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JPWO2015059759A1 - 混合ノズル - Google Patents

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Abstract

混合室内において、混合対象となる複数の材料を確実に混合させることが可能な混合ノズルの構造を提案することを目的とする。混合材料を吐出する混合ノズル(10)であって、複数の材料を供給する材料供給部(53A)を有する混合室(52A,52B)、回転駆動源Mを有する回転軸(20)に連結され混合室(52A,52B)に配設された回転羽根(30)、混合室(52A,52B)の先方に設けられ先端に吐出口(66)を有する吐出室(60)、回転軸(20)に連結され吐出室(60)内に回転可能に配置され、混合材料に螺旋流を付与して吐出させる螺旋流付与部(40)を有し、回転羽根(30)の羽根体(34)の先端部と混合室(52B)の内表面との間に隙間(59)が形成され、回転羽根(30)の表面に回転羽根(30)の回転に伴って、混合室(52A,52B)内の混合材料を吐出口(66)とは逆方向の壁(52Aa,52Ba)に衝突させるための帯状体(34B)が配設されている。

Description

本願発明は、複数の材料を確実に混合させ、互いの材料どうしの密接度を高めた状態の混合材料を外部に吐出することが可能な混合ノズルに関する。
従来、複数の塗料材料を混合させた後に外部に吐出することが可能なエアースプレーガン(以下、混合ノズルという)の構成として、特許文献1に開示されているような構成が知られている。
具体的には、両端に回転羽根とプロペラが取り付けられたシャフトが、混合ノズル内に収容されていると共に、プロペラが塗料と触媒を混合させるための混合室内に収容されていて、回転羽根にエアーを当てることによりシャフトおよびプロペラを回転させる構成が開示されている。このような構成を採用することにより、塗料と触媒を混合させた状態で外部に吐出することが可能になるとされている。
公開特許公報 特開平9−327640号
特許文献1に開示されている混合ノズルの構成においては、混合室内でプロペラを回転させることで混合対象となる複数の材料として塗料と触媒を混合させている方式が採用されているが、混合室内におけるプロペラの回転方向によっては、塗料と触媒の混合体には混合室から送り出される方向の力が付与されてしまうことがある。このような状態においては、塗料と触媒が混合室内で十分に混合されることなく混合室から送り出され、不十分な混合状態で吐出口から吐出されてしまうおそれがあるといった混合ノズルにおいて致命的ともいえる課題がある。
そこで、本願発明は、混合対象となる複数の材料を十分に混合し、複数の材料どうしの密接度を高めることができるように、回転羽根の回転によって混合対象となる複数の材料に対し、混合室の内壁に混合対象となる材料を積極的に衝突させることで、混合対象となる複数の材料どうしの混合作用を高め、混合対象となる複数の材料どうしの密接度を高め、良好な混合状態にすることが可能な混合ノズルの構造を提案することを目的としている。
問題を解決するための手段
本願発明は、複数の材料を混合させ、材料どうしの密接度を高めた状態の混合材料を吐出する混合ノズルであって、前記複数の材料が供給される材料供給部を有する混合室と、回転軸に連結され、前記混合室に前記回転軸を中心に回転可能に配設された回転羽根と、前記回転軸を回転駆動する駆動源と、前記混合室の先方に前記混合室と連通して設けられ、先端に吐出口を有する吐出室と、前記回転軸に連結されると共に、前記吐出室内に回転可能に配置され、前記混合材料に螺旋流を付与して前記吐出口から吐出させる螺旋流付与部とを有し、前記回転羽根の羽根体の先端部と前記混合室の内表面との間には所要の隙間が形成されていて、前記回転羽根の表面には、前記回転羽根の回転に伴って前記混合室内において前記吐出口とは逆方向の壁に前記混合材料を衝突させるための帯状体が配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、混合室内で帯状体が設けられた回転羽根が回転することによって、混合室内で混合された複数の材料(以下、混合材料という)を、吐出口とは逆方向に位置する混合室内の内壁に衝突させることで、材料どうしの混合(密接度)を高めることができる。また、混合室内における混合材料の滞留時間を延ばすことも可能になり、混合材料は混合室内において回転羽根による十分な撹拌混合処理を受けることができ、互いの材料どうしの密接度が高い混合状態で混合材料を混合ノズルから吐出させることができる。
なお、材料どうしの密接度を高めるとは、材料どうしの接触表面積が多いことであり、互いに微細化された状態であることを指している。
また、前記混合室は複数連列していると共に、各々の混合室内には前記回転軸を共有する前記回転羽根がそれぞれ配設されていて、前記混合室どうしは、材料搬送路により連結されていることが好ましい。
この構成により、混合材料を複数回にわたって混合処理することができるため、材料の混合をさらに確実に行うことができる。また、このような複数の混合室を有する混合ノズルによれば、たとえば、水と重油のような混合が困難とされている材料どうしであっても、十分な撹拌混合を施すことにより互いを適切に混合させた状態で吐出口から吐出させることができる。
また、前記複数の混合室における2室目以降の混合室のうち少なくとも一つの混合室には内壁体が配設されていると共に、前記混合室の内周面と前記内壁体の外周面との間に形成された環状空間と外部空間とを連通し、前記内壁体が配設された混合室に気体を追加供給するための追加気体供給部が設けられていて、前記内壁体の外周面には壁体厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていて、当該貫通孔を介して前記追加気体供給部から追加供給された空気が前記混合室に供給可能に形成されていることが好ましい。
この構成により、2室目以降の混合室において、内壁体の外周面に沿って均等に配設された貫通孔から供給された追加気体による撹拌促進作用により2室目以降の混合室における混合材料の混合効率をさらに向上させることができる。
また、前記材料供給部は前記混合室の下側位置に配設されていることが好ましい。
この構成により、混合室に混合材料を供給する際に、材料内を気体が通過することが可能になるため、混合材料どうしの事前混合作用を得ることができる。
本願発明の混合ノズルの構成によれば、混合室内で帯状体が設けられた回転羽根が回転することによって、混合室内で混合された混合材料を、吐出口とは逆方向に位置する混合室内の内壁に衝突させることで、材料どうしの混合(密接度)を高めることができる。また、混合室内における混合材料の滞留時間を延ばすことも可能になり、混合材料は混合室内において回転羽根による十分な撹拌混合処理を受けることができ、互いの材料どうしの密接度が高い混合状態で混合材料を混合ノズルから吐出させることができる。したがって、混合性の低い混合材料どうしであっても適切な混合状態で混合ノズルから吐出させることが可能になる。
本願発明の第1実施形態にかかる混合ノズルの概略構成を示す一部透視正面図である。 有孔内壁体の斜視図である。 回転羽根の羽根台の断面図図3Aおよび断面図の断面位置を示す平面図図3Bである。 回転羽根の羽根を示す構成図である。 旋回流付与部および吐出室の構成図である。 有孔ダイヤフラムの正面図図6Aおよび側面図図6Bである。 本願発明の第2実施形態にかかる混合ノズルの概略構成を示す一部透視正面図である。
以下、本願発明の混合ノズルについて実施形態に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本実施の形態にかかる混合ノズル10は、図1に示すように、回転軸20に連結された回転羽根30および旋回流付与部40と、回転羽根30を収容する回転羽根収容部50と、回転羽根収容部50の前方に装着され、旋回流付与部40を収容する吐出室60と、を有している。本実施形態における混合ノズル10は、回転軸20の軸線方向に連列している2つの回転羽根収容部50A,50Bと、吐出室60により筐体が構成されている。
混合ノズル10の筐体を構成する回転羽根収容部50と吐出室60は、ネジ留めにより着脱自在に組み立てられている。図1に示すように、連列する2つの回転羽根収容部50A,50Bにはそれぞれ回転羽根30が収容されると共に、第1混合室52Aおよび第2混合室52Bを形成するための凹部54A,54Bが形成されている。本実施形態においては、回転軸20の回転駆動源であるモータM側が第1混合室52Aであり、吐出室60側が第2混合室52Bとなっている。第1混合室52Aと第2混合室52Bとは材料搬送路である搬送パイプ56により連通されている。
第1混合室52Aの下面には、混合対象となる複数の材料(以下、単に混合材料という)が供給される材料供給部53Aが形成されている。本実施形態においては、混合材料として重油、水、空気を用いた。なお、図示しないが材料供給部53Aは、第1混合室52Aの下側部分の3箇所に設けられていて、第1混合室52Aへの混合材料は材料毎に供給されることになる。このように材料供給部53Aを第1混合室52Aの下側部分に配設することで、混合材料は第1混合室52に供給される際に、気体(空気)を液体(重油および水)内で上昇させることによる撹拌効果を得ることができるのである。
第1混合室52Aに供給された混合材料は、第1混合室52A内において回転羽根30により撹拌混合処理された後、第1混合室52Aの上部に形成された排出口55Aから搬送パイプ56を経由して第2混合室52Bに搬送される。搬送パイプ56は、第2混合室52Bの下側部分に設けられた材料供給部53Bに連結されている。第2混合室52Bには、搬送パイプ56が連結される材料供給部53Bと向かい合う位置である第2混合室52Bの上側部分に、追加気体供給部としての追加空気供給部53Cが配設されている。
第2混合室52Bの内部空間には、図2に示すように、貫通孔72,74を有する内壁体としての円筒状の有孔内壁体70が配設されている。一方の貫通孔72の径寸法は第2混合室52Bの材料供給口53Bの径寸法と等しい径寸法に形成されている。他方の貫通孔74の径寸法は、一方の貫通孔72の径寸法より小径寸法に形成されている。他方の貫通孔74の径寸法は、気体が通過することができればよく、他方の貫通孔74の径寸法は特に限定されるものではない。第2混合室52Bにおける回転羽根30は、有孔内壁体70の内側空間に収容されている。
第2混合室52Bの凹部54Bには、凹部54Bの内周面に沿って凹部54Bの内側に向って突出する突片58が複数本配設されている。有孔内壁体70は突片58により外周面が保持された状態で第2混合室52B内に収容されている。このとき、有孔内壁体70は貫通孔72の位置を材料供給口53Bの位置に位置合わせした状態で保持されているので、第1混合室52Aから搬送された混合材料は貫通孔72の位置から有孔内壁体70の内側空間にスムーズに送り出すことができる。また、突片58により外周面が保持された有孔内壁体70と第2混合室52B(第2混合室52Bを形成する凹部54B)の内壁面との間には環状空間をなす隙間59が形成されることにもなる。
追加空気供給部53Cから隙間59に供給された追加空気は、有孔内壁体70の外周面(隙間59)に沿って均等間隔に形成された貫通孔から回転羽根30が収容されている側の空間に供給されることになる。このように第2混合室52Bにおいて混合材料を混合させる際に追加空気を供給することにより、回転羽根30による混合作用に加えて、追加空気によるバブリング作用が付加され、混合材料の混合処理を向上させることができる。
以上に説明した回転羽根収容部50を挿通する回転軸20は、一端には回転軸20を回転駆動させるための駆動源であるモータMが連結されている。モータMと回転軸20の一部は、混合ノズル10の筐体の外部に配設されている。回転軸20の他の部位は、第1および第2の回転羽根収容部50A,50Bをそれぞれ貫通し、吐出室60の内部空間62に収容されている。回転軸20の中間部分には第1混合室52Aおよび第2混合室52Bの位置に回転羽根30がそれぞれ固定され、回転軸20の他端部には旋回流付与部40が取り付けられている。回転軸20と第1および第2回転羽根収容部50A,50Bとが交差する部分には、ベアリング80およびO―リング82がそれぞれ配設されている。
回転軸20に取り付けられる回転羽根30は、図1,図3Aおよび図3Bに示すように回転軸20に取り付けられた羽根台32に複数枚の羽根体34を均等間隔に固定することにより形成されている。回転軸20は、図1,図3Aおよび図3Bに示すように羽根台32の中央に形成された軸挿通孔32Aに挿通されている。羽根台32には外周側面から回転軸20の外周面に向かって形成された複数のネジ孔32Bが形成されている。回転軸20と羽根台32はネジ孔32Bにネジ留めすることによって一体化される。
羽根台32の外周面には羽根体34を固定するための羽根固定用凹溝32Cが周方向に均等間隔をあけて配設されている。羽根固定用凹溝32Cは、羽根台32に挿通される回転軸20の軸線と平行となるように刻設されている。本実施形態においては、8枚の羽根体34を羽根固定用凹溝32Cに固定した。羽根台32の羽根固定用凹溝32Cと羽根体34との固定方法は、接着や溶接等公知の方法を用いることができ、両者の固定方法は特に限定されるものではない。
羽根体34は、図4に示すように、湾曲のない略平坦な矩形板に形成されている。羽根体34の主面(羽根台32から起立している面)34Aには、第1,第2混合室52A,52B内において混合材料に付与されている送り出し方向の流れとは異なる方向の流れを生じさせることにより、第1,第2混合室52A,52B内における混合材料の混合度を高めるための帯状体34Bが形成されている。ここでは帯状体34Bとして突状体を配設したが、帯状体34Bとして凹溝を採用することも可能である。
本実施形態においては、回転軸20の軸線方向に対して(主面34Aの長手方向の端縁34Cに対して)帯状体34Bを傾斜させた状態で、所要間隔をあけて複数本の帯状体34Bを配設した。帯状体34Bどうしは互いに平行である。ここでは、図4に示すように、主面34Aの長手方向の端縁34Cに対する帯状体34Bの傾斜角度を15度とした。このようにして形成された帯状体34Bは、主面34Aの短手方向34D方向に所要間隔をあけて複数本配設されている。なお、主面34Aの長手方向の端縁34Cに対する帯状体34Bの傾斜角度は15度に限定されるものではない。
このような帯状体34Bが形成された羽根体34を有する回転羽根30を採用することにより、回転羽根30の回転に伴って第1,第2混合室52A,52B内の混合材料を第1,第2混合室52A,52Bにおける吐出口66とは逆方向にある内壁52Aa,52Baに衝突させることができる。これにより第1,第2混合室52A,52B内における材料の密接度(混合度)を高めることができる。さらには、第1または第2混合室52A,52B内における混合材料の滞留時間を延ばすことができ、回転羽根30の回転および帯状体34Bにより生じる乱流による撹拌混合処理を混合材料に対して十分に行うことができ、第1または第2混合室52A,52Bにおける混合材料の混合を促進させることができる。
回転軸20の他端側に取り付けられる旋回流付与部40は、図5に示すように、円錐体42と円錐体42の側周面に形成された溝44を有している。円錐体42の底面に回転軸20を差し込むことによって旋回流付与部40は回転軸20と共回り可能に連結されている。また、溝44は、円錐体42の底面側から頂上に向けて延伸する配置で形成されている。
溝44の断面形状は特に限定されるものではないが、矩形断面や逆三角形断面形状であれば、溝44を刻設する際の加工コストが安価であり好都合である。なお、図5では溝44を円錐体42の底面側から頂上に向けて延設した直線状に形成しているが、円錐体42の底面側から頂上に向けて円錐体42の側周面に沿って周回する螺旋状に配設することもできる(図7参照)。直線状に形成した溝44の両端位置は、円錐体42の周方向位置が互いにずれていてもよいし、円錐体42の母線方向に最短距離となるように設けてもよい。
このようにして形成された旋回流付与部40は、図1に示すように回転羽根収容部50に取り付けられた吐出室60の内部空間62に収容されている。この内部空間62は旋回流付与部40の外形形状に合わせた形状に形成されていて、内部空間62に旋回流付与部40を収容した際に、旋回流付与部40の外表面と内部空間62の内表面との間に混合材料の通路としての隙間64が形成されている。
本実施形態では回転羽根収容部50と吐出室60との接合面にO―リング82と図6Aおよび図6Bに示す有孔ダイヤフラム90が配設されている。有孔ダイヤフラム90と、回転羽根収容部50および吐出室60は、ネジ留めにより分解可能に組み立てられている。有孔ダイヤフラム90には外周縁に沿って均等間隔にネジ孔93が穿設されている。
本実施形態における有孔ダイヤフラム90はステンレススチール板により形成されている、有孔ダイヤフラム90は、第2混合室52Bに供給された混合材料が、回転羽根30の回転により吐出室60の内部空間62に直ちに搬送されることを防止し、かつ、徐々に吐出室60の内部空間62に混合材料の供給を可能にする流通可能な仕切板として機能する。
図6Aおよび図6Bに示すように本実施形態における有孔ダイヤフラム90には、回転軸20を挿通する挿通孔91と、第2混合室52B内で混合された混合材料を旋回流付与部40が収容されている内部空間62に徐々に送り出すための貫通孔92が複数穿設されている。本実施形態においては、挿通孔91を中心として、挿通孔91の外周に沿って周回すると共に挿通孔91から徐々に外方に離反する渦巻状配置となるように貫通孔92を配設したが、貫通孔92はマトリクス状配列や千鳥配列にすることもできる。
このような貫通孔92が穿設された有孔ダイヤフラム90を回転羽根収容部50と吐出室60との間に配設することで、第2混合室52B内の混合材料が貫通孔92を通過することで徐々に吐出室60に送り出しする際に、混合材料に乱流を生じさせて混合作用を追加付与させることができる。
このようにして吐出室60の内部空間62に供給された混合材料は、吐出室60の内部空間62内で旋回流付与部40が回転することにより、混合材料が旋回流付与部40と内部空間62との隙間64部分に沿って吐出口66に向って搬送されることになる。より詳細には、吐出口66に向って搬送される混合材料には、溝44が刻設された旋回流付与部40の回転力によって、螺旋流が付与されることになる。また、吐出室60内においても、混合材料には、隙間64部分において旋回流付与部40が回転することによる混合作用を得ることもできる。
このようにして混合ノズル10の筐体内に設けられた第1,第2混合室52A,52Bにより十分に混合処理され、互いの密接度が高められた重油と水と空気は適切な混合状態で螺旋流を伴って吐出口66から吐出させることができる。このような混合ノズル10は、特にエマルジョン燃料を用いた燃焼装置における燃料噴射ノズルとして好適に使用することができる。
このようなエマルジョン燃料を用いた燃焼装置においては、混合材料の水に水素分子を溶存させた水素溶存水を用いれば、燃料の一部に水を混合させたことによる燃焼カロリーの低減を補充することができるためさらに好都合である。水に水素分子を溶存させるための処理方法としては、水素分子を溶出させることが可能なセラミックボールに混合材料としての水を通過させることにより行うことができる。
このようなセラミックボールの具体例としては、金属マグネシウム粉が亜硫酸カルシウムの焼結体中に分散するように混入させた構成を採用することが好ましい。より詳細には、特開2011−266360号公報の記載内容を参照されたい。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態にかかる混合ノズルの概略構成を示す一部透視正面図である。本実施形態にかかる混合ノズル10は、混合対象材料を混合する混合室として第1混合室52Aのみを有し、第1混合室52Aに吐出室60が取り付けられていることにより、混合ノズル10の筐体が構成されている点が特徴的である。本実施形態においては、第1実施形態と同様の構成部分については第1実施形態と同一の番号を付すことにより、ここでの詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる混合ノズル10は、図7に示すように、回転軸20に連結された回転羽根30および旋回流付与部40と、回転羽根30を収容する回転羽根収容部50と、回転羽根収容部50の前方に装着され、旋回流付与部40を収容する吐出室60とを有している。このような混合ノズル10は、第1実施形態の混合ノズル10に比較して少ない部品により構成され省スペース・低コストの混合ノズル10とすることができる。
第1混合室52Aには材料供給部53Aから混合材料が供給され、回転羽根30の回転により、撹拌混合処理がなされる。羽根体34には帯状体34Bが形成されているので、回転羽根30の回転に伴い、第1混合室52A内における混合材料が吐出口66側とは反対側の内壁52Aaに衝突し、混合性を高めていること、第1混合室52A内における混合材料の滞留時間を延ばすことができるのは、先の実施形態と同様である。第1混合室52Aにおいて十分に混合処理された互いの材料どうしの密接度が高められた混合材料は有孔ダイヤフラム90の貫通孔92を通過して吐出室60に送り出される。
吐出室60の内部空間62に送り出された混合材料は、内部空間62と旋回流付与部40とにより形成された隙間64を搬送経路として、旋回流付与部40の回転により螺旋流が付与されながら旋回流付与部40の頂上側に送り出された後、吐出口66から吐出されることになる。
このような混合ノズル10に用いる混合材料としては、食用油の廃油と水と空気のように、第1実施形態で用いた混合材料よりも容易に混合することができる(材料の粘性が低い)混合材料を混合させる際に好都合である。
以上に実施懈怠に基づいて本願発明を詳細に説明したが、本願発明は以上に示した実施形態に限定されるものではない。例えば、以上に説明した実施形態においては、羽根体34の主面34Aに帯状体34Bとして突部または凹部を形成した実施形態を示したが、これらに限定されるものではない。他の帯状体の構成としては、湾曲面形状とした複数枚の羽根体34を羽根台32に固定することにより、回転羽根30の表面に羽根体34の先端部による不連続な帯状体を形成する形態を採用することもできる。さらには、羽根台32の表面に固定した羽根体34の構成に代えて、羽根台32に連続な螺旋溝を形成した形態を採用することもできる。要は、回転羽根30の表面に連続的または不連続な帯状体として配設され、回転羽根30が回転した際に、吐出口66とは逆方向に位置する第1混合室52A,第2混合室52Bの内壁52Aa、52Baに、混合材料を衝突させることができれば、具体的な形状は特に限定されるものではない。
また、以上の実施形態においては、混合ノズル10をエマルジョン燃料を用いた燃焼装置における吐出ノズルへの適用例を示しているが、本願発明にかかる混合ノズル10の適用先は、この適用例に限定されるものではない。複数種類の材料を混合した混合材料を吐出させる目的であれば、本願発明にかかる混合ノズル10を好適に適用することができる。
さらには、回転羽根収容部50および吐出室60の少なくとも一方に加熱ヒータを内蔵させることにより、第1混合室52A、第2混合室52B内および吐出室60の内部空間62内における混合材料の流動性を向上させ、混合効率を向上させる構成を採用してもよい。
また、以上の実施形態においては吐出室60の内部空間62と直前の混合室(第1混合室52Aまたは第2混合室52B)との間に有孔ダイヤフラム90を配設しているが、有孔ダイヤフラム90の構成は省略することもできる。この場合、吐出室60の内部空間62の直前の混合室(第1混合室52Aまたは第2混合室52B)の上部壁面厚さ内に吐出室60の内部空間62に連通する排出口を形成すればよい。
さらには、以上に説明した第1実施形態および第2実施形態と、変形例を適宜組み合わせた構成例を採用することも可能である。
10 混合ノズル,20 回転軸,30 回転羽根,32 羽根台,34 羽根体,34B 帯状体,
40 旋回流付与部,42 円錐体,44 凹溝,50A 第1回転羽根収容部,50B 第2回転羽根収容部,
52A 第1混合室, 52B 第2混合室,52Aa,52Ba 内壁,53A,53B 材料供給部,
53C 追加空気供給部,54A 凹部,54B 凹部,55A 排出口,56 搬送パイプ,58 突片,59 隙間,
60 吐出室,62 内部空間,64 隙間,66 吐出口,70 有孔内壁体,72,74 貫通孔,
80 ベアリング 82 O−リング 90 有孔ダイヤフラム,92 貫通孔,M モータ

Claims (4)

  1. 複数の材料を混合させ、材料どうしの密接度を高めた状態の混合材料を吐出する混合ノズルであって、
    前記複数の材料が供給される材料供給部を有する混合室と、
    回転軸に連結され、前記混合室に前記回転軸を中心に回転可能に配設された回転羽根と、
    前記回転軸を回転駆動する駆動源と、
    前記混合室の先方に前記混合室と連通して設けられ、先端に吐出口を有する吐出室と、
    前記回転軸に連結されると共に、前記吐出室内に回転可能に配置され、前記混合材料に螺旋流を付与して前記吐出口から吐出させる螺旋流付与部とを有し、
    前記回転羽根の羽根体の先端部と前記混合室の内表面との間には所要の隙間が形成されていて、
    前記回転羽根の表面には、前記回転羽根の回転に伴って前記混合室内において前記吐出口とは逆方向の壁に前記混合材料を衝突させるための帯状体が配設されていることを特徴とする混合ノズル。
  2. 前記混合室は複数連列していると共に、各々の混合室内には前記回転軸を共有する前記回転羽根がそれぞれ配設されていて、
    前記混合室どうしは、材料搬送路により連結されていることを特徴とする請求項1記載の混合ノズル。
  3. 前記複数の混合室における2室目以降の混合室のうち少なくとも一つの混合室には内壁体が配設されていると共に、前記混合室の内周面と前記内壁体の外周面との間に形成された環状空間と外部空間とを連通し、前記内壁体が配設された混合室に気体を追加供給するための追加気体供給部が設けられていて、
    前記内壁体の外周面には壁体厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていて、当該貫通孔を介して前記追加気体供給部から追加供給された空気が前記混合室に供給可能に形成されていることを特徴とする請求項2記載の混合ノズル。
  4. 前記材料供給部は前記混合室の下側位置に配設されていることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の混合ノズル。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2477929A (en) * 1946-11-12 1949-08-02 California Research Corp Fluid mixing device
JPS596928A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Toshio Araki エマルジヨン流体の製造装置
JPS59166231A (ja) * 1983-03-11 1984-09-19 Kiyomatsu Ito エマルジヨン製造機
JPS6349239A (ja) * 1986-08-19 1988-03-02 Ebara Corp 乳化分散機
JPH06319971A (ja) * 1992-07-27 1994-11-22 Kin Shayo エマルジョン混合ポンプ
JP2008272719A (ja) * 2006-05-23 2008-11-13 Hideyasu Tsuji 微細気泡発生装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2477929A (en) * 1946-11-12 1949-08-02 California Research Corp Fluid mixing device
JPS596928A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Toshio Araki エマルジヨン流体の製造装置
JPS59166231A (ja) * 1983-03-11 1984-09-19 Kiyomatsu Ito エマルジヨン製造機
JPS6349239A (ja) * 1986-08-19 1988-03-02 Ebara Corp 乳化分散機
JPH06319971A (ja) * 1992-07-27 1994-11-22 Kin Shayo エマルジョン混合ポンプ
JP2008272719A (ja) * 2006-05-23 2008-11-13 Hideyasu Tsuji 微細気泡発生装置

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