(57)【要約】【課題】気液混合処理水により生鮮魚介類を鮮度保持処理する陳列台を提供すること。【解決手段】生鮮魚介類を陳列する陳列槽内に、処理水と窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは処理水と酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水を気液混合処理水として収容し、気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したまま陳列するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生鮮魚介類を陳列する陳列槽内に、処理水と窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは処理水と酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水を気液混合処理水として収容し、気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したまま陳列することを特徴とする陳列台。
【請求項２】
処理水と窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは処理水と酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水を気液混合処理水として生成する混合流体生成装置と、混合流体生成装置により生成した気液混合処理水を一時的に貯留して生鮮魚介類を陳列する陳列台本体とを備え、
陳列台本体は、気液混合処理水を一時的に貯留する一時的貯留槽と、一時的貯留槽内に連通させて配置して気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したまま陳列する陳列槽とを具備することを特徴とする陳列台。
【請求項３】
窒素処理水は、超微細な気泡を有する気泡群となした窒素ガスを処理水と混合して混合流体生成装置に設けたタンク内に収容し、タンク内にて処理水中に溶存している酸素を微細な気泡となした窒素ガスに放散させることで、酸素が放散した微細な窒素ガスを処理水中にて浮上させるとともに、処理水から脱出させて生成することを特徴とする請求項１又は２記載の陳列台。
【請求項４】
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、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することを特徴とする請求項１又は２記載の陳列台。
【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４記載の陳列台。
【請求項６】
処理水は、塩分濃度を２％〜４％の範囲に設定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の陳列台。
【請求項７】
混合流体生成装置は、処理水と窒素ガスないしは酸素ガスを導入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気液混合処理水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請求項１〜６のいずれか１項記載の陳列台。
【請求項８】
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、導出口と流入口を連通させた状態にて支持ボス部に混合ユニットを取り付けたことを特徴とする請求項７記載の陳列台。
【請求項９】
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流入口を連通させた状態にて混合ユニットを取り付けたことを特徴とする請求項８記載の陳列台。
【請求項１０】
支持ボス部内には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混合ユニットを取り付けたことを特徴とする請求項８又は９記載の陳列台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陳列台、具体的には処理水に窒素ガスを混合した窒素処理水ないしは処理水に酸素ガスを高濃度に混合した高濃度酸素処理水を生成する混合流体生成装置を有して、その混合流体生成装置により生成した気液混合処理水により生鮮魚介類を鮮度保持処理する陳列台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生鮮魚介類の鮮度を保持しながら陳列する陳列台の一形態として、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、冷却水生成装置と、冷却水生成装置により生成された冷却水を流動させる流水槽と、流水槽中の冷却水に下面を接触させた陳列板と、陳列板の上方に配置して冷却水生成装置により生成された冷却水を陳列板上に散水する散水パイプとを具備する陳列台が開示されている。そして、かかる陳列台では、流水槽中を流動する冷却水により冷却された陳列板上に生鮮魚介類を載置するとともに、陳列板上の生鮮魚介類に散水パイプから冷却水を散水することで、生鮮魚介類の鮮度を良好に保つようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９７３２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記した陳列台では、単に冷却水で生鮮魚介類を冷却しているだけであるため、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。つまり、１日〜２日の鮮度保持期間を４日〜５日に延ばしたり、発色性を向上させたりすることはできなかった。
【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気液混合処理水を収容した陳列槽内に浸漬したまま陳列することで、その気液混合処理水により生鮮魚介類を鮮度保持処理する陳列台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】
請求項１記載の発明に係る陳列台は、生鮮魚介類を陳列する陳列槽内に、処理水と窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは処理水と酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水を気液混合処理水として収容し、気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したまま陳列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、又はかん水を適量だけ付加した塩水等を使用することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明に係る陳列台は、処理水と窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは処理水と酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水を気液混合処理水として生成する混合流体生成装置と、混合流体生成装置により生成した気液混合処理水を一時的に貯留して生鮮魚介類を陳列する陳列台本体とを備え、陳列台本体は、気液混合処理水を一時的に貯留する一時的貯留槽と、一時的貯留槽内に連通させて配置して気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したまま陳列する陳列槽とを具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明に係る陳列台は、請求項１又は２記載の発明に係る陳列台であって、窒素処理水は、超微細な気泡を有する気泡群となした窒素ガスを処理水と混合して混合流体生成装置に設けたタンク内に収容し、タンク内にて処理水中に溶存している酸素を微細な気泡となした窒素ガスに放散させることで、酸素が放散した微細な窒素ガスを処理水中にて浮上させるとともに、処理水から脱出させて生成することを特徴とする。ここで、窒素ガスとしては、例えば、９９.９９％濃度以上の高純度窒素ガスを使用することができる。
【０００９】
請求項４記載の発明に係る陳列台は、請求項１又は２記載の発明に係る陳列台であって、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、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することを特徴とする。ここで、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。
【００１０】
請求項５記載の発明に係る陳列台は、請求項４記載の発明に係る陳列台であって、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。
【００１１】
請求項６記載の発明に係る陳列台は、請求項１〜５のいずれか１項記載の発明に係る陳列台であって、気液混合処理水の温度は、１℃〜５℃の範囲に設定していることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明に係る陳列台は、請求項１〜６のいずれか１項記載の発明に係る陳列台であって、混合流体生成装置は、処理水と窒素ガスないしは酸素ガスを導入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気液混合処理水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。
【００１３】
請求項８記載の発明に係る陳列台は、請求項７記載の発明に係る陳列台であって、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、導出口と流入口を連通させた状態にて支持ボス部に混合ユニットを取り付けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明に係る静止型流体混合装置は、請求項８記載の発明に係る陳列台であって、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。
【００１５】
請求項１０記載の発明に係る静止型流体混合装置は、請求項８又は９記載の発明に係る陳列台であって、支持ボス部内には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。
【００１６】
以下に、窒素ガスを通気することによる水の脱酸素作用について説明する。
【００１７】
（１）水への酸素の吸収（溶解）と酸素を溶解した水からの酸素の放散について
20℃（293K）、1気圧（0.1013MPa）において、純水への純酸素と純窒素の溶解度は、それぞれ44.4g/m3（44.4mg/L）と19.4g/m3（19.4mg/L）であり、酸素の方が2.3倍溶解する。大気中の酸素の割合は21%であるので、20℃、1気圧において空気が水に溶解するときは、酸素の溶解度は(44.4×0.21＝)9.3mg/Lで、窒素の溶解度は(19.4×0.79＝)15.3mg/Lとなり，窒素の方が1.7倍よく溶ける。これは酸素と窒素の分圧の差による。
【００１８】
いま20℃、1気圧において、純水と空気を接触させると酸素は水中に吸収され、水中の酸素濃度（溶存酸素濃度）が9.3mg/L（そのとき水中の窒素の濃度は15.3mg/L）に達すると吸収は止まり、気液は平衡になる。すなわち溶存酸素濃度は9.3mg/Lになるまでは酸素の吸収が続く。一方、溶存酸素濃度が9.3mg/Lの水を純窒素に接触させると水中の酸素は純窒素側（気相側）に移動する。この現象を放散という。気相側の窒素量は膨大であり、放散した酸素量は無視できるほど少なく、気相の酸素分圧は見かけ上0に保たれるとすると、水中の酸素がなくなる（溶存酸素濃度0）まで酸素の放散は続く。純窒素との接
触により窒素は水中に吸収され、水中の窒素濃度は19.4mg/Lまで増大する。
【００１９】
（２）水中への窒素の通気について
気液の接触形態として連続相（液）中の気泡群とする。液は溶存酸素濃度DO0の水、気泡は純窒素気泡の気液接触を考える。純窒素中の酸素分圧は0であるので、液中から気泡中へ酸素が放散する。換言すると、溶存酸素が窒素気泡に取り込まれる（酸素放散）。気泡の容積は有限であるので、酸素の放散につれて気泡中の酸素分圧は上昇する。酸素が放散した気泡（ナノバブルよりも大径の気泡）は液中を上昇し，ついには液から脱出する（気泡消滅）が、液が充分に深いと気泡が液に滞在する間に、気泡中の酸素分圧と液（水）中の酸素濃度の間で平衡（気液平衡）が成立する。そのとき酸素の放散は停止する。しかし，気液平衡が成り立つまで気泡が滞在するほど液深は大きくなく、むしろ現実的な深さの水相では、気液平衡に達するはるか以前に気泡
（ナノバブルよりも大径の気泡）は液から脱出する。
【００２０】
溶存酸素濃度DO0の水に純窒素を通気し、純窒素の気泡群を分散させれば、液中に溶解している酸素は純窒素気泡中に放散するので、低溶存酸素濃度の水が得られる。窒素の通気を続ければ、水中の溶存酸素濃度をさらに減少させることができ、最終的には溶存酸素濃度は0まで低下する。
【００２１】
いま、流体混合処理部に、溶存酸素濃度DO0の水を流量Ｌi[m3/h]、純窒素を流量Ｇa[m3/h]で連続的に供給し、流体混合処理部内で気泡群を分散させた気液二相流を形成して溶存酸素を窒素気泡群中へ放散させれば、溶存酸素濃度を下げた水（溶存酸素濃度DO）を1パスで連続的に生成できる。溶存酸素濃度の減少率DO/DO0は、流体混合処理部の設計変数を一定とすると水の流量Ｌiおよび窒素の流量Ｇaの比Ｇa／Ｌi（気液比）により変わる（熊沢英博，新美富男：食品と開発，Vol.33，No.3,pp.54−55(1998).「食品加工・製造における新規な混合，分散プロセスの開発と新静止型混合器ラモンド・スターラーVIII．ラモンド・スーパーミキサーの気液混合，分散への応用(2)−放散」）。気液比が大きいほど溶存酸素の残留率DO/DO0は小さくなる（減少率1−DO/D
O0は大きくなる）ので、目的に応じて気液比を選択する必要がある。気液比が大きいところではDO/DO0の値は0.05より小さくなる。例えば、DO0＝9g/m3であればDOは0.45g/m3まで減少できる。
【００２２】
（３）窒素ナノバブル（ナノバブル化した窒素ガス）について
一般に、ナノバブルは生体に対して細胞レベルで何らかの影響を与える可能性がある。このため，窒素ナノバブルは生鮮食品、例えば、魚介類の表面にとどまらず、体内まで効果が及ぶので、体内の好気性が低下する。したがって、少なくとも体内の好気的バクテリアの増殖が抑制されるものと期待される。窒素ナノバブル含有窒素処理水は、魚介類に対してその表面だけでなく、体内に生息する好気性バクテリアの増殖を著しく抑制して、魚介類の鮮度を保つ（魚介類の鮮度の指標値であるＫ値を低く保つ）ことが期待できる。ここで、Ｋ値とは、ＡＴＰ関連化合物全体に占めるイノシン（ＨｘＲ）とヒポキサンチン（Ｈｘ）の割合である。魚肉のＡＴＰは、死後ＡＴＰ→ＡＤＰ→ＡＭＰ→ＩＭＰ→ＨｘＲ→Ｈｘの経路で分解するので、ＨｘＲやＨｘの割合が低い程鮮度が良いとされる。刺身用に適当とされているＫ値は２０％以下である。
【００２３】
次に、高濃度酸素処理水の作用について説明する。
【００２４】
すなわち、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、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するものである。
【００２５】
そして、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、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処理することで、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。
【００３０】
また、処理水は、塩分濃度を２％〜４％の範囲に設定している。かかる塩分濃度の処理水としては、海水や塩水等を使用することができる。そして、生鮮魚介類の体内の塩分濃度（例えば、魚体の塩分濃度は０.８％）よりも高く設定しているため、浸透圧の関係で気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したままでも生鮮魚介類の体内に水分が入り込むことがない。つまり、生鮮魚介類が水膨れして商品価値が低下するのを防止することができる。また、塩分濃度を４％よりも大きく設定すると、浸漬時間によっては生鮮魚介類の体内の水分が吸い出されて商品価値が低下するという不具合がある。
【００３１】
混合流体生成装置は、処理水と窒素ガスないしは酸素ガスがユニット支持ケースを通して混合ユニット内に導入される。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、混合流体生成装置に処理水と窒素ガスないしは酸素ガス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、気液混合処理水の流出量の増大化（効率化）を図ることができることができる。
【００３２】
連続相としての流体である処理水と、分散相として窒素ガスないしは酸素ガスを気液混合処理水となす場合には、圧送ポンプの吸入口から生成された気液混合処理水を吸入させて、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、分散相としての窒素ガスないしは酸素ガスを微細（マイクロレベルないしはナノレベル）な気泡となすことができる。
【００３３】
しかも、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。
【００３４】
さらには、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。
【００３５】
そして、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。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、次のような効果を奏する。すなわち、本発明では、生鮮魚介類を陳列する陳列槽中に流入した気液混合処理水中に生鮮魚介類が浸漬した状態となるため、気液混合処理水により生鮮魚介類の色調や鮮度が一定時間（例えば、４日〜５日）良好に保持される。
【００３７】
気液混合処理水としての窒素処理水は、次のようにして生成することができる。すなわち、処理水に窒素ガスを通気して、窒素ガスを超微細な気泡（ナノバブル）を有する気泡群となすことで、処理水中に溶解している酸素を微細な気泡（ナノバブルよりも大径）となした窒素ガスに放散させ、酸素が放散した微細な窒素ガスを処理水中にて浮上させて、処理水から脱出させる（脱酸素）とともに、超微細な気泡（ナノバブル）となした窒素ガスを処理水中に混入（含有）させた窒素処理水を生成することができる。換言すると、処理水中の溶存酸素量の低減化効率を大幅に向上させる（例えば、８００リットルの処理水中の溶存酸素量（ＤＯ値）を２５分間に１.０（ｍｇ/Ｌ）未満に激減させる）ことができるとともに、窒素ナノバブルを含有して溶存酸素量が低減された窒素処理水を生成することができる。そして、かかる窒素処理水は窒素ナノバブルを含有しているため、窒素ナノバブルが生鮮食品、例えば、魚介類の表面にとどまらず、体内まで効果を及ぼして、体内の好気性を低下させることができる。
【００３８】
その結果、窒素ナノバブル含有窒素処理水は、生鮮魚介類に対してその表面だけでなく、体内に生息する好気性バクテリアの増殖を著しく抑制して、生鮮魚介類の鮮度を保つ（生鮮魚介類の鮮度の指標値であるＫ値を低く保つ）ことが期待できる。窒素ナノバブルはその粒径があまりにも小さいために長時間にわたって窒素処理水中に混入（含有）されることになり、経時的に窒素ナノバブル中の窒素が窒素処理水中に溶存されて、窒素処理水中の窒素溶存量を過飽和状態となすことができる。この際、窒素気泡（バブル）に加わる圧力は窒素気泡の大きさに反比例するため、窒素気泡が超微細（ナノ）になるにしたがって窒素気泡内の圧力は大きくなる。そのため、加圧作用によって窒素ナノバブル内部の気体である窒素は、処理水中に効率的に溶解する。
【００３９】
また、気液混合処理水としての高濃度酸素処理水は、その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。
【００４０】
また、生鮮魚介類の販売終了後は、生鮮魚介類を陳列槽中に陳列したまま、冷却した気液混合処理水を循環させることで、陳列台を冷蔵庫としても機能させることができるため、販売終了後に生鮮魚介類を回収して冷蔵庫等に保存しておく必要性がない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る陳列台の概念的説明図。
【図２】本発明に係る陳列台の制御ブロック図。
【図３】第１実施形態としての気液混合処理部の正面断面説明図。
【図４】第１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５】第１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６】第１・第２拡散エレメントの側面説明図。
【図７】第１・第２集合エレメントの側面説明図。
【図８】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９】第２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１０】第２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１１】第１・第２拡散エレメントの側面説明図。
【図１２】集合エレメントの側面説明図。
【図１３】第３実施形態としての気液混合処理部の一部断面正面説明図。
【図１４】第３実施形態としての気液混合処理部の左側面説明図。
【図１５】第３実施形態としての気液混合処理部の右側面説明図。
【図１６】回転側混合撹拌体の左側面説明図。
【図１７】固定側混合撹拌体の右側面説明図。
【図１８】両混合撹拌体の基本形態を示す側面説明図。
【図１９】第３実施形態としての気液混合処理部の混合撹拌流路の説明図。
【図２０】第４実施形態としての気液混合処理部の一部断面正面説明図。
【図２１】他方の固定側混合撹拌体の右側面説明図。
【図２２】第４実施形態の混合撹拌流路の説明図。
【図２３】第５実施形態としての気液混合処理部の一部断面正面説明図。
【図２４】第５実施形態の混合撹拌流路の説明図。
【図２５】第６実施形態としての気液混合処理部を具備する第２実施形態としての混合流体生成装置の概念的説明図。
【図２６】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２７】図２６のI-I線断面図。
【図２８】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正面断面分解説明図。
【図２９】図２８のII-II線矢視図。
【図３０】第１・第２エレメントの側面説明図。
【図３１】拡散・混合流路の説明図。
【図３２】第７実施形態としての気液混合処理部を具備する第３実施形態としての混合流体生成装置の概念的説明図。
【図３３】第７実施形態としての気液混合処理部の断面組立説明図。
【図３４】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３５】第７実施形態としての気液混合処理部の断面側面説明図。
【図３６】気液混合処理水の生成試験結果を示す一覧表。
【図３７】酸素ナノバブルの粒径分布図及び解析結果。
【図３８】窒素ナノバブルの粒径分布図及び解析結果。
【図３９】空気ナノバブルの粒径分布図及び解析結果。
【図４０】真アジの鮮度保持試験の結果を示す一覧表。
【図４１】ホウボウの鮮度保持試験の結果を示す一覧表。
【図４２】真鯛の鮮度保持試験の結果を示す一覧表。
【図４３】天然鯛の鮮度保持試験の結果を示す一覧表。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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。
【００４３】
図１に示す１は陳列台であり、陳列台１は、生鮮魚介類Ｆｉを陳列する陳列槽５内に気液混合処理水Ｗｍを収容し、気液混合処理水Ｗｍ中に生鮮魚介類Ｆｉを浸漬したまま陳列することができるように構成している。本実施形態における気液混合処理水Ｗｍは、後述する混合流体生成装置２により処理水Ｗに窒素ガスを混合処理した窒素処理水ないしは混合流体生成装置２により処理水Ｗに酸素ガスを高濃度に混合処理した高濃度酸素処理水である。
【００４４】
すなわち、陳列台１は、気液混合処理水Ｗｍを生成する混合流体生成装置２と、混合流体生成装置２により生成した気液混合処理水Ｗｍを一時的に貯留して生鮮魚介類を陳列する陳列台本体３とを備えている。陳列台本体３は、気液混合処理水Ｗｍを一時的に貯留する一時的貯留槽４と、一時的貯留槽４内に配置して生鮮魚介類を陳列する複数（本実施形態では３個）の陳列槽５とを具備している。
【００４５】
一時的貯留槽４は、上面が開口して左右方向に横長の扁平箱型に形成して、前後壁４ａ,４ａの上端縁部間に前後方向に伸延する複数（本実施形態では６本）の支持桿６を左右方向に間隔をあけて横架し、左右に隣接する支持桿６,６間に陳列槽５を着脱自在に架設している。陳列槽５は、上面が開口して左右方向に横長の扁平箱型に形成して、底部に多数の連通孔７ａを有する網状体７を張設し、連通孔７ａを通して一時的貯留槽４内と連通させている。陳列槽５の左右側壁の上端縁部には支持桿６,６に着脱自在に係止するフック状の係止片５ａ,５ａを形成している。陳列槽５の上下幅は、一時的貯留槽４の上下幅の略半分に形成して、陳列槽５の網状体７と一時的貯留槽４の底部４ｂとの間に流路８を形成している。なお、陳列槽５の上端縁部に外側方へ張り出し状の係止用フランジを形成して、係止用フランジを一時的貯留槽４の上端面部に係止して、一時的貯留槽４内に陳列槽５を架設することもできる。
【００４６】
一時的貯留槽４の右側壁４ｃの下部に流入パイプ９ａの先端部を連通連結する一方、一時的貯留槽４の左側壁４ｄの上部に流出パイプ９ｂの基端部を連通連結している。流入パイプ９ａの基端部と流出パイプ９ｂの先端部は、後述する混合流体生成装置２のタンクＴ内の処理水Ｗ中に上面から挿入している。流入パイプ９ａの中途部には第２圧送ポンプＰ２と、その下流側に配置した熱交換器Ｈを取り付けている。熱交換器Ｈにより流入パイプ９ａを通して流動する気液混合処理水Ｗｍを所定の低温度（例えば、１℃〜５℃）となして、一時的貯留槽４内に供給するとともに、混合流体生成装置２のタンクＴ内に環流させてタンクＴ内の気液混合処理水Ｗｍを所定の低温度（例えば、１℃〜５℃）に保持することができるようにしている。９ｃは一時的貯留槽４の底部４ｂに設けた排水部である。Ｄ２は一時的貯留槽４内の気液混合処理水Ｗｍの溶存酸素量を検出する第２溶存酸素量検出手段、Ｔａ２は一時的貯留槽４内の気液混合処理水Ｗｍの温度を検出する第２温度検出手段である。
【００４７】
このように構成した陳列台１では、混合流体生成装置２により生成されたタンクＴ内の気液混合処理水Ｗｍが流入パイプ９ａを通して一時的貯留槽４内に供給される。一時的貯留槽４内に供給されて一定量をオーバーフローした気液混合処理水Ｗｍは流出パイプ９ｂを通して混合流体生成装置２のタンクＴに戻される。一時的貯留槽４内への気液混合処理水Ｗｍの供給は、第２溶存酸素量検出手段Ｄ２と第２温度検出手段Ｔａ２により検出された溶存酸素量と温度に基づいて連続的に又は間欠的に又は適宜必要に応じて行うように後述する制御手段Ｃにより制御することができる。例えば、気液混合処理水Ｗｍの溶存酸素量（ＤＯ値）が１ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは、０.５ｍｇ／Ｌ前後に保たれるように制御する。気液混合処理水Ｗｍが満たされた一時的貯留槽４内に陳列槽５を配置すると、陳列槽５内にも網状体７の連通孔７ａを通して気液混合処理水Ｗｍが流入して満たされる。陳列槽５内の気液混合処理水Ｗｍ中には生鮮魚介類Ｆｉを浸漬して整然と陳列する。ここで、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％〜４％としたものであり、例えば、３％前後の塩分濃度を有する塩水を適用することができる。また、海水も３％前後の塩分濃度となして使用するのが好ましい。塩水も海水もより好ましくは、２.８％の塩分濃度となして使用することができる。そして、生鮮魚介類の体内の塩分濃度（例えば、魚体の塩分濃度は０.８％）よりも高く設定しているため、浸透圧の関係で気液混合処理水中に生鮮魚介類を浸漬したままでも生鮮魚介類の体内に水分が入り込むことがない。つまり、生鮮魚介類が水膨れして商品価値が低下するのを防止することができる。また、塩分濃度を４％よりも大きく設定すると、浸漬時間によっては生鮮魚介類の体内の水分が吸い出されて商品価値が低下するという不具合がある。
【００４８】
なお、陳列台１は、有底の陳列槽５内に、混合流体生成装置２により生成された気液混合処理水Ｗｍを直接的ないしは間接的に供給して、陳列槽５内の気液混合処理水Ｗｍ中に生鮮魚介類Ｆｉを浸漬して整然と陳列するように構成することもできる。この際、陳列槽５は冷却手段により冷却することで気液混合処理水Ｗｍを所定の低温度に保持させることができる。そうすることで、陳列台１の構造の簡易化を図ることができる。
【００４９】
従来の陳列台に陳列された生鮮魚介類は常に空気に触れていたので、生鮮魚介類が乾燥・酸化・体温上昇・細菌増殖されるという不具合があったが、本実施形態ではかかる不具合を解消することができる。すなわち、本実施形態では、陳列槽５内の低温化（例えば、１℃〜５℃）した気液混合処理水Ｗｍ中に生鮮魚介類Ｆｉを浸漬して整然と陳列することで、生鮮魚介類Ｆｉの乾燥・酸化・体温上昇・細菌増殖を抑制して、鮮度を保持させることができる。
【００５０】
特に、海水とナノバブル化した酸素ガスを混合して生成した高濃度酸素処理水は、例えば、１日〜２日であれば、高鮮度（例えば、Ｋ値が２０％以下）を保持させることができる。そして、魚類であれば本来の光沢を生起させることができて、鮮度感を向上させることができる。つまり、高濃度酸素処理水は高濃度酸素ナノバブル海水であり、後述するように酸化しにくい水となっている。そのため、酸化しにくい冷海水の中に生鮮魚介類Ｆｉを浸漬して陳列すると、生鮮魚介類Ｆｉの乾燥・酸化・体温上昇・細菌増殖を抑制することができる。したがって、１日〜２日であれば、刺身用の高鮮度を保持させることができる。そして、格下げロスを大幅に削減することができる。また、鮮度劣化を抑制しながら熟成（イノシン酸の増大）を図ることができて、魚類の旨味を増大させることができる。その結果、年間を通して高鮮度で美味しい刺身を提供することができる。
【００５１】
また、海水とナノバブル化した窒素ガスを混合して生成した窒素処理水は低濃度酸素ナノバブル海水であり、後述するように酸化しにくい水となっている。低濃度酸素ナノバブル海水は魚類本来の光沢を生起させる点において高濃度酸素ナノバブル海水にやや劣るものの、高鮮度感を保持させることができる。つまり、窒素処理水は、例えば、３日〜４日の長期間にわたって、刺身用の鮮度を保持させることができる。
【００５２】
以上のことから、短期間の鮮度保持では高濃度酸素処理水である高濃度酸素ナノバブル海水を採用する一方、長期間の鮮度保持では窒素処理水である低濃度酸素ナノバブル海水を採用することができる。
【００５３】
［窒素処理水を生成する混合流体生成装置２の説明］
混合流体生成装置２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循環流路Ｃｙを形成している。
【００５４】
処理水Ｗは、純窒素ガス（例えば、９９．９９％濃度以上の高純度窒素ガス）を溶解させて低濃度酸素処理水（高濃度窒素処理水）となす溶媒であり、処理水Ｗとしては、前記したように水道水、海水、塩水等を使用することができる。
【００５５】
循環パイプＪの中途部には第１圧送ポンプＰ１を取り付け、その第１圧送ポンプＰ１の吸入口近傍（直上流側）に位置する循環パイプＪの中途部には純窒素ガスを供給する窒素ガス供給部Ｎと純酸素ガスを供給する純酸素ガス供給部Ｋをそれぞれ連結している。Ｖ２は窒素ガス供給部Ｎから循環パイプＪへの純窒素ガスの供給路を開閉する第１開閉弁、Ｖ３は純酸素ガス供給部Ｋから循環パイプＪへの純酸素ガスの供給路を開閉する第２開閉弁である。そして、窒素処理水を生成するには場合には、第１開閉弁Ｖ２を開弁するとともに第２開閉弁Ｖ３を閉弁して窒素ガス供給部Ｎから循環パイプＪに純窒素ガスを供給するようにしている。また、高濃度酸素処理水を生成する場合には、第１開閉弁Ｖ２を閉弁するとともに第２開閉弁Ｖ３を開弁して純酸素ガス供給部Ｋから循環パイプＪに純酸素ガスを供給するようにしている。
【００５６】
窒素ガス供給部Ｎから処理水Ｗ中に供給される純窒素ガスは、第１圧送ポンプＰ１の吸入側からエジェクタ効果により第１圧送ポンプＰ１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、第１圧送ポンプＰ１の吐出口近傍（直下流側）に位置する循環パイプＪの中途部に窒素ガス供給部Ｎを連結して、窒素ガス供給部Ｎから循環パイプＪ中に純窒素ガスを圧送することで、純窒素ガスの供給量を上記した純窒素ガスの吸入量よりも大きい所定量に設定することもできる。
【００５７】
窒素ガス供給部Ｎの下流側に位置する循環パイプＪの中途部には、本実施形態では流体である気体と液体を混合する気液混合処理部Ｍを設けている。
【００５８】
気液混合処理部Ｍは、処理水Ｗと純窒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、改質処理水と純窒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窒素ガスを溶解させた低濃度酸素処理水（高濃度窒素処理水）となすようにしている。
【００５９】
混合流体生成装置２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Ｖ１を取り付けている。また、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Ｃｙ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Ｊａを通して所定低温度の高濃度酸素処理水を回収する回収部Ｇに送ることも可能となしている。
【００６０】
タンクＴには第１溶存酸素量検出手段Ｄ１を設けており、第１溶存酸素量検出手段Ｄ１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には第１温度検出手段Ｔａ１を設けており、第１温度検出手段Ｔａ１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。
【００６１】
陳列台１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ように制御機能を有しており、その入力側インターフェースに第１・第２溶存酸素量検出手段Ｄ１,Ｄ２と第１・第２温度検出手段Ｔａ１,Ｔａ２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と窒素ガス供給部Ｎと純酸素ガス供給部Ｋと第１・第２圧送ポンプＰ１,Ｐ２と熱交換器Ｈと圧力調整弁Ｖ１と第１・第２開閉弁Ｖ２,Ｖ３と三方切替弁Ｖａを接続している。そして、制御手段Ｃは、第１・第２溶存酸素量検出手段Ｄ１,Ｄ２と第１・第２温度検出手段Ｔａ１,Ｔａ２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と窒素ガス供給部Ｎと純酸素ガス供給部Ｋと第１・第２圧送ポンプＰ１,Ｐ２と熱交換器Ｈと圧力調整弁Ｖ１と第１・第２開閉弁Ｖ２,Ｖ３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。
【００６２】
このように構成すことで、混合流体生成装置２では、処理水Ｗに純窒素ガスを供給して、これらを中途部に第１圧送ポンプＰ１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Ｃｙを通して循環させることができる。この際、気液混合処理部Ｍは、処理水Ｗと純窒素ガスの気液混相にせん断力を作用させて、純窒素ガスをナノバルブ（直径がナノレベル（１μｍ以下）の超微細な気泡）を有する気泡群となして処理水Ｗと混合させることができる。このような気泡群を含有する処理水Ｗは、タンクＴ内に環流させることで、タンクＴ内にて処理水Ｗ中に溶存している酸素を微細な気泡（ナノバブルよりも大径）となした純窒素ガスに放散させることができる。そうすることで、酸素が放散した微細な純窒素ガスを処理水Ｗ中にて浮上させて、処理水Ｗから酸素を脱出（脱酸素）、つまり大気中に放出させことができる。その結果、処理水Ｗ中の溶存酸素量を大幅に低減させて、窒素ナノバブルを含有する窒素処理水となすことができる。ここで、処理水Ｗは、第１溶存酸素量検出手段Ｄ１の検出結果に基づいて圧力調整弁Ｖ１と三方切替弁Ｖａが制御手段Ｃにより開閉量制御されて、所要の時間ないしは所要の回数だけ循環流路中を循環されて、窒素処理水となる。
【００６３】
この際、混合流体生成装置２の第１溶存酸素量検出手段Ｄ１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、その検出情報を第１溶存酸素量検出手段Ｄ１から制御手段Ｃに送信する。制御手段Ｃは、窒素処理水が生成されたと判断して、窒素ガス供給部Ｎからの窒素ガス供給を停止させる制御情報を窒素ガス供給部Ｎに送信する。そして、制御手段Ｃは、第２圧送ポンプＰ２を駆動させて、陳列台本体３に窒素処理水を供給する。また、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Ｊａを通して回収部Ｇに窒素処理水を送ることもできる。
【００６４】
また、第１・第２溶存酸素量検出手段Ｄ１,Ｄ２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、窒素処理水が生成されていないと判断して、第２圧送ポンプＰ２への駆動情報や三方切替弁Ｖａへの切換制御情報を送信しない。つまり、循環流路Ｃｙが保持されて、処理水Ｗと窒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の温度を検出する第１・第２温度検出手段Ｔａ１,Ｔａ２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℃）に保持すべく第２圧送ポンプＰ２と熱交換器Ｈを制御している。その結果、陳列台本体３を通してタンクＴ内の窒素処理水は低温度（例えば、１℃〜５℃）に保持される。
【００６５】
かかる本実施形態では、前記したように気液混合処理部Ｍにより窒素ガスを、ナノバルブを有する気泡群となすことができるが、循環流路Ｃｙ中にて処理水Ｗを所定時間（例えば、２５分間）以上ないしは所定回数（例えば、２０回）以上循環させることで、窒素ナノバブルを増大させることができる。そこで、循環流路Ｃｙ中にて処理水Ｗを循環させる時間ないしは回数が所定時間ないしは所定回数に達するまでは、処理水Ｗ中に溶存している酸素を微細な気泡（ナノバブルよりも大径）となした窒素ガスに放散させ、酸素が放散した微細な窒素ガスを処理水Ｗ中にて浮上させて、処理水Ｗから酸素を脱出（脱酸素）させることに重点を置いて、処理水Ｗ中の溶存酸素量の低減化を実現することができる。
【００６６】
その後は、所定時間ないしは所定回数に達するまで循環流路Ｃｙ中にて処理水Ｗを循環させることで、溶存酸素量が低減されて窒素ナノバブルを大量に含有する窒素処理水の生成を実現することができる。かかる窒素ナノバブルはその粒径があまりにも小さいので、魚介類の鮮度保持に寄与させることができるとともに、長時間にわたって窒素処理水中に混入（含有）されることになり、経時的に窒素ナノバブル中の窒素が窒素処理水中に溶存されて、窒素処理水中の窒素溶存量を長時間にわたって過飽和状態を保持することができる。
【００６７】
［窒素処理水生成方法の説明］
次に、本実施形態に係る窒素処理水生成方法について説明する。すなわち、窒素処理水生成方法は、窒素ガス・処理水混合工程と収容工程と酸素脱出工程とを有する。窒素ガス・処理水混合工程は、気液混合処理部Ｍにより処理水Ｗと純窒素ガスの気液混相にせん断力を作用させて純窒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と混合する工程である。収容工程は、窒素ガス・処理水混合工程で得られた気泡群混じりの処理水をタンクＴ内に収容する工程である。酸素脱出工程は、収容工程でタンクＴ内に収容した処理水Ｗ中に溶存している酸素を微細な気泡となした純窒素ガスに放散させることで、酸素が放散した微細な窒素ガスを処理水Ｗ中にて浮上させるとともに、処理水Ｗから酸素を脱出させる工程である。
【００６８】
かかる窒素処理水生成方法により、窒素処理水を短時間に生成することができる。すなわち、処理水Ｗ中の溶存酸素量の低減化効率を大幅に向上させることができる。例えば、８００リットルの処理水Ｗ中の溶存酸素量（ＤＯ値）を２５分間に１.０（ｍｇ/Ｌ）未満、さらには、０.５（ｍｇ/Ｌ）前後に激減させることができる。つまり、１時間以内に溶存酸素量（ＤＯ値）が１.０（ｍｇ/Ｌ）未満である低濃度酸素の窒素処理水を大量に生成することができる。
【００６９】
［高濃度酸素処理水を生成する混合流体生成装置２の説明］
高濃度酸素処理水を生成する場合には、混合流体生成装置２の第１開閉弁Ｖ２を閉弁するとともに第２開閉弁Ｖ３を開弁する。この際、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る。
【００７０】
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、第１圧送ポンプＰ１の吸入側からエジェクタ効果により第１圧送ポンプＰ１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、第１圧送ポンプＰ１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もできる。
【００７１】
純酸素ガス供給部Ｋの下流側に位置する循環パイプＪの中途部に設けた気液混合処理部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。
【００７２】
［高濃度酸素処理水生成法の説明］
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
【表１】
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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。
【００７７】
この際、混合流体生成装置２の第１溶存酸素量検出手段Ｄ１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、その検出情報を第１溶存酸素量検出手段Ｄ１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、第２圧送ポンプＰ２を駆動させて、陳列台本体３に高濃度酸素処理水を供給する。また、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Ｊａを通して回収部Ｇに高濃度酸素処理水を送ることもできる。
【００７８】
また、第１・第２溶存酸素量検出手段Ｄ１,Ｄ２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、第２圧送ポンプＰ２への駆動情報や三方切替弁Ｖａへの切換制御情報を送信しない。つまり、循環流路Ｃｙ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の温度を検出する第１・第２温度検出手段Ｔａ１,Ｔａ２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℃）に保持すべく第２圧送ポンプＰ２と熱交換器Ｈを制御している。その結果、陳列台本体３を通してタンクＴ内の高濃度酸素処理水は低温度（例えば、１℃〜５℃）に保持される。
【００７９】
かかる高濃度酸素処理水は、前記のように構成した混合流体生成装置２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、中途部に第１圧送ポンプＰ１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Ｃｙを通して循環させることで生成することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
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Ｃｙ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。
【００８２】
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。
【００８３】
本実施形態では、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Ｃｙ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。
【００８４】
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、混合流体生成装置２の小型化を実現することができる。また、循環流路Ｃｙ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。
【００８５】
次に、第１実施形態〜第５実施形態としての気液混合処理部Ｍの構成を、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００８６】
［第１実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
図３に示す静止型流体混合装置である気液混合処理部Ｍは、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１１と、ケーシング体１１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１２と、混合ユニット１２に処理対象の流体Ｒを導入する導入口１５を中央部に有してケーシング体１１の左側端面に着脱自在に連結した左側端部壁体１３と、混合ユニット１２により処理された流体Ｒを導出する導出口１６を中央部に有してケーシング体１１の右側端面に着脱自在に連結した右側端部壁体１４とから構成している。ケーシング体１１の外周面左右側部には連結フランジ１７,１８を形成して、連結フランジ１７,１８に左・右側端部壁体１３,１４の周縁部をケーシング体１１の軸線方向に重合状態に面接させて、連結ボルト１９,１９により連結している。
【００８７】
気液混合処理部Ｍは、図３に示すように、ケーシング体１１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１２の対向面間にＯリング２６を介設している。この際、ケーシング体１１の内周面と各混合ユニット１２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１１内に配設した混合ユニット１２内を流体Ｒ（図３において矢印で示す）が上流側である左側の導入口１５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。
【００８８】
混合ユニット１２は、流体Ｒを拡散・混合する拡散・混合流路２７と、流体Ｒを集合・混合する集合・混合流路２８を有しており、拡散・混合流路２７の終端部と集合・混合流路２８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２７は、図４に示すように、中央部に流体Ｒの流入口３２を形成した円板状の第１拡散エレメント３０に、円板状の第２拡散エレメント４０を対向させて配置するとともに、両拡散エレメント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３０の中央部に形成した流入口３２は、左側端部壁体１３の中央部に形成した導入口１５に整合させて連通している。そして、拡散・混合流路２７は、第１・第２拡散エレメント３０,４０の対向面にそれぞれ同形・同大の多数の凹部３５,４１を配列して形成して、各拡散エレメント３０,４０の凹部３５,４１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の流入口を中心とする同一円周上に配置した各拡散エレメント３０,４０の凹部３５,４１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。
【００８９】
また、集合・混合流路２８は、図４に示すように、円板状の第１集合エレメント５０に、中央部に流体Ｒの流出口を形成した円板状の第２集合エレメント６０を対向させて配置するとともに、両集合エレメント５０,６０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・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６０の中央部に形成した流出口６２は、右側端部壁体１４の中央部に形成した導出口１６に整合させて連通している。そして、集合・混合流路２８は、第１・第２集合エレメント５０,６０の対向面にそれぞれ流体Ｒの流出口６２を中心とする同一円周上に同形・同大の多数の凹部５１,６５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５１,６５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５１,６５の最小開口面積を前記拡散エレメント３０,４０の凹部３５,４１の開口面積以上となした複数の凹部５１,６５を配列して形成し、両集合エレメント５０,６０の凹部５１,６５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６２を中心とする同一円周上に配置した各集合エレメント５０,６０の凹部５１,６５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。
【００９０】
しかも、第１・第２集合エレメント５０,６０では、中心部側にリング状に配置した凹部５１,６５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５１,６５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５１,６５の第３列からなる３列の各列に同数個の凹部５１,６５を配置して形成している。そして、各列の凹部５１,６５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５１,６５の円周方向の幅は、第１列の凹部５１,６５の円周方向の幅を１とすると、第２列の凹部５１,６５の円周方向の幅は１.５、第３列の凹部５１,６５の円周方向の幅は２の割合で形成している。
【００９１】
このように構成して、混合ユニット１２では、第１・第２拡散エレメント３０,４０の凹部３５,４１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３５,４１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２７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。
【００９２】
また、第１・第２集合エレメント５０,６０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５１,６５からスムーズに流入した流体Ｒが、漸次縮小された開口面積を有する第２列の凹部５１,６５さらには第１列の凹部５１,６５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Ｒに作用するほぼ一様のせん断力により流体Ｒ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２８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５０,６０の凹部５１,６５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Ｒが合流する凹部５１,６５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Ｒ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２８においては流体Ｒ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Ｒ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。
【００９３】
以下に、各混合ユニット１２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１２は、いずれも同様の構造であり、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拡散エレメント３０，４０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５０，６０とを備えている。
【００９４】
各混合ユニット１２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３０，４０のうち、導入口１５側（上流側）に配置される第１拡散エレメント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。そして、エレメント本体３１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部３３が下流側に突出状に形成されて、エレメント本体３１と周壁部３３とにより、下流側に向けて円形の開口を有する凹み部３４が形成され、凹み部３４内に円板状の空間が形成されている。
【００９５】
図６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。３６は、第１拡散エレメント３０に第２拡散エレメント４０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。
【００９６】
図４〜図６に示すように、２枚の拡散エレメント３０,４０のうち、導出口１６側（下流側）に配置される第２拡散エレメント４０は、第１拡散エレメント３０よりも小径である。そして、第２拡散エレメント４０の直径は、第１拡散エレメント３０の凹み部３４の直径よりも小径であり、凹み部３４に第２拡散エレメント４０が対面状態に嵌入されて配置される。
【００９７】
また、第２拡散エレメント４０の、第１拡散エレメント３０との対向面、すなわち導入口１５側に向けられる上流側面（第１拡散エレメント３０と対向する面）には、第１拡散エレメント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４１が隙間のない状態で複数形成されている。４６は、第１拡散エレメント３０に第２拡散エレメント４０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。
【００９８】
そして、両拡散エレメント３０，４０は、図４および図５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３０の凹み部３４内に、第２拡散エレメント４０を対面状態に配置する。このとき、第１拡散エレメント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拡散エレメント４０の上流側面のハニカム状の多数の凹部４１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４０の向きを定める（図５参照）。この状態で、第１拡散エレメント３０の挿通孔３６と、第２拡散エレメント４０の挿通孔４６の位置を整合させてネジ７２でネジ止めして組み付ける。
【００９９】
図４に示すように、第２拡散エレメント４０の直径は、第１拡散エレメント３０の凹み部３４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。
【０１００】
従って、両拡散エレメント３０，４０を組み付けると、第１拡散エレメント３０の周壁部３３の内周面３８と第２拡散エレメント４０の外周端面４３との間に、第２拡散エレメント４０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７３として形成され、環状流出路７３の下流側に位置する終端開口部が拡散・混合流路２７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。
【０１０１】
そして、第１拡散エレメント３０の流入口３２に供給された流体Ｒは、拡散・混合流路２７（図３参照）を通過した後、この拡散・混合流路２７の終端部から放出される。環状流出路７３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４０の半径の２０分の１前後の幅で形成される（図６参照）。
【０１０２】
このように、第２拡散エレメント４０の外周に全周に亘る環状流出路７３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Ｒ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Ｒの圧力にばらつきが発生しにくくなり、混合ユニット１２の外周部の位置によって流体Ｒ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Ｒの圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。
【０１０３】
また、本実施形態では、環状流出路７３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７３近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。
【０１０４】
ここで、各拡散エレメント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３５,４１の相互関係について説明する。
【０１０５】
図４に示すように、両拡散エレメント３０,４０の凹部３５,４１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３０の凹部３５の中心位置に、第２拡散エレメント４０の凹部４１の角部４９が位置する状態で当接している。
【０１０６】
このような状態で当接させると、第１拡散エレメント３０の凹部３５と第２拡散エレメント４０の凹部４１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４１の角部が集まっている位置である。
【０１０７】
従って、例えば、第１拡散エレメント３０の凹部３５側から第２拡散エレメント４０の凹部４１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。
【０１０８】
つまり、第１拡散エレメント３０の凹部３５の中央位置に位置された第２拡散エレメント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拡散エレメント４０側から第１拡散エレメント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拡散エレメント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。
【０１０９】
また、第２拡散エレメント４０の凹部４１の中心位置にも、第１拡散エレメント３０の凹部３５の角部３９が位置する。この場合は、第１拡散エレメント３０の角部３９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０１１０】
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３０，４０の間には、中央の流入口３２から両拡散エレメント３０，４０（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２７（図３参照）が形成されている。
【０１１１】
この拡散・混合流路２７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２７を通過した流体Ｒは、その後、混合ユニット１２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７３の終端開口部から混合ユニット１２の下流側半部に流入される。
【０１１２】
各混合ユニット１２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５０，６０のうち、導出口１６側（下流側）に配置される第２集合エレメント６０は、円板状のエレメント本体６１の中央部に、流体Ｒの流出口６２が貫通状態で形成されている。そして、エレメント本体６１の外周縁部には、全周に亘って肉厚の周壁部６３が上流側に突出状に形成されて、エレメント本体６１と周壁部６３とにより、上流側に向けて円形の開口を有する凹み部６４が形成され、凹み部６４内に円板状の空間が形成されている。
【０１１３】
図７に示すように、エレメント本体６１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６５が隙間のない状態で多数形成されている。６６は、第１拡散エレメント３０に第２集合エレメント６０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。
【０１１４】
図４、図５および図７に示すように、２枚の集合エレメント５０,６０のうち、導入口１５側（上流側）に配置される第１集合エレメント５０は、第２集合エレメント６０よりも小径である。そして、第１集合エレメント５０の直径は、第２集合エレメント６０の凹み部６４の直径よりも小径であり、凹み部６４に第１集合エレメント５０が対面状態に嵌入されて配置される。
【０１１５】
また、第１集合エレメント５０の、第２集合エレメント６０との対向面、すなわち導出口１６側に向けられる下流側面には、第２集合エレメント６０のエレメント本体６１と同様に、開口形状が変形六角形の凹部５１が隙間のない状態で複数形成されている。５６は、第１拡散エレメント３０に第１集合エレメント５０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。
【０１１６】
そして、両集合エレメント５０，６０は、図４および図５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６０の凹み部６４内に、第１集合エレメント５０を対面状態に配置する。このとき、第２集合エレメント６０の上流側面の多数の凹部６５の開口面と、第１集合エレメント５０の下流側面５２の多数の凹部５１の開口面とが対面状態で、流出口６２を中心とする円周方向に凹部５１,６５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６０の向きを定める（図５参照）。この状態で、第１集合エレメント５０の挿通孔５６と、第２集合エレメント６０のネジ孔６６の位置を整合させてネジ７２でネジ止めして組み付ける。
【０１１７】
図７に示すように、第１集合エレメント５０の直径は、第２集合エレメント６０の凹み部６４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５０，６０を組み付けると、第２集合エレメント６０の周壁部６３の内周面６８と第１集合エレメント５０の外周端面との間に、第１集合エレメント５０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７４として形成され、環状流入路７４の上流側に位置する始端開口部が集合・混合流路２８の始端部であり、上流側に向けてリング状に開口される。
【０１１８】
そして、第２集合エレメント６０の環状流入路７４に供給された流体Ｒは、集合・混合流路２８（図３参照）を通過した後、この集合・混合流路２８の始端部から放出される。環状流入路７４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６０の半径の２０分の１前後の幅で形成される（図５参照）。環状流入路７４の流入幅ｔ２は環状流出路７３の流出幅ｔ１と同一幅に形成している。
【０１１９】
このように、第２集合エレメント６０の外周に全周に亘る環状流入路７４の始端部を略均等幅に形成すると、全周に亘って流体Ｒ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Ｒの圧力にばらつきが発生しにくくなり、混合ユニット１２の外周部の位置によって流体Ｒ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Ｒの圧力が高圧になる場所が生ずることが防止される。
【０１２０】
そして、本実施形態では、環状流入路７４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７４近傍における局所的高圧領域の発生を防止できる。
【０１２１】
しかも、相互に円周方向に凹部５１,６５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５０，６０の間には、環状流入路７４から両集合エレメント５０，６０の周縁部に流入した流体Ｒ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５０，６０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２８（図３参照）が形成されており、この集合・混合流路２８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、集合・混合流路２８を通過した流体Ｒは、その後、混合ユニット１２の背面側中心部に開口した流出口６２から混合ユニット１２の外部に流出される。
【０１２２】
ここで、各集合エレメント５０,６０の当接側の面に形成される多数の凹部５１,６５の相互関係について説明する。
【０１２３】
図５に示すように、両集合エレメント５０,６０の凹部５１,６５は同一列上の凹部５１,６５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６０の凹部６５の中心位置に、第１集合エレメント５０の凹部５１の角部５９が位置する状態で当接している。
【０１２４】
このような状態で当接させると、第１集合エレメント５０の凹部５１と第２集合エレメント６０の凹部６５との間で流体Ｒを流動させることができる。また、角部６９は４つの凹部５１の角部が集まっている位置である。
【０１２５】
従って、例えば、第１集合エレメント５０の凹部５１側から第２集合エレメント６０の凹部６５側に流体Ｒが流れる場合を考えると、流体Ｒは、３つの流路に分流（分散）されることになる。
【０１２６】
つまり、第１集合エレメント５０の凹部５１の中央位置に位置された第２集合エレメント６０の角部６９は、流体Ｒ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６０側から第１集合エレメント５０側に流体Ｒが流れる場合を考えると、３方から流れてきた流体Ｒが１つの凹部５１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６０の中央位置に位置された角部６９は、合流部として機能する。
【０１２７】
また、第２集合エレメント６０の凹部６５の中心位置にも、第１集合エレメント５０の凹部５１の角部５９が位置する。この場合は、第１集合エレメント５０の角部５９が上述した分流部や合流部として機能する。
【０１２８】
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５０，６０の間には、環状流入路７４から流入された流体Ｒが、分流と合流（分散と混合）を繰り返しながら両集合エレメント５０，６０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２７（図３参照）が形成されている。
【０１２９】
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７３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７４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７３→環状流入路７４→集合・混合流路２８へと流動する流体Ｒ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２６からの流体漏れを堅実に回避することができる。
【０１３０】
［第２実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
図８に示す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Ｍは、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１１２を同心円的に配設している。ケーシング体１１１の両端部には左・右側壁体１１３,１１４を配設して、各側壁体１１３,１１４の外側周縁部に左・右接続体１１５,１１６の基端部１１５ａ,１１６ａを係止するとともに、左・右接続体１１５,１１６の先端部１１５ｂ,１１６ｂをケーシング体１１１の外周面に螺着して、隣接する各混合ユニット１１２の流出口１６２と流入口１３２を連通させた状態にて、両側壁体１１３,１１４間にケーシング体１１１内にて同軸的に配列した混合ユニット１１２を挟持している。上流側の側壁体１１３の中央部には導入口１１７を形成して、導入口１１７には近接する混合ユニット１１２の流入口１３２を整合させて連通させる一方、下流側の右側壁体１１４の中央部には導出口１１８を形成して、導出口１１８には近接する混合ユニット１１２の流出口１６２を整合させて連通させている。
【０１３１】
左・右側壁体１１３,１１４は、ケーシング体１１１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１１１への内嵌部１１３ａ,１１４ａを形成する一方、外側半部の周縁部に左・右接続体１１５,１１６の基端部１１５ａ,１１６ａを係止する段付き凹条の係止用凹部１１３ｂ,１１４ｂを形成している。上流側の側壁体１１３の中央部に形成した導入口１１７には上流側連通連結体１１９を連通連結する一方、下流側の右側壁体１１４の中央部に形成した導出口１１８には下流側連通連結体１２０を連通連結している。
【０１３２】
左・右接続体１１５,１１６は相互に左右対称に形成している。すなわち、左・右接続体１１５,１１６はリング板状に形成した基端部１１５ａ,１１６ａと、基端部１１５ａ,１１６ａの外周縁部に連設した円筒状の先端部１１５ｂ,１１６ｂとから一体成形して、先端部１１５ｂ,１１６ｂの内周面に雌ネジ部１１５ｃ,１１６ｃを形成している。ケーシング体１１１の左右側端部には段付き凹部１１１ａ,１１１ｂを形成するとともに、段付き凹部１１１ａ,１１１ｂの外周面に雌ネジ部１１５ｃ,１１６ｃを螺着する雄ネジ部１１１ｃ,１１１ｄを形成している。
【０１３３】
混合ユニット１１２は、中央部に処理対象である流体Ｒ（図８において矢印で示す）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を対面させて配置して、両拡散エレメント１３０,１４０の間に拡散・混合流路１６０を形成する一方、第２拡散エレメント１４０の背面側に、中央部に流体Ｒの流出口１６２を形成した円板状の集合エレメント１５０を対面させて配置して、集合エレメント１５０に集合流路１７０を形成して構成している。
【０１３４】
すなわち、混合ユニット１１２は、中央部側の流入口１３２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１６０と、周縁部側から流入した流体Ｒを中央部側の流出口１６２に向けて半径方向に流動させて集合させる集合流路１７０とを備えており、ケーシング体１１１の内周面に沿わせて拡散・混合流路１６０の終端部と集合流路１７０の始端部を連通させている。
【０１３５】
集合エレメント１５０は、図９及び図１０に示すように、上流側半部１５２を下流側半部１５３よりも小径の円板状に形成して、上流側半部１５２の外周部に拡散・混合流路１６０と連通する円形リング状の連通用凹部１５４を形成し、上流側半部１５２には周縁部から中央部の流出口１６２に向けて直状かつ同一幅の流路形成用凹部１５５を形成して、流路形成用凹部１５５の開口面を第２拡散エレメント１４０の背面により閉塞することで、連通用凹部１５４と連通する集合流路１７０を形成している。流路形成用凹部１５５は、上流側半部１５２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１５５の開口面が第２拡散エレメント１４０の背面により閉塞されて形成される集合流路１７０は、周縁部から中央部の流出口１６２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１５０の半径方向と直交する流路形成用凹部１５５の流路幅Ｗｒは、流出口１６２の半径ｒと下記の関係を有している。
【０１３６】
【数１】
2013135834.tif 000004
【０１３７】
このような関係を保つことにより、集合流路１７０の流路幅Ｗｒを可及的に広く形成するとともに、隣接する集合流路１７０を流動する流体Ｒが相互に干渉することなく流出口１６２に速やかに流入するようにしている。
【０１３８】
１７９はＯリングであり、Ｏリング１７９はケーシング体１１１内において、左側壁体１１３と混合ユニット１１２との間、混合ユニット１１２,１１２同士の間、混合ユニット１１２と右側壁体１１４との間にそれぞれ配設してシール部を形成している。
【０１３９】
このように構成して、気液混合処理部Ｍでは、集合流路１７０を集合エレメント１５０の周縁部から中央部の流出口１６２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１６０を流動した流体Ｒを、集合流路１７０を通して流出口１６２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１７０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１７９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１７９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。
【０１４０】
拡散・混合流路１６０と連通する円形リング状の連通用凹部１５４に集合流路１７０を連通させて形成しているため、拡散・混合流路１６０から集合流路１７０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１５５を上流側半部１５２に十字状に配置して形成することで、集合流路１７０を集合エレメント１５０の円周廻りに均等に配置することができ、連通用凹部１５４から最寄りの集合流路１７０を通して流出口１６２に流体Ｒを流出させることができる。
【０１４１】
ケーシング体１１１の両端部に形成した段付き凹部１１１ａ,１１１ｂの外周面には雄ネジ部１１１ｃ,１１１ｄを形成し、左・右接続体１１５,１１６の先端部１１５ｂ,１１６ｂの内周面には雌ネジ部１１５ｃ,１１６ｃを形成して、雄ネジ部１１１ｃ,１１１ｄに雌ネジ部１１５ｃ,１１６ｃを螺着した左・右接続体１１５,１１６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１１１内に配設した混合ユニット１１２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１１２をケーシング体１１１から容易に取り出すことができて、混合ユニット１１２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。
【０１４２】
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８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の周縁部間にＯリング１７９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Ｒが上流側である左側の導入口１１７側から下流側である右側の導出口１１８に蛇行しながら流動するようにしている。
【０１４３】
拡散・混合流路１６０は、図９〜図１１に示すように、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１３５,１４５を配列して形成して、各拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４５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１３２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１３５,１４５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。
【０１４４】
また、集合流路１７０は、図９,図１０及び図１２に示すように、円板状の第２拡散エレメント１４０に、中央部に流体Ｒの流出口１６２を形成した円板状の集合エレメント１５０を対向させて配置するとともに、両エレメント１４０,１５０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１５０の中央部に形成した流出口１６２は、右側壁体１１４の中央部に形成した導出口１１８に整合させて連通している。
【０１４５】
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１３５,１４５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１３５,１４５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１６０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。
【０１４６】
各混合ユニット１１２は、いずれも同様の構造であり、図９及び図１０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１５０とを備えている。
【０１４７】
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１１７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Ｒの流入口１３２が貫通状態で形成されている。
【０１４８】
図１１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。１３４は第１拡散エレメント１３０のピン挿入用凹部である。１３６は第１拡散エレメント１３０の中央部に配設した第１螺着部、１３７は第１螺着部１３６を流入口１３２中の中央に支持する３片の支持片である。
【０１４９】
図９〜図１１に示すように、２枚の拡散エレメント１３０,１４０のうち、導出口１１８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。第２拡散エレメント１４０のエレメント本体１４１の第１拡散エレメント１３０との対向面、すなわち導入口１１７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１４５が隙間のない状態で複数形成されている。
【０１５０】
１４２は第２拡散エレメント１４０の中央部に形成した第２螺着部であり、第２螺着部１４２と第１拡散エレメント１３０の第１螺着部１３６とを符合させて、連結ボルト１４３により第１拡散エレメント１３０と第２拡散エレメント１４０とを対面状態に重合させて連結している。１４６は第２拡散エレメント１４０に形成したピン挿通孔、１４７はピン挿通孔１４６に挿通した位置決めピンであり、位置決めピン１４７の先端部を第１拡散エレメント１３０のピン挿入用凹部１３４に挿入して第１拡散エレメント１３０と第２拡散エレメント１４０を位置決めして対面させている。
【０１５１】
そして、両拡散エレメント１３０，１４０は、図９および図１０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と第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１４５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３参照）。この状態で、第１拡散エレメント１３０のピン挿入用凹部１３４に、第２拡散エレメント１４０のピン挿通孔１４６に挿通した位置決めピン１４７の先端部を挿入して組み付ける。
【０１５２】
従って、両拡散エレメント１３０，１４０を組み付けると、両拡散エレメント１３０，１４０間に形成される拡散・混合流路１６０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１３０の流入口１３２に供給された流体Ｒは、拡散・混合流路１６０（図１参照）を通過した後、この拡散・混合流路１６０の終端部から放出される。
【０１５３】
ここで、位置決めピン１４７により位置決めされて、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１３５,１４５の相互関係について説明する。すなわち、図１１に示すように、両拡散エレメント１３０,１４０の凹部１３５,１４５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１４５の角部１４９が位置する状態で当接している。
【０１５４】
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１４５との間で流体Ｒを流動させることができる。また、角部１４９は３つの凹部１４５の角部が集まっている位置である。
【０１５５】
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１４５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。
【０１５６】
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１４０側から第１拡散エレメント１３０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。
【０１５７】
また、第２拡散エレメント１４０の凹部１４５の中心位置にも、第１拡散エレメント１３０の凹部３５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。
【０１５８】
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１６０（図１参照）が形成されている。
【０１５９】
この拡散・混合流路１６０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１６０を通過した流体Ｒは、その後、連通用凹部１５４を通して集合エレメント１５０の集合流路１７０に流入される。各混合ユニット１１２の下流側を形成する集合エレメント１５０には、円板状の中央部に流体Ｒの流出口１６２が貫通状態で形成されている。
【０１６０】
図８に示すように、左・右側壁体１１３,１１４の内周縁部と、第１拡散エレメント１３０の上流側（左側）の外周縁部と、第１拡散エレメント１３０と同径状に形成した集合エレメント１５０の下流側（右側）の外周縁部には、それぞれテーパー面部１１３ｃ,１１４ｃ,１３８,１４８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１７９を配置するためのＯリング配置空間１７８を形成している。
【０１６１】
［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、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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
上記した第２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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
上記した第２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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
上記した第２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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
上記した第２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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
［第３実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
第３実施形態としての気液混合処理部Ｍは、図１３〜図１５に示すように、複数種類の流体を混合撹拌する混合処理部本体２１０と、混合処理部本体２１０に駆動力を供給する駆動源としての電動機部であるモータ３００と、モータ３００からの駆動力を混合処理部本体２１０に伝動する伝動機構４００を備えている。
【０１７２】
混合処理部本体２１０は、混合撹拌ケース２２０内に混合撹拌機能部２３０を設けて構成しており、混合撹拌ケース２２０には混合撹拌すべき複数種類の流体を加圧状態で送入（圧送）する送入路を内部に形成する循環パイプＪの一部である送入管２４０を接続するとともに、混合撹拌された混合体を送出する送出路を内部に形成する循環パイプＪの一部である送出管２５０を接続している。複数種類の流体の組み合わせとしては、例えば、気体と液体、液体と液体、ないしは、固体としての粒体や粉体等と液体があり、これらを送入管２４０を通して混合撹拌ケース２２０内に送入して混合撹拌機能部２３０により混合・撹拌することで混合体となすことができる。
【０１７３】
混合撹拌ケース２２０は、左右方向に軸線を向けた円筒状のケース本体２２１の左側端面部に、取付ボルト２２４を介して略四角形板状の左側閉塞壁体２２２を閉塞状態に取り付ける一方、円筒状のケース本体２２１の右側端面部に、取付ボルト２２５を介して略四角形板状の右側閉塞壁体２２３を閉塞状態に取り付けて、内部に混合撹拌室２２６を形成している。左側閉塞壁体２２２の中央部には左側軸受け体２２７を設ける一方、右側閉塞壁体２２３の中央部には右側軸受け体２２８を設けて、両軸受け体２２７,２２８間に回転軸２２９を着脱自在に横架している。左側閉塞壁体２２２には送入管２４０の一端を接続して、送入管２４０を混合撹拌室２２６と連通させている。右側閉塞壁体２２３には送出管２５０の一端を接続して、送出管２５０を混合撹拌室２２６と連通させている。２１４,２１５はケース本体２２１の左右側下部に設けた支持脚部、２１６は左側閉塞壁体２２２の中央部に形成した左回転軸挿通孔、２１７は右側閉塞壁体２２３の中央部に形成した右回転軸挿通孔、２１８,２１９は混合撹拌室２２６内において左・右側軸受け体２２７,２２８と回転軸２２９との間に介設したメカニカルシール部である。
【０１７４】
混合撹拌機能部２３０は、混合撹拌ケース２２０内に横架した回転軸２２９に回転側混合撹拌体２６０を一体的に回転自在に取り付ける一方、混合撹拌ケース２２０に固定側混合撹拌体２７０を回転側混合撹拌体２６０と対面状態に固定して、一つの混合撹拌ユニット２８０を形成している。
【０１７５】
回転側混合撹拌体２６０は、図１６に示すように、ケース本体２２１の内径よりも小径で一定肉厚の円板状に形成した回転側本体２６１の一側面において、中央部２６２と一定幅の外周部２６３を除いて、半径方向及び円周方向に側面視六角形の流路形成用凹部２６４を整然と密に形成してハニカム形状となしている。
【０１７６】
ここで、図１３に示すように、回転側本体２６１の中央部２６２には回転軸挿通孔２６５を形成しており、回転軸挿通孔２６５の周面には回転軸２２９の周面に形成したスプライン凸条部２２９ａと係合するスプライン凹条部２６５ａ（図１６参照）を形成している。そして、回転軸２２９のスプライン凸条部２２９ａに回転側混合撹拌体２６０のスプライン凹条部２６５ａを係合させて取り付けることで、回転側混合撹拌体２６０を回転軸２２９に対してその軸線方向に摺動自在（着脱自在）かつ軸線廻りに一体的に回転自在となしている。
【０１７７】
固定側混合撹拌体２７０は、図１７に示すように、上記したケース本体２２１の内径と略同形で、回転側混合撹拌体２６０の回転側本体２６１と略同一肉厚に形成した固定側本体２７１の中央部２７２に導入口２７６を上下方向に貫通させて開口し、固定側本体２７１の一側面において、一定幅の外周部２７３を除いて、半径方向及び円周方向に側面視六角形の流路形成用凹部２７４を整然と密に形成してハニカム形状となしている。なお、流路形成用凹部２６４,２７４の形状は側面視六角形に限られるものではなく、例えば、半円球凹状に形成することもできる。
【０１７８】
そして、回転側混合撹拌体２６０の外周部２６３と、固定側混合撹拌体２７０の外周部２７３との間に、外周縁の全周にわたって開口する導出口２６６を形成している。
【０１７９】
両混合撹拌体２６０,２７０に形成した流路形成用凹部２６４,２７４同士は、図１８に示すように、基本形態として、位置ずれさせた状態で対面させている。すなわち、隣接する三つの流路形成用凹部２６４の中心部２６７を、対面する一つの流路形成用凹部２７４の中心部に位置させると共に、隣接する三つの流路形成用凹部２７４の中心部２７７を、対面する一つの流路形成用凹部２６４の中心部に位置させて、両流路形成用凹部２６４,２７４間にて、被撹拌物である複数種類の流体が、一つの流路形成用凹部２６４（２７４）から対面する二つの流路形成用凹部２７４（２６４）に分流（分散）し、また、二つの流路形成用凹部２６４（２７４）から対面する一つの流路形成用凹部２７４（２６４）に合流（集合）するように、蛇行しながら放射線方向に流動する混合撹拌流路２７９（図１９参照）を形成している。
【０１８０】
かかる基本形態を有する両混合撹拌体２６０,２７０において、図１９に示すように、回転側混合撹拌体２６０は固定側混合撹拌体２７０との間に一定間隙ｔを保った状態で回転軸２２９と一体に回転方向Ｘ（図１６の側面視で反時計廻り）に回転される。
【０１８１】
そのため、被撹拌物である複数種類の流体は、遠心力により中心側の導入口２７６から外周縁側の導出口２６６に向けて混合撹拌流路２７９中を上下方向に蛇行しながら分流（分散）と合流（集合）を繰り返すことで放射線方向に流動されて、周縁部に形成した導出口２６６から流出される。
【０１８２】
ここで、蛇行方向に流動される複数種類の流体は、蛇行方向にせん断作用を受けると共に、回転側混合撹拌体２６０の回転方向Ｘにもせん断作用を受ける。その結果、流体は、蛇行方向と回転方向Ｘの合力方向に立体的なせん断作用を受けながら流動されることで混合・撹拌されて混合体となる。流体として液体と気体を混合・撹拌した場合には、液体中における気体の超微細化と均一化が堅実に実現される。
【０１８３】
また、回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０とが軸芯廻りに相対変位するため、流路形成用凹部２６４と流路形成用凹部２７４とが対向して連通する面積が周期的に変化する。つまり、一つの流路形成用凹部２６４（２７４）から対面する二つの流路形成用凹部２７４（２６４）に分流（分散）し、また、二つの流路形成用凹部２６４（２７４）から対面する一つの流路形成用凹部２７４（２６４）に合流（集合）する際の連通面積が周期的に変化する。そのため、被撹拌物である複数種類の流体が脈流を繰り返し形成することになる。脈流は、流路断面積が周期的に変化する流れである。そして、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現象が生起されるときに生ずる力によって、気体の微細化が行われ、流体混合が促進される。
【０１８４】
また、気液混合処理部Ｍでは、第１の混合撹拌ユニット２８０の導入口２７６に第２の混合撹拌ユニット２８０の導出口２６６が連通し、第２の混合撹拌ユニット２８０の導入口２７６に第３の混合撹拌ユニット２８０の導出口２６６が連通し、第３の混合撹拌ユニット２８０の導入口２７６に送入管２４０が連通している。そのため、複数種類の流体を直列的に流体接続された３つの混合撹拌ユニット２８０にワンパスで流動させることができて、堅実にかつ効率良く混合・撹拌することができる。
【０１８５】
次に、混合撹拌ユニット２８０の構成を具体的に説明する。すなわち、混合撹拌ユニット２８０は、図１３及び図１９に示すように、混合撹拌ケース２２０に複数（本実施形態では右側から左側へ第１混合撹拌ユニット２８０〜第３混合撹拌ユニット２８０の３つ）を回転軸２２９にその軸線方向に一定の間隔を開けて配設して、混合撹拌ユニット２８０同士を直列的に流体接続している。そして、各混合撹拌ユニット２８０は、回転軸側スペーサ群２８１とケース側スペーサ群２８２とを介して回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０を混合撹拌ケース２２０内に位置決めして配置することで構成している。
【０１８６】
すなわち、回転軸側スペーサ群２８１は、回転軸側第１〜第４スペーサ２８１ａ〜２８１ｄから成り、各スペーサ２８１ａ〜２８１ｄは内径がそれぞれ回転軸２２９の外径よりもやや大径の円筒状に形成して、各スペーサ２８１ａ〜２８１ｄの筒長により各混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０の間隔を設定している。
【０１８７】
具体的には、右側のメカニカルシール部２１９と第１混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０との間に回転軸側第１スペーサ２８１ａを配置している。第１混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０と第２混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０との間に、回転軸側第２スペーサ２８１ｂを第１混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０の導入口２７６に挿通して配置している。第２混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０と第３混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０との間に、回転軸側第３スペーサ２８１ｃを第２混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０の導入口２７６に挿通して配置している。第３混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０と左側のメカニカルシール部２１８との間に、回転軸側第４スペーサ２８１ｄを第３混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０の導入口２７６に挿通して配置している。
【０１８８】
このように構成して、第１〜第３混合撹拌ユニット２８０の各回転側混合撹拌体２６０が、回転軸側第１〜第４スペーサ２８１ａ〜２８１ｄを介して押圧状態に挟持されることで固定されて位置決めされるようにしている。
【０１８９】
また、ケース側スペーサ群２８２は、ケース側第１〜第４スペーサ２８２ａ〜２８２ｄから成り、各スペーサ２８２ａ〜２８２ｄはそれぞれ混合撹拌ケース２２０の内径と外径が略同径の円筒状に形成して、各スペーサ２８２ａ〜２８２ｄの筒長により各混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０の間隔を設定している。
【０１９０】
具体的には、右側閉塞壁体２２３と第１混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０との間にケース側第１スペーサ２８２ａを配置している。第１混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０と第２混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０との間にケース側第２スペーサ２８２ｂを配置している。第２混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０と第３混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０との間にケース側第３スペーサ２８２ｃを配置している。第３混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０と左側閉塞壁体２２２との間にケース側第４スペーサ２８２ｄを配置している。
【０１９１】
このように構成して、第１〜第３混合撹拌ユニット２８０の各固定側混合撹拌体２７０が、ケース側第１〜第４スペーサ２８２ａ〜２８２ｄを介して押圧状態に挟持されることで固定されて位置決めされるようにしている。
【０１９２】
したがって、回転軸側スペーサ群２８１とケース側スペーサ群２８２とを介して回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０との間に一定間隙ｔを確保することができる。つまり、回転軸側スペーサ群２８１及び／又はケース側スペーサ群２８２の各筒長を変更することで、適宜一定間隙ｔを簡単に調整することができる。
【０１９３】
上記のように構成した３つの混合撹拌ユニット２８０を組み付ける際には、ケース本体２２１の右側端面部に取付ボルト２２５を介して右側閉塞壁体２２３を取り付けて、右側閉塞壁体２２３に右側軸受け体２２８を介して回転軸２２９の右側端部を軸架する。同状態にて、順次、回転軸側第１スペーサ２８１ａ→第１混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０→ケース側第１スペーサ２８２ａ→第１混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０を配置する。次に、回転軸側第２スペーサ２８１ｂ→第２混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０→ケース側第２スペーサ２８２ｂ→第２混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０を配置する。次に、回転軸側第３スペーサ２８１ｃ→第３混合撹拌ユニット２８０の回転側混合撹拌体２６０→ケース側第３スペーサ２８２ｃ→第３混合撹拌ユニット２８０の固定側混合撹拌体２７０を配置する。最後に、回転軸側第４スペーサ２８１ｄ→ケース側第４スペーサ２８２ｄ→左側のメカニカルシール部２１８→左側閉塞壁体２２２を配置して、ケース本体２２１の左側端面部に取付ボルト２２４を介して左側閉塞壁体２２２を取り付けるとともに、左側軸受け体２２７を介して回転軸２２９の左側端部を軸架する。
【０１９４】
また、上記のように構成した３つの混合撹拌ユニット２８０を分解する際には、上記手順を反対にたどることができる。
【０１９５】
このようにして、第３実施形態としての気液混合処理部Ｍは、組立・分解作業を簡単にかつ迅速に行うことができるため、メンテナンス作業や一定間隙ｔの調整等を能率良く行うことができる。
【０１９６】
モータ３００は、図１３〜図１５に示すように、混合撹拌ケース２２０上に載置台３０１を介して載設している。伝動機構４００は、図１３及び図１５に示すように、モータ３００から突出させた駆動軸３０２と、回転軸２２９との間に出力プーリ４０１と入力プーリ４０２を介して伝動ベルト４０３を巻回して形成している。
【０１９７】
上記のように構成した気液混合処理部Ｍでは、まず、混合撹拌ケース２２０の混合撹拌室２２６内に、送入管２４０を通して混合・撹拌すべき複数種類の流体を送入する。その後、回転軸２２９を介して回転側混合撹拌体２６０を回転させることで発生する遠心力により、固定側混合撹拌体２７０の中央部に開口させて形成した導入口２７６から流体を導入する。そして、導入口２７６から導入された流体は、両混合撹拌体２６０,２７０間に中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路２７９中を流動しながら混合・撹拌されて混合体となる。続いて、混合体は両混合撹拌体２６０,２７０の周縁部間に形成した導出口２６６から導出される。さらに、混合体は混合撹拌ケース２２０から送出管２５０を通して適宜送出される。
【０１９８】
複数種類の流体は、混合撹拌流路２７９中を放射線方向に蛇行しながら流動する際にせん断作用を受けるとともに、回転側混合撹拌体２６０の回転方向Ｘにもせん断作用を受ける。その結果、複数種類の流体は、放射線方向のせん断作用と回転方向のせん断作用との合力を受けながら流動して堅実に混合・撹拌される。
【０１９９】
［第４実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
図２０は、第４実施形態としての気液混合処理部Ｍの断面正面図であり、第４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と基本的な構造が共通するが、混合撹拌ユニット２８０の構造に差違を有する。
【０２００】
すなわち、第４実施形態としての気液混合処理部Ｍの混合撹拌ユニット２８０は、回転軸２２９に軸線方向に多数の貫通孔２９８を有する回転側混合撹拌体２９０を取り付けている。そして、混合撹拌ケース２２０に回転側混合撹拌体２９０を間に介在させて一対の固定側混合撹拌体２９１,２９２を対面状態に固定している。これら混合撹拌体２９１,２９２間には中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路２９３（図２２参照）を形成している。混合撹拌流路２９３には一方の固定側混合撹拌体２９１の中央部に開口させて形成した導入口２９４を連通するとともに、回転側混合撹拌体２９０の周縁部間に形成した第１導出口２９５と、他方の固定側混合撹拌体２９２の周縁部間に形成した第２導出口２９６とを連通させている。
【０２０１】
回転側混合撹拌体２９０は、基本的形状を回転側混合撹拌体２６０と同様に形成するとともに、流路形成用凹部２６４に代えて貫通孔２９８を形成している。そして、貫通孔２９８の側面形状は流路形成用凹部２６４と同形状となしている。ここで、第１導出口２９５は、回転側混合撹拌体２９０の外周端面とケース本体２２１の内周面との間に形成される。
【０２０２】
一方の固定側混合撹拌体２９１は、固定側混合撹拌体２７０と同様に形成することができる。他方の固定側混合撹拌体２９２は、図２１及び図２２にも示すように、基本的形状を回転側混合撹拌体２６０と同様に形成するとともに、周縁部に複数（本実施形態では４つ）の固定用突片２９７を周方向に一定の間隔を開けて突出状に形成している。そして、各固定用突片２９７の先端縁部はケース本体２２１の内面に沿わせて円弧状に形成するとともに、ケース本体２２１の内面に当接させている。ここで、第２導出口２９６は、隣接する固定用突片２９７,２９７とケース本体２２１とに囲まれて４つ形成されており、各第２導出口２９６は、第１導出口２９５と連通するとともに、下流側に隣接する混合撹拌ユニット２８０の導入口２９４と連通している。つまり、複数種類の流体を直列的に流体接続された３つの混合撹拌ユニット２８０にワンパスで流動させることができるようにしている。また、他方の固定側混合撹拌体２９２は、固定用突片２９７がケース側スペーサ群２８２に押圧状に挟持されて固定される。２９９は他方の固定側混合撹拌体２９２の中央部に形成した回転軸挿通孔である。
【０２０３】
第４実施形態としての気液混合処理部Ｍでは、図２０に示すように、第３実施形態としての気液混合処理部Ｍのケース側スペーサ群２８２に、ケース側第５〜第７スペーサ２８２ｅ〜２８２ｇを付加している。ここで、各ケース側第５〜第７スペーサ２８２ｅ〜２８２ｇは、一対の固定側混合撹拌体２９１,２９２の間隔を保持している。このように構成して、回転軸側スペーサ群２８１とケース側スペーサ群２８２とを介して回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０との間に一定間隙ｔを確保している。そして、回転軸側スペーサ群２８１及び／又はケース側スペーサ群２８２の各筒長を変更することで、適宜一定間隙ｔを簡単に調整可能としている。
【０２０４】
また、第４実施形態としての気液混合処理部Ｍも、第３実施形態としての気液混合処理部Ｍと同様に混合撹拌ユニット２８０を組立・分解することができて、メンテナンス作業等を能率良く行うことができる。
【０２０５】
上記のように構成した気液混合処理部Ｍでは、まず、混合撹拌ケースの混合撹拌室２２６内に、送入管２４０を通して混合・撹拌すべき複数種類の流体を送入する。その後、回転軸２２９を介して回転側混合撹拌体２９０を回転させることで発生する遠心力により、一方の固定側混合撹拌体２９１の中央部に開口させて形成した導入口２９４から流体を導入する。そして、導入口２９４から導入された流体は、対向配置した他方の固定側混合撹拌体２９２と、その間に介在して回転する回転側混合撹拌体２９０との間に中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路２９３中を流動しながら混合・撹拌されて混合体となる。続いて、混合体は他方の固定側混合撹拌体２９２と回転側混合撹拌体２９０の周縁部間に形成した第１導出口２９５から導出される。さらに、混合体は混合撹拌ケース２２０から送出管２５０を通して適宜送出される。
【０２０６】
ここで、混合撹拌流路２９３は、一方の固定側混合撹拌体２９１と軸線方向に多数の貫通孔２９８を有する回転側混合撹拌体２９０との間に形成されるとともに、回転側混合撹拌体２９０と他方の固定側混合撹拌体２９２との間に形成されている。つまり、混合撹拌流路２９３は、放射線方向に並列して一対が伸延するとともに、回転側混合撹拌体２９０が有する多数の貫通孔２９８を介して一対の混合撹拌流路２９３,２９３が相互に連通している。
【０２０７】
そのため、複数種類の流体は、多数の貫通孔２９８を介して連通している一対の混合撹拌流路２９３,２９３中を放射線方向に蛇行しながら流動する際にせん断作用を受けるとともに、回転側混合撹拌体２９０の回転方向に一対の混合撹拌流路２９３,２９３中において二段階にせん断作用を受ける。その結果、複数種類の流体は、放射線方向のせん断作用と回転方向の二段階のせん断作用との合力である立体的なせん断作用を受けながら流動して堅実に混合・撹拌される。
【０２０８】
［第５実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
図２３は、第５実施形態としての気液混合処理部Ｍの断面正面図であり、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と基本的な構造が共通するが、混合撹拌ユニット２８０の構造に差違を有する。
【０２０９】
すなわち、第５実施形態としての気液混合処理部Ｍの混合撹拌ユニット２８０は、第３実施形態の混合撹拌ユニット２８０を線対称（回転軸２２９と直交する面に面対称）に対面させて配置することで形成している。つまり、第３実施形態の一方の混合撹拌ユニット２８０に対して、第３実施形態の他方の混合撹拌ユニット２８０を１８０度反転させて背中合わせに隣接させて一対として配置することで、第５実施形態としての気液混合処理部Ｍの混合撹拌ユニット２８０を形成しており、かかる混合撹拌ユニット２８０は混合撹拌ケース２２０内に３つ配置している。
【０２１０】
具体的には、図２４に示すように、混合撹拌ユニット２８０は、一定間隙ｔを開けて第１の固定側混合撹拌体２７０と回転側混合撹拌体２６０を対面状態に配置することで、両者間に第１の混合撹拌流路２７９を形成するとともに、一定間隙ｔを開けて第２の回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０を対面状態に配置することで、両者間に第２の混合撹拌流路２７９を形成している。
【０２１１】
そして、第１の混合撹拌流路２７９の基端部は第１の固定側混合撹拌体２７０の中央部に形成した導入口２７６に連通させるとともに、第１の混合撹拌流路２７９の先端部は第１の回転側混合撹拌体２６０の外周部２６３と固定側混合撹拌体２７０の外周部２７３との間に外周縁の全周にわたって形成した導出口２６６に連通させている。また、第２の混合撹拌流路２７９の基端部は第２の回転側混合撹拌体２６０の外周部２６３と固定側混合撹拌体２７０の外周部２７３との間に外周縁の全周にわたって形成した第２導入口２６８に連通させるとともに、第２の混合撹拌流路２７９の先端部は第２の固定側混合撹拌体２７０の中央部に形成した第２導出口２７８に連通させている。
【０２１２】
導出口２６６と第２導入口２６８とは折り返し用連通路３１０を介して連通している。折り返し用連通路３１０は、第１・第２の固定側混合撹拌体２７０,２７０の周縁部面と、その間隔を保持すべく介在させたケース側スペーサ群２８２の一部であるケース側第５〜第７スペーサ２８２ｅ〜２８２ｇの内のいずれか１つの内周面と、第１・第２の回転側混合撹拌体２６０,２６０の周端面とで形成されている。第１・第２の回転側混合撹拌体２６０,２６０は回転軸側第１〜第４スペーサ２８１ａ〜２８１ｄにより固定状態に位置決めされて配置されている。なお、第１・第２の回転側混合撹拌体２６０,２６０は一体成形することもできる。
【０２１３】
その結果、圧送された流体は、各混合撹拌ユニット２８０において、導入口２７６→第１の混合撹拌流路２７９→導出口２６６→折り返し用連通路３１０→第２導入口２６８→第２の混合撹拌流路２７９→第２導出口２７８を流動する。この際、流体は第１・第２の混合撹拌流路２７９,２７９において前記した立体的なせん断作用を受けながら堅実に混合・撹拌される。
【０２１４】
また、第５実施形態としての気液混合処理部Ｍも、回転軸側スペーサ群２８１とケース側スペーサ群２８２とを介して回転側混合撹拌体２６０と固定側混合撹拌体２７０との間に一定間隙ｔを確保することができる。つまり、回転軸側スペーサ群２８１及び／又はケース側スペーサ群２８２の各筒長を変更することで、適宜一定間隙ｔを簡単に調整することができる。その結果、第３・第４実施形態としての気液混合処理部Ｍと同様に、混合撹拌ユニット２８０の一定間隙ｔの調整作業や組立・分解作業を簡単にかつ迅速に行うことができて、メンテナンス作業等を能率良く行うことができる。
【０２１５】
［第３〜第５実施形態としての気液混合処理部の特徴］
上記した第３実施形態〜第５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、混合撹拌室を形成する混合撹拌ケースに、混合・撹拌すべき複数種類の流体を送入する送入路を接続するとともに、混合・撹拌された混合体を送出する送出路を接続し、混合撹拌ケース内には回転駆動源に連動連結した回転軸を横架して、回転軸に回転側混合撹拌体を取り付ける一方、混合撹拌ケースに固定側混合撹拌体を回転側混合撹拌体と対面状態に固定して、両混合撹拌体間には中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路を形成し、混合撹拌流路には固定側混合撹拌体の中央部に開口させて形成した導入口を連通するとともに、両混合撹拌体の周縁部間に形成した導出口を連通させたことを特徴とする。
【０２１６】
かかる気液混合処理部では、まず、混合撹拌ケースの混合撹拌室内に、送入路を通して混合・撹拌すべき複数種類の流体を送入する。その後、回転軸を介して回転側混合撹拌体を回転させることで発生する遠心力により、固定側混合撹拌体の中央部に開口させて形成した導入口から流体を導入する。そして、導入口から導入された流体は、両混合撹拌体間に中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路中を流動しながら混合・撹拌されて混合体となる。続いて、混合体は両混合撹拌体の周縁部間に形成した導出口から導出される。さらに、混合体は混合撹拌ケースから送出路を通して適宜送出される。
【０２１７】
複数種類の流体は、混合撹拌流路中を放射線方向に蛇行しながら流動する際にせん断作用を受けるとともに、回転側混合撹拌体の回転方向にのせん断作用を受ける。その結果、複数種類の流体は、放射線方向のせん断作用と回転方向のせん断作用との合力である立体的なせん断作用を受けながら流動して堅実に混合・撹拌される。
【０２１８】
上記した第３実施形態〜第５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、混合撹拌室を形成する混合撹拌ケースに、混合・撹拌すべき流体を送入する送入路を接続するとともに、混合・撹拌された混合体を送出する送出路を接続し、混合撹拌ケース内には回転駆動源に連動連結した回転軸を横架して、回転軸に軸線方向に多数の貫通孔を有する回転側混合撹拌体を取り付けるとともに、混合撹拌ケースに回転側混合撹拌体を間に介在させて一対の固定側混合撹拌体を対面状態に固定して、これら混合撹拌体間には中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路を形成し、混合撹拌流路には一方の固定側混合撹拌体の中央部に開口させて形成した導入口を連通するとともに、他方の固定側混合撹拌体と回転側混合撹拌体の周縁部間に形成した導出口を連通させたことを特徴とする。
【０２１９】
かかる気液混合処理部では、まず、混合撹拌ケースの混合撹拌室内に、送入路を通して混合・撹拌すべき複数種類の流体を送入する。その後、回転軸を介して回転側混合撹拌体を回転させることで発生する遠心力により、一方の固定側混合撹拌体の中央部に開口させて形成した導入口から流体を導入する。そして、導入口から導入された流体は、対向配置した固定側混合撹拌体と、その間に介在して回転する回転側混合撹拌体との間に中央部から周縁部に向けて放射線方向に蛇行しながら伸延する混合撹拌流路中を流動しながら混合・撹拌されて混合体となる。続いて、混合体は他方の固定側混合撹拌体と回転側混合撹拌体の周縁部間に形成した導出口から導出される。さらに、混合体は混合撹拌ケースから送出路を通して適宜送出される。
【０２２０】
ここで、混合撹拌流路は、一方の固定側混合撹拌体と軸線方向に多数の貫通孔を有する回転側混合撹拌体との間に形成されるとともに、回転側混合撹拌体と他方の固定側混合撹拌体との間に形成されている。つまり、混合撹拌流路は、放射線方向に並列して一対が伸延するとともに、回転側混合撹拌体が有する多数の貫通孔を介して一対の混合撹拌流路が相互に連通している。
【０２２１】
そのため、複数種類の流体は、多数の貫通孔を介して連通している一対の混合撹拌流路中を放射線方向に蛇行しながら流動する際にせん断作用を受けるとともに、回転側混合撹拌体の回転方向に一対の混合撹拌流路中において二段階にせん断作用を受ける。その結果、複数種類の流体は、放射線方向のせん断作用と回転方向の二段階のせん断作用との合力である立体的なせん断作用を受けながら流動して堅実に混合・撹拌される。
【０２２２】
上記した第３実施形態〜第５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、対面状態に配設した前記回転側混合撹拌体と前記固定側混合撹拌体を一つの混合撹拌ユニットとして、混合撹拌ケース内に回転軸に沿わせて複数の混合撹拌ユニットを配設して、混合撹拌ユニット同士を直列的に流体接続したことを特徴とする。
【０２２３】
かかる気液混合処理部では、複数種類の流体を直列的に流体接続された複数の混合撹拌ユニットにワンパスで流動させることで、堅実にかつ効率良く混合・撹拌することができる。
【０２２４】
［第２実施形態としての混合流体生成装置２の説明］
次に、第２実施形態としての混合流体生成装置２について説明する。図２５は第２実施形態としての混合流体生成装置２である。かかる混合流体生成装置２は、第６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、混合流体生成装置２は、上面を開口させたタンクＴ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。
【０２２５】
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窒素ガス（例えば、９９．９９％濃度以上の高純度窒素ガス）を供給可能な純窒素ガス供給部ないしは純酸素ガス（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中に純窒素ガスないしは純酸素ガスを圧送することで、純窒素ガスないしは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中に供給される純窒素ガスないしは純酸素ガスが、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こともできる。
【０２２６】
気液混合処理部Ｍは、処理水Ｗと純窒素ガスないしは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、改質処理水と純窒素ガスないしは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窒素ガスないしは純酸素ガスを溶解させた窒素処理水ないしは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。
【０２２７】
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で生成された窒素処理水ないしは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。タンクＴ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から所定低温度の窒素処理水ないしは高濃度酸素処理水を回収するようにしている。
【０２２８】
このように構成して、混合流体生成装置２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と純窒素ガスないしは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と純窒素ガスないしは純酸素ガスは、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、純窒素ガスないしは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、タンクＴ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とタンクＴ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、タンクＴ内に収容している処理水Ｗを気液混合処理部Ｍにより窒素処理水ないしは高濃度酸素処理水となすことができる。
【０２２９】
［第６実施形態としての気液混合処理部Ｍの説明］
図２６は第６実施形態としての気液混合処理部Ｍを示しており、気液混合処理部Ｍは、図２６〜図３１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２５参照）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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
支持ケース本体４１１は、一側端部（本実施形態では図２６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２６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。
【０２３６】
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２５参照）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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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４６３を着脱自在に螺着して連結している。
【０２３９】
保護体４７０は、図２６及び図２７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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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４７４ｃ,４７５ｃ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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
第６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。
【０２４５】
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２５参照）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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
［混合ユニット４２０の構成の具体的な説明］
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３１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。
【０２５１】
拡散・混合流路４８０は、図３１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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
各混合ユニット４２０は、いずれも同様の構造であり、図２８及び図３０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。
【０２５４】
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。
【０２５５】
図３０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。
【０２５６】
図２７〜図２９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。
【０２５７】
そして、両エレメント４３０，４４０は、図３１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２８参照）。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。
【０２５８】
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３１参照）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。
【０２５９】
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２９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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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３１参照）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。
【０２６５】
［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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
［第３実施形態としての混合流体生成装置２の説明］
次に、第３実施形態としての混合流体生成装置２について説明する。図３２は第３実施形態としての混合流体生成装置２である。混合流体生成装置２は、後述する第７実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備して構成している。すなわち、混合流体生成装置２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Ｔと、タンクＴ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５９４を介して接続した気体供給部５９５と、気体供給部５９５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の中途部に設けた気液混合処理部Ｍとを備えている。
【０２６８】
循環流路Ｃｙは、処理水Ｗを収容したタンクＴの底部に循環パイプＪの基端部を接続し、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。タンクＴ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５９４を介して気体供給部５９５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。５９６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、５９７は循環パイプＪの先端部に取り付けた圧力調整弁、５９８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である。
【０２６９】
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、前記した第１実施形態と第２実施形態にそれぞれ係る混合流体生成装置２にも適用することができる。
【０２７０】
［第７実施形態に係る気液混合処理部Ｍの説明］
図３２〜図３５に示すＭは、第７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３３〜図３５に示すように、第６実施形態に係る気液混合処理部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３２参照）に連通連結可能とした中空のユニット支持ケース５１０と、ユニット支持ケース５１０に連通連結した混合ユニット５２０とを具備しており、混合ユニット５２０は、流体Ｒの流入口５３２を介してユニット支持ケース５１０に連通連結した板状の第１エレメント５３０に、板状の第２エレメント５４０を対面させて配置して、両エレメント５３０,５４０の間には、流入口５３２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５８０を形成し、拡散・混合流路５８０の終端部である両エレメント５３０,５４０の周縁部に混合流体Ｒｍを外方へ流出させる流出口５６４を形成している点である。つまり、両エレメント５３０,５４０の周縁部の間隙を流出口５６４となしており、流出口５６４は両エレメント５３０,５４０の長手方向に伸延する両側縁部の間隙と両エレメント５３０,５４０の幅方向に伸延する両端縁部の間隙とから形成される。
【０２７１】
そして、第１実施形態の気液混合処理部Ｍと第２実施形態の気液混合処理部Ｍとが特に異なる点は、第２実施形態の気液混合処理部Ｍでは、混合ユニット５２０の第１エレメント５３０と第２エレメント５４０はユニット支持ケース５１０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５３０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５３２を形成し、第１エレメント５３０はユニット支持ケース５１０に一体成形して、第１エレメント５３０に第２エレメント５４０を対面させて接着して混合ユニット５２０を形成している点である。
【０２７２】
このように構成した第２実施形態の気液混合処理部Ｍでは、混合ユニット５２０の第１エレメント５３０と第２エレメント５４０をユニット支持ケース５１０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５３０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５３２を形成しているため、ユニット支持ケース５１０を通して各流入口５３２から流体が流入される。そして、各流入口５３２から拡散・混合流路５８０を通して周縁部側、特に、各流入口５３２から近接する両エレメント５３０,５４０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（具体的には気液混合処理水Ｗｍともいう）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５８０の終端部である両エレメント５３０,５４０の周縁部に形成された流出口５６４から外方へ流出される。この際、一つの混合ユニット５２０の伸延長さを適宜設定することで、一つの混合ユニット５２０に所要個数の流入口５３２を形成することができ、各流入口５３２から拡散・混合流路５８０を形成することができるため、各混合ユニット５２０に形成された多数の拡散・混合流路５８０により同時に効率良く流体混合処理がなされる。
【０２７３】
そして、ユニット支持ケース５１０に流体Ｒの流入口５３２を有する第１エレメント５３０を一体成形して、第１エレメント５３０に第２エレメント５４０を対面させて接着することで混合ユニット５２０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。
【０２７４】
［第７実施形態に係る気液混合処理部Ｍの構成の具体的な説明］
以下に、第７実施形態に係る気液混合処理部Ｍの構成を、図３３〜図３５を参照しながらより具体的に説明する。すなわち、気液混合処理部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５００と他側ケース体５０１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５００は一側端壁形成片５０２とユニット支持ケース５１０とを一体成形している。他側ケース体５０１は他側端壁形成片５０３と周壁形成片５０４とを一体的に接着して形成している。
【０２７５】
まず、一側ケース体５００について説明すると、一側ケース体５００の一側端壁形成片５０２は、円板状の一側端壁５０５と、一側端壁５０５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５０６とからキャップ状に形成している。一側端壁５０５の一側寄り位置には導入口５０７を形成し、導入口５０７の周縁部から円筒状の導入側接続片５０８を上流側に突出させて一体成形している。
【０２７６】
一側ケース体５００のユニット支持ケース５１０は、一側端壁５０５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５１１と、支持用周壁５１１の下流側端面に閉塞状に接着した円板状の支持用端壁５３５とから形成している。そして、導入口５０７はユニット支持ケース５１０内と連通させるとともに、ユニット支持ケース５１０の支持用周壁５１１内に配置して、導入口５０７から導入された流体Ｒが全てユニット支持ケース５１０内に導入されるようにしている。
【０２７７】
支持用周壁５１１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５３０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５３０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５３２を第１エレメント５３０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５３０には、同形板状に形成した第２エレメント５４０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５２０を形成している。
【０２７８】
対面する第１・第２エレメント５３０,５４０の対向面には、前記した第１実施形態の気液混合処理部Ｍに設けた第１・第２エレメント４３０,４４０と同様に、それぞれ同形・同大の多数の凹部５３５,５４５を長手方向と幅方向にそれぞれ配列して拡散・混合流路５８０を形成している。各エレメント５３０,５４０の凹部５３５,５４５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５３２を中心とする同一円周上に配置した各エレメント５３０,５４０の凹部５３５,５４５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５３０,５４０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５６４を形成している。つまり、流出口５６４は両エレメント５３０,５４０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５３２から流入した流体Ｒは拡散・混合流路５８０を通して混合流体Ｒｍとなって各流入口５３２に近接する流出口５６４（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。
【０２７９】
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５２０に複数個（本実施形態では１０個）の流入口５３２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５２０当たりの拡散・混合流路５８０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。
【０２８０】
次に、他側ケース体５０１について説明すると、他側ケース体５０１の他側端壁形成片５０３は、円板状の他側端壁５１３と、他側端壁５１３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５１４とからキャップ状に形成している。他側端壁５１３の一側寄り位置には導出口５１５を形成し、導出口５１５の周縁部から円筒状の導出側接続片５１６を下流側に突出させて一体成形している。
【０２８１】
他側ケース体５０１の周壁形成片５０４は、直状に伸延しかつユニット支持ケース５１０よりも大径の円筒状に形成して、他側ケース体５０１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５０４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５０１を一体的に形成している。周壁形成片５０４の上流側外周面部は、一側ケース体５００の一側連結用周壁５０６に嵌入して、一側連結用周壁５０６の内周面に周壁形成片５０４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５２０を配設・支持しているユニット支持ケース５１０が被覆状態に囲繞された気液混合処理部Ｍを一体的に形成している。
【０２８２】
このように構成した気液混合処理部Ｍでは、導入口５０７を通してユニット支持ケース５１０内に圧送状態で流入された流体Ｒは、各混合ユニット５２０の第１エレメント５３０に形成した多数個の流入口５３２から混合ユニット５２０内に流入される。そして、流体Ｒは各拡散・混合流路５８０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５３０,５４０の間に周縁部側に形成された流出口５６４から流出される。流出口５６４から流出された混合流体Ｒｍは他側ケース体５０１の内面に沿って下流側に流動されて、他側ケース体５０１に形成した導出口５１５から導出されるようにしている。
【０２８３】
［第６・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６・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、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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
上記した第６・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、前記混合ユニットは、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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
上記した第６・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、前記混合ユニットの第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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
上記した第６・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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
上記した第６・第７実施形態としての気液混合処理部によれば、次のような効果が生起される。すなわち、第６・第７実施形態としての気液混合処理部では、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。
【実施例】
【０２９４】
［第１実施例］
第２実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備する混合流体生成装置２による気液混合処理水の生成試験を行った。その結果を図３６に示す。第１圧送ポンプＰ１としては（株）丸山製作所製の１.５ｋＷの渦流タービンポンプを使用した。水量（工業用蒸留水量）は１.０Ｌ、各ガス量（酸素ガス、窒素ガス、空気）は０.２Ｌ／ｍｉｎ、気液混合処理部（ＲＮＭ）Ｍの入口圧力は１.２ＭＰａ、第１圧送ポンプＰ１の吐出量は５.５Ｌ／ｍｉｎ、循環流路Ｃｙを循環させた時間は１０分間である。
【０２９５】
図３６中、ＮＢ（Nano Bubble）はナノバブル、Ｍｏｄｅはモード径であり、最も出現頻度が高い粒径（ピーク粒径）、Ｄ５０％はメディアン径であり、全体の５０％が表示値以内に含まれる粒径、Ｄ０（Dissolved Oxygen）は溶存酸素量、Ｅ８（Exponential 8）は10の8乗 ＝ 1億である。
【０２９６】
（考察）
生成試験には、ナノバブル以外のparticle（ゴミ等）ができるだけ混在しないよう、工業用蒸留水を使用した（蒸留水未処理状態でのNB密度は1,500万個/ml程度）。計測の結果、各ガスともに10億個/mlを上回る高密度のナノバブル水が生成できていることが判った。
【０２９７】
生成直後の計測と生成後１５分程度静止させてからマイクロバブルが全て浮上し、気泡が全く目視できない状態での計測とを比較すると、後者の方がナノバブル密度は高くなるが、気泡粒径は若干大きくなるという傾向もつかめた。
【０２９８】
また、ガス種によるナノバブル生成状況については、酸素と窒素はほぼ同レベルのデータとなったが、空気を吸気した場合、他のガスよりナノバブル密度が概ね低くなった。
【０２９９】
ガス吸気によるＤＯ値の変化については、循環によって水温が６０℃以上に上昇するため一概には言えないが、酸素吸気によるＤＯ値上昇が１７３％、窒素吸気によるＤＯ値下降が９０％であった。空気を吸気した場合、ＤＯ値が10.7mg/Lから6.1mg/Lに下がっているのは、水温上昇に伴い、酸素の溶解度が低下したためと考えられる。
【０３００】
水温２０℃と６０℃を比較すると、酸素の溶解度は水温が６０℃まで上昇した場合６１.３％低下する。空気中の酸素濃度（２０.９５％）を勘案すると、水温上昇による気化量が溶解量を上回っていると考えられる。
【０３０１】
図３６に示した各ガス１０回ずつの試験区の内、生成１５分後のＮＢ密度が平均値に最も近似した試験区の粒径分布図及び解析結果を以下、図３７〜図３９に示す。図３７は酸素ナノバブルの粒径分布図及び解析結であり、モード径が１００ｎｍ、メディアン径が１０７ｎｍ、ＮＢ密度が１４億６６００個/ｍｌであった。図３８は窒素ナノバブルの粒径分布図及び解析結であり、モード径が１０３ｎｍ、メディアン径が１０７ｎｍ、ＮＢ密度が１４億４０００個/ｍｌであった。図３９は空気ナノバブルの粒径分布図及び解析結であり、モード径が１０１ｎｍ、メディアン径が１１４ｎｍ、ＮＢ密度が１２億７８００個/ｍｌであった。
【０３０２】
ガス種に拘わらず、粒径分布グラフはほぼ同じカーブを示す。上記３試験区ともに、粒径分布グラフの頂点角度が鋭角になっていることから、ナノバブルの粒径の均一度が極めて高いことが窺える。気液混合処理部Ｍのハニカム構造体によるナノバブル生成能力の高さを示すデータである。
【０３０３】
また、窒素を用いたナノバブル密度の３ヶ月に亘る経時推移を測定した試験では、サンプル採取用のシリンジにサンプルを入れたまま、室温での保存環境下で、表２に示すとおりのデータが出ており、ナノバブルが長期間安定して水中に滞在するという論説を実証することができた。
【０３０４】
【表２】
2013135834.tif 000005
ＮＢ密度としては、生成後約1カ月で1.92E8の減少（20.9%）があったものの、その後はほぼ横ばいで、約3カ月後にあっても、78％の密度が維持されている。このことから、ナノバブルを産業に応用する場合、一旦高密度状態で生成したナノバブル水は、保存に特殊な環境を要求することなく、数か月に亘り高密度を維持するため、作り置き・遠隔地への搬送も可能となり、ハンドリング面での制限が少なく極めて利用価値が高いと言える。脱気水の需要は現状でも様々あり、ＲＯ膜設備や純水・超純水等が利用されているが、導入コスト・ランニングコスト次第では、既存の方法に取って代わる技術となる。
【０３０５】
［第２実施例］
鮮魚の鮮度劣化は、主に「酸化」と「腐敗」によって進行し、その双方に酸素が深く関っている。酸化は元より、腐敗についても、好気性細菌の増殖がその要因となっているため、鮮魚の鮮度を保持するためには、「魚体が酸素に接する機会をいかに減らすか」がキーポイントとなる。通常、食品の酸化防止は、真空パックや脱酸素剤によるが、大量の鮮魚についてはどちらも処理が不可能であるため、水槽に冷海水（塩水）を貯水し、その水の溶存酸素を除けば、水槽の水中で真空パックをしたと同様の結果が得られると考えた。
【０３０６】
そこで、鮮魚を用いて脱酸素海水にて鮮度保持試験を行った。すなわち、第１実施例と同様に、第２実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備する混合流体生成装置２により低濃度酸素ナノバブル海水を生成して、鮮魚の鮮度保持試験を行った。その結果を図４０〜図４２に示す。ここで、Ｋ値は鮮魚の鮮度を示す指標として一般的に用いられており、ATP（アデノシン三リン酸）関連化合物に占めるイノシンとヒポキサンチンの割合（単位は％）である。通常、20％以下が生食に適し、60％以上で腐敗初期とされる。Ｋ値は吸光度測定法により測定した。細菌は一般細菌数（好気性細菌）の数が１０６〜１０８以上で腐敗初期とされる。
【０３０７】
実際には1,000検体を超える鮮魚を試験に供したが、傾向として得た結果は、通常の下氷保存や海水注水冷蔵保存と比べ、個体差はあるが生食に適するＫ値２０％以下の期間が２〜３日間伸長でき、長いものは７日間Ｋ値２０％以下の状態を継続した。官能検査の結果も、鮮度劣化に伴う酸化臭・異臭・腐臭（一般的に生臭さ）が極度に抑えられており、エラの変色・内臓の腐敗速度も抑制された。
【０３０８】
次に、窒素ナノバブル水（窒素処理水）の酸化防止の性能を数値的に確認するため、通常鮮魚の処理に使用される紫外線殺菌海水を用い、未処理原水と窒素通気ナノ処理後につき測定した酸化還元電位の比較結果を表３に示し、被験試料のＤＯ推移を表４に示す。
【０３０９】
【表３】
2013135834.tif 000006
ここで、窒素RNM処理海水は第２実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備する混合流体生成装置２により生成された低濃度酸素ナノバブル海水である。酸化還元電位測定機器としは、PINPOINT ORP MONITOR (American Marine Inc 製)を使用した。
【０３１０】
【表４】
2013135834.tif 000007
この結果より、４日目点でも窒素ナノ処理海水（低濃度酸素ナノバブル海水）は低酸素状態を保っており、酸化還元電位の低い環境及び酸素の少ない環境では、魚類自身の酸化・自己分解や細菌の繁殖を抑えることができる。これらの事実と今回の測定結果から、窒素ナノ処理海水（低濃度酸素ナノバブル海水）が魚体の酸化を抑制し、好気性細菌の増殖を抑制する機能を有することが分かった。その結果、窒素RNM処理海水は通常の海水と比べ、長期保存用に使用することに適していると考えられる。
【０３１１】
次に、鮮魚を用いて高濃度酸素ナノバブル海水にて鮮度保持試験を行った。すなわち、第１実施例と同様に、第２実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備する混合流体生成装置２により高濃度酸素ナノバブル海水を生成して、鮮魚の鮮度保持試験を行った。その結果を図４３に示す。魚種は天然鯛であり、高濃度酸素ナノバブル海水中に丸魚を浸漬状態にして冷蔵庫（庫内温度２℃）に保管した。高濃度酸素ナノバブル海水の交換は１日に２回行った。経過当日に３枚卸にして吸光度測定法によりＫ値の測定を行った。９６時間（５日目）が経過した後も、Ｋ値が７.５％と低く、５日間のいずれにおいてもＫ値が１０％未満であった。高濃度酸素ナノバブル海水中に天然鯛を浸漬して、少なくとも５日間は鮮度を保持できることが分かった。
【０３１２】
また、上記に付随し、高濃度酸素ナノバブル海水の酸化還元電位を計測した結果を表５に示し、被験試料のＤＯ推移を表６に示す。
【０３１３】
【表５】
2013135834.tif 000008
ここで、酸素RNM処理海水は第２実施形態としての気液混合処理部Ｍを具備する混合流体生成装置２により生成された高濃度酸素ナノバブル海水である。
【０３１４】
【表６】
2013135834.tif 000009
この結果より、４日時点で酸素RNM処理海水は高酸素状態にもかかわらず海水とほぼ同じ酸化還元電位となった。この事から、酸素RNM処理海水は、高いＤＯ（溶存酸素量）を保ちながら海水と同等の酸化性しか持たず、特にミオグロビンを多く持つ魚類の鮮度保持水として有効であることが示唆される。それは、高いＤＯ状態のとき、魚類のオキシミオグロビンを保持し、尚且つ更なる酸化を抑制する効果があり、更に鮮魚自体の酸化は酸化還元電位から通常よりも酸化性の低い環境を与えることができるためである。
【０３１５】
これまでの試験結果、考察、マーケット・リサーチを踏まえ、水産業への本発明の応用を考えたとき、鮮度保持としては、生産者・市場・出荷業者における出荷調整がある。相場変動制の鮮魚市場では、「大漁＝相場安」と「高鮮度＝当日販売」が常識であるが、生産・流通の上流はこれを望まない。本発明の利用により、大漁時鮮度を保持したまま翌日・翌々日に出荷できることが可能となれば、相場の安定・収入の安定につながり、相対的な収入増につながることとなる。また、流通の過程にある加工業者は、時化等天候の状況や季節的な市場連休の際には、通常より大量に原料を仕入れるが、その場合、工場の加工能力/日を考慮し、能力を超える部分は原料凍結する。本発明を利用した場合、加工工程のスパンを従来よりも長く設定することができるため、原料を凍結・解凍せずにチルド保存で処理できるため、凍結・解凍の手間が省け、更には凍結工程を経ない（または、凍結回数が減る）ことにより、商品価値が上がることが考えられる。
【符号の説明】
【０３１６】
１  陳列台
２  混合流体生成装置
３  陳列台本体
４  一時的貯留槽
５  陳列槽
Ｊ  循環パイプ
Ｍ  気液混合処理部
Ｎ  窒素ガス供給部
Ｋ  純酸素ガス供給部
Ｐ１  第１圧送ポンプ
Ｐ２  第２圧送ポンプ
Ｃｙ  循環流路
Ｓ  処理水供給部
Ｔ  タンク
Ｖ１  圧力調整弁
Ｗ  処理水
【図１】
2013135834.tif 000010
【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】
2013135834.tif 000019
【図１１】
2013135834.tif 000020
【図１２】
2013135834.tif 000021
【図１３】
2013135834.tif 000022
【図１４】
2013135834.tif 000023
【図１５】
2013135834.tif 000024
【図１６】
2013135834.tif 000025
【図１７】
2013135834.tif 000026
【図１８】
2013135834.tif 000027
【図１９】
2013135834.tif 000028
【図２０】
2013135834.tif 000029
【図２１】
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【図２２】
2013135834.tif 000031
【図２３】
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【図２４】
2013135834.tif 000033
【図２５】
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【図２６】
2013135834.tif 000035
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2013135834.tif 000039
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
2013135834.tif 000044
【図３６】
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【図３７】
2013135834.tif 000046
【図３８】
2013135834.tif 000047
【図３９】
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【図４０】
2013135834.tif 000049
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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