JPH0360727A

JPH0360727A - 静止型流体混合器の製造方法

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Publication number: JPH0360727A
Application number: JP19746289A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kojima; 久夫小嶋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-29
Filing date: 1989-07-29
Publication date: 1991-03-15
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP3120851B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は２以上の流体を混合する静止型流体混合器及び
その製造方法に関し、更に詳述すれば、混合、分散、乳
化、ガス吸収、希釈及び溶解等の工程において、２種以
上の流体に対し、撹拌、熱交換、反応及び抽出等の作用
を得るのに使用される静止型流体混合器及びその製造方
法に関する。

［従来の技術］この種の静止型流体混合器は、化学工業、食品工業、公
害防止関連工業、建築土木工業、電子工業及び自動車工
業等の多くの分野で、化学反応装置及び生物反応装置等
用の機械的可動部を有しない混合器として多数使用され
ている。

従来の静止型流体混合器としては、中空の円筒管内に、
螺旋状の羽根体を複数個配置し、通路管内を通流する流
体に螺旋状の流動を与え、各羽根体同士の接続点で、羽
根体により仕切られた通路を通流してきた各流体を分割
し、合流させることにより混合するものがある。この従
来の静止型混合器は、通路管と羽根体とを別体で制作し
て両者を接合して組み立てるものと、通路管と羽根体と
を一体的に制作するものとがある。

また、混合される流体の組み合わせとしては、液体同士
、気体同士及び粉粒体同士の外、これらの液体、気体及
び粉流体の組み合わせもある。また、２成分の混合の外
に、３成分を混合する場合もある。

例えば、液体と気体とを混合する用途としては、ベント
ナイト粉末を水に溶解するものがあり、これは土木建築
現場等において潤滑及び土中の崩れ防止の手段として需
要がある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述の従来の静止型流体混合器は、特に
大量の流体を通流させる場合に、必ずしも流体の混合効
率が十分なものとはいえないという欠点がある。また、
大型の場合は製造コストが高いという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
流体の通流量が多い場合であっても、高混合効率でこれ
らの流体を混合することができ、製造コストが低い静止
型流体混合器及びその製造方法を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］本発明に係る静止型流体混合器は、流体が通流する通路
管と、この通路管の中心部に同軸的に配置された軸芯体
と、この軸芯体の周りに螺旋状に回転する複数個の羽根
体とを有する。

そして、第１の流体混合器は、前記通路管にその内部に
流体を噴射するスプレィノズルを配置し、前記軸芯体の
直径を前記通路管の内径の１７５以上にしたことを特徴
とする。

一方、第２の流体混合器は、前記軸芯体をその内部に流
体が通流する流体通路を有するように構成し、その外径
を前記通路管の内径の１１５以上にしたことを特徴とす
る。

また、本発明に係る静止型流体混合器の製造方法は、軸
芯体の周りに複数個の羽根体を周方向に等配に、且つ長
手方向に所定のピッチで接合する工程と、この羽根体と
軸芯体とからなる組み立て体を通路管内に配置して前記
軸芯体と通路管とを接合する工程とを有し、前記軸芯体
の直径は前記通路管の内径の１１５以上であることを特
徴とする。

［作用コ本発明においては、通路管の内部に同軸的に軸芯体を配
置し、第１の流体混合器においては、通路管にその内部
に向けて流体を噴射するスプレィノズルを設置しである
。

この軸芯体はその直径が通路管内径の１１５以上である
から、通路管の中心部に流体が通流しない比較的大きな
領域が存在する。第１図は通路管の横断面を示す模式図
である。第１図（ｂ）に示すように、従来の流体混合器
の場合には通路管１の横断面の半分の半円状の領域が流
体通路となっており、この領域を図中矢印にて示すよう
に流体が通流する。しかしながら、流体通路が半円状で
あるため、その中心部に比較的大きな渦流域３ｂが存在
する。この渦流域３ｂは流体の通流及び混合にとって無
駄な死領域になる。これに対し、本発明においては、第
１図（ａ）に示すように、通路管１の中心部に軸芯体２
が同軸的に配置されているので、流体は図中矢印にて示
すよろに通路管１と軸芯体２この間に形成される円周状
の流体通路に沿って流れる。このため、流体通路に発生
する渦流域３ａは極めて小さく、流体が高効率で通流し
、また混合される。

そして、この第１の流体混合器には、その通路管にスプ
レィノズルが配置されているから、通路管と軸芯体この
間の円周状に延びる流体通路を通流する第１の流体に対
し、前記スプレィノズルを介して第２の流体を噴射供給
する。この通路を流れる第１の流体は通路管の管壁に沿
って高効率で流れているので、スプレィノズルから噴射
された第２の流体は第１の流体と極めて高い接触率で接
触し、混合される。

一方、第２の流体混合器においては、軸芯体を中空状に
構成し、この軸芯体の内部に流体を通流させる。そして
、この軸芯体にスプレィノズルを設置し、軸芯体内を通
流する流体をこのスプレィノズルから通路管内に噴射さ
せることによって、第１の流体混合器と同様の作用が得
られる。また、軸芯体内に、気液接触を向上させるため
の充填物を装入したり、触媒作用を有する詰め物を配置
したり、従来同様の構造を有する静止型混合器を配置す
ることもできる。とれにより、流体の反応又は混合が更
に一層促進される。

このような効果を得るためには、軸芯体の直径ｄを通路
管の内径りの１１５以上にすることが必要である。軸芯
体の直径ｄが小さい場合には、従来の流体混合器と同様
に渦流域が大きくなり、通路内に無駄な領域が生じるか
らである。特に、本発明の流体混合器を気液接触の手段
として使用する場合には、軸芯体の直径が小さいと、液
体が通路管の壁側を流れやすくむり、気液混合が得られ
なくなる。

更に、本発明方法においては、先ず、軸芯体に羽根体を
溶接等の手段により接合し、次に、この羽根体と軸芯体
この組み立て体を通路管内に押入配置して、軸芯体と通
路管とを接合する。このようにして、極めて容易に静止
型流体混合器を製造することができる。

［実施例コ次に、本発明の実施例について更に具体的に説明する。

第３図は本発明の第１の流体混合器の実施例を示す断面
図である。この流体混合器は右捻じり型羽根体１４ａが
配置された部分Ａと、左捻じり型羽根体１４ｂが配置さ
れた部分Ｂとを交互に組み合わせて構成される。通路管
１１は長尺のパイプであって、この通路管１１の内部に
長尺円柱状の軸芯体１２が同軸的に配置される。そして
、この軸芯体１２の周りに、時計方向に９０″捻じれる
１対の羽根体１４ａをそれらの水平端縁の延長線が軸芯
体１２を挟んで直線状になるように配置して固定する。

これにより、部分Ａが構成される。

更に、部分Ｂにおいては、右捻じり型羽根体１４ａの替
わりに反時計方向に９０’捻じれる左捻じり型羽根体１
４ｂを同様にそれらの水平端縁の延長線が直線状になる
ように配置して固定したものである。

この各羽根体１４ａ、１４ｂは、例えば通路管１１及び
軸芯体１２とは別体で成形した後、羽根体１４ａ、１４
ｂを軸芯体１２に溶接等の手段により接合し、更に通路
管１１内に挿入して羽根体１４ａ、１４ｂと通路管１１
とを接合することにより組み立てればよい。

ところで、軸芯体１２の直径を４１通路管１１の内径を
Ｄとすると、ｄ／Ｄが１１５以上になるように、各軸芯
体１２及び通路管１１の大きさが設定される。

通路管１１には、その長手方向に所定のピッチで離隔す
る複数個のスプレィノズル１５がその噴射方向を通路管
１１の中心部に向けて配設されている。そして、このス
プレィノズル１６を介して水等の流体を通路管１１内に
噴射するようになっている。

このように構成された流体混合器を排ガス処理に適用し
た場合においては、気体として排ガスと、液体として洗
浄液とをこの流体混合器を使用して混合する。先ず、排
ガスと、水、塩酸及び硫酸等の酸、又はシア塩素酸ソー
ダ、力性ソーダ及びアンモニア水等のアルカリ等を使用
した洗浄液とを流体混合器の頭部からその通路内に供給
し、流体混合器の部分Ａ、Ｂを交互に通流させる。そし
て、スプレィノズル１５から同様に洗浄液等の液体を通
路管１１の内部に噴射させる。これにより、部分Ａの通
路管１１内を通流する流体は羽根体１４ａにより仕切ら
れた通路を右捻じりの螺旋状に通流し、部分Ａと部分Ｂ
この境界で各通路を通流してきた流体は分割され、他方
の通路を通過してきた流体と合流する。次いで、流体は
部分Ｂを左捻じりの螺旋状に通流し、部分Ａこの境界で
更に分割及び合流を受ける。このようにして、流体（排
ガス及び洗浄液）は部分Ａ、Ｂを通流する間に、分割及
び合流を繰り返して、混合される。また、このようにし
て流体（排ガス及び洗浄液）が通路管１１内を通流する
間に、スプレィノズル１５から洗浄液を噴射されて排ガ
ス及び洗浄液の混合物に混合添加される。

前述のごとく、通路管１１の中心には軸芯体１２が配設
されているので、流体は通路管１１の管壁に沿って通流
し、通路内で渦流が発生して滞留することがない。従っ
て、流体は高効率で撹拌混合される。

また、スプレィノズル１５から直接流体（排ガス及び洗
浄液）に流体（洗浄液）が噴射されるので、スプレィ流
体（洗浄液）は高効率で混合流体（排ガス及び洗浄液）
に添加混合される。

第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図である。こ
の実施例においては、部分Ａと部分Ｂこの間に羽根体を
有しないスペーサ部分１６を配置した点が第１の実施例
と異なる。このように、スペーサ部分１６を部分Ａ、Ｂ
間に配置することにより、更に一層混合効率を高めるこ
とができる。

第４図は第３図の実施例のスペーサ部分１６の替わりに
、絞り部１８を設けた点が異なる。この絞り部１８は通
路管１１と軸芯体１２この間に形成される流体通流断面
積をこの絞り部１８の領域内で徐々に減少させ、その流
速を変化させる作用を有する。これにより、流体の混合
効率が更に一層向上する。

第５図は本発明の第２の流体混合器の実施例を示す断面
図である。この第５図に基づいて、本発明の第４の実施
例について説明する。流体混合器の部分Ｃ，Ｄは通路管
２１の内部に夫々９０＠右捻じり型及び９０°左捻じり
型の羽根体２４ａ。

２４ｂを設け、このような部分Ｃ，Ｄを交互に配置しで
ある点は、第１の実施例と同様である。本実施例におい
ては、軸芯体２２が中空の円筒状をなす点が第１の実施
例と異なる。この軸芯体２２は、第１の実施例と同様に
、その外径が通路管２１の内径の１１５以上になるよう
に比較的大きく成形されていると共に、この通路管２１
内は流体が通流するようになっている。そして、この軸
芯体２２の長手方向の中央にはスプレィノズル２５が配
置されている。このスプレィノズル２５は軸芯体２２の
内部を通流する流体を通路管２１内に向けて噴射する。

このように構成された流体混合器は、通路管２１と軸芯
体２２この間を流れる流体が、第１の実施例と同様に、
通路管２１内の羽根体２４ａｙ２４ｂにより仕切られた
通路を螺旋状に流れると共に、軸芯体２２内を流れる流
体が通路管２１と軸芯体２２この間の通路を流れる流体
に向けて噴射され、添加混合される。これにより、各流
体を高効率で混合することができる。

なお、本実施例において、スプレィノズル２５を設ける
替わりに、軸芯体２２の管壁に多数の小孔を穿設し、軸
芯体２２内を通流する流体の圧力により、前記小孔を介
して流体を通路管２１内に噴射させてもよい。

また、第６図は本発明の第４の実施例を示す断面図であ
るが、この第６図に示すように、軸芯体２２内に白金触
媒等の詰め物２６を充填させて、内部を通流する流体に
接触させることもできる。

詰め物２６が白金触媒である場合は、流体この接触によ
り混合器内で流体の混合と同時にその反応を進行させる
ことができる。

また、上記第５図及び第６図に示す実施例において、通
路管２１と軸芯体２２この間の空間と、軸芯体２２内の
空間とを連結することにより、流体を往路で通路管２１
と軸芯体２２この間の空間を通過させ、復路で軸芯体２
２内を通過させることができる。また、その逆も可能で
ある。

更に、軸芯体２２内に従来と同様の構造を有する静止型
混合器、又は本実施例と同様の構造を有する静止型混合
器を押入してもよい。これにより、流体の撹拌混合経路
を２倍以上にすることができる。

更にまた、上記各実施例においては、第７図の平面図に
示すように、流体混合器の羽根体１４ａ（又は１４ｂ）
が通路管１１内を２分割するものであったが、本発明は
これに限らず、例えば、第７図に示すように、通路管１
１内に相互に１２０　”をなして交差する羽根体１７を
設け、通路管１１内を３分割するように構成してもよい
。これにより、３個の流体通路が形成される。また、４
個以上の流体通路を形成することも可能である。

なお、上述の各実施例は羽根体と通路管及び軸芯体とを
別体で制作し、その後これらを組み立てるようにするこ
とにより、容易に且つ低コストで製造することができる
。

［発明の効果コ本発明によれば、通路管の内部に所定の径を有する軸芯
体を設けたから、大量の流体を通流させる場合にも、流
体の混合効率を著しく高めることができる。また、その
製造コストが低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作用を従来の場合と比較して説明する
模式図、第２図は本発明の第１の実施例を示す断面図、
第３図は本発明の第２の実施例を示す断面図、第４図は
本発明の第３の実施例を示す断面図、第５図は本発明の
第４の実施例を示す断面図、第６図は本発明の第５の実
施例を示す断面図、第７図は２分割羽根体を示す模式図
、第８図は３分割羽根体を示す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体が通流する通路管と、この通路管の中心部に
同軸的に配置された軸芯体と、この軸芯体の周りに螺旋
状に回転する複数個の羽根体とを有し、前記通路管には
その内部に流体を噴射するスプレィノズルが配置されて
おり、前記軸芯体の直径は前記通路管の内径の１／５以
上であることを特徴とする静止型流体混合器。
（２）流体が通流する通路管と、この通路管の中心部に
同軸的に配置された軸芯体と、この軸芯体の周りに螺旋
状に回転する複数個の羽根体とを有し、前記軸芯体はそ
の内部に流体が通流する流体通路を有し、その外径は前
記通路管の内径の１／５以上であることを特徴とする静
止型流体混合器。
（３）前記軸芯体にはその外側の通路管に囲まれた領域
に流体を噴射するスプレィノズルを配置したことを特徴
とする請求項２に記載の静止型流体混合器。
（４）前記軸芯体には、軸芯体の内部流体通路と、その
外側の通路管に囲まれた領域とを連通する複数個の孔が
形成されていることを特徴とする請求項２に記載の静止
型流体混合器。
（５）前記羽根体は螺旋状に時計方向に回転する右捻じ
り型羽根体と、螺旋状に反時計方向に回転する左捻じり
型羽根体とが交互に配置されていることを特徴とする請
求項１乃至４のいずれか１項に記載の静止型流体混合器
。
（６）前記羽根体は前記通路管内を２分割することを特
徴とする請求項５に記載の静止型流体混合器。
（７）前記右捻じり型羽根体と左捻じり型羽根体とはそ
の端縁の延長方向が相互に直交していることを特徴とす
る請求項６に記載の静止型流体混合器。
（８）前記羽根体は前記通路管内を３分割することを特
徴とする請求項５に記載の静止型流体混合器。
（９）前記右捻じり型羽根体と左捻じり型羽根体とはそ
の端縁の延長方向が相互に６０゜の角度をなして交差し
ていることを特徴とする請求項８に記載の静止型流体混
合器。
（１０）前記羽根体は前記軸芯体の周りに９０゜回転することを特徴とする請求項５に記載の静止
型流体混合器。
（１１）軸芯体の周りに複数個の羽根体を周方向に等配
に、且つ長手方向に所定のピッチで接合する工程と、こ
の羽根体と軸芯体とからなる組み立て体を通路管内に配
置して前記軸芯体と通路管とを接合する工程とを有し、
前記軸芯体の直径は前記通路管の内径の１／５以上であ
ることを特徴とする静止型流体混合器の製造方法。