JPH0549888A - 混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大量の原料を迅速に混合処理する貯留型の混
合装置を提供する。 【構成】 第１の流体が貯留される貯留槽２２に、起流
手段２４と中空ハウジング２６を設置し、この中空ハウ
ジング２６にポーラスパイプ２８を複数個設置する。こ
の中空ハウジング２６においては、ポーラスパイプ２８
を壁面の一部とする圧入室３０設置されている。圧入口
２７ａから第２の流体が圧入されると、ポーラスパイプ
２８ｂを介することによって、第２の流体が微細な粒子
となって貯留槽２２内に貯留されている第１の流体に供
給されることになる。一方、貯留槽２２内の流体は、起
流手段２４によって常時撹拌されるので、ポーラスパイ
プ２８から浸透してくる微細な粒子が有効に分散されて
良好な混合体が製造されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は混合装置、特に一旦流体
を貯留して流体同士の混合を行う貯留型の混合装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の産業分野において、複
数の異なる流体、すなわち液体どうし、液体及び気体な
どの流体を混合することが行われている。特に、化学処
理あるいは食品加工などにおいては、効率良く均一な混
合を行える混合装置が望まれている。

【０００３】このような混合の一例として、油を水中に
微細な粒子として分散しエマルジョン化する混合があ
る。このような混合は、一般的には両流体を混合槽内に
貯留し、これをモータによって高速回転する撹拌バネに
よって強力に撹拌して混合することが行われている。し
かしながら、このような混合方法においては、非常に強
力な撹拌を行っても、油を水中に微細な粒径（通常１０
μｍ以下）で分散させるためには、かなり多くの時間と
電力が必要となる。

【０００４】このような欠点を改善するものとしては、
図１３に示されるようなシステムも知られている。図１
３において、混合槽１０には第１の流体（例えば水）が
貯留されており、そしてこの第１の流体はポンプ１２に
よって混合装置１４に流通され、混合装置１４を出た流
体は混合槽１０に戻される。従って、混合槽１０内の流
体は、ポンプ１２、混合装置１４を介して循環され、そ
の間に混合処理が行われることとなる。

【０００５】ここで、混合装置１４は、金属製の円筒形
ケーシング１５と、この円筒形ケーシング１５よりも径
の小さいポーラスパイプ１６とから構成されており、こ
のポーラスパイプ１６と円筒形ケーシングの間の両端が
封止されることによって、これらの間に圧入室１７が形
成されている。そして、この圧入室には圧入孔１８が設
置されており、ここから第２の流体（例えば油）が圧入
されるようになっている。

【０００６】ところで、ポーラスパイプ１６は微細な孔
を有する多孔質材料によって形成されているため、圧入
室１７に圧入された第２の流体の一部は、ポーラスパイ
プ１６を浸透し、このポーラスパイプ１６内を流通する
第１の流体に混合されることになる。ここで、ポーラス
パイプ１６の孔径は非常に微細であり（例えば１μｍ程
度）であるので、第２の流体は非常に小さな粒子として
第１の流体に供給されることになる。そして、このポー
ラスパイプ１６内には、ある程度の流速をもって第１の
流体が流通しているため、第２の流体が順次そこに流れ
る第１の流体によって撹拌され、第２の流体が微細な粒
子として分散された混合液が混合槽１０に戻されること
になる。このようにして、一定時間この混合システムを
作動させることによって、混合槽１０内に所定の混合液
が得られることとなる。

【０００７】このような、図１３に示す混合システムに
用いられている混合装置によれば、ポーラスパイプ１６
の孔径によって、第１の流体中に、所定の粒径の第２の
流体を分散できることとなり、非常に効果的な混合処理
が行えるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のように
構成されている従来の混合装置においては、流体が流通
によって流体の分散粒子の拡散を行っているために、原
料となる第１及び第２の流体の種類、または原料の流体
の量やそのバランスによっては、有効で確実な混合が行
えなくなり、良質の混合液が得られなくなる場合があっ
た。

【０００９】本発明は以上のような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、いかなる原料をいかなる割
合でもってしても該原料の混合処理を確実かつ効果的に
行って良質の混合体を得ることが可能な混合装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る混合装置においては、混合装
置を貯留型とし、第１の流体が貯留される貯留槽の内部
には、第２の流体が内部に圧入される圧入室と、前記貯
留槽内に貯留されている流体を撹拌する撹拌機と、を備
え、前記圧入室を構成する壁の一部はポーラス材であ
り、このポーラス材が境界となって両側に第１の流体と
第２の流体が存在するように構成されている。また、こ
の混合装置において、前記貯留槽内に貯留されている流
体を撹拌するにあたって、第１の流体内に拡散されてい
る第２の流体の分散粒子を破壊しないように撹拌強度を
調整する撹拌機を備えているか、または、ポーラス材は
ポーラスパイプで構成され、かつこのポーラスパイプは
第１の流体内に拡散されている第２の流体の分散粒子が
撹拌機の撹拌によって破壊されない程度の大きさにポー
ラスパイプの直径が設定されていると好適である。

【００１１】従って、本発明に係る混合装置は、第１の
流体が貯留される貯留槽と、この貯留槽内部に設置され
内部に第２の流体が圧入される圧入室と、第１の流体と
第２の流体を隔離する圧入室の壁の一部を構成するポー
ラス壁と、このポーラス壁の貯留槽側の面に流体の流れ
を起こす起流手段とを含む。

【００１２】より具体的には、本発明に係る混合装置に
おいて、前記起流手段は、貯留槽内の流体を流動させる
加流手段、あるいは、圧入室の位置を移動させる圧入室
変位手段である。

【００１３】またさらに、前記ポーラス壁を円筒形のポ
ーラスパイプにすると、より好適に本発明の実施を行う
ことが可能である。ここで、前述の装置と同様に、起流
手段をポーラスパイプによって壁の一部が構成された圧
入室の位置を移動させる圧入室変位手段とすることも勿
論可能であるが、この混合装置における起流手段は、貯
留槽内を移動するプレートを含むものとすることができ
る。この場合において、ポーラスパイプの直径は、前記
起流手段によって生じるポーラスパイプ内の流速が第１
の流体内に拡散されている第２の流体の微粒子が破壊さ
れない程度の大きさになるように設定されている。

【００１４】なお、上記いずれの混合装置においても、
ポーラス壁の貯留槽側の面に流体の流れを起こす起流手
段は、第１の流体内に拡散されている第２の流体の微粒
子を破壊しないような流速となるように、その出力の大
きさが調整されている。

【００１５】

【作用】以上のように構成される本発明の混合装置にお
いては、第１の流体と第２の流体の境界には微細な孔を
有する多孔質材料であるポーラス材が存在しているた
め、圧入室内部に第２の流体が圧入されると、第２の流
体は、前記ポーラス材の微細孔を通過して前記圧入室の
外側のポーラス材の表面に押し出されてくる。

【００１６】ところで、この貯留槽の内部には起流手段
が備えられているため、圧入室の外側のポーラス材の表
面に押し出された第２の流体は、この起流手段によっ
て、直ちにポーラス材の表面から剥離され、その後第１
の流体内に拡散される。この時に、第２の流体はポーラ
ス材の微細孔を通過してポーラス材の表面に押し出され
てくるため、第２の流体は微細な粒子、すなわち微粒子
となって第１の流体内に拡散されることとなる。

【００１７】ここで、起流手段によって起こされた貯留
槽内部の流体の速度が第１の流体内に拡散されている第
２の流体の分散粒子を破壊しないように、起流手段の出
力が調整されているか、または、前記ポーラス材がポー
ラスパイプで構成され、かつこのポーラスパイプの直径
の大きさが、この起流手段の撹拌作用により、第２の流
体の微粒子が破壊されない程度の大きさに設定されてい
ると、第２の流体の微粒子は、起流手段の撹拌作用によ
って潰されることなく貯留槽内を循環することとなる。

【００１８】このようにして、ポーラス壁を浸透して前
記圧入室の外部に浸出してきた第２の流体の微粒子を起
流手段によって流しとり、この第２の流体の微粒子を第
１の流体中に分散させてエマルションを製造することが
できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例に係る混合装置
について、図に基づいて説明を進めていく。

【００２０】図１は、本発明の第一実施例に係る混合装
置の構成を示す要部断面図である。本第一実施例の混合
装置２０は、流体を内部に貯留する貯留槽２２と、貯留
槽２２内の流体の流れを起こす起流手段２４と、貯留槽
２２内に設置されている中空ハウジング２６と、この中
空ハウジング２６に設置されているポーラスパイプ２８
と、から構成されており、更に中空ハウジング２６内に
は、ハウジング壁２７とポーラスパイプ２８で仕切られ
ることによって、圧入室３０が形成されている。

【００２１】そして、貯留槽２２には、貯留槽２２に流
体を入れるための搬入経路２２ａと貯留槽２２から流体
を取り出すための取出経路２２ｂが設置されており、中
空ハウジング２６には、圧入室３０に流体を圧入供給す
るための圧入口２７ａと流体圧入の際の空気抜きの為の
空気抜口２７ｂが設置されている。また、中空ハウジン
グ２６には、起流手段２４の作用を増加させるための受
け部３２が設置されている。

【００２２】ここで、図２は、中空ハウジング２６内の
構成を詳細に示した拡大断面図であり、これに基づい
て、以下に本発明に係る混合装置の構成を詳細に説明し
ていく。 この図２に示されているように、中空ハウジ
ング２６は、本第一実施例においては、ポーラスパイプ
２８に上壁部２６ａと中壁部２６ｂと下壁部２６ｃが結
合されることによって構成されている。そして、上記３
個の壁部の結合はネジ込み部３６によって行われてお
り、更にはこれらの壁部とポーラスパイプ２８の接合部
３７には、これらの間のシールを確実にするためのＯリ
ング３８が設置されている。このようにして、上記の各
壁部及びポーラスパイプ２８がシールして結合されるこ
とによって圧入室３０が形成されている。

【００２３】一方、図３は、図２に示されている中空ハ
ウジング２６の上面図である。

【００２４】図３から明らかなように、中空ハウジング
２６には複数のポーライパイプ設置部２６ｄが設置され
ており、ここに複数のポーライパイプ２８がそれぞれ設
置されるようになっている。従って、パスカルの原理に
よって、圧入室３０に圧入される流体の圧力は、これら
複数のポーラスパイプ２８の壁面にそれぞれ均等に分配
されることになる。

【００２５】ここで、ポーラスパイプ２８ｂは、ポーラ
ス材、すなわち１μｍ程度の孔を有する多孔性物質で構
成されており、いかなる流体もこれを透過することが可
能であるが、ここを通過した流体は必ず微細な粒子とな
って透過することになる。従って、圧入室３０に第２の
流体が圧入されると、第２の流体はこのポーラス材を浸
透してポーラスパイプ２８ｂの内側に微細な粒子として
供給されることになる。

【００２６】以上のように構成される本実施例の混合装
置２０において、２種類の流体を混合するときの動作を
以下に説明していく。

【００２７】まず、搬入経路２２ａを通じて第１の流体
ｘ（例えば水）が貯留槽２２内に注入されるのと同時
に、圧入室３０に第２の流体ｙ（例えば油）が注入され
る。ここで、圧入室３０への第２の流体ｙの注入は、供
給管４０に設置されているバルブ４０ａと排出管４２に
設置されているバルブ４２ａが同時に開かれて、排出管
４２から空気が排出されながら行われることになる。そ
して、第２の流体が圧入室３０内に充填されると、バル
ブ４２ａが閉じられて排出管４２からの流体の排出は停
止されるが、供給管４０からは続けて第２の流体が圧力
をかけて供給されていく。この第２の流体にかけられた
圧力により、ポーラスパイプ２８のポーラスパイプ２８
の微細孔から第２の流体ｙがしみだしていくことになる
が、ポーラス材の微細孔によって、該第２の流体ｙは微
粒子を形成するようになる。

【００２８】一方、起流手段２４は貯留槽２２内に設置
されているプレート２４ａと、このプレート２４ａを支
持する支持軸２４ｂと、この支持軸２４ｂを上下方向に
駆動させるモータ２４ｄとから構成されており、上記の
ように第２の流体ｙが圧入室３０に圧入されるのと同時
にモータ２４ｄが駆動する。これによって、貯留槽２２
内に設置されているプレート２４ａが上下方向に移動
し、これに伴って貯留槽２２内の流体、特にポーラスパ
イプ２８の内側に存在するの流体が上下方向が移動する
ことになる。ここで、ポーラスパイプ２８の内側の上下
方向は開放されているため、起流手段２４によって移動
させるられる流体は、このポーラスパイプ２８ｂの内側
を流通するようになり、プレート２４ａが上下方向に移
動することによってポーラスパイプ２８の内側に存在す
る流体が上下方向に移動することになる。従って、ポー
ラスパイプ２８を浸透して微粒子となった第２の流体ｙ
は、この起流手段２４の撹拌によって直ちに第１の流体
ｘ内に分散されることになる。そして、このような混
合、すなわちポーラス材を介しての浸透と起流手段２４
による分散が同時に行われることによる混合が十分に行
われた後に、所望のエマルションが得られたときには、
搬入経路２２ａからこの混合体（ｘｙ）が取り出される
ことになる。なお、このときに、受け部３４が設置され
ているために、起流手段２４の駆動力は、横方向に逃げ
ることなく確実にポーラスパイプ２８の内側の壁面に加
えられるので、ポーラスパイプ２８の内側を流通する流
体の流通速度等の制御が確実に行えるようになってい
る。このようにして製造された混合体は、ポーラスパイ
プを介して混合されるために、微細な粒径の流体を含有
する、良好なエマルションを得ることができるようにな
っている。

【００２９】ところで、本第一実施例に係る混合装置に
おいては、起流手段は貯留槽２２内部の流体を流動させ
る加流手段であり、プレート２４ａの移動によってポー
ラスパイプ２８の内側に流体を流し込むものである。そ
して、本第一実施例に係る混合装置においては、起流手
段（加流手段）によって起こされる流れによって生じる
ポーラスパイプ２８内の流速が第１の流体内に拡散され
ている第２の流体の微粒子が破壊されない程度の大きさ
になるように、ポーラスパイプ２８の直径は設定され
る。また、これとともに、本第一実施例における起流手
段においては、第１の流体内に拡散されている第２の流
体の微粒子を破壊しない流速となるようにプレート２４
ａの移動速度が調整されている。このようにして、ポー
ラスパイプ２８を介して混合して混合体の生成を行う機
構とともに、生成した混合体中の微粒子を保護する機構
も備えているため、いかなる材料においても、良好なエ
マルションを得ることができるようになっている。

【００３０】図４は、本発明の第二実施例に係る混合装
置の構成を示す要部断面図である。本第二実施例の混合
装置１２０は、流体を内部に貯留する貯留槽１２２と、
この貯留槽１２２内に設置されている中空ハウジング１
２６と、この中空ハウジング１２６を駆動させる起流手
段１２４と、この中空ハウジング１２６に設置されてい
るポーラスパイプ１２８と、から構成されており、更に
中空ハウジング１２６内には、ハウジング壁１２７とポ
ーラスパイプ１２８で仕切られることによって、圧入室
１３０が形成されている。そして、貯留槽１２２には、
貯留槽１２２に流体を入れるための搬入経路１２２ａと
貯留槽１２２から流体を取り出すための取出経路１２２
ｂが設置されており、中空ハウジング１２６には、圧入
室１３０に流体を圧入供給するための圧入口１２７ａと
流体圧入の際の空気抜きの為の空気抜口１２７ｂが設置
されている。

【００３１】ここで、本第二実施例に係る混合装置１２
０において特徴的ことは、起流手段１２４が、貯留槽１
２２内に設置されている中空ハウジング１２６に接続さ
れている駆動軸１２４ｃと、この駆動軸１２４ｃを上下
方向に駆動させるモータ１２４ｄとから構成されている
ことである。これによって、モータ１２４ｄが駆動する
と、中空ハウジング１２６が貯留槽１２２内を上下方向
に動き、従って、ポーラスパイプ１２８自体が動くよう
になる一方で、ポーラスパイプ１２８の周囲の流体は動
かないので、相対的にポーラスパイプ１２８の周囲の流
体が動くこととなり、結果的にはポーラスパイプ１２８
の表面には流体の流れが生じたのと同様な状態になる。

【００３２】以上のように構成される第二実施例の混合
装置１２０において、２種類の流体を混合するときの動
作を以下に説明していく。

【００３３】まず、搬入経路１２２ａを通じて第１の流
体ｘが貯留槽１２２内に注入されるのと同時に、圧入室
１３０に第２の流体ｙが圧入される。ここで、圧入室１
３０への第２の流体ｙの圧入は、空気抜口１２７ｂから
空気が抜かれながら、第２の流体が圧入室１３０内に充
填されて空気抜口１２７ｂが閉じられた後、続けて圧入
口１２７ａから第２の流体が圧力をかけられながら供給
されていくことによって行われることになる。そして、
この第２の流体にかけられた圧力により、ポーラスパイ
プ１２８のポーラスパイプ１２８の微細孔から第２の流
体ｙがしみだしていき、ポーラス材の微細孔によって、
該第２の流体ｙが微粒子を形成するようになることは第
一実施例の混合装置２０と同様である。

【００３４】ところが、本第二実施例においては、第２
の流体ｙのポーラスパイプ１２８表面における微粒子の
形成と同時にモータ１２４ｄが駆動して中空ハウジング
１２６が上下方向に移動する。こうなると、ポーラスパ
イプ１２８の内側の上下方向は開放されているため、ポ
ーラスパイプ１２８の内側に存在するの流体が上下方向
に移動するの同じことになる。すなわち、貯留槽１２２
内の流体は中空ハウジング１２６が移動しても動かない
ので、起流手段１２４によって中空ハウジング１２６が
上下方向に移動すると、ポーラスパイプ１２８の表面に
流体の流れが生じるのと同じ状態になる。従って、ポー
ラスパイプ１２８を浸透して微粒子となった第２の流体
ｙは、この起流手段１２４によって直ちに第１の流体ｘ
内に分散されることになる。そして、このような混合、
すなわちポーラス材を介しての浸透と起流手段１２４に
よる分散が同時に行われることによる混合が十分に行わ
れ、所望の混合体（ｘｙ）が得られた後に、搬入経路１
２２ａからこの混合体（ｘｙ）が取り出されることにな
る。

【００３５】なお、本第二実施例に係る混合装置におい
ては、起流手段は貯留槽１２２内部の圧入室１３０（中
空ハウジング１２６）の位置を変位させる圧入室変位手
段であるが、起流手段（圧入室変位手段）によって生じ
るポーラスパイプ１２８内の相対的な流速が第１の流体
内に拡散されている第２の流体の微粒子が破壊されない
程度の大きさになるように、ポーラスパイプ１２８の直
径は設定される。また、これとともに、本第二実施例に
おける起流手段は、第１の流体内に拡散されている第２
の流体の微粒子を破壊しない流速となるように圧入室１
３０の変位速度が調整される。このようにして、ポーラ
スパイプ１２８を介しての混合体の生成を行う機構とと
もに、生成した混合体中の微粒子を保護する機構も備え
ているため、あらゆる材料に対応して、良好なエマルシ
ョンを得ることができるようになっている。

【００３６】図５は、本発明の第三実施例に係る混合装
置の構成を示す要部破断断面図である。

【００３７】本第三実施例の混合装置２２０は、流体を
内部に貯留する貯留槽２２２と、この貯留槽２２２内に
設置されている中空ハウジング２２６と、この中空ハウ
ジング２２６を駆動させる起流手段２２４と、この中空
ハウジング２２６に設置されているポーラスパイプ２２
８と、から構成されており、更に中空ハウジング２２６
内には、ハウジング壁２２７とポーラスパイプ２２８で
仕切られることによって、圧入室２３０が形成されてい
る。そして、貯留槽２２２には、貯留槽２２２に流体を
入れるための搬入経路２２２ａと貯留槽２２２から流体
を取り出すための取出経路２２２ｂが設置されており、
中空ハウジング２２６には、圧入室２３０に流体を圧入
供給するための圧入口２２７ａと流体圧入の際の空気抜
きの為の空気抜口２２７ｂが設置されている。

【００３８】ここで、本第三実施例に係る混合装置２２
０において特徴的ことは、起流手段２２４が、プレート
２２４ａと連動してこれを上下方向に動かす支持軸２２
４ｂと、貯留槽２２２内に設置されている中空ハウジン
グ２２６に接続されている駆動軸２２４ｃと、支持軸２
２４ｂと駆動軸２２４ｃをそれぞれ上下方向に駆動させ
るモータ２２４ｄとから構成されていることである。従
って、モータ２２４ｄが駆動すると、プレート２２４ａ
と中空ハウジング２２６がそれぞれ上下方向に動くよう
になる。なお、本第三実施例においては、前記第一実施
例と同様に、プレート２２４ａによる起流作用を直接的
に伝えるための受け部２３２が設置されている。

【００３９】以上のように構成される第三実施例の混合
装置２２０において、２種類の流体を混合するときの動
作を以下に説明していく。

【００４０】まず、搬入経路２２２ａを通じて第１の流
体ｘが貯留槽２２２内に注入されるのと同時に圧入室２
３０に第２の流体ｙが圧入される。ここで、圧入室２３
０への第２の流体ｙの圧入は、空気抜口２２７ｂから空
気が抜かれながら第２の流体が圧入室２３０内に充填さ
れてから空気抜口２２７ｂが閉じられた後、続けて圧入
口２２７ａから第２の流体が圧力をかけて供給されてい
くことによって行われることになる。そして、この第２
の流体にかけられた圧力により、ポーラスパイプ２２８
のポーラスパイプ２２８の微細孔から第２の流体ｙがし
みだしていき、ポーラス材の微細孔によって、該第２の
流体ｙが微粒子を形成するようになることは第一実施例
の混合装置２０と同様である。

【００４１】ところが、本第三実施例においては、ポー
ラスパイプ２２８表面における第２の流体ｙの微粒子の
形成と同時にモータ２２４ｄが駆動して、プレート２２
４ａと中空ハウジング２２６がそれぞれ上下方向に動
く。なお、モータ２２４ｄは、プレート２２４ａと中空
ハウジング２２６をそれぞれ個別に動かすことが可能で
あるが、混合を有効に行うために、本第三実施例におい
ては、例えば、プレート２２４ａと順方向に中空ハウジ
ング２２６が動くとか、プレート２２４ａと逆方向に中
空ハウジング２２６が動くとかいうように、プレート２
２４ａと中空ハウジング２２６は連動して動くように設
定される。ここで、ポーラスパイプ２２８の内側の上下
方向は開放されているため、プレート２２４ａと中空ハ
ウジング２２６が連動して動くと、ポーラスパイプ２２
８の表面に、前記第一又は第二実施例における混合装置
２０又は１２０よりも強力又は微弱な流れを生じさせる
ことができる。すなわち、第一実施例の混合装置２０の
起流手段（加流手段）であるプレート２４ａの起流作用
と、第二実施例における混合装置１２０の起流手段（圧
入室変位手段）である駆動軸１２４ｃの起流作用が、正
と正または正と負または負と負というような組み合わせ
で相乗されるようになっているからである。このよう
な、相乗的な起流手段２２４によってポーラスパイプ２
２８の表面に流体の流れが生じることにより、ポーラス
パイプ２２８を浸透して微粒子となった第２の流体ｙ
は、この起流手段２２４によって直ちに第１の流体ｘ内
に分散されることになる。そして、このような混合、す
なわちポーラス材を介しての浸透と起流手段２２４によ
る分散が同時に行われることによる混合が十分に行わ
れ、所望の混合体（ｘｙ）が得られた後に、搬入経路２
２２ａからこの混合体（ｘｙ）が取り出されることにな
る。

【００４２】なお、本第三実施例に係る混合装置におい
ては、起流手段は貯留槽２２２内部の流体を流動させる
加流手段でありプレート２２４ａの移動によってポーラ
スパイプ２２８の内側に流体を流し込む流込手段と、貯
留槽２２２内部の圧入室２３０（中空ハウジング２２
６）の位置を変位させる圧入室変位手段を相乗させたも
のである。そして、本第三実施例に係る混合装置におい
ては、この第三実施例における起流手段によって生じる
ポーラスパイプ２２８内の流速が第１の流体内に拡散さ
れている第２の流体の微粒子が破壊されない程度の大き
さになるように、ポーラスパイプ２２８の直径が設定さ
れる。また、これとともに、本第三実施例における起流
手段においては、第１の流体内に拡散されている第２の
流体の微粒子を破壊しない流速となるようにプレート２
２４ａと圧入室２３０の移動速度が調整される。このよ
うにして、ポーラスパイプ２２８を介しての混合体の生
成を行う機構とともに、生成した混合体中の微粒子を保
護する機構も備えているため、あらゆる材料に対応し
て、本第三実施例に係る混合装置においても、良好なエ
マルションを得ることができるようになっている。

【００４３】図６は、本発明の第四実施例に係る混合装
置の構成を示す要部断面図である。本第四実施例の混合
装置３２０は、流体を内部に貯留する貯留槽３２２と、
この貯留槽３２２内に設置されている中空ハウジング３
２６と、この中空ハウジング３２６を駆動させる起流手
段３２４と、この中空ハウジング３２６に設置されてい
る複数本のポーラスパイプ３２８と、から構成されてお
り、更に中空ハウジング３２６内には、ハウジング壁３
２７と複数本のポーラスパイプ３２８で仕切られること
によって、圧入室３３０が形成されている。そして、貯
留槽３２２には、貯留槽３２２に流体を入れるための搬
入経路３２２ａと貯留槽３２２から流体を取り出すため
の取出経路３２２ｂが設置されており、中空ハウジング
３２６には、圧入室３３０に流体を圧入供給するための
圧入口３２７ａと流体圧入の際の空気抜きの為の空気抜
口３２７ｂが設置されている。

【００４４】ここで、本第四実施例に係る混合装置３２
０の特徴点は、第二実施例に係る混合装置１２０におい
て、中空ハウジングに複数本のポーラスパイプが設置さ
れていることである。従って、第二実施例の混合装置１
２０よりは、大量の材料に対応でき、かつ同量の材料で
あれば迅速で効率的な混合が行えることとなる。なお、
モータ３２４ｄが駆動すると中空ハウジング３２６が上
下方向に動き、ポーラスパイプ３２８を浸透して微粒子
となった第２の流体ｙが、この起流手段３２４の撹拌に
よって直ちに第１の流体ｘ内に分散されることになり、
混合が十分に行われた後に搬入経路３２２ａからこの混
合体（ｘｙ）が取り出されるなどの動作等は前記第二実
施例と同様であるので、ここでは機能などに関する詳細
な説明については省略する。また、起流手段３２４（圧
入室変位手段）によって生じるポーラスパイプ３２８内
の流速が第１の流体内に拡散されている第２の流体の微
粒子が破壊されない程度の大きさになるようにポーラス
パイプ３２８の直径が設定されることと、第１の流体内
に拡散されている第２の流体の微粒子を破壊しない流速
となるように圧入室３３０の変位速度が調整されること
も前記第二実施例と同様である。

【００４５】図７は、本発明の第五実施例に係る混合装
置の構成を示す要部破断断面図である。

【００４６】本第五実施例の混合装置４２０は、流体を
内部に貯留する貯留槽４２２と、この貯留槽４２２内に
設置されている中空ハウジング４２６と、この中空ハウ
ジング４２６を駆動させる起流手段４２４と、この中空
ハウジング４２６に設置されている複数本のポーラスパ
イプ４２８と、から構成されており、更に中空ハウジン
グ４２６内には、ハウジング壁４２７と複数本のポーラ
スパイプ４２８で仕切られることによって、圧入室４３
０が形成されている。そして、貯留槽４２２には、貯留
槽４２２に流体を入れるための搬入経路４２２ａと貯留
槽４２２から流体を取り出すための取出経路４２２ｂが
設置されており、中空ハウジング４２６には、圧入室４
３０に流体を圧入供給するための圧入口４２７ａと流体
圧入の際の空気抜きの為の空気抜口４２７ｂが設置され
ている。

【００４７】ここで、本第五実施例に係る混合装置４２
０においては、中空ハウジング４２６に複数本のポーラ
スパイプ４２８が設置されている。従って、ほぼ同様の
構成を有している第三実施例に係る混合装置２２０より
は、大量の材料に対応でき、かつ同量の材料であれば迅
速で効率的な混合が行えることとなる。本第五実施例に
おいても、第一及び第三実施例と同様にして、プレート
４２４ａによる起流作用を直接的に伝えさせるための受
け部４３２が設置されている。そして、第２の流体ｙの
ポーラスパイプ４２８表面における微粒子の形成と同時
にモータ２２４ｄが駆動してプレート４２４ａと中空ハ
ウジング４２６がそれぞれ上下方向に動き、プレート４
２４ａ（加流手段）による起流作用と駆動軸４２４ｃ
（圧入室変位手段）による起流作用とが相乗されて、複
数本のポーラスパイプ４２８の表面には前記第四実施例
における混合装置３２０よりも強力又は微弱な流れが生
じることになる。そして、このような相乗的な起流手段
４２４によってポーラスパイプ４２８の表面に流体の流
れが生じることにより、ポーラスパイプ４２８を浸透し
て微粒子となった第２の流体ｙは、この本第五実施例に
おける起流手段４２４によって直ちに第１の流体ｘ内に
分散されて、所望の混合体（ｘｙ）が得られた後に、搬
入経路４２２ａからこの混合体（ｘｙ）が取り出される
ことになることは、前記第三実施例の混合装置２２０と
同様である。また、本第五実施例に係る混合装置におい
ても、この第五実施例における起流手段によって生じる
ポーラスパイプ４２８内の流速が第１の流体内に拡散さ
れている第２の流体の微粒子が破壊されない程度の大き
さになるようにポーラスパイプ４２８の直径が設定され
るとともに、本第五実施例における起流手段において
は、第１の流体内に拡散されている第２の流体の微粒子
を破壊しない流速となるようにプレート４２４ａと圧入
室４３０の移動速度が調整される。このようにして、ポ
ーラスパイプ４２８を介しての混合体の生成を行う機構
とともに、生成した混合体中の微粒子を保護する機構も
備えているため、あらゆる材料に対応して、本第五実施
例に係る混合装置においても、良好なエマルションを得
ることができるようになっている。

【００４８】なおここで、図８は、プレート４２４ａの
構成を示したもので、図８（Ａ）はその断面図を、図８
（Ｂ）はその上面図を示したものである。この図８に示
されているように、本実施例においてプレート４２４
は、撹拌孔４２４ｄを有しており、この撹拌孔４２４ｄ
は上側の径が下側の径よりも大きく設定されている。こ
のような撹拌孔４２４ｄがプレート４２４に設置されて
いるために、円板部４２４が上下方向に振動した場合に
は、撹拌孔４２４ｄを介して流体の一部が移動すること
となる。このため、本貯留槽４２２内の流体の粘性が変
化した場合においても、流体の一部が撹拌孔４２４ｄを
介して移動するたので、プレート４２４の上下方向の振
動が妨げられること無く行われることとなり、結果的
に、プレート４２４ａと圧入室４３０の移動速度が調整
されて生成した混合体中の微粒子を保護する作用を相乗
することにもなる。このようにして、本第五実施例にお
いては、本貯留槽４２２内の流体の混合が良好に行われ
ることとなるとともに、あらゆる材料に対応した良好な
エマルションを得ることができるようになっている。ま
た、撹拌孔４２４ｄは上側の径が下側の径よりも大きく
設定されているために、撹拌孔４２４ｄを介しての流体
の過剰の漏洩が防止されるようになっている。

【００４９】ところで、図９は、第一〜第五実施例に係
る混合装置を用いて構成される好適な混合プラントを示
す外観図である。

【００５０】この混合プラントは、窒素ガスの供給源の
窒素ボンベＢと、この窒素ボンベＢに接続されているガ
ス取り出し口Ｇと、このガス取り出し口Ｇに接続されて
いるガス供給管Ｈ1 と、取り出された窒素ガスの圧力を
減圧する減圧弁Ｒと、窒素ガスの供給を停止させるスト
ップ弁Ｓと、ガス供給管Ｈ1 を流通する窒素ガスの流通
量を制御するバルブＶ1 と、流体供給管Ｈ2を流通する
第２の流体の流通量を制御するバルブＶ2 と、第２の流
体が貯留される加圧槽Ｄと、この加圧槽Ｄから第２の流
体を導く流体供給管Ｈ2 と、流体供給管Ｈ2 に設置され
加圧槽Ｄから排出される第２の流体の圧力を計測する圧
力計Ｐと、第一〜第五実施例に係る混合装置が使用され
る混合装置Ｍと、この混合装置Ｍを構成する混合槽Ｍ1
（エマルション容器）と中空ハウジングＭ2 と起流手段
Ｍ3 と、から構成されている。

【００５１】この混合プラントの動作について説明する
と、まず、窒素ボンベＢからガス取り出し口Ｇを介して
取り出される窒素ガスは、減圧弁Ｒにおいて減圧されて
からバルブＶ1 を介して加圧槽Ｄ内に送り込まれる。そ
して、加圧槽Ｄ内には第２の流体が貯留されており、窒
素ガスが加圧槽Ｄ内に送り込まれると、バルブＶ2 を介
して、加圧槽Ｄ内に貯留されている第２の流体が一定の
圧でもって混合装置Ｍの中空ハウジングＭ2 に供給され
ることとなる。なお、混合装置Ｍに供給される第２の流
体の圧力は圧力計Ｐによって計測されるようになってお
り、この計測値に基づいて減圧弁Ｒ等が制御される。ま
た、混合装置Ｍに供給される第２の流体の量は、主にバ
ルブＶ1 又はバルブＶ2によって制御されるようになっ
ており、本プラントが危険状態に陥ったときには、スト
ップ弁Ｓが閉じられることによって、直ちに危険が回避
されるようになっている。

【００５２】ここで、図１０は本発明の第六実施例に係
る混合装置の主要部の構成を示す断面図であり、図１１
は当該装置の主要部の構成を詳細に示す分解図であり、
図１２は当該装置の構成を示す外観図である。

【００５３】このうちの図１０及び図１１に示されてい
るように、本第六実施例の混合装置５２０の主要部たる
混合機５２１は、金属製のハウジング壁５２７にポーラ
スパイプ５２８が嵌め込まれることによって形成される
圧入室５３０を有する中空ハウジング５２６に、この中
空ハウジング５２６のポーラスパイプ５２８の内部に流
体を送り込む起流機（流体供給手段）５２５が連接され
ることによって構成されている。

【００５４】ここで、このうちの中空ハウジング５２６
においては、ハウジング壁５２７とポーラスパイプ５２
８により外部の空間から隔離されることによって圧入室
５３０が形成されており、ハウジング壁５２７とポーラ
スパイプ５２８の接合部には、シールのためのＯリング
５３８ａと、このＯリング５３８ａを固定する金属製の
固定部材５３８ｂと、この固定部材５３８ｂを周囲から
固定する金属製の外郭部材５３８ｃとが設置されること
によって、圧入室５３０の気密性が保たれるようになっ
ている。そして、ハウジング壁５２７には、圧入室５３
０に流体を圧入供給するための圧入口５２７ａと流体圧
入の際の空気抜きの為の空気抜口５２７ｂが設けられて
いる。また、圧入口５２７ａにはコネクタ５２７ｃが、
空気抜口５２７ｂには栓５２７ｆとＯリング５２７ｇが
それぞれ設置されるようになっている。

【００５５】一方、起流機５２５は、傘部５２５ａを有
するピストン軸５２５ｂと、このピストン軸５２５ｂが
収容されるシリンダ体５２５ｃと、このシリンダ体５２
５ｃの上部に設置されるダイヤフラム５２５ｅと、モー
タ５２５ｆとギヤ部５２５ｇを介して接続されている伝
達軸５２５ｈと、この伝達軸５２５ｈを収容する支持壁
５２５ｊとから構成されている。伝達軸５２５ｈはスラ
ストベアリング５２５ｎによって摺動するようになって
いる。なお、伝達軸５２５ｈとピストン軸５２５ｂの結
合は、ダイヤフラム５２５ｅ上の接合部５２５ｋにおい
て行われるようになっている。そして、シリンダ体５２
５ｃには流体取り入れ口５２５ｄが設けられ、ここから
第１の流体がシリンダ体５２５ｃ内に取り込まれるよう
になっている。従って、ピストン軸５２５ｂが上下方向
に駆動することによって、起流機５２５から中空ハウジ
ング５２６に第１の流体が供給される。

【００５６】混合機５２１は、実施例において、上記起
流機５２５と中空ハウジング５２６が留め具５２５ｍに
より結合されて構成される。圧入室５３０に第２の流体
が圧入されると、圧入室５３０に圧入される流体の圧力
はポーラスパイプ５２８の壁面全体に均等に分配され
る。そして、ポーラスパイプ５２８ｂはポーラス材、す
なわち１μｍ程度の孔を有する多孔性物質で構成されて
いるので、第２の流体はこのポーラス材を浸透してポー
ラスパイプ５２８ｂの内側に微細な粒子として供給され
ることになる。

【００５７】ここで、図１２に示されているように、本
第六実施例の混合装置５２０は、前記のように構成され
ている混合機５２１に貯留槽５２２が備え付けられるこ
とによって形成されている。中空ハウジング５２６の圧
入室５３０に流体を圧入供給するための圧入口５２７ａ
が設置されている。そして、混合装置５２０の本体５５
０には、第２の流体が貯留される加圧槽５５０Ｄと、圧
入室５３０に供給される流体の圧力を制御する圧力調節
機５５０Ｔと、加圧槽５５０Ｄに窒素ガスを供給ガスす
る供給管５５０Ｈ1 と、加圧槽５５０Ｄに対する窒素ガ
スの供給を停止させるストップ弁５５０Ｓと、ガス供給
管５５０Ｈ1 を流通する窒素ガスの流通量を制御するバ
ルブ５５０Ｖ1 と、流体供給管５５０Ｈ2 を流通する第
２の流体の流通量を制御するバルブ５５０Ｖ2 と、この
加圧槽Ｄから第２の流体を導く流体供給管５５０Ｈ2
と、加圧槽Ｄから供給される流体の圧力を計測する圧力
計５５０Ｐと、から構成され、更には振動数ダイヤル５
５０Ｎとバイブレータスイッチ５５０Ｗが備えられてい
る。

【００５８】以上のように構成される本実施例の混合装
置５２０においては、まず、第１の流体が貯留槽５２２
内に注入されるのと同時に圧入室５３０に第２の流体が
注入される。ここで、圧入室５３０への第２の流体の注
入は、空気抜口５２７ｂの栓５２７ｆが抜かれた状態で
圧入口５２７ａからコネクタ５２７ｃを介して第２の流
体が供給されることによって、圧入室５３０から空気が
排出されながら行われることになる。そして、第２の流
体が圧入室５３０内に充填されると、空気抜口５２７ｂ
に栓５２７ｆがされて排出管５４２からの流体の排出が
停止されるが、供給管５４０からは続けて第２の流体が
圧力がかけられた状態で供給されていく。このときに、
ハウジング壁５２７とポーラスパイプ５２８の接合部に
はＯリング５３８ａが、空気抜口５２７ｂと栓５２７ｆ
の接合部にはＯリング５２７ｇがそれぞれ設置されてい
るため、圧入室５３０の各接合部は完全にシールされる
こことなり、圧入室５３０の気密性が保たれるようにな
っている。従って、圧入室５３０の壁の一部を構成して
いるポーラスパイプ５２８には、この第２の流体にかけ
られた圧力が均一にかかるようになり、これにより、ポ
ーラスパイプ５２８のポーラスパイプ５２８の微細孔か
ら第２の流体がしみだしてくることになるが、ポーラス
材の微細孔によって第２の流体は微粒子を形成する。

【００５９】そして、モータ５２５ｆが駆動することに
よって、ギヤ部５２５ｇを介して接続されている伝達軸
５２５ｈが上下方向に移動し、これに接続されているピ
ストン軸５２５ｂがピストン運動を生じることとなる。
こうなると、傘部５２５ａとシリンダ体５２５ｃとの関
係によって、流体取り入れ口５２５ｄからシリンダ体５
２５ｃ内に取り込まれた第１の流体は、ポーラスパイプ
５２８の内側に押し込まれることとなる。このようにし
て生じた第１の流体の流れは、ポーラスパイプ５２８の
内壁に形成されている第２の流体の微粒子をはぎ取って
第１の流体内に拡散させる働きをする。なお、シリンダ
体５２５ｃの上部の、シリンダ体５２５ｃと支持壁５２
５ｊの接合部に設置されているダイヤフラム５２５ｅの
機能によって、支持壁５２５ｊ内への流体の漏洩を防止
することができるようになっている。また、モータ５２
５ｆの駆動などは、振動数ダイヤル５５０Ｎやバイブレ
ータスイッチ５５０Ｗを適当に調整することによって行
われる。

【００６０】なお、本第六実施例に係る混合装置におい
ては、起流手段は貯留槽５２２内部の流体を流動させる
加流手段であり、プレート５２４ａの移動によってポー
ラスパイプ５２８の内側に流体を流し込む流込手段であ
る。そして、本第六実施例に係る混合装置においては、
起流手段（加流手段）によって起こされる流れによって
生じるポーラスパイプ５２８内の流速が第１の流体内に
拡散されている第２の流体の微粒子が破壊されない程度
の大きさになるように、ポーラスパイプ５２８の直径は
設定される。また、これとともに、本実施例における起
流手段においては、第１の流体内に拡散されている第２
の流体の微粒子を破壊しない流速となるようにプレート
５２４ａの移動速度が調整される。このようにして、ポ
ーラスパイプ５２８を介して混合して混合体の生成を行
う機構とともに、生成した混合体中の微粒子を保護する
機構も備えているため、いかなる材料においても、良好
なエマルションを得ることができるようになっている。

【００６１】ここで、上記各実施例において用いられる
流体は、第１及び第２の流体ともに液体に限られるもの
ではなく、特に第２の流体においては気体を用いること
ができる。すなわち、本実施例に係る装置は貯留槽が開
放されているためにポーラスパイプから出てくる気体を
有効に逃すことが可能であり、しかも、圧をかけるのは
装置全体ではなく中空ハウジングのみであり、またここ
に圧をかけるのみで気体と液体の有効な混合が行えるた
めに、第２の流体として気体を用いる時に、従来装置と
比較して、操作性及び安全性の上でも優れた効果を有し
ていることになる。なお、各実施例における起流手段の
駆動強度の調整やポーラスパイプの内径の調整は、混合
の材料となる物質の種類に追従して決定される。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る混合装置は
安全で処理効率の良い混合装置であり、このような混合
装置を社会に提供することによって、従来よりも良質の
混合体（エマルション）を安価に提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る混合装置の構成を示
す一部断面図である。

【図２】本発明の第一実施例に係る混合装置の要部の構
成を示す要部拡大断面図である。

【図３】本発明の第一実施例に係る混合装置の中空ハウ
ジンクの上面図である。

【図４】本発明の第二実施例に係る混合装置の構成を示
す一部断面図である。

【図５】本発明の第三実施例に係る混合装置の構成を示
す一部断面図である。

【図６】本発明の第四実施例に係る混合装置の構成を示
す一部断面図である。

【図７】本発明の第五実施例に係る混合装置の構成を示
す一部断面図である。

【図８】本発明の第五実施例に係る混合装置のプレート
の構成を示す図である。

【図９】本発明の第一又は第二又は第三又は第四又は第
五実施例に係る混合装置を使用するプラントの構成を示
す外観図である。

【図１０】本発明の第六実施例に係る混合装置の主要部
の構成を示す断面図である。

【図１１】本発明の第六実施例に係る混合装置の主要部
の各構成部材を示す分解図である。

【図１２】本発明の第六実施例に係る混合装置の構成を
示す外観図である。

【図１３】従来の混合装置の構成を示した図である。

【符号の説明】

２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 混合
装置 ２２，１２２，２２２，３２２，４２２，５２２ 貯留
槽 ２４，１２４，２２４，３２４，４２４，５２４ 起流
手段 ２４ａ，２２４ａ，４２４ａ プレート ２６，１２６，２２６，３２６，４２６，５２６ 中空
ハウジング ２８，１２８，２２８，３２８，４２８，５２８ ポー
ラスパイプ ３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０ 圧入
室 ５２１ 混合機 ５２５ 起流機（流体供給手段） ５２５ａ 傘部 ５２５ｂ ピストン軸 ５２５ｃ シリンダ体

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の流体が貯留される貯留槽と、 この貯留槽内部に設置され、内部に第２の流体が圧入さ
   れる圧入室と、 第１の流体と第２の流体を隔離する圧入室の壁の一部を
   構成するポーラス壁と、 このポーラス壁の貯留槽側の面に流体の流れを起こす起
   流手段と、 を含み、 ポーラス壁を浸透して前記圧入室の外部に浸出してきた
   第２の流体の微粒子を起流手段によって流しとり、この
   第２の流体の微粒子を第１の流体中に分散させてエマル
   ションを製造することを特徴とする混合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の混合装置において、起流
   手段は、貯留槽内の流体を流動させる加流手段であるこ
   とを特徴とする混合装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の混合装置において、 起流手段は、圧入室の位置を移動させる圧入室変位手段
   であることを特徴とする混合装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の混合装置において、 第１の流体と第２の流体を隔離する圧入室の壁の一部を
   構成するポーラス壁は、円筒形のポーラスパイプである
   ことを特徴とする混合装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の混合装置において、 起流手段は、貯留槽内を移動するプレートを有すること
   を特徴とする混合装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の混合装置において、 起流手段によって起こされる流れによって生じるポーラ
   スパイプ内の流速が、第１の流体内に拡散されている第
   ２の流体の微粒子が破壊されない程度の大きさになるよ
   うに、ポーラスパイプの直径が設定されていることを特
   徴とする混合装置。
7. 【請求項７】 請求項４記載の混合装置において、 起流手段は、ポーラスパイプによって壁の一部が構成さ
   れた圧入室の位置を移動させる圧入室変位手段であるこ
   とを特徴とする混合装置。
8. 【請求項８】 内部に第２の流体が圧入される圧入室の
   壁の一部としてポーラスパイプを用い、該ポーラスパイ
   プの開口の内の一方に第１の流体を供給する流体供給手
   段が接続されて構成されている混合装置。
9. 【請求項９】 ポーラス壁の貯留槽側の面に流体の流れ
   を起こす起流手段は、第１の流体内に拡散されている第
   ２の流体の微粒子を破壊しないような流速となるよう
   に、その出力の大きさが調整されていることを特徴とす
   る請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７記載
   の混合装置。