ク ラ イ オロアック

ジ テ

タ‑

‖Cryo･lockりAgifcI†or
化工機事業部

製品開発室

山崎

恩威

Tadashige
Yamasaki
化工機事業部
ヰ支術部 設計企画課

松j京

喜一

Kiichi Matsubara
神鋼ファウドラー.･サービス株式会社

桑原

tlaruhikoThe
theCryo‑1ock
impeller
insideshaft
theshafttheandvessels.
This reportcryo‑lockfrom

has
been
developed
to makeagitatorcanthe shaft. Therefore,
the impeuer
vesselimpener

describes
agitatorbyandmeans

tousedthefeatures,

torqueitsofbeofassembly

capacityof

toit possible
be assembled

uShrink

uniquefordisassemblyand彦

removetothe

fit 3.OintH,althoughconstruction

one‑piece

晴Iくuwabara

glasslinedof theprocedures

joints, etc.

cryo‑lock

グラスチ‑)I,製撹拝棟において,従来一体構造であった撹群軸と撹拝巽を｢冷しばめ+で結合すること紅よって,両者は分離可能な構造となり,缶内で撹押葉のみの組立分解が行なえるクライオロックアジテ一夕を開発した.
本稿では,クライオロックアジテ‑クの特長,組立分解,結合力等について説明する｡
まえがき

グラステールは,ガラスと鋼(スチール)の複合材料として性ttはは広い耐食性 , tく非付着性 ,亡く不活性 tt洗浄,,くく電気絶縁性 などですぐれた特性を持っているが,その材料の特殊性ゆえvL用途が限定されていた｡
当社では,急速に展開するユーザ･ニーズの多様化に対応するため,材料による制約条件を少しでも取除き,グラスライニングの用途広大をはかるベく,日々研究を続けて

写真1クライオロックアジテータ
Photo･I

Cryollockagitator

いる｡

従来グラステール撹拝機の撹拝軸と撹押葉は,一体構造でしか製作できなかったが,クライオロックアジテ‑クの開発によりグラスチー)Vにおいても金属材料の鑑群機と同様vL,塩拝軸と撹拝巽を分離できる構造とすることができたo(写真1)また,クライオロックアジテ一夕は,全面ガラスで被覆された部品同士を｢冷しばめ+によって,機械的に強固に結合させる新しい接合技術としても評価することができると考えている｡

1.クライオロックの特長
1.1缶内で組立･分離が可能

Finbaffle

クライオロックアジテ一夕は,告内で撹拝賀の取り付け取り外しができ,第1国R:示すようKL.撹押葉は,マンホ‑ルから出し入れすることができる｡それゆえ,軸封,減速機などの伝動装置部を取り外すことなくくl容易 に撹群巽の交換ができる｡このことにより次の利点を挙げることができる｡

1)

1台のグラスチール政拝磯で数種の撹押葉を準備しておき,内容物等により撹拝巽を取り換えることVLよって,より最適な]党拝を行なうことができる｡
2)また,万一撹粋巽または鑑拝軸が損傷した場合は,撹弾巽か,撹梓軸のどちらか一方のみの交換ですむ.

第1図1)については,従来のグラステール製撹群機でも対応

Fig･

Vol.

29

No.

2(1985/9)

神鋼ファウドラ‑技報

クライオロック茂梓翼の抵立IThecryollocl( agitator assembly21Mallhole
Ce11tel･〆ニミ)

Ol)elllllg

3)㌔FinbaffleiManhole第3園
Fig･

小ざい髭拝口と大きなマンホー)I/
3

Liqtlid

Sma11eragitator

openingand

largerma血olellitl.Ogell

:l;
lll

第2園
Fig.

;i:

クライオロックアジテータのフローパターン
2Flowpattemby

cryo‑lockagitator⊂=ぎせようと思えばできないことはないが,クライオロック:>は,上記1),

2)共に撹搾翼の交換に要する時間,コス･を大幅に減少させることができる｡
強力な撹拝が可能.2

当社のダラネチrlt,製撹拝巽の大半を占めるファウドラー巽ほ,巽断面がオーバ/レ形3枚後退巽であるが,クライ+ロックアジテ‑タは平板4枚後退巽を棲準としている｡
このクライオロックアジテ‑刻も次忙示すようにファ7ドラー巽より,より強力な撹群を行なうことができるolJとして3000e濫搾機で撹拝動力を測定した結果より,撹
F動力数Np v‑よって比較すると,
b/d‑0.

クライオロックアジテ‑メ

Np‑1.1(但し, d/D‑0.49,ここで,d:翼スパン

b/d‑0.

Fig.

鑑拝軸に液体窒素を送入
4Liquidnitrogenfed

into hollow

shaft

巽,軸の出し入れに必要な,大きなセンタ‑オープニング

Np‑0.2

ファウドラ‑巽(但し, d/D‑0.73,第4図09)が不要となるので,上鏡のスペースが広くなるため第3園19)に示すようVLマンホー)I/のサイズを大きくすることができ,また,配管用ノズル数を増すことができる｡

b:栗幅

D:槽径

二なる｡但し,回転数(100R/M),液深(H/D‑1.25),
ヾッフ/レ条件(フィンバッフ/レ1本)ほ同条件である｡
Tp値は槽と巽寸法比,即ち,d/D, b/d等によって異なiが,標準寸法にあっては,クライオロックアジテータのrp値ほ,ファウドラー実のNp値の約5倍である｡撹搾動
プ係数Np値の大′+､のみによって撹拝巽特性を比較するこ二はできないが,クライオロックアジテータ,ファウドラー翼は共vL同じ後退巽で,吐出勇断塑巽といえるので,ク
ティオロックアジテ一夕は,ファウドラー巽より勇断作用pミ強く,かつ吐出流量を多く必要とする撹拝系一例えど,ガス分散,乳化重合,懸濁重合等‑忙最適であると費えられる.第2図にクライオロックアジテ‑タとフィン

1.4

高耐食性

クライオロックほ,撹拝軸,鑑搾巽とも｢冷しはめ+部を含めて全面に,今回当社で開発された高耐食性グラス♯8100がライニングされているので,従来のグラスライニング匠増して厳しい腐食環境でも使用できる｡
以上がクライオロックの特長であるが,そのグラスライニングとしての機械的強度,熱的性質(耐熱性,耐熱衝撃性)などは従来のグラステール機器と全く同等である｡

2.クライオロックの分解･組立
クライオロックの主な特長ほ,缶内で撹拝巽の組立,分解が可能なことであり,更にその作業が短時間でしかも簡単ケこ施行することができることも大きな利点である.
次に,宙体vLセッ†された撹拝軸から撹拝巽の取外し(分解)及び,取付け(組立)の手順を示す｡

ヾッフルとの組合せによるフロ‑パターンを示す｡
従来の撹拝巽では,焼成条件等により翼形状において多2.1分:の制約条件があった｡しかし,クライオロックアジテ‑

1)第4国に示すよう忙減速機の中空軸にパイプを撹拝軸zの撹押葉では,多様な形状の撹押葉の製作が可能になる
こめ,ステンレス製撹拝磯で蓄積してきた撹拝翼ノウ‑ウピグラステール製撹拝機R:も応用することが可能である｡
大きなマンホール,多数のノズル取付けが可能■.3

クライオロックアジテータでは,従来一体構造の撹拝!2

解の先端まで挿入し,液体窒素を送入する｡
2)液体窒素によって鑑拝軸は収縮し澄拝軸と巽ボスの接合部がゆるんでくる｡
3)髭拝巽が捜拝軸からすべり,宙底のクッション材FL落下する｡

神鋼ファウドラ‑技報

VTol. 29No.

2

(1985/9)4)撹拝翼をマンホールから取り出す｡
立

二2.2 組

1)新しい撹拝巽をマンホールから入れ,缶底におかれたタイヤチューブの上VLおろす.
2)撹拝翼を蔑搾軸の真下にセフ7‑し,髭拝軸シこ結露防止等の養生を行なう｡:3 )再び液体窒素を送入後,5分位で撹拝賀ボスが挿入で写真

きる軸径まで撹拝軸が収縮する｡
4 )液体窒素の送入を止め養生を取り外す｡

結合力テスト

2PI10tO.2

Amslertype

testeztmiversal
for frictional:5)タイヤチューブに空気を送入すると,膨らんだタイヤ

forc e

チューブが氏拝賀を持ち上げる｡
6)撹拝巽を撹搾軸R:セットしてその状態を保持する.

Fkg

Tkg･rn'7)撹群軸内の液体窒素が蒸発し,投弾軸が元の寸法に戻ると撹押葉はしっかりと固定される｡
組立vL要する時間は約1時間であるが,上記3‑7まで

10500′000

ほ約15分位で終了するo
このように容易に投弾巽の組立,分解ができ,しかも缶内での作業に金属工具を使用する必400/i＋要がないので,グラスライニング部への損傷の可能性を最小にしている｡

300/

3.クライオロックアジテータの接合部の圧縮力
5000と結合力200

クライオロックアジテ‑タにおいて撹拝軸と撹拝巽とを冷しはめで結合する時,技合部vL̲発生する圧縮力と結合力･について述べるo
いま,外半径r2,内半径がrlである軸に外半径がr8であるボスをしまりばめ代∂で冷しばめ時紅Pmなる冷し♂

第5図Fig･mm冷しばめに対する摩擦力と結合卜/I,ク5Interferenceはめ圧力が生じるとする｡撹拝軸,ボスのガラス部も鋼と偵足しヤング率をEとするとF‑vsFrictional

force andFrictional

torque〃PmSと表わせる｡
接合部の摩擦力Fは,写真2VL̲示すようにアムスラー塑

＋2x>drl

万能試験機FL鑑拝賀ボスを固定させ,撹拝軸に荷重を加え,撹拝軸とボスにすべりが生じた時の荷重を測定するこa･㊥≒㊨‑÷(譜･が成立する｡
rl,

r2,と中こより求めたo
第5図に冷しばめ∂R=対する摩擦力Fをプロッ†した崇r書＋r守 p‑r乏r…‑rヲ
r8及びEが一定とすると)果を示す｡
撹拝†/レクTは,PtRCC∂

T‑2r2Fとなり,圧力P皿はしまりはめ代∂に比例する｡ゆえに冷しはめ時紅おいて,接合部のガラス忙発生する応力値
紘,撹群軸外径と撹拝賀ボス内径のしまり代∂を一定範囲内にとどめていれば一定値(許容値)を越えることはない.
従って,撹拝軸外径と髭拝巽ボス内径のガラス面寸法をとなる｡

第5図右側の座標軸は撹拝T)レクを示す.
第5固より,撹拝軸と巽ボスの結合部での伝達T7レクT‑320kg･mは,撹群軸の最大塩拝Tl)I,クの約8倍以上てあるが,この結合を保証するためには,しぼりはめ代∂を一定公差範囲内R:仕上げることが必要である｡
当社では,ガラス面に外径,内径のホ‑ニング加工を行

このことからも前記と一定範囲内に仕上げねばならないo同様にガラス面の精密なホ‑ニング加工が必要であるo

なうことによって寸法精度を向上させ表面を滑らかにしてむいるので,接合時の応力によるガラス破損の心配はないo以上,従来のグラスチ‑)I,反応磯のイメージより一段と進んだクライオロックアジチークVL̲ついて概説したが,こまた,ボス部を厚肉円筒とすることVL̲より,ボス外面のガラス紅生じる引張力をも/J＼さくしている｡
撹群トルクケこよって,撹群軸と巽ボス技合部で,すべりすび

れは,高度の焼成技術とグラスの機械加工技術とがあいまが生じるかどうかは接合部の結合力から判断できる｡その結合力は,軸外面のガラスとボス内面のガラスの.撃擦力Fって初めて開発できたものである｡現在,当社ではクライオロックアジテータ適用機種を2000e‑10000eまで標準イヒしており,また,アンカー巽のクライオロックをも製作しから成り立っている｡摩擦力Fは,ガラス面に生じているている｡今後,しまりはめ圧力Pmをガラス同士の摩擦係数〃,接合部面積S紅よりVol. 29

No.

2(1985/9)‑‑ザ各位のニーズに対応するためにも,クライオロックアジテータのバ1)エーS/ヨンとして種々4:撹押葉形式を提供していきたいと考えている｡

神鋼ファウドラ‑技報2;