JP7489097B2 - Multi-liquid mixing and dispensing device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の流体を混合して吐出する多液混合吐出装置に関する。 The present invention relates to a multi-liquid mixing and discharging device that mixes and discharges multiple fluids.
従来、下記特許文献1に開示されている二液混合型接着剤吐出装置のように、例えば主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤等、複数の流体を内部で混合してから吐出する装置がある。下記特許文献1の二液混合型接着剤吐出装置は、ナイロン製のフレームの先端に真鍮製のノズルを挿入し、フレームの中に、ポリプロピレン製のミキシングユニットと、真鍮製の中筒を交互に挿入したものとされている。また、この二液混合型接着剤吐出装置は、スタティックミキサを上下に配したホルダブロックによって挟むと共に、ホルダブロックの対向面に設けられた凹部にスタティックミキサを嵌め込み、ボルトによってホルダブロックを締め付けることによって、ホルダによってスタティックミキサを挟持するものとされている。
Conventionally, there are devices that mix multiple fluids internally and then discharge them, such as a two-component adhesive consisting of a base agent and a hardener, as in the two-component adhesive discharge device disclosed in
ここで、上述した二液混合型接着剤吐出装置等の多液混合吐出装置において、混合する液の密度(比重)が異なる場合、例えば休止時間等において液の吐出を停止して放置している状態等において、密度が大きい方の流体が、密度が小さい方の流体と置換する現象(以下、「液置換」とも称す)が発生する懸念がある。液置換が発生すると、混合に用いる一の液が、他の一の液を供給するための管に入り込み、例えば、洗浄等のメンテナンスを行いにくい箇所や、液同士が反応してはいけない場所で反応してしまう等の不具合が発生しかねない。 In a multi-liquid mixing and dispensing device such as the two-liquid mixing adhesive dispensing device described above, if the densities (specific gravities) of the liquids to be mixed are different, there is a concern that a phenomenon in which a fluid with a higher density is replaced by a fluid with a lower density (hereinafter also referred to as "liquid displacement") may occur, for example, when the dispensing of the liquid is stopped and left alone during a downtime. If liquid displacement occurs, one liquid used for mixing may get into a pipe for supplying another liquid, which may cause problems such as, for example, reactions in places where maintenance such as cleaning is difficult to perform, or in places where the liquids should not react with each other.
そこで本発明は、液置換の発生を最小限に抑制できる多液混合吐出装置の提供を目的とした。 Therefore, the present invention aims to provide a multi-liquid mixing and dispensing device that can minimize the occurrence of liquid replacement.
(1)本発明の多液混合吐出装置は、少なくとも第一流体と前記第一流体よりも密度の小さい第二流体とを混合して吐出するものであって、前記第一流体を移送する第一流路と、前記第二流体を移送する第二流路と、前記第一流路により移送された前記第一流体、及び前記第二流路により移送された前記第二流体を混合させる混合ユニットと、前記第一流路への前記第二流体の浸入、及び前記第二流路への前記第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制する浸入抑制部と、を備えることを特徴とするものである。 (1) The multi-liquid mixing and discharging device of the present invention mixes and discharges at least a first fluid and a second fluid having a lower density than the first fluid, and is characterized by comprising a first flow path for transporting the first fluid, a second flow path for transporting the second fluid, a mixing unit for mixing the first fluid transported by the first flow path and the second fluid transported by the second flow path, and an infiltration suppression section for suppressing at least one of the infiltration of the second fluid into the first flow path and the infiltration of the first fluid into the second flow path.
本発明の多液混合吐出装置は、第一流路及び第二流路が接続された混合ユニットにおいて、第一流体と第二流体とを混合させることができる。また、本発明の多液混合吐出装置は、浸入抑制部を備えており、第一流路への第二流体の浸入、及び第二流路への第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制できる構成とされている。そのため、本発明の多液混合吐出装置は、第一流体及び第二流体のうち密度が大きい方の流体が、密度が小さい方の流体と置換することによる液置換の発生を抑制できる。 The multi-liquid mixing and discharging device of the present invention can mix a first fluid and a second fluid in a mixing unit to which a first flow path and a second flow path are connected. In addition, the multi-liquid mixing and discharging device of the present invention is equipped with an infiltration suppression section, and is configured to suppress at least one of the infiltration of the second fluid into the first flow path and the infiltration of the first fluid into the second flow path. Therefore, the multi-liquid mixing and discharging device of the present invention can suppress the occurrence of liquid replacement caused by the replacement of the fluid with the greater density of the first fluid or the second fluid with the fluid with the lesser density.
(2)上述した多液混合吐出装置は、前記混合ユニットが、前記第一流路及び前記第二流路の合流する合流部と、ミキサ部と、を備え、前記浸入抑制部が、前記第一流路の終端付近、前記第二流路の終端付近、前記合流部、前記ミキサ部の少なくともいずれかに設けられることを特徴とするものであると良い。 (2) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device is preferably characterized in that the mixing unit includes a confluence section where the first flow path and the second flow path join, and a mixer section, and the infiltration suppression section is provided near the end of the first flow path, near the end of the second flow path, the confluence section, or the mixer section.
かかる構成によれば、第一流路の終端付近、第二流路の終端付近、合流部、ミキサ部といった第一流体及び第二流体の接触が想定される箇所において、第一流体及び第二流体の接触に伴う不具合が生じるのを抑制できる。 This configuration makes it possible to prevent problems caused by contact between the first and second fluids in locations where contact between the first and second fluids is expected, such as near the end of the first flow path, near the end of the second flow path, the junction, and the mixer.
(3)上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、着脱自在であることを特徴とするものであると良い。 (3) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device may be characterized in that the infiltration suppression part is detachable.
かかる構成によれば、例えば、浸入抑制部が設けられた箇所において第一流体及び第二流体が混合した場合等においても、浸入抑制部を着脱してメンテナンスを行える多液混合吐出装置を提供できる。 This configuration makes it possible to provide a multi-liquid mixing and discharging device that can perform maintenance by attaching and detaching the infiltration suppression unit, even if the first fluid and the second fluid are mixed at the location where the infiltration suppression unit is provided.
(4)上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、前記第一流路または前記第二流路の流路断面積よりも小さい開口断面積の開口部を一つ以上備えることを特徴とするものであると良い。 (4) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device may be characterized in that the infiltration suppression section has one or more openings having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first flow path or the second flow path.
かかる構成によれば、開口部における流体の通過抵抗や、界面張力の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入する可能性を一層抑制できる。これにより、浸入抑制部を設けることによる液置換の抑制効果をより一層向上させ得る。 This configuration can further reduce the possibility of fluid flowing from one of the first flow path and the second flow path to the other due to the action of interfacial tension and the resistance to fluid flow at the opening. This can further improve the effect of suppressing liquid replacement by providing the infiltration suppression section.
(5)上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、網目形状、格子形状、複数の孔を有する有孔盤形状、液が通過可能な多孔質形状のいずれかの形状に形成された部分を有することを特徴とするものであると良い。 (5) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device is preferably characterized in that the infiltration suppression part has a part formed in any one of the following shapes: a mesh shape, a lattice shape, a perforated plate shape having multiple holes, or a porous shape through which liquid can pass.
かかる構成によれば、浸入抑制部における界面張力等の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入する可能性をさらに抑制できる。従って、浸入抑制部を上述した構成とすることにより、液置換の発生をより一層確実に抑制できる。 With this configuration, the action of interfacial tension in the infiltration suppression section can further reduce the possibility of fluid flowing from one of the first flow path and the second flow path to the other. Therefore, by configuring the infiltration suppression section as described above, the occurrence of liquid replacement can be more reliably suppressed.
(6)上述した多液混合吐出装置において、前記浸入抑制部は、第一流体及び第二流体のうち一方の流体が他方の流体を移送するための流路に浸入しようとするのに対して対抗する力を、界面張力及び管路抵抗のうち少なくともいずれかにより発生させ得る細孔を備えることを特徴とするものであると良い。 (6) In the above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device, the infiltration suppression section may be characterized by having pores that can generate a force, by at least one of interfacial tension and pipeline resistance, that resists the infiltration of one of the first and second fluids into a flow path for transporting the other fluid.
かかる構成によれば、浸入抑制部が備える細孔において発生する界面張力や管路抵抗からなる対抗力の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方への流体の流入に対抗し、液置換の発生をより一層抑制できる。 With this configuration, the opposing forces of interfacial tension and pipeline resistance that occur in the pores of the infiltration suppression section act to resist the inflow of fluid from one of the first flow path and the second flow path to the other, further suppressing the occurrence of liquid replacement.
(7)上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、前記第一流路及び前記第二流路の一方又は双方に、吐出方向への流体の流れを許容し、その逆を抑制する逆止構造を備えていることを特徴とするものであると良い。 (7) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device may be characterized in that the infiltration suppression section is provided with a non-return structure in one or both of the first flow path and the second flow path that allows the flow of fluid in the discharge direction and suppresses the flow in the opposite direction.
かかる構成によれば、浸入抑制部が備える逆止構造により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入し、液置換が発生するのを抑制できる。 With this configuration, the non-return structure of the infiltration suppression section can prevent fluid from flowing from one of the first flow path and the second flow path to the other, which would cause liquid replacement.
(8)上述した多液混合吐出装置は、第一流体、第二流体を前記混合ユニットに移送するための流体供給装置として、一軸偏心ねじポンプをさらに備えることを特徴とするものであると良い。 (8) The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging device may further include a single-shaft eccentric screw pump as a fluid supply device for transporting the first fluid and the second fluid to the mixing unit.
かかる構成によれば、一軸偏心ねじポンプが備えている流体の吐出コントロール能力を活用して液置換の発生をより一層確実に抑制できる。具体的には、一軸偏心ねじポンプは、ロータの回転方向を切り替えることにより、流体を吐出方向に移送する動作だけでなく、吐出方向とは逆方向に引き戻す動作(サックバック)を精度良く行える。これにより、液だれを起こさないように流体を吐出させたり、浸入抑制部を越えて一方側の流路から他方側の流路に向けて流体を引き戻さない程度にサックバックを行ったりすることができる。従って、上述した構成によれば、一軸偏心ねじポンプの吐出コントロール能力を活用して、液置換の発生をより一層確実に抑制できる。 According to this configuration, the occurrence of liquid replacement can be more reliably suppressed by utilizing the discharge control ability of the single-shaft eccentric screw pump. Specifically, the single-shaft eccentric screw pump can not only transport the fluid in the discharge direction, but also accurately perform the operation of pulling back the fluid in the opposite direction to the discharge direction (suck back) by switching the rotation direction of the rotor. This makes it possible to discharge the fluid without causing dripping, and to perform suck back to the extent that the fluid does not go beyond the infiltration suppression section and is pulled back from one side of the flow path to the other side of the flow path. Therefore, according to the above-mentioned configuration, the occurrence of liquid replacement can be more reliably suppressed by utilizing the discharge control ability of the single-shaft eccentric screw pump.
本発明によれば、液置換の発生を最小限に抑制できる多液混合吐出装置を提供できる。 The present invention provides a multi-liquid mixing and dispensing device that can minimize the occurrence of liquid replacement.
以下、本発明の一実施形態に係る多液混合吐出装置10について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、先ず多液混合吐出装置10の構成について説明し、その後に多液混合吐出装置10の動作について説明する。
The following describes in detail a multi-liquid mixing and
≪多液混合吐出装置10の構成について≫
多液混合吐出装置10は、例えば、主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤等、複数の流体を内部で混合して吐出するものである。本実施形態の多液混合吐出装置10は、第一流体、及び第一流体よりも密度の小さい第二流体からなる二種の流体を混合して吐出する装置である。図1に示すように、本実施形態の多液混合吐出装置10は、第一流体として、第二流体よりも密度の大きなものを用いることを前提とした構成とされている。多液混合吐出装置10は、第一流路20、第二流路30、混合ユニット40、浸入抑制部50、及び流体供給装置60を備えている。
<Configuration of multi-liquid mixing and
The multi-liquid mixing and discharging
第一流路20は、第一流体を移送する流路である。また、第二流路30は、第二流体を移送する流路である。第一流路20及び第二流路30は、それぞれ上方から下方に向けて流体を移送可能なものとされている。また、図2に示すように、第一流路20及び第二流路30は、後に詳述する合流部43の外側に配される第一外部流路20a及び第二外部流路30aと、合流部43の内部に配される第一内部流路20b及び第二内部流路30bとを有する。
The
図4に示すように、混合ユニット40は、合流部43の内部に上述した第一内部流路20b及び第二内部流路30bを配策し、両流路の終端側に合流流路45を設けると共に、ミキサ部42を設けたものとされている。
As shown in FIG. 4, the
具体的には、合流部43は、内部空間を有する中空の部材により構成されており、天面43a側から第一外部流路20a及び第二外部流路30aが接続されている。合流部43の内部には、第一流路20及び第二流路30において第一内部流路20b及び第二内部流路30bをなす部分が底面43bに到達するように配策されている。合流部43の天面40a側から第一外部流路20aを接続すると、第一外部流路20a及び第一内部流路20bが連通して、第一流路20が一連の流路として形成される。同様に、天面40a側から第二外部流路30aを接続すると、第二外部流路30a及び第二内部流路30bが連通して、第二流路30が一連の流路として形成される。第一流路20及び第二流路30は、それぞれ合流部43内において第一内部流路20b及び第二内部流路30bをなす部分が合流している。
Specifically, the
さらに詳細には、合流部43の内部において、第二流路30(第二内部流路30b)の終端側には、合流流路45が設けられている。合流流路45は、流路径がこれよりも上流側における第二流路30の流路径よりも拡大されている。また、第一流路20(第一内部流路20b)は、合流部43の天面43a側から底面43b側に到達するように形成されている。第一流路20は、終端側において合流流路45の軸心位置に挿入されている。そのため、合流流路45は、第一流路20を内管、第二流路30を外管とする二重管構造となっている。これにより、第一流路20及び第二流路30は、それぞれの終端部が合流流路45において合流している。そのため、第一流路20により移送された第一流体は、合流流路45において、第二流路30により移送された第二流体と合流して接触する。
More specifically, inside the
ミキサ部42は、例えばスタティックミキサ、モータ等の駆動源から動力を受けて作動する駆動スクリューを備えたダイナミックミキサ等によって構成される。本実施形態では、ミキサ部42は、スタティックミキサによって構成されている。具体的には、ミキサ部42は、ミキサケーシング42aと、エレメント42bとを有する。ミキサケーシング42aは、エレメント42bを収容するものである。ミキサケーシング42aは、合流部43の底面43b側において、合流流路45に連通するように設けられている。また、エレメント42bは、合流流路45において合流してミキサケーシング42aに流入してきた第一流体及び第二流体を混合するものである。エレメント42bは、右ねじり、あるいは左ねじりのらせん状の板を交互に並べたものであり、通過する流体を略均一に撹拌混合することができる。ミキサ部42は、例えば、清掃等のメンテナンス作業や、用途に応じて交換したり取り外して使用したりたりすることができるよう、合流部43のケーシングに対して着脱可能とされている。
The
浸入抑制部50は、密度の異なる第一流体及び第二流体のうち一方の流体が、他方の流体を移送するための流路(第一流路20あるいは第二流路30)に浸入するのを抑制するために設けられたものである。
The
ここで、本実施形態では、第一流路20及び第二流路30は、上方から下方に向けて第一流体及び第二流体を移送するものとされている。また、第一流体の密度は、第二流体の密度よりも大きいものとされている。そのため、多液混合吐出装置10の運転休止期間中などにおいて第一流体及び第二流体の流れが停止すると、合流流路45において密度の大きい第一流体が下降し、密度の小さい第二流体が上昇する現象が発生する可能性がある。このような現象が生じると、密度の大きい第一流体を移送するための第一流路20の終端部分から密度の小さい第二流体が浸入し、液置換が発生する懸念がある。そのため、多液混合吐出装置10では、第一流路20の終端部分から第二流体が浸入しないように浸入抑制部50が配置されている。
Here, in this embodiment, the
浸入抑制部50は、第一流路20の終端部分に内挿されている。浸入抑制部50は、第一流路20に対して着脱自在とされている。浸入抑制部50は、円筒状であって、その外径が第一流路20をなす配管の内径と略合致する形状とされている。浸入抑制部50は、略軸心位置に細孔52を有する。
The
細孔52は、第一流路20の流路断面積よりも大幅に小さい開口断面積を有する孔である。細孔52は、第一流路20をなす配管と同様に略円形の断面を有し、第一流路20の内径に比べて大幅に縮径されたものである。細孔52は、吐出停止状態において第二流体が第一流路20に浸入する力と拮抗する界面張力及び管路抵抗を有する孔となるように、その開口領域の大きさや、通路長さ(図示状態における上下方向の長さ)が規定されている。
The
細孔52の開口領域の大きさや通路長さは、実験的や各種のシミュレーション、論理的手法等に基づいて設定すると良い。また、細孔52の開口領域の大きさや通路長さをシミュレーション、論理的手法等に基づいて設定する場合は、例えば、使用する流体(第一流体、第二流体)の粘度や密度等の特性、流体の混合比率、流量、吐出圧等の条件を考慮し、所定の論理式等に基づいて導出する等の手法で設定すると良い。また、第一流体や第二流体がスラリーやフィラー等の微粒子を含むものである場合には、細孔52の開口領域の大きさを目詰まりが起こらない大きさとなるように規定すると良い。
The size of the opening area and the passage length of the
流体供給装置60は、第一流路20及び第二流路30を介して合流部43に向けて第一流体及び第二流体を供給するための装置である。図1に示すように、流体供給装置60は、第一流路20及び第二流路30のそれぞれに設けられている。流体供給装置60には、例えば従来公知の回転容積式のポンプや、プランジャー式のポンプ、エア加圧式のポンプ等を用いることができる。流体の吐出コントロール能力等を考慮すれば、流体供給装置60は、一軸偏心ねじポンプによって構成すると良い。
The
具体的には、図3に示すように、流体供給装置60は、ケーシング100の内部に、ロータ102、ステータ104、及び動力伝達機構106等を収容した構成とされている。ケーシング100は、金属製で筒状の部材であり、長手方向一端側に第一開口部110が設けられている。また、ケーシング100の外周部分には、第二開口部112が設けられている。第二開口部112は、ケーシング100の長手方向中間部分に位置する中間部114においてケーシング100の内部空間に連通している。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
第一開口部110及び第二開口部112は、それぞれ流体供給装置60をなす一軸偏心ねじポンプの吸込口及び吐出口として機能する部分である。流体供給装置60は、ロータ102を正方向に回転させることにより、第一開口部110を吐出口、第二開口部112を吸込口として機能させることができる。また、ロータ102を逆方向に回転させることにより、第一開口部110を吸込口、第二開口部112を吐出口として機能させることができる。
The
ステータ104は、ゴム等の弾性体、又は樹脂等によって形成された略円筒形の外観形状を有する部材である。ステータ104の内周壁116は、n条で単段あるいは多段の雌ネジ形状とされている。本実施形態においては、ステータ104は、2条で多段の雌ねじ形状とされている。また、ステータ104の貫通孔118は、ステータ104の長手方向のいずれの位置において断面視しても、その断面形状(開口形状)が略長円形となるように形成されている。
The
ロータ102は、金属製の軸体であり、n-1条で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態においては、ロータ102は、1条で偏心した雄ねじ形状とされている。ロータ102は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状が略真円形となるように形成されている。ロータ102は、上述したステータ104に形成された貫通孔118に挿通され、貫通孔118の内部において自由に偏心回転可能とされている。
The
ロータ102をステータ104に対して挿通すると、ロータ102の外周壁120とステータ104の内周壁116とが両者の接線で密接した状態になる。これにより、ステータ104の内周壁116とロータ102の外周壁120との間に流体搬送路122(キャビティ)が形成される。流体搬送路122は、ステータ104やロータ102の長手方向に向けて螺旋状に伸びている。
When the
流体搬送路122は、ロータ102をステータ104の貫通孔118内において回転させると、ステータ104内を回転しながらステータ104の長手方向に進む。そのため、ロータ102を回転させると、ステータ104の一端側から流体搬送路122内に流体を吸い込むと共に、この流体を流体搬送路122内に閉じこめた状態でステータ104の他端側に向けて移送し、ステータ104の他端側において吐出させることが可能である。具体的には、ロータ102を正回転させると、第二開口部112から流動物を吸い込み、第一開口部110から吐出させる動作(吐出動作)を実行できる。また、ロータ102を逆方向に回転させることにより、吐出動作とは逆方向、すなわち第一開口部110側から第二開口部112側に向けて流動物を吸い込む動作(引戻動作)を実行できる。
When the
動力伝達機構106は、駆動機124から上述したロータ102に対して動力を伝達するためのものである。動力伝達機構106は、動力伝達部126と偏心回転部128とを有する。動力伝達部126は、ケーシング100の長手方向の一端側に設けられている。また、偏心回転部128は、中間部114に設けられている。偏心回転部128は、動力伝達部126とロータ102とを動力伝達可能なように接続する部分である。偏心回転部128は、従来公知のカップリングロッドや、フレキシブルシャフトなどによって構成された連結軸130を備えている。そのため、偏心回転部128は、駆動機124を作動させることにより発生した回転動力をロータ102に伝達させ、ロータ102を偏心回転させることが可能である。
The
上述したように、本実施形態の多液混合吐出装置10は、第一流路20及び第二流路30が接続された合流部43内に設けられた合流流路45において、第一流体と第二流体とを合流させ、混合させることができる。また、多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50を備えている。これにより、多液混合吐出装置10の運転休止期間中などにおいて、第一流体及び第二流体の流れが停止した状態においても、第一流路20への第二流体の浸入を抑制できる。従って、多液混合吐出装置10は、第一流体及び第二流体のうち密度が大きい方の流体(本実施形態では第一流体)が、密度が小さい方の流体(本実施形態では第二流体)と置換することによる液置換の発生を抑制できる。
As described above, the multi-liquid mixing and discharging
また、上述したように、多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50が、図示しないねじや嵌め込み等の手段により着脱自在とされている。そのため、多液混合吐出装置10は、メンテナンス等のために、適宜浸入抑制部50を着脱することができる。
As described above, the
上述したように、多液混合吐出装置10は、第一流体、第二流体を合流部43に移送するための流体供給装置60として、一軸偏心ねじポンプを備えたものとされている。流体供給装置60をなす一軸偏心ねじポンプは、流体の吐出コントロール能力に優れた特性を有する。具体的には、流体供給装置60は、ロータ102の回転方向を切り替えることにより、第一流体及び第二流体を吐出方向に移送する動作だけでなく、吐出方向とは逆方向に引き戻す動作(サックバック)を精度良く行える。これにより、第一流路20や第二流路30の終端部において液だれを起こさないように第一流体及び第二流体を吐出させたり、浸入抑制部50を越えて第一流路20及び第二流路30の一方から他方に向けて流体を引き戻さない程度にサックバックを行ったりすることができる。従って、多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50による液置換の抑制効果と、一軸偏心ねじポンプによる流体の吐出コントロール能力との相乗効果により、液置換の発生を確実に抑制できる。
As described above, the multi-liquid mixing and discharging
なお、本実施形態においては、第一流路20及び第二流路30の双方に、それぞれ一軸偏心ねじポンプからなる流体供給装置60を接続した構成を示したが、本発明はこれに限定される訳ではない。具体的には、例えば、一軸偏心ねじポンプのような高精度な吐出コントロール能力を要求しない等の各種条件に応じて、多液混合吐出装置10は、第一流路20及び第二流路30の一方又は双方について、一軸偏心ねじポンプとは異なるポンプを流体供給装置60として設けたものとすると良い。
In this embodiment, the
上述したように、浸入抑制部50は、第一流路20または第二流路30の流路断面積よりも小さい開口断面積の細孔52(開口部)を備えたものである。そのため、浸入抑制部50は、細孔52における流体の通過抵抗や、界面張力の作用により、第一流路20及び第二流路30のうち一方から他方に流体が流入するのを抑制できる。従って、上述した多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50による高い液置換抑制効果が期待できる。
As described above, the
また、上述した浸入抑制部50に設けられた細孔52は、吐出停止状態で第一流体及び第二流体のうち一方(本実施形態では第二流体)が、他方の流体(本実施形態では第一流体)を移送するための流路(本実施形態では第一流路20)に浸入する力と拮抗する界面張力及び管路抵抗を有するものとされている。そのため、浸入抑制部50は、細孔52の界面張力及び管路抵抗の作用により、液置換が発生する可能性をより一層抑制できる。
The
なお、本実施形態で例示した浸入抑制部50は、軸心位置に細孔52を一つ設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。浸入抑制部50は、例えば、第一流路20において求められる第一流体の吐出量や、吐出位置等の条件を考慮する必要がある場合等において、細孔52と同様の開口部を軸心位置から外れた位置に設けたものや、細孔52と同様の開口部を軸心位置やその他の部位等に複数設けたもの等とすると良い。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、浸入抑制部50として細孔52を備えたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図4に示すように、浸入抑制部50に代えて、逆止構造152を備えた浸入抑制部150を設けたものとしても良い。逆止構造152は、第一流路20から第一流体を吐出する方向への流体の流れを許容し、その逆を抑制する構造を備えたものである。図示例の逆止構造152は、ゴム等の可撓性を有する素材で形成された逆止弁154を備えたものである。このような浸入抑制部150を用いた場合においても、浸入抑制部50を設けた場合と同様に、第一流路20及び第二流路30のうち一方から他方に流体が流入し、液置換が発生するのを抑制できる。
In this embodiment, the
また、図5に例示するように、多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50に代えて、浸入抑制部250を設けたものとしても良い。浸入抑制部250は、第一流路20の終端部の開口領域に取り付けられるメッシュ部252を備えている。メッシュ部252は、開口領域の大きさが第一流路20の開口断面積に比べて大幅に小さい網目を多数備えた網目形状のものとされている。このような浸入抑制部250を設けた場合も、浸入抑制部50を設けた場合と同様に、界面張力等の作用によって第二流体が第一流路20に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
As shown in FIG. 5, the multi-liquid mixing and discharging
なお、図5では、浸入抑制部250として、網目形状のものを採用した例を示したが、浸入抑制部250は、格子形状のものや、複数の孔を有する有孔盤形状のものであっても良い。浸入抑制部250を格子形状のものや複数の孔を有する有孔盤形状のものとした場合も、一個一個の開口領域の大きさが第一流路20の開口断面積に比べて大幅に小さいものとすることにより、界面張力等の作用によって第二流体が第一流路20に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
In FIG. 5, an example is shown in which a mesh-shaped
また、図6に例示するように、多液混合吐出装置10は、浸入抑制部50等に代えて、浸入抑制部350を設けたものとしても良い。浸入抑制部350は、上述した浸入抑制部250のように平らなものではなく、いわゆるスポンジのように立体的であって、流体が通過可能な孔を多数備えた多孔質形状の多孔質部352を有するものである。多孔質部352は、第一流路20の終端部から上流側に向けて差し込まれている。このような浸入抑制部350を設けた場合も、浸入抑制部50あるいは浸入抑制部150を設けた場合と同様に、第二流体が第一流路20に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
As shown in FIG. 6, the multi-liquid
上述した多液混合吐出装置10は、第一流路20及び第二流路30の終端部において、両流路をなす配管が軸心位置が略合致するように配置された二重管状の部分を有し、その下流側に合流流路45が設けられたものであったが、本発明はこれに限定されない。例えば図7に示すように、合流部43の内部に空間432を設け、この空間432に対してそれぞれ別々に第一流路20及び第二流路30を連通させた構成としても良い。また、このような構成とする場合、上述した浸入抑制部50,150,250,350等を、第一流路20及び第二流路30のいずれか一方又は双方の終端部に設けると良い。図示例においては、第一流路20の終端部に、網目状の浸入抑制部250を設けている。このような構成とした場合も、上述した実施形態や変形例と同様に、液置換の発生を抑制できる。
The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging
また、上述した多液混合吐出装置10は、第一流路20及び第二流路30のいずれか一方(上述した例では第一流路20)の終端部に浸入抑制部50,150,250,350を設けたものであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、並列に配置された第一流路20及び第二流路30の双方の終端部に、メッシュ部452を備えた浸入抑制部450を設けた構成としても良い。メッシュ部452は、上述したメッシュ部252と同様にメッシュ状のものとされている。多液混合吐出装置10は、このような構成とすることによっても、液置換の発生を抑制できる。
The above-mentioned multi-liquid mixing and discharging
図8の例では、浸入抑制部450としてメッシュ部452を備えたものを例示したが、多液混合吐出装置10は、例えば第一流路20及び第二流路30のそれぞれに対応する位置に浸入抑制部50の細孔52に相当するものを設けたものでも良い。また、多液混合吐出装置10は、第一流路20及び第二流路30のそれぞれに、逆止構造152や多孔質部352を設けた構成としても良い。さらに、多液混合吐出装置10は、細孔52、逆止構造152、メッシュ部252、多孔質部352のような浸入抑制機能を発揮するものを、第一流路20と第二流路30とで適宜の組み合わせで設けたもの(例えば、第一流路20に細孔52、第二流路30に多孔質部352等)としても良い。さらに、第一流路20及び第二流路30の双方又は一方に、前述したような浸入抑制機能を発揮するものを複数組み合わせて配置したもの(例えば、第一流路20に逆止構造152とメッシュ部252の双方を設ける等)としても良い。
In the example of FIG. 8, the infiltration suppression section 450 is provided with a mesh section 452, but the multi-liquid mixing and discharging
上述した実施形態や変形例においては、第一流路20に供給される第一流体が、第二流路30に供給される第二流体よりも密度の大きなものを用いることを前提とした構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、第一流体が第二流体よりも密度の小さなものとする場合には、上述した浸入抑制部50,150,250,350,450の配置を逆転させる、すなわち第一流路20に設けられていた浸入抑制部を第二流路30に設け、第二流路30に設けられていた浸入抑制部を第一流路に設けると良い。
In the above-described embodiment and modified example, a configuration is illustrated that assumes that the first fluid supplied to the
また、上述した上述した実施形態や変形例において、多液混合吐出装置10は、第一流体及び第二流体を重力の作用方向(図中上方から下方)に向けて供給するものとして例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図9に示すように、重力の作用方向とは逆方向(図中下方から上方)に第一流体及び第二流体を供給することとしても良い。このような構成とする場合であって、第一流体が第二流路30に供給される第二流体よりも密度の大きなものである場合には、密度の小さい第二流体が浮力の影響で上昇することになる。その結果、上述した実施形態等の場合とは逆に、第二流体を供給する第二流路30の終端部において液置換が起こる可能性がある。そのため、このような場合には、図9に示すように、浸入抑制部50,150,250,350,450を第二流路30の終端部に設けることで、液置換の発生を抑制できる。
In addition, in the above-mentioned embodiment and modified example, the multi-liquid mixing and discharging
上述した実施形態や変形例において例示した多液混合吐出装置10は、スタティックミキサからなるミキサ部42を採用した例を示したが、例えば図10のようにダイナミックミキサからなるミキサ部542を合流部43に設けたものとしても良い。ミキサ部542は、撹拌室544の内部に、例えばスクリュー状等の形状とされた撹拌部材546を設け、モータ等の駆動源548によって撹拌部材546を作動させるものとされている。また、例えば、図10に示すように、撹拌室544に対して第一流路20及び第二流路30を横向きに接続するときは、第一流路20及び第二流路30の双方とも、液置換が発生する可能性がある。そのため、このような場合には、横向きに接続された第一流路20や第二流路30の端部に浸入抑制部50,150,250,350,450のいずれか一つ又は複数(図示例では浸入抑制部250)を設けると良い。また、撹拌室544や撹拌部材546ごと浸入抑制部250を合流部43から着脱可能に構成しても良い。
The multi-liquid mixing and discharging
続いて、使用する流体の特性等の吐出条件、第一流路20、第二流路30、合流流路45、及びミキサ部42等のサイズや形状等の条件を考慮しつつ、上述した浸入抑制部50,150,250,350,450等(以下、「浸入抑制部50等」とも称す)に形成する孔や開口の大きさを規定するための方法の一実施例を以下に詳細に説明する。
Next, one embodiment of a method for determining the size of the holes and openings to be formed in the
浸入抑制部50等に形成する孔や開口の大きさは、以下の(1)~(4)の手順により導出した値に規定すると良い。
(1)使用する流体の特性(流体の粘度、流体の密度差等)、第一流体と第二流体の混合比率、所望する流量、吐出圧などから吐出条件を決定する。
(2)(1)により決定された吐出条件に基づき、第一流体及び第二流体を移送する第一流路20及び第二流路30の径や長さ、合流流路45の形状、ミキサ部42等を決定すると共に、液体が第一流路20あるいは第二流路30を通る際に生じる圧力損失ΔPを導出する。
(3)第一流体及び第二流体の表面張力、第一流体及び第二流体と浸入抑制部50を構成する材質との接触角、第一流体と第二流体との界面張力を導出する。
(4)浸入抑制部50の開口の大きさを設計する。
The size of the holes or openings formed in the
(1) The discharge conditions are determined based on the characteristics of the fluids used (fluid viscosity, fluid density difference, etc.), the mixture ratio of the first fluid and the second fluid, the desired flow rate, the discharge pressure, etc.
(2) Based on the discharge conditions determined by (1), the diameter and length of the
(3) The surface tensions of the first fluid and the second fluid, the contact angles between the first fluid and the second fluid and the material constituting the
(4) Design the size of the opening of the
ここで、上記(2)における圧力損失ΔPは、例えば、以下のダルシー・ワイスバッハの(数式1)に基づいて導出すると良い。
上記(3)において、第一流体及び第二流体の表面張力は、例えば、表面張力計で測定する等して導出すると良い。また、第一流体及び第二流体と浸入抑制部50等を構成する材質との接触角は、例えば、接触角計で測定する等して導出すると良い。第一流体及び第二流体の界面張力は、例えばドロップボリューム法を用いた界面張力計で測定する等して導出すると良い。
In the above (3), the surface tension of the first fluid and the second fluid may be derived, for example, by measurement using a surface tensiometer. The contact angles between the first fluid and the second fluid and the material constituting the
上記(4)における浸入抑制部50等の開口の大きさは、例えば次のようにして導出すると良い。なお、以下においては、説明を簡略化することを想定し、浸入抑制部50等が備える開口形状が真円形状である場合を想定して説明するが、浸入抑制部50等が備える開口形状として、例えば、多角形形状や楕円形状等を排除するものではない。
The size of the opening of the
上記(4)における浸入抑制部50等の開口の大きさを導出する前提として、第一流体や第二流体等の流体が浮力によって分離しようとする力をF1とした場合、液置換に伴う流体の移動を止めようとする力が上回れば液置換は発生しないし、上回ることができなくても十分に大きければ実用上十分な程度まで液置換を抑制できる。その一方で、第一流体や第二流体の吐出に対する影響を最小限とすることを考慮すると、液置換に伴う流体の移動を止めようとする力が、前述の力F1をあまり大きく上回らないようにするのが好ましい。また、液置換を止めようとする力には、流体の界面張力に由来する力F2と管路抵抗に由来する力F3の二種類の力が想定される。従って、浸入抑制部50は、流体の浮力F1に対する、流体の界面張力に由来する力F2および管路抵抗に由来するF3のバランスを取れるように浸入抑制部50等を設計すると良い。
Assuming that the force that the first fluid, the second fluid, and other fluids try to separate due to buoyancy is F1 as a premise for deriving the size of the opening of the
ここで、図11のモデル図のように、密度が小さい方の液(上記実施形態では第二流体)が、浸入抑制部50,150,250,350,450のいずれか(図示例では浸入抑制部250)よりも重量方向下側にくる混合部形状を想定すると、流体の浮力F1は、以下の(数式2)で表される。
なお、上記(数式2)において、Vは、図11のモデル図における初期状態において一方の流体の接触部が、浸入抑制部50等の開口領域を越えて他方の流体側に凸状態となった部分の体積を意味する。また、ρHは密度が大きい方の流体の密度、ρLは密度が小さい液の密度、gは重力加速度を意味する。
In the above formula (2), V means the volume of the part where the contact part of one fluid in the initial state in the model diagram of FIG. 11 exceeds the opening area of the
流体の界面張力に由来して液置換を止めようとする力F2は、二種類の流体(第一流体及び第二流体)と、浸入抑制部50等を構成する素材の材質とで生じる界面張力σiと、浸入抑制部50に設けられる開口部の円周(多角形穴の場合は周長)との積によって定まる。従って、力F2の大きさは、以下の(数式3)で定まる。
なお、上述した界面張力σiは、ヤングの式の変形である以下の(数式4)で求めることができる。
γL2 :第二流体の表面張力
γL12:第一流体と第二流体との界面張力
θ1 :第一流体と浸入抑制部50等の材質との接触角
θ2 :第二流体と浸入抑制部50等の材質との接触角
θ12 :第一流体と第二流体との接触角(γL12から算出可能)
The above-mentioned interfacial tension σi can be calculated by the following (Equation 4), which is a modification of Young's equation.
また、管路抵抗に由来する浮力に抗する力F3については、ダルシー・ワイスバッハの式を用いて、以下の(数式5)に基づいて導出できる。
以上に示すとおり、浸入抑制部50等の開口部の流路長lや開口部の径dにより、界面張力に由来する力F2および管路抵抗に由来する力F3が変わるため、流路長lや開口部の径dを適切に規定することにより、液置換を抑制可能な浸入抑制部50等を実現できる。
As described above, the force F2 resulting from interfacial tension and the force F3 resulting from pipeline resistance change depending on the flow path length l and the opening diameter d of the
続いて、細孔52を備えた浸入抑制部50、及びメッシュ状の浸入抑制部250を設けた場合に作用する力の関係と、浸入抑制部50や浸入抑制部250の設計思想の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施例2における説明において、上述した実施例1に係る説明と重複する部分については、同一の符合により説明し、詳細の説明については省略する。
Next, the relationship between the forces acting when the
第一流体や第二流体等の流体が浮力によって分離しようとする力をF1は、上述した(数式2)により導出できる。また、流体の界面張力に由来して液置換を止めようとする力F2は上記(数式3)、配管抵抗に由来して液置換を止めようとする力F3は上記(数式5)に基づいて導出できる。 The force F1 that causes the first fluid, second fluid, and other fluids to separate due to buoyancy can be derived from the above (Formula 2). In addition, the force F2 that causes the interfacial tension of the fluids to stop the liquid replacement can be derived from the above (Formula 3), and the force F3 that causes the piping resistance to stop the liquid replacement can be derived based on the above (Formula 5).
ここで、液置換を抑制できている状態として、図12(a)のように界面張力のみで液置換を完全に抑えている状態(状態1)、及び図12(b)のように界面張力と配管抵抗で液置換は止められないが減速させている状態(状態2)の2つの状態が考えられる。図12(a)の状態においては、F1≦F2の力関係となる。また、図12(b)の状態においては、F1>F2+F3の力関係となる。また、流体に動きが発生しなければ、上述した力F3による減速効果は効果をなさないと考えられる。メッシュ状である浸入抑制部250は(状態1)を維持しやすく、細孔52を備えた浸入抑制部50は(状態2)を維持しやすい傾向にある。また、図12(b)の状態においては、稀に流体の一部が切断されて図12(c)のように一方の流体の一部(液滴)が他方の流体側に流入した状態になる可能性が想定しうる。図12(c)の状態においては、F1>F3の力関係となる。F2+F3の大きさをF1に対して十分大きくなるように浸入抑制部50が備える開口部の大きさや流路長を規定することにより、図12(c)のような状態になるのを抑制したり、浸入する液滴のサイズを抑制したりすることができる。
Here, as a state in which liquid replacement can be suppressed, there are two possible states: a state in which liquid replacement is completely suppressed only by interfacial tension as shown in FIG. 12(a) (state 1), and a state in which liquid replacement cannot be stopped but is slowed down by interfacial tension and piping resistance as shown in FIG. 12(b) (state 2). In the state of FIG. 12(a), the force relationship is F1≦F2. In addition, in the state of FIG. 12(b), the force relationship is F1>F2+F3. In addition, if no movement occurs in the fluid, the deceleration effect by the above-mentioned force F3 is considered to be ineffective. The
ここで、上述した浸入抑制部50のように細孔52を備えた細管タイプのものと、浸入抑制部250のような開口部を多数備えたメッシュタイプのものとを比較して、浸入抑制部50,250の近傍において作用する力について検討する。
Here, we compare a capillary type with
先ず、浸入抑制部50,250を介して一方側にある流体が、他方側の液体の方向に向けて浸入しようとしている状態を想定する。この場合、浸入抑制部50,250を越えて浸入しようとしている流体において、凸状になっている部分(以下、「凸部254」とも称す)の体積Vは、浸入抑制部50,250に形成された開口部の径dの3乗のn%(n<100)である。そのため、浸入抑制部50,250に形成された一つの孔に着目すると、孔の円周と流体の凸部254の体積Vとの比は、開口部の孔径が小さいほど、孔の円周に対して流体の凸部254の体積Vが小さくなる傾向を示す。従って、浸入抑制部50,250に形成された開口部の孔が小さいほど、相対的に界面張力F2が浮力によって分離しようとする力F1に対して勝る傾向になる。また、管路抵抗F3についても、浸入抑制部50,250に形成された開口部の孔の円周に対して流体の凸部254の体積Vが小さくなる傾向を示す。
First, assume that the fluid on one side is about to infiltrate through the
細管タイプの浸入抑制部50は、一つの細孔52によって流体の吐出も行わねばならないため、全体の流量を想定すると、一つの細孔52の小ささには限度がある。ただし界面張力F2が力F1よりも小さいとしても、細孔52をなす管路の長さがあれば、管路抵抗F3の影響により液置換の進行を遅くすることが可能である。一方、メッシュタイプの浸入抑制部250は、開口部が多数あるため、一つ一つの開口部の大きさが小さくても、全体としてみれば吐出を阻害する原因にはなりにくい。メッシュタイプの浸入抑制部250においては、細管タイプの浸入抑制部50よりも一つの開口部の大きさを小さくして、界面張力F2を力F1に対して相対的に大きくすることができる。なお、浸入抑制部250においては、浸入抑制部50とは異なり、管路抵抗F3が殆ど発生しないと考えられる。そのため、浸入抑制部250において液置換を確実に抑制するためには、界面張力F2を力F1に対して十分大きくなるように開口部の大きさを調整することが望ましい。
Since the capillary type
続いて、上述したように細管タイプとする場合、及びメッシュタイプとする場合の特性を考慮して浸入抑制部50,250を設計するための方法の一例について説明する。先ず、細管タイプの浸入抑制部50の場合、前述の通り、F1≦F2とすることを目指すと、単一の細孔52では流体を吐出できないほど開口部の大きさを小さくせねばならない傾向になる。そのため、細管タイプの浸入抑制部50の場合は、界面張力F2だけでなく、管路抵抗F3による効果も考慮に入れて設計することが望ましい。すなわち、浸入抑制部50の場合は、F1>F2+F3の関係が成立し、F1と(F2+F3)との差が小さくなるように設計すると良い。具体的には、浸入抑制部50の場合は、以下の(数式6)において、液置換の流速uが0付近であっても、左項と右項の差が極力小さくなる長さlで径dの細孔52を設計する。
また、メッシュタイプの浸入抑制部250の場合は、前述の通り一個一個の開口部の大きさが小さくても流体の吐出に与える影響は小さい。そのため、界面張力F2のみにより液置換を止めることに期待できる。界面張力F2については一個一個の開口部ごとに考えれば良いので、凸部254の体積Vを相対的にかなり小さくできる。従って、メッシュタイプの浸入抑制部250の場合は、F1≦F2を満足するように設計を行うと良い。具体的には、以下の(数式7)を満足するようにメッシュを構成する開口部の径dを規定すれば良い。
なお、浸入抑制部50に複数の細孔52を設ける場合や、単一の細孔52を備えた浸入抑制部50を複数並列に設ける場合、浸入抑制部250として厚みのあるものを用いる場合等に、上記(数式6)に基づいて設計を行っても、(数式7)で設計しつつ、流路長をなるべく長くとることによって、管路抵抗F3を液置換の抑制を確実にするための要素として確保するようにしても良い。
When multiple pores 52 are provided in the
以下、上述した浸入抑制部50,250を設けることによる効果を検証するために行った試験について説明する。本実施例においては、本剤と硬化剤を硬化反応させて接着するエポキシ系構造用二液性接着材(スリーボンドファインケミカル株式会社製 TB3950D)を試験に用いた。本試験で用いられるエポキシ系構造用二液性接着材は、本剤と硬化剤を混合比1:1で混合することにより、15分で硬化する特性を有するものである。また、本実施例で用いる本剤は、比重1.18g/cm3、粘度が2.7Pa・s(25℃)であるものであり、硬化剤は、比重が1.00g/cm3、粘度が2.2Pa・s(25℃)であるものである。
The following describes the test conducted to verify the effect of providing the
本実施例では、流路長約10cm、流路内径3mmのアクリル製の直管を、合流部43に接続される流路のうち、密度が大きい流体を移送するための流路(上記実施形態では第一流路20に相当)に見立て、この直管に本剤を満たした。また、内容積2mlのカップを合流流路45に見立て、このカップ内に直管を垂直に保持した。このカップ内に直管の下端が接触するまで硬化剤を満たし、経過を観察することにより、多液混合吐出装置10の運転停止状態を再現した。温度環境は、いずれの試験も概ね25℃であった。
In this example, an acrylic straight tube with a flow path length of approximately 10 cm and an inner diameter of 3 mm was used as a flow path for transporting a fluid with a high density (corresponding to the
先ず、アクリル製の直管の終端部に浸入抑制部50,250に相当するものを設けることなく、上記の試験を行った。その結果、合流流路45に見立てたカップ内に満たされた硬化剤の最上端は、本剤を満たしたアクリル製の直管を、硬化剤が満たされたカップに対して投入した直後から約5分後までの期間において、アクリル管内を約1mm上昇する程度であった。しかしながら、5分を経過した後は、本剤よりも内側のアクリル管中心付近において、硬化剤は、5分毎に約8mmずつ上昇し続けた。本剤を満たしたアクリル製の直管をカップに投入してから約4時間が経過するまで放置した結果、アクリル管全体に硬化剤が浸入したうえ、硬化反応が進行する程度の混合まで見られた。従って、浸入抑制部50,250に相当するものを設けない場合には、経時的に液置換が進行することが確認された。
First, the above test was conducted without providing anything equivalent to the
続いて、上述したアクリル製の直管の終端部に細管型の浸入抑制部50を設けたものについて、同様の試験を行った。本実施例では、細孔52の大きさの異なる3種類の浸入抑制部50をサンプルとして準備し、試験を行った。具体的には、細孔52の内径が2mm、細孔52の長さ約5mmの第一サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から30分頃までは、硬化反応が発生しない直径1mm以下程度の小さな硬化剤の液滴が5分に1回程度の割合でアクリル製の直管内に生じて上昇していた。しかしながら、試験開始から30分程度経過した後は、このような液滴の発生間隔が緩やかになった。試験開始から約17時間後まで放置しても、アクリル製の直管内に浸入した硬化剤の液滴は十数個程度であり、硬化反応で直管が閉塞する程度ではなかった。
Next, a similar test was performed on the straight acrylic pipe with the capillary-type
また、細孔52の内径が1mm、細孔52の長さ約5mmとした浸入抑制部50の第二サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から約6時間が経過しても液置換は見られなかった。試験を開始してから約23時間後には、アクリル製の直管の下端部で硬化剤が極細い筋状に1cm程度上昇する現象や、上述した第一サンプルに係る試験の際よりも小さな硬化剤の液滴が数個程度、アクリル製の直管内に浸入する現象が見られたが、硬化反応で直管が閉塞する程度ではなかった。
In addition, when a test was conducted on a second sample of the
また、細孔52の内径が2mm、細孔52の長さ約1mmとした浸入抑制部50の第三サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から60分後までは変化が見られなかった。しかしながら、試験開始から60分が経過した後は、上述した第一サンプルに係る試験の際よりも大きな硬化剤の液滴がアクリル製の直管内に浸入する現象が高頻度で発生し、270分後には直管内全体にわたって液滴が見られた。試験開始後、約8時間が経過した頃には、硬化反応による閉塞のおそれがある程度まで本剤及び硬化剤の混合が進んでいた。
In addition, when a test was conducted on a third sample of the
以上の結果から、上述した第一サンプルや第二サンプルの場合のように、細孔52の大きさを最適化することにより、例えば、夜間やメンテナンス等によって数時間に亘って工場稼働停止をするような場合であっても、液置換の発現を抑制できるとの知見に至った。
From the above results, it was found that by optimizing the size of the
続いて、上述したアクリル製の直管の終端部にメッシュ型の浸入抑制部250を設けたものについて、同様の試験を行った。本実施形態の試験では、浸入抑制部250を構成するメッシュとして、ナイロン製であって、110メッシュ、線径71μm、開口率48%、厚み130μmのメッシュシートを採用した。このような浸入抑制部250をアクリル製の直管の終端部に設け、同様の試験を行ったところ、試験開始から160分が経過してもメッシュを越えて液置換する現象が見られなかった。また、メッシュ上において硬化反応によってゲル化する等の現象も見られなかった。この結果により、メッシュ型の浸入抑制部250を設けることによっても、液置換の発現を抑制できるとの知見に至った。
Next, a similar test was conducted on the end of the acrylic straight pipe provided with a mesh-type
本発明は、上述した実施形態や変形例等として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and variations, and other embodiments may be possible within the scope of the claims, based on the teachings and spirit of the invention. The components of the above-described embodiments may be arbitrarily selected and combined. Any component of the embodiment may also be arbitrarily combined with any component described in the means for solving the invention or any component that embodies any component described in the means for solving the invention. We intend to obtain rights to these as well through amendments to this application or divisional applications, etc.
本発明は、例えば、主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤のように、複数の流体を混合して吐出することが求められる流体を吐出する多液混合吐出装置の全般において好適に利用可能である。 The present invention can be suitably used in general multi-liquid mixing and dispensing devices that dispense fluids that require mixing and dispensing multiple fluids, such as two-liquid adhesives consisting of a base agent and a curing agent.
10 :多液混合吐出装置
20 :第一流路
30 :第二流路
40 :混合ユニット
50 :浸入抑制部
52 :細孔
60 :流体供給装置
150 :浸入抑制部
152 :逆止構造
250 :浸入抑制部
350 :浸入抑制部
450 :浸入抑制部
10: Multi-liquid mixing and discharging device 20: First flow path 30: Second flow path 40: Mixing unit 50: Infiltration suppression section 52: Fine hole 60: Fluid supply device 150: Infiltration suppression section 152: Non-return structure 250: Infiltration suppression section 350: Infiltration suppression section 450: Infiltration suppression section
Claims (7)
前記第一流体を移送する第一流路と、
前記第二流体を移送する第二流路と、
前記第一流路により移送された前記第一流体、及び前記第二流路により移送された前記第二流体を混合させる混合ユニットと、
前記第一流体と前記第二流体の密度差による、前記第一流路への前記第二流体の浸入、及び前記第二流路への前記第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制する浸入抑制部と、
を備え、
前記浸入抑制部は、吐出停止状態において、前記第一流体及び前記第二流体のうち一方の流体が他方の流体を移送するための流路に浸入しようとするのに対して対抗する力を、界面張力及び管路抵抗のうち少なくともいずれかにより発生させ得る細孔を備え、
前記第一流路及び前記第二流路は、前記細孔を介して常時連通していることを特徴とする多液混合吐出装置。 A multi-liquid mixing and discharging device that mixes and discharges at least a first fluid and a second fluid having a lower density than the first fluid,
A first flow path that transports the first fluid;
A second flow path for transporting the second fluid;
a mixing unit that mixes the first fluid transferred through the first flow path and the second fluid transferred through the second flow path;
an infiltration suppression unit that suppresses at least one of infiltration of the second fluid into the first flow path and infiltration of the first fluid into the second flow path due to a density difference between the first fluid and the second fluid;
Equipped with
the infiltration suppression portion includes pores that can generate a force, by at least one of interfacial tension and pipeline resistance, against one of the first fluid and the second fluid attempting to infiltrate into a flow path for transporting the other fluid in a discharge stopped state;
The multi-liquid mixing and discharging device is characterized in that the first flow path and the second flow path are constantly in communication with each other via the fine hole .
前記第一流路及び前記第二流路の合流する合流部と、
ミキサ部と、を備え、
前記浸入抑制部が、前記第一流路の終端付近、前記第二流路の終端付近、前記合流部、前記ミキサ部の少なくともいずれかに設けられることを特徴とする請求項1に記載の多液混合吐出装置。 The mixing unit comprises:
a junction portion where the first flow path and the second flow path join;
A mixer unit,
2. The multi-liquid mixing and discharging device according to claim 1, wherein the infiltration suppression section is provided at least in one of the vicinity of a terminal end of the first flow path, the vicinity of a terminal end of the second flow path, the junction section, and the mixer section.
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