JPH0822375B2 - 液体の衝突式混合吐出又は噴出方法とその装置 - Google Patents

液体の衝突式混合吐出又は噴出方法とその装置

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JPH0822375B2
JPH0822375B2 JP62107130A JP10713087A JPH0822375B2 JP H0822375 B2 JPH0822375 B2 JP H0822375B2 JP 62107130 A JP62107130 A JP 62107130A JP 10713087 A JP10713087 A JP 10713087A JP H0822375 B2 JPH0822375 B2 JP H0822375B2
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/25Mixing by jets impinging against collision plates

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の液体の混合及びそれらの吐出又は噴出
方法とそれらの装置に係る。
〔従来の技術〕
液体の衝突による混合方法には、大別して線状集中衝
突式と面衝突式及びこれらの複合衝突式とその三種があ
る。何れも本発明者により発明され、またこれらは本出
願人により出願されたものであり、それらの出願番号
は、線状集中衝突式においては、特願番昭61-250015及
び同昭61-289611,面衝突式においては、特願番昭62-078
897,複合衝突式においては、特願番昭62-081952であ
る。
次にこれらについての概要について説明する。
1)線状集中衝突式液体混合方法 第6図を参照されたい。スケマテックに説明する。複
数種の液体E,F,G,…を所定の圧力に加圧し、それぞれ別
個に、同数の細孔61A,61B,61C,…より混合室62内のある
点に向けて、集中的に、線状に高速度(30m/sec以上)
をもって流出(E1,F1,G1,…)させ、互に衝突させる。
それによってこれら各液体は分散し、攪乱流を起こして
入り混って混合(EFG…)が行われる。比較的小さい混
合室62内で、迅速に、効果的に、かつ混合比の調整が比
較的容易に行われることが特長である。
2)面衝突式液体混合法 第7図を参照されたい。本法においては、供給液体は
予め所定の比率をもって配合された液体を対象とする場
合に適している。この配合(ただし未混合)液体Lc10
細孔65より高速度をもって線状に流出(Lc11)し、それ
を衝突板66面上に衝突させる。該衝突流(Lc11)は、該
衝突板66面上を全角方向に拡散(Lc12)し分散する。そ
して、該衝突板66の周縁を傅わって降下し、該板の裏面
下に集められ(Lm10)混合(Lm11)される。本法は己に
配合された液体を対象するものであり、その混合効果は
上記1)項におけると同様、比較的小さい混合室67内に
て、より高い効果が得られるのが特長である。
3)複合衝突式液体混合法 本法は前記1)項の線状集中衝突式と上記2)項の面
衝突式とを組合わせて行う方法である。第8図を参照さ
れたい。先ず配合液体Lc15を細孔70より高速をもって線
状に流出(Lc16)し、それを衝突板71に衝突させる。該
衝突流は該衝突板71面上を全角方向に拡散(Lc17)し分
散する。次にこれらを二つの流れに分流(Lma,Lmb,…)
し、それらをそれぞれ細孔72A,72B,…に導いて、これら
の細孔から高速をもって線状に一点に向けて流出(Lm
a1,Lmb1)させ、これらを互いに衝突させる。それによ
ってこれらは再び分散し、攪乱流を起こして入り混って
混合(Lmab)するのである。即ち面衝突による混合と線
状集中衝突による混合との複合的混合により、より分散
度の高い均一的な混合が行われるのである。なお上記説
明は、先ず面衝突と次に線状集中衝突との順に行なった
が、その順序を入れ換えて、先ず線状集中衝突を、次に
面衝突を行なってもよい。その場合には、前記第1項に
おけると同様に未配合の複数種の単体の液体をそれぞれ
別個に供給することができる。
上記各発明においては、各衝突用細孔と吐出又は噴出
孔との大きさについては特に触れていなかった。即ちあ
る衝突式混合装置に対し、随時必要とする又は手持ちの
各種、各サイズのノズルを取付けて実験していたのであ
る。それによって、上述のような顕著な混合効果は認め
られていたが、それらを整理するとノズル径のサイズに
より、混合効果に大きな差異のあることが分かってき
た。これが本発明の動機である。
〔解決しようとする問題点〕
衝突式液体の混合法においては、その衝突力の大なる
程、即ち細孔よりの衝突流の速度の大なる程、混合効果
の上がることはいうまでもない。言い換えれば、より混
合効果を上げるためには、液体の混合室内における衝突
流の速度を、より上げればよいということである。その
ためには、その供給する液体の圧力をより大とすること
も、その一つではあるが、それには大容量の加圧装置な
ど高価な設備費を要する。従って、供給圧力はそのまま
として、単に衝突流の速度を上げようとするのが本発明
の着眼点である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の要旨は、液体の衝突式混合法において、その
混合効率を上げるためには(第1図ご参照)衝突流L1
流速νを上げることである。そのためには、混合室C内
の圧力P1をより低下せしめることであり、またそのため
には該混合室Cから外部への吐出又は噴出孔(以下吐出
は噴出をも含めるものとし噴出なる字句は省略する)の
断面積Zを、少くとも上記衝突流用の細孔の断面積Aよ
りも、大として、より流出量Qを増大せしめることであ
る。
そもそも細孔Aを固定とした場合、それからの衝突流
L1の速度νは、液体に加えられた圧力Pと混合室C内の
圧力P1との差に概ね比例する。そしてその圧力P1は吐出
孔内の圧力P2に比例し、またその圧力P2はその吐出孔の
長さlにほゞ比例し、その断面積Zに概ね逆比例する。
従って該断面積Zをより大とすることによって、上記混
合室C内の圧力P1をより小ならしめ、上記加圧液体の圧
力Pとの差をより大として、衝突流の速度νをより上げ
ることができるのである。即ち、 またP1=P2k2 故に、Z→大とすることによってそれに概ね比例してν
→大とすることができるのである。
次に本発明の方法について説明する。本発明は、面衝
突式と線状集中衝突式とに適用できるので、分けて説明
する。
1)面衝突式の場合 第2図を参照されたい。予め複数種の液体が所要の比
率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lcが加圧
(P3)されて、面衝突用細孔3より、比較的高い速度ν
1をもって流出させるのである。即ちこの比較的高い衝
突流の速度ν1は、混合室1の下流末端の流出孔8の断
面積Z1を、上記面衝突用細孔3の断面積A1より大とする
ことによって、該混合室1内の圧力P4をより低下せし
め、圧力差P3−P4をより大とならしめるからである。こ
のようにして、より高い流速ν1を持った衝突流Lc1は、
衝突板5面上に衝突し、より大なる力をもって全角方向
に拡散(Lc2)し、配合液体はより効果的に分散する。
そして、それらは該衝突板5の周縁を傅わり(Lc3)続
いて該衝突板5の下面に至って集約(Lm1)されるの
で、より均一に効果的に混合作用が行われるのである。
このようにして混合された液体Lm2は流出流路6を通
り、その末端の流出孔8より外部に流出(E1)される。
即ち、該吐出孔8の断面積Z1を面衝突用細孔3の断面積
A1より増大させることによって、より均一な混合効果が
得られるのである。
2)線状集中衝突式の場合 第3図を参照されたい。線状集中衝突式の場合は、前
項におけるように数種の液体の配合されたものでなくて
も良い。即ち、混合すべき加圧(P6,P7,…)された液
体の数に相当する数の線状集中衝突用細孔13,15,…よ
り、比較的高い速度ν2,ν3,…をもって線状に流出し
(L1,M1,…)せしめるのである。即ちこの比較的高い
衝突流L1,M1,…の速度ν2,ν3,…は、混合室11の下
流末端の吐出孔18の断面積Z2を、上記線状集中衝突用細
孔13,15,…の各断面積a1,a2,…の総和A2より大ならし
めることによって、該混合室11内の圧力P8をより低下せ
しめ、圧力差P6−P8,P7−P8,…をより大ならしめたか
らである。このようにして、より高い速度ν2,ν3,…
を持った各線状の衝突流L1,M1,…は、互いに衝突し合
って、より効果的に分散し、混合室11内にてより均一的
な混合(LM1)が行われるのである。このようにして混
合された液体LM2は流出流路16を通り、その末端の吐出
孔18より外部に吐出(E2)されるのである。即ち、該吐
出孔18の断面積Z2を、線状集中衝突用細孔13,15,…の各
断面積a1,a2,…の総和A2より大ならしめることによ
り、より均一な混合効果が得られるのである。
3)上記1)項の方法に基く面衝突式混合装置の構造 第4図を参照されたい。密閉された混合室21の上部に
は面衝突用の細口金具22が、その細孔23を混合室の内部
へ向けて取付けられる。そしてその下方には該細孔23の
方向に概ね直角にかつ上記混合室21より若干小さい衝突
板25が取付けられ、該衝突板25はその上下又は側面が保
持金具33,34によって保持される。そして該衝突板25の
下方には流出管26が設けられ、該管の末端には、吐出孔
28の断面積Z3が上記面衝突用細口金具22の細孔23の断面
積A3よりも大なる吐出口金具27が取付けられる。
4)上記2)項の方法に基く線状集中衝突式混合装置の
構造 第5図を参照されたい。密閉された混合室41の側面上
に、それぞれの細孔43,45,…が、該混合室の内部に集中
的に向けて複数個の線状集中衝突用細口金具42,44,…が
取付けられる。そして上記集中個所の下方、該混合室41
の下側面には流出管46が設けられ、該管の末端には、吐
出孔48の断面積Z4が上記線状集中衝突用細孔43,45,…の
各断面積a3,a4,…の総和A4よりも大なる流出口金具47
が取付けられる。
〔作用〕
1)面衝突式混合装置 第4図を参照されたい。予め複数種の液体が所要の比
率により配合された液体即ち未混合の配合液体Lc5が、
所要の圧力(P10)に加圧され、配管31を通り、面衝突
用細口金具22内に導かれ、該細口金具の細孔23より混合
室21内に向けて流出する(Lc5)。この際、該混合室21
に接続される吐出口金具27の流出孔28の断面積Z3が、上
記細口金具22の細孔23の断面積A3よりも大であるため、
該混合室21内の圧力P11はより低下しており、衝突流の
速度ν10はより大となる。従って、より高速度ν10の衝
突流(Lc5)は、その高速度ν10をもって衝突板25面上
に衝突し、該衝突板25面上を全角方向に向けてより効果
的に拡散(Lc6)し、上記配合液体はより効果的に分散
する。そして該衝突板25の周縁より流下し、該衝突板25
の下面にて再び集約し、分散した配合液体のより均一的
混合が行われるのである。そして流出管26を通り、その
端末の吐出口金具27より外部に吐出(E3)又は噴出され
るのである。
2)線状集中衝突式混合装置 第5図を参照されたい。本装置に対する供給液体は前
述のように配合液体でなくともよい。本装置には複数の
線状集中衝突用細口金具42,44,…が取付けられており、
同数種の液体L2,M2,…を、それぞれの細口金具42,44,
…に接続供給できる。この際のそれぞれの供給量は、混
合比にマッチしたものでなければならないことはいうま
でもない。
このようにして、各種の加圧(P15,P16,…)された
液体L2,M2,…は、線状集中衝突用細口金具42,44,…の
それぞれの細孔43,45,…を通して混合室41内の一点に向
けて流出(L3,M3,…)し衝突する。この場合、本発明
においては、該混合室41外への吐出孔48の断面積Z4が、
上記各細孔43,45,…の各断面積a3,a4,…の総和A4より
も大であるため、該混合室41内の圧力P17はより低くな
っており、即ち圧力差P15−P17又はP16−P17,…がより
大であるため、各細孔43,45,…よりの衝突流の速度
ν13,ν14,…はより大となり、従ってこれらの衝突力
もより大きく、それによる混合効果も必然的により大と
なるのである。このようにして効果的に混合(LM3)さ
れた液体LM4は流出管46を通り、その末端の吐出口金具4
7より外部に吐出されるのである。
〔効果〕 液体の衝突式混合においては、その混合効果は一にそ
の衝突流の流速にかかっている。本発明はその流速をよ
り大とするものであって、液体の混合効果をよりアップ
せしめるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要旨説明図 第2図は本発明(以下特
記以外は本発明につき省略)の面衝突式液体混合方法の
説明図 第3図は線状集中衝突式液体混合方法の説明図
第4図は上記面衝突式液体混合装置の構造側断面図 第
5図は上記線状集中衝突式液体混合装置の構造側断面図
第6図は公知の線状集中衝突式液体混合法の説明図 第
7図は公知の面衝突式液体混合法の説明図 第8図は面
衝突及び線状集中衝突の複合衝突による公知の複合衝突
式液体混合法の説明図 主要な符号の説明 1,11,21,41……混合室、3,23……面衝突用細孔、13,15,
43,45……線状集中衝突用細孔、5,25……衝突板、8,18,
28,48……吐出又は噴出孔、A1,A3……面衝突用細孔の断
面積、a1,a2,a3,a4,……線状集中衝突用細孔の断面
積、A2,A4……複数の線状集中衝突用細孔の断面積の各
組における総和Z1,Z2,Z3,Z4……混合液体の吐出孔の断
面積、P4,P8,P10,P17……各混合室内における液体の圧
力、Lc1,Lc5……面衝突流、ν1,ν10……上記面衝突流
の速度、L1,L3,M1,M3……線状集中衝突流、ν2,ν3
ν13,ν14……線状集中衝突流の速度

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体の面衝突による混合方法において、混
    合室(1)内より混合液体(Lm2)の外部への吐出又は
    噴出孔(8)の断面積(Z1)を、面衝突用細孔(3)の
    断面積(A1)より大とし、それによって混合液体(L
    m2)の上記流出孔(8)よりの流出量をより上げて、混
    合室(1)内の圧力(P4)をより降下せしめ、それによ
    って上記面衝突用細孔(3)よりの衝突流(Lc1)の速
    度(v1)をより高速化して、衝突板(5)上における拡
    散即ち分散作用をより大ならしめ、よってより均一に分
    散混合された液体を上記吐出又は噴出孔(8)より吐出
    又は噴出することを特徴とする液体の衝突式混合吐出又
    は噴出方法。
  2. 【請求項2】液体の線状集中衝突による混合方法におい
    て、混合液体の外部への吐出又は噴出孔(18)の断面積
    (Z2)を、複数個より成る1組の線状集中衝突用細孔
    (13,15,…)の各断面積(a1,a2,…)の総和(A2)よ
    り大として、それによって混合液体(LM2)の該吐出又
    は噴出孔(18)よりの流出量をより上げて、混合室(1
    1)内の圧力(P8)をより降下せしめ、それによって上
    記線状集中衝突用細孔(13,15,…)よりの各衝突流
    (L1,M1,…)の速度(v2,v3,…)をより高速化して、
    線状集中衝突による分散混合効果をより大ならしめ、よ
    って、より均一に混合された液体を上記吐出又は噴出孔
    (18)より吐出又は噴出することを特徴とする液体の衝
    突式混合吐出又は噴出方法。
  3. 【請求項3】混合室(21)内に向けて設けられた面衝突
    用細口金具(22)と、該細口金具(22)の細孔(23)に
    ほぼ直角に設けられかつ上記混合室(21)内より若干小
    さい衝突板(25)と、その下流に設けられた外部への流
    出口金具(27)とより成る面衝突式液体混合装置におい
    て、上記吐出又は噴出口(27)の吐出又は噴出孔(28)
    の断面積(Z3)を、上記面衝突用細口金具(22)の細孔
    (23)の断面積(A3)より大とすることを特徴とする液
    体の衝突式混合吐出又は噴出装置。
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