JPH10506326A

JPH10506326A - ミキサー及び流体分析装置

Info

Publication number: JPH10506326A
Application number: JP8511505A
Authority: JP
Inventors: ヘウィット・ジェオフリー・フレドリック; シェアース・ジョージ・リスター; パリー・スーザン・ジョアン; マーク・フィリップ・アントニー; ハリソン・ポール・ステファン
Original assignee: アイ・シーコンサルタンツリミテッド; エス・ジー・エスレッドウッドリミテッド
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1998-06-23
Also published as: DE69516885T2; ES2148558T3; AU3570995A; WO1996009880A2; RU2146966C1; NO321078B1; GB9419520D0; DE69516885D1; NO971463D0; AU705687B2; NO971463L; US5893642A; EP0783364B1; EP0783364A2; ATE192669T1; DK0783364T3; WO1996009880A3

Abstract

(57)【要約】スタティックミキサー２２は、パイプ１０８内に１種又は複数の流体、例えば油田から産出される石油、水及びガスに用いるために設けられる。ミキサー２２は、パイプ１０８内で流体を少なくとも二つに分割するとともに流体の流れ方向に平行な軸について互いに反対方向に回転するように二つに分割された流体を逸せるように構成要素１１２，１１４を有しており、その構成要素１１２，１１４は、流体の流動がなめらかに維持されるような形に成形されている。装置１０は、流体を分析するためにパイプ１０８内に流体を透過させる少なくとも一つの放射線源を有しており、少なくとも一つの放射線源１２，１４は、流体を透過した放射線を検知器から受光できるように配置されており、少なくとも二つの異なったエネルギーで放射線を照射する。検知器は、信号を処理するために配置された処理装置２０に一連の時分割された信号を供給し、処理装置２０は、その信号の大きさに応じて信号を分類し、例えば相留分や、スラッグ等の流体の性質、あるいは流速を測定するために分類分けされた信号を分析する。

Description

【発明の詳細な説明】ミキサー及び流体分析装置この発明は、ミキサー及び流体分析装置に関するものである。ミキサーは、数多くの産業において使用されている。そのような産業として、例えば石油産業が挙げられる。油田は、石油、水及びガスの混合物を産出するが、これらの流体の正確な測定にはその組成物の均質化が望まれるものである。欧州特許公報第０３９５６３５号公報には、多くのスタティックミキサーが開示されている。ここに開示された機器には、パイプを流れる流体に沿って配置されたプレートが設けられている。そのプレートには、二つの開口とその開口のすぐ後方に配置されたシート材からなる羽根が設けられている。パイプを流れる流体は、二つの開口のうち一方あるいは他方を介することにより二つの流路を形成し、これらの流体は、羽根により流体の流れ方向に平行な軸のまわりを互いに反対方向に回転するように導かれ、これによりその流体が均質化されるものである。本発明の要旨の一つは、パイプを流れる一種あるいはそれ以上からなる流体に用いて好適なスタティックミキサーにおいて、パイプを流れる流体を少なくとも二つの流れに分割するとともに、二つに分割された流体が流体流れの方向に対して平行な軸について互いに反対方向に回転するように該流体を逸せる構成要素を有し、流体の動きがなめらかに維持されるべく該構成要素の流体表面についての方向切換の最大角度が９０°とされていることことにある。これにより不必要な乱流が導入されることなくかつ流体流れが過度に妨害されることなく効果的な均質化が得られるものである。本発明に係るミキサーは、広範囲な流れ条件に対して適当な混合性能を示し、単一の細いガンマ線あるいはエックス線あるいは他の技術を用いることによりミキサーの下流における相留分や流速からなる測定が正確になされることになる。適当に混合されていないと、相は、パイプ断面にわたって均質に分布しなくなり、その結果、細い単一ビームは、不均一に起因して誤った相組成と光子吸収特性を呈することになる。さらに、適当に混合されていないと、相は、異なった速度で流動するため、一回の流速測定では正確な測定がされず、相の相対速度を得るための理論的なモデルや補正が必要になる。本発明は、このような補正や相の不均質を回避したものである。さらに、本発明に係るミキサーによれば、該ミキサーにかかる異なった圧力が相留分情報と組み合わされるとスラッグ流体をも含む広範囲な流れ条件の流体に対して正確な流速の測定がなされるものである。好ましくは前記構成要素は、流体を分割する部分に通じるなめらかな曲線に形成された表面を有するものである。好ましくは該構成要素は、二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せるなめらかな曲線に形成された表面を有するものである。好ましくは流体を少なくとも二つに分割する部分は、パイプ内で軸間距離、すなわちパイプの直径の約１／２〜３／４、さらに好ましくはパイプの直径の約５／８にわたって拡張しているものである。流体の分岐は、適度な距離にまたがって発生するものであることから、これにより乱流や妨害が回避されることになる。さらに好ましくは二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せる部分は、軸間距離、すなわちパイプの直径の約１／２〜３／４、さらに好ましくはパイプの直径の約５／８にわたって拡張しているものである。好ましくは下流方向に面した前記構成要素の表面は、下流方向に面した空洞部の実質的な量を決定するものである。好ましくは上流方向に面した前記構成要素の表面は、上流方向に面した空洞部の実質的な量を決定するものである。さらに好ましくは前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して８５° 以下、好ましくは８０°以下、より好ましくは７０°以下の角度にある。好ましくは前記構成要素の全体の衝突後の表面が流れ方向に対して８５°以下、好ましくは７５°以下、より好ましくは６０°以下の角度にある。好ましくは前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が９０°、最も好ましくは７０°である。前記構成要素の最も上流部分は、パイプの内壁からうね状隆起部へかけての上昇斜面を呈するとともに、該パイプの内壁へかけての下降斜面を呈する部分を有する。前記構成要素は、パイプ内部を二つに分割する中央壁部を有している。該構成要素は、６０°〜１２０°、好ましくは８０°〜１００°、最も好ましくは約９０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有する。前記構成要素は、あらゆる外形で形成されるものであり、好ましくは例えば注型や金型により一つあるいは二つの部材から製造されるものである。本発明の他の要旨は、本発明の第一の要旨であるミキサーと、該ミキサーにかかる圧力降下を測定する手段とを備えた流体監視装置を設けたことにある。流速計算は、圧力降下の測定によりなされ得る。好ましくは特に液体やガスの混合物を測定する場合に使用されるときにおいて、装置はさらに前記ミキサーの後方に溜った液体を測定する手段をさらに備えている。圧力降下と溜った液体を測定することにより、パイプ内の流体のトータルの流速と流速とが計算される。溜った液体を測定する手段は、何ら限定されるものではなく、相留分あるいは液体留分を測定する機器を備えているものであってよい。前記機器は、例えばＸ線、好ましくはガンマ線源からなる少なくとも一つの放射線源と少なくとも一つの放射線センサを有している。本発明に係るミキサーによってなめらかに流れる流体のトータルな混合物の速度と平均速度とが矛盾なく正確に計算される。このことは特に、例えば一つあるいはグループからなる油田から石油が産出されるところで重要である。トータルに均質化された混合物の流速は、相留分情報とともに、産出される石油、ガス及び水の成分比と量とを計算するために利用される。実際に、広範囲な流れ条件下においてこの技術を用いることにより従来技術に較べて正確さが５％以上改善される。好ましくは一つあるいは複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーで放射線を照射するように配置され、また少なくとも一つの放射線センサが一つあるいは複数の放射線源から照射されて流体を透過した放射線を受光するように配置され、該一つあるいは複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーを照射し、該放射線センサが処理手段に信号を供給し、該処理手段が一連の経時的な値を順番に供給するための信号を処理するとともに分析手段による分析のためにその値の大きさによって該値を分類分けするものであることが望ましい。流体分析が重要であるという事情の一つは、油田あるいは油田群の石油の産出にある。石油は、通常水とガスに混じっており、そのため三相からなる流体である。すなわち、流体が三相のそれぞれのどのくらいの量により構成されているのかを測定することは、重要なことである。相留分分析に用いられる従来知られた装置は、センサに関連した二つのガンマ線源を有しており、流れ方向にパイプに沿って離れて設置されている。その線源は、異なったエネルギーで放射線を照射する。センサからの信号は、受光したガンマ線の大きさに比例しているため、これにより流体による放射線の吸収が示される。この情報が流体の相留分の測定を可能にしている。流体の相留分は、例えばスラッグ流体の発生により流体がセンサを通過する時間とともに変化するため、その結果、分析には不正確さが伴う他、特に放射線吸収特性とその光線を遮る流体の量との間には指数的な関係があるためやはり分析には不正確さが伴う。本発明の他の要旨は、パイプを流れる流体を分析する流体分析装置において、流体を透過させて放射線を導く少なくとも一つの放射線源と、該放射線源から照射されて、流体を透過した放射線を受光するように配置された少なくとも一つの放射線センサとを備え、前記放射線源は、少なくとも二つの異なるエネルギーの放射線を照射し、前記放射線センサは、処理手段に信号を供給するとともに、該処理手段は、一連の経時的な値を供給し、分析手段による分析に用いられるようにその値の大きさによりその値を分類するように信号を処理することにある。信号が一連に分類分けされると、分析手段は、一つの信号を用いて分析するよりもより高性能な分析を行うことができ、より正確な分析が可能になる。好ましくは分析手段は、流体の相留分を測定するように配置される。選択的にあるいはこれに加えて、分析手段は、例えばスラッグ流体等の流体あるいは層状の流体の性質を測定するように配置される。加えて信号の分析は、分類分けすることにより時間とともに変化する混合物の組成の情報を提供する。例えばスラッグ流体において、スラッグに含まれて薄いフィルム状になっている石油と水との比率が個々に測定される。好ましくはそれぞれの線源から照射される放射線は短時間間隔で測定される。一実施例においては一つのセンサが設けられている。その場合においては、二つの線源が設けられるものであり、それぞれは異なったエネルギーで放射線を照射する。従来のシステムにおいては、二つの線源は別々に設けられている必要があり、これにより放射線ビームの誤差が導かれるとともに流体の同一断面を調べられなかった。本発明の装置によってなされる処理と分析によれば、誤差を引き起こすことなく別々に設けられるものである。二つの線源の変化に応じて、例えば３２ＫｅＶと６６１ＫｅＶで放射線を照射するセシウム線源のような、少なくとも二つの異なったエネルギーの放射線を照射する一つの線源が適用可能である。本発明の装置は、主として三相の流体に用いられることが意図されたものであり、好ましくは二つのみの異なったエネルギーで一つあるいは複数の線源によって照射されるものである。放射線は、Ｘ線でもガンマ線でもいずれでも適用でき、これらの両方が用いられてもよいものである。また本発明の装置は、ミキサーとそのミキサーにかかる圧力降下を検知するものであってもよい。これにより溜った流体を検知する手段と組み合わされたときに速度演算が可能になる。その検知手段は、好ましくは流速を測定するように配置された分析手段と関連づけられる。溜った流体を検知する手段は、少なくとも流体を透過させて放射線を少なくとも一つの放射線センサに案内する少なくとも一つの放射線源を備え、該放射線センサが該放射線源から照射され該流体を透過した放射線を受光するように配置されたものである。この配置により使用される各部材が少なくされ、これにより簡単でコストを抑えた装置が提供されることになる。一実施例においては、その装置は、二つの放射線源と二つの放射線センサを有し、前記分析手段が相留分と流速の両方を決定するものである。相留分は、それらの線源の一つから照射される二つのエネルギーを用いることにより測定され、そして速度は、パイプに沿って軸に対して略対象に設けられた二つのセンサにより受信されたダイナミック放射線信号の比較により測定される。本実施例の一実施例について図面を参照して説明するが、この説明にあたり、図１は一実施例に係る装置の部分断面の正面図、図２は一実施例に係るミキサーの斜視図、図３は一実施例に係るミキサーの正面図、図４は一実施例に係るミキサーの平面図である。装置１０は、二つのガンマ線放射ユニット１２，１４、二つの圧力変換器１６，１８及び中央制御装置２０を備えている。圧力変換器１６，１８は、パイプ２４内のスタティック流体ミキサー２２の両側に設けられている。圧力変換器１６，１８は、中央制御装置２０に接続されている。ミキサー２２の下流側には、同じく中央制御装置２０に切増された温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６のすぐ下流側には第一ガンマ放射線ユニット１２が設けられている。第一ガンマ放射線ユニット１２は、３２ＫｅＶと６６１ＫｅＶのエネルギーを有するセシウム線源を有している。その線源は、その放射線をパイプ２４を介してそのパイプ２４の別の側にある一つの検知器へ向かわせる。その検知器は、増幅器と、ハイとロウの出力端子を中央制御装置２０に対して有しているアナライザ２８に接続されるとともに、その中央制御装置２０のすぐそばにある直流電源３０によって電源が供給される。第一放射線ユニットの下流側には第二放射線ユニット１４が設けられている。この第二放射線ユニット１４は、単一の６６１ＫｅＶのセシウム線源と結晶検知器とを有しており、第二増幅器とアナライザ３２とに接続されるとともに、やはり直流電源３０によって電源が供給される他、中央制御装置２０に接続されている。使用に際しては、石油、水及びガスの三相の流体は、パイプ２４及びミキサー２２を流れる。温度センサ２６は、その温度を測定し、ミキサー２２の上流側と下流側にある圧力変換器１６，１８は、中央制御装置２２がミキサー２２にかかる圧力降下を測定できるように中央制御装置２２に圧力情報を供給する。第一放射線ユニット１２の線源から照射されるハイレベルとローレベルのエネルギーは、流体を通って吸収された後に第一放射線ユニット１２の一つの検知器により探知され、第二放射線ユニット１４による信号とともに中央制御装置２０により処理され分析される。第一放射線ユニット１２による信号は、相留分の正確な測定が行われるように時分割されて中央制御装置２０（前述した「処理手段」及び「分析手段」を構成する）による統計分析に用いられるようにその大きさに応じて各帯域に分類される。第二放射線ユニット１４は、第一放射線ユニット１２からの信号を用いて、速度の計算を可能にするとともに、この情報は圧力降下の演算とともに全体及び各相の流速の決定を可能にする。温度センサの情報は、ガスが圧縮しやすい相を形成していることを利用するために必要である。選択的にあるいはこれに加えて、ミキサーにかかる圧力降下から速度が取り出される場合には、第二放射線ユニット１４は、除外してもよい。図２〜図４は、ミキサー２２をより詳細に示した図である。本実施例のミキサー２２は、一つの部材を形成する注型による成形品であるが、二つの部分１１２，１１４を有しているものである。ミキサー２２は、円柱状のパイプ１０８の内部に設けられる。第一部分１１２は、近づいてくる流体流れに対してパイプ１０８の下面からその長手方向の軸に対して約２０°であるフラット面１１６を呈しながら上昇している。面１１６は、なめらかな曲線に形成された高さＷの隆起部１１８へ向かって上昇するとともに、そこからパイプ１０８の軸に対して約４０ °であるフラット面１２０として下降し、パイプ１０８のちょうど下面付近では、その角度がだんだんと小さくなり、面１２０がパイプ１０８の下面になめらかな曲線を形成して連絡している。第二部材１１４は、流れが遡る側が一定の厚さの直立壁１２４に形成されるとともに、近づいてくる流れに衝突する丸みを帯びたフロントエッジ１２６が設けられている。この壁１２４は、第一部材１１２の上昇面１１６と交差している。隆起部１１８のちょうど後方で第二部材１１４の形が変化している。第二部材１１４の中央断面１２８の下方のエッジは、隆起部１１８の高さと同じ高さにあり、壁１２４と同じ厚さである。中央断面１２８の上部は、なめらかな曲線を形成して徐々に広がっている。中央断面１２８の広がり度合は、第二部材１１４がパイプ１０８の壁に交差するまでそのパイプ１０８の軸に沿って増加し、その交差するところは隆起部１１８の高さに相当し、パイプの軸に対して７０°の曲面である。第二部材１１４の下流側の断面１３０は、パイプ１０８の軸に対して増加する角度でパイプ１０８の壁に向かってなめらかな曲線を形成しており、パイプ１０８と交差する直前の最大角は６０°である。使用に際しては、例えば石油、ガス及び水からなる流体がパイプ１０８に沿って流れると、初めに第一部材の面１１６が上っていくところで流体が壁１２４に最初に衝突し、パイプ１０８の流路を制限する。流体が壁１２４に到達すると、その流体は二つに分割され隆起部１１８に到達するまでさらに制限され続ける。第二部材の中央断面１２８が広がるにしたがって、それぞれの流れは回転するように導かれ、流れは異なった方向へ回転されることになる。第二部材１１４の下流側の断面１３０と第一部材の下降斜面１２０は、その後パイプ軸から逸され、これにより流路が広がり、均質化されて混合された流体は、さらにパイプ１０８を介して流れる。これにより流体がミキサー２２を介してなめらかに導かれることがわかる。面１１６の上流側エッジから壁１２４の上流側エッジの交差部までの距離Ａは、パイプ１０８の直径Ｂの約７／８である。壁１２４の上流側エッジ１２６から隆起部１１８までの距離Ｃは、パイプ１０８の直径Ｂの約５／８である。隆起部１１８から中央断面１２８の端までの距離Ｄは、パイプ１０８の直径Ｂの約５／８である。中央断面１２８の端から第二部材１１４の下流側の断面１３０の下流側エッジ、すなわち第一部材１１２の端よりもさらに下流側の端までの距離Ｅは、パイプの直径の約９／６０である。パイプの直径は、約５０〜１５０ｍｍが適用可能であり、特に実施例においては、８０ｍｍが採用されている。ガンマ線あるいはＸ線源とセンサあるいはその他の機器が液体の留分の測定がなされるようにミキサー２２の後方に設けられてもよく、またミキサー２２にかかる圧力降下を測定するために変換器が設けられてもよく、これによりトータルな混合物の速度の演算が可能になる。圧力降下Ｄ_pは、トータルの産出物と液体表面速度Ｖ_t，Ｖ_Lに対して線形的な関係を有していることが経験的にわかっており、次の式で表される：Ｄ_p＝ａ＋ｂＶ_tＶ_L 液体の留分Ｅ_Lは、Ｅ_L＝Ｖ_L／Ｖ_tなる式により与えられる。したがって：Ｖ_t＝［（Ｄ_p−ａ）／（ｂＥ_L）］^1/2 ここで、ａとｂは流体組成物の比率から独立した測定因子である。ミキサーが過度の乱流に影響されることなく良好な均質化を行う性質であることから、因子ａ，ｂは、特に水、石油及びガスの組成比率に比較的無関係である。このことは、本発明が例えば欧州特許公報第０３９５６３５号公報に開示された従来のスタティックミキサー、すなわち、十分な正確さを伴わない関連式による条件によるものとは異なるものであることを示している。本発明によれば、多相のトータルな速度と、液体表面の速度とが５％改善された正確さをもって測定される。第一放射線ユニット１２は二つの全く異なるセシウム線源あるいは両方のエネルギーで放射することができる一つのセシウム線源を有しているものであってもよい。明らかに、他のタイプの放射線源が適用されてもよい。さらに、第一放射線ユニット１２と第二放射線ユニット１４は、異なったエネルギーを用い、ただ一つのエネルギー線源が第一放射線ユニットに設けられていてもよい。ミキサーは、上記した実施例に限られることなく他の実施例によるものであってよい。隆起部１１８の高さＷは、流れの制限を小さくするために高くしてもあるいは低くしてもよい。また二つの流れに回転させる中央断面１２８の長さＤは、より流れをなめらかにするために増やしてもあるいは減らしてもよい。ミキサーにかかる異なる圧力は、本実施例の設備にこのようにして調整されるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年９月１０日【補正内容】請求の範囲１．パイプを流れる一又は複数の流体に用いて好適なスタティックミキサーにおいて、流体を少なくとも二つに分割する、すなわちパイプ内の流体を該パイプの一方の流体と他方の流体とに分割するとともに、二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せる構成要素を有し、流体の動きがなめらかに維持されるべく該構成要素の流体表面についての方向切換の最大角度が９０°とされていることを特徴とするスタティックミキサー。２．前記構成要素は、流体を分割する部分に通じるなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項１に記載されるスタティックミキサー。３．前記構成要素は、二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せるなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載されるスタティックミキサー。４．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部分がパイプ内で軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。５．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。６．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。７．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部が軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されるスタティックミキサー。８．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。９．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１０．下流方向に面した前記構成要素の表面が下流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１１．上流方向に面した前記構成要素の表面が上流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１２．前記構成要素の全体の衝突表面は、８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１３．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して８０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１４．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して７０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１５．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１６．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して７５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１７．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して６０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１８．前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が７０° であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１９．前記構成要素の流入部分は、パイプの内壁から隆起部へかけての上昇斜面を呈するとともに、該パイプの内壁へかけての下降斜面を呈することを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２０．前記構成要素は、パイプ内部を二つに分割する中央壁部を有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２１．前記構成部分は、６０°〜１２０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２２．前記構成部分は、３０°〜１００°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２３．前記構成部分は、約９０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２４．前記構成部分は、一つ又は二つの部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２５．添付図面に基づいて説明したスタティックミキサー。２６．請求項１〜２５のいずれかに記載される前記ミキサーと、該ミキサーにかかる圧力降下を測定する手段とを備えたことを特徴とする流体を監視するための装置。２７．前記ミキサーの後方に液体溜を測定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２６に記載される装置。２８．前記液体溜を測定する手段は相留分と液体留分を測定する機器を有することを特徴とする請求項２７に記載される装置。２９．パイプを流れる一又は複数の流体に用いられるスタティックミキサーを備えた流体を監視するための装置において、流体すなわちパイプ内を近接して流れる流体を少なくとも二つに分割するとともに、その二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように逸せるとともに該流体の動きをなめらかに維持するように形成された構成要素と、該ミキサーにかかる圧力降下を測定する手段と相留分測定装置とを有することを特徴とする流体を監視するための装置。３０．前記ミキサーの後方の液体溜を測定する手段を有することを特徴とする請求項２９に記載される装置。３１．前記構成要素は、流体を分割する該構成要素の一部に該流体を導くなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項２９又は３０に記載される装置。３２．前記構成要素は、二つに分割された流体が該構成要素の一部から互いに反対方向に回転するように該流体を逸せるなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項２９〜３１のいずれかに記載される装置。３３．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプ内で軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれかに記載される装置。３４．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれかに記載される装置。３５．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３２のいずれかに記載される装置。３６．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部が軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３５のいずれかに記載される装置。３７．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３６のいずれかに記載される装置。３８．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項２９〜３６のいずれかに記載される装置。３９．下流方向に面した前記構成要素の表面が下流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項２９〜３８のいずれかに記載される装置。４０．上流方向に面した前記構成要素の表面が上流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項２９〜３９のいずれかに記載される装置。４１．前記構成要素の全体の衝突表面は、８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４０のいずれかに記載される装置。４２．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して８０°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４０のいずれかに記載される装置。４３．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して７０°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４０のいずれかに記載される装置。４４．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４３のいずれかに記載される装置。４５．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して７５°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４４のいずれかに記載される装置。４６．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して６０°以下の角度にあることを特徴とする請求項２９〜４５のいずれかに記載される装置。４７．前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が７０°であることを特徴とする請求項２９〜４６のいずれかに記載される装置。４８．前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が７０°であることを特徴とする請求項２９〜４６のいずれかに記載される装置。４９．前記構成要素の最も上流部分は、パイプの内壁から隆起部へかけての上昇斜面を呈するとともに、該パイプの内壁へかけての下降斜面を呈することを特徴とする請求項２９〜４８のいずれかに記載される装置。５０．前記構成要素は、パイプ内部を二つに分割する中央壁部を有することを特徴とする請求項２９〜４９のいずれかに記載される装置。５１．前記構成部分は、６０°〜１２０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項２９〜５０のいずれかに記載される装置。５２．前記構成部分は、３０°〜１００°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項２９〜５０のいずれかに記載される装置。５３．前記構成部分は、約９０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項２９〜５０のいずれかに記載される装置。５４．前記構成部分は、一つ又は二つの部材により形成されていることを特徴とする請求項２９〜５３のいずれかに記載される装置。５５．前記装置又はそれに用いられる測定手段は、少なくとも一つの放射線源及び少なくとも一つの放射線検知器を有することを特徴とする請求項２９〜５４に記載される装置。５６．前記装置又はそれに用いられる放射線源は、Ｘ線又はガンマ線源を有することを特徴とする請求項５５に記載される装置。５７．一又は複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーで放射線を照射するように配置され、また少なくとも一つの放射線検知器が一又は複数の放射線源から照射されて流体を透過した放射線を受光するように配置され、該一又は複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーを照射し、該放射線検知器が処理手段に信号を供給し、該処理手段が一連の経時的な値を順番に供給するための信号を処理するとともに分析手段による分析のためにその値の大きさによって該値を分類分けするように構成されたことを特徴とする請求項５５又は５６に記載される装置。５８．パイプを流れる流体を分析するための装置において、流体を透過させて放射線を導く少なくとも一つの放射線源と、該放射線源から照射されて、流体を透過した放射線を受光するように配置された少なくとも一つの放射線検知器とを備え、前記放射線源は、少なくとも二つの異なるエネルギーの放射線を照射し、前記放射線検知器は、処理手段に信号を供給するとともに、該処理手段は、一連の経時的な値を供給し、分析手段による分析に用いられるようにその値の大きさによりその値を分類するように信号を処理することを特徴とする流体分析装置。５９．ミキサーと、該ミキサーにかかる圧力降下を検知する手段とを有するものであることを特徴とする請求項５８に記載される装置。６０．液体溜を検知する手段を有することを特徴とする請求項５９に記載される装置。６１．前記検知手段が流速を決定するために設けられた前記分析手段に関連したものであることを特徴とする請求項６０に記載される装置。６２．前記液体溜を検知する手段が、流体を透過させて放射線を少なくとも一つの放射線検知器に案内する少なくとも一つの放射線源を備え、該放射線検知器が該放射線源から照射され該流体を透過した放射線を受光するように配置されたものであることを特徴とする請求項６０又は６１に記載される装置。６３．二つの放射線源と二つの放射線検知器を有し、前記分析手段が相留分と流速の両方を決定するものであることを特徴とする請求項６２に記載される流体分析装置。６４．前記ミキサーは、請求項１〜２６のいずれかに記載されたものが適用されることを特徴とする請求項５８〜６３のいずれかに記載される装置。６５．前記分析手段が流体の相留分を決定するものであることを特徴と請求項５７〜６４のいずれかに記載される装置。６６．前記分析手段が流体の性質を決定するものであることを特徴とする請求項５７〜６５のいずれかに記載される装置。６７．前記放射線源から照射される放射線が短い時間的間隔をおいて測定されるものであることを特徴とする請求項５７〜６６のいずれかに記載される装置。６８．単一の放射線検知器が設けられたものであることを特徴とする請求項５７〜６７のいずれかに記載される装置。６９．前記放射線源から照射される放射線が二つの異なるエネルギーによるものであることを特徴とする請求項５７〜６８のいずれかに記載される装置。７０．単一の放射線源が設けられたものであることを特徴とする請求項５７〜６９のいずれかに記載される装置。７１．前記放射線源がセシウム線源であることを特徴とする請求項７０に記載される装置。７２．前記放射線がＸ線又はガンマ線の少なくともいずれか一つによるものであることを特徴とする請求項５７〜７１に記載される装置。７３．添付図面に基づいて説明した装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ヘウィット・ジェオフリー・フレドリックイギリス国オーエックス10 ０ディーエックスオックスフォードシァー州，ウォリングフォード，チャーチ・レイン，ファルコン・コテージ (72)発明者シェアース・ジョージ・リスターイギリス国ディーテイー３６エルエルドーセット州，ウエィマウス，サットン・ポインツ，３シルバー・ストリート (72)発明者パリー・スーザン・ジョアンイギリス国ジーユー24 ０ジェイゼットサリー州，ウォキング，ピルブライト, チャペル・レイン，ザ・チェシャムズ (72)発明者マーク・フィリップ・アントニーイギリス国シーエイチ４８ビービーチェスター，カーゾン・パーク，１ノースウエイ (72)発明者ハリソン・ポール・ステファンイギリス国エスワイ10 ８ピーエヌシュロップシャー州，エヌアール・オスウェストリーメルバーリー，アッパー・バンク

Claims

【特許請求の範囲】１．パイプを流れる一又は複数の流体に用いて好適なスタティックミキサーにおいて、流体を少なくとも二つに分割するとともに、二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せる構成要素を有し、流体の動きがなめらかに維持されていることを特徴とするスタティックミキサー。２．前記構成要素は、流体を分割する部分に通じるなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項１に記載されるスタティックミキサー。３．前記構成要素は、二つに分割された流体が互いに反対方向に回転するように該流体を逸せるなめらかな曲線に形成された表面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載されるスタティックミキサー。４．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部分がパイプ内で軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。５．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。６．流体を少なくとも二つに分割する前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載されるスタティックミキサー。７．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部が軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されるスタティックミキサー。８．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約１／２〜３／４に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。９．二つに分割された流体を互いに反対方向に回転するように逸せる前記構成要素の一部がパイプの直径の約５／８に等しい軸間距離にわたることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１０．下流方向に面した前記構成要素の表面が下流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１１．上流方向に面した前記構成要素の表面が上流方向に面したキャビテーション部の実質的な量を決定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１２．前記構成要素の全体の衝突表面は、８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１３．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して８０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１４．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して７０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１５．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して８５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１６．前記構成要素の全体の衝突後の表面は、流れ方向に対して７５°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１７．前記構成要素の全体の衝突表面は、流れ方向に対して６０°以下の角度にあることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１８．前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が９０°であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。１９．前記構成要素の流体表面についての方向切換最大角度が７０°であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２０．前記構成要素の流入部分は、パイプの内壁から隆起部へかけての上昇斜面を呈するとともに、該パイプの内壁へかけての下降斜面を呈することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２１．前記構成要素は、パイプ内部を二つに分割する中央壁部を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２２．前記構成部分は、６０°〜１２０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２３．前記構成部分は、３０°〜１００°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２４．前記構成部分は、約９０°の角度方向に流体を案内する一対からなる曲状の連設部を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２５．前記構成部分は、一つ又は二つの部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載されるスタティックミキサー。２６．添付図面に基づいて説明したスタティックミキサー。２７．請求項１〜２５のいずれかに記載される前記ミキサーと、該ミキサーにかかる圧力降下を測定する手段とを備えたことを特徴とする流体を監視するための装置。２８．前記ミキサーの後方に液体溜を測定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２７に記載される装置。２９．前記液体溜を測定する手段は相留分と液体留分を測定する機器を有することを特徴とする請求項２８に記載される装置。３０．前記装置又はそれに用いられる測定手段は、少なくとも一つの放射線源及び少なくとも一つの放射線検知器を有することを特徴とする請求項２７、２８又は２９のいずれかに記載される装置。３１．前記装置又はそれに用いられる放射線源は、Ｘ線又はガンマ線源を有することを特徴とする請求項３０に記載される装置。３２．一又は複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーで放射線を照射するように配置され、また少なくとも一つの放射線検知器が一又は複数の放射線源から照射されて流体を透過した放射線を受光するように配置され、該一又は複数の放射線源が少なくとも二つの異なったエネルギーを照射し、該放射線検知器が処理手段に信号を供給し、該処理手段が一連の経時的な値を順番に供給するための信号を処理するとともに分析手段による分析のためにその値の大きさによって該値を分類分けするように構成されたことを特徴とする請求項３０又は３１に記載される装置。３３．パイプを流れる流体を分析するための装置において、流体を透過させて放射線を導く少なくとも一つの放射線源と、該放射線源から照射されて、流体を透過した放射線を受光するように配置された少なくとも一つの放射線検知器とを備え、前記放射線源は、少なくとも二つの異なるエネルギーの放射線を照射し、前記放射線検知器は、処理手段に信号を供給するとともに、該処理手段は、一連の経時的な値を供給し、分析手段による分析に用いられるようにその値の大きさによりその値を分類するように信号を処理することを特徴とする流体分析装置。３４．ミキサーと、該ミキサーにかかる圧力降下を検知する手段とを有するものであることを特徴とする請求項３３に記載される装置。３５．液体溜を検知する手段を有することを特徴とする請求項３４に記載される装置。３６．前記検知手段が流速を決定するために設けられた前記分析手段に関連したものであることを特徴とする請求項３５に記載される装置。３７．前記液体溜を検知する手段が、流体を透過させて放射線を少なくとも一つの放射線検知器に案内する少なくとも一つの放射線源を備え、該放射線検知器が該放射線源から照射され該流体を透過した放射線を受光するように配置されたものであることを特徴とする請求項３５又は３６に記載される装置。３８．二つの放射線源と二つの放射線検知器を有し、前記分析手段が相留分と流速の両方を決定するものであることを特徴とする請求項３７に記載される流体分析装置。３９．前記ミキサーは、請求項３３〜３８のいずれかに記載されたものが適用されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれかに記載される装置。４０．前記分析手段が流体の相留分を決定するものであることを特徴と請求項３２〜３９のいずれかに記載される装置。４１．前記分析手段が流体の性質を決定するものであることを特徴とする請求項３２〜４０のいずれかに記載される装置。４２．前記放射線源から照射される放射線が短い時間的間隔をおいて測定されるものであることを特徴とする請求項３２〜４１のいずれかに記載される装置。４３．単一の放射線検知器が設けられたものであることを特徴とする請求項３２〜４２のいずれかに記載される装置。４４．前記放射線源から照射される放射線が二つの異なるエネルギーによるものであることを特徴とする請求項３２〜４３のいずれかに記載される装置。４５．単一の放射線源が設けられたものであることを特徴とする請求項３２〜４４のいずれかに記載される装置。４６．前記放射線源がセシウム源であることを特徴とする請求項４５に記載される装置。４７．前記放射線がＸ線又はガンマ線の少なくともいずれか一つによるものであることを特徴とする請求項３２〜４６に記載される装置。４８．添付図面に基づいて説明した装置。