JPS6231607B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 乳濁液および／または懸濁液を装置に導入す
るため少なくとも１つの導入口を有する予混合室
と、上記予混合室の下流側に連通され、下壁中央
に通し孔が形成された混合室とが画成されたハウ
ジングを有し、上記混合室には、ロータの回転中
に乳濁液および／または懸濁液の流れに対して、
振動抵抗を与えるため、上記下壁と対向する面
に、周方向に一様に、放射方向には等間隔に配設
された梯形断面の歯形状の突起を有するロータを
配設し、上記下壁のロータと対向する面に、周方
向に一様に、放射方向には等間隔に配設され、か
つ上記ロータの突起の半径とは同心で、しかも異
なる半径で梯形断面の歯形状の突起を形成した回
転式脈動装置において、導入口３は管状部材２１
を備え、上記管状部材の内側面上に弾性素材の要
素２２を備えることを特徴とする回転式脈動装
置。

２ 管状部材２１の内側面上に配置される上記要
素２２は、管状部材２１に対して同軸に配置され
たスリーブ２２，２３，２４として形成されるこ
とを特徴とする請求の範囲第１項記載の回転式脈
動装置。

３ スリーブ２３の内側面は波形を成すことを特
徴とする請求の範囲第２項記載の回転式脈動装
置。

４ 上記波形は多重ねじ山の形であることを特徴
とする請求の範囲第３項記載の回転式脈動装置。

５ スリーブ２４の外側面には、管状部材２１の
内側面と接合するつば、またはフランジ２５が備
えられることを特徴とする請求の範囲第２項記載
の回転式脈動装置。

６ 隣接フランジ２５は相互に不等間隔に離間さ
れたリング状に形成されることを特徴とする請求
の範囲第５項記載の回転式脈動装置。

７ フランジ２５ａはスリーブの外側面に螺旋状
に配置されることを特徴とする請求の範囲第５項
記載の回転式脈動装置。

技術分野 本発明は混合装置に関するものであり、特に回
転式脈動装置に関するものである。

背景技術 乳濁液および／または懸濁液の高度に分散され
た混合物の製造用回転式脈動装置は公知である。
「分散」とは、果粒状物質を所定の粒径まで粉砕
または縮小することを意味するのは専門家におい
ては常識である。故に、高分散液状混合物は、そ
の構成成分の均一性を保証する程度に細かく粉砕
された混合物粒子を前提とする。

公知の回転式脈動装置はハウジングを有し、そ
の上部の壁体が予混合室を限定してている。この
予混合室は、ハウジングの縦軸線に対して対称的
に配置された３個の導入口を備えている。

これらの導入口は、液状混合物、一般に乳濁液
および／または懸濁液を回転式脈動装置の中に供
給するためのパイプラインと連通している。

予混合室は全体的に円筒形である。

ハウジングの中央部に混合室が収容され、この
混合室は、ハウジングの側壁によつて限定された
流路を介して予混合室と連通し、また本質的に円
筒形の形状を有する。

混合室はロータとステータを収容し、このロー
タとステータは、ロータの回転運動中に乳濁液流
および／または懸濁液流に対して振動抵抗を加え
るためのものである。

ステータとして役立つ混合室の下壁上に、ハウ
ジングの縦軸線に対して対称的な突起要素が配置
され、これらの突起要素は、ハウジングの縦軸線
に対して放射方向に離間されまた同心円に沿つて
一様に配置された歯形要素の形状を有する。

ロータは、軸に固着されたデイスクとして形成
され、この軸は、ハウジングの縦軸線に沿つて配
列され、またハウジング上端壁に固着されたモー
タによつて駆動される。

予混合室の中を貫通する軸部分上に、液状混合
物をねじつて混合室の中に押込むための複数のバ
ケツトが備えられている。

混合室の下壁上に配置された突起要素に対向す
るデイスク面も、同様にハウジングの縦軸線に対
して対称的に、同心円に沿つて配置された突起要
素を備えている。これらの突起の形状および全体
配置は混合室の下壁の突起と本質的に類似であ
る。但し、その同心円の半径は、混合室の下壁上
に配置された突起の同心円の半径と相違してい
る。

デイスクの突起と、混合室下壁の隣接突起によ
つて形成されるグルーブの面との間に、また混合
室下壁の突起と、デイスクの突起によつて形成さ
れるグルーブの面との間に、ロータの回転に際し
て混合室から排出通し孔の中に液状混合物を送る
ためのチヤンネルが形成されている。

この排出通し孔は、軸全体を包囲する様に混合
室の下壁の中に配置されている。

混合室の中を通る軸部分に対して、デイスクの
手前においてバケツトが固着され、これらのバケ
ツトは混合室内部を通る液状混合物流に対して運
動を与えるためのものである。

公知の回転式脈動装置は、主として縦方向の波
パルスが全体としてハウジングの縦方向に発生さ
れ指向されるので、装置の中に導入される液体の
混和性成分の分散効率が低い欠点がある。更に、
この様にして発生された波パルスが十分に高い強
度を有しないのが公知の構造の欠点である。

発明の開示 本発明は、混合される液体の中に十分に高い強
さの横波パルスを発生することのできる構造の回
転式脈動装置を提供しようとするものである。

乳濁液および／または懸濁液を導入するための
少くとも１つの導入口を備えた予混合室と、流路
を介して予混合室と連通した混合室とを壁部によ
つて限定し、この混合室は通し孔を備え、またロ
ータの回転運動に際して乳濁液流および／または
懸濁液流に対して振動抵抗を与えるためのロータ
およびステータを収容する様にした回転式脈動装
置において、本発明によれば少くとも１個の開口
が管状部材を備え、この管状部材の内側面上に弾
性素材から成る要素が収容されることによつて、
前記の目的が達成される。

回転式脈動装置のこの構造は、弾性要素を備え
た管状部材の中において、ハウジングの縦軸線に
対して横方向に伝播する波パルスを発生すること
ができ、この波パルスが液状混合物の高度の分散
を容易にする。

好ましくは、管状部材の内側面上に配置される
弾性要素は、この管状部材に対して軸方向に配置
されたスリーブの形とする。

この構造は簡単で操作信頼性が高く、また１つ
のスリーブを他の弾性特性のスリーブに交換する
のにきわめて便利である。

好ましくは、スリーブの内側面を波形とする。

この様にしてスリーブそのものの中でパルスを
誘導することができ、これによつて、液状混合物
流がスリーブ内部を通過する際に横波パルスを増
幅する様に作用する。

好ましくは、波形は多重ねじ山の形を有する。

これにより、液状混合物の多成分流の場合、パ
ルスの周波数を増大することができる。

望ましくは、スリーブの外側面に、管状要素の
内側面と接合した複数のつばまたはフランジを備
える。

この様にして、スリーブ内側面が内側に膨張す
ることにより、液流に対して余分のねじりを与
え、乱流脈動を増大することができる。

また、隣接のつばまたはフランジはリング状を
成し、相互に相異る距離をもつて離間されること
が望ましい。

この様にして、スリーブの内側面の膨張部分に
よる波形から液流を乱し、更に乱流効果を与え
る。

好ましくは、前記のつばとフランジはスリーブ
の外側面上に螺旋的に配置される。

これにより、流れをねじり、所定の撹拌度を得
ることができる。

本発明による回転式脈動装置はその内部を通過
する乳濁液および／または懸濁液の一層効率的な
分散を実施することを可能にする。この装置は製
造費が安く、所要床面積が小さく、操作信頼度が
高く、操作容易である。

本発明を図面に示す実施例についてより詳細に
説明する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転式脈動装置の断面図
であつて管状部材の内面に隣接した弾性要素がス
リーブ状を成す実施態様を示す図、第２図は多重
ねじ山形の波形内側面を有する弾性要素を備えた
管状部材の断面図、第３図は、管状部材の内側面
に隣接し相互に不等間隔で離間されたリングとし
て形成されたつばまたはフランジを外側面に備え
たスリーブ状の弾性要素を有する管状部材の断面
図、また第４図は、フランジが前記スリーブの外
面上に螺旋状に配置された第３図と類似の管状部
材の実施態様の断面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明による回転式脈動装置は全体として円筒
形のハウジング１を含み、このハウジング１の縦
軸線Ｏ―Ｏは本質的に垂直に配置されている。

ハウジング１の上部において、ハウジング側壁
によつて限定された全体として円筒形の予混合室
２が備えられている。この予混合室２はその内部
に液体を導入するための導入口３を有し、この液
体は一般に乳濁液および／または懸濁液とする。
導入口３は予混合室２の上部に配置されている。

ハウジング１の中央部において、ハウジング壁
部により混合室４が限定され、この混合室４は、
ハウジング１の縦軸線Ｏ―Ｏと本質的に一致した
流路５を介して予混合室２と連通している。

混合室４は予混合室と同軸的に配置され、その
縦軸線はハウジング１の縦軸線Ｏ―Ｏと本質的に
一致している。同じく実質円筒形の混合室４の中
に、ロータ６とステータ７が収容され、ロータ６
の回転運動中に、これらのロータとステータが液
流および混合物流に対して振動抵抗を与える。

ロータ６は、軸８上に固着された同一番号６の
デイスクであつて混合室４の中に収容されてい
る。

軸８は、ハウジング１の縦軸線と一致する様に
ハウジング内部に配置され、予混合室２と混合室
４の中を延びている。

ハウジング１の上部に固着されたモータ９によ
つて軸８に対して回転運動が伝達される。

ステータ７として、混合室４の同一番号７の下
壁が使用され、この下壁は、梯形断面の歯形要素
状の突起１０を備えている。

これらの突起１０はハウジング１の縦軸線Ｏ―
Ｏに対して対称的に配置され、また周方向に一様
に、放射方向に等間隔に配置されている。

デイスク６の上面は平面または平坦であり、こ
れに対して混合室４の下壁７の突起１０に対向す
るその下面は突起１１を備えている。

これらの突起１１は突起１０と同様の形状とサ
イズを有し、デイスク６上に同様に配置されてい
るが、このデイスク６の突起１１を限定する同心
円は、混合室４の下壁７の突起１０を限定する同
心円と大幅に相違した半径を有する。

デイスク６の突起１１は軸８の回転中に混合室
下壁７の突起１０に近接して動く。従つて、これ
らの突起を通して流れる乳濁液流または懸濁液流
に対して可変抵抗または振動抵抗を与える様に作
用し、その結果、流れの擾乱と脈動が増大し、こ
の様にして乳濁液および／または懸濁液の分散を
容易にする。

下壁７の中に、ハウジング１の縦軸線Ｏ―Ｏと
本質的に一致する様に、通し孔１２が形成されて
いる。

予混合室２を通る駆動軸８の部分に対してバケ
ツト１３が固着され、これらのバケツト１３はハ
ウジング１の縦軸線に対して対称的に配置され、
また軸８の回転方向と逆の方向に突出した曲面を
備えた絃状に彎曲されている。

バケツト１３の目的は、液状混合物流を導入口
３から予混合室２を通して混合室４の中まで通過
させる様に、この流れに運動を与えるにある。

混合室４の中において、軸８に対してバケツト
１４が固着され、これらのバケツト１４の目的、
形状および配置はバケツト１３のものと本質的に
同様である。

ハウジング１の下部に、ハウジング壁部によつ
て限定された後混合室１５が前記の室２，４と同
軸に配置され、またこの後混合室１５の中の軸８
の部分に対して２組の羽根１６と１７が固着され
ている。後混合室１５の側壁に対して弾性翼１８
が固着され、これらの弾性翼は２組の羽根１６と
１７の中間に介在させられている。

これらの羽根１６と１７は、液状混合物を更に
ねじり、従つて更に分散させるためのものであ
る。

混合物の分散操作中に発生したガスによつて生
じる過圧を噴出するため、後混合室１５の最下部
または低部に逃し弁１９が配置されている。

この弁１９は公知の任意適当構造とし、本発明
の本質とは無関係であるから下記においては説明
しない。後混合室１５の下部には、生成混合物の
排出口２０が備えられる。

本発明の１形態によれば、導入口３は、ハウジ
ング１に固着された管状部材または管２１を備え
ている。この管２１の内側面に弾性の要素２２が
備えられ、この要素は第１図の実施態様によれ
ば、同一番号２２で示された弾性スリーブとして
形成されている。

要素２２を有する管２１を備えることにより、
流れの中に比較的強い乱流パルスを誘導し、流れ
をねじり、また流れ方向に対して横方向に伝播す
る波を流れの中に発生させることが可能である。
また流れの中にキヤビテーシヨンを発生させ、こ
れにより液状混合物の分散と均質化を改良するこ
とができる。

スリーブ２２は、その外側面によつて管２１に
接合する様に、この管２１に対して同軸的に配置
される。

第２図に図示の弾性要素の他の実施態様は波形
内側面を備えたスリーブ２３として形成されてい
る。これは、混合物粒子の分散度を更に高める。

波形は、液流に対して追加ねじりを与える多重
ねじ山として形成されることが好ましい。

ある場合には、外側面に複数のつばまたはフラ
ンジ２５（第３図）を備え、これらのフランジが
管２１の内側面と接合する様にしたスリーブ２４
を使用することができる。

これらの隣接フランジ２５は、第３図に見られ
る様に相互に不等間隔に配置されたリングとして
形成されている。

フランジの他の配置は、第４図において２５ａ
で示される様に、これをスリーブ２４の外側面上
に螺旋形に配置するにある。

管状部材２１、およびスリーブ２２，２３また
は２４の中に、それぞれ装置中に液を導入するた
めのドリル孔２６（第１図、第２図、第３図また
は第４図）が配置されている。

本発明による回転式脈動装置は下記の様に作動
する。

モータ９を稼動すると、軸８が回転させられ、
本質的に乳濁液および／または懸濁液の液状混合
物は導入ドリル孔２６を通して筒状部材２１の中
に入り、そこで弾性要素２２によつてねじられ
る。同時に、要素２２の弾性振動によつて誘導さ
れて横波が出現する。

次に液流は導入口３を通つて予混合室２に入
り、予混合室２の中のバケツト１３と混合室４の
中のバケツト１４の発生する圧力水頭の作用で、
これらの室の中間の流路５を通つてデイスクロー
タ６に向つて強制送液される。

ロータ６が回転している間、これらの室２と４
を通る液状混合物の中に発生する波がガス泡を形
成し、また破裂させる。この様なミクロ爆発から
生じたエネルギが液体粒子の破砕／破断作用を生
じ、または液状混合物の十分に高い分散を生じ
る。

デイスク６の回転に伴つて、回転デイスク６の
突起１１と混合室４の下壁７の突起１０の側面と
の間のスペース、または混合室４の下壁７の突起
１０とデイスク６の突起１１の側面によつて形成
されたグルーブとの間のスペースを通して、液状
混合物が間欠的に流通させられる。この様にし
て、液状混合物の流れは周期的に中断され、その
結果、液体の乱流脈動を生じ、液体内部に波場を
発生し、その結果、液状混合物の高度分散を生じ
る。

また縦波と横波の組合せが液状混合物の成分の
活溌な分散を生じる。

混合室４を通過したのち、液状混合物は通し孔
１２を経て、後混合室１５の中に入り、その中
で、羽根１６と１７の回転による低周波振動と、
軸８の回転による高周波振動とを受ける。

この様にして高度に分散された液状混合物は排
出口２０を通して、コレクタ（図示されず）の中
に排出される。

本発明による回転式脈動装置は、内燃機関にお
いて使用するための高度分散性と安定性（７〜20
時間）とを有する、ガソリン／水またはデイーゼ
ル油／水等の難混和性成分の液状混合物を得るこ
とができる。本発明による装置において得られた
燃料混合物は、排気ガスの毒性を大幅に低減さ
せ、効率を向上させ（約10％）、またエンジン出
力を増大させることができる。

産業上の利用可能性 本発明による回転式脈動装置は、熱プラントお
よび発電プラント用の高度に分散された液体燃料
を製造するために使用するのが最も有利である。

また本発明は、建築工業において建材の製造の
ため、化学工業において各種の接着剤および衣類
含浸剤を得るために使用できる。更に本発明は、
食品工業、薬品工業において、また装飾被覆体を
得るため等、家具工業においても応用することが
できる。