JP6829719B2 - 入口混合要素、関連する静的ミキサ、及び、混合方法 - Google Patents
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Description
なお、出願時の請求項は、以下の通りである。
[請求項1]
第1及び第2の未混合成分を有して入ってくる流体の流れを混合するための入口混合要素であって、
前記入ってくる流体の流れの流れ方向に対して垂直な横断面を規定するように配置されるようになっており、
当該入口混合要素は、
前記入ってくる流体の流れの前記流れ方向と整列されるように構成された中央軸と、
前記中央軸に平行に延在する入口分割壁と、
を備え、
前記入口分解壁は、前記入ってくる流体の流れを、第1流体流れ部と第2流体流れ部とに分割するように位置決めされており、
前記第1流体流れ部及び前記第2流体流れ部の各々は、ある量の前記第1成分とある量の前記第2成分とを含んでおり、
前記入口分割壁は、前記入ってくる流体の流れを、前記入ってくる流体の流れの横断面に対して前記中央軸回りに当該入口混合要素がどの回転向きであっても、前記第1及び第2流体流れ部に分割するように構成されている
ことを特徴とする入口混合要素。
[請求項2]
前記入ってくる流体の流れは、1:1〜10:1という前記第2成分に対する前記第1成分の体積比を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。
[請求項3]
前記入口分割壁の先端縁に配置され、前記中央軸を略横断して延在する平坦前方パネル
を更に備え、
前記平坦前方パネルは、前記入ってくる流体の流れを前記第1及び第2流体流れ部に分割する際に、前記入口分割壁をアシストする
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。
[請求項4]
前記平坦前方パネルと前記入口分割壁とは、それを通って前記第1流体流れ部が方向付けられる第1流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第1象限部内に規定すると共に、それを通って前記第2流体流れ部が方向付けられる第2流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第2象限部内に規定する
ことを特徴とする請求項3に記載の入口混合要素。
[請求項5]
前記平坦前方パネルは、更に、当該平坦前方パネルの第1縁に沿って横方向に延びて前記第1流体ゲートに開口する第1流体スロットと、当該平坦前方パネルの第2縁に沿って横方向に延びて前記第2流体ゲートに開口する第2流体スロットと、を規定し、
前記第1流体流れ部は、前記第1流体ゲートに加えて前記第1流体スロットをも通るように差し向けられ、前記第2流体流れ部は、前記第2流体ゲートに加えて前記第2流体スロットをも通るように差し向けられる
ことを特徴とする請求項4に記載の入口混合要素。
[請求項6]
前記平坦前方パネルは、前記中央軸を横切る第1方向に測定される第1寸法と、前記中央軸を横切る第2方向に測定される第2寸法と、を有しており、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに垂直であり、
前記第1及び第2流体スロットを規定するため、前記第1寸法は、前記第2寸法よりも小さい
ことを特徴とする請求項5に記載の入口混合要素。
[請求項7]
前記第1流体流れ部は、内側流体流れ部を含み、
前記第2流体流れ部は、前記内側流体流れ部を少なくとも部分的に取り囲む外側流体流れ部を含み、
前記入口分割壁は、前記内側流体流れ部と前記外側流体流れ部との間の境界と、前記内側流体流れ部がそれを通って差し向けられる開口と、を規定するように、少なくとも部分的に周方向に延びている
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。
[請求項8]
前記開口は、前記入口分割壁が前記内側流体流れ部を完全に取り囲むように、前記流れ方向の横断面が閉じた形状に形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の入口混合要素。
[請求項9]
前記開口は、前記流れ方向の横断面が逆D字状に形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の入口混合要素。
[請求項10]
前記開口の中心が、当該入口混合要素の前記中央軸から横方向にオフセットされていることを特徴とする請求項7に記載の入口混合要素。
[請求項11]
前記開口は、前記流れ方向の横断面が略円形に形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の入口混合要素。
[請求項12]
前記入口分割壁は、内側分割壁部と、当該内側分割壁部の径方向外側に位置決めされた外側分割壁部と、を含んでおり、
当該入口混合要素は、更に、前記内側分割壁部と前記外側分割壁部との間に位置決めされて前記内側流体流れ部の少なくとも一部を時計回り方向及び反時計回り方向の一方に差し向けるように成形された少なくとも1つの内側バッフル、を備える
ことを特徴とする請求項7に記載の入口混合要素。
[請求項13]
前記外側分割壁部の外側に位置決めされて前記外側流体流れ部を前記時計回り方向及び前記反時計回り方向の他方に差し向けるように成形された、少なくとも1つの外側バッフル
を更に備えたことを特徴とする請求項12に記載の入口混合要素。
[請求項14]
前記入口分割壁の下流に位置決めされ、前記開口を通るように差し向けられる前記内側流体流れ部の最内側部を分割するように構成された分割パネル
を更に備えたことを特徴とする請求項13に記載の入口混合要素。
[請求項15]
第1及び第2成分を有する流体流れを混合するための静的ミキサであって、
前記流体流れの前記第1及び第2成分を受容する入口端と、前記第1及び第2成分の混合物をディスペンスする出口端と、を有するミキサ導管と、
前記ミキサ導管内に配置され、前記第1及び第2成分を混合して前記混合物を形成するように構成された混合部と、
を備え、
前記混合部は、前記入口端に近接配置された請求項1に記載の入口混合要素と、当該入口混合要素の下流に配置された複数の混合バッフルと、を含んでいる
ことを特徴とする静的ミキサ。
[請求項16]
ミキサ導管と、入口混合要素及び当該入口混合要素の下流に配置された複数の混合バッフルを有する混合部と、を有する静的ミキサを用いて、流体の流れの第1及び第2成分を混合する方法であって、
第1及び第2成分を有する流体の流れを前記ミキサ導管の入口端に導入する工程であって、前記第1及び第2成分は、前記流体の流れの流れ方向に対して垂直な横断面を規定するように配置されている、という工程と、
前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程と、
を備え、
前記強いる工程は、
前記流体の流れを、入口分割壁によって、第1流体流れ部と第2流体流れ部とに分割する工程であって、前記第1流体流れ部及び前記第2流体流れ部の各々はある量の前記第1成分とある量の前記第2成分とを含んでいる、という工程と、
前記第1流体流れ部と前記第2流体流れ部とを再融合させて、前記第1及び第2成分の混合物を形成する工程と、
を有しており、
当該方法は、更に、
前記混合バッフルによって更に混合されるように、前記入口混合要素の下流側に前記混合物を差し向ける工程
を備え、
前記入口混合要素は、前記流体の流れを、当該流体の流れの横断面に対して前記中央軸回りに当該入口混合要素がどの回転向きであっても、前記第1及び第2流体流れ部に分割するように構成されている
ことを特徴とする方法。
[請求項17]
前記流体の流れは、1:1〜10:1という前記第2成分に対する前記第1成分の体積比を有している
ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
[請求項18]
前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程は、更に、
前記流体の流れを前記第1及び第2流体流れ部に分割することをアシストするべく、平坦前方パネルによって前記流体の流れを偏向する工程であって、当該平坦前方パネル及び前記入口分割壁が第1及び第2流体ゲートを当該平坦前方パネルの各象限に規定し、当該平坦前方パネルは前記第1流体ゲートに開口する第1流体スロットと前記第2流体ゲートに開口する第2流体スロットとを規定する、という工程と、
前記第1流体流れ部を前記第1流体ゲート及び第1流体スロットを通るように差し向ける工程と、
前記第2流体流れ部を前記第2流体ゲート及び第2流体スロットを通るように差し向ける工程と、
を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
[請求項19]
前記第1流体流れ部を前記第1流体ゲートを通るように差し向ける工程は、前記第1流体流れ部が前記入口分割壁の第1側を渡る第1方向に横方向に広がることを許容する工程を含み、
前記第2流体流れ部を前記第2流体ゲートを通るように差し向ける工程は、前記第2流体流れ部が前記入口分割壁の第2側を渡る第2方向に横方向に広がることを許容する工程を含む
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
[請求項20]
前記第1及び第2流体流れ部を前記第1及び第2流体スリットを通るように差し向ける工程は、前記第1及び第2流体流れ部を、前記入口混合要素の下流に配置された混合バッフルの少なくとも1つ上に設けられた分割要素に向けて差し向ける工程を含んでいる
ことを特徴とする請求項18に記載の方法。
[請求項21]
前記流体の流れを前記第1流体流れ部と前記第2流体流れ部とに分割する工程は、前記流体の流れを、前記入口分割壁によって、内側流体流れ部と、当該内側流体流れ部を少なくとも部分的に取り囲む外側流体流れ部と、に分割する工程を含んでおり、
前記内側流体流れ部及び前記外側流体流れ部の各々は、ある量の前記第1成分とある量の前記第2成分とを含んでいる
ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
[請求項22]
前記内側流体流れ部が前記外側流体流れ部から完全に分離されてそれによって取り囲まれるように、前記内側流体流れ部を前記入口分割壁によって規定される開口を通るように差し向ける工程
を更に備えたことを特徴とする請求項21に記載の方法
[請求項23]
前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程は、更に、
前記内側流体流れ部の少なくとも一部を、時計回り方向または反時計回り方向の一方に方向付ける工程と、
前記外側流体流れ部を、時計回り方向または反時計回り方向の他方に方向付ける工程と、
を含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
[請求項24]
前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程は、更に、
前記内側流体流れ部の最内側部を時計回り方向または反時計回り方向に方向付けること無しで、当該最内側部を前記入口混合要素の開口を通るように差し向ける工程
を含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
Claims (13)
- 第1及び第2の未混合成分を有して入ってくる流体の流れを混合するための入口混合要素であって、
前記入ってくる流体の流れの流れ方向に対して垂直な横断面を規定するように配置されるようになっており、
当該入口混合要素は、
前記入ってくる流体の流れの前記流れ方向と整列されるように構成された中央軸と、
前記中央軸に平行に延在する入口分割壁と、
上前方パネル部及び下前方パネル部を有する平坦前方パネルと、
を備え、
前記平坦前方パネルは、前記入口分割壁の先端縁に配置され、前記中央軸を略横断して延在しており、
前記入口分割壁と前記平坦前方パネルとは、前記入ってくる流体の流れを、第1流体流れ部と第2流体流れ部とに分割するように位置決めされており、
前記第1流体流れ部及び前記第2流体流れ部の各々は、ある量の前記第1成分とある量の前記第2成分とを含んでおり、
前記平坦前方パネルと前記入口分割壁とは、それを通って前記第1流体流れ部が方向付けられる上流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第1象限部内に規定すると共に、それを通って前記第2流体流れ部が方向付けられる下流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第2象限部内に規定しており、
前記上前方パネル部は、前記下流体ゲートを部分的に規定する第1縁と、当該第1縁と反対側の第2縁であって前記上流体ゲートから延びる上流体スロットを部分的に規定する第2縁と、を有しており、
前記下前方パネル部は、前記上流体ゲートを部分的に規定する第1縁と、当該第1縁と反対側の第2縁であって前記下流体ゲートから延びる下流体スロットを部分的に規定する第2縁と、を有しており、
前記入口分割壁と前記平坦前方パネルとは、前記入ってくる流体の流れを、前記入ってくる流体の流れの横断面に対して前記中央軸回りに当該入口混合要素がどの回転向きであっても、前記第1及び第2流体流れ部に分割するように構成されている
ことを特徴とする入口混合要素。 - 前記入ってくる流体の流れは、1:1〜10:1という前記第2成分に対する前記第1成分の体積比を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。 - 前記第1流体流れ部は、前記上流体ゲートに加えて前記上流体スロットをも通るように差し向けられ、前記第2流体流れ部は、前記下流体ゲートに加えて前記下流体スロットをも通るように差し向けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。 - 前記平坦前方パネルは、前記中央軸を横切る第1方向に測定される第1寸法と、前記中央軸を横切る第2方向に測定される第2寸法と、を有しており、
前記第1方向及び前記第2方向は、互いに垂直であり、
前記上及び下流体スロットを規定するため、前記第1寸法は、前記第2寸法よりも小さい
ことを特徴とする請求項3に記載の入口混合要素。 - 第1及び第2成分を有する流体流れを混合するための静的ミキサであって、
前記流体流れの前記第1及び第2成分を受容する入口端と、前記第1及び第2成分の混合物をディスペンスする出口端と、を有するミキサ導管と、
前記ミキサ導管内に配置され、前記第1及び第2成分を混合して前記混合物を形成するように構成された混合部と、
を備え、
前記混合部は、前記入口端に近接配置された請求項1に記載の入口混合要素と、当該入口混合要素の下流に配置された複数の混合バッフルと、を含んでいる
ことを特徴とする静的ミキサ。 - ミキサ導管と、入口混合要素及び当該入口混合要素の下流に配置された複数の混合バッフルを有する混合部と、を有する静的ミキサを用いて、流体の流れの第1及び第2成分を混合する方法であって、
第1及び第2成分を有する流体の流れを前記ミキサ導管の入口端に導入する工程であって、前記第1及び第2成分は、前記流体の流れの流れ方向に対して垂直な横断面を規定するように配置されている、という工程と、
前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程と、
を備え、
前記入口混合要素は、前記流体の流れの前記流れ方向と整列された中央軸を有しており、
前記強いる工程は、
前記流体の流れを、前記入口分割壁の先端縁に配置され前記中央軸を略横断して延在している平坦前方パネルで偏向することによって、前記流体の流れを、入口分割壁によって、第1流体流れ部と第2流体流れ部とに分割する工程であって、前記平坦前方パネルは、上前方パネル部及び下前方パネル部を有しており、前記第1流体流れ部及び前記第2流体流れ部の各々はある量の前記第1成分とある量の前記第2成分とを含んでおり、前記平坦前方パネルと前記入口分割壁とは、それを通って前記第1流体流れ部が方向付けられる上流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第1象限部内に規定すると共に、それを通って前記第2流体流れ部が方向付けられる下流体ゲートを、前記平坦前方パネルの第2象限部内に規定しており、前記上前方パネル部は、前記下流体ゲートを部分的に規定する第1縁と、当該第1縁と反対側の第2縁であって前記上流体ゲートから延びる上流体スロットを部分的に規定する第2縁と、を有しており、前記下前方パネル部は、前記上流体ゲートを部分的に規定する第1縁と、当該第1縁と反対側の第2縁であって前記下流体ゲートから延びる下流体スロットを部分的に規定する第2縁と、を有している、という工程と、
前記第1流体流れ部と前記第2流体流れ部とを再融合させて、前記第1及び第2成分の混合物を形成する工程と、
を有しており、
当該方法は、更に、
前記混合バッフルによって更に混合されるように、前記入口混合要素の下流側に前記混合物を差し向ける工程
を備え、
前記入口混合要素は、前記流体の流れを、当該流体の流れの横断面に対して前記中央軸回りに当該入口混合要素がどの回転向きであっても、前記第1及び第2流体流れ部に分割するように構成されている
ことを特徴とする方法。 - 前記入口分割壁と前記平坦前方パネルとは、前記流体の流れが、1:1〜10:1という前記第2成分に対する前記第1成分の体積比を有している時に、前記流体の流れを分割するように構成されている
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記流体の流れを前記入口混合要素と接触するように強いる工程は、更に、
前記第1流体流れ部を前記上流体ゲート及び前記上流体スロットを通るように差し向ける工程と、
前記第2流体流れ部を前記下流体ゲート及び前記下流体スロットを通るように差し向ける工程と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 前記第1流体流れ部を前記上流体ゲートを通るように差し向ける工程は、前記第1流体流れ部が前記入口分割壁の第1側を渡る第1方向に横方向に広がることを許容する工程を含み、
前記第2流体流れ部を前記下流体ゲートを通るように差し向ける工程は、前記第2流体流れ部が前記入口分割壁の第2側を渡る第2方向に横方向に広がることを許容する工程を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記第1及び第2流体流れ部を前記上及び下流体スリットを通るように差し向ける工程は、前記第1及び第2流体流れ部を、前記入口混合要素の下流に配置された混合バッフルの少なくとも1つ上に設けられた分割要素に向けて差し向ける工程を含んでいる
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記入口混合要素は、前記第1及び第2流体流れ部を再融合させて、前記第1及び第2成分の混合物を形成するように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の入口混合要素。 - 前記入口混合要素は、前記第1及び第2流体流れ部を再融合させて、前記第1及び第2成分の混合物を形成するように構成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の静的ミキサ。 - 前記複数の混合バッフルは、前記第1及び第2成分の混合物を更に混合するように構成されている
ことを特徴とする請求項12に記載の静的ミキサ。
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