(57)【要約】【課題】生鮮魚介類の色調や鮮度を一定時間良好に保持させること。【解決手段】１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給する純酸素ガス供給工程と、純酸素ガス供給工程において純酸素ガスを供給することで、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて高濃度酸素処理水を生成する高濃度酸素処理水生成工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給する純酸素ガス供給工程と、
純酸素ガス供給工程において純酸素ガスを供給することで、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて高濃度酸素処理水を生成する高濃度酸素処理水生成工程と、
を有することを特徴とする高濃度酸素処理水生成法。
【請求項２】
１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて生成したことを特徴とする高濃度酸素処理水。
【請求項３】
１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで、処理水を高濃度酸素処理水となすとともに、
高濃度酸素処理水は、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて生成し、
高濃度酸素処理水中に生鮮魚介類を一定時間浸漬させて処理することを特徴とする生鮮魚介類の鮮度保持処理法。
【請求項４】
高濃度酸素処理水中に一定時間浸漬させて処理した生鮮魚介類を、収容袋中に収容するとともに収容袋内を脱気して密封し、その脱気・密封状態にて冷蔵処理することを特徴とする請求項３記載の生鮮魚介類の鮮度保持処理法。
【請求項５】
純酸素ガスは、超微細な気泡を有する気泡群となして処理水と混合していることを特徴とする請求項３又は４記載の生鮮魚介類の鮮度保持処理法。
【請求項６】
処理水の温度は、１℃〜５℃の範囲に設定していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の生鮮魚介類の鮮度保持処理法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度酸素処理水を生成する方法、及び、高濃度酸素処理水、並びに、高濃度酸素処理水を利用して生鮮魚介類の鮮度を保持する処理法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生鮮魚介類の鮮度保持処理法の一形態として、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、塩分濃度が０.５〜１.５重量％の酸素ナノバブル水中の魚介類を、酸素ナノバブル水とともに、または、酸素ナノバブル水から取り出した後、０℃以下に維持するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５９４５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記した技術では、生鮮魚介類の色調や鮮度を十分に保持させることができないという不具合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、生鮮魚介類の色調や鮮度を一定時間良好に保持させることができる高濃度酸素処理水、及び、その生成法、並びに、生鮮魚介類の鮮度保持処理法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、高濃度酸素処理水生成法に係るものであって、１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給する純酸素ガス供給工程と、純酸素ガス供給工程において純酸素ガスを供給することで、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて高濃度酸素処理水を生成する高濃度酸素処理水生成工程と、を有することを特徴とする。ここで、処理水としては、水道水、海水、かん水を適量だけ付加して塩分濃度２.８％〜４％とした塩水等を使用することができる。純酸素ガスとしては、例えば、９５％濃度の酸素ガスを使用することができる。
【０００７】
かかる高濃度酸素処理水生成法では、１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで、高濃度酸素処理水を生成する。この際、高濃度酸素処理水生成法は、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させることで、高濃度酸素処理水を生成するものである。
【０００８】
第２の発明は、高濃度酸素処理水に係るものであって、１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて生成したことを特徴とする。
【０００９】
かかる高濃度酸素処理水では、少なくとも、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上となした溶存酸素量が保持されている。
【００１０】
第３の発明は、生鮮魚介類の鮮度保持処理法に係るものであり、１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで、処理水を高濃度酸素処理水となすとともに、高濃度酸素処理水は、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて生成し、高濃度酸素処理水中に生鮮魚介類を一定時間浸漬させて処理することを特徴とする。
【００１１】
かかる生鮮魚介類の鮮度保持処理法では、高濃度酸素（高溶存酸素）処理水中に生鮮魚介類を一定時間（例えば、１５分〜６０分）浸漬させて処理することで、生鮮魚介類（特に赤身魚肉）の筋肉には、筋肉色素であるミオグロビン（Ｍｂ）が酸素（Ｏ２）と結合して、鮮赤色を呈するオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が生成される。このときミオグロビン（Ｍｂ）に（配位）結合している鉄は２価のままである。したがって、前記した高濃度酸素処理水との反応で生鮮魚介類に生成されるオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）は安定化機能を有している。
【００１２】
すなわち、高濃度の酸素が溶存する処理水との反応で生鮮魚類の筋肉に生成されるオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）は、オキシミオグロビン（ＭｂＯ２）からメトミオグロビン（ＭｅｔＭｂ）への自動酸化（メト化，褐変，ミオグロビンの結合した鉄が２価から３価に酸化）が抑制されるために、鮮赤色の退化を大幅に抑えることができる。そのため、生鮮魚介類の肉の色調を外観的に新鮮状態に見える鮮赤色に保持させることができる。
【００１３】
この際、高濃度酸素処理水は、１気圧下の処理水に純酸素ガスを供給することで生成しており、高濃度酸素処理水は、処理水の溶存酸素量を、全圧1気圧のもとで空気中の酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水への溶解度の３倍以上で、１気圧における純酸素ガスの処理水への溶解度以下の範囲内で増大させて生成している。
【００１４】
そのため、高濃度酸素処理水で処理される生鮮魚介類の筋肉に生成されるオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）は、長時間（例えば、７２時間）にわたって固定されて、生鮮魚介類の肉の色調が鮮赤色に保持される。その結果、オキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が酸化されて褐色を呈するメトミオグロビン（ＭｅｔＭｂ）の生成は遅延される。つまり、外観的に色調が悪く見えるメト化を遅らせるメト化遅延効果が生起される。そして、生鮮魚介類の鮮度指標Ｋ値を長時間（例えば、７２時間）にわたって２０％前後（高鮮度）ないしはそれ以下に保持させることができる。つまり、生鮮魚介類を長時間にわたって高鮮度に維持させることができる。
【００１５】
第３の発明において、高濃度酸素処理水中に一定時間浸漬させて処理した生鮮魚介類を、収容袋中に収容するとともに収容袋内を脱気して密封し、その脱気・密封状態にて冷蔵処理することを特徴とする。
【００１６】
かかる生鮮魚介類の鮮度保持処理法では、高濃度酸素処理水で処理された生鮮魚介類を脱気した収容袋内に密封した状態にて冷蔵（生鮮魚介類が凍らない程度の低温に冷却して保存）処理することで、生鮮魚介類の肉の色調と鮮度をより一層長時間にわたって良好に維持することができる。つまり、生鮮魚介類の商品価値を長時間にわたって良好に確保することができる。
【００１７】
第３の発明において、純酸素ガスは、超微細な気泡を有する気泡群となして処理水と混合していることを特徴とする。ここで、超微細な気泡（以下、ナノバルブとも言う）とは、外径がナノメートル（ｎｍ）レベルから数マイクロメートル（μｍ）レベルまでの気泡のことをいう。
【００１８】
かかる生鮮魚介類の鮮度保持処理法では、ナノバブル化した酸素ガス（酸素ナノバブル）が、生鮮魚介類の肉表面だけでなく、肉内部まで浸透する高浸透性を有するために、前記したように安定化したオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が肉内部でも容易に生成される。そのため、生鮮魚介類の筋肉の鮮赤色保持に有利である。そして、生鮮魚介類の鮮度を良好に維持する（鮮度指標Ｋ値を低く保つ）ことができる。
【００１９】
第３の発明において、処理水の温度は、１℃〜５℃の範囲に設定していることを特徴とする。
【００２０】
かかる生鮮魚介類の鮮度保持処理法では、溶解度が大きい１℃〜５℃の低温度範囲に設定した処理水に純酸素ガスを供給することで、短時間に高濃度酸素処理水を得ることができて、生鮮魚介類の鮮度保持処理作業能率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、次の効果を奏する。すなわち、本発明では、高濃度酸素処理水を安価に得ることができる。そして、その高濃度酸素処理水中に生鮮魚介類を一定時間浸漬させて処理することで、生鮮魚介類の発色性を向上させて、その色調や鮮度を一定時間（例えば、７２時間）良好に維持させることができる。その結果、生鮮魚介類の美的外観性、つまり、生鮮魚介類の商品価値を一定時間高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の概念的説明図。
【図２】制御ブロック図。
【図３】本発明に係る第２実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の概念的説明図。
【図４】生鮮魚介類鮮度保持処理法の説明図。
【図５】蒸留水と空気を混合処理した際の気泡の粒度分布図。
【図６】第１実施形態としての気液混合処理部の正面説明図。
【図７】図６のI-I線矢視底面図。
【図８】図６のII-II線矢視平面図。
【図９】第１実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１０】混合流路形成パターン面の説明図。
【図１１】第１実施形態としての気液混合処理部の混合流路の説明図。
【図１２】第２実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１３】第３実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１４】第３実施形態としての気液混合処理部の混合流路の説明図。
【図１５】第４実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１６】第４実施形態としての気液混合処理部の混合流路の説明図。
【図１７】第５実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１８】第６実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図１９】第６実施形態としての気液混合処理部が具備する混合ユニットの断面正面分解説明図。
【図２０】第６実施形態としての気液混合処理部が具備する混合ユニットの分解斜視説明図。
【図２１】第１・第２拡散エレメントの側面説明図。
【図２２】第１・第２集合エレメントの側面説明図。
【図２３】第７実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図２４】第７実施形態としての気液混合処理部が具備する混合ユニットの正面断面分解説明図。
【図２５】第７実施形態としての気液混合処理部が具備する混合ユニットの分解斜視説明図。
【図２６】第１・第２拡散エレメントの側面説明図。
【図２７】集合エレメントの側面説明図。
【図２８】第８実施形態としての気液混合処理部を具備する本発明に係る第３実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の説明図。
【図２９】第８実施形態としての気液混合処理部の断面正面説明図。
【図３０】図２９のIII-III線断面図。
【図３１】第８実施形態としての気液混合処理部が具備する混合ユニットの正面断面分解説明図。
【図３２】図３１のIV-IV線矢視図。
【図３３】第１・第２エレメントの側面説明図。
【図３４】拡散・混合流路の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
［第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の説明］
図１に示すＡは本発明に係る第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置である。かかる高濃度酸素処理水生成装置Ａは、流体を循環させる循環流路Ｒと、循環流路Ｒの中途部に設けて処理水Ｗを収容するタンクＴと、タンクＴから流出する処理水Ｗに純酸素ガスを供給すべく循環流路Ｒの中途部に接続した純酸素ガス供給部Ｋと、純酸素ガス供給部Ｋから供給された純酸素ガスと処理水Ｗの気液混相にせん断力を作用させることで、純酸素ガス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Ｒの中途部に設けた気液混合処理部Ｍとを備えている。処理水Ｗは、純酸素ガス（例えば、９５％濃度の酸素ガス）を溶解させて高濃度酸素処理水となす溶媒であり、処理水Ｗとしては、水道水、海水、塩水等を使用することができる。塩水はかん水を適量だけ付加して塩分濃度２.８％〜４％としたものであり、例えば、３.５％前後の塩分濃度を有する塩水を適用することができる。
【００２５】
循環流路Ｒは、処理水Ｗを収容したタンクＴの底部に循環パイプＪの基端部を連結し、循環パイプＪの先端部をタンクＴ内の処理水Ｗ中に上面から挿入して形成している。循環パイプＪの中途部には圧送ポンプＰを取り付け、その圧送ポンプＰの吸入口近傍（直上流側）に位置する循環パイプＪの中途部には純酸素ガスを供給する純酸素ガス供給部Ｋを連結している。
【００２６】
純酸素ガス供給部Ｋから処理水Ｗ中に供給される純酸素ガスは、圧送ポンプＰの吸入側からエジェクタ効果により圧送ポンプＰ内に吸入されるようにすることができる。この際、純酸素ガスの吸入量は、循環パイプＪ中を流れる処理水Ｗの循環流量の約３％（STP；０℃、１気圧）に設定することができる。また、圧送ポンプＰの吐出口近傍（直下流側）に位置する循環パイプＪの中途部に純酸素ガス供給部Ｋを連結して、純酸素ガス供給部Ｋから循環パイプＪ中に純酸素ガスを圧送することで、純酸素ガスの供給量を上記した純酸素ガスの吸入量よりも大きい所定量に設定することができる。
【００２７】
純酸素ガス供給部Ｋの下流側に位置する循環パイプＪの中途部には、流体混合部としての気液混合処理部Ｍを設けている。気液混合処理部Ｍは、処理水Ｗと純酸素ガスの気液混相を蛇行流路中に流動させることで、いくつかの水分子からなるクラスターを形成している処理水Ｗに高せん断力を作用させて、処理水Ｗのクラスターの大きさがより小さい改質処理水となすとともに、改質処理水と純酸素ガスとの気液混相に高せん断力を作用させて、溶媒である改質処理水に純酸素ガスを溶解させた高濃度酸素処理水となすようにしている。ここで、気液混合処理部Ｍは、低圧力損失にて高ガス流速（流量）を実現することができるものであり、短時間で処理水Ｗを酸素過飽和状態に達せしめることができるものである。
【００２８】
高濃度酸素処理水生成装置Ａには、タンクＴ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Ｓを設けている。循環パイプＪの先端部には圧力調整弁Ｖを取り付けている。循環パイプＪには、気液混合処理部Ｍの下流側に位置させて熱交換器Ｈを配設しており、熱交換器Ｈにより気液混合処理部Ｍで生成された高濃度酸素処理水を所定の低温度（例えば、１℃〜５℃）となして、その下流側に配置した回収部Ｇにて所定低温度の高濃度酸素処理水を回収するようにしている。また、循環パイプＪには熱交換器Ｈの下流側に位置させて三方切替弁Ｖａを配設しており、三方切替弁Ｖａの切換操作により高濃度酸素処理水を循環パイプＪを通して循環流路Ｒ内で所定回数（例えば、２０回）ないしは所定時間（例えば、２５分間）だけ循環させることも、また、回収パイプＪｂを通して回収部Ｇに送ることも可能となしている。
【００２９】
タンクＴには溶存酸素量検出手段Ｄを設けており、溶存酸素量検出手段ＤによりタンクＴ内の処理水Ｗの溶存酸素量（ＤＯ値）を検出するようにしている。また、タンクＴには温度検出手段Ｔａを設けており、温度検出手段ＴａによりタンクＴ内の処理水Ｗの温度を検出するようにしている。
【００３０】
高濃度酸素処理水生成装置Ａには、図２に示す制御手段Ｃを設けている。制御手段Ｃは、パーソナルコンピュータ等の制御機能を有しており、その入力側インターフェースに溶存酸素量検出手段Ｄと温度検出手段Ｔａを接続する一方、その出力側インターフェースに処理水供給部Ｓと純酸素ガス供給部Ｋと圧送ポンプＰと熱交換器Ｈと圧力調整弁Ｖと三方切替弁Ｖａを接続している。そして、制御手段Ｃは、溶存酸素量検出手段Ｄと温度検出手段Ｔａの検出情報をそれぞれ受信して、その検出情報に基づいて処理水供給部Ｓと純酸素ガス供給部Ｋと圧送ポンプＰと熱交換器Ｈと圧力調整弁Ｖと三方切替弁Ｖａにそれぞれ制御情報を送信して、これらの作動を適宜制御するようにしている。
【００３１】
次に、本実施形態に係る高濃度酸素処理水生成法について説明する。すなわち、高濃度酸素処理水生成法は、純酸素ガス供給工程と高濃度酸素処理水生成工程とから成る。そして、純酸素ガス供給工程は１気圧下の処理水Ｗに純酸素ガスを供給する工程であり、本実施形態では、純酸素ガス供給部Ｋから循環パイプＪ中に純酸素ガスを圧送するようにしている。また、高濃度酸素処理水生成工程は、純酸素ガス供給工程において純酸素ガスを供給することで、高濃度酸素処理水を生成する工程である。
【００３２】
高濃度酸素処理水生成工程において、処理水Ｗの溶存酸素量（ＤＯ値）は、全圧1気圧のもとで空気中の酸素分圧０.２１気圧であるとしたときに、空気飽和溶存酸素の処理水Ｗへの溶解度の３倍以上としている。そして、１気圧における純酸素ガスの処理水Ｗへの溶解度以下としている。つまり、これらの範囲内に処理水Ｗの溶存酸素量（ＤＯ値）が収まるように処理水Ｗの溶存酸素量を増大させて、高濃度酸素処理水を生成する。換言すると、あらかじめ設定した所定の溶存酸素量（ＤＯ値）を有する処理水Ｗを高濃度酸素処理水として生成する。
【００３３】
具体的には、例えば、全圧1気圧のもとで、処理水Ｗの温度が５℃における空気中の酸素分圧０.２１気圧であるとしたときの空気飽和溶存酸素の処理水Ｗへの溶解度、つまり、溶存酸素量（ＤＯ値）を、ＤＯ値＝１２.９ｇ／ｍ３と仮定すると、その３倍の値であるＤＯ値＝３８.７ｇ／ｍ３以上に設定して高濃度酸素処理水を生成する。
【００３４】
また、ガス分圧０.１０１３ＭＰａにおける純酸素の純水への溶解度（ｇ／ｍ３）は、下記の表１に示す通りである。これは、化学便覧（日本化学会  編）に記載されていた溶解度を換算したものである。
【表１】
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【００３５】
１気圧における純酸素ガスの処理水Ｗへの溶解度は、処理水Ｗが海水や塩水の場合、塩析効果により溶解度は純水の場合よりも少し下がる。そこで、純水を基準にして海水や塩水への純酸素ガスの溶解度を所定の推算式により推算することができる。また、あらかじめ処理水Ｗの溶解度を実測しておくこともできる。いずれにしても、処理水Ｗの溶解度以下の範囲内で溶存酸素量（ＤＯ値）を所定値まで増大させて高濃度酸素（高溶存酸素）処理水を生成する。
【００３６】
この際、高濃度酸素処理水生成装置Ａの溶存酸素量検出手段Ｄが処理水Ｗの溶存酸素量（ＤＯ値）の所定値を検出した場合には、その検出情報を溶存酸素量検出手段Ｄから制御手段Ｃに送信する。制御手段Ｃは、高濃度酸素（高溶存酸素）処理水が生成されたと判断して、純酸素ガス供給部Ｋからの純酸素ガス供給を停止させる制御情報を純酸素ガス供給部Ｋに送信する。そして、制御手段Ｃは、三方切替弁Ｖａに切換制御情報を送信して、回収パイプＪｂを通して回収部Ｇに高濃度酸素処理水を送る。また、溶存酸素量検出手段Ｄが処理水Ｗの溶存酸素量（ＤＯ値）の所定値を検出しない場合には、制御手段Ｃは、高濃度酸素（高溶存酸素）処理水が生成されていないと判断して、三方切替弁Ｖａに切換制御情報を送信しない。つまり、循環流路Ｒが保持されて、処理水Ｗと純酸素ガスとが循環されながら気液混合処理部Ｍにより混合処理される工程が継続される。この際、制御手段Ｃは、処理水Ｗの温度を検出する温度検出手段Ｔａの検出結果に基づいて、処理水Ｗを所定の低温度（例えば、１℃〜５℃）に保持すべく熱交換器Ｈを制御している。その結果、高濃度酸素処理水は低温度（例えば、１℃〜５℃）に保持される。
【００３７】
かかる高濃度酸素処理水は、前記のように構成した高濃度酸素処理水生成装置Ａにより生成することができるものであり、処理水Ｗに純酸素ガス煙供給部Ｋから純酸素ガスを供給して、これら処理水Ｗと純酸素ガスを、中途部に圧送ポンプＰと気液混合処理部Ｍを設けた循環パイプＪとタンクＴとで形成される循環流路Ｒを通して循環させることで生成することができる。
【００３８】
この際、気液混合処理部Ｍは、純酸素ガスを処理水Ｗに溶解させて高濃度酸素処理水となすものであるが、溶媒である処理水Ｗに高せん断力を作用させて、処理水Ｗのクラスターの大きさがより小さい改質処理水となしている。すなわち、処理水Ｗを構成している水は、通常、単一の分子で存在しているのではなく、いくつかの水分子からなるクラスターを形成しているところ、気液混合処理部Ｍで水が処理されると、クラスターの大きさがより小さい改質処理水を得ることができる。クラスターの大きさがより小さい改質処理水は、純酸素ガスを溶解させ易い。しかも、気液混合処理部Ｍは、純酸素ガスを直径がナノレベル（１μｍ以下）の超微細な気泡（酸素ナノ気泡）となして、溶媒である処理水Ｗとの接触面積を大となすため、純酸素ガスの改質処理水への溶解（高濃度酸素処理水生成）速度を高速化する。つまり、純酸素ガスの気泡（バブル）に加わる圧力は気泡の大きさに反比例するため、気泡が超微細（ナノ）になるにしたがって気泡内の圧力は大きくなる。そのため、加圧作用によって純酸素ナノバブル内部の気体である酸素は、処理水Ｗ中に効率的に溶解する。
【００３９】
かかる改質処理水に純酸素ガスを溶解させてなる高濃度酸素処理水は、生鮮魚介類の肉片中への浸透力が高い。したがって、高濃度酸素処理水の生鮮魚介類の肉中への浸透（拡散）距離が長く（深く）なり、それだけ生鮮魚介類の肉の抗菌性と保存性の付与も大きくなる。しかも、酸素ナノ気泡の数密度を、例えば、経験により菌数の千倍以上に増加させることで抗菌性を確保することができる。この際、酸素ナノ気泡の数密度の増加は、循環パイプＪを通して高濃度酸素処理水を循環流路Ｒ内で一定回数ないしは一定時間循環させることで、短時間で達成することができる。
【００４０】
すなわち、気液混合処理部Ｍにより作成した高濃度酸素処理水は、溶媒である処理水Ｗの改質処理を伴っているので、生鮮の肉中への高濃度酸素処理水の浸透性が向上し、後述する一定の漬け込み時間だけ漬け込むことで浸透距離が深くなり、それだけ保存性の付与が増大する。そして、かかる高濃度酸素処理水がミオグロビンと反応すると、つまり、高濃度酸素処理水中の酸素（Ｏ２）と、生鮮魚介類（特に赤身魚肉）の筋肉の色素であるミオグロビン（Ｍｂ）とが結合すると、鮮赤色を呈するオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が生成される。このときミオグロビン（Ｍｂ）に（配位）結合している鉄は２価のままである。したがって、前記した高濃度酸素処理水との反応で生鮮魚介類に生成されるオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）は数十時間（例えば、７２時間）安定化（色調と鮮度保持）し、その間、生鮮魚介類の肉のメト化（褐変）が抑制（遅延化）される。また、生鮮魚介類の外表面の色艶が良くなって、美的外観が向上する。そのため、生鮮魚介類の商品価値を高めることができる。
【００４１】
第１実施形態では、前記したように気液混合処理部Ｍにより処理水Ｗに純酸素ガスを溶解させて高濃度酸素処理水となすことができるが、循環流路Ｒ中にて処理水Ｗを所定時間ないしは所定回数以上循環を繰り返すことにより、改質度合いを高めることができるようにしている。ここで、改質度合いとは、水分子間の水素結合によっていくつかの水分子が互いに結合して形成しているクラスター（会合体で(H2O)nの状態；ｎ≒４.４）を小さくする、つまり、任意の水分子の周辺にある隣接水分子の数をできるだけ小さくするように改質処理する度合いをいう。
【００４２】
その結果、処理水Ｗのクラスターを堅実に小さくすることができるとともに、純酸素ガスの溶解濃度を増大させることができる。しかも、気液混合処理部Ｍによれば、純酸素ガスをナノレベルの超微細気泡となすことができて、超微細化した純酸素ガス気泡（酸素ナノ気泡）が処理水に溶解され易くなる。そのため、高濃度酸素処理水生成速度を高速化することができて、短時間に大量の高濃度酸素処理水を生成することができる。したがって、高濃度酸素処理水生成装置の小型化を実現することができる。また、循環流路Ｒ中にて処理水Ｗと純酸素ガスを所定時間ないしは所定回数以上循環を繰り返すことにより、酸素ナノ気泡の数密度を増加させることができるため、酸素ナノ気泡による抗菌性を確保することができる。
【００４３】
また、前記した第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置Ａは、その基本構造を同じくしているものの、後述する第１〜第５実施形態のいずれかの気液混合処理部Ｍを異ならせて採用することで、変形例としての高濃度酸素処理水生成装置Ａとなすこともできる。すなわち、循環パイプＪの中途部に、純酸素ガスを、例えば、５０μｍ〜１００μｍの酸素マイクロバブルとなす第１の気液混合処理部Ｍと、純酸素ガスを、例えば、５０ｎｍ〜９００ｎｍの酸素ナノバブルとなす第２の気液混合処理部Ｍを並列的に配設して、第１の気液混合処理部Ｍを有する循環流路Ｒと第２の気液混合処理部Ｍを有する循環流路Ｒを形成して構成するとともに、いずれかの一つの循環流路Ｒに流路を切り替え自在に構成することができる。
【００４４】
このように構成することにより、変形例としての高濃度酸素処理水生成装置Ａでは、第１・第２の気液混合処理部Ｍにより二段階にわたって高濃度酸素処理水を生成することができる。すなわち、前段工程として比較的に高ガス流量を確保することができる第１の気液混合処理部Ｍに処理水Ｗと純酸素ガスを通過させることで、酸素マイクロバブルを含有する酸素マイクロ水を生成して、処理水Ｗが酸素過飽和状態にはやく達するようにする。そして、後段工程として第１の気液混合処理部Ｍから第２の気液混合処理部Ｍに流路を切り替えることで、純酸素ガスをナノバブル化することができる第２の気液混合処理部Ｍに酸素マイクロ水を通過させることで、酸素マイクロバブルを酸素ナノバブルとなして、酸素ナノバブルを含有する酸素ナノ水を生成する。このようにして、前段工程で処理水Ｗを可及的速やかに酸素過飽和状態となして高濃度酸素処理水を生成する。その後、後段工程において、前段工程で生成した高濃度酸素処理水に酸素ナノバブルを蓄積する。そうすることで、酸素ナノバブルが蓄積された高濃度酸素処理水を短時間に効率良く生成することができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る高濃度酸素処理水は、生成効率や生鮮魚介類への浸透性等を考慮しなければ、単に、処理水Ｗ中に純酸素ガスを供給することで生成することもできる。例えば、セラミック製のポーラス体を通して処理水Ｗ中に純酸素ガスを微細な気泡となして供給する、いわゆるバブリングにより所定の高濃度酸素が溶存する処理水Ｗ、つまり、本実施形態に係る高濃度酸素処理水を生成することもできる。
【００４６】
［第２実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の説明］
図３は、本発明に係る第２実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置Ａの概念図である。かかる高濃度酸素処理水生成装置Ａは、図３に示すように、改質処理部としての気液混合処理部Ｍによりあらかじめ処理水Ｗを改質処理して改質処理水となし（改質処理工程）、その改質処理水を第１実施形態ないしはその変形例としての高濃度酸素処理水生成装置ＡのタンクＴに供給するようにしている。つまり、処理水Ｗを単独で改質処理した後に、改質処理水を再度改質処理（二段階に改質処理）するとともに純酸素ガスと気液混合処理して、改質処理水に純酸素ガスを溶解させ易くしている。
【００４７】
処理水供給部Ｓに第１連通パイプ１を介して改質処理部としての気液混合処理部Ｍの流入側を接続し、気液混合処理部Ｍの流出側に第２連通パイプ２の基端部を接続して、第２連通パイプ２の先端部をタンクＴ内に配置している。つまり、気液混合処理部Ｍにより改質処理した改質処理水をタンクＴ内に供給可能としている。
【００４８】
そして、改質処理部としての気液混合処理部Ｍよりも上流側に位置する第１連通パイプ１の中途部分と、改質処理部としての気液混合処理部Ｍよりも下流側に位置する第２連通パイプ２の中途部分との間に、第１・第２三方弁３,４を介して戻り管５を介設して、戻り管５を通して改質水を適宜循環可能としている。すなわち、必要に応じて、両第１・第２三方弁３,４を切替操作することで、第２連通パイプ２の中途部に設けた圧送ポンプＰにより、改質水を循環的に気液混合処理部Ｍに送り込んで改質処理を所定回数（例えば、１０回）ないしは所定時間（例えば、１５分間）だけ繰り返すことにより、改質度合いを高めることができるようにしている。６は第２連通パイプ２の先端部に設けた開閉弁である。なお、第１・第２三方弁３,４と開閉弁６は、制御手段Ｃの出力側インターフェースに接続して、制御手段Ｃにより適宜制御されている。
【００４９】
このように構成して、第２実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置Ａでは、改質処理工程において、あらかじめ溶媒としての処理水Ｗを、改質処理部としての気液混合処理部Ｍにより改質処理することにより、任意の水分子の周辺にある隣接水分子の数が小さくかつ微細化された水の粒子が均一化された改質処理水となすようにしている。
【００５０】
次に、前記した第１・第２実施形態に係る高濃度酸素処理水生成装置Ａにより生成した高濃度酸素処理水により生鮮魚介類を鮮度保持処理（加工）する方法（生鮮魚介類の鮮度保持処理法）について説明する。
【００５１】
［生鮮魚介類の鮮度保持処理法］
生鮮魚介類の鮮度保持処理法は、図４に示すように、鮮度保持処理を施す生鮮魚介類としての鮮魚１１を準備する準備工程（ａ）と、準備した鮮魚１１を高濃度酸素処理水１３中に浸漬する生鮮魚介類浸漬工程（ｂ）と、高濃度酸素処理水１３中から鮮魚１１を取り出す取出工程（ｃ）と、取り出した鮮魚１１を容器１４内に収容して脱気する脱気工程（ｄ）と、脱気した鮮魚１１を容器１４中に密封する密封工程（ｅ）と、容器１４中に密封した鮮魚１１を冷蔵する冷蔵工程（ｆ）とを有する。
【００５２】
生鮮魚介類浸漬工程（ｂ）では、上面が開口した浸漬容器１２内に高濃度酸素処理水１３を満たし、その中に鮮魚１１を浸漬する(漬け込む)。そうすることで、鮮魚１１の肉の内部まで深く高濃度酸素処理水１３を浸透させることができる。ここで、浸漬時間(漬け込み時間)は、鮮魚１１の大きさや種類にもよるが、例えば、１５分〜６０分、好ましくは、２０分〜３０分とすることができる。
【００５３】
脱気工程（ｄ）では、高濃度酸素処理水１３が肉の内部まで深く浸透している鮮魚１１を、容器１４内に収容するとともに、容器１４内を脱気するものであり、その後、密封工程（ｅ）では容器１４を密封状態にする。この際、容器１４内には、あらかじめ鮮魚１１を収容して、空気を取り除いた後に容器１４を真空封印（バキュームシール）する。ここで、容器１４としては、プラスティック製の袋（プラスティックバック）を使用することができる。ＶＰは真空ポンプ、１５は一端を真空ポンプＶＰに接続した吸引ホースであり、吸引ホース１５の他端を容器１４に接続している。
【００５４】
冷蔵工程（ｆ）では、容器１４を冷蔵庫１６内に一定温度にて一定時間冷蔵する。ここで、冷蔵する一定温度は、生鮮魚介類が凍らない程度の低温に冷却して保存できればよく、望ましくは、０℃〜４℃の間の温度である。冷蔵する時間は鮮魚１１の所望の鮮度に応じて７２時間〜９６時間とすることができる。
【００５５】
上記のように構成した生鮮魚介類の鮮度保持処理法は、生鮮魚介類の鮮魚１１の表層に高濃度酸素処理水１３を堅実に浸透させることができて、鮮魚１１のオキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が、長時間（例えば、７２時間）にわたって固定されて、鮮魚１１の肉の色調が鮮赤色に保持される。その結果、オキシミオグロビン（ＭｂＯ２）が酸化されて褐色を呈するメトミオグロビン（ＭｅｔＭｂ）の生成が遅延される。そして、鮮魚１１の肉の自然の風味（商品価値）を減じることなく、保存性が向上した鮮魚に加工することができる。
【００５６】
また、密封工程（ｅ）で密封処理された生鮮魚介類は、冷蔵工程（ｆ）で冷蔵処理することなく、冷凍工程、つまり、−１８℃の普通の冷凍室温度で冷凍処理することにより、その色調や鮮度を１〜２ヶ月は保持させることができる。したがって、生鮮魚介類を長距離輸送ないしは輸出する際には、冷蔵処理することなく冷凍処理することで生鮮魚介類の商品価値の低下を回避することができる。
【００５７】
次に、後述する第１実施形態としての気液混合処理部Ｍを適用した第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置Ａにより、処理水Ｗとしての蒸留水と、気体としての空気を、混合処理した際の粒度分布実測例を図５に示す。この際、循環・混合処理は、圧送ポンプＰの圧力を１.２ＭＰａ、蒸留水の流量を３Ｌ／min、空気の流量を０.２Ｌ／min、循環流路Ｒ内の循環時間を３分間とした。測定器としては英国のナノサイト社製のＬＭ１０−ＨＳを使用した。その測定器による測定法はトラッキング法（追尾法）であり、計測者は日本カンタム・デザイン（株）である。図５は混合処理された空気の気泡径（ｎｍ）と気泡密度（個/ｍＬ）を、かかる測定器により測定した結果を粒度分布で示したものである。かかる測定結果からモード径（最大頻出粒子径）は１２０ｎｍ、メディアン径（５０％粒子径）は１２１ｎｍ、気泡数密度は７.１２×１０８個／ｍＬであることが分かった。
【００５８】
モード径１２０ｎｍの気泡１個の体積
＝（π／６）（１２０×１０−９）３
＝９.０５×１０−２２ｍ３
＝９.０５×１０−１６ｃｍ３
７.１２×１０８個のナノ気泡の体積
＝７.１２×１０８×９.０５×１０−１６
＝６.４４×１０−７cm３
したがって、ナノ気泡の体積分率
＝６.４４×１０−７cm３／cm３≒１０−６（１ppm弱）
【００５９】
このように、第１実施形態としての気液混合処理部Ｍを適用した第１実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置Ａにより生成した処理水Ｗとしてのナノ水中には、モード径１２０ｎｍのナノ気泡が約７億個／ｍＬ存在し、その体積濃度は１ppm弱である。また、ナノ水にはナノ気泡が共存しており、ナノ気泡の表面はマイナスに帯電している。つまり、ナノ気泡の表面は電子で覆われている。したがって、酸素ナノ気泡であっても、気泡表面はマイナスに帯電しており、酸素ナノ気泡が１ppm弱程度の体積濃度であっても菌数がナノ気泡の数より桁違いに少なければ（例えば、１０５ＣＦＵ／ｍＬ）、濃度酸素処理水は抗酸化環境を提供することになる。つまり、濃度酸素処理水は酸化還元電位（ＯＲＰ）に影響を与える（ＯＲＰを抑制する）。
【００６０】
その結果、濃度酸素処理水は、高ＤＯ値を保ちながら、酸化性は減少する（抗酸化性）環境をつくることができて、生鮮魚介類の鮮度保持（保存）に有効となる。この際、濃度酸素処理水の溶存酸素濃度（ＤＯ値）が全圧１気圧の空気（２１％酸素、酸素分圧０.２１気圧）に接触させたときの飽和溶解酸素濃度の３倍以上のとき、生鮮魚介類のオキシミオグロビンが安定化されて、好ましい鮮紅色を長時間維持する（オキシミオグロビンの安定化作用）。しかも、濃度酸素処理水は、制菌・抗菌作用を有して、低酸化性環境を提供する。
【００６１】
次に、気液混合処理部Ｍの構成を、図面を参照しながら具体的に説明する。
［第１実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第１実施形態としての気液混合処理部Ｍは、図６〜図１１に示すように、一方向（本実施形態では左右方向）に伸延する上下一対の横長四角形板状の混合エレメント２１０,２２０を重合状態に対面させて、両混合エレメント２１０,２２０間にその伸延方向に伸延する混合流路２３０を形成している。
【００６２】
そして、混合エレメント２１０の左側端部には流入側接続部２１１を形成している。流入側接続部２１１は一端を混合エレメント２１０の左側端面に開口させるとともに、他端を混合エレメント２１０の左側端部下面に開口させている。流入側接続部２１１の一端に形成した流入孔２１２には循環パイプＪの流入側を着脱自在に接続している。流入側接続部２１１の他端には始端側一時滞留空間２４０を介して混合流路２３０の始端部を連通させている。
【００６３】
また、混合エレメント２１０の右側端部には流出側接続部２１３を形成している。流出側接続部２１３は一端を混合エレメント２１０の右側端面に開口させるとともに、他端を混合エレメント２１０の右側端部下面に開口させている。流出側接続部２１３の一端に形成した流出孔２１４には循環パイプＪの流出側を着脱自在に接続している。流出側接続部２１３の他端には終端側一時滞留空間２５０を介して混合流路２３０の終端部を連通させている。
【００６４】
混合流路２３０は、図１０に示すように、混合エレメント２１０の下面に多数形成した凹部２１５からなる第１混合流路形成パターン面Ｐａと、混合エレメント２２０の上面に多数形成した凹部２２５からなる第２混合流路形成パターン面Ｐｂとを対向させて形成している。各第１・第２混合流路形成パターン面Ｐａ,Ｐｂは、凹部２１５,２２５を開口形状が正六角形で隙間のない状態に多数形成することで、いわゆるハニカム状に形成している。しかも、凹部２１５,２２５は、同形同大の六角開口形状に形成して、図１０に示すような配置で対向させることで、混合流路２３０に流入孔２１２から流入した流体を混合流路２３０の伸延方向に流動させて分流させる複数の分流部と、分流部で分流された流体を混合流路２３０の伸延方向に流動させて合流させる複数の合流部とが形成されるようにしている。
【００６５】
すなわち、第１混合流路形成パターン面Ｐａは、図１０に一点鎖線で示すように、混合エレメント２１０の凹部２１５を幅方向に五列かつ左右伸延方向に多数個千鳥状に配置して形成している。また、第２混合流路形成パターン面Ｐｂは、図１０に実線で示すように、混合エレメント２２０の凹部２２５を幅方向に六列かつ左右伸延方向に多数個千鳥状に配置して形成している。そして、混合エレメント２１０の凹部２１５の中心位置に、混合エレメント２２０の凹部２２５の角部２２６が位置する状態で当接している。このような状態で当接させると、相互に位置ずれした混合エレメント２１０の凹部２１５と混合エレメント２２０の凹部２２５との間で流体（処理水Ｗと純酸素ガス）を流動させることができる。角部２２６は３つの凹部２２５の角部が集まっている位置である。また、混合エレメント２２０の凹部２２５の中心位置にも、混合エレメント２１０の凹部２１５の角部２１６が位置する。角部２１６は３つの凹部２１５の角部が集まっている位置である。この場合は、混合エレメント２１０の角部２１６が上述した分流部や合流部として機能する。
【００６６】
したがって、例えば、混合エレメント２１０の凹部２１５側から混合エレメント２２０の凹部２２５側に流体が流れる場合を考えると、流体は二つの流路に分流されることになる。つまり、混合エレメント２１０の凹部２１５の中央位置に位置された混合エレメント２２０の角部２２６は、流体を分流する分流部として機能する。逆に、混合エレメント２２０側から混合エレメント２１０側に流体が流れる場合を考えると、二方から流れてきた流体が１つの凹部２１５に流れ込むことで合流することになる。この場合、混合エレメント２２０の中央位置に位置された角部２２６は、合流部として機能する。
【００６７】
混合流路２３０の始端部と混合エレメント２１０の左側部に形成した流入側接続部２１１との間には始端側一時滞留空間２４０を形成している。始端側一時滞留空間２４０は、混合エレメント２１０の左側部下面に形成した凹状の空間形成部２４１と、混合エレメント２２０の左側部上面に形成した凹状の空間形成部２４２とを、上下方向に対面させて形成している。しかも、図１０に示すように、両空間形成部２４１,２４２とで形成される始端側一時滞留空間２４０の前後方向の幅Ｗ１は、混合流路２３０の始端部の前後方向の幅Ｗ２と略同一幅に形成して、始端側一時滞留空間２４０の略全幅にわたって混合流路２３０の始端部と連通させている。
【００６８】
また、混合流路２３０の終端部と混合エレメント２１０の他側部に形成した流出側接続部２１３との間には終端側一時滞留空間２５０を形成している。終端側一時滞留空間２５０は、混合エレメント２１０の右側部下面に形成した凹状の空間形成部２５１と、混合エレメント２２０の右側部上面に形成した凹状の空間形成部２５２とを、上下方向に対面させて形成している。しかも、両空間形成部２５１,２５２とで形成される終端側一時滞留空間２５０の前後方向の幅Ｗ３は、混合流路２３０の終端部の前後方向の幅Ｗ４と略同一幅に形成して、終端側一時滞留空間２５０の略全幅にわたって混合流路２３０の終端部と連通させている。
【００６９】
２６０は上側の混合エレメント２１０の周囲に間隔を開けて多数形成した上側ビス孔、２６１は下側の混合エレメント２２０の周囲に間隔を開けて多数形成した下側ビス孔である。各ビス孔２６０,２６１は上下方向に軸線を向けて形成して、上下に符合する上・下側ビス孔２６０,２６１中にビス２６２を螺着することで、両混合エレメント２１０,２２０を重合状態に簡単かつ堅実に連結することができる。また、ビスを取り外すことで、両混合エレメント２１０,２２０の連結を簡単に解除して、凹部２１５,２２５等の洗浄作業をすることができる。２７０は混合エレメント２２０の上面において多数の凹部２２５と空間形成部２４２,２５２の周囲を囲むように形成したＯリング配置溝である。２７１はＯリング配置溝２７０に配置したＯリングである。Ｏリング２７１により上・下層の混合エレメント２１０,２２０の密閉性を良好に確保することができる。
【００７０】
このように、相互に対向状態に対面配置された両混合エレメント２１０,２２０の間には、流入側接続部２１１と始端側一時滞留空間２４０と混合流路２３０と終端側一時滞留空間２５０と流出側接続部２１３とが直列状に連通される。そして、図１１にも示すように、流入側接続部２１１の流入孔２１２から供給された流体は始端側一時滞留空間２４０内に流入し、始端側一時滞留空間２４０から幅方向に略均等に混合流路２３０に流入して、混合流路２３０内を流動した後、終端側一時滞留空間２５０を通して流出側接続部２１３の流出孔２１４から流出される。この際、混合流路２３０では流体が分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両混合エレメント２１０,２２０の伸延方向に蛇行状態にて流動する。したがって、流体として、例えば、液体と気体を混合流路２３０に流入させると、気体は気泡径がサブミクロンレベル（ナノレベル）に超微細化かつ均一化されるとともに、液体中に均一分散化される。
【００７１】
［第２実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第２実施形態としての気液混合処理部Ｍは、第１実施形態としての気液混合処理部Ｍと基本的構造を同じくするが、図１２に示すように、上下一対の混合エレメント２１０,２２０間に、これら混合エレメント２１０,２２０よりも薄肉板状の中間混合エレメント２８０を一枚介在させて、これらの混合エレメント２１０,２２０,２８０を積層状態となしている点で異なる。
【００７２】
すなわち、中間混合エレメント２８０は、混合エレメント２１０の第１混合流路形成パターン面Ｐａと対面する上面に第２混合流路形成パターン面Ｐｂを形成する一方、混合エレメント２２０の第２混合流路形成パターン面Ｐｂと対面する下面に第１混合流路形成パターン面Ｐａを形成している。ここで、中間混合エレメント２８０の第１混合流路形成パターン面Ｐａは、凹部２１５と同形状の凹部２８１を多数対向状態に配置して形成し、また、中間混合エレメント２８０の第２混合流路形成パターン面Ｐｂは、凹部２２５と同形状の凹部２８２を多数対向状態に配置して形成している。
【００７３】
中間混合エレメント２８０の左側部には空間形成部２４３を形成しており、空間形成部２４３は上下方向（肉厚方向）に貫通するとともに、混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２４１,２４２と整合して、これら空間形成部２４１〜２４３により始端側一時滞留空間２４０を形成している。中間混合エレメント２８０の右側部には空間形成部２５３を形成しており、空間形成部２５３は上下方向（肉厚方向）に貫通するとともに、混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２５１,２５２と整合して、これら空間形成部２５１〜２５３により終端側一時滞留空間２５０を形成している。２８３はＯリング配置溝、２８４はＯリングである。中間混合エレメント２８０の周縁部にも混合エレメント２１０,２２０のビス孔２６０,２６１と符合するビス孔（図示せず）を形成して、これらのビス孔中にビス２６２を貫通状に螺着するようにしている。
【００７４】
このように構成することによって、本実施形態の気液混合処理部Ｍでは、混合エレメント２１０と中間混合エレメント２８０との間、及び、中間混合エレメント２８０と混合エレメント２２０との間にそれぞれ混合流路２３０が形成されて、上下に平行する混合流路２３０が二流路配置される。そして、流入側接続部２１１の流入孔２１２から供給された流体は始端側一時滞留空間２４０内に流入し、始端側一時滞留空間２４０から幅方向に略均等に各混合流路２３０に並列的に流入する。その結果、混合流路２３０による流体の超微細化かつ均一化が並列的に効率良く行われる。また、中間混合エレメント２８０を所要複数枚積層することで、所要数の混合流路２３０を配置することができて、流体の超微細化かつ均一化作業をより一層効率化させることができる。
【００７５】
中間混合エレメント２８０の一側部である左側部には上下方向（肉厚方向）に貫通する空間形成部２４３を形成し、空間形成部２４３を混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２４１,２４２と整合させて始端側一時滞留空間２４０を形成している。一方、中間混合エレメント２８０の他側部である右側部には上下方向（肉厚方向）に貫通する空間形成部２５３を形成し、空間形成部２５３を混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２５１,２５２と整合させて終端側一時滞留空間２５０を形成している。そして、中間混合エレメント２８０のＯリング配置溝２８３内に配置したＯリング２８４は、下層の混合エレメント２２０のＯリング配置溝２７０内に配置したＯリング２７１と同様に、各エレメント２１０,２８０,２２０の長手方向に沿って並置した始端側一時滞留空間２４０と多数の凹部２１５,２２５,２８１,２８２と終端側一時滞留空間２５０の外周を囲むように配置している。そのため、各エレメント２１０,２８０,２２０間の密閉性を良好に確保することができる。
【００７６】
また、始端側一時滞留空間２４０と連通する流入側接続部２１１と、終端側一時滞留空間２５０と連通する流出側接続部２１３は、上層の混合エレメント２１０に形成している。そのため、中間混合エレメント２８０の取り替えを自在に行うことができる。つまり、中間混合エレメント２８０と後述する中間混合エレメント２９０,２９１との取り替えや、これらの中間混合エレメント２８０,２９０,２９１相互の組み合わせを容易に行うことができる。この際、各エレメント間にはそれぞれＯリングを配置しているため、各エレメント間の密閉性を良好に確保することができる。
【００７７】
［第２実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第２実施形態としての気液混合処理部は、循環流路に沿って伸延する一対の板状の混合エレメント間に循環流路に沿って伸延する板状の中間混合エレメントを介在させて積層状態となし、上層の混合エレメントの下面に多数形成した凹部からなる第１混合流路形成パターン面と、中間混合エレメントの上面に多数形成した凹部からなる第２混合流路形成パターン面とを、相互の凹部同士が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成するとともに、中間混合エレメントの下面に多数形成した凹部からなる第２混合流路形成パターン面と、下層の混合エレメントの上面に多数形成した凹部からなる第１混合流路形成パターン面とを相互の凹部同士が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成し、各混合流路の始端部には混合エレメントの一側部に形成した流入孔を連通させる一方、各混合流路の終端部には混合エレメントの他側部に形成した流出孔を連通させて構成し、各混合流路は、前記流入孔から流入した流体を混合流路の伸延方向に流動させて分流させる複数の分流部と、分流部で分流された流体を混合流路の伸延方向に流動させて合流させる複数の合流部とを具備することを特徴としている。
【００７８】
［第３実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第３実施形態としての気液混合処理部Ｍは、第１実施形態としての気液混合処理部Ｍと基本的構造を同じくするが、図１３及び図１４に示すように、上下一対の混合エレメント２１０,２２０間に、これら混合エレメント２１０,２２０よりも薄肉板状の中間混合エレメント２９０,２９１を二枚介在させて、これらの混合エレメント２１０,２２０,２９０,２９１を積層状態となしている点で異なる。
【００７９】
すなわち、中間混合エレメント２９０は、図１４に示すように、その肉厚方向に貫通する多数の貫通孔２９２を形成しており、貫通孔２９２は凹部２２５と平面視同形状の六角柱状空間に形成するとともに多数配置して、平面形状が第２混合流路形成パターン面Ｐｂと整合する第３混合流路形成パターン面Ｐｃを形成している。そうすることで、中間混合エレメント２９０の上下面には混合エレメント２１０の第１混合流路形成パターン面Ｐａと対面して混合流路２３０を形成する第３混合流路形成パターン面Ｐｃを形成している。また、中間混合エレメント２９１は、その肉厚方向に貫通する多数の貫通孔２９３を形成しており、貫通孔２９３は凹部２１５と平面視同形状の六角柱状空間に形成するとともに多数配置して、平面形状が第１混合流路形成パターン面Ｐａと整合する第４混合流路形成パターン面Ｐｄを形成している。そうすることで、中間混合エレメント２９１の上下面には混合エレメント２２０の第２混合流路形成パターン面Ｐｂと対面して混合流路２３０を形成する第４混合流路形成パターン面Ｐｄを形成している。
【００８０】
中間混合エレメント２９０,２９１の左側部にはそれぞれ相互に整合する空間形成部２４４,２４５を形成しており、空間形成部２４４,２４５は上下方向（肉厚方向）に貫通するとともに、混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２４１,２４２とも整合して、これら空間形成部２４１,２４２,２４４,２４５により始端側一時滞留空間２４０を形成している。中間混合エレメント２９０,２９１の右側部にはそれぞれ相互に整合する空間形成部２５４,２５５を形成しており、空間形成部２５４,２５５は上下方向（肉厚方向）に貫通するとともに、混合エレメント２１０,２２０の空間形成部２５１,２５２とも整合して、これら空間形成部２５１,２５２,２５４,２５５により終端側一時滞留空間２５０を形成している。２９４,２９５はＯリング配置溝、２９６,２９７はＯリングである。中間混合エレメント２９０,２９１の周縁部にも混合エレメント２１０,２２０のビス孔２６０,２６１と符合するビス孔（図示せず）を形成して、これらのビス孔中にビスを貫通状に螺着するようにしている。
【００８１】
このように、本実施形態の気液混合処理部Ｍでは、図１４に示すように、混合エレメント２１０と中間混合エレメント２９０との間、中間混合エレメント２９０,２９１同士の間、中間混合エレメント２９１と混合エレメント２２０、及び、中間混合エレメント２９０,２９１を通した混合エレメント２１０,２２０同士の間にそれぞれ混合流路２３０が形成される。そして、かかる混合流路２３０は流体がどのエレメント間を流動するのか不明な不規則蛇行流路となる。その結果、かかる混合流路２３０を流動する流体は錯流・脈流となって蛇行する。ここで、錯流とは流体が各混合エレメント２１０,２２０,２９０,２９１の凹部２１５,２２５ないしは貫通孔２９２,２９３の面を擦りながら流動する流れである。また、脈流は流路断面積が周期的ないしは不定期的に変化する流れである。
【００８２】
したがって、例えば、液体と気体を流体として混合流路２３０に流入させた際に、錯流・脈流が繰り返し形成されると、流体中に、局所的高圧部分や局所的低圧部分が生じる。このような流体中では、局所的に低圧部分（例えば真空部分などの負圧部分）が生じるときに、いわゆる発泡現象が生じて液体中に気体が生じたり、微小な気泡が膨張（破裂）したり、生じた気体（気泡）が崩壊（消滅）したりするといったいわゆるキャビテーションと称される現象が生ずる。このようなキャビテーションが起こるときに生ずる力によって、気体の微細化が行われ、流体混合（本実施形態では気液混合）が促進される。その結果、流体の超微細化かつ均一化作業をより一層効率化させることができる。
【００８３】
［第３実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第３実施形態としての気液混合処理部は、循環流路に沿って伸延する一対の板状の混合エレメント間に循環流路に沿って伸延する板状の中間混合エレメントを二枚介在させて積層状態となし、上層の混合エレメントの下面に多数形成した凹部からなる第１混合流路形成パターン面と、上層の中間混合エレメントにその肉厚方向に貫通させて多数形成した貫通孔からなる上面の第３混合流路形成パターン面とを、凹部と貫通孔が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成し、かつ、上層の中間混合エレメントの下面の第３混合流路形成パターン面と、下層の中間混合エレメントにその肉厚方向に貫通させて多数形成した貫通孔からなる上面の第４混合流路形成パターン面とを、貫通孔同士が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成し、かつ、下層の中間混合エレメントの下面の第４混合流路形成パターン面と、下層の混合エレメントの上面に多数形成した凹部からなる第２混合流路形成パターン面とを、貫通孔と凹部が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成し、これらの混合流路が並列に伸延しかつ貫通孔を通して相互に連通するようにしていることを特徴としている。
【００８４】
［第４実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第４実施形態としての気液混合処理部Ｍは、第１実施形態としての気液混合処理部Ｍと基本的構造を同じくするが、図１５及び図１６に示すように、上下一対の混合エレメント２１０,２２０間に、これら混合エレメント２１０,２２０よりも薄肉板状の中間混合エレメント２９０を一枚介在させて、これらの混合エレメント２１０,２２０,２９０を積層状態となしている点で異なる。ここで、混合エレメント２２０の上面には第２混合流路形成パターン面Ｐｂに代えて第１混合流路形成パターン面Ｐａを形成している。
【００８５】
すなわち、図１６に示すように、第１混合流路形成パターン面Ｐａを有する混合エレメント２１０と、第１混合流路形成パターン面Ｐａを有する混合エレメント２２０との間に、第３混合流路形成パターン面Ｐｃを上下面に有する中間混合エレメント２９０を介在させて、第１混合流路形成パターン面Ｐａと第３混合流路形成パターン面Ｐｃとを対面させている。
【００８６】
このように、本実施形態の気液混合処理部Ｍでは、図１６に示すように、混合エレメント２１０と中間混合エレメント２９０との間、中間混合エレメント２９０と混合エレメント２２０との間、及び、中間混合エレメント２９０を通した混合エレメント２１０,２２０同士の間にそれぞれ混合流路２３０が形成される。そして、かかる混合流路２３０は流体がどのエレメント間を流動するのか不明な不規則蛇行流路となる。その結果、かかる混合流路２３０を流動する流体は錯流・脈流となって蛇行する。そして、流入側接続部２１１の流入孔２１２から供給された流体は始端側一時滞留空間２４０内に流入し、始端側一時滞留空間２４０から幅方向に略均等に各混合流路２３０に並列的に流入する。その結果、混合流路２３０による流体の超微細化かつ均一化が並列的に効率良く行われる。
【００８７】
［第４実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第４実施形態としての気液混合処理部は、循環流路に沿って伸延する一対の板状の混合エレメント間に循環流路に沿って伸延する板状の中間混合エレメントを介在させて積層状態となし、上層の混合エレメントの下面に多数形成した凹部からなる第１混合流路形成パターン面と、中間混合エレメントにその肉厚方向に貫通させて多数形成した貫通孔からなる上面の第３混合流路形成パターン面とを、凹部と貫通孔が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成するとともに、中間混合エレメントの下面の第３混合流路形成パターン面と、下層の混合エレメントの上面に多数形成した凹部からなる第１混合流路形成パターン面とを、貫通孔と凹部が位置ずれした状態で対向させて混合流路を形成し、両混合流路が並列に伸延しかつ貫通孔を通して相互に連通するようにしていることを特徴としている。
【００８８】
［第５実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第５実施形態としての気液混合処理部Ｍは、第３実施形態としての気液混合処理部Ｍと基本的構造を同じくするが、図１７に示すように、上下一対の混合エレメント２１０,２２０間に、これら混合エレメント２１０,２２０よりも薄肉板状の中間混合エレメント２８０,２９０,２９１を介在させて、これらの混合エレメント２１０,２２０,２８０,２９０,２９１を積層状態となしている点で異なる。
【００８９】
すなわち、本実施形態に係る気液混合処理部Ｍは、第１混合流路形成パターン面Ｐａを有する混合エレメント２１０と、第３混合流路形成パターン面Ｐｃを有する中間混合エレメント２９０と、第４混合流路形成パターン面Ｐｄを有する中間混合エレメント２９１と、上下面に第２混合流路形成パターン面Ｐｂと第１混合流路形成パターン面Ｐａを有する中間混合エレメント２８０と、第３混合流路形成パターン面Ｐｃを有する中間混合エレメント２９０と、第４混合流路形成パターン面Ｐｄを有する中間混合エレメント２９１と、第２混合流路形成パターン面Ｐｂを有する混合エレメント２２０とを積層して構成している。始端側一時滞留空間２４０は空間形成部２４１,２４４,２４５,２４３,２４４,２４５,２４２によりを形成している。終端側一時滞留空間２５０は空間形成部２５１,２５４,２５５,２５３,２５４,２５５,２５２によりを形成している。
【００９０】
このように構成することで、第３実施形態としての気液混合処理部Ｍの混合流路２３０の形態を並列的に二流路形成することができる。また、必要に応じて、混合エレメント２１０,２２０間に介在させる中間混合エレメント２８０,２９０,２９１の数を増加させることにより、多数の流路を並列的に形成することができる。その結果、混合流路２３０による流体の超微細化かつ均一化が並列的に効率良く行われる。
【００９１】
以上に述べてきた第１実施形態〜第５実施形態における気液混合処理部Ｍは、始端側一時滞留空間２４０と終端側一時滞留空間２５０との間に混合流路３０を単数ないしは並列的に複数形成して、各混合流路２３０に流体を略均等に流入させることができるため、圧力損失を低減させることができる。また、変形例として、上記した第２実施形態〜第５実施形態における中間混合エレメント２８０,２９０,２９１の肉厚と貫通孔２９２,２９３の径を、適宜異ならせることもできる。その場合、流体の超微細化かつ均一化効率に変化をもたせることができる。
【００９２】
一対の混合エレメント２１０,２２０同士の連結手段としては、本実施形態のビスに限られるものではなく、その変形例も適宜適用することができる。例えば、クランプバンドのようなエレメント挟持体（図示せず）により両混合エレメント２１０,２２０を挟持することで混合流路２３０の周囲を密封することも、また、両混合エレメント２１０,２２０を挟持解除することで混合流路２３０を開放することもできる。また、混合エレメント２１０と混合エレメント２２０の一方の長手側縁部同士を観音開き状に枢着して、他方の長手側縁部同士を連結・解除自在に連結することもできる。これら変形例としての連結手段によれば、混合エレメント２１０,２２０を重合状態に連結するための連結作業を堅実に行うことができるとともに、混合エレメント２１０,２２０を開放状態となすための連結解除作業を簡単に行うことができる。そのため、かかる観音開き構造は混合流路２３０の洗浄作業を頻繁に行う必要性がある場合には好適である。
【００９３】
［第６実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第６実施形態としての気液混合処理部Ｍは、図１８に示すように、一方向（本実施形態では左右方向）に伸延する円筒状に形成したケーシング体１１１と、ケーシング体１１１内に同軸的に配列させて収容した複数組（本実施形態では五組）の混合ユニット１１２と、混合ユニット１１２に処理対象の流体を導入する導入口１１５を中央部に有してケーシング体１１１の左側端面に着脱自在に連結した左側端部壁体１１３と、混合ユニット１１２により処理された流体を導出する導出口１１６を中央部に有してケーシング体１１１の右側端面に着脱自在に連結した右側端部壁体１１４とから構成している。ケーシング体１１１の外周面左右側部には連結フランジ１１７,１１８を形成して、連結フランジ１１７,１１８に左・右側端部壁体１１３,１１４の周縁部をケーシング体１１１の軸線方向に重合状態に面接させて、連結ボルト１１９,１１９により連結している。
【００９４】
気液混合処理部Ｍは、図１８に示すように、ケーシング体１１１内に五組の混合ユニット１１２を同軸的にかつ直列的に配列させて収容して、各混合ユニット１１２の対向面間にＯリング１２６を介設している。この際、ケーシング体１１１の内周面と各混合ユニット１１２の外周面とは、隙間のない密着状態となしている。このように構成して、ケーシング体１１１内に配設した混合ユニット１１２内を流体（図１８において矢印で示す）が上流側である左側の導入口１１５側から下流側である右側の導出口１６に蛇行しながら流動するようにしている。
【００９５】
混合ユニット１１２は、流体を拡散・混合する拡散・混合流路１２７と、流体を集合・混合する集合・混合流路１２８を有しており、拡散・混合流路１２７の終端部と集合・混合流路１２８の始端部を連通させて接続している。すなわち、拡散・混合流路１２７は、図１９に示すように、中央部に流体の流入口１３２を形成した円板状の第１拡散エレメント１３０に、円板状の第２拡散エレメント１４０を対向させて配置するとともに、両拡散エレメント１３０,１４０の間に中央部側の流入口１３２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・混合するように形成している。最左側に配置した第１拡散エレメント１３０の中央部に形成した流入口１３２は、左側端部壁体１１３の中央部に形成した導入口１１５に整合させて連通している。
【００９６】
そして、拡散・混合流路１２７は、第１・第２拡散エレメント１３０,１４０の対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部１３５,１４１を配列して形成して、各拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４１の開口面を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。流体の流入口を中心とする同一円周上に配置した各拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４１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。
【００９７】
また、集合・混合流路２８は、図１９に示すように、円板状の第１集合エレメント１５０に、中央部に流体の流出口を形成した円板状の第２集合エレメント１６０を対向させて配置するとともに、両集合エレメント１５０,１６０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・混合するように形成している。最右側に配置した第２集合エレメント１６０の中央部に形成した流出口６２は、右側端部壁体１１４の中央部に形成した導出口１１６に整合させて連通している。
【００９８】
そして、集合・混合流路１２８は、第１・第２集合エレメント１５０,１６０の対向面にそれぞれ流体の流出口１６２を中心とする同一円周上に同形・同大の多数の凹部１５１,１６５を配列して形成するとともに、半径方向には周縁部側から中央部側に向けて凹部１５１,１６５の開口面積を漸次縮小させて形成し、かつ、中央部側の凹部１５１,１６５の最小開口面積を前記拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４１の開口面積以上となした複数の凹部１５１,１６５を配列して形成し、両集合エレメント１５０,１６０の凹部１５１,１６５の開口面を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円周方向に位置ずれさせて配置している。流体の流出口１６２を中心とする同一円周上に配置した各集合エレメント１５０,１６０の凹部１５１,１６５の数は、半径方向の各列において同一（本実施形態では１２個）となしている。
【００９９】
しかも、第１・第２集合エレメント１５０,１６０では、中心部側にリング状に配置した凹部１５１,１６５の第１列と、それよりも円周側にリング状に配置した凹部１５１,１６５の第２列と、さらにそれよりも円周側にリング状に配置した凹部１５１,１６５の第３列からなる３列の各列に同数個の凹部１５１,１６５を配置して形成している。そして、各列の凹部１５１,１６５の半径方向の幅は、略同一幅ないしは同一幅に形成するとともに、各列の凹部１５１,１６５の円周方向の幅は、第１列の凹部１５１,１６５の円周方向の幅を１とすると、第２列の凹部１５１,１６５の円周方向の幅は１.５、第３列の凹部１５１,１６５の円周方向の幅は２の割合で形成している。
【０１００】
このように構成して、混合ユニット１１２では、第１・第２拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４１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、流体が合流する凹部１３５,１４１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１２７においては流体にせん断力が作用して微細化される回数が流体の流動方向（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。
【０１０１】
また、第１・第２集合エレメント１５０,１６０では、周縁部側の大きめの開口面積を有する第３列の凹部１５１,１６５からスムーズに流入した流体が、漸次縮小された開口面積を有する第２列の凹部１５１,１６５さらには第１列の凹部１５１,１６５に順次流入して分流（分散）と合流を繰り返しながら中心部側に集合する。そのため、流体に作用するほぼ一様のせん断力により流体の微細化かつ均一化を図ることができるとともに、集合・混合流路１２８における圧力損失を削減することができる。しかも、各集合エレメント１５０,１６０の凹部１５１,１６５の数は、半径方向の各列において同一となしているため、流体が合流する凹部１５１,１６５の数は各列において同数であり、周縁部から中心部への流れに伴う各列における流体の分割（分散）は無駄なく確実に行われる。そのため、集合・混合流路１２８においては流体にほぼ一様にせん断力が作用して微細化される回数が流体の流動方向において一定に保たれるが、圧力損失を軽減することができる。
【０１０２】
以下に、各混合ユニット１１２の構成をより具体的に説明する。すなわち、各混合ユニット１１２は、いずれも同様の構造であり、図２０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拡散エレメント１３０，１４０と、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集合エレメント１５０，１６０とを備えている。
【０１０３】
各混合ユニット１１２の上流側半部を形成する２枚の第１・第２拡散エレメント１３０，１４０のうち、導入口１１５側（上流側）に配置される第１拡散エレメント１３０は、円板状のエレメント本体１３１の中央部に、流体の流入口１３２が貫通状態で形成されている。そして、エレメント本体１３１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部１３３が下流側に突出状に形成されて、エレメント本体１３１と周壁部１３３とにより、下流側に向けて円形の開口を有する凹み部１３４が形成され、凹み部１３４内に円板状の空間が形成されている。
【０１０４】
図２１に示すように、エレメント本体１３１の下流側面には、開口形状が正六角形の凹部１３５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１３５が形成されている。１３６は、第１拡散エレメント１３０に第２拡散エレメント１４０をネジ留めにより固定する際に用いられるネジ用の挿通孔である。
【０１０５】
図１９〜図２１に示すように、２枚の拡散エレメント１３０,１４０のうち、導出口１１６側（下流側）に配置される第２拡散エレメント１４０は、第１拡散エレメント１３０よりも小径である。そして、第２拡散エレメント１４０の直径は、第１拡散エレメント１３０の凹み部１３４の直径よりも小径であり、凹み部１３４に第２拡散エレメント１４０が対面状態に嵌入されて配置される。
【０１０６】
また、第２拡散エレメント１４０の、第１拡散エレメント１３０との対向面、すなわち導入口１１５側に向けられる上流側面（第１拡散エレメント１３０と対向する面）には、第１拡散エレメント１３０のエレメント本体１３１と同様に、開口形状が正六角形の凹部１４１が隙間のない状態で複数形成されている。なお、１４６は、第１拡散エレメント１３０に第２混合エレメント１４０をネジ留めにより固定する際に用いられるネジ用の挿通孔である。
【０１０７】
そして、両拡散エレメント１３０，１４０は、図１９および図２０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拡散エレメント１３０の凹み部１３４内に、第２拡散エレメント１４０を対面状態に配置する。このとき、第１拡散エレメント１３０の下流側面のハニカム状の多数の凹部１３５の開口面と、第２拡散エレメント１４０の上流側面のハニカム状の多数の凹部１４１の開口面とが対面状態に当接するように、第２拡散エレメント１４０の向きを定める（図２０参照）。この状態で、第１拡散エレメント１３０の挿通孔１３６と、第２拡散エレメント１４０の挿通孔１４６の位置を整合させてネジ１７２でネジ止めして組み付ける。
【０１０８】
図１９に示すように、第２拡散エレメント１４０の直径は、第１拡散エレメント１３０の凹み部１３４の直径よりも小径に形成されている。ただし直径の違いは僅かである。
【０１０９】
従って、両拡散エレメント１３０，１４０を組み付けると、第１拡散エレメント１３０の周壁部１３３の内周面１３８と第２拡散エレメント１４０の外周端面１４３との間に、第２拡散エレメント１４０の外周端面に沿って全周に亘りリング状の間隙が環状流出路１７３として形成され、環状流出路１７３の下流側に位置する終端開口部が拡散・混合流路１２７の終端部であり、下流側に向けてリング状に開口されている。
【０１１０】
そして、第１拡散エレメント１３０の流入口１３２に供給された流体は、拡散・混合流路１２７（図１８参照）を通過した後、この拡散・混合流路１２７の終端部から放出される。環状流出路１７３の流出幅ｔ１は、全周にわたって略一定間隔（略均等幅）に形成されており、例えば、第２拡散エレメント１４０の半径の２０分の１前後の幅で形成される（図２１参照）。
【０１１１】
このように、第２拡散エレメント１４０の外周に全周に亘る環状流出路１７３の終端開口部を略均等幅に形成すると、全周に亘って流体を略均等に流出させることができるため、終端開口部から流出される流体の圧力にばらつきが発生しにくくなり、混合ユニット１１２の外周部の位置によって流体の流出量に偏りが生ずるような不具合が防止される。流出量の偏りが防止されれば、流路抵抗が低下し、また局所的に流体の圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。
【０１１２】
また、本実施形態では、環状流出路１７３の大きさ、すなわち間隙の流出幅ｔ１が全周に亘って略均等になっている。これにより、より確実に流路抵抗を低下させることができて、局所的高圧領域の発生、特に環状流出路１７３近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。
【０１１３】
ここで、各拡散エレメント１３０,１４０の当接側の面に形成されるハニカム状の多数の凹部１３５,１４１の相互関係について説明する。
【０１１４】
図２１に示すように、両拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４１は同形・同大に形成して、これらの当接面は、第１拡散エレメント１３０の凹部１３５の中心位置に、第２拡散エレメント１４０の凹部１４１の角部１４９が位置する状態で当接している。
【０１１５】
このような状態で当接させると、第１拡散エレメント１３０の凹部１３５と第２拡散エレメント１４０の凹部１４１との間で流体を流動させることができる。また、角部１４９は３つの凹部１４１の角部が集まっている位置である。
【０１１６】
従って、例えば、第１拡散エレメント１３０の凹部１３５側から第２拡散エレメント１４０の凹部１４１側に流体が流れる場合を考えると、流体は、２つの流路に分流（分散）されることになる。
【０１１７】
つまり、第１拡散エレメント１３０の凹部１３５の中央位置に位置された第２拡散エレメント１４０の角部１４９は、流体を分流する分流部として機能する。逆に、第２拡散エレメント１４０側から第１拡散エレメント１３０側に流体が流れる場合を考えると、２方から流れてきた流体が１つの凹部１３５に流れ込むことで合流することになる。この場合、第２拡散エレメント１４０の中央位置に位置された角部１４９は、合流部として機能する。
【０１１８】
また、第２拡散エレメント１４０の凹部１４１の中心位置にも、第１拡散エレメント１３０の凹部１３５の角部１３９が位置する。この場合は、第１拡散エレメント１３０の角部１３９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０１１９】
このように、相互に対向状態に対面配置された両拡散エレメント１３０，１４０の間には、中央の流入口１３２から両拡散エレメント１３０，１４０（ケーシング体１１）の軸線方向に供給された流体が、分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両拡散エレメント１３０，１４０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１２７（図１８参照）が形成されている。
【０１２０】
この拡散・混合流路１２７を流体が流動する過程で、流体に混合処理が施される。そして、拡散・混合流路１２７を通過した流体は、その後、混合ユニット１１２の背面側外周部に下流側に向けてリング状に開口した環状流出路１７３の終端開口部から混合ユニット１１２の下流側半部に流入される。
【０１２１】
各混合ユニット１１２の下流側半部を形成する２枚の第１・第２集合エレメント１５０，１６０のうち、導出口１１６側（下流側）に配置される第２集合エレメント１６０は、円板状のエレメント本体１６１の中央部に、流体の流出口１６２が貫通状態で形成されている。そして、エレメント本体１６１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部１６３が上流側に突出状に形成されて、エレメント本体１６１と周壁部１６３とにより、上流側に向けて円形の開口を有する凹み部１６４が形成され、凹み部１６４内に円板状の空間が形成されている。
【０１２２】
図２１に示すように、エレメント本体１６１の下流側面には、開口形状が変形六角形、つまり、円周方向側に配置された対向辺を他の四辺よりも極端に短く形成して略四角形状（略ひし形状）に形成した凹部１６５が隙間のない状態で多数形成されている。１６６は、第１拡散エレメント１３０に第２集合エレメント１６０をネジ留めにより固定する際に用いられるネジ用のネジ孔である。
【０１２３】
図１９、図２０および図２２に示すように、２枚の集合エレメント１５０,１６０のうち、導入口１１５側（上流側）に配置される第１集合エレメント１５０は、第２集合エレメント１６０よりも小径である。そして、第１集合エレメント１５０の直径は、第２集合エレメント１６０の凹み部１６４の直径よりも小径であり、凹み部１６４に第１集合エレメント１５０が対面状態に嵌入されて配置される。
【０１２４】
また、第１集合エレメント１５０の、第２集合エレメント１６０との対向面、すなわち導出口１１６側に向けられる下流側面には、第２集合エレメント１６０のエレメント本体１６１と同様に、開口形状が変形六角形の凹部１５１が隙間のない状態で複数形成されている。なお、１５６は、第１拡散エレメント１３０に第１集合エレメント１５０をネジ留めにより固定する際に用いられるネジ用の挿通孔である。
【０１２５】
そして、両集合エレメント５０，６０は、図１９および図２０に示すような配置で組み付けられる。すなわち、第２集合エレメント１６０の凹み部１６４内に、第１集合エレメント１５０を対面状態に配置する。このとき、第２集合エレメント１６０の上流側面の多数の凹部１６５の開口面と、第１集合エレメント１５０の下流側面１５２の多数の凹部１５１の開口面とが対面状態で、流出口１６２を中心とする円周方向に凹部１５１,１６５が相互に半分だけ位置ずれして当接するように、第２集合エレメント１６０の向きを定める（図２０参照）。この状態で、第１集合エレメント１５０の挿通孔１５６と、第２集合エレメント１６０のネジ孔１６６の位置を整合させてネジ１７２でネジ止めして組み付ける。
【０１２６】
図２２に示すように、第１集合エレメント１５０の直径は、第２集合エレメント１６０の凹み部１６４の直径よりも小径に形成されている。ただし直径の違いは僅かである。従って、両集合エレメント１５０，１６０を組み付けると、第２集合エレメント１６０の周壁部１６３の内周面１６８と第１集合エレメント１５０の外周端面との間に、第１集合エレメント１５０の外周端面に沿って全周に亘りリング状の間隙が環状流入路１７４として形成され、環状流入路１７４の上流側に位置する始端開口部が集合・混合流路１２８の始端部であり、上流側に向けてリング状に開口される。
【０１２７】
そして、第２集合エレメント１６０の環状流入路１７４に供給された流体は、集合・混合流路１２８（図１８参照）を通過した後、この集合・混合流路１２８の始端部から放出される。環状流入路１７４の流入幅ｔ２は、全周にわたって略一定間隔（略均等幅）に形成されており、例えば、第２集合エレメント１６０の半径の２０分の１前後の幅で形成される（図２０参照）。環状流入路１７４の流入幅ｔ２は環状流出路１７３の流出幅ｔ１と同一幅に形成している。
【０１２８】
このように、第２集合エレメント１６０の外周に全周に亘る環状流入路１７４の始端部を略均等幅に形成すると、全周に亘って流体を略均等に流入させることができるため、始端部から流入される流体の圧力にばらつきが発生しにくくなり、混合ユニット１１２の外周部の位置によって流体の流入量に偏りが生ずるような不具合が防止される。流入量の偏りが防止されれば、流路抵抗が低下し、また局所的に流体の圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。
【０１２９】
そして、本実施形態では、環状流入路１７４の大きさ、すなわち間隙の流入幅ｔ２が全周に亘って略均等になっている。これにより、より確実に流路抵抗を低下させることができて、局所的高圧領域の発生、特に環状流入路１７４近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。
【０１３０】
しかも、相互に円周方向に凹部１５１,１６５の半分だけ位置ずれさせて対向状態に対面配置された両集合エレメント１５０，１６０の間には、環状流入路１７４から両集合エレメント１５０，１６０の周縁部に流入した流体が、分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両集合エレメント１５０，１６０の中心部に向かって軸線方向と直交する半径方向に蛇行状態にて流動する集合・混合流路１２８（図１８参照）が形成されており、この集合・混合流路１２８を流体が流動する過程で、流体に混合処理が施される。そして、集合・混合流路１２８を通過した流体は、その後、混合ユニット１１２の背面側中心部に開口した流出口１６２から混合ユニット１１２の外部に流出される。
【０１３１】
ここで、各集合エレメント１５０,１６０の当接側の面に形成される多数の凹部１５１,１６５の相互関係について説明する。
【０１３２】
図２０に示すように、両集合エレメント１５０,１６０の凹部１５１,１６５は同一列上の凹部１５１,１６５については同形・同大に形成し、かつ、周縁部側から中心部側に向けて漸次縮小させて形成し、これらの当接面は、第２集合エレメント１６０の凹部１６５の中心位置に、第１集合エレメント１５０の凹部１５１の角部１５９が位置する状態で当接している。
【０１３３】
このような状態で当接させると、第１集合エレメント１５０の凹部１５１と第２集合エレメント１６０の凹部１６５との間で流体を流動させることができる。また、角部１６９は４つの凹部１５１の角部が集まっている位置である。
【０１３４】
従って、例えば、第１集合エレメント１５０の凹部１５１側から第２集合エレメント１６０の凹部１６５側に流体が流れる場合を考えると、流体は、３つの流路に分流（分散）されることになる。
【０１３５】
つまり、第１集合エレメント１５０の凹部１５１の中央位置に位置された第２集合エレメント１６０の角部１６９は、流体を分流する分流部として機能する。逆に、第２集合エレメント１６０側から第１集合エレメント１５０側に流体が流れる場合を考えると、３方から流れてきた流体が１つの凹部１５１に流れ込むことで合流することになる。この場合、第２集合エレメント１６０の中央位置に位置された角部１６９は、合流部として機能する。
【０１３６】
また、第２集合エレメント１６０の凹部１６５の中心位置にも、第１集合エレメント１５０の凹部１５１の角部１５９が位置する。この場合は、第１集合エレメント１５０の角部１５９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０１３７】
このように、相互に対向状態に対面配置された両集合エレメント１５０，１６０の間には、環状流入路１７４から流入された流体が、分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両集合エレメント１５０，１６０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１２７（図１参照）が形成されている。
【０１３８】
さらには、全周にわたって下流側に向けてリング状に開口する環状流出路１７３の終端部と、全周にわたって上流側に向けてリング状に開口する環状流入路１７４の始端部とは、整合状態にて近接・対面して形成されるため、環状流出路１７３→環状流入路１７４→集合・混合流路１２８へと流動する流体の圧力損失を大幅に低下させることができて、シール部であるＯリング１２６からの流体漏れを堅実に回避することができる。
【０１３９】
［第６実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第６実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成を特徴とする。すなわち、気液混合処理部は、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、円板状の第１集合エレメントに、中央部に流体の流出口を形成した円板状の第２集合エレメントを対向させて配置するとともに、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・混合流路を形成して、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混合ユニットを具備する気液混合処理部であって、拡散・混合流路は、第１・第２拡散エレメントの対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部を配列して形成して、各拡散エレメントの凹部の開口面を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、集合・混合流路は、第１・第２集合エレメントの対向面にそれぞれ流体の流出口を中心とする同一円周上に同形・同大の多数の凹部を配列して形成するとともに、半径方向には周縁部側から中央部側に向けて凹部の開口面積を漸次縮小させて形成し、かつ、中央部側の凹部の最小開口面積を前記拡散エレメントの凹部の開口面積以上となした凹部を複数の列状に配置して、両集合エレメントの凹部の開口面を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円周方向に位置ずれさせて配置したことを特徴とする。
【０１４０】
かかる気液混合処理部では、周縁部側の大きめの開口面積を有する凹部からスムーズに流入した流体が、漸次縮小された開口面積を有する凹部に流入して分流（分散）と合流を繰り返しながら中心部側に集合する。そのため、流体に作用するほぼ一様なせん断力により流体の微細化かつ均一化を図ることができるとともに、集合・混合流路における圧力損失を削減することができる。
【０１４１】
上記した第６実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴を有する。すなわち、気液混合処理部は、流体の流入口を中心とする同一円周上に配置した各拡散エレメントの凹部の数は、中心部側から周縁部側に向けて漸次増大させる一方、流体の流出口を中心とする同一円周上に配置した各集合エレメントの凹部の数は、半径方向の各列において同一となしたことにも特徴を有する。
【０１４２】
かかる気液混合処理部では、各拡散エレメントの凹部の数は、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、流体が合流する凹部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される。そのため、拡散・混合流路においては流体にせん断力が作用して微細化される回数が流体の流動方向に沿って漸次増大する。
【０１４３】
各集合エレメントの凹部の数は、半径方向の各列において同一となしているため、流体が合流する凹部の数は各列において同数であり、周縁部から中心部への流れに伴う各列における流体の分割（分散）・混合は無駄なく確実に行われる。そのため、集合・混合流路においては流体にほぼ一様なせん断力が作用して微細化される回数が流体の流動方向において一定に保たれるが、圧力損失を軽減することができる。
【０１４４】
［第７実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
第７実施形態としての気液混合処理部Ｍは、図２３に示すように、一方向（本実施形態では左右方向）に伸延する円筒状に形成したケーシング体３１１内に、一組ないしは複数組（本実施形態では五組）の混合ユニット３１２を同心円的に配設している。ケーシング体３１１の両端部には左・右側壁体３１３,３１４を配設して、各側壁体３１３,３１４の外側周縁部に左・右接続体３１５,３１６の基端部３１５ａ,３１６ａを係止するとともに、左・右接続体３１５,３１６の先端部３１５ｂ,３１６ｂをケーシング体３１１の外周面に螺着して、隣接する各混合ユニット３１２の流出口３６２と流入口３３２を連通させた状態にて、両側壁体３１３,３１４間にケーシング体３１１内にて同軸的に配列した混合ユニット３１２を挟持している。上流側の側壁体３１３の中央部には導入口３１７を形成して、導入口３１７には近接する混合ユニット３１２の流入口３３２を整合させて連通させる一方、下流側の側壁体３１４の中央部には導出口３１８を形成して、導出口３１８には近接する混合ユニット１２の流出口３６２を整合させて連通させている。
【０１４５】
左・右側壁体３１３,３１４は、ケーシング体３１１の内径よりもやや大径の円板状に形成し、内側半部にケーシング体３１１への内嵌部３１３ａ,３１４ａを形成する一方、外側半部の周縁部に左・右接続体３１５,３１６の基端部３１５ａ,３１６ａを係止する段付き凹条の係止用凹部３１３ｂ,３１４ｂを形成している。上流側の側壁体３１３の中央部に形成した導入口３１７には上流側連通連結体３１９を連通連結する一方、下流側の側壁体３１４の中央部に形成した導出口３１８には下流側連通連結体３２０を連通連結している。
【０１４６】
左・右接続体３１５,３１６は相互に左右対称に形成している。すなわち、左・右接続体３１５,３１６はリング板状に形成した基端部３１５ａ,３１６ａと、基端部３１５ａ,３１６ａの外周縁部に連設した円筒状の先端部３１５ｂ,３１６ｂとから一体成形して、先端部３１５ｂ,３１６ｂの内周面に雌ネジ部３１５ｃ,３１６ｃを形成している。ケーシング体３１１の左右側端部には段付き凹部３１１ａ,３１１ｂを形成するとともに、段付き凹部３１１ａ,３１１ｂの外周面に雌ネジ部３１５ｃ,３１６ｃを螺着する雄ネジ部３１１ｃ,３１１ｄを形成している。
【０１４７】
混合ユニット３１２は、中央部に処理対象である流体Ｒ（図２３において矢印で示す）の流入口３３２を形成した円板状の第１拡散エレメント３３０に、円板状の第２拡散エレメント３４０を対面させて配置して、両拡散エレメント３３０,３４０の間に拡散・混合流路３６０を形成する一方、第２拡散エレメント３４０の背面側に、中央部に流体Ｒの流出口３６２を形成した円板状の集合エレメント３５０を対面させて配置して、集合エレメント３５０に集合流路３７０を形成して構成している。
【０１４８】
すなわち、混合ユニット３１２は、中央部側の流入口３３２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３６０と、周縁部側から流入した流体Ｒを中央部側の流出口３６２に向けて半径方向に流動させて集合させる集合流路３７０とを備えており、ケーシング体３１１の内周面に沿わせて拡散・混合流路３６０の終端部と集合流路３７０の始端部を連通させている。
【０１４９】
集合エレメント３５０は、図２４及び図２５に示すように、上流側半部３５２を下流側半部３５３よりも小径の円板状に形成して、上流側半部３５２の外周部に拡散・混合流路３６０と連通する円形リング状の連通用凹部３５４を形成し、上流側半部３５２には周縁部から中央部の流出口３６２に向けて直状かつ同一幅の流路形成用凹部３５５を形成して、流路形成用凹部５５の開口面を第２拡散エレメント３４０の背面により閉塞することで、連通用凹部３５４と連通する集合流路３７０を形成している。流路形成用凹部３５５は、上流側半部３５２に側面視で十字状に配置している。つまり、円周方向に９０度の間隔をあけて形成している。その結果、本実施形態では、流路形成用凹部３５５の開口面が第２拡散エレメント３４０の背面により閉塞されて形成される集合流路３７０は、周縁部から中央部の流出口３６２に向けて直状かつ同一幅の流路が十字状に形成されている。ここで、集合エレメント３５０の半径方向と直交する流路形成用凹部３５５の流路幅Ｗ５は、流出口３６２の半径ｒと下記の関係を有している。
【数１】
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【０１５０】
このような関係を保つことにより、集合流路３７０の流路幅Ｗ５を可及的に広く形成するとともに、隣接する集合流路３７０を流動する流体Ｒが相互に干渉することなく流出口３６２に速やかに流入するようにしている。
【０１５１】
３７９はＯリングであり、Ｏリング３７９はケーシング体１１内において、左側壁体３１３と混合ユニット３１２との間、混合ユニット３１２,３１２同士の間、混合ユニット３１２と右側壁体３１４との間にそれぞれ配設してシール部を形成している。
【０１５２】
このように構成して、静止型流体混合装置３１０では、集合流路３７０を集合エレメント３５０の周縁部から中央部の流出口３６２に向けて直状かつ同一幅に形成しているため、拡散・混合流路３６０を流動した流体Ｒを、集合流路３７０を通して流出口３６２に向けて直状に速やかに流動させることができる。そのため、集合流路３７０においては流体Ｒの流線が大きく乱れことがなくなり、流体Ｒの圧力にばらつきが発生しにくくなる。その結果、流体圧力が均一化されて流路抵抗が低下する。流路抵抗が低下すると圧力損失が低減されて（圧力損失低減効果が得られて）、供給する流体の圧力を高圧にしなくても処理量を増大させることができる。圧力損失が低減されると、低圧で流体混合処理を行なうことができるようになって、シール部材としてのＯリング３７９を配設したシール部における流体漏れ防止を図るためのＯリング３７９の使用が大幅に低減される。その結果、シール部材の交換などの作業が不要、ないしは大幅に削減されるため、静止型流体混合装置自体のメンテナンス作業の簡易化と迅速化を図ることができて、作業効率を向上させることができる。
【０１５３】
拡散・混合流路３６０と連通する円形リング状の連通用凹部３５４に集合流路３７０を連通させて形成しているため、拡散・混合流路３６０から集合流路３７０への流体Ｒの流動が円滑になされる。そして、流路形成用凹部３５５を上流側半部５２に十字状に配置して形成することで、集合流路３７０を集合エレメント３５０の円周廻りに均等に配置することができ、連通用凹部３５４から最寄りの集合流路３７０を通して流出口３６２に流体Ｒを流出させることができる。
【０１５４】
ケーシング体３１１の両端部に形成した段付き凹部３１１ａ,３１１ｂの外周面には雄ネジ部３１１ｃ,３１１ｄを形成し、左・右接続体３１５,３１６の先端部３１５ｂ,３１６ｂの内周面には雌ネジ部３１５ｃ,３１６ｃを形成して、雄ネジ部３１１ｃ,３１１ｄに雌ネジ部３１５ｃ,３１６ｃを螺着した左・右接続体３１５,３１６は、工具なしに螺脱して取り外すことにより、ケーシング体３１１内に配設した混合ユニット３１２の挟持を簡単に解除することができる。そのため、混合ユニット３１２をケーシング体３１１から容易に取り出すことができて、混合ユニット３１２のメンテナンス作業を楽に行うことができる。また、反対の手順を辿ることで気液混合処理部Ｍを工具なしに簡単に組み立てることができる。
【０１５５】
次に、気液混合処理部Ｍの構成をより具体的に説明する。気液混合処理部Ｍは、図２３に示すように、ケーシング体３１１内に五組の混合ユニット１２を同軸的にかつ直列的に配列させて収容して、各混合ユニット３１２の周縁部間にＯリング３７９を介設している。この際、ケーシング体３１１の内周面と各混合ユニット３１２の外周面とは、隙間のない密着状態となしている。このように構成して、ケーシング体３１１内に配設した混合ユニット３１２内を流体Ｒが上流側である左側の導入口３１７側から下流側である右側の導出口３１８に蛇行しながら流動するようにしている。
【０１５６】
拡散・混合流路３６０は、図２４〜図２６に示すように、第１・第２拡散エレメント３３０,３４０の対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部３３５,３４５を配列して形成して、各拡散エレメント３３０,３４０の凹部３３５,３４５の開口面を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３３２を中心とする同一円周上に配置した各拡散エレメント３３０,３４０の凹部３３５,３４５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。
【０１５７】
また、集合流路３７０は、図２４,図２５及び図２７に示すように、円板状の第２拡散エレメント３４０に、中央部に流体Ｒの流出口３６２を形成した円板状の集合エレメント３５０を対向させて配置するとともに、両エレメント３４０,３５０の間に周縁部側から流入した流体Ｒを中央部側に向けて半径方向に流動させて集合させるように形成している。最右側に配置した集合エレメント３５０の中央部に形成した流出口３６２は、右側壁体３１４の中央部に形成した導出口３１８に整合させて連通している。
【０１５８】
このように構成して、混合ユニット３１２では、第１・第２拡散エレメント３３０,３４０の凹部３３５,３４５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３３５,３４５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３６０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。
各混合ユニット３１２は、いずれも同様の構造であり、図２４及び図２５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拡散エレメント３３０，３４０と、対向配置された板状（略円板形状）の部材、より具体的には円板形状の集合エレメント３５０とを備えている。
【０１５９】
各混合ユニット３１２の上流側半部を形成する２枚の第１・第２拡散エレメント３３０，３４０のうち、導入口３１７側（上流側）に配置される第１拡散エレメント３３０は、円板状のエレメント本体３３１の中央部に、流体Ｒの流入口３３２が貫通状態で形成されている。
【０１６０】
図２３に示すように、エレメント本体３３１の下流側面には、開口形状が正六角形の凹部３３５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３３５が形成されている。３３４は第１拡散エレメント３３０のピン挿入用凹部である。３３６は第１拡散エレメント３３０の中央部に配設した第１螺着部、３３７は第１螺着部３３６を流入口３３２中の中央に支持する３片の支持片である。
【０１６１】
図２４〜図２６に示すように、２枚の拡散エレメント３３０,３４０のうち、導出口３１８側（下流側）に配置される第２拡散エレメント３４０は、第１拡散エレメント３３０よりも小径である。第２拡散エレメント３４０のエレメント本体３４１の第１拡散エレメント３３０との対向面、すなわち導入口３１７側に向けられる上流側面（第１拡散エレメント３３０と対向する面）には、第１拡散エレメント３３０のエレメント本体３３１と同様に、開口形状が正六角形の凹部３４５が隙間のない状態で複数形成されている。
【０１６２】
３４２は第２拡散エレメント３４０の中央部に形成した第２螺着部であり、第２螺着部４２と第１拡散エレメント３０の第１螺着部３３６とを符合させて、連結ボルト３４３により第１拡散エレメント３３０と第２拡散エレメント３４０とを対面状態に重合させて連結している。３４６は第２拡散エレメント３４０に形成したピン挿通孔、３４７はピン挿通孔３４６に挿通した位置決めピンであり、位置決めピン３４７の先端部を第１拡散エレメント３３０のピン挿入用凹部３３４に挿入して第１拡散エレメント３３０と第２拡散エレメント３４０を位置決めして対面させている。
【０１６３】
そして、両拡散エレメント３３０，３４０は、図２４および図２５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拡散エレメント３３０と第２拡散エレメント３４０を対面状態に配置する。このとき、第１拡散エレメント３３０の下流側面のハニカム状の多数の凹部３３５の開口面と、第２拡散エレメント３４０の上流側面のハニカム状の多数の凹部３４５の開口面とが対面状態に当接するように、第２拡散エレメント３４０の向きを定める（図３参照）。この状態で、第１拡散エレメント３３０のピン挿入用凹部３３４に、第２拡散エレメント３４０のピン挿通孔３４６に挿通した位置決めピン３４７の先端部を挿入して組み付ける。
【０１６４】
従って、両拡散エレメント３３０，３４０を組み付けると、両拡散エレメント３３０，３４０間に形成される拡散・混合流路３６０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拡散エレメント３３０の流入口３３２に供給された流体Ｒは、拡散・混合流路３６０（図１参照）を通過した後、この拡散・混合流路３６０の終端部から放出される。
【０１６５】
ここで、位置決めピン３４７により位置決めされて、各拡散エレメント３３０,３４０の当接側の面に形成されるハニカム状の多数の凹部３３５,３４５の相互関係について説明する。すなわち、図２６に示すように、両拡散エレメント３３０,３４０の凹部３３５,３４５は同形・同大に形成して、これらの当接面は、第１拡散エレメント３３０の凹部３３５の中心位置に、第２拡散エレメント３４０の凹部３４５の角部３４９が位置する状態で当接している。
【０１６６】
このような状態で当接させると、第１拡散エレメント３３０の凹部３３５と第２拡散エレメント３４０の凹部３４５との間で流体Ｒを流動させることができる。また、角部３４９は３つの凹部３４５の角部が集まっている位置である。
【０１６７】
従って、例えば、第１拡散エレメント３３０の凹部３３５側から第２拡散エレメント３４０の凹部３４５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。
【０１６８】
つまり、第１拡散エレメント３３０の凹部３３５の中央位置に位置された第２拡散エレメント３４０の角部３４９は、流体Ｒを分流する分流部として機能する。逆に、第２拡散エレメント３４０側から第１拡散エレメント３３０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３３５に流れ込むことで合流することになる。この場合、第２拡散エレメント３４０の中央位置に位置された角部３４９は、合流部として機能する。
【０１６９】
また、第２拡散エレメント３４０の凹部３４５の中心位置にも、第１拡散エレメント３３０の凹部３３５の角部３３９が位置する。この場合は、第１拡散エレメント３０の角部３３９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０１７０】
このように、相互に対向状態に対面配置された両拡散エレメント３３０，３４０の間には、中央の流入口３３２から両拡散エレメント３３０，３４０（ケーシング体１１）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拡散エレメント３３０，３４０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３６０（図１参照）が形成されている。
【０１７１】
この拡散・混合流路３６０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。そして、拡散・混合流路３６０を通過した流体Ｒは、その後、連通用凹部３５４を通して集合エレメント３５０の集合流路３７０に流入される。各混合ユニット３１２の下流側を形成する集合エレメント３５０には、円板状の中央部に流体Ｒの流出口３６２が貫通状態で形成されている。
【０１７２】
図２３に示すように、左・右側壁体３１３,３１４の内周縁部と、第１拡散エレメント３３０の上流側（左側）の外周縁部と、第１拡散エレメント３３０と同径状に形成した集合エレメント３５０の下流側（右側）の外周縁部には、それぞれテーパー面部３１３ｃ,３１４ｃ,３３８,３４８を形成して、隣接して対向するテーパー面部とケーシング体１１の内周面とによりＯリング３７９を配置するためのＯリング配置空間３７８を形成している。
【０１７３】
［第７実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第７実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成を特徴とする。すなわち、気液混合処理部は、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の流出口に向けて半径方向に流動させて集合させる集合流路とを有する混合ユニットを、ケーシング体内に同心円的に配設するとともに、ケーシング体の内周面に沿わせて拡散・混合流路の終端部と集合流路の始端部を連通させた静止型流体混合装置であって、混合ユニットは、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面させて配置して、両拡散エレメントの間に拡散・混合流路を形成する一方、第２拡散エレメントの背面側に、中央部に流体の流出口を形成した円板状の集合エレメントを対面させて配置して、集合エレメントに集合流路を形成して構成し、集合流路は、周縁部から中央部の流出口に向けて直状かつ同一幅に形成したことを特徴とする。
【０１７４】
かかる気液混合処理部では、集合流路を集合エレメントの周縁部から中央部の流出口に向けて直状かつ同一幅に形成しているため、拡散・混合流路を流動した流体を、集合流路を通して流出口に向けて直状に速やかに流動させることができる。そのため、集合流路においては流体の流線が大きく乱れことがなくなり、流体の圧力にばらつきが発生しにくくなる。その結果、流体圧力が均一化されて流路抵抗が低下する。流路抵抗が低下すると圧力損失が低減されて（圧力損失低減効果が得られて）、供給する流体の圧力を高圧にしなくても処理量を増大させることができる。圧力損失が低減されると、低圧で流体混合処理を行なうことができるようになって、シール部における流体漏れ防止を図るためのガスケット等のシール部材の使用が大幅に低減される。その結果、シール部材の交換などの作業が不要、ないしは大幅に削減されるため、静止型流体混合装置自体のメンテナンス作業の簡易化と迅速化を図ることができて、作業効率を向上させることができる。
【０１７５】
上記した第７実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴を有する。すなわち、集合エレメントは、上流側半部を下流側半部よりも小径の円板状に形成して、上流側半部の外周部に拡散・混合流路と連通する円形リング状の連通用凹部を形成し、上流側半部には周縁部から中央部の流出口に向けて直状かつ同一幅の流路形成用凹部を形成して、流路形成用凹部の開口面を第２拡散エレメントの背面により閉塞することで、連通用凹部と連通する集合流路を形成したことを特徴とする。
【０１７６】
かかる気液混合処理部では、拡散・混合流路と連通する円形リング状の連通用凹部に集合流路を連通させて形成しているため、拡散・混合流路から集合流路への流体の流動が円滑になされる。
【０１７７】
上記した第７実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴を有する。すなわち、流路形成用凹部は、上流側半部に十字状に配置して形成したことを特徴とする。
【０１７８】
かかる気液混合処理部では、流路形成用凹部を上流側半部に十字状に配置して形成することで、集合流路を集合エレメントの円周廻りに均等に配置することができ、連通用凹部から最寄りの集合流路を通して流出口に流体を流出させることができる。
【０１７９】
上記した第７実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴を有する。すなわち、円筒状のケーシング体内に一つないしは複数の混合ユニットを同心円的に配設し、ケーシング体の両端部には側壁体を配設して、各側壁体の外側壁に接続体の基端部を係止するとともに、接続体の先端部をケーシング体の外周面に螺着して、隣接する各混合ユニットの流出口と流入口を連通させた状態にて両側壁体間にケーシング体を介して混合ユニットを挟持し、上流側の側壁体の中央部に形成した導入口には、近接する混合ユニットの流入口を連通させる一方、下流側の側壁体の中央部に形成した導出口には、近接する混合ユニットの流出口を連通させたことを特徴とする。
【０１８０】
かかる気液混合処理部では、ケーシング体の外周面に螺着した接続体を工具なしに螺脱して取り外すことにより、ケーシング体内に配設した混合ユニットの挟持を簡単に解除することができる。そのため、混合ユニットをケーシング体から容易に取り出すことができて、混合ユニットのメンテナンス作業を楽に行うことができる。また、反対の手順を辿ることで静止型流体混合装置を工具なしに簡単に組み立てることができる。
【０１８１】
上記した第７実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴を有する。すなわち、流体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、上流側の側壁体の中央部に形成した導入口から導入させて、混合ユニットの拡散・混合流路と集合流路を通して流動させた後に、下流側の側壁体の中央部に形成した導出口から導出させるようにしたことを特徴とする。
【０１８２】
かかる気液混合処理部では、液体と液体、液体と気体、ないしは粉体と液体の混合体を、流体として上流側の側壁体の導入口から導入させて、混合ユニットの拡散・混合流路と集合流路を通して流動させた後に、下流側の側壁体の導出口から導出させることで、超微細化かつ均一化して混合することができる。
【０１８３】
［第３実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置の説明］
図２８に示すＡは本発明に係る第３実施形態としての高濃度酸素処理水生成装置である。かかる高濃度酸素処理水生成装置Ａは、第８実施形態としての静止型流体混合装置である気液混合処理部Ｍを具備して構成している。すなわち、高濃度酸素処理水生成装置Ａは、上面を開口させた容器４９１内に液体としての処理水Ｗを収容し、処理水Ｗ中に気液混合処理部Ｍを配置して、気液混合処理部Ｍの一側端開口部に連結体４５０を介して吐出側パイプ４９２の先端部を連通連結している。吐出側パイプ４９２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４９３の先端部を連通連結し、吸入側パイプ４９３の基端部を処理水Ｗ中に配置している。
【０１８４】
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４９２の部分には気体供給パイプ４９４を介して気体供給部４９５を接続している。気体供給部４９５は、本実施形態では気体として純酸素ガス（例えば、９５％濃度の酸素ガス）を供給可能な純酸素ガス供給部となしている。そして、気体供給部４９５から吐出側パイプ４９２中に純酸素ガスを圧送することで、純酸素ガスの供給量を所定量に設定している。４９６は気体供給パイプ４９４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４９５は圧送ポンプＰの吸入口Ｐｋに近接する吸入側パイプ４９３の部分に接続して、気体供給部４９５から処理水Ｗ中に供給される純酸素ガスが、圧送ポンプＰの吸入側からエジェクタ効果により圧送ポンプＰ内に吸入されるようにするすることもできる。
【０１８５】
気液混合処理部Ｍは、処理水Ｗと純酸素ガスの気液混相を蛇行流路中に流動させることで、いくつかの水分子からなるクラスターを形成している処理水Ｗに高せん断力を作用させて、処理水Ｗのクラスターの大きさがより小さい改質処理水となすとともに、改質処理水と純酸素ガスとの気液混相に高せん断力を作用させて、溶媒である改質処理水に純酸素ガスを溶解させた高濃度酸素処理水となすようにしている。ここで、気液混合処理部Ｍは、低圧力損失にて高ガス流速（流量）を実現することができるものであり、短時間で処理水Ｗを酸素過飽和状態に達せしめることができるものである。
【０１８６】
吸入側パイプ４９３の中途部には熱交換器Ｈを配設して、熱交換器Ｈにより気液混合処理部Ｍで生成された高濃度酸素処理水を所定の低温度（例えば、１℃〜５℃）となすようにしている。容器４９１には回収パイプ４９７を介して回収部Ｇを接続して、回収部Ｇから所定低温度の高濃度酸素処理水を回収するようにしている。
【０１８７】
このように構成して、高濃度酸素処理水生成装置Ａ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４９３を通して処理水Ｗを吸入するとともに、吐出側パイプ４９２を通して処理水Ｗと純酸素ガスを気液混合処理部Ｍの支持ケース本体４１１内に圧送する。支持ケース本体４１１内に圧送された処理水Ｗと純酸素ガスは、各導出口４１２から支持ボス部４１３を通して混合ユニット４２０の中央部に形成した流入口４３２に流入されて、拡散・混合流路４８０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、純酸素ガスが超微細化かつ均一化されて処理水Ｗと混合された後に、混合ユニット４２０の周縁部の流出口４６４から外方へ流出される。つまり、容器４９１内に流出される。このようにして、吸入側パイプ４９３と圧送ポンプＰと吐出側パイプ４９２と気液混合処理部Ｍと容器４９１で形成される循環流路を通して処理水Ｗを一定時間だけ循環させることにより、容器４９１内に収容している処理水Ｗを気液混合処理部Ｍにより高濃度酸素処理水となすことができる。
【０１８８】
［第８実施形態としての気液混合処理部Ｍ］
図２９に示すＭは、本実施形態に係る気液混合処理部であり、気液混合処理部Ｍは、図２９〜図３４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３５参照）に連通連結可能とした中空のユニット支持ケース４１０と、ユニット支持ケース４１０に連通連結した混合ユニット４２０とを具備している。混合ユニット４２０は、中央部に形成した流体Ｒの流入口４３２を介してユニット支持ケース４１０に連通連結した板状の第１エレメント４３０に、板状の第２エレメント４４０を対面させて配置している。両エレメント４３０,４４０の間には、流入口４３２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４８０を形成し、拡散・混合流路４８０の終端部である両エレメント４３０,４４０の周縁部に混合流体を外方へ流出させる流出口４６４を形成している。
【０１８９】
ユニット支持ケース４１０は、直状に伸延させて円筒状に形成した支持ケース本体４１１の周面に複数の導出口４１２を形成し、導出口４１２の周囲に短軸長の円筒状に形成した支持ボス部４１３を突設して、導出口４１２と流入口４３２を連通させた状態にて支持ボス部４１３に混合ユニット４２０を取り付けている。
【０１９０】
導出口４１２は、円筒状のユニット支持ケース４１０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４１２は４個の導出孔４１２ａを同一円周上に配置して形成している。そして、各導出口４１２の周囲には支持ボス部４１３を支持ケース本体４１１の外周面から外方（支持ケース本体４１１の半径方向）へ突設している。
【０１９１】
支持ボス部４１３の中心部（軸芯部）に位置する支持ケース本体４１１の部分には取付部としての雌ネジ部４１４を設けて、雌ネジ部４１４に取付具としてのボルト等の雄ネジ部４１５を螺着可能としている。混合ユニット４２０の第１エレメント４３０と第２エレメント４４０の各中央部には、雄ネジ部４１５を挿通するための第１挿通孔４３３と第２挿通孔４４３を軸線方向に貫通させて形成している。
【０１９２】
支持ボス部４１３の端面４１３ａにはその周縁に沿わせて凹条溝４１６を形成し、凹条溝４１６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４１７を収容している。そして、支持ボス部４１３の端面４１３ａにＯリング４１７を介して混合ユニット４２０の第２エレメント４４０を面接触させ、第２エレメント４４０に第１エレメント４３０を重合状態に対面させて、第１挿通孔４３３と第２挿通孔４４３を符合させ、両第１・第２挿通孔４３３,４４３に雄ネジ部４１５を挿通して、雌ネジ部４１４に雄ネジ部４１５の先端部を螺着することにより、支持ボス部４１３に混合ユニット４２０を組み付けて取り付けている。
【０１９３】
支持ケース本体４１１は、一側端開口部に連結体４５０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４６０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４５０と閉塞体４６０との間には、支持ケース本体４１１の外周を囲繞して保護する保護体４７０を介設している。
【０１９４】
支持ケース本体４１１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４１８を形成するとともに、他側端部（本実施形態では図２９において下端部）の外周面に他側端雄ネジ部４１９を形成している。
【０１９５】
連結体４５０は円筒状に形成して、一側端部に連結片４５１を形成するとともに、他側端部の内周面に段付き凹部４５２を形成して、段付き凹部４５２の内周面に連結体雌ネジ部４５３を形成している。連結片４５１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４９２（図３５参照）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。
【０１９６】
閉塞体４６０は、円筒状の周壁４６１と周壁４６１の他側端縁部に閉塞状に端壁４６２を連設したキャップ状に形成し、周壁４６１の内周面に閉塞体雌ネジ部４６３を形成している。
【０１９７】
そして、一側端雄ネジ部４１８には連結体４５０の連結体雌ネジ部４５３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４１９にはキャップ状に形成した閉塞体４６０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。
【０１９８】
保護体４７０は、図２９及び図３０に示すように、円形リング板状の一対の一側壁体４７１及び他側壁体４７２と、両側壁体４７１,４７２の周縁部間に介設した網体４７３とから構成している。
【０１９９】
両側壁体４７１,４７２は線対称に形成して、支持ケース本体４１１の軸線方向で対向させて配置している。各側壁体４７１,４７２は、それぞれ外部側壁片４７４,４７５と内部側壁片４７６,４７７とを重合させて形成している。外部側壁片４７４,４７５は、内径が支持ケース本体４１１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４７４ａ,４７５ａと、外部側壁本片４７４ａ,４７５ａ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４７４ｂ,４７４ｃ,４７５ｂ,４７５ｃとから構成している。内部側壁片４７６,４７７は、円形リング状に形成した内部側壁本片４７６ａ,４７７ａと、内部側壁本片４７６ａ,４７７ａ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４７６ｃ,４７７ｃとから構成している。
【０２００】
外部側壁本片４７４ａの内周フランジ片４７４ｂは、連結体４５０の他側端面と支持ケース本体４１１の一側端部に設けた４個の支持ボス部４１３の外周面との間で挟持している。外部側壁本片４７５ａの内周フランジ片４７５ｂは、閉塞体４６０の一側端面と支持ケース本体４１１の他側端部に設けた４個の支持ボス部４１３の外周面との間で挟持している。
【０２０１】
網体４７３は支持ケース本体４１１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４７３の両端縁部は、外部側壁片４７４,４７５の外周フランジ片４７４ｂ,４７５ｂの内周面と、内部側壁片４７６,４７７の外周フランジ片４７６ｃ,４７７ｃの外周面との間で挟持している。
【０２０２】
このように構成した保護体４７０は、支持ケース本体４１１から連結体４５０ないしは閉塞体４６０を取り外すことにより、支持ケース本体４１１から取り外すことができる。
【０２０３】
本実施形態に係る気液混合処理部Ｍは、上記のように構成しているものであり、かかる気液混合処理部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４１０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４１０を通して混合ユニット４２０内に圧送される。そして、混合ユニット４２０は対向させて配置した第１・第２エレメント４３０,４４０の間に拡散・混合流路４８０を形成しており、拡散・混合流路４８０は流入口４３２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４３０,４４０の周縁部に形成した流出口４６４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４８０を通過した後に流出口４６４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、気液混合処理部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。
【０２０４】
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気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４２０の拡散・混合流路４８０中を流動させる循環流動を所要回数行うことで、分散相の気体を微細（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。
【０２０５】
導出口４１２の周囲に突設した支持ボス部４１３に混合ユニット４２０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４１０内に圧送された複数の異なる流体を、導出口４１２→流入口４３２→拡散・混合流路４８０→流出口４６４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４８０内で流体が拡散されながら混合されるため、分散相としての気体は微細かつ均一な液滴となる。
【０２０６】
ユニット支持ケース４１０に多数の混合ユニット４２０を取り付けることができるため、各混合ユニット４２０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。
【０２０７】
ユニット支持ケース４１０の雌ネジ部４１４に雄ネジ部４１５を介して混合ユニット４２０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。
【０２０８】
支持ボス部４１３の端面に形成した凹条溝４１６内にＯリング４１７を収容して、Ｏリング４１７を介して支持ボス部４１３に混合ユニット４２０を取り付けているため、簡単の構造で支持ボス部４１３と混合ユニット４２０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。
【０２０９】
［混合ユニット４２０の構成のより具体的な説明］
次に、混合ユニット４２０の構成をより具体的に説明する。すなわち、混合ユニット４２０は、中央部に処理対象である流体Ｒ（図３４において矢印で示す）の流入口４３２を形成した円板状の第１エレメント４３０に、円板状の第２エレメント４４０を対面させて配置して、両エレメント４３０,４４０の間に中央部側の流入口４３２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４８０を形成して構成している。
【０２１０】
拡散・混合流路４８０は、図３４に示すように、第１・第２エレメント４３０,４４０の対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部４３５,４４５を配列して形成している。各エレメント４３０,４４０の凹部４３５,４４５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４３２を中心とする同一円周上に配置した各エレメント４３０,４４０の凹部４３５,４４５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４３０,４４０の間に周縁部側に流出口４６４を形成している。
【０２１１】
このように構成して、混合ユニット４２０では、第１・第２エレメント４３０,４４０の凹部４３５,４４５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４３５,４４５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４８０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。
【０２１２】
各混合ユニット４２０は、いずれも同様の構造であり、図３１及び図３３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４３０，４４０を備えている。
【０２１３】
各混合ユニット４２０を形成する２枚の第１・第２エレメント４３０，４４０のうち、導出口４１２側に配置される第１エレメント４３０は、円板状のエレメント本体４３１の中央部に、流体Ｒの流入口４３２が貫通状態で形成されている。
【０２１４】
図３３に示すように、エレメント本体４３１の下流側面には、開口形状が正六角形の凹部４３５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４３５が形成されている。４３４は第１エレメント４３０のピン挿入用凹部である。４３６は第１エレメント４３０の中央部に配設した第１挿通部であり、第１挿通部４３６に第１挿通孔４３３を形成している。４３７は第１挿通部４３６を流入口４３２中の中央に支持する３片の支持片である。
【０２１５】
図３０〜図３２に示すように、第２エレメント４４０は、第１エレメント４３０とほぼ同径に形成している。第２エレメント４４０のエレメント本体４４１の第１エレメント４３０との対向面には、第１エレメント４３０のエレメント本体４３１と同様に、開口形状が正六角形の凹部４４５が隙間のない状態で複数形成されている。４４６は第２エレメント４４０に形成したピン挿通孔、４４７はピン挿通孔４４６に挿通した位置決めピンであり、位置決めピン４４７の先端部を第１エレメント４３０のピン挿入用凹部４３４に挿入して第１エレメント４３０と第２エレメント４４０を位置決めして対面させている。
【０２１６】
そして、両エレメント４３０，４４０は、図３４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４３０と第２エレメント４４０を対面状態に配置する。このとき、第１エレメント４３０の下流側面のハニカム状の多数の凹部４３５の開口面と、第２エレメント４４０の上流側面のハニカム状の多数の凹部４４５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４４０の向きを定める（図３１参照）。この状態で、第１エレメント４３０のピン挿入用凹部４３４に、第２エレメント４４０のピン挿通孔４４６に挿通した位置決めピン４４７の先端部を挿入して組み付ける。
【０２１７】
従って、両エレメント４３０，４４０を組み付けると、両エレメント４３０，４４０間に形成される拡散・混合流路４８０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４３０の流入口４３２に供給された流体Ｒは、拡散・混合流路４８０（図３４参照）を通過した後、この拡散・混合流路４８０の終端部から放出される。
【０２１８】
ここで、位置決めピン４４７により位置決めされて、各エレメント４３０,４４０の当接側の面に形成されるハニカム状の多数の凹部４３５,４４５の相互関係について説明する。すなわち、図３２に示すように、両エレメント４３０,４４０の凹部４３５,４４５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４３０の凹部４３５の中心位置に、第２エレメント４４０の凹部４４５の角部４４９が位置する状態で当接している。
【０２１９】
このような状態で第１エレメント４３０と第２エレメント４４０を当接させると、第１エレメント４３０の凹部４３５と第２エレメント４４０の凹部４４５との間で流体Ｒを流動させることができる。また、角部４４９は３つの凹部４４５の角部が集まっている位置である。
【０２２０】
したがって、例えば、第１エレメント４３０の凹部４３５側から第２エレメント４４０の凹部４４５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。
【０２２１】
つまり、第１エレメント４３０の凹部４３５の中央位置に位置された第２エレメント４４０の角部４４９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４４０側から第１エレメント４３０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４３５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４４０の中央位置に位置された角部４４９は、合流部として機能する。
【０２２２】
また、第２エレメント４４０の凹部４４５の中心位置にも、第１エレメント４３０の凹部４３５の角部４３９が位置する。この場合は、第１エレメント４３０の角部４３９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０２２３】
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４３０，４４０の間には、中央の流入口４３２から両エレメント４３０,４４０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４３０,４４０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４８０（図３４参照）が形成されている。この拡散・混合流路４８０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。
【０２２４】
［流体混合システム］
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４１１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４１２から支持ボス部４１３を通して混合ユニット４２０の中央部に形成した流入口４３２に流入されて、拡散・混合流路４８０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４２０の周縁部の流出口４６４から外方へ流出されるようにしている。
【０２２５】
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４２０の拡散・混合流路４８０を通して流動・通過させるとともに、流出口４６４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。サブマイクロレベルとは、０.１μｍ〜１μｍのレベルをいう。
【０２２６】
［第８実施形態としての気液混合処理部の特徴］
静止型流体混合装置である第８実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成を特徴とする。すなわち、気液混合処理部は、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、中央部に形成した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、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。
【０２２７】
かかる気液混合処理部では、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、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、気液混合処理部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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
上記した第８実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴とする。すなわち、前記ユニット支持ケースには導出口を形成し、導出口の周囲には支持ボス部を突設して、導出口と前記流入口を連通させた状態にて支持ボス部に前記混合ユニットを取り付けたことを特徴とする。
【０２３０】
かかる気液混合処理部では、導出口の周囲に突設した支持ボス部に混合ユニットを取り付けているため、圧送ポンプによりユニット支持ケース内に圧送された複数の異なる流体を、導出口→流入口→拡散・混合流路→流出口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・混合流路内で流体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。
【０２３１】
上記した第８実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴とする。すなわち、前記ユニット支持ケースは筒状に形成して、ユニット支持ケースの周壁には軸線方向と円周方向に間隔をあけて多数の導出口を形成するとともに、各導出口の周囲に支持ボス部を突設して、各支持ボス部に導出口と前記流入口を連通させた状態にて前記混合ユニットを取り付けたことを特徴とする。
【０２３２】
かかる気液混合処理部では、ユニット支持ケースに多数の混合ユニットを取り付けることができるため、各混合ユニット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。
【０２３３】
上記した第８実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴とする。すなわち、前記支持ボス部内には前記ユニット支持ケースに連設した取付部を配置し、取付部に取付具を介して前記混合ユニットを取り付けたことを特徴とする。
【０２３４】
かかる気液混合処理部では、ユニット支持ケースの取付部に取付具を介して混合ユニット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。
【０２３５】
上記した第８実施形態としての気液混合処理部は、以下の構成にも特徴とする。すなわち、前記支持ボス部の端面にはその周縁に沿わせて凹条溝を形成し、凹条溝内には封止体を収容して、封止体を介して支持ボス部に前記混合ユニットを取り付けたことを特徴とする。
【０２３６】
かかる気液混合処理部では、支持ボス部の端面に形成した凹条溝内に封止体を収容して、封止体を介して支持ボス部に混合ユニットを取り付けているため、簡単の構造で支持ボス部と混合ユニット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。
【符号の説明】
【０２３７】
Ａ  高濃度酸素処理水生成装置
Ｊ  循環パイプ
Ｋ  純酸素ガス供給部
Ｍ  気液混合処理部
Ｐ  圧送ポンプ
Ｒ  循環流路
Ｓ  処理水供給部
Ｔ  タンク
Ｖ  圧力調整弁
Ｗ  処理水
【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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【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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