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公開番号2024143479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056189
出願日2023-03-30
発明の名称混練装置
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人ATEN
主分類B01F 27/116 20220101AFI20241003BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて材料を混練する場合でも、材料に高い応力を付与できるようにする。
【解決手段】混練装置1は、混練室10aと、第一ロータ50と、第二ロータ60と、を備える。第一ロータ50の周方向における第一最外径円弧部51の長さは、第一仮想円50cの全周の長さの1/2以上である。第二ロータ60の周方向における第二最外径円弧部61の長さは、第二仮想円60cの全周の長さの1/2以上である。第二最外径円弧部61は、第一回転軸50aと第二回転軸60aとの間(A)で、第一最外径円弧部51と向かい合う場合がある。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
超臨界状態または亜臨界状態の作動流体の存在下で、材料を混練させる部分である混練室と、
前記混練室の内部に配置され、第一回転軸を中心に回転する第一ロータと、
前記混練室の内部に配置され、前記第一ロータと平行に配置され、前記第一ロータと隣り合うように配置され、第二回転軸を中心に、前記第一ロータの回転方向とは逆向きに回転する第二ロータと、
を備え、
前記第一ロータは、前記第一回転軸が延びる方向から見たときに前記第一回転軸を中心とする円弧状であるとともに前記第一ロータのうち最も径方向外側の部分である第一最外径円弧部を備え、
前記第二ロータは、前記第二回転軸が延びる方向から見たときに前記第二回転軸を中心とする円弧状であるとともに前記第二ロータのうち最も径方向外側の部分である第二最外径円弧部を備え、
前記第一ロータの周方向における前記第一最外径円弧部の長さは、前記第一回転軸が延びる方向から見たときに前記第一最外径円弧部を通るとともに前記第一回転軸を中心とする仮想円である第一仮想円の全周の長さの１／２以上であり、
前記第二ロータの周方向における前記第二最外径円弧部の長さは、前記第二回転軸が延びる方向から見たときに前記第二最外径円弧部を通るとともに前記第二回転軸を中心とする仮想円である第二仮想円の全周の長さの１／２以上であり、
前記第二最外径円弧部は、前記第一回転軸と前記第二回転軸との間で、前記第一最外径円弧部と向かい合う場合がある、
混練装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の混練装置であって、
前記第一ロータと前記第二ロータとの最小間隔は、前記混練室の内面と前記第一ロータとの最小間隔よりも小さく、前記混練室の内面と前記第二ロータとの最小間隔よりも小さい、
混練装置。
【請求項３】
請求項１に記載の混練装置であって、
前記第一ロータは、前記第一ロータの径方向における内側に凹んだ形状を有する第一凹部を備え、
前記第二ロータは、前記第二ロータの径方向における内側に凹んだ形状を有する第二凹部を備える、
混練装置。
【請求項４】
請求項３に記載の混練装置であって、
前記第二凹部は、前記第一回転軸と前記第二回転軸との間で、前記第一凹部と向かい合う場合がある、
混練装置。
【請求項５】
請求項３に記載の混練装置であって、
前記第一ロータは、
前記第一回転軸を含む第一基部と、
前記第一基部から径方向外側に突出する２つ以上の第一凸部と、
を備え、
前記第一凹部は、前記第一ロータの周方向に隣り合う２つの前記第一凸部により形成される第一凸部間凹部を備え、
前記第二ロータは、
前記第二回転軸を含む第二基部と、
前記第二基部から径方向外側に突出する２つ以上の第二凸部と、
を備え、
前記第二凹部は、前記第二ロータの周方向に隣り合う２つの前記第二凸部により形成される第二凸部間凹部を備える、
混練装置。
【請求項６】
請求項５に記載の混練装置であって、
前記第二凸部は、前記第一回転軸と前記第二回転軸との間で、前記第一凸部と向かい合う場合がある、
混練装置。
【請求項７】
請求項６に記載の混練装置であって、
２つの前記第二凸部は、前記第一回転軸と前記第二回転軸との間で、２つの前記第一凸部と向かい合う場合がある、
混練装置。
【請求項８】
請求項６に記載の混練装置であって、
前記第一ロータの径方向における前記第一凸部の外側端部である第一凸部先端部は、前記第一回転軸が延びる方向から見たときに前記第一回転軸を中心とする円弧状であり、
前記第二ロータの径方向における前記第二凸部の外側端部である第二凸部先端部は、前記第二回転軸が延びる方向から見たときに前記第二回転軸を中心とする円弧状である、
混練装置。
【請求項９】
請求項８に記載の混練装置であって、
前記第一凸部先端部は、前記第一最外径円弧部であり、
前記第二凸部先端部は、前記第二最外径円弧部である、
混練装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の混練装置であって、
前記第一ロータの径方向における、前記第一回転軸から前記第一凸部間凹部までの最小長さは、前記第一ロータの径方向における、前記第一回転軸から前記第一基部の外側の面までの最大長さよりも小さく、
前記第二ロータの径方向における、前記第二回転軸から前記第二凸部間凹部までの最小長さは、前記第二ロータの径方向における、前記第二回転軸から前記第二基部の外側の面までの最大長さよりも小さい、
混練装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を混練する混練装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に、従来の混練装置が記載されている。同文献に記載の混練装置は、翼を有するロータ（特許文献１の要約、図２などを参照）を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４５４２６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて材料を混練する場合は、大気圧で混練する場合に比べ、材料の粘度が低下する。それに伴い、混練装置が材料に付与できる応力が低下し、材料の分散が不十分となるおそれがある。そのため、超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて材料を混練する場合でも、材料に高い応力を付与できることが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は、超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて材料を混練する場合でも、材料に高い応力を付与することができる、混練装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
混練装置は、混練室と、第一ロータと、第二ロータと、を備える。前記混練室は、超臨界状態または亜臨界状態の作動流体の存在下で、材料を混練させる部分である。前記第一ロータは、前記混練室の内部に配置され、第一回転軸を中心に回転する。前記第二ロータは、前記混練室の内部に配置され、前記第一ロータと平行に配置され、前記第一ロータと隣り合うように配置され、第二回転軸を中心に、前記第一ロータの回転方向とは逆向きに回転する。前記第一ロータは、第一最外径円弧部を備える。前記第一最外径円弧部は、前記第一回転軸が延びる方向から見たときに前記第一回転軸を中心とする円弧状であるとともに前記第一ロータのうち最も径方向外側の部分である。前記第二ロータは、第二最外径円弧部を備える。前記第二最外径円弧部は、前記第二回転軸が延びる方向から見たときに前記第二回転軸を中心とする円弧状であるとともに前記第二ロータのうち最も径方向外側の部分である。前記第一ロータの周方向における前記第一最外径円弧部の長さは、第一仮想円の全周の長さの１／２以上である。前記第一仮想円は、前記第一回転軸が延びる方向から見たときに前記第一最外径円弧部を通るとともに前記第一回転軸を中心とする仮想円である。前記第二ロータの周方向における前記第二最外径円弧部の長さは、第二仮想円の全周の長さの１／２以上である。前記第二仮想円は、前記第二回転軸が延びる方向から見たときに前記第二最外径円弧部を通るとともに前記第二回転軸を中心とする仮想円である。前記第二最外径円弧部は、前記第一回転軸と前記第二回転軸との間で、前記第一最外径円弧部と向かい合う場合がある。
【発明の効果】
【０００７】
上記の混練装置により、超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて材料を混練する場合でも、材料に高い応力を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の混練装置１を軸方向Ｚから見た断面図である。
図１に示す混練装置１の斜視図である。
図１に示す混練装置１での材料Ｍの速度分布を示す図である。
図１に示す混練装置１を軸方向Ｚから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
第２実施形態の混練装置２０１を軸方向Ｚから見た断面図である。
図５に示す混練装置２０１の斜視図である。
図５に示す混練装置２０１での材料Ｍの速度分布を示す図である。
図５に示す混練装置２０１を軸方向Ｚから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
図５に示す混練装置２０１を上下方向Ｙから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
第３実施形態の混練装置３０１を軸方向Ｚから見た断面図である。
図１０に示す混練装置３０１の斜視図である。
図１０に示す混練装置３０１での材料Ｍの速度分布を示す図である。
図１０に示す混練装置３０１を軸方向Ｚから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
図１０に示す混練装置３０１を上下方向Ｙから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
第４実施形態の混練装置４０１を軸方向Ｚから見た断面図である。
図１５に示す第一ロータ５０と第二ロータ６０とを軸方向Ｚから見た図である。
図１５に示す混練装置４０１の斜視図である。
図１５に示す１つの第一凸部４５３と１つの第二凸部４６３とが向かい合う場合の図１５相当図である。
図１５に示す混練装置４０１での材料Ｍの速度分布を示す図である。
図１５に示す混練装置４０１を軸方向Ｚから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
図１５に示す混練装置４０１を上下方向Ｙから見たときの材料Ｍの粒子分配を示す図である。
比較例（例Ｄ１、例Ｄ２）の回転翼を示す斜視図である。
材料に付与できる最大せん断応力を示すグラフである。
材料に付与できる最大伸長応力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１～図４を参照して、第１実施形態の混練装置１について説明する。
【００１０】
混練装置１（混練機）は、図１に示すように、超臨界状態または亜臨界状態の作動流体を用いて、材料Ｍ（図３参照（以下の材料Ｍについても同様））を混練する装置である。以下では、「超臨界状態または亜臨界状態」を、「超臨界状態など」ともいう。混練装置１は、例えばバッチ式である。混練装置１では、超臨界状態などの作動流体が材料Ｍに膨潤し、材料Ｍが溶融し、材料Ｍの粘度が低下した状態で、材料Ｍが混練される。
（【００１１】以降は省略されています）

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