(57)【要約】【課題】より確実に十分な混合状態が得られる混合器及びこれに用いる吐出ユニットを提供すること。【解決手段】断面形状が円形の第１室を有する容器と、当該第１室内に、渦流が生じる向きに第1の流体を流入させる第１流入口と、前記容器内に生じる渦流の旋回軸上に設けられた流体の噴出口と、当該噴出口から噴出された流体が流入する第２室と、前記噴出口に対向配置さており、前記噴出口に向けて第２の流体を流入させる第２流入口を有する流体供給管と、前記第２室内の混合流体を吐出する吐出口と、を備える混合器であって、前記第２室は、断面形状が円形の中空部を有するものであり、前記噴出口は、前記第２室内に向けて渦流の流体を噴出するものであり、前記吐出口は、第２室内の混合流体の渦流の旋回軸に交差する方向に向けて混合流体を吐出する開口部を備えている、混合器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が円形の第１室を有する容器と、
当該第１室内に、渦流が生じる向きに第1の流体を流入させる第１流入口と、
前記容器内に生じる渦流の旋回軸上に設けられた流体の噴出口と、
当該噴出口から噴出された流体が流入する第２室と、
前記噴出口に対向配置さており、前記噴出口に向けて第２の流体を流入させる第２流入口を有する流体供給管と、
前記第２室内の混合流体を吐出する吐出口と、を備える混合器であって、
前記第２室は、断面形状が円形の中空部を有するものであり、
前記噴出口は、前記第２室内に向けて渦流の流体を噴出するものであり、
前記吐出口は、第２室内の混合流体の渦流の旋回軸に交差する方向に向けて混合流体を吐出する開口部を備えている、混合器。
【請求項２】
前記吐出口は、複数であり、前記旋回軸を中心として軸対称に配置されている、請求項１に記載の混合器。
【請求項３】
前記第２室は、前記容器に一体に形成された円筒形状の中空の外周壁部と、当該外周壁部に着脱自在に取り付けられる蓋体とを有する構成であり、
前記蓋体は、前記吐出口を備えるものである、請求項１又は請求項２に記載の混合器。
【請求項４】
断面形状が円筒形状の中空部である第１室を有する容器と、当該第１室内に、渦流が生じる向きに第1の流体を流入させる第１流入口と、前記容器内に生じる渦流の旋回軸上に設けられた流体の噴出口と、当該噴出口から噴出された流体が流入する第２室と、前記噴出口に対向配置さており、前記噴出口に向けて第２の流体を流入させる第２流入口を有する流体供給管と、前記第２室内の混合流体を吐出する吐出口と、を備えており、前記第２室は、前記容器に一体に形成された円筒形状の中空の外周壁部と、当該外周壁部に着脱自在に取り付けられる蓋体を有する、混合器で用いられる前記蓋体で構成された吐出ユニットであって、前記吐出口を備えている、吐出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合器及びこの混合器で用いられる吐出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
混合機としては、例えば、特許文献１に開示された装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６７６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した混合機では、必ずしも十分な混合状態が得られない場合がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、より確実に十分な混合状態が得られる混合器及びこれに用いる吐出ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願に係る発明は、断面形状が円形の第１室を有する容器と、当該第１室内に、渦流が生じる向きに第1の流体を流入させる第１流入口と、前記容器内に生じる渦流の旋回軸上に設けられた流体の噴出口と、当該噴出口から噴出された流体が流入する第２室と、前記噴出口に対向配置さており、前記噴出口に向けて第２の流体を流入させる第２流入口を有する流体供給管と、前記第２室内の混合流体を吐出する吐出口と、を備える混合器であって、前記第２室は、断面形状が円形の中空部を有するものであり、前記噴出口は、前記第２室内に向けて渦流の流体を噴出するものであり、前記吐出口は、第２室内の混合流体の渦流の旋回軸に交差する方向に向けて混合流体を吐出する開口部を備えている、混合器である。
【０００７】
前記吐出口は、複数であり、前記旋回軸を中心として軸対称に配置されている。
そして、前記第２室は、前記容器に一体に形成された円筒形状の中空の外周壁部と、当該外周壁部に着脱自在に取り付けられる蓋体とを有する構成であり、前記蓋体は、前記吐出口を備えるものである。
【０００８】
また、本出願に係る別の発明は、断面形状が円筒形状の中空部である第１室を有する容器と、当該第１室内に、渦流が生じる向きに第1の流体を流入させる第１流入口と、前記容器内に生じる渦流の旋回軸上に設けられた流体の噴出口と、当該噴出口から噴出された流体が流入する第２室と、前記噴出口に対向配置さており、前記噴出口に向けて第２の流体を流入させる第２流入口を有する流体供給管と、前記第２室内の混合流体を吐出する吐出口と、を備えており、前記第２室は、前記容器に一体に形成された円筒形状の中空の外周壁部と、当該外周壁部に着脱自在に取り付けられる蓋体を有する、混合器で用いられる前記蓋体で構成された吐出ユニットであって、当該吐出ユニットは、前記吐出口を備えている、吐出ユニットである。
そして、前記噴出口は、前記第２室内に向けて渦流の流体を噴出するものであり、前記吐出口は、第２室内の混合流体の渦流の旋回軸に交差する方向に向けて混合流体を吐出する開口部を備えており、さらに、当該吐出口は、複数であり、前記旋回軸を中心として軸対称に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る吐出ユニットを用いれば、より確実に好適な混合状態が得られる混合器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る混合器を示す断面図である。
【図２】図１に示される混合器で用いる吐出ユニットを示す斜視図である。
【図３】図２に示される吐出ユニットを示す正面図である。
【図４】図１に示される混合器の組み立てを説明するための説明図である。
【図５】図１に示される混合器の組み立てを説明するための説明図である。
【図６】図１に示される混合器における流体の流れを説明し、混合器の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００１１】
１…混合器、
10…容器（本体）、10a…中空部（第１室、内部空間）、10x…中心軸（旋回軸）、
11…円筒部、11L…円筒部の長さ、11m…中間位置、12…一端部、12L…一端部の長さ、
13…他端部、13a…他端面、13b…円弧形状部、14…開栓部、14a…筒部、14b…栓部、
21…流入口、21a…入口、21b…流入部、21y…中心軸、
22…流出口（噴出口）、23…管部、23a…先端部の開口、24…支持部、24s…空間、
25…取付け部（外周壁部）、25a…雄ネジ、25b…中空部（第２室）、
30…吐出ユニット（蓋体）、
40…ユニット本体、41…外周部、41a…雌ネジ部、42…端面部、43…開口、
44…外側凸部、45…内側凸部、45a…雌ネジ部、46…貫通部（流体供給管）、
47…第２吐出口、
48…第１吐出口、48a…軸方向の開口部、48b…放射方向の開口部48b、
49…流動空間（第２室）、
50…筒体（流体供給管）、50a…雄ネジ部、50b…先端開口（第２流入口）、
F1〜F11,F21…流体の流れ、P1…第１配管、P2…第２配管、
R1…一方の流体（第１の流体）、R2…他方の流体（第２の流体）、
S…流路空間（第２室）、S1…対向エリア、S2…外側エリア、S3…流動エリア。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る混合器、及びこれに用いられる吐出ユニットについて説明する。
【００１３】
図１に示されるように、混合器１は、中空部を有する断面円形の容器（本体）10と、容器に対して着脱自在に取り付けられる吐出ユニット（蓋体）30とを備えている。
【００１４】
容器10は、中央の円筒部11と、中空部10aの一端側に構成された半球形状の一端部12と、中空部10aの他端側に構成された他端部13とを備えており、これらで囲まれた中空部（内部空間）10aを備えている。また、容器10は、中空部10a内への第１の流体R1の供給に用いられる流入口21と、容器10内の流体R1が流出する流出口（噴出口）22と、容器10内の流体R1を流出口22に案内する管部23と、管部23を支持する支持部と24と、吐出ユニット30の取付けに用いられる取付け部25とを備えている。
【００１５】
円筒部11、一端部12及び円弧形状部13bは、容器10の中心軸10xに直交する直交断面の断面形状が円形（円筒形）である。つまり、円筒部11、一端部12及び他端部13の構成は、容器10の中心軸10xを基準として軸対称形状ということができる。
【００１６】
他端部13は、平面形状の他端面13aと、他端面13aと円筒部11との間の円弧形状部13bとを備えており、円弧形状部13bは円筒部11及び他端面13aの内周面を滑らかに繋げている部分である。
【００１７】
半円弧形状の一端部12は、その一端側の端部に取り付けられた開栓部14を備えている。開栓部14は、一端部に固定された筒部14aと、筒部14aに着脱可能に取り付けられる栓部14bとを備えている。
筒部14aは、円筒形状であり、その中心軸の位置が、容器10の中心軸10xの位置に一致する状態に形成されている。また、筒部14aの容器内側の端部は、容器10の内部空間10a側に突出している。これにより、容器10内で流動する流体R1の流路を好適な状態にすることができる（図６のF3参照）。
そして、筒部14aに栓部14bを装着すると、筒部14aは密閉状態になる。また、栓部14bを取り外すと、筒部14aに流体供給用のホースなどを接続することで、所望の流体を容器10の内部空間10aに供給することができる。
【００１８】
流入口21は、容器内に導入される液体の入口21aと、入口21aに向けて流体R1を導入する筒形状の流入部21bとを備えている。
流入部21bは、管状の部材（円筒部材）で構成されている。そして、流入部21bは、容器内に流入した流体R1（図６のF1参照）が容器10の内周面に沿って流動するように、流体R1（図６のF2参照）を容器内に案内する。容器内に流入した流体R1は、容器10の中心軸10xの周りを旋回するように流動する（図６のF2参照）。つまり、流入口21は、容器10の中空部（第１室）10aに、渦流が生じる向きに流体R1を流入させるものである。
また、このような流動を実現するため、流入部21bは、容器10の中心軸10xから最も離れた側に位置する流入部21bの最外周縁が容器10の円筒部11の外周面の法線方向に延びる状態になるように配置されている。このようなことから、入口21aの容器内側の開口は楕円形の形状になっている。別言すれば、流入部21は、その中心軸21yが容器10の中心軸10xと交差しない状態に配置されている。そして、流入部21bは、両中心軸10x,21yがいわゆるねじれの位置の関係になるように配置されている。また、流入部21bの中心軸21yは、容器10の中心軸10xに対して直角の方向である（いずれか一方を平行移動させて交差させると直交する）。
【００１９】
入口21aは、円筒部11に形成されており、円筒形状の入口21aの中心軸21yの位置は、円筒部11のうち内部空間10aに隣接する部分の中心軸10xの方向の中間位置11m（図６参照）よりも他端側13の位置、すなわち流出口22寄りの位置に配置されている。また、入口21aは、その全体（入口21aの一端部12側の端部の位置21eが、後述の管部23の先端部の開口23aよりも他端側13の位置、すなわち流出口22寄りの位置に配置されている。
【００２０】
流出口22は円形の開口であり、容器10の他端側（他端面）13に形成されている。
管部23は、容器内の液体の出口である流出口22に向けて流体を案内する部材である（図６のF5参照）。
管部23は、円筒形状の管材で構成されており、他端面13に位置する管部23の基端部の開口は、流出口22に連結されている。そして、基端部とは反対の先端部の開口23aは、容器内部の中空部10aに位置にするように配置されている。
なお、流出口22及び管部23は、他端面13の中心部に形成されている。別言すれば、流出口22及び管部23は、その中心軸が容器10の中心軸10xと一致する位置、つまり容器10内に生じる渦流の旋回軸上に設けられている。
また、先端部の開口23aの位置は、流入口21の入口21aよりも容器10の一端側12の位置（他端側13から離れた位置）に配置されている。別言すれば、管部23は、他端面13に位置する出口から容器10の一端部12側に向けて、先端部の開口23aが容器内部空間10aに突出する状態に設けられている。
したがって、入口21aから容器内の導入された流体は、旋回しながら流動しつつ管部23の先端部の開口23aから管部23に流入し（図６のF3,F4参照）、管部23に案内され（図６のF5参照）、流出口22から容器10の外に流出する（図６のF6参照）。
そして、後述するように、流出口22は、管部23内の流体の噴出口として用いられる。流出口22から流出する流体は渦流であり、後述する取付け部25の円筒形状の内部空間を旋回しつつ流動する。
【００２１】
取付け部（外周壁部）25は、容器10の他端側である他端面13aの外側に形成されている。
取付け部25は、円筒形状（断面形状が円形）であり、その中心軸の位置が容器10の中心軸10xの位置に一致する状態に形成されている。また、取付け部25の径（内径）は、流出口22の径（開口径、内径）よりも大径であり、取付け部25は、流出口22を取り囲むように配置されている。
そして、取付け部25は、その外周面に雄ネジ25aが形成されており、後述の吐出ユニット30の外周部41の内面に形成された雌ネジ41aをねじ込み可能になっている。
【００２２】
支持部24は、容器10の内部空間に配置された円板形状の部材であり、中心部に形成された穴を有する。
支持部24の中心部も穴には管部23が挿通された状態で固定されており、支持部の円形の外周部は円筒部11の内周面に固定されている。支持部24と菅部23の外周面との接続部や、支持部24と円筒部11の内周面との接続部は密閉された状態で固定されており、支持部24の他端側の空間24sには流体は流入しないようになっている。したがって、ここで言う中空部（内部空間）10aとは、混合される流体が流動する実質的な空間すなわち支持部24よりも一端部12側（図１において左側）に広がる内部空間（円筒部11の長さ11Lの部分で囲まれている空間）のことである（図６参照）。
【００２３】
なお、半円弧形状の一端部12は、その中心軸10xの方向の長さ12Lが円筒部11の中心軸の方向の長さ11Lより短い（図６参照）。また、一端部12の内部空間の容積は、円筒部11の内部空間の容積（長さ11Lの部分で囲まれている容積）より小さい。
【００２４】
吐出ユニット30は、外観が円筒形状の外周部41と、外周部の一方の端部に形成された端面部42と備えるユニット本体40と、ユニット本体40に着脱自在に取り付けられる筒体（流体供給管）50とを備えている。
ユニット本体40の外周部41の他方の端部は開口43になっており、ユニット本体40の外周部41の内周面には雌ネジ部41aが形成されている。そして、ユニット本体40の開口43を容器10の取付け部（外周壁部）25にねじ込むと、ユニット本体40の雌ネジ部41aと容器10の取付け部25の雄ネジ部25aとが螺合され、吐出ユニット30が容器10に着脱可能な状態で取り付けられる。これにより、取付け部25と吐出ユニット30とに囲まれ、しかも断面形状が円筒形状の中空部（第２室）25bが形成される。この第２室25bに流出口（噴出口）22から噴出された流体が流入する。
【００２５】
ユニット本体40の端面部42には、その中央部に形成された外側凸部44及び内側凸部45と、両凸部の中央に形成された貫通部46とが一体に形成されている。
貫通部（流体供給管）46は、後述するように、混合する他方の流体（第２の流体）R2の入口として用いられる。
図２に示されるように、貫通部46は、ユニット本体40の端面部42を貫通する断面円形の中空の通路であり、両端の開口は円形である。
そして、図１に示されるように、貫通部46は、その中心軸が円筒形状の外周部42の中心軸（容器10の中心軸10x）と一致する状態になるように配置されている。そして、内側凸部45の内周面には、筒体50の取り付けに用いられる雌ネジ部45aが形成されている。
なお、内側凸部45の外周面と、ユニット本体30の外周部41の内周面との間の空間（第２室25bの一部）49は、後述する対向エリアS1から後述の吐出口47,48に向けて流動する混合流体の流動空間49として用いられる。
【００２６】
筒体50は、中空の円筒形状の部材であり、図４に示されるように、その一方の端部の外周面には雄ネジ部50aが形成されている。この雄ネジ部50aをユニット本体30の内側凸部45の雌ネジ部45aにねじ込むと、筒体50がユニット本体30に着脱可能な状態で取り付けられる。このとき、筒体50は、その中心軸が外周部41の中心軸10xと一致する状態に取り付けられる。
また、筒体50は、他方の端部である先端開口（第２流入口）50bがユニット本体30の開口43からユニット本体30の外側に突出した状態に取り付けられる。
【００２７】
なお、筒体50の先端開口50bは、後述するように、混合する他方の流体R2の流入口（第２流入口）として用いられる。
ユニット本体に取り付けられた筒体50の先端開口50bは、ユニット本体40を容器10に取り付けたとき、容器10の出口22と相対向する位置に配置される。
上述したように、筒体50は、ねじ込みによって装着されるので、筒体50のねじ込み量を調整することによって、あるいは長さが異なる複数種類の筒体50を用意しておき、装着する筒体50の長さを選択することによって、流出口22と筒体50の先端開口50bとの間の中心軸方向の離間距離を調整（変更）することができる。
そして、相対向する容器10の出口22と筒体50の先端開口50bは、相互に離間する位置に配置され、容器10の出口22と筒体50の先端開口50bの間には、後述の対向エリアS1（図６参照）が形成される。
【００２８】
また、本実施形態では、筒体50の先端開口（第２流入口）50bの内径は、流出口（噴出口）22の内径と同径であるが、流出口22の内径より小径の場合や大径の場合など、異なる径でもよい。例えば、筒体50の先端開口50bの外径が流出口22の内径と同径で、筒体50の先端開口50bの内径が流出口22の内径より小径でもよい。
上述したように、本実施形態では、筒体50は着脱可能に装着されるものであり交換可能な構成になっているので、例えば、内径及び外形が異なる複数種類の筒体50を用意しておき、装着する筒体50の径の大きさを選択することができるようにしておけば、装着する筒体50を選択することによって、筒体50の先端開口50bの内径や外径を調整（変更）することができる。
【００２９】
ユニット本体40は、図２に示されるように、吐出口47,48を備えている。
本実施形態では、吐出ユニット30は、複数種類（具体的には２種類）の吐出口47,48を備えており、各種類の吐出口47,48は、それぞれ複数形成されており、図３に示されるように、中心軸（旋回軸）10xを中心として軸対称に形成され、配置されている。
【００３０】
第１吐出口48は、ユニット本体40の端面部42と外周部41とが接する境界部（角部）に形成されている。別言すれば、第１吐出口48は、ユニット本体40の端面部42と外周部41に跨る位置に形成されている。つまり、第１吐出口48は、端面部42に形成された軸方向の開口部48aと外周部41に形成された放射方向の開口部48bとが一体に連なった開口を有している。
したがって、第１吐出口48の軸方向の開口部48aから吐出される流体の流れF8（図６参照）は、中心軸10xの方向と同じ向きになり、第１吐出口48の放射方向の開口部48bから吐出される流体の流れF9は、中心軸10xの放射方向になる。
また、上述したように、第１吐出口48の開口は、軸方向の開口部48aと放射方向の開口部48bとが一体に連なった開口であるので、第１吐出口48から吐出される混合流体の一部は、中心軸10xの方向とその放射方向とが合成された斜め方向の流れF10として、吐出される。
このように、第１吐出口48は、第２室内の混合流体を上述した向きF9,F10に吐出することができるものである。別言すれば、第１吐出口48は、渦流の旋回軸10xに交差する方向F9,F10に向けて第２室内の混合流体を吐出することができる。
【００３１】
第２吐出口47は、ユニット本体40の端面部42に形成されている。
つまり、第２吐出口47は、ユニット本体30の中心軸10xの方向と同じ方向に向けて開口している。したがって、第２吐出口47から吐出される流体の流れF11（図６参照）は、中心軸10xと同じ向きになる。
【００３２】
次に、混合器１の組み立てについて説明する。
【００３３】
上述したように、混合器１は、容器10と吐出ユニット（蓋体）30とを備えている。そして、吐出ユニット30は、ユニット本体40と筒部50とで構成されている（図４参照）。
したがって、まず、ユニット本体40に筒部50を取り付ける（図５参照）。これにより、貫通部46及び筒体50によって構成される流体供給管が形成される。つまり、吐出ユニット30は、一体に形成された流体供給管を有する構成になる。
次に、組み立てられた吐出ユニット（蓋体）30を容器10に取り付ける。これにより混合器１が組み立てられる（図１参照）。
なお、吐出ユニット30は、筒体10の中心軸10xが容器10の中心軸10xと一致する状態になるように取り付けられる。
【００３４】
また、容器10に吐出ユニット30を取り付けると、取付け部25の内周面と筒体50の外周面とに挟まれた流路空間Sが形成されると共に、取付け部（外周壁部）25と、吐出ユニット（蓋体）30に取り囲まれた第２室が形成される。
なお、流路空間S（図６参照）は、後述する対向エリアS1と、対向エリアS1の放射方向（遠心方向）外側の外側エリアS2と、取付け部25の内周面と筒体50の外周面の間の流動エリアS3と、を有する。
また、本実施形態では、第２室は、流路空間Sと流動空間49で構成されている。
【００３５】
また、容器10に吐出ユニット30を取り付けると、容器10の流出口22と、吐出ユニット30の筒体50の先端開口（第２流入口）50bとが相対向する位置に配置される。
流出口22は、第１の流体（渦流）R1を噴出する噴出口であり、筒体50の先端開口50bは、第２の流体R2を第２室に流入させる第２流入口である。
噴出口22及び第２流入口50bは、相互に離間する位置に配置されており、両者22,50bの間には対向エリアS1が形成される。
なお、対向エリアS1から遠心方向外側の外側エリアS2に流動した混合流体は、流動エリアS3に流動し、さらに吐出ユニット30の流動路49に流動して吐出口47,48から混合器１の外に吐出される。
【００３６】
また、筒体50をユニット本体40の内側凸部45の雌ネジ部45aにねじ込む際に、ねじ込み量を調整（変更）することで、筒体50の先端開口50bの位置（ユニット本体40の開口からの突出長さ）を調整することができる。さらに、先端開口50bの位置の調整は、長さが異なる複数種類の筒体50を用意しておいて、装着する筒体50の長さを選択することによっても行うことができる。
先端開口50bの位置の調整を行うと、容器10に吐出ユニット30を装着した状態で、流出口22と筒体50の先端開口50bとの間の中心軸方向の離間距離が調整（変更）される。
【００３７】
組み立てられた混合器１は、混合装置で用いることができる。
混合装置の構成としては、例えば、混合器１の流入口21に第１配管P1（図６参照）を接続し、第１配管P1を介して容器10内に第１の流体R1を供する第１ポンプ（不図示）を接続すると共に吐出ユニット30の貫通部46に第２配管P2を接続した構成を挙げることができる。
なお、混合装置を構成する混合器以外の構成としては周知の構成を用いることができるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３８】
次に、このような混合装置（混合器）を用いた混合の具体例を説明する。
【００３９】
ここでは、液体である水（第１の流体）R1と、木材を燻蒸することにより得られた気体である煙（第２の流体）R2との混合について、図６を用いて説明する。
【００４０】
まず、図示していない貯水槽の内部に混合器１及び第１ポンプ（不図示）を設置する。このとき、流入口21に接続されている第１配管P1の図示していない吸入口を水槽内に配置する。また、貫通部46に接続された第２配管P2の吸入口を貯水槽の外に引き出して、図示しない燻蒸器の排気口に接続する。そして貯水槽に水を貯める。これにより、第１配管P1の吸入口は水中に配置される。この状態で、燻蒸器を作動させて煙の生成を開始する。
また、第１ポンプを作動させる。これにより、水槽内の水R1が混合器１の容器10内に供給される（図６のF1参照）。
【００４１】
図６に示されるように、容器10内に供給された水R1は、円筒形の容器10の内周面に案内されて、容器10の中心軸10x周りを旋回するように流動する。このとき、容器10内の水R1の流れは渦流F2であり、渦流の旋回軸は、中心軸10xと一致する状態である。
そして、容器10内の水R1は、渦流の状態で一端部12側に流動した後、管部23の先端開口23a側に流動F3し、渦流F5の状態で管部23内に流入する。半円弧形状の一端部12を有する構成にすると、一端部12側に流動することで渦流F2の径が小さくなると共に流速が高速化すると考えられる。
また、このとき、第２の流体である煙R2が貫通部46から筒体50内に流入し、対向エリアS1を通過して管部23内の水R1の渦流F5内に吸引される流れF21が生じる。管部23内の渦流F5の中心部に負圧領域が生じていると考えられる。
水R1と煙R2は、管部23内及び対向エリアS1で混合され、さらに、その後の流路である外側エリアS2、流動エリアS3、流動路49において撹拌されて混合されると考えらえられる。また、噴出口22及び第２流入口50bは、いずれも、比較的大きな口径を有しており、仮に粒子成分や粉粒成分を含む流体であっても、目詰まりの発生が最小限に抑制される構成であり、その点で、汎用性に優れる。
【００４２】
水R1と煙R2が混合されて生成された混合流体の渦流F５は、渦流の状態で、管部23から対向エリアS1に流動し、さらに、外側エリアS2、流動エリアS3、そして流動路49へと流動する。そして、吐出ユニット30の吐出口47,48から噴出される。
混合流体は、この吐出口47,48から噴出されるとき、吐出口における作用によってさらに確実に混合される。
【００４３】
ところで、吐出口47,48から噴出される直前の混合流体の流動は、渦流F６を構成する旋回流の成分と、混合ユニットの軸方向の軸流F7の成分とに分けて考えることができる。
第２吐出口47から噴出される混合流体は、中心軸10xと同じ向きで第２吐出口47から吐出される。これにより、中心軸10xと同じ向きの吐出流F11が確実に確保される。第２吐出口47からの吐出量は、第１吐出口48からの吐出量に比べて少ないので補助吐出孔ということもできる。
【００４４】
他方、第１吐出口48は、吐出ユニット30の端面部42に形成された軸方向の開口部48aと、外周部41に形成された放射方向の開口部48bとを有しており、様々な方向に吐出される。第１吐出口48の軸方向の開口部48aからは、中心軸10xと同じ方向に混合流体が吐出される。
【００４５】
そして、第１吐出口48の放射方向の開口部48bからは、中心軸10xから放射する放射方向に向けて混合流体が吐出される。上述したように、吐出される直前の混合流体は渦流であるので、第１吐出口48の放射方向の開口部48bに達した混合流体の渦流F6は、遠心力の作用を受けて、開口部48bから勢いよく放射方向外側F9に吐出される。また、放射方向の開口部48bでは、開口部48bを構成する開口縁などの作用によって混合流体の流れをせん断する作用が生じ、より確実に混合流体が混合される。
【００４６】
また、開口部48のうち、第２吐出口48の軸方向の開口部48aと放射方向の開口部48bとがつながっているユニット本体40の角部に位置する開口部分からは、放射方向と軸流方向の流れが合成された斜め方向の流れF10で、混合流体が吐出される。
斜め方向に吐出される混合流体は、渦流の流れや遠心力の作用に加えて、軸流方向の流れの作用も受けつつ第２吐出口48の角部の開口から勢いよく吐出される。また、開口部48の角部から吐出される混合流体も、放射方向の開口部48bから吐出される混合流体と同様、開口部48の開口縁などの作用によって流れをせん断する作用を受け、より確実に混合流体が混合される。なお、開口部48の角部から吐出される混合流体はより複雑な力を受けた流れであり、せん断による混合作用がより有効であると考えられる。
【００４７】
このように、本実施形態の混合器１は、吐出ユニット30の外周部に形成された開口部48bを有しており、この点で、より混合性能に優れている。
そして、この混合器１は、吐出ニット30の角部に開口する第1吐出口48を有しており、この点で、さらに混合性能に優れている。
【００４８】
本実施形態の混合器１は、液体同士の混合のみならず、本実施形態のように、液体と気体との混合にも用いることができる。
本実施形態では、水（液体）と煙（気体）とを混合する例に挙げて説明しているが、本発明の混合装置を使って混合する流体は、これらに限定されるものではない。
流入口21及び貫通部46から供給する液体としては、例えば、液体肥料、化粧液、食料用液、薬液などの水性や油性の液体をはじめ、種々の液体を挙げることができる。そして、貫通部46から供給する気体としては、さらに、空気、酸素、窒素、二酸化炭素、オゾンなど、種々の気体を挙げることができる。また、上述した煙のように粒子成分を含む気体でもよい。
【００４９】
なお、本発明に係る混合器及び吐出ユニットは、実施形態で説明したものに限られるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された混合器や吐出ユニットは、本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
本実施形態では、第２吐出口47の開口面積は、第１吐出口48の開口面積より小さい。また、第１吐出口48の開口の形状は、本実施形態の形状に限られない。吐出される混合流体をせん断する作用を生じる構成を採用することができる。混合流体をせん断することができれば、せん断位置の下流側に微細な乱流や渦流を多数生じさせることができより確実な混合に寄与すると考えられる。
そして、吐出ユニット30の第１吐出口48としては、例えば、ユニット本体40の外周部41に形成された開口部48bのみを有するものでもよい。また、吐出ユニット30は、第２吐出口47を備えていないものでもよい。
【００５１】
また、上述の実施形態では、混合器１を水中に設置し、混合器１から吐出口47,48が水中に配置される構成で用いた。このような構成にすると、吐出口47，48から吐出される混合流体を水中に吐出することができる点で好ましいが、混合器１を使用する構成は、このような構成に限られず、これ以外の種々の構成で使用することができる。
なお、混合装置を構成する混合器以外の構成は、上述したように周知の構成を用いることができる。したがって、例えば流体のろ過器など、混合装置において一般的に用いられることがある各種の装置が付加された混合装置であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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