JP2545227B2 - 液体の複合衝突式混合吐出又は噴出方法及びその装置 - Google Patents
液体の複合衝突式混合吐出又は噴出方法及びその装置Info
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数種の液体の混合及びそれらの吐出又は噴
出方法とそれらの装置に係る。
出方法とそれらの装置に係る。
液体の衝突による混合の基本的方法には、大別して面
衝突式と線状集中衝突式及びこれらの複合衝突式との三
種がある。何れも本発明者により発明され、また本出願
人によって出願されたものである。それらの出願番号
は、線状集中衝突式においては、特出願昭61−250015,
同昭61−289611,面衝突式においては、特願番昭62−078
897,複合衝突式においては特願番昭62−081952である。
衝突式と線状集中衝突式及びこれらの複合衝突式との三
種がある。何れも本発明者により発明され、また本出願
人によって出願されたものである。それらの出願番号
は、線状集中衝突式においては、特出願昭61−250015,
同昭61−289611,面衝突式においては、特願番昭62−078
897,複合衝突式においては特願番昭62−081952である。
次に上記発明の概要について説明する。
１） 面衝突式混合法 第６図を参照されたい。同図によりスケマテックに説
明する。本法においては、供給液体は予め所定の比率を
もって複数種の液体が配合された液体の対象とするのが
原則である。この配合（たゞし未混合）液体Lcを混合室
81内に向けて細孔82を通して高速度（30m/sec.以上）を
もって線状に流出（Lc11）し、それを衝突板83面上に衝
突させる。該衝突流Lc11は、該衝突板83面上を全角方向
に拡散（Lc12）し分散する。そして、該衝突板83の周縁
を伝わって降下し、該板の裏面下に集められ（Lm10）混
合（Lm11）される。本法は上述の如く己に配合された液
体を対象とするものであり、その特長は比較的小さい混
合室81内にて短時間に均一に分散混合されることであ
る。
明する。本法においては、供給液体は予め所定の比率を
もって複数種の液体が配合された液体の対象とするのが
原則である。この配合（たゞし未混合）液体Lcを混合室
81内に向けて細孔82を通して高速度（30m/sec.以上）を
もって線状に流出（Lc11）し、それを衝突板83面上に衝
突させる。該衝突流Lc11は、該衝突板83面上を全角方向
に拡散（Lc12）し分散する。そして、該衝突板83の周縁
を伝わって降下し、該板の裏面下に集められ（Lm10）混
合（Lm11）される。本法は上述の如く己に配合された液
体を対象とするものであり、その特長は比較的小さい混
合室81内にて短時間に均一に分散混合されることであ
る。
２） 線状集中衝突式混合法 第７図を参照されたい。複数種の液体E,F,G,…の所定
の圧力に加圧し、混合室85内に向けて、それぞれ別個
に、同数の細孔86A,86B,86C,…を通して混合室85内の一
点に向けて、集中的に線状に高速度をもって流出（E1,F
1,G1,…）し、互いに衝突させる。それによってこれら
各液体は、分散し、撹乱流を起こし入り混って混合（EF
G…）される。比較的小さい混合室85内で短時間に効率
的にかつ混合比の調整が比較的容易に行われることが特
長である。
の圧力に加圧し、混合室85内に向けて、それぞれ別個
に、同数の細孔86A,86B,86C,…を通して混合室85内の一
点に向けて、集中的に線状に高速度をもって流出（E1,F
1,G1,…）し、互いに衝突させる。それによってこれら
各液体は、分散し、撹乱流を起こし入り混って混合（EF
G…）される。比較的小さい混合室85内で短時間に効率
的にかつ混合比の調整が比較的容易に行われることが特
長である。
３） 複合衝突式混合法 本法は前記１）項の面衝突式と上記２）項の線状集中
衝突式とを組み合わせて行なう方法である。第８図を参
照されたい。先ず、配合液体Lcを細孔92を通して高速度
をもって線状に流出し（Lc16）、それを衝突板93に衝突
させる。該衝突流は該衝突板93面上を全角方向に拡散
（Lc17）し分散する。次にこれらを二つの流れに分流
（Lc18a,Lc18b）し、それらを二個の細孔95A,95B内に導
いて、これらの細孔を通して高速度をもって線状に、か
つある点に向けて流出（Lm15a,Lm15b,…）し、これらを
互いに衝突させる。それによってこれらは再び分散混合
し、撹乱流を起こして入りい混って混合（Lm16）するの
である。即ち面衝突による混合と線状集中衝突による混
合との複合的混合により、より分散度の高い均一的な混
合が行われるのである。なお上記説明は、先ず面衝突と
次に線状集中衝突との順に行なったが、その順序を入れ
換えて、先ず線状集中衝突を、次に面衝突を行なって
も、ほヾ同様の混合効果は得られる。
衝突式とを組み合わせて行なう方法である。第８図を参
照されたい。先ず、配合液体Lcを細孔92を通して高速度
をもって線状に流出し（Lc16）、それを衝突板93に衝突
させる。該衝突流は該衝突板93面上を全角方向に拡散
（Lc17）し分散する。次にこれらを二つの流れに分流
（Lc18a,Lc18b）し、それらを二個の細孔95A,95B内に導
いて、これらの細孔を通して高速度をもって線状に、か
つある点に向けて流出（Lm15a,Lm15b,…）し、これらを
互いに衝突させる。それによってこれらは再び分散混合
し、撹乱流を起こして入りい混って混合（Lm16）するの
である。即ち面衝突による混合と線状集中衝突による混
合との複合的混合により、より分散度の高い均一的な混
合が行われるのである。なお上記説明は、先ず面衝突と
次に線状集中衝突との順に行なったが、その順序を入れ
換えて、先ず線状集中衝突を、次に面衝突を行なって
も、ほヾ同様の混合効果は得られる。
その場合には、前記第１項におけると同様に配合した
液体を複数個の線状集中衝突用細孔内に導入することも
できるし、又はそれとは別に、複数種の液体をそれと同
数の線状集中衝突用細孔内に供給することもできる。本
法によれば、何れも比較的小さい混合室ですみ、かつ短
時間に、効率的に、そして混合比の調整が比較的容易に
行われるということが特長である。
液体を複数個の線状集中衝突用細孔内に導入することも
できるし、又はそれとは別に、複数種の液体をそれと同
数の線状集中衝突用細孔内に供給することもできる。本
法によれば、何れも比較的小さい混合室ですみ、かつ短
時間に、効率的に、そして混合比の調整が比較的容易に
行われるということが特長である。
上記各種発明においては、何れも各衝突用細孔と吐出
又は噴出用流出孔との大きさについては特に触れてはい
なかった。即ちある衝突式混合装置に対し、随時必要と
する又は手持の各種、各サイズのノズルを取付けて実験
していたのである。それによって、著しい混合効果のあ
ることは認められていたが、それらを調整すると、ノズ
ル径のサイズにより、混合効果に相当の差異のあること
が発見された。これが本発明の動機である。
又は噴出用流出孔との大きさについては特に触れてはい
なかった。即ちある衝突式混合装置に対し、随時必要と
する又は手持の各種、各サイズのノズルを取付けて実験
していたのである。それによって、著しい混合効果のあ
ることは認められていたが、それらを調整すると、ノズ
ル径のサイズにより、混合効果に相当の差異のあること
が発見された。これが本発明の動機である。
上述の衝突式液体の混合法においては、衝突力の大な
る程、即ち細孔よりの衝突流の速度の大なる程、混合効
果の上がることはいうまでもない。逆説的にいえば、よ
り混合効果を上げるためには、液体の混合室内における
各衝突流の速度を、より上げればよいということにな
る。そのためには、その供給する液体の圧力をより大と
することも、その一つではあるが、それには大容量の加
圧装置など高価な設備費を要する。本発明は供給圧力は
そのまゝとして、上記の混合室内で衝突流の速度を上げ
ようとするのが狙いである。
る程、即ち細孔よりの衝突流の速度の大なる程、混合効
果の上がることはいうまでもない。逆説的にいえば、よ
り混合効果を上げるためには、液体の混合室内における
各衝突流の速度を、より上げればよいということにな
る。そのためには、その供給する液体の圧力をより大と
することも、その一つではあるが、それには大容量の加
圧装置など高価な設備費を要する。本発明は供給圧力は
そのまゝとして、上記の混合室内で衝突流の速度を上げ
ようとするのが狙いである。
上述の如く、液体の衝突式混合法において、その混合
効率を上げるためには、その衝突流の速度を上げること
である。
効率を上げるためには、その衝突流の速度を上げること
である。
これは、液体の圧力や流量を制御する場合に流路の断
面を変化させる絞り機構、いわゆる固定オリフィスやチ
ョークといわれる機構がよく用いられるが、本発明にお
ける衝突用細孔と混合室との関係において、本発明の衝
突用細孔が前記の固定オリフィス又はチョーク機構と類
似のものとして考えると理解されよう。
面を変化させる絞り機構、いわゆる固定オリフィスやチ
ョークといわれる機構がよく用いられるが、本発明にお
ける衝突用細孔と混合室との関係において、本発明の衝
突用細孔が前記の固定オリフィス又はチョーク機構と類
似のものとして考えると理解されよう。
すなわち固定オリフィスにおける流体の流速ｖは、次
式で与えられる。
式で与えられる。
またチョーク機構における流体の速度ｖは、次式で与
えられる。
えられる。
上式において、αは流量係数,gは重力の加速度（cm/s
2），γは流体の比重量（kg/cm3）,p1はオリフィス入口
圧力（kg/cm2）,P2はオリフィス出口圧力（kg/cm2）,F
はチョークの断面積（cm2），πは円周率，ν動粘性係
数（cm2/s），を表す。
2），γは流体の比重量（kg/cm3）,p1はオリフィス入口
圧力（kg/cm2）,P2はオリフィス出口圧力（kg/cm2）,F
はチョークの断面積（cm2），πは円周率，ν動粘性係
数（cm2/s），を表す。
固定オリフィスの場合には、流速ｖは圧力下（p1−
p2）の平方根に比例して速くなることが理解される。従
って圧力差をできるだけ大きくとることにより流速は高
められる。
p2）の平方根に比例して速くなることが理解される。従
って圧力差をできるだけ大きくとることにより流速は高
められる。
またチョークの場合には、流速ｖはチョークの断面積
Ｆと圧力差（p1−p2）に比例し、チョークの長さｌに反
比例することが理解される。従ってチョークの長さをで
きるだけ短く、またチョークの断面積と圧力差をできる
だけ大きくとることにより流速は高められる。
Ｆと圧力差（p1−p2）に比例し、チョークの長さｌに反
比例することが理解される。従ってチョークの長さをで
きるだけ短く、またチョークの断面積と圧力差をできる
だけ大きくとることにより流速は高められる。
従って本発明における衝突用細孔と混合室との関係に
おいて、本発明の衝突用細孔が前記の固定オリフィス又
はチョーク機構と類似のものとして考えると、衝突用細
孔の上流側の圧力と、衝突用細孔の下流側の圧力すなわ
ち混合室の圧力との差ができるだけ大きくなるようにす
れば、衝突用細孔から噴出する液体の速度は高められ、
衝突混合の効率も高められる。これを実現するために
は、第一段の細孔n1から最終段の吐出孔Ｎへむけて、各
段の細孔の断面積を徐々に大きくすることにより達成さ
れる。
おいて、本発明の衝突用細孔が前記の固定オリフィス又
はチョーク機構と類似のものとして考えると、衝突用細
孔の上流側の圧力と、衝突用細孔の下流側の圧力すなわ
ち混合室の圧力との差ができるだけ大きくなるようにす
れば、衝突用細孔から噴出する液体の速度は高められ、
衝突混合の効率も高められる。これを実現するために
は、第一段の細孔n1から最終段の吐出孔Ｎへむけて、各
段の細孔の断面積を徐々に大きくすることにより達成さ
れる。
これらを具体的に説明する。第１図を参照されたい。
外部への排出孔N1の断面積Ｚを、混合室Ｒ内への衝突用
細孔Ｎの断面積Ａよりも大とする。該排出孔N1内を流れ
る液体Lmの圧力降下は、より小となり、従って、混合室
Ｒ内の液圧P1は、より大気圧P0に近づいて低下する。上
述の如く低下した（混合室Ｒ内の）液圧P1により、同混
合室Ｒ内に向けられている細孔Ｎ内を流れる液体Lc1の
速度も大となるのである。
外部への排出孔N1の断面積Ｚを、混合室Ｒ内への衝突用
細孔Ｎの断面積Ａよりも大とする。該排出孔N1内を流れ
る液体Lmの圧力降下は、より小となり、従って、混合室
Ｒ内の液圧P1は、より大気圧P0に近づいて低下する。上
述の如く低下した（混合室Ｒ内の）液圧P1により、同混
合室Ｒ内に向けられている細孔Ｎ内を流れる液体Lc1の
速度も大となるのである。
このように、排出孔の断面積Ｚの、より拡大により、
混合室Ｒ内の衝突流の速度をより高速化することができ
るのである。
混合室Ｒ内の衝突流の速度をより高速化することができ
るのである。
上記は混合室及び衝突流が一つの場合であるが、これ
が複数個直列に繋げられた場合にも、最後の排出孔の断
面積の拡大により、その流路を遡（さかのぼ）って各混
合室内の圧力を降下せしめて行き、これら混合室内の衝
突流の速度をよりアップせしめて行くのである。
が複数個直列に繋げられた場合にも、最後の排出孔の断
面積の拡大により、その流路を遡（さかのぼ）って各混
合室内の圧力を降下せしめて行き、これら混合室内の衝
突流の速度をよりアップせしめて行くのである。
本発明の要旨は、面衝突用混合室と線状集中衝突用混
合室とを直列に繋いだもので、その最後の混合室よりの
排出孔（吐出孔は噴出孔）の断面積を一番目の混合室の
衝突用細孔の断面積よりも大として混合する方法及びそ
の装置である。
合室とを直列に繋いだもので、その最後の混合室よりの
排出孔（吐出孔は噴出孔）の断面積を一番目の混合室の
衝突用細孔の断面積よりも大として混合する方法及びそ
の装置である。
なお、上記吐出又は噴出孔（以下吐出は噴出も含める
ものとし、特記の場合を除き、噴出を省略して吐出孔と
呼称する）の断面積を、一番目の衝突用細孔の断面積よ
りも大とすることにおいて、その中間にある二番目の衝
突用細孔の取扱いについては、二法あるので、それらに
分けて本発明の方法を説明する。
ものとし、特記の場合を除き、噴出を省略して吐出孔と
呼称する）の断面積を、一番目の衝突用細孔の断面積よ
りも大とすることにおいて、その中間にある二番目の衝
突用細孔の取扱いについては、二法あるので、それらに
分けて本発明の方法を説明する。
１） 吐出孔を一番目の衝突用細孔より大として混合す
る方法 第２図を参照されたい。一番目は面衝突式により、二
番目は線状集中衝突により混合する方法において、本法
は二番目の混合室６よりの吐出孔16の断面積Z1を一番目
の面衝突用細孔４の断面積A1より大として混合する方法
である。
る方法 第２図を参照されたい。一番目は面衝突式により、二
番目は線状集中衝突により混合する方法において、本法
は二番目の混合室６よりの吐出孔16の断面積Z1を一番目
の面衝突用細孔４の断面積A1より大として混合する方法
である。
本法において、吐出孔16の断面積Z1がより大であるた
め、同孔16内を流れる液体Lm4は圧力降下（Pd3）し、そ
れに連通している線状集中衝突混合室６内の圧力P5もそ
れに追随して降下する。従って、複数個の線状集中衝突
用細孔10,11,より、その混合室６内に流出する衝突流Lm
1a,Lm1bの速度v3,v4はより高速化され、より大なる衝突
力によって分散混入による混合効果が行われる。また上
記衝突流の高速化によって、線状集中衝突用細孔10,11
の圧力降下（Pd1,Pd2）をより小となり、そしてそれら
に連通する前段即ち一番目の面衝突混合室２の圧力P2も
降下する。従って、該混合室１内への供給圧力Ｐとの差
（Ｐ−P2）がより大となり、面衝突用細孔４より流出す
る面衝突流Lc3の速度v2は上昇する。従ってその面衝突
による拡散、分散作用による混合効果もよりアップする
のである。
め、同孔16内を流れる液体Lm4は圧力降下（Pd3）し、そ
れに連通している線状集中衝突混合室６内の圧力P5もそ
れに追随して降下する。従って、複数個の線状集中衝突
用細孔10,11,より、その混合室６内に流出する衝突流Lm
1a,Lm1bの速度v3,v4はより高速化され、より大なる衝突
力によって分散混入による混合効果が行われる。また上
記衝突流の高速化によって、線状集中衝突用細孔10,11
の圧力降下（Pd1,Pd2）をより小となり、そしてそれら
に連通する前段即ち一番目の面衝突混合室２の圧力P2も
降下する。従って、該混合室１内への供給圧力Ｐとの差
（Ｐ−P2）がより大となり、面衝突用細孔４より流出す
る面衝突流Lc3の速度v2は上昇する。従ってその面衝突
による拡散、分散作用による混合効果もよりアップする
のである。
上述の如く、面衝突及び線状集中衝突による混合効果
は共に上昇して、よりよき混合が行われるのである。
は共に上昇して、よりよき混合が行われるのである。
なお、本項においては、面衝突を一番に、線状集中衝
突を二番目に行ったが、その順序を逆にして、即ち第３
図に示すように、一番目に線状集中衝突を、二番目に面
衝突を行なっても、上述と同様に各混合室22,23内にお
ける圧力P7,P8は降下するので、それらの衝突流L1,M1,
…及びLM3の各速度v7,v8及びv9は高速化されるので、よ
りよき混合効果が得られるのである。たゞし上記の場合
には複数個の線状集中衝突用細孔27,28の断面積b3,b4の
総和B2より、吐出孔38の断面積Z2をより大とすることが
条件である。
突を二番目に行ったが、その順序を逆にして、即ち第３
図に示すように、一番目に線状集中衝突を、二番目に面
衝突を行なっても、上述と同様に各混合室22,23内にお
ける圧力P7,P8は降下するので、それらの衝突流L1,M1,
…及びLM3の各速度v7,v8及びv9は高速化されるので、よ
りよき混合効果が得られるのである。たゞし上記の場合
には複数個の線状集中衝突用細孔27,28の断面積b3,b4の
総和B2より、吐出孔38の断面積Z2をより大とすることが
条件である。
２） 一番目の衝突用細孔から二番目の細孔、最後の吐
出孔と逐次拡大して混合する方法 同じく第２図を参照されたい。一番目は面衝突によ
り、二番目は線状集中衝突により混合する方法におい
て、本法は一番目の面衝突用細孔４の断面積A1から二番
目の線状衝突用細孔10,11の各断面積b1,b2の総和B1へと
逐次拡大し、そして最後の吐出孔16の断面積Z1を更に大
として混合する方法である。
出孔と逐次拡大して混合する方法 同じく第２図を参照されたい。一番目は面衝突によ
り、二番目は線状集中衝突により混合する方法におい
て、本法は一番目の面衝突用細孔４の断面積A1から二番
目の線状衝突用細孔10,11の各断面積b1,b2の総和B1へと
逐次拡大し、そして最後の吐出孔16の断面積Z1を更に大
として混合する方法である。
本法において、吐出孔16の断面積Z1が最大であるた
め、それに連通している線状集中衝突混合室６内におけ
る圧力P5はより降下する。従って、複数個の線状集中衝
突用細孔10,11より、その混合室６内に流出する衝突流L
m1a,Lm1bの速度v3,v4はより高速化され、より大なる衝
突力によって分散混入による混合効果が行われる。また
上記衝突流の高速化によってその線状集中衝突用細孔内
の圧力降下Pd1,Pd2は小となり、それらに連通している
上流の前段即ち一番目の面衝突混合室２内の圧力P2も降
下する。従って、供給圧力Ｐとの差（Ｐ−P2）がより大
となり、面衝突用細孔４より流出する面衝突流Lc3の速
度v2も上昇する。従ってその面衝突による拡散、分散作
用による混合効果もより向上するのである。
め、それに連通している線状集中衝突混合室６内におけ
る圧力P5はより降下する。従って、複数個の線状集中衝
突用細孔10,11より、その混合室６内に流出する衝突流L
m1a,Lm1bの速度v3,v4はより高速化され、より大なる衝
突力によって分散混入による混合効果が行われる。また
上記衝突流の高速化によってその線状集中衝突用細孔内
の圧力降下Pd1,Pd2は小となり、それらに連通している
上流の前段即ち一番目の面衝突混合室２内の圧力P2も降
下する。従って、供給圧力Ｐとの差（Ｐ−P2）がより大
となり、面衝突用細孔４より流出する面衝突流Lc3の速
度v2も上昇する。従ってその面衝突による拡散、分散作
用による混合効果もより向上するのである。
これまでは、前項１）の吐出孔を一番目の衝突用細孔
より大として混合する方法と同様であるが、本法におい
ては、各衝突用細孔の断面積A1,b1＋b2＝B1と、そして
最後の吐出孔の断面積Z1とを逐次拡大したものであるか
ら、それぞれの衝突流Lc3;Lm1a,Lm1bの各速度v2;v3,v4
は概ね均等にアップされ、それらによる拡散、分散度も
均等化し、それらが累積されてより均一的な混合効果が
得られるというのが特長である。
より大として混合する方法と同様であるが、本法におい
ては、各衝突用細孔の断面積A1,b1＋b2＝B1と、そして
最後の吐出孔の断面積Z1とを逐次拡大したものであるか
ら、それぞれの衝突流Lc3;Lm1a,Lm1bの各速度v2;v3,v4
は概ね均等にアップされ、それらによる拡散、分散度も
均等化し、それらが累積されてより均一的な混合効果が
得られるというのが特長である。
なお、本法においても、前項と同じく、面衝突と線状
集中衝突の順序を逆に置き換えて行うこともでき、同様
の効果を得ることができる。
集中衝突の順序を逆に置き換えて行うこともでき、同様
の効果を得ることができる。
次に上述の各方法に基く装置の構造について説明す
る。
る。
３） 前記第１）項の方法に基くもので、吐出孔を最大
となした装置 第４図を参照されたい。混合室41上には同室の内方に
向け面衝突用細口金具43が取付けられ、同金具の細孔44
の方向にほゞ直角にかつ混合室41内壁よりも若干小さい
衝突板47が設けられ、その上面はスペーサ46により、そ
の下面の両端部には複数個の線状集中衝突用細口金具4
8,49が設けられて、それらの上に固定され、該複数の線
状集中衝突用細口金具48,49により挟まれた内側はその
混合室45となり、該室の下面には、吐出管54、その端末
には吐出金具55が設けられた複合衝突式混合装置におい
て、該吐出口金具55の吐出孔56の断面積Z3を、上記面衝
突用細口金具43の細孔44の断面積A2より大となしたもの
である。
となした装置 第４図を参照されたい。混合室41上には同室の内方に
向け面衝突用細口金具43が取付けられ、同金具の細孔44
の方向にほゞ直角にかつ混合室41内壁よりも若干小さい
衝突板47が設けられ、その上面はスペーサ46により、そ
の下面の両端部には複数個の線状集中衝突用細口金具4
8,49が設けられて、それらの上に固定され、該複数の線
状集中衝突用細口金具48,49により挟まれた内側はその
混合室45となり、該室の下面には、吐出管54、その端末
には吐出金具55が設けられた複合衝突式混合装置におい
て、該吐出口金具55の吐出孔56の断面積Z3を、上記面衝
突用細口金具43の細孔44の断面積A2より大となしたもの
である。
４） 前記第２）項の方法に基く各衝突用細孔と吐出孔
とを逐次拡大せしめた装置 同じく第４図を参照されたい。混合室41上には、同室
の内方に向け面衝突用細口金具43が取付けられ、同金具
の細孔44の方向にほゞ直角にかつ同混合室41内壁より若
干小さい衝突板47が設けられ、該衝突板47はその上面に
はスペーサ46により、その下面の両端部には複数個の線
状集中衝突用細口金具48,49が設けられて、それらの上
に固定され、かつ該複数の線状集中衝突用細口金具48,4
9により挟まれた内側はその混合室45となり、該室の下
面には、吐出管54、その端末には吐出金具55が設けられ
た複合衝突混合装置において、上記面衝突用細口金具43
の細孔44の断面積A2から次の複数の線状集中衝突用細口
金具48,49の各細孔50,51の各断面積b5,b6の総和B3へと
逐次拡大し、そして更に最後の吐出口金具55の吐出孔56
の断面積Z3をより大となしたものである。
とを逐次拡大せしめた装置 同じく第４図を参照されたい。混合室41上には、同室
の内方に向け面衝突用細口金具43が取付けられ、同金具
の細孔44の方向にほゞ直角にかつ同混合室41内壁より若
干小さい衝突板47が設けられ、該衝突板47はその上面に
はスペーサ46により、その下面の両端部には複数個の線
状集中衝突用細口金具48,49が設けられて、それらの上
に固定され、かつ該複数の線状集中衝突用細口金具48,4
9により挟まれた内側はその混合室45となり、該室の下
面には、吐出管54、その端末には吐出金具55が設けられ
た複合衝突混合装置において、上記面衝突用細口金具43
の細孔44の断面積A2から次の複数の線状集中衝突用細口
金具48,49の各細孔50,51の各断面積b5,b6の総和B3へと
逐次拡大し、そして更に最後の吐出口金具55の吐出孔56
の断面積Z3をより大となしたものである。
１） 〔問題点を解決するための手段〕の３）項におけ
る吐出孔を最大となした装置において。
る吐出孔を最大となした装置において。
第４図を参照されたい。予め複数種の液体が所要の比
率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lcが所要
の圧力Ｐに加圧され、配管40を通り、面衝突用細口金具
43内に導かれ、該細口金具43の細孔44より混合室内部42
に向けて流出（Lc6）する。その際、その最下流にある
外部への吐出口金具55の吐出孔56の断面積Z3が、上記面
衝突用細孔44よりも大であるため、次のような流体の作
動が起こる。即ち、吐出孔56の断面積Z3がより大である
ため、それに連通する線状集中衝突式混合室内部45の圧
力P12がより降下する。すると、その複数個より成る一
組の線状集中衝突用細孔50,51,…よりの流出流即ち衝突
流Lm6a,Lm6b,…の速度v12,v13,…がより高速化し、それ
らの衝突力はより増大する。それによって液体の分散混
入が促進され混合効率がアップする。また上記線状集中
衝突用細孔50,51内を流れる高速化した液体の圧力降下
により、その線状集中衝突用細孔50,51,…に連通する面
衝突混合室42内の圧力P11降下を招き、それによって、
同室内への面衝突流Lc6の速度v11も高速化され、面衝突
による拡散、分散による混合効果がより促進されるので
ある。以上のように、最後の吐出孔56の断面積Z3が、一
番の面衝突用細口44の断面積A2より大であるため、各衝
突流Lc6及びLm6a,Lm6b,…の各速度v11,v12及びv13,…が
より高速化され、よりよき混合効果が得られるのであ
る。
率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lcが所要
の圧力Ｐに加圧され、配管40を通り、面衝突用細口金具
43内に導かれ、該細口金具43の細孔44より混合室内部42
に向けて流出（Lc6）する。その際、その最下流にある
外部への吐出口金具55の吐出孔56の断面積Z3が、上記面
衝突用細孔44よりも大であるため、次のような流体の作
動が起こる。即ち、吐出孔56の断面積Z3がより大である
ため、それに連通する線状集中衝突式混合室内部45の圧
力P12がより降下する。すると、その複数個より成る一
組の線状集中衝突用細孔50,51,…よりの流出流即ち衝突
流Lm6a,Lm6b,…の速度v12,v13,…がより高速化し、それ
らの衝突力はより増大する。それによって液体の分散混
入が促進され混合効率がアップする。また上記線状集中
衝突用細孔50,51内を流れる高速化した液体の圧力降下
により、その線状集中衝突用細孔50,51,…に連通する面
衝突混合室42内の圧力P11降下を招き、それによって、
同室内への面衝突流Lc6の速度v11も高速化され、面衝突
による拡散、分散による混合効果がより促進されるので
ある。以上のように、最後の吐出孔56の断面積Z3が、一
番の面衝突用細口44の断面積A2より大であるため、各衝
突流Lc6及びLm6a,Lm6b,…の各速度v11,v12及びv13,…が
より高速化され、よりよき混合効果が得られるのであ
る。
２） 〔問題点を解決するための手段〕の第４）項にお
ける一番目の面衝突用細口より吐出孔への逐次拡大した
装置において。
ける一番目の面衝突用細口より吐出孔への逐次拡大した
装置において。
同じく第４図を参照されたい。予め複数種の液体が所
要の比率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lc
が所要の圧力Ｐに加圧され、配管40を通り、面衝突用細
口金具43内に導かれ、該細口金具43の細孔44より混合室
内部42に向けて流出（Lc6）する。この際、上記面衝突
用細孔44の断面積A2と、次の複数個より成る一組の線状
集中衝突用細孔50,51,…の各断面積b5,b6,…の総和B
3と、そして最後の吐出孔56の断面積Z3とが、逐次拡大
されていることによって、次のような流体の作動が起こ
る。即ち、吐出孔56の断面積Z3が最大であるため、それ
に連通する線状集中衝突式混合室内部45の圧力P12がよ
り降下する。するとその複数個より成る一組の線状集中
衝突用細孔50,51,…よりの流出流即ち衝突流Lm6a,Lm6b,
…の速度v12,v13,…がより高速化し、それらの衝突力も
より増大することは、上記１）項における場合と同様で
あるが、本装置においては、一番目の面衝突用細孔44の
断面積A2と、二番目の複数より成る一組の線状集中衝突
細孔50,51,…の各断面積b5,b6,…の総和B3と、そして最
後の吐出孔56の断面積Z3へと逐次拡大されているので、
各衝突流の速度もほぼ均等にアップすることができる。
それによって、より均等化した混合効果を得ることがで
きるのである。
要の比率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lc
が所要の圧力Ｐに加圧され、配管40を通り、面衝突用細
口金具43内に導かれ、該細口金具43の細孔44より混合室
内部42に向けて流出（Lc6）する。この際、上記面衝突
用細孔44の断面積A2と、次の複数個より成る一組の線状
集中衝突用細孔50,51,…の各断面積b5,b6,…の総和B
3と、そして最後の吐出孔56の断面積Z3とが、逐次拡大
されていることによって、次のような流体の作動が起こ
る。即ち、吐出孔56の断面積Z3が最大であるため、それ
に連通する線状集中衝突式混合室内部45の圧力P12がよ
り降下する。するとその複数個より成る一組の線状集中
衝突用細孔50,51,…よりの流出流即ち衝突流Lm6a,Lm6b,
…の速度v12,v13,…がより高速化し、それらの衝突力も
より増大することは、上記１）項における場合と同様で
あるが、本装置においては、一番目の面衝突用細孔44の
断面積A2と、二番目の複数より成る一組の線状集中衝突
細孔50,51,…の各断面積b5,b6,…の総和B3と、そして最
後の吐出孔56の断面積Z3へと逐次拡大されているので、
各衝突流の速度もほぼ均等にアップすることができる。
それによって、より均等化した混合効果を得ることがで
きるのである。
１） 第１実施例 本例は前記〔問題点を解決するための手段〕１）項に
おける吐出孔を最大とした複合式衝突混合方法におい
て、一番目の面衝突と二番目の一組の線状集中衝突との
順序を逆にして行う方法で、その説明図は第３図に示
す。同図について説明すると、吐出孔38の断面積Z2が一
番目の複数の線状集中衝突用細孔27,28の断面積b3,b4,
…の総和B2よりも大であるので、上記吐出孔38に連通す
る面衝突混合室内部23の圧力P8及びそれに連通する上流
の線状集中衝突混合室内部22の圧力P7は何れも降下し、
それによってそれらの衝突流L1,M1,…及びLM3の各速度v
7,v8及びv9は何れも高速化されるので、よりよき混合効
果が得られるのである。
おける吐出孔を最大とした複合式衝突混合方法におい
て、一番目の面衝突と二番目の一組の線状集中衝突との
順序を逆にして行う方法で、その説明図は第３図に示
す。同図について説明すると、吐出孔38の断面積Z2が一
番目の複数の線状集中衝突用細孔27,28の断面積b3,b4,
…の総和B2よりも大であるので、上記吐出孔38に連通す
る面衝突混合室内部23の圧力P8及びそれに連通する上流
の線状集中衝突混合室内部22の圧力P7は何れも降下し、
それによってそれらの衝突流L1,M1,…及びLM3の各速度v
7,v8及びv9は何れも高速化されるので、よりよき混合効
果が得られるのである。
２） 第２実施例 本例は前記〔問題点を解決するための手段〕２）項に
おける一番目の面衝突用細孔から二番目の線状集中衝突
用細孔の総和更に吐出孔へと逐次拡大して行う方法にお
いて、一番目の面衝突用細孔と二番目の線状集中衝突用
細孔との順序を逆にして行なう方法である。それらの各
衝突における分散混合作用は、順序が逆になっただけで
あり殆んど同様の作用が行われ、同様の効果が得られる
ので、それらの説明については省略する。
おける一番目の面衝突用細孔から二番目の線状集中衝突
用細孔の総和更に吐出孔へと逐次拡大して行う方法にお
いて、一番目の面衝突用細孔と二番目の線状集中衝突用
細孔との順序を逆にして行なう方法である。それらの各
衝突における分散混合作用は、順序が逆になっただけで
あり殆んど同様の作用が行われ、同様の効果が得られる
ので、それらの説明については省略する。
３） 第３実施例 本例は前記〔問題点を解決するための手段〕３）項に
おける吐出孔を最大とした複合衝突式混合装置におい
て、一番目の面衝突用細孔と二番目の複数個より成る一
組の線状集中衝突用細孔との順序を逆となしたものであ
る。即ち第５図に示すように混合室61の両側より複数個
の線状集中衝突用細口金具65,66,…が該室内のある点に
集中的に向けて設けられ、該室内を第一の混合室62と
し、その下面には下方に向けて面衝突用細口金具71が設
けられ、かつ該金具71の下方には、その方向にほヾ直角
に衝突板73が設けられ、また該衝突板の下方には、ある
必要とする間隔をあけて第二の混合室が設けられ、該室
の下面には吐出管76を、その端末には吐出金具77の設け
られた複合衝突式混合装置において、該吐出口金具上の
吐出孔78の断面積Z4を、上記複数個の線状集中衝突用細
口金具65,66,…の各細孔67,68,…の各断面積a1,a2,…の
総和A3より大となしたものである。
おける吐出孔を最大とした複合衝突式混合装置におい
て、一番目の面衝突用細孔と二番目の複数個より成る一
組の線状集中衝突用細孔との順序を逆となしたものであ
る。即ち第５図に示すように混合室61の両側より複数個
の線状集中衝突用細口金具65,66,…が該室内のある点に
集中的に向けて設けられ、該室内を第一の混合室62と
し、その下面には下方に向けて面衝突用細口金具71が設
けられ、かつ該金具71の下方には、その方向にほヾ直角
に衝突板73が設けられ、また該衝突板の下方には、ある
必要とする間隔をあけて第二の混合室が設けられ、該室
の下面には吐出管76を、その端末には吐出金具77の設け
られた複合衝突式混合装置において、該吐出口金具上の
吐出孔78の断面積Z4を、上記複数個の線状集中衝突用細
口金具65,66,…の各細孔67,68,…の各断面積a1,a2,…の
総和A3より大となしたものである。
これらの作用は、その作用順序が前記〔作用〕の第
１）項において述べたものと逆になるだけのことである
ので説明は省略する。
１）項において述べたものと逆になるだけのことである
ので説明は省略する。
４） 第４実施例 本例は前記〔問題点を解決するための手段〕４）項に
おける各衝突用細孔と吐出孔とを逐次拡大せしめた装置
において、一番目の面衝突用細孔と二番目の複数個より
成る一組の線状集中衝突用細孔との順序を逆になしたも
のである。即ち第５図に示すように、混合室61の両側よ
り複数個の線状集中衝突用細口金具65,66,…が該室内の
ある点に集中的に向けて設けられ、該室内を第一の混合
室62とし、その下面には下方に向けて面衝突用細口金具
71が設けられ、かつ該細口金具71の下方には、その方向
にほぼ直角に衝突板73が設けられ、また該衝突板の下方
にある必要とする間隔をあけて第二の混合室とし、該室
の下面には吐出管76を、その端末には吐出口金具77の設
けられた複合衝突式混合装置において、複数個の線状集
中衝突用細口金具65,66,…の細孔67,68,…の各断面積
a1,a2,…の総和A3から、次の面衝突用細口金具71の細孔
72の断面積B3へと逐次拡大し、そして更に最後の吐出口
金具77の吐出孔78の断面積Z4をより大となしたものであ
る。
おける各衝突用細孔と吐出孔とを逐次拡大せしめた装置
において、一番目の面衝突用細孔と二番目の複数個より
成る一組の線状集中衝突用細孔との順序を逆になしたも
のである。即ち第５図に示すように、混合室61の両側よ
り複数個の線状集中衝突用細口金具65,66,…が該室内の
ある点に集中的に向けて設けられ、該室内を第一の混合
室62とし、その下面には下方に向けて面衝突用細口金具
71が設けられ、かつ該細口金具71の下方には、その方向
にほぼ直角に衝突板73が設けられ、また該衝突板の下方
にある必要とする間隔をあけて第二の混合室とし、該室
の下面には吐出管76を、その端末には吐出口金具77の設
けられた複合衝突式混合装置において、複数個の線状集
中衝突用細口金具65,66,…の細孔67,68,…の各断面積
a1,a2,…の総和A3から、次の面衝突用細口金具71の細孔
72の断面積B3へと逐次拡大し、そして更に最後の吐出口
金具77の吐出孔78の断面積Z4をより大となしたものであ
る。
これらの作用は、その作用順序が前記〔作用〕の第
２）項にて述べたものと逆になるだけのことであるので
それらの説明は省略する。
２）項にて述べたものと逆になるだけのことであるので
それらの説明は省略する。
本発明による面衝突法と線状集中衝突法などによる複
合衝突式液体混合吐出又は噴出方法及びその装置におい
て、吐出孔の断面積を最初の衝突用細孔より大とするこ
とにより、又は各衝突孔と吐出孔の各断面積の逐次拡大
により、又は各衝突流の速度を上げて、より効果的な混
合を行うものであって、液体混合の均一化、装置の小型
化、生産の効率アップに大いに寄与するものである。
合衝突式液体混合吐出又は噴出方法及びその装置におい
て、吐出孔の断面積を最初の衝突用細孔より大とするこ
とにより、又は各衝突孔と吐出孔の各断面積の逐次拡大
により、又は各衝突流の速度を上げて、より効果的な混
合を行うものであって、液体混合の均一化、装置の小型
化、生産の効率アップに大いに寄与するものである。
第１図は本発明の基本的作用説明図 第２図は本発明に
よる複合衝突式混合方法の作用説明図 第３図は上記方
法においてそれら各衝突流の順序を逆にしたものの（第
２実施例）作用説明図 第４図は本発明の複合衝突式混
合装置の基本的構造図 第５図は同上構造において各衝
突用細口金具の順序を逆となしたものの（第４実施例）
構造図 第６図は従来の面衝突式混合法の説明図 第７
図は従来の線状集中衝突式混合法の説明図 第８図は従
来の複合衝突式混合法の説明図 主要な符号の説明 1,41……混合室、4,44……面衝突用細孔,6,45,……線状
集中衝突混合室、7,47……衝突板,10,11,50,51……線状
集中衝突用細孔、16,56……吐出孔、43……吐出口金
具、48,49……線状集中衝突用細孔、55……吐出口金
具、A1,A2……面衝突用細孔の断面積、b1,b2,b5,b6……
線状集中衝突用細孔の断面積、B1……b1,b2,…の総和、
B3……b5,b6,…の総和、Lc3……面衝突流、Lm1a,Lm1b…
…線状集中衝突流、Ｐ……供給液体の圧力、P2,P11……
面衝突混合室内の液体の圧力、P5,P12……線状集中衝突
混合室内の液体の圧力、Pd1,Pd2,……線状集中衝突用細
孔内の液体の圧力降下、Pd3……吐出孔内の液体の圧力
降下、v2……面衝突流の速度、v3,v4……線状集中衝突
流の速度、Z1,Z3……吐出孔の断面積
よる複合衝突式混合方法の作用説明図 第３図は上記方
法においてそれら各衝突流の順序を逆にしたものの（第
２実施例）作用説明図 第４図は本発明の複合衝突式混
合装置の基本的構造図 第５図は同上構造において各衝
突用細口金具の順序を逆となしたものの（第４実施例）
構造図 第６図は従来の面衝突式混合法の説明図 第７
図は従来の線状集中衝突式混合法の説明図 第８図は従
来の複合衝突式混合法の説明図 主要な符号の説明 1,41……混合室、4,44……面衝突用細孔,6,45,……線状
集中衝突混合室、7,47……衝突板,10,11,50,51……線状
集中衝突用細孔、16,56……吐出孔、43……吐出口金
具、48,49……線状集中衝突用細孔、55……吐出口金
具、A1,A2……面衝突用細孔の断面積、b1,b2,b5,b6……
線状集中衝突用細孔の断面積、B1……b1,b2,…の総和、
B3……b5,b6,…の総和、Lc3……面衝突流、Lm1a,Lm1b…
…線状集中衝突流、Ｐ……供給液体の圧力、P2,P11……
面衝突混合室内の液体の圧力、P5,P12……線状集中衝突
混合室内の液体の圧力、Pd1,Pd2,……線状集中衝突用細
孔内の液体の圧力降下、Pd3……吐出孔内の液体の圧力
降下、v2……面衝突流の速度、v3,v4……線状集中衝突
流の速度、Z1,Z3……吐出孔の断面積
Claims (3)
- 【請求項１】液体の面衝突及び線状集中衝突による複合
衝突式混合方法において、混合液体の外部への吐出又は
噴出孔16の断面積Z1を、一番目の面衝突用細孔４の断面
積A1より大とすることにより、該吐出又は噴出孔16内を
流れる液体の圧力降下Pd3をより小ならしめ、それに連
通するその上流の線状集中衝突混合室６内の圧力P5をよ
り低下せしめ、それによって該混合室６内に向けて設け
られた複数個の線状集中衝突用細孔10,11内を通って流
出する各衝突流Lm1a,Lm1b,…の各速度v3,v4,…をより高
速化して同時にそれら流れの圧力降下Pd1,Pd2,…をより
小ならしめ、更にそれらに連通するその上流の一番目の
衝突用混合室２内の圧力P2を下げ、これら混合室6,2内
の液圧の一斉降下によって、これら各混合室2,6内のそ
れぞれの衝突流Lc3;Lm1a,Lm1b,…の各速度v2;v3,v4,…
をより高速化して、それらの衝突力を増大し、それによ
って混合効果を一層上昇せしめることを特徴とする液体
の複合衝突式混合吐出又は噴出方法。 - 【請求項２】液体の面衝突及び線状集中衝突による複合
衝突式混合方法において、一番目の面衝突用細孔４の断
面積A1と二番目の複数個より成る一組の線状集中衝突用
細孔10,11,…の各断面積b1,b2,…の総和B1とを、逐次拡
大し、そして更に最後の吐出又は噴出孔16の断面積Z1を
より大ならしめ、それによって、該吐出又は噴出孔16内
を流れる液体の圧力降下Pd3をより小ならしめ、それに
連通するその上流の線状集中衝突混合室６内の圧力P5を
より低下せしめ、それによって該混合室６内に向けて設
けられた複数個の線状集中衝突用細孔10,11内を通って
流出する衝突流Lm1a,Lm1b,…の各速度v3,v4,…をより高
速化して、同時にこれら流れの圧力降下Pd1,Pd2,…をよ
り小ならしめ、更にそれらに連通する一番目の面衝突用
混合室２内の圧力P2を下げ、これら混合室6,2内の液圧
の一斉降下によって、これら各混合室2,6内のそれぞれ
の衝突流Lc3;Lm1a,Lm1b,…の各速度v2;v3,v4,…をより
高速化して、それらの各混合室2,6内において、ほぼ均
等に衝突力をアップし、それらによって混合効果を一層
上昇せしめることを特徴とする液体の複合衝突式混合吐
出又は噴出方法。 - 【請求項３】混合室41内に向けて設けられた面衝突用細
口金具43と該細口金具43の細孔44の方向にほぼ直角に設
けられかつ同混合室41内壁より若干内幅の衝突板47と、
その下流に設けられた複数個より成る一組の線状集中衝
突用細口金具48,49,…と、その下流に設けられた外部へ
の吐出又は噴出口金具55とより成る面衝突と線状集中衝
突よりなる複合衝突式混合吐出又は噴出装置において、
該吐出又は噴出口金具55の吐出又は噴出孔56の断面積Z3
を、上記一番目の面衝突用細口金具43の細孔44の断面積
A2よりも大とすることを特徴とする液体の複合衝突式混
合吐出又は噴出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114060A JP2545227B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 液体の複合衝突式混合吐出又は噴出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114060A JP2545227B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 液体の複合衝突式混合吐出又は噴出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63278534A JPS63278534A (ja) | 1988-11-16 |
| JP2545227B2 true JP2545227B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14628026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62114060A Expired - Fee Related JP2545227B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 液体の複合衝突式混合吐出又は噴出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545227B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6227694B1 (en) * | 1996-12-27 | 2001-05-08 | Genus Corporation | High speed collision reaction method |
| DE102004055507A1 (de) * | 2004-11-17 | 2006-05-18 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung feinteiliger flüssig-flüssig Formulierungen und Vorrichtung zur Herstellung feinteiliger flüssig-flüssig Formulierungen |
| JP4946180B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2012-06-06 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 乳化装置 |
| CN108673894A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-19 | 遵义医学院 | 一种3d打印喷头系统 |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP62114060A patent/JP2545227B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63278534A (ja) | 1988-11-16 |
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