流体混合装置及び方法
【課題】混合効率が高く、しかも夾雑物が引っ掛っても容易に除去することができる流体混合装置及び方法を提供。
【解決手段】配管１を流れる液体に対し配管２から液体又は粉体等を添加した後、半開状態の複数のボールバルブ３Ａ〜３Ｃを通過させて混合する。各ボールバルブ３Ａ〜３Ｃは、軸心回りの位相に角度差θがつけられている。複雑な形のスタティックミキサーを設置する必要がなく良好な混合が可能である。さらに、夾雑物で閉塞した時には、バルブを開とすることで夾雑物を解き放つことができる。
【解決手段】配管１を流れる液体に対し配管２から液体又は粉体等を添加した後、半開状態の複数のボールバルブ３Ａ〜３Ｃを通過させて混合する。各ボールバルブ３Ａ〜３Ｃは、軸心回りの位相に角度差θがつけられている。複雑な形のスタティックミキサーを設置する必要がなく良好な混合が可能である。さらに、夾雑物で閉塞した時には、バルブを開とすることで夾雑物を解き放つことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に対し液体や気体、粉体等を合流させた後、配管内を流れている途中で混合するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体に対し、別の液体や粉体、スラリー等を合流（添加を包含する。）させた後、配管内で流れている途中で混合する場合、スタティックミキサ（ラインミキサ）が広く用いられている（例えば特許文献１の第２図）。
【０００３】
特許文献２には、配管を屈曲させて水の流れを乱流化させた後、加圧水（気体溶解水）を添加して水と加圧水との混合効率を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−１０９７００
【特許文献２】特開２００７−１３６２８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スタティックミキサーは、配管内に乱流化のためのエレメントを配置したものであり、夾雑物が引っ掛かったときや詰まったときには、通水を停止したり、配管を開放したりして掃除する必要がある。
【０００６】
特許文献２のように、屈曲配管で乱流度を高めて流体同士を混合するのは、スタティックミキサーで混合する場合に比べて、混合性能が劣る。
【０００７】
本発明は、混合性能が高く、しかも夾雑物が引っ掛っても容易に除去することができる流体混合装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（請求項１）の流体混合装置は、第１の流体が流れる配管と、該配管に第２の流体又は粉体を合流させる合流部と、該合流部の後段の配管に設けられた開閉可能なバルブとからなる混合装置であって、該バルブが半開きとされていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の流体混合装置は、請求項１において、前記バルブの前段側の前記配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の流体混合装置は、請求項１において、前記バルブの前段側と後段側との前記配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の流体混合装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記バルブは、ボールバルブ又はバタフライバルブであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の流体混合装置は、請求項４において、複数個の前記バルブが直列に設けられており、隣接するバルブのバルブ軸心線周りの位相が異なることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の流体混合方法は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流体混合装置を用いて流体を混合する流体混合方法であって、前記バルブに夾雑物が引っ掛ったときにバルブの開度を変える操作を行って夾雑物を解き放つことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の流体混合方法は、請求項６において、前記流体混合装置は、請求項２に記載のものであり、前記圧力検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力を測定し、該圧力が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の流体混合方法は、請求項６において、前記流体混合装置は、請求項３に記載のものであり、前記圧力損失検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力損失を測定し、該圧力損失が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の装置及び方法では、合流部にて流体を合流させ、半開状態のバルブを通過させることにより乱流化を促進させ、十分に混合する。
【００１７】
バルブの弁体に夾雑物が付着したときには、弁体の開度を変える操作を行うことにより、夾雑物が除去される。
【００１８】
バルブの前段側の配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段により連続的に又は定期的にバルブの前段側の配管内の圧力を測定し、この圧力が所定以上増加したときに、バルブに夾雑物が引っ掛かったと判断し、バルブの開度を変える操作を行うようにすることが好ましい。
【００１９】
あるいは、バルブの前段側と後段側との配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段を設け、この圧力損失検知手段により連続的に又は定期的にバルブの前段側と後段側との配管内の圧力損失を測定し、この圧力損失が所定以上増加したときに、バルブに夾雑物が引っ掛かったと判断し、バルブの開度を変える操作を行うようにしてもよい。
【００２０】
このようにすることにより、夾雑物により配管が閉塞して該配管内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブに夾雑物が引っ掛かっていないときにバルブの開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【図２】ボールバルブの一部断面図である。
【図３】バタフライバルブの一部断面図である。
【図４】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【図５】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、第１，２図を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００２３】
第１図の通り、この実施の形態では、配管（主配管）１中を流れる流体Ａ（この実施の形態では液体）に対し枝配管２から流体Ｂが添加される。流体Ｂとしては、薬液（例えば、凝集剤、ｐＨ調整剤、防食剤、殺菌剤などの薬液）、スラリー、気体溶解水などの各種の液体のほか、空気、窒素、酸素、炭酸ガスなどの気体であってもよい。また、流体Ｂの代わりに粉体を添加することも可能である。
【００２４】
この配管１の下流側に複数個のボールバルブ３が直列に接続配置されている。この実施の形態では、３個のボールバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが設置されているが、設置個数はこれに限られない。ただし、２個以上が好ましく、特に３〜４個程度が好ましい。
【００２５】
各ボールバルブ３は、バルブボディー４内にボール（弁体）５を配置したものであり、このボール５に直径方向に孔６が貫設されている。ボールバルブ３の構成は特に限定されるものではなく、各種のものを用いることができる。一般的なボールバルブの構成を第２図に示す。ボール５は、ステム７によって矢印Ｐの如く回動される。ボール５の外周面はボディー４の内周面に保持されたシート８と摺動する。
【００２６】
第２図では、ボール５の孔６がボールバルブ３の軸心線Ｌ方向を指向しており、全開状態となっている。第１図は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない、流体混合装置の通常運転時を示しており、この流体混合装置の通常運転時には、各ボールバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）のボール５は半開状態とされている。
【００２７】
この流体混合装置の通常運転時におけるボールバルブ３の開度は、全開に対して５０〜９５％、特に６０〜８０％程度が好ましい。各バルブ３の前後での差圧は０．１〜１２．５ｋＰａ、特に０．４〜４ｋＰａとするのが好ましい。なお、通常、ボールバルブは半開きで使用するとボール部分の摩耗が生じるため、半開きでの使用に適さない。これは、ボール部分に摩耗が生じた場合、弁を閉じたときに漏れが生じる恐れがあるためである。しかしながら、本発明においては、弁を閉じて完全に配管を遮断する必要はないため、多少摩耗が生じても流体混合装置としての機能に問題はない。
【００２８】
この実施の形態では、各ボールバルブ３同士の間に接続用の短い直管状の配管１０が介在されているが、この配管１０を省略してボールバルブ３同士を直結してもよい。また、直管状の配管１０の代わりに、直角なＬ字形又は斜めに屈曲したく字形の配管を用いてもよい。また、配管１０は分岐を有した丁型部材などであってもよく、配管１０にインライン計器が設けられていてもよい。
【００２９】
液の合流部から最初のバルブ３Ａまでの距離ａや、複数の直列配置のバルブ３Ａ，３Ｂ間、３Ｂ，３Ｃ間の間隔ｂは、できるだけ小さいことが好ましい。具体的には、ａ，ｂは配管径ｄに対して１０倍以内、特に５倍以内、とりわけ３倍以内とするのが好ましい。
【００３０】
第１図では、各ボールバルブ３のステムの軸心は紙面と垂直方向に示されているが、本発明では隣接するボールバルブ３のステム７の軸心線方向は平行でないことが望ましい。
【００３１】
即ち、１番目のボールバルブ３Ａのステム軸心線方向が第２図の如くボールバルブ軸心線Ｌ方向に対し１２時方向にある場合、２番目のボールバルブ３Ｂのステム軸心線方向は１２時方向に対し角度θだけ回転した方向となっていることが好ましい。この角度差（軸心線周りの位相差）θは１５°〜１６５°特に３０°〜１５０°程度が好適である。２番目と３番目及びそれ以降のボールバルブ同士の角度差も同様であることが好ましい。
【００３２】
なお、ボールバルブを２個だけ設置する場合、角度差θは約６０〜１２０°が好適であり、約９０°が最も好ましく、約６０°がその次に好ましい。ボールバルブを３個設ける場合は、隣接するボールバルブの角度差θは約６０〜１２０°が好適であり、約９０°が最も好ましく、約６０°又は約１２０°がその次に好ましい。
【００３３】
［第２の実施の形態］
第１，２図では、ボールバルブ３が用いられているが、第３図に示すバタフライバルブ２０を用いてもよい。
【００３４】
第３図のバタフライバルブ２０は、円環状のボディー２１内に円板状のディスク（弁体）２２を回動自在に配置し、ステム２３によって矢印Ｐ方向に回動させるようにしたものである。バタフライバルブ２０の開度は全開に対して３０〜８５％、特に４０〜７０％程度が好ましい。１つのバルブの前後での差圧は０．１〜１２．５ｋＰａ、特に０．４〜４ｋＰａとするのが好ましい。
【００３５】
バタフライバルブを設置する場合も、ボールバルブ２０の場合と同様に、隣接するバタフライバルブに角度差θを設けるのが好ましい。好ましい角度差はボールバルブの場合と同様である。
【００３６】
バルブの種類は、液流路における乱流促進の面から、回転式液路遮断型のバルブ（バタフライバルブ又はボールバルブ）が好ましく、夾雑物による混合装置閉塞時にバルブ全開にした時にバルブ通過箇所形状が配管形状に近いことからボールバルブがより好ましい。中でも、配管径と概同寸法のバルブ部断面積を得ることができるために、穴のサイズが配管径に近いボールバルブが好ましく、フルポア型のボールバルブが最も好ましい。ただし、バルブはゲート式液路遮断型のバルブであってもよい。
【００３７】
ゲート式液路遮断型のバルブを設置する時には、前段のバルブと次のバルブの角度差は、３０°以上であることが好ましく、９０°以上がより好ましい。バルブを２個設置するときには、角度差１２０°とするのが最も好ましく、１８０°とするのが次に好ましく、９０°とするのがその次に好ましい。
【００３８】
以上、説明した実施の形態に係る流体混合装置によって液体同士、液体と粉体などを効率よく混合することができる。
【００３９】
この装置の方法によれば、複雑な形のスタティックミキサーを設置する必要がなく良好な混合が可能である。さらに、夾雑物が引っ掛ったり閉塞した時には、バルブの開度を変えることにより夾雑物を解き放つことができる。例えば、半開状態のバルブを全開又は全閉とした後、半開状態に戻したり、半開状態の開度を変えたりすることを１回以上、より好ましくは複数回行うことにより、付着した夾雑物を解き放つことができる。なお、このバルブ開閉操作の回数が多いほど夾雑物の剥離効果が高くなるが、バルブ開閉操作の回数が多くなると、例えばバルブが手動式である場合には操作者の労力が増大し、バルブが電動式である場合には消費電力が増大するため、これらの両方を考慮し、一般的には、３〜５回のバルブ開閉往復操作（バルブを半開状態から全開又は全閉とした後、半開状態に戻すまでを１回とする操作）を行うことが最も効果的である。
【００４０】
バルブに引っ掛かった夾雑物を取り除くためにバルブ開閉操作を行う際には、バルブの開閉範囲を、開方向及び閉方向ともにできるだけ広範囲とすることが好ましい。従って、流体混合装置が、バルブが瞬間的に全閉とされることを許容するものである場合には、バルブ開閉操作におけるバルブの開閉範囲を、全閉から全開までとすることが好ましい。
【００４１】
この実施の形態では、液体同士または液と粉体の合流を配管１，２で行っているので、別途槽を設ける必要がない。
【００４２】
［第３の実施の形態］
以下、第４図を参照して第３の実施の形態について説明する。
【００４３】
この実施の形態では、枝配管２の後段側且つ最前段のバルブ３Ａの前段側（即ちバルブ３Ａの直前）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力検知手段としての圧力計１１が設けられている。また、この実施の形態では、該圧力計１１の測定値に基づいて各バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）を制御するバルブ制御装置１２が設けられており、各バルブ３は、該バルブ制御装置１２からの作動信号により開閉作動するように構成されている。なお、バルブ制御装置１２からの作動信号により開閉作動するバルブ３としては、例えば電動式バタフライ弁、電動式ボールバルブ、電動式ゲートバルブ等が好適であるが、各種の市販品を用いることができる。
【００４４】
圧力計１１は、流体混合装置の運転開始後、連続的に又は定期的に配管１内の圧力を測定する。この圧力計１１による測定を定期的に行う場合には、１〜９６時間おき、特に８〜４８時間おきに測定を行うことが好ましい。バルブ制御装置１２は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない通常運転時には、各バルブ３を所定の開度にて半開状態とする。なお、通常運転時における各バルブ３の開度の好適範囲は、前述の通りである。このバルブ制御装置１２は、流体混合装置の運転開始後、配管１内が定常状態となったときの圧力計１１の測定値（以下、この測定値を初期圧力値という。）を記憶し、その後の圧力計１１の測定値とこの初期圧力値との差を演算し、この初期圧力値からの配管１内の圧力増加量が所定値以上となったときには、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判定し、各バルブ３を開閉作動させるように構成されている。この際、初期圧力値の１１０％以上、特に１２０％以上の圧力値を設定圧力値とし、圧力計１１の測定値がその設定圧力値以上となったときに、あるいは圧力計１１の測定値が、３０ｋＰａ以上に設定した設定圧力値以上となったときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉作動させることが好ましい。この場合、バルブ制御装置１２は、例えば、半開状態の各バルブ３を所定時間（好ましくは１〜５秒、特に好ましくは２〜３秒）全開又は全閉とした後、半開状態に戻したり、半開状態の開度を変えたりすることを所定回数（前述の通り、好ましくは複数回、特に好ましくは３〜５回）行うように構成されている。なお、初期圧力値は、経験則等により予め設定されていてもよい。あるいは、予め配管１内の圧力の上限値を設定しておき、圧力計１１の測定値がこの設定値を超えた場合に、各バルブ３を開閉作動させるようにバルブ制御装置１２を構成してもよい。
【００４５】
流体混合装置の最後のバルブ３Ｃの後段側に、配管１内の圧力を変動させる圧力変動要因が存在する場合には、この圧力変動要因に起因する配管１内の圧力変動の周期を把握しておき、所定の条件の下で、夾雑物による配管１の閉塞判断を行うものとする。例えば、バルブ３の後段側の圧力変動要因としては、圧力式砂濾過器が挙げられる。バルブ３の後段側にこのような濾過器が設けられている場合には、濾過器の逆洗直後において、夾雑物による配管１の閉塞判断を行うことが好ましい。
【００４６】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１図と同様であり、第４図において第１図と同一符号は同一部分を示している。
【００４７】
このように構成された流体混合装置にあっては、バルブ３（３Ａ）の直前の配管１内の圧力が初期圧力よりも所定以上増加したときに、バルブ制御装置１２が、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉動作させて夾雑物を解き放つ。これにより、夾雑物により配管１が閉塞して該配管１内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管１の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブ３に夾雑物が引っ掛かっていないときに各バルブ３の開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【００４８】
なお、この実施の形態では、圧力計１１の測定値に基づいてバルブ制御装置１２が自動的に各バルブ３を開閉作動させるように構成されているが、作業者が定期的に圧力計１１の測定値を読み取り、この圧力計１１の表示値が運転開始時の値（又は予め設定された設定値）から所定以上増加したときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、該作業者が手動で又はバルブ制御装置を操作して各バルブ３を開閉させるようにしてもよい。この場合、例えば圧力計１１としてアナログ式圧力計を用いた場合には、初期圧力値をこの圧力計１１の表示面にマーキングしておくことにより、配管１内の圧力の初期圧力値からの増加量を容易に読み取ることができる。
【００４９】
［第４の実施の形態］
以下、第５図を参照して第４の実施の形態について説明する。
【００５０】
この実施の形態では、枝配管２の後段側且つ最前段のバルブ３Ａの前段側（即ちバルブ３Ａの直前）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力計１１Ａが設けられ、最後段のバルブ３Ｃの後段側（即ちバルブ３Ｃの直後）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力計１１Ｂが設けられている。即ち、この実施の形態では、該圧力計１１Ａ，１１Ｂにより、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を検知するための圧力損失検知手段が構成されている。これらの圧力計１１Ａ，１１Ｂは、互いに同期して連続的に又は定期的に配管１内の圧力を測定する。この圧力計１１Ａ，１１Ｂによる測定を定期的に行う場合には、１〜９６時間おき、特に８〜４８時間おきに測定を行うことが好ましい。この実施の形態では、該圧力計１１Ａ，１１Ｂは、第４図の流体混合装置における圧力計１１と同様のものである。
【００５１】
この実施の形態では、バルブ制御装置１２は、該圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値の差、即ちバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を演算し、この圧力損失に基づいて各バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）を制御するように構成されている。具体的には、この実施の形態では、バルブ制御装置１２は、流体混合装置の運転開始後、配管１内が定常状態となったときの圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失（以下、これを初期圧力損失という。）を記憶し、その後の圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られる圧力損失とこの初期圧力損失との差を演算し、この初期圧力損失からの配管１内の圧力損失の増加量が所定値以上となったときには、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判定し、各バルブ３を開閉作動させるように構成されている。この際、初期圧力損失の１５０％以上、特に２００％以上の圧力損失を設定圧力損失とし、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失がその設定圧力損失以上となったときに、あるいは圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失が、５ｋＰａ以上に設定した設定圧力損失以上となったときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉作動させることが好ましい。各バルブ３の開閉作動方法は、第４図の流体混合装置と同様である。なお、初期圧力損失は、経験則等により予め設定されていてもよい。あるいは、予め経験則等により圧力損失の上限値を設定しておき、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失がこの設定値を超えた場合に、各バルブ３を開閉作動させるようにバルブ制御装置１２を構成してもよい。この実施の形態でも、バルブ制御装置１２は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない通常運転時には、各バルブ３を所定の開度にて半開状態とする。
【００５２】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１図と同様であり、第４図において第１図と同一符号は同一部分を示している。
【００５３】
このように構成された流体混合装置にあっては、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失が初期圧力損失よりも所定以上増加したときに、バルブ制御装置１２が、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉動作させて夾雑物を解き放つ。これにより、夾雑物により配管１が閉塞して該配管１内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管１の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブ３に夾雑物が引っ掛かっていないときに各バルブ３の開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【００５４】
上記の実施の形態でも、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失に基づいてバルブ制御装置１２が自動的に各バルブ３を開閉作動させるように構成されているが、作業者が定期的に圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値を読み取って圧力損失を求め、この圧力損失が運転開始時の圧力損失（又は予め設定された設定値）から所定以上増加したときに、該作業者が手動で又はバルブ制御装置を操作して各バルブ３を開閉させるようにしてもよい。
【００５５】
この実施の形態では、バルブ３Ａの直前の配管１に第１の圧力計１１Ａを設けると共に、バルブ３Ｃの直後の配管１に第２の圧力計１１Ｂを設け、これらの圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値の差をバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失としているが、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を測定する手段はこれに限定されない。例えば、このバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群が測定領域となるように、流体混合装置に差圧計を設けることもできる。バルブ３Ｃの後段側の配管１に大気開放部が存在する場合には、バルブ３Ｃの後段側の圧力を大気圧とし、バルブ３Ａの前段側の配管１に設けられた圧力計１１Ａの測定値をもって、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失とするか、あるいは、バルブ３Ｃの直後から大気開放部までの配管１内の圧力損失を補正した後に、バルブ３Ａの前段側の配管１に設けられた圧力計１１Ａの測定値をもって、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失とすることもできる。
【００５６】
本発明装置を凝集剤の添加に用いる場合には、ＳＳを含む排水が流れる配管に無機凝集剤とｐＨ調整剤をそれぞれ添加し、半開きの各バルブを通過させることにより効率よく混合することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこの実施例の記載に限定されるものではない。
【００５８】
＜実施例１＞
第４図の流体混合装置を用い、下記の条件にて有機性の工場排水の凝集処理を行った。
流体Ａ： 有機性の工場排水（流量：１０ｍ３／ｈ）
流体Ｂ： １０％（ａｓ Ａｌ２Ｏ３）のポリ塩化アルミニウム水溶液（添加量：３００ｍｇ／Ｌ）
バルブ３Ａ〜３Ｃ： ボールバルブ
通常運転時における各バルブ３Ａ〜３Ｃの開度：７０％
バルブ３Ａと３Ｂの角度差θ：９０°
バルブ３Ｂと３Ｃの角度差θ：９０°
運転開始後、圧力計１１の測定値が５０ｋＰａ以上となったときにバルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。その後、圧力計１１の測定値が５０ｋＰａ以上となる度に、バルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。
【００５９】
３０日間の通水試験中、流体混合装置を通過した流体の流量が、運転開始時の流量の９０％を下回ることはなく、良好な凝集処理が行われた。
【００６０】
＜実施例２＞
第５図の流体混合装置を用い、下記の条件にて実施例１と同じ工場排水の凝集処理を行った。
圧力計１１Ａと圧力計１１Ｂとにより、バルブ３Ａ〜３Ｃにおける圧力損失を測定したこと以外は、実施例１と同じ条件で凝集処理を行った。
運転開始直後の圧力計１１Ａの測定値と圧力計１１Ｂの測定値との差（初期圧力損失）は４ｋＰａであった。その後、圧力損失の測定値が１０ｋＰａ以上となったときにバルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。その後、圧力損失の測定値が１０ｋＰａ以上となる度に、バルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。
【００６１】
３０日間の通水試験中、流体混合装置を通過した流体の流量が、運転開始時の流量の９０％を下回ることはなく、良好な凝集処理が行われた。
【００６２】
＜参考例＞
第１図の流体混合装置を用い、バルブ３Ａ〜３Ｃの開閉操作を一切行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機性の工場排水の凝集処理を行った。
【００６３】
３０日間の通水運転中、良好な凝集処理が行われたが、運転開始時の流量に比べ、３０日後の流量は約３０％減少した。
【００６４】
運転停止後にバルブ３Ａを確認したところ、夾雑物が引っ掛かっているのが確認された。
【符号の説明】
【００６５】
１ 配管
３ ボールバルブ
５ ボール
７ ステム
１１，１１Ａ，１１Ｂ 圧力計
１２ バルブ制御装置
２０ バタフライバルブ
２２ ディスク
２３ ステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に対し液体や気体、粉体等を合流させた後、配管内を流れている途中で混合するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体に対し、別の液体や粉体、スラリー等を合流（添加を包含する。）させた後、配管内で流れている途中で混合する場合、スタティックミキサ（ラインミキサ）が広く用いられている（例えば特許文献１の第２図）。
【０００３】
特許文献２には、配管を屈曲させて水の流れを乱流化させた後、加圧水（気体溶解水）を添加して水と加圧水との混合効率を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平１−１０９７００
【特許文献２】特開２００７−１３６２８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スタティックミキサーは、配管内に乱流化のためのエレメントを配置したものであり、夾雑物が引っ掛かったときや詰まったときには、通水を停止したり、配管を開放したりして掃除する必要がある。
【０００６】
特許文献２のように、屈曲配管で乱流度を高めて流体同士を混合するのは、スタティックミキサーで混合する場合に比べて、混合性能が劣る。
【０００７】
本発明は、混合性能が高く、しかも夾雑物が引っ掛っても容易に除去することができる流体混合装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（請求項１）の流体混合装置は、第１の流体が流れる配管と、該配管に第２の流体又は粉体を合流させる合流部と、該合流部の後段の配管に設けられた開閉可能なバルブとからなる混合装置であって、該バルブが半開きとされていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の流体混合装置は、請求項１において、前記バルブの前段側の前記配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の流体混合装置は、請求項１において、前記バルブの前段側と後段側との前記配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の流体混合装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記バルブは、ボールバルブ又はバタフライバルブであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の流体混合装置は、請求項４において、複数個の前記バルブが直列に設けられており、隣接するバルブのバルブ軸心線周りの位相が異なることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の流体混合方法は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流体混合装置を用いて流体を混合する流体混合方法であって、前記バルブに夾雑物が引っ掛ったときにバルブの開度を変える操作を行って夾雑物を解き放つことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の流体混合方法は、請求項６において、前記流体混合装置は、請求項２に記載のものであり、前記圧力検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力を測定し、該圧力が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の流体混合方法は、請求項６において、前記流体混合装置は、請求項３に記載のものであり、前記圧力損失検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力損失を測定し、該圧力損失が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の装置及び方法では、合流部にて流体を合流させ、半開状態のバルブを通過させることにより乱流化を促進させ、十分に混合する。
【００１７】
バルブの弁体に夾雑物が付着したときには、弁体の開度を変える操作を行うことにより、夾雑物が除去される。
【００１８】
バルブの前段側の配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設け、この圧力検知手段により連続的に又は定期的にバルブの前段側の配管内の圧力を測定し、この圧力が所定以上増加したときに、バルブに夾雑物が引っ掛かったと判断し、バルブの開度を変える操作を行うようにすることが好ましい。
【００１９】
あるいは、バルブの前段側と後段側との配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段を設け、この圧力損失検知手段により連続的に又は定期的にバルブの前段側と後段側との配管内の圧力損失を測定し、この圧力損失が所定以上増加したときに、バルブに夾雑物が引っ掛かったと判断し、バルブの開度を変える操作を行うようにしてもよい。
【００２０】
このようにすることにより、夾雑物により配管が閉塞して該配管内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブに夾雑物が引っ掛かっていないときにバルブの開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【図２】ボールバルブの一部断面図である。
【図３】バタフライバルブの一部断面図である。
【図４】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【図５】実施の形態に係る混合装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、第１，２図を参照して第１の実施の形態について説明する。
【００２３】
第１図の通り、この実施の形態では、配管（主配管）１中を流れる流体Ａ（この実施の形態では液体）に対し枝配管２から流体Ｂが添加される。流体Ｂとしては、薬液（例えば、凝集剤、ｐＨ調整剤、防食剤、殺菌剤などの薬液）、スラリー、気体溶解水などの各種の液体のほか、空気、窒素、酸素、炭酸ガスなどの気体であってもよい。また、流体Ｂの代わりに粉体を添加することも可能である。
【００２４】
この配管１の下流側に複数個のボールバルブ３が直列に接続配置されている。この実施の形態では、３個のボールバルブ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが設置されているが、設置個数はこれに限られない。ただし、２個以上が好ましく、特に３〜４個程度が好ましい。
【００２５】
各ボールバルブ３は、バルブボディー４内にボール（弁体）５を配置したものであり、このボール５に直径方向に孔６が貫設されている。ボールバルブ３の構成は特に限定されるものではなく、各種のものを用いることができる。一般的なボールバルブの構成を第２図に示す。ボール５は、ステム７によって矢印Ｐの如く回動される。ボール５の外周面はボディー４の内周面に保持されたシート８と摺動する。
【００２６】
第２図では、ボール５の孔６がボールバルブ３の軸心線Ｌ方向を指向しており、全開状態となっている。第１図は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない、流体混合装置の通常運転時を示しており、この流体混合装置の通常運転時には、各ボールバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）のボール５は半開状態とされている。
【００２７】
この流体混合装置の通常運転時におけるボールバルブ３の開度は、全開に対して５０〜９５％、特に６０〜８０％程度が好ましい。各バルブ３の前後での差圧は０．１〜１２．５ｋＰａ、特に０．４〜４ｋＰａとするのが好ましい。なお、通常、ボールバルブは半開きで使用するとボール部分の摩耗が生じるため、半開きでの使用に適さない。これは、ボール部分に摩耗が生じた場合、弁を閉じたときに漏れが生じる恐れがあるためである。しかしながら、本発明においては、弁を閉じて完全に配管を遮断する必要はないため、多少摩耗が生じても流体混合装置としての機能に問題はない。
【００２８】
この実施の形態では、各ボールバルブ３同士の間に接続用の短い直管状の配管１０が介在されているが、この配管１０を省略してボールバルブ３同士を直結してもよい。また、直管状の配管１０の代わりに、直角なＬ字形又は斜めに屈曲したく字形の配管を用いてもよい。また、配管１０は分岐を有した丁型部材などであってもよく、配管１０にインライン計器が設けられていてもよい。
【００２９】
液の合流部から最初のバルブ３Ａまでの距離ａや、複数の直列配置のバルブ３Ａ，３Ｂ間、３Ｂ，３Ｃ間の間隔ｂは、できるだけ小さいことが好ましい。具体的には、ａ，ｂは配管径ｄに対して１０倍以内、特に５倍以内、とりわけ３倍以内とするのが好ましい。
【００３０】
第１図では、各ボールバルブ３のステムの軸心は紙面と垂直方向に示されているが、本発明では隣接するボールバルブ３のステム７の軸心線方向は平行でないことが望ましい。
【００３１】
即ち、１番目のボールバルブ３Ａのステム軸心線方向が第２図の如くボールバルブ軸心線Ｌ方向に対し１２時方向にある場合、２番目のボールバルブ３Ｂのステム軸心線方向は１２時方向に対し角度θだけ回転した方向となっていることが好ましい。この角度差（軸心線周りの位相差）θは１５°〜１６５°特に３０°〜１５０°程度が好適である。２番目と３番目及びそれ以降のボールバルブ同士の角度差も同様であることが好ましい。
【００３２】
なお、ボールバルブを２個だけ設置する場合、角度差θは約６０〜１２０°が好適であり、約９０°が最も好ましく、約６０°がその次に好ましい。ボールバルブを３個設ける場合は、隣接するボールバルブの角度差θは約６０〜１２０°が好適であり、約９０°が最も好ましく、約６０°又は約１２０°がその次に好ましい。
【００３３】
［第２の実施の形態］
第１，２図では、ボールバルブ３が用いられているが、第３図に示すバタフライバルブ２０を用いてもよい。
【００３４】
第３図のバタフライバルブ２０は、円環状のボディー２１内に円板状のディスク（弁体）２２を回動自在に配置し、ステム２３によって矢印Ｐ方向に回動させるようにしたものである。バタフライバルブ２０の開度は全開に対して３０〜８５％、特に４０〜７０％程度が好ましい。１つのバルブの前後での差圧は０．１〜１２．５ｋＰａ、特に０．４〜４ｋＰａとするのが好ましい。
【００３５】
バタフライバルブを設置する場合も、ボールバルブ２０の場合と同様に、隣接するバタフライバルブに角度差θを設けるのが好ましい。好ましい角度差はボールバルブの場合と同様である。
【００３６】
バルブの種類は、液流路における乱流促進の面から、回転式液路遮断型のバルブ（バタフライバルブ又はボールバルブ）が好ましく、夾雑物による混合装置閉塞時にバルブ全開にした時にバルブ通過箇所形状が配管形状に近いことからボールバルブがより好ましい。中でも、配管径と概同寸法のバルブ部断面積を得ることができるために、穴のサイズが配管径に近いボールバルブが好ましく、フルポア型のボールバルブが最も好ましい。ただし、バルブはゲート式液路遮断型のバルブであってもよい。
【００３７】
ゲート式液路遮断型のバルブを設置する時には、前段のバルブと次のバルブの角度差は、３０°以上であることが好ましく、９０°以上がより好ましい。バルブを２個設置するときには、角度差１２０°とするのが最も好ましく、１８０°とするのが次に好ましく、９０°とするのがその次に好ましい。
【００３８】
以上、説明した実施の形態に係る流体混合装置によって液体同士、液体と粉体などを効率よく混合することができる。
【００３９】
この装置の方法によれば、複雑な形のスタティックミキサーを設置する必要がなく良好な混合が可能である。さらに、夾雑物が引っ掛ったり閉塞した時には、バルブの開度を変えることにより夾雑物を解き放つことができる。例えば、半開状態のバルブを全開又は全閉とした後、半開状態に戻したり、半開状態の開度を変えたりすることを１回以上、より好ましくは複数回行うことにより、付着した夾雑物を解き放つことができる。なお、このバルブ開閉操作の回数が多いほど夾雑物の剥離効果が高くなるが、バルブ開閉操作の回数が多くなると、例えばバルブが手動式である場合には操作者の労力が増大し、バルブが電動式である場合には消費電力が増大するため、これらの両方を考慮し、一般的には、３〜５回のバルブ開閉往復操作（バルブを半開状態から全開又は全閉とした後、半開状態に戻すまでを１回とする操作）を行うことが最も効果的である。
【００４０】
バルブに引っ掛かった夾雑物を取り除くためにバルブ開閉操作を行う際には、バルブの開閉範囲を、開方向及び閉方向ともにできるだけ広範囲とすることが好ましい。従って、流体混合装置が、バルブが瞬間的に全閉とされることを許容するものである場合には、バルブ開閉操作におけるバルブの開閉範囲を、全閉から全開までとすることが好ましい。
【００４１】
この実施の形態では、液体同士または液と粉体の合流を配管１，２で行っているので、別途槽を設ける必要がない。
【００４２】
［第３の実施の形態］
以下、第４図を参照して第３の実施の形態について説明する。
【００４３】
この実施の形態では、枝配管２の後段側且つ最前段のバルブ３Ａの前段側（即ちバルブ３Ａの直前）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力検知手段としての圧力計１１が設けられている。また、この実施の形態では、該圧力計１１の測定値に基づいて各バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）を制御するバルブ制御装置１２が設けられており、各バルブ３は、該バルブ制御装置１２からの作動信号により開閉作動するように構成されている。なお、バルブ制御装置１２からの作動信号により開閉作動するバルブ３としては、例えば電動式バタフライ弁、電動式ボールバルブ、電動式ゲートバルブ等が好適であるが、各種の市販品を用いることができる。
【００４４】
圧力計１１は、流体混合装置の運転開始後、連続的に又は定期的に配管１内の圧力を測定する。この圧力計１１による測定を定期的に行う場合には、１〜９６時間おき、特に８〜４８時間おきに測定を行うことが好ましい。バルブ制御装置１２は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない通常運転時には、各バルブ３を所定の開度にて半開状態とする。なお、通常運転時における各バルブ３の開度の好適範囲は、前述の通りである。このバルブ制御装置１２は、流体混合装置の運転開始後、配管１内が定常状態となったときの圧力計１１の測定値（以下、この測定値を初期圧力値という。）を記憶し、その後の圧力計１１の測定値とこの初期圧力値との差を演算し、この初期圧力値からの配管１内の圧力増加量が所定値以上となったときには、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判定し、各バルブ３を開閉作動させるように構成されている。この際、初期圧力値の１１０％以上、特に１２０％以上の圧力値を設定圧力値とし、圧力計１１の測定値がその設定圧力値以上となったときに、あるいは圧力計１１の測定値が、３０ｋＰａ以上に設定した設定圧力値以上となったときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉作動させることが好ましい。この場合、バルブ制御装置１２は、例えば、半開状態の各バルブ３を所定時間（好ましくは１〜５秒、特に好ましくは２〜３秒）全開又は全閉とした後、半開状態に戻したり、半開状態の開度を変えたりすることを所定回数（前述の通り、好ましくは複数回、特に好ましくは３〜５回）行うように構成されている。なお、初期圧力値は、経験則等により予め設定されていてもよい。あるいは、予め配管１内の圧力の上限値を設定しておき、圧力計１１の測定値がこの設定値を超えた場合に、各バルブ３を開閉作動させるようにバルブ制御装置１２を構成してもよい。
【００４５】
流体混合装置の最後のバルブ３Ｃの後段側に、配管１内の圧力を変動させる圧力変動要因が存在する場合には、この圧力変動要因に起因する配管１内の圧力変動の周期を把握しておき、所定の条件の下で、夾雑物による配管１の閉塞判断を行うものとする。例えば、バルブ３の後段側の圧力変動要因としては、圧力式砂濾過器が挙げられる。バルブ３の後段側にこのような濾過器が設けられている場合には、濾過器の逆洗直後において、夾雑物による配管１の閉塞判断を行うことが好ましい。
【００４６】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１図と同様であり、第４図において第１図と同一符号は同一部分を示している。
【００４７】
このように構成された流体混合装置にあっては、バルブ３（３Ａ）の直前の配管１内の圧力が初期圧力よりも所定以上増加したときに、バルブ制御装置１２が、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉動作させて夾雑物を解き放つ。これにより、夾雑物により配管１が閉塞して該配管１内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管１の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブ３に夾雑物が引っ掛かっていないときに各バルブ３の開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【００４８】
なお、この実施の形態では、圧力計１１の測定値に基づいてバルブ制御装置１２が自動的に各バルブ３を開閉作動させるように構成されているが、作業者が定期的に圧力計１１の測定値を読み取り、この圧力計１１の表示値が運転開始時の値（又は予め設定された設定値）から所定以上増加したときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、該作業者が手動で又はバルブ制御装置を操作して各バルブ３を開閉させるようにしてもよい。この場合、例えば圧力計１１としてアナログ式圧力計を用いた場合には、初期圧力値をこの圧力計１１の表示面にマーキングしておくことにより、配管１内の圧力の初期圧力値からの増加量を容易に読み取ることができる。
【００４９】
［第４の実施の形態］
以下、第５図を参照して第４の実施の形態について説明する。
【００５０】
この実施の形態では、枝配管２の後段側且つ最前段のバルブ３Ａの前段側（即ちバルブ３Ａの直前）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力計１１Ａが設けられ、最後段のバルブ３Ｃの後段側（即ちバルブ３Ｃの直後）の配管１に、該配管１内の圧力を検知する圧力計１１Ｂが設けられている。即ち、この実施の形態では、該圧力計１１Ａ，１１Ｂにより、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を検知するための圧力損失検知手段が構成されている。これらの圧力計１１Ａ，１１Ｂは、互いに同期して連続的に又は定期的に配管１内の圧力を測定する。この圧力計１１Ａ，１１Ｂによる測定を定期的に行う場合には、１〜９６時間おき、特に８〜４８時間おきに測定を行うことが好ましい。この実施の形態では、該圧力計１１Ａ，１１Ｂは、第４図の流体混合装置における圧力計１１と同様のものである。
【００５１】
この実施の形態では、バルブ制御装置１２は、該圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値の差、即ちバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を演算し、この圧力損失に基づいて各バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）を制御するように構成されている。具体的には、この実施の形態では、バルブ制御装置１２は、流体混合装置の運転開始後、配管１内が定常状態となったときの圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失（以下、これを初期圧力損失という。）を記憶し、その後の圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られる圧力損失とこの初期圧力損失との差を演算し、この初期圧力損失からの配管１内の圧力損失の増加量が所定値以上となったときには、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判定し、各バルブ３を開閉作動させるように構成されている。この際、初期圧力損失の１５０％以上、特に２００％以上の圧力損失を設定圧力損失とし、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失がその設定圧力損失以上となったときに、あるいは圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失が、５ｋＰａ以上に設定した設定圧力損失以上となったときに、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉作動させることが好ましい。各バルブ３の開閉作動方法は、第４図の流体混合装置と同様である。なお、初期圧力損失は、経験則等により予め設定されていてもよい。あるいは、予め経験則等により圧力損失の上限値を設定しておき、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失がこの設定値を超えた場合に、各バルブ３を開閉作動させるようにバルブ制御装置１２を構成してもよい。この実施の形態でも、バルブ制御装置１２は、夾雑物を解き放つためのバルブ開閉操作を行っていない通常運転時には、各バルブ３を所定の開度にて半開状態とする。
【００５２】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１図と同様であり、第４図において第１図と同一符号は同一部分を示している。
【００５３】
このように構成された流体混合装置にあっては、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失が初期圧力損失よりも所定以上増加したときに、バルブ制御装置１２が、バルブ３に夾雑物が引っ掛かったと判断し、各バルブ３を開閉動作させて夾雑物を解き放つ。これにより、夾雑物により配管１が閉塞して該配管１内の圧力が増大した状態のまま流体混合装置を運転することによるエネルギーの浪費や、この配管１の閉塞による流量の低下を防止することが可能となる。また、バルブ３に夾雑物が引っ掛かっていないときに各バルブ３の開度変更操作を行ってしまうような無駄を省くことが可能となり、効率的に流体混合装置を運転することが可能となる。
【００５４】
上記の実施の形態でも、圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値から得られた圧力損失に基づいてバルブ制御装置１２が自動的に各バルブ３を開閉作動させるように構成されているが、作業者が定期的に圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値を読み取って圧力損失を求め、この圧力損失が運転開始時の圧力損失（又は予め設定された設定値）から所定以上増加したときに、該作業者が手動で又はバルブ制御装置を操作して各バルブ３を開閉させるようにしてもよい。
【００５５】
この実施の形態では、バルブ３Ａの直前の配管１に第１の圧力計１１Ａを設けると共に、バルブ３Ｃの直後の配管１に第２の圧力計１１Ｂを設け、これらの圧力計１１Ａ，１１Ｂの測定値の差をバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失としているが、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失を測定する手段はこれに限定されない。例えば、このバルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群が測定領域となるように、流体混合装置に差圧計を設けることもできる。バルブ３Ｃの後段側の配管１に大気開放部が存在する場合には、バルブ３Ｃの後段側の圧力を大気圧とし、バルブ３Ａの前段側の配管１に設けられた圧力計１１Ａの測定値をもって、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失とするか、あるいは、バルブ３Ｃの直後から大気開放部までの配管１内の圧力損失を補正した後に、バルブ３Ａの前段側の配管１に設けられた圧力計１１Ａの測定値をもって、バルブ３（３Ａ〜３Ｃ）群の前後の圧力損失とすることもできる。
【００５６】
本発明装置を凝集剤の添加に用いる場合には、ＳＳを含む排水が流れる配管に無機凝集剤とｐＨ調整剤をそれぞれ添加し、半開きの各バルブを通過させることにより効率よく混合することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限りこの実施例の記載に限定されるものではない。
【００５８】
＜実施例１＞
第４図の流体混合装置を用い、下記の条件にて有機性の工場排水の凝集処理を行った。
流体Ａ： 有機性の工場排水（流量：１０ｍ３／ｈ）
流体Ｂ： １０％（ａｓ Ａｌ２Ｏ３）のポリ塩化アルミニウム水溶液（添加量：３００ｍｇ／Ｌ）
バルブ３Ａ〜３Ｃ： ボールバルブ
通常運転時における各バルブ３Ａ〜３Ｃの開度：７０％
バルブ３Ａと３Ｂの角度差θ：９０°
バルブ３Ｂと３Ｃの角度差θ：９０°
運転開始後、圧力計１１の測定値が５０ｋＰａ以上となったときにバルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。その後、圧力計１１の測定値が５０ｋＰａ以上となる度に、バルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。
【００５９】
３０日間の通水試験中、流体混合装置を通過した流体の流量が、運転開始時の流量の９０％を下回ることはなく、良好な凝集処理が行われた。
【００６０】
＜実施例２＞
第５図の流体混合装置を用い、下記の条件にて実施例１と同じ工場排水の凝集処理を行った。
圧力計１１Ａと圧力計１１Ｂとにより、バルブ３Ａ〜３Ｃにおける圧力損失を測定したこと以外は、実施例１と同じ条件で凝集処理を行った。
運転開始直後の圧力計１１Ａの測定値と圧力計１１Ｂの測定値との差（初期圧力損失）は４ｋＰａであった。その後、圧力損失の測定値が１０ｋＰａ以上となったときにバルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。その後、圧力損失の測定値が１０ｋＰａ以上となる度に、バルブ３Ａ〜３Ｃを全て開放し、２秒後に元の開度に戻した。
【００６１】
３０日間の通水試験中、流体混合装置を通過した流体の流量が、運転開始時の流量の９０％を下回ることはなく、良好な凝集処理が行われた。
【００６２】
＜参考例＞
第１図の流体混合装置を用い、バルブ３Ａ〜３Ｃの開閉操作を一切行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして有機性の工場排水の凝集処理を行った。
【００６３】
３０日間の通水運転中、良好な凝集処理が行われたが、運転開始時の流量に比べ、３０日後の流量は約３０％減少した。
【００６４】
運転停止後にバルブ３Ａを確認したところ、夾雑物が引っ掛かっているのが確認された。
【符号の説明】
【００６５】
１ 配管
３ ボールバルブ
５ ボール
７ ステム
１１，１１Ａ，１１Ｂ 圧力計
１２ バルブ制御装置
２０ バタフライバルブ
２２ ディスク
２３ ステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流体が流れる配管と、
該配管に第２の流体又は粉体を合流させる合流部と、
該合流部の後段の配管に設けられた開閉可能なバルブとからなる混合装置であって、
該バルブが半開きとされていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項２】
請求項１において、前記バルブの前段側の前記配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とする流体混合装置。
【請求項３】
請求項１において、前記バルブの前段側と後段側との前記配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段が設けられていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記バルブは、ボールバルブ又はバタフライバルブであることを特徴とする流体混合装置。
【請求項５】
請求項４において、複数個の前記バルブが直列に設けられており、隣接するバルブのバルブ軸心線周りの位相が異なることを特徴とする流体混合装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流体混合装置を用いて流体を混合する流体混合方法であって、
前記バルブに夾雑物が引っ掛ったときにバルブの開度を変える操作を行って夾雑物を解き放つことを特徴とする流体混合方法。
【請求項７】
請求項６において、前記流体混合装置は、請求項２に記載のものであり、
前記圧力検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力を測定し、該圧力が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とする流体混合方法。
【請求項８】
請求項６において、前記流体混合装置は、請求項３に記載のものであり、
前記圧力損失検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力損失を測定し、該圧力損失が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とする流体混合方法。
【請求項１】
第１の流体が流れる配管と、
該配管に第２の流体又は粉体を合流させる合流部と、
該合流部の後段の配管に設けられた開閉可能なバルブとからなる混合装置であって、
該バルブが半開きとされていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項２】
請求項１において、前記バルブの前段側の前記配管内の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とする流体混合装置。
【請求項３】
請求項１において、前記バルブの前段側と後段側との前記配管内の圧力損失を検知する圧力損失検知手段が設けられていることを特徴とする流体混合装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記バルブは、ボールバルブ又はバタフライバルブであることを特徴とする流体混合装置。
【請求項５】
請求項４において、複数個の前記バルブが直列に設けられており、隣接するバルブのバルブ軸心線周りの位相が異なることを特徴とする流体混合装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流体混合装置を用いて流体を混合する流体混合方法であって、
前記バルブに夾雑物が引っ掛ったときにバルブの開度を変える操作を行って夾雑物を解き放つことを特徴とする流体混合方法。
【請求項７】
請求項６において、前記流体混合装置は、請求項２に記載のものであり、
前記圧力検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力を測定し、該圧力が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とする流体混合方法。
【請求項８】
請求項６において、前記流体混合装置は、請求項３に記載のものであり、
前記圧力損失検知手段により連続的に又は定期的に前記配管内の圧力損失を測定し、該圧力損失が所定以上増加したときに、前記バルブの開度を変える操作を行うことを特徴とする流体混合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−８３７６３（Ｐ２０１１−８３７６３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０８９１（Ｐ２０１０−８０８９１）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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