JPH10216493A - 温度制御機能を備えた静止型流体混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝熱効率を高効率化すると共に、流体の温度
分布を一定に維持しながら流体を混合し、また流体混合
時の短絡的な流れによる混合不良を防止すると共に、加
工や組み立てを簡易にしてコスト低減を図る。 【解決手段】 ケーシング４を冷却若しくは加熱する温
度制御手段31を設けると共に、ケーシング４内に、熱伝
導性を具有させ、かつ流体を複雑に流動させて混合する
混合エレメント５、5aを設け、かかる混合エレメント
５、5aとケーシング４間に、熱伝導性を具有させるシー
ル部材30を設け、混合エレメント５、5aとケーシング４
を熱伝導的に接続し、流動する流体を均一に冷却若しく
は加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混合時に流体を均
一に加熱若しくは冷却する温度制御機能を備えた静止型
流体混合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械的な可動部を有しない静止型
の混合装置としては、特公昭５９ー３９１７３号公報の
ものが知られ、かかる混合装置は、両端に入口及び出口
を備えた円筒状のケーシングと、互いに対向する面に前
面開放の多角形状の小室をハニカム状に多数配列した大
小２枚の円板を同心的に重合させてなる複数の導流単位
体からなり、前記大径な円板はケーシングの内径に合致
する直径を有し、かつ中心に流通孔を穿設し、前記大径
な円板と小径な円板は互いの小室が対向する他の複数の
小室に連通するように位置を違えて配列されており、こ
れら複数の導流単位体を互いに同径の円板が隣接するよ
うに重ね合わせてケーシング内に配置すると共に、両側
には導流単位体の大径な円板を位置させてその流通孔を
ケーシング入口及び出口に連通させている。

【０００３】そして、混合すべき流体を、入口からケー
シングの内部空間に加圧流入させると、上流側の導流単
位体の流通孔からその内部に達し、小径な円板により直
進進路が妨げられて方向を変え、互いに連通する小室を
経て中央部から外側に向かって放射状に流動し、さらに
上流側の導流単位体を通過してケーシングの内周面に到
達した流体は、そのケーシングの内周面と小径な円板と
によって形成された流通路から下流側の導流単位体の各
小室に入り、中央部に流入し、再び流通孔から下流側の
導流単位体に入り、そして再度各小室を経ながら中央部
から外側へ向かって、順次導流単位体の内部を流動し、
最終的に出口より排出される。

【０００４】このように、混合されるべき流体の流動状
態は複雑となるため、ケーシング内（導流単位体内）の
内部損失（圧力損失）によって発生する熱で、流体が混
合中に加熱されてしまう欠点を有している。

【０００５】しかも、大径な円板の外径をケーシングの
内径に密接させてシール機能を具有させているも、特に
ケーシングは導流単位体を複数個配列させる長さを必要
とし、このためケーシング全長にわたって、その内径を
大径な円板の外径と密接するように精密に加工すること
は非常に困難であり、また流体の供給圧力が高くなると
ケーシングが歪んで内径が拡径することにより、ケーシ
ングと大径な円板間に非接触部分が生じ、これによって
流体が混合作用を受けずにケーシング内周面全長を伝っ
て短絡的に流動して、本来の均一混合の能力が低下した
り、またケーシングと大径な円板間での伝熱が充分に行
われず、混合中の流体の温度分布がケーシング内周面側
と導流単位体内側で不均一と成る欠点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、伝熱効率を
高効率化すると共に、流体の温度分布を一定に維持しな
がら流体を混合し、さらに流体混合時の短絡的な流れに
よる混合不良を防止すると共に、加工や組み立てを簡易
にしてコスト低減を図る様にした温度制御機能を備えた
静止型流体混合装置を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
に基づく、混合中における流体の加熱や、流体の温度分
布が不均一と成る等の課題に鑑み、熱伝導性を具有する
ケーシングを冷却若しくは加熱する温度制御手段を設け
ると共に、ケーシング内に、熱伝導性を具有させ、かつ
流体を複雑に流動させて混合する混合エレメントを設
け、かかる混合エレメントとケーシング間に、熱伝導性
を具有させるシール部材を設け、混合エレメントとケー
シングを熱伝導的に接続し、流動する流体を均一に冷却
若しくは加熱することを要旨とする温度制御機能を備え
た静止型流体混合装置を提供して上記欠点を解決せんと
したものである。

【０００８】そして、温度制御機能を備えた静止型流体
混合装置としては、熱伝導性を具有する円筒状のケーシ
ングと、入口および出口を形成すると共に、ケーシング
内に遊嵌状に挿入される円柱突部を設けた蓋体と、ケー
シング内に所望する個数配列する混合エレメントと、ケ
ーシングを冷却若しくは加熱する温度制御手段から構成
し、蓋体はケーシング両端に着脱自在と成すと共に、円
柱突部の先端の周縁側に半割り溝状と成したシール座面
を設けている。

【０００９】混合エレメントは、互いに対向する前面に
前方開放の筒状の小室を多数配列した熱伝導性を具有す
る大小２枚の円板を一組みとし、これを同心的に重合さ
せ、大径な円板の外径は、ケーシング内に遊嵌状に挿入
される大きさと成すと共に、中央に流通孔を穿設し、さ
らに小室が形成されていない後面の周縁側に半割り溝状
と成したシール座面を形成し、また小径な円板の外径は
ケーシングの内周面側に流通路が形成される大きさと成
している。

【００１０】また、大径な円板の小室と、小径な円板の
小室とは、互いの小室が対向する他の小室に連通する様
に位置を違えるように、大小２枚の円板を連結して上記
混合エレメントと成している。

【００１１】これら混合エレメントは、互いに同径の円
板が隣接するように重ね合わせてケーシング内に配列さ
れると共に、ケーシングの入口および出口と流通孔が連
通するように両側には大径な円板を配置し、隣接するシ
ール座面によって形成されるシール溝内に熱伝導性およ
び弾性を具有するシール部材を設けている。

【００１２】また、他の混合エレメントとしては混合要
素体とシール要素体から構成し、混合要素体は、ケーシ
ング内に遊嵌状に挿入される外径を備えた熱伝導性を具
有する円板の中央に流通孔を穿設し、この円板の前面か
ら前方開放の筒状の小室を多数配列させた第一混合小室
群を一体形成し、さらに第一混合小室群の先端面から前
記と同様な小室を多数配列させた第二混合小室群を一体
形成し、これら第二混合小室群の小室と第一混合小室群
の小室とは、互いの小室が対向する他の小室に連通する
様に位置を違えて配列させ、またこの円板の小室が形成
されていない後面の周縁側に半割り溝状と成したシール
座面を形成している。

【００１３】また、第二混合小室群が対向する様に２体
の混合要素体を配設し、この混合要素体の第二混合小室
群の先端面の間に、この先端面と当接する個所に弾性体
から成るシール体が設けられると共に、第二混合小室群
の先端開口個所を覆い、かつケーシングの内周面側に流
通路を形成するシール要素体を設けて混合エレメントと
成し、この混合エレメントをケーシング内に所望する個
数配列してシール座面および蓋体によって形成されるシ
ール溝内に熱伝導性および弾性を具有するシール部材を
設けると共に、シール要素体のシール体を弾性変形させ
る様に、ケーシング両端の蓋体によって挟持している。

【００１４】また、シール溝における底部であるシール
座面をテーパ面状と成したり、またシール要素体におけ
るシール体の形状を、混合要素体の第二混合小室群の先
端面と当接する個所を残存させる様に網目シート状に形
成したり、またシール要素体におけるシール体に、混合
要素体の第二混合小室群の先端面が嵌まり込む嵌合溝を
形成している。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明すると、本発明に係る温度制御機能を備え
た静止型流体混合装置１は、入口２および出口３を有
し、熱伝導性を具有する材質によって形成された円筒状
のケーシング４内に所望する個数の混合エレメント５を
内装している。

【００１６】熱伝導性を具有する材質とは、従来から公
知な熱交換器に使用されている様に、実質的に伝熱を良
好と成す、炭素鋼（鋳鉄、低合金鋼を含む）、高けい素
鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、銅とその合
金、アルミニウムとその合金、青銅とその合金、チタン
とその合金、ニッケルとその合金、すずとその合金等の
金属系や、ガラス、磁器等の非金属系が挙げられる。

【００１７】ケーシング４は、両端の開口部に夫々、外
方向に突出するフランジ６、6aが形成され、このフラン
ジ６、6aにケーシング４の内径より小径な入口２および
出口３を中央に形成した蓋体７、7aを着脱自在と成すよ
うにボルト等の締付部材８、8aで装着している。

【００１８】なお、蓋体７、7aの材質は、後述する温度
制御機能に本質的に影響しないため、何ら限定されない
も、ケーシング４と同様なものと成している。

【００１９】混合エレメント５はケーシング４の中空内
部の軸心方向に複数配列するものにして、図１〜１５に
示すように、互いに対向する前面に、この前面に対して
側壁９を直角と成した前方開放の平面視形状が多角形状
である筒状の小室10、10a …を多数配列した熱伝導性を
具有する材質によって形成された大小２枚の円板11、12
を一組みとし、これを同心的に重ね合わせて構成してい
る。

【００２０】また、大径な円板11の外径は、シール部材
30に対し、密閉装置として設計的に求められる隙間をケ
ーシング４内周面との間に具有させる様にして、遊嵌状
にケーシング４内に挿入される大きさで形成し、また小
室10、10a …が形成されていない平坦な後面に、円板11
の外径より若干小径と成す底辺径を有する偏平な円錐台
状の台座部13を一体形成し、この台座部13の外側である
円板11の周縁側を陥没状と成してシール座面14を形成す
ると共に、中央に流通孔15を形成している。

【００２１】このシール座面14は、シール溝29を形成す
るために、半割り溝状と成し、かつその一部分がテーパ
面状に形成された領域によって形成され、またテーパ面
状に形成される部位としては、シール溝29におけるシー
ル部材30が押圧接触される底部と成している。

【００２２】また、大径な円板11の流通孔15の中心に、
流通孔15の内面から中心に指向するアーム16の先端にハ
ブ17を一体形成し、このハブ17の中心に軸孔18を形成す
ると共に、流通孔15の周囲の台座部13に所定深さで凹状
に形成した座ぐり部19を形成している。

【００２３】また、大径な円板11のシール座面14の他の
実施の形態としては、台座部13を偏平な円柱状に形成
し、この台座部13の外周面と、円板11の後面における周
縁側とによって陥没状と成した領域で半割り溝状に形成
しても良い。

【００２４】また、小径な円板12の外径は、ケーシング
４の内周面から離間して、その内周面との間である内周
面側に流通路20が形成される大きさと成し、また円板12
の小室10、10a …が形成される前面の中心には、円柱状
のボス21を形成し、このボス21の中心に円板12を貫通し
ないメネジ孔22を螺刻すると共に、同じ前面の外側には
大径な円板11における最も外側の任意な小室10、10a …
と嵌合する嵌合ピン23、23a を突設している。

【００２５】なお、メネジ孔22は円板12を貫通しても良
い。

【００２６】また、図１３に示すように、大径な円板11
の小室10、10a …と、小径な円板12の小室10、10a …と
は、互いの小室10、10a …が対向する他の複数の小室1
0、10a …に連通するように位置を違えて配列させてい
る。

【００２７】そして、図１４、１５に示すように、前面
に設けた小室10、10a …が対向する他の複数の小室10、
10a …に連通するようにして大小２枚の円板11、12を重
ね合わせ、その後、止めネジ24を軸孔18に通してメネジ
孔22に螺入して円板11、12を連結して混合エレメント５
と成している。

【００２８】また、上記実施の形態では、小室10、10a
…の平面視形状を六角と成してハニカム状に配列したも
のを示したが、かかる形状に何ら限定されず、図２１〜
２３に示すように、小室10、10a …の平面視形状を三
角、四角、八角…等と成したり、また円形（図示せず）
と成しても良く、なお、止めネジ24とネメジ孔22（円板
12を貫通する場合）間は、当然ながら流体のリークを防
止するために、適宜なシール手段（図示せず）を設けて
いる。

【００２９】また、蓋体７、7aの端面の中央には、ケー
シング４両端の開口部内に遊嵌状に挿入される円柱突部
25を一体形成して設け、この円柱突部25の先端の周縁側
には前記大小２枚の円板11、12と同様なるシール座面14
を形成している。

【００３０】なお、円柱突部25は必要に応じて設ければ
良く、しかも一体形成に限定されず、別体で形成して蓋
体７、7aに連結させても良い。

【００３１】なお、図中26、26a はケーシング４のフラ
ンジ６、6aに形成するボルト貫通孔、27は蓋体７、7aに
おけるフランジ６、6aと対向する個所に設ける調整ボル
ト28が螺入する貫通ネジ孔である。

【００３２】そして、これら混合エレメント５は互いに
同径の円板11、12が隣接するように重ね合わせてケーシ
ング４の中空内部に直列的に配設し、かつ直列状態の混
合エレメント５の両側には大径な円板11を配置して、大
径な円板11の流通孔15と、蓋体７、7aの入口２および出
口３を連通させ、さらにケーシング４の両端の開口部内
に円柱突部25を挿入した状態で、蓋体７、7aを締付部材
８、8aによって締め付けて装着すると、隣接する混合エ
レメント５における大径な円板11に形成されるシール座
面14によって略Ｖ字状、略Ｕ字状のシール溝29が形成さ
れる。

【００３３】また、円柱突部25を形成しない板状の蓋体
７、7aを用いる場合には、ケーシング４の両端に配列さ
れる混合エレメント５におけるシール座面14と蓋体７、
7a内面によって略Ｖ字状、略Ｕ字状のシール溝29が形成
される。

【００３４】また、シール溝29とケーシング４の内周面
によって所定のつぶし代が得られるリング状のシール部
材30をシール溝29内に装着している。

【００３５】ここで、シール部材30の装着方法として
は、先ず、ケーシング４の一方の開口部に蓋体７を適宜
数の締付部材８、8aによって装着し、その後、シール部
材30を混合エレメント５の順で多数直列的に配列し、最
終的に蓋体7aをケーシング４の他方の開口部に適宜数の
締付部材８、8aによって装着すると、隣接するシール座
面14およびシール座面14と蓋体７、7aによって形成され
るシール溝29内にシール部材30が装着されるのである。

【００３６】また、シール部材30は熱伝導性を具有さ
せ、かつ弾性を具有させる金属中空Ｏリングや、密閉装
置に使用される弾性体であるゴム状弾性を具有させる膨
張黒鉛、エラストマー等（ニトリルゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、アクリルゴム、熱可塑性エラストマー
等）の表面に、熱伝導性を具有する材質である金属系の
被膜を被着させたＯリング、Ｘリング、Ｄリング等の形
態のものを使用している。

【００３７】31はケーシング４に設ける温度制御手段で
あり、かかる温度制御手段31としては、ケーシング４を
冷却若しくは加熱したりするものにして、ケーシング４
の外面側の周囲に外壁32を設け、外壁32とケーシング４
間の空間部を密閉させて温度制御媒体（冷却媒体若しく
は加熱媒体）の流路と成すと共に、外壁32に媒体入口33
と媒体出口34を設けている。

【００３８】また、温度制御手段31の他の実施の形態と
しては、ケーシング４の外面側に接触させる様に、管部
材35を密接、または一定の間隔で螺旋状に捲回したスパ
イラルチューブ壁36を設け、このスパイラルチューブ壁
36の両端を媒体入口33と媒体出口34と成している。

【００３９】また、温度制御手段31の他の実施の形態と
しては、ケーシング４の外面側に、電熱式のシーズワイ
ヤヒーター、ハンドヒーター等のヒータ37を設けても良
く、また空冷式と成すようにケーシング４の外面側に冷
却ファン38を設け、自然冷却若しくは強制冷却しても良
い。

【００４０】次に、上記静止型流体混合装置１において
は、円板11、12の小室10、10a …の開口側の端面を当接
させて重ね合わせているため、かかる端面の密着状態の
一部分にでも、僅かな隙間（非接触）があると円板11、
12間の伝熱が充分に行われず、混合中の流体の温度が不
均一と成ったり、上記隙間を伝って流体が混合作用を受
けずに短絡的に出口３側へ流れてしまったりするので、
かかる点を解消するためには、次に説明する実施の形態
にすることが好ましい。

【００４１】即ち、他の実施の形態である静止型流体混
合装置1aとしては、図２４〜２７に示すように、混合エ
レメント5aを２体の混合要素体51、51a とシール要素体
52から構成し、ケーシング４内に静止型流体混合装置１
と同様に配列するものである。

【００４２】混合要素体51、51a は、円板11の前面に筒
状の小室10、10a …を多数配列させた第一混合小室群53
を一体形成し、さらに第一混合小室群53を形成する小室
10、10a …の側壁９の先端面から前記と同様なる筒状の
小室10、10a …を多数配列させた第二混合小室群54を一
体形成し、かつ第二混合小室群54の小室10、10a …と、
第一混合小室群53の小室10、10a …とは、互いの小室1
0、10a …が対向する他の複数の小室10、10a …に連通
するように位置を違えて配列させる様にして混合室群55
を設けている。

【００４３】なお、上記静止型流体混合装置１と同様な
他の構成についての説明は省略する。

【００４４】シール要素体52は、混合要素体51、51a の
混合室群55における第二混合小室群54の小室10、10a …
の側壁9aの先端面と当接させ、かかる当接個所を実質的
に流体密（気体、液体である流体の流れの封止）と成し
て第二混合小室群54の小室10、10a …の開口個所を覆っ
て閉塞するものであって、ケーシング４の内周面から離
間して、その内周面との間である内周面側に流通路20が
形成される大きさの外径を備える金属、合成樹脂等で実
質的に、その厚み方向に圧縮変形しない材質によって板
状に形成する基体56の両面に実質的に第二混合小室群54
の小室10、10a…の先端面と当接する大きさ（外径）の
弾性体により板状に形成されるシール体57、57a を設
け、また中央にはシール体57、57a 、基体56を貫くビス
貫通孔58を形成している。

【００４５】そして、混合要素体51、51a における混合
室群55を対向させ、この混合室群55の第二混合小室群54
の先端面の間にシール要素体52を配設し、混合要素体5
1、51a の軸孔18とシール要素体52のビス貫通孔58にビ
ス59を貫通させ、ナット60で締結することによってシー
ル要素体52に押圧力を加え、この押圧力によってシール
要素体52のシール体57、57a を圧縮変形させ、その際の
弾性復元力によって混合要素体51、51a の混合室群55に
おける第二混合小室群54の小室10、10a …の側壁9aの先
端面の開口個所を実質的に流体密と成して閉塞させて混
合エレメント5aと成している。

【００４６】また、図３２に示すように、シール要素体
52の基体56の外径をケーシング４の内周面に近接させた
り、接する大きさに形成した場合には、所望する流量が
得られるようにするため、基体56における小室10、10a
…を閉塞する個所の外側位置に、適宜形状および個数の
透孔61を設け、かかる透孔61を上記実施の形態における
流通路20と成しても良い。

【００４７】また、上記実施の形態のシール要素体52に
おける板状のシール体57、57a の他の実施の形態として
は、図３３、３４に示すように、混合要素体51、51a の
混合室群55における第二混合小室群54の小室10、10a …
の側壁9aの先端面に実質的に当接する個所を残存させる
ように、網目シート状に形成してシール体57、57a と成
しても良く、さらに、このシール体57、57a は第二混合
小室群54の小室10、10a …の側壁9aの先端面に直接的に
固着して設けることも可能である。

【００４８】また、混合要素体51、51a の混合室群55に
おける第二混合小室群54の小室10、10a …の側壁9aの幅
Ｗ１と、シール要素体52における網目シート状のシール
体57、57a の線Ｗ２については、幅Ｗ１＝線Ｗ２、幅Ｗ
１＜線Ｗ２、幅Ｗ１＞線Ｗ２のように適宜設定可能であ
り、要するにシール体57、57a が第二混合小室群54の先
端面に当接され、シール体57、57a の各開口部の各側面
62が露出して流体と接するものであれば良い。

【００４９】また、上記実施の形態では、基体56に対し
て網目シート状のシール体57、57aを凸状と成して設け
ているも、図３５、３６に示すように、板状のシール体
57、57a の表面に第二混合小室群54の先端側が嵌まり込
む網目状の嵌合溝63を凹状に設けることも可能であり、
かかる実施の形態の場合には、シール要素体52の位置ズ
レは規制される。

【００５０】また、シール要素体52の基体56を無くして
一体のシール体57をシール要素体52とすることも可能で
あり、またビス51と軸孔18、ビス貫通孔58間は、流体の
リークを防止するために、必要に応じて適宜なシール手
段（図示せず）を設けても良く、また上記各種実施の形
態で示したシール要素体52を適宜組み合わせて混合エレ
メント5aを構成することも可能である。

【００５１】つぎに、本発明に係る静止型流体混合装置
１、1aの混合作用について説明すると、基本的な混合作
用としては、流体を静止型流体混合装置１、1aの入口２
からケーシング４の内部空間に加圧流入させると、この
流体の流れは、例えば、図２、２５に示す矢印のよう
に、上流側の混合エレメント５、5aにおける大径な円板
11、または混合要素体51、51a の流通孔15からその内部
に達し、小径な円板12、またはシール要素体52により直
進進路が妨げられて方向を変え、互いに連通する小室1
0、10a …を経て中央部から外側に向かって放射状に直
角衝突、分散、合流、蛇行、渦流等の状態が組み合わさ
って複雑に流動する。

【００５２】この様に、上流の混合エレメント５、5aを
通過してケーシング４の内周面に到達した流体は、その
ケーシング４の内周面側に形成された流通路20から下流
側の混合エレメント５、5aの各小室10、10a …に入り、
上述の様な直角衝突、分散、合流、蛇行、渦流等の複雑
な流れで中央部に集合され、再び流通孔15から下流側の
混合エレメント５、5aに入り、そして、再度各小室10、
10a …を経ながら中央部から外側へ向かって直角衝突、
分散、合流、蛇行、渦流等によって複雑に、順次混合エ
レメント５、5aの内部を流動し、出口３より排出され
る。

【００５３】また、流体は上記の様に、各小室10、10a
…の底面および側壁９、9aへの直角衝突、各小室10、10
a …から他の複数の小室10、10a …への分散、複数の小
室10、10a …から他の一つの小室10、10a …への合流、
蛇行、さらに複数の小室10、10a …から各小室10、10a
…への流入による渦流による流体力学的な剪断、各小室
10、10a …から他の小室10、10a …への連通路であるオ
リフイスを通過する際の流体力学的な剪断、衝撃的破壊
による粉砕、側壁９の上端面を通過する際の剪断、機械
的なキャビテーション等によって流体の分散混合が行わ
れるのである。

【００５４】また、蓋体７、7aをケーシング４の両端に
装着して所望する個数の混合エレメント5aを挾持固定し
ていることにより、混合要素体51、51a における第二混
合小室群54の小室10、10a …の側壁9aの先端面とシール
要素体52は密接状態と成り、シール要素体52のシール体
57、57a を弾性変形状態と成してシールすると共に、し
かも、流体混合時は、シール体57、57a にも流体圧が作
用し、この流体圧に応じた弾性復元力が付加されて第二
混合小室群54の小室10、10a …の側壁9aの先端面とシー
ル体57、57a との密接個所のシール力が増加する。

【００５５】また、同様に網目シート状のシール体57、
57a を用いる静止型流体混合装置1aにあっては、この網
目シート状のシール体57、57a の各開口部の各側面62に
流体圧が作用し、この流体圧に応じた弾性復元力が付加
されて第二混合小室群54の小室10、10a …の側壁9aの先
端面とシール体57、57a との密接個所のシール力が増加
する。

【００５６】また、嵌合溝63を備えるシール体57、57a
を用いる静止型流体混合装置1aにあっては、嵌合溝63に
混合要素体51、51a における第二混合小室群54の先端側
が嵌まり込むため、シール要素体52の位置ズレが規制さ
れると共に、前記と同様にシール体57、57a にも流体圧
が作用し、この流体圧に応じて第二混合小室群54の先端
面と嵌合溝63の底面63a との密接個所に弾性復元力が付
加されてシール力が増加し、しかも嵌合溝63の側面63b
が、前記流体圧に応じて弾性変形し、第二混合小室群54
の側壁9aに密接し、かかる個所にもシール機能が付与さ
れる。

【００５７】また、ケーシング４の外周側に温度制御手
段31が設けられているため、媒体入口33から冷却媒体若
しくは加熱媒体を流入させてケーシング４を冷却若しく
は加熱する。

【００５８】そして、ケーシング４と各混合エレメント
５、5aにおける大径な円板11（大径な円板11と当接する
小径な円板12）および混合要素体51、51a とは、シール
部材30によって熱伝導的に接続されていることにより、
静止型流体混合装置１の場合のケーシング４と大径な円
板11間、および大径な円板11と小径な円板12間での伝熱
作用、または静止型流体混合装置1aの場合のケーシング
４と混合要素体51、51a 間での伝熱作用が行われる。

【００５９】そして、上記伝熱作用によって各混合エレ
メント５、5aが外部（温度制御手段31）から冷却若しく
は加熱されると共に、各混合エレメント５、5a内を流動
する流体の状態は、直角衝突、分散、合流、蛇行、渦流
等による乱流状態であることにより、各混合エレメント
５、5a内における伝熱面と流体との非接触状態を無くす
ことができ、よって伝熱効率の高効率化を可能にすると
共に、流体の温度分布にムラも生じなく、常に一定の温
度分布に維持できるため、混合時の流体の温度変化を無
くすように制御できる。

【００６０】

【発明の効果】要するに本発明は、熱伝導性を具有する
円筒状のケーシング４の両端に入口２、出口３を形成す
ると共に、ケーシング４内に挿入される円柱突部25を設
け、円柱突部25先端の周縁側に半割り溝状と成したシー
ル座面14を形成して蓋体７、7aを着脱自在と成し、また
互いに対向する前面に前方開放の筒状の小室10、10a …
を多数配列した熱伝導性を具有する大小２枚の円板11、
12を一組みとして、これを同心的に重合させて混合エレ
メント５と成し、前記大径な円板11の外径はケーシング
４内に遊嵌状に挿入される大きさと成すと共に、中央に
流通孔15を穿設し、かつ小室10、10a …が形成されてい
ない後面の周縁側に半割り溝状と成したシール座面14を
形成し、また小径な円板12の外径はケーシング４の内周
面側に流通路20を形成する大きさと成し、また大径な円
板11の小室10、10a …と、小径な円板12の小室10、10a
…とは互いの小室10、10a …が対向する他の小室10、10
a …に連通するように位置を違えて配列させ、これら混
合エレメント５は互いに同径の円板11、12が隣接するよ
うに重ね合わせて配列されると共に、ケーシング４の入
口２および出口３と流通孔15が連通する様に両側に大径
な円板11を配置し、またシール座面14によって形成され
るシール溝29内に熱伝導性および弾性を具有させるリン
グ状のシール部材30を設け、またケーシング４を冷却若
しくは加熱する温度制御手段31を設けたので、ケーシン
グ４と混合エレメント５は、シール部材30により熱伝導
的に接続されていることにより、温度制御手段31によっ
てケーシング４を加熱若しくは冷却制御することで、混
合エレメント５を加熱若しくは冷却制御でき、しかも混
合エレメント５内を流動する流体は、衝突、分散、合
流、蛇行、渦流等が複雑に組み合わさっているため、混
合エレメント５の伝熱面に接触する流体はあらゆる部分
が接触することと成るため、伝熱効率を高効率化できる
と共に、流体の温度分布にムラも生じなく、常に一定の
温度分布に維持しながら流体を混合できる。

【００６１】また、混合エレメント５内を流体が複雑に
流動しながら通過する際に発生する脈動や、ポンプ自体
による脈動によって混合エレメント５が振動しても、か
かる脈動に対してシール部材30が緩衝材として機能し、
振動を吸収したり、減衰させたりできるため、周辺器具
および構造体への悪影響を防止できる。

【００６２】また、シール部材30と混合エレメント５を
単にケーシング４内に順次挿入して配設するだけで、シ
ール溝29を形成できると同時にシール溝29内にシール部
材30が確実に装着できるため、組み立てが極めて簡単に
なると共に、シール部材30が確実にシール溝34内に装着
されるため、円板11の外周側からの流体の短絡的な流れ
が規制されることによって、混合不良等の不具合を防止
でき、しかも円板11の外径はケーシング４の内周面に密
接しないため、混合エレメント５を複数配列するケーシ
ング４の内周面の加工精度を精密にする必要はないた
め、ケーシング４自体の機械加工も簡単となる。

【００６３】また、熱伝導性を具有する円筒状のケーシ
ング４の両端に、入口２および出口３を形成する蓋体
７、7aを着脱自在と成し、またケーシング４内に遊嵌状
に挿入される外径を備えた熱伝導性を具有する円板11の
中央に流通孔15を穿設し、この円板11の前面から前方開
放の筒状の小室10、10a …を多数配列させた第一混合小
室群53を一体形成し、さらに第一混合小室群53の先端面
から前記と同様な小室10、10a …を多数配列させた第二
混合小室群54を一体形成し、これら第二混合小室群54の
小室10、10a …と第一混合小室群53の小室10、10a …と
は、互いの小室10、10a …が対向する他の小室10、10a
…に連通する様に位置を違えて配列させ、またこの円板
11の小室10、10a …が形成されていない後面の周縁側に
半割り溝状と成したシール座面14を形成して混合要素体
51、51a と成し、前記第二混合小室群54が対向する様に
２体の混合要素体51、51a を配設し、これら混合要素体
51、51a の第二混合小室群54の先端面の間に、この先端
面と当接する個所に弾性体から成るシール体57、57a が
設けられると共に、第二混合小室群54の先端開口個所を
覆い、かつケーシング４の内周面側に流通路20を形成す
るシール要素体52を設けて混合エレメント5aと成し、こ
の混合エレメント5aをケーシング４内に所望する個数配
列してシール座面14および蓋体７、7aによって形成され
るシール溝29内に熱伝導性および弾性を具有させるリン
グ状のシール部材30を設けると共に、シール要素体52の
シール体57、57a を弾性変形させる様に、ケーシング４
両端の蓋体７、7aによって挟持し、またケーシング４を
冷却若しくは加熱する温度制御手段31を設けたので、上
記と同様な効果に加え、第一混合小室群53と第二混合小
室群54が円板11に一体形成されているため、従来の混合
装置における小室10、10a…端面の隙間からの短絡的な
流れが無くなり、しかも第二混合小室群54はシール体5
7、57a に密接されると共に、シール体57、57a には蓋
体７、7aによる挟持力と流体圧の両者によって常に弾性
復元力を具有させているため、第二混合小室群54の先端
開口側は確実に流体密と成るように閉塞され、かかる個
所からのリークも生じなく、よって短絡的な流れによる
混合不良を防止して均一混合を可能にしている。

【００６４】さらに混合要素体51、51a はシール部材30
とシール要素体52のシール体57、57a によって挟持固定
されているため、混合要素体51、51a の後面や、第二混
合小室群54の先端面の加工精度は何ら精密加工する必要
がなく、このため加工コストを安価にできる。

【００６５】また、シール溝29における底部であるシー
ル座面14をテーパ面状と成したので、テーパ面がシール
部材30の装着時の誘導面と成るため、目視的な確認が困
難であるケーシング４内でのシール部材30の噛み込みに
よるシール不良が防止できる。

【００６６】また、シール要素体52におけるシール体5
7、57a の形状を、混合要素体52の第二混合小室群54の
先端面と当接する個所を残存させる様に網目シート状に
形成したので、シール体57、57a に対し、蓋体７、7aで
の挟持力による弾性変形力に加え、且つ流体混合時にお
いては、流体圧力が網目シート状のシール体57、57a の
各開口部の各側面62に加わることによって弾性変形力が
さらに与えられるため、かかる弾性復元力によるシール
体57、57a と混合要素体51、51a の第二混合小室群54の
先端面の密接力が増加し、シール機能が向上されるた
め、短絡的な流れによる混合不良を防止して均一混合を
可能にする。

【００６７】また、シール要素体52におけるシール体5
7、57a に、混合要素体52の第二混合小室群54の先端側
が嵌まり込む嵌合溝63を形成したので、嵌合溝63と第二
混合小室群54の先端面側との嵌合作用によってシール要
素体52と混合要素体51、51a が一体化されることによ
り、シール要素体52の位置ズレが規制されるため、混合
要素体51、51a の開口部の閉塞状態が、常に流体密と成
す様に維持され、リークによる混合不良が防止でき、し
かもシール体57、57a に流体圧が作用し、この流体圧に
応じた弾性復元力が付加されて第二混合小室群54の小室
10、10a …の側壁9aの先端面と、嵌合溝63の底面63a の
密接個所のシール力が増加すると共に、嵌合溝63の側面
63b も流体圧に応じて弾性変形し、この側面63b が第二
混合小室群54の小室10、10a …の側壁9aに密接し、かか
る密接個所にもシール機能が付加され、このようにシー
ル領域が拡大されることにより、さらなるシール性の向
上が期待でき、これによって混合の均一性を一層高める
ことができる等その実用的効果甚だ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度制御機能を備えた静止型流体
混合装置の概略断面図である。

【図２】同上静止型流体混合装置の部分拡大概略断面図
である。

【図３】同上静止型流体混合装置の混合エレメントにお
ける大径な円板の正面図である。

【図４】同上静止型流体混合装置の混合エレメントにお
ける小径な円板の正面図である。

【図５】同上静止型流体混合装置の混合エレメントにお
ける大径な円板の側面図である。

【図６】同上静止型流体混合装置の他の実施の形態の混
合エレメントにおける大径な円板の側面図である。

【図７】同上静止型流体混合装置の他の実施の形態の混
合エレメントにおける小径な円板の側面図である。

【図８】同上静止型流体混合装置の混合エレメントにお
ける大径な円板の前面斜視図である。

【図９】同上静止型流体混合装置の混合エレメントにお
ける小径な円板の前面斜視図である。

【図１０】同上静止型流体混合装置の混合エレメントに
おける大径な円板の後面斜視図である。

【図１１】同上静止型流体混合装置の混合エレメントに
おける大径な円板の断面図である。

【図１２】同上静止型流体混合装置の混合エレメントに
おける小径な円板の断面図である。

【図１３】同上静止型流体混合装置の混合エレメントに
おける大小２枚の円板の小室の連通配列状態を示す図で
ある。

【図１４】同上静止型流体混合装置の混合エレメントの
分解斜視図である。

【図１５】同上静止型流体混合装置の混合エレメントの
斜視図である。

【図１６】金属中空Ｏングから成るシール部材の断面図
である。

【図１７】外側に被膜を形成したシール部材の断面図で
ある。

【図１８】静止型流体混合装置の他の実施の形態を示す
部分概略断面図である。

【図１９】静止型流体混合装置の他の実施の形態を示す
部分概略断面図である。

【図２０】静止型流体混合装置の他の実施の形態を示す
部分概略断面図である。

【図２１】混合エレメントにおける小室の形状を三角と
成した連通配列状態を示す図である。

【図２２】混合エレメントにおける小室の形状を四角と
成した連通配列状態を示す図である。

【図２３】混合エレメントにおける小室の形状を八角と
成した連通配列状態を示す図である。

【図２４】本発明に係る温度制御機能を備えた静止型流
体混合装置の部分概略断面図である。

【図２５】同上静止型流体混合装置の部分拡大概略断面
図である。

【図２６】同上静止型流体混合装置における混合エレメ
ントの斜視図である。

【図２７】同上混合エレメントの分解斜視図である。

【図２８】同上混合エレメントにおける混合要素体の各
小室の連通配列状態を示す図である。

【図２９】混合要素体の側面図である。

【図３０】混合要素体の他の実施の形態を示す側面図で
ある。

【図３１】混合要素体の断面図である。

【図３２】静止型流体混合装置の他の実施の形態を示す
部分拡大概略断面図である。

【図３３】シール要素体におけるシール体の他の実施の
形態を示す斜視図である。

【図３４】同上静止型流体混合装置の他の実施の形態を
示す部分拡大概略断面図である。

【図３５】同上静止型流体混合装置の他の実施の形態を
示す部分拡大概略断面図である。

【図３６】同上静止型流体混合装置の他の実施の形態を
示す部分拡大概略断面図である。

【図３７】シール要素体における板状のシール体と、第
二混合小室群の側壁先端面との当接および圧縮変形状態
を示す部分拡大断面図である。

【図３８】シール要素体における網目状のシール体と、
第二混合小室群の側壁先端面との当接および圧縮変形状
態を示す部分拡大断面図である。

【図３９】シール要素体における嵌合溝を設けるシール
体と、第二混合小室群の側壁先端面との当接および圧縮
変形状態を示す部分拡大断面図である。

【図４０】テーパ面から成るシール溝へのシール部材の
装着状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１、1a 静止型流体混合装置 ２ 入口 ３ 出口 ４ ケーシング ５、5a 混合エレメント ７、7a 蓋体 10、10a … 小室 11、12 円板 14 シール座面 15 流通孔 20 流通路 25 円柱突部 29 シール溝 30 シール部材 31 温度制御手段 51、51a 混合要素体 52 シール要素体 53 第一混合小室群 54 第二混合小室群 57、57a シール体 63 嵌合溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱伝導性を具有する円筒状のケーシング
   の両端に、入口、出口を形成すると共に、ケーシング内
   に挿入される円柱突部を設け、円柱突部先端の周縁側に
   半割り溝状と成したシール座面を形成した蓋体を着脱自
   在と成し、また互いに対向する前面に前方開放の筒状の
   小室を多数配列した熱伝導性を具有する大小２枚の円板
   を一組みとして、これを同心的に重合させて混合エレメ
   ントと成し、前記大径な円板の外径はケーシング内に遊
   嵌状に挿入される大きさと成すと共に、中央に流通孔を
   穿設し、かつ小室が形成されていない後面の周縁側に半
   割り溝状と成したシール座面を形成し、また小径な円板
   の外径はケーシングの内周面側に流通路を形成する大き
   さと成し、また大径な円板の小室と、小径な円板の小室
   とは互いの小室が対向する他の小室に連通するように位
   置を違えて配列させ、これら混合エレメントは互いに同
   径の円板が隣接するように重ね合わせて配列されると共
   に、ケーシングの入口および出口と流通孔が連通する様
   に両側に大径な円板を配置し、またシール座面によって
   形成されるシール溝内に熱伝導性および弾性を具有させ
   るリング状のシール部材を設け、またケーシングを冷却
   若しくは加熱する温度制御手段を設けたことを特徴とす
   る温度制御機能を備えた静止型流体混合装置。
2. 【請求項２】 熱伝導性を具有する円筒状のケーシング
   の両端に、入口および出口を形成する蓋体を着脱自在と
   成し、またケーシング内に遊嵌状に挿入される外径を備
   えた熱伝導性を具有する円板の中央に流通孔を穿設し、
   この円板の前面から前方開放の筒状の小室を多数配列さ
   せた第一混合小室群を一体形成し、さらに第一混合小室
   群の先端面から前記と同様な小室を多数配列させた第二
   混合小室群を一体形成し、これら第二混合小室群の小室
   と第一混合小室群の小室とは、互いの小室が対向する他
   の小室に連通する様に位置を違えて配列させ、またこの
   円板の小室が形成されていない後面の周縁側に半割り溝
   状と成したシール座面を形成して混合要素体と成し、前
   記第二混合小室群が対向する様に２体の混合要素体を配
   設し、これら混合要素体の第二混合小室群の先端面の間
   に、この先端面と当接する個所に弾性体から成るシール
   体が設けられると共に、第二混合小室群の先端開口個所
   を覆い、かつケーシングの内周面側に流通路を形成する
   シール要素体を設けて混合エレメントと成し、この混合
   エレメントをケーシング内に所望する個数配列してシー
   ル座面および蓋体によって形成されるシール溝内に熱伝
   導性および弾性を具有させるリング状のシール部材を設
   けると共に、シール要素体のシール体を弾性変形させる
   様に、ケーシング両端の蓋体によって挟持し、またケー
   シングを冷却若しくは加熱する温度制御手段を設けたこ
   とを特徴とする温度制御機能を備えた静止型流体混合装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１、又は２記載の静止型流体混合
   装置において、シール溝における底部であるシール座面
   をテーパ面状と成したことを特徴とする温度制御機能を
   備えた静止型流体混合装置。
4. 【請求項４】 シール要素体におけるシール体の形状
   を、混合要素体の第二混合小室群の先端面と当接する個
   所を残存させる様に網目シート状に形成したことを特徴
   とする請求項２、又は３記載の温度制御機能を備えた静
   止型流体混合装置。
5. 【請求項５】 シール要素体におけるシール体に、混合
   要素体の第二混合小室群の先端側が嵌まり込む嵌合溝を
   形成したことを特徴とする請求項２、又は３記載の温度
   制御機能を備えた静止型流体混合装置。