(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相・気相のいずれかの複数流体（ＦＬ１，ＦＬ２）を、合流部位（１１）で合流させて複数流体混合流（ＦＬ３）となして圧送する流路（１０）内の下流側部位に、スタテックミキサー（２０）を収納し、
さらに、上記流路（１０）のスタテックミキサー（２０）の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口（３１）を設けた噴射口付き衝突板（３０）を設けてなる複数流体混合装置。
【請求項２】
液相・気相のいずれかの複数流体（ＦＬ１，ＦＬ２）を、合流部位（１１）で合流させて複数流体混合流（ＦＬ３）となして圧送する流路（１０）内の下流側部位に、スタテックミキサー（２０）を収納し、このスタテックミキサー（２０）を収納する部位は流路断面積を狭窄しない拡径流路部（１２）となし、
さらに、上記流路（１０）のスタテックミキサー（２０）の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口（３１）を設けた噴射口付き衝突板（３０）を設けてなる複数流体混合装置。
【請求項３】
液相・気相のいずれかの複数流体（ＦＬ１，ＦＬ２）を、合流部位（１１）で合流させて複数流体混合流（ＦＬ３）となして圧送する流路（１０）内の下流側部位に、スタテックミキサー（２０）を収納し、
さらに、上記流路（１０）のスタテックミキサー（２０）の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口（３１）を設けた噴射口付き衝突板（３０）を設けて、該噴射口付き衝突板（３０）より下流側は解放するか、前記流路(１０)の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路（１０）より拡径した拡径流路部（１３）となした複数流体混合装置。
【請求項４】
液相・気相のいずれかの複数流体（ＦＬ１，ＦＬ２）を、合流部位（１１）で合流させて複数流体混合流（ＦＬ３）となして圧送する流路（１０）内の下流側部位に、スタテックミキサー（２０）を収納し、このスタテックミキサー （２０）を収納する部位は流路断面積を狭窄しない拡径流路部（１２）となし、
さらに、上記流路（１０）のスタテックミキサー（２０）の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口（３１）を設けた噴射口付き衝突板（３０）を設けて、該噴射口付き衝突板（３０）より下流側は解放するか、前記流路(１０)の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路（１０）より拡径した拡径流路部（１３）となした複数流体混合装置。
【請求項５】
液相・気相のいずれかの複数流体（ＦＬ１，ＦＬ２）を、合流部位（１１）で合流させて複数流体混合流（ＦＬ３）となして圧送する流路（１０）内に衝突板（２１）を流れ方向と直交方向に設けて、この衝突板（２１）の周縁部位に上流側に向かう周壁（２３）を突設してなるスタテックミキサー（２０）を収納し、
さらに、上記流路（１０）のスタテックミキサー（２０）の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口（３１）を設けた噴射口付き衝突板（３０）を設けた複数流体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水に空気を白濁状態に混合する等の複数の流体を混合させる複数流体混合装置に関するものである。
【０００２】
通常、液相のみからなる複数の流体は混ざり易い場合が多く、単に両者を同一容器内に注入（投入）しただけで均一に混合することが多い。しかし、二液を混合しようとしても、両者の比重が極端に相違する場合や、水と油のように混合しにくい性状のものもある。そして、混合しようとする流体が、水に空気を混合するように、液相・気相の異なる性状のものどうしを混合しようとするとなかなか混合しにくいものである。
【０００３】
そこで、従来、このように混合しにくい複数の流体を混合するには、回転式の攪拌翼が一般的に使用されている。しかし、この攪拌翼方式は混合効率が低いので、比較的混合し易い流体どうしの混合に限定されるという問題点を有している。
【０００４】
また、上記攪拌翼による混合装置は、所定の攪拌時間を確保する必要上から通常比較的大型の攪拌槽が必要で、流体搬送流路系内での攪拌が難しく、流体の搬送路からその系外に設置した攪拌槽に一度流体を流入させ、攪拌槽内で攪拌した後に再度搬送路に戻すことが通常は必要であるため装置が複雑で大型化し、攪拌翼を回転する動力と、攪拌槽から搬送路に流体を戻すという目的に使用される動力も必要となる等の問題点を有している。
【０００５】
また、流体の搬送路内に捻り翼を固定した状態で内蔵し、搬送中の流体を旋回流となるように回転させて攪拌するスタテックミキサーも従来提案されている。しかし、この種の捻り翼方式のスタテックミキサーは、混合効率を高めると意外と大きな圧力損失を伴うと共に、なお、混合効率に十分満足できるものではないという問題点を有している。すなわち、この捻り翼方式のスタテックミキサーは、流体を搬送中に旋回させて攪拌・混合するものであるが、旋回流には遠心力が発生し、この遠心力で混合流体に比重差があるとこれらを分離するように作用し、流路の中心側に比重が小さい流体が、外周方向に比重の大きい流体が集まろうとするので混合効率が充分得られないものであるとされている。
【０００６】
【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に鑑みてなされたもので、構成が簡易・小型で、混合効率の高い複数流体混合装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、「請求項１」の発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位に、スタテックミキサー２０を収納し、さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けてなる技術的手段を講じたものである。
【０００８】
それ故、本発明の複数流体混合装置は、合流部位１１で合流した複数流体混合流ＦＬ３が、スタテックミキサー２０で攪拌・混合されるのは従来と同じ作用である。そして、スタテックミキサー２０で攪拌・混合された流体は噴射口３１より流出するが、流体の一部は噴射口３１より直接流出する。該流体の多くは衝突板３０に衝突した後、該噴射口３１より流出する。すなわち、該噴射口３１からの噴射の際に、噴射口３１より噴射される直前に流れ方向を変えて渦流を発生して攪拌・混合される作用を呈する。
【０００９】
そして、上記噴射口３１は、噴射口付き衝突板３０の偏心位置に設けられている上に、非円形となっているので、該噴射口３１より噴出された複数流体混合流ＦＬ３は、噴射先方側でも非常に複雑な動き（均一な放射方向への噴射とはならない）をして、相互に衝突し合ってさらに攪拌・混合される作用を呈するものである。
【００１０】
次に、「請求項２」の発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位にスタテックミキサー２０を収納し、このスタテックミキサー２０を収納する部位は流路断面積を狭窄しない拡径流路部１２となし、さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けてなる技術的手段を講じたものである。
【００１１】
それ故、本発明は、上記「請求項１」の作用に加えて、スタテックミキサー２０を収納する部位は、流路断面積を狭窄しない拡径流路部１２となしたので、スタテックミキサー２０部位での圧力損失を低減する作用を呈する。
【００１２】
次に、「請求項３」の発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位にスタテックミキサー２０を収納し、さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けて、該噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となした技術的手段を講じたものである。
【００１３】
それ故、本発明は、「請求項１」の作用に加えて、衝突板３０より下流側は解放するか、前記流路１０の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となしたので、衝突板３０の噴射口３１より噴出する複数流体混合流ＦＬ３は、流路径の拡大によって減圧され拡散微小化して分断される作用を呈すると共に、噴射口３１が非円形であることとあいまって噴射方向が複雑な方向となって噴射先端側でも噴射流体どうしが衝突しあって攪拌・混合される作用を呈する。
【００１４】
次に、「請求項４」の発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位に、スタテックミキサー２０を収納し、このスタテックミキサー２０を収納する部位は流路断面積を狭窄しない拡径流路部１２となし、さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けて、該噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となした技術的手段を講じたものである。
【００１５】
それ故、本発明は、スタテックミキサー２０を収納する部位は、流路断面積を狭窄しない第一の拡径流路部１２となしたことで、「請求項２」の作用を呈し、さらに、衝突板３０より下流側は解放するか、前記流路１０の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となしたことで「請求項３」の作用をも呈するものである。
【００１６】
また、「請求項５」の発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内に衝突板２１を流れ方向と直交方向に設けて、この衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納し、さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けた技術的手段を講じたものである。
【００１７】
それ故、本発明は、流路１０内に衝突板２１を設けたので、この衝突板２１は衝突した複数混合流体ＦＬ３の衝突エネルギーで攪拌・混合を行う作用は少なく、該衝突板２１は流れ方向を変換して、方向転換によって発生する渦流による攪拌・混合作用が主となり、衝突板２１における圧力損失を低減する作用を呈するものであることが実験の結果認められた。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【実施例】
次に、本発明の第１の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。図中、１０が流路で、この流路１０は、上流側に液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送するようにしてある。
【００２７】
上記合流部位１１は、「図１」例では第一流路１１ａと第二流路１１ｂとを一端側（下流端側）で流路１０に合流させ、該第一流路１１ａと第二流路１１ｂとに夫々の流体ＦＬ１，ＦＬ２を供送する（通常圧送する）ようにしてある。なお、「図１」例では、第一流路１１ａから空気を、第二流路１１ｂから水を供送するようにしてあるが、二流体に限定されるものではなく、図示しない第三流路等をさらに合流させて、三流体以上を合流させてもよい。また、各流体ＦＬ１，ＦＬ２は、水のような液相であっても、空気のような気相であっても無論差し支えない。
【００２８】
また、上記合流部位１１として「図２」例は、インジェクター機構を利用したもので、流体ＦＬ２（水）を第二流路１１ｂより流路径を順次狭窄したノズル部１４より大径の流路１０内に圧送噴射し、このノズル部１４の噴射先方近くに流体ＦＬ１（空気）を吸い込む第一流路１１ａの連結口を連通してなり、ノズル部１４よりの噴射に伴う減圧によって第一流路１１ａより該流体ＦＬ１（空気）を吸いこみ合流させるようにした従来公知のものである。なお、該合流部位１１は、複数の流体を合流できるものであれば、図示例に限らず、従来公知の種々なものが利用できることは無論である。
【００２９】
そして、上記流路１０内の下流側部位に、スタテックミキサー２０を収納してある。スタテックミキサーとしては、駆動回転式の攪拌翼を必要としないもので、一般的には、捻り翼式のものと衝突板式のもの等が利用できる。上記捻り翼式のものとしては、図示しないが、帯状の板を９０度または１８０度等の適宜回転角度捻って捻り翼体とし、この捻り翼体を、その長手方向を流れの方向に向けて流路１０内に固定して収納してなる従来公知のものである。そして、流路１０内を圧送される複数流体混合流ＦＬ３は、この捻り翼体の捻り面に沿って案内されて旋回流となり、攪拌・混合される。
【００３０】
上記捻り翼式のスタテックミキサーは構成が簡易であるから、流体移送路の系内で搬送中の流体を攪拌するのに汎用されている。しかし、この方式は流路１０内に旋回流を発生させるので、液相と気相のように比重差のある流体を混合しようとすると、前記したように旋回流によって発生する遠心力が気液等の比重差を有する流体を分離するように作用し、混合効率を低下させる原因となっている。
【００３１】
そこで、本発明は、上記捻り翼式のスタテックミキサーを使用することは無論差し支えないが、図示の実施形態では衝突板式のスタテックミキサー２０を使用している。すなわち、流路１０内に複数流体混合流ＦＬ３が衝突する衝突板２１を設けて、複数流体混合流ＦＬ３をこの衝突板２１に衝突させ、衝突による攪拌、及び衝突後の流れ方向の変更による渦流や乱流による攪拌・混合を行うようにしてある。
【００３２】
しかし、上記衝突板方式のスタテックミキサー２０は、従来、圧力損失が高いことが問題点として指摘されている。そこで、この圧力損失を可能な範囲で低減すべく、図示の実施例では、流路１０に流路断面積を狭窄しない拡径流路部１２を設け、この拡径部１２内に流路１０以上の径を有する衝突板２１を、複数流体混合流ＦＬ３の流れが直交方向に衝突するように固定してある。そして、この衝突板２１の周縁には流れの方向に向けて周壁２３を突設して、衝突した複数流体混合流ＦＬ３が向流方向に方向転換されて案内されるようにしてある。
【００３３】
なお、上記衝突板２１は、流体の流れ方向と平行または所定の捻り角度を持たせた放射状の複数の連結翼体２２，２２，２２・・・で、上記拡径流路部１２の内周面に連結固定されている。また、この連結翼体２２，２２，２２・・・と衝突板２１と周壁２３とを設けても、流路断面積はどの部位でも流路１０の断面積より大きく設定し、衝突による激しい乱流・渦流が発生しても圧力損失がいたずらに高くなることを最大限抑止できるようにしてある。
【００３４】
すなわち、上記衝突板２１の詳細な作用を「図５」で説明すると、複数流体混合流ＦＬ３は衝突板２１に衝突した後、矢印Ｐ１に示す該衝突板２１に沿う放射方向の流れとなり、次に、周壁２３の近くに達するとこの周壁２３を乗り越えるために、その内周面に沿って矢印Ｐ２の向流方向の流れとなり、流れ方向が一時反転するもので、このように流れ方向を変換するとその逆流部位では、順次上流方向から圧送されてくる流体とすれ違って激しい乱流の発生が伴うものである。
【００３５】
なお、上記衝突板２１は、図示例の平らな円盤に代え、中心側が流れ方向（図５の左側）に膨出させる（図示せず）か、または、縦断面が略W字を９０度回転した形状のように流れ方向と逆方向に中央部を膨出した曲面形状（図示せず）とすることで、上記衝突板２１と周壁２３とが一体化したものと見倣すことも可能である。
【００３６】
また、「図５」の図示例では、衝突板２１の上流側面に多数の凹部２４，２４，２４・・・が設けられている。この凹部２４，２４，２４・・・は、さらに乱流（渦流）を発生させるためのもので、例えば、半球凹部形状（形状は特に限定されない）等としておくことで、その内面に衝突した流れが、衝突部位で小さな渦流を局所的に多数発生させて攪拌・混合効率をさらに高める。なお、この凹部２４は周壁２３の表面や拡径流路部１２の内面等に設けてもよい。
【００３７】
また、周壁２３を乗り越えた複数流体混合流ＦＬ３は、「図５」の矢印Ｐ３に示すように、周壁２３の外周面と拡径流路部１２の内周面との間を通り、衝突板２１の裏側（下流側）において矢印Ｐ４で示すように合流する。したがって、拡径流路部１２内では流れ方向が複雑に変化して渦流・乱流・衝突流が発生して複数流体（例えば、気液）が確実に攪拌・混合されるものであるが、該拡径流路部１２内は流路径が流路１０に対していずれの部位でも狭窄されていないので、複数流体混合流ＦＬ３の全量が衝突板２１に必ず衝突するとは限らず、一部は矢印Ｐ３方向に流れて圧力の損失を低減し、複雑な乱流で攪拌・混合が行えるものである。
【００３８】
なお、上記流路径を狭窄しないことを条件に種々実験を行い好ましい結果を得たが、流路径を狭窄した場合、上記衝突板２１と周壁２３を有したスタテックミキサー２０は、意外にも混合効率が高いことが判明した。１Ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力損失がある捻り翼式のスタテックミキサーと、同じ圧力損失の衝突板２１と周壁２３を有したスタテックミキサー２０とで水に空気を混入・攪拌して比較したところ、捻り翼式の場合は両者の混合比率にかかわらず空気の半分程度が気泡として水に混ざることが無く、攪拌したものを自然放置すると数秒で気泡が浮上して分離してしまうのに対して、衝突板２１と周壁２３を有したスタテックミキサー２０では空気と水が混ざり３分間自然放置しても白濁状態を保持できる水が得られ、混合効率が高いことを確認できた。
【００３９】
さらに、本発明は、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を有した衝突板３０を設けてある。この衝突板３０は、「図１」では流路１０の下流端を塞ぐエンドプレート状態に設けてあり、この衝突板３０の偏心部位に非円形の噴射口３１を設けてあるが、該流路１０の下流端側の流路径をノズル状に順次狭窄してその先端に該衝突板３０を設けたり、逆に、該流路１０の下流端側の流路径を順次拡径してその先端に該衝突板３０を設けてもよい。
【００４０】
上記衝突板３０の噴射口３１は、「図３」及び「図４」に示す例のごとく、衝突板３０の偏心した位置に適宜な非円形の噴射口３１を設ければよい。なお、「図４」（Ａ）乃至（Ｆ）の夫々の噴射口３１の形状は例示であって、図示例に限定されるものではない。また、この噴射口３１は「図４」（Ｄ）に示すように衝突板３０に複数箇所設けてもよい。なお、該噴射口３１の一部は、「図４」（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、一部が（比較的多くの部分が）流路１０の内周面に一致するようにしてあると、噴射口３１より噴射される流体の噴射方向がより複雑化するものである。
【００４１】
衝突板２１に衝突して拡径流路部１２内で攪拌・混合された複数流体混合流ＦＬ３の多くは、今度は噴射口付き衝突板３０に衝突（一部は直接、噴射口３１より流出することもある）する。すると、噴射口付き衝突板３０に衝突した流体は、「図５」に示すように、該噴射口付き衝突板３０の内面に沿って矢印Ｐ５の流れとなり、この際に渦流が発生して再度、攪拌・混合される。そして、噴射口付き噴射板３０の噴射口３１より噴射される複数流体混合流ＦＬ３は、噴射口３１が偏心して非円形であるので、全てが均一な放射方向には噴射されず、一部は「図５」の矢印Ｐ６に示すような偏った方向への噴射となり、噴射後にも複数流体混合流ＦＬ３どうしが衝突して攪拌・混合されるものである。
【００４２】
なお、該噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、前記流路１０と同じ流路を連結してもよく、「図６」例では、流路１０の延設部位内に流体の流れ方向に複数段に該噴射口付き衝突板３０，３０を設けたものである。
【００４３】
次に、第２の実施例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位に、スタテックミキサー２０を収納してあるのは第１実施例と同じである。
【００４４】
そして、本発明は、上記スタテックミキサー２０を収納する部位は、流路断面積を狭窄しない拡径流路部１２としてある。本発明において、この拡径流路部１２を設けた理由は前記したように圧力損失を低減させることを目的とするもので、前記してないが、スタテックミキサー２０が図示しない捻り翼方式の場合も、該捻り翼を収納して流路径が減少する分以上を拡径することで、攪拌効率は多少低下するが、圧力損失は大幅に低減できる。
【００４５】
さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けてあるは第１実施例と同じである。
【００４６】
次に、第３の実施例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１、ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位にスタテックミキサー２０を収納するのは第１実施例と同じである。
【００４７】
そして、本発明は、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設け、該噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となしている。
【００４８】
すなわち、「図１」および「図５」例が、噴射口付き衝突板３０より下流側を解放した例であり、この場合、混合された流体は衝突板３０より使用場所または貯蔵場所に噴射される。また、「図６」例は、噴射口付き衝突板３０より下流側を、前記流路(１０)の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３となしたもので、該流路１０の下流端は適宜場所まで延設される。なお、この噴射口付き衝突板３０は「図６」および「図７」の図示例のように所定の距離を隔てて複数段設けてもよい。また、「図７」例は、拡径部１３内に噴射口付き衝突板３０を設けたもので、この場合圧力損失は低減でき、流路１０と同じ面積以上の噴射口３１を有した衝突板３０を設けることも可能となるものである。
【００４９】
上記噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径すると、衝突板３０より噴射される噴射先端側は減圧されることになる。すると、噴射された例えば気液混合流体は拡散微小化して分断される作用を呈すると共に、噴射口３１が非円形であることとあいまって噴射方向が複雑な方向となって噴射先端側でも噴射流体が衝突して攪拌・混合されることになる。なお、前記「図６」例では噴射後の大きな攪拌・混合が期待でき、「図７」例は攪拌・混合は多少効率が低くなるも圧力損失の低減が期待できるものである。
【００５０】
次に、第４の実施例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位に、スタテックミキサー２０を収納するのは第１実施例と同じである。
【００５１】
そして、上記スタテックミキサー２０を収納する部位は、流路断面積を狭窄しない第一の拡径流路部１２としてあるのは第２実施例と同じである。
【００５２】
さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設け、該噴射口付き衝突板３０より下流側は解放するか、前記流路１０の延設部位内の流路径を流れ方向に所定距離に渡って前記流路１０より拡径した拡径流路部１３としてあるのは第３実施例と同じである。
【００５３】
したがって、本発明は「第１実施例」乃至「第３実施例」の全ての作用を呈し、圧力損失が少なく、効率的な混合が行えるものである。
【００５４】
次に、第５の実施例を説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内に衝突板２１を流れ方向と直交方向に設け、この衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納してある。
【００５５】
すなわち、本発明はスタテックミキサー２０に、前記した図示例の衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなる衝突板式のものを使用したものである。この種、衝突板式のスタテックミキサー２０は、前記したように、圧力損失は無駄に大きくならず、混合効率が高いものである。
【００５６】
さらに、上記流路１０のスタテックミキサー２０の下流側には、流路の中心から偏心位置に非円形の噴射口３１を設けた噴射口付き衝突板３０を設けてある。なお、上記衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０は、前記した拡径流路部１２内に収納すると、さらに圧力損失が低減するが、上記噴射口付き衝突板３０部位での圧力損失を考慮して、全体的に最も圧力損失が少なくなるように該拡径流路部１２を採用するか否かを選定すればよい。
【００５７】
次に、第６の参考例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内に衝突板２１を流れ方向と直交方向に設け、この衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納してあるのは第５実施例と略同じである。
【００５８】
但し、上記スタテックミキサー２０は、図示例では第一の拡径流路部１２内に収納してあるが、本発明では図示例に限定されるものではなく、後記する噴射口３１，３１，３１・・・部位での圧力損失に応じて、流路１０の拡径しない部位または縮径した部位に収納してもよいものである。
【００５９】
そして、上記スタテックミキサー２０の外周面との流路１０内周面との間を閉塞するように連結した固定盤２２ａの偏心位置に、非円形の噴射口３１，３１，３１・・・を設けてある。すなわち、「図8」の固定盤２２ａ，２２ａは、前記した連結翼体２２，２２，２２・・・とは異なり、内周をスタテックミキサー２０の周壁２３の外周に連結し、外周を流路１０の内周面に連結するリング盤形状にしてある。
【００６０】
したがって、上記固定盤２２ａ，２２ａは流路１０を閉塞することになるので、この固定盤２２ａ，２２ａには内周側または外周側に偏った位置に三日月形状などの非円形の噴射口３１，３１，３１・・・を設けてある。なお、この固定盤２２ａは、「図８」例では一対使用して、一方はその外周側に噴射口３１，３１，３１・・・を設け、他方はその内周側に噴射口３１，３１，３１・・・を設けてあるが、一枚または三枚以上の該固定盤２２ａを使用してもよい。
【００６１】
すなわち、本発明は第５実施例の噴射口３１を前記固定盤２２ａに設けて構成を簡略化したものである。そして、上記噴射口３１，３１，３１・・・の開口総面積を種々変更して実験したところ、この部位で流路径が狭窄されて生ずる圧力損失は無論相応にあるが、圧力損失を補う混合効率の向上が確認でき、敢えて流路径を拡径した拡径流路部１２内にスタテックミキサー２０を収納しなくても充分実用的なものであった。
【００６２】
次に、第７の参考例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内に衝突板２１を流れ方向と直交方向に設けて、この衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納してあるのは上記第６参考例と同じである。
【００６３】
上記拡径流路部１２の下流側には、流路１０より縮径した下流側流路１０ａの上流端を延設筒部１０ｂとして延設し、その先端部を流路１０内に気密を保って臨入させると共に、その先端を上記衝突板２１で密閉し、この延設筒部１０ｂの先端に非円形の噴射口３１，３１，３１・・・を設けてある。
【００６４】
すなわち、本発明は噴射口３１を延設筒部１０ｂに設けて、構成を簡略化したものである。なお、「図９」例では、流路１０に拡径流路部１２を設け、この拡径流路部１２内に前記スタテックミキサー２０を収納してある。そして、この拡径流路部１２の下流端は、エンドプレート１２ｃで塞ぎ、拡径流路部１２より縮径した（ここでは、拡径流路部１２を設けてあるので拡径流路部１２より縮径すればよいが、この拡径流路部１２が無い場合は流路１０より縮径する）下流側流路１０ａの上流側端部の延設筒部１０ｂは、このエンドプレート１２ｃに気密を保って挿通し、その先端を上記衝突板２１に密着固定して、該延設筒部１０ｂの先端を衝突板２１で密閉してある。
【００６５】
したがって、上記衝突板２１とエンドプレート１２ｃの間隙が流路の一部となり、スタテックミキサー２０で撹拌・混合した流体は、該衝突板２１とエンドプレート１２ｃの間隙を求心方向に流れる。したがって、この流路に対して延設筒部１０ｂの先端（「図９」の左端で、同図の衝突板２１とエンドプレート１２ｃとの中央ではない）は偏心位置となるので、ここに非円形の噴射口３１，３１，３１・・・を設けることで構成を簡易化できるものである。
【００６６】
また、第８の参考例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０内の下流側部位に、段状に拡径した第一の拡径流路部１２を設け、上記第一の拡径流路部１２には、流路１０の内径に略一致する衝突板２１を流れ方向と直交方向に設けて、この衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納してある。
【００６７】
上記拡径流路部１２は、流路１０を部分的に拡径すればよく、図示例では、流路１０を段面１２ａ，１２ｂ部位で段状に拡径・縮径してあるが、この拡径流路部１２の両側の段面１２ａ，１２ｂは、流路１０を順次拡径または縮径するテーパー面となしてもよい。また、上記スタテックミキサー２０は、衝突板２１の周縁部位に上流側に向かう周壁２３を突設した前述のものを使用すればよいものである。
【００６８】
そして、上記周壁２３の上流端側または下流側端を、拡径流路部１２の拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂに、多少の間隙を有して近接させてある。「図１０」例では、上記周壁２３の上流端を拡径流路部１２の拡径段面１２ａに多少の間隔（参考例としては０．２ｍｍ〜数mm）を有して近接させてあるが、該周壁２３を衝突板２１より下流側にも「図１０」に破線で示すように突出させて、その下流端を縮径段面１２ｂに多少の間隔を有して近接してもよい。
【００６９】
上記周壁２３の端部と拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂとの間隙は、前述した偏心位置に設けた非円形の噴射口３１に代わるものである。この間隙の間を、複数流体混合流ＦＬ３が通過することで、攪拌・混合が行われるものであるが、衝突板２１に衝突して周壁２３に案内されて方向を転換した複数流体混合流ＦＬ３に対して、この間隙は偏心位置の開口に相当する。そして、この間隙は細いスリット状であるので非円形開口に相当するものである。
【００７０】
また、第９の参考例について説明する。本発明は、液相・気相のいずれかの複数流体ＦＬ１，ＦＬ２を、合流部位１１で合流させて複数流体混合流ＦＬ３となして圧送する流路１０の下流側部位に拡径流路部１２を設け、上記拡径流路部１２には、流路１０の内径に略一致する衝突板２１を流れ方向と直交方向に設け、この衝突板２１の周縁部位には上流側に向かう周壁２３を突設してなるスタテックミキサー２０を収納してあるのは第８参考例と同じである。
【００７１】
そして、上記周壁２３の上流端側または下流側端を、拡径流路部１２の拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂに接触させ、該拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂの周壁２３の接触部位には局所的に該周壁２３の内外を連通する凹部３１ａ，３１ａ，３１ａ・・・を設けてある。
【００７２】
第８参考例において、間隙が偏心位置に設けた非円形の噴射口３１に相当するとしたが、この間隙は流路径に対して非常に小さく設定することが、混合・攪拌を効率的に行う上で望ましく、その寸法精度も厳格に設定することが必要であった。しかし、小さな間隙を寸法精度よく設定することは意外と困難で、本発明は容易にこの間隙を設定できるようにしたもので、さらに偏心位置に設けた非円形の噴射口３１の機能をより有効に引き出すようにしたものである。
【００７３】
そこで、本発明では上記拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂの周壁２３の接触部位には、「図１１」及び「図１２」に示すように、局所的に該周壁２３の内外を連通する凹部３１ａ，３１ａ，３１ａ・・・を設け、複数流体混合流ＦＬ３はこの凹部３１ａ内を流過して周壁２３の端部をくぐり抜けるようにしてある。
【００７４】
上記凹部３１ａは、「図１１」「図１２」例では平面円形で所定の深さとしてある。そして、この凹部３１ａの径は周壁２３の肉厚よりも大きく設定し、その位置は拡径段面１２ａまたは縮径段面１２ｂに周壁２３端部を接触させた際に平面から見ると、該周壁２３の内外両側に凹部３１ａの一部が突出するようにしてある。したがって、この凹部３１ａの大きさ、深さを設定すれば微小な間隙をも容易に設定できる。なお、「図１１」からも明らかなように、周壁２３の外側に突出する凹部３１ａの部位は三日月形となり、まさしく非円形となって攪拌効率を向上させるものである。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は上記のごときであるので、複数流体混合流ＦＬ３は、先ず、スタテックミキサー２０で攪拌・混合され、次いで、噴射口付き衝突板の内面部で攪拌・混合され、さらに、噴射口３１より噴射された直後にも噴射流体どうしの衝突で攪拌・混合され、効率的な混合ができる複数流体混合装置を提供することができる。
【００７６】
また、本発明は、駆動機構部が無いので装置が簡易で耐久性が大きく、コンパクトに構成でき、攪拌翼を回転する動力は不要であるので流体移送路に手軽に介装できる複数流体混合装置を提供できる。
【００７７】
なお、「請求項２」ないし「請求項４」の各発明は、圧力損失を極力低く抑えているので、小さな動力で確実な攪拌・混合が効率的に行える複数流体混合装置を提供することができるものである。
【００７８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の複数流体混合装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】  本発明装置に使用される合流部の他の実施例を示す縦断面図である。
【図３】  「図1」の右側面図である。
【図４】  本発明装置に使用される種々の衝突板の正面図である。
【図５】  作用を説明する要部縦断面図である。
【図６】  本発明の複数流体混合装置の他の実施例を示す縦断面図である。
【図７】  本発明の複数流体混合装置のさらに別の実施例を示す縦断面図である。
【図８】  別の実施形態の縦断面図である。
【図９】  さらに別の実施形態の縦断面図である。
【図１０】  さらに別の実施形態の縦断面図である。
【図１１】  さらに別の実施形態の縦断面図である。
【図１２】  「図１１」および「図１２」のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０      流路
１１      合流部位
１２      拡径流路部
１３      拡径流路部
２０      スタテックミキサー
２１      衝突板
２３      周壁
３０      噴射口付き衝突板
３１      噴射口
ＦＬ１    複数流体
ＦＬ２    複数流体
ＦＬ３    複数流体混合流
【図１】
0004251695.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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