抵抗体エレメント及びその製造方法
【課題】小径のものを容易に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、種々の用途に応じて最適な材料で製作することができるようにする。
【解決手段】処理対象物が流通可能な筒状のケーシング１の内部に配設される抵抗体エレメント２に、抵抗体である複数の突片３ａ〜３ｐが、円形断面をなす筒状体４の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして設けられており、これらの突片が、筒状体の周壁を切り起こして形成される。
【解決手段】処理対象物が流通可能な筒状のケーシング１の内部に配設される抵抗体エレメント２に、抵抗体である複数の突片３ａ〜３ｐが、円形断面をなす筒状体４の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして設けられており、これらの突片が、筒状体の周壁を切り起こして形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物を攪拌・乱流化するための抵抗体エレメント及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流路中に静止した抵抗体によって攪拌混合を行う静止型混合器は、抵抗体の構造により乱流混合方式と層流混合方式とに大別される。このうち、乱流混合方式は層流混合方式に比較して混合能力の面で格段に優れている反面、抵抗体の構造が複雑になることから目詰まりを起こしやすいといった欠点を有している。
【０００３】
そこで、本件出願人は、この乱流混合方式の問題を解決することを目的とした静止型混合器を先に提案した（特許文献１参照）。この静止型混合器は、単純な形状の１対の抵抗体を備えた抵抗体エレメントをケーシングの周方向に所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配置することにより、乱流を効果的に発生させて高効率な攪拌混合を実現すると同時に目詰まりを大幅に抑制可能なものとなっている。
【０００４】
また、本件出願人は、圧力損失及び脱着時の作業性に関する問題を解決することを目的とした抵抗体エレメントを先に提案した（特許文献２参照）。この抵抗体エレメントは、パイプの内周面に沿うように周方向に複数列んで配置された軸線方向の支柱を介して複数の抵抗体を相互に連結することにより、乱流発生能力を維持しつつ圧力損失を低減可能で、かつパイプに対する脱着作業の手間を減らすことが可能なものとなっている。
【０００５】
この他、静止型混合器には、種々の形態のものが提案されている（特許文献３〜９参照）。
【特許文献１】特許第２９２３４０２号公報
【特許文献２】特許第３３８９０６８号公報
【特許文献３】実公昭５１−３６３０１号公報
【特許文献４】実開昭５５−１０７２７３号公報
【特許文献５】実開昭５７−５５５２９号公報
【特許文献６】特開昭６２−１４０６３１号公報
【特許文献７】特開平９−１３１５２１号公報
【特許文献８】特開２００４−３５１４１４号公報
【特許文献９】特開２００６−１６７７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、静止型混合器では、少量の流体を混合する場合、混合に必要な流速を維持するために内径を小さくする必要があり、小径で高効率な静止型混合器が要望される。また静止型混合器の材質は、例えば医療分野などで使い捨てのために低コストが要求される用途では安価な紙材などが好適である。また静止型混合器でオゾンガスと水とを混合して、各種の洗浄用途に用いるオゾン水を製造することができるが、微量の有害物質による汚染を問題とする精密洗浄、例えば医療用器具や半導体の洗浄では、フッ素樹脂、特に良好な物性を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が好適であり、このような種々の用途に応じて最適な材料で静止型混合器を製作することが望まれる。
【０００７】
このような要望に対し、前記の特許文献１に開示された構成のものでは、筒状体の内壁面に溶接、ろう付け、あるいは接着剤等で抵抗体を固着する他、筒状体を２分割に縦割りすることで金型により製造することが可能になるが、固着による方法は、筒状体の内部での固着作業が必要なために小径化に限界があり、またＰＴＦＥのように接着が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。他方、金型による方法は、小径化の面ではさほど問題がないものの、金型への注入が可能な材料を使用する必要があるため、材料面での制約が生じ、例えばＰＴＦＥのように溶融が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。
【０００８】
また、前記の特許文献２に開示された構成のものでは、支柱と抵抗体を相互に固着することで製造され、多数の部品の固着作業が必要なために小径化に限界があり、またＰＴＦＥのように接着による製造が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。
【０００９】
また、前記の特許文献３〜９に開示された構成のものでも、小径で高い効率を有し、また種々の用途に応じて最適な材料で製作することができるという要望を十分に満足させることはできない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、小径のものを容易に製造することができ、また材料に関する制約が少なく、種々の用途に応じて最適な材料で製作することができるように構成された抵抗体エレメント及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設される抵抗体エレメントにおいて、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有し、この抵抗体が、前記筒状体の周壁を切り起こして形成された突片であるものとした。
【００１２】
これによると、筒状体の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００１３】
前記抵抗体エレメントにおいては、請求項２に示すとおり、一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられた構成とすることができる。
【００１４】
これによると、多数の抵抗体を備えた長尺な抵抗体エレメントを容易に製作可能となるため、洗浄等のメンテナンス時などの脱着作業の手間を減らすことができる。
【００１５】
前記抵抗体エレメントにおいては、請求項３に示すとおり、一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、前記ケーシングの内部に周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配設されるようにした構成とすることができる。
【００１６】
これによると、口径別の抵抗体エレメントを予め用意しておけば、多様な長さの静止型混合器に容易に対応することができる。
【００１７】
また、本発明においては、請求項４に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法において、前記筒状体となる管材の周壁を切り起こして前記抵抗体となる突片を形成するものとした。
【００１８】
これによると、筒状体となる管材の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、管材に対する切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００１９】
また、本発明においては、請求項５に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法において、前記筒状体となる板材を切り起こして前記突片を形成し、前記板材を丸めて前記筒状体を形成するものとした。
【００２０】
これによると、筒状体となる板材を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、同時に板材を丸めることで筒状体が形成され、板材に対する切断、折り曲げ、及び丸めの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００２１】
この場合、板材の互いに突き合わされる側縁部を溶接などにより相互に接合して筒状に形成するようにしても良いが、弾性を有する板材を丸めることにより発生する弾発力によりケーシングの内周面に密着させて固定することができる。
【００２２】
なお、抵抗体エレメントの元になる管材や板材の材質は、突片を形成するための折り曲げ加工による塑性変形に耐え得るじん性を有する材質であれば良く、例えば医療用器具や半導体の洗浄に用いられるオゾン水を製造する用途に適したＰＴＦＥのように接着や金型による成型の困難な材料も可能であり、さらに金属材や合成樹脂材の他、紙材などの多様な材質が可能である。
【００２３】
また、前記の抵抗体エレメントでは、抵抗体としての突片が、筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられているため、内部に導入された流体はショートパスすることなくいずれかの突片に衝突し、この突片に衝突した流れは突片の周囲に多方向に分散され、突片の背面側で巻き込みによる渦流（伴流）が生じ、この突片による流通流体の衝突、分散並びに巻き込みが次々と繰り返されることで、強力な乱流が発生して流通流体が激しく撹拌される。
【００２４】
このため、例えば気液混合用の静止型混合器の場合には、所要の圧力及び流速で液体と気体とを導入することで、内部に強力な乱流が発生して気液混合物が激しく攪拌されるため、気泡が細かく破砕されて微細気泡が高密度で生成し、高い気液接触効率を実現することができる。
【００２５】
その上、突片を流れに逆らわないように下流側に傾斜した状態で筒状体の内周面から突出させた単純な構成であるため、繊維状あるいは粒子状の固形物が引っかかったり堆積したりするところがなく、このような固形物を含む流体に対しても目詰まりを起こすことなく攪拌処理を行うことが可能となる。
【００２６】
特に、一対の突片が、概ねハ字形状をなすように筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成され、この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられた構成や、一対の突片を備えた抵抗体エレメントが、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べてケーシングの内部に配設された構成では、筒状体の中心線と交差するように長尺に形成された突片が全体として螺旋状に配置され、その作用によって流通流体に筒状体の中心線を中心とした旋回流が発生する。このため、高い撹拌性能を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明による抵抗体エレメントは、液体や気体の他、粉体のように流動性を有する物質の処理に広く用いることができる。
【発明の効果】
【００２８】
このように本発明によれば、筒状体の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になり、従来製作の困難な小径で高い効率を有する静止型混合器を実現することができ、また種々の用途に応じて最適な材料で静止型混合器を製作することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明が適用された静止型混合器を示す断面図である。この静止型混合器は、円筒状のケーシング１の内部に抵抗体エレメント２を配設してなっており、抵抗体エレメント２には、抵抗体である複数の突片３ａ〜３ｐが、円形断面をなす筒状体４の内周面から中心部に向けて舌状に突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして設けられている。
【００３１】
図２は、図１に示した抵抗体エレメント２を示す斜視図である。突片３ａ〜３ｐは、上流側から突片３ａ・３ｂ、突片３ｃ・３ｄといったように、隣り合う２つの突片が順次対をなし、概ねハ字形状をなすように筒状体４の互いに対向する内周面からそれぞれ突出され、互いに対向する角度位置、すなわち筒状体４の中心軸を中心にした対称位置に配置されている。
【００３２】
これらの互いに対をなす突片３ａ〜３ｐのうち、上流側に位置する第１の突片３ａ・３ｃ・３ｅ・３ｇ・３ｉ・３ｋ・３ｍ・３ｏは、筒状体４の中心線と交差しないように短尺に形成されている。下流側に位置する第２の突片３ｂ・３ｄ・３ｆ・３ｈ・３ｊ・３ｌ・３ｎ・３ｐは、筒状体４の中心線と交差するように長尺に形成されて、内側先端部が前後に重なり合うようになっている。
【００３３】
突片３ａ〜３ｐは、筒状体４の周壁を切り起こす、すなわち筒状体４の周壁に突片３ａ〜３ｐの外形輪郭に対応する切れ目を形成して内側に折り曲げることで形成される。特にここでは、突片３ａ〜３ｐに対して下流側に位置する周壁部分を切り起こして突片３ａ〜３ｐが形成され、折り目を円弧状に設けることにより幅方向の断面形状が真直な平板状をなしている。なお、突片３ａ〜３ｐは、幅方向の断面形状が略円弧状をなし、流れに対向する前面側が凸となる形状に曲成された構成とすることも可能である。突片３ａ〜３ｐの筒状体４の軸線に対する傾斜角度は、用途に応じて適宜設定すれば良いが、例えば１５度から７０度の範囲で設定すると良い。
【００３４】
突片３ａ〜３ｐは、先端側に向けて細くなった略扇形状に形成されている。なお、突片３ａ〜３ｐは、このような略扇形状の他、種々の形状が可能であり、例えば先端縁を略円弧状に形成して略Ｕ字形状の外形輪郭をなすものも可能である。
【００３５】
図３は、図１に示した抵抗体エレメント２を上流側から見た正面図である。ハ字形状に互いに対をなす突片３ａ・３ｂに対して下流側の突片３ｃ・３ｄは周方向に４５度ずれた位置に配置されており、以下同様にして、互いに対をなす突片３ｅ・３ｆ、突片３ｇ・３ｈ、突片３ｉ・３ｊ、突片３ｋ・３ｌ、突片３ｍ・３ｎ、突片３ｏ・３ｐが、周方向に４５度ずつずらして配置され、最初の突片３ａ・３ｂに対してはそれぞれ、周方向に４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度といった角度位置となる。したがって、全体として見ると、突片３ａ〜３ｐのうちの互いに対をなすものがそれぞれ、所定のずらし角度に応じたリード角をもって螺旋を描くように配置される。
【００３６】
このため、ケーシング１の内部に流体（処理対象物）が導入されると、最初の突片３ａ・３ｂに相対する流れはこれらの突片３ａ・３ｂに衝突して周囲に分散され、これらの突片３ａ・３ｂに相対しない流れもショートパスすることなく下流側の突片３ｃ〜３ｐのいずれかに衝突して多方向に分散され、このような導入流体の衝突と分散とが順次繰り返されることで、ケーシング１内には強力な乱流が発生して流体が激しく攪拌される。
【００３７】
さらに、螺旋状に配置された長尺な第２の突片３ｂ・３ｄ・３ｆ・３ｈ・３ｊ・３ｌ・３ｎ・３ｐの作用で、内部を流通する流体に筒状体４の中心線を中心とした旋回流が発生し、抵抗体エレメント２が配設されていない下流側の配管内でも攪拌が継続され、高い撹拌性能を得ることができる。
【００３８】
図４は、図１に示した抵抗体エレメント２の製作手順を示す斜視図である。まず、図４（Ａ）に示すように、筒状体４となる管材４１の周壁に、けがき針などを用いて突片３ａ〜３ｐの外形輪郭に対応する切断線４２及び折曲線４３を付ける。ついで、図４（Ｂ）に示すように、レーザ切断加工機などを用いて切断線４２に沿って管材４１の周壁に切れ目４４を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、切れ目４４により画成された突片形成部分４５を折曲線４３に沿って内側に折り曲げ、これにより折り目４６から内側に突出した突片３ａ〜３ｐが形成される。
【００３９】
このように構成された抵抗体エレメント２は、図１に示したように、ケーシング１内に挿入された状態で、ケーシング１の両端に設けられたフランジ１１と固定リング１２との間にパッキン１３と共に介装されるストッパ１４が筒状体４の両側の端面に当接することでケーシング１に固定される。なお、フランジ１１と固定リング１２とは図示しないボルトで連結される。
【００４０】
図５は、図１に示した抵抗体エレメント２の変形例を示す断面図である。ここでは、突片３ａ〜３ｄの背面から筒状体４の外周面に至る範囲に補強部材５１が固着されている。この補強部材５１は、接着剤や溶接など、材質に適合した適宜な固着方法により固着される。これによれば、筒状体４の周壁を折り曲げただけの突片３ａ〜３ｄでは流体の圧力に対して剛性が不足する場合に、補強部材５１が突片３ａ〜３ｄを背面から支持して、流体の圧力により突片３ａ〜３ｄが変形することを抑えることができる。
【００４１】
図６は、本発明による静止型混合器の別の例を示す断面図である。この静止型混合器では、抵抗体エレメント６１が、筒状体６２の内部に抵抗体である第１・第２の一対の突片６３ａ・６３ｂを備えたものであり、複数の抵抗体エレメント６１が、筒状体６２の周方向に順次所定角度ずつずらしながら筒状体６２の軸線方向に並べてケーシング１の内部に配設されている。
【００４２】
図７は、図６に示した抵抗体エレメント６１を示す斜視図である。第１・第２の一対の突片６３ａ・６３ｂは、概ねハ字形状をなすように筒状体６２の互いに対向する内周面から下流側に傾斜した状態で舌状に突出されている。上流側に位置する第１の突片６３ａは、筒状体６２の中心線と交差しないように短尺に形成され、下流側に位置する第２の突片６３ｂは、筒状体６２の中心線と交差するように長尺に形成されている。
【００４３】
筒状体６２の軸線方向の端部には凹凸が形成され、隣接するものに対して４５度ずつずらして結合されるようになっている。
【００４４】
このようにしてなる抵抗体エレメント６１は、ケーシング１内に配設するにあたり、直前の抵抗体エレメント６１に対して周方向に４５度ずらして配置される。以下、後続の抵抗体エレメント６１もそれぞれ、直前のものに対して４５度ずつ同一方向にずらして配置され、最初の抵抗体エレメント６１に対してはそれぞれ、周方向に４５度、９０度、１３５度、１８０度といった角度位置となる。したがって、全体として見ると、ハ字形状に対をなす突片６３ａ・６３ｂがそれぞれ、抵抗体エレメント６１のずらし角度に応じたリード角をもって螺旋を描くように配置される。
【００４５】
このため、前記の例と同様に、ケーシング１の内部に流体が導入されると、最初の抵抗体エレメント６１の突片６３ａ・６３ｂに相対する流れはこれらの突片６３ａ・６３ｂに衝突して周囲に分散され、これらの突片６３ａ・６３ｂに相対しない流れもショートパスすることなく下流側の抵抗体エレメント６１の突片６３ａ・６３ｂのいずれかに衝突して多方向に分散され、このような導入流体の衝突と分散とが順次繰り返されることで、ケーシング１内には強力な乱流が発生して流体が激しく攪拌される。
【００４６】
図８は、図６に示した抵抗体エレメント６１の製作手順を示す斜視図である。まず、図８（Ａ）に示すように、筒状体６２の元になる板材８１に、プレス加工などにより側縁部に凹凸を形成する。また板材８１に、けがき針などを用いて突片６３ａ・６３ｂの外形輪郭に対応する切断線８２及び折曲線８３を付ける。ついで、図８（Ｂ）に示すように、レーザ切断加工機などを用いて切断線８２に沿って板材８１に切れ目８４を形成する。そして、図８（Ｃ）に示すように、切れ目８４により画成された突片形成部分８５を折曲線８３に沿って内側に折り曲げ、同時に板材８１を丸める。これにより図８（Ｄ）に示すように、折り目８６から内側に突出した突片６３ａ・６３ｂが形成される。
【００４７】
ここで、板材８１の互いに突き合わされる側縁部８７・８８を溶接などにより相互に接合するようにしても良いが、板材８１を丸めて形成された筒状体６２の有する弾発力によりケーシング１の内周面に筒状体６２を密着させて固定することができる。
【００４８】
図９は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント９１は、前記図７の例と同様に、筒状体９２の元になる板材を丸めて形成されるが、前記の例とは異なり、互いに対をなす突片９３ａ・９３ｂ、突片９３ｃ・９３ｄ、突片９３ｅ・９３ｆが複数組設けられており、これらは、前記図２の例と同様に、周方向に４５度ずつずらして配置されている。
【００４９】
この構成では、板材を丸めて筒状体９２を形成することから、突片９３ａ〜９３ｆの配置数が制限されるが、前記図６の例と同様に、複数の抵抗体エレメント９１を軸線方向に並べてケーシング１の内部に配設することで所要の攪拌能力を得ることができる。
【００５０】
図１０は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント１０１は、前記図２の例と同様に、抵抗体である複数の突片１０３ａ〜１０３ｊが、円形断面をなす筒状体１０２の内周面から突出されているが、ここでは、前記の例とは逆に、突片１０３ａ〜１０３ｊに対して上流側に位置する筒状体１０２の周壁部分に切れ目を入れて、この切れ目により画成される突片形成部を下流側に傾斜した所定の角度まで折り曲げることで突片１０３ａ〜１０３ｊが形成される。
【００５１】
この構成では、突片１０３ａ〜１０３ｊが、幅方向の断面形状が略円弧状をなし、かつ流れに対向する前面側が凹となる形状に曲成される。このようにすると、突片１０３ａ〜１０３ｊに衝突した流れを次の突片１０３ａ〜１０３ｊの前面中心部に案内して突片１０３ａ〜１０３ｊへの衝突効果を高めることができ、さらに突片１０３ａ〜１０３ｊの周辺に分散した流れによって突片１０３ａ〜１０３ｊの背面側に発生する渦流を増して流れの乱流化を促進し、攪拌効率をより一層高めることができる。
【００５２】
図１１は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント１１１は、前記の各例とは異なり、筒状体１１２が４角形の断面形状をなし、４つの側壁１１２ａ〜１１２ｄのうちの互いに対向する一対の側壁１１２ａ・１１２ｂ及び側壁１１２ｃ・１１２ｄから、互いに対をなす突片１１３ａ・１１３ｂ、突片１１３ｃ・１１３ｄ、突片１１３ｅ・１１３ｆ、突片１１３ｇ・１１３ｈがそれぞれ概ねハ字形状をなすように突出されている。
【００５３】
この構成は、粉体を混合する用途に適しており、内部に導入された粉体（処理対象物）に突片１１３ａ〜１１３ｈの作用で対流及び剪断が生じて、詰まりを起こすことなく粉体が効率良く攪拌混合される。また、粉体を輸送する用途にも適しており、ホッパ出口部などで生じるブリッジ（架橋）による詰まりを抑制することができる。
【００５４】
なお、本発明による筒状体の断面形状はこの例に限定されるものではなく、種々の多角形が可能であり、前記の例と同様に、一対の突片が概ねハ字形状をなすように筒状体の互いに対向する内周面から突出させた構成の場合には、４角形の他に、例えば６角形や８角形などの偶数角の多角形が可能であり、このような突片の配置態様に限定しなければ、例えば３角形などの奇数角の多角形も可能である。
【００５５】
また、本発明による抵抗体エレメントは、処理対象物を混合する用途のみの静止型混合器に適用する他、熱交換器の伝熱管の内部に配設することも可能であり、この場合、乱流による攪拌効果により伝熱管内を流通する流体の温度分布を均一化し、熱交換器の性能を向上させると共に高粘性の流体の熱交換器への利用が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかる抵抗体エレメント及びその製造方法は、小径のものを容易に製造することができ、また材料に関する制約が少なく、種々の用途に応じて最適な材料で製作することができる効果を有し、少量の処理対象物を混合する用途、使い捨てのために低コストが要求される用途、製造方法が制約される材料で形成する必要がある用途で用いられる静止型混合器などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明が適用された静止型混合器を示す断面図である。
【図２】図１に示した抵抗体エレメントを示す斜視図である。
【図３】図１に示した抵抗体エレメントを上流側から見た正面図である。
【図４】図１に示した抵抗体エレメントの製作手順を示す斜視図である。
【図５】図１に示した抵抗体エレメントの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明による静止型混合器の別の例を示す断面図である。
【図７】図６に示した抵抗体エレメントを示す斜視図である。
【図８】図６に示した抵抗体エレメントの製作手順を示す斜視図である。
【図９】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【図１０】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【図１１】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ケーシング
２ 抵抗体エレメント
３ａ〜３ｐ 突片（抵抗体）
４ 筒状体
４１ 管材
４２ 切断線
４３ 折曲線
４４ 切れ目
４５ 突片形成部分
４６ 折り目
５１ 補強部材
６１ 抵抗体エレメント
６２ 筒状体
６３ａ・６３ｂ 突片（抵抗体）
８１ 板材
８２ 切断線
８３ 折曲線
８４ 切れ目
８５ 突片形成部分
８６ 折り目
９１ 抵抗体エレメント
９２ 筒状体
９３ａ〜９３ｆ 突片（抵抗体）
１０１ 抵抗体エレメント
１０２ 筒状体
１０３ａ〜１０３ｊ 突片（抵抗体）
１１１ 抵抗体エレメント
１１２ 筒状体
１１３ａ〜１１３ｈ 突片（抵抗体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象物を攪拌・乱流化するための抵抗体エレメント及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流路中に静止した抵抗体によって攪拌混合を行う静止型混合器は、抵抗体の構造により乱流混合方式と層流混合方式とに大別される。このうち、乱流混合方式は層流混合方式に比較して混合能力の面で格段に優れている反面、抵抗体の構造が複雑になることから目詰まりを起こしやすいといった欠点を有している。
【０００３】
そこで、本件出願人は、この乱流混合方式の問題を解決することを目的とした静止型混合器を先に提案した（特許文献１参照）。この静止型混合器は、単純な形状の１対の抵抗体を備えた抵抗体エレメントをケーシングの周方向に所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配置することにより、乱流を効果的に発生させて高効率な攪拌混合を実現すると同時に目詰まりを大幅に抑制可能なものとなっている。
【０００４】
また、本件出願人は、圧力損失及び脱着時の作業性に関する問題を解決することを目的とした抵抗体エレメントを先に提案した（特許文献２参照）。この抵抗体エレメントは、パイプの内周面に沿うように周方向に複数列んで配置された軸線方向の支柱を介して複数の抵抗体を相互に連結することにより、乱流発生能力を維持しつつ圧力損失を低減可能で、かつパイプに対する脱着作業の手間を減らすことが可能なものとなっている。
【０００５】
この他、静止型混合器には、種々の形態のものが提案されている（特許文献３〜９参照）。
【特許文献１】特許第２９２３４０２号公報
【特許文献２】特許第３３８９０６８号公報
【特許文献３】実公昭５１−３６３０１号公報
【特許文献４】実開昭５５−１０７２７３号公報
【特許文献５】実開昭５７−５５５２９号公報
【特許文献６】特開昭６２−１４０６３１号公報
【特許文献７】特開平９−１３１５２１号公報
【特許文献８】特開２００４−３５１４１４号公報
【特許文献９】特開２００６−１６７７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、静止型混合器では、少量の流体を混合する場合、混合に必要な流速を維持するために内径を小さくする必要があり、小径で高効率な静止型混合器が要望される。また静止型混合器の材質は、例えば医療分野などで使い捨てのために低コストが要求される用途では安価な紙材などが好適である。また静止型混合器でオゾンガスと水とを混合して、各種の洗浄用途に用いるオゾン水を製造することができるが、微量の有害物質による汚染を問題とする精密洗浄、例えば医療用器具や半導体の洗浄では、フッ素樹脂、特に良好な物性を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が好適であり、このような種々の用途に応じて最適な材料で静止型混合器を製作することが望まれる。
【０００７】
このような要望に対し、前記の特許文献１に開示された構成のものでは、筒状体の内壁面に溶接、ろう付け、あるいは接着剤等で抵抗体を固着する他、筒状体を２分割に縦割りすることで金型により製造することが可能になるが、固着による方法は、筒状体の内部での固着作業が必要なために小径化に限界があり、またＰＴＦＥのように接着が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。他方、金型による方法は、小径化の面ではさほど問題がないものの、金型への注入が可能な材料を使用する必要があるため、材料面での制約が生じ、例えばＰＴＦＥのように溶融が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。
【０００８】
また、前記の特許文献２に開示された構成のものでは、支柱と抵抗体を相互に固着することで製造され、多数の部品の固着作業が必要なために小径化に限界があり、またＰＴＦＥのように接着による製造が困難な材料では製造ができない不都合が生じる。
【０００９】
また、前記の特許文献３〜９に開示された構成のものでも、小径で高い効率を有し、また種々の用途に応じて最適な材料で製作することができるという要望を十分に満足させることはできない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、小径のものを容易に製造することができ、また材料に関する制約が少なく、種々の用途に応じて最適な材料で製作することができるように構成された抵抗体エレメント及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設される抵抗体エレメントにおいて、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有し、この抵抗体が、前記筒状体の周壁を切り起こして形成された突片であるものとした。
【００１２】
これによると、筒状体の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００１３】
前記抵抗体エレメントにおいては、請求項２に示すとおり、一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられた構成とすることができる。
【００１４】
これによると、多数の抵抗体を備えた長尺な抵抗体エレメントを容易に製作可能となるため、洗浄等のメンテナンス時などの脱着作業の手間を減らすことができる。
【００１５】
前記抵抗体エレメントにおいては、請求項３に示すとおり、一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、前記ケーシングの内部に周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配設されるようにした構成とすることができる。
【００１６】
これによると、口径別の抵抗体エレメントを予め用意しておけば、多様な長さの静止型混合器に容易に対応することができる。
【００１７】
また、本発明においては、請求項４に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法において、前記筒状体となる管材の周壁を切り起こして前記抵抗体となる突片を形成するものとした。
【００１８】
これによると、筒状体となる管材の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、管材に対する切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００１９】
また、本発明においては、請求項５に示すとおり、処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法において、前記筒状体となる板材を切り起こして前記突片を形成し、前記板材を丸めて前記筒状体を形成するものとした。
【００２０】
これによると、筒状体となる板材を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、同時に板材を丸めることで筒状体が形成され、板材に対する切断、折り曲げ、及び丸めの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になる。
【００２１】
この場合、板材の互いに突き合わされる側縁部を溶接などにより相互に接合して筒状に形成するようにしても良いが、弾性を有する板材を丸めることにより発生する弾発力によりケーシングの内周面に密着させて固定することができる。
【００２２】
なお、抵抗体エレメントの元になる管材や板材の材質は、突片を形成するための折り曲げ加工による塑性変形に耐え得るじん性を有する材質であれば良く、例えば医療用器具や半導体の洗浄に用いられるオゾン水を製造する用途に適したＰＴＦＥのように接着や金型による成型の困難な材料も可能であり、さらに金属材や合成樹脂材の他、紙材などの多様な材質が可能である。
【００２３】
また、前記の抵抗体エレメントでは、抵抗体としての突片が、筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられているため、内部に導入された流体はショートパスすることなくいずれかの突片に衝突し、この突片に衝突した流れは突片の周囲に多方向に分散され、突片の背面側で巻き込みによる渦流（伴流）が生じ、この突片による流通流体の衝突、分散並びに巻き込みが次々と繰り返されることで、強力な乱流が発生して流通流体が激しく撹拌される。
【００２４】
このため、例えば気液混合用の静止型混合器の場合には、所要の圧力及び流速で液体と気体とを導入することで、内部に強力な乱流が発生して気液混合物が激しく攪拌されるため、気泡が細かく破砕されて微細気泡が高密度で生成し、高い気液接触効率を実現することができる。
【００２５】
その上、突片を流れに逆らわないように下流側に傾斜した状態で筒状体の内周面から突出させた単純な構成であるため、繊維状あるいは粒子状の固形物が引っかかったり堆積したりするところがなく、このような固形物を含む流体に対しても目詰まりを起こすことなく攪拌処理を行うことが可能となる。
【００２６】
特に、一対の突片が、概ねハ字形状をなすように筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成され、この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられた構成や、一対の突片を備えた抵抗体エレメントが、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べてケーシングの内部に配設された構成では、筒状体の中心線と交差するように長尺に形成された突片が全体として螺旋状に配置され、その作用によって流通流体に筒状体の中心線を中心とした旋回流が発生する。このため、高い撹拌性能を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明による抵抗体エレメントは、液体や気体の他、粉体のように流動性を有する物質の処理に広く用いることができる。
【発明の効果】
【００２８】
このように本発明によれば、筒状体の周壁を切り起こして抵抗体となる突片が形成され、切断及び折り曲げの工程で製造することができるため、小径のものでも簡単に製造することができ、また材料に対する制約が少なく、多様の材料で製造することが可能になり、従来製作の困難な小径で高い効率を有する静止型混合器を実現することができ、また種々の用途に応じて最適な材料で静止型混合器を製作することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明が適用された静止型混合器を示す断面図である。この静止型混合器は、円筒状のケーシング１の内部に抵抗体エレメント２を配設してなっており、抵抗体エレメント２には、抵抗体である複数の突片３ａ〜３ｐが、円形断面をなす筒状体４の内周面から中心部に向けて舌状に突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして設けられている。
【００３１】
図２は、図１に示した抵抗体エレメント２を示す斜視図である。突片３ａ〜３ｐは、上流側から突片３ａ・３ｂ、突片３ｃ・３ｄといったように、隣り合う２つの突片が順次対をなし、概ねハ字形状をなすように筒状体４の互いに対向する内周面からそれぞれ突出され、互いに対向する角度位置、すなわち筒状体４の中心軸を中心にした対称位置に配置されている。
【００３２】
これらの互いに対をなす突片３ａ〜３ｐのうち、上流側に位置する第１の突片３ａ・３ｃ・３ｅ・３ｇ・３ｉ・３ｋ・３ｍ・３ｏは、筒状体４の中心線と交差しないように短尺に形成されている。下流側に位置する第２の突片３ｂ・３ｄ・３ｆ・３ｈ・３ｊ・３ｌ・３ｎ・３ｐは、筒状体４の中心線と交差するように長尺に形成されて、内側先端部が前後に重なり合うようになっている。
【００３３】
突片３ａ〜３ｐは、筒状体４の周壁を切り起こす、すなわち筒状体４の周壁に突片３ａ〜３ｐの外形輪郭に対応する切れ目を形成して内側に折り曲げることで形成される。特にここでは、突片３ａ〜３ｐに対して下流側に位置する周壁部分を切り起こして突片３ａ〜３ｐが形成され、折り目を円弧状に設けることにより幅方向の断面形状が真直な平板状をなしている。なお、突片３ａ〜３ｐは、幅方向の断面形状が略円弧状をなし、流れに対向する前面側が凸となる形状に曲成された構成とすることも可能である。突片３ａ〜３ｐの筒状体４の軸線に対する傾斜角度は、用途に応じて適宜設定すれば良いが、例えば１５度から７０度の範囲で設定すると良い。
【００３４】
突片３ａ〜３ｐは、先端側に向けて細くなった略扇形状に形成されている。なお、突片３ａ〜３ｐは、このような略扇形状の他、種々の形状が可能であり、例えば先端縁を略円弧状に形成して略Ｕ字形状の外形輪郭をなすものも可能である。
【００３５】
図３は、図１に示した抵抗体エレメント２を上流側から見た正面図である。ハ字形状に互いに対をなす突片３ａ・３ｂに対して下流側の突片３ｃ・３ｄは周方向に４５度ずれた位置に配置されており、以下同様にして、互いに対をなす突片３ｅ・３ｆ、突片３ｇ・３ｈ、突片３ｉ・３ｊ、突片３ｋ・３ｌ、突片３ｍ・３ｎ、突片３ｏ・３ｐが、周方向に４５度ずつずらして配置され、最初の突片３ａ・３ｂに対してはそれぞれ、周方向に４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度といった角度位置となる。したがって、全体として見ると、突片３ａ〜３ｐのうちの互いに対をなすものがそれぞれ、所定のずらし角度に応じたリード角をもって螺旋を描くように配置される。
【００３６】
このため、ケーシング１の内部に流体（処理対象物）が導入されると、最初の突片３ａ・３ｂに相対する流れはこれらの突片３ａ・３ｂに衝突して周囲に分散され、これらの突片３ａ・３ｂに相対しない流れもショートパスすることなく下流側の突片３ｃ〜３ｐのいずれかに衝突して多方向に分散され、このような導入流体の衝突と分散とが順次繰り返されることで、ケーシング１内には強力な乱流が発生して流体が激しく攪拌される。
【００３７】
さらに、螺旋状に配置された長尺な第２の突片３ｂ・３ｄ・３ｆ・３ｈ・３ｊ・３ｌ・３ｎ・３ｐの作用で、内部を流通する流体に筒状体４の中心線を中心とした旋回流が発生し、抵抗体エレメント２が配設されていない下流側の配管内でも攪拌が継続され、高い撹拌性能を得ることができる。
【００３８】
図４は、図１に示した抵抗体エレメント２の製作手順を示す斜視図である。まず、図４（Ａ）に示すように、筒状体４となる管材４１の周壁に、けがき針などを用いて突片３ａ〜３ｐの外形輪郭に対応する切断線４２及び折曲線４３を付ける。ついで、図４（Ｂ）に示すように、レーザ切断加工機などを用いて切断線４２に沿って管材４１の周壁に切れ目４４を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、切れ目４４により画成された突片形成部分４５を折曲線４３に沿って内側に折り曲げ、これにより折り目４６から内側に突出した突片３ａ〜３ｐが形成される。
【００３９】
このように構成された抵抗体エレメント２は、図１に示したように、ケーシング１内に挿入された状態で、ケーシング１の両端に設けられたフランジ１１と固定リング１２との間にパッキン１３と共に介装されるストッパ１４が筒状体４の両側の端面に当接することでケーシング１に固定される。なお、フランジ１１と固定リング１２とは図示しないボルトで連結される。
【００４０】
図５は、図１に示した抵抗体エレメント２の変形例を示す断面図である。ここでは、突片３ａ〜３ｄの背面から筒状体４の外周面に至る範囲に補強部材５１が固着されている。この補強部材５１は、接着剤や溶接など、材質に適合した適宜な固着方法により固着される。これによれば、筒状体４の周壁を折り曲げただけの突片３ａ〜３ｄでは流体の圧力に対して剛性が不足する場合に、補強部材５１が突片３ａ〜３ｄを背面から支持して、流体の圧力により突片３ａ〜３ｄが変形することを抑えることができる。
【００４１】
図６は、本発明による静止型混合器の別の例を示す断面図である。この静止型混合器では、抵抗体エレメント６１が、筒状体６２の内部に抵抗体である第１・第２の一対の突片６３ａ・６３ｂを備えたものであり、複数の抵抗体エレメント６１が、筒状体６２の周方向に順次所定角度ずつずらしながら筒状体６２の軸線方向に並べてケーシング１の内部に配設されている。
【００４２】
図７は、図６に示した抵抗体エレメント６１を示す斜視図である。第１・第２の一対の突片６３ａ・６３ｂは、概ねハ字形状をなすように筒状体６２の互いに対向する内周面から下流側に傾斜した状態で舌状に突出されている。上流側に位置する第１の突片６３ａは、筒状体６２の中心線と交差しないように短尺に形成され、下流側に位置する第２の突片６３ｂは、筒状体６２の中心線と交差するように長尺に形成されている。
【００４３】
筒状体６２の軸線方向の端部には凹凸が形成され、隣接するものに対して４５度ずつずらして結合されるようになっている。
【００４４】
このようにしてなる抵抗体エレメント６１は、ケーシング１内に配設するにあたり、直前の抵抗体エレメント６１に対して周方向に４５度ずらして配置される。以下、後続の抵抗体エレメント６１もそれぞれ、直前のものに対して４５度ずつ同一方向にずらして配置され、最初の抵抗体エレメント６１に対してはそれぞれ、周方向に４５度、９０度、１３５度、１８０度といった角度位置となる。したがって、全体として見ると、ハ字形状に対をなす突片６３ａ・６３ｂがそれぞれ、抵抗体エレメント６１のずらし角度に応じたリード角をもって螺旋を描くように配置される。
【００４５】
このため、前記の例と同様に、ケーシング１の内部に流体が導入されると、最初の抵抗体エレメント６１の突片６３ａ・６３ｂに相対する流れはこれらの突片６３ａ・６３ｂに衝突して周囲に分散され、これらの突片６３ａ・６３ｂに相対しない流れもショートパスすることなく下流側の抵抗体エレメント６１の突片６３ａ・６３ｂのいずれかに衝突して多方向に分散され、このような導入流体の衝突と分散とが順次繰り返されることで、ケーシング１内には強力な乱流が発生して流体が激しく攪拌される。
【００４６】
図８は、図６に示した抵抗体エレメント６１の製作手順を示す斜視図である。まず、図８（Ａ）に示すように、筒状体６２の元になる板材８１に、プレス加工などにより側縁部に凹凸を形成する。また板材８１に、けがき針などを用いて突片６３ａ・６３ｂの外形輪郭に対応する切断線８２及び折曲線８３を付ける。ついで、図８（Ｂ）に示すように、レーザ切断加工機などを用いて切断線８２に沿って板材８１に切れ目８４を形成する。そして、図８（Ｃ）に示すように、切れ目８４により画成された突片形成部分８５を折曲線８３に沿って内側に折り曲げ、同時に板材８１を丸める。これにより図８（Ｄ）に示すように、折り目８６から内側に突出した突片６３ａ・６３ｂが形成される。
【００４７】
ここで、板材８１の互いに突き合わされる側縁部８７・８８を溶接などにより相互に接合するようにしても良いが、板材８１を丸めて形成された筒状体６２の有する弾発力によりケーシング１の内周面に筒状体６２を密着させて固定することができる。
【００４８】
図９は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント９１は、前記図７の例と同様に、筒状体９２の元になる板材を丸めて形成されるが、前記の例とは異なり、互いに対をなす突片９３ａ・９３ｂ、突片９３ｃ・９３ｄ、突片９３ｅ・９３ｆが複数組設けられており、これらは、前記図２の例と同様に、周方向に４５度ずつずらして配置されている。
【００４９】
この構成では、板材を丸めて筒状体９２を形成することから、突片９３ａ〜９３ｆの配置数が制限されるが、前記図６の例と同様に、複数の抵抗体エレメント９１を軸線方向に並べてケーシング１の内部に配設することで所要の攪拌能力を得ることができる。
【００５０】
図１０は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント１０１は、前記図２の例と同様に、抵抗体である複数の突片１０３ａ〜１０３ｊが、円形断面をなす筒状体１０２の内周面から突出されているが、ここでは、前記の例とは逆に、突片１０３ａ〜１０３ｊに対して上流側に位置する筒状体１０２の周壁部分に切れ目を入れて、この切れ目により画成される突片形成部を下流側に傾斜した所定の角度まで折り曲げることで突片１０３ａ〜１０３ｊが形成される。
【００５１】
この構成では、突片１０３ａ〜１０３ｊが、幅方向の断面形状が略円弧状をなし、かつ流れに対向する前面側が凹となる形状に曲成される。このようにすると、突片１０３ａ〜１０３ｊに衝突した流れを次の突片１０３ａ〜１０３ｊの前面中心部に案内して突片１０３ａ〜１０３ｊへの衝突効果を高めることができ、さらに突片１０３ａ〜１０３ｊの周辺に分散した流れによって突片１０３ａ〜１０３ｊの背面側に発生する渦流を増して流れの乱流化を促進し、攪拌効率をより一層高めることができる。
【００５２】
図１１は、本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。この抵抗体エレメント１１１は、前記の各例とは異なり、筒状体１１２が４角形の断面形状をなし、４つの側壁１１２ａ〜１１２ｄのうちの互いに対向する一対の側壁１１２ａ・１１２ｂ及び側壁１１２ｃ・１１２ｄから、互いに対をなす突片１１３ａ・１１３ｂ、突片１１３ｃ・１１３ｄ、突片１１３ｅ・１１３ｆ、突片１１３ｇ・１１３ｈがそれぞれ概ねハ字形状をなすように突出されている。
【００５３】
この構成は、粉体を混合する用途に適しており、内部に導入された粉体（処理対象物）に突片１１３ａ〜１１３ｈの作用で対流及び剪断が生じて、詰まりを起こすことなく粉体が効率良く攪拌混合される。また、粉体を輸送する用途にも適しており、ホッパ出口部などで生じるブリッジ（架橋）による詰まりを抑制することができる。
【００５４】
なお、本発明による筒状体の断面形状はこの例に限定されるものではなく、種々の多角形が可能であり、前記の例と同様に、一対の突片が概ねハ字形状をなすように筒状体の互いに対向する内周面から突出させた構成の場合には、４角形の他に、例えば６角形や８角形などの偶数角の多角形が可能であり、このような突片の配置態様に限定しなければ、例えば３角形などの奇数角の多角形も可能である。
【００５５】
また、本発明による抵抗体エレメントは、処理対象物を混合する用途のみの静止型混合器に適用する他、熱交換器の伝熱管の内部に配設することも可能であり、この場合、乱流による攪拌効果により伝熱管内を流通する流体の温度分布を均一化し、熱交換器の性能を向上させると共に高粘性の流体の熱交換器への利用が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明にかかる抵抗体エレメント及びその製造方法は、小径のものを容易に製造することができ、また材料に関する制約が少なく、種々の用途に応じて最適な材料で製作することができる効果を有し、少量の処理対象物を混合する用途、使い捨てのために低コストが要求される用途、製造方法が制約される材料で形成する必要がある用途で用いられる静止型混合器などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明が適用された静止型混合器を示す断面図である。
【図２】図１に示した抵抗体エレメントを示す斜視図である。
【図３】図１に示した抵抗体エレメントを上流側から見た正面図である。
【図４】図１に示した抵抗体エレメントの製作手順を示す斜視図である。
【図５】図１に示した抵抗体エレメントの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明による静止型混合器の別の例を示す断面図である。
【図７】図６に示した抵抗体エレメントを示す斜視図である。
【図８】図６に示した抵抗体エレメントの製作手順を示す斜視図である。
【図９】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【図１０】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【図１１】本発明による抵抗体エレメントの別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ケーシング
２ 抵抗体エレメント
３ａ〜３ｐ 突片（抵抗体）
４ 筒状体
４１ 管材
４２ 切断線
４３ 折曲線
４４ 切れ目
４５ 突片形成部分
４６ 折り目
５１ 補強部材
６１ 抵抗体エレメント
６２ 筒状体
６３ａ・６３ｂ 突片（抵抗体）
８１ 板材
８２ 切断線
８３ 折曲線
８４ 切れ目
８５ 突片形成部分
８６ 折り目
９１ 抵抗体エレメント
９２ 筒状体
９３ａ〜９３ｆ 突片（抵抗体）
１０１ 抵抗体エレメント
１０２ 筒状体
１０３ａ〜１０３ｊ 突片（抵抗体）
１１１ 抵抗体エレメント
１１２ 筒状体
１１３ａ〜１１３ｈ 突片（抵抗体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設される抵抗体エレメントであって、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有し、
この抵抗体が、前記筒状体の周壁を切り起こして形成された突片であることを特徴とする抵抗体エレメント。
【請求項２】
一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、
この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗体エレメント。
【請求項３】
一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、
前記ケーシングの内部に周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配設されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗体エレメント。
【請求項４】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法であって、
前記筒状体となる管材の周壁を切り起こして前記抵抗体となる突片を形成することを特徴とする抵抗体エレメントの製造方法。
【請求項５】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法であって、
前記筒状体となる板材を切り起こして前記突片を形成し、前記板材を丸めて前記筒状体を形成することを特徴とする抵抗体エレメントの製造方法。
【請求項１】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設される抵抗体エレメントであって、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有し、
この抵抗体が、前記筒状体の周壁を切り起こして形成された突片であることを特徴とする抵抗体エレメント。
【請求項２】
一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、
この一対の突片が、周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数組並べて設けられたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗体エレメント。
【請求項３】
一対の前記突片が、概ねハ字形状をなすように前記筒状体の互いに対向する内周面から突出され、かつその一方の突片が筒状体の中心線と交差するように他方より長尺に形成されており、
前記ケーシングの内部に周方向に順次所定角度ずつずらしながら軸線方向に複数並べて配設されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の抵抗体エレメント。
【請求項４】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法であって、
前記筒状体となる管材の周壁を切り起こして前記抵抗体となる突片を形成することを特徴とする抵抗体エレメントの製造方法。
【請求項５】
処理対象物が流通可能な筒状のケーシングの内部に配設され、
前記ケーシングの内部に挿入される筒状体と、
この筒状体の内周面から中心部に向けて突出され、下流側に傾斜した状態で互いに接触しないように軸線方向に所定の間隔をおき、かつ周方向に順次所定角度ずつずらして複数設けられた抵抗体とを有する抵抗体エレメントの製造方法であって、
前記筒状体となる板材を切り起こして前記突片を形成し、前記板材を丸めて前記筒状体を形成することを特徴とする抵抗体エレメントの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２６１２８（Ｐ２００８−１２６１２８Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１２７５０（Ｐ２００６−３１２７５０）
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００１７４５２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【出願人】（０００１７４５２９）
【Ｆターム（参考）】
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