WO2013047393A1 - 流体混合器 - Google Patents
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- B01F25/45211—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube the elements being cylinders or cones which obstruct the whole diameter of the tube, the flow changing from axial in radial and again in axial
Definitions
- the present invention relates to a fluid mixer used for fluid transportation piping in various industries such as a chemical factory, a semiconductor manufacturing field, a food field, a medical field, and a bio field, and more particularly to a fluid mixer that has no mixing directivity and excellent workability. .
- FIG. 7 there is a fluid mixer as shown in FIG. 7 as a fluid mixer that is attached to a fluid transport pipe and uniformly mixes the fluid flowing in the pipe (for example, see Patent Document 1).
- the fluid mixer shown in FIG. 7 has a configuration in which elements 102 having joints 103 at both ends are arranged in a casing 101 and fixed by tightening a cap nut 104.
- An inlet channel 105 is provided inside the element 102, and a spiral groove 108 that forms a spiral channel 107 with the inner peripheral surface of the housing 101 is provided on the outer peripheral surface of the element 102. It is connected to the flow path 107.
- a plurality of communication holes 109 are provided on the bottom surface of the spiral groove 108, and the communication holes 109 serve as a branch channel 110 that communicates the main channel 106 with the spiral channel 107. Further, the main channel 106 is connected to the outlet channel 111.
- the mixing direction of the conventional fluid mixer is determined by the shape of the element 102. If the fluid mixer is connected to the pipe with the wrong mixing direction, the original performance may not be achieved depending on the usage conditions. In that case, it is necessary to remove the fluid mixer from the piping line and connect it again to the piping line in the correct mixing direction, which may increase the construction time and affect the operation of the equipment. In particular, in the food field and the pharmaceutical field where pipe lines are frequently disassembled and cleaned, a fluid mixer having no mixing directivity is required in order to eliminate connection errors in the fluid mixer.
- the element 102 depending on various conditions such as the fluid characteristics such as the viscosity and specific gravity of the mixed fluid and the required degree of mixing, it is necessary to increase the length of the element 102 or to complicate the shape. As the element 102 becomes longer and more complicated, the formation of deep holes such as the main channel 106, long grooves such as the spiral groove 108, and holes formed at predetermined positions in the circumferential direction such as the communication holes 109 are formed. May be difficult and may require a large and high-performance processing machine and molding machine. Further, in order to prevent problems such as misalignment and rough skin, the processing conditions and molding conditions are also more difficult, and these operations may be advanced.
- An object of the present invention is to provide a fluid mixer having a configuration that can be easily formed without a mixing directivity direction even though an element having a mixing directivity is used.
- a fluid mixer having a casing having a first opening and a second opening, and an element located inside the casing, has mixing directivity and A fluid mixer is provided in which the elements formed in the same shape are arranged in a state of being opposed to each other on the flow path axis inside the casing.
- the elements formed in the same shape are arranged in a state of being opposed to each other on the flow path axis inside the casing. It becomes possible to mix fluids without considering directivity, and therefore, it is possible to prevent a construction failure due to a wrong mixing directivity direction during pipe construction.
- the length per element can be shortened compared to the case where only one element is provided in a fixed casing. Can be made easier.
- the “mixing direction” means that when the fluid flows from one of the fluid mixers and when the fluid flows from the other, the mixing performance differs depending on the direction of flowing the fluid. In order to obtain excellent mixing performance, it refers to the direction in which the fluid flows through the fluid mixer, and the property in which the mixing performance varies depending on the direction in which the fluid flows is referred to as “mixing directivity”. For example, when the mixing direction of a fluid mixer is determined by an element, the element can be referred to as an “element with mixing direction”.
- “same shape” means that two objects have the same or almost the same shape.
- the first element is provided with a concave portion and the second element is provided with a convex portion in order to engage the element at each end face, the first element is provided if the mixing performance of the fluid mixer is substantially the same.
- the shape of the second element can be referred to as “the same shape”.
- the element configuration includes a twisted shape or a spiral shape
- the twisted shape or Even when the spiral turning directions are different from each other the shapes of the first element and the second element can be referred to as “the same shape”.
- a fluid mixer in which the pair of elements arranged in the casing are arranged apart from each other.
- the element is formed with a spiral groove on the outer peripheral surface of the element in at least a part between the one end and the other end, and an opening is formed in the other end.
- a fluid mixer wherein the main channel is formed substantially coaxially with the central axis of the spiral of the spiral groove, and a plurality of communication holes are respectively formed so as to communicate the spiral groove with the main channel.
- a fluid mixer having excellent mixing performance can be realized by forming the element defined by this claim.
- the plurality of spiral grooves having the same shape are provided on the outer peripheral surface of the element, and the spiral grooves are formed at regular intervals in the flow path axis direction.
- a fluid mixer is provided.
- a fluid mixer having excellent mixing performance can be realized by forming the fluid mixer defined by this claim.
- the fluid mixer does not have mixing directivity, so that it is possible to prevent construction failure due to a mistake in the mixing directivity direction during pipe construction.
- the length of the element can be shortened, the molding process can be facilitated.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a fluid mixer according to a first embodiment.
- elements 7 having mixed directivity and formed in the same shape are arranged in a casing 1 having openings at both ends in a state of facing each other on the flow path axis in the casing 1.
- a fluid mixer is formed.
- the housing 1 has a first opening 23a and a second opening 23b, and includes a main body 2, a joint 3, a cap nut 4, a flange-type pipe joint 5, and a retaining ring 6.
- the main body 2 is made of PVC (polyvinyl chloride) and has a substantially cylindrical shape.
- the inner diameter of the main body 2 is slightly larger than the outer diameter of the outer peripheral surface of the element 7.
- the element 7 is inserted into the housing 1, and a spiral flow path 9 is formed from the inner peripheral surface of the main body 2 and the spiral groove 8 of the element 7.
- the main body 2 may be formed so as to be divided in order to facilitate the molding process and to facilitate cleaning of the inner peripheral surface.
- the element 7 is made of PTFE (polytetrafluoroethylene) and is formed in a substantially cylindrical shape. Since the first element 7a and the second element 7b have the same shape, the following description will be made mainly with the first element 7a as a representative.
- a spiral groove 8 is formed on the outer peripheral surface of the first element 7a so that the depth gradually decreases from one end surface toward the other end side.
- the spiral groove 8 has a groove extending to one end surface, and is formed so that the groove does not reach the other end surface.
- An opening 10 is formed on the other end surface of the first element 7a, and a cylindrical shape and a conical shape are combined toward the periphery of the end surface where the spiral groove 8 extends from the opening 10 (ie, the spiral end portion 11).
- the bottomed hole 12 having such a shape is formed, and the bottomed hole 12 serves as the main flow path 13 in the present embodiment.
- the first element 7a is formed so that the thickness between the bottom surface of the spiral groove 8 and the inner peripheral surface of the bottomed hole 12 is substantially equal, and at least a part of the first element 7a is an open end portion.
- the conical shape is reduced in diameter from 14 toward the spiral end 11.
- the groove width of the spiral groove 8 is formed so as to gradually increase from the opening end portion 14 provided with the opening 10 to the spiral end portion 11.
- a communication hole 15 communicating with the main flow path 13 is opened substantially linearly in the radial direction at a predetermined position in the circumferential direction.
- a branch channel 16 that branches from the main channel 13 and connects to the spiral channel 9 is formed by these communication holes 15.
- the swirling directions of the spiral grooves 8 of the first element 7a and the second element 7b are the same, but the mixing performance when the fluid is flowed from the first opening 23a side and the fluid from the second opening 23b side. As long as there is no difference in mixing performance when flowing, the turning directions of the spiral grooves 8 may be different from each other.
- An engaging portion 17 protruding in the outer diameter direction is provided at the opening end portion 14 of the first element 7a.
- the outer diameter of the engaging portion 17 is slightly smaller than the inner diameter of the first cap nut 4a, and is larger than the inner diameter of the first joint 3a.
- the engaging portion 17 determines the assembly position of the first element 7a by engaging with the end face of the first joint 3a. Further, when the fluid mixer is assembled, the first element 7a can be inserted into the first joint 3a from only one direction when the fluid mixer is assembled. It is possible to prevent the element 7a from being attached in the wrong direction.
- An annular groove 19 is provided on the outer peripheral edge of the opening 10 of the first element 7a in which a water stop member 18 for maintaining the first element 7a and the first flange-type pipe joint 5a in a watertight state is mounted.
- a male screw portion 20 that is screwed into the female screw portion 27 of the first joint 3a is provided at a portion of the engaging portion 17 on the spiral end portion 11 side.
- connection method of the 1st element 7a and the 1st coupling 3a is not specifically limited, As a suitable thing, the connection by screw connection or a bayonet structure is mentioned.
- An annular groove 22 in which a water stop member 21 for maintaining the first element 7a and the first joint 3a in a watertight state is mounted is provided in a portion of the male screw portion 20 on the spiral end portion 11 side. Further, if the engagement portion 17 is chamfered to provide a tool hook portion, the first element 7a can be easily connected to the first joint 24a.
- the joint 3 is made of PVC and has a substantially cylindrical shape. Since the first joint 3a and the second joint 3b have the same shape, the following description will be made mainly with the first joint 3a as a representative.
- the first joint 3a is formed so that the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the main body 2 and the inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the outer peripheral surface of the first element 7a. It is comprised from the reduced diameter part 25 which is.
- a male threaded portion 26 into which the first cap nut 4a is screwed is formed on the outer peripheral surface of the first joint 3a on the reduced diameter portion 25 side, and the first element is formed on the inner peripheral surface of the end portion on the reduced diameter portion 25 side.
- a female screw portion 27 to which 7a is screwed is formed.
- the inner peripheral surface of the trunk portion 24 and the outer peripheral surface of the main body 2 are integrally connected by bonding, and the reduced diameter portion 25 and the first element 7 a are maintained in a watertight state by the water stop member 21.
- the main body 2 and the joint 3 may be formed integrally.
- the cap nut 4 is made of PVC and is formed in a substantially cylindrical shape. Since the first cap nut 4a and the second cap nut 4b have the same shape, the following description will be made mainly with the first cap nut 4a as a representative.
- On the inner periphery of one end portion there is provided a female screw portion 28 that is screwed into a male screw portion 26 provided on the outer periphery of the reduced diameter portion 25 of the first joint 3a.
- the other end portion is provided with an inner flange portion 29 protruding in the inner circumferential direction.
- the first cap nut 4a is screwed into the first joint 3a in a state where the inner flange portion 29 is in contact with the end surface of the flange portion 34 of the first retaining ring 6a, thereby fixing the first flange-type pipe joint 5a. .
- the flange type pipe joint 5 is made of PVC. Since the first flange-type pipe joint 5a and the second flange-type pipe joint 5b have the same shape, the first flange-type pipe joint 5a will be mainly described below.
- the first flange-type pipe joint 5 a includes a short pipe part 30 and a flange part 31.
- the outer diameter of the short pipe portion 30 is formed smaller than the inner diameter of the inner flange portion 29 of the first cap nut 4a, and is formed to have the same diameter as or substantially the same diameter as the maximum diameter of the bottomed hole 12 of the first element 7a.
- An annular groove portion 32 for fitting the first retaining ring 6 a is provided on the outer peripheral surface of the short tube portion 30.
- the retaining ring 6 is made of PVDF (polyvinylidene fluoride) and has a substantially cylindrical shape. Since the first retaining ring 6a and the second retaining ring 6b have the same shape, the first retaining ring 6a will be mainly described below.
- a fitting portion 33 that protrudes in the inner diameter direction and fits in the annular groove portion 32 of the first flange-type pipe joint 5a is formed on the inner peripheral side of the one end portion.
- a flange portion 34 formed in a step difference from the fitting portion 33 is formed on the outer peripheral surface of the other end portion.
- the outer diameter of the flange 34 is formed larger than the inner diameter of the inner flange 29 of the first cap nut 4a.
- the first retaining ring 6a is provided with a notch that cuts off the circumference.
- the first retaining ring 6a is attached to the annular groove 32 of the first flange-type pipe joint 5a after expanding its diameter like a C-shaped retaining ring.
- FIG. 3 is the same view as FIG. 1, but is a drawing prepared for easier understanding of the operation of the fluid mixer according to the first embodiment.
- the branch flow paths 16C and 16D are the same as the chemical liquid flowing into the branch flow paths 16A and 16B. And flows downstream through the spiral flow path 9.
- the chemical liquid flowing through the branch flow path 16D has the shortest flow path length from the first opening 23a to the gap 35 between the first element 7a and the second element 7b. Therefore, the chemical liquid flowing through the branch flow path 16D flows out from the first element 7a and flows into the gap 35 in a shorter time than the chemical liquid flowing through the branch flow paths 16A to 16C. Thereafter, the chemical solution that has passed through the branch flow paths in the order of the branch flow paths 16A, 16B, and 16C flows out of the first element 7a and flows into the gap 35 while causing a time difference in the order of the branch flow paths 16C, 16B, and 16A. To do.
- the chemical solution that is partially concentrated in the pipe flows in approximately four times with a time lag by the first element 7a, and is mixed with the chemical solution that is not concentrated in concentration.
- the concentration distribution in the direction in which the fluid flows can be evenly and uniformly mixed.
- the gap 35 is provided between the first element 7a and the second element 7b.
- the gap 35 may or may not be provided.
- the gap 35 it is possible to absorb an error in the assembly position of the element 7 caused by a dimensional error of each part or an assembly error during assembly when the fluid mixer is assembled, and the assembly can be facilitated.
- the gap 35 is not provided, the space between the surfaces of the element 7 can be made as small as possible. This is particularly suitable when the fluid mixer is installed in a narrow space such as the inside of the apparatus.
- medical solution which flowed into the clearance gap 35 flows into the spiral flow path 9 of the 2nd element 7b.
- the chemical liquid that has flowed into the spiral flow path 9 passes through the second element 7b in the reverse order to the first element 7a, and flows out of the fluid mixer through the second opening 23b. That is, when the chemical liquid that has flowed into the spiral flow path 9 of the second element 7b flows through the connecting portion of the branch flow path 16E, a part of the chemical liquid flows through the branch flow path 16E and flows downstream through the main flow path 13. .
- the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the spiral flow path 9, and when flowing through the connecting portion of the branch flow path 16 ⁇ / b> F, a part of the chemical liquid flows through the branch flow path 16 ⁇ / b> F to the downstream side through the main flow path 13. Further, the remaining chemical liquid flows to the downstream side of the spiral flow path 9 and flows through the connecting portions of the branch flow paths 16G and 16H. As with the chemical liquid flowing into the branch flow paths 16E and 16F, And flows downstream through the main channel 13. Accordingly, the chemical solution that has flowed into the second element 7b flows in approximately four times with a time difference by the second element 7b, as in the case of passing through the first element 7a. The distribution can be made uniform and more uniform.
- the element 7 itself has mixing directivity, but the element 7 is arranged in the casing in a state of being opposed on the flow path axis in the casing 1. In this manner, by disposing the element 7, the fluid can be mixed in the same way regardless of whether the fluid flows from either the first opening 23 a or the second opening 23 b. Therefore, when connecting a fluid mixer to piping, it is not necessary to pay attention to the mixing directivity direction, and it is possible to prevent a construction failure due to a mistake in the mixing directivity direction. This is particularly effective in the food field and the pharmaceutical field where the piping line is disassembled and cleaned on a daily basis.
- the pair of elements 7 having the same shape is arranged in the casing, so that the length of the element 7 is made longer than that in the case where the elements that match the length of the casing 1 are integrally formed. It can be shortened and the molding process can be facilitated. In general, even an element with a simple structure becomes difficult to form as the length of the element increases. In addition, if the element is provided with deep holes or complicated grooves, the molding process is particularly difficult, and problems such as misalignment and rough skin are likely to occur.
- the length of the element 7 can be shortened, it becomes easy to clean the fluid mixer when disassembling and cleaning it. In particular, this has a great effect in the food field, the pharmaceutical field, and the like where the piping member is disassembled and cleaned on a daily basis.
- the main flow path 13 is formed from a bottomed hole 12 having a shape that combines a cylindrical shape and a conical shape from the opening 10 of the first element 7 a toward the spiral end portion 11.
- the shape and the size of the inner diameter of 13 are not particularly limited, and may be appropriately designed in consideration of the viscosity and pressure of the fluid flowing through the main flow path 13.
- the groove width of the spiral groove 8 is formed so as to gradually increase from the opening 10 side toward the spiral end portion 11 side.
- the bottom surface of the spiral groove 8 is formed to be inclined toward the spiral end 11 side.
- the depth of the spiral groove 8 is formed so as to gradually increase from the opening 10 side toward the spiral end portion 11 side, but the groove width, bottom shape and depth of the spiral groove 8 are not particularly limited, What is necessary is just to design suitably considering the viscosity, pressure, etc. of the fluid which flows through the spiral flow path 9.
- the communication hole 15 is linearly opened with the same diameter at a predetermined position in the circumferential direction from the bottom surface of the spiral groove 8, but the position, direction, and size of the communication hole 15 are particularly limited. Instead, it may be designed appropriately in consideration of the viscosity and pressure of the fluid flowing through the communication hole 15.
- FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to the second embodiment.
- the difference between the second embodiment and the first embodiment is mainly the orientation of the elements. That is, the spiral ends 11 of the elements 41a and 41b are arranged on the openings 23a and 23b side of the housing 1. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
- the main body 36 is made of PVC and is formed in a substantially cylindrical shape. Since the first main body 36a and the second main body 36b have the same shape, the first main body 36a will be mainly described below.
- a female screw part 37 is provided on the inner periphery of one end of the first main body 36a, and a flange part 38 is provided on the outer periphery.
- a gasket 39 is sandwiched between the end faces of the flange portion 38, and the flange portion 38 is connected by a clamp 40. If the element 41 can be taken out from the housing
- the inner diameter of the reduced diameter portion 25 of the first joint 3a is slightly larger than the outer diameter of the outer peripheral surface of the first element 41a. Further, a tapered portion 43 protruding in the inner diameter direction is formed at the end portion of the reduced diameter portion 25 on the opening portion 23 side, and a tapered surface 431 is formed on the inner side surface of the tapered portion 43.
- the outer peripheral surface of the first element 41a is slightly smaller than the inner diameter of the inner peripheral surface of the main body 36a.
- the opening 10 of the element 41 is inserted so as to be disposed on the flange portion 38 side of the main body 36a.
- the first element 41a is connected by screwing the male screw portion 20 and the female screw portion 37 of the main body 36a.
- the end surfaces on the opening 10 side of the first element 41a and the second element 41b are flat surfaces in this embodiment, but an annular recess is provided on one end surface and the other end surface is provided.
- An annular convex portion may be provided, and the annular concave portion may be engaged with the annular convex portion so that the flow path axes of the first element 41a and the second element 41b are made coincident. Further, if a tool hooking portion such as a hole or a notch is provided on the surface on the opening 10 side, the element 41 can be easily connected to the main body 36.
- the remaining chemical liquid flows downstream of the spiral flow path 9, and when the chemical liquid flows through the connection portions of the branch flow paths 42 ⁇ / b> B to 42 ⁇ / b> D, the chemical liquid flows to the branch flow paths 42 ⁇ / b> B to 42 ⁇ / b> D Flows to the side.
- the chemical solution flowing into the main channel 13 of the first element 41a flows into the main channel 13 of the second element 41b.
- the chemical liquid that has flowed into the main flow path 13 of the second element 41b passes through the second element 41b in the reverse order, and flows out of the fluid mixer through the second opening 23b. That is, when the chemical liquid that has flowed into the main flow path 13 of the second element 41b flows through the connection portions of the branch flow paths 42E to 42H, the chemical liquid flows to the branch flow paths 42E to 42H and passes through the spiral flow path 9 to the downstream side. Flowing. In this way, the chemical liquid that has flowed into the fluid mixer from the first opening 23a and temporarily concentrated has a time difference by passing through the element 41, and flows separately.
- the density distribution in the flowing direction can be made more uniform and mixed more uniformly.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a fluid mixer according to the third embodiment.
- the difference of the third embodiment from the first embodiment is mainly the structure of the element 44. That is, the element 44 is provided with a plurality of spiral channels 47 and 48 that are displaced from each other in the circumferential direction. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
- the first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 are formed on the outer peripheral surface of the first element 44a so that the depth gradually decreases from one end surface toward the other end side. .
- the first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 have the same shape, and the first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 have the same cross-sectional shape.
- the first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 are formed so as to be displaced from each other in the circumferential direction, that is, at a constant interval in the flow path axis direction. That is, in this case, the two spiral grooves draw a double spiral shape on the outer peripheral surface of the first element 44a.
- first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 extend to one end surface, and are formed so as not to reach the other end surface.
- the first spiral groove 45 and the second spiral groove 46 form a first spiral channel 47 and a second spiral channel 48 together with the inner peripheral surface of the main body 2.
- the main body 2, 36, joint 3, elements 7, 41, 44, cap nut 4, retaining ring 6, flange type pipe joint 5 are made of polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene if made of resin. Any of these may be used.
- a corrosive fluid when used as the fluid, it is preferably a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, or tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin. This is suitable because it can be used for fluids, and even if corrosive gas permeates, there is no risk of corrosion of piping members.
- a member or a part of the member forming the main body 2 or 36 or the housing 1 may be formed of a transparent or translucent material. In this case, it is preferable because the state of fluid mixing can be visually confirmed.
- the material of each component may be a metal or alloy such as iron, copper, copper alloy, brass, aluminum, stainless steel, titanium, etc., depending on the substance to be passed through the fluid mixer.
- the main body 36, the joint 3, the elements 7, 41, 44, the cap nut 4, the retaining ring 6, and the flange-type pipe joint 5 are each preferably formed of the same shape and a pair of parts.
- the number of parts can be reduced, and not only the production and management of parts can be facilitated, but also these can be easily assembled.
- the elements 7, 41, and 44 a plurality of branch channels that communicate with the main channel 13 and the spiral channels 9, 47, and 48 that are formed substantially concentrically with the main channel 13.
- the elements 7, 41 and 44 having 16 are listed, the shapes of the elements 7, 41 and 44 are not particularly limited as long as they have mixed directivity.
- a turbulent grid, a rectifying grid, a filter, or the like may be attached to the gap 33 between the elements 7, 41, 44.
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Abstract
本発明は、第1開口部及び第2開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に位置するエレメントとを有する流体混合器において、混合指向性を有しかつ同形状に形成された前記エレメント同士が、前記筐体内部の流路軸線上で対向した状態で配置されている、流体混合器に関する。
Description
本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、医療分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送配管に用いられる流体混合器、特に混合指向性がなく、加工性に優れた流体混合器に関する。
従来から、流体輸送配管に装着して管内を流れる流体を均一に混合する流体混合器として、図7に示すような流体混合器がある(例えば、特許文献1参照)。図7の流体混合器は、両端部に継手部103を設けたエレメント102を筐体101内に配置し、キャップナット104を締め付けることにより固定した構成とされている。エレメント102の内部には入口流路105が設けられ、エレメント102の外周面には筐体101内周面と螺旋流路107を形成する螺旋溝108が設けられており、入口流路105は螺旋流路107に接続されている。螺旋溝108の底面には複数の連通孔109が設けられ、連通孔109が主流路106を螺旋流路107と連通する分岐流路110となる。さらに、主流路106は出口流路111に接続されている。
しかしながら、前記従来の流体混合器はエレメント102の形状によって混合指向方向が決められている。混合指向方向を間違えた状態で流体混合器を配管に接続すると、使用条件によっては本来の性能を発揮できない場合があった。その場合は流体混合器を配管ラインから取り外し、正しい混合指向方向で再度配管ラインに接続する必要があり、施工時間の増加や設備の運転に影響が出ることがあった。特に、配管ラインを頻繁に分解洗浄する食品分野や医薬分野等では、流体混合器の接続ミスをなくすため、混合指向性のない流体混合器が求められている。
また、混合流体の粘度や比重などの流体特性や求められる混合の度合いなどの諸条件によっては、エレメント102の長さを長くする必要や形状を複雑化する必要がある。エレメント102が長くなり複雑化するにつれて、特に主流路106のような深い孔、螺旋溝108のような距離の長い溝及び連通孔109のような周方向の所定の位置に形成された孔の形成は困難となり、大型かつ高性能な加工機及び成形機が必要となるおそれがある。また、芯ずれや肌荒れなどの不具合を防ぐために加工条件及び成形条件も難易度が高くなり、これらの操作も高度なものとなるおそれがある。
本発明の目的は、混合指向性を有するエレメントを用いているにもかかわらず、混合指向方向がなく、より容易に形成することができる構成の流体混合器を提供することである。
請求項1に記載の発明によれば、第1開口部及び第2開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に位置するエレメントとを有する流体混合器において、混合指向性を有しかつ同形状に形成された前記エレメント同士が、前記筐体内部の流路軸線上で対向した状態で配置されている、流体混合器が提供される。
すなわち、請求項1の発明では、同形状に形成されたエレメント同士が前記筐体内部の流路軸線上で対向した状態で配置されているので、請求項1の発明による流体混合器は、混合指向性を考慮することなく流体を混合することが可能となり、そのため配管施工時に混合指向方向を間違えることによる施工不良を防止することができるという効果を奏する。また、複数のエレメントを筐体内に配置することになるので、一定の筐体に1つのみのエレメントを備える場合に比べて、エレメント1つ当たりの長さを短くすることができるので、成形加工を容易にすることができる。
本発明において、「混合指向方向」とは、流体混合器の一方から流体を流したときと他方から流体を流したときとで、流体を流す方向によって混合性能に差が生じた場合に、より優れた混合性能を得るために流体混合器に流体を流す方向のことをいい、また、流体を流す方向によって混合性能に差が生じる性質のことを「混合指向性」という。例えば、流体混合器の混合指向方向がエレメントによって決定されるときは、そのエレメントは「混合指向性を有するエレメント」と呼ぶことができる。
本発明において、「同形状」とは2つの物体の形状が同じかほぼ同じであることをいう。例えば、エレメントを各々の端面で係合させるために、第一エレメントには凹部を、第二エレメントには凸部を設けた場合でも、流体混合器の混合性能がほぼ同じであれば第一エレメント及び第二エレメントの形状を「同形状」と呼ぶことができる。また、エレメントの構成中に捻り形状や螺旋形状を含む場合は、流体混合器の一方から流体を流したときと他方から流体を流したときとで混合性能に差が生じなければ、捻り形状や螺旋形状の旋回方向を互いに異なる旋回方向にした場合でも、第一エレメント及び第二エレメントの形状を「同形状」と呼ぶことができる。
請求項2に記載の発明によれば、前記筐体内に配置された一対の前記エレメントが互いに離間して配置されている、流体混合器が提供される。
すなわち、請求項2の発明では、一対のエレメントが互いに離間して配置されていることにより、流体混合器を組み立てるときに各部品の寸法誤差や組立時の組立誤差などから生じるエレメントの組立位置の誤差を吸収することができ、組み立てを容易にすることができる。
請求項3に記載の発明によれば、前記エレメントには、一端部と他端部との間の少なくとも一部における前記エレメントの外周面に螺旋溝が形成され、前記他端部には開口部が形成され、主流路が前記螺旋溝の螺旋の中心軸線と略同軸に形成され、複数の連通孔が各々、前記螺旋溝を前記主流路と連通するように形成されている、流体混合器が提供される。
すなわち、請求項3の発明では、本請求項により規定されたエレメントを形成したことによって、混合性能の優れた流体混合器を実現することができる。
請求項4に記載の発明によれば、同形状である複数の前記螺旋溝が、前記エレメントの外周面に設けられており、各々の螺旋溝が互いに流路軸線方向に一定間隔を空けて形成されている、流体混合器が提供される。
すなわち、請求項4の発明では、本請求項により規定された流体混合器を形成したことによって、混合性能の優れた流体混合器を実現することができる。
各請求項に記載の発明によれば以下の共通な効果が得られる。
(1)混合指向性を有するエレメントを用いているにもかかわらず、流体混合器としては混合指向性がないため、配管施工時に混合指向方向を間違えることによる施工不良を防止することができる。
(2)エレメントの長さを短くすることができるので、成形加工を容易にすることができる。
(1)混合指向性を有するエレメントを用いているにもかかわらず、流体混合器としては混合指向性がないため、配管施工時に混合指向方向を間違えることによる施工不良を防止することができる。
(2)エレメントの長さを短くすることができるので、成形加工を容易にすることができる。
以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、本発明を一層十分に理解できるであろう。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明が図示した実施形態に限定されないことはいうまでもない。
-第一の実施形態-
以下、図1~3を参照して、本発明の第一の実施形態である流体混合器について説明する。図1は、第一の実施形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図である。第一の実施形態では、両端に開口部を有する筐体1内に、混合指向性を有し同形状に形成されたエレメント7が筐体1内部の流路軸線上で対向した状態で配置されることにより、流体混合器が形成されている。
以下、図1~3を参照して、本発明の第一の実施形態である流体混合器について説明する。図1は、第一の実施形態に係る流体混合器の概略構成を示す縦断面図である。第一の実施形態では、両端に開口部を有する筐体1内に、混合指向性を有し同形状に形成されたエレメント7が筐体1内部の流路軸線上で対向した状態で配置されることにより、流体混合器が形成されている。
筐体1は、第1開口23a、第2開口23bを有し、本体2と継手3とキャップナット4とフランジ式管継手5と止め輪6から構成されている。本体2は、PVC(ポリ塩化ビニル)製であり、略円筒形に形成されている。本体2の内径はエレメント7の外周面の外径よりもわずかに大径に形成されている。エレメント7が筐体1に挿入され、本体2の内周面とエレメント7の螺旋溝8とから螺旋流路9が形成される。本体2の長さが長くなるときは、成形加工を容易にすると共に内周面を洗浄しやすくするために、本体2を分割できるように形成してもよい。
本実施形態ではエレメント7はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)製であり、略円柱状に形成されている。第一エレメント7a及び第二エレメント7bは同形状なので、以下では主に第一エレメント7aで代表して説明する。第一エレメント7aの外周面には一端面から他端部側に向かって深さが漸次浅くなる螺旋溝8が形成されている。螺旋溝8は一端面まで溝が延設されており、他端面には前記溝が到達しないように形成されている。第一エレメント7aの他端面には開口10が形成され、さらに開口10から螺旋溝8が延設されている端面の周辺部(すなわち螺旋端部11)に向かって円柱形状と円錐形状を組み合わせたような形状の有底孔12が形成され、本実施形態では有底孔12が主流路13となる。このとき、第一エレメント7aは、螺旋溝8の底面と有底孔12の内周面との間の厚さがほぼ等しくなるように形成され、第一エレメント7aの少なくとも一部が開口端部14から螺旋端部11に向かって縮径した円錐形状となっている。螺旋溝8の溝幅は、開口10が設けられている開口端部14から螺旋端部11の方向にかけて、漸次広くなるように形成されている。螺旋溝8の底面には周方向の所定の位置で、主流路13と連通する連通孔15が径方向に略直線状に開口されている。これらの連通孔15により主流路13から分岐し螺旋流路9へと接続する分岐流路16が形成されている。なお、本実施形では、第一エレメント7aと第二エレメント7bの螺旋溝8の旋回方向は同じであるが、第1開口23a側から流体を流しときの混合性能と第2開口23b側から流体を流したときの混合性能に差が生じなければ、螺旋溝8の旋回方向は互いに異なる旋回方向でもよい。
以下、図2を参照してさらに第一の実施形態に係る流体混合器について説明する。
第一エレメント7aの開口端部14には外径方向に突出した係合部17が設けられている。係合部17の外径は、第一キャップナット4aの内径よりもわずかに小径に形成され、第一継手3aの内径よりも大径に形成されている。係合部17は第一継手3aの端面と係合することによって、第一エレメント7aの組立位置を決定する。また、係合部17を設けることによって、流体混合器を組み立てるときに、第一エレメント7aを第一継手3aに一方向からしか挿入することができなくなるため、流体混合器を組み立てるときに第一エレメント7aを間違った方向に装着することを防ぐことができる。
第一エレメント7aの開口10の外周縁には第一エレメント7aと第一フランジ式管継手5aとを水密状態に維持する止水部材18が装着される環状溝19が設けられている。また、係合部17の螺旋端部11側の部分には、第一継手3aの雌ネジ部27と螺合される雄ネジ部20が設けられている。第一エレメント7aと第一継手3aを一体的に接続可能にすることによって、流体混合器を分解するときに、第一エレメント7aが第一継手3aから不意に脱落することを防止することができる。第一エレメント7a及び第一継手3aの接続方法は特に限定されないが、好適なものとして、ネジ接続やバイオネット構造による接続が挙げられる。雄ネジ部20の螺旋端部11側の部分には第一エレメント7aと第一継手3aとを水密状態に維持する止水部材21が装着される環状溝22が設けられている。また、係合部17に面取りなどを施して工具掛かり部を設けると、第一エレメント7aを第一継手24aに接続しやすくする。
例えば、継手3はPVC製であり、略円筒形に形成されている。第一継手3aと第二継手3bは同形状なので、以下では主に第一継手3aで代表して説明する。第一継手3aは、内径が本体2の外径よりもわずかに大径に形成される胴部24と、内径が第一エレメント7aの外周面の外径よりもわずかに大径に形成されている縮径部25から構成されている。第一継手3aの縮径部25側の端部外周面には第一キャップナット4aが螺合される雄ネジ部26が形成され、縮径部25側の端部内周面には第一エレメント7aが螺合される雌ネジ部27が形成されている。胴部24の内周面と本体2の外周面は接着することによって一体的に接続され、縮径部25と第一エレメント7aは止水部材21によって水密状態に維持されている。部品点数を減らすために、本体2と継手3を一体に形成してもよい。
本実施形態では、キャップナット4はPVC製であり、略円筒形に形成されている。第一キャップナット4a及び第二キャップナット4bは同形状なので、以下では主に第一キャップナット4aで代表して説明する。一方の端部内周には、第一継手3aの縮径部25外周に設けられた雄ネジ部26に螺合される雌ネジ部28が設けられている。他端部には、内周方向へ突出する内鍔部29が設けられている。第一キャップナット4aが、内鍔部29が第一止め輪6aの鍔部34端面に接した状態で、第一継手3aに螺合されることで、第一フランジ式管継手5aを固定する。
一例として、フランジ式管継手5はPVC製である。第一フランジ式管継手5aと第二フランジ式管継手5bは同一形状なので、以下では主に第一フランジ式管継手5aで代表して説明する。第一フランジ式管継手5aは短管部30とフランジ部31とから構成されている。短管部30の外径は、第一キャップナット4aの内鍔部29の内径よりも小径に形成され、第一エレメント7aの有底孔12の最大径と同径またはほぼ同径に形成されている。短管部30の外周面には第一止め輪6aを嵌合する環状溝部32が設けられている。
本実施形態では、止め輪6はPVDF(ポリビニリデンフルオロライド)製であり、略円筒形に形成されている。第一止め輪6a及び第二止め輪6bは同形状なので、以下では主に第一止め輪6aで代表して説明する。一端部の内周側には、内径方向に突出すると共に第一フランジ式管継手5aの環状溝部32に嵌合される嵌合部33が形成されている。他端部の外周面には、嵌合部33とは段違いに形成された鍔部34が形成されている。鍔部34の外径は第一キャップナット4aの内鍔部29の内径よりも大径に形成されている。第一止め輪6aには円周を断絶する切欠部が設けられ、装着する際はC形止め輪のように拡径してから第一フランジ式管継手5aの環状溝部32に装着される。
次に、図3を用いて本発明の第一の実施形態に係る流体混合器の作用について説明する。なお、図3は図1と同じ図であるが、第一の実施形態に係る流体混合器の作用をより容易に理解するために用意された図面である。
流体混合器の上流側(図面では左側)で水及び薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で薬液を流入させたときに、配管内で部分的に濃度が濃い状態で流れる薬液は、第一開口部23aから主流路13に流入する。部分的に濃度が濃い状態で流れる薬液が主流路13と分岐流路16との接続部を流れると、薬液の一部が分岐流路16Aを流れて螺旋流路9を通って下流側(図面では右側)へと流れる。残りの薬液は主流路13の下流側へ流れ、薬液が分岐流路16Bの接続部を流れると、薬液の一部が分岐流路16Bを流れて螺旋流路9を通って下流側へと流れる。さらに、残りの薬液は主流路13の下流側へ流れ、薬液が分岐流路16C、16Dの接続部を流れると、分岐流路16A、16Bに流入した薬液と同様に、分岐流路16C、16Dを流れて、螺旋流路9を通って下流側へと流れる。
このとき、分岐流路16Dを流れる薬液は、第一開口部23aから第一エレメント7aと第二エレメント7bとの隙間35までの流路の長さが最も短くなっている。そのことから、分岐流路16Dを流れる薬液は分岐流路16A~Cを流れる薬液よりも短時間で第一エレメント7aから流出し隙間35に流入する。その後、分岐流路16A,16B,16Cの順で分岐流路を通過した薬液は、分岐流路16C,16B,16Aの順で時間差を生じさせながら、第一エレメント7aから流出し隙間35に流入する。つまり、配管内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は第一エレメント7aによって時間差を伴って、おおよそ4回に分けられて流れることとなり、濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合うことで流体が流れる方向の濃度分布をムラなく均一化して混合することができる。
なお、本実施形態では第一エレメント7aと第二エレメント7bとの間に隙間35を設けているが、隙間35は設けても設けなくてもよい。隙間35を設けることによって、流体混合器を組み立てるときに各部品の寸法誤差や組立時の組立誤差などから生じるエレメント7の組立位置の誤差を吸収することができ、組み立てを容易にすることができる。また、隙間35を設けないときはエレメント7の面同士の間をできうる限り小さくすることができる。このことは、特に、装置の内部のような狭隘な空間に流体混合器を設置するような場合に好適である。
隙間35に流入した薬液は第二エレメント7bの螺旋流路9に流入する。螺旋流路9に流入した薬液は、第一エレメント7aとは逆の順序で第二エレメント7bを通過し第2開口部23bから流体混合器外へ流出する。すなわち、第二エレメント7bの螺旋流路9に流入した薬液が分岐流路16Eの接続部を流れると、薬液の一部が分岐流路16Eを流れて主流路13を通って下流側へと流れる。残りの薬液は螺旋流路9の下流側へ流れ、分岐流路16Fの接続部を流れると、薬液の一部が分岐流路16Fを流れて主流路13を通って下流側へと流れる。さらに、残りの薬液は螺旋流路9の下流側へ流れ、分岐流路16G、16Hの接続部を流れると、分岐流路16E、16Fに流入した薬液と同様に、分岐流路16G、16Hを流れて主流路13を通って下流側へと流れる。したがって、第二エレメント7bに流入した薬液は、第一エレメント7aを通過したときと同様に、第二エレメント7bによって時間差を伴って、おおよそ4回に分けて流れることとなり、薬液が流れる方向の濃度分布をよりムラなく均一化して混合することができる。
本発明の流体混合器では、エレメント7自体は混合指向性を有するが、エレメント7を筐体1内部の流路軸線上で対向した状態で筐体内に配置している。このように、エレメント7を配置することによって、第一開口部23a、第二開口部23bのどちらから流体を流しても同じように混合することができる。したがって、流体混合器を配管に接続するときに、混合指向方向に注意して施工する必要がなく、混合指向方向を間違えることによる施工不良を防止することができる。このことは、特に、日常的に配管ラインを分解洗浄する食品分野や医薬分野等においては効果が大きい。
本発明の流体混合器では、同形状の一対のエレメント7を筐体内に配置しているので、筐体1の長さに適合するエレメントを一体形成する場合に比べて、エレメント7の長さを短くすることができ、成形加工を容易にすることができる。一般的に、簡単な構造のエレメントであっても、エレメントの長さが長くなるにつれて成形加工が難しくなる。また、エレメントに深い孔や複雑な溝が設けられていると、特に成形加工が難しくなり、芯ずれや肌荒れといった不具合が生じ易くなる。このような不具合を防ぐためには、専用工具並びに大型かつ高性能な成形機及び加工機が必要となるが、本発明のように、同形状の一対のエレメント7を筐体1内に配置すると、エレメント7の長さを短くすることができ、成形加工が容易になることから、設備を小型化かつ簡略化することができる。特に、混合しにくい流体を高度に混合するような場合は、エレメント7の形状が複雑かつ長尺になり易く、そのような場合は効果が大きい。
本発明の流体混合器では、エレメント7の長さを短くすることができるので、流体混合器を分解洗浄するときに洗浄することが容易になる。特に、このことは、日常的に配管部材を分解洗浄する食品分野や医薬分野等においては効果が大きい。
本実施形態において、主流路13は、第一エレメント7aの開口10から螺旋端部11に向かって円柱形状と円錐形状を組み合わせたような形状の有底孔12から形成されているが、主流路13の形状及び内径の大きさは特に限定されず、主流路13を流れる流体の粘度及び圧力などを考慮して適宜設計すればよい。
本実施形態において、螺旋溝8の溝幅は、開口10側から螺旋端部11側に向かって漸次広くなるように形成される。螺旋溝8の底面は螺旋端部11側に傾いて形成される。螺旋溝8の深さは、開口10側から螺旋端部11側に近接するにつれて漸次深くなるように形成されているが、螺旋溝8の溝幅、底面形状及び深さは特に限定されず、螺旋流路9を流れる流体の粘度及び圧力などを考慮して適宜設計すればよい。
本実施形態において、連通孔15は、螺旋溝8の底面から周方向の所定の位置で直線状に同一径で開口されているが、連通孔15の設けられる位置、方向及び大きさは特に限定されず、連通孔15を流れる流体の粘度及び圧力などを考慮して適宜設計すればよい。
―第二の実施形態―
次に、図4を参照して、本発明の第二の実施形態における流体混合器について説明する。図4は第二の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主にエレメントの向きである。すなわち、筐体1の開口部23a、23b側にエレメント41a、41bの螺旋端部11が配置されている。なお、図1~3と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
次に、図4を参照して、本発明の第二の実施形態における流体混合器について説明する。図4は第二の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主にエレメントの向きである。すなわち、筐体1の開口部23a、23b側にエレメント41a、41bの螺旋端部11が配置されている。なお、図1~3と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態において、本体36はPVC製であり、略円筒形に形成されている。第一本体36a及び第二本体36bは同形状なので、以下では主に第一本体36aで代表して説明する。第一本体36aの一端部内周には雌ネジ部37が設けられ、外周にはフランジ部38が設けられている。フランジ部38の端面同士の間にはガスケット39が挟持され、フランジ部38はクランプ40により連結されている。本体36同士の連結方法は、筐体1からエレメント41を取り出すことが出来れば、螺着、接着、ボルト締め、バイオネット構造などを用いることができ、特に限定されない。
第一継手3aの縮径部25の内径は第一エレメント41aの外周面の外径よりもわずかに大径に形成されている。また、縮径部25の開口部23側の端部には、内径方向に突出するテーパー部43が形成され、テーパー部43の内側面にはテーパー面431が形成されている。
第一エレメント41aの外周面は本体36aの内周面の内径よりもわずかに小径に形成されている。エレメント41の開口10が、本体36aのフランジ部38側に配置されるように挿入されている。第一エレメント41aは、雄ネジ部20と本体36aの雌ネジ部37との螺着によって連結されている。
本実施形態の流体混合器では、本実施形態では第一エレメント41a及び第二エレメント41bの開口10側の端面は平坦面となっているが、一方の端面には環状凹部を設け、他方の端面には環状凸部を設けて、環状凹部を環状凸部と係合させ、第一エレメント41a及び第二エレメント41bの流路軸線を一致させてもよい。また、開口10側の面に孔や切り欠きなどの工具掛かり部を設けるとエレメント41を本体36に連結し易くなる。
本体36及びエレメント41の他の構成並びにフランジ式管継手5などのエレメント41以外の部品の構成は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
次に、図4を用いて本発明の第二の実施形態である流体混合器の作用について説明する。
流体混合器の上流側(図面では左側)で水及び薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で薬液を流入させたときに、配管内で部分的に濃度が濃い状態で流れる薬液は、第一開口部23aから第一エレメント41aの螺旋流路9に流入する。部分的に濃度が濃い状態で流れる薬液が螺旋流路9と分岐流路42との接続部を流れると、薬液の一部が分岐流路42Aを流れて主流路13を通って下流側(図面では右側)へと流れる。さらに、残りの薬液は螺旋流路9の下流側へ流れ、薬液が分岐流路42B~Dの接続部を流れると、薬液が分岐流路42B~Dに流れて、主流路13を通って下流側へと流れる。
第一エレメント41aの主流路13に流入した薬液は第二エレメント41bの主流路13に流入する。第二エレメント41bの主流路13に流入した薬液は、これまでとは逆の順序で第二エレメント41bを通過し第2開口部23bから流体混合器外へ流出する。すなわち、第二エレメント41bの主流路13に流入した薬液が分岐流路42E~Hの接続部を流れると、薬液が分岐流路42E~Hに流れて螺旋流路9を通って下流側へと流れる。このように、第1開口部23aから流体混合器に流入した、一時的に濃度が濃くなった状態の薬液は、エレメント41を通過することによって時間差を伴って、分けられて流れることとなり、薬液が流れる方向の濃度分布をよりムラなく均一化して混合することができる。
―第三の実施形態―
次に、図5~6を参照して、本発明の第三の実施形態である流体混合器について説明する。図5は第三の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。第三の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主にエレメント44の構造である。すなわち、エレメント44に周方向に互いに位置をずらした複数の螺旋流路47、48が設けられている。なお、図1~3と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
次に、図5~6を参照して、本発明の第三の実施形態である流体混合器について説明する。図5は第三の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。第三の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主にエレメント44の構造である。すなわち、エレメント44に周方向に互いに位置をずらした複数の螺旋流路47、48が設けられている。なお、図1~3と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
本実施形態の流体混合器では、第一エレメント44aの外周面には一端面から他端部側に向かって深さが漸次浅くなる第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46が形成されている。第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46は互いに同形状であり、第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46の断面形状は互いに同一である。図6に示されているように、第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46は互いに、周方向に位置をずらして、すなわち流路軸線方向に一定間隔を空けて形成されている。つまり、この場合では、2つの螺旋溝が第一エレメント44aの外周面で二重螺旋状の形状を描くことになる。さらに第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46は一端面まで溝が延設されており、他端面には前記溝が到達しないように形成されている。第一螺旋溝45及び第二螺旋溝46は、本体2の内周面と共にそれぞれ第一螺旋流路47及び第二螺旋流路48を形成する。
本実施形態において、エレメント44の他の構成及び本体2などのエレメント44以外の部品の構成は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。また、第三の実施形態において流体が流れる方向の濃度分布がムラなく均一化される作用は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
以上の流体混合器における本体2、36、継手3、エレメント7、41、44、キャップナット4、止め輪6、フランジ式管継手5の材質は、樹脂製であればポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなど、いずれでもよい。特に流体に腐食性流体を用いる場合は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオロライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂などのフッ素樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂製であれば腐食性流体に用いることができ、かつ腐食性ガスが透過しても配管部材の腐食の心配がなくなるため好適である。本体2、36または筐体1を形成する部材または部材の一部を透明または半透明な材質で形成してもよく、この場合には流体の混合の状態を目視で確認できるため好適である。また、流体混合器に流す物質によって、各部品の材質は、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなどの金属または合金であってもよい。
本発明において、本体36、継手3、エレメント7、41、44、キャップナット4、止め輪6、フランジ式管継手5は各々、同形状かつ一対の部品で構成されることが望ましい。各構成要素を同形状かつ一対の部品で構成するにすることによって、部品点数を少なくすることができ、部品の生産や管理が容易になるだけでなく、これらを組み立てやすくすることができる。
上記の実施形態では、エレメント7、41、44として、主流路13と主流路13に対し略同心状に形成される螺旋流路9、47、48を主流路13と連通する複数の分岐流路16を有するエレメント7、41、44を挙げたが、エレメント7、41、44の形状は混合指向性を有していればどのような形状でもよく、特に限定されない。また、各々のエレメント7、41、44同士の間の隙間33に乱流格子、整流格子、フィルターなどを装着してもよい。
なお、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば、本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく様々な変更、修正等が可能である。
1 筐体
2 本体
3a 第一継手
3b 第二継手
4a 第一キャップナット
4b 第二キャップナット
5a 第一フランジ式管継手
5b 第二フランジ式管継手
6a 第一止め輪
6b 第二止め輪
7a 第一エレメント
7b 第二エレメント
8 螺旋溝
9 螺旋流路
10 開口
11 螺旋端部
12 有底孔
13 主流路
14 開口端部
15 連通孔
16 分岐流路
17 係合部
18 止水部材
19 環状溝
20 雄ネジ部
21 止水部材
22 環状溝
23a 第一開口部
23b 第二開口部
24 胴部
25 縮径部
26 雄ネジ部
27 雌ネジ部
28 雌ネジ部
29 内鍔部
30 短管部
31 フランジ部
32 環状溝部
33 嵌合部
34 鍔部
35 隙間
36a 第一本体
36b 第二本体
37 雌ネジ部
38 フランジ部
39 ガスケット
40 クランプ
41a 第一エレメント
41b 第二エレメント
42 分岐流路
43 テーパー部
431 テーパー面
44a 第一エレメント
44b 第二エレメント
45 第一螺旋溝
46 第二螺旋溝
47 第一螺旋流路
48 第二螺旋流路
2 本体
3a 第一継手
3b 第二継手
4a 第一キャップナット
4b 第二キャップナット
5a 第一フランジ式管継手
5b 第二フランジ式管継手
6a 第一止め輪
6b 第二止め輪
7a 第一エレメント
7b 第二エレメント
8 螺旋溝
9 螺旋流路
10 開口
11 螺旋端部
12 有底孔
13 主流路
14 開口端部
15 連通孔
16 分岐流路
17 係合部
18 止水部材
19 環状溝
20 雄ネジ部
21 止水部材
22 環状溝
23a 第一開口部
23b 第二開口部
24 胴部
25 縮径部
26 雄ネジ部
27 雌ネジ部
28 雌ネジ部
29 内鍔部
30 短管部
31 フランジ部
32 環状溝部
33 嵌合部
34 鍔部
35 隙間
36a 第一本体
36b 第二本体
37 雌ネジ部
38 フランジ部
39 ガスケット
40 クランプ
41a 第一エレメント
41b 第二エレメント
42 分岐流路
43 テーパー部
431 テーパー面
44a 第一エレメント
44b 第二エレメント
45 第一螺旋溝
46 第二螺旋溝
47 第一螺旋流路
48 第二螺旋流路
Claims (4)
- 第1開口部及び第2開口部を有する筐体と、前記筐体の内部に位置するエレメントとを有する流体混合器において、
混合指向性を有しかつ同形状に形成された前記エレメント同士が、前記筐体内部の流路軸線上で対向した状態で配置されている、
流体混合器。 - 前記筐体内に配置された一対の前記エレメントが互いに離間して配置されている、
請求項1に記載の流体混合器。 - 前記エレメントには、一端部と他端部との間の少なくとも一部における前記エレメントの外周面に螺旋溝が形成され、
前記他端部には開口部が形成され、
主流路が前記螺旋溝の螺旋の中心軸線と略同軸に形成され、
複数の連通孔が各々、前記螺旋溝を前記主流路と連通するように形成されている、
請求項1または2に記載の流体混合器。 - 同形状である複数の前記螺旋溝が、前記エレメントの外周面に設けられており、
各々の螺旋溝が互いに流路軸線方向に一定間隔を空けて形成されている、
請求項3に記載の流体混合器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011211068 | 2011-09-27 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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-
2012
- 2012-09-21 WO PCT/JP2012/074294 patent/WO2013047393A1/ja active Application Filing
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