JPS58207934A - 二粘性流体混合機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粒子状の固体、液体、及び気体を無運動混合機（ｍ０ｔ
ｔＯｎ１ｅｅｓ　ｍ１ｘｅｒｓ　）で混合することは訝
〈実施されている。無運動混合機はその名の示す通す、
可動部分を含まない。この種の混合機は管父はパイプ中
に順序立てて配列されたいろいろの型のじ一′？ま板（
ｂａｆｆｌｅｓ　）から成る。分割過程と複合過程によ
り別々に注入された成分が当該管又はパイプの出［］端
にて互に他の中に混合もしくは分散さ７Ｌる。

しかし、大幅に異った粘ｊｌＥかつまたは非常に差のあ
る流ｉの物質を混合する際にはしばしば困難が生ずる。

たとえば高分子の分野で１−ｉ、非常に少賦の低粘性物
質をはるかに多波な高粘性物質中に混合することが望ま
れる。これが行なわれるときは低粘性物質はかなりの程
１変に高粘性肉質と混合することなく混合材１Ｆ中を１
）ｎ過する傾向がある。

−例を挙げれば、粘度３０００万センチポアズ（ｔ：（
ｒする高分子を流せ７グラム／分にて流動するｉｍｃｔ
Ｌと粘性率６センチボアズの物質を加重００ろ５グラム
／分で移動する第二の流れとを混合させたい場合である
。

低粘性物質を注入点にて辺めの段階で分散又は４Ｌ合せ
しめるいろいろの方法が試みられて東だ。

こり、らの方法のうちには例として挙げれば管の周辺に
配置された複数の注入孔の使用がある。？ｉ９　二のか
法は、高粘性物質を担持している主パイン４、り直径を
１司る、低粘性物質担持ｒ１１の比較的・Ｊ刈（Ｔ　ｉ
Ｙ　、、’、）パイプの使用である。小直径のパイプは
低粘匪数体を注入するに使用される複数の孔を有するよ
うＫ　浩形されている。平行な通路出口を有するそのよ
うな装置４に共通する問題は低粘性流体圧人開（１がい
ろいろのｆ、＋、　（Ｑ、ｋに孔づ壕りを起こし、その
イ＾宋、非ン’、Ｊ　（η・的分布を起こすことである
。

流体の混合を１］１′１ｔヒにする機構の一つは拡散で
あることがり１１られている。しがし層流を生ずるよう
な典ｑ的な高粘性物質を扱う場合は拡散率は非常に小さ
い。毎秒当り単位面積当りのモル数で測った拡散成分の
質量移動率Ｎけ拡散係数りと局所濃なわち ｃ Ｎ　、に　Ｄ□ ｒ 高粘性物質ではＤが小さいから、質量移動率Ｎを最大に
するためには局所濃度勾配胚を大にする必ｒ 沙がある。

したがって本発明の目的は先行技術による相当の装置の
欠侭を持たない無運動混合装置をｑえることである。

イ（発明のもう−っの目的は大幅に異っ、た粘ｒｔを有
する二つ以上の流体を混合するトに特に有用な無運動混
合装置を与えることである。

本発明のさらに別の目的は混合されるべき流体間の拡散
を改善すべく質重４８動十Ｎを最大ｔてする無運動混合
装置を与えることである。

本発明のこれら及び他の目的は以下の開示及び添付の図
面を−ち察すればさらに七分に理−さり、よう。

＋［ｒび１）ＩＩ述の方程式を参照するに、質駄移動率
Ｎｉ、ｊ　ｄ、ｒを減少することにより増大される。原
理ト、こね、は比較的小さな直？ヱのノミイブを、より
大きなパイプ又は管の直径を横断すべく配置４すること
により達成し得る。その揚台、小直径の・ミイラはその
長手方向に薄い溝孔を有しているものとする。

溝孔を出るＭｅ体成分は非常に薄いシート状に２９人さ
れようが、）−述した孔づまりの問題が依然と１７てこ
の方法につきまとう。

これらの間！／ａ（／′ｉ下に述べる細長い中空骨’ｉ
ｔ、：　部材を含む装置をＬｊえることによって解決さ
れる。その、２州長い中空管状部材の両端間中間部は、
（＋１）　＋−＋’ｒ　”−７４ｊ体を担持するための
Ｌ配管状部材の軸線にはｊｒ平行な軸線を持った、好ま
しくはほぼ円筒形７′）νなくともニ一つのオリフィス
と、（ｂ）ヒ記二つの」゛リソイスのほぼ中間にてオリ
フィスとの接線１−又・１その附近で第二流体を放出す
るためσ）　１ｊｉｊ体Ｍｔｔ人孔と、を含む混合置載
によって、収束されている。

第１図を参照すると混合装置（１ｏ）は（９）にて収束
さね、ている中空管状部材（１）を含み、この収束部は
たとえば比較的高粘性の流体を通過させるための二つの
オリフィス（５）　（６）を有する。オリフィスの断面
は円形状に示されているが、これは必ずしも円形である
必要はない。

低粘性流体流入孔（１５）は好ましくは中空管（２ｏ）
内に配置されたオリフィスを含む。この管（２ｏ）は釧
陵い中空管状部材（１）の側壁を半径方向に貫通してい
ることが示されている。低粘性流体は中空管を通して本
発明の無運動混合１幾に入るようにされており、その放
出率はボ゛ンゾ装・り（図示せず）によって制御される
。

第１図及び第２図に示すように中空管（２ｏ）は各オリ
フィス（５）　（６）の中心点を・ｌ！ｌｌｌ尚するよ
うに中空部材（１）を半径方向に＆ｉｊ４する。これｋ
（対称性を得る１ま ために行なわれた。しかしここに所９メされているイ４
°刊な混合特性を達成しつつ、図示した位置から例えげ
９０°ずれた他の位置で中空管（２ｏ）が中空管状部材
（１）の側壁を貞通するようにするのが適切である。

オリフィス（５）　（６）がないと、高粘性流体流中＜
ｃ　浦人孔（１５）から入る低粘性流体１ｄ流体は中空
管状部材（１）を通過する際、単に細い線状の流れを形
＋１１５するだけである。しかし本発明を実施すること
により、呪ろ＜　、ｒｊに、低粘性流体はパイプ直径に
わたる細長い平坦な面を形成し、パイプが低活性ＭＥ体
及び高粘性流体間の分子的拡散を大いに増大することが
判明した。このことにより、拡散に利用し得る表面積は
良型的な場合、２５ないし５０倍に増大し、さらに同時
に評の値を増大する。

前述のように本発明は著しく対照的な粘性をｒ￥つた流
体の混合に特に有利である。理想的には第一へ及び第二
り体の粘１ｓｌ比は、ここに示した無連動混合機の利点
を最も適切に利用するためには、約１０００　：　１又
はそれ以−上であるべきである。

一つ以１−のオリフィスがＩ杉＋、７されている４台■
Ｊ自域を形成している収束部（９）は多数の形状をとり
Ｐｋる。収束部（９）の側壁が中空管状部材（１）のｙ
’；ｔ　ｒｃ灯して賽径方向に垂直であるときは幾分か
の流体が中空管状部材の内側側壁附近のよどみ領域内に
定着し得ることが見出されている３、シたがって収束部
（９）の側壁を傾斜させることが好ましく、その傾斜は
最も典型的な場合、中空管状部材（１）の中心線にχ’
Ｊ　Ｌ　４５°である。

第３図は本発明のさらに別のμ施例を示しており、本実
施例では第１図及び第２図に示すような低粘訃流体用の
放出孔として単一の穴（１５）を与える代りとして、第
３図の放出孔が非中空棒（ろ）及び中空管（４）の末端
に形成されたオリフィスを含む。

前述の実施例におけると同様に、細しい中空管状部材（
１）の側壁を半径方向に、中空管と非中空管が質通して
い゛る。低粘性流体は中空管から、本発明の無連動混合
機に入れら′ｌ］１、その放出速１度は中空管及び非中
空間の末端間々隔に直接相関付けられる９、 第１図及び第２１ノ］に示したものよりも第６爛に小し
た実施例を使用することにより実現される利点は低活性
Ｍｃ体の放出ＩＱ　ｒｌが容易に制ｆ卸され得る点と、
第二に低粘性放出孔をより容易に孔づまり防Ｉトシ得る
点にある。かくして管（３）及び棒（４）を接触させる
ことにより管の開口端を幾分か清浄化しイ坪るが、中空
管を実際に中空管部材（１）からとりはずすことにより
一層強力な清浄化を達成し得る。

本発明は在来的な第二の混合装置の上流で使用されると
きに詩に利点がある。高密度及び低密度の帽体を混合す
ることは前述の理由により困難であり、特に在来装置を
採用したときは尚史である１゜本発明の二粘性流体混合
機をインライン式、静的、又は無運動式の混合機の上流
に配置することにより、これら後者装置には、部分的に
予め混合済みの薄板状低活性流体を伴った高粘性母体流
をａんだ流体流が与えられる。部分的に予め混合された
低粘性流体を起生せしめることは最終的混合を大いに増
大させる条件である。

収束部（５）　（６）は添付の図面に示すように円形断
面を有する必要はない。実際、実質的に彎曲した＋、−
Ｊを有するほとんど任はの形状が１ｅ用可能である、。

当然にその【可能性はＱｊｌ；故にあり、１内々の友施
１列をすべて示すことはできない。したがって図示し説
明した本発明の実施例は所定の目的と所望の利点を十分
ＶＣ達成しうるものの、そのような実施し１ｊはレリ示
を目的とするものであって限定を目的とするものではな
いことを了解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実帷劉の原十大図であり、第２図は第
１図の装置のＩＰ面図であり、第６図は低粘性流体用送
り孔の変形例を示す図、である。 １０・・・混合装置 １・・・中空管状部材 ５．６・・・オリフィス １５・・・粘性流体流入孔 ９・・・収束部 ２１〕・・・中空管 特許出願代理人 弁理士　山　崎　行　造 ＦＩＧ、　−２ＦＩＧ、　−３゜ 手続ンＩｎｊ［′＆＆Ｊ １　巾着のム承 昭８１５８年特訂願第８１８５６号 ２　発明の名称 一粘＋ＩＪ流体混合機 ３　補止を４６右 拳伺との関係　　出願人 名　称　　コーマックス・システムズ、インク４代理人 住　所　　東京都゛ｆ代川区永［１１町１−Ｉ目１１番
２８号６　補正の対象 明細−のタイプ滲出（内容に変更なし）７　補止の内容 別紙のとＪメリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）細長い中空管状°部材を含む二種具トの１ｉｆｔ
   体を混合するだめの装置にして、 （Ａ）　　第一の流体を送るため該管状部材の軸線にほ
   ぼ平行な軸線を有する少なくとも二つのオリフィスと、 （Ｂ）　　該円筒形オリフィスのほぼ中間にて第一の流
   体を放出するための流体流入孔と を含む混合領域によって、該中空管状部材がその中間部
   において収束されている、混合装置。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載の装置において
   、該収束部の側壁が該細長い中空管状部材の側壁に対し
   てテーパ付けられている、装４゜（３）特許請求の範゛
   用第（２）項に記載の装置６において、該テーパ付けが
   該刊ｌ長い中空管状部材の（ｌｕｌｌ壁に対して約４５
   °である、装置。 （１）特許請求箱（１）唄に記載の装置において、該第
   二流体流入孔が非中空棒と中空管の末端に形成されたオ
   リフィスを含むと共に、該非中空棒と該中空管が該細長
   い中空管状部材の側壁を半径方向に貫通している、装置
   。 （５）特許請求の範囲第（１１項に記載の装置において
   、各オリフィスの中心点を貫通し、かつ該細長い中空管
   状部材の側壁を半径方向に貫通する中空管に設けられた
   孔を以って該流体流入孔が構成される、装置。 （６）特許請求の範囲第（１１項に記載の装置において
   、該第二流（本に対する該第−流体の粘性比が少なくと
   も約１ｏｏｏ　：　ｉである、装置。 （７）特許請求の範囲第（４）項に記載の装置において
   。 該混合頭載が二つのオリフィスを含むとＪ（に該第二流
   体流入孔を形成している該非中空棒及び該中空ａが該二
   つのオリフィスの間にて該細長い中空管状部材の側壁と
   イ（体とを貢１市している、装置。 （８）特許請求の範囲第ｆ１）項にｄピ載の装置におい
   て、該二つのオリフィスが実質的に円筒形である、装置
   。 （９）　特許請求の範囲第（８）項に記載の装ｊｄにお
   いて、該第二流体人１−１孔が非中空棒と中空管の末端
   （ご形成されたオリフィスを含むと共に、該非中空棒と
   核中空管が該細長い中空管状部材の側壁を半径方向に貫
   通している、装置。 １Ｈ１）　　特許請求の範囲第（９）項に記載の装置に
   おいて、該混合領賊が二つの実質的に円筒形のオリフィ
   スを含むと共に、該第二流体流入孔を形ｒ１にシている
   該非中空棒と該中空管が各オリフィスの中心点をＩＩｎ
   過するのみならず該細長い中空管状部材の側壁を半径方
   向に貫通している、装置。 （１１）細長い中空管状部材をａんだ二種以りの％ｒ　
   ｉ本を混合するだめの装置にして、 （Ａ）　　第一の流体を送るため該管状部材の軸線にほ
   ぼ垂直な軸線を有する少なくとも二つＪ）オリフィスと
   、 （Ｅ））　　円筒形の該オリフィスのほぼ中間にて第一
   の流体を放出するための流体腫人孔と、（Ｃ）　　イン
   ライン混合機、静的混合機、及び無運動混合機からなる
   群の中から選択された別の混合装置にして該細長い中空
   管状部材の下流に置かれた混合機と、 を含む混合領ｉＪ　ＶＣよって、該中空管状部材がその
   中間部において収束されている、混合装置。