JP5856341B1 - 旋回流混合撹拌装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これらの撹拌機は、構造上回転軸を中心とした部分的な旋回による撹拌効果に過ぎず、またキャビテーションの発生もあり、大規模な装置では流体がある程度均一になるまでには長時間を要するものであった。
しかしながら、特許文献1の螺線板による旋回流の生成方法では確実に旋回流は形成されるものの、軸方向の流れに対して一枚板からなる螺線板はほぼ水平状態に近く、吐出口外周の空隙を塞ぐように層状を成す螺旋構造のために、上下2カ所の吸引口のエゼクターによる吸引時の流れを阻害してエネルギー損失の大きなものとなっていた。
導入管の吐出口の径より大きな径を有する混合管の一端部に複数の切り込みを設けラッパ状に拡開し、切り込みにより形成されるそれぞれの羽根に一方向に捻りを加え吸引口とし、前記導入管の直径の2倍ほどの長さの板を旋回誘導板とし、該旋回誘導板複数枚が前記導入管の吐出口外周に軸方向に対し前記羽根の捻りと同一方向に傾斜させて接合して設けられ、前記旋回誘導板の板幅は、前記複数枚の旋回誘導板の接合された前記導入管の吐出口部分を前記混合管の内径に接合させる支持部材を、前記旋回誘導板が兼ねるような前記旋回誘導板の板幅とし、前記吐出口部分が前記混合管のラッパ状に拡開した吸引口に適宜位置まで挿入接合されており、またその下流側に該混合管の他端部を混合管吐出口とし、次に接続する導入管の吐出口として前記構成と同じように接続し連続多段に設ける。
また、それらの装置に付帯機能を増設するために、導入管や混合管に新たに分岐管を適宜に設けることも可能である。
図1において、導入管1より大きな径の第一混合管2と、該第一混合管2より大きな径の第二混合管3の、それぞれのラッパ状の拡開部に、複数枚の羽根7,7aに捻りを加えた一次吸引口4と二次吸引口5とを設ける。前記一次吸引口4に前記導入管1を、前記二次吸引口5には前記第一混合2をそれぞれ適宜に挿入し、それぞれの吐出口10,10aの外周の空隙に前記複数枚の羽根7,7aの捻りと同一方向に、複数枚の旋回誘導板6,6aを軸方向に対し傾斜させて接合し、流体通路9,9aを広く確保する。
旋回流発生装置である、第一混合管2の吸引口4の、捻りを加えた複数枚の羽根7と、複数枚の旋回流誘導板6及び、流体通路9の関係を表わしたものである。また旋回流発生装置が連続多段に設けられる場合には、各混合管の径の大きさにより形成される羽根7と旋回流誘導板6の枚数は適宜増減される。
図1は本発明の斜視図であり、図2は断面図である。 本願は、特許文献1との効率を比較する目的から、外観形状や寸法等を特許文献1と同等に設定したものである。
ポンプで導入管1に圧入された流体は、より大きな径の第一混合管2内に吐出される際の流動圧により、吐出口10と接する第一混合管2の空隙部が負圧になるために、一次吸引口4の捻りを加えた8枚の羽根7により、上層域の流体がエゼクターで旋回状に吸引される。この吸引された流体は空隙部の羽根7の捻り方向に合わせて斜設した4枚の旋回誘導板6に沿って流れ、導入管1からの流体を旋回状に巻き込みながら合流して、第一混合管2内で混合される。
第一混合管2内で混合された流体は吐出口10aから、より大きな径の第二混合管3内に吐出されるが上記と同じ構成の作用効果により、今度は下層域の流体を旋回状に吸引して吐出口10aからの流体と混合されながら、第二混合管3の下方に向けた最終吐出口11から吐出される。その最終吐出圧を以て、容器内の流体全体を上下対流と旋回流で更に大きく流動させて混合撹拌する。
特許文献1の螺旋板構造(図6参照)では、層状の螺旋板に沿って形成される流体のピッチ(間隔)が短いために流線速度が小さく、エネルギーの損失が大きくなるので実質管内流速が遅くなり、吸引力が下がることになっていた。
実施例では、上下2カ所の吸引口4,5に捻りを加えた8枚の羽根7,7aを設けて、エゼクターの吸引時から旋回流を発生させるとともに、特許文献1の1枚板からなる螺旋板に替えて、4枚の旋回誘導板6,6aを軸方向に対し、8枚の羽根7,7aの捻りと同一方向に斜設して流体通路9,9aを広く確保したことにより、該旋回誘導板6,6aに沿って形成される流体のピッチ(間隔)が長く、流線速度が早いためにエネルギーの損失が少なく実質管内流速が早くなり、吸引力を上げることでおおよそ30%の流量増加が認められた。
また、第一混合管2と第二混合管3の吐出口外周に設けられる旋回流発生部の構造を簡素化することで、大幅な作業効率の向上と製造コストの低減につながった。
構造が単純で製造コストも安く、液体やその他の流体にも適応でき、本装置を容器内や貯水池または建屋内に敷設するだけというシンプルな発明である。
昨今の異常気象や海洋汚染等の環境汚染の影響による食糧供給の生産事情から、今後各国で主流になると想定される魚介類の養殖事業の水質管理や、農産物の工場化に伴う室内の冷暖房温度の均一化にも応用でき、省エネや省資源にもつながることから地球温暖化対策にも少なからず貢献する発明である。
2 第一混合管
3 第二混合管
4 一次吸引口
5 二次吸引口
6, 6a 旋回誘導板
7,7a 羽根
8 フィルターまたは濾過膜
9,9a 流体通路
10 吐出口
10a 吐出口
11 最終吐出口
Claims (1)
- 導入管の吐出口の径より大きな径を有する混合管の一端部に複数の切り込みを設けラッパ状に拡開し、切り込みにより形成されるそれぞれの羽根に一方向に捻りを加え吸引口とし、前記導入管の直径の2倍ほどの長さの板を旋回誘導板とし、該旋回誘導板複数枚が前記導入管の吐出口外周に軸方向に対し前記羽根の捻りと同一方向に傾斜させて接合して設けられ、前記旋回誘導板の板幅は、前記複数枚の旋回誘導板の接合された前記導入管の吐出口部分を前記混合管の内径に接合させる支持部材を、前記旋回誘導板が兼ねるような前記旋回誘導板の板幅とし、前記吐出口部分が前記混合管のラッパ状に拡開した吸引口に適宜位置まで挿入接合されており、またその下流側に該混合管の他端部を混合管吐出口とし、次に接続する導入管の吐出口として前記構成と同じように接続し連続多段に設けたことを特徴とする旋回流混合撹拌装置。
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