CN102215946A - 液体混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液体混合装置。该装置能够以准确的比率连续混合2种以上的液体。该液体混合装置包括：第1供给系统，其用于供给第1液体；第2供给系统，其用于供给第2液体；混合液系统，其用于接收自第1供给系统供给的第1液体和自第2供给系统供给的第2液体，该液体混合装置中，使第1供给系统经由第1流路截面面积的第1流量调整部与混合液系统相连，使第2供给系统经由第2流路截面面积的第2流量调整部与混合液系统相连，通过使混合液系统为负压，使与第1流路截面面积相对应的量的第1液体和与第2流路截面面积相对应的量的第2液体流入到混合液系统中。

Description

液体混合装置
技术领域
本发明涉及一种用于混合2种或2种以上的液体的装置，更详细而言涉及一种用于以规定的混合比率混合2种或2种以上的液体的装置。
背景技术
在化学、药品、食品、半导体等各种工业领域中的成品、半成品、材料、试样等的生产、处理、分析等作业中，有时要进行将2种或2种以上的液体混合起来的工序。并且，在该种混合工序中的液体的混合比率要求具有一定程度以上的准确性的情况下，多采用计量性优异的分批处理方式来混合液体。
但是，在采用分批处理方式进行混合时，存在难以使生产等的工序流水线(in line)化的问题。
另外，在像水-油类的乳液(emulsion)那样要混合的液体彼此的相溶性较低的情况下、在像母材中的添加剂那样要混合的液体间的混合比率的差较大等的情况下，存在到获得充分且均匀的混合为止需要耗费较长时间的问题，特别是在为了增加处理量而增加1次混合过程中的混合量的情况下、或在混合了A液和B液后混合C液等需要进行阶段性的混合的情况下，混合需要的时间更长，这在很多时候成为生产等的时间缩短、成本降低的障碍。
因此，也研究了如下方式，即，对于供第1液体以恒定速度流通的第1管线，自第2管线使用泵、电磁阀使第2液体以规定的速度与第1液体合流，使用蛇形泵、搅拌装置等混合2种液体。
采用该方式，与分批处理方式不同，能够连续地混合液体，因此能够缩短混合工序的所需时间。
但是，在该方式中，由于用分别独立的泵来供给各液体，因此有产生由泵的脉动引发的混合比率的变动的问题，此外还有混合比率会受泵、电磁阀的动作精度的影响的问题。另外，为了混合大量的液体，必然需要进行高速流动下的处理，因此泵的脉动、测量控制的时间滞后(time lag)进一步增加，混合比率的准确性变得更低。
此外，在必须阶段性地进行混合的情况下，测量控制的时间滞后等累计，因此更难确保混合比率的准确性。
专利文献1：日本特开平7-047257
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够以准确的比率混合2种以上的液体的液体混合装置。
本发明的另一目的在于，提供一种不采用分批处理方式、能够以准确的比率连续混合2种以上的液体的液体混合装置。
本发明的另一目的在于，提供一种适于生成W/O型乳液、特别是W/O型乳液燃料的液体混合装置。
用于解决问题的方案
本发明解决了上述问题，液体混合装置包括：
第1供给系统，其用于供给第1液体；
第2供给系统，其用于供给第2液体；以及
混合液系统，其用于接收自上述第1供给系统供给的上述第1液体和自上述第2供给系统供给的上述第2液体，该液体混合装置的特征在于，
上述第1供给系统经由第1流路截面面积的第1流量调整部与上述混合液系统相连；
上述第2供给系统经由第2流路截面面积的第2流量调整部与上述混合液系统相连；
通过使上述混合液系统为负压，使与上述第1流路截面面积相对应的量的上述第1液体和与上述第2流路截面面积相对应的量的上述第2液体流入上述混合液系统(技术方案1)。
采用本发明，通过使混合液系统为负压，使第1液体经由具有第1流路截面面积的第1流量调整部以与第1流路截面面积相对应的流量流入混合液系统，使第2液体经由具有第2流路截面面积的第2流量调整部以与第2流路截面面积相对应的流量流入混合液系统，因此能够不受泵的脉动等的影响地以准确的混合比率混合第1液体和第2液体。
本发明中的“液体”是指具有液态性质的物质，本发明的“液体”包括使固态成分溶解后得到的溶液、使固态成分分散后得到的悬浊液、乳浊液、乳液等。
本发明中的“流路截面面积”是指以与流路内的液体的流动方向垂直的平面剖切流路时得到的面积。
优选在本发明中，液体混合装置还包括：压力调整部件，其用于使上述混合液系统的压力在负压与正压之间周期性地变换；以及第1搅拌部件，其用于搅拌自上述混合液系统流入的上述第1液体和第2液体，通过使上述混合液系统为正压，使规定量的上述第1液体和第2液体自上述混合液系统流入上述第1搅拌部件(技术方案2)。
本发明在每隔规定的周期使规定量的第1液体和第2液体流入第1搅拌部件而使它们接受搅拌。因而，通过将在每个各周期内流入第1搅拌部件的第1液体量和第2液体量设定为在一定程度上较小的容积，能够提高利用第1搅拌部件的搅拌而进行的混合的均匀性。
优选在本发明中，液体混合装置还具有第2搅拌部件，该第2搅拌部件用于对自第3供给系统流入的第3液体和自第4供给系统流入的第4液体进行搅拌，上述第3供给系统经由第3流路截面面积的第3流量调整部与上述第2搅拌部件相连，上述第4供给系统经由第4流路截面面积的第4流量调整部与上述第2搅拌部件相连，在上述混合液系统成为负压时，将上述混合液系统的压力传递到上述第2搅拌部件，从而使与上述第3流路截面面积相对应的上述第3液体和与上述第4流路截面面积相对应的上述第4液体流入上述第2搅拌部件，被上述第2搅拌部件搅拌了的上述第3液体与第4液体的混合液作为上述第1液体被供给到上述第1供给系统中(技术方案3)。
在本发明中，能够以一个行程进行2个阶段的混合、即第3液体与第4液体的混合、和利用该混合获得的混合液(第1液体)与第2液体的混合。
此外，第3液体经由具有第3流路截面面积的第3流量调整部以与第3流路截面面积相对应的流量流入第2搅拌部件，第4液体经由具有第4流路截面面积的第4流量调整部以与第4流路截面面积相对应的流量流入第2搅拌部件，因此能够在第2搅拌部件中以准确的混合比率混合第3液体和第4液体。
因而，采用本发明，能够实现能利用一个工序以准确的混合比率连续混合3种液体(第2液体～第4液体)的液体混合装置。
优选在本发明中，上述第1搅拌部件和/或第2搅拌部件包括：流入口；多条分支流路，来自上述流入口的液体分支而流入到该分支流路中；1条或多条合并流路，来自上述多条分支流路的液体汇合而流入到该合并流路中，此外，自上述流入口流入的液体在通过上述分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、和/或与上述分支流路、合并流路的流路壁碰撞时被搅拌(技术方案4)。
在本发明中，利用液体在多条分支流路中形成分支、多条分支流路的液体在合并流路中汇合、或与分支流路、合并流路的流路壁碰撞等时产生的搅拌作用，能够不会产生结块、不均匀等地以高均匀性混合液体。
优选在本发明中，能够使上述第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中的液体的通过方向变成反向(技术方案5)。
在本发明中，当在第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中发生了堵塞的情况下，通过使第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中的液体的通过方向变成反向，能够消除该堵塞。
或者，也可以使本发明的液体混合装置以下述方式进行动作，即，每次经过恒定的时间间隔或经过非恒定的时间间隔时使第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中的液体的通过方向变成反向的方式，在该情况下，能够防止或抑制第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中的堵塞。
另外，本说明书公开了下述(1)和(2)的发明作为技术方案5的相关发明。
(1)一种搅拌装置或微细化装置，该搅拌装置通过使液体以规定的压力和/或流速通过具有规定的流路截面面积的流路，来搅拌上述液体，该微细化装置通过使液体以规定的压力和/或流速通过具有规定的流路截面面积的流路，将分散在上述液体中的固体粒子微细化，该搅拌装置或微细化装置的特征在于，
该搅拌装置或微细化装置具有使上述流路中的上述液体的通过方向变成反向的部件。
(2)一种搅拌装置或微细化装置，该搅拌装置或微细化装置包括第1合并流路、与上述合并流路相连的多条分支流路、和与上述分支流路相连的第2合并流路，该搅拌装置通过使液体通过上述第1合并流路、上述多条分支流路和上述第2合并流路，来搅拌上述液体，该微细化装置通过使液体通过上述第1合并流路、上述多条分支流路和上述第2合并流路，将分散在上述液体中的固体粒子微细化，其特征在于，
该搅拌装置或微细化装置还具有使装置内的上述液体的通过方向变成反向的部件。
采用上述(1)或(2)的发明，能够提供如下这样的搅拌装置或微细化装置，该搅拌装置或微细化装置当在装置(流路)内发生了堵塞的情况下，能够通过使装置内的液体的通过方向变成反向，来消除该堵塞，或者能够提供如下这样的搅拌装置或微细化装置，该搅拌装置或微细化装置能够在每次经过恒定的时间间隔或经过非恒定的时间间隔时使装置内的液体的通过方向变成反向地进行动作，从而防止或抑制在装置内发生堵塞。
优选在本发明中，上述第1流路截面面积和/或第2流路截面面积能够调整(技术方案6)。
在本发明中，由于能够调整第1流路截面面积和/或第2流路截面面积，因此能够容易且任意地调整第1液体与第2液体的混合比率。
优选在本发明中，上述第1供给系统经由能够进行开闭操作的第1开闭阀与上述混合液系统相连，上述第2供给系统经由能够进行开闭操作的第2开闭阀与上述混合液系统相连，上述第1开闭阀和第2开闭阀依据上述混合液系统的压力同步进行开闭动作(技术方案7)。
在本发明中，在将混合液系统形成为能供来自第1流量调整部的第1液体和来自第2流量调整部的第2液体稳定地流入其中的程度的负压时，能够进行控制而使第1、第2开闭阀打开，由此能够进一步提高第1液体与第2液体的混合比率的准确性。
优选在本发明中，上述第1供给系统利用多条路径与上述混合液系统相连，上述多条路径中的至少1条路径经由能够调整流路截面面积的上述流量调整部而与上述混合液系统相连，上述多条路径中的其他路径经由能够独立进行开闭操作的开闭阀而与上述混合液系统相连(技术方案8)。
在本发明中，能够通过将设置有开闭阀的路径中的任意开闭阀打开或关闭，决定向混合液系统流入的第1液体的大概的流入量，并能够通过在能够调整流路截面面积的路径中调整流路截面面积，微调整该第1液体的流入量。因而，能够提高第1液体的流入量的设定的容易性、或第1液体与第2液体的混合比率的设定的容易性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的液体混合装置的说明图。
图2是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图3是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图4是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图5是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图6是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图7是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图8是本发明的另一实施方式的液体混合装置的说明图。
图9是表示本发明所用的例示的搅拌装置的结构的说明图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的液体混合装置1的结构的说明图。
如图1所示，液体混合装置1由用于贮存第1液体的第1容器10、用于贮存第2液体的第2容器20、送液泵50、和用于贮存在送液泵50中进行混合了的第1液体和第2液体所形成的混合液的混合液容器40构成。
第1容器10经由配管11和耦合器12与送液泵50的第1流入部13相连接，第2容器20经由配管21和耦合器22与送液泵50的第2流入部23相连接。
第1流入部13包括具有规定的流路截面面积S1的流量调整部14、和安装有单向阀16的第1流入口15，来自配管11的第1液体经由流量调整部14和第1流入口15被导入到泵室51中。
第2流入部23包括具有规定的流路截面面积S2的流量调整部24、和安装有单向阀26的第2流入口25，第2容器20中的第2液体经由流量调整部24和第2流入口25被导入到泵室51中。
送液泵50包括具有规定容量的泵室51、和在未图示的驱动源的作用下在泵室51内被往返驱动的柱塞(或活塞)52，泵室51除了上述第1流入部13和第2流入部23以外，还具有流出部43。另外，本实施方式中的“柱塞”一词是指：通过在泵室51内往返运动而使泵室51内的压力或容积反复增大、减小的机构。
流出部43包括安装有单向阀46的流出口45、和用于连接配管41的耦合器42，混合液容器40与配管41的前端相连接。
在上述液体混合装置1中，第1容器10和配管11等构成本发明的第1供给系统，第2容器20和配管21等构成本发明的第2供给系统，泵室51等构成本发明的混合液系统。
并且，在柱塞52从泵室51中的右端位置向左端位置沿图1的(A)的箭头方向移动的期间(吸入行程)内，泵室51为负压，单向阀46关闭，单向阀16、26打开。由此，来自第1供给系统的与流路截面面积S1相对应的流量的第1液体和来自第2供给系统的与流路截面面积S2相对应的流量的第2液体能够流入混合液系统。
另一方面，在柱塞52从泵室51中的左端位置向右端位置沿图1的(B)的箭头方向移动的期间(排出行程)内，泵室51为正压，单向阀16、26关闭，单向阀46打开。由此，流入到泵室51内的第1液体与第2液体的混合液从流出口45经由耦合器42和配管41被导入到混合液容器40中。
在上述液体混合装置1中，流向泵室51的第1液体和第2液体的流量比是与流量调整部14、24的流路截面面积S1、S2相对应的比率。因此，能够不受泵的脉动等的影响地，以准确的混合比率混合第1液体和第2液体。
另外，流向泵室51的第1液体和第2液体的流量也依赖于第1液体和第2液体的性状、配管11、12的配管内阻力、压力等，因此泵室51内的第1液体与第2液体的混合比率未必与流路截面面积S1、S2的比率一致，但是能够容易地通过实验等来决定能达到必要的混合比率的流路截面面积S1、S2。
液体混合装置1可以具有用于恒定地保持第1供给系统和第2供给系统内的压力的部件(例如液位传感器10a、20a和供给管10b、20b)，或者为了防止第1液体、第2液体和/或它们的混合液的性状(粘度等)发生变化，可以具有用于恒定地保持第1供给系统、第2供给系统和/或混合液系统的温度的部件(例如恒温槽、加热器和冷却器等)，由此能够防止第1液体与第2液体的混合比率的时效变化。
液体混合装置1也可以加设用于对送液泵50进行水平调整的水平仪、用于监视第1液体、第2液体的流量、混合比率和/或混合液的流量的流量计11a、21a、41a等。
图2是表示本发明的另一实施方式的液体混合装置2的结构的说明图。另外，在图2中省略表示容器10、20、40。
液体混合装置2的结构与液体混合装置1的不同之处在于，具有能够调整流路截面面积的阀14a、24a来代替液体混合装置1中的流量调整部14、24。
在液体混合装置2中，不仅能够达到与液体混合装置1相同的效果，还具有下述优点，即，通过调整阀14a、24a的开度而能够任意地调整混合液系统中的第1液体与第2液体的混合比率。
另外，作为阀14a、24a，可以使用波纹管阀、针阀、隔膜阀等、能够通过改变流路截面面积来连续地或分级地调整在泵室51成为负压时的流量的任意的阀。
在液体混合装置2中，当使第1液体、第2液体的种类、温度、粘度、第1供给系统和第2供给系统内的压力等恒定时，能够通过实验来求出第1液体与第2液体的混合比率和/或所产生的混合液的产生量(配管41的流量)、与阀14a、24a的开度之间的关系。
因而，也可以形成为如下结构，即，利用控制装置C1能控制阀14a、24a的开度，并且将上述求得的关系记录在控制装置C1中，从而控制装置C1能够根据被输入到控制装置C1中的第1液体与第2液体的混合比率和/或产生量，自动调整阀14a、24a的开度。
此外，也可以形成为如下结构，即，在预先求出各种条件(第1液体、第2液体的种类、温度、粘度、第1供给系统和第2供给系统内的压力等)下的、第1液体与第2液体的混合比率和/或产生量与阀14a、24a的开度之间的关系并将该关系记录在控制装置C1中时，即使在上述条件发生了改变的情况下，控制装置C1也能根据上述条件和要产生的混合液中的第1液体与第2液体的混合比率和/或产生量，自动调整阀14a、24a的开度。
图3是表示本发明的另一实施方式的液体混合装置3的结构的说明图。
液体混合装置3的结构与液体混合装置1的不同之处在于，在图1的液体混合装置1中的流量调整部14、24与单向阀16、26之间增设有利用控制装置C2进行开闭操作的电磁阀17、27。
在液体混合装置3中，利用未图示的传感器等检测泵室51内的压力、柱塞的位移、负荷等，控制装置C2根据检测结果能够以如下方式进行控制，即，在泵室51内的压力达到恒定值以上时，控制装置C2同步地关闭电磁阀17、27，在泵室51内的压力达到恒定值以下时，控制装置C2同步地打开电磁阀17、27。
因而，在液体混合装置3中，能够仅在泵室51内的负压处于规定范围的期间内使第1液体、第2液体流向泵室内，不仅能够达到与液体混合装置1相同的效果，还能达到能够更加精密地调整第1液体与第2液体的混合比率的这一追加效果。
另外，在液体混合装置3中，也可以将流量调整部14、24替换成液体混合装置2中的阀14a、24a，或者还可以使控制装置C1根据所需要的混合液的混合比率和/或产生量等，自动调整该阀14a、24a的开度。
图4是用图1～图3中的A-A剖视来表示本发明的另一实施方式的液体混合装置4的说明图。
液体混合装置4与液体混合装置1～3的不同之处在于，分别具有多个(在图示的例子中共4个)第1流入口15a～15d和第2流入口25a～25d，各第1流入口15a～15d经由具有与液体混合装置1～3相同的单向阀16、耦合器12和配管11等的配管系统而与第1容器10相连接，各第2流入口25a～25d经由具有与液体混合装置1～3相同的单向阀26、耦合器22和配管21等的配管系统而与第2容器20相连接。另外，在图4中省略表示安装在第1流入口15a～15d和第2流入口25a～25d处的单向阀16、26。
优选在液体混合装置4中，在至少1个的第1流入口15a的配管系统中设置能够调整流路截面面积的阀14a，并且在其他第1流入口15b～15d的全部或一部分的配管系统中，设置能用手动、电子控制等的方式独立进行开闭操作的电磁阀17。同样，优选在至少1个的第2流入口25a的配管系统中设置能够调整流路截面面积的阀24a，并且在其他第2流入口25b～25d的全部或一部分的配管系统中，设置能用手动、电子控制等的方式独立进行开闭操作的电磁阀27。
采用上述结构，通过操作第1流入口15b～15d的电磁阀17和第2流入口25b～25d的电磁阀27的打开/关闭，能够大概地设定流向泵室51的第1液体和第2液体的流入量，利用第1流入口15a的阀14a和第2流入口25a的阀24a微调整流入量，因此能够使第1液体与第2液体的混合比率的设定作业容易化。
例如，在第1流入口15b～15d的流量调整部14的流路截面面积全是S1、第2流入口25b～25d的流量调整部24的流路截面面积全是S2时，通过打开2个第1流入口15b、15c的电磁阀17和3个第2流入口15b～15d的电磁阀27，能够将第1液体与第2液体的混合比率设定为“2×S1∶3×S2”，可以依据需要利用第1流入口15a的阀14a和第2流入口25a的阀24a对该混合比率进行微调整。
另外，在液体混合装置4中，也可以形成为如下结构，即，控制装置C1能够自动调整阀14a、24a的开度，并且预先求出在各种条件(第1液体和第2液体的种类、温度、粘度、第1供给系统和第2供给系统内的压力等)下的、第1液体和第2液体的混合比率和/或产生量与各第1流入口15b～15d、第2流入口25b～25d的开闭及阀14a、24a的开度之间的关系，则控制装置C1、C2能够根据各种条件和期望的混合比率和/或产生量，自动控制阀14a、24a的开度和电磁阀17、27的开闭。
另外，在图1～图4中，表示的是在液体混合装置1～4上连接用于供给2种液体(第1液体和第2液体)的2个供给系统(第1供给系统和第2供给系统)的情况，但也可以让用于将另外1种或多种的液体供给到混合液系统中的1个或多个追加的供给系统与液体混合装置1～4中的混合液系统相连接。在该情况下，追加的供给系统的结构可以与关于液体混合装置1～4进行了说明的第1供给系统、第2供给系统的结构相同。
图5是表示本发明的另一实施方式的液体混合装置5的结构的说明图。
如图5的(A)所示，液体混合装置5与液体混合装置1～4的不同之处在于，用于将第1液体供给到送液泵50中的第1供给系统包括：第3容器70，其用于贮存第3液体；第4容器80，其用于贮存第4液体；搅拌装置60，其用于对自第3容器70经由配管71供给来的第3液体和自第4容器80经由配管81供给来的第4液体进行搅拌；配管11，其将在搅拌装置60中的搅拌的作用下被均匀地混合了的第3液体与第4液体的混合液作为第1液体导入到送液泵50的第1流入部13中。另外，在图5中省略表示比流入部13及流出部43靠前方的部分(配管21、41、第2容器20和混合液容器40等)。
图5的(B)表示上述搅拌装置60的结构的剖视图。
如图5所示，配管71经由耦合器72与具有规定的流路截面面积S3的流量调整部的第3流入部61相连接，配管81经由耦合器82与具有规定的流路截面面积S4的流量调整部的第4流入部62相连接。
第3流入部61和第4流入部62与共用的流入口63相连接，该流入口63在第1分支部64处分开成多条分支流路，这些分支流路在第1合并部65处合流成2条合并流路，该2条合并流路在第2分支部66处再次分支成多条分支流路。
这些分支流路在第2合并部67处合流成1条合并流路，在第3分支部68处又分开成多条分支流路，最后当这些分支流路在第3合并部69处合流成1条合并流路后，利用耦合器18与配管11相连接。
在上述液体混合装置5中，第3容器70和配管71等构成本发明的第3供给系统，第4容器80和配管81等构成本发明的第4供给系统。
在上述液体混合装置5中，通过当使柱塞52沿图1的(A)的箭头方向移动而使泵室51成为负压时，单向阀16打开，借助配管11使搅拌装置60的内部成为负压，由此能够将来自第3供给系统的与流路截面面积S3相对应的流量的第3液体经由第3流入部61导入到流入口63中，将来自第4供给系统的与流路截面面积S4相对应的流量的第4液体经由第4流入部62导入到流入口63中。
并且，流入到流入口63中的第3液体和第4液体在经过第1～第3分支部64、66、68和第1～第3合并部65、67、69的期间内，在通过分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、与分支流路、合并流路的流路壁碰撞等时受到搅拌，由此第3液体和第4液体在被高度均匀地混合了的状态下被导入到配管11中。
配管11中的第3液体与第4液体的混合液被泵室51的负压抽吸而经由第1流入部13流入到泵室51中，与在同样的抽吸的作用下自配管21和第2流入部23流入的第2液体进一步混合，在柱塞52沿图1的(B)的箭头方向移动时，成为第2液体～第4液体的混合液而自流出部43被供给到配管41中。
在上述液体混合装置5中，能够利用1个行程进行2阶段的混合、即第3液体与第4液体的混合、以及利用该混合获得的混合液(第1液体)与第2液体的混合。
另外，由于利用流入口分支成多条分支流路、该多条分支流路合流成1条或多条合并流路的结构的搅拌装置60来搅拌第3液体和第4液体，因此能够不会使第3液体和第4液体产生结块、不均匀等地，高度均匀地混合第3液体和第4液体。
因此，例如即使在第3液体和第4液体的相溶性较低的情况下、在第3液体与第4液体的混合比率存在较大的不同(流路截面面积S3、S4存在较大的不同)的情况下，也能使第3液体和第4液体在均匀地混合了的状态下流入到混合液系统中，从而能够使自流出部43供给的第2液体～第4液体的混合液的混合状态更加良好。
优选搅拌装置60的整体或至少流路壁的表面由超硬合金(Cemented Carbide)等高硬度的金属、陶瓷等形成，以减小由第3液体和第4液体的流通阻力产生的磨损等。
另外，在上述例子中，说明了搅拌装置60具有与液体混合装置1中的第1流入部13相同的结构的第3流入部61、和与第2流入部23相同的结构的第4流入部62的情况，但搅拌装置60的第3流入部61也可以与液体混合装置2～4中的第1流入部13的结构相同，第4流入部62也可以与液体混合装置2～4中的第2流入部23的结构相同。
另外，在上述例子中，以在搅拌装置60中混合2种液体(第3液体和第4液体)的情况为例进行了说明，但也可以在搅拌装置60中增设与第3流入部61、第4流入部62相同的流入部，自追加设置的供给系统供给其他种类的液体，从而能够在搅拌装置60中混合3种以上的液体。
另外，在上述例子中，说明了仅在第1供给系统中使用搅拌装置60混合2种液体(第3液体和第4液体)的情况，但也可以在第2供给系统、或图1～图4中与上述混合液系统相连接的追加的供给系统中使用搅拌装置60，也可以在这些供给系统中混合2种以上的液体。
液体混合装置5可以具有用于恒定地保持第3供给系统和第4供给系统内的压力的部件(例如液位传感器、供给管)，或者为了防止第3液体、第4液体和/或它们的混合液的性状(粘度等)发生改变，具有用于恒定地保持第3供给系统和第4供给系统的温度的部件(例如恒温槽、加热器和冷却器等)，由此能够防止第3液体与第4液体的混合比率的时效变化。
图6是表示本发明的另一实施方式的液体混合装置6的结构的说明图。
如图6的(A)所示，液体混合装置6与液体混合装置1～5的不同之处在于，在流出部43与混合液容器40之间具有用于对自泵室51供给的第1液体和第2液体进行搅拌的搅拌装置90。另外，在图6中省略表示比流入部13、23靠前方的部分(配管11、21、第2容器20、混合液容器40和搅拌装置60等)。
图6的(B)是上述搅拌装置90的结构的剖视图。
如图6所示，配管41经由耦合器47与搅拌装置90的流入口91相连接，该流入口91在第1分支部92处分开成多条分支流路，这些分支流路在第1合并部93处合流成2条合并流路，该2条合并流路在第2分支部94处再次分开成多条分支流路。
这些分支流路在第2合并部95处合流成1条合并流路，在第3分支部96处又分开成多条分支流路，最后当这些分支流路在第3合并部97处合流成1条合并流路后，利用耦合器48与配管41相连接。
在上述液体混合装置6中，当使柱塞52沿图1的(B)的箭头方向移动而使泵室51成为正压时，单向阀46打开，泵室51内的第1液体与第2液体的混合液经由流出部43、配管41和耦合器47而流入到搅拌装置90的流入口91中。
并且，流入到流入口91中的上述混合液在经过第1～第3分支部92、94、96和第1～第3合并部93、95、97的期间内，在通过分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、与分支流路、合并流路的流路壁碰撞等时受到搅拌，由此第1液体和第2液体在被高度均匀地混合了的状态下自耦合器48导入到配管41中。
在上述液体混合装置6中，由于利用流入口分支成多条分支流路、该多条分支流路合流成1条或多条合并流路的结构的搅拌装置90来搅拌第1液体和第2液体，因此能够不会使第1液体和第2液体产生结块、不均匀等地，高度均匀地混合第1液体和第2液体。
此外，在液体混合装置6中，每次以送液泵50的容量(柱塞52的行程与泵室51的截面面积的积)利用搅拌装置90搅拌第1液体和第2液体，因此通过将送液泵50的容量设定成适当的比较小的容量，能够进一步提高第1液体与第2液体的混合的完全性。
因此，例如即使在第1液体和第2液体的相溶性较低的情况下、第1液体与第2液体的混合比率存在较大的不同(流路截面面积S1、S2存在较大的不同)的情况下，也能高度均匀地混合第1液体和第2液体。
优选搅拌装置90的整体或至少流路壁的表面由超硬合金等高硬度的金属、陶瓷等形成，以减小由第1液体、第2液体的流通阻力产生的磨损等。
图7是表示能够适用于进行乳液燃料等的产生等的本发明的特别优选的实施方式的液体混合装置7的结构的说明图。
在图示的液体混合装置7中，第3容器70、第4容器80、配管71、81、11和搅拌装置60的结构与液体混合装置5的对应部分相同，混合液容器40、配管41和搅拌装置90的结构与液体混合装置6的对应部分相同。
在上述液体混合装置7中，在搅拌装置60中，能够将第3液体和第4液体以准确的混合比率、不会产生结块和不均匀等地高度均匀地混合，此外，在搅拌装置90中，能够将第2液体、和第3液体与第4液体的混合液以准确的混合比率、不会产生结块和不均匀等地高度均匀地混合。
因而，能够在第1容器70中贮存燃料(轻油等)，在第4容器80中贮存添加剂(乳化剂等)，在搅拌装置60中以相差很多的混合比率(例如以重量比计，燃料为70份，添加剂为1份)混合燃料和添加剂，并且在第2容器20中贮存水，在搅拌装置90中将水与燃料和添加剂的混合液(例如以重量比计燃料-添加剂混合液为71份、水为29份的混合比率)混合，从而能够在1个工序中高效且连续地产生乳液燃料等。
在该情况下，由于搅拌装置60具有上述结构，因此能够不会使混合比率相差很多的燃料和添加剂产生结块等，高度均匀地混合(乳化)该燃料和添加剂，由于搅拌装置90具有上述结构，因此能够使相溶性较低的燃料与水混合(乳化)，产生微细的水粒子在燃料相中均匀地分散而成的良好的乳液燃料等。
另外，燃料、添加剂和水的各成分的混合比率由下述因素决定，即，在使泵室51成为负压时的抽吸的作用下，自规定的流路截面面积(S3、S4、S2)的流入部61、62、23流入到搅拌装置60或泵室51中的各成分的量，因此能够提高各成分的混合比率的准确性，提高所产生的乳液燃料的品质稳定性。
图8是表示本发明的另一实施方式的液体混合装置8的结构的说明图。另外，在图8中省略表示比流入部13、23靠前方的部分。
如图8所示，液体混合装置8与液体混合装置6、7的不同之处在于，搅拌装置90经由三通阀98～100和配管41a～41e与流出部43相连接，该三通阀98～100被控制装置C3控制，而且搅拌装置90经由三通阀99、100和配管41f、41g与混合液容器40相连接。
并且，控制装置C3能够进行第1状态与第2状态的切换控制，在上述第1状态下，三通阀98、99使来自配管41a的液体依次通过配管41b、41c，并且三通阀100使来自配管41d的液体流通到配管41f中，在上述第2状态下，三通阀98、100使来自配管41a的液体依次通过配管41e、41d，并且三通阀99使来自配管41c的液体流通到配管41g中。
在液体混合装置8中，例如当因为在第1状态下的运转中混入异物及其他理由而在搅拌装置90内发生了堵塞的情况下，控制装置C3通过将三通阀98～100切换成第2状态，能够使液体在搅拌装置90内的通过方向变成反向而消除堵塞。
或者，控制装置C3通过在每次经过恒定或非恒定的时间间隔时在第1状态与第2状态之间切换三通阀98～100，能够防止或抑制搅拌装置90发生堵塞，或者能够防止搅拌装置90的流路壁等被不均匀地磨损等的不对称磨损。
因而，在液体混合装置8中，能够使用具有更加细小的流路截面面积的分支流路、合并流路的搅拌装置90，能够进一步提高第1液体与第2液体的混合的均匀程度，或者即使在第1液体和第2液体含有一定程度的尺寸的固体粒子的情况下、在可能混入异物等情况下仍能运转等，能够扩大液体混合装置8的适用范围。
另外，在图5所示的液体混合装置5和图7所示的液体混合装置7中，也能够通过采用与液体混合装置8相同的结构，使搅拌装置60内的液体的通过方向能够变成反向，在该情况下，能够消除、防止搅拌装置60内的堵塞等。
图9是示意地表示液体混合装置5～8中的搅拌装置60、90的变形形态的搅拌装置110的说明图。
如图9所示，搅拌装置110具有流入口111和流出口112，流入口111和流出口112由具有规定的流路截面面积S和流路长度L的流路113连接，通过使流入口111的液体成为正压(+P)，或者通过使流出口112的液体成为负压(-P)，能够使流入口111侧的液体通过流路113而移动到流出口112侧。
在搅拌装置110中，通过适当地设定对流入口111或流出口112施加的压力(+P或-P)的大小、通过流路113的液体的流速、流路113的流路截面面积S和流路长度L等，能够利用液体在通过流路113时产生的空化现象(cavitation)、剪切力等的作用而高效地搅拌、混合液体，能够达到与液体混合装置5～8中的搅拌装置60、90相同的效果。
另外，在图9中，表示流路113为直线状的情况，但也可以使流路113弯曲或折曲，在该情况下，液体的前进方向发生改变、产生向流路内壁的碰撞等，从而能够获得与直线状的情况同等或在其以上的搅拌、混合效果。另外，流路截面面积S、截面形状未必一定要在流路113的整个长度上都是一样的，流路113的截面形状可以是圆形、椭圆形、矩形等任意形状。此外，也可以利用多条流路113连通流入口111和流出口112。
也可以通过以下的方式，将上述搅拌装置60、90、110用作用于使分散在水等液体中的固体粒子微细化(粉碎)的装置，即，
(1)通过用超硬合金等高硬度的金属、陶瓷等形成上述搅拌装置60、90、110的整体或至少流路壁的表面，和/或，
(2)依据要微细化的粒子的尺寸、性状等，适当地设定搅拌装置60、90中的分支流路、合并流路等的流路截面面积、流路长度、分支流路/合并流路的条数、分支或汇合部分等中的流路的曲率、以及为了使液体通过搅拌装置60、90而对液体施加的压力等，或者，
(3)依据要微细化的粒子的尺寸、性状等，适当地设定搅拌装置110中的流路113的流路截面面积S、流路长度L、流路113的条数、流路113的截面形状、以及为了使液体通过流路113而对液体施加的压力(+P或-P)等。
另外，上述装置60、90、110在使装置60、90、110内的液体的通过方向变成反向的情况下，也能达到液体的搅拌效果或分散在液体中的固体粒子的微细化的效果。
并且，在上述那样的用于搅拌液体的装置或用于使固体粒子微细化的装置60、90、110中，能够利用图8中上述的方法、结构或与图8相同的方法、结构，使装置内的液体的通过方向变成反向，由此能够消除或防止装置60、90、110内的堵塞，达到防止发生不对称磨损等的效果。
以上，根据例示的实施方式说明了本发明，但本发明并不被上述实施方式限定，能够在权利要求书所述的范围内进行各种变更、改变。
例如，在上述实施方式中，以将送液泵用作用于对混合液系统减压的部件的情况为例进行了说明，混合液系统可以利用其他任意的方法、部件减压。
另外，在上述实施方式中，说明了第1供给系统～第4供给系统与用于供给第1液体～第4液体的容器10、20、70、80相连接、混合液系统与贮存混合液的容器40相连接的情况，但也可以自前道工序的管线直接将第1液体～第4液体供给到第1～第4供给系统中，也可以将来自混合液系统的混合液直接供给到后续工序的管线中。
除此之外，上述实施方式中的装置结构、各构件的材料、形状、尺寸等只是例子，并不限定本发明。
产业上的可利用性
本发明的液体混合装置除了能够应用在通过混合燃料、添加剂和水而产生乳液燃料的作业中以外，还能广泛应用在各种工业领域中需要的2种以上的液体的混合作业中。
上述实施方式所示的装置60、90、110除了能够用作用于在液体混合装置中混合(乳化)2种以上的液体的装置以外，还能用作用于使分散在液体中的固体粒子微细化的微细化装置、粉碎装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种液体混合装置，其包括：
第1供给系统，其用于供给第1液体；
第2供给系统，其用于供给第2液体；以及
混合液系统，其用于接收自上述第1供给系统供给的上述第1液体和自上述第2供给系统供给的上述第2液体，
该液体混合装置的特征在于，
上述第1供给系统经由第1流路截面面积的第1流量调整部与上述混合液系统相连；
上述第2供给系统经由第2流路截面面积的第2流量调整部与上述混合液系统相连；
在通过使上述混合液系统为负压而产生的来自上述混合液系统的抽吸的作用下，使与上述第1流路截面面积相对应的量的上述第1液体和与上述第2流路截面面积相对应的量的上述第2液体流入到上述混合液系统中。
2.根据权利要求1所述的液体混合装置，其特征在于，
该液体混合装置还包括：
压力调整部件，其用于使上述混合液系统的压力在负压与正压之间周期性地变换；以及
第1搅拌部件，其用于搅拌自上述混合液系统流入的上述第1液体和第2液体，
通过使上述混合液系统为正压，使规定量的上述第1液体和规定量的上述第2液体自上述混合液系统流入到上述第1搅拌部件中。
3.(修改后)根据权利要求2所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1搅拌部件包括：
流入口；
多条分支流路，来自上述流入口的液体分支而流入到该分支流路中；以及
1条或多条合并流路，来自上述多条分支流路的液体汇合而流入到该合并流路中，
自上述流入口流入的液体在通过上述分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、和/或与上述分支流路、合并流路的流路壁碰撞时被搅拌。
4.(修改后)根据权利要求2或3所述的液体混合装置，其特征在于，
能够使上述第1搅拌部件中的液体的通过方向变成反向。
5.(修改后)根据权利要求1～4中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
该液体混合装置还包括第2搅拌部件，该第2搅拌部件用于搅拌自第3供给系统流入的第3液体和自第4供给系统流入的第4液体；
上述第3供给系统经由第3流路截面面积的第3流量调整部与上述第2搅拌部件相连；
上述第4供给系统经由第4流路截面面积的第4流量调整部与上述第2搅拌部件相连；
当上述混合液系统为负压时，通过将上述混合液系统的压力传递到上述第2搅拌部件，使与上述第3流路截面面积相对应的上述第3液体和与上述第4流路截面面积相对应的上述第4液体流入上述第2搅拌部件；
被上述第2搅拌部件搅拌了的上述第3液体和第4液体的混合液作为上述第1液体被供给到上述第1供给系统中。
6.(修改后)根据权利要求5所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第2搅拌部件包括：
流入口；
多条分支流路，来自上述流入口的液体分支而流入到该分支流路中；以及
1条或多条合并流路，来自上述多条分支流路的液体汇合而流入到该合并流路中，
自上述流入口流入的液体在通过上述分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、和/或与上述分支流路、合并流路的流路壁碰撞时被搅拌。
7.(修改后)根据权利要求5或6所述的液体混合装置，其特征在于，
能够使上述第2搅拌部件中的液体的通过方向变成反向。
8.(修改后)根据权利要求1～7中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1流路截面面积和/或第2流路截面面积能够调整。
9.(追加)根据权利要求1～8中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1供给系统经由能够进行开闭操作的第1开闭阀与上述混合液系统相连；
上述第2供给系统经由能够进行开闭操作的第2开闭阀与上述混合液系统相连；
上述第1开闭阀和第2开闭阀依据上述混合液系统的压力同步进行开闭动作。
10.(追加)根据权利要求1～9中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1供给系统利用多条路径与上述混合液系统相连；
上述多条路径中的至少1条路径经由能够调整流路截面面积的上述流量调整部而与上述混合液系统相连；
上述多条路径中的其他路径经由能够独立进行开闭操作的开闭阀而与上述混合液系统相连。

Claims (8)

1.一种液体混合装置，其包括：
第1供给系统，其用于供给第1液体；
第2供给系统，其用于供给第2液体；以及
混合液系统，其用于接收自上述第1供给系统供给的上述第1液体和自上述第2供给系统供给的上述第2液体，
该液体混合装置的特征在于，
上述第1供给系统经由第1流路截面面积的第1流量调整部与上述混合液系统相连；
上述第2供给系统经由第2流路截面面积的第2流量调整部与上述混合液系统相连；
通过使上述混合液系统为负压，使与上述第1流路截面面积相对应的量的上述第1液体和与上述第2流路截面面积相对应的量的上述第2液体流入到上述混合液系统中。
2.根据权利要求1所述的液体混合装置，其特征在于，
该液体混合装置还包括：
压力调整部件，其用于使上述混合液系统的压力在负压与正压之间周期性地变换；以及
第1搅拌部件，其用于搅拌自上述混合液系统流入的上述第1液体和第2液体，
通过使上述混合液系统为正压，使规定量的上述第1液体和规定量的上述第2液体自上述混合液系统流入到上述第1搅拌部件中。
3.根据权利要求1或2所述的液体混合装置，其特征在于，
该液体混合装置还包括第2搅拌部件，该第2搅拌部件用于搅拌自第3供给系统流入的第3液体和自第4供给系统流入的第4液体；
上述第3供给系统经由第3流路截面面积的第3流量调整部与上述第2搅拌部件相连；
上述第4供给系统经由第4流路截面面积的第4流量调整部与上述第2搅拌部件相连；
当上述混合液系统为负压时，通过将上述混合液系统的压力传递到上述第2搅拌部件，使与上述第3流路截面面积相对应的上述第3液体和与上述第4流路截面面积相对应的上述第4液体流入上述第2搅拌部件；
被上述第2搅拌部件搅拌了的上述第3液体和第4液体的混合液作为上述第1液体被供给到上述第1供给系统中。
4.根据权利要求2或3所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1搅拌部件和/或第2搅拌部件包括：
流入口；
多条分支流路，来自上述流入口的液体分支而流入到该分支流路中；以及
1条或多条合并流路，来自上述多条分支流路的液体汇合而流入到该合并流路中，
自上述流入口流入的液体在通过上述分支流路和合并通路时、分支到上述分支流路时、向上述合并流路汇合时、和/或与上述分支流路、合并流路的流路壁碰撞时被搅拌。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
能够使上述第1搅拌部件和/或第2搅拌部件中的液体的通过方向变成反向。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1流路截面面积和/或第2流路截面面积能够调整。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1供给系统经由能够进行开闭操作的第1开闭阀与上述混合液系统相连；
上述第2供给系统经由能够进行开闭操作的第2开闭阀与上述混合液系统相连；
上述第1开闭阀和第2开闭阀依据上述混合液系统的压力同步进行开闭动作。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的液体混合装置，其特征在于，
上述第1供给系统利用多条路径与上述混合液系统相连；
上述多条路径中的至少1条路径经由能够调整流路截面面积的上述流量调整部而与上述混合液系统相连；
上述多条路径中的其他路径经由能够独立进行开闭操作的开闭阀而与上述混合液系统相连。
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