(57)【要約】【課題】配管装置に係る簡易で効率的な混合装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明の混合装置１０は、中心部に貫通孔１１ａを形成したドーナツ型円板１１と、円筒周面に多数の孔が設けられ、一方の入口端面が開口して貫通孔１１ａに連結され、かつ他方の出口端面に衝突板１３が設けられている円筒型多孔管１２とを具備し、ドーナツ型円板１１の外周が全周にわたって配管１の内壁面に接するように固定して取り付けられている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に貫通孔を形成したドーナツ型円板または多孔板と、
円筒周面に多数の孔が設けられ、一方の入口端面が開口して前記貫通孔に連結され、かつ他方の出口端面に衝突板が設けられている円筒型多孔管とを具備し、
前記ドーナツ型円板または多孔板の外周が全周にわたって流体流路の内壁面に接するように固定して取り付けられていることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
中心部に貫通孔を形成したドーナツ型円板または多孔板と、
円錐面に多数の孔が設けられ、前記貫通孔に連結された入口端面を底面として流れ方向へ縮径する円錐型多孔管とを具備し、
前記ドーナツ型円板または多孔板の外周が全周にわたって流体流路の内壁面に接するように固定して取り付けられていることを特徴とする混合装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の混合装置において、上流側または下流側に絞りを設けたことを特徴とする混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の均一化、均質化に係る混合撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の混合装置は、流体を混合する場合、混合したい流体をタンクに溜め撹拌機で撹拌混合するか、あるいはエジェクタ装置等で混合するのが一般的である。
また、配管内を流れる流体を混合する際も、同じく上記撹拌機なりエジェクタ装置を配管に組込み混合する方法等が一般的であるが、これらの方法を安易に適用できない場合がある。たとえば、配管内を流れている流体の温度、あるいは濃度が不均一で、しかも外部からの影響を極力避け混合平均温度なり混合平均濃度を求めたい場合である。
この場合、一般には配管に垂直な同一平面の温度分布、あるいは濃度分布を計測し、その結果から混合平均温度なり混合平均濃度を算出する方法がとられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１．撹拌したい流体の量が多くなるとタンクに溜め撹拌するには撹拌機の台数も必要となる。また、配管ル−プを構成し撹拌するにも移送装置と撹拌機は必ず必要であり、かなりの動力を必要とし装置も複雑となる。
また、エジェクタ装置は、移送とエジェクタ機能を合わせた移送装置が必要であり、同じくかなりの動力を必要とし装置も複雑となる。
以上から撹拌動力の低減と撹拌の効率化および撹拌装置の単純化が求められている。
２．混合平均温度なり混合平均濃度を求める場合、配管に垂直な同一平面の温度分布、あるいは濃度分布を計測し、その結果から混合平均温度なり混合平均濃度を算出する方法は、手間を要することと精度的に問題を生じる場合がある。
【０００４】
以上１、２を例に取り説明したが、これらも含めた配管装置に係る簡易で効率的な混合装置が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の混合装置は、中心部に貫通孔を形成したドーナツ型円板または多孔板と、円筒周面に多数の孔が設けられ、一方の入口端面が開口して前記貫通孔に連結され、かつ他方の出口端面に衝突板が設けられている円筒型多孔管とを具備し、前記ドーナツ型円板または多孔板の外周が全周にわたって流体流路の内壁面に接するように固定して取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の混合装置は、中心部に貫通孔を形成したドーナツ型円板または多孔板と、円錐面に多数の孔が設けられ、前記貫通孔に連結された入口端面を底面として流れ方向へ縮径する円錐型多孔管とを具備し、前記ドーナツ型円板または多孔板の外周が全周にわたって流体流路の内壁面に接するように固定して取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の混合装置は、請求項１または２記載の混合装置において、上流側または下流側に絞りを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る混合装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、該実施形態の説明に用いる説明済みの実施形態と同一構成要素には、同一符号を付し説明を省略する。
【０００９】
図１は、本発明に係る混合装置の第１の実施形態である。
図中の符号１は配管、１０は混合装置を示し、該混合装置１０は、ドーナツ型円板１１、円筒型多孔管１２、衝突板１３からなる。
【００１０】
円形の貫通孔１１ａを形成したドーナツ型円板１１の外周は、配管１に内接するように固定されており、内円である貫通孔１１ａは、円筒周面に多数の孔が設けられた円筒型多孔管１２の衝突板１３と反対側の端面の開口部が合わせられ取付けられている。
衝突板１３は平板からなり、円筒型多孔管１２のド−ナツ型円板１１と反対側の端面に固定されている。
【００１１】
以上が第１の実施形態の構成であり，次に作用についてのべる。
すなわち、流体を混合する基本的な考え方は、狭い空間で、しかもいかに効率良く流れに擾乱作用を与えるかであり、このためには、流れに擾乱作用が発生し易い折流、衝突、急激な流路の縮小と拡大を行う必要がある。
【００１２】
本第１の実施形態は、図示してない流体の移送装置以外は機械的な手段を用いず、上述した構成により以下に説明するような流れとなることを特徴とした混合装置である。
上流よりドーナツ型円板１１に到達した流れは、配管１流路の壁側を流れる流体が配管１の軸中心方向へ折流され、流路を急激に狭めながら配管１の軸中心付近を流れる残りの流体と衝突し、ドーナツ型円板１１の貫通孔１１ａから円筒型多孔管１２に入る。
【００１３】
円筒型多孔管１２に入った流れは、衝突板１３により折流され円筒型多孔管１２の壁に衝突し、流れの大半は折流、急激に流路を狭められ円筒型多孔管１２の円筒面の多孔から配管１の壁方向に向け円筒型多孔管１２と配管１に構成される空間に放出される。
配管１の壁に向けて放出される際に急激に流路が拡大された流れは、配管１流路の壁に衝突し配管１の軸方向へと折流され流下する。
【００１４】
また、ドーナツ型円板１１に代えて、貫通孔１１ａの周辺部分に多数の孔を穿設した多孔板形式の変形例（図示省略）も可能である。
このように、中心部に貫通孔１１ａを形成した多孔板を採用した混合装置の場合は、流れの全量が円筒型多孔管１２を通過せず、一部を同多孔板から直接配管１の軸方向に放出させ、その噴流と円筒型多孔管１２から配管１の壁方向に放出された噴流との衝突による混合効果を狙いとしたことに特徴がある。
【００１５】
以上述べたように、折流、衝突、急激な流路の縮小と拡大を繰返すことにより、機械的な撹拌なり混合手段を直接用いなくても流れに十分な擾乱作用を与えることができ、流体を均一化及び均質化することが可能である。
【００１６】
図２は、本発明に係る混合装置の第２の実施形態である。
本実施形態は、混合装置１０の円筒型多孔管１２、衝突板１３からなる混合部の代わりに、円錐型多孔管１５を設けた構成に特徴がある。
すなわち、第１の実施形態の形状が異なる提案であり、その作用効果は、ほぼ第１の実施形態と同じである。
【００１７】
図３は、本発明に係る混合装置の第３の実施形態であり、オリフィス２０を第１の実施形態の上流に配置しているが、この第３の実施形態はこれに限定されることはなく、第１および第２の実施形態の上流および下流にオリフィス２０を合わせた構成に特徴がある。
すなわち、オリフィス２０を設けたことにより、以下のような流れとなり擾乱作用を促進する。
【００１８】
上流よりオリフィス２０に到達した流れは、配管１内の流路の壁側を流れる流体が配管１の軸中心方向へ折流され、流路を急激に狭めながら配管１の軸中心付近を流れる残りの流体と衝突した後オリフィス２０の絞り部を通過する。絞り部を通過すると、再度急激に流路が配管１の内径に拡張されることにより、流れが剥離し渦が発生する。そして、流れの主流もオリフィス２０の下流に僅か到達した時点で配管１の内径まで急激に拡張される。
以上オリフィス２０を合わせたことにより、さらに折流、衝突、急激な流路の縮小と拡大を繰返す回数が増したことにより、擾乱作用が促進される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の混合装置は、折流、衝突、急激な流路の縮小と拡大を繰返すことにより流体の擾乱作用を促進し、移送装置を除いて直接機械動力を必要とせず、流体の均一化、均質化することを可能とした。
従って、
１．流体の均一化、均質化手段として直接機械動力を必要とせず、課題１に掲げた従来の混合装置と比較して、低動力の混合装置の提供を可能とした。
２．配管を流れる流体に外部からの影響が少なくて均一化、均質化を促進することが可能な、課題２に掲げた問題の解決あるいは一歩前進するため効果的な手段を提供することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混合装置の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る混合装置の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る混合装置の第３の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　配管（流体流路）
１０　　混合装置
１１　　ドーナツ型円板
１１ａ　貫通孔
１２　　円筒型多孔管
１３　　衝突板
１５　　円錐型多孔管
２０　　オリフィス（絞り）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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