(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ状のハウジング１と、該ハウジング１内にその軸心方向の略全長にわたって挿入されてハウジング１内に流入した複数種の流体を攪拌する攪拌エレメント２とを備え、上記攪拌エレメント２を、上記流体をハウジング１の略全長において軸心Ｘ回りの一方向へ螺旋状に旋回させる第１の螺旋状帯板２１と、該螺旋状帯板２１の外周側に巻回した状態に設けられ、上記流体をハウジング１の略全長において軸心Ｘ回りの他方向へ螺旋状に旋回させる第２の螺旋状帯板２２とで構成し、第２の螺旋状帯板２２の内径を第１の螺旋状帯板２１の外径よりも小さくして、第１の螺旋状帯板２１の外縁部と第２の螺旋状帯板２２の内縁部とを所要長さｔ互いに食い込みあった状態に溶接固着してなることを特徴とする攪拌用パイプ。
【請求項２】
第２の螺旋状帯板２２の幅が第１の螺旋状帯板２１の幅よりも小さい請求項１に記載の撹拌用パイプ。
【請求項３】
撹拌エレメント２の一方の端部にフランジ５が設けられ、このフランジ５がハウジング１の端部に設けられているフランジ３に重ね合わせて固定されている請求項１又は２に記載の撹拌用パイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種の流体を攪拌しつつ流通させるための攪拌用パイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数種の流体を攪拌しつつ流通させる攪拌用パイプとして従来広く使用されてきたのは、図６に示すように、パイプ状ハウジング１０１と、このハウジング１０１内にその軸心方向の略全長にわたって挿入されて必要に応じて固定される攪拌エレメント１０２とで構成されたものである。
【０００３】
上記従来の攪拌エレメント１０２は、ハウジング１０１の軸心回りで一方向へ捻り成形された複数の捻り片１２１と、他方向へ捻り成形された複数の捻り片１２２とを上記軸心方向で交互に配置してなり、上記ハウジング１０１の一端開口１０１ａから流入した複数種の流体Ｍ１，Ｍ２を一方の捻り片１２１で図６の矢印Ｃで示すように一方向へ旋回させ、他方の捻り片１２２で矢印ｄで示すように反対方向へ旋回させ、これを繰り返させることにより、攪拌作用を与えて、ハウジング１０１の他端開口１０１ｂから流出させるようになっている。
【０００４】
上記従来の攪拌用パイプは、ハウジング１０１内に攪拌エレメント１０２として、一方向旋回用の捻り片１２１と、他方向旋回用の捻り片１２２とを交互に挿入しなければならないので、組立作業が煩雑であるという問題点があった。また、ハウジング１０１内に流入した流体Ｍ１，Ｍ２が、一方向旋回流と他方向旋回流とに交互に変えられるので、方向変換が流通の支障となり、ハウジング１０１内の流通時間、つまり、攪拌のために費やされる時間が多くなるという問題点もあった。
【０００５】
上記従来の攪拌用パイプにおける問題点を解決するものとして、本願出願人は、図７に示すように、流体Ｍ１，Ｍ２をハウジング２０１の略全長において軸心Ｘ回りの一方向へ螺旋状に旋回させる螺旋状帯板２２１と、この螺旋状帯板２２１の外周側に巻装されて上記流体Ｍ１，Ｍ２をハウジング２０１の略全長において軸心Ｘ回りの他方向へ螺旋状に旋回させる螺旋状紐体２２２とで構成したものを開発し、すでに実用新案登録を受けている（実願平５−２５９９２号）。
【０００６】
この新たに開発された撹拌用パイプでは、ハウジング２０１内に流入した複数種の流体Ｍ１，Ｍ２が、その内周側ａで螺旋状帯板２２１で案内されて軸心Ｘ回りの一方向への旋回流となり、また流体Ｍ１，Ｍ２の外周側ｂが、螺旋状紐体２２２で案内されて軸心Ｘ回りの他方向への旋回流となる。このため、流体Ｍ１，Ｍ２は内周側と外周側との干渉によって撹拌されるとともに、ハウジング２０１内での旋回流の連続性が保たれて、撹拌時間が短縮される。しかも、上記螺旋状帯板２２１と螺旋状紐体２２２とを一体化してハウジング２０１内に挿入するだけで簡単に組み立てることができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記新たに開発された撹拌用パイプの図示例では、内側の螺旋状帯板２２１に比べて外側の螺旋状紐体２２２の幅がかなり狭く、しかも螺旋状帯板２２１の外縁部と螺旋状紐体２２２の内縁部とが点接触しているだけであるから、流体が螺旋状帯板２２１と螺旋状紐体２２２との接触部付近の隙間を通って短絡的に流通（ショートカット）しやすく、流体の種類によっては十分な撹拌効果が得られないという問題点があった。そこで、本発明は、ハウジング内での旋回流の連続性が保たれ、組立が簡単であるとともに、流体の短絡的流通が生じにくく、優れた撹拌効果の得られる撹拌用パイプを提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる撹拌用パイプは、パイプ状のハウジング１と、該ハウジング１内にその軸心方向の略全長にわたって挿入されてハウジング１内に流入した複数種の流体を攪拌する攪拌エレメント２とを備え、上記攪拌エレメント２を、上記流体をハウジング１の略全長において軸心Ｘ回りの一方向へ螺旋状に旋回させる第１の螺旋状帯板２１と、該螺旋状帯板２１の外周側に巻回した状態に設けられ、上記流体をハウジング１の略全長において軸心Ｘ回りの他方向へ螺旋状に旋回させる第２の螺旋状帯板２２とで構成し、第２の螺旋状帯板２２の内径を第１の螺旋状帯板２１の外径よりも小さくして、第１の螺旋状帯板２１の外縁部と第２の螺旋状帯板２２の内縁部とを所要長さｔ互いに食い込みあった状態に溶接固着してなることを特徴としている。
【０００９】
この撹拌用パイプは、攪拌エレメント２を、流体を一方向へ螺旋状に旋回させる第１の螺旋状帯板２１と、流体を反対方向へ螺旋状に旋回させる第２の螺旋状帯板２２とで構成し、上記第２の螺旋状帯板２２の内径を第１の螺旋状帯板２１の外径よりも小さくして、第１の螺旋状帯板２１の外縁部と第２の螺旋状帯板２２の内縁部とを所要長さｔ互いに食い込みあった状態に溶接固着したものであるから、両者の接触部に大きな隙間が生じず、流体が両螺旋状帯板２１，２２によって十分に旋回させられ、しかも両方の旋回流が効果的に干渉しあう。このため、十分な撹拌が行われるのである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の撹拌用パイプを表すもので、この撹拌用パイプは、ステンレス鋼等の耐腐食性を備えた金属材料で作られたパイプ状ハウジング１と、このハウジング１内にその軸心方向の略全長にわたって挿入された撹拌エレメント２とで構成される。上記ハウジング１のＸ方向の両端には、フランジ部３，４が設けられている。
【００１１】
上記撹拌エレメント２は、上記ハウジング１の軸心Ｘ上に配置される第１の螺旋状帯板（内側螺旋翼）２１と、当該第１の螺旋状帯板２１の外周部に巻装された第２の螺旋状帯板（外側螺旋翼）２２とで構成される。図示例では、第２の螺旋状帯板２２の幅ｗが第１の螺旋状帯板２１の幅ｗよりも小さくなっている。これは、良好は流通状態を得るとともに効果的な旋回流を生じさせるためであるが、これら第１と第２の螺旋状帯板の幅は、使用条件等に応じて最適なものとすればよい。
【００１２】
上記第１の螺旋状帯板２１は、ステンレス鋼等の金属製帯板を軸心Ｘ回りに捻り成形されたもので、ハウジング１の一方の端部に設けられている開口１ａから流入した複数種の流体Ｍ１，Ｍ２を上記軸心回りに旋回させるように構成されている。また、上記第２の螺旋状帯板２２もステンレス鋼等の金属製帯板を捻り成形したものであるが、この第２の螺旋状帯板２２は、第１の螺旋状帯板２１の外周部に螺旋状に巻き付けた状態に形成され、上記流体Ｍ１，Ｍ２を第２の螺旋状帯板２１と反対方向に旋回させるように構成されている。
【００１３】
上記第２の螺旋状帯板２２は、第１の螺旋状帯板２１の外周部に巻き付けられた状態となっていて、第１の螺旋状帯板２１の外縁部と第２の螺旋状帯板２２の内縁部とは互いに食い込みあった状態で溶接固着されている。このため、外側螺旋翼である第２の螺旋状帯板２２の内径は、内側螺旋翼である第１の螺旋状帯板２１の外径よりも小さくなっており、軸方向矢視では、両者が部分的に重複した状態となっている。この重複量、すなわち互いに食い込みあった長さｔは、通常は第２の螺旋状帯板２２の板幅ｗの１／３以下であり、螺旋状帯板の大きさにもよるが、通常は数ｍｍ（例えば２〜６ｍｍ程度）である。要は、ショートカットが生じにくいような大きさとすればよい。
【００１４】
撹拌エレメント２の一方の端部には、図１及び図３に示すように、フランジ５が設けられている。このフランジ５は、上記螺旋状帯板２１，２２と同じ材料の板材で作られたリング状であり、流体が流通するその中空部分には、直径方向のフレーム６が一体に形成されている。そして、前記第１の螺旋状帯板２１の端部がこのフレーム６に溶接固着されている。
【００１５】
この撹拌エレメント２の外側には、円筒状のハウジング１が外嵌される。円筒状ハウジング１は、両端部に外向フランジ３，４が一体に設けられており、前記撹拌エレメント２は、フランジ５の設けられていない端部側から一方の開口１ａを通して挿入され、そのフランジ５をハウジング１のフランジ３の外面に密着させた状態で溶接、ボルト等の固着手段により固着される。前述の如く、両螺旋状帯板２１，２２は互いに食い込みあった状態で固着されているので、撹拌エレメント２の一方の端部をハウジング１に固定するだけで、両螺旋状帯板がハウジング１内に強固に支持される。
【００１６】
このように構成された撹拌用パイプＰにおいて、ハウジング１の一方の端部に設けられている開口１ａから複数種の流体Ｍ１，Ｍ２を流入させると、これら流体Ｍ１，Ｍ２はその内周側の部分が図４の矢印ａで示すように上記撹拌エレメント２の第１の螺旋状帯板２１に案内されてハウジング１の軸心Ｘ回りの一方向へ螺旋状に旋回される旋回流となり、複数種の流体Ｍ１，Ｍ２の外周側の部分は矢印ｂに示すように、上記第２の螺旋状帯板２２に案内されて上記軸心Ｘ回りの反対方向に旋回される旋回流となる。
【００１７】
これら複数種の流体Ｍ１，Ｍ２の内周側部分ａと外周側部分ｂとが互いに逆向きで螺旋状に旋回しながら他方の端部側へ流通するうちに、これら内周側部分ａと外周側部分ｂとが互いに干渉しあい、両流体が撹拌されてハウジング１の他方の端部に設けられている開口１ｂから流出するのである。
【００１８】
第２の螺旋状帯板２２は、第１の螺旋状帯板２１の外周部に巻回された状態で固定されているが、第１の螺旋状帯板２１の外縁部と第２の螺旋状帯板２２の内縁部とが互いに食い込みあった状態となっているので、両者の接触部にショートカットが生じるような隙間は生じず、両螺旋状帯板２１，２２によって形成される旋回流同士がこの部分で強制的に干渉させられることになる。このため、効果的な撹拌が行われるのである。
【００１９】
この撹拌用パイプＰは、例えば図５に示すように、撹拌用エレメント２を備えていない通常の配管用パイプＰ，Ｐの間に介装されて流体の撹拌混合に使用される。これらパイプＰ，Ｐはそれぞれの端部に設けられているフランジ４，３同士の間にガスケット１０を挟んで突き合わせた状態でボルト等により継ぎ合わされる。正確には、撹拌用パイプＰの一方のフランジ３と、撹拌エレメント２のフランジ５との間にガスケット１０が重ね合わされる共に、該フランジ５と他方のフランジ４との間にもガスケット１０が重ね合わされ、これら５部材３，１０，５，１０，４がボルト・ナット２５によって水密的に連結されるようになっている。
【００２０】
この撹拌用パイプＰは、二つの螺旋状帯板を組み合わせた撹拌エレメント２を円筒状のハウジング１内に挿入して固定するだけで組み立てられるので、組立が簡単である。また、ハウジング内に流入した流体が、両螺旋状帯板２１，２２によって互いに逆向きに旋回しつつハウジングの他方の端部へ流通するので、流通がスムーズに行われ、撹拌時間が不当に長くなることが防がれる。しかも、両螺旋状帯板２１，２２が互いに食い込みあった形状に形成されており、両螺旋状帯板による互いに逆向きの旋回流が両者の接触部において強制的に干渉させられるので、流体が十分に撹拌・混合されるのである。
【００２１】
なお、上記螺旋状帯板２１，２２やハウジング１の材質は、上記のものに限らず、適度の剛性を有する他の材料から適宜選択できるものであり、また、螺旋状帯板の軸心Ｘ回りの捻り数、捻り角、巻回数等は、効果的な撹拌が得られるように適宜設定することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る撹拌用パイプは、パイプ状ハウジング内に挿入される撹拌エレメントを、内側に位置する第１の螺旋状帯板と、該第１の螺旋状帯板の外周部に巻回された第２の螺旋状帯板とで構成したので、両者を一体としてそのままハウジング内に挿入するだけで組付けが行え、組立作業の簡易化が図れるものである。また、ハウジング内に流入した流体は、ハウジングの全長にわたって連続的に流通するので、撹拌性を損なうことなく撹拌時間を短縮することが可能となる。さらに、本発明の撹拌用パイプは、第２の螺旋状帯板の内径が第１の螺旋状帯板の外径より小さくなっていて、第１の螺旋状帯板の外縁部と第２の螺旋状帯板の内縁部とが所要長さ互いに食い込みあった状態に溶接固着されているため、両螺旋状帯板の接触部でショートカット流が生じず、旋回流が互いに強制的に干渉させられる結果、効果的な撹拌を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を例示する縦断面図である。
【図２】撹拌エレメントのＡ矢視図である。
【図３】撹拌エレメントのＢ矢視図である。
【図４】流体の流れを模式的に表す説明図である。
【図５】撹拌用パイプの使用方法の説明図である。
【図６】従来の撹拌用パイプの縦断面図である。
【図７】その改良品の縦断面図である。
【符号の説明】
１        ハウジング
２        撹拌エレメント
３        フランジ
４        フランジ
５        フランジ
２１        第１の螺旋状帯板
２２        第２の螺旋状帯板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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