(57)【要約】【課題】濃縮装置において、ベーパー胴部内に処理液の堆積物が発生することを防止できるようにする。【解決手段】軸線Ｌ１方向が横向きとなるように配置され、外周に加熱手段３７を設けた略円筒状のドラム５と、ドラム５の軸線Ｌ１方向の一方側をなす本体胴部１５に開口して処理液を本体胴部１５内に供給する供給口と、ドラム５の他方側をなすベーパー胴部１７の下部に開口して加熱手段３７により濃縮された処理液をベーパー胴部１７から排出する排出口２１と、ドラム５の軸線Ｌ１方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸１１と、回転軸１１に本体胴部１５の内周壁面５ａとの間に間隙を有して固定された攪拌羽根１３とを備える濃縮装置であって、ベーパー胴部１７に、その内部空間を軸線Ｌ１方向に区画する略板状の衝突板４５が配置され、本体胴部１５に対向する衝突板４５の表面４５ａが、排出口２１に向けて下方に傾斜している濃縮装置を提供する。【選択図】図２
2007313381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向が横向きとなるように配置され、外周に加熱手段を設けた略円筒状のドラムと、
該ドラムの軸線方向の一方側をなす本体胴部に開口して処理液を前記本体胴部内に供給する供給口と、
前記ドラムの他方側をなすベーパー胴部の下部に開口して前記加熱手段により濃縮された前記処理液を前記ベーパー胴部から排出する排出口と、
前記ドラムの軸線方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸と、該回転軸に前記本体胴部の内周壁面との間に間隙を有して固定された攪拌羽根とを備える濃縮装置であって、
前記ベーパー胴部に、前記ベーパー胴部の内部空間を前記軸線方向に区画する略板状の衝突板が配置され、
前記本体胴部に対向する前記衝突板の表面が、前記排出口に向けて下方に傾斜していることを特徴とする濃縮装置。
【請求項２】
軸線方向が横向きとなるように配置され、外周に加熱手段を設けた略円筒状のドラムと、
該ドラムの軸線方向の一方側をなす本体胴部に開口して処理液を前記本体胴部内に供給する供給口と、
前記ドラムの他方側をなすベーパー胴部の下部に開口して前記加熱手段により濃縮された前記処理液を前記ベーパー胴部から排出する排出口と、
前記ドラムの軸線方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸と、該回転軸に前記本体胴部の内周壁面との間に間隙を有して固定された攪拌羽根とを備える濃縮装置であって、
前記ベーパー胴部の下部に位置する前記ベーパー胴部の内周壁面に、前記排出口に向けて下方に傾斜する傾斜流下部が設けられていることを特徴とする濃縮装置。
【請求項３】
前記ベーパー胴部内に洗浄液を噴射して前記ベーパー胴部内に滞留した前記処理液を洗浄する洗浄手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種処理液の濃縮処理に用いる濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脂肪酸等の油脂類、スープ・ジュース等の各種飲料食品、各種ビタミン・抗生物質等の医薬品、ポリプロピレン等の各種合成樹脂、各種合成ゴム・ワックス・洗剤等の石油化学製品、等の各種処理液の加熱蒸発による濃縮処理を行う際には、処理液を流入する略円筒状のドラムの外周に処理液を加熱する加熱手段を設けた濃縮装置（ロートサーム）を使用する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の濃縮装置において、上記ドラムは、その軸線方向が略水平となるように配置されており、前記軸線方向の一方側（ドラムの本体胴部）に処理液の供給口が設けられると共に他方側（ドラムのベーパー胴部）に濃縮された処理液の排出口及び蒸気の排気口が設けられている。ここで、供給口はドラムの鉛直方向の上方に取り付けられており、排出口はドラムの鉛直方向の下方に取り付けられている。
すなわち、処理液は供給口からドラム内に流入するようになっており、濃縮された処理液はその自重により排出口からドラムの外側に流出するようになっている。
【０００４】
また、ドラム内には、その軸線方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸と、この回転軸からドラムの内周壁面に向けて突出する攪拌羽根とが設けられており、攪拌羽根の先端と内周壁面との間には微小な間隙が形成されている。したがって、攪拌羽根を回転させた際には、処理液が攪拌羽根の回転によってドラムの内周壁面に押し付けられることになる。この攪拌羽根は供給口を設けたドラムの本体胴部にのみ配置されており、排出口及び排気口を配置したドラムのベーパー胴部には配置されていない。
なお、この種の濃縮装置においては、ドラム内を真空状態にして処理液の熱処理を行う場合もあるため、ドラムに対する回転軸の軸支部分にメカニカルシール等のシール材やパッキンを設けてドラム内を密封している。
【特許文献１】特開２００４−１９７９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の濃縮装置においては、ドラム内において攪拌羽根が高速回転するために、処理液が本体胴部からオーバーランしてベーパー胴部まで飛散することがあり、この飛散した処理液はベーパー胴部の内周壁面に付着することになる。ここに付着した処理液は、加熱手段により直接加熱されてしまうため、ベーパー胴部において固着・固形化して堆積成長する。そして、この堆積物が過剰に成長すると排出口を閉塞したり、回転軸に接触して攪拌羽根の回転の妨げとなる不具合を生じる。また、回転軸の軸支部分に堆積物が侵入すると、ドラム内の真空度が低下するという問題も発生する。上述した問題は、スラリー状やスラッジ状の処理液を取り扱う際に特に顕著に発生する。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑み、処理液がドラムのベーパー胴部まで飛散してもベーパー胴部内に処理液の堆積物が発生することを防止して、安全運転を可能とする濃縮装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、軸線方向が横向きとなるように配置され、外周に加熱手段を設けた略円筒状のドラムと、該ドラムの軸線方向の一方側をなす本体胴部に開口して処理液を前記本体胴部内に供給する供給口と、前記ドラムの他方側をなすベーパー胴部の下部に開口して前記加熱手段により濃縮された前記処理液を前記ベーパー胴部から排出する排出口と、前記ドラムの軸線方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸と、該回転軸に前記本体胴部の内周壁面との間に間隙を有して固定された攪拌羽根とを備える濃縮装置であって、前記ベーパー胴部に、前記ベーパー胴部の内部空間を前記軸線方向に区画する略板状の衝突板が配置され、前記本体胴部に対向する前記衝突板の表面が、前記排出口に向けて下方に傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る濃縮装置において処理液を濃縮する際には、ドラムの内周壁面を加熱手段で加熱した状態で、供給口から処理液を供給すると共に回転軸と一体の攪拌羽根を回転させる。この際には、処理液が攪拌羽根によって本体胴部の内周壁面に押し付けられて薄膜状となるため、その水分を効率よく蒸発させて処理液の水分調整が行われる。また、この際には、処理液が徐々にベーパー胴部側に移動し、濃縮された処理液がベーパー胴部の排出口から排出されることになる。
そして、ベーパー胴部側に飛散した処理液は、衝突板の表面に衝突することになる。ここで、衝突板の表面は排出口に向けて下方に傾斜しているため、衝突板に付着した処理液をその自重で排出口に向けて流下させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、軸線方向が横向きとなるように配置され、外周に加熱手段を設けた略円筒状のドラムと、該ドラムの軸線方向の一方側をなす本体胴部に開口して処理液を前記本体胴部内に供給する供給口と、前記ドラムの他方側をなすベーパー胴部の下部に開口して前記加熱手段により濃縮された前記処理液を前記ベーパー胴部から排出する排出口と、前記ドラムの軸線方向に貫通して回転自在に軸支された回転軸と、該回転軸に前記本体胴部の内周壁面との間に間隙を有して固定された攪拌羽根とを備える濃縮装置であって、前記ベーパー胴部の下部に位置する前記ベーパー胴部の内周壁面に、前記排出口に向けて下方に傾斜する傾斜流下部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る濃縮装置によれば、ベーパー胴部の内周壁面に飛散した処理液は、その自重によってベーパー胴部の下部に位置する内周壁面に流れ落ちるが、ここには傾斜流下部が設けられているため、ここに流れ落ちた処理液を排出口に向けて流下させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の濃縮装置において、前記ベーパー胴部内に洗浄液を噴射して前記ベーパー胴部内に滞留した前記処理液を洗浄する洗浄手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る濃縮装置によれば、洗浄手段によりベーパー胴部内に洗浄液を噴射することで、ベーパー胴部の内周壁面や衝突板の表面、傾斜流下部に滞留した処理液を洗い流すことができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１及び請求項２に係る発明によれば、ベーパー胴部側に飛散した処理液を排出口まで流下させることができるため、ベーパー胴部内に処理液の堆積物が発生することを防止でき、濃縮装置の安全運転が可能となる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、洗浄液によりベーパー胴部の内周壁面や衝突板の表面、傾斜流下部に滞留した処理液を洗い流すことができるため、ベーパー胴部内に処理液の堆積物が発生することを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る濃縮装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の濃縮装置１は、外周に加熱手段を設けた略円筒状のドラム５と、ドラム５の軸線Ｌ１方向に貫通してドラム５の両端に設けられた軸受部７，９で回転自在に軸支された回転軸１１と、ドラム５の内周壁面５ａとの間に微小な間隙を有して回転軸１１に固定された複数の攪拌羽根１３とを備えている。
ドラム５は、その軸線Ｌ１方向が略水平となるように横向きに配置されており、該軸線Ｌ１方向の一方側（図１において左側）が本体胴部１５をなしており、他方側（図１において右側）がベーパー胴部１７をなしている。本体胴部１５には、その内部に開口して処理液を本体胴部１５内に供給する供給口１９が形成されている。
【００１６】
また、ベーパー胴部１７には、その内部に開口して濃縮された処理液をベーパー胴部１７内から排出する排出口２１、及び、処理液の蒸気を排気する排気口２３が形成されている。なお、排出口２１はベーパー胴部１７の下部に開口しており、排気口２３はベーパー胴部１７の上部に開口している。また、排出口２１は、本体胴部１５の端部に隣接する位置に形成されており、排気口２３は、排出口２１よりも本体胴部１５から軸線Ｌ１方向に離れた位置に形成されている。
【００１７】
回転軸１１は、伝達機構２５を介してモータ２７に連結されており、モータ２７の駆動力に基づいて回転するようになっている。伝達機構２５としては、従来公知のものでよく、例えば図示のように、回転軸１１に取り付けたプーリ２９とモータ２７の駆動軸に取り付けたプーリ３１との間にベルト３３を巻回したものから構成されるとしてもよい。
この回転軸１１を軸支する軸受部７，９は、例えばメカニカルシールによってドラム５の内部空間を外方に対して封止可能とされている。すなわち、この濃縮装置１においては、ドラム５内を真空状態にすることもできるようになっている。
【００１８】
複数の攪拌羽根１３は、それぞれ長尺な板状に形成されており、回転軸１１の外周面から径方向外方に突出するアーム３５を介して回転軸１１に固定されている。各攪拌羽根１３は、その長手方向が軸線Ｌ１方向に沿って配されており、本体胴部１５の軸線Ｌ１方向の寸法と略等しくなっている、すなわち、ベーパー胴部１７には配置されていない。
なお、攪拌羽根１３と本体胴部１５の内周壁面５ａとの隙間は２ｍｍ程度となっており、回転軸１１を回転させた際には、攪拌羽根１３が内周壁面５ａとの間で上記隙間を保持しながら内周壁面５ａ上をその周方向に移動するようになっている。また、これら複数の攪拌羽根１３は、回転軸１１の周方向に等間隔で配置されている（図３参照）。
【００１９】
加熱手段は、本体胴部１５からベーパー胴部１７にわたってドラム５の外周全体に設けられたジャケット３７により構成されており、ジャケット３７には、その内部に高温水蒸気等の熱媒を供給する熱媒入口３９、及び熱媒を排出する熱媒出口４１が形成されている。すなわち、この濃縮装置１においては、熱媒入口３９から供給された熱媒によってドラム５の内周壁面５ａが加熱され、ドラム５に熱を奪われた熱媒が熱媒出口４１から排出される。
【００２０】
図２に示すように、ベーパー胴部１７内には、その内部空間を軸線Ｌ１方向に区画する略板状の衝突板４５が配されている。この衝突板４５は、軸線Ｌ１に対して斜めに配置されるように、外形が略楕円形状に形成されている。また、衝突板４５には回転軸１１を挿通させる略楕円形状の貫通孔（不図示）が形成されており、衝突板４５が回転軸１１に触れないようにベーパー胴部１７に固定されている。
本体胴部１５側に対向する衝突板４５の表面４５ａは、その上端部が排気口２３に対向するようになっていて、排出口２１に向けて下方に向かうに従い、軸線Ｌ１方向に沿って本体胴部１５側に近づくように傾斜している。すなわち、排出口２１及び排気口２３は、衝突板４５によって区画されて本体胴部１５に対向するベーパー胴部１７の一方の空間に開口しており、ベーパー胴部１７の端部に配された回転軸１１の軸受部７は他方の空間に隣接して配置されている。
【００２１】
また、図２，３に示すように、ベーパー胴部１７内には、洗浄液を噴射してベーパー胴部１７内に滞留した処理液を洗浄する洗浄手段４７が設けられており、この洗浄手段４７は、ベーパー胴部１７の一方の空間に配置された第１の洗浄ノズル４９と、ベーパー胴部１７の他方の空間に配置された第２の洗浄ノズル５１とから構成されている。
第１の洗浄ノズル４９は、排気口２３からベーパー胴部１７の内部に向けて下方に吊り下げられており、回転軸１１を挟み込むように一対形成されている。各第１の洗浄ノズル４９には、複数の噴射口が形成されており、ベーパー胴部１７の内周壁面５ａ及び衝突板４５の表面４５ａに向けて洗浄液を噴射できるようになっている。第２の洗浄ノズル５１は、ベーパー胴部１７の端部に設けられており、ベーパー胴部１７の内周壁面５ａ及び衝突板４５の裏面４５ｂに向けて洗浄液を噴射するように構成されている。
なお、上述した洗浄液は、例えば水、油、アルコール、あるいは各種溶剤からなり、処理液の種類に応じて処理液を容易に洗い流せるものであればよい。
【００２２】
以上のように構成された濃縮装置１の動作について以下に説明する。
この濃縮装置１において処理液を濃縮する際には、ドラム５の内周壁面５ａを加熱手段で加熱した状態で、処理液を供給口１９から本体胴部１５内に供給すると共に、モータ２７により回転軸１１と一体の攪拌羽根１３を回転させる。この際には、処理液が攪拌羽根１３によって本体胴部１５の内周壁面５ａに押し付けられて薄膜状となるため、その水分を効率よく蒸発させて処理液の水分調整が行われる。
また、この際には、処理液が徐々にベーパー胴部１７側に移動し、濃縮された処理液がベーパー胴部１７の排出口２１から排出されることになる。さらに、この際には、処理液から蒸発した蒸気がベーパー胴部１７の排気口２３からドラム５の外方に排出されることになる。
【００２３】
また、本体胴部１５からオーバーランしてベーパー胴部１７側に飛散する処理液は、衝突板４５の表面４５ａに衝突する。ここで、衝突板４５の表面４５ａは排出口２１に向けて下方に傾斜しているため、衝突板４５に付着した処理液はその自重により衝突板４５の表面４５ａ上を流下して排出口２１に到達することになる。なお、上述のように、飛散した処理液は衝突板４５に衝突するため、ベーパー胴部１７の端部に配された回転軸１１の軸受部９に到達することがない。
また、この濃縮装置１においては、第１の洗浄ノズルや第２の洗浄ノズルからベーパー胴部１７の内周壁面５ａや衝突板４５の表面４５ａや裏面４５ｂに向けて噴射して、ベーパー胴部１７の内周壁面５ａや衝突板４５の表面４５ａや裏面４５ｂに滞留した処理液を洗い流すことができる。
【００２４】
上述したように、この実施形態に係る濃縮装置１によれば、衝突板４５を設けることで、ベーパー胴部１７側に飛散した処理液を排出口２１まで流下させることができるため、ベーパー胴部１７内に処理液の堆積物が発生することを防止できる。
さらに、この衝突板４５は、本体胴部１５と軸受部９との間に配置されているため、飛散した処理液が軸受部９に到達することを確実に防止できる。したがって、ドラム５内を真空状態としてもその真空度が低下することを防止できる。
また、洗浄液によりベーパー胴部１７の内周壁面５ａや衝突板４５の表面４５ａ及び裏面４５ｂに滞留した処理液を洗い流すことができるため、ベーパー胴部１７内に処理液の堆積物が発生することを確実に防止できる。したがって、濃縮装置１の安全運転が可能となる。
【００２５】
次に、本発明による第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、この第２の実施形態に係る濃縮装置は、第１の実施形態の濃縮装置１とベーパー胴部１７の構成について異なっている。ここでは、ベーパー胴部の構造のみについて説明し、第１実施形態の濃縮装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、この実施形態に係る濃縮装置６１は、本体胴部１５と共にドラム６３を構成するベーパー胴部６５の下部に位置する内周壁面６３ａに、排出口２１に向けて下方に傾斜する傾斜流下部６７が設けられている。より具体的には、この傾斜流下部６７は、ベーパー胴部６５の内周壁面６３ａから窪んだ断面半円状あるいはＵ字状の溝状に形成されると共に排出口２１の側部に連通しており、排出口２１に向けて下方に傾斜している。すなわち、傾斜流下部６７の底面６７ａがベーパー胴部６５の他方側の端部からこれよりも一方側に位置する排出口２１に向けて下方に傾斜している。
【００２７】
この濃縮装置６１では、処理液の濃縮プロセスにおいてベーパー胴部６５の内周壁面６３ａや端面６３ｂに処理液が飛散した際には、ここに付着した処理液が内周壁面６３ａや端面６３ｂ上を流下して、ベーパー胴部６５の下部に位置する内周壁面６３ａに流れ落ち、さらに、ベーパー胴部６５の下部に設けられた傾斜流下部６７に流れ落ちた処理液が流入する。そして、この傾斜流下部６７は、その底面６７ａがベーパー胴部６５の端部から排出口２１に向けて下方に傾斜しているため、上記処理液はこの底面６７ａ上を流下して排出口２１に到達し、排出されることになる。
【００２８】
この実施形態に係る濃縮装置６１によれば、傾斜流下部６７を設けることで、第１実施形態と同様に、ベーパー胴部６５側に飛散した処理液を排出口２１まで流下させることができるため、ベーパー胴部６５内に処理液の堆積物が発生することを防止できる。
なお、上述した第２実施形態の濃縮装置６１には、第１実施形態と同様の洗浄手段４７を設けても構わない。この場合、洗浄手段４７は、ベーパー胴部６５の内周壁面６３ａ及び端面６３ｂ、並びに、傾斜流下部６７内に噴射するように配置されることが好ましい。これにより、ベーパー胴部６５の内周壁面６３ａ及び端面６３ｂ、並びに、傾斜流下部６７内に滞留した処理液を洗い流すことができる。
また、傾斜流下部６７を設けると共に、第１実施形態の衝突板４５設けるようにしてもよい。
【００２９】
なお、上述した全ての実施形態において、ドラム５はその軸線Ｌ１方向が略水平となるように配置されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも上記軸線Ｌ１方向が横向きとなるように配置されていればよい。すなわち、ドラム５はその軸線Ｌ１方向が傾斜するように斜めに配置されるとしても構わない。ただし、ドラム５の傾斜の度合は、衝突板４５の表面４５ａや傾斜流下部６７の底面６７ａが排出口２１に向けて下方に傾斜できる程度とする必要がある。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る濃縮装置の概略を示す側断面図である。
【図２】図１の濃縮装置において、ドラムのベーパー胴部を示す拡大側断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る濃縮装置において、ドラムのベーパー胴部を示す拡大側断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，６１  濃縮装置
５，６３  ドラム
５ａ，６３ａ  内周壁面
１１  回転軸
１３  攪拌羽根
１５  本体胴部
１７，６５  ベーパー胴部
１９  供給口
２１  排出口
３７  ジャケット（加熱手段）
４５  衝突板
４５ａ  表面
４７  洗浄手段
６７  傾斜流下部
Ｌ１  軸線
【図１】
2007313381.tif 000003
【図２】
2007313381.tif 000004
【図３】
2007313381.tif 000005
【図４】
2007313381.tif 000006