JP2010042376A - 液体と混合物の混合装置及びその混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができ、且つ一定の製品特性を保つことを可能とした液体と混合物の混合装置及びその混合方法を提供する。
【解決手段】真空ポンプ１７により混合槽１０内の圧力を減圧した状態で、ホッパ５に収容された粉体３を混合槽１０内へ供給する際に、ホッパ５内と混合槽１０内との圧力差の変動幅Ｌを算出し、算出した変動幅Ｌが予め設定された設定変動幅α以上であると判定された場合に、ＣＰＵ４１は真空ポンプ１７の設定圧力を上げ、バルブＶ１の開度を絞り、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３の開度を絞り、サーボモータ１３を制御して攪拌翼１２の回転速度を上げるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、混合槽内の液体に対して液体や粉体等の混合物を供給し、混合する液体と混合物の混合装置及びその混合方法に関する。

従来より複数の異なる材料を混ぜ合わせ、攪拌する混合装置は多くの工業分野において、混合、分散、溶解、反応などいろいろな目的で使用されている。通常、混合装置における混合槽は、例えば円筒形の直胴部と、その下端の縦断面半楕円形あるいはコーン形状の下向き凸状の底部から構成される。また、混合槽の内部には、槽外から回転軸を中心に回転可能に支持された攪拌翼が取り付けられている。

ここで、上記混合装置において特に液体と混合物を混合する場合には、従来は混合槽内に収納した液体の上方から混合物を落下させ、攪拌翼で液体を攪拌することにより混合していた。しかし、この方法では混合槽内を混合物が落下する際に、混合物が液体の上面で飛散して周囲を汚すことがある。また、特に、混合物として粉体を用いる場合には、継粉となって液体に混合されずに残存することが多かった。

そこで、例えば実開平６−３１８２７号公報には、混合槽を減圧状態とし、混合槽内に貯留された液体の液面下から粉体を混合槽内に供給し、攪拌を行う混合装置が記載されている。このような混合装置によれば、混合槽内の液体に脱泡作用が生じ、液体の見掛け比重が減少する。そして、液体の液面下から供給される粉体は、ホッパと攪拌槽内の圧力差及び上記脱泡作用により液体内に流入し易くなり、極めて良好に混合することが可能となる。
実開平６−３１８２７号公報（第３−４頁、図１）

しかしながら、上記特許文献１に記載の混合装置では以下の問題が生じていた。
（１）ホッパ内の空気、特に混合物内に混在する空気が混合物とともに減圧された混合槽内に供給されるため、混合槽内で著しい発泡が生じることがあった。それにより、溶存酸素の増加による次工程での不具合が生じる。
（２）また、発泡によって液面上へと混合物や液体が飛散し、混合槽内への混合物、液体の不要な付着による、固形分濃度のバラツキや製造量の低下、及び液体タンクの汚れとそれによる洗浄工程の増加などの問題点が生じる。
（３）更に、発泡することを想定した製造量にするために、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要がある。
（４）一方、発泡を発生させることなく混合槽内の液体に混合物を供給する方法として、混合槽内の圧力を目標値まで減圧し、その後混合物を供給し、混合槽内の圧力が事前に決定された限界値を超えると、混合物の供給を停止し、混合槽内の圧力を目標値まで減圧する、という動作を混合物の供給完了まで繰り返しおこなうことも行われていた。しかし、この方法では、混合物の供給に時間がかかり、リードタイムの長時間化、製品特性のバラツキなどの問題があった。

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、混合槽内とホッパ内の圧力をそれぞれ検出し、その圧力差に基づいて混合槽内の圧力を調整するので、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができ、且つ一定の製品特性を保つことを可能とした液体と混合物の混合装置及びその混合方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本願の請求項１に係る液体と混合物の混合装置は、液体が貯留される混合槽と、前記混合槽に接続され、混合物を収容したホッパと、前記混合槽に貯留される液体の液面下に形成され、前記ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する混合物供給口と、前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧手段と、前記混合槽内の圧力を検出する第１圧力検出手段と、前記ホッパ内の圧力を検出する第２圧力検出手段と、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合槽減圧手段を制御する混合槽減圧制御手段と、を有することを特徴とする。
尚、液体と混合する「混合物」は、粉体でも良いし、液体であっても良い。

また、請求項２に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１に記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合槽減圧制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合槽減圧手段を制御することを特徴とする。

また、請求項３に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１又は請求項２に記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合槽内に配置され、回転に伴って混合槽内に貯留された液体を攪拌する攪拌翼と、前記攪拌翼を所定の回転周期で回転軸を中心に回転駆動させる駆動手段と、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項４に係る液体と混合物の混合装置は、請求項３に記載の液体と混合物の混合装置において、前記駆動制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記駆動手段を制御することを特徴とする。

また、請求項５に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置において、前記ホッパ内へ供給する窒素の流量を調整するホッパ窒素流量調整手段と、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパ窒素流量調整手段を制御するホッパ窒素流量調整制御手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項６に係る液体と混合物の混合装置は、請求項５に記載の液体と混合物の混合装置において、前記ホッパ窒素流量調整制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記ホッパ窒素流量調整手段を制御することを特徴とする。

また、請求項７に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置において、前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整する混合物供給量調整手段と、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合物供給量調整手段を制御する混合物供給量調整制御手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項８に係る液体と混合物の混合装置は、請求項７に記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合物供給量調整制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合物供給量調整手段を制御することを特徴とする。

また、請求項９に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合物供給口を介して前記ホッパと前記混合槽とを連絡し、前記ホッパから前記混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路と、前記混合物供給路に形成され、混合物供給路内に窒素を供給する窒素供給口と、を有し、前記窒素供給口から窒素を前記混合物供給路に間欠供給することを特徴とする。

また、請求項１０に係る液体と混合物の混合装置は、液体が貯留される混合槽と、前記混合槽に接続され、混合物を収容したホッパと、前記混合槽内に貯留される液体の液面下に形成され、前記ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する混合物供給口と、前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧手段と、前記ホッパ内の圧力を減圧するホッパ減圧手段と、前記混合槽内の圧力が前記ホッパ内の圧力より低くなるように前記混合槽減圧手段及び前記ホッパ減圧手段を制御する減圧制御手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項１１に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１０に記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合槽減圧手段により減圧された混合槽内の残存空気及び前記ホッパ減圧手段により減圧されたホッパ内の残存空気を窒素に置換する窒素置換手段を有することを特徴とする。

また、請求項１２に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１０又は請求項１１に記載の液体と混合物の混合装置において、前記ホッパから前記混合槽への混合物の供給速度を検出する供給速度検出手段を有し、前記減圧制御手段は、前記混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて、前記第１減圧手段及び第２減圧手段を制御することを特徴とする。

また、請求項１３に係る液体と混合物の混合装置は、請求項１０又は請求項１１に記載の液体と混合物の混合装置において、前記混合槽内へ供給する窒素の流量を調整する混合槽窒素流量調整手段と、前記ホッパ内へ供給する窒素の流量を調整するホッパ窒素流量調整手段と、前記混合槽窒素流量調整手段及び前記ホッパ窒素流量調整手段を制御することにより、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を調整する窒素流量調整制御手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項１４に係る液体と混合物の混合方法は、混合槽に貯留される液体の液面下に形成された混合物供給口を介して、ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する液体及び混合物の混合方法において、前記混合槽内の圧力を検出する第１圧力検出ステップと、前記ホッパ内の圧力を検出する第２圧力検出ステップと、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧ステップと、を有することを特徴とする。

また、請求項１５に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１４に記載の液体と混合物の混合方法において、前記混合槽減圧ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合槽内の圧力を減圧することを特徴とする。

また、請求項１６に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１４又は請求項１５に記載の液体と混合物の混合方法において、前記混合槽内に配置された攪拌翼を所定の回転周期で回転軸を中心に回転駆動させ、混合槽内に貯留された液体を攪拌する攪拌ステップを有し、前記攪拌ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記回転周期を変動させることを特徴とする。

また、請求項１７に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１６に記載の液体と混合物の混合方法において、前記攪拌ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記回転周期を変動させることを特徴とする。

また、請求項１８に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法において、前記ホッパ内に窒素を供給するホッパ窒素供給ステップを有し、前記ホッパ窒素供給ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパ内に供給される窒素の流量を調整することを特徴とする。

また、請求項１９に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１８に記載の液体と混合物の混合方法において、前記ホッパ窒素供給ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記窒素の流量を調整することを特徴とする。

また、請求項２０に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１４乃至請求項１９のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法において、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整する混合物供給量調整ステップを有することを特徴とする。

また、請求項２１に係る液体と混合物の混合方法は、請求項２０に記載の液体と混合物の混合方法において、前記混合物供給量調整ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整することを特徴とする。

また、請求項２２に係る液体と混合物の混合方法は、請求項１４乃至請求項２１のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法において、前記混合物供給口を介して前記ホッパと前記混合槽とを連絡し、前記ホッパから前記混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路に窒素を間欠供給する供給路窒素供給ステップを有することを特徴とする。

また、請求項２３に係る液体と混合物の混合方法は、混合槽に貯留される液体の液面下に形成された混合物供給口を介して、ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する液体及び混合物の混合方法において、前記混合槽内の圧力が前記ホッパ内の圧力より低くなるように前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を減圧する減圧ステップを有することを特徴とする。

また、請求項２４に係る液体と混合物の混合方法は、請求項２３に記載の液体と混合物の混合方法において、前記減圧ステップにより減圧された混合槽内の残存空気及びホッパ内の残存空気を窒素に置換する窒素置換ステップを有することを特徴とする。

また、請求項２５に係る液体と混合物の混合方法は、請求項２３又は請求項２４に記載の液体と混合物の混合方法において、前記ホッパから前記混合槽への混合物の供給速度を検出する供給速度検出ステップを有し、前記減圧ステップは、前記混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を減圧することを特徴とする。

更に、請求項２６に係る液体と混合物の混合方法は、請求項２３乃至請求項２５のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法において、前記混合槽内に供給される窒素の流量及び前記ホッパ内に供給される窒素の流量を調整することにより、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を調整する圧力調整ステップを有することを特徴とする。

前記構成を有する請求項１に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、混合槽内を減圧するための減圧手段を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項２に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、混合槽内を減圧するための減圧手段を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項３に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、攪拌翼の回転速度を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項４に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、攪拌翼の回転速度を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項５に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、ホッパ内への窒素供給量を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項６に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、ホッパ内への窒素供給量を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項７に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、混合槽への混合物供給量を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項８に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、混合槽への混合物供給量を制御するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項９に係る液体と混合物の混合装置では、ホッパから混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路に窒素を間欠供給するので、混合物供給路の末端まで混合物の充填状態を均一にすることができる。従って、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。

また、請求項１０に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内とホッパ内とを共に減圧し、且つ混合槽内の圧力がホッパ内の圧力より低くなるように混合槽内及びホッパ内を減圧するための各減圧手段を制御するので、混合槽内へと混合物をスムーズに流入させることが可能となるとともに、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。

また、請求項１１に係る液体と混合物の混合装置では、減圧された混合槽内の残存空気及び減圧されたホッパ内の残存空気を窒素に置換するので、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を更に減少させることが可能となる。

また、請求項１２に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内とホッパ内とを共に減圧し、且つ混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて混合槽内及びホッパ内を減圧するための各減圧手段を制御することにより、混合物の供給速度を目標値へと近づけることが可能となる。その結果、液体の種類や量に応じた適切な速度で混合物を供給することができ、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１３に係る液体と混合物の混合装置では、混合槽内とホッパ内とを共に減圧し、且つ混合槽内の圧力がホッパ内の圧力より低くなるように混合槽内及びホッパ内へと供給される各窒素供給量を制御するので、混合槽内へと混合物をスムーズに流入させることが可能となるとともに、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。

また、請求項１４に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、混合槽内を減圧するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１５に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、混合槽内を減圧するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１６に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、攪拌翼の回転周期を変動させるので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１７に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、攪拌翼の回転周期を変動させるので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１８に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、ホッパ内への窒素供給量を調整するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項１９に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、ホッパ内への窒素供給量を調整するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項２０に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、混合槽への混合物供給量を調整するので、混合槽内とホッパ内との圧力差を適切な範囲へと調整することが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項２１に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように、混合槽への混合物供給量を調整するので、混合槽内とホッパ内との圧力差の変動を所定範囲内に抑えることが可能となる。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、混合物や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、混合物の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、請求項２２に係る液体と混合物の混合方法では、ホッパから混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路に窒素を間欠供給するので、混合物供給路の末端まで混合物の充填状態を均一にすることができる。従って、目標量の混合物を液体内に容易に流入させることができる。

また、請求項２３に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内の圧力がホッパ内の圧力より低くなるように混合槽内及びホッパ内をそれぞれ減圧するので、混合槽内へと混合物をスムーズに流入させることが可能となるとともに、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。

また、請求項２４に係る液体と混合物の混合方法では、減圧された混合槽内の残存空気及び減圧されたホッパ内の残存空気を窒素に置換するので、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を更に減少させることが可能となる。

また、請求項２５に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内及びホッパ内を減圧する際に、混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて混合槽内及びホッパ内を減圧することにより、混合物の供給速度を目標値へと近づけることが可能となる。その結果、液体の種類や量に応じた適切な速度で混合物を供給することができ、一定の製品特性を保つことが可能となる。

更に、請求項２６に係る液体と混合物の混合方法では、混合槽内及びホッパ内を減圧する際に、混合槽内の圧力がホッパ内の圧力より低くなるように混合槽内及びホッパ内へと供給される各窒素供給量を調整するので、混合槽内へと混合物をスムーズに流入させることが可能となるとともに、混合物を液体に供給する際に混合物とともに液体内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。

以下、本発明に係る液体と混合物の混合装置及びその混合方法について具体化した第１及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施例では混合物として粉体を用いた例について説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係る混合装置１について図１に基づき説明する。図１は第１実施形態に係る混合装置１の要部を示す概略側面図である。尚、以下の第１実施形態に示す混合装置１は、予め容器内に貯留された液体に対して粉体を投入し、その後、容器内で液体を攪拌することにより、液体及び投入された粉体を攪拌混合する装置である。

〔混合装置の構成〕
図１に示すように、第１実施形態に係る混合装置１は、液体２を粉体３とともに攪拌する攪拌機４と、粉体３を収容したホッパ５と、攪拌機４及びホッパ５の各種制御を行う制御部６と、種々の条件の入力設定や操作を行う操作部７から基本的に構成されている。

以下、各構成について具体的に説明する。尚、制御部６は本発明の混合槽減圧制御手段、駆動制御手段、ホッパ窒素流量調整制御手段、粉体供給量調整制御手段に相当する。

攪拌機４は、底部が椀状をした混合槽１０と、混合槽１０の中心部の上方から片持ち支持された回転軸１１と、運転時における状態で混合槽１０内の所要深さに位置するように回転軸１１に取り付けられた攪拌翼１２と、回転軸１１に連接されたサーボモータ（駆動手段）１３とから構成されている。そして、制御部６はサーボモータ１３を駆動制御することによって、攪拌翼１２を所定の回転周期ΔＴで図中のＹ軸回りに回転駆動させる。また、攪拌翼１２は回転しながら混合槽１０内を昇降する。それによって、混合槽１０に貯留された液体２を攪拌する。

また、混合槽１０の上壁には混合槽１０内の圧力を検出する圧力計（第１圧力検出手段）１５が取り付けられている。尚、圧力計１５としてはダイヤフラム式などの電送機付のものが用いられる。

また、混合槽１０の上壁には吸引口１６が形成されている。更に、吸引口１６には真空ポンプ（混合槽減圧手段）１７が接続されている。そして、真空ポンプ１７を駆動することによって、混合槽１０内を減圧することが可能となる。

一方、混合槽１０の底壁には、ホッパ５に収容された粉体３を混合槽１０内へ供給する為の粉体供給口１８が形成されている。また、粉体供給口１８にはホッパ５から供給される粉体が通過する粉体供給ライン１９が接続されている。尚、粉体供給口１８は液体２と粉体３の混合処理を行う際において、常に混合槽１０内に貯留された液体２の液面下に位置するように形成されている。

更に、混合槽１０の外周には混合槽１０内の内浴温度を制御するための温度調節手段であるジャケット２０が付設されている。

尚、第１実施形態では混合槽１０内に貯留される液体２としては、例えば（メタ) アクリル酸アルキルエステルを主成分とするビニル系モノマーが用いられる。ビニル系モノマーは、一般に、（メタ）アクリル酸アルキルエステル１００〜６０重量％と、これと共重合可能な他のビニル系モノマー０〜４０重量％とからなる。また、液体２には分散剤を含むようにしても良い。

一方、ホッパ５は混合槽１０内へと投入される粉体３が貯留されるタンクである。尚、ホッパ５は所定量の粉体３が充填された後に、密閉状態とされる。

また、ホッパ５の底壁には、ホッパ５に収容された粉体３を粉体供給ライン１９へ送出する為の粉体送出口２１が形成されている。そして、粉体送出口２１、粉体供給ライン１９及び粉体供給口１８を介して混合槽１０とホッパ５が接続されている。

また、ホッパ５の上壁にはホッパ５内の圧力を検出する圧力計（第２圧力検出手段）２２が取り付けられている。尚、圧力計２２としてはダイヤフラム式などの電送機付のものが用いられる。

また、ホッパ５の上壁にはホッパ５内に貯留された粉体３の残量を検出するレベル計２３が取り付けられている。

また、ホッパ５の上壁にはホッパ窒素供給口２４が形成されている。更に、ホッパ窒素供給口２４にはホッパ窒素供給ライン２５が接続されている。また、ホッパ窒素供給ライン２５の他方は図示しない窒素ボンベ等の窒素供給源に接続されている。そして、ホッパ窒素供給ライン２５から流入する窒素がホッパ窒素供給口２４を介してホッパ５内に供給される。それによって、ホッパ５内の空気を窒素置換したり、ホッパ５内の圧力を調整することが可能となる。

尚、第１実施形態ではホッパ５内に貯留され、液体２に投入される粉体３としては、例えば親水性シリカが用いられる。親水性シリカとしては、親水基（シラノール基）を表面に持つ親水性微粒子状シリカ等がある。そして、液体２としてビニル系モノマーが用いられ、粉体３として親水性シリカが用いられる場合には、ビニル系モノマー１００重量部に対し、親水性シリカは、通常、０．５〜５．０重量部添加される。

また、粉体供給ライン１９には、粉体供給ライン１９内に窒素を供給するためのライン窒素供給口３１が形成されている。更に、ライン窒素供給口３１には窒素供給ライン３２が接続されている。また、窒素供給ライン３２の他方は図示しない窒素ボンベ等の窒素供給源に接続されている。そして、窒素供給ライン３２から流入する窒素がライン窒素供給口３１を介して粉体供給ライン１９内に供給される。

更に、粉体供給ライン１９には、粉体供給口１８とライン窒素供給口３１との間にバルブ（粉体供給量調整手段）Ｖ１が取り付けられている。そして、ホッパ５に貯留された粉体３が混合槽１０へと供給される単位時間当たりの供給量は、後述する制御部６の制御によりバルブＶ１が開閉操作されることで調整される。

また、窒素供給ライン３２には、バルブＶ２が取り付けられている。そして、粉体供給ライン１９へと供給される窒素の流量は、同じく後述する制御部６の制御によりバルブＶ２が開閉操作されることで調整される。

更に、ホッパ窒素供給ライン２５には、ホッパ窒素供給コントロールバルブ（ホッパ窒素流量調整手段）Ｖ３が取り付けられている。そして、ホッパ５内へと供給される窒素の流量は、同じく後述する制御部６の制御によりホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３が開閉操作されることで調整される。

一方、制御部６は、圧力計１５及び圧力計２２の検出結果に基づいて、サーボモータ１３、真空ポンプ１７、バルブＶ１、Ｖ３等の各制御因子を制御する制御手段である。具体的には、混合槽１０内の圧力とホッパ５内の圧力の圧力差ΔＰの変動幅が設定変動幅α以下となるように各制御因子を制御する。
また、制御部６は、回路基板上に配置され予め設定されたプログラムに従って制御動作を行うＣＰＵ４１、並びに記憶手段であるＲＯＭ４２やＲＡＭ４３等を備える。また、制御部６には液体２と粉体３の混合条件に応じた攪拌翼１２の回転速度、真空ポンプ１７の設定圧力Ｐ_ｍｉｎ及び真空圧力上限Ｐ_ｍａｘ、設定変動幅α、外浴の温度の設定温度等の種々の設定条件が操作部７から予め入力設定されて、ＲＡＭ４３等のメモリに記憶されている。
尚、攪拌翼を回転駆動させる駆動源としてはサーボモータ１３以外であっても、回転数を制御できるモータであれば良い。例えば、インバータ制御モータを用いても良い。

〔混合装置の操作手順〕
次に、上記構成を有する第１実施形態に係る混合装置１の操作手順について説明する。
（１）バルブＶ１を閉じた状態で、液体２を混合槽１０内に所定量投入する。
（２）サーボモータ１３の駆動を開始し、攪拌翼１２を予め設定された回転速度で回転させる。尚、混合槽１０内の内浴温度の制御が必要な場合は、ジャケット２０の制御を開始し、混合槽１０の内浴温度が目的の設定温度となるように制御を行う。
（３）粉体供給ライン１９の末端まで粉体３の充填状態を均一にするため、窒素を粉体供給ライン１９に間欠供給しながらホッパ５に粉体を充填させる。尚、間欠供給はバルブＶ２の開閉を制御することにより行う。
（４）ホッパ５内の粉体３の充填が終了すると、バルブＶ２を閉じて、ホッパ５の蓋を閉め、密閉状態にする。
（５）真空ポンプ１７の駆動を開始し、混合槽１０内の減圧を開始する。
（６）混合槽１０内の減圧が設定圧力に到達したら、バルブＶ１を徐々に開く。同時にホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３も徐々に開き、窒素をホッパ内に供給する。
（７）ホッパ５内と混合槽１０内の圧力差ΔＰにより、ホッパ内に貯留された粉体３が粉体供給口１８を介して混合槽内の液体２に流入する。尚、粉体３とともにホッパ５内の窒素も同時に混合槽内の液体２に流入する。
（８）粉体３および窒素の流入により圧力差ΔＰは変動するが、圧力差ΔＰの変動幅が設定変動幅α以下になるよう、以下の各制御因子（ａ）〜（ｄ）を制御する。
（ａ）真空ポンプ１７の設定圧力（変動を減らすために、設定圧を上げる）。但し、設定圧力に応じて真空度を調整できる真空ポンプが必要。
（ｂ）バルブＶ１の開度（変動を減らすために、開度を絞る）。
（ｃ）ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３の開度（変動を減らすために、開度を緩める）
（ｄ）攪拌翼１２の回転数（変動を減らすために、回転数を上げる）
上記各制御因子の制御を行うことによって、圧力差ΔＰの変動幅が小さくなり、混合槽１０内への粉体吸引時に液上に粉体３が飛散せずに、効率よく混合することができる。
（９）目標量の粉体３の供給が終了したら、バルブＶ１及びバルブＶ３を閉じ、真空ポンプ１７の駆動を停止し、混合槽１０内の圧力を大気圧に回復させる。

〔混合装置の制御処理〕
続いて、前記構成を有する第１実施形態に係る混合装置１の混合制御に係る各処理について図２及び図３に基づき説明する。図２及び図３は第１実施形態に係る混合装置１の混合制御プログラムのフローチャートである。尚、混合装置１の混合制御プログラムは、操作部７により所定の操作が行われた場合に開始される。また、図２及び図３にフローチャートで示されるプログラムは、制御部６が備えているＲＯＭ４２やＲＡＭ４３に記憶されており、ＣＰＵ４１により実行される。

先ず、混合制御プログラムでは、ステップ（以下、Ｓと略記する）１においてＣＰＵ４１は、バルブＶ１を閉じる。

次に、Ｓ２においてＣＰＵ４１は、混合槽１０及びホッパ５の準備に関する各種処理を行う。具体的には、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の処理を実行する。
（Ａ）液体２を混合槽１０内に予め設定された所定量投入する。
（Ｂ）サーボモータ１３の駆動を開始し、攪拌翼１２を予め設定された回転速度で回転させる。
（Ｃ）混合槽１０内の内浴温度の制御が必要な場合は、ジャケット２０による温度制御を開始する。
（Ｄ）窒素を粉体供給ライン１９に間欠供給しながらホッパ５に予め設定された所定量の粉体を充填させる。尚、間欠供給はバルブＶ２の開閉を制御することにより行う。
（Ｅ）ホッパ５内の粉体３の充填が終了した時点で、バルブＶ２を閉じて、ホッパ５の蓋を閉め、密閉状態にする。

続いて、Ｓ３においてＣＰＵ４１は、真空ポンプ１７の駆動を開始し、混合槽１０内の減圧を開始する。

その後、Ｓ４においてＣＰＵ４１は、混合槽１０内の圧力Ｐ１を圧力計１５により検出し、検出した混合槽内の圧力Ｐ１が設定圧力Ｐ_ｍｉｎ未満であるか否か判定する。尚、設定圧力Ｐ_ｍｉｎは、液体２と粉体３の混合条件に応じて予め設定され、その値はＲＡＭ４３に記憶される。第１実施形態では、例えば絶対圧力で２０ｋＰａ absを設定圧力Ｐ_ｍｉｎとする。

そして、混合槽１０内の圧力Ｐ１が設定圧力Ｐ_ｍｉｎ未満であると判定された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、バルブＶ１を開く（Ｓ５）。それによって、ホッパ５内の粉体３が、粉体供給ライン１９及び粉体供給口１８を介して混合槽１０の液体２内へと投入される。その後、Ｓ８へと移行する。

一方、混合槽１０内の圧力Ｐ１が設定圧力Ｐ_ｍｉｎ以上であると判定された場合（Ｓ４：ＮＯ）には、Ｓ６へと移行する。Ｓ６においてＣＰＵ４１は、混合槽１０内の減圧を開始してから所定時間経過したか否か判定する。そして、混合槽１０内の減圧を開始してから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）には、減圧異常エラーがあると判定し（Ｓ７）、混合制御プログラムを終了する。それに対して、混合槽１０内の減圧を開始してから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ６：ＮＯ）には、Ｓ４へと戻り、継続して混合槽１０内の減圧を行う。

また、Ｓ８においてＣＰＵ４１は、再度、混合槽１０内の圧力Ｐ１を圧力計１５により検出し、検出した混合槽内の圧力Ｐ１が真空圧力上限Ｐ_ｍａｘ未満であるか否か判定する。尚、真空圧力上限Ｐ_ｍａｘは、液体２と粉体３の混合条件に応じて予め設定され、その値はＲＡＭ４３に記憶される。第１実施形態では、例えば絶対圧力で３０ｋＰａ absを真空圧力上限Ｐ_ｍａｘとする。

そして、混合槽１０内の圧力Ｐ１が真空圧力上限Ｐ_ｍａｘ以上であると判定された場合（Ｓ８：ＮＯ）には、バルブＶ１を閉じる（Ｓ９）。それによって、混合槽１０の液体２内への粉体３の投入を中止する。その後、Ｓ４へと移行する。

一方、混合槽１０内の圧力Ｐ１が真空圧力上限Ｐ_ｍａｘ未満であると判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、Ｓ１０へと移行する。

Ｓ１０においてＣＰＵ４１は、真空ポンプ１７を駆動してからの圧力計１５により検出した混合槽１０内の圧力Ｐ１と圧力計２２により検出したホッパ５内の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）の変動履歴から、圧力差ΔＰの現在の変動幅Ｌを算出する。具体的には、ＣＰＵ４１は真空ポンプ１７を駆動してからの圧力差ΔＰ（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）の変動履歴をＲＡＭ４３に記憶する。尚、圧力差ΔＰは基本的に図４に示すような波形形状を描く。そして、前記Ｓ１０においては直前の最大の圧力差ΔＰ_ｍａｘ（直前の波形の頂上部）と最小の圧力差ΔＰ_ｍｉｎ（直前の波形の谷底部）との差分を現在の変動幅Ｌとして算出する。

その後、Ｓ１１においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１０で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが、設定変動幅α未満であるか否か判定する。尚、設定変動幅αは、液体２と粉体３の混合条件に応じて予め設定され、その値はＲＡＭ４３に記憶される。第１実施形態では、例えば１５ｋＰａを設定変動幅αとする。

そして、前記Ｓ１０で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α未満であると判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、Ｓ１８へと移行する。一方、前記Ｓ１０で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α以上であると判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、Ｓ１２においてＣＰＵ４１は真空ポンプ１７の設定圧力を上げる（大気圧側へ変更する）。それによって、圧力差の変動幅Ｌが減少する方向へと移行する。

その後、Ｓ１３においてＣＰＵ４１は、圧力計１５により検出した混合槽１０内の圧力Ｐ１と圧力計２２により検出したホッパ５内の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）の変動履歴から、圧力差の現在の変動幅Ｌを再度算出する。尚、具体的な算出方法についてはＳ１０と同様であるので省略する。

次に、Ｓ１４においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１３で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが、設定変動幅α未満であるか否か判定する。そして、前記Ｓ１３で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α未満であると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、Ｓ１８へと移行する。一方、前記Ｓ１３で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α以上であると判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、Ｓ１５においてＣＰＵ４１は以下の（１）〜（３）のいずれか一又は複数の制御を行う。（１）バルブＶ１の開度を絞る。（２）ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３の開度を絞る。（３）サーボモータ１３を制御して攪拌翼１２の回転速度を上げる。それによって、圧力差の変動幅Ｌが減少する方向へと移行する。

その後、Ｓ１６においてＣＰＵ４１は、圧力計１５により検出した混合槽１０内の圧力Ｐ１と圧力計２２により検出したホッパ５内の圧力Ｐ２との圧力差ΔＰ（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）の変動履歴から、圧力差の現在の変動幅Ｌを再度算出する。尚、具体的な算出方法についてはＳ１０と同様であるので省略する。

続いて、Ｓ１７においてＣＰＵ４１は、前記Ｓ１６で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが、設定変動幅α未満であるか否か判定する。そして、前記Ｓ１６で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α未満であると判定された場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）には、Ｓ１８へと移行する。一方、前記Ｓ１６で算出した圧力差の現在の変動幅Ｌが設定変動幅α以上であると判定された場合（Ｓ１７：ＮＯ）には、Ｓ１２へと戻る。その後、圧力差の変動幅Ｌを減少させる為に、再度、各制御因子の制御を行う。

一方、Ｓ１８においてＣＰＵ４１は、レベル計２３の検出結果に基づいて、ホッパ５内に貯留されていた粉体３がすべて混合槽１０へ投入され、ホッパ５が空となったか否か判定する。

そして、ホッパ５が空になったと判定された場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）には、Ｓ１９へと移行する。それに対して、ホッパ５内に粉体３が残っていると判定された場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、Ｓ８へと戻り、継続して粉体３を混合槽１０内へと投入する。

Ｓ１９においてＣＰＵ４１は、ホッパ５が空になってから所定時間経過したか否か判定する。そして、ホッパ５が空になってから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）には、Ｓ２０へと移行する。一方、ホッパ５が空になってから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ１９：ＮＯ）には、所定時間経過するまで待機する。

Ｓ２０においてＣＰＵ４１は、バルブＶ１を閉じる。続いて、Ｓ２１においてホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３を閉じる。更に、Ｓ２２においてＣＰＵ４１は、真空ポンプ１７の駆動を停止する。それによって、混合槽１０を大気圧へ開放する。

次に、Ｓ２３においてＣＰＵ４１は、混合槽１０内の圧力Ｐ１を圧力計１５により検出し、検出した混合槽１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ absより高くなったか否か、即ち大気圧へと開放されたか否か判定する。

そして、混合槽１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ absより高くなったと判定された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）には、当該混合制御プログラムを終了する。一方、混合槽１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ abs以下であると判定された場合（Ｓ２３：ＮＯ）には、Ｓ２４へと移行する。

Ｓ２４においてＣＰＵ４１は、真空ポンプ１７の駆動を停止してから所定時間経過したか否か判定する。そして、真空ポンプ１７の駆動を停止してから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）には、真空開放異常エラーがあると判定し（Ｓ２５）、混合制御プログラムを終了する。それに対して、真空ポンプ１７の駆動を停止してから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、Ｓ２３へと戻り、再度混合槽１０内の圧力Ｐ１を検出する。

以上詳細に説明した通り、第１実施形態に係る混合装置１及び混合方法では、真空ポンプ１７により混合槽１０内の圧力を減圧した状態で、ホッパ５に収容された粉体３を混合槽１０内へ供給する際に、ホッパ５内と混合槽１０内との圧力差の変動幅Ｌを算出し（Ｓ１０、Ｓ１３、Ｓ１６）、算出した変動幅Ｌが予め設定された設定変動幅α以上であると判定された場合に、ＣＰＵ４１は真空ポンプ１７の設定圧力を上げる（Ｓ１２）。その後においても、変動幅Ｌが予め設定された設定変動幅α以上であると判定された場合には、ＣＰＵ４１は以下の（１）〜（３）のいずれか一又は複数の制御を行う。（１）バルブＶ１の開度を絞る。（２）ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ３の開度を絞る。（３）サーボモータ１３を制御して攪拌翼１２の回転速度を上げる。それによって、圧力差の変動幅Ｌを減少させ、設定変動幅α未満となるようにする。それにより、混合槽内で発泡を生じさせず、粉体や液体で装置内部を汚すことなく、目標量の粉体を液体内に容易に流入させることができる。また、混合槽の容量を必要量以上に大きくする必要もない。更に、粉体の供給時間を長時間化することもなく、一定の製品特性を保つことが可能となる。
また、粉体３の混合槽１０内への供給を開始する前に、供給される粉体３が通過する粉体供給ライン１９に窒素を間欠供給するので、粉体供給ライン１９の末端まで粉体３の充填状態を均一にすることができる。従って、その後に実行される粉体と液体との混合処理において、目標量の粉体を液体内に容易に流入させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る混合装置１０１について図５乃至図１０に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図４の第１実施形態に係る混合装置１等の構成と同一符号は、前記第１実施形態に係る混合装置１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。

この第２実施形態に係る混合装置１０１の概略構成は、第１実施形態に係る混合装置１とほぼ同じ構成である。また、各種制御処理も第１実施形態に係る混合装置１とほぼ同じ制御処理である。
ただし、第１実施形態に係る混合装置１では、液体が貯留される混合槽１０内のみを減圧していたのに対して、第２実施形態に係る混合装置１０１は、混合槽内に加えてホッパ内も減圧する点で前記第１実施形態に係る混合装置１と異なっている。

先ず、第２実施形態に係る混合装置１０１について図５に基づき説明する。図５は第２実施形態に係る混合装置１０１の要部を示す概略側面図である。

〔混合装置の構成〕
図５に示すように、第２実施形態に係る混合装置１０１は、液体２を粉体３とともに攪拌する攪拌機１０４と、粉体３を収容したホッパ１０５と、攪拌機１０４及びホッパ１０５の各種制御を行う制御部１０６と、種々の条件の入力設定や操作を行う操作部１０７から基本的に構成されている。

以下、各構成について具体的に説明する。尚、制御部１０６は本発明の減圧制御手段、窒素置換手段、窒素流量調整制御手段に相当する。

攪拌機１０４は、底部が椀状をした混合槽１１０と、混合槽１１０の中心部の上方から片持ち支持された回転軸１１１と、運転時における状態で混合槽１１０内の所要深さに位置するように回転軸１１１に取り付けられた攪拌翼１１２と、回転軸１１１に連接されたサーボモータ１１３とから構成されている。そして、制御部１０６はサーボモータ１１３を駆動制御することによって、攪拌翼１１２を所定の回転周期ΔＴで図中のＹ軸回りに回転駆動させる。また、攪拌翼１１２は回転しながら混合槽１１０内を昇降する。それによって、混合槽１１０に貯留された液体２を攪拌する。

また、混合槽１１０の上壁には混合槽１１０内の圧力を検出する圧力計１１５が取り付けられている。尚、圧力計１１５としてはダイヤフラム式などの電送機付のものが用いられる。

また、混合槽１１０の上壁には吸引口１１６が形成されている。更に、吸引口１１６には真空ポンプ（混合槽減圧手段）１１７が接続されている。そして、真空ポンプ１１７を駆動することによって、混合槽１１０内を減圧することが可能となる。

また、混合槽１１０の上壁には混合槽窒素供給口１１８が形成されている。更に、混合槽窒素供給口１１８には混合槽窒素供給ライン１１９が接続されている。また、混合槽窒素供給ライン１１９の他方は図示しない窒素ボンベ等の窒素供給源に接続されている。そして、混合槽窒素供給ライン１１９から流入する窒素が混合槽窒素供給口１１８を介して混合槽１１０内に供給される。それによって、混合槽１１０内の空気を窒素置換したり、混合槽１１０内の圧力を調整することが可能となる。

一方、混合槽１１０の底壁には、ホッパ１０５に収容された粉体３を混合槽１１０内へ供給する為の粉体供給口１２１が形成されている。また、粉体供給口１２１にはホッパ１０５から供給される粉体が通過する粉体供給ライン１２２が接続されている。尚、粉体供給口１２１は液体２と粉体３の混合処理を行う際において、常に混合槽１１０内に貯留された液体２の液面下に位置するように形成されている。

更に、混合槽１１０の外周には混合槽１１０内の内浴温度を制御するための温度調節手段であるジャケット１２３が付設されている。

一方、ホッパ１０５は混合槽１１０内へと投入される粉体３が貯留されるタンクである。尚、ホッパ１０５は所定量の粉体３が充填された後に、密閉状態とされる。

また、ホッパ１０５の底壁には、ホッパ１０５に収容された粉体３を粉体供給ライン１２２へ送出する為の粉体送出口１２５が形成されている。そして、粉体送出口１２５、粉体供給ライン１２２及び粉体供給口１２１を介して混合槽１１０とホッパ１０５が接続されている。

また、ホッパ１０５の上壁にはホッパ１０５内の圧力を検出する圧力計１２６が取り付けられている。尚、圧力計１２６としてはダイヤフラム式などの電送機付のものが用いられる。

また、ホッパ１０５の上壁にはホッパ１０５内に貯留された粉体３の残量を検出するレベル計１２７が取り付けられている。

また、ホッパ１０５の上壁には吸引口１２８が形成されている。更に、吸引口１２８には真空ポンプ（ホッパ減圧手段）１２９が接続されている。そして、真空ポンプ１２９を駆動することによって、ホッパ１０５内を減圧することが可能となる。

また、ホッパ１０５の上壁にはホッパ窒素供給口１３０が形成されている。更に、ホッパ窒素供給口１３０にはホッパ窒素供給ライン１３１が接続されている。また、ホッパ窒素供給ライン１３１の他方は図示しない窒素ボンベ等の窒素供給源に接続されている。そして、ホッパ窒素供給ライン１３１から流入する窒素がホッパ窒素供給口１３０を介してホッパ１０５内に供給される。それによって、ホッパ１０５内の空気を窒素置換したり、ホッパ１０５内の圧力を調整することが可能となる。

また、粉体供給ライン１２２には、粉体供給ライン１２２内に窒素を供給するためのライン窒素供給口１３３が形成されている。更に、ライン窒素供給口１３３には窒素供給ライン１３４が接続されている。また、窒素供給ライン１３４の他方は図示しない窒素ボンベ等の窒素供給源に接続されている。そして、窒素供給ライン１３４から流入する窒素がライン窒素供給口１３３を介して粉体供給ライン１９内に供給される。

更に、粉体供給ライン１２２には、粉体供給口１２１とライン窒素供給口１３３との間にバルブＶ１１が取り付けられている。そして、ホッパ１０５に貯留された粉体３が混合槽１１０へと供給される単位時間当たりの供給量は、後述する制御部６の制御によりバルブＶ１が開閉操作されることで調整される。
また、粉体供給ライン１２２には、粉体供給口１２１付近に粉体流量計（供給速度検出手段）１３５が取り付けられている。そして、粉体流量計１３５は、ホッパ１０５に貯留された粉体３が混合槽１１０へと供給される単位時間当たりの供給量（即ち、供給速度）を検出する。

また、窒素供給ライン１３４には、バルブＶ１２が取り付けられている。そして、粉体供給ライン１２２へと供給される窒素の流量は、同じく後述する制御部１０６の制御によりバルブＶ１２が開閉操作されることで調整される。

また、混合槽窒素供給ライン１１９には、混合槽窒素供給コントロールバルブ（混合槽窒素流量調整手段）Ｖ１３が取り付けられている。そして、ホッパ１０５内へと供給される窒素の流量は、同じく後述する制御部１０６の制御により混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３が開閉操作されることで調整される。

また、ホッパ窒素供給ライン１３１には、ホッパ窒素供給コントロールバルブ（ホッパ窒素流量調整手段）Ｖ１４が取り付けられている。そして、ホッパ１０５内へと供給される窒素の流量は、同じく後述する制御部１０６の制御によりホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４が開閉操作されることで調整される。

また、真空ポンプ１１７と吸引口１１６との間には混合槽減圧コントロールバルブＶ１５が取り付けられている。そして、混合槽１１０内の圧力は、同じく後述する制御部１０６の制御により混合槽減圧コントロールバルブＶ１５が開閉操作されることで調整される。

更に、真空ポンプ１１７と吸引口１１６との間にはホッパ減圧コントロールバルブＶ１６が取り付けられている。そして、ホッパ１０５内の圧力は、同じく後述する制御部１０６の制御によりホッパ減圧コントロールバルブＶ１６が開閉操作されることで調整される。

一方、制御部１０６は、圧力計１１５、圧力計１２６及び粉体流量計１３５の検出結果に基づいて、サーボモータ１１３、真空ポンプ１１７、真空ポンプ１２９、各バルブＶ１１、Ｖ１３〜V１６等の各制御因子を制御する制御手段である。具体的には、混合槽１１０内の圧力とホッパ１０５内の圧力をそれぞれ目標の圧力値となるように各制御因子を制御する。
また、制御部１０６は、回路基板上に配置され予め設定されたプログラムに従って制御動作を行うＣＰＵ１４１、並びに記憶手段であるＲＯＭ１４２やＲＡＭ１４３等を備える。また、制御部１０６には液体２と粉体３の混合条件に応じた攪拌翼１１２の回転速度、混合槽１１０の目標圧力Ｐ_Ｌ、ホッパ１０５の目標圧力Ｐ_Ｈ、外浴の温度の設定温度等の種々の設定条件が操作部１０７から予め入力設定されて、ＲＡＭ１４３等のメモリに記憶されている。

〔混合装置の操作手順〕
次に、上記構成を有する第２実施形態に係る混合装置１０１の操作手順について説明する。
（１）バルブＶ１１を閉じた状態で、液体２を混合槽１１０内に所定量投入する。
（２）サーボモータ１１３の駆動を開始し、攪拌翼１１２を予め設定された回転速度で回転させる。尚、混合槽１１０内の内浴温度の制御が必要な場合は、ジャケット１２３の制御を開始し、混合槽１１０の内浴温度が目的の設定温度となるように制御を行う。
（３）粉体供給ライン１２２の末端まで粉体３の充填状態を均一にするため、窒素を粉体供給ライン１２２に間欠供給しながらホッパ１０５に粉体を充填させる。尚、間欠供給はバルブＶ２の開閉を制御することにより行う。
（４）ホッパ５内の粉体３の充填が終了すると、バルブＶ２を閉じて、ホッパ５の蓋を閉め、密閉状態にする。
（５）真空ポンプ１１７の駆動を開始し、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５を開くことにより混合槽１１０内の減圧を開始する。
（６）更に、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３を開いて、混合槽１１０内に窒素を供給し、減圧された混合槽１１０内の残存空気を窒素に置換する。
（７）その後、混合槽１１０内の圧力を目標圧力（例えば２０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、後述の図８に示す表に従って混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３と混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を調整する。
（８）真空ポンプ１２９の駆動を開始し、ホッパ減圧コントロールバルブＶ１６を開くことによりホッパ１０５内の減圧を開始する。
（９）更に、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を開いて、ホッパ１０５内に窒素を供給し、減圧されたホッパ１０５内の残存空気を窒素に置換する。
（１０）その後、ホッパ１０５内の圧力を目標圧力（例えば８０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、後述の図９に示す表に従ってホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４とホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を調整する。
（１１）混合槽１１０内の圧力Ｐ１及びホッパ１０５内の圧力Ｐ２がそれぞれ目標圧力で安定した後に、バルブＶ１１を徐々に開く。
（１２）ホッパ１０５内と混合槽１１０内の圧力差により、ホッパ内に貯留された粉体３が粉体供給口１２１を介して混合槽内の液体２に流入する。尚、粉体３とともにホッパ１０５内の窒素も同時に混合槽内の液体２に流入する。
（１３）粉体３および窒素の流入により混合槽１１０内の圧力Ｐ１は上昇し、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２は低下する。そこで、混合槽１１０内の圧力Ｐ１を目標圧力（例えば２０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、後述の図８に示す表に従って混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３と混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を調整する。また、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２を目標圧力（例えば８０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、後述の図９に示す表に従ってホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４とホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を調整する。尚、真空ポンプ１１７や真空ポンプ１２９の設定圧力を調整することによって、混合槽１１０内の圧力Ｐ１やホッパ１０５内の圧力Ｐ２を目標圧力に近づけ、安定させるようにしても良い。但し、その場合には設定圧力に応じて真空度を調整できる真空ポンプが必要となる。
（１４）目標量の粉体３の供給が終了したら、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３及びホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を閉じ、真空ポンプ１１７、１２９の駆動を停止し、混合槽１１０内及びホッパ１０５内の圧力を大気圧に回復させる。

〔混合装置の制御処理〕
続いて、前記構成を有する第２実施形態に係る混合装置１０１の混合制御に係る各処理について図６及び図７に基づき説明する。図６及び図７は第２実施形態に係る混合装置１０１の混合制御プログラムのフローチャートである。尚、混合装置１０１の混合制御プログラムは、操作部１０７により所定の操作が行われた場合に開始される。また、図６及び図７にフローチャートで示されるプログラムは、制御部１０６が備えているＲＯＭ１４２やＲＡＭ１４３に記憶されており、ＣＰＵ１４１により実行される。

先ず、混合制御プログラムでは、Ｓ１０１においてＣＰＵ１４１は、バルブＶ１１を閉じる。

次に、Ｓ１０２においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０及びホッパ１０５の準備に関する各種処理を行う。具体的には、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の処理を実行する。
（Ａ）液体２を混合槽１１０内に予め設定された所定量投入する。
（Ｂ）サーボモータ１１３の駆動を開始し、攪拌翼１１２を予め設定された回転速度で回転させる。
（Ｃ）混合槽１１０内の内浴温度の制御が必要な場合は、ジャケット１２３による温度制御を開始する。
（Ｄ）窒素を粉体供給ライン１２２に間欠供給しながらホッパ１０５に予め設定された所定量の粉体を充填させる。尚、間欠供給はバルブＶ１２の開閉を制御することにより行う。
（Ｅ）ホッパ１０５内の粉体３の充填が終了した時点で、バルブＶ１２を閉じて、ホッパ１０５の蓋を閉め、密閉状態にする。

続いて、ＣＰＵ１４１はＳ１０３〜Ｓ１１１の処理において混合槽１１０内の減圧処理を行うとともに、Ｓ１１２〜Ｓ１２０の処理においてホッパ１０５内の減圧処理を行う。

先ず、混合槽１１０内の減圧処理について説明すると、Ｓ１０３においてＣＰＵ１４１は、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５を開く。更に、Ｓ１０４においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１１７の駆動を開始し、混合槽１１０内の減圧を開始する。続いて、Ｓ１０５においてＣＰＵ１４１は、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３を開けて、混合槽１１０内の残存空気を窒素置換する。

次に、Ｓ１０６においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０内の圧力Ｐ１を圧力計１１５により検出し、検出した混合槽内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌ未満であるか否か判定する。尚、目標圧力Ｐ_Ｌは、液体２と粉体３の混合条件に応じて予め設定され、その値はＲＡＭ１４３に記憶される。第２実施形態では、例えば２０ｋＰａ absを目標圧力Ｐ_Ｌとする。

そして、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌ未満であると判定された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）には、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５を閉じる（Ｓ１０７）。更に、Ｓ１０８においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１１７の駆動を停止する。続いて、Ｓ１０９においてＣＰＵ１４１は、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３を閉じる。その後、Ｓ１２１へと移行する。

一方、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌ以上であると判定された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）には、Ｓ１１０へと移行する。Ｓ１１０においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０内の減圧を開始してから所定時間経過したか否か判定する。そして、混合槽１１０内の減圧を開始してから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、減圧異常エラーがあると判定し（Ｓ１１１）、混合制御プログラムを終了する。それに対して、混合槽１１０内の減圧を開始してから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）には、Ｓ１０６へと戻り、継続して混合槽１１０内の減圧を行う。

次に、ホッパ１０５内の減圧処理について説明すると、Ｓ１１２においてＣＰＵ１４１は、ホッパ減圧コントロールバルブＶ１６を開く。更に、Ｓ１１３においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１２９の駆動を開始し、ホッパ１０５内の減圧を開始する。続いて、Ｓ１１４においてＣＰＵ１４１は、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を開けて、ホッパ１０５内の残存空気を窒素置換する。

次に、Ｓ１１５においてＣＰＵ１４１は、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２を圧力計１２６により検出し、検出したホッパ内の圧力Ｐ２が目標圧力Ｐ_Ｈ未満であるか否か判定する。尚、目標圧力Ｐ_Ｈは、液体２と粉体３の混合条件に応じて予め設定され、その値はＲＡＭ１４３に記憶される。第２実施形態では、例えば８０ｋＰａ absを目標圧力Ｐ_Ｈとする。

そして、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２が目標圧力Ｐ_Ｈ未満であると判定された場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）には、ホッパ減圧コントロールバルブＶ１６を閉じる（Ｓ１１６）。更に、Ｓ１１７においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１２９の駆動を停止する。続いて、Ｓ１１７においてＣＰＵ１４１は、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を閉じる。その後、Ｓ１２１へと移行する。

一方、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２が目標圧力Ｐ_Ｈ以上であると判定された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）には、Ｓ１１９へと移行する。Ｓ１１９においてＣＰＵ１４１は、ホッパ１０５内の減圧を開始してから所定時間経過したか否か判定する。そして、ホッパ１０５内の減圧を開始してから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ１１９：ＹＥＳ）には、減圧異常エラーがあると判定し（Ｓ１２０）、混合制御プログラムを終了する。それに対して、ホッパ１０５内の減圧を開始してから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ１１９：ＮＯ）には、Ｓ１１５へと戻り、継続してホッパ１０５内の減圧を行う。

Ｓ１２１においてＣＰＵ１４１は、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５及びホッパ減圧コントロールバルブＶ１６を開く。更に、Ｓ１２２においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１１７及び真空ポンプ１２９の駆動を開始する。

次に、Ｓ１２３においてＣＰＵ１４１は、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３及びホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を開く。更に、Ｓ１２４においてＣＰＵ１４１は、バルブＶ１を開く。それによって、ホッパ１０５内の粉体３が、粉体供給ライン１２２及び粉体供給口１２１を介して混合槽１１０の液体２内へと投入される。

続いて、Ｓ１２５においてＣＰＵ１４１は、レベル計１２７の検出結果に基づいて、ホッパ１０５内に貯留されていた粉体３がすべて混合槽１１０へ投入され、ホッパ１０５が空となったか否か判定する。

そして、ホッパ１０５内に粉体３が残っていると判定された場合（Ｓ１２５：ＮＯ）には、Ｓ１２６へと移行する。Ｓ１２６においてＣＰＵ１４１は、圧力計１１５により検出した混合槽１１０内の圧力Ｐ１と圧力計１２６により検出したホッパ１０５内の圧力Ｐ２とを比較し、現在の混合槽１１０内の圧力Ｐ１がホッパ１０５内の圧力Ｐ２より小さいか否か判定する。

そして、混合槽１１０内の圧力Ｐ１がホッパ１０５内の圧力Ｐ２より小さいと判定された場合（Ｓ１２６：ＹＥＳ）には、Ｓ１２７へと移行する。一方、混合槽１１０内の圧力Ｐ１がホッパ１０５内の圧力Ｐ２と同じ又は大きいと判定された場合（Ｓ１２６：ＮＯ）には、減圧異常エラーがあると判定し（Ｓ１３１）、混合制御プログラムを終了する。

Ｓ１２７においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０内及びホッパ１０５内の圧力制御処理を行う。具体的には、バルブＶ１を開くことによって、粉体３および窒素がホッパ１０５から混合槽１１０へと流入する。それに伴い、混合槽１１０内の圧力Ｐ１は上昇し、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２は低下する。そこで、混合槽１１０内の圧力Ｐ１を目標圧力Ｐ_Ｌ（例えば２０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、図８に示す表に従って混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３と混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を調整する。また、ホッパ１０５内の圧力Ｐ２を目標圧力Ｐ_Ｈ（例えば８０ｋＰａ abs）に近づけ、安定させるために、図９に示す表に従ってホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４とホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を調整する。
例えば、図８に示すように、現在の混合槽１１０内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌと同値であった場合には、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を３０％に調整し、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３の開度を４０％に調整する。また、現在の混合槽１１０内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌより５ｋＰａ未満高い場合には、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を４０％に調整し、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３の開度を３５％に調整する。また、現在の混合槽１１０内の圧力Ｐ１が目標圧力Ｐ_Ｌより５ｋＰａ以上１０ｋＰａ未満低い場合には、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を１０％に調整し、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３の開度を６０％に調整する。
また、図９に示すように、現在のホッパ１０５内の圧力Ｐ２が目標圧力Ｐ_Ｈより１５ｋＰａ以上２０ｋＰａ未満高い場合には、ホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を７０％に調整し、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４の開度を２０％に調整する。また、現在のホッパ１０５内の圧力Ｐ２が目標圧力Ｐ_Ｈより１５ｋＰａ以上低い場合には、ホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を０％に調整し、ホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４の開度を１００％に調整する。尚、Ｓ１２７においては、真空ポンプ１１７や真空ポンプ１２９の設定圧力を調整することによって、混合槽１１０内の圧力Ｐ１やホッパ１０５内の圧力Ｐ２を設定圧力に近づけ、安定させるようにしても良い。但し、その場合には設定圧力に応じて真空度を調整できる真空ポンプが必要となる。

また、図１０は前記Ｓ１２７において各バルブＶ１３〜V１６の開度を調整した結果、混合槽１１０内の圧力、ホッパ１０５内の圧力、混合槽１１０内へ供給される窒素流量、ホッパ１０５内へ供給される窒素流量の変化を時間経過に従って示したグラフである。
図１０に示すように、混合槽１１０内の圧力は、粉体３の供給を開始した直後に高圧力側に大きく変動するが、混合槽１１０内へ流入する窒素流量を調整することによって、徐々に目標圧力である２０ｋＰａ absに収束する。
一方、ホッパ１０５内の圧力は、粉体３の供給を開始した直後に低圧力側に大きく変動するが、ホッパ１０５内へ流入する窒素流量を調整することによって、徐々に目標圧力である８０ｋＰａ absに収束する。

次に、Ｓ１２８においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力上限より高くなったか否か判定する。そして、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力上限より高いと判定された場合（Ｓ１２８：ＹＥＳ）には、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３を閉じる（Ｓ１２９）。その後、Ｓ１３０へと移行する。

一方、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力上限より低いと判定された場合（Ｓ１２８：ＮＯ）には、Ｓ１２５へと戻り、継続して混合槽１１０への粉体３の投入を行う。

また、Ｓ１３０においてＣＰＵ１４１は、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力警報設定値より高くなったか否か判定する。そして、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力警報設定値より高いと判定された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）には、減圧異常エラーがあると判定し（Ｓ１３１）、混合制御プログラムを終了する。

一方、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が真空圧力警報設定値より低いと判定された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）には、Ｓ１２５へと戻り、継続して混合槽１１０への粉体３の投入を行う。

そして、前記Ｓ１２５の判定処理でホッパ１０５が空になったと判定された場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）には、Ｓ１３２へと移行する。

Ｓ１３２においてＣＰＵ１４１は、ホッパ１０５が空になってから所定時間経過したか否か判定する。そして、ホッパ１０５が空になってから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ１３２：ＹＥＳ）には、Ｓ１３３へと移行する。一方、ホッパ１０５が空になってから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ１３２：ＮＯ）には、所定時間経過するまで待機する。

Ｓ１３３においてＣＰＵ１４１は、バルブＶ１を閉じる。続いて、Ｓ１３４においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１１７及び真空ポンプ１２９の駆動を停止する。それによって、混合槽１１０及びホッパ１０５を大気圧へ開放する。更に、Ｓ１３５でＣＰＵ１４１は、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３及びホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４を閉じる。

次に、Ｓ１３６においてＣＰＵ１４１は、現在の混合槽１１０内の圧力Ｐ１を圧力計１１５により検出し、検出した混合槽１１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ absより高くなったか否か、即ち大気圧へと開放されたか否か判定する。

そして、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ absより高くなったと判定された場合（Ｓ１３６：ＹＥＳ）には、混合槽減圧コントロールバルブＶ１５及びホッパ減圧コントロールバルブＶ１６を閉じた後（Ｓ１３７）、当該混合制御プログラムを終了する。一方、混合槽１１０内の圧力Ｐ１が１００ｋＰａ abs以下であると判定された場合（Ｓ１３６：ＮＯ）には、Ｓ１３８へと移行する。

Ｓ１３８においてＣＰＵ１４１は、真空ポンプ１１７の駆動を停止してから所定時間経過したか否か判定する。そして、真空ポンプ１１７の駆動を停止してから所定時間経過したと判定された場合（Ｓ１３８：ＹＥＳ）には、真空開放異常エラーがあると判定し（Ｓ１３９）、混合制御プログラムを終了する。それに対して、真空ポンプ１１７の駆動を停止してから所定時間経過していないと判定された場合（Ｓ１３８：ＮＯ）には、Ｓ１３６へと戻り、再度混合槽１１０内の圧力Ｐ１を検出する。

以上詳細に説明した通り、第２実施形態に係る混合装置１０１及び混合方法では、真空ポンプ１１７により混合槽１１０内の圧力を目標圧力に減圧するとともに、真空ポンプ１２９によりホッパ１０５内の圧力を目標圧力に減圧した状態で、ホッパ１０５に収容された粉体３を混合槽１１０内へ供給する際に、変動した混合槽１１０内の圧力Ｐ１を目標圧力に近づけ、安定させるために、図８に示す表に従って混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３と混合槽減圧コントロールバルブＶ１５の開度を調整する。また、変動したホッパ１０５内の圧力Ｐ２を目標圧力に近づけ、安定させるために、図９に示す表に従ってホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４とホッパ減圧コントロールバルブＶ１６の開度を調整する。それにより、混合槽１１０内の圧力をホッパ１０５内の圧力より低くした状態でホッパ１０５内の粉体を混合槽１１０内に供給することができ、混合槽内へと粉体をスムーズに流入させることが可能となる。また、混合槽１１０内とホッパ１０５内を共に減圧するので、粉体３を液体２に供給する際に粉体３とともに液体内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。
また、減圧された混合槽１１０内の残存空気及び減圧されたホッパ１０５内の残存空気を窒素に置換するので、粉体３を液体２に供給する際に粉体３とともに液体２内へと供給される酸素量を更に減少させることが可能となる。
また、混合槽窒素供給コントロールバルブＶ１３及びホッパ窒素供給コントロールバルブＶ１４の開度を調整することにより、混合槽１１０内の圧力がホッパ１０５内の圧力より低くなるように混合槽１１０内及びホッパ１０５内へと供給される各窒素供給量を制御するので、混合槽１１０内へと粉体３をスムーズに流入させることが可能となる。また、粉体３を液体２に供給する際に粉体３とともに液体２内へと供給される酸素量を減少させることが可能となる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、第２実施形態では、混合槽１１０内の圧力と目標圧力との差異及びホッパ１０５内の圧力と目標圧力との差異に基づいて混合槽１１０内及びホッパ１０５内を減圧するための各減圧手段（真空ポンプやバルブ）を制御することとしていたが、粉体流量計１３５によりホッパ１０５に貯留された粉体３が混合槽１１０へと供給される単位時間当たりの供給量（即ち、供給速度）を検出し、検出した粉体の供給速度の目標値からの偏差並びに粉体の供給速度の変化率に基づいて混合槽１１０内及びホッパ１０５内を減圧するための各減圧手段を制御するようにしても良い。それにより、粉体の供給速度を目標値へと近づけることが可能となる。その結果、液体の種類や量に応じた適切な速度で粉体を供給することができ、一定の製品特性を保つことが可能となる。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、混合装置１、１０１を用いて液体を粉体に混合させる場合に本願発明を適用した場合について説明したが、本願発明は液体に液体を混合させる場合についても適用することが可能である。

第１実施形態に係る攪拌装置の要部を示す概略側面図である。 第１実施形態に係る混合装置の混合制御プログラムのフローチャートである。 第１実施形態に係る混合装置の混合制御プログラムのフローチャートである。 真空ポンプを駆動してからの混合槽内の圧力とホッパ内の圧力との圧力差ΔＰの変動履歴を示した図である。 第２実施形態に係る攪拌装置の要部を示す概略側面図である。 第２実施形態に係る混合装置の混合制御プログラムのフローチャートである。 第２実施形態に係る混合装置の混合制御プログラムのフローチャートである。 混合槽内の圧力の制御の一例を示した図である。 ホッパ内の圧力の制御の一例を示した図である。 圧力制御を行った結果による混合槽内の圧力とホッパ内の圧力の変化を示した図である。

符号の説明

１、１０１ 攪拌装置
２ 液体
３ 粉体
５、１０５ ホッパ
６、１０６ 制御部
１０、１１０ 混合槽
４１、１４１ ＣＰＵ
４２、１４２ ＲＯＭ
４３、１４３ ＲＡＭ

Claims (26)

1. 液体が貯留される混合槽と、
   前記混合槽に接続され、混合物を収容したホッパと、
   前記混合槽に貯留される液体の液面下に形成され、前記ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する混合物供給口と、
   前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧手段と、
   前記混合槽内の圧力を検出する第１圧力検出手段と、
   前記ホッパ内の圧力を検出する第２圧力検出手段と、
   前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合槽減圧手段を制御する混合槽減圧制御手段と、を有することを特徴とする液体と混合物の混合装置。
2. 前記混合槽減圧制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合槽減圧手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体と混合物の混合装置。
3. 前記混合槽内に配置され、回転に伴って混合槽内に貯留された液体を攪拌する攪拌翼と、
   前記攪拌翼を所定の回転周期で回転軸を中心に回転駆動させる駆動手段と、
   前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体と混合物の混合装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の液体と混合物の混合装置。
5. 前記ホッパ内へ供給する窒素の流量を調整するホッパ窒素流量調整手段と、
   前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパ窒素流量調整手段を制御するホッパ窒素流量調整制御手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置。
6. 前記ホッパ窒素流量調整制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記ホッパ窒素流量調整手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の液体と混合物の混合装置。
7. 前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整する混合物供給量調整手段と、
   前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合物供給量調整手段を制御する混合物供給量調整制御手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置。
8. 前記混合物供給量調整制御手段は、前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合物供給量調整手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の液体と混合物の混合装置。
9. 前記混合物供給口を介して前記ホッパと前記混合槽とを連絡し、前記ホッパから前記混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路と、
   前記混合物供給路に形成され、混合物供給路内に窒素を供給する窒素供給口と、を有し、
   前記窒素供給口から窒素を前記混合物供給路に間欠供給することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置。
10. 液体が貯留される混合槽と、
    前記混合槽に接続され、混合物を収容したホッパと、
    前記混合槽内に貯留される液体の液面下に形成され、前記ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する混合物供給口と、
    前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧手段と、
    前記ホッパ内の圧力を減圧するホッパ減圧手段と、
    前記混合槽内の圧力が前記ホッパ内の圧力より低くなるように前記混合槽減圧手段及び前記ホッパ減圧手段を制御する減圧制御手段と、を有することを特徴とする液体と混合物の混合装置。
11. 前記混合槽減圧手段により減圧された混合槽内の残存空気及び前記ホッパ減圧手段により減圧されたホッパ内の残存空気を窒素に置換する窒素置換手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の液体と混合物の混合装置。
12. 前記ホッパから前記混合槽への混合物の供給速度を検出する供給速度検出手段を有し、
    前記減圧制御手段は、前記混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて、前記混合槽減圧手段及びホッパ減圧手段を制御することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の液体と混合物の混合装置。
13. 前記混合槽内へ供給する窒素の流量を調整する混合槽窒素流量調整手段と、
    前記ホッパ内へ供給する窒素の流量を調整するホッパ窒素流量調整手段と、
    前記混合槽窒素流量調整手段及び前記ホッパ窒素流量調整手段を制御することにより、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を調整する窒素流量調整制御手段と、を有することを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の液体と混合物の混合装置。
14. 混合槽に貯留される液体の液面下に形成された混合物供給口を介して、ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する液体及び混合物の混合方法において、
    前記混合槽内の圧力を検出する第１圧力検出ステップと、
    前記ホッパ内の圧力を検出する第２圧力検出ステップと、
    前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記混合槽内の圧力を減圧する混合槽減圧ステップと、を有することを特徴とする液体と混合物の混合方法。
15. 前記混合槽減圧ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記混合槽内の圧力を減圧することを特徴とする請求項１４に記載の液体と混合物の混合方法。
16. 前記混合槽内に配置された攪拌翼を所定の回転周期で回転軸を中心に回転駆動させ、混合槽内に貯留された液体を攪拌する攪拌ステップを有し、
    前記攪拌ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記回転周期を変動させることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の液体と混合物の混合方法。
17. 前記攪拌ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記回転周期を変動させることを特徴とする請求項１６に記載の液体と混合物の混合方法。
18. 前記ホッパ内に窒素を供給するホッパ窒素供給ステップを有し、
    前記ホッパ窒素供給ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパ内に供給される窒素の流量を調整することを特徴とする請求項１４乃至請求項１７のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法。
19. 前記ホッパ窒素供給ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記窒素の流量を調整することを特徴とする請求項１８に記載の液体と混合物の混合方法。
20. 前記第１圧力検出手段により検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出手段により検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差に基づいて、前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整する混合物供給量調整ステップを有することを特徴とする請求項１４乃至請求項１９のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法。
21. 前記混合物供給量調整ステップは、前記第１圧力検出ステップにより検出した前記混合槽内の圧力と前記第２圧力検出ステップにより検出した前記ホッパ内の圧力との圧力差の変動を軽減するように前記ホッパから前記混合槽への混合物供給量を調整することを特徴とする請求項２０に記載の液体と混合物の混合方法。
22. 前記混合物供給口を介して前記ホッパと前記混合槽とを連絡し、前記ホッパから前記混合槽へと供給される混合物が通過する混合物供給路に窒素を間欠供給する供給路窒素供給ステップを有することを特徴とする請求項１４乃至請求項２１のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法。
23. 混合槽に貯留される液体の液面下に形成された混合物供給口を介して、ホッパに収容された混合物を前記混合槽内へ供給する液体及び混合物の混合方法において、
    前記混合槽内の圧力が前記ホッパ内の圧力より低くなるように前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を減圧する減圧ステップを有することを特徴とする液体と混合物の混合方法。
24. 前記減圧ステップにより減圧された混合槽内の残存空気及びホッパ内の残存空気を窒素に置換する窒素置換ステップを有することを特徴とする請求項２３に記載の液体と混合物の混合方法。
25. 前記ホッパから前記混合槽への混合物の供給速度を検出する供給速度検出ステップを有し、
    前記減圧ステップは、前記混合物の供給速度の目標値からの偏差並びに混合物の供給速度の変化率に基づいて、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を減圧することを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の液体と混合物の混合方法。
26. 前記混合槽内に供給される窒素の流量及び前記ホッパ内に供給される窒素の流量を調整することにより、前記混合槽内の圧力及び前記ホッパ内の圧力を調整する圧力調整ステップを有することを特徴とする請求項２３乃至請求項２５のいずれかに記載の液体と混合物の混合方法。

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