(57)【要約】  第１の流体を受け入れるための第１の入口（１１）と第２の流体を受け入れるために第１の入口（１１）の下流に配置された第２の入口（１４）とを有する第１の流体の流路（１３）と、第１の流体及び第２の流体の混合物を放出するための出口（１２）と、末端部分（２７）を含む第２の端部を有する垂直調節可能スロットル本体（２２）とを含み、スロットル本体（２２）が、流路（１３）の流れ面積を制御するために配置され、かつ流路（１３）の流れ面積が第１の流体の流量の減少と共に減少し、第１の流体の流量の増加と共に増大するように調節可能である第２の流体を第１の流体の中に混合するための装置。スロットル本体（２２）の末端部分（２７）は、３つの部分を含み、第１の部分（２８）及び第３の部分（３０）は突起であり、第２の部分（２９）は窪みである。【選択図】      図１
2018515331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体の中に第２の流体を混合するための装置であって、
前記第１の流体の流路（１３）を取り囲むチャンバ（１０）であって、前記第１の流体を受け入れるための第１の入口（１１）と、前記第１の入口（１１）の下流に配置され、前記第２の流体を受け入れるための第２の入口（１４）とを有する前記チャンバ（１０）を含み、
前記第２の入口（１４）の下流に配置され、前記第１の流体及び前記第２の流体の混合物を放出するための出口（１２）を含み、
前記第１の流体の前記流路（１３）が、前記第１の入口（１１）から前記出口（１２）まで延び、前記第２の入口（１４）が、前記第１の流体の前記流路（１３）の中に開口し、
前記チャンバ（１０）の底部分に配置された第１の端部と末端部分（２７）を含む第２の端部とを有する垂直調節可能スロットル本体（２２）を含み、
前記スロットル本体（２２）が、前記流路（１３）の流れ面積を制御するために前記第１の入口（１１）の下流かつ前記第２の入口（１４）の上流で前記チャンバ（１０）の内側に配置され、前記スロットル本体（２２）が、前記流路（１３）の前記流れ面積が前記第１の流体の流量の減少と共に減少し、前記第１の流体の流量の増加と共に増大するように垂直に調節可能であるようになっており、
前記スロットル本体（２２）の前記末端部分（２７）は、３つの部分を含み、第１の部分（２８）が、第２の部分（２９）の上流であり、第３の部分（３０）が、前記第２の部分（２９）の下流であり、
作動位置では、前記第２の入口（１４）は、前記スロットル本体（２２）の前記第３の部分（３０）の上流かつ前記第１の入口（１１）の下流であり、
前記末端部分（２７）の前記第１の部分（２８）及び前記第３の部分（３０）は、突起であり、前記第２の部分（２９）は、窪みであり、前記末端部分（２７）の前記第１の部分（２８）及び前記第３の部分（３０）は、前記第２の部分（２９）よりも高い流速を達成するようになっている、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記スロットル本体（２２）の底面と前記チャンバ（１０）の前記底部分との間に配置され、前記第１の流体によって前記スロットル本体（２２）に働く力に対抗するようになったバネ手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スロットル本体は、該スロットル本体の前記第１の端部が回動可能に配置された軸に接続された状態で回動可能に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スロットル本体の前記末端部分は、前記第１の部分及び前記第３の部分での前記流れ面積が前記第２の部分での前記流れ面積よりも小さいようになっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記スロットル本体の前記末端部分は、前記第２の入口に位置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の入口は、前記第１の流体及び前記第２の流体が混合されるところにおいて前記第２の流体の速度を制御するようになったバルブを含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の入口の下流に配置され、前記流体の流れを向け直すようになったバッフルを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記バッフルは、更に、前記流体の流れを前記出口のほうに向け直すようになっていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の入口は、前記第１の流体の流路に対して実質的に垂直に配置されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記バルブは、前記チャンバの上部に隣接して配置されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
第１の流体の中に第２の流体を混合する方法であって、
流路を取り囲むチャンバ内で第１の入口から出口まで前記第１の流体を流す段階と、
前記第１の入口の下流かつ前記出口の上流に配置された前記チャンバの第２の入口を通じて前記第２の流体を前記第１の流体の流路の中に供給する段階と、
前記流路の前記流れ面積が前記第１の流体の流量の減少と共に減少し、かつ前記第１の流体の流量の増加と共に増大するように、前記流路の流れ面積を制御するために、前記チャンバの底部分に配置された第１の端部と末端部分を含む第２の端部とを有し、かつ前記第１の入口の下流及び前記第２の入口の上流で前記流路に配置された垂直に調節可能に配置されたスロットル本体を、垂直に調節させる段階と、
を含み、
前記スロットル本体の前記末端部分は、３つの部分を含み、第１の部分が、第２の部分の上流であり、第３の部分が、前記第２の部分の下流であり、
作動位置では、前記第２の入口は、前記スロットル本体の前記第３の部分の上流かつ前記第１の入口の下流であり、
前記末端部分の前記第１の部分及び前記第３の部分は、突起であり、前記第２の部分は、窪みであり、前記末端部分の前記第１の部分及び前記第３の部分は、前記第２の部分よりも高い流速を達成するようになっている、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の流体を第２の流体と混合するための特に蒸気をパルプの中に混合するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に使用される時に、流体は、気体、液体、蒸気、又はこれらの混合物を意味する。本明細書に使用される時に、概念流体はまた、固体粒子と液体又は気体との混合物から構成されるシステムを含むことを意味し、混合物は、流体のような特性を有する。そのようなシステムの一例は、懸濁液、例えば、セルロースパルプ懸濁液である。
【０００３】
本明細書に使用される時に、１つの流体の別の流体の流路の中への導入は、混和流体とも呼ばれる一方の流体の他方の流体の流路の中への注入、混合、分散、又は他の混和を意味する。
【０００４】
流体が互いに混合されることは、産業処理では珍しいことではない。例えば、製紙産業では、処理化学物質、例えば、酸素気体、二酸化塩素、又はオゾンがパルプ懸濁液の流れの中に導入されることは珍しいことではない。パルプ懸濁液を加熱する目的でパルプ懸濁液の流れの中に蒸気が導入されることも、この産業では一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１つの流体を別の流体の中に導入するためのいくつかの既に公知の方法及び装置がある。これらのデバイスを用いる１つの問題は、それらが比較的エネルギ集中的であり、かつそれらが比較的多くの保守を必要とすることである。
【０００６】
１つの流体を別の流体の流路の中に導入する時に、できるだけ有効かつ均一である流体の混合又は分散を取得することが一般的に常に望ましい。
【０００７】
１つの流体を別の流体の中に注入する時、特に、蒸気をパルプ懸濁液の中に注入する時の１つの目的は、追加蒸気を混和すること、すなわち、混合して分散させることである。
【０００８】
混合又は分散が十分でない場合に、液体又は懸濁液内に形成される蒸気泡のリスクがあり、この蒸気泡は、その後に内破する場合がある。これらの蒸気内破は、液体又は懸濁液内で圧力衝撃を引き起こし、これは、次に、機械支持体、装置、及び他の処理機器に伝播し、ノッキング及び振動を引き起こす場合があり、これは、機械的損傷をもたらすほど強力である可能性がある。これは、大量の蒸気がセルロースパルプ懸濁液に、特に、中間濃度のセルロースパルプ懸濁液に追加される時に特に問題である。本明細書に使用される時に、中間濃度のパルプ懸濁液は、約８〜１４％の範囲の乾燥固形含有量を有するパルプ懸濁液を意味する。
【０００９】
従って、効率を高め、かつ例えば機器を損傷するリスクを最小にするために流体の混合及び分散を最大にしてそれを改善する必要性が存在する。
【００１０】
上記に概説した問題の少なくとも一部に対処することがこのソリューションの目的である。添付の特許請求の範囲に定めるような方法及び装置を使用することにより、この目的及び他の目的を達成することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様により、第２の流体を第１の流体の中に混合するための装置を提供する。装置は、第１の流体の流路を取り囲むチャンバを含み、チャンバは、第１の流体を受け入れるための第１の入口と、第２の流体を受け入れるために第１の入口の下流に配置された第２の入口とを有する。それは、第１の流体及び第２の流体の混合物を放出するために第２の入口の下流に配置された出口を更に含み、第１の流体の流路は、第１の入口から出口まで延び、第２の入口は、第１の流体の流路の中に開口している。装置はまた、チャンバの底部分に配置された第１の端部と末端部分を含む第２の端部とを有する垂直調節可能スロットル本体を含む。スロットル本体は、流路の流れ面積（flow area／流路面積）を制御するために第１の入口の下流かつ第２の入口の上流でチャンバの内側に配置される。スロットル本体は、流れ面積が第１の流体の流量の減少と共に減少し、かつ第１の流体の流量の増加と共に増加するように垂直に調節可能であるようになっている。スロットル本体の末端部分は、３つの部分を含み、第１の部分は、第２の部分の上流にあり、第３の部分は、第２の部分の下流にある。作動位置では、第２の入口は、スロットル本体の第３の部分の上流かつ第１の入口の下流にあり、末端部分の第１の部分及び第３の部分は、第２の部分よりも高い流速を達成するようになっている。スロットル本体を本明細書に説明するように配置することにより、流体の混合は、スロットル本体の末端部分がより高い乱流を引き起こすので改善される。スロットル本体の末端部は、一方の流体だけの乱流の増加ではなく両方の流体の混合の改善を目指しているので、典型的に、第２の入口の下流、すなわち、第２の流体が注入される場所の下流に位置決めされる。
【００１２】
スロットル本体の底面とチャンバの底部分との間に配置されたバネ手段が存在する場合があり、バネ手段は、第１の流体によってスロットル本体に作用する力に対抗するようになっている。
【００１３】
スロットル本体の末端部分は、第１の部分及び第３の部分での流れ面積が第２の部分での流れ面積よりも小さいようになっている場合がある。これは、注入点の直前の速度上昇、並びに第１及び第２の流体の混合後の速度上昇をもたらし、これは、流体のより多くの乱流及び従ってより良好な混合をもたらす。
【００１４】
末端部分の第１の部分及び第３の部分は、突起である場合があり、第２の部分は、窪み（indentation）である場合があり、スロットル本体の末端部分が実質的に角のあるＵ又はＶのように成形されることをもたらす。スロットル本体の末端部分の形態は、流体の混合の前及び後の速度の上述の上昇を達成するように意図している。
【００１５】
第２の入口は、第１の流体及び第２の流体が混合される点で第２の流体の速度を制御するようになったバルブを含むことができる。そのようなバルブを有することにより、第２の流体の速度のより大きい制御を有することが可能になり、これは、次に、流体の混合を容易にする。
【００１６】
装置は、第２の入口の下流に配置されたバッフルを更に含むことができ、バッフルは、流れを向け直す（redirect）ようになっている。流れを向け直すそのようなバッフルを有することにより、乱流は増大し。混合は改善される。
【００１７】
バッフルは、更に、出口に向けて流れを向け直すようになっている場合がある。
【００１８】
第２の入口は、第１の流体の流路に対して実質的に垂直に配置することができる。第１の流体の流路と第２の流体の入口との間の実質的に垂直である角度を有することにより、乱流は増加し、混合は改善される。
【００１９】
第２の態様により、第２の流体を第１の流体の中に混合する方法も提供する。本方法は、流路を取り囲むチャンバ内で第１の入口から出口まで第１の流体を流す段階を含む。本方法は、第１の入口の下流かつ出口の上流に配置されたチャンバの第２の入口を通じて第２の流体を第１の流体の流路の中に供給する段階と、チャンバの底部分に接続された第１の端部と末端部分を含んで流路に配置された第２の端部とを有する垂直調節可能スロットル本体をしてその位置を調節させ、流れ面積が第１の流体の流量の減少と共に減少し、かつ第１の流体の流量の増加と共に増加するように流路の流れ面積を制御する段階とを更に含む。スロットル本体の末端部分は、３つの部分を含み、第１の部分は、第２の部分の上流にあり、第３の部分は、第２の部分の下流にある。作動位置では、末端部分は、第２の入口の上流にあるか又はそれに位置合わせされ、かつ第１の入口の下流にあり、末端部分の第１及び第３の部分は、第２の部分よりも高い流速を達成するようになっている。
【００２０】
本明細書に説明するようなソリューションを実施することにより、特に第１の流体がパルプ懸濁液であり、第２の流体が蒸気である場合に、第２の流体を第１の流体の中に混合するための既存の技術を改良することが可能である。本明細書で推奨するソリューションを実施することにより、流体の乱流が増す場合があり、これは、次に、流体のより良好な混合をもたらす。これは、混合の改善に起因するより良好な最終製品、並びに蒸気泡によって生じる損傷が少ないことの両方をもたらす。
【００２１】
上記の装置及び方法は、異なる様々な任意的実施形態に従って構成かつ実施することができる。このソリューションの更に別の可能な特徴及び利益は、以下の詳細説明から明らかになるであろう。
【００２２】
ここで、ソリューションを添付図面を参照して一例として以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】断面側面図に本発明による装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】上面図に装置を示す図である。
【図３】側面図に装置を示す図である。
【図４】正面図に装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に説明する本発明の実施形態は、セルロースパルプ懸濁液の形態の第１の流体の流路の中に蒸気の形態の第２の流体を混合するための処理プラントに使用するように意図しており、高温蒸気は、パルプ懸濁液を望ましい温度まで、例えば、その後の漂白段階に適する温度まで加熱するように意図している。しかし、本発明の原理は、気体、例えば、酸素気体、塩素気体、又はオゾン、又は液体、例えば、ｐＨ調節液体、二酸化塩素、又は他の処理液体のような他の流体をパルプ懸濁液の中に混合するのに使用することができることは認められるであろう。第１の流体は、パルプ懸濁液とは別のタイプ、例えば、処理液のものである場合があることも認められるであろう。
【００２５】
装置は、第１の導管からパルプ懸濁液を受け入れるための並びにパルプ懸濁液を第１の導管の下流に位置する第２の導管の中に放出するための実質的に平行六面体のハウジング１を含む。装置は、パルプ懸濁液の流れに蒸気を供給するための供給手段２を更に含む。装置は、主スロットル本体２２を有する制御ユニット３を更に含み、これは、蒸気内破の発生を回避するために蒸気を供給する時にパルプ懸濁液に適切な流速が存在することを保証する。従って、制御ユニット３、特にスロットル本体２２は、パルプ懸濁液の流速が、蒸気を供給する時にある一定の予め決められた最小値を超えることを保証する。
【００２６】
ハウジング１は、屋根部分４によって構成された上側境界面と、側壁５及び６によって及びハウジング１の前面上の短側壁７及びハウジング１の背面上に位置付けられた短側壁８によって構成された横境界面と、ベース部分９によって構成された下側境界面とによって外部との境界が定められる。
【００２７】
内部には、ハウジング１は、実質的に平行六面体のチャンバ１０を含み、これは、一部の実施形態では、長さ約５００〜７００ｍｍ、幅約２００〜２５０ｍｍ、及び高さ約１５０〜３００ｍｍである。チャンバ１０は、上流に配置された第１の導管からパルプ懸濁液を受け入れるための側壁７に位置付けられた円形の第１の入口１１と、下流に配置された第２の導管の中にパルプ懸濁液を放出するための側壁８に位置付けられた出口１２とを示す。第１の入口１１は、短側壁７内の開口部によって形成され、一部の実施形態では、約８０〜２００ｍｍの直径を有する。入口１１は、チャンバ１０の断面積よりも小さい面積を有する。出口１２は、典型的に、チャンバ１０の断面積と実質的に同じサイズである。従って、チャンバ１０は、パルプ懸濁液のための流路１３を取り囲み、流路は、第１の入口１１から出口１２まで延びる。
【００２８】
更に、チャンバ１０は、供給手段２から加圧高温蒸気を受け入れるための細長い第２の入口１４を示し、この入口１４は、流路１３の中に開口している。入口１４は、ハウジング１の屋根部分４に配置され、かつ第１の入口１１の下流及び出口１２の上流に位置付けられる。供給手段２は、屋根部分４の上面から第２の入口１４に接続する。第２の入口１４は、その長手方向をチャンバ１０及び流路に対して横断方向にして、すなわち、パルプ懸濁液の流れ方向に対して横断方向にして配置され、かつ実質的に流路１３の幅全体にわたって延びる。換言すると、第２の入口１４は、実質的にチャンバ１０の幅に等しい長さを有する。入口１４の幅、すなわち、チャンバ１０の長手方向のその広がりは、約２〜５０ｍｍである。
【００２９】
着脱可能な栓は、ハウジング１のベース部分９に配置することができる。栓は、いわゆる閉塞、すなわち、パルプ懸濁液がハウジング１に詰まる場合にハウジング１のすすぎを可能にする。
【００３０】
第２の入口１４を通じて加圧高温蒸気をチャンバ１０及び流路１３に供給するための供給手段２は、加圧蒸気を供給手段２に給送するための蒸気導管に接続することができるパイプフランジ１５を含む。更に、供給手段２は、第１の端部１７と第２の端部１８とを示すパイプ部分１６を含む。第１の端部１７は、パイプフランジ１５に接続し、第２の端部１８は、供給手段２のバルブ１９に接続する。第２の端部１８は、図１から明らかなように圧縮され、第２の端部１８のバルブ開口部を細長くする。バルブ１９は、チャンバ１０の第２の入口１４に接続する。典型的な実施形態では、バルブ１９は、回転可能なバルブであるが、他の実施形態では、それは、例えば、ナイフゲートバルブである場合もある。
【００３１】
バルブ１９は、ピボット式バルブスピンドルとバルブスピンドルを取り囲むバルブスピンドルハウジング２０とを含むことができる。バルブスピンドルを回転させることにより、バルブ１９は、完全開放位置に、完全閉鎖位置に、又はこれらの間の望ましい位置に調節することができる。しかし、一部の実施形態では、バルブの開口を調節するための手段は、例えば、ボタン又はレバーとすることができる。バルブスピンドルの位置は、バルブスピンドルの一端でバルブスピンドルハウジング２０上に配置された制御手段２１によって制御される。
【００３２】
バルブ１９は、注入されることになる流体に対してできるだけ多くの制御、特に流体の全量に対する制御を達成するために第２の入口１４に直接に接続される。バルブ１９はまた、圧力を制御するのに使用することができる。バルブ１９を入口１４にできるだけ近接させることにより、バルブ１９と入口１４の間に間隙を有するものと比較すると、流体の量及び流体の速度の両方のより高い制御が達成される。典型的には、より高い乱流及びより良好な混合を達成するために、第２の流体の高速をそれが第１の流体の中に注入される時に達成することが望ましい。
【００３３】
制御ユニット３は、典型的に、フラップ又はリップ２２の形態のスロットル本体２２を含み、かつ流路の面積を調節するように垂直に調節可能である。一部の実施形態では、スロットル本体２２は、ピボット軸２３を有することによって垂直に調節可能であり、かつピボット軸２３の使用によって移動可能である。しかし、一部の実施形態では、ピボット軸２３は必要ない。制御ユニット３、より具体的にスロットル本体２２は、これに代えて、流路の面積を変更する目的で高さ調節手段の使用により垂直に移動可能である場合がある。
【００３４】
フラップ２２は、チャンバ１０の内側に配置され、かつ約１０〜４０ｍｍの厚みを有する実質的に矩形のプレートの形状を有する。フラップ２２は、ハウジング１のベース部分９から離れる方向に面する上面２４と、ハウジングのベース部分９に向けて面する底面２５と、ハウジングの側壁に向けて面する２つの平行長側面と、第１の端部２６又は短側面２６と、第１の端部２６の下流に位置付けられた第２の端部２７又は短側面２７とを示す。
【００３５】
フラップ２２は、その第１の端部２６をピボット軸２３に固定的に接続させ、かつパルプ懸濁液の流れ方向に下流に延びる。フラップ２２の第２の端部２７は自由である。フラップ２２は、典型的には、下流に位置付けられたその自由端２７が作動位置で第２の入口１４に実質的に位置合わせされるように、約２４０〜４５０ｍｍ、すなわち、チャンバ１０の高さよりも僅かに長く、チャンバ１０の長さよりも僅かに短い長さを有する。
【００３６】
自由端２７は、一般的に、実質的に角張った形状のＵ又はＶの形態を有し、より具体的に、それは、少なくとも３つの部分を含み、第１の部分２８及び第３の部分３０は、第２の部分２９よりも遠くに垂直方向に延びる。これは、第１の部分２８及び第３の部分３０が突起であり、第２の部分２９が窪みであるように考えることができる。自由端２７は、高速を達成するためにこのようにして成形され、これは、次に、流体の混合を改善するために第１の流体及び第２の流体のより多くの乱流を生成する。自由端２７は、３つの部分を含み、第１の部分２８は、第２の部分２９の上流に位置付けられ、第２の部分２９は、第３の部分３０の上流にある。チャンバの屋根部分４から第１の部分２８までの距離及びチャンバの屋根部分４から第３の部分３０までの距離は、実質的に同じであり、一方、屋根部分４から第２の部分２９までの距離は、屋根部分から第１の部分２８及び第３の部分３０までの距離よりも大きい。
【００３７】
自由端２７の第１の部分２８は、流れ面積が自由端２７の第１の部分２８のすぐ上流の流れ面積よりも小さいように位置決めされ、かつそのような成形される。これは、第１の部分２８での流体の第１の速度上昇を提供する。スロットル本体２７の末端部分は、実質的に第２の入口１４に位置合わせされるか又はその下流に位置決めされ、スロットル本体の末端部分は、流体の混合を改善するように意図しているので、それは、第２の流体の注入点の下流に配置しなければならない。
【００３８】
一部の実施形態では、自由端２７の第２の部分２９は、実質的に第２の入口１４のすぐ下に位置決めされ、一方、第１の部分２８は、入口１４のすぐ上流に位置付けられ、第３の部分３０は、第２の入口１４のすぐ下流に位置付けられる。上述のように、第２の部分２９から屋根部分４までの距離は、第１の部分２８及び第３の部分３０から屋根部分４までの距離よりも大きく、これは、流れ面積が第１の部分２８及び第３の部分３０でよりも自由端２７の第２の部分２９でより大きいことを必然的にもたらす。第３の部分３０は、垂直方向に第１の部分と実質的に同じに位置決めされ、これは、第３の部分３０での流れ面積が第２の部分でよりも小さいことを意味する。これは、流体の第２の速度上昇をそれらが第２の部分２９から第３の部分３０まで通る時に達成する。既存システムの最も大きい問題の１つは、混合が十分ではないことであり、流体内の乱流の増加は、混合を改善する。
【００３９】
第１の部分２８及び第３の部分３０は、第２の部分２９と比較して、並びに第１の部分２８のすぐ上流の流速に対して、流体のより高い流速を達成するようになっている。典型的には、より高い及びより低い流速は、それぞれ、流れ面積の減少及び増加によって達成される。これは、第１及び第３の部分が、第２の部分２９よりも短い屋根部分４までの距離を有し、従って、第２の部分２９での流れ面積に対して、並びに第１の部分２８の上流に対して流れ面積を低減することにより、上述のように行うことができる。
【００４０】
典型的な実施形態では、第１の部分２８、第２の部分２９、及び第３の部分３０の面は平坦であり、かつ作動位置では実質的にチャンバの屋根部分及び底部分に位置合わせされる。他の実施形態では、面は、流速の漸増及び／又は漸減を達成するために角度を付けることができる。スロットル本体２２の上面２４は、典型的に、チャンバの屋根部分４及び底部分９に対して角度が付けられ、スロットル本体２２は、第１の流体の流れに対して実質的に上向き勾配を形成する。
【００４１】
フラップ２２は、一部の実施形態ではそれをピボット回転（回動／枢動）することにより、フラップの底面２５がチャンバ１０のベース部分９に対して当接する下端位置とフラップ２２の自由端２７がチャンバ１０の屋根部分４に対して当接する上端位置との間で垂直に調節することが可能である。フラップ２２は、実質的にチャンバ１０の幅に等しい幅を有する。従って、装置を使用する時に、パルプ懸濁液は、フラップ２２の上面２４を通り越すように強制される。
【００４２】
フラップ２２がその末端部分間に位置付けられた時に、フラップ２２は、流路１３の流れ面積がフラップ２２の第１の端部２６から自由端２７まで連続的に減少する狭窄を流路１３内に形成する。
【００４３】
フラップ２２のすぐ下流、すなわち、その自由端２７のすぐ下流では、より多くの乱流を生成することによって流体の混合を更に改善するために流れを向け直すためのバッフル３１が配置される場合がある。典型的には、バッフル３１は、２つの混合流体の流れをチャンバ１０の中心に向けて向け直し、流れ面積は、バッフル３１の下流で増大する。流路１３の流れ面積は、フラップ２２の下流では、実質的にその初期値まで、すなわち、フラップ２２のすぐ上流と同じ値まで増大する。入口１４は、フラップ２２の自由端２７の近くで開口し、蒸気は、典型的に、流体の混合を最大にするために自由端２７で又はその上流で供給される。フラップ２２は、好ましくは、２つの流体のより良好な混合を達成するために、第２の流体が第１の流体の中に注入される場所の下流に配置される。
【００４４】
パルプ懸濁液はフラップ２２を通り越すが、スロットル本体２２が回動可能に配置された実施形態では、パルプ懸濁液は、フラップ２２に対して軸２３の周りのトルクを働かせ、これは、フラップ２２を押し下げ、すなわち、フラップ２２を軸２３の周りに時計回りにピボット回転（回動／枢動）させる傾向がある。従って、フラップ２２の上面２４は、流路１３の流れの方向を迂回させる案内面又迂回面を構成し、その面とパルプ懸濁液が相互作用して、上述の下向きトルクを生成する。
【００４５】
制御ユニット３の底面上に及び／又は制御ユニット３のすぐ下の底部分９に位置決めされたバネ手段が配置される場合がある。バネ手段は、流体の流れによって作用する力に対する対抗力として作用するように意図している。バネ手段は、例えば、予め決められた圧力まで加圧されたベローズシリンダである場合がある。バネ手段が圧縮される時に、それらは、フラップ２２及び軸２３に対してトルクを働かせ、これは、フラップを押し上げ、すなわち、軸２３の周りに反時計回りにフラップ２２をピボット回転（回動／枢動）させるように対抗する。
【００４６】
パルプ懸濁液の一定流量では、フラップ２２は、パルプ懸濁液の流れがフラップ２２に対して働かせるトルクが、バネ手段が他方の方向にフラップ２２に対して働かせるトルクと釣り合う平衡位置にそれ自体で調節する。換言すると、バネ手段は、フラップ２２に対してトルクを連続的に働かせるようになっており、これは、パルプ懸濁液のどの流量でもパルプ懸濁液がフラップ２２に対して働かせるトルクと釣り合う。
【００４７】
パルプ懸濁液の流量が増大する場合に、フラップ２２は、流路１３の最小流れ面積、すなわち、端部２７でのその流れ面積が増大するように押し下げられる。パルプ懸濁液の流量がこの新しいより高いレベルで安定する場合に、フラップ２２は、端部２７での流路１３の流れ面積が以前の平衡位置におけるよりも大きい新しい平衡位置にそれ自体で調節する。パルプ懸濁液の流量が減少する場合に、フラップ２２は、端部２７での流路１３の流れ面積が減少するようにバネ手段によって押し上げられる。パルプ懸濁液の流量がこの新しいより低いレベルで安定する場合に、フラップ２２は、従って、端部２７での流路１３の流れ面積が以前の平衡位置よりも小さい新しい平衡位置にそれ自体で調節する。従って、パルプ懸濁液の流量の増加は、端部２７での流路の流れ面積を増加させ、流量の減少は、流れ面積を減少させる。
【００４８】
流れ面積のこの制御は、パルプ懸濁液の流速におけるその流量のそれぞれ減少及び増加から生じるそれぞれ減少及び増加を補償することは認められるであろう。例えば、パルプ懸濁液の流量が減少する場合に、同じくフラップ２２の上流の領域内のパルプ懸濁液の流速もこの領域内の流れ面積が不変であるので減少する。しかし、この状況でのフラップ２２に対するパルプ懸濁液の圧力の減少に起因して、フラップ２２は、上方にピボット回転（回動／枢動）され、フラップ２２での流れ面積は減少する。これは、次に、端部２７でのパルプ懸濁液の流速が増大し、かつ流量が減少する前と実質的に同じレベルに維持されることを意味する。パルプ懸濁液の流量が増大する場合に、調節は、他方の方向に達成され、すなわち、フラップ２２に対するパルプ懸濁液の圧力の増加に起因してフラップ２２は押し下げられ、フラップ２２の上方の流れ面積は増加し、端部２７でのパルプ懸濁液の流速は低下し、かつそれによって流量が増大する前と実質的に同じレベルに維持される。従って、フラップ２２は、パルプ懸濁液の流速が望ましい範囲内に維持されるようにバネ手段によって起動されながら流路１３の流れ面積を制御するスロットル本体として作用する。従って、制御ユニット３は、蒸気供給位置でのパルプ懸濁液の流速が、蒸気の混合が破壊的蒸気内破発生のリスクがあるほど不適切になるリスクを冒すレベルよりも低くなる状況にパルプ懸濁液の流量の減少が至らないことを保証する。これは、流速の低下が流体内の乱流の減少に等しく、これが、次に、効率の低下した混合をもたらすという事実に起因する。
【００４９】
バネ手段が押圧力を用いてフラップ２２に対して当接するという事実に加えて、バネ手段はまた、例えばパルプ懸濁液がフラップ２２を通り越す時又は破壊的蒸気内破が依然として起きる場合にパルプ懸濁液に発生する場合があるいずれの圧力波も減衰させる。従って、バネ手段は、減衰手段を構成することもできる。
【００５０】
従って、フラップ２２は、パルプ懸濁液の流れがバネ手段からの力によって釣り合う押圧力をフラップ２２に対して課す平衡位置にそれ自体で調節する。すなわち、フラップ２２は、自己調節式であり、ベース部分９に対するその実際の角度は、パルプ流れの大きさに依存する。予め決められた流速範囲は、フラップ２２に対するバネ手段の当接力を調節することによって設定することができ、それによって望ましい平衡位置を設定することができる。バネ手段の当接力を増大させることにより、軸２３は、フラップ２２が新しい平衡位置まで押し上げられるように回転する。これは、フラップの上方の断面積が減少することを意味し、これは、第２の入口１４でのパルプ懸濁液の流速をその流量が実質的に同じに保たれる限り増大させる。
【００５１】
従って、装置は、第２の入口１４でのパルプ流れの流速が、常に、典型的に蒸気内破の発生を回避するか又は少なくとも低減するほど十分に高いある一定の予め決められた範囲内であることを制御ユニット３が保証する点で自己調節式である。制御ユニット３はまた、パルプ懸濁液の流量の増加が装置にわたる不要に高い流れ抵抗に至らないことを保証する。
【００５２】
蒸気供給位置でのパルプ懸濁液の最小許容流速は、いくつかのファクタ、例えば、パルプ懸濁液の濃度、蒸気流量、すなわち、供給される蒸気の量などに依存することは認められるであろう。蒸気をパルプ懸濁液に供給する時の適切な流速範囲の例として、中間濃度のパルプ懸濁液の中に約２〜２０ｋｇ／ｓの流量で蒸気を混合する時に、自由端２７でのパルプ懸濁液の流速は、各図に示す実施形態が使用される場合に約２４〜３５ｍ／ｓの範囲内であるべきであると言及することができる。
【００５３】
上記において、本発明を特定の実施形態に基づいて説明した。しかし、更に別の実施形態及び変形が以下の特許請求の範囲内で可能であることは認められるであろう。上述の実施形態を参照すると、例えば、別のタイプのバネ手段、例えば、ピストンロッドタイプのシリンダを適用可能な時には使用することができる。別の押圧手段、例えば、ピストンロッドシリンダ、バネ荷重シリンダ、又は機械バネ、例えば、捩りバネを使用することができることも認められるであろう。
【００５４】
スロットル本体は、意図する目的が依然として満たされる限り、上述のフラップ２２とは異なる設計を有することができることも認められるであろう。スロットル本体は、例えば、楔状である場合がある。
【符号の説明】
【００５５】
９  ベース部分
１０  チャンバ
１３  流路
１９  バルブ
２３  ピボット軸（回動軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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