(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ポリマーを希釈水により希釈し溶解する溶解装置であって、
ａ．前記液体ポリマーと前記希釈水を攪拌して混合するミキシング室と、
ｂ．前記ミキシング室に接続され前記ミキシング室に前記希釈水を供給する希釈水供給流路と、
ｃ．前記希釈水供給流路に配設され前記希釈水の流量を制御する希釈水流量制御部と、
ｄ．前記ミキシング室に接続され前記ミキシング室の混合域の壁面を貫通して内壁から所定の距離隔離して撹拌羽根近傍の乱流形成域に吐出口が配設された前記液体ポリマーを供給する液体ポリマー供給流路と、
ｅ．前記液体ポリマー供給流路に配設され前記液体ポリマーの流量を制御する微少流量ポンプと、
ｆ．前記ミキシング室に接続され前記液体ポリマーと前記希釈水の混合液が送出される混合液送出流路と、
を備え、前記ミキシング室内における前記液体ポリマー及び前記希釈水の滞留時間が、１０〜９００秒に設定されていることを特徴とする溶解装置。
【請求項２】
前記希釈水流量制御部が、前記希釈水供給流路を流れる前記希釈水の流量を計量する希釈水流量計と、前記希釈水供給流路を流れる前記希釈水の流量を調整する流量調整弁と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の溶解装置。
【請求項３】
前記液体ポリマー供給流路が、前記液体ポリマー供給流路の前記微少流量ポンプの上流側に切替弁を介して配設されたシリンダ式の前記微少流量ポンプの吸い込み量を測定する吸い込み量測定器を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶解装置。
【請求項４】
前記微少流量ポンプがチューブポンプであることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の溶解装置。
【請求項５】
前記液体ポリマー供給流路の管径が、少なくとも前記ミキシング室内の吐出口において１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の溶解装置。
【請求項６】
少なくとも前記液体ポリマー供給流路を加温する加温手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体ポリマーを希釈水により希釈し溶解する溶解装置に関し、特に排水処理用凝集剤、脱水剤等として用いられる高粘度の液体ポリマーを高希釈倍率で効率よく短時間で希釈、溶解することができ、かつ、小型化が可能な溶解装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水処理用凝集剤、脱水剤、抄紙工程における歩留り向上剤、ろ水性向上剤等として、水溶性ポリマー等のポリマーが用いられていた。凝集剤、脱水剤として用いられるポリマーは、主として粉末の形態で使用され、使用時には粉末状のポリマーを水に溶解した水溶液として凝集、脱水等のために原水等に注入されていた。しかし、粉末状のポリマーは、取り扱いに際して粉塵が飛散するために周囲環境を汚染するという環境上の問題や作業の安全性の問題点があった。また、使用時には、粉末状のポリマーを溶解して使用形態である水溶液とするための溶解作業に時間と手間がかかるという問題点があり、又、作業の省力化のために溶解する回数を減らす必要があるので大型の溶解槽を必要とし、そのため装置の設置面積を広くとる必要があり省スペース性に欠けるという問題があった。また、ポリマーの種類を変更する場合、既に溶解槽に溶解しているポリマーの残液の排出処理が必要であり、溶解槽が大型である場合、大量の残液を排出処理しなければならず廃水処理に多大の労費を要すという問題点があった。このため、近年では、ポリマーを少量の液体に溶解させた液体ポリマーが用いられるようになった。液体ポリマーは高分子量を有するポリマーの高濃度水溶液であるため高粘度となるが、粉末状のポリマーに比べて自動化、省力化しやすく、溶解性にも優れているため、近年、液体ポリマーを高希釈倍率で希釈するための自動希釈装置や溶解装置、溶解方法等が広く開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の液体ポリマー自動希釈装置や溶解装置、溶解方法は以下のような課題を有していた。
（１）粉末状のポリマーの溶解と同様に、大型の溶解槽を用いて液体ポリマーを溶解する場合、大型の溶解槽を用いるため搬送性に欠けるとともに、省力性に欠け、更に装置の設置面積を広くとる必要があり省スペース性に欠けるという課題を有していた。
（２）液体ポリマーを定量の希釈水が移送されている配管に定量的に供給し、配管中で希釈水に混合させ溶解する場合、希釈水と液体ポリマーとの接触部分で液体ポリマーが水と反応して粘度が高くなるため、高粘度となった液体ポリマーにより配管が閉塞し易いという課題を有していた。
（３）液体ポリマーを定量の希釈水が移送されている配管に定量的に供給し、配管中で希釈水に混合させ溶解する場合、高希釈倍率であっても高粘度の未溶解の液体ポリマーが管壁に付着し、また、溶解後の混合液の送出流量が少量である場合には、配管中にラインミキサー等の攪拌機を設けた場合であってもラインミキサーの各ユニットの剪断面に未溶解の液体ポリマーが付着し溶解の均一性に欠けるという課題を有していた。
（４）液体ポリマーは溶解後の時間経過により、凝集剤、脱水剤等としての機能が劣化するという特性を有しており、溶解後長時間例えば４〜５日経過後は、凝集剤、脱水剤等としての機能の劣化を補うために、注入量を増加させる等の対策が必要であるという課題を有していた。
（５）従来の液体ポリマー自動希釈装置や溶解装置では、一般的に、希釈水に液体ポリマーを供給する際に、液体ポリマーが約０．５ｍｌずつ吐出されるため、液体ポリマーが液滴にならず紐状になり溶解効率が低下し溶解性に欠けるという課題を有していた。
（６）配管の径が大きいと、吐出口の周囲の内壁に液体ポリマーが付着しながら成長し供給量を変動させるとともに、ある程度固まると塊となって抜け、それが下流域で詰まりの原因になるという課題があった。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、液体ポリマーを用いるため自動化、省力化に優れ、装置の小型化が可能であるため省スペース性に優れ、高希釈倍率で混合液の送出流量が少量の場合であっても液体ポリマーの溶解の均一性に優れ、又、使用する量の液体ポリマーを短時間で逐次溶解させて必要量の混合液を生成し逐次使用できるため液体ポリマーの機能を劣化させることがない溶解装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の溶解装置は、以下の構成を有している。
【０００６】
本発明の請求項１に記載の溶解装置は、液体ポリマーを希釈水により希釈し溶解する溶解装置であって、ａ．前記液体ポリマーと前記希釈水を攪拌して混合するミキシング室と、ｂ．前記ミキシング室に接続され前記ミキシング室に前記希釈水を供給する希釈水供給流路と、ｃ．前記希釈水供給流路に配設され前記希釈水の流量を制御する希釈水流量制御部と、ｄ．前記ミキシング室に接続され前記ミキシング室の混合域の壁面を貫通して内壁から所定の距離隔離して撹拌羽根近傍の乱流形成域に吐出口が配設された前記液体ポリマーを供給する液体ポリマー供給流路と、ｅ．前記液体ポリマー供給流路に配設され前記液体ポリマーの流量を制御する微少流量ポンプと、ｆ．前記ミキシング室に接続され前記液体ポリマーと前記希釈水の混合液が送出される混合液送出流路と、を備え、前記ミキシング室内における前記液体ポリマー及び前記希釈水の滞留時間が、１０〜９００秒に設定された構成を有している。
【０００７】
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）液体ポリマーを液体ポリマー供給流路を介してミキシング室へ微少流量ポンプにより定量的に供給することができ、ミキシング室内において液体ポリマーを希釈水で規定の希釈倍率に短時間で希釈し溶解することができ、作業性に優れる。
（２）ミキシング室を設けることにより、ミキシング室内で液体ポリマーを希釈水で希釈し溶解することができるので、液体ポリマーを均一に溶解させることができ、また、逐次溶解して逐次使用できるので、保存の必要がなく液体ポリマー水溶液の機能の劣化を防ぐことができる。
（３）液体ポリマーの流量を制御するために、微少流量ポンプを用いたので、液体ポリマーの少量の流量制御が可能で高希釈倍率に対応することができる。
（４）微少流量ポンプを用いることにより、ミキシング室に接続された液体ポリマー供給流路の管径を小さくすることができ、液体ポリマーの吐出口と希釈水の接触面積を小さくすることができるので、液体ポリマー供給流路のミキシング室への接続部分の配管の閉塞を防ぐことができる。
（５）微少流量ポンプで定量的に液体ポリマーを連続して供給できるので、ミキシング室等の設計が容易で、且つ短時間に希釈溶解できるので、装置をコンパクト化できる。
（６）液体ポリマー供給流路の吐出口が、ミキシング室の内壁から所定距離離隔して配設されているので、吐出口からミキシング室内へ吐出した液体ポリマーがミキシング室の内壁や吐出口付近の内壁に付着することを防ぐことができる。
（７）混合域や剪断域に吐出口が開口しているので、高粘度の液体ポリマーをも容易に拡散し迅速に溶解させることができる。
（８）ミキシング室内に流入した液体ポリマーと希釈水の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒に設定することにより、滞留時間内に適量の液体ポリマーが液体ポリマー供給路よりミキシング室に供給され攪拌されるため、均一で活性の強い混合液を得ることができる。
（９）液体ポリマーを定量供給できるので、混合液の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒と短時間に設定することができる。
（１０）ミキシング室内への液体ポリマーの１回の注入量は、微少流量ポンプにより約０．０５〜１．０ｍｌに設定できるので、ミキシング室を３〜２０ｌの容量にでき、且つ、液体ポリマーと希釈水の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒に設定することで、装置全体を著しくコンパクト化（従来の１／１０以下）でき、一人で運搬据え付けを行うことができ省力化できる。
【０００８】
ここで、ミキシング室は、内部に攪拌のための攪拌羽根部等の機械的な攪拌装置を有することが好ましい。これにより、内部において液体ポリマーを希釈水に攪拌装置により攪拌して混合することができ、均一に溶解させることができる。また、ミキシング室は、所定の容積等を有することにより、又は、ミキシング室の希釈水の供給量を所定の流量に設定することにより、或いは、攪拌装置の攪拌効率が所定値に設定されることにより、流入した液体ポリマーと希釈水がミキシング室内に所定時間滞留するように設定されることが好ましい。これにより、滞留時間内に好ましい流量で液体ポリマーが液体ポリマー供給路よりミキシング室に供給され攪拌、溶解され、分散、混合され均一な混合液を得ることができ、逐次溶解して逐次使用できるので、保存の必要がなく液体ポリマー水溶液の機能の劣化を防ぐことができる。
希釈水流量制御部は、希釈水流量計により希釈水の流量を確認しながら流量調整弁の開度を調整して希釈水の流量を制御する手動制御としてもよく、また、微少流量ポンプと比例制御やカスケード制御で自動制御としてもよい。また、希釈倍率が一定の場合は定流量弁を用いて流量が常に定量となるように制御してもよい。
微少流量ポンプとしては、高粘度の液体ポリマーを微少流量で移送するのに適したプランジャポンプやチューブポンプ等が用いられる。なお、微少流量ポンプにより液体ポリマーの微少流量の供給が可能であり、これによりミキシング室の容積を小さくすることができ、この場合、装置本体をコンパクト化することができるので好ましい。
なお、ミキシング室と微少流量ポンプとを接続する液体ポリマー供給流路の長さはできるだけ短くすることが好ましい。これにより、運転停止時に液体ポリマー供給流路の吐出口において液体ポリマーが水と反応して高粘度となり管を閉塞した場合の運転再開時に、微少供給ポンプによる送圧が吐出口に伝わり易く、また、このとき配管にかかる負荷を低減させることができる。
混合液送出流路からの混合液の送出は、水道等による希釈水の着圧により行われることが好ましいが、希釈水の着圧が小さい場合は、希釈水供給ポンプ等を設け、希釈水供給ポンプにより希釈水供給流路からミキシング室へ供給される希釈水の送圧により混合液の送出が行われる。これにより、混合液送出流路にポンプ等を設ける必要がなく、溶解装置を小型化しコンパクト化することができる。
また、使用される液体ポリマーとしては、その用途に応じて異なるが、アニオン系、カチオン系等の高分子凝集剤が用いられる。
液体ポリマー供給流路の吐出口は攪拌羽根部の回転軸の近傍の流速の速い位置に配設することが好ましい。これにより、液体ポリマーが容易に分散され溶解されるため、溶解効率を向上させることができる。
攪拌羽根部は複数設けてもよいが、少なくともミキシング室内の混合が激しく行われる混合層域、例えばミキシング室内の下部側等に配設されることが好ましい。これにより、混合層域における希釈水と液体ポリマーの混合を促進させることができる。
また、液体ポリマー供給流路がミキシング室内に配設された攪拌羽根部の近傍に接続された場合は、ミキシング室内の乱流（流速）の大きい場所に液体ポリマー供給流路が接続されることにより、液体ポリマー供給流路内のミキシング室への入口付近において液体ポリマーの凝結を防ぐことができ、液体ポリマーが配管内に詰まることを防ぐことができる。特にバッファを有しない場合に効果を有する。
また、ミキシング室内にバッファ（邪魔板）を有している場合、ミキシング室の底部に液体ポリマー供給流路を配設しても良い。バッファにより乱流を形成しているので拡散効率を高めるためである。
ミキシング室内に流入した液体ポリマーと希釈水の滞留時間は、ミキシング室の容積（３〜２０ｌ）や攪拌装置の攪拌効率にもよるが、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒に設定される。滞留時間が３０秒より短くなるにつれ、液体ポリマーの希釈水への拡散が不十分で、液体ポリマーの溶解が均一に行われなくなるので好ましくない。滞留時間が３００秒より長くなるにつれ、ミキシング室の容量を大きくする必要があり、装置本体のコンパクト化が図れず装置が大型化するため好ましくない。特に、滞留時間を１０秒以下又は９００秒以上にした場合、これらの傾向が著しくなるため好ましくない。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溶解装置であって、前記希釈水流量制御部が、前記希釈水供給流路を流れる前記希釈水の流量を計量する希釈水流量計と、前記希釈水供給流路を流れる前記希釈水の流量を調整する流量調整弁と、を備えた構成を有している。
【００１３】
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）希釈水供給流路を流れる希釈水の流量を希釈水流量計により確認して、流量調整弁により手動で調整することができるので、安定して希釈水の流量を制御することができる。
（２）安価な希釈水流量計と流量調整弁により希釈水の流量を調整することができるので、製造コストを低減させることができる。
【００１４】
ここで、希釈水流量計としては、フローメータ等の容積式流量計等が用いられる。
なお、希釈水流量制御部としては、設定値を自動的に保持する自動式流量調整弁としてもよい。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の溶解装置であって、前記液体ポリマー供給流路が、前記液体ポリマー供給流路の前記微少流量ポンプの上流側に切替弁を介して配設されたシリンダ式の前記微少流量ポンプの吸い込み量を測定する吸い込み量測定器を備えた構成を有している。
【００１６】
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）微少流量ポンプによる液体ポリマーの吸い込み量すなわち吐出量を、吸い込み量測定器により測定することができるので、吸い込み量測定器により吸い込み量を確認しながら微少流量ポンプを駆動しその吐出量を変化させて所望の吐出量に容易に設定することができる。
【００１７】
ここで、吸い込み量測定器としては、目盛りを付した管状のシリンダ式等が用いられる。吸い込み量測定器は、液体ポリマー供給流路の微少流量ポンプの上流側に配設され、微少流量ポンプの吸い込み量を測定する際には、吸い込み量測定器に液体ポリマーを充填し、吸い込み量測定器と微少流量ポンプの間の流路を開いて微少流量ポンプを吐出量を変化させながら駆動し、吸い込み量測定器から液体ポリマーを吸い込んで吸い込み量測定器によりその吸い込み量を確認しながら、所望の吸い込み量すなわち吐出量になるように調節する。なお、吸い込み量測定器は通常の運転時には使用しないため、吸い込み量測定器と液体ポリマータンクの接続を切り換える切り換え弁を設け、吸い込み量の測定の場合か又は通常の運転の場合かに応じて任意に切り換えることが好ましい。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の溶解装置であって、前記微少流量ポンプがチューブポンプである構成を有している。
【００１９】
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）微少流量ポンプをチューブポンプとすることにより、送出する液体が高粘度或いはスラリー液であっても、安定した流量で送出することができる。
【００２０】
ここで、チューブポンプは、回転する押圧体によりチューブを押圧しながら移動させチューブ内の液体等を移送するもの等が用いられる。また、チューブポンプとしては、高粘度の液体の送出に対応した小型のものを用いることが好ましい。これにより、送出する液体が高粘度或いはスラリー液やペーストであっても、安定した流量で送出することができ、且つ、溶解装置を小型化することができる。また、チューブポンプは、押圧体の回転数制御又はオン、オフ制御等により液体ポリマーの流量制御を行うことが好ましい。なお、この場合、希釈水供給流路の希釈水の入口側に電動弁を設け、チューブポンプの駆動に連動して開閉することが好ましい。これにより、混合液を自動制御で送出することができる。
【００２４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の溶解装置であって、前記液体ポリマー供給流路の管径が、少なくとも前記ミキシング室内の吐出口において１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されている構成を有している。
【００２５】
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）液体ポリマー供給流路の吐出口において管径が１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されているので、吐出口から吐出される液体ポリマーが液滴として微少流量で供給されるため、溶解効率を向上させることができる。
（２）運転停止時に液体ポリマー供給流路の吐出口に残留した液体ポリマーが、ミキシング室内の希釈水に反応して高粘度化した場合であっても、吐出口において管径が１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されているので、運転再開時には高粘度化した液体ポリマーが微少流量ポンプの送圧により容易に吐出され、管径が小さいため管の内壁に残留しスラリー化することもなく、使用性に優れる。
【００２６】
ここで、液体ポリマー供給流路の吐出口の管径は、１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成される。管径が１．５ｍｍより小さくなるにつれ、微少流量ポンプにより高い送圧が必要であり、微少流量ポンプに負担がかかり、１ｍｍ以下ではその傾向が更に著しくなるため好ましくない。管径が４ｍｍより大きくなるにつれ、吐出口から吐出される液体ポリマーが液滴になり難く、紐状になり拡散し難い傾向があり、また、運転停止時に吐出口において液体ポリマーが水と反応して高粘度化し吐出口を閉塞した場合、運転再開時に吐出口の管壁の内壁に液体ポリマーが残留し流路を狭め定量供給を困難にし、６ｍｍ以上ではその傾向が更に著しくなるため好ましくない。
【００２７】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の溶解装置であって、少なくとも前記液体ポリマー供給流路を加温する加温手段を備えた構成を有している。
【００２８】
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）液体ポリマー供給流路において、加温により液体ポリマーの流動性が向上するため、容易且つ正確に吐出量の制御を行うことができる。
【００２９】
ここで、加温手段としては、液体ポリマー供給流路に巻きつけて使用できるテープヒータやリボンヒータ等のフレキシブルヒータ等が用いられる。また、このとき、液体ポリマー供給流路の管の材質としては、耐熱性や機械的強度、薬品に対する耐性の点から塩化ビニル樹脂やポリテトラフルオロエチレン、カッパーチューブ等が用いられる。
加温手段による加温温度は、２０℃〜４０℃に設定される。これにより、寒冷地等において使用する場合であっても、液体ポリマーの粘性を低下させ流動性を向上させることができ、液体ポリマー供給流路の吐出口からの液体ポリマーの吐出性を向上させることができる。
また、溶解装置全体を覆うハウジングを設け、ハウジング内部にヒータ等を設け、液体ポリマー供給流路又は装置内部全体を加温するようにしてもよい。この場合、ハウジングにより装置内部を密閉することができ、保温性を向上させることができるので省エネルギ性に優れ、特に寒冷地での使用に好適である。また、ハウジングを設けた場合は、持ち運びや取り付け、取り外しが容易であり、搬送性に優れるとともに、設置にかかる工数を低減でき利便性に優れる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における溶解装置のブロック図である。
図中、１は本実施の形態１における溶解装置、２は溶解装置１内に配設されたミキシング室、３はミキシング室２内に回転可能に配設された攪拌羽根部、４は攪拌羽根部３を回転駆動させるモータ、５はミキシング室２に接続され溶解装置１の外部から供給される希釈水をミキシング室２に供給する希釈水供給流路、６は希釈水供給流路５に配設され希釈水供給流路５を通過する希釈水の流量を制御する希釈水流量制御部、７は希釈水流量制御部６に配設され希釈水供給流路５を通過する希釈水の流量を計量する希釈水流量計、８は希釈水流量制御部６に配設され希釈水供給流路５を通過する希釈水の流量を調整する流量調整弁、９は希釈水供給路５の希釈水の入口側に配設された希釈水入口電動弁、１０はミキシング室２に供給される液体ポリマーが貯留された液体ポリマータンク、１１はミキシング室２の攪拌羽根部３の近傍に接続され、液体ポリマータンク１０に貯留された液体ポリマーをミキシング室２に供給する液体ポリマー供給流路、１２は液体ポリマー供給流路１１に配設され液体ポリマー供給流路１１を通過する液体ポリマーの流量を制御し、液体ポリマーをミキシング室２へ移送する微少流量ポンプであるチューブポンプ、１４は液体ポリマー供給流路１１の液体ポリマータンク１０の出口側に配設された液体ポリマー出口弁、１５は液体ポリマー供給流路１１に接続され、チューブポンプ１２による液体ポリマーの吸い込み量すなわち液体ポリマー供給流路１１の液体ポリマーの流量を測定する吸い込み量測定器、１６は液体ポリマー供給流路１１に配設された第１の測定切替弁、１７は吸い込み量測定器の入口側に配設された第２の測定切替弁、１８はミキシング室２に接続されミキシング室２内で攪拌された液体ポリマーと希釈水の混合液が送出される混合液送出路である。
【００３１】
以上のように構成された本実施の形態１の溶解装置について、以下その動作を図面を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態１においては、ミキシング室２の容積は５ｌとした。
また、通常、液体ポリマーと希釈水の混合液の希釈倍率が小さいと混合液がままこ状となることから、液体ポリマーの希釈倍率は３００〜４００倍程度に設定される。本実施の形態１においては、混合液送出流路１８から送出される混合液を希釈倍率４００倍の液体ポリマー水溶液とした。
チューブポンプ１２は、液体ポリマーをミキシング室２へ２〜１５ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給する。この場合、液体ポリマーは、高粘度であるため１滴が０．１ｍｌ程度の液滴となって液体ポリマー供給流路１１からミキシング室２へ吐出される。例えば、チューブポンプ１２により液体ポリマーの流量を２ｍｌ／ｍｉｎとした場合は、１分間に２０滴、すなわち３秒毎に１滴程度の液体ポリマーの液滴がミキシング室２内に吐出される。本実施の形態１においては、チューブポンプ１２は、オンを１ｓｅｃ、オフを０．６２ｓｅｃとしたオン、オフ制御でパルス運転で駆動され、１回の注入で０．０８６ｍｌの液体ポリマーが液滴の形でミキシング室に注入され、１ｍｉｎに３７回程度注入されることで、吐出量は３ｍｌ／ｍｉｎとなるようにした。
なお、ミキシング室２の容積を５ｌとし、混合液の送出流量は約１２００ｍｌ／ｍｉｎであるため、ミキシング室２の滞留時間は約２５０秒となる。
また、攪拌羽根部３の回転数は、３００ｒｐｍに設定し、ミキシング室２内において十分な攪拌を行うようにした。
希釈水の流量の設定は、希釈水入口電動弁９を開き、希釈水供給流路５の希釈水の流量が１２００ｍｌ／ｍｉｎ程度となるように、希釈水流量計７を確認しながら流量調整弁８により希釈水の流量を調整することで行われる。なお、希釈水は図示しない希釈水供給ポンプや水道等により希釈水供給流路５へ供給される。
液体ポリマーの流量の設定は、チューブポンプ１２をオフにし、液体ポリマー出口弁１４、第１の測定切替弁１６、第２の測定切替弁１７を開にし、吸い込み量測定器１５に液体ポリマーを所定量貯留する。次いで、第１の測定切替弁１６を閉にし、チューブポンプ１２をオンにして流量を３ｍｌ／ｍｉｎに調整する。次いで、第１の測定切替弁１６を開にしオンストリームとする。なお、液体ポリマーの粘度が低い時、若しくは、液体ポリマー供給流路１１に加温手段を備えている時は、吸い込み量測定器１５は用いないか、設けなくてもよい。この場合は、チューブポンプ１２を流量を可変させながら駆動し、所定の吐出量になるように設定する。
設定終了後、液体ポリマー出口弁１４、第１の測定切替弁１６を開き、チューブポンプ１２を駆動し、同時に希釈水入口電動弁９を開くことにより、ミキシング室２内に設定した流量の液体ポリマーと希釈水を供給する。同時に、モータ４を駆動し、攪拌羽根部３を回転駆動させて、ミキシング室２内に供給された液体ポリマーと希釈水を攪拌して、液体ポリマーを希釈水に溶解させる。ミキシング室２内で３０秒〜３００秒間滞留し混合された液体ポリマーと希釈水は、滞留時間が経過した後、４００倍の希釈倍率の混合液として混合液送出流路１８から送出される。
このようにして、ミキシング室２において液体ポリマーを希釈水に溶解することができ、混合液送出流路１８から液体ポリマーを希釈水により希釈した混合液を得ることができる。
なお、液体ポリマーの種類を変更する場合等に、ミキシング室２内及び配管内に残存した残液は、図示しない希釈水供給ポンプ等による希釈水の送圧により押し出すことで排出することができる。
【００３２】
以上のように構成された本実施の形態１における溶解装置によれば、以下のような作用が得られる。
（１）希釈水を希釈水供給流路５を介してミキシング室２へ希釈水流量制御部６により定量的に供給し、液体ポリマーを液体ポリマー供給流路１１を介してミキシング室２へチューブポンプ１２により定量的に供給し、ミキシング室２内において液体ポリマーを希釈水で希釈混合することができ、得られた液体ポリマーと希釈水の混合液を混合液送出流路１８により送出することができる。
（２）ミキシング室２を設けることにより、ミキシング室２内で液体ポリマーを希釈水で希釈し溶解することができるので、液体ポリマーを均一に溶解させることができ、更に、ミキシング室２内に流入した液体ポリマーと希釈水の滞留時間を、１０秒〜９００秒に設定することにより、均一な混合液を得ることができる。
（３）液体ポリマーの流量を制御するために、高粘度の液体の移送に適し、且つ、微少流量の供給に適したチューブポンプ１２を用いることにより、液体ポリマーの微少流量の流量制御が可能である。
（４）液体ポリマー供給流路１１が、ミキシング室２内に配設された攪拌羽根部３の近傍に接続され、ミキシング室２内の流速の大きい場所に液体ポリマー供給流路１１が接続されることにより、液体ポリマー供給流路１１内のミキシング室２への入口付近において液体ポリマーの凝結を防ぐことができ、液体ポリマーが配管内に詰まることを防ぐことができる。
（５）希釈水供給流路５を流れる希釈水の流量を希釈水流量計７により確認して、流量調整弁８により手動で調整することができるので、安定して希釈水の流量を制御することができ、安価な希釈水流量計７と流量調整弁８を用いることにより、製造コストを低減させることができる。
（６）微少流量ポンプであるチューブポンプ１２による液体ポリマーの吸い込み量すなわち吐出量を、吸い込み量測定器１５により測定することができるので、吸い込み量測定器１５により吸い込み量を確認しながらチューブポンプを駆動しその吐出量を変化させて所望の吐出量に容易に設定することができる。
（７）高粘度で微量の液体ポリマーを超高希釈倍率で所定の希釈率に希釈することができる。
（８）希釈倍率が大きいので、液体ポリマーの量が少ないことから装置全体を極めてコンパクトにでき、持ち運びが容易でどのような現場でも簡単に設置できる。
【００３３】
なお、本実施の形態１においては、１つのチューブポンプ１２を使用したが、これに限られるものではなく、２乃至複数のチューブポンプを配設しミキシング室に各々のチューブポンプから液体ポリマーを供給するようにしてもよい。これにより、１つの吐出口からの吐出量を増加させることなく、液体ポリマーの供給量を増やすことができるので、細い吐出口から微少流量の液滴で供給でき、液体ポリマーの供給量を増やした場合であっても溶解効率が低下することがなく使用性に優れる。
【００３４】
（実施の形態２）
図２は本実施の形態２における溶解装置のブロック図であり、図３は本実施の形態２における溶解装置のミキシング室の要部拡大図である。
図中、３は攪拌羽根部、４はモータ、５は希釈水供給流路、６は希釈水流量制御部、７は希釈水流量計、８は流量調整弁、９は希釈水入口電動弁、１０は液体ポリマータンク、１２はチューブポンプ、１４は液体ポリマー出口弁、１５は吸い込み量測定器、１６は第１の測定切替弁、１７は第２の測定切替弁、１８は混合液送出流路であり、これらは図１において説明したものと同様であるので同一の符号を付けて説明を省略する。
１ａは本実施の形態２における溶解装置、２ａは溶解装置１ａの内部に配設され攪拌羽根部３の回転軸が垂直になるように縦に配設されたミキシング室、３ａは攪拌羽根部３の内、下部側に配設された下部攪拌羽根部、１１ａはミキシング室２の側壁を貫通して配設され、吐出口２０がミキシング室２の内壁から所定距離離隔するように配設された液体ポリマー供給流路、１９はミキシング室２の内壁側面に配設された緩衝のためのバッファ部、２０はミキシング室２内に配設された液体ポリマー供給流路１１ａの吐出口である。
ここで、吐出口２０の管径ｄは１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されている。管径が１．５ｍｍより小さくなるにつれ、チューブポンプ１２により高い送圧が必要であるため負担がかかり、１ｍｍ以下ではその傾向が更に著しくなるため好ましくない。管径が４ｍｍより大きくなるにつれ、吐出口２０から吐出される液体ポリマーが液滴になり難く、また、運転停止時に吐出口２０において液体ポリマーが水と反応して高粘度化し吐出口２０を閉塞した場合、運転再開時に吐出口２０の管壁の内壁に液体ポリマーが残留しスラリー化し、６ｍｍ以上ではその傾向が更に著しくなるため好ましくない。
なお、吐出口２０の管径を例えば２ｍｍに形成した場合、運転停止時に吐出口２０に残留した液体ポリマーは、吐出口２０端部は希釈水と接触するため、端部から１〜１．５ｍｍの部分が希釈水と反応し高粘度化し吐出口２０を閉塞するが、この程度の閉塞であれば、運転再開時には、高粘度化した液体ポリマーはすべてチューブポンプ１２の送圧により容易に吐出され、吐出された液体ポリマーの粒は粒径が小さいため容易に溶解する。しかしながら、吐出口２０の管径を例えば８ｍｍに形成した場合、運転停止時に吐出口２０において液体ポリマーが水と反応して高粘度化し吐出口２０を閉塞した場合、運転再開時には、高粘度化し管口を閉塞した液体ポリマーの内側部分のみが吐出され、吐出口２０の管壁の内壁に接触した外側部分は残留しスラリー化する。また、このとき吐出した内側部分の液体ポリマーはままこ状であり、且つ粒径が大きいため溶解し難く、溶解性が低下する。
なお、本実施の形態２においては、ミキシング室２ａに希釈水及び液体ポリマーを流入し溶解を行う際には、ミキシング室２ａ内に、上側に安定層、下側に混合層が形成され、混合は主に下側の混合層において激しく行われる。このとき、吐出口２０はミキシング室２ａ内の下側の混合層域に配設され、混合の激しい混合層域に液体ポリマーが吐出されるため、混合や分散を速やかに行うことができ溶解効率を向上させることができる。なお、吐出口２０は、下部攪拌羽根部３ａによる剪断力が最も強い下部攪拌羽根部３ａの端部の上部又は下部近傍に配設することが好ましい。これにより、剪断力の強い、即ち流速の速い場所に液体ポリマーを吐出することができるので、混合や分散を速やかに行うことができ、溶解効率を向上させることができる。本実施の形態２においては、吐出口２０は下部攪拌羽根部３ａの端部の上に配設した。また、図３に示すように、ミキシング室２ａの下部の中央部に液体ポリマー供給流路１１ａ´を接続してもよい。この場合も、吐出口２０´がミキシング室２ａ内の下部の混合層域に配設されるため、混合、分散が速やかに行われ溶解効率を向上させることができる。
【００３５】
以上のように構成された本実施の形態２における溶解装置の溶解動作は、実施の形態１において説明したものと同様であるが、本実施の形態２においては、下部攪拌羽根部３ａの端部の上、又は、ミキシング室２ａ内部の下部攪拌羽根部３ａの下部の中央部等の混合層域の混合が激しい部分に液体ポリマーを吐出し、混合、分散を速やかに行い溶解効率を更に向上させている。
【００３６】
以上のように、本実施の形態２における溶解装置は、実施の形態１と異なり、液体ポリマー供給流路１１ａをミキシング室２ａの側壁を貫通してミキシング室２ａに接続し、液体ポリマー供給流路１１ａの吐出口２０がミキシング室２ａの内壁から所定距離離隔するように配設されているので、実施の形態１の作用に加え、吐出口２０からミキシング室２ａ内へ吐出した液体ポリマーがミキシング室２ａの内壁や吐出口２０付近の内壁に付着することを防ぐことができ、また、液体ポリマー供給流路１１ａの吐出口２０において管径ｄが１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されているので、吐出口２０から吐出される液体ポリマーが液滴として微少流量で供給されるため、溶解効率を向上させることができ、運転停止時に液体ポリマー供給流路１１ａの吐出口２０に残留した液体ポリマーが、ミキシング室２ａ内の希釈水に反応して高粘度化した場合であっても、運転再開時には高粘度化した液体ポリマーがチューブポンプ１２の送圧により容易に吐出され管の内壁に残留しスラリー化することなく、使用性に優れるという作用を有する。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明の溶解装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）液体ポリマーを液体ポリマー供給流路を介してミキシング室へ微少流量ポンプにより定量的に供給することができ、ミキシング室内において液体ポリマーを希釈水で規定の希釈倍率に短時間で希釈し溶解することができ、作業性に優れる溶解装置を提供することができる。
（２）ミキシング室を設けることにより、ミキシング室内で液体ポリマーを希釈水で希釈し溶解することができるので、液体ポリマーを均一に溶解させることができ、また、逐次溶解して逐次使用できるので、保存の必要がなく液体ポリマー水溶液の機能の劣化を防ぐことができる溶解装置を提供することができる。
（３）液体ポリマーの流量を制御するために、微少流量ポンプを用いたので、液体ポリマーの少量の流量制御が可能で高希釈倍率に対応することができる溶解装置を提供することができる。
（４）微少流量ポンプを用いることにより、ミキシング室に接続された液体ポリマー供給流路の管径を小さくすることができ、液体ポリマーの吐出口と希釈水の接触面積を小さくすることができるので、液体ポリマー供給流路のミキシング室への接続部分の配管の閉塞を防ぐことができる溶解装置を提供することができる。
（５）微少流量ポンプで定量的に液体ポリマーを連続して供給できるので、ミキシング室等の設計が容易で、且つ短時間に希釈溶解できるので、装置をコンパクト化できる溶解装置を提供することができる。
（６）液体ポリマー供給流路の吐出口が、ミキシング室の内壁から所定距離離隔して配設されているので、吐出口からミキシング室内へ吐出した液体ポリマーがミキシング室の内壁や吐出口付近の内壁に付着することを防ぐことができる溶解装置を提供することができる。
（７）混合域や剪断域に吐出口が開口しているので、高粘度の液体ポリマーをも容易に拡散し迅速に溶解させることができる溶解装置を提供することができる。
（８）ミキシング室内に流入した液体ポリマーと希釈水の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒に設定することにより、滞留時間内に適量の液体ポリマーが液体ポリマー供給路よりミキシング室に供給され攪拌されるため、均一で活性の強い混合液を得ることができる溶解装置を提供することができる。
（９）液体ポリマーを定量供給できるので混合液の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒と短時間に設定することができる溶解装置を提供することができる。
（１０）ミキシング室内への液体ポリマーの１回の注入量は、微少流量ポンプにより約０．０５〜１．０ｍｌに設定できるので、ミキシング室を３〜２０ｌの容量にでき、且つ、液体ポリマーと希釈水の滞留時間を、１０〜９００秒好ましくは３０〜３００秒に設定することで、装置全体を著しくコンパクト化（従来の１／１０以下）でき、一人で運搬据え付けを行うことができ省力化できる溶解装置を提供することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（１）希釈水供給流路を流れる希釈水の流量を希釈水流量計により確認して、流量調整弁により手動で調整することができるので、安定して希釈水の流量を制御することができる溶解装置を提供することができる。
（２）安価な希釈水流量計と流量調整弁により希釈水の流量を調整することができるので、製造コストを低減させることができる省コスト性に優れた溶解装置を提供することができる。
【００４０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（１）微少流量ポンプによる液体ポリマーの吸い込み量すなわち吐出量を、吸い込み量測定器により測定することができるので、吸い込み量測定器により吸い込み量を確認しながら微少流量ポンプを駆動しその吐出量を変化させて所望の吐出量に容易に設定することができる使用性及び取り扱い性に優れた溶解装置を提供することができる。
【００４１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（１）微少流量ポンプをチューブポンプとすることにより、送出する液体が高粘度或いはスラリー液であっても、安定した流量で送出することができる溶解装置を提供することができる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（１）液体ポリマー供給流路の吐出口において管径が１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されているので、吐出口から吐出される液体ポリマーが液滴として微少流量で供給されるため、溶解効率を向上させることができる溶解装置を提供することができる。
（２）運転停止時に液体ポリマー供給流路の吐出口に残留した液体ポリマーが、ミキシング室内の希釈水に反応して高粘度化した場合であっても、吐出口において管径が１〜６ｍｍ好ましくは１．５〜４ｍｍに形成されているので、運転再開時には高粘度化した液体ポリマーが微少流量ポンプの送圧により容易に吐出され、管径が小さいため管の内壁に残留しスラリー化することもなく、使用性に優れる溶解装置を提供することができる。
【００４４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（１）液体ポリマー供給流路において、加温により液体ポリマーの流動性が向上するため、容易且つ正確に吐出量の制御を行うことができる溶解装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における溶解装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における溶解装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態２における溶解装置のミキシング室の要部拡大図
【符号の説明】
１、１ａ  溶解装置
２、２ａ  ミキシング室
３  攪拌羽根部
３ａ  下部攪拌羽根部
４  モータ
５  希釈水供給流路
６  希釈水流量制御部
７  希釈水流量計
８  流量調整弁
９  希釈水入口電動弁
１０  液体ポリマータンク
１１、１１ａ、１１ａ´  液体ポリマー供給流路
１２  チューブポンプ（微少流量ポンプ）
１４  液体ポリマー出口弁
１５  吸い込み量測定器
１６  第１の測定切替弁
１７  第２の測定切替弁
１８  混合液送出流路
１９  バッファ部
２０、２０´  吐出口
【図１】
0004050894.tif 000002
【図２】
0004050894.tif 000003
【図３】
0004050894.tif 000004