JP2001145827A - 混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部エネルギーおよび複雑な形状の混合エレ
メントを用いない非常に簡易な構成で、液体，気体，気
・液・固系の関与した広い分野の混合，分散，ガス吸収
等を行う際に流体の均一な混合を連続して行う。 【解決手段】 円筒状のケーシング２の両端に案内板
７，スワール板８およびオリフィス板９を組み合わせて
なる混合エレメント３，３をそれぞれ配設し、そのケー
シング２の中心軸に沿って固定軸４を固定する。この固
定軸４には、複数の撹拌翼５を前記固定軸４に対して回
転自在に装着する。このケーシング２内に供給される流
体は、前記混合エレメント３を通過する際に旋回力を得
てケーシング内で旋回しつつ下流側に移動して混合する
とともに、撹拌翼５を回転させてケーシング中心付近の
軸方向の流れを混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体，気体，気・
液・固系の関与した広い分野の混合，分散，ガス吸収等
を行う際に、流体の均一な混合を連続して行う混合装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の混合装置としては、外部エネルギ
ーによる撹拌機によって撹拌・混合を行う形式と、流体
のエネルギーを利用して各種エレメントにより混合する
形式との２種類に大きく分類される。

【０００３】前者の混合装置としては、外部駆動装置に
よって回転駆動される撹拌機を槽内に備え、この槽内に
被混合物を供給して撹拌機を回転駆動させることにより
被混合物同士を互いに混合させるものが知られている。
また、例えば特開平７−８７７５号公報には、円筒状の
ケーシング内に、これと同心的に回転する複数の円筒状
内筒が収納され、この円筒状内筒を外部駆動装置によっ
て回転させることにより、前記ケーシング内周と円筒状
内筒外周との間に形成される環状間隙にテーラー渦を発
生させて、前記ケーシング内の被混合物を混合させる混
合装置が提案されている。

【０００４】また、後者の混合装置としては、例えば特
開平９−５２０３４号公報には、互いに対向する前面
に、この前面に対して側壁を直角と成した前方開放の平
面視が多角形状である筒状の小室を多数配列した大小２
つの円板を１組とする混合エレメントをケーシングの中
空内部の同心的に複数配列させてなるものが提案されて
いる。このように構成される混合装置において、被混合
物である流体をケーシングの内部空間に加圧流入させる
と、この流体の流れは混合エレメントの流通孔からその
内部に達し、小径な円板により直進進路が妨げられて方
向を変え、互いに連通する小室を経て中央部から外側に
向かって放射線状に直角衝突，分散，合流，蛇行，濁流
等の状態が組み合わさって複雑に流動する。次いで、ケ
ーシングの内周面と小径な円板とによって形成された流
通路から下流側の混合エレメントの各小室に入り、前述
のように直角衝突，分散，合流，蛇行，濁流等によって
複雑に順次混合エレメントの内部を流動して排出され
る。こうして、流動中に流体の混合が行われる。

【０００５】前記いずれの形式の混合装置においても、
短時間にばらつきのない均一な製品を得ることが重要な
課題とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
外部エネルギーにより撹拌機を駆動させて被混合物の撹
拌・混合を行う混合装置においては、この混合装置を用
いて前述のように短時間にばらつきのない均一な製品を
得るためには、一般的に撹拌機の回転数を増加させるこ
とが必要となるが、これには経済的、技術的限界が生じ
てしまうという問題点があるとともに、外部駆動装置の
振動，騒音が増大するという問題点がある。また、特開
平７−８７７５号公報に記載の混合装置では、テーラー
渦を発生させるための内筒の回転数を被混合物（各種流
体）に応じて予め計算により算出する必要があり、手間
がかかるという問題点がある。

【０００７】一方、前記流体エネルギーを用いる混合装
置（特開平９−５２０３４号公報）では、前述のように
短時間にばらつきのない均一な製品を得るために多角形
状の小室を多数配列させた複雑な形状の混合エレメント
を複数配列させるため、コストアップが避けられない。
また、混合エレメントの複雑化に伴い流体をケーシング
の内部空間に導入させるため流入圧を高くする必要があ
り、装置構成が大掛かりとなる問題点がある。さらに、
混合エレメント内に目詰まりが生じやすく、メンテナン
スも困難である。

【０００８】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、外部エネルギーおよび複雑な形状
の混合エレメントを用いない非常に簡易な構成で、液
体，気体，気・液・固系の関与した広い分野の混合，分
散，ガス吸収等を行う際に流体の均一な混合を連続して
行うことができる混合装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、第１発明（請求項１に係る
発明）による混合装置は、両端付近にそれぞれ流体の入
口と出口と有する筒状のケーシングを備え、このケーシ
ング内に導入される流体を混合する混合装置において、
前記ケーシングの少なくとも入口側に、前記流体がもつ
ケーシングの軸方向下流側へ向かう流動力を旋回力に変
換するスワール板を配設することを特徴とするものであ
る。

【００１０】本発明においては、ケーシングの少なくと
も入口側にスワール板が配設されており、少なくともケ
ーシング内に供給される流体（被混合物）がもつ流動力
を前記スワール板によって旋回力に変換される。これに
より、流体は旋回流となってケーシング内を下流側へ流
通し、ケーシング内で混合される。

【００１１】本発明によれば、非常に簡易な構成でケー
シング内の流体の混合を連続して行うことができ、密
度，濃度，温度など均一な製品を得ることができるとと
もに、生産性の向上を図ることができる。また、外部駆
動装置などの外部エネルギーを要しないため、振動，騒
音を抑制できる。さらに、メンテナンスが容易であり、
既設の配管に取付けて使用することも可能であるため、
設備コストおよびイニシャルコストの低減、省スペース
化を図ることができる。

【００１２】また、本発明によれば、流体の流れと直角
な半径方向に換える流動を起こさせることにより液体、
気体、気・液・固系の高度な撹拌，分散，懸濁化を図っ
て物質移動速度を向上させるとともに、伝達係数の向
上、スケーリングの防止を図ることができる。また、高
圧下、減圧下での操作においても、軸受け、軸封機構を
要しないため、トラブルも少なく安定な操作が可能とな
る。

【００１３】本発明においては、前記ケーシングの内部
に、その略中心軸線周りに回転する撹拌翼を少なくとも
１つ備えるのが好ましい（請求項２に係る発明）。こう
することにより、前述のようにスワール板を経て旋回流
となった流体によって撹拌翼が回転し、この撹拌翼の回
転に伴ってケーシング中心付近の流れについても混合を
行うことができる。したがって、ケーシング内の流体は
猛烈な乱流となり、より混合性能を向上できるという効
果を奏する。また、ケーシング内周面へのスケールの付
着を防止できる。なお、前記撹拌翼は、ケーシングの略
中心軸線に沿って配設される固定軸に回転自在に装着さ
れる構成であっても、前記ケーシングの入口と出口との
間に回転自在に保持される回転軸に固定装着される構成
であってもよい。

【００１４】次に、第２発明（請求項３に係る発明）に
よる混合装置は、両端付近にそれぞれ流体の入口と出口
とを有する筒状のケーシングを備え、このケーシング内
に導入される流体を混合する混合装置において、前記ケ
ーシング内の入口側に設けられ、そのケーシング内に導
入される流体の流速を高める流速増加手段と、その流速
増加手段通過後の流体によりケーシングの中心軸線周り
に回転駆動される駆動翼を備えることを特徴とするもの
である。

【００１５】本発明においては、ケーシング内に導入さ
れる流体（被混合物）の流速が流速増加手段を通過する
際に高められ、この流速増加手段を通過した流体によっ
て駆動翼が回転され、この駆動翼の回転によりケーシン
グ内に導入された流体に旋回力が付与される。こうして
ケーシング内に導入された流体は、旋回流となって下流
側へ流通しながら混合される。

【００１６】本発明によれば、ケーシング内に導入され
る際の流体のエネルギーを駆動翼によって旋回力に変換
しケーシング内を旋回させて混合を行うとともに、前記
駆動翼の回転によってケーシング中心付近の流れについ
ても混合を行うことができる。このように、非常に簡易
な構成でケーシング内の流体の混合を連続して行うこと
ができ、第１発明と同様の効果が得られる。

【００１７】本発明においては、前記駆動翼をケーシン
グの略中心軸線周りに回転自在に支持される回転軸に固
定装着させるとともに、その回転軸の駆動翼下流側に少
なくとも１つの撹拌翼を固定装着させるのが好ましい
（請求項４に係る発明）。このような構成により、駆動
翼の回転に伴って回転軸がケーシングの略中心軸周りに
回転し、この回転軸の回転に伴って撹拌翼が回転するよ
うにされる。したがって、ケーシング下流側（駆動翼下
流側）での流体の旋回力を向上でき、さらにケーシング
中心付近の流れについても混合でき、混合性能をより向
上できるという効果を奏する。

【００１８】第１および第２発明においては、前記ケー
シング内部に、ケーシングを通過する流体に剪断力を付
与する剪断板を装着するのが好ましい（請求項５に係る
発明）。このように前記ケーシング内で混合が行われた
流体に剪断力を付与することにより、より混合性能を向
上できる。

【００１９】第１および第２発明においては、前記ケー
シングを多段に組み合わせるのが好ましい（請求項６に
係る発明）。このように、前記ケーシングを直列に多段
に組み合わせれば流体の混合時間を確保でき、前記ケー
シングを並列に多段に組み合わせれば単位時間当りの混
合処理容量を増大できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明による混合装置の具
体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。

【００２１】図１には、本発明の第１実施例に係る混合
装置の縦断面図が示されている。

【００２２】第１実施例の混合装置１は、円筒状のケー
シング２の両端がそれぞれ被混合物（以下、流体とい
う。）の入口２ａおよび出口２ｂとされ、この流体の入
口２ａおよび出口２ｂにはそれぞれ混合エレメント３，
３が装着されているとともに、前記ケーシング２内部に
はその中心軸線に沿って前記入口側混合エレメント３と
出口側混合エレメント３に固定される固定軸４が設けら
れている。また、この固定軸には、複数の撹拌翼（本実
施例では３個）５がその固定軸４に対して回転自在に装
着されている。

【００２３】前記混合エレメント３は、上流側から順
に、案内板７，前記案内板７を通過する流体の流動力を
旋回力に変換するスワール板８および前記旋回力を有す
る流体が通過するオリフィス９ａを中心位置に備えるオ
リフィス板９が組み合わされて構成されている。図２に
は、前記案内板７の正面図（ａ），スワール板８の正面
図（ｂ）およびオリフィス板９の正面図（ｃ）がそれぞ
れ示されている。

【００２４】前記案内板７は、外径が前記ケーシング２
の内径に略一致する円形の板材よりなり、その略外周に
沿って複数の小孔７ａが形成されるとともに、中心位置
に前記固定軸４を固定する固定穴７ｂが形成されて構成
されている。なお、前記案内板７は、前記小孔７ａが形
成される外周側の厚みが中心付近の厚みより薄くなるよ
うにその一面側に円状に段差７ｃが形成されている。ま
た、前記スワール板８は略円環状の板材よりなり、その
中空円８ａの接線に沿った切り込み線およびそれに平行
な切り込み線により開口部８ｂが形成されている。前記
案内板７の段差７ｃが形成されている一面側とスワール
板８とを密着させると、前記案内板７の小孔７ａが形成
される外周部分とスワール板８との間に空間が形成さ
れ、この空間は、前記スワール板８の開口部８ｂで開放
される。

【００２５】前記オリフィス板９は、その中心位置に前
記スワール板８の中空円８ａの径に比較して十分小さい
径を有し、上流側端部がアール形状に面取りされている
オリフィス９ａを有し、外径がケーシング２の内径に略
一致する円環状の板材よりなる。このオリフィス板９と
前記スワール板８とを密着させると、前記スワール板８
の開口部８ｂと中空円８ａの外周部分とが閉じられる。

【００２６】このように構成される混合装置１において
は、前記ケーシング２の入口２ａから供給される流体
は、前記案内板７の小孔７ａからスワール板８との空間
を通過して開口部８ｂに到達し、前記オリフィス板９に
接触して前記スワール板８の中空円に沿って旋回する。
こうして流体は、旋回流となって前記オリフィス板９の
オリフィス９ａから押し出されて前記ケーシング２内に
導入され、前記固定軸４に装着された撹拌翼５を回転さ
せつつ下流側へ流通する。

【００２７】前記流体は、ケーシング２内で軸方向の流
れと半径方向の流れ（旋回流）とにより高度な撹拌、分
散、懸濁化が図られ、物質移動速度が向上する。また、
前記撹拌翼５の回転によりケーシング２中心付近の軸方
向の流れについて混合が行われ、ケーシング２内には猛
烈な乱流が生じることになる。

【００２８】こうして出口側混合エレメント３へ到達し
た流体は、案内板７の小孔７ａを通過する際に剪断力が
付与されるとともに、前記小孔７ａからスワール板８と
の空間を通過して開口部８ｂに到達し、前記オリフィス
板９に接触して前記スワール板８の中空円に沿って再び
旋回して、オリフィス板９のオリフィス９ａから押し出
されケーシング２外へ排出される。

【００２９】第１実施例によれば、流体の持つエネルギ
ーを極めて簡易な構成の混合エレメント３によって旋回
流に変換して、ケーシング２内で流体を旋回させるとと
もに、その流体の旋回流によって回転する撹拌翼５によ
ってケーシング２中心付近の軸方向の流れについても混
合を行うことができる。したがって、非常に簡易な構成
でケーシング２内の流体の混合を連続して行うことがで
き、密度，濃度，温度などが均一にされた製品を得るこ
とができるとともに、前記ケーシング２内は猛烈な乱流
のため、スケールの付着もなく安定した性能が得られる
という効果を奏する。また、外部駆動装置などの外部エ
ネルギーを要しないため、振動，騒音を抑制できるとい
う効果もある。このように構成される混合装置は、気−
液接触反応，ガスの吸収，液−液抽出等を行う物質移動
装置として用いるのが効果的である。さらに、前記撹拌
翼５の先端周速度が８〜３０ｍ／ｓｅｃ（特に、１０〜
２０ｍ／ｓｅｃ）となり、流体に剪断力を付与すること
ができるため、水中油滴型（Ｏ／Ｗ型）エマルジョンや
油中水滴型（Ｗ／Ｏ型）エマルジョンの製造装置として
用いることができる。

【００３０】また、第１実施例によれば、従来必要とさ
れていた外部駆動装置や複雑な混合エレメントが不要で
あるとともに、既設の配管に取付けて使用することも可
能であり、設備コストおよびイニシャルコストの低減お
よび省スペース化を図ることができる。また、構造が簡
易であるため、案内板７の小孔７ａおよびオリフィス９
ａの目詰まりを回避でき、メンテナンスも容易である。
さらに、軸受け、軸封機構を要しないため、コンタミ防
止を図ることができ、安定な操作が可能となる。

【００３１】第１実施例においては、ケーシング２の両
端（入口２ａおよび出口２ｂ）に混合エレメント３，３
が配設されているが、これに限らず、図３に示されるよ
うに出口２ｂ側には前記固定軸４を固定する案内板７の
みを配設されていてもよい。

【００３２】また、第１実施例においては、ケーシング
２の中心軸に沿って固定軸４およびその固定軸に回転自
在に装着される撹拌翼５が設けられているが、これに限
らず、図４に示されるようにケーシング２’の両端面に
混合エレメント３，３を配設し、その混合エレメント
３，３で区画される領域内の下流側に流体に剪断力を付
与する多孔板（剪断板）１０を配設するように構成して
もよい。このような構成により、ケーシング２’内に供
給される流体は入口側混合エレメント３によって旋回力
が付与され、前記ケーシング２’内を旋回しつつ下流側
の多孔板１０に到達し、その多孔板１０に形成されてい
る複数の孔から下流側に押し出される。このとき、流体
に剪断力が付与される。こうして多孔板１０を通過した
流体は、出口側混合エレメント３によって、再び旋回力
が付与されてケーシング２’から排出される。このよう
にケーシング２’内に供給される流体に旋回力と剪断力
とを付与することができるので、前記第１実施例と同様
もしくはそれ以上の混合性能を向上させることができ
る。なお、前記多孔板１０に代えて、流体に剪断力を付
与する剪断板としてデミスター，規則的な配列の充填物
層および不規則な配列の充填物層を配設することも可能
である。また、ケーシング２’の出口に前記多孔板１０
のみを出口２ｂに配設し、この多孔板１０を通過した流
体をケーシング２’から排出するようにしてもよい。

【００３３】第１実施例においては、ケーシング２の中
心軸に沿って固定軸４およびその固定軸４に回転自在に
装着される撹拌翼５が設けられているが、これに限ら
ず、図５に示されるようにケーシング２”の両端２
ａ”，２ｂ”に混合エレメント３，３を配設するととも
に、それら混合エレメント３，３で区画される領域内の
略中央位置に同一構成の混合エレメント３’を配設する
ように構成してもよい。このような構成により、ケーシ
ング２”内に供給される流体は入口側混合エレメント３
によって旋回力が付与され、前記ケーシング２”内を旋
回しつつ略中央位置の混合エレメント３’に到達し、こ
の混合エレメント３’によって剪断力および旋回力が更
に付与されて下流側に押し出される。次いで、前記混合
エレメント３’を通過した流体は、出口側混合エレメン
ト３によって、再び旋回力および剪断力が付与されてケ
ーシング２”から排出される。こうして、前記第１実施
例と同様もしくはそれ以上の混合性能を得ることができ
る。

【００３４】また、第１実施例においては、ケーシング
２の中心軸に沿って固定軸４およびその固定軸４に回転
自在に装着される撹拌翼５が設けられているが、これに
限らず、ケーシング２の入口２ａおよび出口２ｂに配設
される混合エレメント３，３または案内板７の中心位置
に回転自在に支持される回転軸に、撹拌翼を固定装着さ
せるように構成してもよい。こうすることにより、入口
側混合エレメント３を経て旋回流にされた流体によって
撹拌翼が旋回し、これに伴って回転軸が回転して、この
回転軸に固定装着された撹拌翼が全て均一に回転する。
したがって、ケーシング２内部上流側および下流側の中
心付近の流れについても均一に混合でき、前記第１実施
例と同様もしくはそれ以上の混合性能を得ることができ
る。

【００３５】図６には、前記案内板７の変形例を説明す
る正面図（ａ）、Ａ−Ａ線断面図（ａ’）および前記ス
ワール板８の変形例を説明する正面図（ｂ）、Ｂ−Ｂ線
断面図（ｂ’）がそれぞれ示されている。また、図７に
は、前記スワール板８の変形例を説明する正面図（ａ）
およびＣ−Ｃ線断面図（ｂ）が示されている。

【００３６】図６（ａ）（ａ’）の案内板７’は、外径
が前記ケーシング２，２’，２”の内径に略一致する円
の一部を直径に平行する方向に切欠いた形状の板材より
なり、その両面の中心位置に前記固定軸４を固定する固
定穴７ｂ’が形成されて構成されている。なお、前記案
内板７’は、前記スワール板８の中空円８ａを完全に覆
う大きさにされている。また、前記スワール板８と組み
合わせる際には、前記切欠き部分が、スワール板８の開
口部８ｂに対向するように配置させる必要がある。

【００３７】また、図６（ｂ）（ｂ’）のスワール板
８’は、外径がケーシング２，２’，２”の内径に略一
致するとともに、その中心位置に異なる径を有する半円
の一端を一致させ、他端を開放させてなる中空円８ａ’
と、その中空円８ａ’の開放部を外周に向けて大きく開
放させてなる開口部８ｂ’とが形成された板材である。

【００３８】図７のスワール板８”は、中心位置に小径
のオリフィス１１を有し外径がケーシング２，２’，
２”の内径と略一致する円板１２の上流側面に有底円筒
体１３の開口側端面を接着させてなり、この有底円筒体
１３の外周側面から内周側面にかけて、内周円の接線方
向に２つの流通孔１４，１４が形成されている。このよ
うに構成されるスワール板８”は、有底円筒体１３の底
面が上流側となるようにケーシング２，２’，２”に装
着され、このスワール板８”を通過する流体は、前記有
底円筒体１３の流通孔１４，１４を通過して有底円筒体
１３内に導入され、この有底円筒体１３の内周面に沿っ
て旋回し、円板１２のオリフィス１１を流通するように
されている。なお、前記スワール板８”は、前述の案内
板７，７’およびオリフィス板９を組み合わせて用いる
必要がなく、単独で用いることが可能である。

【００３９】次に、第２実施例に係る混合装置について
説明する。図８には、この混合装置の縦断面図が示され
ている。

【００４０】第２実施例の混合装置２０は、円筒状のケ
ーシング２１の両端２１ａ，２１ｂに配設される軸受け
部材２２，２２に、回転軸２３がそのケーシング２１の
中心軸線に沿って回転自在に支承されており、この回転
軸２３の上流側にはパドル翼（本発明における駆動翼に
相当する。）２４が固定装着されており、その下流側に
は複数個（本実施例では２個）の撹拌翼２５が固定装着
されている。また、上流側軸受け部材２２の下流側面に
は、スペーサ２６を介して中心位置に小径のオリフィス
２７ａを備え外径が前記ケーシング２１の内径と略一致
するオリフィス板（本発明における流速増加手段に相当
する。）２７がそれぞれ密着するように組み合わされて
いる。

【００４１】図９には、前記軸受け部材２２の正面図
（ａ）およびスペーサ２６の正面図（ｂ）が示されてい
る。前記軸受け部材２２は、外径が前記ケーシング２１
の内径と略一致する円板を線対称位置に２箇所扇状に切
り欠いた形状の板材よりなり、その中心位置には前記回
転軸２３を回転自在に支承する軸受け部２２ａが形成さ
れている。また、前記スペーサ２６は、外径が前記ケー
シング２１の内径と略一致する環状の板材である。な
お、前記パドル翼２４を構成する羽根２４ａは、回転軸
２３の軸方向に対して約４５°の傾きを有するように装
着されるのが好ましい。

【００４２】このように構成される混合装置２０におい
ては、ケーシング２１の入口側から流体が供給される
と、その流体が前記軸受け部材２２の切り欠き部，スペ
ーサ２６の中空部２６ａを通過して、前記オリフィス板
２７のオリフィス２７ａから押し出されてケーシング２
１内に噴射される。前記オリフィス２７ａから押し出さ
れた流体の流動力によって前記パドル翼２４が回転し、
前記回転軸２３を回転させる。この回転軸２３の回転に
より前記撹拌翼２５が回転し、ケーシング２１内に供給
され下流側へ流動する流体に旋回力が付与される。ま
た、前記パドル翼２４および撹拌翼２５の回転により、
ケーシング２１中心付近の軸方向の流れが混合され、ケ
ーシング２１内は乱流となる。こうしてケーシング２１
内で混合された流体が前記下流側の軸受け部材２２の切
り欠き部を経て、ケーシング２１外へ排出される。

【００４３】第２実施例によれば、ケーシング２１内に
導入される際の流体の持つエネルギーを用いて旋回流を
発生させ、ケーシング２１内の流体を旋回させて軸方向
の流れについても混合を行うことができる。したがっ
て、非常に簡易な構成でケーシング２１内の流体の混合
を連続して行うことができ、密度，濃度，温度など均一
な製品を得ることができるとともに、前記ケーシング２
１内は猛烈な乱流のため、スケールの付着もなく安定し
た性能が得られるという効果を奏する。また、外部駆動
装置などの外部エネルギーを要しないため、振動，騒音
を抑制できる。このように構成される混合装置は、気−
液接触反応，ガスの吸収，液−液抽出等を行う物質移動
装置として用いるのが効果的である。さらに、前記撹拌
翼２５の先端周速度が８〜３０ｍ／ｓｅｃ（特に、１０
〜２０ｍ／ｓｅｃ）となり、流体に剪断力を付与するこ
とができるため、水中油滴型（Ｏ／Ｗ型）エマルジョン
や油中水滴型（Ｗ／Ｏ型）エマルジョンの製造装置とし
て用いることができる。

【００４４】また、第２実施例によれば、従来必要とさ
れていた外部駆動装置や複雑な混合エレメントが不要で
あるとともに、既設の配管に取付けて使用することも可
能であり、さらにメンテナンスも容易であるため、設備
コストおよびイニシャルコストの低減、省スペース化を
図ることができる。

【００４５】第２実施例においては、下流側の軸受け部
材２２の下流側もしくはやや上流側に流体に剪断力を付
与する剪断板（図示省略）を配設してもよい。こうする
ことにより、ケーシング２１から排出される流体の混合
性能をより向上させることができる。なお、剪断板とし
ては、第１実施例と同様に、多孔板，デミスター，充填
物（規則，不規則）が用いられる。

【００４６】また、第２実施例においては、ケーシング
２１の中心軸線に沿って回転自在な回転軸２３にパドル
翼２４と撹拌翼２５とが固定装着される構成について説
明されているが、これに限らず、ケーシング２１の中心
軸線に沿って固定される固定軸に対してパドル翼と撹拌
翼とが回転自在に装着される構成としてもよい。また、
これら回転軸２３にパドル翼を固定させる構成または固
定軸にパドル翼を回転自在に装着させる構成のいずれを
採用する場合にも、撹拌翼を省略することができる。こ
のような構成に撹拌翼を省略した場合にも一定程度の効
果を得ることができる。さらに、前記パドル翼に代えて
プロペラ翼を装着しても同様の作用・効果が得られる。

【００４７】図１０には、前記上流側の軸受け部材２２
の変形例を説明する正面図（ａ）およびＤ−Ｄ線断面図
（ｂ）が示されている。この軸受け部材２２’は、外径
が前記ケーシング２１の内径と略一致する円板状であ
り、その中心位置に前記回転軸２３を回転自在に支持す
る軸受け部２２ａ’が形成されている。また、前記円板
の偏心位置で、かつ前記パドル翼２４（またはプロペラ
翼）の羽根中央に対向する位置には、流体が通過する流
通孔２８が１つ設けられている。この軸受け部材２２’
を用いれば、前記スペーサ２６およびオリフィス板２７
が不要となり、より構造を簡易化できるとともに、前記
パドル翼２４（またはプロペラ翼）が流通孔２８を通過
して下流側に向けて流動する流体を確実に受けて回転
し、流体に剪断力と回転力とを付与することができる。

【００４８】また、第１，第２実施例および各変形例に
おいては、ケーシングの軸方向を水平とした場合につい
て図示されているが、ケーシングの軸方向を垂直として
用いることも可能である。さらに、第１実施例およびそ
の変形例において、前記ケーシングの軸方向を垂直とし
て用いる場合は、ケーシングの入口側に混合エレメント
３もしくはスワール板８”のみを設け、ケーシング内部
に固定軸または回転軸を配設せずに１つの撹拌翼を配置
させれば、ケーシング内の旋回流によって撹拌翼を回転
させることができ、前述と同様の作用・効果を奏する。

【００４９】次に、第３実施例に係る混合装置について
説明する。図１１には、この混合装置の縦断面図（ａ）
およびＥ−Ｅ線断面図（ｂ）が示されている。

【００５０】第３実施例の混合装置３０は、両端面を閉
塞させた円筒状のケーシング３１を垂直方向に配置さ
せ、その円筒状ケーシング３１の両端面に回転軸３２が
ケーシング３１の中心軸線周りに回転自在に支持されて
おり、この回転軸３２の上流側には、複数枚の略匙状の
駆動羽根３３ａを各先端が前記ケーシング３１の内周壁
面よりやや内側に沿うように略等間隔に配置させてなる
駆動翼３３が固定装着されている。また、前記回転軸３
２の駆動翼３３の下流側には、混合目的に合わせた形状
の撹拌翼３４が固定装着されている。

【００５１】前記ケーシング３１の上流側端面には、外
部から下流側に向けて流体を供給する流体供給口３５が
設けられているとともに、前記駆動翼３３に対向する円
筒ケーシング３１の外周壁面から内部に向けて流体を噴
射する駆動流体供給ノズル（本発明における流速増加手
段に相当する。）３６が挿入されている。この駆動流体
供給ノズル３６の挿入方向は、挿入位置付近のケーシン
グ３１の略接線方向とされている。一方、前記ケーシン
グ３１の下流側付近の外周面には、ケーシング３１内で
混合された流体を排出する排出口３７が設けられてい
る。

【００５２】このように構成される混合装置３０におい
て、例えば２種類の流体を混合させる際に一方の流体を
前記流体供給ノズル３５からケーシング３１内に導入す
るとともに、他方の流体を前記駆動流体供給ノズル３６
からケーシング３１内に噴射させる。前記駆動流体供給
ノズル３６から噴射される流体が前記駆動羽根３３ａに
当って駆動翼３３を回転させるとともに、前記ケーシン
グ３１の内壁面に沿って旋回する。

【００５３】前記駆動翼３３の回転に伴って回転軸３２
が回転し、この回転軸３２の回転に伴って前記撹拌翼３
４が回転する。こうして回転軸３２周辺の流体も旋回流
となり、前記流体供給口３５から導入された流体と前記
駆動流体供給ノズル３６から噴射されて旋回する流体と
が、前記駆動翼３３および撹拌翼３４の回転により混合
されながら下流側へ流通し、排出口３７からケーシング
３１外へ排出される。こうして前記第１実施例および第
２実施例と同等の効果を得ることができる。

【００５４】第３実施例においては、２種類の流体を混
合する場合について説明しているが、これに限らず、例
えば１種類の流体を混合する場合はその流体を２つに分
けて前記駆動流体供給ノズル３６および流体供給口３５
からケーシング３１内に導入するようにしてもよい。ま
た、前記流体供給口３５を設けずに駆動流体供給ノズル
３６から１種類または複数種の流体をケーシング３１内
に噴射するようにしてもよい。さらに、複数種の流体を
流体供給口３５から導入し、かつ前記駆動流体供給ノズ
ル３６からエアを噴射させて駆動翼３３を回転させるよ
うにしてもよい。

【００５５】また、第３実施例においては、ケーシング
３１を垂直方向に配置してそのケーシング３１下部から
流体を導入して、上部の排出口３７から排出する構成が
図示されているが、これに限らず、ケーシング上部から
流体を導入して下部から排出する構成であってもよく、
流体の流動方向の上流側に前記駆動翼および駆動流体供
給ノズルが設けられていればよい。さらに、前記ケーシ
ング３１が水平方向に配置されても同様の作用・効果が
得られる。

【００５６】第１，第２，第３実施例および各変形例に
おいては、流体の種類や混合処理量に応じてケーシング
を直列または並列に多段に組み合わせることが可能であ
る。前記ケーシングを直列に多段に組み合わせれば混合
時間を確保でき、並列に多段に組み合わせれば処理量を
増大できる。

【００５７】第１，第２，第３実施例および各変形例に
係る混合装置は、反応器、吸収塔、抽出塔、熱交換器、
培養槽、廃水処理装置に適用されるのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る混合装置の
縦断面図である。

【図２】図２は、案内板の正面図（ａ），スワール板の
正面図（ｂ）およびオリフィス板の正面図（ｃ）であ
る。

【図３】図３は、第１実施例の変形例に係る混合装置の
縦断面図である。

【図４】図４は、第１実施例の変形例に係る混合装置の
縦断面図である。

【図５】図５は、第１実施例の変形例に係る混合装置の
縦断面図である。

【図６】図６は、案内体の変形例を説明する正面図
（ａ），Ａ−Ａ線断面図（ａ’），スワール板の変形例
を説明する正面図（ｂ），Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ’）であ
る。

【図７】図７は、スワール板の変形例を説明する正面図
（ａ）およびＣ−Ｃ線断面図（ｂ）である。

【図８】図８は、第２実施例に係る混合装置の縦断面図
である。

【図９】図９は、軸受け部材の正面図（ａ）およびスペ
ーサの正面図（ｂ）である。

【図１０】図１０は、上流側の軸受け部材の変形例を説
明する正面図（ａ）およびＤ−Ｄ線断面図（ｂ）であ
る。

【図１１】図１１は、第３実施例に係る混合装置の縦断
面図（ａ）およびＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１，２０，３０ 混合装置 ２，２’，２”，２１，３１ ケーシング ３ 混合エレメント ４ 固定軸 ５，２５，３４ 撹拌翼 ７，７’ 案内板 ８，８’，８” スワール板 ９，２７ オリフィス板 １０ 多孔板（剪断板） ２２ 軸受け部材 ２３，３２ 回転軸 ２４ パドル翼 ２６ スペーサ ３３ 駆動翼 ３５ 流体供給口 ３６ 駆動流体供給ノズル ３７ 排出口

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端付近にそれぞれ流体の入口と出口と
   を有する筒状のケーシングを備え、このケーシング内に
   導入される流体を混合する混合装置において、 前記ケーシングの少なくとも入口側に、前記流体がもつ
   ケーシングの軸方向下流側へ向かう流動力を旋回力に変
   換するスワール板を配設することを特徴とする混合装
   置。
2. 【請求項２】 前記ケーシングの内部に、その略中心軸
   線周りに回転する撹拌翼を少なくとも１つ備える請求項
   １に記載の混合装置。
3. 【請求項３】 両端付近にそれぞれ流体の入口と出口と
   を有する筒状のケーシングを備え、このケーシング内に
   導入される流体を混合する混合装置において、 前記ケーシング内の入口側に設けられ、そのケーシング
   内に導入される流体の流速を高める流速増加手段と、そ
   の流速増加手段通過後の流体によりケーシングの中心軸
   線周りに回転駆動される駆動翼を備えることを特徴とす
   る混合装置。
4. 【請求項４】 前記駆動翼をケーシングの略中心軸線周
   りに回転自在に支持される回転軸に固定装着させるとと
   もに、その回転軸の駆動翼下流側に少なくとも１つの撹
   拌翼を固定装着させる請求項３に記載の混合装置。
5. 【請求項５】 前記ケーシング内部に、ケーシング内を
   通過する流体に剪断力を付与する剪断板を装着する請求
   項１〜４のいずれかに記載の混合装置。
6. 【請求項６】 前記ケーシングを多段に組み合わせる請
   求項１〜５のうちのいずれかに記載の混合装置。