JPS5915693B2 - 混合器 - Google Patents
混合器Info
- Publication number
- JPS5915693B2 JPS5915693B2 JP56166476A JP16647681A JPS5915693B2 JP S5915693 B2 JPS5915693 B2 JP S5915693B2 JP 56166476 A JP56166476 A JP 56166476A JP 16647681 A JP16647681 A JP 16647681A JP S5915693 B2 JPS5915693 B2 JP S5915693B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- main body
- inlet
- mixer
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/10—Mixing by creating a vortex flow, e.g. by tangential introduction of flow components
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体と液体、液体と粉体など混合可能な複数の
物質の撹拌、混合を行う場合の混合器に関する。
物質の撹拌、混合を行う場合の混合器に関する。
従来、２種の物質を撹拌、混合する場合には回分方式が
多く用いられており、連続的な操作では混合した物質が
混合後の時間の経過につれて分離する等十分な混合が行
われにくく、また固定案内羽根や流路等を設ける等混合
器の構造が複雑である等の欠点があつた。
多く用いられており、連続的な操作では混合した物質が
混合後の時間の経過につれて分離する等十分な混合が行
われにくく、また固定案内羽根や流路等を設ける等混合
器の構造が複雑である等の欠点があつた。
本発明は前記の欠点を除去し、混合器本体内に複雑な構
造物を設ける代りに、本体１の内周壁外周寄りに第１流
入口５を設けるとともに、前記本体の一方の側面９の中
心部に第２流入口６を設け、また前記本体の他方の側面
１０の中心部に流出口Ｔを設けた構造を有し、前記本体
内に前記第１流入口から接線方向に第１液を旋回流とし
て流入させ、また前記第２流入口から軸方向に第２液を
ジ５ ニット流として流入させ、それによつて前記本体
内で連続的に撹拌、混合を行い、その混合した液体を前
記流出口より流出させるようにしたことを特徴とする混
合器であつて、第１および第２流入口より本体内に流入
する第１および第２液の有す１０る旋回速度おょび軸速
度エネルギの差に基づく運動エネルギの交換作用を利用
して、連続的に効率よくしかも安定した混合操作を行う
ことが可能な混合器を提供するものである。
造物を設ける代りに、本体１の内周壁外周寄りに第１流
入口５を設けるとともに、前記本体の一方の側面９の中
心部に第２流入口６を設け、また前記本体の他方の側面
１０の中心部に流出口Ｔを設けた構造を有し、前記本体
内に前記第１流入口から接線方向に第１液を旋回流とし
て流入させ、また前記第２流入口から軸方向に第２液を
ジ５ ニット流として流入させ、それによつて前記本体
内で連続的に撹拌、混合を行い、その混合した液体を前
記流出口より流出させるようにしたことを特徴とする混
合器であつて、第１および第２流入口より本体内に流入
する第１および第２液の有す１０る旋回速度おょび軸速
度エネルギの差に基づく運動エネルギの交換作用を利用
して、連続的に効率よくしかも安定した混合操作を行う
ことが可能な混合器を提供するものである。
以下図面により本発明の混合器の実施例を説明１５する
と、断面が円形状の本体１の内周壁８の外周寄りに第１
流入口５を設けそれに対応する流入管２が前記本体１に
接線方向に接続され、前記本体１の一方の側面９の中心
部には第２流入口６が、また他方の側面１０の中心部に
は流出口Ｔが設け２０られ、さらに第２流入口６に対応
する前記一方の側面９には第２流入管３が、また流出口
７に対応する前記他方の側面１０には流出管４が設けら
れている。
と、断面が円形状の本体１の内周壁８の外周寄りに第１
流入口５を設けそれに対応する流入管２が前記本体１に
接線方向に接続され、前記本体１の一方の側面９の中心
部には第２流入口６が、また他方の側面１０の中心部に
は流出口Ｔが設け２０られ、さらに第２流入口６に対応
する前記一方の側面９には第２流入管３が、また流出口
７に対応する前記他方の側面１０には流出管４が設けら
れている。
次に本発明の混合器の作用を説明すると、第１２５流入
管２から第１流入口５を通つて本体１内に流入した第１
液は前記本体１内を旋回しながら中心方向に流動し中心
部に至る。
管２から第１流入口５を通つて本体１内に流入した第１
液は前記本体１内を旋回しながら中心方向に流動し中心
部に至る。
流れが中心部に至ると液のもつ圧力のエネルギが軸方向
の速度に変比し、液は流出口Ｔを経て流出管４に流出す
る。３０このとき第２図本体１内Ｂ−Ｂ断面上半径方向
の周速度分布は、第３図に示すように前記本体１の中心
ｏ付近を除いた領域では自由うずの法則に従い、流れが
中心寄りに移動するに従つて周速度が増加する。
の速度に変比し、液は流出口Ｔを経て流出管４に流出す
る。３０このとき第２図本体１内Ｂ−Ｂ断面上半径方向
の周速度分布は、第３図に示すように前記本体１の中心
ｏ付近を除いた領域では自由うずの法則に従い、流れが
中心寄りに移動するに従つて周速度が増加する。
３５同時に流入管３から流入口６を経て前記本体１内に
流入した第２液は周速度をもたず、第１、第２液の接触
する境界面を通して第１液のもつ増加した周速度による
回転のエネルギが第２液に与えられ、周速度エネルギの
変換作用が行われる。
流入した第２液は周速度をもたず、第１、第２液の接触
する境界面を通して第１液のもつ増加した周速度による
回転のエネルギが第２液に与えられ、周速度エネルギの
変換作用が行われる。
他方前記本体１内Ｂ−Ｂ断面上の軸速度は第４図に示す
ごとく、本体１の中心０付近の第２液とその周囲を旋回
する第１液との間に軸速度の差があるために、第１、第
２液が流出口７の方向に移動する間に軸速度エネルギの
交換作用が行われる。前記本体１内で行われるこれら周
速度エネルギおよび軸速度エネルギの交換作用によつて
、互に接触している第１、第２両液に攪拌、混合作用を
生ずる。したがつて本発明の混合器は混合する液体自身
のもつ運動エネルギを有効に利用して連続的に、効率よ
くしかも安定した混合操作を行う混合器であつて、第１
、第２両液の流量比を変えることによつて混合比を変え
ることが可能であり、また高粘度の液体あるいは比重の
異る２種の液体を混合する場合にも使用することが可能
である。
ごとく、本体１の中心０付近の第２液とその周囲を旋回
する第１液との間に軸速度の差があるために、第１、第
２液が流出口７の方向に移動する間に軸速度エネルギの
交換作用が行われる。前記本体１内で行われるこれら周
速度エネルギおよび軸速度エネルギの交換作用によつて
、互に接触している第１、第２両液に攪拌、混合作用を
生ずる。したがつて本発明の混合器は混合する液体自身
のもつ運動エネルギを有効に利用して連続的に、効率よ
くしかも安定した混合操作を行う混合器であつて、第１
、第２両液の流量比を変えることによつて混合比を変え
ることが可能であり、また高粘度の液体あるいは比重の
異る２種の液体を混合する場合にも使用することが可能
である。
さらに本混合器を液体の加熱装置、圧力および流量の制
御装置と共に使用することによつて利用範囲を拡大する
ことも可能である。本発明の混合器の各部寸法は、例え
ば理論的には次のようにして定めることができる。
御装置と共に使用することによつて利用範囲を拡大する
ことも可能である。本発明の混合器の各部寸法は、例え
ば理論的には次のようにして定めることができる。
第１液を流入管２から流入口５を経て本体１内に流入さ
せると、第１液は前記本体内を旋回しながら中心方向に
流動し、前記本体中心０付近で流れを軸方向に変えて流
出口７を経て流出管４に流出し、前記本体内を旋回する
前記第１液の中心部には空洞を生ずる。これと同時に第
２液を流入管３から流入口６を経て前記本体内に流入さ
せると、第１、第２両液の接触する境界面を通して両液
の有する運動エネルギの交換作用を生じ、第１、第２両
液の攪拌、混合が行われる。したがつて本混合器を用い
て前記第１、第２両液の攪拌、混合を効率良く、十分に
行うためには、前記のごとく本体内に流入した第１液の
旋回によつて生ずる空洞の直径を十分に考慮して、第２
液の流入口の直径を前記空洞の直径と同じかやや大とな
る寸法に定める。
せると、第１液は前記本体内を旋回しながら中心方向に
流動し、前記本体中心０付近で流れを軸方向に変えて流
出口７を経て流出管４に流出し、前記本体内を旋回する
前記第１液の中心部には空洞を生ずる。これと同時に第
２液を流入管３から流入口６を経て前記本体内に流入さ
せると、第１、第２両液の接触する境界面を通して両液
の有する運動エネルギの交換作用を生じ、第１、第２両
液の攪拌、混合が行われる。したがつて本混合器を用い
て前記第１、第２両液の攪拌、混合を効率良く、十分に
行うためには、前記のごとく本体内に流入した第１液の
旋回によつて生ずる空洞の直径を十分に考慮して、第２
液の流入口の直径を前記空洞の直径と同じかやや大とな
る寸法に定める。
前記空洞の直径は前記本体の第１流入口断面積、流出口
断面積および流出口半径と第１液の流入半径とに関係し
、次式で表される。すなわち、ただし、 ？門完？餐ｙ”゛ Ｋｍ：本体の形状係数 Ａ１：第１流入口断面積（ｍ”） Ａ３：流出口断面積＝πＲ８２（Ｍ２） Ｒｅ：流出口半径（ｍ） Ｒｍ：第１液流入半径（ｍ） Ｋａ：変曲点半径比 ＫＯ：空洞係数＝ＲＯ／Ｒ８ ｒＯ：空洞半径（ｍ） 前記（１）式中の変曲点半径比？の値は実験的に次式で
表され、Ｋａホ１．２５ｋ 上記ｋと本体の形状係数Ｋｍとの関係は次式で表される
。
断面積および流出口半径と第１液の流入半径とに関係し
、次式で表される。すなわち、ただし、 ？門完？餐ｙ”゛ Ｋｍ：本体の形状係数 Ａ１：第１流入口断面積（ｍ”） Ａ３：流出口断面積＝πＲ８２（Ｍ２） Ｒｅ：流出口半径（ｍ） Ｒｍ：第１液流入半径（ｍ） Ｋａ：変曲点半径比 ＫＯ：空洞係数＝ＲＯ／Ｒ８ ｒＯ：空洞半径（ｍ） 前記（１）式中の変曲点半径比？の値は実験的に次式で
表され、Ｋａホ１．２５ｋ 上記ｋと本体の形状係数Ｋｍとの関係は次式で表される
。
したがつて上記（１）式を用いて、混合器本体の形状か
ら前記空洞の直径を求めることができる。
ら前記空洞の直径を求めることができる。
また本混合器本体に流入する前記第１液の流量は次式で
表される。ただし、 Ｑ１：第１液の流量（ｍ゛／Ｓ） Ｃ，：第１液の流出口に関する流量係数 Ａ３：流出口断面積（ｍｌ） ΔＰ１：第１液の流入圧力と流出圧力との差圧（Ｋｇ／
Ｔｒｌ）γ１：第１液の比重量（Ｋ９／Ｍ゜） 前記（２）式中の第１液の流出口に関する流量係数Ｃ１
の値は前記混合器本体の形状係数Ｋｎｌによつて定まり
、次式で表される。
表される。ただし、 Ｑ１：第１液の流量（ｍ゛／Ｓ） Ｃ，：第１液の流出口に関する流量係数 Ａ３：流出口断面積（ｍｌ） ΔＰ１：第１液の流入圧力と流出圧力との差圧（Ｋｇ／
Ｔｒｌ）γ１：第１液の比重量（Ｋ９／Ｍ゜） 前記（２）式中の第１液の流出口に関する流量係数Ｃ１
の値は前記混合器本体の形状係数Ｋｎｌによつて定まり
、次式で表される。
また前記第２液の流量は次式で表される。
ただし、
Ｑ２：第２液の流量（Ｍ３／ｓ）
Ｃダ：第２液の流入口に関する流量係数
Ｃ２：第２液の流出口に関する流量係数＝（Ａ２／Ａ３
）Ｃ６ Ａ２：第２液流入口の断面積（Ｔｒｌ） ΔＰ２：第２液の流入圧力と流出圧力との差圧（Ｋｇ／
Ｔｒｌ）γ２：第２液の比重量（Ｋ９／ＴＩ） 前記（３）式中の第２液の流入口に関する流量係数Ｃく
は第２液の流入口直径と流入管直径との比および第２液
流入管内の流れの状態によつて定まるが、本混合器では
前記第２液の流入口直径と流入管直径との比を１／２な
いし１／３にとるので、前記流量係数Ｃうの値はＣく＋
０．６２〜０．６０ となり、第２液の流出口に関する流量係数Ｃ２はＣ２＋
（０．６２〜０．６０）Ａ２／Ａ３で与えられる。
）Ｃ６ Ａ２：第２液流入口の断面積（Ｔｒｌ） ΔＰ２：第２液の流入圧力と流出圧力との差圧（Ｋｇ／
Ｔｒｌ）γ２：第２液の比重量（Ｋ９／ＴＩ） 前記（３）式中の第２液の流入口に関する流量係数Ｃく
は第２液の流入口直径と流入管直径との比および第２液
流入管内の流れの状態によつて定まるが、本混合器では
前記第２液の流入口直径と流入管直径との比を１／２な
いし１／３にとるので、前記流量係数Ｃうの値はＣく＋
０．６２〜０．６０ となり、第２液の流出口に関する流量係数Ｃ２はＣ２＋
（０．６２〜０．６０）Ａ２／Ａ３で与えられる。
本混合器を設計する場合には、前記第２液の流入口の断
面積を前記（１）式から計算した空洞の断面積にほぼ等
しいかやや大きめになるように定め、前記差圧ベッドを
ΔＰ１／γ１＝ΔＰ２／γ２ となるように定めて、前記（２）、（３）両式から第１
液および第２液の流量を計算する。
面積を前記（１）式から計算した空洞の断面積にほぼ等
しいかやや大きめになるように定め、前記差圧ベッドを
ΔＰ１／γ１＝ΔＰ２／γ２ となるように定めて、前記（２）、（３）両式から第１
液および第２液の流量を計算する。
そのとき第１、第２両液の混合液の流量はＱ＝Ｑ１＋Ｑ
２ ただし Ｑ：第１、第２混合液の流量（Ｍ３／ｓ）で表され、前
記混合液の第１、第２液の混合比は次式で表される。
２ ただし Ｑ：第１、第２混合液の流量（Ｍ３／ｓ）で表され、前
記混合液の第１、第２液の混合比は次式で表される。
η＝Ｑ１／Ｑ２＝＝Ｃ１／Ｃ２
ただし、
η：混合比
なお、第１、第２流入管のそれぞれに圧力調整弁および
流量調整弁を設け、前記各流入管内の圧力および流量を
調節することによつて、前記本体の形状を変えることな
しに第１、第２液の混合比を変えることが可能である。
流量調整弁を設け、前記各流入管内の圧力および流量を
調節することによつて、前記本体の形状を変えることな
しに第１、第２液の混合比を変えることが可能である。
さらに本発明の混合器の寸法は、混合しようとする２種
の液体の粘度および比重、あるいは２種の液体の粘度の
差および比重の差を考慮して、良好な混合が得られるよ
うに適宜定めることができる。
の液体の粘度および比重、あるいは２種の液体の粘度の
差および比重の差を考慮して、良好な混合が得られるよ
うに適宜定めることができる。
例えば、本発明の混合器を利用して第１液をＡ重油とし
、第２液をＣ重油として両液を混合する場合を第５図に
ついて説明すると、容器１１内のＡ？曲まトロコイドポ
ンプ１４によつて加圧され、圧力計１９による監視の下
に弁１６により圧力および流量が制御され、一定圧力の
下に一定流量のＡ重油が第１流入管２を通つて本発明の
混合器１に導かれる。
、第２液をＣ重油として両液を混合する場合を第５図に
ついて説明すると、容器１１内のＡ？曲まトロコイドポ
ンプ１４によつて加圧され、圧力計１９による監視の下
に弁１６により圧力および流量が制御され、一定圧力の
下に一定流量のＡ重油が第１流入管２を通つて本発明の
混合器１に導かれる。
同時に容器１２内の、加熱装置２２によりあらかじめ加
熱された、Ｃ重油は別のトロコイドポンプ１５によつて
加圧され、圧力計２０による監視の下に弁１７により圧
力および流量が制御され、第２流入管を通つて前記混合
器１内に導かれる。混合器１内に導かれたＡ．Ｃ両重油
は前記のごとく周速度および軸速度エネルギの交換作用
により互に攪拌、混合してＡ．Ｃ混合重油となり、流出
管４を通つて容器１３内に流出し、貯蔵される。第６図
は第５図に示した混合装置を用いて実際に混合操作を行
い、Ａ．Ｃ両重油をほぼ１：１の割合で混合したＡ，．
Ｃ混合重油の１５℃に換算した比重の変比を縦軸に比重
、横軸に混合後の経過日数をとつて示したもので、それ
によれば３０日を経過した後もＡ．Ｃ混合重油の比重は
変化せず、Ａ．Ｃ両重油は互に分離することなく十分に
混合していることを示している。
熱された、Ｃ重油は別のトロコイドポンプ１５によつて
加圧され、圧力計２０による監視の下に弁１７により圧
力および流量が制御され、第２流入管を通つて前記混合
器１内に導かれる。混合器１内に導かれたＡ．Ｃ両重油
は前記のごとく周速度および軸速度エネルギの交換作用
により互に攪拌、混合してＡ．Ｃ混合重油となり、流出
管４を通つて容器１３内に流出し、貯蔵される。第６図
は第５図に示した混合装置を用いて実際に混合操作を行
い、Ａ．Ｃ両重油をほぼ１：１の割合で混合したＡ，．
Ｃ混合重油の１５℃に換算した比重の変比を縦軸に比重
、横軸に混合後の経過日数をとつて示したもので、それ
によれば３０日を経過した後もＡ．Ｃ混合重油の比重は
変化せず、Ａ．Ｃ両重油は互に分離することなく十分に
混合していることを示している。
また前記混合重油の混合安定性を調査するために行つた
キシレン当量、溶剤Ｎ−Ｈミリボア捕集量、溶剤ベンゼ
ンミリボア捕集量およびＮ−Ｈ不溶解分等の各種検査結
果からもその安定性が実証されている。本発明の混合器
は流体力学の原理に基づき、液体自身のもつているエネ
ルギを合理的に利用できる構造を有し、混合しようとす
る第１、第２液の周速度および軸速度エネルギの差に基
づく運動エネルギの交換作用を利用して２種の液体を攪
拌、混合するものであるから、混合器内において撹拌、
混合を行うための特別な構造物あるいは特別な動力を必
要とせず、混合液は極めて安定性が高い上に保守管理が
容易でしかもランニングコストが低廉である等優れた特
徴をもつている。
キシレン当量、溶剤Ｎ−Ｈミリボア捕集量、溶剤ベンゼ
ンミリボア捕集量およびＮ−Ｈ不溶解分等の各種検査結
果からもその安定性が実証されている。本発明の混合器
は流体力学の原理に基づき、液体自身のもつているエネ
ルギを合理的に利用できる構造を有し、混合しようとす
る第１、第２液の周速度および軸速度エネルギの差に基
づく運動エネルギの交換作用を利用して２種の液体を攪
拌、混合するものであるから、混合器内において撹拌、
混合を行うための特別な構造物あるいは特別な動力を必
要とせず、混合液は極めて安定性が高い上に保守管理が
容易でしかもランニングコストが低廉である等優れた特
徴をもつている。
第１図は本発明による混合器の平面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ断両立面図、第３図は本体内第２図Ｂ−Ｂ断面
上の流れの周速度分布説明図、第４図は前記Ｂ−Ｂ断面
上の軸速度分布説明図、第５図は本混合器を用いた混合
装置の系統図、第６図は第５図に示す装置による実験結
果を示す図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・第１流入管、３・
・・・・・第２流入管、４・・・・・・流出管、５・・
・・・・第１流入口、６・・・・・・第２流入口、７・
・・・・・流出口、８・・・・・・本体の内周壁、９・
・・・・・本体の一方の側面、１０・・・・・・本体の
他方の側面。
のＡ−Ａ断両立面図、第３図は本体内第２図Ｂ−Ｂ断面
上の流れの周速度分布説明図、第４図は前記Ｂ−Ｂ断面
上の軸速度分布説明図、第５図は本混合器を用いた混合
装置の系統図、第６図は第５図に示す装置による実験結
果を示す図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・第１流入管、３・
・・・・・第２流入管、４・・・・・・流出管、５・・
・・・・第１流入口、６・・・・・・第２流入口、７・
・・・・・流出口、８・・・・・・本体の内周壁、９・
・・・・・本体の一方の側面、１０・・・・・・本体の
他方の側面。
Claims (1)
- １ 本体１の、内周壁外周寄りに第１流入口５を設ける
とともに、前記本体の一方の側面９の中心部に第２流入
口６を設け、また前記本体の他方の側面１０の中心部に
流出口７を設けた構造を有し、前記本体内に、前記第１
流入口から接線方向に第１液を旋回流として流入させ、
また前記第２流入口から軸方向に第２液をジェット流と
して流入させ、それによつて前記本体内で連続的に撹拌
、混合を行い、その混合した液体を前記流出口より流出
させるようにしたことを特徴とする混合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166476A JPS5915693B2 (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 混合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166476A JPS5915693B2 (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 混合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5867329A JPS5867329A (ja) | 1983-04-21 |
| JPS5915693B2 true JPS5915693B2 (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15832100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166476A Expired JPS5915693B2 (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 混合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5915693B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61169146U (ja) * | 1985-04-06 | 1986-10-20 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0433019B1 (en) * | 1989-12-12 | 1998-06-17 | Nikon Corporation | Information recording/reproduction apparatus for camera |
| GB9320455D0 (en) * | 1993-10-05 | 1993-11-24 | Atomic Energy Authority Uk | Vortex mixer |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP56166476A patent/JPS5915693B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61169146U (ja) * | 1985-04-06 | 1986-10-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5867329A (ja) | 1983-04-21 |
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