JP2008036468A - 混合分散装置および混合分散システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この混合分散装置1では、直管2、3と円錐状管6とを組み合わせた構成によってキャビテーションを発生させ、物体12を液体11中に混合分散させる。混合分散装置内部における圧力損失は小さいため、低動力で物体12を液体11中に混合分散させることができる。この混合分散システムでは、液体11と物体12とが共に貯留されている貯留槽10内部に細管を設け、液体11の液面12を浮遊する物体を吸引できるように、細管の開口部を液体11の液面に連結する。物体12を移送するための細管を物体導入孔8に接続すると、流路3a内の負圧により物体12を吸引し、ポンプなどの動力源を使用せず物体12を混合分散装置1へ導入することができる。
【選択図】図6
Description
生する可能性があった。
図1は、この発明の実施の形態1の混合分散システムの全体を示す模式図である。図1に示すように、混合分散装置1は、大管径部2と、小管径部3と、円錐状管径部6とを備えている。大管径部2は、相対的に大きな径の円柱状の大径流路2aを有している。小管径部3は、大径流路2aに連通しておりかつ相対的に小さな径の円柱状の小径流路3aを有している。円錐状管径部6は、小径流路3aに連通しておりかつ小径流路3aから徐々に径が大きくなる円錐状流路6aを有している。
抗がない。そのため、キャビテーション気泡の崩壊に伴い発生する圧力波が壊食を起こすことを抑制することができ、混合分散装置1の長寿命化を達成することができる。
図6は、実施の形態2の混合分散システムの全体を示す模式図である。実施の形態2の混合分散システムと、上述した実施の形態1の混合分散システムとは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態2では、小管径部が図6に示すような構成となっている点で実施の形態1とは異なっている。
孔8から混合分散装置1の小管径部3へ導入される。細管31の開口部32は、物体12を含んだ液体11の液面に接触している。
図8は、実施の形態3の混合分散システムの全体を示す模式図である。実施の形態3の混合分散システムと、上述した実施の形態2の混合分散システムとは、基本的に同様の構成を備えている。しかし、実施の形態3では、小管径部が図8に示すような構成となっている点で実施の形態2とは異なっている。
図9は、実施の形態4の貯留槽の内部を示す模式図であり、貯留槽をその上面から見た模式図である。図9に示すように、貯留槽10の内部には細管31が設けられている。細管31の一方の端部には開口部32が設けられており、他方の端部は物体導入用配管系30へ連結している。物体12は、液体11に対し低い親和性を有する物質からなる。親和性とは、ある物質が他の物質と容易に結合する性質や傾向である。すなわち、液体11に対し低い親和性を有する物体12は、液体11に溶けにくい、または混じりにくい。そのため、液体11から分離して互いに集まる性質をもつ。
なる。このような、疎水性物質が水と分離する作用を疎水性相互作用という。
図10は、実施の形態5の貯留槽の内部を示す模式図である。図11は、細管の比重が小さい場合を示す模式図である。図12は、細管の比重が大きい場合を示す模式図である。図10に示すように、貯留槽10の内部には細管31が設けられている。細管31の一方の端部には開口部32が設けられており、他方の端部は物体導入用配管系30へ連結している。また貯留槽10の内部には、液体11と、液体11よりも比重が小さい物体12とが貯留されている。
図13は、実施の形態6の貯留槽の内部を示す模式図である。図13において、(A)
は物体12を含んだ液体11の液面が低い場合、(B)は物体12を含んだ液体11の液面が高い場合をそれぞれ示す。図13に示すように、貯留槽10の内部には細管31が設けられている。細管31の一方の端部には開口部32が設けられており、他方の端部は可動部30aへ連結している。可動部30aは、物体導入用配管系30と細管31とを連通している。また貯留槽10の内部には、液体11と、液体11よりも比重が小さい物体12とが貯留されている。
図14は、実施の形態7の貯留槽の内部を示す模式図である。図15は、細管が液体に没していない場合を示す模式図である。図15に示すように、細管31の開口部32側が物体12を含んだ液体11の液面にあり、細管31の他方の端部33側が外気中にあると、物体12を細管31に吸引しようとするとき、重力の関係により外気が細管31に吸引されやすくなり、物体12の吸引効率が低下する。そこで、図14に示すように、細管31の開口部32側が液体11の最も液面側にあり、細管31の他方の端部33側が液体中に没するよう、細管31を配置する。これにより、液体11の液面に浮かんでいる物体12を容易に細管31へ吸引することができ、気体を細管31へ優先的に吸引し物体12が吸引されない事態を防止することができる。
体導入管105を介して空間101に導かれる場合においても、フッ素樹脂を含む材料からなる内壁構成部材106を含んでいる物体導入管105の内壁面は腐食されない。内壁構成部材106は、たとえば、薄肉パイプとして物体導入管105内に嵌め込まれてもよい。また、内壁構成部材106は、物体導入管105の主材料となる基材の表面にフッ素皮膜処理によって形成されてもよい。
発生が防止される。その結果、物体導入管105にピンホールが形成されるなどの物体導入管105の劣化を防止することができる。また、混合分散装置100および物体導入管105全体が、フッ素樹脂の一体成型によって形成されてもよい。このような一体成型によれば、部品点数が低減される。
きる。その結果、液体211と気体との接触面積の増加、自己加圧効果、および滞留効果による高い溶解能力が得られる。その結果、気体は、効率的に液体211中に溶解することができる。
混合分散装置、201 空間、202 液体導入口、203 吐出口、204 物体導入口、205 物体導入管、206 内壁構成部材、211 液体、212 物体、213 混合体、220 微細化された物体、221 旋回流、X 中心軸、θ 角度。
Claims (9)
- 物体を液体中に混合分散する混合分散装置であって、
相対的に大きな径の円柱状の大径流路を有する大管径部と、
前記大径流路に連通しておりかつ相対的に小さな径の円柱状の小径流路を有する小管径部と、
前記小径流路に連通しておりかつ前記小径流路から徐々に径が大きくなる円錐状流路を有する円錐状管径部とを備え、
前記小管径部の端面と前記小管径部の内周面とが当該混合分散装置の縦断面において縮流部を構成し、前記小管径部の端面が前記大径流路に接触しており、
前記物体は、前記円錐状管径部よりも上流側において当該混合分散装置へ導入され、
前記円錐状流路において前記物体を前記液体中に混合分散する、混合分散装置。 - 前記円錐状流路は、中心軸と母線とがなす角度が3°以上7°以下である円錐状の空間である、請求項1に記載の混合分散装置。
- 前記小管径部は、前記小径流路へ前記物体の少なくとも一部を導くように、前記小径流路と外部空間とを連通させる物体導入孔を有している、請求項1または請求項2に記載の混合分散装置。
- 前記物体導入孔は、前記小管径部の前記大径流路に接触している前記端面と前記小管径部の前記端面から下流に向かって2mmの距離を隔てた位置との間の位置に接続されている、請求項3に記載の混合分散装置。
- 液体と、前記液体よりも比重が小さい物体とが貯留されている貯留槽と、
送液用ポンプと、
請求項3または請求項4に記載の混合分散装置とを直列に連結してなる混合分散システムであって、
前記貯留槽の内部に設けられると共に、前記混合分散装置の小径流路へ前記物体の少なくとも一部を導くための物体導入孔へ連通する、細管を含み、
前記細管の開口部が前記液体の液面に接触するように前記細管は配置される、混合分散システム。 - 前記細管は、前記物体の前記液体に対する親和性と同じ傾向の前記親和性を有する物質により形成されている、請求項5に記載の混合分散システム。
- 前記細管は、前記開口部が前記貯留槽の内部において前記液体に50%以上100%未満没するように形成されている、請求項5または請求項6に記載の混合分散システム。
- 前記細管は、前記液体の液面の変動に追動可能である、請求項5から請求項7のいずれかに記載の混合分散システム。
- 前記貯留槽の内部において、前記細管の前記開口部と反対側の端部が前記液体に没し、前記開口部が最も液面側に位置する、請求項5から請求項8のいずれかに記載の混合分散システム。
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