JP2016179447A - 流体混合方法および構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体混合構造A1は、上流側配管1と、下流側配管2と、上流側配管1と下流側配管2との間に配置される流体分流合流手段10とを備える。流体分流合流手段10は、上流側の分流点11と下流側と合流点12と前記分流点11と合流点12を接続する2本以上の分流配管13、14を備える。各分流配管を流れる分流は分流点11での分流後に時間差を持って合流点12で1つの流れに合流する。この形態の流体分流合流手段10の2個以上(10a、10b、10c)が流体の流れ方向に直列に接続した状態で配置されている。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明による流体混合構造の第1の実施の形態を示している。図1に示す流体混合構造A1において、1はガスが流れる上流側配管であり、2は下流側配管である。上流側配管1のガス出口と下流側配管2のガス入口との間には、2個以上の任意の数nだけの、図示の例ではn=3個の、ガス分流合流手段10a、10b、10cが直列に配置されている。この例において、3個のガス分流合流手段10a、10b、10cは同じ形状である。
図3は、本発明による流体混合構造の第2の実施の形態を示している。図3に示す流体混合構造A2において、3つのガス分流合流手段10を直列に配置している点では、第1の実施の形態である流体混合構造A1と同じであるが、直列に配置された3つのガス分流合流手段10A、10B、10Cは、同じ形状でなく、異なった形状である点で、流体混合構造A1と相違している。図3に示す例では、第1段目のガス分流合流手段10Aは、流体混合構造A1で用いた基本ユニットとしてのガス分流合流手段10と同じ形状であり、それと同じ長さの第1の分岐配管13と第2の分岐配管14とを備える。中段のガス分流合流手段10Bは、第1の分岐配管13bおよび第2の分岐配管14bの長さがガス分流合流手段10Aの第1の分岐配管13および第2の分岐配管14の長さよりもそれぞれ短くなっている。後段、すなわち3段目のガス分流合流手段10Cは、第1の分岐配管13cの長さは中段に配置したガス分流合流手段10Bの第1の分岐配管13bの長さと同じであるが、第2の分岐配管14cの長さが中段に配置したガス分流合流手段10Bの第2の分岐配管14bの長さよりもさらに短くなっている。
図示しないが、本発明による方法と装置において、上流側の分流点で2本以上の流れに分流したものが、下流側の合流点において時間差を持って合流できるようにし、その流体の分流と合流を流体の流れ方向で2回以上繰り返すことができれば、所期の目的を達成することができる。上記第1および第2の実施の形態では、流路断面積が同じ配管を用い、その長さを異ならせることで、各分流配管を流れる流体に到達時間の時間差を持たせるようにしたが、この態様は例示であって、本発明はこれに限定されない。例えば、分岐後の配管形状はコ字型である必要はなく、ループ状でも良い。分流をするための手段として、必要に応じてオリフィスを挿入することも有効である。また、時間差を持たせるための形状は配管だけではなく、図1(c)に示したようにバッファータンク等を用いるようにしてもよく、平準化の効果を最大化するためには、合流部の形状を配管での合流とするのではなく、図1(d)に示したようにバッファータンクの様な形状とすることが望ましい。流体が持つ物性等に応じて適宜のものを採用すればよい。
図7に示すガス流体混合構造A1を作った。ガス流体混合構造A1は、同じ形状のガス分流合流手段10を直列に3段連結した構成である。図において、細い実線は流路断面積0.15cm2の配管であり、太い実線は流路断面積0.90cm2の配管である。各ガス分流合流手段10は、分流点11と合流点12を有し、分流点11と合流点12は、第1の分岐配管13と第2の分岐配管14とで接続されている。第1の分岐配管13の長さは60mm、第2の分岐配管14の長さは180mmであり、第2の分岐配管14は長さ20mmの流路断面積0.15cm2の配管と、そこに接続する長さ140mmの流路断面積0.90cm2の配管と、そこに接続する長さ20mmの流路断面積0.15cm2の配管とで構成されている。最上流のガス分流合流手段10に切換え弁Vを介して、2つのガスボンベT1、T2を接続し、ガスボンベT1には純メタン(熱量40MJ)を充填し、ガスボンベT2には熱量45MJのメタン+プロパン混合ガスを充填した。最下流のガス分流合流手段10における合流点より下流の配管に熱量計20を取り付けた。
図9に示すガス流体混合構造A2を作った。ガス流体混合構造A2は、異なった形状のガス分流合流手段10、10B、10Cを直列に3段連結した構成である。ここも、図において、細い実線は流路断面積0.15cm2の配管であり、太い実線は流路断面積0.90cm2の配管である。各ガス分流合流手段10、10B、10Cは、分流点11と合流点12を有し、分流点11と合流点12は、第1の分岐配管13、13b、13cと第2の分岐配管14、14b、14cとで接続されている。
1…上流側配管、
2…下流側配管、
10…ガス分流合流手段、
11…上流側の分流点、
12…下流側と合流点、
13、14…分流配管、
15…バッファータンク。
Claims (9)
- 管路内を流れる流体を流体の流れ方向で混合する流体混合方法であって、
流体の流れを上流側の分流点で2本以上の流れに分流し、前記分流した2本以上の分流を下流側の合流点において時間差を持って合流させるようにした流体の分流と合流を、流体の流れ方向で2回以上繰り返すことを特徴とする流体混合方法。 - 管路内を流れる流体を流体の流れ方向で混合するための流体混合構造であって、
前記流体混合構造は、上流側配管と、下流側配管と、上流側配管と下流側配管との間に配置される流体分流合流手段とを備え、
前記流体分流合流手段は、上流側の分流点と下流側と合流点と前記分流点と合流点を接続する2本以上の分流配管であって前記各分流配管を流れる分流は前記分流点で分流後に時間差を持って前記合流点で1つの流れに合流する2本以上の分流配管を備えた構成であり、
前記流体分流合流手段の2個以上が流体の流れ方向に直列に接続した状態で前記上流側配管と下流側配管との間に配置されていることを特徴とする流体混合構造。 - 前記流体分流合流手段の前記2本以上の分流配管の少なくとも1本にはバッファータンクが備えられていることを特徴とする請求項2に記載の流体混合構造。
- 前記流体分流合流手段の前記合流点にはバッファータンクが備えられていることを特徴とする請求項2に記載の流体混合構造。
- 前記流体分流合流手段の2本以上の分流配管は断面積が同じであって長さの異なる配管によって構成されていることを特徴とする請求項2に記載の流体混合構造。
- 前記2個以上の流体分流合流手段はすべて同じ構成であることを特徴とする請求項2に記載の流体混合構造。
- 前記2個以上の流体分流合流手段のうちの少なくとも1つの流体分流合流手段は、分流配管の構成が他の流体分流合流手段と異なることを特徴とする請求項2に記載の流体混合構造。
- 各流体分流合流手段における分流配管の本数は2であることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の流体混合構造。
- 流体がガスであることを特徴とする請求項2〜8いずれか一項に記載の流体混合構造。
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