混攪部件以及使用混攪部件的靜止型流體混合器的制作方法

專利名稱：混攪部件以及使用混攪部件的靜止型流體混合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及不具有機械可動部分而能夠將一種或兩種以上的流體(液體、氣體、固體或它們的混合物)混合的靜止型流體混合器中所使用的混攪部件的改進。
這種靜止型流體混合器被用來進行混合、攪拌、提取、蒸餾、氣體的吸收、溶解、解吸、乳化、熱交換、彌散、粉狀物的混合等。
此外，靜止型流體混合器在化學工業、紙漿工業、石化工業、制藥工業、半導體工業、光纖制造工業、能源產業、環境相關產業等許多領域得到使用。
例如，被作為通過氣液接觸對廢氣中的Hcl、NH3、NOx、SOx、Sicl4、SiHcl3、SiF4、CO2、Hg、二惡英等有害物質進行處理的吸收塔式廢氣處理裝置或者對廢氣中的SiO2、煤塵等微粒或粉塵進行捕捉和回收的除塵裝置和蒸餾裝置的填充物使用。除此之外，還被作為通過廢水的解吸處理將有機氯類化合物、氨(NH4+)等去除和回收的裝置使用。
背景技術：
現有的混攪部件以及使用混攪部件的靜止型流體混合器，是本發明人曾申請的發明，以通路管內具有兩片至四片的右扭轉或左扭轉的螺旋狀的葉片體而構成，而且中心部位具有開口部，右扭轉葉片體和左扭轉葉片體的葉片體端緣之間是中間襯著間隔部相互垂直地交替設置的。此外，葉片體的扭轉角度是90°、180°、270°。再有，其制作方法是，將通路管在長度方向上分割成多個，通過使兩片至四片的葉片體接合在該分割的通路管的內壁上以及使該通路管的分割面之間接合的工序制成物質移動裝置。
(特開平5-168882號)其次，另一種混攪部件具有設置在筒狀通路管的內側而形成多個流體通路的葉片體，流體通路之間經開口部彼此連通。其制造方法是分別制造出通路管和葉片體后再將它們接合在一起而制成混攪部件。混攪部件的扭轉角度是90°、180°、270°、360°。(特開平7-284642號)此外，又一種混攪部件由設置在通路管內的螺旋狀的多個葉片體形成，葉片體在通路管的中心部位空缺，為了提高該空缺部的機械強度，而將內筒管間斷設置。葉片體的旋轉角度是90°、180°、或30°、45°、135°。(特開2001-170476號)還有一種混攪部件具有外筒管和設置在該外筒管內的葉片和為了將該葉片裝配在外筒管內而間斷設置的內筒管。(特開2001-187313號)現有的混攪部件，隨著供流體流通的通路管的內徑增大其制造越發困難，因而必須加大開口部(中心部位)的截面面積即直徑。因此，存在著流體從開口部流通即發生短路而導致混合·攪拌效果降低的缺點。此外，為了對降低的混合·攪拌效果進行補償，必須設置多個混攪部件，這將導致設備費用增加。
此外，在制造大口徑(內徑1000mm以上)混攪部件的場合，制造變得不可能，而且還存在著混合·攪拌效果大幅度降低的缺點。除此之外，由于部件太大因而無法作為填充物裝設到已有的蒸餾塔內。
再有，制造和使用小旋轉角度(例如約10°)的混攪部件，能夠將其作為填充物裝設到已有的蒸餾塔內，不僅能夠實現高性能化而且還能夠大大提高生產能力。
特開昭58-128134號公報[專利文獻2]特開平5-168882號公報[專利文獻3]特開平7-80279號公報[專利文獻4]特開平7-284642號公報[專利文獻5]特開2001-170476號公報[專利文獻6]特開2001-187313號公報[專利文獻7]歐洲專利0678329號[專利文獻8]美國專利5605400號[專利文獻9]美國專利6431528號[非專利文獻1]S.J.チエン等，《靜止型混合器手冊》，綜合化學研究所，1973年6月發行[非專利文獻2]松村輝一郎，森島泰等，《靜止型混合器-基礎與應用-》，日刊工業新聞社，1981年9月30日發行現有的混攪部件及使用混攪部件的靜止型流體混合器會隨著混攪部件直徑的增大其混合·攪拌效率降低，因而必須增加流體與流體混合·攪拌的時間。因此，其設備費用增加。此外，隨著口徑加大其制造·組裝變得困難，模具費用也增加。再有，從部件的大小和性能方面來說，無法在已有的蒸餾塔內作為填充物使用。此外，因上述同樣的原因，無法在進行大風量處理的已有的吸收塔內作為填充物使用。
對于使用填充物的蒸餾塔，人們要求其具有大的氣液接觸界面、高性能的液流分配功能、在較小壓力損失下有很大的運行操作范圍。(特開平7-080279號)隨著焚燒爐、船舶和發電廠等所產生的廢氣的處理風量的大容量化，人們要求廢氣處理裝置中所使用的吸收塔實現高性能化、空間節省化、節能化、低價格化。

發明內容
作為旨在實現上述任務的本發明的混攪部件，其特征是，內設供流體流通的筒狀的通路管、以及、設置在所說通路管內的右旋轉(順時針方向)或左旋轉(逆時針方向)的螺旋狀的第1葉片體，第1內筒管設置在所說第1葉片體的軸心部，所說第1內筒管內設置有右旋轉或左旋轉的螺旋狀的第2葉片體，第2內筒管設置在所說第2葉片體的軸心部。根據本發明，可提供一種混合效率高、制造簡單且制造費用低廉的混攪部件。此外，可提供一種可應用于大口徑(1m以上)蒸餾塔式或吸收塔式氣液接觸裝置中的混攪部件。
根據本發明的混攪部件，混合·攪拌效率提高因而可以縮短氣液接觸時間。此外，由于制造變得容易因而制造費用也降低。還可以使大口徑蒸餾塔、吸收塔的制造變得容易。


圖1是本發明實施例所涉及的90°右旋轉型混攪部件的立體圖。
圖2是該混攪部件的仰視圖。
圖3是該混攪部件的局部放大立體圖。
圖4是本發明實施例所涉及的由右旋轉型第1葉片體和左旋轉型第2葉片體構成的混攪部件的立體圖。
圖5是本發明實施例所涉及的90°左旋轉型混攪部件的立體圖。
圖6是本發明實施例所涉及的由左旋轉型第1葉片體和右旋轉型第2葉片體構成的混攪部件的立體圖。
圖7是對本發明實施例所涉及的右旋轉型混攪部件的截面進行展示的說明圖。
圖8是本發明實施例所涉及的15°右旋轉型混攪部件的立體圖。
圖9是本發明實施例所涉及的由15°右旋轉型葉片體構成的混攪部件分4層設置的混攪部件的立體圖。
圖10是本發明實施例所涉及的30°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖。
圖11是本發明實施例所涉及的60°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖。
圖12是本發明實施例所涉及的90°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖。
圖13是使用本發明實施例所涉及的混攪部件的靜止型流體混合器的概略側視剖視圖。
圖14是該靜止型流體混合器的局部的概略側視剖視圖。
圖15是該靜止型混合器的局部的概略側視剖視圖。
圖16是本發明所涉及的靜止型流體混合器的概略縱剖立體圖。
圖17是對本發明所涉及的混攪部件應用于蒸餾塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖。
圖18是對本發明所涉及的混攪部件應用于吸收塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖。
附圖標記的說明1，10，20，29，38，47，54a，54b，54c，54d，63，64，64a，64b，64c，73，73a，73b，73c，82，82a，82b，82c，93，94，103，113，122，123，141a，141b，141c，141d，146a，146b，146c，146d混攪部件2，11，21，30，39，48，55，65，74，83，125，134通路管3，12，22，49，56，66，75，84，96，104，114，126右旋轉型第1葉片體6，16，43，51，59，69，78，87，98，106，129右旋轉型第2葉片體31，40，135左旋轉型第1葉片體25，34，116，138左旋轉型第2葉片體5，14，24，33，42，50，58，68，77，86，97，105，115，128，137第1內筒管8，18，27，36，45，52，61，71，80，89，99，107，117，131第2內筒管4，7，13，15，17，19，23，26，32，35，41，44，57，60，67，70，76，79，85，88，127，130，132，136孔9，28，37，46，53，62，72，81，90，100，108，118，133開口部91，101，111，121靜止型流體混合器92，102，112，140，145外殼95，110，120，124間隔件109，119空間部139蒸餾塔144吸收塔142，147支撐件143，148維修口具體實施方式
下面，就本發明的實施例參照附圖進行詳細說明。圖1是本發明第1實施例所涉及的90°右旋轉型混攪部件的立體圖，圖2是第1實施例所涉及的90°右旋轉型混攪部件的仰視圖，圖3是第2實施例所涉及的90°右旋轉型混攪部件的局部放大立體圖，圖4是本發明第3實施例所涉及的由右旋轉型第1葉片體和左旋轉型第2葉片體構成的混攪部件的立體圖，圖5是本發明第4實施例所涉及的左旋轉型混攪部件的立體圖，圖6是本發明第5實施例所涉及的由左旋轉型第1葉片體和右旋轉型第2葉片體構成的混攪部件的立體圖，圖7是對本發明第1實施例所涉及的右旋轉型混攪部件的徑向截面進行展示的說明圖，圖8是本發明第6實施例所涉及的15°右旋轉型混攪部件的立體圖，圖9是本發明第6實施例的15°右旋轉型混攪部件分4層設置的混攪部件的立體圖，圖10是本發明第7實施例的30°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖，圖11是本發明第8實施例的60°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖，圖12是本發明第9實施例的90°右旋轉型混攪部件分3層設置的混攪部件的立體圖，圖13是使用本發明的混攪部件的第1實施例所涉及的靜止型流體混合器的概略側視剖視圖，圖14是使用本發明的混攪部件的第2實施例所涉及的靜止型流體混合器的局部的概略側視剖視圖，圖15是本發明第3實施例所涉及的靜止型流體混合器的局部的概略側視剖視圖，圖16是圖13所示本發明實施例所涉及的靜止型體混合器的概略縱剖立體圖，圖17是對本發明的混攪部件應用于蒸塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖，圖18是對本發明的混攪部件應用于吸收塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖。
(實施例1)圖1是對本發明所涉及的第1實施例進行展示的90°右旋轉型(順時針方向)混攪部件的立體圖，圖2是該混攪部件的仰視圖。混攪部件1具有筒狀的通路管2以及設置在該通路管2內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體3。該第1葉片體3由具有多個通孔4的多孔體形成。在該第1葉片體3的內側設置有筒狀的第1內筒管5。該第1內筒管5在第1葉片體3的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該第1內筒管5內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體6，該葉片體6由具有多個通孔7的多孔體形成。在該第2葉片體6的內側設置有筒狀的第2內筒管8，并形成有開口部9。該第2內筒管8是為了相對于第2葉片體6的扭轉應力增加機械強度而設置的。該第2內筒管8根據需要在第2葉片體6的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。第1葉片體3的一端連接在第1內筒管5的外周面上，并且朝向通路管2的內周面向順時針方向(右旋轉)呈螺旋狀扭轉后另一端連接在通路管2的內周面上。
同樣地，第2葉片體6的一端連接在第2內筒管8的外周面上，并且朝向第1內筒管5的內周面向順時針方向(右旋轉)呈螺旋狀扭轉后另一端連接在第1內筒管5的內周面上。由于第2內筒管8的中心部位是開口的，因而在第2內筒管8的軸心部位不存在第2葉片體6，這個部分是中空的。這樣，如圖1和圖2所示，在第2內筒管8的軸心部位形成了不存在葉片體的開口部9。
葉片體3和6的旋轉角度(扭轉角度)不限于90°，最好是根據混攪部件1的內徑在大約5°～270°的范圍內，若在大約10°～90°的范圍內則更好。此外，關于內筒管的設置數量，可以根據混攪部件1的內徑設置諸如第3、第4、第5、第n內筒管以使得開口部9的直徑最小達到例如50mm以下，即適當進行增減而至少使用一個以上的內筒管。同樣地，葉片體也可以適當設置。此外，葉片體3和6的內設數量并不限于12片和6片而可以適當增減。
(實施例2)圖3是對本發明所涉及的第2實施例進行展示的90°右旋轉型混攪部件的局部放大立體圖。
與圖1和圖2所示的混攪部件1同樣，混攪部件10具有筒狀的通路管11以及設置在該通路管11內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體12。該葉片體12由具有多個通孔13的多孔體形成。在該葉片體12的內側設置有筒狀的第1內筒管14，葉片體12的一端連接在該內筒管14的外周部上。該內筒管14由具有多個通孔15的多孔體形成。該內筒管14內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體16，該葉片體16由具有多個通孔17的多孔體形成。在該葉片體16的內側設置有筒狀的第2內筒管18。該內筒管8由具有多個通孔19的多孔體形成。
第1內筒管14和第2內筒管18由具有多個通孔15和19的多孔體形成，可使得在混攪部件10內的軸向(長度方向)上流通的流體的混合效果進一步提高。孔15和19的形狀可以是三角形、四邊形、橢圓形或狹縫狀，可根據需要適當選擇。該孔15和19的開孔率可在大約5％～95％的范圍內適當選擇。
(實施例3)圖4是對本發明所涉及的第3實施例進行展示的混攪部件的立體圖。混攪部件20具有筒狀的通路管21以及設置在該通路管21內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體22。該葉片體22由具有多個通孔23的多孔體形成。在該葉片體22的內側設置有筒狀的第1內筒管24。該內筒管24內具有多個螺旋狀的左旋轉型第2葉片體25，該葉片體25由具有多個通孔26的多孔體形成。在該葉片體25的內側設置有筒狀的第2內筒管27，并形成有開口部28。
即，混攪部件20內設置有右旋轉(順時針方向)的第1葉片體22和左旋轉(逆時針方向)的第2葉片體25。這樣，在混攪部件20內流通的右旋轉及左旋轉的流體在混攪部件20內的徑向上形成相反的渦流從而產生強大的剪切力，混合效率進一步提高。內筒管24和內筒管27由多孔體形成，可使得混合效率進一步提高。
(實施例4)圖5是對本發明所涉及的第4實施例進行展示的90°左旋轉型(逆時針方向)混攪部件的立體圖。混攪部件29具有筒狀的通路管30以及設置在該通路管30內的多個螺旋狀的左旋轉型第1葉片體31。該第1葉片體31由具有多個通孔32的多孔體形成。在該第1葉片體31的內側設置有筒狀的第1內筒管33。該第1內筒管33在第1葉片體31的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該第1內筒管33內具有多個螺旋狀的左旋轉型第2葉片體34，該葉片體34由具有多個通孔35的多孔體形成。在該第2葉片體34的內側設置有筒狀的第2內筒管36，并形成有開口部37。與前面說明的一樣，該第2內筒管36是為了相對于第2葉片體34的扭轉應力增加機械強度而設置的。該第2內筒管36根據需要在第2葉片體34的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。第1葉片體31的一端連接在第1內筒管33的外周面上，并且朝向通路管30的內周面呈螺旋狀向逆時針針方向(左旋轉)扭轉后另一端連接在通路管30的內周面上。
同樣地，第2葉片體34的一端連接在第2內筒管36的外周面上，并且朝向第1內筒管33的內周面呈螺旋狀向逆時針方向(左旋轉)扭轉后另一端連接在第1內筒管33的內周面上。由于第2內筒管36的中心部位是開口的，因而在第2內筒管36的軸心部位不存在第2葉片體34，這個部分是中空的。
與前面說明的一樣，葉片體31和34的旋轉角度(扭轉角度)不限于90°，最好是根據混攪部件29的內徑在大約5°～180°的范圍內，若在大約10°～90°的范圍內則更好。此外，關于內筒管的設置數量，可以根據混攪部件29的內徑適當進行增減而至少使用一個以上。此外，葉片體31和34的內設數量并不限于12片和6片而可以在能夠進行制造的范圍內適當進行增減。
(實施例5)圖6是對本發明所涉及的第5實施例進行展示的混攪部件的立體圖，混攪部件38具有筒狀的通路管39以及設置在該通路管39內的多個螺旋狀的左旋轉型第1葉片體40。該第1葉片體40由具有多個通孔41的多孔體形成。在該葉片體40的內側設置有筒狀的第1內筒管42。該內筒管42內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體43，由具有多個通孔44的多孔體形成。在該葉片體43的內側設置有筒狀的第2內筒管45，并形成有開口部46。
與前面的說明一樣，即，混攪部件38內設置有左旋轉(逆時針方向)的葉片體40和右旋轉(順時針方向)的葉片體43。這樣，在混攪部件38內流通的右旋轉及左旋轉的流體在混攪部件38內的徑向上形成相反的渦流從而產生強大的剪切力，混合效率進一步提高。另外，內筒管42和內筒管45由多孔體形成，可使混合效率進一步提高。
圖7是關于本發明所涉及的混攪部件的通路管和內筒管的徑向尺寸(長度)的說明圖。如前面以圖1、2、3進行的說明，混攪部件47由通路管48、第1葉片體49、第1內筒管50、第2葉片體51、第2內筒管52構成，并形成有開口部53。關于混攪部件47的通路管和內筒管的直徑尺寸比，若設通路管48的直徑為φD、內筒管50的直徑為φd，則最好是φd在φD的大約1％～95％的范圍內。若在10％～60％的范圍則更好。此外，最好是開口部53的直徑為小口徑例如在50mm以下，在第1內筒管50的直徑φd的大約5％～50％的范圍內。若在大約10％～30％的范圍則更好。通路管和內筒管的尺寸比，可根據通路管的尺寸適當選擇。此外，并不限于第1內筒管和第2內筒管，例如可以朝向通路管的中心部位適當順序設置第3、第4、第5內筒管乃至第n內筒管，并同樣地設置葉片體。
(實施例6)圖8是對本發明所涉及的第6實施例進行展示的15°右旋轉型(順時針方向)混攪部件的立體圖。混攪部件54a具有筒狀的通路管55以及設置在該通路管55內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體56。該葉片體56由具有多個通孔57的多孔體形成。在該葉片體56的內側設置有筒狀的第1內筒管58。該內筒管58在第1葉片體56的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該內筒管58內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體59，由具有多個通孔60的多孔體形成。在該葉片體59的內側設置有筒狀的第2內筒管61，并形成有開口部62。該內筒管61是為了相對于葉片體59的扭轉應力增加機械強度而設置的。該第2內筒管61根據需要在第2葉片體59的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。第1葉片體56的一端連接在第1內筒管58的外周面上，并且朝向通路管55的內周面向順時針方向(右旋轉)呈螺旋狀大約扭轉15°后另一端連接在通路管55的內周面上。
同樣地，第2葉片體59的一端連接在第2內筒管61的外周面上，并且朝向第1內筒管58的內周面向順時針方向(右旋轉)呈螺旋狀扭轉后另一端連接在第1內筒管58的內周面上。由于第2內筒管61的中心部位是開口的，因而在第2內筒管61的軸心部位不存在第2葉片體59，這個部分是中空的。這樣，在第2內筒管61的軸心部位形成了不存在葉片體的開口部62。混攪部件54b、54c、54d與上述混攪部件54a同樣地形成。
作為混攪部件54，由于第1葉片體56及第2葉片體59的旋轉角度大約為15°，因而能夠使葉片體56和59的設置數量的增加變得容易，混合效率進一步提高。此外，可使大口徑(直徑1000mm以上)的制造變得容易，制造費用也能夠降低。再有，能夠裝配到已有的蒸餾塔、吸收塔內，現場及塔內的組裝、安裝作業變得容易。混攪部件54的制造方法是通路管55、葉片體56和59、內筒管58和61分別進行制造。通路管55和內筒管58、61也可以由在長度方向上至少分割為兩個以上的多個部件進行制造，通過使該分割的多個部件相連接而形成筒狀的通路管55以及內筒管58、61。同樣地，葉片體56、59也可以分割為兩個以上，使該分割的多個部件相連接而形成螺旋狀的葉片體56、59。分別將通路管55內筒管58、61以及葉片體56、59通過焊接、熔融粘接、卡止等手段進行連接很容易制造出混攪部件54。
圖9所示的混攪部件63，是將上述15°右旋轉型混攪部件54a、54b、54c、54d分4層設置而以葉片體56的旋轉角度(扭轉角度)大約成60°的狀態連接而成的。即，將相鄰的第1葉片體56之間接合，便可形成具有呈15°+15°+15°+15°＝60°角度的葉片體的混攪部件63。
通過如上所述設置必要層數的混攪部件54，很容易制造出具有大約180°、大約270°、大約360°等任意旋轉角度的混攪部件。
相鄰葉片體56的端緣之間并不限于在既定位置接合，也可以設置在任意位置加以使用。此外，混攪部件并不限于只使用右旋轉型葉片體，也可根據需要適當選擇形成圖3、圖4、圖5、圖6所示混攪部件10、20、29、38的葉片體的旋轉方向的組合。
(實施例7)圖10是對本發明所涉及的第7實施例進行展示的30°右旋轉型(順時針方向)混攪部件的立體圖。與圖8所示的混攪部件同樣，混攪部件64具有筒狀的通路管65以及設置在該通路管65內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體66。該第1葉片體66由具有多個通孔67的多孔體形成。在該第1葉片體66的內側設置有筒狀的第1內筒管68。該內筒管68在葉片體66的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該內筒管68內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體69，由具有多個通孔70的多孔體形成。在該葉片體69的內側設置有筒狀的第2內筒管71，并形成有開口部72。該內筒管71是為了相對于葉片體69的扭轉應力增加機械強度而設置的。該內筒管71根據需要在葉片體69的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。
除此之外，與圖8所示的混攪部件相同因而將詳細說明省略。
圖10所示的混攪部件64是將大約30°右旋轉型混攪部件64a、64b、64c分3層設置而以葉片體66的旋轉角度大約成90°的狀態連接而成的。與圖9所示的混攪部件63同樣地形成了具有呈30°+30°+30°＝90°角度的葉片體的混攪部件64。
(實施例8)圖11是對本發明所涉及的第8實施例進行展示的60°右旋轉型(順時針方向)混攪部件的立體圖。混攪部件73具有筒狀的通路管74以及設置在該通路管74內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體75。該葉片體75由具有多個通孔76的多孔體形成。在該第1葉片體75的內側設置有筒狀的第1內筒管77。該內筒管77在葉片體75的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該內筒管77內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體78，由具有多個通孔79的多孔體形成。在該葉片體78的內側設置有筒狀的第2內筒管80，并形成有開口部81。該內筒管80是為了相對于葉片體78的扭轉應力增加機械強度而設置的。該內筒管80根據需要在葉片體78的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。
除此之外，與圖8所示的混攪部件相同因而將詳細說明省略。
圖11所示的混攪部件73是將大約60°右旋轉型混攪部件73a、73b、73c分3層設置而以葉片體75的旋轉角度大約成180°的狀態連接而成的。與圖9所示的混攪部件63同樣地形成了具有呈60°+60°+60°＝180°角度的葉片體的混攪部件73。
(實施例9)圖12是對本發明所涉及的第9實施例進行展示的90°右旋轉型(順時針方向)混攪部件的立體圖。混攪部件82具有筒狀的通路管83以及設置在該通路管83內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體84。該葉片體84由具有多個通孔85的多孔體形成。在該葉片體84的內側設置有筒狀的第1內筒管86。該內筒管86在葉片體84的連接部上沿軸向(長度方向)設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。該內筒管86內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體87，由具有多個通孔88的多孔體形成。在該葉片體87的內側設置有筒狀的第2內筒管89，并形成有開口部90。該內筒管89是為了相對于葉片體87的扭轉應力增加機械強度而設置的。該內筒管89根據需要在葉片體87的連接部上設置必要的長度，在除此之外的部位未設置。除此之外，與圖8所示的混攪部件相同因而將詳細說明省略。
圖12所示的混攪部件82是將大約90°右旋轉型混攪部件82a、82b、82c分3層設置而以葉片體84的旋轉角度大約成270°的狀態連接而成的。與圖9所示的混攪部件63同樣地形成了具有呈90°+90°+90°＝270°角度的葉片體的混攪部件82。
(實施例10)圖13是使用本發明的混攪部件的第1實施例所涉及的靜止型流體混合器的概略側視剖視圖。筒狀的靜止型流體混合器91是在筒狀的外殼92內中間襯著直徑與混攪部件93、94相同的間隔件95交替設置右旋轉型混攪部件93和左旋轉型混攪部件94而形成。此外，右旋轉型第2葉片體98在右旋轉型第1葉片體96的全長上設置。再有，混攪部件93和94分別設置圖1和圖5所示的第1內筒管97和第2內筒管99而形成。最好是，開口部100以小口徑(直徑50mm以下)形成。另外，也可以不設置上述筒狀的間隔件95而將混攪部件93、94交替設置在外殼92內而形成靜止型流體混合器。此外，也可以使混攪部件93、94的端緣之間接合而形成靜止型流體混合器。
在兩種流體FA、FB在如上構成的靜止型流體混合器91內流通期間，在流體的一部分呈螺旋狀沿著葉片體的旋轉角度旋轉而形成順時針方向的旋流，一部分從葉片體的通孔中通過而被切斷，還有一部分從內筒管的通孔中通過而被切斷之后匯流，進而翻滾并被分割。上述旋轉、通過、切斷、匯流、翻轉、分割的重復進行，可使兩種流體FA、FB混合在一起。
(實施例11)圖14是使用本發明的混攪部件的第2實施例所涉及的靜止型流體混合器的局部的概略側視剖視圖。筒狀的靜止型流體混合器101是在筒狀的外殼102內設置右旋轉型混攪部件103以及具有相同直徑的筒狀的間隔件110而形成。設置在該混攪部件103內的右旋轉型第1葉片體104與圖13所示的混攪部件93相同，但右旋轉型第2葉片體106是中間隔著空間部109設置在第1內筒管105的軸向(長度方向)長度的必要部位上的，并具有開口部108形成混攪部件103。通過如上所述在第1內筒管105內形成空缺第2葉片體106的空間部109而獲得流體徑向匯流效果，可使混合效率進一步提高。
(實施例12)圖15是使用本發明的混攪部件的第3實施例所涉及的靜止型流體混合器的局部的概略側視剖視圖。筒狀的靜止型流體混合器111在筒狀的外殼112內設置右旋轉型混攪部件113以及具有相同直徑的筒狀的間隔件120而形成。設置在該混攪部件113內的右旋轉型第1葉片體114與圖13所示的混攪部件93相同，但是設置在第1內筒管115內的第2葉片體116是左旋轉型的。此外，與圖14所示混攪部件103同樣，左旋轉型第2葉片體116是中間隔著空間部119設置而形成混攪部件113的。此外，與圖13同樣，形成有第2內筒管117、開口部118。
如上構成的靜止型流體混合器111靠產生右旋轉和左旋轉的旋流使混合效率得到進一步的提高。
圖16是圖13所示的本發明實施例所涉及的靜止型流體混合器沿軸向(長度方向)剖開的概略縱剖立體圖。筒狀的靜止型流體混合器121是中間襯著筒狀的間隔件124交替設置筒狀的右旋轉型混攪部件122和筒狀的左旋轉型混攪部件123而形成。
右旋轉型混攪部件122具有筒狀的通路管125以及設置在該通路管125內的多個螺旋狀的右旋轉型第1葉片體126。該葉片體126由具有多個通孔127的多孔體形成。在該葉片體126的內側(中心部位)，在第1葉片體126的全長上設置有筒狀的具有通孔的第1內筒管128。該內筒管128內具有多個螺旋狀的右旋轉型第2葉片體129，由具有多個通孔130的多孔體形成。在該葉片體129的內側(中心部位)設置有筒狀的第2內筒管131，并形成有開口部133。該內筒管131與第1內筒管128同樣具有多個通孔132而形成。具有與混攪部件122相同直徑的筒狀的間隔件124的一端與混攪部件122的端緣接合在一起。最好是，該間隔件124的軸向(長度方向)上的長度相對于混攪部件122的全長在0.1倍到10倍的范圍內。間隔件124的全長不限于在該范圍內而可以適當選擇。
左旋轉型混攪部件123的一端與間隔件124的另一端接合在一起。該左旋轉型混攪部件123與上述右旋轉型混攪部件122相同，故詳細說明省略，但具有筒狀的通路管134以及設置在該通路管134內的多個螺旋狀的左旋轉型第1葉片體135。該葉片體135由具有多個通孔136的多孔體形成。在該葉片體135的內側(中心部位)，與圖3同樣地在第1葉片體135的全長上設置有具有通孔的筒狀的第1內筒管137。該內筒管137內具有多個螺旋狀的左旋轉型第2葉片體138，由具有多個通孔的多孔體形成。在該葉片體138的內側(中心部位)設置有筒狀的第2內筒管，并形成有開口部133。該內筒管與第1內筒管137同樣具有多個通孔而形成。該左旋轉型混攪部件123的另一端和與上述同樣的間隔件124接合在一起，并且中間襯著該間隔件與和上述同樣的右旋轉型混攪部件122接合在一起，從而形成靜止型流體混合器121。雖說該靜止型流體混合器121由兩個混攪部件122和一個混攪部件123構成，但并不限于此，也可以至少使用一個以上的混攪部件來形成靜止型流體混合器。混攪部件的設置數量、旋轉角度、旋轉方向以及葉片體的設置數量可根據用途適當進行選擇。
(實施例13)圖17是對本發明實施例所涉及的混攪部件應用于蒸餾塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖。蒸餾塔139由筒狀的外殼140以及設置在該外殼140內的混攪部件141a、141b、141c、141d形成。該混攪部件141a、141b、141c、141d靠設置在外殼140內的混攪部件支撐件142卡止在既定位置上。維修口143以相對于外殼140作業人員能夠將混攪部件的構件送入送出的結構及尺寸形成。
如上構成的蒸餾塔139，可使得在蒸餾塔139內上升的氣體(FA)和下降的液體(FB)在混攪部件141內相向流動，從而將氣體和液體攪拌混合在一起，實現氣液的充分接觸。將該蒸餾塔139應用于諸如閃蒸蒸餾及蒸汽蒸餾時，可實現液體中異種物質的分離、精制以及回收。
通過將本發明所提供的混攪部件作為蒸餾塔的填充物加以使用，可在蒸餾塔內氣體速度與使用現有填充物相比在1.5～5倍范圍的氣體速度下進行處理，使設備費用降低。此外，氣液接觸效率的提高可使塔高降低，能夠在較小的壓力損失下運行，蒸汽供給量也可以減少。此外，由于運行操作范圍變寬因而運行管理也變得容易。再有，與已有蒸餾塔的填充物進行更換，便能夠很容易地使生產能力得到提高。而且，經由維修口也可容易地進行填充物的更換作業。并且，與使用現有的靜止型流體混合器的蒸餾塔相比，混攪部件的開口部的直徑可以達到最小(例如50mm以下)，使氣液接觸效率得到進一步的提高，并且混攪部件的制造變得容易，能夠在狹小的蒸餾塔內進行制造和安裝。此外，大口徑(1m以上)蒸餾塔的制造變得容易，能夠實現大容量處理。
(實施例14)圖18是對本發明實施例所涉及的混攪部件應用于吸收塔式氣液接觸裝置中的實施例進行展示的局部的概略縱剖側視圖。吸收塔144由筒狀的外殼145以及設置在該外殼145內的混攪部件146a、146b、146c、146d形成。該混攪部件146a、146b、146c、146d靠設置在外殼145內的混攪部件支撐件147卡止在既定位置上。維修口148是以相對于外殼145能夠將混攪部件的構件送入送出以及作業人員能夠進出的結構及尺寸形成。
如上構成的吸收塔144，可使得在吸收塔144內下降的氣體(FA)和液體(FB)在混攪部件146內并行流動，從而將氣體和液體攪拌混合在一起，實現氣液的充分接觸。將該吸收塔144應用于諸如氣體的吸收、氣體的冷卻、除塵操作時，可實現氣體中異種物質的分離、精制、回收以及有害物質的去除。
通過將本發明提供的混攪部件作為吸收塔的填充物加以應用，可在吸收塔內氣體速度與使用現有填充物相比在1.5～10倍范圍的氣體速度下進行處理，使設備費用降低。此外，氣液接觸效率的提高可使塔高降低、塔的直徑減小，能夠在較小的壓力損失下運行，能夠節省安裝空間并節能。此外，由于運行操作范圍變寬因而運行管理也變得容易。再有，與已有吸收塔的填充物進行更換，便能夠很容易地使生產能力得到提高。而且，經由維修口也可容易地進行填充物的更換作業并且，與使用現有的靜止型流體混合器的吸收塔相比，混攪部件的開口部的直徑可以達到最小，因而氣液接觸效率進一步提高，而且大口徑(1m以上)混攪部件的制造變得容易。進而，大口徑(1m以上)吸收塔的制造變得容易，能夠使大風量(30000m3/Hr以上)處理的吸收塔的成本較低。
權利要求
1.一種混攪部件，其特征是，內設有供流體流通的筒狀的通路管、以及、設置在所說通路管內的右旋轉(順時針方向)或左旋轉(逆時針方向)的螺旋狀的第1葉片體，第1內筒管設置在所說第1葉片體的軸心部，所說第1內筒管內設置有右旋轉或左旋轉的螺旋狀的第2葉片體，第2內筒管設置在所說第2葉片體的軸心部。
2.如權利要求1所說的混攪部件，其特征是，所說第1葉片體由多孔體或多孔性體形成。
3.如權利要求1至2之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第1葉片體的旋轉角度約為5°～約270°。
4.如權利要求1至3之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第1內筒管由多孔體或多孔性體形成。
5.如權利要求1至4之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第1內筒管在所說第1葉片體的軸向的全長或部分長度上設置。
6.如權利要求1至5之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第2葉片體由多孔體或多孔性體形成。
7.如權利要求1至6之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第2葉片體的旋轉角度約為5°～270°。
8.如權利要求1至7之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第2內筒管由多孔體或多孔性體形成。
9.如權利要求1至8之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說第2內筒管設置在所說第2葉片體的軸向的全長或部分長度上。
10.如權利要求1至9之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，在所說第2內筒管的軸心部位具有開口部。
11.如權利要求1至10之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由右旋轉型第1葉片體和左旋轉型第2葉片體形成。
12.如權利要求1至10之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由左旋轉型第1葉片體和右旋轉型第2葉片體形成。
13.如權利要求1至12之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由4個約15°右旋轉或左旋轉的所說混攪部件接合而成而具有約60°的旋轉角度。
14.如權利要求1至12之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由3個約30°右旋轉或左旋轉的所說混攪部件接合而成而具有約90°的旋轉角度。
15.如權利要求1至12之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由3個約60°右旋轉或左旋轉的所說混攪部件接合而成而具有約180°的旋轉角度。
16.如權利要求1至12之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件由3個約90°右旋轉或左旋轉的所說混攪部件接合而成而具有約270°的旋轉角度。
17.如權利要求1至16之任一權利要求所說的混攪部件，其特征是，所說混攪部件內至少設置有一個以上的所說內筒管。
18.一種靜止型流體混合器，其特征是，至少設置有一個以上的所說混攪部件。
19.一種靜止型流體混合器，其特征是，在筒狀的外殼內中間襯著間隔件交替地設置有右旋轉及左旋轉的所說混攪部件。
20.一種氣液接觸裝置，其特征是，在流體相向流通的蒸餾塔式氣液接觸裝置內至少設置有一個以上的所說混攪部件。
21.一種氣液接觸裝置，其特征是，在液體并行流通的吸收塔式氣液接觸裝置內至少設置有一個以上的所說混攪部件。
全文摘要
提供一種低成本且具有高混合攪拌效果的、容易實現大型化的混攪部件以及使用混攪部件的靜止型流體混合器。此外，提供一種具有高處理能力的氣液處理裝置。混攪部件(1)具有供流體流通的筒狀的通路管(2)以及設置在該通路管(2)內的由多個螺旋狀多孔體形成的右旋轉型第1葉片體(3)，在該第1葉片體(3)的內側設置有筒狀的第1內筒管(5)，該內筒管(5)內設有多個螺旋狀的右旋轉型葉片體(6)，在該第2葉片體(6)的軸心部位形成有開口部(9)。至少使用一個以上的該混攪部件(1)來形成靜止型流體混合器。
文檔編號B01D3/14GK1917937SQ20048004170
公開日2007年2月21日 申請日期2004年2月16日 優先權日2004年2月16日
發明者小島久夫 申請人:風神有限公司