JP6046465B2 - 静止型流体混合装置 - Google Patents
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Description
図1に示すAは混合流体を生成する混合流体生成装置であり、混合流体生成装置Aは、本発明に係る静止型流体混合装置Mを具備している。本実施形態では、連続相としての流体として水や海水等の処理水Wを採用し、また、分散相としての流体として空気、酸素ガス、窒素ガス等の気体を採用した気液混合流体の生成について説明する。すなわち、混合流体生成装置Aは、処理水Wを収容した上面開口箱型のタンクTの底部に循環パイプJの基端部を接続し、循環パイプJの先端部をタンクT内の処理水W中に上面から挿入して流体を循環させる循環流路Cyを形成している。循環パイプJの中途部には気体供給パイプK1を介して気体供給部K2を連通連結するとともに、気体供給部K2の下流側に位置させて静止型流体混合装置Mを連通連結している。静止型流体混合装置Mは、気体供給部K2から供給された気体と処理水Wの気液混相にせん断力を作用させることで、気体を超微細な気泡を有する気泡群となして処理水Wと混合するように構成している。
第1実施形態としての静止型流体混合装置Mについて、図2〜図5を参照しながら説明する。静止型流体混合装置Mは、図2〜図5に示すように、四角形箱型に形成した混合ケース10内に一方向(本実施形態では左右方向)に伸延する四角形板状に形成した混合ユニット20を多数層状に配設して構成している。混合ケース10は左右方向に伸延する四角形板状の天井部15及び底部16と、天井部15及び底部16の前後左右側縁部間に介設した四角形板状の前・後・左・右側壁部17,17,18,18とにより形成している。底部16の中央部には円形の導入口11を設けて、導入口11から混合処理対象である複数の異なる流体R(本実施形態では処理水Wと気体)を加圧状態にて導入するようにしている。混合ケース10内には混合ユニット20を配設して、混合ユニット20により導入口11から導入された複数の異なる流体Rを混合して混合流体Rm(本実施形態では処理水Wと気体の気液混合流体)を生成するようにしている。混合ケース10の天井部15には導入口11よりも小径で円形の導出口12を設けて、導出口12から混合ユニット20により混合された混合流体Rmを導出するようにしている。そして、導入口11には循環パイプJの中途部の上流側端部を連通連結するとともに、導出口12には循環パイプJの中途部の下流側端部を連通連結している。本実施形態では混合ケース10の上下中央部に導入口11と導出口12を形成し、混合ケース10内の左右側部に一対の混合ユニット20,20をそれぞれ左右対称に配設している。
第2実施形態としての静止型流体混合装置Mについて、図6〜図9を参照しながら説明する。静止型流体混合装置Mは、図6〜図9に示すように、円筒箱型に形成した混合ケース110内に円盤状に形成した混合ユニット120を多数層状に配設して構成している。混合ケース110は円板状に形成した天井部115と底部116との間に円筒状の周壁部117を介設して形成している。底部116の中央部には円形の導入口111を設けて、導入口111から混合処理対象である複数の異なる流体Rを加圧状態にて導入するようにしている。導入口111から導入された複数の異なる流体Rは、混合ケース110内に配設した混合ユニット120により混合して混合流体Rmを生成するようにしている。天井部116の中央部には導入口111よりも小径で円形の導出口112を設けて、導出口112から混合ユニット120により混合された混合流体Rmを導出するようにしている。そして、導入口111には循環パイプJの中途部の上流側端部を連通連結するとともに、導出口112には循環パイプJの中途部の下流側端部を連通連結している。本実施形態では混合ケース110の上下中央部に導入口111と導出口112を形成し、混合ケース110内の中央部に混合ユニット120を配設している。
M 静止型流体混合装置
Cy 循環流路
J 循環パイプ
K1 気体供給パイプ
K2 気体供給部
R 流体
Rm 混合流体
W 処理水
10 混合ケース
11 導入口
12 導出口
13 導入路
20 混合ユニット
30 第1エレメント
40 第2エレメント
50 流入口
51 流出口
60 中継流路
Claims (6)
- 混合処理対象である複数の異なる流体を加圧状態にて導入する導入口を設けた混合ケース内に、導入口から導入された複数の異なる流体を混合する混合ユニットを配設し、混合ケースには混合ユニットにより混合された混合流体を導出する導出口を設けた静止型流体混合装置であって、
混合ユニットは、板状の第1エレメントと第2エレメントの面同士を対向状に配置して、両エレメントの始端縁部間を流入口となす一方、両エレメントの終端縁部間を流出口となし、両エレメントの各対向面には両エレメントの各対向面に形成され、且つ同一の深さと大きさを有する複数の凹部群を流入口側から流出口側に向けて間隔をあけて区分して形成するとともに、対向する凹部同士は相互に連通するように位置を違えて配置して、各凹部群の対向する凹部間には流体が蛇行しながら合流と分流を繰り返しながら流入口側から流出口側に向けて流動するように構成し、
流出口側に形成した凹部群の凹部の開口面の径は、流入口側に形成した凹部群の凹部の開口面の径に比して小径に形成したことを特徴とする静止型流体混合装置。 - 混合ケース内には導入口と連通する導入路が形成されるようにして、導入路には複数の混合ユニットの各流入口を連通させる一方、混合ケース内には導出口と連通する導出路が形成されるようにして、導出路には複数の混合ユニットの各流出口を連通させたことを特徴とする請求項1記載の静止型流体混合装置。
- 複数の混合ユニットは多層に重合させて配置するとともに、仮想同一直線に沿わせて各流入口を配置して、各流入口と直交状態に導入路を連通させることで導入路が直状に形成されるようにする一方、仮想同一直線に沿わせて各流出口を配置して、各流出口と直交状態に導出路の始端部を連通させることで導出路の始端部が直状に形成されるようにしたことを特徴とする請求項2記載の静止型流体混合装置。
- 導入路の軸線と直交する半径方向に伸延する複数の混合ユニットを同一平面上に、かつ、導入路の軸線に沿って複数段に形成したことを特徴とする請求項3記載の静止型流体混合装置。
- 混合ユニットは、流出口側の凹部群の深さを流入口側の凹部群の深さの半分以下に形成して、流出口側の凹部群を二層に形成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の静止型流体混合装置。
- 混合ユニットは、リング板状に形成した第1エレメントと第2エレメントの面同士を対向状に配置して、両エレメントの内周縁部間を流入口となす一方、両エレメントの外周縁部間を流出口となし、両エレメントの各対向面には同一の深さと大きさを有する複数の凹部群を、流入口を中心とするリング状に流入口側から流出口側に向けて間隔をあけて区分して形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の静止型流体混合装置。
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