(57)【要約】【課題】複数種類の流体の混合比を高精度で調整して混合させること。【解決手段】孔状に形成された混合部２５が設けられた第１凹陥部２２と、底部が混合部２５を介して第１凹陥部２２と連通する第２凹陥部２３と、第１の流体を案内する第１案内路２４を有する外殻部材２０と、第１凹陥部２２に挿脱される第１挿脱体３１と、中空部３２と、第２の流体を案内する第２案内路３３を有する第１挿脱部材３０と、第１挿脱部材３０の挿脱位置を調整する第１調整機構４０と、中空部３２に挿脱される第２挿脱体５１と、第３の流体を案内する第３案内路５３を有する第２挿脱部材と、第２挿脱部材５０の挿脱位置を調整する第２調整機構と、第２凹陥部２３に挿脱される第３挿脱体７１と、第１、第２、第３の流体を流出させる流出路７３を有する第３挿脱部材７０と、第３挿脱部材７０の挿脱位置を調整する第３調整機構８０とを備える。【選択図】図２
2014213237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２、第３の流体を混合する混合装置において、
その基端からその先端に沿う方向を軸とする柱体と、前記柱体に設けられ、前記基端側に開口するとともに、その底部に、孔状に形成された混合部が設けられた第１凹陥部と、前記柱体に設けられ、前記先端側に開口するとともに、その底部が前記混合部を介して前記第１凹陥部と連通する第２凹陥部と、流入口が前記柱体の外周面に設けられ、流出口が前記第２凹陥部の内周面に設けられ、前記第１の流体を案内する第１案内路とを有する外殻部材と、
前記第１凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱される第１挿脱体と、前記第１挿脱体に前記軸方向に沿って形成され、前記第１挿脱体の前記基端側から前記先端側に連通する中空部と、流入口が前記第１挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第１挿脱体の外周面に設けられ、前記第２の流体を案内する第２案内路を有し、前記第２案内路で案内された前記第２の流体を、更に前記第１凹陥部の内周面と前記第１挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に案内する第１挿脱部材と、
前記第１凹陥部に対する前記第１挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第１調整機構と、
前記中空部の前記先端側に前記軸方向に沿って挿脱される第２挿脱体と、流入口が前記第２挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第２挿脱体の外周面に設けられ、前記第３の流体を案内する第３案内路を有し、前記第３案内路で案内された前記第３の流体を、更に前記中空部の前記先端側内周面と前記第２挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に案内する第２挿脱部材と、
前記中空部の前記先端側に対する前記第２挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第２調整機構と、
前記第２凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱され、前記第１案内路で案内された前記第１の流体を、更にその外周面と前記第２凹陥部の内周面との間隙で前記第１の流体を前記混合部に案内する第３挿脱体と、一端が前記第３挿脱体の前記基端側端部に設けられ、他端が前記第３挿脱体の前記先端側に設けられ、前記第１、第２、第３の流体を前記混合部から外部に流出させる流出路を有する第３挿脱部材と、
前記第２凹陥部に対する前記第３挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第３調整機構とを備えることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
第１、第２、第３の流体を混合する混合装置において、
その基端からその先端に沿う方向を軸とする柱体と、前記柱体に設けられ、前記基端側に開口するとともに、その底部に、孔状に形成された混合部が設けられた第１凹陥部と、前記第１凹陥部の前記基端側内周面に設けられた第１雌ネジ部と、前記柱体に設けられ、前記先端側に開口するとともに、その底部が前記混合部を介して前記第１凹陥部と連通する第２凹陥部と、前記第２凹陥部の前記先端側内周面に設けられた第２雌ネジ部と、流入口が前記柱体の外周面に設けられ、流出口が前記第２凹陥部の内周面の前記第２雌ネジ部より前記基端側に設けられ、前記第１の流体を案内する第１案内路とを有する外殻部材と、
前記第１凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱される第１挿脱体と、前記第１挿脱体の前記基端側外周面に設けられ、前記第１雌ネジ部と逆ネジに形成された第１雄ネジ部と、前記第１挿脱体に前記軸方向に沿って形成され、前記第１挿脱体及び前記第１雄ネジ部の前記基端側から前記先端側に連通する中空部と、前記中空部の前期基端側内周面に設けられた第３雌ネジ部と、流入口が前記第１挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第１挿脱体の外周面の前記第１雄ネジ部より前記先端側に設けられ、前記第２の流体を案内する第２案内路とを有し、前記第２案内路で案内された前記第２の流体を、更に前記第１凹陥部の内周面と前記第１挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に案内する第１挿脱部材と、
前記第１雌ネジ部と前記第１雄ネジ部との間に、前記外殻部材と同軸的に設けられ、外部からの回転力により回転する第１筒状部と、前記第１筒状部の外周側に形成され、前記第１雌ネジ部と螺合する第１外側雄ネジ部と、前記第１筒状部の内周側に形成され、前記第１雄ネジ部と螺合する第１内側雌ねじ部とを有し、前記第１筒状部が前記外殻部材及び前記第１挿脱部材に対して前記軸周りに回転することで、前記第１凹陥部に対する前記第１挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第１調整機構と、
前記中空部の前記先端側に前記軸方向に沿って挿脱される第２挿脱体と、前記第２挿脱体の前記基端側外周面に設けられ、前記第３雌ネジ部と逆ネジに形成された第２雄ネジ部と、前記流入口が前記第２挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第２挿脱体の外周面の前記第２雄ネジ部より前記先端側に設けられ、前記第３の流体を案内する第３案内路とを有し、前記第３案内路で案内された前記第３の流体を、更に前記中空部の前記先端側内周面と前記第２挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に前記第３の流体を案内する第２挿脱部材と、
前記第３雌ネジ部と前記第２雄ネジ部との間に、前記外殻部材と同軸的に設けられ、外部からの回転力により回転する第２筒状部と、前記第２筒状部の外周側に形成され、前記第３雌ネジ部と螺合する第２外側雄ネジ部と、前記第２筒状部の内周側に形成され、前記第２雄ネジ部と螺合する第２内側雌ねじ部とを有し、前記第２筒状部が前記第１挿脱部材及び前記第２挿脱部材に対して前記軸周りに回転することで、前記中空部の前記先端側内周面に対する前記第２挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第２調整機構と、
前記第２凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱され、前記第１案内路で案内された前記第１の流体を、更にその外周面と前記第２凹陥部の内周面との間隙で前記第１の流体を前記混合部に案内する第３挿脱体と、前記第３挿脱体の前記先端側外周面に設けられ、前記第２雌ネジ部と逆ネジに形成された第３雄ネジ部と、一端が前記第３挿脱体の前記基端側端部に設けられ、他端が前記第３挿脱体の前記先端側に設けられ、前記第１、第２、第３の流体を前記混合部から外部に流出させる流出路を有する第３挿脱部材と
前記第２雌ネジ部と前記第３雄ネジ部との間に、前記外殻部材と同軸的に設けられ、外部からの回転力により回転する第３筒状部と、前記第３筒状部の外周側に形成され、前記第２雌ネジ部と螺合する第３外側雄ネジ部と、前記第３筒状部の内周側に形成され、前記第３雄ネジ部と螺合する第３内側雌ねじ部とを有し、前記第３筒状部が前記外殻部材及び前記第３挿脱部材に対して前記軸周りに回転することで、前記第２凹陥部に対する前記第３挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第３調整機構とを備えることを特徴とする混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の流体を混合する混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数種類の異なる流体（液体や、液体中に粒子が分散せれている物を含む。）を別々の流路を通し、一本の流路に合流させて混合する混合装置が知られている。
【０００３】
この混合装置では、複数の流体を１つの流路に合流させた後、流路上の障害物等を用いて乱流を形成し、混合させる（例えば、特許文献１及び２参照。）。また、流路の一部を回転可能に形成し、この回転により流体を攪拌し、混合を行う方法も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
これらの装置は、それぞれの流体の流入から、合流するまでの流路が一体に形成されている。このため、流体の混合比は、それぞれの流体を加圧するポンプにより調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５３１４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４２７９８号公報
【特許文献３】特開２００６−３４１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した混合装置では、次のような問題があった。すなわち、複数種類の流体の流入から合流、流出までの流路を一体に形成しているため、混合装置では流体の混合比を調整できず、混合比はポンプの圧力により調整している。
【０００７】
複数流体を異なった流量で供給する場合、流量比が大の流体の混合装置内の流速は、流量比が小の流体より速くなる。このため、混合装置内における流量比が小の流体の圧力が負圧となる場合がある。この場合、混合比が小の流体は、ポンプで設定している流量以上の流量が混合装置に供給されるため所望の混合比の流体が得られない虞がある。
【０００８】
また、ポンプで流量を調整する場合、ポンプの脈動により、流量が変化する場合がある。このため、複数種類の流体の混合比を高精度で調整することができない問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、複数種類の流体の混合比を高精度で調整して混合させることが可能である混合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の混合装置は次のように構成されている。
【００１１】
第１、第２、第３の流体を混合する混合装置において、その基端からその先端に沿う方向を軸とする柱体と、前記柱体に設けられ、前記基端側に開口するとともに、その底部に、孔状に形成された混合部が設けられた第１凹陥部と、前記柱体に設けられ、前記先端側に開口するとともに、その底部が前記混合部を介して前記第１凹陥部と連通する第２凹陥部と、流入口が前記柱体の外周面に設けられ、流出口が前記第２凹陥部の内周面に設けられ、前記第１の流体を案内する第１案内路とを有する外殻部材と、前記第１凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱される第１挿脱体と、前記第１挿脱体に前記軸方向に沿って形成され、前記第１挿脱体の前記基端側から前記先端側に連通する中空部と、流入口が前記第１挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第１挿脱体の外周面に設けられ、前記第２の流体を案内する第２案内路を有し、前記第２案内路で案内された前記第２の流体を、更に前記第１凹陥部の内周面と前記第１挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に案内する第１挿脱部材と、前記第１凹陥部に対する前記第１挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第１調整機構と、前記中空部の前記先端側に前記軸方向に沿って挿脱される第２挿脱体と、流入口が前記第２挿脱体の前記基端側に設けられ、流出口が前記第２挿脱体の外周面に設けられ、前記第３の流体を案内する第３案内路を有し、前記第３案内路で案内された前記第３の流体を、更に前記中空部の前記先端側内周面と前記第２挿脱体の外周面との間隙で前記混合部に案内する第２挿脱部材と、前記中空部の前記先端側に対する前記第２挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第２調整機構と、前記第２凹陥部に前記軸方向に沿って挿脱され、前記第１案内路で案内された前記第１の流体を、更にその外周面と前記第２凹陥部の内周面との間隙で前記第１の流体を前記混合部に案内する第３挿脱体と、一端が前記第３挿脱体の前記基端側端部に設けられ、他端が前記第３挿脱体の前記先端側に設けられ、前記第１、第２、第３の流体を前記混合部から外部に流出させる流出路を有する第３挿脱部材と、前記第２凹陥部に対する前記第３挿脱部材の、前記軸方向の挿脱位置を調整する第３調整機構とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数種類の流体の混合比を高精度で調整して混合させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る混合装置を用いた微粒子化回路を示す説明図。
【図２】同混合装置を示す断面図。
【図３】同混合装置の要部を拡大し、流体の流れを示す説明図。
【図４】同混合装置の円盤状対向衝突部を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態に係る混合装置１０を用いた微粒子化回路１を示す説明図、図２は混合装置１０を示す断面図、図３は混合装置１０の要部を拡大し、流体の流れを示す説明図、図４は混合装置１０の要部の、後述する第１の円盤状対向衝突部Ｔ１、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２を示す説明図である。なお、以下の説明では、図２における上方を基端側、下方を先端側と称する。
【００１５】
微粒子化回路１は、例えば、灯油、軽油、Ａ重油等の燃料油（第１の流体）７１．１％と、水道水や工業用水等の水（第２の流体）２８％と、複数種類の界面活性剤が組み合わせられた乳化剤（第３の流体）０．９％とを混合し、エマルジョン燃料を製造するための製造装置である。なお、以下の説明では、燃料油、水、乳化剤の流入圧力は４．０８ｋｇｆ／ｃｍ２とし、エマルジョン燃料１０Ｌを製造する場合について説明する。この場合、燃料油、水、乳化剤の供給量は、それぞれ７．１１Ｌ、２．８Ｌ、９０ｍＬとなる。なお、４．０８ｋｇｆ／ｃｍ２は、０．４ＭＰａに相等する。
【００１６】
微粒子化回路１は、図１に示すように、燃料油が流入する第１流入部２と、水が流入する第２流入部３と、乳化剤が流入する第３流入部４と、第１流入部２、第２流入部３、第３流入部４からそれぞれ燃料油、水、乳化剤が流入する混合装置１０と、混合装置１０から流出する混合流体を微粒子化する微粒子化部５と、微粒子化部５から排出された流体が通る排出路６とを有している。
【００１７】
第１流入部２は、第１クラッキング圧付逆止弁２ａで流量を制御しつつ、混合装置１０に燃料油を供給する第１ポンプ２ｂと、第１ポンプ２ｂから混合装置１０に向かう流路上に設けられ、燃料油の流量を計測する第１流量計２ｃと、第１流量計２ｃと混合装置１０との間に設けられ、混合装置１０からの逆流を防止する第２クラッキング圧付逆止弁２ｄとを有している。
【００１８】
燃料油の流量は、第１流量計２ｃから得られた計測値を用い、混合装置１０により制御される。第１ポンプ２ｂは吐出量が一定であるため、混合装置１０により燃料油の流量が低減された場合、第１ポンプ２ｂに負荷が生じる。第１クラッキング圧付逆止弁２ａは、第１ポンプ２ｂに負荷を掛けずに、燃料油を第１ポンプ２ｂの入口側に戻す機能を有している。
【００１９】
第２流入部３は、第３クラッキング圧付逆止弁３ａで流量を制御しつつ、混合装置１０に水を供給する第２ポンプ３ｂと、第２ポンプ３ｂから混合装置１０に向かう流路上に設けられ、水の流量を計測する第２流量計３ｃと、第２流量計３ｃと混合装置１０との間に設けられ、混合装置１０からの逆流を防止する第４クラッキング圧付逆止弁３ｄとを有している。
【００２０】
水の流量は、第２流量計３ｃから得られた計測値を用い、混合装置１０により制御される。第２ポンプ３ｂは吐出量が一定であるため、混合装置１０により水の流量が低減された場合、第２ポンプ３ｂに負荷が生じる。第３クラッキング圧付逆止弁３ａは、第２ポンプ３ｂに負荷を掛けずに、水を第２ポンプ３ｂの入口側に戻す機能を有している。
【００２１】
第３流入部４は、第５クラッキング圧付逆止弁４ａで流量を制御しつつ、混合装置１０に乳化剤を供給する第３ポンプ４ｂと、第３ポンプ４ｂから混合装置１０に向かう流路上に設けられ、乳化剤の流量を計測する第３流量計４ｃと、第３流量計４ｃと混合装置１０との間に設けられ、混合装置１０からの逆流を防止する第６クラッキング圧付逆止弁４ｄとを有している。
【００２２】
乳化剤の流量は、第３流量計４ｃから得られた計測値を用い、混合装置１０により制御される。第３ポンプ４ｂは吐出量が一定であるため、混合装置１０により乳化剤の流量が低減された場合、第３ポンプ４ｂに負荷が生じる。第５クラッキング圧付逆止弁４ａは、第３ポンプ４ｂに負荷を掛けずに、乳化剤を第３ポンプ４ｂの入口側に戻す機能を有している。
【００２３】
微粒子化部５は、混合装置１０により混合された流体を微粒子化する機能を有している。微粒子化部５には、流体を加圧する高圧ポンプ５ａと、微粒子化を行う微粒子化装置５ｂと、高圧ポンプ５ａと微粒子化装置５ｂの間に接続された圧力計５ｃと、微粒子化装置５ｂからの流出量を測定する第４流量計５ｄとを有している。
【００２４】
流体の微粒子化には一定以上の圧力が必要であり、圧力計５ｃにより得られた計測値を用いて微粒子化装置５ｂを制御し、流体の圧力を一定以上に維持している。
【００２５】
混合装置１０は、燃料油、水、乳化剤を混合し、微粒子化部５に送る機能を有している。
【００２６】
混合装置１０は、図２に示すように、床面等に設けられた固定構造物Ｋに固定された外殻部材２０と、外殻部材２０に基端側から挿入されている第１挿脱部材３０と、外殻部材２０に対する第１挿脱部材３０の挿脱位置を調整する第１調整機構４０と、第１挿脱部材３０に挿入されている第２挿脱部材５０と、第１挿脱部材３０に対する第２挿脱部材５０の挿脱位置を調整する第２調整機構６０と、外殻部材２０に先端側から挿入されている第３挿脱部材７０と、外殻部材２０に対する第３挿脱部材７０の挿脱位置を調整する第３調整機構８０とを有している。
【００２７】
外殻部材２０は、その基端側から先端側に沿う方向を軸Ｃとして形成されている。外殻部材２０は、固定構造物Ｋに固定されている外殻部材本体（柱体）２１と、外殻部材本体２１に設けられ、基端側に開口する第１凹陥部２２と、外殻部材本体２１に設けられ、先端側に開口する第２凹陥部２３と、外部から内部に燃料油を案内する第１案内路２４とを有している。
【００２８】
第１凹陥部２２の先端側は、円錐台を刳り貫いた形状であり、後述する第１挿脱体３１を挿脱可能に形成されている。第１凹陥部２２の先端側は、例えば、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲は、軸Ｃに対して９０度の角度に形成され、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲は、軸Ｃに対して６０度の角度に形成されている。
【００２９】
第２凹陥部２３の基端側は、円錐台を刳り貫いた形状であり、後述する第３挿脱体７１を挿脱可能に形成されている。第２凹陥部２３の基端側内周面は、例えば、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲において、軸Ｃに対して１０度の角度に形成されている。
【００３０】
第１凹陥部２２の底部には孔状に形成された混合部２５が設けられている。第１凹陥部２２の底部と、第２凹陥部２３の底部とは、混合部２５を介して連通している。また、混合部２５は、後述する第１の円盤状対向衝突部Ｔ１、及び、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２の中央部に位置している。
【００３１】
第１案内路２４は、流入口が外殻部材本体２１の外周面に設けられ、流出口が第２凹陥部２３の内周面に設けられている。
【００３２】
第１凹陥部２２の基端側内周面には、第１雌ネジ部２６が設けられている。第１雌ネジ部２６は、例えば１ｍｍピッチの右ネジである。また、第２凹陥部２３の先端側内周面には、第２雌ネジ部２７が設けられている。第２雌ネジ部２７は、例えば１ｍｍピッチの右ネジである。
【００３３】
外殻部材本体２１の、第１凹陥部２２の第１雌ネジ部２６より先端側には、第１固定ピン２８が軸Ｃに対する径方向内側に貫通して設けられている。また、外殻部材本体２１の、第２凹陥部２２の第２雌ネジ部２７より基端側には、第２固定ピン２９が軸Ｃに対する径方向の内側に貫通して設けられている。
【００３４】
第１挿脱部材３０は、第１凹陥部２２に挿脱可能に形成された第１挿脱体３１と、第１挿脱体３１の内部に、軸Ｃに沿って形成された中空部３２と、外部から内部に水を案内する第２案内路３３とを有している。
【００３５】
第１挿脱体３１の先端部は円錐台状であり、第１凹陥部２２に嵌合可能に形成されている。すなわち、第１挿脱体３１の先端部は、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲は、軸Ｃに対して９０度の角度に形成され、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲は、軸Ｃに対して６０度の角度に形成されている。また、第１挿脱体３１と第１凹陥部２２とで、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲に第１の円盤状対向衝突部Ｔ１を形成している。
【００３６】
第１挿脱体３１の基端側外周面には、第１雌ネジ部とは逆ネジに形成された第１雄ネジ部３４が設けられている。第１雌ネジ部３４は、例えば７．５ｍｍピッチの左ネジである。
【００３７】
中空部３２は、第１挿脱部材３０の内部を、基端側から先端側に貫通して形成されている。中空部３２の先端側は、円錐台を刳り貫いた形状である。中空部３２の先端側内周面は、例えば、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲において、軸Ｃに対して５度の角度に形成されている。中空部３２の基端側内周面には、第３雌ネジ部３５が形成されている。第３雌ネジ部３５は、例えば１ｍｍピッチの右ネジである。
【００３８】
第２案内路３３は、流入口が第１挿脱部材３０の基端側の外周面に設けられ、流出口が第１挿脱体３１の先端側外周面に設けられている。
【００３９】
第１挿脱部材３０の外周面には、第１固定ピン２８と係合する第１固定溝３６が形成されている。第１固定溝３５と第１固定ピン２８とが係合することで、外殻部材２０に対する第１挿脱部材３０の、軸Ｃ周りの相対回転を防止する。
【００４０】
第１挿脱部材３０の外周部には更に、第３固定ピン３７が軸Ｃに対する径方向内側に貫通して設けられている。
【００４１】
第１調整機構４０は、第１雌ネジ部２６と第１雄ネジ部３４との間に、外殻部材２０と同軸的に設けられている。第１調整機構４０は、第１のモータＭ１から回転力を受ける第１受動部４１と、外周側で第１雌ネジ部２６と螺合し、内周側で第１雄ネジ部３４と螺合する第１伝達部（第１筒状部）４２とを有している。すなわち、第１のモータＭ１の回転力は、第１受動部４１を介し、第１伝達部４２を回転させる。
【００４２】
第１伝達部４２の外周面には、第１雌ネジ部２６と螺合する第１外側雄ネジ部４３が形成されている。すなわち、第１外側雌ネジ部４３は、１ｍｍピッチの右ネジである。また、第１伝達部４２の内周面には、第１雄ネジ部３４と螺合する第１内側雌ネジ部４４が形成されている。すなわち、第１内側雌ネジ部４４は、７．５ｍｍピッチの左ネジである。
【００４３】
このように形成された第１調整機構４０は、軸Ｃ周りに回転することで、第１凹陥部２２に対する第１挿脱部材３０の、軸Ｃ方向の挿脱位置を調整する機能を有している。すなわち、第１雌ネジ部２６と第１雄ネジ部３４は逆ネジに形成されており、また、第１固定ピン２８と第１固定溝３６との係合により、外殻部材２０に対する第１挿脱部材３０の相対回転は防止されている。このため、第１調整機構４０は、軸Ｃ周りに回転することで、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１との間隙を調整することが可能である。
【００４４】
本実施の形態では、第１雌ネジ部２６と第１外側雄ネジ部４３は１ｍｍピッチの右ネジであり、第１雄ネジ部３４と第１内側雌ネジ部４４は７．５ｍｍピッチの左ネジである。したがって、第１調整機構４０を軸Ｃ周りに、１回転させると、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１との軸Ｃ方向の距離は０．２５ｍｍ変化する。
【００４５】
なお、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙は、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲では、０．２５［ｍｍ］・ｓｉｎ（６０［度］）≒０．２５［ｍｍ］・０．８６６０≒０．２１７［ｍｍ］の式より、０．２１７ｍｍ変化する。
【００４６】
ここで、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙から、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する流量を所要の流量とする際の、第１凹幹部２２と第１挿脱体３１の間隙、及び、第１調整機構４０の回転角度の算出方法について説明する。この方法では、最初に、所定の圧力で所定の流量を流す孔（オリフィス）について、流路断面積を求める。次に、得られた流路断面積を、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する燃料油の流路断面積に適用することで算出する。
【００４７】
所定の圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ２］において、所定の流量Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］を流すための孔の直径（オリフィス径）Ｄ［ｍｍ］は、Ｄ≒√（Ｑ／（０．５６√Ｐ））の式より求められる。したがって、圧力Ｐ＝４．０８［ｋｇｆ／ｃｍ２］、流量Ｑ＝７．１１［Ｌ／ｍｉｎ］とする場合、Ｄ≒√（７．１１／（０．５６・√４．０８））の式より、直径Ｄは２．５１ｍｍとなる。この場合、直径Ｄの孔の面積はπ・（２．５１／２）２≒４．９４８［ｍｍ２］の式より、４．９４８ｍｍ２となる。
【００４８】
燃料油は、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙の、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲から、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する。このため、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する燃料油の流路断面積は、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１の円周に、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲の、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙の寸法を乗ずることにより求められる。
【００４９】
すなわち、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する燃料油の流路断面積は、軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲の、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙の寸法をＳ１とした場合、１０［ｍｍ］・π・Ｓ１の式より求められる。上述したように、第１の円盤状対向衝突部Ｔ１に流入する燃料油の流量を７．１１Ｌ／ｍｉｎとする場合、流路断面積は４．９４８ｍｍ２である必要がある。このことから、４．９４８［ｍｍ２］＝１０［ｍｍ］・π・Ｓ１の式より、Ｓ１は０．１５７ｍｍとなる。
【００５０】
軸Ｃを中心とする直径１０ｍｍまでの範囲より外側の範囲の、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙は、第１調整機構４０を１回転させる場合、０．２１７ｍｍ変化する。このことから、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙を０．１５７ｍｍとする場合は、（０．１５７［ｍｍ］／０．２１７［ｍｍ］）・３６０［度］≒２６０．５［度］の式より、第１調整機構４０を２６０．５度回転させる。
【００５１】
第２挿脱部材５０は、中空部３２の先端側に挿脱される第２挿脱体５１と、外部から内部に乳化剤を案内する第３案内路５３とを有している。
【００５２】
第２挿脱体５１の先端部は、円錐台状であり、中空部３２の先端側に嵌合可能に形成されている。すなわち、第２挿脱体５１の先端部の、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲は、軸Ｃに対して９０度の角度に形成され、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲は、軸Ｃに対して５度の角度に形成されている。また、第２挿脱体５１の先端部の、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲は、後述する第３挿脱体７１との間で第２の円盤状対向衝突部Ｔ２を形成している。第２挿脱体５１の基端側外周面には、第３雌ネジ部３５と逆ネジに形成された第２雄ネジ部５２が設けられている。第２雄ネジ部５２は、例えば０．７５ｍｍピッチの左ネジである。
【００５３】
第３案内路５３は、流入口が第２挿脱部材５０の基端側に設けられ、流出口が第２挿脱体５１の先端側外周面に設けられている。
【００５４】
第２挿脱部材５０の外周面の、第２挿脱体５１と第２雄ネジ部５２との間には、第３固定ピン３７が係合する第２固定溝５４が形成されている。第２固定溝５４と第３固定ピン３７とが係合することで、第１挿脱部材３０に対する第２挿脱部材５０の、軸Ｃ周りの相対回転を防止する。
【００５５】
第２調整機構６０は、第３雌ネジ部３５と第２雄ネジ部５２との間に、外殻部材２０と同軸的に設けられている。第２調整機構６０は、第２のモータＭ２から回転力を受ける第２受動部６１と、外周部で第３雌ネジ部３５と螺合し、内周部で第２雄ネジ部５２と螺合する第２伝達部（第２筒状部）６２とを有している。すなわち、第２のモータＭ２の回転力は、第２受動部６１を介し、第２伝達部６２を回転させる。
【００５６】
第２伝達部６２の外周面には、第３雌ネジ部３５と螺合する第２外側雄ネジ部６３が形成されている。すなわち、第２外側雄ネジ部６３は、１ｍｍピッチの右ネジである。また、第２伝達部６２の内周面には、第２雄ネジ部５２と螺合する第２内側雌ネジ部６４が形成されている。すなわち、第２内側雌ネジ部６４は、０．７５ｍｍピッチの左ネジである。
【００５７】
このように形成された第２調整機構６０は、軸Ｃ周りに回転することで、中空部３２の先端側内周面に対する第２挿脱部材５０の、軸Ｃ方向の挿脱位置を調整する機能を有している。すなわち、第３雌ネジ部３５と第２雄ネジ部５２は逆ネジに形成されており、また、第３固定ピン３７と第２固定溝５４との係合により、第１挿脱部材３０に対する第２挿脱部材５０の相対回転は防止されている。このため、第２調整機構６０は、軸Ｃ周りに回転することで、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱体５１との間隙を調整することが可能である。
【００５８】
本実施の形態では、第３雌ネジ部３５と第２外側雄ネジ部６３は１ｍｍピッチの右ネジであり、第２雄ネジ部５２と第２内側雌ネジ部６４は７．５ｍｍピッチの左ネジである。したがって、第２調整機構６０を軸Ｃ周りに、１回転させると、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０との軸Ｃ方向の距離は０．２５ｍｍ変化する。
【００５９】
５ｍｍまでの範囲より外側の範囲では、０．２５［ｍｍ］・ｓｉｎ５［度］≒０．２５［ｍｍ］・０．０８７２＝０．０２２［ｍｍ］の式より、０．０２２ｍｍ変化する。
【００６０】
ここで、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙から、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する流量を所要の流量とする際の、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙、及び、第２調整機構６０の回転角度の算出方法について説明する。この方法では、上述した第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙の算出方法と同様に、所定の圧力で所定の流量を流す孔（オリフィス）について流路断面積を求め、得られた断面積を第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する乳化剤の流路断面積に適用することで算出する。
【００６１】
所定の圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ２］において、所定の流量Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］を流すための孔の直径Ｄ［ｍｍ］は、Ｄ≒√（Ｑ／（０．５６√Ｐ））の式より求められる。したがって、圧力Ｐ＝４．０８［ｋｇｆ／ｃｍ２］、流量Ｑ＝９０［ｍＬ／ｍｉｎ］（０．０９［Ｌ／ｍｉｎ］）とする場合、Ｄ≒√（０．０９／（０．５６・√４．０８））の式より、直径Ｄは０．２８２ｍｍとなる。この場合、直径Ｄの孔の面積はπ・（０．２８２／２）２の式より、０．０６２ｍｍ２となる。
【００６２】
乳化剤は、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙の、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲から、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する。このため、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する乳化剤の流路断面積は、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２の円周に、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍより外側の範囲の、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙の寸法を乗ずることにより求められる。
【００６３】
すなわち、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する乳化剤の流路断面積は、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙の寸法をＳ２とした場合、５［ｍｍ］・π・Ｓ２の式より求められる。上述したように、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する乳化剤の流量を９０ｍＬ／ｍｉｎとする場合、流路断面積は０．０６２ｍｍ２である必要がある。このことから、０．０６２［ｍｍ２］＝５［ｍｍ］・π・Ｓ２の式より、Ｓ２は０．００４ｍｍとなる。
【００６４】
上述したように、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙は、第２調整機構６０を１回転させる場合、０．０２２ｍｍ変化する。このことから、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱部材５０の間隙を０．００４ｍｍとする場合は、（０．００４［ｍｍ］／０．０２２［ｍｍ］）・３６０［度］≒６５．５［度］の式より、第２調整機構６０を６５．５度回転させる。
【００６５】
第３挿脱部材７０は、第２凹陥部２３に挿脱される第３挿脱体７１と、燃料油、水、乳化剤を内部から外部に案内する流出路７３とを有している。
【００６６】
第３挿脱体７１の基端側は円錐台状であり、第２凹陥部２３に嵌合可能に形成されている。すなわち、第３挿脱体７１の基端側は、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲は、軸Ｃに対して９０度の角度に形成され、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲は、軸Ｃに対して１０度の角度に形成されている。また、上述したように、第３挿脱体７１の先端部の、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲は、第２挿脱体との間に第２の円盤状対向衝突部Ｔ２を形成している。
【００６７】
第３挿脱体７１の先端側外周面には、第２雌ネジ部２７と逆ネジに形成された第３雄ネジ部７２が設けられている。第３雄ネジ部７２は、例えば０．７５ｍｍピッチの左ネジである。
【００６８】
流入口が第３挿脱体７１の基端側の端部に設けられ、流出口が第３挿脱体７１の先端側に設けられている。
【００６９】
第３挿脱部材７０の外周面の、第３挿脱体７１と第３雄ネジ部７２との間には、第２固定ピン２９が係合する第３固定溝７４が形成されている。第３固定溝７４と第２固定ピン２９とが係合することで、外殻部材２０に対する第３挿脱部材７０の、軸Ｃ周りの相対回転を防止する。
【００７０】
第３調整機構８０は、第２雌ネジ部２７と第３雄ネジ部７２との間に、外殻部材２０と同軸的に設けられている。第３調整機構８０は、第３のモータＭ３から回転力を受ける第３受動部８１と、外周部で第２雌ネジ部２７と螺合し、内周部で第３雄ネジ部７２と螺合する第３伝達部（第３筒状部）８２とを有している。すなわち、第３のモータＭ３の回転力は、第３受動部８１を介し、第３伝達部８２を回転させる。
【００７１】
第３伝達部８２の外周面には、第２雌ネジ部２７と螺合する第３外側雄ネジ部８３が形成されている。すなわち、第３外側雄ネジ部８３は１ｍｍピッチの右ネジである。また、第３伝達部８２の内周面には、第３雄ネジ部７２と螺合する第３内側雌ネジ部８４が形成されている。すなわち、第３内側雌ネジ部８４は０．７５ｍｍピッチの左ネジである。
【００７２】
このように形成された第３調整機構８０は、軸Ｃ周りに回転することで、第２凹陥部２３に対する第３挿脱部材７０の、軸Ｃ方向の挿脱位置を調整する。すなわち、第２雌ネジ部２７と第３雄ネジ部７２とは逆ネジに形成されており、また、第２固定ピン２９と第３固定溝７４との係合により、外殻部材２０に対する第３挿脱部材７０の相対回転は防止されている。このため、第３調整機構８０は、軸Ｃ周りに回転することで、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙を調整することが可能である。
【００７３】
本実施の形態では、第２雌ネジ部２７と第３外側雄ネジ部８３は１ｍｍピッチの右ネジであり、第３雄ネジ部７２と第３内側雌ネジ部８４は７．５ｍｍピッチの左ネジである。したがって、第３調整機構８０を軸Ｃ周りに、１回転させると、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との軸Ｃ方向の距離は０．２５ｍｍ変化する。
【００７４】
なお、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙は、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲では、０．２５［ｍｍ］・ｓｉｎ１０［度］≒０．２５［ｍｍ］・０．１７３６≒０．０４３［ｍｍ］の式より、０．０４３ｍｍ変化する。
【００７５】
ここで、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙から、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する流量を所要の流量とする際の、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙、及び、第３調整機構８０の回転角度の算出方法について説明する。この方法では、上述した第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙の算出方法と同様に、所定の圧力で所定の流量を流す孔（オリフィス）について流路断面積を求め、得られた流路断面積を第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する水の流路断面積に適用することで算出する。
【００７６】
所定の圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ２］において、所定の流量Ｑ［Ｌ／ｍｉｎ］を流すための孔の直径Ｄ［ｍｍ］は、Ｄ≒√（Ｑ／（０．５６√Ｐ））の式より求められる。したがって、圧力Ｐ＝４．０８［ｋｇｆ／ｃｍ２］、流量Ｑ＝２．８［Ｌ／ｍｉｎ］とする場合、Ｄ≒√（２．８／（０．５６・√４．０８））の式より、直径Ｄは１．５７ｍｍとなる。この場合、直径Ｄの孔の面積はπ・（１．５７／２）２の式より、１．９４ｍｍ２となる。
【００７７】
水は、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙の、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍまでの範囲より外側の範囲から、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する。このため、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する水の流路断面積は、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２の円周に、軸Ｃを中心とする直径５ｍｍより外側の範囲の、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１の間隙の寸法を乗ずることにより求められる。
【００７８】
すなわち、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する水の流路断面積は、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙の寸法をＳ３とした場合、５［ｍｍ］・π・Ｓ３の式より求められる。上述したように、第２の円盤状対向衝突部Ｔ２に流入する水の流量を２．８Ｌ／ｍｉｎとする場合、流路断面積は、１．９４ｍｍ２である必要がある。このことから、１．９４［ｍｍ２］＝５［ｍｍ］・π・Ｓ３の式より、Ｓ３は０．１２４ｍｍとなる。
【００７９】
上述したように、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙は、第３調整機構８０を１回転させる場合、０．０４３ｍｍ変化する。このことから、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙を０．１２４ｍｍとする場合は、（０．１２４［ｍｍ］／０．０４３［ｍｍ］）・３６０［度］≒１０３８［度］の式より、第３調整機構８０を１０３８度、すなわち、２回転と３１８度回転させる。
【００８０】
このように構成された混合装置１０は、次のようにして燃料油、水、乳化剤の混合を行う。
【００８１】
燃料油は、図３中矢印Ｙ１に示すように、第１案内路２４を通り、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙に案内される。燃料油は更に、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１の間隙により、混合部２５に案内される。
【００８２】
水は、図３中矢印Ｙ２に示すように、第２案内路３３を通り、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１との間隙に案内される。水は更に、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１の間隙により、混合部２５に案内される。
【００８３】
乳化剤は、図３中矢印Ｙ３に示すように、第３案内路５３を通り、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱体５１との間隙に案内される。乳化剤は更に、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱体５１との間隙により、混合部２５に案内される。
【００８４】
混合部２５に案内された燃料油、水、乳化剤は、図３中矢印Ｙ４に示すように、軸Ｃ周りの３６０度全方位から、軸Ｃ周りの径方向内側に向かって互いに対向衝突し、混合される。
【００８５】
混合が行われた燃料油、水、乳化剤は、図３中矢印Ｙ５に示すように、流出路７３を通り、排出される。
【００８６】
上述したように、本発明の一実施の形態に係る混合装置１０によれば、第１調整機構４０、第２調整機構６０、第３調整機構８０により、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１との間隙、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱体５１との間隙、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙をそれぞれ調整可能である。このため、混合装置１０は、燃料油、水、乳化剤の流量を調整し、燃料油、水、乳化剤の混合比を調整して混合させることが可能である。
【００８７】
また、第１調整機構４０、第２調整機構６０、第３調整機構８０は、第１凹陥部２２と第１挿脱体３１との間隙、中空部３２の先端側内周面と第２挿脱体５１との間隙、第２凹陥部２３と第３挿脱体７１との間隙の調整をネジ構造により行っている。このため、第１調整機構４０、第２調整機構６０、第３調整機構８０の軸Ｃ周りの回転角度を調整することで、燃料油、水、乳化剤の混合比を、高精度で調整することが可能である。
【００８８】
上述したように、本発明によれば、複数の流体の混合比を高精度で調整することが可能となる。
【００８９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、モータを用いて混合比を調整する装置について説明したが、混合比を手動で調整する場合にも同様に適用できる。また、上述した例では、第１、第２、第３の流体として、燃料油、水、乳化剤を用いたが、これらの流体以外の流体を混合する場合であっても、同様に適用できるのは勿論である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００９０】
１…微粒子化装置、２…第１流入部、３…第２流入部、４…第３流入部、５…微粒子化部、６…排出路、１０…混合装置、２０…外殻部材、２１…外殻部材本体、２２…第１凹陥部、２３…第２凹陥部、２４…第１案内路、２５…混合部、２６…第１雌ネジ部、２７…第２雌ネジ部、３０…第１挿脱部材、３１…第１挿脱体、３２…中空部、３３…第２案内路、３４…第１雄ネジ部、３５…第３雌ネジ部、４０…第１調整機構、４２…第１伝達部、４３…第１外側雄ネジ部、４４…第１内側雌ネジ部、５０…第２挿脱部材、５１…第２挿脱体、５２…第２雄ネジ部、５３…第３案内路、６０…第２調整機構、６２…第２伝達部、６３…第２外側雄ネジ部、６４…第２内側雌ネジ部、７０…第３挿脱部材、７１…第３挿脱体、７２…第３雄ネジ部、７３…流出路、８０…第３調整機構、８２…第３伝達部、８３…第３外側雄ネジ部、８４…第３内側雌ネジ部、Ｋ…固定構造物、Ｍ１…第１のモータ、Ｍ２…第２のモータ、Ｍ３…第３のモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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