JPS6234411B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ ハウジング１を備え、このハウジング１の壁
が、乳液および／または懸濁液を装置内に供給す
るための入口３を備えた予混合室２と、この予混
合室２の下部の中央に設けた流路５を介して上下
に連通するとともに、中央の貫通孔１２を介して
下方の後混合室１５に連通する混合室４とを形成
し、この混合室４内にロータ６およびステータ７
とを収納し、このロータ６の周縁には下方に突出
した突起１１が、ステータ７の上面には上方に突
出した突起１０が夫々互い違いに突設されて、ロ
ータ６の回転運動中において前記乳液および／ま
たは懸濁液の流れに振動抵抗を与えるよう構成さ
れているとともに、前記予混合室２が流路５の方
向に末広がりになつている拡散体として形成され
ていることを特徴とする回転脈動混合装置。

２ 前記拡散体の壁は、その端部において丸く形
成されていることを特徴とする請求の範囲第１項
記載の回転脈動混合装置。

発明の分野 本発明は、混合装置に係わり、特に回転脈動混
合装置に関する。

発明の背景 この技術分野においては、乳液および／または
懸濁液の高分散混合物を製造するための回転脈動
混合装置が知られている。

分散によつて粒子が破壊されあるいは粒子のあ
らかじめ定められた寸法にその径が減少されると
いうことは当業者にとつて常識である。それ故、
十分分散された液体混合物は、混合物の粒子を細
かくして液体混合物を構成している成分を均一化
させる。公知の回転脈動混合装置はハウジングを
有し、このハウジングの壁はその上方部分におい
て予混合室を形成している。この予混合室には三
つの入口が設けられ、この入口はハウジングの長
手方向軸に対して対称に位置している。前記入口
は液体混合物を供給するためのパイプラインに連
結され、この液体混合物は、一般に乳液および／
または懸濁液であり、前記液体混合物は本装置内
にパイプラインを通して供給される。前記予混合
室はほぼ円筒形状をなしている。ハウジングの中
間部分には混合室が形成され、この混合室は流路
を介して予混合室に連結されるとともにハウジン
グの側壁によつて区画されている。前記混合室は
ステータおよびロータを収納し、このステータお
よびロータは、ロータの回転運動中において、乳
液および／または懸濁液の流れに対して振動抵抗
を与えるようになつている。ステータとして作用
する混合室の下方壁上にはハウジングの長手方向
軸に対して対称に配設された突起が設けられ、こ
の突起は、ハウジングの長手方向軸の半径方向に
配設されるとともに同心周囲に沿つて均一に配設
された歯部材の形を有している。前記ロータはシ
ヤフトに固く固定されたデイスクとして形成さ
れ、このシヤフトはハウジングの長手方向軸と一
直線をなすとともに、ハウジングの上方端壁に付
着された電気モータによつて回転駆動される。前
記予混合室を貫通して伸びるシヤフトの部分には
バケツトが固着され、このバケツトは液体混合物
に捩りを与えながら混合室内に流入させるように
する。混合室の壁上に配設された突起に対向した
デイスクの表面は、ハウジングの長手方向軸に対
して対称な同心円周に沿つて設けられた突起を備
えている。これらの突起の形および一般的な配列
は前記混合室の壁のそれらとほぼ同一であるが、
前記同心円周は混合室の壁上に配設された突起を
区画している同心円周の半径とは異なつた半径を
有している。デイスクの突起および混合室壁の隣
接突起によつて形成される溝表面間と混合室壁の
突起およびデイスクの突起によつて形成される溝
表面間とには、ロータの回転中において、混合室
から開孔を通して出口に液体混合物を通過せしめ
るためのチヤンネルが形成されている。

前記貫通出口開孔はほぼシヤフトを取り囲むよ
うに混合室の下方端壁に配設されている。

混合室を貫通して伸びるシヤフトの部分にはバ
ケツトが設けられ、このバケツトはデイスクの前
方においてシヤフトに固く固定されるとともに混
合室を通過する液体混合物の流れに対して運動を
与えるようになつている。

公知の回転脈動混合装置は混合物の混合可能な
成分に低い分散効率しか与えられないという不利
益を有している。これは前記予混合室がほぼシリ
ンダ形状をなし、このシリンダ形状が通過する混
合物の速度と圧力とを一定にさせるという事実に
もとづく。

発明の要旨 本発明は、多成分の液体混合物の分散を改良す
るような形状を有する予混合室を備えた回転脈動
混合装置を提供することにある。これは本発明の
回転脈動混合装置によつて達成され、本発明の装
置の壁は予混合室を形成し、この予混合室には乳
液および／または懸濁液を入れるための入口が設
けられ、前記壁は流路を介して予混合室に連結さ
れた混合室を形成しており、この混合室は貫通開
孔を備えるとともに、ロータおよびステータを収
納し、このロータおよびステータはロータの回転
運動中において乳液および／または懸濁液の流れ
に対して振動抵抗を与えるようになつており、前
記混合室は拡散体として形成され、この拡散体は
予混合室を前記混合室に連結するための流路の方
に向かつて末広がりになつている。この予混合室
の末広がり形状が液体混合物の流れの速度を急に
減少させるとともに、これに伴なつて、静圧を増
加させ、さらに液体中に溶かされたガスの泡の生
成をより促進させることとなる。液体の流れの速
度および圧力における変化は、どのような液体媒
体においても通常存在するガスの泡の形成によつ
て生じる。端部部分が丸くなつている拡散体の形
をなす予混合室の配列はガスの泡の発生量をかな
り増加せしめるように作用する。

前記液体混合物が回転するデイスク形状のロー
タの突起と混合室上に配設された突起の表面によ
つて形成される溝間と同様に、前記混合室壁の突
起間およびデイスク上に配設された突起の表面に
よつて形成される溝間とを通過するときに液体混
合物の流れは回転デイスクによつて周期的あるい
は間欠的に妨害され、これによつて高周波が生じ
ることとなる。これらの波の作用によつて生じた
泡が末広がりになつた予混合室内において、破断
あるいは破裂するようになる。さもなければ、こ
の効果が微小爆発として特徴づけられることがで
き、これによつて生じたエネルギーが液体混合物
の粒子の良好な分散を容易にする。好ましくは拡
散体の壁は、その端部が丸く形成されている。

本発明による回転脈動混合装置は、装置内を通
過する乳液および／または懸濁液のより十分な分
散効率を有している。

ここに提起された装置は製造が安価であり、製
造床面積もせまくて済み、作用に信頼性があると
ともにその操作が簡単である。

本発明は添付図面に関連したある特定の実施例
に関してより詳細に説明されるであろう。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の回転脈動混合装置の概略縦
断面図である。

発明を実施するための最良の形態 ここで提起された回転脈動混合装置は、一般
に、円筒状のハウジング１を有し、このハウジン
グ１はほぼ垂直方向に伸びる長手方向軸０−０を
有している。ハウジング１の上方部分にはほぼシ
リンダ状をなす、前もつて混合を行なう予混合室
２が設けられ、この予混合室２はハウジング１の
壁によつて形成されている。前記予混合室２は液
体を受け入れるための入口３を有し、前記液体は
乳液および／または懸濁液のようなものである。
前記入口３は、前記予混合室２の側壁の上方部に
配置されている。ハウジング１の中間における壁
によつて混合室４が形成され、この混合室４は前
記予混合室２に流路５を介して接続され、前記流
路５はハウジング１の長手方向軸０−０にほぼ一
致している。前記混合室４は予混合室２と同軸に
配置され、混合室４の長手方向軸は前記ハウジン
グ１の長手方向軸０−０にほぼ一致している。ほ
ぼ円筒形状をなす混合室４にはロータ６およびス
テータ７がそれぞれ収納され、これらロータおよ
びステータによつてロータの回転運動中において
液体あるいは混合物の流れに対して振動抵抗を生
ぜしめるようになつており、前記ロータ６はほぼ
デイスク形状部材からなり、このロータ６は同一
の符号６で示されるとともに、シヤフト８に固定
され、前記混合室４内に収納されている。前記シ
ヤフト８はハウジング１内に長手方向軸０−０と
一致して配置されるとともに前記予混合室２およ
び混合室４のそれぞれを貫通している。回転運動
はハウジング１に固定された電気モータ９によつ
てシヤフト８に与えられる。前記混合室４の下方
壁はステータとして作用するようになつており、
それは同一符号７によつて示されており、その壁
７には台形の歯形をなしている突起１０が設けら
れている。前記突起１０はハウジング１の長手方
向軸０−０に対して対称に配置されるとともに周
囲方向に均一に配置され、半径方向に互いに等間
隔に配置されている。前記デイスク６の上面は平
ら、すなわち、平面であり、その下面は前記混合
室４の壁７上に設けられた突起１０に対向してい
るとともに、その下面には突起１１が設けられて
いる。突起１１は前記突起１０とほぼ同じような
寸法および形状を有するとともに、デイスク６上
に同じように配置され、デイスク６の突起１１を
備えた同心部分の半径は混合室４の壁７の突起が
設けられている同半部分の半径とは異なつてい
る。デイスク６の突起１１は、シヤフト８が回転
しているときに壁７の突起１０に近接して移動す
る。

この動作によつて、乳液および／または懸濁液
の流れに種々の振動抵抗が生じ、その結果流れの
乱れおよび脈動が増加するようになり、乳液およ
び／または懸濁液の分散が容易となる。ハウジン
グ１の長手方向軸０−０にほぼ一致している下方
壁７内には貫通孔１２が形成されている。前記予
混合室２内を伸びるドライブシヤフト８の部分に
はバケツト１３が固く取付けられ、このバケツト
１３はハウジング１の長手方向軸０−０に対して
対称に配設されるとともに、前記シヤフト８の回
転方向とは反対方向に凸状に形成された曲線を備
えて弦状に湾曲している。

バケツト１３の作用は、液体混合物の流れに対
して前記予混合室２を介して入口３から混合室４
へ通過するような運動を与えることである。前記
混合室４内にはバケツト１４が配設されるととも
に、このバケツト１４がシヤフト８に固く固定さ
れ、その目的形状および配列はバケツト１３のそ
れらとほぼ同一である。

本発明の一実施例においては、前記予混合室２
は通路５方向に広がつている拡散体として形成さ
れ、さらに、前記拡散体の壁はその端部において
丸く形成されている。

ハウジング１の下方部分内には後混合室１５が
設けられるとともに、この後混合室１５はハウジ
ング１の壁によつて区画されており、後混合室１
５は前記部屋２および４と同軸に配設され、複数
の弾性ブレード１６および１７が、後混合室１５
を貫通して伸びるシヤフト８に固く固定されてい
る。前記後混合室１５の側壁には弾性ベーン１８
が固定され、このベーン１８は複数のブレード１
６とブレード１７間に配設されている。前記ブレ
ード１６，１７およびベーン１８は混合物に付加
的に捩れを与え、その結果、さらにそれを分散さ
せる。前記後混合室１５の最下端、すなわち、底
部にはレリーフバルブ１９が設けられ、このバル
ブ１９は前記混合物を分散させる際に解放される
ガスによつて生ずる過剰の圧力を吹出させるため
のものである。前記バルブ１９は、公知の適当な
構造を有しており、それは本発明の要旨と関係が
ないので、ここでは述べられてはいない。後混合
室１５の底部には処理された混合物を排出するた
めの開孔２０が設けられている。

本発明の回転脈動装置は次のように作動する。

前記電気モータ９が駆動を開始すると、前記シ
ヤフト８が回転し、これによつて本質的な乳液お
よび／または懸濁液である液体混合物が、前記入
口３を通してその端部が丸くなつている拡散体の
形状を有する予混合室２内に入る。前記予混合室
２の末広がり形状は流れの速度を減少させ、これ
によつて前記液体混合物の静圧が増加することに
なる。その後予混合室２内のバケツト１３および
混合室４内のバケツト１４によつて生ぜしめられ
た圧力ヘツドの作用によつて液体混合物の流れが
流路５を通過するようになり、この通路５内にお
いて、その流れの速度は増加し、その結果急激に
その静圧が降下するとともに、液体混合物内に溶
かされたガスの泡の形成がさらに促進される。ガ
スの泡は波の作用によつて破断あるいは破裂され
るようになる。これに伴なう高周波微小爆発およ
びこれとともに解放されるエネルギーは液体の粒
子を効果的につぶしたり破壊したりするように作
用しこれによつて、液体混合物の粒子の十分な分
散がもたらされる。前記乳液および／または懸濁
液の液体混合物は、その後回転デイスク６の突起
１１と混合室４の壁７の突起１０表面によつて形
成される溝間の空間を通過するようになる。デイ
スク６が回転しているときに液体混合物は回転デ
イスク６の突起１１と混合室４の壁７の突起１０
の側面間の空間を間欠的に通過するかあるいは混
合室４の壁７の突起１０とデイスク６の突起１１
の側面間を通過する。これによつて液体混合物の
流れは周期的に妨害され、このため液体の乱れた
脈動が生じるとともに、その中に波が発生する。
前記液体混合物は混合室４を通過して後混合室１
５内に入り、その中において液体混合物は、さら
に前記ブレード１６および１７の回転による低周
波数振動を受けるとともに回転シヤフト８によつ
て混合物に与えられる高周波数を受ける。かくし
て十分に分散された液体混合物は排出孔２０を通
つてコレクタ（図示なし）に排出される。

本発明による回転脈動装置によれば、内燃機関
に使用される７時間から20時間位の高度の分散率
と安全性を有するガソリン―水あるいはヂーゼル
燃料―水のような混合が困難な成分を有する液体
混合物を得ることができる。

本発明による装置によつて得られた燃料混合物
は、排気ガスの毒性を実質的に減少させるととも
に、エンジンの効率を約10％位改良するとともに
エンジン駆動力を増加せしめる。

工業上の利用性 本発明の回転脈動装置は加熱および駆動装置の
ための液体燃料を高度に分散させるのにもつとも
有利に使用され得る。

本発明は、建設材料の製造のための建築工業お
よび種々の膠および組織含浸材料を得るための化
学工業において使用されてもよい。さらに、本発
明は食料、製薬および装飾コーテイングを得るよ
うな家具工業に適用されてもよい。