(57)【要約】  液相流体と、固体／気体／前記液相流体とは異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを混合する混合部を有する混合装置であって、混合部は、流体の供給孔と、流体の排出孔と、供給孔と排出孔とを連通する流路、および流路から突出する複数のピンを有し、混合すべき材料を含む流体が供給孔から流路へと供給され、ピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、排出孔から排出される。
2012081682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相流体と、固体／気体／前記液相流体とは異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを混合する混合部を有する混合装置であって、
混合部は、
流体の供給孔と、
流体の排出孔と、
供給孔と排出孔とを連通する流路、および
流路から突出する複数のピン
を有し、混合すべき材料を含む流体が供給孔から流路へと供給され、ピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、排出孔から排出されることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
ピンは、流体との接触に伴って超振動して流体のキャビテーションを生じさせることを特徴とする請求項１の混合装置。
【請求項３】
混合部は円盤状であり、中央付近に供給孔、外周縁付近に排出孔、または、中央付近に排出孔、外周縁付近に供給孔を有することを特徴とする請求項１または２の混合装置。
【請求項４】
同心の仮想円上に複数配置されたピンによって形成される環状列が、混合部の中央から外周縁へ向かって複数列配置され、ピンが混合部の中央から外周縁へ向かって放射状に配置されていることを特徴とする請求項３の混合装置。
【請求項５】
環状列における複数のピンのうち、隣り合う２本のピンの中心と混合部の中心とを結ぶ２本の直線に囲まれる領域に、混合部の半径方向に隣り合う他の環状列のピンが少なくとも配置されていることを特徴とする請求項４の混合装置。
【請求項６】
混合部を複数有することを特徴とする請求項１から５のいずれかの混合装置。
【請求項７】
略板状の中央部を有し、この中央部の表面側および裏面側に混合部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかの混合装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの混合装置と、加圧手段とを含むことを特徴とする混合流体製造装置。
【請求項９】
請求項８の混合流体製造装置による、液相流体と、固体／気体／異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを含む混合流体の製造方法であって、以下の工程：
加圧手段によって、混合すべき材料を含む流体を加圧して、混合部の供給孔から流路へ供給する供給工程；および
前記流体が混合部の複数のピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、排出孔から排出される混合・排出工程
を含むことを特徴とする混合流体の製造方法。
【請求項１０】
前記混合・排出工程において、混合すべき材料を含む流体との接触に伴ってピンが超振動し、流体のキャビテーションが生じることを特徴とする請求項９の混合流体の製造方法。
【請求項１１】
前記供給工程において、流体を０．１Mpa以上の圧力で供給することを特徴とする請求項９または１０の混合流体の製造方法。
【請求項１２】
排出孔から排出した流体を、再び混合部の供給孔から供給することで、前記供給工程および前記混合・排出工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項９から１１のいずれかの混合流体の製造方法。
【請求項１３】
混合すべき材料が液相流体と気体であり、液相流体が水、気体が酸素であることを特徴とする請求項９から１２のいずれかの混合流体の製造方法。
【請求項１４】
請求項９から１２のいずれかの方法によって製造された混合流体。
【請求項１５】
請求項１３の方法によって製造された酸素を含む水。
【請求項１６】
溶存酸素量が２５ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１５の酸素を含む水。
【請求項１７】
請求項１５または１６の水を冷凍して得られた酸素を含む氷。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体（気相、液相、粉粒体を含む；例えば水）に対して、液相、気相、固相の物質を混合、溶解、細分化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
混合、乳化、可溶化の技術は、広い範囲に亘って必要とされており、従来から種々の技術が提案されている。【０００３】
例えば、攪拌ホモジナイザーミキサーは高速回転するインペラーにより、原料に衝突と剪断力を作用させて、粉砕、分散、乳化を行なう技術である。【０００４】
また、ビーズショットホモジナイザーは、原料とビーズとを高速で攪拌し、振動させて、ビーズと原料との衝突による粉砕により、原料の粉砕、分散、乳化を行なう技術である。【０００５】
そして、高速ホモジナイザーと呼ばれる技術は、原料を高圧或いは超高圧に加圧して、微小なスリットを通過せしめ、その際の衝突と剪断力を利用して、粉砕、分散、乳化を行なう技術である。【０００６】
しかし、従来の技術では、要求される混合、粉砕、乳化、可溶化の程度によっては、装置全体が大型化して、且つ、複雑化してしまい、導入費用が高額になってしまうという問題が存在する。【０００７】
また、混合、粉砕、乳化、可溶化する材料が選択されてしまう傾向があり、混合装置としての汎用性が低くなってしまう傾向がある。【０００８】
その他の従来技術として、油、水、乳化剤、気体を加圧下で混合してエマルジョン燃料を製造する技術（特許文献１参照）が提案されている。【０００９】
しかし、係る技術はエマルジョン燃料の製造を目的としているので、気体、液体、固体の混合全般に適用することは出来ない。そして、上述した従来技術の問題点を解決することは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−３１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、液相流体と、固体／気体／異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを効率的に混合することができ、コンパクトで且つ高い汎用性を有する混合流体製造装置を提供することを課題としている。また、この混合流体製造装置を利用した流体の製造方法、この製造方法によって得られた流体、酸素を含有した水および氷を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の混合装置は、上記の課題を解決するため、以下のことを特徴としている。
＜１＞液相流体と、固体／気体／前記液相流体とは異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを混合する混合部を有する混合装置であって、
混合部は、
流体の供給孔と、
流体の排出孔と、
供給孔と排出孔とを連通する流路、および
流路から突出する複数のピン
を有し、混合すべき材料を含む流体が供給孔から流路へと供給され、ピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、排出孔から排出される。
＜２＞ピンは、流体との接触に伴って超振動して流体のキャビテーションを生じさせる。
＜３＞混合部は円盤状であり、中央付近に供給孔、外周縁付近に排出孔、または、中央付近に排出孔、外周縁付近に供給孔を有する。
＜４＞同心の仮想円上に複数配置されたピンによって形成される環状列が、混合部の中央から外周縁へ向かって複数列配置され、ピンが混合部の中央から外周縁へ向かって放射状に配置されている。
＜５＞環状列における複数のピンのうち、隣り合う２本のピンの中心と混合部の中心とを結ぶ２本の直線に囲まれる領域に、混合部の半径方向に隣り合う他の環状列のピンが少なくとも配置されている。
＜６＞混合部を複数有する。
＜７＞略板状の中央部を有し、この中央部の表面側および裏面側に混合部を有する。
本発明の混合流体製造装置は、前記＜１＞から＜７＞のいずれかの混合装置と、加圧手段とを含むことを特徴としている。【００１３】
本発明の混合流体の製造方法は、以下のことを特徴としている。
＜９＞前記＜８＞の混合流体製造装置による、液相流体と、固体／気体／異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを含む混合流体の製造方法であって、以下の工程：
加圧手段によって、混合すべき材料を含む流体を加圧して、混合部の供給孔から流路へ供給する供給工程；および
前記流体が混合部の複数のピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、排出孔から排出される混合・排出工程
を含む。
＜１０＞前記混合・排出工程において、混合すべき材料を含む流体との接触に伴ってピンが超振動し、流体のキャビテーションが生じる。
＜１１＞前記供給工程において、流体を０．１Mpa以上の圧力で供給する。
＜１２＞排出孔から排出した流体を、再び混合部の供給孔から供給することで、前記供給工程および前記混合・排出工程を繰り返し行う。
＜１３＞混合すべき材料が液相流体と気体であり、液相流体が水、気体が酸素である。
＜１４＞本発明の混合流体は、前記＜９＞から＜１２＞のいずれかの方法によって製造されている。
＜１５＞本発明の酸素を含む水は、前記＜１３＞の方法によって製造されている。
＜１６＞本発明の酸素を含む水は、溶存酸素量が２５ｐｐｍ以上である。
＜１７＞本発明の酸素を含む氷は、前記＜１５＞＜１６＞の水を冷凍して得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の混合流体製造装置は、液相流体と、固体／気体／異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを効率的に混合することができる。混合するべき材料が所定圧以上に加圧して注入することで、ピンは超音波域で振動して、当該ピンと接触した材料にキャビテーションを生じさせる。そして、キャビテーションのエネルギーによって、超音波域で振動するピンと接触した材料は、混合するべき他の材料中に均一に分散する。【００１５】
その結果、混合装置はコンパクトなサイズであっても、混合部を通過した際に材料がキャビテーションの作用を受けて、確実に、混合、粉砕、乳化、可溶化される。【００１６】
ここで、従来技術では、例えば加圧して酸素含有量を多くした水が提供されているが、係る水は、加圧下においては高濃度の溶存酸素量を保つことが出来ても、大気圧下に放置すると、溶存酸素量が低下して、通常の水と変わらなくなってしまう（図１６参照）。【００１７】
これに対して、例えば、本発明の混合装置を使用して得られた溶存酸素量が極めて多い水では、大気圧下に放置しても、溶存酸素量が高い状態を長期間（例えば、３５日以上）保つことが出来る。【００１８】
ここで、溶存酸素量が極めて多い水であれば、それを飲用することにより、酸素を体内に容易に供給することができる。そのため、酸素供給を必要とする者、肺機能が低下している者へ容易に酸素を供給することができる。【００１９】
また、溶存酸素量が極めて多い水は、人間以外で酸素供給を必要とする動物、植物、微生物の育成や培養にも利用することが可能である。【００２０】
さらに、例えば、本発明の混合装置を使用して製造された酸素を含む水を冷凍すれば、内部に大量の酸素を包含した氷を製造することができる。大量の酸素を包含した氷を用いれば、氷が溶解する際に大量の酸素を発生するので、例えば、皮膚呼吸を行なうイカ、タコ、貝類を運搬する際に、鮮度を保つことが出来る。【００２１】
また、本発明者の実験によれば、内部に大量の酸素を包含した氷は、同一サイズの家庭用冷蔵庫で製氷した通常の氷に比較して、溶解する時間が１０分以上長いことが判明した。そのため、内部に大量の酸素を包含した氷を用いれば、生花や鉢花、野菜を搬送する際に、温度変化を軽減させ、且つ、氷が溶解する際に発生する酸素が供給されるため、鮮度が保持される。同様に、市場、漁船、その他の搬送容器に内部に大量の酸素を包含した氷を入れることにより、生鮮食品、草花、野菜、その他の鮮度を保ちつつ、保管、運搬を行なうことができる。【００２２】
さらに、大量の酸素を包含した氷を使用すれば、高温地における土壌内の温度低下及び酸素供給を実現することができる。あるいは、海水温度上昇を抑制すると共に、海水に酸素を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の混合装置を例示した斜視図である。
【図２】図１に例示した混合装置の混合部を例示した斜視図である。
【図３】図１、図２に例示した混合装置の主体（混合部）を例示した断面図である。
【図４】（Ａ）は、図１、図２に例示した混合装置の主体の混合部の形態を例示した正面図である。（Ｂ）は、（Ａ）の部分拡大図である。
【図５】本発明の混合装置の一実施形態を例示した説明図であり、混合の原理を模式的に示している。
【図６】本発明の混合装置の一実施形態を例示した組立図である。
【図７】本発明の混合装置の一実施形態を例示した組立図である。
【図８】本発明の混合装置を用いた混合流体製造装置の一実施形態を例示したブロック図である。
【図９】本発明の混合装置を用いた混合流体製造装置の一実施形態を例示したブロック図である。
【図１０】本発明の混合装置を用いた混合流体製造装置の一実施形態を例示したブロック図である。
【図１１】実施例で使用した混合装置の主体の形態を模式的に示した斜視図である。
【図１２】実施例で使用した混合装置の主体の形態を模式的に示した正面図である。
【図１３】実施例で使用した混合装置の主体の形態を模式的に示した断面図である。
【図１４】実施例で使用した混合装置の形態を模式的に示した断面図である。
【図１５】本発明の混合流体製造装置によって製造された酸素を含む水の溶存酸素濃度の経時変化示すグラフである。
【図１６】本発明の混合流体製造装置によって製造された酸素を含む水の溶存酸素濃度の経時変化示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の混合装置は、液相流体と、固体／気体／前記液相流体とは異なる液相流体のうちの１種または２種以上と混合するための装置である。
【００２５】
液相流体としては、例えば、水、エタノールなどの各種有機溶媒などを例示することができる。固体としては、液相流体に溶解性のもの、非溶解性のもののうち１種または２種以上を例示することができる。気体としては、例えば、酸素、水素、二酸化炭素などのうちの１種または２種以上を例示することができる。例えば、イカ、タコ、貝類の鮮度維持を目的とする場合などには、液相流体としての水に、固体として塩化ナトリウム、気体として酸素を加えることなどが考慮される。
【００２６】
本発明の混合装置は、混合部を有している。
【００２７】
混合部は、混合すべき材料を含む流体の供給孔と、この流体の排出孔と、供給孔と排出孔とを連通する流路、および流路から突出する複数のピンを有している。混合すべき材料を含む流体が供給孔から流路へと供給され、ピンとの接触を伴って流路を通過することで混合され、混合流体として排出孔から排出される。
【００２８】
混合部の形状は特に限定されず、円盤状、円柱状、方形状、球状などの形状に適宜設計することができる。また、混合部を複数有するものとすることもできる。混合部を構成する材料としては、硬質系の金属・合金（例えば、鉄、鋼）、ダイヤモンドやセラミックスのようなシリコン系材料（ガラスやカーボン等も包含する）、樹脂材料等が選択可能である。ここで、樹脂材料（例えば、フッ素樹脂）は、有機性の柔軟な材料同士の混合や乳化のために適用するのであれば、十分な強度を有している。
【００２９】
供給孔および排出孔の形状、配設位置、配設数も特に限定されず、混合部の全体形状や、混合すべき材料を含む流体の特性、加圧手段による圧力条件などを考慮して適宜設計することができる。
【００３０】
流路は、例えば、直線状、曲線状などであってよく、その形状、長さ、幅などは特に限定されず、適宜設計することができる。また、例えば、混合部の全体形状が凹部を有する円盤状であり、混合部の中央と外周縁に供給孔と排出孔とがそれぞれ形成されている場合には、流路は、混合部の中央から外周縁へと広がる円形空間として形成することができる。
【００３１】
ピンは、供給孔および排出孔の配設位置や流路の形状、混合すべき材料を含む流体の特性、混合流体における固体、気体などの含有量などを考慮して、配設数、配設位置、隣接するピンとの間隔などを適宜設計することができる。また、ピンの形状は、円柱形、角柱形などの形状に適宜設計することができるが、流体とピンの接触効率や流体の流れなどの観点からは、円柱形とすることが好ましい。さらに、ピンの高さ、幅（径）なども流路の形状、混合すべき材料を含む流体の特性、液相流体に混合する固体、気体などの含有量などを考慮して適宜設計することができ、異なる幅（径）を有するピンを組み合わせて使用することもできる。
【００３２】
さらに、ピンは、加圧供給された流体との接触に伴って超振動することによって、流体のキャビテーションを生じさせることができる。これによって、流体中の混合すべき材料が均質に分散化されて、液相流体中に溶解、分散等する。
【００３３】
本発明の混合流体製造装置は、混合装置と加圧手段とを含む。
【００３４】
加圧手段は、混合すべき材料を含む流体を混合部の供給孔から所定の圧力で供給可能なものであればよく、例えば、公知のポンプなどを例示することができる。例えば、加圧手段は、好ましくは０．１Ｍｐａ以上、実際的には０．１Ｍｐａ〜１０Ｍｐａ程度の圧力で流体を圧送できるものが好ましい。混合部の供給孔から流体を圧入することで、供給された流体とピンが接触することでピンの超振動が生じ、流体のキャビテーションを生じさせることができる。
【００３５】
以下、添付図面を参照して、本発明の混合装置の一実施形態について説明する。
【００３６】
図１は、本発明の混合装置を例示した斜視図である。図２は、図１に例示した混合装置の混合部を例示した斜視図である。図３は、図１、図２に例示した混合装置の主体（混合部）を例示した断面図である。
【００３７】
混合装置１０は、多数の突起Ｐを有する混合部Ｇと、混合部Ｇに被覆する蓋部２０を有している。
【００３８】
混合装置１０は、主体Ｍと、蓋部２０とを有している。
【００３９】
主体Ｍは略円盤状であり、略板状の中央部３と、この中央部３の表面側および裏面側に混合部Ｇとを有している。
【００４０】
混合部Ｇは、主体Ｍの内側に形成された略円形の領域であり、半径方向外周縁部１よりも半径方向内方の領域において全体的に凹んでおり、凹部２が形成されている。その凹部２は、流体の流路として機能する。また、この凹部２の内側に多数のピン（突起）Ｐが突出している。
【００４１】
また、図１では明示されていないが、図３に示したように、主体Ｍの裏面側にも同様の混合部Ｇが形成されている。すなわち、裏面側に形成された凹部２の内側に多数のピンＰを有しており、この混合部Ｇの裏面側も図１では図示しない蓋部２０で被覆される。
【００４２】
主体Ｍの表面側のピンＰが形成されている領域と、裏面側の多数のピン（図示せず）が形成されている領域の間（円盤の厚み方向の中央）には、略板状の中央部３が設けられている。すなわち、中央部３からは、混合部の表面側および裏面側において多数のピンが突出している。
【００４３】
図２に例示したように、中央部３の半径方向外縁部には、複数（第１実施形態では４個）の貫通孔４が形成されている。この貫通孔４は、表面側（図３では上側）のピンＰが形成されている領域と、裏面側（図３では下側）のピンＰ（図３では下側）が形成されている部分を連通している。
【００４４】
蓋部２０は、主体Ｍと略等しい外径を有する略円盤状であり、主体Ｍの表面側の混合部Ｇ、裏面側の混合部Ｇを覆うように嵌着可能に形成されている。
【００４５】
また、蓋部２０の中心には開口２１が形成されており、蓋部２０によって混合部Ｇの凹部２を被覆した際には、当該開口２１と、凹部の中心Ｏ（図２）とは、対応した位置となる。
【００４６】
そして、蓋部２０の開口２１と、混合部Ｇの中央部４の半径方向外縁部に形成された貫通孔４は、流体の排出孔または供給孔として機能する。具体的には、例えば、蓋部２０の開口２１からは、混合すべき材料を含む流体を混合部Ｇへ供給することができる。したがって、この場合、蓋部２０の開口２１は、流体の供給孔として機能する。そして、混合部Ｇへ供給された流体は、蓋部２０の開口２１から混合部Ｇの貫通孔４を連通する流路（凹部２）上でピンＰとの接触を繰り返しながら流路（凹部２）を通過し、半径方向外縁部に形成されている貫通孔４から裏面側へと排出されるとともに、裏面側の混合部Ｇへと供給される。したがって、この場合、貫通孔４は、流体の排出孔および供給孔の両方として機能する。そして、裏面側の混合部Ｇへと供給された流体は、再び流路（凹部２）上でピンＰとの接触を繰り返しながら流路（凹部２）を通過し、蓋部２０の中央に形成された開口２１から排出される。この場合、裏面側に配設された蓋部２０の開口２１は、流体の排出孔として機能する。
【００４７】
なお、混合部Ｇを成形する方法としては、例えば、円板状の金属を切削して形成する方法（いわゆる「削り出し」）、円板状の金属を切削して凹部２を形成し、凹部２に多数（ピンと同数）の雌ネジを設け、この雌ネジに雄ネジを切ったピンを螺合させる方法、硬質セラミックの材料（粘土状の柔軟な材料）を型取りし、焼成して、硬質セラミック化する方法、  樹脂（例えば、フッ素樹脂）を切削する（削り出しを行なう）方法、樹脂（例えば、フッ素樹脂）を射出成形する方法などを例示することができる。
【００４８】
図２に例示したように、多数のピンＰ１〜Ｐ８が形成されている凹部２の中心点が符号Ｏで示されている。
【００４９】
ここで、ピンを表す記号Ｐは、多数のピンのうち、一部のピンを例示的に示しており、その他のピンの符号の図示は省略している。
【００５０】
ここで、凹部２は平面形状が円形に形成されているが、正多角形などに形成しても良い。
【００５１】
凹部２の中心から外周縁部１の内壁面まで距離、すなわち、凹部２の平面形状である円の半径は、図２では符号Ｒで示されている。
【００５２】
次に、凹部２に形成された多数のピンＰ１〜Ｐ８の配置の一例について、図４、図５を用いて説明する。
【００５３】
図４（Ａ）は、図１、図２に例示した混合装置の主体の混合部の形態を例示した正面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の部分拡大図である。
【００５４】
多数のピンＰ１〜Ｐ８は、直径が異なる８つの同心の仮想円上に、均等のピッチ（円周方向間隔）で配置されている。
【００５５】
混合部Ｇの凹部２では、同心の仮想円上に複数配置されたピンＰによって形成される環状列Ｓ１〜Ｓ８（図４（Ｂ）に図示）が、混合部Ｇの中央から外周縁（半径方向外方）へ向かって複数列配置されている。このため、ピンＰが混合部Ｇの中央から外周縁へ向かって放射状に配置されている。
【００５６】
詳細は後述するが、ピンＰ１は、最小径のピッチ円（中心点Ｏに最も接近しているピッチ円）上に１０本形成されている。また、ピンＰ８は、最大径のピッチ円（中心点Ｏに最も離隔しているピッチ円）上に２４本形成されている。
【００５７】
多数のピンＰ１〜Ｐ８は、蓋部２０の開口２１から供給された流体が、凹部２の中心Ｏから半径方向外方に進行する場合、あるいは、凹部２の外周縁部１の貫通孔４から半径方向内方へ中心Ｏに向って流体が進行する場合において、流体が、ピンＰ１〜Ｐ８と少なくとも１回、好ましくは段階的に接触するように配置されている。
【００５８】
具体的には、ピンＰ１〜Ｐ８の配置は、例えば、以下のような基準を考慮することができる。以下に例示する数値は、流体をピンＰ１〜Ｐ８と確実に接触させ、効率的に流体を混合するための設計の一例であり、これに限定されるものではない。
【００５９】
図２において、当該多数のピンＰ１〜Ｐ８は、複数（図示では８つ）の同心円の円周上に配置されている。
【００６０】
多数のピンＰ１〜Ｐ８の直径Ｄは、例えば、下式で示される。
【００６１】
０．００４Ｒ≦Ｄ≦０．０８９Ｒ
中心点Ｏに最も近接しているピンＰ１は、点Ｏを中心とするピッチ円の円周上に等間隔に１０本配置されている。
【００６２】
円周上に１０本のピンＰ１を配置したピッチ円の半径寸法φ１は、下式で示される。
【００６３】
０．１３Ｒ≦φ１≦０．１７Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ１＝７ｍｍである。そして、ピンＰ１の直径Ｄ１は、例えば２．０ｍｍである。
【００６４】
ピンＰ１の半径方向外方に隣接するピンＰ２は、下式で示される半径寸法φ２（＞φ１）円（点Ｏを中心とする円）の円周上に、１０本、等間隔で配置されている。
【００６５】
０．１７Ｒ≦φ２≦０．２３Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ２＝９ｍｍである。そして、ピンＰ２の直径Ｄ２は、例えば２．５ｍｍである。
【００６６】
ピンＰ２の半径方向外方に隣接するピンＰ３は、点Ｏを中心として、半径寸法φ３（＞φ２）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法φ３は下式で示される。
【００６７】
０．３３Ｒ≦φ３≦０．３８Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ３＝１６ｍｍである。そして、ピンＰ３の直径Ｄ３は、例えば４．０ｍｍである。
【００６８】
第１実施形態では、ピンＰ３より半径方向外方の領域に位置するピンＰ４〜Ｐ８の直径は、ピンＰ３の直径Ｄ３と等しい。
【００６９】
ピンＰ３の半径方向外方に隣接するピンＰ４は、点Ｏを中心として、半径寸法φ４（＞φ３）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法φ４は下式で示される。
【００７０】
０．４４Ｒ≦φ４≦０．４９Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ４＝２１ｍｍである。
【００７１】
ピンＰ４の半径方向外方に隣接するピンＰ５は、点Ｏを中心として、半径寸法φ５（＞φ４）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法φ５は下式で示される。
【００７２】
０．５７Ｒ≦φ５≦０．６３Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ５＝２７ｍｍである。
【００７３】
ピンＰ５の半径方向外方に隣接するピンＰ６は、点Ｏを中心として、半径寸法φ６（＞φ５）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法Ｒｒ６は下式で示される。
【００７４】
０．６６Ｒ≦φ６≦０．７２Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ６＝３１ｍｍである。
【００７５】
ピンＰ６の半径方向外方に隣接するピンＰ７は、点Ｏを中心として、半径寸法φ７（＞φ６）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法φ７は下式で示される。
【００７６】
０．８Ｒ≦φ７≦０．８５Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ７＝３７ｍｍである。
【００７７】
半径方向外方に配置されているピンＰ８は、点Ｏを中心として、半径寸法φ８（＞φ７）の同心円の円周上に、等間隔で２４本配置されている。半径寸法φ８は下式で示される。
【００７８】
０．９１Ｒ≦φ８≦０．９６Ｒ
例えば、Ｒ＝４５ｍｍの場合、φ８＝４２ｍｍである。
【００７９】
そして、流体がピンＰ１〜Ｐ８の何れかと、少なくとも１回は接触し、好ましくは、ピンＰ１〜Ｐ８と段階的に接触を繰り返すためには、図２、図４（Ａ）（Ｂ）に例示したように、ピンＰ１〜Ｐ８の中心と、凹部２の中心Ｏとを結ぶ直線（半径方向に延在する直線、或いは放射線状に延在する直線）は、ピンＰ１〜Ｐ８の半径方向内方に隣接するピンの中心と、凹部２の中心Ｏを結ぶ直線と一致しない様に配置することが好ましい。
【００８０】
すなわち、ピンＰ１〜Ｐ８の中心と、当該ピンＰ１〜Ｐ８の半径方向内方に隣接するピンの中心とは、凹部２の円周方向について偏奇する（ずれている）様に配置することが好ましい。例えば、図２、図４（Ａ）（Ｂ）において、ピンＰ５の中心と、ピンＰ５の半径方向内方に隣接するピンＰ４の中心とは、凹部２の円周方向について偏奇している（ずれている）。そのため、ピンＰ５の中心と中心Ｏを結ぶ直線と、ピンＰ４の中心と中心Ｏを結ぶ直線は、一致していない。
【００８１】
さらに言い換えれば、図４（Ｂ）に例示したように、例えば、環状列Ｓ６〜Ｓ８のピンを例にとると、環状列Ｓ７における複数のピンＰ７のうち、隣り合う２本のピンＰ７の中心と混合部Ｇの中心とを結ぶ２本の直線Ｔ１、Ｔ２に囲まれる領域に、混合部Ｇの半径方向に隣接する他の環状列Ｓ６、Ｓ８のピンＰ６、Ｐ８が少なくとも配置されていることが好ましい。流路（凹部２）では、このようなピンの配列が連続的に形成されている。
【００８２】
例えばこのようなピンの配置によって、図４（Ｂ）中の矢印に模式的に例示したように、加圧手段によって所定圧（例えば、０．１ＭＰａ）以上に加圧して供給された流体は、ピンとの接触を伴って、環状列（例えばＳ６）において隣り合うピンの間を通過し、さらに、隣接する他の環状列（例えばＳ７）のピンと接触する。そして、再び、隣り合うピンの間を通過し、さらに、隣接する他の環状列（例えばＳ８）のピンと接触する。このように、流体は、混合部の中央付近（供給孔付近）から外周縁付近（排出孔付近）の間の流路（凹部２）において、突出するピンとの接触を繰り返しながら流路を通過し、この際、複数のピンＰは、流体との衝突によって超音波で振動する。そして、ピンＰの超音波振動は、流体にキャビテーションを惹起させ、そのキャビテーションによって、混合しようとする物質を、効果的且つ均質に分散化させ混合を促進させる。
【００８３】
なお、図１、図２、図３、図４（Ａ）（Ｂ）に例示したピンの配置は、「凹部２の中心Ｏから半径方向外方に流体が進行する場合、或いは、凹部２の外周縁部１から半径方向内方へ中心Ｏに向って流体が進行した場合において、流体が少なくとも１回、好ましくは段階的にピンＰと接触するように配置されている」例である。換言すれば、図１、図２、図３、図４（Ａ）（Ｂ）に例示した以外のピンの配置であっても、「凹部２の中心Ｏから半径方向外方に流体が進行する場合、或いは、凹部２の外周縁部１から半径方向内方へ中心Ｏに向って流体が進行した場合において、流体が少なくとも１回、好ましくは段階的にピンＰと接触する」様に配置することが可能である。
【００８４】
図５で示す混合流体製造装置１００は、混合装置１０（主体Ｍと蓋体２０）をケーシング５（供給側のケーシング）、６（吐出側のケーシング）内に収容して構成されている。供給側のケーシング５と吐出側のケーシング６とは、公知の手段によって気密性を保つ様に接続されている。
【００８５】
供給側のケーシング５には、供給管７が設けられ、吐出側のケーシング６には吐出管８が設けられている。
【００８６】
供給管７は、第１の貫通部７１を介して、供給側の蓋部２０（図５では上方の蓋部）の開口２１と連通している。第１の貫通部７１は、供給管７が設けられている供給側のケーシング５中にも形成されている。
【００８７】
吐出管８は、第２の貫通部８１を介して、排出側の蓋部２０（図５では下方の蓋部）の開口２１と連通している。第２の貫通部８１は、吐出管８が設けられている吐出側ケーシング６中にも形成されている。
【００８８】
図５で示す混合流体製造装置１００において、混合するべき固体、気体および液相流体（溶媒）など材料を含む流体（混合流）は、供給管７、第１の貫通部７１、蓋部２０の開口２１（供給孔）を介して、図１、図２で示す表側の凹部２（図３における上側の凹部２：図５では符号Ａで示す）の中心点Ｏ近傍の領域に流入する。
【００８９】
流入した混合流は、凹部２の半径方向外側に向かって流れるが、その際に、多数のピンＰ１〜Ｐ８と接触することで、液相流体に、固体や気体などが均質に分散し、混合が促進される。
【００９０】
半径方向外方に流れた混合流は、図２で例示した凹部２の貫通孔４（排出孔、供給孔）を介して、図１、図２では図示しない裏側の凹部２（図３における下側の凹部２：図５では符号Ｂで示す）の半径方向外方縁部に流入する。
【００９１】
裏側の凹部２の外方縁部１側に流入した混合流は、中心Ｏに向かって凹部２の内を半径方向内方に流れる。その際にも、混合材料中の溶質（固体、気体、液相流体）は、多数のピンＰ１〜Ｐ８と接触して効率的に混合される。
【００９２】
裏側の凹部２の中心Ｏに到達した混合流は、液相流体と所望の固体、気体などが混合状態となっており、裏側の凹部２を被覆する蓋部２０の開口２１（排出孔、供給孔）、第２の貫通部８１を介して、吐出管８から吐出され、例えば、図示しない貯蔵ユニットに送られる。
【００９３】
図５において、混合装置１０は、主体Ｍの表裏面（上下両端面）には、蓋部２０が密着する様に収容された状態となっている。混合流体製造装置１００には、図示しない、加圧手段（圧縮機）が含まれ、この加圧手段によって高圧の流体が圧送される。
【００９４】
図５は、１個の主体Ｍと２個の蓋部２０からなる１モジュールの混合装置１０であるが、この１モジュールの混合装置１０においても、流体の接触と分散効果とが効率的に行われる。
【００９５】
図５は、単一の混合装置１０をケーシング５、６内に収容しているが、図６の混合流体製造装置１００Ａでは、２つの混合装置１０Ａ、１０Ｂをケーシング５６内に収容している。
【００９６】
図６では、混合すべき材料を含む流体（混合流）の流れを明確にするために、供給管７、吐出管８と、ケーシング５６を別体に示している。
【００９７】
供給管７は、第１の蓋部２０Ａにおける一方の面（図示の上面）の中央に第１の蓋部２０Ａと一体に接続している。
【００９８】
供給管７の端部から第１の蓋部２０Ａにおける他方の面（図示の下面）を貫通する貫通孔（供給孔）７Ａが設けられている。
【００９９】
吐出管８は、第３の蓋部２０Ｃにおける一方の面（図示の下面）の中央に第３の蓋部２０Ｃと一体に接続している。
【０１００】
吐出管８の端部から第３の蓋部２０Ｃにおける他方の面（図示の上面）を貫通する貫通孔（吐出孔）８Ａが設けられている。
【０１０１】
混合装置１０Ａ、１０Ｂは、図１、図２で例示したように、中央部の表面側および裏面側に混合部を有している。
【０１０２】
図６に例示したように、混合すべき材料を含む流体は、供給管７、第１の蓋部２０Ａの貫通孔（供給孔）７Ａを通じて、混合装置１０Ａの表面側の混合部の凹部（図示を省略）の中央に流入する。そして、この凹部の中央から半径方向外方へ移動する際にピンＰ（図示を省略）に接触し、液相流体への固体や気体などの混合が促進される。混合された混合流は、凹部（図示を省略）の半径方向外方縁部に位置する貫通孔（図示を省略）から排出されるとともに、第１の混合装置１０Ａの裏面側（下側）の混合部（例えば、図１、図２で示されていない側の混合部）の凹部の外周縁部（図示を省略）に供給される。したがって、この場合、貫通孔は、流体の排出孔として機能する一方で、流体の供給孔としても機能する。そして、この凹部の半径方向内方へ流れ、ピンＰと接触し、液相流体への固体、気体などの混合がさらに促進される。
【０１０３】
第１の混合装置１０Ａにおける裏面側（下側）の混合部の凹部（図示を省略）の中心部に到達した流体（混合流）は、第２の蓋部２０Ｂの開口（供給孔）２１Ｂを介して、第２の混合装置２０Ｂの表面側（上側）の混合部の凹部（図示を省略）の中央に供給される。この凹部の中央から半径方向外方へ流体が流れる際にピンＰ（図６では図示せず）に接触し、液相流体への固体や気体などの混合が促進される。そして、混合された流体（混合流）は、凹部の半径方向外方縁部（図示を省略）から、第２の混合装置１０Ｂの裏面側（下側）の混合部の凹部の外周縁部（図示を省略）に供給される。さらに、混合された流体（混合流）は、この凹部の半径方向内方へ流れ、ピンＰと接触し、液相流体への固体や気体などの混合がさらに促進される。
【０１０４】
第２の混合装置１０Ｂにおける裏面側（下側）の混合部の凹部（図示を省略）の中心部に到達した流体（混合流）は、第３の蓋部２０Ｃの貫通孔８Ａを介して、吐出管８内を流過する。
【０１０５】
図７に例示した混合流体製造装置１００Ｂは、さらに多数の段（４段）の混合装置１０Ａ〜１０Ｄをケーシング内に収容している。
【０１０６】
図７において、供給管７を介して供給された、混合すべき材料を含む流体は、第１の蓋部２０Ｄの開口１２Ｄ、第１の混合装置１０Ａの表裏（図１、図２で示されている側と示されていない側）の混合部、第２の蓋部２０Ｅの開口２１Ｅ、第２の混合装置１０Ｂにおける表裏の混合部、第３の蓋部２０Ｆの開口２１Ｆ、第３の混合装置１０Ｃにおける表裏の混合部、第４の蓋部２０Ｇの開口２１Ｇ、第４の混合装置１０Ｄにおける表裏の混合部、第５の蓋部２０Ｈの開口２１Ｈを経由して、吐出管８から吐出される。
【０１０７】
そして、流体が、第１〜第４の混合装置１０Ａ〜１０Ｄにおける表裏の混合部を通過する際に、その各々において流体とピンＰとが連続的に接触して、液相流体への固体や気体などの混合が確実かつ効率的に行われる。第１〜第４の混合装置１０Ａ〜１０Ｄが連設されていることで、より効率的は混合を可能としている。
【０１０８】
発明者の実験によれば、本発明の混合流体製造装置では、直径３ｃｍの１段の混合装置により、従来のスタティック・ミキサーでは３ｍの経路長さを必要とするレベルまで、材料を粉砕、混合することができた。
【０１０９】
図８は、本発明の混合流体製造装置の一実施形態を例示した概要図である。
【０１１０】
混合流体製造装置２００は、混合装置１０と、材料貯留槽１１０と、高圧ポンプ（加圧手段）１２０と、三方弁Ｖ３を介装した材料搬送ラインＬとを有している。
【０１１１】
材料搬送ラインＬは、ラインＬ１、ラインＬ２、ラインＬ３、ラインＬ４及び戻しラインＬｂを有している。
【０１１２】
ラインＬ１は、材料貯留槽１１０と高圧ポンプ１２０とを接続し、ラインＬ２は高圧ポンプ１２０と混合装置１０とを接続し、ラインＬ３は混合装置１０と三方弁Ｖ３とを接続している。また、ラインＬ３は三方弁Ｖ３でラインＬ４と戻しラインＬｂとに分岐させられている。
【０１１３】
三方弁Ｖ３は、混合装置１０で混合した材料を供給先（次工程）に供給する場合は、ラインＬ３とラインＬ４とを連通させる。一方、材料の供給を一時的に停止させたい場合は、ラインＬ３と戻しラインＬｂとを連通させ、混合装置１０から吐出された混合流を、材料貯留層１１０に戻して、循環させることが出来る。
【０１１４】
材料貯留層１１０には、混合（分散、乳化、可溶化など）するべき複数の材料が貯蔵されている。
【０１１５】
材料貯留層１１０は、処理対象である２種類以上の各種材料（固液、液液、気液等）を貯留している。材料貯留層１１０で貯蔵されている段階では、混合するべき材料は完全に分離していてもかまわない。
【０１１６】
混合流体製造装置２００においては、高圧ポンプ１２０の吐出圧は、０．１ＭＰａ以上に設定することができる。
【０１１７】
発明者の実験では、混合装置１０の供給管７に０．１ＭＰａ以上の圧力で複合材料を供給すれば、十分に混合（分散、可溶化、乳化など）が行なわれることが確認されている。
【０１１８】
また、発明者の計測によれば、混合装置１０の圧損は、高圧ポンプ１２０の吐出圧の約１割〜２割程度に抑制されることが判明している。
【０１１９】
混合流体製造装置２００は、冷却装置などを含むことができる。混合装置１０の混合部のピンは、高圧ポンプ１２０によって供給された流体との接触に伴って超振動することによって、流体のキャビテーションを生じさせることができる。これによって、流体中の混合すべき材料が均質に分散化されて、液相流体中に溶解、分散等する。この際、キャビテーションにより混合流が加熱されてしまう場合には、冷却装置による冷却処理を行なうことができる。冷却装置としては、例えば、混合装置１０全体を水槽等に水没させ（いわゆる「どぶ漬け」）て冷却するための、水槽などを例示することができる。
【０１２０】
図９は、本発明の混合流体製造装置２０２の構成を例示した概略図である。
【０１２１】
図９の混合流体製造装置２０２は、図８の混合流体製造装置２００に対して、材料貯留槽１１０を、貯水タンク１１０Ａに代え、ラインＬ１に気液混合装置１３０を配設し、ラインＬ２に気液混合率調整機構１４０を配設している。
【０１２２】
ここで、気液混合装置１３０は、ラインＬ１の負圧を用いて、酸素を吸い込むタイプのものが使用されている。ここで、酸素側の圧力を高くして、貯水タンクからの水と酸素とを混合すると、高圧ポンプを破損する場合がある。これに対して、発明者の実験では、負圧により酸素を吸い込むタイプ（図９で示すタイプ）の気液混合装置１３０を用いれば、高圧ポンプ１２０を破損する可能性が極めて低くなることが確認されている。
【０１２３】
気液混合装置１３０は、酸素容器１５０と接続されて、ラインＬ１の負圧（高圧ポンプ１２０で流体が吸引されるためラインＬ１には負圧が発生）によって、酸素容器１５０内の酸素をラインＬ１に吸引する。
【０１２４】
この混合流体製造装置２０２では、酸素と水が混合装置１０内を流れることにより、酸素を含む水がピンＰと衝突して、酸素が水中に均一に分散、可溶化する。その結果、水中の溶存酸素量が非常に高くなる。具体的には、溶存酸素量が２５ｐｐｍ以上、好ましくは３５ｐｐｍ以上の状態を長期（例えば、３５日以上）維持可能な水を製造することができる。
【０１２５】
また、この混合流体製造装置２０２において、ラインＬ４に例えば、図示しない冷却貯水タンクを接続すれば、混合装置１０によって酸素と水とを均一に混合して、冷却貯水タンク内では溶存酸素量が多い水を生成することができる。
【０１２６】
気液混合率調整機構１４０は、ラインＬ２以降の脈動を抑制するための機構であり、気液の混合率を調整する機構である。
【０１２７】
混合装置１０に供給する直前の段階で、気液混合率を一定にしておくことが、溶存酸素量の高い水を生成するためには望ましい。しかし、水循環系統に脈動が生じると、気液混合率を一定にすることが困難になる。
【０１２８】
気液混合率調整機構１４０を設けることにより、図９の混合流体製造装置の水循環系統に脈動が生じたとしても、当該脈動を抑制して、気液の混合率を一定に維持できる。
【０１２９】
気液混合率調整機構１４０は、図示の例では２個の容器が用いられているが、１個でも良い。また、容器の形状は円筒状とは限らない。
【０１３０】
図示は省略するが、ラインＬ１への気液混合装置１３０の配設を省略して、酸素容器１５０を酸素供給ラインによってラインＬ２（高圧ポンプの吐出側）に接続することも可能である。
【０１３１】
その場合、酸素をラインＬ２に混入するためには、高圧ポンプ１２０の吐出圧以上の高圧が必要になる。
【０１３２】
図９の混合流体製造装置２０２は、三方弁Ｖ３を切り替えることにより、混合装置１０から吐出された混合流を、ラインＬｂによって貯水タンク１１０Ａに戻して、循環させることができる。あるいは、酸素が溶存した水を循環させること無く、そのまま、次工程に吐出することができる。
【０１３３】
次に、図１０を参照して、酸素を含む氷の製造方法の一例について説明する。
【０１３４】
図９の混合流体製造装置２０２で生成された水を用いて、酸素含有量が多い氷を製造するシステム（混合システム全体に符号２０３を付す）が、図１０で示されている。
【０１３５】
図１０の混合流体製造装置２０３は、図９の混合システム２０２のラインＬ４を冷凍機１６０に接続している。
【０１３６】
図１０の混合流体製造装置２０３は、混合装置１０から吐出された混合流（酸素と混合された水）を、冷凍機１６０により冷凍することにより、酸素含有量が多い氷を製造する様に構成されている。
【０１３７】
冷凍機については、公知市販のものを適用することができる。
【０１３８】
図１０の混合流体製造装置２０３によって製造された氷（大量の酸素を包含した氷）は、溶解する際に大量の酸素を発生する。そのため、イカ、タコ、貝類を運搬する際に、当該氷を用いれば、氷が溶解する際の凝縮熱により低い温度を維持することが出来ると共に、大量の酸素が発生するためイカ、タコ、貝類の皮膚呼吸を促進することが出来る。その結果、運搬されるイカ、タコ、貝類の鮮度を保つことが出来る。
【０１３９】
ここで、発明者等の実験では、図１２の混合流体製造装置２０３によって製造された縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、高さ２５ｍｍの大きさの酸素を含む氷は、同一サイズの家庭用冷蔵庫で製氷した通常の氷に比較して、気温２０℃、大気下で、溶解する時間が１０分以上長い。すなわち、図１０の混合流体製造装置２０３によって製造された氷を用いれば、酸素を供給すると共に、温度変化（温度上昇）を抑制することが出来る。そのため、生花や鉢花、野菜を搬送する際に、温度変化を軽減させ、且つ、氷が溶解する際に発生する酸素により、鮮度を保持することができる。
【０１４０】
同様に、市場、漁船に設けられている大型の製氷機に、図１０の混合流体製造装置２０３の構成を適用すれば、温度変化を軽減させる機能を有し、且つ、溶解する際に酸素を発生する氷を、大量に製造することが可能である。これにより、内部に大量の酸素を包含した氷を用いて、生鮮食品、草花、野菜、その他の鮮度を保ちつつ、保管、保存、運搬等の作業を行うことが可能になる。
【０１４１】
さらに、大量の酸素を包含した氷を、高温地における土壌内に供給すれば、当該高温地における土壌の温度を低下するとともに、当該土壌中に酸素供給することが出来る。
【０１４２】
或いは、大量の酸素を包含した氷を海中に投入すれば、投入された海域の海水温度上昇を抑制することが出来て、且つ、当該海域における海水に酸素を供給することが可能となる。
【０１４３】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、混合装置に設けられた多数のピンは、複数の同心円の、各々の円周上に配置されていなくても良い。また、同心円の半径寸法や、ピンの径、ピンの数、混合装置の用途や混合すべき材料などに応じて、様々な形態とすることができる。また、混合流体製造装置においては、使用する混合装置の数、配置などを適宜設計することができる。
【実施例】
【０１４４】
図９に概略を示した混合流体製造装置２０２の作用効果が、発明者による実験結果を示す図１５、図１６で示されている。【０１４５】
具体的には、図１１〜図１４に示した混合装置１０を使用し、図９に示した混合流体製造装置２０２によって酸素を含む水を製造した。【０１４６】
この混合装置１０の基本的な構成は、図１、図２などに例示した混合装置の構成を踏まえているが、混合部ＧのピンＰの本数、配置などは、本実施例に適した形態に設計されている。【０１４７】
実施例で使用した混合装置は、図１１、図１２に示したように、円盤状の主体Ｍの内径Ｒ１が２８．０ｍｍ、外径Ｒ２が３０．０ｍｍに設計されている。また、主体Ｍの厚み（凹部以外の部分の厚み）Ｗ（図１３に図示）は５．０ｍｍに設計されている。【０１４８】
図１１〜図１３に示したように、ピンＰが凹部２（中央部３）の表裏面から突出し、混合部Ｇが形成されている（ピンＰの符号は一部のみに付し、その他のピンの符号は便宜的に省略している）。具体的には、ピンＰは円柱状であり、混合部Ｇの凹部２の中央から、仮想円上に、それぞれ１２本のピンＰが配置されて形成された環状例（符号は省略、図４（Ｂ）など参照）が、混合部Ｇの外周縁方向に８列配置されている。混合部Ｇの凹部２の中央から外側の第１、第２の環状列のピンＰの直径Ｄ１は、０．５ｍｍに設計されている。その外側の第３の環状列のピンＰの直径Ｄ２は１．０ｍｍに設計されている。さらにその外側の第４の環状列のピンＰの直径Ｄ３は１．５ｍｍに設計されている。さらにその外側の第５〜８の環状列のピンはの直径Ｄ４は２．０ｍｍに設計されている。また、ピンＰはいずれも高さＨ（図１３に図示）が１．０ｍｍに設計されており、混合部Ｇの外周壁部１１（図１３に図示）の高さと一致している。【０１４９】
混合部Ｇの外周縁付近の４箇所に形成された貫通孔４（排出孔、供給孔）の直径ｄ１は、１．０ｍｍに設計されている。【０１５０】
さらに、図１４は、主体Ｍの表裏面（上下）の混合部Ｇに蓋部２０を嵌着させて形成した混合装置１０を示した斜視図である。蓋部２０は、混合部Ｇと同様に直径が３０．０ｍｍに設計されている。また、蓋部２０の中央には円形の開口２１（供給孔、排出孔）が形成されており、開口２１の直径ｄ２は４．０ｍｍに設計されている。【０１５１】
上記のように設計された混合装置１０を、図７に例示したのと同様の方法で上下に２段重ねて配設し、加圧手段（高圧ポンプ）、気液混合装置などとともに、混合流体製造装置（図９参照）を構成した。【０１５２】
この混合流体製造装置において、約１０Ｌの純水と、酸素（純酸素を１．０Ｌ／min程度）とを、圧力手段としての高圧ポンプによって０．３Ｍｐａでの圧力で混合装置内へ供給し、およそ５分間循環処理させて（循環量１０Ｌ/min）、酸素を含む水を製造した。
図１５および図１６は、混合流体製造装置によって製造された酸素を含む水の溶存酸素濃度の経時変化示すグラフである。【０１５３】
図１５および図１６の縦軸には溶存酸素濃度（単位は「ｐｐｍ」）を目盛り、横軸には、混合流体製造装置において、混合装置１０により酸素と水とを混合して、酸素を可溶化して吐出した後の経過時間（単位は「日」）を目盛っている。【０１５４】
図１５において、「▲」のプロットは２０℃の水における飽和溶存酸素濃度の平均値である。【０１５５】
「●」のプロットの曲線は、本発明の混合流体製造装置の混合装置により酸素と水を混合することで、溶存酸素濃度を３５．６２ｐｐｍとした水を、開放容器（例えば、ビーカー）に貯蔵した場合における溶存酸素濃度の経時変化を示す。【０１５６】
「■」のプロットの曲線は、本発明の混合流体製造装置の混合装置により酸素と水を混合することで、溶存酸素濃度を３５．６３ｐｐｍとした水を、開口部が蓋により閉鎖された容器（例えば、蓋で閉鎖されたビン）に貯蔵した場合における溶存酸素濃度の経時変化を示す。【０１５７】
図１６において、「▲」のプロットは、２０℃の水における飽和溶存酸素濃度の平均値である。【０１５８】
「●」のプロットの曲線は、本発明の混合流体製造装置の混合装置１０により酸素と水を混合することで、溶存酸素濃度を５０．９６ｐｐｍとした水を、開放容器（例えば、ビーカー）に貯蔵した場合における溶存酸素濃度の経時変化を示す。【０１５９】
「■」のプロットの曲線は、本発明の混合流体製造装置の混合装置により酸素と水を混合することで、溶存酸素濃度を５０．９６ｐｐｍとした水を、開口部が蓋により閉鎖された容器（例えば、蓋で閉鎖されたビン）に貯蔵した場合における溶存酸素濃度の経時変化を示す。【０１６０】
「×」のプロットの曲線は、従来の加圧方法で製造された酸素水（表記されている溶存酸素濃度は４０ｐｐｍ）を、溶存酸素測定のため開封した際の溶存酸素濃度を示している。従来の加圧方法では、市販の高濃度酸素溶解装置（大栄株式会社：製品名「酵素ファイター、ＯＤ−１１０型」）を使用し、この装置のタンク内に純酸素を送り込み、タンク内の内圧を０．１〜０．５Ｍｐａに設定して、酸素と水を圧力混合した。【０１６１】
図１５、図１６より、本発明の混合流体製造装置で製造された水（酸素と混合された水）は、溶存酸素量が高く、混合後、長時間（３５日以上）が経過したとしても、水の飽和溶存酸素量を遙かに上回る溶存酸素量となっていることが確認された。一方、従来の加圧方法により製造された製品（酸素水）では、加圧時の溶存酸素濃度が４０ｐｐｍであっても、開封した時点で溶存酸素濃度は８ｐｐｍ〜９ｐｐｍに激減して、通常の水の飽和溶存酸素量と変わらなくなった（図１６）。すなわち、本発明の混合流体製造装置によれば、従来技術では実現できない様な、溶存酸素量が安定した水を生成することができる。【０１６２】
ここで、混合装置により生成され、体内に吸収され易く、溶存酸素量が極めて多い水を飲用すれば、酸素を体内へ容易に取り込むことができる。そのため、溶存酸素量が極めて多い水を飲用することにより、肺機能が低下している等の理由により酸素供給を必要とする者の体内へ、酸素を容易に且つ安定して供給することができる。【０１６３】
さらに、溶存酸素量が極めて多い水を用いれば、人間以外で酸素供給を必要とする動物、植物、微生物の育成や培養を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  外周縁部  
２  凹部
３  中央部
４  貫通孔
５  ケーシング／供給側のケーシング
６  ケーシング／吐出側のケーシング
７  供給管
８  吐出管
１０  混合装置
２０  蓋部
１００  混合流体製造装置
Ｇ  混合部
Ｍ  主体
Ｐ、Ｐ１〜Ｐ８  ピン
【図１】
2012081682.tif 000003
【図２】
2012081682.tif 000004
【図３】
2012081682.tif 000005
【図４】
2012081682.tif 000006
【図５】
2012081682.tif 000007
【図６】
2012081682.tif 000008
【図７】
2012081682.tif 000009
【図８】
2012081682.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月8日(2013.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相流体と、固体／気体／前記液相流体とは異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを混合する円盤状の混合部を有する混合装置であって、
混合部は、
流体の供給孔と、
流体の排出孔と、
供給孔と排出孔とを連通する流路、および
流路から突出し、流体との接触によって超振動する、円柱形の複数のピン
を有し、
混合部の中央付近に供給孔、外周縁付近に排出孔、または、中央付近に排出孔、外周縁付近に供給孔が配置され、
同心の仮想円上に複数配置されたピンによって形成される環状列が、混合部の中央から外周縁へ向かって複数列配置され、ピンが混合部の中央から外周縁へ向かって放射状に配置されており、かつ、環状列における複数のピンのうち、隣り合う２本のピンの中心と混合部の中心とを結ぶ２本の直線に囲まれる領域に、混合部の半径方向に隣り合う他の環状列のピンが少なくとも配置されており、
ピンの直径Ｄは、
０．００４Ｒ≦Ｄ≦０．０８９Ｒ（Ｒは、混合部の半径を示す）
であり、
混合すべき材料を含む流体が供給孔から流路へと供給され、ピンとの接触を伴って流路を通過する際に、ピンの超振動によって流体のキャビテーションが生じることで、流体が混合され、排出孔から排出されることを特徴とする混合装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
混合部を複数有することを特徴とする請求項１の混合装置。
【請求項７】
略板状の中央部を有し、この中央部の表面側および裏面側に混合部を有することを特徴とする請求項１または６の混合装置。
【請求項８】
請求項１、６、７のいずれかの混合装置と、加圧手段とを含むことを特徴とする混合流体製造装置。
【請求項９】
請求項８の混合流体製造装置による、液相流体と、固体／気体／異なる液相流体のうちの１種または２種以上とを含む混合流体の製造方法であって、以下の工程：
加圧手段によって、混合すべき材料を含む流体を加圧して、混合部の供給孔から流路へ供給する供給工程；および
前記流体が、混合部の複数のピンとの接触を伴って流路を通過する際に、流体との接触によってピンが超振動し、流体のキャビテーションを生じさせることで混合され、排出孔から排出される混合・排出工程
を含むことを特徴とする混合流体の製造方法。
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
前記供給工程において、流体を０．１Ｍｐａ以上の圧力で供給することを特徴とする請求項９の混合流体の製造方法。
【請求項１２】
排出孔から排出した流体を、再び混合部の供給孔から供給することで、前記供給工程および前記混合・排出工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項９または１１の混合流体の製造方法。
【請求項１３】
混合すべき材料が液相流体と気体であり、液相流体が水、気体が酸素であることを特徴とする請求項９または１１、１２のいずれかの混合流体の製造方法。
【請求項１４】
請求項９または１１、１２のいずれかの方法によって製造された混合流体。
【請求項１５】
請求項１３の方法によって製造された酸素を含む水であって、大気下において、溶存酸素量が２５ｐｐｍ以上の状態が３５日以上持続することを特徴とする酸素を含む水。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
請求項１５の水を冷凍して得られた酸素を含む氷。
【請求項１８】
請求項８の混合流体製造装置による酸素水の製造方法であって、以下の工程：
加圧手段によって、酸素を含む水を加圧して、混合部の供給孔から流路へ供給する供給工程；および
前記酸素を含む水が、混合部の複数のピンとの接触を伴って流路を通過する際に、酸素を含む水との接触によってピンが超振動し、キャビテーションを生じさせることで酸素が水に溶解し、大気下において、溶存酸素量が２５ｐｐｍ以上の状態が３５日以上持続する酸素水が排出孔から排出される溶解・排出工程
を含むことを特徴とする酸素水の製造方法。
【国際調査報告】
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