JPH0775723A - 粉体溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い攪拌効率で粉体の溶解作業を連続的に行
うことができ、かつ内部の洗浄が容易であると共に故障
も少なく、溶媒等の変質も無い粉体溶解装置を提供す
る。 【構成】 動圧発生ポンプ３と、自吸式混合機６と、液
送ポンプ７を備える。自吸式混合機６は混合管１０に溶
媒導入口１１と、粉体導入口１２および混合液吐出口１
３を備えるものであり、溶媒導入口１１には動圧発生ポ
ンプ３が接続され、粉体導入口１２には粉体タンク５が
接続され、混合液吐出口１３には液送ポンプ７が接続さ
れている。動圧発生ポンプ３によって自吸式混合機６の
混合管１０内に高速の溶媒が通過し、ベンチェリー効果
によって内部の圧力が降下して粉体が吸引される。粉体
は溶媒の流れに巻き込まれ、攪拌されて溶解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体を溶媒中に溶解す
る粉体溶解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料の製造工程や、塗料の配合工程で
は、粉体を溶媒中に溶解する作業が多い。従来これらの
作業では、攪拌機や溶解ポンプを利用したバッチ式の粉
体溶解装置が一般に利用されていた。ここで攪拌機を利
用したバッチ式の粉体溶解装置は、攪拌槽内に回転翼が
挿入された装置である。そしてこの種の粉体溶解装置で
は溶媒と粉体を攪拌槽内に入れ、回転翼を高速で回転し
て粉体を溶解する。

【０００３】一方溶解ポンプを利用した粉体溶解装置
は、攪拌槽に対してポンプが環状に配管されたものであ
る。そしてこの種の粉体溶解装置では、ポンプによって
攪拌槽内の溶媒を循環させ、この時の水流によって粉体
を溶解するものである。上記した粉体溶解装置はいずれ
もバッチ式に粉体を溶解するものであるが、バッチ式の
装置は作業効率が悪い問題があるため、連続式への移行
が模索されている。代表的な連続式の粉体溶解装置は、
小型の攪拌槽あるいは攪拌管内に小型の回転翼が内蔵さ
れたものである。そして攪拌槽等の中に粉体と溶媒を連
続式に通過させ、粉体を溶解させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の粉体溶解装
置は、バッチ式の装置についても、連続式の装置につい
ても溶解能力が充分ではないと言う不満があった。即ち
バッチ式の装置は、比較的比重の高い粉体を溶解する場
合には相当の溶解能力を発揮するものの、微粉末で軽い
粉体を溶解する場合には、溶媒中に粉体が浮いてしま
い、溶媒中になかなか混入しないという問題がある。そ
のため溶解作業に長時間を要したり、継粉ができてしま
う問題があった。

【０００５】また連続式の粉体溶解装置は、バッチ式の
ものよりもさらに溶解能力が劣り、溶解性の悪い粉体に
は、全く実用に耐えないと言う問題があった。加えて従
来技術の連続式の粉体溶解装置では、粉体を直接装置内
に圧送して溶解することは困難であった。そのため従来
技術の連続式の粉体溶解装置では、粉体を予備混合し、
予備混合した粉体を粉体溶解装置に供給する必要があっ
た。

【０００６】さらに従来技術の連続式の粉体溶解装置
は、粉体等が小型の攪拌槽あるいは攪拌管を通過する間
に回転翼と接触する機会を確保しなければならないの
で、回転翼は複雑な形状をしている。そのため従来技術
の粉体溶解装置は、内部の洗浄が困難であり、色換え等
の作業が手間取ると言う問題があった。加えて連続式の
粉体溶解装置では、回転翼その他と攪拌槽等との隙間が
極めて小さいので内部がつまり易いという問題点があっ
た。さらに従来技術の粉体溶解装置は、溶媒や粉体に急
激な剪断力を加えるため、局部的に発熱し、溶媒等を変
質させてしまうおそれもあった。また従来技術の連続式
の粉体溶解装置では、攪拌翼の製造に精密加工技術を要
し、そのため装置自体が高価なものとなってしまう問題
があった。

【０００７】本発明は、従来技術の上記した問題点に着
目し、高い溶解効率で粉体の溶解作業を連続的に行うこ
とができ、かつ内部の洗浄が容易であると共に故障も少
なく、溶媒等の変質も無い粉体溶解装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そして上記した目的を達
成するための本発明の特徴は、粉体タンク内の粉体を溶
媒に混合し、粉体を溶媒中に溶解する粉体溶解装置であ
って、溶媒を加圧して高速化する動圧発生ポンプと、自
吸式混合機と、液送ポンプを備え、前記自吸式混合機は
混合部に溶媒導入口と、粉体導入口および混合液吐出口
を有し、溶媒導入口には動圧発生ポンプが接続され、粉
体導入口には粉体タンクが接続され、更に混合液吐出口
には液送ポンプが接続されて成り、動圧発生ポンプによ
って自吸式混合機に高速の溶媒を供給して混合部内に負
圧を発生させ、該負圧によって粉体タンクから粉体を吸
引して粉体を溶媒内に混入し、溶液を液送ポンプによっ
て圧送する粉体溶解装置にある。

【０００９】

【作用】本発明の粉体溶解装置では、溶媒が動圧発生ポ
ンプによって加圧されて混合部内に導入される。また混
合液吐出口には液送ポンプが接続されている。そのため
溶媒は自吸式混合機の混合部内を高速で通過する。その
結果ベンチェリー効果によって混合部内の圧力が降下す
る。そしてこの負圧によって粉体が吸引され、順次溶媒
の流れの中に巻き込まれていく。また混合部の中で発生
する乱流によって粉体は溶媒と激しく衝突し、溶媒中に
溶ける。混合液吐出口から吐出された溶液は、液送ポン
プによって所定の位置に圧送される。

【００１０】

【実施例】以下さらに本発明の具体的実施例について説
明する。図１は、本発明の具体的実施例の粉体溶解装置
の構成を示す配管図である。

【００１１】図において、１は本実施例の粉体溶解装置
を示す。本実施例の粉体溶解装置１の主要な構成部品
は、溶媒タンク２、動圧発生ポンプ３、粉体タンク５、
自吸式混合機６、液送ポンプ７、ロータリーベーンフィ
ーダ８および混合液タンク９である。順次説明すると、
溶媒タンク２および粉体タンク５は、それぞれ水や有機
溶剤等の溶媒または粉体を一時的にためておくタンクで
ある。溶媒タンク２および粉体タンク５は、公知のそれ
と異なるものではなく、上部が開口し、下側から溶媒ま
たは粉体を取り出す構成になっている。

【００１２】動圧発生ポンプ３は、渦巻きポンプであ
り、例えば２Ｋｇ／ｃｍ² から３Ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧
力に溶媒を加圧することができるものである。自吸式混
合機６は、ベンチェリー管を応用したものであり、三方
の開口を持つ管体である。即ち自吸式混合機６は混合部
１０を本体とし、溶媒導入口１１と粉体導入口１２およ
び混合液吐出口１３を備える。混合部１０は、溶媒導入
口１１から続く流路が内部で一旦細くなっており、当該
部分に粉体導入口１２から繋がる流路が接続されてい
る。またその先の流路は、漸次太くなっていて、混合液
吐出口１３が開口している。

【００１３】液送ポンプ７は、公知の渦巻きポンプであ
る。液送ポンプ７は、自吸式混合機６から吐出された溶
液を滞りなく圧送し、自吸式混合機６内の溶媒の速度を
維持するものである。従って液送ポンプ７は、前記した
動圧発生ポンプ３の様な圧力を発生させる機能は必ずし
も要求されない。

【００１４】ロータリーベーンフィーダ８は、ロータリ
ーバルブとも称されるもので、ケーシング内にロータが
内蔵され、外部に設けられたモータによってロータが回
転するものである。混合液タンク９は、密閉形のタンク
であり、溶液を一時的に貯めておくものである。混合液
タンク９には必要に応じて攪拌装置が取り付けられる。
次に粉体溶解装置１の各構成部品の接続状態について説
明する。溶媒タンク２は、配管１５によって動圧発生ポ
ンプ３の吸い込み口に接続されている。また動圧発生ポ
ンプ３の吐出口は自動弁１６を経て自吸式混合機６の溶
媒導入口１１に接続されている。また動圧発生ポンプ３
の吐出側には、圧力計１７が接続されている。

【００１５】一方粉体タンク５は、物理的に高い位置に
配置されており、最低部に設けられた開口に配管１８が
接続され、ロータリーベーンフィーダ８に導かれてい
る。そしてロータリーベーンフィーダ８の吐出口は、自
吸式混合機６の粉体導入口１２に接続されている。

【００１６】さらに自吸式混合機６の混合液吐出口１３
は、配管２０によって液送ポンプ７の吸い込み口に接続
されている。液送ポンプ７の吐出口から出た配管２２
は、二股に分岐されている。そしてその一方の配管は、
電磁弁２３を経て混合液タンク９に接続されている。ま
た他方の配管は、電磁弁２５を経て、溶媒タンク２の上
部に開口している。

【００１７】次に本実施例の粉体溶解装置１の作用を、
実際の作業手順を追って説明する。まず溶解作業の準備
として、溶媒タンク２には、水や溶剤等の溶媒を満たし
ておく。また粉体タンク５には、所定の粉体を充填して
おく。自動弁１６は、所定の開度にして開放しておく。
電磁弁２３は閉止し、電磁弁２５は開放しておく。即ち
溶媒が溶媒タンク２を循環する様に電磁弁２３，２を５
切り換えておく。

【００１８】この状態で、動圧発生ポンプ３と液送ポン
プ７を起動する。すると溶媒は、動圧発生ポンプ３によ
って加圧され、自吸式混合機６の混合部１０内を流れ
る。また自吸式混合機６から出た溶媒は、液送ポンプ７
によって滞りなく回収され、配管２２から電磁弁２５を
経て溶媒タンク２に戻る。ここで自吸式混合機６の内部
では、加圧された溶媒が溶媒導入口１１から供給され、
さらに混合液吐出口１３から出た溶媒は滞りなく回収さ
れるので、溶媒は混合部１０内を高速で流れる。具体的
には溶媒は、混合部１０内を例えば２０ｍ／ｓから３５
ｍ／ｓ程度の流速で流れる。その結果混合部１０の粉体
導入口１２側の流路に負圧が発生する。

【００１９】そして次にロータリーベーンフィーダ８を
起動する。すると粉体は粉体タンク５から重力によって
落下し、さらにロータリーベーンフィーダ８によって、
単位時間当たり一定量が切り出される。そして粉体はロ
ータリーベーンフィーダ８からさらに自吸式混合機６側
に落下する。ここで本実施例の粉体溶解装置１では、前
記したように自吸式混合機６の粉体導入口１２側の流路
に負圧が発生しているので、粉体は単に落下するだけで
なく、負圧によって浮遊状態となり、強制的に自吸式混
合機６に入っていく。そして混合部１０の内部で高速の
溶媒と接触し、粉体は溶媒中に巻き込まれていく。その
後粉体は、混合部１０内の乱流によって攪拌され、溶媒
内に均一に溶解する。

【００２０】自吸式混合機６内の混合作用が安定したら
電磁弁２５を閉じると共に電磁弁２３を開放し、溶液を
混合液タンク９内に送る。粉体の混入濃度を調整する場
合は、自動弁１６の開度およびロータリーベーンフィー
ダ８の切り出し量を調整することにより行う。

【００２１】本実施例の粉体溶解装置１を例えば塗料の
配合工程で使用する場合で、配合塗料の色換えを行う場
合は、ロータリーベーンフィーダ８を停止すると共に、
電磁弁２３，２５を溶媒タンク２側に切り換え、一定時
間、動圧発生ポンプ３と液送ポンプ７を回転する。する
と溶媒は、高速で自吸式混合機６内を流れ、自吸式混合
機６の内部が洗浄される。ここで本実施例で採用する自
吸式混合機６は、ベンチェリー管を応用したものであ
り、回転翼等を持たないので、単に内部に溶媒を流すだ
けで、内部がきれいに洗浄される。

【００２２】以上の説明では、粉体溶解装置１の稼働中
は電磁弁２３，２５を混合液タンク９側に切り換え、連
続的に粉体の混合を行う使用方法を例示した。しかし本
実施例の粉体溶解装置１は、もちろんバッチ式でも利用
することが可能である。粉体溶解装置１をバッチ式ライ
ンに利用する場合は、稼働中、電磁弁２３，２５を溶媒
タンク２側に切り換え、溶媒タンク２内の溶媒を循環す
ることとなる。

【００２３】次に本実施例の粉体溶解装置１の効果を確
認するために行った実験について説明する。実験用の粉
体としてホエータンパク乾燥原料を利用し、ホエータン
パク乾燥原料を水に溶解した。具体的には、ホエータン
パク乾燥原料２５０Ｋｇを粉体タンク５内に充填した。
また溶媒タンク２内には、約２５００リットルの水を準
備した。そして本実施例の粉体溶解装置１を稼働したと
ころ、約１５分で２５０Ｋｇの原料粉体が２５００リッ
トルの水に溶解された。そしてできた溶液を３μｍの濾
紙によって濾過した。濾過後に濾紙を点検したが、継粉
は認められなかった。この実験によって、本実施例の粉
体溶解装置１が優れた溶解性能を有することが理解でき
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明の粉体溶解装置は、動圧発生ポン
プによって自吸式混合機に高速の溶媒を供給して混合部
内に負圧を発生させ、この負圧によって粉体タンクから
粉体を吸引して粉体を溶媒内に混入するものである。そ
して吸引された粉体は、順次溶媒の流れの中に巻き込ま
れて行き、混合部の中で発生する乱流によって攪拌さ
れ、粉体は溶媒と衝突し、溶媒内に溶ける。このように
本発明の粉体溶解装置は、負圧によって粉体を吸入する
ものであるから、従来技術では混入が困難であった微小
で軽い粉体でも負圧に運ばれて強制的に溶媒と接触し、
溶媒中に巻き込まれていく。そのため本発明の粉体溶解
装置は、微小で軽い粉体でも難なく溶解することができ
る効果があり、溶解能力がすこぶる優れる効果がある。

【００２５】また本発明の粉体溶解装置は、自吸式混合
機内に高速で溶媒を通過させることによって発生する溶
媒自体の乱流によって粉体を攪拌溶解するものであるた
め、回転翼を必要としない。そのため本発明の粉体溶解
装置は、内部構造が極めて単純であり、清掃が容易であ
る効果がある。また併せて本発明の粉体溶解装置は回転
翼を必要としないので、内部で粉体がつまる様な事態は
少ない。さらに本発明の粉体溶解装置は内部での局部的
な発熱は少なく、粉体等を変質させるおそれもない。さ
らに本発明の粉体溶解装置は、構造が簡単であるため、
装置自体の製作が容易であり、装置の製造コストが低い
という経済的な効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的実施例の粉体溶解装置の構成を
示す配管図である。

【符号の説明】

１ 粉体溶解装置 ２ 溶媒タンク ３ 動圧発生ポンプ ５ 粉体タンク ６ 自吸式混合機 ７ 液送ポンプ ９ 混合液タンク １０ 混合部 １１ 溶媒導入口 １２ 粉体導入口 １３ 混合液吐出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体タンク内の粉体を溶媒に混合し、粉
   体を溶媒中に溶解する粉体溶解装置であって、溶媒を加
   圧して高速化する動圧発生ポンプと、自吸式混合機と、
   液送ポンプを備え、前記自吸式混合機は混合部に溶媒導
   入口と、粉体導入口および混合液吐出口を有し、溶媒導
   入口には動圧発生ポンプが接続され、粉体導入口には粉
   体タンクが接続され、更に混合液吐出口には液送ポンプ
   が接続されて成り、動圧発生ポンプによって自吸式混合
   機に高速の溶媒を供給して混合部内に負圧を発生させ、
   該負圧によって粉体タンクから粉体を吸引して粉体を溶
   媒内に混入し、溶液を液送ポンプによって圧送すること
   を特徴とする粉体溶解装置。