JP2003502145A - 積付け静止型混合要素 - Google Patents
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Abstract
Description
に有用な静止型混合機に関する。
機は又、熱交換器に関し、及び/又はプラグ流反応器のために役に立つ。これら
の装置はシンプルであり、使用し易い。特別な利点は、静止型混合機は可動部分
を有せず、結果的に特別のシール及び/又は保守の困難性が無いことである。
るポリマーの処理に適用するために屡々使用されることが知られている。このこ
とは一般に、非常に厚い材料と補強部材の使用を含む丈夫な設計を必要とする。
より小さい寸法の構成要素は、ステンレス鋼又はステライトの精密鋳造によって
製作が可能である。構成要素は屡々、構成要素の支持部材として以後機能する金
属スリーブの中に個別の構成要素を溶接し又はろう付けすることによって強化さ
れ得る。
能でなければならないことが又望まれている。清掃及び検査を可能とするアクセ
スを実現する従来より知られた方法は、国際公開WO95/09689の中に示
されているように、衛星型リングを用いて個々の構成要素を支持することである
。しかしながら、この構成は費用の高い精密鋳造とコストの高い機械加工のスペ
ーサリングを必要としている。その弱点は非支持の自由クロスバーであるので、
クロスバーは比較的厚くなければならない。
以上)に大容量のポリマー混合機を適用するためには、各構成要素は個々の管セ
クションに溶接されなければならない。これらのセクションは、最終的に混合機
を完成させるために互いに溶接されなければならない。この構成は又非常に費用
がかかる。更には、互いに溶接される部材の位置決めが複雑なために、溶接部の
X線検査を100%行うことはできない。従って、大きくした壁厚と水圧試験と
が殆ど常に必要である。
、並びに組立と分解とを容易にしてこれにより保守と清掃とを容易化する静止型
混合機用のサドル要素構造を提供する本発明を使用することによって緩和される
。特に、本発明のサドル要素のシンプルな構造は、モノリシック構造として要素
を鋳造することを可能とし、これにより溶接、ろう接等が避けられる。
の周方向に延びる面、並びに軸方向に離れ略平行な第1及び第2の端面を持つ略
環状の支持構造体を有する静止型混合機用サドル要素を提供する。環状支持構造
体の内側面は前記軸に沿って延びる流体流路を画成する。要素の積み重ねを容易
にするために前記軸に対して本質的に垂直であるそれぞれ略平行な横断面(trans
verse planes)内に端面が位置している。該流路を流れる流体の緊密で完全な混
合を生ずるために流路内に位置している複数の細長いクロスバーを要素が又有し
ている。この点に関し、クロスバーはそれぞれ、第2端の横断面よりも第1端の
横断面に近い第1端部と、第1端の横断面よりも第2端の横断面に近い第2端部
とを有する。クロスバーは、少なくとも2個の別々の交差傾斜面内に効果的に配
置されているが、傾斜面はそれぞれ前記軸に対して傾斜して配置されている。
ており、この傾斜面は2個の別の傾斜面対となって配置されている。各対の傾斜
面は、互いに対して水平方向に離れて略平行である。更に、傾斜面の各対の傾斜
面は、前記軸に対して略垂直な線に沿って、傾斜面の他の対の傾斜面に交差する
ように配置されている。
置され、そして各傾斜面のクロスバーは横方向に離れた関係で、概して平行に配
置されている。
W形のアレイをなして配置されているが、そのアレイは一対の離れた端部を持っ
ている。かかるアレイは流路を横方向に横切るように配置されていて、その各端
部は環状の支持構造体の内側面に取り付けられている。発明の他の好適な相は、
第1端の横断面内に本質的にあり、そして要素の軸を貫いて延びている線で交差
するように2つの傾斜面が配置されることである。好ましくは、前記傾斜面の前
記2つのクロスバーの第1端部が前記交差線で互いに連結される。
端部が、前記第1端に隣接した位置において、環状の支持構造体の内側面に取り
付けられ、第2傾斜面の選択されたクロスバーの第2端部が第1傾斜面の選択さ
れたクロスバーの第2端部に取り付けられ、第3傾斜面の選択されたクロスバー
の第1端部が第2傾斜面の選択されたクロスバーの第1端部に連結され、第3傾
斜面の選択されたクロスバーの第2端部が第4傾斜面の選択されたクロスバーの
第2端部に取り付けられ、そして第4傾斜面の選択されたクロスバーの第1端部
が、前記第1端部に隣接した位置で環状の支持構造体の内側面に取り付けられ、
前記選択されたクロスバー(複数)は流体流路を横切って延びて望ましいW形ア
レイを現出している。
即ち、傾斜面は環状の支持構造体の軸に対して約45°の角度をなして配置され
ている。本発明の原理及び概念に更に従えば、約4乃至8個のクロスバーが、前
記傾斜面のそれぞれに配置される。
れらの積付けされたサドル要素は、嵌り合い接触関係で配置された第2端面を有
して配置される。これは又、2個の要素のそれぞれのクロスバーの第2端部が、
互いに隣接して略二重のX形形状を現出することを意味している。
は、2つの要素の環状の支持構造体の第2端面が嵌り合い接触関係で配置されて
いる第1群をなし、そして、他の2つの要素の環状の支持構造体の第2端面が嵌
り合い接触関係で配置されている第2群をなして配置される。2個の群は、1群
の環状の支持構造体の第1端面が、第2群の環状の支持構造体の第1端面と噛み
合って接触する関係を持って重ね合わされる。この積み重ねの実質的な結果は、
2つの重ね合わされた二重X形構造が得られることである。4個のこのように重
ね合わされたサドル要素は、発明の特に好ましい配置を現出する。
例が、図面の図1乃至図4に図示されており、そこでは、それは参照番号10に
より示されている。サドル要素10は、略環状の支持構造体12と参照番号14
によって広く示されているSMX混合構造体とを有している。発明によれば、要
素全体は、単一のモノリシックユニットとして鋳造でき、又は混合構造体14と
支持構造体12は別個のユニットとして鋳造されることができて、これらはその
後に溶接、ろう接などにより取り付けられて単一の構造体を形成する。
2及び第2端面24とを持っている。面18、20は同心的に、好ましくは略平
行に配置されていて、そして軸16に関して半径方向に離れていて、且つそれが
構造体12の回りを円周方向に延びている。そして図面から判るように、内側面
18は、矢印26によって概念的に示され、且つ軸16に沿って延びている流体
流路を画成している。端面22、24は略平坦であり、且つそれらはそれぞれ略
平行で軸方向に離れている横断面28、30(図4参照)内に位置している。図
4に見られるように、面28、30は軸16に対して本質的に垂直である。
をした複数の部材から成り立っているが、クロスバー32は流路26内に配置さ
れている。一般に、各クロスバー32は好ましくは、面30に対してよりは面2
8により近い第1端部34と、面28に対してよりは面30により近い第2端部
36とを持っている。クロスバー32は、略矩形の形状を持つように図示されて
いるけれども、それは例えば、丸形、三角形、楕円形、正方形、平坦な板などの
ような他の形状を持つことができるというのが本発明の考慮の中に入っている。
更には、クロスバー間の空間即ち通路は、簡単に構造物内の穴とされ、又は矩形
以外の他の形をとることができる。
差傾斜面38、40、42、44内に配置されているが、傾斜面はそれぞれ軸1
6に対して傾斜して配置されている。好ましくは、但し必ずしも必要なことでは
ないが、傾斜面は互いに対して約90°の角度で交差している。傾斜面は又、好
ましくは、これらが軸16に対して約45°の角度をなして置かれるように配置
されている。しかしながら、本発明によれば、クロスバー面は任意の他の傾斜(
例えば30°、60°)を持つことができる。特に図4に見られるように、面3
8、42は互いに横方向に間隔を置いた関係で概して平行に配置されている。同
様に、面40、44は互いに横方向に間隔を置いた関係で概して平行に配置され
ている。面38、42は線46、48、50に沿って面40、44と交差するよ
うに設けられ、線46、48、50は図3に見られるように軸16に対して略垂
直である。
バー32は好ましくは、それらの間に空間即ち通路33を現出すべく互いに対し
て横方向に離れた関係でほぼ平行に配置される。そして図面に見られるように、
1面のクロスバー32は、交差する面のクロスバーに対してジグザグ状に配置さ
れる。即ち、任意面のクロスバー32は概して、交差する面の空間33と整列関
係で、そして交差面のクロスバー32とはオフセット関係で配置されている。好
ましくは、交差する面の隣接するクロスバーは、交差線に沿って互いにしっかり
と結合されて配置され、剛な構造が得られる。最適な混合性能を達成するために
各面に少なくとも4個のクロスバーを配置すべきとするのが理想である。
、40、42、44のそれぞれ中央配置のクロスバー32a、32b、32c、
32dが、流路26を横切って横方向に延びている細長い、略W形のアレイ52
をなして配置されていることが判る。見られるように、アレイ52の端部54、
56は、面22に隣接する位置で内側面18にそれぞれ取り付けられている。更
に図4を参照するに、面40、42は、面28又はその近傍にある線48(図3
も参照)で交差していることが見ることができよう。線48は好ましくは、実質
的に軸16と交差するように流路26の中心に位置している。
結されている。線48における交差の形態は、クロスバーが単純に重なり合い、
或いは交差は平坦か丸形となり、或いは鋭い端部を現出するようにされ得る。又
、線48において、構造体を補強し、クロスバーに対するこの領域において追加
的な厚さと材料を付加することによって鋳造を容易化することも可能である。同
様なことが、反対の面30に近い面38、40の交差線46と面42、44の交
差線50に適用される。
は、面28に近い点で環状の支持構造体12の内側面18にしっかりと取り付け
られ、クロスバー32aの端部36aは面30に近い点で面40のクロスバー3
2bの端部36bにしっかりと取り付けられ、そしてクロスバー32bの端部3
4bは、面28に近い点で且つ軸16を貫通して延びる線48の近くで面42の
クロスバー32cの端部34cにしっかりと取り付けられるように配置される。
同様に、面44のクロスバー32dの端部34dは、面28に近い点で、環状の
支持構造体12の内側面18にしっかりと取り付けられ、クロスバー32dの端
部36dは、面30に近い点で面42のクロスバー32cの端部36cにしっか
りと取り付けられる。追加的な材料及び丸みが、補強及び/又は鋳造容易化のた
めに交差線又は取り付け線の全てで付加され得る。
有する構造体として使用される。このような配置が図面の図5に示されている。
図5に示された好適な実施例において、要素10aと要素10bは、これらのそ
れぞれは上述した要素10と同じであるが、その面24a、24bが嵌り合って
接触する関係で置かれるように配置される。同様に、要素10cと要素10dは
、これらのそれぞれも上述の要素10と同じであるが、その面24c、24dが
嵌り合って接触する関係で設けられるように配置される。加えて、要素10bの
面22bと要素10cの面22cとは、嵌り合って接触する関係で配置されてい
る。この配置は、4個の連続したフリップフロップ型個別要素(flip-flopped in
dividual elements)10から製作された静止型混合機60を実現している。それ
から、この構造体60は、追加的な支持のために管62の中に配置されるのが好
適である。当業者によって理解されるように、任意の取り付けのために複数の構
造体60が採用され得る。この場合には、図5に示されるように、隣接する構造
体60が、互いに関して回転するのが好ましい。理想的には、軸方向に隣接する
構造体60は、互いに関し約90°回転される。構造体60は好ましくは隣接し
て接触する要素10を有するが、特別の使用を容易にするために要素10の間に
スペーサリングが配置できることを理解すべきである。
る。他の可能性のある配置には、例えば(1)同じ向きに配置された複数の積付
けのサドル要素10の全てを持つもの、(2)隣接する要素10に対して常に回
転している積付けサドル要素10の各々を持つもの、及び(3)ランダム及び/
又は不規則に配置された積付け要素10を持つものが含まれる。積付けサドル要
素10の配置を容易化する好適な配置において、それは、図6A、図6B及び図
6Cに示されるように、支持環状体12の端面22、24において、ノッチとタ
ブ、又は他の合わせ手段を持っている。この場合において、タブ82は、環状体
12の端面22上に位置しており、別のタブ83が環状体12の端面24上に位
置している。タブ82、83は、交差ライン48に対して周方向に約90°のオ
フセットしている位置において、リング12に対し長手方向に整列して配置され
ている。タブ82、83に対して嵌り合い形状を持つノッチ81は、タブ82に
丁度反対側位置において支持環状体12の端面22に位置している。同様にタブ
82、83に対して嵌り合い形状を持つ別のノッチ80は、タブ82から90°
オフセットした位置において、環状体12の端面24に位置している。ノッチ8
0、81とタブ82、83のこの特別な配置は、同じ向きを持つ2個のサドル要
素10が第1群として積み重ねられ、向きが90°回転している2個のサドル要
素10の他の群がそれに続くように使用者又は自動組立機械をして積付けを組み
立てるようにする。これは結果として、L/Dが0.5である混合要素を持つS
MX型混合要素に似た静止型混合機構造を生ずる。
は、約2乃至16個の交差するクロスバー32から製作され、これらは軸16に
対して約45°の角度をなして傾斜している。各要素の軸方向長さは典型的には
、管の径の約0.25である。このようにして、4個の要素10を持つ構造体6
0は、管の直径と略等しい軸方向長さを持つこととなろう。支持環状体12は好
ましくは、W形構造体52の高さと同じ軸長を持っているが、サドルが構造体と
して積付けされるときに空間を残すために一端又は両端においてより長くなろう
。
X構造のサドル14を支持している個々の環状支持構造体12の積み重ねを有す
る静止型混合機が提供される。個々の要素はシンプルな型で廉価な精密鋳造を使
用して生産されることができる。その様な部材の積み重ねは、清掃と点検のため
に分解することができる。環状の支持構造体とSMX型サドルは単一の一体部材
として形成できるから、高価な機械加工部材は必要ない。強度は、従来のものと
比して少なくとも4倍に増大する。これは薄い材料の使用を許容して結果として
圧力降下を減少する。ポリマー混合体にこれらの要素を使用すると、十分に点検
のできる標準の管の採用を容易にする。要素は取り外されて清掃することができ
る。発明の要素のシンプルな構造は、従来型の射出成形を使用してプラスチック
でそれを製造することを可能とする。プラスチック製の静止型混合機要素は、廃
棄可能な部品が望ましい使用先で使用できる。
回転している別の4個のサドルの群がこれに続けられる配置の使用、 2)同じ向きを持つ2個のサドルが第1群として積み重ねられ、向きが90°
回転している別の2個のサドルの群がこれに続けられる配置の使用、 3)取り囲んでいる環状の支持構造体と一緒の単一構造体として各サドルを鋳
造又は射出成形すること、 4)環状の支持構造体及び/又はサドルにノッチとタブ又は他の合わせ手段を
設けることにより、構造体が規則的に或いは無造作に思いのままに配向されるよ
うに個別の要素を配向すること、 5)例えば、クロスバーと通路及び/又はクロスバーの異なる傾斜又は形状の
交互の配置を特に提供するための構造的に同じではない環状の支持構造体又はサ
ドルの使用、 6)個々の鋳造バー又は溶接バーから作られている、又は環状の支持構造体を
用いず又は用いて多孔板に波形加工を施して作られているサドルの使用、 7)混合機の部品の棒へ溶接され、ろう接され又は接着された環状の支持構造
体の使用、 を容易にする。
施例を示す上面図である。
施例を示す底面図である。
施例を示す断面図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 中心軸、半径方向に離れ、円周方向に延びている同心配置の
内側面及び外側面、並びに軸方向に離れ略平行な第1及び第2の端面を持ち、前
記内側面は前記軸に沿って延びる流体流路を画成し、前記端面は前記軸に対して
本質的に垂直である概して平行な横断面のそれぞれに位置している略環状の支持
構造体、並びに、前記流路内に配置された複数の混合機構成部品であって、該構
成部品は第2端の横断面に対するよりは前記第1端の横断面により近い第1端部
及び該第1端の横断面に対するよりは前記第2端の横断面により近い第2端部を
持ち、前記構成部品は少なくとも2個の別個の交差する傾斜面内に配置され、該
交差する傾斜面は前記軸に対して角度をなして配置されている前記混合機構成部
品 を有する静止型混合機用サドル要素。 - 【請求項2】 前記構成部品はクロスバーを有し、前記交差傾斜面の各々に
は少なくとも1個のクロスバーがあり、前記クロスバーは互いに関して概して平
行な関係で配置されている請求項1に記載されたサドル要素。 - 【請求項3】 前記構成部品は4個の別個の傾斜面内に配置されており、前
記傾斜面は2個の別個の傾斜面対として配置され、各対の該傾斜面は互いに対し
て横方向に離れて略平行に配置されており、各対の該傾斜面は、前記軸と略垂直
な線に沿って他の対の該傾斜面に交差するように配置されている請求項1に記載
されたサドル要素。 - 【請求項4】 前記構成部品はクロスバーであり、少なくとも2個の前記ク
ロスバーが前記交差傾斜面のそれぞれに配置されており、そして各傾斜面の該ク
ロスバーが横方向に離れた関係で略平行に配置されている請求項3に記載された
サドル要素。 - 【請求項5】 前記構成部品が、一対の離れた端部を持つ細長い、略W形の
アレイをなして配置されたクロスバーを有し、前記アレイは前記流路を横切って
横方向に延びるように配置されその各端部が前記内側面に取り付けられている請
求項3に記載されたサドル要素。 - 【請求項6】 前記クロスバーが、一対の離れた端部を持つ細長い、略W形
のアレイをなして配置され、前記アレイは前記流路を横切って横方向に延びるよ
うに配置されその各端部が前記内側面に取り付けられている請求項4に記載され
たサドル要素。 - 【請求項7】 2個の前記傾斜面が、前記第1端の横断面内に実質的に位置
し且つ前記軸を通して延びている線で交差しており、前記2個の傾斜面の該クロ
スバーの第1端部が前記線の近くで互いに連結している請求項6に記載されたサ
ドル要素。 - 【請求項8】 第1傾斜面の選択されたクロスバーの第1端部は、前記第1
端に隣接した位置で前記内側面に取り付けられ、第2傾斜面の選択されたクロス
バーの第2端部は該第1傾斜面の該選択されたクロスバーの第2端部に取り付け
られ、前記第2傾斜面の前記選択されたクロスバーの該第1端部は第3傾斜面の
選択されたクロスバーの該第1端部に取り付けられ、前記第3傾斜面の前記選択
されたクロスバーの該第2端部が第4傾斜面の選択されたクロスバーの第2端部
に取り付けられ、そして該第4傾斜面の該選択されたクロスバーの第1端部は前
記第1端に隣接した位置で前記内側面に取り付けられており、前記選択されたク
ロスバーは前記流路を横切って横方向に延びて前記W形のアレイを現出する請求
項7に記載されたサドル要素。 - 【請求項9】 前記交差傾斜面は約90°の角度で交差する請求項7に記載
されたサドル要素。 - 【請求項10】 前記交差傾斜面は前記軸に対して約45°の角度をなして
配置されている請求項7に記載されたサドル要素。 - 【請求項11】 約4乃至8個のクロスバーが前記傾斜面のそれぞれに配置
されている請求項4に記載されたサドル要素。 - 【請求項12】 請求項1のサドル要素を2個有し、前記サドル要素は、そ
れらの第2端面が嵌り合い接触する関係で配置されるように配置されている静止
型混合機構造。 - 【請求項13】 請求項1の第1、第2、第3及び第4の当該サドル要素を
有し、前記サドル要素は、前記第1及び第2要素の第2端面が嵌り合い接触する
関係で配置されるように、前記第3及び第4要素の第2端面が嵌り合い接触する
関係で配置されるように、及び前記第2及び第3要素の第1端面が嵌り合い接触
する関係で配置されるように配置されている静止型混合機構造。 - 【請求項14】 請求項8のサドル要素を2個有し、前記サドル要素はそれ
らの第2端面が嵌り合い接触する関係で配置されるように配置されている静止型
混合機構造。 - 【請求項15】 請求項8の第1、第2、第3及び第4の当該サドル要素を
有し、前記サドル要素は、前記第1及び第2要素の第2端面が嵌り合い接触する
関係で配置されるように、前記第3及び第4要素の第2端面が嵌り合い接触する
関係で配置されるように、及び前記第2及び第3要素の第1端面が嵌り合い接触
する関係で配置されるように配置されている静止型混合機構造。 - 【請求項16】 前記要素は、要素の積み重ね体の中の隣接する要素と該要
素とを整列させる合わせ手段を有する請求項1に記載されたサドル要素。 - 【請求項17】 前記合わせ手段は、嵌り合うタブとノッチ要素を備える請
求項16に記載されたサドル要素。 - 【請求項18】 前記合わせ手段は、該第1端面に位置する第1タブ、該第
2端面に位置する第2タブ、前記第1端面に位置する前記タブに対する嵌り合い
形状を持つ第1ノッチ、及び前記第2端面に位置する前記タブに対する嵌り合い
形状を又持つ第2ノッチを備え、前記タブと前記ノッチは、隣接するサドル要素
に対して予め確立された位置を該要素にとらせるように位置している請求項16
に記載されたサドル要素。 - 【請求項19】 交差線48に対して本質的に90°円周方向にオフセット
された位置において、該支持構造体に対して長手方向に整列して前記タブが配置
されている請求項18に記載されたサドル要素。 - 【請求項20】 前記ノッチは、互いに対して前記支持構造物の回りに90
°オフセットされている請求項18に記載されたサドル要素。 - 【請求項21】 前記ノッチは、互いに対して前記支持構造物の回りに90
°オフセットされている請求項19に記載されたサドル要素。 - 【請求項22】 前記第1端面の前記ノッチが、前記第1端面にある前記タ
ブの丁度反対側に位置している請求項21に記載されたサドル要素。
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