JPH09276678A - 低粘度流体のためのミキサー管 - Google Patents

低粘度流体のためのミキサー管

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JPH09276678A
JPH09276678A JP9036291A JP3629197A JPH09276678A JP H09276678 A JPH09276678 A JP H09276678A JP 9036291 A JP9036291 A JP 9036291A JP 3629197 A JP3629197 A JP 3629197A JP H09276678 A JPH09276678 A JP H09276678A
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JP
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mixer
tube
compression
mixer tube
axis
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JP9036291A
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Inventor
Markus Fleischli
フライシュリ マルクス
Gottlieb Schneider
シュナイダー ゴットリープ
Marc Bruno Wehrli
ブルーノ ヴェルリ マルク
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Sulzer Chemtech AG
Original Assignee
Sulzer Chemtech AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • 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
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • B01F25/43161—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod composed of consecutive sections of flat pieces of material

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】周知のミキサー装置と比較して、より経済的に
製造可能な静的インサートを有するミキサーを提供す
る。 【解決手段】低粘度流体のためのミキサー管（１）は、
その１つまたは複数の点にてその断面の一部を占める複
数の平板状エレメント（２）を有する。部材を含まない
開放空間である複数の圧縮部分（３）はそれぞれ少なく
とも１つの間隙としての第１の部分（３１）を有する。
第１の部分（３１）の長手方向軸線は管壁（１０）の一
部から管軸心（ｃ）を通って管壁（１０）の別の部分ま
で、または管壁（１０）から軸心（ｃ）を通って第２の
部分（３２）まで延びる。第１の部分（３１）は軸心
（ｃ）に対して約２０〜６０゜、好ましくは３５〜４５
゜までの角度（φ）を成す。圧縮部分（３）の下流には
混合通路（４）がフローの方向に延びる。懸濁液中に固
体物質を含む流体を混合可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミキサー管の１個
所または複数個所において断面の一部を占める複数の平
板状エレメントを備え、かつ低粘度流体、特に懸濁液中
に固体物質を含む流体のためのミキサー管に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイス特許第６６９，３３６号に、固体
粒子を含む流体を詰まらせることなく混合することがで
きる静的ミキサーが記載されている。このミキサーは管
内に複数のミキサーエレメントを備え、これらミキサー
エレメントはそれぞれ２つの外側フランジ及び少なくと
も１つの内側フランジを有する。同フランジはその一側
にて、間隙を設けることなくハウジングに連結されてい
る。別の一側は、管の壁から一定の距離をもって配置さ
れている。隣接するフランジは互いに交差し、各交差位
置には部材を含まない開放空間である中間スペースが形
成されている。混合は、各ミキサーエレメント間にて、
個々の分流を交差させて偏向させることによって行われ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、周知
のミキサー装置と比較して、より経済的に製造可能な静
的インサートを有するミキサーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のミキサー管において、部材が配置されてい
ない開放空間である複数の圧縮部分は、それぞれ少なく
とも１つの間隙としての第１の部分を有する。同第１の
部分の長手方向における軸線は管壁の一部からミキサー
管の軸心を通って管壁の別の部分まで、または管壁の一
部から軸心を通って第２の部分に延びる。また、第１の
部分はミキサー管の軸心に対して約２０〜６０゜、好ま
しくは３５〜４５゜の角度を成す。更に、圧縮部分の下
流にはフローの方向に延びる混合通路が設けられてお
り、前述の圧縮部分及び混合通路によって混合が行われ
る。本発明のミキサー管は、固体物質を含まない低粘度
流体に用いることもできる。
【０００５】本発明における低粘度流体のためのミキサ
ー管は複数の平板状エレメントを有し、同平板状エレメ
ントは同管の１つの位置または個々の位置にてその断面
の一部を占めている。部材を含まない開放空間である圧
縮部分は、それぞれ少なくとも１つの間隙としての第１
の部分を包囲する。同第１の部分の長手方向における軸
線は、管壁の一部からミキサー管の軸心を通って管壁の
別の部分まで、または管壁の一部からミキサー管の軸心
を通って第２の部分に延びる。第１の部分が管軸心に対
して成す角度は約２０〜６０゜であるが、３５〜４５゜
の範囲内にあることが好ましい。圧縮部分の下流には、
フローの方向に延びる混合通路が設けられている。
【０００６】本発明のミキサーにおける単数または複数
の圧縮部分の形状及び配置状態は、流体が同圧縮部分を
通過する際、２つの渦が互いに対向する方向に発生する
ように配慮されている。流体が混合通路を通過すると
き、これらの渦によって部分的に混合される。本発明に
おいて、良好な混合効果を得るために必要とされるミキ
サーエレメントの数は、従来のミキサー装置よりも少な
い。また、１つのミキサーエレメントにつき２つのウェ
ブを設けるのみで十分であるが、ミキサーをより長く形
成する必要がある。更に、従来のミキサー装置と比較し
て、本発明のミキサー装置において生じる圧力損失は少
ない。
【０００７】本発明のミキサー管における好ましい実施
形態を、従属クレームである請求項２〜１１に記載す
る。請求項１２には、同ミキサー管の使用方法について
記載する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に図を参照して、本発明の一
実施の形態を説明する。図１及び図２に、本発明におけ
る低粘度流体のためのミキサー管１を示す。ミキサー管
１の壁１０を鎖線にて示す。円筒状のミキサー管１は直
径Ｄを有する。ミキサー管１はインサートとしての複数
の平板状エレメント２を有し、同エレメント２はミキサ
ー管１の個々の位置にて断面の一部を占めている。これ
により、複数の圧縮部分、即ち幅狭な通路３が形成され
ている。エレメント２は線ｄ及び線ｅを主な軸線とする
楕円形状の面上に配置されている。
【０００９】各エレメント２の開放部分である複数の圧
縮部分３は、第１及び第２の部分３１，３２から成る。
第１の部分３１は管壁１０からミキサー管１の軸心ｃを
通って軸線ｅ沿いに延び、第２の部分３２の方向に延び
る大きい面積を有する間隙である。また、第２の部分３
２は管壁１０との境界部を成し、この実施形態では三日
月形状を成す長尺状に形成され、第１の部分３１と交差
する方向に配置された流通開口部である。第２の部分３
２は、例えばレンズ状の形状であってもよい。
【００１０】軸線ｅ（即ち間隙としての第１の部分３
１）とミキサー管１の軸心ｃとが成す角度φは約２０〜
６０゜の範囲にあり、３５〜４５゜の範囲にあることが
好ましい。第２の部分３２は第１の部分３１の下流に配
置されている。圧縮部分３の下流には混合通路４が形成
されている。
【００１１】ミキサー管１の断面上において、圧縮部分
３の開放部分の面積はミキサー管１の断面積の約５０〜
７０％であり、開放部分の面積の約６０〜７０％は第１
の部分３１に関連している。このような条件下で必要と
される材料は少なく、混合される流体のフローが受ける
圧力損失も小さい。
【００１２】圧縮部分３の平板状エレメント２は２つの
セグメント２１，２２を有する。これらセグメント２
１，２２は実質的に、それぞれ、管壁１０との境界部を
成す楕円弧状端部セグメントａ、第１の部分３１との境
界部を成す直線状端部セグメントｓ、及び圧縮部分３に
おける第２の部分３２との境界部を成す端部セグメント
ｂを備えている。管壁１０と弧状の端部セグメントａと
の間には、例えば溶接材料等の連結手段によって個々の
位置にて連結可能な小間隙を設けてもよい。また、楕円
弧状端部セグメントａは、例えば直線状端部セグメント
ｓに更に接近して配置してもよい。更に、端部セグメン
トｓを直線状ではなく、湾曲させて形成してもよい。
【００１３】２つのセグメント２１，２２を大幅に短く
し、圧縮部分３の開放部分の面積をミキサー管１の断面
積の７５％としても、比較的良好な混合効果を得ること
ができる。このように形成されたセグメント２１，２２
においては、混合効果の満足度は低減するが圧力低下率
も減少する。これは一般的な真理であり、開放部分の面
積が大きければ圧力低下率は減少し、逆に開放部分の面
積が小さければ圧力低下率は増加する。
【００１４】図１及び図２に示す実施形態では、２つの
セグメント２１，２２は幅狭なブリッジ２３を介して相
互に連結されている。ブリッジ２３は第１及び第２の部
分３１，３２との境界部を成すように配置されている。
ブリッジ２３を設けることの効果として、構造上の安定
が得られ、ブリッジ２３を設けない場合と比較して、平
板状エレメント２を薄く形成することが可能になること
が挙げられる。
【００１５】図１において、流体のフロー方向を矢印
５，５’にて示す。ミキサー管１の断面上において、矢
印６，６’によって示されるように、圧縮部分３により
互いに対向する方向に２つの渦が生じる。
【００１６】第１の部分３１は略台形状（点Ａ，Ｂ，
Ｂ’，Ａ’を有する）を成し、圧縮部分３における第２
の部分３２の方向に拡大するように延びる。第１の部分
３１をこのような形状に構成することにより、矢印６，
６’により示される理想的な一対の渦が得られる。これ
らの渦の長さを等しくするため、圧縮部分３は、管１の
軸心ｃ上に位置する面に関して、左右対称の形状に形成
されなけらばならない。
【００１７】図１及び図２に示す実施形態では、圧縮部
分３に対応して平板状を成すエレメント２のセグメント
２１，２２は同一平面上に配置されている。１枚の板金
を用いて、これらセグメント２１，２２を連結ブリッジ
２３と一体に製造することができる。材料の節約という
見地に立って、１枚の板金からこれらの平板状エレメン
ト２を製造する方法を図３に示す。
【００１８】平板状エレメント２は平板状に限定される
ものではなく、湾曲または屈曲させてもよい。ミキサー
管１には少なくとも２つの圧縮部分３が設けられてい
る。いずれの場合も、第１の圧縮部分３の下流には、こ
れに隣接する第２の圧縮部分３’が、ミキサー管１の直
径の約３〜５倍の距離だけ離間して混合通路４の外側に
設けられている。従って、これら隣接する圧縮部分３，
３’の間に形成されるインサートを含まない開放空間
は、ミキサー管１の直径の約２〜４倍の長さを有する。
隣接する圧縮部分３，３’における第１の部分３１は、
互いに交差する方向に設けられている。
【００１９】本発明の更なる実施形態における圧縮部分
３を図４〜８に示す。図４に示す実施形態では、類似ま
たは等しい形状を有する一対のセグメント２１，２２
が、互いに一定の角度をもって配置されている。各セグ
メント２１，２２の形状を図５に示す。また、当然なが
ら、例えば、図４において鎖線で示すように、ブリッジ
２３によってこれらのセグメント２１，２２を連結する
ことも可能である。
【００２０】正方形状または長方形状の断面を有する本
発明のミキサー管１に用いられる圧縮部分３を、図６及
び図７に示す。図６に示すように、ブリッジ２３は、前
述のような２つのセグメント２１，２２の境界部以外の
位置に配置することも可能である。ブリッジ２３は、例
えば円形状の断面を有するロッドであってもよい。
【００２１】図８に示す第５の実施形態では、間隙とし
ての第１の部分３１のみから成る圧縮部分３を有する。
部分３１は略台形状（２つの湾曲する辺ＡＡ’，ＢＢ’
を有する）に形成してもよく、フローの方向またはこれ
に対向する方向に拡大して延びる。
【００２２】本発明のミキサー管１は、懸濁液中に固体
粒子を含む流体の混合に用いることが可能である。繊維
状の固体粒子に用いる場合、特に有利である。
【００２３】
【発明の効果】以上、詳述したように請求項１〜１２の
本発明によれば、周知のミキサー装置と比較して、より
経済的に製造可能な静的インサートを有するミキサーが
提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における円形状断面を
有するミキサー管のインサートを示す図。
【図２】第１の実施形態における隣接する２つのインサ
ートを示す図。
【図３】１枚の板金から切り出すことができる複数のイ
ンサートを示す図。
【図４】第２の実施形態を示す図。
【図５】図４のインサートのセグメントを示す図。
【図６】第３の実施形態における長方形状の断面を有す
るミキサー管を示す図。
【図７】図６の変更例である第４の実施形態を示す図。
【図８】第５の実施形態を示す図。
【符号の説明】
１…ミキサー管、２…平板状エレメント、３，３’…圧
縮部分、４…混合通路、１０…管壁、２１，２２…セグ
メント、２３…幅狭なブリッジ、３１…第１の部分、３
２…第２の部分、ａ，ｂ，ｓ…端部セグメント、ｃ…管
１の軸心、φ…第１の部分３１と軸心ｃとの角度、Ｄ…
管１の直径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴットリープ シュナイダー スイス国 ツェーハー−8472 ゾイツァッ ハ シュタイクシュトラーセ ６ (72)発明者 マルク ブルーノ ヴェルリ スイス国 ツェーハー−8400 ヴィンター ツール グートシュトラーセ 34

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １個または複数個の点において断面の一
    部を占める複数の平板状エレメント（２）を備え、かつ
    低粘度流体、特に懸濁液中に固体物質を含む流体のため
    のミキサー管であって、 開放空間である複数の圧縮部分（３）は、それぞれ少な
    くとも１つの間隙としての第１の部分（３１）を有し、
    同部分（３１）の長手方向軸線は管壁（１０）の一部か
    ら管（１）の軸心（ｃ）を通って管壁（１０）の別の部
    分まで、または管壁（１０）の一部から軸心（ｃ）を通
    って第２の部分（３２）に延び、同第１の部分（３１）
    は軸心（ｃ）に対して約２０〜６０゜、好ましくは３５
    〜４５゜の角度（φ）を成すことと、圧縮部分（３）の
    下流にはフローの方向に従って混合通路（４）が設けら
    れていることとを特徴とするミキサー管。
  2. 【請求項２】 前記圧縮部分（３）は、管の軸心（ｃ）
    を通って前記第２の部分（３２）まで延びる間隙として
    の第１の部分（３１）と、例えば半月形状またはレンズ
    形状等、細長く形成されるとともに管壁（１０）との境
    界部を成す流通開口部を成す第２の部分（３２）とを備
    え、同流通開口部は第１の部分（３１）と交差するよう
    に配置されていることと、前記混合通路（４）はミキサ
    ー管（１）の直径（Ｄ）の１〜１０倍の長さ（ｍ）を有
    することとを特徴とする請求項１に記載のミキサー管。
  3. 【請求項３】 圧縮部分（３）を伴う複数の平板状エレ
    メント（２）は、それぞれ２つのセグメント（２１，２
    ２）から成り、これらセグメント（２１，２２）は、管
    壁（１０）に接近して配置された楕円弧状の端部セグメ
    ント（ａ）と、第１の部分（３１）との境界部を成す端
    部セグメント（ｓ）と、第２の部分（３２）との境界部
    を成す端部セグメント（ｂ）とを有することを特徴とす
    る請求項２に記載のミキサー管。
  4. 【請求項４】 前記２つのセグメント（２１，２２）は
    少なくとも１個の幅狭なブリッジ（２３）によって互い
    に連結され、同ブリッジ（２３）は圧縮部分（３）の第
    １及び第２の部分（３１，３２）の境界部分を成すこと
    を特徴とする請求項３に記載のミキサー管。
  5. 【請求項５】 前記第１の部分（３１）は略台形状を成
    し、フローの方向に拡大することを特徴とする請求項１
    〜４のいずれか１項に記載のミキサー管。
  6. 【請求項６】 前記圧縮部分（３）はミキサー管（１）
    の軸心（ｃ）上に位置する平面に関して左右対称形状を
    成すことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記
    載のミキサー管。
  7. 【請求項７】 前記平板状エレメント（２）の２つのセ
    グメント（２１，２２）は、同一平面上に配置されてい
    ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
    のミキサー管。
  8. 【請求項８】 同一平面上に配置された２つのセグメン
    ト（２１，２２）は、前記ブリッジ（２３）と一体に１
    枚の板金から製造されることを特徴とする請求項４また
    は請求項７のいずれか１項に記載のミキサー管。
  9. 【請求項９】 少なくとも２つの圧縮部分（３，３’）
    が設けられ、一方の同圧縮部分（３）に隣接してその下
    流に設けられた他方の同圧縮部分（３’）は、前記ミキ
    サー管（１）の直径（Ｄ）の約３〜５倍の長さを有する
    空間（ｍ）を隔て、混合通路（４）の外側に配置されて
    いること、即ち前記少なくとも２つの圧縮部分（３，
    ３’）の間には、ミキサー管（１）の直径（Ｄ）の約２
    〜４倍の長さを有する開放空間が設けられていることを
    特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のミキサ
    ー管。
  10. 【請求項１０】 互いに隣接する少なくとも２つの圧縮
    部分（３，３’）におけるそれぞれの第１の部分（３
    １）は互いに交差する方向に配置されていることを特徴
    とする請求項９に記載のミキサー管。
  11. 【請求項１１】 ミキサー管（１）の断面上における圧
    縮部分（３）の開放部分の面積は、ミキサー管（１）の
    断面積の約５０〜７５％であることを特徴とする請求項
    １〜１０のいずれか１項に記載のミキサー管。
  12. 【請求項１２】 懸濁液中に固体物質、特に繊維状固体
    物質を含む流体を混合するための請求項１〜１１のいず
    れか１項に記載のミキサー管の使用方法。
JP9036291A 1996-04-12 1997-02-20 低粘度流体のためのミキサー管 Pending JPH09276678A (ja)

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