JPH09234354A - 静的混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】動物の毛、紙、ゴム製品等の夾雑物が引っかか
ることなく、粘性の高いポリマーに色素等を混合する場
合にも色素汚れの心配がなく、更に圧力損失を軽減し、
多量の流体にも適用し得る、より実用的な静的混合装置
を提供すること。 【解決手段】ハウジング12内に、背板1と該背板1に対し
て傾斜して固着された傾斜板2A、2B、2Cとからなる混合
要素を挿着して、該ハウジング12に流入する複数の流体
Aqを混合する静的混合装置において、該混合要素を長尺
状の支持部材10に固着して混合要素列が複数形成され、
その各々が前記ハウジング12の口径を実質的に等分割す
る部位に平行に配設され、前記混合要素列中の複数の傾
斜板2A、2B、2Cには流体Aqの流れ方向に対向しない切欠
溝が形成された傾斜板が少なくとも１枚含まれており、
該傾斜板2A、2B、2C間に流体Aqの流路が形成されると共
に、複数の傾斜板2A、2B、2Cの投影面の重なりによって
流体Aqの短絡流路が閉鎖されている静的混合装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静的混合装置に関
し、詳しくは動物の毛、紙、ゴム製品等の夾雑物が引っ
かかることなく、粘性の高いポリマーに色素等を混合す
る場合にも色素汚れの心配がなく、更に多量の流体にも
適用し、より実用的な静的混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハウジングに複数の流体を流入し
て静的に混合する装置としては、例えば特公昭55-37941
号等に記載の装置が知られている。かかる装置は、いず
れの場合も、ハウジングの内部に各種形状のブレード、
ミキシングモジュール等の混合要素を挿着し、流体の圧
力を駆動力として混合、攪拌するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの混合
装置においても、混合要素は、複数の流体を効率よく混
合しようとしているため、混合要素自体が、流体の流入
方向に対向するように設けられている。

【０００４】特公昭55-37941号においても、複数のウエ
ブの存在によって複数の流体を効率よく混合しようとし
ているが、この複数のウエブに動物の毛、紙、ゴム製品
等の夾雑物が引っかかるという問題がある。また連結ウ
エブ自体も流体の流入方向に対向しているため、同様の
問題がある。また特公昭54-21987号においても同様の問
題がある。更に粘性の高いポリマーに色素等を混合する
場合、ウエブや連結ウエブの面自体だけなく、1〜3mm程
度の厚みの面であっても、流体に対向していると、その
厚み部分に色素等が残留し、それが連続混合時に色素汚
れとなるおそれがあった。

【０００５】そこで、本発明者は動物の毛、紙、ゴム製
品等の夾雑物が引っかかることなく、粘性の高いポリマ
ーに色素等を混合する場合にも色素汚れの心配がない静
的混合装置について鋭意研究を重ね、特願平7-314838号
として先に出願した。

【０００６】この発明によれば、上記問題は解決する
が、更に、圧力損失を軽減し、多量の流体にも適用し得
る、より実用的な装置が必要とされている。

【０００７】そこで、本発明は、動物の毛、紙、ゴム製
品等の夾雑物が引っかかることなく、粘性の高いポリマ
ーに色素等を混合する場合にも色素汚れの心配がなく、
更に圧力損失を軽減し、多量の流体にも適用し得る、よ
り実用的な静的混合装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の静的混合装置は、ハウジング内に、複数の混合要素
を挿着して、該ハウジングに流入する複数の流体を混合
する静的混合装置において、前記混合要素が背板と該背
板に対して傾斜して固着された傾斜板とからなり、該混
合要素の複数の背板が長尺状の支持部材に等間隔に２点
支持によって固着されて混合要素列が形成され、該混合
要素列が複数形成され、該混合要素列の各々が前記ハウ
ジングの口径を、実質的に等分割する部位であって、か
つ流体の流れ方向に平行に配設され、前記傾斜板は、該
ハウジングの壁面側から中心に向かって流体の流れ方向
と同方向に傾斜しており、前記混合要素列中の複数の傾
斜板には流体の流れ方向に対向しない切欠溝が形成され
た傾斜板が少なくとも１枚含まれており、複数の混合要
素列を構成する複数の傾斜板のうちの隣接する傾斜板は
互いに当接することなく、該傾斜板間に流体の流路が形
成されると共に、複数の傾斜板の投影面の重なりによっ
て、流体の短絡流路が閉鎖されていることを特徴とす
る。

【０００９】好ましくは、混合要素列において、切欠溝
が形成された傾斜板と切欠溝が形成されない傾斜板が交
互に配設されていることであり、更に好ましくは、切欠
溝の形状が実質的に同一であることである。

【００１０】また、混合要素の複数の背板が長尺状の支
持部材に、等間隔に２点支持によって固着されることは
好ましく、更に好ましい態様としては、背板の中間近傍
に切り起し突起が設けられると共に該背板の端部に該突
起と同方向に折り曲げ突起が形成され、該切り起し突起
及び折り曲げ突起が長尺状の支持部材に一定間隔で設け
られた透孔に挿入して固着されていることである。

【００１１】また、背板から傾斜板に渡って、流体の流
れ方向に対向しない補強用リブを設けることも好まし
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、ハウジング内に、複数
の混合要素を挿着して、該ハウジングに流入する複数の
流体を混合する静的混合装置であるが、ハウジングと
は、管、パイプ、筒状その他の形態を有するもので、径
は大きくても小さくてもよく、また、丸型、角型、多角
形型その他の形状のものを含む。また、各種反応器、混
合器、気液接触器等の一部又は全部であってもよい。

【００１３】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基
づいて説明する。かかる実施の形態によって本発明が限
定されることはない。

【００１４】本実施の形態は、切欠溝を有する混合要素
と切欠溝を有しない混合要素の２種を用いた例であり、
図１は切欠溝を有しない混合要素を形成するための板材
を示す平面図であり、図２は切欠溝を有する混合要素を
形成するための板材を示す平面図である。

【００１５】図１は板材を切り抜いた後の状態を示して
おり、１は方形状の背板であり、２ａは傾斜板となる前
の傾斜板前駆体である。この傾斜板前駆体２ａは楕円板
を切り抜いて形成される。楕円板の楕円角度は０度を越
え且つ90度未満であればよいが、本実施の形態では45度
楕円について例示的に説明する。

【００１６】傾斜板前駆体２ａを形成するには、楕円板
のうち背板１が連結している側は楕円のままの状態にし
て用いる。この楕円の輪郭の部位を後頭部３と称する。
該後頭部３から離れた位置にある先端側（図面上左側）
は２直線ｘとｙが交叉するように切り抜く。２直線ｘと
ｙの交叉部４は楕円板のセンターＯから乖離するように
する。直線ｘとｙの交叉する角度βは特に限定される訳
ではないが、角度βによって傾斜板前駆体２ａの面積が
影響し、しかも後述のように傾斜板と用いた場合に複数
の傾斜板の投影面の重なりによって流体の短絡流路を閉
鎖できるだけの面積が必要となるので、かかる面積を考
慮して角度βは決定される。

【００１７】次いで、背板１に対して傾斜板前駆体２ａ
を連結部２ｂの部位で所定の角度に折り曲げて、傾斜板
２を形成する。折り曲げ角度は図４に示すように、背板
１と該背板の表面１ａに対し、傾斜角度180−αとなる
ようにすることが好ましく、より好ましい態様としては
α＝45度である。このようにして混合要素９（図４参
照）が形成される。

【００１８】次に図２に基づいて、切欠溝を有する混合
要素について説明する。楕円のセンターＯを通る線上で
連結部２ｂより楕円側のある１点をＱとすると、点Ｑと
直線ｙの中心を結ぶ線ｗと、点Ｑを通りかつ線ｗに対し
て角度γの線ｚを基本として、基本線ｗ、ｚの両側に図
示したような切欠溝５、６を設ける。本実施例において
は、γ＝50度である。

【００１９】切欠溝５、６が傾斜板２に設けられている
ことによって傾斜板２にかかる流体の圧力が緩和され、
流体の流量を増すことが可能となる。

【００２０】切欠溝５、６の切欠の方向は、切欠面が流
体の流れ方向に対向しないようにすることが重要であ
り、かかる観点から、切欠溝５、６は、図２に示した形
状の他、図７、８、９に示した形状でもよく、また本発
明の課題を解決する範囲において他の形状であってもよ
いし、また、それらの適宜組み合わせであってもよい。
コスト的な面からみると、同一の形状の切欠溝を有した
傾斜板を多数製造し、その組み合わせを変化させること
によって、流体の圧力を緩和することが好ましい。

【００２１】次いで、混合要素９を支持部材10に固着す
る方法は、例えば、背板１の背面を支持部材10に直線状
に連続して固着することや、支持部材10に等間隔に１点
支持によって固着すること、または支持部材10に２点以
上の支持によって固着することができ、その他様々な方
法を取り得る。２点以上の支持であれば、ビビリ現象を
防止することができるので好ましいが、更に、製作コス
ト及び製作の作業性の面から見ると、２点によって支持
することが好ましい。

【００２２】以下、支持部材10に等間隔に２点支持によ
って混合要素９を固着する方法について説明する。混合
要素９の背板１の中間付近には、切り起し突起７が設け
られ、背板１の端部には、折り曲げ突起８が設けられ
る。切り起し突起７と折り曲げ突起８は同一方向に突出
させ、前述の背板１と傾斜板５との折り曲げとは逆方向
に折り曲げる。

【００２３】そして予め図３に示すように、支持部材10
には切り起し突起用の透孔７ａと折り曲げ突起用の透孔
８ａが複数設けられており、混合要素９は２点支持によ
って支持部材10に固着される。流体の圧力が高くなると
傾斜板に高い圧力がかかり、いわゆるビビリ現象を生ず
ることがあるが、かかる２点支持によってビビリ現象を
なくすことができる。透孔７ａと透孔８ａの間隔は、切
り起し突起７と折り曲げ突起８の間隔によって定められ
る。透孔７ａ及び透孔８ａは、混合要素９の位置決めの
機能も果たす。

【００２４】そして図４に示すように、複数の背板１、
１、１、・・・の切り起し突起７、７、７、・・・及び
折り曲げ突起８、８、８、・・・を長尺状の支持部材10
に設けられた透孔７ａ、７ａ、７ａ、・・・及び透孔８
ａ、８ａ、８ａ、・・・に等間隔に、連続して嵌め込
み、固着して、１条の混合要素列11を形成する。補強と
して、背板１の背面１ｂも支持部材10に固着してもよ
い。背板１の切り起し突起７及び折り曲げ突起８を長尺
状の支持部材10に固着する手段は特に限定されず、溶着
等を採用できる。

【００２５】本発明において、支持部材10は、板状のも
のであってもよいし、棒状のものであってもよい。

【００２６】また、１点支持によって支持部材10に混合
要素９を固着する場合には、透孔の形状を変形し、かし
めによって固着することもできる。その場合、かしめた
後に溶接してもよい。

【００２７】次いで、混合要素９をハウジングに挿着す
るには、混合要素列11を複数形成し、図５及び図６のよ
うに、ハウジングの口径を実質的に等分割する部位に、
流体の流れ方向と平行に配設する。

【００２８】ハウジングの口径を実質的に等分割すると
は、複数の混合要素列11を構成する複数の傾斜板２が互
いに当接することなく、該傾斜板２間に流体の流路が形
成されと共に複数の傾斜板２の投影面の重なりによって
流体の短絡流路が閉鎖されるようなハウジング内の部位
に、混合要素列11を設けることであって、図示の例は１
例に過ぎない。

【００２９】次に、図４に示す複数の背板１付きの支持
部材10をハウジングに挿着する手段について図５及び図
６に基づき説明する。

【００３０】同図の例は、複数の混合要素列11を３枚用
意し、ハウジング12に挿着する例を示している。複数の
混合要素列11の挿着位置は、ハウジング12の口径を実質
的に等分割する位置が好ましく、図示の例では12Ａ、12
Ｂ、12Ｃの位置に設けられる（120度の分割例であ
る）。

【００３１】混合要素列11は12Ａ、12Ｂ、12Ｃの位置に
流体の流れ方向に平行（図６では上下方向）にハウジン
グ12の内面に支持部材10の背面が固定される。支持部材
10の上端は、リング部材13に固定され、該上端のリング
部材13はハウジング12のフランジ14の溝部14ａに嵌合さ
れる。なお支持部材10の固定を確実にするために必要に
より支持部材10の下端も図示しないリング部材に固定す
ることも好ましい。

【００３２】図６において、各々の３列の支持部材10か
らハウジング12の中心に向かって突出する傾斜板２Ａ、
２Ｂ、２Ｃは、流体の流れ方向(図面の上から下に向か
う方向)において当接しない位置に対向して設けられ
る。即ち、３列の各傾斜板２Ａ、２Ｂ、２Ｃは流れ方向
において設置位置を異ならせており、図６で見れば高さ
位置を異ならせており、互いに接触することはない。

【００３３】該複数の傾斜板２Ａ、２Ｂ、２Ｃのうちの
隣接する２つの傾斜板の間に流体の流路15が形成され
る。また、図６においては、傾斜板２Ａには、切欠溝
５、６が設けられており、傾斜板２Ａ、２Ｂの間に形成
される流路15ａは、流体の一時的な短絡流路である。し
かし、流路15ａから短絡的に流出した流体は、次の傾斜
板２Ｂに当接し、短絡流路は閉鎖される。

【００３４】本発明において、複数の傾斜板２Ａ、２
Ｂ、２Ｃの投影面（ハウジングの断面方向に投影して想
定される面）の重なりによって流体の短絡流路が閉鎖さ
れる、即ちショートパスが防止される。それに加えて対
向する傾斜板２Ａ、２Ｂ、２Ｃの先端もショートパスを
防止するために、各々がハウジング12のセンターを被覆
している。一方、傾斜板２に設けられた切欠溝５、６は
流体の一時的な短絡流路を形成するものであるが、ハウ
ジング内全体においては、複数の傾斜板の投影面が重な
り合っており、流体の短絡流路は閉鎖されていることと
なる。

【００３５】即ち、図５に示されるように、流体の入口
方向から見て、流体の出口方向まで通じる一条の空隙が
存在しないように、切欠溝５、６が設けられた傾斜板２
の配置に注意する必要が生じる。

【００３６】切欠溝５、６が設けられた傾斜板２の配置
には、支持部材10に混合要素９を固着する際及び、複数
の背板１付きの支持部材10をハウジングに装着する際か
ら、注意して配置することが必要とされる。

【００３７】支持部材10に混合要素９を固着する際に
は、切欠溝５、６の位置に、注意しながら、混合要素９
を配置しなければならない。例えば、図２に示したよう
な形状の切欠溝５、６を有する混合要素９の場合につい
て説明する。切欠溝５、６が設けられている混合要素９
を○として表し、切欠溝５、６が設けられていない混合
要素９を×として表し、その組み合わせの例を表１に示
した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１は、混合要素列11が３列からなる装置
における組み合わせ例Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。例Ａで
は、１列目の支持部材10には、まず切欠溝５、６が設け
られている混合要素９を配置し、次に切欠溝５、６が設
けられていない混合要素９が配置され、又その次はこれ
らの繰り返しで配置されている。２列目、３列目の支持
部材10にも、同様の配列が行われている。従って、これ
ら３列の混合要素列11をハウジング12に取り付け、流体
を流入すると、それぞれ１段目の混合要素９には切欠溝
５、６が設けられているので、流体は素早く通過する
が、各々２段目の混合要素９には切欠溝５、６が設けら
れていないのでショートパスすることなく攪拌、混合さ
れる。

【００４０】以上に述べたように、３列の各傾斜板２
Ａ、２Ｂ、２Ｃは流れ方向において設置位置、即ち高さ
位置を異ならせており、互いに接触することなく流体の
流路が形成されており、また装置全体としての流体の短
絡流路は閉鎖されているのである。

【００４１】従って、図６に示すハウジング12に流入し
た流体Ａｑは、最初の傾斜板２Ａに当接しその表面に沿
って下方に流れ、また一部は切欠溝５、６によって形成
される流路15ａから下方に流れ、次いで傾斜板２Ａに隣
接する傾斜板２Ｂに当接しその表面に沿って下方に流
れ、これを順次繰り返し、一時的にショートパスして
も、ハウジング内全体としては、均一に攪拌、混合され
る。

【００４２】また傾斜板２から他の傾斜板２に流れる際
に、傾斜板２、２の間隙で流体の巻き込みが起こり、渦
流が形成されるので、攪拌、混合効率も良好である。

【００４３】またすべての傾斜板２及び切欠溝５、６は
流体の流入方向に対向することはなく、傾斜板２の厚み
自体も対向していないので、動物の毛、紙、ゴム製品等
の夾雑物が引っかかることはない。

【００４４】また上記の実施形態において、各傾斜板２
の表面に、補強用のリブを設けることができる。補強用
リブは混合要素等の溶接の際に起こる振れ（ビビリ）防
止や傾斜板２の補強としての役割を果たす。

【００４５】補強用リブは流体の流れ方向に対向しない
方向に設けることが好ましい。例えば図１０に示すよう
に、背板１の幅の中央と、傾斜前駆体２ａを作成する際
に用いた楕円板のセンターＯとをつなぐ直線上に、リブ
16ａを中央線として１本設け、さらに前述の基本線ｗ、
ｚ上に側線としてリブ16ｂ、16ｃを２本設けることがで
きる。

【００４６】リブ16の形状は特に限定されず、例えば、
切欠溝５、６が設けられている傾斜板２にリブ16を設け
た例を図１２に示す。その他種々の形態を採用すること
ができる。

【００４７】また、図１１は図１０のＡ矢視図であり、
補強用リブは、混合要素を形成する際などに、プレス等
により形成することができる。

【００４８】また上記の例では、複数の背板１付きの支
持部材10を３枚用意しハウジングに挿着する例を示して
いるが、これに限定されず、複数の背板１付きの支持部
材10は２枚以上であれば特に限定されない。

【００４９】背板１と傾斜板２は別々に形成して溶接等
によって固定することできるが、製作の便宜性やコスト
等から鑑みて上述のように１枚板から形成することが好
ましい。

【００５０】また本発明では、複数の傾斜板２の投影面
の重なりによって流体の短絡流路を閉鎖できる構成であ
ればよいので、傾斜板２の先端部の形状は図示に限定さ
れない。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、動物の毛、紙、ゴム製
品等の夾雑物が引っかかることなく、粘性の高いポリマ
ーに色素等を混合する場合にも色素汚れの心配がなく、
更に圧力損失を軽減し、多量の流体にも適用し得る、よ
り実用的な静的混合装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】混合要素を形成するための板材の一例を示す平
面図

【図２】混合要素を形成するための板材の他の例を示す
平面図

【図３】支持部材の一例を示す平面図

【図４】混合要素を支持部材に取り付けた状態を示す側
面図

【図５】混合要素をハウジングに取り付けた状態を示す
平面図

【図６】同上の要部側面図

【図７】切欠溝の一例を示す平面図

【図８】切欠溝の他の例を示す平面図

【図９】切欠溝の他の例を示す平面図

【図１０】傾斜板の他の例を示す平面図

【図１１】図１０のＡ方向からの矢視図

【図１２】傾斜板の他の例を示す平面図

【符号の説明】

１：背板 １ａ：背板の表面 １ｂ：背板の背面 ２：傾斜板 ２ａ：傾斜前駆体 ２ｂ：連結部 ３：後頭部 ４：交叉部 ５、６：切欠溝 ７：切り起し突起 ７ａ：透孔 ８：折り曲げ突起 ８ａ：透孔 ９：混合要素 10：支持部材 11：混合要素列 12：ハウジング 12Ａ、12Ｂ、12Ｃ：支持部材の設置位置 13：リング部材 14：フランジ 14ａ：溝部 15：流路 15ａ：一時的な短絡流路 16ａ、16ｂ、16ｃ：リブ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に、複数の混合要素を挿着し
   て、該ハウジングに流入する複数の流体を混合する静的
   混合装置において、前記混合要素が背板と該背板に対し
   て傾斜して固着された傾斜板とからなり、該混合要素の
   複数の背板が長尺状の支持部材に固着されて混合要素列
   が形成され、該混合要素列が複数形成され、該混合要素
   列の各々が前記ハウジングの口径を、実質的に等分割す
   る部位であって、かつ流体の流れ方向に平行に配設さ
   れ、前記傾斜板は、該ハウジングの壁面側から中心に向
   かって流体の流れ方向と同方向に傾斜しており、前記混
   合要素列中の複数の傾斜板には流体の流れ方向に対向し
   ない切欠溝が形成された傾斜板が少なくとも１枚含まれ
   ており、複数の混合要素列を構成する複数の傾斜板のう
   ちの隣接する傾斜板は互いに当接することなく、該傾斜
   板間に流体の流路が形成されると共に、複数の傾斜板の
   投影面の重なりによって、流体の短絡流路が閉鎖されて
   いることを特徴とする静的混合装置。
2. 【請求項２】混合要素列において、切欠溝が形成された
   傾斜板と切欠溝が形成されない傾斜板が交互に配設され
   ていることを特徴とする請求項１記載の静的混合装置。
3. 【請求項３】切欠溝の形状が実質的に同一であることを
   特徴とする請求項１又は２記載の静的混合装置。
4. 【請求項４】混合要素の複数の背板が長尺状の支持部材
   に、等間隔に２点支持によって固着されることを特徴と
   する請求項１記載の静的混合装置。
5. 【請求項５】背板の中間近傍に切り起し突起が設けられ
   ると共に該背板の端部に該突起と同方向に折り曲げ突起
   が形成され、該切り起し突起及び折り曲げ突起が長尺状
   の支持部材に一定間隔で設けられた透孔に挿入して固着
   されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記
   載の静的混合装置。
6. 【請求項６】背板から傾斜板に渡って、流体の流れ方向
   に対向しない補強用リブを設けることを特徴とする請求
   項１、２、３、４又は５記載の静的混合装置。