(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも加熱可能な容器（１）から成り、該容器が、混合物の入り口（１０）と、混合物の出口（１２）と、容器（１）内の回転する内部体としての２本以上のシャフト（２、２’）とを有し、該シャフト（２、２’）は該シャフトを回転するための駆動装置に接続されており、ミキサー要素（１３、１３’）が該シャフト（２、２’）に取り付けられている混合装置において、ミキサー要素（１３、１３’）が２つのミキサープレート（１５）及び２層のバー（３、４、３’、４’）から成り、該バーは互いに交差して配列され且つ互いに接続されており、軸線方向に延びているピン（６、７、６’、７’）がミキサー要素（１３、１３’）の表側に取り付けられて軸線方向に延びており、シャフト（２、２’）のピン（６、７、６’、７’）は、シャフト（２、２’）の回転中、他のシャフト（２’、２）のミキサー要素（１３’、１３）のバー（３’、４’及び３、４）間の隙間を清浄化することを特徴とする混合装置。
【請求項２】
ピン（６、７及び６’、７’）がバー（３’、４’及び３、４）の表側に取り付けられていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
ミキサー要素（１３、１３’）のバー（３、４及び３’、４’）の交差した層間の接続は軸線方向に延びているコネクタ要素（５、５’）の層を介していることを特徴とする請求項１又は２の装置。
【請求項４】
ミキサー要素（１３、１３’）を有するシャフト（２、２’）は、ミキサー要素（１３、１３’）が異なる数のバー（３’、４’及び３、４）を有する少なくとも２つの区域に小分けされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１による混合装置。
【請求項５】
ミキサー要素（１３、１３’）を有するシャフト（２、２’）が、シャフトの軸線の方向に見てミキサー要素（１３、１３’）がバー（３’、４’及び３、４）間の異なる幅の隙間（１４ａ・・・１４ｆ）を有す少なくとも２つの区域に小分けされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１による装置。
【請求項６】
駆動装置が、隣接シャフト（２、２’）が等速度回転するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１による装置。
【請求項７】
ミキサー要素（１３、１３’）の寸法は、シャフト軸線に沿った方向に見て、混合物の出口（１２）の区域におけるよりも混合物の入り口（１０）の区域においてより小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１による装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一側に混合物の入り口と、他方の側に混合物の出口を有する加熱可能な容器と、ミキサー要素が取り付けられている２本以上の共回転シャフト（ｃｏｒｏｔａｔｉｎｇ  ｓｈａｆｔｓ）から成り、ミキサー要素が２つのミキサープレートと２つの層のバーから成り、該バーはお互いに交差して配列されており且つお互いに接続されている、高粘性物質を処理する装置に関する。軸線方向に延びているピンがバーの表側（ｆａｃｅ  ｓｉｄｅ）に取り付けられている。これらは隣接シャフトのミキサー要素のバー間の隙間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｃｅｓ）を清浄化する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマーを製造する際に（例えば重縮合反応において）、溶媒及びモノマーの蒸発の如きプロセス工程のいくらかは粘性媒体に適用される（ａｐｐｌｉｅｄ）。
【０００３】
液相と気相間の物質移動の関数であるこれらのプロセス工程では、これらの二相間の界面面積（ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  ａｒｅａ）と物質移動係数の積が律速性である。
【０００４】
粘性液体における物質移動の場合には、物質移動係数は本質的に液体の表面の更新（ｒｅｎｅｗａｌ）の頻度により制御される。
【０００５】
表面の更新は一般に２つの異なる機構：
固定された表面に液体を広げる（ｓｐｒｅａｄ  ｏｕｔ）こと（例えば、米国特許第５３９９０１２号に記載の）、又は
液体を自由液体フイルムとして流れさせること（米国特許第５７７９９８６号又は第５５９９５０７号に記載のような）、
により起こり得る。
【０００６】
自由フイルムを生成させることによる液体表面の創造及び更新は、第１に装置のコストが低いこと及び第２に混合物に少ない機械的エネルギーを導入すればよいという利点を有する。
【０００７】
ミキサーが反応器として使用されるならば、反応体の長い滞留時間が望ましくない副反応を促進する内部体（ｉｎｔｅｒｎａｌｓ）における付着物の形成を回避するために、混合装置の内部体の良好な運動学的自己清浄化も必要である。
【０００８】
出願番号１９７５１７３０．７のドイツ特許出願には、本質的に運動学的に自己清浄化であり、そしてフイルム形成の結果として気相への及び気相からの物質移動のための更新された液体表面を連続的に生成する装置が開示されている。
【０００９】
脱ガス工程及び重合の両方において、１０倍より大きいミキサー内の粘度の上昇がしばしばある。液体表面を作り出しそして更新するために自由落下するフイルムを利用するミキサーはミキサー要素の形状が長さに沿って変えられないかぎり理想的に作動することはできない。
【００１０】
このために、米国特許第５５９９５０７号において、
ミキサー要素間の距離、
ミキサー要素の自由断面
ミキサー要素における開口の直径、
オーバーフロー堰における開口の寸法、
のいくらか又はすべてにおいて装置の長さに沿って変更がなされる。
【００１１】
出願番号１９７５１７３０．７のドイツ特許出願では、プレート幅及びディスクの開口の寸法を長さに沿って変えることはできるがプレート当たりの開口の数は変えることはできない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、フイルム形成により、気相への及び気相からの物質移動のための液体表面を作り出しそして運動学的に自己洗浄性であり、そして大きなパラメーター範囲内で装置の長さに沿って幾何学的パラメーターを変化させることができる装置を作り出すことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、この目的は、少なくとも加熱可能な容器から成り、該容器は混合物の入り口と混合物の出口と該容器内の回転する内部体（ｉｎｔｅｒｎａｌｓ）としての２本以上のシャフトを有し、該シャフトはシャフトの共回転のための駆動装置に接続されており、ミキサー要素がシャフトに取り付けられている混合装置であって、ミキサー要素が２つのミキサープレー及び２層のバーから成り、該バーはお互いに交差して配列されておりそしてお互いに接続されていることを特徴とする本発明により提供された混合装置により達成される。２層のバーは、シャフトの長手方向に投影される（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ）とき、バーの投影がお互いに交差するような方式でシャフトの軸線のまわりにお互いに対して変位している（ｄｉｓｐｌａｃｅｄ）。ミキサー要素の表側に軸線方向に延びているピンが取り付けられており、シャフトのピンはシャフトの回転期間中それぞれの他のシャフトのミキサー要素のバーの間の隙間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｃｅｓ）を清浄化する。
【００１４】
本発明に従うこの装置は、内部体の混合物接触部分の完全な運動学的清浄化（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ｃｌｅａｎ−ｏｆｆ）を可能としそして場合により装置のケーシングの完全な運動学的清浄化を可能とする。
【００１５】
ミキサー要素に対して外側に向けられた表側では、バーはかみ合う（ｉｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇ）シャフトのミキサー要素のバーにより清浄化される。内側に向けられた表側はかみ合うシャフトのピンにより清浄化される。
【００１６】
シャフトはバー及びピンにより清浄化される。
【００１７】
ピンはバーにより清浄化される。ケーシングの周囲はピン及びバーにより清浄化される。
【００１８】
追加の端部プレートが軸線方向から見てシャフトの端部に設けられるならば、これらはケーシングの表側を清浄化することができる。
【００１９】
好ましい装置はピンがバーの表側に取り付けられていることを特徴とする。
【００２０】
好ましい態様では、ミキサー要素の交差した層のバー間の接続は直接ではなくて軸線方向に延びているコネクタ要素を介している。
【００２１】
装置の特定の態様は、ミキサー要素を有するシャフトは、ミキサー要素が異なる数のバーを有する少なくとも２つの区域に小分けされるように構成される。
【００２２】
装置の特に好ましい態様では、各ミキサー要素の数は混合物の出口の区域におけるよりは混合物の入り口の区域でより多い。
【００２３】
これにより、例えば装置の長さに沿った層当たりのバーの数は、混合物の高い粘度を有する区域では、装置で実施されるプロセスに依存して、特に出口に向けてバーの数は少なくなり、結果として混合プロセスはより均一になるように変化する。混合物のより高い粘度により、表面の生成物フイルムはこの領域でより厚く（ｔｈｉｃｋｅｒ）、そのためより大きな要素が移送プロセスのために必要である。
【００２４】
装置の好ましいバージョンは、シャフトに、異なる数のバーを有するミキサー要素を有する区域間の移り変わり部（ｔｒａｎｓｔｉｏｎ）が、異なる数の交差したバーを有する２つの層を有するミキサー要素により形成されることを特徴とする。
【００２５】
混合装置の他のバージヨンでは、ミキサー要素を有するシャフトは、シャフトの軸線方向に見て、ミキサー要素がバーの間に異なる幅の隙間を有する少なくとも２つの区域に小分けされる。
【００２６】
特に好ましい装置では、各ミキサー要素のバー間の隙間の幅は混合物の出口の区域におけるよりは混合物の入り口の区域でより小さい。
【００２７】
この態様では、層のバー間のギャップの幅が、実施されるプロセスにおける混合物の高い粘度を有する区域ではギャップは大きくなるように装置の長さに沿って変わる。高い粘度の液体フイルムはより大きい落下の高さにわたって安定である。それらの粘度により、それらはより低い粘度の液体フイルムよりもゆっくりと落下の高さにわたって薄くなる（ｔｈｉｎ）。
【００２８】
装置の説明した態様の好ましいバージョンは、シャフトに、バー間の異なる幅の隙間を有するミキサー要素を有する区域間の移り変わり部が、異なる隙間を有するバーの２つの交差した層を有するミキサー要素により形成されるように構成される。
【００２９】
装置の他の好ましい態様では、駆動力は隣接シャフトが等しい速度で回転するように構成される。
【００３０】
混合装置の他の好ましいバージョンは、ミキサー要素の寸法が、シャフトの軸線に沿った方向に見て、混合物の出口の区域におけるよりは混合物の入り口の区域でより小さいことを特徴とする。
【００３１】
この態様では、ミキサー要素の軸線方向寸法は、高い粘度を有する区域、例えば出口の区域では、個々のミキサー要素の軸線方向寸法は大きくなるように装置の長さに沿って変わる。混合物の粘度が高い場合には、生成物フイルムはより厚く、そのためより大きな軸線方向空間が必要である。
【００３２】
装置の特に好ましい態様では、ミキサー要素の異なる軸線方向寸法は、軸線方向に見て、異なる寸法のコネクタ要素により引き起こされる。
【００３３】
より大きい加熱表面を得るために、ケーシング並びにシャフト又はバー、ピン及びコネクタ要素は加熱することができる。
【００３４】
【実施例】
本発明を図面を使用して例として更に詳細に説明する。これは本発明に対する詳細の限定するものではない。
【００３５】
実施例１
図１、図２、図３は装置の全体の構造を示す。図１は平面図を示し、図２は側面図を示しそして図３は正面図を示す。
【００３６】
略図で示されている加熱式ケーシング１は生成物入り口１０、生成物出口１２及び蒸気接続部１１を有する。
【００３７】
ケーシング１には同じ速度で回転する２つの平行な共回転シャフト２、２'が配列されている。異なる軸線方向位置において、これらにはミキサー要素１３及び１３'がある。これらの各々は２つのミキサープレート１５及び２層の鎌形状のバー３及び４又は３'及び４’から成り、これらのバー（３及び４又は３'及び４'）はお互いに対して交差して配列されそして軸線方向に延びているコネクタ要素５又は５'によりお互いに接続されている。バー３及び４又は３'及び４'には、ピン６及び７又は６'及び７'が表側に中心に配列されている。これらはシャフト２及び２'の回転中、他のシャフトのバー３'と４'の間又は４と３の間及び他のシャフトのミキサー要素のコネクタ要素５'又は５の間のギャップを清浄化する。
【００３８】
ミキサーの全長に沿って、１つの直径上のピンの数は６である。この態様におけるミキサー要素のすべては同じ構造を有する。
【００３９】
軸線方向において、端部プレート８及び９又は８'及び９'が端部に取り付けられており、これらはケーシングの表側を清浄化する。端部プレート９及び９'もピンを有する。これらのピンは端部に位置したミキサー要素を清浄化する。
【００４０】
図４はロータを斜視図で示す。
【００４１】
個々のミキサー要素は図５に正面図で示されておりそして図６で斜視図で示されている。
【００４２】
図７はコネクタ要素５'及びかみ合いピン６及び７を通る断面を示す。
【００４３】
図８はバー４'の層及びかみ合いピン６を通る半径方向断面を示す。
【００４４】
図９は端部プレート８及び９'を通る半径方向断面を示す。
【００４５】
実施例２
装置の他の態様では、層当たりのバーの数は、実施されるプロセスにおいて高い粘度を有する区域では、一般に排出口に向けてバーの数は小さくなるように装置の長さに沿って変えられる。
【００４６】
図１０は直径上に８つのピンを有するゾーンから直径上に４つのピンを有するゾーンまでの移り変わりプレートを正面図で示しそして図１１は斜視図で示す。
【００４７】
実施例３
装置の他の態様では、ミキサー要素のバー間の距離は、混合物の高い粘度を有する場所では一般に混合物の出口に向けてバー間の距離が大きくなるように変えられる。
【００４８】
図１２ａ〜図１３ｂはこの順序でこの態様において使用されるギャップ間の増加する距離を有するミキサー要素を示す。
【００４９】
実施例４
装置のこの態様では、ミキサー要素の軸線方向寸法は、高い粘度を有する場所では一般に混合物の出口に向けて軸線方向寸法が大きくなるように変えられる。特に好ましい態様では、バーの層間のコネクタ要素の長さが変えられる。
【００５０】
図１４ａ〜図１５ｂは、この順序で、コネクタ要素の増加する長さを有するミキサー要素を示す。
【００５１】
実施例５
バー間のギャップを清浄化するピンは異なる幾何学的形状を与えられることができる。
【００５２】
図１６ａの装置では、バーはピンの円筒形表面により清浄化される。
【００５３】
図１６ｂの装置ではバーはピンの縁により清浄化される。第２の場合には、バーの端部はより広くそしてバー間のギャップはそれらの端部でより狭い。
【００５４】
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
【００５５】
１．少なくとも加熱可能な容器（１）から成り、該容器（１）は混合物の入り口（１０）と混合物の出口（１２）と容器（１）内の回転する内部体としての２本以上のシャフト（２及び２'）を有し、シャフト（２及び２'）はシャフト（２及び２'）の共回転のための駆動装置に接続されており、ミキサー要素（１３及び１３'）がシャフト（２及び２'）に取り付けられている混合装置であって、ミキサー要素（１３及び１３'）が２つのミキサープレート（１５）及び２層のバー（３及び４並びに３'及び４'）から成り、バー（３及び４並びに３'及び４'）はお互いに対して交差して配列されておりそしてお互いに接続されていることと、軸線方向に延びているピン（６及び７並びに６'及び７'）がミキサー要素（１３）の表側に取り付けられており、シャフト又はそれぞれシャフト（２）又は（２'）のピン又はそれぞれのピン（６及び７）又は（６'及び７'）は、シャフト（２及び２'）の回転中、各場合に他のシャフト又はそれぞれ他のシャフト（２'）又は（２）のミキサー要素又はそれぞれミキサー要素（１３'又は１３）のバー又はそれぞれバー（３'及び４'）又は（３及び４）間の隙間を清浄化することを特徴とする混合装置。
【００５６】
２．それぞれピン（６及び７）又は（６'及び７'）がそれぞれバー（３'及び４'）又は（３及び４）の表側に取り付けられていることを特徴とする上記態様１に記載の装置。
【００５７】
３．ミキサー要素（１３及び１３'）のバー（３及び４並びに３'及び４'）の交差した層間の接続は軸線方向に延びているコネクタ要素（５及び５'）の層を介していることを特徴とする上記態様１又は２に記載の装置。
【００５８】
４．ミキサー要素（１３及び１３'）を有するシャフト（２及び２'）は、ミキサー要素（１３及び１３'）が異なる数のバー（３'及び４'並びに３及び４）を有する少なくとも２つの区域に小分けされていることを特徴とする上記態様１〜３のいずれかに記載の装置。
【００５９】
５．各ミキサー要素（１３及び１３'）のバー（３'及び４'並びに３及び４）の数が混合物の出口（１２）の区域におけるよりも混合物の入り口（１０）の区域でより多いことを特徴とする上記態様４に記載の装置。
【００６０】
６．シャフト（２及び２'）には、異なる数のバー（３'及び４'並びに３及び４）を有するミキサー要素（１３及び１３'）を有する区域間の移り変わり部が、お互いに対して交差して配列されている異なる数のバーを有する２つの層を有するミキサー要素により形成されていることを特徴とする上記態様４又は５に記載の装置。
【００６１】
７．ミキサー要素（１３及び１３'）を有するシャフト（２及び２'）が、シャフトの軸線の方向に見てミキサー要素（１３及び１３'）がバー（３'及び４'並びに３及び４）間の異なる幅の隙間（１４ａ、、、、、１４ｆ）を有する少なくとも２つの区域に小分けされていることを特徴とする上記態様１〜６のいずれかに記載の装置。
【００６２】
８．混合物の入り口（１０）の区域の各ミキサー要素（１３及び１３'）のバー（３'及び４'並びに３及び４）間の隙間（１４ａ、、、、１４ｆ）の幅が混合物の出口（１２）の区域におけるよりも小さいことを特徴とする上記態様７に記載の装置。
【００６３】
９．シャフト（２及び２'）には、バー（３'及び４'並びに３及び４）間の隙間（１４ａ、、、１４ｆ）の異なる幅を有するミキサー要素（１３及び１３'）を有する区域間の移り変わり部が、異なる隙間（１４ａ、、、、１４ｆ）を有するお互いに対して交差して配列されている２層のバーを有するミキサー要素により形成されることを特徴とする上記態様７又は８に記載の装置。
【００６４】
１０．駆動装置が、隣接シャフト（２及び２'）が等速度回転するように構成されていることを特徴とする上記態様１〜９のいずれかに記載の装置。
【００６５】
１１．ミキサー要素（１３及び１３'）の寸法は、シャフトの軸線に沿った方向に見て、混合物の出口（１２）の区域におけるよりも混合物の入り口（１０）の区域においてより小さいことを特徴とする上記態様１〜１０のいずれかに記載の装置。
【００６６】
１２．ミキサー要素（１３及び１３'）の異なる軸線方向寸法が軸線方向に見て、コネクタ要素（５及び５'）の異なる寸法により引き起こされることを特徴とする上記態様１１に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】新規な装置の構造の略平面図であり、ケーシングは略図でのみ示されておりそして開いている。
【図２】図１の装置の構造の側面図を示す。
【図３】線Ａ−Ａに沿った断面における図１の装置の構造を示す。
【図４】図１の装置のシャフト及びミキサー要素の斜視図である
【図５】図１の装置の個々のミキサー要素の構造を示す。
【図６】図１の装置の個々のミキサー要素の構造を示す。
【図７】図１からのコネクタ要素５'及びかみ合いピン６及び７を通る半径方向断面を示する
【図８】図１からのバー４'の層及びかみ合いピン６を通る半径方向断面を示す。
【図９】図１からの端部プレート８及び９'を通る半径方向断面を示す。
【図１０】半径上の８つのピンを有するバー層から周囲に４ツのピンを有するバー層までの移り変わり部を湯売るミキサー要素を示す。
【図１１】半径上の８つのピンを有するバー層から周囲に４ツのピンを有するバー層までの移り変わり部を有するミキサー要素を示す。
【図１２】バー間の距離が異なる複数のミキサー要素を示し（ａ）、バー間の距離が異なる複数のミキサー要素を示す（ｂ）。
【図１３】バー間の距離が異なる複数のミキサー要素を示し（ａ）、バー間の距離が異なる複数のミキサー要素を示す（ｂ）。
【図１４】コネクタ要素の軸線方向寸法が異なる複数のミキサー要素を示し（ａ）、コネクタ要素の軸線方向寸法が異なる複数のミキサー要素を示す（ｂ）。
【図１５】コネクタ要素の軸線方向寸法が異なる複数のミキサー要素を示し（ａ）、コネクタ要素の軸線方向寸法が異なる複数のミキサー要素を示す（ｂ）。
【図１６】ピンの断面が異なる２つのミキサー要素を示し（ａ）、ピンの断面が異なる２つのミキサー要素を示す（ｂ）。
【符号の説明】
１                  ケーシング
２、２'             共回転シャフト
３，４，３'４'      鎌形状のバー
５                  コネクタ
６、７、６'、７     ピン
８、９、８'、９'    端部プレート
１０                混合物の入り口
１２                混合物の出口
１３、１３'         ミキサー要素
１５                ミキサープレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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