JPH09150045A

JPH09150045A - 粉流体混合装置

Info

Publication number: JPH09150045A
Application number: JP7335742A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suhara; 浩栖原
Original assignee: KAIHOU KK
Current assignee: KAIHOU KK
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】組み付け、メンテナンスを容易に行うことの
できる粉流体混合装置を提供する。【解決手段】配管に接続すべき筒本体２の中に乱流発
生機構３を配置させることで、粉流体混合装置１をパー
ツとして扱うことができる。乱流発生機構３は、筒本体
２と同軸に配置された支持芯７と、支持芯７に設けられ
た障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃとで構成され、その支持芯７
を筒本体２の上流端部４に着脱可能に片持ち支持して、
筒本体２に対する支持芯等の組み付け、取り外しを容易
にすると共に、障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃの位置補正は粉
流体の流れに委ねて自動的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉流体混合装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】食品製造、洗剤製造、汚泥処理をはじめ
種々の分野において粉体と流体を混合することが行われ
ている。このような混合を行うための装置として、ライ
ンミキサーがある。このラインミキサーでは、配管内に
粉体を気体と共に流して、粉流体を形成し、その途中、
配管内において、粉流体の混合・撹拌が行われる。この
ため、一般的には、配管内壁に、乱流発生機構としての
金属からなる螺旋状の邪魔板等を溶接により取付け、そ
の邪魔板等により粉流体の流れを乱すことが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記配管内壁
に邪魔板等を取付けるためには、作業のしにくい配管に
対して直接、邪魔板等を溶接したり、半分割された一対
の配管構成要素に邪魔板等を取付けた後、その一対の配
管構成要素を接合して配管を形成したりすることが行わ
れており、その組み付け作業は、作業性、作業工数等の
点から、決して容易なものではない。また、修理、清掃
等のメンテナンスにおいては、配管を取り外した後、そ
の配管内壁に固定された邪魔板等に対して、その配管の
両端開口から作業を行わなければならず、その作業は容
易ではない。

【０００４】本発明は上記従来技術の実情に鑑みてなさ
れたもので、組み付け、メンテナンスを容易に行うこと
のできる粉流体混合装置を提供することをその課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明によれば、配管に接続され
る筒本体と、該筒本体内に配置され、該筒本体内の粉流
体の流れを乱流にさせる乱流発生機構とを有することを
特徴とする粉流体混合装置が提供される。また、本発明
によれば、上記構成において、前記乱流発生機構が前記
筒本体に着脱可能に支持されていることを特徴とする粉
流体混合装置が提供される。また、本発明によれば、上
記構成において、前記乱流発生機構が、一方側が少なく
とも前記筒本体の一端側に着脱可能に支持され且つ他方
側が該筒本体の他端側に向けて延びる支持芯と、該支持
芯に設けられた障害物とからなることを特徴とする粉流
体混合装置が提供される。また、本発明によれば、上記
構成において、前記乱流発生機構が、前記筒本体内に着
脱可能に嵌合される筒状の嵌合体と、該嵌合体の内面に
形成された凹凸とからなることを特徴とする粉流体混合
装置が提供される。また、本発明によれば、上記構成に
おいて、前記障害物が、前記支持芯を中心として対称な
形状を有することを特徴とする粉流体混合装置が提供さ
れる。また、本発明によれば、上記構成において、前記
障害物が、その下流端面に凹所を有することを特徴とす
る粉流体混合装置が提供される。また、本発明によれ
ば、上記構成において、前記障害物が、前記筒本体の上
流端側から下流端側に向かって、複数配設されている事
を特徴とする粉流体混合装置が提供される。また、本発
明によれば、上記構成において、前記嵌合体が、その軸
心方向に延びる相対向する一対の切欠端縁を有する形状
であることを特徴とする粉流体混合装置が提供される。
さらに、本発明によれば、前記筒本体が、その上流端を
下にし、下流端を上にして、上下方向に向けて配置さ
れ、前記乱流発生機構が、前記筒本体内に配設され且つ
該筒本体の軸心方向に延びる支持芯と、該支持芯に取付
けられ、該支持芯を中心として対称形であると共に前記
筒体本体の上流端側から下流端側に向かうに従って径方
向外方に拡がる障害物とからなることを特徴とする粉流
体混合装置が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う種々の実施形
態について図面に基づいて説明する。図１、図２は、第
１実施形態の粉流体混合装置を示し、この粉流体混合装
置１は、例えば円筒体からなる筒本体２と、乱流発生機
構３とからなる。

【０００７】筒本体２は、粉流体が通過する配管（図示
せず）の途中に介装されるものであり、その上流端部
４、下流端部５は、接続されるべき配管に対してフラン
ジ、螺合などの既知の手段によって連結される。筒本体
２は、長手方向にわたって同一の内径を有し、上流端部
４の内周縁にはストッパ６が形成されている。このよう
な筒本体２は、金属類、樹脂類、コンクリート類、鉱物
類等、種々の素材で作ることができる。

【０００８】乱流発生機構３は、本実施形態において
は、筒本体２と同軸に配置されて長手方向に延びる支持
芯７と、支持芯７に設けられた複数の障害物８Ａ、８
Ｂ、８Ｃとからなる。以下の説明において、障害物を総
称するときには、参照符号８で表す。

【０００９】支持芯７は、上記筒本体２の軸心方向長さ
と同じか又はそれよりも少し長い長さを有する棒状の長
尺部材からなり、金属類、樹脂類、コンクリート類、鉱
物類等、種々の素材で作ることができる。支持芯７は、
その一端部（図１中、左端部）において、支持板９を備
えている。支持板９は、筒本体２に嵌合できる大きさを
有し、その径方向中央部に支持芯７が直角に結合されて
いる。また、支持板９は、支持芯７の周囲に、比較的大
きな粉流体通過孔１０を有する。支持芯７を備えた支持
板９は、筒本体２の中に嵌合されてストッパ６で受け止
められており、これにより支持芯７は、筒本体２の上流
端部４に片持ち状態で着脱可能に支持されている。

【００１０】複数の障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、筒本体
２の上流端部４（左端部）側から下流端部５（右端部）
側に向かって、ほぼ一定の間隔を隔てて配設されてい
る。これら各障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、支持芯７を中
心として、筒本体２の径方向外方側へ対称に拡がる形状
を有し、各障害物８Ａ（８Ｂ、８Ｃ）が筒本体２の通路
断面に占める割合は、抵抗が大きくなりすぎないよう、
６０％以下であるのが好ましい。但し、特殊の場合、例
えば筒本体２に耐圧円筒を使用する場合や、粉流体とし
て高圧流体を用いる場合は、この限りではない。

【００１１】障害物８の形状について説明すると、図１
に示すように、障害物８Ａは球形状を有し、障害物８Ｂ
は円錐形状を有し、障害物８Ｃは、上流側端面が球面で
あり、また途中の側面には滑らかな凹所１１を備えた形
状を有する。障害物８の形状は、このような形状に限定
されるものではなく、例えば、図３、図４に示す三角
錐、四角錐等の多角形状のもの、図５に示す螺旋形状な
ど、種々の形状を採用することができ、また、大きさに
ついても任意であるる。

【００１２】このような粉流体混合装置１を通る粉流体
は、図１に矢印で示すように、各障害物８Ａ、８Ｂ、８
Ｃで粉流体の剥離現象が生じ、この現象によって各障害
物８Ａ、８Ｂ、８Ｃの下流に生じる後流（ｗａｋｅ）に
よって乱流が発生することになる。そして、これにより
粉流体の混合・撹拌を促進することができる。

【００１３】また、装置１の修理、清掃等のメンテナン
スに際しては、粉流体混合装置１全体を比較的小さなパ
ーツとして扱えるだけでなく、筒本体２を配管から取り
外し後、支持芯７を筒本体２の上流端部４側から引き抜
けくことによって、簡単に、支持芯７、各障害物８Ａ、
８Ｂ、８Ｃを筒本体２から取り外すことができ、取り外
した障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃに対して修理等を施すこと
ができる。そして、その後、逆の手順で支持芯７等を筒
本体２に組み付ければ、再び、粉流体混合装置１として
使用することができる。したがって、組み付け、製作が
容易であるのみならず、粉流体混合装置１の修理、清掃
等のメンテナンスを容易に行うことができる。

【００１４】また、障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃが支持芯７
を中心として対称形であることから、筒本体２の上流端
部側に支持芯７の一方側だけが片持ち支持されるとして
も、障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃが筒本体２の径方向外方の
どこかに傾けば、その部分においては、筒本体２の軸心
方向における投影面積が増大され、粉流体の流れを受け
る衝突面積が増大されることになる。このため、障害物
８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、粉流体の作用力により、支持芯７
が筒本体２の軸心とほぼ一致するように位置補正を受け
ることになり、障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、常時、筒本
体２の径方向中央に位置することになり、この結果、自
己の能力で所定性能の混合・撹拌作用を維持することが
できる。

【００１５】更に、筒本体２の径方向中央から径方向外
方に向けて障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃの占める領域が拡が
っていることから、これに伴って、その障害物８Ａ、８
Ｂ、８Ｃの下流側において、効果的に後流領域が大きく
なり、粉流体中の粉体の慣性力に打ち勝つ強力な渦を形
成することができるため、粉流体の混合・撹拌作用を高
めることができる。

【００１６】図６以降の図面は本発明の他の実施形態を
示すものである。図６は第２実施形態を示し、図７〜図
１１はその変形例を示す。図１２、図１３は第３実施形
態を示し、図１４、図１５は第４実施形態を示し、図１
６は第５実施形態を示す。これらの実施形態において、
上述した第１実施形態と同一の構成要素については、同
一の参照符号を付してその説明を省略する。

【００１７】図６に示す第２実施形態にあっては、各障
害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、その下流側端面に凹所１２を
有する。これにより、各障害物の凹所１２内にも後流が
形成されて、より強力な渦を作ることができ、したがっ
て粉流体の混合・撹拌作用を一層高めることができるこ
とになる。

【００１８】図７〜図１１は、粉流体の流れを複雑にし
て、粉流体の混合・撹拌作用を一層高めることのできる
変形例としての障害物８を示す。図７は障害物８の表面
に凹凸１３を形成した形態を示し、図８、図９は障害物
８の内部に貫通孔１４を形成した形態を示し、図１０は
障害物８の表面に突条１５を形成した形態を示し、図１
１は障害物８の表面に斜行した切り溝１６を形成した形
態を示すものである。これらの各図において、矢印は粉
流体の流れを示す。

【００１９】図１２、図１３に示す第３実施形態におい
ては、乱流発生機構３が、筒本体内２に着脱可能に嵌合
される嵌合体１７と、この嵌合体１７の内面に設けられ
た複数の突起物１８とからなる。嵌合体１７は、その軸
心方向に延びる相対向する一対の切欠側縁を有する形
状、すなわち、断面略Ｃ字形状とされており、その曲率
半径は筒本体２（円筒体）の半径よりも少し大きく。こ
の嵌合体１７の軸心方向両端部には、周回り方向におい
て一定の間隔を隔てた複数の嵌合溝１７Ａが形成され、
嵌合溝１７Ａに、別の嵌合体１７の嵌合溝１７Ａ間に形
成された突部１７Ｂが嵌合可能とされている。複数の突
起物１８は、図１３に示すように、種々の形状のものが
設けられている。その突起物１８に代えて、螺旋状の突
条、抵抗値の異なる帯状のもの等を用いてもよい。

【００２０】上記の第３実施形態によれば、断面Ｃ字形
状の嵌合体１７は拡縮可能、そのばね性を利用して、嵌
合体１７を筒本体２内に簡単に嵌合保持でき、このこと
からも本粉流体混合装置１の組み付け、メンテナンス
を、容易にすることができる。勿論、この粉流体混合装
置１の使用時には、複数の突起物１８が乱流を発生さ
せ、粉流体を混合・撹拌することができる。また、任意
の長さの嵌合体１７を、嵌合溝１７Ａと、その間の突部
１７Ｂを利用して、規則的又は不規則に複数接続し、複
雑な粉流体の流れを形成することにより、粉流体の混合
・撹拌を効率よく行うことができる。

【００２１】図１４、図１５に示す第４実施形態におい
ては、乱流発生機構３が、筒本体２内に着脱可能に嵌合
される筒状の嵌合体１９と、この嵌合体１９の内面に形
成された複数の細長い突条２０とからなる。この第４実
施形態においても、嵌合体１９には、嵌合溝、突部（図
示せず）が設けられ、また、突条２０に代えて、螺旋状
の突条、抵抗値の異なる細長い突条などを用いてもよ
い。この第４実施形態によっても、上記の第３実施形態
と同様の作用効果を得ることができることになる。な
お、筒本体２の下流側に、嵌合体１９のために、ストッ
パを設ける、或いは、筒本体２の下流端開口部内に配管
を螺合させて、その配管の端面をストッパとして利用す
ることが好ましい。

【００２２】図１６に示す第５実施形態においては、筒
本体２は、上下に向けて使用される。この場合、筒本体
２は、上流端部４を下に向け、下流端部５を上に向けて
用いられる。また、この実施形態においても、支持板９
が設けられているが、この支持板９は、上流端部４に固
定されて、粉流体が流れていないときに支持芯７等を受
け止めるだけの機能を有し、支持芯７と支持板９とは連
結されていない。このため、支持芯７などを引き抜くと
きには、その作業は筒本体２の下流端側から行われる。

【００２３】したがって、この第５実施形態において
は、前述の第１、第２実施形態と同様の作用効果を得る
ことができるのみならず、一定量の粉流体に対して、支
持芯７及び障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃに働く重力、それら
の上下の圧力差、浮力を釣り合わせ、支持芯７及び障害
物８Ａ、８Ｂ、８Ｃを、ロタメータの如く、浮いた状態
で一定位置に止めることができることになり、支持芯７
を支持する支持機構をすべて省くことができ。このた
め、支持芯７の支えを省略できることにより、組み付
け、取り外しが容易であると共に、メンテナンスを極め
て容易にすることができる。この場合、各障害物８Ａ、
８Ｂ、８Ｃの下側に斜めの切り欠きを形成して、粉流体
の流れによって障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び支持芯７を
回転させることで支持芯７を筒本体２の軸心と同軸を保
つようにすることが好ましい。

【００２４】以上実施形態について説明したが、本発明
にあっては、これに限定されることなく、以下の態様を
包含する。・支持芯７に、柔軟性のあるもの、種々の太
さのもの、更には、粉流体の流れに乗ることを利用し
て、チェーン状のもの、ロープ状のもの等を用いてもよ
い。この場合、チェーン状のもの、ロープ状のものにつ
いては、筒本体２の上流端部側に支持する必要がある。・障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃの表面の流体抵抗を部分的に
変化させるために、障害物８Ａ、８Ｂ、８Ｃに部分的に
表面処理を行ってもよい。・支持芯７を筒本体２の下流端部に片持ち支持させても
よい。・支持芯７の両端を筒本体２で支持するようにしてもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、本粉流体混合
装置を比較的小さなパーツとして扱うことができること
から、その組み付け、製作を容易にでき、また、本粉流
体混合装置を配管から取り外すことによって、修理、清
掃等のメンテナンスを容易に行うことができる。勿論、
配管に本粉流体混合装置を接続すれば、その内部の乱流
発生機構により、粉流体の流れに乱流を作ることがで
き、これにより粉流体を混合・撹拌することができる。

【００２６】請求項２の発明によれば、乱流発生機構を
筒本体に着脱可能に支持する構成であることから、メン
テナンスにおいては、筒本体から乱流発生機構を取り出
して作業を行うことができ、メンテナンスの一層の容易
化を図ることができる。

【００２７】請求項３の発明によれば、障害物からの粉
流体の剥離現象によって、この障害物の下流に後流（ｗ
ａｋｅ）を生じさせて乱流を発生させることができる。
また、支持芯を筒本体に挿入して、その支持芯の少なく
とも一方側を該筒本体に着脱可能に支持さえすれば、支
持芯及び障害物は筒本体内に組み付けられることから、
本粉流体混合装置の製作、メンテナンスを、一層容易に
することができる。

【００２８】請求項４の発明によれば、筒本体に対する
嵌合体の組み付けを、単に嵌合させることで行うことが
でき、また、内面の凹凸により乱流を発生させることが
できるので、この場合においても、本粉流体混合装置の
組み付け、メンテナンスを、一層容易にすることができ
る。

【００２９】請求項５の発明によれば、障害物が支持芯
を中心として対称形とされていることから、筒本体の一
端側に支持芯の一方側だけが支持されるとしても、障害
物が筒本体の径方向外方のどこかに傾けば、その部分に
おいては、筒本体の軸心方向における投影面積が増大し
て、粉流体の流れを受ける衝突面積が大きくなる。この
ため、障害物は、粉流体の作用力により、支持軸は自動
的に筒本体の軸心とほぼ一致するように位置補正を受け
ることになり、障害物は、常時、筒本体の径方向中央に
位置することになる。しかも、筒本体の径方向中央から
外方に向けて障害物の占める領域が拡大していることか
ら、これに伴って、その障害物の下流側において、効果
的に後流領域が大きくなり、粉流体中の粉体に打ち勝つ
強力な渦を形成することができる。このため、粉流体の
混合・撹拌作用を高めることができる。

【００３０】請求項６の発明によれば、障害物の凹所内
に後流が形成されて、より強力な渦が作られるため、前
述の請求項５の発明に比べて、一層、粉流体の混合・撹
拌作用を高めることができる。

【００３１】請求項７の発明によれば、各障害物に前述
の請求項５、６の作用効果が働くことになり、該請求項
５、６の作用効果を一層高めることができることにな
る。請求項８の発明によれば、嵌合体が拡縮可能となる
ことから、そのばね性を利用して、嵌合体を筒本体内に
保持させることができ、したがって、粉流体混合装置の
組み付け、メンテナンスを、容易にすることができる。

【００３２】請求項９の発明によれば、使用時に上下に
向けて用いられる筒本体は、一定量の粉流体に対して、
支持芯及び障害物に働く重力、それらの上下の圧力差、
浮力が釣り合い、このため支持芯及び障害物を浮いた状
態で所定の位置に留めておくことができる。このため、
支持芯を支持する支持機構を省略することができると共
に、支持芯の支持が不要であることに基づいて、組み付
け、取り外しを容易にでき、またメンテナンスを極めて
容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る粉流体混合装置を示す説明
図である。

【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。

【図３】障害物の変形例を筒本体の上流端部側から見た
図である。

【図４】障害物の変形例を筒本体の上流端部側から見た
図である。

【図５】第１実施形態に係る粉流体混合装置の変形例を
示す説明図である。

【図６】第２実施形態に係る粉流体混合装置を示す説明
図である。

【図７】第２実施形態に係る粉流体混合装置に用いる障
害物の変形例を示す説明図である。

【図８】第２実施形態に係る粉流体混合装置に用いる障
害物の変形例を示す説明図である。

【図９】第２実施形態に係る粉流体混合装置に用いる障
害物の変形例を示す説明図である。

【図１０】第２実施形態に係る粉流体混合装置に用いる
障害物の変形例を示す説明図である。

【図１１】第２実施形態に係る粉流体混合装置に用いる
障害物の変形例を示す説明図である。

【図１２】第３実施形態に係る粉流体混合装置に用いる
乱流発生機構を示す説明図である。

【図１３】図１３の拡大横断面図である。

【図１４】第４実施形態に係る粉流体混合装置に用いる
乱流発生機構を示す説明図である。

【図１５】図１５の拡大横断面図である。

【図１６】第５実施形態に係る粉流体混合装置を示す説
明図である。

【符号の説明】

１粉流体混合装置２筒本体３乱流発生機構７支持芯８Ａ障害物１２凹所１７嵌合体１８突起物１９嵌合体２０細長い突条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管に接続される筒本体と、該筒本体内
に配置され、該筒本体内の粉流体の流れを乱流にさせる
乱流発生機構とを有することを特徴とする粉流体混合装
置。
【請求項２】前記乱流発生機構が前記筒本体に着脱可
能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の
粉流体混合装置。
【請求項３】前記乱流発生機構が、一方側が少なくと
も前記筒本体の一端側に着脱可能に支持され且つ他方側
が該筒本体の他端側に向けて延びる支持芯と、該支持芯
に設けられた障害物とからなることを特徴とする請求項
２に記載の粉流体混合装置。
【請求項４】前記乱流発生機構が、前記筒本体内に着
脱可能に嵌合される筒状の嵌合体と、該嵌合体の内面に
形成された凹凸とからなることを特徴とする請求項２に
記載の粉流体混合装置。
【請求項５】前記障害物が、前記支持芯を中心として
対称な形状を有することを特徴とする請求項３に記載の
粉流体混合装置。
【請求項６】前記障害物が、その下流端面に凹所を有
することを特徴とする請求項５に記載の粉流体混合装
置。
【請求項７】前記障害物が、前記筒本体の上流端側か
ら下流端側に向かって、複数配設されている事を特徴と
する請求項５又は請求項６の粉流体混合装置。
【請求項８】前記嵌合体が、その軸心方向に延びる相
対向する一対の切欠端縁を有する形状であることを特徴
とする請求項４に粉流体混合装置。
【請求項９】前記筒本体が、その上流端を下にし、下
流端を上にして、上下方向に向けて配置され、前記乱流
発生機構が、前記筒本体内に配設され且つ該筒本体の軸
心方向に延びる支持芯と、該支持芯に取付けられ、該支
持芯を中心として対称形であると共に前記筒体本体の上
流端側から下流端側に向かうに従って径方向外方に拡が
る障害物とからなることを特徴とする請求項１に記載の
粉流体混合装置。