JP2013027849A - 吸引混合ポンプ用の分離装置及び吸引式混合システム - Google Patents

Abstract

【課題】気泡の含有率が低い分散質と液相分散媒との混合流体を得られる吸引混合ポンプ用の分離装置及び吸引式混合システムを提供する。
【解決手段】上部に上部排出口７１ｃを有し且つ下部に下部排出口７１ｂを有する円筒状容器７１と、円筒状容器７１の底部から突入する状態で円筒状容器７１内に設けられた導入管７２とを備えた吸引混合ポンプ用の分離装置であって、円筒状容器７１内の上部に、上下方向の回転軸心Ａ１周りに回転可能に配設される旋回羽根７３と、旋回羽根７３を回転駆動して円筒状容器７１内の混合流体Ｆを旋回流動させる旋回羽根駆動手段Ｍ１と、円筒状容器７１内の上方に形成される気相空間Ｒの気体Ｖを円筒状容器７１外に吸引排気する排気手段Ｅとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、上部に上部排出口を有し且つ下部に下部排出口を有する円筒状容器と、円筒状容器の底部から突入する状態で円筒状容器内に設けられた導入管とを備え、分散質と液相分散媒とを負圧吸引力により吸引部を通して内部に吸引して攪拌する吸引混合ポンプの吐出部から吐出される分散質と液相分散媒との混合流体を、導入管に導入させ、比重差により分離して、上部排出口と下部排出口とから排出する吸引混合ポンプ用の分離装置、及び、その吸引混合ポンプ用の分離装置を備えた吸引式混合システムに関する。

かかる吸引混合ポンプ用の分離装置（以下、単に分離装置と記載する場合がある）は、吸引混合ポンプの吐出部から吐出される分散質と液相分散媒との混合流体を、導入管を通して上部排出口と下部排出口とを有する円筒状容器内に導入させ、その円筒状容器内において、比重差により小比重分と大比重分とに上下方向において分離して、主に小比重分が上部排出口から排出され、主に大比重分が下部排出口から排出されるものである。

吸引混合ポンプにおいては、回転翼の回転により生じる負圧吸引力により、分散質と液相分散媒とが個別又は予備混合された状態で吸引導入されて攪拌されて混合流体が吐出部から吐出される。
混合流体の例としては、例えば、液相分散媒に対して分散質として固相分散質を混合させた場合のスラリー、及び、液相分散媒に対して分散質として液相分散質を混合させた場合のエマルジョンが挙げられる。スラリーは、例えば、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の電極やセパレータ、塗料、トナー、研磨剤等の用途に多く利用される。一方、エマルジョンは、例えば、食品、シート材、エマルジョン燃料等に利用される。
ちなみに、分散質としては、例えば、粉体等の固相分散質や油等の液相分散質が挙げられ、液相分散媒としては、例えば、水等の溶媒が挙げられる。
ここで、粉体としては、粉状のものであれば特に除外されるものではなく、例えば、電池電極材料の化学原料、脱脂粉乳や小麦粉等の食品原料、医薬原料等であって、顆粒、粉体、細粒等の粉体（これら粉体の混合物を含む）を例示することができる。粉体には、径が大きい、いわゆる粉粒体も含まれる。

このような粉体供給装置において、従来は、円筒状容器内において分離された小比重分は、そのまま上部排出口から排出される構成となっていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−２３４１８５号公報

ところで、吸引混合ポンプの吐出部から吐出されて導入管を通して円筒状容器内に導入される混合流体には、気体が含まれている。ちなみに、この気体としては、例えば、吸引混合ポンプにより特に分散質を吸引する際に共に吸引される空気等が挙げられる。
そして、気体、即ち、気泡の含有率が高いほど混合流体の比重が小さくなるので、円筒状容器内において分離される小比重分は、大比重分に比べて気泡の含有率が高くなる。
しかしながら、従来の分離装置では、円筒状容器内において分離された小比重分がそのまま上部排出口から排出される構成であるので、上部排出口から排出される小比重分は気泡の含有率が高いという問題があった。
このような分離装置を備えた吸引式混合システムでも、同様の問題があった。
ちなみに、小比重分の気泡の含有率が高いと、小比重分を用いて行う後工程において、小比重分から気泡を抜き取る脱泡処理が必要になる場合があり、又、小比重分を製品とする場合は、製品の品質が低下することになる。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡の含有率が低い分散質と液相分散媒との混合流体を得られる吸引混合ポンプ用の分離装置及び吸引式混合システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る吸引混合ポンプ用の分離装置は、上部に上部排出口を有し且つ下部に下部排出口を有する円筒状容器と、前記円筒状容器の底部から突入する状態で前記円筒状容器内に設けられた導入管とを備え、分散質と液相分散媒とを負圧吸引力により吸引部を通して内部に吸引して攪拌する吸引混合ポンプの吐出部から吐出される分散質と液相分散媒との混合流体を、前記導入管に導入させ、比重差により分離して、前記上部排出口と前記下部排出口とから排出する吸引混合ポンプ用の分離装置であって、その特徴構成は、
前記円筒状容器内の上部に、上下方向の回転軸心周りに回転可能に配設される旋回羽根と、前記旋回羽根を回転駆動して前記円筒状容器内の混合流体を旋回流動させる旋回羽根駆動手段と、前記円筒状容器内の上方に形成される気相空間の気体を前記円筒状容器外に吸引排気する排気手段とを備えている点にある。

上記特徴構成によれば、吸引混合ポンプの吐出部から吐出された混合流体は、導入管に導入されて、その導入管の吐出端から上向きに円筒状容器内に吐出される。
円筒状容器内の上部では、旋回羽根駆動手段の回転駆動力により旋回羽根が回転しているので、円筒状容器内に吐出された混合流体は、上部排出口又は下部排出口に流動しつつ、下方に窪んだ凹状液面を円筒状容器内の上部に形成する状態で旋回流動する。そして、その混合流体は、比重差及び遠心力により、気泡の含有率が低くて比重が大きい大比重分と気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分とに上下方向において分離されて、大比重分は下部排出口から排出され、小比重分は上部排出口から排出される。

更に、円筒状容器内の凹状液面の上方に形成される気相空間には、排気手段の吸引作用により、円筒状容器内を流動する混合流体内に含有される気泡が良好に抜け出て、気体が円筒状容器外に排気されることになり上部排出口から排出される小比重分の気泡の含有率を低くすることができ、さらには、凹状液面が形成されることにより、混合流体自身の排気手段側への流出による損失を抑制することができる。
従って、混合流体の損失を抑制しつつ、気泡の含有率が低い分散質と液相分散媒との混合流体を得られる吸引混合ポンプ用の分離装置を提供することができる。

本発明に係る吸引混合ポンプ用の分離装置の更なる特徴構成は、前記円筒状容器内における前記導入管の吐出端の上方に、前記吐出端から吐出される前記混合流体を旋回流動させる捻り板が配設され、前記旋回羽根が、前記捻り板の上方に配設されている点にある。

上記特徴構成によれば、導入管の吐出端から上向きに吐出された混合流体は、捻り板により旋回させられながら上方に流動し、更に、旋回羽根により旋回させられる。すると、捻り板及び旋回羽根による旋回作用により、円筒状容器内における混合流体の旋回流動が促進されて遠心力が増大されるので、気泡の含有率が低くて比重が大きい大比重分と気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分との分離を一層促進させることができて、気泡の含有率が高くて比重が小さい混合流体をより効果的に上方に流動させることができる。
そして、気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分の上方への流動が促進される状態で、円筒状容器内の凹状液面の上方に形成される気相空間に排気手段が吸引作用することから、混合流体からの気泡の抜き出し量を増大させることができるので、上部排出口から排出される小比重分の気泡の含有率を更に低くすることができる。
従って、気泡の含有率がより一層低い分散質と液相分散媒との混合流体を得ることができる。

本発明に係る吸引混合ポンプ用の分離装置の更なる特徴構成は、前記導入管が、前記円筒状容器と同心状に設けられ、前記旋回羽根の回転軸心が、前記円筒状容器と同心状になるように配設され、前記排気手段が、一端を前記気相空間内における前記円筒状容器の軸心近傍に位置させた状態で、前記円筒状容器内と連通する排気路と、前記排気路の他端に接続された真空ポンプとを備えて構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、旋回羽根が円筒状容器と同心の回転軸心で回転するので、円筒状容器内において、凹状液面の中心の最低部が円筒状容器の軸心近傍に位置する状態で、混合流体の旋回流動を効果的に起こさせることができる。すると、気泡の含有率が低くて比重が大きい大比重分と気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分との分離を更に促進させることができるので、気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分を更に効果的に上方に流動させることができる。
又、排気路の吸引端（一端）が円筒状容器の軸心近傍に位置しているので、凹状液面の高さが変動しても、排気路の吸引端が円筒状容器内の混合流体に没入するのを回避することができ、安定して気相空間から排気することができる。
従って、気泡の含有率が一段と低い分散質と液相分散媒との混合流体を安定して得ることができる。

本発明に係る吸引式混合システムは、上記特徴構成のいずれかの吸引混合ポンプ用の分離装置と、前記吸引混合ポンプとを備え、前記吸引混合ポンプが、前記吐出部から吐出された混合流体の一部を当該吸引混合ポンプの内部に戻す戻し部を備え、前記吸引混合ポンプの前記吐出部が前記分離装置の前記導入管に接続され、前記吸引混合ポンプの前記戻し部が前記分離装置の前記下部排出口に接続されている点にある。

上記特徴構成によれば、吸引混合ポンプの吐出部から吐出された混合流体は、分離装置の導入管から円筒状容器内に吐出される。そして、その円筒状容器内において、上記特徴構成のいずれかのように、大比重分と小比重分に分離されて、大比重分は下部排出口から排出されて、再び、戻し部から吸引混合ポンプ内に吸引導入されて攪拌され、小比重分は上部排出口から排出される。

つまり、吐出部から吐出された混合流体から分離された大比重分を吸引混合ポンプ内に戻しながら、吸引混合ポンプ内で混合流体を攪拌するので、分散質と液相分散媒とを十分に分散混合させることができる。
そして、そのように分散質と液相分散媒とが十分に分散混合された混合流体から、分離装置にて、気体の含有率が低い小比重分を分離して排出することができる。
従って、均一に混合され且つ気泡の含有率が低い分散質と液相分散媒との混合流体を得られる吸引式混合システムを提供することができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、複数の前記吸引混合ポンプが、上流側の吸引混合ポンプの前記吐出部から吐出された混合流体が、下流側の吸引混合ポンプの前記吸引部から当該下流側の吸引混合ポンプの内部に吸引導入される形態で直列状に連結されて設けられ、直列状に連結された前記複数の吸引混合ポンプのうちの少なくとも一つ以上の夫々に対して、前記分離装置が備えられ、直列状の並び方向で隣接する二つの吸引混合ポンプのうちの上流側の吸引混合ポンプに備えられる前記分離装置については、前記上部排出口が、当該分離装置が備えられた吸引混合ポンプに最も近い下流側の吸引混合ポンプの前記吸引部に接続されている点にある。

上記特徴構成によれば、直列状の並び方向で隣接する二つの吸引混合ポンプのうちの上流側の吸引混合ポンプの吐出部から吐出された混合流体は、分離装置において、上記特徴構成のいずれかのように、大比重分と小比重分に分離されて、大比重分は、当該分離装置が備えられた吸引混合ポンプの戻し部から再び当該吸引混合ポンプ内に吸引導入され、小比重分は、当該分離装置が備えられた吸引混合ポンプに最も近い下流側の吸引混合ポンプの吸引部に吸引導入されて、その吸引混合ポンプにおいて更に攪拌される。

そして、上部排出口から排出される小比重分の気泡の含有率が低いので、その小比重分を下流側の吸引混合ポンプにより吸引する際に、吸引効率が低下するのを抑制することができる。
更に、分離装置の排気部の負圧吸引力が、当該分離装置が備えられた吸引混合ポンプの内部に作用するので、当該吸引混合ポンプの負圧吸引力が高められることになり、吸引混合ポンプの吸引効率を向上することが可能となる。
ちなみに、従来の分離装置が用いられる場合は、上部排出口から排出される小比重分の気泡の含有率が高いため、小比重分を下流側の吸引混合ポンプにより吸引する際に、吸引効率が低下することになり、分散質と液相分散媒とを混合攪拌処理するに当たって、その処理効率が低下する。
従って、分散質と液相分散媒とがより一層均一に分散混合され、しかも、気泡の含有率が低い良質な混合流体を効率良く生成することができる。

本発明に係る吸引式混合システムの更なる特徴構成は、直列状に連結された前記複数の吸引混合ポンプのうちの最上流の吸引混合ポンプが、分散質と液相分散媒とを前記吸引部を通して内部に吸引導入して混合攪拌し混合流体を前記吐出部から吐出するように構成され、前記最上流の吸引混合ポンプに対して、前記分離装置が備えられている点にある。

上記特徴構成によれば、直列状に連結された複数の吸引混合ポンプのうちの最上流の吸引混合ポンプにより、分散質と液相分散媒とが吸引部を通して内部に吸引導入されて攪拌混合されて混合流体が吐出部から吐出される。
そして、最上流の吸引混合ポンプに備えられた分離装置では、上記特徴構成のいずれかのように、混合流体が大比重分と小比重分に分離されて、大比重分は、再び、最上流の吸引混合ポンプの戻し部からその最上流の吸引混合ポンプ内に吸引導入され、小比重分は、最上流の吸引混合ポンプに最も近い下流側の吸引混合ポンプの吸引部からその吸引混合ポンプ内に吸引導入されて、その吸引混合ポンプにおいて更に攪拌される。
従って、分散質と液相分散媒とを材料にして、それらが均一に分散混合され、しかも、気泡の含有率が低い良質な混合流体を生成することができる。

吸引混合ポンプ用の分離装置を備えた吸引式混合システムの概略構成図 吸引混合ポンプ用の分離装置の縦断面図 吸引混合ポンプ用の分離装置の捻り板を示す図 容積式の定量供給機構を示す縦断面図 図４のＶ−Ｖ方向視での断面図 １段目の吸引混合ポンプの縦断側面図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る吸引混合ポンプ用の分離装置（以下、単に分離装置と記載する場合がある）７０を備えた吸引式混合システムを示す。
この吸引式混合システムは、分散質としての粉体Ｐと液相分散媒としての液体Ｌとを混合させることにより、粉体Ｐを液体Ｌに溶解させて、スラリーを生成するものである。
本実施形態においては、例えば、粉体ＰとしてＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）を用い、液体Ｌとして水を用いた。

図１に示すように、吸引式混合システムは、粉体Ｐを定量供給する粉体供給装置Ｘと、液体Ｌを定量供給する液体供給装置５０と、粉体供給装置Ｘから定量供給される粉体Ｐと液体供給装置５０から定量供給される液体Ｌとを負圧吸引して混合し、粉体Ｐを液体Ｌに溶解して混合流体Ｆを吐出する吸引混合ポンプＹと、吸引混合ポンプＹから吐出された混合流体Ｆを、完全に溶解していない粉体Ｐを含む状態の大比重分Ｆｒと粉体Ｐが略完全に溶解した状態の小比重分Ｆｓとに比重差により分離する分離装置７０等を備えて構成されている。

図１に示すように、吸引混合ポンプＹは、回転翼６（図６参照）の回転により生じる負圧吸引力により、粉体Ｐと液体Ｌとを吸引部としての吸引口１１を通して内部に吸引導入して攪拌し、粉体Ｐと液体Ｌとが混合溶解された混合流体Ｆを吐出部としての吐出口１２から吐出するように構成されると共に、吐出口１２から吐出された混合流体Ｆの一部を内部に戻す戻し部としての戻し口１７を備えている。

図１に示すように、この実施形態では、３基の吸引混合ポンプＹが、上流側の吸引混合ポンプＹの吐出口１２から吐出された混合流体Ｆが、下流側の吸引混合ポンプＹの吸引口１１から当該下流側の吸引混合ポンプＹの内部に吸引導入される形態で直列状に連結されて設けられている。尚、以下の説明において、直列状に設けられた３基の吸引混合ポンプＹの並び順を特定して説明する場合、最上流のもの（図１において左端のもの）から下流側（図１において右側）に順に、１段目の吸引混合ポンプＹ１、２段目の吸引混合ポンプＹ２、３段目の吸引混合ポンプＹ３と記載する。
更に、直列状に連結された３基の吸引混合ポンプＹのうちの最上流の１段目の吸引混合ポンプＹ１が、粉体Ｐと液体Ｌとを吸引口１１を通して内部に吸引導入して混合攪拌し混合流体Ｆを吐出口１２から吐出するように構成されている。又、２段目及び３段目の各吸引混合ポンプＹ２，Ｙ３は、粉体Ｐと液体Ｌとが混合溶解された混合流体Ｆ（具体的には、後述する小比重分Ｆｓ）を吸引口１１を通して内部に吸引導入して混合攪拌して吐出口１２から吐出するように構成されている。

図１及び図２に示すように、分離装置７０は、上部に上部排出口７１ｃを有し且つ下部に下部排出口７１ｂを有する円筒状容器７１と、その円筒状容器７１の底部から突入する状態で円筒状容器７１の内部に設けられた導入管７２とを備えて構成されている。詳細は後述するが、円筒状容器７１の底部には、下部排出口７１ｂに隣接して供給口７１ａが設けられ、導入管７２は、その下端開口部を供給口７１ａに連通接続した状態で、円筒状容器７１内に配設されている。

図１に示すように、この実施形態では、直列状に連結された３基の吸引混合ポンプＹ夫々に対して、分離装置７０が設けられている。
各吸引混合ポンプＹの吐出口１２が、吐出路１８により、各吸引混合ポンプＹに対応する分離装置７０の導入管７２に供給口７１ａを介して接続され、各吸引混合ポンプＹの戻し口１７が、循環路１６により、各吸引混合ポンプＹに対応する分離装置７０の下部排出口７１ｂに接続されている。

又、直列状の並び方向で隣接する二つの吸引混合ポンプＹのうちの上流側の吸引混合ポンプＹに備えられる分離装置７０については、上部排出口７１ｃが、送出路２２により、当該分離装置７０が備えられた吸引混合ポンプＹに最も近い下流側の吸引混合ポンプＹの吸引口１１に接続されている。
つまり、１段目の吸引混合ポンプＹ１に備えられた分離装置７０の上部排出口７１ｃが、送出路２２により、２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１に接続され、２段目の吸引混合ポンプＹ２に備えられた分離装置７０の上部排出口７１ｃが、送出路２２により、３段目の吸引混合ポンプＹ３の吸引口１１に接続されている。
更に、３段目の吸引混合ポンプＹ３に備えられた分離装置７０の上部排出口７１ｃは、送出路２２により、製品としてのスラリーの供給先８０に接続されている。

そして、各分離装置７０においては、吸引混合ポンプＹの吐出口１２から吐出される混合流体Ｆを導入管７２に導入させて、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとに比重差により分離して、小比重分Ｆｓを上部排出口７１ｃから排出し、大比重分Ｆｒを下部排出口７１ｂから排出するように構成されている。

図２に示すように、本発明に係る分離装置７０には、円筒状容器７１内の上部に、鉛直方向の回転軸心Ａ１周りに回転可能に配設される旋回羽根７３と、その旋回羽根７３を回転駆動して円筒状容器７１内の混合流体Ｆを旋回流動させることにより、下方に窪んだ凹状液面Ｆｍを円筒状容器７１内の上部に形成する旋回羽根駆動手段としての旋回羽根駆動モータＭ１と、円筒状容器７１内における凹状液面Ｆｍの上方に形成される気相空間Ｒに吸引作用して、気相空間Ｒ内の空気Ｖ（気体の一例）を円筒状容器７１外に吸引排気する排気手段としての排気部Ｅとが備えられている。

この実施形態では、直列状に連結された３基の吸引混合ポンプＹ夫々に設けた分離装置７０のうちの一部の吸引混合ポンプＹに対して、上述の本発明構成を採用した分離装置７０が備えられている。
尚、以下の説明において、本発明構成の採用有無を特定して分離装置７０を説明する場合、本発明構成を採用したものを脱泡式の分離装置７０Ａと記載し、本発明構成を採用していないものを基本の分離装置７０Ｂと記載する。

この実施形態では、直列状に連結された３基の吸引混合ポンプＹのうちの１段目の吸引混合ポンプＹ１に対して、脱泡式の分離装置７０Ａが備えられ、残りの２段目の吸引混合ポンプＹ２、及び、３段目の吸引混合ポンプＹ３の夫々に対して、基本の分離装置７０Ｂが備えられている。

以下、吸引式混合システムの各部について説明を加える。
図１に示すように、粉体供給装置Ｘは、上部開口部３１ａから受け入れた粉体Ｐを下部開口部３１ｂから排出させるホッパ３１と、ホッパ３１内の粉体Ｐを攪拌する攪拌機構３２と、ホッパ３１の上部開口部３１ａが室内に対し開放された状態で、下部開口部３１ｂの下流側に接続された１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引により下部開口部３１ｂに作用する負圧吸引力によって、下部開口部３１ｂから排出された粉体Ｐを１段目の吸引混合ポンプＹ１に定量供給する容積式の定量供給機構（以下、単に定量供給機構と記載する場合がある）４０とを備えて構成されている。

ホッパ３１は、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆円錐形状に構成され、その中心軸Ａ２が鉛直方向に沿う姿勢で配設されている。そのホッパ３１の上部開口部３１ａ及び下部開口部３１ｂ夫々の横断面形状（上面視）は、中心軸Ａ２を中心とする円形状とされ、又、ホッパ３１における逆円錐形状の内側壁面の傾斜角度は、水平面に対して略６０度とされる。

攪拌機構３２は、ホッパ３１内に配設されて、ホッパ３１内の粉体Ｐを攪拌する攪拌羽根３２Ａと、当該攪拌羽根３２Ａをホッパ３１の中心軸Ａ２周りに回転させる攪拌羽根駆動モータＭ２と、攪拌羽根駆動モータＭ２をホッパ３１の上部開口部３１ａの上方に位置させて支持する取付部材３２Ｂと、攪拌羽根駆動モータＭ２の回転駆動力を攪拌羽根３２Ａに伝動させる伝動部材３２Ｃとを備えて構成される。

攪拌羽根３２Ａは、棒状部材を概略Ｖ字形状に屈曲して構成され、その一方の辺部がホッパ３１の内側壁面に沿う状態で、他方の辺部の端部がホッパ３１の中心軸Ａ２と同軸で回転自在に枢支されて配設されている。また、当該攪拌羽根３２Ａは、横断面形状が三角形に形成されており、三角形の一辺を形成する面がホッパ３１の内側壁面と略平行となるように配設されている。これにより、攪拌羽根３２Ａは、ホッパ３１の内側壁面に沿って中心軸Ａ２周りに回転可能に配設されている。

図１、図４及び図５に示すように、定量供給機構４０は、ホッパ３１の下部開口部３１ｂから供給される粉体Ｐを１段目の吸引混合ポンプＹ１に設定粉体供給量（単位時間当たり）で定量供給する機構である。
具体的には、ホッパ３１の下部開口部３１ｂに接続される導入部４１と、粉体供給口４３ａ及び粉体排出口４３ｂを備えたケーシング４３と、複数の枡室４４ｂを外周部が開放された状態で周方向に等間隔で有して、ケーシング４３内に回転可能に配設された計量回転体４４と、計量回転体４４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ３とを備えて構成される。

導入部４１は、ホッパ３１の下部開口部３１ｂとケーシング４３の上部に形成された粉体供給口４３ａとを連通する筒状に形成され、最下端には、ケーシング４３の粉体供給口４３ａと同形状のスリット状の開口が形成されている。この導入部４１は、ケーシング４３の粉体供給口４３ａ側ほど細くなる先細り状に形成されている。当該スリット状の開口の形状は、ホッパ３１の大きさ、粉体Ｐの供給量、粉体Ｐの特性等に応じて適宜設定することができるが、例えば、スリット状の開口の長さ方向の寸法を２０〜１００ｍｍ程度、幅方向の寸法を１〜５ｍｍ程度に設定するようにする。

ケーシング４３は、概略直方体形状に形成され、水平方向に対して４５度傾斜した姿勢で、導入部４１を介してホッパ３１の下部開口部３１ｂに接続されている。
図４及び図５に示すように、ケーシング４３の上面には、導入部４１のスリット状の開口に対応したスリット状の粉体供給口４３ａが設けられ、ホッパ３１の下部開口部３１からの粉体Ｐをケーシング４３内に供給可能に構成されている。傾斜状に配置されたケーシング４３の下方側の側面（図４において右側面）の下部には、計量回転体４４にて定量供給された粉体Ｐを膨張室４７を介して１段目の吸引混合ポンプＹ１に排出する粉体排出口４３ｂが設けられ、その粉体排出口４３ｂには、粉体排出管４５が接続されている。膨張室４７は、粉体供給口４３ａから計量回転体４４の枡室４４ｂに供給された粉体Ｐが定量供給されるケーシング４３内の位置に設けられ、粉体排出口４３ｂから作用する負圧吸引力によって、粉体供給口４３ａよりも低圧に維持される（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）。すなわち、粉体排出口４３ｂは、１段目の吸引混合ポンプＹ１の一次側に接続されることによって、負圧吸引力が膨張室４７に作用し粉体供給口４３ａよりも低圧状態に維持されるようにしている。計量回転体４４の回転に伴って、各枡室４４ｂの状態が負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）と当該負圧状態よりも高圧の状態に変化するように構成されている。

計量回転体４４は、計量回転体駆動モータＭ３の駆動軸４８に配設した円盤部材４９に、複数（例えば、８枚）の板状隔壁４４ａを円盤部材４９の中心部を除いて放射状に等間隔に取り付けて構成され、周方向で等間隔に枡室４４ｂを複数区画（例えば、８室）形成するように構成されている。枡室４４ｂは、計量回転体４４の外周部及び中心部において開口するように構成されている。計量回転体４４の中心部には、開口閉鎖部材４２が周方向に偏在して固定状に配設され、各枡室４４ｂの中心部側の開口をその回転位相に応じて閉塞或いは開放可能に構成されている。なお、粉体Ｐの供給量は、計量回転体４４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ３による計量回転体４４の回転数を変化させることで、調整できる。

計量回転体４４の回転に伴って、各枡室４４ｂが、膨張室４７に開放される膨張室開放状態、膨張室４７及び粉体供給口４３ａと連通しない第１密閉状態、粉体供給口４３ａに開放される供給口開放状態、粉体供給口４３ａ及び膨張室４７と連通しない第２密閉状態の順で、その状態が繰り返して変化するように構成されている。なお、計量回転体４４の外周面側の開口が第１密閉状態及び第２密閉状態において閉鎖されるようにケーシング４３が形成されるとともに、計量回転体４４の中心部側の開口が第１密閉状態、供給口開放状態及び第２密閉状態において閉鎖されるように、開口閉鎖部材４２がケーシング４３に固定して配設される。

従って、粉体供給装置Ｘにおいては、ホッパ３１内に貯留された粉体Ｐが攪拌羽根３２Ａにより攪拌されながら定量供給機構４０に供給され、定量供給機構４０により、粉体Ｐが粉体排出口４３ｂから粉体排出管４５を通して１段目の吸引混合ポンプＹ１に設定粉体供給量で定量供給される。

具体的に説明すると、定量供給機構４０の粉体排出口４３ｂの下流側に接続された１段目の吸引混合ポンプＹ１からの負圧吸引力により、ケーシング４３内における膨張室４７の圧力が負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度）となる。一方で、ホッパ３１の上部開口部３１ａは室内に対し開放されているので、ホッパ３１内は大気圧程度の状態となる。膨張室４７と計量回転体４４の隙間を介して連通する導入部４１の内部及び下部開口部３１ｂの近傍は、上記負圧状態と外気圧状態との間の圧力状態となる。

この状態で、ホッパ３１の内壁面及び下部開口部３１ｂの近傍の粉体Ｐが、攪拌機構３２の攪拌羽根３２Ａにより攪拌されることで、攪拌羽根３２Ａによるせん断作用によりホッパ３１内の粉体Ｐが解砕され、一方、計量回転体４４は計量回転体駆動モータＭ３により回転させられることで、空の枡室４４ｂが次々と粉体供給口４３ａに連通する状態となる。そして、ホッパ３１内の粉体Ｐは下部開口部３１ｂから導入部４１を流下し、次々と粉体供給口４３ａに連通する状態となる計量回転体４４の枡室４４ｂに収容されて、その枡室４４ｂに収容された粉体Ｐは膨張室４７に流下し、粉体排出口４３ｂから排出される。従って、粉体供給装置Ｘにより、粉体Ｐを粉体排出管４５を通して設定粉体供給量で連続して１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に定量供給することができる。

図１に示すように、粉体排出管４５には、１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１への粉体Ｐの供給を停止可能なシャッタバルブ４６が配設されている。

図１に示すように、液体供給装置５０は、液体源５１からの液体Ｌを、設定液体供給量（単位時間当たり）で１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に連続的に供給するように構成されている。
具体的には、液体供給装置５０は、液体Ｌを送出する液体源５１と、液体源５１から液体Ｌが送出される液体供給管５２と、液体源５１から液体供給管５２に送出される液体Ｌの供給量を設定液体供給量に調整する流量調整バルブ（図示せず）とを備えて構成されている。
又、１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１には、液体供給装置５０から設定液体供給量で定量供給される液体Ｌと定量供給機構４０から設定粉体供給量で定量供給される粉体Ｐとを混合するミキシング機構６０が設けられている。

図６に示すように、ミキシング機構６０は、粉体排出管４５と液体供給管５２とを吸引口１１に連通接続するミキシング部材６１を備えて構成されている。
このミキシング部材６１は、円筒状の吸引口１１よりも小径に構成されて、吸引口１１との間に環状のスリット６３を形成すべく吸引口１１に挿入状態で配設される筒状部６２、及び、環状のスリット６３に全周にわたって連通する状態で吸引口１１の外周部に環状流路６４を形成する環状流路形成部６５を備えて構成されている。
ミキシング部材６１には、粉体排出管４５が筒状部６２に連通する状態で接続されると共に、液体供給管５２が環状流路６４に対して液体Ｌを接線方向に供給するように接続される。
粉体排出管４５、ミキシング部材６１の筒状部６２及び吸引口１１は、それらの軸心が一連となりその一連の軸心Ａ３を供給方向が下向きとなる傾斜姿勢（水平方向に対する角度が４５度程度）となるように傾斜させて配置されている。尚、図４に示すように、計量回転体４４の回転軸心Ａ４も、軸心Ａ３と平行に、即ち、水平方向に対する角度が４５度程度になるように設定されている。

つまり、定量供給機構４０の粉体排出口４３ｂから粉体排出管４５に排出された粉体Ｐは、ミキシング部材６１の筒状部６２を通して軸心Ａ３に沿って１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に導入される。一方、液体Ｌは、環状流路６４に接線方向から供給されるので、環状流路６４の内周側に形成される環状のスリット６３を介して、切れ目のない中空円筒状の渦流の状態で１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引口１１に供給される。
従って、円筒状の吸引口１１により、粉体Ｐと液体Ｌとが均一に予備混合され、その予備混合物Ｆｐが１段目の吸引混合ポンプＹ１に吸引導入される。

次に、図６に基づいて、１段目の吸引混合ポンプＹ１について説明を加える。
１段目の吸引混合ポンプＹ１は、両端開口が前壁部２と後壁部３とで閉じられた円筒状の外周壁部４を備えたケーシング１と、そのケーシング１の内部に同心状で回転駆動自在に設けられたロータ５と、そのケーシング１の内部に同心状で固定配設された円筒状のステータ７と、ロータ５を回転駆動するポンプ駆動モータＭ４等を備えて構成されている。

ロータ５は、その前面が概ね円錐台状に膨出する形状に構成され、このロータ５の径方向の外方側には、複数（この実施形態では１０個）の回転翼６が、前壁部２側である前方側（図６の左側）に突出し且つ周方向に等間隔で並ぶ状態でロータ５と一体的に備えられている。
このロータ５が、ケーシング１内においてケーシング１と同心状に位置する状態で、後壁部３を貫通してケーシング１内に挿入されたポンプ駆動モータＭ４の駆動軸１９に連結されて、そのポンプ駆動モータＭ４により回転駆動される。

円筒状のステータ７には、複数の透孔７ａ，７ｂが周方向に夫々並べて備えられ、そのステータ７が、ロータ５の前方側で且つ回転翼６の径方向の内側に位置させて前壁部２に固定配設されて、そのステータ７とケーシング１の外周壁部４との間に、回転翼６が周回する環状の翼室８が形成される。
ケーシング１の前壁部２の内面に環状溝１０が形成されると共に、その前壁部２に対向するロータ５の前方側には、掻き出し片９がその先端部９Ｔを環状溝１０内に進入した状態でロータ５と一体的に周回可能に配設されている。

そして、粉体Ｐと液体Ｌとが予備混合された予備混合物Ｆｐを回転翼６の回転によりケーシング１の内部に吸引導入する吸引口１１が、環状溝１０と連通する状態で、前壁部２に設けられている。
又、粉体Ｐと液体Ｌとが混合されて生成された混合流体Ｆ（具体的には、一次スラリーＦａ）を吐出する円筒状の吐出口１２が、翼室８に連通する状態で外周壁部４にその外周壁部４の接線方向に伸びるように設けられている。

図１、図２及び図６に示すように、この実施形態では、吐出口１２から吐出された混合流体Ｆ（一次スラリーＦａ）は、吐出路１８を通して分離装置７０に供給され、その分離装置７０にて分離された大比重分Ｆｒを、循環路１６を介してケーシング１内に戻す円筒状の戻し口１７がケーシング１の前壁部２の中央部にケーシング１の軸心Ａ５と同心状に設けられている。

図６に示すように、ステータ７の内周側を前壁部２側の導入室１３とロータ５側の戻し室１４とに仕切る仕切体１５が、ロータ５の前方側に当該ロータ５と一体回転する状態で設けられている。
そして、導入室１３及び戻し室１４夫々が、ステータ７の複数の透孔７ａ，７ｂを介して翼室８と連通されるように構成され、吸引口１１が導入室１３に連通し、戻し口１７が戻し室１４に連通するように構成されている。
具体的には、導入室１３と翼室８とは、ステータ７における導入室１３に臨む部分に周方向に等間隔で配設された複数の導入室側透孔７ａにて連通され、戻し室１４と翼室８とは、ステータ７における戻し室１４に臨む部分に周方向に等間隔で配設された複数の戻し室側透孔７ｂにて連通されている。

仕切体１５は、ステータ７の内径よりも僅かに小さい外径を有する概ね漏斗状に構成されている。この漏斗状の仕切体１５は、具体的には、その中央部に、頂部が円筒状に突出する筒状摺接部１５ａにて開口された漏斗状部１５ｂを備えると共に、その漏斗状部１５ｂの外周部に、前面及び後面共にケーシング１の軸心Ａ５に直交する状態となる環状平板部１５ｃを備える形状に構成されている。

掻き出し片９が、この仕切体１５の前壁部２側に設けられている。この掻き出し片９は、同心状に、周方向において均等間隔で複数（この実施形態では４個）設けられている。
詳細な図示を省略するが、各掻き出し片９は棒状に形成され、ロータ５の径方向視で、当該棒状の掻き出し片９の先端側ほど前壁部２側に位置し、且つ、ロータ５の軸心方向視で、当該棒状の掻き出し片９の先端側ほどロータ５の径方向内方側に位置する傾斜姿勢で、当該棒状の掻き出し片９の基端部がロータ５と一体回転するように固定されている。そして、ロータ５が、その軸心方向視において掻き出し片９の先端が前側となる向きに回転駆動される。

複数の掻き出し片９が設けられた仕切体１５が、頂部の筒状摺接部１５ａがケーシング１の前壁部２側を向く姿勢で、周方向に等間隔を隔てた複数箇所（この実施形態では、４箇所）に配設された間隔保持部材２０により、ロータ５の前面と間隔を隔てた状態でロータ５の前面に取り付けられる。そのように仕切体１５が取り付けられたロータ５が、仕切体１５の筒状摺接部１５ａが戻し口１７に摺接回転可能に嵌めこまれた状態で、ケーシング１内に配設される。
すると、ロータ５の膨出状の前面と仕切体１５の後面との間に、ケーシング１の前壁部２側ほど小径となる先細り状の戻し室１４が形成され、戻し口１７が仕切体１５の筒状摺接部１５ａを介して戻し室１４に連通するように構成されている。
又、ケーシング１の前壁部２と仕切体１５の前面との間に、吸引口１１に連通する環状の導入室１３が形成される。

そして、ロータ５が回転駆動されると、筒状摺接部１５ａが戻し口１７に摺接する状態で、仕切体１５がロータ５と一体的に回転することになり、ロータ５及び仕切体１５が回転する状態でも、戻し口１７が仕切体１５の筒状摺接部１５ａを介して戻し室１４に連通する状態が維持されるように構成されている。この戻し口１７には、循環路１６の内径よりも小径で且つ仕切体１５の筒状摺接部１５ａよりも小径となり流路面積が小さな絞り部１７ａが形成されている。

詳細な図示を省略するが、２段目の吸引混合ポンプＹ２、及び、３段目の吸引混合ポンプＹ３は共に、１段目の吸引混合ポンプＹ１と同様に構成されている。
図１に示すように、１段目の吸引混合ポンプＹ１に備えられた分離装置７０Ａの上部排出口７１ｃと２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１とを接続する送出路２２、及び、２段目の吸引混合ポンプＹ２に備えられた分離装置７０Ｂの上部排出口７１ｃと３段目の吸引混合ポンプＹ３の吸引口１１とを接続する送出路２２の夫々には、２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１や３段目の吸引混合ポンプＹ３の吸引口１１への混合流体Ｆ（具体的には、小比重分Ｆｓ）の供給を停止可能なシャッタバルブ４６が配設されている。

つまり、１段目の吸引混合ポンプＹ１に備えられた分離装置７０Ａの上部排出口７１ｃに対して、送出路２２を介して、２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１からの負圧吸引力が作用して、１段目の吸引混合ポンプＹ１に備えられた分離装置７０Ａの上部排出口７１ｃから排出された小比重分Ｆｓが、混合流体Ｆとして、２段目の吸引混合ポンプＹ２に吸引口１１を通して吸引導入される。並びに、２段目の吸引混合ポンプＹ２に備えられた分離装置７０Ｂの上部排出口７１ｃに対して、送出路２２を介して、３段目の吸引混合ポンプＹ３の吸引口１１からの負圧吸引力が作用して、２段目の吸引混合ポンプＹ２に備えられた分離装置７０Ｂの上部排出口７１ｃから排出された小比重分Ｆｓが、混合流体Ｆとして、３段目の吸引混合ポンプＹ３に吸引口１１を通して吸引導入される。

次に、図１〜図３に基づいて、分離装置７０について説明を加える。尚、図３は、捻り板７４を示す図であり、（ａ）は、捻り板７４を配設した捻り板支持筒７５の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ方向での断面図であり、（ｃ）は捻り板７４を配設した捻り板支持筒７５の斜視図である。
基本の分離装置７０Ｂについての詳細な図示を省略するが、脱泡式の分離装置７０Ａ及び基本の分離装置７０Ｂのいずれも、円筒状容器７１の底部に、混合流体Ｆを供給する供給口７１ａが円筒状容器７１の軸心と同心状に設けられ、下部排出口７１ｂは、供給口７１ａの側方に設けられている。脱泡式の分離装置７０Ａでは、上部排出口７１ｃは、円筒状容器７１の上部周壁における凹状液面Ｆｍよりも下方側に設けられ、基本の分離装置７０Ｂでは、上部排出口７１ｃは、円筒状容器７１の頂部に設けられている。

図２及び図３に示すように、導入管７２は、その下端開口部が供給口７１ａに連通する状態で円筒状容器７１内に配設されると共に、その導入管７２の吐出端である上端開口部７２ａの上方に、その上端開口部７２ａから吐出される混合流体Ｆを旋回流動させる捻り板７４が配設されている。
導入管７２の上端部には、内径がその導入管７２よりも大径の捻り板支持筒７５が外嵌状に取り付けられ、複数（この実施形態では４枚）の捻り板７４が、夫々を導入管７２の軸心を含む面に対して角度α傾斜させる（図３（ｂ）参照）と共に、夫々の長手方向（導入管７２の軸心Ａ１に沿う方向）での中心線７４ｃが互いに捻れる状態となるように配設されている。

導入管７２の軸心Ａ１を含む面に対する捻り板７４の傾斜角度α（図３（ｂ）参照）は、４０〜５０度の範囲が好ましく、この実施形態では、４５度に設定される。又、各捻り板７４における捻り板支持筒７５の内面に沿う縁部は、軸心Ａ１に対して角度α傾斜する面での捻り板支持筒７５の切断面における内周に沿う形状に形成されて、捻り板７４が捻り板支持筒７５の内面に当接状態で配設されている。又、各捻り板７４の上端は、捻り板支持筒７５の上端から突出している。

脱泡式の分離装置７０Ａについて説明を加えると、円筒状容器７１の上端開口は、閉塞板７１ｄにて閉塞され、旋回羽根駆動モータＭ１は、その駆動軸７６を下向きに向けた状態で、閉塞板７１ｄに載置支持されている。その旋回羽根駆動モータＭ１の駆動軸７６は、円筒状容器７１の軸心と同軸状で、下向きに閉塞板７１ｄを貫通させて円筒状容器７１内に挿入されている。そして、旋回羽根７３が、旋回羽根駆動モータＭ１の駆動軸７６の先端に連結されて、捻り板７４の上方に配設されている。但し、旋回羽根７３の回転方向は、捻り板７４による混合流体Ｆの旋回方向と同方向に設定される。
つまり、導入管７２が、円筒状容器７１と同心状に設けられ、旋回羽根７３の回転軸心Ａ１が、円筒状容器７１の軸心と同心状になるように配設されている。

排気部Ｅが、一端を気相空間Ｒ内における円筒状容器７１の軸心（旋回羽根７３の回転軸心Ａ１）近傍に位置させた状態で、円筒状容器７１内と連通する排気路７７と、その排気路７７の他端に接続された吸引作用する真空ポンプ７８とを備えて構成されている。
説明を加えると、排気路７７は、その一端（吸引端）を下向きに閉塞板７１ｄを貫通させて円筒状容器７１の軸心近傍に位置させた形態で配管され、その排気路７７の他端（基端）に真空ポンプ７８が接続されている。

そして、一次スラリーＦａが設定された流量で導入管７２に供給されたときに、円筒状容器７１内の上部に、凹状液面Ｆｍを形成して気相空間Ｒを形成可能なように、円筒状容器７１の形状や旋回羽根７３の回転数等が設定されている。

次に、この吸引式混合システムの動作について説明する。
まず、粉体供給装置Ｘを停止し、１段目の吸引混合ポンプＹ１に対応するシャッタバルブ４６を閉止し、２段目及び３段目の吸引混合ポンプＹ２，Ｙ３夫々に対応するシャッタバルブ４６を開いた状態で、液体供給装置５０から液体Ｌのみを供給しながら、１段目、２段目及び３段目の各吸引混合ポンプＹ１，Ｙ２，Ｙ３夫々のポンプ駆動モータＭ４を作動させて、１段目、２段目及び３段目の各吸引混合ポンプＹ１，Ｙ２，Ｙ３の運転を開始して、前処理運転を開始する。所定の前処理用の運転時間が経過して、１段目、２段目及び３段目の各吸引混合ポンプＹ１，Ｙ２，Ｙ３内が、負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となると、前処理運転を終了して、１段目の吸引混合ポンプＹ１に対応するシャッタバルブ４６を開放すると共に、粉体供給装置Ｘ及び液体供給装置５０を作動させて、通常運転を開始する。

通常運転では、１段目の吸引混合ポンプＹ１への粉体Ｐの単位時間当たりの供給量が設定粉体供給量となるように粉体供給装置Ｘの作動が制御され、並びに１段目の吸引混合ポンプＹ１への液体Ｌの単位時間当たりの供給量が設定液体供給量となるように液体供給装置５０の作動が制御される。
ここで、設定粉体供給量及び設定液体供給量は、スラリーを生成するための粉体Ｐと液体Ｌとの混合比率に応じて設定される。

ホッパ３１内に貯留された粉体Ｐが、１段目の吸引混合ポンプＹ１の負圧吸引力により、ホッパ３１の下部開口部３１ｂから定量供給機構４０の膨張室４７を介してミキシング機構６０のミキシング部材６１に設定粉体供給量で連続的に定量供給される。並行して、１段目の吸引混合ポンプＹ１の負圧吸引力により、液体Ｌがミキシング機構６０のミキシング部材６１に設定液体供給量で連続的に定量供給される。
ミキシング機構６０のミキシング部材６１からは、粉体Ｐがミキシング部材６１の筒状部６２を通して吸引口１１に供給されると共に、液体Ｌが、環状のスリット６３を通して切れ目のない中空円筒状の渦流の状態で吸引口１１に供給され、吸引口１１により、粉体Ｐと液体Ｌとが予備混合され、その予備混合物Ｆｐが環状溝１０に導入される。

１段目の吸引混合ポンプＹ１のロータ５が高速で回転駆動されて、そのロータ５と一体的に仕切体１５が高速回転すると、その仕切体１５に同心状に設けられた４個の掻き出し片９が環状溝１０に先端部９Ｔが嵌め込まれた状態で高速で周回する。
すると、吸引口１１を流動して環状溝１０に導入された予備混合物Ｆｐは、環状溝１０に嵌め込まれて周回する掻き出し片９の先端部９Ｔにより掻き出され、その掻き出された予備混合物Ｆｐは、概略的には、導入室１３内を仕切体１５における漏斗状部１５ｂの前面と環状平板部１５ｃの前面とに沿いながらロータ５の回転方向に流動し、更に、ステータ７の導入室側透孔７ａを通過して翼室８に流入し、その翼室８内をロータ５の回転方向に流動して、一次スラリーＦａ（混合流体Ｆの一例）として吐出口１２から吐出される。

つまり、環状溝１０に導入された予備混合物Ｆｐは、掻き出し片９の先端部９Ｔにより掻き出されるときに、せん断作用を受けるので、予備混合物Ｆｐが十分に細かく解砕されると共に、予備混合物Ｆｐの流動に効果的に乱れが生じて、粉体Ｐが液体Ｌに効率良く溶解混合される。そして、予備混合物Ｆｐが細かく解砕されて溶解混合され、更に、導入室側透孔７ａの通過の際にもせん断作用を受けて解砕され、更に、高速で回転する回転翼６によりせん断作用を受けて解砕されて、ダマが極めて少ない一次スラリーＦａが生成され、その一次スラリーＦａが、後述する戻し室１４からの再攪拌スラリーと混合されて吐出口１２から吐出される。

吐出口１２から吐出された一次スラリーＦａは、吐出路１８を通して脱泡式の分離装置７０Ａに供給される。
図２に示すように、その脱泡式の分離装置７０Ａでは、導入管７２の上部開口部７２ａから吐出された一次スラリーＦａは複数の捻り板７４により旋回させられながら上方に流動し、更に、旋回羽根駆動モータＭ１により回転駆動される旋回羽根７３により旋回流動させられる。すると、円筒状容器７１内において、一次スラリーＦａは、未溶解の粉体Ｐの含有率が高く且つ気泡の含有率が低くて比重が大きいものほど、円筒状容器７１の外周側及び下方に流動し、並びに、未溶解の粉体Ｐの含有率が低く且つ気泡の含有率が高くて比重が小さいものほど上方に流動しつつ、円筒状容器７１内の上部に凹状液面Ｆｍを形成する状態で旋回流動して、比重差及び遠心力により、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとに分離される。

しかも、旋回羽根７３が円筒状容器７１と同心の回転軸心Ａ１で回転するので、円筒状容器７１内において、凹状液面Ｆｍの中心の最低部が円筒状容器７１の軸心近傍に位置する状態で、一次スラリーＦａの旋回流動を効果的に起こさせることができる。すると、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとの分離を一層促進させることができるので、気泡の含有率が高くて比重が小さい小比重分Ｆｓをより効果的に上方に流動させることができる。

そして、大比重分Ｆｒは下部排出口７１ｂから循環路１６を通して再び１段目の吸引混合ポンプＹ１に供給され、小比重分Ｆｓは、混合流体Ｆとして、２段目の吸引混合ポンプＹ２の負圧吸引力により、上部排出口７１ｃから送出路２２を通して、２段目の吸引混合ポンプＹ２に導入される。

円筒状容器７１内の凹状液面Ｆｍの上方に形成される気相空間Ｒには、排気管７７を通して真空ポンプ７８の負圧吸引力が作用しているので、円筒状容器７１内を流動する一次スラリーＦａ内に含有される空気Ｖの気泡が気相空間Ｒ内に抜け出て、空気Ｖが真空ポンプ７８により円筒状容器７１外に排気される。
このことにより、上部排出口７１ｃから排出される小比重分Ｆｓの気泡の含有率が低下されるので、２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引効率が低下するのを抑制することができる。
又、真空ポンプ７８の負圧吸引力が、吐出路１８を通して１段目の吸引混合ポンプＹ１の内部に作用するので、１段目の吸引混合ポンプＹ１の負圧吸引力が高められることになり、１段目の吸引混合ポンプＹ１の吸引効率を向上することが可能となる。

大比重分Ｆｒは、１段目の吸引混合ポンプＹ１の戻し口１７から戻し室１４に導入され、その戻し室１４内において、高速で回転する複数の攪拌羽根（図示せず）によりせん断作用を受けて、更に細かく解砕され、更に、戻し室側透孔７ｂの通過の際にもせん断作用を受けて解砕され、更に、高速で回転する回転翼６によりせん断作用を受けて解砕され、ダマが更に少なくなった再攪拌スラリーが導入室１３からの一次スラリーＦａと混合されて１段目の吸引混合ポンプＹ１の吐出口１２から吐出される。

図１に示すように、１段目の吸引混合ポンプＹ１に対応する分離装置７０で分離された小比重分Ｆｓは、混合流体Ｆとして、２段目の吸引混合ポンプＹ２の負圧吸引力により、送出路２２を通して、その２段目の吸引混合ポンプＹ２の吸引口１１から環状溝１０に導入される。
環状溝１０に導入された小比重分Ｆｓは、１段目の吸引混合ポンプＹ１と同様に、環状溝１０に嵌め込まれて周回する掻き出し片９の作用により、細かく解砕されて攪拌され、そのように再攪拌された二次スラリーＦｂが、後述する戻し室１４からの再攪拌スラリーと混合されて吐出口１２から吐出される。

２段目の吸引混合ポンプＹ２の吐出口１２から吐出された二次スラリーＦｂ（混合流体Ｆの一例）は、吐出路１８を通して基本の分離装置７０Ｂに供給され、その基本の分離装置７０Ｂにおいて、比重差と捻り板７４の旋回作用により生じる遠心力とにより、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとに分離されて、大比重分Ｆｒは下部排出口７１ｂから循環路１６を通して再び２段目の吸引混合ポンプＹ２に供給され、小比重分Ｆｓは、混合流体Ｆとして、３段目の吸引混合ポンプＹ３の負圧吸引力により、上部排出口７１ｃから送出路２２を通して、３段目の吸引混合ポンプＹ３に導入される。

大比重分Ｆｒは、２段目の吸引混合ポンプＹ２の戻し口１７から戻し室１４に導入され、その戻し室１４内において、１段目の吸引混合ポンプＹ１と同様に、せん断作用を受けて解砕されて攪拌され、ダマが更に少なくなった再攪拌スラリーが導入室１３からの二次スラリーＦｂと混合されて２段目の吸引混合ポンプＹ２の吐出口１２から吐出される。

２段目の吸引混合ポンプＹ２に対応する分離装置７０で分離された小比重分Ｆｓは、混合流体Ｆとして、３段目の吸引混合ポンプＹ３の負圧吸引力により、送出路２２を通して、その３段目の吸引混合ポンプＹ３の吸引口１１から環状溝１０に導入される。
そして、３段目の吸引混合ポンプＹ３においては、２段目の吸引混合ポンプＹ２と同様に、吸引口１１から環状溝１０に導入された小比重分Ｆｓは、導入室１３において細かく解砕されて攪拌され、並びに、戻し口１７から導入された大比重分Ｆｒは、戻し室１７において細かく解砕されて攪拌され、導入室１３からの三次スラリーＦｃ（混合流体の一例）と戻し室１７からの再攪拌スラリーが混合されて、吐出口１２から吐出され、吐出路１８を通して基本の分離装置７０Ｂに供給される。

３段目の吸引混合ポンプＹ３に備えられた基本の分離装置７０Ｂにおいては、三次スラリーＦｃは、比重差と捻り板７４の旋回作用により生じる遠心力とにより、大比重分Ｆｒと小比重分Ｆｓとに分離されて、大比重分Ｆｒは循環路１６を通して再び３段目の吸引混合ポンプＹ３に供給され、小比重分Ｆｓは製品のスラリーとして送出路２２を通して供給先８０に送出される。
従って、粉体Ｐと液体Ｌとの混合比率が安定すると共にダマが殆どなく、しかも気泡の含有率が極めて低い良質なスラリーを生成することができる。

〔別実施形態〕
（Ａ）上記の実施形態において設けた捻り板７４を省略しても良い。

（Ｂ）直列状に連結された複数の吸引混合ポンプＹ夫々に設けた分離装置７０のうちで、本発明に係る脱泡式とするものは、適宜設定することができる。例えば、複数の吸引混合ポンプＹ夫々に設けた全ての分離装置７０を脱泡式としても良いし、一部のものを脱泡式としても良い。一部のものを脱泡式とする場合、脱泡式とする台数や直列状の位置は適宜設定することができる。
例えば、上記の実施形態のように３基の吸引混合ポンプＹを直列状に連結する場合、上記の実施形態では、１段目の吸引混合ポンプＹ１に備えた分離装置７０を脱泡式としたが、例えば、２段目の吸引混合ポンプＹ２に備えた分離装置７０を脱泡式としたり、１段目、２段目の吸引混合ポンプＹ１，Ｙ２夫々に備えた分離装置７０を脱泡式としても良い。

（Ｃ）上記の実施形態では、吸引混合ポンプＹを直列状に連結した状態で３基設けたが、直列状に連結する吸引混合ポンプＹは、２基でも良く、あるいは、４基以上でも良い。
又、吸引混合ポンプＹを１基だけ設けても良い。

（Ｄ）導入管７２及び旋回羽根７３の配置形態は、上記の実施形態で例示した配置形態、即ち、導入管７２の軸心が円筒状容器７１の軸心と同心状であり、旋回羽根７３の回転軸心Ａ１が円筒状容器７１の軸心と同心状である配置形態に限定されるものではない。例えば、導入管７２の軸心が円筒状容器７１の軸心からずれた配置形態や、旋回羽根７３の回転軸心Ａ１が円筒状容器７１の軸心からずれた配置形態でも良い。

（Ｅ）上記の実施形態では、粉体Ｐとして単一種類のＣＭＣ粉体を用いたが、必要に応じて、複数種類の粉体を混合した混合粉体を粉体Ｐとして用いることができる。また、同様に、液体Ｌとして単一種類の水を用いたが、必要に応じて、複数種類の液体を混合した混合液体を液体Ｌとして用いることができる。
又、上記の実施形態では、分散質として粉体Ｐを用い、液相分散媒として水（溶媒の一例）を用いて、分散質を液相分散媒に溶解させる場合に本発明を適用したが、分散質を液相分散媒に溶解させずに分散させる場合にも、本発明を適用することができる。
又、分散質としては、上記の実施形態において例示した粉体Ｐ（固相分散質の一例）に限定されるものではなく、例えば、液相分散質でも良い。例えば、液相分散質としての油を液相分散媒としての水に分散させる場合にも、本発明を適用することができる。

以上説明したように、気泡の含有率が低い分散質と液相分散媒との混合流体を得られる吸引混合ポンプ用の分離装置及び吸引式混合システムを提供することができる。

６ 回転翼
１１ 吸引口（吸引部）
１２ 吐出口（吐出部）
１７ 戻し口（戻し部）
７０ 吸引混合ポンプ用の分離装置
７１ 円筒状容器
７１ｂ 下部排出口
７１ｃ 上部排出口
７２ 導入管
７２ａ 上部開口部（吐出端）
７３ 旋回羽根
７４ 捻り板
７７ 排気路
７８ 真空ポンプ
Ａ１ 回転軸心
Ｅ 排気部（排気手段）
Ｆ 混合流体
Ｆｍ 凹状液面
Ｆｒ 大比重分
Ｆｓ 小比重分
Ｌ 水（液相分散媒）
Ｍ１ 旋回羽根駆動モータ
Ｐ 粉体（分散質）
Ｒ 気相空間
Ｙ 吸引混合ポンプ
Ｖ 気泡、空気（気体）

Claims (6)

1. 上部に上部排出口を有し且つ下部に下部排出口を有する円筒状容器と、前記円筒状容器の底部から突入する状態で前記円筒状容器内に設けられた導入管とを備え、
   分散質と液相分散媒とを負圧吸引力により吸引部を通して内部に吸引して攪拌する吸引混合ポンプの吐出部から吐出される分散質と液相分散媒との混合流体を、前記導入管に導入させ、比重差により分離して、前記上部排出口と前記下部排出口とから排出する吸引混合ポンプ用の分離装置であって、
   前記円筒状容器内の上部に、上下方向の回転軸心周りに回転可能に配設される旋回羽根と、
   前記旋回羽根を回転駆動して前記円筒状容器内の混合流体を旋回流動させる旋回羽根駆動手段と、
   前記円筒状容器内の上方に形成される気相空間の気体を前記円筒状容器外に吸引排気する排気手段とを備えている吸引混合ポンプ用の分離装置。
2. 前記円筒状容器内における前記導入管の吐出端の上方に、前記吐出端から吐出される前記混合流体を旋回流動させる捻り板が配設され、
   前記旋回羽根が、前記捻り板の上方に配設されている請求項１に記載の吸引混合ポンプ用の分離装置。
3. 前記導入管が、前記円筒状容器と同心状に設けられ、
   前記旋回羽根の回転軸心が、前記円筒状容器と同心状になるように配設され、
   前記排気手段が、一端を前記気相空間内における前記円筒状容器の軸心近傍に位置させた状態で、前記円筒状容器内と連通する排気路と、前記排気路の他端に接続された真空ポンプとを備えて構成されている請求項１又は２に記載の吸引混合ポンプ用の分離装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸引混合ポンプ用の分離装置と、前記吸引混合ポンプとを備え、
   前記吸引混合ポンプが、前記吐出部から吐出された混合流体の一部を当該吸引混合ポンプの内部に戻す戻し部を備え、
   前記吸引混合ポンプの前記吐出部が前記分離装置の前記導入管に接続され、前記吸引混合ポンプの前記戻し部が前記分離装置の前記下部排出口に接続されている吸引式混合システム。
5. 複数の前記吸引混合ポンプが、上流側の吸引混合ポンプの前記吐出部から吐出された混合流体が、下流側の吸引混合ポンプの前記吸引部から当該下流側の吸引混合ポンプの内部に吸引導入される形態で直列状に連結されて設けられ、
   直列状に連結された前記複数の吸引混合ポンプのうちの少なくとも一つ以上の夫々に対して、前記分離装置が備えられ、
   直列状の並び方向で隣接する二つの吸引混合ポンプのうちの上流側の吸引混合ポンプに備えられる前記分離装置については、前記上部排出口が、当該分離装置が備えられた吸引混合ポンプに最も近い下流側の吸引混合ポンプの前記吸引部に接続されている請求項４に記載の吸引式混合システム。
6. 直列状に連結された前記複数の吸引混合ポンプのうちの最上流の吸引混合ポンプが、分散質と液相分散媒とを前記吸引部を通して内部に吸引導入して混合攪拌し混合流体を前記吐出部から吐出するように構成され、
   前記最上流の吸引混合ポンプに対して、前記分離装置が備えられている請求項５に記載の吸引式混合システム。

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