JP6687422B2 - Distributed system - Google Patents

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Description

本発明は、遠心式の吸引ポンプ機構部を備え、吸引ポンプ機構部に分散質と液相分散媒との混合流体を通過させ、液相分散媒に分散質を分散させたゾルを生成する分散システムに関する。   The present invention is provided with a centrifugal suction pump mechanism part, and a mixed fluid of a dispersoid and a liquid phase dispersion medium is passed through the suction pump mechanism part to generate a sol in which the dispersoid is dispersed in the liquid phase dispersion medium. Regarding the system.

液相分散媒に対し固相分散質(分散質の一例)を分散させてなるスラリー(ゾルの一例)は、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、液相分散媒に対し液相分散質(分散質の一例)を分散させてなるエマルジョン(ゾルの一例)は、食品、シート材、エマルジョン燃料等に利用される。
このようなゾルにおいて、液相分散媒中への分散質の分散が不十分であると、その性能低下につながる場合があり、特に、二次電池電極として利用する場合には、サイクル特性の低下につながる。
ちなみに、液相分散媒としては、例えば、水等の溶媒が挙げられ、分散質としては粉体等の固相分散質や油等の液相分散質が挙げられる。
なお、粉体としては、粉体であれば特に除外されるものではないが、例えば、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。
A slurry (an example of a sol) in which a solid phase dispersoid (an example of a dispersoid) is dispersed in a liquid phase dispersion medium is an electrode or separator for a lithium ion secondary battery or an electric double layer capacitor, a paint, a toner, or a polishing material. It is often used for applications such as agents. On the other hand, an emulsion (an example of a sol) obtained by dispersing a liquid-phase dispersoid (an example of a dispersoid) in a liquid-phase dispersion medium is used for foods, sheet materials, emulsion fuels, and the like.
In such a sol, insufficient dispersion of the dispersoid in the liquid dispersion medium may lead to a decrease in performance thereof, and particularly when used as a secondary battery electrode, a decrease in cycle characteristics. Leads to.
Incidentally, examples of the liquid phase dispersion medium include a solvent such as water, and examples of the dispersoid include a solid phase dispersoid such as powder and a liquid phase dispersoid such as oil.
Note that the powder is not particularly excluded as long as it is a powder, for example, chemical raw materials such as battery electrode material, food raw materials such as skim milk powder and wheat flour, pharmaceutical raw materials, etc., granules, powder Examples thereof include powders such as bodies and fine particles (including a mixture of these powders). The powder includes a granular material.

従来、液相分散媒に対し分散質を分散させたゾル(分散液)を生成する分散システムとして、流体が供給される導入室と、導入室の外周側に配置され複数の絞り透孔を周方向に並べて備えた円筒状のステータと、ステータの外周側に形成された吐出部に通じる環状の翼室と、翼室で回転駆動可能な回転翼とを、本体ケーシング内に配置し、回転翼の回転駆動により、導入室から絞り透孔を通じて翼室に流体を吸引し、翼室から吐出部に流体を吐出する遠心式の吸引ポンプ機構部を備えたものが知られている(例えば、特許文献1〜4参照)。   Conventionally, as a dispersion system for generating a sol (dispersion liquid) in which a dispersoid is dispersed in a liquid phase dispersion medium, an introduction chamber to which a fluid is supplied and a plurality of throttle through holes arranged on the outer peripheral side of the introduction chamber are provided. Cylindrical stators arranged side by side in the direction, an annular blade chamber communicating with the discharge portion formed on the outer peripheral side of the stator, and a rotating blade that can be rotationally driven in the blade chamber are arranged in the main body casing, and the rotating blade is arranged. It is known that a centrifugal suction pump mechanism that sucks fluid from the introduction chamber to the blade chamber through the throttle through hole and discharges the fluid from the blade chamber to the discharge portion by rotational driving of References 1 to 4).

この種の分散システムは、液相分散媒と分散質との混合流体を導入室に供給して回転翼を回転駆動させる状態で、吸引ポンプ機構部に混合流体を通過させることで、混合流体に対し回転翼によるせん断力及び衝撃力が与えられ、混合流体に含まれる分散質の凝集物(いわゆるダマ)が適度に解砕されるので、適切に液相分散媒中に分散質を分散させることができるとされる。
また、この種の分散システムでは、翼室において高速で回転駆動する回転翼の背面部で急激な圧力低下が生じるため、絞り透孔を通過して回転翼の背面部付近に存在する混合流体に局所沸騰(キャビテーション)を起こさせ、この混合流体に含まれる気泡の消滅による生じる衝撃により、分散質の凝集物(ダマ)が良好に解砕され、液相分散媒中での分散質の分散を促進させることができるとされる。
In this type of dispersion system, the mixed fluid of the liquid phase dispersion medium and the dispersoid is supplied to the introduction chamber to drive the rotating blades to rotate, and the mixed fluid is passed through the suction pump mechanism to form a mixed fluid. On the other hand, shearing force and impact force are applied by the rotor blades, and the agglomerates (so-called lumps) of dispersoids contained in the mixed fluid are appropriately crushed. Therefore, disperse the dispersoids appropriately in the liquid phase dispersion medium. Is said to be possible.
In addition, in this type of dispersion system, a sudden pressure drop occurs at the back surface of the rotary blade that is rotationally driven at high speed in the blade chamber, so the mixed fluid existing near the back surface of the rotary blade passes through the throttle through hole. The local boiling (cavitation) is caused, and the impact caused by the disappearance of the bubbles contained in this mixed fluid satisfactorily disintegrates the dispersoid agglomerates (damage) and disperses the dispersoid in the liquid dispersion medium. It is said that it can be promoted.

特に特許文献4の分散システムでは、導入室の入口部に絞り部を設けるとともに、導入室の下流側(外周側)にステータの絞り透孔を設け、回転翼の回転数を適当に設定することにより、翼室内の全周にわたって液相分散媒の気化による微細気泡を発生させる。これにより、分散質の分散をさらに促進できるとされる。   Particularly, in the dispersion system of Patent Document 4, a throttle portion is provided at the inlet of the introduction chamber, and a throttle through hole of the stator is provided on the downstream side (outer peripheral side) of the introduction chamber to appropriately set the rotational speed of the rotary blade. Thereby, fine bubbles are generated by vaporization of the liquid dispersion medium over the entire circumference of the blade chamber. This is said to further promote dispersion of the dispersoid.

特開2007−216172号公報JP, 2007-216172, A 特開2006−281017号公報JP, 2006-281017, A 国際公開第2010/140516号International Publication No. 2010/140516 特開2012−250145号公報JP2012-250145A

しかしながら液相分散媒に分散質を分散させてゾルを生成する分散システムは、上述の通り多くの用途に用いられているため、生成するゾルをさらに高品質にすること、また分散システムでのゾルの生成効率をさらに高めることが、継続的に求められている。   However, since the dispersion system in which the dispersoid is dispersed in the liquid phase dispersion medium to generate the sol is used in many applications as described above, it is necessary to further improve the quality of the sol to be generated, and the sol in the dispersion system. There is an ongoing need to further increase the production efficiency of.

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、高品質のゾルを高効率に生成することができる分散システムを提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a dispersion system capable of producing a high-quality sol with high efficiency.

上記目的を達成するための本発明に係る分散システムは、
吸引ポンプ機構部を備え、前記吸引ポンプ機構部に分散質と液相分散媒との混合流体を通過させる分散システムであって、
前記吸引ポンプ機構部は、
翼室と、
前記翼室の外壁部に形成され、前記混合流体が排出される吐出流路へとつながる開口からなる吐出口と、
所定の回転軸を中心として回転駆動されて前記翼室の内部を移動する複数の回転翼とを有しており、
前記複数の回転翼の前記翼室の内部における移動により、前記複数の回転翼と前記外壁部とにより区画された複数の流体空間が回転移動して、前記吐出口と連通した際に前記流体空間から前記吐出口へ前記混合流体を排出するものであり、
前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室と前記吐出流路とをつなぐ前記吐出口である前記翼室の外壁部の開口は、少なくとも前記複数の回転翼の回転方向に関して下流側の部位に面取りが施されている点にある。
A distributed system according to the present invention for achieving the above object,
A dispersion system comprising a suction pump mechanism section, which allows a mixed fluid of a dispersoid and a liquid phase dispersion medium to pass through the suction pump mechanism section,
The suction pump mechanism section,
The wing chamber,
A discharge port formed on the outer wall portion of the blade chamber, the discharge port including an opening connected to a discharge flow path through which the mixed fluid is discharged,
It has a plurality of rotary blades that are driven to rotate about a predetermined rotation axis and move inside the blade chamber,
The movement in the interior of the wing chambers of said plurality of rotating blades, the fluid space when the plurality of the plurality of fluid space defined by the rotating blades and the outer wall portion is rotated and moved, in communication with the discharge port To discharge the mixed fluid from the discharge port,
In the view of the direction in which the predetermined rotation axis extends, the opening of the outer wall portion of the blade chamber that is the discharge port that connects the blade chamber and the discharge flow path is at least downstream with respect to the rotation direction of the plurality of rotary blades. The point is that the part is chamfered .

翼室の外壁部の開口の下流側の部位に面取りが施されず尖っていると、流体空間から吐出流路にかけての領域に鋭利な箇所が存在することになる。そうすると、流体空間から吐出流路への混合流体の流線が乱され、流速が低下してしまう。上記特徴構成によれば、翼室の外壁部の開口の下流側の部位に面取りが施されているから、混合流体の流線の乱れが抑制され、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。 If the portion of the outer wall of the blade chamber on the downstream side of the opening is not chamfered and is sharp, a sharp portion exists in the region from the fluid space to the discharge flow path. Then, the streamline of the mixed fluid from the fluid space to the discharge channel is disturbed, and the flow velocity is reduced. According to the above characteristic configuration, the chamfering is applied to the downstream side portion of the opening of the outer wall portion of the blade chamber, so that the disturbance of the streamline of the mixed fluid is suppressed, and the flow of the mixed fluid from the fluid space to the discharge channel is suppressed. The inflow becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記吸引ポンプ機構部の運転を制御する制御部が、前記流体空間が前記吐出流路と連通した際の前記吐出流路における混合流体の圧力が前記液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように前記複数の回転翼の回転数を設定する点にある。 A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that the control unit that controls the operation of the suction pump mechanism unit determines the pressure of the mixed fluid in the discharge channel when the fluid space communicates with the discharge channel. The number of rotations of the plurality of rotor blades is set so as to be equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium .

発明者らは従来技術とは視点を変えて、生成されたゾルの単なる取出し口としか扱われていなかった吐出流路に着目した。そして、回転する流体空間では混合流体の圧力が高まっていること、流体空間が吐出口と連通した際に混合流体の流速が高まり、混合流体の圧力が急激に低下することを見いだして本発明を完成させた。
すなわち上記の特徴構成によれば、流体空間が回転移動することで混合流体を吸引し、その吸引力と遠心力により流体空間の内部の圧力が高まる。そして流通空間が吐出口と連通した際に混合流体を排出するので、混合流体が吐出口へと高い流速で一気に流れ込み、混合流体の圧力が低下する。ここで制御部が、その際の混合流体の圧力が液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように回転翼の回転数を設定し、その回転数で回転翼を回転させるので、吐出流路における少なくとも吐出口を通過した直後の領域が、液相分散媒の微細気泡が多数発生した微細気泡領域として形成される。これにより、吐出流路において、分散質の凝集体に浸透した液相分散媒が発泡することで凝集体の解砕が促進され、液相分散媒中での分散媒の分散が良好な、高品質のゾル(分散液)を生成することができる。
The inventors changed their viewpoint from the prior art and focused on a discharge flow channel that was treated only as a mere outlet for the generated sol. Then, the present invention has been found by finding that the pressure of the mixed fluid is increased in the rotating fluid space, the flow velocity of the mixed fluid is increased when the fluid space communicates with the discharge port, and the pressure of the mixed fluid is rapidly decreased. Completed
That is, according to the above-mentioned characteristic configuration, the fluid space is rotationally moved to suck the mixed fluid, and the suction force and the centrifugal force increase the pressure inside the fluid space. Then, since the mixed fluid is discharged when the circulation space communicates with the discharge port, the mixed fluid flows into the discharge port at a high flow rate all at once, and the pressure of the mixed fluid decreases. Here, the control unit sets the rotation speed of the rotating blade so that the pressure of the mixed fluid at that time becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium, and rotates the rotating blade at the rotation speed. At least the region immediately after passing through the discharge port is formed as a fine bubble region in which a large number of fine bubbles of the liquid phase dispersion medium are generated. As a result, in the discharge flow channel, the liquid phase dispersion medium that has penetrated into the dispersoid agglomerates is foamed to promote the disintegration of the agglomerates, and the dispersion of the dispersion medium in the liquid phase dispersion medium is good and high. A quality sol (dispersion) can be produced.

この点について、図11および図12に基づいて説明を加える。これらの図は、本体ケーシングを透明の樹脂で構成し、吸引ポンプ機構部内に流体としての水を通過させて、吐出流路(12a)および吐出口(12b)を観察した状態を示している。徐々に回転翼の回転数を増加させて、吐出流路での減圧沸騰による気泡の発生状態を確認した。図11の状態よりも低い回転数では、気泡の発生は見られなかったが、図11の回転数では、吐出口を通過した直後の領域に微細な気泡が発生して白い靄のように見えている。さらに回転数を上昇させた図12の状態では、白い靄が濃く広くなっており、さらに多数の気泡が発生し、微細気泡領域が大きくなっている。これは、回転翼の回転数を増加させるにつれて、前記流体空間(S)が前記吐出流路(12a)と連通した際の混合流体の圧力が低下し、水の飽和蒸気圧(25℃の場合、3.169kPa)を下回って、減圧沸騰が発生したことを示している。このように発明者らは、従来考慮されていなかった吐出流路での混合に着目し、混合流体の圧力が液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように回転翼の回転数を設定し、その回転数で回転翼を回転させることで、吐出流路における少なくとも吐出口を通過した直後の領域が、液相分散媒の微細気泡が多数発生した微細気泡領域として形成されることを見いだし、本発明を完成したのである。   This point will be described with reference to FIGS. 11 and 12. These figures show a state in which the main body casing is made of transparent resin, water as a fluid is passed through the suction pump mechanism portion, and the discharge passage (12a) and the discharge port (12b) are observed. The number of rotations of the rotary blade was gradually increased, and the state of bubbles generated by reduced pressure boiling in the discharge flow channel was confirmed. At lower rotation speeds than in the state of FIG. 11, no bubbles were observed, but at the rotation speed of FIG. 11, fine bubbles were generated in the area immediately after passing through the discharge port and looked like white mist. ing. In the state of FIG. 12 in which the number of rotations is further increased, the white mist is thick and wide, more bubbles are generated, and the fine bubble region is enlarged. This is because the pressure of the mixed fluid when the fluid space (S) communicates with the discharge flow path (12a) decreases as the number of rotations of the rotor blades increases, and the saturated vapor pressure of water (at 25 ° C. 3.169 kPa), indicating that reduced pressure boiling has occurred. In this way, the inventors focused on the mixing in the discharge flow channel, which has not been considered in the past, and set the rotation speed of the rotor so that the pressure of the mixed fluid was equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium. By rotating the rotary blades at that speed, it is found that the region immediately after passing at least the discharge port in the discharge channel is formed as a fine bubble region in which a large number of fine bubbles of the liquid phase dispersion medium are generated, The present invention has been completed.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記外壁部の開口に施された面取りは、半径が2mm以上のR面取りである点にある。 A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that the chamfer provided on the opening of the outer wall portion is an R chamfer having a radius of 2 mm or more.

上記の特徴構成によれば、半径が2mm以上のR面取りとすることにより、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになり、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。   According to the above characteristic configuration, the chamfering with a radius of 2 mm or more further facilitates smooth inflow of the mixed fluid from the fluid space into the discharge flow path, thereby enabling more efficient generation of fine bubbles. It is possible to further improve the quality of the generated sol.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、かつ、前記複数の回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されている点にある。
回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されず尖っていると、流体空間から吐出流路にかけての領域に鋭利な箇所が存在することになる。そうすると、流体空間から吐出流路への混合流体の流線が乱され、流速が低下してしまう。上記特徴構成によれば、回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されているから、混合流体の流線の乱れが抑制され、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。
A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that each of the plurality of rotor blades has a plurality of rotor blades as it extends toward an outer wall portion of the blade chamber in a direction view in which the predetermined rotation axis extends. Is provided so as to incline from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction, and a chamfer is provided on the upstream side with respect to the rotation direction among the end portions on the outer wall portion side of the plurality of rotor blades. It is on the point.
If chamfering is not performed on the upstream side of the end portion of the rotary blade on the outer wall side with respect to the rotation direction and the point is sharp, a sharp portion exists in the region from the fluid space to the discharge flow path. Then, the streamline of the mixed fluid from the fluid space to the discharge channel is disturbed, and the flow velocity is reduced. According to the above-mentioned characteristic configuration, the chamfering is performed on the upstream side with respect to the rotation direction of the end portion on the outer wall side of the rotary blade, so that the disturbance of the streamlines of the mixed fluid is suppressed and the fluid is discharged from the fluid space. The flow of the mixed fluid into the flow path becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

上記目的を達成するための本発明に係る分散システムは、
吸引ポンプ機構部を備え、前記吸引ポンプ機構部に分散質と液相分散媒との混合流体を通過させる分散システムであって、
前記吸引ポンプ機構部は、
翼室と、
前記翼室の外壁部に形成され、前記混合流体が排出される吐出流路へとつながる開口からなる吐出口と、
所定の回転軸を中心として回転駆動されて前記翼室の内部を移動する複数の回転翼とを有しており、
前記複数の回転翼の前記翼室の内部における移動により、前記複数の回転翼と前記外壁部とにより区画された複数の流体空間が回転移動して、前記吐出口と連通した際に前記流体空間から前記吐出口へ前記混合流体を排出するものであり、
前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、かつ、前記複数の回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されている点にある。
A distributed system according to the present invention for achieving the above object,
A dispersion system comprising a suction pump mechanism section, which allows a mixed fluid of a dispersoid and a liquid phase dispersion medium to pass through the suction pump mechanism section,
The suction pump mechanism section,
The wing chamber,
A discharge port formed on the outer wall portion of the blade chamber, the discharge port including an opening connected to a discharge flow path through which the mixed fluid is discharged,
It has a plurality of rotary blades that are driven to rotate about a predetermined rotation axis and move inside the blade chamber,
The movement in the interior of the wing chambers of said plurality of rotating blades, the fluid space when the plurality of the plurality of fluid space defined by the rotating blades and the outer wall portion is rotated and moved, in communication with the discharge port To discharge the mixed fluid from the discharge port,
Each of the plurality of rotor blades extends from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the plurality of rotor blades as it extends toward the outer wall portion of the blade chamber when viewed in the direction in which the predetermined rotation axis extends. It is provided so as to be inclined and the chamfer is provided on the upstream side in the rotation direction among the end portions on the outer wall side of the plurality of rotor blades .

回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されず尖っていると、流体空間から吐出流路にかけての領域に鋭利な箇所が存在することになる。そうすると、流体空間から吐出流路への混合流体の流線が乱され、流速が低下してしまう。上記特徴構成によれば、回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されているから、混合流体の流線の乱れが抑制され、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。 If chamfering is not performed on the upstream side of the end portion of the rotary blade on the outer wall side with respect to the rotation direction and the point is sharp, a sharp portion exists in the region from the fluid space to the discharge flow path. Then, the streamline of the mixed fluid from the fluid space to the discharge channel is disturbed, and the flow velocity is reduced. According to the above-mentioned characteristic configuration, the chamfering is performed on the upstream side with respect to the rotation direction of the end portion on the outer wall side of the rotary blade, so that the disturbance of the streamlines of the mixed fluid is suppressed and the fluid is discharged from the fluid space. The flow of the mixed fluid into the flow path becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記吸引ポンプ機構部の運転を制御する制御部が、前記流体空間が前記吐出流路と連通した際の前記吐出流路における混合流体の圧力が前記液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように前記複数の回転翼の回転数を設定する点にある。 A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that the control unit that controls the operation of the suction pump mechanism unit determines the pressure of the mixed fluid in the discharge channel when the fluid space communicates with the discharge channel. The number of rotations of the plurality of rotor blades is set so as to be equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium .

上記の特徴構成によれば、流体空間が回転移動することで混合流体を吸引し、その吸引力と遠心力により流体空間の内部の圧力が高まる。そして流通空間が吐出口と連通した際に混合流体を排出するので、混合流体が吐出口へと高い流速で一気に流れ込み、混合流体の圧力が低下する。ここで制御部が、その際の混合流体の圧力が液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように回転翼の回転数を設定し、その回転数で回転翼を回転させるので、吐出流路における少なくとも吐出口を通過した直後の領域が、液相分散媒の微細気泡が多数発生した微細気泡領域として形成される。これにより、吐出流路において、分散質の凝集体に浸透した液相分散媒が発泡することで凝集体の解砕が促進され、液相分散媒中での分散媒の分散が良好な、高品質のゾル(分散液)を生成することができる。   According to the above-mentioned characteristic configuration, the fluid space is rotationally moved to suck the mixed fluid, and the suction force and the centrifugal force increase the pressure inside the fluid space. Then, since the mixed fluid is discharged when the circulation space communicates with the discharge port, the mixed fluid flows into the discharge port at a high flow rate all at once, and the pressure of the mixed fluid decreases. Here, the control unit sets the rotation speed of the rotating blade so that the pressure of the mixed fluid at that time becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium, and rotates the rotating blade at the rotation speed. At least the region immediately after passing through the discharge port is formed as a fine bubble region in which a large number of fine bubbles of the liquid phase dispersion medium are generated. As a result, in the discharge flow channel, the liquid phase dispersion medium that has penetrated into the dispersoid agglomerates is foamed to promote the disintegration of the agglomerates, and the dispersion of the dispersion medium in the liquid phase dispersion medium is good and high. A quality sol (dispersion) can be produced.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記複数の回転翼に施された面取りは、半径が2mm以上のR面取りである点にある。 A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that the chamfers applied to the plurality of rotor blades are R chamfers having a radius of 2 mm or more.

上記の特徴構成によれば、半径が2mm以上のR面取りとすることにより、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになり、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。   According to the above characteristic configuration, the chamfering with a radius of 2 mm or more further facilitates smooth inflow of the mixed fluid from the fluid space into the discharge flow path, thereby enabling more efficient generation of fine bubbles. It is possible to further improve the quality of the generated sol.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記吐出流路が、円筒状である前記外壁部の接線方向に沿って延びる点にある。   A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that the discharge flow path extends along a tangential direction of the outer wall portion having a cylindrical shape.

上記特徴構成によれば、流体空間の移動方向である外壁部の接線方向に沿って吐出流路が延びるから、流体空間から吐出流路への混合流体の流入がさらにスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。   According to the above characteristic configuration, the discharge flow passage extends along the tangential direction of the outer wall portion, which is the moving direction of the fluid space, so that the flow of the mixed fluid from the fluid space into the discharge flow passage becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、前記複数の回転翼が前記翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記複数の回転翼の移動方向となす角が10°以上80°以下である点にある。
上記の特徴構成によれば、回転翼が回転方向に対して傾いて設けられ、回転翼が翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記回転翼の移動方向とのなす角が10°以上80°以下とされているので、流体空間への混合流体の吸引力を確保しつつ、流体空間から吐出流路への混合流体の流出をスムースにできる。したがって、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。
A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that each of the plurality of rotor blades has a plurality of rotor blades as it extends toward an outer wall portion of the blade chamber in a direction view in which the predetermined rotation axis extends. It provided so as to be inclined toward the upstream side from the downstream side in the rotation direction of the inclination angle and the plurality of rotor blades of the plurality of rotor blades is inclined him to toward the outer wall of the blade chamber angle between the moving direction of lies in at 10 ° or more than 80 °.
According to the above characteristic configuration, the rotary blade is provided to be inclined with respect to the rotation direction, and the angle formed between the inclination angle of the rotary blade and the moving direction of the rotary blade is inclined toward the outer wall portion of the blade chamber. Since the angle is 10 ° or more and 80 ° or less, the mixed fluid can be smoothly discharged from the fluid space to the discharge passage while securing the suction force of the mixed fluid to the fluid space. Therefore, fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、前記回転翼が前記複数の翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記複数の回転翼の移動方向となす角が0°より大きく31°以下である点にある。
発明者らは回転翼の角度の最適値を調べる実験を行い、回転翼が翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記回転翼の移動方向とのなす角が0°より大きく31°以下である場合が好適であることを見出した。この角度範囲であれば、導入室から流体空間にかけての空間内の混合流体の圧力を低くして減圧沸騰を発生し易くするとともに、吸引ポンプ機構部の吸引・吐出能力の低下を抑制することができ好適である。
A further characteristic configuration of the dispersion system according to the present invention is that each of the plurality of rotor blades has a plurality of rotor blades as it extends toward an outer wall portion of the blade chamber in a direction view in which the predetermined rotation axis extends. Is provided so as to incline from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the rotary blades , and the rotary blades are inclined toward the outer wall portions of the plurality of blade chambers, and the plurality of rotary blades. angle between the moving direction lies in at most 31 ° greater than 0 ° to.
The inventors conducted an experiment to find out the optimum value of the angle of the rotor blade, and found that the angle formed by the inclination angle of the rotor blade toward the outer wall of the blade chamber and the moving direction of the rotor blade was larger than 0 °. It has been found that the case of 31 ° or less is suitable. Within this angle range, the pressure of the mixed fluid in the space from the introduction chamber to the fluid space is lowered to facilitate depressurized boiling, and at the same time, it is possible to suppress a decrease in the suction / discharge capability of the suction pump mechanism section. It is possible and preferable.

本発明に係る分散システムの更なる特徴構成は、
前記所定の回転軸の延びる方向に沿って順に、前記吸引ポンプ機構部に対して固定された前壁部と、モータにより前記所定の回転軸を中心として回転駆動されるロータとが設けられており、前記混合流体が供給される導入室は、前記前壁部と前記ロータとの間に形成されており、
前記ロータの外周部に前記複数の回転翼が配置され、
前記前壁部が、前記ロータの前記所定の回転軸に直交し、かつ前記ロータに対向する平滑な平面である第1対向面を有し、
前記ロータが、前記ロータの前記所定の回転軸に直交し、かつ前記第1対向面に対向する平滑な平面である第2対向面を有し、
前記第1対向面と前記第2対向面との間の空間は、前記導入室の一部を形成している点にある。
A further characteristic configuration of the distributed system according to the present invention is
A front wall portion fixed to the suction pump mechanism portion and a rotor rotatably driven about the predetermined rotation axis by a motor are provided in order along the extending direction of the predetermined rotation axis. The introduction chamber to which the mixed fluid is supplied is formed between the front wall portion and the rotor,
Wherein the plurality of rotor blades is arranged on the outer periphery of the rotor,
The front wall portion has a first facing surface that is a smooth flat surface that is orthogonal to the predetermined rotation axis of the rotor and faces the rotor,
The rotor, perpendicular to the predetermined axis of rotation of the rotor, and have a second opposing face is a smooth plane opposing the first opposing face,
Space between the first opposing face and the second opposing face is that that form part of the inlet chamber.

上記の特徴構成によれば、導入室が前壁部とロータとの間に形成されて、平滑な平面である第1対向面と第2対向面との間に挟まれることになるので、導入室における混合流体の流れが更にスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。   According to the above characteristic configuration, the introduction chamber is formed between the front wall portion and the rotor and is sandwiched between the first facing surface and the second facing surface, which are smooth flat surfaces. The flow of the mixed fluid in the chamber becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

遠心式の吸引ポンプ機構部を備えた分散システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a dispersion system including a centrifugal suction pump mechanism 定量供給装置の要部を示す縦断面図Longitudinal sectional view showing the main part of the constant quantity supply device 図2のIII−III方向視での断面図Sectional drawing in the III-III direction view of FIG. 遠心式の吸引ポンプ機構部の縦断側面図Vertical side view of centrifugal suction pump mechanism 図4のV−V方向視での断面図Sectional view in the VV direction of FIG. 本体ケーシングの前壁部、ステータ、区画板及びロータの組付構成を示す分解斜視図Exploded perspective view showing the assembly structure of the front wall portion of the main body casing, the stator, the partition plate and the rotor 区画板の概略構成図Schematic diagram of partition plate 回転翼が回転する翼室内を本体ケーシングの前側から観察した写真Photograph of the inside of the blade chamber where the rotor blades rotate, observed from the front side of the main body casing 回転翼が回転する翼室内を本体ケーシングの前側から観察した写真Photograph of the inside of the blade chamber where the rotor blades rotate, observed from the front side of the main body casing 第2実施形態にかかる吸引ポンプ機構部の、図5と同じ視点による断面図Sectional drawing of the suction pump mechanism part concerning 2nd Embodiment from the same viewpoint as FIG. 回転翼が回転する翼室内を本体ケーシングの前側から観察した写真Photograph of the inside of the blade chamber where the rotor blades rotate, observed from the front side of the main body casing 回転翼が回転する翼室内を本体ケーシングの前側から観察した写真Photograph of the inside of the blade chamber where the rotor blades rotate, observed from the front side of the main body casing 混合流体の流速のシミュレーション結果Simulation result of mixed fluid flow velocity 混合流体の流速のシミュレーション結果Simulation result of mixed fluid flow velocity 遠心式の吸引ポンプ機構部の縦断側面図Vertical side view of centrifugal suction pump mechanism 混合流体の圧力のシミュレーション結果Simulation results of mixed fluid pressure

<第1実施形態>
以下、図面に基づいて、第1実施形態に係る分散システムを説明する。
図1は本発明に係る遠心式の吸引ポンプ機構部Yを備えた分散システム100を示す。この分散システム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に溶解させてゾルとしてのスラリー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)として水を用いた。
<First Embodiment>
Hereinafter, the distributed system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a dispersion system 100 including a centrifugal suction pump mechanism unit Y according to the present invention. This dispersion system 100 uses powder P as a dispersoid and solvent R as a liquid phase dispersion medium to dissolve powder P in solvent R to generate slurry F as a sol.
In the present embodiment, for example, CMC (carboxyl methyl cellulose) was used as the powder P (solid phase dispersoid), and water was used as the solvent R (liquid phase dispersion medium).

図1に示すように、分散システム100は、粉体Pを定量供給する定量供給装置Xと、溶媒Rを定量供給する溶媒供給部50と、定量供給装置Xから定量供給される粉体Pと溶媒供給部50から定量供給される溶媒Rとを負圧吸引して分散混合する吸引ポンプ機構部Yと、吸引ポンプ機構部Yから吐出されたスラリーFから、完全に溶解していない粉体Pを含む溶媒R(以下、未溶解スラリーFr)を吸引ポンプ機構部Yに循環供給する再循環機構部70等を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the dispersion system 100 includes a quantitative supply device X for quantitatively supplying the powder P, a solvent supply unit 50 for quantitatively supplying the solvent R, and a powder P quantitatively supplied from the quantitative supply device X. A suction pump mechanism unit Y that sucks and mixes a solvent R that is quantitatively supplied from the solvent supply unit 50 by negative pressure, and a powder P that is not completely dissolved from a slurry F discharged from the suction pump mechanism unit Y. The solvent R (hereinafter, undissolved slurry Fr) containing is circulatingly supplied to the suction pump mechanism unit Y, and the like, and the like.

〔定量供給装置〕
図1に示すように、定量供給装置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が大気開放された状態で、下部開口部31bの下流側に接続された吸引ポンプ機構部Yの吸引により下部開口部31bに作用する負圧吸引力によって、下部開口部31bから排出された粉体Pを吸引ポンプ機構部Yに定量供給する容積式の定量供給部40とを備えて構成されている。
[Quantitative supply device]
As shown in FIG. 1, the quantitative supply device X includes a hopper 31 for discharging the powder P received from the upper opening 31a through the lower opening 31b, and a stirring mechanism 32 for stirring the powder P in the hopper 31. With the upper opening 31a of the hopper 31 open to the atmosphere, a negative pressure suction force acting on the lower opening 31b by suction of the suction pump mechanism Y connected to the downstream side of the lower opening 31b causes the lower opening to open. The volumetric fixed amount supply part 40 which supplies a fixed amount of the powder P discharged from 31b to the suction pump mechanism part Y is comprised.

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A1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夫々の横断面形状は、図1の上下方向視で、中心軸A1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。   The hopper 31 is formed in an inverted conical shape whose diameter decreases from the upper part toward the lower part, and the hopper 31 is arranged such that its central axis A1 is along the vertical direction. Each of the upper opening portion 31a and the lower opening portion 31b of the hopper 31 has a circular cross-sectional shape centered on the central axis A1 in the vertical direction of FIG. The inclination angle of the wall surface is about 60 degrees with respect to the horizontal plane.

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、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。   The stirring mechanism 32 is provided in the hopper 31, and a stirring blade 32A that stirs the powder P in the hopper 31, and a blade driving motor M1 that rotates the stirring blade 32A about the central axis A1 of the hopper 31. The blade drive motor M1 is provided with a mounting member 32B that is located above and supports the upper opening 31a of the hopper 31, and a transmission member 32C that transmits the rotational drive force of the blade drive motor M1 to the stirring blade 32A. .

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A1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A1周りに回転可能に配設されている。   The stirring blade 32A is configured by bending a rod-shaped member into a substantially V shape, one side of which is along the inner wall surface of the hopper 31, and the other side of which is the central axis A1 of the hopper 31. It is coaxially and rotatably supported. Further, the stirring blade 32A has a triangular cross-sectional shape, and is arranged such that the surface forming one side of the triangle is substantially parallel to the inner wall surface of the hopper 31. Thus, the stirring blade 32A is arranged rotatably around the central axis A1 along the inner wall surface of the hopper 31.

図1〜図3に示すように、容積式の定量供給部40は、ホッパ31の下部開口部31bから供給される粉体Pを下流側の吸引ポンプ機構部Yに所定量ずつ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、供給口43a及び排出口43bを備えたケーシング43と、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。
As shown in FIGS. 1 to 3, the positive-displacement fixed-quantity supply unit 40 supplies a predetermined amount of the powder P supplied from the lower opening 31b of the hopper 31 to the downstream suction pump mechanism Y by a predetermined amount. Is.
Specifically, the introduction part 41 connected to the lower opening 31b of the hopper 31, a casing 43 having a supply port 43a and a discharge port 43b, and a weighing rotating body 44 rotatably arranged in the casing 43. And a measuring rotary body drive motor M2 that rotationally drives the measuring rotary body 44.

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。   The introduction part 41 is formed in a cylindrical shape that communicates the lower opening 31b of the hopper 31 and a supply port 43a formed in the upper part of the casing 43, and has a slit having the same shape as the supply port 43a of the casing 43 at the lowermost end. -Shaped openings are formed. The introduction portion 41 is formed in a tapered shape that becomes thinner toward the supply port 43a side of the casing 43. The shape of the slit-shaped opening can be appropriately set according to the size of the hopper 31, the supply amount of the powder P, the characteristics of the powder P, and the like. The dimension is set to about 20 to 100 mm, and the dimension in the width direction is set to about 1 to 5 mm.

ケーシング43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、導入部41を介してホッパ31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を介して下流側の吸引ポンプ機構部Yに排出する排出口43bが設けられ、その排出口43bには、粉体排出管45が接続されている。当該膨張室47は、供給口43aから計量回転体44の粉体収容室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、排出口43bから作用する負圧吸引力によって、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、排出口43bは、吸引ポンプ機構部Yの一次側に接続されることによって、負圧吸引力が膨張室47に作用し供給口43b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、各粉体収容室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。
The casing 43 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is connected to the hopper 31 via the introduction portion 41 in a posture inclined by 45 degrees with respect to the horizontal direction (the left-right direction in FIG. 1).
As shown in FIGS. 2 and 3, a slit-shaped supply port 43a corresponding to the slit-shaped opening of the introduction portion 41 is provided on the upper surface of the casing 43, and the powder P from the lower opening 31b of the hopper 31 is provided. Can be supplied into the casing 43. At the lower part of the lower side surface (right side surface in FIG. 2) of the casing 43 arranged in an inclined shape, the powder P, which is quantitatively supplied by the measuring rotary body 44, is passed through the expansion chamber 47 and the suction pump on the downstream side. A discharge port 43b for discharging to the mechanical section Y is provided, and a powder discharge pipe 45 is connected to the discharge port 43b. The expansion chamber 47 is provided at a position inside the casing 43 where the powder P supplied from the supply port 43a to the powder storage chamber 44b of the measuring rotary member 44 is supplied in a fixed amount, and the negative pressure suction acting from the discharge port 43b is provided. The pressure keeps the pressure lower than that of the supply port 43a (for example, about −0, 06 MPa). That is, the discharge port 43b is connected to the primary side of the suction pump mechanism section Y so that the negative pressure suction force acts on the expansion chamber 47 and is maintained at a lower pressure state than the supply port 43b. With the rotation of the metering rotator 44, the state of each powder storage chamber 44b is configured to change to a negative pressure state (for example, about −0, 06 MPa) and a higher pressure state than the negative pressure state. .

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、周方向で等間隔に粉体収容室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。粉体収容室44bは、計量回転体44の外周面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、各粉体収容室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の回転数を変化させることで、調整できる。   The measuring rotator 44 has a disk member 49 arranged on the drive shaft 48 of the measuring rotator drive motor M2, and has a plurality of (for example, eight) plate-shaped partition walls 44a radially except for the central part of the disk member 49. It is configured to be attached at intervals, and is configured to form a plurality of (for example, eight) powder storage chambers 44b at equal intervals in the circumferential direction. The powder storage chamber 44b is configured to open on the outer peripheral surface and the central portion of the measuring rotary body 44. An opening closing member 42 is eccentrically distributed in the circumferential direction at the center of the measuring rotary member 44 and is fixedly arranged to close or open the central opening of each powder accommodating chamber 44b depending on the rotation phase. It is configured to be possible. The supply amount of the powder P can be adjusted by changing the number of rotations of the measuring rotary body 44 by the measuring rotary body drive motor M2 that rotationally drives the measuring rotary body 44.

計量回転体44の回転に伴って、各粉体収容室44bが、膨張室47に開放される膨張室開放状態、膨張室47及び供給口43aと連通しない第1密閉状態、供給口43aに開放される供給口開放状態、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。   As the metering rotator 44 rotates, each powder storage chamber 44b is opened to the expansion chamber 47, the expansion chamber is open, the expansion chamber 47 and the supply port 43a are not in communication with each other, and the supply port 43a is opened. The state is repeatedly changed in the order of the open supply port state and the second closed state that does not communicate with the supply port 43a and the expansion chamber 47. The casing 43 is formed so that the opening on the outer peripheral surface side of the weighing rotary body 44 is closed in the first sealed state and the second sealed state, and the opening on the center side of the weighing rotary body 44 is sealed first. The opening closing member 42 is fixedly arranged in the casing 43 so as to be closed in the state, the supply port opened state, and the second closed state.

従って、定量供給装置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部40に供給され、定量供給部40により、粉体Pが排出口43bから粉体排出管45を通して吸引ポンプ機構部Yに定量供給される。   Therefore, in the constant quantity supply device X, the powder P stored in the hopper 31 is supplied to the constant quantity supply part 40 while being stirred by the stirring blade 32A, and the constant quantity supply part 40 causes the powder P to be discharged from the discharge port 43b. A fixed amount is supplied to the suction pump mechanism section Y through the body discharge pipe 45.

具体的に説明すると、定量供給部40の排出口43bの下流側に接続された吸引ポンプ機構部Yからの負圧吸引力により、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は大気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。   More specifically, the pressure of the expansion chamber 47 in the casing 43 is in a negative pressure state (for example, due to the negative pressure suction force from the suction pump mechanism unit Y connected to the downstream side of the discharge port 43b of the fixed quantity supply unit 40). It becomes about −0, 06 MPa). On the other hand, since the upper opening 31a of the hopper 31 is open to the atmosphere, the inside of the hopper 31 is in a state of atmospheric pressure. The inside of the introduction part 41 communicating with the expansion chamber 47 and the metering rotary body 44 through the gap and the vicinity of the lower opening 31b are in a pressure state between the negative pressure state and the atmospheric pressure state.

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、空の粉体収容室44bが次々と供給口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、次々と供給口43aに連通する状態となる計量回転体44の粉体収容室44bに所定量ずつ収容されて、その粉体収容室44bに収容された粉体Pは膨張室47に流下し、排出口43bから排出される。従って、定量供給装置Xにより、粉体Pを粉体排出管45を通して所定量ずつ連続して吸引ポンプ機構部Yの供給口11に定量供給することができる。   In this state, the powder P in the vicinity of the inner wall surface of the hopper 31 and the lower opening 31b is stirred by the stirring blade 32A of the stirring mechanism 32, and the powder P in the hopper 31 is sheared by the stirring blade 32A. On the other hand, the metering rotator 44 is rotated by the metering rotator drive motor M2, so that the empty powder storage chambers 44b are in communication with the supply port 43a one after another. Then, the powder P in the hopper 31 is stored in a predetermined amount in the powder storage chamber 44b of the measuring rotary member 44, which flows down the introduction portion 41 from the lower opening 31b and is in communication with the supply port 43a one after another. The powder P stored in the powder storage chamber 44b flows down into the expansion chamber 47 and is discharged from the discharge port 43b. Therefore, the powder P can be continuously supplied to the supply port 11 of the suction pump mechanism section Y by a predetermined amount through the powder discharge pipe 45 by the fixed amount supply device X.

図1に示すように、粉体排出管45には、吸引ポンプ機構部Yの供給口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。   As shown in FIG. 1, the powder discharge pipe 45 is provided with a shutter valve 46 that can stop the supply of the powder P to the supply port 11 of the suction pump mechanism unit Y.

〔溶媒供給部〕
図1に示すように、溶媒供給部50は、溶媒源51からの溶媒Rを、設定流量で吸引ポンプ機構部Yの供給口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、溶媒供給部50は、溶媒Rを送出する溶媒源51と、溶媒源51から溶媒Rが送出される溶媒供給管52と、溶媒源51から溶媒供給管52に送出される溶媒Rの流量を設定流量に調整する流量調整バルブ(図示せず)と、設定流量に調整された溶媒Rを定量供給部40から定量供給される粉体Pに混合して供給口11に供給するミキシング機構60とを備えて構成されている。
[Solvent supply section]
As shown in FIG. 1, the solvent supply unit 50 is configured to continuously supply the solvent R from the solvent source 51 to the supply port 11 of the suction pump mechanism unit Y at a set flow rate.
Specifically, the solvent supply unit 50 includes a solvent source 51 for sending out the solvent R, a solvent supply pipe 52 for sending out the solvent R from the solvent source 51, and a solvent for sending out from the solvent source 51 to the solvent supply pipe 52. A flow rate adjusting valve (not shown) that adjusts the flow rate of R to a set flow rate, and the solvent R adjusted to the set flow rate is mixed with the powder P that is quantitatively supplied from the constant volume supply unit 40 and is supplied to the supply port 11. And a mixing mechanism 60.

図4に示すように、ミキシング機構60は、粉体排出管45と溶媒供給管52とを供給口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、円筒状の供給口11よりも小径に構成されて、供給口11との間に環状のスリット63を形成すべく供給口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供給口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、溶媒供給管52が環状流路64に対して溶媒R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及び供給口11は、それらの軸心A2を供給方向が下向きとなる傾斜姿勢(水平面(図1の左右方向)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。
As shown in FIG. 4, the mixing mechanism 60 is configured to include a mixing member 61 that connects the powder discharge pipe 45 and the solvent supply pipe 52 to the supply port 11.
The mixing member 61 has a diameter smaller than that of the cylindrical supply port 11, and a cylindrical portion 62 is inserted in the supply port 11 so as to form an annular slit 63 with the supply port 11. In addition, an annular flow passage forming portion 65 that forms an annular flow passage 64 in the outer peripheral portion of the supply port 11 in a state of communicating with the annular slit 63 over the entire circumference is configured.
The powder discharge pipe 45 is connected to the mixing member 61 in a state of communicating with the cylindrical portion 62, and the solvent supply pipe 52 is connected to supply the solvent R tangentially to the annular flow path 64. It
The powder discharge pipe 45, the tubular portion 62 of the mixing member 61, and the supply port 11 are inclined such that their axial center A2 is directed downward (the angle with respect to the horizontal plane (the horizontal direction in FIG. 1) is about 45 degrees). It is arranged so as to be inclined.

つまり、定量供給部40の排出口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A2に沿って供給口11に導入される。一方、溶媒R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供給口11に供給される。
従って、円筒状の供給口11により、粉体Pと溶媒Rとが均等に予備混合され、その予備混合物Fpが吸引ポンプ機構部Yの供給室13内に吸引導入される。
That is, the powder P discharged from the discharge port 43b of the fixed amount supply unit 40 to the powder discharge pipe 45 is introduced into the supply port 11 through the tubular portion 62 of the mixing member 61 along the axis A2. On the other hand, since the solvent R is supplied tangentially to the annular flow path 64, the solvent R is circulated through the annular slit 63 formed on the inner circumferential side of the annular flow path 64 in a continuous hollow cylindrical vortex state. It is supplied to the supply port 11.
Therefore, the powder P and the solvent R are uniformly pre-mixed by the cylindrical supply port 11, and the pre-mixture Fp is sucked and introduced into the supply chamber 13 of the suction pump mechanism unit Y.

〔吸引ポンプ機構部〕
図1、図4〜図7に基づいて、吸引ポンプ機構部Yについて説明を加える。
図4に示すように、吸引ポンプ機構部Y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を備えた本体ケーシング1を備え、その本体ケーシング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、その本体ケーシング1の内部に同心状で前壁部2に固定配設された円筒状のステータ7と、ロータ5を回転駆動するポンプ駆動モータM3等を備えて構成されている。
[Suction pump mechanism part]
The suction pump mechanism section Y will be described with reference to FIGS. 1 and 4 to 7.
As shown in FIG. 4, the suction pump mechanism unit Y includes a main body casing 1 having a cylindrical outer peripheral wall portion 4 whose both ends are closed by a front wall portion 2 and a rear wall portion 3. 1, a rotor 5 concentrically provided to be rotationally driven, a cylindrical stator 7 concentrically fixed to the front wall 2 inside the main body casing 1, and a rotor 5 being rotationally driven. It is configured to include a pump drive motor M3 and the like.

図5にも示すように、ロータ5の径方向の外方側には、複数の回転翼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。
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(図4の左側)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と本体ケーシング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。
As shown in FIG. 5, on the outer side in the radial direction of the rotor 5, a plurality of rotor blades 6 project toward the front side (the left side in FIG. 4) which is the front wall portion 2 side and are equally spaced in the circumferential direction. It is provided integrally with the rotor 5 in a state of being lined up with.
The cylindrical stator 7 is provided with a plurality of through holes 7a and 7b arranged side by side in the circumferential direction, and the stator 7 is located on the front side of the rotor 5 (on the left side in FIG. 4) and on the inner side in the radial direction of the rotary blade 6. Is fixed to the front wall portion 2 and is located between the stator 7 and the outer peripheral wall portion 4 of the main body casing 1 to form an annular blade chamber 8 around which the rotary blades 6 orbit.

図4〜図6に示すように、ミキシング機構60にて粉体Pと溶媒Rとが予備混合された予備混合物Fpを回転翼6の回転により本体ケーシング1の内部に吸引導入する供給口11が、前壁部2の中心軸(本体ケーシング1の軸心A3)よりも外周側に偏移した位置に設けられている。
図4、図6に示すように、ケーシング1の前壁部2の内面に環状溝10が形成され、環状溝10と連通する状態で供給口11が設けられている。
図4及び図5に示すように、粉体Pと溶媒R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部12が、本体ケーシング1の円筒状の外周壁部4の周方向における1箇所に、その外周壁部4の接線方向に延びて設けられている。吐出部12の内部のスラリーFの流路である吐出流路12aと、翼室8とが、吐出口12bにおいて連通している。吐出流路12aは、外周壁部4の接線方向に延びて設けられている。吐出口12bは、外周壁部4に設けられた楕円状の開口である。吐出口12bの周囲の部位であって、吐出流路12aと翼室8とが接続されている部位である周状接続部位Cは、上流側部位C1と下流側部位C2とを有する。上流側部位C1は、周状接続部位Cにおける、後述する回転翼6の回転方向に関して前側の部位である。下流側部位C2は、周状接続部位Cにおける、後述する回転翼6の回転方向に関して後側の部位である。下流側部位C2には、R面取りが施されている。R面取りの半径は2mm以上が好適である。
As shown in FIGS. 4 to 6, the supply port 11 for sucking and introducing the preliminary mixture Fp, in which the powder P and the solvent R are premixed by the mixing mechanism 60, into the main body casing 1 by the rotation of the rotary blades 6. It is provided at a position deviated to the outer peripheral side from the central axis of the front wall portion 2 (the axial center A3 of the main body casing 1).
As shown in FIGS. 4 and 6, an annular groove 10 is formed on the inner surface of the front wall portion 2 of the casing 1, and a supply port 11 is provided so as to communicate with the annular groove 10.
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the cylindrical discharge portion 12 that discharges the slurry F generated by mixing the powder P and the solvent R is the circumference of the cylindrical outer peripheral wall portion 4 of the main body casing 1. It is provided at one location in the direction extending in the tangential direction of the outer peripheral wall portion 4. A discharge flow passage 12a, which is a flow passage for the slurry F inside the discharge portion 12, and the blade chamber 8 communicate with each other at a discharge port 12b. The discharge flow path 12a is provided so as to extend in the tangential direction of the outer peripheral wall portion 4. The discharge port 12b is an elliptical opening provided in the outer peripheral wall portion 4. The circumferential connection part C, which is a part around the discharge port 12b and which connects the discharge flow path 12a and the blade chamber 8, has an upstream part C1 and a downstream part C2. The upstream side portion C1 is a portion of the circumferential connection portion C on the front side with respect to the rotation direction of the rotary blade 6 described later. The downstream side portion C2 is a portion of the circumferential connection portion C on the rear side with respect to the rotation direction of the rotary blade 6 described later. An R chamfer is applied to the downstream portion C2. The radius of the R chamfer is preferably 2 mm or more.

図1及び図4に示すように、この実施形態では、吐出部12から吐出されたスラリーFは、吐出路18を通して再循環機構部70に供給され、その再循環機構部70の分離部71にて気泡が分離された未溶解スラリーFrを、循環路16を介して本体ケーシング1内に循環供給する導入口17が本体ケーシング1の前壁部2の中央部(軸心A3と同心状)に設けられている。
又、図4〜図6に示すように、ステータ7の内周側を前壁部2側の供給室13とロータ5側の導入室14とに区画する区画板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ると共に、区画板15の前壁部2側に掻出翼9が設けられている。掻出翼9は、同心状に、周方向において均等間隔で複数(図6では、4つ)備えられ、各掻出翼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。
As shown in FIGS. 1 and 4, in this embodiment, the slurry F discharged from the discharge unit 12 is supplied to the recirculation mechanism unit 70 through the discharge passage 18, and is supplied to the separation unit 71 of the recirculation mechanism unit 70. The undissolved slurry Fr from which air bubbles have been separated is circulated to supply the undissolved slurry Fr into the main body casing 1 through the circulation passage 16 at the central portion (concentric with the axis A3) of the front wall portion 2 of the main body casing 1. It is provided.
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, the partition plate 15 that partitions the inner peripheral side of the stator 7 into the supply chamber 13 on the front wall portion 2 side and the introduction chamber 14 on the rotor 5 side is a front side of the rotor 5. Is provided so as to rotate integrally with the rotor 5, and a scraping blade 9 is provided on the front wall portion 2 side of the partition plate 15. A plurality of sweeping blades 9 are provided concentrically at equal intervals in the circumferential direction (four in FIG. 6), and the rotor 5 is provided in a state in which each sweeping blade 9 has its tip portion 9T entered into the annular groove 10. It is arranged so as to be able to orbit integrally with.

供給室13及び導入室14は、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、供給口11が供給室13に連通し、導入口17が導入室14に連通するように構成されている。
具体的には、供給室13と翼室8とは、ステータ7における供給室13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7aにて連通され、導入室14と翼室8とは、ステータ7における導入室14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7bにて連通されている。
The supply chamber 13 and the introduction chamber 14 are configured to communicate with the blade chamber 8 through the plurality of through holes 7a and 7b of the stator 7, the supply port 11 communicates with the supply chamber 13, and the introduction port 17 is introduced. It is configured to communicate with the chamber 14.
Specifically, the supply chamber 13 and the blade chamber 8 communicate with each other through a plurality of supply chamber-side through holes 7a that are arranged at equal intervals in the circumferential direction in the portion of the stator 7 that faces the supply chamber 13, and The blade chamber 8 and the blade chamber 8 are communicated with each other through a plurality of inlet chamber-side through holes 7b that are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a portion of the stator 7 that faces the inlet chamber 14.

吸引ポンプ機構部Yの各部について、説明を加える。
図4に示すように、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ると共に、その外周側に、複数の回転翼6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5では、周方向に等間隔に10個の回転翼6が配設されている。また、この回転翼6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5の外周側から内周側に突出形成されている。回転翼6と回転翼6の移動方向(回転方向)とのなす角は、10°以上80°以下とすると好適である。本実施形態では、30°とされている(図5参照)。回転翼6の先端部の内径は、ステータ7の外径よりも若干大径に形成されている。回転翼6の外周壁部4側の端部6bには、面取りが施されている。詳しくは、端部6bにおける回転翼6の回転方向の後側の部位に、R面取りが施されている。R面取りの半径は2mm以上が好適である。
このロータ5が、本体ケーシング1内において本体ケーシング1と同心状に位置する状態で、後壁部3を貫通して本体ケーシング1内に挿入されたポンプ駆動モータM3の駆動軸19に連結されて、そのポンプ駆動モータM3により回転駆動される。
このロータ5が、その軸心方向視(図5に示すような図4のV−V方向視)において回転翼6の先端部が前側となる向きに回転駆動されることにより、回転翼6の回転方向の後側となる面(背面)6a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。
Each part of the suction pump mechanism unit Y will be described.
As shown in FIG. 4, the rotor 5 is configured such that its front surface bulges out in a substantially truncated cone shape, and a plurality of rotor blades 6 are arranged at equal intervals on the outer peripheral side thereof so as to project forward. It is provided. In FIG. 5, ten rotary blades 6 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The rotor blade 6 is formed so as to project from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the rotor 5 so as to incline rearward in the rotational direction as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The angle between the rotary blades 6 and the moving direction (rotational direction) of the rotary blades 6 is preferably 10 ° or more and 80 ° or less. In this embodiment, the angle is 30 ° (see FIG. 5). The inner diameter of the tip of the rotary blade 6 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the stator 7. The end 6b of the rotary blade 6 on the outer peripheral wall 4 side is chamfered. More specifically, the chamfer is applied to a portion of the end portion 6b on the rear side in the rotation direction of the rotary blade 6. The radius of the R chamfer is preferably 2 mm or more.
The rotor 5 is connected to the drive shaft 19 of the pump drive motor M3 inserted through the rear wall portion 3 into the main body casing 1 in a state where the rotor 5 is located concentrically with the main body casing 1 in the main body casing 1. , Is driven to rotate by the pump drive motor M3.
When the rotor 5 is rotationally driven in a direction in which the tip end portion of the rotor blade 6 is on the front side when viewed in the axial direction (viewed in the direction VV in FIG. 4 as shown in FIG. 5), the rotor blade 6 is rotated. A so-called local boiling (cavitation) is generated on a surface (back surface) 6a which is the rear side in the rotation direction.

図4、図6及び図7に示すように、区画板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。この漏斗状の区画板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、前面及び後面共に本体ケーシング1の軸心A3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。
そして、図4及び図5に示すように、この区画板15が、頂部の筒状摺接部15aが本体ケーシング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を介して、ロータ5の前面の取付部5aに取り付けられる。
As shown in FIGS. 4, 6 and 7, the partition plate 15 has a generally funnel shape having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the stator 7. Specifically, the funnel-shaped partition plate 15 is provided with a funnel-shaped portion 15b, which is opened at a cylindrical sliding contact portion 15a with a top protruding in a cylindrical shape, in the central portion thereof, and the funnel-shaped portion 15b. The outer peripheral portion is configured to include an annular flat plate portion 15c that is in a state of being orthogonal to the axis A3 of the main body casing 1 on both the front surface and the rear surface.
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of partition plates 15 are arranged at equal intervals in the circumferential direction in a posture in which the top cylindrical sliding contact portion 15 a faces the front wall portion 2 side of the main body casing 1. It is attached to the attachment portion 5a on the front surface of the rotor 5 via the spacing members 20 arranged at the locations (four locations in this embodiment).

図5及び図7(c)に示すように、区画板15を複数箇所夫々で間隔保持部材20を介してロータ5に取り付ける際には、攪拌羽根21が、本体ケーシング1の後壁部3側に向く姿勢で区画板15に一体的に組み付けられ、ロータ5が回転駆動されると、4枚の攪拌羽根21がロータ5と一体的に回転するように構成されている。   As shown in FIGS. 5 and 7 (c), when the partition plate 15 is attached to the rotor 5 at each of a plurality of locations via the spacing members 20, the stirring blades 21 are attached to the rear wall portion 3 side of the main body casing 1. When the rotor 5 is rotationally driven, the four stirring blades 21 rotate integrally with the rotor 5.

図4及び図6に示すように、この実施形態では、円筒状の導入口17が、本体ケーシング1と同心状で、その本体ケーシング1の前壁部2の中心部に設けられている。この導入口17には、循環路16の内径よりも小径で、区画板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14aが形成されている。ロータ5の回転翼6が回転することにより、吐出部12を介してスラリーFが吐出され、導入口17の絞り部14aを介して未溶解スラリーFrが導入されることになるので、吸引ポンプ機構部Y内が減圧される。   As shown in FIGS. 4 and 6, in this embodiment, the cylindrical introduction port 17 is concentric with the main body casing 1 and is provided at the center of the front wall portion 2 of the main body casing 1. A narrowed portion 14a having a smaller diameter than the inner diameter of the circulation path 16 and a smaller diameter than the cylindrical sliding contact portion 15a of the partition plate 15 and having a small flow passage area is formed in the introduction port 17. As the rotor blades 6 of the rotor 5 rotate, the slurry F is discharged through the discharge part 12 and the undissolved slurry Fr is introduced through the throttle part 14a of the introduction port 17. Therefore, the suction pump mechanism The inside of the part Y is decompressed.

図4〜図6に示すように、供給口11は、その本体ケーシング1内に開口する開口部(入口部)が、環状溝10における周方向の一部を内部に含む状態で、本体ケーシング1内に対する導入口17の開口部の横側方に位置するように、前壁部2に設けられている。又、供給口11は、平面視(図1及び図4の上下方向視)において軸心A2が本体ケーシング1の軸心A3と平行となり、且つ、ケーシング1の軸心A3に直交する水平方向視(図1及び図4の紙面表裏方向視)において、軸心A2が本体ケーシング1の前壁部2に近付くほど本体ケーシング1の軸心A3に近づく下向きの傾斜姿勢で、本体ケーシング1の前壁部2に設けられている。ちなみに、供給口11の水平方向(図1及び図4の左右方向)に対する下向きの傾斜角度は、上述したように45度程度である。   As shown in FIGS. 4 to 6, the supply port 11 has a main casing 1 with an opening (inlet) that opens into the main casing 1 including a part of the annular groove 10 in the circumferential direction. It is provided in the front wall portion 2 so as to be located laterally of the opening of the introduction port 17 with respect to the inside. Further, the supply port 11 has a shaft center A2 parallel to the shaft center A3 of the main body casing 1 in a plan view (upward and downward views in FIGS. 1 and 4) and a horizontal direction view orthogonal to the shaft center A3 of the casing 1. 1 and 4, the front wall of the main body casing 1 is in a downward inclined posture in which the axial center A2 approaches the front wall portion 2 of the main body casing 1 as the axial center A2 approaches the front wall portion 2 of the main body casing 1. It is provided in the section 2. Incidentally, the downward inclination angle of the supply port 11 with respect to the horizontal direction (the horizontal direction in FIGS. 1 and 4) is about 45 degrees as described above.

図4及び図6に示すように、ステータ7は、本体ケーシング1の前壁部2の内面(ロータ5に対向する面)に取り付けられて、本体ケーシング1の前壁部2とステータ7とが一体となるように固定されている。ステータ7において、供給室13に臨む部分に配設された複数の供給室側透孔7aは、概略円形状に形成され、供給室13の流路面積よりも複数の供給室側透孔7a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、導入室14に臨む部分に配設された複数の導入室側透孔7bは、概略楕円形状に形成され、導入室14の流路面積よりも複数の供給室側透孔7bの合計流路面積が小さくなるように設定されている。ロータ5の回転翼6が回転することにより、吐出部12を介してスラリーFが吐出され、供給室13の供給室側透孔7aを介して予備混合物Fpが供給されるとともに、導入口17を介して未溶解スラリーFrが導入されることになるので、吸引ポンプ機構部Y内が減圧される。   As shown in FIGS. 4 and 6, the stator 7 is attached to the inner surface (the surface facing the rotor 5) of the front wall portion 2 of the main body casing 1 so that the front wall portion 2 of the main body casing 1 and the stator 7 are separated from each other. It is fixed so that it is integrated. In the stator 7, the plurality of supply-chamber-side through holes 7a arranged in the portion facing the supply chamber 13 are formed in a substantially circular shape, and the plurality of supply-chamber-side through holes 7a that are larger than the flow passage area of the supply chamber 13 are formed. The total flow passage area is set to be small, and the plurality of introduction chamber side through holes 7b arranged in the portion facing the introduction chamber 14 are formed in a substantially elliptical shape, and the flow passage of the introduction chamber 14 is formed. The total flow passage area of the plurality of supply chamber side through holes 7b is set to be smaller than the area. By rotating the rotary blades 6 of the rotor 5, the slurry F is discharged through the discharge part 12, the preliminary mixture Fp is supplied through the supply chamber side through hole 7a of the supply chamber 13, and the introduction port 17 is supplied. Since the undissolved slurry Fr is introduced via this, the pressure inside the suction pump mechanism section Y is reduced.

図6及び図7に示すように、この実施形態では、各掻出翼9が棒状に形成され、ロータ5の径方向視(図7(b)の紙面表裏方向視)で、当該棒状の掻出翼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(図7(a)の紙面表裏方向視)で、当該棒状の掻出翼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、当該棒状の掻出翼9の基端部9Bがロータ5と一体回転するように固定され、ロータ5が、その軸心方向視(図7(a)の紙面表裏方向視)において掻出翼9の先端が前側となる向き(図4〜図7において矢印にて示す向き)に回転駆動される。   As shown in FIGS. 6 and 7, in this embodiment, each of the scraping blades 9 is formed in a rod shape, and the rod-shaped scraping blade 9 is viewed in the radial direction of the rotor 5 (viewed from the front and back sides of the paper surface of FIG. 7B). The tip side of the blade 9 is located closer to the front wall portion 2 and is closer to the tip side of the rod-shaped scraping blade 9 when viewed from the axial direction of the rotor 5 (when viewed from the front and back sides of the paper surface of FIG. 7A). The base end portion 9B of the rod-shaped scraping blade 9 is fixed so as to rotate integrally with the rotor 5 in an inclined posture positioned on the radially inner side of the rotor 5, and the rotor 5 is viewed in the axial direction (see FIG. 7 (a) as viewed from the front and back sides of the paper surface), the tip of the scraping blade 9 is rotationally driven in a direction in which the tip is on the front side (direction indicated by an arrow in FIGS. 4 to 7).

図5〜図7に基づいて、掻出翼9について説明を加える。
掻出翼9は、区画板15に固定される基端部9B、供給室13に露呈する状態となる中間部9M、環状溝10に嵌め込まれる(即ち、進入する)状態となる先端部9Tを基端から先端に向けて一連に備えた棒状に構成されている。
The scraping blade 9 will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
The scraping blade 9 includes a base end portion 9B fixed to the partition plate 15, an intermediate portion 9M exposed to the supply chamber 13, and a tip end portion 9T fitted to (that is, enters) the annular groove 10. It is configured in a rod shape that is provided in series from the base end to the tip.

図5、図6、図7(b)に示すように、掻出翼9の基端部9Bは、概ね矩形板状に構成されている。
図5、図6、図7(a)及び(b)に示すように、掻出翼9の中間部9Mは、横断面形状が概ね三角形状になる概ね三角柱状に構成されている(特に、図5参照)。そして、掻出翼9が上述の如き傾斜姿勢で設けられることにより、三角柱状の中間部9Mの三側面のうちのロータ5の回転方向前側を向く一側面9m(以下、放散面と記載する場合がある)は、ロータ5の回転方向前側に向けて傾斜する前下がり状で、しかも、ロータ5の径方向に対して径方向外方側に向く(以下、斜め外向きと記載する場合がある)ように構成されている(特に、図6、図7参照)。
As shown in FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7B, the base end portion 9B of the raking blade 9 is formed in a substantially rectangular plate shape.
As shown in FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b), the intermediate portion 9 </ b> M of the raking blade 9 is formed in a substantially triangular prism shape having a substantially triangular cross section (particularly, (See FIG. 5). Since the scraping blade 9 is provided in the inclined posture as described above, one side surface of the three side surfaces of the triangular column-shaped intermediate portion 9M that faces the front side in the rotation direction of the rotor 5 (hereinafter referred to as a diffusion surface). Is a front-down shape that inclines toward the front side in the rotational direction of the rotor 5, and is directed radially outward with respect to the radial direction of the rotor 5 (hereinafter sometimes referred to as diagonal outward). ) Is configured (in particular, see FIGS. 6 and 7).

つまり、棒状の掻出翼9が、上述の如き傾斜姿勢で設けられることにより、掻出翼9のうち供給室13に露呈する中間部9Mが環状溝10に嵌め込まれる先端部9Tよりもロータ5の径方向外方に位置し、しかも、その中間部9Mの回転方向前側を向く放散面9mが、ロータ5の回転方向前側に向けて傾斜する前下がり状で、しかも、ロータ5の径方向に対して斜め外向きに傾斜している。これにより、掻出翼9の先端部9Tにより環状溝10から掻き出された予備混合物Fpは、掻出翼9の中間部9Mの放散面9mにより、供給室13内においてロータ5の径方向外方側に向けて流動するように案内される。   That is, since the rod-shaped scraping blade 9 is provided in the inclined posture as described above, the intermediate portion 9M of the sweeping blade 9 exposed to the supply chamber 13 is more than the tip portion 9T fitted in the annular groove 10 than the rotor 5T. The radiation surface 9m located radially outward of the intermediate portion 9M and directed to the front side in the rotational direction of the intermediate portion 9M is inclined downward toward the front side in the rotational direction of the rotor 5, and further in the radial direction of the rotor 5. In contrast, it is inclined diagonally outward. As a result, the preliminary mixture Fp scraped out from the annular groove 10 by the tip portion 9T of the sweeping blade 9 is radially outside the rotor 5 in the supply chamber 13 by the diffusion surface 9m of the intermediate portion 9M of the sweeping blade 9. It is guided to flow toward one side.

図6、図7(a)及び(b)に示すように、掻出翼9の先端部9Tは、横断面形状が概ね矩形状になる概ね四角柱状であり、ロータ5の軸心方向視(図7(a)の紙面表裏方向視)において、四側面のうちのロータ5の径方向外方側に向く外向き側面9oが環状溝10の内面における径方向内方側を向く内向き内面に沿い、且つ、四側面のうちのロータ5の径方向内方側に内向き側面9iが環状溝10の内面における径方向外方側を向く外向き内面に沿う状態となる弧状に構成されている。
又、四角柱状の先端部9Tの四側面のうちの、ロータ5の回転方向前側を向く掻き出し面9fは、ロータ5の回転方向前側に向けて傾斜する前下がり状で、しかも、ロータ5の径方向に対して径方向外方側に向く(以下、斜め外向きと記載する場合がある)になるように構成されている。
これにより、掻出翼9の先端部9Tにより環状溝10から掻き出された予備混合物Fpは、掻出翼9の先端部9Tの掻き出し面9fにより、ロータ5の径方向外方側に向けて供給室13内に放出されることになる。
更に、掻出翼9の先端部9Tの先端面9tは、その先端部9Tが環状溝10に嵌め込まれた状態で環状溝10の底面と平行になるように構成されている。
As shown in FIGS. 6, 7A and 7B, the tip portion 9T of the raking blade 9 is a substantially quadrangular prism having a substantially rectangular cross section, and is viewed in the axial direction of the rotor 5 ( In FIG. 7A, when viewed from the front and back sides of the paper, the outward side surface 9o of the four side surfaces facing the radially outer side of the rotor 5 is the inner side of the inner surface of the annular groove 10 facing the radially inner side. Along the inner side surface of the annular groove 10, the inward facing side surface 9i is formed in an arc shape so as to extend along the radially inner side of the rotor 5 out of the four side surfaces. .
Further, among the four side surfaces of the quadrangular prism-shaped tip portion 9T, the scraping surface 9f facing the front side in the rotation direction of the rotor 5 has a downward slope that is inclined toward the front side in the rotation direction of the rotor 5, and the diameter of the rotor 5 is smaller. It is configured to be directed radially outward with respect to the direction (hereinafter, may be referred to as an oblique outward direction).
As a result, the preliminary mixture Fp scraped out from the annular groove 10 by the tip portion 9T of the sweeping blade 9 is directed outward in the radial direction of the rotor 5 by the scraping surface 9f of the tip portion 9T of the sweeping blade 9. It will be discharged into the supply chamber 13.
Further, the tip surface 9t of the tip portion 9T of the scraping blade 9 is configured to be parallel to the bottom surface of the annular groove 10 in a state where the tip portion 9T is fitted in the annular groove 10.

また、ロータ5が、その軸心方向視(図7(a)の紙面表裏方向視)において掻出翼9の先端が前側となる向きに回転駆動されると、掻出翼9の基端部9B、中間部9M、先端部9Tそれぞれに、回転方向の後側となる面(背面)9aが形成される。この背面9aには、掻出翼9が回転することにより、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。   Further, when the rotor 5 is rotationally driven in a direction in which the tip of the sweeping blade 9 is on the front side when viewed in the axial direction (viewing from the front and back of the paper surface of FIG. 7A), the base end portion of the sweeping blade 9 is formed. 9B, the intermediate portion 9M, and the tip portion 9T are each provided with a surface (back surface) 9a on the rear side in the rotation direction. On the back surface 9a, so-called local boiling (cavitation) is generated by the rotation of the scraping blade 9.

上述のような形状に構成された4個の掻出翼9が、上述の如き傾斜姿勢で、中心角で90度ずつ間隔を隔てて周方向に並べた形態で、夫々、基端部9Bを区画板15の環状平板部15cに固定して設けられている。   The four sweeping blades 9 configured as described above are arranged in the tilted posture as described above in the circumferential direction at intervals of 90 degrees at the central angle, and the base end portions 9B are respectively arranged. It is fixedly provided on the annular flat plate portion 15c of the partition plate 15.

図4に示すように、掻出翼9が設けられた区画板15が、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の前面の取付部5aに取り付けられ、このロータ5が、区画板15の筒状摺接部15aが導入口17に摺接回転可能に嵌めこまれた状態で、本体ケーシング1内に配設される。
すると、ロータ5の膨出状の前面と区画板15の後面との間に、本体ケーシング1の前壁部2側ほど小径となる先細り状の導入室14が形成され、導入口17が区画板15の筒状摺接部15aを介して導入室14に連通するように構成されている。
又、本体ケーシング1の前壁部2と区画板15の前面との間に、供給口11に連通する環状の供給室13が形成される。
As shown in FIG. 4, the partition plate 15 provided with the scraping blades 9 is attached to the attachment portion 5a on the front surface of the rotor 5 by the spacing member 20 while being spaced from the front surface of the rotor 5. 5 is arranged in the main body casing 1 in a state in which the cylindrical sliding contact portion 15a of the partition plate 15 is slidably fitted in the introduction port 17 so as to be rotatable.
Then, between the bulging front surface of the rotor 5 and the rear surface of the partition plate 15, a tapered introduction chamber 14 having a smaller diameter on the front wall portion 2 side of the main body casing 1 is formed, and the introduction port 17 has the partition plate 15. It is configured so as to communicate with the introduction chamber 14 via the cylindrical sliding contact portion 15 a.
An annular supply chamber 13 communicating with the supply port 11 is formed between the front wall portion 2 of the main body casing 1 and the front surface of the partition plate 15.

そして、ロータ5が回転駆動されると、筒状摺接部15aが導入口17に摺接する状態で、区画板15がロータ5と一体的に回転することになり、ロータ5及び区画板15が回転する状態でも、導入口17が区画板15の筒状摺接部15aを介して導入室14に連通する状態が維持されるように構成されている。   Then, when the rotor 5 is rotationally driven, the partition plate 15 rotates integrally with the rotor 5 in a state where the tubular sliding contact portion 15 a is in sliding contact with the introduction port 17, and thus the rotor 5 and the partition plate 15 are rotated. Even in the rotating state, the introduction port 17 is configured to be maintained in a state in which the introduction port 17 communicates with the introduction chamber 14 via the cylindrical sliding contact portion 15a of the partition plate 15.

〔再循環機構部〕
再循環機構部(分離部の一例)70は、円筒状容器71内において比重によって溶解液を分離するように構成され、図1に示すように、吸引ポンプ機構部Yの吐出部12から吐出路18を通して供給されるスラリーFから、完全に溶解していない粉体Pを含む可能性がある状態の未溶解スラリーFrを循環路16に、粉体Pが略完全に溶解した状態のスラリーFを排出路22にそれぞれ分離するように構成されている。吐出路18及び循環路16は、夫々、円筒状容器71の下部に接続され、排出路22は、円筒状容器71の上部とスラリーFの供給先80とに接続される。
ここで、再循環機構部70は、図示しないが、吐出路18が接続される導入パイプを円筒状容器71の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器71の上部に排出路22に接続される排出部を備えるとともに、下部に循環路16に接続される循環部を備え、導入パイプの吐出上端に、導入パイプから吐出されるスラリーFの流れを旋回させる捻り板を配設して構成されている。これにより、スラリーF内から溶媒Rの気泡を分離して、循環路16に循環供給される未溶解スラリーFrから溶媒Rの気泡を分離した状態で導入室14内に供給することができる。
[Recirculation mechanism part]
The recirculation mechanism portion (an example of a separation portion) 70 is configured to separate the dissolved liquid by specific gravity in the cylindrical container 71, and as shown in FIG. 1, the discharge portion 12 to the discharge passage of the suction pump mechanism portion Y. From the slurry F supplied through 18, the undissolved slurry Fr in a state in which the powder P not completely dissolved may be contained in the circulation path 16 and the slurry F in a state in which the powder P is substantially completely dissolved is supplied. The discharge paths 22 are configured to be separated from each other. The discharge passage 18 and the circulation passage 16 are connected to the lower portion of the cylindrical container 71, and the discharge passage 22 is connected to the upper portion of the cylindrical container 71 and the supply destination 80 of the slurry F.
Here, although not shown, the recirculation mechanism unit 70 arranges the introduction pipe to which the discharge passage 18 is connected so as to project inward from the bottom surface of the cylindrical container 71, and the discharge pipe 22 is provided above the cylindrical container 71. In addition to having a discharge part connected thereto, a circulation part connected to the circulation path 16 is provided at the bottom, and a twisting plate for swirling the flow of the slurry F discharged from the introduction pipe is provided at the discharge upper end of the introduction pipe. It is configured. Thereby, the bubbles of the solvent R can be separated from the slurry F, and the bubbles of the solvent R can be supplied into the introduction chamber 14 in a state where the bubbles of the solvent R are separated from the undissolved slurry Fr circulated and supplied to the circulation path 16.

〔制御部〕
分散システム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、分散システム100を構成する定量供給装置X、吸引ポンプ機構部Y、溶媒供給部50等の各機器の運転を制御可能に構成されている。
特に、制御部は、ロータ5(回転翼6)の回転数を制御可能に構成され、ステータ7の供給室側透孔7a及び導入室側透孔7b(絞り透孔)の出口領域の圧力が当該出口領域の全周に亘って溶媒Rの飽和蒸気圧(25℃の水の場合、3.169kPa)以下となるように回転翼6の回転数を設定し、当該設定された回転数で回転翼6を回転することで、少なくともステータ7の供給室側透孔7a及び導入室側透孔7bを通過した直後の翼室8内の領域を、翼室8内の全周に亘って連続して、溶媒Rの微細気泡(マイクロバブル)が多数発生した微細気泡領域として形成させることができるように構成されている。
また制御部は、流体空間Sが吐出流路12aと連通した際の吐出流路12aにおける混合流体の圧力が溶媒Rの飽和蒸気圧(25℃の水の場合、3.169kPa)以下となるように回転翼6の回転数を設定し、当該設定された回転数で回転翼6を回転することで、吐出流路12aにおける少なくとも吐出口12bを通過した直後の領域が、溶媒Rの微細気泡(マイクロバブル)が多数発生した微細気泡領域として形成させることができるように構成されている。
[Control part]
Although not shown, the control unit included in the dispersion system 100 includes a known arithmetic processing device including a CPU, a storage unit, and the like, and the quantitative supply device X, the suction pump mechanism unit Y, and the solvent supply unit that configure the dispersion system 100. The operation of each device such as 50 is controllable.
In particular, the control unit is configured to be able to control the rotation speed of the rotor 5 (rotary blade 6), and the pressure in the outlet region of the supply chamber side through hole 7a and the introduction chamber side through hole 7b (throttle through hole) of the stator 7 is The rotation speed of the rotor blade 6 is set so that the saturated vapor pressure of the solvent R (in the case of water at 25 ° C., 3.169 kPa) is equal to or less over the entire circumference of the outlet region, and the rotation is performed at the set rotation speed. By rotating the blades 6, at least the region in the blade chambers 8 immediately after passing through the supply chamber side through holes 7a and the introduction chamber side through holes 7b of the stator 7 is continuous over the entire circumference in the blade chambers 8. Thus, the solvent R can be formed as a fine bubble region in which a large number of fine bubbles (micro bubbles) are generated.
Further, the control unit sets the pressure of the mixed fluid in the discharge flow passage 12a when the fluid space S communicates with the discharge flow passage 12a to be equal to or lower than the saturated vapor pressure of the solvent R (3.169 kPa for water at 25 ° C.). By setting the rotation speed of the rotary blades 6 to, and rotating the rotary blades 6 at the set rotation speed, the region of the discharge flow path 12a immediately after passing through at least the discharge port 12b has fine bubbles of the solvent R ( It is configured so that it can be formed as a fine bubble region in which a large number of micro bubbles are generated.

〔分散システムの動作〕
次に、この分散システム100の動作について説明する。
まず、定量供給装置Xを停止し、シャッタバルブ46を閉止して粉体排出管45を介する粉体Pの吸引を停止した状態で、溶媒供給部50から溶媒Rのみを供給しながらロータ5を回転させ、吸引ポンプ機構部Yの運転を開始する。所定の運転時間が経過して、吸引ポンプ機構部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46を開放する。これによって、定量供給装置Xの膨張室47を負圧状態(−0.06MPa程度)とし、導入部41の内部及びホッパ31の下部開口部31b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。
[Operation of distributed system]
Next, the operation of this distributed system 100 will be described.
First, in a state in which the quantitative supply device X is stopped, the shutter valve 46 is closed, and the suction of the powder P through the powder discharge pipe 45 is stopped, the rotor 5 is rotated while supplying only the solvent R from the solvent supply unit 50. The suction pump mechanism unit Y is rotated and the operation of the suction pump mechanism unit Y is started. The shutter valve 46 is opened when the inside of the suction pump mechanism unit Y becomes a negative pressure state (for example, a vacuum state of about −0.06 MPa) after a predetermined operation time has elapsed. As a result, the expansion chamber 47 of the constant quantity supply device X is placed in a negative pressure state (about -0.06 MPa), and the inside of the introduction section 41 and the vicinity of the lower opening 31b of the hopper 31 are placed between the negative pressure state and the atmospheric pressure state. To the pressure state of.

そして、定量供給装置Xを作動させ、ホッパ31内に貯留された粉体Pを、攪拌羽根32Aの攪拌作用及び吸引ポンプ機構部Yの負圧吸引力により、ホッパ31の下部開口部31bから定量供給部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に所定量ずつ連続的に定量供給する。並行して、溶媒供給部50を作動させ、吸引ポンプ機構部Yの負圧吸引力により、溶媒Rをミキシング機構60のミキシング部材61に所定量ずつ連続的に定量供給する。
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を通して供給口11に供給されると共に、溶媒R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供給口11に供給され、供給口11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10に導入される。
Then, the fixed amount supply device X is operated, and the powder P stored in the hopper 31 is fixed from the lower opening 31b of the hopper 31 by the stirring action of the stirring blade 32A and the negative pressure suction force of the suction pump mechanism Y. Through the expansion chamber 47 of the supply unit 40, a predetermined amount is continuously and quantitatively supplied to the mixing member 61 of the mixing mechanism 60. In parallel, the solvent supply unit 50 is operated, and the solvent R is continuously supplied in a fixed amount by a predetermined amount to the mixing member 61 of the mixing mechanism 60 by the negative pressure suction force of the suction pump mechanism unit Y.
From the mixing member 61 of the mixing mechanism 60, the powder P is supplied to the supply port 11 through the cylindrical portion 62 of the mixing member 61, and the solvent R passes through the annular slit 63 to form a continuous hollow cylindrical vortex flow. The powder P and the solvent R are pre-mixed by the supply port 11 in this state, and the pre-mixture Fp is introduced into the annular groove 10.

ロータ5が回転駆動されて、そのロータ5と一体的に区画板15が回転すると、その区画板15に同心状に設けられた掻出翼9が、環状溝10に先端部9Tが嵌め込まれた状態で周回する。
すると、図4及び図5において実線矢印にて示すように、供給口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出翼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、供給室13内を区画板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の供給室側透孔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、吐出部12から吐出される。
When the rotor 5 is rotationally driven and the partition plate 15 rotates integrally with the rotor 5, the scraping blade 9 concentrically provided on the partition plate 15 has the tip portion 9T fitted into the annular groove 10. Orbit around.
Then, as shown by the solid arrow in FIGS. 4 and 5, the preliminary mixture Fp flowing through the supply port 11 and introduced into the annular groove 10 is fitted into the annular groove 10 and the tip of the scraping blade 9 that circulates. The rotor 5 is scraped by the portion 9T, and the scraped preliminary mixture Fp is roughly along the front surface of the funnel-shaped portion 15b of the partition plate 15 and the front surface of the annular flat plate portion 15c in the supply chamber 13. In the rotation direction, further passes through the supply chamber side through hole 7a of the stator 7 and flows into the blade chamber 8, flows in the blade chamber 8 in the rotation direction of the rotor 5, and is discharged from the discharge portion 12. To be done.

環状溝10に導入された予備混合物Fpは、掻出翼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。この場合、掻出翼9の先端部9Tの外向き側面9oと内側の環状溝10の内向き内面との間、及び、掻出翼9の先端部9Tの内向き側面9iと内側の環状溝10の外向き内面との間においてせん断作用が働く。同時に、掻出翼9の回転方向背面側の背面9aにおいては、掻出翼9が回転することにより、いわゆる局所沸騰(キャビテーション)が発生する。また、ステータ7の供給室側透孔7aを通過する際に、せん断作用が働く。
つまり、供給室13内の予備混合物Fpにせん断力を作用させるとともに、局所沸騰を発生させることができるので、掻き出される予備混合物Fpは、掻出翼9及び供給室側透孔7aからせん断作用を受けて混合されるとともに、掻出翼9の背面9aに発生する局所沸騰(キャビテーション)により、溶媒Rに対する粉体Pの分散がより良好に行われることとなる。よって、このような予備混合物Fpを供給することができ、翼室8内において溶媒Rに対する粉体Pの良好な分散を期待することができる。
The preliminary mixture Fp introduced into the annular groove 10 undergoes a shearing action when it is scraped out by the tip portion 9T of the scraping blade 9. In this case, between the outward side surface 9o of the tip 9T of the sweeping blade 9 and the inward inner surface of the inner annular groove 10, and between the inward side 9i of the tip 9T of the sweeping blade 9 and the inner annular groove. A shearing action is exerted between the outer surface 10 and the inner surface. At the same time, so-called local boiling (cavitation) occurs on the back surface 9a on the back surface side of the sweeping blade 9 in the rotation direction, as the sweeping blade 9 rotates. When passing through the supply chamber side through hole 7a of the stator 7, a shearing action is exerted.
That is, since the shearing force can be applied to the preliminary mixture Fp in the supply chamber 13 and local boiling can be generated, the preliminary mixture Fp to be scraped out is sheared from the sweeping blade 9 and the supply chamber side through hole 7a. While being received and mixed, the local boiling (cavitation) generated on the back surface 9a of the scraping blade 9 allows the powder P to be dispersed in the solvent R more favorably. Therefore, such a pre-mixture Fp can be supplied, and good dispersion of the powder P in the solvent R can be expected in the blade chamber 8.

吐出部12から吐出されたスラリーFは、吐出路18を通して再循環機構部70に供給され、再循環機構部70において、完全に溶解していない粉体Pを含む状態の未溶解スラリーFrと、粉体Pが略完全に溶解した状態のスラリーFとに分離されるとともに、溶媒Rの気泡が分離されて、未溶解スラリーFrは循環路16を通して再び吸引ポンプ機構部Yの導入口17に供給され、スラリーFは排出路22を通して供給先80に供給される。   The slurry F discharged from the discharge unit 12 is supplied to the recirculation mechanism unit 70 through the discharge passage 18, and in the recirculation mechanism unit 70, the undissolved slurry Fr in a state containing the powder P which is not completely dissolved, The powder P is separated into the slurry F in a substantially completely dissolved state, the bubbles of the solvent R are separated, and the undissolved slurry Fr is supplied to the inlet port 17 of the suction pump mechanism unit Y again through the circulation path 16. Then, the slurry F is supplied to the supply destination 80 through the discharge passage 22.

未溶解スラリーFrは、導入口17の絞り部14aを介して流量が制限された状態で導入室14内に導入される。その導入室14内においては、回転する複数の攪拌羽根21によりせん断作用を受けて、更に細かく解砕され、更に、導入室側透孔7bの通過の際にもせん断作用を受けて解砕される。この際には、導入室側透孔7bを介して流量が制限された状態で翼室8に導入される。そして、翼室8内をロータ5の回転方向に流動して、吐出部12から吐出される。   The undissolved slurry Fr is introduced into the introduction chamber 14 via the throttle portion 14a of the introduction port 17 in a state where the flow rate is limited. In the introduction chamber 14, the stirring blades 21 that rotate rotate to shear and further finely crush it. Further, when passing through the introduction chamber side through hole 7b, it also receives shearing action and breaks. It At this time, the gas is introduced into the blade chamber 8 through the introduction chamber side through hole 7b in a state where the flow rate is limited. Then, it flows in the rotation direction of the rotor 5 in the blade chamber 8 and is discharged from the discharge unit 12.

ここで、制御部により、ステータ7の供給室側透孔7a及び導入室側透孔7bの出口領域である翼室8内の圧力がその全周に亘って溶媒Rの飽和蒸気圧以下となるように回転翼6の回転数が設定され、当該設定された回転数で回転翼6を回転させる。
これにより、回転翼6の回転数設定により、当該出口領域である翼室8内の圧力は、その全周に亘って溶媒Rの飽和蒸気圧(25℃の水の場合、3.169kPa)以下となるから、少なくともステータ7の供給室側透孔7a及び導入室側透孔7bを通過した直後の翼室8内の領域では、溶媒Rの気化による微細気泡(マイクロバブル)の発生が促進され、当該領域が、翼室8内の全周に亘って連続して微細気泡が多数発生した微細気泡領域として形成される状態となる。
よって、翼室8内の全周に亘って、粉体Pの凝集物(いわゆるダマ)に浸透した溶媒Rが発泡することで当該凝集物の解砕が促進され、さらに、その発生した微細気泡が翼室8において加圧され消滅する際の衝撃力によりさらに粉体Pの分散が促進されることになり、結果、翼室8内の全周に存在するスラリーFのほぼ全体に亘って、溶媒R中での粉体Pの分散が良好な高品質のスラリーFを生成することができる。
Here, by the control unit, the pressure in the blade chamber 8 which is the outlet region of the supply chamber side through hole 7a and the introduction chamber side through hole 7b of the stator 7 becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the solvent R over the entire circumference thereof. Thus, the rotation speed of the rotary blade 6 is set, and the rotary blade 6 is rotated at the set rotation speed.
As a result, the pressure in the blade chamber 8 that is the outlet region is set to be equal to or lower than the saturated vapor pressure of the solvent R (for water of 25 ° C., 3.169 kPa) over the entire circumference by setting the rotation speed of the rotary blade 6. Therefore, at least in the region within the blade chamber 8 immediately after passing through the supply chamber side through hole 7a and the introduction chamber side through hole 7b of the stator 7, generation of fine bubbles (micro bubbles) due to vaporization of the solvent R is promoted. The region is in a state of being formed as a fine bubble region in which a large number of fine bubbles are continuously generated over the entire circumference in the blade chamber 8.
Therefore, the solvent R that has penetrated into the agglomerates (so-called lumps) of the powder P is foamed over the entire circumference of the blade chamber 8 to promote the crushing of the agglomerates, and further the generated fine bubbles. Of the powder P is further promoted by the impact force when it is pressed and disappears in the blade chamber 8, and as a result, the slurry F existing on the entire circumference in the blade chamber 8 is almost entirely dispersed. It is possible to generate a high-quality slurry F in which the powder P is well dispersed in the solvent R.

上述した分散システムの動作に関して、翼室8内の予備混合物Fpおよび未溶解スラリーFrの挙動についてさらに説明する。上述したように、翼室8には、ステータ7の供給室側透孔7aを通過して予備混合物Fpが流入し、導入室側透孔7bを通って未溶解スラリーFrが流入する。   Regarding the operation of the dispersion system described above, the behaviors of the premix Fp and the undissolved slurry Fr in the blade chamber 8 will be further described. As described above, the preliminary mixture Fp flows into the blade chamber 8 through the supply chamber side through hole 7a of the stator 7, and the undissolved slurry Fr flows through the introduction chamber side through hole 7b.

図5に示すように、翼室8内には10枚の回転翼6が配置されている。翼室8には、等間隔に配置された2枚の回転翼6と、ステータ7と、外周壁部4とによって区画された10個の流体空間Sが形成されている。回転翼6の翼室8の内部における移動(回転)により、複数の流体空間Sが軸心A3を中心に回転移動して、供給室13から供給室側透孔7aを通じて流体空間Sに予備混合物Fpを吸引し、導入室14から導入側透孔7aを通じて流体空間Sに未溶解スラリーFrを吸引する。回転翼6の回転とともに流体空間Sも回転しているから、遠心力と上述の吸引力とによって、流体空間Sの内部の圧力は高められる。そして流体空間Sが吐出口12bと連通した際に、流体空間Sから吐出口12bへ混合流体(未溶解スラリーFrと予備混合物Fp)が排出される。   As shown in FIG. 5, ten blades 6 are arranged in the blade chamber 8. In the blade chamber 8, ten fluid spaces S defined by two rotor blades 6 arranged at equal intervals, a stator 7, and an outer peripheral wall portion 4 are formed. Due to the movement (rotation) of the rotary blades 6 inside the blade chamber 8, the plurality of fluid spaces S are rotationally moved around the axis A3, and the premixture is supplied from the supply chamber 13 to the fluid space S through the supply chamber side through hole 7a. Fp is sucked, and the undissolved slurry Fr is sucked into the fluid space S from the introduction chamber 14 through the introduction side through hole 7a. Since the fluid space S is also rotating with the rotation of the rotary blades 6, the pressure inside the fluid space S is increased by the centrifugal force and the above-mentioned suction force. Then, when the fluid space S communicates with the discharge port 12b, the mixed fluid (the undissolved slurry Fr and the preliminary mixture Fp) is discharged from the fluid space S to the discharge port 12b.

ここで制御部により、流体空間Sが吐出流路12aと連通した際の吐出流路12aにおける混合流体の圧力が溶媒Rの飽和蒸気圧以下となるように回転翼6の回転数が設定され、当該設定された回転数で回転翼6を回転させる。
これにより、回転翼6の回転数設定により、吐出流路12aにおける少なくとも吐出口12bを通過した直後の領域の圧力は、溶媒Rの飽和蒸気圧(25℃の水の場合、3.169kPa)以下となるから、吐出流路12aにおける少なくとも吐出口12bを通過した直後の領域では、溶媒Rの気化による微細気泡(マイクロバブル)の発生が促進され、当該領域が、微細気泡が多数発生した微細気泡領域として形成される状態となる。
よって、吐出流路12aにおいて、粉体Pの凝集物(いわゆるダマ)に浸透した溶媒Rが発泡することで当該凝集物の解砕が促進され、溶媒R中での粉体Pの分散が良好な高品質のスラリーFを生成することができる。
Here, the control unit sets the rotational speed of the rotary blades 6 so that the pressure of the mixed fluid in the discharge flow passage 12a when the fluid space S communicates with the discharge flow passage 12a becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the solvent R, The rotary blade 6 is rotated at the set rotation speed.
As a result, the pressure of the region of the discharge flow path 12a immediately after passing through the discharge port 12b is set to be equal to or lower than the saturated vapor pressure of the solvent R (3.169 kPa in the case of water at 25 ° C.), by setting the rotation speed of the rotary blade 6. Therefore, at least immediately after passing through the discharge port 12b in the discharge flow path 12a, generation of fine bubbles (micro bubbles) due to vaporization of the solvent R is promoted, and in the region, a large number of fine bubbles are generated. It is in a state of being formed as a region.
Therefore, in the discharge channel 12a, the solvent R that has penetrated into the agglomerates (so-called lumps) of the powder P is foamed, whereby the crushing of the agglomerates is promoted, and the dispersion of the powder P in the solvent R is good. A high quality slurry F can be produced.

次に、図8および図9に基づいて、第1実施形態の構成を採用して、ロータ5(回転翼6)の回転数を適切に制御した場合における微細気泡の発生の実証試験結果について説明する。   Next, based on FIG. 8 and FIG. 9, a description will be given of the verification test results of the generation of fine bubbles when the configuration of the first embodiment is adopted and the rotational speed of the rotor 5 (rotary blade 6) is appropriately controlled. To do.

これらの図は、本体ケーシング1を透明の樹脂で構成し、吸引ポンプ機構部Y内に流体としての水を通過させて、吐出流路12aおよび吐出口12bを観察した状態を示している。徐々に回転翼6の回転数を増加させて、吐出流路12aでの減圧沸騰による気泡の発生状態を確認した。図8の状態よりも低い回転数では、気泡の発生は見られなかった。図8の回転数(1800rpm)では、吐出口12bを通過した直後の領域から、吐出流路12aにかけて微細な気泡が発生して、白い靄や泡のように見えている。さらに回転数を上昇させた図9の状態(3600rpm)では、白い靄がさらに濃く細かくなっており、さらに多数の気泡が発生し、微細気泡領域が大きくなっている。これは、回転翼の回転数を増加させるにつれて、前記流体空間(S)が前記吐出流路(12a)と連通した際の混合流体の圧力が低下し、水の飽和蒸気圧(25℃の場合、3.169kPa)を下回って、減圧沸騰が発生したことを示している。   These figures show a state in which the main body casing 1 is made of a transparent resin, water as a fluid is passed through the suction pump mechanism portion Y, and the discharge flow passage 12a and the discharge port 12b are observed. The number of rotations of the rotary blade 6 was gradually increased, and the state of bubbles generated by the reduced pressure boiling in the discharge passage 12a was confirmed. At lower rotation speeds than in the state of FIG. 8, generation of bubbles was not observed. At the rotation speed (1800 rpm) in FIG. 8, fine bubbles are generated from the region immediately after passing through the discharge port 12b to the discharge flow path 12a, and appear as white mist or bubbles. In the state of FIG. 9 (3600 rpm) in which the number of revolutions is further increased, the white mist is thicker and finer, more bubbles are generated, and the fine bubble region is enlarged. This is because the pressure of the mixed fluid when the fluid space (S) communicates with the discharge flow path (12a) decreases as the number of rotations of the rotor blades increases, and the saturated vapor pressure of water (at 25 ° C. 3.169 kPa), indicating that reduced pressure boiling has occurred.

<第2実施形態>
上述の第1実施形態では、周状接続部位Cの下流側部位C2に、R面取りが施されていた。また、回転翼6の外周壁部4側の端部6bには、R面取りが施されていた。図10に示すように第2実施形態では、上述のR面取りは設けられず、下流側部位C2および回転翼6の端部6bは尖った形状となっている。
<Second Embodiment>
In the above-described first embodiment, the chamfer is applied to the downstream side portion C2 of the circumferential connection portion C. Further, the end portion 6b on the outer peripheral wall portion 4 side of the rotary blade 6 was rounded. As shown in FIG. 10, in the second embodiment, the above-described R chamfer is not provided, and the downstream portion C2 and the end portion 6b of the rotary blade 6 have a sharp shape.

次に、図11および図12に基づいて、第2実施形態の構成を採用して、ロータ5(回転翼6)の回転数を適切に制御した場合における微細気泡の発生の実証試験結果について説明する。図11の状態よりも低い回転数では、気泡の発生は見られなかった。図11の回転数(2400rpm)では、吐出口12bを通過した直後の領域に、わずかに白い靄や泡のような領域が発生している。さらに回転数を上昇させた図12の状態(3600rpm)では、白い靄の領域が吐出口12bを通過した直後の領域から吐出流路12aにかけて発生している(微細気泡領域)これは、回転翼の回転数を増加させるにつれて、前記流体空間(S)が前記吐出流路(12a)と連通した際の混合流体の圧力が低下し、水の飽和蒸気圧(25℃の場合、3.169kPa)を下回って、減圧沸騰が発生したことを示している。   Next, based on FIG. 11 and FIG. 12, a description will be given of the proof test results of the generation of fine bubbles when the configuration of the second embodiment is adopted and the rotational speed of the rotor 5 (rotary blade 6) is appropriately controlled. To do. At lower rotation speeds than in the state of FIG. 11, generation of bubbles was not seen. At the rotation speed (2400 rpm) in FIG. 11, a slightly white haze or bubble-like region is generated in the region immediately after passing through the discharge port 12b. In the state of FIG. 12 (3600 rpm) in which the number of revolutions is further increased, a white mist region is generated from the region immediately after passing through the discharge port 12b to the discharge flow path 12a (fine bubble region). The pressure of the mixed fluid when the fluid space (S) communicates with the discharge flow path (12a) decreases as the number of revolutions of the fluid is increased, and the saturated vapor pressure of water (3,169 kPa at 25 ° C.). Below, indicating that vacuum boiling has occurred.

R面取りを有する第1実施形態では回転数1800rpm(図8)でかなり広い微細気泡領域が発生していたが、R面取りを有さない第2実施形態では回転数を2400rpmまで高めないと微細気泡領域が発生しなかった。以上の実験結果から、周状接続部位Cの下流側部位C2のR面取り、および回転翼6の外周壁部4側の端部6bのR面取りの効果が示されている。   In the first embodiment having the R chamfer, a considerably wide fine bubble region was generated at a rotation speed of 1800 rpm (FIG. 8), but in the second embodiment not having the R chamfer, the fine bubbles should be generated unless the rotation speed is increased to 2400 rpm. The area did not occur. From the above experimental results, the effects of the R chamfering of the downstream side portion C2 of the circumferential connection portion C and the R chamfering of the end portion 6b of the rotary blade 6 on the outer peripheral wall portion 4 side are shown.

図13および図14は、流体空間Sと吐出流路12aにおける混合流体の流速のシミュレーション結果である。図13に示すR面取りを有さない第2実施形態では、吐出流路12aの中央付近に黒い領域(流速の低い領域)が存在している。吐出口12bを通過した直後の領域も、回転翼6の回転方向の上流側(図面中右側)を除き、黒い領域となっている。   13 and 14 are simulation results of the flow velocity of the mixed fluid in the fluid space S and the discharge flow passage 12a. In the second embodiment having no R chamfer shown in FIG. 13, a black region (region of low flow velocity) exists near the center of the discharge flow channel 12a. The region immediately after passing through the discharge port 12b is also a black region except for the upstream side (the right side in the drawing) in the rotating direction of the rotary blade 6.

一方、図13に示すR面取りを有する第1実施形態では、図12に比べて、吐出流路12aの内部に白い領域(流速の速い領域)が増加している。吐出口12bを通過した直後の領域も、図12に比べて、白い領域が増加している。これは、周状接続部位Cの下流側部位C2にR面取りが施され、回転翼6の外周壁部4側の端部6bにR面取りが施されたことにより、流体空間Sから吐出流路12aへの混合流体の流れがスムーズになったことを示している。   On the other hand, in the first embodiment having the R chamfer shown in FIG. 13, white regions (regions of high flow velocity) are increased inside the discharge flow passage 12a as compared with FIG. Also in the region immediately after passing through the ejection port 12b, the white region is increased as compared with FIG. This is because the downstream portion C2 of the circumferential connection portion C is R-chamfered and the end portion 6b of the rotary blade 6 on the outer peripheral wall portion 4 side is R-chamfered, so that the discharge flow path from the fluid space S is discharged. It shows that the flow of the mixed fluid to 12a became smooth.

<第3実施形態>
上述の実施形態では、ロータ5に区画板15が取り付けられ、区画板15に掻出翼9が設けられた。そしてこれらが一体で回転し、掻出翼15が予備混合物Fpを環状溝10から掻き出して混合を促進していた。第3実施形態では、ローター5に区画板15、掻出翼9、間隔保持部材20が設けられず、ケーシング1の前壁部2の内面の環状溝10も設けられない。代わりに第3実施形態では、導入室14が、吸引ポンプ機構部Yに対して固定された前壁部2と、モータM3により回転駆動されるロータ5との間に形成され、ロータ5の外周部に回転翼6が配置され、前壁部2が、ロータ5の回転軸に直交し、かつロータ5に対向する平滑な平面である第1対向面D1を有し、ロータ5が、ロータ5の回転軸A3に直交し、かつ第1対向面D1に対向する平滑な平面である第2対向面D2を有して構成される。
<Third Embodiment>
In the above-described embodiment, the partition plate 15 is attached to the rotor 5, and the partition plate 15 is provided with the scraping blade 9. Then, these rotate integrally, and the scraping blades 15 scrape out the preliminary mixture Fp from the annular groove 10 to promote mixing. In the third embodiment, the rotor 5 is not provided with the partition plate 15, the scraping blades 9, and the spacing member 20, and the annular groove 10 on the inner surface of the front wall portion 2 of the casing 1 is not provided. Instead, in the third embodiment, the introduction chamber 14 is formed between the front wall portion 2 fixed to the suction pump mechanism portion Y and the rotor 5 rotationally driven by the motor M3, and the outer periphery of the rotor 5 is formed. A rotor blade 6 is disposed in the portion, and the front wall portion 2 has a first facing surface D1 that is a smooth flat surface that is orthogonal to the rotation axis of the rotor 5 and faces the rotor 5, and the rotor 5 is the rotor 5 And a second facing surface D2 that is a smooth flat surface that is orthogonal to the rotation axis A3 and faces the first facing surface D1.

詳しくは図15に示すように、ケーシング1の前壁部2の内面の、ステータ7の内側の領域が、平滑な平面(第1対向面D1)として形成されている。第1対向面D1は、軸心A3に平行な方向から見て、供給口11と接続する部位を除き、中空の円盤状に形成されている。第1対向面D1は、軸心A3に直交する平面であり、ロータ5と対向して配置されている。   Specifically, as shown in FIG. 15, the inner surface of the front wall portion 2 of the casing 1 inside the stator 7 is formed as a smooth flat surface (first facing surface D1). The first facing surface D1 is formed in a hollow disk shape except for a portion connected to the supply port 11 when viewed from a direction parallel to the axis A3. The first facing surface D1 is a plane orthogonal to the axis A3, and is arranged so as to face the rotor 5.

ロータ5の前壁部2の側の表面の、回転翼6の内側の領域が、平滑な平面(第2対向面D2)として形成されている。第2対向面D2は、軸心A3に平行な方向から見て、中空の円盤状に形成されている。第2対向面D2は、軸心A3に直交する平面であり、第1対向面D1と対向して配置されている。   A region on the front wall portion 2 side of the rotor 5 inside the rotary blade 6 is formed as a smooth flat surface (second facing surface D2). The second facing surface D2 is formed in a hollow disc shape when viewed from a direction parallel to the axis A3. The second facing surface D2 is a plane orthogonal to the axis A3, and is arranged so as to face the first facing surface D1.

以上の様に構成された前壁部2とロータ5との間に、導入室14が形成されている。本実施形態では区画板15が設けられないため、前壁部2とロータ5とが直接対向しており、前壁部2とロータ5との間の空間は一繋がりの空間として形成されている。これにより、導入室14が前壁部2とロータ5との間に形成されて、平滑な平面である第1対向面D1と第2対向面D2との間に挟まれることになる。よって導入室2における混合流体の流れが更にスムースになる。これにより混合流体の流速が増加するので、より効率的に微細気泡を発生させることができ、生成するゾルの品質をさらに向上させることができる。   An introduction chamber 14 is formed between the front wall 2 and the rotor 5 configured as described above. In this embodiment, since the partition plate 15 is not provided, the front wall portion 2 and the rotor 5 directly face each other, and the space between the front wall portion 2 and the rotor 5 is formed as a continuous space. . As a result, the introduction chamber 14 is formed between the front wall portion 2 and the rotor 5 and is sandwiched between the first facing surface D1 and the second facing surface D2, which are smooth flat surfaces. Therefore, the flow of the mixed fluid in the introduction chamber 2 becomes smoother. This increases the flow velocity of the mixed fluid, so that fine bubbles can be generated more efficiently, and the quality of the generated sol can be further improved.

なお第1対向面D1と第2対向面D2との「平滑」とは、溝、穴、波形や羽根等の構造が設けられていない面であることを意味し、通常の機械加工で「平面」として形成している面であればこれに該当する。表面荒さを特に小さくした、例えば鏡面仕上げやヘアライン仕上げであることを要さない。   The "smoothness" between the first facing surface D1 and the second facing surface D2 means that the surface is not provided with structures such as grooves, holes, corrugations, and blades, and is a "planar surface" by ordinary machining. If the surface is formed as "", it corresponds to this. It is not necessary to make the surface roughness particularly small, for example, mirror finish or hairline finish.

<回転翼の角度と混合流体の圧力との関係>
回転翼6の角度を様々に変更した構造モデルを用いて、シミュレーションにより、導入室14および流体空間Sにおける混合流体の圧力を計算した。構造モデルは回転翼6の角度以外は上述の流速シミュレーションと同様とし、計算はロータ5の回転数を3600rpmとする条件にて行った。
<Relationship between rotor blade angle and mixed fluid pressure>
The pressure of the mixed fluid in the introduction chamber 14 and the fluid space S was calculated by simulation using a structural model in which the angle of the rotary blade 6 was variously changed. The structural model was the same as the above-described flow velocity simulation except for the angle of the rotary blade 6, and the calculation was performed under the condition that the rotation speed of the rotor 5 was 3600 rpm.

結果を図16のグラフに示す。縦軸は、導入室14および流体空間Sにおける混合流体の圧力の最小値である。横軸は、回転翼6の角度、すなわち回転翼6と回転翼6の移動方向(回転方向)とのなす角である。回転翼6の角度が0°のとき、回転翼6と回転方向とが平行であり、角度が90°のとき、回転翼6はロータ5の直径方向に一致する方向に配置される。   The results are shown in the graph of FIG. The vertical axis represents the minimum value of the pressure of the mixed fluid in the introduction chamber 14 and the fluid space S. The horizontal axis represents the angle of the rotary blade 6, that is, the angle formed by the rotary blade 6 and the moving direction (rotational direction) of the rotary blade 6. When the angle of the rotor blade 6 is 0 °, the rotor blade 6 and the rotation direction are parallel to each other, and when the angle is 90 °, the rotor blade 6 is arranged in a direction coinciding with the diameter direction of the rotor 5.

図16のグラフに示される通り、回転翼6の角度が変わると、混合流体の圧力は周期的に変動する。角度が0°から90°付近までの範囲では、混合流体の圧力が低く(0.4Mpa以下)となり、減圧沸騰が生じやすくなる。しかしながら、31°から90°の角度では圧力が低すぎて、吸引ポンプ機構部Yのポンプとしての吸引・吐出の能力が低くなる欠点が生じるおそれがある。したがって、回転翼6の好ましい角度は、0°より大きく31°以下である。   As shown in the graph of FIG. 16, when the angle of the rotary blade 6 changes, the pressure of the mixed fluid changes periodically. In the range of the angle from 0 ° to around 90 °, the pressure of the mixed fluid becomes low (0.4 MPa or less), and the reduced pressure boiling is likely to occur. However, at the angle of 31 ° to 90 °, the pressure is too low, which may cause a drawback that the suction / discharge capability of the suction pump mechanism section Y as a pump becomes low. Therefore, the preferable angle of the rotary blade 6 is more than 0 ° and 31 ° or less.

<別実施形態>
上述の実施形態では、周状接続部位Cの下流側部位C2と、回転翼6の外周壁部4側の端部6bの回転方向の後側の部位との両方にR面取りが施されたが、一方だけにR面取りを施してもよい。その場合でも、流体空間Sから吐出流路12aへの混合流体の流れをスムースにする効果があると考えられる。また、R面取りの代わりにC面取りを施してもよい。面取りを施す部位としても、他の形態が考えられる。例えば、周状接続部位Cの下流側部位C2だけでなく、上流側部位C1にも面取りを施してもよいし、周状接続部位Cの全体に面取りを施してもよい。回転翼6の端部6bの回転方向の後側の部位だけでなく、前側の部位に施してもよいし、回転方向の前側の部位に面取りを施してもよい。
<Another embodiment>
In the above-described embodiment, both the downstream side portion C2 of the circumferential connection portion C and the portion on the rear side in the rotation direction of the end portion 6b of the rotary blade 6 on the outer peripheral wall portion 4 side are subjected to R chamfering. Alternatively, only one of them may be rounded. Even in that case, it is considered that there is an effect of smoothing the flow of the mixed fluid from the fluid space S to the discharge passage 12a. Further, C chamfering may be performed instead of R chamfering. Other forms are also conceivable for the chamfered portion. For example, not only the downstream side portion C2 of the circumferential connection portion C but also the upstream side portion C1 may be chamfered, or the entire circumferential connection portion C may be chamfered. The end portion 6b of the rotary blade 6 may be provided not only on the rear side portion in the rotation direction but also on the front side portion, or may be chamfered on the front side portion in the rotation direction.

なお上述の実施形態(他の実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。   Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments, as long as no contradiction occurs. The embodiment disclosed in the present specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

1 :本体ケーシング(吸引ポンプ機構部)
4 :外周壁部
6 :回転翼
6b :端部
7 :ステータ
7a :透孔(供給室側透孔)
7b :透孔(導入室側透孔)
8 :翼室
12a :吐出流路
12b :吐出口
14 :導入室
100 :分散システム
C :周状接続部位
C2 :下流側部位
D1 :第1対向面
D2 :第2対向面
F :スラリー(ゾル)
Fp :予備混合物
Fr :未溶解スラリー(ゾルの一部)
P :粉体(分散質)
R :溶媒(液相分散媒)
S :流体空間
Y :吸引ポンプ機構部
1: Main body casing (suction pump mechanism part)
4: outer peripheral wall part 6: rotary blade 6b: end part 7: stator 7a: through hole (through hole on the supply chamber side)
7b: Through hole (introducing chamber side through hole)
8: Blade chamber 12a: Discharge flow path 12b: Discharge port 14: Introduction chamber 100: Dispersion system C: Circular connection part C2: Downstream side part D1: First facing surface D2: Second facing surface F: Slurry (sol)
Fp: preliminary mixture Fr: undissolved slurry (part of sol)
P: Powder (dispersoid)
R: solvent (liquid phase dispersion medium)
S: Fluid space Y: Suction pump mechanism

Claims (11)

吸引ポンプ機構部を備え、前記吸引ポンプ機構部に分散質と液相分散媒との混合流体を通過させる分散システムであって、
前記吸引ポンプ機構部は、
翼室と、
前記翼室の外壁部に形成され、前記混合流体が排出される吐出流路へとつながる開口からなる吐出口と、
所定の回転軸を中心として回転駆動されて前記翼室の内部を移動する複数の回転翼とを有しており、
前記複数の回転翼の前記翼室の内部における移動により、前記複数の回転翼と前記外壁部とにより区画された複数の流体空間が回転移動して、前記吐出口と連通した際に前記流体空間から前記吐出口へ前記混合流体を排出するものであり、
前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室と前記吐出流路とをつなぐ前記吐出口である前記翼室の外壁部の開口は、少なくとも前記複数の回転翼の回転方向に関して下流側の部位に面取りが施されている分散システム。
A dispersion system comprising a suction pump mechanism section, which allows a mixed fluid of a dispersoid and a liquid phase dispersion medium to pass through the suction pump mechanism section,
The suction pump mechanism section,
The wing chamber,
A discharge port formed on the outer wall portion of the blade chamber, the discharge port including an opening connected to a discharge flow path through which the mixed fluid is discharged,
It has a plurality of rotary blades that are driven to rotate about a predetermined rotation axis and move inside the blade chamber,
The movement in the interior of the wing chambers of said plurality of rotating blades, the fluid space when the plurality of the plurality of fluid space defined by the rotating blades and the outer wall portion is rotated and moved, in communication with the discharge port To discharge the mixed fluid from the discharge port,
In the view of the direction in which the predetermined rotation axis extends, the opening of the outer wall portion of the blade chamber that is the discharge port that connects the blade chamber and the discharge flow path is at least downstream with respect to the rotation direction of the plurality of rotary blades. Distributed system with chamfered parts .
前記吸引ポンプ機構部の運転を制御する制御部が、前記流体空間が前記吐出流路と連通した際の前記吐出流路における混合流体の圧力が前記液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように前記複数の回転翼の回転数を設定する請求項1に記載の分散システム A control unit that controls the operation of the suction pump mechanism unit is configured such that the pressure of the mixed fluid in the discharge flow channel when the fluid space communicates with the discharge flow channel becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium. The dispersion system according to claim 1, wherein the number of rotations of the plurality of rotary blades is set to . 前記外壁部の開口に施された面取りは、半径が2mm以上のR面取りである請求項1又は2に記載の分散システム。 The dispersion system according to claim 1 or 2 , wherein the chamfer provided on the opening of the outer wall portion is an R chamfer having a radius of 2 mm or more. 前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、かつ、前記複数の回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されている請求項1から3のいずれか一項に記載の分散システム。Each of the plurality of rotor blades extends from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the plurality of rotor blades as it extends toward the outer wall portion of the blade chamber when viewed in the direction in which the predetermined rotation axis extends. 4. The chamfer is provided on the upstream side of the end portions of the plurality of rotor blades on the outer wall portion side with respect to the rotation direction. A distributed system according to item. 吸引ポンプ機構部を備え、前記吸引ポンプ機構部に分散質と液相分散媒との混合流体を通過させる分散システムであって、
前記吸引ポンプ機構部は、
翼室と、
前記翼室の外壁部に形成され、前記混合流体が排出される吐出流路へとつながる開口からなる吐出口と、
所定の回転軸を中心として回転駆動されて前記翼室の内部を移動する複数の回転翼とを有しており、
前記複数の回転翼の前記翼室の内部における移動により、前記複数の回転翼と前記外壁部とにより区画された複数の流体空間が回転移動して、前記吐出口と連通した際に前記流体空間から前記吐出口へ前記混合流体を排出するものであり、
前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、かつ、前記複数の回転翼の前記外壁部側の端部のうち回転方向に対して上流側に面取りが施されている分散システム。
A dispersion system comprising a suction pump mechanism section, which allows a mixed fluid of a dispersoid and a liquid phase dispersion medium to pass through the suction pump mechanism section,
The suction pump mechanism section,
The wing chamber,
A discharge port formed on the outer wall portion of the blade chamber, the discharge port including an opening connected to a discharge flow path through which the mixed fluid is discharged,
It has a plurality of rotary blades that are driven to rotate about a predetermined rotation axis and move inside the blade chamber,
The movement in the interior of the wing chambers of said plurality of rotating blades, the fluid space when the plurality of the plurality of fluid space defined by the rotating blades and the outer wall portion is rotated and moved, in communication with the discharge port To discharge the mixed fluid from the discharge port,
Each of the plurality of rotor blades extends from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the plurality of rotor blades as it extends toward the outer wall portion of the blade chamber when viewed in the direction in which the predetermined rotation axis extends. A dispersion system that is provided so as to be inclined, and that is chamfered on the upstream side with respect to the rotation direction among the ends of the plurality of rotor blades on the outer wall side .
前記吸引ポンプ機構部の運転を制御する制御部が、前記流体空間が前記吐出流路と連通した際の前記吐出流路における混合流体の圧力が前記液相分散媒の飽和蒸気圧以下となるように前記複数の回転翼の回転数を設定する請求項5に記載の分散システム A control unit that controls the operation of the suction pump mechanism unit is configured such that the pressure of the mixed fluid in the discharge flow channel when the fluid space communicates with the discharge flow channel becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of the liquid phase dispersion medium. The dispersion system according to claim 5, wherein the number of rotations of the plurality of rotary blades is set to . 前記複数の回転翼に施された面取りは、半径が2mm以上のR面取りである請求項4から6のいずれか一項に記載の分散システム。 The dispersion system according to claim 4, wherein the chamfer provided on the plurality of rotor blades is an R chamfer having a radius of 2 mm or more. 前記吐出流路が、円筒状である前記外壁部の接線方向に沿って延びる請求項1から7のいずれか一項に記載の分散システム。 Distributed system according to the discharge flow path, any one of claims 1 to 7 extending in the tangential direction of the outer wall portion is cylindrical. 前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、前記複数の回転翼が前記翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記複数の回転翼の移動方向となす角が10°以上80°以下である請求項1からのいずれか一項に記載の分散システム。 Each of the plurality of rotor blades extends from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the plurality of rotor blades as it extends toward the outer wall portion of the blade chamber when viewed in the direction in which the predetermined rotation axis extends. Is provided so as to incline, and the angle formed by the inclination angle of the plurality of rotor blades inclining toward the outer wall portion of the blade chamber and the moving direction of the plurality of rotor blades is 10 ° or more and 80 °. The distributed system according to any one of claims 1 to 8 , which is the following. 前記複数の回転翼のそれぞれは、前記所定の回転軸が延びる方向視において、前記翼室の外壁部に向かうに連れて、前記複数の回転翼の回転方向に対して下流側から上流側に向かって傾斜するように設けられており、前記複数の回転翼が前記翼室の外壁部に向かうに連れて傾斜する傾斜角度と前記複数の回転翼の移動方向となす角が0°より大きく31°以下である請求項1からのいずれか一項に記載の分散システム。 Each of the plurality of rotor blades extends from the downstream side to the upstream side with respect to the rotation direction of the plurality of rotor blades as it extends toward the outer wall portion of the blade chamber when viewed in the direction in which the predetermined rotation axis extends. is provided so as to be inclined Te, the angle between the inclination angle and the moving direction of the plurality of rotor blades of the plurality of rotor blades is inclined him to toward the outer wall of the blade chamber is greater than 0 ° 31 The distributed system according to any one of claims 1 to 8 , which is equal to or less than °. 前記所定の回転軸の延びる方向に沿って順に、前記吸引ポンプ機構部に対して固定された前壁部と、モータにより前記所定の回転軸を中心として回転駆動されるロータとが設けられており、前記混合流体が供給される導入室は、前記前壁部と前記ロータとの間に形成されており、
前記ロータの外周部に前記複数の回転翼が配置され、
前記前壁部が、前記ロータの前記所定の回転軸に直交し、かつ前記ロータに対向する平滑な平面である第1対向面を有し、
前記ロータが、前記ロータの前記所定の回転軸に直交し、かつ前記第1対向面に対向する平滑な平面である第2対向面を有し、
前記第1対向面と前記第2対向面との間の空間は、前記導入室の一部を形成している、請求項1から10のいずれか一項に記載の分散システム。
A front wall portion fixed to the suction pump mechanism portion and a rotor rotatably driven about the predetermined rotation axis by a motor are provided in order along the extending direction of the predetermined rotation axis. The introduction chamber to which the mixed fluid is supplied is formed between the front wall portion and the rotor,
Wherein the plurality of rotor blades is arranged on the outer periphery of the rotor,
The front wall portion has a first facing surface that is a smooth flat surface that is orthogonal to the predetermined rotation axis of the rotor and faces the rotor,
The rotor, perpendicular to the predetermined axis of rotation of the rotor, and have a second opposing face is a smooth plane opposing the first opposing face,
The space between the first opposing face and the second opposing surface, said that form part of the supply chamber, distributed system according to any one of claims 1 to 10.
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