JP2013031797A - 吸引式混合システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整できる吸引式混合システムを提供する。
【解決手段】第１吸引混合ポンプＹ１は、分散質Ｐと液相分散媒Ｌとが攪拌されて第１吐出部１２から吐出された混合流体Ｆを、第１再循環口７１ｂと第１排出口７１ｃとに分配して排出する第１分配部７０を有し、第１吸引混合ポンプＹ１と第２吸引混合ポンプＹ２とは、第２吸引混合ポンプＹ２の第２吸引部１１´の吸引力を第１排出口７１ｃに直接作用させて、第１排出口７１ｃから排出された混合流体Ｆを第２吸引部１１´に吸引導入する形態で直列状に連結され、駆動制御部Ｅが、第１回転駆動手段Ｍ３及び第２回転駆動手段Ｍ３´を制御して第１回転翼６及び第２回転翼６´の回転速度を相対的に変化させ、第２吐出部１２´から吐出される混合流体Ｆ´の分散状態を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分散質及び液相分散媒を分散混合する第１吸引混合ポンプと、この第１吸引混合ポンプによって生成された混合流体をさらに分散混合する第２吸引混合ポンプとを有する吸引式混合システムに関する。

かかる吸引式混合システムでは、例えば、特許文献１に示すように、分散質及び液相分散媒を混合する第１吸引混合ポンプと、この第１吸引混合ポンプによって分散混合された混合流体をさらに分散混合する第２吸引混合ポンプとを有する構成が開示されており、第１吸引混合ポンプと第２吸引混合ポンプとの間には、第１吸引混合ポンプによって分散混合された混合流体を一時的に貯留する貯留手段が備えられた構成とされている。

また、これらの第１吸引混合ポンプ及び第２吸引混合ポンプのそれぞれにおいては、回転翼の回転により生じる吸引力により、吸引部から混合対象物となる分散質及び液相分散媒が個別又は予備混合された状態で吸引混合ポンプの内部に導入される。そして、吸引混合ポンプの内部において回転する回転翼によって混合対象物の分散混合が行われ、混合流体が生成される。

混合流体の例としては、例えば、液相分散媒に対して分散質として固相分散質を混合させた場合のスラリー、及び、液相分散媒に対して分散質として液相分散質を混合させた場合のエマルジョン等が挙げられる。スラリーは、例えば、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の電極やセパレータ、塗料、トナー、研磨剤等の用途に多く利用される。一方、エマルジョンは、例えば、食品、シート材、エマルジョン燃料等に利用される。ちなみに、分散質としては、例えば、粉体等の固相分散質や油等の液相分散質が挙げられ、液相分散媒としては、例えば、水等の溶媒が挙げられる。
ここで、粉体としては、粉状のものであれば特に除外されるものではなく、例えば、電池電極材料の化学原料、脱脂粉乳や小麦粉等の食品原料、医薬原料等であって、顆粒、粉体、細粒等の粉体（これら粉体の混合物を含む）を例示することができる。粉体には、径が大きい、いわゆる粉粒体も含まれる。

特開２０１１−５６４６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の吸引式混合システムでは、第１吸引混合ポンプと第２吸引混合ポンプとの間には貯留手段が備えられているから、第２吸引混合ポンプの吸引力が第１吸引混合ポンプの排出口に直接作用するものではない。また、第１吸引混合ポンプと第２吸引混合ポンプとの間に設けられた貯留手段には、貯留した混合流体の量を計測するレベル計が設けられており、そのレベル計からのレベル信号によって、貯留タンクの排出口と第２吸引混合ポンプの吸引口とを接続する混合流体の流路に設けられた開閉弁を開閉操作して、第２吸引混合ポンプに混合流体を供給するように構成されている。

そのため、かかる吸引式混合システムでは、貯留手段としての貯留タンクや、混合流体のレベル計、開閉弁等が必要となり、装置構成が複雑となるという問題がある。
また、かかる吸引式混合システムでは、混合流体の分散状態や生成量を調節しようとすると、貯留手段に貯留される混合流体の量をレベル計で常に監視しながら、さらに、第１吸引混合ポンプから貯留手段に供給される混合流体の量及び貯留手段から第２吸引混合ポンプに供給される混合流体の量を個別に調整し、全体として適切な運転状態となるように連動させる必要が生じ、結果として各機器の制御が非常に複雑になるという問題がある。又、一方の分散状態が好適な状態から外れた場合は、当該一方及び他方の分散状態を連動させて直接的に調整しにくいという問題がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でありながら、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整できる吸引式混合システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る吸引式混合システムの特徴構成は、
第１回転駆動手段による第１回転翼の回転によって発生する吸引力により、分散質と液相分散媒とを吸引する第１吸引部と、前記第１回転翼の回転により前記第１吸引部を介して吸引された前記分散質と前記液相分散媒とを攪拌し当該攪拌された混合流体を第１吐出部から吐出する第１攪拌部と、前記第１吐出部から吐出された混合流体を第１再循環口と第１排出口とに分配して排出する第１分配部と、前記第１再循環口から排出される混合流体を前記第１攪拌部に戻す第１戻し部とを有する第１吸引混合ポンプを備えるとともに、
第２回転駆動手段による第２回転翼の回転によって発生する吸引力により、前記第１排出口から排出された混合流体を吸引する第２吸引部と、前記第２回転翼の回転により前記第２吸引部を介して吸引された混合流体を攪拌し当該攪拌された混合流体を第２吐出部から排出する第２攪拌部とを有する第２吸引混合ポンプを備え、
前記第１吸引混合ポンプと前記第２吸引混合ポンプとは、前記第２吸引部の吸引力を前記第１排出口に直接作用させて、前記第１排出口から排出された混合流体を前記第２吸引部に吸引導入する形態で直列状に連結され、
前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段の運転を制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部が、前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段を制御して前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させ、前記第２吐出部から吐出される混合流体の分散状態を調整する点にある。

上記特徴構成によれば、駆動制御部が、第１吸引混合ポンプの第１回転翼及び第２吸引混合ポンプの第２回転翼の回転速度を相対的に変化させて、第２吸引混合ポンプの第２吐出部から吐出される混合流体の分散状態を調整するので、簡易な構成でありながら、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整することができる。

説明を加えると、まず、第１吸引混合ポンプの第１回転翼の回転で発生する吸引力により、分散質と液相分散媒とが第１吸引部を通して第１攪拌部に吸引導入され、当該第１攪拌部内において攪拌混合された混合流体が第１吐出部から吐出される。第１吐出部から吐出された混合流体は、第１再循環口と第１排出口とに分配して排出される。つまり、第１吐出部から吐出される混合流体の一部は、第１再循環口から第１吸引混合ポンプの第１戻し部を介して再び第１吸引混合ポンプの第１攪拌部内に吸引されて更に分散混合され、一方で、残部は、第１分配部の第１排出口から第１排出路に排出される。
また、第２吸引混合ポンプの第２回転翼の回転で発生する吸引力により、第１排出路に排出された混合流体が第２吸引部を通して第２攪拌部に吸引導入され、当該第２攪拌部内において攪拌混合された混合流体が第２吐出部から吐出される。

そして、第１吸引混合ポンプと第２吸引混合ポンプとは、第２回転翼の回転で発生する吸引力を第１排出路を介して第１排出口に直接作用させて、前記第１排出口から排出された混合流体を第２吸引部に吸引導入する形態で直列状に連結されているので、第１排出路に排出された混合流体は、第２回転翼の回転速度に対応して変化する吸引力により、第２吸引部を通して第２吸引混合ポンプ内に吸引導入される。
このような状態で、駆動制御部が、第１回転駆動手段及び第２回転駆動手段を制御して、第１回転翼及び第２回転翼の回転速度を相対的に変化させるので、第１回転翼の回転により発生する吸引力及び第２回転翼の回転により発生する吸引力が相対的に変化して、第１吸引混合ポンプの第１排出口から排出され第２吸引混合ポンプの第２吸引部に吸引される混合流体の流量を調整でき、同時に、第１吸引混合ポンプの第１再循環口から排出され第１吸引混合ポンプの第１戻し部を介して再び第１攪拌部内に吸引される混合流体の流量を調整することができる。すなわち、第１吸引混合ポンプの第１攪拌部で分散混合され第１吐出部から吐出された混合流体のうち、第１吸引混合ポンプの第１攪拌部に再循環させて再度分散混合される混合流体の流量と、第２吸引混合ポンプの第２吸引部に供給させて第２攪拌部で分散混合される混合流体の流量とを相対的に調整することができ、再循環回数も調整されて、結果、第２攪拌部で分散混合され第２吐出部から吐出される混合流体の分散状態を調整することができる。
よって、第１回転翼に対する第２回転翼の回転速度を相対的に変化させることで、簡易な構成でありながら、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整することができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、
前記第２吐出部から吐出された混合流体中における前記分散質及び前記液相分散媒の分散状態を計測する分散状態計測手段を備え、
前記駆動制御部は、前記分散状態計測手段によって計測された計測結果に基づいて、前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段を制御して前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させる点にある。

上記特徴構成によれば、分散状態計測手段によって計測された混合流体中における分散質及び液相分散媒の分散状態に応じて、駆動制御部が、第１回転翼及び第２回転翼の回転速度を相対的に変化させるフィードバック制御を行うことができるので、混合流体中における分散質及び液相分散媒との分散状態を所望の分散状態に近づけることができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、
前記分散状態計測手段により計測された計測結果が、予め設定された所定の分散状態に対して乖離している場合は、前記駆動制御部は、前記第１回転翼の回転速度に対して前記第２回転翼の回転速度を相対的に低下させる点にある。

上記特徴構成によれば、分散状態計測手段により計測された分散状態が、予め設定された所定の分散状態に対し乖離している場合は、第１回転翼の回転速度に対して第２回転翼の回転速度を相対的に低下させるので、第１吸引混合ポンプに再循環され第１攪拌部において分散混合される混合流体の割合が上昇し、分散質及び液相分散媒がより均一に分散混合された混合流体を得ることができる。よって、分散混合の促進された混合流体が第２吸引混合ポンプにおいて分散混合されて混合流体として吐出されることとなり、分散状態が所定の分散状態に対し乖離している混合流体を、容易に所定の分散状態に近づけることができる。
説明を加えると、各吸引混合ポンプにおいては、各回転翼の回転速度の増減に伴って吸引力が増減し、吐出される混合流体の流量が増減するので、第１回転翼の回転速度に対して第２回転翼の回転速度を相対的に低下させることで、第１排出口に作用する吸引力が相対的に低下して、第１排出口から排出され第２吸引部に吸引される混合流体の流量が低下する。一方で、第１再循環口に作用する吸引力は相対的に上昇して、第１再循環口から排出され第１吸引部に吸引され第１攪拌部に再循環される混合流体の流量が増加する。
その結果、第１吸引混合ポンプの第１攪拌部で分散混合され第１吐出部から吐出された混合流体のうち、第２吸引混合ポンプの第２吸引部に供給される混合流体の流量に対して、第１吸引混合ポンプの第１攪拌部に再循環させて再度分散混合される混合流体の流量を相対的に増加させることができ、第１攪拌部において分散混合の促進された混合流体が第２吸引混合ポンプにおいて分散混合されて混合流体として吐出されることとなり、所定の分散状態に対し乖離している混合流体の分散状態を、容易に所定の分散状態に近づけることができる。

更に、分散状態計測手段により計測された分散状態が、予め設定された所定の分散状態となっている場合は、第１回転翼の回転速度に対して第２回転翼の回転速度を相対的に上昇させることができる。第１回転翼の回転速度に対して第２回転翼の回転速度を相対的に上昇させると、第１吸引混合ポンプに再循環され第１攪拌部において分散混合される混合流体の割合が低下し、第２吸引混合ポンプに供給される混合流体の割合が増加する。すなわち、第１排出口に作用する吸引力が相対的に上昇して、第１排出口から排出され第２吸引部に吸引される混合流体の流量が増加する。一方で、第１再循環口に作用する吸引力は相対的に低下して、第１再循環口から排出され第１吸引部に吸引され第１攪拌部に再循環される混合流体の流量が低下する。
その結果、第１吐出部から吐出された混合流体のうち、第１吸引混合ポンプの第１攪拌部に再循環させて再度分散混合される混合流体の流量に対して、第２吸引混合ポンプの第２吸引部に供給される混合流体の流量を相対的に増加させることができ、十分に分散混合された状態の混合流体を、迅速に第２吸引混合ポンプに供給することができる。
よって、第１吸引混合ポンプにおいて分散混合された混合流体は、より迅速に第２吸引混合ポンプにおいて分散混合されて吐出されることとなり、所定の分散状態となって吐出される混合流体の流量を増加させることができ、所望の分散状態の混合流体をより迅速に生成でき、その生成量の増加を図ることができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、
前記駆動制御部は、前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させる際、前記第１回転翼の回転速度を一定としつつ、前記第２回転翼の回転速度を変化させる点にある。

上記特徴構成によれば、第１回転翼の回転速度を一定としつつ、第２回転翼の回転速度のみを変化させるので、駆動制御部において、第１回転駆動手段を制御する必要がなく、第２回転駆動手段を制御するだけの簡単な制御で、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整することができる。
ここで、第１吸引混合ポンプの第１吸引部を介して上流側に作用する吸引力により、第１攪拌部内に分散質及び液相分散媒を定量で吸引する場合、第１吸引混合ポンプの第１回転翼の回転速度が変化すると吸引力も変動して、第１攪拌部内に供給される分散質及び液相分散媒の供給量が変動することがある。このような場合であっても、第１回転翼の回転速度を一定とし第２回転翼の回転速度を変化させることで、吸引力の変動を防止して第１攪拌部内への分散質及び液相分散媒の定量供給を維持しながら、第２吸引混合ポンプの第２吐出部から吐出される混合流体の分散状態を調整することができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、
前記分散状態計測手段は、前記第２吐出部から吐出された混合流体の濃度を計測する濃度計測手段及び当該混合流体の粘度を計測する粘度計測手段の一方又は両方とする点にある。

上記特徴構成によれば、濃度計測手段により計測された混合流体の濃度や粘度計測手段により計測された混合流体の粘度を、混合流体における分散質と液相分散媒との分散状態を示す指標として用いることができる。よって、混合流体における分散質と液相分散媒との分散状態を容易且つ確実に計測でき、分散状態を容易に把握することができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、
前記第１分配部が、上部に前記第１排出口を有し且つ下部に前記第１再循環口を有する円筒状容器と、前記円筒状容器の底部から突入する状態で前記円筒状容器内に設けられて前記第１吐出部が接続された導入管とを備えて構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、第１吸引混合ポンプの第１吐出部から吐出された混合流体を、第１分配部において比重差により上下方向に分離して、気泡の含有率が低くて比重が大きい大比重分は第１再循環口から排出し、気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分は第１排出口から排出する状態で分配することができる。これにより、分散質と液相分散媒との分散状態が不十分な状態である大比重分は、第１吸引混合ポンプの第１戻し部から、再び第１吸引混合ポンプの第１攪拌部内に吸引されて更に分散混合され、分散質と液相分散媒との分散状態が比較的良好な状態である小比重分として、第１排出口を介して排出して、第２吸引混合ポンプに供給することができる。そして、第２吸引混合ポンプから排出された混合流体の分散状態を計測して、この分散状態に基づいて第１回転翼の回転速度及び第２回転翼の回転速度を相対的に調整することで、第１吸引混合ポンプに再循環され第１攪拌部において大比重分の割合が調整できるので、第２排出路において分散質と液相分散媒とがより均一に分散された混合流体を得ることができる。

吸引式混合システムの概略構成図 定量供給機構を示す縦断面図 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図 吸引混合ポンプの縦断側面図 分配部の概略断面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１に、直列状に２基の吸引混合ポンプＹが連結された吸引式混合システムを示す。
この吸引式混合システムは、分散質としての粉体Ｐと液相分散媒としての液体Ｌとを混合することにより、粉体Ｐを液体Ｌに分散混合させて混合流体を生成するものである。
本実施形態においては、例えば、粉体ＰとしてＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）を用い、液体Ｌとして水を用いた。

図１に示すように、この吸引式混合システムは、粉体Ｐを定量供給する粉体供給装置Ｘと、液体Ｌを定量供給する液体供給装置５０と、粉体供給装置Ｘから定量供給される粉体Ｐと液体供給装置５０から定量供給される液体Ｌとを吸引して混合し、粉体Ｐを液体Ｌに溶解して、混合流体Ｆを吐出する第１吸引混合ポンプＹ１と、混合流体Ｆを吸引して混合し、混合流体Ｆ´を吐出する第２吸引混合ポンプＹ２と、各機器を制御する制御部Ｃとを備えて構成されている。
以下、第１吸引混合ポンプＹ１と第２吸引混合ポンプＹ２とは基本的に同様の構成を備えているので、機能の共通する構成に関しては同様の符号を付して「第１」、「第２」との文言を省略して記載する。この場合、第２吸引混合ポンプＹ２に関する構成には、第１吸引混合ポンプＹ１の構成に関する説明で用いた符号と同様の番号を付すが、当該番号に「´」を付して両者を区別する。例えば、第１吸引混合ポンプＹ１の第１回転翼は「回転翼６」とし、第２吸引混合ポンプＹ２の第２回転翼は「回転翼６´」として説明する。

第１吸引混合ポンプＹ１は、回転駆動手段Ｍ３（第１回転駆動手段に相当）による回転翼６（第１回転翼に相当）の回転によって発生する吸引力により、粉体Ｐと液体Ｌとを又は粉体Ｐと液体Ｌとが混合された予備混合物Ｆｐを吸引する吸引口１１（第１吸引部に相当）と、回転翼６の回転により吸引口１１を介して吸引された粉体Ｐと液体Ｌとを攪拌混合して、混合流体Ｆとしての１次スラリーＦａを生成する翼室８（第１攪拌部に相当）と（図４参照）、１次スラリーＦａを翼室８から吐出させる吐出口１２（第１吐出部に相当）と、吐出口１２から吐出されて、吐出路１８を経由して流入する１次スラリーＦａを、比重が小さい小比重分Ｆｓと比重が大きい大比重分Ｆｒとに比重差により分離して、再循環口７１ｂ（第１再循環口に相当）と排出口７１ｃ（第１排出口に相当）とに分配して排出する分配部７０（第１分配部に相当）と、再循環口７１ｂから排出される大比重分Ｆｒを翼室８に戻す戻し口１７（第１戻し部に相当）とを有している。

また、第２吸引混合ポンプＹ２は、回転駆動手段Ｍ３´（第２回転駆動手段に相当）による回転翼６´（第２回転翼に相当）の回転によって発生する吸引力により、分配部７０で分離及び分配されて、排出路２２に排出された小比重分Ｆｓを吸引する吸引口１１´（第２吸引部に相当）と、回転翼６´の回転により吸引口１１´を介して吸引された小比重分Ｆｓを攪拌して混合流体Ｆ´としての２次スラリーＦａ´を生成する翼室８´（第２攪拌部に相当）と、２次スラリーＦａ´を翼室８´から吐出させる吐出口１２´（第２吐出部に相当）とを有している。

そして、第１吸引混合ポンプＹ１の場合と同様に、第２吸引混合ポンプＹ２の吐出口１２´には、吐出路１８´を介して、分配部７０´が接続されており、吐出口１２´から吐出された２次スラリーＦａ´を比重が小さい小比重分Ｆｓ´と比重が大きい大比重分Ｆｒ´とに比重差により分離して、再循環口７１ｂ´と排出口７１ｃ´とに分配して排出する分配部７０´と、再循環口７１ｂ´から排出される大比重分Ｆｒ´を翼室８´に戻す戻し口１７´とを有している。そして、排出口７１ｃ´から排出された小比重分Ｆｓ´が、排出路２２´を介してスラリー供給先８０に供給される。

また、第１吸引混合ポンプＹ１と第２吸引混合ポンプＹ２とは、回転翼６´の回転によって発生する吸引力を排出路２２を介して排出口７１ｃに直接作用させて、小比重分Ｆｓを第２吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１´に吸引導入する形態で直列状に連結されている。

排出路２２´には、吐出部１２´から吐出された２次スラリーＦａ´中における粉体Ｐ及び液体Ｌの分散状態を計測する分散状態計測手段としての濃度計測手段Ｄが分配部７０´の下流側において排出路２２´に備えられており、これによって、小比重分Ｆｓ´中において溶解せずに残留する粉体Ｐの濃度が計測される。
また、濃度計測手段Ｄによる計測結果は、計測と同時に制御部Ｃの駆動制御部Ｅに出力するように構成されている。

さらに、制御部Ｃには、回転駆動手段Ｍ３及び回転駆動手段Ｍ３´の回転速度を制御して、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を相対的に変化させ、吐出口１２´から吐出される２次スラリーＦａ´の分散状態を調整する駆動制御部Ｅが設けられている。なお、制御部Ｃは、公知の情報演算処理手段からなり、例えば、ＣＰＵ、メモリ等を備えて構成される。

そして、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を相対的に変化させることによって、吸引口１１に作用する吸引力、及び、吸引口１１´に作用する吸引力の少なくとも一方が変化するとともに、翼室８及び翼室８´における分散混合効果も変化して、１次スラリーＦａ及び２次スラリーＦａ´の分散状態を調整することができるように構成されている。

以下、吸引式混合システムの各部について説明を加える。
図１に示すように、粉体供給装置Ｘは、上部開口部３１ａから受け入れた粉体Ｐを下部開口部３１ｂから排出させるホッパ３１と、ホッパ３１内の粉体Ｐを攪拌する攪拌機構３２と、ホッパ３１の上部開口部３１ａが室内に対し開放された状態で、下部開口部３１ｂの下流側に接続された第１吸引混合ポンプＹ１の吸引により下部開口部３１ｂに作用する吸引力によって、下部開口部３１ｂから排出された粉体Ｐを第１吸引混合ポンプＹ１に定量供給する容積式の定量供給機構（以下、単に定量供給機構と記載する場合がある）４０とを備えて構成されている。

ホッパ３１は、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆円錐形状に構成され、その中心軸Ａ２が鉛直方向に沿う姿勢で配設されている。そのホッパ３１の上部開口部３１ａ及び下部開口部３１ｂ夫々の横断面形状（上面視）は、中心軸Ａ２を中心とする円形状とされ、又、ホッパ３１における逆円錐形状の内側壁面の傾斜角度は、水平面に対して略６０度とされる。

攪拌機構３２は、ホッパ３１内に配設されて、ホッパ３１内の粉体Ｐを攪拌する攪拌羽根３２Ａと、当該攪拌羽根３２Ａをホッパ３１の中心軸Ａ２周りに回転させる攪拌羽根駆動モータＭ１と、攪拌羽根駆動モータＭ１をホッパ３１の上部開口部３１ａの上方に位置させて支持する取付部材３２Ｂと、攪拌羽根駆動モータＭ１の回転駆動力を攪拌羽根３２Ａに伝動させる伝動部材３２Ｃとを備えて構成される。攪拌羽根駆動モータＭ１は、制御部Ｃによって制御されており、例えば、粉体Ｐの性質及び第１吸引混合ポンプＹ１の稼動状態などに基づいて制御部Ｃによって判断された回転速度で回転動作する。

攪拌羽根３２Ａは、棒状部材を概略Ｖ字形状に屈曲して構成され、その一方の辺部がホッパ３１の内側壁面に沿う状態で、他方の辺部の端部がホッパ３１の中心軸Ａ２と同軸で回転自在に枢支されて配設されている。また、当該攪拌羽根３２Ａは、横断面形状が三角形に形成されており、三角形の一辺を形成する面がホッパ３１の内側壁面と略平行となるように配設されている。これにより、攪拌羽根３２Ａは、ホッパ３１の内側壁面に沿って中心軸Ａ２周りに回転可能に配設されている。

図１から図３に示すように、定量供給機構４０は、ホッパ３１の下部開口部３１ｂから供給される粉体Ｐを第１吸引混合ポンプＹ１に設定粉体供給量（単位時間当たり）で定量供給する機構である。
具体的には、ホッパ３１の下部開口部３１ｂに接続される導入部４１と、粉体供給口４３ａ及び粉体排出口４３ｂを備えたケーシング４３と、複数の桝室４４ｂを外周部が開放された状態で周方向に等間隔で有して、ケーシング４３内に回転可能に配設された計量回転体４４と、計量回転体４４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ２とを備えて構成される。この計量回転体駆動モータＭ２は、制御部Ｃによって制御されており、例えば、第１吸引混合ポンプＹ１の回転翼６の回転速度などに基づいて制御部Ｃによって判断された回転速度で回転動作する。

導入部４１は、ホッパ３１の下部開口部３１ｂとケーシング４３の上部に形成された粉体供給口４３ａとを連通する筒状に形成され、最下端には、ケーシング４３の粉体供給口４３ａと同形状のスリット状の開口が形成されている。この導入部４１は、ケーシング４３の粉体供給口４３ａ側ほど細くなる先細り状に形成されている。当該スリット状の開口の形状は、ホッパ３１の大きさ、粉体Ｐの供給量、粉体Ｐの特性等に応じて適宜設定することができるが、例えば、スリット状の開口の長さ方向の寸法を２０〜１００ｍｍ程度、幅方向の寸法を１〜５ｍｍ程度に設定するようにする。

ケーシング４３は、概略直方体形状に形成され、水平方向に対して４５度傾斜した姿勢で、導入部４１を介してホッパ３１の下部開口部３１ｂに接続されている。
図２及び図３に示すように、ケーシング４３の上面には、導入部４１のスリット状の開口に対応したスリット状の粉体供給口４３ａが設けられ、ホッパ３１の下部開口部３１ｂからの粉体Ｐをケーシング４３内に供給可能に構成されている。傾斜状に配置されたケーシング４３の下方側の側面（図２において右側面）の下部には、計量回転体４４にて定量供給された粉体Ｐを膨張室４７を介して第１吸引混合ポンプＹ１に排出する粉体排出口４３ｂが設けられ、その粉体排出口４３ｂには、粉体排出管４５が接続されている。膨張室４７は、粉体供給口４３ａから計量回転体４４の桝室４４ｂに供給された粉体Ｐが定量供給されるケーシング４３内の位置に設けられ、粉体排出口４３ｂから作用する吸引力によって、粉体供給口４３ａよりも低圧に維持される（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）。すなわち、粉体排出口４３ｂは、第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に接続されることによって、吸引力が膨張室４７に作用し粉体供給口４３ａよりも低圧状態に維持されるようにしている。計量回転体４４の回転に伴って、各桝室４４ｂの状態が負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）と当該負圧状態よりも高圧の状態に変化するように構成されている。

計量回転体４４は、計量回転体駆動モータＭ２の駆動軸４８に配設した円盤部材４９に、複数（例えば、８枚）の板状隔壁４４ａを円盤部材４９の中心部を除いて放射状に等間隔に取り付けて構成され、周方向で等間隔に桝室４４ｂを複数区画（例えば、８室）形成するように構成されている。桝室４４ｂは、計量回転体４４の外周部及び中心部において開口するように構成されている。計量回転体４４の中心部には、開口閉鎖部材４２が周方向に偏在して固定状に配設され、各桝室４４ｂの中心部側の開口をその回転位相に応じて閉塞或いは開放可能に構成されている。なお、粉体Ｐの供給量は、計量回転体４４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ２による計量回転体４４の回転速度を変化させることで、調整できる。

計量回転体４４の回転に伴って、各桝室４４ｂが、膨張室４７に開放される膨張室開放状態、膨張室４７及び粉体供給口４３ａと連通しない第１密閉状態、粉体供給口４３ａに開放される供給口開放状態、粉体供給口４３ａ及び膨張室４７と連通しない第２密閉状態の順で、その状態が繰り返して変化するように構成されている。なお、計量回転体４４の外周面側の開口が第１密閉状態及び第２密閉状態において閉鎖されるようにケーシング４３が形成されるとともに、計量回転体４４の中心部側の開口が第１密閉状態、供給口開放状態及び第２密閉状態において閉鎖されるように、開口閉鎖部材４２がケーシング４３に固定して配設される。

従って、粉体供給装置Ｘにおいては、ホッパ３１内に貯留された粉体Ｐが攪拌羽根３２Ａにより攪拌されながら定量供給機構４０に供給され、定量供給機構４０により、粉体Ｐが粉体排出口４３ｂから粉体排出管４５を通して第１吸引混合ポンプＹ１に設定粉体供給量で定量供給される。

具体的に説明すると、定量供給機構４０の粉体排出口４３ｂの下流側に接続された第１吸引混合ポンプＹ１からの吸引力により、ケーシング４３内における膨張室４７の圧力が負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）となる。一方で、ホッパ３１の上部開口部３１ａは室内に対して開放されているので、ホッパ３１内は大気圧程度の状態となる。膨張室４７と計量回転体４４の隙間を介して連通する導入部４１の内部及び下部開口部３１ｂの近傍は、上記負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態となる。

この状態で、ホッパ３１の内壁面及び下部開口部３１ｂの近傍の粉体Ｐが、攪拌機構３２の攪拌羽根３２Ａにより攪拌されることで、攪拌羽根３２Ａによるせん断作用によりホッパ３１内の粉体Ｐが解砕され、一方、計量回転体４４は計量回転体駆動モータＭ２により回転させられることで、空の桝室４４ｂが次々と粉体供給口４３ａに連通する状態となる。そして、ホッパ３１内の粉体Ｐは下部開口部３１ｂから導入部４１を流下し、次々と粉体供給口４３ａに連通する状態となる計量回転体４４の桝室４４ｂに収容されて、その桝室４４ｂに収容された粉体Ｐは膨張室４７に流下し、粉体排出口４３ｂから排出される。従って、粉体供給装置Ｘにより、粉体Ｐを粉体排出管４５を通して設定粉体供給量で連続して第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に定量供給することができる。

図１に示すように、粉体排出管４５には、第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１への粉体Ｐの供給を停止可能なシャッタバルブ４６が配設されている。

図１に示すように、液体供給装置５０は、液体源５１からの液体Ｌを、設定液体供給量（単位時間当たり）で第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に連続的に供給するように構成されている。
具体的には、液体供給装置５０は、液体Ｌを送出する液体源５１と、液体源５１から液体Ｌが送出される液体供給管５２と、液体源５１から液体供給管５２に送出される液体Ｌの供給量を設定液体供給量に調整する流量調整バルブ（図示せず）とを備えて構成されている。
又、第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１には、液体供給装置５０から設定液体供給量で定量供給される液体Ｌと定量供給機構４０から設定粉体供給量で定量供給される粉体Ｐとを混合するミキシング機構６０が設けられている。

図４に示すように、ミキシング機構６０は、粉体排出管４５と液体供給管５２とを吸引口１１に連通接続するミキシング部材６１を備えて構成されている。
このミキシング部材６１は、円筒状の吸引口１１よりも小径に構成されて、吸引口１１との間に環状のスリット６３を形成すべく吸引口１１に挿入状態で配設される筒状部６２、及び、環状のスリット６３に全周にわたって連通する状態で吸引口１１の外周部に環状流路６４を形成する環状流路形成部６５を備えて構成されている。
ミキシング部材６１には、粉体排出管４５が筒状部６２に連通する状態で接続されると共に、液体供給管５２が環状流路６４に対して液体Ｌを接線方向に供給するように接続される。
粉体排出管４５、ミキシング部材６１の筒状部６２及び吸引口１１は、それらの軸心が一連となりその一連の軸心Ａ５を供給方向が下向きとなる傾斜姿勢（水平方向に対する角度が４５度程度）となるように傾斜させて配置されている。尚、図２に示すように、計量回転体４４の回転軸心Ａ１も、軸心Ａ５と平行に、即ち、水平方向に対する角度が４５度程度になるように設定されている。

つまり、定量供給機構４０の粉体排出口４３ｂから粉体排出管４５に排出された粉体Ｐは、ミキシング部材６１の筒状部６２を通して軸心Ａ５に沿って第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に導入される。一方、液体Ｌは、環状流路６４に接線方向から供給されるので、環状流路６４の内周側に形成される環状のスリット６３を介して、切れ目のない中空円筒状の渦流の状態で第１吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に供給される。
従って、円筒状の吸引口１１により、粉体Ｐと液体Ｌとが均一に予備混合され、その予備混合物Ｆｐが第１吸引混合ポンプＹ１に吸引導入される。

次に、図４および図５に基づいて、各吸引混合ポンプＹについて説明を加える。各吸引混合ポンプＹの構成は共通であるため、第１吸引混合ポンプＹ１に基づいて説明する。
第１吸引混合ポンプＹ１は、両端開口が前壁部２と後壁部３とで閉じられた円筒状の外周壁部４を備えたケーシング１と、そのケーシング１の内部に同心状で回転駆動自在に設けられたロータ５と、そのケーシング１の内部に同心状で固定配設された円筒状のステータ７と、ロータ５を回転駆動する回転駆動手段Ｍ３等を備えて構成されている。

ロータ５は、その前面が概ね円錐台状に膨出する形状に構成され、このロータ５の径方向の外方側には、複数（この実施形態では１０個）の回転翼６が、前壁部２側である前方側（図４の左側）に突出し且つ周方向に等間隔で並ぶ状態でロータ５と一体的に備えられている。
このロータ５が、ケーシング１内においてケーシング１と同心状に位置する状態で、後壁部３を貫通してケーシング１内に挿入された回転駆動手段Ｍ３の駆動軸１９に連結されて、その回転駆動手段Ｍ３により回転駆動される。

円筒状のステータ７には、複数の透孔７ａ，７ｂが周方向に夫々並べて備えられ、そのステータ７が、ロータ５の前方側で且つ回転翼６の径方向の内側に位置させて前壁部２に固定配設されて、そのステータ７とケーシング１の外周壁部４との間に、回転翼６が周回する環状の翼室８が形成される。
ケーシング１の前壁部２の内面に環状溝１０が形成されると共に、その前壁部２に対向するロータ５の前方側には、掻き出し片９がその先端部９Ｔを環状溝１０内に進入した状態でロータ５と一体的に周回可能に配設されている。

そして、粉体Ｐと液体Ｌとが予備混合された予備混合物Ｆｐを回転翼６の回転によりケーシング１の内部に吸引導入する吸引口１１が、環状溝１０と連通する状態で、前壁部２に設けられている。
又、粉体Ｐと液体Ｌとが混合されて生成された１次スラリーＦａを吐出する円筒状の吐出口１２が、翼室８に連通する状態で外周壁部４にその外周壁部４の接線方向に伸びるように設けられている。

また、図４に示すように、ステータ７の内周側を前壁部２側の導入室１３とロータ５側の戻し室１４とに仕切る仕切体１５が、ロータ５の前方側に当該ロータ５と一体回転する状態で設けられている。
そして、導入室１３及び戻し室１４夫々が、ステータ７の複数の透孔７ａ，７ｂを介して翼室８と連通されるように構成され、吸引口１１が導入室１３に連通し、戻し口１７が戻し室１４に連通するように構成されている。
具体的には、導入室１３と翼室８とは、ステータ７における導入室１３に臨む部分に周方向に等間隔で配設された複数の導入室側透孔７ａにて連通され、戻し室１４と翼室８とは、ステータ７における戻し室１４に臨む部分に周方向に等間隔で配設された複数の戻し室側透孔７ｂにて連通されている。

仕切体１５は、ステータ７の内径よりも僅かに小さい外径を有する概ね漏斗状に構成されている。この漏斗状の仕切体１５は、具体的には、その中央部に、頂部が円筒状に突出する筒状摺接部１５ａにて開口された漏斗状部１５ｂを備えると共に、その漏斗状部１５ｂの外周部に、前面及び後面共にケーシング１の軸心Ａ６に直交する状態となる環状平板部１５ｃを備える形状に構成されている。

掻き出し片９が、この仕切体１５の前壁部２側に設けられている。この掻き出し片９は、同心状に、周方向において均等間隔で複数（この実施形態では４個）設けられている。
詳細な図示を省略するが、各掻き出し片９は棒状に形成され、ロータ５の径方向視で、当該棒状の掻き出し片９の先端側ほど前壁部２側に位置し、且つ、ロータ５の軸心方向視で、当該棒状の掻き出し片９の先端側ほどロータ５の径方向内方側に位置する傾斜姿勢で、当該棒状の掻き出し片９の基端部がロータ５と一体回転するように固定されている。そして、ロータ５が、その軸心方向視において掻き出し片９の先端が前側となる向きに回転駆動される。

複数の掻き出し片９が設けられた仕切体１５が、頂部の筒状摺接部１５ａがケーシング１の前壁部２側を向く姿勢で、周方向に等間隔を隔てた複数箇所（この実施形態では、４箇所）に配設された間隔保持部材２０により、ロータ５の前面と間隔を隔てた状態でロータ５の前面に取り付けられる。そのように仕切体１５が取り付けられたロータ５が、仕切体１５の筒状摺接部１５ａが戻し口１７に摺接回転可能に嵌めこまれた状態で、ケーシング１内に配設される。
すると、ロータ５の膨出状の前面と仕切体１５の後面との間に、ケーシング１の前壁部２側ほど小径となる先細り状の戻し室１４が形成され、戻し口１７が仕切体１５の筒状摺接部１５ａを介して戻し室１４に連通するように構成されている。
又、ケーシング１の前壁部２と仕切体１５の前面との間に、吸引口１１に連通する環状の導入室１３が形成される。

そして、ロータ５が回転駆動されると、筒状摺接部１５ａが戻し口１７に摺接する状態で、仕切体１５がロータ５と一体的に回転することになり、ロータ５及び仕切体１５が回転する状態でも、戻し口１７が仕切体１５の筒状摺接部１５ａを介して戻し室１４に連通する状態が維持されるように構成されている。この戻し口１７には、循環路１６の内径よりも小径で且つ仕切体１５の筒状摺接部１５ａよりも小径となり流路面積が小さな絞り部１７ａが形成されている。

また、図５に示す分配部７０は、円筒状容器７１の底部に、１次スラリーＦａを分離及び分配対象の流体として供給する供給口７１ａが円筒状容器７１の軸心と同心状に設けられ、再循環口７１ｂは、供給口７１ａの側方に設けられている。また、排出口７１ｃは、円筒状容器７１の頂部に設けられている。
また、導入管７２は、その下端開口部が供給口７１ａに連通する状態で円筒状容器７１内に配設されると共に、その導入管７２の吐出端である上端開口部７２ａの上方に、その上端開口部７２ａから吐出される１次スラリーＦａを旋回流動させる捻り板７４が配設されている。

次に、図１に基づいて、濃度計測手段Ｄについて説明を加える。濃度計測手段Ｄは排出路２２´に配設されて、排出路２２´を流れる小比重分Ｆｓ´中における粉体Ｐの濃度を計測するように構成される。

濃度計測手段Ｄは、例えば、図示しない光源と受光器とを備えた吸光度計で構成されており、その光源から出た近赤外域の波長の光線を排出路２２´を流れる小比重分Ｆｓ´に通過させ、その通過光量を受光器で受光させて、濃度検出位置の小比重分Ｆｓ´中の粉体Ｐの濃度に基づく光量を受光器で検出する。つまり、小比重分Ｆｓ´に粉体Ｐが含まれると、その含有される粉体Ｐの濃度に比例して受光器で検出される透過光量（散乱等による減光量の残分）が変化するので、この透過光量の変化量によって、含有される粉体Ｐの濃度が実質的に検出される。このように、濃度計測手段Ｄは送出路２２´の小比重分Ｆｓ´の吸光度（透過率）の変化を所定時間ごとに検出して、その検出された吸光度より濃度が計測され、その計測結果を駆動制御部Ｅに出力する。

なお、検出された吸光度から濃度を算出する際は、粉体Ｐは特定の光の波長において固有の吸光係数を有しているので、濃度計測手段Ｄによって計測された特定の波長における吸光度に基づいて濃度を算出することができる。その他、予め実験的に求められた相関関係に基づいて算出することができる。

次に、図１に基づいて、駆動制御部Ｅについて説明を加える。駆動制御部Ｅは、濃度計測手段Ｄによって計測された粉体Ｐの濃度に基づいて、回転翼６の回転速度を一定としつつ、回転翼６´の回転速度を変化させること、すなわち、回転翼６の回転速度に対する回転翼６´の回転速度を相対的に変化させて、小比重分Ｆｓ´の分散状態を調整している。
また、制御部Ｃは、小比重分Ｆｓ´において許容される粉体Ｐの許容濃度範囲（所定の分散状態に相当）を予め設定又は記憶することができるように構成されている。この許容濃度範囲とは、粉体Ｐが液体Ｌ中に略均一に分散されたとする場合の、理想的な粉体Ｐの濃度を中心とし、小比重分Ｆｓ´の供給先において必要となる分散状態に応じて設定される濃度範囲である。
濃度計測手段Ｄによって計測された液体Ｌに含まれる粉体Ｐの濃度が、許容濃度範囲内にない場合（分散状態が所定の分散状態に対して乖離している場合に相当）は、駆動制御部Ｅは、粉体Ｐが液体Ｌに十分に分散していないと判断して、回転翼６´の回転速度を低下させて、小比重分Ｆｓ´の分散混合を促進させる。
一方、許容濃度範囲内にある場合は（分散状態が所定の分散状態となっている場合に相当）、駆動制御部Ｅは、粉体Ｐが液体Ｌに十分に分散していると判断して、回転翼６´の回転速度を上昇させて、小比重分Ｆｓ´の生成量を増加させることができる。

次に、この吸引式混合システムの動作について説明する。操作盤（図示省略）の運転スイッチがオンされると、制御部Ｃによって、予め設定された設定回転速度により各吸引混合ポンプＹ内を負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となるように減圧する前処理運転が実施される。

制御部Ｃは、前処理運転では、粉体供給装置Ｘを停止し、第１吸引混合ポンプＹ１に対応するシャッタバルブ４６を閉止し、第２吸引混合ポンプＹ２夫々に対応するシャッタバルブ４６´を開いた状態で、液体供給装置５０から液体Ｌのみを供給しながら、各吸引混合ポンプＹの回転駆動手段Ｍ３、Ｍ３´を作動させて、各吸引混合ポンプＹの運転を開始して、前処理運転を開始する。所定の前処理用の運転時間が経過して、各吸引混合ポンプＹ内が、負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となると、前処理運転を終了して、第１吸引混合ポンプＹ１に対応するシャッタバルブ４６を開放すると共に、粉体供給装置Ｘ及び液体供給装置５０を作動させて、通常運転を開始する。

制御部Ｃは、通常運転では、各吸引混合ポンプＹの回転駆動手段Ｍ３、Ｍ３´の作動を継続しながら、第１吸引混合ポンプＹ１への粉体Ｐの単位時間当たりの供給量が設定粉体供給量となるように粉体供給装置Ｘの作動を制御し、並びに、第１吸引混合ポンプＹ１への液体Ｌの単位時間当たりの供給量が設定液体供給量となるように液体供給装置５０の作動を制御する。
ここで、設定粉体供給量及び設定液体供給量は、小比重分Ｆｓ´を生成するための粉体Ｐと液体Ｌとの混合比率に応じて設定される。

ホッパ３１内に貯留された粉体Ｐが、第１吸引混合ポンプＹ１の吸引力により、ホッパ３１の下部開口部３１ｂから定量供給機構４０の膨張室４７を介してミキシング機構６０のミキシング部材６１に設定粉体供給量で連続的に定量供給される。並行して、第１吸引混合ポンプＹ１の吸引力により、液体Ｌがミキシング機構６０のミキシング部材６１に設定液体供給量で連続的に定量供給される。
ミキシング機構６０のミキシング部材６１からは、粉体Ｐがミキシング部材６１の筒状部６２を通して吸引口１１に供給されると共に、液体Ｌが、環状のスリット６３を通して切れ目のない中空円筒状の渦流の状態で吸引口１１に供給され、吸引口１１により、粉体Ｐと液体Ｌとが予備混合され、その予備混合物Ｆｐが環状溝１０に導入される。

第１吸引混合ポンプＹ１のロータ５が高速で回転駆動されて、そのロータ５と一体的に仕切体１５が高速回転すると、その仕切体１５に同心状に設けられた４個の掻き出し片９が環状溝１０に先端部９Ｔが嵌め込まれた状態で高速で周回する。
すると、吸引口１１を流動して環状溝１０に導入された予備混合物Ｆｐは、環状溝１０に嵌め込まれて周回する掻き出し片９の先端部９Ｔにより掻き出され、その掻き出された予備混合物Ｆｐは、概略的には、導入室１３内を仕切体１５における漏斗状部１５ｂの前面と環状平板部１５ｃの前面とに沿いながらロータ５の回転方向に流動し、更に、ステータ７の導入室側透孔７ａを通過して翼室８に流入し、その翼室８内をロータ５の回転方向に流動して、１次スラリーＦａとして吐出口１２から吐出される。

つまり、環状溝１０に導入された予備混合物Ｆｐは、掻き出し片９の先端部９Ｔにより掻き出されるときに、せん断作用を受けるので、予備混合物Ｆｐが十分に細かく解砕されると共に、予備混合物Ｆｐの流動に効果的に乱れが生じて、粉体Ｐが液体Ｌに効率良く溶解混合される。そして、予備混合物Ｆｐが細かく解砕されて溶解混合され、更に、導入室側透孔７ａの通過の際にもせん断作用を受けて解砕され、更に、高速で回転する回転翼６によりせん断作用を受けて解砕されて、ダマが極めて少ない１次スラリーＦａが生成され、その１次スラリーＦａが、戻し室１４からの大比重分Ｆｒと混合されて吐出口１２から吐出される。

吐出口１２から吐出された１次スラリーＦａは、分離及び分配対象の流体として吐出路１８を通して分配部７０に供給される。
図５に示すように、その分配部７０では、導入管７２の上端開口部７２ａから吐出された１次スラリーＦａは複数の捻り板７４により旋回させられながら上方に流動する。すると、円筒状容器７１内において、１次スラリーＦａは、未溶解の粉体Ｐの含有率が高く且つ気泡の含有率が低くて比重が大きいものほど、円筒状容器７１の外周側及び下方に流動し、並びに、未溶解の粉体Ｐの含有率が低く且つ気泡の含有率が高くて比重が小さいものほど上方に流動しつつ、円筒状容器７１内の上方に向かいつつ旋回流動して、比重差及び遠心力により、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとに分離される。

そして、大比重分Ｆｒは再循環口７１ｂから循環路１６を通して再び第１吸引混合ポンプＹ１に供給され、小比重分Ｆｓは、第２吸引混合ポンプＹ２の吸引力により、排出口７１ｃから排出路２２を通して、第２吸引混合ポンプＹ２に導入される。また、１次スラリーＦａ内に含有される空気Ｖの気泡については、小比重分Ｆｓとともに、排出路２２に排出される。

大比重分Ｆｒは、第１吸引混合ポンプＹ１の戻し口１７から戻し室１４に導入され、その戻し室１４内において、高速で回転する複数の攪拌羽根（図示せず）によりせん断作用を受けて、更に細かく解砕され、更に、戻し室側透孔７ｂの通過の際にもせん断作用を受けて解砕され、更に、高速で回転する回転翼６によりせん断作用を受けて解砕され、第１吸引混合ポンプＹ１の吐出口１２から吐出される。

そして、図１に示すように、第１吸引混合ポンプＹ１の分配部７０で分配された小比重分Ｆｓは、第２吸引混合ポンプＹ２の吸引力により、排出路２２を通して、吸引口１１´から環状溝１０´に導入される。
第２吸引混合ポンプＹ２の環状溝１０´に導入された小比重分Ｆｓは、第１吸引混合ポンプＹ１と同様に、環状溝１０´に嵌め込まれて周回する掻き出し片９´の作用により、細かく解砕されて攪拌され、そのように再攪拌された２次スラリーＦａ´が、戻し室１４´からの大比重分Ｆｒ´と混合されて吐出口１２´から吐出される。

第２吸引混合ポンプＹ２の吐出口１２´から吐出された２次スラリーＦａ´は、分離及び分配対象の流体として、吐出路１８´を通して分配部７０´に供給され、比重差と捻り板７４の旋回作用により生じる遠心力とにより、大比重分Ｆｒ´と小比重分Ｆｓ´とに分離されて、大比重分Ｆｒ´は再循環口７１ｂ´から循環路１６´を通して再び第２吸引混合ポンプＹ２に供給され、小比重分Ｆｓ´は、排出口７１ｃ´から排出路２２´を通して、スラリー供給先８０に送出される。

また、濃度計測手段Ｄは、光源から出た光線を送出路２２´を流れる小比重分Ｆｓ´に通過させ、その通過光量を受光器で受光させると、濃度検出位置の小比重分Ｆｓ´における粉体Ｐの濃度に基づく光量を受光器で検出する。つまり、小比重分Ｆｓ´に含まれる粉体Ｐの量の増減に比例して受光器で検出される透過光量が変化するので、この透過光量の変化量によって、小比重分Ｆｓ´に含まれる粉体Ｐの濃度を検出する。このように、濃度計測手段Ｄは送出路２２´の小比重分Ｆｓ´の吸光度（透過率）の変化を所定時間ごとに（例えば１０秒ごとに）検出して、その検出された吸光度より濃度が算出される。

駆動制御部Ｅは、濃度計測手段Ｄによって計測される小比重分Ｆｓ´の粉体Ｐの濃度が、許容濃度範囲（所定の分散状態に相当する）となるように調整するため、回転翼６の回転速度を一定としつつ、回転翼６に対する回転翼６´の回転速度を相対的に変化させて、１次スラリーＦａおよび２次スラリーＦａ´の分散状態を調整する。

そして、濃度計測手段Ｄによって計測された粉体Ｐの濃度が、設定した許容濃度範囲外にある場合は、粉体Ｐが液体Ｌに十分に分散していないとして、粉体Ｐと液体Ｌとの分散状態が所望の分散状態に対して乖離していると判断することができる。この場合、駆動制御部Ｅは、回転翼６´の回転速度を低下させる。そうすると、第１吸引混合ポンプＹ１の翼室８で分散混合され吐出口１２から吐出された１次スラリーＦａのうち、第２吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１´に供給される小比重分Ｆｓの流量に対して、第１吸引混合ポンプＹ１の翼室８に再循環させて再度分散混合される大比重分Ｆｒの流量を相対的に増加させることができ、再循環により翼室８において分散混合の促進された１次スラリーＦａが第２吸引混合ポンプＹ２においてさらに分散混合されて２次スラリーＦａ´として吐出されることとなり、粉体Ｐと液体Ｌとの分散混合を促進させることができ、小比重分Ｆ´を所望の分散状態に近づけることができる。このように、計測された濃度によって、回転翼６´の回転速度をフィードバック制御して、容易に粉体Ｐと液体Ｌとの分散状態を所望の分散状態に調整することができる。

一方、濃度計測手段Ｄによって計測された粉体Ｐの濃度が、設定した許容濃度範囲内にある場合は、粉体Ｐが液体Ｌに十分に分散しているとして、所望の分散状態に達したと判断することができる。この場合、駆動制御部Ｅは、回転翼６´の回転速度を上昇させる。そうすると、第１吸引混合ポンプＹ１の翼室８で分散混合され吐出口１２から吐出された１次スラリーＦａのうち、第１吸引混合ポンプＹ１の翼室８に再循環させて再度分散混合される大比重分Ｆｒの流量に対して、第２吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１´に供給される小比重分Ｆｓの流量を相対的に増加させることができ、十分に分散混合された状態の小比重分Ｆｓを、迅速に第２吸引混合ポンプＹ２に供給して吐出される小比重分Ｆｓ´の流量の増加を図ることができる。

〔別実施形態〕
（Ａ）上記の実施形態では、濃度計測手段Ｄによって小比重分Ｆｓ´の粉体Ｐの濃度を計測し、その濃度が設定した許容濃度範囲外にある場合は、粉体Ｐの液体Ｌに対する分散状態が予め設定した所定の分散状態に対し乖離しているとし、一方、その濃度が設定した許容濃度範囲内にある場合は、粉体Ｐの液体Ｌに対する分散状態が予め設定した所定の分散状態になっているとしたが、これに限らず、濃度計測手段Ｄによって小比重分Ｆｓ´の粉体Ｐの濃度を複数回連続して計測し、隣接する各検出濃度の変化率が、所定の許容濃度変化率（所定の分散状態の一例）よりも大きい場合は、粉体Ｐの液体Ｌに対する分散状態が予め設定した所定の分散状態に対し乖離しているとして、駆動制御部Ｅは、回転翼６の回転速度に対して回転翼６´の回転速度を低下させて、一方、所定の許容濃度変化率以下の場合は、粉体Ｐの液体Ｌに対する分散状態が予め設定した所定の分散状態になっているとして、駆動制御部Ｅは、回転翼６´の回転速度を上昇させるように構成してもよい。

（Ｂ）上記の実施形態では、吸引混合ポンプＹを直列状に連結した状態で２基設けたが、直列状に連結する吸引混合ポンプＹは、３基以上でも良い。この場合、駆動制御部Ｅによって制御される吸引混合ポンプＹは、少なくとも２基とされる。

（Ｃ）上記の実施形態では、粉体Ｐとして単一種類のＣＭＣ粉体を用いたが、必要に応じて、複数種類の粉体を混合した混合粉体を粉体Ｐとして用いることができる。また、同様に、液体Ｌとして単一種類の水を用いたが、必要に応じて、複数種類の液体を混合した混合液体を液体Ｌとして用いることができる。
又、上記の実施形態では、分散質として粉体Ｐを用い、液相分散媒として水（溶媒の一例）を用いて、分散質を液相分散媒に溶解させる場合に本発明を適用したが、分散質を液相分散媒に溶解させずに分散させる場合にも、本発明を適用することができる。
又、分散質としては、上記の実施形態において例示した粉体Ｐ（固相分散質の一例）に限定されるものではなく、例えば、液相分散質でも良い。例えば、液相分散質としての油を液相分散媒としての水に分散させる場合にも、本発明を適用することができる。

（Ｄ）上記の実施形態では、回転翼６の回転速度を一定に固定して、回転翼６´の回転速度を増減することで、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を相対的に変化させたが、これに限らず、回転翼６´の回転速度を一定に固定して、回転翼６の回転速度を増減することで、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を相対的に変化させてもよい。また、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を同時に変化させて、回転翼６及び回転翼６´の回転速度を相対的に変化させてもよい。

（Ｅ）上記実施形態においては、分散状態計測手段として吸光度計による濃度計測手段Ｄを使用したが、これに限らず、分散状態計測手段をインライン式の粘度計（粘度計測手段の一例）としてもよいし、粒度分布測定装置としてもよい。

（Ｆ）上記実施形態においては、第１吸引混合ポンプＹ１及び第２吸引混合ポンプＹ２の両方に分配部７０、７０´を設けたが、これに限らず、第２吸引混合ポンプＹ２の分配部７０´を省略してもかまわない。

（Ｇ）上記実施形態においては、分配部７０、において、１次スラリーＦａを、比重差により小比重分Ｆｓと大比重分Ｆｒとに分離して、それぞれ排出口７１ｃと再循環口７１ｂとに分配して排出する構成としたが、これに限らず、１次スラリーＦａを、排出口７１ｃと再循環口７１ｂとに単に分配して排出する構成としてもよい。例えば、分配部７０において１次スラリーＦａを単に分配する２つの流路を形成し、これにより、排出口７１ｃと再循環口７１ｂとに一定の割合で１次スラリーＦａを分配して排出する構成としてもよい。なお、分配部７０´においても同様の構成とすることができる。

以上説明したように、簡易な構成でありながら、容易且つ確実に混合流体の分散状態を調整できる吸引式混合システムを提供することができる。

６、６´ 回転翼（第１回転翼、第２回転翼）
８、８´ 翼室（第１攪拌部、第２攪拌部）
１１、１１´ 吸引部（第１吸引部、第２吸引部）
１２、１２´ 吐出口（第１吐出部、第２吐出部）
１７、１７´ 戻し口（第１戻し部、第２戻し部）
２２、２２´ 排出路（第１排出路、第２排出路）
７０、７０´ 分配部（第１分配部、第２分配部）
７１ｂ、７１ｂ´ 再循環口（第１再循環口、第２再循環口）
７１ｃ、７１ｃ´ 排出口（第１排出口、第２排出口）
Ｄ 濃度計測手段（分散状態計測手段）
Ｅ 駆動制御部
Ｆ、Ｆ´ 混合流体
Ｆｒ、Ｆｒ´ 大比重分（第１大比重分、第２大比重分）
Ｆｓ、Ｆｓ´ 小比重分（第１小比重分、第２小比重分）
Ｌ 液相分散媒
Ｍ３、Ｍ３´ 回転駆動手段（第１回転駆動手段、第２回転駆動手段）
Ｐ 分散質
Ｙ１ 吸引混合ポンプ（第１吸引混合ポンプ）
Ｙ２ 吸引混合ポンプ（第２吸引混合ポンプ）

Claims (6)

1. 第１回転駆動手段による第１回転翼の回転によって発生する吸引力により、分散質と液相分散媒とを吸引する第１吸引部と、前記第１回転翼の回転により前記第１吸引部を介して吸引された前記分散質と前記液相分散媒とを攪拌し当該攪拌された混合流体を第１吐出部から吐出する第１攪拌部と、前記第１吐出部から吐出された混合流体を第１再循環口と第１排出口とに分配して排出する第１分配部と、前記第１再循環口から排出される混合流体を前記第１攪拌部に戻す第１戻し部とを有する第１吸引混合ポンプを備えるとともに、
   第２回転駆動手段による第２回転翼の回転によって発生する吸引力により、前記第１排出口から排出された混合流体を吸引する第２吸引部と、前記第２回転翼の回転により前記第２吸引部を介して吸引された混合流体を攪拌し当該攪拌された混合流体を第２吐出部から排出する第２攪拌部とを有する第２吸引混合ポンプを備え、
   前記第１吸引混合ポンプと前記第２吸引混合ポンプとは、前記第２吸引部の吸引力を前記第１排出口に直接作用させて、前記第１排出口から排出された混合流体を前記第２吸引部に吸引導入する形態で直列状に連結され、
   前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段の運転を制御する駆動制御部を備え、
   前記駆動制御部が、前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段を制御して前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させ、前記第２吐出部から吐出される混合流体の分散状態を調整する吸引式混合システム。
2. 前記第２吐出部から吐出された混合流体中における前記分散質及び前記液相分散媒の分散状態を計測する分散状態計測手段を備え、
   前記駆動制御部は、前記分散状態計測手段によって計測された計測結果に基づいて、前記第１回転駆動手段及び前記第２回転駆動手段を制御して前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させる請求項１に記載の吸引式混合システム。
3. 前記分散状態計測手段により計測された計測結果が、予め設定された所定の分散状態に対して乖離している場合は、前記駆動制御部は、前記第１回転翼の回転速度に対して前記第２回転翼の回転速度を相対的に低下させる請求項２に記載の吸引式混合システム。
4. 前記駆動制御部は、前記第１回転翼及び前記第２回転翼の回転速度を相対的に変化させる際、前記第１回転翼の回転速度を一定としつつ、前記第２回転翼の回転速度を変化させる請求項２又は３に記載の吸引式混合システム。
5. 前記分散状態計測手段は、前記第２吐出部から吐出された混合流体の濃度を計測する濃度計測手段及び当該混合流体の粘度を計測する粘度計測手段の一方又は両方である請求項２から４のいずれか一項に記載の吸引式混合システム。
6. 前記第１分配部が、上部に前記第１排出口を有し且つ下部に前記第１再循環口を有する円筒状容器と、前記円筒状容器の底部から突入する状態で前記円筒状容器内に設けられて前記第１吐出部が接続された導入管とを備えて構成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の吸引式混合システム。

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