JPH03193128A - 管路混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は攪拌翼やアジター、スタラー等の強制混合攪
拌機器等を有ざず、パイプ内部にル−トエレメントを攪
拌ユニットとして組込んで流体等の流過に伴って自動的
に攪拌混合することが出来る装置の構造の技術分野に属
する。

〈要旨の概要〉 而して、この出願の発明は断面丸状等の管体の内部にエ
レメントの軸心と同じ軸心を有する板状のプレートエレ
メントが軸方向に相互に交叉されて連結され、管体の内
壁にブレードエレメントか当接したり一体的にされたり
されている管路混合装置に関する発明であり、特に、ブ
レードエレメントが二等辺三角形等の一対の平板状ブレ
ードを有し、該一対の平板状ブレードの面に対し相互に
直角等に交叉して４目反する方向に延設された他の′ン 一対の平板状ブレードが一体的に設けられ、又、相対向
するエレメントかその一方、或いは双方のエレメントの
端部に於て平板状ブレードに設けたすり割り状等のヌリ
ツ巨を介して結合連結され、管体かボールエンドミルに
され、少なくとも１つのエレメントか管体に対し回り止
めされるようにされている管路混合装置に係る発明であ
る。

〈従来技術〉 周知の如く、化学機＠装置技術は市らゆる生産業の中心
技術で必り、近時の技術開発の中でも極めて重要な位置
を占めており、そのうちでも混合攪拌装置技術は重化学
工業、＠水産畜産業１食品産業、薬品工業等において甚
だしく重要であり、様々な種類の技術開発、研究か成さ
れている。

而して、化学プラント等においては様々な装置がおり、
又、これらの間には長短のパイプラインが縦横に配設さ
れている。

そして、かかる重化学工業等のプラントに於てはスラリ
ーヤ液体、更には気体反応等の装置において混合攪拌装
置か数多く用いられているが、これらの殆どは所謂ミキ
サー、アジター、スタラ等の混合攪拌装置がユニット機
器として配設されており、したがって１．これらのユニ
ット機器はその管槽装置や器具類との取り合いにおいて
、相互干渉関係に必ったり、占有菊間を広く取ったりし
て設計や設置かし難い難点かあり、又、独立した動力装
置を有するために機器の嵩か大ぎくなり、又、余分なエ
ネルギーを使う不利点があり、しかも、保守点検整備が
煩瑣であり、取り合いの関係においてメンテナンスかし
難いという不都合さもめった。

これに対ｒｍｖるに所謂ラインミキサーと称せられる第
８図に示す様な管路混合装置１がケニツクス社から開発
され、バイブ２内に１枚のユニットブレード３を９（）
°捻ったエレメント４，４・・・を相互に９０°ずつ位
相をずらして当接結合させて軸方向に配列し、パイプ２
の一方向から所定の流体を供給して流過プロセスにて当
該流体の分断旋回を反復ざぜて分散混合を図り、攪拌す
るようにする技術が開発された。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、核種光開発のラインミキサー１においで
はユニットブレード３のエレメント４か１エレメントｔ
こおいて９０°捻られて形成されているために小サイズ
のラインミキサー１においては成形加工かし易いもので
市るか、大サイズのラインミキサーに市ってはニレメン
１〜４の成形加工か著しく難しく、制作組付に多大な工
数かかかる不都合ざがおり、結果的にコスト高になると
いう不利点がめった。

これに対し第９図に示す様な出願人の先願発明考案に見
られる如く、管体を断面方形の角パイプ２′にして平板
状の二等辺三角形状のユニットブレート３’、３’を対
向させ、その交叉する辺５゜５に他の二等辺三角形状の
ユニットブレード６゜５を垂立させて一体的に延設した
エレメント４′を有する管路混合１′か開発され、供給
流過する流体の分割と変流を幾何級数的に反復して極め
て効率の良い混合攪拌を行うことが出来るようにした技
術もあり、かかる管路混合１′をベースにして様々な管
路混合装置か開発されてきた。

しかしながら、かかる管路混合装置１′においでは大型
のものを製作する場合に、断面方形の管体２′か人手し
難く、特別注文で市つらえねばならず、製作は勿論据付
けにおいてコスト高になるというデメリットかあった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく管路混合
装置の問題点を解決すべき技術的課題とし、製作か容易
で低コストで製造、据付けが可能であり、しかも、保守
点検整備がし易く、耐久性か良好で、そのうえ、奉米的
な流体の流過プロセスにおける混合攪拌効率か良く、余
分なエネルギ等も必要としないようにして各種産業にお
ける化学機械装置技術利用分野に益する優れた新たな管
路混合装置を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は前述課題を解決するために、入手、加
工成形かし易い所定の円管に平板状のユニットエレメン
トを軸方向連続的にエレメントの平板状ブレードの端部
のスリット等を介して周方向不回動裡に所定数連結し、
該エレメントの始端部、或いは、終端部ものを円管に対
し回り止めするようにし、而して、各エレメントは二等
辺三角形状の一対の平板を相対向ざぜ、その斜辺に沿っ
て相互に交叉した他の一対の平板状のブレードを直角に
一体的に延設して円管内壁に当接するようにし、各相隣
るエレメントは平板状のブレードを９（）°位相を変え
て連続的に配設し、円管の一方より供給する流体等は手
前側のエレメントの平板状のプレートにより分割され、
又、一対の平板状のブレードに交叉して一体的に設けら
れた伯の平板状のプレートに変流され、流体等がエレメ
ントを流過する度毎に幾何級数的に分割と変流を反復し
、りかめて爾い分散と混合攪拌が行なわれ、しかも、流
過プロセスにおいては変流はするものの、ニレメン叶の
プレートか捻じられないことにより捩回抵抗が夕２く、
エネルギー損失か少く、効率的に混合攪拌か出来、均一
な分散状態か出来るようにした技術的手段を講じたもの
である。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の１実施例を第１乃至５図に基づ
゛いて説明すれば以下の通りである。

第１乃至４図に示す実施例において、１″はこの出願の
発明の要旨の中心を成すラインミキサーの管路混合装置
で必り、管体は所定ザイズの通常市販の円管２であり、
所定ユニット長さにされ、そして、該円管２の軸心と同
じ軸心を有する一対の二等辺三角形の平板状のブレード
３“、３″かその頂点を共通して相対向して同一平面内
に設けられ、交叉する各々の斜辺には相互に所定角度交
叉して他の一対の平板状のブレード６’、６’か相互に
相反する方向にブレード３″、３″に直角に延設されて
いる。

そして、水平りこ設けられた一対のブレード３″３″に
対し、他の一対の平板状のブレード６′。

６′は平板でおりながら、交叉し既述に示すように円管
２の一方側から流入する流体を一対の平面的に設けられ
たプレート３“か分割板として機能し、又、他方の平板
状のブレード６’、６’は変流板として機能し、流過す
る流体を裏側へ変流するようにされている。

このよう（こされたエレメントにあっては、軸方向で外
接する円管２内で相対向する二等辺三角形状の一方のプ
レーＦ：’３”、３’は相対向する一方側の対向部分に
形成したスリット７を介し、噛合わせる状態で当接結合
されスリット７によって前後のエレメント４’、４’　
か周方向に相対回動しないようにされ、１）たかって、
軸方向に相隣って連結されるエレメント４′、４’・・
・は軸方向に連結されるのみならず、相互に周方向不回
動裡に連結されていることになる。

そして、第２図に示す様に、各エレメント４′は軸方向
に連結する配列において、周方向９０’位相ずらして設
けられているために、一方の平板状のエレメント４のブ
レード３″か分割板として機能し、又、他方の一対の平
板状のブレード６′。

６′か変流板として機能するために、流過する流体はニ
レメンｉ、　ａ、ｌ　が段階的に軸方向に増加すること
により分割数は２の幾何級数培に増加し、これに変流か
加わって著るしく高い次元の分割と細分化が促進され、
整然とした混合攪拌が成される、しかも、円管２内に於
て乱流が生ぜず、したかって、圧力損失やＴネルギー損
失も少く、流体の流れを利用して混合攪拌に要するエネ
ルギーも少くて済むものである。

而して、流過する流体が多段の他方の平板状のブレード
６’、６’の変流機能をしていることにより、各エレメ
ントＡ′は周方向の旋回反力を受けようとするか、第３
図に示す様に、多段のエレメント４’、ｌｉ′・・・の
内のいずれか１つ、例えば、始端部か終端部に於て、リ
ング８′を溶接９によりエレメント４′の一方の平板状
のブレード３″の端部に溶接一体固疋し、円管２のフラ
ンジ１ｏと共締めすることにより、当該エレメント４′
は円管２と一体固定されて周方向の旋回反力によるずれ
等が生ぜず、又、各エレメント４′は相互にスリット７
と噛合っているために結果的に全てのエレメント４’　
、４’　・・・は周方向に何ら変位すること０ はない。

而して、各段に於けるエレメント４’、４’相互の連結
は第４図に示す様に、スリット７．７・・・の噛合いに
よって行なわれるが、第５図に示す実施例の様に相互の
エレメント４’、４’　のエレメント３’　、　３　’
の相互に相対向して９０°位相を具なられたスリット７
．７を形成して当該相互のスリット７．７を噛合わせる
ようにいしても良い。

そして、第６図に示す実施例は１つのエレメント４′の
円管２に対する回り止めとして円管２のフランジ１０側
にスリット１１．１１を形成し、エレメント４′の一方
の平板状のブレード３″の両側を係合させるようにして
回り止めを図ったり、又、第７図に示す様に、円管２の
７ランジ１０の近傍内側に回り止めのスｌ−ツバ１２．
１２を形成しエレメント４′の回り止めとする等も可能
でおる。

上述構成においＣ１円管２の内部にユニットニレメンｉ
〜４’、４’　・・・を相となるエレメント４′４′の
一方の平板状のエレメントに形成したスリット７を介し
、相互に組み合わせて当接させ、連１ 続的に円管２内に軸方向多段配列式に挿入セットすると
、一方の各エレメント４′に於て一方の平板状のブレー
ド３”、３″に交叉して外延させた他方の平板状のブレ
ート６′は円管の内壁に縁部分が当接して、該ブレード
６′から周方向に流体かリークされないようにされてい
る。

このようにセットされた状態で円管２の一方側から液体
、ガス体、粉体、粘性液体等の所定流体が送給されると
、一方の平板状のブレード３”により２分割され、直ち
に他方の平板状のブレード６′６′により反対側に変流
され、次いで、次段のエレメント４′に至って、更に、
一方の平板状のエレメントのブレードの分割板により２
分割され、又、変流板により反対側に変流されるプロセ
スを重ねて幾何級数的に付与され、分散、混合か反復さ
れ、その間部しい攪拌作用を受けて同方向に於ては均一
な分散状態か得られ、軸においては天文学的な分割数変
流数の混合と攪拌を経て均一な分散と攪拌が行なわれて
設計通りの混合が行なわれる。

２ この間、流体の円管２内の流過プロセスにおける変流板
６’、６’により周方向反力かエレメントに付与される
か、相隣るエレメント４’　、４’相豆はスリット７に
より連結されると共に、１つのエレメント４′かフラン
ジ１０による周方向回り止めを受けているために、周方
向に回転はせず、各エレメント４′は円管２内に固定し
た姿勢を維持することが田米る。

而して、初期の製造時においては管体が円管２で必るた
めに入手し易く、成形加工等が殆ど必要でなく、又、各
エレメント４′はブレード３“６′が平板で作成される
ために、成形加工か極めてし易く、したかって、工数が
少く、短い工期で作成出来、しかも、低コストで出来る
ことが可能でおる。

又、管体２のユニット長のものを７ランジ１０を介して
所定長さを連結する場合、７ランジ１０の部位に於てエ
レメント４′の一方の平板状のブレードを相互に９０°
周方向に相を変えて固設するようにすれば、設計長の管
体の仝艮に亘り、軸方向長３ 数配列したエレメント４’、４’　・・・は周方向でも
位相を異ならせたものとして装備することが出来、又、
何れのエレメント４′におっても周方向の回り止めがな
される。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、管体の内面や各ブ
レードにテフロン（商標）加工を施したり、エレメント
の所定部位にバルクヘッドを設けたりする等種々の態様
か採用可能である。

そして、管体、及び、各ブレードについては金属、樹脂
製品等に材質は特定せずども適宜の設計変更に任せるこ
とが出来ることは勿論である。

そして、所定の流体に対する管路混合が修了した後は当
該菅体内に所定の洗浄流体を流過させることにより、半
該洗浄流体がまた流過プロセスにおいて幾何級数的な混
合攪拌を行なうために、完全な洗浄が出来、次回の混合
攪拌に対する不純物の混合攪拌が生じることはない。

〈発明の効果ン 以上、この出願の発明によれば、基本的に混合４ 器や攪拌機等のユニット駆動装置類を何ら用いることな
く、流体を管路内に流過させるプロセスにて自動的に混
合攪拌か幾何級数的に行われる管路混合装置の基本的メ
リットがフルに生かされ、設計通りの分散乳化が促進さ
れ、しかも、流過流体の変流かされても各エレメントか
周方向旋回ぜず、回り止めされていることにより、装置
全体の合成や強度か維持され、ガタつきかなく、耐久性
が良く、しかも、可動部分かないために、特には保守点
検整備等のメンテナンスもせずに良く、寿命が長いとい
う効果かおる。

そして、可動部分かないために、稼動中における振動や
騒音も発生せず、作業環境も静粛性が保たれるという優
れた効果か秦される。

而して、軸方向後段に配列した所定数複数の多段のエレ
メントについてはユニットエレメントが分割板をなす平
板状のブレードに対し、変流板をなす他方の平板状のブ
レードが交叉して設けられであるために、エレメントの
配列数分だけ２の幾何級数乗に分割がなされ、又、変流
がなされ混合５ 攪拌か効率的になされていくという効果かある。

そして、管体は円管を用いるために、方形の管体等に比
し人手かし易く、特別な管体製造をせずに済むために低
コスト化が図れ、特に、大サイズのものを作る場合には
、特に効果的であるという利点かめる。

そして、内部の各ユニットエレメントにおいても、全て
平板で製造されるために、切削や溶接だけで組付けか行
え、したかつて、工数が少く、組み立てもし易く、初期
組付はセラ１〜状態を駆動中においても維持することが
出来るという効果がおる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至７図はこの出願の発明の実施例の態様図で必
り、第１図は１実施例の全体概略透視斜視図、第２図は
同エレメント連結斜禍図、第３図はエレメントの管体に
対する回り止め取合い斜視図、第４図はエレメント相互
の連結部分拡大斜視図、第５図は第４図相当他の実施例
の拡大斜視図、第６図はエレメントと管体の回り止めの
斜視図、６ 第７図は他の実施例の第６図相当斜視図、第８図は従来
技術に基づくラインミキサーの透視斜視図、第９図は同
じく従前記述に基づく管路混合装置の部分透視拡大斜視
図である。 ２・・・管体、　　　　　　３″・・・ブレード、４′
・・・エレメント、　　２・・・円管、３′・・・平板
状のプレート、 ６′・・・他方の平板状のブレード、 ７・・・スリット、　　　　８．１１．１２・・・回り
止め７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）菅体内に該管体の軸心と同一軸心を有する軸方向
   複数の板状のブレードエレメントが相互に交叉して連結
   され管壁に縁を当接されて装着されている管路混合装置
   において、上記管体が断面円形であり、上記ブレードエ
   レメントが一対の平板状ブレードと該一対の平板状ブレ
   ードの面に相互に交叉して相反する方向に延設された他
   の一対の平板状ブレードとが一体化されて成り、而して
   、相対向するエレメントが少なくともいずれか一方のエ
   レメントの平板状ブレードに設けたスリット結合を介し
   て連結されていることを特徴とする管路混合装置。
2. （２）上記エレメントの軸方向複数配列の少なくとも１
   つが上記管体に対し周方向回り止めを介して固定されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管路
   混合装置。
3. （３）上記スリットに固着手段が付設されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管路混合装置。