TW201841680A - 攪拌容器、混合裝置及混合流體之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明獲得可將於第1流體中混合第2流體而得之混合流體以第1流體與第2流體更均勻地混合之方式加以攪拌之攪拌容器及使用此種攪拌容器之混合裝置，及使用此種混合裝置之混合流體之製造方法。本發明之攪拌容器100具備：筒狀之容器本體101，其用以攪拌混合流體；及流體導引機構102，其以將一面於容器本體內迴旋一面自上游側向下游側流動之混合流體之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體之內壁之區域之方式導引混合流體。

Description

攪拌容器、混合裝置及混合流體之製造方法

本發明係關於一種攪拌容器、混合裝置及混合流體之製造方法，尤其係關於用以攪拌包含第1流體與第2流體之混合流體之攪拌容器及具備此種攪拌容器之混合裝置，以及使用此種混合裝置之混合流體之製造方法者。

自先前以來存在混合至少包含第1流體與第2流體之流體之各種混合裝置。例如，於專利文獻1中揭示有如下混合裝置，其係於第1流體流動之螺旋流路中流入第2流體而形成混合流體，且藉由使自螺旋流路噴出之混合流體於筒狀容器內迴旋而攪拌混合流體。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本實公昭61-97號公報

[發明所欲解決之問題] 於上述先前之混合裝置中，藉由使於第1流體混合第2流體所得之混合流體迴旋而進行攪拌，然倘若僅簡單地使混合流體迴旋，則亦有第1流體與第2流體未均勻地混合之問題。 本發明之目的在於獲得可將於第1流體混合第2流體所得之混合流體以第1流體與第2流體更均勻地混合之方式攪拌之攪拌容器及使用此種攪拌容器之混合裝置、及使用此種混合裝置之混合流體之製造方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之攪拌容器具備：筒狀之容器本體，其用以攪拌混合流體；及第1流體導引機構，其以將一面於上述容器本體內迴旋一面自上游測向下游測流動之上述混合流體之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體之內壁之區域之方式導引上述混合流體；藉此達成上述目的。 於本發明中，較佳為，上述容器本體具有流體導入部，其用於以上述混合流體於上述容器本體內迴旋之方式將上述混合流體導入至上述容器本體。 於本發明中，較佳為，上述流體導入部具有第2流體導引機構，其以導入之上述混合流體接近上述容器本體之內壁之方式導引上述混合流體。 於本發明中，較佳為，上述第1流體導引機構具有以位於上述容器本體之中央之方式設置於上述容器本體內之錐狀體，且上述錐狀體以垂直於上述容器本體之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側則越大之方式形成。 於本發明中，較佳為，上述第2流體導引機構具有以配置於上述容器本體之中央之方式設置於上述容器本體內之錐狀體，且上述錐狀體以垂直於上述容器本體之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側則越小之方式形成。 於本發明中，較佳為，上述流體導入部係以自上述筒狀之容器本體之內周面之切線方向將上述混合流體導入至上述容器本體內之方式構成。 於本發明中，較佳為，上述容器本體具有用以自上述容器本體排出上述混合流體之流體排出部，且上述流體排出部係以沿上述筒狀之容器本體之內周面之切線方向將上述混合流體自上述容器本體排出之方式構成。 於本發明中，較佳為，上述混合流體包含液體與氣體。 於本發明中，較佳為，上述容器本體具有排出自上述混合流體分離之氣體之排氣口。 本發明之混合裝置具備：混合部，其產生包含第1流體與第2流體之混合流體；攪拌部，其攪拌該混合流體；且該攪拌部係上述之本發明之攪拌容器，藉此達成上述目的。 本發明之混合流體之製造方法係使用上述之本發明之混合裝置製造混合流體之方法，且包含將該第1流體及第2流體供給至該混合裝置與藉由該混合裝置混合該第1流體與該第2流體，藉此達成上述目的。 [發明之效果] 根據本發明，可獲得可將於第1流體混合第2流體所得之混合流體以第1流體與第2流體更均勻地混合之方式攪拌之攪拌容器及使用此種攪拌容器之混合裝置，及使用此種混合裝置之混合流體之製造方法。

以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。 本發明之攪拌容器為了解決若僅簡單地使混合流體於容器內迴旋，則混合流體中所包含之不同之流體不會均勻地混合之問題，而具備：筒狀之容器本體，其用以攪拌混合流體；及第1流體導引機構，其以將一面於容器本體內迴旋一面自上游測向下游側流動之混合流體之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體之內壁之區域之方式導引混合流體。 因此，筒狀之容器本體若係形成使混合流體一面迴旋一面流動之流路者，則可為任意者，不僅限為圓筒體(剖面為圓形之筒體)，亦可為剖面為多邊形之筒體，亦可為倒圓錐狀體，亦可為倒半球狀體。藉由變更容器本體之形狀，可使亂流之形態或迴旋流之流速變化。可以獲得期望之亂流或迴旋流之流速之方式選擇流體導引機構之形狀。例如，藉由設為倒圓錐狀體或倒半球狀體，與圓筒體相比可提高迴旋流之流速。 又，第1流體導引機構之具體之形狀並未限定，只要為如下形狀則可為任意者，即，能以將一面迴旋一面流動之混合流體之流域限制為越靠容器本體之下游側則越接近容器本體之內壁之區域之方式導引混合流體。於1個實施形態中，第1流體導引機構可具有如下形狀，即，使形成於迴旋流之中心部之密度較小之混合流體流，與上游側相比越靠下游側越向內壁側較大地迴旋之方式導引混合流體。第1流體導引機構亦可為具有例如圓錐形狀、圓錐台形狀、稜錐形狀及棱錐台形狀等之錐狀體，亦可為於筒狀體之上重疊半球體之筒狀體，亦可為重疊直徑不同之複數個圓柱體，稜柱體等而成之筒狀體。作為1個較佳之實施形態，可列舉如下之圓錐形狀之錐狀體，即，能夠使流體順暢地繞圓周迴旋，且能夠使流體自中心部向外周順暢地移動。 於以下之實施形態中，對在第1流體導引機構使用圓錐形狀之錐狀體(圓錐體)進行說明。 又，混合流體只要為至少包含第1流體與第2流體之2種流體者即可。例如，混合流體亦可為作為第1流體之包含液體的流體與作為第2流體之與第1流體之液體不同種類的液體之混合流體，亦可為作為第1流體之包含氣體之流體、及作為第2流體之包含與第1流體之包含氣體之流體不同種類之氣體之流體之混合，進而，混合流體亦可為作為第1流體之液體與作為第2流體之氣體之混合流體。 進而混合之流體之種類可為任意。例如，於流體為氣體之情形時，亦可為空氣，亦可為氧氣，亦可為碳酸氣體，亦可為臭氧氣體。例如，於流體為液體之情形時，亦可為水，亦可為油，亦可為甲苯，丙酮等溶劑，亦可為絮凝劑等藥液，亦可為包含污泥等固形物之淨化槽污染水等環境水。 本發明之攪拌容器、混合裝置以及混合流體之製造方法可達成第1流體與第2流體之均勻之混合，故作為藉由液體與氣體之混合而產生微細氣泡之微細氣泡產生裝置，或作為藉由淨化槽污染水與絮凝劑之混合而使污染物質自污染水分離、辨別之淨化裝置尤其有用。 於以下之實施形態中，將混合流體設為第1流體即作為液體之水與第2流體即作為氣體之空氣之混合流體(氣液GL)進行說明，但容易理解的是本發明並非限定於此。 (實施形態1) 圖1係用以說明本發明之實施形態1之攪拌容器100之圖，圖1(a)表示攪拌容器100之外觀，圖1(b)表示圖1(a)之A1-A1線剖面之構造。 本實施形態1之攪拌容器100具備：筒狀之容器本體101，其用以攪拌混合流體；及第1流體導引機構102，其以將一面於容器本體101內迴旋一面自上游側向下游側流動之氣液(混合流體)GL之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體101之內壁之區域之方式導引混合流體。於圖1所示之實施形態中，第1流體導引機構102係圓錐體。 [容器本體101] 此處，容器本體101具有：流體導入部110，其用於以使氣液GL於容器本體101內迴旋之方式將氣液GL導入至容器本體101；流體排出部130，其用以自容器本體101排出氣液GL；及流路部120，其設置於流體導入部110與流體排出部130之間。流體導入部110以自筒狀之容器本體101之內周面之切線方向將氣液GL導入至容器本體101內之方式構成。流體排出部130以沿筒狀之容器本體101之內周面之切線方向將氣液GL自容器本體101排出之方式構成。 圖2係用以詳細地說明圖1所示之攪拌容器100之圖，圖2(a)分解表示攪拌容器100，圖2(b)及圖2(c)分別表示將圖2(a)所示之流體導入部110自B2方向及C2方向觀察之構造，圖2(d)及圖2(e)分別表示將圖2(a)所示之流體排出部130自D2方向及E2方向觀察之構造，圖2(f)及圖2(g)分別表示圖2(a)之F2-F2之線剖面及G2-G2之線剖面之構造。 [流體導入部110] 流體導入部110具有用以導入氣液GL之上部框體111。上部框體111具有圓筒構件111a、與以形成上部框體111之上表面部之方式安裝於圓筒構件111a之一端之圓形之平板構件111b。於圓筒構件111a之外周面以沿切線方向之方式安裝包含圓筒體之流體導入管113。於平板構件111b之周邊部，安裝有用以排出積存於上述框體111之未完全混合於液體之剩餘之氣體(空氣)之氣體排氣口114。於氣體排氣口114連接有乙烯管或橡膠管等配管(未圖示)。於圓筒構件111a之另一端安裝有凸緣112，且於凸緣112形成有用以插入固定螺栓122a之螺栓插入孔112b。此處，構成流體導入部110之構件(圓筒構件111a、平板構件111b、凸緣112、流體導入管113及氣體排氣口114)可由任意之材料構成，例如，於具有耐水性或相對於流動之混合流體之壓力之剛性及加工容易性等所要求之特性之範圍內，亦可為鐵或不鏽鋼等金屬製之構件，亦可為樹脂構件，亦可為陶瓷等其他材料。 [流路部120] 流路部120具有形成用以使氣液GL一面迴旋一面通過之流路之中間框體121。中間框體121由圓筒構件(以下，亦稱為圓筒構件121)構成，於該圓筒構件121之兩端安裝有凸緣122及凸緣123。於凸緣122形成有用以插入固定螺栓122a之螺栓插入孔122b，於凸緣123形成有用以插入固定螺栓123a之螺栓插入孔123b。圓筒構件121之凸緣122藉由固定螺栓122a與固定螺栓112a而接合於上部框體111之凸緣112。 此處，構成流路部120之圓筒材料121可由任意之材料構成，例如於具有加工容易性等所要求之特性之範圍內，可為鐵或不鏽鋼等金屬材料，或可為丙烯酸等樹脂製材料，亦可為玻璃等。作為一較佳實施形態，藉由使用透明之構件(例如，丙烯酸或玻璃等)，可視認容器內部之混合流體之攪拌狀態。 凸緣122及凸緣123可由與構成流體導入部110之構件相同之材料構成。圓筒構件121與凸緣122及123能以任意之接合方法接合。例如，可藉由接著劑接著，或可藉由熔接熔著，亦可藉由螺栓等緊固。 [流體排出部130] 流體排出部130具有用以排出氣液GL之下部框體131。下部框體131具有：圓筒構件131a；及圓形之平板構件131b，其以形成下部框體131之底面部之方式安裝於圓筒構件131a之一端。於下部框體131之底面部安裝有第1流體導引機構102即圓錐體(以下，亦稱為圓錐體102)。此圓錐體102以位於容器本體101之中央且容器本體101之下游測之方式設置於容器本體101內，圓錐體102係頂點位於底面之大致中心之正上方之縱剖面為等腰三角形形狀之圓錐體，以垂直於容器本體101之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側越變大之方式配置。此圓錐體102可為任意之材質。例如，亦可為鐵或不鏽鋼等金屬製之構件，亦可為金屬以外之樹脂或陶瓷等材料。再者，於圓筒構件131a及/或平板構件131b形成有流體排出管133。流體排出管133可於能將於流路部內流動之混合流體排出至外部之範圍，形成於圓筒構件131a及/或平板構件131b之任意位置。例如，於圓筒構件131a之外周面亦可設置1個或複數個，於平板構件131b之底面亦可設置1個或複數個。以可將於流路部內迴旋之混合流體順暢地排出至外部之點來看，較佳為如圖2所示，流體排出管133以沿切線方向之方式形成於圓筒構件131a之外周面。 於本發明之1個實施形態中，於圓筒構件131a之另一端接合有凸緣132，且於凸緣132形成用以插入固定螺栓123a之螺栓插入孔132b。圓筒構件131a之凸緣132藉由固定螺栓123a與固定螺母132a而緊固於中間框體121之凸緣123。然而，本發明並不限定於此。圓筒構件131a之凸緣132與中間框體121之凸緣123可利用任意之結合方法結合。亦可藉由接著劑接著，亦可藉由熔接熔著。 此處，構成流體排出部130之構件(圓筒構件131a、平板構件131b、凸緣132及流體排出管133)係與流體導入部相同可為任意之材料。 進而，攪拌容器100亦可具有用以載置容器本體101之架台140。架台140具有：固定板141，其用以固定容器本體101；及腳部142，其安裝於固定板141。 其次，說明圖1所示之攪拌容器100之使用方法。 圖3係用以說明圖1所示之攪拌容器100之使用方法之圖，且表示使用攪拌容器100之混合裝置1000。圖4係用以說明圖1所示之攪拌容器100之功能之圖，圖4(a)表示混合裝置1000所包含之攪拌容器100及混合機200之剖面構造，圖4(b)表示混合機200之亂流產生機構1。圖4(a)及(b)所示之混合機係本發明之尤佳之具體例，應注意混合機並非限定於此。 例如，實施形態1之攪拌容器100用於將自混合液體L與氣體G而產生混合流體GL之混合機200供給之混合流體GL以液體L與氣體G更均勻地混合之方式攪拌。 對在使用有攪拌容器100之混合裝置1000中與攪拌容器100一同使用之混合機200，使用圖3及圖4進行簡單說明。 [混合機200] 混合機200可使用能夠混合第1流體與第2流體之周知之混合機。作為本發明之較佳實施形態，對圖4(a)及(b)中具體地圖示之混合機進行說明，然本發明並不僅限於此，該混合機係藉由亂流進行攪拌及不使用控制裝置而可自動調整對第1流體供給之第2流體之供給量。 混合機200具備：混合流體產生部200a，其混合液體L與氣體G而產生混合流體GL；及攪拌機構200b，其進一步攪拌利用混合流體產生部200a所產生之氣體GL。 此處，混合流體產生部200a安裝於架台210上，進而，於混合流體產生部200a上安裝有攪拌機構200b。架台210具有：支持凸緣212，其支持混合流體產生部200a；及架台腳部211，其自支持凸緣212向下方延伸。於支持凸緣212經由液體導入接頭212a安裝有液體導入管221。 [混合流體產生部200a] 混合流體產生部200a具有：迴旋流產生部10a，其使第1流體即液體L之迴旋流產生；迴旋流發達部20a，其使產生之液體L之迴旋流發達；及迴旋流加速部30a，其將發達之液體L之迴旋流之迴旋速度加速。 混合流體產生部200a具有：外側筒狀體11；內側筒狀體12，其配置於外側筒狀體11之內側；及內側凸緣12b，其安裝於內側筒狀體12之下端面。此處，外側筒狀體11之中心軸與內側筒狀體12之中心軸大致一致。 於內側凸緣12b安裝有用以使導入至外側筒狀體11內之液體L(第1流體)迴旋之迴旋導引構件13。迴旋導引構件13如圖4(a)所示具有：葉片凸緣13a，其安裝於內側凸緣12b；及葉片體13b，其固定於葉片凸緣13a。外側筒狀體11內之配置有迴旋導引構件13之區域成為迴旋流產生部10a。 於混合流體產生部200a中，外側筒狀體11與內側筒狀體12之間之區域成為導入至外側筒狀體11內之液體L(第1流體)通過之流路，若通過該流路之液體L(第1流體)自形成於內側筒狀體12之側壁之側壁開口12a流入至內側筒狀體12內，則液體L(第1流體)之迴旋流之旋轉逆轉，並且液體(第1流體)之迴旋流之流速提高。外側筒狀體11內之配置有內側筒狀體12之區域成為迴旋流發達部20a。 於混合流體產生部200a中，於內側筒狀體12之上端配置有外徑圓錐台形狀之筒狀體14，若流入至內側筒狀體12內之液體L之迴旋流流入至該筒狀體14內，則迴旋流之迴旋速度一下子被加速。筒狀體14內之區域成為迴旋流加速部30a。於已利用迴旋流加速部30a加速之液體L(第1流體)作用有較大之離心力，藉此筒狀體14之中心部成為負壓。藉由該負壓之力，第2流體即氣體(空氣)G經由後述第2流體導入管32供給至筒狀體14之大致中心部，液體L與氣體(氣體)G混合。於藉由如此利用負壓(自給式)而供給與第1流體即液體L混合之第2流體即氣體G之方法中，於無需調整第2流體(氣體G)之供給量之控制裝置，從而可有助於裝置之成本削減之方面較佳。藉由如此利用負壓，伴隨根據第1流體之流量變化而變化之負壓，第2流體(氣體G)之供給量亦同時變化，故可使氣體G之供給量(增減)自動追隨於第1流體之流量。 又，於無需用以供給第2流體即氣體(空氣)G之泵或壓縮機等需要動力之裝置，從而有助於裝置之成本削減之方面較佳。然而，本發明並不僅限於此，亦可使用泵等強制性地供給第2流體即氣體(空氣)G。 於混合流體產生部200a混合液體L與氣體(空氣)G，藉此產生包含氣泡之氣液GL。 [攪拌部200b] 攪拌機構200b如圖3及圖4所示，具有用以流動氣液GL之流路GLp。流路GLp包含上游側流路部GLp2、中間流路部GLp3及下游側流路部GLp1。此處，上游側流路部GLp2包含亂流產生部20b，其擾亂由氣泡微細化部200a產生且於流路GLp流動之氣液GL之流動而產生氣液GL之亂流。中間流路部GLp3係連結下游側流路部GLp1與上游側流路部GLp2之連結部30b。下游側流路部GLp1成為將自中間流路部GLp3噴出之氣液GL暫時地積存之流體積存部10b。再者，亂流產生部20b及流體積存部10b分別配置於對向於筒狀體S之一對凸緣Fr之間，以周知之方法固定一對凸緣。 此處，亂流產生部20b可採用能夠使亂流產生之任意之產生機構。例如，亦可為活塞機構，亦可為葉片等迴旋流產生機構。 於較佳之實施形態中為如下亂流產生機構1，即，如圖4(a)所示，對通過流路GLp3內之氣液GL，反覆施加將氣液GL推出至下游側流路部GLp1之力與將氣液GL撤回至上游側流路部GLp2之力，藉此使氣液GL之亂流產生。於較佳實施形態中，亂流產生機構1如圖4(b)所示包含：平板狀之圓板即擋板1a；及迴旋流噴出噴嘴1c，其將螺旋狀之迴旋流即氣液GL噴出至擋板1a。再者，亦可具有將擋板1a之移動範圍限制於固定範圍內之擋板限制體1b。 擋板1a係厚度較薄之平板狀之圓板。擋板1a之材質可為任意之材質。例如亦可為塑膠，亦可為鋁或鐵(不鏽鋼)等金屬。 其次，對混合裝置1000之動作進行說明。 藉由壓送部(未圖示)壓送之液體L(第1流體)若通過液體導入管221導入至混合機200之混合流體產生部200a，則於混合流體產生部200a之迴旋流產生部10a中，導入之液體L以迴旋之方式被導引。進而，於迴旋流產生部10a產生之液體L之迴旋流到達混合流體產生部200a之迴旋流發達部20a，於迴旋流發達部20a發達為液體之迴旋之強度增大之迴旋流。 如此發達之液體L之迴旋流被液體L之流入壓自迴旋流發達部20a抬升並到達圓錐台形狀之筒狀體14。到達至筒狀體14之液體L之迴旋流之迴旋速度，藉由越靠筒狀體14之上側則半徑變得越小之圓錐台構造一下子增大，於迴旋之液體L作用較大之離心力。 藉由該離心力之作用，筒狀體14之中心部成為負壓。藉由該負壓之力，第2流體即氣體(空氣)G自動地經由流體導入管32等導入至筒狀體14之大致中心部。 導入至該筒狀體14之大致中心部之氣體G與於筒狀體14內迴旋之液體L混合，包含氣體G之液體(氣液)GL一面迴旋一面自筒狀體14之頂端之迴旋流噴出噴嘴1c噴出至亂流產生部20b之圓筒體Sy內。 藉由一面迴旋一面噴出之氣液GL之流勢，配置於迴旋流噴出噴嘴1c上之擋板1a上浮，進而，藉由在迴旋流加速部30a之圓筒體14及亂流產生部20b之圓筒體Sy之內部產生之負壓(內部負壓)而限制擋板1a之上浮，擋板1a藉由向其上側導入之氣液之流勢與噴出之氣液之流勢之平衡而振動。 進而，對擋板1a之下表面噴出來自迴旋流噴出噴嘴1c之迴旋流，故藉由迴旋流與擋板1a之摩擦力而擋板1a於迴旋流之旋轉方向旋轉。 其結果，擋板1a一面進行如擋板1a之一側下降與另一側上升般之搖動(諧振動作)一面旋轉。 藉由該擋板1a之搖動之動作，於1個連結管31內流動之氣液GL一面於前後振動一面進入流體積存部10b，於連結管31之上游側之亂流產生部20b及連結管31之下游側之流體積存部10b產生氣液GL之亂流。藉由該亂流之產生而進一步攪拌氣液GL，促進包含於氣液GL內之氣泡進一步微細化。又，由於氣泡微細化，因此更確實地進行氣液GL內之液體L與氣體G之混合。又，連通管31於距第1容器之中心軸相同距離，互相隔開間隔而配置，故藉由擋板1a之搖動及旋轉運動而擋板1a抬升之位置及拉低之位置依序於周方向移動。伴隨於此，產生亂流之連通管31之位置亦依序移動，產生亂流之連通管31之位置附近之氣液GL藉由亂流進一步攪拌，促進包含於氣液GL之氣泡之微細化。又，由於氣泡微細化，故更確實地進行氣液GL內之液體L與氣體G之混合。 包含混合之微細氣泡之氣液GL自流體積存部10b經由流體噴出接頭202a及流體噴出管222自混合機200供給至攪拌容器100。 於將氣液GL供給至攪拌容器100之容器本體101之上部框體111時，氣液GL對上述框體111自其圓筒構件111a之切線方向導入，於上部框體111內產生氣液GL之迴旋流F1。藉此，氣液GL一面迴旋一面通過中間框體121向下部框體131流動。於圖1所示之實施形態中，藉由將氣液GL自圓筒構件111a之切線方向導入，使氣液GL產生迴旋流，然本發明並不僅限於此，可使用任意之迴旋流產生方法。例如，亦可藉由可旋轉之迴旋風扇或不旋轉之螺旋狀之迴旋風扇而使於平板構件111b產生迴旋流。 如此一面於中間框體121內迴旋一面流動之氣液GL藉由離心力之作用將比重較輕之氣液GL聚集於中間框體121之中央側，將比重較重之氣液GL聚集於中間框體121之內側壁。此處，比重較輕之氣液GL係相對於每單位體積中包含之所有氣泡之數量之較大氣泡之數量之比例較大者，比重較重之氣液GL係相對於每單位體積中包含之所有氣泡之數量之較大氣泡之數量之比例較小者。於聚集於中間框體121之中央側之比重較輕之氣液GL中，若氣泡合體，對氣泡作用之浮力大於氣液GL之流動使氣泡向下游側流動之力，則氣泡與氣液GL之流動逆行而到達上部框體111。如此到達上部框體111之氣泡作為剩餘空氣自氣體排氣口114向容器本體101之外部排出。 藉由設置氣體排氣口114，自動將未完全攪拌成氣液(混合流體)GL之剩餘之氣體排出，故混合機200可省去控制用以與第1流體即液體L混合之氣體G之供給量之控制裝置。藉此，可獲得混合裝置之成本削減之效果。 若氣液GL一面迴旋一面到達至下部框體131之附近，則藉由配置於下部框體131內之圓錐體102，以將氣液(混合流體)GL之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體101之內壁之區域之方式導引氣液GL。藉此，於中間框體121之中心附近流動之密度較小之氣液(混合流體)GL越向下游側流動，越自中心部向內壁側移動。藉此與於接近於中間框體121之內壁之部分流動之密度較大之氣液(混合流體)GL，於自中間框體121之下端部通過下部框體131之期間相互混合，進而被攪拌。 藉此，液體L與氣體G之混合流體即氣液GL更均勻地混合。將如此以更均勻地混合之方式經攪拌之氣液(混合流體)GL自攪拌容器100經由流體排出管133排出至攪拌容器100之外部。如此，於本實施形態1中，由於具備：筒狀之容器本體101，其用以攪拌氣液GL；及第1流體導引機構102，其以將一面於容器本體101內迴旋一面自上游側向下游側流動之氣液GL之流域限制為越靠下游側則越接近容器本體101之內壁之區域之方式導引氣液GL，故可使液體L與氣體G之混合流體即氣液GL一面迴旋一面慢慢聚集於接近於容器本體101之內壁之區域，藉此可將密度較小之氣液GL與密度較大之氣液GL以該等更均勻地混合之方式進行攪拌。 再者，作為第1流體導引機構100而使用之具體之構造體並不限定於實施形態1所說明之圓錐體。 圖5係用以說明圖1所示攪拌容器100所使用之第1流體導引機構102之具體之構成例之圖，圖5(a)～圖5(d)係表示作為第1流體導引機構102而使用之具體之構成之外觀，圖5(e)～圖5(h)係表示圖5(a)～圖5(d)所示之構成之剖面構造。 圖5(a)係將圓錐體之斜邊設為凹狀之曲線之圓錐狀體，圖5(b)係將圓錐體之斜邊設為凸狀之曲線之圓錐狀體，圖5(c)係於圓筒體之上重疊直徑與圓筒體相同之半球體之圓筒狀體，圖5(d)係重疊3個直徑不同之圓筒體之圓筒狀體。圖5(e)～圖5(h)所示之第1流體導引機構102之剖面構造係空心體，然本發明並不限定於此，亦可為實心體。若為空心體則可謀求裝置之輕量化。 於本發明之實施形態中，對流體導引機構(第1流體導引機構及第2流體導引機構)於容器101之軸之大致中央設置1個之情形進行說明，然本發明並不限定於此。若能產生所期望之亂流，則流體導引機構可為任意配置、個數及大小。例如，只要產生所期望之亂流，則流體導引機構亦可配置於不為迴旋流之中心部之位置，亦可設置複數個(例如，2～3個)而非1個。 (實施形態2) 圖6係用以說明本發明之實施形態2之攪拌容器100a之圖，圖6(a)係表示攪拌容器100a之縱剖面之構造，圖6(b)係表示流體導入部110a之與圖2(f)相同之剖面之構造。 實施形態2之攪拌容器100a於實施形態1之攪拌容器100中，亦於實施形態1之容器本體101之流體導入部110設置有第2流體導引機構102a，該第2流體導引機構102a以使導入至容器本體101之混合流體(氣液GL)接近於容器本體之內壁之方式導引氣液GL。此處，於第2流體導引機構102a，如圖6所示使用圓錐體。該圓錐體102a係以位於容器本體101之中央且容器本體101之上游側之方式設置於容器本體101內。 該實施形態2之攪拌容器100a之其他構成與實施形態1之攪拌容器100相同。 [流體導入部110a] 流體導入部110a與構成實施形態1之容器本體101之流體導入部110相同，具有用以導入氣液GL之上部框體111。上部框體111具有圓筒構件111a、與以形成上部框體111之上表面部之方式安裝於圓筒構件111a之一端之圓形之平板構件111b。於該上部框體111之上表面部之內表面上，安裝有第2流體導引機構102a即圓錐體(以下，亦稱為圓錐體102a)。圓錐體102a係頂點位於底面之中心之正上方之縱剖面為等腰三角形形狀之圓錐體，且以垂直於容器本體101之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側變得越小之方式配置。 該實施形態2之流體導入部110a之其他構成與實施形態1之流體導入部110相同。 圖7係用以說明圖6(a)所示之攪拌容器100a之功能之圖。 圖7所示之攪拌容器100a係代替圖4所示之混合裝置1000之攪拌容器100而使用者。 於該混合裝置1000中，與實施形態1所說明之混合裝置1000相同於混合機200產生氣液GL，且將產生之氣液GL供給至攪拌容器100a。 於該實施形態2之攪拌容器100a中，第2流體導引機構102a即圓錐體設置於流體導入部附近之中央部，故自流體導入部110對攪拌容器100a之容器本體101之上部框體111供給之氣液GL之流域可不於中央部流動，而被限制於上部框體111之接近於圓筒構件111a之內壁面之區域。因此，氣液GL於上部框體111之圓筒構件111a內迴旋之速度增大。因此，一面於容器本體101迴旋一面向下游側流動之氣體GL之迴旋速度提高，可藉由下游側之第1流體導引機構即圓錐體102更猛烈地進行包含比重較大之氣液GL與比重較小之氣液GL之氣液GL之攪拌，從而可更均勻地混合混合流體。 (實施形態3) 圖8係用以說明本發明之實施形態3之攪拌容器100b之圖，圖8(a)係表示攪拌容器100b之縱剖面，圖8(b)表示流體導入部110b之與圖2(f)相同之剖面之構造。 實施形態3之攪拌容器100b於實施形態2之攪拌容器200中，代替設置於容器本體101之第2流體導入機構102a，而具備構造與第2流體導引機構102a不同之第2流體導引機構102b，其他之構成與實施形態2之攪拌容器200相同。 [流體導入部110b] 流體導入部110b與構成實施形態1之容器本體101之流體導入部110相同，具有用以導入氣液GL之上部框體111。上部框體111具有圓筒構件111a與以形成上部框體111之上表面部之方式安裝於圓筒部111a之一端之圓形之平板構件111b。於該上部框體111之上表面之內表面上，安裝有第2流體導引機構102b即圓錐體(以下，亦稱為圓錐體102b)。圓錐體102b係頂點位於底面之中心之正上方之縱剖面為等腰三角形形狀之圓錐體，且以垂直於容器本體101之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側變得越小之方式配置。圓錐體102b於頂點部分形成有流體插通孔102b1。進而，於構成上部框體111之上表面部之平板構件111b，安裝有用以向空心之圓錐體102b內供給流體之流體供給管115。 於本實施形態3之攪拌容器100b中，容器本體101之流體導入部110b以經由形成於上部框體111之上表面部之流體供給管115而將氣體G供給至第2流體導引機構102b即圓錐體之內部，進而，經由形成於圓錐體102b之頂端部之流體插通孔102b1而導入至構成容器本體101之流路部120之中間框體121之方式構成。 圖9係用以說明圖7所示之攪拌容器100b之功能之圖。 該實施形態3之流體導入部110b之其他構成與實施形態2之流體導入部110a相同。 於本實施形態3中，於攪拌容器100b之上部框體111之上表面，安裝有用以向空心之圓錐體102b內供給流體之流體供給管115，進而於圓錐體102b之頂端部形成有流體插通孔102b1，故可將氣體或液體等第3流體導入至容器本體101之流路部120。 例如，可將用以使自流體導入管113供給至容器本體101之氣液GL產生反應之第3流體(氣體或液體)通過設置於上部框體111之圓錐體102b供給至容器本體101。 再者，於本實施形態3中，表示於攪拌容器100b攪拌之混合流體，亦即自流體導入管113供給至容器本體101b之混合流體為混合氣體G與液體L而成之氣液GL之情形，但於攪拌容器100b攪拌之混合流體亦可為混合不同之液體而成之混合液。 如以上所述般，雖已使用本發明之較佳之實施形態例示本發明，但本發明並非應限定於該實施形態而解釋。當知曉本發明應僅根據申請專利範圍來解釋其範圍。本領域技術人員當知曉可根據本發明之具體之較佳實施形態之記載，基於本發明之記載及技術常識實施等價範圍。當知曉於本說明書中引用之文獻，與將其內容本身具體地記載於本說明書相同，其內容應作為相對於本說明書之參考而引用。 [產業上之可利用性] 本發明於攪拌容器及混合裝置、以及混合流體之製造方法之領域中，作為能獲得可將第1流體混合於第2流體所得之混合流體以第1流體與第2流體更均勻地相互混合之方式攪拌之攪拌容器及使用此種攪拌容器之混合裝置，以及使用此種混合裝置之混合流體之製造方法者較為有用。

1‧‧‧亂流產生機構

1a‧‧‧擋板

1b‧‧‧擋板限制體

1c‧‧‧噴嘴

10a‧‧‧迴旋流產生部

10b‧‧‧流體積存部

14‧‧‧筒狀體

20a‧‧‧迴旋流發達部

20b‧‧‧亂流產生部

30a‧‧‧迴旋流加速部

30b‧‧‧連結部

31‧‧‧連結管

32‧‧‧流體導入管

100‧‧‧攪拌容器

100a‧‧‧攪拌容器

101‧‧‧容器本體

101b‧‧‧容器本體

102‧‧‧第1流體導引機構

102a‧‧‧第2流體導引機構

102b‧‧‧第2流體導引機構

102b1‧‧‧流體插通孔

110‧‧‧流體導入部

110a‧‧‧流體導入部

110b‧‧‧流體導入部

111‧‧‧上部框體

111a‧‧‧圓筒構件

111b‧‧‧平板構件

112‧‧‧凸緣

112a‧‧‧固定螺栓

112b‧‧‧螺栓插入孔

113‧‧‧流體導入部

114‧‧‧氣體排氣口

115‧‧‧流體供給管

120‧‧‧流路部

121‧‧‧圓筒構件

122‧‧‧凸緣

122a‧‧‧固定螺栓

122b‧‧‧螺栓插入孔

123‧‧‧凸緣

123a‧‧‧固定螺栓

123b‧‧‧螺栓插入孔

130‧‧‧流體排出部

131‧‧‧下部框體

131a‧‧‧圓筒構件

131b‧‧‧平板構件

132‧‧‧凸緣

132a‧‧‧固定螺母

132b‧‧‧螺栓插入孔

133‧‧‧流體排出管

140‧‧‧架台

141‧‧‧固定板

142‧‧‧腳部

200‧‧‧混合機

200a‧‧‧混合流體產生部

200b‧‧‧攪拌機構

210‧‧‧架台

211‧‧‧架台腳部

212‧‧‧凸緣

212a‧‧‧接頭

221‧‧‧導入管

222‧‧‧流體噴出管

1000‧‧‧混合裝置

A1-A1‧‧‧線剖面

B2‧‧‧方向

C2‧‧‧方向

D2‧‧‧方向

E2‧‧‧方向

F2-F2‧‧‧線剖面

Fr‧‧‧凸緣

G‧‧‧氣體

G2-G2‧‧‧線剖面

GL‧‧‧氣液

GLp‧‧‧流路

GLp1‧‧‧下游側流路部

GLp2‧‧‧上游側流路部

GLp3‧‧‧中間流路部

L‧‧‧液體

Sy‧‧‧圓筒體

圖1係用以說明本發明之實施形態1之攪拌容器100之圖，圖1(a)表示攪拌容器100之外觀，圖1(b)表示圖1(a)之A1-A1線剖面之構造。 圖2係用以詳細地說明圖1所示之攪拌容器100之圖，圖2(a)分解表示圖1(a)所示之攪拌容器100，圖2(b)及圖2(c)分別表示將圖2(a)所示之流體導入部110自B2方向及C2方向觀察之構造，圖2(d)及圖2(e)分別表示將圖2(a)所示之流體排出部130自D2方向及E2方向觀察之構造，且圖2(f)及圖2(g)分別表示圖2(a)之F2-F2線剖面及G2-G2之線剖面之構造。 圖3係用以說明圖1所示之攪拌容器100之使用方法之圖，且表示使用攪拌容器100之混合裝置1000。 圖4係用以說明圖1所示之攪拌容器100之功能之圖，圖4(a)表示混合裝置1000所包含之攪拌容器100及混合機200之剖面構造，圖4(b)表示混合機200之亂流產生機構1之外觀。 圖5係用以說明圖1所示之攪拌容器100所使用之第1流體導引機構102之具體之構成例之圖，圖5(a)～圖5(d)表示作為第1流體導引機構102使用之具體之空心體之外觀，圖5(e)～圖5(h)表示圖5(a)～圖5(d)所示之空心體之剖面構造。 圖6係用以說明本發明之實施形態2之攪拌容器100a之圖，圖6(a)表示攪拌容器100a之縱剖面，圖6(b)表示圖6(a)之與圖2(f)相同之剖面構造。 圖7係用於說明圖6所示之攪拌容器100a之功能之圖。 圖8係用以說明本發明之實施形態3之攪拌容器100b之圖，圖8(a)表示攪拌容器100b之外觀，圖8(b)表示圖8(a)之與圖2(f)相同之剖面構造。 圖9係用以說明圖8所示之攪拌容器100b之功能之圖。

Claims (12)

1. 一種攪拌容器，其具備： 筒狀之容器本體，其用以攪拌混合流體；及 第1流體導引機構，其以將一面於上述容器本體內迴旋一面自上游側向下游側流動之上述混合流體之流域限制為越靠近下游側則越接近上述容器本體之內壁之區域之方式導引上述混合流體。
2. 如請求項1之攪拌容器，其中 上述容器本體具有流體導入部，其用於以混合流體於上述容器本體內迴旋之方式將上述混合流體導入至上述容器本體。
3. 如請求項2之攪拌容器，其中 上述流體導入部具有第2流體導引機構，其以導入之上述混合流體接近上述容器本體之內壁之方式導引上述混合流體。
4. 如請求項1至3中任一項之攪拌容器，其中 上述第1流體導引機構具有以位於上述容器本體之中央之方式設置於上述容器本體內之錐狀體，且上述錐狀體以垂直於上述容器本體之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側則越大之方式形成。
5. 如請求項3之攪拌容器，其中 上述第2流體導引機構具有以配置於上述容器本體之中央之方式設置於上述容器本體內之錐狀體，且上述錐狀體以垂直於上述容器本體之中心軸之剖面之剖面積越靠下游側則越小之方式形成。
6. 3、5及附屬於請求項2之請求項4中任一項之攪拌容器，其中 上述流體導入部係以自上述筒狀之容器本體之內周面之切線方向將上述混合流體導入至上述容器本體內之方式構成。
7. 如請求項1至6中任一項之攪拌容器，其中 上述容器本體具有用以自上述容器本體排出上述混合流體之流體排出部； 上述流體排出部係以沿著上述筒狀之容器本體之內周面之切線方向將上述混合流體自上述容器本體排出之方式構成。
8. 如請求項1至7中任一項之攪拌容器，其中 上述混合流體係包含液體與氣體之氣液。
9. 如請求項8之攪拌容器，其中 上述容器本體具有排出自上述氣液分離及/或未混合於上述液體之剩餘氣體之排氣口。
10. 一種混合裝置，其具備： 混合部，其產生包含第1流體與第2流體之混合流體；及 攪拌部，其攪拌該混合流體；且 該攪拌部係如請求項1至9中任一項之攪拌容器。
11. 一種製造方法，其係使用如請求項1至9中任一項之攪拌容器製造混合流體之方法，且包含： 將混合上述第1流體與上述第2流體而成之流體供給至該攪拌容器；及 藉由該攪拌容器而攪拌該流體。
12. 一種製造方法，其係使用如請求項10之混合裝置製造混合流體之方法，且包含： 將上述第1流體及上述第2流體供給至該混合裝置； 藉由該混合裝置而混合該第1流體與該第2流體； 將該混合之流體供給至上述攪拌裝置；及 藉由該攪拌裝置攪拌該混合之流體而產生該混合流體。