(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構造で、粉体と液体との混合性能（効率）が高められた、粉体（特に微粒子の粉体）及び液体の懸濁・溶解（混合）装置を提供する。【解決手段】本発明の粉体及び液体の混合ユニットは、略曲面上の底面２を有し、粉体が流入ないし落下される粉体流入口６と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口７とを有する母管と、前記母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続された液体の流路となる分岐管４と、前記分岐管の前記母管側の端部に配設される、前記粉体との面状接触面を構成するように前記液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出する液体吐出口３とを備える。また、前記ユニットを使用して、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置、及び液体の混合物の製造方法等も提供する。【選択図】図１
2006130450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略曲面上の底面を有し、粉体が流入ないし落下される粉体流入口と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口とを有する母管と、
前記母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続された液体の流路となる分岐管と、
前記分岐管の前記母管側の端部に配設される、前記粉体との面状接触面を構成するように前記液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出する液体吐出口と
を備えることを特徴とする粉体及び液体の混合ユニット。
【請求項２】
前記液体吐出口は、液体を面状に吐出する一つの液体吐出口により、又は液体吐出口を複数組み合わせることにより、面状吐出流を形成するものである請求項１に記載のユニット。
【請求項３】
前記面状接触面を構成する面状の吐出流が、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流として形成される請求項１に記載のユニット。
【請求項４】
前記粉体流入口の配設位置は、前記母管の上流側の端部において、面状の吐出流の上へ分散して安定的に流入ないし落下される位置である請求項１〜３の何れか１項に記載のユニット。
【請求項５】
粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置用である請求項１〜４の何れか１項に記載のユニット。
【請求項６】
粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造するための粉体及び液体の混合装置であって、
請求項１〜５の何れか１項に記載のユニットを備え、
前記粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを前記ユニットの母管の上流側に備え、
前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプを前記ユニットの分岐管の上流側に備えることを特徴とする粉体及び液体の混合装置。
【請求項７】
前記ユニットの母管の下流側の端部に、剪断力を利用した、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させるための高分散混合装置を備える請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記高分散混合装置の下流側に、前記粉体及び前記液体の混合物ないし分散物を移送する混合物ないし分散物移送用の定量ポンプを備える請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記高分散混合装置の下流側に、前記高分散混合装置により前記粉体及び前記液体を混合分散して得た溶液又はスラリーを、前記液体を貯留する貯留槽に返送する返送装置を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記高分散混合装置の下流側に、前記粉体及び前記液体の混合物を更に均一に混合する混合物均一化装置を備える請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記粉体及び前記液体を混合して得られるものが、高粘性のスラリーである請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、その粉体の導出口において付着した粉体をかきとる粉体付着防止部材を備える請求項６〜１１の何れか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記粉体付着防止部材は、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプのローターの回転を利用して回転する一又は複数の回転子からなる請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
配管や、前記液体の流路となる管並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管を洗浄するための洗浄装置を備える請求項６〜１３の何れか１項に記載の装置。
【請求項１５】
粉体及び液体の混合物の製造方法において、
流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に吐出される前記液体とを接触させる工程を含むことを特徴とする粉体及び液体の混合物の製造方法。
【請求項１６】
前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することが、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行われる請求項１５に記載の方法
【請求項１７】
前記粉体は、前記面状に吐出される液体の上へ分散して安定的に流入ないし落下される請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造する粉体及び液体の混合物の製造方法であって、下記工程を含むことを特徴とする粉体及び液体の混合物の製造方法：
ａ．粉体を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにより、前記粉体の貯留槽から、定量流入ないし落下させる工程、
ｂ．液体を、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に、定量吐出させる工程、及び
ｃ．流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に吐出される前記液体とを接触させる工程。
【請求項１９】
前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することが、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行われる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記粉体は、前記面状に吐出される液体の上へ分散して安定的に流入ないし落下される請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
更に、
ｄ．前記工程ｃにおいて前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、剪断力を利用して、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させる工程
を含む請求項１８〜２０の何れか１項に記載の方法。
【請求項２２】
更に、
ｅ．前記工程ｄにおいて前記液体に対して前記粉体を分散させて得た前記粉体と前記液体との分散物を、前記液体を貯留する貯留槽に返送する工程
を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
更に、
ｆ．前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、更に均一になるよう混合する工程
を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記粉体と前記液体との混合物を、更に均一になるよう混合することが、静止型の管路撹拌装置により行われる請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
更に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口において、付着した粉体をかきとる粉体付着防止工程を含む請求項１８〜２４の何れか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記粉体付着防止工程は、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプのローターの回転を利用して回転する一又は複数の回転子の回転により行われる請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
更に、配管や、前記液体の流路となる管並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管を洗浄する工程を含む請求項１８〜２６の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体及び液体の混合ユニット、詳しくは、粉体及び液体を、当該粉体及び液体を接触、混合させるための管（固液接触管）、場合によっては更に粉体の導出口（固液接触管と、粉体を供給（流入ないし落下）させるための装置との接合部）における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止して、混合することができる粉体及び液体の混合ユニットに関する。
【０００２】
また、本発明は、このような粉体及び液体の混合ユニットを用いた、粉体及び液体をインラインで混合することができ、更に、目的とする濃度の粉体及び液体の混合物（溶液又はスラリー）を、粉体及び液体を接触、混合させるための管（固液接触管）、場合によっては更に粉体の導出口（固液接触管と、粉体を移送するための装置との接合部）における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止して、連続的に製造することができる粉体及び液体の混合装置、並びに粉体及び液体の混合物の製造方法等に関する。
【０００３】
本発明は、特に、高濃度及び／又は高粘性となる溶液或いはスラリーを製造したい場合であっても、目的とする濃度の溶液又はスラリーを、固液接触管、場合によっては更に粉体の導出口における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止して、連続的に製造することができる粉体及び液体の混合装置、並びに粉体及び液体の混合物の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００４】
粉体及び液体を混合して粉体及び液体の混合物、即ち溶液又はスラリーを調製する際には、粉体を混合（懸濁又は溶解）させる液体を貯留した貯留槽まで粉体を移送し、その液体に注入し、混合させる。しかしながら、粉体を定流量で連続的に移送することが難しいために、回分（バッチ）式操作が一般的で、先ず、所定量計量した粉体を搬送（移送）し、次いで、混合槽で所定量の液体と混合して溶液又はスラリーを調製せざるを得ないこと、回分式装置のために溶液又はスラリーの調製量に比べて、装置が大型化すること、回分式装置においては粉体が撹拌、混合中に液面から舞い上がって周囲に飛散し易いこと、及び粉体と液体とが合流（接触）し、混合される部分（合流部）において、供給される液体の湿気や飛沫に粉体が付着することによる粉体及び液体の混合物の蓄積ないし滞留が生ずることによって、配管、特に粉体及び液体を混合させるための管である固液接触管が徐々に閉塞し、最終的には完全に閉塞すること等、種々の問題点があった。
【０００５】
一方、上記問題点を解決すべく、多くの提案がされている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
例えば、気固混相流で粉体を移送する粉体用一軸偏心ポンプと、粉体を懸濁及び／又は溶解する液体を駆動流体とし、粉体用一軸偏心ポンプから移送管を経由して移送された気固混相流を吸引するエゼクターと、エゼクターの下流に設けられた混合手段と、混合手段の下流に設けられた分離手段とを備えた粉体の懸濁・溶解装置により連続的かつ定量的に粉体を液体に懸濁・溶解させることができるという報告がある（特許文献１参照）。しかしながら、報告されている懸濁・溶解装置では、粉体及び液体の撹拌、混合中において粉体が飛散することや、粉体及び液体の混合において回分（バッチ）式操作としなければならなかったこと、溶液又はスラリーの調製量に比べて、装置が大型化することといった問題点は改善されているものの、上記配管（特に固液接触管）における粉体及び液体の混合物の蓄積ないし滞留により閉塞することについては改善されていない。更に、エゼクターを使用することにより生ずる問題、即ち、気体と粉体とを分離することなく混相流として液体と混合し、その混合過程で粉体と液体とを接触させる（粉体とエアーを一緒に巻き込む）ため、気体（エアー）分離手段を設ける必要があり、装置がやや煩雑になること、エゼクター内の圧力が変動し易く、流量のコントロールが難しいこと、エゼクター内の圧力バランスが壊れると直ぐに配管等の閉塞が起こること、及びエゼクターの粉体吸引部のノズルがつまり易いことという問題があった。また、エゼクターを使用する場合には、例えば、普通ポルトランドセメント粉体と水を混合する場合において、水流量を１０００ｋｇ/Ｈとした場合の普通ポルトランドセメント粉体の流量は最大２００ｋｇ/Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大１７ｗｔ％）と、液体の流量に対する粉体の流量を高くすることができないため、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度に調製することができないという問題もあった。更に、この装置では、高粘性のスラリーを製造することは困難であり、また、シリカ（例えばアエロジル）等の微粒子の粉体と、適当な液体とを混合する場合には、液体の液面上に粉体が浮いてしまい、十分に混合できないという問題もある。
【０００７】
微粒子の粉体（微粉体）と、適当な液体とを混合する装置として、微粉体の貯留槽と、該貯留槽の下端排出口に接続され、少量の空気を導入して微粉体を定量移送する一軸偏心ねじポンプと、該ポンプの吐出口に微粉体供給管を介して基端が接続され、先端がラッパ状に開口する排出管と、液体を貯留し、一定速度で回転する撹拌翼を配備した溶解槽とを備えた微粉体の溶解装置が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この装置では、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度に調製することができないため更なる改良が求められる。
【０００８】
更に、粉体移送用一軸偏心ねじポンプのステータ先端側の粉体吐出口（導出口）に移送配管の一端を接続し、配管内のほぼ全長にわたりフレキシブルワイヤの一端をロータの先端に一体回転可能に止着すると共にポンプケーシングもしくはロータの駆動装置を介してフレキシブルワイヤをアースすると、粉体移送用配管内に粉体が付着して閉塞されることが防止されることが報告されている（特許文献３参照）。この装置によれば、粉体移送用一軸偏心ねじポンプの粉体吐出口における閉塞は防止されるが、固液接触部（固液接触管）における閉塞の抑止について更なる改良が求められる。
【０００９】
このような情況下に、回分式装置でなく、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、粉体及び液体の流量のコントロールが容易で、粉体及び液体を接触、混合させるための管（固液接触管）、場合によっては更に粉体の導出口（固液接触管と、粉体を移送するための装置との接合部）における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止して、更に、粉体としてシリカ等の微粒子の粉体を選択する場合や、高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリー（懸濁液）を調製したい場合であっても、目的とする溶液又はスラリーを調製することができる溶解・懸濁（混合）装置を開発することが望まれている。
【００１０】
【特許文献１】特許第３３５６９５７号公報
【特許文献２】特開平９−２７６６７４号公報
【特許文献３】特開２００１−１５１３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来技術に比較して、簡易な構造で、粉体と液体との混合性能（効率）が高められた、粉体（特に微粒子の粉体）及び液体の懸濁・溶解（混合）装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明においては、特定の粉体及び液体の混合ユニットを用いる。この特定の粉体及び液体の混合ユニットは、固液接触管として、略曲面上の底面を有し、粉体が流入ないし落下される粉体流入口と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口とを有する母管を備え、前記母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続された液体の流路となる分岐管と、前記分岐管の前記母管側の端部に配設される、前記粉体との面状接触面を構成するように前記液体を前記母管の内部に向かって面状に（面状吐出流を形成するよう）吐出する液体吐出口とを備える。
【００１３】
即ち、本発明の第一の視点において、略曲面上の底面を有し、粉体が流入ないし落下される粉体流入口と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口とを有する母管と、
前記母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続された液体の流路となる分岐管と、
前記分岐管の前記母管側の端部に配設される、前記粉体との面状接触面を構成するように前記液体を前記母管の内部に向かって面状に（面状吐出流を形成するよう）吐出する液体吐出口と
を備えることに特徴を有する粉体及び液体の混合ユニット（以下、「本発明の粉体及び液体の混合ユニット」とも称する。）を提供することができる。
【００１４】
本発明の粉体及び液体の混合ユニットでは、前記母管及び前記分岐管を、ともに円管とすることができ、このとき、前記母管は、円管を所定角度曲げたエルボー形状をなし、前記分岐管は、エルボー形状をなした前記母管の近傍（例えばその肩部分と上流側端部との間）に貫設ないし接続されるようにすることができる。また、前記液体吐出口は、液体を面状に吐出する一つの液体吐出口により、面状吐出流を形成するものであってもよく、又は液体吐出口（例えば線状若しくは棒状に吐出するもの等）を複数組み合わせることにより、面状吐出流を形成するものであってもよい。
【００１５】
更に、本発明の粉体及び液体の混合ユニットでは、前記面状接触面を構成する面状の吐出流（面状に吐出される液体の流れ）を、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流として形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明の粉体及び液体の混合ユニットにおいて、前記粉体流入口の配設位置については、好ましくは前記母管の上流側の端部において、面状の吐出流（面状に吐出する液体）の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）される位置が選択される。
【００１７】
本発明の粉体及び液体の混合ユニットには、後述する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを備えさせることができ、この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプには、その粉体の導出口（前記母管においてその粉体流入口）において付着した粉体をかきとる粉体付着防止部材を備えさせることができる。このことにより、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口に付着した粉体をかきとることができ、しかも湿気が付着することを防ぐことができるので、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口における粉体の付着がないか、又は極めて高い確率で抑止される。その結果、前記粉体の導出口の閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止することができる。なお、前記粉体付着防止部材については、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプのローターの回転を利用して回転する一又は複数の回転子からなるものにすることができる。
【００１８】
なお、本発明の粉体及び液体の混合ユニットは、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置用として使用することができる。
【００１９】
本発明の第二の視点において、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造するための粉体及び液体の混合装置であって、
前記記載のユニット、即ち本発明の粉体及び液体の混合ユニットを備え、
前記粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを前記ユニットの母管の上流側に備え、
前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプを前記ユニットの分岐管の上流側に備えることに特徴を有する粉体及び液体の混合装置（以下、「本発明の粉体及び液体の混合装置」とも称する。）を提供することができる。
【００２０】
本発明の粉体及び液体の混合装置では、好ましくは、前記ユニットの母管の下流側の端部に、剪断力を利用した、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させるための高分散混合装置を備えさせる。また、この場合において、前記高分散混合装置の下流側に、より好ましくは、更に前記粉体及び前記液体の混合物ないし分散物を移送する混合物ないし分散物移送用の定量ポンプを備えさせ、場合により、更に前記高分散混合装置により前記粉体及び前記液体を混合分散して得た溶液又はスラリーを、前記液体を貯留する貯留槽に返送する返送装置を備えさせる。このことにより、粉体が均一分散した、より高濃度のスラリー又は溶液を調製することができる。
【００２１】
本発明の粉体及び液体の混合装置では、前記高分散混合装置の下流側に、前記粉体及び前記液体の混合物を更に均一に混合する混合物均一化装置を備えさせることができる。このことにより、前記粉体及び前記液体をインラインでより均一に混合できる。
【００２２】
本発明の粉体及び液体の混合装置において、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプには、その粉体の導出口において付着した粉体をかきとる粉体付着防止部材を備えさせることができる。このことにより、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口に付着した粉体をかきとることができ、しかも湿気が付着することを防ぐことができるので、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口における粉体の付着がないか、又は極めて高い確率で抑止される。その結果、前記粉体の導出口の閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止することができる。なお、前記粉体付着防止部材については、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプのローターの回転を利用して回転する一又は複数の回転子からなるものにすることができる。
【００２３】
本発明の粉体及び液体の混合装置には、更に、配管や、前記液体の流路となる管（特に分岐管）並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管を洗浄するための洗浄装置を備えさせることができる。この洗浄装置を設けることにより、配管、特に前記液体の流路となる管（特に分岐管）並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管に付着した粉体及びスラリー等をインラインで完全に取り除くことができる。
【００２４】
本発明の第三の視点において、粉体及び液体の混合物の製造方法において、
流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に（面状吐出流を形成するよう）吐出される前記液体とを接触させる工程を含むことに特徴を有する粉体及び液体の混合物の製造方法（以下、「本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法」とも称する。）を提供することができる。
【００２５】
本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法においては、前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することを、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行うことができる。
【００２６】
また、本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法においては、前記粉体を、前記面状に吐出される液体（面状の吐出流）の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）させることが好ましい。
【００２７】
本発明の第四の視点において、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造する粉体及び液体の混合物の製造方法であって、下記工程を含むことに特徴を有する粉体及び液体の混合物の製造方法（以下、「本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法」とも称する。）を提供することができる：
ａ．粉体を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにより、前記粉体の貯留槽から、定量流入ないし落下させる工程、
ｂ．液体を、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に（面状吐出流を形成するよう）、定量吐出させる工程、及び
ｃ．流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に吐出される前記液体とを接触させる工程。
【００２８】
また、本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することを、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行うことができる。
【００２９】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法においては、前記粉体を、前記面状に吐出される液体（面状の吐出流）の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）させることが好ましい。
【００３０】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、更に、
ｄ．前記工程ｃにおいて前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、剪断力を利用して、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させる工程、必要により、更に、
ｅ．前記工程ｄにおいて前記液体に対して前記粉体を分散させて得た前記粉体と前記液体との分散物を、前記液体を貯留する貯留槽に返送する工程
を含めることができる。
【００３１】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、更に、
ｆ．前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、更に均一になるよう混合する工程
を含めることができる。
【００３２】
なお、本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、前記粉体と前記液体との混合物を、更に均一になるよう混合することを、静止型の管路撹拌装置により行うことができる。
【００３３】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法には、更に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口において、付着した粉体をかきとる粉体付着防止工程を含めることができる。なお、前記粉体付着防止工程については、例えば、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプのローターの回転を利用して回転する一又は複数の回転子の回転により行うことができる。
【００３４】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、更に、配管や、前記液体の流路となる管並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管を洗浄する工程を含めることができる。この洗浄する工程を付加することによって、配管、特に前記液体の流路となる管並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管に付着した粉体及びスラリー等をインラインで完全に取り除くことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、簡易な構造で、粉体と液体との混合性能（効率）が高められた、特定の粉体及び液体の混合ユニット、詳しくは粉体及び液体が接触する（混合される）管である固液接触管、本発明においては母管における閉塞がないか、又は高い確率で抑止される（減少する）、即ち固液接触管がつまらないか又はつまり難い状態で、粉体及び液体の混合物、即ち溶液或いはスラリー、特に高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーを簡便に調製（製造）することができる特定の粉体及び液体の混合ユニットを提供する。
【００３６】
また、前記記載の混合ユニットを使用して、連続して安定した、溶液或いはスラリー、特に高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーを製造することができる粉体及び液体の混合装置を提供する。この粉体及び液体の混合装置（本発明の粉体及び液体の混合装置）は、簡易な構造を有し、粉体と液体との高い混合性能（効率）を有する。具体的には、装置が煩雑でなく、管内の圧力の変動がし難く、粉体及び液体の流量のコントロールが容易で、粉体及び液体が接触する（混合される）管である固液接触管、本発明においては母管や、粉体移送のための装置（粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ）の粉体の導出口がつまらないか、又はつまり難い（閉塞がないか又は極めて高い確率で抑止される）。したがって、粉体及び液体を連続して（インラインで）、簡便に、固液接触管等がつまらないか、又はつまり難い状態で混合することができる。また、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させることにより、より高濃度の溶液又はスラリーを調製することが可能である。特に、微粒子の粉体と液体を混合して溶液或いはスラリーを製造する場合や、粉体と液体とを混合して高粘性の溶液或いはスラリーを製造する場合であっても、このような溶液或いはスラリーを連続して（インラインで）、簡便に、固液接触管等がつまらないか、又はつまり難い状態で製造することができる。本発明によれば、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）し、溶液又はスラリーを連続して製造する粉体及び液体の混合物の製造方法等も提供することができる。
【００３７】
更に、前記粉体及び液体の混合装置或いは前記粉体及び液体の混合物の製造方法等を使用して、高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーを、連続的、かつ簡便に製造することができる。したがって、本発明は、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
本発明には、粉体及び液体の混合ユニットや、粉体及び液体をインラインで混合（インラインで粉体を液体に溶解又は懸濁）し、連続して粉体及び液体の混合物（溶液又はスラリー）を製造するための粉体及び液体の混合装置、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）し、溶液又はスラリーを連続して製造する溶液又はスラリーの製造方法等が含まれる。なお、本発明の粉体及び液体の混合ユニット及び本発明の粉体及び液体の混合装置を中心に図１〜図９及び図１３を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
（本発明の粉体及び液体の混合ユニット）
本発明の粉体及び液体の混合ユニットでは、粉体及び液体を、当該粉体及び液体が接触、混合される管（固液接触管、本発明においては母管）や、粉体移送のための装置（粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ）の粉体の導出口における閉塞を起こすことがないか又は極めて高い確率で抑止して、簡便に混合することができる。特に、微粒子の粉体と液体を混合する場合や、高濃度及び／又は高粘性の粉体及び液体の混合物（溶液或いはスラリー）となる粉体と液体とを混合する場合においても、このような粉体と液体とを、固液接触管等における閉塞を起こすことがないか、又は極めて高い確率で抑止して、簡便に混合することができるので、微粒子の粉体及び液体の混合用或いは高粘性の溶液或いはスラリー製造用の粉体及び液体の混合ユニットとして極めて優れている。
【００４０】
図１は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットの概略構成を示した図である。図１を参照すると、当該混合ユニットは、粉体、液体及びこれらの混合物の流路となる母管２と当該母管の外周にこれと連通するように貫設された液体の流路となる分岐管４とからなる固液接触管を有する。前記母管２は円管であるが、これを所定角度曲げたエルボー形状をなしている。また、前記母管２は粉体が流入ないし落下される粉体流入口６と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口７とを有する。一方、前記分岐管４は円管であり、エルボー形状をなした前記母管２の近傍、詳しくはその肩部分と上流側端部との間に貫設ないし接続されている。また、前記分岐管４の前記母管２側の端部には、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管２の内部に向かって面状（面状吐出流を形成するよう）に吐出することができる液体吐出口３が配設されている。当該固液接触管において、前記母管２の上流側には、粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１が備えられているが、この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１は、母管内部からその外部へと粉体が飛散することのないよう蓋５を介して接続されている。更に、前記分岐管４の上流側の端部には、図示はしていないが、液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプが配設され、この液体移送用の定量ポンプにより液体が液体吐出口３に供給され、液体吐出口３から吐出される。なお、図示はしていないが、通常、蓋５には圧力バランスのために排気口が備えられる。また、この排気口には通常、フィルターが備えられる。
【００４１】
本発明の粉体及び液体の混合ユニットにおいて使用する固液接触管は、粉体、液体及びこれらの混合物の流路となる母管と当該母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続された液体の流路となる分岐管とからなるものにすることができる。
【００４２】
前記母管については、当該母管の内壁へ付着する粉体の除去等の観点から、略曲面上の底面を有し、更に粉体が流入ないし落下される粉体流入口と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口とを有するものであればよい。例えば、前記母管として、円管を選択し、これを所定角度、例えば、９０°程度曲げてエルボー形状とすることができる。
【００４３】
前記分岐管については特に制限は無い。例えば、前記分岐管として円管を選択することができる。
【００４４】
前記固液接触管、詳しくは前記母管及び前記分岐管のそれぞれの大きさ（太さ及び長さ等）については、混合すべき粉体及び液体の種類や量、混合ユニットとしての規模に応じて適宜選択すればよく、特に限定されない。なお、通常は、液体の吐出の簡便さから、前記分岐管は、前記母管よりも小さくする。
【００４５】
また、前記母管及び前記分岐管のそれぞれの材質についても、特に制限は無い。
【００４６】
本発明においては、前記分岐管を、前記記載のように前記母管の外周にこれと連通するように貫設ないし接続する。その貫設ないし接続の位置及び方向については、前記分岐管には液体吐出口が配設されるため、後述するように液体吐出口の方向及び位置、即ち、前記母管の形状や粉体移送のための装置（粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ）の粉体の導出口の位置や粉体の移送、供給（導入）の形態等に依存するが、本発明の目的を阻害しない範囲内で、前記母管の外周上の適当な位置に貫設ないし接続することができる。通常は、後述するように前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記液体を前記粉体と高い接触面積で接触させるために効率的な位置及び方向に貫設ないし接続する。例えば、前記母管について、円管を所定角度曲げたエルボー形状をなす管を選択して、前記分岐管を、エルボー形状をなした前記母管の近傍（例えばその肩部分と上流側端部との間）に位置させ、前記母管の粉体及び液体の混合物の導出口の方向に向かって水平に貫設ないし接続することができる。
【００４７】
前記液体吐出口については、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるために適した形態、即ち粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状（面状吐出流を形成するよう）に吐出することができるものであればよい。したがって、前記液体吐出口は、液体を面状に吐出する一つの液体吐出口により、面状吐出流を形成するものであってもよく、又は液体吐出口（例えば線状若しくは棒状に吐出するもの等）を複数組み合わせることにより、面状吐出流を形成するものであってもよい。
【００４８】
図２は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットにおいて使用する液体吐出口から吐出される液体のとる形態の一例を模式的に示した図である。図３は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットについて、図２におけるＡ−Ａ’方向の断面を見たときの図を示したものである。図２及び３を参照すると、当該粉体及び液体の混合ユニットでは、液体１６が、分岐管１４を通って、液体吐出口１３から前記液体移送用の定量ポンプにより、母管１２の内部に吐出される。このとき、この液体１６は、前記液体吐出口１３から粉体との面状接触面を構成するように前記母管１２の内部に向かって面状に吐出されるので、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ粉体移送のための装置（粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ）１１から供給される（流入ないし落下する）前記粉体と高い接触面積で接触され、混合される。なお、図４は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットについて、図２におけるＡ−Ａ’方向の断面を見たときの図を示したものであり、図４を参照すると、液体１６は、前記液体吐出口を複数組み合わせてなるもの１３から面状吐出流を形成するよう吐出されている。このように液体吐出口を複数組み合わせることにより、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出させてもよい。
【００４９】
したがって、本発明において、前記面状接触面を構成する面状の吐出流の形態については、前記記載したように、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるために適した形態であれば、特に限定されない。好ましくは、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流として形成される。なお、前記所定角度については、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるために効率的な角度であればよく、特に制限されない。好ましくは粉体の流入ないし落下方向に向かって３０〜６０°程度である。
【００５０】
前記記載したように、本発明においては、前記液体吐出口として、前記面状吐出流を形成するよう液体を吐出すべく適当な構造を有する吐出口を、一つ又は複数組み合わせて用いて、液体を吐出することができるが、この吐出については特に困難なく行うことができる。図１３は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットにおいて使用する液体吐出口の一例を示す端面図である。図１３を参照すると、液体吐出口は一つであるが、特定の構造、具体的には、液体の流路１２９と連通し、また当該流路から供給される液体と衝突してこれを扇様に拡張させるべく偏向角度としてその液体の供給方向に対して所定の角度（好ましくは３０〜６０°程度）傾斜させた衝突面１３０を有し、更に液体の供給方向に直交する方向において所定の角度（好ましくは９０〜１２０°程度）にわたって広がって開口した構造を有している。このため、この液体吐出口は、液体を広角に（扇様に拡張して）、膜ないし層状の吐出流として吐出させることができる。また、この場合には、液体を衝突面に対して衝突させて広角に吐出させることができるので、高粘性の液体を好適に採用することができる。一方、前記液体吐出口を複数組み合わせる場合であっても、複数の液体吐出口からなるスリット状等の構造を採用することにより液体を粉体との面状接触面を構成するよう面状に吐出させることができる。
【００５１】
本発明において、液体を吐出すること自体については、特に制限は無い。例えば、後述する前記分岐管に配設される液体移送用の定量ポンプで吐出ないし噴出させることができるが、この液体移送用の定量ポンプとは別に適当な液体吐出装置を選択して配設させ、液体を吐出、噴出等することもできる。ここで、本発明において使用する液体吐出装置については、特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る液体吐出装置を適宜選択して使用することができる。なお、液体の吐出圧力については、選択される液体の種類に応じて選択すればよく、特に限定されない。例えば、液体として水を選択する場合では、０．２ＭＰａＧ程度で行うことができる。
【００５２】
前記液体吐出口の配設については、前記分岐管の前記母管への貫設ないし接続の形態に応じて適宜なされる。例えば、前記分岐管を母管に貫設した場合には、前記液体吐出口を、前記分岐管の前記母管側の端部に配設することができ、前記分岐管を前記母管に接続した場合には、前記液体吐出口を、前記分岐管の前記母管側の端部に適当な管を介して配設することができる。また、前記液体吐出口の配設の位置及び方向については、前記分岐管同様、粉体移送のための装置の粉体の導出口の位置や粉体の導入の形態、或いは前記母管の形状等に依存するが、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるために効率的な位置及び方向に配設すればよく、特に限定されない。通常は、前記記載したように、前記母管の内壁、好ましくは粉体及び液体の混合物の導出口の方向、かつ粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、（例えば適当な偏向部材を用いて）粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度、好ましくは３０〜６０°程度傾けられた方向に、液体が吐出されるよう配設する。
【００５３】
本発明の粉体及び液体の混合ユニットにおいて、前記粉体流入口（後述する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプではその粉体の導出口）の配設位置については特に制限は無い。好ましくは前記母管の上流側の端部において、面状の吐出流の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）される位置が選択される。このようにすることで、前記粉体と前記液体とをより高い接触面積で接触させ、混合させることができる。
【００５４】
本発明においては、前記固液接触管、詳しくは母管に前記粉体を定量移送するために、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが選択され、この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが、通常、前記固液接触管の母管の上流側に備えられる。ここで、本発明において使用する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、ポンプケーシングの上端に備えた駆動装置の駆動輪のコネクティングロッドを介して、雌ねじ形ステータ内に挿入した雄ねじ形ロータを回転する形式の一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータの下端にプロペラシャフトを突設して該シャフトを前記ステータ下端の粉体吸込口より下方へ突出させ、該シャフトに粉体の吸込羽根を取着し、前記ステータ上端の吐出口に近接させてポンプケーシングに粉体搬出口を開設させることによって粉体移送を可能としたものである（特許第２６６０７２０号公報参照）。このような粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを使用した場合には、粉体の移送を定量的に行うことができ、また、粉体の移送の際のエアー（空気）の導入が微量、又はほとんど必要がないため、気体（エアー）分離手段を設ける必要がなくなる。なお、このような粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、商品名「粉体用ヘイシンモーノポンプ」で市販されている。
【００５５】
また、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにおいて、粉体移送の際の設定流量については、選択される粉体、及びその移送量に応じて適宜選択される。
【００５６】
更に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの配設については、前記したように前記粉体流入口の配設位置として前記母管の上流側の端部において、面状の吐出流の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）される位置を選択することが好ましいので、面状の吐出流の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）される位置にその粉体の導出口が配されるようにすることが好ましい。
【００５７】
なお、本発明において、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプには、後述するその粉体の導出口において、付着した粉体をかきとる粉体付着防止部材を備えることができる。しかも、この部材により、その粉体の導出口における湿気の付着を防ぐこともできる。
【００５８】
本発明においては、前記固液接触管、詳しくは母管に前記液体を定量移送するために、液体移送用の定量ポンプが選択され、この液体移送用の定量ポンプが、通常、前記固液接触管の分岐管の上流側に備えられる。ここで、本発明において使用する液体移送用の定量ポンプについては、特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る定量ポンプを適宜選択して使用することができる。例えば、雌ねじ形ロータを、駆動装置の駆動軸に連結してコネクティングロッドを介し偏心センターを中心に回転させ、ステータの横断面長円形孔内をその長軸方向に移動回転する横断面円形のロータによるポンピング作用によって、被移送物（液体）をステータ内に吸い込み、ステータを通して吐出させる液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用することができる。このような液体移送用の一軸偏心ねじポンプを選択した場合には、液体の移送を簡便かつ定量的に行うことができる。具体的に、このような液体移送用の一軸偏心ねじポンプとして、商品名「ヘイシンモーノポンプ」が市販されている。
【００５９】
また、前記液体移送用の定量ポンプにおいて、液体移送の際の設定流量については、選択される液体及びその移送量、並びに混合してできる溶液又はスラリー及びその移送量に応じて適宜選択される。
【００６０】
なお、本発明の粉体及び液体の混合ユニットは、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置用として使用することができる。
【００６１】
（本発明の粉体及び液体の混合装置）
本発明の粉体及び液体の混合装置は、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造するための粉体及び液体の混合装置であって、前記記載のユニット、即ち本発明の粉体及び液体の混合ユニットを備え、前記粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを前記ユニットの母管の上流側に備え、前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプを前記ユニットの分岐管の上流側に備える。したがって、溶液又はスラリーを、固液接触管（本発明においては特に母管）や、粉体移送のための装置（粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ）の粉体の導出口における閉塞を起こすことがないか又は極めて高い確率で抑止して、連続して（インラインで）、簡便に調製（製造）することができる。特に、微粒子の粉体と液体を混合して溶液或いはスラリーを製造する場合や、粉体と液体とを混合して高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーを製造する場合においても、このような溶液或いはスラリーを、固液接触管等における閉塞を起こすことがないか又は極めて高い確率で抑止して、連続して、簡便に製造することができるので、微粒子の粉体及び液体の混合用或いは高粘性の溶液或いはスラリー製造用の粉体及び液体の混合装置として極めて優れている。
【００６２】
図５は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図である。図５を参照すると、粉体及び液体の混合装置において、前記記載のユニット、即ち本発明の粉体及び液体の混合ユニット１９が備えられている。当該ユニットは、粉体、液体及びこれらの混合物の流路となる母管と当該母管の外周にこれと連通するように貫設される前記液体の流路となる分岐管とからなる固液接触管を備える。前記母管は円管であるが、これを所定角度曲げたエルボー形状をなしている。また、前記母管は粉体が流入ないし落下される粉体流入口と、粉体及び液体の混合物が導出される混合物導出口とを有する。一方、前記分岐管は円管であり、エルボー形状をなした前記母管の近傍、詳しくはその肩部分と上流側端部との間に貫設されている。また、前記分岐管の前記母管側の端部には、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出することができる液体吐出口が配設されている。当該固液接触管において、前記母管の上流側には、粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ２１が備えられているが、この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ２１は、母管内部からその外部へと粉体が飛散することのないよう蓋を介して接続されている。更に、前記分岐管の上流側の端部には、液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ２２が配設され、この液体移送用の定量ポンプにより液体が液体吐出口に供給され、液体吐出口から吐出される。
【００６３】
本発明の粉体及び液体の混合装置において使用する混合ユニットについては、前記記載のとおりである。
【００６４】
前記のように図５は本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図であるが、図５を参照すると、先ず、貯留槽２３から液体が、固液接触管の分岐管の上流側に備えられている液体移送用の定量ポンプ２２により分岐管の母管側の端部に配設されている液体吐出口（ノズル）２０へ移送、供給される。更に、液体吐出口（ノズル）２０へ移送された液体は液体移送用の定量ポンプ２２により、液体吐出口（ノズル）２０から、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出される。一方、前記液体の吐出に同期して、貯留槽から粉体が、固液接触管の母管の上流側に備えられている粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ２１により母管へ移送、供給、即ち流入（詳しくは落下）される。次に、前記母管の内部に吐出された前記液体と前記粉体とが、前記母管において高い接触面積で接触、混合される。
【００６５】
本発明において使用する貯留槽については、特に制限は無く、粉体、液体、及び溶液又はスラリーを貯留するために一般的に使用されるものが選択される。
【００６６】
本発明において使用する粉体については、特に制限は無く、目的に応じて選択される。例えば、セメント粉体、活性炭、消石灰、凝集剤等の粉体のような、液体、例えば水と混合した場合に低粘性の溶液又はスラリーとなる粉体や、後述するように、シリカ粉（例えばアエロジル）等の微粒子状物質、コーンスターチ、珪藻土等の粉体のような、液体、例えば水と混合した場合に高粘性の溶液又はスラリーとなる粉体、特に微粒子の粉体等を使用することができる。なお、本発明において、「高粘性」の溶液又はスラリーには、例えば、常法での粘度で高くとも２００００ｃＰ（２００００ｃＰ以下）、特に、１〜１００００ｃＰ程度の溶液又はスラリーが含まれ、本発明は、このような溶液又はスラリーの製造に適している。また、本発明において、微粒子の粉体とは、平均凝集粒子径が大きくとも１０μｍ（１０μｍ以下）の粉体をいい、平均凝集粒子径が１〜１０μｍ程度のアエロジル等の微粒子の粉体が含まれる。
【００６７】
前記粉体については、一種又は二種以上の粉体を使用することができる。具体的には、例えば、普通ポルトランドセメント粉体を使用する場合において高炉スラグ、フライアッシュ、膨張材、急硬材等の添加剤等を混入させる必要がある場合に、予めこのような添加剤等を適量混入させておくことができる。
【００６８】
本発明において使用する液体については、特に制限は無く、目的に応じて選択され、例えば、水、油等の低粘性流体、高粘性流体、薬剤等を使用することができる。
【００６９】
図６は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置において使用する粉体及び液体の混合ユニットの概略構成を示した図である。図６を参照すると、当該固液接触管、詳しくは粉体、液体及びこれらの混合物の流路となる母管３２の上流側には、粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ３１が蓋３５を介して配設されている。この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ３１には、回転可能な、粉体の導出口において付着した粉体をかきとる粉体付着防止部材３６が備えられている。即ち、図６においては、この粉体付着防止部材として金属ワイヤー（φ３ｍｍ程度）が、ローター３７に止着されている。したがって、この粉体付着防止部材３６の回転、詳しくは、前記粉体の導出口の内壁に接するようになされる又はその近傍を通過するようになされる回転により、粉体の導出口において付着した粉体をかきとり、しかも、粉体の導出口における湿気の付着を防ぐことができるので、前記粉体の導出口における閉塞をなくすか又は極めて高い確率で抑止することが可能となり、その結果、長期間連続して溶液又はスラリーを製造することが可能となる。よって、例えば、１日程度粉体及び液体の混合装置を運転してその都度洗浄を行うような、短期間の運転の場合には前記粉体付着防止部材を備えさせることは必ずしも必要とされないが、例えば、１週間以上、長期間連続して粉体及び液体の混合装置を運転させる場合には、前記粉体付着防止部材を備えさせることは、極めて有効である。
【００７０】
前記粉体付着防止部材の形状については、通常は前記粉体の導出口の内壁に接するよう又はその近傍を通過するよう前記粉体付着防止部材の回転がなされるために適した形状が選択され、また、その配設についても、同様に前記粉体の導出口の内壁に接するよう又はその近傍を通過するよう前記粉体付着防止部材の回転がなされるように配設がなされる。
【００７１】
前記粉体付着防止部材やその固定方法については、特に制限は無い。例えば、一又は複数の回転子を選択し、これを回転させる装置に配し、これを別途導出口に、溶接等の公知の固定方法により配設することができ、或いは粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの有するローターに、一又は複数の回転子を溶接等により止着することができる。特に、前記回転子をローターに止着する場合には、ローターの駆動（回転）に連動して（ローターの回転を利用して）粉体付着防止部材である回転子が回転して、粉体の導出口において、付着した粉体をかきとり、しかも粉体の導出口における湿気の付着を防ぐことができるので簡便である。なお、前記粉体付着防止部材としては、例えば、適当な大きさ（例えば３〜６ｍｍ程度の適当な幅や厚み、又はφ３〜６ｍｍの径、及び長さ（例えば５〜２０ｃｍ））を持った板状金属や棒状ないし糸状金属（例えば金属ワイヤー）を選択することができる。
【００７２】
本発明の粉体及び液体の混合装置は、特定の高分散混合装置を備える場合には、液体中における粉体の凝集を抑止することができるので、高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合に好適に使用される。即ち、本発明の粉体及び液体の混合装置は、粉体を多量に、具体的には、液体の容積に対し約３倍の容積の量で粉体を、前記固液接触管、詳しくは母管に移送する場合に好適である。例えば、図５を参照すると、前記母管の下流側の端部に配管を介して高分散混合装置２４が配設され、固液接触管の内部に吐出された液体と粉体とが、前記母管において高い接触面積で接触、混合された後、この高分散混合装置２４に移送、供給される。
【００７３】
ここで、前記高分散混合装置は、剪断力を利用した、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させるためのものである。このような高分散混合装置は、例えば、図５に示す如く、撹拌装置２７を備え、この撹拌装置２７は、複数の撹拌部材（ディスク）２５と回転軸２６とからなる。前記撹拌部材２５は適当な形状、例えば星形等をなしており、回転軸２６に対して複数の撹拌部材２５が隣接の撹拌部材と回転軸２６を中心として互いに所定の角度傾けて配されている。この回転軸２６の回転による撹拌部材２５の回転により液体がこの高分散混合装置２４に吸引され、この撹拌部材２５の回転による剪断力によって得られる高い分散力により液体中に粉体が高分散するため、高分散性の溶液又はスラリーが得られる。したがって、高い濃度の溶液又はスラリーを得ることができる。なお、前記撹拌部材の数や、回転速度については、特に制限は無く、例えば、シリカと水のスラリーの場合には、撹拌部材を５枚として1800rpm程度で回転させることができる。
【００７４】
本発明においては、前記高分散混合装置の下流側に、前記粉体及び前記液体の混合物ないし分散物を移送する混合物ないし分散物移送用の定量ポンプを配設させることにより、より高濃度かつ高粘度の溶液又はスラリーを得る、即ち粉体を多量に前記母管に移送して液体と混合させることができる。図７は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図であるが、図７を参照すると、高分散混合装置４７には、混合物ないし分散物移送用の定量ポンプ５１が備えられている。したがって、前記記載したように剪断力を利用して、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させる際、前記混合物ないし分散物移送用の定量ポンプ５１により液体がこの高分散混合装置４７に吸引されるので、高濃度かつ高粘性（高粘度）の溶液又はスラリーが得られる。なお、前記混合物ないし分散物移送用の定量ポンプについては、特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る定量ポンプを適宜選択して使用することができる。例えば、前記記載した液体移送用の定量ポンプを使用することができる。また、前記混合物ないし分散物移送用の定量ポンプの配設位置については、選択する混合物ないし分散物移送用の定量ポンプ（押出式、吸引式等）や粉体及び液体の混合装置全体の構成に応じて定めればよい。
【００７５】
また、本発明においては、前記粉体及び前記液体を均一になるよう混合分散して得られた（製造した）、より高濃度の溶液又はスラリーを、前記液体を貯留する貯留槽に返送することにより、極めて高濃度の溶液又はスラリーを製造することができる。図８は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図であるが、図８を参照すると、高分散混合装置６３には、配管を介して液体を貯留する貯留槽５９が配されている。また、この高分散混合装置６３には、配管を介して分岐するように、この高分散混合装置６３により前記粉体及び前記液体を混合分散して得た溶液又はスラリーを、前記液体を貯留する貯留槽５９に返送する返送装置（図示せず）が配されている。
【００７６】
前記返送装置については、特に制限は無い。このような返送装置を本発明の粉体及び液体の混合装置に備えさせることで、この高分散混合装置からのより高濃度の溶液又はスラリーの液体を貯留する貯留槽への返送により、極めて高濃度の溶液又はスラリーを得ることができる。
【００７７】
特に、本発明の粉体及び液体の混合装置では、粉体及び液体の混合物を更に均一に混合する特定の混合物均一化装置を備えさせることで、混合（分散）して得られた溶液又はスラリーをより均一に混合（分散）したものとして製造することができる。図９は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図であるが、図９を参照すると、前記母管の下流側の端部には、高分散混合装置７６が配設され、この高分散混合装置７６には配管を介して粉体及び液体の混合物を更に均一に混合する混合物均一化装置７７が配設されている。このようにすることで、より均一な高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーの調製が可能となる。
【００７８】
前記混合物均一化装置については、特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る混合装置を適当に選択して使用することができる。特に静止型の管路撹拌装置（スタティックミキサー）を使用することが好ましい。
【００７９】
ここで、静止型の管路撹拌装置（スタティックミキサー）とは、管と、管内に溶接等により装置（固定）される可動部分のないミキシングエレメント（混合素子）とからなり、管内において流体を撹拌流動させる、詳しくは流体の流れを分割し、それぞれを異なる方向に誘導することにより管断面における流体の相対的な位置関係を変えて、即ち管の管壁及びエレメントとの流体の接触流れの増大による旋回流によって、混合を促進させる構造を有するものをいう。
【００８０】
前記ミキシングエレメントとして、管の軸方向に順次配されている、管軸を中心として所定角度捩じられた複数のバッフル板であって、その軸方向端部が隣接したバッフル板の端部と互いに交叉して配されているバッフル板からなるもの等を使用することができる。本発明においては、管の内部の軸方向に順次配されている、管軸を中心として所定角度捩じられた複数のバッフル板であって、その軸方向端部が隣接したバッフル板の端部と互いに交叉して配されているバッフル板からなっているエレメント（特公平１−３１９２８号公報において記載されているミキシングエレメント）を選択することが好ましい。
【００８１】
なお、前記混合物均一化装置については、前記高分散混合装置の下流側に、一又は複数配設することができる。このような混合物均一化装置を配設することにより、粉体と液体とを更に均一に混合することができる。
【００８２】
本発明の粉体及び液体の混合装置においては、本発明において使用する配管や、前記液体の流路となる管（特に分岐管）並びに前記粉体及び液体の混合物の流路となる管を洗浄するための洗浄装置を、適当な位置に設けることができる。このとき、前記洗浄装置については特に制限は無く、公知又は将来開発され得る洗浄装置を選択して使用することができる。また、前記洗浄装置において使用する洗浄用の液体については特に制限は無いが、一般には混合すべき液体と同一の液体が選択される。
【００８３】
本発明においては、粉体及び／又は液体の流量等を調節するためのバルブ、調製（製造）された溶液又はスラリーを当該溶液又はスラリーの貯留槽等へ移送する装置等、他の装置ないし手段を適宜備えさせることができ、このような粉体及び液体の混合装置も本発明の粉体及び液体の混合装置に含めることができる。
【００８４】
本発明において使用する配管の材質については特に制限はない。例えば、耐腐食性の観点からSUS304を使用することができる。また、前記配管の形状及び大きさについても、特に制限は無く、選択される粉体や液体の種類や量、混合装置としての規模等に応じて適宜選択すればよい。
【００８５】
本発明において、必要により流量計等の測定器（計器類）を適宜配設することができ、この際の測定器については、公知又は将来開発され得る測定器を選択して使用することができる。
【００８６】
なお、本発明の粉体及び液体の混合装置は、その固液接触管、詳しくは母管の内部において、前記記載のように、母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるべく、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出される液体に、粉体を供給して（流入ないし落下させて）、液体と粉体とを高い接触面積で接触させ（具体的には、従来は液体：粉体の容積比が、１：０．５まで接触可能であったのに対し、本発明は液体：粉体の容積比が、１：３まで接触可能とした）、均一に混合させ、更に母管の内部（より詳しくは液体と粉体とが接触する地点の近傍）や粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口（母管の粉体流入口）における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止しており、粉体、特に溶解又は分散時に液体の液面上に浮き、液体への溶解又は分散による濃度の増加に伴い粘度が増加し溶解又は分散が困難となる、平均凝集粒子径が１〜１０μｍ程度の微粒子シリカ等の粉体、及び液体を混合して得られる、特に高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーのインラインでの製造を達成するものである。
【００８７】
したがって、本発明によれば、前記粉体と前記液体とを混合して得られる溶液又はスラリーが高粘性のものである場合であっても、前記のように液体は前記のような特定の形態をとるようにして吐出されているため、このような粉体を前記液体の液面に浮かせることなくこれを液体中に混合させることができるので、前記粉体と前記液体との混合を行うことができる。例えば、０．６ｇ／ｃｍ３のかさ密度を有し、液体、特に水と混合したときに高粘性の溶液又は懸濁液（スラリー）となる珪藻土と水とを混合する場合において、水流量を１３００ｋｇ/Ｈとした場合の０．６ｇ／ｃｍ３のかさ密度を有する珪藻土の流量が、最大１５９０ｋｇ/Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大約５５ｗｔ％）とすることができるので、特にエゼクターを使用する場合（例えば、０．６ｇ／ｃｍ３のかさ密度を有する珪藻土と水を混合する場合において、水流量を１３００ｋｇ/Ｈとした場合の０．６ｇ／ｃｍ３のかさ密度を有する珪藻土の流量は、最大３９０ｋｇ/Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大約２３ｗｔ％））に比べて、混合後の溶液又はスラリー、特にスラリーの濃度を高い濃度となるように、インラインで調製することができる。
【００８８】
特に、本発明によれば、前記粉体と前記液体とを混合して得られる溶液又はスラリーが高粘性のものであって、前記粉体が前記液体の液面に浮いてしまうような微粒子の粉体である場合であっても、前記のように液体は前記のような特定の形態をとるようにして吐出されているため、このような粉体を前記液体の液面に浮かせることなくこれを液体中に混合させることができる。例えば、微粒子シリカ粉体と水を混合する場合において、水流量を５００ｋｇ/Ｈとした場合の微粒子シリカ粉体の流量が、最大２１４ｋｇ/Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大約３０ｗｔ％）とすることができるので、特にエゼクターを使用する場合（例えば、微粒子シリカ粉体と水を混合する場合において、水流量を５００ｋｇ/Ｈとした場合の微粒子シリカ粉体の流量は、最大２５ｋｇ/Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大約５ｗｔ％））に比べて、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度となるように、インラインで調製することができる。即ち、前記粉体が、微粒子の粉体（例えば、シリカ等）である場合であっても、前記液体の液面上に粉体が浮くことをなくすか又は極めて高い確率で抑止して、前記粉体と前記液体との混合を行うことができる。
【００８９】
しかも、本発明の粉体及び液体の混合装置は、従来使用されていた混合槽を別途設けることを要しないため、従来の回分（バッチ）式の粉体及び液体の混合装置に比して、粉体及び液体の混合装置全体が小規模（コンパクト）なものになる。
【００９０】
（本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法）
本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法は、粉体及び液体の混合物の製造方法において、流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に（面状吐出流を形成するよう）吐出される前記液体とを接触させる工程を含むことに特徴を有する粉体及び液体の混合物の製造方法である。
【００９１】
本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法には、更に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口において付着した粉体をかきとる粉体付着防止工程や、配管や、前記液体の流路となる管及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄する工程を含めることができる。
【００９２】
また、本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法では、前記粉体を、前記面状に吐出される液体（面状の吐出流）の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）させることが好ましい。
【００９３】
特に、本発明の粉体及び液体の混合物の製造方法では、前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することを、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行うことができる。
【００９４】
なお、本発明については、前記記載の本発明の粉体及び液体の混合ユニットや本発明の粉体及び液体の混合装置における記載に基づいて容易に実施することができる。
【００９５】
（本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法）
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法は、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して粉体及び液体の混合物を製造する粉体及び液体の混合物の製造方法であって、下記工程を含むことに特徴を有する粉体及び液体の混合物の製造方法である：
ａ．粉体を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにより、前記粉体の貯留槽から、定量流入ないし落下させる工程、
ｂ．液体を、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に（面状吐出流を形成するよう）、定量吐出させる工程、及び
ｃ．流入ないし落下される前記粉体と、前記粉体との面状接触面を構成するように面状に吐出される前記液体とを接触させる工程。
【００９６】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、前記粉体を、前記面状に吐出される液体（面状の吐出流）の上へ分散して安定的に流入ないし落下（導入）させることが好ましい。
【００９７】
また、本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、更に、必要により、
ｄ．前記工程ｃにおいて前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、剪断力を利用して、高い分散力で前記液体に対して前記粉体を分散させる工程、必要により、更に、
ｅ．前記工程ｄにおいて前記液体に対して前記粉体を分散させて得た前記粉体と前記液体との分散物を、前記液体を貯留する貯留槽に返送する工程
を含めることができる。
【００９８】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、更に、
ｆ．前記粉体と前記液体とを接触させて得た前記粉体と前記液体との混合物を、更に均一になるよう混合する工程
を含めることができる。なお、本発明において当該工程ｆは前記工程ｄの後に行われる。
【００９９】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法には、前記記載した前記粉体と前記液体との混合物を、好ましくは静止型の管路撹拌装置により更に均一になるよう混合する工程の他、更に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口において、付着した粉体をかきとる粉体付着防止工程や、配管や、前記液体の流路となる管及び前記液体及び粉体の混合物の流路となる管を洗浄する工程等を含めることができる。
【０１００】
特に、本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法では、前記面状接触面を構成するように前記液体を吐出することを、粉体の流入ないし落下方向と斜交するように、粉体の流入ないし落下方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するよう行うことができる。
【０１０１】
なお、本発明については、前記記載の本発明の粉体及び液体の混合ユニットや本発明の粉体及び液体の混合装置における記載に基づいて容易に実施することができる。
【０１０２】
本発明の粉体及び液体の混合物のインラインでの製造方法によれば、液体と粉体とが接触する固液接触管、詳しくは母管の内部において、前記母管の内壁に付着する粉体を除去し、かつ前記粉体と高い接触面積で接触させるべく、粉体との面状接触面を構成するように液体を前記母管の内部に向かって面状に吐出される液体に、粉体を供給して（流入ないし落下させて）、液体と粉体とを高い接触面積で接触、均一に混合させ、更に母管の内部（詳しくは液体と粉体とが接触する地点）や粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口（母管の粉体流入口）における閉塞をなくすか、又は極めて高い確率で抑止している。したがって、粉体、特に溶解又は分散時に液体の液面上に浮き、液体への溶解又は分散による濃度の増加に伴い粘度が増加し溶解又は分散が困難となるシリカ等の微粒子の粉体及び液体を混合して、特に高濃度及び／又は高粘性の溶液或いはスラリーをインラインで簡便に製造することができる。
【実施例】
【０１０３】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、この実施例及び比較例により本発明は何ら制限されるものではない。
【０１０４】
［実施例１〜４］溶液又はスラリーの製造例−１〜４
図１０は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置（本発明品）の概略構成を示した図である。固液接触管を有する粉体及び液体の混合ユニット８３が備えられている。この固液接触管は、円管を９０°程度曲げたエルボー形状の母管と、その外周上にそれと連通するように貫設される円筒形状の（円管の）分岐管とからなる。この分岐管において、その母管側の端部には、液体吐出口として、液体の流路と連通し、また当該流路から供給される液体と衝突してこれを扇様に拡張させるべく偏向角度としてその液体の供給方向に対して所定の角度（３０〜６０°程度）傾斜させた衝突面を有し、更に液体の供給方向に直交する方向において所定の角度（９０〜１２０°程度）にわたって広がって開口する構造を有し、粉体の導入（落下）方向と斜交するように、粉体の導入（落下）方向に向かって所定角度傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するように水を、前記母管の内壁、詳しくは概ね粉体及び液体の混合物の導出口の方向に、噴出することができる一つのノズル８２が配設され、もう一方の端部には配管を介して液体移送用の一軸偏心ねじポンプ８５が配設されている。更にこの液体移送用の一軸偏心ねじポンプ８５は配管を介して液体の貯留槽８６と接続されている。また、固液接触管の母管の上流側の端部には、粉体の流入口が、前記吐出流を形成している水の上へ分散して安定的に落下されるように配され、そこに粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ８１が蓋及び配管を介して配され、更に粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ８１は粉体の貯留槽８４と接続されている。蓋には固液接触管内部の圧力バランスのため排気口及びフィルターが備えられている。当該母管の下流側の端部には、高分散混合装置としてハイシェアミキサー９０が配されている。このハイシェアミキサー９０には、回転軸８８と５枚の星形状の撹拌部材（ディスク）８７からなる撹拌装置８９が備えられている。なお、このハイシェアミキサー９０の下流側には、分岐するように配管が接続され、製造された溶液又はスラリーがこの配管を通って当該溶液又はスラリーの貯留槽（図示はしない）へ移送される。
この粉体及び液体の混合装置を用いて、下記方法により、下記表１の各実施例の欄に記載の各粉体成分及び各液体成分の各条件に基づいて各種溶液又はスラリーを製造した。
【０１０５】
（溶液又はスラリーの製造）
（１）貯留槽８６に液体として、水を、また、貯留槽８４に粉体として、各種粉体成分を、それぞれ導入した。
（２）液体移送用の一軸偏心ねじポンプ８５により、貯留槽８６からノズル８２へ水を、水の流量が５００ｋｇ/Ｈとなるように移送、供給した。
（３）ノズル８２から水を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ８１の粉体の導入（落下）方向と斜交するように、粉体の導入（落下）方向に向かって所定角度（４５°程度）傾けられた方向に扇様に拡張し、かつ当該所定角度傾けられた方向に対して垂直方向にも拡張した膜ないし層状の吐出流を形成するように、母管の内壁、詳しくは概ね粉体及び液体の混合物の導出口の方向に、噴出させた。
（４）（３）と同期するように（前記水の噴出に同期させて）、貯留槽８４から母管へ各種粉体成分を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ８１により流量２１４ｋｇ／Ｈで移送、供給、即ち落下させた。なお、このとき、エアー（空気）は、ほとんど導入しなかった。
（５）母管に供給された水及び各種粉体成分を母管において接触させた後、生じた水及び各種粉体成分の混合物をハイシェアミキサー９０へ、移送、供給して、均一に混合し、各種粉体成分の溶液又はスラリーとした。なお、このときハイシェアミキサー内の撹拌部材８７は1800rpmで回転させた。
【０１０６】
【表１】
2006130450.tif 000003
【０１０７】
（結果）
この結果、本発明の粉体及び液体の混合装置を用いることにより、インラインで30wt%の安定した濃度の各種粉体の溶液又はスラリーを簡便に製造することができた。しかも固液接触管において閉塞は発生しなかった。
【０１０８】
［実施例５］スラリーの製造例−５
図１２は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置（本発明品）の概略構成を示した図である。粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１１２の粉体の導出口に粉体付着防止部材としてφ３ｍｍ程度の金属ワイヤー１１４を、ローター（図示せず）に止着すること以外は、実施例１において用いた粉体及び液体の混合装置と同様の装置である。このような粉体及び液体の混合装置を用いて、下記表２の実施例５の欄に記載の粉体成分及び液体成分の各条件に基づいて、実施例１と同様にスラリーを製造した。
【０１０９】
【表２】
2006130450.tif 000004
【０１１０】
（結果）
この結果、本発明の粉体及び液体の混合装置を用いることにより、インラインで30wt%の安定した濃度、かつ高粘度の微粒子の粉体のスラリーを簡便に製造することができた。しかも固液接触管、及び粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプの粉体の導出口における閉塞は確認されなかった。
【０１１１】
以上から、本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管や粉体の導出口における閉塞がないか、又は極めて高い確率で抑止されるので、長期にわたって、溶液又はスラリー、特に高粘度及び／又は高濃度の溶液又はスラリーが、インラインで、簡便に製造されることが明らかである。
【０１１２】
［比較例１］スラリーの製造例−６
図１１は、比較例に係る粉体及び液体の混合装置（比較品）の概略構成を示した図である。粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０５は配管を介して粉体の貯留槽１０６と接続されている。また、この粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０５は配管１０７を介して溶解槽１０８とも接続されている。一方、溶解槽１０８には、液体が貯留され、撹拌装置１０９が配設され、この撹拌装置１０９が矢印の方向に回転している。
この粉体及び液体の混合装置を用いて、下記方法により、下記表３の比較例１の欄に記載の粉体成分及び液体成分の各条件に基づいてスラリーを製造した。
【０１１３】
（スラリーの製造）
（１）貯留槽１０８に液体として、水を、また、貯留槽１０６に粉体として、粉体成分を、それぞれ導入した。
（２）貯留槽１０６から貯留槽１０８へ各種粉体成分を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０５により流量１２５ｋｇ／Ｈで移送、供給した。
（３）撹拌装置１０９により撹拌して、水及び粉体成分を均一に混合し、粉体成分のスラリーとした。
【０１１４】
【表３】
2006130450.tif 000005
【０１１５】
（結果）
この結果、比較例の粉体及び液体の混合装置を用いた場合において、シリカの微粒子粉体を用いて高粘度のスラリーを製造するときには、インラインで20wt%の濃度のスラリーを、製造することができた。
【０１１６】
［実施例６］各種粉体及び液体の混合装置の評価
実施例５において用いた粉体及び液体の混合装置、並びに、比較例１において用いた粉体及び液体の混合装置について評価、即ち、微粒子粉体及び液体を混合してスラリーを製造したときの評価を行った。
【０１１７】
（評価結果）
実施例５において用いた粉体及び液体の混合装置、並びに比較例１において用いた粉体及び液体の混合装置について比較すると、比較例１において用いた粉体及び液体の混合装置により製造されたスラリーは、実施例５において用いた粉体及び液体の混合装置により製造されたスラリーに比べ濃度が低い。即ち、比較例の粉体及び液体の混合装置（比較例１ににおいて用いた粉体及び液体の混合装置）では、製造されたスラリーは、本発明の粉体及び液体の混合装置（実施例５において用いた粉体及び液体の混合装置）により製造されたスラリーに比べ極めて濃度が低く、高濃度で微粒子の粉体と液体とを混合することは困難である。
【０１１８】
以上から、本発明の粉体及び液体の混合装置においては、固液接触管や粉体の導出口における閉塞がないか、又は極めて高い確率で抑止されるので、長期にわたって、溶液又はスラリー、特に高粘度及び／又は高濃度の溶液又はスラリーが、インラインで、簡便に製造されることが明らかである。また、本発明によれば、微粒子の粉体と液体とを混合する場合であっても、溶液又はスラリー、特に高濃度、又は高濃度及び高粘度の溶液或いはスラリーを、インラインで、固液接触管における閉塞がないか、又は極めて高い確率で抑止されて、簡便に製造する微粒子の粉体及び液体の混合装置を提供することができる。したがって、本発明の粉体及び液体の混合装置は、長期間、例えば、１週間以上連続で運転するような場合において特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】図１は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットの概略構成を示した図である。
【図２】図２は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットにおいて使用する液体吐出口から吐出される液体のとる形態の一例を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットについて、図２におけるＡ−Ａ’方向の断面を見たときの図を示したものである。
【図４】図４は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットについて、図２におけるＡ−Ａ’方向の断面を見たときの図を示したものである。
【図５】図５は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図である。
【図６】図６は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置において使用する粉体及び液体の混合ユニットの概略構成を示した図である。
【図７】図７は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図である。
【図８】図８は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図である。
【図９】図９は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置の概略構成を示した図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置（本発明品）の概略構成を示した図である。
【図１１】図１１は、比較例に係る粉体及び液体の混合装置（比較品）の概略構成を示した図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置（本発明品）の概略構成を示した図である。
【図１３】図１３は、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合ユニットにおいて使用する液体吐出口の一例を示す端面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１１、２１、３１、４２、５５、６８、８１、１０５、１１２．粉体移送用の一軸偏心ねじポンプ
２、１２、３２．母管
３、１３、２０、３３、４４、５７、７０、８２、１１６．液体吐出口
４、１４、３４．分岐管
５、１５、３５．蓋
６．粉体流入口
７．混合物導出口
８、１７、２８、４０、５２、６４、７８、９１、１１０、１１１、１２５．粉体の導入方向
９、１８、２９、３９、５３、６５、７９、９２、１２６．液体の導入方向
１０、４１．粉体及び液体の混合物の導出方向
１６．液体
１９、４３、５６、６９、８３、１１５．粉体及び液体の混合ユニット
２２、４５、５８、７１、８５、１１７．液体移送用の定量ポンプ
２３、４６、５９、７２、８６、１１８．液体の貯留槽
２４、４７、６３、７６、９０、１２２．高分散混合装置（ハイシェアミキサー）
２５、４８、６０、７３、８７、１１９．撹拌部材
２６、４９、６１、７４、８８、１２０．回転軸
２７、５０、６２、７５、８９、１２１．撹拌装置
３０、５４、６６、６７、８０、９３、１０４、１２４．溶液又はスラリーの導出方向
３６、１１４．粉体付着防止部材
３７．ローター
３８．粉体付着防止部材の回転方向
５１．ポンプ
７７．混合物均一化装置（スタティックミキサー）
７５．溶液又はスラリー移送用の一軸偏心ねじポンプ
８４、１０６、１１３．粉体の貯留槽
１０７．配管
１０８．溶解槽
１０９．撹拌装置
１２７．液体吐出口
１２８．偏向角度
１２９．液体の流路
１３０．衝突面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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