(57)【要約】  静的ミキサは、少なくとも１つの流れ反転バッフルを備えている。当該流れ反転バッフルは、第１分割パネルを有しており、流体の流れを第１分割パネルの第１側に隣接する第１流れ部と第１分割パネルの第２側に隣接する第２流れ部とに分割する。流れ反転バッフルは、また、分割要素を有しており、第２流れ部を第１及び第２周縁流れ部に分割する。また、流体の流れが当該流れ反転バッフルを通って移動する際、第１乃至第３反転要素が、流体の層の全体の向きを維持しながら流体の流れをミキサ内で流体断面の異なる部分にシフトすることによって少なくとも２成分を有する流れの層を反転する。流れ反転バッフルは、また、反転を引き起こす際の全体の動きの量を制限することによって、背圧を低減する。
2019507010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの成分を有する流体の流れを混合するための流れ反転バッフルであって、
先端縁及び後端縁と、
前記先端縁に隣接し、第１側及び第２側を含む第１分割パネルと、
を備え、
当該流れ反転バッフルは、前記先端縁と前記後端縁との間の全長に亘って、前記流体の流れに対して垂直な横断面を規定し、
前記第１分割パネルは、前記流体の流れを当該第１分割パネルの前記第１側に隣接する第１流れ部と当該第１分割パネルの前記第２側に隣接する第２流れ部とに分割するように構成されており、
前記第１流れ部を圧縮するように構成された１または複数の圧縮要素と、
前記１または複数の圧縮要素の下流に位置付けられ、前記第１流れ部を前記横断面に関して異なる位置にシフトするように構成された第１反転要素と、
前記第１分割パネルの前記第２側に隣接して位置付けられ、前記第２流れ部を第１及び第２周縁流れ部に分割するように構成された分割要素と、
前記第１周縁流れ部をシフトするように構成された第２反転要素と、
前記第２周縁流れ部をシフトするように構成された第３反転要素と、
を更に備えたことを特徴とする流れ反転バッフル。
【請求項２】
前記第１流れ部は、下方流れ部であり、
前記第１反転要素は、前記第１流れ部の全体を、前記横断面に関して上方にシフトするように構成されており、
前記第１周縁流れ部は、左上流れ部であり、
前記第２反転要素は、前記左上流れ部を、前記横断面に関して下方にシフトするように構成されており、
前記第２周縁流れ部は、右上流れ部であり、
前記第３反転要素は、前記右上流れ部を、前記横断面に関して下方にシフトするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項３】
前記後端縁に隣接して位置付けられ、前記第１流れ部を前記第１及び第２周縁流れ部から分離するように構成された第２分割パネル
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項４】
前記第１反転要素は、前記横断面に対して略平行である阻害壁を含み、前記第１流れ部を、前記横断面に関して上方に前記第２分割パネルの前記第１側に隣接するようにシフトするように構成されており、
前記第２反転要素は、左上象限内に位置付けられ、前記第１周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に、その後前記第２分割パネルの左側に沿うようにシフトするように構成されており、
前記第３反転要素は、右上象限内に位置付けられ、前記第２周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に、その後前記第２分割パネルの右側に沿うようにシフトするように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の流れ反転バッフル。
【請求項５】
前記１または複数の圧縮要素と前記第１反転要素との間に位置付けられ、前記第１流れ部が前記第２分割パネルの前記第１側に向かって上方に流れることを許容するように構成された中央通路
を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の流れ反転バッフル。
【請求項６】
前記第２分割パネル内に位置付けられ、前記第１及び第２周縁流れ部を前記第１流れ部と再融合させるように構成された１または複数の窓部
を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の流れ反転バッフル。
【請求項７】
前記第１及び第２周縁流れ部は、当該流れ反転バッフルの前記後端縁に到達する前に再融合され、
前記第１流れ部は、当該流れ反転バッフルの前記後端縁に到達する前に前記第１及び第２周縁流れ部から分離した状態を維持する
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項８】
前記第２及び第３反転要素は、単一面から集約的に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項９】
前記第１分割パネルは、背圧を低減することを助けるべく、前記先端縁においてテーパ状または鋭利な端部を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１０】
前記分割要素は、前記横断面に対して水平に中央に位置決めされており、
前記第２流れ部は、前記第１及び第２周縁流れ部に等しく分割される
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１１】
前記分割要素は、前記横断面に対して水平に中央からずれている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１２】
前記分割要素は、前記横断面に対して鉛直に中央からずれている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１３】
前記１または複数の圧縮要素は、集約的に前記第１流れ部を圧縮するための漏斗形状を形成する第１及び第２対向角度付け面を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１４】
前記第１及び第２分割パネル、前記１または複数の圧縮要素、前記分割要素、及び、前記第１乃至第３反転要素は、一部品として一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１５】
前記第１及び第２分割パネル、前記１または複数の圧縮要素、前記分割要素、及び、前記第１乃至第３反転要素は、射出成形されている
ことを特徴とする請求項１に記載の流れ反転バッフル。
【請求項１６】
少なくとも２つの成分を有する流体の流れを混合するための静的ミキサであって、
前記流体の流れを受容するように構成されたミキサ導管と、
前記ミキサ導管内に位置決めされた複数の混合バッフルと、
前記ミキサ導管内に位置決めされた少なくとも１つの流れ反転バッフルと、
を備えており、
各流れ反転バッフルは、
先端縁及び後端縁と、
前記先端縁に隣接し、第１側及び第２側を含む第１分割パネルと、
を有し、
当該流れ反転バッフルは、前記先端縁と前記後端縁との間の全長に亘って、前記流体の流れに対して垂直な横断面を規定し、
前記第１分割パネルは、前記流体の流れを当該第１分割パネルの前記第１側に隣接する第１流れ部と当該第１分割パネルの前記第２側に隣接する第２流れ部とに分割するように構成されており、
前記第１流れ部を圧縮するように構成された１または複数の圧縮要素と、
前記１または複数の圧縮要素の下流に位置付けられ、前記第１流れ部を前記横断面に関して異なる位置にシフトするように構成された第１反転要素と、
前記第１分割パネルの前記第２側に隣接して位置付けられ、前記第２流れ部を第１及び第２周縁流れ部に分割するように構成された分割要素と、
前記第１周縁流れ部をシフトするように構成された第２反転要素と、
前記第２周縁流れ部をシフトするように構成された第３反転要素と、
を更に有することを特徴とする静的ミキサ。
【請求項１７】
前記複数の混合バッフルは、少なくとも１つの右手バッフルと、少なくとも１つの左手バッフルと、を含む交互の混合バッフルを有する
ことを特徴とする請求項１６に記載の静的ミキサ。
【請求項１８】
前記複数の混合バッフル及び前記少なくとも１つの流れ反転バッフルは、一部品として一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１６に記載の静的ミキサ。
【請求項１９】
前記複数の混合バッフル及び前記少なくとも１つの流れ反転バッフルは、射出成形されている
ことを特徴とする請求項１６に記載の静的ミキサ。
【請求項２０】
前記複数の混合バッフル及び前記少なくとも１つの流れ反転バッフルと一体的に形成された導管側壁
を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載の静的ミキサ。
【請求項２１】
ミキサ導管と、少なくとも１つの流れ反転バッフルを有する複数の混合バッフルと、を有する静的ミキサを用いて、流体層を有する流体の流れの少なくとも２つの成分を混合する方法であって、
少なくとも２つの成分を有する流体の流れを前記ミキサ導管の入口端に導入する工程と、
混合された流体の流れを生成するべく、前記流体の流れを前記複数の混合バッフルを通るように強いる工程と、
を備え、
前記少なくとも１つの流れ反転バッフルは、先端縁及び後端縁を有し、前記先端縁と前記後端縁との間の全長に亘って、前記流体の流れに対して垂直な横断面を規定し、
前記強いる工程は、
前記流体の流れを、前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通るように強いる工程と、
前記流体の流れを、前記先端縁に隣接する第１分割パネルによって、当該第１分割パネルの第１側に沿って流れる第１流れ部と当該第１分割パネルの第２側に沿って流れる第２流れ部とに分割する工程と、
前記第１流れ部を、前記第１分割パネルの前記第１側に隣接して位置付けられた第１反転要素によって、前記横断面に関して異なる位置にシフトする工程と、
前記第２流れ部を、前記第１分割パネルの前記第２側に隣接して位置付けられた分割要素によって、第１及び第２周縁流れ部に分割する工程と、
前記第１周縁流れ部を、第２反転要素によって、異なる位置に反転する工程と、
前記第２周縁流れ部を、第３反転要素によって、異なる位置に反転する工程と、
を有し、
それによって、前記流体の流れが前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通って移動する時に前記流体層の全体の方向を維持しながら、前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通って流れる結果として、前記少なくとも２つの成分の流体層を反転させる
ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記流体の流れを前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通るように強いる工程は、
前記第１流れ部を、当該第１流れ部を反転する前に、前記第１分割パネルの前記第１側に隣接して位置付けられた１または複数の圧縮面で圧縮する工程と、
前記第１及び第２周縁流れ部を反転する前に、前記分割要素を用いて、前記第１及び第２周縁流れ部をシフトする工程と、
を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記流れ反転バッフルは、更に、前記後端縁に隣接して位置付けられて第１側及び第２側を有する第２分割パネルを有しており、
前記第１流れ部は、下方流れ部であり、
前記第１周縁流れ部は、左上流れ部であり、
前記第２周縁流れ部は、右上流れ部であり、
前記第１流れ部、前記第１周縁流れ部及び前記第２周縁流れ部を反転する工程は、更に、
前記第１分割パネルの前記第２側に位置付けられた前記第１反転要素を用いて、前記第１流れ部を、前記横断面に関して上方に反転する工程と、その後に、前記第１流れ部を、前記第２分割パネルの前記第２側に隣接して拡張する工程と、
左上象限に位置付けられた前記第２反転要素を用いて、前記第１周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に反転する工程と、その後に、前記第１周縁流れ部を、前記第１反転要素の第１壁に隣接させる工程と、
右上象限に位置付けられた前記第３反転要素を用いて、前記第２周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に反転する工程と、その後に、前記第２周縁流れ部を、前記第１反転要素の第２壁に隣接させる工程と、
を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年３月３日出願の米国特許出願第１５／０５９，５３５の優先権を主張するものである。この出願は、その全体の内容が、当該参照によって本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。
【０００２】
本発明は、全体として、流体ディスペンサに関している。特には、複数の流体の流れを混合する静的ミキサの要素及び方法に関している。
【背景技術】
【０００３】
多数の静的ミキサのタイプが存在している。例えば、マルチフラックスタイプ、らせんタイプ、及び、他のタイプである。これらのミキサのタイプは、多くの場合、流体を混合するための同様の一般原理を実装（採用）している。これらのミキサにおいて、複数の流体を分割し、重畳態様で再融合（ｒｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）させることで、当該複数の流体が混合されている。この動作は、交互の幾何形状を有する一連のバッフルに亘って流体を強制移動させることによって、達成される。このような分割及び再融合は、複数の流体の層が薄くなってやがて互いを超えて拡散しながら混合されることを引き起こし、結果的に複数の流体の略均一の混合物に帰結する。この混合プロセスは、特に高い粘性を有する流体に関して、大変有効であることが証明されている。
【０００４】
静的ミキサは、典型的には、一連の交互のバッフルから構成される。当該交互のバッフルは、様々な幾何形状を有し、通常は、連続的な分割及び再融合を実施するべく導管内に位置決めされた右手混合バッフル及び左手混合バッフルから構成される。このようなミキサは、全体として、流体流れの塊（ｍａｓｓ）の主要部分を混合する上で有効であるが、ストリーキング現象に曝され、押し出される混合物において全く混合されていない流体のストリーク（筋）が残存するという傾向を有する。このストリーキング現象は、しばしば、ミキサ導管の内面に沿って本質的に混合されないでミキサを通過してしまう流体のストリーク形成の結果としてもたらされる。
【０００５】
ストリーク現象に対処することに努めながら、十分なミキサの長さを維持するためになされていた企てがある。例えば、伝統的な左手及び右手混合バッフルが、流れのより大きな回転角度を引き起こすバッフル（１８０°または２７０°バッフル）、及び／または、流れ反転バッフルと組み合わされ得る。例えば、具体的な反転バッフルは、パッパラドに発行された米国特許第７，９８５，０２０号に記載されており、へニングに発行された米国特許第６，７７３，１５６号に記載されている。後者のタイプのバッフルの各々は、流体を、混合バッフルの周縁から中心へと、及びその逆方向へと、強制移動させる傾向にある。そのようなアプローチは、静的ミキサを通してストリークの大きさを低減するが、全ての中央流れの周縁への移動、及び、全ての周縁流れの中央への移動は、これら流れ反転バッフルを通しての全体の流体流れの顕著なシフト移動を要求するため、混合の効率は低下する。これは、幾つかの例では、顕著な態様で、静的ミキサ内の背圧を増大させ得る。更に、流体流れが少なくとも２成分の交互の層を含む時、公知の流れ反転バッフルによって引き起こされる流れシフトの高い量は、層の混乱（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）や層の混淆（ｊｕｍｂｌｉｎｇ）をもたらし得て、静的ミキサ内の他の混合要素によって後で拡散されなければならない付加的な流れストリークを生成し得て、そのことによってミキサの全長が増大してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、このような一般的なタイプの静的ミキサにおいて用いられている流れシフトまたは流れ反転混合要素を更に改善し、混合性能が各々の混合要素において更に最適化され、背圧の増大が最小化され得る、ということが所望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、流れ反転バッフルは、少なくとも２つの成分を有する流体の流れを混合するように構成されている。流れ反転バッフルは、先端縁、後端縁、第１分割パネル、１または複数の圧縮要素、分割要素、第１反転要素、第２反転要素、及び、第３反転要素を含んでいる。流れ反転バッフルは、先端縁と後端縁との間の全長に亘って、流体の流れに対して垂直な横断面を規定する。第１分割パネルは、先端縁に隣接し、第１側及び第２側を含んでいる。第１分割パネルは、流体の流れを当該第１分割パネルの第１側に隣接する第１流れ部と当該第１分割パネルの第２側に隣接する第２流れ部とに分割するように構成されている。１または複数の圧縮要素は、第１流れ部を圧縮するように構成されている。第１反転要素は、１または複数の圧縮要素の下流に位置付けられている。第１反転要素は、第１流れ部を前記横断面に関して異なる位置にシフトするように構成されている。分割要素は、第１分割パネルの前記第２側に隣接して位置付けられ、第２流れ部を第１及び第２周縁流れ部に分割するように構成されている。第２反転要素は、第１周縁流れ部をシフトするように構成されている。同様に、第３反転要素は、第２周縁流れ部をシフトするように構成されている。以上により、流体の流れの全体が、流れ反転バッフルによって、ミキサ導管の他の部分にシフトされる。
【０００８】
前記第１流れ部は、下方流れ部であり得て、前記第１反転要素は、前記第１流れ部の全体を、前記横断面に関して上方に前記横断面に関して異なる位置へとシフトするように構成され得る。前記第１周縁流れ部は、左上流れ部であり得て、前記第２反転要素は、前記左上流れ部を、前記横断面に関して下方に異なる位置へとシフトするように構成され得る。同様に、前記第２周縁流れ部は、右上流れ部であり得て、前記第３反転要素は、前記右上流れ部を、前記横断面に関して下方に異なる位置へとシフトするように構成され得る。
【０００９】
流れ反転バッフルは、前記後端縁に隣接して位置付けられた第２分割パネルを備え得る。第２分割パネルは、前記第１流れ部を前記第１及び第２周縁流れ部から分離するように構成される。
【００１０】
前記第１反転要素は、前記横断面に対して略平行である阻害壁を含み得る。当該阻害壁は、前記第１流れ部を、前記横断面に関して上方に前記第２分割パネルの前記第１側に隣接するようにシフトするように構成される。前記第２反転要素は、左上象限内に位置付けられ、前記第１周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に、その後前記第２分割パネルの左側に沿うようにシフトするように構成され得る。前記第３反転要素は、右上象限内に位置付けられ、前記第２周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に、その後前記第２分割パネルの右側に沿うようにシフトするように構成され得る。
【００１１】
流れ反転バッフルは、前記１または複数の圧縮要素と前記第１反転要素との間に位置付けられた中央通路を備え得る。当該中央通路は、前記第１流れ部が前記第２分割パネルの前記第１側に向かって上方に流れることを許容するように構成される。
【００１２】
前記第１及び第２周縁流れ部は、当該流れ反転バッフルの前記後端縁に到達する前に再融合され得て、前記第１流れ部は、当該流れ反転バッフルの前記後端縁に到達する前に前記第１及び第２周縁流れ部から分離した状態を維持し得る。
【００１３】
前記第２及び第３反転要素は、単一面から集約的に形成され得る。前記第１分割パネルは、背圧を低減することを助けるべく、前記先端縁においてテーパ状または鋭利な端部を含み得る。
【００１４】
前記分割要素は、前記横断面に対して水平に中央に位置決めされ得て、これは、前記第２流れ部が、前記第１及び第２周縁流れ部に等しく分割されることを許容する。あるいは、前記分割要素は、前記横断面に対して水平に中央からずれていてよい。いずれの実施形態でも、前記分割要素は、前記横断面に対して鉛直に中央からずれていてよい。
【００１５】
流れ反転バッフルは、前記第２分割パネル内に位置付けられた１または複数の窓部を含み得る。当該１または複数の窓部は、前記第１及び第２周縁流れ部を前記第１流れ部と再融合させるように構成される。前記１または複数の圧縮要素は、集約的に前記第１流れ部を圧縮するための漏斗形状を形成する第１及び第２対向角度付け面を含み得る。
【００１６】
前記第１及び第２分割パネル、前記１または複数の圧縮要素、前記分割要素、及び、前記第１乃至第３反転要素は、一部品として一体的に形成され得る、及び／または、射出成形され得る。同様に、前記複数の混合バッフル及び前記少なくとも１つの流れ反転バッフルは、一部品として一体的に形成され得る、及び／または、射出成形され得る。付加的に、導管側壁が、前記複数の混合バッフル及び前記少なくとも１つの流れ反転バッフルと一体的に形成され得る。
【００１７】
本発明の他の特徴において、静的ミキサが、少なくとも２つの成分を有する流体の流れを混合するために開示される。当該静的ミキサは、前記流体の流れを受容するように構成されたミキサ導管と、前記ミキサ導管内に位置決めされた複数の混合バッフルと、前述の実施形態の１または複数に従う、前記ミキサ導管内に位置決めされた少なくとも１つの流れ反転バッフルと、を備える。前記複数の混合バッフルは、例えば少なくとも１つの右手バッフル及び少なくとも１つの左手バッフルのような、交互の混合バッフルを有し得る。
【００１８】
本発明の他の特徴において、静的ミキサを用いて流体の流れの少なくとも２つの成分を混合する方法が開示される。当該静的ミキサは、ミキサ導管と、複数の混合バッフルと、少なくとも１つの流れ反転バッフルと、を有する。当該方法は、少なくとも２つの成分を有する流体の流れを前記ミキサ導管の入口端に導入する工程を備える。当該方法は、更に、混合された流体の流れを生成するべく、前記流体の流れを前記複数の混合バッフルを通るように強いる工程を備える。当該方法は、更に、前記流体の流れを、前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通るように強いる工程を備える。当該方法は、更に、前記流体の流れを、前記先端縁に隣接する第１分割パネルによって、当該第１分割パネルの第１側に沿って流れる第１流れ部と当該第１分割パネルの第２側に沿って流れる第２流れ部とに分割する工程を備える。当該方法は、更に、前記第１流れ部を、前記第１分割パネルの前記第１側に隣接して位置付けられた第１反転要素によって、前記横断面に関して異なる位置にシフトする工程を備える。当該方法は、更に、前記第２流れ部を、前記第１分割パネルの前記第２側に隣接して位置付けられた分割要素によって、第１及び第２周縁流れ部に分割する工程を備える。当該方法は、更に、前記第１周縁流れ部を、第２反転要素によって、異なる位置に反転する工程を備える。当該方法は、更に、前記第２周縁流れ部を、第３反転要素によって、異なる位置に反転する工程を備える。当該方法は、以上によって、前記流体の流れが前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通って移動する時に前記流体層の全体の方向を維持しながら、前記少なくとも１つの流れ反転バッフルを通って流れる結果として、前記少なくとも２つの成分の流体層を反転させる。
【００１９】
前記流れ反転バッフルは、記後端縁に隣接して位置付けられて第１側及び第２側を有する第２分割パネルを有し得る。更に、前記第１流れ部は、下方流れ部であり、前記第１周縁流れ部は、左上流れ部であり、前記第２周縁流れ部は、右上流れ部であり得る。前記第１流れ部、前記第１周縁流れ部及び前記第２周縁流れ部を反転する工程は、更に、前記第１分割パネルの前記第２側に位置付けられた前記第１反転要素を用いて、前記第１流れ部を、前記横断面に関して上方に反転する工程と、その後に、前記第１流れ部を、前記第２分割パネルの前記第２側に隣接して拡張する工程と、を有し得る。本方法は、更に、左上象限に位置付けられた前記第２反転要素を用いて、前記第１周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に反転する工程と、その後に、前記第１周縁流れ部を、前記第１反転要素の第１壁に隣接させる工程と、を備え得る。本方法は、更に、右上象限に位置付けられた前記第３反転要素を用いて、前記第２周縁流れ部を、前記横断面に関して下方に反転する工程と、その後に、前記第２周縁流れ部を、前記第１反転要素の第２壁に隣接させる工程と、を備え得る。
【００２０】
本発明装置のこれら及び他の目的及び利点が、添付の図面と関連して以下の詳細な説明を参酌することで、明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、複数のダブルくさび混合バッフルと２つの流れ反転バッフルとを含む混合コンポーネントを示すためにミキサ側壁の一部が取り除かれた、本発明の一実施形態による静的ミキサの斜視図である。
【００２２】
【図２】図２は、静的ミキサの残部から取り出された図１の混合コンポーネントの一部の斜視図である。当該混合コンポーネントは、一連の交互の右手ダブルくさび混合バッフルと左手ダブルくさび混合バッフルとの間に差し挟まれた流れ反転バッフルを含んでいる。
【００２３】
【図３】図３は、特定の構造要素を示すために他の要素から分離された、図２の左手ダブルくさび混合バッフルの１つの斜視図である。
【００２４】
【図４】図４は、特定の構造要素を示すために他の要素から分離された、図２の右手ダブルくさび混合バッフルの１つの斜視図である。
【００２５】
【図５】図５は、特定の構造要素を示すために他の要素から分離された、図２の流れ反転バッフルの前方斜視図である。
【００２６】
【図６】図６は、図５の流れ反転バッフルの平面図である。
【００２７】
【図７】図７は、図５の流れ反転バッフルの正面図である。
【００２８】
【図８】図８は、図５の流れ反転バッフルの左側面図である。
【００２９】
【図９Ａ】図９Ａは、図５の流れ反転バッフルを含む混合バッフル要素のスタックの前方斜視図である。一連の流れ断面が示されている。
【００３０】
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの混合コンポーネントの一部の平面図である。同じ一連の流れ断面が示されている。
【００３１】
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａ及び図９Ｂの流れ反転バッフルの流体流れ断面の概略図である。
【００３２】
【図９Ｄ】図９Ｄは、流れ反転バッフルが、流体流れの内側から流体流れの外側へストリーク領域をどのように移動させるか、の進行を図示している。
【００３３】
【図１０Ａ】図１０Ａは、従来技術の流れ反転バッフルの前方斜視図である。様々な流れ断面が示されている。
【００３４】
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの従来技術の流れ反転バッフルの平面図である。同じ流れ断面が示されている。
【００３５】
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａ及び図１０Ｂの従来技術の流れ反転バッフルの流体流れ断面の概略図である。
【００３６】
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０Ａ及び図１０Ｂの流れ反転バッフルを含む従来技術の静的ミキサの混合バッフル要素の幾つかを通過した後の、流れ断面を示す概略図である。
【００３７】
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図５乃至図９Ｃの流れ反転バッフルの１つを含む混合バッフル要素の幾つかを通過した後の、流れ断面を示す概略図である。
【００３８】
【図１２】図１２は、本発明の他の実施形態による、窓部を有する流れ反転バッフルを含む混合コンポーネントの一部の平面図である。
【００３９】
【図１３】図１３は、図１２の混合コンポーネントの一部の前方斜視図である。流体の流れが、一連の矢印を用いて概略的に示されている。
【００４０】
【図１４】図１４は、本発明の他の実施形態による流れ反転バッフルの前方斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、一連の「ダブルくさび」混合バッフル１２と、少なくとも１つの流れ反転バッフル３２と、を含む静的ミキサ１０の一実施形態を図示している。ダブルくさび混合バッフル１２は、２０１５年２月１２日に出願された米国特許出願第１４／６２０，２２７に詳細に図示されて説明されている。当該出願は、本願の譲受人に譲渡されており、当該参照によって本明細書に組み込まれる（ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ  ｂｙ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）。本願は、従って、本発明の様々な例示的な実施形態の流れ反転バッフル３２、２１０（図１２及び図１３に図示）、３１０（図１４に図示）に焦点を絞る。より詳細に後述されるように、流れ反転バッフル３２、２１０、３１０の各実施形態は、流体流れの少なくとも一部を、ミキサ導管１４の一側からミキサ導管１４の他側へシフトするように構成されており、それによって、ダブルくさび混合バッフル１２とは対照的な、様々なタイプの流体移動及び混合をもたらす。更に、後述されるように、流れ反転バッフルは、有利には、流体流れを「シャッフル」して、流体流れの複数の成分によって規定される流体層の全体としての方向を維持しながら、流体流れ内のあらゆる流体ストリークを中央領域から外縁へと、あるいはその逆方向へと、移動させる。
【００４２】
図１を継続的に参照して、静的ミキサ１０は、全体として、ミキサ導管１４と、当該ミキサ導管１４内に挿入された混合コンポーネント２０と、を備えている。ミキサ導管１４は、共に混合されるべき少なくとも２つの流体（成分とも称される）を含む、カートリッジ、カートリッジシステムまたは計測システム（いずれも不図示）に取り付けられるよう構成された入口端２２を規定（画成）する。少なくとも２つの成分を有する流体流れＦが、ミキサ導管１４の入口端２２に入る。例えば、入口端２２は、オハイオ州、ウェストレイクのノードソンコーポレーションから入手可能とされている、２成分カートリッジシステムのいずれかに接続され得る。ミキサ導管１４は、混合コンポーネント（混合部）２０を受容するように成形された本体部２４と、当該本体部２４と連通するノズル出口２６と、を有している。本体部２４と混合コンポーネント２０とは、実質的に正方形の断面輪郭を有するものとして図示されているが、以下に説明される概念が他の幾何形状、丸められた形状や円筒形状ないし他の形状を含む、を有するミキサにも等しく適用可能であることを、当業者は理解するであろう。
【００４３】
図１に図示された実施形態の静的ミキサ１０内に収容される混合コンポーネント２０は、一連の混合要素及び／または混合バッフルを含んでいる。当該一連の混合要素及び／または混合バッフルは、入口端２２に隣接配置されて、（入ってくる流体の流れに対する当該混合コンポーネント２０の向きに拘わらず）静的ミキサ１０内に受容される少なくとも２つの流体の初期分割及び混合を保証するように構成された、入口混合要素３０で始まり、ダブルくさび混合バッフル１２の一連の左手バージョン及び右手バージョン（それぞれ、符号１２Ｌ、１２Ｒ）で継続する。流れ反転バッフル３２が、一連の幾つかのダブルくさび混合バッフル１２の各組の後に、差し挟まれている。
【００４４】
ダブルくさび混合バッフル１２、導入部である混合要素３０、及び、流れ反転バッフル３２の全体の数は、静的ミキサ１０の異なる実施形態において異なり得る。従って、図１に示された流れ反転バッフル３２の特定の構造が以下に詳細に説明されるが、静的ミキサ１０は本発明の特徴を含む単なる一実施形態の一例に過ぎない。混合コンポーネント２０を規定する要素の１または複数は、（混合コンポーネント２０の当該要素の少なくとも１つが様々な実施形態の１つに従う流れ反転バッフル３２、２１０、３１０である限り）本開示の範囲から逸脱することなく、図示されたものから再編成または修正され得る。図示のように、混合コンポーネント２０を規定する一連の混合要素及び／または混合バッフルは、互いに一体的に成形されて、第１及び第２側壁３４、３６を規定している。当該第１及び第２側壁３４、３６は、少なくとも部分的に、混合コンポーネント２０の対向側部を境界付けている。混合コンポーネント２０の他の側部は、第１及び第２側壁の間において延びているが、ミキサ導管１４の関連する内部面３８に対してかなり大きく開放ないし露出されている。切断状態で図示されているが、内部面３８は、それぞれ、左側及び右側に対応する第１及び第２内部面３９、４１を含んでいる。
【００４５】
図２を参照して、混合コンポーネント２０の一部が、静的ミキサ１０の残部から分離されて更に詳細に図示されている。例えば、混合コンポーネント２０の対向側壁によって規定された第１及び第２側壁３４、３６の具体的な外形が、より明瞭に視認可能である。混合コンポーネント２０は、一連のダブルくさび混合バッフル１２を含んでおり、それは、具体的には、第１形態を有するダブルくさび混合バッフル１２Ｒ（いわゆる右手混合バッフル１２Ｒ）と、第２形態を有するダブルくさび混合バッフル１２Ｌ（いわゆる左手混合バッフル１２Ｌ）と、の間で交替している。第１及び第２形態は、類似であるが、混合コンポーネント２０及びミキサ導管１４の長手方向軸線に平行に整列された少なくとも１つの中央面Ｃに対して反転されており、ダブルくさび混合バッフル１２Ｒ，１２Ｌは、互いの鏡像体である。２つのタイプのダブルくさび混合バッフル１２に適用される表記（ｎｏｔａｔｉｏｎ）ないしラベリング（ｌａｂｅｌｉｎｇ）は、流体の流れが当該混合バッフル１２を通過する時に経験する異なる「回転」運動から帰結する（例えば、略時計回り方向、または、略反時計回り方向）。ダブルくさび混合バッフル１２の各々は、混合バッフル１２の先端縁１６においてミキサ導管１４を通るように流体の流れを駆動し、その後、当該流れを、混合バッフル１２の後端縁１８において再融合する前に、部分的な回転によって時計回り方向または反時計回り方向にシフトまたは回転する。図２に図示された混合コンポーネント２０の一部は、順に、部分的な右手混合バッフル１２Ｒ、左手混合バッフル１２Ｌ、右手混合バッフル１２Ｒ、及び、左手混合バッフル１２Ｌで始まって、流体反転バッフル３２を含み、次のダブルくさび混合バッフル１２によって後続されている。
【００４６】
公知のマルチらせん混合要素と類似して、ダブルくさび混合バッフル１２は、複数の偏向面を含んでいる。それらは、図３及び図４で符号が付されて、以下に要旨が説明される。より完全な説明は、前述の部分で本明細書に組み込まれた米国特許出願第１４／６２０，２２７に提供されている。図３は、第１混合分割パネル４２及び第２混合分割パネル４４を含む左手混合バッフル１２Ｌを示している。不所望に高い静的ミキサ１０の背圧を引き起こし得る長い横断縁に沿った流れの分割を避けながら、様々なフック部４８、５０、５８、６０が、分割された流体の流れ（各図面において矢印Ｆの方向に沿って移動する）を混合バッフル分割パネル４２、４４の両側へと案内することを助ける。左手混合バッフル１２Ｌは、（混合コンポーネント２０の残部と組み合わされる時）第１混合バッフル分割パネル４２から第１及び第２側壁３４、３６に向かって外側に対向する方向に延びる第１偏向面６６及び第２偏向面６８を含む。有利には、第１及び第２偏向面６６、６８の各々は、当該混合バッフル１２Ｌを通る流体の流れに対して異なる角度に方向付けられた複数の平坦面（「くさび面」とも称される）を含んでいる。第１及び第２偏向面６６、６８の各々における２つの平坦面７０、７２、７４、７６の配置は、左手混合バッフル１２Ｌが、単一の平坦面または角丸め面のみを有する従来の混合バッフル設計と比較して、最適な混合と低減された滞留廃棄量とを提供することを可能にする。前述のように、第１平坦面７０、７４、８４、８８は、流れに対して第２平坦面７２、７６、８６、９０とは異なる角度に、方向付けられている。第１及び第２平坦面は、集約的に、偏向面６６、６８、８０、８２のためのダブルくさび形状を規定している。
【００４７】
図４は、図３を参照して説明された左手混合バッフル１２Ｌと本質的に同一の構成を有する右手混合バッフル１２Ｒを示している。もっとも、偏向面６６、６８、８０、８２は、左手混合バッフル１２Ｌのそれらの鏡像体であるように、方向付けられている。右手混合バッフル１２Ｒのパネル及び面は、前述の対応するパネル及び面に対して、構成及び機能において実質的に同一である。従って、両方のタイプの混合バッフル１２、１２Ｌ、１２Ｒにおいて、これらの要素には同一の参照符号が付されている。右手混合バッフル１２Ｒが、流体の流れを略時計回り方向にシフトする一方で、左手混合バッフル１２Ｌは、流体の流れを略反時計回り方向にシフトする。「面」や「側」に言及する際に用いられる方向に関する用語、例えば「鉛直」「水平」「左」「右」「頂部」「底部」の用語は、図面に示された当該要素の方向に言及するものであるが、ミキサ導管１４内の当該要素の代替的な方向も、本発明の範囲内で実際の実践や他の実施形態において利用され得る。この趣旨で、第１及び第２混合バッフル分割パネル４２、４４の様々な側（面）５４、６２、６４は、前述の要旨の項におけるように、「第１」側及び「第２」側としても言及され得る。
【００４８】
図５は、本発明の一実施形態による流れ反転バッフル３２を図示している。流れ反転バッフル３２は、先端縁１１２と後端縁１１４との間の全長に亘って、流体の流れＦに垂直な横断面を規定する。流れ反転バッフル３２は、第１分割パネル１１６、１または複数の圧縮要素１１８、分割要素１２０、並びに、第１、第２及び第３反転要素１２２、１２４、１２６、を含んでいる。これらの構成の各々が、以下の図面を参照しながら、以下に詳細に説明される。
【００４９】
図５を継続的に参照して、第１分割パネル１１６は、先端縁１１２に隣接して位置付けられ、第１側１２８（図７に図示）及び第２側１３０を有している。第１分割パネル１１６は、流体の流れＦを、当該第１分割パネル１１６の第１側１２８に隣接して流れる第１流れ部と当該第１分割パネル１１６の第２側１３０に隣接して流れる第２流れ部とに分割する。具体的には、図示のように、第１流れ部は、第１分割パネル１１６の第１側１２８の下方を流れる下方流れ部であり、第２流れ部は、第１分割パネル１１６の第２側１３０の上方を流れる上方流れ部である。第１側１２８に関して図７に示されるように、また、第２側１３０に関して図５及び図８に示されるように、第１側１２８及び第２側１３０は、先端縁１１２から離れて後端縁１１４に向かって下向きに角度付けられている。第１分割パネル１１６は、略水平な壁１３２と、第１及び第２支持壁１３４、１３６と、を含んでいる。第１及び第２支持壁１３４、１３６は、内部面１３８を含んでおり、外部面が、第１及び第２側壁３４、３６によって規定されている。当業者は、第１分割パネル１１６が静的ミキサ１０と共に一部品として一体的に形成され得て、その結果として第１及び第２支持壁１３４、１３６の一方または両方が省略され得る、ということを理解する。
【００５０】
第１流れ部が第１分割パネル１１６を通過した後、第１流れ部は、１または複数の圧縮要素１１８を用いて圧縮され得る。図５の前方斜視図に図示されているように、また、図７の正面図からより明瞭であるように、１または複数の圧縮要素１１８は、第１及び第２対向角度付け面１１８ａ、１１８ｂを含んでいる。更に図７に図示されているように、第１分割パネル１１６の第１側１２８は、圧縮を助けるために、流体の流れＦの方向に下向きに角度付けられている。第１及び第２対向角度付け面１１８ａ、１１８ｂは、第１分割パネル１１６の角度付けられた第１側１２８と組み合わさって、集約的に漏斗形状を形成して、第１流れ部を、横断面の水平下方中央に向けて圧縮する。本実施形態では図示されていないが、当業者は、１または複数の圧縮要素１１８が、所望される場合には、円弧状面であってもよいし、及び／または、より多いかより少ない面を含んでいてもよい、ということを理解する。
【００５１】
図６及び図７は、第１流れ部が第１及び第２対向角度付け面１１８ａ、１１８ｂを用いて圧縮された後、第１流れ部が中央通路１４０に入ることを示している。図６の平面図に示されているように、中央通路１４０は、横断面に平行な方向に鉛直に延びている。中央通路１４０は、流体の流れＦに略平行な方向に延びる（図６を参照して左右の）第１及び第２対向配置通路面１４２、１４４によって部分的に規定されている。中央通路１４０は、更に、第１分割パネル１１６に隣接して位置付けられて横断面に略平行な方向に鉛直に延びる先導通路面１４６によって、その上流側を区切られている。中央通路１４０は、付加的に、以下により詳細に説明されるように、第１反転要素１２２によって規定されている。
【００５２】
第１反転要素１２２は、第１流れ部を、横断面に関して異なる位置にシフトする。具体的には、図６及び図７に示されるように、第１反転要素１２２は、第１流れ部が中央通路１４０内を上方に流れるようにする。第１反転要素１２２は、中央通路１４０の下流端において１または複数の圧縮要素１１８の下流（流体の流れＦに関して）に位置付けられていて、横断面に対して略平行に位置付けられた（例えば流体の流れ方向Ｆに略垂直な）閉塞壁１４８を含んでいる。閉塞壁１４８は、第１流れ部を、第２分割パネル１５０に隣接する位置へと上方にシフトする。
【００５３】
図６に示されるように、第２分割パネル１５０は、中央通路１４０及び第１反転要素１２２の下流に位置付けられており、後端縁１１４の一部を形成している。第２分割パネル１５０は、第１側１５２及び第２側１５４を有しており、第２流れ部から第１流れ部を分離する。第１流れ部は、集約的に後端縁１１４に向かう逆漏斗形状の開口を規定する第１及び第２対向角度付け拡張面１５６、１５８に沿った流れの結果として、第２分割パネル１５０の第２側１５４に沿って拡張する。第１流れ部の進行が、図５乃至図８を参照して説明されたが、流れ反転バッフル３２を通る第２流れ部の進行が、以下に説明される。
【００５４】
図５乃至図７に示されるように、第１分割パネル１１６が第１流れ部を第２流れ部から分割した後、第２流れ部は、分割要素１２０を用いて、第１及び第２周縁流れ部に更に分割される。図６を参照して、分割要素１２０は、第１分割パネル１１６の第２側１３０に隣接して位置付けられ、先端縁１１２から距離Ｄだけ離れている。もっとも、分割要素１２０は、所望される場合には、先端縁１１２に配置されてもよい。本実施形態では、分割要素１２０は、第１及び第２周縁流れ部を分離してシフトするために、第１及び第２外向き延伸略平坦面１２０ａ、１２０ｂを含んでいる。これは、図１４に示されて後述される代替的な実施形態とは区別される配置である。第１外向き延伸略平坦面１２０ａは、第１周縁流れ部を、内部３８の第１内面３９に隣接する左側に案内し、一方、第２外向き延伸略平坦面１２０ｂは、第２周縁流れ部を、内部３８の第２内面４１に隣接する右側に案内する。例えば、第１周縁流れ部は、左上流れ部として始まり、第２周縁流れ部は、右上流れ部として始まる。
【００５５】
本実施形態では、図６及び図７に最も明瞭に示されているように、分割要素１２０は、横断面に対して水平に中央に位置決めされている。分割要素１２０を水平に中央に位置決めすることは、第２流れ部が第１及び第２周縁流れ部に等しく分割されることを許容する。図示されてはいないが、当業者は、分割要素１２０が横断面に対して水平に中央からずれていてもよい、ということを理解する。それは、第１及び第２周縁流れ部が等しい流れ／体積分布を有しないという結果をもたらす。
【００５６】
第１及び第２周縁流れ部が分割要素１２０を用いてシフトされると、第１及び第２周縁流れ部は、第２及び第３反転要素１２４、１２６を用いて、下向きに反転される。図７に最も明瞭に示されているように、第２反転要素１２４は、左上象限内に第１側壁３４に隣接して位置付けられている。第２反転要素１２４は、第１流れ部を第１内面３９と第２分割パネル１５０の左側１６０との間に下向きにシフトする。同様に、第３反転要素１２６は、右上象限内に第２側壁３６に隣接して位置付けられている。第３反転要素１２６は、第２周縁流れ部を内部３８の第２内面４１と第２分割パネル１５０の右側１６２との間に下向きにシフトする。
【００５７】
シフトされた後で、第１及び第２周縁流れ部は、流れ反転バッフル３２の後端縁１１４に到着する前に、第２分割パネル１５０の第１側１５２に沿って再融合される。一方、第１流れ部は、後端縁１１４に到着する前には、第１及び第２周縁流れ部から分離されたままである。図８に示すように、第１側１５２は、下向きに角度付けられており、第１分割パネル１１６の第２側１３０の下向き角度に略平行であって、第２流れ部を下向きに更にシフトすることを助ける。第１分割パネル１１６もまた、第１及び第２下向き角度付け面１６４、１６６を含み得て、第２及び第３反転要素１２４、１２６による反転ないしシフトの間、第１及び第２周縁流れ部を案内することを助ける。これは更に後述される。
【００５８】
様々な図面に図示されているように、一連の混合バッフル１２及び流れ反転バッフル３２は、好適な一実施形態において、順次に共に成形されて、一体バージョンの混合コンポーネント２０を形成する。それは、第１及び第２側壁３４、３６を含む。同様に、複数の混合バッフル１２と少なくとも１つの流れ反転バッフル３２、２１０、３１０とは、一体的に形成され得る、及び／または、射出成形によって形成され得る。具体的には、第１及び第２側壁３４、３６が、複数の混合バッフル１２及び少なくとも１つの流れ反転バッフル３２と一体的に形成され得る。流れ反転バッフル３２に関して、第１及び第２分割パネル１１６、１５０、１または複数の圧縮要素１１８、分割要素１２０、並びに、第１、第２及び第３反転要素１２２、１２４、１２６は、一部品として一体的に形成されており、及び／または、一部品として射出成形されている。もっとも、これは、後述される他の実施形態の流れ反転バッフル２１０、３１０にも等しく当てはまる。但し、当業者は、これらの混合バッフル１２（及び一連の混合コンポーネント２０内に挿入される他の混合要素）が他の実施形態において別個に形成され得て、製造後に所望の順序で共に結合され得る、ということを理解する。同様に、混合コンポーネント２０は、選択的に、他の実施形態において、ミキサ１０と共に一部品として一体的に形成され得る。
【００５９】
図９Ａ及び図９Ｂは、流れ反転バッフル３２を有する混合コンポーネント２０を図示しており、図９Ｃの４つの流れ断面Ｓ、Ｔ、Ｕ及びＶが採取された各場所を示している。図９Ｃは、概略的に、本実施形態の流れ反転バッフル３２及びその関連の静的ミキサ１０の実験によって証明されるように、複数の流れの層に分離された２成分を有するサンプル流体流れについて採取された一連の４つの流れ断面を図示している。流れ反転バッフル３２と当該流れ反転バッフル３２の直ぐ上流及び直ぐ下流に位置する（２つの）混合バッフル１２とに対する流れ断面の具体的な位置が、図９Ａ及び図９Ｂに明瞭のために図示されている。流れ反転バッフル３２の動作及び利点を更に説明すること助けるために、流れ断面Ｓ、Ｔ、Ｕ及びＶの各々が、以下、順に説明される。
【００６０】
図９Ｃの流れ断面Ｓを参照すると、流体が流れ反転バッフル３２の（流体流れ方向の）直ぐ上流に位置するダブルくさび混合バッフル１２Ｌによって静的ミキサ１０の２つの象限内にシフトされる、ということが図示されている。流体の流れＦは、２つのタイプの流体の多数の層によって規定され、異なる陰影線（Ａ）ないしドット（Ｂ）によって概略的に図示されている。層Ａ及び層Ｂの各々は、方向について、全体として鉛直に見える。２つの象限の流体の流れは、その後、先端縁１１２に出会う前に、流れ断面の全体を充たすべく広がる。次に、流体の流れが第１分割パネル１１６を用いて第１流れ部と第１周縁流れ部及び第２周縁流れ部（第２下方流れ部）とに分割された後、図９Ｃに図示された流れ断面Ｔが採取されている。第１流れ部は、第１分割パネル１１６の第１側１２８に沿って流れ、第２流れ部は、第１分割パネル１１６の第２側１３０に沿って流れる。再び、層（Ａ）及び層（Ｂ）は、方向について略鉛直であり続ける。
【００６１】
次に図９Ｃの流れ断面Ｕを参照すると、第１分割パネル１１６の第２側１３０に隣接して位置付けられた第１反転要素１２２を用いて第１流れ部を上方に反転した後の流体が図示されている。同様に、第１周縁流れ部は、左上象限内に位置付けられた第２反転要素１２４を用いて既に下向きに反転されており、第２周縁流れ部は、右上象限内に位置付けられた第３反転要素１２６を用いて既に下向きに反転されている。再び、層（Ａ）及び層（Ｂ）は、方向について略鉛直にみえる。少なくとも１つの流れ反転バッフル３２を通る流れの結果として、少なくとも２成分の複数の流れの層が、当該流れの層Ａ、Ｂの略鉛直の方向を維持しながら、例えば流れ断面の異なる部分へのシフトによって反転される。下流の混合バッフル１２Ｒによる２つの象限内への流れの結果の第１シフトが、図９Ｃの流れ断面Ｖに図示されている。これは、流れ反転バッフル３２に入る前の図９Ｃの元の流れ断面Ｓに類似の状態である。もっとも、流れ反転バッフル３２における反転により引き起こされる更なる混合効果が、図９Ａ及び図９Ｄの流れを比較する時、明らかである。
【００６２】
流れの層の全体的な方向の維持は、図９Ｃの様々な断面の比較から、容易に理解され得る。従来技術の流れ反転バッフルと比較して、様々な実施形態による流れ反転バッフルは、流れの反転を実施する際、全体移動がより小さい（少ない）。これは、流れの乱れ（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）がより限定的であることを意味する。また、流れ反転バッフル３２は、従来技術の流れ反転バッフルと比較して、限定的な全体の流れの動きの結果として、より小さい背圧で流体の流れをシャッフルする。この背圧の低減は、流れ反転バッフル３２が第１流れ部を反転した後に当該流れ反転バッフル３２が当該空いた空間を第２流れ部（第１及び第２周縁流れ部に分割される）で置換するために、補完される。同様に、流れ反転バッフル３２が第１及び第２周縁流れ部を反転した後に当該流れ反転バッフル３２が当該空いた空間を第１流れ部で置換する結果として、流体の層の全体の方向を乱すことなく、流れはより均一に分配される。層の混乱を回避することは、流れ反転バッフル３２が更なる混合を要する流れストリークを生成するリスクを最小化する。
【００６３】
流れ反転バッフル３２は、有利なことに、あらゆる流れストリークを流れ断面の異なる部分にシフトするように動作可能である。図９Ｄは、流れ反転バッフル３２に入る前（左側）と、流れ反転バッフル３２を出た後（右側）とについて、第１流体ストリーク（Ｃ）及び第２流体ストリーク（Ｄ）の位置を示している。具体的には、左側の流れ断面は、流れ反転バッフル３２に入る前の第１及び第２流れストリークの各位置を示し、図９Ｃの断面Ｓに対応している。右側の流れ断面は、流れ反転バッフル３２を出た後の第１及び第２流れストリークの各位置を示し、図９Ｃの断面Ｖに対応している。図９Ｄの流れ断面を比較することによって示されるように、流れ反転バッフル３２は、横断面の中央部から外側周縁まで第１及び第２ストリークを移動する。この位置のシフトは、下流の混合バッフル１２または混合要素が、流体ストリークをより効率的に除去することを許容し、それによって流体の層を歪めることなく静的ミキサ１０の効率を改善する。付加的に、従来技術の流れ反転バッフルと比較して、流れ反転バッフル３２のコーナー回りの動きないし他の回転が小さいため、層は略平行を維持する（略鉛直方向として図示されている）。
【００６４】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、パッパラドに発行された米国特許第７，９８５，０２０号に図示されて記載された、従来技術の流れ反転バッフルの前方斜視図と平面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、各々、参照断面Ｗ、Ｘ、Ｙ及びＺを含んでおり、それらから図１０Ｃの断面が採取されている。図１０Ｃは、図１０Ａ及び図１０Ｂの従来技術の流れ反転バッフルの流れ断面の概略図である。この従来技術の流れ反転バッフルにおける流れの反転の際のより大きな全体移動によって、流れの層がより混乱されて強制されることが、これらの流れ断面において容易に理解され得る。この点が、本発明の設計において改善される。
【００６５】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、従来の静的ミキサ（図１０Ａ及び図１０Ｂに図示されたような１または複数の流れ反転バッフルを含む）と、本発明の一実施形態による静的ミキサ１０と、を用いた混合結果を並べて図示している。具体的には、図１１Ｂは、流れ反転バッフル３２を含む静的ミキサ１０の実施形態に従う一連の混合バッフルないし混合要素によって達成される（例えば図９Ｃの流れ断面Ｖにおける）混合結果を示している。視認され得るように、成分Ａ及びＢの流れの層が完全に混合される一方で、当該流れの層の向きは実質的に維持されて、当該混合作用の高い効率性を保証する（例えば、流れの層の混乱によって、有意な流れストリークが生成されることがない）。図１１Ａの従来技術の静的ミキサによる（例えば図１０Ｃの流れ断面Ｚにおける）流れの結果と比較すると、図１１Ｂの静的ミキサ１０は、より少ない層の混乱をもたらしているように見える。図１１Ｂにおける成分Ａ、Ｂの層は、互いに略平行であって、押し出される混合物内の完全に混合されていない流体の流れストリークが全く追加されず、より程度の大きな混合に帰結している。これにより、静的ミキサ１０は、詳細に前述されたように、従来のミキサ及びインバータの設計を超える様々な機能上の利点を達成する。
【００６６】
図１２及び図１３を参照して、本発明の他の実施形態に従う流れ反転バッフル２１０が詳細に図示されている。当該流れ反転バッフル２１０は、多くの前述の実施形態の流れ反転バッフル３２と同一の要素を含んでいる。これらの要素には、２００番台の類似の参照符号が設けられていて、図示の要素が実質的に類似または同一であることを示している。例えば、本実施形態の流れ反転バッフル２１０は、先端縁２１２、後端縁２１４、第１分割パネル２１６（第１及び第２側２２８、２３０を含む）、分割要素２２０（第１及び第２外向き延伸平坦面２２０ａ、２２０ｂを含む）、第１反転要素２２２（閉塞面２４８を含む）、第２及び第３反転要素２２４、２２６、第１及び第２対向配置通路面２４２、２４４、中央通路２４０、先導通路面２４６、第２分割パネル２５０（左側２６０、右側２６２及び第２側２５４が図示されている）、第１及び第２対向角度付け拡張面２５６、２５８、並びに、第１及び第２下向き角度付け面２６４、２６６、を含んでいる。
【００６７】
これらの要素の多くは、本実施形態において僅かに修正された形状ないし輪郭を有するが、流れ反転バッフル２１０及びその要素は、相異が以下に更に詳細に説明される部分を除いて、前述された通りに機能する（これらの同一ないし実質的に類似の要素の詳細な説明は、簡潔さのため、ここでは主に繰り返されない）。従って、各面部の具体的な角度や相対的なサイズないし長さは、本開示の範囲と合致する他の実施形態では修正され得る、ということが理解される。本実施形態では、流れ反転バッフル２１０は、第２分割パネル２５０内に位置付けられた窓部２８０、２８２を含んでいる。窓部２８０、２８２は、第２流れ部の第１及び第２周縁流れ部を第１流れ部と再融合させるように構成されている。窓部２８０、２８２は、また、流れ反転バッフル２１０を通る動きによって流体中に生じ得る圧力差を是正する。図１２及び図１３では２つの窓部２８０、２８２が第２分割パネル２５０内に形成されているが、当業者は、任意の数の窓部が必要に応じて利用され再配置され得る、ということを理解するであろう。空間（スペース）、空孔（ボイド）、空隙（ギャップ）のような他の構造も、窓部２８０、２８２の代わりに、あるいは、窓部２８０、２８２に加えて、利用され得る。
【００６８】
図１３を参照して、第１及び第２周縁流れ部の動きが、一連の矢印を用いて図示されている。それらが以下により詳細に説明される。矢印２８４は、第１分割パネル２１６の第２側２３０と第２分割パネル２５０の左側２６０とに隣接して流れる第１周縁流れ部の進行を図示している。同様に、矢印２８６は、第１分割パネル２１６の第２側２３０と第２分割パネル２５０の右側２６２とに隣接して流れる第２周縁流れ部の進行を図示している。矢印２８８は、第２反転要素２２４によって下向きに反転される第１周縁流れ部を示している。結果として、第１周縁流れ部は、第２分割パネル２５０の左側２６０と内部３８の第１内面３９との間を流れて、第１下向き角度付け面２６４及び第２分割パネル２５０の第１側２５２に沿って下向きに流れる。矢印２８８は、流れ反転バッフル２１０の後端縁２１４近傍で上向きに再融合された後で終わっている。同様に、矢印２９０は、第３反転要素２２６によって下向きに反転される第２周縁流れ部を示している。結果として、第２周縁流れ部は、第２分割パネル２５０の右側２６２と内部３８の第２内面４１との間を流れて、第２下向き角度付け面２６６及び第２分割パネル２５０の第１側２５２に沿って下向きに流れる。当該位置での矢印２８８、２９０は、窓部２８０、２８２を通って第２分割パネル２５０の第２側２５４に至る流れを示している。第１及び第２流れ部は、流れ反転バッフル３２の後端縁２１４近傍で再融合されるように示されている。矢印２９２は、再融合された流体の流れが左手混合バッフル１２Ｌを通るように強制されることを示している。
【００６９】
従って、前述の実施形態と同様に、流れ反転バッフル２１０は、任意の流れストリークを静的ミキサ１０の中央部から離れるように外側周縁へと、あるいはその逆方向へと、移動させる一方、流れの層の全体の向きを維持して、層が有害な態様で混乱ないし混合されないようにして、且つ、当該流れ反転バッフル２１０を通流することによって引き起こされる背圧は最小化された状態とする。
【００７０】
図１４を参照して、本発明の他の実施形態に従う流れ反転バッフル３１０が詳細に図示されている。当該流れ反転バッフル３１０は、多くの前述の実施形態（流れ反転バッフル３２、２１０）と同一の要素を含んでいる。これらの要素には、３００番台の類似の参照符号が設けられていて、それらの要素が実質的に類似または同一であることを示している。例えば、本実施形態の流れ反転バッフル３１０は、先端縁３１２、後端縁３１４、第１分割パネル３１６（第２側３３０が図示されている）、１または複数の圧縮面３１８（第１対向角度付け面３１８ａが図示されている）、分割要素３２０（第１及び第２外向き延伸平坦面３２０ａ、３２０ｂが図示されている）、第２反転要素３２４、第３反転要素３２６、水平壁３３２、第１支持壁３３４、第２支持壁３３６、第２分割パネル３５０（第２側３５４、左側３６０及び右側３６２が図示されている）、第１対向角度付け拡張面３５６、並びに、第２対向角度付け拡張面３５８、を含んでいる。これらの要素の多くは、本実施形態において僅かに修正された形状ないし輪郭を有するが、流れ反転バッフル２１０及びその要素は、相異が以下に更に詳細に説明される部分を除いて、前述された通りに機能する（これらの同一ないし実質的に類似の要素の詳細な説明は、簡潔さのため、ここでは主に繰り返されない）。
【００７１】
図１４は、代替的な実施形態による流れ反転バッフル３１０を図示している。この代替的な実施形態は、図５に示された流れ反転バッフル３２と同じ向きで示されており、それによって、実施形態間の相異（区別）を明瞭化している。当該実施形態の第１の相異は、第１分割パネル３１６が横断面に対して鉛直方向に中央からずれている点である。結果として、第１流れ部（水平壁３３２の下方を流れ、第１及び第２支持壁３３４、３３６の間を流れる）は、第２流れ部よりも少ない。第２の相異は、第１及び第２外向き延伸平坦面３２０ａ、３２０ｂが最初に第２流れ部を第１及び第２周縁流れ部に分割して、第１及び第２アーチ状面３２０ｃ、３２０ｄが更に第１及び第２周縁流れ部を分割して広げる（遠ざける）点である。第１及び第２アーチ状面３２０ｃ、３２０ｄは、流れを外側周縁に案内することを助ける。当業者は、第１分割パネル３１６が、背圧を低減することを助けるべく、及び／または、流体の流れを第１及び第２流れ部に分割することを助けるべく、先端縁３１２においてテーパ状または鋭利な端を含み得る、ということを理解するであろう。更なる相違は、第１及び第２支持壁３３４、３３６が、第１及び第２対向角度付け面１１８ａ、１１８ｂを形成するべく内側に延びている点である。
【００７２】
従って、前述の実施形態と同様に、流れ反転バッフル３１０は、任意の流れストリークを静的ミキサ１０の中央部から離れるように外側周縁へと、あるいはその逆方向へと、移動させる一方、流れの層の全体の向きを維持して、層が有害な態様で混乱ないし混合されないようにして、且つ、当該流れ反転バッフル３１０を通流することによって引き起こされる付加的な背圧は最小化された状態とする。
【００７３】
本発明は、例示的な実施形態についての記述によって説明され、当該実施形態は、ある程度詳しく説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲の請求項の範囲を、そのような詳細に制限することや、何らかの態様で限定することは、出願人の意図ではない。付加的な利点及び修正が、当業者にとって容易に理解できるであろう。ここで説明された様々な特徴は、ユーザの必要性や好みに依存して、単独または任意の組合せで用いられ得る。本発明は、現在知られている本発明を実施する好適な方法に沿って、説明された。しかしながら、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ、規定されるべきである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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