(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一流路と第二流路からなる主流路と、
前記第二流路の周囲に該第二流路に対しそれぞれ略同心状に形成されるとともに、周方向に互いに位置をずらして設けられ、一端部に前記第一流路がそれぞれ連通する複数の螺旋流路と、
前記第二流路の流れ方向の複数箇所から分岐し、前記複数の螺旋流路の流れ方向の複数箇所で該複数の螺旋流路にそれぞれ連通する複数の分岐流路と、
前記第一流路または前記第二流路の開口端部に設けられた流体入口部と、
前記流体入口部とは異なる、前記第一流路または前記第二流路の開口端部に設けられた流体出口部とを有することを特徴とする流体混合器。
【請求項２】
前記複数の螺旋流路の流路軸線に対する流路断面形状が互いに同一であることを特徴とする請求項１に記載の流体混合器。
【請求項３】
前記第一流路、前記第二流路および前記分岐流路がそれぞれ内部に設けられるとともに、前記分岐流路に連通して外周面に複数の螺旋溝が形成された本体部と、
前記本体部の外周面に嵌合され、前記複数の螺旋溝とともに前記複数の螺旋流路を形成する筐体とを備え、
前記第一流路および前記第二流路は、互いに同軸上に離間して配置され、
前記流体入口部および前記流体出口部は、それぞれ前記本体部の長手方向端部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体混合器。
【請求項４】
前記第二流路の流路断面積が、該第二流路の開口端部側から他端部側に向かって徐々に小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体混合器。
【請求項５】
前記複数の螺旋流路の流路断面積が、前記第一流路の開口端部側から他端部側に向かって徐々に小さく形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体混合器。
【請求項６】
長手方向一端部から他端部側にかけて溝深さが徐々に浅くなるように外周面に複数の螺旋溝が形成されるとともに、長手方向他端部から一端部側にかけて断面積が縮径された円錐状の空間部が形成され、さらに前記複数の螺旋溝と前記空間部とを連通する複数の連通孔が開口された本体部と、
前記本体部の外周面に嵌合され、前記複数の螺旋溝とともに前記複数の螺旋流路を形成する筐体とを備え、
前記筐体の一端部には、前記複数の螺旋流路の端部にそれぞれ連通して前記第一流路を形成する第一流路形成部が、他端部には、前記空間部とともに前記第二流路を形成する第二流路形成部がそれぞれ設けられ、
前記複数の連通孔は、前記複数の分岐流路を形成し、
前記第一流路および前記第二流路は、互いに同軸上に離間して配置され、
前記流体入口部は、前記第一流路形成部および前記第二流路形成部のいずれか一方の端部に設けられ、前記流体出口部は、前記第一流路形成部および前記第二流路形成部のいずれか他方の端部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体混合器。
【請求項７】
前記本体部は、複数の分割部材を有し、該複数の分割部材が前記第二流路の流れ方向にかけて連結されてなることを特徴とする請求項６に記載の流体混合器。
【請求項８】
前記分割部材は、前記螺旋流路の回転方向が交互に逆回りになるように連結されてなることを特徴とする請求項７に記載の流体混合器。
【請求項９】
前記筐体は、円筒部材と、該円筒部材の両端部に接続された継手部材とを有することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の流体混合器。
【請求項１０】
前記筐体は、フランジ部が設けられた複数の筐体部材を有し、該複数の筐体部材が該フランジ部を介して長手方向に互いに連結されてなることを特徴とする請求項３〜９のいずれか１項に記載の流体混合器。
【請求項１１】
前記筐体部材は、一対の円筒部材であり、
前記フランジ部は、前記一対の円筒部材の各一端部に径方向外側にそれぞれ突設され、
前記本体部は、前記一対の円筒部材の内側に収容されて、前記一対の円筒部材の前記フランジ部同士が連結されることにより固定されることを特徴とする請求項１０に記載の流体混合器。
【請求項１２】
前記筐体の端部にフェルール継手部が設けられていることを特徴とする請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の流体混合器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の流体混合器と、
前記流体混合器に複数の異種流体を合流して導く流路を形成する流路形成手段とを備えることを特徴とする流体混合器を用いた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、医療分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送配管に用いられる流体混合器に関するものであり、特に流体の流れ方向の濃度分布や温度分布をムラなく均一化して混合して撹拌させることのできる流体混合器および流体混合器を用いた装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管内に装着して管内を流れる流体を均一に混合する方法として、図１８に示すように捻り羽根状のスタティックミキサーエレメント１５１を用いたものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。通常、スタティックミキサーエレメント１５１は、矩形板をその長手軸線周りに１８０度捻ったものを最小単位部材として、複数の最小単位部材を、捻り方向が交互に異なる方向になるように一体的に直列に結合した構造を有している。このスタティックミキサーエレメント１５１を管１５２内に配置し、管１５２の両端部にメールコネクター１５３を取り付け、フレアー１５５を装着して締付ナット１５４を締め付けることによりスタティックミキサーが形成される。このとき、スタティックミキサーエレメント１５１の外径が管１５２の内径にほぼ等しく設計されて、流体が効果的に撹拌されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０５０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のスタティックミキサーを用いた流体の混合方法は、流れてくる流体を流れに沿って撹拌する構成であるため図１９（ａ）に示すように配管の径方向の濃度分布をムラなく均一化することはできるが、図１９（ｂ）に示すように軸方向（流れ方向）の濃度分布をムラなく均一化することはできない。そのため、例えばスタティックミキサーの上流側で水と薬液を混合させて流す時、薬液の混合比が一時的に増加した場合には流路内で部分的に濃度が濃くなった状態でスタティックミキサーを通過する。このとき、径方向で均一化されて水と薬液は撹拌されても、軸方向（流れ方向）においては流路内で部分的に濃度が濃くなった箇所はほとんど希釈されることなく濃くなった状態のまま下流側へ流れてしまう（図１９（ｂ）参照）。これにより、半導体洗浄装置、特に半導体ウェハの表面に直接薬液を塗布して各種の処理を行うような装置に接続された場合、濃度の異なる薬液が半導体ウエハの表面に塗布されて不良品の原因となる問題があった。
【０００５】
この軸方向（流れ方向）の濃度分布のムラを回避する方法としては、流路の途中でタンクを設置してタンク内に流体を一旦貯めてタンク内の濃度を均一化させた後で流体を流す方法（図示せず）などが挙げられる。しかしながら、タンクを設置するには広いスペースが必要となり装置が大きくなる問題や、タンクから再び流体を輸送するにはポンプ、配管などが必要となるため、使用する部材の点数が多くなるという問題や、配管ラインを施工するためのコストが発生するという問題があった。また、この方法ではタンク内で流体が滞留する。流体が滞留するとバクテリアの発生原因となり、タンク内で発生したバクテリアが配管ラインに流れ込み、半導体製造ラインにおいては半導体ウエハに付着して不良品の原因となる問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、流体の流れ方向の濃度分布や温度分布をムラなく均一化して混合すると共に撹拌できる、コンパクトな構成の流体混合器および流体混合器を用いた装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による流体混合器は、第一流路と第二流路からなる主流路と、第二流路の周囲に第二流路に対しそれぞれ略同心状に形成されるとともに、周方向に互いに位置をずらして設けられ、一端部に第一流路がそれぞれ連通する複数の螺旋流路と、第二流路の流れ方向の複数箇所から分岐し、複数の螺旋流路の流れ方向の複数箇所で複数の螺旋流路にそれぞれ連通する複数の分岐流路と、第一流路または第二流路の開口端部に設けられた流体入口部と、流体入口部とは異なる、第一流路または第二流路の開口端部に設けられた流体出口部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば以下のような効果が得られる。
（１）流路内で一時的に流体の濃度が濃くなったり薄くなったりした状態でも、流体の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化して混合でき、濃度の安定した流体の供給が可能である。
（２）流路内で一時的に流体の温度が高くなったり低くなったりした状態でも、流体の流れ方向の温度分布をムラなく均一化して混合でき、温度の安定した流体の供給が可能である。
（３）流体混合器を小型化することができ、その設置スペースも必要最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る流体混合器の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の流体混合器を用いて流体の濃度を測定する装置を示す模式図である。
【図３】図２の流体混合器の上流側の濃度を測定したグラフである。
【図４】図２の流体混合器の下流側の濃度を測定したグラフである。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る流体混合器の内部を示す部分縦断面図である。
【図６】第二の実施形態における円筒体の異なる装着構造の内部を示す部分縦断面図である。
【図７】第二の実施形態における流路の異なる構造を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第三の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
【図９】図８の本体部を示す左側面図及び正面図である。
【図１０】第三の実施形態における螺旋溝を変化させた分割部材の連結構造を示す正面図である。
【図１１】第三の実施形態における異なる分割部材の連結構造を示す正面図である。
【図１２】第三の実施形態における螺旋溝の異なる構造を示す左側面図及び正面図である。
【図１３】本発明の第四の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第五の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第六の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の流体混合器を用いた装置の実施形態を示す模式図である。
【図１７】本発明の流体混合器を用いた装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１８】従来のスタティックミキサーを示す縦断面図である。
【図１９】図１８のスタティックミキサーの流体の撹拌状態を示す模式図である。
【図２０】本発明の比較例としての分岐希釈装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００１１】
−第一の実施の形態−
以下、図１〜４を参照して、本発明の第一の実施形態である流体混合器について説明する。図１は、第一の実施の形態に係る流体混合器の概略構成を示す斜視図である。この流体混合器は、異種流体を混合するための混合流路を有する。混合流路は、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）製のチューブにより形成される。なお、金属配管等、他の材質により混合流路を形成することもできる。
【００１２】
混合流路は、流体の流入する流体入口１と、流体入口１が一端部に設けられた第一流路２と、流体の流出する流体出口３と、流体入口１の反対側端部に流体出口３が設けられた第二流路４と、該流路２、４を螺旋の中心軸にしてこれらの周囲に同心状に配設される第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６と、第一流路２と第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６とを連通する一対の連通流路１０ａ及び１０ｂと、第二流路４と第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６とを連通する複数の分岐流路７ａ〜７ｅ及び７ｆ〜７ｊとを有する。
【００１３】
第一流路２および第二流路４は、同軸上にかつ互いに離間して配設された直線形流路であり、これらは主流路を構成する。第一螺旋流路５と第二螺旋流路６は、ほぼ同一形状をなし、流路軸線に対する流路断面形状が互いに同一である。これら螺旋流路５，６の螺旋の中心はそれぞれ同一軸線上にあり、各螺旋流路５，６は互いに軸線方向に一定間隔を空けて配置されている。すなわち周方向に互いに位置をずらして、互いに交差しないように配置されている。
【００１４】
連通流路１０ａ，１０ｂ及び分岐流路７ａ〜７ｊは、略直線状、すなわち直線状もしくはほぼ直線状に形成されている。各連通流路１０ａ，１０ｂは、流体入口１の反対側における第一流路２の端部からそれぞれ分岐されている。各連通流路１０ａ及び１０ｂは、それぞれ第一流路２に対する略垂直面内、すなわち垂直もしくはほぼ垂直の面内で軸対称の位置に延設されている。各連通流路１０ａ，１０ｂはそれぞれ第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６の流体入口側端部に接続され、連通流路１０ａ，１０ｂを介して第一流路２と第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６がそれぞれ連通している。
【００１５】
各分岐流路７ａ〜７ｊは、第二流路４の流れ方向の複数箇所からそれぞれ分岐されている。すなわち、第二流路４の流体入口側端部からは一対の分岐流路７ａ，７ｆがそれぞれ分岐され、以降、一対の分岐流路７ｂ，７ｇ、一対の分岐流路７ｃ，７ｈ、一対の分岐流路７ｄ，７ｉ及び一対の分岐流路７ｅ，７ｊが、それぞれ流体の流れ方向に沿ってそれぞれ第二流路４から分岐されている。これら分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊは、それぞれ第二流路４に対する略垂直面内、すなわち垂直もしくはほぼ垂直の面内で軸対称の位置に延設されている。各分岐流路７ａ〜７ｊは、それぞれ第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６に接続され、分岐流路７ａ〜７ｊを介して第二流路４と第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６がそれぞれ連通している。なお、第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６の端部には分岐流路７ｅ，７ｊがそれぞれ接続されている。図では、第一流路２の端部における一対の連通流路１０ａ，１０ｂおよび第二流路４の複数箇所における一対の分岐流路７ａ〜７ｅ，７ｆ〜７ｊは、それぞれ軸対称な位置に設けられているが、これら連通流路１０ａ，１０ｂと分岐流路７ａ〜７ｅ，７ｆ〜７ｊの設けられる位置はこれに限らない。
【００１６】
なお、本願の螺旋流路（螺旋溝）は、流路軸線方向に常に正方向の回転方向で螺旋回転する螺旋構造のものだけでなく、流路軸線方向に正方向の回転方向で螺旋回転した途中で逆方向の回転となり、続いて正方向、逆方向となるように正逆方向の螺旋回転が交互に行われるもの（図１０参照）も含む。複数の螺旋流路同士を途中で連通させて各々の螺旋流路を流れる流体を分割・混合させるように、第一流路２から分岐した複数の螺旋流路を構成してもよい（図１１参照）。
【００１７】
次に、本発明の第一の実施形態である流体混合器の作用について説明する。
【００１８】
流体混合器の上流側で水と薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で流すと、その部分的に濃度が濃くなって流れる薬液（高濃度薬液）は、流体入口１から第一流路２に流入する。この高濃度薬液は連通流路１０ａ，１０ｂを介して第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６にそれぞれ分流し、分流後の高濃度薬液が第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６における分岐流路７ａ、７ｆの各接続部を流れると、その高濃度薬液の一部は分岐流路７ａ、７ｆを介して第二流路４に流入する。残りの高濃度薬液は、第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６の下流側へ流れ、螺旋流路５，６内における分岐流路７ｂ、７ｇの各接続部を流れると、その一部は分岐流路７ｂ、７ｇを介して第二流路４に流入する。以降、これと同様に、残りの高濃度薬液は、分岐流路７ｃ，７ｄ、７ｅ及び分岐流路７ｈ，７ｉ、７ｊから第二流路４へ一部づつ流れる。各分岐流路７ａ〜７ｊを介して第二流路４内に流入した高濃度薬液は、流体出口３から流出される。
【００１９】
このとき、上流側の分岐流路７ａ、７ｆを流れる部分的に濃度が濃くなった薬液は、流体入口１から流体出口３までの流路長さが最も短いことから、他の分岐流路７ｂ〜７ｅ，７ｇ〜７ｊを流れる高濃度薬液よりも早く流体出口３から流出する。次いで、分岐流路７ｂ、７ｇ、分岐流路７ｃ、７ｈ、分岐流路７ｄ、７ｉおよび分岐流路７ｅ、７ｊを流れる高濃度薬液が、この順番に流体出口３から流出する。つまり、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れる薬液は、流体混合器よって第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６からそれぞれ異なるタイミングで分岐流路７ａ〜７ｅ及び７ｆ〜７ｊに一部づつ分流し、濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合う。これにより流体の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化することができる。
【００２０】
また、本実施形態の流体混合器は、流体が連通流路１０ａ，１０ｂを介して第一流路２から複数の螺旋流路５，６に分流する構成であり、これにより流体が径方向に分割されて複数にせん断されるため、流路の径方向の撹拌が行われる。その後、螺旋流路５，６から各分岐流路７ａ〜７ｊを通って時間差で第二流路４に流れて混合されることで流れ方向の混合が行われる。このため、簡易な構成で流体の分割と混合の頻度を増やして撹拌効果を高めることができ、攪拌効果の高い流路構成を有する流体混合器を容易に製造することができる。
【００２１】
なお、図１に示すように、本実施形態では、分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊは第二流路４の流路軸線に沿って各々等間隔の位置で軸対称になる位置に設けられているが、各々の分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊを流れる流体に付与する時間差を調節するため、接続される位置を自由に設定したり、第一螺旋流路５及び第二螺旋流路６が第一流路２と接続した一端部から他端部に向かって流路断面積を漸次小さくなるように形成しても良い。
【００２２】
また、複数の分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊは第二流路４の軸線に対して偏芯した位置に各々接続されても良く、第一、第二螺旋流路５、６の軸線に対して偏芯した位置に各々接続されても良い。すなわち分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊの中央軸線（流路断面積の中心を通る軸線）の延長線が、第二流路４の中央軸線に交差せず、第一、第二螺旋流路５、６の中央軸線にも交差しないように分岐流路７ａ〜７ｇ及び分岐流路７ｆ〜７ｊを設けてもよい。このとき、薬液は第一、第二螺旋流路５、６または第二流路４の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させ、各流路内で薬液が撹拌されるので径方向の混合が行われる。流路内で渦を巻く流れを発生させることにより、流路内のデッドスペースをなくして流体の滞留を防止できる。この際、各螺旋流路５，６の底面を円弧状に形成することで渦を巻く流れを流れ易くし、デッドスペースがより少なくなる。
【００２３】
分岐流路７ａ〜７ｊの数は上述したものに限定されない。分岐流路７ａ〜７ｊの数を多くする方が流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。本実施形態では２つの螺旋流路５，６を設けたが、３つ以上設けても良い。螺旋流路の数が多いほど流体の分割・混合の機会が増加し、径方向の撹拌効果を高めるとともにより細かい流れ方向の均一化を行うことができる。
【００２４】
ここで、部分的に濃度が濃くなって流れる薬液を流体混合器で分割して流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される作用について説明する。図２に示すように、２つの物質である純水と薬液が各々流れるラインの合流部の下流側に、図１の流体混合器を配置させたラインにおいて、図１の流体混合器の上流側と下流側に濃度計８、９を各々設置して、上流側から純水と薬液を混合して流す装置を作成する。この装置を用いて、純水と薬液を一定の比率で流している途中で瞬間的に薬液の濃度を濃くした状態（純水に対して薬液の比率を大きくする）にし、その後、元の一定の比率で流して濃度分布のムラを生じさせる。この時の上流側と下流側の濃度を測定すると図３及び図４に示すようになる。
【００２５】
図３は流体混合器の上流側に設置した濃度計８により得られる特性を示すが、ここで横軸は経過時間、縦軸は濃度であり、ある一定時間に濃度が濃くなるような場合では、図のようなピーク（ｈ１）が現れる。図４は流体混合器の下流側に設置した濃度計９により得られる特性を示すが、濃度のピークが５つに分散されて、ピーク（ｈ２）の高さは約５分の１になっている。濃度のピーク間の間隔ｔ１は、流体が第一流路１内において分岐流路７ａ、７ｆの位置を通過してから分岐流路７ｂ、７ｇに至るまでの時間に対応しており、同様にｔ２は分岐流路７ｂ、７ｇから分岐流路７ｃ、７ｈまで、ｔ３は分岐流路７ｃ、７ｈから分岐流路７ｄ、７ｉまで、ｔ４は分岐流路７ｄ、７ｉから分岐流路７ｅ、７ｊに至るまでの時間に対応している。
【００２６】
このとき、第一、第二螺旋流路５、６の各々の分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊに至るまでの長さを変えることでピーク（ｈ２）の出る間隔ｔ１〜ｔ４を変化させることができる。また、分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊの第二流路４へ流入する位置をずらしたり、分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊの数をさらに増やすと、ピーク（ｈ２）の高さは上流側のピーク（ｈ１）に対して分岐流路の数で分割した程度の高さまで抑えることができる。なお、仮に流体混合器を設置しない場合、図３に示される濃度のピークは流体の流れによって若干低下することはあるが、ピーク（ｈ１）はほぼ変わらずに流れることになる。ここで、本実施形態では複数の分岐流路７ａ〜７ｅ及び分岐流路７ｆ〜７ｊは互いに軸対称で第二流路４の同じ位置に連通しているが、第二流路４へ連通する位置を分岐流路７ａ〜７ｅと分岐流路７ｆ〜７ｊとでずらしても良い。このとき、流体入口１から流体出口３までの流路の距離が各々異なるようになるため、濃度のピークが１０個に分散されて、ピーク（ｈ２）の高さは約１０分の１になる。そのため、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。
【００２７】
本実施の形態においては、流体入口１を流体入口部、流体出口３を流体出口部として流体入口部から流体出口部へと流体を流すようにしたが、流体を逆方向に流しても同様の効果を得ることができる。この場合には、流体出口３が流体入口部になり、流体入口１が流体出口部になる。
【００２８】
なお、本実施形態では濃度分布のムラについて説明しているが、熱湯と冷水を混合した時の温度分布の流れ方向の均一化についても同様の効果を得ることができる。温度分布の均一化を目的として、給湯器などへの利用も可能である。この場合、流路内で部分的に高温となった流体の温度を流れ方向に均一化して、より温度を安定させることができる。これにより熱湯が流れることによる火傷を防止できる。
【００２９】
図２０は、本実施の形態の比較例であり、軸方向（流れ方向）の濃度分布のムラを回避する他の方法を示す。図２０には、流路を分岐して流体の希釈を行う分岐希釈装置が示されている。この装置は、細管１６１の中を一定の速度で流れている試料溶液を分析する装置において、流れている試料を複数の流路に分岐する分岐部１６２を流路の途中に設けることにより、試料溶液の流れを分流する。そして、各分岐流路の細管１６３、１６４の内径や長さを変化させて検出器１６５の手前の合流部１６６で再度合流させ、試料溶液が検出される時間差を利用して希釈する。
【００３０】
しかしながら、図２０の分岐希釈装置の技術を流体輸送配管に用いる場合、管路の途中で分岐された長さの異なる管路を設けて再び合流させるような配管ラインを形成する必要がある。このため、流路内で軸方向（流れ方向）の濃度分布をムラなく均一化するには、分岐した流路の個数を増加する必要があり、配管ラインの設置スペースが増大するという問題がある。また、このような配管ラインを施工するには部品点数を増加させる必要があり、煩雑で時間がかかるという問題がある。この点、本実施の形態では、配管の設置スペースを多く必要とせず、配管施行も容易であり、短時間で配管施行を行うことができる。
【００３１】
−第二の実施の形態−
次に、図５〜７を参照して、本発明の第二の実施形態である流体混合器について説明する。図５は、第二の実施形態に係る流体混合器の内部構成を示す部分縦断面図である。第二の実施の形態では、略円柱状、すなわち円柱状もしくはほぼ円柱状の本体部１１と、本体部１１の外周面に嵌合する円筒体１９とにより、混合流路を有する流体混合器が形成される。
【００３２】
本体部１１はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、本体部１１内には、主流路としての第一流路１３と第二流路１５が、本体部１１の中心軸上に互いに離間して設けられている。本体部１１の一端面には、第一流路１３の端部（第二流路１５の反対側端部）に連通する流体入口１２が設けられ、他端面には、第二流路１５の端部（第一流路１３の反対側端部）に連通する流体出口１４が設けられている。本体部１１の外周面には、第一螺旋溝１６及び第二螺旋溝１７が形成されている。第一螺旋溝１６と第二螺旋溝１７は互いに同一形状であり、各螺旋溝１６，１７の流路軸線に対する断面形状は互いに同一である。これら螺旋溝１６、１７は軸線方向に互いに一定間隔を開けて、すなわち周方向に互いに位置をずらして形成されている。
【００３３】
流体入口１２の反対側における第一流路１３の端部には、径方向外側に向けて一対の連通孔１０ｃが形成され、連通孔１０ｃにより、第一流路１３から分岐する連通流路が形成されている。各連通孔１０ｃは第一流路１３から互いに反対方向に略直線状に延在し、各連通孔１０ｃを介して第一流路１３の端部が第一螺旋溝１６及び第二螺旋溝１７の流体入口１２側端部にそれぞれ連通している。第二流路１５には、流れ方向複数箇所において、それぞれ径方向外側に向けて一対の連通孔１８が形成され、連通孔１８により、第二流路１５から分岐する分岐流路が形成されている。各連通孔１８は第二流路１５から互いに反対方向に略直線状に延在し、各連通孔１８を介して第二流路１５の複数箇所が第一螺旋溝１６及び第二螺旋溝１７にそれぞれ連通している。なお、流体出口１４側から最も近い場所に位置する連通孔１８は、第一螺旋溝１６及び第二螺旋溝１７の流体出口１４側端部に連通している。図では、第一流路１３の端部における一対の連通孔１０ｃおよび第二流路１５の複数箇所における一対の連通孔１８は、それぞれ軸対称な位置に設けられているが、これら連通孔１０ｃ，１８の設けられる位置はこれに限らない。
【００３４】
円筒体１９はＰＦＡチューブ製の筐体であり、略円筒形、すなわち円筒もしくはほぼ円筒形に形成されている。円筒体１９の内径は本体部１１の外径と略同一に形成され、本体部１１とチューブである円筒体１９との焼きばめによって、円筒体１９は本体部１１の外周面にシールされた状態で嵌合されている。本体部１１に円筒体１９を嵌合させることにより、本体部１１の第一螺旋溝１６と円筒体１９の内周面とで第一螺旋流路２０が、本体部１１の第二螺旋溝１７と円筒体１９の内周面とで第二螺旋流路２１が形成される。
【００３５】
なお、筐体である円筒体１９はチューブのような軟質の部材以外でも硬質の部材で形成しても良い。筐体の形状は円筒体以外であってもよく例えば直方体などでもよい。また、円筒体１９と本体部１１はシールした状態で嵌合されているのであればどのような方法で嵌合させても良く、焼きばめ以外に溶接や接着でも良い。例えば図６に示すようにＰＦＡチューブ製の円筒体２３を本体部２２に密着嵌合させて本体部２２の両端にキャップナット２４を螺合させることで、円筒体２３を本体部２２の外周面にシールされた状態で固定させてもよい。図７に示すように略円筒形の円筒体２６を本体部２５に嵌合させ、キャップナット２７によって円筒体２６を本体部２５の外周面にシールされた状態で固定させてもよい。図６や図７のキャップナットを用いた構成は、キャップナットを外して本体部を取り出すことで容易に各部品の洗浄が可能であるので好適である。
【００３６】
次に、図５を用いて本発明の第二の実施形態である流体混合器の作用について説明する。
【００３７】
流体混合器の上流側から水と薬液を混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなった状態で流すと、その部分的に濃度が濃くなって流れる高濃度薬液は、流体入口１２から第一流路１３に流入する。この高濃度薬液は連通孔１０ｃを介して第一螺旋流路２０及び第二螺旋流路２１にそれぞれ分流する。分流後の高濃度薬液は第一螺旋流路２０及び第二螺旋流路２１から各連通孔１８に分流し、第二流路１５を通って流体出口１４から流出する。高濃度薬液は、時間差で第一螺旋流路２０及び第二螺旋流路２１を流れ、濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり合う。これにより、第一の実施の形態と同様、流体の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化することができる。
【００３８】
本実施形態の流体混合器では、連通孔１０ｃ，１８を容易に形成することができ、連通孔１０ｃ，１８を設ける位置や設置数を自由に設定することができる。このため、流れの時間差を細かく均等に調節することができ、流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより細かく均一化することができる。また、本実施形態の流体混合器は、流路が複雑であるにも拘わらず流路の加工が比較的容易であり、部品点数も少ないため、流体混合器を容易に製造できる。さらに、流路構造が小さくまとめられているため、流体混合器を小型化することができ、配管スペースを取らずに流体混合器を設置できる。また、流体入口１２および流体出口１４に継手等を接続することにより、流体混合器を外部の配管ラインに接続することができるため、配管施工が容易であり、短時間で配管ラインへの接続が可能である。
【００３９】
各連通孔１８は、各々の流路断面積が略同一となるように形成されることが望ましい。これは、各々の連通孔１８によって分割される流体の流量が各々一定で流れ、流体混合器に流入した流体は連通孔１８の個数でほぼ等しく分割されて各々時間差をつけて合流するためであり、これにより濃度分布をムラなく均一化することができる。
【００４０】
また、図７に示すように第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０は、各々第一流路３１と接続した一端部から他端部に向かって流路断面積が漸次小さくなるように形成されることが望ましい。これは、流体を流す場合、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０を流れる流体は各々の連通孔３２から流体が分割して流れることで圧損が発生し、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０の下流側の流速が低下するためであり、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路の流路断面積を流れ方向下流側にかけて徐々に小さくすることで、圧損が起こっても流体が一定の速度で流れ、分割して流れる流体の時間差を安定させることができる。なお、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０の流路断面積を第一流路３１と接続した一端部（流体入口３３側）から他端部（流体出口３４側）に向かって漸次小さくする方法は、図７のように各々の螺旋溝の底面高さ位置を合わせた本体部２５において、本体部２５の外周面が流体入口３３側から流体出口３４側に向かって漸次縮径するように設けて、この外周面形状に合わせた円筒体２６を嵌合して第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０を形成しても良い。このほかにも本体部２５に設ける螺旋溝の深さを流体入口３３側から流体出口３４側に向かって漸次浅くなるように形成したり（図示せず）、螺旋溝の幅を漸次狭くなるように形成したり（図示せず）、これらの複合によって形成しても良い。
【００４１】
また、図７に示すように第二流路３５は、流体出口３４から上流部（流体入口３３側）に向かって漸次縮径するように形成されることが好ましい。これにより、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０から最初の連通孔３２を介して第二流路３５へと流れる流体をいち早く第二流路３５を介して流体出口３４から流出させるとともに、第一螺旋流路２９及び第二螺旋流路３０の下流へ流れるに従い、連通孔３２を介して第二流路３５を流れる流体の速度を徐々に遅くさせ、分割して流れる流体の時間差をより明確にすることができる。
【００４２】
また、本実施形態において主流路である第一流路３１または第二流路３５内にスタティックミキサエレメントを配置しても良い（図示せず）。スタティックミキサエレメントは、流路軸心回りで所定角度ずつ交互に逆回りで捻られた複数の捻り板が直列に連結されたものである。スタティックミキサエレメントは径方向の混合を向上させることができるため、流体混合器による流れ方向と径方向の混合の効果にスタティックミキサエレメントの径方向の混合の相乗効果により、より均一に流体が混合される。特に流体に粘度があり、混合されにくい流体を混合する場合には好適である。
【００４３】
−第三の実施の形態−
次に、図８〜１２を参照して、本発明の第三の実施形態である流体混合器について説明する。図８は、第三の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図であり、図９（ａ）は図８の本体部を示す左側面図、図９（ｂ）は図８の本体部を示す正面図である。第三の実施の形態では本体部４１と、本体部４１の外周面に嵌合する円筒部材５１及び継手部材とにより、混合流路を有する流体混合器が形成される。
【００４４】
本体部４１はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、本体部４１の円筒状の外周面には一端面から他端部側に向かって深さが漸次浅くなる第一螺旋溝４６及び第二螺旋溝４７が形成されている。第一螺旋溝４６と第二螺旋溝４７は互いに同一形状であり、各螺旋溝４６，４７の流路軸線に対する断面形状は互いに同一である。これら螺旋溝４６，４７は軸線方向に一定間隔を開けて、すなわち周方向に互いに位置をずらして形成されている。さらに第一、第二螺旋溝４６、４７は一端面まで溝が延設されており、他端面には該溝が到達しないように形成されている（図９（ａ）参照）。本体部４１の他端面には開口部５６が形成され、開口部５６の奥部に向かって漸次縮径された円錐状の空間部５７が設けられている。このとき、本体部４１は、第一螺旋溝４６及び第二螺旋溝４７の底面と空間部５７の内周面との間の厚さがほぼ等しくなるように形成され、第一螺旋溝４６及び第二螺旋溝４７の底面によって他端面側が縮径した円錐形状となっている。また、各螺旋溝４６、４７の底面からは、周方向所定の位置において、空間部５７内周面と連通する分岐流路としての略直線状、すなわち直線もしくはほぼ直線状の複数の連通孔４８が開口され、空間部５７の開口部５６側から最も近い場所に位置する連通孔４８は、第一螺旋溝４６及び第二螺旋溝４７の開口部５６側端部に連通している。
【００４５】
本体部４１は、複数の分割部材４１ａ〜４１ｄを長手方向に直列に連結させて形成されている。分割部材４１ａ〜４１ｄは、直列に連結させた状態で形成される第一螺旋溝４６及び第二螺旋溝４７が、その長手軸線周りに１８０°回転したごとに分割されている。分割部材４１ａ〜４１ｄの連結の方法は各部材がずれることなく連結されていれば良く、嵌合、螺着、溶接、溶着、接着など特に限定されない。
【００４６】
円筒部材５１はＰＦＡ製のチューブであり、略円筒形、すなわち円筒もしくはほぼ円筒形に形成されている。円筒部材５１の内径は本体部４１の外径と略同径に形成され、本体部４１は円筒部材５１内部に嵌合されている。本体部４１に円筒部材５１を嵌合させることにより、本体部４１の第一螺旋溝４６と円筒部材５１の内周面とで第一螺旋流路４９が、本体部４１の第二螺旋溝４７と円筒部材５１の内周面とで第二螺旋流路５０が形成される。円筒部材５１の両端面にはコネクタ５２、５４と締付ナット５３、５５からなる継手部材が接続されており、円筒部材５１の両端部にコネクタ５２、５４の一端部を各々挿入し締付ナット５３、５５を締付けることにより、本体部４１が継手部材のコネクタ５２、５４間で固定される。このとき、円筒部材５１の両端部に継手部材を接続することで筐体が形成される。
【００４７】
本体部４１外周に筐体を嵌合された流体混合器内には、主流路としての第一流路４４と第二流路４５が、流体混合器の中心軸上に互いに離間して設けられている。一方の継手部材のコネクタ５２の端面には流体入口４２が設けられ、コネクタ５２の内部が流体入口４２に連通する第一流路４４を形成する。コネクタ５２は本体部４１の開口部５６側の反対側に連設され、第一流路４４は第一螺旋流路４９及び第二螺旋流路５０の各々の端部に連通している。すなわち図８では、連通流路（図１の１０ａ，１０ｂ）を介さずに、第一流路４４が螺旋流路４９，５０に直接連通している。他方の継手部材のコネクタ５４の端面には流体出口４３が設けられ、コネクタ５４は本体部４１の開口部５６側に連設され、コネクタ５４の内部と本体部４１の空間部５７とにより、流体出口４３に連通する第二流路４５を形成する。第三の実施形態の流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される作用は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００４８】
なお、筐体を構成する円筒部材５１はチューブのような軟質の部材以外でもパイプなどの硬質の部材で形成しても良く、内周の径が本体部４１の外周の径と略同径の円筒形状で本体部４１が嵌合できる形状であれば特に限定されない。第二の実施形態の継手部材は、コネクタ５２、５４と締付ナット５３、５５により円筒部材５１に接続されているが、円筒部材５１の両端部に接続できて配管ラインに配設できる構成で本体部４１を固定できる形状であれば、ソケット、レジューサ、ユニオン継手、フランジなど特に限定されない。また、継手部材と円筒部材５１の接続方法は螺着、接着、溶接、溶着、ボルト締め、ピン止め、クランプ、バヨネットなど特に限定されない。
【００４９】
このように第三の実施形態は本体部４１を筒状の筐体内に設置することだけで流体混合器の流路が形成され、配管ラインで用いられる既存のチューブやパイプなどを筐体の部材として利用して設置が可能である。そのため、配管ラインの状況に応じて接続方法や流体混合器の部材構成を変えることができ、状況に応じた幅広い使用が可能である。また、本実施形態は流路体積を最大限に確保することができるため、大流量の流体を流すことが可能である。さらに、第二の実施形態に比べると、流体入口４２及び流体出口４３の内径と円筒部材５１の外径との寸法差が小さく、接続される配管ラインの口径に対して流体混合器をあまり大きくさせずにコンパクトに形成できる。このため、特に大口径の流体混合器において、設置場所を大きく取らずに設置できるので好適である。
【００５０】
本実施形態における本体部４１は、分割部材４１ａ〜４１ｄを直列に連結させた状態で設けられているが、単一の部材で形成しても良い。分割部材４１ａ〜４１ｄで形成された場合、連結される分割部材４１ａ〜４１ｄの個数は２個以上で形成されていれば良い。また、分割部材４１ａ〜４１ｄは分割される大きさは特に限定されないが、同じ大きさにしたほうが、製造が容易となるため好ましい。例えば複数の螺旋溝４６、４７がその長手軸線周りに１８０°回転したごとに分割してもよく、３６０°回転したごとに分割してもよい。各々の分割部材４１ａ〜４１ｄに設けられる連通孔４８は、複数の螺旋溝４６、４７の底面と空間部５７の内周面を連通させていれば、流体を混合させる条件によっていずれの場所に設けても良く、分割部材４１ａ〜４１ｄによって連通孔４８の設置位置をそれぞれ変えても良い。
【００５１】
第三の実施形態では、分割部材４１ａ〜４１ｄは、軸線方向に対して常に正方向の回転方向で螺旋回転する複数の螺旋溝を形成しているが、図１０に示すように流路軸線に対して正方向に螺旋回転する分割部材６４ｂ、６４ｄと逆方向に螺旋回転する分割部材６４ａ、６４ｃをそれぞれ設け、分割部材６４ｂ、６４ｄと分割部材６４ａ、６４ｃとを交互に連結しても良い。このとき、流体は本体部６４の第一、第二螺旋溝６２、６３を流れたときに正逆方向に交互に回転し、第一、第二螺旋溝６２、６３内で流体を振って混ぜるのと同様の効果が得られるため、第一、第二螺旋溝６２、６３を流れるときに径方向への撹拌が行われる。
【００５２】
また、本体部が図９の状態から図１１の状態になるように、各々の分割部材６５ａ〜６５ｄを軸線に対して９０度回転させてずらしながら連結して本体部６５を形成しても良い。このような本体部６５を使用した流体混合器は各々の螺旋流路同士が途中で連通する構成になるため、各々の螺旋流路を流れる流体は分割部材を通過するたびに混合・分割させるような構成となる。つまり、１つ目の分割部材の第一螺旋流路を流れていた流体は、２つ目の分割部材を流れるときには第一螺旋流路と第二螺旋流路とに分割され、同様に１つ目の第二螺旋流路を流れていた流体が２つ目の分割部材を流れるときには第一螺旋流路と第二螺旋流路とに分割され、各々分割して流れた流体同士が合流して混合し、続いて３つ目以降の分割部材でさらに分割・混合を繰り返すこととなり、径方向に対してより均一な撹拌を行うことができる。また、図１０の状態から各々の分割部材を軸線に対して９０度回転して連結させて形成した構成でもよく（図示せず）、この場合は正逆回転による撹拌と、分割・混合を繰り返す撹拌との相乗効果により、径方向に対してより均一な撹拌を行うことができる。そのため、流体混合器のみで流れ方向と径方向の混合を同時に行うことができるので好適である。ここで図１１のような構成にする場合、各々の分割部材６５ａ〜６５ｄは第一、第二螺旋溝がその長手軸線周りに１８０°以上螺旋回転したごとに分割されていれば、各々の分割部材６５ａ〜６５ｄの螺旋流路を流れる際に螺旋溝の側壁に流体が必ず当たるので、撹拌効果を高めることができ、好適である。また螺旋溝の数が２つ以上の場合、複数の螺旋溝の数をｎとすると、その長手軸線周りに３６０°／ｎ以上螺旋回転したごとに分割されていれば良い。
【００５３】
このように、分割部材を連結して本体部を形成すれば、各々の分割部材の加工や成形が容易になると共に、螺旋流路を一定方向で形成させる場合や交互に逆回りになるように形成する場合などを状況に応じて自由に組み替えることができるので好適である。なお、本体部に形成される螺旋溝は２つ以上設けても良く、例えば螺旋溝を４つ形成する場合、図１２に示すように、本体部６５に螺旋溝を設けることで断面十字状の壁（図１２（ａ）参照）が形成される。
【００５４】
−第四の実施の形態−
次に、図１３を参照して、本発明の第四の実施形態である流体混合器について説明する。図１３は、第四の実施の形態に係る流体混合器を示す縦断面図である。第四の実施の形態に係る流体混合器は、本体部４１と、本体部４１の周囲を覆う一対の円筒部材（第一円筒部材７１、第二円筒部材７２）と円筒部材に接続されるフランジ部７３、７４、継手部材とを有する。
【００５５】
第一円筒部材７１はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製のパイプである。第一円筒部材７１の一端部は継手部材であるレジューサ７５の一端部に挿入され、接着により接続されている。第一円筒部材７１の他端部はフランジ部７３に挿入され、接着により接続されている。第二円筒部材７２はＰＶＣ製のパイプである。第二円筒部材７２の一端部は継手部材であるレジューサ７６の一端部に挿入され、接着により接続されている。第二円筒部材７２の他端部はフランジ部７４に挿入され、接着により接続されている。
【００５６】
本体部４１は第一円筒部材７１及び第二円筒部材７２のフランジ部７３、７４側の開口部から内側に収容され、フランジ部７３、７４同士がボルト・ナット連結されることにより固定される。このとき、本体部４１は継手部材のレジューサ７５、７６間で固定される。第一円筒部材７１、第二円筒部材７２、フランジ部７３、７４、継手部であるレジューサ７５、７６を各々接続することで筐体が形成される。本体部４１に第一円筒部材７１及び第二円筒部材７２を嵌合させることにより、本体部４１の第一螺旋溝４６と第一、第二円筒部材７１、７２の内周面とで第一螺旋流路４９が、本体部４１の第二螺旋溝４７と第一、第二円筒部材７１、７２の内周面とで第二螺旋流路５０が形成される。第四の実施形態の本体部の構成は第三の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５７】
本体部４１の外周に筐体を嵌合された流体混合器内には、主流路としての第一流路７９と第二流路８０が、流体混合器の中心軸上に互いに離間して設けられている。第一円筒部材７１に接続された継手部材のレジューサ７５の端面には流体入口７７が設けられ、レジューサ７５の内部が流体入口７７に連通する第一流路７９を形成する。レジューサ７５は本体部４１の開口部５６側の反対側と連続して設置されており、第一流路７９は第一螺旋流路４９及び第二螺旋流路５０に各々の端部に連通している。第二円筒部材７２に接続された継手部材のレジューサ７６の端面には流体出口７８が設けられ、レジューサ７６は本体部４１の開口部５６側と連続して設置されており、レジューサ７６の内部と本体部４１の空間部５７とで流体出口７８に連通する第二流路８０を形成する。第四の実施形態の流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される作用は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５８】
第四の実施形態では、フランジ部のボルト・ナットを外して第一円筒部材と第二円筒部材とを外して本体部を取り出すことで容易に各部品の洗浄が可能である。
【００５９】
−第五の実施の形態−
次に、図１４を参照して、本発明の第五の実施形態である流体混合器について説明する。図１４は、第五の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図であり、フェルール継手を用いた形状の流体混合器を示している。この流体混合器は、略円柱状の本体部８１と、本体部８１の周囲を覆う一対の円筒部材（第一円筒部材８２、第二円筒部材８３）とを有する。
【００６０】
本体部８１と一対の円筒部材８２、８３は、例えばＳＵＳ３０４により構成されている。なお、第一円筒部材８２と第二円筒部材８３は同一形状なので、以下では主に第一円筒部材８２で代表して説明する。第一円筒部材８２の一端部外周にはフランジ部８４が設けられ、他端部には円筒部が縮径された縮径部８５が設けられている。縮径部８５の縮径された端部にはフェルール継手部８６が設けられている。フェルール継手部８６の端面には入口開口８７が設けられ、入口開口８７は、第一円筒部材８２の内部の入口流路８８に連通している。なお、第二円筒部材８３のフェルール継手部の端面には出口開口８９が設けられ、出口開口８９は第二円筒部材８３内の出口流路９０に連通している。
【００６１】
本体部８１の内部には、同軸上に互いに離間して第一流路９１および第二流路９２が設けられている。本体部８１の一端面には、入口流路８８と第一流路９１とを連通する流体入口９３が設けられ、他端面には、出口流路９０と第二流路９２とを連通する流体出口９４が設けられている。本体部８１の外周面には、底面が略円弧状に形成された第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６が形成されている。第一螺旋溝９５と第二螺旋溝９６は互いに同一形状であり、各螺旋溝９５，９６の流路軸線に対する断面形状は互いに同一である。これら螺旋溝９５，９６は軸線方向に一定間隔を開けて、すなわち周方向に互いに位置をずらして形成され、第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６の一端部には第一流路９１が接続されている。周方向所定の位置において、第一、第二螺旋溝９５、９６の底面から第二流路９２の内周面にかけて、第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６と第一流路９１とを各々連通する直線状の複数の連通孔９７が形成されている。流体入口９３側から最も近い場所に位置する連通孔９７は、第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６の一端部に連通し、流体出口９４側から最も近い場所に位置する連通孔９７は、第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６の他端部に連通している。
【００６２】
本体部８１の両端部は第一、第二円筒部材８２、８３の内周面に合わせた形状に縮径され、外周は第一、第二円筒部材８２、８３の内周と略同径に形成されている。本体部８１は第一、第二円筒部材８２、８３の縮径されてない側のフランジ部８４、９８の開口部に嵌挿されている。各々のフランジ部８４、９８の端面間にはガスケット９９が挟持され、フランジ部８４、９８はクランプ１００により連結されている。このとき、第一、第二円筒部材８２、８３が筐体を形成し、第一、第二円筒部材８３、８３と第一螺旋溝９５及び第二螺旋溝９６の内周面とで第一螺旋流路１０１及び第二螺旋流路１０２を形成する。
【００６３】
なお、本実施形態のフランジ部８４、９８の接続はフェルール継手の接続方法と同様であり、フェルール継手を用いても良い。図１４に示した以外の形状であってもフェルール継手を用いて組立容易に流体混合器を形成することができる。例えば、円筒状の筐体の両端部にフェルール継手部を設けた筐体に本体部を嵌合させた構成とすることができる（図示せず）。
【００６４】
第五の実施形態の流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される作用は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。このとき、本実施形態の流体混合器は分解及び組立が容易であるため、フェルール継手部８６によって配管ラインへの取り付け取り外しが容易となる。分解した状態の本体部８１は、外周に第一、第二螺旋溝９５、９６が形成され、内部に直線状の第一、第二流路９１、９２が形成されたシンプルで入り組んだ部分が無い構造であるため、洗浄を容易かつ確実に行うことができる。また、第一、第二螺旋溝９５、９６の底面が略円弧状であるため、第一、第二螺旋溝９５、９６の底に固形物が溜まるようなことを防止でき、溝の隅々まで洗浄を容易に行うことができる。そのため、特に分解して部品を洗浄して組み立てる作業が頻繁に行われる食品分野において好適に使用できる。
【００６５】
−第六の実施の形態−
次に、図１５を参照して、本発明の第五の実施形態である流体混合器について説明する。図１５は、第六の実施形態に係る流体混合器を示す縦断面図であり、フェルール継手を用いた形状の流体混合器を示している。この流体混合器は、略円柱状の本体部４１と、本体部４１の周囲を覆う一対の円筒部材（第一円筒部材１１１、第二円筒部材１１２）とを有する。
【００６６】
本体部４１と一対の円筒部材１１１、１１２は、例えばＳＵＳ３０４により構成されている。なお、第一円筒部材１１１と第二円筒部材１１２は同一形状なので、以下では主に第一円筒部材１１１で代表して説明する。第一円筒部材１１１の一端部外周にはフランジ部１１３が設けられ、他端部にはフェルール継手部１１６が設けられている。第一円筒部材１１１の他端部内周には段差１１４が設けられるとともに、段差１１４から他端面側開口部に伸びた管路１１５が設けられている。本体部４１は第一円筒部材１１１及び第二円筒部材１１２のフランジ部１１３、１１７の開口部に嵌挿されている。各々のフランジ部１１３、１１７の端面間にはガスケット１１８が挟持され、フランジ部１１３、１１７はクランプ１１９により連結されている。このとき、第一、第二円筒部材１１１、１１２が筐体を形成し、第一、第二円筒部材１１１、１１２の段差１１４、１２０間で本体部４１が固定される。本体部４１に第一円筒部材１１１及び第二円筒部材１１２を嵌合させることにより、本体部４１の第一螺旋溝４６と第一、第二円筒部材１１１、１１２の内周面とで第一螺旋流路１２１が、本体部４１の第二螺旋溝４７と第一、第二円筒部材１１１、１１２の内周面とで第二螺旋流路１２２が形成される。第六の実施形態の本体部の構成は第三の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６７】
本体部４１の外周に筐体が嵌合された流体混合器内には、主流路としての第一流路１２３と第二流路１２４が、流体混合器の中心軸上に互いに離間して設けられている。第一円筒部材１１１のフェルール継手部１１６側の端面には流体入口１２５が設けられ、第一円筒部材１１１内周面が流体入口１２５に連通する第一流路１２３を形成する。第一流路１２３は、第一円筒部材１１１の端部における管路１１５の内部で、すなわち第一円筒部材１１１の段差１１４から流体入口１２５までの管路１１５内部で形成され、第一螺旋流路１２１及び第二螺旋流路１２２にそれぞれ連通している。第二円筒部材１１２のフェルール継手部１２７側の端面には流体出口１２６が設けられている。第二流路１２４は、本体部４１の空間部５７と第二円筒部材１１２の端部における管路１２８の内部とで、すなわち空間部５７と第二円筒部材１１２の段差１２０から流体出口１２６までの管路１２８内部とで形成され、流体出口１２６に連通している。第六の実施形態の流体の流れ方向の濃度分布がムラなく均一化される作用は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６８】
次に、図１６、図１７を参照して以上の流体混合器を用いた装置について説明する。
【００６９】
本発明の実施形態に係る流体混合器は、例えば流体の温度または濃度が経時的に変化するライン内に適用される。すなわち、例えばライン内にヒーターを設置し、このヒーターで加熱される時間軸に対する流体の温度にバラツキが生じることで流体の温度が経時的に変化するものや、槽内に浸した固形物を流体内へ溶出させて流すラインで溶出した濃度が経時的に変化するものなどに適用され、流体混合器内を用いることでラインの流体の温度または濃度を均一化することができる。なお、流体として流す物質は気体または流体であれば特に限定されない。
【００７０】
図１６は、本実施形態に係る流体混合器を用いた装置の一例を示す図である。図では、２つの物質が各々流れるライン１３１、１３２の合流部１３３の下流側に本実施形態に係る流体混合器１３６が配置されている。各物質はそれぞれポンプ１３４、１３５により供給される。このため、ポンプ１３４、１３５の脈動などにより、流体が合流したときの混合比率が経時的に変化することがあるが、流体混合器１３６により物質の混合比率が均一化されることで、時間軸に対して温度や濃度を一定にすることができる。なお、各ライン１３１、１３２に高温流体と低温流体をそれぞれ流した状態で、例えば高温流体が不均一に流れて時間軸に対する流体の温度にバラツキが生じる場合や、既定濃度の流体を他の流体と混合させたときに、混合流体の濃度が経時的に変化する場合などにも有効である。このときの流体は気体、液体、固体、粉体等のいずれでも良く、固体、粉体については、あらかじめ気体または液体と混合しても良い。なお、３つ以上の物質が流れるラインを合流させるように装置を構成し、３つ以上の物質が流体混合器によって混合されるようにしても良い。
【００７１】
図１７は、図１６の変形例を示す図である。図１７では、２つの物質が各々流れるライン１３７、１３８の合流部１３９の下流側に本実施形態に係る流体混合器１４０を配置するとともに、流体混合器１４０の下流側に他の物質が流れるライン１４１が合流する合流部１４２を設け、合流部１４２の下流側にも本実施形態に係る流体混合器１４３を配置している。これにより３つ以上の物質を同時に混合すると混合ムラが生じる場合に、最初に混合した２つの物質を均一化した後に他の物質を混合して均一化させることで効率よく混合ムラのない均一な混合を行うことができる。例えば水と油と界面活性剤とを混合する場合において、一度に全部を混ぜるとうまく混ざらずに混合ムラが生じるので、予め水と界面活性剤を混合した後で油と混合することによりムラなく均一に混合することができる。水と硫酸を混合して希釈した後、その混合物にアンモニアガスを混合してアンモニアガスを吸収させたり、水と硫酸を混合して希釈した後、その混合物に珪酸ソーダを混合してｐＨ調整させる場合にも、好適に用いることができる。なお、最初に３つ以上の物質を合流させても良く、途中で２つ以上の物質を合流させても良い。また、流体混合器を３つ以上直列に配置し、段階的に他の物質を混合するようにしても良い。
【００７２】
本装置によって混合される異種流体の組み合わせについてさらに説明する。図１６の装置において、一方の物質が流れるライン１３１には水、他方の物質の流れるライン１３２にはｐＨ調整剤、液体肥料、漂白剤、殺菌剤、界面活性剤または液体薬品のいずれかを流すようにしてもよい。
【００７３】
この場合、水は、純水、蒸留水、水道水、工業用水など混合させる物質の条件に合う水であれば特に限定されない。また水の温度も特に限定されず、温水や冷水であっても良い。ｐＨ調整剤は、混合する液体のｐＨ調整に用いられる酸、アルカリであれば良く、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、カルボン酸、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム水溶液などが挙げられる。液体肥料は、農業用の液状の肥料であれば良く、糞尿や化学肥料などが挙げられる。
【００７４】
漂白剤は化学物質の酸化、還元反応を利用して色素を分解するものであれば良く、次亜塩素酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン水、二酸化チオ尿素、亜二チオン酸ナトリウムなどが挙げられる。殺菌剤は病原性あるいは有害性を有する微生物を殺すための薬剤であり、ヨードチンキ、ポビドンヨード、次亜塩素酸ナトリウム、クロル石灰、マーキュロクロム液、グルコン酸クロルヘキシジン、アクリノール、エタノール、イソプロパノール、過酸化水素水、塩化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニウム、クレゾール石鹸液、亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸水、オゾン水などが挙げられる。
【００７５】
界面活性剤は分子内に水になじみやすい部分（親水基）と、油になじみやすい部分（親油基・疎水基）を持つ物質であり、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステル アルキルポリグルコシド 脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、しょ糖脂肪酸エステルソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルアミノ脂肪酸ナトリウム、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩などが挙げられる。
【００７６】
また、液体薬品の範疇に入るのであれば上記のカテゴリに入らない液体薬品を用いても良く、塩酸、硫酸、酢酸、硝酸、蟻酸、フッ酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化アンモニウム珪酸ソーダ、油などが挙げられる。なお、ここに挙げた液体薬品は上記のカテゴリに該当するものとして使用されることもある。また、一方の物質が流れるライン１３１に水、他方の物質の流れるライン１３２にお湯を流しても良く、水とお湯を混ぜて均一で一定の温度に混合させるようにしてもよい。
【００７７】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の液体薬品、他方の物質の流れるライン１３２に第二の液体薬品または金属を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。ここで、第一、第二液体薬品は混ぜることが可能である液体薬品であれば良く、上記の液体薬品やそれ以外の液体薬品でも良い。例えばフォトレジストとシンナーなどが挙げられる。また、液体薬品は化粧品であっても良い。化粧品は、洗顔料、クレンジング、化粧水、美容液、乳液、クリーム、ジェルといった肌質自体を整えることを目的とする基礎化粧品や、口臭、体臭、あせも、ただれ、脱毛などの防止、育毛又は除毛、ねずみや害虫駆除などの医薬部外品に当たる薬用化粧品などが挙げられる。
【００７８】
金属は主に有機金属化合物であり、微小な粒状、粉体または有機溶剤等に溶解させた液体で使用される。有機金属化合物は、クロロ（エトキシカルボニルメチル）亜鉛のような有機亜鉛化合物、ジメチル銅リチウムのような有機銅化合物、グリニャール試薬、ヨウ化メチルマグネシウム、ジエチルマグネシウムのような有機マグネシウム化合物、n-ブチルリチウムのような有機リチウム化合物、金属カルボニル、カルベン錯体、フェロセンをはじめとするメタロセンなどの有機金属化合物、パラフィンオイルに溶解させた単元素や多元素混合標準液などが挙げられる。また、ケイ素、ヒ素、ホウ素などの半金属の化合物やアルミニウムのような卑金属も含まれる。有機金属化合物は石油化学製品の製造や有機重合体の製造において触媒として好適に使用される。
【００７９】
また、一方の物質が流れるライン１３１に廃液、他方の物質の流れるライン１３２にｐＨ調整剤または凝集剤を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。ｐＨ調整剤は上記のｐＨ調整剤が用いられ、凝集剤は廃液の凝集を行うことができるものなら特に限定されず、硫酸アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、ポリシリカ鉄、硫酸カルシウム、塩化第二鉄、消石灰などが挙げられる。微生物は廃液の発酵や分解を促すものであれば良く、カビ、酵母など菌類や、バクテリアなどの細菌類などが挙げられる。
【００８０】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の石油類、他方の物質の流れるライン１３２に第二の石油類、添加剤、または水を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。ここで第一、第二の石油類とは、炭化水素を主成分として他に少量の硫黄、酸素、窒素などさまざまな物質を含む液状の油のことであり、ナフサ（ガソリン）、灯油、軽油、重油、潤滑油、アスファルトなどが挙げられる。ここで言う添加剤は石油類の品質向上や保持のために添加されるものを指し、潤滑油添加剤として洗浄分散剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤・流動点降下剤、油性向上剤・極圧添加剤、摩耗防止剤、防錆・防食剤など、グリース添加剤として構造安定剤、充填剤など、燃料油添加剤などが挙げられる。ここで言う水は、純水、蒸留水、水道水、工業用水など混合させる物質の条件に合う水であれば特に限定されない。また水の温度も特に限定されず、温水や冷水であっても良い。
【００８１】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の樹脂、他方の物質の流れるライン１３２に第二の樹脂、溶剤、硬化剤、着色剤を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。ここで言う樹脂とは、溶融樹脂、液体樹脂などの接着剤の主成分、塗料の塗膜形成成分のことである。溶融樹脂は射出成形や押し出し成形可能な樹脂なら特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどが挙げられる。
【００８２】
液体樹脂などの接着剤の主成分はアクリル樹脂系接着剤、α-オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エーテル系セルロース、エチレン-酢酸ビニル樹脂接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、水性高分子-イソシアネート系接着剤、スチレン-ブタジエンゴム溶液系接着剤、スチレン-ブタジエンゴム系ラテックス接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ニトロセルロース接着剤、反応性ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変成シリコーン系接着剤、ポリアミド樹脂ホットメルト接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリウレタン樹脂ホットメルト接着剤、ポリオレフィン樹脂ホットメルト接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液系接着剤、ポリスチレン樹脂溶剤系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルピロリドン樹脂系接着剤、ポリビニルブチラール樹脂系接着剤、ポリベンズイミダソール接着剤、ポリメタクリレート樹脂溶液系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、レゾルシノール系接着剤などが挙げられる。塗料の塗膜形成成分としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。
【００８３】
溶剤としてはヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、クロロホルム、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、塩化メチレン、アセトン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。硬化剤としてはポリアミン、酸無水物、アミン類、過酸化物、サッカリンなどが挙げられる。着色剤としては、亜鉛華、鉛白、リトポン、二酸化チタン、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウルトラマリン青、フェロシアン化鉄カリ、カーボンブラックなどの顔料が挙げられる。
【００８４】
ここで上記樹脂が溶融樹脂の場合、成形機や押出機から流体混合器１３６に溶融樹脂を流す装置を形成しても良い。例えば成形機の場合は、成形機のノズルと金型の間に流体混合器１３６を配置して射出成形を行えばよく、押出機の場合は、押出機とダイの間に流体混合器１３６を配置して押出成形を行えばよい。この場合、樹脂内の温度を均一化させ樹脂の粘土を安定させて厚みムラや内部応力の発生を抑えることができ、色ムラをなくすことができる。
【００８５】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の食品原料、他方の物質の流れるライン１３２に第二の食品原料、食品添加剤、調味料、不燃性ガス等を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。
【００８６】
第一、第二の食品原料とは配管内を流動可能な飲料または食品であれば良く、日本酒、焼酎、ビール、ウイスキー、ワイン、ウォッカなどのアルコール飲料、牛乳、ヨーグルト、バター、クリーム、チーズ、練乳、乳脂などの乳製品、ジュース、お茶、コーヒー、豆乳、水などの飲料、出汁、味噌汁、コンソメスープ、コーンスープ、豚骨スープなどの飲料食品、その他にもゼリー、こんにゃく、プリン、チョコレート、アイスクリーム、キャンディ、豆腐、練り製品、解き卵、ゼラチンなどの各種食品原料などが挙げられる。また流動可能なら個体や粉体でも良く、小麦粉、片栗粉、強力粉、薄力粉、そば粉、粉ミルク、コーヒー、ココアなどの粉原料や、果肉、ワカメ、ゴマ、青海苔、削り節、パン粉、細かく刻む又はすりおろした食品などの小さい固形食品などが挙げられる。
【００８７】
食品添加剤は、黒糖、三温糖、果糖、麦芽糖、蜂蜜、糖蜜、メープルシロップ、水飴、エリスリトール、トレハロース、マルチトール、パラチノース、キシリトール、ソルビトール、ソーマチン、サッカリンナトリウム、サイクラミン酸、ズルチン、アスパルテーム、アセスルファムカリウム、スクラロース、ネオテームなどの甘味料、カラメル色素、クチナシ色素、アントシアニン色素、アナトー色素、パプリカ色素、紅花色素、紅麹色素、フラボノイド色素、コチニール色素、アマランス、エリスロシン、アルラレッドＡＣ、ニューコクシン、フロキシン、ローズベンガル、アシッドレッド、タートラジン、サンセットイエローＦＣＦ、ファストグリーンＦＣＦ、ブリリアントブルーＦＣＦ、インジゴカルミンなどの着色料、安息香酸ナトリウム、ε-ポリリジン、しらこたん白抽出物（プロタミン）、ソルビン酸カリウム、ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ツヤプリシン（ヒノキチオール）などの保存料、アスコルビン酸、トコフェロール、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、エリソルビン酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄、クロロゲン酸、カテキンなどの酸化防止剤、香料などが挙げられる。
【００８８】
調味料は、醤油、ソース、酢、油、ラー油、味噌、ケチャップ、マヨネーズ、ドレッシング、みりんなどの液体のものや、砂糖、塩、胡椒、山椒、粉唐辛子などの粉体のものなどが挙げられる。微生物は食品の発酵や分解を促すものであり、キノコ、カビ、酵母など菌類や、バクテリアなどの細菌類である。菌類としては各種キノコや麹カビ菌などが挙げられ、細菌類として例えばビフィズス菌、乳酸菌、納豆菌などが挙げられる。不燃性ガスとしては炭酸ガスなどが挙げられ、例えば麦汁と炭酸ガスとを混合させてビールを生成するなどに用いられる。
【００８９】
また、一方の物質が流れるライン１３１に空気、他方の物質の流れるライン１３２に可燃性ガスを流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。可燃性ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、アセチレン、水素、一酸化炭素、アンモニア、ジメチルエーテルなどが挙げられる。
【００９０】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の不燃性ガス、他方の物質の流れるライン１３２に第二の不燃性ガスまたは蒸気を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。不燃性ガスとしては、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンガス、ヘリウムガス、硫化水素ガス、亜硫酸ガス、硫黄酸化物ガスなどが挙げられる。また、上記の他の組み合わせとして、一方の物質が流れるライン１３１に水、液体薬品、食品原料、他方の物質の流れるライン１３２に空気、不燃性ガス、蒸気を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。
【００９１】
また、一方の物質が流れるライン１３１に第一の合成中間体、他方の物質が流れるライン１３２に第二の合成中間体、添加剤、液体薬品または金属等を流し、これらを流体混合器１３６で混合させるようにしても良い。第一、第二の合成中間体とは、目標化合物までの多段階の合成経路の中で現れる合成が途中の段階の化合物のことを言い、複数の薬品を混合させた合成途中のものや、樹脂の精製途中のものや医薬中間体などが挙げられる。
【００９２】
なお、以上の異種流体を図１７の装置を用いて混合させるようにしても良い。また、図１６、図１７の流体混合器を用いた装置において、合流する前の物質の流れる各々のラインにヒーターまたは気化器を設けても良く、流体混合器の下流側に熱交換器を設けても良い。さらに、合流する前の一方の物質の流れるラインに計測器を配置し、計測器で計測されたパラメーターに応じて他方の物質の流れるラインのポンプの出力を調整する制御部を設けても良く、他方の物質の流れるラインに制御弁を配置し、計測器のパラメーターに応じて制御弁の開度を調整する制御弁を設けても良い。このとき、計測器は必要な流体のパラメーターを計測できれば流量計、流速計、濃度計、ｐＨ測定器でも良い。また、ラインの合流部の下流側の流路にスタティックミキサーを設置しても良い。この場合、流体混合器で流路の軸方向の均一化を行い、スタティックミキサーで流路の径方向均一化を行うので、より均一な流体の混合を行うことができる。
【００９３】
以上の流体混合器における本体部１１、４１、８１、筐体を構成する各部品の材質は、樹脂製であればポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどいずれでも良い。特に流体に腐食性流体を用いる場合は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオロライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂などのフッ素樹脂であることが好ましく、フッ素樹脂製であれば腐食性流体に用いることができ、また腐食性ガスが透過しても配管部材の腐食の心配がなくなるため好適である。本体部または筐体を形成する部材または部材の一部を透明または半透明な材質で形成しても良く、この場合には流体の混合の状態を目視で確認できるため好適である。また、流体混合器に流す物質によっては各部品の材質は鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなどの金属や合金であっても良い。
【００９４】
上記実施の形態では、分岐流路７ａ〜７ｊや連通孔１８、３２、４８、９７により第一、第二螺旋流路と第二流路を流れ方向の複数個所で連通するようにしたが、分岐流路の構成は上述したものに限らない。例えば複数の分岐流路を各部で異なった形状（例えば断面積の異なる形状）としたり、連通流路の配置されるピッチを長手方向で変更するようにしてもよい。主流路や分岐流路は直線状でなくてもよい。また、螺旋流路５、６を環状としたが、主流路の周囲を覆うように設けられるのであれば、他の形状（例えば矩形状）でもよい。図５や図８などにおいて、本体部１１、４１の外周面に第一、第二螺旋溝１６、１７、４６、４７を設けるようにしたが、本体部１１、４１と筐体（円筒体１９、円筒部材５１）との嵌合面に第一、第二螺旋流路２０、２１、４６、４７を形成するのであれば、他の部材（例えば筐体の内周面）に螺旋溝を設けてもよい。本体部と筐体との間に、螺旋状の孔が開口されたリング状部材を介装するようにしてもよい。図８では、本体部４１の一端部にコネクタ５２を、他端部にコネクタ５４をそれぞれ接続したが、第一流路４４を形成する第一流路形成部の構成、および空間部５７とともに第二流路４５を形成する第二流路形成部の構成はこれに限らない。図１３に示すようにレジューサ７５，７６を接続してもよい。図１５に示すように円筒部材１１１，１１２の一端部および他端部にそれぞれ管路１１５および管路１２８を設け、管路１１５および管路１２８によりそれぞれ第一流路１２３および第二流路１２４を形成してもよい。図１６では、ライン１３１、１３２と合流部１３３により、図１７では、ライン１３７、１３８、１４１と合流部１３９、１４２により、それぞれ複数の異種流体を合流して導く流路を形成したが、流路形成手段はこれに限らない。
【００９５】
なお、上記第一の実施の形態〜第六の実施の形態を任意に組み合わせて流体混合器を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の流体混合器に限定されない。
【符号の説明】
【００９６】
１    流体入口
２    第一流路
３    流体出口
４    第二流路
５    第一螺旋流路
６    第二螺旋流路
７ａ〜７ｊ    分岐流路
８    濃度計
９    濃度計
１１、４１    本体部
１２、４２    流体入口
１３、４４    第一流路
１４、４３    流体出口
１５、４５    第二流路
１６、４６    第一螺旋溝
１７、４７    第二螺旋溝
１８、４８    連通孔
１９    円筒体
２０、４９    第一螺旋流路
２１、５０    第二螺旋流路
４１ａ〜４１ｄ    分割部材
５１    円筒部材
５２、５４    コネクタ
５３、５５    締付ナット
５６    開口部
５７    空間部
【図１】
0005441746.tif 000002
【図２】
0005441746.tif 000003
【図３】
0005441746.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
0005441746.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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