JPH078774A - 液体インテグレータ - Google Patents
液体インテグレータInfo
- Publication number
- JPH078774A JPH078774A JP5311914A JP31191493A JPH078774A JP H078774 A JPH078774 A JP H078774A JP 5311914 A JP5311914 A JP 5311914A JP 31191493 A JP31191493 A JP 31191493A JP H078774 A JPH078774 A JP H078774A
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- JP
- Japan
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- liquid
- integrator
- groove
- supply line
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/434—Mixing tubes comprising cylindrical or conical inserts provided with grooves or protrusions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液体を均一に混合させるために、液体を流路
に沿って均一に分布させる。 【構成】 液体の流体ラインの中に挿入して余分な液体
流をガイドして遅れさせるための液体インテグレータ装
置は流体ラインの中に取付け可能なハウジングと、ハウ
ジングの中に設けられた円柱状の挿入部材とを有する。
挿入部材はその外側表面上に螺旋状の溝を有する。螺旋
状の溝はその幅に比べるとかなり大きな深さを有し、ま
た約０．０４以下の水力半径を有する。螺旋状の溝は十
分に長くて、混合しようとする液体増分の容積の約２倍
の液体容積を収容することができる。
に沿って均一に分布させる。 【構成】 液体の流体ラインの中に挿入して余分な液体
流をガイドして遅れさせるための液体インテグレータ装
置は流体ラインの中に取付け可能なハウジングと、ハウ
ジングの中に設けられた円柱状の挿入部材とを有する。
挿入部材はその外側表面上に螺旋状の溝を有する。螺旋
状の溝はその幅に比べるとかなり大きな深さを有し、ま
た約０．０４以下の水力半径を有する。螺旋状の溝は十
分に長くて、混合しようとする液体増分の容積の約２倍
の液体容積を収容することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は二つ、あるいはそれ以
上の液体成分を一様に混合して均一な成分にする装置に
関する。さらに詳しくは、この発明は液体塗料を混合す
る装置に関する。この場合、塗料は二つ、あるいはそれ
以上の成分からなっており、最初は分離していて、塗装
現場において、あるいはその近傍において均一な粘稠度
に混合される。一般的なタイプの塗料に対するアプリケ
ータは通常、スプレーガンか、あるいはそれと類似した
装置であり、塗料をアプリケータまで輸送する輸送装置
は一般的には往復運動を行うポンプシステムである。
上の液体成分を一様に混合して均一な成分にする装置に
関する。さらに詳しくは、この発明は液体塗料を混合す
る装置に関する。この場合、塗料は二つ、あるいはそれ
以上の成分からなっており、最初は分離していて、塗装
現場において、あるいはその近傍において均一な粘稠度
に混合される。一般的なタイプの塗料に対するアプリケ
ータは通常、スプレーガンか、あるいはそれと類似した
装置であり、塗料をアプリケータまで輸送する輸送装置
は一般的には往復運動を行うポンプシステムである。
【０００２】
【従来の技術】工業界において有用な液体は数が非常に
多い。こうした液体は、塗布を行う前にいくつかの異な
る成分を比例配分し混合して作られる。そうした液体と
しては様々なタイプのペイント、シーラント、接着剤な
どがある。これらの液体の各々は成分コンテナの中に貯
蔵されており、塗布プロセスのときに幾つかの成分が比
例配分され混合される。液体ポンプ装置が個々の成分コ
ンテナに接続されている。液体ポンプ装置は各コンテナ
から予め決められた割合の成分を抜き取って一つの液体
供給ラインの中に送るように制御される。一般に、固定
式の混合用マニホールドが液体供給ラインの流路の中に
設置されており、各液体の流れの中には乱流が形成され
る。それによって、複数の成分は効果的に均一な液体へ
と混合され、アプリケータへ送られる。工業用のペイン
トでは、各成分コンテナから吸引を行う往復ポンプがし
ばしば使用されている。この場合、ポンプは一体に連結
されており、往復運動可能な単一のモータによって駆動
されて、各コンテナから均一な割合で液体成分を抜き取
る。ポンプの各往復ストロークを制御するか、あるいは
その他の液体計量装置を用いてポンプの供給能力を適当
に選ぶことによって、適切な比率を選択することができ
る。引き続いて、供給ラインの中には一つあるいは複数
の混合用装置が一般的には挿入されて液体が適切な割合
に混ざり合うようにされるものの、この液体成分は単一
の供給ラインに沿ってアプリケータまで運ばれる。
多い。こうした液体は、塗布を行う前にいくつかの異な
る成分を比例配分し混合して作られる。そうした液体と
しては様々なタイプのペイント、シーラント、接着剤な
どがある。これらの液体の各々は成分コンテナの中に貯
蔵されており、塗布プロセスのときに幾つかの成分が比
例配分され混合される。液体ポンプ装置が個々の成分コ
ンテナに接続されている。液体ポンプ装置は各コンテナ
から予め決められた割合の成分を抜き取って一つの液体
供給ラインの中に送るように制御される。一般に、固定
式の混合用マニホールドが液体供給ラインの流路の中に
設置されており、各液体の流れの中には乱流が形成され
る。それによって、複数の成分は効果的に均一な液体へ
と混合され、アプリケータへ送られる。工業用のペイン
トでは、各成分コンテナから吸引を行う往復ポンプがし
ばしば使用されている。この場合、ポンプは一体に連結
されており、往復運動可能な単一のモータによって駆動
されて、各コンテナから均一な割合で液体成分を抜き取
る。ポンプの各往復ストロークを制御するか、あるいは
その他の液体計量装置を用いてポンプの供給能力を適当
に選ぶことによって、適切な比率を選択することができ
る。引き続いて、供給ラインの中には一つあるいは複数
の混合用装置が一般的には挿入されて液体が適切な割合
に混ざり合うようにされるものの、この液体成分は単一
の供給ラインに沿ってアプリケータまで運ばれる。
【０００３】この発明は、液体流路の中に乱流を発生さ
せて液体成分を十分に混合させるために主として使用さ
れている固定式の混合用マニホールドやその他の同じ様
な装置を含む前述の混合用装置に関するものではない。
このような一般的なタイプのミキサは液体成分を均一に
混合しはするが、不適切な比率で供給ラインの中を流れ
る液体成分を再分配する能力は持ち合わせていない。す
なわち、固定式のミキサは供給ラインに沿ったスペース
内のポイントで乱流を発生させることによって、そのポ
イントで前述の液体成分がいかなる混合比に形成されて
いても、液体成分を混合してしまう。
せて液体成分を十分に混合させるために主として使用さ
れている固定式の混合用マニホールドやその他の同じ様
な装置を含む前述の混合用装置に関するものではない。
このような一般的なタイプのミキサは液体成分を均一に
混合しはするが、不適切な比率で供給ラインの中を流れ
る液体成分を再分配する能力は持ち合わせていない。す
なわち、固定式のミキサは供給ラインに沿ったスペース
内のポイントで乱流を発生させることによって、そのポ
イントで前述の液体成分がいかなる混合比に形成されて
いても、液体成分を混合してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ポンプ、中でも特に往
復ストロークポンプを使用するときに著しい問題が生じ
る。この問題は始動、停止、ストロークの反転を行うと
きの過渡期に表れる。始動時や停止時にポンプによって
運ばれる液体によって、供給されている複数の成分の最
適な混合比が変わり得る。同様に、往復ポンプがそのス
トロークの方向を変えるときには、一般的に圧力の急激
な低下あるいは圧力サージが発生し、その結果、過渡的
な液体供給状態が生じる。こうした液体の過渡状態によ
って、供給システムは均一な流量供給性能から外れるこ
とになる。また、複数成分の供給システムにおいて二つ
あるいはそれ以上の往復ポンプを相互に連結していると
きには、各液体の過渡状態が異なる時間において生じる
こともあり得る。この結果、液体の成分比率は液体供給
ラインの中においては均一な濃度にあるが、上述した過
渡的な供給状態によって起きる不適切な比率を有する液
体が所々に存在することになる。液体供給ラインの中を
可視化すると、前述した現象の結果として、適切な比率
で混合された液体成分の均一な流れに、不適切な比率で
混合された成分の断続的な“スラグ”が点在することに
なる。液体供給ラインの中で固定式のミキサを使用する
とライン中を流れる成分は完全に混合されるけれども、
所望のパラメータ範囲外にある成分比が矯正されること
はない。一般に、複数成分の液体は供給ラインの中を流
れると均一に混合されるようになるが、不適切な比率を
有する液体部分が矯正されることはない。この比率の問
題に対しては、流体が供給ラインの中を流れるときに液
体の違った混合形態が必要となる。
復ストロークポンプを使用するときに著しい問題が生じ
る。この問題は始動、停止、ストロークの反転を行うと
きの過渡期に表れる。始動時や停止時にポンプによって
運ばれる液体によって、供給されている複数の成分の最
適な混合比が変わり得る。同様に、往復ポンプがそのス
トロークの方向を変えるときには、一般的に圧力の急激
な低下あるいは圧力サージが発生し、その結果、過渡的
な液体供給状態が生じる。こうした液体の過渡状態によ
って、供給システムは均一な流量供給性能から外れるこ
とになる。また、複数成分の供給システムにおいて二つ
あるいはそれ以上の往復ポンプを相互に連結していると
きには、各液体の過渡状態が異なる時間において生じる
こともあり得る。この結果、液体の成分比率は液体供給
ラインの中においては均一な濃度にあるが、上述した過
渡的な供給状態によって起きる不適切な比率を有する液
体が所々に存在することになる。液体供給ラインの中を
可視化すると、前述した現象の結果として、適切な比率
で混合された液体成分の均一な流れに、不適切な比率で
混合された成分の断続的な“スラグ”が点在することに
なる。液体供給ラインの中で固定式のミキサを使用する
とライン中を流れる成分は完全に混合されるけれども、
所望のパラメータ範囲外にある成分比が矯正されること
はない。一般に、複数成分の液体は供給ラインの中を流
れると均一に混合されるようになるが、不適切な比率を
有する液体部分が矯正されることはない。この比率の問
題に対しては、流体が供給ラインの中を流れるときに液
体の違った混合形態が必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の装置は、液体
供給ライン中の流路に沿って液体を長手方向に均一に分
布させ、その液体を流路の長手方向に沿ってより完全に
混合させる。従って、液体の特定の部分の比率が不適切
な場合には、この装置は比率誤差を液体供給ライン内の
長手方向に広げて、多量の液体と混合する。この装置は
供給ラインの一部を形成している。この部分は予め決め
られた断面を有する螺旋状経路を形成している。螺旋の
内径及び外径は経路の断面幅よりもかなり大きな寸法を
有する。螺旋状経路の断面積から計算を介して“水力半
径(hydraulic radius)”が定義され、この水力半径は実
施例においては０．０４よりも小さい。この結果、経路
の外側に沿って流れる液体は経路の内側に沿って流れる
液体に比べてずっと長い距離を流れ、その結果、装置の
中を流れる液体の比率の影響は長手方向に引き伸ばされ
る。装置内を流れる液体の流速はほぼ一定に保たれてい
る。これは、装置内を流れる液体の大部分にわたって液
体の比率を統合する効果として表われる。
供給ライン中の流路に沿って液体を長手方向に均一に分
布させ、その液体を流路の長手方向に沿ってより完全に
混合させる。従って、液体の特定の部分の比率が不適切
な場合には、この装置は比率誤差を液体供給ライン内の
長手方向に広げて、多量の液体と混合する。この装置は
供給ラインの一部を形成している。この部分は予め決め
られた断面を有する螺旋状経路を形成している。螺旋の
内径及び外径は経路の断面幅よりもかなり大きな寸法を
有する。螺旋状経路の断面積から計算を介して“水力半
径(hydraulic radius)”が定義され、この水力半径は実
施例においては０．０４よりも小さい。この結果、経路
の外側に沿って流れる液体は経路の内側に沿って流れる
液体に比べてずっと長い距離を流れ、その結果、装置の
中を流れる液体の比率の影響は長手方向に引き伸ばされ
る。装置内を流れる液体の流速はほぼ一定に保たれてい
る。これは、装置内を流れる液体の大部分にわたって液
体の比率を統合する効果として表われる。
【０００６】この発明の主な目的は、複数の液体成分比
を広い液体流量範囲にわたって積算するための装置を提
供することである。この発明の別の目的は、液体の体積
流量を混合して、比例配分された液体を液体供給ライン
の中に流しつつ、液体の比率の不均衡を小さくすること
である。この発明の別の目的は、複数成分の液体を一様
かつ均一の比率で混合して共通の目的地へ供給すること
である。この発明の上述した目的及び利点や、それ以外
の目的及び利点は、添付図面を参照して説明する以下の
実施例及び特許請求の範囲から明かとなろう。
を広い液体流量範囲にわたって積算するための装置を提
供することである。この発明の別の目的は、液体の体積
流量を混合して、比例配分された液体を液体供給ライン
の中に流しつつ、液体の比率の不均衡を小さくすること
である。この発明の別の目的は、複数成分の液体を一様
かつ均一の比率で混合して共通の目的地へ供給すること
である。この発明の上述した目的及び利点や、それ以外
の目的及び利点は、添付図面を参照して説明する以下の
実施例及び特許請求の範囲から明かとなろう。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。まず、図１を参照する。図には液体インテ
グレータ１０が部分断面側面図として示されている。液
体インテグレータ１０は外側に管状のハウジング１２を
有する。ハウジング１２はその中に入れ子式にきっちり
と収容された円柱状のロッド１５を有する。ロッド１５
は連続した螺旋状の溝２０を有する。溝２０はロッド１
５の横方向全体にわたって設けられている。液体インテ
グレータ１０の各端部は液体供給ラインへねじを用いて
取付け可能なカップリング１３，１４を有する。カップ
リング１４はその断面が示されている。カップリング１
４の中央には開口部１６が形成されている。カップリン
グ１３の中央にも同様な開口部が形成されている。何れ
の場合においても、中央の開口部は螺旋状の溝２０の各
端部と連通するように位置合わせされている。図２はロ
ッド１５の端部の端面図であり、中央の開口部１６と連
通するように位置合わせされた開口部１６ａを示してい
る。ロッド１５の端面１５ａは平坦な面であり、カップ
リング１４の内側表面と接触している。中央の開口部１
６の中に流れ込む液体は中央の開口部１６ａを介して螺
旋状の溝２０の中に導入される。
を説明する。まず、図１を参照する。図には液体インテ
グレータ１０が部分断面側面図として示されている。液
体インテグレータ１０は外側に管状のハウジング１２を
有する。ハウジング１２はその中に入れ子式にきっちり
と収容された円柱状のロッド１５を有する。ロッド１５
は連続した螺旋状の溝２０を有する。溝２０はロッド１
５の横方向全体にわたって設けられている。液体インテ
グレータ１０の各端部は液体供給ラインへねじを用いて
取付け可能なカップリング１３，１４を有する。カップ
リング１４はその断面が示されている。カップリング１
４の中央には開口部１６が形成されている。カップリン
グ１３の中央にも同様な開口部が形成されている。何れ
の場合においても、中央の開口部は螺旋状の溝２０の各
端部と連通するように位置合わせされている。図２はロ
ッド１５の端部の端面図であり、中央の開口部１６と連
通するように位置合わせされた開口部１６ａを示してい
る。ロッド１５の端面１５ａは平坦な面であり、カップ
リング１４の内側表面と接触している。中央の開口部１
６の中に流れ込む液体は中央の開口部１６ａを介して螺
旋状の溝２０の中に導入される。
【０００８】螺旋状の溝２０はロッド１５の軸１１の周
囲に切られており、それぞれ軸１１から測った値である
外側半径ＲODと内側半径ＲIDを有する。螺旋状の溝２０
の断面は幅Ｗを有する。幅Ｗは溝全体にわたって均一な
寸法に形成されているか、あるいはある実施例において
は外側へ向けて若干テーパ状になっていることが好まし
い。外側へ向けたテーパ角は約２゜〜３゜以下であるこ
とが好ましい。
囲に切られており、それぞれ軸１１から測った値である
外側半径ＲODと内側半径ＲIDを有する。螺旋状の溝２０
の断面は幅Ｗを有する。幅Ｗは溝全体にわたって均一な
寸法に形成されているか、あるいはある実施例において
は外側へ向けて若干テーパ状になっていることが好まし
い。外側へ向けたテーパ角は約２゜〜３゜以下であるこ
とが好ましい。
【０００９】図３は図１の３−３線拡大断面図である。
図４は溝２０の断面の略図である。図５は、螺旋の一巻
が平面上に展開した形に描かれている溝２０の略図であ
る。図５における矢印は溝２０の中の液体の流れを示し
ている。図４及び図５を参照すると、液体インテグレー
タ１０の中の流路の断面積Ａ1 は式 Ａ1 ＝ＷＨ によって決まることがわかる。ここで、Ｗは螺旋状の溝
２０の幅であり、Ｈは螺旋状の溝２０の高さである。と
ころが、Ｈは式 Ｈ＝ＲOD−ＲID によって決まる。従って、溝２０の断面積は式 Ａ1 ＝Ｗ（ＲOD−ＲID） で与えられる。螺旋状の溝２０の一巻を占める液体の容
積は、図５に示されている面積に、溝２０の幅Ｗを掛け
ることによって求まる。図５に示されている面積は式 Ａ2 ＝π（ＲOD 2 −ＲID 2 ） によって決まる。従って、溝２０の螺旋の一巻を占める
液体の容積は、式 Ｖ1 ＝ＷＡ2 Ｖ1 ＝Ｗπ（ＲOD 2 −ＲID 2 ） によって求めることができる。液体インテグレータ１０
の中の全容積は螺旋状の溝２０の一巻の中の容積と巻数
Ｎを掛けることによって、すなわち ＶTOT ＝ＮＶ1 によって与えられる。
図４は溝２０の断面の略図である。図５は、螺旋の一巻
が平面上に展開した形に描かれている溝２０の略図であ
る。図５における矢印は溝２０の中の液体の流れを示し
ている。図４及び図５を参照すると、液体インテグレー
タ１０の中の流路の断面積Ａ1 は式 Ａ1 ＝ＷＨ によって決まることがわかる。ここで、Ｗは螺旋状の溝
２０の幅であり、Ｈは螺旋状の溝２０の高さである。と
ころが、Ｈは式 Ｈ＝ＲOD−ＲID によって決まる。従って、溝２０の断面積は式 Ａ1 ＝Ｗ（ＲOD−ＲID） で与えられる。螺旋状の溝２０の一巻を占める液体の容
積は、図５に示されている面積に、溝２０の幅Ｗを掛け
ることによって求まる。図５に示されている面積は式 Ａ2 ＝π（ＲOD 2 −ＲID 2 ） によって決まる。従って、溝２０の螺旋の一巻を占める
液体の容積は、式 Ｖ1 ＝ＷＡ2 Ｖ1 ＝Ｗπ（ＲOD 2 −ＲID 2 ） によって求めることができる。液体インテグレータ１０
の中の全容積は螺旋状の溝２０の一巻の中の容積と巻数
Ｎを掛けることによって、すなわち ＶTOT ＝ＮＶ1 によって与えられる。
【００１０】供給ライン内を流れる液体をいっしょに混
合すること、それも特に前述した過渡的状態の結果とし
て不適切な比率になってしまった液体の“スラグ”部分
を混合することは液体インテグレータ１０の重要な機能
であるから、液体インテグレータ１０の全容積能力は過
渡的状態の一つにおいてポンプシステムが供給する全容
積よりも大きいことが重要である。液体インテグレータ
１０の全容積はポンプの転換時間においてポンプシステ
ムが供給する容積の少なくとも２倍の大きさに選択され
ることが好ましい。
合すること、それも特に前述した過渡的状態の結果とし
て不適切な比率になってしまった液体の“スラグ”部分
を混合することは液体インテグレータ１０の重要な機能
であるから、液体インテグレータ１０の全容積能力は過
渡的状態の一つにおいてポンプシステムが供給する全容
積よりも大きいことが重要である。液体インテグレータ
１０の全容積はポンプの転換時間においてポンプシステ
ムが供給する容積の少なくとも２倍の大きさに選択され
ることが好ましい。
【００１１】液体インテグレータ１０の中を一定の流速
で流れている場合は、螺旋状の溝の外径に近接する液体
の流路は、螺旋状の溝の内径に近接する流路の長さより
もずっと長いことは明かである。従って、一定の流速を
仮定すると、外径に近接して液体インテグレータ１０の
中を流れる液体は内径に近接して液体インテグレータの
中を流れる液体よりも遅れ、その結果、同時に液体イン
テグレータの中に入った液体増分は時間と空間の両方に
おいて液体インテグレータ１０を分離した状態に保つ。
実際には、外径に沿って流れる液体はあとから到着する
内径に沿った液体と混合され、一方、内径に沿って入っ
た液体は早く到着する外径に沿った液体と混合される。
これらはすべて供給ラインの中を流れる液体を長手方向
に混合する役割を果たす。従って、液体増分の比率の変
動は供給ラインに沿った長手方向に混合され、拡散さ
れ、その結果、比率の変動は液体の大部分と統合され
る。溝２０の外径と内径の差が大きくなるほど、遅れ時
間は大きくなり、従って混合能力は大きくなる。同様
に、螺旋状の溝２０の巻数が大きくなるほど、遅れ時間
は大きくなる。
で流れている場合は、螺旋状の溝の外径に近接する液体
の流路は、螺旋状の溝の内径に近接する流路の長さより
もずっと長いことは明かである。従って、一定の流速を
仮定すると、外径に近接して液体インテグレータ１０の
中を流れる液体は内径に近接して液体インテグレータの
中を流れる液体よりも遅れ、その結果、同時に液体イン
テグレータの中に入った液体増分は時間と空間の両方に
おいて液体インテグレータ１０を分離した状態に保つ。
実際には、外径に沿って流れる液体はあとから到着する
内径に沿った液体と混合され、一方、内径に沿って入っ
た液体は早く到着する外径に沿った液体と混合される。
これらはすべて供給ラインの中を流れる液体を長手方向
に混合する役割を果たす。従って、液体増分の比率の変
動は供給ラインに沿った長手方向に混合され、拡散さ
れ、その結果、比率の変動は液体の大部分と統合され
る。溝２０の外径と内径の差が大きくなるほど、遅れ時
間は大きくなり、従って混合能力は大きくなる。同様
に、螺旋状の溝２０の巻数が大きくなるほど、遅れ時間
は大きくなる。
【００１２】以上の解析は液体インテグレータ１０の中
の液体の流速は一定であると仮定しており、従って液体
インテグレータ１０を製造するときの設計パラメータを
制御して、正確に、あるいは近似的に一定の流速を実現
することが重要である。溝２０の幅をできる限り狭く保
つことによって、液体が溝の中央部のみを通って流れる
現象、すなわち“チャネリング(channneling) ”を防止
することも重要である。他方においては、溝２０の幅を
十分に大きくすることによって、全体の圧力が低下しす
ぎないようにし妥当な液体の流速を実現する必要があ
る。
の液体の流速は一定であると仮定しており、従って液体
インテグレータ１０を製造するときの設計パラメータを
制御して、正確に、あるいは近似的に一定の流速を実現
することが重要である。溝２０の幅をできる限り狭く保
つことによって、液体が溝の中央部のみを通って流れる
現象、すなわち“チャネリング(channneling) ”を防止
することも重要である。他方においては、溝２０の幅を
十分に大きくすることによって、全体の圧力が低下しす
ぎないようにし妥当な液体の流速を実現する必要があ
る。
【００１３】オズボーン・レイノルズ(Osborne Reynold
s)の研究によれば、パイプ内を流れる液体の流れが層流
になるか乱流になるかは、パイプの直径と、流体の濃度
及び粘性と、流速とに依存することが示された。これら
四つの変数の無次元の組合せが有する数値は“レイノル
ズ数”として知られている。レイノルズ数は質量流量(m
ass flow) の動的力(dynamic force) と粘性によるせん
断応力との比である。レイノルズ数を計算すると、円形
の断面を有するチャネル内の流れ特性の決定に有用であ
る。円形とは異なる断面の流れを有するチャネルを扱う
ときの計算においては、“水力半径”と呼ばれる用語が
考え出された。水力半径ＲH は によって定義されている。円形と異なる断面のチャネル
に対してレイノルズ数を計算するときには、名目直径を
円の直径の代わりに代入する。名目直径は水力半径ＲH
の４倍として定義されている。この名目直径はフローチ
ャネルの幅がその長さに比べて非常に小さいようなフロ
ーチャネルには適用できないが、水力半径ＲH はこの発
明に関して有用なパラメータであることがわかった。こ
れは、水力半径はチャネル中を流れる流体と接触してい
るチャネルの境界表面の広がりの指標であるためと考え
られる。この発明においては、フローチャネルの幅をで
きる限り狭く保って、溝の中央部を介するチャネリング
を避けることが重要である。しかし、溝は全体の圧力低
下を最小限に抑えるだけの十分な広さを有する必要があ
る。
s)の研究によれば、パイプ内を流れる液体の流れが層流
になるか乱流になるかは、パイプの直径と、流体の濃度
及び粘性と、流速とに依存することが示された。これら
四つの変数の無次元の組合せが有する数値は“レイノル
ズ数”として知られている。レイノルズ数は質量流量(m
ass flow) の動的力(dynamic force) と粘性によるせん
断応力との比である。レイノルズ数を計算すると、円形
の断面を有するチャネル内の流れ特性の決定に有用であ
る。円形とは異なる断面の流れを有するチャネルを扱う
ときの計算においては、“水力半径”と呼ばれる用語が
考え出された。水力半径ＲH は によって定義されている。円形と異なる断面のチャネル
に対してレイノルズ数を計算するときには、名目直径を
円の直径の代わりに代入する。名目直径は水力半径ＲH
の４倍として定義されている。この名目直径はフローチ
ャネルの幅がその長さに比べて非常に小さいようなフロ
ーチャネルには適用できないが、水力半径ＲH はこの発
明に関して有用なパラメータであることがわかった。こ
れは、水力半径はチャネル中を流れる流体と接触してい
るチャネルの境界表面の広がりの指標であるためと考え
られる。この発明においては、フローチャネルの幅をで
きる限り狭く保って、溝の中央部を介するチャネリング
を避けることが重要である。しかし、溝は全体の圧力低
下を最小限に抑えるだけの十分な広さを有する必要があ
る。
【００１４】異なる液体成分を長手方向に混合する際の
この発明の効力を評価するために、三つの実験を行っ
た。実験では、各場合において、二つの色成分をフロー
チャネルの中に注入した。
この発明の効力を評価するために、三つの実験を行っ
た。実験では、各場合において、二つの色成分をフロー
チャネルの中に注入した。
【００１５】それぞれの場合において、チャネルの幅と
チャネルの深さを変え、各場合について水力半径を計算
し長手方向の流体の混合を実験的に評価した。実験 Ｎｏ．１ チャネルの幅＝Ｗ＝0.06 チャネルの高さ＝Ｈ＝0.5 チャネルの面積＝Ａ1 ＝0.03 水力半径＝ＲH ＝0.027実験 Ｎｏ．２ Ｗ＝0.09 Ｈ＝0.7 Ａ1 ＝0.063 ＲH ＝0.040実験 Ｎｏ．３ Ｗ＝0.125 Ｈ＝0.5 Ａ1 ＝0.062 ＲH ＝0.05
チャネルの深さを変え、各場合について水力半径を計算
し長手方向の流体の混合を実験的に評価した。実験 Ｎｏ．１ チャネルの幅＝Ｗ＝0.06 チャネルの高さ＝Ｈ＝0.5 チャネルの面積＝Ａ1 ＝0.03 水力半径＝ＲH ＝0.027実験 Ｎｏ．２ Ｗ＝0.09 Ｈ＝0.7 Ａ1 ＝0.063 ＲH ＝0.040実験 Ｎｏ．３ Ｗ＝0.125 Ｈ＝0.5 Ａ1 ＝0.062 ＲH ＝0.05
【００１６】実験１の場合には、装置は長手方向に良好
な流体混合を行った。しかし、フローチャネル全体にわ
たって大きな圧力低下があった。実験２においては長手
方向の流体混合は優れており、全体の圧力低下はあまり
大きくはなかった。実験３においては、圧力低下は最も
小さかったが、長手方向の流体混合は比較的悪かった。
上述したことから、水力半径が０．０４に等しいか、そ
れ以下の場合にはこの発明の性能は満足すべきものであ
り、水力半径が０．０４よりも大きいと長手方向の流体
混合は満足できないものとなる。
な流体混合を行った。しかし、フローチャネル全体にわ
たって大きな圧力低下があった。実験２においては長手
方向の流体混合は優れており、全体の圧力低下はあまり
大きくはなかった。実験３においては、圧力低下は最も
小さかったが、長手方向の流体混合は比較的悪かった。
上述したことから、水力半径が０．０４に等しいか、そ
れ以下の場合にはこの発明の性能は満足すべきものであ
り、水力半径が０．０４よりも大きいと長手方向の流体
混合は満足できないものとなる。
【００１７】別のテスト例として、実験２のフローチャ
ネルを完全なインテグレータの中に作って以下の結果を
得た。 例：一般的なインテグレータを、約０．０５Ｐａ・ｓ
（５０センチポアズ）の粘性を有するスプレーペイント
に対する液体供給システムに使用するように設計した。
このペイントは若干の揺変性を有し、０．３８〜１．８
９リットル／分（０．１〜０．５gal/min ）の範囲の流
量範囲を有する。液体インテグレータは以下の物理パラ
メータを有するように設計されている。 ＲOD＝1.00 ＲID＝0.30 Ｗ＝0.09 Ｎ＝10
ネルを完全なインテグレータの中に作って以下の結果を
得た。 例：一般的なインテグレータを、約０．０５Ｐａ・ｓ
（５０センチポアズ）の粘性を有するスプレーペイント
に対する液体供給システムに使用するように設計した。
このペイントは若干の揺変性を有し、０．３８〜１．８
９リットル／分（０．１〜０．５gal/min ）の範囲の流
量範囲を有する。液体インテグレータは以下の物理パラ
メータを有するように設計されている。 ＲOD＝1.00 ＲID＝0.30 Ｗ＝0.09 Ｎ＝10
【００１８】上述したインテグレータの容積能力は４
２．２cm3 （1.43液用オンス）である。この設計によ
り、３．３３の遅れ係数を生じる。すなわち、外径に沿
って流れる液体は内径に沿って流れる液体よりも３．３
３倍掛かって流出口まで到着する。従って、この設計に
従って作られたインテグレータは、正確に２０cm3 （0.
7液用オンス）の通過体積流量(volume flow transit)
を処理する。以上の計算は溝２０の幅Ｗが均一であると
仮定している。実際の応用においては溝２０はその内径
よりも外径の方が若干大きくなるように作られていて、
非ニュートン流体の流れ特性にも対応できるようになっ
ている。
２．２cm3 （1.43液用オンス）である。この設計によ
り、３．３３の遅れ係数を生じる。すなわち、外径に沿
って流れる液体は内径に沿って流れる液体よりも３．３
３倍掛かって流出口まで到着する。従って、この設計に
従って作られたインテグレータは、正確に２０cm3 （0.
7液用オンス）の通過体積流量(volume flow transit)
を処理する。以上の計算は溝２０の幅Ｗが均一であると
仮定している。実際の応用においては溝２０はその内径
よりも外径の方が若干大きくなるように作られていて、
非ニュートン流体の流れ特性にも対応できるようになっ
ている。
【００１９】この発明はその精神あるいは本質から逸脱
することなく、他の形によって実現することができる。
従って、上述した実施例は単に説明のためのものであ
り、発明を制限することはない。この発明の範囲に関し
ては上述した実施例よりも添付の特許請求の範囲を参照
すべきである。なお、記載されている数値に関し、括弧
書によって別の数値が併記されている数値は括弧内の数
値を基に換算されたものである。このため、その数値と
括弧内の数値との間に不一致がある場合には、括弧内の
数値が正しい数値とされなくてはならない。
することなく、他の形によって実現することができる。
従って、上述した実施例は単に説明のためのものであ
り、発明を制限することはない。この発明の範囲に関し
ては上述した実施例よりも添付の特許請求の範囲を参照
すべきである。なお、記載されている数値に関し、括弧
書によって別の数値が併記されている数値は括弧内の数
値を基に換算されたものである。このため、その数値と
括弧内の数値との間に不一致がある場合には、括弧内の
数値が正しい数値とされなくてはならない。
【図１】この発明の一部切り欠き側面図である。
【図２】この発明の一部に対する部分端面図である。
【図３】この発明の流路の一部の拡大図である。
【図４】流路の略断面図である。
【図５】螺旋の一巻の流路を表す略図である。
１０ 液体インテグレータ １１ 軸 １２ ハウジング １３，１４ カップリング １５ ロッド １５ａ 端面 １６，１６ａ 開口部 ２０ 溝
Claims (7)
- 【請求項１】 液体供給ラインの中の液体流体を混合導
入して遅れを与えるための液体インテグレータであっ
て、 軸方向の開口部を有するハウジングと、 前記液体供給ラインの中に前記ハウジングをシールされ
た状態で連結するために前記軸方向の開口部の各端部に
近接して設けられている装置と、 前記軸方向の開口部をほぼ満している挿入部材と、を有
し、前記挿入部材が外側表面上を延びる螺旋状の溝を有
し、この螺旋状の溝の各端部が前記軸方向の開口部の各
端部と連通しており、前記螺旋状の溝が前記溝の断面の
高さよりもかなり小さい断面幅を有する液体インテグレ
ータ。 - 【請求項２】 前記螺旋状の溝の断面がほぼ方形である
請求項１記載の液体インテグレータ。 - 【請求項３】 前記螺旋状の溝が０．０４よりも小さい
水力半径を有する請求項２記載の液体インテグレータ。 - 【請求項４】 前記溝が、前記溝の中の液体の少なくと
も２９．５７cm3 〜１４７．８５cm3 （１液用オンス〜
５液用オンス）を貯蔵できるだけの十分な長さを有する
請求項３記載の液体インテグレータ。 - 【請求項５】 液体供給ラインの中の流体増分を混合導
入して遅れを与えるための液体インテグレータであっ
て、 方形の断面を有する閉じられた螺旋状の流路と、 前記螺旋状の流路の各端部を連続した流体配置として前
記液体供給ラインの中に連結するための装置と、を有
し、前記断面の幅が十分小さく、前記螺旋状の流路の中
を流れる流体に対して前記幅にわたってほぼ均一な流体
圧力低下が生じるように設定されている液体インテグレ
ータ。 - 【請求項６】 前記螺旋状の流路が０．０４よりも小さ
い水力半径を有する請求項５記載の液体インテグレー
タ。 - 【請求項７】 前記螺旋状の流路が十分な高さを有し、
前記螺旋状の流路の中を流れる液体に対してほぼ一定の
流速が実現される請求項６記載の液体インテグレータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/062,618 US5277494A (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Fluid integrator |
| US062618 | 1997-10-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH078774A true JPH078774A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=22043678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5311914A Pending JPH078774A (ja) | 1993-05-11 | 1993-12-13 | 液体インテグレータ |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5277494A (ja) |
| JP (1) | JPH078774A (ja) |
| KR (1) | KR100284143B1 (ja) |
| CN (1) | CN1041057C (ja) |
| AU (1) | AU657077B2 (ja) |
| DE (1) | DE4338426C2 (ja) |
| ES (1) | ES2068783B1 (ja) |
| FR (1) | FR2705038B1 (ja) |
| GB (1) | GB2277884B (ja) |
| IT (1) | IT1262234B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| ES2128946B1 (es) * | 1996-08-01 | 2000-01-16 | Pellicer Carlos F | Procedimiento e instalacion para la obtencion de una pasta fina fluida destinada a ser endurecida tras su moldeo. |
| ES2149086B1 (es) * | 1998-02-20 | 2001-05-01 | Pellicer Carlos F | Procedimiento para la obtencion y la utilizacion de una pasta fina moldeable e instalacion para su realizacion. |
| US20050252547A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for liquid chemical delivery |
| US20190242413A1 (en) * | 2017-04-20 | 2019-08-08 | Somarakis Helix Elbow Piping Llc | Helix amplifier fittings |
| US10302104B2 (en) * | 2014-10-20 | 2019-05-28 | Somarakis Helix Elbow Piping Llc | Helix amplifier fittings |
| KR101522527B1 (ko) * | 2015-02-26 | 2015-05-27 | (주) 휴마스 | 수질의 구리농도 분석 방법 |
| CN105125407B (zh) * | 2015-09-22 | 2019-01-18 | 王爱英 | 一种煎药容器 |
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| FR957915A (ja) * | 1944-06-21 | 1950-02-28 | ||
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| CN1066916A (zh) * | 1991-05-20 | 1992-12-09 | 谢志强 | 无需乳化剂的重油掺水技术及乳化装置 |
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-
1993
- 1993-05-11 US US08/062,618 patent/US5277494A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-10 AU AU50589/93A patent/AU657077B2/en not_active Ceased
- 1993-11-10 DE DE4338426A patent/DE4338426C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-12 CN CN93112905A patent/CN1041057C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-12 GB GB9323379A patent/GB2277884B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-15 KR KR1019930024218A patent/KR100284143B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-16 ES ES09302398A patent/ES2068783B1/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-18 IT ITUD930230A patent/IT1262234B/it active IP Right Grant
- 1993-11-19 FR FR9313849A patent/FR2705038B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-13 JP JP5311914A patent/JPH078774A/ja active Pending
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