WO2005077506A1 - ミキシングエレメント及びそれを使用した静止型流体混合器 - Google Patents

ミキシングエレメント及びそれを使用した静止型流体混合器 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the improvement of mixing elements used in a static fluid mixer that mixes one or more fluids (liquid, gas, solid or a mixture thereof) without mechanically movable parts.
  • Static fluid mixers of this type are used in mixing, stirring, extraction, distillation, gas absorption, dissolution, emission, emulsification, heat exchange, dispersion, particulate mixing, and the like.
  • static fluid mixers are used in many fields such as chemical industry, pulp and paper industry, petrochemical industry, pharmaceutical industry, semiconductor industry, optical fiber manufacturing industry, energy industry, environment related industries, and the like.
  • the absorption HC 1, NH 3 in the exhaust gas, NOx, S Ox, S i C 1 4, S i HC 1 3, S i F 4, C0 2, H g by gas-liquid contact in order harmful substances such as dioxin S i 0 2 of the exhaust gas treatment apparatus or the exhaust gas of the column system, dust collector for collecting and recovering fine particles and dust, such as Nakadachi ⁇ , and have been used as fillers in the distillation apparatus.
  • dust collector for collecting and recovering fine particles and dust, such as Nakadachi ⁇ , and have been used as fillers in the distillation apparatus.
  • it is used as a removal and recovery device for organochlorine compounds, ammonia (NH 4 +), etc. by the diffusion treatment of waste water.
  • the conventional mixing element and the static fluid mixer using the same have been filed by the present inventor, and are composed of 2 to 4 right-handed or left-handed spiral blades in the passage pipe. Also, it has an opening at the center, and the edges of the right-handed and left-handed wings are alternately arranged orthogonally through the space. Furthermore, the turning angles of the blade are 90 °, 180 ° and 270 °. Further, in this manufacturing method, the longitudinal direction of the passage pipe is divided into a plurality of pieces, and two to four blades are joined to the inner wall portion of the divided passage pipe, and the divided surfaces of the passage pipe Manufactures a mass transfer device formed by joining together. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-168882)
  • a mixing element provided with a blade disposed inside a tubular passage tube to form a plurality of fluid passages, wherein the fluid passages communicate with each other through an opening.
  • the passage pipe and the blade body are manufactured separately, and each is joined to manufacture a mixing element.
  • the twisting angles of the mixing elements are 90 °, 180 °, 270 ° and 360 °.
  • the mixing element is disposed in the passage pipe. It is formed of a plurality of spiral blade bodies, and the blade body is missing at the central portion of the passage pipe, and an inner cylindrical tube is intermittently installed in this missing portion in order to increase mechanical strength.
  • the rotation angle of the blade is 90 °, 180 °, or 30 °, 45 °, 135 °. (Japanese Patent No. 2 00 1-170476)
  • the mixing element is provided with an outer cylindrical pipe, a blade provided in the outer cylindrical pipe, and an inner cylindrical pipe intermittently for disposing the blade in the outer cylindrical pipe.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 58- 1 2 8 134
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-168882
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-80 2 7 9
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-28 4 6 42
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Publication No. 2001 1 1 0 047
  • Patent Document 6 Japanese Patent Application Laid-Open No. 200 1 1 8 73 13
  • Patent Document 8 US Patent No. 5, 6 0 5, 400
  • Non-Patent Document 1 S. J. Chen, et al. "Statick. Mixing handbook” Institute of Chemical Research, June 1973
  • a first blade body is internally provided, a first inner cylindrical tube is disposed at an axial center portion of the first blade body, and a second blade in a clockwise or counterclockwise direction is inserted in the first inner cylinder tube.
  • a second inner cylindrical pipe is disposed at an axial center portion of the second blade body.
  • the gas-liquid contact time is shortened by the improvement of the mixing and stirring efficiency.
  • manufacturing costs will be reduced by facilitating manufacturing.
  • the production of large diameter distillation and absorption towers will be simplified.
  • FIG. 1 is a perspective view of the 90 ° clockwise rotation mixing element according to the first embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a bottom view of the 90 ° clockwise rotation mixing element according to the first embodiment
  • Fig. 3 is the third embodiment
  • FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the 90 ° right-turning mixing element according to the second embodiment
  • FIG. Fig. 5 is a perspective view of a mixing element according to the fourth embodiment
  • Fig. 5 is a perspective view of the mixing element according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of the 90 ° clockwise rotation mixing element according to the first embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a bottom view of the 90 ° clockwise rotation mixing element according to the first embodiment
  • Fig. 3 is the third embodiment
  • FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the 90 ° right-turning mixing element according to the second embodiment
  • FIG. Fig. 5 is a perspective view of a mixing element according to the fourth embodiment
  • FIG. 6 is a perspective view of a mixing element comprising a left-handed first blade body and a right-handed second blade body according to the fifth embodiment
  • FIG. 7 shows a first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of a 15 ° right-rotating mixing element according to the sixth embodiment
  • FIG. 9 is a sectional view of the sixth embodiment of the present invention.
  • 15 is a perspective view of a mixing element in which four stages of right rotation type mixing elements are arranged
  • FIG. 10 is a perspective view of a mixing element in which three stages of 30 ° right rotation type mixing elements of the seventh embodiment are similarly arranged
  • FIG. 11 is the same as in the eighth embodiment at 60 ° clockwise ° is a perspective view of the mixing element in which the mixing elements are arranged in three stages
  • Fig. 12 is the perspective view of the mixing elements in which the 90 ° right-turn mixing elements in the ninth embodiment are arranged in three stages
  • Fig. 13 similarly.
  • FIG. 14 is a schematic side sectional view of a static fluid mixer according to the first embodiment using the mixing element of the present invention
  • FIG. 14 is a static fluid mixer according to the second embodiment using the mixing element according to the present invention
  • FIG. 15 is a schematic side partial sectional view of the static fluid mixer according to the third embodiment
  • FIG. 16 is a static type according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 17 is a schematic partial longitudinal sectional view showing an embodiment in which the mixing element of the present invention is applied to a distillation column type gas-liquid contactor
  • FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a 90 ° right rotation type (clockwise) mixing element
  • FIG. 2 is a bottom view of this mixing element.
  • the mixing element 1 has a tubular passage pipe 2 and a plurality of spiral right-rotating first blade bodies 3 provided in the passage pipe 2.
  • the first blade 3 is formed of a porous body having a large number of perforations 4.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 5 is disposed inside the first blade 3.
  • the first inner cylindrical tube 5 is provided at the connecting portion of the first blade 3 by a necessary length in the vehicle centering direction (longitudinal direction), and is not disposed at other places.
  • a plurality of spiral right-rotating second blades 6 are provided in the first inner cylindrical tube 5, and the blades 6 are formed of a porous body having a large number of perforations 7.
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe 8 is disposed inside the second blade 6 to form an opening 9.
  • the second inner cylindrical tube 8 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the second blade body 6.
  • the second inner cylindrical pipe 8 is provided as needed at the connecting portion of the second blade body 6 by a necessary length, and is not disposed at other places.
  • One end of the first blade 3 is connected to the outer peripheral surface of the first inner cylindrical pipe 5, and the first blade 3 is directed to the inner peripheral surface of the passage pipe 2 The other end is connected to the inner circumferential surface of the passage pipe 2 by spiral twisting in the clockwise direction (clockwise rotation).
  • one end of the second blade body 6 is connected to the outer peripheral surface of the second inner cylindrical tube 8, and spirally twists clockwise (clockwise) as it goes to the inner peripheral surface of the first inner cylindrical tube 5.
  • the other end is connected to the inner circumferential surface of the first inner cylindrical tube 5. Since the second inner cylindrical tube 8 is open at the center, the second blade body 6 does not exist at the axial center of the second inner cylindrical tube 8 and this portion is missing. As a result, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, an opening 9 in which no blade is present is formed at the axial center of the second inner cylindrical pipe 8.
  • the angle of rotation (return angle) of the blades 3 and 6 is not limited to 90 °, but the range of about 5 ° to 270 ° is preferable according to the inner diameter of the mixing element 1, and more preferably about 10 °. It is from 0 ° to 90 °.
  • the third, fourth, fifth and n-th inner cylinder tubes are arranged according to the inner diameter of the mixing element 1 so that the number of inner cylinder tubes is set so that the diameter of the opening 9 becomes a minimum diameter, for example 50 mm or less.
  • at least one can be used by appropriately increasing or decreasing.
  • blade bodies can be used as appropriate.
  • the number of internal blades 3 and 6 is not limited to 12 and 6, and can be appropriately increased or decreased.
  • FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of a 90 ° right-turning mixing element according to a second embodiment of the present invention.
  • the mixing element 10 has a tubular passage pipe 1 1 and a plurality of spiral right-rotating first blades internally provided in the passage pipe 11.
  • Body 12 has.
  • the blade 12 is formed of a porous body having a large number of perforations 13.
  • a cylindrical first inner cylindrical tube 14 is disposed inside the blade 12, and one end of the blade 12 is connected to an outer peripheral portion of the inner cylindrical tube 14.
  • the inner cylindrical tube 14 is formed of a porous body having a large number of drilling holes 15.
  • a plurality of spiral right-handed second vanes 16 are provided in the inner cylindrical tube 14, and the vanes 16 are formed of a porous body having a large number of perforations 17. .
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe 18 is disposed inside the blade 16.
  • the inner cylindrical tube 18 is formed of a porous body having a large number of bored holes 19.
  • the axial direction (longitudinal direction) in the mixing element 10 is obtained.
  • the mixing effect of the flowing fluid is further improved.
  • the shapes of the holes 15 and 19 may be appropriately selected and used according to need, such as triangular, square, oval and slit.
  • the aperture ratio of the holes 15 and 19 is appropriately selected and used in the range of about 5% to 95%. (Example 3)
  • FIG. 4 is a perspective view of a mixing element showing a third embodiment according to the present invention.
  • the mixing element 20 has a tubular passage pipe 21 and a plurality of spiral right-rotating first vanes 22 disposed in the passage pipe 21.
  • the blade 22 is formed of a porous body having a large number of perforations 23.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 24 is disposed inside the blade 22.
  • a plurality of helical left-rotating second blades 25 are provided in the inner cylindrical tube 24, and the blades 25 are formed of a porous body having a large number of perforations 26.
  • a cylindrical second inner cylindrical tube 27 is disposed inside the blade 25 to form an opening 28.
  • the first blade 22 rotating in the clockwise direction (clockwise direction) and the second blade 25 rotating in the counterclockwise direction are provided in the mixing element 20.
  • the right-handed and left-handed fluids flowing in the mixing element 20 generate strong shear stress due to the opposite vortical flow in the diametrical direction in the mixing element 20, and the mixing efficiency is further improved.
  • the mixing efficiency is further improved by forming the inner cylindrical pipe 24 and the inner cylindrical pipe 27 by porous bodies.
  • FIG. 5 is a perspective view of a 90 ° left-handed (counterclockwise) mixing element according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the mixing element 29 has a tubular passage pipe 30 and a plurality of helical left-rotating first vanes 31 disposed inside the passage pipe 30.
  • the first blade 31 is formed of a porous body having a large number of perforations 32.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 33 is disposed inside the first blade body 31.
  • the first inner cylindrical pipe 33 is provided at the connecting portion of the first blade body 31 by a necessary length in the axial direction (longitudinal direction), and is not disposed other than that.
  • a plurality of spiral left-handed second vanes 34 are provided in the first inner cylindrical tube 33, and the vanes 34 are formed of a porous body having a large number of perforations 35. ing.
  • This second wing body 3 4 inside! [A tubular second inner cylindrical pipe 36 is disposed, and an opening 37 is formed.
  • the second inner cylinder pipe 36 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the second blade 34.
  • the second inner cylindrical pipe 36 is provided as needed at the connecting portion of the second blade 34 and has a necessary length, and is not disposed elsewhere.
  • One end of the first blade 31 is connected to the outer peripheral surface of the first inner cylindrical pipe 33, and is spirally twisted in the counterclockwise direction (left rotation) toward the inner peripheral surface of the passage pipe 30 The other end is connected to the inner circumferential surface of the passage pipe 30 and reed.
  • one end of the second blade body 34 is connected to the outer peripheral surface of the second inner cylindrical pipe 36, and the second blade body 34 is turned counterclockwise (left rotation) toward the inner peripheral surface of the first inner cylindrical pipe 33.
  • the other end is helically twisted and connected to the inner peripheral surface of the first inner cylindrical pipe 33.
  • the central part of the second inner cylindrical pipe 36 is opened Therefore, the second blade 34 is not present at the axial center of the second inner cylinder 36, and this portion is missing.
  • the angle of rotation (torsion angle) of the vanes 31 and 34 is not limited to 90 °, but depending on the inner diameter of the mixing element 2 9 approximately 5 ° to 180 °. Is preferred, and more preferably in the range of about 10 ° to 90 °.
  • the number of inner cylindrical tubes can be appropriately reduced by at least one or more according to the inner diameter of the mixing element 29.
  • the number of internal blades 31 and 34 is not limited to 12 and 6 and can be appropriately increased or decreased within the range that can be manufactured.
  • FIG. 6 is a perspective view of a mixing element showing a fifth embodiment according to the present invention.
  • the mixing element 38 has a tubular passage pipe 39 and a plurality of spiral left rotating first vanes 40 disposed in the passage pipe 39.
  • This blade body 40 is formed of a porous body having a large number of perforations 41.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 42 is disposed inside the blade 40.
  • a plurality of spiral right-rotating second blades 43 are provided in the inner cylindrical tube 42, and the inner cylindrical tube 42 is formed of a porous body having a large number of perforations 44.
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe 45 is disposed inside the blade 43, and an opening 46 is formed.
  • the left-handed (counterclockwise) blade 40 and the right-handed (clockwise) blade 43 are provided in the mixing element 38.
  • the right-handed and left-handed fluids flowing in the mixing element 3 8 generate strong shear stress due to the opposing vortices in the diametrical direction in the mixing element 3 8 to further improve the mixing efficiency.
  • the mixing efficiency is further improved by forming the inner cylindrical pipe 42 and the inner cylindrical pipe 45 by porous bodies.
  • FIG. 7 is an explanatory view of dimensions (lengths) in diameters of the passage pipe and the inner cylindrical pipe in the mixing element according to the present invention.
  • the mixing element 47 has the passage pipe 4 8, the first blade 4 9, the first inner cylinder tube 50, the second blade 5 1, the second inner cylinder tube. It consists of 52 and forms an opening 53.
  • 0 D the diameter of the passage pipe 4 8 and 0 d for the inner cylinder pipe 50
  • 0 1 is about 0 0
  • a range of 1% to 95% is preferred. More preferably, it is in the range of 10% to 60%.
  • the diameter of the opening 53 is preferably, for example, 50 mm or less in a small diameter, and is in the range of about 5% to 50% of the diameter 0d of the first inner cylindrical tube 50. More preferably, it is in the range of about 10% to 30%.
  • the size ratio between the passage pipe and the inner cylindrical pipe is appropriately selected and used according to the size of the passage pipe.
  • the inner cylindrical pipe may be, for example, the third, fourth, fifth inner cylindrical pipe and the nth inner cylindrical pipe. It arrange
  • FIG. 8 is a perspective view of a 15 ° right rotation-type (clockwise) mixing element according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the mixing element 5 4 a has a tubular passage pipe 5 5 and a plurality of spiral right-rotating first blade bodies 56 disposed in the passage pipe 5 5.
  • the blade body 56 is formed of a porous body having a large number of perforations 57.
  • a cylindrical first inner cylindrical tube 58 is disposed inside the blade 56.
  • the inner cylindrical tube 58 is provided at the connecting portion of the first blade body 56 by a necessary length in the axial direction (longitudinal direction), and is not arranged at other places.
  • the inner cylindrical tube 58 is formed of a porous body having a number of spiral right-rotating second blades 5 9 and having a large number of perforations 60.
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe 61 is disposed inside the blade 59 to form an opening 62.
  • the inner cylindrical tube 61 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the wing body 59.
  • the second inner cylindrical pipe 61 is provided as needed at a contact portion of the second blade body 59 by a necessary length, and is not disposed other than that.
  • the first blade body 56 is connected at its one end to the outer peripheral surface of the first inner cylindrical pipe 58, and spirals about 15 ° clockwise (clockwise) as it goes toward the inner peripheral surface of the passage pipe 55 And the other end is connected to the circumferential surface of the passage pipe 55.
  • one end of the second blade body 5 9 is connected to the circumferential surface of the second inner cylindrical tube 61, and the second blade body 59 is turned clockwise (clockwise) as it goes to the inner circumferential surface of the first inner cylindrical tube 5 8.
  • the other end is spirally twisted and connected to the inner peripheral surface of the first inner cylindrical tube 58.
  • the central portion of the second inner cylindrical tube 61 is opened, so that the second blade body 59 does not exist in the shaft or portion of the second inner cylindrical tube 61, and this portion is missing.
  • an opening 62 without the 33 root body is formed at the axial center of the second inner cylindrical pipe 61.
  • the mixing elements 54b, 5c, 54d are formed in the same manner as the mixing element 54a.
  • Mixing element 54 can easily increase the number of blades 56 and 59 by setting the rotation angle of first blade 56 and second blade 59 to about 15 °. The mixing efficiency is further improved. In addition, manufacturing of large diameter (diameter over 1000 mm) becomes easy and manufacturing cost becomes cheaper. In addition, it will be possible to arrange in existing distillation towers and absorbers, making it possible to facilitate assembly and installation work on site and in the towers. In the method of manufacturing the mixing element 54, the passage pipe 5 5, the vanes 5 6 and 5 9, and the inner cylindrical pipe 5 8 and 6 1 are manufactured separately.
  • the passage pipe 5 5 and the inner cylindrical pipe 5 8 6 1 are made of a plurality of members divided in at least two or more in the longitudinal direction, and the divided plurality of members are connected to form a cylindrical passage pipe 5 5 and inner cylindrical tube 5 8, 61 may be formed.
  • the blade 5, 6 and 5 9 are also divided into two or more, and the divided plural parts neo are connected to form a spiral blade 5 6, 6 59 may be formed.
  • the mixing element 54 is easily manufactured by connecting the passage pipe 55, the inner cylindrical pipes 58, 61, and the vanes 56, 59 by means such as welding, adhesion and welding, and locking. .
  • the mixing element 63 shown in FIG. 9 is a 15 ° clockwise rotation mixing element.
  • a mixing element 63 is formed having a blade that becomes
  • mixing elements 54 by arranging the mixing elements 54 in a necessary number of stages, mixing elements having any rotation angle such as about 180 °, about 270 °, and about 360 ° can be easily manufactured.
  • edges of the adjacent blade members 56 are not limited to joining at predetermined positions, and may be disposed at any position.
  • the mixing element is not limited to only the right-rotating blade, and the rotational direction of the blade forming the mixing elements 10, 20, 29, and 38 shown in FIGS. Combinations of are selected and used as appropriate.
  • FIG. 1 ⁇ is a perspective view of a 30 ° right rotation (clockwise) mixing element showing a seventh embodiment according to the present invention.
  • the mixing element 64 has a tubular passage pipe 65 and a plurality of spiral right-rotating first blade bodies 66 installed in the passage pipe 65. ing.
  • the first blade 66 is formed of a porous body having a large number of perforations 67.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 68 is disposed inside the first blade 66.
  • the inner cylindrical tube 68 is provided at the connecting portion of the blade body 66 by the necessary length in the axial direction (longitudinal direction), and is not disposed at other places.
  • the inner cylindrical tube 68 is formed of a porous body having a plurality of spiral right-rotating second blades 69 and having a large number of drilled holes 70.
  • a cylindrical second inner cylindrical tube 71 is disposed inside the blade 69, and an opening 72 is formed.
  • the 'inner cylindrical tube 71 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the blade 69.
  • the inner cylindrical pipe 71 is provided for the necessary length at the connecting portion of the blade body 69 as necessary, and is not disposed otherwise. The following is the same as the mixing element shown in FIG. 8, so the detailed description is omitted.
  • FIG. 11 is a perspective view of a 60 ° right rotation type (clockwise) mixing element showing an eighth embodiment according to the present invention.
  • the mixing element 73 has a tubular passage pipe 74 and a plurality of spiral right-rotating first vanes 75 disposed in the passage pipe 74.
  • the blade 75 is formed of a porous body having a large number of perforations 76.
  • a tubular first inner cylindrical tube 77 is disposed inside the blade 75.
  • the inner cylindrical tube 77 is provided at the connecting portion of the blade 75 by the necessary length in the axial direction (longitudinal direction), and is not disposed at other places.
  • the inner cylindrical tube 77 is formed of a porous body having a plurality of spiral right-rotating second blades 78 and a large number of perforations 79.
  • a cylindrical second inner cylindrical tube 80 is disposed inside the blade body 78 to form an opening 81.
  • the inner cylindrical tube 80 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the vane body 78.
  • the inner cylindrical tube 80 is provided as necessary at the connecting portion of the second blade body 78 by a necessary length, and is not disposed in other places.
  • FIG. 12 is a perspective view of a 90 ° right-turn (clockwise) mixing element showing a ninth embodiment according to the present invention.
  • the mixing element 82 has a tubular passage pipe 83 and a plurality of spiral right-rotating first vanes 84 provided in the passage pipe 83.
  • the blade 84 is formed of a porous body having a large number of perforations 85.
  • a cylindrical first inner cylindrical pipe 86 is disposed inside the blade 84.
  • the inner cylindrical tube 86 is provided at the connecting portion of the blade 84 at a required length in the axial direction (longitudinal direction), and is not disposed at other places.
  • the inner cylindrical tube 86 is formed of a porous body having a plurality of spiral right-rotating second blades 87 and having a large number of perforations 88.
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe 89 is disposed inside the blade 87, and an opening 90 is formed.
  • the inner cylindrical tube 89 is installed to increase mechanical strength against torsional stress of the blade 87.
  • This inner cylindrical pipe 8 9 is provided for the necessary length at the connection part of the blade 87 as necessary, and is not arranged at other places. The following is the same as the mixing element shown in FIG.
  • the mixing element 82 shown in Figure 12 is approximately 90 ° clockwise.
  • a mixing element 82 is formed having a blade that is equal to 2 7 0 °.
  • FIG. 13 is a schematic side sectional view of a static fluid mixer according to a first embodiment using the mixing element of the present invention.
  • a cylindrical stationary fluid mixer 91 is provided in a cylindrical casing 92 with a right-handed mixing element 93 and a left-handed mixing element 94, and the same diameter as the mixing elements 93, 94. They are alternately arranged via spacers 9 5.
  • the right rotation type second blade 98 is disposed over the entire length of the right rotation type first blade 96.
  • the mixing elements 93 and 94 are formed by arranging the first inner cylindrical pipe 97 and the second inner cylindrical pipe 99 shown in FIGS. 1 and 5, respectively.
  • the opening 100 is preferably formed in a small diameter (a diameter of 50 mm or less).
  • the mixing elements 9 3 and 9 4 may be alternately arranged in the casing 9 2 to form a static fluid mixer without arranging the cylindrical spacer 95.
  • the edges of the mixing elements 9 3, 9 4 may be joined to form a static fluid mixer.
  • FIG. 14 is a schematic partial side sectional view of a static fluid mixer according to a second embodiment using the mixing element of the present invention.
  • a cylindrical stationary fluid mixer 101 is formed by arranging a cylindrical spacer 1 10 having the same diameter as the right-handed rotating mixing element 1 0 3 in a cylindrical casing 1 0 2 ing.
  • the right-rotating first blade 104 disposed in the mixing element 103 is the same as the mixing element 93 shown in FIG. 13.
  • the right-rotating second blade 1 0 6 is disposed at a required portion in the axial direction (longitudinal direction) length of the first inner cylindrical tube 105 via the space portion 10 9, and has an opening portion 10 8 and mixing
  • the element 1 0 3 is formed.
  • the space portion 1 0 9 in which the second blade 1 0 6 is missing in the first inner cylindrical tube 1 0 5
  • the mixing efficiency is further improved by the effect of merging in the radial direction of the fluid. Do.
  • FIG. 15 is a schematic side partial sectional view of a static fluid mixer according to a third embodiment using the mixing element of the present invention.
  • the cylindrical stationary fluid mixer 1 1 1 is formed by arranging a cylindrical spacer 1 2 0 having the same diameter as the right rotation type mixing element 1 1 3 in a cylindrical casing 1 1 2 ing.
  • the right-rotating first blade 1 1 4 provided internally in the mixing element 1 1 3 is the same as the mixing element 9 3 shown in FIG. 1 3, but the first inner cylindrical tube 1 1 5
  • the second blade 116 which is internally provided, is formed in a left-rotating type.
  • the left-rotating second blade body 116 is disposed via the space portion 119 to form the mixing element 113.
  • the second inner cylindrical pipe 117 and the opening 118 are formed.
  • the static fluid mixer 1 1 1 configured in this way further improves the mixing efficiency due to the generation of swirling flow in right and left rotations.
  • FIG. 16 is a schematic longitudinal sectional perspective view in the axial direction (longitudinal direction) of the static fluid mixer according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
  • a cylindrical stationary fluid mixer 1 2 1 alternates between a cylindrical right-rotating mixing element 1 2 2 and a cylindrical left-rotating mixing element 1 2 3 via a cylindrical spacer 1 2 4 It is formed by arranging in.
  • the right rotation type mixing element 12 2 has a tubular passage pipe 1 2 5 and a plurality of spiral right rotation type first blade bodies 1 2 6 installed in the passage pipe 1 2 5 There is.
  • the blade 126 is formed of a porous body having a large number of perforations 1 2 7.
  • a first inner cylindrical tube 1 2 8 having a cylindrical bore in the inner side (central portion) of the blade 1 2 6 6 is disposed over the entire length of the 1st blade 1 2 6.
  • a plurality of spiral right-rotating second blades 1 2 9 are formed in the inner cylindrical tube 1 2 8 and formed of a porous body having a large number of bored holes 1 3 0.
  • a cylindrical second inner cylindrical tube 1 31 is disposed on the inner side (central portion) of the blade 1 2 9 and an opening 1 3 3 is formed.
  • the inner cylindrical tube 13 1 is formed to have a large number of drilled holes 1 32 similarly to the first inner cylindrical tube 1 2 8.
  • One end of a cylindrical spacer 1 2 4 having the same diameter as the mixing element 1 2 2 is joined to the end edge of the mixing element 1 2 2.
  • the length in the axial direction (longitudinal direction) of the spacer 124 is preferably in the range of 0.1 times to 10 times the total length of the mixing element 122.
  • the total length of the spacer 124 is not limited to this range and can be selected appropriately.
  • left rotation type mixing element 1 2 3 is joined to the other end of spacer 1 2 4 It is done.
  • the left-handed rotation type mixing element 1 2 3 is the same as the right-handed rotation-type mixing element 1 2 2, although the detailed description is omitted, but the tubular passage pipe 1 3 4 and the passage pipe 1 3 4 And a plurality of helical left-rotating first vanes 1 35 installed therein.
  • the blade body 135 is formed of a porous body having a large number of perforations 136.
  • a cylindrical first inner cylinder tube 1 3 7 having a bored hole at the inner side (central portion) of the blade body 1 3
  • a plurality of helical left-rotating second vanes 1 3 8 are formed in the inner cylindrical tube 1 3 7 and are formed with a porous structure having a large number of drilling holes.
  • a cylindrical second inner cylindrical pipe is disposed on the inner side (central portion) of the blade body 138 to form an opening 133.
  • This inner cylindrical tube is formed to have a large number of drilled holes in the same manner as the first inner cylindrical tube 137.
  • the other end of the left-handed rotating mixing element 132 joins the same spacer 1 24 and the like, and further, the right-handed rotating mixing element like the above via this spacer.
  • 1 2 1 is composed of two mixing elements ⁇ 1 2 2 and one mixing element 1 2 3, but is not limited to this, using at least one or more mixing elements To form a static fluid mixer.
  • the arrangement number of the mixing elements, the rotation angle, the rotation direction, and the arrangement number of the blade members are appropriately selected and used according to the application.
  • FIG. 17 is a schematic partial longitudinal cross-sectional view showing an embodiment where the mixing element according to the embodiment of the present invention is applied to a distillation column gas-liquid contactor.
  • Distillation column 1 3 9 is formed by arranging cylindrical casing 1 4 0 and mixing elements 1 4 1 a, 1 4 1 b, 1 4 1 c, 1 4 1 d in this casing 1 40 It is done.
  • the mixing elements 1 4 la, 1 4 1 b, 1 4 1 c and 1 4 1 d are locked in place by the mixing element support 1 4 2 installed inside the casing 1 4 0 There is.
  • the manhole 14 3 is formed with a mixing element member and a structure and dimensions that can be carried in and out by the operator in the casing 1 40.
  • the gas (FA) rising in the distillation column 1 3 9 and the liquid (F 3) falling in the mixing element 1 4 1 flow in a countercurrent, The gas and the liquid are stirred and mixed, and the gas and liquid are in sufficient contact.
  • this distillation column 139 to flash distillation and steam distillation, etc., separation, purification and recovery of different substances in the liquid can be performed.
  • the gas speed in the distillation column can be processed at a gas speed in the range of 1.5 to 5 times that of the conventional packing, and the equipment cost is reduced. Become.
  • the height of the tower is increased by the improvement of the gas-liquid It will be possible to operate at a loss and reduce the amount of steam supplied.
  • operation management is easy because the operation range is wide.
  • the production capacity is easily improved by replacing the existing distillation column packing. Replacement work for fillings can be easily done through the manhole.
  • the diameter of the opening of the mixing element can be minimized (for example, 5 O mm or less) compared to a distillation column using a conventional static mixer, and the gas-liquid contact efficiency is further improved. It also facilitates the manufacture of mixing elements and allows their manufacture and installation in narrow distillation columns. In addition, the production of large diameter (more than 1 m) distillation columns becomes easy, and large volumes of treatment become possible.
  • FIG. 18 is a schematic partial longitudinal cross-sectional view showing an embodiment where the mixing element according to the embodiment of the present invention is applied to an absorption tower type gas-liquid contactor.
  • Absorber tower 1 4 4 is formed by arranging cylindrical casing 1 4 5 and mixing elements 1 4 6 a, 1 4 6 b, 1 4 6 c, 1 4 6 d in this casing 1 4 5 ing.
  • the mixing elements 1 4 6 a, 1 4 6 b, 1 4 6 c, 1 4 6 d are locked in place by the mixing element support 1 4 7 installed inside the casing 1 4 5 ing.
  • the manhole 14 8 is formed in a structure and dimensions that allow the loading and unloading of the mixing element members and the access of workers in the casing 14 5.
  • the absorption tower 1 44 configured in this way, the gas (FA) and the liquid (FB) falling in the absorption tower 1 4 4 flow through the mixing element 1 4 6 in parallel, and the gas The liquid is stirred and mixed, and the gas and liquid are in sufficient contact.
  • the gas speed in the absorption column can be processed at a gas speed in the range of 1.5 to 10 times that of the conventional packing, and the equipment cost is low. become.
  • the improvement in gas-liquid contact efficiency reduces the height of the tower, reduces the diameter of the tower, enables operation with low pressure loss, and saves space and energy.
  • operation management is easy because the operation range is wide.
  • the production capacity can be easily improved by replacing the existing absorber packing. Replacement work for fillings can be easily done through the manhole.
  • the diameter of the opening of the mixing element can be minimized, whereby the gas-liquid contact efficiency is improved, and the large diameter 1 m or more) Easier to manufacture mixing elements. Furthermore, absorption towers with large diameters (more than 1 m) can be easily manufactured, and absorption towers that handle large air volumes (more than 300 m 3 / hr) will be cheaper. (A brief description of the drawing)
  • FIG. 1 is a perspective view of a 90 ° clockwise mixing element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view of the mixing element as well.
  • FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of the mixing element.
  • FIG. 4 is a perspective view of a mixing element comprising a right-handed first blade body and a left-handed second blade body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a 90 ° left-handed rotary mixing element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of a mixing element similarly comprising a left-handed first blade body and a right-handed second blade body.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a cross section of a right rotation mixing element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a 15 ° right rotation mixing element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a mixing element in which four stages of mixing elements consisting of 15 ° right-rotating blades are arranged according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view of a mixing element in which three stages of right-turning mixing elements are similarly arranged.
  • FIG. 1 1 is a perspective view of a mixing element in which three right-turning mixing elements are arranged at 60 °.
  • FIG. 12 is a perspective view of a mixing element 1 in which three stages of 90 ° right-turning mixing elements are also arranged.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional side view of a static fluid mixer using mixing elements according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic side partial cross-sectional view of the static fluid mixer as well.
  • FIG. 15 is a schematic side partial sectional view of the static mixer of the same.
  • FIG. 16 is a schematic longitudinal sectional perspective view of a static fluid mixer according to the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic partial longitudinal cross-sectional view showing an embodiment in which the mixing element according to the present invention is applied to a distillation column gas-liquid contactor.
  • FIG. 18 is a schematic partial longitudinal cross-sectional view showing an embodiment in the case where the present invention is applied to the absorption tower type gas-liquid contact device as well. (Explanation of the code)

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Abstract

低コストで高混合攪拌効果を有し、大型化の容易なミキシングエレメント及びそれを使用した静止型流体混合器を提供する。また、高い処理能力を有する気液処理装置を提供する。ミキシングエレメント1は、流体が通流する筒状の通路管2と、この通路管2内に内設された複数の螺旋状の多孔体から成る右回転型第1羽根体3を有し、この羽根体3の内側に筒状の第1内筒管5が配置され、この内筒管5内に複数の螺旋状の右回転型羽根体6を内設し、この羽根体6の軸心部に開口部9を形成している。そのミキシングエレメント1を少なくとも1つ以上使用して静止型流体混合器は形成されている。

Description

明細書 ミキシングエレメントおよびそれを使用した静止型流体混合器 技術分野
本発明は 1種類又は 2種類以上の流体 （液体， 気体， 固体又はこれらの混合物） を 機械的可動部分を有しないで混合する静止型流体混合器に使用されるミキシングェレ メントの改良に関する。
この種の静止型流体混合器は、 混合， 攪拌， 抽出， 蒸留， ガス吸収， 溶解， 放散， 乳化， 熱交換， 分散， 粉粒体混合等で使用されている。
また、 静止型流体混合器は、 化学工業， 紙パルプ工業， 石油化学工業， 製薬工業， 半導体工業， 光フアイパー製造工業， エネルギー産業， 璟境関連産業等の多くの分野 で使用されている。
例えば、 排ガス中の H C 1， NH3, NOx, S Ox, S i C 14, S i H C 13, S i F4, C02, H g, ダイォキシンなどめ有害物質の気液接触による吸収塔方式の 排ガス処理装置又は排ガス中の S i 02， 媒麈などの微粒子や粉塵を捕集 ·回収する 除塵装置， 及び蒸留装置の充填物として使用されている。 その他、 排水の放散処理に よる有機塩素系化合物， アンモニア （NH4 + ) 等の除去 ·回収装置として使用されて いる。 背景技術
従来のミキシングエレメント及びそれを使用した静止型流体混合器は、 本発明者に よって出願されているが、 通路管内に 2枚ないし 4枚の右捻り又は左捻りの螺旋状の 羽根体で構成され、 また中心部に開口部を有し、 右捻り羽根体と左捻りの羽根体との 端縁同士はスペース部を介して直交して交互に配置されている。 更に、 羽根体の埝り 角度は、 90° , 180° , 270° である。 更に、 この製造方法は、 通路管の長手 方向を複数個に分割し、 この分割した通路管の内壁部に 2枚ないし 4枚の羽根体を接 合する工程と、この通路管の分割面同士を接合してなる物質移動装置を製造している。 (特開平 5— 168882号）
次に、 筒状の通路管の内側に配設されて複数個の流体通路を形成する羽根体を有し、 流体通路同士は開口部を介して連通しているミキシングエレメント。 この製造方法は 通路管と羽根体は別体で製造して、 各々を接合してミキシングエレメントを製造して いる。 ミキシングエレメン卜の捻り角度は 90°， 180°， 270°， 360° で ある。 （特開平 7— 284642号） 又、 ミキシングエレメントは、 通路管内に配設さ れた螺旋状の複数の羽根体から形成され、 羽根体は通路管の中心部で欠落し、 この欠 落部に機械的強度を強くするために間欠的に内筒管を設置している。 羽根体の回転角 度は、 90° , 180° , 又は 30°， 45° , 135° で構成されている。 （特閧 2 00 1 - 170476号）
更に、 ミキシングエレメン トは外筒管とこの外筒管内に設けられた羽根とこの羽根 を外筒管に配設するために間欠的に内筒管が設けられている。（特開 2001 - 187 313号） に開示されている。
従来のミキシングエレメン トは、 流体が通流する通路管の内径が大きくなるにつれ て、 製作上の困難性から、 開口部 （中心部） の断面積つまり直径を拡大させる必要が ある。 そのために、 流体が開口部を通流して、 つまり短絡して、 混合 ·攪拌効果が低 下する欠点がある。 又、 混合 ·攪拌効果の低下を補うために、 ミキシングエレメント を多数配置する必要があり、 設備費が高価となる。
更に、 大口径 （内径 100 0 mm以上） のミキシングエレメントを製作する場合、 製作が不可能となり、 かつ混合 ·攪拌効率は大巾に低下する欠点がある。 更に又、 既 設の蒸留塔内に充填物として配置することは、 部材が大きいために不可能である。 更に又、 小さな回転角度 （たとえば約 10° ) でミキシングエレメントを製作， 使 用することで既設の蒸留塔内に充填物として配置することが可能となり、 高性能化と もに生産能力が大きく向上する。
【特許文献 1】 特開昭 58 - 1 2 8 134号公報
【特許文献 2】 特開平 5— 1 6 8 8 82号公報
【特許文献 3】 特開平 7— 80 2 7 9号公報
【特許文献 4】 特開平 7— 28 4 6 42号公報
【特許文献 5】 特開 200 1一 1 7 0476号公報
【特許文献 6】 特開 200 1一 1 8 73 13号公報
【特許文献 7】 欧州特許 067 8 3 29号
【特許文献 8】 米国特許 5 , 6 0 5 , 400号
【特許文献 9】 米国特許 6 ， 4 3 1 , 528号
【非特許文献 1】 S. J. チェン， 他 「スタティヅク . ミキシング ·ハンドブック」 総合化学研究所， 1973年 6月発行
【非特許文献 2】 松村輝一郎， 森島 泰， 他 「静止型混合器一基礎と応用一」
日刊工業新聞社， 1981年 9月 30日発行 発明の開示
(発明が解決しょうとする課題）
従来のミキシングェレメント及びそれを使用した静止型流体混合器は、 ミキシング エレメントの直径が拡大するにつれて、 混合 '攪拌効率が低下するために、 流体同士 の混合 ·攪拌時間を多くする必要がある。 そのために、 設備費が高価になる。 又、 大 口径になるにつれて製作 '組立が難しくなり、 金型費も高価になる。 更に、 既設の蒸 留塔内に充填物としての使用は部材の大きさと性能面から不可能であった。 又、 大風 量処理の既設の吸収塔内に充填物としての使用は前記同様に不可能であった。
更に、 充填物を使用した蒸留塔においては、 大きな気液接触界面積， 高性能な液分 配機能，低い圧力損失下での広い運転操作範囲が要求されている。（特開平 7— 0 8 0 2 7 9号） 焼却炉， 船舶， 発電所等から発生する排ガスの処理風量の大容 S化にとも ない、 排ガス処理装置に使用される吸収塔の高性能化， 省スペース化， 省エネルギー 化， 低価格化が要望されている。
(課題を解決するための手段）
上記の課題を解決するための本発明のミ キシングエレメントは、 流体が通流する筒 状の通路管と、 前記通路管内に右回転 （時計方向） 又は左回転 （反時計方向） の螺旋 状の第 1羽根体を内設し、 前記第 1羽根体の軸心部に第 1内筒管を配置し、 前記第 1 内筒管内に右回転又は左回転の螺旋状の第 2羽根体を内設し、 前記第 2羽根体の軸心 部に第 2内筒管を配置していることを特徴とする。 本発明によれば混合効率の高性能 化と製造の簡易性の向上と製造費の低価格なミキシングエレメントを提供する。また、 大口径 （ l m以上） の蒸留塔方式および吸収塔方式の気液接触装置に適用できるミキ シングェレメントを提供する o
(発明の効果）
本発明のミキシングエレメントによれば、 混合 ·攪拌効率の向上により気液接触 時間は短縮される。 また、 製造は容易になることで製造費も低減される。 さらに、 大 口径の蒸留塔、 吸収塔の製作は簡易になる。
(発明を実施するための最良の形態）
以下、 本発明の実施例について、 添付の図面を参照して詳細に説明する。 図 1は本 発明の第 1の実施例に係る 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントの斜視図， 図 2は第 1実施例に係る 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントの底面図， 図 3は第 2実施例に 係る 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントの部分拡大斜視図， 図 4は本発明の第 3の 実施例に係る右回転型の第 1羽根体と左回転型第 2羽根体から成るミキシングェレメ ントの斜視図， 図 5は同様に第 4の実施例に係る左回転型のミキシングエレメントの 斜視図， 図 6は同様に第 5の実施例に係る左回転型の第 1羽根体と右回転型第 2羽根 体から成るミキシングエレメントの斜視図， 図 7は本発明の第 1実施例に係る右回転 型ミキシングエレメントの直径方向の断面を示す説明図， 図 8は同様に第 6の実施例 に係る 1 5 ° 右回転型ミキシングエレメントの斜視図， 図 9は本発明の第 6実施例の 1 5 ° 右回転型ミキシングエレメントを 4段配置したミキシングエレメントの斜視図， 図 1 0は同様に第 7実施例の 3 0 ° 右回転型ミキシングエレメントを 3段配置したミ キシングエレメントの斜視図， 図 1 1は同様に第 8実施例の 6 0 ° 右回転型ミキシン グエレメントを 3段配置したミキシングエレメントの斜視図， 図 1 2は同様に第 9実 施例の 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントを 3段配置したミキシングエレメントの 斜視図， 図 1 3は本発明のミキシングエレメ ントを使用した第 1実施例に係る静止型 流体混合器の概略側断面図， 図 1 4は本発明のミキシングエレメントを使用した第 2 実施例に係る静止型流体混合器の概略側部分断面図， 図 1 5は同様に第 3実施例に係 る静止型流体混合器の概略側部分断面図， 図 1 6は図 1 3で示した本発明の実施例に 係る静止型流体混合器の概略縦断面斜視図， 図 1 7は本発明のミキシングエレメント を蒸留塔方式気液接触装置に適用した場合の実施例を示す概略部分縦断面図， 図 1 8 は同様に吸収塔方式気液接触装置に適用した場合の実施例を示す概略部分縦断面図で ある。
(実施例 1 )
図 1は本発明に係る第 1実施例を示す 9 0 ° 右回転型 （時計方向） ミキシングエレ メントの斜視図， 図 2はこのミキシングエレメントの底面図である。 ミキシングエレ メント 1は筒状の通路管 2と、 この通路管 2内に内設された複数の螺旋状の右回転型 第 1羽根体 3を有している。 この第 1羽根体 3は多数の穿設孔 4を有する多孔体で形 成されている。 この第 1羽根体 3の内側に筒状の第 1内筒管 5が配置されている。 こ の第 1内筒管 5は第 1羽根体 3の接続部に車由心方向 （長手方向） における必要な長さ 分だけ設けられ、 それ以外のところには配置されていない。 この第 1内筒管 5内に複 数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 6を有し、 この羽根体 6は多数の穿設孔 7を有する 多孔体で形成されている。 この第 2羽根体 6 の内側に筒状の第 2内筒管 8を配置し、 開口部 9を形成している。 この第 2内筒管 8は第 2羽根体 6の捩り応力に対して機械 的強度を強くするために設置されている。 この第 2内筒管 8は必要に応じて第 2羽根 体 6の接続部に必要な長さ分だけ設けられ、それ以外のところには配置されていない。 第 1羽根体 3は第 1内筒管 5の外周面に一端部が接続され、 通路管 2の内周面に向か うにつれて、 時計方向 （右回転） に螺旋状に捩られて他端部が通路管 2の内周面に接 続されている。
同様に、 第 2羽根体 6は第 2内筒管 8の外周面に一端部が接続され、 第 1内筒管 5 の内周面に向かうにつれて、 時計方向 （右回転） に螺旋状に捩られて他端部が第 1内 筒管 5の内周面に接続されている。 第 2内筒管 8は中心部が開口されているので、 第 2羽根体 6は第 2内筒管 8の軸心部に存在せず、 この部分が欠落している。 これによ り図 1および図 2に示すように、 第 2内筒管 8の軸心部に羽根体が存在しない開口部 9が形成されている。
羽根体 3および 6の回転角度 戻り角度） は 9 0 ° に限定されることなく ミキシン グエレメント 1の内径に応じて約 5 ° ~ 2 7 0 ° の範囲が好ましく、 より好ましくに は約 1 0 °〜9 0 ° である。 また、 内筒管の配置数は開口部 9の直径が最小径、 たと えば 5 0 m m以下になるようにミキシングエレメント 1の内径に応じて第 3 , 第 4， 第 5 ,第 n内筒管のように少なくとも 1つ以上を適宜増減させて使用できる。同様に、 羽根体も適宜使用できる。 また、 羽根体 3および 6の内設数は 1 2枚および 6枚に限 定されることなく適宜増減させて使用できる。
(実施例 2 )
図 3は本発明に係る第 2実施例を示す 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントの部分 拡大斜視図である。
図 1および図 2に示したミキシングエレメント 1同様に、 ミキシングエレメント 1 0は筒状の通路管 1 1 と、 この通路管 1 1内に内設された複数の螺旋状の右回転型第 1羽根体 1 2を有している。 この羽根体 1 2は多数の穿設孔 1 3を有する多孔体で形 成されている。 この羽根体 1 2の内側に筒状の第 1内筒管 1 4が配置され、 この内筒 管 1 4の外周部に羽根体 1 2の一端部が接続されている。 この内筒管 1 4は多数の穿 設孔 1 5を有する多孔体で形成されている。 この内筒管 1 4内に複数の螺旋状の右回 転型第 2羽根体 1 6を有し、 この羽根体 1 6は多数の穿設孔 1 7を有する多孔体で形 成されている。 この羽根体 1 6の内側に筒状の第 2内筒管 1 8が配置されている。 こ の内筒管 1 8は多数の穿設孔 1 9を有する多孔体で形成されている。
第 1内筒管 1 4および第 2内筒管 1 8を多数の穿設孔 1 5および 1 9を有する多 孔体で形成することで、 ミキシングエレメント 1 0内の軸心方向 （長手方向） を通流 する流体の混合効果がより向上する。 孔 1 5および 1 9の形状は三角状， 四角状， 楕 円状， スリット状など必要に応じ適宜選択使用される。 この孔 1 5および 1 9の開口 率は約 5 % ~ 9 5 %の範囲で適宜選択使用される。 (実施例 3 )
図 4は本発明に係る第 3実施例を示すミキシングエレメントの斜視図である。 ミキ シングエレメント 2 0は筒状の通路管 2 1 と、 この通路管 2 1内に内設された複数の 螺旋状の右回転型第 1羽根体 2 2を有している。 この羽根体 2 2は多数の穿設孔 2 3 を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 2 2の内側に筒状の第 1内筒管 2 4が 配置されている。この内筒管 2 4内に複数の螺旋状の左回転型第 2羽根体 2 5を有し、 この羽根体 2 5は多数の穿設孔 2 6を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 2 5の内側に筒状の第 2内筒管 2 7を配置し、 開口部 2 8を形成している。
即ち、 ミキシングエレメント 2 0内に右回転 （時計方向） の第 1羽根体 2 2と左回 転 （反時計方向） の第 2羽根体 2 5とを内設している。 これにより、 ミキシングエレ メント 2 0内を通流する右回転および左回転の流体はミキシングエレメント 2 0内の 直径方向における相反する渦流により強力なせん断応力が発生して、 混合効率はより 向上する。 なお、 内筒管 2 4および内筒管 2 7を多孔体で形成することで混合効率は さらに向上する。
(実施例 4 )
図 5は本発明に係る第 4実施例を示す 9 0 ° 左回転型 （反時計方向） ミキシングェ レメントの斜視図である。 ミキシングエレメント 2 9は筒状の通路管 3 0と、 この通 路管 3 0内に内設された複数の螺旋状の左回転型第 1羽根体 3 1を有している。 この 第 1羽根体 3 1は多数の穿設孔 3 2を有する多孔体で形成されている。 この第 1羽根 体 3 1の内側に筒状の第 1内筒管 3 3が配置されている。 この第 1内筒管 3 3は第 1 羽根体 3 1の接続部に軸心方向 （長手方向） における必要な長さ分だけ設けられ、 そ れ以外のところには配置されていない。 この第 1内筒管 3 3内に複数の螺旋状の左回 転型第 2羽根体 3 4を有し、 この羽根体 3 4は多数の穿設孔 3 5を有する多孔体で形 成されている。 この第 2羽根体 3 4の内俱！ [に筒状の第 2内筒管 3 6を配置し、 開口部 3 7を形成している。 前記同様に、 この第 2内筒管 3 6は第 2羽根体 3 4の捩り応力 に対して機械的強度を強くするために設置されている。 この第 2内筒管 3 6は必要に 応じて第 2羽根体 3 4の接続部に必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のところには 配置されていない。 第 1羽根体 3 1は第 1内筒管 3 3の外周面に一端部が接続され、 通路管 3 0の内周面に向かうにつれて、 反時計方向 （左回転） に螺旋状に捩られて他 端部が通路管 3 0の内周面に接続されてレヽる。
同様に、 第 2羽根体 3 4は第 2内筒管 3 6の外周面に一端部が接続され、 第 1内筒 管 3 3の内周面に向かうにつれて、 反時計方向 （左回転） に螺旋状に捩られて他端部 が第 1内筒管 3 3の内周面に接続されている。 第 2内筒管 3 6は中心部が開口されて いるので、 第 2羽根体 3 4は第 2内筒管 3 6の軸心部に存在せず、 この部分が欠落し ている。
前記同様に、 羽根体 3 1および 3 4の回転角度 （捩り角度） は 9 0 ° に限定される ことなくミキシングエレメント 2 9の内径に応じて約 5 ° 〜 1 8 0。 の範囲が好まし く、 より好ましくには約 1 0 ° 〜 9 0 ° の範囲である。 また、 内筒管の配置数はミキ シングエレメント 2 9の内径に応じて、 少なくとも 1つ以上で適宜增減させて使用で きる。 また、 羽根体 3 1および 3 4の内設数は 1 2枚および 6枚に限定されることな く製作可能な範囲で適宜増減させて使用される。
(実施例 5 )
図 6は本発明に係る第 5実施例を示すミキシングエレメントの斜視図である。 ミキ シングエレメント 3 8は筒状の通路管 3 9とこの通路管 3 9内に内設された複数の螺 旋状の左回転型第 1羽根体 4 0を有している。 この羽根体 4 0は多数の穿設孔 4 1を 有する多孔体で形成されている。 この羽根体 4 0の内側に筒状の第 1内筒管 4 2が配 置されている。 この内筒管 4 2内に複数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 4 3を有し、 多数の穿設孔 4 4を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 4 3の内側に筒状の 第 2内筒管 4 5を配置し、 開口部 4 6を形成している。
前記同様に、 即ち、 ミキシングエレメント 3 8内に左回転 （反時計方向） の羽根体 4 0と右回転 （時計方向） の羽根体 4 3とを内設している。 これにより、 ミキシング エレメント 3 8内を通流する右回転および左回転の流体はミキシングエレメント 3 8 内の直径方向における相反する渦流により強力なせん断応力が発生して、 混合効率は より向上する。 なお、 内筒管 4 2および内筒管 4 5を多孔体で形成することで混合効 率はさらに向上する。
図 7は、 本発明に係るミキシングエレメントにおける通路管と内筒管との直径にお ける寸法 （長さ） に関する説明図である。 ミキシングエレメント 4 7は、 前記図 1 , 2 , 3で説明したごとく、 通路管 4 8 , 第 1羽根体 4 9 , 第 1内筒管 5 0， 第 2羽根 体 5 1 , 第 2内筒管 5 2で構成され、 開口部 5 3を形成している。 ミキシングエレメ ント 4 7における通路管と内筒管との直径の寸法比率は、 通路管 4 8の直径を 0 D， 内筒管 5 0の直径を 0 dとすると、 0 1は0 0の約 1 %〜9 5 %の範囲が好ましい。 より好ましくは 1 0 %〜6 0 %の範囲である。 また、 開口部 5 3の直径は小口径たと えば 5 0 mm以下が好ましく、 第 1内筒管 5 0の直径 0 dの約 5 %〜5 0 %の範囲で ある。 より好ましくは約 1 0 %〜 3 0 %の範囲である。 なお、 通路管と内筒管との寸 法比率は通路管の寸法に応じて適宜選択使用される。 また、 第 1内筒管， 第 2内筒管 に限定されることなく、 内筒管は、 例えば第 3 , 第 4， 第 5内筒管そして第 n内筒管 と順次通路管の中心部に向けて配置し、同様に羽根体を配置して適宜選択使用される。
(実施例 6 )
図 8は本発明に係る第 6実施例を示す 1 5 ° 右回転型 （時計方向） ミキシングエレ メントの斜視図である。 ミキシングエレメント 5 4 aは筒状の通路管 5 5と、 この通 路管 5 5内に内設された複数の螺旋状の右回転型第 1羽根体 5 6を有している。 この 羽根体 5 6は多数の穿設孔 5 7を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 5 6の 内側に筒状の第 1内筒管 5 8が配置されている。 この内筒管 5 8は第 1羽根体 5 6の 接続部に軸心方向 （長手方向） における必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のとこ ろには配置されていない。 この内筒管 5 8内に 数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 5 9を有し多数の穿設孔 6 0を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 5 9の内側 に筒状の第 2内筒管 6 1を配置し、 開口部 6 2を形成している。 この内筒管 6 1は羽 根体 5 9の捩り応力に対して機械的強度を強くするために設置されている。 この第 2 内筒管 6 1は必要に応じて第 2羽根体 5 9の接綜部に必要な長さ分だけ設けられ、 そ れ以外のところには配置されていない。 第 1羽根体 5 6は第 1内筒管 5 8の外周面に 一端部が接続され、 通路管 5 5の内周面に向かう につれて、 約 1 5 ° 時計方向 （右回 転） に螺旋状に捩られて他端部が通路管 5 5の ¾周面に接続されている。
同様に、 第 2羽根体 5 9は第 2内筒管 6 1のタ 周面に一端部が接続され、 第 1内筒 管 5 8の内周面に向かうにつれて、 時計方向 （右回転） に螺旋状に捩られて他端部が 第 1内筒管 5 8の内周面に接続されている。 第 2 内筒管 6 1は中心部が開口されてい るので、 第 2羽根体 5 9は第 2内筒管 6 1の軸 、部に存在せず、 この部分が欠落して いる。 これにより、 第 2内筒管 6 1の軸心部に 33根体が存在しない開口部 6 2が形成 されている。 ミキシングエレメント 5 4 b， 5 c , 5 4 dは、 ミキシングエレメン ト 5 4 aと前記同様に形成されている。
ミキシングエレメント 5 4は、 第 1羽根体 5 6 および第 2羽根体 5 9の回転角度を 約 1 5 ° にすることで、 羽根体 5 6および 5 9の設置数を容易に増やすことが可能と なり、 混合効率はより向上する。 また、 大口径 （直径 1 0 0 0 m m以上） の製作が簡 易になり、 製造費も安価になる。 さらに、 既存の蒸留塔， 吸収塔内に配置が可能とな り、 現場および塔内での組立、 据付工事が容易にできるようになる。 ミキシングエレ メント 5 4の製造方法は通路管 5 5 , 羽根体 5 6および 5 9 , 内筒管 5 8および 6 1 は各々別体で製造される。 通路管 5 5および内筒管 5 8 , 6 1は長手方向で少なくと も 2つ以上に分割した複数の部材で製作して、 この分割した複数の部材を接続させて 筒状の通路管 5 5および内筒管 5 8 , 6 1を形成してもよい。 同様に羽根体 5 6， 5 9も 2つ以上に分割し、 この分割した複数の部ネオを接続させて螺旋状の羽根体 5 6， 59を形成してもよい。 なお、 通路管 55, 内筒管 58， 6 1および羽根体 56, 5 9は、 各々溶接， 接着および溶着， 係止などの手段により接続されることで容易にミ キシングエレメント 54が製造される。
図 9に示すミキシングエレメント 63は前言己 1 5° 右回転型ミキシングエレメント
54 a, 54b, 54 c, 54 dを 4段配置して羽根体 56の回転角度 （捩り角度） が約 60 ° に成るように接続されている。 即ち隣接する第 1羽根体 56同士を接合す ることで、 15° + 15° +15° + 1 5° = 60。 になる羽根体を有するミキシン グエレメント 63が形成される。
このようにミキシングエレメント 54を必要段数配置することで約 180° ， 約 2 70° ， 約 360 ° など任意の回転角度を有するミキシングエレメントを容易に製造 できる。
なお、 隣接する羽根体 56の端縁同士を所定位置で接合することに限定されること なく任意の位置に配置して使用してもよい。 また、 ミキシングエレメントは右回転型 羽根体のみに限定されることなく、 図 3 , 図 4, 図 5， 図 6で示したミキシングエレ メント 10, 20, 29, 38を形成する羽根体の回転方向の組合せは必要に応じて 適宜選択使用される。
(実施例 7 )
図 1◦は本発明に係る第 7実施例を示す 30° 右回転型 （時計方向） ミキシングェ レメントの斜視図である。 図 8で示したミキシングェレメント同様に、 ミキシングェ レメント 64は筒状の通路管 65と、 この通路管 65内に内設された複数の螺旋状の 右回転型第 1羽根体 66を有している。 この第 1羽根体 66は多数の穿設孔 67を有 する多孔体で形成されている。 この第 1羽根体 66の内側に筒状の第 1内筒管 68が 配置されている。 この内筒管 68は羽根体 66の接続部に軸心方向 （長手方向） にお ける必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のところには配置されていない。 この内筒 管 68内に複数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 69を有し多数の穿設孔 70を有する 多孔体で形成されている。 この羽根体 69の内側に筒状の第 2内筒管 71を配置し、 開口部 72を形成している。 この'内筒管 71は羽根体 69の捩り応力に対して機械的 強度を強くするために設置されている。 この内筒管 71は必要に応じて羽根体 69の 接続部に必要な長さ分だけ設けられ、 それ以夕 のところには配置されていない。 以下は図 8で示したミキシングエレメント と同様であるので詳細な説明は省略す る。
図 10に示すミキシングエレメント 64は約 30。 右回転型ミキシングエレメント
64 a, 64 b, 64 cを 3段配置して羽根体 66の回転角度が約 90 ° に成るよう に接続されている。 図 9に示すミキシングエレメント 6 3同様に 3 0 ° + 3 0 ° + 3 0 ° = 9 0 ° に成る羽根体を有するミキシングエレメント 6 4が形成される。
(実施例 8 )
図 1 1は本発明に係る第 8実施例を示す 6 0 ° 右回転型 （時計方向） ミキシングェ レメントの斜視図である。 ミキシングエレメント 7 3は筒状の通路管 7 4と、 この通 路管 7 4内に内設された複数の螺旋状の右回転型第 1羽根体 7 5を有している。 この 羽根体 7 5は多数の穿設孔 7 6を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 7 5の 内側に筒状の第 1内筒管 7 7が配置されている。 この内筒管 7 7は羽根体 7 5の接続 部に軸心方向 （長手方向） における必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のところに は配置されていない。 この内筒管 7 7内に複数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 7 8を 有し多数の穿設孔 7 9を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 7 8の内側に筒 状の第 2内筒管 8 0を配置し、 開口部 8 1を形成している。 この内筒管 8 0は羽根体 7 8の捩り応力に対して機械的強度を強くするために設置されている。 この内筒管 8 0は必要に応じて第 2羽根体 7 8の接続部に必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外の ところには配置されていない。
以下は図 8で示したミキシングエレメン トと同様であるので詳細な説明は省略す る。
図 1 1に示すミキシングエレメント 7 3は約 6 0 ° 右回転型ミキシングエレメント 7 3 a , 7 3 b , 7 3 cを 3段配置して羽根体 7 5の回転角度が約 1 8 0 ° に成るよ うに接続されている。 図 9に示すミキシングエレメント 6 3同様に 6 0 ° + 6 0 ° + 6 0 ° = 1 8 0 ° に成る羽根体を有するミキシングエレメント 7 3が形成される。
(実施例 9 )
図 1 2は本発明に係る第 9実施例を示す 9 0 ° 右回転型 （時計方向） ミキシングェ レメントの斜視図である。 ミキシングエレメント 8 2は筒状の通路管 8 3と、 この通 路管 8 3内に内設された複数の螺旋状の右回転型第 1羽根体 8 4を有している。 この 羽根体 8 4は多数の穿設孔 8 5を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 8 4の 内側に筒状の第 1内筒管 8 6が配置されている。 この内筒管 8 6は羽根体 8 4の接続 部に軸心方向 （長手方向） における必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のところに は配置されていない。 この内筒管 8 6内に複数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 8 7を 有し多数の穿設孔 8 8を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 8 7の内側に筒 状の第 2内筒管 8 9を配置し、 開口部 9 0を形成している。 この内筒管 8 9は羽根体 8 7の捩り応力に対して機械的強度を強くするために設置されている。 この内筒管 8 9は必要に応じて羽根体 8 7の接続部に必要な長さ分だけ設けられ、 それ以外のとこ ろには配置されていない。 以下は図 8で示したミキシングエレメントと同様であるの で詳細な説明は省略する。
図 1 2に示すミキシングエレメント 8 2は約 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメント
8 2 a , 8 2 b , 8 2 cを 3段配置して羽根体 8 4の回転角度が約 2 7 0 ° に成るよ うに接続されている。 図 9に示すミキシングエレメント 6 3 同様に 9 0 ° + 9 0 ° +
9 0。 = 2 7 0 ° に成る羽根体を有するミキシングエレメン ト 8 2が形成される。
(実施例 1 0 )
図 1 3は本発明のミキシングエレメントを使用した第 1実施例に係る静止型流体 混合器の概略側断面図である。 筒状の静止型流体混合器 9 1 は筒状のケーシング 9 2 内に右回転型ミキシングエレメント 9 3と左回転型ミキシングエレメント 9 4を、 ミ キシングエレメント 9 3 , 9 4の直径と同径のスぺーサ 9 5 を介して交互に配置して 形成されている。 また、 右回転型第 2羽根体 9 8は右回転型第 1羽根体 9 6の全長に 亘つて配置されている。 更に、 ミキシングエレメント 9 3および 9 4は図 1および図 5に示した第 1内筒管 9 7および第 2内筒管 9 9を各々配置して形成している。 開口 部 1 0 0は小口径 （直径 5 0 mm以下） に形成することが好ましい。 なお、 この筒状 のスぺ一サ 9 5を配置しないでミキシングエレメント 9 3 , 9 4を交互にケーシング 9 2内に配置して静止型流体混合器を形成してもよい。 また、 ミキシングエレメント 9 3 , 9 4の端縁同士を接合して静止型流体混合器を形成してもよい。
前記の如く構成された静止型流体混合器 9 1内を 2種の流体 F A , F Bが通流する 間に流体の一部は螺旋状に羽根体の回転角度に沿って回転し、 時計方向の旋回流とな り、 一部は羽根体の穿設孔を通流して剪断され、 また一部ぽ内筒管の穿設孔を通流し て剪断されて流体は合流し、 さらに反転、分割される。 このように回転、 通過、 剪断、 合流、 反転、 分割が繰り返されて、 2種類の流体 F A , F Bが混合される。
(実施例 1 1 )
図 1 4は本発明のミキシングエレメントを使用した第 2実施例に係る静止型流体 混合器の概略側部分断面図である。 筒状の静止型流体混合器 1 0 1は筒状のケーシン グ 1 0 2内に右回転型ミキシングエレメント 1 0 3と同一直径を有する筒状のスぺー サ 1 1 0を配置して形成されている。 このミキシングエレメ ント 1 0 3内に内設され ている右回転型第 1羽根体 1 0 4は図 1 3に示したミキシングエレメント 9 3と同様 であるが、 右回転型第 2羽根体 1 0 6は第 1内筒管 1 0 5の軸心方向 （長手方向） の 長さの必要な部分に空間部 1 0 9を介して配置し、 開口部 1 0 8を有してミキシング エレメント 1 0 3を形成している。 このように第 1内筒管 1 0 5内に第 2羽根体 1 0 6が欠落した空間部 1 0 9を形成することで流体の径方向での合流の効果により、 混 合効率がより向上する。
(実施例 1 2 )
図 1 5は、 本発明のミキシングエレメントを使用した第 3実施例に係る静止型流体 混合器の概略側部分断面図である。 筒状の静止型流体混合器 1 1 1は筒状のケーシン グ 1 1 2内に右回転型ミキシングエレメント 1 1 3と同一直径を有する筒状のスぺー サ 1 2 0を配置して形成されている。 このミキシングエレメント 1 1 3内に内設され ている右回転型第 1羽根体 1 1 4は図 1 3に示したミキシングエレメント 9 3と同様 であるが、 第 1内筒管 1 1 5内に内設されている第 2羽根体 1 1 6は左回転型で形成 されている。 また、 図 1 4に示したミキシングエレメント 1 0 3と同様に左回転型第 2羽根体 1 1 6は空間部 1 1 9を介して配置してミキシングエレメント 1 1 3を形成 している。 更に、 図 1 3同様に第 2内筒管 1 1 7、 開口部 1 1 8を形成している。 このように構成された静止型流体混合器 1 1 1は右回転と左回転の旋回流の発生 により混合効率は更に向上する。
図 1 6は、 図 1 3で示した本発明の実施例に係る静止型流体混合器の軸心方向 （長 手方向） の概略縦断面斜視図である。 筒状の静止型流体混合器 1 2 1は筒状の右回転 型ミキシングエレメント 1 2 2と筒状の左回転型ミキシングエレメント 1 2 3とは筒 状のスぺーサ 1 2 4を介して交互に配置して形成されている。
右回転型ミキシングエレメント 1 2 2は筒状の通路管 1 2 5と、 この通路管 1 2 5 内に内設された複数の螺旋状の右回転型第 1羽根体 1 2 6を有している。 この羽根体 1 2 6は多数の穿設孔 1 2 7を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 1 2 6の 内側 （中心部） に筒状の穿設孔を有する第 1内筒管 1 2 8が第 1羽根体 1 2 6の全長 に亘つて配置されている。 この内筒管 1 2 8内に複数の螺旋状の右回転型第 2羽根体 1 2 9を有し、 多数の穿設孔 1 3 0を有する多孔体で形成されている。 この羽根体 1 2 9の内側 （中心部） に筒状の第 2内筒管 1 3 1を配置し、 開口部 1 3 3を形成して いる。 この内筒管 1 3 1は第 1内筒管 1 2 8同様に多数の穿設孔 1 3 2を有して形成 されている。 ミキシングエレメント 1 2 2と同一直径を有する筒状のスぺ一サ 1 2 4 の一端部はミキシングエレメント 1 2 2の端縁部と接合されている。 このスぺ一サ 1 2 4の軸心方向 （長手方向） での長さは、 ミキシングエレメント 1 2 2の全長に対し て 0 . 1倍から 1 0倍の範囲が好ましい。 なお、 スぺ一サ 1 2 4の全長はこの範囲に 限定されることなく適宜選択使用できる。
左回転型ミキシングエレメント 1 2 3の一端部はスぺーサ 1 2 4の他端部に接合 されている。 この左回転型ミキシングエレメント 1 2 3は、 前言己右回転型ミキシング エレメント 1 2 2同様に、 詳細な説明は省略するが、 筒状の通路管 1 3 4と、 この通 路管 1 3 4内に内設された複数の螺旋状の左回転型第 1羽根体 1 3 5を有している。 この羽根体 1 3 5は多数の穿設孔 1 3 6を有する多孔体で形成されている。 この羽根 体 1 3 5の内側 （中心部） に図 3同様に穿設孔を有する筒状の第 1内筒管 1 3 7が第
1羽根体 1 3 5の全長に亘つて配置されている。 この内筒管 1 3 7内に複数の螺旋状 の左回転型第 2羽根体 1 3 8を有し、多数の穿設孔を有する多孔休で形成されている。 この羽根体 1 3 8の内側 （中心部） に筒状の第 2内筒管を配置し開口部 1 3 3を形成 している。 この内筒管は第 1内筒管 1 3 7同様に多数の穿設孔を有して形成されてい る。 この左回転型ミキシングエレメント 1 2 3の他端部は前記同様のスぺ一サ 1 2 4 を接合し、 さらに、 このスぺ一サを介して前記同様の右回転型ミキシングエレメント
1 2 2を接合して、 静止型流体混合器 1 2 1を形成している。 この静止型流体混合器
1 2 1は 2体のミキシングェレメン卜 1 2 2と 1体のミキシングエレメント 1 2 3で 構成されているが、 これに限定されることなく、 少なくとも 1つ以上のミキシングェ レメントを使用して静止型流体混合器を形成してもよい。 ミキシングエレメントの配 置数、回転角度、回転方向および羽根体の配置数は用途に応じて適宜選択使用される。
(実施例 1 3 )
図 1 7は本発明の実施例に係るミキシングエレメントを蒸留塔方式気液接触装置 に適用した場合の実施例を示す概略部分縦断面図である。 蒸留塔 1 3 9は筒状のケ一 シング 1 4 0と、 このケーシング 1 4 0内にミキシングエレメント 1 4 1 a， 1 4 1 b , 1 4 1 c , 1 4 1 dを配置して形成されている。 このミキシングエレメント 1 4 l a , 1 4 1 b , 1 4 1 c , 1 4 1 dはケ一シング 1 4 0内に内設されたミキシング エレメント支持具 1 4 2により、 所定位置に係止されている。 マンホール 1 4 3はケ 一シング 1 4 0内にミキシングエレメントの部材、 作業者が搬出入可能な構造および 寸法で形成されている。
このように構成された蒸留塔 1 3 9においては蒸留塔 1 3 9内を上昇する気体 （F A ) と下降する液体（F B ) とは、 ミキシングエレメント 1 4 1内を向流で通流して、 気体と液体とが攪拌混合され、 気液が十分に接触する。 この蒸留塔 1 3 9をフラッシ ュ蒸留および水蒸気蒸留などに適用することで、 液体中の異種物質の分離， 精製およ び回収ができる。
本発明によるミキシングエレメントを蒸留塔の充填物として使用することで、 蒸留 塔内ガス速度を従来充填物の 1 . 5 ~ 5倍の範囲のガス速度での処理が可能となり、 設備費が安価になる。 また、 気液接触効率の向上により塔高も くなり、 低い圧力損 失での運転が可能となり、 供給スチーム量も低減する。 さらに、 運転操作範囲が広い ので運転管理も容易になる。 さらにまた、 既存の蒸留塔の充填物との交換により、 生 産能力が容易に向上する。 充填物の交換工事もマンホールを介して容易に作業可能と なる。 さらに、 従来の静止型混合器を使用した蒸留塔と比較して、 ミキシングエレメ ントの開口部の直径を最小 （たとえば 5 O m m以 ） にすることが可能となり、 気液 接触効率がより向上し、 またミキシングエレメントの製造が容易になり、 狭い蒸留塔 内での製作および据付が可能となる。 さらに、 大口径 （ l m以上） の蒸留塔の製作が 安易になり、 大容量の処理が可能となる。
(実施例 1 4 )
図 1 8は本発明の実施例に係るミキシングエレメントを吸収塔方式気液接触装置 に適用した場合の実施例を示す概略部分縦断面図である。 吸収塔 1 4 4は筒状のケー シング 1 4 5と、 このケーシング 1 4 5内にミキシングエレメント 1 4 6 a， 1 4 6 b , 1 4 6 c , 1 4 6 dを配置して形成されている。 このミキシングエレメント 1 4 6 a , 1 4 6 b , 1 4 6 c , 1 4 6 dはケ一シング 1 4 5内に内設されたミキシング エレメント支持具 1 4 7により、 所定位置に係止されている。 マンホール 1 4 8はケ 一シング 1 4 5内にミキシングエレメントの部材の搬出入および、 作業者の出入が可 能な構造および寸法で形成されている。
このように構成された吸収塔 1 4 4においては吸収塔 1 4 4内を下降する気体 （F A) と液体 ( F B ) とは、 ミキシングエレメント 1 4 6内を並流で通流して、 気体と 液体とが攪拌混合され、 気液が十分に接触する。 この吸収塔 1 4 4をガス吸収， ガス 冷却， 除麈操作に適用することで、 気体中の異種物質の分離， 精製， 回収および除害 ができる。
本発明によるミキシングエレメントを吸収塔の充填物として適用することで、 吸収 塔内ガス速度を従来充填物の 1 . 5〜 1 0倍の範囲のガス速度での処理が可能となり、 設備費が安価になる。 また、 気液接触効率の向上により塔高も低く、 塔径も小さくな り、 低い圧力損失での運転が可能となり、 省スペースおよび省エネルギーとなる。 さ らに、 運転操作範囲が広いので運転管理も容易になる。 さらにまた、 既存の吸収塔の 充填物との交換により、 生産能力が容易に向上する。 充填物の交換工事もマンホール を介して容易に作業可能となる。 さらに、 従来の静止型混合器を使用した吸収塔と比 較して、ミキシングエレメントの開口部の直径を最小にすることが可能となることで、 気液接触効率が向上し、 また大口径 （ 1 m以上) ミキシングエレメントの製造が容易 になる。 さらに、 大口径 （ l m以上） の吸収塔が容易に製造可能となり、 大風量 （3 0 0 0 0 m 3 /H r以上） を処理する吸収塔は安価になる。 (図面の簡単な説明）
【図 1】 本発明の実施例に係る 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントの斜視図であ る。
【図 2】 同じく ミキシングエレメントの底面図である。
【図 3】 同じくミキシングエレメントの部分拡大斜視図である。
【図 4】 本発明の実施例に係る右回転型第 1羽根体と左回転型第 2羽根体とから成 るミキシングエレメントの斜視図である。
【図 5】 本発明の実施例に係る 9 0 ° 左回転型ミキシングエレメントの斜視図であ る。
【図 6】 同じく左回転型第 1羽根体と右回転型第 2羽根体とから成るミキシング エレメントの斜視図である。
【図 7】 本発明の実施例に係る右回転型ミキシングエレメントの断面を示す説明図 である。
【図 8】 本発明の実施例に係る 1 5 ° 右回転型ミキシングエレメントの斜視図であ る。
【図 9】 本発明の実施例に係る 1 5 ° 右回転型羽根体から成るミキシングエレメン トを 4段配置したミキシングエレメントの斜視図である。
【図 1 0】 同じく 3 0 ° 右回転型ミキシングエレメントを 3段配置したミキシングェ レメントの斜視図である。
【図 1 1】 同じく 6 0 ° 右回転型ミキシングエレメントを 3段配置したミキシングェ レメントの斜視図である。
【図 1 2】 同じく 9 0 ° 右回転型ミキシングエレメントを 3段配置したミキシングェ レメン 1、の斜視図である。
【図 1 3】 本発明の実施例に係るミキシングエレメントを使用した静止型流体混合 器の概略側断面図である。
【図 1 4】 同じく静止型流体混合器の概略側部分断面図である。
【図 1 5】 同じく静止型混合器の概略側部分断面図である。
【図 1 6】 本発明に係る静止型流体混合器の概略縦断面斜視図である。
【図 1 7】 本発明に係るミキシングエレメントを蒸留塔方式気液接触装置に適用し た場合の実施例を示す概略部分縦断面図である。
【図 1 8】 同じく吸収塔方式気液接触装置に適用した場合の実施例を示す概略部分 縦断面図である。 (符号の説明）
, 1 0 , 2 0, 29， 3 8, 47, 54 a, 54b, 54 c 5 4 d ， 6 3， 64 , 4 a, 64b, 64 c, 7 3, 73 a, 7 3 b, 7 3 c 8 2 , 8 2 a , 8 2 b, 2 c, 9 3 , 94, 1 0 3 , 1 1 3 , 12 2， 1 2 3 , 1 4 1 a 14 1 b
14 1 c , 141 d, 146 a, 146 b, 1 6 c, 1 4 6 d
： ミキシングエレメント
, 1 1 , 2 1， 3 0, 3 9， 48, 5 5, 6 5, 74, 8 3 ， 1 2 5, 1 3 4
； 通路管
， 1 2 , 22, 49 , 5 6 , 6 6, 7 5, 84, 9 6 , 1 0 4, 1 14 ， 1 2 6 右回転型第 1羽根体
， 1 6 , 43， 5 1， 5 9， 6 9， 78， 8 7, 98, 1 0 6 , 1 29
• 右回転型第 2羽根体
1 , 40 , 1 3 5 ： 左回転型第 1羽根体
5 , 34， 1 1 6 , 1 3 8 ： 左回転型第 2羽根体
, 1 4， 24， 3 3， 42 , 5 0 , 58 , 68, 7 7 , 8 6 ， 9 7 , 1 0 5 ， 1 1 ， 1 2 8, 1 3 7 ： 第 1内筒管
, 1 8 , 27 , 3 6 , 45， 5 2 , 6 1 , 7 1 , 80， 8 9 ， 9 9 , 1 0 7 , 1 1 , 1 3 1 ： 第 2内筒管
, 7， 1 3 , 1 5 , 1 7， 1 9， 2 3 , 2 6， 3 2 , 3 5 ， 4 1 44 ， 5 7 , 0 , 6 7 , 7 0 , 76 , 7 9 , 85 , 88 ， 12 7 , 1 3 0 ？
1 3 2, 1 36 ： 孔
9, 28 , 37 , 46 , 5 3 , 6 2， 72 , 8 1 , 9 0 , 1 0 0， 1 08 , 1 1 8 ,
1 3 3 ： 開口部
9 1 , 1 0 1 , 1 1 1 , 1 2 1 ： 静止型流体混合器
92 , 1 02, 1 1 2 , 1 40, 145 ： ケーシング
95 , 1 1 0, 1 20 , 1 24 ： スぺーサ
1 0 9 , 1 1 9 ： 空間部
1 3 9 ： 蒸留塔
1 4 ： 吸収塔
14 2 , 1 47 ： 支持具
14 3 , 1 48 ： マンホール

Claims

請求の範囲
I . 流体が通流する筒状の通路管と、 前記通路管内に右回転 （時計方向） 又は左回 転 （反時計方向） の螺旋状の第 1羽根体を内設し、 前記第 1羽根体の軸心部に 第 1内筒管を配置し、 前記第 1内筒管内に右回転又は左回転の螺旋状の第 2羽 根体を内設し、 前記第 2羽根体の軸心部に第 2内筒管を配置したことを特徴と するミキシングエレメント。
2 . 前記第 1羽根体は多孔体または多孔質体で形成していることを特徴とする請求 の範囲第 1項に記載のミキシングエレメント。
3 . 前記第 1羽根体の回転角度は約 5 ° 〜約 2 7 0 ° であることを特徴とする請求 の範囲第 1項乃至 2項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。
4 . 前記第 1内筒管は多孔体または多孔質体で形成していることを特徴とする請求 の範囲第 1項乃至 3項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。
5 . 前記第 1内筒管は前記第 1羽根体の軸心方向の全長に亘つて又は一部分に配置 していることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至 4項のいずれか 1項に記載 のミキシングエレメント。
6 . 前記第 2羽根体は多孔体または多孔質体で形成していることを特徴とする請求 の範囲第 1項乃至 5項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。
7 . 前記第 2羽根体の回転角度は約 5 ° 〜2 7 0 ° であることを特徴とする請求の 範囲第 1項乃至 6項のいずれか 1項に記載のミキシングェレメント。
8 . 前記第 2内筒管は多孔体または多孔質体で形成していることを特徴とする請求 の範囲第 1項乃至 7項のいずれか 1項に記載のミキシングェレメント。
9 . 前記第 2内筒管は前記第 2羽根体の軸心方向の全長に亘つて又は一部分に配置 していることを特徴とする請求項 1乃至 8項のいずれか 1項に記載のミキシン グエレメント。
1 0 . 前記第 2内筒管の軸心部に開口部を有していることを特徴とする請求の範囲 第 1項乃至 9項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。
I I . 前記のミキシングエレメントは右回転型第 1羽根体と左回転型第 2羽根体で 形成していることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至 1 0項のいずれか 1項に 記載のミキシングエレメント。
1 2 . 前記のミキシングエレメントは左回転型第 1羽根体と右回転型第 2羽根体で 形成していることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至 1 0項のいずれか 1項に 記載のミキシングエレメント。
1 3 . 前記ミキシングエレメントは、 約 1 5 ° の右回転又は左回転の前記ミキシン グエレメントを 4体接合して約 6 0 ° の回転角度を有するこ とを特徴とする請 求の範囲第 1項乃至 1 2項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。. 前記ミキシングエレメントは、 約 3 0 ° の右回転又は左回転の前記ミキシン グエレメントを 3体接合して約 9 0 ° の回転角度を有する ことを特徴とする 請求の範囲第 1項乃至 1 2項のいずれか 1項に記載のミキシングエレメント。. 前記ミキシングエレメントは、 約 6 0 ° の右回転又は左回転の前記ミキシン グエレメントを 3体接合して約 1 8 0 ° の回転角度を有することを特徴とす る請求の範囲第 1項乃至 1 2項のいずれか 1項に記載のミ キシングエレメン . 前記ミキシングエレメントは、 約 9 0 ° の右回転又は左回転の前記ミキシン グエレメントを 3体接合して約 2 7 0 ° の回転角度を有することを特徴とす る請求の範囲第 1項乃至 1 2項のいずれか 1項に記載のミ キシングエレメン h o
. 前記ミキシングエレメント内に少なくとも 1つ以上の前言己内筒管を配置した ことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至 1 6項のいずれか 1項に記載のミキ シングエレメント。
· 少なくとも 1つ以上の前記ミキシングエレメントを配置したことを特徴とす る静止型流体混合器。
. 筒状のケーシング内に右回転及び左回転の前記ミキシングエレメントをスぺ ーサ一を介して交互に配置したことを特徴とする静止型流体混合器。
. 向流で流体が通流する蒸留塔方式気液接触装置内に少なく とも 1つ以上の前 記ミキシングエレメントを配置したことを特徴とする気液接触装置。
. 並流で液体が通流する吸収塔方式気液接触装置内に少なく とも 1つ以上の前 記ミキシングエレメントを配置したことを特徴とする気液接触装置。
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