(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を連続的に定量供給する粉体供給筒の開口部を囲繞するように液体を環状溢流膜として流下させるオーバーフローコーンを設け、前記オーバーフローコーンの下部にこれと同心的に回転混合盤を備えた混合室を形成し、前記混合室の外周の一部に粉体と液体との混合流体の排出口を設けてなる粉体と液体との連続混合装置からなり、
前記オーバーフローコーンの一部に環状溢流膜状に流下する粉体と液体との混合流体に対し、液体を噴射供給する噴射ノズルを設けたことを特徴とする粉体と液体との連続混合装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルから噴射供給する液体は、オーバーフローコーンに供給する溢流槽に貯留した液体を、液体レベルの差圧により供給することを特徴とする請求項１記載の粉体と液体との連続混合装置。
【請求項３】
前記噴射ノズルから噴射供給する液体は、オーバーフローコーンに供給する溢流槽に連通する給水管から分岐した同一給水源とする分岐給水管を介して圧力調整可能に供給することを特徴とする請求項１記載の粉体と液体との連続混合装置。
【請求項４】
前記回転混合盤を備えた混合室の外周の一部に設けた粉体と液体との混合流体の排出口には、前記回転混合盤の外周に対し接線方向に延在するゲートを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体と液体との連続混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜状に自然流下する液体膜に対し、粉体を分散させながら連続的に当接させると共に、負圧条件下において連続的に混合を行うことによって、粉体と液体との均一混合流体を得るように構成した粉体と液体の連続混合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、化学、薬品、プラスチック、電子、食品、窯業、機械、金属等の産業分野において、各種素材の成形もしくは加工に際して、粉体を取扱うことが不可欠である。このような粉体の取扱いに際しては、その分散、定量供給、成型、工程間輸送などの生産技術上の主要工程において、それぞれ必要な機器ないし装置として、粉体と液体との連続混合装置が知られている。
【０００３】
そこで、従来より、この種の粉体と液体との連続混合装置として、粉体を加湿、スラリー化、懸濁化あるいは乳化させるような場合に、粉体と液体とを連続的に混合して定量供給することができる、粉体と液体との連続混合装置等が提案され、実用化されている。
【０００４】
本出願人は、先に、粉体と液体との連続混合装置として、液体と粉体とを連続的にある割合で一様に混合し、円周状の上縁部から液体がオーバーフローした後に極めて安定した薄膜状の流面に形成される事象を一方の液体に適用し、かつ他方の粉体を分散当接させて混合を達成するように構成した液体と粉体との混合装置を開発し、特許を得た（特公昭４８−２２５１１号公報）。
【０００５】
すなわち、前記提案に係る液体と粉体との混合装置は、上部中央に混合される粉体を順次落下するように設けた供給筒と、その粉体を均一に分散させる回転分散体と、混合される液体が外部から連続的に供給される下部の貯液槽と、この貯液槽の内部に設けた中空の倒立切頭円錐形の溢流槽とを設けて、前記溢流槽の上端縁から連続的に溢流する液体を溢流槽の内壁面に沿って薄膜状に流下させ、前記回転分散体からの粉体を薄膜状に流下する液体に対して当接させるように前記回転分散体と前記溢流槽とを配置すると共に、さらに前記溢流槽の下部に前記粉体と液体との混合を促進させるための攪拌槽を設けた構成からなるものである。
【０００６】
このように構成される液体と粉体との混合装置においては、粉体と混合されるべき液体が、固定された中空の倒立切頭円錐形の溢流槽の上端縁からオーバーフローして、溢流槽への流入量に応じて円錐壁面に沿って均一に緩やかに自然流下する極めて安定した液膜を形成し、その流下液面に対し回転分散体によって飛散展開された粉体が当接して混合しながら流下するものであるから、従来装置と比べて機構的に全く異なり、良好な均一混合を達成することができるものである。
【０００７】
その後、本出願人は、前記液体と粉体との混合装置を利用して、水系と共に薄膜状化した油系を石炭添加剤等の個体微粉を含む空気等の気流と混合し、これらを剪断的混合攪拌して乳化させることにより、従来のような乳化剤を用いることなく簡易にかつ効率よく乳化燃料および乳化コロイド燃料等を機械的に連続製造することができる連続噴射混合機および乳化コロイド燃料等の製造方法の開発に成功した（特公昭５４−１７３２９号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案に係る混合装置により、紙等のコーティング材、接着剤、各種のフィルム材、乳化剤、土壌改良剤、モルタル作業添加剤等に広く使用されるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の水溶液を連続的に製造する場合において、その原料となるＰＶＡ粉末と液体との混合に際し、特に攪拌槽においてＰＶＡ粉末に対する剪断力が大きく作用し、ＰＶＡ水溶液に多大な泡が発生する難点がある。
【０００９】
なお、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）は、別名ポバール、ＰＶＡＬ等と称し、水溶性質合成高分子であり、白色粉末としての外観を有し、見掛け比重０．３〜０．７にして、１００〜１４０℃の熱安定性および熱可塑性を有する等の性質を有し、特に皮膜材等として多くの優れた物理化学的性質を有することから、前述したような広範囲の用途を具備するものである。
【００１０】
特に、従来の混合装置においては、粉体が溢流槽の内壁面に沿って薄膜状に流下する液体に当接した後、これら粉体と液体との均一混合を行うため、前記溢流槽の下部に攪拌槽を設けて、前記粉体と液体との混合を促進させている。この場合、前記攪拌槽は、粉体と液体との混合流体の掻取りや掻出しを行う種々の掻取翼や掻出羽根等を備えた回転混合盤を設けた構成となっている。このため、前記構成からなる回転混合盤は、粉体と液体との混合流体に対し、強大な剪断作用および遠心作用を与えて、その混合攪拌を増大させながら排出部へ導出させている。従って、この攪拌槽および回転混合盤の前記構成配置に起因して、前述したＰＶＡ水溶液等のの連続的な製造に際して、多大な泡の発生を招来し、この泡の処理に多くの工夫がなされているが、未だ満足すべき解決策は提案され、実施されていない。
【００１１】
そこで、本発明者等は、鋭意研究並びに検討を重ねた結果、溢流槽の内壁面に沿って薄膜状に流下する液体に対して、粉体を当接させる場合において、充分な均一混合を達成し得るように液体の噴射手段を増設して粉体の液体に対する分散性を高めると共に、その流動化を促進する一方、回転混合盤の構成を簡略化して液体と粉体との混合流体に対する剪断作用を低減させると共に遠心作用によって、粉体と液体との均一混合流体の連続製造、すなわち泡の発生を抑制したＰＶＡ水溶液の適正かつ円滑な連続製造を、容易かつ簡便に行うことができる粉体と液体との連続混合装置を得ることができることを突き止めた。
【００１２】
すなわち、前記のように連続的に供給される液体が薄膜状に流下する溢流槽の内壁面の一部に、この供給液体の一部をその流下方向に指向させて噴射手段を設けることにより、前記薄膜状に流下する液体に分散接触した粉体に対して、さらに液体を噴射供給することにより、粉体と液体との混合分散性を向上させることができると共に、これら粉体と液体との混合流体の移送速度を加速させることができ、剪断作用を低減させた簡単な構成からなる回転混合盤の回転による遠心作用と相俟って、粉体と液体との均一な混合流体の連続製造を円滑かつ迅速に達成することができる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、連続的に供給される液体に粉体を分散当接させると共に回転混合盤を介して粉体と液体との均一な混合流体を得るように構成した粉体と液体との連続混合装置において、液体に粉体を分散当接させるに際し、さらに液体を噴射供給して粉体と液体との均一混合化を高めると共に、回転混合盤について剪断作用を低減させた簡単な構成とし、粉体と液体との均一混合流体の円滑かつ連続的な製造を容易化することができる粉体と液体との連続混合装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係る粉体と液体との連続混合装置は、粉体を連続的に定量供給する粉体供給筒の開口部を囲繞するように液体を環状溢流膜として流下させるオーバーフローコーンを設け、前記オーバーフローコーンの下部にこれと同心的に回転混合盤を備えた混合室を形成し、前記混合室の外周の一部に粉体と液体との混合流体の排出口を設けてなる粉体と液体との連続混合装置からなり、
前記オーバーフローコーンの一部に環状溢流膜状に流下する粉体と液体との混合流体に対し、液体を噴射供給する噴射ノズルを設けたことを特徴とする。
【００１６】
この場合、前記噴射ノズルから噴射供給する液体は、オーバーフローコーンに供給する溢流槽に貯留した液体を、液体レベルの差圧により供給するように構成することができる。
【００１７】
また、前記噴射ノズルから噴射供給する液体は、オーバーフローコーンに供給する溢流槽に連通する給水管から分岐した同一給水源とする分岐給水管を介して圧力調整可能に供給するように構成することもできる。
【００２０】
さらに、前記回転混合盤を備えた混合室の外周の一部に設けた粉体と液体との混合流体の排出口には、前記回転混合盤の外周に対し接線方向に延在するゲートを設けた構成とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る粉体と液体との連続混合装置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１および図２は、本発明に係る粉体と液体との連続混合装置の一実施例を示すものである。すなわち、図１および図２において、参照符号１０は粉体定量供給装置等（図示せず）に接続されて所要の粉体を連続的に定量供給する粉体供給筒を示し、この粉体供給筒１０の開口部１０ａには、これを囲繞するように溢流槽１２を設け、この溢流槽１２の中央部から所要の液体を環状溢流膜として流下させるオーバーフローコーン１４を設ける。なお、このオーバーフローコーン１４を設けた溢流槽１２には、所要の液体を連続的に供給するための給水管１６が連通接続されている。
【００２３】
しかるに、本実施例においては、前記オーバーフローコーン１４の比較的下方位置に、斜め下方に指向させて複数の噴射ノズル１８を設ける。この噴射ノズル１８は、例えばその基部が溢流槽１２の内部に開口しており、溢流槽１２内部の液体レベルの差圧によって、記オーバーフローコーン１４の内方に指向して溢流槽１２内の液体を噴射供給するように構成されている。
【００２４】
さらに、前記オーバーフローコーン１４の下部には、前記オーバーフローコーン１４と同心的に回転混合盤２０を備えた混合室２２が設けられている。前記混合室２２の一側部には、排出口２４を設けられている。そして、この排出口２４には、前記回転混合盤２０の外周と接線方向に指向して回転混合盤２０の回転に伴って移送される粉体と液体との混合流体を、排出口２４へ適正に案内するためのゲート２５が設けられている。また、前記回転混合盤２０の上部外周には、前記混合室２２の天井部に対して掻取り操作を行う少なくとも１つの掻取り羽根２６が設けられている。さらに、前記回転混合盤２０の上部中心部には、前記オーバーフローコーン１４から落下してくる粉体と液体との混合流体を、遠心方向に分散し展開させるための分散展開コーン２８が突設されている。
【００２５】
なお、前述したように前記混合室２２内に構成配置された回転混合盤２０は、その下部中心部に回転駆動軸３０の一端部３０ａを結合すると共に、回転駆動軸３０の他端部３０ｂを従動プーリ３２、伝動ベルト３３、駆動プーリ３４を介して電動モータ３６の駆動出力軸３６ａに結合することによって、適宜回転駆動制御し得るように構成される。
【００２６】
このように構成した本実施例における粉体と液体との連続混合装置によれば、溢流槽１２に供給される液体は、その流入量に応じて、オーバーフローコーン１４の上端部よりその内壁面に沿って薄膜状に自然流下する。この薄膜状の流下液面に対して、粉体供給筒１０の開口部１０ａから供給される粉体が当接して混合しながら流下する。しかるに、本実施例においては、前記オーバーフローコーン１４の下方位置に設けた噴射ノズル１８から、溢流槽１２内部の液体レベルの差圧によって液体を噴射供給することにより、オーバーフローコーン１４を流下する間において、液体に当接した粉体の液体に対する均一混合化を高めることができる。
【００２７】
次いで、このようにして得られた粉体と液体との混合流体は、混合室２２内に落下すると、その中心部に突設された分散展開コーン２８により、回転駆動する回転混合盤２０の遠心方向に対し均一分散されながら充分混合が行われ、その遠心力によって排出口２４へ円滑に案内排出することができる。この場合、前記回転混合盤２０は、極めてシンプルな円形回転盤の構成とし、例えば図示のように、混合室２２の天井部に対して掻取り操作を行う単一の掻取り羽根２６を設けることのみによって、粉体に対する剪断作用を低減して遠心作用を有効に発揮し得る構成とすることが好ましい。
【００２８】
図３および図４は、前述した本実施例における連続混合装置のオーバーフローコーン１４に設ける噴射ノズル１８の変形例を示すものである。すなわち、図３においては、図１に示す実施例における噴射ノズル１８に加えて、オーバーフローコーン１４の上方に、その下方へ指向させて複数の噴射ノズル１９を設けたものである。この場合、前記噴射ノズル１９への液体の供給に際しては、所要の給水源から給水ポンプＰおよび濾過器Ｆを介して溢流槽１２へ連通される給水管１６の一部を分岐して、適宜流量調整弁Ｖを設けた分岐給水管１６ａにより、吐出圧力を調整可能に供給するよう構成したものである。
【００２９】
図４は、図３に示す噴射ノズル１８に対する液体の供給について、溢流槽１２から分離し、前記図３に示す噴射ノズル１９と同様に、給水管１６の一部を分岐して、適宜流量調整弁Ｖを設けた分岐給水管１６ｂにより、吐出圧力を調整可能に供給するよう構成したものである。なお、前述したように、それぞれ分岐給水管１６ａ、１６ｂにより複数の噴射ノズル１９、１８に対し液体を供給するに際しては、各噴射ノズル１９、１８において均等な吐出圧力を保持するような配管とすることが好ましい。
【００３０】
図５は、前述した本実施例における粉体と液体との連続混合装置のさらに変形例を示すものである。なお、説明の便宜上、図１に示す実施例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
すなわち、図５においては、前記回転混合盤２０の上部中心部に突設する分散展開コーン２８′を、その先端が粉体供給筒１０の開口部１０ａに近接する位置まで延設させたものである。このように構成配置するすることにより、前記粉体供給筒１０の開口部１０ａから落下供給される粉体は、予め前記分散展開コーン２８′に衝突することによって、オーバーフローコーン１４から流下する薄膜状の流下液面に対し、適正かつ円滑に均一分散され、前述した噴射ノズル１８、１９による液体の噴射作用とも相俟って、粉体と液体との均一混合化をより効果的に達成することができる。
【００３２】
従って、前記構成からなる本発明に係る粉体と液体との連続混合装置を使用して、ＰＶＡ水溶液の連続製造を行った結果、泡の発生を抑制して極めて円滑かつ良好なＰＶＡ水溶液の製造を達成できることが確認され。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施例についてそれぞれ説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、例えばオーバーフローコーン１４に設ける噴射ノズルの設定位置、設定数および液体の供給手段等については任意に設定することができるばかりでなく、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
前述した実施例から明らかな通り、本発明に係る粉体と液体との連続混合装置は、連続的に供給される液体に粉体を分散当接させると共に回転混合盤を介して粉体と液体との均一な混合流体を得るように構成した粉体と液体との連続混合装置において、液体に粉体を分散当接させるに際して液体を噴射供給し、粉体と液体との均一混合化を高めるよう構成配置した噴射ノズルを設けると共に、剪断作用を低減させた簡単な構成からなり、遠心作用によって前記粉体と液体との均一混合流体の排出を行う回転混合盤を設けた構成としたことにより、液体に粉体を分散接触させるに際し、さらに液体を噴射供給して粉体と液体との均一混合化を高めると共に、回転混合盤について剪断作用を低減させた簡単な構成とし、粉体と液体との均一混合流体の円滑かつ連続的な製造を容易化することができる。
【００３５】
すなわち、本発明の粉体と液体との連続混合装置においては、粉体を連続的に定量供給する粉体供給筒の開口部を囲繞するように液体を環状溢流膜として流下させるオーバーフローコーンを設け、前記オーバーフローコーンの下部にこれと同心的に回転混合盤を備えた混合室を形成し、前記混合室の外周の一部に粉体と液体との混合流体の排出口を設けてなる粉体と液体との連続混合装置からなり、前記オーバーフローコーンの一部に環状溢流膜状に流下する粉体と液体との混合流体に対し、液体を噴射供給する噴射ノズルを設けたことにより、オーバーフローコーンで液体を流下させる間において、粉体と液体との均一分散および均一混合化を充分達成し、回転混合盤では強大な剪断作用を与えることなく、遠心作用のみによって粉体と液体との均一混合流体の円滑かつ連続的な製造を実現することができる。従って、本発明に係る粉体と液体との連続混合装置は、ＰＶＡ水溶液等の連続製造等に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粉体と液体との連続混合装置の一実施例を示す一部断面概略側面図である。
【図２】図１に示す粉体と液体との連続混合装置のＡ−Ａ要部断面平面図である。
【図３】図１に示す粉体と液体との連続混合装置における溢流槽および噴射ノズルに液体を供給するための液体供給手段の構成例を示す概略説明図である。
【図４】本発明に係る粉体と液体との連続混合装置の溢流槽および噴射ノズルに適用し得る液体供給手段の変形例を示す概略説明図である。
【図５】図１に示す粉体と液体との連続混合装置の変形例を示す一部断面概略側面図である。
【符号の説明】
１０  粉体供給筒
１０ａ  開口部
１２  溢流槽
１４  オーバーフローコーン
１６  給水管
１６ａ、１６ｂ  分岐給水管
１８、１９  噴射ノズル
２０  回転混合盤
２２  混合室
２４  排出口
２５  ゲート
２６  掻出し羽根
２８、２８′  分散展開コーン
３０  回転駆動軸
３０ａ、３０ｂ  回転駆動軸の端部
３２  従動プーリ
３３  伝動ベルト
３４  駆動プーリ
３６  電動モータ
３６ａ  駆動出力軸
Ｐ  給水ポンプ
Ｆ  濾過器
Ｖ  流量調整弁
【図１】
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【図２】
0003722707.tif 000003
【図３】
0003722707.tif 000004
【図４】
0003722707.tif 000005
【図５】
0003722707.tif 000006