JP2020014981A - 粉体と液体の混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体と液体との混合時に粉体の供給量の斑を抑制し、粉体と液体の混合層へ供給する粉体の供給量を安定させることができ、粉体と液体との混合時に「だま」や「ままこ」の発生を防ぎ均一な混合物を得ることができる混合装置を提供する。【解決手段】軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に下部開口部を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置において、前記筒状容器に粉体を連続供給する前記粉体連続供給装置の供給管出口に粉体の安息角以上の傾斜角のある傾斜面を有し、前記傾斜面の下流側に粉体が通過する開口を形成する規制板を備えて、前記規制板が形成する開口から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する。【選択図】 図１

Description

本発明は、粉体を液体と混合する際、特に液体が溶媒である場合、粉体が「だま」や「ままこ」といった未溶解物となるのを防止して、粉体を液体に対して均一にしかも連続して混合することのできる粉体と液体の混合装置に関する。

従来、粉体を液体に対して連続的に混合して分散しさらには溶解することが行われているが、粉体の塊の周囲のみが溶解し液体が塊の内部まで浸透していない、いわゆる「だま」や「ままこ」が発生し、粉体を液体に対して均一に分散または溶解することができず様々な問題になることがある。「だま」や「ままこ」の発生を解決するために種々の方法及び装置が提案されてきた。

粉体と液体を連続的に混合する手段として、先行文献１には、「粉体と液体の混合装置及びその方法」が開示されている。先行文献１の技術では、先行文献１の図１に記載のスクリューコンベヤー８によってポリマー粉体を輸送して、円筒状容器１内の中心部領域に対して連続的に落下させ、円筒状容器１の周方向に設けた複数の噴出孔１２から円筒状容器の中心部に向けて溶剤を噴射し、落下途中の粉体と溶剤とを噴射流で混合している。

この方法では、スクリューコンベヤーから送られてくる粉体の間に存在する気体の量が変動することによって、円筒状容器内に供給される粉体に秒単位で供給量の斑が発生した。このため、粉体と溶剤との混合が均一に行われ難くなり、完全には「だま」の発生を抑制することができなかった。

スクリューコンベヤーからの粉体の供給量の斑を抑制する手段として、先行文献２には、「粗面化装置および粗面化方法」に用いる規制板が開示されている。先行文献２の技術では、先行文献２の図１に記載のスクリューコンベヤー８によって供給口２０に向けて粉体を搬送する手段において、供給口２０よりも上流側に形成された空間部からなる充填室１８と供給口の間に、粉体が通過する開口を形成する規制板１６を設けることで、粉体の供給量の斑を防止している。

この方法では、規制板はスクリューコンベヤー内に設けられており、粉体供給量が多いと規制板で粉体が目詰まりを起こしやすくなりスクリューコンベヤーへの負担がかかる問題があった。また、粉体供給量の変更などがあった際、規制板の開口率の調整には、スクリューコンベヤーを停止して規制板を交換する必要があった。

特開２００３−３４０２５３号公報 特開２０１２−５６７１０号公報

本発明は、粉体と液体との混合時に「だま」や「ままこ」の発生を防ぎ、均一に混合でき、所望の割合での混合を連続的に、しかも所望の粉体供給量において行うことのできる混合装置及び混合方法を提供することにある。

上記課題を解決する本発明は、以下に記載するものである。

［１］ 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に下部開口部を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
前記筒状容器に粉体を連続供給する前記粉体連続供給装置の供給管出口に粉体の安息角以上の傾斜角のある傾斜面を有し、前記傾斜面の下流側に粉体が通過する開口を形成する規制板を備えて、前記規制板が形成する開口から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。

［２］ 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に下部開口部を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
前記筒状容器に粉体を連続供給する前記粉体連続供給装置の供給管出口に粉体の安息角以上の傾斜角のある傾斜面を有し、前記傾斜面の下流側に粉体が通過する開口部を有する規制板を備えて、前記規制板の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。

［３］ 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
前記管路の上部に安息角以上の傾斜角のある庇と、前記管路の下部に粉体が通過する開口を形成する規制板を備えて、前記規制板が形成する開口から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。

［４］ 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
前記管路の上部に安息角以上の傾斜角のある庇と、前記管路の下部に粉体が通過する開口部を有する規制板を備えて、前記規制板の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。

［５］ 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
前記管路の底面が閉塞板で塞がれ、前記管路の側面に粉体が通過する開口部を備えて、前記管路の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。

本発明によれば、スクリューコンベヤーにより供給される粉体の供給量の斑を抑制し、粉体と液体の混合層へ供給する粉体の供給量を安定させることができ、粉体と液体との混合時に「だま」や「ままこ」の発生を防ぎ均一な混合物を得ることができる。

本発明の実施例１、２を示す概略図である。 本発明の実施例１の規制板の形状例の図である。 本発明の実施例２の規制板の形状例の図である。 本発明の実施例３、４を示す概略図である。 本発明の実施例３の規制板の形状例の図である。 本発明の実施例４の規制板の形状例の図である。 本発明の実施例５を示す概略図である。 本発明の実施例５の管路の開口部の形状例の図である。

以下に、本発明について望ましい実施の形態とともに詳細を説明する。

(実施例１）
図１では、本発明の第１の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置の該略図を示している。粉体投入口１より投入された粉体１０は、供給管４内のスクリューコンベヤー３により連続的に筒状容器９まで搬送される。スクリューコンベヤー３は図示せぬ制御装置により回転制御される駆動モータ２の回転数を制御することにより、粉体１０の搬送量を制御することができる。供給管４内で粉体１０を定量連続的に供給する搬送手段としては、スクリューコンベヤーに限定されるものではなく、ベルトコンベヤー、プッシュコンベヤー、エアーコンベヤー等の既存の搬送手段を用いることができる。このようにして、筒状容器９まで搬送された粉体は、傾斜面５に沿って規制板６ａまで滑り落ちる。傾斜面５は粉体が滑り止まらないように粉体の安息角以上の傾斜であることが好ましい。規制板６ａに達した粉体は、規制板６ａが形成する開口から混合部の上方開口部１２へ落下する。

スクリューコンベヤー３より搬送された粉体は、粉体の間に存在する気体の量によって供給量に変動が生じるが、規制板６ａに粉体が衝突することで気体が抜けて、さらに規制板６ａによって傾斜面５にある程度の量の粉体が滞留するようになり、滞留した粉体が徐々に規制板が形成する開口から排出されるため、混合部１３へ供給される粉体の嵩密度が安定し、秒単位の粉体の供給量が一定となる。

規制板６ａの形状は前記の目的を達成できるものであればどのような形状でも問題ないが、規制板の下方部よりも上方部のほうが規制板により形成される開口部面積の広いものが好ましい。こうすることで、任意の粉体供給量に対して規制板から安定して粉体を排出することが可能となる。すなわち、粉体供給量が多い条件の時に傾斜面５に粉体が滞留しすぎて目詰まりの原因になる、あるいは粉体供給量が少ない条件の時に傾斜面５に粉体がほとんど滞留せずにスクリューコンベヤー３からの粉体供給量の変動を解消できないといったトラブルを防ぐことができる。このような目的を達成する規制板６ａとしては、図２に示したような単数あるいは複数個の三角形、あるいは半円の形状で構成されるものが考えられる。

混合部１３における粉体と液体の混合方法や混合部１３への液体供給システムは、例えば先行文献（特開２００３−３４０２５３号公報）の中に記載されている。

(実施例２）
本発明の第２の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置は、前記の本発明の第１の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置のうち、規制板６ａの形状が異なり、規制板６ａ自体が開口部１４ａを有するものである。

本発明の第２の実施形態における規制板６ａの形状も、前記の本発明の第１の実施形態における規制板６ａと同様、スクリューコンベヤー３より搬送された粉体の間に存在する気体が抜けて、規制板６ａにある程度の粉体が滞留することで、滞留した粉体が徐々に規制板の開口部１４ａから排出され、混合部１３へ供給される粉体の嵩密度が安定すればどのような形状でもよい。このような目的を達成する規制板６ａとしては、図３に示したような多孔形状からなる開口部１４ａを有するものなどが考えられる。

混合部１３における粉体と液体の混合方法や混合部１３への液体供給システムは、例えば先行文献（特開２００３−３４０２５３号公報）の中に記載されている。

(実施例３）
図４では、本発明の第３の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置の該略図を示している。本発明の第１の実施形態と同様に、粉体投入口１より投入された粉体１０は、供給管４内のスクリューコンベヤー３により連続的に筒状容器９まで搬送される。筒状容器９まで搬送された粉体１０は、筒状容器９の下端の管路１５ａの上部に設置された庇１６に沿って管路１５ａ内を落下して、規制板６ｂの中心部分まで滑り落ちる。庇１６は粉体が滑り止まらないように安息角以上の傾斜であることが好ましい。規制板６ｂに達した粉体は、規制板６aが形成する開口から混合部の上方開口部１２へ落下する。

規制板６ｂの形状も、前記の本発明の第１の実施形態における規制板６ａと同様、スクリューコンベヤー３より搬送された粉体の間に存在する気体が抜けて、規制板６ｂにある程度の粉体が滞留することで、滞留した粉体が徐々に規制板６ｂが形成する開口から排出され、混合部１３へ供給される粉体の嵩密度が安定すればどのような形状でもよいが、規制板６ｂの中心部分から外側に向けて規制板６ｂにより形成される開口の面積が広くなるものが好ましい。こうすることで、本発明の第１の実施形態と同様、任意の粉体供給量に対して規制板から安定して粉体を排出することが可能となる。このような目的を達成する規制板６ｂとしては、図５に示したような単数あるいは複数個の三角形、あるいは半円の形状で構成されるものが考えられる。

混合部１３における粉体と液体の混合方法や混合部１３への液体供給システムは、例えば先行文献（特開２００３−３４０２５３号公報）の中に記載されている。

(実施例４）
本発明の第４の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置は、前記の本発明の第３の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置のうち、規制板６ｂの形状が異なり、規制板６ｂ自体が開口部１４ｂを有するものである。

本発明の第４の実施形態における規制板６ｂの形状も、前記の本発明の第１の実施形態における規制板６ｂと同様、スクリューコンベヤー３より搬送された粉体の間に存在する気体が抜けて、規制板６ｂにある程度の粉体が滞留することで、滞留した粉体が徐々に規制板の開口部１４ｂから排出され、混合部１３へ供給される粉体の嵩密度が安定すればどのような形状でもよい。このような目的を達成する規制板６ｂとしては、図６に示したような多孔形状からなる開口部１４ｂを有するものなどが考えられる。

混合部１３における粉体と液体の混合方法や混合部１３への液体供給システムは、例えば先行文献（特開２００３−３４０２５３号公報）の中に記載されている。

(実施例５）
図７では、本発明の第５の実施形態にかかわる粉体と液体の混合装置の該略図を示している。本発明の第１の実施形態と同様に、粉体投入口１より投入された粉体１０は、供給管４内のスクリューコンベヤー３により連続的に筒状容器９まで搬送される。筒状容器９まで搬送された粉体１０は、管路１５ｂの中を落下して閉塞板１７に達する。閉塞板１７により管路１５ｂ内に滞留した粉体は、管路１５ｂの開口部１８から徐々に排出され混合部の上方開口部１３へ落下する。

管路１５ｂの開口部１８の形状も前記の本発明の第１の実施形態における規制板６ａと同様、スクリューコンベヤー３より搬送された粉体の間に存在する気体が抜けて、管路１５ｂにある程度の粉体が滞留することで、滞留した粉体が徐々に開口部１８から排出され、混合部１３へ供給される粉体の嵩密度が安定すれば、どのような形状でもよい。こうすることで、本発明の第１の実施形態と同様、任意の粉体供給量に対して管路１５ｂから安定して粉体を排出することが可能となる。このような目的を達成する管路１５ｂとしては、図８に示したような複数の矩形上のスリット、あるいは多孔形状の開口部１８を有するものなどが考えられる。

混合部１３における粉体と液体の混合方法や混合部１３への液体供給システムは、例えば先行文献（特開２００３−３４０２５３号公報）の中に記載されている。

本発明によれば、スクリューコンベヤーにより供給される粉体の供給量の斑を抑制し、粉体と液体の混合層へ供給する粉体の供給量を安定させることができ、粉体と液体との混合時に「だま」や「ままこ」の発生を防ぎ均一な混合物を得ることができる。

Claims (5)

1. 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に下部開口部を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
   前記筒状容器に粉体を連続供給する前記粉体連続供給装置の供給管出口に粉体の安息角以上の傾斜角のある傾斜面を有し、前記傾斜面の下流側に粉体が通過する開口を形成する規制板を備えて、前記規制板が形成する開口から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。
2. 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に下部開口部を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
   前記筒状容器に粉体を連続供給する前記粉体連続供給装置の供給管出口に粉体の安息角以上の傾斜角のある傾斜面を有し、前記傾斜面の下流側に粉体が通過する開口部を有する規制板を備えて、前記規制板の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。
3. 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
   前記管路の上部に安息角以上の傾斜角のある庇と、前記管路の下部に粉体が通過する開口を形成する規制板を備えて、前記規制板が形成する開口から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。
4. 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
   前記管路の上部に安息角以上の傾斜角のある庇と、前記管路の下部に粉体が通過する開口部を有する規制板を備えて、前記規制板の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。
5. 軸心が鉛直方向を向き、上端に閉塞部、下端に管路を備えた筒状容器と、前記筒状容器まで粉体を連続供給する粉体連続供給装置からなる、粉体と液体を混合する混合部の上方開口部へ粉体を連続供給するシステムを有する粉体と液体の混合装置であって、
   前記管路の底面が閉塞板で塞がれ、前記管路の側面に粉体が通過する開口部を備えて、前記管路の開口部から前記混合部の上方開口部へ粉体を供給する、粉体と液体の混合装置。