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流体混合装置 新技術説明会

国内特許コード P07A010441
掲載日 2007年9月14日
出願番号 特願2004-173484
公開番号 特開2005-349317
登録番号 特許第4554283号
出願日 平成16年6月11日(2004.6.11)
公開日 平成17年12月22日(2005.12.22)
登録日 平成22年7月23日(2010.7.23)
発明者
  • 廣木 富士男
  • 湯本 敦史
  • 丹羽 直毅
  • 山本 圭治郎
出願人
  • タマティーエルオー株式会社
発明の名称 流体混合装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】2つの流体の混合を行うのに外部からの電気などのエネルギーを用いず、機械的な可動部を用いずに混合できる流体混合装置を提供する。
【解決手段】第1混合ノズル10の第1噴き出し口11と、第2混合ノズル20の第2噴き出し口21が同軸上に対向して配置され、第1噴き出し口11と第2噴き出し口21は同じ略矩形形状であり、第1噴き出し口11から第1流体を噴き出し、第2噴き出し口21から第2流体を噴き出して、第1噴き出し口11と第2噴き出し口21の間の空間(混合領域MR)において第1流体と第2流体とを混合する構成とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


気体同士や液体同士などの流体の混合は、例えば図7に示すY字型流体混合装置を用いて行うことができる。
Y字型流体混合装置は、第1流体100が流される第1流入口101と第2流体110が流される第2流入口111が合流部120で合流して混合し、第1流体100と第2流体110の混合物が取り出し口130から取り出される構成である。



上記のY字型流体混合装置において、第1流体と第2流体をそれぞれ同時に流入させても、流体の物性値やレイノルズ数などの影響で、合流部において混合しないで実質的に分離したままで取り出し口から出てきてしまい、均一に混合させることが困難なことがある。
そこで、第1流体と第2流体をより均一に混合するために、外部からのエネルギーを用いて、第1流体と第2流体の取り出し口への流入を機械的に制御し、均一に混合する方法がある。より具体的には、図7に示すように、第1流体と第2流体を交互に取り出し口に流入するようにする。この交互に流入させる流体の量をより少なくすることにより、第1流体と第2流体をより均一に混合することが可能となる。



ところで、近年、ナノテクノロジーの重要性が高まりつつあり、ナノサイズオーダーの材料技術が発展してきており、ナノサイズの粒子(以下ナノ粒子とも称する)はナノテクノロジーを支える基幹技術であり、ナノ粒子の製造技術が急速に進展している。
ナノ粒子のアプリケーションとしては、種々の分野に渡る多種多様な用途が検討さており、近年、例えば、反応、コーティング、焼結、粉砕、混練、造粒、打錠および成形など、各層材料プロセスの工程にナノ粒子を利用する技術が注目を集めている。



中でも、設計の高度化および複雑化に伴い、製造した2種類あるいはそれ以上の異なった物質、性質の粉体を混ぜ合わせて一様な均一組成を得る精密混合技術の開発が期待されている。
とりわけ、ナノ粒子の生成から混合までを一体のドライプロセスで行うことがでいる技術の開発に大きな注目が集められている。



ここで、上記のような2つの流体に含まれるナノ粒子などの粉体の混合や、その他の2つの流体の混合を行うのに、図7に示すようなY字型混合装置のように外部からの電気などのエネルギーを必要とせず、機械的な可動部を持たない流体混合装置が求められている。

【非特許文献1】山本圭治郎、野本明、川島忠雄、中土宣明:同軸対向衝突噴流の発振現象、油圧と空気圧(1975)pp68-77

産業上の利用分野


本発明は流体混合装置に関し、特に気体同士、液体同士、固気二相流同士または気体と固気二相流などを混合する流体混合装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
略矩形形状の第1噴き出し口を有する第1混合ノズルと、
前記第1噴き出し口と同じ形状の第2噴き出し口を有し、前記第1混合ノズルと同軸上に対向して設けられた第2混合ノズルと
を有し、
第1噴き出し口から第1流体を噴き出し、前記第2噴き出し口から第2流体を噴き出し、前記第1噴き出し口と前記第2噴き出し口の間の空間において前記第1流体と前記第2流体とを混合し、
前記第1噴き出し口と前記第2噴き出し口の間の空間を挟んで対向するように、前記略矩形形状の長辺方向に配置され、前記第1流体と前記第2流体が前記略矩形形状の長辺方向に拡散していくのを防止する一対の仕切り板を有し、
前記略矩形形状の短辺の長さaと長辺の長さbのアスペクト比(b/a)が1.4以上である
流体混合装置。

【請求項2】
前記略矩形形状の短辺の長さaと長辺の長さbのアスペクト比(b/a)が2.9以上である
請求項1に記載の流体混合装置。

【請求項3】
前記第1混合ノズルと前記第2混合ノズルのノズル間距離が、前記略矩形形状の短辺の長さの4~35倍の距離である
請求項1に記載の流体混合装置。

【請求項4】
前記第1混合ノズルは、前記第1噴き出し口の近傍において、前記第1噴き出し口へと向かって前記第1流体が流れる空間の広さが、前記第1噴き出し口に近い下流側よりも前記第1噴き出し口から遠い上流側ほど広いテーパー形状となっている部分を有し、
前記第2混合ノズルは、前記第2噴き出し口の近傍において、前記第2噴き出し口へと向かって前記第2流体が流れる空間の広さが、前記第2噴き出し口に近い下流側よりも前記第2噴き出し口から遠い上流側ほど広いテーパー形状となっている部分を有する
請求項1に記載の流体混合装置。

【請求項5】
前記一対の仕切り板の間の距離が、前記略矩形形状の長辺の長さと略等しい
請求項に記載の流体混合装置。
産業区分
  • 混合分離
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004173484thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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