JPH0560524U - 流体の混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体の混合効率に優れ、エレメントの交換及
び洗浄が容易なスタッティクミキサーを得る。 【構成】 両端面に開口する複数個の独立した流路を有
する円形断面のエレメントの外周にＯ−リング溝を設
け、このエレメントを前記Ｏ−リング溝内に装着したＯ
−リングを介して円筒パイプ内に複数個直列状に装填し
たことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、科学、食品、薬品、合成繊維、紙パルプ、水処理などさまざまな 産業分野で流体を混合させる装置、特にパイプ内に複数の混合流路エレメントを 装填したスタティックミキサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、液状シリコーンゴムにて代表される液状樹脂用の射出成形機にはスタテ ィックミキサーが混合装置として組み込まれている。

【０００３】 スタティックミキサーは、ダイナミックミキサーと比べ構造が簡単なため、故 障が少なく設備全体をコンパクトに設計することができることが利点で、現在種 々のタイプが考案されており、例えば、スルザーブラザーズ（日本）株式会社か ら販売されているスルザーミキサーでは、交互に90°ずらしたミキシングエレメ ント（波板）を連続して円筒パイプ中に装備しており、ミキサーに入った流体は 各々のミキシングエレメント（波板）の交差する点で分割と統合を繰り返して混 合される。

【０００４】 しかしながら、このような方式は、特に1,000 ポイズ前後の比較的低粘度な流 体の混合には適しているものの、ミキシングエレメント内に波板が入っているた めエレメント内の洗浄が困難であるという欠点がある。

【０００５】 一般にＬＩＭＳと称される付加型シリコーンゴムでは、そのポットライフが短 いためエレメント内でしばしば硬化を生じ、混合不良を生じるという不具合があ った。

【０００６】 また、特公昭４８−１０７４１号において開示されたＩＳＧ（ＩＳＧはInterf acial Surfaca Generator の略である）タイプのスタティックミキサーでは通常 ４本の流路が途中で互いに交わらないように設計され、貫通したエレメントがパ イプの中に所定数組み込まれている。

【０００７】 このＩＳＧタイプのスタティックミキサーでは、混合効率は良いが混合すべき 流体の粘度が数千ポイズ以下では、いわゆる“先走り”という不具合がしばしば 発生するという問題点があった。

【０００８】 この“先走り”は、液状の主剤と液状の硬化剤が粘度の差及び輸送管の形状や 長さの差に基づいて両剤のミキサー内への投入が時間的にズレを生じることが主 原因であるが、粘度の同じである両剤をミキサーへ同時に投入しても“先走り” による部分的な硬化不良は完全にはなくならない。

【０００９】 この場合の“先走り”の原因は、エレメントと円筒パイプの間にクリアランス があり、その隙間から未混合の流体が混ざってしまうためと考えられる。

【００１０】 また、特公昭４−８２９０号にて開示されたケニックスタイプのスタティック ミキサーでは、パイプ状のハウジングの中に左捻り及び右捻りの螺旋状のセグメ ントを交互にかつ接触縁の方向が90°直角に交差するように数珠つなぎに溶接さ れたエレメントを入れ、ハウジングの入口と出口でエレメントの両端を溶接して 固定した構造になっている。

【００１１】 しかし、このケニックスタイプでは混合効率が悪いという欠点がある。

【００１２】 スタティックミキサーの混合効率はミキサーによる分割層数に依存する。

【００１３】 例えばケニックスタイプのスタティックミキサーでは分割層数をＳとすると、 数１（ここでＫは、ミキサー入口での流体成分数、ｎは、ミキシングエレメント 数）で表されるのに対し、標準的なＩＳＧタイプのスタティックミキサーの場合 では、数２で表される。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】 このことは、ケニックスタイプではＩＳＧタイプの２倍のエレメント段数が必 要であるということを意味している。

【００１７】 すなわち、エレメント段数による分割層数を例示するとＩＳＧタイプにおいて エレメント数が１０段の場合、分割層数は数３であるのに対し、ケニックスタイ プでは数４と丁度半分であり、ＩＳＧタイプと同数の分割層数にするにはエレメ ント数を２０段にする必要がある。

【００１８】

【数３】

【００１９】

【数４】

【００２０】 そのため良好な混合状態を得るためには、ケニックスタイプの場合どうしても 段数が多くなり、そのため円筒パイプの長さが長くなり、コンパクトな成型機を 設計できないという欠点があった。

【００２１】 また、ケニックスタイプのスタティックミキサーでは、螺旋状のエレメントを 挿入した円筒パイプの両端を通常は溶接しているため、円筒パイプ内のエレメン トの洗浄は基本的に不可能である。

【００２２】 さらに、両端の溶接をなくして内部の螺旋状エレメントを取り出せるようにし た場合には、エレメントの洗浄は極めて容易であるものの、十分な混合は得られ ない。

【００２３】 すなわち、エレメントを取り出せるようにすると螺旋状エレメントの外周と円 筒パイプの内周とを完全に密着させることができず、どうしてもエレメントと円 筒パイプとの間にクリアランスが生じ、そこから混合されない流体が混ざってし まい混合不良に起因する硬化不良を発生させるという問題点があった。

【００２４】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、従来のスタティックミキサーにおいては、エレメントの洗浄が容 易ではなく、かつ流体の先走りがたびたび発生し、混合効率が悪いという問題点 を解決することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、両端面に開口する複数個の独立した流路７を有する円形断面のエ レメント１の外周にＯ−リング溝８を設け、このエレメント１をＯ−リング溝８ 内に装着したＯ−リング９を介して円筒パイプ１０内に複数個直列状に装填して なる流体の混合装置を提案するものである。

【００２６】

【作用】

Ｏ−リング溝８内に装着したＯ−リング９により、円筒パイプ１０の内壁とエ レメント１の外周間とのクリアランスからの流体の先走りがなくなり、その結果 混合不良による部分未硬化不良も発生しなくなる。

【００２７】 また、各エレメントは取り外し可能なため、洗浄や交換が極めて容易である。

【００２８】

【実施例】

エレメント１は、図１〜図４に示すように円形短柱体をベースにしてその両端 に中心に向かって断面Ｖ型の谷型及び山型にカットした接合凹面２及び接合凸面 ３が形成され、さらに山型の接合凸面３にはその頂部の両端からエレメント中心 に向かって断面Ｖ型の谷型にカットした凹面４が形成され、互いに直交する凹面 ４と接合凹面２との間にはそれらの谷の稜線に沿ってそれぞれ入口５及び出口６ が開口する複数の流路７が形成されている。

【００２９】 そして、上記エレメント１の外周にはＯ−リング溝８が形成されている。

【００３０】 このＯ−リング溝８の設計は特別なものではなく、JIS B2401 にて規定されて いる標準的な設計基準で問題ない。

【００３１】 また、Ｏ−リング溝８内に装着するＯ−リング９のサイズも特別なものではな く、JIS B2401 に規定されている標準的な設計基準で問題ない。

【００３２】 また使用するＯ−リング９の材質は、エレメント１により混合しようとする流 体により配慮が必要であり、例えば食品工業に使用する場合は食品衛生法に規定 された厚生省告示434 号に合格する材料を使用する必要がある。

【００３３】 また、混合しようとする流体が付加型液状シリコーンゴムの場合には、イオウ 化合物やアミン系化合物が硬化障害を誘発するためＮＢＲの使用は好ましくなく 、ポリオール加硫もしくはパーオキサイド加硫のふっ素ゴム製のＯ−リング９の 使用が望ましい。

【００３４】 各エレメント１は図５に示すように、対接する接合凹面２と接合凸面３を嵌合 して円筒パイプ１０内に直列状に連続して装填され、その外周と円筒パイプ１０ との間はＯ−リング９により密封される。

【００３５】 このようにＯ−リング９によりエレメント１の外周と円筒パイプ１０の内周と の間のクリアランスからの流体の漏れを防ぐことができ、流体を完全に混合する ことができる。

【００３６】 また円筒パイプ１０内の洗浄も容易で、エレメント１をパイプ１０内から取り 出して有機溶剤等で洗浄した後、必要に応じてＯ−リング９を交換して再挿入す ることもできる。

【００３７】 「実施例」

【００３８】 上記エレメントを１０個を使用して付加型液状シリコーンゴムであるトーレ・ ダウコーニング・シリコーン株式会社製SE6706A＆Bを使用してゴムローラーを成 型した。

【００３９】 SE6706A＆Bを使用した理由は、この材質はＡ液が灰色でＢ液が白色であるため 混合状態がよくわかるためである。

【００４０】 なお、SE6706A＆Bの粘度はＡ液Ｂ液とも2,500 ポイズであった。

【００４１】 まず外径が25mmで全長が 310mmの金属製シャフトを用意し、表面に接着剤を塗 布したあと内径が35mmの金型に挿入して 130℃に設定した成型機にセットし、上 記の混合器（円筒パイプ内にＯ−リングを装着したエレメントを１０個組み込ん だもの）を通して混合したSE6706A＆Bを金型内に充填し、加熱して硬化させた。

【００４２】 次に成型したローラーを金型から取り出した。

【００４３】 SE6706A＆Bの混合状態を観察したところ、ローラー表面及び内部とも混合不良 による色ムラや硬化不良は全く発生していなかった。

【００４４】 「比較例」

【００４５】 Ｏ−リング溝を設けておらず、Ｏ−リングを装着していないことを除いて実施 例と同様にローラーを成型した。

【００４６】 できあがったローラーの混合状態を観察したところ表面には色ムラや硬化不良 は発生していなかったが、ローラー内部、特にシャフトとの界面付近に部分的に 混合不良による色ムラと硬化不良が発生し、十分な混合は得られなかった。

【００４７】 さらにエレメントの数を２１段にまで増やして混合効率を上げてローラーを成 型したが、混合不良による色ムラは解消されず十分な混合が得られないことがわ かった。

【００４８】

【考案の効果】

以上の通りこの考案によれば、流体の混合効率に極めて優れ、エレメントの洗 浄が容易なスタッティクミキサーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す縦断側面図。

【図２】この考案に用いるエレメントの斜視図。

【図３】この考案に用いるエレメントの平面図。

【図４】この考案に用いるエレメントの正面図。

【図５】この考案に用いるエレメントの側面図。

【符号の説明】

１ エレメント ２ 接合凹面 ３ 接合凸面 ４ 凹面 ５ 入口 ６ 出口 ７ 流路 ８ Ｏ−リング溝 ９ Ｏ−リング １０ 円筒パイプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両端面に開口する複数個の独立した流路を
   有する円形断面のエレメントの外周にＯ−リング溝を設
   け、このエレメントを前記Ｏ−リング溝内に装着したＯ
   −リングを介して円筒パイプ内に複数個直列状に装填し
   てなることを特徴とする流体の混合装置。