KR20110086155A - 액체 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2종류 이상의 액체를 정확한 비율을 갖고 연속적으로 혼합하는 것이 가능한 액체 혼합 장치를 제공하는 것이다.
제1 액체를 공급하는 제1 공급계와, 제2 액체를 공급하는 제2 공급계와, 제1, 제2 공급계로부터 제1, 제2 액체의 공급을 받는 혼합액계를 갖는 액체 혼합 장치에 있어서, 제1 공급계를 제1 유로 단면적의 제1 유량 조정부를 통해 혼합액계에 연락시키고, 제2 공급계를 제2 유로 단면적의 제2 유량 조정부를 통해 혼합액계에 연락시켜, 혼합액계를 음압으로 함으로써, 제1 유로 단면적에 따른 양의 제1 액체와 제2 유로 단면적에 따른 양의 제2 액체가 혼합액계에 유입되도록 구성한다.

Description

액체 혼합 장치 {LIQUID MIXING DEVICE}

본 발명은 2종 또는 2종 이상의 액체를 혼합하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소정의 혼합 비율로 2종 또는 2종 이상의 액체를 혼합하기 위한 장치에 관한 것이다.

화학, 약품, 식품, 반도체 등의 각종 산업 분야에 있어서의 제품, 반제품, 자재, 시료 등의 생산, 처리, 분석 등에 있어서, 2종 또는 2종 이상의 액체를 혼합하는 공정이 행해지는 경우가 있다. 그리고, 그와 같은 혼합 공정에 있어서의 액체의 혼합 비율에 어느 정도 이상의 정확성이 요구되는 경우에는, 계량성이 우수한 배치 방식에 의해 액체의 혼합이 행해지는 경우가 많다.

그러나, 배치 방식에 의한 혼합은 생산 등의 공정의 인라인화를 곤란하게 하는 문제가 있다.

또한, 물-오일계의 에멀전과 같이 혼합하는 액체 상호의 상용성이 낮은 경우나 모재 중의 첨가제와 같이 혼합해야 할 액체 사이의 혼합 비율의 차가 큰 경우 등에는 충분히 균일한 혼합을 얻기까지 장시간을 필요로 하는 문제가 있고, 특히, 처리량의 증대를 위해 1회의 혼합량을 크게 한 경우, 혹은 A액과 B액을 혼합한 후에 C액을 혼합하는 등, 단계적인 혼합이 필요한 경우에는, 혼합을 위해 한층 더 장시간을 필요로 하게 되어, 이것이 생산 등의 시간 단축이나 비용 절감의 장해가 되는 경우도 적지 않다.

이로 인해, 일정 속도로 제1 액체를 유통시키는 제1 라인에 대해, 제2 라인으로부터 펌프나 전자기 밸브를 사용하여 제2 액체를 소정 속도로 합류시키고, 스네이크 펌프나 교반 장치 등을 사용하여 2개의 액체를 혼합하는 방식도 검토되고 있다.

이 방식에서는 배치 방식과 달리 액체 혼합을 연속적으로 행하는 것이 가능하므로, 혼합 공정에 관한 소요 시간을 단축하는 것이 가능하다.

그러나, 이 방식에서는, 각 액체의 공급은 별개의 펌프에 의해 행해지므로, 펌프의 맥동에 의한 혼합 비율의 변동을 발생시키는 문제가 있고, 또한 혼합 비율이 펌프나 전자기 밸브의 동작 정밀도의 영향을 받는 문제가 있다. 또한, 대량의 액체를 혼합하기 위해서는 필연적으로 고속류에 의한 처리가 필요해지므로, 펌프의 맥동이나 계측 제어의 타임 래그는 보다 커지고, 혼합 비율의 정확성이 한층 저하되게 된다.

또한, 단계적인 혼합이 필요한 경우에는, 계측 제어의 타임 래그 등이 적산되므로, 혼합 비율의 정확성을 유지하는 것은 한층 곤란해진다.

일본 특허 출원 공개 평7-047257

본 발명의 목적은 2종류 이상의 액체를 정확한 비율을 갖고 혼합하는 것이 가능한 액체 혼합 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 배치식에 따르지 않고, 2종류 이상의 액체를 정확한 비율을 갖고 연속적으로 혼합하는 것이 가능한 액체 혼합 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 W/O형 에멀전, 특히 W/O형 에멀전 연료의 생성에 적합한 액체 혼합 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결한 것으로, 제1 액체를 공급하는 제1 공급계와, 제2 액체를 공급하는 제2 공급계와,

상기 제1, 제2 공급계로부터 상기 제1, 제2 액체의 공급을 받는 혼합액계를 갖는 액체 혼합 장치이며,

상기 제1 공급계는 제1 유로 단면적의 제1 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고,

상기 제2 공급계는 제2 유로 단면적의 제2 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고,

상기 혼합액계를 음압으로 함으로써, 상기 제1 유로 단면적에 따른 양의 상기 제1 액체와 상기 제2 유로 단면적에 따른 양의 상기 제2 액체가 상기 혼합액계에 유입되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치(청구항 1)이다.

본 발명에서는 혼합액계를 음압으로 함으로써, 제1, 제2 유로 단면적을 갖는 제1, 제2 유량 조정부를 통해, 제1, 제2 액체가 제1, 제2 유로 단면적에 따른 유량을 갖고 혼합액계에 유입되므로, 펌프의 맥동 등의 영향을 받지 않고, 정확한 혼합 비율을 갖고 제1, 제2 액체를 혼합하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서의 「액체」는 액상의 성질을 갖는 물질을 말하고, 고형분을 용해한 용액이나 고형분을 분산시킨 현탁액, 유탁액, 에멀전 등은 본 발명의 「액체」에 포함된다.

본 발명에 있어서의 「유로 단면적」은 유로 내에 있어서의 액체의 유동 방향으로 수직인 평면에서 유로를 절단했을 때의 면적을 말한다.

본 발명에서는 상기 혼합액계의 압력을 음압과 양압 사이에서 주기적으로 반전시키는 압력 조정 수단과, 상기 혼합액계로부터 유입되는 상기 제1 및 제2 액체를 교반하는 제1 교반 수단을 더 갖고, 상기 혼합액계가 양압으로 됨으로써, 상기 혼합액계로부터 소정량의 상기 제1 및 제2 액체가 상기 제1 교반 수단에 유입되는 것(청구항 2)이 바람직하다.

본 발명은 소정의 주기마다 소정량의 제1, 제2 액체가 제1 교반 수단에 유입되어 교반을 받는 구성이다. 따라서, 각 주기마다 제1 교반 수단에 유입되는 제1, 제2 액체량을 어느 정도 작은 용적으로 설정함으로써, 제1 교반 수단에 의한 교반에 의한 혼합의 균일성을 높이는 것이 가능하다.

본 발명에서는 제3, 제4 공급계로부터 유입되는 제3, 제4 액체를 교반하는 제2 교반 수단을 더 구비하고, 상기 제3 공급계는 제3 유로 단면적의 제3 유량 조정부를 통해 상기 제2 교반 수단에 연락하고, 상기 제4 공급계는 제4 유로 단면적의 제4 유량 조정부를 통해 상기 제2 교반 수단에 연락하고, 상기 혼합액계가 음압으로 되었을 때에, 상기 혼합액계의 압력이 상기 제2 교반 수단으로 전달됨으로써, 상기 제3 유로 단면적에 따른 상기 제3 액체와 상기 제4 유로 단면적에 따른 상기 제4 액체가 상기 제2 교반 수단에 유입되고, 상기 제2 교반 수단에 의해 교반된 상기 제3 및 제4 액체의 혼합액이 상기 제1 액체로서 상기 제1 공급계에 공급되는 것(청구항 3)이 바람직하다.

이러한 발명에서는, 2단계의 혼합, 즉 제3 및 제4 액체의 혼합과, 당해 혼합에 의해 얻어지는 혼합액(제1 액체)과 제2 액체의 혼합을 단일의 행정에서 행하는 것이 가능하다.

또한, 제3, 제4 유로 단면적을 갖는 제3, 제4 유량 조정부를 통해, 제3, 제4 액체가 제3, 제4 유로 단면적에 따른 유량을 갖고 제2 교반 수단에 유입되므로, 제2 교반 수단에 있어서 정확한 혼합 비율을 갖고 제3, 제4 액체를 혼합하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 단일의 공정에서 3종류의 액체(제2 내지 제4 액체)를 정확한 혼합 비율을 갖고 연속적으로 혼합하는 것이 가능한 액체 혼합 장치가 실현된다.

본 발명에서는 상기 제1 및/또는 제2 교반 수단이, 유입구와, 상기 유입구로부터의 액체가 분기하여 유입되는 복수의 분기 유로와, 상기 복수의 분기 유로로부터의 액체가 집합하여 유입되는 1 또는 복수의 통합 유로를 갖고, 상기 유입구로부터 유입된 액체가, 상기 분기 유로 및 통합 통로의 통과, 상기 분기 유로로의 분기, 상기 통합 유로로의 집합 및/또는 상기 분기 유로, 통합 유로의 유로벽과의 충돌 시에 교반되는 것(청구항 4)이 바람직하다.

이러한 발명에서는, 액체가 복수의 분기 유로에 분기하여, 복수의 분기 유로의 액체가 통합 유로에 집합하거나, 혹은 분기 유로나 통합 유로의 유로벽에 충돌 등을 할 때에 발생하는 교반 작용에 의해, 응고나 불균일 등이 발생하는 일 없이 높은 균일성을 갖고 액체를 혼합하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 상기 제1 및/또는 제2 교반 수단에 있어서의 액체의 통과 방향이 역전 가능하게 되어 있는 것(청구항 5)이 바람직하다.

이러한 발명에서는 제1 및/또는 제2 교반 수단에 있어서 막힘이 발생한 경우에는, 제1 및/또는 제2 교반 수단에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전함으로써 그 막힘을 해소하는 것이 가능하다.

혹은, 본 발명의 액체 혼합 장치를, 소정 간격마다 또는 부정기 간격으로 제1 및/또는 제2 교반 수단에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전하도록 동작시키는 것도 가능하고, 이 경우에는, 제1 및/또는 제2 교반 수단에 있어서의 막힘의 발생을 방지 또는 억지하는 것이 가능해진다.

또한, 본 명세서는 청구항 5의 관련 발명으로서, 하기 (1), (2)의 발명을 개시한다. (1) 소정의 유로 단면적을 갖는 유로에 소정의 압력 및/또는 유속을 갖고 액체를 통과시킴으로써 상기 액체를 교반하거나, 또는 상기 액체에 분산되는 고형 입자를 미세화하는 장치이며,

상기 유로에 있어서의 상기 액체의 통과 방향을 역전시키는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 교반 장치 또는 미세화 장치.

(2) 제1 통합 유로와, 상기 통합 유로와 연락하는 복수의 분기 유로와, 상기 분기 유로와 연락하는 제2 통합 유로를 갖고,

액체를 상기 제1 통합 유로, 상기 복수의 분기 유로 및 상기 제2 통합 유로를 통과시킴으로써 상기 액체를 교반하거나, 또는 상기 액체에 분산되는 고형 입자를 미세화하는 장치이며,

장치 내에 있어서의 상기 액체의 통과 방향을 역전시키는 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 교반 장치 또는 미세화 장치.

상기 (1) 또는 (2)의 발명에 따르면, 장치(유로) 내에서 막힘이 발생한 경우에 장치 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전함으로써 그 막힘을 해소하는 것이 가능한 교반 장치 또는 미세화 장치가 제공되거나, 혹은 소정 간격마다 또는 부정기 간격으로 장치 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전하도록 동작시킴으로써, 장치 내에서의 막힘의 발생을 방지 또는 억지하는 것이 가능한 교반 장치 또는 미세화 장치가 제공된다.

본 발명에서는, 상기 제1 및/또는 제2 유로 단면적이 조정 가능하게 되어 있는 것(청구항 6)이 바람직하다.

이러한 발명에서는 제1 및/또는 제2 유로 단면적을 조정 가능하게 하였으므로, 제1, 제2 액체의 혼합 비율을 용이하고 또한 임의로 조정하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 상기 제1 공급계는 개폐 조작이 가능한 제1 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있고, 상기 제2 공급계는 개폐 조작이 가능한 제2 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있고, 상기 혼합액계의 압력에 따라서 상기 제1, 제2 개폐 밸브가 동기하여 개폐 동작하는 것(청구항 7)이 바람직하다.

이러한 발명에서는 혼합액계가 제1, 제2 유량 조정부로부터의 제1, 제2 액체의 안정된 유입을 기대할 수 있을 정도의 음압으로 된 점에서 제1, 제2 개폐 밸브를 개방하도록 제어하는 것이 가능하고, 이에 의해 제1, 제2 액체의 혼합 비율의 정확성을 한층 향상시키는 것이 가능하다.

본 발명에서는 상기 제1 공급계가 복수의 경로에 의해 상기 혼합액계에 연락하고 있고, 상기 복수의 경로 중 적어도 하나가 유로 단면적의 조정이 가능한 상기 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고, 상기 복수의 경로의 나머지 경로는 독립적으로 개폐 조작이 가능한 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있는 것(청구항 8)이 바람직하다.

이러한 발명에서는 개폐 밸브가 설치된 경로 중 어느 개폐 밸브를 개방할지에 따라서 혼합액계로의 제1 액체의 대범한 유입량을 설정하고, 유로 단면적의 조정이 가능한 경로에 있어서 유로 단면적의 조정을 행함으로써 그 유입량을 미세 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 액체의 유입량, 또는 제1, 제2 액체의 혼합 비율의 설정의 용이성을 높이는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치의 설명도.
도 9는 본 발명에 사용되는 예시적인 교반 장치의 구성을 도시하는 설명도.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(1)의 구성을 도시하는 설명도이다.

도시한 바와 같이, 액체 혼합 장치(1)는 제1 액체를 저류하는 제1 용기(10), 제2 액체를 저류하는 제2 용기(20), 액송 펌프(50) 및 액송 펌프(50)에 있어서 혼합된 제1, 제2 액체의 혼합액을 저류하기 위한 혼합액 용기(40)로 구성되어 있다.

제1 용기(10)는 배관(11) 및 커플러(12)를 통해 액송 펌프(50)의 제1 유입부(13)에 접속되어 있고, 제2 용기(20)는 배관(21) 및 커플러(22)를 통해 액송 펌프(50)의 제2 유입부(23)에 접속되어 있다.

제1 유입부(13)는 소정의 유로 단면적(S1)을 갖는 유량 조정부(14)와, 역지 밸브(16)가 설치된 제1 유입구(15)를 갖고 있고, 배관(11)으로부터의 제1 액체는, 유량 조정부(14) 및 제1 유입구(15)를 통해 펌프실(51)에 유도된다.

제2 유입부(23)는 소정의 유로 단면적(S2)을 갖는 유량 조정부(24)와, 역지 밸브(26)가 설치된 제2 유입구(25)를 갖고 있고, 제2 용기(20) 중 제2 액체는 유량 조정부(24) 및 제2 유입구(25)를 통해 펌프실(51)에 유도된다.

액송 펌프(50)는 소정의 용량을 갖는 펌프실(51)과, 도시하지 않은 구동원에 의해 펌프실(51) 내를 왕복 구동되는 플런저(또는 피스톤)(52)를 갖고 있고, 펌프실(51)은 상기 제1, 제2 유입부(13, 23)에 추가하여 유출부(43)를 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 「플런저」라는 단어는 펌프실(51) 내에서 왕복 운동함으로써, 펌프실(51) 내의 압력 내지 용적을 반복해서 증대, 감소시키는 기구를 의미한다.

유출부(43)는 역지 밸브(46)가 설치된 유출구(45)와, 배관(41)을 접속하기 위한 커플러(42)를 갖고 있고, 배관(41)의 선단에는 혼합액 용기(40)가 접속되어 있다.

상기 액체 혼합 장치(1)에 있어서, 제1 용기(10), 배관(11) 등은 본 발명의 제1 공급계를 구성하고, 제2 용기(20), 배관(21) 등은 본 발명의 제2 공급계를 구성하고, 펌프실(51) 등은 본 발명의 혼합액계를 구성한다.

그리고, 플런저(52)가 펌프실(51)에 있어서의 우측 단부 위치로부터 좌측 단부 위치를 향해 도 1의 (A) 화살표 방향으로 이동하는 동안(흡입 행정)은, 펌프실(51)은 음압으로 되고, 역지 밸브(46)는 폐쇄되고, 역지 밸브(16 및 26)가 개방된다. 이에 의해, 제1 공급계로부터는 유로 단면적(S1)에 따른 유량의 제1 액체가, 제2 공급계로부터는 유로 단면적(S2)에 따른 유량의 제2 액체가 혼합액계에 유입된다.

한편, 플런저(52)가 펌프실(51)에 있어서의 좌측 단부 위치로부터 우측 단부 위치를 향해 도 1의 (B) 화살표 방향으로 이동하는 동안(배출 행정)은, 펌프실(51)은 양압으로 되고, 역지 밸브(16 및 26)가 폐쇄되고, 역지 밸브(46)가 개방된다. 이에 의해, 펌프실(51) 내에 유입된 제1, 제2 액체의 혼합액은 유출구(45)로부터 커플러(42) 및 배관(41)을 거쳐서 혼합액 용기(40)에 유도된다.

상기 액체 혼합 장치(1)에서는, 펌프실(51)로의 제1, 제2 액체의 유량비는 유량 조정부(14, 24)의 유로 단면적(S1, S2)에 따른 비율로 된다. 이로 인해 펌프의 맥동 등의 영향을 받지 않고, 정확한 혼합 비율을 갖고 제1, 제2 액체를 혼합하는 것이 가능하다.

또한, 펌프실(51)로의 제1, 제2 액체의 유량은 제1, 제2 액체의 성상, 배관(11, 12)의 배관 내 저항이나 압력 등에도 의존하므로, 펌프실(51) 내의 제1, 제2 액체의 혼합 비율은 반드시 유로 단면적(S1, S2)의 비율에 일치하지 않지만, 필요로 하는 혼합 비율을 달성할 수 있는 유로 단면적(S1, S2)을 실험 등에 의해 결정하는 것은 용이하다.

액체 혼합 장치(1)는 제1, 제2 공급계 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 수단[예를 들어, 액면 센서(10a, 20a) 및 보급관(10b, 20b)]을 구비하는 것이 가능하고, 혹은 제1, 제2 액체 및/또는 그 혼합액의 성상(점도 등)의 변화를 방지하기 위해, 제1, 제2 공급계 및/또는 혼합액계의 온도를 일정하게 유지하기 위한 수단(예를 들어, 항온조, 히터, 냉각기 등)을 구비하는 것이 가능하고, 이에 의해 제1, 제2 액체의 혼합 비율의 경시적인 변화를 방지하는 것이 가능하다.

액체 혼합 장치(1)는 액송 펌프(50)의 수평 내기를 행하기 위한 수준기나, 제1, 제2 액체의 유량, 혼합 비율 및/또는 혼합액의 유량을 감시하기 위한 유량계(11a, 21a, 41a) 등을 추가적으로 구비하는 것도 가능하다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(2)의 구성을 도시하는 설명도이다. 또한, 도 2에서는, 용기(10, 20, 40)는 도시를 생략하고 있다.

액체 혼합 장치(2)는 액체 혼합 장치(1)에 있어서의 유량 조정부(14, 24) 대신에, 유로 단면적을 조정 가능한 밸브(14a, 24a)를 갖는 점을 제외하고 액체 혼합 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다.

액체 혼합 장치(2)에서는 액체 혼합 장치(1)와 동일한 효과를 달성할 수 있는 것에 추가하여, 밸브(14a, 24a)의 개방도를 조정함으로써, 혼합액계에 있어서의 제1, 제2 액체의 혼합 비율을 임의로 조정할 수 있는 이점을 갖고 있다.

또한, 밸브(14a, 24a)에는 벨로즈 밸브, 니들 밸브, 다이어프램 밸브 등, 유로 단면적을 변화시킴으로써, 펌프실(51)이 음압으로 되었을 때의 유량을 연속적 또는 단계적으로 조정하는 것이 가능한 임의의 밸브를 사용할 수 있다.

액체 혼합 장치(2)에서는, 제1, 제2 액체의 종류ㆍ온도ㆍ점도, 제1, 제2 공급계 내의 압력 등을 일정하게 하면, 밸브(14a, 24a)의 개방도에 대한 제1, 제2 액체의 혼합 비율 및/또는 생성되는 혼합액의 생성량[배관(41)의 유량]의 관계를 실험에 의해 구하는 것이 가능하다.

따라서, 제어 장치(C1)에 의해 밸브(14a, 24a)의 개방도를 제어 가능하게 구성하는 동시에, 상기에서 구해진 관계를 제어 장치(C1)에 기록해 둠으로써, 제어 장치(C1)에 입력되는 제1, 제2 액체의 혼합 비율 및/또는 생성량에 기초하여, 제어 장치(C1)가 밸브(14a, 24a)의 개방도를 자동적으로 조정하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 밸브(14a, 24a)의 개방도에 대한 제1, 제2 액체의 혼합 비율 및/또는 생성량의 관계를, 다양한 조건(제1, 제2 액체의 종류ㆍ온도ㆍ점도, 제1, 제2 공급계 내의 압력 등)에 대해 미리 구하여 제어 장치(C1)에 기록해 두면, 이들 조건이 변화된 경우라도, 이들 조건 및 생성해야 할 혼합액에 있어서의 제1, 제2 액체의 혼합 비율 및/또는 생성량에 기초하여, 제어 장치(C1)가 밸브(14a, 24a)의 개방도를 자동적으로 조정하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(3)의 구성을 도시하는 설명도이다.

액체 혼합 장치(3)는 도 1의 액체 혼합 장치(1)에 있어서의 유량 조정부(14, 24)와 역지 밸브(16, 26) 사이에 제어 장치(C2)에 의해 개폐 조작되는 전자기 밸브(17, 27)를 추가하여 갖는 점을 제외하고 액체 혼합 장치(1)와 동일한 구성을 갖고 있다.

액체 혼합 장치(3)에서는, 도시하지 않은 센서 등에 의해 펌프실(51) 내의 압력이나 플런저의 변위, 부하 등을 검지하고, 이에 기초하여 제어 장치(C2)가, 펌프실(51) 내의 압력이 일정값 이상으로 되었을 때에 전자기 밸브(17, 27)를 동기하여 폐쇄하고, 펌프실(51) 내의 압력이 일정값 이하로 되었을 때에 전자기 밸브(17, 27)를 동기하여 개방하도록 제어할 수 있다.

따라서, 액체 혼합 장치(3)에서는 펌프실 내로의 제1, 제2 액체의 유입이, 펌프실(51) 내의 음압이 소정 범위인 사이에만 발생하도록 하는 것이 가능하고, 액체 혼합 장치(1)와 동일한 효과에 추가하여, 제1 액체와 제2 액체의 혼합 비율의 보다 정밀한 조정이 가능해진다고 하는 추가적인 효과가 달성된다.

또한, 액체 혼합 장치(3)에서는 유량 조정부(14, 24)를 액체 혼합 장치(2)에 있어서의 밸브(14a, 24a)로 치환하는 것도 가능하고, 혹은 또한, 필요로 하는 혼합액의 혼합 비율 및/또는 생성량 등에 기초하여, 제어 장치(C1)가 당해 밸브(14a, 24a)의 개방도를 자동 조정하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(4)를 도 1 내지 도 3에 있어서의 A-A 단면에서 본 도면을 도시하는 설명도이다.

액체 혼합 장치(4)는 제1 유입구(15a 내지 15d) 및 제2 유입구(25a 내지 25d)를 각각 복수(도시한 예에서는 모두 4개) 구비하는 점에 있어서 액체 혼합 장치(1 내지 3)와 상이하고, 각 제1 유입구(15a 내지 15d)는 액체 혼합 장치(1 내지 3)와 동일한 역지 밸브(16), 커플러(12), 배관(11) 등을 구비하는 배관계를 거쳐서 제1 용기(10)에 접속되어 있고, 각 제2 유입구(25a 내지 25d)는 액체 혼합 장치(1 내지 3)와 동일한 역지 밸브(26), 커플러(22), 배관(21) 등을 구비하는 배관계를 거쳐서 제2 용기(20)에 접속되어 있다. 또한, 도 4에서는 제1 유입구(15a 내지 15d) 및 제2 유입구(25a 내지 25d)에 설치된 역지 밸브(16, 26)는 도시를 생략하고 있다.

액체 혼합 장치(4)에서는, 적어도 하나의 제1 유입구(15a)의 배관계에 유로 단면적을 조정 가능한 밸브(14a)를 설치하는 동시에, 다른 제1 유입구(15b 내지 15d)의 전부 또는 일부의 배관계에는 수동, 전자 제어 등에 의해 독립적으로 개폐 조작이 가능한 전자기 밸브(17)를 설치하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 적어도 하나의 제2 유입구(25a)의 배관계에 유로 단면적을 조정 가능한 밸브(24a)를 설치하는 동시에, 다른 제2 유입구(25b 내지 25d)의 전부 또는 일부의 배관계에는 수동, 전자 제어 등에 의해 독립적으로 개폐 조작이 가능한 전자기 밸브(27)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 제1, 제2 유입구(15b 내지 15d, 25b 내지 25d)의 전자기 밸브(17, 27)의 개방/폐쇄를 조작함으로써, 펌프실(51)로의 제1 액체 및 제2 액체의 유입량을 대략 설정하여, 제1, 제2 유입구(15a, 25a)의 밸브(14a, 24a)에 의해 유입량을 미세 조정할 수 있으므로, 제1 액체 및 제2 액체의 혼합 비율의 설정 작업을 용이화하는 것이 가능하다.

예를 들어, 제1 유입구(15b 내지 15d)의 유량 조정부(14)의 유로 단면적이 모두 S1이고, 제2 유입구(25b 내지 25d)의 유량 조정부(24)의 유로 단면적이 모두 S2라고 하면, 2개의 제1 유입구(15b, 15c) 및 3개의 제2 유입구(15b 내지 15d)의 전자기 밸브(17, 27)를 개방함으로써, 제1, 제2 액체의 혼합 비율을 「2×S1:3×S2」로 설정하는 것이 가능하고, 이 혼합 비율을 필요에 따라서 제1, 제2 유입구(15a, 25a)의 밸브(14a, 24a)에 의해 미세 조정하는 것이 가능하다.

또한, 액체 혼합 장치(4)에서는 제어 장치(C1)가 밸브(14a, 24a)의 개방도를 자동 조정하도록 구성하는 동시에, 각 제1 유입구(15b 내지 15d), 제2 유입구(25b 내지 25d)의 개폐 및 밸브(14a, 24a)의 개방도에 대한 제1, 제2 액체의 혼합 비율 및/또는 생성량의 관계를 각종 조건(제1, 제2 액체의 종류ㆍ온도ㆍ점도, 제1, 제2 공급계 내의 압력 등)에 대해 미리 구해 두면, 각종 조건 및 원하는 혼합 비율 및/또는 생성량에 기초하여, 제어 장치(C1, C2)가 밸브(14a, 24a)의 개방도 및 전자기 밸브(17, 27)의 개폐를 자동적으로 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.

또한, 도 1 내지 도 4에서는, 액체 혼합 장치(1 내지 4)에 2종류의 액체(제1, 제2 액체)를 공급하는 2개의 공급계(제1, 제2 공급계)가 접속되는 경우를 도시하였지만, 또 다른 1 또는 복수 종류의 액체를 혼합액계에 공급하기 위한 1 또는 복수의 추가적인 공급계를 액체 혼합 장치(1 내지 4)에 있어서의 혼합액계에 접속하는 것도 가능하다. 이 경우, 추가적인 공급계는 액체 혼합 장치(1 내지 4)에 대해 설명한 제1, 제2 공급계와 동일한 구성으로 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(5)의 구성을 도시하는 설명도이다.

도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 액체 혼합 장치(5)는 액송 펌프(50)에 제1 액체를 공급하는 제1 공급계가, 제3 액체를 저류하는 제3 용기(70)와, 제4 액체를 저류하는 제4 용기(80)와, 제3, 제4 용기(70, 80)로부터 배관(71, 81)을 통해 공급되는 제3, 제4 액체를 교반하기 위한 교반 장치(60)와, 교반 장치(60)에서의 교반에 의해 균일하게 혼합된 제3, 제4 액체의 혼합액을 제1 액체로서 액송 펌프(50)의 제1 유입부(13)에 유도하는 배관(11)에 의해 구성되어 있는 점을 제외하고, 액체 혼합 장치(1 내지 4)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또한, 도 5에서는 유입부(13) 및 유출부(43)로부터 끝의 부분[배관(21, 41), 제2 용기(20), 혼합액 용기(40) 등]은 도시를 생략하고 있다.

도 5의 (B)에는 상기 교반 장치(60)의 구성을 단면에서 본 도면이 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 배관(71)은 커플러(72)를 통해 소정의 유로 단면적(S3)의 유량 조정부를 갖는 제3 유입부(61)에 접속되고, 배관(81)은 커플러(82)를 통해 소정의 유로 단면적(S4)의 유량 조정부를 갖는 제4 유입부(62)에 접속되어 있다.

제3, 제4 유입부(61, 62)는 공통의 유입구(63)에 접속되어 있고, 이 유입구(63)는 제1 분기 블록(64)에 있어서 복수의 분기 유로로 분리하고, 이들 분기 유로는 제1 통합 블록(65)에 있어서 2개의 통합 유로에 합류하고, 이 2개의 통합 유로는 제2 분기 블록(66)에 있어서 다시 복수의 분기 유로에 분기한다.

이들 분기 유로는 제2 통합 블록(67)에 있어서 단일의 통합 유로에 합류하고, 또한 제3 분기 블록(68)에 있어서 복수의 분기 유로로 분리하고, 마지막으로 제3 통합 블록(69)에 있어서 이들 분기 유로가 단일의 통합 유로에 합류한 후, 커플러(18)에 의해 배관(11)에 접속된다.

상기 액체 혼합 장치(5)에서는 제3 용기(70), 배관(71) 등이 본 발명의 제3 공급계를 구성하고, 제4 용기(80), 배관(81) 등이 본 발명의 제4 공급계를 구성한다.

상기 액체 혼합 장치(5)에서는 플런저(52)가 도 1의 (A)의 화살표 방향으로 이동함으로써 펌프실(51)이 음압으로 되면, 역지 밸브(16)가 개방됨으로써 배관(11)을 통해 교반 장치(60) 내가 음압으로 되고, 이에 의해 제3 공급계로부터는 유로 단면적(S3)에 따른 유량의 제3 액체가, 제4 공급계로부터는 유로 단면적(S4)에 따른 유량의 제3 액체가, 각각 제3, 제4 유입부(61, 62)를 통해 유입구(63)에 유도된다.

그리고, 유입구(63)에 유입된 제3, 제4 액체는 제1 내지 제3 분기 블록(64, 66, 68) 및 제1 내지 제3 통합 블록(65, 67, 69)을 거치는 동안에, 분기 유로 및 통합 통로의 통과, 상기 분기 유로로의 분기, 상기 통합 유로로의 집합, 분기 유로나 통합 유로의 유로벽과의 충돌 등의 시에 교반을 받고, 이에 의해, 제3, 제4 액체는 고도로 균일하게 혼합된 상태로 배관(11)에 유도된다.

배관(11)에 있어서의 제3, 제4 액체의 혼합액은 펌프실(51)의 음압에 흡인되고 제1 유입부(13)를 거쳐서 펌프실(51)에 유입되고, 동일한 흡인에 의해 배관(21) 및 제2 유입부(23)로부터 유입되는 제2 액체와 더욱 혼합되고, 플런저(52)가 도 1의 (B)의 화살표 방향으로 이동할 때에 유출부(43)로부터 제2 내지 제4 혼합액으로 되어 배관(41)에 공급된다.

상기 액체 혼합 장치(5)에서는 2단계의 혼합, 즉 제3 및 제4 액체의 혼합과, 당해 혼합에 의해 얻어지는 혼합액(제1 액체)과 제2 액체의 혼합을 단일의 행정에서 행하는 것이 가능하다.

또한, 유입구가 복수의 분기 유로에 분기하고, 당해 복수의 분기 유로가 1 또는 복수의 통합 유로에 합류하는 구성의 교반 장치(60)에 의해 제3 및 제4 액체의 교반이 행해지므로, 제3, 제4 액체를, 응고나 불균일 등이 발생하지 않고 고도로 균일하게 혼합시키는 것이 가능하다.

그로 인해, 예를 들어, 제3 및 제4 액체의 상용성이 낮은 경우나, 제3 및 제4 액체의 혼합 비율이 크게 상이한[유로 단면적(S3)과 S4가 크게 상이한] 경우라도, 제3 및 제4 액체를 균일하게 혼합한 상태로 혼합액계에 유입시키는 것이 가능해지고, 유출부(43)로부터 공급되는 제2 내지 제4 액체의 혼합액의 혼합 상태를 보다 양호한 것으로 하는 것이 가능하다.

교반 장치(60)의 전체 또는 적어도 유로벽 표면은 제3, 제4 액체의 유통 저항에 의한 마모 등을 경감시키기 위해, 초강합금 등의 고경도의 금속, 세라믹스 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 예에서는 교반 장치(60)가 액체 혼합 장치(1)에 있어서의 제1, 제2 유입부(13, 23)와 동일한 구성의 제3, 제4 유입부(61, 62)를 갖는 경우를 설명하였지만, 교반 장치(60)의 제3, 제4 유입부(61, 62)는 액체 혼합 장치(2 내지 4)에 있어서의 제1, 제2 유입부(13, 23)와 동일한 구성으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 예에서는 교반 장치(60)에 있어서 2종류의 액체(제3, 제4 액체)의 혼합이 행해지는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 교반 장치(60)에 제3, 제4 유입부(61, 62)와 동일한 유입부를 추가적으로 설치하고, 추가적인 공급계로부터 다른 종류의 액체를 공급함으로써, 교반 장치(60)에 있어서 3종류 이상의 액체의 혼합을 행하는 것도 가능하다.

또한, 상기 예에서는 제1 공급계에만 교반 장치(60)를 사용하여 2종류의 액체(제3, 제4 액체)의 혼합을 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 제2 공급계, 혹은 도 1 내지 도 4에 대해 상기한 혼합액계에 접속되는 추가적인 공급계에 있어서도 교반 장치(60)를 사용하여, 이들 공급계에 있어서도 2종류 이상의 액체의 혼합을 행하도록 구성하는 것도 가능하다.

액체 혼합 장치(5)는 제3, 제4 공급계 내의 압력을 일정하게 유지하기 위한 수단(예를 들어, 액면 센서나 보급관)을 구비하는 것이 가능하거나, 혹은 제3, 제4 액체 및/또는 그 혼합액의 성상(점도 등)의 변화를 방지하기 위해, 제3, 제4 공급계의 온도를 일정하게 유지하기 위한 수단(예를 들어, 항온조, 히터, 냉각기 등)을 구비하는 것이 가능하고, 이에 의해 제3, 제4 액체의 혼합 비율의 경시적인 변화를 방지하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(6)의 구성을 도시하는 설명도이다.

도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 액체 혼합 장치(6)는 유출부(43)와 혼합액 용기(40) 사이에 펌프실(51)로부터 공급되는 제1, 제2 액체를 교반하기 위한 교반 장치(90)를 갖는 점을 제외하고, 액체 혼합 장치(1 내지 5)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또한, 도 6에서는 유입부(13, 23)보다도 끝의 부분[배관(11, 21), 제2 용기(20), 혼합액 용기(40), 교반 장치(60) 등]은 도시를 생략하고 있다.

도 6의 (B)에는 상기 교반 장치(90)의 구성을 단면에서 본 도면이 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 배관(41)은 커플러(47)를 통해 교반 장치(90)의 유입구(91)에 접속되어 있고, 당해 유입구(91)는 제1 분기 블록(92)에 있어서 복수의 분기 유로로 분리하고, 이들 분기 유로는 제1 통합 블록(93)에 있어서 2개의 통합 유로에 합류하고, 이 2개의 통합 유로는 제2 분기 블록(94)에 있어서 다시 복수의 분기 유로로 분리한다.

이들 분기 유로는 제2 통합 블록(95)에 있어서 단일의 통합 유로에 합류하고, 또한 제3 분기 블록(96)에 있어서 복수의 분기 유로로 분리하고, 마지막으로 제3 통합 블록(97)에 있어서 이들 분기 유로가 단일의 통합 유로에 합류한 후, 커플러(48)에 의해 배관(41)에 접속된다.

상기 액체 혼합 장치(6)에서는 플런저(52)가 도 1의 (B)의 화살표 방향으로 이동함으로써 펌프실(51)이 양압으로 되면, 역지 밸브(46)가 개방되어, 펌프실(51) 내의 제1, 제2 액체의 혼합액은 유출부(43), 배관(41) 및 커플러(47)를 거쳐서 교반 장치(90)의 유입구(91)에 유입된다.

그리고, 유입구(91)에 유입된 상기 혼합액은 제1 내지 제3 분기 블록(92, 94, 96) 및 제1 내지 제3 통합 블록(93, 95, 97)을 거치는 동안에, 분기 유로 및 통합 통로의 통과, 상기 분기 유로로의 분기, 상기 통합 유로로의 집합, 분기 유로나 통합 유로의 유로벽과의 충돌 시 등에 교반을 받고, 이에 의해, 제1, 제2 액체는 고도로 균일하게 혼합된 상태로 커플러(48)로부터 배관(41)으로 유도된다.

상기 액체 혼합 장치(6)에서는 유입구가 복수의 분기 유로에 분기하고, 당해 복수의 분기 유로가 1 또는 복수의 통합 유로에 합류하는 구성의 교반 장치(90)에 의해 제1, 제2 액체의 교반이 행해지므로, 제1, 제2 액체를, 응고나 불균일 등을 발생하는 일 없이 고도로 균일하게 혼합시키는 것이 가능하다.

또한, 액체 혼합 장치(6)에서는 액송 펌프(50)의 용량[플런저(52)의 스트로크와 펌프실(51)의 단면적의 곱]마다 제1, 제2 액체가 교반 장치(90)에 의해 교반되므로, 액송 펌프(50)의 용량을 적절한 비교적 작은 용량으로 설정함으로써, 제1, 제2 액체의 혼합의 완전성을 한층 높이는 것이 가능하다.

그로 인해, 예를 들어 제1 및 제2 액체의 상용성이 낮은 경우나, 제1 및 제2 액체의 혼합 비율이 크게 상이한[유로 단면적(S1)과 S2가 크게 상이한] 경우라도, 제1 및 제2 액체를 고도로 균일하게 혼합하는 것이 가능하다.

교반 장치(90)의 전체 또는 적어도 유로벽 표면은 제1, 제2 액체의 유통 저항에 의한 마모 등을 경감시키기 위해, 초강합금 등의 고경도의 금속, 세라믹스 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 7은 에멀전 연료 등의 생성 등에 적절하게 사용할 수 있는 본 발명의 특히 바람직한 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(7)의 구성을 도시하는 설명도이다.

도시되는 액체 혼합 장치(7)에 있어서, 제3, 제4 용기(70, 80), 배관(71, 81, 11) 및 교반 장치(60)는 액체 혼합 장치(5)의 대응 부분과 동일한 구성이고, 혼합액 용기(40), 배관(41) 및 교반 장치(90)는 액체 혼합 장치(6)의 대응 부분과 동일한 구성이다.

상기 액체 혼합 장치(7)에서는 교반 장치(60)에 있어서 제3, 제4 액체를 정확한 혼합 비율로 응고나 불균일 등이 발생하는 일 없이 고도로 균일하게 혼합하는 것이 가능하고, 또한 교반 장치(90)에 있어서 제3, 제4 혼합액과 제2 액체를 정확한 혼합 비율로 응고나 불균일 등이 발생하는 일 없이 고도로 균일하게 혼합하는 것이 가능하다.

따라서, 제1 용기(70)에 연료(경유 등), 제4 용기(80)에 첨가제(유화제 등)를 저류하고, 이것을 교반 장치(60)에 있어서 크게 다른 혼합 비율[예를 들어, 중량비로 연료(70)에 대해 첨가제 1]로 혼합하는 동시에, 제2 용기(20)에 물을 저류하고, 교반 장치(90)에 있어서 연료와 첨가제의 혼합액과 물을[예를 들어, 중량비로 연료-첨가제 혼합액(71)에 대해 물(29)의 혼합 비율로] 혼합함으로써, 에멀전 연료 등을 단일 공정에서 효율적으로, 또한 연속적으로 생성하는 것이 가능하다.

이 경우, 교반 장치(60)가 상기 구성을 가지므로, 혼합 비율이 크게 다른 연료와 첨가제를 응고 등이 발생하는 일 없이 고도로 균일하게 혼합(유화)하는 것이 가능하고, 교반 장치(90)가 상기 구성을 가지므로, 상용성이 낮은 연료와 물을 혼합(유화)하여, 미세한 물 입자가 연료상 중에 균일하게 분산된 양호한 에멀전 연료 등을 생성하는 것이 가능하다.

또한, 연료, 첨가제 및 물의 각 성분의 혼합 비율은 펌프실(51)을 음압으로 했을 때의 흡인에 의해, 소정의 유로 단면적(S3, S4, S2)의 유입부(61, 62, 23)로부터 교반 장치(60) 또는 펌프실(51)에 유입되는 각 성분의 양에 의해 정해지므로, 각 성분의 혼합 비율의 정확성이 향상되어, 생성되는 에멀전 연료의 품질 안정성을 높이는 것이 가능하다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 액체 혼합 장치(8)의 구성을 도시하는 설명도이다. 또한, 도 8에서는 유입부(13, 23)로부터 끝의 부분은 도시를 생략하고 있다.

도시한 바와 같이, 액체 혼합 장치(8)에서는 교반 장치(90)가 제어 장치(C3)에 의해 제어되는 3방향 밸브(98 내지 100) 및 배관(41a 내지 41e)을 통해 유출부(43)에 접속되고, 또한 3방향 밸브(99, 100) 및 배관(41f, 41g)을 통해 혼합액 용기(40)에 접속되는 점을 제외하고 액체 혼합 장치(6, 7)와 동일한 구성을 갖고 있다.

그리고, 제어 장치(C3)는 3방향 밸브(98, 99)가 배관(41a)으로부터의 액체를 순차적으로 배관(41b, 41c)으로 유통시키는 동시에, 3방향 밸브(100)가 배관(41d)으로부터의 액체를 배관(41f)으로 유통시키는 제1 상태와, 3방향 밸브(98, 100)가 배관(41a)으로부터의 액체를 순차적으로, 배관(41e, 41d)으로 유통시키는 동시에, 3방향 밸브(99)가 배관(41c)으로부터의 액체를 배관(41g)으로 유통시키는 제2 상태의 전환 제어를 행하는 것으로 되어 있다.

액체 혼합 장치(8)에서는, 예를 들어 제1 상태에서의 운전 중에 이물질의 혼입, 그 밖의 이유에 의해 교반 장치(90) 내에서 막힘이 발생한 경우에는, 제어 장치(C3)가 3방향 밸브(98 내지 100)를 제2 상태로 전환함으로써, 교반 장치(90) 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전시켜 막힘을 해소시키는 것이 가능하다.

혹은, 제어 장치(C3)가 3방향 밸브(98 내지 100)를 제1 상태와 제2 상태 사이에서 일정 또는 부정 시간 간격마다 전환함으로써, 교반 장치(90)의 막힘의 발생을 방지 또는 억지하거나, 또는 교반 장치(90)의 유로벽 등이 불균등하게 마모되는 등의 편감소를 방지하는 것이 가능해진다.

따라서, 액체 혼합 장치(8)에서는, 보다 미세한 유로 단면적의 분기 유로나 통합 유로를 갖는 교반 장치(90)를 사용하는 것이 가능해지고, 제1, 제2 액체의 혼합의 균일 정도를 한층 높이는 것이 가능하거나, 혹은 제1, 제2 액체가 어느 정도의 사이즈의 고형 입자를 포함하는 경우나 이물질 등의 혼입의 가능성이 있는 경우라도 운전이 가능해지는 등, 액체 혼합 장치(8)의 적용 범위를 확대시키는 것이 가능해진다.

또한, 도 5, 도 7에 도시한 액체 혼합 장치(5, 7)에 있어서도, 액체 혼합 장치(8)와 동일한 구성을 채용함으로써, 교반 장치(60) 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전할 수 있도록 구성하는 것이 가능하고, 이 경우에는 교반 장치(60)에 있어서의 막힘을 해소, 방지 등을 하는 것이 가능해진다.

도 9는 액체 혼합 장치(5 내지 8)에 있어서의 교반 장치(60, 90)의 변형 형태에 관한 교반 장치(110)를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

도시한 바와 같이, 교반 장치(110)는 유입구(111) 및 유출구(112)를 갖고, 유입구(111)와 유출구(112)는 소정의 유로 단면적(S) 및 유로 길이(L)를 갖는 유로(113)에 의해 접속되어 있고, 유입구(111)의 액체를 양압(＋P)으로 함으로써, 또는 유출구(112)의 액체를 음압(－P)으로 함으로써, 유입구(111)측의 액체가 유로(113)를 통과하여 유출구(112)측으로 이동한다.

교반 장치(110)에서는 유입구(111) 또는 유출구(112)에 인가하는 압력(＋P 또는 －P)의 크기, 유로(113)를 통과하는 액체의 유속, 유로(113)의 유로 단면적(S), 유로 길이(L) 등을 적절하게 설정함으로써, 액체가 유로(113)를 통과할 때에 발생하는 캐비테이션이나 전단력 등의 작용을 갖고 액체를 효과적으로 교반ㆍ혼합하는 것이 가능하고, 액체 혼합 장치(5 내지 8)에 있어서의 교반 장치(60, 90)와 동일한 효과를 달성할 수 있다.

또한, 도면에서는, 유로(113)가 직선 형상인 경우가 도시되어 있지만, 유로(113)를 만곡시키거나, 혹은 굴곡시키는 것도 가능하고, 그 경우에는, 액체의 진행 방향의 변화나 유로 내벽으로의 충돌 등을 발생함으로써, 직선 형상의 경우와 동등하거나 또는 그 이상의 교반ㆍ혼합 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 유로 단면적(S)이나 단면 형상은 반드시 유로(113)의 전체 길이에 걸쳐서 똑같을 필요는 없고, 유로(113)의 단면 형상은 원형, 타원, 직사각형 등의 임의의 형상으로 하는 것이 가능하다. 또한, 유입구(111)와 유출구(112)를 복수개의 유로(113)에 의해 연통시키는 것도 가능하다.

상기 교반 장치(60, 90, 110)는,

(1) 그 전체 또는 적어도 유로벽 표면을 초강합금 등의 고경도의 금속, 세라믹스 등으로 형성함으로써 및/또는,

(2) 교반 장치(60, 90)에 있어서의 분기 유로, 통합 유로 등의 유로 단면적, 유로 길이, 분기 유로/통합 유로의 개수, 분기 또는 집합 부분 등에 있어서의 유로의 곡률, 교반 장치(60, 90)를 통과시키기 위해 액체에 인가하는 압력 등을 미세화해야 하는 입자의 사이즈, 성상 등에 따라서 적합하게 함으로써, 또는,

(3) 교반 장치(110)에 있어서의 유로(113)의 유로 단면적(S), 유로 길이(L), 유로(113)의 개수, 유로(113)의 단면 형상, 유로(113)를 통과시키기 위해 액체에 인가하는 압력(＋P 또는 －P) 등을 미세화해야 할 입자의 사이즈, 성상 등에 따라서 적합하게 함으로써,

물 등의 액체에 분산되는 고형 입자를 미세화(분쇄)하기 위한 장치로서도 사용 가능하다.

또한, 상기 장치(60, 90, 110)는 장치(60, 90, 110) 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전시킨 경우에도, 액체의 교반 또는 액체에 분산되는 고형 입자의 미세화의 효과를 달성하는 것이 가능하다.

그리고, 그와 같은 액체의 교반을 위한 장치 또는 고형 입자를 미세화하기 위한 장치(60, 90, 110)에서는, 도 8에 대해 상기한 방법ㆍ구성, 또는 이것과 동등한 방법ㆍ구성에 의해, 장치 내에 있어서의 액체의 통과 방향을 역전시킬 수 있도록 하는 것이 가능하고, 이에 의해 장치(60, 90, 110) 내에 있어서의 막힘을 해소 또는 방지하여, 편감소를 방지하는 등의 효과를 달성하는 것이 가능하다.

이상, 예시적인 실시 형태에 기초하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 의해 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 기재 내에 있어서 다양한 변경, 개변을 행하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상기한 실시 형태에서는 혼합액계를 감압으로 하기 위한 수단으로서 액송 펌프를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 혼합액계는 다른 임의의 방법, 수단에 의해 감압으로 하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 제1 내지 제4 공급계가 제1 내지 제4 액체를 공급하는 용기(10, 20, 70, 80)에 접속되어, 혼합액계가 혼합액을 저류하는 용기(40)에 접속되는 경우를 나타냈지만, 제1 내지 제4 공급계에는 전체 공정의 라인으로부터 직접 제1 내지 제4 액체가 공급되는 것으로 해도 좋고, 혼합액계로부터의 혼합액은 후공정의 라인에 직접 공급되는 것으로 해도 좋다.

그 밖에, 상기한 실시 형태에 있어서의 장치 구성이나 각 부재의 재료, 형상, 사이즈 등은 단순한 예로서 기재한 것으로, 본 발명은 이들에 의해 한정되지 않는다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 액체 혼합 장치는 연료, 첨가제 및 물을 혼합함으로써 에멀전 연료의 생성, 그 밖의 각종 산업 분야에 있어서 필요로 하는 2종 이상의 액체의 혼합에 널리 적용할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서 도시한 장치(60, 90, 110)는 액체 혼합 장치에 있어서 2종 이상의 액체를 혼합(유화)하기 위한 장치로서 사용할 수 있는 것 외에, 액체 중에 분산되는 고형 입자를 미세화하기 위한 미세화 장치, 분쇄 장치로서 사용하는 것도 가능하다.

Claims (10)

1. 제1 액체를 공급하는 제1 공급계와,
   제2 액체를 공급하는 제2 공급계와,
   상기 제1, 제2 공급계로부터 상기 제1, 제2 액체의 공급을 받는 혼합액계를 갖는 액체 혼합 장치이며,
   상기 제1 공급계는 제1 유로 단면적의 제1 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고,
   상기 제2 공급계는 제2 유로 단면적의 제2 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고,
   상기 혼합액계를 음압으로 함으로써, 상기 혼합액계로부터의 흡인에 의해, 상기 제1 유로 단면적에 따른 양의 상기 제1 액체와 상기 제2 유로 단면적에 따른 양의 상기 제2 액체가 상기 혼합액계에 유입되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 혼합액계의 압력을 음압과 양압 사이에서 주기적으로 반전시키는 압력 조정 수단과,
   상기 혼합액계로부터 유입되는 상기 제1 및 제2 액체를 교반하는 제1 교반 수단을 더 갖고,
   상기 혼합액계가 양압으로 되는 것에 의해, 상기 혼합액계로부터 소정량의 상기 제1 및 제2 액체가 상기 제1 교반 수단에 유입되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 교반 수단이,
   유입구와, 상기 유입구로부터의 액체가 분기하여 유입되는 복수의 분기 유로와,
   상기 복수의 분기 유로로부터의 액체가 집합하여 유입되는 1 또는 복수의 통합 유로를 갖고,
   상기 유입구로부터 유입된 액체가, 상기 분기 유로 및 통합 통로의 통과, 상기 분기 유로로의 분기, 상기 통합 유로로의 집합 및/또는 상기 분기 유로, 통합 유로의 유로벽과의 충돌 시에 교반되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 교반 수단에 있어서의 액체의 통과 방향이 역전 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제3, 제4 공급계로부터 유입되는 제3, 제4 액체를 교반하는 제2 교반 수단을 더 구비하고,
   상기 제3 공급계는 제3 유로 단면적의 제3 유량 조정부를 통해 상기 제2 교반 수단에 연락하고,
   상기 제4 공급계는 제4 유로 단면적의 제4 유량 조정부를 통해 상기 제2 교반 수단에 연락하고,
   상기 혼합액계가 음압으로 되었을 때에, 상기 혼합액계의 압력이 상기 제2 교반 수단으로 전달됨으로써, 상기 제3 유로 단면적에 따른 상기 제3 액체와 상기 제4 유로 단면적에 따른 상기 제4 액체가 상기 제2 교반 수단에 유입되고,
   상기 제2 교반 수단에 의해 교반된 상기 제3 및 제4 액체의 혼합액이 상기 제1 액체로서 상기 제1 공급계에 공급되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 교반 수단이,
   유입구와, 상기 유입구로부터의 액체가 분기하여 유입되는 복수의 분기 유로와,
   상기 복수의 분기 유로로부터의 액체가 집합하여 유입되는 1 또는 복수의 통합 유로를 갖고,
   상기 유입구로부터 유입된 액체가, 상기 분기 유로 및 통합 통로의 통과, 상기 분기 유로로의 분기, 상기 통합 유로로의 집합 및/또는 상기 분기 유로, 통합 유로의 유로벽과의 충돌 시에 교반되는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제2 교반 수단에 있어서의 액체의 통과 방향이 역전 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및/또는 제2 유로 단면적이 조정 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공급계는 개폐 조작이 가능한 제1 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있고,
   상기 제2 공급계는 개폐 조작이 가능한 제2 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있고,
   상기 혼합액계의 압력에 따라서 상기 제1, 제2 개폐 밸브가 동기하여 개폐 동작하는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 공급계가 복수의 경로에 의해 상기 혼합액계에 연락하고 있고,
    상기 복수의 경로 중 적어도 1개가 유로 단면적의 조정이 가능한 유량 조정부를 통해 상기 혼합액계에 연락하고,
    상기 복수의 경로의 나머지 경로는 독립적으로 개폐 조작이 가능한 개폐 밸브를 통해 상기 혼합액계에 연락하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 혼합 장치.

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