JP2000254466A - 混合攪拌装置 - Google Patents
混合攪拌装置Info
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- JP2000254466A JP2000254466A JP11062036A JP6203699A JP2000254466A JP 2000254466 A JP2000254466 A JP 2000254466A JP 11062036 A JP11062036 A JP 11062036A JP 6203699 A JP6203699 A JP 6203699A JP 2000254466 A JP2000254466 A JP 2000254466A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】材料特性等の変更に容易に対応可能であり、し
かも、洗浄に際して洗浄液が不要である等の利点がある
混合攪拌装置を提供する。 【解決手段】第1液を導入する第1液導入口16と、第
2液を導入する第2液導入口19と、圧縮空気を導入す
る圧縮空気導入口11と、この圧縮空気導入口11から
導入した圧縮空気を流入させたのち滴状化して流出する
霧化オリフィス3と、第1液導入口16から導入した第
1液および第2液導入口19から導入した第2液を霧化
オリフィス3から流出した滴状化気液混合流体に流入さ
せる流路13と、霧化オリフィス3からの滴状化気液混
合流体に上記流路13からの第1液および第2液を混合
させた2液混合滴状化流体を吐出するノズル2を備え、
このノズル2の内径を流路13の内径と同径もしくはそ
れより大径にしている。
かも、洗浄に際して洗浄液が不要である等の利点がある
混合攪拌装置を提供する。 【解決手段】第1液を導入する第1液導入口16と、第
2液を導入する第2液導入口19と、圧縮空気を導入す
る圧縮空気導入口11と、この圧縮空気導入口11から
導入した圧縮空気を流入させたのち滴状化して流出する
霧化オリフィス3と、第1液導入口16から導入した第
1液および第2液導入口19から導入した第2液を霧化
オリフィス3から流出した滴状化気液混合流体に流入さ
せる流路13と、霧化オリフィス3からの滴状化気液混
合流体に上記流路13からの第1液および第2液を混合
させた2液混合滴状化流体を吐出するノズル2を備え、
このノズル2の内径を流路13の内径と同径もしくはそ
れより大径にしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合攪拌装置に関
するものである。
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、トンネル工事(例えば、NA
TM,TBM,シールドマシンによるトンネル工事)等
では、地山安定化,岩盤固結,空洞充填等のための各種
工法の使用材料として、セメント系モルタル,エアモル
タル,水ガラス系材料,ウレタン等が用いられている。
そして、モルタル等を使用する場合には、その混合攪拌
を機械攪拌式ミキサーにより行い、これで練ったものを
ポンプで注入している。また、水ガラス系材料,ウレタ
ン等を使用する場合には、その混合攪拌を静止ミキサー
により行い、エアー吹き込み等と組み合わせて実施して
いる。通常、機械攪拌式ミキサーは流動性の乏しい高粘
度材料の場合や、作業性より混合性能の確保を重視する
場合に採用されており、現場施工への適用を重視する場
合には、サイズ,重量面から可搬性,操作性に優れる静
止ミキサーが有利であり、多く使用されている。
TM,TBM,シールドマシンによるトンネル工事)等
では、地山安定化,岩盤固結,空洞充填等のための各種
工法の使用材料として、セメント系モルタル,エアモル
タル,水ガラス系材料,ウレタン等が用いられている。
そして、モルタル等を使用する場合には、その混合攪拌
を機械攪拌式ミキサーにより行い、これで練ったものを
ポンプで注入している。また、水ガラス系材料,ウレタ
ン等を使用する場合には、その混合攪拌を静止ミキサー
により行い、エアー吹き込み等と組み合わせて実施して
いる。通常、機械攪拌式ミキサーは流動性の乏しい高粘
度材料の場合や、作業性より混合性能の確保を重視する
場合に採用されており、現場施工への適用を重視する場
合には、サイズ,重量面から可搬性,操作性に優れる静
止ミキサーが有利であり、多く使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静止ミ
キサーの場合には、その形状が固定されており、形式ユ
ニットごとの混合性能の条件範囲が狭い。このため、気
温変化や流体粘度変化の影響を受けやすいこと、流量
(流速)を増減する以外に混合度の調節機能がないこと
等の制約がある。そして、これらの制約が実用上の弱点
となっており、品質管理(保証)面での不安に繋がって
いる。また、材料特性(混合比率,粘度)、材料等の変
更をする際に、多くの候補機種の中から型式選定、すな
わち最適条件検討をその都度実施しなければならず、煩
雑なうえに、時間を要する。しかも、静止ミキサーの場
合には、繰り返して使用する際に、洗浄に関して厄介な
問題がある。すなわち、静止ミキサーは、ユニット構造
でありながら相当量の洗浄液を必要とし、廃液処理も不
可欠である。特に、反応・硬化タイプの薬液混合に使用
する場合には、配管のみならずミキサー部自体を守るた
めに洗浄力の高い溶剤系を使用し、手早く実施しなけれ
ばならないという時間的制約まで加わる。また、洗浄回
路まで含めると、全体のシステムは益々大掛かりとな
る。
キサーの場合には、その形状が固定されており、形式ユ
ニットごとの混合性能の条件範囲が狭い。このため、気
温変化や流体粘度変化の影響を受けやすいこと、流量
(流速)を増減する以外に混合度の調節機能がないこと
等の制約がある。そして、これらの制約が実用上の弱点
となっており、品質管理(保証)面での不安に繋がって
いる。また、材料特性(混合比率,粘度)、材料等の変
更をする際に、多くの候補機種の中から型式選定、すな
わち最適条件検討をその都度実施しなければならず、煩
雑なうえに、時間を要する。しかも、静止ミキサーの場
合には、繰り返して使用する際に、洗浄に関して厄介な
問題がある。すなわち、静止ミキサーは、ユニット構造
でありながら相当量の洗浄液を必要とし、廃液処理も不
可欠である。特に、反応・硬化タイプの薬液混合に使用
する場合には、配管のみならずミキサー部自体を守るた
めに洗浄力の高い溶剤系を使用し、手早く実施しなけれ
ばならないという時間的制約まで加わる。また、洗浄回
路まで含めると、全体のシステムは益々大掛かりとな
る。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、材料特性等の変更に容易に対応可能であり、し
かも、洗浄に際して洗浄液が不要である等の利点がある
混合攪拌装置の提供をその目的とする。
もので、材料特性等の変更に容易に対応可能であり、し
かも、洗浄に際して洗浄液が不要である等の利点がある
混合攪拌装置の提供をその目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の混合攪拌装置は、第1液を導入する第1液
導入口と、第2液を導入する第2液導入口と、圧縮性流
体を導入する圧縮性流体導入口と、上記圧縮性流体導入
口から導入した圧縮性流体を流入させたのち滴状化して
流出するオリフィスと、上記第1液導入口から導入した
第1液および上記第2液導入口から導入した第2液を上
記オリフィスから流出した滴状化気液混合流体に流入さ
せる流入路と、上記オリフィスからの滴状化気液混合流
体に上記流入路からの第1液および第2液を混合させた
2液混合滴状化流体を吐出する吐出具を備え、上記吐出
具の内径を流入路の内径と同径もしくはそれより大径に
したという構成をとる。
め、本発明の混合攪拌装置は、第1液を導入する第1液
導入口と、第2液を導入する第2液導入口と、圧縮性流
体を導入する圧縮性流体導入口と、上記圧縮性流体導入
口から導入した圧縮性流体を流入させたのち滴状化して
流出するオリフィスと、上記第1液導入口から導入した
第1液および上記第2液導入口から導入した第2液を上
記オリフィスから流出した滴状化気液混合流体に流入さ
せる流入路と、上記オリフィスからの滴状化気液混合流
体に上記流入路からの第1液および第2液を混合させた
2液混合滴状化流体を吐出する吐出具を備え、上記吐出
具の内径を流入路の内径と同径もしくはそれより大径に
したという構成をとる。
【0006】すなわち、本発明の混合攪拌装置は、圧縮
性流体導入口から導入した圧縮性流体を流入させたのち
滴状化(本発明において、滴状化とは、霧状化を含む意
味であり、霧状化の方が好ましい)して流出するオリフ
ィスを備えている。そして、第1液導入口から導入した
第1液と第2液導入口から導入した第2液を流入路を通
したのち、この流入路から流出させて、オリフィスから
流出した滴状化気液混合流体に流入させこの滴状化気液
混合流体の流出勢いで両者をよく混合させながら、この
2液混合滴状化流体を吐出具内に通している。このと
き、吐出具の内径を流入路の内径より大径にしている場
合には、吐出具内に流入した第1液と第2液が、オリフ
ィスから流出した滴状化気液混合流体とともに外方に拡
がりながら渦流を発生し、この渦流で吐出具内に乱流が
生じ、この乱流により、両液および滴状化気液混合流体
をさらに混合させることができる。このようにして、吐
出具内に通したのち、吐出具から吐出するものである。
性流体導入口から導入した圧縮性流体を流入させたのち
滴状化(本発明において、滴状化とは、霧状化を含む意
味であり、霧状化の方が好ましい)して流出するオリフ
ィスを備えている。そして、第1液導入口から導入した
第1液と第2液導入口から導入した第2液を流入路を通
したのち、この流入路から流出させて、オリフィスから
流出した滴状化気液混合流体に流入させこの滴状化気液
混合流体の流出勢いで両者をよく混合させながら、この
2液混合滴状化流体を吐出具内に通している。このと
き、吐出具の内径を流入路の内径より大径にしている場
合には、吐出具内に流入した第1液と第2液が、オリフ
ィスから流出した滴状化気液混合流体とともに外方に拡
がりながら渦流を発生し、この渦流で吐出具内に乱流が
生じ、この乱流により、両液および滴状化気液混合流体
をさらに混合させることができる。このようにして、吐
出具内に通したのち、吐出具から吐出するものである。
【0007】このように、本発明の混合攪拌装置は、機
械攪拌式ミキサーや静止ミキサーのように機械的攪拌機
構を利用した構造ではなく、流体工学を利用した構造
(すなわち、圧縮性流体を利用し、ベルヌーイ定理によ
る霧化混合およびレイノルズ則による乱流攪拌理論に基
づく構造)であり、非常に単純な構造で、効率よく2液
を混合攪拌することができる。また、機械攪拌式ミキサ
ーや静止ミキサーに比べて、材料特性(混合比率,粘度
等)・材料等の変更に簡単な調節で対応可能である。す
なわち、この対応は、オリフィスの穴径、オリフィスと
流入路との隙間、圧縮性流体の圧縮性流体導入口への入
気条件(圧力,流量等)等の調節により可能であり、品
質管理(保証)面で安定している。しかも、洗浄時に、
各導入口から圧縮性流体を導入することにより、ブロー
洗浄が可能になり、洗浄液が不要であるうえ、洗浄回路
を含めたシステムが殆ど大型化しない。したがって、環
境に優しく、屋外施工には好適である。また、上記清掃
により繰り返し使用が可能になる。さらに、材質の選定
により、軽量,コンパクト化が最大限可能となり、可搬
性,操作性に優れる。
械攪拌式ミキサーや静止ミキサーのように機械的攪拌機
構を利用した構造ではなく、流体工学を利用した構造
(すなわち、圧縮性流体を利用し、ベルヌーイ定理によ
る霧化混合およびレイノルズ則による乱流攪拌理論に基
づく構造)であり、非常に単純な構造で、効率よく2液
を混合攪拌することができる。また、機械攪拌式ミキサ
ーや静止ミキサーに比べて、材料特性(混合比率,粘度
等)・材料等の変更に簡単な調節で対応可能である。す
なわち、この対応は、オリフィスの穴径、オリフィスと
流入路との隙間、圧縮性流体の圧縮性流体導入口への入
気条件(圧力,流量等)等の調節により可能であり、品
質管理(保証)面で安定している。しかも、洗浄時に、
各導入口から圧縮性流体を導入することにより、ブロー
洗浄が可能になり、洗浄液が不要であるうえ、洗浄回路
を含めたシステムが殆ど大型化しない。したがって、環
境に優しく、屋外施工には好適である。また、上記清掃
により繰り返し使用が可能になる。さらに、材質の選定
により、軽量,コンパクト化が最大限可能となり、可搬
性,操作性に優れる。
【0008】本発明において、オリフィスの圧縮性流体
流出口の近傍に吐出具を設けている場合には、オリフィ
スから流出した滴状化気液混合流体、および流入路から
流出した第1液と第2液がすぐに吐出具内に流入し、こ
の吐出具内でよく混合するため、混合効果に優れる。こ
のとき、吐出具の内径を流入路の内径より大径にしてい
る場合には、上記吐出具内で外方に拡がりながら乱流効
果により互いによく混合するため、混合度の高い混合だ
けが行われるようになり、一層混合効果に優れる。
流出口の近傍に吐出具を設けている場合には、オリフィ
スから流出した滴状化気液混合流体、および流入路から
流出した第1液と第2液がすぐに吐出具内に流入し、こ
の吐出具内でよく混合するため、混合効果に優れる。こ
のとき、吐出具の内径を流入路の内径より大径にしてい
る場合には、上記吐出具内で外方に拡がりながら乱流効
果により互いによく混合するため、混合度の高い混合だ
けが行われるようになり、一層混合効果に優れる。
【0009】本発明において、流入路に仕切壁を設け、
この仕切壁により上記流入路を、第1液導入口から導入
した第1液のみを流入する第1液流入路と、第2液導入
口から導入した第2液のみを流入する第2液流入路とに
仕切るようにした場合には、第1液および第2液が、オ
リフィスから流出した圧縮性流体に流入するまで、互い
に混合することがないため、混合度の高い混合のみが行
われ、混合効果に優れる。また、配管経路での反応凝固
等がないため、繰り返し使用面でより長寿命である。
この仕切壁により上記流入路を、第1液導入口から導入
した第1液のみを流入する第1液流入路と、第2液導入
口から導入した第2液のみを流入する第2液流入路とに
仕切るようにした場合には、第1液および第2液が、オ
リフィスから流出した圧縮性流体に流入するまで、互い
に混合することがないため、混合度の高い混合のみが行
われ、混合効果に優れる。また、配管経路での反応凝固
等がないため、繰り返し使用面でより長寿命である。
【0010】つぎに、本発明を詳しく説明する。
【0011】本発明の混合攪拌装置では、各導入口,オ
リフィス,流入路は1つのブロックに形成されている。
このようなブロックやオリフィスに用いる材料として
は、施工状況や混合攪拌する材料により各種の材料が選
定されるが、ねじ加工の可能な材料として、例えば、ア
ルミ,ステンレス,鉄,樹脂等の材料が好適に用いられ
る。
リフィス,流入路は1つのブロックに形成されている。
このようなブロックやオリフィスに用いる材料として
は、施工状況や混合攪拌する材料により各種の材料が選
定されるが、ねじ加工の可能な材料として、例えば、ア
ルミ,ステンレス,鉄,樹脂等の材料が好適に用いられ
る。
【0012】本発明に用いる吐出具としては、施工状況
や混合攪拌する材料により各種の材料が選定されるが、
例えば、鋼管,塩ビ管,樹脂パイプ等の管類が好適に用
いられる。また、吐出具の長さは、1.0〜4.0mが
妥当である。
や混合攪拌する材料により各種の材料が選定されるが、
例えば、鋼管,塩ビ管,樹脂パイプ等の管類が好適に用
いられる。また、吐出具の長さは、1.0〜4.0mが
妥当である。
【0013】本発明に用いる圧縮性流体としては、空
気,窒素,炭酸ガス等の気体が用いられ、コンプレッサ
ー等により圧縮された状態、もしくは圧縮ボンベとの配
管接続で圧縮性流体導入口に導入される。トンネル工事
等では、酸欠等安全面から空気が好ましい。
気,窒素,炭酸ガス等の気体が用いられ、コンプレッサ
ー等により圧縮された状態、もしくは圧縮ボンベとの配
管接続で圧縮性流体導入口に導入される。トンネル工事
等では、酸欠等安全面から空気が好ましい。
【0014】本発明に用いる薬液(第1液および第2
液)としては、2液硬化型の薬液がいずれも使用できる
が、イソシアネート成分とポリオール成分を反応させる
2液硬化型(発泡)ウレタン、水ガラスと酸等の硬化剤
を反応させる水ガラス系薬液、もしくはイソシアネート
と水ガラスを反応させるシリカレジン等が挙げられる。
薬液の粘度は低い方が好ましい。粘度が3000cps
より高くなると、滴が大きくなり混合状態が悪くなる。
このような場合には、加温する等して通常1000cp
s以下で使用する。
液)としては、2液硬化型の薬液がいずれも使用できる
が、イソシアネート成分とポリオール成分を反応させる
2液硬化型(発泡)ウレタン、水ガラスと酸等の硬化剤
を反応させる水ガラス系薬液、もしくはイソシアネート
と水ガラスを反応させるシリカレジン等が挙げられる。
薬液の粘度は低い方が好ましい。粘度が3000cps
より高くなると、滴が大きくなり混合状態が悪くなる。
このような場合には、加温する等して通常1000cp
s以下で使用する。
【0015】本発明の混合攪拌装置は、例えば、トンネ
ル工事等の地山安定化,岩盤固結,空洞充填等の各種工
法、トンネル等の地中構造物周囲の空隙および空洞充
填、地山表面空洞(抜け部)への吹き付け、建築構造物
の吹き付け施工、浮き桟橋等の人工構造物の内部空間へ
のウレタン充填等に用いられる。
ル工事等の地山安定化,岩盤固結,空洞充填等の各種工
法、トンネル等の地中構造物周囲の空隙および空洞充
填、地山表面空洞(抜け部)への吹き付け、建築構造物
の吹き付け施工、浮き桟橋等の人工構造物の内部空間へ
のウレタン充填等に用いられる。
【0016】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図
面にもとづいて説明する。
面にもとづいて説明する。
【0017】図1〜図3は本発明の混合攪拌装置の一実
施の形態を示している。この実施の形態では、混合攪拌
装置は、ブロック1と、このブロック1に着脱自在に固
定されるノズル2とで構成されている。
施の形態を示している。この実施の形態では、混合攪拌
装置は、ブロック1と、このブロック1に着脱自在に固
定されるノズル2とで構成されている。
【0018】上記ブロック1には、その一側面(図面で
は、左側面)に、円筒状の凹部を設けることにより圧縮
空気導入穴10(この圧縮空気導入穴10の開口が圧縮
空気導入口11となる)が形成されており、この圧縮空
気導入穴10に圧縮空気供給ホース(図示せず)が連結
している。また、上記ブロック1には、上記一側面に対
向する他側面(図面では、右側面)に、上記圧縮空気導
入穴10の軸方向に沿って、この圧縮空気導入穴10と
同心状でこの圧縮空気導入穴10の内径より大径円筒状
の係合凹部14が形成されており、上記ノズル2の左端
部に着脱自在に係合している。
は、左側面)に、円筒状の凹部を設けることにより圧縮
空気導入穴10(この圧縮空気導入穴10の開口が圧縮
空気導入口11となる)が形成されており、この圧縮空
気導入穴10に圧縮空気供給ホース(図示せず)が連結
している。また、上記ブロック1には、上記一側面に対
向する他側面(図面では、右側面)に、上記圧縮空気導
入穴10の軸方向に沿って、この圧縮空気導入穴10と
同心状でこの圧縮空気導入穴10の内径より大径円筒状
の係合凹部14が形成されており、上記ノズル2の左端
部に着脱自在に係合している。
【0019】また、上記係合凹部14の奥端面(図面で
は、左端面)から、上記圧縮空気導入穴10の軸方向に
沿って、この圧縮空気導入穴10と同心状で後述の霧化
オリフィス3の外径より大径円筒状の流路13が形成さ
れている(図4参照)。そして、上記圧縮空気導入穴1
0の奥端面(図面では、右端面)と流路13の先端面
(図面では、左端面)とが、上記圧縮空気導入穴10と
同心状でこの圧縮空気導入穴10の内径より小径円筒状
の中間穴12を介して連通している。
は、左端面)から、上記圧縮空気導入穴10の軸方向に
沿って、この圧縮空気導入穴10と同心状で後述の霧化
オリフィス3の外径より大径円筒状の流路13が形成さ
れている(図4参照)。そして、上記圧縮空気導入穴1
0の奥端面(図面では、右端面)と流路13の先端面
(図面では、左端面)とが、上記圧縮空気導入穴10と
同心状でこの圧縮空気導入穴10の内径より小径円筒状
の中間穴12を介して連通している。
【0020】上記ブロック1には、その外周面の所定部
分(図面では、上側部分)から内側に延びて上記流路1
3の先端側の所定部分(図面では、上側部分)に至る第
1液導入路15(この第1液導入路15の上端開口が第
1液導入口16となる)が形成されており、この第1液
導入路15に第1液供給ホース(図示せず)が連結して
いる。
分(図面では、上側部分)から内側に延びて上記流路1
3の先端側の所定部分(図面では、上側部分)に至る第
1液導入路15(この第1液導入路15の上端開口が第
1液導入口16となる)が形成されており、この第1液
導入路15に第1液供給ホース(図示せず)が連結して
いる。
【0021】また、上記ブロック1には、その外周面の
所定部分(図面では、第1液導入口16に対向する下側
部分)から内側に延びて上記流路13の先端側の所定部
分(図面では、下側部分)に至る第2液導入路18(こ
の第2液導入路18の下端開口が第2液導入口19とな
る)が形成されており、この第2液導入路18に第2液
供給ホース(図示せず)が連結している。したがって、
上記第1液導入路15と第2液導入路18とは上下方向
に一直線状に連結している。そして、これら第1液導入
路15と第2液導入路18と流路13とで流入路が構成
されている。
所定部分(図面では、第1液導入口16に対向する下側
部分)から内側に延びて上記流路13の先端側の所定部
分(図面では、下側部分)に至る第2液導入路18(こ
の第2液導入路18の下端開口が第2液導入口19とな
る)が形成されており、この第2液導入路18に第2液
供給ホース(図示せず)が連結している。したがって、
上記第1液導入路15と第2液導入路18とは上下方向
に一直線状に連結している。そして、これら第1液導入
路15と第2液導入路18と流路13とで流入路が構成
されている。
【0022】上記中間穴12には、その内周面にねじ部
(図示せず)が形成されており、このねじ部に、円筒状
の霧化オリフィス3の左側部外周面に形成されたねじ部
(図示せず)がら合している。この霧化オリフィス3に
は、その右端部内周面に、円錐台状の傾斜部20aと、
この傾斜部20aの右端開口に続く小径円筒状の絞り部
20bが形成されており、この絞り部20bの右端開口
が霧化オリフィス3の右端開口になっている。そして、
上記霧化オリフィス3の左端開口面が中間穴12の左端
開口面に面一状で位置決めされ、かつ、その右端開口面
が第1液導入路15および第2液導入路18の右端部よ
りさらに右側に飛び出した位置に位置決めされた状態
で、上記中間穴12に霧化オリフィス3が固定されてい
る。
(図示せず)が形成されており、このねじ部に、円筒状
の霧化オリフィス3の左側部外周面に形成されたねじ部
(図示せず)がら合している。この霧化オリフィス3に
は、その右端部内周面に、円錐台状の傾斜部20aと、
この傾斜部20aの右端開口に続く小径円筒状の絞り部
20bが形成されており、この絞り部20bの右端開口
が霧化オリフィス3の右端開口になっている。そして、
上記霧化オリフィス3の左端開口面が中間穴12の左端
開口面に面一状で位置決めされ、かつ、その右端開口面
が第1液導入路15および第2液導入路18の右端部よ
りさらに右側に飛び出した位置に位置決めされた状態
で、上記中間穴12に霧化オリフィス3が固定されてい
る。
【0023】上記ノズル2は円筒状であり、上記ブロッ
ク1の右端面の係合凹部14の内周面に形成された複数
の凹部(図示せず)に、ノズル2の左端部外周面に形成
された複数の凸部(図示せず)が着脱自在に係合してい
る。このノズル2の内径は上記流路13の内径より大径
に形成されている。また、このノズル2の右端開口は蓋
22で閉塞されているとともに、その右端部に、4つの
円形穴からなる吐出口2aが等間隔をあけて穿設されて
いる。図1において、23はOリングである。なお、こ
の実施の形態では、第1液として、イソシアネート成分
を用い、第2液として、ポリオール成分を用いる2液硬
化型発泡ウレタンを用いている。
ク1の右端面の係合凹部14の内周面に形成された複数
の凹部(図示せず)に、ノズル2の左端部外周面に形成
された複数の凸部(図示せず)が着脱自在に係合してい
る。このノズル2の内径は上記流路13の内径より大径
に形成されている。また、このノズル2の右端開口は蓋
22で閉塞されているとともに、その右端部に、4つの
円形穴からなる吐出口2aが等間隔をあけて穿設されて
いる。図1において、23はOリングである。なお、こ
の実施の形態では、第1液として、イソシアネート成分
を用い、第2液として、ポリオール成分を用いる2液硬
化型発泡ウレタンを用いている。
【0024】上記構成において、まず、圧縮空気供給ホ
ースから圧縮空気導入口11を介して圧縮空気導入穴1
0に圧縮空気を導入し、第1液供給ホースから第1液導
入口16を介して第1液導入路15に第1液を導入し、
第2液供給ホースから第2液導入口19を介して第2液
導入路18に第2液を導入する。ついで、圧縮空気導入
穴10に導入した圧縮空気は霧化オリフィス3に流入
し、この霧化オリフィス3を通過する間に流速が速まる
とともに圧力が減小(負圧化)した(ベルヌーイ定理)
のち、霧化オリフィス3の絞り部20bでさらに増速・
負圧化され、霧化オリフィス3から噴出して流路13に
流入する。この噴流は流路断面積が急拡大となるため、
上記流路13内において、流速が減小するとともに圧力
が増大しつつ、膨脹拡散する。
ースから圧縮空気導入口11を介して圧縮空気導入穴1
0に圧縮空気を導入し、第1液供給ホースから第1液導
入口16を介して第1液導入路15に第1液を導入し、
第2液供給ホースから第2液導入口19を介して第2液
導入路18に第2液を導入する。ついで、圧縮空気導入
穴10に導入した圧縮空気は霧化オリフィス3に流入
し、この霧化オリフィス3を通過する間に流速が速まる
とともに圧力が減小(負圧化)した(ベルヌーイ定理)
のち、霧化オリフィス3の絞り部20bでさらに増速・
負圧化され、霧化オリフィス3から噴出して流路13に
流入する。この噴流は流路断面積が急拡大となるため、
上記流路13内において、流速が減小するとともに圧力
が増大しつつ、膨脹拡散する。
【0025】一方、第1液導入路15に導入した第1液
および第2液導入路18に導入した第2液は、上記流路
13のうち、霧化オリフィス3の右端開口より右側部分
13aに流入したのち、この部分13aで霧化オリフィ
ス3から噴出した圧縮空気に吸い込まれるようにして合
流し、圧縮空気の膨脹拡散によって霧化される。このよ
うに、この実施の形態では、まず、上記部分13aで第
1液と第2液とが霧化混合され、2液混合滴状化流体が
得られる。この実施の形態において、「霧化混合」と
は、霧化により液体が細やかな粒状体となり、その表面
積が数百〜数千倍に増大し、その結果、霧化状態で第1
液と第2液とを混合させることにより、その接触面積が
増えて混合性が大幅に向上する方法である。つぎに、上
記2液混合滴状化流体は、直ぐに大気に開放されること
なく、ノズル2内を流れる。このとき、ノズル2内に流
入した2液混合滴状化流体は、より外方に拡がって渦流
を発生させるため、この渦流によりノズル2内で大きな
乱流が生じ、第1液および第2液が充分に混合される。
そののち、ノズル2の吐出口2aから四方に吐出され
る。この実施の形態では、ノズル2内で乱流となるよう
に、ノズル2の内径に対応する以上の空気を圧縮空気導
入口11から導入しており、その結果として、レイノル
ズ数2300以上となっている。
および第2液導入路18に導入した第2液は、上記流路
13のうち、霧化オリフィス3の右端開口より右側部分
13aに流入したのち、この部分13aで霧化オリフィ
ス3から噴出した圧縮空気に吸い込まれるようにして合
流し、圧縮空気の膨脹拡散によって霧化される。このよ
うに、この実施の形態では、まず、上記部分13aで第
1液と第2液とが霧化混合され、2液混合滴状化流体が
得られる。この実施の形態において、「霧化混合」と
は、霧化により液体が細やかな粒状体となり、その表面
積が数百〜数千倍に増大し、その結果、霧化状態で第1
液と第2液とを混合させることにより、その接触面積が
増えて混合性が大幅に向上する方法である。つぎに、上
記2液混合滴状化流体は、直ぐに大気に開放されること
なく、ノズル2内を流れる。このとき、ノズル2内に流
入した2液混合滴状化流体は、より外方に拡がって渦流
を発生させるため、この渦流によりノズル2内で大きな
乱流が生じ、第1液および第2液が充分に混合される。
そののち、ノズル2の吐出口2aから四方に吐出され
る。この実施の形態では、ノズル2内で乱流となるよう
に、ノズル2の内径に対応する以上の空気を圧縮空気導
入口11から導入しており、その結果として、レイノル
ズ数2300以上となっている。
【0026】このように、上記実施の形態では、霧化オ
リフィス3を用いて、第1液および第2液を混合攪拌す
るため、充分な混合攪拌が行える。また、非常に単純な
構造で、効率のよい混合攪拌が行えるうえ、材料特性
(混合比率,粘度等)・材料等の変更に容易に対応する
ことができる。しかも、ノズル2内部での乱流攪拌を利
用することにより、ノズル2内部を混合室として有効利
用することができる。さらに、混合攪拌の終了後、洗浄
液を使用することなく、各導入口11,16,19に圧
縮空気を供給することにより、ブロー洗浄による内部清
掃を行うことができ、第1液と第2液の反応速度によっ
ては繰り返し使用可能であるが、構造が非常に簡単であ
るため、使い捨てにしてもよい。
リフィス3を用いて、第1液および第2液を混合攪拌す
るため、充分な混合攪拌が行える。また、非常に単純な
構造で、効率のよい混合攪拌が行えるうえ、材料特性
(混合比率,粘度等)・材料等の変更に容易に対応する
ことができる。しかも、ノズル2内部での乱流攪拌を利
用することにより、ノズル2内部を混合室として有効利
用することができる。さらに、混合攪拌の終了後、洗浄
液を使用することなく、各導入口11,16,19に圧
縮空気を供給することにより、ブロー洗浄による内部清
掃を行うことができ、第1液と第2液の反応速度によっ
ては繰り返し使用可能であるが、構造が非常に簡単であ
るため、使い捨てにしてもよい。
【0027】図5は図1に示すノズル2の変形例を示し
ている。この変形例では、ノズル2が円筒状体で構成さ
れている。したがって、図5のノズル2には、図1に示
すような蓋22や4つの吐出口2aが設けられていな
い。それ以外の部分は図1に示すノズル2と同様であ
る。また、図5のノズル2を用いた場合にも、図1に示
すノズル2を用いた場合と同様の作用・効果を奏する。
ている。この変形例では、ノズル2が円筒状体で構成さ
れている。したがって、図5のノズル2には、図1に示
すような蓋22や4つの吐出口2aが設けられていな
い。それ以外の部分は図1に示すノズル2と同様であ
る。また、図5のノズル2を用いた場合にも、図1に示
すノズル2を用いた場合と同様の作用・効果を奏する。
【0028】図6は本発明の混合攪拌装置の他の実施の
形態を示している。この実施の形態では、上記ブロック
1の右端面の係合凹部14の奥端面を、霧化オリフィス
3の右端開口面と面一になるように形成している。この
実施の形態では、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空
気、および流路13から噴出した第1液,第2液は、ノ
ズル2内に流入し、このノズル2内で混合する。すなわ
ち、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空気は、流路断
面積が急拡大となるため、流速が減小するとともに圧力
が増大しつつ、膨脹拡散する。一方、流路13から噴出
した第1液および第2液は、ノズル入口で霧化混合され
ると同時に、上記噴出した圧縮空気とともに外方に拡が
り、この外方で渦流を発生させ、この渦流によりノズル
2内で大きな乱流が生じる。これにより、圧縮空気と第
1液と第2液との混合効果が向上する。それ以外の部分
は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符
号を付している。この実施の形態でも、上記実施の形態
と同様の作用・効果を奏するうえ、上記実施の形態より
も混合効果に優れる。
形態を示している。この実施の形態では、上記ブロック
1の右端面の係合凹部14の奥端面を、霧化オリフィス
3の右端開口面と面一になるように形成している。この
実施の形態では、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空
気、および流路13から噴出した第1液,第2液は、ノ
ズル2内に流入し、このノズル2内で混合する。すなわ
ち、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空気は、流路断
面積が急拡大となるため、流速が減小するとともに圧力
が増大しつつ、膨脹拡散する。一方、流路13から噴出
した第1液および第2液は、ノズル入口で霧化混合され
ると同時に、上記噴出した圧縮空気とともに外方に拡が
り、この外方で渦流を発生させ、この渦流によりノズル
2内で大きな乱流が生じる。これにより、圧縮空気と第
1液と第2液との混合効果が向上する。それ以外の部分
は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符
号を付している。この実施の形態でも、上記実施の形態
と同様の作用・効果を奏するうえ、上記実施の形態より
も混合効果に優れる。
【0029】図7は本発明の混合攪拌装置のさらに他の
実施の形態を示している。この実施の形態では、上記ブ
ロック1に形成された流路13の内径がノズル2の内径
と同径に形成されている。また、霧化オリフィス3の外
径が大径で、かつ、全長が長く形成されており、この霧
化オリフィス3の右端開口面とブロック1の右端面の係
合凹部14の奥端面とが面一になるように形成されてい
る。この実施の形態でも、霧化オリフィス3から噴出し
た圧縮空気、および流路13から噴出した第1液,第2
液は、ノズル2内に流入し、このノズル2内で混合す
る。すなわち、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空気
は、流路断面積が急拡大となるため、流速が減小すると
ともに圧力が増大しつつ、膨脹拡散する。これにより、
ノズル2内に渦流が発生し、この渦流によりノズル2内
で大きな乱流が生じる。一方、流路13から噴出した第
1液および第2液は、ノズル入口で霧化混合されると同
時に、上記乱流により、さらに圧縮空気と混合し、圧縮
空気と第1液と第2液との混合効果が向上する。それ以
外の部分は図1に示す実施の形態と同様であり、同様の
部分には同じ符号を付している。この実施の形態でも、
図1に示す実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
実施の形態を示している。この実施の形態では、上記ブ
ロック1に形成された流路13の内径がノズル2の内径
と同径に形成されている。また、霧化オリフィス3の外
径が大径で、かつ、全長が長く形成されており、この霧
化オリフィス3の右端開口面とブロック1の右端面の係
合凹部14の奥端面とが面一になるように形成されてい
る。この実施の形態でも、霧化オリフィス3から噴出し
た圧縮空気、および流路13から噴出した第1液,第2
液は、ノズル2内に流入し、このノズル2内で混合す
る。すなわち、霧化オリフィス3から噴出した圧縮空気
は、流路断面積が急拡大となるため、流速が減小すると
ともに圧力が増大しつつ、膨脹拡散する。これにより、
ノズル2内に渦流が発生し、この渦流によりノズル2内
で大きな乱流が生じる。一方、流路13から噴出した第
1液および第2液は、ノズル入口で霧化混合されると同
時に、上記乱流により、さらに圧縮空気と混合し、圧縮
空気と第1液と第2液との混合効果が向上する。それ以
外の部分は図1に示す実施の形態と同様であり、同様の
部分には同じ符号を付している。この実施の形態でも、
図1に示す実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【0030】図8は本発明の混合攪拌装置のさらに他の
実施の形態を示している。この実施の形態では、流路1
3において、霧化オリフィス3の両側に一対の水平な仕
切壁25を設けている。これら両仕切壁25は、図9に
示すように、流路13の奥端面と霧化オリフィス3の右
端開口面との間で、霧化オリフィス3の外周面と流路1
3の内周面とに気密状に当接している。そして、これら
両仕切壁25により、上記流路13を、第1液導入口1
6から導入した第1液のみを流入する流路と、第2液導
入口19から導入した第2液のみを流入する流路とに仕
切っている。また、霧化オリフィス3の全長が長く形成
されており、霧化オリフィス3の右端開口面とブロック
1の右端面の係合凹部14の奥端面とが面一になるよう
に形成されている。それ以外の部分は図1に示す実施の
形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付してい
る。この実施の形態でも、図1に示す実施の形態と同様
の作用・効果を奏する。しかも、この実施の形態では、
第1液導入口16から導入した第1液、および第2液導
入口19から導入した第2液が、霧化オリフィス3から
流出した圧縮空気に流入するまで、互いに混合すること
がないため、混合度の高い混合のみが行われ、図1に示
す実施の形態よりも混合効果に優れる。また、配管経路
での反応凝固等がないため、繰り返し使用面でより長寿
命である。
実施の形態を示している。この実施の形態では、流路1
3において、霧化オリフィス3の両側に一対の水平な仕
切壁25を設けている。これら両仕切壁25は、図9に
示すように、流路13の奥端面と霧化オリフィス3の右
端開口面との間で、霧化オリフィス3の外周面と流路1
3の内周面とに気密状に当接している。そして、これら
両仕切壁25により、上記流路13を、第1液導入口1
6から導入した第1液のみを流入する流路と、第2液導
入口19から導入した第2液のみを流入する流路とに仕
切っている。また、霧化オリフィス3の全長が長く形成
されており、霧化オリフィス3の右端開口面とブロック
1の右端面の係合凹部14の奥端面とが面一になるよう
に形成されている。それ以外の部分は図1に示す実施の
形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付してい
る。この実施の形態でも、図1に示す実施の形態と同様
の作用・効果を奏する。しかも、この実施の形態では、
第1液導入口16から導入した第1液、および第2液導
入口19から導入した第2液が、霧化オリフィス3から
流出した圧縮空気に流入するまで、互いに混合すること
がないため、混合度の高い混合のみが行われ、図1に示
す実施の形態よりも混合効果に優れる。また、配管経路
での反応凝固等がないため、繰り返し使用面でより長寿
命である。
【0031】なお、図6,図7および図9に示す実施の
形態では、ブロック1の右端面の係合凹部14の奥端面
を霧化オリフィス3の右端開口面と面一になるように形
成しているが、これに限定するものではなく、上記係合
凹部14の奥端面を霧化オリフィス3の右端開口面の近
傍に位置決めするようにしてもよい。
形態では、ブロック1の右端面の係合凹部14の奥端面
を霧化オリフィス3の右端開口面と面一になるように形
成しているが、これに限定するものではなく、上記係合
凹部14の奥端面を霧化オリフィス3の右端開口面の近
傍に位置決めするようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の混合攪拌装置
は、機械攪拌式ミキサーや静止ミキサーのように機械的
攪拌機構を利用した構造ではなく、流体工学を利用した
構造(すなわち、圧縮性流体を利用し、ベルヌーイ定理
による霧化混合およびレイノルズ則による乱流攪拌理論
に基づく構造)であり、非常に単純な構造で、効率よく
2液を混合攪拌することができる。また、機械攪拌式ミ
キサーや静止ミキサーに比べて、材料特性(混合比率,
粘度等)・材料等の変更に簡単な調節で対応可能であ
る。すなわち、この対応は、オリフィスの穴径、オリフ
ィスと流入路との隙間、圧縮性流体の圧縮性流体導入口
への入気条件(圧力,流量等)等の調節により可能であ
り、品質管理(保証)面で安定している。しかも、洗浄
時に、各導入口から圧縮性流体を導入することにより、
ブロー洗浄が可能になり、洗浄液が不要であるうえ、洗
浄回路を含めたシステムが殆ど大型化しない。したがっ
て、環境に優しく、屋外施工には好適である。また、上
記清掃により繰り返し使用が可能になる。さらに、材質
の選定により、軽量,コンパクト化が最大限可能とな
り、可搬性,操作性に優れる。
は、機械攪拌式ミキサーや静止ミキサーのように機械的
攪拌機構を利用した構造ではなく、流体工学を利用した
構造(すなわち、圧縮性流体を利用し、ベルヌーイ定理
による霧化混合およびレイノルズ則による乱流攪拌理論
に基づく構造)であり、非常に単純な構造で、効率よく
2液を混合攪拌することができる。また、機械攪拌式ミ
キサーや静止ミキサーに比べて、材料特性(混合比率,
粘度等)・材料等の変更に簡単な調節で対応可能であ
る。すなわち、この対応は、オリフィスの穴径、オリフ
ィスと流入路との隙間、圧縮性流体の圧縮性流体導入口
への入気条件(圧力,流量等)等の調節により可能であ
り、品質管理(保証)面で安定している。しかも、洗浄
時に、各導入口から圧縮性流体を導入することにより、
ブロー洗浄が可能になり、洗浄液が不要であるうえ、洗
浄回路を含めたシステムが殆ど大型化しない。したがっ
て、環境に優しく、屋外施工には好適である。また、上
記清掃により繰り返し使用が可能になる。さらに、材質
の選定により、軽量,コンパクト化が最大限可能とな
り、可搬性,操作性に優れる。
【0033】本発明において、オリフィスの圧縮性流体
流出口の近傍に吐出具を設けている場合には、オリフィ
スから流出した滴状化気液混合流体、および流入路から
流出した第1液と第2液がすぐに吐出具内に流入し、こ
の吐出具内でよく混合するため、混合効果に優れる。こ
のとき、吐出具の内径を流入路の内径と同径より大径に
している場合には、上記吐出具内で外方に拡がりながら
乱流効果により互いによく混合するため、混合度の高い
混合だけが行われるようになり、混合効果に優れる。
流出口の近傍に吐出具を設けている場合には、オリフィ
スから流出した滴状化気液混合流体、および流入路から
流出した第1液と第2液がすぐに吐出具内に流入し、こ
の吐出具内でよく混合するため、混合効果に優れる。こ
のとき、吐出具の内径を流入路の内径と同径より大径に
している場合には、上記吐出具内で外方に拡がりながら
乱流効果により互いによく混合するため、混合度の高い
混合だけが行われるようになり、混合効果に優れる。
【0034】本発明において、流入路に仕切壁を設け、
この仕切壁により上記流入路を、第1液導入口から導入
した第1液のみを流入する第1液流入路と、第2液導入
口から導入した第2液のみを流入する第2液流入路とに
仕切るようにした場合には、第1液および第2液が、オ
リフィスから流出した圧縮性流体に流入するまで、互い
に混合することがないため、混合度の高い混合のみが行
われ、混合効果に優れる。また、配管経路での反応凝固
等がないため、繰り返し使用面でより長寿命である。
この仕切壁により上記流入路を、第1液導入口から導入
した第1液のみを流入する第1液流入路と、第2液導入
口から導入した第2液のみを流入する第2液流入路とに
仕切るようにした場合には、第1液および第2液が、オ
リフィスから流出した圧縮性流体に流入するまで、互い
に混合することがないため、混合度の高い混合のみが行
われ、混合効果に優れる。また、配管経路での反応凝固
等がないため、繰り返し使用面でより長寿命である。
【図1】本発明の混合攪拌装置の一実施の形態を示す断
面図である。
面図である。
【図2】上記混合攪拌装置の左側面図である。
【図3】上記混合攪拌装置の右側面図である。
【図4】ブロックの説明図である。
【図5】ノズルの変形例を示す断面図である。
【図6】本発明の混合攪拌装置の他の実施の形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図7】本発明の混合攪拌装置のさらに他の実施の形態
に用いるブロックの説明図である。
に用いるブロックの説明図である。
【図8】本発明の混合攪拌装置のさらに他の実施の形態
に用いるブロックの説明図である。
に用いるブロックの説明図である。
【図9】上記さらに他の実施の形態の混合攪拌装置を示
す要部断面図である。
す要部断面図である。
2 ノズル 3 霧化オリフィス 11 圧縮空気導入口 13 流路 16 第1液導入口 19 第2液導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能祖 裕司 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 2D055 JA02 KC05 4G035 AB37 AB41 AC14 AC23 AC26 AC50
Claims (3)
- 【請求項1】 第1液を導入する第1液導入口と、第2
液を導入する第2液導入口と、圧縮性流体を導入する圧
縮性流体導入口と、上記圧縮性流体導入口から導入した
圧縮性流体を流入させたのち滴状化して流出するオリフ
ィスと、上記第1液導入口から導入した第1液および上
記第2液導入口から導入した第2液を上記オリフィスか
ら流出した滴状化気液混合流体に流入させる流入路と、
上記オリフィスからの滴状化気液混合流体に上記流入路
からの第1液および第2液を混合させた2液混合滴状化
流体を吐出する吐出具を備え、上記吐出具の内径を流入
路の内径と同径もしくはそれより大径にしたことを特徴
とする混合攪拌装置。 - 【請求項2】 オリフィスの圧縮性流体流出口の近傍に
吐出具を設けている請求項1記載の混合攪拌装置。 - 【請求項3】 流入路に仕切壁を設け、この仕切壁によ
り上記流入路を、第1液導入口から導入した第1液のみ
を流入する第1液流入路と、第2液導入口から導入した
第2液のみを流入する第2液流入路とに仕切るようにし
た請求項1または2記載の混合攪拌装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11062036A JP2000254466A (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 混合攪拌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11062036A JP2000254466A (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 混合攪拌装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000254466A true JP2000254466A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13188551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11062036A Pending JP2000254466A (ja) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | 混合攪拌装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000254466A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008080259A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Kumamoto Univ | 流体混合器および流体混合方法 |
CN107083978A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 成都市新筑混凝土机械设备有限公司 | 一种高效清洗湿式混凝土喷射机的喷头 |
US11104863B2 (en) | 2016-12-20 | 2021-08-31 | Alfa Laval Corporate Ab | Separation of contaminants from a liquid mixture |
-
1999
- 1999-03-09 JP JP11062036A patent/JP2000254466A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008080259A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Kumamoto Univ | 流体混合器および流体混合方法 |
US11104863B2 (en) | 2016-12-20 | 2021-08-31 | Alfa Laval Corporate Ab | Separation of contaminants from a liquid mixture |
CN107083978A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-08-22 | 成都市新筑混凝土机械设备有限公司 | 一种高效清洗湿式混凝土喷射机的喷头 |
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