JP2815395B2

JP2815395B2 - 混合装置

Info

Publication number: JP2815395B2
Application number: JP11335689A
Authority: JP
Inventors: 徹谷口
Original assignee: 冷化工業株式会社
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH02293035A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、流体を混合する混合を促進する混合装置の
製造方法および混合装置、特に高圧の流体を混合するも
のに関する。

［従来の技術］従来から、pH調整、酸化還元反応化学的反応におい
て、いろいろなタイプの撹拌混合装置が用いられてい
る。また、近年のバイオテクノロジーの発展にともな
い、微生物培養等生物学的分野においての撹拌混合の重
要性も高まってきている。

そして、このような液液混合、気液混合を行う装置と
して、スタティックミキサが広く利用されている。この
スタテッィクミキサは、混合される複数種類の流体の混
合物が流通するパイプ内に各種形状の撹拌体を配置し、
この撹拌体によって生じる乱流によって流体の混合を促
進するものである。具体的には、パイプ内にカットスク
リュウのような撹拌体を配置したものなどが利用されて
いる。

更に、パイプ内に配置した撹拌体を一つの軸に取付
け、これを往復振動させ、混合を促進するものも提案さ
れている。

このように、撹拌体を振動させると、撹拌体の表面に
接触している流体は表面との衝突を繰返し、非常に効果
的な混合を行うことができる。

ところが、流体の流通するケーシング内に配置する撹
拌体を振動させるためには、撹拌体を何等かの振動源に
接続しなければならない。振動源としては、例えばモー
タカム機構などがあり、従来はこのような振動源に撹拌
体を直接接続し、撹拌体を往復振動させている。

そして、ケーシング内に配置されている撹拌体と振動
源を接続すると、ケーシング内と振動源が空間的に接続
されることになる。このため、ケーシング内に流通する
流体が振動源側に流入しないように、何等かの手段を講
じる必要がある。

そこで、従来から、振動源をケーシングの十分上方に
設け、流体が振動源に侵入しないようにしたり、振動源
と撹拌体を接続する軸部をメカニカルシールによって仕
切ったり、軸部の移動を吸収することができるダイヤフ
ラムを設けたりして、振動源側空間をケーシング内から
仕切り、ケーシング内を流通する流体が振動源側に侵入
しないようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、ケーシング内に高圧の流体を流通した場合に
は、従来の方法によっては、十分なシールが行えず、ケ
ーシング内に流通している流体の一部が振動源側に侵入
してしまうという問題点があった。

すなわち、振動源を上方に設ける方式においては、1k
g/cm²に対応して10mの高さを必要とし、全く現実的では
ない。また、メカニカルシールを利用する方式において
は、数kg/cm²の圧力に対抗するためには、かなり大きく
高価なものが必要となる。さらに、ダイヤフラムを利用
する方式においては、ダイヤフラムを薄くし移動に対す
る許容量を大きくすれば、圧力によってダイヤフラムが
破壊されてしまい、また高圧に対抗できるようにすれ
ば、撹拌体の移動を十分に許容できなくなるという問題
点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、高圧の流体から振動源を
効果的に仕切ることのできる混合装置に関する。

［課題を解決するための手段］請求項（１）記載の混合装置は、両端部に流入口およ
び流出口が形成された円筒状のケーシングと、このケー
シング内に同軸状に収容され軸部が軸方向に伸長された
撹拌体と、この伸長された軸部に接続され、撹拌体を軸
方向に往復振動させる振動源と、ケーシングと振動源の
接続部において、撹拌体から伸長された軸部に固定さ
れ、ケーシング内の空間と振動源側の空間を気密に仕切
るダイヤフラムとを含み、このダイヤフラムの振動源側
空間を加圧状態に保持することを特徴とする。

請求項（２）記載の混合装置は、上記ケーシング内の
圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段にお
ける圧力検出結果に応じて、上記振動源側空間の圧力を
調整する圧力調整手段とを有し、ケーシング内の圧力に
応じて、振動源側空間の圧力を調整することを特徴とす
る。

［作用］混合処理を行う流体をケーシング内に流通しながら、
振動源によって撹拌体を振動させるので、この撹拌体の
作用によって、混合処理が促進され、効果的な混合処理
が行われる。

そして、この発明においては、ケーシング内の空間と
振動源側の空間がダイヤフラムで仕切られているととも
に、振動源側の空間が加圧されている。そこで、ダイヤ
フラムに印加される圧力は流体の圧力と振動源側の圧力
の差になる。

従って、流体の圧力がかなりの高圧であっても、ダイ
ヤフラムに印加される圧力を小さなものとでき、ダイヤ
フラムによるケーシング内と振動源側との仕切りを行う
ことができる。

また、ケーシング内の圧力に応じて、振動源側空間の
圧力を調整すれば、ダイヤフラムに印加される圧力を所
定の小さなものとでき、ダイヤフラムによるさらに効果
的なケーシング内と振動源側空間との仕切りが行える。

［実施例］以下、本発明に係る混合装置の製造方法および混合装
置について、図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る混合装置の右半分が断面図と
して表された全体構成図である。

図において、ケーシング10は円筒状に形成されたお
り、その下方開口が流入口12とされている。また、ケー
シング10の上部には、流出口14が形成されており、流入
口12から流入した流体は、ケーシング10内を通り、流出
口14から排出される。

一方、ケーシング10の内部には、撹拌体20が挿入配置
されている。この撹拌体20は、軸部22と螺旋羽根24から
なっている。

そして、軸部22はケーシング10の上方へ伸び振動源30
に接続されている。

振動源30は、一対のモータ40と、このモータ40の出力
軸42に取り付けられたカム機構50からなっている。

そして、カム機構50は、出力軸42が偏心して取り付け
られた回転部52と、この回転部52の偏心回転によって揺
動する揺動部54を有している。そこで、揺動部54の揺動
が連結部56を介し軸部22に上下振動として伝えられる。

また、ケーシング10と振動源30の接続部60には、２つ
のダイヤフラム62,64が設けられており、ケーシング10
内に流通する流体が振動源30に向けて侵入するのを防止
している。

ここで、２つのダイヤフラム62,64はパイプ状の連結
材40によってある程度の範囲が一体的に移動するように
接続されており、上部のダイヤフラム64は付勢部材72に
よって所定の圧力で下方に向けて付勢されている。従っ
て、ケーシング10内の圧力がある程度高くなっても付勢
部材72の付勢力によって、これに対抗できるようになっ
ている。

なお、付勢部材72はネジ74とバネ76からなっており、
付勢力をネジ74の移動により調整できるようになってい
る。

このような構成の混合装置において、混合を行う場合
には、流入口12より混合対象である２以上の種類の流体
の混合物を流入するとともに、ケーシング10内を流出口
14に向けて流通する。そして、この状態において、振動
源30によって撹拌体20が上下振動される。そこで、ケー
シング10内に流通する流体は振動する撹拌体20との接触
によって十分に混合される。

ここで、この実施例において特徴的なことは、ダイヤ
フラムでケーシング10内と仕切られた振動源30側の空間
が気密に形成されるとともに、加圧状態に保持できるこ
とである。

すなわち、この実施例においては、ダイヤフラム62,6
4の中間の空間80は気密に形成されているとともに、こ
こには、加圧配管82の一端が接続されている。そして、
この加圧配管82の他端には、コンレッサ84が接続されて
いる。このため、コンプレッサ84からの加圧空間を空間
80に導入すれば、空間80内を加圧状態にできる。

そして、コンプレッサ84から空間80に至る加圧配管82
には、自動調整バルブ86が設けられている。従って、こ
の自動調整バルブ86の開度を調整することによって、コ
ンプレッサ84から空間80へ導入される空気量を調整する
ことができ、空間80における圧力を所定のものとでき
る。

また、この実施例においては、自動調整バルブ86の開
度の調整は、調整器90からの信号によって制御され、こ
の調整器90からの信号は、圧力センサ92からの圧力検出
値に応じて動作する圧力変換器94からの信号に応じて行
われる。

すなわち、圧力センサ92はケーシング10内の流体圧力
を検出できるようにケーシング10の下部に取付けられて
いる。従って、この圧力センサ92によってケーシング10
内に流通する流体の圧力を検出することができる。

そして、この検出値は、圧力変換器94に供給され、こ
こで、圧力センサ92の特性等の補正をして、物理量して
の圧力値に対応する信号に変換される。そして、これが
調整器90に供給されると、調整器90は空間80における圧
力がケーシング10内の圧力と同等のものとなるように調
整バルブ86の開度を調整する。

従って、ケーシング10内の圧力と空間80内の圧力はほ
ぼ同等のものとなり、ダイヤフラム62の両側の圧力がほ
ぼ同一となり、ダイヤフラムには、圧力が印加されてい
ないのと同様の状況が達成される。そこで、ダイヤフラ
ム62の強度をかなり弱く、変形量が大きいものとして
も、これが破損される危険は非常に少なくなる。このた
め、ダイヤフラム62は、撹拌体20の軸部22に十分追従す
るとともに、ケーシング10内と振動源30側との仕切りを
確実に行える。

なお、空間80内の圧力を正確に制御するために、この
空間80の圧力を検出し、これによって、自動調整バルブ
86の開度調整をフィードバック制御するとよい。

また、ダイヤフラム64には、空間80と振動源30側との
圧力差が印加されることになるが、ケーシング10内の圧
力はある程度予測できるので、付勢部材72によってかな
りの圧力を負担させることができ、ダイヤフラム64の破
損を防止することができる。

次に、第２図に示したのは、この発明の他の実施例で
あり、振動源30全体を加圧ケース100によって覆ったも
のである。この実施例によれば、振動源30を取り囲む空
間102全体を所定の加圧状態とでき、ダイヤフラム62,64
に印加される圧力を非常に小さなものとできる。

なお、この実施例における、空間102内の圧力調整
は、上述の実施例と同様に行うことができる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明に係る混合装置によれ
ば、振動源側を加圧することができるため、、ケーシン
グ側と振動源側空間の圧力差を小さくすることができ
る。従って、振動する軸部の貫通するダイヤフラムによ
る両空間の仕切りを効果的に行うことができる。さら
に、振動源側空間内の圧力をケーシング内の圧力に応じ
て制御すれば、ダイヤフラムに印加される圧力をさらに
減少することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る混合装置の全体構成を示す一部
断面構成図、第２図は他の実施例の全体構成を示す構成図である。 10……ケーシング 12……流入口 14……流出口 20……撹拌体 22……軸部 30……振動源 62,64……ダイヤフラム 84……コンプレッサ 86……自動調整バルブ 92……圧力センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部に流入口および流出口が形成された
円筒状のケーシングと、このケーシング内に同軸状に収容され軸部が軸方向に伸
長された撹拌体と、この伸長された軸部に接続され、撹拌体を軸方向に往復
振動させる振動源と、ケーシングと振動源の接続部において、撹拌体から伸長
された軸部に固定され、ケーシング内の空間と振動源側
の空間を気密に仕切るダイヤフラムと、を含み、このダイヤフラムの振動源側空間を加圧状態に保持する
ことを特徴とする混合装置。
【請求項２】請求項（１）記載の混合装置において、上記ケーシング内の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段における圧力検出結果に応じて、上記
振動源側空間の圧力を調整する圧力調整手段と、を有し、ケーシング内の圧力に応じて、振動源側空間の圧力を調
整することを特徴とする混合装置。