用於淨化流體的方法和靜態混合器的製作方法
2023-05-17 20:50:31 3
專利名稱：用於淨化流體的方法和靜態混合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於淨化流體的方法和適合用於從工廠等排放的廢氣和汙水的淨化的靜態混合器。
背景技術：
傳統上，作為淨化廢氣的方法研究的系統的實例包括對槽中收集的廢氣噴灑化學溶液來執行氣體處理的所謂滌氣器系統以及用作廢氣處理設施的光催化劑裝置串聯地布置在廢氣流動路徑上以便淨化廢氣的系統。上述使用光催化劑裝置的系統用於將包括在以400L/min流過廢氣流動路徑的廢氣內的甲苯從500到1000ppm減小到大約170ppm。
在該情況下，使用更大數量串聯布置的光催化劑裝置的系統用於減小更多的甲苯。然而，問題在於淨化所需成本隨著非低價的光催化劑裝置的數量一起增加，並且這是應當解決的傳統主題。
發明內容
考慮到傳統技術的這些問題執行本發明，並且本發明的目的在於提供一種用於淨化流體的方法和靜態混合器，其除了獲得用於淨化的裝置的簡化以及淨化所需成本的顯著減小之外，允許顯著有效地淨化諸如廢氣和汙水之類的流體。
作為實現該目的的勤奮測驗的結果，發明者發現通過使用由發明者自身發明的靜態混合器(日本專利申請號No.8-143514)可以獲得該目的，並且隨後實現了本發明。
也即，用於淨化本發明的流體的方法包括，在淨化諸如廢氣和汙水之類的流體中，使用提供有混合器主體的靜態混合器，上述混合器主體布置在流體流動路徑上並且形成為直徑比流體流動路徑直徑大的圓柱形狀，該混合器主體包括混合器主體圓柱單元；空心進口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的端部處並且用作進口的空心部分；以及空心出口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的另一端部處並且用作出口的空心部分，其中直徑大於或等於混合器主體的進口的直徑並且小於混合器主體的混合器主體圓柱單元的內直徑的碰撞圓柱固定地居中容納在混合器主體內，使得碰撞圓柱的開口的側部面向進口，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中的至少一部分上提供多個凹部，在流體流動路徑上布置至少一個靜態混合器，在諸如廢氣和汙水之類的流體和諸如臭氧之類的淨化劑之間發生混合反應，例如有機反應，由此淨化流體。
而且，即使當使用在已經由發明者發明的上述靜態混合器上進行改進的靜態混合器時，也發現可以實現以上目的，從而本發明已經實現。
換句話說，用於淨化本發明的流體的方法包括，在淨化諸如廢氣和汙水之類的流體中，使用提供有混合器主體的靜態混合器，上述混合器主體布置在流體流動路徑上並且形成為直徑比流體流動路徑直徑大的圓柱形狀，該混合器主體包括混合器主體圓柱單元；空心進口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的端部處並且用作進口的空心部分；以及空心出口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的另一端部處並且用作出口的空心部分，其中直徑大於或等於混合器主體的進口的直徑並且小於混合器主體的混合器主體圓柱單元的內直徑的碰撞圓柱固定地居中容納在混合器主體內，使得碰撞圓柱的開口的側部面向進口，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中的至少一部分上提供溝槽或凹部或者兩者，在流體流動路徑上布置至少一個靜態混合器，在諸如廢氣和汙水之類的流體和諸如臭氧之類的淨化劑之間發生混合反應，例如有機反應，由此淨化流體。
在以上情況下，作為用於淨化本發明的流體的方法的優選實施例，靜態混合器包括在碰撞圓柱的底面的內側、碰撞圓柱的圓柱部分的內周面、混合器主體的空心進口盤單元的內面和混合器主體的空心出口盤單元的內面中的至少一部分上提供凹部、溝槽和凸起。
而且，作為用於淨化本發明的流體的方法的優選實施例，靜態混合器包括在與流體接觸並且面向流體流的平面上形成為單個或多個線螺紋渦形形狀，並且在與流體接觸並且沿著流體流放置的周面上形成為螺旋形狀的溝槽和凸起。作為用於淨化本發明的流體的方法的更優選實施例，靜態混合器包括在碰撞圓柱的底面的內側或碰撞圓柱的圓柱部分的內周面或者兩者上形成的溝槽和凸起。作為用於淨化本發明的流體的方法的再進一步優選實施例，靜態混合器包括空心出口盤單元的出口圓柱部分的上遊側端部或者下遊側流體流動路徑的上遊側端部凸出進入其內的碰撞圓柱。
在本發明的淨化流體的方法和靜態混合器中，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面指1)碰撞圓柱的底面的上遊側2)比碰撞圓柱的底部上遊側的圓柱部分的內周面3)碰撞圓柱的圓柱部分的外周面4)混合器主體的空心進口盤單元的內面5)混合器主體的空心出口盤單元的內面6)混合器主體圓柱單元的內周面7)碰撞圓柱的底面的下遊側8)比碰撞圓柱的底部下遊側的圓柱部分的內周面。
在空心出口盤單元的出口圓柱部分或者下遊側流體流動路徑凸出進入碰撞圓柱的地方，這些部分(9)指與流體接觸的混合器主體的內面。
這裡，如在由本發明的發明者發明的日本專利申請號8-143514中公開的靜態混合器所示，在本發明的淨化流體的方法和靜態混合器中的「凹部」指在橫截面處具有半圓形狀、矩形形狀或三角形形狀的小孔，並且允許隨意提供在與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面上。
而且，在本發明的淨化流體的方法和靜態混合器中的「溝槽」指通過經受溝槽成形加工在平面上形成為線形的溝槽，並且也指通過在平面上附著板部件線形形成的物件，並且其允許具有直線形狀或者曲線形狀。不限定「溝槽」以連續線形成。「溝槽」可以形成為不連續線。優選地，在與流體接觸並且面向流體流動的平面(即上述的1)、4)、5)和7))上提供的「溝槽」形成為單個或多個線螺紋渦形形狀，並且在與流體接觸並且沿著流體流動放置的周面(即上述的2)、3)、6)、8)和9))上提供的「溝槽」形成為螺旋形狀。
在本發明的淨化流體的方法和靜態混合器中的「凸起」指在平面上提供並且具有半球形狀或者三稜錐形狀的塊或擋板。優選，在與流體接觸並且面向流體流的平面(即上述的1)、4)、5)和7))上提供的「凸起」布置成形為單個或多個線螺紋渦形，並且在與流體接觸並且沿著流體流放置的周面(即上述的2)、3)、6)、8)和9))上提供的「溝槽」布置成形為螺旋形。
在本發明的淨化流體的方法和靜態混合器中，諸如廢氣和汙水之類的流體以及進入混合器主體內的淨化劑流動進入碰撞圓柱並且與其底面的上遊側碰撞，以便變成湍流，並因此在碰撞圓柱的底部附近產生大的渦流。
在以上情況下，形成為圓柱形狀的混合器主體的直徑大於流體流動路徑的直徑。因此，當流體和淨化劑流動進入混合器主體的混合器主體圓柱單元內時，其內壓力減小到後拉上述渦流，並且隨後提供在連續流入的流體和轉向的流體之間的強烈地混合和攪拌作用。
另外，在與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中至少一個部分上提供凹部、溝槽或凸起。因此，當流體和淨化劑與凹部、溝槽或凸起進行碰撞時，每個凹面和凸面均產生旋轉流和/或湍流以便在流體和淨化劑之間混合和攪拌，並且隨後與上述的大渦流相合併，允許在諸如廢氣和汙水之類的流體與淨化劑之間極有效地混合和攪拌，也即允許有效地淨化上述流體。
而且，在本發明淨化流體的方法和靜態混合器中，在碰撞圓柱的開口和靜態混合器的進口之間的流動路徑的空間不變得更窄。因此，在混合器主體的進口附近的壓力絕對可靠地減小。
在本發明淨化流體的方法和靜態混合器中，以固定板為中介碰撞圓柱可以居中固定在混合器主體中，這些固定板從碰撞圓柱的外周面徑向凸出並且每個端部均連接到混合器主體圓柱單元的內周面上。另外，固定板圍繞碰撞圓柱的軸以預定角度扭曲，在流體和淨化劑通過所述部分的時刻，產生整個大的螺旋流來改變流動方向。這使得混合和攪拌更有效。
而且，在本發明淨化流體的方法和靜態混合器中，在進口部分的內周面上提供螺旋帶的地方，從流體和淨化劑產生螺旋流，該流體和淨化劑通過進口部分並且碰撞到碰撞圓柱的底面的內側以便變成更複雜的湍流。這使得混合和攪拌更有效。在本發明進一步優選實施例的淨化流體的方法和靜態混合器中，出口圓柱部分或者下遊側流體流動路徑凸出進入靜態混合器的混合器主體內。因此，流和淨化劑的混合流當從出口部分流出時不得不爬過出口圓柱部分或者凸出進入碰撞圓柱內的下遊側流體流動路徑，然後該混合流也在該部分處改變流動方向。這使得更加有效地混合和攪拌。
圖1是示出本發明的淨化流體的方法的一種實施例的管布置的說明圖；圖2是放在圖1示出的管布置中靜態混合器的橫截面說明圖；圖3是圖2中靜態混合器的截面說明圖A-A；圖4是在本發明的淨化流體的方法的另一種實施例中採用的靜態混合器的橫截面說明圖；圖5是在本發明的淨化流體的方法的再一種實施例中採用的靜態混合器的橫截面說明圖；圖6是在本發明的淨化流體的方法的再一種實施例中採用的靜態混合器的橫截面說明圖；圖7是在本發明的淨化流體的方法的再一種實施例中採用的靜態混合器的橫截面說明圖；圖8是在圖7中靜態混合器的中心部分的軸向上的橫截面的說明圖；圖9是在圖7中靜態混合器的下遊部分的軸向上的橫截面的說明圖；圖10是在本發明的淨化流體的方法的再一種實施例中採用的靜態混合器的橫截面說明圖；圖11是在與圖10中靜態混合器的在圖2中的A-A相應方向上的橫截面說明圖；圖12是示出將本發明的靜態混合器應用到另一種流體淨化的結構的管布置的說明圖；以及圖13(a)到13(e)是示出本發明靜態混合器的碰撞圓柱的溝槽和凸起的其它實施例的底面的說明圖。
具體實施例方式
此後，將通過實例更詳細地解釋本發明；然而，本發明不限於在實例中所示出的。
圖1到3示出本發明的淨化流體的方法的一個實例。
在圖1中，參考數字10指示廢氣的流體流動路徑，該廢氣為廢氣流體，並且包含甲苯的該廢氣以140L/min流過流體流動路徑10。
在流過流體流動路徑10的廢氣的淨化中，除了在流體流動路徑10上布置靜態混合器11之外，從臭氧氣體供給裝置12引出的臭氧氣體供給通道13與靜態混合器11的上遊側相連通，並且從臭氧氣體供給裝置12供給的具有24g的氣體濃度的臭氧氣體與廢氣混合起作用，以便淨化廢氣。
在該情況下，如圖2所示，以上提到的流體流動路徑10包括上遊側流體流動路徑10a和下遊側流體流動路徑10b，靜態混合器11的混合器主體20在上遊側流體流動路徑10a和下遊側流體流動路徑10b之間連接。混合器主體20包括混合器主體圓柱單元21，其直徑大於流體流動路徑10的直徑；空心進口盤單元22，其連接到混合器主體圓柱單元21的一端並且具有用作進口22a的空心部分；以及空心出口盤單元23，其連接到混合器主體圓柱單元21的另一端並且具有用作出口23a的空心部分。
在圖中示出的說明性實施例中，進口圓柱部分22b從進口22a向外凸出並且流動路徑連接凸緣部分22c連接在進口圓柱部分22b的一端。類似地，出口圓柱部分23b從出口23a向外凸出並且流動路徑連接凸緣部分23c連接在出口圓柱部分23b的一端。
然後，以上提到的流動路徑連接凸緣部分22c連接到上遊側流體流動路徑10a的下遊端，流動路徑連接凸緣部分23c連接到下遊側流體流動路徑10b的上遊端，混合器主體20與作為其組件的流體流動路徑10相連通，並且廢氣和臭氧氣體從上遊流體流動路徑10a通過混合器主體20流動到下遊側流體流動路徑10b。
而且，混合器主體20包括碰撞圓柱30，其具有大於或等於進口22a並且小於混合器主體圓柱單元21的內部直徑的直徑。通過固定板40的中介來固定居中地容納碰撞圓柱，使得其開口30a的側部面向進口22a，上述固定板40從碰撞圓柱30的外周面徑向凸出並且其每一個端部均連接在混合器主體圓柱單元21的內周面上。
在包括圖中示出的說明性實施例的應用中，流體流動路徑10、進口圓柱部分22b和出口圓柱部分23b具有等大的直徑。那麼，以上提到的「直徑大於或等於進口22a的直徑」等價於「直徑大於或等於流體流動路徑10的直徑」。然而，儘管在圖中未示出，流體流動路徑10、進口圓柱部分22b和空心出口盤單元23允許具有彼此不同的直徑，包括可以使得進口圓柱部分22b的下遊側的直徑小於為噴嘴形狀的流體流動路徑10的直徑的情況。換句話說，當使得進口圓柱部分22b在下遊側直徑更小時，進口22a具有小於流體流動路徑10的直徑，並且然後也包括如下情況進口圓柱部分22b具有小於或等於流體流動路徑10的直徑並且大於或等於進口22a。
以上碰撞圓柱30形成為具有底部的圓柱形狀。儘管其圓柱部分32是直圓柱，該直圓柱原理上在其任意位置具有測量為相同長度的直徑，但是圓柱部分可以在開口30a的側部處在一些測量中變寬或變窄，並且也可以提供有連接在開口30a上並且中心提供有通孔的盤，上述通孔的直徑小於開口30a的直徑。具有更小直徑的碰撞圓柱30的開口30a帶來提高攪拌效率但是增加了壓力損失。相反，具有更大直徑的開口30a帶來在測量中攪拌效率下降但是減小壓力損失。
因此，碰撞圓柱30的進口22a和開口30a彼此相對，並且如箭頭P1所示從進口22a進入的幾乎全部廢氣和臭氧氣體如箭頭P2所示流動進入碰撞圓柱30內。如箭頭P3所示在碰撞圓柱30的外周側移動的廢氣和臭氧氣體如箭頭P4所示從碰撞圓柱30溢出。從碰撞圓柱30內部溢出的廢氣和臭氧氣體與從進口22a流入的另一廢氣和臭氧氣體摩擦，也即，在箭頭P1的方向上的流動與箭頭P4方向上的流動進行摩擦。碰撞圓柱30的直徑大於進口22a的直徑，那麼在碰撞圓柱30中，圍繞中心軸的廢氣和臭氧氣體朝向底面31，也即在箭頭P1方向上流動，並且圍繞周壁的這些氣體反向並且朝向開口30a也即在箭頭P4的方向上流動。
從碰撞圓柱30內溢出的廢氣和臭氧氣體如箭頭P5所示朝向外周面的側部移動，如箭頭P6所示在碰撞圓柱30和混合器主體圓柱單元21之間通過，並且朝向下遊側流動。在箭頭P6方向上流動在碰撞圓柱30和混合器主體圓柱單元21之間通過的廢氣和臭氧氣體與空心出口盤單元23相碰撞並且轉向如箭頭P7所示朝向中心流動的方向。然後，從所有方向流動的廢氣和臭氧氣體在如箭頭P7所示方向上相互碰撞，並且如箭頭P8所示從出口23a流出。
當廢氣和臭氧氣體相互碰撞並且改變其流動方向轉向時，也即正好在相反方向上流動，並且理所當然，這些氣體很強烈地攪拌，同時具有極大的壓力損失。因此，如上提到的碰撞板型靜態混合器不進行實際使用。然而，包括混合器主體20的本發明的靜態混合器由於廢氣和臭氧氣體的流動通過孔作用使得進口22a的下遊側的周邊附近的壓力減小，上述混合器主體20的直徑大於流體流動路徑10也即進口22a的直徑。上述減小壓力區域幫助廢氣和臭氧氣體相互碰撞、改變流動方向並且轉向，有益於減小壓力損失。
而且，多個凹部50在如下至少任意一個上形成碰撞圓柱30的底面31的上遊側、空心進口盤單元22的內面、空心出口盤單元23的內面、碰撞圓柱30的圓柱部分32的內周面、混合器主體圓柱單元21的內周面、碰撞圓柱30的圓柱部分32的外周面、碰撞圓柱30的底面31的下遊側。
在圖2和圖3示出的實施例中，凹部50在碰撞圓柱30的底面31的內側和空心出口盤單元23的上遊面上形成。當廢氣和臭氧氣體在其上很強烈碰撞的上述面形成多個凹部50時，與每個凹部50碰撞的廢氣和臭氧氣體產生多個小渦流(其是微分的攪動)，將會更細微地攪拌和混合，並且細微的渦流騎在整個大逆流上(其是積分的攪動)。如上所述，凹部50具有這種強烈的攪動作用。
在如圖4所示的實施例中，凹部50在碰撞圓柱的底面31的內側、空心出口盤單元23的上遊面、空心進口盤單元22的下遊面和混合器主體圓柱單元21的內周面上形成。在大致垂直方向上廢氣和臭氧氣體在混合器主體圓柱單元21的內周面上的碰撞僅僅在其上遊部分產生，因此，在該實施例中，凹部50僅僅在混合器主體圓柱單元21的內周面部分的上遊部分上形成。
在圖5示出的實施例中，凹部50在碰撞圓柱30的底面31的內側、空心進口盤單元22的下遊面、空心出口盤單元23的上遊面、混合器主體圓柱單元21的內周面和碰撞圓柱的圓柱部分32的內周面上形成。廢氣和臭氧氣體在大致垂直方向上幾乎不與圓柱部分32的內周面碰撞，並且湍流稍微地僅與圓柱部分32的內周面的上遊部分碰撞。因此，在該實施例中，凹部50僅僅在圓柱部分32的內周面的上遊部分上形成。
凹部50是適合形狀的小坑。通常，採用在橫截面處具有半圓形狀的凹部50，同時可以採用在橫截面處具有矩形或三角形形狀的凹部50。
取決於混合的目的以及取決於在氣體相互之間、流體相互之間或者氣體和液體之間的混合的不同，確定在碰撞圓柱30的開口30a和空心進口盤單元22之間的距離。對應於以上距離的面積(即距離乘以周長)可以大於並且可以小於碰撞圓柱30的開口30a的橫截面積，也即，可以取決於混合的目的以及流體的特性和狀況來相應地確定。與上述類似的方式，可以取決於混合的目的以及流體的特性和狀況來確定通過流體的每個部分的距離。
換句話說，從進口22a流入混合器主體圓柱單元21內的廢氣和臭氧氣體流入碰撞圓柱30、轉向、通過由在碰撞圓柱30的開口30a的邊緣和空心進口盤單元22之間的距離形成的空間，也即由相應確定的距離形成的空間，並且通過與上述相同方式相應地確定、在碰撞圓柱30的外周面和混合器主體圓柱單元21的內周面之間的空間。
在圖6示出的實施例中，碰撞圓柱30在上遊側和下遊側處具有開口並且在碰撞圓柱的中心處由底面31進行分隔。出口圓柱部分23b的邊緣凸出預定距離進入碰撞圓柱30的圓柱部分32的下遊側的開口。也即，在出口23a的上遊側，出口圓柱部分23b或者下遊側流體流動路徑10b凸出預定距離進入從底面31的下遊側伸出的碰撞圓柱30的圓柱部分32內，以便具有通過複雜流動路徑的所有廢氣和臭氧氣體。
如上提到的，在出口圓柱部分23b凸出預定距離進入碰撞圓柱30的圓柱部分32的地方，廢氣和臭氧氣體不得不爬過凸出部分，並隨後流動的方向經受進一步改變。這提高了混合效率。
參照圖7到9示出的實施例，在圖8中示出的三線螺紋渦形溝槽50A在碰撞圓柱30的底面31的內側上形成，並且在圖9中示出的三線螺紋渦形溝槽50A在空心出口盤單元23的上遊面上並且也在空心進口盤單元22的下遊面上形成。
如圖8和9所示的渦形溝槽50A在碰撞圓柱30的底面31的內側、空心進口盤單元22的下遊面和空心出口盤單元23的上遊面上形成。以上提到的面與流體最強烈地碰撞。在渦形溝槽50A在面上形成的地方，提供有力的攪拌作用，其在與渦形溝槽50A碰撞的流體中產生許多小渦流(其是微分攪動)以便更細微地攪動和混合，並且將細微的渦流騎在整個大逆流上(其是積分攪動)。
在該情況下，具有深度大致與渦形溝槽50A的深度相同的環形槽51分別在碰撞圓柱30的底面31的外部區域、在空心進口盤單元22的下遊面的外部區域和在空心出口盤單元23的上遊面的外部區域上形成。渦形溝槽50A的頂端觸碰環形溝槽。不形成環形溝槽51的話，渦形溝槽50A的頂端會直接觸碰圓柱部分32或者混合器主體圓柱單元21。
在圖10和11示出的實施例中，不止一個凹部在碰撞圓柱30的底面31的內側上形成，並且螺旋溝槽50A』在碰撞圓柱30的圓柱部分32的內周面上以及在混合器主體圓柱單元21的內周面上形成。
如圖10和11所示，在上述實施例中，不止一個凹部50在碰撞圓柱30的底面31上形成，並且螺旋溝槽50A』分別在碰撞圓柱30的圓柱部分32的內周面上以及在混合器主體圓柱單元21的內周面上形成。提供有力的攪拌作用，其在與凹部50和螺旋溝槽50A』碰撞的流體中產生許多小渦流(其是微分攪動)以便更細微地攪動和混合流體，並且將細微的渦流騎在整個大逆流上(其是積分攪動)。
凹部、溝槽和凸起可以在碰撞圓柱30的底面31的外側、碰撞圓柱30的圓柱部分32的外周面、混合器主體20的空心進口盤單元22的下遊面、出口圓柱部分23b的外周面上形成，上述出口圓柱部分23b凸出預定距離進入碰撞圓柱30的圓柱部分32的下遊側開口內。
固定板40從碰撞圓柱30的外周面徑向布置並且可以圍繞碰撞圓柱的軸以預定角度扭曲，以便將外周邊緣連接到混合器主體圓柱單元21的內周面上。如上所述，由於採用扭曲的板作為固定板40，在流體中產生螺旋流動，以便使得更均勻和有效地攪拌和混合。
而且，螺旋帶可以附著到與進口22a連接的進口圓柱部分22b的內周面上。上述結構使得廢氣和臭氧氣體從進口圓柱部分22b起也即從進口22a起螺旋地流動，並且帶來與上述實施例相同的作用和效果。
從臭氧氣體供應裝置12供給並且具有8g/hr的氣體濃度的臭氧氣體供給進入流體流動路徑10內，包括甲苯氣體的廢氣在上述流體流動路徑10內以140L/min的流動速度流動，並且所述氣體在靜態混合器11內混合併反應。然後，在靜態混合器11的下遊空間內通過檢測器管測量方法執行測量，包括在廢氣中並且量為360到1000ppm的甲苯減小到量為0.1到10ppm。
換句話說，證實上述用於淨化流體的方法使得能夠有效和絕對可靠地淨化廢氣。
另外，在淨化所述流體的場合，靜態混合器11測量長度少於30cm，並且在靜態混合器11中廢氣和臭氧氣體的停留時間(反應時間)在一百分之一秒內。這些顯示出在用於淨化的裝置的簡化和顯著減少淨化所需成本兩方面的絕對可靠性。
而且，當如圖12所示使用靜態混合器11在水中溶解臭氧時，靜態混合器11放在其中自來水以10L/min流動的流體流動路徑10上，放在靜態混合器11的上遊的噴射器14與連接到臭氧氣體供給裝置12上的臭氧氣體供給通道13相通，從臭氧氣體供給裝置12流出並且具有3.6g/hr的氣體濃度的臭氧氣體在靜態混合器11中與自來水混合和反應，由此臭氧氣體溶解在水中。
在上述狀況下，使用臭氧溶液濃度計15測量從靜態混合器11的下遊點獲取的樣本的臭氧溶液濃度。因此，不管氣體濃度的高或低，確定臭氧氣體即時溶解在水中並且在短時間到達飽和濃度。
也即，顯示了使用上述靜態混合器11溶解氣體的方法使得臭氧氣體有效和絕對可靠地溶解在水中，並且因此減少臭氧氣體的消耗。
在使用已經由本發明的發明者自身發明並且在日本專利申請號8-143514中公開的靜態混合器(即在圖2到6中示出的靜態混合器11)中，上述臭氧溶液的濃度測量為12ppm。在使用在上述靜態混合器上進行改進的靜態混合器(即在圖7到11中示出的靜態混合器)中，上述臭氧溶液的濃度測量為17ppm。如上所述，在已經由本發明的發明者發明並且在日本專利申請號8-143514中公開的靜態混合器上進行改進的靜態混合器11使得更有效地溶解臭氧氣體。
在用於淨化流體的方法和本發明的靜態混合器中，在碰撞圓柱30的底面31的上遊或外側、混合器主體20的空心進口盤單元22的內面和混合器主體20的空心出口盤單元23的內面上(也即在面向流體流動的部分上)形成的溝槽或凸起可以形成為如圖13(a)所示的單線螺紋渦形溝槽50B和如圖13(b)到14(e)所示的多個凸起50C。
而且，以上描述的實施例示出本發明的靜態混合器應用於廢氣的淨化和氣體的溶解的實例。更具體地，自然可行的是該靜態混合器應用於飯店除煙系統、包括在醫院和救護車中的消毒系統在內的空氣淨化系統、除二惡英系統等等。
工業應用性如前面所解釋的，具有如上所述結構的本發明的靜態混合器提供低的壓力損失以及攪拌和混合的高效率。通過使用用於淨化廢氣、汙水等等的靜態混合器，獲得用於淨化的裝置的簡化以及淨化所需成本的顯著減小，並且實現極有效地淨化液體的良好效果。
在本發明的進一步優選實施例中，用於淨化流體的方法和靜態混合器提供有碰撞圓柱，在該碰撞圓柱內空心出口盤單元的出口圓柱部分的上遊側或者下遊側流體流動路徑的上遊端進行凸出，並且使得更有效地混合和攪拌。
權利要求
1.一種用於淨化流體的方法，其包括在淨化諸如廢氣和汙水之類的流體中，使用提供有混合器主體的靜態混合器，上述混合器主體布置在流體流動路徑上並且形成為直徑比流體流動路徑直徑大的圓柱形狀，該混合器主體包括混合器主體圓柱單元；空心進口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的端部處並且用作進口的空心部分；以及空心出口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的另一端部處並且用作出口的空心部分，其中直徑大於或等於混合器主體的進口的直徑並且小於混合器主體的混合器主體圓柱單元的內直徑的碰撞圓柱固定地居中容納在混合器主體內，使得碰撞圓柱的開口的側部面向進口，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中的至少一部分上提供多個凹部，在流體流動路徑上布置至少一個靜態混合器，在諸如廢氣和汙水之類的流體和諸如臭氧之類的淨化劑之間發生混合反應，並且淨化流體。
2.一種用於淨化流體的方法，其包括在淨化諸如廢氣和汙水之類的流體中，使用提供有混合器主體的靜態混合器，上述混合器主體布置在流體流動路徑上並且形成為直徑比流體流動路徑直徑大的圓柱形狀，該混合器主體包括混合器主體圓柱單元；空心進口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的端部處並且用作進口的空心部分；以及空心出口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的另一端部處並且用作出口的空心部分，其中直徑大於或等於混合器主體的進口的直徑並且小於混合器主體的混合器主體圓柱單元的內直徑的碰撞圓柱固定地居中容納在混合器主體內，使得碰撞圓柱的開口的側部面向進口，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中的至少一部分上提供溝槽或凹部或者兩者，在流體流動路徑上布置至少一個靜態混合器，在諸如廢氣和汙水之類的流體和諸如臭氧之類的淨化劑之間發生混合反應，並且淨化流體。
3.如權利要求1或2所述的用於淨化流體的方法，其中，在碰撞圓柱的底面的內側、碰撞圓柱的圓柱部分的內周面、混合器主體的空心進口盤單元的內面和混合器主體的空心出口盤單元的內面中的至少一部分上提供靜態混合器的凹部、溝槽和凸起。
4.如權利要求2或3所述的用於淨化流體的方法，其中，在與流體接觸並且面向流體流的平面上提供的靜態混合器的溝槽和凸起形成為渦形形狀，並且在與流體接觸並且沿著流體流放置的周面上提供的靜態混合器的溝槽和凸起形成為螺旋形狀。
5.如權利要求2到4中任一項所述的用於淨化流體的方法，其中，在碰撞圓柱的底面的內側或碰撞圓柱的圓柱部分的內周面或者兩者上提供靜態混合器的溝槽或凸起或者兩者。
6.如權利要求1到5中任一項所述的用於淨化流體的方法，其中，空心出口盤單元的出口圓柱部分的上遊側端部或者下遊側流體流動路徑的上遊側端部凸出進入靜態混合器的混合器主體內。
7.一種包括混合器主體的靜態混合器，該混合器主體布置在流體流動路徑上並且形成為直徑比流體流動路徑直徑大的圓柱形狀，該混合器主體包括混合器主體圓柱單元；空心進口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的端部處並且用作進口的空心部分；以及空心出口盤單元，其具有放在混合器主體圓柱單元的另一端部處並且用作出口的空心部分，其中直徑大於或等於混合器主體的進口的直徑並且小於混合器主體圓柱單元的內直徑的碰撞圓柱固定地居中容納在混合器主體內，使得碰撞圓柱的開口的側部面向進口，與流體接觸的混合器主體的內面和碰撞圓柱的表面中的至少一部分上提供溝槽或凸起或者兩者。
8.如權利要求7所述的靜態混合器，其中，在碰撞圓柱的底面的內側、碰撞圓柱的圓柱部分的內周面、混合器主體的空心進口盤單元的內面和混合器主體的空心出口盤單元的內面中的至少一部分上提供溝槽和凸起。
9.如權利要求7或8所述的靜態混合器，其中，在與流體接觸並且面向流體流的平面上提供的溝槽和凸起形成為渦形形狀，並且在與流體接觸並且沿著流體流放置的周面上提供的溝槽和凸起形成為螺旋形狀。
10.如權利要求7到9中任一項所述的靜態混合器，其中，在碰撞圓柱的底面的內側或碰撞圓柱的圓柱部分的內周面或者兩者上提供溝槽或凸起或者兩者。
11.如權利要求7到10中任一項所述的靜態混合器，其中，空心出口盤單元的出口圓柱部分的上遊端或者下遊側流體流動路徑的上遊端凸出進入混合器主體內。
12.一種用於混合流體的方法，包括在兩個流體之間相互混合中，在流體流動路徑上布置如權利要求7到11中任一項所述的一個或多個靜態混合器，並且在該靜態混合器中將一種流體和另一種流體混合和反應，以便彼此混合流體。
全文摘要
一種用於淨化諸如廢氣和汙水之類的流體的方法，其包括在流體的流動路徑上提供一個或多個靜態混合器，並且在靜態混合器中將流體與諸如臭氧之類的淨化劑混合和反應，以便淨化流體。用於淨化流體的方法允許顯著良好效率地淨化諸如廢氣和汙水之類的流體，並且也允許用於淨化的裝置的簡化以及淨化所需成本的顯著減小。
文檔編號B01F3/04GK1838984SQ20038011051
公開日2006年9月27日 申請日期2003年10月10日 優先權日2003年10月10日
發明者杉浦彥六 申請人:杉浦彥六