JP4921531B2 - ミキシング装置 - Google Patents

ミキシング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4921531B2
JP4921531B2 JP2009215571A JP2009215571A JP4921531B2 JP 4921531 B2 JP4921531 B2 JP 4921531B2 JP 2009215571 A JP2009215571 A JP 2009215571A JP 2009215571 A JP2009215571 A JP 2009215571A JP 4921531 B2 JP4921531 B2 JP 4921531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
housing
mixing apparatus
pair
nozzle holes
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009215571A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010274254A (ja
Inventor
寅 赫 孫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of JP2010274254A publication Critical patent/JP2010274254A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4921531B2 publication Critical patent/JP4921531B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/70Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material
    • B01F25/72Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/453Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by moving the liquids in countercurrent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/23Mixing by intersecting jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/919Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/919Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings
    • B01F2025/9191Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component
    • B01F2025/91913Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings characterised by the disposition of the feed and discharge openings characterised by the arrangement of the feed openings for one or more flows, e.g. for the mainflow and the flow of an additional component with feed openings facing each other, e.g. for creating counter flows, for creating a series of vortex flows
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/505Mixing fuel and water or other fluids to obtain liquid fuel emulsions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems

Description

本発明は、多様な流体を十分に混合することができるとともに、小型化及び低価格化に適したミキシング装置に関する。
多様な流体を混合するためのミキシング装置は、大きく攪拌機とスタティックミキサーとに分けられる。攪拌機は、動力によって動く攪拌翼を用いて流体を混合する。そして、スタティックミキサーは、混合空間の内部に設置されたヘリカルエレメントを通じて流体の流動分割、再循環、ラジアル混合などの作用で混合過程を行う。
前述したミキシング装置に対する応用の一例として燃料電池発電システムがある。高分子電解質型燃料電池発電システムでは、燃料電池のアノードに水素が豊富なリフォメートを供給するための改質器を備えている。また、燃料電池発電システムは、改質器の原料として燃料と水を混合して供給するためにミキシング装置を備えている。
最近、クリーンエネルギー源への要求が高まり、ハイブリッド自動車、ヨットなどのような応用分野に高分子電解質型燃料電池発電システムを採用するための研究が進められている。即ち、高分子電解質型燃料電池発電システムを採用するために、高耐久性及び高効率性を有しているとともに、システムの小型化に適したミキシング装置が要求されている。
日本特許公開第2007−211641号 日本特許公開第2005−041732号 大韓民国特許公開1997−0054736号
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多様な流体を十分に混合することができ、尚且つ高耐久性、低価格化及び小型化に適したミキシング装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明のミキシング装置は、内部空間と、前記内部空間に少なくとも2種類の流体を流入させるための少なくとも1つの開口部とを備えたハウジングと、前記ハウジングの一面を貫通するように配置された少なくとも1対のノズル孔と、前記少なくとも1対のノズル孔から放出される流体が互いに衝突するように前記ハウジングの外表面から前記ノズル孔の上へ延長突出した1対のガイド部とを含むことを特徴とする。
好ましくは、ガイド部はノズル孔から出る流体の進行方向を45゜以上90゜以下の範囲で切り替える。
1対のノズル孔から放出される流体が互いに衝突する角度(内角)は90゜以上180゜以下の範囲である。
ガイド部は、ハウジングと一体に形成される。ガイド部は、ハウジングの一面に外側へエンボス状に形成される。ガイド部の厚さとハウジングの一面の厚さは同一である。
エンボス状に形成されたガイド部の片側を切り欠いてノズル孔を形成する。ガイド部の片側を切り欠いた部分は直線型、円弧型、角形のうちの少なくともいずれか1つの形態である。
ハウジングは、フラットな板状である。少なくとも1対のノズル孔はフラットな板状のハウジングの一面に配置されている。ハウジングの一面の中心を基準にハウジングの一面を四つの面に分割し、1対のノズル孔を四つの面のそれぞれに配置して4対のノズル孔を配置することができる。
少なくとも2種類の流体は、水と炭化水素系燃料を含んでいる。少なくとも1つの開口部は、水と炭化水素系燃料をそれぞれ流入させる第1開口部と第2開口部とを含むことができる。水は水蒸気状態で流入し、炭化水素系燃料は気体状態で流入する。
ハウジングは、水を液相から気相に変換する蒸発部を更に含むことができる。蒸発部は、内部空間との間に隔壁を置いてハウジング内に一体に配置されている。
内部空間の容量は、50cc〜100ccの範囲であることが可能である。
ノズル孔の大きさは円形の場合、その直径が略1mm〜3mmの範囲を有することができる。
ハウジングの材質は、アルミニウム合金を含むことができる。
本発明によれば、互いに異なるノズル孔から放出される流体を互いに衝突させることによって、ミキシング装置が小さな容量しかない場合であっても、互いに異なる少なくとも2種類の流体を効率的に混合することができる。また、別途に高価なノズル装置を設けることなく、プレス加工のような単純な工程を通じてノズルとして機能する部分(ノズル孔又はノズル孔とガイド部との組み合わせ)を形成するので、製造コストを低減できる。そして、既存の高耐久性の金属材料を実質的にそのまま利用できるので、ミキシング装置の耐久性を確保して容易に向上させることができる。更に、互いに異なる流体を均一に十分に混合して供給するので、ミキシング装置を採用した装置(例えば、改質器又は燃料電池発電システム)の全体的な効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係るミキシング装置の断面図である。 本発明のミキシング装置のノズル孔及びガイド部を説明するための部分拡大断面図である。 本発明のミキシング装置のノズル孔及びガイド部を説明するための部分拡大断面図である。 本発明のミキシング装置におけるガイド部の配置を説明するための平面図である。 本発明のミキシング装置におけるガイド部の配置を説明するための平面図である。 本発明のミキシング装置の製造過程を説明するための工程図である。 本発明のミキシング装置の製造過程を説明するための工程図である。 図4Bに示す板材の一部分であるV−V’線に沿った部分断面図である。 ミキシング装置のガイド部の他の形態を説明するための図面である。 ミキシング装置のガイド部の他の形態を説明するための図面である。 ミキシング装置のガイド部の他の形態を説明するための図面である。 ミキシング装置のガイド部の他の形態を説明するための図面である。 本発明の他の実施形態に係るミキシング装置を説明するための平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るミキシング装置を説明するための斜視図である。
以下に示す詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載したものである。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付した図面と説明は、本発明を説明するだけのものであって、これに限定されるわけではない。また、1つの構成要素が他の構成要素と「接触している(on)」という記載は、それがその他の構成要素と直接接触しているという意味だけではなく、1つ以上の要素が2つの間に介在して間接的に接触していることも意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」という記載は、それがその他の要素に直接的に連結されている場合か、あるいは1つ以上の要素が2つの間に介在して間接的に連結されていることも意味する。以下の説明において、同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。また、図面において各構成要素の厚さや大きさは説明の利便性及び明確性のために誇張している。
図1は、本発明の一実施形態に係るミキシング装置の断面図である。
図1を参照すれば、ミキシング装置100は、第1流体及び第1流体と異なる第2流体が流入する内部空間1を形成するハウジング10と、ハウジング10の一面11に形成された1対のノズル孔20a、20bと、ハウジング10の一面11の外表面から各ノズル孔20a、20bの上へそれぞれ延長突出した1対のガイド部30a、30bとを含んでいる。
ハウジング10は、内部空間1に第1流体及び第2流体の流入を許容する少なくとも1つの開口部12を備えている。ハウジング10は、多角形板状、円板状などの形態で形成することができる。
1対のノズル孔20a、20bはハウジング10の一面11に形成され、互いに一定間隔dを置いて離間されている。ハウジング10の一面11は、内部空間1を形成する壁のうちのいずれか1つの壁である。ハウジング10がフラットな板状である場合には、一面11は最も広い面積を有する2つの面のうちのいずれか1つである。
1対のガイド部30a、30bは、第1混合流体が内部空間1から1対のノズル孔20a、20bを介して外部へ放出される時に、第1混合流体が互いに異なる角度の2方向に放出されて互いに衝突するように機能する。
本実施形態において、第1混合流体とは第1流体と第2流体が混合された流体のことをいい、特に、第1混合流体は内部空間1の小さな容量によって、まだ均一に混合されていない状態を有する。
前述したミキシング装置100によれば、第1流体と第2流体は内部空間1で1次的に混合され、ノズル孔20a、20bを介して外部へ放出される時に、ガイド部30a、30bによって放出方向のガイドを受けて互いに衝突して2次的に混合される。従って、ミキシング装置100から放出される第1流体と第2流体は、内部空間1の容量が小さな場合でも実質的に均一に混合されて供給される。
本実施形態のハウジング10の容量又は内部空間1の大きさは、第1流体及び第2流体を均一に混合するのに十分でない容量の場合も含んでいる。例えば、水蒸気改質方式の改質器にリフォメートを供給するミキシング装置であって、気相の炭化水素系燃料600sccm(Standard cubic centimeter per minute)と6sccmの水蒸気状態の水を混合するミキシング装置の場合、ハウジング10の容量は第1流体と第2流体の1秒当たりの供給量とほぼ同一であるか、1秒当たりの供給量の少なくとも約10倍の容量を有することが好ましい。例えば、前述した場合、約10cc以上500cc以下の範囲を有する必要がある。
本実施形態において、ハウジング10の容量が略流体の1秒当たりの供給量〜1秒当たりの供給量の約10倍であれば、ミキシング装置100の内部空間1の容量は、第1流体及び第2流体を均一に混合するのに十分でない容量であるにも拘わらず、第1流体及び/又は第2流体を供給する流体供給装置の容量を増加させずに、ガイド部30a、30bを介して流体を十分に混合して排出するので、混合効率を向上させるとともに、小型化を図ることができる。
一方、ハウジング10の容量が流体の1秒当たりの供給量より小さければ、前述したガイド部30a、30bの構造及び配置にも拘らず、内部空間1に流入した流体を実質的に均一に混合して供給することは難しい。そして、ハウジング10の容量が大き過ぎると、ミキシング装置100内の圧力を一定の大きさに維持するために流体供給装置の容量又は圧力を増加させなければならないので、装置の効率及び小型化に適していない。
図2A及び図2Bは、本発明のミキシング装置のノズル孔及びガイド部を説明するための拡大断面図である。
図2Aを参照すれば、本発明の一実施形態に係るミキシング装置のハウジングは、一面11と、ハウジングの一面11に形成されたノズル孔21aと、ハウジングの一面11の外表面からノズル孔21aの上へ延びてノズル孔21aを部分的に覆うガイド部31aとを備えている。本実施形態のハウジングの一面11とノズル孔21aは、図1に示すミキシング装置のハウジング10の一面11とノズル孔20aにそれぞれ対応し得る。
ガイド部31aは、ハウジングの一面11が延びる第1方向yと直交する第2方向xに対して一定角度を有して延びている。即ち、ガイド部31aは一端(又は一面)がハウジングの一面11に固定され、他端(又は他面)が第2方向xと一定の角度θ1(以下、第1角度という)をなして延びるような形態を備えている。第1角度θ1は、混合する流体をガイドするためのガイド部31aの角度であり、約45゜以上90゜以下の範囲で選択される。前述したガイド部31aは、ハウジングの一面11の一部をプレス加工するか、別途の部材を接合して実現できる。
第1角度θ1が45゜より小さければ、ノズル孔21aから放出される第1混合流体と、ノズル孔21aと一対をなすノズル孔から放出される第1混合流体とを互いに衝突できるようにするための空間が大きくなってしまう。これにより、第1混合流体の衝突地点がノズル孔21aから遠ざかってしまうので、衝突力が弱くなり、流体を混合する効果が顕著に減少してしまうという短所となる。
また、第1角度θ1が90゜より大きい構造は製造し難いだけでなく、そのような構造ではノズル孔21aから放出される第1混合流体がハウジングの一面11の外表面に衝突してしまうので、第1混合流体を衝突させることによる流体を混合する効果が得られない。更に、そのような構造では内部空間内から放出される第1混合流体はまだ均一に混合されていない状態であるので、不均一な混合状態のまま放出されるという短所がある。
一方、図2Bに示す他の実施形態のように、前述した一定角度が実質的に90゜又は90゜に近接した角度を有するように、ガイド部32aが屈曲部132を備えることができる。屈曲部132を備えたガイド部32aは、図1のガイド部30aと同様に、円弧状に屈曲した形態(又は略円弧状を形成するために多くの屈曲部を有する形態)を含むことができる。
本実施形態によれば、ノズル孔を介して放出される第1混合流体がハウジングの一面11の外表面に隣接した位置で最大の衝突力を有して互いに衝突するので、流体を混合する効果を最大化することができる。
図3A、図3Bは、本発明のミキシング装置におけるガイド部の配置を説明するための平面図である。図3Aの平面図は、図1の底面図に対応している。
図3Aを参照すれば、本実施形態のミキシング装置100aは、内部に所定の大きさの空間を備えたフラットな円筒形ハウジング10aと、ハウジング10aの一面11aに形成された1対のノズル孔と、ハウジング10aの一面11aの外表面から1対のノズル孔の上へそれぞれ延びた1対のガイド部33a、33bとを備えている。本実施形態において1対のノズル孔と1対のガイド部33a、33bの構造及び配置は、図1のミキシング装置100のノズル孔20a、20b及びガイド部30a、30bに置き替えることができる。
1対のガイド部33a、33bは、一面11aの円形外表面の中心点Pを間にして互いに向かい合う位置に配置されている。即ち、1対のノズル孔を介して放出される第1混合流体が衝突する角度θ2(以下、第2角度という)は180゜である。従って、1対のノズル孔を介して放出される第1混合流体は1対のガイド部33a、33bによって互いに向かい合う方向に放出されて最大の衝突力を有して互いに衝突して混合される。
一方、もう1つの実施形態として、1対のガイド部の配置を、図3Bに示すように、変形することができる。即ち、1対のノズル孔を介して放出される第1混合流体が互いに衝突する角度θ3(以下、第3角度という)又はその内角が180゜〜90゜の範囲内になるように1対のガイド部34a、34bを配置することができる。本実施形態によれば、1対のノズル孔を介して放出される第1混合流体を、ガイド部33a、33b、34a、34bによって互いに交差する方向に放出して、互いに衝突しながら均一に混合することが可能である。
第3角度θ3が90゜より小さければ、1対のノズル孔を介して放出される第1混合流体の衝突地点がノズル孔から遠ざかることになるので、衝突力が弱くなり、流体を混合する効果が顕著に減少する。
図4A及び図4Bは、本発明のミキシング装置の製造過程を説明するための工程図である。本実施形態において、ミキシング装置の主要部分であるノズル孔とガイド部の製造工程を中心にミキシング装置の製造過程を説明する。
まず、図4Aに示すように、ミキシング装置の一面として用いる板材111を準備する。板材111の材料としては、切断加工及び成形加工が可能な材料を利用することができる。例えば、板材111の材料としては、耐久性及び熱伝導に優れたアルミニウム合金などを利用することができる。次に、板材111に一定長さの切欠部121a、121bを形成する。切欠部121a、121bは、ノズル孔及びガイド部を形成する部分になる。
次に、下部金型210と上部金型220からなる加圧成形器を用いて板材111を加圧成形する。このとき、下部金型210の一面には、切欠部121a、121bに隣接する板材111の一部分を加圧成形するために、第1凹凸部230a、230bが設けられている。上部金型220の一面(下部金型の一面と向かい合う一面)には第1凹凸部230a、230bと対をなす第2凹凸部が設けられている。
加圧成形された板材111には、図4Bに示すように、板材111の片側の外表面111aにエンボス状に突出して形成されたガイド部130a、130bと、ガイド部130a、130bと板材111との間に形成された1対のノズル孔120a、120b(図5参照)が設けられている。ここで、エンボス状とは、図4Bに示すようにガイド部130a、130bを浮き上がらせたり、膨らませたりした形状のことをいう。
このように加圧成形された板材111は適切な大きさに切断された後に、ミキシング装置を形成するためのハウジングの残りの部分に溶接される。例えば、板材111は図1のミキシング装置の一面として利用することができる。
図5は、図4Bの板材におけるV−V’線に沿って切断した断面を示す部分断面図である。
図5に示すように、ガイド部130aは、ハウジングの一面を形成する板材111の塑性(plasticity)、展延性(malleability、ductility)、流動性(fluidity)などの性質によって、板材111の厚さt2と実質的に同じ厚さt1に成形することができる。本実施形態のノズル孔120aとガイド部130aは、図1のノズル孔とガイド部に対応する。
図6A〜図6Dは、ミキシング装置のガイド部における他の形態を説明するための図である。
本実施形態のガイド部は、ハウジングの一面を形成する板材111の外表面111a上に突出するように形成されている。このようなガイド部は、外表面111a側(以下、z方向という)からみると、円状やその一部が直線形状、不等号形状、円弧形状を有して切り欠いた形態に形成することができる。直線形状の切欠部分を有するガイド部は、図1〜図5に示したガイド部である。
更に具体的に説明すると、一実施形態のガイド部131aは、図6Aに示すように、ノズル孔を部分的に屋根のように覆いながら板材112に一体に連結される一端111bと、z方向からみたときに右辺が大きい不等号(<)の形態に板材112を切り欠いている他端122aとを備えている。この場合、ガイド部131aと共に板材112に形成されるノズル孔の大きさは、概ね図6Aの斜線部分と同一である。
他の実施形態のガイド部132aは、図6Bに示すように、ノズル孔を部分的に屋根のように覆いながら板材113に一体に連結される一端111bと、z方向からみたときに左辺が大きい不等号(>)の形態に板材113を切り欠いている他端123aとを備えている。この場合、ガイド部132aと共に板材113に形成されるノズル孔の大きさは、概ね図6Bの斜線部分と同一である。
もう1つの実施形態のガイド部133aは、図6Cに示すように、ノズル孔を部分的に屋根のように覆いながら板材114に一体に連結される一端111bと、z方向からみたときに凹んだ円弧状に板材114を切り欠いている他端124aとを備えている。この場合、ガイド部133aと共に板材114に形成されるノズル孔の大きさは、概ね図6Cの斜線部分と同一である。
更に他の実施形態のガイド部134aは、図6Dに示すように、ノズル孔を部分的に屋根のように覆いながら板材115に一体に連結される一端111bと、z方向からみたときに凸な円弧の形態に板材115を切り欠いている他端125aとを備えている。この場合、ガイド部134aと共に板材115に形成されるノズル孔の大きさは、概ね図6Dの斜線部分と同一である。
前述した実施形態において、各ガイド部によって部分的に覆われるノズル孔の大きさは、ノズル孔が円形の場合、その直径が約1mm〜3mmの範囲を有することが好ましい。ノズル孔の大きさが前記範囲より小さければ、ミキシング装置の内部空間の圧力が増加する。そして、ノズル孔の大きさが前記範囲より大きければ、第1混合流体を噴射するノズルとして機能することが難しくなる。一方、前述した範囲はミキシング装置の内部空間の容量が大きくなれば、増加するように調整することができる。
図7は、本発明の他の実施形態に係るミキシング装置の平面図である。
図7を参照すれば、本実施形態のミキシング装置200は、ハウジング210と、ハウジング210の一面211に形成された第1対のノズル孔、第2対のノズル孔、第3対のノズル孔及び第4対のノズル孔と、各対のノズル孔に対応して形成された第1対のガイド部230a、230b、第2対のガイド部231a、231b、第3対のガイド部232a、232b及び第4対のガイド部233a、233bとを備えている。
ここで、本実施形態のミキシング装置200は、ハウジング210の一面211の中心を基準に一面211を四つの面に分割し、1対のノズル孔を四つの面のそれぞれに配置して4対のノズル孔が配置されている。
また、各対のガイド部は、各対のノズル孔から放出された第1混合流体を互いに衝突するように配置されている。
ミキシング装置200は、複数対のノズル孔と複数対のガイド部を備えていることが可能である。それはミキシング装置の設計及び製造において、自由度を向上させ得ることを意味している。更に、複数対のノズル孔と複数対のガイド部の大きさと個数を調節することにより、衝突によって流体を混合する効果を得ながら、ミキシング装置内の圧力を適切に調節することが可能になる。
図8は、本発明の更に他の実施形態に係るミキシング装置の斜視図である。
図8を参照すれば、本実施形態のミキシング装置300は、ハウジング310と、蒸発部301と、前述した1対のノズル孔と1対のガイド部を1対又は複数対(図1乃至図7参照)含んでいる。
本実施形態において、蒸発部301は少なくとも2種類の流体を貯蔵する内部空間1aと共にハウジング310内に配置される。ハウジング310内で蒸発部301は隔壁310aによって内部空間1aと分離されている。蒸発部301は前述した少なくとも2種類の流体のうち少なくとも1つを液相から気相に転換する。蒸発部301は、ハウジング310の内部及び/又は外部に結合されたヒータ(図示せず)を備えている。ヒータは、電気ヒータを含んでいる。
少なくとも1対のノズル孔は、ハウジング310の一面311を貫通するように配置され、少なくとも1対のガイド部は少なくとも1対のノズル孔にそれぞれ対応して一面311の外表面からノズル孔の上へ延長突出している。
本実施形態のミキシング装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
ハウジング310の第1流入口312aを介して気相の第1流体が内部空間1aに流入する。そして、ハウジング310の第2流入口312bを介して蒸発部301に液相の第2流体が流入する。蒸発部301で第2流体は液相から気相に転換される。気相の第2流体は、隔壁310aを貫通する通路312cを介して内部空間1aに流入する。
第1流体と第2流体は内部空間1aで1次的に混合される。このとき、小型化の要求に応じて内部空間1aの体積又は容量が小さく設計されているので、内部空間1aで第1流体と第2流体は均一に混合されることは難しい。
均一に混合されていない第1混合流体はハウジング310の一面311を貫通するノズル孔を介して放出される。このとき、ノズル孔を部分的に覆うガイド部によってノズル孔から放出される第1混合流体は互いに衝突する。この衝突によって第1混合流体の第1流体と第2流体は2次的に混合される。即ち、ミキシング装置300から放出される第1流体と第2流体は均一に混合されて供給されることになる。
一方、前述した実施形態では2つのノズル孔が対をなし、2つのガイド部が対をなすものと説明した。しかしながら、本発明はそのような構成に限定されず、3つ以上のノズル孔から放出される第1混合流体が略1地点で互いに衝突するように配置すれば、3つ以上のノズル孔が1つのグループをなすこともできる。その場合、3つ以上のノズル孔に対応する3つ以上のガイド部も1つのグループに配置される。
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者が様々な変形や変更が可能なことはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることも言うまでもない。
10 ハウジング
11 ハウジングの一面
20a、20b ノズル孔
30a、30b ガイド部
100 ミキシング装置

Claims (17)

  1. 内部空間と、前記内部空間に少なくとも2種類の流体を流入させるための少なくとも1つの開口部とを備えたハウジングと、
    前記ハウジングの一面を貫通するように配置された少なくとも1対のノズル孔と、
    前記少なくとも1対のノズル孔から放出される流体が互いに衝突するように前記ハウジングの外表面から前記ノズル孔の上へ延長突出した1対のガイド部とを含み、
    前記ガイド部は一端が前記ハウジングの一面に固定され、他端が前記ハウジングの一面と直交する方向に対して一定角度をなして延びる形態を備え、該一定角度は、混合する前記流体をガイドするための前記ガイド部の角度であり、約45゜以上90゜以下の範囲で選択され、
    前記少なくとも2種類の流体は、水と炭化水素系燃料を含む
    ことを特徴とするミキシング装置。
  2. 前記1対のノズル孔から放出される流体が互いに衝突する角度(内角)は、90゜以上180゜以下の範囲であることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  3. 前記ガイド部は、前記ハウジングと一体に形成されることを特徴とする請求項1または請求項に記載のミキシング装置。
  4. 前記ガイド部は、前記ハウジングの一面に外側へエンボス状に形成されることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  5. 前記ガイド部の厚さと前記ハウジングの一面の厚さは同一であることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  6. 前記エンボス状に形成されたガイド部の片側を切り欠いて前記ノズル孔を形成することを特徴とする請求項5に記載のミキシング装置。
  7. 前記ガイド部の片側を切り欠いた部分は、直線型、円弧型、角形のうちの少なくともいずれか1つの形態であることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  8. 前記ハウジングは、フラットな板状であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載のミキシング装置。
  9. 前記少なくとも1対のノズル孔は、前記フラットな板状のハウジングの一面に配置されていることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  10. 前記ハウジングの一面の中心を基準に前記ハウジングの一面を四つの面に分割し、前記1対のノズル孔は前記四つの面のそれぞれに配置されて4対のノズル孔が配置されていることを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  11. 前記少なくとも1つの開口部は、前記水と前記炭化水素系燃料をそれぞれ流入させる第1開口部と第2開口部とを含むことを特徴とする請求項に記載のミキシング装置。
  12. 前記水は水蒸気状態で流入し、前記炭化水素系燃料は気体状態で流入させることを特徴とする請求項11に記載のミキシング装置。
  13. 前記内部空間の容量は50cc〜100ccの範囲であることを特徴とする請求項12に記載のミキシング装置。
  14. 前記ハウジングは、前記水を液相から気相に変換する蒸発部を更に備えていることを特徴とする請求項12に記載のミキシング装置。
  15. 前記蒸発部は、前記内部空間との間に隔壁を置いて前記ハウジング内に一体に配置されていることを特徴とする請求項14に記載のミキシング装置。
  16. 前記ノズル孔の大きさは円形の場合、その直径が1mm〜3mmの範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載のミキシング装置。
  17. 前記ハウジングの材質は、アルミニウム合金であることを特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載のミキシング装置。
JP2009215571A 2009-05-29 2009-09-17 ミキシング装置 Expired - Fee Related JP4921531B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0047348 2009-05-29
KR1020090047348A KR101034747B1 (ko) 2009-05-29 2009-05-29 믹싱 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010274254A JP2010274254A (ja) 2010-12-09
JP4921531B2 true JP4921531B2 (ja) 2012-04-25

Family

ID=42697280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009215571A Expired - Fee Related JP4921531B2 (ja) 2009-05-29 2009-09-17 ミキシング装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8944671B2 (ja)
EP (1) EP2255868B1 (ja)
JP (1) JP4921531B2 (ja)
KR (1) KR101034747B1 (ja)
CN (1) CN101898092B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014199525A1 (ja) * 2013-06-13 2014-12-18 シグマテクノロジー有限会社 マイクロ・ナノバブルの発生方法、発生ノズル及び発生方法
JP6309743B2 (ja) * 2013-11-11 2018-04-11 京セラ株式会社 燃料改質装置及び燃料電池システム
US9358557B2 (en) * 2013-12-20 2016-06-07 Young Living Essential Oils, Lc Liquid diffuser
CN104765390B (zh) * 2015-02-06 2017-01-18 天津大学 一种用于平衡 pid 加热器温度波动的装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US902858A (en) * 1907-03-23 1908-11-03 Henry D Cooke Apparatus for treating milk.
US1092785A (en) * 1911-04-28 1914-04-07 Robert M Stene Burner.
DE714517C (de) 1936-03-17 1941-12-01 Martin Friedel Luftschaumerzeuger, insbesondere fuer Feuerloeschzwecke
GB543995A (en) 1940-11-14 1942-03-23 William Wycliffe Spooner An improved device for mixing materials
US2751425A (en) * 1951-02-01 1956-06-19 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for mixing and contacting fluids
BE522350A (ja) * 1952-09-23
US2976024A (en) * 1954-10-06 1961-03-21 Pure Oil Co Apparatus for preparing colloidal dispersions
FR1217610A (fr) 1956-02-22 1960-05-04 Procédé de mélange de substances quelconques dans un milieu liquide
EP0343103B1 (de) * 1988-05-19 1992-11-11 Alusuisse-Lonza Services Ag Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines Gegenstandes
US5435913A (en) * 1994-04-14 1995-07-25 Ashbrook; Clifford L. Fluid treating apparatus
US5772930A (en) * 1995-12-27 1998-06-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of producing cathode mixture for batteries
JP2883046B2 (ja) * 1996-08-06 1999-04-19 株式会社共立合金製作所 霧化ノズル
DE19749735C1 (de) 1997-11-11 2000-02-10 Invent Gmbh Entwicklung Neuer Technologien Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Enzymen
GB0012356D0 (en) * 2000-05-22 2000-07-12 Textron Automotive Company Lim Fluid spray nozzle
JP2002336667A (ja) * 2001-03-09 2002-11-26 Eastman Kodak Co 2液以上の液体を高速で混合して固体析出物を生成する混合室システム
US6790427B2 (en) * 2001-06-25 2004-09-14 Eka Chemicals, Inc. Process for producing chlorine dioxide
KR100590345B1 (ko) 2001-06-25 2006-06-15 악조 노벨 엔.브이. 이산화염소의 제조 방법
KR100974848B1 (ko) * 2001-12-03 2010-08-11 가부시키가이샤 알박 혼합기, 박막 제조 장치 및 박막 제조 방법
JP4773469B2 (ja) 2001-12-03 2011-09-14 株式会社アルバック 薄膜形成装置及び薄膜形成方法
JP2003306304A (ja) * 2002-04-10 2003-10-28 Toyota Motor Corp 燃料改質装置
JP2005034075A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Sasaki Corporation 折り畳み代掻き装置
JP2005041732A (ja) 2003-07-28 2005-02-17 Toshiba International Fuel Cells Corp 燃料改質装置
JP2005126260A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Toshiba Corp 燃料改質器用混合装置
KR100783004B1 (ko) 2005-04-22 2007-12-07 (주)오선텍 금속단일체형 촉매체가 내장된 수증기 개질장치
JP2007196218A (ja) * 2005-12-28 2007-08-09 Canon Inc 流体の混合装置、これを集積化した流体混合装置および流体混合システム
US20090296515A1 (en) * 2005-12-28 2009-12-03 Takahiro Ezaki Fluid mixing apparatus, integrated fluid mixing apparatus, and fluid mixing system
JP2007187470A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Ricoh Co Ltd 微小流路構造体およびそれを用いた乳化方法
JP2007211641A (ja) 2006-02-08 2007-08-23 Nissan Motor Co Ltd 増幅ノズル及びこれを用いた燃料電池システム
DE102007008876A1 (de) * 2006-02-21 2007-12-27 Sachtleben Chemie Gmbh Verfahren zur Durchführung chemischer und physikalischer Prozesse und Reaktionszelle
JP5064756B2 (ja) * 2006-10-11 2012-10-31 キヤノン株式会社 混合装置および色材分散物の製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8944671B2 (en) 2015-02-03
JP2010274254A (ja) 2010-12-09
CN101898092A (zh) 2010-12-01
EP2255868A2 (en) 2010-12-01
CN101898092B (zh) 2013-11-27
EP2255868A3 (en) 2011-06-15
US20100300561A1 (en) 2010-12-02
KR20100128757A (ko) 2010-12-08
EP2255868B1 (en) 2013-09-11
KR101034747B1 (ko) 2011-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4921531B2 (ja) ミキシング装置
US20100015016A1 (en) Micro channel reactor system
US10923746B2 (en) Fuel cell stack
JP2006054198A (ja) 多連凹凸板を利用した燃料電池用セパレータおよび多連凹凸板用曲げ加工型
KR20170004878A (ko) 분리판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지 스택
JP2008133046A (ja) 電池トレイ
CN106207235A (zh) 具有改进的反应物分布的燃料电池
EP1732154A1 (en) Flow Channel on Interconnect of Planar Solid Oxide Fuel Cell
WO2007050499A3 (en) Catalytic reactor for low-btu fuels
KR20210083996A (ko) 마이크로 채널 반응기 및 이의 제조방법
EP1581332B1 (en) Carbon monoxide oxidizer
KR20150030218A (ko) 연료 전지 유체 채널
KR100980092B1 (ko) 대면형 냉각 채널
JP2006294329A (ja) 燃料電池用セパレータ
KR20180069953A (ko) 연료전지의 분리판용 다공체
US20060147779A1 (en) Fuel cell
JP5351527B2 (ja) 燃料電池用円筒型水蒸気改質器
CN108050736B (zh) 分流器及空调器
US20230061374A1 (en) Separator for fuel cell with insulating gasket and fuel cell stack having the same
JP5987258B2 (ja) 燃料電池用改質装置
JP2010083709A (ja) 燃料電池用改質器のケーシング
US10615446B2 (en) Manifold
CN101270065A (zh) 尿素合成塔塔盘
KR20170064313A (ko) 연료전지 시스템용 개질기
JP2005276532A (ja) 燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110329

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110627

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120110

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150210

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees