(57)【要約】直角二等辺三角形の２つの斜辺上の任意点と、頂点から底辺への垂線上の任意点とをそれぞれ結んだ線分を、前記斜辺の任意点を基点に時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転させて底辺に交差させ、これらを結んで形成される前記直角二等辺三角形の１／２の面積を有する図形を基本形状とする前面開口の小室を、一の小室の前面開口部と、他の小室の前面開口部とが互いに対向し、かつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他方側の少なくとも一つ以上の小室に連通できるように密着配置して形成された流体物流路を備えている混合・粉砕微粒子化装置。前記流体物流路に、混合・微粒子化すべき物質を含む流体を加圧流入して通過させることにより、混合、物質の微粒子化を行う混合・微粒子化方法。
2002089989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中空部を有し、一端側に入口開口、他端側に出口開口を有する筒状体内に、前記入口開口から出口開口に通じる流体物流路が形成されている混合・粉砕微粒子化装置であって、
前記流体物流路は、前面が開口している第一の小室を複数備えている第一の構造物と、前面が開口している第二の小室を複数備えている第二の構造物とが、前記第一の小室の前面開口部と、前記第二の小室の前面開口部とを対向させると共に、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置されて形成されるものであり、前記前面が開口している小室の開口部形状は、頂点Ａを直角とする仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの、頂点Ａと底辺Ｂ−Ｃ上の中点Ｒとを結ぶ線分Ａ−Ｒ上の、点Ａ、Ｒを除く任意の位置の点をＳ、斜辺Ａ−Ｂ上の点Ａ、Ｂを除く任意の位置の点をＰ、斜辺Ａ−Ｃ上の点Ａ、Ｃを除く任意の位置の点をＱとし、当該点Ｐと点Ｓ、点Ｑと点Ｓとをそれぞれ結ぶ線分Ｐ−Ｓ、線分Ｑ−Ｓを、それぞれ、点Ｐを中心として回転させたときに線分Ｐ−Ｓが底辺Ｂ−Ｃと交差する点をＳ１、点Ｑを中心として回転させたときに線分Ｑ−Ｓが底辺Ｂ−Ｃと交差する点をＳ２とし、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｒ−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状によって定められるものである
ことを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の混合・粉砕微粒子化装置において、点Ｐ、点Ｑは、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点であることを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項又は第２項記載の混合・粉砕微粒子化装置において、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｒ−Ｓ１−Ｐで囲まれる部分の面積は、仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の１／２になることを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項４】
流体物流路は、前記筒状体の軸方向又は前記筒状体の軸方向に直交する方向に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項５】
筒状体内に第一の構造物と第二の構造物とが装着可能とされていて、前記流体物流路は、前記筒状体の軸方向又は軸方向に直交する方向に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項６】
第一の構造物が前記筒状体であって、第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室は、当該筒状体の内周壁に形成されており、第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室は、前記筒状体内に装着される構造物の外周壁に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項７】
筒状体は分割可能とされており、筒状体内に装着される構造物である第二の構造物は、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能であることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項８】
第一の構造物及び第二の構造物を、一方の面に前面が開口している小室を複数備えている第一の板体、あるいは一方の面及び当該一方の面の背面側にあたる他方の面の双方に前面が開口している小室を複数備えている第二の板体とし、これら第一の板体及び第二の板体が前記筒状体内に装着されて、前記流体物流路が前記筒状体の軸方向又は前記筒状体の軸方向に直交する方向に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項９】
第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置に対応する当該第二の板体の背面側の位置において、前記一方の面に備えられている小室を、それぞれ、あらかじめ定められている角度回転させて設けられていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１０】
第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置とは異なる当該第二の板体の背面側の位置に設けられていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１１】
第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置とは異なる当該第二の板体の背面側の位置において、前記一方の面に備えられている小室を、それぞれ、あらかじめ定められている角度回転させて設けられていることを特徴とする請求の範囲第８項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１２】
筒状体内で第一の構造物と第二の構造物とによって前記流体物流路が形成されている位置の上流側と下流側とに、筒状体の軸方向に連通する開口部をハニカム状に複数個形成する複数個の枠体が、筒状体の軸方向に直交し、隣接する枠体と枠体との対向する開口部同士が互い違いの位置になるようにして積層配置されていることを特徴とする請求の範囲第８項乃至第１１項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１３】
筒状体は分割可能とされており、第一の板体あるいは第二の板体からなる第一の構造物及び第二の構造物は、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能であることを特徴とする請求の範囲第８項乃至第１１項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１４】
筒状体は分割可能とされており、第一の板体あるいは第二の板体からなる第一の構造物及び第二の構造物と、前記積層配置されている枠体とは、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能であることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１５】
第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室と、第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室とは同一の形状であることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１６】
第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室及び／又は第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室は、ハニカム状に複数配置されているものであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１５項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１７】
筒状体体内で第一の構造物と第二の構造物とによって前記流体物流路が形成されている位置の上流側と下流側には、入口開口から下流側に向けて拡径する円錐台形状の入口側空間と、出口開口に向けて縮径する円錐台形状の出口側空間とがそれぞれ備えられていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１６項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１８】
入口側空間と、出口側空間とには、それぞれ、当該入口側空間の内周壁、当該出口側空間の内周壁との間に流体物流路を形成する円錐台形状の構造物が配備されていることを特徴とする請求の範囲第１７項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項１９】
第一の構造物及び／又は第二の構造物は、炭素材料、炭素と他の金属成分とからなる金属複合材料、セラミックス、鉱物材料のいずれか一種からなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２０】
筒状体は、炭素材料、炭素と他の金属成分とからなる金属複合材料、セラミックス、鉱物材料のいずれか一種からなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２１】
第一の構造物及び／又は第二の構造物は、樹脂、合成樹脂のいずれか一種からなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２２】
筒状体は、樹脂、合成樹脂のいずれか一種からなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２３】
筒状体の外周に磁石が取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第２２項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２４】
請求の範囲第１項乃至第２３項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置の上流側及び／又は下流側に、超音波照射装置、電磁波照射装置、高周波照射装置、レーザー光照射装置の中の一種以上を連結したことを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２５】
請求の範囲第１項乃至第２４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置の上流側及び／又は下流側に、異物物質注入口を連結したことを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
【請求項２６】
請求の範囲第１項乃至第２５項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置を用い、微粒子化対象物質が混合されている流体を当該混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の入口開口から出口開口に向けて加圧流入することにより物質を微粒子化することを特徴とする物質の微粒子化方法。
【請求項２７】
請求の範囲第１項乃至第２５項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置を用い、微粒子化対象物質が混合されている流体を当該混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の入口開口から出口開口に向けて連続的に加圧流入し、当該筒状体内において、連続的な臨界状態又は超臨界状態にて物質を微粒子化することを特徴とする物質の微粒子化方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、種々の物質を流体に混合する装置、種々の物質を粉砕微粒子化する装置及び、種々の物質を流体に混合し、粉砕微粒子化する装置と、これらを用いた物質の微粒子化方法に関する。特に、機械的動力を用いることなしに混合及び／又は粉砕微粒子化を実現できる装置と方法に関する。
また、この装置と方法は、食品原料、医薬品原料の微粒子化、食品原料、医薬品原料等に含まれている酵素・胞子の失活処理・殺菌処理、脱臭処理、産業廃棄物の無害化処理などに利用できるものである。
背景技術
従来、機械動力を有しない静止型混合装置として、日本国  特開昭５８−１３３８２２号公報のものが知られている。この静止型混合装置は、第５９図（ａ）〜（ｃ）図示のように、両端に入口２０１及び出口２０２を備えた円筒状のケーシング２０３と、ケーシング２０３内に配備されている互いに対向する面に前面開放の多角形の小室２０４、２０５をハニカム状に多数配列した大径の円板２０６と、小径の円板２０７とを同心的に積層してなる複数の導流単位体とからなるものである。
ここで、大径の円板２０６はケーシング２０３の内径に合致する直径を有し、かつ中心に穿設されている流通孔２０８を備えている。
大径の円板２０６と、小径の円板２０７とは、それぞれの小室２０４、２０５の開口部が対向するように配置されている。また、大径の円板２０６の小室２０４と、小径の円板２０７の小室２０５とは、互いの小室が、それぞれ、対向する円板の複数の小室に連通するように位置を違えて配列されている。こようにして対向設置されている一枚の大径円板２０６と、小径円板２０７とによって、一つの導流単位体が形成されている。
そして、複数の導流単位体が、第５９図（ａ）に示すように、互いに同径の円板が隣接するように重ね合わせられてケーシング２０３内に設置されている。
また、両端には導流単位体の大径な円板２０６を位置させ、その流通孔２０８をケーシング２０３の入口２０１及び出口２０２に連通させている。
混合すべき流体を入口２０１からケーシング２０３の内部空間に加圧流入させると、流体は、上流側の導流単位体の流通孔２０８からケーシング２０３の内部に入る。そして、小径円板２０７により直進進路が妨げられて方向を変え、互いに連通する小室２０５、２０４を経て中央部から外周側に向かって放射状に流動する。次に、その下流側に位置する小径円板２０７とケーシング２０３内周壁との間の隙間を解して、その下流側に位置する小径円板２０７の小室２０５側へ流れ込む。そして、大径円板２０６により直進進路が妨げられて方向を変え、互いに連通する小室２０５、２０４を経て外周側から中央部に向かって流動する。そして、大径円板２０６の流通孔２０８を介して、次の下流側に位置する大径円板２０６の小室２０４側へ流れ込む。これを繰り返して、最終的に出口２０２より排出される。
すなわち、各小室２０４、２０５において、流体の分散、反転、渦流を生起させ、また、中央部から外周側へ向かう放射状の拡散・分散と、外周側から中央部に向かう集合とを交互に繰り返させることにより、効率よく流体の混合を行おうとするものであった。
ところが、多角形の小室２０４、２０５をハニカム状に円板上に多数配列しても、外周縁側の小室２０４ａ、２０５ａは同様の多角形の形状を有せずに、一辺又は二辺が切り欠け状態となってしまう。このような切り欠け部分があると、流体は、そこに集中してしまう。すなわち、流体は、このような切り欠け部分にしか流れない状態になり、全方向への流入経路が崩れてしまう。いわゆる、ショートパスという現象が生じてしまうのである。そこで、流体が、複数の小室壁に衝突し、流れの複雑な分散、反転、渦流、放射状の分散、集合を繰り返されることによる混合効果が低減してしまう。これは、日本国  特開昭５８−１３３８２２号公報に提案されている静止型混合装置の欠点であった。
また、対向する複数の小室に連通するように位置を互い違いに配列することは、日本国  特開昭５８−１３３８２２号公報に提案されているような、円形状の円板では非常に難しい。所定の位置へと配列させるためにガイドピンを設ける方法もあるが、ガイドピンを設けることにより小室の一部を削除しなければならなくなる。すなわち、複数の小室の数を減少させねばならなくなる。このため、前記と同様に、流体が、複数の小室壁に衝突し、流れの複雑な分散、反転、渦流、放射状の分散、集合を繰り返されることによる混合効果が低減してしまう。
また、日本国  特開昭５８−１３３８２２号公報に採用されている円板２０６の外径を、ケーシング２０３の内径に合致させる様にしてシール機能を具有させていると、円板２０６のケーシング２０３内への出し入れが困難になる。そこで、ケーシング２０３の内径をシールの厚さ分大きくしシールで流体を止める方式が採用されている。ケーシング２０３は導流単位体を複数個配列させる長さを必要とするため、ケーシング２０３の全長にわたって、各導流単位体ごとにシールをしなければならない。しかし、流体の供給圧力が増すとシールが切れてしまい円板２０６の外径とケーシング２０３の内径との間に部分的にでも隙間が発生する。このようになると、流体は混合作用を受けずに、隙間からケーシング２０３の内周面全長を伝って短絡的に出口２０２へと流れてしまう。この場合も、均一混合効果が低下してしまうという欠点があった。
更に、日本国  特開昭５８−１３３８２２号公報に提案されている静止型混合装置は、流体の混合のみに焦点を持つものであるため、混合を行いながら、物質の粉砕微粒子化や、改質等の他の作用効果を得ることができないものであった。
一方、例えば、粒径１ｎｍ〜０．１μｍ程度の超微粒子を製造する方法としては、従来から、反応容器内のガス中に成分抽出用素材及び原料物質を熱プラズマ等により蒸発させ、ガスと反応させて生成するものが知られている。この方法では、超微粒子を長時間、連続的に製造するため、超微粒子が浮遊・分散している反応容器内のガスを、冷却媒体により冷却される冷却管を備えた熱交換器を介して回収器に導き、超微粒子をフィルターを通して捕捉、回収している。
しかし、このような方法に採用される反応容器と回収器で構成された装置においては、装置自体が大型化してしまう。また、比較的長時間の連続運転が可能ではあるが、ある程度の時間を経過すると回収器内に設置したフィルターに捕捉された微粒子が二次、三次凝集を引き起こしてしまい、粒子径が大きくなったり、回収器より上流側に取り付けた装置構成部品の耐熱許容温度を越えてしまうので、熱プラズマの照射をある一定時間停止し、微粒子を回収して分解掃除を行い、再度組立るという非効率的な作業が要求されるという問題があった。
また、成分抽出用素材及び被微粒子化材と液体とを混合した循環流体を、噴霧ノズルにより貯蔵タンク内に噴霧し、ここに含まれている霧化粒子を、低圧下の流路内で慣性力により流動させ、流路中の霧化粒子のうち微粒子を、流路の一部に設けた微粒子流出口を介して、減圧ポンプによって減圧されている低圧の粒子捕集手段内に吸収する方法と装置も知られている。低圧の粒子捕集手段内に流入した微粒子は膨張するので、粒子捕集手段内に設けた一次フィルター及び二次フィルタ及び粗粒子捕集手段によって、それぞれ分級され捕集されるものである。
この方法に採用される装置に関しては、その構成から比較的大がかりな装置となり、また、噴霧ノズルが、被微粒子化材と液体との混合物（循環流体）により目詰まりを起こしてしまい、その都度分解、清掃、組立という作業を行わなければならないという問題が発生していた。また、所望する微粒子のみだけを得ることができないため、被微粒子化材の供給量も必然的に大量に用意しなければならないという問題があった。更に、成分抽出後の廃棄材が多量に出てしまいその処理に問題が生じていた。
更に、環境汚染物質等の難分解物質の分解処理及び気体反応物質と固体反応物質との化学反応の進行、又は化学反応の制御によって、化学物質の生成及び分解を促進させ、又は遅延させる方法として、超臨界処理及び、電磁波、超音波、赤外線、遠赤外線等を利用するものが知られている。
超臨界処理に関しては、超臨界処理する物質を微粉砕し、これが混合されている流体をあらかじめ準備し、その流体を反応容器内に流入して、この反応容器内を、温度及び圧力とともに、ある特定の数値レベルまで上昇させて超臨界条件におく。次に空気、酸素、二酸化炭素などの気相酸化剤或いは液相酸化剤を強制的に反応容器内に送り込むことにより、酸化分解反応等を発生させて処理する方法が知られている。
被分解物質の分解及び、反応物質の化学反応は、それらの物質の分子同士の衝突による分解及び混合が基本であり、各々の反応装置内へと導入した後、混合等を行わねばならない。しかし、超臨界条件のように、装置内の圧力が高く設定されていると、装置内に導入した物質の混合及び撹拌を行うための装置の動力や、反応槽のシール等に問題が生じ、装置自体も大がかりなものとなってしまい、所望する処理が完全に行われないという問題が生じていた。
難分解物質の分解処理等に電磁波を使用する場合、従来は、被分解処理物を誘導加熱された反応容器内に導入し、反応容器の誘導加熱による加熱と誘導加熱に起因して発生する電磁波による電磁波加熱によって反応の促進、分解が行われている。
難分解物質の分解処理等に超音波を使用する場合、従来は、液体物質と気体物質を反応容器内に供給し、反応容器内に設けた超音波源により反応容器内へ超音波を照射し、前記物質の最適な混合及び反応速度の増加を図っている。
化学物質の生成及び分解に赤外線や、遠赤外線を使用する場合、従来は、反応装置内へ赤外線や、遠赤外線を照射することによって、化学反応制御をし、化学物質の生成及び分解を促進又は遅延させていた。
発明の開示
本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、以下の装置、方法を提案することを目的としている。
まず、前述した従来公知の静止型混合装置に改良を加え、より均一に混合できる能力が高められた混合装置を提供することを目的としている。
また、前述した従来公知の静止型混合装置に改良を加え、組立が容易で、また、装置を構成する筒状体の内面の加工が容易で、コストの低減化を図ることのできる混合装置を提供することを目的としている。
更に、前述した従来公知の静止型混合装置に改良を加え、部分的な隙間の存在による流体の漏れの防止と、短絡的な流動（ショートパス）による混合の不均一を防止できる混合装置を提供することを目的としている。
また、前述した従来公知の静止型混合装置に改良を加え、より均一に混合できる能力が高められただけでなく、食品原料、医薬品原料、あるいは、環境汚染物質等の難分解物質であっても、粒径１ｎｍ〜０．１μｍ程度の、ほぼ真球状の微粒子にまで粉砕微粒子化できる混合・粉砕微粒子化装置を提案することを目的としている。
すなわち、前述した従来公知の静止型混合装置のように、前面が開口している立体凹形状体によって形成されている流路に流体を加圧流入させる比較的小型な装置であって、微粒子の生成及び／又は造粒を行える装置が存在しなかったことに鑑み、前述した従来公知の静止型混合装置に改良を加え、物質の粉砕微粒子化、例えば、種々の繊維物質の粉砕微粒子化を実現できる混合・粉砕微粒子化装置を提案することを目的としている。
このような混合・粉砕微粒子化装置は、熱交換器としても使用可能で、更には、臨界処理、超臨界処理や、電磁波、超音波、赤外線、遠赤外線等を利用した物質の分解処理、化学反応促進処理などの用途にも使用し得るものである。
そして本発明は、以上のような混合・粉砕微粒子化装置を用いて、物質を微粒子化する方法を提案することを目的としている。このような微粒子化方法は、臨界処理や、超臨界処理、更には、電磁波、超音波、赤外線、遠赤外線等を利用した物質の分解処理、化学反応促進処理などのプロセスの一部として用いることができる。
本発明の方法を含み、これらの電磁波、超音波、赤外線、遠赤外線等を利用した物質の分解処理、化学反応促進処理という一連のプロセスによって、物質の界面活性の改善、改質、化学反応の促進、物質の分解を行い、所望する処理結果を得ることができる。
しかも、大がかりな装置を使用することなしに、粉砕微粒子化、反応の促進、分解、混合を連続的に行え、且つ均一な処理結果が得られる装置と方法を提供することができる。
前記目的を達成するため、この発明が提案する装置は、内部に中空部を有し、一端側に入口開口、他端側に出口開口を有する筒状体内に、前記入口開口から出口開口に通じる流体物流路が形成されている混合・粉砕微粒子化装置であって、前記流体物流路が以下のような特徴的な構造によって形成されているものである。
まず、この流体物流路は、前面が開口している第一の小室を複数備えている第一の構造物と、前面が開口している第二の小室を複数備えている第二の構造物とが、前記第一の小室の前面開口部と、前記第二の小室の前面開口部とを対向させると共に、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置されて形成されるものである。
そして、前記の前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状は、頂点Ａを直角とする仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの、頂点Ａと底辺Ｂ−Ｃ上の中点Ｒとを結ぶ線分Ａ−Ｒ上の、点Ａ、Ｒを除く任意の位置の点をＳ、斜辺Ａ−Ｂ上の点Ａ、Ｂを除く任意の位置の点をＰ、斜辺Ａ−Ｃ上の点Ａ、Ｃを除く任意の位置の点をＱとし、当該点Ｐと点Ｓ、点Ｑと点Ｓとをそれぞれ結ぶ線分Ｐ−Ｓ、線分Ｑ−Ｓを、それぞれ、点Ｐを中心として回転させたときに線分Ｐ−Ｓが底辺Ｂ−Ｃと交差する点をＳ１、点Ｑを中心として回転させたときに線分Ｑ−Ｓが底辺Ｂ−Ｃと交差する点をＳ２とし、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｒ−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状によって定められるものである。
前記の特徴的な開口部形状からなる前面が開口している第一の小室を備えている第一の構造物と、第二の小室を備えている第二の構造物とを、第一の小室の前面開口部と、第二の小室の前面開口部とを対向させ、なおかつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置して流体物流路を形成すると、互いに対向する小室の前面の空間は、対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室によって分割される。そして、小室開口のこの分割された部分の面積、この分割された部分の体積は、流体物流路の前後で、それぞれ異なることになる。すなわち、前記のように、小室がその前面開口部を対向させ、なおかつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室に連通して、筒状体の入口側から出口側に向けて形成された流体物流路は、その連続している前後において、それぞれ、その形状、体積が異なる分割部の連続によって形成されているのである。そこで、その流体物流路へ混合・微粒子化すべき流体を加圧流入すると、流体は、連続していて、なおかつ、それぞれの形状、体積が異なっている各分割部に流入するたびに、衝突、反転、渦流の生起、放射上の分散、集合といった複雑な動きを繰り返えす。すなわち、面積及び体積が他の分割部より小さい分割部に流入した流体は、強い抱合圧により増大された凝集作用を受ける。一方、面積及び体積が他の分割部より大きい分割部に流入した流体は、一気に抱合圧から解放され、分解、微粒子化が進む。この繰り返しの作用が流体物流路内で起こることによって、極めて均一な混合、また、所望する球形、例えば、ほぼ真球状に近い、微粒子を造粒することができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置は、前記の特徴的な開口部形状からなる前面が開口している第一の小室を備えている第一の構造物と、第二の小室を備えている第二の構造物とを、第一の小室の前面開口部と、第二の小室の前面開口部とを対向させ、なおかつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置して形成されている流体物流路を入口開口から出口開口の間に備えている。そこで、本発明の混合・粉砕微粒子化装置内に、粗粒粉砕した物質と流体とを混合して、圧送、通過させると、物質と液体の混合物に一次包圧、二次包圧、爆散、ねじれ、うねり、混練、摩擦等の内外圧が生起し、粗粒物質の超微粒子化及び分子化が行われる。また、超微粒子及び分子の界面活性改善、改質、反応促進、分解を、均一及び連続的に行うことができる。こうして、物質の超微粒子化及び改質、反応、分解が可能になるのである。
前記において、線分Ｐ−Ｓ、線分Ｑ−Ｓは１本の直線、あるいは、複数本の直線からなる折れ曲り線によって形成することもできるし、サインカーブ、円弧などの曲線によって形成することもできる。また、直線、折れ曲り線と曲線とが組みあわさったものとすることもできる。
また、前記の混合・粉砕微粒子化装置において、前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状を定める際の、点Ｐ、点Ｑは、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点であるようにすることができる。
このようにすれば、前記のようにして形成された線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状の面積は、もとになっている仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の２分の１になる。
これを第１図を用いて説明すると、第１図において、点Ｐ、点Ｑは、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点である。中点Ｐ、Ｑから底辺Ｂ−Ｃに下ろした垂線と底辺Ｂ−Ｃとの交点を、それぞれ、Ｓ３、Ｓ４とする。この場合、長方形Ｐ−Ｓ３−Ｒ−Ｓ４−Ｑ−Ｐの面積は、直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の２分の１になる。
ここで、前記のように、点Ｓ１は、線分Ｐ−Ｓを点Ｐを中心として回転させたときに、線分Ｐ−Ｓが底辺Ｂ−Ｃと交差する点であり、点Ｓ２は、線分Ｑ−Ｓを点Ｑを中心として回転させたときに線分Ｑ−Ｓ点が底辺Ｂ−Ｃと交差する点である。そこで、第１図中、Ｓ５で表される部分の面積は、Ｓ６で表される部分の面積と同一になり、Ｓ７で表される部分の面積は、Ｓ８で表される部分の面積と同一になる。この結果、前記のようにして形成された線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状の面積は、もとになっている仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の２分の１になるのである。
前記の混合・粉砕微粒子化装置において、前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状を定める際の、点Ｐ、点Ｑを、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点であるようにすれば、前述したように、その連続している前後において、それぞれ、その形状、体積が異なる分割部の連続によって流体物流路が形成され、混合・微粒子化すべき流体が加圧流入されて通過したときに、極めて均一な混合、また、所望する球形、例えば、ほぼ真球状に近い微粒子を造粒することができることに加えて、次のような効果があるので有利である。
それは、このように、前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状を定める際の、点Ｐ、点Ｑを、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点であるようにすれば、前面が開口している第一の小室を複数配備する第一の構造物の面及び、第二の小室を複数配備する第二の構造物の面に、それぞれ、全面に渡って、隙間なく第一の小室、第二の小室を配備できるようになるということである。
第１図乃至第１３図、第３１図（ａ）、第３２図（ａ）、第３３図（ａ）、第５３図は、前述した定義にしたがって、直角二等辺三角形を基本として形成される本発明の混合・粉砕微粒子化装置の第一の構造物、第二の構造物にそれぞれ配備される第一の小室開口部、第二の小室開口部の形状の例を示すものである。
前面が開口している第一の小室、第二の小室は、これらの図面における、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状と、当該形状に相似し、当該形状より小さい、又は当該形状より大きい、線分線分Ｐ′−Ｓ′−Ｑ′−Ｓ２′−Ｓ１′−Ｐ′で囲まれる形状とに囲まれる部分を壁として第一の構造物、第二の構造物上に立ち上がらせることによって形成されるものである。第３１図（ｂ）、第３２図（ｂ）、第３３図（ｂ）は、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状と、当該形状に相似し、当該形状より小さい線分Ｐ′−Ｓ′−Ｑ′−Ｓ２′−Ｓ１′−Ｐ′で囲まれる形状とに囲まれる部分を壁として第一の構造物、第二の構造物上に立ち上がらせることによって形成される前面が開口している第一の小室、第二の小室の例を示すものである。
なお、前記のように、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状の面積が、もとになっている仮想の直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の２分の１になるようにしておけば、前面が開口している第一の小室を複数配備する第一の構造物の面及び、第二の小室を複数配備する第二の構造物の面に、それぞれ、全面に渡って、隙間なく第一の小室、第二の小室を配備できる。そこで、この条件を満たしていれば、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐにおける、線分Ｓ２−Ｓ１の部分が底辺Ｂ−Ｃ上の直線になっている必要はない。
例えば、前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状を、点Ｐ、点Ｑは、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ上で、線分Ａ−Ｒを中心とする線対称の位置になっており、線分Ｓ２−Ｒ−Ｓ１は、線分Ｓ２−Ｒ又は線分Ｒ−Ｓ１のいずれか一方を、底辺Ｂ−Ｃ上の直線とは異なる任意形状の線分とした後、中点Ｒを中心として、当該任意形状の線分に点対称となる線分を他方の線分とすることによって定めることもできる。
第１４図はこのような場合の例であって、点Ｐ、点Ｑがそれぞれ斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃの中点である場合のものである。この場合、Ｓ９で示される部分の面積は、Ｓ１０で示される部分の面積と同一になる。そこで、前述した、前面が開口している第一の小室、第二の小室の開口部形状を定める際に、点Ｐ、点Ｑを、それぞれ、斜辺Ａ−Ｂの中点、斜辺Ａ−Ｃの中点であるようにした場合と同等の作用効果を得ることができる。
また、前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、流体物流路は、前記筒状体の軸方向又は前記筒状体の軸方向に直交する方向に形成することができる。例えば、第一の構造物に備えられている複数の第一の小室の前面開口部と、第二の構造物に備えられている複数の第二の小室の前面開口部とが対向する面が、筒状体の軸方向に一致していれば、流体物流路は、筒状体の軸方向に設けられる。一方、対向する面が、筒状体の軸方向に直交する方向になっていれば、流体物流路は、筒状体の軸方向に直交する方向に設けられる。
例えば、筒状体内に、第一の構造物と第二の構造物とを装着可能とし、流体物流路を、筒状体の軸方向、又は、筒状体の軸方向に直交する方向に形成することができる。ここで、第一の構造物と第二の構造物とを筒状体内に装着可能とする形態としては、例えば、筒状体内周壁に設けられている凹部に第一の構造物と第二の構造物とを嵌合固定できる形状、構造とすることができる。このようにすれば、筒状体の内周面の加工、装置の組み立てを容易にし、また、筒状体の内周面と第一の構造物、第二の構造物との間に部分的な隙間が生じないようにできるので有利である。すなわち、いわゆるショートパスという現象が生じることを防止できる。
また、前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物を筒状体とし、第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室は、筒状体の内周壁に形成されていて、第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室は、当該筒状体内に装着される構造物の外周壁に形成されている構造とすることもできる。このようにすれば、流体物流路は、筒状体の軸方向に設けられる。また、第一の構造物と第二の構造物とをぞれぞれの第一の小室開口部、第二の小室開口部を対向させて密着させることによって形成される流体物流路は、第一の構造物たる筒状体の内周径と、第二の構造物の外周径とを対応させて形成し、第二の構造物を第一の構造物たる筒状体内に装着する、例えば、筒状体内周壁に設けられている凹部に嵌合固定するだけで形成することができる。このようにしても、筒状体の内周面の加工、第二の構造物の外周面の加工、装置の組み立てを容易にし、また、筒状体の内周面と第二の構造物との間に部分的な隙間が生じないようにできるので有利である。すなわち、いわゆるショートパスという現象が生じることを防止できる。
なお、前記において、筒状体を分割可能としておき、筒状体内に装着される構造物である第二の構造物は、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能とすることができる。このようにすれば、第一の構造物たる筒状体内への第二の構造物の装着を簡単に行うことができ、組立て、メンテナンスも容易になる。なお、筒状体を分割可能にする形態としては、例えば、筒状体をその軸方向に二分割できるような形状、構造にすることが可能である。
更に、前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物及び第二の構造物を、一方の面に前面が開口している小室を複数備えている第一の板体、あるいは一方の面及び当該一方の面の背面側にあたる他方の面の双方に前面が開口している小室を複数備えている第二の板体とし、これら第一の板体及び第二の板体が前記筒状体内に装着されて、前記流体物流路が前記筒状体の軸方向又は前記筒状体の軸方向に直交する方向に形成されているようにもできる。例えば、筒状体の内周壁に設けられている凹部に、前記の第一の板体、第二の板体からなる第一の構造物、第二の構造物を嵌合固定できる形状、構造にしておき、密着して積層配置されたこれらの板体同士の間に流体物流路を形成するものである。このようにすれば、筒状体の内周面の加工、装置の組み立てを容易にし、また、筒状体の内周面と第一の構造物、第二の構造物との間に部分的な隙間が生じないようにすることができるので有利である。すなわち、いわゆるショートパスという現象が生じることを防止できる。
なお前記の場合、第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置に対応する当該第二の板体の背面側の位置において、前記一方の面に備えられている小室を、それぞれ、あらかじめ定められている角度、例えば、４５度、９０度、１８０度、回転させて設けられているようにできる。
あるいは、第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置とは異なる当該第二の板体の背面側の位置に設けられる形態にすることもできる。
更に、第二の板体の他方の面に備えられている前面が開口している複数の小室は、当該第二の板体の一方の面に前面が開口している複数の小室が備えられている位置とは異なる当該第二の板体の背面側の位置において、前記一方の面に備えられている小室を、それぞれ、あらかじめ定められている角度、例えば、４５度、９０度、１８０度、回転させて設けることもできる。
いずれの形態にしても、第一の構造物に設けられている前面開口の小室と、第二の構造物に設けられている前面開口の小室とを対向させて密着配置したときに、あるいは、第二の構造物同士を、そこに設けられている前面開口の小室同士を対向させて密着配置したときに、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一つ以上の小室に連通できれば十分である。
なお、前記のように、直角二等辺三角形を基本形状として第１図〜第１４図のように形状を定めた小室が、その前面開口を対向させて、なおかつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一つ以上の小室に連通できるようになっているので、流体物流路が形成される際に、複数形成される小室の前面の空間の形状、大きさ（面積、体積）は極めて変化に富んだものとなる。そこで、流体物流路を流動する流体の衝突、拡散、反転、渦流生起などによって生じる動きを一層複雑にすることができ、混合・粉砕微粒子化を促進させることができる。
なお、前記本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、筒状体内で第一の構造物と第二の構造物とによって前記流体物流路が形成されている位置の上流側及び／又は下流側とに、筒状体の軸方向に連通する開口部をハニカム状に複数個形成する複数個の枠体が、筒状体の軸方向に直交し、隣接する枠体と枠体との対向する開口部同士が互い違いの位置になるように積層配置されている構造を採用することもできる。
このようにすれば、筒状体内を流動する流体には、第一の構造物と第二の構造物とによって形成されている流体物流路内を流動する際に受ける衝突、拡散、反転、渦流生起などの複雑な動きに加えて、流体物流路の前後で、前記枠体の開口部によって形成されている流路によって、更に、複雑な動きが加えられるので、混合・粉砕微粒子化を促進させる上で有利である。
ここでも、前述したように、筒状体は分割可能、例えば、軸方向に分割可能としておき、第一の板体あるいは第二の板体からなる第一の構造物及び第二の構造物は、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能であるようにすることができる。
また、前述した枠体を採用している場合には、筒状体は分割可能、例えば、軸方向に二分割可能としておき、第一の板体あるいは第二の板体からなる第一の構造物及び第二の構造物と、前記積層配置されている枠体とは、当該筒状体を分割して、筒状体内に取り付け、取り外し可能であるようにすることができる。
このようにすれば、筒状体内への第一の板体、第二の板体、枠体の装着を簡単に行うことができ、組立て、メンテナンスも容易になる。
以上説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室と、第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室とは、同一の形状にしておくことが望ましい。このようにすれば、第一の構造物に第一の小室が備えられている位置に対応する第二の構造物の位置で、第一の小室を４５度、９０度、等、回転させた状態で、第二の小室を設けるというような簡単な方法で、第一の構造物に設けられている前面開口の小室と、第二の構造物に設けられている前面開口の小室とを対向させて密着配置した際に、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の構造物の少なくとも一つ以上の小室に連通できるようになるので有利である。また、第一の小室に対応する第二の小室の大きさが規則的になって、ショートパスのような不都合が生じないようになるので、有利である。
また、以上説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室及び／又は第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室は、前述した流体物流路を形成するように第一の構造物、第二の構造物が配置されるのであれば、第一の構造物、第二の構造物の任意の位置に配備する事が可能である。ただし、第一の構造物、第二の構造物にそれぞれ、ハニカム状に複数配置されている構造にして前述した流体物流路が形成されるようにすることもできる。
このようにハニカム状に複数配置する場合であっても、第一、第二の小室の開口部形状を定める際に、前述したように、点Ｐ、点Ｑが、それぞれ、仮想の直角二等辺三角形の斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃの中点になるようにしておけば、第一・第二の小室を、第一の構造物、第二の構造物の所定の面の前面にわたって隙間なく配備することができる。
また、以上説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、筒状体体内で第一の構造物と第二の構造物とによって前記流体物流路が形成されている位置の上流側と下流側には、入口開口から下流側に向けて拡径する円錐台形状の入口側空間と、出口開口に向けて縮径する円錐台形状の出口側空間とがそれぞれ備えられているようにすることができる。このようにすれば、筒状体内を流動する流体には、第一の構造物と第二の構造物とによって形成されている流体物流路内を流動する際に受ける衝突、拡散、反転、渦流生起などの複雑な動きに加えて、流体物流路の前後で、拡散、集中・衝突といった動きが加えられるので、混合・粉砕微粒子化を促進させる上で有利である。
なお、この場合、前記円錐台形状の入口側空間と、出口側空間とに、当該入口側空間の内周壁、当該出口側空間の内周壁との間に流体物流路を形成しつつ、当該入口側空間、出口側空間内に、それぞれ、円錐台形状の構造物を配備しておく構造にすることもできる。
前述したように、本発明の混合・粉砕微粒子化装置においては、第一の構造物を筒状体とし、第一の構造物に備えられている前面が開口している複数の第一の小室は、筒状体の内周壁に形成されていて、第二の構造物に備えられている前面が開口している複数の第二の小室は、当該筒状体内に装着される構造物の外周壁に形成されている構造とすることができる。この場合、流体物流路は、筒状体内周と、当該筒状体内に装着される構造物の外周との間に形成される。前記のように、円錐台形状の入口側空間と、出口側空間とに、当該入口側空間の内周壁、当該出口側空間の内周壁との間に流体物流路を形成しつつ、当該入口側空間、出口側空間内に、それぞれ、円錐台形状の構造物を配備しておく構造を採用すれば、このような場合に、筒状体内周と、当該筒状体内に装着される構造物の外周との間に形成されている流体物流路への流体の移動を円滑に行うことができて有利である。
更に、以上説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物及び／又は第二の構造物は、炭素材料、炭素と他の金属成分とからなる金属複合材料、セラミックス、鉱物材料のいずれか一種から構成するようにできる。
また、筒状体も、炭素材料、炭素と他の金属成分とからなる金属複合材料、セラミックス、鉱物材料のいずれか一種から構成するようにできる。
また、第一の構造物及び／又は第二の構造物を、樹脂、合成樹脂のいずれか一種から構成するようにできる。
筒状体も、樹脂、合成樹脂のいずれか一種から構成するようにできる。
また、第一の構造物、第二の構造物、筒状体とも、銅、アルミニユーム、あるいはカーボン等の熱伝導性素材とし、熱交換器として使用可能な混合・微粒子化装置にすることもできる。
なお、第一の構造物、第二の構造物、筒状体とも、ＳＵＳ等の金属製とすることが、当然、可能である。
更に、前記いずれの本発明の混合・粉砕微粒子化装置においても、筒状体の外周に磁石が取り付けられている構造にすることができる。
なお、ここで、筒状体の外形は、その断面が、円形、楕円形、多角形（三角形、四角形、等）となるような、いかなる形態でも採用可能である。更に、中央部を、その断面が、円形、楕円形、多角形（三角形、四角形、等）となる筒状体とし、入口側、出口側にあたる、これらの前後に円錐状部、角錐状部が設けられている形態とすることもできる。
また、前記いずれの本発明の混合・粉砕微粒子化装置とも、その上流側及び／又は下流側に、超音波照射装置、電磁波照射装置、高周波照射装置、レーザー光照射装置の中の一種以上を連結して使用することができる。
更に、前記いずれの本発明の混合・粉砕微粒子化装置とも、その上流側及び／又は下流側に、異物物質注入口を連結して使用することができる。
この異物物質注入口からは、例えば、酸素含有物やアルカリ剤を注入することによって、被処理物の酸化反応を引き出したり、被処理物中に塩素等の酸生成成分が含まれる場合に中和するような作用、効果を発揮させることができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置によれば、種々の物質や被分解物質等を小型の装置を使用するだけで、粉砕し、また、超微粒子レベルあるいは分子レベルまで処理できる。
そして本発明の混合・粉砕微粒子化装置の上流側及び／又は下流側に前記のような装置を連結することにより、本発明の装置自体を、混合、分離反応連続発生装置として使用可能にできる。
そして、本発明の装置の下流側に、また必要に応じて上流側にも、電磁波照射装置、赤外線照射装置、超音波照射装置等を取付け、環境汚染物質及び難分解物質の分解及び化学物質等の生成並びに分解促進等の処理を大幅に向上させることができる。
次に、本発明が提案する物質の微粒子化方法は、前述したいずれかの本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用い、微粒子化対象物質が混合されている流体を前記混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の入口開口から出口開口に向けて加圧流入することにより、物質を微粒子化するものである。
また、この発明が提案する他の物質の微粒子化方法は、前述したいずれかの本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用い、微粒子化対象物質が混合されている流体を前記混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の入口開口から出口開口に向けて連続的に加圧流入し、当該筒状態内において、連続的な臨界状態又は超臨界状態で物質を微粒子化するものである。
ここで、臨界状態とは、ある物質を、当該物質の臨界温度より高い温度で、当該物質の臨界圧力より高い圧力の下におくことによって、気体とも液体ともいい難い、気−液共存状態になっていることをいう。また、超臨界状態とは、臨界状態以上となって、気体と液体の区別がなくなっている状態のことをいう。臨界温度、臨界圧力は物質によって定まった値になっている。
臨界状態、超臨界状態とも、例えば、微粒子化対象物質が混合されている流体に、空気、酸素、二酸化炭素などの気相酸化剤あるいは液相酸化剤などを混合したものを、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の入口開口から出口開口に向けて連続的に加圧流入し、微粒子化対象物質にとって臨界状態、あるいは超臨界状態となる臨界圧力及び、臨界温度とすることによって実現可能である。ここで、圧力は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置の筒状体内に流体を加圧流入する際の圧力を調整することによって制御でき、温度は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置の筒状体を加温する温度を調整することによって制御できる。
本発明の前述した物質の微粒子化方法によれば、例えば、産業廃棄物を粉砕し流体化したものを、圧力をかけて純酸素の気体と一緒に本発明の混合・粉砕微粒子化装置の筒状体内に注入することにより、流体物の結合された分子同士を分解し、無害化して、出口側から排出することができる。
前述したように、本発明の混合・粉砕微粒子化装置及びこれを用いた物質の微粒子化方法によれば、微粒子化対象物質が混合されている流体に、溶媒としての二酸化炭素などを混合したものを装置内に連続的に加圧流入することによって、前記筒状体内で、連続的に臨界処理、あるいは超臨界処理を行って、物質の超微粒子化、分解、改質反応を行わせることができる。
ここで、前述したように、筒状体の上流側及び／又は下流側に、電磁波照射手段、超音波照射手段、赤外線照射手段、遠赤外線照射手段、レーザー光照射手段の中の少なくとも一種以上が備えられている構成を採用すれば、物質の超微粒子化、分解、改質反応をより一層効果的に行わせることができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置及びこれを用いた物質の微粒子化方法によれば、難分解性物質、有害有機物、環境汚染物質、化学物質、等の分解、改質などの反応を効果的に行うことができる。
すなわち、本発明は、直角二等辺三角形の２つの斜辺上の任意点と、頂点から底辺への垂線上の任意点とをそれぞれ結んだ線分を、前記斜辺の任意点を基点に時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転させて底辺に交差させ、これらを結んで形成される前記直角二等辺三角形の１／２の面積を有する図形を基本形状とする前面開口の小室を、一の小室の前面開口部と、他の小室の前面開口部とが互いに対向し、かつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他方側の少なくとも一つ以上の小室に連通できるように密着配置して形成された流体物流路を備えている混合・粉砕微粒子化装置である。こうして形成された流体物流路は、その連続している前後において、それぞれ、その形状、体積が異なる分割部の連続によって形成されている。そして、このような流体物流路に、微粒子化対象物質が混合されている流体を圧送通過させると、流体中の微粒子化対象物質は、その形状、体積が異なる連続している分割部において、一次包圧、二次包圧、爆散、ねじれ、うねり、混練、摩擦等の内外圧を連続的に受ける。これによって、超微粒子化、分子化、分解、改質、などが進むものである。
ここに、電磁波照射装置、超音波照射装置、赤外線照射装置、等を複合させて作用させることによって、難分解物質の分解処理、化学物質等の化学反応制御における化学物質の生成、分解促進又は遅延、界面活性改善、改質、等の反応が得られるのである。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。ただし、添付図面で説明している各構成、形状及び配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、数値及び各構成の組成（材質）については、例示にすぎない。したがって、本発明は以下の実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
（実施例１）
第１５図（ａ）〜第２９図（ｂ）は、本発明の第一の実施形態を表すものである。
第１５図（ａ）は、一部を省略した概略断面図である。内部に中空部を有し、一端側に入口開口２、他端側に出口開口３を有する筒状体１内に、流体物流路を形成する第一、第二の構造物が備えられている混合・粉砕微粒子化装置である。
筒状体１の内部の中空部に備えられている流体物流路を形成する第一、第二の構造物は、第一の板体４と、第二の板体５とが、筒状体１の軸方向に直交するように複数枚積層配置されているものである。
第一の板体４は、第１６図（ａ）図示のように、外周形状が筒状体１の内部中空部の内周形状に対応していて、外周部が筒状体１の内部中空部内周に緊密に装着される板体である。そして、前面が開口している五角形状の小室６がハニカム状に複数配置されていると共に、中央に穿設されている開口部７を有するものである。
第二の板体５は、筒状体１の内部中空部内周に装着した際に、外周部と筒状体１の内部中空部内周との間に空隙部が形成される外周形状からなる板体である。前面が開口している五角形状の小室６ａがハニカム状に複数配置されていると共に、中央に凹部９を有するものである。
第１５図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置は、外観が長方体形状又は円筒形状（第２２図）になっている筒状体１の対角上に、第１５図（ｂ）図示のように、外方へと突出するフランジ１０、１０を設け、フランジ１０、１０に取り付けたボルト１１によって組み立て、また、分解可能な構造になっている。
第１５図（ａ）、（ｂ）図示の実施形態では、筒状体１の内部中空部内周断面は、ほぼ正方形の形状になっており、第一の板体４、第二の板体５も、第１６図（ａ）、（ｂ）図示のように、ほぼ正方形の形状で成形されていて、筒状体１に装着される。
混合・粉砕微粒子化装置の両端には、四角錐形状の蓋体１２が着脱自在に設けられており、この蓋体１２の中心に、任意の形状で、入口開口２、出口開口３が設けられる。入口開口２から、混合処理対象物、微粒子化処理対象物が注入され、出口開口３から、混合処理済み、微粒子化処理済みのものが排出される。
筒状体１、第一の板体４、第二の板体５等の本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する部材は、炭素材料、あるいは炭素と銅、炭素とアルミニウム、炭素とマグネシュウム、炭素とタングステン、炭素と酸化チタン等の炭素と多種多様の金属からなる金属複合材料あるいは、セラミックス、トルマリン等の鉱物材料、樹脂、等により成型することができる。
なお、第１５図（ａ）では、筒状体１の内部の中空部に備えられている流体物流路を形成する第一、第二の構造物は、第一の板体４と、第二の板体５とが、筒状体１の軸方向に直交するように複数枚積層配置されている。このような形態に替えて、第一の板体４と、第二の板体５とを、筒状体１の軸方向に、すなわち、第１５図（ａ）中、左右方向になる水平方向に複数枚積層配置して、筒状体１の内部の中空部に装着しても良い。
第１６図（ａ）は、第一の板体４の拡大平面図、第１６図（ｂ）は第二の板体５の拡大平面図である。また、第１７図（ａ）、（ｂ）は第１６図（ａ）のＡ−Ａ断面図及び、第１６図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。第１８図は、第一の板体４の斜視図、第１９図は、第二の板体５の斜視図である。
第１６図（ａ）〜第１９図に示されるように、第一の板体４は混合・粉砕微粒子化装置１３の筒状体１の内側に設けた装着部１４より若干小さい四角形ベース板１５の中心に五角形状の前面開口の小室６が４個集合した形状となる４辺が長く２辺が短い６角形の貫通孔７が設けられている。そして、この貫通孔７より外辺方向に、ほぼ同数の五角形状の前面開口の小室６が連続して配列されている。
また、第二の板体５は、四角形ベース板の各々４辺の任意の箇所５ａを削除し、凸辺をそれぞれ２辺設けたベース板１５ａ（第１９図）の中心に五角形状の前面開口の小室６ａが１４個集合した形状の凹部９が設けられている。そして、第一の板体４と同様に、この凹部９より外辺方向に、ほぼ同数の五角形状の前面開口の小室６ａが連続して配列されている。更に、各々の凸辺の近接する箇所に第一の板体４との重ね合わせ時の安定を図るための安定ピン８（第１９図）を設けてある。
なお、第二の板体５のベース板１５ａの形状としては、４辺のコーナー部５ａをそれぞれ切り欠けした形状でもよい。ようするに、流体物が下流側に位置する次の板体へと流入していける空間があり、第一の板体４と外径が同じであればどのような形状でも良い。
第２０図は、第一の板体４、第二の板体５が積層されて一ユニットが形成される状態を説明する斜視図であり、第２１図（ａ）は積層された一ユニットの平面図、第２１図（ｂ）は、第２１図（ａ）中、Ｃ−Ｃ断面図である。
第１５図（ａ）に一部が表されている第一の板体４と第二の板体５との積層配置は、第２０図のように行われている。
まず、第一の板体４の中央に穿設されている開口部７と第二の板体５の中央凹部９とが互いに対向し、第一の板体４の五角形状の小室６の開口と、第二の板体５の五角形状の小室６ａの開口とが互いに対向すると共に、対向する第一の板体４の小室６と第二の板体５の小室６ａとが互い違いとなるように、両者が積層される。例えば、対向する第一の板体４の小室６と第二の板体５の小室６ａとが正反対の方向となるよう、９０度回転されて互いに密着される。これによって、第一の板体４の小室６、第二の板体５の小室６ａは、いずれも、各小室が対向する板体の少なくとも一個以上の小室に連通するようになる。次に、第二の板体５の背面に他の第二の板体５′の背面が背中合わせに積層される。そして、この他の第二の板体５′に対して他の第一の板体４′が、この他の第一の板体４′の中央に穿設されている開口部７と前記他の第二の板体５′の中央凹部９とが互いに対向し、他の第一の板体４′の五角形状の小室６の開口と、他の第二の板体４′の五角形状の小室６の開口とが互いに対向すると共に、対向する他の第一の板体４′の小室６と他の第二の板体５′の小室６とが互い違いとなって、各小室が対向する板体の少なくとも一個以上の小室に連通するようにして他の第二の板体５′と他の第一の板体４′とが積層される。
こうして、第２０図図示のように積層された第一の板体４、第二の板体５、第二の板体５′、第一の板体４′によって一ユニットが形成され、このユニットが、第１５図（ａ）図示のように複数個または、一個筒状体１内に配置されている。
前記のように、第一の板体４の五角形状の小室６と、第二の板体５の五角形状の小室６とが互いに対向し、例えば、９０度回転されて、互い違いに、密着され、積層されているので、第１６図（ａ）、（ｂ）図示のようにハニカム状に隙間なく敷き詰められている五角形状の小室６の前面側の空間は、第２１図（ａ）図示のように、それぞれ、３分割される。
これによって、混合・粉砕微粒子化装置１３内に加圧流入された流動物は、第２１図（ｂ）図示のように、第一の板体４の貫通孔７より第二の板体５の凹部９に当たり、前面空間が三分割されている上下の五角形状の各小室６に流入して衝突を繰り返しながら、放射状に外側方向へと分散していく。外周縁側まで分散、拡散すると、次は、第一の板体４のベース板１５に当たり、前面空間が三分割されている上下の五角形状の各小室６に流入して衝突を繰り返しながら、中央側へと流れていく。この衝突と反転を繰り返すことで、流体物の混合、粉砕、微粒子化が促進されるのである。
なお、この混合・粉砕微粒子化装置１３において、筒状体１、第一の板体４、第二の板体５などを、炭素材料、あるいは、炭素と銅、炭素とアルミ、炭素とマグネシュウム、炭素とタングステン、炭素と酸化チタン等の炭素と多種多様の金属からなる複合材料、あるいはセラミックス、トルマリン等の鉱物によって成型しておくことにより、触媒としての効果を発揮させることもできる。
第２２図は、混合・粉砕微粒子化装置１３の筒状体１の外形形状を円筒形状としたものの斜視図である。
第２２図図示の実施形態においては、円筒形状の筒状体１の外周を８等分した位置に磁力を発生する磁石等１６のＮ極１６ａ及びＳ極１６ｂを対向した状態で係着可能としている。このようにすれば、混合・微粒子化装置１３に流体物を加圧流入させた際に、磁石１６のＮ極１６ａ及びＳ極１６ｂの磁力により、それぞれの流体物分子をより細分子化し、混合効率、微粒子化効率を向上させることが可能となる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置に採用し得る他の外形形状としては、筒状体１の水平方向の中心よりフランジを設け、水平方向へと２分割される形状でも良い。
第２３図〜第２６図は、本発明における他の実施例であり、第２３図は分解斜視図、第２４図（ａ）〜（ｈ）はこの分解図、第２５図、第２６図は、流体物の流れを示す断面図並びに一部拡大部分断面図である。
混合・粉砕微粒子化装置の筒状体１の四面の内周壁を、それぞれ、前面開口の五角形状小室６がハニカム状に配置されている板体１７とする。この筒状体１内に嵌合される構造体は、四面の外周壁が、前面開口の五角形状小室６がハニカム状に配置されている板体１８となっている。この構造体が筒状体１内に嵌合されると、板体１７に設けられている前面開口の五角形状小室６と、板体１８に設けられている前面開口の五角形状小室６とが、互い違いに対向し、ここに流路が形成される。混合・粉砕微粒子化装置の両端のフランジ１０には蓋体１２が取り付けられる。
混合処理、微粒子化処理が施される対象物たる流体物は、蓋体１２に形成されている入口２より圧力をかけて注入される。そして、蓋体７内に形成されている四角錘状の流動空間を経て、五角形状小室６の開口部同士を正反対に重ね合わした状態の板体１７、１８に配列されている各五角形状小室６の側部に衝突し、低部、上部、側部と衝突、反転とを繰り返しながらも、４面に形成された各五角形状小室６により、互いの流体物同士が衝突、反転を繰り返し出口３より排出されるものである。
第２７図（ａ）〜第２９図（ｂ）は、混合・粉砕微粒子化装置の筒状体１内のそれぞれの内面に、前面開口の五角形状小室６がハニカム状に連続配列された集合板体１７を係着可能とするとともに、筒状体１内に嵌装される板体１８も同様にベース部１９に係着可能にした本発明に係る他の実施例である。
筒状体１内及びベース部１９の４面には任意の位置に設けた略三角形状の凹部２０を複数設け、板体１７及び板体１８には五角形状小室６が設けられている面の背面側に前記略三角形状の凹部２０に嵌合可能な略三角形状の凸部２１を設けることにより、異なる材質で成型された板体１７及び板体１８を容易に交換可能な構成となっている。
（実施例２）
前記実施例１においては、前面開口の小室６として五角形状のものが採用されていたが、小室６の形状はこれに限られない。
第３０図は、板体に形成される前面開口の小室の種々の形状の定義を示す図である。
頂点Ａを直角とする直角二等辺三角形△ＡＢＣの斜辺の中点Ｐ及びＱを絶対点とし、頂点Ａから底辺Ｂ−Ｃへの垂線上の仮想点Ｓを頂点Ａ及び底辺の中点Ｒを除く箇所に設定する。斜辺の中点Ｐ、Ｑよりその仮想点Ｓへの種々の線を、中点Ｐを基点に時計回り及び、中点Ｑを基点に反時計回りに回転させると底辺Ｂ−Ｃ上の点Ｓ１、Ｓ２で交差する。これらの点Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれた形状が、板体に形成される前面開口の小室の形状となる。
なお、仮想点Ｓを垂線Ａ−Ｒ上のどの位置に設定しても、斜辺の中点Ｐ及びＱを基点にそれぞれ結んだ線を、時計回り及び反時計回りに回転させることで底辺上の辺が形成される。
こうして形成される小室の形状は、第１図〜第１４図図示のように種々の形状となり得るものであるが、いずれの形状となっても、板体に小室をハニカム状に敷き詰めたとき、板体全体に、小室を隙間なく敷きつめることが可能になるものである。
第３１図（ａ）〜第３３図（ｂ）は、第３０図を用いて前述した小室の形状の具体例を示すものである。第３１図（ｂ）、第３２図（ｂ）、第３３図（ｂ）は、第３１図（ａ）、第３２図（ａ）、第３３図（ａ）図示の要領で形成された小室の斜視図である。
第３１図（ａ）において、頂点Ａを直角とする仮想の直角二等辺三角形△ＡＢＣの、二つの斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃと底辺Ｂ−Ｃ上に中点Ｐ、Ｑ、Ｒを、頂点Ａと中点Ｒを結ぶ線Ａ−Ｒ上の点Ａ、Ｒを除く任意の位置に点Ｓを設ける。中点Ｐと点Ｓを結ぶ線Ｐ−Ｓ線は、Ｐ−Ｓ間の中点より点Ｓ側へ円弧線、中点Ｐ側へ直線とした円弧線と直線との組み合わせ線である。中点Ｑと点Ｓを結ぶＱ−Ｓ線は、Ｑ−Ｓ間の中点より点Ｓ側へ直線、中点Ｑ側へ円弧線とした直線と円弧線との組み合わせ線である。中点Ｐを基点としＰ−Ｓ線を時計回りに、中点Ｑを基点としＱ−Ｓ線を反時計回りに回転させ、底辺Ｂ−Ｃ上の当接点をＳ１、Ｓ２とする。点Ｐ、Ｓ、Ｑ、Ｓ２、Ｓ１、Ｐを結ぶと、左右非対称な外形形状が形成される。このＰ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐの形状と、これより小さい相似形の線分Ｐ’−Ｓ’、線分Ｑ’−Ｓ’、線分Ｐ’−Ｓ１’、線分Ｓ１’−Ｓ２’、線分Ｑ’−Ｓ２’で囲まれた形状とで挟まれる部分を小室２２の壁として立ち上がらせたものである。
なお、底辺Ｓ１−Ｓ２を直線ではなく、Ｓ１−Ｒをサイン曲線、Ｓ２−Ｒを直線とする異なった線種の底辺とすることもできる。ただし、この場合であっても、第１４図を用いて説明したように、線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで結ばれる部分の形状の面積が、仮想の直角二等辺三角形△ＡＢＣの面積の１／２になるようにしておくことが望ましい。
第３２図（ａ）において、頂点Ａを直角とする仮想の直角二等辺三角形△ＡＢＣの、二つの斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃと底辺Ｂ−Ｃ上に中点Ｐ、Ｑ、Ｒを、頂点Ａと中点Ｒを結ぶ線Ａ−Ｒ上の点Ａ、Ｒを除く任意の位置に点Ｓさだめる。中点Ｐ及びＱと点Ｓを結ぶ線Ｐ−Ｓ線を凸状円弧線とし、Ｑ−Ｓ線を直線とする。中点Ｐを基点としＰ−Ｓ線を時計回りに、中点Ｑを基点にＱ−Ｓ線を反時計回りに回転させ、底辺Ｂ−Ｃ上の当接点をＳ１及びＳ２とする。点Ｐ、Ｓ、Ｑ、Ｓ２、Ｓ１、Ｐを結ぶと、左右非対称な外形形状が形成される。このＰ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐの形状と、これより小さい相似形の線分Ｐ’−Ｓ’、線分Ｑ’−Ｓ’、線分Ｐ’−Ｓ１’、線分Ｓ１’−Ｓ２’、線分Ｑ’−Ｓ２’で囲まれた形状とで挟まれる部分を、第３２図（ｂ）図示のように、小室２３の壁として立ち上がらせたものである。
第３３図（ａ）において、頂点Ａを直角とする仮想の直角二等辺三角形△ＡＢＣの、二つの斜辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃと底辺Ｂ−Ｃ上に中点Ｐ、Ｑ、Ｒを、頂点Ａと中点Ｒを結ぶ線Ａ−Ｒ上の点Ａ、Ｒを除く任意の位置に点Ｓを定める。中点Ｐ及びＱと点Ｓを結ぶ線Ｐ−Ｓ線を自在折れ線とし、Ｑ−Ｓ線を自在折れ線のコーナーをＲとした線とする。中点Ｐを基点としＰ−Ｓ線を時計回りに、中点Ｑを基点にＱ−Ｓ線を反時計回りに回転させ、底辺Ｂ−Ｃ上の当接点をＳ１及びＳ２とする。点Ｐ、Ｓ、Ｑ、Ｓ２、Ｓ１、Ｐを結ぶと、左右非対称な外形形状が形成される。このＰ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐの形状と、これより小さい相似形の線分Ｐ’−Ｓ’、線分Ｑ’−Ｓ’、線分Ｐ’−Ｓ１’、線分Ｓ１’−Ｓ２’、線分Ｑ’−Ｓ２’で囲まれた形状とで挟まれる部分を、第３３図（ｂ）図示のように、小室２４の壁として立ち上がらせたものである。
第３４図（ａ）、（ｂ）は、板体の表面に、前述した要領で形成された小室２２が敷き詰められて配列されているものである。上下を、本発明の混合・微粒子化装置を構成する筒状体１の内周壁の高さと同じ高さの塀２５で形成している。
第３５図（ａ）、（ｂ）は、板体の表面と裏面とに、前述した要領で形成された小室２２が敷き詰められて配列されているものである。表面側に配置されている小室２２と、裏面側に配置されている小室２２とは、積層された際に互い違いの位置になるようにされており、更に、互いに、１８０度回転されている位置に設けられている。ここでも、上下を、本発明の混合・微粒子化装置を構成する筒状体１の内周壁の高さと同じ高さの塀２６で形成している。
第３６図（ａ）、（ｂ）は、第３５図（ａ）、（ｂ）で示した板体が、筒状体１内で、筒状体１の軸方向に複数枚積層配置されてなる本発明の混合・微粒子化装置の一具体例を示すものである。
外観は、両端にフランジ部が形成されている円筒体２７となっている。円筒体２７の内部空間２８を載頭円錐体形状体とするとともに、内部空間２８の内面全周に第３５図（ａ）、（ｂ）で示した板体を規則的に複数配列形成した構成である。内部空間２８に密着嵌合される嵌合体２９は円錐体形状である。
両端に形成されたフランジ部には、流体をシールするＯリング３０ａ等がそれぞれ設けられている。内部空間２８内を気密に施蓋する蓋体３０をボルト３１、ナット３２により取り付けている。蓋体３０の内部空間３３を嵌合体２９の両端に形成された円錐体形状より若干大きい円錐体形状としている。混合処理、微粒子化処理を行う対象物は、流入口３４から加圧流入される。流入口３４内には、螺旋流路機構がボルト３５によって取付けられている。
第３６図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置は、内部空間２８を載頭円錐体形状とし、嵌合体２９も同様な載頭円錐体形状としている。混合処理、微粒子化処理を行う対象物が流入口３４より加圧流入されると、筒状体１の軸方向に複数枚積層配置されている板体の両面に形成されている小室２２の開口側同士が密着され、それぞれの小室が、対向する少なくとも一個以上の小室と連通可能になっている流路を通り、これによって、混合及び／又は微粒子の生成、造粒を行うことができる。
この第３６図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置は、混合機、粉砕機、球状の微粒子を造粒する微粒子化装置として用いることができる。また、圧力、温度が気−液の臨界点を越えた超臨界条件下で被処理物を反応させて処理する臨界流体あるいは超臨界流体の生成用装置として用いることも可能である。
すなわち、筒状体２７及び、筒状体２７内に嵌合される第３５図（ａ）、（ｂ）図示の板体、等からなる第３６図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置を構成する構造体等を、それぞれ、混合・粉砕・微粒子化処理を施す物質の臨界温度、超臨界温度に耐えうる構成素材とすれば、第３６図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置を、混合・粉砕・微粒子化処理を行いつつ、臨界処理、超臨界処理を行う反応容器として使用可能である。
第３７図は、第３６図（ａ）図示の実施例において、筒状体２７内に流入した混合処理対象物・微粒子化処理対象物の流動経路を説明する説明図である。板体は、小室２２の前面開口部側をそれぞれ対向させ、一方の小室２２を対向する他方の小室２２に対して１８０度回転させて密着させ、積層されて筒状体２７内に配置されている。
流入口３４より加圧流入した混合処理対象物・微粒子化処理対象物を含む流体３６は、流路の第１の分割部であって他の分割部より大きい分割部３７へと流入し、次いで、次の分割部３８へと流れ込む。分割部３７へ流入した流体３６は、前述した中点Ｐ及びＰ’並びにＱ及びＱ’から形成される壁が上下に重なり合い形成された塀３９に遮られ、小室２２を形成する壁に衝突し、これを乗り越え、次の分割部３８に流入する。分割部３８の面積、体積は、分割部３７の面積、体積に比較して約９０％近く少く、分割数も２倍となるので、流体３６の流速は早くなる。
次に、分割部３８より面積及び体積比が２．１５倍増となる分割部４０では流速は遅くなり、分割部４１で再び流速が早くなり、次の分割部４２へと流入すると流速は遅くなる。
つまり、面積及び体積が異なるそれぞれの分割部に流入した流体３６中の混合処理対象物・微粒子化処理対象物には、小さい分割部へと流入し流速が早くなった時に、抱圧力が加わり、増大された圧縮及び凝集作用が加わる。一方、大きい分割部へと流入し、流速が遅くなった時には、その抱圧力が一気に解放され、流体３６中の混合処理対象物・微粒子化処理対象物は分解される。これらの圧縮及び凝集作用並びに解放という作用の繰り返しによって高品質な微粒子（例えば、真球状の微粒子）の生成及び造粒が可能となる。
（試験例）
第３６図（ａ）、（ｂ）図示の本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用い、本発明の微粒子化方法によって、大豆の微粒子化を次の条件で行った。
原料      ：大豆（乾式粉砕繊維：繊維長さ４０〜３００μｍ）
使用圧力  ：４．９ＭＰａ（圧力ポンプ）
本装置    ：円筒型  材質  ＳＵＳ３１６
第３６図（ａ）中、左右方向の長さ２３０ｍｍ
外径１４０ｍｍ  内径７０ｍｍ
流路集合体（板体）：１１０ｍｍ×５０ｍｍ
材質  ＳＵＳ３１６
第３５図（ａ）、（ｂ）図示の表裏流路集合体（板体）：２組
第３４図（ａ）、（ｂ）図示の表流路集合体（板体）：２組
電子顕微鏡：倍率１０００倍（１目盛り＝１．５３８ミクロン）
第３８図から第４２図は、あらかじめ粉砕した大豆粉２．０ｋｇを水１０リットルで混合し、上記条件で、圧力ポンプにて本装置に循環加圧流入した。循環加圧流入後、１分、３分、５分経過後の大豆繊維を採取し、光学顕微鏡にて大豆繊維の状況を確認した顕微鏡写真である。
第３８図において符号４３で示されているのは、大豆繊維で加圧流入前の状態である。
第３９図は、この部分拡大写真図で、大きさの異なる繊維状の大豆繊維４３が無数に見られる。
第４０図は、循環加圧流入１分経過後の状態である。大豆繊維４３はまだ多少見られるが、大豆の微粒子４４が数多く見られる。
第４１図は、循環加圧流入３分経過した状態である。ほとんどの繊維状の大豆繊維は診られず微粒子化され、ほぼ均一化した微粒子となっている。
第４２図は、循環加圧流入５分経過後の状態で、繊維状の大豆繊維は無くなり微粒子化された大豆の球形の微粒子４４のみとなった。
繊維質粉体を流体と混合し、撹拌、分散、剪断力、破壊処理等あらゆる手段を使用しても、ほぼ真球状に球形微粒子化することは知られてはいない。しかし、本発明の装置によれば、種々の繊維質材等を微粒子化（真球に近い状態）することが可能である。
（実施例３）
第４３図（ａ）は、本発明に基づき構成された他の実施形態における混合・粉砕微粒子化装置の正面図であり、第４３図（ｂ）はこの側面図である。
この混合・粉砕微粒子化装置の本体ケース４５は円筒形状で、両端には注入口４６及び排出口４７を備えた蓋体４８を取付可能としている。本体ケース４５の上下の任意の位置にボルト穴４９が複数設けられている。また、本体ケース４５は、第４５図（ａ）、（ｂ）、第４６図（ａ）、（ｂ）に示すように水平軸方向に二分割可能な構成となっている。
なお、混合・粉砕微粒子化装置は、第４４図図示のように、連結金具５０によって複数繋ぎ合わせてもよく、この場合には、混合・微粒子化したい被処理物をより均一に混合し、あるいは微粒子化することが可能である。
第４５図（ａ）、（ｂ）、第４６図（ａ）、（ｂ）、第４７図（ａ）、（ｂ）は、第４３図（ａ）、（ｂ）図示の混合・粉砕微粒子化装置を、水平軸方向に二分割した状態を表すものである。
第４５図（ａ）、（ｂ）は一部を省略して表した側面図であり、第４５図（ａ）は、注入口４６側あるいは排出口４７側の側面図である。第４５図（ｂ）は、本体ケース４５の中央部部分における一部を省略して表した側面から見た断面図である。
第４６図（ａ）、（ｂ）は平面図に対応するものであり、第４６図（ａ）は、第５０図（ａ）〜（ｃ）で説明する枠体５８が装着、取り外しされる状態を説明する図である。第４６図（ｂ）は、第４８図（ａ）〜第４９図（ｃ）で説明する流体物流路を形成する構造体５２が装着、取り外しされる状態を説明する図である。
第４７図（ａ）、（ｂ）は正面図に対応するものであり、第４７図（ａ）は、第５０図（ａ）〜（ｃ）で説明する枠体５８によって構成される流体物流路部分を説明する図である。第４７図（ｂ）は、第４８図（ａ）〜第４９図（ｃ）で説明する構造体５２の部分を説明する図である。
本体ケース４５の内周壁には、第一の凹部５１が設けられている（第４６図（ａ））。
この第一の凹部５１には、第４８図（ａ）〜（ｃ）図示の第一の板状体５２と、第４９図（ａ）〜（ｃ）図示の第二の板状体５３とが嵌合固定される。
第一の板状体５２は、第４８図（ａ）、（ｂ）図示のように、両面に、それぞれ、五角形状とした前面開口の小室５４、５５が複数配列されているものである。この実施例の形態では、第４８図（ａ）、（ｂ）図示のように、板状体５２の上面側に形成されている前面開口の小室５４と、下面側に形成されている前面開口の小室５５とは、互いに同一の形状であるが、それぞれ、上下で互い違いとなる異なる位置で、なおかつ、互いに１８０度回転された位置に設けられている。
第二の板状体５３は、第４９図（ａ）、（ｂ）図示のように、少なくとも一面に、この実施形態の場合は、上面側に、五角形状とした前面開口の小室５６が複数配列されているものである。
第一の板状体５２と、第二の板状体５３とは、第４５図（ｂ）に示すように、それぞれの板状体に設けられている前面開口の小室５４、５５、５６が、互いに対向し、なおかつ、対向する小室５４、５５、５６同士が、互い違いとなって、各小室が対向する他の板状体の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置されている。
ここで、第一の板状体５２においては、前述したように、上面側に形成されている小室５４と、下面側に形成されている小室５５とは、それぞれ、上下で互い違いとなる異なる位置で、なおかつ、互いに１８０度回転された位置に設けられているので、第４５図（ｂ）において、第一の板状体５２と第一の板状体５２とが互いに密着配置されている部分では、小室５４、５５の部分を通る流体物流路が形成される。
また、第４５図（ｂ）において、第一の板状体５２と第二の板状体５３とが互いに密着配置されている部分でも流体物流路が形成されるように、第二の板状体５３に形成されている五角形状とした前面開口の小室５６の位置は、第一の板状体５２に形成されている小室５４、５５のいずれに対しても、あらかじめ定められている角度、例えば、４５度、回転されている位置に、あるいは、小室５４、５５のいずれに対しても、互いに対向配置された際に互い違いになる位置に形成されている必要がある。
なお、第４５図（ｂ）の実施形態に替えて、第二の板状体５３の背面側（第４９図（ｂ）において下面側）同士を密着させ、これを中間に挟んで両側に、第一の板状体５２、５２が密着配置された形式として流体物流路を形成することもできる。
これは、混合・微粒子化処理を行うべき被処理物の特性、混合・微粒子化処理に要求される態様に応じて種々に変更することができる。
更に、本体ケース４５の内周壁には、第二の凹部５７が設けられている（第４６図（ｂ））。
この第二の凹部５７には、第５０図（ａ）〜（ｃ）で説明する枠体５８、５８が嵌合固定される。枠体５８は、本体ケース４５の軸方向に連通する開口部５９をハニカム状に複数個形成しているものである。複数個の枠体５８が、本体ケース４５の軸方向に直交するように、隣接する枠体５８と枠体５８との対向する開口部５９、５９同士が互い違いの位置になるようにして積層配置されている。第４５図（ａ）、第５０図（ａ）〜（ｃ）図示の実施形態では、開口部５９の形状は、五角形状としている。
第４８図（ａ）は第一の板状体５２の正面図、第４８図（ｂ）はそのＥ−Ｅ断面図であり、第４８図（ｃ）はその斜視図である。この第一の板状体５２は五角形状の前面開口の小室５４、５５を、その両面に、それぞれ、複数個配列したものである。前述したように、上面側に形成されている小室５４と、下面側に形成されている小室５５とは、それぞれ、上下で互い違いとなる異なる位置で、なおかつ、互いに１８０度回転された位置に設けられている。
また、本実施例の第一の板状体５２に限定せず、混合・微粒子化すべき被処理物の特性や混合割合等に応じて、前面開口の小室５４、５５の大きさを変化させ、また、小室５４、５５の数量を増減して形成しても良い。
第４９図（ａ）は、第二の板状体５３の正面図、第４９図（ｂ）はそのＦ−Ｆ断面図、第４９図（ｃ）は斜視図である。
片面に形成されている前面開口の小室５６の形状は、第一の板状体５２の小室５４、５５の形状と同じであるが、前述したように、前面開口の小室５６の位置は、第一の板状体５２に形成されている小室５４、５５のいずれに対しても、あらかじめ定められている角度、例えば、４５度、回転されている位置に、あるいは、小室５４、５５のいずれに対しても、互いに対向配置された際に互い違いになる位置に形成されている。
ここでも、本実施例の第二の板状体５３に限定せず、混合・微粒子化すべき被処理物の特性や混合割合等に応じて、前面開口の小室５６の大きさを変化させ、また、小室５６の数量を増減して形成しても良い。
第５０図（ａ）は第２の凹部５７に容易に嵌合固定可能な枠体５８が複数個積層されている状態の正面図であり、第５０図（ｂ）はそのＧ−Ｇ断面図、第５０図（ｃ）は斜視図である。
この枠体５８は、枠体５８を貫通する五角形状の開口部５９、５９が複数配列されているものである。隣接する枠体５８と枠体５８とは、第５０図（ａ）、（ｂ）図示のように、対向する開口部５９、５９同士が互い違いの位置になるようにして積層配置されている。
枠体５８の外形形状は、本体ケース４５内周壁に設けられている第２の凹部５７と同様に成形してあり、第２の凹部５７に容易に嵌合して固定可能、また取り外し可能となっている。
この枠体５８も、混合物の特性や混合割合等により開口部５９の大きさを変化させ、開口部５９の数量を増減して形成しても良いものである。
第４５図（ａ）〜第４７図（ｂ）中、符号６１で示されている部分は位置決め凸部、符号６２で示されている部分は位置決め凹部である。本体ケース４５は、水平軸方向に二分割可能であり、第一の凹部５１に第一の板状体５２、第二の板状体５３を嵌合し、第二の凹部５７に枠体５８、５８を嵌め合わせた後、位置決め凸部６１を位置決め凹部６２に嵌合し、ボルト穴４９にボルトを挿通させ、固定して組み立てることができる。したがって、組み立てが容易であり、また、メンテナンスのために分解等を行う場合も簡単に実施できる。
また、第４５図（ａ）〜第４７図（ｂ）中、符号６３で示されている部分はパッキンであり、これによってシールが図られている。
第５１図（ａ）は本体ケース４５内に装着した枠体５８、５８で形成される流体物流路及び、第一の板状体５２と第二の板状体５３とによって形成される流体物流路に、混合・微粒子処理の対象物たる被処理物が混入されている流体６０が流入し、流通する状態を説明する概略断面状態図である。
流体６０は蓋体４８の注入口４６より適宜なる圧送手段によって送り込まれる。そして、まず、枠体５８、５８の開口部５９、５９によって形成されている流体物流路に流通し、この時にある程度の分散作用が生じる。
次に、第一の板状体５２と第二の板状体５３とによって形成される流体物流路に流入し、各小室５４、５５、５６を形成している壁に衝突し、分散、渦流、反転を繰り返し、混合物が混合されながら、あるいは、微粒子対象物が微粒子されながら、排出口４７方向へと進む。
そして、排出口４７側に備えられている枠体５８、５８の開口部５９、５９によって形成されている流体物流路に流通し、最終的に蓋体４８の排出口４７より排出される。
なお、第５１図（ｂ）は第一の板状体５２と第二の板状体５３との密着配置形態を第５１図（ａ）図示の形態とは逆にした場合の、流体６０が流入し、流通する状態を説明する概略断面状態図である。
（実施例４）
第５２図〜第５５図は、第３０図〜第３３図（ｂ）で説明した方式で流路となる小室を形成し、こうして形成された前面開口の小室が配置されている板体を採用している本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置を説明するものである。
第５２図は、一部を省略した正面透視図である。第５４図（ａ）〜（ｃ）は、第５２図の分解図である。
第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置は、外観が円筒形状の筒状体６４から構成されている。筒状体６４内には円柱状の中空部６５が形成されている。中空部６５内に、流路体ユニット６７が完全嵌着されている。このような完全嵌着によって、いわゆるショートパスという現象が生じないようになっている。
筒状体６４の両端には他の装置及び本装置を複数連結接続可能とする接続ネジ６８、６８を取付自在としている。この接続ネジ６８は筒状体６４内に嵌着した流路体ユニット６７が外方へと突出しない効果も奏している。
流路体ユニット６７は、一面に、前面開口の小室７０、７３、７５、７６、７８、８１、８３、８４が配置されている板体９０と、一面に、前面開口の小室６９、７１、７２、７４、７７、７９、８０、８２、８５が配置されている板体９１とが、これらの小室の開口部同士を対向させ、なおかつ、対向する小室同士が互い違いとなって、各小室が対向する他の板体の少なくとも一個以上の小室に連通するように密着配置されて構成されているものである。例えば、板体９１の前面開口の小室６９が、板体９０の前面開口の小室７０に連通し、板体９０の前面開口の小室７０が、板体９１の前面開口の小室７１、７２に連通し、板体９１の前面開口の小室７１、７２が、板体９０の前面開口の小室７３に連通するように、板体９０と板体９１とが密着配置されて流路体ユニット６７が形成される。
そして、前記のように、対向する板体に設けられている少なくとも一個以上の前面開口の小室に連通している複数の小室６９〜８５の連続によって流体物流路が形成される。
第５３図は、流路体ユニット６７を構成する板体９０、９１に形成されている小室６９〜８５、・・・・の形状を定義するものである。小室６９等は、底辺部が直線で、その他の辺を円弧曲線で形成した形状である。
直角二等辺三角形△ＡＢＣの斜辺Ａ−Ｂ及びＡ−Ｃに任意点Ｐ、Ｑを、頂点Ａと底辺Ｂ−Ｃとの間の垂線Ａ−Ｒ上に、点Ａ、Ｒ以外のところで、任意点Ｓを設定する。斜辺の任意点Ｐ、Ｑと垂線Ａ−Ｒ上の任意点Ｓを結ぶ円弧曲線Ｐ−Ｓ線、Ｑ−Ｓ線を、任意点Ｐ、Ｑを支点にＰ−Ｓを時計回り、Ｑ−Ｓを反時計回りにそれぞれ９０度回転させて、底辺Ｂ−Ｃ上に当接する点をＳ１、Ｓ２とする。円弧曲線Ｐ−Ｓ、Ｑ−Ｓと、円弧曲線Ｐ−Ｓ１、Ｑ−Ｓ２と、点Ｓ１、Ｓ２を結ぶ線Ｓ１−Ｓ２で囲まれた形状である。
このＰ−Ｓ線、Ｑ−Ｓ線は直線、曲線、サイン曲線、円弧線、折れ線等の種々の線状であってもよい。
ようするに、前記のようにして形成された線分Ｐ−Ｓ−Ｑ−Ｓ２−Ｓ１−Ｐで囲まれる形状の面積が、直角二等辺三角形ＡＢＣの面積の１／２の図形となっていればよい。このようになっていれば、板体９０、９１の上に小室を隙間なく敷き詰めることができるからである。そこで、この条件が満たされていれば、それぞれの任意点Ｐ、Ｑ、Ｓも辺Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ上及び垂線Ａ−Ｒ上であればどの位置に設定してもよい。
また、点Ｓ１、底辺上の点Ｒを結ぶ線を直線に、点Ｓ２、底辺上の点Ｒを曲線とした形状としてもよい。
なお、流路体ユニット６７は両端側に円錐形状部分を備えた円柱形状を二分割した形状とし、任意の位置に設けたガイドピンによって一体形状になる構成とすることができる。
流路体ユニット６７を構成する板体９０、９１に形成される小室６９〜８５等は、その前面開口部を互いに対向させて密着配置する際に、第５４図（ｂ）の上下に示したように、互いに１８０度回転させた配置にすることが望ましい。これによって、積層配置された板体９０、９１の対向する小室７０、７３、７５、７６、７８、８１、８３、８４と、６９、７１、７２、７４、７７、７９、８０、８２、８５同士が、互いの前面空間部分を複数の空間に分割し、それぞれの板体９０、９１上の小室は、対向する他の板体の少なくとも一個以上の小室に連通するようになる。
第５５図は、流路体ユニット６７へ、混合・微粒子化処理が施される被処理物が混入している流体９２が流入した状態の流れを説明する概略説明図である。
下側の板体９１に備えられている小室６９に入った流体９２は、対向する板体９０の小室７０に入り、ついで、対向する板体９１の小室７１、７２に分割されて入り、次に、合流して、対向する板体９０の小室７３に入る。板体９０の小室７３からは、対向する板体９１の小室７４に入り、ついで、対向する板体９０の小室７５、７６に分割されて入り、次に、合流して、対向する板体９１の小室７７に入る。
こうして流体９２が流動する間に、流体９２は連続的に、分散と、集中、合流、そして、加圧による圧縮と、圧力の解放を繰り返し受ける。これによって、混合すべき物質の混合、あるいは微粒子化すべき物質の超微粒子化、分子化が促進される。
（実施例５）
第５６図は前記の実施例１〜４で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置が大豆を超微粒子化する装置に採用されている場合の一実施例を示す全体構成図である。大豆を超微粒子とする混合・粉砕微粒子化装置１００は、これに取り付けられている車輪１０１によって移動可能となっている。混合・粉砕微粒子化装置１００内下部に圧力ポンプ１０２を動作可能とする動力モーター１０３が設置されており、また、インバーター１０７が取り付けられている。混合・粉砕微粒子化装置１００の上部には大豆を投入するホッパー１０４が取り付けられており、混合・粉砕微粒子化装置１００の排出口１０５の近傍に設置されているのは、超微粒子化された大豆超微粒子粒を回収する回収容器１０６である。
大豆が混合されている流体がホッパー１０４に投入されると、これは、配管を通り、圧力ポンプ１０２により適宜の圧力を受けて、混合・粉砕微粒子化装置１００の流入口（図示せず）に流入する。そして、第５２図、第５４図（ａ）（ｂ）で説明した流路体ユニット５７中の流体物流路中を、第５５図で説明したように流動する。この時、各小室６９〜８５、等に圧送された大豆は、連続的に、強い圧力による強い圧縮と、瞬時解放という作用を受け、大豆が自ら爆発する内外放圧力により破壊され続け、超微粒子化され、排出口１０５から回収容器１０６に排出される。大豆が混合されている流体が第５５図で説明したように、流体物流路中を流動する際に受ける、連続的な、強い圧力による強い圧縮と、瞬時解放という作用によって、大豆が自ら爆発する内外放圧力により破壊され続け、超微粒子化される減少は、いわゆる散逸理論によって説明されるものである。
（実施例６）
第５７図（ａ）〜（ｃ）は、前記の実施例１〜４で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法が実施されるプロセスが採用される種々の実施形態を説明するブロック図である。
第５７図（ａ）は、本発明に係る混合・粉砕微粒子化装置による湿式微粉砕の一実施例の概略を説明するブロック図である。原料を粗粒粉砕する粗粒粉砕機に投入し、粗粒粉砕された原料をポンプにて加熱器へと圧送し、本発明の装置の流路体ユニット５７における作用によって前記の粗粒粉砕されている原料を微粒子化させ、所望する微粒子径として、容器内に貯蔵しするものである。本発明の装置と容器との間にフィルター等を設けフィルターを通過しない微粒子はリターン配管によって再度粗粒粉砕機に戻され、同様の工程において超微粒子とし、容器内へと貯蔵され次工程（加工ライン）へと運ばれる。
第５７図（ｂ）は本装置と超音波及び電磁波及びレーザー光装置を複合し二酸化炭素による連続超臨界処理を含む反応処理装置とした一実施例の概略を説明するブロック図である。
予め粗粒粉砕された原料と、抽出溶媒、例えば、二酸化炭素を、圧送ポンプ及び乾式ポンプを介して混合して混合物とし、加圧ポンプ、加熱器により、その混合物の超臨界条件下となる圧力及び温度にする。そして、本発明の装置を構成する筒状体内に圧送し、当該筒状体内にて超臨界条件下にある混合物を超微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理する。次いで、このように処理されたものを、引き続いて、超音波、電磁波、レーザー光等により反応させ、あるいは分解するものである。
これによって得られた製品は、回収容器へと回収され、液化された抽出溶媒は圧力制御弁（図示せず）によりガス化されリサイクルされる。
第５７図（ｃ）は本装置と高周波及び超音波及びレーザー光装置を複合し種々の溶媒による連続超臨界処理を含む反応処理装置とした一実施例の概略を説明するブロック図である。液体の抽出溶媒と被分解物質を圧送ポンプにより混合し、加熱ポンプにて被分解物質の超臨界条件下まで加圧及び加熱し、本発明の装置を構成する筒状体内に圧送する。そして、当該筒状体内にて超臨界条件下にある混合物を超微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理する。次いで、このように処理されたものを、引き続いて、超音波、電磁波、レーザー光等により反応させ、あるいは分解するものである。これらの一連の処理によって、分子間の衝突及び分解等が連続的に発生し化学反応が促進される。分解された生成物は冷却器、気液分離器により気体と液体へと分離され、気体は無害化され、液体の抽出溶媒はリターン配管によってリサイクルされるものである。
（実施例７）
第５８図は、前記の実施例１〜４で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法が実施されるプロセスが採用される他の実施形態を説明するブロック図である。
予め粉砕されている廃プラスチックと、抽出溶媒、酸化反応、加水分解で使用される二酸化炭素とを、圧送ポンプ及び加圧ポンプにより、本発明の装置を構成する筒状体の入口開口に向けて圧送すると共に、ヒーター等の加熱体により加熱する。ここで、加える圧力、温度は、二酸化炭素の超臨界条件である圧力７．３８ＭＰａ、温度３１℃としておく。
こうして、予め粉砕されている廃プラスチックが混入されていて、超臨界条件下におかれている流体が、本発明の装置を構成する筒状体の入口開口から、前述した流体物流路を通って、出口開口に向けて圧送される。
これによって、本発明の装置を構成する筒状体内において、廃プラスチックが粉砕微粒子化されつつ、連続的に超臨界処理される。
処理されて出口開口から排出された処理物は、冷却装置及び減圧装置により、気体と、プラスチックのパウダー物とに分離される。分離された、パウダー物は回収容器に回収され、気体はリターンされて再利用される。
なお、この実施例においては、二酸化炭素を、抽出溶媒、酸化反応、加水分解で使用するようにしていたが、処理対象物について、粉砕微粒子化処理を行いつつ臨界処理、超臨界処理を行う際に使用し得る抽出溶媒であれば、二酸化炭素以外を使用することが可能である。
また、この実施例においては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどの廃プラスチックを微粉末化する場合を説明したが、廃プラスチックに限らず、いわゆるバージン材や、合成樹脂についても、第５８図で説明したのと同様の処理により、粉砕微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理して、微粉末化することが可能である。
従来、廃プラスチックや、いわゆるバージン材、合成樹脂などについては、ペレット状になっているこれらのものを冷凍した後、粉砕して粉末化していた。常温のペレット状のものから粉末化する技術がなかったためである。しかし、この冷凍には、非常に高いコストが必要であった。
本発明の装置を用いれば、このような冷凍処理を行う必要なしに、低コストで、粉砕微粒子化処理を行い、パウダー状にすることができる。
また、従来の湿式粉砕機を用いて粉砕微粒子化処理を行ってパウダー状のものを得る従来の方式の場合、混合・粉砕した被処理物を気体と処理物（パウダー状物）とに分離することが非常に難しかった。
しかるに、本発明の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法を実施して、第５８図、第５７図（ｂ）、（ｃ）図示のように処理を行えば、粉砕微粒子化しつつ、連続的に臨界処理、超臨界処理を行い、更に、連続的に、なおかつ容易に、気体と処理物（パウダー状物）とを分離することができる。
すなわち、本発明の混合・粉砕微粒子化装置は、いわば、乾式粉砕と湿式粉砕の両方の機能を備えている装置ということのできるものである。
産業上の利用の可能性
以上説明したように本発明の混合・粉砕微粒子化装置と方法によれば、以下に述べるような優れた作用効果が得られる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置において形成されている流体物流路によれば、ここを流動する混合・微粒子化処理を施すべき物質には、加圧による圧縮と瞬時の爆発的な解放、圧縮と分散・解放、流路内での乱流の生起、抱圧力及び解放圧の付加という作用が、連続的に加えられ、被微粒子化材の応力分解ができ、微粒子の生成及び造粒を得る効果を奏する。すなわち、いわゆる散逸理論によって説明されるところにより、極めて優れた、混合、微粒子化が行われる。
特に、微粒子化においては、繊維状物質をも真球状の微粒子にまで、微粒子化することができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体、前面開口の小室が配備されている第一の構造物、第二の構造物、また、枠体、等を、炭素と銅、炭素とアルミ、炭素とマグネシュウム、炭素とタングステン、炭素と酸化チタン等の多種多様な金属複合材料や、セラミックス及びトルマリン等の鉱物材料、等によって形成することにより、触媒効果が得られる
本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する前面開口の小室が配備されている第一の構造物、第二の構造物を、樹脂又は合成樹脂の成型品とすれば、直角二等辺三角形を基本として定められる本発明に特徴的な形状を有する前面開口の小室を精度よく製造することができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体の外周に、磁力を発生する磁石等のＮ極及びＳ極をそれぞれ複数対向させて配備することにより、混合・微粒子化処理すべき流動物を、磁力によって再分子化することができ、より混合力が高められ、また、微粒子化を促進できる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する筒状体内への、流体物流路を形成するための構造物、構造物ユニットの取り付け、取り外しは、筒状体を二分割し、筒状体の内周壁に形成されている凹部に前記構造物、構造物ユニットを嵌合固定する、あるいは取り外すようにして行うことができる。そこで、組み立て、分解、メンテナンスが極めて容易である。
このように、流体物流路を形成する構造物、構造物ユニットの取り付け、取り外しを簡単に行うことができるので、それぞれ材質が異なる構造物、構造物ユニットを用いて流体物流路を形成することができ、混合、微粒子化する物質に対して最適の混合処理、微粒子化処理を行うことができる。
例えば、混合処理、微粒子化処理を行う物質の特性、流体流に含まれているその割合、等に応じて、流体物流路を形成するための構造体に備えられている前面開口の小室の大きさ、数、形状を替えたり、その材質を替えることにより。混合、微粒子化する物質に対して最適の混合処理、微粒子化処理を行うことができる。
また、産業廃棄物を粉砕し、流体化したものを、圧力をかけて純酸素の気体と一緒に本発明の装置の流体物流路内に注入すると、各小室を流通する際に受ける分散、衝突、渦流の繰り返し作用により、混合・微粒子化する物質における結合された分子同士を分解し、無害化することができる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置における筒状体、流体物流路を形成するための構造体などを、熱導伝性の素材、例えば、銅、アルミ及びカーボン等により成形することで、熱交換器として使用可能となり、混合・微粒子化と、熱交換を同時に行える効果を奏する。
微粒子化すべき物質が混合されている流体を、本発明の混合・粉砕微粒子化装置の流体物流路に加圧流入すれば、当該流体は、互いに対向している前面開口の小室同士によって形成されている流体物流路を通り、この過程で、一つの小室から二つの小室へ、また、二つの小室から一つの小室へ繰り返し流入及び流出し、そのたびごとに、瞬時開放による爆発外放圧と、強い圧縮とを繰り返し受ける。これによって、微粒子化すべき物質を超微粒子化及び分子化することができる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を、微粒子化すべき物質の臨界条件下、超臨界条件下で用いることにより、産業廃棄物、例えば、環境汚染物質等の難分解性物質であるダイオキシン類等を、分解し、無害化処理することができる。すなわち、このような使用方法にすることによって、被分解物質と溶媒との混合、更に、被分解物質の超微粒子化、分子化を促進させ、かつ、反応分解を促進させ、優れた分解処理を可能にできる。この際に、更に、超音波照射手段、電磁波照射手段、赤外線及び遠赤外線照射手段、等を組み合わせて使用することにより、被分解物質の超微粒子化、分子化を一層促進させ、かつ、反応分解を一層促進させ、一層進んだ分解処理を可能にできる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を、臨界条件下、超臨界条件下で用いることにより、加工食品の原料や、薬品の原料を連続処理し、各原料の酵素、胞子の失活処理、殺菌処理、脱臭処理を効率よく、安全に、かつ、連続的に行うことができる。また、化学物質の化学反応を制御し、化学物質の生成、分解、等の処理を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置において流体物流路を形成すべく構造体表面に形成される前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第２図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第３図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第４図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第５図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第６図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第７図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第８図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第９図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１０図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１１図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１２図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１３図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１４図は、他の前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第１５図（ａ）は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置の実施例の一部を省略した断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
第１６図（ａ）は、第１５図（ａ）図示の装置に備えられている第一の板体の拡大平面図、（ｂ）は、第１５図（ａ）図示の装置に備えられている第二の板体の拡大平面図である。
第１７図（ａ）は、第１６図（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、第１６図（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
第１８図は、第１６図（ａ）図示の第一の板体の斜視図である。
第１９図は、第１６図（ｂ）図示の第二の板体の斜視図である。
第２０図は、第一の板体と第二の板体とが積層される状態を説明する斜視図である。
第２１図（ａ）は、第一の板体と第二の板体とが積層された状態を説明する平面図、（ｂ）は流体が流動する状態を説明する第２１図（ａ）中、Ｃ−Ｃ線部の一部を省略した断面図である。
第２２図は、第１５図（ａ）図示の本発明の混合・粉砕微粒子化装置の外観の一実施形態を説明する斜視図である。
第２３図は、本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置の組み立て状態を説明する分解斜視図である。
第２４図（ａ）〜（ｈ）は、第２３図図示の混合・粉砕微粒子化装置の構成要素を説明する図であって、（ａ）は、蓋体を備えている筒状体の正面図、（ｂ）は、（ａ）図示の状態の側面図、（ｃ）は、筒状体の内部構造を説明する一部を省略した断面図、（ｄ）は（ｃ）図示の状態の側面図、（ｅ）は、筒状体内に嵌合される板体を説明する正面図、（ｆ）は、（ｅ）図示の状態の側面図、（ｇ）は蓋体の断面図、（ｈ）は（ｇ）図示の状態の側面図である。
第２５図は、第２３図図示の混合・粉砕微粒子化装置において混合・微粒子化される流体が流動する状態を説明する一部を省略した断面図である。
第２６図は、第２５図の一部拡大図である。
第２７図（ａ）、（ｂ）は、本発明の更に他の混合・粉砕微粒子化装置を説明する図であって、（ａ）は一部を省略した断面図、（ｂ）は、（ａ）図示の状態の側面図である。
第２８図（ａ）は、第２７図（ａ）、（ｂ）図示の混合・粉砕微粒子化装置の筒状体内に嵌め合わせる構造物の一部を省略した正面図、（ｂ）は、（ａ）図示の状態の側面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
第２９図（ａ）、（ｂ）は、第２７図（ａ）、（ｂ）図示の混合・粉砕微粒子化装置の組み立て状態を説明する図であり、（ａ）は筒状体内に嵌め合わせる構造物の一部を省略した正面図、（ｂ）は筒状体の一部を省略した正面図である。
第３０図は、他の実施形態における前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図である。
第３１図（ａ）は、更に、他の実施形態における前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）で定義される形状の小室を表す斜視図である。
第３２図（ａ）は、他の実施形態における前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）で定義される形状の小室を表す斜視図である。
第３３図（ａ）は、他の実施形態における前面開口の小室の形状を定義する実施形態を説明する図であり、（ｂ）は、（ａ）で定義される形状の小室を表す斜視図である。
第３４図（ａ）は、第３１図（ａ）、（ｂ）で定義された形状の前面開口の小室が設けられている板体の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
第３５図（ａ）は、第３１図（ａ）、（ｂ）で定義された形状の前面開口の小室が両面に設けられている板体の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
第３６図は、第３５図（ａ）、（ｂ）図示の板体を用いて流体物流路が形成されている本発明の混合・粉砕微粒子化装置の断面図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
第３７図は、第３６図図示の混合・粉砕微粒子化装置における流体の流動状態を説明する図である。
第３８図は、第３６図図示の混合・粉砕微粒子化装置を用いて実験を行う前の流体の顕微鏡写真である。
第３９図は、第３８図の顕微鏡写真の倍率を拡大したものである。
第４０図は、第３６図図示の混合・粉砕微粒子化装置を用いた実験開始後、１分経過時の流体の顕微鏡写真である。
第４１図は、第３６図図示の混合・粉砕微粒子化装置を用いた実験開始後、３分経過時の流体の顕微鏡写真である。
第４２図は、第３６図図示の混合・粉砕微粒子化装置を用いた実験開始後、５分経過時の流体の顕微鏡写真である。
第４３図（ａ）は、本発明の更に他の実施形態の混合・粉砕微粒子化装置の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
第４４図は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置を２台連結した状態を説明する正面図である。
第４５図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置の注入口側、排出口側の一部を省略した断面図であり、（ｂ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置の中央部の一部を省略した断面図である。
第４６図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置において枠体の装着状況を説明する平面図、（ｂ）は、構造体の装着状況を説明する平面図。
第４７図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置において枠体によって形成される流体物流路を説明する正面図、（ｂ）は、構造体によって形成される流体物流路を説明する正面図。
第４８図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第一の板状体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）の斜視図である。
第４９図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第二の板状体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）は（ａ）の斜視図である。
第５０図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置に採用される枠体の積層された状態を表す平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図、（ｃ）は、（ａ）の斜視図である。
第５１図（ａ）は、第４３図（ａ）図示の混合・粉砕微粒子化装置における混合・微粒子化される流体の流動状態を説明する一実施形態を表す断面図、（ｂ）は、混合・微粒子化される流体の流動状態を説明する他の実施形態を表す断面図。
第５２図は、本発明の他の実施形態における混合・粉砕微粒子化装置の正面透視図である。
第５３図は、第５２図図示の実施形態において、流体物流路を形成する前面開口の小室の形状を定義づける説明図である。
第５４図（ａ）は、第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置における筒状体を説明する正面図、（ｂ）は、第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置における流路体ユニットの構成を説明する分解図、（ｃ）は、第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置における連結部を説明する正面図である。
第５５図は、第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置において混合・微粒子化処理が施される流体の流動状況を説明する斜視図である。
第５６図は、第５２図図示の混合・粉砕微粒子化装置が、大豆を超微粒子化する装置として用いられる際の一実施形態を説明する正面図である。
第５７図（ａ）は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用いた微粒子化方法が採用されている混合・粉砕微粒子化の一実施形態を説明するブロック図、（ｂ）は、他の実施形態を説明するブロック図、（ｃ）は更に他の実施形態を説明するブロック図である。
第５８図は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用い、連続超臨界処理によって廃プラスチックの微粒子化処理を行う実施形態を説明するブロック図である。
第５９図（ａ）は、従来の静止型混合装置の動作を説明する断面図、（ｂ）は、従来の静止型混合装置に備えられている大径円板の斜視図、（ｃ）は、従来の静止型混合装置に備えられている小径円板の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図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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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【国際調査報告】
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