特許 5794557 溶解装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5794557

(24)【登録日】2015年8月21日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】溶解装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 1/00 20060101AFI20150928BHJP

   B01F 5/12 20060101ALI20150928BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   B01F1/00 E

   B01F5/12

   B01F15/02 B

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2009-240241(P2009-240241)

(22)【出願日】2009年10月19日

(65)【公開番号】特開2011-83739(P2011-83739A)

(43)【公開日】2011年4月28日

【審査請求日】2012年4月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000127237

【氏名又は名称】株式会社イズミフードマシナリ

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】別惣 俊二

【審査官】 近野 光知

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０５７１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１６１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００００５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３１０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１０３９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１５３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１６８１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭５５−０７８４１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５０−０７２３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６７３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０８５４３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−２８１０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５４６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ １／００〜３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転翼の回転によって、吸入部から粉体からなる溶質及び溶媒を吸引するとともに、攪拌、溶解を行って、吐出部から溶解液を吐出させ、該吐出部から吐出された溶解液を前記吸入部に循環させる循環流路と排出流路とに分離して供給するようにした溶解ポンプと、溶解ポンプに溶質を供給する溶質タンクとを備えた溶解装置において、前記溶質タンク内の圧力を負圧に維持するとともに、該負圧状態の溶質タンク内から、溶解ポンプの回転翼の回転により生じる吸引力によって、溶質を溶解ポンプに吸引するようにし、かつ、溶質タンクの溶質排出口に、溶質供給口及び溶質排出口を備えたケーシングと、複数の溶質収容室を周方向に等間隔に備え、ケーシング内に回転可能に配設した計量回転体と、計量回転体を回転駆動する駆動機構とからなり、溶質供給口から計量回転体の溶質収容室に供給された溶質が放出される前記ケーシング内の位置に、溶質排出口から作用する吸引力によって、溶質供給口よりも低圧に維持される膨張室を形成し、計量回転体の回転に伴って、各溶質収容室が、膨張室に開放される膨張室開放状態、膨張室及び溶質供給口と連通しない第１密閉状態、溶質供給口に開放される溶質供給口開放状態、溶質供給口及び膨張室と連通しない第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した溶質定量供給機構を配設し、さらに、前記吐出部から吐出された溶解液を比重によって分離し、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路に供給する分離器を配設したことを特徴とする溶解装置。

【請求項2】

前記溶質収容室を計量回転体の外周面及び中心部において開口するように構成し、計量回転体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を形成するとともに、計量回転体の中心部側の開口が第１密閉状態、溶質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計量回転体の中心部に開口閉鎖部材を偏在させてケーシングに配設するとともに、少なくとも１つの溶質収容室が、該溶質収容室を構成する計量回転体の外周面側の開口及び中心部側の開口が閉鎖されない膨張室開放状態のときに、該溶質収容室よりも第２密閉状態側に位置する少なくとも１つの溶質収容室が、該溶質収容室を構成する計量回転体の外周面側の開口が閉鎖され、中心部側の開口が閉鎖されない状態となるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の溶解装置。

【請求項3】

前記溶質タンクの溶質投入口を密閉する密閉手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の溶解装置。

【請求項4】

前記溶質タンクに、遠心分離器及び吸引手段を備えた溶質供給装置によって、溶質貯留部に貯留された溶質を供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の溶解装置。

【請求項5】

前記溶質タンクに、溶質タンク内の圧力を所定の圧力範囲に保持するための圧力調節弁を設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の溶解装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶解装置に関するものであって、例えば、粒子径が大きく通気性が高い溶質を溶媒に溶解させる場合等でも、気体の混入による溶解効率の低下がなく、溶解液の品質を向上することができる溶解装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、溶質（例えば、粉体）を溶媒（例えば、液体）に溶解（拡散を含む。以下、同じ。）する溶解装置として、回転翼の回転によって、溶質及び溶媒を吸引するとともに、攪拌、溶解を行うようにした溶解ポンプと、溶解ポンプに溶質を供給する溶質タンクとを備えた溶解装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２８１０１７号公報

【特許文献2】特開２００７−２１６１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来の溶解装置では、溶解ポンプが吸入する原料、具体的には、溶質である粉体と共に気体（粉体の粒子間に存在する気体を含む。）を吸引する（この傾向は、粒子径が大きく通気性が高い粉体の場合に顕著である。）ことによって、溶解ポンプによる溶解効率が低下するとともに、粉体と共に吸引された気体によって溶解液が発泡し（この傾向は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の発泡性の高い溶質の場合に顕著である。）、溶解液の品質が低下するという問題があった。

【0005】

本発明は、上記従来の溶解装置が有する問題点に鑑み、溶解ポンプによって溶質タンクから溶質を吸引する際に、溶解ポンプに溶質と共に吸引される気体の絶対量を低減することによって、気体の混入による溶解効率の低下がなく、溶解液の品質を向上することができる溶解装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の溶解装置は、回転翼の回転によって、吸入部から粉体からなる溶質及び溶媒を吸引するとともに、攪拌、溶解を行って、吐出部から溶解液を吐出させ、該吐出部から吐出された溶解液を前記吸入部に循環させる循環流路と排出流路とに分離して供給するようにした溶解ポンプと、溶解ポンプに溶質を供給する溶質タンクとを備えた溶解装置において、前記溶質タンク内の圧力を負圧に維持するとともに、該負圧状態の溶質タンク内から、溶解ポンプの回転翼の回転により生じる吸引力によって、溶質を溶解ポンプに吸引するようにし、かつ、溶質タンクの溶質排出口に、溶質供給口及び溶質排出口を備えたケーシングと、複数の溶質収容室を周方向に等間隔に備え、ケーシング内に回転可能に配設した計量回転体と、計量回転体を回転駆動する駆動機構とからなり、溶質供給口から計量回転体の溶質収容室に供給された溶質が放出される前記ケーシング内の位置に、溶質排出口から作用する吸引力によって、溶質供給口よりも低圧に維持される膨張室を形成し、計量回転体の回転に伴って、各溶質収容室が、膨張室に開放される膨張室開放状態、膨張室及び溶質供給口と連通しない第１密閉状態、溶質供給口に開放される溶質供給口開放状態、溶質供給口及び膨張室と連通しない第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した溶質定量供給機構を配設し、さらに、前記吐出部から吐出された溶解液を比重によって分離し、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路に供給する分離器を配設したことを特徴とする。
この溶解装置は、負圧状態の溶質タンク内から、溶解ポンプの回転翼の回転により生じる吸引力によって、溶質を溶解ポンプに吸引することにより、溶解ポンプによって溶質タンクから溶質を吸引する際に、溶解ポンプに溶質と共に吸引される気体の絶対量を低減することができる。
さらに、前記溶質収容室を計量回転体の外周面及び中心部において開口するように構成し、計量回転体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を形成するとともに、計量回転体の中心部側の開口が第１密閉状態、溶質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計量回転体の中心部に開口閉鎖部材を偏在させてケーシングに配設するとともに、少なくとも１つの溶質収容室が、該溶質収容室を構成する計量回転体の外周面側の開口及び中心部側の開口が閉鎖されない膨張室開放状態のときに、該溶質収容室よりも第２密閉状態側に位置する少なくとも１つの溶質収容室が、該溶質収容室を構成する計量回転体の外周面側の開口が閉鎖され、中心部側の開口が閉鎖されない状態となるように構成されてなるようにすることができる。

【0007】

この場合において、前記溶質タンクの溶質投入口を密閉する密閉手段を設けることができる。
この溶解装置は、溶質タンクの溶質投入口を密閉手段により密閉した状態で溶解ポンプを稼働すると、溶質タンク内の気体が溶解ポンプによって吸引、排出され、溶質タンク内の圧力を負圧に維持することができる。
ここで、溶解ポンプによる溶質タンク内の気体の吸引、排出は、溶解ポンプの始動時に、溶解ポンプに溶質及び溶媒が吸引されない状態にして溶解ポンプを空運転をすることにより行うようにするほか、溶解ポンプの始動時から溶解ポンプに溶質及び溶媒が吸引される実運転をしながら、溶質タンク内の気体の吸引、排出を行うようにすることもできる。

【0008】

また、前記溶質タンクに、遠心分離器及び吸引手段を備えた溶質供給装置によって、溶質貯留部に貯留された溶質を供給するようにすることができる。
この溶解装置は、遠心分離器で分離された溶質が溶質タンク内に供給されるとともに、吸引手段により遠心分離器を介して溶質タンク内の気体の吸引、排出を行い、溶質タンク内の圧力を負圧に維持することができる。

【0009】

また、溶質タンク内の圧力を所定の圧力範囲に保持するための圧力調節弁を設けることができる。
この溶解装置は、圧力調節弁によって、溶質タンク内の圧力を溶解ポンプの吸引力が相対的に低下しない圧力範囲に保持することができる。

【0010】

ここで、上記溶質定量供給機構は、溶質定量供給機構の溶質収容室が、（１）第１密閉状態では、膨張室及び溶質供給口との連通が遮断され、膨張室に開放された状態と同様の低圧状態が維持され、（２）溶質供給口開放状態では、溶質が、溶質収容室より高圧状態（ただし、絶対値としては負圧状態）の溶質供給口から低圧状態の溶質収容室に、圧力差によって、具体的には、圧力差による吸引力と、溶質間に存在する気体の膨張力とによって、溶質の自重のみによる場合と比較して、強制的に効率よく安定して確実に供給、充填され、（３）第２密閉状態では、膨張室及び溶質供給口との連通が遮断され、溶質供給口に開放された状態と同様の高圧状態で、溶質が溶質収容室に充填された状態が維持され、（４）膨張室開放状態では、溶質収容室に充填された溶質が、高圧状態の溶質収容室から低圧状態の膨張室に、圧力差によって、具体的には、圧力差による吸引力と、溶質間に存在する気体の膨張力とによって、溶質の自重のみによる場合と比較して、強制的に効率よく安定して確実に放出される。

【発明の効果】

【0011】

本発明の溶解装置によれば、溶解ポンプによって溶質タンクから溶質を吸引する際に、溶解ポンプに溶質と共に吸引される気体の絶対量を低減することができ、気体の混入によって溶解効率が低下することを防止することができる。
また、粉体と共に吸引された気体による溶解液の発泡を抑制することができ、溶解液の品質を向上することができる。

【0012】

また、前記溶質タンクの溶質投入口を密閉する密閉手段を設けることにより、溶解ポンプを稼働することによって、溶質タンク内の圧力を負圧に維持することができる。

【0013】

また、前記溶質タンクに、遠心分離器及び吸引手段を備えた溶質供給装置によって、溶質貯留部に貯留された溶質を供給するようにすることにより、溶質タンク内へ溶質を供給しながら、溶質タンク内の圧力を負圧に維持することができる。

【0014】

また、溶質タンク内の圧力を所定の圧力範囲に保持するための圧力調節弁を設けることにより、溶解ポンプの吸引力が相対的に低下することを防止するとともに、併せて、溶質が逆流することを防止ことができる。

【0015】

そして、溶質タンクの溶質排出口に特定構造の溶質定量供給機構を配設することにより、溶質収容室に溶質が付着、堆積することがなく、溶質の流量を安定させて、溶質を所定量ずつ連続して供給することができる。
ここで、溶質の供給量は、計量回転体の回転数を変化させることによって、調節することができる。
また、上記（２）の溶質供給口開放状態において、溶質収容室より高圧状態（ただし、絶対値としては負圧状態）の溶質供給口から低圧状態の溶質収容室に溶質が供給、充填される際に生じる衝撃によって機械的な振動が発生することで溶質の流動が促進され、例えば、溶質タンクにおけるラットホールの発生や溶質の滞留、ひいては、供給する溶質への気体の同伴による混入を防止することができる。
また、上記（４）の膨張室開放状態において、膨張室に放出された溶質は、低圧状態におかれるため、体積密度の関係から凝集が抑制され、下流側に連なる溶質の供給路における溶質の詰まりを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の溶解装置の第１実施例を示す概略図である。

【図2】密閉手段の説明図で、（ａ）は概略図、（ｂ）は蓋部材の裏面図、（ｃ）は溶質投入口の平面図である。

【図3】同溶解装置に使用する溶質定量供給機構を示し、（ａ）は溶質定量供給機構の正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【図4】同溶解装置に使用する溶解ポンプを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はステータの説明図である。

【図5】同溶解装置に使用する分離手段の断面図である。

【図6】溶質タンク内の圧力と溶解ポンプの吸引圧力とを示すグラフである。

【図7】本発明の溶解装置の第２実施例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の溶解装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0018】

図１〜図６に、本発明の溶解装置の第１実施例を示す。
この溶解装置Ａは、回転翼２３Ａの回転によって、溶質及び溶媒を吸引するとともに、攪拌、溶解を行うようにした溶解ポンプ２と、溶解ポンプ２に溶質を供給する溶質タンク１とを備え、前記溶質タンク１内の圧力を負圧に維持するとともに、該負圧状態の溶質タンク１内から、溶解ポンプ２の回転翼２３Ａの回転により生じる吸引力によって、溶質を溶解ポンプ２に吸引するように構成している。

【0019】

ところで、本実施例においては、上記溶質タンク１内の圧力を負圧に維持する手段として、溶質タンク１の溶質投入口１Ａを密閉する密閉手段１０を設けるようにしている。
この密閉手段１０は、溶質タンク１の溶質投入口１Ａを密閉し、溶解運転時に外部から気体が流入することを防止することができるものである限りにおいて、その構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては、溶質投入口１Ａを覆う蓋部材１１を使用するようにしている。
蓋部材１１は、図２に示すように、溶質投入口１Ａの開口端部を外側に延出して形成した受部Ｃに、シール部材Ｐを介して装着し、クランプ、ボルト等の締結手段（図示省略）によって固定することによって、溶質投入口１Ａを密閉するようにしている。
また、蓋部材１１には、負圧状態の溶質タンク１から蓋部材１１を取り外す際に、溶質タンク１内を昇圧するための開閉弁１１ａを配設するようにしている。
なお、開閉弁１１ａは、蓋部材１１ではなく、溶質タンク１に直接配設するようにすることもできる。

【0020】

なお、密閉手段１０としては、蓋部材１１のほか、シャッタバルブ等の遮断手段（図示省略）を用いることもできる。

【0021】

また、溶質タンク１の溶質排出口１Ｂには、溶質定量供給機構３を配設することができる。
この溶質定量供給機構３は、溶質としての粉体を、所定量ずつ溶解ポンプ２に吸入部２１Ｂを介して供給するもので、本実施例においては、ケーシング３０内に回転可能に配設した計量回転体３４と、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’とから構成するようにしている。
そして、この溶質定量供給機構３は、溶質排出口３２から作用する吸引力によって、溶質供給口３１よりも低圧に維持される膨張室３３が形成されるとともに、計量回転体３４の回転に伴って、各溶質収容室３４ａの状態が正圧状態と負圧状態とに変化するように構成されている。
また、溶質収容室３４ａは、計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように構成し、計量回転体３４の外周面側の開口は、溶質供給口３１と連通する溶質供給口開放状態及び膨張室３３と連通する膨張室開放状態以外ではケーシング３０によって実質的に閉鎖されるとともに、計量回転体３４の中心部側の開口は、密閉状態（溶質供給口３１及び膨張室３３と連通しない状態）及び溶質供給口開放状態において閉鎖されるように計量回転体３４の中心部に開口閉鎖部材３５を偏在させてケーシング３０に固定して配設するようにしている。
また、溶質収容室３４ａが計量回転体３４の外周面及び中心部において開口するように、計量回転体３４を、駆動機構Ｍ’の駆動軸に配設した円盤部材３４ｃに、この円盤部材３４ｃの中心部を除いて放射状に複数枚（本実施例においては、８枚。）の板状の隔壁３４ｂを等間隔に取り付けることによって、周方向に等間隔に溶質収容室３４ａを区画、形成するようにしている。
なお、溶質としての粉体の供給量は、計量回転体３４を回転駆動する駆動機構Ｍ’による計量回転体３４の回転数を変化させることによって調節することができる。
この溶質定量供給機構３は、溶質定量供給機構３の溶質収容室３４ａが、（１）第１密閉状態では、膨張室３３及び溶質供給口３１との連通が遮断され、膨張室３３に開放された状態と同様の低圧状態が維持され、（２）溶質供給口開放状態では、溶質が、溶質収容室３４ａより高圧状態（ただし、絶対値としては負圧状態）の溶質供給口３１から低圧状態の溶質収容室３４ａに、圧力差によって、具体的には、圧力差による吸引力と、溶質間に存在する気体の膨張力とによって、溶質の自重のみによる場合と比較して、強制的に効率よく安定して確実に供給、充填され、（３）第２密閉状態では、膨張室３３及び溶質供給口３１との連通が遮断され、溶質供給口３１に開放された状態と同様の高圧状態で、溶質が溶質収容室３４ａに充填された状態が維持され、（４）膨張室開放状態では、溶質収容室３４ａに充填された溶質が、高圧状態の溶質収容室３４ａから低圧状態の膨張室３３に、圧力差によって、具体的には、圧力差による吸引力と、溶質間に存在する気体の膨張力とによって、溶質の自重のみによる場合と比較して、強制的に効率よく安定して確実に放出される。
そして、この溶質定量供給機構３は、溶質収容室３４ａ等に溶質としての粉体が付着、堆積することがなく、粉体の流量を安定させて、粉体を所定量ずつ連続して供給することができる。
また、上記（２）の溶質供給口開放状態において、溶質収容室３４ａより高圧状態の溶質供給口３１から低圧状態の溶質収容室３４ａに溶質が供給、充填される際に生じる衝撃によって機械的な振動が発生することで溶質の流動が促進され、例えば、溶質タンク１におけるラットホールの発生や溶質の滞留、ひいては、供給する溶質への気体の同伴による混入を防止することができる。
また、上記（４）の膨張室開放状態において、膨張室３３に放出された溶質は、低圧状態におかれるため、体積密度の関係から凝集が抑制され、下流側に連なる溶質の供給路における溶質の詰まりを防止することができる。

【0022】

溶質定量供給機構３は、溶質タンク１から溶解ポンプ２へ粉体を所定量ずつ連続して供給する機能のほかに、溶質タンク１内の圧力を負圧にする機能を備える。
すなわち、後述の脱気運転の際、溶解ポンプ２の吸引力を、計量回転体３４とケーシング３０の隙間から溶質タンク１に作用させることによって、前記隙間を気体の流通のみを許容するフィルタとして機能させて、当該隙間から溶質タンク１内の気体を吸引し、密閉手段１０によって溶質投入口１Ａを密閉した溶質タンク１内を負圧状態にすることができる。
このとき、溶解ポンプ２には、吸入部２１Ａから溶媒の供給を行って、溶媒のみの循環運転とすることで、溶解ポンプ２の焼け付きを防止することが望ましい。

【0023】

溶解ポンプ２に溶媒を供給する溶媒供給機構５は、流量計を備え、溶媒としての液体を、所定量ずつ溶解ポンプ２に供給するものである。

【0024】

溶解ポンプ２への溶質及び溶媒の供給は、ミキシングノズル６を介して行うようにしている。
このミキシングノズル６は、ミキシングノズル６に溶媒供給機構５から溶媒を旋回させながら供給することによって、溶質及び溶媒の初期混合を行った後、溶解ポンプ２の吸入部２１から吸入するようにして、溶質及び溶媒の溶解ポンプ２への供給を円滑に行うことができるようにしている。

【0025】

溶解ポンプ２は、回転翼２３Ａの回転によって、溶質及び溶媒を吸引するとともに、攪拌、溶解を行うことができるものである限りにおいて、その構成は特に限定されるものではないが、本実施例においては、円筒状のケーシング２０の内部に駆動機構Ｍの駆動軸に取り付けたロータ２３の外周部に複数の回転翼２３Ａを突設し、ロータ２３を回転させることによって、吸入部２１から溶質及び溶媒を導入室２５に吸入して攪拌し、吐出部２２から溶解液を吐出させるように構成している。
この場合において、ケーシング２０は、円筒状のケーシング本体２０Ａと、ケーシング本体２０Ａの前側（図４（ａ）において左側）及び後側（図４（ａ）において右側）に配設された前面ケーシング２０Ｂ及び後面ケーシング２０Ｃとを備え、ケーシング本体２０Ａには攪拌して溶解した溶解液を吐出する吐出部２２が設けられている。
前面ケーシング２０Ｂには、回転翼２３Ａと導入室２５との間に位置するように円筒状のステータ２４Ａを配設し、絞り流路Ｓを、このステータ２４Ａに形成した透孔Ｓａ、Ｓｂによって構成するようにしている。
なお、絞り流路Ｓは、透孔のほか、スリットやノズルによって構成することもできる。
また、必要に応じて、回転翼２３Ａの外周側に、絞り流路Ｓとして透孔（本実施例においては、スリット状の長孔）を形成したステータ２４Ｂを配設することができる。
これにより、溶解液に対して、透孔を通過する際に、回転翼によって剪断力を作用させることができ、溶解を促進させることができる。

【0026】

また、回転翼２３Ａの内側のさらにステータ２４Ａの内側には、濾斗状の仕切板２６が複数のボス２６ａを介してロータ２３に固定されている。
この仕切板２６は、吸入部２１の一方の吸入部２１Ａから、ミキシングノズル６において初期混合を行った溶質及び溶媒が導入される導入室２５Ａと、吐出部２２から吐出された溶解液の一部が、他方の吸入部２１Ｂを介して循環し、導入される導入室２５Ｂとを区画するもので、この仕切板２６とケーシング２０との摺動部は、階段状のラビリンス構造となっており、導入室２５Ａへの溶質及び溶媒の吸入を円滑に行うことができるようにしている。

【0027】

ここで、導入室２５を、導入室２５Ａと導入室２５Ｂとに区画して形成するようにしたため、本実施例においては、図４（ｂ）に示すように、ステータ２４Ａに形成する透孔Ｓａ、Ｓｂの形状を、導入室２５Ａに対向する透孔Ｓａを溶質が詰まりにくい円形に、導入室２５Ｂに対向する透孔Ｓｂを溶解液に対して回転翼による剪断力が作用しやすい長円形に設定するようにしている。
なお、透孔Ｓａ、Ｓｂの形状は、溶質及び溶媒並びに循環する溶解液の性状等に応じて任意に設定することができる。

【0028】

溶解ポンプ２の吐出部２２には、比重によって溶解液を循環流路４６と排出流路４５とに分離して供給する分離手段４を設けるようにしている。
この分離手段４は、本実施例においては、図５に示すように、溶解ポンプ２の吐出部２２に連なる導入パイプ４１を円筒状容器４０の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器４０の上部に排出流路４５と連なる排出口４２を備えるとともに、下部に循環流路４６と連なる循環口４３を備え、導入パイプ４１の吐出端に、導入パイプ４１から吐出される溶解液の流れを旋回させる捻り板４４を配設して構成している。
なお、捻り板４４に代えて、又は捻り板４４と共に、導入パイプ４１の吐出端の上部に、導入パイプ４１から吐出される溶解液を攪拌する攪拌羽根を配設することもできる。
この分離手段４を設けることによって、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分を循環流路４６に、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分を排出流路４５に、それぞれ分離して供給することができ、完全に溶解していない溶解液成分が排出流路４５から排出されることを防止するとともに、装置の運転効率を向上することができる。

【0029】

また、溶質定量供給機構３の溶質排出口３２と溶解ポンプ２の吸入部２１Ｂとの間には、閉止手段７を配設するようにしている。
この閉止手段７は、溶解ポンプ２の吸入部２１への溶質の吸入を閉止することができるようにするもので、本実施例においては、流路の内径と略同径の通過孔を形成した仕切板をシリンダの先端に配設し、仕切板を流路に対して直交して移動させるシャッタバルブを用いるようにしている。

【0030】

閉止手段７は、溶解ポンプ２の吸入部２１への溶質の吸入を閉止することができるようにする限りにおいて任意の箇所に配設することができるが、本実施例においては、溶質定量供給機構３とミキシングノズル６との間にシャッタバルブを配設するようにしている。

【0031】

また、溶質タンク１内の圧力を所定の圧力範囲に保持するための圧力調節弁９を設けることができる。
この圧力調節弁９によって、溶質タンク１内の圧力を溶解ポンプ２の吸引力が相対的に低下しない圧力範囲に保持し、吸引力が低下することを防止するとともに、併せて、溶質が溶質タンク１へ逆流することを防止することができる。

【0032】

次に、この溶解装置Ａの運転方法について説明する。
まず、溶質定量供給機構３を停止し、閉止手段７によって溶質の吸入を閉止した状態で、溶媒供給機構５から溶媒（例えば、清水）のみを供給しながら溶解ポンプ２の運転を開始する（溶媒運転）。
そして、溶質定量供給機構３を停止した状態で、閉止手段７を開放する。
これによって、溶質定量供給機構３の計量回転体３４とケーシング３０との隙間から溶質タンク１内の気体を吸引し、密閉手段１０によって溶質投入口１Ａを密閉した溶質タンク１内を負圧状態にする（脱気運転）。
この脱気運転を行うことによって、図６に示すように、溶質タンク１内の圧力は負圧（例えば、−０．０５ＭＰａ）に維持され、溶解ポンプ２によって溶質タンク１から溶質を吸引する際に、溶解ポンプ２に溶質と共に吸引される気体の絶対量を低減することができ、気体の混入によって溶解効率が低下することを防止することができる。
また、粉体と共に吸引された気体による溶解液の発泡を抑制することができ、溶解液の品質を向上することができる。
この脱気運転は、必要に応じて省略することもできる。
なお、気体の通過のみを許容するフィルタを備えた配管及び吸引機構（図示省略）を溶質タンク１に配設し、吸引機構の吸引によって、溶解ポンプ２の吸引力による脱気運転を行うことなく、溶質タンク１内を負圧状態にすることもできる。

【0033】

そして、脱気運転によって、溶質タンク１内を負圧に維持した状態で、溶質定量供給機構３を作動させ、溶質（例えば、粉体）の溶解ポンプ２への供給を開始する。
溶質及び溶媒は、ミキシングノズル６において、初期混合を行った後、溶解ポンプ２の吸入部２１Ａから導入室２５Ａに導入される。
そして、回転翼２３Ａの内側と外側とに配設されたステータ２４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ２４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部２２から吐出される（溶解運転）。
このとき、負圧に維持した状態の溶質タンク１から溶質を吸引することで、吸引される気体の絶対量を低減した状態で溶解ポンプ２が運転されることとなり、溶解ポンプ２の効率を向上することができ、導入室２５Ａ、２５Ｂを高真空状態にして、絞り流路Ｓとしてのステータ２４Ａに形成した透孔Ｓａ及びステータ２４Ｂに形成した透孔を通過する溶解液にキャビテーションを起こさせ、溶解液に含まれる気泡の膨張とそれによって生じる衝撃により、溶解を促進させる。

【0034】

吐出部２２から吐出された溶解液は、分離手段４により、比重の大きい完全に溶解していない溶解液成分は、循環流路４６を介して、溶解ポンプ２の吸入部２１Ｂから導入室２５Ｂに導入され、ステータ２４Ａに形成した透孔Ｓｂ及びステータ２４Ｂに形成した透孔を通過することによって、剪断作用を受けながら攪拌、溶解され、吐出部２２から吐出され、一方、比重の小さい溶解が完了した溶解液成分は、排出流路４５を介して、次工程Ｎに排出される。

【0035】

そして、所定量の溶質の供給がなされたとき、閉止手段７によって、溶質の吸入を閉止し（このとき、溶媒の供給も合わせて停止する。）、溶質に溶媒が完全に溶解するまで溶解ポンプ２の運転を継続する（循環運転）。
これによって、例えば、粒子径の大きい溶質や発泡性の高い溶質に溶媒を溶解させる場合でも、溶解時の発泡を抑え、高いポンプ効率で溶解装置の運転ができ、溶解に要する時間を大幅に短縮することができるとともに、気体の流入による障害を抑え、分散、溶解を確実に行うことができる。

【実施例2】

【0036】

図７に、本発明の溶解装置の第２実施例を示す。
この溶解装置Ｂは、溶質タンク１内の圧力を負圧に維持するための手段として、溶質タンク１に、遠心分離器８０及び吸引手段８１を備えた溶質供給装置８を配設し、この溶質供給装置８によって、溶質タンク１に、溶質貯留部８２に貯留された溶質を供給するように構成している。
そして、この溶解装置Ｂは、吸引手段８１の吸引力によって、溶質貯留部８２に貯留された溶質を遠心分離器８０に導き、気体と分離した溶質を密閉された溶質タンク１内に供給するとともに、溶質タンク１内の圧力を負圧に維持することができるようにしている。

【0037】

溶質供給装置８は、密閉された溶質タンク１の溶質投入口１Ａに遠心分離器８０の溶質排出口８０ａを接続し、気体排出口８０ｂを吸引手段８１に接続するとともに、溶質導入口８０ｃを溶質貯留部８２に接続するようにしている。
溶質貯留部８２は、貯留タンク８２Ａ内の溶質を、一次ホッパ８２Ｂに切り出し、一次ホッパ８２Ｂから、ロータリバルブ等の供給手段８２Ｃ、配管８２Ｄを介して送り出すように構成している。
遠心分離器８０の気体排出口８０ｂと接続する吸引手段８１は、特に限定されるものではなく、真空ポンプ等を用いることができ、必要に応じて、気体排出口８０ｂとの間にさらに遠心分離器８３を配設することもできる。

【0038】

この溶解装置Ｂは、溶質貯留部８２に貯留された気体を含む溶質を吸引手段８１で吸引し、遠心分離器８０で分離した溶質を溶質タンク１に供給することができることから、連続運転を行う場合でも、外部からの溶質タンク１への気体の流入を抑制し、溶質タンク１内の圧力を負圧に維持することができる。
また、溶質の貯留タンク８２Ａから配管８２Ｄを介して遠心分離器８０に溶質が供給されるように構成しているから、溶解ポンプ２と離れた場所から溶質を供給することができ、粉塵発生のない粉体の溶解運転を行うことできる。

【0039】

なお、本実施例のその他の構成及び作用は、上記第１実施例と同様である。

【0040】

以上、本発明の溶解装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明の溶解装置は、溶質タンクから溶質を吸引する際に、溶質に伴う気体の流入を抑制し、溶解運転時の発泡を抑え、短時間で高品質の溶解液を得ることができるという特性を有していることから、吸引の際に気体を同伴しやすい粒子径の大きい粉体や発泡性の高い溶質を含む溶解の用途に好適に用いることができることから、適用技術分野も、食品や薬品の技術分野に加え、化学、建設等の技術分野で用いられる溶解装置に広く適用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 溶質タンク
１Ａ 溶質投入口
２ 溶解ポンプ
２３Ａ 回転翼
３ 溶質定量供給機構
３０ ケーシング
３１ 溶質供給口
３２ 溶質排出口
３３ 膨張室
３４ 計量回転体
３４ａ 溶質収容室
４ 分離手段
５ 溶媒供給機構
６ ミキシングノズル
７ 閉止手段
８ 溶質供給装置
８０ 遠心分離器
８１ 吸引手段
８２ 溶質貯留部
９ 圧力調節弁
１０ 密閉手段
１１ 蓋部材
Ａ 溶解装置
Ｂ 溶解装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】