保持部材６０の第一パッキン６６に接触し、気密で回転可能に取り付けられている。従動回転軸部材８２の内周面の、下端部には第三パッキン８８が４個取り付けられ、第三パッキン８８の少し上に第三軸受９０が取り付けられている。第三パッキン８８の形状は、第一パッキン６６を少し薄形にしたものである。従動回転軸部材８２の内周面の、上端部には第四パッキン９２が１個取り付けられ、第四パッキン９２の少し下に第四軸受９４が取り付けられている。
【００２０】
従動回転軸部材８２のフランジ部８６には、図１に示すように、連結部材９６を介して円筒軸状の晶析軸部材９８が取り付けられている。晶析軸部材９８は従動回転軸部材８２と同軸に取り付けられている。晶析軸部材９８の下端部は、固定部材４６の晶析軸部材用透孔４８に挿通されて収容部５０に達し、プロペラ状の晶析攪拌翼１００が取り付けられている。晶析攪拌翼１００は、固定部材４６の収容部５０に所定のゆとりを有して入れられる大きさであり、また中心には後述する濃縮軸部材１１２が挿通される透孔が形成されている。
【００２１】
従動回転軸部材８２と晶析軸部材９８の内側には、一本の濃縮軸部材１１２が挿通されて設けられている。濃縮軸部材１１２は円柱状であり、側周面は、従動回転軸部材８２の第三パッキン８８，第三軸受９０，第四パッキン９２，第四軸受９４に接し、気密状態で回転可能に取り付けられている。濃縮軸部材１１２の下端部は、晶析軸部材９８の下端部と晶析軸部材９８の下端部に取り付けられた晶析攪拌翼１００を貫通して下方に突出し、濃縮攪拌翼１１４が取り付けられている。濃縮攪拌翼１１４は、晶析容器１６の内周面に沿うＵ字形に形成され、晶析攪拌翼１００の外側に位置している。
【００２２】
濃縮軸部材１１２の上端は、図２に示すように、従動回転軸部材８２よりも上方に突出し、濃縮モータ１１６に連結されている。従動回転軸部材８２の上端に取り付けられた駆動プーリ１１８には、ベルト１２０を介して晶析モータ１２２が連結されている濃縮モータ１１６と晶析モータ１２２は、回転軸がほぼ平行に位置し、軸周りの回転方向は互いに逆方向である。濃縮モータ１１６と晶析モータ１２２は、モータ保持板１２４に取り付けられ、モータ保持板１２４は、支持部材１３０により覆い板３２に固定されている。
【００２３】
濃縮モータ１１６近傍には、薬剤容器１２４が設けられている。薬剤容器１２４は、開閉弁が設けられた取出口１２６が設けられ、取出口１２６の開閉弁は、原液添加用ハンドバルブ１２８で開閉操作を行う。取出口１２６は、添加剤チューブ５８が連結されている。
【００２４】
次にこの発明の晶析装置１０の動作について説明する。晶析容器１６に、析出物質を入れる場合は、リフト部３０のシリンダ等により覆い板３２を、保持部材４２やモータ１１６，１２２等とともに一体に上昇させ、水などの溶媒に溶解した原液を所定量入れ、覆い板３２を降ろし、取付部３４に密着させて晶析容器１６の開口部１６ｂを閉鎖固定する。この後、図示しないコンプレッサで、晶析容器１６を真空にする。そして、濃縮モータ１１６と晶析モータ１２２を作動して、晶析攪拌翼１００と濃縮攪拌翼１１４を互いに逆回転に回転させる。薬剤容器１２４の、原液添加用ハンドバルブ１２８を操作して原液を添加チューブ５８から適宜晶析容器１６の中に入れる。晶析容器１６は、ジャケット２４を循環する保温用オイルにより、一定温度に保たれる。そして所定時間経過後、晶析容器１６の中に晶析物質が精製され、均一な粒径の結晶ができる。そしてハンドバルブ２２を操作して溶媒中の結晶をスラリーとして晶析物質取出口１８から取り出す。
【００２５】
この実施形態の晶析容器１０によれば、確実に均一な粒径の晶析物質を製造することができる。晶析攪拌翼１００と濃縮攪拌翼１１４を、気密を維持したまま互いに逆回転させることができ、晶析容器１６内の原液を効率よく攪拌することができる。均一な粒径の結晶を得ることにより、高品質な商品、例えば肥料や薬品、食品を提供することができる。
【００２６】
なお、この発明の晶析容器は、上記実施形態に限定されるものではなく、各部材や構成は変更可能である。また、種々の晶析性物質の精製に利用することができ、溶媒の種類も問わないものである。攪拌翼の数や形状は、変更可能である。晶析容器等の素材は上記以外にも自由に選択可能である。
【００２７】
【発明の効果】
この発明の晶析装置は、確実に効率よく、均一な粒径の晶析物質を製造することができ、品質の高い結晶剤、例えば、肥料や薬剤、食品等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の晶析装置の晶析容器の縦断面図である。
【図２】この実施形態の晶析容器の縦断面図である。
【図３】この実施形態の従動回転軸部材付近の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  晶析装置
１２  基台
１６  晶析容器
１８  晶析性物質取出口
２２  ジャケット
３２  覆い板
４２  保持部材
４６  固定部材
５８  添加チューブ
６０  パッキン保持部材
６２  軸受保持部材
６６  第一パッキン
７６  第一軸受
７８  第二軸受
８０  第二パッキン
８２  従動回転軸部材
８４  従動プーリ
８８  第三パッキン
９０  第三軸受
９２  第四パッキン
９４  第四軸受
９８  晶析軸部材
１００  晶析攪拌翼
１１２  濃縮軸部材
１１４  濃縮攪拌翼
１１６  濃縮モータ
１１８  駆動プーリ
１２２  晶析モータ
１２４  原液容器
【図１】
2005013781.tif 000003
【図２】
2005013781.tif 000004
【図３】
2005013781.tif 000005