以下、本発明の実施の形態について図面に� ��す実施例を参照して説明するが、本発明が� ��実施例に限定されないことは言うまでもな� ��。
 以下、図1を参照して、本発明の第一の実施 形態である渦巻き式流体混合器について説明 する。

 渦巻き式流体混合器は、流体の流入する� ��体入口1と流体入口1に接続する第一流路2と� ��流体の流出する流体出口3と流体出口3に接� �する第二流路4が配置され、同じ方向の渦を� ��成した第一渦巻き流路5と第二渦巻き流路6� �各々の渦の中心が第一、第二流路2、4と同じ 同一軸線上になるように一定間隔を開けて配 置されている。また、第一渦巻き流路5の渦� �中心端部と第一流路2が接続され、第二渦巻� ��流路6の渦の中心端部と第二流路4が接続さ� �ている。第一渦巻き流路5上には第二渦巻き� ��路6上の任意の位置に各々接続する分岐流路 7a~7jが等間隔の距離毎に設けられている。ま� ��第一渦巻き流路5と第二渦巻き流路6の各々� �外周端部にも分岐流路7jが接続して設けられ ている。すなわち、複数の分岐流路7a~7jは、� ��一渦巻き流路5上の異なる位置から各々分岐 し、第二渦巻き流路6上の異なる位置におい� �第二渦巻き流路6と各々接続している。本実� ��形態は例えばチューブなどによって配管接� ��されたものである。

 次に、本発明の第一の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側で水と薬液� ��混合させ、一時的に薬液の濃度が濃くなっ� ��状態で流した時、流路内で部分的に濃度が� ��くなって流れている薬液は、流体入口1から 第一流路2に流入して第一渦巻き流路5に流れ� ��いく。濃度が濃くなった薬液の部分が第一� ��巻き流路5の分岐流路7aの接続した箇所を流� ��た時点で、その一部が分岐流路7aを流れて� �二渦巻き流路6を通って第二流路4から流体出 口3へと流れる。残りの薬液は第一渦巻き流� �5の下流側へ流れて行き、また、濃度が濃く� ��った残りの薬液の部分が分岐流路7bの接続� �た箇所を流れた時点で、その一部が分岐流� �7bを流れて第二渦巻き流路6を通って第二流� �4から流体出口3へと流れる。残りの薬液は第 一渦巻き流路5の下流側へ流れて行き、さら� �、濃度が濃くなった残りの薬液の部分は、� �岐流路7bを流れた薬液と同様に分岐流路7cの� ��続した箇所を流れた時点で、その一部が分� ��流路7cを流れて第二渦巻き流路6を通って第� ��流路4から流体出口3へと流れる。以下、7a、 7b、7cと同様に濃度が濃くなった残りの薬液� �部分は7d~7jを流れて第二渦巻き流路6を通っ� �第二流路4から流体出口3へと流れていく。

 このとき、分岐流路7aを流れる濃度が濃� �なった薬液の一部は、他の濃度が濃くなっ� �薬液よりも早く流体出口3から流出し、時間� ��で分岐流路7b、分岐流路7c、分岐流路7d~分岐 流路7jの順で濃度が濃くなった薬液の一部ず� ��が流体出口3から流出していく。つまり、流 路内で部分的に濃度が濃くなって流れている 薬液は渦巻き式流体混合器よって時間差で10� ��分割されて流れることとなり、濃度の濃く� ��っていない薬液と各々混ざり合うことで流� ��の流れ方向の濃度分布をムラなく均一化し� ��混合することができる。このとき各々の分� ��流路の内径が略同一だと、濃度の濃くなっ� ��薬液の部分はほぼ10等分に分割されるので� �流体の流れ方向の濃度分布をムラなくより� �一化して混合することができる。

 なお、図1の本実施形態では分岐流路7a~7j� ��第一、第二渦巻き流路5、6の中心から等間� �の距離毎に設けられているが、各々の分岐� �路7a~7jを流れる流体に付与する時間差を調節 するため、接続される位置を自由に設定した り、第一、第二渦巻き流路5、6が、第一流路2 及び第二流路4に各々接続された一端部から� �端部に向かって流路断面積が漸次小さくな� �ように形成したりしても良い。分岐流路7a~7j の数も特に限定されない。分岐流路7a~7jの数� ��多く設ける方が流体の流れ方向の濃度分布� ��ムラなくより細かく均一化することができ� ��。

 ここで、濃度の濃くなった薬液の部分を� ��巻き式流体混合器で分割して流体の流れ方� ��の濃度分布がムラなく均一化される作用に� ��いて説明する。図2に示すように、2つの物� �である純水と薬液が各々流れるラインの合� �部の下流側に図1の渦巻き式流体混合器を配� ��させたラインにおいて、図1の渦巻き式流体 混合器の上流側と下流側に濃度計91、92を各� �設置して、上流側から純水と薬液を混合し� �流す装置を作成し、純水と薬液を一定の比� �で流している途中で瞬間的に薬液の濃度を� �くした状態(純水に対して薬液の比率を大き� ��する)にした後で、元の一定の比率で流して 濃度分布のムラを生じさせた時の上流側と下 流側の濃度を測定すると図3及び図4のように� ��る。

 図3は渦巻き式流体混合器の上流側に設置 した濃度計91のグラフを示すが、ここで横軸� ��経過時間、縦軸は濃度であり、ある一定時� ��に濃度が濃くなるような場合では、図のよ� ��なピーク(h1)が現れることとなる。図4は渦� �き式流体混合器の下流側に設置した濃度計92 のグラフを示すが、濃度のピークが10個に分� ��されて、ピーク(h2)の高さは約10分の1になっ ている。濃度のピーク間の間隔t1は、流体が� ��一渦巻き流路5内において分岐流路7aの位置� ��通過してから分岐流路7bに至るまでの時間� �対応しており、同様にt2は分岐流路7bから分� ��流路7cまで、t3は分岐流路7cから分岐流路7d� �で、t4は分岐流路7dから分岐流路7eまで、t5は 分岐流路7eから分岐流路7fまで、t6は分岐流路 7fから分岐流路7gまで、t7は分岐流路7gから分� ��流路7hまで、t8は分岐流路7hから分岐流路7i� �で、t9は分岐流路7iから分岐流路7jに至るま� �の時間に対応している。このとき、第一渦� �き流路5の各々の分岐流路7a~7jに至るまでの� �さを変えることでピーク(h2)の出る間隔t1~t9� �変化させることができ、分岐流路7a~7jの数を さらに増やすとピーク(h2)の高さは上流側の� �ーク(h1)に対して分岐流路の数で分割した程� ��の高さまで抑えることができる。なお、仮� ��渦巻き式流体混合器を設置しない場合、図3 に示される濃度のピークは流体の流れによっ て若干低下することはあるがピーク(h1)はほ� �変わらずに流れることになる。

 なお、本実施形態では濃度分布のムラに� ��いて説明しているが、熱湯と冷水を混合し� ��時の温度分布の流れ方向の均一化について� ��同様の効果を得ることができる。温度分布� ��均一化を目的として、給湯器などへの利用� ��可能となり、流路内で部分的に高温となっ� ��流体の温度の流れ方向の均一化を行うこと� ��より温度を安定させ、熱湯が流れることに� ��る火傷の防止を行うことができる。また、� ��液処理などにおいて、急激な濃度変化があ� ��と処理に支障をきたす場合や、ある一定以� ��の濃度を超えると不具合が発生する場合に� ��いて、この配管ラインに本発明の渦巻き式� ��体混合器を用いることで流れ方向の濃度の� ��一化を行うことができ、安定した排液処理� ��行うことができる。また、流れる流体は気� ��でも良く、例えば自動車の排気ガスの浄化� ��おいて、エンジンのスタート時や加速時に� ��激に排ガス濃度が濃くなる場合、浄化のた� ��の触媒の負荷が大きくなって浄化能力の低� ��が考えられるが、排気ガスの配管ラインに� ��発明の渦巻き式流体混合器を用いることで� ��れ方向の濃度の均一化を行うことができ、� ��に安定した排ガス浄化を行うことができる� ��また、渦巻き式流体混合器の流路が分岐と� ��流を繰り返すことで流れ方向だけではなく� ��径方向に対しても混合が行われる。本発明� ��おいては作用の説明の便宜上、流体入口と� ��体出口と記載しているが、流体を逆方向に� ��しても同様の効果を得ることができ、この� ��合には流体出口は流体が流入する入口にな� ��、流体入口は流体が流出する出口になる。

 次に、図5を参照して、本発明の第二の実 施形態である渦巻き式流体混合器について説 明する。

 渦巻き式流体混合器は、流体の流入する� ��体入口11と流体入口11に接続する第一流路12� ��、流体の流出する流体出口13と流体出口13に 接続する第二流路14が配置され、相互に同じ� ��向の渦を形成した第一渦巻き流路15と第二� �巻き流路16が各々の渦の中心が同一軸線上に なるように一定間隔を開けて配置されている 。また、第一渦巻き流路15の渦の外周端部と� ��一流路12が接続され、第二渦巻き流路16の渦 の外周端部と第二流路14が接続されている。� ��一渦巻き流路15上には第二渦巻き流路16上の 任意の位置に各々接続する複数の分岐流路17� ��等間隔の距離毎に設けられている。また第� ��渦巻き流路15と第二渦巻き流路16の各々の中 心端部にも分岐流路17が接続して設けられて� ��る。すなわち、複数の分岐流路17は、第一� �巻き流路15上の異なる位置から各々分岐し、 第二渦巻き流路16上の異なる位置において第� ��渦巻き流路16と各々接続している。本実施� �態は例えばチューブなどによって配管接続� �れたものである。

 次に、本発明の第二の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬� ��を混合させて流しており、一時的に薬液の� ��度が濃くなった状態で流した時、流路内で� ��分的に濃度が濃くなって流れている薬液は� ��流体入口11から流入して第一流路12を通って 第一渦巻き流路15に流れて行く。第一渦巻き� ��路15を流れる部分的に濃度が濃くなった薬� �は各々の分岐流路17によって分割して流れ、 部分的に濃度が濃くなった薬液は時間差で第 二渦巻き流路16を流れて濃度の濃くなってい� ��い薬液と各々混ざり合うことで流体の流れ� ��向に均一化して混合され、第二流路14を通� �て流体出口13から流出することができる。第 二の実施形態の流体の流れ方向の濃度分布が ムラなく均一化される作用は第一の実施形態 と同様なので説明を省略する。第二の実施形 態は、第一の実施形態では第一渦巻き流路5� �流入した流体は、第一渦巻き流路5の中心端� ��から外周側へと流れながら分岐するのに対� ��、第二の実施形態では第一渦巻き流路5に流 入した流体は、第一渦巻き流路15の外周端部� ��ら中心側へと流れながら分岐するという違� ��があるだけで、作用や効果は第一の実施形� ��と同様なので詳細な説明は省略する。

 次に、図6を参照して、本発明の第三の実 施形態である渦巻き式流体混合器について説 明する。

 渦巻き式流体混合器は、相互に逆方向の� ��を形成した第一渦巻き流路25と第二渦巻き� �路26が各々の渦の中心が第一、第二流路22、2 4と同じ同一軸線上になるように一定間隔を� �けて配置され、流体の流入する流体入口21と 流体入口21に接続する第一流路22が第一渦巻� �流路25の渦の外周端部と接続され、流体の流 出する流体出口23と流体出口23に接続する第� �流路24が第二渦巻き流路26の渦の外周端部と� ��続されている。また、第一渦巻き流路25上� �は第二渦巻き流路26上の任意の位置に各々接 続する複数の分岐流路27が等間隔の距離毎に� ��けられている。また第一渦巻き流路25と第� �渦巻き流路26の各々の中心端部にも分岐流路 27が接続して設けられている。すなわち、複� ��の分岐流路27は、第一渦巻き流路25上の異な る位置から各々分岐し、第二渦巻き流路26上� ��異なる位置において第二渦巻き流路26と各� �接続している。本実施形態は例えばチュー� �などによって配管接続されたものである。

 次に、本発明の第三の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬� ��を混合させて流しており、一時的に薬液の� ��度が濃くなった状態で流した時、流路内で� ��分的に濃度が濃くなって流れている薬液は� ��流体入口21から流入して第一流路22を通って 第一渦巻き流路25に流れて行く。第一渦巻き� ��路25を流れる部分的に濃度が濃くなった薬� �は各々の分岐流路27によって分割して流れ、 第二渦巻き流路26に流入する。このとき、第� ��、第二渦巻き流路25、26の渦は互いに逆方向 のため、渦が同じ方向の場合と異なり第一渦 巻き流路25から分岐流路27を通って第二渦巻� �流路26に流入する位置が異なっているが、第 二渦巻き流路26を流れている時点で部分的に� ��度が濃くなった薬液は時間差で流れるため� ��濃度の濃くなっていない薬液と各々混ざり� ��うことで流体の流れ方向に均一化して混合� ��れ、第二流路24を通って流体出口23から流出 することができる。第三の実施形態である渦 巻き式流体混合器の詳細な作用と効果につい は第一の実施形態と同様なので説明を省略す る。

 次に、図7、図8を参照して、本発明の第� �の実施形態である渦巻き式流体混合器につ� �て説明する。

 PTFE製の本体部31は板状に形成されている� ��本体部31の一端面には第一渦巻き溝32が設け られ本体部31の他端面には第二渦巻き溝33が� �けられている。第一渦巻き溝32と第二渦巻き 溝33は板の両面に並列して設けられ、各々の� ��の中心が同一軸線上になるように位置し、� ��線に対して相互に同じ方向の渦を形成して� ��る。また、第一渦巻き溝32底面には第二渦� �き溝33底面に連通する複数の分岐流路となる 連通孔34が渦の中心部分から等角度で4方向へ 放射状となる位置に設けられている。

 PP製の第一側板35は本体部31と同形状の板� ��に形成され、第一側板35の表面には流体入� �36が設けられ、流体入口36から第一側板35の� �面(本体部31との当接面)に連通する第一流路3 7が設けられている。PP製の第二側板38は本体� ��31と同形状の板状に形成され、第二側板38の 表面には流体出口39が設けられ、流体出口39� �ら第二側板38の内面(本体部31との当接面)に� �通する第二流路40が設けられている。第一側 板35及び第二側板38は本体部31両面に密着した 状態で接合され、ボルト・ナットにて固定さ れている。このとき第一流路37は本体部31の� �一渦巻き溝32の中心端部に接続され、第二流 路40は本体部31の第二渦巻き溝33の中心端部に 接続される。本体部31を第一側板35及び第二� �板38で挟持したことにより、本体部31の第一� ��巻き溝32と第一側板35の本体部31との当接面� ��で第一渦巻き流路41が、本体部31の第二渦巻 き溝33と第二側板38の本体部31との当接面とで 第二渦巻き流路42が形成される。

 なお、第一側板35及び第二側板38は本体部 31と密着した状態で接合されているのであれ� ��どのような方法で嵌合させても良く、シー� ��方法としてはOリングを用いたり、第一側板 35及び第二側板38を本体部31が嵌合されるよう な筐体に形成して本体部31を嵌合させたりし� ��も良い。また、固定方法はボルト・ナット� ��外でも焼きばめや溶接や接着でも良い。

 次に、本発明の第四の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬� ��を混合させて流しており、一時的に薬液の� ��度が濃くなった状態で流した時、流路内で� ��分的に濃度が濃くなって流れている薬液は� ��流体入口36から流入して第一流路37を通って 第一渦巻き流路41に流れて行く。第一渦巻き� ��路41を流れる部分的に濃度が濃くなった薬� �は各々の分岐流路となる連通孔34によって分 割して流れ、部分的に濃度が濃くなった薬液 は時間差で第二渦巻き流路42を流れて濃度の� ��くなっていない薬液と各々混ざり合うこと� ��流体の流れ方向に均一化して混合され、第� ��流路40を通って流体出口39から流出すること ができる。第四の実施形態の流路の構成は第 一の実施形態と同じであり、流体の流れ方向 の濃度分布がムラなく均一化される作用は第 一の実施形態と同様なので説明を省略する。

 次に、図9、図10を参照して、本発明の第� ��の実施形態である渦巻き式流体混合器につ� ��て説明する。

 PTFE製の本体部46は板状に形成されている� ��本体部46の一端面には第一渦巻き溝47が設け られ本体部46の他端面には第二渦巻き溝48が� �けられている。第一渦巻き溝47と第二渦巻き 溝48は板の両面に並列して設けられ、各々の� ��の中心が同一軸線上になるように位置し、� ��線に対して相互に同じ方向の渦を形成して� ��る。また、第一渦巻き溝47底面には第二渦� �き溝48底面に連通する複数の分岐流路となる 連通孔49が渦の中心部分から等角度で4方向へ 放射状となる位置に設けられている。本体部 46の側面には流体入口50及び流体出口51が設け られ、流体入口50から第一渦巻き溝47の外周� �部に連通する第一流路52が設けられ、流体出 口51から第二渦巻き溝48の外周端部に連通す� �第二流路53が設けられている。

 PP製の第一側板54及び第二側板55は本体部4 6と同形状の板状に形成されている。第一側� �54及び第二側板55は本体部46両面に密着した� �態で接合され、ボルト・ナットにて固定さ� �ている。本体部46を第一側板54及び第二側板5 5で挟持したことにより、本体部46の第一渦巻 き溝47と第一側板54の内面とで第一渦巻き流� �56が、本体部46の第二渦巻き溝48と第二側板55 の内面とで第二渦巻き流路57が形成される。

 次に、本発明の第五の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬� ��を混合させて流しており、一時的に薬液の� ��度が濃くなった状態で流した時、流路内で� ��分的に濃度が濃くなって流れている薬液は� ��流体入口50から流入して第一流路52を通って 第一渦巻き流路56に流れて行く。第一渦巻き� ��路56を流れる部分的に濃度が濃くなった薬� �は各々の分岐流路となる連通孔49によって分 割して流れ、部分的に濃度が濃くなった薬液 は時間差で第二渦巻き流路57を流れて濃度の� ��くなっていない薬液と各々混ざり合うこと� ��流体の流れ方向に均一化して混合され、第� ��流路53を通って流体出口51から流出すること ができる。第五の実施形態の流路の構成は第 二の実施形態と同じであり、流体の流れ方向 の濃度分布がムラなく均一化される作用は第 二の実施形態と同様なので説明を省略する。

 なお、本実施形態では流体入口50及び流� �出口51は本体部46の側面に設けられているが� ��第四の実施形態と同様に第一側板54及び第� �側板55の表面に流体入口50及び流体出口51を� �けて第一、第二流路52、53に連通させても良� ��(図示せず)。

 次に、図11乃至図13を参照して、本発明の 第六の実施形態である渦巻き式流体混合器に ついて説明する。

 PTFE製の本体部61は板状に形成されている� ��本体部61の一端面には第一渦巻き溝62が設け られ本体部61の他端面には第二渦巻き溝63が� �けられている。第一渦巻き溝62と第二渦巻き 溝63は板の両面に並列して設けられ、各々の� ��の中心が同一軸線上になるように位置し、� ��線に対して相互に逆方向の渦を形成してい� ��。また、第一渦巻き溝62底面には第二渦巻� �溝63底面に連通する複数の分岐流路となる連 通孔64が渦の中心部分から等角度で4方向へ放 射状となる位置に設けられている。このとき 、第一渦巻き溝62と第二渦巻き溝63は相互に� �方向の渦を形成しており、図12に示すように 流路が完全に重なり合うことがないため、互 いの渦が重なり合う位置に連通孔64が形成さ� ��ている。本体部61の一側面には流体入口65、 他側面には流体出口66が設けられ、流体入口6 5から第一渦巻き溝62の外周端部に連通する第 一流路67が設けられ、流体出口66から第一渦� �き溝62の外周端部に連通する第二流路68が設� ��られている。

 PP製の第一側板69及び第二側板70は本体部6 1と同形状の板状に形成されている。第一側� �69及び第二側板70は本体部61両面に密着した� �態で接合され、ボルト・ナットにて固定さ� �ている。本体部61を第一側板69及び第二側板7 0で挟持したことにより、本体部61の第一渦巻 き溝62と第一側板69の内面とで第一渦巻き流� �71が、本体部61の第二渦巻き溝63と第二側板70 の内面とで第二渦巻き流路72が形成される。

 次に、本発明の第六の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬液� ��混合させて流しており、一時的に薬液の濃� ��が濃くなった状態で流した時、流路内で部� ��的に濃度が濃くなって流れている薬液は、� ��体入口65から流入して第一流路67を通って第 一渦巻き流路71に流れて行く。第一渦巻き流� ��71を流れる部分的に濃度が濃くなった薬液� �各々の分岐流路となる連通孔64によって分割 して流れ、部分的に濃度が濃くなった薬液は 時間差で第二渦巻き流路72を流れて濃度の濃� ��なっていない薬液と各々混ざり合うことで� ��体の流れ方向に均一化して混合され、第二� ��路68を通って流体出口66から流出することが できる。第六の実施形態の流路の構成は第三 の実施形態と同じであり、流体の流れ方向の 濃度分布がムラなく均一化される作用は第三 の実施形態と同様なので説明を省略する。
 本実施形態で構成される流路の形状は、流� ��の流れ方向を急激に変化させない構造であ� ��ため、流路内を流れる流体の圧力損失を低� ��できる構成であり、第一、第二渦巻き流路7 1、72が配管ラインと平行に配置されているの で配管ラインへの設置が容易である。

 次に、図14、図15を参照して、本発明の第 七の実施形態である渦巻き式流体混合器につ いて説明する。

 PTFE製の第一側板81は板状に形成されてい� ��。第一側板81の内面には第一渦巻き溝82が設 けられている。また第一側板81の一側面には� ��体入口83が設けられ、流体入口83から第一渦 巻き溝82の外周端部に連通する第一流路が形� ��されている。

 PTFE製の第二側板84は板状に形成されてい� ��。第二側板84の内面には第二渦巻き溝85が設 けられている。また第二側板84の一側面には� ��体出口86が設けられ、流体出口86から第二渦 巻き溝85の外周端部に連通する第二流路が形� ��されている。

 PP製の本体部87は第一、第二側板81、84と� �形状の板状に形成されている。本体部87はそ の両面に第一側板81及び第二側板84を密着さ� �た状態で接合し、ボルト・ナット(図示せず) にて固定されている。本体部87を第一側板81� �び第二側板84で挟持したことにより、第一側 板81の第一渦巻き溝82と本体部87の当接面とで 第一渦巻き流路89が、第二側板84の第二渦巻� �溝85と本体部87の当接面とで第二渦巻き流路9 0が形成される。このとき、本体部87には第一 渦巻き流路89と第二渦巻き流路90の位置に設� �られた複数の分岐流路となる連通孔88が渦の 中心部分から等角度で4方向へ放射状となる� �置に設けられている。ここで、第一渦巻き� �82と第二渦巻き溝85は本体部87を介して並列� �て設けられ、各々の渦の中心が同一軸線上� �なるように位置し、軸線に対して相互に逆� �向の渦を形成している。

 次に、本発明の第七の実施形態である渦� ��き式流体混合器の作用について説明する。

 渦巻き式流体混合器の上流側から水と薬� ��を混合させて流しており、一時的に薬液の� ��度が濃くなった状態で流した時、流路内で� ��分的に濃度が濃くなって流れている薬液は� ��流体入口83から流入して第一流路を通って� �一渦巻き流路89に流れて行く。第一渦巻き流 路89を流れる部分的に濃度が濃くなった薬液� ��各々の分岐流路となる連通孔88によって分� �して流れ、部分的に濃度が濃くなった薬液� �時間差で第二渦巻き流路90を流れて濃度の濃 くなっていない薬液と各々混ざり合うことで 流体の流れ方向に均一化して混合され、第二 流路を通って流体出口86から流出することが� ��きる。第七の実施形態の流体の流れ方向の� ��度分布がムラなく均一化される作用は第三� ��実施形態と同様なので説明を省略する。

 本実施形態の場合、第一渦巻き溝82は第� �側板81に、第二渦巻き溝85は第二側板84に形� �され、これらに連通する連通孔88は本体部87� ��設けられた構成であるため、連通孔88の個� �や配置を変えた本体部87を交換することで、 用途によって流体の流れ方向の均一化を変化 させて調整を行うことができる。なお、本実 施形態では第一、第二渦巻き流路89、90は軸� �に対して相互に逆方向の渦を形成している� �、同じ方向の渦を形成しても良い。

 本発明において、第一、第二渦巻き流路� ��円形状の渦を形成しているが、楕円形状や� ��角形状の渦巻き流路を形成しても良く、本� ��の形状に合わせて渦巻き流路を形成しても� ��い。これは設置スペースに合わせて第一、� ��二渦巻き流路を形成することで、設置箇所� ��状況に柔軟に対応が可能である。また、本� ��明の構成は、切削加工において渦巻き溝は� ��さいサイズでも切削加工し易い形状である� ��め、小口径のサイズでの製造が容易である� ��

 次に、本発明の渦巻き式流体混合器を用� ��た装置について説明する。

 本発明の渦巻き式流体混合器を用いた装� ��として、まず流れる物質の温度または濃度� ��経時的に変化するライン内に渦巻き式流体� ��合器が設置された装置がある。これは例え� ��ライン内にヒーターが設置されており、該� ��ーターで加熱される時間軸に対する流体の� ��度にバラツキが生じることで流れる流体の� ��度が経時的に変化している場合(図示せず)� �、槽内に浸した固形物を流体内へ溶け出さ� �て流体を流すラインで溶け出した濃度が経� �的に変化している場合(図示せず)などにおい て、渦巻き式流体混合器内を流れることで流 体の温度または濃度を均一化することができ る。このときに流体として流す物質は気体ま たは流体であれば特に限定されない。

 また、図14に示すように2つの物質が各々� ��れるライン121、122の合流部123の下流側に本� ��明の渦巻き式流体混合器を配置させた装置� ��ある。この装置は例えば2つの物質を供給す るポンプ124、125が脈動するなどで合流したと きの混合比率が経時的に変化する場合や、高 温の流体と低温の流体がそれぞれ合流するラ インにおいて高温の流体が不均一に流れて時 間軸に対する流体の温度にバラツキが生じる ことで流れる流体の温度が経時的に変化して いる場合や、既定濃度の流体を無垢の流体と 混合させるラインにおいて、混合流体の濃度 が経時的に変化している場合などに渦巻き式 流体混合器126によって物質の混合比率を均一 化することで時間軸に対して温度や濃度を一 定にすることができる。このときの流体とし て流す物体は気体、液体、固体、粉体のいず れかであれば良く、固体、粉体はライン内を 流れることができる必要があり、あらかじめ 気体または液体と混合されているものでも良 い。なお、3つ以上の物質が流れるラインを� �流させた装置にして3つ以上の物質が渦巻き� ��流体混合器によって混合されるようにして� ��良い。

 また、図15に示すように2つの物質が各々� ��れるライン127、128の合流部129の下流側に本� ��明の渦巻き式流体混合器130を配置させ、渦� ��き式流体混合器130の下流側に他の物質が流� ��るライン131が合流する合流部132の下流側に� ��の渦巻き式流体混合器133を配置させた装置� ��も良い。これは3つ以上の物質を同時に混合 すると混合ムラが生じる場合などにおいて、 最初に混合した2つの物質を均一化した後に� �の物質を混合して均一化させることで効率� �く混合ムラのない均一な混合を行うことが� �きるものである。例えば水と油と界面活性� �とを混合する場合において一度に全部を混� �るとうまく混ざらずに混合ムラが生じるの� �、あらかじめ水と界面活性剤を混合した後� �油と混合することによりムラなく均一に混� �したり、水と硫酸を混合して希釈した後、� �の混合物とアンモニアガスを混合させてア� �モニアガスを吸収させたり、水と硫酸を混� �して希釈した後、その混合物と珪酸ソーダ� �混合してpH調整させるなど好適に混合を行う ことができる。なお、最初に3つ以上の物質� �流して合流させても良く、途中で2つ以上の� ��質を合流させても良い。また、同様に渦巻� ��式流体混合器を3つ以上連結させて段階的に 他の物質を混合させるようにしても良い。

 次に本装置によって混合させる物質の組� ��合わせの実施形態について説明する。

 図14の装置において、一方の物質が流れ� �ライン121には水、他方の物質の流れるライ� �122にはpH調整剤、液体肥料、漂白剤、殺菌剤 、界面活性剤または液体薬品のいずれかを流 すことで渦巻き式流体混合器126を用いた装置 によって混合されて均一化される。

 このときの水は、純水、蒸留水、水道水� ��工業用水など混合させる物質の条件に合う� ��であれば特に限定されない。また水の温度� ��特に限定されず、温水や冷水であっても良� ��。

 pH調整剤は混合する液体のpH調整に用いら れる酸、アルカリであれば良く、塩酸、硫酸 、硝酸、フッ酸、カルボン酸、クエン酸、グ ルコン酸、コハク酸、炭酸カリウム、炭酸水 素ナトリウム、水酸化ナトリウム水溶液など が挙げられる。

 液体肥料は農業用の液状の肥料であれば� ��く、糞尿や化学肥料などが挙げられる。

 漂白剤は化学物質の酸化、還元反応を利� ��して色素を分解するものであれば良く、次� ��塩素酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過� ��化水素、オゾン水、二酸化チオ尿素、亜二� ��オン酸ナトリウムなどが挙げられる。

 殺菌剤は病原性あるいは有害性を有する� ��生物を殺すための薬剤であり、ヨードチン� ��、ポビドンヨード、次亜塩素酸ナトリウム� ��クロル石灰、マーキュロクロム液、グルコ� ��酸クロルヘキシジン、アクリノール、エタ� ��ール、イソプロパノール、過酸化水素水、� ��化ベンザルコニウム、塩化セチルピリジニ� ��ム、クレゾール石鹸液、亜塩素酸ナトリウ� ��、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、次� ��塩素酸水、オゾン水などが挙げられる。

 界面活性剤は分子内に水になじみやすい� ��分(親水基)と、油になじみやすい部分(親油� ��・疎水基)を持つ物質であり、脂肪酸ナトリ ウム、脂肪酸カリウム、モノアルキル硫酸塩 、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アル キルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリ ン酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩 、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アル キルベンジルジメチルアンモニウム塩、アル キルジメチルアミンオキシド、アルキルカル ボキシベタイン、ポリオキシエチレンアルキ ルエーテル、脂肪酸ソルビタンエステルアル キルポリグルコシド脂肪酸ジエタノールアミ ド、アルキルモノグリセリルエーテル、アル ファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖 アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ア ルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエ ーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオ レフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルス ルホン酸ナトリウム、しょ糖脂肪酸エステル ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ レンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アル カノールアミド、ポリオキシエチレンアルキ ルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフ ェニルエーテル、アルキルアミノ脂肪酸ナト リウム、アルキルベタイン、アルキルアミン オキシド、アルキルトリメチルアンモニウム 塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩など が挙げられる。

 また、液体薬品の範疇に入るのであれば� ��記のカテゴリに入らない液体薬品を用いて� ��良く、塩酸、硫酸、酢酸、硝酸、蟻酸、フ� ��酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、� ��酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化� ��ンモニウム珪酸ソーダ、油などが挙げられ� ��。なお、ここに挙げた液体薬品は上記のカ� ��ゴリに該当するものとして使用されること� ��ある。また、一方の物質が流れるライン121� ��は水、他方の物質の流れるライン122にもお� ��を流しても良く、水とお湯を混ぜて均一で� ��定の温度となるように混合される。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の液体薬品、他方の物質の流れるライン6 1には第二の液体薬品または金属を流すこと� �渦巻き式流体混合器126を用いた装置によっ� �混合されても良い。ここで混合される第一� �第二液体薬品は混ぜることが可能である液� �薬品であれば良く、上記の液体薬品やそれ� �外の液体薬品でも良い。例えばフォトレジ� �トとシンナーなどが挙げられる。また、液� �薬品は化粧品であっても良い。化粧品は、� �顔料、クレンジング、化粧水、美容液、乳� �、クリーム、ジェルといった肌質自体を整� �ることを目的とする基礎化粧品や、口臭、� �臭、あせも、ただれ、脱毛などの防止、育� �又は除毛、ねずみや害虫駆除などの医薬部� �品に当たる薬用化粧品などが挙げられる。

 金属は主に有機金属化合物であり、微小� ��粒状、粉体または有機溶剤等に溶解させた� ��体で使用される。有機金属化合物は、クロ� ��(エトキシカルボニルメチル)亜鉛のような� �機亜鉛化合物、ジメチル銅リチウムのよう� �有機銅化合物、グリニャール試薬、ヨウ化� �チルマグネシウム、ジエチルマグネシウム� �ような有機マグネシウム化合物、n−ブチル� ��チウムのような有機リチウム化合物、金属� ��ルボニル、カルベン錯体、フェロセンをは� ��めとするメタロセンなどの有機金属化合物� ��パラフィンオイルに溶解させた単元素や多� ��素混合標準液などが挙げられる。また、ケ� ��素、ヒ素、ホウ素などの半金属の化合物や� ��ルミニウムのような卑金属も含まれる。有� ��金属化合物は石油化学製品の製造や有機重� ��体の製造において触媒として好適に使用さ� ��る。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��液、他方の物質の流れるライン122にはpH調� �剤または凝集剤を流すことで渦巻き式流体� �合器126を用いた装置によって混合されても� �い。pH調整剤は上記のpH調整剤が用いられ、� ��集剤は廃液の凝集を行うことができるもの� ��ら特に限定されず、硫酸アルミニウム、ポ� ��硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウム、ポリ� ��リカ鉄、硫酸カルシウム、塩化第二鉄、消� ��灰などが挙げられる。微生物は廃液の発酵� ��分解を促すものであれば良く、カビ、酵母� ��ど菌類や、バクテリアなどの細菌類などが� ��げられる。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の石油類、他方の物質の流れるライン122� ��は第二の石油類、添加剤、または水を流す� ��とで渦巻き式流体混合器126を用いた装置に� ��って混合されても良い。ここで第一、第二� ��石油類とは、炭化水素を主成分として他に� ��量の硫黄、酸素、窒素などさまざまな物質� ��含む液状の油のことであり、ナフサ(ガソリ ン)、灯油、軽油、重油、潤滑油、アスファ� �トなどが挙げられる。ここで言う添加剤は� �油類の品質向上や保持のために添加される� �のを指し、潤滑油添加剤として洗浄分散剤� �酸化防止剤、粘度指数向上剤・流動点降下� �、油性向上剤・極圧添加剤、摩耗防止剤、� �錆・防食剤など、グリース添加剤として構� �安定剤、充填剤など、燃料油添加剤などが� �げられる。ここで言う水は、純水、蒸留水� �水道水、工業用水など混合させる物質の条� �に合う水であれば特に限定されない。また� �の温度も特に限定されず、温水や冷水であ� �ても良い。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の樹脂、他方の物質の流れるライン122に� ��第二の樹脂、溶剤、硬化剤、着色剤を流す� ��とで渦巻き式流体混合器126を用いた装置に� ��って混合されても良い。ここで言う樹脂と� ��、溶融樹脂、液体樹脂などの接着剤の主成� ��、塗料の塗膜形成成分のことである。溶融� ��脂は射出成形や押し出し成形可能な樹脂な� ��特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロ� ��レン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、テ� ��ラフルオロエチレン・パーフルオロアルキ� ��ビニルエーテル共重合体、ABS樹脂、アクリ� ��樹脂、ポリアミド、ナイロン、ポリアセタ� ��ル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレ� ��エーテル、ポリブチレンテレフタレート、� ��リエチレンテレフタレート、ポリフェニレ� ��サルファイド、ポリエーテルエーテルケト� ��などが挙げられる。

 液体樹脂などの接着剤の主成分はアクリ� ��樹脂系接着剤、α−オレフィン系接着剤、� �レタン樹脂系接着剤、エーテル系セルロー� �、エチレン−酢酸ビニル樹脂接着剤、エポ� �シ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接� �剤、クロロプレンゴム系接着剤、酢酸ビニ� �樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着� �、シリコーン系接着剤、水性高分子−イソ� �アネート系接着剤、スチレン−ブタジエン� �ム溶液系接着剤、スチレン−ブタジエンゴ� �系ラテックス接着剤、ニトリルゴム系接着� �、ニトロセルロース接着剤、反応性ホット� �ルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変� �シリコーン系接着剤、ポリアミド樹脂ホッ� �メルト接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリ� �レタン樹脂ホットメルト接着剤、ポリオレ� �ィン樹脂ホットメルト接着剤、ポリ酢酸ビ� �ル樹脂溶液系接着剤、ポリスチレン樹脂溶� �系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤� �ポリビニルピロリドン樹脂系接着剤、ポリ� �ニルブチラール樹脂系接着剤、ポリベンズ� �ミダソール接着剤、ポリメタクリレート樹� �溶液系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユ� �ア樹脂系接着剤、レゾルシノール系接着剤� �どが挙げられる。塗料の塗膜形成成分とし� �は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミ� �樹脂などが挙げられる。

 溶剤としてはヘキサン、ベンゼン、トル� ��ン、ジエチルエーテル、クロロホルム、酢� ��エチル、テトラヒドロフラン、塩化メチレ� ��、アセトン、アセトニトリル、ジメチルス� ��ホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチ� ��アセトアミド、N−メチルピロリドン、エタ ノール、メタノールなどが挙げられる。硬化 剤としてはポリアミン、酸無水物、アミン類 、過酸化物、サッカリンなどが挙げられる。 着色剤としては、亜鉛華、鉛白、リトポン、 二酸化チタン、沈降性硫酸バリウム、バライ ト粉、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウル トラマリン青、フェロシアン化鉄カリ、カー ボンブラックなどの顔料が挙げられる。

 ここで上記樹脂が溶融樹脂の場合、成形� ��や押出機から渦巻き式流体混合器126に溶融� ��脂を流す装置を形成しても良く(図示せず)� �例えば成形機の場合は成形機のノズルと金� �の間に渦巻き式流体混合器126を配置させて� �出成形を行ったり、押出機の場合は押出機� �ダイの間に渦巻き式流体混合器126を配置さ� �て押出成形を行う。この場合、樹脂内の温� �を均一化させ樹脂の粘土を安定させて厚み� �ラや内部応力の発生を抑えることができ、� �ムラをなくすことができる。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の食品原料、他方の物質の流れるライン1 22には第二の食品原料、食品添加剤、調味料� ��不燃性ガスを流すことで渦巻き式流体混合� ��126を用いた装置によって混合されても良い� ��

 第一、第二の食品原料とは配管内を流動� ��能な飲料または食品であれば良く、日本酒� ��焼酎、ビール、ウイスキー、ワイン、ウォ� ��カなどのアルコール飲料、牛乳、ヨーグル� ��、バター、クリーム、チーズ、練乳、乳脂� ��どの乳製品、ジュース、お茶、コーヒー、� ��乳、水などの飲料、出汁、味噌汁、コンソ� ��スープ、コーンスープ、豚骨スープなどの� ��料食品、その他にもゼリー、こんにゃく、� ��リン、チョコレート、アイスクリーム、キ� ��ンディ、豆腐、練り製品、解き卵、ゼラチ� ��などの各種食品原料などが挙げられる。ま� ��流動可能なら個体や粉体でも良く、小麦粉� ��片栗粉、強力粉、薄力粉、そば粉、粉ミル� ��、コーヒー、ココアなどの粉原料や、果肉� ��ワカメ、ゴマ、青海苔、削り節、パン粉、� ��かく刻む又はすりおろした食品などの小さ� ��固形食品などが挙げられる。

 食品添加剤は、黒糖、三温糖、果糖、麦� ��糖、蜂蜜、糖蜜、メープルシロップ、水飴� ��エリスリトール、トレハロース、マルチト� ��ル、パラチノース、キシリトール、ソルビ� ��ール、ソーマチン、サッカリンナトリウム� ��サイクラミン酸、ズルチン、アスパルテー� ��、アセスルファムカリウム、スクラロース� ��ネオテームなどの甘味料、カラメル色素、� ��チナシ色素、アントシアニン色素、アナト� ��色素、パプリカ色素、紅花色素、紅麹色素� ��フラボノイド色素、コチニール色素、アマ� ��ンス、エリスロシン、アルラレッドAC、ニ� �ーコクシン、フロキシン、ローズベンガル� �アシッドレッド、タートラジン、サンセッ� �イエローFCF、ファストグリーンFCF、ブリリ� �ントブルーFCF、インジゴカルミンなどの着� �料、安息香酸ナトリウム、ε−ポリリジン、 しらこたん白抽出物(プロタミン)、ソルビン� ��カリウム、ナトリウム、デヒドロ酢酸ナト� ��ウム、ツヤプリシン(ヒノキチオール)など� �保存料、アスコルビン酸、トコフェロール� �ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒド� �キシアニソール、エリソルビン酸ナトリウ� �、亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄、クロロ� �ン酸、カテキンなどの酸化防止剤、香料な� �が挙げられる。

 調味料は、醤油、ソース、酢、油、ラー� ��、味噌、ケチャップ、マヨネーズ、ドレッ� ��ング、みりんなどの液体のものや、砂糖、� ��、胡椒、山椒、粉唐辛子などの粉体のもの� ��どが挙げられる。微生物は食品の発酵や分� ��を促すものであり、キノコ、カビ、酵母な� ��菌類や、バクテリアなどの細菌類である。� ��類としては各種キノコや麹カビ菌などが挙� ��られ、細菌類として例えばビフィズス菌、� ��酸菌、納豆菌などが挙げられる。不燃性ガ� ��としては炭酸ガスなどが挙げられ、例えば� ��汁と炭酸ガスとを混合させてビールを生成� ��るなどに用いられる。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��気、他方の物質の流れるライン122には可燃� ��ガスを流すことで渦巻き式流体混合器126を� ��いた装置によって混合されても良い。可燃� ��ガスとしては、メタン、エタン、プロパン� ��ブタン、ペンタン、アセチレン、水素、一� ��化炭素、アンモニア、ジメチルエーテルな� ��が挙げられる。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の不燃性ガス、他方の物質の流れるライ� ��122には第二の不燃性ガスまたは蒸気を流す� ��とで渦巻き式流体混合器126を用いた装置に� ��って混合されても良い。不燃性ガスとして� ��、窒素、酸素、二酸化炭素、アルゴンガス� ��ヘリウムガス、硫化水素ガス、亜硫酸ガス� ��硫黄酸化物ガスなどが挙げられる。また、� ��記の他の組み合わせとして、一方の物質が� ��れるライン121には水、液体薬品、食品原料� ��他方の物質の流れるライン122には空気、不� ��性ガス、蒸気を流すことで渦巻き式流体混� ��器126を用いた装置によって混合されても良� ��。

 また、一方の物質が流れるライン121には� ��一の合成中間体、他方の物質が流れるライ� ��122には第二の合成中間体、添加剤、液体薬� ��または金属を流すことで渦巻き式流体混合� ��126を用いた装置によって混合されても良い� ��第一、第二の合成中間体とは、目標化合物� ��での多段階の合成経路の中で現れる合成が� ��中の段階の化合物のことを言い、複数の薬� ��を混合させた合成途中のものや、樹脂の精� ��途中のものや医薬中間体などが挙げられる� ��

 なお、上記の図14の渦巻き式流体混合器� �用いた装置で混合させる物質の組み合わせ� �、さらに図15の装置などを用いて各々組み合 わせても良い。また、図14、図15の渦巻き式� �体混合器を用いた装置において、合流する� �の物質の流れる各々のラインにヒーターま� �は気化器を設けても良く(図示せず)、渦巻き 式流体混合器の下流側に熱交換器を設けても 良い(図示せず)。また、合流する前の一方の� ��質の流れるラインに計測器を配置し、計測� ��で計測されたパラメーターに応じて他方の� ��質の流れるラインのポンプの出力を調整す� ��制御部を有しても良く(図示せず)、他方の� �質の流れるラインに制御弁を設置して計測� �のパラメーターに応じて制御弁の開度を調� �する制御弁を有しても良い(図示せず)。この とき、計測器は必要な流体のパラメーターを 計測できれば流量計、流速計、濃度計、pH測� ��器でも良い。また、ラインの合流部の下流� ��の流路にスタティックミキサーを設置して� ��良く、渦巻き式流体混合器で流路の軸方向� ��均一化を行い、スタティックミキサーで流� ��の径方向均一化を行うのでより均一な流体� ��混合を行うことができる。

 なお、本発明について特定の実施形態に� ��づいて詳述しているが、当業者であれば、� ��発明の請求の範囲および思想から逸脱する� ��となく、様々の変更、修正等が可能である� ��