(57)【要約】【課題】流体混合器の内部に導入する流体の速度を大きくして負圧効果を高めるとともに、処理（混合）効率を高めることができる流体混合器、流体混合装置及びノズル部材を提供する。【解決手段】異なる種類の流体を混合させる流体混合器１において、前記流体混合器１は、異なる流体を混合させる混合部１１を内設した管部材２と、前記管部材２の内部に流体を導入するためのノズル部材３と、を有し、前記ノズル部材３の内部には、流体の流れを変動させる羽根体からなる変動部１２を形成するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる種類の流体を混合させる流体混合器であって、
前記流体混合器は、
異なる流体を混合させる混合部を内設した管部材と、
前記管部材の内部に流体を導入するためのノズル部材と、を有し、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とする流体混合器。
【請求項２】
前記ノズル部材の一端部が、前記混合部の近傍に位置していること
を特徴とする請求項１に記載の流体混合器。
【請求項３】
前記変動部は、前記ノズル部材の内周面に設けられた螺旋状の羽根体により構成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の流体混合器。
【請求項４】
前記螺旋状の羽根体は複数であること
を特徴とする請求項３に記載の流体混合器。
【請求項５】
前記複数の羽根体は、前記ノズル部材の内周面に沿って等間隔で設けられていること
を特徴とする請求項４に記載の流体混合器。
【請求項６】
異なる種類の流体を混合させる流体混合器と、前記流体混合器に流体を供給する第１の供給部と、前記流体混合器に前記流体と異なる種類の流体を供給する第２の供給部と、を備えた流体混合装置であって、
前記流体混合器は、
異なる流体を混合させる混合部を内設した管部材と、
前記管部材の内部に流体を導入するためのノズル部材と、を有し、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とする流体混合装置。
【請求項７】
異なる種類の流体を混合させる流体混合器に用いられ、前記流体混合器に流体を導入するためのノズル部材であって、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とするノズル部材。
【請求項８】
前記変動部は、前記ノズル部材の内周面に設けられた螺旋状の羽根体により構成されていること
を特徴とする請求項７に記載のノズル部材。
【請求項９】
前記螺旋状の羽根体は複数であること
を特徴とする請求項８に記載のノズル部材。
【請求項１０】
前記複数の羽根体は、前記ノズル部材の内周面に沿って等間隔で設けられていること
を特徴とする請求項９に記載のノズル部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる流体を混合するための流体混合器に関する。詳しくは、産業排水、上下水、個沼、河川、地下水等の水処理や、気体中の異種物質の除去・回収、及び生物反応装置（バイオリアクター）などに用いられる流体混合器に関する。また、本発明は、流体混合器を用いた流体混合装置及び流体混合器に使用されるノズル部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体混合器では、異なる種類の流体を、内部に設けられた混合部で、混合、攪拌、接触させる処理が行われる。このような処理の効率を上げるためには、いずれかの流体の流速を大きくして、混合器内部の負圧効果を高めることで外部から導入される他の種類の流体量を増加させて、処理（混合）効率を高めることが知られている。その手法として、流体混合器の内部に管状のノズルを設け、ノズルを介して流体を導入することにより、流体の流速を大きくすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６２２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、流体混合器の内部に管状のノズルを設けると、ノズルの先端部分と混合部との距離が短くなる。このため、混合部に導入される前に、ノズルから導入された流体と、負圧効果により導入された他の種類の流体とが、混合、接触する距離が短くなり、混合部における混合、攪拌、接触等の処理の効率が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記のような問題点を考慮し、流体混合器の内部に導入する流体の速度を大きくして負圧効果を高めるとともに、混合部における処理効率を高く保持できる流体混合器、流体混合装置及びノズル部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記のような目的を達成するためになされたものであり、この目的は、下記（１）〜（１０）の発明によって達成される。
【０００７】
（１）異なる種類の流体を混合させる流体混合器であって、
前記流体混合器は、
異なる流体を混合させる混合部を内設した管部材と、
前記管部材の内部に流体を導入するためのノズル部材と、を有し、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とする流体混合器。
【０００８】
（２）前記ノズル部材の一端部が、前記混合部の近傍に位置していること
を特徴とする上記（１）に記載の流体混合器。
【０００９】
（３）前記変動部は、前記ノズル部材の内周面に設けられた螺旋状の羽根体により構成されていること
を特徴とする上記（１）又は（２）に記載の流体混合器。
【００１０】
（４）前記螺旋状の羽根体は複数であること
を特徴とする上記（３）に記載の流体混合器。
【００１１】
（５）前記複数の羽根体は、前記ノズル部材の内周面に沿って等間隔で設けられていること
を特徴とする上記（４）に記載の流体混合器。
【００１２】
（６）異なる種類の流体を混合させる流体混合器と、前記流体混合器に流体を供給する第１の供給部と、前記流体混合器に前記流体と異なる種類の流体を供給する第２の供給部と、を備えた流体混合装置であって、
前記流体混合器は、
異なる流体を混合させる混合部を内設した管部材と、
前記管部材の内部に流体を導入するためのノズル部材と、を有し、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とする流体混合装置。
【００１３】
（７）異なる種類の流体を混合させる流体混合器に用いられ、前記流体混合器に流体を導入するためのノズル部材であって、
前記ノズル部材の内部には、流体の流れを変動させる変動部が設けられていること
を特徴とするノズル部材。
【００１４】
（８）前記変動部は、前記ノズル部材の内周面に設けられた螺旋状の羽根体により構成されていること
を特徴とする上記（７）に記載のノズル部材。
【００１５】
（９）前記螺旋状の羽根体は複数であること
を特徴とする上記（８）に記載のノズル部材。
【００１６】
（１０）前記複数の羽根体は、前記ノズル部材の内周面に沿って等間隔で設けられていること
を特徴とする上記（９）に記載のノズル部材。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る流体混合器によれば、ノズル部材を流れる流体は、変動部に設けられた羽根体によって流線が乱されて変動し、乱流となる。これにより、混合器の内部に導入される流体の流速を大きく保つとともに、他の種類の流体と混合しやすい状態にして、流体混合器の混合部における流体の処理（混合）効率を高くすることができる。
【００１８】
本発明に係る流体混合装置によれば、ノズル部材を流れる流体は、変動部に設けられた羽根体によって流線が乱されて変動し、乱流となる。これにより、流体混合器の内部に導入される流体の流速を大きく保つとともに、他の種類の流体と混合しやすい状態にして、流体混合器の混合部における流体の処理（混合）効率を高くして、流体混合装置の混合効率を向上させることができる。
【００１９】
本発明に係るノズル部材によれば、内部を流れる流体は、変動部に設けられた羽根体によって流線が乱されて変動し、乱流となる。これにより、流体混合器の内部に導入される流体の流速を大きく保つとともに、他の種類の流体と混合しやすい状態にして、ノズル部材を使用する流体混合器の混合部における流体の混合効率を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る流体混合器を実施するための一実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明に係るノズル部材については、流体混合器と併せて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る流体混合器１の概略構成図を示したものである。
図１に示すように、本実施の形態に係る流体混合器１は、通路管２と、ノズル管３と、通路管２とノズル管３を結合する結合部材４とを備えている。
【００２２】
通路管２は、内部に流体の流路を有する円筒状の管部材で構成されている。通路管２の一端側（上部）には、通路管の内部を通った流体を外部へ排出するための排出口８が形成されている。
【００２３】
ノズル管３は、内部に流体の流路を有する円筒状の管部材で構成されている。ノズル管３の一端側（下部）の外周部には、螺子部６が形成されており、例えば、外部から流体混合器に気体を供給する気体供給管に形成された螺子穴に、螺子部６を螺着することにより、気体供給管とノズル管とを連通させる構成になっている。ノズル管３の一端側（下部）には、流体を流体混合器１の内部に導入するための導入口７が設けられている。また、ノズル管３には、螺子締め付け用のナット９部が設けられている。
【００２４】
結合部材４は、円環部４１と、円環部４１に連設する略半球形状の底面部４２とから構成されている。底面部４２には、流体を流体混合器の内部に導入するための複数の導入孔５が形成されている。また、底面部４２の中心部には、ノズル管３を挿入するための挿入孔が形成されている。
【００２５】
流体混合器１は、通路管２の他端側（下部）を、結合部材４の円環部４１の内側に挿入して固定するとともに、ノズル管３の他端側（上部）を、結合部材４の挿入孔に挿入して固定することによって組み立てられる。
【００２６】
なお、導入孔５は、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、結合部材４を複数のリブ状部材で構成し、隣り合うリブ状部材の隙間を導入孔としてもよい。また、ノズル管３と結合部材４とを一体的に加工成型して、流体混合器を形成するようにしてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態に係る流体混合器１の概略断面斜視図である。
図２において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
通路管２の内部には、羽根体１０ａ、１０ｂからなる混合部１１が形成されている。羽根体１０ａは左捻り螺旋形状を有し、他の羽根体１０ｂは、右捻り螺旋形状を有するように形成されている。すなわち、羽根体１０ａ、１０ｂは、互いに螺旋の向きが異なるように構成されている。
【００２９】
羽根体１０ａ、１０ｂは、通路管２の内周面に設けられており、通路管２内において、互いの高さが異なるような位置に設けられている。また、羽根体１０ａと対称となる位置には、図示しない左捻りの螺旋形状を有する羽根体が設けられており、同様にして、羽根体１０ｂと対称の位置には、右捻りの螺旋形状を有する羽根体が設けられている。また、羽根体同士の間には、通路管２の中心軸に沿うように流体が流れる通路が形成されている。
【００３０】
なお、本実施の形態では、通路管２内に設けられている羽根体１０の組み合わせは、左捻りと右捻りの２組だが、これに限定されることはなく、左捻り羽根体１０ａの上方に、別途右捻り羽根体を設置して、右捻り、左捻り、右捻りの３組としてもよい。また、これらの組数に限定されることなく、４組以上の組み合わせで構成することも可能である。
【００３１】
また、混合部１１を構成する部材の形状は、羽根体に限定されるものではなく、例えば、複数の凸状の部材を、通路管２の内周面に設けるような構成にしてもよい。
【００３２】
結合部材４の挿入孔１４に挿入されたノズル管３の他端側（上部）は、羽根体１０ｂの近傍付近にまで延びるように形成されている。すなわち、ノズル管３の他端側（上部）に設けられた放出口１３が、混合部１１の近傍に位置するように構成されている。また、ノズル管３の他端側の内部には、螺旋形状を有する羽根体１２が設けられており、変動部が形成されている。
【００３３】
本実施形態の羽根体１２は、左捻りの螺旋形状を有しており、ノズル管３の内周面に設けられている。羽根体１２の対称位置には、図示しない左捻りの羽根体が設けられおり、羽根体１２の間には、ノズル管３の中心軸に沿うように流体が流れる通路である開孔部１６が形成されている。なお、この流体経路は、通路管２の羽根体１０間に形成された流体通路と同軸上に位置するように配置されている。
【００３４】
また、本実施の形態では、ノズル管３内の羽根体１２の螺旋の回転方向若しくは捻り方向の向きを左捻りとし、その上部に位置する通路管２内の羽根体１０ｂの螺旋の向きを右捻り、羽根体１０ａの螺旋の向きを左捻りとする構成にする。このように、流体混合器１内部に設けられた羽根体の螺旋の向きを、流体の流れる向きに沿って交互に異なるように構成することにより、ノズル管３の導入口７から流入した流体の流れる向きが交互に変動し、混合器内の流体の混合効率を高めることができる。なお、羽根体の螺旋の向きは、交互に異なっていればよく、ノズル管３内の羽根体１２の螺旋の向きが右捻りの場合には、羽根体１０ｂの螺旋が左捻り、羽根体１０ａの螺旋が右捻りとなるように構成する。また、さらに流体の流れを変動させて混合効率を向上させるために、羽根体１０、１２に複数の貫通孔を形成するようにしてもよい。
【００３５】
また、ノズル管３内の羽根体１２の螺旋の回転方向若しくは捻り方向の向きを左捻りとすることにより、ノズル管３に流入した流体によって、ノズル管３に導入口７側から見て左向きの回転力を作用させることができる。これにより、右向きに溝が切られたノズル管３の螺子部６と流体を供給する供給配管との係合部分には、常にノズル管が締め付けられるような力を付与することができる。従って、ノズル管３内に流体を導入させることによって、流体混合器１が供給配管から外れてしまうことを防止することができる。
【００３６】
また、ノズル管の放出口１３と羽根体１０ｂの下端部との間には、所定のスペースが形成されるように構成されている。このスペースにより、ノズル管３の放出口１３から放出される流体（例えば気体）の負圧効果によって、結合部材４に形成された導入孔５から他の種類の流体（例えば液体）を流体混合器１の内部に引き込んで、液体と気体を通路管２の混合部１１へ導入することができる。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係るノズル管３の概略構成図である。
図３に示すように、ノズル管３は、内部に流体の通路を有する円筒状の管部材で構成されている。ノズル管３の一端部には、ノズル管に流体を取り込むための導入口７が形成され、他端部には、流体を流体混合器の内部に放出するための放出口１３が形成されている。また、導入口７側の端部の外周には、複数の溝部が設けられ、螺子部６が形成されている。
ノズル管３は、放出口１３側端部から係合部材４に形成された挿入孔１４に挿入されて、流体混合器１に装着される。
【００３８】
図４は、本発明の実施の形態に係るノズル管３の概略断面斜視図である。
図４に示すように、ノズル管３の放出口１３側の内部には、螺旋形状を有する羽根体１２が設けられ、変動部が構成されている。導入口７からノズル管３の内部に導入された流体は、羽根体１２に衝突することにより、せん断されて流れの向きが変化し、渦流が発生する。これにより、放出口１３から流体混合器１の内部に放出された流体は乱流となって、他の種類の流体と混合し易い状態となる。このため、ノズル管３の放出口１３と通路管２に設けられた混合部１１との距離が短い場合であっても、異なる種類の流体を効率よく混合させることができる。
【００３９】
なお、羽根体１２の螺旋形状は、羽根体１２の放出口１３側の端縁部１２ａと、羽根体の導入口７側の端縁部１２ｂとを、約９０度の角度で交差させることにより構成されている。
【００４０】
図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係るノズル管を導入口７側から見た場合の平面図である。
図５（ａ）に示すように、ノズル管３に設けられた羽根体１２は２枚で構成されており、螺旋の回転方向若しくは捻り方向は左向きである。羽根体１２の導入口側端縁部１２ｂは分離しており、ノズル管３の軸心方向に沿って、流体の通路である開孔部１６が形成されている。各羽根体１２の捻り角度は約９０度であり、ノズル管３の内周面に沿って互いに対称となる位置に設けられている。また、羽根体１２と羽根体１２の間には、内周方向に沿って２箇所の流体通路１５が形成されており、この流体通路１５と開孔部１６とは、連通するように構成されている。導入口７からノズル管３内に導入された流体は、羽根体１２に衝突してせん断され、矢印に示すように羽根体の捻り部分に沿って流れる。すなわち、導入口７からノズル管３内に導入された流体は、流れが変動した状態で、流体通路１５及び開孔部１６を通って、放出口１３から流体混合器１の内部（混合部１１）に放出される。
【００４１】
図５（ｂ）は、他の実施の形態に係るノズル管を放出口１３側から見た場合の平面図である。
図５（ｂ）に示すように、ノズル管３に設けられた羽根体１２は１枚で構成されている。導入口７側端縁部の羽根体端部１２ｂは、ノズル管３の直径方向に一体形成されている。羽根体１２の捻り角度は約９０度であり、ノズル管の内周方向に沿って、２箇所の流体通路１５が形成されている。導入口７からノズル管３内に導入された流体は、羽根体１２により流れを変動させられた状態で、流体通路１５を通って、放出口１３から流体混合器１の内部（混合部１１）に放出される。
【００４２】
図５（ｃ）は、他の実施の形態に係るノズル管を放出口１３側から見た場合の平面図である。
図５（ｃ）に示すように、ノズル管３に設けられた羽根体１２は３枚で構成されている。各羽根体１２の導入口側端縁部１２ｂは分離しており、ノズル管３の軸心方向に沿って、流体の通路である開孔部１６が形成されている。各羽根体１２の捻り角度は約６０度であり、ノズル管３の内周面に沿って、互いに等間隔となるように設けられている。また、各羽根体１２の間には、内周方向に沿って３箇所の流体通路１５が形成されており、この流体経路１５と開孔部１６とは、連通するように構成されている。導入口７からノズル管３内に導入された流体は、羽根体１２により流れを変動させられた状態で、流体通路１５及び開孔部１６を通って、放出口１３から流体混合器１の内部（混合部１１）に放出される。
【００４３】
なお、羽根体１２は、ノズル管３と一体となるように成型してもよいし、ノズル管３を成型した後、別途内周面に接合するようにしてもよい。羽根体１２とノズル管３を一体成型する場合、羽根体の捻り角度は、６０度若しくは９０度となるように成形される。また、羽根体１２をノズル管３に接合する場合、羽根体の枚数は任意とすることができ、羽根体の捻り角度は、例えば、３０度、４５度、６０度、９０度、１２０度、１８０度となるように形成することができる。
【００４４】
本実施形態の流体混合器１では、内部において、ノズル管３が混合部１１の近傍付近まで延びるように形成しているので、ノズル管３の内部で流れる流体の距離を長くすることができる。これにより、ノズル管３の放出口１３から放出される流体の流速を大きくして、混合器内部の流体の負圧効果を高くすることができる。このように流体の負圧効果を高くすることにより、導入孔５から導入される他の種類の流体の量を多くすることができ、また、流体をより微細化することが可能となり、流体混合器１の混合効率を高くすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の流体混合器１では、ノズル管３の内部に変動部１２を設けているので、ノズル管３を通って混合器１の内部に導入される流体の流れを乱し変動させて、他の種類の流体と混合しやすい状態にすることができる。これにより、ノズル管３の放出口１３と混合部１１との間の空間において、気体・液体等の異なる種類の流体を効率よく混合させることができるので、流体混合器１の混合効率を高めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態の流体混合器１は、通常は合成樹脂材料を用いて構成されているが、スチール、アルミ、ステレンス等の金属材料で形成することも可能である。
【００４７】
図６は、本発明に係る流体混合器を適用した活性汚泥の曝気処理を行う流体混合装置を示すブロック図である。
【００４８】
図６に示すように、本実施形態の流体混合装置２０においては、流体である原水が貯留された第２の供給部としての曝気槽２１内の底部に、２個の流体混合器１をその長手方向を鉛直にして並列に配置する。また、流体混合器１は、ノズル管３が下方に位置するようにして配置される。
【００４９】
曝気槽２１の上方には、流体混合器１のノズル管３に、原水とは異なる流体である圧縮ガスを供給する第１の供給部である供給源と、供給源に接続されたガス供給配管２３が設けられており、配管２３にはブロワー２２が介装されている。また、曝気槽２１の上部には、曝気槽２１に原水を供給する原水供給配管２４及び曝気槽２１内からの処理水を排出する処理水排出配管２５が設けられている。
【００５０】
また、ガス供給配管２３には、螺子穴が形成されており、この螺子穴に流体混合器１のノズル管３に形成された螺子部６を螺着することにより、ガス供給配管２３とノズル管３とが連通する構成になっている。
【００５１】
また、ブロワー２２を使用せずに、圧力ボンベにより、酸素（O２）等の圧縮ガスを供給するようにしてもよい。
【００５２】
なお、曝気槽２１に配置する流体混合器１の数は、本実施形態のように２個に限られるものではなく、例えば、１個若しくは３個以上の流体混合器を配置してもよい。
【００５３】
次に、このように構成された流体混合装置２０の動作について説明する。
まず、ブロワー２２によって、供給配管２３を通じて流体である圧縮ガスが供給されて、ノズル管３を介して流体混合器１内に供給される。このとき、供給された圧縮ガスの負圧効果により、圧縮ガスと異なる流体である曝気槽２１内の原水が、複数の導入孔５から流体混合器１の内部に導入される。流体混合器１の内部では、原水と圧縮ガスとが、混合部１１において混合、攪拌されて、圧縮ガス中のガスが原水中に溶解する。これにより、原水は、好気性微生物により回分又は連続的に浄化処理される。その後、原水は、処理水として処理水排出配管２４から曝気槽２１の外へ排出される。
【００５４】
このとき、ノズル管３に導入された圧縮ガスは、ノズル管３の変動部１２によってせん断等されて流れが変動し、原水と攪拌、混合しやすい状態になっている。このため、本実施形態の流体混合装置２０によれば、ノズル管３の放出口１３側端部と混合部１１との間の空間で、原水と圧縮ガスを十分に攪拌、混合することができ、流体混合装置の処理効率を高めることができる。
【００５５】
図７は、本発明に係る流体混合器を適用した流体混合装置を示すブロック図である。
【００５６】
図７に示すように、本実施形態においては、流体混合器１を、その長手方向を鉛直にして密閉された反応槽３１内に配置する。このとき、流体混合器１は、ノズル管３が上方に位置するように配置される。この場合に、反応槽３１の上部には、空間である導入部３１ａが設けられ、反応槽３１の下部には、液体が溜まる貯留部３１ｂが設けられている。
【００５７】
反応槽３１の上部の導入部３１ａには、液体の供給源に接続された配管３２が接続されており、配管３２には流量調節弁３４が介装されている。また、導入部３１ａには、気体の供給源に接続された配管３３が接続されており、この配管３３には流量調節弁３５が介装されている。これらの液体供給源及び気体供給源からは、夫々液体及び気体が、第２の供給部である反応槽３１内に圧送されてくる。反応槽３１の内部には、液体と気体が混在した状態の混合流体が存在する。
【００５８】
一方、反応槽の下部の貯留部３１ｂには、配管３６が接続されており、反応槽の下部に貯留された流体である液体は、配管３６を介して反応槽外に排出されるようになっている。
【００５９】
そして、この配管３６は、反応槽上部の空間に設置された流体混合器１のノズル管３に接続されており、反応槽の底部から排出された液体が、配管３６を介して反応槽上部のノズル管３に供給される。なお、配管３６には、螺子穴が形成されており、この螺子穴に流体混合器１のノズル管３に形成された螺子部６を螺着することにより、配管３６とノズル管３が連通する構成になっている。
【００６０】
このようにして、反応槽３１内の液体は、配管３６を介して再度反応槽内に返戻され、反応槽内の流体混合器１に循環供給される。配管３６にはポンプ３８が介装されており、更に、流量調節弁３７が介装されることで、液体を供給する第１の供給部が構成されている。また、配管３６の途中には、その流量調節弁３７の上流側から配管４０が分岐されており、この配管４０には開閉弁３９が介装されている。
【００６１】
次に、このように構成された流体混合装置３０の動作について説明する。
先ず、弁３９を閉、弁３７を開にすると共に、弁３４及び３５を所定角度に開いて、配管３２を介して液体及び気体を所定の割合で、反応槽３１内に圧送する。圧送された液体及び気体は、反応槽３１内で撹拌混合され、気体と液体とが十分に接触して、気体が液体に溶解し、曝気され又は反応が進行する。
【００６２】
そして、反応槽３１内に貯留された液体は、ポンプ３８により反応槽３１の上部に設置された流体混合器１のノズル管３まで供給される。そうすると、導入孔５から導入された配管３２及び３３から供給された液体及び気体からなる混合流体と、ノズル管３から導入された液体とが、流体混合器１の内部で混合される。
【００６３】
その後、混合接触処理後の流体は、弁３７を閉にした後、弁３９を開にして、反応槽３１から配管４０を介して排出する。
【００６４】
本実施形態の流体混合装置３０によれば、ノズル管３に導入された貯留部３１ｂの液体は、ノズル管３の変動部１２によってせん断等されて流れが変動するため、導入孔５から導入された導入部３１ａの液体及び気体からなる混合流体と攪拌、混合しやすい状態になっている。このため、ノズル管３の放出口１３端部と混合部１１と間の空間で、ノズル管３に導入された液体と導入孔５から導入された混合流体とを十分に、溶解、曝気又は反応を進行させることができ、流体混合装置の処理効率を高めることができる。
【００６５】
なお、反応槽３１に配置される流体混合器１の数は、本実施形態のように１個に限られるものではなく、複数の流体混合器を並列に配置するようにしてもよい。
【００６６】
図８は、本発明に係る流体混合器を適用した湖水等の曝気処理を行う流体混合装置を示すブロック図である。
【００６７】
図８に示すように、本実施形態の流体混合装置５０においては、流体である原水（例えば湖水）が貯留された曝気槽５１の上方に、流体混合器１をその長手方向を鉛直にして配置する。また、流体混合器１は、排出口８が下向きとなるように設置される。
【００６８】
曝気槽５１の上部には、曝気槽５１に原水を供給する原水供給配管５４が設けられている。なお、このような原水供給配管を設けずに、流体混合器を直接、沼、湖等に設置するようにしてもよい。
【００６９】
反応槽５１の貯留部５２には、配管５６が接続されており、配管５６には、ポンプ５７が介装されている。配管５６は、曝気槽５１の上方に配設された流体混合器１のノズル管３に接続されており、貯留部５２から排出された原水が、配管５６を介して流体混合器１のノズル管３に供給される。
【００７０】
また、配管５６には、螺子穴が形成されており、この螺子穴に流体混合器１のノズル管３に形成された螺子部６を螺着することにより、配管５６とノズル管３とが連通する構成になっている。
【００７１】
次に、このように構成された流体混合装置５０の動作について説明する。
曝気槽５１内に貯留された原水は、ポンプ５７により曝気槽５１の上部に設置された流体混合器１のノズル管３に供給される。このとき、流体混合器の内部で生じる負圧効果により、導入孔５から流体である空気が導入されて、ノズル管３から導入された原水と、流体混合器１の内部（混合部）で混合される。
【００７２】
このとき、流体混合器１の混合部１１では、十分に攪拌混合が行われ、空気が原水に十分に溶解されて、溶存酸素の富化が行われる。この溶存酸素の富化により、例えば湖水中において、嫌気性微生物による硫化水素（H２S）の発生を防止することができる。
【００７３】
本実施形態の流体混合装置５０によれば、ノズル管３に導入された貯留部５２の湖水は、ノズル管３の変動部１２によりせん断等されて、流線が変動し乱流となり、導入孔５から導入された空気と攪拌、混合しやすい状態になっている。このため、ノズル管３の放出口１３端部と混合部１１と間の空間で、ノズル管３に導入された湖水と導入孔５から導入された空気とを十分に、溶解、曝気又は反応を進行させることができ、流体混合装置５０の処理効率を高めることができる。
【００７４】
なお、反応槽５１に配置される流体混合器１の数は、本実施形態のように１個に限られるものではなく、複数の流体混合器を並列に配置するようにしてもよい。
【００７５】
また、本発明の流体混合器および流体混合装置は、上述の各形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において本発明の構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。特に、異なる種類の流体とは、液体、気体、粉流体などの種類が異なる場合だけではなく、例えば、液体同士であっても性質が異なるような場合は含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る流体混合器の概略構成図を示したものである。
【図２】本発明の実施の形態に係る流体混合器の概略断面斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るノズル管の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るノズル管の概略断面斜視図である。
【図５】本発明の複数の実施の形態に係るノズル管を放出口側から見た場合の平面図である。
【図６】本発明に係る流体混合器を適用した活性汚泥の曝気処理を行う流体混合装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る流体混合装置のブロック図である。
【図８】本発明に係る流体混合器を適用した湖水等の曝気処理を行う流体混合装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１・・流体混合器、２・・通路管、３・・ノズル管、４・・結合部材、４１・・円環部、４２・・底面部、５・・導入孔、６・・螺子部、７・・導入口、８・・排出口、９・・ナット部、１０ａ、１０ｂ・・羽根体、１１・・混合部、１２・・羽根体（変動部）、１３・・放出口、１４・・挿入孔、１５・・流体通路、１６・・開孔部、２０・・流体混合装置、２１・・曝気槽、２２・・ブロワー、２３，２４，２５・・配管、３０・・流体混合装置、３１・・反応槽、３１ａ・・導入部、３１ｂ・・貯留槽、３２，３３，３６，４０,５４，５６・・配管、３４，３５，３７，３９・・調整弁、３８・・循環ポンプ、５０・・流体混合装置、５１・・曝気槽、５７・・ポンプ
【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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