(57)【要約】      （修正有）【課題】回分式装置でなく、粉体及び液体の攪拌、混合中における粉体の飛散等の問題が無く、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、固液接触管がつまり難く、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調製することができる懸濁・溶解装置を提供する。【解決手段】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混合装置であって、液体２及び、溶液又はスラリー９の流路となる円筒状の母管と、母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管５を備え、分岐管の上流側に、固液接触管５に粉体を定量移送するための縦型一軸偏心ねじポンプ７を備え、固液接触管５の下流側に、固液接触管５の内部を負圧にすると共に、固液接触管に液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ６を備えた混合装置を使用する。【選択図】図１
2004313978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管を備え、
前記分岐管の上流側に、前記固液接触管に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備え、
前記固液接触管の下流側に、前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記固液接触管に前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ
を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２】
前記固液接触管の下流側、かつ前記液体移送用の定量ポンプの上流及び／又は下流側に、前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄するための洗浄手段を備える請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用する請求項１〜３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記母管の上流側の端部に、ガスケットが配設され、当該ガスケットは、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口している請求項１〜４の何れか１項に記載の装置。
【請求項６】
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溶液又はスラリーの製造方法であって、下記工程を含むことを特徴とする溶液又はスラリーの製造方法：
ａ．前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管の分岐管の上流側に備えられた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、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する工程、及び
ｂ．前記固液接触管の下流側に備えられた液体移送用の定量ポンプにより前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記液体の貯留槽から、前記固液接触管に前記液体を定量移送する工程。
【請求項７】
更に、下記工程を含む請求項６に記載の方法：
ｃ．前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段に、前記粉体と前記液体との混合物を、前記固液接触管から定量移送する工程、及び
ｄ．前記混合物を、前記混合手段により混合する工程。
【請求項８】
更に、前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、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む請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用する請求項６〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記母管の上流側の端部に、ガスケットが配設され、当該ガスケットは、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口している請求項６〜９の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）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、並びに溶液又はスラリーを連続して製造する製造方法等に関する。
【０００２】
本発明により、粉体及び液体をインラインで混合することができ、更に、目的とする濃度の溶液又はスラリーを、配管、特に粉体の流路となる管（分岐管）を極めて高い確率で閉塞させることなく、連続的に製造することができる。また、必要により配管、特に液体の流路となる管、粉体の流路となる管、及び溶液又はスラリーの流路となる管をインラインで洗浄することができる。
【０００３】
【従来の技術】
粉体及び液体を混合して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攪拌、混合中に液面から舞い上がって周囲に飛散し易いこと等、種々の問題点があった。
【０００４】
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）。
【０００５】
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、粉体及び液体の攪拌、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、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。
【０００６】
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、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管がつまり難く、更に、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、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調製することができる懸濁・溶解装置を開発することが望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３５６９５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、回分式装置でなく、従来技術に比較して、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管がつまり難く、更に、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、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調製することができる懸濁・溶解装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、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であって、
前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管を備え、
前記分岐管の上流側に、前記固液接触管に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備え、
前記固液接触管の下流側に、前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記固液接触管に前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ
を備えることを特徴とする粉体及び液体の混合装置を使用して粉体及び液体が混合される場合には、装置が回分式装置とならず、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管である固液接触管がつまり難く、更に、後述するように、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、混合後の懸濁液又は溶液を高い濃度に調製することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
【００１０】
即ち、本発明の第一の視点において、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であって、
前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管を備え、
前記分岐管の上流側に、前記固液接触管に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備え、
前記固液接触管の下流側に、前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記固液接触管に前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ
を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。
【００１１】
また、本発明の粉体及び液体の混合装置では、前記固液接触管の下流側、かつ前記液体移送用の定量ポンプの上流及び／又は下流側に、前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段を設けることにより、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる。
【００１２】
配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄するための洗浄手段を設けることにより、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。
【００１３】
更に、前記母管の上流側の端部には、前記液体の流入を制御するためのガスケットであって、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口しているガスケットを配設することができ、この場合には、前記粉体が前記固液接触管内で沈降することをより高い確率で防止することができる。
【００１４】
なお、高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。
【００１５】
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、連続して溶液又はスラリーを製造する溶液又はスラリー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溶液又はスラリーの製造方法（以下、「本発明の溶液又はスラリーの製造方法」とも称する。）を提供することができる：
ａ．前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管の分岐管の上流側に備えられた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、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する工程、及び
ｂ．前記固液接触管の下流側に備えられた液体移送用の定量ポンプにより前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記液体の貯留槽から、前記固液接触管に前記液体を定量移送する工程。
【００１６】
また、本発明の溶液又はスラリーの製造方法では、更に、下記工程を付加することによって、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる：
ｃ．前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段に、前記粉体と前記液体との混合物を、前記固液接触管から定量移送する工程、及び
ｄ．前記混合物を、前記混合手段により混合する工程。
【００１７】
更に、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、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、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。
【００１８】
前記母管の上流側の端部には、前記液体の流入を制御するためのガスケットであって、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口しているガスケットを配設することができ、この場合には、前記粉体が前記固液接触管内で沈降することをより高い確率で防止することができる。
【００１９】
高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。
【００２０】
なお、本発明によれば、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が、最大１０００ｋｇ／Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大５０ｗｔ％）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、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％））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調製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明には、幾つかの形態、即ち、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）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、並びに溶液又はスラリーを連続して製造する製造方法等が含まれる。尚、本発明の粉体及び液体の混合装置を中心に図１〜図１０を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
（本発明の粉体及び液体の混合装置）
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として、例えば、図１を参照すると、先ず、貯留槽１から液体２が、固液接触管５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６により固液接触管５へ移送、供給される。このとき、第１バルブ１０の開閉により固液接触管５の内部の負圧の加減を調節することができる。なお、このときには、第３バルブ１２も開栓されている。一方、前記液体２の移送に同期して、第２バルブ１１が開栓され、貯留槽３から粉体４が、固液接触管５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７により固液接触管５へ移送、供給される。次に、前記固液接触管５に供給された前記液体２及び前記粉体４が、前記固液接触管５において接触、混合され、溶液又はスラリー９として、開栓された第３バルブ１２を通過して、液体移送用の定量ポンプ６により貯留槽８へ移送される。
【００２３】
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。
【００２４】
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、例えば、セメント粉体、小麦粉、活性炭、石膏、高分子粉体等を使用することができる。なお、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ける前記粉体及び前記液体が注入される固液接触管として、例えば、図２を参照すると、前記液体、及び前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管１３と、当該母管１３の外周にこれと直交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管１４とからなる管（容器）が、前記粉体及び前記液体が、それぞれ分岐管１４及び母管１３の上流側の端部を通過して、固液接触管内で混合されるべく互いに接触することができるように備えられている。また、このときの前記母管１３及び分岐管１４のそれぞれの太さ及び長さについては、特に制限は無い。なお、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１３の外周にこれと直交するように接続することができる一方、図示はしないが、本発明の目的を阻害（管内で閉塞が発生する等）しない範囲内で、これを前記母管１３の外周にこれと斜交するように接続することもできる。また、前記分岐管は、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接続されてもよいが、前記母管の両端部の中間に位置するよう接続されることが好ましい。前記母管については、本発明の目的を阻害（管内で閉塞が発生する等）しない範囲内で、前記液体の流路となる管と、前記溶液又はスラリーの流路となる管とを適当に接続して母管としたものを使用することもできる。
【００２７】
本発明において、前記固液接触管に前記粉体を定量移送するための粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、前記固液接触管の分岐管の上流側に備えられていればよい。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として、例えば、図１を参照すると、前記固液接触管の分岐管の上流側に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが備えられている。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軸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。
【００２８】
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。
【００２９】
本発明において、前記固液接触管に前記液体を定量移送するための液体移送用の定量ポンプは、前記固液接触管の下流側に備えられていればよい。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として、例えば、図１を参照すると、前記固液接触管の下流側に、前記液体移送用の定量ポンプが設けられている。この位置に前記液体移送用の定量ポンプを設けることにより、前記固液接触管の内部を負圧にすることができるため、前記固液接触管において液体が粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することを防止できる。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、雄ねじ形ロータを、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。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明において使用するバルブ（第１、第２及び第３バルブ）については、特に制限は無い。例えば、ニードルバルブ、ボールバルブ、ピンチバルブ、ナイフゲートバルブ、Ｖポートバルブ等のバルブが使用される。なお、第１バルブについては、前記固液接触管の内部の負圧の加減を調節するため、ニードルバルブ等の、手動により開閉を調節することができるバルブを使用することが好ましい。
【００３２】
本発明においては、第１バルブにより前記固液接触管の内部の負圧の加減を調節する、即ち、前記固液接触管の内部の圧力を調節することができる。このように前記固液接触管の内部を負圧にすることにより、前記液体が、配管、特に前記粉体の流路となる円筒状の分岐管に付着することを防止することができる。このときの圧力の値については、前記液体の流量や、前記粉体の流量、前記溶液又はスラリーの流量等に応じて適宜選択される。例えば、普通ポルトランドセメントスラリーを製造する場合には、−５００〜−１００ｍｍＨ２Ｏ程度となるように調節される。
【００３３】
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として、例えば、図３及び４を参照すると、前記固液接触管１９及び３２の下流側、かつ前記液体移送用の定量ポンプ２０及び３３の上流及び／又は下流側に、一又は複数の、前記粉体及び前記液体を均一に混合することができる混合手段２２及び３５を設けることにより、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる。前記混合手段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手段を適当に選択して使用することができる。特にスタティックミキサーを使用することが好ましい。
【００３４】
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、高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、例えば、図５を参照すると、前記固液接触管の代わりに、特殊な形状を有する固液接触管４５を使用することができる。前記特殊な形状を有する固液接触管については、例えば、図６及び７に示されるものを使用することができる。図６及び７を参照すると、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管５３及び５９の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管５４及び６０が、前記母管５３及び５９と前記口径の小さい円筒状の管５４及び６０とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管５５及び６１を介在して接続され、前記母管５３及び５９の外周にこれと直交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管５６及び６２が接続され、更に、中心に前記分岐管５６及び６２の口径よりも小さい径の穴５８及び６４が空けられているフランジ５７及び６３が、前記分岐管５６及び６２の前記母管５３及び５９と接続されていない一方の端部に配設されている。このときの前記母管５３及び５９並びに分岐管５６及び６２のそれぞれの太さ及び長さについては、特に制限は無いが、前記母管及び前記分岐管の太さについては共に、好ましくはφ６０〜φ１００（内径６０〜１００ｍｍ）、より好ましくはφ７０〜φ９０が選択される。また、前記母管よりも口径の小さい円筒状の管の太さ及び長さについても、特に制限は無いが、その太さについては、好ましくはφ２０〜φ４０、より好ましくはφ２５〜φ３５が選択される。なお、前記長手方向に傾斜した外周を有する管について、その太さについては前記母管及びこれよりも口径の小さい円筒状の管の太さに応じて適宜選択すればよく、また、その長さについては、特に制限は無い。このように特殊な形状を有する固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。なお、前記分岐管を、前記記載のように前記母管５３及び５９の外周にこれと直交するように接続することができる一方、図示はしないが、前記同様、本発明の目的を阻害しない範囲内で、これを前記母管５３及び５９の外周にこれと斜交するように接続することもできる。また、前記分岐管は、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接続されてもよいが、前記母管の両端部の中間に位置するよう接続されることが好ましい。前記母管については、本発明の目的を阻害しない範囲内で、前記液体の流路となる管と、前記溶液又はスラリーの流路となる管とを適当に接続して母管としたものを使用することもできる。一方、前記口径の小さい円筒状の管は、その下部外縁と前記母管の外縁とが一直線上にあるように、前記傾斜した外周を有する管を介在して接続されることが好ましいが、本発明の目的を阻害しない範囲内で、適当な位置において前記母管と前記傾斜した外周を有する管を介在して接続されていればよい。前記傾斜した外周を有する管において、その傾斜の程度については、特に制限は無く、前記母管及び前記口径の小さい円筒状の管（詳しくはこれらの形状、大き��、位置等）に応じて適宜選択される。
【００３５】
前記フランジについて、その形状及び大きさは、配設される固液接触管に応じて適宜選択される。なお、前記フランジに設けられる前記分岐管の口径よりも小さい径の穴の径については、特に制限はないが、好ましくはφ２０〜φ４０、より好ましくはφ２５〜φ３５が選択される。
【００３６】
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として、図示はしないが、本発明において使用する配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄するための洗浄手段を、適当な位置に設けることができる。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として、例えば、図８を参照すると、前記液体の流路となる管及び閉塞が特に発生しやすい固液接触管６９の前記粉体の流路となる円筒状の分岐管等を洗浄するために、洗浄手段が設けられている。即ち、第４バルブ７５が開栓されると共に、洗浄用の液体がライン７４より導入（注入）され、前記洗浄用の液体が固液接触管６９の前記粉体の流路となる円筒状の分岐管を通過、洗浄する。このとき、第５バルブ７７及び第６バルブ７９は開栓されている。更に、前記洗浄用の液体が溶液又はスラリーの流路となる管（固液接触管の母管、及び前記固液接触管の下流側かつ前記液体移送用の定量ポンプの上流側に前記混合手段を設けた場合には、混合手段（図示せず）等）を通過、洗浄する。その後、液体（洗浄後の液体）は、ライン７６及び７８より排出される。このとき、第３バルブ８２の下流には、適当な方法により、洗浄後の液体が溶液又はスラリーの貯留槽７２に入り込まないようにしてある。なお、この方法として、例えば、切換バルブ（洗浄後の液体と原料との切換バルブ）を配設する等の方法を挙げることができる。また、前記洗浄手段により配管を洗浄する場合には、第１バルブ８０及び第２バルブ８１は閉じられると共に、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ７１は停止され、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ側への液体の流入が防止される。したがって、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。このとき、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管等を洗浄するために使用する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。
【００３７】
前記洗浄手段において使用するバルブ（第４、第５及び第６バルブ）については、特に制限は無い。例えば、ボールバルブ、バタフライバルブ等のバルブが使用される。
【００３８】
なお、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として、図示はしないが、配管、特に粉体の流路となる円筒状の分岐管において、万が一閉塞が発生したときには、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ側にある第２バルブが閉じられると共に、当該粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが停止され、その後、液体移送用の定量ポンプが停止される装置とすることができ、このような装置とすることが好ましい。このような場合にも、前記洗浄手段により配管、特に前記粉体の流路となる円筒状の分岐管における閉塞を取り除くことができる。
【００３９】
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として、例えば、図９を参照すると、固液接触管８７、詳しくは固液接触管８７における母管の上流側の端部に、前記液体の流入を制御するため、特定の形状のガスケット９０が配設されている。このガスケットについては、例えば図１０のように、その下端部において当該ガスケット全体の面積の１／１０〜１／２程度、好ましくは１／５〜１／３程度、より好ましくは１／４程度の面積開口させることができ、これを配設することにより、前記液体の流路となる前記母管の中部を乱流にすることができ、前記粉体の固液接触管内での沈降をより高い確率で防止することができる。なお、前記ガスケットの形状及び大きさは、本発明において使用する配管の形状及び大きさ、並びに前記固液接触管の母管の形状及び大きさに応じて選択される。また、前記開口部の形状については特に制限はない。
【００４０】
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。
【００４１】
なお、本発明において、必要により流量計、圧力計等の測定器（計器類）を設けることができ、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。
【００４２】
（本発明の溶液又はスラリーの製造方法）
本発明の溶液又はスラリーの製造方法は、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造する溶液又はスラリー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溶液又はスラリーの製造方法であり：
ａ．前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管の分岐管の上流側に備えられた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、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する工程、及び
ｂ．前記固液接触管の下流側に備えられた液体移送用の定量ポンプにより前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記液体の貯留槽から、前記固液接触管に前記液体を定量移送する工程、
必要により、下記工程を含めることができ：
ｃ．前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段に、前記粉体と前記液体との混合物を、前記固液接触管から定量移送する工程、及び
ｄ．前記混合物を、前記混合手段により混合する工程、
更に、必要により、前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、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。なお、本発明については、前記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。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、この実施例により本発明は何等制限されるものではない。
【００４４】
［実施例１］スラリーの製造例−１
図１１は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。普通ポルトランドセメント１０１と水９９が混合されて、所定の濃度の普通ポルトランドセメントスラリー１０８が製造され、貯留槽１０７に移送される。なお、定量ポンプとして、液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用した。
【００４５】
（スラリーの製造）
（１）貯留槽９８に液体として、水９９を、また、貯留槽１００に粉体として、普通ポルトランドセメント１０１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１０３により、固液接触管１０２の内部の負圧が−３００ｍｍＨ２Ｏとなるように、第１バルブ１１５を調節すると共に、貯留槽９８から固液接触管１０２へ水９９を、水の流量が５００ｋｇ／Ｈとなるように（液体移送用の一軸偏心ねじポンプの流量を１０００ｋｇ／Ｈに設定して）移送、供給した。なお、このときに、第３バルブ１１７も開栓した。
（３）（２）と同期するように（前記水の移送に同期させて）、第２バルブ１１６を開栓し、貯留槽１００から固液接触管１０２へ普通ポルトランドセメント１０１を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０４により流量５００ｋｇ／Ｈで移送、供給した。なお、このとき、エアー（空気）は、ほとんど導入しなかった。
（４）固液接触管１０２に供給された水及び普通ポルトランドセメントを固液接触管１０２において接触させた後、生じた水及び普通ポルトランドセメントの混合物を第一スタティックミキサー１０５へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、均一に混合した。
（５）第一スタティックミキサー１０５を通過した水及び普通ポルトランドセメントの混合物を、第二スタティックミキサー１０６へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、更に均一に混合し、普通ポルトランドセメントスラリーとした。
（６）上記混合された普通ポルトランドセメントスラリーを液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより貯留槽１０７へ移送、供給した。
（７）なお、以上の普通ポルトランドセメントスラリーの製造、即ち（１）〜（６）の操作（運転）を約２時間行った後は、下記操作（運転）による配管の洗浄を約５分間行った。
【００４６】
（配管の洗浄）
（１）第１バルブ１１５及び第２バルブ１１６を閉じると共に、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０４を停止した。なお、このとき液体移送用の一軸偏心ねじポンプは停止させないで運転した状態のままにした。
（２）第４バルブ１１０を開栓すると共に、洗浄用の水をライン１０９より導入（注入）し、固液接触管１０２の普通ポルトランドセメントの流路となる円筒状の分岐管、及び第一スタティックミキサーの下流部の普通ポルトランドセメントスラリーの流路となる管を洗浄した。なお、この洗浄の際には、第５バルブ１１２及び第６バルブ１１４を開栓した。
（３）洗浄後の水をライン１１１及び１１３より排出した。このとき、洗浄後の水が普通ポルトランドセメントスラリーの貯留槽１０７に入り込まないように、第３バルブ１１７の下流に洗浄後の水（洗浄排液）のみを所定の場所に排出する切換バルブを設置した。
【００４７】
【表１】粉体、液体、及びこれらの混合物の成分と移送条件
2004313978.tif 000003
【００４８】
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５０ｗｔ％の安定した濃度の普通ポルトランドセメントスラリーを簡便に製造することができた。
【００４９】
［実施例２］スラリーの製造例−２
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を模式的に示した断面図である。活性炭１２１と水１１９が混合されて、所定の濃度の活性炭スラリー１２８が製造され、貯留槽１２７に移送される。なお、定量ポンプとして、液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用した。
【００５０】
（スラリーの製造）
（１）貯留槽１１８に液体として、水１１９を、また、貯留槽１２０に粉体として、活性炭１２１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１２３により、固液接触管１２２の内部の負圧が−３００ｍｍＨ２Ｏとなるように、第１バルブ１２９を調節すると共に、貯留槽１１８から固液接触管１２２へ水１１９を、水の流量が９００ｋｇ／Ｈとなるように（液体移送用の一軸偏心ねじポンプの流量を１０００ｋｇ／Ｈに設定して）移送、供給した。なお、このときに、第３バルブ１３１も開栓した。
（３）（２）と同期するように（前記水の移送に同期させて）、第２バルブ１３０を開栓し、貯留槽１２０から固液接触管１２２へ活性炭１２１を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１２４により流量１００ｋｇ／Ｈで移送、供給した。このとき、エアー（空気）は、ほとんど導入しなかった。
（４）固液接触管１２２に供給された水及び活性炭を固液接触管１２２において接触させた後、生じた水及び活性炭の混合物を第一スタティックミキサー１２５へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、均一に混合した。
（５）第一スタティックミキサー１２５を通過した水及び活性炭の混合物を、第二スタティックミキサー１２６へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、更に均一に混合し、活性炭スラリーとした。
（６）上記混合された活性炭スラリーを液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより貯留槽１２７へ移送、供給した。
【００５１】
【表２】粉体、液体、及びこれらの混合物の成分と移送条件
2004313978.tif 000004
【００５２】
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１０ｗｔ％の安定した濃度の活性炭スラリーを簡便に製造することができた。
【００５３】
以上から、本発明によれば、所定の安定した濃度の溶液又はスラリーを、インラインで簡便に製造することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明により、連続して安定した濃度の溶液又はスラリーを製造することができる。また、本発明の粉体及び液体の混合装置においては、液体が配管、特に粉体の流路となる円筒状の分岐管に付着することを極めて高い確率で防止することができるため、極めて高い確率で配管における閉塞の発生を防止し、容易に溶液又はスラリーを製造することができる。更に、必要により洗浄手段を設けることにより、インラインで配管、特に液体の流路となる管、粉体の流路となる管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄することができ、これらの管における付着した粉体及びスラリーを取り除くことができる。したがって、本発明は工業的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】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を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した斜視図である。
【図３】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を模式的に示した断面図である。固液接触管の下流側、かつ液体移送用の定量ポンプの上流側に混合手段が備えられている。
【図４】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を模式的に示した断面図である。液体移送用の定量ポンプの下流側に混合手段が備えられている。
【図５】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を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した斜視図である。
【図７】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した断面図である。
【図８】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を模式的に示した断面図である。洗浄手段が備えられている。
【図９】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を模式的に示した断面図である。液体移送用の定量ポンプの上流側に特定のガスケットが配設されている。
【図１０】本発明の粉体及び液体の混合装置において、液体移送用の定量ポンプの上流側に配設される特定のガスケットの一例を示した断面図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【図１２】本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１、１５、２８、４１、６５、８３．液体の貯留槽
２、１６、２９、４２、６６、８４．液体
３、１７、３０、４３、６７、８５．粉体の貯留槽
４、１８、３１、４４、６８、８６．粉体
５、１９、３２、６９、８７．固液接触管
６、２０、３３、４６、７０、８８．液体移送用の定量ポンプ
７、２１、３４、４７、７１、８９．粉体移送用の一軸偏心ねじポンプ
８、２３、３６、４８、７２、９１．溶液又はスラリーの貯留槽
９、２４、３７、４９、７３、９２．溶液又はスラリー
１０、２５、３８、５０、８０、９３．第１バルブ
１１、２６、３９、５１、８１、９４．第２バルブ
１２、２７、４０、５２、８２、９５．第３バルブ
１３．円筒状の母管
１４．円筒状の分岐管
２２、３５．混合手段
４５．特殊な形状を有する固液接触管
５３、５９．円筒状の母管
５４、６０．円筒状の母管よりも口径の小さい円筒状の管
５５、６１．一定の傾斜をもった外周を有する管
５６、６２．円筒状の分岐管
５７、６３．フランジ
５８、６４．穴
７４．洗浄用液体の注入方向（ライン）
７５．第４バルブ
７６、７８．洗浄後の液体の排出方向（ライン）
７７．第５バルブ
７９．第６バルブ
９０、９６．ガスケット
９７．開口部（液体流入口）
９８．水の貯留槽
９９．水
１００．普通ポルトランドセメントの貯留槽
１０１．普通ポルトランドセメント
１０２．固液接触管
１０３．液体（水）移送用の一軸偏心ねじポンプ（液体（水）移送用の定量ポンプ）
１０４．粉体（普通ポルトランドセメント）移送用の一軸偏心ねじポンプ
１０５．第一スタティックミキサー（混合手段）
１０６．第二スタティックミキサー（混合手段）
１０７．普通ポルトランドセメントスラリーの貯留槽
１０８．普通ポルトランドセメントスラリー
１０９．洗浄水の注入方向（ライン）
１１０．第４バルブ
１１１、１１３．洗浄後の水の排出方向（ライン）
１１２．第５バルブ
１１４．第６バルブ
１１５．第１バルブ
１１６．第２バルブ
１１７．第３バルブ
１１８．水の貯留槽
１１９．水
１２０．活性炭の貯留槽
１２１．活性炭
１２２．固液接触管
１２３．液体（水）移送用の一軸偏心ねじポンプ（液体（水）移送用の定量ポンプ）
１２４．粉体（活性炭）移送用の一軸偏心ねじポンプ
１２５．第一スタティックミキサー（混合手段）
１２６．第二スタティックミキサー（混合手段）
１２７．活性炭スラリーの貯留槽
１２８．活性炭スラリー
１２９．第１バルブ
１３０．第２バルブ
１３１．第３バルブ
【図１】
2004313978.tif 000005
【図２】
2004313978.tif 000006
【図３】
2004313978.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004313978.tif 000011
【図８】
2004313978.tif 000012
【図９】
2004313978.tif 000013
【図１０】
2004313978.tif 000014
【図１１】
2004313978.tif 000015
【図１２】
2004313978.tif 000016