CN101992038B - 旋流节管式液体搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种旋流节管式液体搅拌装置，于一容置槽内设置一整流管，在整流管侧边设置多个扰流层及整流混合层，使液体经过扰流层与整流混合层的后，能够搅拌形成微粒结构；使用在包括重油、橡胶等粘度较高的材料时，可以让颗粒分布的较为均匀，并且不需要添加昂贵的介面活性剂(乳化剂)，以节省材料成本，并且解决介面活性剂可能带来的环境污染、以及酸性腐蚀管路的问题；尤其是扰流层与整流混合层上的孔径大小及总面积比例，可以透过计算来精确控制其细化粒径，具有提高品质以及有利于自动化大量生产的优点。

Description

旋流节管式液体搅拌装置

技术领域

本发明为一种搅拌装置，特别是指一种适用于液态原料的搅拌装置，并且在不需使用乳化剂的情形下便可搅拌乳化的旋流节管式液体搅拌装置。

背景技术

一般的重油(燃料油)或是柴油在燃烧过程中，由于雾化效果不佳，产生的油气浓度不均匀，导致重、柴油燃烧不完全而容易衍生出耗油、燃烧室积碳以及排放黑烟等环保问题。

因此，为了解决前述的问题，市面上便推出了一种乳化重油技术来改善重、柴油燃烧不完全的情形，该乳化重油技术将约百分的八十的重油，加上百分的零点一的乳化剂，以及百分的十九点九的水，拌和成油包水结构的乳化重油，由于水的汽化点较重油低，并且在加热燃烧的过程中，燃烧室内的温度或是燃烧火焰的温度，分别高达800℃以及1500℃，因此会造成被重油包覆的水颗粒会先瞬间微爆，进而令重油散裂成更小颗粒的重油微粒，使得重油燃烧时可以产生较佳的燃烧效果。

但是，由于乳化剂可能侵蚀输油系统、喷嘴、电磁阀等橡胶零件造成损坏，而且乳化剂的价格通常相当昂贵，并在使用上也不稳定，无法确保油包水结构的颗粒大小，因此，目前乳化重油技术大多偏重在乳化剂的研究。

而事实上，由前述对于乳化重油燃烧过程的叙述中，不难可以了解到乳化重油技术的功效优劣，主要是决定在于水颗粒瞬间微爆的程度，因此，有效控制被油包覆的水颗粒直径大小，令水颗粒微粒化以方便在燃烧时可以全部瞬间微爆，才能使得重油能有效雾化而达到最佳的燃烧效果。

有鉴于此，本发明人累积多年相关领域的研究以及实验，特发明出一种旋流节管式液体搅拌装置，不需乳化剂便可以令各种液体原料搅拌均匀且颗粒微细化，不仅可令重油与水均匀雾化以达到最佳的燃烧效果，此外，还可以减少购买乳化剂的成本，避免掉乳化剂浸蚀零件的问题。

发明内容

本发明的目的在提供一种旋流节管式液体搅拌装置，不需要添加昂贵的介面活性剂(乳化剂)，便可使得重油、橡胶等高粘度液体能够搅拌形成均匀分布的微粒结构，以节省材料成本，并解决介面活性剂可能带来的环境污染、以及酸性腐蚀管路的问题；此外，还具有精确控制微粒结构粒径以及自动化大量生产的功效。

为达成上述目的，本发明旋流节管式液体搅拌装置，于一容置槽内设置一整流管，在整流管侧边设置多个相互交错设置的扰流层及整流混合层，其中：

前述容置槽实施时外型可以概呈桶状，容置槽顶端设置一前述整流管，整流管由容置槽顶端连接到容置槽底部，并与前述叠合的扰流层及整流混合层的第一层相连通，可供各种液体原料由容置槽顶端加压注入前述相互交错设置的扰流层及整流混合层中。

再者，该整流管实施时，整流管的管壁上可以设置有锯齿状的混合部，用以协助各种液体原料在流入整流管时，可以在整流管内先作初步的搅拌混和。

前述每一扰流层包含一有扰流板与前述整流混合层区隔以形成一扰流容置空间，该扰流板上设置有多个彼此相互平行微小孔径的扰流孔，当各种液体原料加压注入整流管后，会先从扰流孔进入扰流层，而各种液体原料加压穿过微小孔径的扰流孔后，会在扰流容置空间内形成较小颗粒的粒径，此外，该扰流容置空间的下游端实施时，可以视实际运作所需直接与整流混合层叠合连接或是另外设置用以间格的隔板。

前述每一整流混合层包含一有整流板与前述扰流层区隔以形成一整流混合容置空间，该整流板上设置有多个角度交错孔径微小的整流孔，当各种液体原料进入整流混合层时会先从整流孔进入，而各种液体原料加压穿过角度交错孔径微小的整流孔后，会在整流混合容置空间内以微小的粒径相互均匀地搅拌混和，此外，该整流混合容置空间的下游端实施时，可以视实际运作所需直接与前述扰流层叠合连接或是另外设置用以间格的隔板。

再者，由于扰流层及整流混合层相互交错设置，所以，加压注入整流管的各种液体原料，会依序交错通过扰流层及整流混合层，进而达到以微小粒径相互均匀搅拌混合的目的。

此外，为了令各种液体原料可以更微小的粒径均匀混合，所以，相互交错设置的扰流层及整流混合层可以依各种液体原料流经的顺序，依序缩小设置其扰流孔与整流孔的孔径，令各种液体原料在经过多个扰流层及整流混合层后，会以极微小的粒径相互均匀混合。根据实际测试经验，若液体为重油混入水，则水颗粒可以细化到大约2-5μφ；若液体为柴油混入水，则水颗粒更可以细化到大约1-3μφ。

并且，为了有效的缩小各种液体原料的粒径，所以，还可以令相互交错设置的扰流层与整流混合层中的扰流孔与整流孔，依照各种液体原料所流经的上下游位置依序增减设置孔数与孔径大小，以令各种液体原料在经过多个扰流层及整流混合层后，可以精确控制其均匀混合的颗粒粒径，以确保各种液体原料的颗粒粒径会细化到实际运作所需的大小，以提高各种液体原料细化颗粒的品质。

本发明由上述构造除可以使各种液体能够搅拌形成微粒结构之外，以下再节选各项优点以做说明：

1.本发明由计算调整扰流孔与整流孔的孔径大小及孔数设置在扰流层与整流混合层的总面积比例，可以达到精确控制各种液体细化颗粒粒径的目的。

2.由于本发明能控制各种液体细化颗粒的粒径，并且可以达到均匀搅拌的效果，因此，可以有效提高品各种液体细化颗粒的品质，以降低后续使用细化液体颗粒的成本。

3.由于本发明能控制各种液体细化颗粒的粒径，所以还可以达到自动化大量生产的目的。

4.本发明不需要添加昂贵的介面活性剂(乳化剂)，可以节省制作时的材料成本，并解决介面活性剂可能带来的环境污染、以及酸性腐蚀管路的问题。

5.本发明对于化妆品、油漆、橡胶、塑胶、射出成型机前段的等高粘度的液体原料也能充分搅拌混和细化颗粒粒径，具有提升混拌品质并减少原料用料成本的功效。

6.由于本发明细化液体颗粒粒径，使用在重油或柴油时，可以利用油包覆其他材料以方便在燃烧时可以瞬间微爆，因此，除了不需使用乳化剂而得以利用水以外，也可以利用石油胶、渣油、润滑油、废机油、煤粉，等环保材料，让重油或柴油包覆，同样可以达到瞬间微爆的目的，提高环保价值。

相较于公知技术，本发明在操作时不需添加昂贵的介面活性剂(乳化剂)，不仅可以节省材料成本，还能够解决介面活性剂可能带来的环境污染、以及酸性腐蚀管路的问题；此外，还可以精确控制各种液体原料细化粒径，具有提高品质以及有利于自动化大量生产的优点。

附图说明

图1为容置槽的正面剖视示意图；

图2为多个容置槽相互堆叠连接的剖面示意图；

图3为各种液体原料加压注入多个容置槽的的流动方向示意图。

附图标记说明

10容置槽；11承接盘；12导出孔；20整流管；21混合部；30扰流层；31扰流板；32扰流容置空间；33扰流孔；40整流混合层；41整流板；42整流混合容置空间；43整流孔；50第一回流空间；60第二回流空间；70第三回流空间；80第四回流空间。

具体实施方式

以下依据本发明的技术手段，列举出适于本发明的实施方式，并配合图式说明如后：

如图1所示，本发明旋流节管式液体搅拌装置，于一容置槽10内设置一整流管20，在整流管侧边设置多个相互交错设置的扰流层30及整流混合层40，其中：

前述容置槽10实施时外型可以概呈桶状，容置槽10顶端设置一前述整流管20，整流管20由容置槽10顶端连接到容置槽10底部，并与前述叠合的扰流层30及整流混合层40的第一层相连通，可供各种液体原料由容置槽10顶端加压注入前述相互交错设置的扰流层30及整流混合层40中。

再者，该整流管20实施时，整流管20的管壁上可以设置有锯齿状的混合部21，用以协助各种液体原料在流入整流管20时，可以在整流管20内先作初步的搅拌混和。

前述每一扰流层30包含一有扰流板31与前述整流混合层40区隔以形成一扰流容置空间32，该扰流板31上设置有多个彼此相互平行微小孔径的扰流孔33，当各种液体原料加压注入整流管后，会先从扰流孔33进入扰流层30，而各种液体原料加压穿过微小孔径的扰流孔33后，会在扰流容置空间32内形成较小颗粒的粒径，此外，该扰流容置空间32的下游端实施时，可以视实际运作所需直接与整流混合层40叠合连接或是另外设置用以间格的隔板。

前述每一整流混合层40包含一有整流板41与前述扰流层30区隔以形成一整流混合容置空间42，该整流板41上设置有多个角度交错孔径微小的整流孔43，当各种液体原料进入整流混合层40时会先从整流孔43进入，而各种液体原料加压穿过角度交错孔径微小的整流孔43后，会在整流混合容置空间42内以微小的粒径相互均匀地搅拌混和，此外，该整流混合容置空间42的下游端实施时，可以视实际运作所需直接与前述扰流层30叠合连接或是另外设置用以间格的隔板。

此外，由于扰流层30及整流混合层40相互交错设置，所以，加压注入整流管20的各种液体原料，会依序交错通过扰流层30及整流混合层40，进而达到以微小粒径相互均匀搅拌混合的目的。

再者，为了令各种液体原料可以更微小的粒径均匀混合，所以，相互交错设置的扰流层30及整流混合层40还可以依各种液体原料流经的顺序，依序缩小设置其扰流孔33与整流孔43的孔径，令各种液体原料在经过多个扰流层30及整流混合层40后，会以极微小的粒径相互均匀混合。根据实际测试经验，若液体为重油混入水，则水颗粒可以细化到大约2-5μφ；若液体为柴油混入水，则水颗粒更可以细化到大约1-3μφ。

并且，为了有效的缩小各种液体原料的粒径，所以，还可以令相互交错设置的扰流层30与整流混合层40中的扰流孔33与整流孔43，依照各种液体原料所流经的上下游位置，依序增减设置孔数与孔径大小，以令各种液体原料在经过多个扰流层30及整流混合层40后，可以精确控制其均匀混合的颗粒粒径，以确保各种液体原料的颗粒粒径会细化到实际运作所需的大小，以提高各种液体原料细化颗粒的品质。

除此之外，本发明实施时，还可以将多个相互叠合的扰流层30及整流混合层40相邻连接设置，以令各种液体原料可以上下回流不仅可以节省设置空间，还可以进一步加强搅拌混合的效果并形成更微小的微粒结构。

该多个相互叠合的扰流层30及整流混合层40相邻连接设置的实施方式如下：

多个相互叠合的扰流层30及整流混合层40分别在容置槽10的整流管20侧边形成第一、第二回流空间50、60，其中：

第一回流空间50底部与整流管20底部相互通连，第一回流空间50的顶部与第二回流空间60的顶部相互通连，则由整流管20加压注入的各种液体原料，便可从整流管20底部经过第一回流空间50流向第二回流空间60底部，使液体可以流经更多层扰流层30及整流混合层40，以达到加强搅拌混合并形成更微小微粒结构的目的。

而将多个相互叠合的扰流层30及整流混合层40相邻连接设置的实施方式，也可以先在整流管20的一侧设置前述第一、第二回流空间50、60，另外，在整流管20的另一侧也同时增加设置与第一、第二回流空间50、60内部元件、结构相同对称的第三、第四回流空间70、80，并且在容置槽10底部设置承接盘11，该承接盘11可以承接第二及第四回流空间60、80流出的均匀搅拌混合的微粒结构液体，并在承接盘11底部还可以设置一导出孔12，以令前述均匀搅拌混合的微粒结构液体排出。

另外，如图2、3所示，为更进一步加强的效果，还可以将前述容置槽10接合堆叠使用，令各种液体原料可以连续通过数层具有第一至第四回流空间50、60、70、80的容置槽10，以达到最佳搅拌混合以及颗粒微粒化的效果。

本发明由上述构造除可以使各种液体能够搅拌形成微粒结构之外，以下再节选各项优点以做说明：

1.本发明由计算调整扰流孔与整流孔的孔径大小及孔数设置在扰流层与整流混合层的总面积比例，可以达到精确控制各种液体细化颗粒粒径的目的。

2.由于本发明能控制各种液体细化颗粒的粒径，并且可以达到均匀搅拌的效果，因此，可以有效提高品各种液体细化颗粒的品质，以降低后续使用细化液体颗粒的成本。

3.由于本发明能控制各种液体细化颗粒的粒径，所以还可以达到自动化大量生产的目的。

4.本发明不需要添加昂贵的介面活性剂(乳化剂)，可以节省制作时的材料成本，并解决介面活性剂可能带来的环境污染、以及酸性腐蚀管路的问题。

5.本发明对于化妆品、油漆、橡胶、塑胶、射出成型机前段的等高黏度的液体原料也能充分搅拌混和细化颗粒粒径，具有提升混拌品质并减少原料用料成本的功效。

6.由于本发明细化液体颗粒粒径，使用在重油或柴油时，可以利用油包覆其他材料以方便在燃烧时可以瞬间微爆，因此，除了不需使用乳化剂而得以利用水以外，也可以利用石油胶、渣油、润滑油、废机油、煤粉，等环保材料，让重油或柴油包覆，同样可以达到瞬间微爆的目的，提高环保价值。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于：至少包括一容置槽，一设置在容置槽内供各种液体原料加压注入的整流管，该整流管侧边连接设置多个相互交错设置的扰流层及整流混合层，其中：

所述整流管与所述叠合的扰流层与整流混合层的第一层相连通，供各种液体原料由容置槽顶端加压注入所述相互交错设置的扰流层及整流混合层中；

每一扰流层包含一有扰流板与所述整流混合层区隔以形成一扰流容置空间，该扰流板上设置有多个令各种液体原料加压穿过后在扰流容置空间内形成微小粒径的扰流孔；

每一整流混合层包含一有整流板与所述扰流层区隔以形成一整流混合容置空间，该整流板上设置有多个令各种液体原料加压穿过后在整流混合容置空间内以微小的粒径相互均匀搅拌混和的整流孔。

2.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，所述扰流孔彼此相互平行且孔径微小。

3.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，所述整流孔角度交错且孔径微小。

4.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，相互叠合设置的所述扰流层及整流混合层依各种液体原料流经的顺序依序缩小设置其扰流孔与整流孔的孔径。

5.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，所述扰流容置空间的下游端与整流混合层叠合连接设置。

6.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，所述整流混合容置空间的下游端与扰流层叠合连接设置。

7.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，多个相互叠合的扰流层及整流混合层分别在容置槽的整流管侧边形成第一、第二、第三和第四回流空间，其中：

第一回流空间底部与整流管底部相互通连，第一回流空间的顶部与第二回流空间的顶部相互通连；第三、第四回流空间与第一、第二回流空间内部元件、结构相同对称。

8.根据权利要求1所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，所述整流管的管壁上设置有用以协助各种液体原料在整流管内初步搅拌混和的混合部。

9.根据权利要求1或7或8所述的旋流节管式液体搅拌装置，其特征在于，多个所述容置槽相互接合堆叠设置。

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