(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路（１０）の途中に同心状に介装される、該流体流路（１０）より大径なミキサー本体（２０）を、ミキサー本体筒部（２１）と、このミキサー本体筒部（２１）の端部に取り付けられ中空部が流入口（２２ａ）となる流入口側端面中空盤部（２２）と、中空部が流出口（２３ａ）となる流出口側端面中空盤部（２３）とで構成して、
このミキサー本体（２０）内には、その流入口（２２ａ）の径以上の径を有しミキサー本体（２０）のミキサー本体筒部（２１）の内径よりは径の小さい衝突筒体（３０）を、その開口（３０ａ）側を流入口（２２ａ）側に向けて、この衝突筒体（３０）の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部（２１）の内周面に連結した固定用翼板（４０，４０，４０・・・）で同心状に固定収納し、
上記衝突筒体（３０）の底面部（３１）の内側部位、流入口側端面中空盤部（２２）の内面部位、流出口側端面中空盤部（２３）の内面部位、衝突筒体（３０）の筒体部（３２）の内周面部位、ミキサー本体筒部（２１）の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部（５０，５０，５０・・・）を形成してなるスタティックミキサー。
【請求項２】
流体流路（１０）の途中に同心状に介装される、該流体流路（１０）より大径なミキサー本体（２０）を、ミキサー本体筒部（２１）と、このミキサー本体筒部（２１）の端部に取り付けられ中空部が流入口（２２ａ）となる流入口側端面中空盤部（２２）と、中空部が流出口（２３ａ）となる流出口側端面中空盤部（２３）とで構成して、
このミキサー本体（２０）内には、その流入口（２２ａ）の径以上の径を有しミキサー本体（２０）のミキサー本体筒部（２１）の内径よりは径の小さい衝突筒体（３０）を、その開口（３０ａ）側を流入口（２２ａ）側に向けて、この衝突筒体（３０）の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部（２１）の内周面に連結した固定用翼板（４０，４０，４０・・・）で同心状に固定収納し、
上記衝突筒体（３０）は、その開口（３０ａ）の先端と流入口側端面中空盤部（２２）との間隙流路部位の流路断面積を流体流路（１０）の流路断面積以上の大きさに設定し、
上記衝突筒体（３０）の底面部（３１）の内側部位、流入口側端面中空盤部（２２）の内面部位、流出口側端面中空盤部（２３）の内面部位、衝突筒体（３０）の筒体部（３２）の内周面部位、ミキサー本体筒部（２１）の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部（５０，５０，５０・・・）を形成してなるスタティックミキサー。
【請求項３】
流体流路（１０）の途中に同心状に介装される、該流体流路（１０）より大径なミキサー本体（２０）を、ミキサー本体筒部（２１）と、このミキサー本体筒部（２１）の端部に取り付けられ中空部が流入口（２２ａ）となる流入口側端面中空盤部（２２）と、中空部が流出口（２３ａ）となる流出口側端面中空盤部（２３）とで構成して、
このミキサー本体（２０）内には、その流入口（２２ａ）の径以上の径を有しミキサー本体（２０）のミキサー本体筒部（２１）の内径よりは径の小さい衝突筒体（３０）を、その開口（３０ａ）側を流入口（２２ａ）側に向けて、この衝突筒体（３０）の外周面より放射状に突出すると共に衝突筒体（３０）の軸方向に所定の角度で捻られ、その外周端をミキサー本体筒部（２１）の内周面に連結した固定用翼板（４０ａ，４０ａ，４０ａ・・・）で同心状に固定収納し、
上記衝突筒体（３０）は、その開口（３０ａ）の先端と流入口側端面中空盤部（２２）との間隙流路部位の流路断面積を流体流路（１０）の流路断面積以上の大きさに設定し、
上記衝突筒体（３０）の底面部（３１）の内側部位、流入口側端面中空盤部（２２）の内面部位、流出口側端面中空盤部（２３）の内面部位、衝突筒体（３０）の筒体部（３２）の内周面部位、ミキサー本体筒部（２１）の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部（５０，５０，５０・・・）を形成してなるスタティックミキサー。
【請求項４】
流体流路（１０）の途中に同心状に介装される、該流体流路（１０）より大径なミキサー本体（２０）を、ミキサー本体筒部（２１）と、このミキサー本体筒部（２１）の端部に取り付けられ中空部が流入口（２２ａ）となる流入口側端面中空盤部（２２）と、中空部が流出口（２３ａ）となる流出口側端面中空盤部（２３）とで構成して、
上記流入口（２２ａ）に連結する流入口筒部（２２ｂ）内周面にはスパイラルリボン（６０）を取り付け、
このミキサー本体（２０）内には、その流入口（２２ａ）の径以上の径を有しミキサー本体（２０）のミキサー本体筒部（２１）の内径よりは径の小さい衝突筒体（３０）を、その開口（３０ａ）側を流入口（２２ａ）側に向けて、この衝突筒体（３０）の外周面より放射状に突出しその外周端をミキサー本体筒部（２１）の内周面に連結した固定用翼板（４０，４０，４０・・・）で同心状に固定収納し、
上記衝突筒体（３０）は、その開口（３０ａ）の先端と流入口側端面中空盤部（２２）との間隙流路部位の流路断面積を流体流路（１０）の流路断面積以上の大きさに設定し、
上記衝突筒体（３０）の底面部（３１）の内側部位、流入口側端面中空盤部（２２）の内面部位、流出口側端面中空盤部（２３）の内面部位、衝突筒体（３０）の筒体部（３２）の内周面部位、ミキサー本体筒部（２１）の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部（５０，５０，５０・・・）を形成してなるスタティックミキサー。
【請求項５】
流体流路（１０）の途中に同心状に介装される、該流体流路（１０）より大径なミキサー本体（２０）を、ミキサー本体筒部（２１）と、このミキサー本体筒部（２１）の端部に取り付けられ中空部が流入口（２２ａ）となる流入口側端面中空盤部（２２）と、中空部が流出口（２３ａ）となる流出口側端面中空盤部（２３）とで構成して、
このミキサー本体（２０）内には、その流入口（２２ａ）の径以上の径を有しミキサー本体（２０）のミキサー本体筒部（２１）の内径よりは径の小さい衝突筒体（３０）を、その開口（３０ａ）側を流入口（２２ａ）側に向けて、この衝突筒体（３０）の外周面より放射状に突出しその外周端をミキサー本体筒部（２１）の内周面に連結した固定用翼板（４０，４０，４０・・・）で同心状に固定収納し、
上記衝突筒体（３０）は、その開口（３０ａ）の先端と流入口側端面中空盤部（２２）との間隙流路部位の流路断面積を流体流路（１０）の流路断面積以上の大きさに設定し、
上記流出口（２３ａ）の内面側には、流出筒部（２３ｂ）または下流側流体流路（１０ｂ）をミキサー本体筒部（２１）内に所定距離臨入させ、
上記衝突筒体（３０）の底面部（３１）の内側部位、流入口側端面中空盤部（２２）の内面部位、流出口側端面中空盤部（２３）の内面部位、衝突筒体（３０）の筒体部（３２）の内周面部位、ミキサー本体筒部（２１）の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部（５０，５０，５０・・・）を形成してなるスタティックミキサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体流路の途中に介装して流体を攪拌・混合するスタティックミキサーに関するものである。
【０００２】
流体の撹拌・混合装置として、スタティックミキサーと称するものが汎用されている。このスタティックミキサーは、撹拌翼を流体内で回転する通常の方式に対して、その名称のように動的な部位がなく駆動回転撹拌翼を有さないもので、流体流路の途中に介装され移送中の流体の流れに乱れ（渦流等の乱流）を発生させて撹拌・混合を行う（撹拌・混合エネルギーは流体より得る。）ようになしてある。
【０００３】
従来この種のスタティックミキサーとして代表的な方式は、流体流路中にヒネリ板を収納して，その下流側で流体を旋回流となして撹拌・混合すようになしてある。
【０００４】
しかし、この流体を旋回流にする方式は、撹拌・混合効率が低いという問題点と、この問題点を補うために複数段に配置する必要性があって、結果として、圧力損失が大きくなり流体移送のために大きな動力が必要となるという問題点とを有している。
【０００５】
すなわち、上記従来のヒネリ板方式によるスタティックミキサーは、該ヒネリ板より下流側に流体の旋回流が生じて該流体が攪拌・混合されることになるが、旋回流は比較的単純な流体の乱れで、それ自体攪拌力が少ない。また、旋回流は中心が圧力が低く外周部が圧力が高くなる傾向を有し、さらに、旋回によって遠心力を得る傾向を有しており、これらの流体中の圧力分布の存在と遠心力とは流体を攪拌・混合するのとは逆に、流体中の物質を比重分離することになる。ちなみに、水（水道水）に気体（空気）を混合して従来のヒネリ板方式のスタティックミキサーを流過させたところ、気体の多くが流れの中心軸部位に比較的大きな気泡となって集まって、充分には撹拌・混合されない現象が確認された。
【０００６】
また、上記流体の旋回流は、ヒネリ板の下流側に発生し、順次下流側に流れるにしたがって旋回流自体は自然減衰することになるが、旋回流が下流側に比較的長距離に渡って存在することが認められる。そして、このヒネリ板方式のスタティックミキサーは、上記ヒネリ板のみが流体の流れの抵抗となるのではなく、この旋回流自体も流れの抵抗となるため、全体としての圧力損失が大きくなるものである。上記水（水道水）の実験で流速１〜２ｍ／ｓｅｃで、０．１〜０．１５Ｋｇ／ｃｍ2の圧力損失を有するものである。なお、確実な撹拌・混合を行なうには４〜１２段の該スタティックミキサーの連結が必要で圧力損失は０．４〜１．８Ｋｇ／ｃｍ2以上となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、圧力損出が少なく撹拌・混合効率の高いスタティックミキサーを提供することを課題としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の構成は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成して、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納し、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる技術的手段を講じたものである。
【０００９】
それ故、本発明スタティックミキサーは、流入口２２ａよりミキサー本体２０内に流入した流体は、衝突筒体３０内に流入して、該衝突筒体３０の底面３１に衝突する。この衝突によって流体は流れの方向を反転し乱流となり、衝突筒体３０の底部付近には大きな渦流が発生する作用を呈する。
【００１０】
また、流入口２２ａよりミキサー本体２０内に流体が流入すると、このミキサー本体２０は流体流路１０より大径であるので、減圧され前記底面３１に衝突し方向を転換した流れを引き戻す作用を呈し、この流体の引き戻し作用から、元来圧力損失の大きい流体の衝突にもかかわらず圧力損失を低減する作用と、流入口２２ａ付近で順次進入してくる流体と、逆流してくる流体とが衝突して激しく撹拌・混合される作用を誘起する。
【００１１】
そして、衝突筒体３０の底面３１内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなるので、これに流体が衝突することで、各凹部５０で多数の小さな渦流が発生して流体を撹拌・混合（微分的撹拌）し、全体的にも大きな渦流が発生して撹拌・混合（積分的撹拌）して、流体の流れをより複雑に乱して撹拌・混合効率を向上する作用を呈するものである。
【００１２】
また、「請求項２」の発明は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成して、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納し、上記衝突筒体３０は、その開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定し、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる技術的手段を講じたものである。
【００１３】
したがって、本項の発明は、「請求項１」の発明の作用に加え、衝突筒体３０の開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定したことで、これらの部位で流路狭窄が生じることがなく、オリフスによる前記した流入口２２ａ付近での減圧が確実に発生することを保証する作用を呈する。
【００１４】
また、「請求項３」の発明は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成して、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出すると共に衝突筒体３０の軸方向に所定の角度で捻られ、その外周端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０ａ，４０ａ，４０ａ・・・で同心状に固定収納し、上記衝突筒体３０は、その開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定し、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる技術的手段を講じたものである。
【００１５】
それ故、本項の発明は、「請求項２」の発明の作用に加え、固定用翼板４０ａ，４０ａ，４０ａ・・・に捻りを持たせてあるので、流体がこの部位を流過すると全体的な大きな旋回流となり、流れ方向が変化してさらに撹拌・混合される作用を呈する。
【００１６】
また、「請求項４」の発明は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成して、上記流入口２２ａに連結する流入口筒部２２ｂ内周面にはスパイラルリボン６０を取り付け、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその外周端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納し、上記衝突筒体３０は、その開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定し、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる技術的手段を講じたものである。
【００１７】
それ故、本項の発明は、流入口筒部２２ｂの内周面にはスパイラルリボン６０を取り付けてあるので、流入口筒部２２ｂ内で流体は旋回流となって底面部３１に衝突し、より複雑な流れの乱れを生じて撹拌・混合効率を向上する作用を呈する。
【００１８】
なお、上記「請求項３」、「請求項４」では旋回流が発生するが、この旋回流は下流側で流出口側端面中空盤部２３等に衝突し、ミキサー本体２０内でほとんど消滅してしまうので、従来のように長い距離旋回流が存在して、いたずらに圧力損失を高めることがないものである。
【００１９】
また、「請求項５」の発明は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成して、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその外周端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納し、上記衝突筒体３０は、その開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定し、上記流出口２３ａの内面側には、流出筒部２３ｂまたは下流側流体流路１０ｂををミキサー本体筒部２１内に所定距離臨入させ、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる技術的手段を講じたものである。
【００２０】
それ故、本項の発明は、「請求項１」と「請求項２」との作用に加えて、流体が流出口２３ａより流出する際に、ミキサー本体２０内に臨入した下流側流体流路１０ｂの端部を乗り越えなくてはならないので、この部位ででも流体の流れ方向が変換され撹拌・混合作用を呈するものである。
【００２１】
【発明の実施の態様】
次に、本発明の実施の態様を添付図面に基づいて詳細に説明する。図中、１０が流体流路、２０がこの流体流路１０の途中に同心状に介装されるミキサー本体である。
【００２２】
流体流路１０としては、液体用、気体用、または粒子等の流動化可能な固体用、あるいは、これらの混合流体用等あらゆる流体用の流路であってよい。そしてこの流体流路１０内にはこれら流体が一方から他方に流れるようになしてある。
【００２３】
さらに、上記流体流路１０は、上流側流体流路１０ａと下流側流体流路１０ｂとで構成され、その間にミキサー本体２０が介装連結されている。すなわち、このミキサー本体２０は流体流路１０より大径なミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなる流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなる流出口側端面中空盤部２３とで構成している。
【００２４】
なお、図示実施態様では、上記流入口２２ａよりは外方側に流入筒部２２ｂを突出しその先端に流路連結用フランジ部２２ｃを連設し、同じく、流出口２３ａよりは外方側に流出筒部２３ｂを突出しその先端に流路連結用フランジ部２３ｃを連設してある。
【００２５】
そして、上記流路連結用フランジ部２２ｃに上流側流体流路１０ａの下流端を連結し、流路連結用フランジ部２３ｃに下流側流体流路１０ｂの上流端を連結し、該ミキサー本体２０が流体流路１０の一部となって連通し、流体は上流側流体流路１０ａよりミキサー本体２０内を通って下流側流体流路１０ｂ内に流入するようになしてあるのは無論である。
【００２６】
そして、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納してある。
【００２７】
本願では、図示実施態様をも含め、流体流路１０と流入筒部２２ｂと流出筒部２３ｂとが全て同径となしてあるので、上記「流入口２２ａの径以上の径」とは「流体流路１０の径以上の径」に一致するものである。しかし、図示はしていないが、流入筒部２２ｂはその下流側を流体流路１０よりノズル状に縮径してもよく、この場合をも含む。言い換えると、流入筒部２２ｂの下流側を縮径した場合は、流入口２２ａの径が流体流路１０の径以下になるので、流体流路１０の径以下の場合でも流入口２２ａの径以上の径となる場合があり、この場合をも含むものである。
【００２８】
上記衝突筒体３０は有底筒状に構成してあり、その筒体部３２は直径が変化しない直筒を原則とするが、開口３０ａ側が多少拡径されており、逆に縮径されたものを使用してもよい。なお、衝突筒体３０の開口３０ａを縮径すると撹拌効率が向上し、圧力損出が高まり、逆に縮径すると撹拌効率は多少低下するが圧力損失も低減できるものであった。
【００２９】
したがって、流入口２２ａと衝突筒体３０の開口３０ａとが対向することになり、流入口２２ａより矢印Ｐ１に示すように流入した流体は、そのほとんどが矢印Ｐ２で示すように衝突筒体３０内に流入する。そして、矢印Ｐ３に示すように衝突筒体３０の外周側に移動した流体はこの衝突筒体３０より矢印Ｐ４に示すようにあふれ出る。そして、衝突筒体３０内よりあふれ出る流体が流入口２２ａより流入する流体と衝突（矢印Ｐ１方向の流れと矢印Ｐ４方向の流れとが衝突する。）する。なお、この衝突筒体３０は流入口２２ａの径より大径に形成しているので、該衝突筒体３０内では中心軸側で流体は底面３１側（矢印Ｐ１方向）に向かい周部側では逆流して開口３０ａ側（矢印Ｐ４方向）に向かって流れることになる。
【００３０】
そして、上記衝突筒体３０内よりあふれ出た流体は、矢印５に示すように外周側に移動し矢印Ｐ６で示すように、衝突筒体３０とミキサー本体筒部２１との間を通って下流側に流れることになる。衝突筒体３０とミキサー本体筒部２１との間を通って矢印Ｐ６方向に流れた流体は、今度は流出口側端面中空盤部２３に衝突し、矢印Ｐ７で示すような中心側に向かう流れとなり、四方から矢印Ｐ７，Ｐ７，Ｐ７・・・方向に流れる流体どうしは相互に衝突し、矢印Ｐ８に示すように流出口２３ａより流出する。
【００３１】
流体が衝突し流れ方向を変更して逆流する（正反対方向に流れる）と、非常に大きな攪拌力を受けることになるのは無論であるが、同時に非常に大きな圧力損失をも伴うとされ、この種の衝突板式スタティックミキサーは実用化されないでいた。しかし、本発明ではミキサー本体２０を流体流路１０（流入口２２ａ）より大径となしたため、該流入口２２ａの下流側周縁付近は流体の流れでオリフィス作用で減圧され、この減圧域の存在が、上記流体が衝突し流れ方向を変更して逆流する助けとなり、圧力損失を低減するようになしてある。
【００３２】
そして、上記衝突筒体３０の底面３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなる。
【００３３】
「図１」と「図２」との実施態様では、この凹部５０，５０，５０・・・は、衝突筒体３０の底面３１の内側部位と流出口側端面中空盤部２３の内面部位とに設けられている。上記部位は流体が最も激しく衝突する部位で、この部位に多数の凹部５０，５０，５０・・・を設けておくと、各凹部１０に衝突した流体は小さな渦流を多数発生（微分的撹拌）してより細かに撹拌・混合され、この細かな渦流が全体的な大きな反転流に乗る（積分的撹拌）という強力な撹拌作用を呈するものである。
【００３４】
「図３」の実施態様では、この凹部５０，５０，５０・・・は、衝突筒体３０の底面３１内側部位と流出口側端面中空盤部２３の内面部位と、さらに、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位の内周面部位とに設けてある。なお、ミキサー本体筒部２１の内周面部位で流体が略直交方向に衝突するのはその上流側のみであるので、この実施態様でも筒体部３２の内周面部位上流側にのみ凹部５０，５０，５０・・・を設けてある。
【００３５】
「図４」の実施態様では、この凹部５０，５０，５０・・・は、衝突筒体３０の底面３１の内側部位と、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位と、ミキサー本体筒部２１の内周面部位の内周面部位と、さらに筒体部３２の内周面部位とに設けてある。なお、筒体部３２の内周面部位では流体が略直交方向に衝突する部位はほとんどなく、その上流側のみで多少乱流が衝突するので、この実施態様でも筒体部３２の内周面部位の内周面部位上流側にのみ凹部５０，５０，５０・・・を設けてある。
【００３６】
上記凹部５０，５０，５０・・・はその形状（平面形状、断面形状とも）を適宜設定すればよく、通常は半球状のものを使用するが「図９」に示すような各種断面形状等となしてもよく、さらには、図示はしていないが凹部の平面形状も適宜選定すればよい。
【００３７】
次ぎに、「請求項２」の発明は、流体流路１０の途中に同心状に介装される、該流体流路１０より大径なミキサー本体２０を、ミキサー本体筒部２１と、このミキサー本体筒部２１の端部に取り付けられ中空部が流入口２２ａとなり外方側に流入筒部２２ｂを突出しその先端に流路連結用フランジ部２２ｃを連設した流入口側端面中空盤部２２と、中空部が流出口２３ａとなり外方側に流出筒部２３ｂを突出しその先端に流路連結用フランジ部２３ｃを連設した流出口側端面中空盤部２３とで構成して、このミキサー本体２０内には、その流入口２２ａの径以上の径を有しミキサー本体２０のミキサー本体筒部２１の内径よりは径の小さい衝突筒体３０を、その開口３０ａ側を流入口２２ａ側に向けて、この衝突筒体３０の外周面より放射状に突出しその先端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０，４０，４０・・・で同心状に固定収納してなるのは「請求項１」と同じである。
【００３８】
本発明は上記衝突筒体３０は、その開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定してある。
【００３９】
すなわち、本発明では流入口２２ａよりミキサー本体筒部２１内に流入した流体は、衝突筒体３０内に流入した後、逆流して、衝突筒体３０の開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙部位を通過し、さらに衝突筒体３０の外周面とミキサー本体筒部２１の内周面との間隙部位を通過する。したがって、流入口２２ａ近くで流路が流体流路１０より狭窄されていると、前記した流入口２２ａ付近がオリフィス作用で減圧される効果が充分に保証できない。そこで、流入口２２ａよりは離れた部位で流路径は元に戻して狭窄することで、流入口２２ａ付近のオリフィス作用を充分発揮するようになしている。
【００４０】
なお、本願では開口３０ａの先端と流入口側端面中空盤部２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定してあるが、衝突筒体３０の外周面とミキサー本体筒部２１の内周面との間隙流路部位の流路断面積をも流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定しておくことが望ましい。また、ここでの流体流路１０の流路断面積以上とは、前記流入筒部２２ｂの下流側を縮径した場合は流入口２２ａ以上となせばよいものである。
【００４１】
なお、上記衝突筒体３０の底面部３１の内側部位、流入口側端面中空盤部２２の内面部位、流出口側端面中空盤部２３の内面部位、衝突筒体３０の筒体部３２の内周面部位、ミキサー本体筒部２１の内周面部位のいずれか一ケ所部位、あるいはいずれか複数カ所部位には多数の凹部５０，５０，５０・・・を形成してなるのは「請求項１」と同じである。
【００４２】
次ぎに、「請求項３」の発明は、上記「請求項２」の固定用翼板４０，４０，４０・・・を、衝突筒体３０の外周面より放射状に突出すると共に衝突筒体３０の軸方向に所定の角度で捻られ、その外周端をミキサー本体筒部２１の内周面に連結した固定用翼板４０ａ，４０ａ，４０ａ・・・で代えている。
【００４３】
すなわち、固定用翼板４０ａをヒネリ板を使用して流体に旋回流を付与してより均一な効果的撹拌・混合を実施しているが、この旋回流は前記もしたように、あくまでもミキサー本体筒部２１内での旋回流で、従来の旋回流とは相違するものである。
【００４４】
次ぎに、「請求項４」の発明は、「請求項２」の発明の構成に加え、流入口２２ａに連結する流入口筒部２２ｂ内周面にはスパイラルリボン６０を取り付けている。このスパイラルリボン６０は「図６」に示すように流入口筒部２２ｂの内周面に所定幅の帯を直交状態で軸方向に向かってスパイラル状になるよう取り付ければよい。また、流入口２２ａに直接流体流路１０を連結する場合は、この流体流路１０内にスパイラルリボン６０を設ければよいものである。
【００４５】
したがって、流体は流入口筒部２２ｂ部位より（流入口２２ａ部位から）旋回流となって進み、「請求項３」と同じ作用及び効果を有することになる。
【００４６】
次ぎに、「請求項５」の発明は、「請求項２」の発明の構成に加え、流出口２３ａの内面側には、流出筒部２３ｂまたは下流側流体流路１０ｂをミキサー本体筒部２１内に所定距離臨入させている。
【００４７】
このように、流出筒部２３ｂをミキサー本体筒部２１内に所定距離臨入すると流体はこれを乗り越えなくてはならず流れの方向がさらに変化して・混合効率が向上する。なお、「図８」実施態様では、衝突筒体３０を上流側と下流側とに開口してその中央を底面部３１で仕切ってなり、流出筒部２３ｂの先端はこの衝突筒体３０の下流側開口内にまで臨入して、流体の全量が複雑な流路を通るようになしてある。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は上記のごときであるので、圧力損出が少なく撹拌・混合効率の高いスタティックミキサーを提供することができるものである。ちなみに、前記した水（水道水）の実験で流速１〜２ｍ／ｓｅｃで、０．１〜０．１５Ｋｇ／ｃｍ2の微々たる圧力損失であった。この圧力損失は従来のヒネリ板方式と略同程度であるが、本発明は一台で充分なる撹拌・混合機能を有するので、圧力損失は従来の四分の一乃至十二分の一の相当するものである。
【００４９】
また、本発明は異なる撹拌・混合方式を組み合わせているので効率的な撹拌・混合ができるもので、具体的には、流体の流れ方向を複雑に変化させる流路変更方式と、流体を固定部材である底面部３１等に衝突する衝突方式と、異なる方向からの流体どうしが衝突する衝突方式と、凹部５０，５０，５０・・・による細かい渦流方式とを組み合わせているので撹拌・混合効率が高いスタティックミキサーを提供することができるものである。
【００５０】
また、ミキサー本体２０を流体流路１０より大径とすることで、オリフィス作用で該ミキサー本体２０内が減圧され攪拌の際の圧力損失を低減し、さらに、このミキサー本体２０内の限られた短い流路でのみ攪拌を行うようになしたので、乱流が長距離に渡って圧力損失を増加するよう影響することがなく、攪拌・混合効率は高いが圧力損失は少ないスタティックミキサーを提供できるものである。
【００５１】
また、「請求項２」の発明は、衝突筒体３０の開口３０ａの先端と流入口側中空円盤２２との間隙流路部位の流路断面積を流体流路１０の流路断面積以上の大きさに設定してあるので、上記ミキサー本体２０内のオリフィス作用での減圧域をミキサー本体内全域に保証して効率的で圧力損失の少ないスタティックミキサーを提供できるものである。
【００５２】
さらに、「請求項３」と「請求項４」の発明は、旋回流を利用しているので更に効果的な攪拌・混合ができ、この旋回流はミキサー本体２０より縮径された流出口２３ａより流出する際にほとんど減衰し下流側での圧力損失原因とはならないスタティックミキサーを提供できるものである。
【００５３】
さらに、「請求項５」の発明は、流出口２３ａの内面側には、流出筒部２３ｂをミキサー本体筒部２１内に所定距離臨入してあるので、この臨入部位を乗り越える際に更に攪拌・混合が行えるスタティックミキサーを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明スタティックミキサーの一実施態様を示す縦断面図である。
【図２】Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】別の実施態様を示す縦断面図である。
【図４】更に別の実施態様を示す縦断面図である。
【図５】更に別の実施態様を示すＡ−Ａ線相当部位縦断面図である。
【図６】更に別の実施態様を示す縦断面図である。
【図７】「図６」実施態様の左側面図である。
【図８】更に別の実施態様を示す縦断面図である。
【図９】本発明に利用される凹部の断面図である。
【符号の説明】
１０      流体流路
２０      ミキサー本体
２１      ミキサー本体筒部
２２      流入口側端面中空盤部
２２ａ    流入口
２２ｂ    流入筒部
２２ｃ    フランジ部
２３      流出口側端面中空盤部
２３ａ    流出口
２３ｂ    流出筒部
２３ｃ    フランジ部
３０      衝突筒体
３０ａ    開口
３１      底面部
３２      筒体部
４０      固定用翼板
４０ａ    固定用翼板
５０      凹部
６０      スパイラルリボン
【図１】
0003688806.tif 000002
【図２】
0003688806.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003688806.tif 000006
【図６】
0003688806.tif 000007
【図７】
0003688806.tif 000008
【図８】
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【図９】
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