フルゾーン･テスト設備の紹介
Test

FcICi]il.y withlmpe[ler｢FULLZONEJ(化)技術部 設計第2課
平井
HitoshiHirai

等(化)技術部 設計第1課
徳岡津
Hiroyuki(化)技術部 設計第3課
布MutumiShinkoPantechasdeveloped

anbusinesssince April 1991･ Recently
test
facility is composedofThisfor test

wit血actualonthetransported

torque,えobtained
facility

test

weglass‑linedin thereaction
theimpellermixingaconstructed

vessel,impenerpremiseour

testwill beservedcanoperating
be utilized
for improvement

baffles,&suchfor

scale‑upbecan

It is designed

customers.

of
data,

it

so

as

shaft

speed

commercial
inprocesses

usedbetoandshaft

reactors.

ofof mixing

陸onstartedimpeller.

te串facilit.ywith

technicalduring｢FULLZONEJand｢FULLZONEJ

Nuno

customer's

vessels.

stirredまare∇bicb
hope
this

We

chemicaltracksandadvanced

由Tokuokaがきスト設備を製作した｡この設備はユーザ工場またはユーザ研究所に貸与し,フルゾーン巽の性能を実液で確認してい低粘度域から中高粘度域の広い領域で効率のよい撹拝混ただくことを目的としている｡ここでは貸与用フルゾーン

合性能をもつフルゾーン髭搾巽(第1図)が開発され,上市約1年間で20機を越える実績を持つことができたo

フルゾーン巽の混合機能の評価は,当社西神技術研究所に設置

テス†設備を紹介する｡

1.

￣■

フルゾーン翼の適用
第2図に示すようにフルゾーン巽は低粘度域から中高粘されたテスト撹拝槽で模擬流体(水,水飴等)を用い,各種撹搾巽との比較を中心VL数多く実施してきた｡このたび実際の反応液を用いて混合機能を確かめたいというユーザ度域(Re>20)で従来の髭拝賀より混合効率が良い｡国各位の要望にこたえるために,グラスライニング製(以下反応,伝熱,溶解,鵠縮などの振作をする場合が多くあるGL製)のフ)i,ゾ‑ン巽付き100et反応槽を中心とするテが,このような多目的の撹押に適している｡また7/Vゾー

Drive

分操作で処理液の粘度や操作液面が変化し,その間混合,ン巽は低粘度域の撹拝vLおいても少ない動力で均一混合が達成できるため粒子径を大きく成長させたい晶析操作中こも適している.第3図に示すように,固液分散系,液液分散

assembly

系で比較的比重差のある混合操作にも他巽に比較して少ない動力で均一混合が達成されるo
このように低勇断性能に優れた性質からポ1)マ一重合磯としても乳化重合,懸濁重

Seal t111it

合に適用できる｡以上を簡単むこまとめると次に示す用途にVesselShaft

Jacket10Baffle＼､､＼プ≠クー､

10[1冒/＼､∴＼‑‑‑‑‑‑＼ー‑‑‑‑‑̲̲̲‑孟aFULLZON

10E､‑‑‑‑‑̲̲̲̲‑‑一一Pfaudler lmPeller
Eelical ribbon
AllCb orュ)
Grid type lTnPeuerl)
102

101

1mpe11er''F口LLZONE

第1園
Fig.

フルゾーンを装備した撹拝槽
1VTol. 86

FULI20NENo.

setinto2 (1992/8)p

ヽヽ

avessel

103
Re

第2図
Fig･

104

105

ト】

n･C班‑Re曲線の比較
2Comparison

神鋼パンテツク技報of n･OM‑Re

curvesfor severalimpellers

J;でき,混合効率の改善が期待できると考える｡

フルゾ‑ン襲は適用できると考える｡(1)低粘度一中高粘度,混合,反応,伝熱,溶解,壊縮等

2.テスト設備の概要の多目的鑑枠操作(2)晶析操作

第4図にテスト設備の外形図を写真1に.外観を示す｡全体の重量は約2.5TONで,架台①(3)乳化重合,懸濁重合
SB/SBR
ラテックス

GL製反応槽㊥を設置し,その上部vL無段変速機⑨,プーリ④,卜/レク検出器①,ダブ/レメカニカ/レAS/ABS/MBS

ジール㊥から構成される伝動装置がある.槽内にはGL製のフルゾ‑ン巽⑦とバッフル⑨を設置している｡反応槽㊤

PVC

ペ‑ス十(1.1mxl.9mx2.125高さ)に100et

EVA
EPS

は本体フランジ部以下が昇降装置㊥横転装置⑯により,罪降横転が可能で反応槽内部の点検,清掃ができる｡現地へ

エポキシ搬入据付後,ユーザにて電源の接続とユーティ1)チ.イ配管

アルキッド樹脂

接続および反応原料,触媒,薬液などの供給配管と製品のEPDM排出配管を施工していただく｡このテス†設備の設置には

ポ1)ウvタン樹月旨
当社は撹拝塑反応機のメーカとして多様な形式の撹拝機lを納入してきた｡各種撹拝賀とフ/i,ゾーン巽の包括的な比較を第1表に示すQ
この裏から読み取れるようむこ多量のガG

苫⊂t3亡q)

ス吹き込みを伴う通気撹枠操作を除いては従来巽vL代替えG⊂)
くJFULLZONE‑
Pfaudler‑‑‑‑q)

第1表

空 0ユ

従来翼とフルゾーンとの包括的な比較

Table

1

Cornprehensive
FULLZONEcomparisonof various

impellers

including
0ユlhlPellers

く1コ

EL

17:aGl11冨I‑bine
IpmuAiFcl,es
IFULLZONE】Andor
第3‑A図d監lpEOPller〉く)く〉く)く×○△◎×○△△○◎

0○○◎○○◎◎0△△○△◎◎△××

Sol id･Liquid△㊨○△◎◎△×××××〉く○△◎○

○

○

○0◎

△△

(:io::芸ousii=jeng◎

㊨◎0△

△

○.
cJ;Fan.;cDngance

◎○

(⊃

△

△

○

○ ;Good,

Fig･

3

粒子均一浮遊にいたる動力の比較
Comparison
requiredof two impellers in poyer
for l皿iform solids suspenslOnlFULLZONE‑
Pfaudler‑‑‑‑‑⊂コ

sd監fo:3:.e ◎◎ : Excel一ent,

0.3〔kW/m3]

paddLeGas･LiquidT

0.2
Pv･B⊂さ⊂コq)△ ; Permissible,×:⊂:⊂)U

さNot

sLlitable

0,10.2Pv

n7Db4l

第3‑B園(∋ Stand@ Reactor

3@@･･･6Fig･

30A

液滴均一分散にいたる動力の比較
Comparison
required
droplets

Variator

0.3[kW/m8】of two impellers in power
for l皿iform dipersion of liquid

Pully@ Torque meter㊥ Me血nical

712@seal
FULLZONEimpel 1er◆ノL￣｢

｢8@@Baffle
Up&down

devi ce㊨ Revolution

Idevi ce＼馳10＼､さフ/｢l9･占占∃=y=I

写真1
フルゾーンテスト設備
Pl10tO.

第4園
Fig･J∂

テスト設備の外形図
4Sche皿aticsof test

Testfacility

1facility wi血｢FULLZONEJ

神鋼パンテツク技報

Vol. 86No.

impel le∫2 (1992/8)

約4mx3mx4m(高さ)程度の場所が必要で,反応機耐圧防爆塾モータ(d2G4)屋外型に熱交換器,蒸留塔,デカンターなどの付帯機番が必要な場合はユーザにて準備していただく予定である.

〔トルク検出器〕
測定範囲0‑5王(g‑孤,耐圧防爆塾

3.テスト設備の仕様
3.

〔事由封〕

1反応槽本体模準的な運転容量は100etを想定しているo反応槽本体

2Bダブルメカニカ)I/シ‑ル

摺動材:セラミックコ‑トVSカーボン

9000グラスライニン

は耐食性K‑･もっとも優れた当社No.
グを採用している｡容器本体は高圧ガス特定設備(毒性ガs,‑ル箱:シー)i,液: ISO
加圧簡:SロS316

ス)を想定し,設計製作した｡外套へは昇温時にスチー
3カスパン260/280GL製フルゾーン鑑拝巽
HZ), 0′‑200 R/M(50
回転数0‑250 R/M(60〔バッフル〕

ユ弁を付属している｡
l槽

500

径

設計圧力F.Ⅴ.

&

600

15 kg/cm2G

設計温度

200 oC

適用法規

高圧ガス(毒性)

放射線検査
材

質

グラスセ･ンサーT付き

52 βt

mm

〔底排弁〕

mm

50A/40AGL製フラッS,ユ弁
弁座はPTFE

6 kg/cm2G
200oC〔昇降装置〕

(ソノ他)

1) 7

100 %

20%

昇降速度450

GL(SM400B)

SS400とし,制御盤はエアパージ方式の簡易内圧構造としたoこ: 40AJISIOI(×のフ/レゾーソテスト設備ほ反応槽の温度,圧力および撹群軸の回転数,†ルクが自動で記録計執できる｡また反応糟

1個(予備)

各付属品の仕様

2の昇温,冷却もコントロールパネルより設定可能となっている.ここで得られたデ‑タからスケ‑)I,アップを含めた技術検討を実施し,実機の撹群磯設計仕様を決定すること〔1)ングコーン無顔変速機〕
RXMZR‑222･2kW,0 0‑G3‑4P,

1AX

50/60HZ,200/220Vができる｡

凡名項目l青己号lTR/PR
XR
TICR‑1計

Ⅱ三三蘇LSH㊨㊨

冷却水入口温ま記録計

PICR‑1

内部圧力指示調節計
ジャケット圧力指示調節計

XIR‑TQ
CV‑STCSI

CS2

MIM2
LSH
I‑SL

P

5Flo∇

sheet

Vol. 86No.

2of instrl皿ent(1992/8)

ID調節計

P

ID調節計
オートレーダートルクメ‑ク‑スチ‑ム用調節弁
冷却用調節弁加熱/冷却切換スイッチ

エアr‑駆動/ポジショナ
エア･‑駆動/ポジショナ
切換スイタチ内牧/ジ1･ケット/圧力切換スイヮチ切換スイッチ
コントロールバネル
抜粋頗モ‑♂
パイロッ ト己‑メ
昇降モ‑♂

簡易エアー/<‑ジ方式

AC220/200V

5.0 kW

リングコ‑ン無段変速機 AC220/200V
ACIOO/100V
回転数可変用

2.2kW

0.4Ⅰ【W

サイクロ減速機

1.5 1【WAC220/200V

昇降上限1)ミットスイッチ
昇降下限リミヲT･スイッチ

副琵

安全弁
ラブチャ‑ディスク
加圧箇供給電源(禰チェアカ‑付)
M2Fig.

P

回転数指示調節計
負荷ト/I/ク指示記録計

PSL

計装竃気系統図

I備

3ペン記録計P ID調節計

ID調節計
晶f#‑a(LfB^目温度指示調節計

PM

Lilt

能TR‑14

CV‑CW

気機
6打点記録計

内液上部温炭記録計

ⅩICR‑RPM

A㊨

湿度EE力記録計
I/I/ク回転数記録計
内液下部温度指示調節計

TICR‑3

PICR‑2

装

例
称TR‑2

CP

第5図

ⅢZ)

気品の一覧表を示すo装置付属の電気品はすべて防爆仕様

40AJIS20Kxl個

外套:25AJISIOKx3個
3.

HZ), 375 mm/min(50

第5図に計装,電気の系統図を示すo右下に計装晶,鷲25AJIS20Kx3個

底排弁:H%900mmmm/比in(60〔計装,電気〕(内面Niメッキ)
取合ノズル本体上蓋:

HZ)

幅40mmGL製ビ‑パテール塑バッフル2本

外套132 βt

計算容量

VG♯32′‑68 (共液シールも可)〔撹拝賀〕

ム,冷却時に冷却水を供給していただくことを療準としているo原料,薬液などの供給ノズルは25A(JIS20K)
所が準備されており,製品の排出には50A/40AのフラッS'

本体

SUS316

供給エアー

3￠AC220/200V
5kW
4‑7
1く清浄乾換空気

スチームMAX.

スチームドvン
冷却水入
冷却水出

3‑5m3/E≡E蔓R
神鋼パンテツク技報

3‑5

6kg/cn2茶気

rna/H

27 oC

15AJIS10kFF
25AJtSIOkRF
25Aホース5;ヨイント
25AJISIOkRF
25AJISIOkRF

19

10.00 809
pOISe pO】Se

100【1.6】肌′nl3]【1.96klV/500400

pOZSepOISe309,] [3.86帆/200

pO】Se,】

t5.0klV/nl.]

poise【7.0kW/m,]

10∈aZ

I

[15?冒4PkqV7em】]

bL)

J

⊥110

1 000

100

Re

10 000100 000

ト1U:コてコ1I+⊂)･1Jしト+

Water

ぐG
Jコ
∽

第6図Fig.

【1.33kW/Tn,]

フルゾ‑ン翼のNp‑Re緑園
6

Np‑Re

curve

uO

50

4.フルゾーン翼の動力特性

100Sbaft

speed

150

200[R/M]

本設備むこ付帯するフ)I,ゾーン巽は,水相当の物性で撹拝した場合,約144R/Mで0･.5kW/m3の撹搾強さを与え

第丁園

フ).Yゾーン翼のT./レク特性

Fig.

Torque7る.この巽のNp‑Re線図を第6園VL̲示す.低粘度撹群では0.5 kW■/m8で充分な均一混合が可能であるが,液粘度

characteristicof FULLZONE

impellerが増大すると投拝強さは大きくしていく必要がある.本設集積されることむこなる.これらの貴重なデータはユ‑ザ各

備の†ルク検出器が最大5Kg‑mまで測定可能であるが,軸封部と軸受部でのロストルクを見込んで,許容正味撹拝位での撹拝技術改善に有効に役立てるため,当社西神技術

卜/I,クを4Kg‑mとして本テスト設備での使用可能な液粘度と回転数,撹搾強さの関係を第7国VL示す.第7図より

ストで詳細な解析を試みることを予定している｡可視テス
ト設備紅ほ最新型のレ‑ザ･･ドップラー流速計が付帯され本設備ではおおよそ100000CPの高精度液まで使用するているので,貸与機と幾何学的相似条件を可視テスト設備ことができる｡中高粘度域の撹拝では必要とされる撹拝強さ(Pv低)がどの程度かあらかじめ判明している場合はvLて再現し,模擬液紅よる撹拝槽内各部の流速を実測する少ない｡従って本設備むこより適正な反応操作を達成させる‑ザ各位の反応プロセス技術の改善に貸与用フ/レゾーソテ
スト設備がお役WL‑たては幸いであa.0
記号説明Re :撹拝レイノ)I/ズ数‑pnd2/FL[‑]

Pv値を測定し,実スケールの商業機の設計に反映させる
また撹拝磯の回転数の変化にことを主な狙いとしているoよって見かけの粘度が変化する罪ニューT.ン流体の場合に研究所レこ設置された可視テスト設備でのフィ‑ドパックテことができる.実液と模擬液紅よる詳細な解析をもとVL̲ユ

ち,回転数数種の実測データから実反応液の流動特性を本Np

トルク検出容により見いだすことができる.

Oh( :混合時間むすび

Pv

貸与用フ/レゾーンテス†設備が完成し,今後ユーザ各位より実汲,宍プロセスの氏群技術VL̲関するデ‑タが数多く

20ト〕:撹群動力数[s]:単位容積あたりの撹拝動力‑撹拝強さ[kW/m8]〔参考文献〕
35, No.

1)菊池,高田ら:神鋼パンテツク技報VOL.

神鋼パンテツク技報

Vol. 86No.

12 (1992/8)