JPH0142733B2 - - Google Patents

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JPH0142733B2
JPH0142733B2 JP7185185A JP7185185A JPH0142733B2 JP H0142733 B2 JPH0142733 B2 JP H0142733B2 JP 7185185 A JP7185185 A JP 7185185A JP 7185185 A JP7185185 A JP 7185185A JP H0142733 B2 JPH0142733 B2 JP H0142733B2
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JP
Japan
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nozzle
fluid
conduit
primary fluid
outlet
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JP7185185A
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Rubutan Robeeru
Sauaru Uansan
Uion Patoritsuku
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Suez International SAS
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Degremont SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
    • B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F25/45—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F25/452—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4521—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/75—Flowing liquid aspirates gas
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87571—Multiple inlet with single outlet
    • Y10T137/87587—Combining by aspiration

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、噴出を起こさせそして処理すべき
水を、例えばポリマー、酸、塩基等の反応物質と
“インライン”混合させる水処理作業に特に適し
ている、２つの流体を迅速に混合させる、又は凝
固のようなもつと複雑な反応を実行する装置に関
する。
水処理作業においては、反応物質の流量が処理
すべき水の流量より少なく、それもしばしば１％
以下であるので、反応物質の濃縮溶液を処理すべ
き水の中へ噴出してかかる水と混合させることが
しばしば必要である。
過去においてこの型式のインライン混合を得る
ことのできる種々の機器、例えば、噴出管、バツ
フル又はフイン装置、イジエクタ等が記述されて
きている。しかしながら、これらそれぞれの装置
は種々の欠点を有している。このため、噴出管又
は管とダイヤフラムを組み合わせた装置を用いる
時は、混合、例えば処理すべき水を運ぶ導管の直
径の３乃至100倍の長さにも達する非常に長い長
さの導管にわたつて行なわれ、このことは比較的
混合度が劣つていることを示している。フイン、
管又はラメラシステム或いはイジエクタを用いる
と、混合流体の質は良好であるが、混合は、処理
すべき水が通る導管の直径の２乃至６倍の、なお
も比較的長い導管の長さにわたつて生じている。
これに加えて、かかる装置では１乃至７ｍの水柱
にわたる比較的高い摩擦又は圧力損失が生じる。
その上、どのような公知の装置でも、もし流体の
一方の流量が他方の流量よりもずつと少ないと；
例えば0.01％未満であると２つの流体を直接に混
合させることができない。
発明の要約 以上の議論を念頭におくと、本発明の目的は、
２つの流体を、即ち添加流体を一次流体と迅速に
インライン混合させる装置を提供することであ
り、これによつて上記の及びその他の従来技術の
もつ欠点を克服するのが可能となる。
本発明のさらに別の目的は、反応物質の濃縮溶
液の処理すべき水との瞬間的に且つ均質な混合を
同時に得ることを可能にし、その場合反応物質は
処理すべき水の流量よりも少ない流量で噴出され
る装置を提供することである。
本発明のさらにまた別の目的は、非常に大きい
速度勾配に対して比較的低い摩擦損失つまり圧力
損失で作動可能であるような装置を提供すること
であり、この場合速度勾配は流体内で消費される
動力と；混合の領域の容積と流体の粘性との積
と；の商の平方根として定義される。
これら及び他の目的は本発明によれば、添加流
体の一次流体との迅速インライン混合装置であつ
て、一次流体を流れの方向に中を通す導管、該導
管内に位置すると共に流出口を有するノズル、添
加流体がノズルの流出口を通つて一次流体の中に
噴出されるように、添加流体を前記ノズルに供給
する導管手段からなつていて、前記ノズルは、添
加流体を、前記流出口から概して半径方向に向か
う流体流れとなるように外方に迅速に拡散させ、
そしてそれによつて前記流出口から流れ方向に測
つて、導管の制限された長さを占める領域内で一
次流体と混合させる手段を含んでいる前記装置に
よつて達成される。拡散を起こさせる手段は、ノ
ズルの流出口において半径方向に向いた流体流れ
を生じさせて２つの流体を非常に小さい空間で迅
速に混合することのできるように配列され、且つ
寸法の決められたダイヤフラムのような部材の形
態をしているのが好ましい。
本発明の好ましい形態によれば、ノズルはその
内部において添加流体と一次流体の一部との両方
を受け入れて、２つの流体の初期混合がノズル内
で生じるようになつている。変形例では、添加流
体のみがノズルを通るようにされる。
本発明によれば、拡散を起こさせる手段はノズ
ルから外方に伸びてそして外周部を処理すべき水
が通る導管の内面から離れるようにしたリングの
形としてよい。別の構造では、拡散を生じさせる
手段はノズルから導管へと外方に伸びるプレート
であつて、一次流体即ち処理される水が通るオリ
フイスを貫通して有するプレートの形としてよ
い。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面
を参照しているが、限定するものではない例とし
てのみ与えられている以下の本発明の好ましい実
施例についての詳細な説明から明らかになるであ
ろう。
実施例の詳細な説明 第１図には、処理すべき水のような、一次流体
Ａが所定の流量で中を通つて流れる導管１が図示
されている。二次又は添加流体Ｂは導管又は管２
によつて導管１内に位置するノズル３内へ導入さ
れるので、添加流体Ｂはノズル３の流出口を通つ
て一次流体Ａ内へ噴出する。
ノズル３の外部から、例えばノズル３の流入端
において概して半径方向外方にはリング４が伸び
ており、該リング４は導管１に向つて伸びている
が導管１からは離れていてリング４と導管１との
間には一次流体Ａが通過できる環状間隙が形成さ
れている。第３図に示されているように、リング
４は、その半径方向外縁がノズル３の外面から、
ノズル３の直径Ｄの少なくとも0.3倍に等しい距
離ｄだけ離れることになる寸法を有している。第
４図には、ノズル３は、リング４の代わりに、ノ
ズルから導管１へと外側へ伸びるプレート５をま
わりに有している変形例が示されている。プレー
ト５は、一次流体Ａが通るオリフイス５ａを内部
に有している。各オリフイス５ａは、ノズル３の
直径Ｄの少なくとも0.3倍に等しい距離ｄだけノ
ズル３の外面から離れた半径方向内縁を有してい
る。この関係はオリフイス５ａの形状及び数に関
係なく生じている。
第１図に示されているように、ノズル３は一次
流体Ａの流れに対して開いた流入端を有している
ので、一次流体の一部ｋがノズルの流入端に入つ
て、パイプ２によつて流入口に供給された添加流
体Ｂとノズル３内で混合する。換言すると、ノズ
ル３を通る流れは、一次流体Ａの一部ｋと添加流
体Ｂとの混合流体kA＋Ｂである。流体Ｂの流量
が流体Ａの流量に比べて比較的小さいが、流体Ａ
の流量の少なくとも0.0005％に等しい時に、この
構造は有利である。ノズル３は、一部ｋが流体Ａ
の１乃至15％に等しいように寸法が定められてい
る。組立体の摩擦又は圧力損失はノズルを通る流
体Ａ及びＢの相対流量を決定するであろう。これ
らの条件の下で、２つの流体の２段階の混合、即
ち、ノズル３内で行なわれる第１段階とノズルの
流出口において行なわれる第２段階とが得られる
が、その態様は以下により詳細に記載される。
第２図には、流体Ｂの流量が比較的高い、例え
ば流体Ａの流量の１％以上である時に特に有利な
変形実施例が図示されている。この実施例におい
ては、ノズル３は流体Ｂを供給するための管２の
端部分を形成しており、そしてノズル３の流入端
は流体Ａに対しては閉じられている。従つて、流
体Ｂのみがノズル３を通ることができる。この場
合のノズルは、導管１内に固定する手段が省略で
きる。
本発明の全ての実施例においては、リング４又
はプレート５を設けたたので、ノズル３のまわり
において、リング４又はプレート５とノズルの端
部部分との間には、減圧領域が生じることにな
り、この減圧領域は流体Ｂ又はkA＋Ｂを流出口
から概して半径方向に向いた流体流れ６に沿つて
外方に向つて迅速を拡散させることになる。この
ように拡散が生じると、一次及び添加流体は、ノ
ズルの流出口から流れの方向に測つて、導管の制
限された長さＬを占める領域内において迅速に混
合することになる。即ち、本発明の構成では、ノ
ズル３の流出口において、ノズルの流出口から放
出された流体が外に向かう事実上真近で且つ瞬間
的な拡散を得るような平担で、概して円錐状の流
れを生じることになる。その結果、導管１の直径
の10乃至20％にすぎない長さ又は距離Ｌ内で迅速
な混合が生じる。本発明の構造上の配列のため
に、流体Ｂ又はkA＋Ｂの一次流体Ａ内へのこの
ような迅速な半径方向への拡散は、要素４、５の
形態、系の全体的な摩擦又は圧力損失、及び導管
１内での一次流体Ａの流量又は流速とに依存して
いない。混合が行なわれる速度のために、この混
合は、比較的低い摩擦又は圧力損失で、大きな速
度勾配でもつて達成される。
次の例では、本発明の装置によつて優秀な結果
が得られることが示される。このため、本発明に
よる装置は、直径142mmの導管１内を50乃至150
m3／ｈの流量で流れる水流に対して75／ｈの流
量の反応物質Ｂを混合するのに採用された。この
装置は、54mmの直径Ｄを有するノズル３を含んで
いて、リング４の形をした要素又はダイヤフラム
を具備し、ノズルの外面とリング４の外縁との間
の距離ｄは20乃至30mmであつた。このような構成
をとつた結果、２cmの導管長さＬにわたつて0.05
乃至0.15秒で反応物質Ｂが水Ａの中に混合され、
摩擦又は圧力損失は0.20乃至５mmでありそして速
度勾配（上に定義された）は20℃において
4000S-1乃至35000S-1であつた。従つて、非常に
大きな速度勾配であつても比較的低い摩擦又は圧
力損失でもつて非常に、短い導管長さの間で混合
が著しく速い速度で生じることになる。
好ましい特徴に関して本発明を記述しそして説
明したけれども、特別に記述しそして説明された
特徴に対しては本発明の範囲から逸脱しなければ
種々の修正や変更がなし得ることを理解すべきで
ある。特に、当分野で通常の知識を有する者であ
れば、本発明によつてどのような流体を混合する
ことができ、そして２つの流体に対してはどのよ
うな流量が期待されるかを知つていることは明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の実施例の概略的縦
断面図であり；そして第３図及び第４図は本発明
の装置の実施例の寸法上の関係を示す概略的な端
部又は横断断面図である。 Ａ……一次流体、Ｂ……二次流体、１……導
管、２……管、３……ノズル、４……リング、５
……プレート、５ａ……オリフイス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 一次流体を流れの方向に中を通す導管； 該導管内に位置すると共に流出口を有するノズ
    ル； 添加流体が前記流出口を通つて一次流体の中に
    噴出されるように、添加流体を前記ノズルに供給
    する導管手段： から成る装置であつて、前記ノズルは、添加流体
    をその流出口から概して半径方向に向かう流体流
    れとなるように外方に迅速に拡散させ、それによ
    つて前記流出口から前記方向に測つて、前記導管
    の制限された長さを占める領域内で一次流体と混
    合させる手段を含み、前記拡散を起こさせる手段
    が、前記ノズルから外方に伸びるリング、または
    一次流体を通す貫通オリフイス群を備えた前記ノ
    ズルから前記導管に向かつて外方に伸びるプレー
    トから成る、添加流体の一次流体との迅速インラ
    イン混合装置。 ２ 前記ノズルの直径をＤとして、前記リングの
    外側周縁が、前記ノズルの外表面から少なくとも
    0.3Dに等しい距離ｄだけ離れている特許請求の
    範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記ノズルの直径をＤとして、その各オリフ
    イスの半径方向の内縁は、少なくとも0.3Dに等
    しい距離ｄだけ前記ノズルの表面から離れている
    特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記ノズルは、前記流れの方向とは反対方向
    に面すると共に、一次流体に対して開いた流入口
    を有し、一次流体の一部が前記流入口に入つて、
    ノズル内で前記導管手段により前記流入口に供給
    される添加流体と混合する特許請求の範囲第１項
    に記載の装置。 ５ 前記導管手段は、前記ノズルの流入端部内へ
    伸びる管から成つており、前記ノズル前記管の流
    出端部を形成し、そして前記管のノズルの流入端
    部は一次流体に対して閉じられていて、端が流体
    のみが前記ノズルを通過する特許請求の範囲第１
    項に記載の装置。 ６ 前記の制限された長さが、前記導管の直径の
    10ないし20％である特許請求の範囲第１項に記載
    の装置。 ７ 前記拡散を起こさせる手段が、前記ノズルの
    流入端部から外方に伸びる部材から成る特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。
JP60071851A 1984-04-06 1985-04-04 二流体の迅速インラン混合装置 Granted JPS60227820A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8405496 1984-04-06
FR8405496A FR2562439B1 (fr) 1984-04-06 1984-04-06 Appareil pour le melange rapide de deux fluides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60227820A JPS60227820A (ja) 1985-11-13
JPH0142733B2 true JPH0142733B2 (ja) 1989-09-14

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ID=9302936

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60071851A Granted JPS60227820A (ja) 1984-04-06 1985-04-04 二流体の迅速インラン混合装置

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US (1) US4633909A (ja)
EP (1) EP0157696A1 (ja)
JP (1) JPS60227820A (ja)
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DE (1) DE157696T1 (ja)
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