(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円管状又は角管状のケーシング(Ｃ)の軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング(Ｃ)内に配備される静的ミキサのミキシングエレメントであって、
ケーシング(Ｃ)内に装着された際にケーシング(Ｃ)の横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部(１)と、
ケーシング(Ｃ)の軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られたような形状を成し、該隔壁部(１)側の外周が該隔壁部(１)と当接した状態で一体となっていて、ケーシング(Ｃ)内で該隔壁部(１)によって間仕切られた各空間内にそれぞれ位置し、各空間の全長に亘ってケーシング(Ｃ)側の外周がケーシング(Ｃ)の内壁と当接する複数の螺旋状羽根部(２，‥)とから構成されていることを特徴とする静的ミキサのミキシングエレメント。
【請求項２】
各螺旋状羽根部(２，‥)が全て同一方向に捩られている請求項１に記載の静的ミキサのミキシングエレメント。
【請求項３】
ケーシング(Ｃ)の軸方向に隣接する端部に端部同士を係合させる部位(３)を備えている請求項１又は２に記載の静的ミキサのミキシングエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングの軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られた形状を成す螺旋状羽根の端部が、略直交するように連設されてケーシング内に配備されるケニックス型の静的ミキサのミキシングエレメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体を混合する際に、駆動部のない静止型の混合器である静的ミキサが多用されており、このような静的ミキサとしては、例えば円管状のケーシングと、このケーシング内に配備されておりそれぞれ軸方向まわりに略１８０度捩られた形状を成す右巻きの螺旋状羽根から成るミキシングエレメントと左巻きの螺旋状羽根から成るミキシングエレメントとが軸方向に交互に且つ隣接する螺旋状羽根の端部が略直交するように連設されてなるように構成されたものが存在する（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
このような静的ミキサは、一般にケニックス型の静的ミキサと呼ばれ、ケーシング内に配置された捩られた螺旋状羽根（ミキシングエレメント）とケーシングの内壁とによって、螺旋状をなす２つの独立した流路が形成され、流体がこれらの流路を通過することによって２つに分割される。ケニックス型の静的ミキサでは、このような分割が繰り返されることによって混合された状態とみなすことができるようになる。
【０００４】
しかしながら、流体はミキシングエレメント毎に２分割しかされないため、十分に分割して混合された状態とみなせるようにするには、多数のミキシングエレメントが必要となり、例えば、１０００以上に分割する場合、羽根状のミキシングエレメントは１０〜１２（１０２４（２10）〜４０９６（２12）分割）程度も必要となる。従って従来のケニックス型の静的ミキサではケーシング内に多数のミキシングエレメントを配置する必要があり長尺となり易く、使用後にケーシング内に多くの流体が残り無駄となる等の欠点がある。
【０００５】
一方、ＳＭＸ型と呼ばれる静的ミキサでは、スリットを設けた櫛状の円板を互いにそのスリット部分を交差させて１つのミキシングエレメントとして、このようなミキシングエレメントが複数ケーシング内に配備されている（例えば、特許文献３参照。）。このＳＭＸ型の静的ミキサでは、円板の櫛状のスリットを交差させた部分に多数の流入口が形成されるため、ケニックス型の静的ミキサに比べて少数のミキシングエレメントを配備するだけで多数の分割が可能となるため長尺とはならない。
【０００６】
しかしながら、ＳＭＸ型の静的ミキサは、ミキシングエレメントを構成する円板に櫛状のスリットを設けたり円板同士を交差させた状態でケーシング内に配置しなければならないので、比較的大きなケーシングが必要となり、ケーシング内に多くの流体が残る等の欠点は解消できない。またＳＭＸ型の静的ミキサでは流体がスリットの交差部にできた小さな流入口を通るだけであるため直進性が高く、流体が螺旋状の流路を通るケニックス型の静的ミキサに比べて撹拌性能が低いという欠点がある。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３９５３００２号明細書
【特許文献２】米国特許第４４０８８９３号明細書
【特許文献３】米国特許第４０６２５２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の問題に鑑み、ケーシングが長尺とならず、従ってケーシング内に残って無駄となる流体を減らすことができるケニックス型の静的ミキサのミキシングエレメントを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、円管状又は角管状のケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング内に配備される静的ミキサのミキシングエレメントを、ケーシング内に装着された際にケーシングの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部と、ケーシングの軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られたような形状を成し、隔壁部側の外周が隔壁部と当接した状態で一体となっていて、ケーシング内で隔壁部によって間仕切られた各空間内にそれぞれ位置し、各空間の全長に亘ってケーシング側の外周がケーシングの内壁と当接する複数の螺旋状羽根部とから構成させれば、従来のケニックス型の静的ミキサでは、各ミキシングエレメント毎に２分割しかされなかったが、各ミキシングエレメントに複数の螺旋状羽根部が設けられているから、１つのミキシングエレメントで多数の分割が可能となるので多くのミキシングエレメントを必要としないためケーシングが長尺とならず、また従来のケニックス型の静的ミキサでは、螺旋状羽根部とケーシングの内壁との間で２つの互いに独立した流路が形成されるため、各流路を通る流体が途中で混ざり合うことがないが、１つのミキシングエレメントで多数の分割を可能とするために複数の螺旋状羽根部を単に並べたのでは隣接する螺旋状羽根部間で流体が混ざり合ってしまうので、複数の螺旋状羽根部を並べて流体を多数に分割する効果が失われてしまうという新たな問題が生じるが、本発明に係るミキシングエレメントはケーシングの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部と各螺旋状羽根部とが一体となるように形成されているので、複数の螺旋状羽根部はケーシングの内壁だけでなくこの隔壁部との間で独立した流路を形成するから分割された流体が途中で混ざり合うことがなく、しかも隔壁部はケーシングの横断面内を略等面積に間仕切るものであるから各螺旋状羽根部により分割される流体量が均一になるためケーシング内を移動する流体を均一に混合・撹拌することができることを究明して本発明を完成したのである。
【００１０】
即ち、本発明は円管状又は角管状のケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング内に配備される静的ミキサのミキシングエレメントであって、ケーシング内に装着された際にケーシングの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部と、ケーシングの軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られたような形状を成し、隔壁部側の外周が隔壁部と当接した状態で一体となっていて、ケーシング内で隔壁部によって間仕切られた各空間内にそれぞれ位置し、各空間の全長に亘ってケーシング側の外周がケーシングの内壁と当接する複数の螺旋状羽根部とから構成されていることを特徴とする静的ミキサのミキシングエレメントである。
【００１１】
また、本発明に係るミキシングエレメントは複数の螺旋状羽根部を備えているので右巻きや左巻きの螺旋状羽根部を１つのミキシングエレメントに混在させることもできるが、１つのミキシングエレメントの各螺旋状羽根部が全て同一方向に捩られていれば、製造が容易であり、このような各螺旋状羽根部が全て同一方向（例えば右巻き）に捩られているミキシングエレメントをケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング内に配備しても各ミキシングエレメントで流体は一度に多数に分割されるため流体の混合効率は高いが、全て右巻きの螺旋状羽根部を備えたミキシングエレメントと全て左巻きの螺旋状羽根部を備えたミキシングエレメントとを交互に連結すれば、各ミキシングエレメント毎に流体は必ず回転方向が反転するので高い撹拌性能を発揮させることができて好ましく、またミキシングエレメントがケーシングの軸方向に隣接する端部に端部同士を係合させる部位を備えていれば、ケーシングの長さに対応した長さに複数のミキシングエレメントが一体に連接したミキシングエレメントセットを製造しなくても、ミキシングエレメントの隣接する端部同士を係合させることによって、用途に応じて様々なミキシングエレメントを組み合わせて所望の長さとした静的ミキサを容易に製造できて好ましいのである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るミキシングエレメントは、円管状又は角管状のケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング内に配備される静的ミキサのミキシングエレメントであって、ケーシング内に装着された際にケーシングの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部と、ケーシングの軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られたような形状を成し、隔壁部側の外周が隔壁部と当接した状態で一体となっていて、ケーシング内で隔壁部によって間仕切られた各空間内にそれぞれ位置し、各空間の全長に亘ってケーシング側の外周がケーシングの内壁と当接する複数の螺旋状羽根部とから構成されているから、従来のケニックス型の静的ミキサでは各ミキシングエレメント毎に２分割しかされなかったが、本発明に係るミキシングエレメントは各ミキシングエレメントに複数の螺旋状羽根部が設けられているので、一度に多数の分割が可能となり、多くのミキシングエレメントを必要としないのでケーシングが長尺とならず、また本発明に係るミキシングエレメントはケーシングの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部と各螺旋状羽根部とが一体となるように形成されているので、複数の螺旋状羽根部はケーシングの内壁とこの隔壁部との間で独立した均等な横断面の流路を形成するから、分割された流体が途中で混ざり合うことがなく、少数のミキシングエレメントを使用するだけで流体を均等に分割でき、使用後にケーシング内に残って無駄となる流体を減らすことができるのである。
【００１３】
また、１つのミキシングエレメントの各螺旋状羽根部が全て同一方向に捩られている場合には、製造が容易であり、このような各螺旋状羽根部が全て同一方向（例えば右巻き）に捩られているミキシングエレメントをケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように連設させてケーシング内に配備しても各ミキシングエレメントで流体は一度に多数に分割されるため流体の混合効率は高いが、全て右巻きの螺旋状羽根部を備えたミキシングエレメントと全て左巻きの螺旋状羽根部を備えたミキシングエレメントとをケーシングの軸方向に隣接する端部を略直交するように交互に連設させてケーシング内に配備すれば、各ミキシングエレメント毎に流体は回転方向が反転するので高い撹拌性能を発揮させることができ、またミキシングエレメントがケーシングの軸方向に隣接する端部に端部同士を係合させる部位を備えている場合には、ケーシングの長さに対応した長さに複数のミキシングエレメントが一体に連接したミキシングエレメントセットを製造しなくても、ミキシングエレメントの隣接する端部同士を係合させることによって用途に応じて様々なミキシングエレメントを組み合わせて所望の長さとした静的ミキサを容易に製造できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明に係るミキシングエレメントについて詳細に説明する。
図１は本発明に係るミキシングエレメントの一実施例を示す斜視図、図２は図１の左側面図、図３は図１の平面図、図４は図１の正面図、図５は端部に係合させる部位を備えている本発明に係るミキシングエレメントの他の実施例を示す斜視図、図６は本発明に係るミキシングエレメントの更に他の実施例を示す斜視図、図７は図１のミキシングエレメントを複数連結してケーシング内に配備した状態を示す側面図、図８はケーシングの軸方向と直角に切断した図１のミキシングエレメントをケーシングの注入口側に配備した状態を示す側面図である。
【００１５】
図面中、Ｃは本発明に係るミキシングエレメントがその隣接する端部を略直交するように連設させてその内部に配備される円管状又は角管状のケーシングである。このケーシングＣは内部の様子が確認できるように図７及び図８の如く透明又は半透明であることが好ましい。
【００１６】
１はケーシングＣ内に装着された際にケーシングＣの横断面内を略等面積に間仕切る薄い平板状の隔壁部であり、ケーシングＣ内に注入される多種類の流体を均等に混合するために、この隔壁部１によってケーシングＣの横断面内が略等面積に間仕切られている。またより均等に多種類の流体を混合するには、ケーシングＣの横断面内が略等面積に間仕切られているだけでなく、ケーシングＣの横断面内が略同形となるように間仕切られているとより好ましい。例えば図１〜４の如きミキシングエレメントは、円管状のケーシングＣ内に装着されるが、このミキシングエレメントは円形をなすケーシングＣ内の横断面がそれぞれ半円となるよう隔壁部１が設けられており、この隔壁部１によってケーシングＣ内の横断面は等面積で且つ同形となるように間仕切られるから混合に偏りが生じないのである。またケーシングＣが角管状で図６の如きミキシングエレメントを使用する場合、ケーシングＣ内の横断面を等面積且つ同形の長方形状に間仕切るように２つの隔壁部１，１が設けられているとより好ましい。
【００１７】
２はケーシングＣの軸と平行な軸方向まわりに略１８０度捩られたような形状を成し、隔壁部１側の外周が隔壁部１と当接した状態で一体となっていて、ケーシングＣ内で隔壁部１によって間仕切られた各空間内にそれぞれ位置し、各空間の全長に亘ってケーシングＣ側の外周がケーシングＣの内壁と当接する螺旋状羽根部である。本発明に係るミキシングエレメントにはこのような螺旋状羽根部２，‥がそれぞれ複数設けられており、従来は１つのミキシングエレメントに螺旋状羽根部が１つしか設けられていなかったため流体は２分割しかされなかったが、例えば１つのミキシングエレメントに２つの螺旋状羽根部２，２がある場合には４分割されるため、従来のミキシングエレメントの約半分の数で同様な分割数にすることができ、ケーシングＣ内に残って無駄となる流体の量を大きく減らすことができるのである。
【００１８】
また従来のケニックス型の静的ミキサでは、各ミキシングエレメントは１つの螺旋状羽根部から形成されており、右巻きの螺旋状羽根部から成るミキシングエレメントと左巻きの螺旋状羽根部から成るミキシングエレメントとを交互に連設させて、流体の回転方向を反転させることによって撹拌効果が得られていた。
これに対して、本発明に係るミキシングエレメントは複数の螺旋状羽根部２，‥を備えているので右巻きや左巻きの螺旋状羽根部２，‥を１つのミキシングエレメントに混在させることもできるが、このような右巻きや左巻きの螺旋状羽根部２が混在したミキシングエレメントを端部が略直交するように連設させると、一部の流体はミキシングエレメントの端部で回転方向が反転することなく、同方向に回転する場合があり撹拌性能が損なわれることがある。
そこで、１つのミキシングエレメントの各螺旋状羽根部２，‥が全て同一方向に捩られていれば、製造が容易であると共に、全て右巻きの螺旋状羽根部２，‥を備えたミキシングエレメントと、全て左巻きの螺旋状羽根部２，‥を備えたミキシングエレメントとを交互に連結することによって、各ミキシングエレメント毎に流体は回転方向が反転するので高い撹拌性能を発揮させることができて好ましい。
【００１９】
また本発明に係るミキシングエレメントは隔壁部１と複数の螺旋状羽根部２，‥とから構成されているため複雑な形状となる場合もあり、このようなミキシングエレメントを複数連接した状態で一体に成形することは難しい。そこで、図５のようなケーシングＣの軸方向に隣接する端部に端部同士を係合させる部位３を備えたミキシングエレメントを個々に製作して、これらを連結固定できれば非常に製造が容易となる。
更に、ミキシングエレメントにこのような係合させる部位３を備えさせることによって、用途に応じて様々な長さの静的ミキサを簡単に製造できるようになり好ましい。
なお、端部同士を係合させる部位３は、例えば図５のような隔壁部１の中央部に形成された角柱状の小突起と、図示していないが小突起と反対側の隔壁部１の中央部にこの小突起と係合する係合穴とを形成させればよい。
【００２０】
また粘性が高い流体を混合する場合、流体が注入されるケーシングＣの注入口側で、スムーズな分割ができない場合がある。そのような場合には、ケーシングＣの軸方向と直角な方向に切断したミキシングエレメントを、図８のようにケーシングＣの注入口側に装着するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るミキシングエレメントの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１の正面図である。
【図５】端部に係合させる部位を備えている本発明に係るミキシングエレメントの他の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るミキシングエレメントの更に他の実施例を示す斜視図である。
【図７】図１のミキシングエレメントを複数連結してケーシング内に装着した状態を示す側面図である。
【図８】ケーシングの軸方向と直角に切断した図１のミキシングエレメントをケーシングの注入口側に配備した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  隔壁部
２  螺旋状羽根部
３  端部同士を係合させる部位
Ｃ  ケーシング
【図１】
0004987673.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】
0004987673.tif 000009