JP2016153109A - 混合方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分散質が十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じないようにした混合方法及び装置を提供すること。【解決手段】回転翼の回転駆動により、分散質Ｐ及び液相分散媒Ｒを供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒Ｒに分散質Ｐを分散させたスラリーＦを生成して吐出口１６ａから吐出するようにするとともに、吐出口１６ａに通じる吐出路１６に比重によってスラリーＦを分離する分離部７０を設け、この分離部７０に接続した循環路１７を介して生成されたスラリーＦの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにした混合装置１００において、吐出路１６の分離部７０より上流側から分岐路９０を分岐し、この分岐路９０に強制循環機構９１を設け、分岐路９０を介して吐出路１６から吸引したスラリーＦを混合室内に強制的に循環供給するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、液相分散媒に分散質を分散させることによってスラリーを生成するために用いられる混合方法及び装置に関するものである。

この種の混合装置として、本件出願人は、先に、回転翼の回転駆動により、分散質及び液相分散媒を供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒に分散質を分散させたスラリーを生成して吐出口から吐出するようにするとともに、該吐出口に通じる吐出路に比重によってスラリーを分離する分離部を設け、該分離部に接続した循環路を介して生成されたスラリーの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにした混合装置を提案し、実用化している（例えば、特許文献１〜２参照）。

ところで、上記混合装置では、液相分散媒に対する分散質（特に、粉体）の比率が高く（濃度が濃く）流動性が低い（粘度が高い）スラリー、分散質が液相分散媒に分散するに連れて流動性が低く（粘度が高く）なるスラリー、分散質が液相分散媒に均一に分散されにくいスラリー等の場合には、スラリーの均一な循環、分散が行われにくく、分散質が十分な分散が行われないまま外部に払い出されることがあった。
また、特に流動性が低い（粘度が高い）スラリーを対象とした場合、吐出路の分離部より上流側でスラリーの滞留や閉塞が起こり、スラリーの均一な循環、分散を行うことができないという問題が生じていた。

なお、これらの問題を解消するために、分離部の下流側の循環路に循環ポンプを設け、循環路を介して混合室に未溶解スラリーを循環供給するようした混合装置も提案されているが、装置の構造が複雑になるという問題があった（特許文献３参照）。

特開２０１１−５６４６６号公報 特開２０１４−２４００５３号公報 特開２０１４−８３５２８号公報

本発明は、上記従来の混合装置の有する問題点に鑑み、分散質等の特性によってスラリーの均一な循環、分散を行いにくい場合であっても、処理能率を低下させることなく、分散質が十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じないようにした混合方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の混合方法は、回転翼の回転駆動により、分散質及び液相分散媒を供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒に分散質を分散させたスラリーを生成して吐出口から吐出するようにするとともに、該吐出口に通じる吐出路に比重によってスラリーを分離する分離部を設け、該分離部に接続した循環路を介して生成されたスラリーの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにする混合方法において、前記吐出路の分離部より上流側から分岐路を分岐し、該分岐路に強制循環機構を設け、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを混合室内に強制的に循環供給するようにすることを特徴とする。

この場合において、吐出口から吐出するスラリーのうちの２０〜８０％の量のスラリーを分岐路を介して吐出路から吸引するようにすることができる。

また、上記目的を達成するため、本発明の混合装置は、回転翼の回転駆動により、分散質及び液相分散媒を供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒に分散質を分散させたスラリーを生成して吐出口から吐出するようにするとともに、該吐出口に通じる吐出路に比重によってスラリーを分離する分離部を設け、該分離部に接続した循環路を介して生成されたスラリーの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにした混合装置において、前記吐出路の分離部より上流側から分岐路を分岐し、該分岐路に強制循環機構を設け、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを混合室内に強制的に循環供給するようにしたことを特徴とする。

この場合において、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを、分散質の供給口の位置に供給するようにすることができる。

また、強制循環機構が、ダイヤフラムポンプを備えてなることができる。

本発明の混合方法及び装置によれば、吐出路の分離部より上流側から分岐路を分岐し、該分岐路に強制循環機構を設け、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリー、例えば、吐出口から吐出するスラリーのうちの２０〜８０％の量のスラリーを混合室内に強制的に循環供給するようにすることにより、吐出路の分離部より上流側でスラリーの滞留や閉塞が起こることを未然に防止して、分散質等の特性によってスラリーの均一な循環、分散を行いにくい場合であっても、処理能率を低下させることなく、分散質が十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じないようにすることができる。

また、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを、分散質の供給口の位置に供給するようにすることにより、分散質の供給口で、分散質の滞留や閉塞が起こることを未然に防止して、分散質の供給を円滑に行うようにすることができる。

また、強制循環機構が、ダイヤフラムポンプを備えてなるようにすることにより、ダイヤフラムポンプが発生する脈動によって、スラリーの滞留や閉塞が起こることを有効に解消することができる。

本発明の混合装置の構成図である。 同断面図である。

以下、本発明の混合方法及び装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の混合装置の一実施例を示す。

この混合装置１００は、分散質として粉体Ｐを用い、液相分散媒として溶媒Ｒを用いて、粉体Ｐを溶媒Ｒに分散させてスラリーＦ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（固相分散質）としてＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）を用い、溶媒Ｒ（液相分散媒）として水を用いるようにしている。

混合装置１００は、粉体Ｐを供給する分散質供給部Ｘ１と溶媒Ｒを供給する液相分散媒供給部Ｘ２（本実施例においては、後述の循環機構部Ｚ１と共通。）とからなる供給機構部Ｘと、供給機構部Ｘから供給される粉体Ｐ及び溶媒Ｒを吸引して分散混合する遠心式の吸引ポンプ機構Ｙと、吸引ポンプ機構Ｙから吐出されたスラリーＦのうちの少なくとも一部（以下、「未溶解スラリーＦｒ」という。）を再び吸引ポンプ機構Ｙ内に循環供給する循環機構部Ｚ１と、循環機構部Ｚ１より上流側からスラリーＦを吸引して再び吸引ポンプ機構Ｙ内に強制的に循環供給する強制循環機構部Ｚ２とを備えて構成されている。

〔供給機構部〕
供給機構部Ｘは、粉体Ｐを所定量ずつ定量供給する分散質供給部Ｘ１と、溶媒Ｒを所定量ずつ定量供給する液相分散媒供給部Ｘ２とを備え、吸引ポンプ機構Ｙからの負圧吸引力により、粉体Ｐを、供給口２０ａを介して供給室２０内に、溶媒Ｒを、循環路１７を介して導入室１８内に、それぞれ供給可能に構成されている。

〔分散質供給部〕
分散質供給部Ｘ１は、上部開口部１ａから受け入れた粉体Ｐを下部開口部１ｂから排出させるホッパ１と、ホッパ１内の粉体Ｐを撹拌する撹拌機構２と、ホッパ１の上部開口部１ａが大気開放された状態で、下部開口部１ｂの下流側に接続された吸引ポンプ機構Ｙの吸引により下部開口部１ｂに作用する負圧吸引力によって、下部開口部１ｂから排出された粉体Ｐを予備混合部Ｘ３（詳細は後述）を介して吸引ポンプ機構Ｙ側に定量供給する容積式の定量供給部３とを備えて構成されている。

ホッパ１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、上部開口部１ａ及び下部開口部１ｂ夫々の横断面形状は中心軸Ａ１を中心とする円形状とされる。

撹拌機構２は、ホッパ１内においてホッパ１の内側壁面に沿う状態で配設されて、ホッパ１内の粉体Ｐを撹拌する撹拌羽根２Ａと、当該撹拌羽根２Ａをホッパ１の中心軸Ａ１周りに回転させる羽根駆動モータＭ１と、羽根駆動モータＭ１をホッパ１の上部開口部１ａの上方に位置させて支持する取付部材２Ｂと、羽根駆動モータＭ１の回転駆動力を撹拌羽根２Ａに伝動させる伝動部材２Ｃとを備えて構成される。

定量供給部３は、ホッパ１の下部開口部１ｂから供給される粉体Ｐを下流側の吸引ポンプ機構Ｙに所定量ずつ定量供給する容積式の定量供給部である。
具体的には、定量供給部３は、連通口３ａ及び排出口３ｂを備えたケーシング３Ａと、ホッパ１の下部開口部１ｂ及びケーシング３Ａの連通口３ａとを連通する連通部３Ｂと、計量回転体駆動モータＭ２により回転軸芯Ａ２周りで回転駆動される状態でケーシング３Ａ内に配設された計量回転体３Ｃと、スクリュー駆動モータＭ３により回転軸芯Ａ３周りで回転駆動される状態でケーシング３Ａ内に配設されたスクリュー回転体３Ｄとを備える。

ケーシング３Ａは、概略直方体形状に形成され、水平方向（図１の左右方向）に対して４５度傾斜した姿勢で、連通部３Ｂを介してホッパ１に接続されており、ケーシング３Ａの上面に設けられたスリット状の連通口３ａを介して、ホッパ１の下部開口部１ｂからの粉体Ｐをケーシング３Ａ内に供給可能に構成されている。ケーシング３Ａの側面の下部には、ケーシング３Ａ内の粉体Ｐを下流側の予備混合部Ｘ３及び吸引ポンプ機構Ｙに排出する排出口３ｂが設けられ、その排出口３ｂには、粉体排出管４が接続されている。なお、粉体排出管４には、吸引ポンプ機構Ｙの供給口２０ａへの粉体Ｐの供給を停止可能なシャッタバルブ５が配設されている。

計量回転体３Ｃは、ケーシング３Ａ内において連通口３ａの直下に配設され、計量回転体駆動モータＭ２の駆動軸（図示せず）に配設した円盤部材（図示せず）に、複数（例えば、８枚）の板状隔壁（図示せず）を円盤部材の中心部を除いて放射状に等間隔に取り付けることにより、周方向で等間隔に計量枡（図示せず）を複数区画（例えば、８室）形成するように構成されている。計量枡は、計量回転体３Ｃの外周面及び中心部において開口するように構成されるが、計量回転体３Ｃの中心部には開口閉鎖部材（図示せず）が周方向に偏在して固定状に配設され、各計量枡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３Ｃ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３Ｃの回転数を変化させることで、調整できる。

スクリュー回転体３Ｄは、ケーシング３Ａ内において計量回転体３Ｃの下部に配設され、スクリュー駆動モータＭ３の駆動軸（図示せず）に、外周側に螺旋状の翼部（図示せず）を有するスクリューを取り付けることにより構成されている。スクリュー回転体３Ｄの先端は、ケーシング３Ａ内における排出口３ｂの近傍箇所に位置するように配置されている。したがって、スクリュー回転体３Ｄの回転により、計量回転体３Ｃから定量供給された粉体Ｐを排出口３ｂを介して、予備混合部Ｘ３及び吸引ポンプ機構Ｙ側に所定量ずつ強制的に且つ連続的に供給できるように構成されている。なお、スクリュー回転体３Ｄの回転軸芯Ａ３と計量回転体３Ｃの回転軸芯Ａ２とは、平行（図１に示す例では、水平方向に対して４５度傾斜する角度）に設定されている。

なお、分散質供給部Ｘ１の構成は、粉体Ｐを供給口２０ａを介して供給室２０内に円滑に供給されるものである限りにおいて、任意の機構、例えば、漏斗状のホッパ等の機構を採用することができる。

〔液相分散媒供給部〕
液相分散媒供給部Ｘ２は、循環機構部Ｚ１と共通のもので、後述の分離部７０の円筒状容器７１に混合装置の運転開始時に予め所定量の溶媒Ｒを貯留しておくようにする。
そして、この貯留しておいた溶媒Ｒを、循環路１７を介して、吸引ポンプ機構Ｙの導入室１８内に連続的に供給するように構成されている。

〔吸引ポンプ機構〕
図２に示すように、吸引ポンプ機構Ｙは、両端開口が前壁部１０Ａと後壁部１０Ｂとで閉じられた円筒状の外周壁部１０Ｃを備えた本体ケーシング１０を備え、その本体ケーシング１０の内部に同心状で回転駆動自在に設けられたロータ１１と、その本体ケーシング１０の内部に同心状で前壁部１０Ａに固定配設された円筒状のステータ１２と、ロータ１１を回転軸芯Ａ４周りで回転駆動させるポンプ駆動モータＭ４等を備えて構成されている。

ロータ１１の径方向の外方側には、複数の回転翼１３が、前壁部１０Ａ側である前方側（図２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１１と一体的に形成されている。
円筒状のステータ１２には、複数の透孔１２ａ，１２ｂが周方向に夫々並べて備えられ、そのステータ１２が、ロータ１１の前方側（図２の左側）で且つ回転翼１３の径方向の内側に位置させて前壁部１０Ａに固定配設されて、そのステータ１２と本体ケーシング１０の外周壁部１０Ｃとの間に、混合室としての回転翼１３が周回する環状の翼室１４が形成される。

粉体Ｐを、回転翼１３の回転により本体ケーシング１０の内部に吸引導入する供給口２０ａが、本体ケーシング１０の前壁部１０Ａの内面に形成された環状溝１５と連通する状態で設けられている。供給口２０ａは、前壁部１０Ａの中心軸（回転軸芯Ａ４）よりも外周側に偏倚した位置に設けられている。

粉体Ｐと溶媒Ｒ（分離部７０の円筒状容器７１に貯留され、回転翼１３の回転により、循環路１７を介して、本体ケーシング１０の導入室１８内に吸引導入される。）とが混合されて生成されたスラリーＦを吐出する円筒状の吐出口１６ａが、本体ケーシング１０の円筒状の外周壁部１０Ｃの周方向における１箇所に形成され、その外周壁部１０Ｃの接線方向に延びて翼室１４に連通する状態で設けられており、その吐出口１６ａに通じる吐出路１６が接続されている。なお、吐出路１６は、一方側が吐出口１６ａに接続され、他方側が分離部７０に接続されている。

吐出口１６ａから吐出されたスラリーＦは、吐出路１６を通して分離部７０に供給され、分離部７０にて気泡が分離される。そして、その気泡が分離されたスラリーＦが未溶解スラリーＦｒとして循環路１７を介して本体ケーシング１０内に循環供給する導入口１８ａが、本体ケーシング１０の前壁部１０Ａの中央部（回転軸芯Ａ４と同心状）に設けられている。
また、ステータ１２の内周側を前壁部１０Ａ側の供給室２０とロータ１１側の導入室１８とに区画する区画板１９が、ロータ１１の前方側に当該ロータ１１と一体回転する状態で設けられるとともに、区画板１９の前壁部１０Ａ側に掻出翼２１が設けられている。掻出翼２１は、同心状に、周方向において均等間隔で複数（例えば、４つ。）備えられ、各掻出翼２１がその先端部を環状溝１５内に進入した状態でロータ１１と一体的に周回可能に配設されている。

供給室２０及び導入室１８は、ステータ１２の複数の透孔１２ａ，１２ｂを介して翼室１４と連通されるように構成され、供給口２０ａが供給室２０に連通し、導入口１８ａが導入室１８に連通するように構成されている。
具体的には、供給室２０と翼室１４とは、ステータ１２における供給室２０に臨む部分に周方向に等間隔で配設された複数の供給室側透孔１２ａにて連通され、導入室１８と翼室１４とは、ステータ１２における導入室１８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１２ｂにて連通されている。なお、各供給室側透孔１２ａは、概略円形状に形成され、供給室２０の流路面積よりも複数の供給室側透孔１２ａの合計流路面積が小さくなるように設定されており、また、各導入室側透孔１２ｂは、概略楕円形状に形成され、導入室１８の流路面積よりも複数の導入室側透孔１２ｂの合計流路面積が小さくなるように設定されている。

吸引ポンプ機構Ｙの各部について、説明を加える。
ロータ１１は、その前面が概ね円錐台状に膨出する形状に構成されるとともに、その外周側に、複数の回転翼１３が前方に突出する状態で等間隔に並べて設けられている。なお、図２では、周方向に等間隔に１０個の回転翼１３が配設されている。また、この回転翼１３は、内周側から外周側に向かうに連れて、回転方向後方に傾斜するようにロータ１１の外周側から内周側に突出形成されており、回転翼１３の先端部の内径は、ステータ１２の外径よりも若干大径に形成されている。
ロータ１１が、本体ケーシング１０内において本体ケーシング１０と同心状に位置する状態で、後壁部１０Ｂを貫通して本体ケーシング１０内に挿入されたポンプ駆動モータＭ４の駆動軸２２に連結されて、そのポンプ駆動モータＭ４により回転駆動される。また、ロータ１１が、その回転軸芯Ａ４方向視において回転翼１３の先端部（内径側）が回転方向で前側となる向きに回転駆動されることにより、回転翼１３の回転方向の後側となる面（背面）には、いわゆる局所沸騰（キャビテーション）が発生するように構成されている。

区画板１９は、ステータ１２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。この漏斗状の区画板１９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１９ａにて開口された漏斗状部１９ｂを備えるとともに、その漏斗状部１９ｂの外周部に、前面及び後面共に本体ケーシング１０の中心（回転軸芯Ａ４）に直交する状態となる環状平板部１９ｃを備える形状に構成されている。
そして、区画板１９が、頂部の筒状摺接部１９ａが本体ケーシング１０の前壁部１０Ａ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２３を介して、ロータ１１の前面に取り付けられる。

したがって、ロータ１１が、区画板１９の筒状摺接部１９ａが導入口１８ａに摺接回転可能に嵌め込まれた状態で本体ケーシング１０内に配設され、ロータ１１の膨出状の前面と区画板１９の後面との間に、本体ケーシング１０の前壁部１０Ａ側ほど小径となる先細り状の導入室１８が形成され、導入口１８ａが区画板１９の筒状摺接部１９ａを介して導入室１８に連通するように構成されている。また、本体ケーシング１０の前壁部１０Ａと区画板１９の前面との間に、供給口２０ａに連通する環状の供給室２０が形成される。

そして、ロータ１１が回転駆動されると、筒状摺接部１９ａが導入口１８ａに摺接する状態で、区画板１９がロータ１１と一体的に回転することになり、ロータ１１及び区画板１９が回転する状態でも、導入口１８ａが区画板１９の筒状摺接部１９ａを介して導入室１８に連通する状態が維持されるように構成されている。

〔循環機構部〕
循環機構部Ｚ１は、吐出口１６ａに通じる吐出路１６と導入室１８の導入口１８ａとを接続する循環路１７を備え、吐出口１６ａから吐出されたスラリーＦ（未溶解スラリーＦｒ）を循環路１７に流通させて、再び導入室１８に循環供給させるように構成されている。

具体的には、一方が吐出口１６ａに通じる吐出路１６には、円筒状容器７１内において比重によってスラリーＦを分離する（スラリーＦ中の気泡を分離する）ように構成された分離部７０が配設されている。
分離部７０は、吐出口１６ａに通じる吐出路１６が接続される導入パイプ７２を円筒状容器７１の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器７１の上部を大気開放部８０を介して大気に開放するとともに、下部に循環路１７に接続される循環部を備え、導入パイプ７２の吐出上端に、導入パイプ７２から吐出されるスラリーＦの流れを旋回させる捻り板７３を配設して構成されている。
これにより、吸引ポンプ機構Ｙの吐出口１６ａから吐出されたスラリーＦ中の気泡を分離し、未溶解スラリーＦｒ（気泡が分離された未溶解スラリーＦｒ）を循環路１７に循環させるように構成されている。

上述のとおり、分離部７０の下部（下流側）に接続された循環路１７は、導入室１８の導入口１８ａに接続されるが、円筒状の導入口１８ａは、本体ケーシング１０と同心状で、本体ケーシング１０の前壁部１０Ａの中心部に設けられている。この導入口１８ａには、循環路１７の内径よりも小径で、区画板１９の筒状摺接部１９ａよりも小径となり流路面積が小さな絞り部２４が形成されている。
したがって、ロータ１１の回転翼１３が回転することにより、吐出口１６ａを介してスラリーＦが吐出路１６に吐出されて分離部７０に供給され、分離部７０にて気泡が分離された未溶解スラリーＦｒが循環路１７を流通して導入口１８ａに形成された絞り部２４を介して導入室１８内に順次導入されることになるので、絞り部２４の上流側に対して本体ケーシング１０内が減圧される。これにより、本体ケーシング１０内は、循環路１７における絞り部２４の上流側及び供給口２０ａの上流側に対して減圧され、当該絞り部２４の上流側及び供給口２０ａの上流側に対して負圧吸引力を作用させることができるように構成されている。

〔強制循環機構部〕
強制循環機構部Ｚ２は、吐出路１６の分離部７０より上流側から分岐路９０を分岐し、この分岐路９０に強制循環機構９１を設け、分岐路９０を介して吐出路１６から吸引したスラリーＦの一部を混合室としての翼室１４内に強制的に循環供給させるように構成されている。

この場合において、分岐路９０を介して吐出路１６から吸引したスラリーＦを、分散質Ｐとの予備混合部Ｘ３、具体的には、粉体排出管４と分岐路９０とを供給口２０ａに連通接続する予備混合部材６０内に供給するようにすることが好ましい。
これにより、分散質Ｐの滞留や閉塞が起こることを未然に防止して、分散質Ｐの供給を円滑に行うようにすることができる。

また、強制循環機構９１には、ダイヤフラムポンプ、モーノポンプ、スクリューポンプ等の各種ポンプを選択的に用いることができるが、特に、ダイヤフラムポンプを好適に用いることができる。
強制循環機構９１に、ダイヤフラムポンプを用いることにより、ダイヤフラムポンプが発生する脈動によって、スラリーＦの滞留や閉塞が起こることを有効に解消することができる。

そして、この強制循環機構部Ｚ２は、吐出口１６ａから吐出するスラリーのうちの２０〜８０％、好ましくは、４０〜６０％の量のスラリーＦを分岐路９０を介して吐出路から吸引するようにすることができるように、分岐路９０及び強制循環機構９１の容量を設定するようにする。

この強制循環機構部Ｚ２を設けることにより、吐出路１６の分離部７０より上流側でスラリーＦの滞留や閉塞が起こることを未然に防止して、分散質Ｐ等の特性によってスラリーＦの均一な循環、分散を行いにくい場合であっても、処理能率を低下させることなく、分散質Ｐが十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーＦの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じないようにすることができる。

〔予備混合部〕
予備混合部Ｘ３は、粉体排出管４と分岐路９０とを供給口２０ａに連通接続する予備混合部材６０を備え、定量供給される粉体Ｐと分岐路９０を介して吐出路１６から吸引したスラリーＦとを混合して吸引ポンプ機構Ｙの供給口２０ａに供給するように構成されている。

この予備混合部材６０は、円筒状の供給口２０ａよりも小径に構成されて、供給口２０ａとの間に環状のスリット６１を形成すべく供給口２０ａに挿入状態で配設される筒状部６２及び環状のスリット６１に全周にわたって連通する状態で供給口２０ａの外周部に環状流路６３を形成する環状流路形成部６４を備えて構成されている。
予備混合部材６０には、粉体排出管４が筒状部６２に連通する状態で接続されるとともに、分岐路９０が環状流路６３に対してスラリーＦを接線方向に供給するように接続される。

粉体排出管４、予備混合部材６０の筒状部６２及び供給口２０ａは、それらの回転軸芯Ａ２を供給方向が下向きとなる傾斜姿勢（水平面に対する角度が４５度程度）となるように傾斜させて配置されている。

予備混合部Ｘ３にて粉体ＰとスラリーＦとが予備混合された予備混合物Ｆｐは、回転翼１３の回転により本体ケーシング１０の内部に吸引導入する供給口２０ａに供給される。

〔排出部〕
吸引ポンプ機構Ｙの翼室１４の下部には、被処理物質の排出部５０を形成するようにし、溶解分散処理が終了した被処理物質を吸引ポンプ機構Ｙから排出できるようにしている。

〔制御部〕
混合装置１００に備えられる制御部は、図示しないが、ＣＰＵや記憶部等を備えた公知の演算処理装置からなり、混合装置１００を構成する供給機構部Ｘ、吸引ポンプ機構Ｙ、強制循環機構部Ｚ２等の各機器の運転を制御可能に構成されている。

〔混合装置の動作〕
次に、この混合装置１００の動作について説明する。
まず、分散質供給部Ｘ１を停止し、シャッタバルブ５を閉止して粉体排出管４を介する粉体Ｐの吸引を停止した状態で、液相分散媒供給部Ｘ２の分離部７０の円筒状容器７１から溶媒Ｒの供給を開始しながら、吸引ポンプ機構Ｙ及び強制循環機構部Ｚ２の運転を開始する。所定の運転時間が経過して、吸引ポンプ機構Ｙ内が、負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となると、シャッタバルブ５を開放する。これによって、分散質供給部Ｘ１のケーシング３Ａ内を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とし、連通部３Ｂの内部及びホッパ１の下部開口部１ｂ近傍を当該負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態にする。

そして、分散質供給部Ｘ１を作動させ、ホッパ１内に貯留された粉体Ｐを、撹拌羽根２Ａの撹拌作用及び吸引ポンプ機構Ｙの負圧吸引力により、ホッパ１の下部開口部１ｂから定量供給部３のケーシング３Ａ内の計量回転体３Ｃ及びスクリュー回転体３Ｄを介して予備混合部Ｘ３に所定量ずつ連続的に定量供給する。

したがって、予備混合部Ｘ３からは、粉体Ｐが筒状部６２を通して供給口２０ａに供給されるとともに、溶媒Ｒ（混合が進むとスラリーＦ）が、環状のスリット６１を通して切れ目のない中空円筒状の渦流の状態で供給口２０ａに供給され、供給口２０ａにより、粉体Ｐと溶媒Ｒとが予備混合され、その予備混合物Ｆｐが環状溝１５に導入される。すると、予備混合物Ｆｐは、環状溝１５に嵌め込まれて周回する掻出翼２１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、供給室２０内を区画板１９における漏斗状部１９ｂの前面と環状平板部１９ｃの前面とに沿いながらロータ１１の回転方向に流動し、さらに、ステータ１２の供給室側透孔１２ａを通過して翼室１４に流入し、翼室１４内において、高速で回転する回転翼１３により剪断作用を受けて解砕されたスラリーＦが吐出口１６ａから吐出される。

吐出口１６ａから吐出されたスラリーＦは、吐出路１６を通して分離部７０に供給され、分離部７０において、スラリーＦ中の気泡を分離し、未溶解スラリーＦｒ（気泡が分離された未溶解スラリーＦｒ）は循環路１７を通して再び吸引ポンプ機構Ｙの導入口１８ａに供給され、気泡を構成するガス（空気）は大気開放部８０を介して大気に自然放出される。

未溶解スラリーＦｒは、分離部７０から循環路１７を流通して、導入口１８ａの絞り部２４を介して流量が制限された状態で導入室１８内に導入されて、再び翼室１４に流入し回転翼１３により再び剪断作用を受けて解砕されたスラリーＦが吐出口１６ａから吐出される。

この場合において、強制循環機構部Ｚ２を設け、吐出口１６ａから吐出するスラリーのうちの２０〜８０％、好ましくは、４０〜６０％の量のスラリーＦを分岐路９０を介して吐出路から吸引するようにする。

このように、強制循環機構部Ｚ２を設けることにより、吐出路１６の分離部７０より上流側でスラリーＦの滞留や閉塞が起こることを未然に防止して、分散質Ｐ等の特性によってスラリーＦの均一な循環、分散を行いにくい場合であっても、処理能率を低下させることなく、分散質Ｐが十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーＦの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じないようにすることができる。

溶解分散処理が終了したスラリーＦは、吸引ポンプ機構Ｙの翼室１４の下部に形成された排出部５０から排出される。

〔別実施形態〕
（Ａ）上記実施形態では、吸引ポンプ機構Ｙが運転している間、強制循環機構部Ｚ２の強制循環機構９１であるダイヤフラムポンプを常に運転する構成としたが、混合装置において循環するスラリーの性状等に応じて（例えば、粉体Ｐが溶媒Ｒに分散するに連れて流動性が低下（粘度が上昇）する場合等）、ダイヤフラムポンプの運転の開始及び停止のタイミングを適宜調整する構成としてもよい。

（Ｂ）上記実施形態では、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、粉体Ｐと溶媒Ｒとの混合比率も適宜変更することができる。さらに、同様に、溶媒Ｒ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溶媒Ｒとして用いることができる。
また、粉体Ｐとしては、粉体であれば特に除外されるものではなく、電池電極材料等の化学原料、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、粉粒体も含まれる。

（Ｃ）上記実施形態では、液相分散媒供給部Ｘ２を、循環機構部Ｚ１と共通のものとしたが、それぞれ別に構成することもできる。

以上、本発明の混合方法及び装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の混合方法及び装置は、分散質等の特性によってスラリーの均一な循環、分散を行いにくい場合であっても、処理能率を低下させることなく、分散質が十分な分散が行われないまま外部に払い出されたり、スラリーの均一な循環、分散を行うことができなくなる等の問題が生じない特性を有していることから、液相分散媒に分散質を分散させることによってスラリーを生成するために用いられる混合装置、特に流動性が低い（粘度が高い）スラリーを対象とする混合装置の用途に好適に用いることができる。

１０ 本体ケーシング（吸引ポンプ機構）
１１ ロータ
１２ ステータ
１２ａ 供給室側透孔（絞り透孔）
１２ｂ 導入室側透孔（絞り透孔）
１３ 回転翼
１４ 翼室（混合室）
１６ 吐出路
１６ａ 吐出口
１７ 循環路
１８ 導入室
１８ａ 導入口
１９ 区画板
２０ 供給室
２０ａ 供給口
２４ 絞り部
５０ 排出部
７０ 分離部
８０ 大気開放部
９０ 分岐路
９１ ダイヤフラムポンプ（強制循環機構）
１００ 混合装置
Ｘ 供給機構部
Ｘ１ 分散質供給部（供給機構部）
Ｘ２ 液相分散媒供給部（供給機構部）
Ｙ 吸引ポンプ機構
Ｚ１ 循環機構部
Ｚ２ 強制循環機構部
Ｆ スラリー
Ｆｐ 予備混合物
Ｆｒ 未溶解スラリー
Ｐ 粉体（分散質）
Ｒ 溶媒（液相分散媒）

Claims (5)

1. 回転翼の回転駆動により、分散質及び液相分散媒を供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒に分散質を分散させたスラリーを生成して吐出口から吐出するようにするとともに、該吐出口に通じる吐出路に比重によってスラリーを分離する分離部を設け、該分離部に接続した循環路を介して生成されたスラリーの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにする混合方法において、前記吐出路の分離部より上流側から分岐路を分岐し、該分岐路に強制循環機構を設け、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを混合室内に強制的に循環供給するようにすることを特徴とする混合方法。
2. 吐出口から吐出するスラリーのうちの２０〜８０％の量のスラリーを分岐路を介して吐出路から吸引するようにすることを特徴とする請求項１記載の混合方法。
3. 回転翼の回転駆動により、分散質及び液相分散媒を供給口を介して混合室内に吸引し、液相分散媒に分散質を分散させたスラリーを生成して吐出口から吐出するようにするとともに、該吐出口に通じる吐出路に比重によってスラリーを分離する分離部を設け、該分離部に接続した循環路を介して生成されたスラリーの少なくとも一部を混合室内に循環供給するようにした混合装置において、前記吐出路の分離部より上流側から分岐路を分岐し、該分岐路に強制循環機構を設け、分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを混合室内に強制的に循環供給するようにしたことを特徴とする混合装置。
4. 分岐路を介して吐出路から吸引したスラリーを、分散質の供給口の位置に供給するようにしたことを特徴とする請求項３記載の混合装置。
5. 強制循環機構が、ダイヤフラムポンプを備えてなることを特徴とする請求項３又は４記載の混合装置。

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