KR20140053763A - 분산시스템 및 그 운전방법 - Google Patents

Abstract

분산질 등의 특성에 따라 슬러리의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려운 경우이더라도, 1대의 흡인펌프기구를 이용하여, 처리능률을 저하시키지 않으며, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되거나, 분산질이 과잉으로 미세하게 분쇄되는 것에 의한 분산질의 기능저하 등의 문제가 발생하지 않도록 한 분산시스템을 제공하는 것이다.
공급실(20)로부터 날개실(14)로 분산질(P) 및 액상분산매(R)를 흡인하여 분산시킨 슬러리(F)를 생성하여 토출구(16a)로부터 토출되는 원심식의 흡인펌프기구(Y)를 구비한 분산장치(100)에 있어서, 토출구(16a)에 통하는 토출로(16)와 날개실(14)에 연통하는 도입실(18)의 도입구(18a)를 접속하는 순환로(17)를 배치하고, 당해 슬러리(F) 중 적어도 일부를 순환로(17)에 유통시켜 도입실(18)에 순환공급시키는 순환기구부(Z)를 구비하며, 공급실(20)에 연통하는 공급로(103) 및 토출로(16)가 각각 전환수단(Va, Vb, Vc)을 통하여 접속되는 2개의 저장수단(T1, T2)을 배치한다.

Description

분산시스템 및 그 운전방법{Distributing system and operating method thereof}

본 출원은, 2012년 10월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2012-236862호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 분산질과 액상(液相)분산매가 공급구를 통하여 공급되는 공급실과, 공급실의 외주측에 형성되어 공급실에 연통(連通)하는 링형상의 날개실과, 날개실 내에서 회전구동 가능한 회전날개와, 날개실의 외주측에 형성된 토출구를 본체케이싱에 배치하고, 회전날개의 회전구동에 의하여, 분산질 및 액상분산매를 공급실로부터 날개실로 흡인하여, 액상분산매에 분산질을 분산시킨 슬러리("액체에 입자가 혼입된 현탁체"를 말함)를 생성하여 토출구로부터 토출되는 원심식의 흡인펌프기구를 구비한 분산시스템 및 그 운전방법에 관한 것이다.

이러한 분산시스템에서는, 예컨대, 특허문헌 1~2에 나타내는 바와 같이, 본체케이싱에, 공급실에 대하여 구획판에 의하여 구획형성되어 날개실에 연통하는 도입실이 배치되어 있다. 또한, 토출구로 통하는 토출로와 도입실의 도입구를 접속하는 순환로가 배치되고, 토출구로부터 토출된 슬러리의 적어도 일부를 순환로에 유통시켜 도입실에 순환공급시키는 순환기구부를 구비하며, 순환기구부에 있어서의 도입실의 도입구에 순환로의 유로를 좁히는 조임부(시보리부)가 형성되어 있다.

따라서, 이러한 분산시스템에서는, 본체케이싱의 날개실 내에 있어서의 회전날개의 회전구동에 의하여, 날개실 내에서 분산질을 액상분산매에 분산시킨 슬러리가, 토출구를 통하여 토출로에 순차 토출됨과 함께, 토출된 슬러리의 일부가 순환로를 유통하여 조임부를 통하여 도입실에 도입되어, 다시, 날개실로 유도된다.

이로써, 순환로를 유통하여 도입실 내로 도입되는 슬러리의 유입량이 조임부에 의하여 제한되고, 날개실 내에 있어서의 회전날개의 회전구동에 따라 본체케이싱 내는 순차 감압되어, 분산질 및 액상분산매가 공급실 및 날개실로 흡인된다.

그리고, 날개실 내로 흡인된 분산질 및 액상분산매 혹은 이들이 분산된 슬러리는, 날개실 내에서 회전구동하는 회전날개에 의한 전단(剪斷)력 및 충격력에 의하여 분산질의 응집물(이른바 덩어리)이 적절히 분해 파쇄되므로, 적절히 분산질을 액상분산매 속에 분산시킬 수 있고, 또한, 당해 회전날개의 배면부에서 급격한 압력저하가 발생하기 때문에, 회전날개의 배면부 부근에 존재하는 슬러리에 국소비등(局所沸騰)(캐비테이션)을 일으켜, 이 슬러리에 포함되는 기포의 팽창과 이에 따라 발생하는 충격에 의하여, 분산질의 응집물(덩어리)이 양호하게 분해 파쇄되어, 액상분산매 중에서의 분산질의 분산을 촉진시킬 수 있다고 생각된다.

다만, 액상분산매에 대하여 고상(固相)분산질(분산질의 일례)을 분산시켜 이루어지는 슬러리는, 리튬이온 이차전지나 전기이중층 커패시터 등의 전극이나 세퍼레이터, 도료, 토너, 연마제 등의 용도에 널리 이용된다.

그리고, 액상분산매로서는, 예컨대, 물 외에, NMP(n-메틸피롤리돈) 등의 유기용매 등의 각종 용매를 들 수 있고, 분산질로서는 분체(粉體) 등의 고상분산질이나 오일 등의 액상분산질을 들 수 있는데, 분체로서는, 예컨대, 전지전극재료 등의 화학원료, 탈지분유나 소맥분 등의 식품원료, 의약원료 등으로서, 과립, 분체, 세립 등의 분체(이들 분체의 혼합물을 포함함)를 예시할 수 있다. 분체에는, 분립체(粉粒體)도 포함된다.

일본 공개특허공보 2011-56466호 일본 공개특허공보 2012-40512호

그러나, 상기 분산시스템에서는, 액상분산매에 대한 분산질(특히, 분체)의 비율이 높고(농도가 진하고) 유동성이 낮은(점도가 높은) 슬러리, 분산질이 액상분산매에 분산됨에 따라 유동성이 낮아(점도가 높아)지는 슬러리, 분산질이 액상분산매에 균일하게 분산되기 어려운 슬러리 등인 경우에는, 슬러리의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려워, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되는 경우가 있었다.

또한, 이 문제를 해소하기 위하여, 순환기구부를 통과하는 슬러리의 비율을 증가시켜, 순환횟수를 상대적으로 늘리는 것도 가능하지만, 이 경우에도, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되는 것을 완전히 없애지 못하고, 또한, 처리능률의 저하나 분산질이 과잉으로 미세하게 분쇄됨에 의한 분산질의 기능저하 등의 새로운 문제가 발생하는 경우가 있었다.

다만, 이들 문제점을 해결하기 위하여, 특허문헌 1~2에 있어서는, 복수 대의 흡인펌프기구를 직렬로 접속하여 분산처리를 행하는 것도 제안되고 있지만, 이 경우는, 설비코스트가 상승하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 분산질 등의 특성에 따라 슬러리의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려운 경우이더라도, 1대의 흡인펌프기구를 이용하고, 처리능률을 저하시키지 않으며, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되거나, 분산질이 과잉으로 미세하게 분쇄됨에 의한 분산질의 기능저하 등의 문제가 발생하지 않도록 한 분산시스템 및 그 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분산시스템은, 분산질과 액상분산매가 공급구를 통하여 공급되는 공급실과, 상기 공급실의 외주측에 형성되어 상기 공급실에 연통하는 링형상의 날개실과, 상기 날개실 내에서 회전구동 가능한 회전날개와, 상기 날개실의 외주측에 형성된 토출구를 본체케이싱에 배치하고, 상기 회전날개의 회전구동에 의하여, 상기 분산질 및 상기 액상분산매를 상기 공급실로부터 상기 날개실로 흡인하며, 상기 액상분산매에 상기 분산질을 분산시킨 슬러리를 생성하여 상기 토출구로부터 토출하도록 함과 함께, 상기 본체케이싱에, 상기 공급실에 대하여 구획판에 의하여 구획형성되어 상기 날개실에 연통하는 도입실을 배치하고, 상기 토출구로 통하는 토출로와 상기 도입실의 도입구를 접속하는 순환로를 배치하며, 상기 토출구로부터 토출된 슬러리의 적어도 일부를 상기 순환로에 유통시켜 상기 도입실에 순환공급시키는 순환기구부를 설치한 원심식의 흡인펌프기구를 구비한 분산시스템으로서, 상기 공급실에 연통하는 공급로 및 상기 토출로가 각각 전환수단을 통하여 접속되는 2개의 저장수단을 배치한 것을 특징으로 한다.

이 경우에 있어서, 상기 2개의 저장수단 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매를 저장하고, 상기 저장수단으로부터, 액상분산매를 공급로를 통하여 공급실에 공급하도록 할 수 있다.

또한, 상기 분산시스템을 사용하는 본 발명의 분산시스템의 운전방법은, 분산질과 액상분산매가 공급구를 통하여 공급되는 공급실과, 상기 공급실의 외주측에 형성되어 상기 공급실에 연통하는 링형상의 날개실과, 상기 날개실 내에서 회전구동 가능한 회전날개와, 상기 날개실의 외주측에 형성된 토출구를 본체케이싱에 배치하고, 상기 회전날개의 회전구동에 의하여, 상기 분산질 및 상기 액상분산매를 상기 공급실로부터 상기 날개실로 흡인하며, 상기 액상분산매에 상기 분산질을 분산시킨 슬러리를 생성하여 상기 토출구로부터 토출하도록 함과 함께, 상기 본체케이싱에, 상기 공급실에 대하여 구획판에 의하여 구획형성되어 상기 날개실에 연통하는 도입실을 배치하고, 상기 토출구로 통하는 토출로와 상기 도입실의 도입구를 접속하는 순환로를 배치하며, 상기 토출구로부터 토출된 슬러리의 적어도 일부를 상기 순환로에 유통시켜 상기 도입실에 순환공급시키는 순환기구부를 설치한 원심식의 흡인펌프기구를 구비한 분산시스템의 운전방법으로서, 상기 공급실에 연통하는 공급로 및 상기 토출로가 각각 전환수단을 통하여 접속되는 2개의 저장수단을 배치하고, 일방의 저장수단에 저장되어 있는 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 타방의 저장수단에 저장하며, 다음으로, 이로써 타방의 저장수단에 저장된 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 일방의 저장수단에 저장하는 것을, 소정 횟수 반복하는 것을 특징으로 한다.

이 경우에 있어서, 상기 2개의 저장수단 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매를 저장하고, 상기 저장수단으로부터, 액상분산매를 공급로를 통하여 공급실에 공급하도록 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 공급실에 연통하는 공급로 및 토출로가 각각 전환수단을 통하여 접속되는 2개의 저장수단을 배치하고, 일방의 저장수단에 저장되어 있는 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 타방의 저장수단에 저장하며, 다음으로, 이로써 타방의 저장수단에 저장된 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 일방의 저장수단에 저장하는 것을, 소정 횟수 반복함으로써, 2개의 저장수단을 이용하여 슬러리의 전량을 교체하면서 분산처리를 행함으로써 슬러리의 일부 체류를 방지할 수 있고, 분산질 등의 특성에 따라 슬러리의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려운 경우이더라도, 1대의 흡인펌프기구를 이용하여, 처리능률을 저하시키지 않으며, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되거나, 분산질이 과잉으로 미세하게 분쇄됨에 의한 분산질의 기능저하 등의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

또한, 상기 2개의 저장수단 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매를 저장하고, 그 저장수단으로부터, 액상분산매를 공급로를 통하여 공급실에 공급하도록 함으로써, 액상분산매의 저장수단과, 생성 슬러리의 저장수단을 공용하여, 장치의 구성을 간략화할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 분산시스템을 구성하는 강제순환펌프를 구비한 분산장치의 개략구성도이다.
도 2는, 상기 분산장치의 원심식의 흡인펌프기구의 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 분산시스템의 개략 부분구성도이다.
도 4는, 본 발명의 분산시스템의 개략구성도이다.

이하, 도면에 근거하여, 본 발명의 분산시스템 및 그 운전방법의 실시형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 분산시스템을 구성하는 분산장치(100)를 나타낸다.

이 분산장치(100)는, 분산질로서 분체(P)를 이용하고, 액상분산매로서 용매(R)를 이용하여, 분체(P)를 용매(R)에 분산시켜 슬러리(F)를 생성하는 것이다.

본 실시형태에 있어서는, 예컨대, 분체(P)(고상분산질)로서 CMC(카르복실메틸셀룰로오스)를 이용하고, 용매(R)(액상분산매)로서 물을 이용하도록 하고 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 분산장치(100)는, 분산질공급부(X1)로부터 정량공급되는 분체(P)와 액상분산매공급부(X2)로부터 정량공급되는 용매(R)를 예비혼합부(X3)에서 예비혼합한 예비혼합물(Fp)을 공급하는 공급기구부(X)와, 공급기구부(X)에서 예비혼합된 예비혼합물(Fp)을 흡인하여 분산 혼합하는 원심식의 흡인펌프기구(Y)와, 흡인펌프기구(Y)로부터 토출된 슬러리(F) 중 적어도 일부(이하, "미용해 슬러리(Fr)"라 함)를 다시 흡인펌프기구(Y) 내에 순환공급하는 순환기구부(Z)를 구비하여 구성되어 있다.

[공급기구부]

도 1에 나타내는 바와 같이, 공급기구부(X)는, 분체(P)를 소정량씩 정량공급하는 분산질공급부(X1)와, 용매(R)를 소정량씩 정량공급하는 액상분산매공급부(X2)와, 분산질공급부(X1)로부터의 분체(P)와 액상분산매공급부(X2)로부터의 용매(R)를 예비혼합하여 예비혼합물(Fp)을 생성하는 예비혼합부(X3)를 구비하고, 당해 예비혼합물(Fp)을, 흡인펌프기구(Y)로부터의 음압흡인력에 의하여 공급구(20a)를 통하여 공급실(20) 내에 공급 가능하게 구성되어 있다.

[분산질공급부]

분산질공급부(X1)는, 상부개구부(1a)로부터 받아들인 분체(P)를 하부개구부(1b)로부터 배출시키는 호퍼(1)와, 호퍼(1) 내의 분체(P)를 교반하는 교반기구(2)와, 호퍼(1)의 상부개구부(1a)가 대기 개방된 상태에서, 하부개구부(1b)의 하류측에 접속된 흡인펌프기구(Y)의 흡인에 의하여 하부개구부(1b)에 작용하는 음압흡인력에 의하여, 하부개구부(1b)로부터 배출된 분체(P)를 예비혼합부(X3)를 통하여 흡인펌프기구(Y)측에 정량공급하는 용적(容積)식의 정량공급부(3)를 구비하여 구성되어 있다.

호퍼(1)는, 상부에서 하부를 향함에 따라 축경(縮徑)되는 역(逆)원추형상으로 구성되고, 상부개구부(1a) 및 하부개구부(1b) 각각의 횡단면형상은 중심축(A1)을 중심으로 하는 원형상이 된다.

교반기구(2)는, 호퍼(1) 내에 있어서 호퍼(1)의 내측 벽면을 따르는 상태로 배치되어, 호퍼(1) 내의 분체(P)를 교반하는 교반날개(2A)와, 당해 교반날개(2A)를 호퍼(1)의 중심축(A1) 둘레로 회전시키는 날개구동모터(M1)와, 날개구동모터(M1)를 호퍼(1)의 상부개구부(1a)의 상방에 위치시켜 지지하는 장착부재(2B)와, 날개구동모터(M1)의 회전구동력을 교반날개(2A)에 전동시키는 전동부재(2C)를 구비하여 구성된다.

정량공급부(3)는, 호퍼(1)의 하부개구부(1b)로부터 공급되는 분체(P)를 하류측의 흡인펌프기구(Y)에 소정량씩 정량공급하는 용적식의 정량공급부이다.

구체적으로는, 정량공급부(3)는, 연통구(口)(3a) 및 배출구(3b)를 구비한 케이싱(3A)과, 호퍼(1)의 하부개구부(1b) 및 케이싱(3A)의 연통구(3a)를 연통하는 연통부(3B)와, 계량회전체 구동모터(M2)에 의하여 회전축심(A2) 둘레로 회전구동되는 상태로 케이싱(3A) 내에 배치된 계량회전체(3C)와, 스크루구동모터(M3)에 의하여 회전축심(A3) 둘레로 회전구동되는 상태로 케이싱(3A) 내에 배치된 스크루회전체(3D)를 구비한다.

케이싱(3A)은, 개략 직육면체 형상으로 형성되고, 수평방향(도 1의 좌우방향)에 대하여 45도 경사진 자세로, 연통부(3B)를 통하여 호퍼(1)에 접속되어 있으며, 케이싱(3A)의 상면에 형성된 슬릿형상의 연통구(3a)를 통하여, 호퍼(1)의 하부개구부(1b)로부터의 분체(P)를 케이싱(3A) 내에 공급 가능하게 구성되어 있다. 케이싱(3A)의 측면의 하부에는, 케이싱(3A) 내의 분체(P)를 하류측의 예비혼합부(X3) 및 흡인펌프기구(Y)에 배출하는 배출구(3b)가 형성되고, 그 배출구(3b)에는, 분체배출관(4)이 접속되어 있다. 다만, 분체배출관(4)에는, 흡인펌프기구(Y)의 공급구(20a)에의 분체(P)의 공급을 정지 가능한 셔터밸브(5)가 배치되어 있다.

계량회전체(3C)는, 케이싱(3A) 내에 있어서 연통구(3a)의 바로 아래에 배치되고, 계량회전체 구동모터(M2)의 구동축(도시하지 않음)에 배치한 원반부재(도시하지 않음)에, 복수(예컨대, 8매)의 판형상 격벽(도시하지 않음)을 원반부재의 중심부를 제외하고 방사상으로 등간격으로 장착함으로써, 둘레방향으로 등간격으로 계량용기(도시하지 않음)를 복수 구획(예컨대, 8실) 형성하도록 구성되어 있다. 계량용기는, 계량회전체(3C)의 외주면 및 중심부에 있어서 개구되도록 구성되지만, 계량회전체(3C)의 중심부에는 개구폐쇄부재(도시하지 않음)가 둘레방향으로 편재하여 고정형상으로 배치되어, 각 계량용기의 중심부측의 개구를 그 회전위상에 따라 폐색 혹은 개방 가능하게 구성되어 있다. 다만, 분체(P)의 공급량은, 계량회전체(3C)를 회전구동하는 계량회전체 구동모터(M2)에 의한 계량회전체(3C)의 회전수를 변화시킴으로써, 조정할 수 있다.

스크루회전체(3D)는, 케이싱(3A) 내에 있어서 계량회전체(3C)의 하부에 배치되고, 스크루구동모터(M3)의 구동축(도시하지 않음)에, 외주 쪽으로 나선형상의 날개부(도시하지 않음)를 가지는 스크루를 장착함으로써 구성되어 있다. 스크루회전체(3D)의 선단은, 케이싱(3A) 내에 있어서의 배출구(3b)의 근방 개소에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 스크루회전체(3D)의 회전에 의하여, 계량회전체(3C)로부터 정량공급된 분체(P)를 배출구(3b)를 통하여, 예비혼합부(X3) 및 흡인펌프기구(Y)측에 소정량씩 강제적으로 또한 연속적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 다만, 스크루회전체(3D)의 회전축심(A3)과 계량회전체(3C)의 회전축심(A2)은, 평행(도 1에 나타내는 예에서는, 수평방향에 대해서 45도 경사지는 각도)으로 설정되어 있다.

[액상분산매공급부]

액상분산매공급부(X2)는, 용매원(源)(50)(이 경우, 2개의 저장수단(T1, T2) 중 어느 일방을 사용할 수 있음. 그리고, 용매원(50)이 되는 저장수단(T1, T2)에는, 소정량의 용매(R)를 수동 또는 자동으로 공급할 수 있도록 구성함)으로부터의 용매(R)를, 설정유량으로 예비혼합부(X3)를 통하여 흡인펌프기구(Y)의 공급구(20a)에 연속적으로 공급하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 액상분산매공급부(X2)는, 용매(R)를 송출하는 용매원(50)과, 용매원(50)과 예비혼합부(X3)를 접속하는 용매공급관(51)(이 경우, 저장수단(T1, T2)의 하부와 예비혼합부(X3)를 연통하는 공급로(103)를 사용할 수 있음)과, 용매원(50)으로부터 용매공급관(51)에 송출되는 용매(R)의 유량을 설정유량으로 조정하는 유량조정밸브(도시하지 않음)를 구비하여 구성된다.

[예비혼합부]

예비혼합부(X3)는, 분체배출관(4)과 용매공급관(51)을 공급구(20a)에 연통 접속하는 예비혼합부재(60)를 구비하고, 설정유량으로 조정된 용매(R)와 정량공급되는 분체(P)를 혼합하여 흡인펌프기구(Y)의 공급구(20a)에 공급하도록 구성되어 있다.

이 예비혼합부재(60)는, 원통형상의 공급구(20a)보다 소경으로 구성되어, 공급구(20a)와의 사이에 링형상의 슬릿(61)을 형성하기 위하여 공급구(20a)에 삽입 상태로 배치되는 통형상부(62), 및, 링형상의 슬릿(61)에 전체 둘레에 걸쳐서 연통하는 상태로 공급구(20a)의 외주부에 링형상 유로(63)를 형성하는 링형상 유로형성부(64)를 구비하여 구성되어 있다.

예비혼합부재(60)에는, 분체배출관(4)이 통형상부(62)에 연통하는 상태로 접속됨과 함께, 용매공급관(51)이 링형상 유로(63)에 대하여 용매(R)를 접선방향으로 공급하도록 접속된다.

분체배출관(4), 예비혼합부재(60)의 통형상부(62) 및 공급구(20a)는, 이들의 회전축심(A2)을 공급방향이 하향이 되는 경사자세(수평면에 대한 각도가 45도 정도)가 되도록 경사시켜 배치되어 있다.

[흡인펌프기구]

도 2에 나타내는 바와 같이, 흡인펌프기구(Y)는, 양단 개구가 전벽부(10A)와 후벽부(10B)로 닫혀진 원통형상의 외주벽부(10C)를 구비한 본체케이싱(10)을 구비하고, 그 본체케이싱(10)의 내부에 동심형상으로 회전구동 가능하게 설치된 로터(11)와, 그 본체케이싱(10)의 내부에 동심형상으로 전벽부(10A)에 고정 배치된 원통형의 스테이터(12)와, 로터(11)를 회전축심(A4) 둘레로 회전구동시키는 펌프구동모터(M4) 등을 구비하여 구성되어 있다.

로터(11)의 직경방향의 외방측에는, 복수의 회전날개(13)가, 전벽부(10A)측인 전방측(도 2의 좌측)으로 돌출되고 또한 둘레방향으로 등간격으로 나열되는 상태로 로터(11)와 일체적으로 형성되어 있다.

원통형상의 스테이터(12)에는, 복수의 투과구멍(12a, 12b)이 둘레방향으로 각각 나열되어 구비되고, 그 스테이터(12)가, 로터(11)의 전방측(도 2의 좌측)이며 또한 회전날개(13)의 직경방향의 내측에 위치시켜 전벽부(10A)에 고정 배치되고, 그 스테이터(12)와 본체케이싱(10)의 외주벽부(10C) 사이에, 회전날개(13)가 주회(周回)하는 링형상의 날개실(14)이 형성된다.

예비혼합부(X3)에서 분체(P)와 용매(R)가 예비혼합된 예비혼합물(Fp)을 회전날개(13)의 회전에 의하여 본체케이싱(10)의 내부로 흡인도입하는 공급구(20a)가, 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)의 내면에 형성된 링형상홈(15)과 연통하는 상태로 형성되어 있다. 공급구(20a)는, 전벽부(10A)의 중심축(회전축심(A4))보다 외주측으로 치우친 위치에 형성되어 있다.

분체(P)와 용매(R)가 혼합되어 생성된 슬러리(F)를 토출하는 원통형상의 토출구(16a)가, 본체케이싱(10)의 원통형상의 외주벽부(10C)의 둘레방향에 있어서의 1개소에 형성되고, 그 외주벽부(10C)의 접선방향으로 뻗어 날개실(14)에 연통하는 상태로 형성되어 있으며, 그 토출구(16a)로 통하는 토출로(16)가 접속되어 있다. 다만, 토출로(16)는, 일방측이 토출구(16a)에 접속되고, 타방측이 2개의 저장수단(T1, T2)에 접속되어 있다.

토출구(16a)로부터 토출된 슬러리(F)는, 토출로(16)를 통하여 분리부(70)에 공급되고, 분리부(70)에서 기포가 분리된다. 그리고, 그 기포가 분리된 슬러리(F)가 미용해 슬러리(Fr)로서 순환로(17)를 통하여 본체케이싱(10) 내에 순환공급하는 도입구(18a)가, 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)의 중앙부(회전축심(A4)과 동심형상)에 형성되어 있다.

또한, 스테이터(12)의 내주측을 전벽부(10A)측의 공급실(20)과 로터(11)측의 도입실(18)로 구획하는 구획판(19)이, 로터(11)의 전방측에 당해 로터(11)와 일체 회전하는 상태로 설치됨과 함께, 구획판(19)의 전벽부(10A)측에 스크레이퍼날개(21)가 설치되어 있다. 스크레이퍼날개(21)는, 동심형상으로, 둘레방향에 있어서 균등간격으로 복수(예컨대, 4개) 구비되고, 각 스크레이퍼날개(21)가 그 선단부를 링형상홈(15) 내에 진입시킨 상태로 로터(11)와 일체적으로 주회 가능하게 배치되어 있다.

공급실(20) 및 도입실(18)은, 스테이터(12)의 복수의 투과구멍(12a, 12b)을 통하여 날개실(14)과 연통되도록 구성되고, 공급구(20a)가 공급실(20)에 연통하며, 도입구(18a)가 도입실(18)에 연통하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 공급실(20)과 날개실(14)은, 스테이터(12)에 있어서의 공급실(20)에 면하는 부분에 둘레방향으로 등간격으로 배치된 복수의 공급실측 투과구멍(12a)으로 연통되고, 도입실(18)과 날개실(14)은, 스테이터(12)에 있어서의 도입실(18)에 면하는 부분에 둘레방향으로 등간격으로 배치된 복수의 도입실측 투과구멍(12b)으로 연통되어 있다. 다만, 각 공급실측 투과구멍(12a)은, 개략 원형상으로 형성되고, 공급실(20)의 유로 면적보다 복수의 공급실측 투과구멍(12a)의 합계 유로 면적이 작아지도록 설정되어 있으며, 또한, 각 도입실측 투과구멍(12b)은, 개략 타원형상으로 형성되고, 도입실(18)의 유로 면적보다 복수의 도입실측 투과구멍(12b)의 합계 유로 면적이 작아지도록 설정되어 있다.

흡인펌프기구(Y)의 각 부에 대하여, 설명을 추가한다.

로터(11)는, 그 전면이 대략 원추형상으로 부풀어오른 형상으로 구성됨과 함께, 그 외주측에, 복수의 회전날개(13)가 전방으로 돌출되는 상태로 등간격으로 나열되어 설치되어 있다. 다만, 도 2에서는, 둘레방향으로 등간격으로 10개의 회전날개(13)가 배치되어 있다. 또한, 이 회전날개(13)는, 내주측으로부터 외주측을 향함에 따라, 회전방향 후방으로 경사지도록 로터(11)의 외주측으로부터 내주측으로 돌출형성되어 있고, 회전날개(13)의 선단부의 내경은, 스테이터(12)의 외경보다 약간 대경으로 형성되어 있다.

로터(11)가, 본체케이싱(10) 내에 있어서 본체케이싱(10)과 동심형상으로 위치하는 상태에서, 후벽부(10B)를 관통하여 본체케이싱(10) 내에 삽입된 펌프구동모터(M4)의 구동축(22)에 연결되어, 그 펌프구동모터(M4)에 의하여 회전구동된다. 또한, 로터(11)가, 그 회전축심(A4) 방향에서 볼 때에 회전날개(13)의 선단부(내경측)가 회전방향에서 앞쪽이 되는 방향으로 회전구동됨으로써, 회전날개(13)의 회전방향의 뒷쪽이 되는 면(배면)에는, 이른바 국소비등(캐비테이션)이 발생하도록 구성되어 있다.

구획판(19)은, 스테이터(12)의 내경보다 약간 작은 외경을 가지는 대략 깔때기형상으로 구성되어 있다. 이 깔때기형상의 구획판(19)은, 구체적으로는, 그 중앙부에, 정점부가 원통형상으로 돌출되는 통형상 슬라이딩접촉부(19a)에서 개구된 깔때기형상부(19b)를 구비함과 함께, 그 깔때기형상부(19b)의 외주부에, 전면 및 후면 모두 본체케이싱(10)의 중심(회전축심(A4))에 직교하는 상태가 되는 링형상 평판부(19c)를 구비하는 형상으로 구성되어 있다.

그리고, 구획판(19)이, 정점부의 통형상 슬라이딩접촉부(19a)가 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)측을 향하는 자세로, 둘레방향으로 등간격을 둔 복수 개소(이 실시형태에서는, 4개소)에 배치된 간격유지부재(23)를 통하여, 로터(11)의 전면에 장착된다.

따라서, 로터(11)가, 구획판(19)의 통형상 슬라이딩접촉부(19a)가 도입구(18a)에 슬라이딩접촉 회전 가능하게 끼워 넣어진 상태로 본체케이싱(10) 내에 배치되고, 로터(11)의 부풀어오른 형상의 전면과 구획판(19)의 후면 사이에, 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)쪽으로 갈수록 소경(小徑)이 되는 테이퍼형상의 도입실(18)이 형성되어, 도입구(18a)가 구획판(19)의 통형상 슬라이딩접촉부(19a)를 통하여 도입실(18)에 연통하도록 구성되어 있다. 또한, 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)와 구획판(19)의 전면 사이에, 공급구(20a)에 연통하는 링형상의 공급실(20)이 형성된다.

그리고, 로터(11)가 회전구동되면, 통형상 슬라이딩접촉부(19a)가 도입구(18a)에 슬라이딩접촉하는 상태에서, 구획판(19)이 로터(11)와 일체적으로 회전하게 되어, 로터(11) 및 구획판(19)이 회전하는 상태이더라도, 도입구(18a)가 구획판(19)의 통형상 슬라이딩접촉부(19a)를 통하여 도입실(18)에 연통하는 상태가 유지되도록 구성되어 있다.

[순환기구부]

순환기구부(Z)는, 토출구(16a)로 통하는 토출로(16)와 도입실(18)의 도입구(18a)를 접속하는 순환로(17)를 구비하고, 토출구(16a)로부터 토출된 슬러리(F)의 적어도 일부인 미용해 슬러리(Fr)를 순환로(17)에 유통시켜, 다시 도입실(18)에 순환공급시키도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 일방이 토출구(16a)로 통하고 타방이 2개의 저장수단(T1, T2)에 통하는 토출로(16)에는, 원통형상 용기(71) 내에 있어서 비중에 따라 슬러리(F)를 분리(슬러리(F) 중의 기포를 분리함)하도록 구성된 분리부(70)가 배치되어 있다.

분리부(70)는, 토출구(16a)로 통하는 토출로(16)가 접속되는 도입파이프(72)를 원통형상 용기(71)의 바닥면으로부터 내부로 돌출하여 배치하고, 원통형상 용기(71)의 상부에 2개의 저장수단(T1, T2)에 통하는 토출로(16)에 접속되는 배출부를 구비함과 함께, 하부에 순환로(17)에 접속되는 순환부를 구비하고, 도입파이프(72)의 토출 상단에, 도입파이프(72)로부터 토출되는 슬러리(F)의 흐름을 선회시키는 비틀림판(73)을 배치하여 구성되어 있다.

이로써, 흡인펌프기구(Y)의 토출구(16a)로부터 토출된 슬러리(F)로부터, 완전히 용해되어 있지 않은 분체(P)를 포함할 가능성이 있는 상태의 미용해 슬러리(Fr)(기포가 분리된 미용해 슬러리(Fr))를 순환로(17)에, 분체(P)가 대략 완전히 용해된 상태의 슬러리(F)(비교적 기포가 많이 포함되는 슬러리(F))를 2개의 저장수단(T1, T2)에 통하는 토출로(16)에 각각 분배하도록 구성되어 있다.

상술과 같이, 분리부(70)의 하부(하류측)에 접속된 순환로(17)는, 도입실(18)의 도입구(18a)에 접속되는데, 원통형상의 도입구(18a)는, 본체케이싱(10)과 동심형상으로, 본체케이싱(10)의 전벽부(10A)의 중심부에 형성되어 있다. 이 도입구(18a)에는, 순환로(17)의 내경보다 소경이고, 구획판(19)의 통형상 슬라이딩접촉부(19a)보다 소경이 되어 유로 면적이 작은 조임부(24)가 형성되어 있다.

따라서, 로터(11)의 회전날개(13)가 회전함으로써, 토출구(16a)를 통하여 슬러리(F)가 토출로(16)에 토출되어 분리부(70)에 공급되고, 분리부(70)에서 분리된 미용해 슬러리(Fr)가 순환로(17)를 유통하여 도입구(18a)에 형성된 조임부(24)를 통하여 도입실(18) 내에 순차 도입되게 되므로, 조임부(24)의 상류측에 대하여 본체케이싱(10) 속이 감압된다. 이로써, 본체케이싱(10) 속은, 순환로(17)에 있어서의 조임부(24)의 상류측 및 공급구(20a)의 상류측에 대하여 감압되어, 당해 조임부(24)의 상류측 및 공급구(20a)의 상류측에 대하여 음압흡인력을 작용시킬 수 있도록 구성되어 있다.

[강제순환펌프]

강제순환펌프로서의 스크루펌프(80)는, 순환로(17)에 있어서, 분리부(70)의 하류측이며 또한 도입구(18a)의 상류측에 배치되고, 순환로(17)를 유통하여 도입구(18a)를 통하여 도입실(18)에 순환공급되는 미용해 슬러리(Fr)를, 도입구(18a)를 향하여 강제 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 스크루펌프(80)는, 개략 직사각형상으로 형성된 펌프케이싱(81)과, 펌프케이싱(81) 내에 배치되어 외주측에 나선형상의 날개부(82a)를 가지는 스크루(82)와, 스크루(82)를 회전구동시키는 구동축(83)을 구비한 스크루펌프 구동모터(M5)를 구비하고 있다.

펌프케이싱(81)의 축측(軸側)부(도 1의 상측)에는, 순환로(17)의 분리부(70)측(상류측)에 연통 접속되는 유입구(81a)가 형성되고, 축단(軸端)부(도 1의 좌측)에는, 순환로(17)의 도입구(18a)측(하류측)에 연통 접속되는 유출구(81b)가 형성되어 있다. 펌프케이싱(81)의 내부공간(S) 내에는, 스크루(82)가, 스크루(82)의 직경방향에 있어서의 외주 단부가 유입구(81a)측을 향하고 또한 펌프케이싱(81)의 내주면에 근접하도록 배치되고, 스크루(82)의 길이방향에 있어서의 선단이 유출구(81b)측에 면하도록 배치되어 있다.

따라서, 스크루펌프 구동모터(M5)가 정지하여 스크루(82)가 회전하고 있지 않는 경우에는, 펌프케이싱(81)의 내주면과 스크루(82)의 외주단부 사이에 형성된 간극을 통하여, 유입구(81a)로부터 유입된 미용해 슬러리(Fr)를 유출구(81b)로 유통시킬 수 있고, 한편으로, 스크루펌프 구동모터(M5)가 운전을 개시하여 스크루(82)가 회전한 경우에는, 스크루(82)의 날개부(82a)에 의하여, 유입구(81a)로부터 유입된 미용해 슬러리(Fr)를 유출구(81b)에 소정의 유량으로 강제적으로 압출할 수 있도록 구성되어 있다. 다만, 유출구(81b)로부터 유출되는 미용해 슬러리(Fr)의 유량은, 스크루펌프 구동모터(M5)의 회전수를 조정함으로써 적절히 조정할 수 있다.

[바이패스로]

또한, 순환로(17)에는, 순환로(17)에 있어서의 스크루펌프(80)의 하류측이며 또한 도입구(18a)의 상류측의 부위로부터 분기하여, 공급기구부(X)의 액상분산매공급부(X2)의 용매공급관(51)에 있어서의 용매원(50)의 하류측이며 또한 예비혼합부재(60)의 상류측에 접속되는 바이패스로(90)가 형성되어 있다.

따라서, 이 바이패스로(90)에는, 도입구(18a)를 향하여 순환로(17)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr)의 일부가 유통 가능하게 구성되어 있으며, 스크루펌프(80)가 운전되고 있을 때에는, 당해 스크루펌프(80)에 의한 순환로(17)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr)의 강제 공급에 의하여, 미용해 슬러리(Fr)의 일부가 바이패스로(90)를 유통하여 용매공급관(51)에 공급된다. 이 경우, 용매공급관(51) 내에 용매(R)가 유통하고 있는 경우에는 당해 용매(R)와 미용해 슬러리(Fr)의 일부의 혼합 유체가 예비혼합부재(60)에 공급되어, 분산질공급부(X1)로부터 정량공급되는 분체(P)와 혼합되고, 공급구(20a)를 통하여 공급실(20) 내에 공급된다.

[제어부]

분산장치(100)에 구비되는 제어부는, 도시하지 않지만, CPU나 기억부 등을 구비한 공지의 연산처리장치로 이루어지고, 분산장치(100)를 구성하는 공급기구부(X), 흡인펌프기구(Y), 스크루펌프(80) 등의 각 기기의 운전을 제어 가능하게 구성되어 있다.

[분산장치의 동작]

다음으로, 이 분산장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 분산질공급부(X1)를 정지하고, 셔터밸브(5)를 폐지하여 분체배출관(4)을 통한 분체(P)의 흡인을 정지한 상태에서, 액상분산매공급부(X2)로부터 용매(R)의 공급을 개시하면서, 흡인펌프기구(Y) 및 스크루펌프(80)의 운전을 개시한다. 소정의 운전시간이 경과하여, 흡인펌프기구(Y) 안이, 음압상태(예컨대, -0.06MPa 정도의 진공상태)가 되면, 셔터밸브(5)를 개방한다. 이로써, 분산질공급부(X1)의 케이싱(3A) 내를 음압상태(-0.06MPa 정도)로 하고, 연통부(3B)의 내부 및 호퍼(1)의 하부개구부(1b) 근방을 당해 음압상태와 대기압 상태 사이의 압력상태로 한다.

그리고, 분산질공급부(X1)를 작동시켜, 호퍼(1) 내에 저장된 분체(P)를, 교반날개(2A)의 교반작용 및 흡인펌프기구(Y)의 음압흡인력에 의하여, 호퍼(1)의 하부개구부(1b)로부터 정량공급부(3)의 케이싱(3A) 내의 계량회전체(3C) 및 스크루회전체(3D)를 통하여 예비혼합부(X3)에 소정량씩 연속적으로 정량공급한다. 이때에는, 흡인펌프기구(Y)의 음압흡인력에 의하여, 용매원(50)으로부터의 용매(R)는 예비혼합부(X3)에 소정량씩 연속적으로 정량공급되고 있다. 다만, 본 실시형태에서는, 용매원(50)으로부터 공급되는 용매(R)의 총량과 호퍼(1)로부터 공급되는 분체(P)의 총량은, 질량비로 50:50으로 되어 있다.

따라서, 예비혼합부(X3)로부터는, 분체(P)가 통형상부(62)를 통하여 공급구(20a)에 공급됨과 함께, 용매(R)가, 링형상의 슬릿(61)을 통하여 끊어짐 없는 중공(中空) 원통형상의 와류의 상태로 공급구(20a)에 공급되고, 공급구(20a)에 의하여, 분체(P)와 용매(R)가 예비혼합되며, 그 예비혼합물(Fp)이 링형상홈(15)에 도입된다. 그렇게 하면, 예비혼합물(Fp)은, 링형상홈(15)에 끼워 넣어져 주회하는 스크레이퍼날개(21)에 의하여 긁어 내어지고, 그 긁어 내어진 예비혼합물(Fp)은, 개략적으로는, 공급실(20) 내를 구획판(19)에 있어서의 깔때기형상부(19b)의 전면과 링형상 평판부(19c)의 전면에 따르면서 로터(11)의 회전방향으로 유동하고, 또한, 스테이터(12)의 공급실측 투과구멍(12a)을 통과하여 날개실(14)에 유입하며, 날개실(14) 내에 있어서, 고속으로 회전하는 회전날개(13)에 의하여 전단작용을 받아 분해 파쇄된 슬러리(F)가 토출구(16a)로부터 토출된다.

토출구(16a)로부터 토출된 슬러리(F)는, 토출로(16)를 통하여 분리부(70)에 공급되고, 분리부(70)에 있어서, 완전히 용해되어 있지 않은 분체(P)를 포함하는 상태의 미용해 슬러리(Fr)와, 분체(P)가 대략 완전히 용해된 상태의 슬러리(F)로 분리됨과 함께, 용매(R)의 기포가 분리되어, 미용해 슬러리(Fr)는 순환로(17)를 통하여 다시 흡인펌프기구(Y)의 도입구(18a)에 공급되고, 슬러리(F)는 토출로(16)를 통하여 2개의 저장수단(T1, T2)에 공급된다.

미용해 슬러리(Fr)는, 분리부(70)로부터 순환로(17)를 유통하여, 스크루펌프(80)의 펌프케이싱(81)의 유입구(81a)를 통하여 내부공간(S) 내로 도입되고, 날개부(82a)를 구비한 스크루(82)의 회전구동에 의하여 유출구(81b)로부터 소정의 유량으로 강제적으로 토출된다. 그리고, 강제적으로 토출된 미용해 슬러리(Fr) 중 대부분은, 순환로(17)를 유통하여, 도입구(18a)의 조임부(24)를 통하여 유량이 제한된 상태에서 도입실(18) 내로 도입되어, 다시 날개실(14)에 유입하고 회전날개(13)에 의하여 다시 전단작용을 받아 분해 파쇄된 슬러리(F)가 토출구(16a)로부터 토출된다. 한편으로, 미용해 슬러리(Fr) 중 대부분 이외의 일부는, 바이패스로(90)를 유통하고, 용매공급관(51)을 유통하는 용매(R)와 합류하여, 당해 용매(R)와 함께 예비혼합부(X3)를 통하여 분체(P)와 예비혼합되어, 그 예비혼합물(Fp)이 공급구(20a)에 공급된다. 이때, 용매공급관(51)을 유통하는 용매(R)와 바이패스로(90)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr) 중 대부분 이외의 일부의 유량비는, 예컨대, 1:1 정도로 되어 있다.

스크루펌프(80)는, 스크루펌프 구동모터(M5)가 구동축(83)을 소정의 회전수(이 실시형태에서는, 일정한 회전수)로 회전구동시킴으로써 스크루(82)가 회전하여, 소정의 유량(이 실시형태에서는, 일정한 유량)의 미용해 슬러리(Fr)를 유출구(81b)로부터 도입구(18a)측의 순환로(17)에 강제적으로 토출시키고 있다. 따라서, 순환로(17)를 유통하여 도입구(18a)에 도입되는 미용해 슬러리(Fr)를 조임부(24)에서 체류시키지 않고 도입실(18) 및 날개실(14) 내로 강제적으로 공급할 수 있고, 조임부(24)를 통하여 도입실(18) 및 날개실(14) 내로 도입되는 미용해 슬러리(Fr)의 양을 안정된 상태로 확보할 수 있으므로, 본체케이싱(10) 내의 날개실(14)에 있어서의 분산을 촉진할 수 있으며, 그 결과, 본체케이싱(10) 내에 있어서의 용매(R)에 대한 분체(P)의 분산처리 능력의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 용매(R)에 대한 분체(P)의 비율이 높은 슬러리(F)가 순환로(17)에 있어서의 조임부(24)를 통과하는 경우이더라도, 본체케이싱(10) 내로 흡인되는 슬러리(F)의 양을 충분히 확보하여, 소기의 분산처리 능력을 얻을 수 있다.

또한, 공급구(20a)를 통하여 공급실(20)에 공급되는 분체(P)가, 흡인펌프기구(Y)에 의한 음압흡인력에 의하여 용매(R)와 함께 공급실(20) 및 날개실(14) 내로 흡인됨에 따라, 당해 분체(P)의 주위에 존재하는 공기 등의 기체도 동반 흡인되게 되어, 당해 음압흡인력이 저하되어 공급이 정체된 미용해 슬러리(Fr)의 양에 대응하는 미용해 슬러리(Fr)를, 스크루펌프(80)에 의하여 도입구(18a)를 통하여 도입실(18) 내 및 날개실(14) 내에 강제적으로 공급하여 보충할 수 있다. 그 결과, 분산질이 분체(P)이고 공기 등의 기체를 필연적으로 동반 흡인하는 경우이더라도, 본체케이싱(10) 내에 있어서 용매(R)에 대한 분체(P)의 소기의 분산처리 능력을 얻을 수 있다.

또한, 액상분산매공급부(X2)로부터 정량공급되는 용매(R)의 양이 저하 혹은 제로가 되었을 경우이더라도, 바이패스로(90)를 통하여 순환로(17)을 유통하는 미용해 슬러리(Fr)의 일부를 액상분산매공급부(X2)에 공급할 수 있고, 미용해 슬러리(Fr)의 일부 및 액상분산매공급부의 용매(R)의 혼합물 혹은 당해 미용해 슬러리(Fr)의 일부만을, 분체(P)와 예비혼합된 예비혼합물(Fp)로서 공급실(20) 내에 공급할 수 있다. 이로써, 순환로(17)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr)의 일부에 포함되는 용매(R)에 의하여, 예비혼합물(Fp) 중에 있어서의 분체(P)에 대한 용매(R)의 비율을 상승시켜, 유동성의 저하를 양호하게 방지할 수 있다. 또한, 바이패스로(90)를 통하여 액상분산매공급부(X2)에 공급되는 미용해 슬러리(Fr)의 일부는, 스크루펌프(80)에 의하여 순환로(17)로부터 바이패스로(90) 및 액상분산매공급부(X2)에 강제적으로 공급되므로, 양호한 공급 상태를 기대할 수 있다.

다음으로, 도 3~도 4에, 본 발명의 분산시스템의 일 실시형태를, 강제순환펌프로서의 스크루펌프(80)를 구비한 분산시스템(200)을 예로 설명한다.

이하, 흡인펌프기구(Y) 등을 구비한 분산장치(100)를 사용한 분산시스템(200)의 구성에 대하여 설명하는데, 상기 실시형태의 분산장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

이 분산시스템(200)은, 흡인펌프기구(Y) 등을 구비한 분산장치(100)를 사용하고, 흡인펌프기구(Y)의 토출구(16a)로 통하는 토출로(16)에 분리부(70)가 배치되어 있다. 분리부(70)의 하부(하류측)에 흡인펌프기구(Y)의 도입구(18a)에 접속되는 순환로(17)가 배치되고, 순환로(17)에 있어서의 분리부(70)와 도입구(18a) 사이에 스크루펌프(80)가 배치되어 있다.

또한, 순환로(17)에 있어서, 분리부(70)와 스크루펌프(80) 사이에는, 순환로(17)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr)의 유량을 검출하는 유량센서(101)가 배치되어 있다.

분리부(70)의 상부에, 2개의 저장수단(T1, T2)의 상부에, 전환수단(Va)으로서의 삼방밸브를 통하여 연통하는 토출로(16)가 접속되어 있으며, 저장수단(T1, T2)의 하부에, 전환수단(Vb, Vc)으로서의 삼방밸브를 통하여 예비혼합부(X3)에 연통하는 공급로(103)가 접속되어 있다.

토출로(16)의 적절 위치에는, 온도검출부(102)를 배치하여, 온도의 검출을 행할 수 있도록 하고 있다.

또한, 공급로(103)에는, 저장수단(T1, T2)의 하부측으로부터, 전환수단(Vb, Vc)으로서의 삼방밸브를 통하여, 펌프(104), 유량센서(105)가 차례로 배치되고, 펌프(104)의 작동에 의하여 공급로(103) 내를 유통하는 슬러리(F)의 유량의 조정을 행할 수 있도록 함과 함께, 유량센서(105)에 의하여 유량의 검출을 행할 수 있도록 하고, 또한, 최종적으로 생성된 슬러리(F)를 배출로(110)로부터 다음 공정으로 송출할 수 있도록 하고 있다.

탱크형상을 한 저장수단(T1, T2)에는, 내부를 교반하는 교반기구를 설치함과 함께, 상부에, 액상분산매로서의 용매(R)의 공급구, 드라이공기, 불활성가스 등의 저장수단(T1, T2)에 저장되는 액상분산매로서의 용매(R)나 생성된 슬러리(F)에 대하여 불활성의 기체의 공급구 및 기체의 배출공급구를 형성할 수 있다.

여기에서, 액상분산매로서의 용매(R)의 공급구는, 적어도, 저장수단(T1, T2) 중 어느 일방측에 형성하면 된다. 그리고, 저장수단(T1, T2) 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매로서의 용매(R)를 저장하고, 이 저장수단으로부터, 액상분산매로서의 용매(R)를 공급로(103)를 통하여 공급실(20)에 공급하도록 할 수 있다. 이로써, 액상분산매로서의 용매(R)의 저장수단과, 생성된 슬러리(F)의 저장수단을 공용할 수 있고, 이로써, 장치의 구성을 간략화할 수 있다.

[분산시스템의 동작]

먼저, 2개의 저장수단(T1, T2) 중 어느 저장수단, 예컨대, 저장수단(T1)에 액상분산매로서의 용매(R)를 저장하여 두고, 전환수단(Va, Vb, Vc)을 전환조작함으로써, 저장수단(T1)으로부터, 액상분산매로서의 용매(R)를 공급로(103)를 통하여 공급실(20)에 공급함으로써, 흡인펌프기구(Y)를 이용하여 슬러리(F)를 생성하고, 토출구(16a)로부터 토출되어 생성된 슬러리(F)를 토출로(16)를 통하여, 액상분산매로서의 용매(R)를 저장하고 있지 않는 쪽의 저장수단(T2)에 저장하도록 한다.

다음으로, 전환수단(Va, Vb, Vc)을 전환조작함으로써, 저장수단(T2)에 저장되어 있는 생성된 슬러리(F)를 공급로(103)를 통하여 공급실(20)에 공급함으로써, 흡인펌프기구(Y)를 이용하여 슬러리(F)를 재생성(조제)하고, 토출구(16a)로부터 토출되어 생성된 슬러리(F)를 토출로(16)를 통하여, 먼저 액상분산매로서의 용매(R)를 저장하고 있다가 비워진 저장수단(T1)에 저장한다.

다음으로, 전환수단(Va, Vb, Vc)을 전환조작함으로써, 저장수단(T1)에 저장되어 있는 생성된 슬러리(F)를 공급로(103)를 통하여 공급실(20)에 공급함으로써, 흡인펌프기구(Y)를 이용하여 슬러리(F)를 재생성(조제)하고, 토출구(16a)로부터 토출되어 생성된 슬러리(F)를 토출로(16)를 통하여, 먼저 생성된 슬러리(F)를 저장하고 있다가 비워진 저장수단(T2)에 저장한다.

이하, 동일한 것을, 생성된 슬러리(F)가 소정의 성상을 나타내게 될 때까지 소정 횟수 반복하도록 한다.

이 분산시스템(200)은, 2개의 저장수단(T1, T2)을 이용하여 슬러리(F)의 전량을 교체하면서 분산처리를 행함으로써 슬러리(F)의 일부 체류를 방지할 수 있고, 분산질로서의 분체(P) 등의 특성에 따라 슬러리(F)의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려운 경우이더라도, 1대의 흡인펌프기구(Y)를 이용하여, 처리능률을 저하시키지 않으며, 분산질로서의 분체(P)가 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되거나 분산질로서의 분체(P)가 과잉으로 미세하게 분쇄됨에 의한 분산질로서의 분체(P)의 기능저하 등의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

[다른 실시형태]

(A) 상기 실시형태에서는, 순환로(17)에 강제순환펌프로서의 스크루펌프(80)를 배치하였지만, 순환로(17)를 유통하는 미용해 슬러리(Fr)를 도입구(18a)를 향하여 강제적으로 공급할 수 있는 펌프이면, 용적식 펌프 등의 그 외의 펌프를 채용할 수도 있다.

(B) 상기 실시형태에서는, 흡인펌프기구(Y)가 운전하고 있는 동안, 스크루펌프(80)를 항상 운전하는 구성으로서 설명하였지만, 분산시스템에 있어서 순환하는 슬러리의 성질과 상태 등에 따라(예컨대, 분체(P)가 용매(R)에 분산함에 따라 유동성이 저하(점도가 상승)하는 경우 등), 스크루펌프(80)의 운전의 개시 및 정지의 타이밍을 적절히 조정하는 구성으로 하여도 된다.

(C) 상기 실시형태에서는, 분체(P)로서 단일 종류의 CMC분체를 이용하였지만, 필요에 따라서, 복수 종류의 분체를 혼합한 혼합분체를 분체(P)로서 이용할 수 있다. 또한, 분체(P)와 용매(R)의 혼합비율도 적절히 변경할 수 있다. 또한, 마찬가지로 용매(R)로서 단일 종류의 물을 이용하였지만, 필요에 따라서, 복수 종류의 액체를 혼합한 혼합액체를 용매(R)로서 이용할 수 있다.

또한, 분체(P)로서는, 분체이면 특별히 제외되는 것은 아니고, 전지전극재료 등의 화학원료, 탈지분유나 소맥분 등의 식품원료, 의약원료 등이며, 과립, 분체, 세립등의 분체(이들 분체의 혼합물을 포함함)를 예시할 수 있다. 분체에는, 분립체도 포함된다.

(D) 상기 실시형태에서는, 순환로(17)에 바이패스로(90)를 설치하였지만, 예비혼합부(X3)에 공급되는 용매(R)의 양을 충분히 확보할 수 있거나, 예비혼합부(X3)에서의 분체와 용매(R)의 예비혼합을 양호하게 행할 수 있는 경우에는, 바이패스로(90)를 생략할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 분산질 등의 특성에 따라 슬러리의 균일한 순환, 분산이 행해지기 어려운 경우이더라도, 1대의 흡인펌프기구를 이용하여, 처리능률을 저하시키지 않으며, 분산질이 충분한 분산이 행해지지 않은 채 외부로 배출되거나, 분산질이 과잉으로 미세하게 분쇄되는 것에 의한 분산질의 기능저하 등의 문제가 발생하지 않도록 한 분산시스템을 제공할 수 있다.

10 본체케이싱(흡인펌프기구)
12 스테이터
12a 공급실측 투과구멍(조임 투과구멍)
12b 도입실측 투과구멍(조임 투과구멍)
13 회전날개
14 날개실
16 토출로
16a 토출구
17 순환로
18 도입실
18a 도입구
19 구획판
20 공급실
20a 공급구
24 조임부
70 분리부
80 스크루펌프(강제순환펌프)
90 바이패스로
100 분산장치
200 분산시스템
X 공급기구부
X1 분산질공급부(공급기구부)
X2 액상분산매공급부(공급기구부)
Y 흡인펌프기구
Z 순환기구부
F 슬러리
Fp 예비혼합물
Fr 미용해 슬러리
P 분체(분산질)
R 용매(액상분산매)
T1 저장수단
T2 저장수단
Va 전환수단
Vb 전환수단
Vc 전환수단

Claims (4)

1. 분산질과 액상분산매가 공급구를 통하여 공급되는 공급실과, 상기 공급실의 외주측에 형성되어 상기 공급실에 연통하는 링형상의 날개실과, 상기 날개실 내에서 회전구동 가능한 회전날개와, 상기 날개실의 외주측에 형성된 토출구를 본체케이싱에 배치하고, 상기 회전날개의 회전구동에 의하여, 상기 분산질 및 상기 액상분산매를 상기 공급실로부터 상기 날개실로 흡인하며, 상기 액상분산매에 상기 분산질을 분산시킨 슬러리를 생성하여 상기 토출구로부터 토출하도록 함과 함께, 상기 본체케이싱에, 상기 공급실에 대하여 구획판에 의하여 구획 형성되어 상기 날개실에 연통하는 도입실을 배치하고, 상기 토출구로 통하는 토출로와 상기 도입실의 도입구를 접속하는 순환로를 배치하며, 상기 토출구로부터 토출된 슬러리의 적어도 일부를 상기 순환로에 유통시켜 상기 도입실에 순환공급시키는 순환기구부를 설치한 원심식의 흡인펌프기구를 구비한 분산시스템으로서,
   상기 공급실에 연통하는 공급로 및 상기 토출로가 각각 전환수단을 통하여 접속되는 2개의 저장수단을 배치한 것
   을 특징으로 하는 분산시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 2개의 저장수단 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매를 저장하고, 상기 저장수단으로부터, 액상분산매를 공급로를 통하여 공급실에 공급하도록 한 것
   을 특징으로 하는 분산시스템.
3. 분산질과 액상분산매가 공급구를 통하여 공급되는 공급실과, 상기 공급실의 외주측에 형성되어 상기 공급실에 연통하는 링형상의 날개실과, 상기 날개실 내에서 회전구동 가능한 회전날개와, 상기 날개실의 외주측에 형성된 토출구를 본체케이싱에 배치하고, 상기 회전날개의 회전구동에 의하여, 상기 분산질 및 상기 액상분산매를 상기 공급실로부터 상기 날개실로 흡인하며, 상기 액상분산매에 상기 분산질을 분산시킨 슬러리를 생성하여 상기 토출구로부터 토출하도록 함과 함께, 상기 본체케이싱에, 상기 공급실에 대하여 구획판에 의하여 구획 형성되어 상기 날개실에 연통하는 도입실을 배치하고, 상기 토출구로 통하는 토출로와 상기 도입실의 도입구를 접속하는 순환로를 배치하며, 상기 토출구로부터 토출된 슬러리의 적어도 일부를 상기 순환로에 유통시켜 상기 도입실에 순환공급시키는 순환기구부를 설치한 원심식의 흡인펌프기구를 구비한 분산시스템의 운전방법으로서,
   상기 공급실에 연통하는 공급로 및 상기 토출로가 각각 전환수단을 통하여 접속되는 2개의 저장수단을 배치하고, 일방의 저장수단에 저장되어 있는 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 타방의 저장수단에 저장하고, 다음으로, 이로써 타방의 저장수단에 저장된 생성 슬러리를 공급로를 통하여 공급실에 공급하면서, 토출구로부터 토출된 슬러리를 토출로를 통하여 일방의 저장수단에 저장하는 것을, 소정 횟수 반복하는 것
   을 특징으로 하는 분산시스템의 운전방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 2개의 저장수단 중 어느 일방의 저장수단에 액상분산매를 저장하고, 그 저장수단으로부터, 액상분산매를 공급로를 통하여 공급실에 공급하도록 한 것
   을 특징으로 하는 분산시스템의 운전방법.

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