粉体溶解装置
【課題】粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給できる粉体溶解装置を提供する。
【解決手段】定量供給装置Ｘの受入空間４から粉体Ｐを負圧吸引し、別途、溶媒Ｒを負圧吸引し、これら粉体Ｐ及び溶媒Ｒを吸引溶解ポンプ５０内で溶解混合する粉体溶解装置Ｙにて、定量供給装置Ｘが、受入空間４において定量供給機構１から粉体Ｐを受入れる粉体受部５と粉体受部５からの粉体Ｐを送出する粉体送出部６とを画定するケーシング７と、粉体受部５と粉体送出部６とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９の回転により、粉体受部５に受入れた粉体Ｐを粉体送出部６の粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的に供給する強制供給機構１０とを備えた。
【解決手段】定量供給装置Ｘの受入空間４から粉体Ｐを負圧吸引し、別途、溶媒Ｒを負圧吸引し、これら粉体Ｐ及び溶媒Ｒを吸引溶解ポンプ５０内で溶解混合する粉体溶解装置Ｙにて、定量供給装置Ｘが、受入空間４において定量供給機構１から粉体Ｐを受入れる粉体受部５と粉体受部５からの粉体Ｐを送出する粉体送出部６とを画定するケーシング７と、粉体受部５と粉体送出部６とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９の回転により、粉体受部５に受入れた粉体Ｐを粉体送出部６の粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的に供給する強制供給機構１０とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、受入空間から吸引溶解ポンプ内に粉体を負圧吸引するとともに、吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した粉体及び溶媒を吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる粉体溶解装置においては、吸引溶解ポンプ内に負圧吸引される粉体の量を所定量に安定させるために、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有する定量供給装置が、吸引溶解ポンプの上流側に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示の定量供給装置は、例えば、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆錐体形状に形成され、上部開口部から受入れた粉体を下部開口部から排出させるホッパと、ホッパの下部開口部に接続される粉体供給口と吸引溶解ポンプ側に接続される粉体送出口とが形成された矩形状のケーシングとを備えて構成されている。このケーシング内には、粉体を単位時間当たりに所定量ずつ下流側に定量供給する定量式の定量供給機構が設けられ、定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成されている。
これにより、ホッパからケーシング内に供給された粉体は定量供給機構により所定量ずつ受入空間に供給され、受入空間の下流側に粉体送出口を介して接続された吸引溶解ポンプにより所定量ずつ負圧吸引されて、当該吸引溶解ポンプ内に定量供給されることとなる。
従って、吸引溶解ポンプ内への粉体の供給量を安定化し、当該安定化された所定量ずつ供給される粉体と、別途、所定量ずつ供給される溶媒とを溶解混合させることができ、均一な溶解混合を行って所望の濃度の溶解液を得ることができるとされる。この装置にあっては、吸引溶解ポンプにより形成される負圧が受入空間でも作用することで良好な粉体供給を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７４２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに詳細に説明すると、上記特許文献１に記載の粉体溶解装置では、吸引溶解ポンプ内に配設された回転翼の回転により、当該吸引溶解ポンプ内に吸引される粉体や溶媒の量に対して排出される粉体や溶媒の量を増大させることにより、吸引溶解ポンプ内を負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の略真空状態）としている。この負圧状態により発生する負圧吸引力を、吸引溶解ポンプの上流側に接続された定量供給装置のケーシング内における受入空間に作用させ、当該受入空間内に定量供給される状態で存在する粉体を吸引溶解ポンプ内に吸引するように構成されている。そして、この吸引溶解ポンプ内において、定量供給された粉体と溶媒とは、回転翼の回転及び通流路に配設されたスリットにより、混合、せん断、キャビテーション、遠心作用を受けて連続的に均一混合されペースト状の溶解液となる。
【０００６】
ここで、粉体溶解装置が溶解対象とする粉体としては、粉体であれば特に除外されるものではないが、例えば、電池電極材料等の化学原料、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）を例示することができる。なお、粉体には、粉粒体も含まれる。
【０００７】
このような粉体と溶媒とを溶解混合して溶解液とする際には、吸引溶解ポンプ内において溶解混合が進むに連れて当該溶解液の濃度や粘度が上昇する場合がある。溶解液の濃度や粘度が上昇すると、吸引溶解ポンプと定量供給装置内の受入空間との間に存在する連通空間が高濃度及び高粘度となった溶解液により閉塞された状態となり、吸引溶解ポンプ内で発生した負圧吸引力を上流側の受入空間に作用させることが困難となる。この場合、吸引溶解ポンプ側に粉体を定量供給できず、受入空間内に存在する粉体が滞留して、詰まった状態となる。特に、ケーシングの受入空間内に負圧吸引力を作用させ易くするために、当該ケーシングの粉体送出口の開口面積が小さく形成されている場合には、当該負圧吸引力を受入空間に作用させることがより困難となる。
また、このような溶解液における濃度や粘度の上昇は、溶媒に対する粉体の混合量（混合比）を増加させるに伴って増大する傾向にあり、粉体の混合量を増加させて、より濃度の高い溶解液を得ようとする場合には、より顕著な問題として顕在化することとなる。
【０００８】
このような場合には、吸引溶解ポンプ内に粉体を定量供給することが困難となり、溶解液の濃度を所望の濃度まで上昇させることができない場合がある。また、吸引溶解ポンプと受入空間との間に存在する連通空間が完全に閉塞されていない場合でも、粉体の供給が遅れる可能性があり、所望の濃度に溶解混合するまでの時間が長くなってしまう虞がある。さらには、溶解混合する時間が長くなると、吸引溶解ポンプ内における溶解液の温度が摩擦熱により上昇し、溶解液の濃度を所望の濃度にまで上昇させることがより困難となり易い。
【０００９】
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、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合できる粉体溶解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、前記定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、前記受入空間から吸引溶解ポンプ内に前記粉体を負圧吸引するとともに、前記吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した前記粉体及び前記溶媒を前記吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置の特徴構成は、
前記定量供給装置が、前記受入空間を画定するとともに、前記受入空間において前記定量供給機構から前記粉体を受入れる粉体受部と前記粉体受部からの粉体を送出する粉体送出部とを画定するケーシングと、前記ケーシング内の前記粉体受部と前記粉体送出部とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部を有するスクリューの回転により、前記粉体受部に受入れた粉体を前記粉体送出部の粉体送出口を介して前記吸引溶解ポンプ側に強制的に供給する強制供給機構とを備えた点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、定量供給装置のケーシング内において、定量供給機構から受入空間に定量供給された粉体は、吸引溶解ポンプから受入空間に作用する負圧吸引力に加え、受入空間内の粉体受部及び粉体送出部に亘って設けられた強制供給機構としてのスクリューの回転による強制押出しにより、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に強制的、かつ、連続的に定量供給される。
これにより、吸引溶解ポンプ内で粉体と溶媒との溶解混合が進んで、吸引溶解ポンプ内で溶解混合された溶解液の濃度や粘度が上昇しても、上記強制供給機構により受入空間内から吸引溶解ポンプ側に粉体を常に定量供給でき、吸引溶解ポンプ内における所定量の粉体と所定量の溶媒とを、順次、ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまで確実に溶解混合することができる。
【００１２】
説明を加えると、定量供給装置のケーシング内において、まず、粉体は、定量供給機構により下流側の受入空間の粉体受部に定量ずつ供給される。続いて、当該粉体受部に定量供給された粉体は、スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、当該スクリューの回転により粉体送出部に送出されて、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出される。従って、吸引溶解ポンプによる負圧吸引力が粉体送出口に充分に作用している場合には、当該負圧吸引力とスクリューの強制押出しとにより、受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給が行われ、一方で、当該負圧吸引力が粉体送出口に充分に又は全く作用していない場合でも、スクリューの強制押出しにより、受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給が確実に行われることとなる。
【００１３】
よって、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合することができる。
【００１４】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記強制供給機構と前記吸引溶解ポンプとの間に、前記強制供給機構から前記吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される前記粉体と負圧吸引される前記溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えた点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、強制供給機構と吸引溶解ポンプとの間に、強制供給機構から吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される粉体と負圧吸引される溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えているので、吸引混合部において、強制供給機構を介して確実に定量供給される粉体と、別途、定量供給される溶媒とを、所望の混合割合で、順次、初期混合することができる。これにより、吸引混合部において、粉体及び溶媒をムラなく均一に分散させた状態としてから、吸引溶解ポンプ内で更に溶解混合することができ、より均一な溶解状態で所望の濃度にまで、より迅速に溶解混合した溶解液を得ることができる。
このような吸引混合部を備えた場合、当該吸引混合部において濃度や粘度が上昇すると、高濃度の溶解液や高粘度の溶解液が当該吸引混合部を閉塞して、吸引溶解ポンプからの負圧吸引力を受入空間に対して作用させることが困難となることがあるが、このような場合であっても、受入空間からは、強制供給機構による強制押出しにより粉体が強制的かつ連続的に吸引混合部に定量供給されるので、吸引溶解ポンプ内にも当該粉体が定量供給される。
従って、吸引混合部において粉体と溶媒との初期混合を行う構成を採用することで、吸引溶解ポンプ内における溶解液をより均一な分散状態とし、所望の濃度にまで高めても、より迅速に溶解混合できる。しかも、吸引混合部における閉塞等が発生しそうになった場合でも吸引溶解ポンプ内への粉体の定量供給を継続して、当該吸引溶解ポンプ内において、粉体と溶媒とを順次ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまでより確実、かつ迅速に溶解混合することができる。
【００１６】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記強制供給機構のスクリューが、前記粉体受部側に配置された大径スクリューと、前記大径スクリューよりも小径の螺旋状の翼部を外周に有し、前記粉体送出部側に配置された小径スクリューとを同軸上に備え、前記小径スクリューが、前記大径スクリューの先端部から前記粉体送出口に亘って配置され、前記大径スクリューに対して相対回転自在に構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、定量供給機構から粉体受部に定量供給された粉体は、大径スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、大径スクリューの回転により当該大径スクリューの先端部（粉体送出部）にまで送出される。そして、粉体送出部に送出された粉体は、当該大径スクリューの先端部から粉体送出口に亘って同軸上に配置された小径スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、小径スクリューの回転により当該小径スクリューの先端部（粉体送出口）にまで、強制的、かつ、連続的に定量供給され、当該粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出される。
これにより、粉体受部に受入れた粉体を、大径スクリューによりかさ密度が高い状態を維持したまま比較的ゆっくりと粉体送出部に送出することができる。さらに、粉体送出部に受入れた粉体を、大径スクリューにより高い状態に維持されたかさ密度が高い状態をそのまま維持しつつ、小径スクリューの回転により粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出することができる。
よって、強制供給機構により受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の強制的、かつ、連続的な定量供給過程において、粉体が不必要に押し固められることを防止して、より確実に吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給を行うことができる。
【００１８】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記粉体送出部が円筒状に形成され、前記粉体送出部の内径が、前記粉体送出口側に進むに連れて、前記大径スクリューの翼部の外径及び前記小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、粉体送出部が円筒状に形成されているので、当該粉体送出部に送出された粉体のかさ密度の増加が抑制された状態を、維持することができる。また、粉体送出部の内径が、粉体送出口側に進むに連れて、大径スクリューの翼部の外径及び小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されているので、粉体送出部の基端側を大径スクリューの回転に伴って粉体の流入が良好な大径としつつ、負圧吸引力を作用させ易い比較的小径な粉体送出部の粉体送出口（先端側）に、小径スクリューの回転により粉体をスムーズに送出する構成とすることができる。
【００２０】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記粉体送出部において、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューの回転数が設定されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、大径スクリュー及び小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、大径スクリュー及び小径スクリューの回転数が設定されているので、定量供給機構から粉体受部、粉体送出部、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に単位時間当たりに強制的かつ連続的に供給される粉体の量（容積）を、常に所定の量（容積）に安定させることができる。また、粉体送出部において大径スクリューから小径スクリューへの粉体の受け渡し部分で粉体の圧縮や膨張がなく、スムーズに粉体を送出することができる。これにより、粉体送出部における粉体の圧縮及び膨張を防止し、吸引溶解ポンプ内で所定量の粉体と所定量の溶媒とを、ムラなく均一に分散させながら、より確実に所望の濃度にまで溶解混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】定量供給装置を備えた粉体溶解装置の概略構成図
【図２】定量供給装置の要部を示す部分拡大断面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向視の概略断面図
【図４】吸引混合部の概略構成を示す一部切欠き断面図
【図５】吸引溶解ポンプの要部を示す部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の定量供給装置Ｘを備えた粉体溶解装置Ｙの実施の形態を説明する。
【００２４】
図１〜図５に示すように、定量供給装置Ｘを備えた粉体溶解装置Ｙは、吸引溶解ポンプ５０の回転翼５１（図５参照）の回転により生じる負圧吸引力によって、粉体Ｐを容積式の定量供給装置Ｘから吸引溶解ポンプ５０内に負圧吸引するとともに、吸引溶解ポンプ５０内に溶媒Ｒを負圧吸引し、負圧吸引した粉体Ｐを吸引溶解ポンプ５０内で溶媒Ｒと溶解混合するように構成されている。
具体的には、図１に示すように、粉体溶解装置Ｙは、粉体Ｐを定量供給する定量供給装置Ｘと、溶媒Ｒを定量供給する溶媒供給装置７０と、定量供給装置Ｘから定量供給される粉体Ｐと溶媒供給装置７０から定量供給される溶媒Ｒとを負圧吸引して溶解混合する吸引溶解ポンプ５０と、吸引溶解ポンプ５０から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒと粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒとを分離する分離装置８０とを備えて構成されている。
【００２５】
定量供給装置Ｘは、吸引溶解ポンプ５０に粉体Ｐを所定量ずつ定量供給する容積式の定量供給機構１を有する装置である。
具体的には、定量供給装置Ｘは、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆錐体形状に形成され、上部開口部２ａから受け入れた粉体Ｐを下部開口部２ｂから排出させるホッパ２と、ホッパ２内に配設された攪拌部材としての攪拌羽根３Ａにより、ホッパ２内の粉体Ｐを攪拌させる攪拌機構３と、受入空間４を画定するとともに、受入空間４において定量供給機構１から粉体Ｐを受入れる粉体受部５と粉体受部５からの粉体Ｐを送出する粉体送出部６とを画定するケーシング７とを備える。当該ケーシング７内には、下部開口部２ｂの下流側に接続された吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引によって、下部開口部２ｂから排出された粉体Ｐを吸引溶解ポンプ５０に定量供給させる容積式の定量供給機構１と、定量供給機構１から定量供給される粉体Ｐを受入れる受入空間４において、粉体受部５と粉体送出部６とに亘って回転自在に配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９の回転により、粉体受部５に受入れた粉体Ｐを粉体送出部６の粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的に供給する強制供給機構１０とを備える。
【００２６】
以下では、まず、定量供給装置Ｘについて説明し、次に粉体溶解装置Ｙについて説明する。
なお、粉体Ｐとしては、粉体であれば特に除外されるものではないが、例えば、電池電極材料等の化学原料、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、粉粒体も含まれる。また、溶媒Ｒとしては、粉体Ｐを良好に溶解することができる溶媒であれば特に除外されるものではないが、例えば、液体や液状体を用いることができる。
本実施形態においては、例えば、粉体ＰをＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）とし、溶媒Ｒを水とした。
【００２７】
〔定量供給装置Ｘ〕
ホッパ２は、図１〜図３に示すように、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆円錐形状に形成され、大気開放された上部開口部２ａから受け入れた粉体Ｐを貯留して、下部開口部２ｂから排出させることができるように構成されている。上部開口部２ａ及び下部開口部２ｂの横断面形状（上面視）は中心軸Ｚを中心とする円形状とされ、上部開口部２ａは下部開口部２ｂより大径に形成されている。逆円錐形状の内側壁面２Ａの傾斜角度は水平面に対して略６０度とされる。なお、上部開口部２ａを蓋体（図示せず）等により密閉する構成を採用することもできる。
【００２８】
ホッパ２の内側壁面２Ａの下端部には、下部開口部２ｂが形成され、外側壁面２Ｂの下端部には、定量供給機構１との間に配設される導入部１１の上端部に形成された連結フランジ部１２と連結可能な連結フランジ部１３が形成されている。なお、連結フランジ部１２と連結フランジ部１３とは、両連結フランジ部１２，１３をそれぞれ上下方向から挟持するブラケット（図示せず）により挟持固定されている。
【００２９】
導入部１１は、ホッパ２の下部開口部２ｂとケーシング７の上部に形成された粉体供給口７ａとを連通する逆三角錐形状に形成されている。逆三角錐形状の導入部１１の最下端には、ケーシング７の粉体供給口７ａと同形状のスリット状の開口が形成されている。なお、逆三角錐形状の導入部１１は、図２の右側の壁面を底辺とし、当該底辺に接続する両辺を備えた概略二等辺三角形状に形成され、上記スリット状の開口は、両辺が交わる頂点から底辺の中間点に沿う向きに形成されている。また、当該スリット状の開口の形状は、ホッパ２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。なお、導入部１１とケーシング７は、ボルト（図示せず）により固定連結されている。
【００３０】
攪拌機構３は、ホッパ２内の粉体Ｐを攪拌する攪拌羽根３Ａと、当該攪拌羽根３Ａをホッパ２の中心軸Ｚ周りに回転させる羽根駆動モータＭ１と、羽根駆動モータＭ１を、ホッパ２の上部開口部２ａにおける外側壁面２Ｂに固定する取付部材３Ｂと、羽根駆動モータＭ１の回転駆動力を攪拌羽根３Ａに伝動させる伝動部材３Ｃとを備えて構成される。
【００３１】
攪拌羽根３Ａは、縦断面視で概略Ｌ字形状に形成された棒状部材であり、長手方向がホッパ２の内側壁面２Ａに沿う状態で、かつ、短手方向が中心軸Ｚと同軸となるように配設されている。また、当該攪拌羽根３Ａ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２の内側壁面２Ａ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３Ａは、ホッパ２の内側壁面２Ａに沿って中心軸Ｚ周りに回転可能に配設されている。
【００３２】
ケーシング７は、図１〜図４に示すように、概略矩形状に形成され、導入部１１を介して水平方向に対して４５度傾斜した姿勢でホッパ２と接続されている。
ケーシング７の上面には、導入部１１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７ａが設けられ、ホッパ２の下部開口部２ｂからの粉体Ｐをケーシング７内に供給可能に構成されている。ケーシング７の右側面下部には、定量供給機構１にて定量供給された粉体Ｐを、受入空間４を介して下流側の粉体溶解装置Ｙ側に送出する粉体送出口７ｂが設けられている。なお、ケーシング７の粉体送出口７ｂが形成される箇所には、後述するミキシングノズル５２（吸引混合部の一例）の連結フランジ部５２ａと連結可能な連結フランジ部７ｃが形成される。
【００３３】
ケーシング７内において、粉体供給口７ａのすぐ下流側には、定量供給機構１が配設され、当該定量供給機構１のすぐ下流側には、受入空間４が形成される。当該受入空間４は、上流側に形成される粉体受部５と下流側に形成される粉体送出部６とにより形成されている。また、受入空間４は、粉体送出口７ｂを介して作用する負圧吸引力によって、粉体供給口７ａよりも低圧に維持される（例えば、−０、０６ＭＰａ程度）。すなわち、粉体送出口７ｂは、粉体溶解装置Ｙの吸引溶解ポンプ５０の一次側に接続されることによって、負圧吸引力が受入空間４に作用し粉体供給口７ａよりも低圧状態に維持されるようにしている。
【００３４】
容積式の定量供給機構１は、ホッパ２の下部開口部２ｂから供給された粉体Ｐを、ケーシング７内において当該定量供給機構１の下流側に形成された受入空間４に所定量ずつ定量供給する機構である。
具体的には、定量供給機構１は、ケーシング７内の粉体供給口７ａのすぐ下流側で、回転自在に配設される計量回転体１４と、計量回転体１４を回転軸芯Ｓ周りで回転駆動させる計量回転体駆動モータＭ２とを備える。
【００３５】
計量回転体１４は、図２及び図３に示すように、計量回転体駆動モータＭ２の駆動軸１５に配設した円盤部材１６に、この円盤部材１６の中心部を除いて放射状に複数（例えば、８枚）の板状隔壁１４ａを等間隔に取り付けて構成され、周方向で等間隔に粉体収容室１４ｂを複数区画（例えば、８室）形成するように構成されている。粉体収容室１４ｂは、計量回転体１４の外周面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１４の中心部には開口閉鎖部材１４ｃが周方向に偏在して配設され、各粉体収容室１４ｂ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の受入空間４側への供給量は、計量回転体１４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ２による計量回転体１４の回転数を変化させることで、調整できる。
【００３６】
計量回転体１４の回転に伴って、各粉体収容室１４ｂが、受入空間４に開放される受入空間開放状態、受入空間４及び粉体供給口７ａと連通しない第１密閉状態、粉体供給口７ａに開放される供給口開放状態、粉体供給口７ａ及び受入空間４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。この計量回転体１４の回転に伴って、各粉体収容室１４ｂ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。なお、計量回転体１４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７が形成されるとともに、計量回転体１４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１４ｃがケーシング７に固定して配設される。
【００３７】
従って、定量供給装置Ｘにおいては、基本的に、ホッパ２内に貯留された粉体Ｐは攪拌羽根３Ａにより攪拌されながら定量供給機構１に供給され、定量供給機構１によりホッパ２の下部開口部２ｂ、ケーシング７の受入空間４及び粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０に定量供給される。
【００３８】
具体的に説明すると、定量供給機構１の粉体送出口７ｂの下流側に接続された吸引溶解ポンプ５０からの負圧吸引力により、ケーシング７内における受入空間４の圧力が負圧状態（例えば、−０、０６ＭＰａ程度）となる。一方で、ホッパ２の上部開口部２ａは大気開放されているので、ホッパ２内は大気圧程度の状態となる。受入空間４と計量回転体１４の隙間を介して連通する導入部１１の内部及び下部開口部２ｂの近傍は、上記負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態となる。
この状態で、ホッパ２の内側壁面２Ａ及び下部開口部２ｂの近傍の粉体Ｐを、攪拌機構３の攪拌羽根３Ａにより攪拌することで、攪拌羽根３Ａによるせん断作用により解砕された粉体Ｐは下部開口部２ｂへ流下する。当該粉体Ｐは、導入部１１を介して容積式の定量供給機構１の粉体供給口７ａから計量回転体１４の粉体収容室１４ｂに供給される。粉体収容室１４ｂは、計量回転体駆動モータＭ２により回転させられ、粉体供給口７ａから供給された粉体Ｐを所定量ずつ受入空間４の粉体受部５に定量供給させる。
【００３９】
強制供給機構１０は、図１〜図４に示すように、ケーシング７内において定量供給機構１から受入空間４に定量供給された粉体Ｐを、粉体送出口７ｂを介して下流側の吸引溶解ポンプ５０（溶質溶解装置Ｙ）に所定量ずつ強制的かつ連続的に定量供給する機構である。
具体的には、強制供給機構１０は、ケーシング７内の粉体受部５と粉体送出部６とに亘って回転自在に配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９と、当該スクリュー９を回転軸芯Ｔ周りで回転駆動させるスクリュー駆動モータＭ３，Ｍ４とを備える。
【００４０】
受入空間４は、図２及び図３に示すように、ケーシング７内において定量供給機構１の下流側に形成されており、当該受入空間４内の上流側領域を粉体受部５とし、下流側領域を粉体送出部６とするように、ケーシング７により画定されている。粉体受部５は、上部に開口部を有する概略Ｕ字形状（横断面視）の長手筒状に形成され、粉体送出部６は、円形状（横断面視）の長手円筒状に形成されている。
また、粉体送出部６の内径が、粉体送出口７ｂ側に進むに連れて、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径及び小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径に沿って順次縮径するように形成されている。
【００４１】
スクリュー９は、螺旋状の翼部８ａを外周に有する大径スクリュー９Ａと、螺旋状の翼部８ｂを外周に有する小径スクリュー９Ｂとを同軸上に備えており、大径スクリュー９Ａは粉体受部５側に配設され、小径スクリュー９Ｂは粉体送出部６側に配置される。また、小径スクリュー９Ｂの駆動軸１７を、大径スクリュー９Ａの円筒状の駆動軸１８内に内嵌することで２重軸として構成するとともに、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂが形成された部分を大径スクリュー９Ａの先端部１９から粉体送出口７ｂに亘って配置することにより、大径スクリュー９Ａと小径スクリュー９Ｂとを同軸上に配設し、それぞれ回転軸芯Ｔ周りで相対回転自在に構成されている。従って、大径スクリュー９Ａの回転により、大径スクリュー９Ａの外周に形成された螺旋状の翼部８ａ間の空間に収容された粉体Ｐを、大径スクリュー９Ａの先端部１９（粉体送出部６）にまで送出可能に構成される。また、大径スクリュー９Ａの回転により粉体送出部６に送出された粉体Ｐは、大径スクリュー９Ａの先端部１９から粉体送出口７ｂに亘って同軸上に配置された小径スクリュー９Ｂの外周に形成された螺旋状の翼部８ｂ間の空間に収容され、小径スクリュー９Ｂが大径スクリュー９Ａと同一方向に回転することにより、当該小径スクリュー９Ｂの先端部（粉体送出口７ｂ）にまで、強制的、かつ、連続的に定量供給され、当該粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に送出される。なお、両スクリュー９Ａ，９Ｂの回転軸芯Ｔと定量供給機構１の計量回転体１４の回転軸芯Ｓとは平行（図２に示す例では、水平方向に対して４５度傾斜する角度）に設定されている。
【００４２】
また、小径スクリュー９Ｂは、大径スクリュー９Ａに内嵌された状態で、スクリュー駆動モータＭ３により回転軸芯Ｔ周りで独立に回転駆動可能に構成されている。また、小径スクリュー９Ｂを内嵌した状態の大径スクリュー９Ａは、当該大径スクリュー９Ａの外周に一体形成された回転軸芯Ｔ周りで回転可能なプーリ２０と回転軸芯Ｕ周りで回転可能なプーリ２１とがタイミングベルト２２にて伝動連結された状態で、スクリュー駆動モータＭ４によりプーリ２１が回転駆動されることにより回転軸芯Ｔ周りで独立に回転駆動可能に構成されている。
【００４３】
また、大径スクリュー９Ａ及び小径スクリュー９Ｂの回転数は、粉体送出部６において、大径スクリュー９Ａ及び小径スクリュー９Ｂのそれぞれが送出する粉体Ｐの単位時間当たりの容積が同じになるように設定されている。この場合、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径は、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径の２倍程度の外径に形成され、駆動軸１７及び駆動軸１８に沿う方向における翼部８ａ間の距離、及び翼部８ｂ間の距離を勘案して、大径スクリュー９Ａと小径スクリュー９Ｂとの単位時間当たりの粉体の送出容積が同じになるように、大径スクリュー９Ａの回転数に対する小径スクリュー９Ｂの回転数が設定される。
【００４４】
なお、本実施形態では、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径が３４ｍｍ、駆動軸１８の外径が１８ｍｍ、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径が１８ｍｍ、駆動軸１７の外径が６ｍｍ、粉体送出部６の最大内径が３５ｍｍ、最小内径が２２ｍｍに設定され、大径スクリュー９Ａの回転数に対して小径スクリュー９Ｂの回転数を２〜３倍の回転数に設定している。
【００４５】
〔粉体溶解装置Ｙ〕
図１〜図５に示すように、粉体溶解装置Ｙは、定量供給装置Ｘと、溶媒供給装置７０と、吸引溶解ポンプ５０と、分離装置８０とを備えて構成されている。
【００４６】
定量供給装置Ｘは、ケーシング７の粉体送出口７ｂが吸引溶解ポンプ５０の一次側であるミキシングノズル５２（吸引混合部の一例）に接続される。
【００４７】
溶媒供給装置７０は、図１及び図４に示すように、溶媒源７１からの溶媒Ｒを、吸引溶解ポンプ５０のミキシングノズル５２に連続的に定量供給するように構成されている。
具体的には、溶媒供給装置７０は、溶媒Ｒを供給する溶媒源７１と、溶媒源７１からの溶媒Ｒの流量を設定量に調整する流量計及び流量調整バルブ（図示せず）と、設定量に調整された溶媒Ｒをミキシングノズル５２を介して吸引溶解ポンプ５０内に供給する管部７２とを備えて構成されている。
【００４８】
吸引溶解ポンプ５０は、図５に示すように、円筒部５３Ａと、円筒部５３Ａの前側（図５において左側）に配設された前面封止部５３Ｂと、円筒部５３Ａの後側（図５において右側）に配設された後面封止部５３Ｃとを備えた円筒状の本体ケーシング５３を備える。本体ケーシング５３の内部において、ポンプ駆動モータＭ５の駆動軸５４に取り付けたロータ５５の外周部に複数の回転翼５１が突設され、ロータ５５とともに回転翼５１を回転させる。当該回転翼５１の回転により生じる負圧吸引力によって、第１吸入部５６から粉体Ｐ及び溶媒Ｒを第１導入室５７に吸引して攪拌し、吐出部５８から溶解液を吐出させるように構成されている。なお、第１吸入部５６は前面封止部５３Ｂに貫通形成され、吐出部５８は円筒部５３Ａに貫通形成される。
【００４９】
吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６には、ケーシング７の粉体送出口７ｂと接続され受入空間４と連通する直管状のミキシングノズル５２が設けられ、粉体送出口７ｂから定量供給される粉体Ｐを溶媒供給装置７０から定量供給される溶媒Ｒと初期混合した後、第１吸入部５６内に導入可能に構成されている。ミキシングノズル５２には、粉体送出口７ｂと第１吸入部５６との間に、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６への粉体Ｐの供給を停止可能なシャッタバルブ５９（閉止手段）が配設されている。また、ミキシングノズル５２におけるシャッタバルブ５９と第１吸入部５６との間には、溶媒供給装置７０の管部７２が接続されている。この管部７２からの溶媒Ｒの噴出方向は、ミキシングノズル５２の横断面視で当該ミキシングノズル５２の接線方向と略平行に配設され、溶媒Ｒをミキシングノズル５２の内周面（図示せず）に沿って供給可能に構成されており、図４に示すように、当該溶媒Ｒは、ミキシングノズル５２内の内壁面に沿って螺旋状の軌跡を描きながら、吸引溶解ポンプ５０側に負圧吸引される。同時に、ケーシング７の粉体送出口７ｂを介して定量供給される粉体Ｐは、ミキシングノズル５２内を当該ミキシングノズル５２の筒軸芯に沿って直線的に吸引溶解ポンプ５０側に負圧吸引される。これにより、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６からの負圧吸引力により、ミキシングノズル５２に溶媒供給装置７０の管部７２から溶媒Ｒを旋回させながら供給するとともに、定量供給機構１から粉体Ｐを定量供給することにより、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの初期混合を良好に行った後、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６から吸引して、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの吸引溶解ポンプ５０内における溶解混合が円滑に行われる。
【００５０】
ロータ５５には、回転翼５１よりも内周側に、濾斗状の仕切板６０が複数のボス６０ａを介して駆動軸５４周りで回転可能に配設されている。この仕切板６０は、第１吸入部５６から、ミキシングノズル５２において初期混合を行った粉体Ｐ及び溶媒Ｒが導入される第１導入室５７と、吐出部５８から吐出された溶解液の一部が、後述する第２吸入部６１を介して循環し、導入される第２導入室６２とを区画するもので、この仕切板６０と前面封止部５３Ｂとの摺動部は、階段状のラビリンス構造となっている。
【００５１】
吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８には、比重によって溶解液を循環流路８１と排出流路８２とに分離して供給する分離手段８０における循環流路８１の一端が接続される。循環流路８１の他端は、前面封止部５３Ｂに貫通形成された第２吸入部６１と接続される。なお、当該第２吸入部６１には流入する溶解液の流量を制限する絞り部６３が設けられている。
【００５２】
前面封止部５３Ｂには、回転翼５１の内周側で、回転翼５１と第１導入室５７及び第２導入室６２との間に位置するように円筒状の第１ステータ６４を配設し、第１ステータ６４に形成した透孔６４ａ，６４ｂによって絞り流路Ｗを構成している。第１導入室５７に対応する前面側には円形の透孔６４ａ、第２導入室６２に対応する後面側には長孔形の透孔６４ｂをそれぞれ形成されている。なお、絞り流路Ｗ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、後面封止部５３Ｃには、回転翼５１の外周側で、回転翼５１と吐出部５８との間に位置するように円筒状の第２ステータ６５を配設し、第２ステータ６５に形成した透孔６５ａ（スリット状の長孔）によって絞り流路Ｗを構成している。これにより、溶解液に対して、絞り流路Ｗの透孔６４ａ、６４ｂ、６５ａを通過する際に、回転翼５１によるせん断作用により、粉体Ｐと溶媒Ｒとの溶解混合を促進させることができる。
【００５３】
ここで、回転翼５１が回転すると、第１導入室５７及び第２導入室６２から吐出部５８に粉体Ｐ及び溶媒Ｒの溶解液が強制的に通流させられるが、第２吸入部６１を介して第２導入室６２に通流させられる溶解液は、第２吸入部６１に設けられた絞り部６３を通過する際に流量が制限される。この状態で、回転翼５１の回転が制御されて、第２導入室６２から吐出部５８に通流させられる溶解液の流量（例えば、３０ｍ3/Ｈｒ）に対して、第２吸入部６１の絞り部６３を通流して第２導入室６２に流入する溶解液の流量（例えば、１５ｍ3/Ｈｒ）が少なく設定されることにより、第１導入室５７及び第２導入室６２を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とすることが可能に構成されている。従って、回転翼５１が回転することにより、ミキシングノズル５２内、ケーシング７の受入空間４内を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とすることが可能に構成されている。
【００５４】
分離装置８０は、円筒状容器８３内において比重によって溶解液を分離するように構成され、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒを循環流路８１に、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒを排出流路８２にそれぞれ分離するように構成されている。円筒状容器８３の下部に接続される循環流路８１の一端は、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８に接続され、他端は第２吸入部６１に接続される。円筒状容器８３の上部に接続される排出流路８２は溶解液（製品）の供給先９０に接続される。
なお、分離装置８０は、図示しないが、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８に連なる導入パイプを円筒状容器８３の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器８３の上部に排出流路８２と連なる排出部を備えるとともに、下部に循環流路８１と連なる循環部を備え、導入パイプの吐出上端に、導入パイプから吐出される溶解液の流れを旋回させる捻り板を配設して構成している。
【００５５】
次に、この溶質溶解装置Ｙの動作について説明する。
まず、定量供給装置Ｘを停止し、シャッタバルブ５９を閉止してミキシングノズル５２を介する粉体Ｐの吸引を停止した状態で、溶媒供給装置７０から溶媒Ｒのみを供給しながら回転翼５１を回転させ、吸引溶解ポンプ５０の運転を開始する。所定の運転時間が経過して、吸引溶解ポンプ５０内が、負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となると、シャッタバルブ５９を開放する。これによって、ミキシングノズル５２の内部、及びケーシング７の受入空間４を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とし、導入部１１の内部及びホッパ２の下部開口部２ｂ近傍を当該負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態にする。
【００５６】
そして、定量供給装置Ｘを作動させ、ホッパ２内に貯留された粉体Ｐを、攪拌羽根３Ａの攪拌作用及び吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、ホッパ２の下部開口部２ｂから定量供給機構１に流下させる。この定量供給機構１では、上述のとおり、下部開口部２ｂから回転計量体１４に流下した粉体Ｐを、受入空間４の粉体受部５に所定量ずつ連続的に定量供給させる。
また、上記定量供給装置Ｘの作動により、強制供給機構１０も作動状態となり、粉体受部５に定量供給された粉体Ｐを、大径スクリュー９Ａの回転により粉体送出部６に送出するとともに、小径スクリュー９Ｂの回転により粉体送出部６から順次、粉体送出部７ｂを介してミキシングノズル５２内に強制的かつ連続的に定量供給される。なお、定量供給機構１から定量供給される粉体Ｐの量と強制供給機構１０によりミキシングノズル５２に定量供給される粉体Ｐの量は略同量となっている。一方で、吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、溶媒供給装置７０の管部７２から溶媒Ｒが定量供給される。
これにより、ミキシングノズル５２内には、強制供給機構１０による強制押出し及び吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、粉体Ｐ及び溶媒Ｒが常に定量供給され、当該ミキシングノズル５２において、初期混合を良好に行った後、吸引溶解ポンプ５０内に供給することができる。
【００５７】
この初期混合された粉体Ｐ及び溶媒Ｒは、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６から第１導入室５７に導入され、回転翼５１の内側と外側とに配設された第１ステータ６４の透孔６４ａ及び第２ステータ６５に形成した透孔６５ｂ（絞り流路Ｗ）を通過することによって、せん断作用を受けながら攪拌、溶解混合され、吐出部５８から吐出される。この際、負圧状態の第１導入室５７、第２導入室６２において絞り流路Ｗ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、溶解を促進することができる。
【００５８】
吐出部５８から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒは、循環流路８１を介して吸引溶解ポンプ５０の第２吸入部６１から第２導入室６２に導入され、第１ステータ６４の透孔６４ｂ及び第２ステータ６５に形成した透孔６５ｂ（絞り流路Ｗ）を通過することによって、せん断作用を受けながら攪拌、溶解混合され、吐出部５８から吐出される。一方、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒは、排出流路８２を介して供給先９０に供給される。
【００５９】
この場合、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの溶解混合が進むに連れて、吸引溶解ポンプ５０の内部、特にミキシングノズル５２の内部において溶解液の濃度や粘度が上昇すると、高濃度の溶解液や高粘度の溶解液が当該ミキシングノズル５２を閉塞して、吸引溶解ポンプ５０からの負圧吸引力を受入空間４に対して作用させることが困難となることがあるが、このような場合であっても、受入空間４からは、強制供給機構１０による強制押出しにより粉体Ｐが強制的かつ連続的にミキシングノズル５２に定量供給されるので、吸引溶解ポンプ５０内にも当該粉体Ｐが確実に定量供給される。従って、ミキシングノズル５２及び吸引溶解ポンプ５０内への粉体Ｐの定量供給を常に安定した状態で行うことができ、吸引溶解ポンプ５０内における溶解液をより均一な分散状態とし、所望の濃度にまでより迅速に溶解混合できる。しかも、ミキシングノズル５２における閉塞等が発生しそうになった場合でも吸引溶解ポンプ５０内への粉体Ｐの定量供給を継続して、当該吸引溶解ポンプ５０内において、粉体Ｐと溶媒Ｒとを順次ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまでより確実、かつ迅速に溶解混合することができる。
【００６０】
そして、所定量の粉体Ｐの供給がなされたとき、シャッタバルブ５９を閉止して、粉体Ｐの負圧吸引を遮断する。また、所定量の溶媒Ｒの供給がなされたときは、溶媒供給装置７０の運転を停止する。その後、粉体Ｐが溶媒Ｒに完全に溶解するまで吸引溶解ポンプ５０の運転を継続する。
【００６１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、強制供給機構１０のスクリュー９として、大径のスクリュー９Ａ及び小径のスクリュー９Ｂを用いたが、粉体Ｐの物性等に応じてスクリュー９の数を適宜変更することが可能である。例えば、粉体受部５及び粉体送出部６の内径を大径スクリュー９Ａが配設可能な大きさに形成し、一つの大径スクリュー９Ａを粉体受部５及び粉体送出部６に亘って配設して、粉体Ｐを粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的かつ連続的に送出する構成とすることもできる。また同様に、例えば、粉体受部５及び粉体送出部６の内径を小径スクリュー９Ｂが配設可能な大きさに形成し、一つの小径スクリュー９Ｂを粉体受部５及び粉体送出部６に亘って配設することもできる。さらに、例えば、粉体送出部６の内径を大径、中径、小径のスクリュー９が配設可能に順次粉体送出口７ｂ側に縮径する構成を採用し、当該粉体送出部６に３つの大径、中径、小径のスクリューを同軸上に配設することもできる。
【００６２】
（２）上記実施形態では、円筒状の粉体送出部６の内径を粉体送出口７ｂに近づくに連れて縮径するように構成したが、粉体送出部６にスクリュー９を配設することで粉体送出口７ｂに強制的かつ連続的に粉体Ｐを定量供給できる構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。例えば、粉体送出部６の内径を粉体受部５の内径と同程度、或いは大きく形成することも可能である。
この場合、受入空間４に適切に負圧吸引力を作用させることができれば、粉体送出口７ｂの開口面積を、粉体受部５の内径と同程度、或いは大きく形成することも可能である。
【００６３】
（３）上記実施形態では、容積式の定量供給機構１として計量回転体１４を用いた構成を例示したが、特にこの構成に限定されるものではなく、例えば、ギアポンプを用いて、ホッパ２内の粉体Ｐを、下部開口部２ｂから下流側に定量供給することができる機構を採用することもできる。
【００６４】
（４）上記実施形態では、粉体溶解ポンプ５０にて溶解混合された溶解液のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒを循環流路８１に、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒを排出流路８２にそれぞれ分離する分離装置８０を設けたが、１バッチで、吸引溶解ポンプ５０内で良好に溶解混合できる場合には、当該分離装置８０を省略することもできる。
また、分離装置８０において、循環流路８１にて溶解液を順次循環させながら粉体Ｐと溶媒Ｒの溶解混合を実行する状態で、例えば、溶解混合が充分に進む前に所定量の溶媒Ｒの供給が終了した場合には、分離装置８０において完全に溶解されたとして分離され、供給先９０に供給される溶解液を、溶媒供給装置７０の管路７２を介して再度供給し、ミキシングノズル５２において粉体Ｐと再度混合する構成としてもよい。
【００６５】
（５）上記実施形態では、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、溶媒Ｒ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溶媒Ｒとして用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合できる粉体溶解装置として良好に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 定量供給機構（定量供給装置）
４ 受入空間（ケーシング）
５ 粉体受部（受入空間）
６ 粉体送出部（受入空間）
７ ケーシング（定量供給装置）
７ａ 粉体供給口（ケーシング）
７ｂ 粉体送出口（ケーシング）
８ 翼部（スクリュー）
９ スクリュー（強制供給機構）
９Ａ 大径スクリュー（スクリュー）
９Ｂ 小径スクリュー（スクリュー）
１０ 強制供給機構（定量供給装置）
１７ 駆動軸（小径スクリュー）
１８ 駆動軸（大径スクリュー）
１９ 先端部（大径スクリュー）
５０ 吸引溶解ポンプ
５２ ミキシングノズル（吸引混合部）
Ｘ 定量供給装置
Ｙ 粉体溶解装置
Ｐ 粉体
Ｒ 溶媒
Ｔ 回転軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、受入空間から吸引溶解ポンプ内に粉体を負圧吸引するとともに、吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した粉体及び溶媒を吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる粉体溶解装置においては、吸引溶解ポンプ内に負圧吸引される粉体の量を所定量に安定させるために、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有する定量供給装置が、吸引溶解ポンプの上流側に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に開示の定量供給装置は、例えば、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆錐体形状に形成され、上部開口部から受入れた粉体を下部開口部から排出させるホッパと、ホッパの下部開口部に接続される粉体供給口と吸引溶解ポンプ側に接続される粉体送出口とが形成された矩形状のケーシングとを備えて構成されている。このケーシング内には、粉体を単位時間当たりに所定量ずつ下流側に定量供給する定量式の定量供給機構が設けられ、定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成されている。
これにより、ホッパからケーシング内に供給された粉体は定量供給機構により所定量ずつ受入空間に供給され、受入空間の下流側に粉体送出口を介して接続された吸引溶解ポンプにより所定量ずつ負圧吸引されて、当該吸引溶解ポンプ内に定量供給されることとなる。
従って、吸引溶解ポンプ内への粉体の供給量を安定化し、当該安定化された所定量ずつ供給される粉体と、別途、所定量ずつ供給される溶媒とを溶解混合させることができ、均一な溶解混合を行って所望の濃度の溶解液を得ることができるとされる。この装置にあっては、吸引溶解ポンプにより形成される負圧が受入空間でも作用することで良好な粉体供給を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７４２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに詳細に説明すると、上記特許文献１に記載の粉体溶解装置では、吸引溶解ポンプ内に配設された回転翼の回転により、当該吸引溶解ポンプ内に吸引される粉体や溶媒の量に対して排出される粉体や溶媒の量を増大させることにより、吸引溶解ポンプ内を負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の略真空状態）としている。この負圧状態により発生する負圧吸引力を、吸引溶解ポンプの上流側に接続された定量供給装置のケーシング内における受入空間に作用させ、当該受入空間内に定量供給される状態で存在する粉体を吸引溶解ポンプ内に吸引するように構成されている。そして、この吸引溶解ポンプ内において、定量供給された粉体と溶媒とは、回転翼の回転及び通流路に配設されたスリットにより、混合、せん断、キャビテーション、遠心作用を受けて連続的に均一混合されペースト状の溶解液となる。
【０００６】
ここで、粉体溶解装置が溶解対象とする粉体としては、粉体であれば特に除外されるものではないが、例えば、電池電極材料等の化学原料、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）を例示することができる。なお、粉体には、粉粒体も含まれる。
【０００７】
このような粉体と溶媒とを溶解混合して溶解液とする際には、吸引溶解ポンプ内において溶解混合が進むに連れて当該溶解液の濃度や粘度が上昇する場合がある。溶解液の濃度や粘度が上昇すると、吸引溶解ポンプと定量供給装置内の受入空間との間に存在する連通空間が高濃度及び高粘度となった溶解液により閉塞された状態となり、吸引溶解ポンプ内で発生した負圧吸引力を上流側の受入空間に作用させることが困難となる。この場合、吸引溶解ポンプ側に粉体を定量供給できず、受入空間内に存在する粉体が滞留して、詰まった状態となる。特に、ケーシングの受入空間内に負圧吸引力を作用させ易くするために、当該ケーシングの粉体送出口の開口面積が小さく形成されている場合には、当該負圧吸引力を受入空間に作用させることがより困難となる。
また、このような溶解液における濃度や粘度の上昇は、溶媒に対する粉体の混合量（混合比）を増加させるに伴って増大する傾向にあり、粉体の混合量を増加させて、より濃度の高い溶解液を得ようとする場合には、より顕著な問題として顕在化することとなる。
【０００８】
このような場合には、吸引溶解ポンプ内に粉体を定量供給することが困難となり、溶解液の濃度を所望の濃度まで上昇させることができない場合がある。また、吸引溶解ポンプと受入空間との間に存在する連通空間が完全に閉塞されていない場合でも、粉体の供給が遅れる可能性があり、所望の濃度に溶解混合するまでの時間が長くなってしまう虞がある。さらには、溶解混合する時間が長くなると、吸引溶解ポンプ内における溶解液の温度が摩擦熱により上昇し、溶解液の濃度を所望の濃度にまで上昇させることがより困難となり易い。
【０００９】
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、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合できる粉体溶解装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る、粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、前記定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、前記受入空間から吸引溶解ポンプ内に前記粉体を負圧吸引するとともに、前記吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した前記粉体及び前記溶媒を前記吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置の特徴構成は、
前記定量供給装置が、前記受入空間を画定するとともに、前記受入空間において前記定量供給機構から前記粉体を受入れる粉体受部と前記粉体受部からの粉体を送出する粉体送出部とを画定するケーシングと、前記ケーシング内の前記粉体受部と前記粉体送出部とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部を有するスクリューの回転により、前記粉体受部に受入れた粉体を前記粉体送出部の粉体送出口を介して前記吸引溶解ポンプ側に強制的に供給する強制供給機構とを備えた点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、定量供給装置のケーシング内において、定量供給機構から受入空間に定量供給された粉体は、吸引溶解ポンプから受入空間に作用する負圧吸引力に加え、受入空間内の粉体受部及び粉体送出部に亘って設けられた強制供給機構としてのスクリューの回転による強制押出しにより、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に強制的、かつ、連続的に定量供給される。
これにより、吸引溶解ポンプ内で粉体と溶媒との溶解混合が進んで、吸引溶解ポンプ内で溶解混合された溶解液の濃度や粘度が上昇しても、上記強制供給機構により受入空間内から吸引溶解ポンプ側に粉体を常に定量供給でき、吸引溶解ポンプ内における所定量の粉体と所定量の溶媒とを、順次、ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまで確実に溶解混合することができる。
【００１２】
説明を加えると、定量供給装置のケーシング内において、まず、粉体は、定量供給機構により下流側の受入空間の粉体受部に定量ずつ供給される。続いて、当該粉体受部に定量供給された粉体は、スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、当該スクリューの回転により粉体送出部に送出されて、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出される。従って、吸引溶解ポンプによる負圧吸引力が粉体送出口に充分に作用している場合には、当該負圧吸引力とスクリューの強制押出しとにより、受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給が行われ、一方で、当該負圧吸引力が粉体送出口に充分に又は全く作用していない場合でも、スクリューの強制押出しにより、受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給が確実に行われることとなる。
【００１３】
よって、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合することができる。
【００１４】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記強制供給機構と前記吸引溶解ポンプとの間に、前記強制供給機構から前記吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される前記粉体と負圧吸引される前記溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えた点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、強制供給機構と吸引溶解ポンプとの間に、強制供給機構から吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される粉体と負圧吸引される溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えているので、吸引混合部において、強制供給機構を介して確実に定量供給される粉体と、別途、定量供給される溶媒とを、所望の混合割合で、順次、初期混合することができる。これにより、吸引混合部において、粉体及び溶媒をムラなく均一に分散させた状態としてから、吸引溶解ポンプ内で更に溶解混合することができ、より均一な溶解状態で所望の濃度にまで、より迅速に溶解混合した溶解液を得ることができる。
このような吸引混合部を備えた場合、当該吸引混合部において濃度や粘度が上昇すると、高濃度の溶解液や高粘度の溶解液が当該吸引混合部を閉塞して、吸引溶解ポンプからの負圧吸引力を受入空間に対して作用させることが困難となることがあるが、このような場合であっても、受入空間からは、強制供給機構による強制押出しにより粉体が強制的かつ連続的に吸引混合部に定量供給されるので、吸引溶解ポンプ内にも当該粉体が定量供給される。
従って、吸引混合部において粉体と溶媒との初期混合を行う構成を採用することで、吸引溶解ポンプ内における溶解液をより均一な分散状態とし、所望の濃度にまで高めても、より迅速に溶解混合できる。しかも、吸引混合部における閉塞等が発生しそうになった場合でも吸引溶解ポンプ内への粉体の定量供給を継続して、当該吸引溶解ポンプ内において、粉体と溶媒とを順次ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまでより確実、かつ迅速に溶解混合することができる。
【００１６】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記強制供給機構のスクリューが、前記粉体受部側に配置された大径スクリューと、前記大径スクリューよりも小径の螺旋状の翼部を外周に有し、前記粉体送出部側に配置された小径スクリューとを同軸上に備え、前記小径スクリューが、前記大径スクリューの先端部から前記粉体送出口に亘って配置され、前記大径スクリューに対して相対回転自在に構成されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、定量供給機構から粉体受部に定量供給された粉体は、大径スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、大径スクリューの回転により当該大径スクリューの先端部（粉体送出部）にまで送出される。そして、粉体送出部に送出された粉体は、当該大径スクリューの先端部から粉体送出口に亘って同軸上に配置された小径スクリューの外周に形成された螺旋状の翼部間の空間に収容され、小径スクリューの回転により当該小径スクリューの先端部（粉体送出口）にまで、強制的、かつ、連続的に定量供給され、当該粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出される。
これにより、粉体受部に受入れた粉体を、大径スクリューによりかさ密度が高い状態を維持したまま比較的ゆっくりと粉体送出部に送出することができる。さらに、粉体送出部に受入れた粉体を、大径スクリューにより高い状態に維持されたかさ密度が高い状態をそのまま維持しつつ、小径スクリューの回転により粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に送出することができる。
よって、強制供給機構により受入空間から吸引溶解ポンプ側への粉体の強制的、かつ、連続的な定量供給過程において、粉体が不必要に押し固められることを防止して、より確実に吸引溶解ポンプ側への粉体の定量供給を行うことができる。
【００１８】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記粉体送出部が円筒状に形成され、前記粉体送出部の内径が、前記粉体送出口側に進むに連れて、前記大径スクリューの翼部の外径及び前記小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されている点にある。
【００１９】
上記特徴構成によれば、粉体送出部が円筒状に形成されているので、当該粉体送出部に送出された粉体のかさ密度の増加が抑制された状態を、維持することができる。また、粉体送出部の内径が、粉体送出口側に進むに連れて、大径スクリューの翼部の外径及び小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されているので、粉体送出部の基端側を大径スクリューの回転に伴って粉体の流入が良好な大径としつつ、負圧吸引力を作用させ易い比較的小径な粉体送出部の粉体送出口（先端側）に、小径スクリューの回転により粉体をスムーズに送出する構成とすることができる。
【００２０】
本発明に係る粉体溶解装置の更なる特徴構成は、前記粉体送出部において、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューの回転数が設定されている点にある。
【００２１】
上記特徴構成によれば、大径スクリュー及び小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、大径スクリュー及び小径スクリューの回転数が設定されているので、定量供給機構から粉体受部、粉体送出部、粉体送出口を介して吸引溶解ポンプ側に単位時間当たりに強制的かつ連続的に供給される粉体の量（容積）を、常に所定の量（容積）に安定させることができる。また、粉体送出部において大径スクリューから小径スクリューへの粉体の受け渡し部分で粉体の圧縮や膨張がなく、スムーズに粉体を送出することができる。これにより、粉体送出部における粉体の圧縮及び膨張を防止し、吸引溶解ポンプ内で所定量の粉体と所定量の溶媒とを、ムラなく均一に分散させながら、より確実に所望の濃度にまで溶解混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】定量供給装置を備えた粉体溶解装置の概略構成図
【図２】定量供給装置の要部を示す部分拡大断面図
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向視の概略断面図
【図４】吸引混合部の概略構成を示す一部切欠き断面図
【図５】吸引溶解ポンプの要部を示す部分拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１〜図５に基づいて、本発明の定量供給装置Ｘを備えた粉体溶解装置Ｙの実施の形態を説明する。
【００２４】
図１〜図５に示すように、定量供給装置Ｘを備えた粉体溶解装置Ｙは、吸引溶解ポンプ５０の回転翼５１（図５参照）の回転により生じる負圧吸引力によって、粉体Ｐを容積式の定量供給装置Ｘから吸引溶解ポンプ５０内に負圧吸引するとともに、吸引溶解ポンプ５０内に溶媒Ｒを負圧吸引し、負圧吸引した粉体Ｐを吸引溶解ポンプ５０内で溶媒Ｒと溶解混合するように構成されている。
具体的には、図１に示すように、粉体溶解装置Ｙは、粉体Ｐを定量供給する定量供給装置Ｘと、溶媒Ｒを定量供給する溶媒供給装置７０と、定量供給装置Ｘから定量供給される粉体Ｐと溶媒供給装置７０から定量供給される溶媒Ｒとを負圧吸引して溶解混合する吸引溶解ポンプ５０と、吸引溶解ポンプ５０から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒと粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒとを分離する分離装置８０とを備えて構成されている。
【００２５】
定量供給装置Ｘは、吸引溶解ポンプ５０に粉体Ｐを所定量ずつ定量供給する容積式の定量供給機構１を有する装置である。
具体的には、定量供給装置Ｘは、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆錐体形状に形成され、上部開口部２ａから受け入れた粉体Ｐを下部開口部２ｂから排出させるホッパ２と、ホッパ２内に配設された攪拌部材としての攪拌羽根３Ａにより、ホッパ２内の粉体Ｐを攪拌させる攪拌機構３と、受入空間４を画定するとともに、受入空間４において定量供給機構１から粉体Ｐを受入れる粉体受部５と粉体受部５からの粉体Ｐを送出する粉体送出部６とを画定するケーシング７とを備える。当該ケーシング７内には、下部開口部２ｂの下流側に接続された吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引によって、下部開口部２ｂから排出された粉体Ｐを吸引溶解ポンプ５０に定量供給させる容積式の定量供給機構１と、定量供給機構１から定量供給される粉体Ｐを受入れる受入空間４において、粉体受部５と粉体送出部６とに亘って回転自在に配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９の回転により、粉体受部５に受入れた粉体Ｐを粉体送出部６の粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的に供給する強制供給機構１０とを備える。
【００２６】
以下では、まず、定量供給装置Ｘについて説明し、次に粉体溶解装置Ｙについて説明する。
なお、粉体Ｐとしては、粉体であれば特に除外されるものではないが、例えば、電池電極材料等の化学原料、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、粉粒体も含まれる。また、溶媒Ｒとしては、粉体Ｐを良好に溶解することができる溶媒であれば特に除外されるものではないが、例えば、液体や液状体を用いることができる。
本実施形態においては、例えば、粉体ＰをＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）とし、溶媒Ｒを水とした。
【００２７】
〔定量供給装置Ｘ〕
ホッパ２は、図１〜図３に示すように、上部から下部へ向かうに連れて縮径する逆円錐形状に形成され、大気開放された上部開口部２ａから受け入れた粉体Ｐを貯留して、下部開口部２ｂから排出させることができるように構成されている。上部開口部２ａ及び下部開口部２ｂの横断面形状（上面視）は中心軸Ｚを中心とする円形状とされ、上部開口部２ａは下部開口部２ｂより大径に形成されている。逆円錐形状の内側壁面２Ａの傾斜角度は水平面に対して略６０度とされる。なお、上部開口部２ａを蓋体（図示せず）等により密閉する構成を採用することもできる。
【００２８】
ホッパ２の内側壁面２Ａの下端部には、下部開口部２ｂが形成され、外側壁面２Ｂの下端部には、定量供給機構１との間に配設される導入部１１の上端部に形成された連結フランジ部１２と連結可能な連結フランジ部１３が形成されている。なお、連結フランジ部１２と連結フランジ部１３とは、両連結フランジ部１２，１３をそれぞれ上下方向から挟持するブラケット（図示せず）により挟持固定されている。
【００２９】
導入部１１は、ホッパ２の下部開口部２ｂとケーシング７の上部に形成された粉体供給口７ａとを連通する逆三角錐形状に形成されている。逆三角錐形状の導入部１１の最下端には、ケーシング７の粉体供給口７ａと同形状のスリット状の開口が形成されている。なお、逆三角錐形状の導入部１１は、図２の右側の壁面を底辺とし、当該底辺に接続する両辺を備えた概略二等辺三角形状に形成され、上記スリット状の開口は、両辺が交わる頂点から底辺の中間点に沿う向きに形成されている。また、当該スリット状の開口の形状は、ホッパ２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。なお、導入部１１とケーシング７は、ボルト（図示せず）により固定連結されている。
【００３０】
攪拌機構３は、ホッパ２内の粉体Ｐを攪拌する攪拌羽根３Ａと、当該攪拌羽根３Ａをホッパ２の中心軸Ｚ周りに回転させる羽根駆動モータＭ１と、羽根駆動モータＭ１を、ホッパ２の上部開口部２ａにおける外側壁面２Ｂに固定する取付部材３Ｂと、羽根駆動モータＭ１の回転駆動力を攪拌羽根３Ａに伝動させる伝動部材３Ｃとを備えて構成される。
【００３１】
攪拌羽根３Ａは、縦断面視で概略Ｌ字形状に形成された棒状部材であり、長手方向がホッパ２の内側壁面２Ａに沿う状態で、かつ、短手方向が中心軸Ｚと同軸となるように配設されている。また、当該攪拌羽根３Ａ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２の内側壁面２Ａ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３Ａは、ホッパ２の内側壁面２Ａに沿って中心軸Ｚ周りに回転可能に配設されている。
【００３２】
ケーシング７は、図１〜図４に示すように、概略矩形状に形成され、導入部１１を介して水平方向に対して４５度傾斜した姿勢でホッパ２と接続されている。
ケーシング７の上面には、導入部１１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７ａが設けられ、ホッパ２の下部開口部２ｂからの粉体Ｐをケーシング７内に供給可能に構成されている。ケーシング７の右側面下部には、定量供給機構１にて定量供給された粉体Ｐを、受入空間４を介して下流側の粉体溶解装置Ｙ側に送出する粉体送出口７ｂが設けられている。なお、ケーシング７の粉体送出口７ｂが形成される箇所には、後述するミキシングノズル５２（吸引混合部の一例）の連結フランジ部５２ａと連結可能な連結フランジ部７ｃが形成される。
【００３３】
ケーシング７内において、粉体供給口７ａのすぐ下流側には、定量供給機構１が配設され、当該定量供給機構１のすぐ下流側には、受入空間４が形成される。当該受入空間４は、上流側に形成される粉体受部５と下流側に形成される粉体送出部６とにより形成されている。また、受入空間４は、粉体送出口７ｂを介して作用する負圧吸引力によって、粉体供給口７ａよりも低圧に維持される（例えば、−０、０６ＭＰａ程度）。すなわち、粉体送出口７ｂは、粉体溶解装置Ｙの吸引溶解ポンプ５０の一次側に接続されることによって、負圧吸引力が受入空間４に作用し粉体供給口７ａよりも低圧状態に維持されるようにしている。
【００３４】
容積式の定量供給機構１は、ホッパ２の下部開口部２ｂから供給された粉体Ｐを、ケーシング７内において当該定量供給機構１の下流側に形成された受入空間４に所定量ずつ定量供給する機構である。
具体的には、定量供給機構１は、ケーシング７内の粉体供給口７ａのすぐ下流側で、回転自在に配設される計量回転体１４と、計量回転体１４を回転軸芯Ｓ周りで回転駆動させる計量回転体駆動モータＭ２とを備える。
【００３５】
計量回転体１４は、図２及び図３に示すように、計量回転体駆動モータＭ２の駆動軸１５に配設した円盤部材１６に、この円盤部材１６の中心部を除いて放射状に複数（例えば、８枚）の板状隔壁１４ａを等間隔に取り付けて構成され、周方向で等間隔に粉体収容室１４ｂを複数区画（例えば、８室）形成するように構成されている。粉体収容室１４ｂは、計量回転体１４の外周面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１４の中心部には開口閉鎖部材１４ｃが周方向に偏在して配設され、各粉体収容室１４ｂ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の受入空間４側への供給量は、計量回転体１４を回転駆動する計量回転体駆動モータＭ２による計量回転体１４の回転数を変化させることで、調整できる。
【００３６】
計量回転体１４の回転に伴って、各粉体収容室１４ｂが、受入空間４に開放される受入空間開放状態、受入空間４及び粉体供給口７ａと連通しない第１密閉状態、粉体供給口７ａに開放される供給口開放状態、粉体供給口７ａ及び受入空間４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。この計量回転体１４の回転に伴って、各粉体収容室１４ｂ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。なお、計量回転体１４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７が形成されるとともに、計量回転体１４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１４ｃがケーシング７に固定して配設される。
【００３７】
従って、定量供給装置Ｘにおいては、基本的に、ホッパ２内に貯留された粉体Ｐは攪拌羽根３Ａにより攪拌されながら定量供給機構１に供給され、定量供給機構１によりホッパ２の下部開口部２ｂ、ケーシング７の受入空間４及び粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０に定量供給される。
【００３８】
具体的に説明すると、定量供給機構１の粉体送出口７ｂの下流側に接続された吸引溶解ポンプ５０からの負圧吸引力により、ケーシング７内における受入空間４の圧力が負圧状態（例えば、−０、０６ＭＰａ程度）となる。一方で、ホッパ２の上部開口部２ａは大気開放されているので、ホッパ２内は大気圧程度の状態となる。受入空間４と計量回転体１４の隙間を介して連通する導入部１１の内部及び下部開口部２ｂの近傍は、上記負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態となる。
この状態で、ホッパ２の内側壁面２Ａ及び下部開口部２ｂの近傍の粉体Ｐを、攪拌機構３の攪拌羽根３Ａにより攪拌することで、攪拌羽根３Ａによるせん断作用により解砕された粉体Ｐは下部開口部２ｂへ流下する。当該粉体Ｐは、導入部１１を介して容積式の定量供給機構１の粉体供給口７ａから計量回転体１４の粉体収容室１４ｂに供給される。粉体収容室１４ｂは、計量回転体駆動モータＭ２により回転させられ、粉体供給口７ａから供給された粉体Ｐを所定量ずつ受入空間４の粉体受部５に定量供給させる。
【００３９】
強制供給機構１０は、図１〜図４に示すように、ケーシング７内において定量供給機構１から受入空間４に定量供給された粉体Ｐを、粉体送出口７ｂを介して下流側の吸引溶解ポンプ５０（溶質溶解装置Ｙ）に所定量ずつ強制的かつ連続的に定量供給する機構である。
具体的には、強制供給機構１０は、ケーシング７内の粉体受部５と粉体送出部６とに亘って回転自在に配設され、外周に螺旋状の翼部８を有するスクリュー９と、当該スクリュー９を回転軸芯Ｔ周りで回転駆動させるスクリュー駆動モータＭ３，Ｍ４とを備える。
【００４０】
受入空間４は、図２及び図３に示すように、ケーシング７内において定量供給機構１の下流側に形成されており、当該受入空間４内の上流側領域を粉体受部５とし、下流側領域を粉体送出部６とするように、ケーシング７により画定されている。粉体受部５は、上部に開口部を有する概略Ｕ字形状（横断面視）の長手筒状に形成され、粉体送出部６は、円形状（横断面視）の長手円筒状に形成されている。
また、粉体送出部６の内径が、粉体送出口７ｂ側に進むに連れて、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径及び小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径に沿って順次縮径するように形成されている。
【００４１】
スクリュー９は、螺旋状の翼部８ａを外周に有する大径スクリュー９Ａと、螺旋状の翼部８ｂを外周に有する小径スクリュー９Ｂとを同軸上に備えており、大径スクリュー９Ａは粉体受部５側に配設され、小径スクリュー９Ｂは粉体送出部６側に配置される。また、小径スクリュー９Ｂの駆動軸１７を、大径スクリュー９Ａの円筒状の駆動軸１８内に内嵌することで２重軸として構成するとともに、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂが形成された部分を大径スクリュー９Ａの先端部１９から粉体送出口７ｂに亘って配置することにより、大径スクリュー９Ａと小径スクリュー９Ｂとを同軸上に配設し、それぞれ回転軸芯Ｔ周りで相対回転自在に構成されている。従って、大径スクリュー９Ａの回転により、大径スクリュー９Ａの外周に形成された螺旋状の翼部８ａ間の空間に収容された粉体Ｐを、大径スクリュー９Ａの先端部１９（粉体送出部６）にまで送出可能に構成される。また、大径スクリュー９Ａの回転により粉体送出部６に送出された粉体Ｐは、大径スクリュー９Ａの先端部１９から粉体送出口７ｂに亘って同軸上に配置された小径スクリュー９Ｂの外周に形成された螺旋状の翼部８ｂ間の空間に収容され、小径スクリュー９Ｂが大径スクリュー９Ａと同一方向に回転することにより、当該小径スクリュー９Ｂの先端部（粉体送出口７ｂ）にまで、強制的、かつ、連続的に定量供給され、当該粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に送出される。なお、両スクリュー９Ａ，９Ｂの回転軸芯Ｔと定量供給機構１の計量回転体１４の回転軸芯Ｓとは平行（図２に示す例では、水平方向に対して４５度傾斜する角度）に設定されている。
【００４２】
また、小径スクリュー９Ｂは、大径スクリュー９Ａに内嵌された状態で、スクリュー駆動モータＭ３により回転軸芯Ｔ周りで独立に回転駆動可能に構成されている。また、小径スクリュー９Ｂを内嵌した状態の大径スクリュー９Ａは、当該大径スクリュー９Ａの外周に一体形成された回転軸芯Ｔ周りで回転可能なプーリ２０と回転軸芯Ｕ周りで回転可能なプーリ２１とがタイミングベルト２２にて伝動連結された状態で、スクリュー駆動モータＭ４によりプーリ２１が回転駆動されることにより回転軸芯Ｔ周りで独立に回転駆動可能に構成されている。
【００４３】
また、大径スクリュー９Ａ及び小径スクリュー９Ｂの回転数は、粉体送出部６において、大径スクリュー９Ａ及び小径スクリュー９Ｂのそれぞれが送出する粉体Ｐの単位時間当たりの容積が同じになるように設定されている。この場合、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径は、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径の２倍程度の外径に形成され、駆動軸１７及び駆動軸１８に沿う方向における翼部８ａ間の距離、及び翼部８ｂ間の距離を勘案して、大径スクリュー９Ａと小径スクリュー９Ｂとの単位時間当たりの粉体の送出容積が同じになるように、大径スクリュー９Ａの回転数に対する小径スクリュー９Ｂの回転数が設定される。
【００４４】
なお、本実施形態では、大径スクリュー９Ａの翼部８ａの外径が３４ｍｍ、駆動軸１８の外径が１８ｍｍ、小径スクリュー９Ｂの翼部８ｂの外径が１８ｍｍ、駆動軸１７の外径が６ｍｍ、粉体送出部６の最大内径が３５ｍｍ、最小内径が２２ｍｍに設定され、大径スクリュー９Ａの回転数に対して小径スクリュー９Ｂの回転数を２〜３倍の回転数に設定している。
【００４５】
〔粉体溶解装置Ｙ〕
図１〜図５に示すように、粉体溶解装置Ｙは、定量供給装置Ｘと、溶媒供給装置７０と、吸引溶解ポンプ５０と、分離装置８０とを備えて構成されている。
【００４６】
定量供給装置Ｘは、ケーシング７の粉体送出口７ｂが吸引溶解ポンプ５０の一次側であるミキシングノズル５２（吸引混合部の一例）に接続される。
【００４７】
溶媒供給装置７０は、図１及び図４に示すように、溶媒源７１からの溶媒Ｒを、吸引溶解ポンプ５０のミキシングノズル５２に連続的に定量供給するように構成されている。
具体的には、溶媒供給装置７０は、溶媒Ｒを供給する溶媒源７１と、溶媒源７１からの溶媒Ｒの流量を設定量に調整する流量計及び流量調整バルブ（図示せず）と、設定量に調整された溶媒Ｒをミキシングノズル５２を介して吸引溶解ポンプ５０内に供給する管部７２とを備えて構成されている。
【００４８】
吸引溶解ポンプ５０は、図５に示すように、円筒部５３Ａと、円筒部５３Ａの前側（図５において左側）に配設された前面封止部５３Ｂと、円筒部５３Ａの後側（図５において右側）に配設された後面封止部５３Ｃとを備えた円筒状の本体ケーシング５３を備える。本体ケーシング５３の内部において、ポンプ駆動モータＭ５の駆動軸５４に取り付けたロータ５５の外周部に複数の回転翼５１が突設され、ロータ５５とともに回転翼５１を回転させる。当該回転翼５１の回転により生じる負圧吸引力によって、第１吸入部５６から粉体Ｐ及び溶媒Ｒを第１導入室５７に吸引して攪拌し、吐出部５８から溶解液を吐出させるように構成されている。なお、第１吸入部５６は前面封止部５３Ｂに貫通形成され、吐出部５８は円筒部５３Ａに貫通形成される。
【００４９】
吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６には、ケーシング７の粉体送出口７ｂと接続され受入空間４と連通する直管状のミキシングノズル５２が設けられ、粉体送出口７ｂから定量供給される粉体Ｐを溶媒供給装置７０から定量供給される溶媒Ｒと初期混合した後、第１吸入部５６内に導入可能に構成されている。ミキシングノズル５２には、粉体送出口７ｂと第１吸入部５６との間に、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６への粉体Ｐの供給を停止可能なシャッタバルブ５９（閉止手段）が配設されている。また、ミキシングノズル５２におけるシャッタバルブ５９と第１吸入部５６との間には、溶媒供給装置７０の管部７２が接続されている。この管部７２からの溶媒Ｒの噴出方向は、ミキシングノズル５２の横断面視で当該ミキシングノズル５２の接線方向と略平行に配設され、溶媒Ｒをミキシングノズル５２の内周面（図示せず）に沿って供給可能に構成されており、図４に示すように、当該溶媒Ｒは、ミキシングノズル５２内の内壁面に沿って螺旋状の軌跡を描きながら、吸引溶解ポンプ５０側に負圧吸引される。同時に、ケーシング７の粉体送出口７ｂを介して定量供給される粉体Ｐは、ミキシングノズル５２内を当該ミキシングノズル５２の筒軸芯に沿って直線的に吸引溶解ポンプ５０側に負圧吸引される。これにより、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６からの負圧吸引力により、ミキシングノズル５２に溶媒供給装置７０の管部７２から溶媒Ｒを旋回させながら供給するとともに、定量供給機構１から粉体Ｐを定量供給することにより、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの初期混合を良好に行った後、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６から吸引して、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの吸引溶解ポンプ５０内における溶解混合が円滑に行われる。
【００５０】
ロータ５５には、回転翼５１よりも内周側に、濾斗状の仕切板６０が複数のボス６０ａを介して駆動軸５４周りで回転可能に配設されている。この仕切板６０は、第１吸入部５６から、ミキシングノズル５２において初期混合を行った粉体Ｐ及び溶媒Ｒが導入される第１導入室５７と、吐出部５８から吐出された溶解液の一部が、後述する第２吸入部６１を介して循環し、導入される第２導入室６２とを区画するもので、この仕切板６０と前面封止部５３Ｂとの摺動部は、階段状のラビリンス構造となっている。
【００５１】
吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８には、比重によって溶解液を循環流路８１と排出流路８２とに分離して供給する分離手段８０における循環流路８１の一端が接続される。循環流路８１の他端は、前面封止部５３Ｂに貫通形成された第２吸入部６１と接続される。なお、当該第２吸入部６１には流入する溶解液の流量を制限する絞り部６３が設けられている。
【００５２】
前面封止部５３Ｂには、回転翼５１の内周側で、回転翼５１と第１導入室５７及び第２導入室６２との間に位置するように円筒状の第１ステータ６４を配設し、第１ステータ６４に形成した透孔６４ａ，６４ｂによって絞り流路Ｗを構成している。第１導入室５７に対応する前面側には円形の透孔６４ａ、第２導入室６２に対応する後面側には長孔形の透孔６４ｂをそれぞれ形成されている。なお、絞り流路Ｗ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、後面封止部５３Ｃには、回転翼５１の外周側で、回転翼５１と吐出部５８との間に位置するように円筒状の第２ステータ６５を配設し、第２ステータ６５に形成した透孔６５ａ（スリット状の長孔）によって絞り流路Ｗを構成している。これにより、溶解液に対して、絞り流路Ｗの透孔６４ａ、６４ｂ、６５ａを通過する際に、回転翼５１によるせん断作用により、粉体Ｐと溶媒Ｒとの溶解混合を促進させることができる。
【００５３】
ここで、回転翼５１が回転すると、第１導入室５７及び第２導入室６２から吐出部５８に粉体Ｐ及び溶媒Ｒの溶解液が強制的に通流させられるが、第２吸入部６１を介して第２導入室６２に通流させられる溶解液は、第２吸入部６１に設けられた絞り部６３を通過する際に流量が制限される。この状態で、回転翼５１の回転が制御されて、第２導入室６２から吐出部５８に通流させられる溶解液の流量（例えば、３０ｍ3/Ｈｒ）に対して、第２吸入部６１の絞り部６３を通流して第２導入室６２に流入する溶解液の流量（例えば、１５ｍ3/Ｈｒ）が少なく設定されることにより、第１導入室５７及び第２導入室６２を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とすることが可能に構成されている。従って、回転翼５１が回転することにより、ミキシングノズル５２内、ケーシング７の受入空間４内を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とすることが可能に構成されている。
【００５４】
分離装置８０は、円筒状容器８３内において比重によって溶解液を分離するように構成され、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒを循環流路８１に、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒを排出流路８２にそれぞれ分離するように構成されている。円筒状容器８３の下部に接続される循環流路８１の一端は、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８に接続され、他端は第２吸入部６１に接続される。円筒状容器８３の上部に接続される排出流路８２は溶解液（製品）の供給先９０に接続される。
なお、分離装置８０は、図示しないが、吸引溶解ポンプ５０の吐出部５８に連なる導入パイプを円筒状容器８３の底面から内部に突出して配設し、円筒状容器８３の上部に排出流路８２と連なる排出部を備えるとともに、下部に循環流路８１と連なる循環部を備え、導入パイプの吐出上端に、導入パイプから吐出される溶解液の流れを旋回させる捻り板を配設して構成している。
【００５５】
次に、この溶質溶解装置Ｙの動作について説明する。
まず、定量供給装置Ｘを停止し、シャッタバルブ５９を閉止してミキシングノズル５２を介する粉体Ｐの吸引を停止した状態で、溶媒供給装置７０から溶媒Ｒのみを供給しながら回転翼５１を回転させ、吸引溶解ポンプ５０の運転を開始する。所定の運転時間が経過して、吸引溶解ポンプ５０内が、負圧状態（例えば、−０．０６ＭＰａ程度の真空状態）となると、シャッタバルブ５９を開放する。これによって、ミキシングノズル５２の内部、及びケーシング７の受入空間４を負圧状態（−０．０６ＭＰａ程度）とし、導入部１１の内部及びホッパ２の下部開口部２ｂ近傍を当該負圧状態と大気圧状態との間の圧力状態にする。
【００５６】
そして、定量供給装置Ｘを作動させ、ホッパ２内に貯留された粉体Ｐを、攪拌羽根３Ａの攪拌作用及び吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、ホッパ２の下部開口部２ｂから定量供給機構１に流下させる。この定量供給機構１では、上述のとおり、下部開口部２ｂから回転計量体１４に流下した粉体Ｐを、受入空間４の粉体受部５に所定量ずつ連続的に定量供給させる。
また、上記定量供給装置Ｘの作動により、強制供給機構１０も作動状態となり、粉体受部５に定量供給された粉体Ｐを、大径スクリュー９Ａの回転により粉体送出部６に送出するとともに、小径スクリュー９Ｂの回転により粉体送出部６から順次、粉体送出部７ｂを介してミキシングノズル５２内に強制的かつ連続的に定量供給される。なお、定量供給機構１から定量供給される粉体Ｐの量と強制供給機構１０によりミキシングノズル５２に定量供給される粉体Ｐの量は略同量となっている。一方で、吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、溶媒供給装置７０の管部７２から溶媒Ｒが定量供給される。
これにより、ミキシングノズル５２内には、強制供給機構１０による強制押出し及び吸引溶解ポンプ５０の負圧吸引力により、粉体Ｐ及び溶媒Ｒが常に定量供給され、当該ミキシングノズル５２において、初期混合を良好に行った後、吸引溶解ポンプ５０内に供給することができる。
【００５７】
この初期混合された粉体Ｐ及び溶媒Ｒは、吸引溶解ポンプ５０の第１吸入部５６から第１導入室５７に導入され、回転翼５１の内側と外側とに配設された第１ステータ６４の透孔６４ａ及び第２ステータ６５に形成した透孔６５ｂ（絞り流路Ｗ）を通過することによって、せん断作用を受けながら攪拌、溶解混合され、吐出部５８から吐出される。この際、負圧状態の第１導入室５７、第２導入室６２において絞り流路Ｗ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、溶解を促進することができる。
【００５８】
吐出部５８から吐出された粉体Ｐが溶解した溶媒Ｒ（溶解液）のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒは、循環流路８１を介して吸引溶解ポンプ５０の第２吸入部６１から第２導入室６２に導入され、第１ステータ６４の透孔６４ｂ及び第２ステータ６５に形成した透孔６５ｂ（絞り流路Ｗ）を通過することによって、せん断作用を受けながら攪拌、溶解混合され、吐出部５８から吐出される。一方、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒは、排出流路８２を介して供給先９０に供給される。
【００５９】
この場合、粉体Ｐ及び溶媒Ｒの溶解混合が進むに連れて、吸引溶解ポンプ５０の内部、特にミキシングノズル５２の内部において溶解液の濃度や粘度が上昇すると、高濃度の溶解液や高粘度の溶解液が当該ミキシングノズル５２を閉塞して、吸引溶解ポンプ５０からの負圧吸引力を受入空間４に対して作用させることが困難となることがあるが、このような場合であっても、受入空間４からは、強制供給機構１０による強制押出しにより粉体Ｐが強制的かつ連続的にミキシングノズル５２に定量供給されるので、吸引溶解ポンプ５０内にも当該粉体Ｐが確実に定量供給される。従って、ミキシングノズル５２及び吸引溶解ポンプ５０内への粉体Ｐの定量供給を常に安定した状態で行うことができ、吸引溶解ポンプ５０内における溶解液をより均一な分散状態とし、所望の濃度にまでより迅速に溶解混合できる。しかも、ミキシングノズル５２における閉塞等が発生しそうになった場合でも吸引溶解ポンプ５０内への粉体Ｐの定量供給を継続して、当該吸引溶解ポンプ５０内において、粉体Ｐと溶媒Ｒとを順次ムラなく均一に分散させながら、所望の濃度にまでより確実、かつ迅速に溶解混合することができる。
【００６０】
そして、所定量の粉体Ｐの供給がなされたとき、シャッタバルブ５９を閉止して、粉体Ｐの負圧吸引を遮断する。また、所定量の溶媒Ｒの供給がなされたときは、溶媒供給装置７０の運転を停止する。その後、粉体Ｐが溶媒Ｒに完全に溶解するまで吸引溶解ポンプ５０の運転を継続する。
【００６１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、強制供給機構１０のスクリュー９として、大径のスクリュー９Ａ及び小径のスクリュー９Ｂを用いたが、粉体Ｐの物性等に応じてスクリュー９の数を適宜変更することが可能である。例えば、粉体受部５及び粉体送出部６の内径を大径スクリュー９Ａが配設可能な大きさに形成し、一つの大径スクリュー９Ａを粉体受部５及び粉体送出部６に亘って配設して、粉体Ｐを粉体送出口７ｂを介して吸引溶解ポンプ５０側に強制的かつ連続的に送出する構成とすることもできる。また同様に、例えば、粉体受部５及び粉体送出部６の内径を小径スクリュー９Ｂが配設可能な大きさに形成し、一つの小径スクリュー９Ｂを粉体受部５及び粉体送出部６に亘って配設することもできる。さらに、例えば、粉体送出部６の内径を大径、中径、小径のスクリュー９が配設可能に順次粉体送出口７ｂ側に縮径する構成を採用し、当該粉体送出部６に３つの大径、中径、小径のスクリューを同軸上に配設することもできる。
【００６２】
（２）上記実施形態では、円筒状の粉体送出部６の内径を粉体送出口７ｂに近づくに連れて縮径するように構成したが、粉体送出部６にスクリュー９を配設することで粉体送出口７ｂに強制的かつ連続的に粉体Ｐを定量供給できる構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。例えば、粉体送出部６の内径を粉体受部５の内径と同程度、或いは大きく形成することも可能である。
この場合、受入空間４に適切に負圧吸引力を作用させることができれば、粉体送出口７ｂの開口面積を、粉体受部５の内径と同程度、或いは大きく形成することも可能である。
【００６３】
（３）上記実施形態では、容積式の定量供給機構１として計量回転体１４を用いた構成を例示したが、特にこの構成に限定されるものではなく、例えば、ギアポンプを用いて、ホッパ２内の粉体Ｐを、下部開口部２ｂから下流側に定量供給することができる機構を採用することもできる。
【００６４】
（４）上記実施形態では、粉体溶解ポンプ５０にて溶解混合された溶解液のうち、完全に溶解していない粉体Ｐを含む溶媒Ｒを循環流路８１に、粉体Ｐが略完全に溶解した溶媒Ｒを排出流路８２にそれぞれ分離する分離装置８０を設けたが、１バッチで、吸引溶解ポンプ５０内で良好に溶解混合できる場合には、当該分離装置８０を省略することもできる。
また、分離装置８０において、循環流路８１にて溶解液を順次循環させながら粉体Ｐと溶媒Ｒの溶解混合を実行する状態で、例えば、溶解混合が充分に進む前に所定量の溶媒Ｒの供給が終了した場合には、分離装置８０において完全に溶解されたとして分離され、供給先９０に供給される溶解液を、溶媒供給装置７０の管路７２を介して再度供給し、ミキシングノズル５２において粉体Ｐと再度混合する構成としてもよい。
【００６５】
（５）上記実施形態では、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、溶媒Ｒ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溶媒Ｒとして用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、吸引溶解ポンプ内において粉体及び溶媒を溶解混合した溶解液の濃度や粘度が上昇して、定量供給装置の受入空間内の粉体を吸引溶解ポンプ内に負圧吸引することが困難な場合でも、当該受入空間内に存在する粉体を吸引溶解ポンプ側に所定量ずつ確実に定量供給して、吸引溶解ポンプ内で確実に溶解混合できる粉体溶解装置として良好に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 定量供給機構（定量供給装置）
４ 受入空間（ケーシング）
５ 粉体受部（受入空間）
６ 粉体送出部（受入空間）
７ ケーシング（定量供給装置）
７ａ 粉体供給口（ケーシング）
７ｂ 粉体送出口（ケーシング）
８ 翼部（スクリュー）
９ スクリュー（強制供給機構）
９Ａ 大径スクリュー（スクリュー）
９Ｂ 小径スクリュー（スクリュー）
１０ 強制供給機構（定量供給装置）
１７ 駆動軸（小径スクリュー）
１８ 駆動軸（大径スクリュー）
１９ 先端部（大径スクリュー）
５０ 吸引溶解ポンプ
５２ ミキシングノズル（吸引混合部）
Ｘ 定量供給装置
Ｙ 粉体溶解装置
Ｐ 粉体
Ｒ 溶媒
Ｔ 回転軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、前記定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、前記受入空間から吸引溶解ポンプ内に前記粉体を負圧吸引するとともに、前記吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した前記粉体及び前記溶媒を前記吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置であって、
前記定量供給装置が、前記受入空間を画定するとともに、前記受入空間において前記定量供給機構から前記粉体を受入れる粉体受部と前記粉体受部からの粉体を送出する粉体送出部とを画定するケーシングと、前記ケーシング内の前記粉体受部と前記粉体送出部とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部を有するスクリューの回転により、前記粉体受部に受入れた粉体を前記粉体送出部の粉体送出口を介して前記吸引溶解ポンプ側に強制的に供給する強制供給機構とを備えた粉体溶解装置。
【請求項２】
前記強制供給機構と前記吸引溶解ポンプとの間に、前記強制供給機構から前記吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される前記粉体と負圧吸引される前記溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えた請求項１に記載の粉体溶解装置。
【請求項３】
前記強制供給機構のスクリューが、前記粉体受部側に配置された大径スクリューと、前記大径スクリューよりも小径の螺旋状の翼部を外周に有し、前記粉体送出部側に配置された小径スクリューとを同軸上に備え、
前記小径スクリューが、前記大径スクリューの先端部から前記粉体送出口に亘って配置され、前記大径スクリューに対して相対回転自在に構成されている請求項１又は２に記載の粉体溶解装置。
【請求項４】
前記粉体送出部が円筒状に形成され、前記粉体送出部の内径が、前記粉体送出口側に進むに連れて、前記大径スクリューの翼部の外径及び前記小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されている請求項３に記載の粉体溶解装置。
【請求項５】
前記粉体送出部において、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューの回転数が設定されている請求項３又は４に記載の粉体溶解装置。
【請求項１】
粉体を定量供給する容積式の定量供給機構を有し、前記定量供給機構から供給される粉体を受入れる受入空間が形成された定量供給装置を備え、前記受入空間から吸引溶解ポンプ内に前記粉体を負圧吸引するとともに、前記吸引溶解ポンプ内に溶媒を負圧吸引し、負圧吸引した前記粉体及び前記溶媒を前記吸引溶解ポンプ内で溶解混合する粉体溶解装置であって、
前記定量供給装置が、前記受入空間を画定するとともに、前記受入空間において前記定量供給機構から前記粉体を受入れる粉体受部と前記粉体受部からの粉体を送出する粉体送出部とを画定するケーシングと、前記ケーシング内の前記粉体受部と前記粉体送出部とに亘って配設され、外周に螺旋状の翼部を有するスクリューの回転により、前記粉体受部に受入れた粉体を前記粉体送出部の粉体送出口を介して前記吸引溶解ポンプ側に強制的に供給する強制供給機構とを備えた粉体溶解装置。
【請求項２】
前記強制供給機構と前記吸引溶解ポンプとの間に、前記強制供給機構から前記吸引溶解ポンプ側に負圧吸引される前記粉体と負圧吸引される前記溶媒とを初期混合する吸引混合部を備えた請求項１に記載の粉体溶解装置。
【請求項３】
前記強制供給機構のスクリューが、前記粉体受部側に配置された大径スクリューと、前記大径スクリューよりも小径の螺旋状の翼部を外周に有し、前記粉体送出部側に配置された小径スクリューとを同軸上に備え、
前記小径スクリューが、前記大径スクリューの先端部から前記粉体送出口に亘って配置され、前記大径スクリューに対して相対回転自在に構成されている請求項１又は２に記載の粉体溶解装置。
【請求項４】
前記粉体送出部が円筒状に形成され、前記粉体送出部の内径が、前記粉体送出口側に進むに連れて、前記大径スクリューの翼部の外径及び前記小径スクリューの翼部の外径に沿って順次縮径するように形成されている請求項３に記載の粉体溶解装置。
【請求項５】
前記粉体送出部において、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューのそれぞれが送出する粉体の単位時間当たりの容積が同じになるように、前記大径スクリュー及び前記小径スクリューの回転数が設定されている請求項３又は４に記載の粉体溶解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２００７２２（Ｐ２０１２−２００７２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１０７３（Ｐ２０１１−７１０７３）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【出願人】（０００２２９０４７）日本スピンドル製造株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００１２７２３７）株式会社イズミフードマシナリ (53)
【出願人】（０００２２９０４７）日本スピンドル製造株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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