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315314 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (1 ) 少 包含 本發明 論及一 配置於管 道中之混合 器 9 其 至 * 個混 合元素 或混合 體。本發 明亦提到此 混 合 器 的 使 用法 0 已知的 U S - P S 3 0 5 1 4 5 3 混 合 器是 由 -組 線性排 列的混 合元素所 組成，其又 可 稱 爲 多 通流 的 混合 體’。 此多通 流的混合 體的橫截面 是 正 方 形 9 其有 兩 個通 道能使 往上流 的方向逐 漸縮小直到 混 合 體 的 中 間部 份 :而 當到達 最窄部 位時便旋 轉9 0度並 逐 漸 地 擴 大 〇流 經 混合 體的介 質也經 歷一次重 整，其偏層 數 巨 因 此 加 倍。 從幾何 角度來 看，多通 流的混合體 可 由 四 個 楔 形的 偏 體與 兩個三 角板所 組成。在 特例中，此 楔 形 體 可 以 是一 個 從對 角線切 半的立 方體。而 任兩楔形體 將 互 相 垂 直 而形 成 -組 合的偏 體。該 兩三角板 也形成混合 體 中 兩 通 道 的分 隔 牆。 此偏體 佔了混 合體中2 5 % 至 3 0 % 的 體 積 0 另有一 相似的 四通道混 合體一也就 是 所 謂 的 I S G 混 合體 (IS G是界 面產生器 的縮寫）一 如 文 獻 ( Η . B rlin- eman n , G . J 〇 h η 所 著之”Mischglite und D r υ c k v e r 1 u s t s - t a t i s c h e r M i s c h e r m i t v e rschiedene η Ba uf or me η 見 於Ch e m i e * I ng . - T e c h n . 4_3 (1971) p. 3 4 8 ) 0 此I S G 的混 合體有 圓形的 橫截面。 在此類型混 合 器 中 > 兩 成份 混 合器 的介質 將會產 生8個偏 層0 不論是 多通流 抑或是I S G混合體 皆 需 要 相 當 大量 的 內部 建材， 其約佔 管道體積 的2 5 %至 3 0 % 0 而 混合 體 的徑 向長度 也相當 地大，約 和管道的直 徑 相 當 0 本發明 的目的 即是在開 發一多通流 或 I S G 的 混合 器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X 297公釐）-4 - 3-5314 A7 ____B7__ 五、發明説明（2 )_ ，但混合體或其元素所需材料較少。此目標滿足申請專利 範圍第1項之特徵。其所剩空間將達8 0%至9 0%，因 此所需材料便顯著地減少。由於混合元素的特殊型式使得 其長度可顯著地縮短，至少可縮短一半長度。該元素所組 成之混合器定義於申請專利範圍第2項中。 本發明的其他有利形式列於申請專利範圍第3至1 8 項中。申請專利範圍第1 9與2 0項則是此混合器的實際 應用。 本發明的混合器有著非常簡單的混合元素。由於此種 優點使得包含這些元素的混合體得以輕易地由塑膠的射出 成型或鋼鐵的精密鑲造而製成，而兩件式的工具也可以最 簡單的形式存在（兩孔式）。上述混合體也可使用鐵件以 相同方法製得。 此混合器特別適用於如塑膠，樹脂或膠等黏性流質（ 其雷諾數Re = v ·ϋ·ρ/τ7皆小於1 ; v是流質的速 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 H- - ....... I In —i —I— I 1- ml 士良 «is - m. Ha----- Τ» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 度，D是管徑，/3是密度，而7/是黏滯係數）。就混合品 質與壓力損失（等於NeReD，Ne是牛頓數）而言， 本發明的混合器較現有的靜態混合器來得優越：二個黏度 相近的流質可在一小於管徑（D)10倍的距離（L)內 均句地混合。 相較於已知的多通流或I S G混合體，本發明的混合 器並無類似集縮與擴散孔徑的通道。實驗証明，使用簡單 有孔的板子和板子的分隔凸緣即可產生極佳的混合品質。 所以就混合品質而言，即使沒有類似集縮與擴散的截面也 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐> -5 - 附件㈣第 85105453號專利申請案中文説明嘗修正頁 民國86年1月修正 五、發明説明（3 ) 不會有不利的影響。 此混合器可使用任意截面形狀的管道，然而以正方形 或圓形截面較適當。 本混合器已經實驗驗証，其混合元素有2，3及4孔 數種。該元素的長度皆爲管徑的一半。該實驗均產生匀和 的效果（在7和8倍管徑的長度內，代表對混合效果的品 質的度量的變異係數s/x-皆小於0 . 0 1) ·而其壓 力損失也比多通流或I s G混合器來得低。 實驗結果皆列於下列表中，而W ，W ^1/3及 等式的定義可在下述文件中覓得：’Mischen V-on Kunststoffund Kautschukprodukten，在 ' Kunsts-tofftechnik’ 系列，VDI-Verlag， DUsseldorf ， 1 9 9 1 (而上述變異係數s/x-的定義亦可在該文件 中找到）。這些數值是根據混合器的體積，管徑及混合器 長度而得之相對資料：他們是現有SMX的混合器，也是 DE — PS 28 08 854 中之範例。s/x- 等於0 . 0 1時的（L/D)稱爲勻和長度（L/D) h 。（如圖9 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------批衣------t-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 6 一 第85105453 號專利电 案中文說明書修正頁 民國86年5月修正 五、發明説明（4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 WLV=PV.(V"N77)_ 一 p=iini>遂 wsila-W LD H a p D Μ 4 v、：)丄 ν =雜廣銪Φ骓3銪卟菡«3躪¾ WLLHTTPLM 私 V、：)丨P <、=破姻砗4|殛敦菡 slia'N 銪Π1>豸¾S 群¾¾燁 D Π鏑0>骓3科商 L=錡卟骓啓淛砘 〇1 办 CO tsD t~~* • 蜃 蜃隹 1 SMX 雙孔 三孔 四孔 多適量 混合器型式 i_ 1200 500 ! 1000 207 0 920 N e R e D ♦—· on OO M 〇〇 〇 (L/D)h 1~~' 1~~* CZ> Ο 1—* κ-* CO CO Ο r c Η-J ◦ κ-1 Ο t» 〇〇 CJ1 *—* 4^ 考 r a w \ CO ι» 〇 〇 〇 t~1 CJi CO ζ-Π cn -Ο ΟΟ cn 安 r r M \ ω 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐_) 7 . 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 由上表可知，多通流的混合器較其他的混合器來得優 越。 由下列圖示可詳盡地解釋本發明的裝置。包含有： 圖1 ，是本發明之靜態混合器的剖視圇，其中有兩個 混合元素（兩孔式）° 圖2 — 4 ，是圖1中混合元素的變化型式。 圖5 a，b，每區間各有兩片分隔凸緣的混合元素（ 三孔式）。 圖6 ，是根據圖5而得之混合器的縱視圇。 圖7 a，b是混合元素的偏向板，其有三片分隔凸緣 (四孔式）。 圖8 ，是正方形管道中的混合元素，和 圖9是以變異係數s/x_爲座標的數據圖（χ_ = 0.5)° 圖1的管道中（10)有混合元素（1)及（1<) ，其各包含有兩個分隔凸緣（2)及（2/)和兩片轉向 板（3 )及（3 β )，該板分別平置於由虛線所示之平面 (3a)及（3a /)上。該平面（3a)與管道的中心 軸（5 )垂直而和分隔凸緣（2 )的上緣（2 0 )和下緣 (2 1)所延伸的平面互相平行。三個平面（2 a)，( 3 a )及（2 b )將混合元素（1 )劃分成兩個區間（ la)及（lb)。每區間各有一分隔凸緣（2)用以再 劃分該面間。兩個區間（1 a )及（1 b )的分隔凸緣（ 2)互相垂直交叉。該管道的截面被分隔凸緣（2)劃分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐）_ I. ! I - !1 I----- —II - - - --- —I - —I — In I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) S15314 A7 _B7___ 五、發明説明（6 ) _ 成四個子區間，而其中兩個子面間內置有轉向板（3 ) ° 另外的開放子區間將作爲流質壓縮及混合的通道（4 ) ° 接連兩個混合元素（1 )和（1 >)都是以相同方法 製得。然而混合元素（1 )可說是混合元素（1 >)中的 鏡中影像。其中相鄰的分隔凸緣（2 )和（2 β )將相互 交錯，而開放子區間（4 )及（4 /)也須移位放置。 轉向板（3 )可與横截面（3 a )成一 α角度一如圖 2。此α角最好能小於3 0度。圖3與圖4則是不同傾斜 面的實例。若中心軸（5 )代表鉛垂方向的話，則圖2至 4中之箭頭代表著偏向板（3 )的傾斜方向。如圖2 ，此 箭頭（6)與上區隔凸緣（2)平行。而在圖3的典型實 例中，箭頭（6 )將與同心於軸（5 )的圓柱相切。又如 圖4的典型實例，其箭頭（6)則是徑向地向外發散。 圖5a與5b中，混合元素（1)與（1#)在區間 (1 a )與（1 b )裏（圖中未示出）各有兩個分隔凸緣 (2)。每個凸綠兩側僅有一處開放子區間（4)。混合 元素1 >將與混合元素1緊密相鄰。而開放子區間（4 ) 經濟部中央樣準局負工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與（4 β )須偏位放置。在此三孔式（圖5 )混合器中， 兩混合元素1與1>是完全相同而不是像兩孔式的互爲鏡 像（圖1 ) ° 此三孔式元素的射出成型過程而言，該混合元素可被 分成兩半處理。此兩半的分界可由圖5 a和5 b中的虛線 7與7 >表示。此類的半元素可利用二件式工具輕易地製 得，而將兩個半元素接合便得一混合體。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）-9 _ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 j%:/ J_B7_ 五、發明説明（7 ) 圖6的縱斷面圖顯示出混合元素1與1/毗鄰地接續 。鄰近元素或所有元素間皆有足夠空間，以利用接連套件 將混合元素組合成一混合器。如圖6所示，流質的行經路 徑可由箭頭8，8 >和8'表示。箭頭8 >朝著圖面垂直 射出；而箭頭8'則是垂直地射入圖面。圖示9的參考點 指出在該點形成兩股支流。 同組的轉向板（3)最好能在同一平面。如圖5 a ， 5 b與7 a，7 b分別代表三孔式及四孔式混合元素中， 其數個轉向板（3)皆能組成一平板或一單板（30)( 四孔式）。 在圖7 a與7 b中，只顯示出此單板（3 0 ).或（ 30 >)而已。虛線23表示上分隔凸緣的底端位置。此 四式元素也如同兩孔式元素一樣，相鄰兩元素互爲鏡射。 就本發明的混合器而言，其橫截面除了圓形外，也可 以是其他型式，比如方形。其兩分隔凸緣2與2 /的交角 可以不是9 0度，而其區間1 a與1 b也可以是不同長度 。但區間1 a與1 b的長度最好能在D/8至D的範圍內 ，等於D /4更好。 圖8是上述可能型式之一：在混合元素1與1 /間放 置一接合元件（35)。而分隔凸緣（2)有一附加的元 素（25)作爲加強板或流體轉向板。混合元素1 >與 1"的分隔凸緣2 >及2'在位置（2 9)處接合。有些 分隔凸緣（2 )與轉向板（3 )並非在同一平面。而在區 間1 a與1 b中，其混合元素1和1 ~也有不同數目的分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） ----------1------••iT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 10 - A7 B7 發明説明（\ ) _ 隔凸綠21^2 ，分別有2個及1個。其中一分隔凸緣（ 2 )有一凹口（ 2 9 )。圖8是爲便於了解而圖示毎一特 徵，然而此組合並非是最好的。 管道（1 0 )也可以是錐形（未示出）而可引導流動 的方向；混合體1及必須依不同之截面而有不同之尺 寸。 圖9表示在X-等於〇 . 5時，變異係數s/x_與 L/D的關係圖。等於0 . 5表示混合物的成份皆相 同。符號1·至5·表示上表中之各混合器的型式。 本發明的混合器由少許材料便可組成，也就是使用經 濟，易燃的塑膠利用射出成型製得。此混合器特別適合作 爲—單向的物件。 本發明的混合器也可用來混合紊流的介質。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（ 210X 297公釐）-Π -

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 附件二： 第85 1 05453號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國86年1月修正 1 . 一種配置於管道（10)的混合器，其中至少包 含一混合元素（1 ，1 >)，而每元素有兩個軸向區間（ 1 a ，lb)，各區間內至少包含一分隔凸緣（2，2 一 )用以劃分該區間，任兩區間的分隔凸緣會互相交錯，分 隔凸緣的兩側分別爲開放子區間（4，4 /)及轉向板（ 3 ，3 >)區間，而且每側只有一個開放子區間。 2 .如申請專利範.圍第1項之混合器，其中含有數個 混合元素（1，1 / ); 一方面相鄰的分隔凸緣（2， 2 >)會互相交錯，而另一方面相鄰元素的開放子區域（ 4，4<)也須互相移位放置。 3 _如申請專利範圍第1項之混合器，其管道的橫截 面被分隔凸緣（2，2 / )劃分成約等面積的子區域。 4. 如申請專利範圍第1項之混合器，其中相鄰區間 (la ，lb)的分隔凸緣（2)互成90度直角相交》 5. 如申請專利範圍第1項之混合器，其中混合元素 (1 )的兩個區間（1 a ，1 b)大小幾乎相同。 6. 如申請專利範圍第1項之混合器，其中一個混合 元素（1 )的長度比最大的管徑還小，最好能小於最大管 徑之半。 7 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中轉向板（ 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------IT—-'-----Λ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本貫) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 經濟部中央榇準局貞工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 3)皆在同一平面上；若每區間（la，lb)包含二個 .以上的分隔凸緣時，其數個或所有轉向板皆能形成一單一 平板（3 0 )。 8 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中轉向板（ 3 )可與橫截面（3 a )傾斜•而其傾斜角（α)小於 3 0度。 9 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中數個連續 的混合元素（1，1 <)皆是以單材質形式存在，尤其是 以射出成型製。 1 0 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中至少兩 個相鄰混合元素（1 ，1 >)間有一空間存在。 1 1 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中分離的 混合元素（1 ，1 /)間有一接合元件（35)。 1 2 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中管道（ 10)截面可以是方形或圓形。 1 3 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中分隔凸 緣（2 ，2>)和/或轉向板（3，3>)上有一附加的 元素（2 5 )作爲加強板或流體轉向板。 1 4 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中相鄰混 合元素（1 ，1 >)的分隔凸緣（2，2皆以插入（ 2 9 )方式組立。 1 5 ·如申請專利範圍第1項之混合器，其中有些分 隔凸緣（2，2 >)和/或轉向板（3)並非在同一平面 上。 本纸張尺度適用_國國家標準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） 裝------訂--Γ-----威 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 6 ·如申請專利範圍第1項之混合器，其中有些分 隔凸緣（2，2>)和/或轉向板（3)有額外的凹槽（ 2 6)。 1 7 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中管道（ 10)形狀可以是錐形而混合體（1 ，1/)依據不同截 面也有不同尺寸。 1 8 .如申請專利範圍第1項之混合器，其中至少兩 個混合元素（1 ，1 >)，其在每一區間（la，lb) 內有不同數目的分隔凸緣（2 ，2 >)。 1 9 ·如申請專利範圍第1項之混合器，其應用於混 合如塑膠，樹脂或膠等黏性物質，其中流經混合器的各物 質的雷諾數小於1。 2 0 ·如申請專利範圍第1項之混合器，其用以作爲 用後可丟棄的單向物件，其中混合器係由經濟，易燃的塑 膠藉著射出成型製得。 裝------訂--^--^----旅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家檩準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 3