JP2003305351A - 流動体混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】主剤の供給圧力が第２剤の供給圧力より高い場
合でも、第２剤の流路のいかなる部分にも主剤が逆流し
ない、流動体混合装置を提供する 【解決手段】ミキシングヘッド部２１には、第１の流路
２２と、第１の流路２２と合流しない第２の流路２３が
設けられ、第２の流路２３の末端に吐出部が設けられ、
ミキシングヘッド部２１における第１の流路２２の末端
および第２の流路２３の吐出部がミキサー部３１の上面
部に存するようにミキシングヘッド部２１とを接続した
インライン形の流動体混合装置１であって、吐出部の内
部には第２の流動体が軸方向に流入し周面に存する吐出
口に達する流路を設け、周面を弾性体で覆い、弾性体
は、第２の流動体の吐出圧力により周面との間に隙間を
生じさせて第２の流動体を吐出し、第２の流動体の吐出
圧が低下したときは、吐出部の周面をその弾性力により
覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料、顔料、食
品、医薬、その他の種々の用途に用いる２種以上の流動
体を混合する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、２以上の流動体をインライン
型の混合機で連続的に混合することが一般的に行われて
いる。たとえば、主剤である樹脂と第２剤である硬化剤
とを連続的に混合し次工程に供給するような用途に用い
られる連続式の混合装置として、図７の混合装置が用意
される（特開平１０−３３７４５９号公報）。

【０００３】図７において、混合装置８０は、ミキシン
グヘッド部８２およびミキサー部９２から構成されてい
る。ミキシングヘッド部８２には、主剤ＭＡの流路８８
および第２剤ＭＢの流路８９が設けられ、それぞれの流
路にはチェック弁を設けて、上流側の流入配管に主剤お
よび第２剤が逆流するのを防止している。流路８８は末
端がミキサー部９２の上面に主剤を吐出する主吐出面８
５となっている。流路８９の末端には第２剤を主剤の中
に吐出するための吐出口８３が設けられている。ミキシ
ングヘッド部８２の中心には回転軸８４が設けられてい
る。

【０００４】ミキサー部９２は、攪拌羽根９４とその径
に比べて軸方向に長い円筒状のケーシング９３とから構
成される。攪拌羽根９４は回転軸８４に接続されて、混
合操作時には回転する。

【０００５】流路８９の途中には、主剤の逆流による流
路８９の内部での硬化反応等を防止するため、チェック
弁８６が設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示され
るような流路内に設けられるチェック弁８６では、チェ
ック弁８６から上流側への樹脂等の逆流が防止できる点
で一定の効果は認められるものの、チェック弁８６から
吐出口８３の間の流路に樹脂等が流入することについて
は、防止することができなかった。また、図７に示され
る吐出口８３は下方に向かって開放されているため、樹
脂より比重が大きい硬化剤を使用する場合には、チェッ
ク弁８６が機能しても、チェック弁８６と吐出口８３の
間の流路に残留する硬化剤が沈み、この流路には入れ替
わって樹脂が流入し易い。このように、図７に示すチェ
ック弁８６では、特に、吐出口８３との間の流路内で樹
脂の硬化反応が局部的に起こることも考えられ、その結
果、硬化した樹脂が流路を狭めたり閉塞する可能性があ
る。

【０００７】特に、２つの流動体の定量性を確保するた
めにプランジャーポンプのような脈動するポンプを使用
する場合には、２つのポンプのストローク周期の違いに
より樹脂の供給圧力が硬化剤の供給圧力より高くなるタ
イミングがあり、硬化剤の流路に樹脂が逆流し易い。

【０００８】硬化剤の流路における樹脂の硬化は、硬化
剤の流路を狭める弊害の他に、硬化した樹脂が剥離して
次工程に送られれば、次工程での製品の品質不良の原因
ともなる。

【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、図７に示す従来の混合装置を改良し、主剤の供給
圧力が第２剤の供給圧力より高い場合であっても、第２
剤の流路のいかなる部分にも主剤が逆流することのない
ような、流動体混合装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
方法は、ミキシングヘッド部とミキサー部とからなり、
前記ミキシングヘッド部には、第１の流動体が通る第１
の流路と、前記第１の流路とは合流しない第２の流動体
の通る第２の流路とが設けられ、前記第２の流路の末端
には吐出部が設けられ、前記ミキサー部は、円筒状であ
って軸方向に長い形状を有し、前記ミキシングヘッド部
における前記第１の流路の末端および前記第２の流路の
前記吐出部が、前記ミキサー部の上部に存するように前
記ミキシングヘッド部と前記ミキサー部とを接続してな
る、第１の流動体と第２の流動体とを連続して混合する
インライン形の流動体混合装置であって、前記吐出部
は、略円柱形をなし、内部には、前記第２の流動体が軸
方向に流入し、前記吐出部の周面に存する吐出口に達す
るための流路が設けられ、かつ、前記周面が弾性体で覆
われており、前記弾性体は、前記第２の流動体の吐出圧
力により変形して前記吐出部の周面との間に隙間を生じ
ることにより前記第２の流動体を吐出し、かつ、前記第
２の流動体の吐出圧が低下したときには、前記吐出部の
周面をその弾性力により覆うように設けられてなる。

【００１１】請求項２の発明にかかる装置は、前記吐出
部が、前記第２の流路の末端において着脱が可能であ
る。請求項３の発明にかかる装置は、前記弾性体が円筒
状のゴムである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態である混
合装置１の要部の構成を示す図、図２は混合装置１の全
体の概略を示す図、図３は図１の吐出装置１１の側面断
面図、図４は図１の吐出装置１１の上部平面図である。

【００１３】図１および図２において、混合装置１は、
ミキシングヘッド部２１、ミキサー部３１および回転軸
２４を駆動する駆動部４１とからなる。この混合装置１
は、２つの異なる流動体を大きな混合比で連続的に混合
するために用いるもので、図２において、大流量の第１
の流動体ＭＡおよび小流量の第２の流動体ＭＢが、それ
ぞれ配管を経由して定量的にミキシングヘッド部２１に
送り込まれる。

【００１４】ミキシングヘッド部２１は、第１の流動体
ＭＡが通る第１の流路２２と第１の流路２２に設けられ
たチェック弁２７、および、第２の流動体ＭＢが通る第
２の流路２３と第２の流路２２に設けられたチェック弁
２６、とを内部に有するほかに、回転羽根３３を駆動す
るための回転軸２４および吐出装置１１を有する。

【００１５】第１の流動体ＭＡと第２の流動体ＭＢと
が、例えば樹脂と硬化剤のように反応性を有する場合
に、ミキシングヘッド部２１の流路内で両流動体が合流
すると硬化反応が開始され、硬化した樹脂により流路が
閉塞する不具合が発生するおそれがあるため、ミキシン
グヘッド部２１では、第１の流路２２と第２の流路２３
とは合流しない構造としている。

【００１６】ミキシングヘッド部２１の本体はステンレ
ス鋼で作られているが、鉄その他の材料でも作ることが
できる。図３において、吐出装置１１は、吐出部１２お
よび弾性体１７とからなる。

【００１７】吐出部１２は、略円柱形を呈し、内部に
は、上面から軸方向に流入した第２の流動体ＭＢをその
まま下方に送る流路１５と、それにつながる、周面に開
口するように設けた複数の吐出口１３に第２の流動体Ｍ
Ｂを分配する、半径方向の複数の流路１６とを有する。
吐出部１２はステンレス鋼で作られているが、鉄その他
の金属でも製作することができる。

【００１８】吐出口１３は、吐出部１２の周面において
周方向に９０度間隔で開口しており、流路１６を経由し
た第２の流動体ＭＢを第１の流動体ＭＡの中に吐出す
る。吐出口１３の形状は円形である。

【００１９】弾性体１７は、図５に示すように円筒状の
ゴムで形成される。弾性体１７の自由状態での内径は、
吐出口１３の設けられている略円柱形の周面凹部１４の
外径よりも小さい。弾性体１７は、伸びた状態で周面凹
部１４にはめ込まれる。これにより、４つの吐出口１３
は弾性体１７により覆われる。第２の流動体ＭＢの吐出
圧力によって、弾性体１７が伸び、弾性体１７の内周面
と周面凹部１４との間に第２の流動体ＭＢが通過できる
程度の間隙が生ずる。適度な間隙が生ずるように弾性体
１７の厚みやゴムの種類が選択される。

【００２０】弾性体１７をこのように構成することによ
り、第２の流動体ＭＢの吐出圧力が第１の流動体ＭＡの
圧力より高い場合には、弾性体１７の伸びにより第２の
流動体ＭＢは第１の流動体ＭＡの中に吐出される。逆
に、第２の流動体ＭＢの吐出圧力が第１の流動体ＭＡの
圧力より低くなった場合には、弾性体１７は収縮して周
面凹部１４の全面に押しつけられて吐出口１３を完全に
覆い、吐出口１３への第１の流動体ＭＡの流入を防止す
ることができる。

【００２１】吐出装置１１の大きさは、径が約３ミリメ
ートル、長さが約９ミリメートルである。吐出部１２の
上部にはニップル状にねじ山が切られ、ミキシングヘッ
ド部２１の流路２３の末端部分に設けられているねじ溝
に螺合させてミキシングヘッド部２１に取り付けられ
る。吐出装置１１の下面にはドライバーを係合させて回
転させるための溝が設けられている。吐出装置１１をミ
キシングヘッド部２１に容易に着脱できるようにしたこ
とにより、第２の流動体ＭＢの流量や粘度等に応じて、
それらに適合する吐出口１３を有する吐出装置１１に適
宜付け替えることができ、混合装置としての汎用性を獲
得する。

【００２２】ミキサー部３１は、その径に比べ軸方向に
長い円筒状のケーシング３２と、全体がケーシング３２
と略同じ長さのらせん型翼を有する回転羽根３３とから
なる。

【００２３】本実施形態におけるケーシング３２および
回転羽根３３は、いずれも樹脂製であるが、どちらも金
属を用いることができ、第１の流動体ＭＡおよび第２の
流動体ＭＢの腐食性等の性質やミキシング部３１の操作
圧力によっては、ケーシング３２にガラスを用いること
もできる。

【００２４】ケーシング３２の外径は約１２ミリメート
ルで長さは約２２０ミリメートルである。回転羽根３３
は、ミキシングヘッド部２１に設けられた回転軸２４と
接続され、第１の流動体ＭＡの粘度や第１の流動体ＭＡ
と第２の流動体ＭＢとの混合のし易さの程度に応じて、
回転の有無および回転数が決定される。

【００２５】第１の流動体ＭＡの粘度が低く、かつ、第
２の流動体ＭＢとの混合が容易である場合には、回転羽
根３３の長さを短くし、ケーシング３２の他の部分をス
タティクミキーとして構成してもよい。また、そのよう
な流動体同士の混合にのみ本装置１を使用する場合に
は、ケーシング３２と回転羽根３３にかえてスタティク
ミキサーを使用し、ミキシングヘッド部２１に回転軸２
４を設けない構成とすることもできる。

【００２６】ミキシングヘッド部２１とミキサー部３１
とは容易に着脱することができ、たとえば、ミキサー部
の一部に硬化した樹脂が付着してデッドスペースが発生
し、その部分に樹脂が滞留して硬化反応が局部的に進行
する等の不具合が生ずるようになったときには、ミキサ
ー部３１ごと交換することができる。また、回転軸２４
と回転羽根３３とは着脱可能であるため、混合する流動
体の性質に応じた形状のものに回転羽根３３を交換する
こともできる。

【００２７】図１に示す実施形態では、吐出装置１１
は、第１の流動体ＭＡが吐出される主吐出面２５と離れ
た場所に配置される。ミキシングヘッド部２１とミキサ
ー部３１とは、ミキシングヘッド部２１の主吐出面２５
および吐出装置１１が、ミキサー部３１の円筒状ケーシ
ング３２の上部に位置するように一体化され、ここで合
流した第１の流動体ＭＡと第２の流動体ＭＢはミキサー
部３１で混合されながら図１の下方に流れていく。

【００２８】混合装置１の実施条件の一例を示せば、ミ
キシングヘッド部２１への第１の流動体ＭＡの供給量は
毎分約１００ミリリットル、第２の流動体ＭＢの供給量
は毎分約１．０ミリリットルである。

【００２９】次に、弾性体１７の動作を、第２の流動体
ＭＢを脈動するプランジャーポンプで供給する場合につ
いて、図６を参考に説明する。プランジャーポンプが第
２の流動体ＭＢを吐出し始めると、圧力の高まった吐出
部１２の内部の第２の流動体ＭＢに押されて、弾性体１
７の吐出口１３を覆う部分が外側に膨らみ（図６
（ａ））、第２の流動体ＭＢは、ゴムの伸びの抵抗が比
較的弱い弾性体１７の上下２方向に向かい、やがて弾性
体１７は、吐出され押し出される第２の流動体ＭＢによ
って、周面凹部１４の全体に渡り半径方向に膨らむ。そ
して、膨らんだ弾性体１７の内周面と周面凹部１４との
間隙を経由して、第２の流動体ＭＢが吐出部１２の外部
に流れ出し（図６（ｂ））、第２の流動体ＭＢは第１の
流動体ＭＡと合流して混合される。

【００３０】第２の流動体ＭＢの吐出圧力が第１の流動
体ＭＡの圧力よりも低下すると、吐出部１２の周面凹部
１４と弾性体１７の内周面との間に残っていた第２の流
動体ＭＢは、弾性体１７の収縮しようとする力によって
周面凹部１４から外側に押し出され（図６（ｃ））、弾
性体１７は吐出部１２の周面凹部１４全体を覆う（図６
（ｄ））。吐出口１３の周辺は、弾性体１７で覆われた
状態となり、第２の流動体ＭＢに比べ圧力の高い第１の
流動体ＭＡが吐出口１３に流入するのを防止する。

【００３１】このように、本実施形態の混合装置１で
は、第２の流動体ＭＢの吐出圧力が低下した場合であっ
ても、弾性体１７は、第２の流動体ＭＢが第１の流動体
ＭＡの中に吐出される直前の吐出口１３で第１の流動体
ＭＡを遮断するので、吐出装置１１の内部に第１の流動
体ＭＡが逆流することがない。

【００３２】吐出口１３は、図４に示すように、周方向
に９０度間隔で開口するように吐出部１２の周面に４箇
所設けられるが、第２の流動体ＭＢの吐出流量、粘度お
よび第１の流動体ＭＡとの粘度差や第１の流動体ＭＡへ
の分散または溶解のし易さ等により、吐出口１３の個数
およびその断面積等が適宜変更される。

【００３３】吐出口１３の開口する形状は、円形に限ら
れない。弾性体１７には合成ゴムを用いたが、材質はゴ
ムに限られず、収縮した状態で吐出部１２の周面凹部１
４を覆い、伸張した状態で吐出部１２の周面凹部１４と
の間に間隙を生ずるものを使用することができる。ま
た、弾性体１７が吐出部１２から脱落しないように設け
た周面凹部１４にかえて、脱落防止に別の構成を採るこ
とも、周面凹部１４を設けないこともできる。

【００３４】上述の実施形態において、ミキシングヘッ
ド部２１に回転羽根３３を駆動するための回転軸２４を
設けず、ミキサー部３１には、回転羽根３３を設けずに
一般的なスタティックミキサーとすることができる。ミ
キサー部３１は、第１の流動体ＭＡと第２の流動体ＭＢ
の混合のし易さを考慮して、ケーシング３２および回転
羽根３３の長さを適宜変更することができる。また、ミ
キサー部３１の回転羽根３３の形状は、らせん型翼を有
するものの他、スタティックミキサーエレメントそのも
のを使用したり、２つの流動体の粘性等の物性や混合の
し易さ等によって適切なものに変更することができる。

【００３５】また、第三の流動体をも混合する必要があ
るときは、第３の流動体用の流路を、第２の流動体ＭＢ
の流路２３と同様にミキシングヘッド部２１の内部に、
さらに設けることができる。

【００３６】上述の実施形態において、ミキシングヘッ
ド部２１，ミキサー部３１，第１の流路，第２の流路，
吐出装置１１における内部の流路１５，１６，吐出部１
２，吐出口１３および弾性体１７の形式や構造、形状寸
法、個数、材質については、本発明の趣旨にそって適宜
変更することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によると、主剤の供給圧力が第２
剤の供給圧力より高い場合であっても、第２剤の流路の
いかなる部分にも主剤が逆流することのないような、流
動体混合装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる混合装置の構成の一部を示す図
である。

【図２】本発明にかかる混合装置の構成を示す図であ
る。

【図３】本発明にかかる吐出装置の側面断面図である。

【図４】本発明にかかる吐出装置の平面図である。

【図５】本発明にかかる混合装置の実施に弾性体として
用いた円筒状のゴムを示す図である。

【図６】本発明の実施にかかる弾性体として用いた円筒
状のゴムの動作を示す図である。

【図７】従来の混合装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 流動体混合装置 １２ 吐出部 １３ 吐出口 １４ 吐出部の周面（周面凹部） １７ 弾性体（円筒状のゴム） ２１ ミキシングヘッド部 ２２ 第１の流路 ２３ 第２の流路 ３１ ミキサー部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミキシングヘッド部とミキサー部とからな
   り、前記ミキシングヘッド部には、第１の流動体が通る
   第１の流路と、前記第１の流路とは合流しない第２の流
   動体の通る第２の流路とが設けられ、前記第２の流路の
   末端には吐出部が設けられ、前記ミキサー部は、円筒状
   であって軸方向に長い形状を有し、前記ミキシングヘッ
   ド部における前記第１の流路の末端および前記第２の流
   路の前記吐出部が、前記ミキサー部の上部に存するよう
   に前記ミキシングヘッド部と前記ミキサー部とを接続し
   てなる、第１の流動体と第２の流動体とを連続して混合
   するインライン形の流動体混合装置であって、 前記吐出部は、略円柱形をなし、内部には、前記第２の
   流動体が軸方向に流入し、前記吐出部の周面に存する吐
   出口に達するための流路が設けられ、かつ、前記周面が
   弾性体で覆われており、 前記弾性体は、前記第２の流動体の吐出圧力により変形
   して前記吐出部の周面との間に隙間を生じることにより
   前記第２の流動体を吐出し、かつ、前記第２の流動体の
   吐出圧が低下したときには、前記吐出部の周面をその弾
   性力により覆うように設けられ、 てなることを特徴とする混合装置。
2. 【請求項２】前記吐出部が、前記第２の流路の末端にお
   いて着脱が可能である、 請求項１に記載の混合装置。
3. 【請求項３】前記弾性体が円筒状のゴムである、 請求項１または請求項２に記載の混合装置。