(57)【要約】【課題】圧力損失を低減させて、加圧ポンプの電力消費量の低減化を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることができる静止型流体混合装置を提供すること。【解決手段】  混合処理対象である複数の異なる流体を圧送する圧送ポンプの吐出口に連通連結可能とした中空のユニット支持ケースと、ユニット支持ケースに連通連結した混合ユニットとを具備し、混合ユニットは、流体の流入口を介してユニット支持ケースに連通連結した板状の第１エレメントに、板状の第２エレメントを対面させて配置して、両エレメントの間に流入口から流入した流体を両エレメントの周縁部側に向けて流動させて拡散・混合する拡散・混合流路を形成し、拡散・混合流路の終端部である両エレメントの周縁部に混合流体を外方へ流出させる流出口を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合処理対象である複数の異なる流体を圧送する圧送ポンプの吐出口に連通連結可能とした中空のユニット支持ケースと、ユニット支持ケースに連通連結した混合ユニットとを具備し、
混合ユニットは、流体の流入口を介してユニット支持ケースに連通連結した板状の第１エレメントに、板状の第２エレメントを対面させて配置して、両エレメントの間に流入口から流入した流体を両エレメントの周縁部側に向けて流動させて拡散・混合する拡散・混合流路を形成し、拡散・混合流路の終端部である両エレメントの周縁部に混合流体を外方へ流出させる流出口を形成したことを特徴とする静止型流体混合装置。
【請求項２】
混合ユニットは、ユニット支持ケースの外周面に複数個を軸線方向と周方向に間隔をあけて連通連結したことを特徴とする請求項１記載の静止型流体混合装置。
【請求項３】
混合ユニットの第１エレメントと第２エレメントはユニット支持ケースの軸線方向に沿って伸延する板状となして、第１エレメントにはその伸延方向に間隔をあけて複数個の流体の流入口を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の静止型流体混合装置。
【請求項４】
流体の流入口を有する第１エレメントはユニット支持ケースに一体成形し、第１エレメントに第２エレメントを対面させて接着して混合ユニットを形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の静止型流体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を混合する静止型流体混合装置、具体的には、例えば、液体と液体、液体と気体、粉体と液体、を微細化かつ均一化して混合する静止型流体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止型流体混合装置の一形態として、特許文献１に開示されたものがある。すなわち、特許文献１には、中央部に流体の流入口を形成した円板状の第１拡散エレメントに、円板状の第２拡散エレメントを対向させて配置するとともに、両拡散エレメントの間に中央部側の流入口から流入した流体を周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路を形成した拡散・混合ユニットと、中央部に流体の流出口を形成した円板状の第１集合エレメントに、円板状の第２集合エレメントを対向させて配置すると共に、両集合エレメントの間に周縁部側から流入した流体を中央部側に向けて半径方向に流動させて集合・混合する集合・混合流路を形成した集合・混合ユニットとを具備し、拡散・混合流路の終端部と集合・混合流路の始端部を接続した静止型流体混合装置が開示されている。
【０００３】
そして、第１・第２拡散エレメントの対向面と第１・第２集合エレメントの対向面には適切な同一の深さと大きさの六角形の凹部群をハニカム構造に形成するとともに、対向する各エレメントを相互に連通するように位置を違えて配置して、拡散・混合流路と集合・混合流路において、流体が蛇行しながら合流と分流（分散）を繰り返しながら半径方向に流動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５２０３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示された静止型流体混合装置は、中央部側の流入口から流入した流体を周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路と、周縁部側から流入した流体を中央部側に向けて半径方向に流動させて集合・混合する流路構造を同様に形成しているために、混合分散機能の高い拡散・混合流路と比べて，集合・混合側流路は分散数がはるかに少ないにもかかわらず拡散・混合流路と同程度の圧力損失が生じていた。そのため、静止型流体混合装置に流体を加圧して供給する加圧ポンプの電力消費量の低減さらには処理済み流体の流出量の増大（効率化）が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明は、圧力損失を低減させて、加圧ポンプの電力消費量の低減化を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることができる静止型流体混合装置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】
【０００７】
請求項１記載の発明に係る静止型流体混合装置は、混合処理対象である複数の異なる流体を圧送する圧送ポンプの吐出口に連通連結可能とした中空のユニット支持ケースと、ユニット支持ケースに連通連結した混合ユニットとを具備し、混合ユニットは、流体の流入口を介してユニット支持ケースに連通連結した板状の第１エレメントに、板状の第２エレメントを対面させて配置して、両エレメントの間に流入口から流入した流体を両エレメントの周縁部側に向けて流動させて拡散・混合する拡散・混合流路を形成し、拡散・混合流路の終端部である両エレメントの周縁部に混合流体を外方へ流出させる流出口を形成したことを特徴とする。
【０００８】
かかる静止型流体混合装置では、混合処理対象である複数の異なる流体を圧送する圧送ポンプの吐出口にユニット支持ケースを連通連結して、圧送ポンプの吐出口から複数の異なる流体を吐出させると、複数の異なる流体はユニット支持ケースを通して混合ユニット内に圧送される。そして、混合ユニットは、対向させて配置したエレメントの間に拡散・混合流路を形成しており、拡散・混合流路は流入口から流入した流体を周縁部側に向けて流動させて拡散・混合し、その結果、混合流体が生成される。また、生成された混合流体は拡散・混合流路の終端部である両エレメントの周縁部に形成した流出口から外方へ流出される。そのため、堅実に混合流体を生成することができて、混合流体の生成効率を向上させることができる。
【０００９】
この際、複数の異なる流体は拡散・混合流路を通過した後に流出口から外方へ流出されるため、圧力損失を低減させることができる。そのため、静止型流体混合装置に流体を加圧して供給する加圧ポンプの電力消費量の低減を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることができることができる。
【００１０】
また、連続相としての流体である液体と、分散相としての流体である液体を混合流体となす場合には、圧送ポンプの吸入口から生成された混合流体を吸入させて、再度、混合ユニットの拡散・混合流路中を流動させる循環流動を所要回数行うことで、分散相としての液体を微細（マイクロレベルないしはナノレベル）な液滴となすことができる。
【００１１】
請求項２記載の発明に係る静止型流体混合装置は、請求項１記載の静止型流体混合装置であって、混合ユニットは、ユニット支持ケースの外周面に複数個を軸線方向と周方向に間隔をあけて連通連結したことを特徴とする。
【００１２】
かかる静止型流体混合装置では、ユニット支持ケースの外周面に複数個の混合ユニットを軸線方向と周方向に間隔をあけて連通連結しているため、複数個の混合ユニットにより同時に複数の流体混合処理が効率良くなされる。この際、混合ユニットの個数は、ユニット支持ケースの外径を適宜設定することにより、その外周面に所望の数だけ適宜配置することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明に係る静止型流体混合装置は、請求項１又は２記載の静止型流体混合装置であって、混合ユニットの第１エレメントと第２エレメントはユニット支持ケースの軸線方向に沿って伸延する板状となして、第１エレメントにはその伸延方向に間隔をあけて複数個の流体の流入口を形成したことを特徴とする。
【００１４】
かかる静止型流体混合装置では、混合ユニットの第１エレメントと第２エレメントをユニット支持ケースの軸線方向に沿って伸延する板状となして、第１エレメントにその伸延方向に間隔をあけて複数個の流体の流入口を形成しているいため、ユニット支持ケースを通して各流入口から流体が流入される。そして、各流入口から拡散・混合流路を通して周縁部側に向けて流体が流動されて拡散・混合し、混合流体が生成される。また、生成された混合流体は拡散・混合流路の終端部である両エレメントの周縁部に形成した流出口から外方へ流出される。この際、一つの混合ユニットの伸延長さを適宜設定することで、一つの混合ユニットに所要個数の流入口を形成することができるため、各混合ユニットにより同時に所要個数の流体混合処理が効率良くなされる。
【００１５】
請求項４記載の発明に係る静止型流体混合装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の静止型流体混合装置であって、流体の流入口を有する第１エレメントはユニット支持ケースに一体成形し、第１エレメントに第２エレメントを対面させて接着して混合ユニットを形成したことを特徴とする。
【００１６】
かかる静止型流体混合装置では、ユニット支持ケースに流体の流入口を有する第１エレメントを一体成形して、第１エレメントに第２エレメントを対面させて接着することで混合ユニットが形成されるようにしているため、構造の簡易化と軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のような効果が生起される。すなわち、本発明では、圧力損失を低減させることができるため、静止型流体混合装置に流体を加圧して供給する加圧ポンプの電力消費量の低減を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることができることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態としての静止型流体混合装置の断面正面説明図。
【図２】図１のI-I線断面図。
【図３】第１実施形態としての静止型流体混合装置が具備する混合ユニットの正面断面分解説明図。
【図４】図３のII-II線矢視図。
【図５】第１・第２エレメントの側面説明図。
【図６】拡散・混合流路の説明図。
【図７】第１実施形態としての静止型流体混合装置を具備する混合流体生成装置の概念説明図。
【図８】第２実施形態としての静止型流体混合装置の断面組立説明図。
【図９】第２実施形態としての静止型流体混合装置の断面正面説明図。
【図１０】第２実施形態としての静止型流体混合装置の断面側面説明図。
【図１１】第２実施形態としての静止型流体混合装置を具備する混合流体生成装置の概念説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の第１実施形態と第２実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
［第１実施形態に係る静止型流体混合装置の説明］
図１に示すＭは、第１実施形態に係る静止型流体混合装置であり、静止型流体混合装置Ｍは、図１〜図６に示すように、混合処理対象である複数の異なる流体Ｒを圧送する圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔ（これらは図７参照）に連通連結可能とした中空のユニット支持ケース１０と、ユニット支持ケース１０に連通連結した混合ユニット２０とを具備している。混合ユニット２０は、中央部に形成した流体Ｒの流入口３２を介してユニット支持ケース１０に連通連結した板状の第１エレメント３０に、板状の第２エレメント４０を対面させて配置している。両エレメント３０,４０の間には、流入口３２から流入した流体Ｒを周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路８０を形成し、拡散・混合流路８０の終端部である両エレメント３０,４０の周縁部に混合流体を外方へ流出させる流出口６４を形成している。
【００２１】
ユニット支持ケース１０は、直状に伸延させて円筒状に形成した支持ケース本体１１の周面に複数の導出口１２を形成し、導出口１２の周囲に短軸長の円筒状に形成した支持ボス部１３を突設して、導出口１２と流入口３２を連通させた状態にて支持ボス部１３に混合ユニット２０を取り付けている。
【００２２】
導出口１２は、円筒状のユニット支持ケース１０の周壁に軸線方向と円周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では軸線方向に５個、円周方向に４個）形成しており、各導出口１２は４個の導出孔１２ａを同一円周上に配置して形成している。そして、各導出口１２の周囲には支持ボス部１３を支持ケース本体１１の外周面から外方（支持ケース本体１１の半径方向）へ突設している。
【００２３】
支持ボス部１３の中心部（軸芯部）に位置する支持ケース本体１１の部分には取付部としての雌ネジ部１４を設けて、雌ネジ部１４に取付具としてのボルト等の雄ネジ部１５を螺着可能としている。混合ユニット２０の第１エレメント３０と第２エレメント４０の各中央部には、雄ネジ部１５を挿通するための第１挿通孔３３と第２挿通孔４３を軸線方向に貫通させて形成している。
【００２４】
支持ボス部１３の端面１３ａにはその周縁に沿わせて凹条溝１６を形成し、凹条溝１６内には弾性素材からなる封止体（ガスケット）としてのＯリング１７を収容している。そして、支持ボス部１３の端面１３ａにＯリング１７を介して混合ユニット２０の第２エレメント４０を面接触させ、第２エレメント４０に第１エレメント３０を重合状態に対面させて、第１挿通孔３３と第２挿通孔４３を符合させ、両第１・第２挿通孔３３,４３に雄ネジ部１５を挿通して、雌ネジ部１４に雄ネジ部１５の先端部を螺着することにより、支持ボス部１３に混合ユニット２０を組み付けて取り付けている。
【００２５】
支持ケース本体１１は、一側端開口部に連結体５０を着脱自在に連通連結するとともに、他側端開口部に閉塞体６０を着脱自在に連結して、他側端開口部を閉塞している。連結体５０と閉塞体６０との間には、支持ケース本体１１の外周を囲繞して保護する保護体７０を介設している。
【００２６】
支持ケース本体１１は、一側端部（本実施形態では図１において上端部）の外周面に一側端雄ネジ部１８を形成するとともに、他側端部（本実施形態では図１において下端部）の外周面に他側端雄ネジ部１９を形成している。
【００２７】
連結体５０は円筒状に形成して、一側端部に連結片５１を形成するとともに、他側端部の内周面に段付き凹部５２を形成して、段付き凹部５２の内周面に連結体雌ネジ部５３を形成している。連結片５１は、圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔに直接着脱自在に連通連結することも、また、圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔに基端部を連結した吐出側パイプ９２（図７参照）の先端部を着脱自在に連通連結することもできるように形成している。
【００２８】
閉塞体６０は、円筒状の周壁６１と周壁６１の他側端縁部に閉塞状に端壁６２を連設したキャップ状に形成し、周壁６１の内周面に閉塞体雌ネジ部６３を形成している。
【００２９】
そして、一側端雄ネジ部１８には連結体５０の連結体雌ネジ部５３を着脱自在に螺着して連結している。また、他側端雄ネジ部１９にはキャップ状に形成した閉塞体６０の閉塞体雌ネジ部６３を着脱自在に螺着して連結している。
【００３０】
保護体７０は、図１及び図２に示すように、円形リング板状の一対の一側壁体７１及び他側壁体７２と、両側壁体７１,７２の周縁部間に介設した網体７３とから構成している。
【００３１】
両側壁体７１,７２は線対称に形成して、支持ケース本体１１の軸線方向で対向させて配置している。各側壁体７１,７２は、それぞれ外部側壁片７４,７５と内部側壁片７６,７７とを重合させて形成している。外部側壁片７４,７５は、内径が支持ケース本体１１の外径と略同形でかつ一定の半径幅を有する円形リング板状に形成した外部側壁本片７４ａ,７５ａと、外部側壁本片７４ａ,７５ａの内周縁部と外周縁部とから相互に対向方向に伸延させて形成した内・外周フランジ片７４ｂ,７４ｃ,７５ｂ,７５ｃとから構成している。内部側壁片７６,７７は、円形リング状に形成した内部側壁本片７６ａ,７７ａと、内部側壁本片７６ａ,７７ａの外周縁部から相互に対向方向に伸延させて形成した外周フランジ片７６ｃ,７７ｃとから構成している。
【００３２】
外部側壁本片７４ａの内周フランジ片７４ｂは、連結体５０の他側端面と支持ケース本体１１の一側端部に設けた４個の支持ボス部１３の外周面との間で挟持している。外部側壁本片７５ａの内周フランジ片７５ｂは、閉塞体６０の一側端面と支持ケース本体１１の他側端部に設けた４個の支持ボス部１３の外周面との間で挟持している。
【００３３】
網体７３は支持ケース本体１１の外周にその外周面から一定幅離隔させるとともに、その外周面に沿わせて伸延する円筒状に形成している。そして、網体７３の両端縁部は、外部側壁片７４,７５の外周フランジ片７４ｂ,７５ｂの内周面と、内部側壁片７６,７７の外周フランジ片７６ｃ,７７ｃの外周面との間で挟持している。
【００３４】
このように構成した保護体７０は、支持ケース本体１１から連結体５０ないしは閉塞体６０を取り外すことにより、支持ケース本体１１から取り外すことができる。
【００３５】
本実施形態に係る静止型流体混合装置Ｍは、上記のように構成しているものであり、かかる静止型流体混合装置Ｍによれば、下記のような作用効果が生起される。すなわち、混合処理対象である複数の異なる流体を圧送する圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔにユニット支持ケース１０を連通連結して、圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔから複数の異なる流体Ｒを吐出させると、複数の異なる流体Ｒはユニット支持ケース１０を通して混合ユニット２０内に圧送される。そして、混合ユニット２０は対向させて配置した第１・第２エレメント３０,４０の間に拡散・混合流路８０を形成しており、拡散・混合流路８０は流入口３２から流入した流体Ｒを周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合し、その結果、混合流体が生成される。また、生成された混合流体は拡散・混合流路の終端部である両エレメント３０,４０の周縁部に形成した流出口６４から外方へ流出される。この際、複数の異なる流体は拡散・混合流路８０を通過した後に流出口６４から外方へ流出されるため、圧力損失を低減させることができる。そのため、静止型流体混合装置Ｍに流体を加圧して供給する圧送ポンプＰの電力消費量の低減を図ることができるとともに、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を図ることができることができる。
【００３６】
また、連続相としての流体である液体と、分散相として流体である液体を混合流体となす場合には、圧送ポンプＰの吸入口Ｐｋ（図７参照）から生成された混合流体を吸入させて、再度、混合ユニット２０の拡散・混合流路８０中を流動させる循環流動を所要回数行うことで、分散相の液体を微細（マイクロレベルないしはナノレベル）な液滴となすことができる。
【００３７】
導出口１２の周囲に突設した支持ボス部１３に混合ユニット２０を取り付けているため、圧送ポンプＰによりユニット支持ケース１０内に圧送された複数の異なる流体を、導出口１２→流入口３２→拡散・混合流路８０→流出口６４を通して外方へ流出させることができて、圧力損失の低減化を堅実に図ることができる。この際、拡散・混合流路８０内で流体Ｒが拡散されながら混合されるため、分散相としての液体は微細かつ均一な液滴となる。
【００３８】
ユニット支持ケース１０に多数の混合ユニット２０を取り付けることができるため、各混合ユニット２０により同時に混合流体を生成することができる。そのため、混合処理済み流体の流出量の増大化（効率化）を堅実に図ることができることができる。
【００３９】
ユニット支持ケース１０の雌ネジ部１４に雄ネジ部１５を介して混合ユニット２０を取り付けているいため、メンテナンス作業時には取付具を介して取付部から混合ユニットを簡単に取り外すことができて、メンテナンス作業性を良好に確保することができる。
【００４０】
支持ボス部１３の端面に形成した凹条溝１６内にＯリング１７を収容して、Ｏリング１７を介して支持ボス部１３に混合ユニット２０を取り付けているため、簡単の構造で支持ボス部１３と混合ユニット２０との封止性を良好に確保することができる。そのため、圧力損失を低減させることができるとともに、堅実に混合流体を生成することができて、混合流体の生成効率を向上させることができる。
【００４１】
［混合ユニット２０の構成のより具体的な説明］
次に、混合ユニット２０の構成をより具体的に説明する。すなわち、混合ユニット２０は、中央部に処理対象である流体Ｒ（図６において矢印で示す）の流入口３２を形成した円板状の第１エレメント３０に、円板状の第２エレメント４０を対面させて配置して、両エレメント３０,４０の間に中央部側の流入口３２から流入した流体Ｒを周縁部側に向けて半径方向に流動させて拡散・混合する拡散・混合流路８０を形成して構成している。
【００４２】
拡散・混合流路８０は、図６に示すように、第１・第２エレメント３０,４０の対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部３５,４５を配列して形成している。各エレメント３０,４０の凹部３５,４５の開口面は突き合わせ状に面接触させるとともに、相互に連通するように位置を違えて配置している。流体Ｒの流入口３２を中心とする同一円周上に配置した各エレメント３０,４０の凹部３５,４５の数は、中心部側から周縁部側に向けて漸次増大させて、流動方向である半径方向に分流数（分散数）を増大させている。両エレメント３０,４０の間に周縁部側に流出口６４を形成している。
【００４３】
このように構成して、混合ユニット２０では、第１・第２エレメント３０,４０の凹部３５,４５の数は、中心部側から周縁部側に向けて漸次増大させているため、流体Ｒが合流する凹部３５,４５の数は周縁部側ほど増大するとともに、それに比例して数多く分流（分散）される。そのため、拡散・混合流路８０においては流体Ｒにせん断力が作用して微細化される回数が流体Ｒの流動方向（周縁部側に向かう半径方向）に沿って漸次増大するようにしている。
【００４４】
各混合ユニット２０は、いずれも同様の構造であり、図３及び図５に示すように、対向配置された２枚の板状（略円板形状）の部材、より具体的には円板形状の第１・第２エレメント３０，４０を備えている。
【００４５】
各混合ユニット２０を形成する２枚の第１・第２エレメント３０，４０のうち、導出口１２側に配置される第１エレメント３０は、円板状のエレメント本体３１の中央部に、流体Ｒの流入口３２が貫通状態で形成されている。
【００４６】
図５に示すように、エレメント本体３１の下流側面には、開口形状が正六角形の凹部３５が隙間のない状態で複数形成されている。いわゆるハニカム状に多数の凹部３５が形成されている。３４は第１エレメント３０のピン挿入用凹部である。３６は第１エレメント３０の中央部に配設した第１挿通部であり、第１挿通部３６に第１挿通孔３３を形成している。３７は第１挿通部３６を流入口３２中の中央に支持する３片の支持片である。
【００４７】
図２〜図４に示すように、第２エレメント４０は、第１エレメント３０とほぼ同径に形成している。第２エレメント４０のエレメント本体４１の第１エレメント３０との対向面には、第１エレメント３０のエレメント本体３１と同様に、開口形状が正六角形の凹部４５が隙間のない状態で複数形成されている。４６は第２エレメント４０に形成したピン挿通孔、４７はピン挿通孔４６に挿通した位置決めピンであり、位置決めピン４７の先端部を第１エレメント３０のピン挿入用凹部３４に挿入して第１エレメント３０と第２エレメント４０を位置決めして対面させている。
【００４８】
そして、両エレメント３０，４０は、図６に示すような配置で組み付けられる。具体的に説明すると、第１エレメント３０と第２エレメント４０を対面状態に配置する。このとき、第１エレメント３０の下流側面のハニカム状の多数の凹部３５の開口面と、第２エレメント４０の上流側面のハニカム状の多数の凹部４５の開口面とが対面状態に当接するように、第２エレメント４０の向きを定める（図３参照）。この状態で、第１エレメント３０のピン挿入用凹部３４に、第２エレメント４０のピン挿通孔４６に挿通した位置決めピン４７の先端部を挿入して組み付ける。
【００４９】
従って、両エレメント３０，４０を組み付けると、両エレメント３０，４０間に形成される拡散・混合流路８０の終端部が外周に向けてリング状に開口されている。そして、第１エレメント３０の流入口３２に供給された流体Ｒは、拡散・混合流路８０（図６参照）を通過した後、この拡散・混合流路８０の終端部から放出される。
【００５０】
ここで、位置決めピン４７により位置決めされて、各エレメント３０,４０の当接側の面に形成されるハニカム状の多数の凹部３５,４５の相互関係について説明する。すなわち、図４に示すように、両エレメント３０,４０の凹部３５,４５は同形・同大に形成して、これらの当接面は、第１エレメント３０の凹部３５の中心位置に、第２エレメント４０の凹部４５の角部４９が位置する状態で当接している。
【００５１】
このような状態で第１エレメント３０と第２エレメント４０を当接させると、第１エレメント３０の凹部３５と第２エレメント４０の凹部４５との間で流体Ｒを流動させることができる。また、角部４９は３つの凹部４５の角部が集まっている位置である。
【００５２】
したがって、例えば、第１エレメント３０の凹部３５側から第２エレメント４０の凹部４５側に流体Ｒが流れる場合を考えると、流体Ｒは、２つの流路に分流（分散）されることになる。
【００５３】
つまり、第１エレメント３０の凹部３５の中央位置に位置された第２エレメント４０の角部４９は、流体Ｒを分流する分流部として機能する。逆に、第２エレメント４０側から第１エレメント３０側に流体Ｒが流れる場合を考えると、２方から流れてきた流体Ｒが１つの凹部３５に流れ込むことで合流することになる。この場合、第２エレメント４０の中央位置に位置された角部４９は、合流部として機能する。
【００５４】
また、第２エレメント４０の凹部４５の中心位置にも、第１エレメント３０の凹部３５の角部３９が位置する。この場合は、第１エレメント３０の角部３９が上述した分流部や合流部として機能する。
【００５５】
このように、相互に対向状態に対面配置された両エレメント３０，４０の間には、中央の流入口３２から両エレメント３０,４０の軸線方向に供給された流体Ｒが、分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両エレメント３０,４０の放射線方向（軸線方向と直交する半径方向）に蛇行状態にて流動する拡散・混合流路８０（図６参照）が形成されている。この拡散・混合流路８０を流体Ｒが流動する過程で、流体Ｒに混合処理が施される。
【００５６】
［流体混合システムの説明］
流体混合システムは、流体Ｒとしての液体と液体、液体と気体、ないしは粉体と液体の混合体を、他側端開口部が閉塞された支持ケース本体１１内にその一側端開口部から圧送するように構成している。そして、混合体は、各導出口１２から支持ボス部１３を通して混合ユニット２０の中央部に形成した流入口３２に流入されて、拡散・混合流路８０を通して周縁部側に向けて半径方向に流動された後に、混合ユニット２０の周縁部の流出口６４から外方へ流出されるようにしている。
【００５７】
このように構成して、流体Ｒとしての液体と液体、液体と気体、ないしは粉体と液体の混合体を、複数の混合ユニット２０の拡散・混合流路８０を通して流動・通過させるとともに、流出口６４から外方へ流出させることにより、超微細化（ナノレベルから数μｍレベルまで）かつ均一化して混合することができる。なお、ナノレベルとは、１μｍ未満のレベルをいう。サブミクロンレベルとは、０.１μｍ〜１μｍのレベルをいう。
【００５８】
（第１実施形態の静止型流体混合装置を具備する混合流体生成装置）
流体混合システムの一形態である気液混合流体を生成する混合流体生成装置９０を図７に示す。混合流体生成装置９０は、前記した第１実施形態としての静止型流体混合装置Ｍを具備して構成している。すなわち、混合流体生成装置９０は、上面を開口させた容器９１内に液体としての処理水Ｗ（例えば、水）を収容し、処理水Ｗ中に静止型流体混合装置Ｍを配置して、静止型流体混合装置Ｍの一側端開口部に連結体５０を介して吐出側パイプ９２の先端部を連通連結している。吐出側パイプ９２は圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔに基端部を接続している。圧送ポンプＰの吸入口Ｐｋには吸入側パイプ９３の先端部を連通連結し、吸入側パイプ９３の基端部を処理水Ｗ中に配置している。
【００５９】
そして、圧送ポンプＰの吐出口Ｐｔに近接する吐出側パイプ９２の部分には気体供給パイプ９４を介して気体供給部９５を接続している。本実施形態では、気体として酸素ガスないしは窒素ガスを供給するようにしている。９６は気体供給パイプ９４の中途部に設けた気体供給量調整弁である。なお、気体供給部９５は圧送ポンプＰの吸入口Ｐｋに近接する吸入側パイプ９３の部分に接続することもできる。
【００６０】
このように構成して、混合流体生成装置９０では、圧送ポンプＰを作動させることにより、吸入側パイプ９３を通して処理水Ｗを吸入するとともに、吐出側パイプ９２を通して処理水Ｗと窒素を静止型流体混合装置Ｍの支持ケース本体１１内に圧送する。支持ケース本体１１内に圧送された処理水Ｗと窒素は、各導出口１２から支持ボス部１３を通して混合ユニット２０の中央部に形成した流入口３２に流入されて、拡散・混合流路８０を通して周縁部側に向けて半径方向に流動されることで、超微細化かつ均一化されて混合された後に、混合ユニット２０の周縁部の流出口６４から外方へ流出される。
【００６１】
かかる作業を一定時間行うことにより、容器９１内に収容している処理水Ｗの酸素を放出させるとともに、窒素を処理水Ｗ中に溶解させて処理水Ｗを窒素水となすことができる。静止型流体混合装置Ｍによれば、例えば、１ｔの処理水ＷのＤＯ値（溶存酸素量）を１分以内に１以下となすことができる。
【００６２】
［第２実施形態に係る静止型流体混合装置の説明］
図８〜図１１に示すＭは、第２実施形態に係る静止型流体混合装置であり、静止型流体混合装置Ｍは、図８〜図１０に示すように、第１実施形態に係る静止型流体混合装置Ｍと基本的な構造を共通にしている。すなわち、共通する基本的な構造は、混合処理対象である複数の異なる流体Ｒを圧送する圧送ポンプＰｂ（図１１参照）に連通連結可能とした中空のユニット支持ケース１１０と、ユニット支持ケース１１０に連通連結した混合ユニット１２０とを具備しており、混合ユニット１２０は、流体Ｒの流入口１３２を介してユニット支持ケース１１０に連通連結した板状の第１エレメント１３０に、板状の第２エレメント１４０を対面させて配置して、両エレメント１３０,１４０の間には、流入口１３２から流入した流体Ｒを周縁部側に向けて流動させて拡散・混合する拡散・混合流路１８０を形成し、拡散・混合流路１８０の終端部である両エレメント１３０,１４０の周縁部に混合流体Ｒｍを外方へ流出させる流出口１６４を形成している点である。つまり、両エレメント１３０,１４０の周縁部の間隙を流出口１６４となしており、流出口１６４は両エレメント１３０,１４０の長手方向に伸延する両側縁部の間隙と両エレメント１３０,１４０の幅方向に伸延する両端縁部の間隙とから形成される。
【００６３】
そして、第１実施形態の静止型流体混合装置Ｍと第２実施形態の静止型流体混合装置Ｍとが特に異なる点は、第２実施形態の静止型流体混合装置Ｍでは、混合ユニット１２０の第１エレメント１３０と第２エレメント１４０はユニット支持ケース１１０の軸線方向に沿って伸延する板状となして、第１エレメント１３０にはその伸延方向に間隔をあけて複数個の流体の流入口１３２を形成し、第１エレメント１３０はユニット支持ケース１１０に一体成形して、第１エレメント１３０に第２エレメント１４０を対面させて接着して混合ユニット１２０を形成している点である。
【００６４】
このように構成した第２実施形態の静止型流体混合装置Ｍでは、混合ユニット１２０の第１エレメント１３０と第２エレメント１４０をユニット支持ケース１１０の軸線方向に沿って伸延する板状となして、第１エレメント１３０にその伸延方向に間隔をあけて複数個の流体Ｒの流入口１３２を形成しているため、ユニット支持ケース１１０を通して各流入口１３２から流体が流入される。そして、各流入口１３２から拡散・混合流路１８０を通して周縁部側、特に、各流入口１３２から近接する両エレメント１３０,１４０の長手方向に伸延する側縁部側に向けて流体が流動されて拡散・混合された後に混合流体Ｒｍが生成される。また、生成された混合流体Ｒｍは拡散・混合流路１８０の終端部である両エレメント１３０,１４０の周縁部に形成された流出口１６４から外方へ流出される。この際、一つの混合ユニット１２０の伸延長さを適宜設定することで、一つの混合ユニット１２０に所要個数の流入口１３２を形成することができ、各流入口１３２から拡散・混合流路１８０を形成することができるため、各混合ユニット１２０に形成された多数の拡散・混合流路１８０により同時に効率良く流体混合処理がなされる。
【００６５】
そして、ユニット支持ケース１１０に流体Ｒの流入口１３２を有する第１エレメント１３０を一体成形して、第１エレメント１３０に第２エレメント１４０を対面させて接着することで混合ユニット１２０が形成されるようにしているため、構造の簡易化と軽量化を図ることができる。
【００６６】
以下に、第２実施形態に係る静止型流体混合装置Ｍの構成を、図８〜図１０を参照しながらより具体的に説明する。すなわち、静止型流体混合装置Ｍは、電気絶縁性・難燃性・施工性に優れた硬質塩化ビニル等の合成樹脂製となしており、一側ケース体１００と他側ケース体１０１とを一体的に組み合わせて接着することにより構成している。一側ケース体１００は一側端壁形成片１０２とユニット支持ケース１１０とを一体成形している。他側ケース体１０１は他側端壁形成片１０３と周壁形成片１０４とを一体的に接着して形成している。
【００６７】
まず、一側ケース体１００について説明すると、一側ケース体１００の一側端壁形成片１０２は、円板状の一側端壁１０５と、一側端壁１０５の下流側周面に下流側に突出させて形成したリング状の一側連結用周壁１０６とからキャップ状に形成している。一側端壁１０５の一側寄り位置には導入口１０７を形成し、導入口１０７の周縁部から円筒状の導入側接続片１０８を上流側に突出させて一体成形している。
【００６８】
一側ケース体１００のユニット支持ケース１１０は、一側端壁１０５の下流側面中央部から下流側へ直状に伸延させて一体成形した円筒状の支持用周壁１１１と、支持用周壁１１１の下流側端面に閉塞状に接着した円板状の支持用端壁１１２とから形成している。そして、導入口１０７はユニット支持ケース１１０内と連通させるとともに、ユニット支持ケース１１０の支持用周壁１１１内に配置して、導入口１０７から導入された流体Ｒが全てユニット支持ケース１１０内に導入されるようにしている。
【００６９】
支持用周壁１１１には、その筒長と同一長手幅を有する長四角板状の第１エレメント１３０を、周方向に間隔を開けて複数個（本実施形態では８個）一体成形している。そして、第１エレメント１３０には、その長手方向に間隔を開けて複数個（本実施形態では１０個）の流入口１３２を第１エレメント１３０の肉厚方向に貫通させて形成している。また、第１エレメント１３０には、同形板状に形成した第２エレメント１４０を対面させて配置するとともに、相互に当接する対向面の部分同士を接着して、複数個（本実施形態では１０個）の混合ユニット１２０を形成している。
【００７０】
対面する第１・第２エレメント１３０,１４０の対向面には、前記した第１実施形態の静止型流体混合装置Ｍに設けた第１・第２エレメント３０,４０と同様に、それぞれ同形・同大の多数の凹部１３５,１４５を長手方向と幅方向にそれぞれ配列して拡散・混合流路１８０を形成している。各エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４５の開口面は突き合わせ状に面接触させるとともに、相互に連通するように位置を違えて配置している。流体Ｒの流入口１３２を中心とする同一円周上に配置した各エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４５の数は、中心部側から側縁部側に向けて漸次増大させて、流動方向である側縁部ないしは端縁部の方向（外側方）に分流数（分散数）を増大させている。両エレメント１３０,１４０の間には周縁部側に混合流体Ｒｍを外方へ流出させる流出口１６４を形成している。つまり、流出口１６４は両エレメント１３０,１４０の長手方法に伸延する両側縁流出口と幅方向に伸延する上・下流側流出口とから形成されており、各流入口１３２から流入した流体Ｒは拡散・混合流路１８０を通して混合流体Ｒｍとなって各流入口１３２に近接する流出口１６４（両側縁流出口、及び／又は、上・下流側流出口）の部分から流出されるようにしている。
【００７１】
このように構成して、長手状に伸延させて形成した一つの混合ユニット１２０に複数個（本実施形態では１０個）の流入口１３２を長手方向に間隔を開けて形成しているため、一つの混合ユニット１２０当たりの拡散・混合流路１８０の数を効率的に多数形成することができる。その結果、混合流体Ｒｍの生成効率を向上させることができる。
【００７２】
次に、他側ケース体１０１について説明すると、他側ケース体１０１の他側端壁形成片１０３は、円板状の他側端壁１１３と、他側端壁１１３の上流側周面に上流側に突出させて形成したリング状の他側連結用周壁１１４とからキャップ状に形成している。他側端壁１１３の一側寄り位置には導出口１１５を形成し、導出口１１５の周縁部から円筒状の導出側接続片１１６を下流側に突出させて一体成形している。
【００７３】
他側ケース体１０１の周壁形成片１０４は、直状に伸延しかつユニット支持ケース１１０よりも大径の円筒状に形成して、他側ケース体１０１の他側連結用周壁１１４に嵌入して、他側連結用周壁１１４の内周面に周壁形成片１０４の下流側外周面部を重合状態に面接触させて接着することで、他側ケース体１０１を一体的に形成している。周壁形成片１０４の上流側外周面部は、一側ケース体１００の一側連結用周壁１０６に嵌入して、一側連結用周壁１０６の内周面に周壁形成片１０４の上流側外周面部を重合状態に面接触させて接着することで、混合ユニット１２０を配設・支持しているユニット支持ケース１１０が被覆状態に囲繞された静止型流体混合装置Ｍを一体的に形成している。
【００７４】
このように構成した静止型流体混合装置Ｍでは、導入口１０７を通してユニット支持ケース１１０内に圧送状態で流入された流体Ｒは、各混合ユニット１２０の第１エレメント１３０に形成した多数個の流入口１３２から混合ユニット１２０内に流入される。そして、流体Ｒは各拡散・混合流路１８０内を蛇行しながら流動されて混合流体Ｒｍとなり、混合流体Ｒｍは両エレメント１３０,１４０の間に周縁部側に形成された流出口１６４から流出される。流出口１６４から流出された混合流体Ｒｍは他側ケース体１０１の内面に沿って下流側に流動されて、他側ケース体１０１に形成した導出口１１５から導出されるようにしている。
【００７５】
（第２実施形態の静止型流体混合装置を具備する混合流体生成装置）
流体混合システムの一形態である気液混合流体を生成する混合流体生成装置１９０を図１１に示す。混合流体生成装置１９０は、前記した第２実施形態としての静止型流体混合装置Ｍを具備して構成している。すなわち、混合流体生成装置１９０は、流体を循環させる循環流路Ｃｙと、循環流路Ｃｙの中途部に設けて処理水Ｗを収容するタンク１９１と、タンク１９１から流出する処理水Ｗに気体を供給すべく循環流路Ｃｙの中途部に気体供給パイプ１９４を介して接続した気体供給部１９５と、気体供給部１９５から供給された気体と処理水Ｗの気液混相にせん断力を作用させることで、気体を超微細な気泡を有する気泡群となして処理水Ｗと混合すべく循環流路Ｃｙの中途部に設けた静止型流体混合装置Ｍとを備えている。
【００７６】
循環流路Ｃｙは、処理水Ｗを収容したタンク１９１の底部に循環パイプＪの基端部を接続し、循環パイプＪの先端部をタンク１９１内の処理水Ｗ中に上面から挿入して形成している。タンク１９１の下流側に位置する循環パイプＪの中途部には吸込ポンプＰａと吐出ポンプＰｂとを直列的に隣接させて配設している。そして、上流側に配置した吸込ポンプＰａの吐出口と下流側に配置した吐出ポンプＰｂの吸込口との間に位置する循環パイプＪの部分に気体供給パイプ１９４を介して気体供給部１９５を接続している。ここで、吸込ポンプＰａの吐出圧は吐出ポンプＰｂの吸込圧以下に設定している。１９６は気体供給パイプ９４の中途部に設けた気体供給量調整弁、１９７は循環パイプＪの先端部に取り付けた圧力調整弁、１９８はタンク１９１内に溶媒である処理水Ｗを随時供給可能とした処理水供給部である。
【００７７】
このように構成して、吸込ポンプＰａと吐出ポンプＰｂを協働させることで、それらの間に配設した気体供給部５９５から供給される気体が、吸込ポンプＰａの吐出口からの吐出圧を受けるとともに、吐出ポンプＰｂの吸込口からの吸引圧（エジェクタ効果）を受けて、円滑かつ安定して吸入されるようにしている。その結果、処理水Ｗに混入される気体の量を一定に確保することができる。また、本実施形態では混合流体Ｒｍの生成能力を確保したまま消費電力が小さい吸込ポンプＰａと吐出ポンプＰｂを組み合わせて協働使用することができるので、混合流体生成装置２の製造コストやランニングコストを低減させることができる。なお、上記のように吸込ポンプＰａと吐出ポンプＰｂを協働させて気体を吸入する構造は、第１実施形態の静止型流体混合装置を具備する混合流体生成装置９０にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
Ｍ  静止型流体混合装置
１０  ユニット支持ケース
１１  支持ケース本体
１２  導出口
１３  支持ボス部
２０  混合ユニット
３０  第１エレメント
４０  第２エレメント
５０  連結体
６０  閉塞体
７０  保護体
８０  拡散・混合流路
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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