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WO2013111789A1 - スタティックミキサーおよびスタティックミキサーを用いた装置 - Google Patents

スタティックミキサーおよびスタティックミキサーを用いた装置 Download PDF

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Publication number
WO2013111789A1
WO2013111789A1 PCT/JP2013/051347 JP2013051347W WO2013111789A1 WO 2013111789 A1 WO2013111789 A1 WO 2013111789A1 JP 2013051347 W JP2013051347 W JP 2013051347W WO 2013111789 A1 WO2013111789 A1 WO 2013111789A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
static mixer
communication
channel
outlet
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/051347
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
花田　敏広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Yukizai Corp
Original Assignee
Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd filed Critical Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Publication of WO2013111789A1 publication Critical patent/WO2013111789A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B01F25/4323—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa using elements provided with a plurality of channels or using a plurality of tubes which can either be placed between common spaces or collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B01F25/4323—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa using elements provided with a plurality of channels or using a plurality of tubes which can either be placed between common spaces or collectors
    • B01F25/43231—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa using elements provided with a plurality of channels or using a plurality of tubes which can either be placed between common spaces or collectors the channels or tubes crossing each other several times

Definitions

  • the present invention relates to a static mixer and a static mixer which are used to effectively stir the fluid flowing in the flow passage of fluid transport piping in various industries such as chemical plant, semiconductor manufacturing field, food field, medical field, bio field and the like. It relates to the fluid mixing device used.
  • FIG. 22 there is a mixer as shown in FIG. 22 as a static mixer attached to a fluid transport pipe to uniformly mix fluid flowing in a pipe (see, for example, Patent Document 1).
  • the mixer of FIG. 22 is comprised from the joining member 101 to which two plate-shaped members 101a and 101b were joined.
  • a zigzag groove 103 having a through hole 102 serving as an inlet or an outlet at one end is provided on each surface of the members 101a and 101b, and the surfaces provided with the grooves 103 are joined to each other.
  • Two flow paths 104 are formed in the space formed by the groove 103 surrounded by the members 101a and 101b. Also, the two flow paths 104 are arranged to cross each other.
  • the conventional mixer bonds the surfaces of the two plate-like members 101a and 101b to each other
  • normal plate materials have surfaces that are not completely flat, so these surfaces should be uniformly bonded. Is difficult, and locally there is a part where the bonding strength is weak, and there is a possibility that the surfaces may be easily separated.
  • an adhesive or the like used for joining may leak into the flow path 104, and the flow in the flow path 104 may be hindered.
  • a mixer is required which is free from the contamination of the flow path 104 caused by the fluid staying in the gap or the elution of the adhesive component from the adhesive etc. It is done.
  • the length of the mixer may be long.
  • the flow rate of the fluid to be mixed is increased, it is necessary to increase the cross-sectional area and length of the groove 103.
  • the thickness of the joining member 101 and joining of the members 101a and 101b Since the area of the surface is increased, there is a possibility that the procurement and forming process of the plate material and the joining of the members 101a and 101b become difficult.
  • An object of the present invention is to provide a static mixer which has a compact shape and which can be easily manufactured even if the flow rate of the fluid to be mixed is large and which can be easily installed on a piping line. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an apparatus for mixing various dissimilar fluids.
  • Adjacent mixing cells are in direct communication with each other or through communication channels, An inlet channel is in communication with the branch point of the mixing cell located on the most upstream side of the branch points, The outlet channel is in communication with the confluence point of the mixing cells located on the most downstream side of the confluence points,
  • a static mixer is provided, characterized in that it is arranged in a wrapped state.
  • the mixing cell of the static mixer according to the present invention when the mixing cell of the static mixer according to the present invention is viewed from the length direction of the static mixer, at least a part of the axial surrounding surface of the branch channel of any mixing cell is Since the mixing cells are arranged so as to overlap with the axial surrounding surfaces of the branch flow paths of other mixing cells, the mixing cells can be efficiently arranged, and the static mixer can be made compact. For example, in the case of mixing difficult-to-mix fluids such as fluids having high viscosity, many mixing cells are required, but in the static mixer according to the present invention, the static mixer can be formed in a compact length. it can.
  • the mixing cell in the mixing cell, at least a part of the axis surrounding surface of the branch flow path of any mixing cell is the branch flow path of another mixing cell when viewed from the length direction of the static mixer.
  • the state of being disposed so as to overlap with the axial surrounding surface is referred to as "stacking", and this term shall be used herein.
  • branch point refers to a point at which the flow path branches from the flow path on the upstream side of the branch flow path by the branch flow path
  • junction point is branched at the branch point It refers to the point where the branch flow channels merge and flow into the flow channel downstream of the branch flow channel.
  • the axial surrounding surface of the branch flow channel means the surface surrounded by the flow channel axis passing through the center of the cross section of the branch flow channel of the mixing cell when viewed from the length direction of the static mixer. That is, “the length direction of the static mixer” refers to the direction in which the static mixer extends in its entirety.
  • the static mixer according to claim 1 wherein the center points of all the mixing cells are arranged on the same axis.
  • the mixing cells can be regularly stacked, and the static mixer can be formed more compactly.
  • the center point of the mixing cell does not refer to only the center of a specific periphery, for example, the center point of the mixing cell is not only the center point of the outer periphery of the mixing cell but the center of the inner periphery of the mixing cell It may be the center point of the middle line between the point and the outer and inner circumferences.
  • the center point of each mixing cell is disposed on a certain axis and each mixing cell is viewed from the axial direction, the axial surrounding surfaces of the flow path axis of the mixing cell are centered so that they overlap each other. Points may be set, for example, the center point of the outline of the surface formed by being surrounded by the mixing cell or the geometric center of gravity.
  • the mixing cells are formed in an annular shape having the same outer diameter, the shapes of the individual mixing cells can be made uniform, and the forming and processing of the mixing cells and the assembly of the static mixer It will be easier. Furthermore, by aligning the shapes of the mixing cells and arranging the center points of the mixing cells on the same axis, the center and outer diameter of each mixing cell can be aligned, which not only makes the static mixer more compact, but The heat insulating cover and the protective cover can be easily attached to the outer peripheral surface.
  • center points of the fluid inlet and the fluid outlet and center points of all the mixing cells are arranged on the same axis.
  • the static mixer according to any one of the above is provided.
  • the static mixer can be formed into a linear shape, the static mixer can be attached to the straight pipe portion which occupies most of the piping line, and the static mixer can be easily installed in the piping line. Can.
  • At least one of the inlet flow passage, the outlet flow passage, the branch flow passage, and the communication flow passage is provided with a portion where the flow passage cross-sectional shape changes.
  • the fluid in the flow path can be agitated, and the fluids can be efficiently mixed.
  • At least one of the inlet flow passage, the outlet flow passage, the branch flow passage, and the communication flow passage is provided with a portion where the flow passage cross-sectional area changes.
  • the branch flow passage communicates with the communication flow passage at a position eccentric to the flow passage central axis of the communication flow passage.
  • the fluid flowing into the communication channel from the branch channel since the fluid flowing into the communication channel from the branch channel generates a swirling flow along the inner wall of the communication channel, the fluid flowing through the communication channel can be efficiently stirred and mixed. can do. Furthermore, since it is possible to prevent the fluid flowing in the branch flow passage from strikingly colliding at the junction, pressure loss can be reduced.
  • the communication channel is extended in parallel with a straight line connecting the center points of the mixing cells, according to any one of claims 1 to 7.
  • Static mixer is provided.
  • the mixing cells can be easily communicated with each other by the shortened communication flow paths, so that the static mixer can be formed compact.
  • the communication channel intersects with a straight line connecting center points of the mixing cells, the static mixer according to any one of claims 1 to 7. Is provided.
  • the distance between the mixing cells can be narrowed while securing the length of the communication channel, and the static mixer can be made compact.
  • the invention of claim 10 comprises an element formed in a columnar shape, and a casing fitted with the outer peripheral surface of the element, and the element has a fluid inlet at one end face and the other end.
  • the fluid outlet on the end face a plurality of annular grooves communicating with the outer circumferential surface thereof, an inlet side communication groove communicating the fluid inlet and the annular groove, an outlet communicating the fluid outlet and the annular groove A side communication groove is formed, the branch flow channel is formed by the annular groove and the inner peripheral surface of the housing, and the inlet flow channel is formed by the inlet communication groove and the inner peripheral surface of the housing.
  • the element and the housing as described above, not only the mixing performance is excellent, but the number of parts is small, and the simple and compact shape is obtained, and the flow rate is increased. It is possible to realize a static mixer that can respond flexibly. Further, in this configuration, the adjacent annular grooves are in direct communication with each other, and the length of the flow path of the static mixer can be shortened, so that the processing time of the element can be shortened.
  • the invention of claim 11 comprises an element formed in a columnar shape, and a casing fitted with the outer peripheral surface of the element, and the element has a fluid inlet at one end face thereof and the other side.
  • An outlet-side communication groove communicating the outlet with the annular groove is formed, and the branch channel is formed by the annular groove and the inner peripheral surface of the housing, and the inlet-side communication groove and the inner periphery of the housing
  • the inlet channel is formed by the surface, the communication channel is formed by the intermediate communication groove and the inner circumferential surface of the housing, and the outlet channel is formed by the outlet communication groove and the inner circumferential surface of the housing 9.
  • the element and the housing as described above, not only the mixing performance is excellent, but the number of parts is small, and the simple and compact shape is obtained, and the flow rate is increased. It is possible to realize a static mixer that can respond flexibly. Further, the communication flow channel is formed in parallel with the axis connecting the center points of the respective annular grooves, and when the mixing cells 8 are communicated with each other, the communication channels can be easily communicated without using the communication holes in the oblique direction which is difficult to process The flow path 9 can be formed.
  • the invention of claim 12 comprises an element formed in a columnar shape, and a casing fitted to the outer peripheral surface of the element, and the element has the fluid inlet at the other end thereof and the other end.
  • An outlet-side communication hole communicating the fluid outlet and the annular groove is formed, the branch flow channel is formed by the annular groove and the inner circumferential surface of the housing, and the inlet-side communication hole, the intermediate communication hole,
  • the static mixer according to claim 7 or 9, wherein the outlet communication holes respectively define the inlet channel, the communication channel, and the outlet channel.
  • the element and the housing as described above, not only the mixing performance is excellent, but the number of parts is small, and the simple and compact shape is obtained, and the flow rate is increased. It is possible to realize a static mixer that can respond flexibly. Further, the communication channel intersects with the axis connecting the center points of the mixing cells, and the distance between adjacent annular grooves can be narrowed while securing the length of the communication channel, and the static mixer can be made compact. can do.
  • the static mixer according to any one of claims 1 to 12 and a flow path forming means for forming a flow path for merging and guiding a plurality of different types of fluids to the static mixer.
  • An apparatus is provided.
  • FIG. 6 is a partially enlarged schematic perspective view showing the inclination of a virtual plane B of a certain mixing cell with respect to the direction A. It is an A direction arrow line view of FIG. 2A. It is a perspective view which shows schematic structure of the modification of the static mixer which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a perspective view showing a schematic structure of another modification of a static mixer concerning a first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a schematic structure of another modification of a static mixer concerning a first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a schematic structure of another modification of a static mixer concerning a first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a schematic structure of another modification of a static mixer concerning a first embodiment of the present invention.
  • the static mixer includes branch points 5a to 5d between an inlet channel 2 having a fluid inlet 1 which is an opening into which fluid flows and an outlet channel 4 which has a fluid outlet 3 which is an opening from which fluid flows. And a plurality of mixing cells 8a to 8d having branch points 7a to 7d, and branch points 7a to 7d for connecting the branch points 5a to 4d and the branch points 6a to 6d They are stacked in series via the communication channels 9a to 9c.
  • the inlet channel 2 of the static mixer is in communication with the branch point 5a of the mixing cell 8a on the most upstream side, and the outlet channel 4 is in communication with the junction 6d of the mixing cell 8d on the most downstream side.
  • the center points of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 and all the mixing cells 8 are arranged on the same axis, and the communication channels 9a to 9c connect the center points of the mixing cells 8a to 8d. It is orthogonal to the axis.
  • the inlet channel 2, the branch channels 7a to 7d, the communication channels 9a to 9c, and the outlet channel 4 are formed in a circular shape in cross section.
  • all of the mixing cells 8a to 8d are formed in an annular shape having the same outer diameter.
  • FIG. 2B is a view on arrow A of FIG. 2A.
  • an axial enveloping surface 7ea (indicated by hatching in FIG. 2B) corresponds to a region surrounded by a flow path axis 7fa (indicated by a dotted line in FIG. 2B) passing through the cross sectional center of the branch flow path 7. )It is shown.
  • FIG. 1 when considering the static mixer of FIG. 1 from the direction A which is a direction coinciding with the length direction of the static mixer while considering FIG.
  • the branch channels 7a to 7d of the mixing cells 8a to d are Since the axis surrounding surface 7ea is parallel to the axis along which the direction A passes the center point of each mixing cell 8a to d and each mixing cell 8a to d has the same shape, the whole of the axis surrounding surface 7ea is mutually It is overlapping.
  • the mixing cell 8 at least a part of the axis surrounding surface 7ea of the branch channels 7a to 7d of any of the mixing cells 8a to 8d when viewed from the length direction of the static mixer As long as they are disposed so as to overlap with the axis surrounding surface 7ea of the branch flow paths 7a to 7d of d, that is, the mixing cells 8a to 8d may be disposed in a stacked state. As a result, the length of the static mixer can be made compact without expanding in the width direction.
  • the above-mentioned axial surrounding surface 7ea has the largest area when viewed from the length direction of the static mixer Thus, it is defined by selecting the flow path axis 7fa which becomes the outer edge of the axial surrounding surface 7ea.
  • the shape of the mixing cells 8a to d is an annular shape, but the shape of the mixing cells 8a to d merges with the branch points 5a to 5d and the junctions 6a to 6d and the branch points 5a to d, respectively.
  • the flow paths between the points 6a to 6d and the branch paths 7a to 7d are not limited in particular as long as they are branched and communicated.
  • the shape of the mixed cells 8a to 8d is, for example, a combination of a toric shape and a polygon, a twist or a partial or whole, and a twist in addition to a toric shape such as a circle and an oval, or a polygon such as a triangle or a quadrangle.
  • the sizes of the mixing cells 8a to 8d are equalized, but the sizes of the mixing cells 8a to 8d are not particularly limited, and the mixing cells 8 may have different sizes. You may form. In the present embodiment, by forming the mixing cells 8a to 8d in an annular shape having the same outer diameter, the forming and processing of the mixing cells 8a to 8d and the assembly of the static mixer are facilitated.
  • the inclinations of all the mixed cells 8a to 8d with respect to the direction A are aligned, but the inclinations are the virtual plane B in which the ring shape of the direction A and the mixed cells 8a to 8d is formed.
  • the mixing cells 8a to 8d may be disposed in any manner as long as they are stacked, and are not particularly limited. In the present embodiment, the mixing cells 8a to 8d are stacked such that the center points of all the mixing cells 8a to 8d are arranged on the same axis.
  • the mixing cells 8a to 8d By arranging the mixing cells 8a to 8d in this manner, the mixing cells 8a to 8d can be regularly stacked, and the static mixer can be made compact. Furthermore, the static mixer can be made more compact by aligning the center points, shapes, and angles of the mixing cells 8a to 8d, and accessories such as a heat insulating cover and a protective cover can be easily attached to the outer peripheral surface. It will be.
  • the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 of the static mixer may be formed anywhere on the outer peripheral surface of the static mixer, and is not particularly limited.
  • the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 are provided on both end faces of the static mixer, and the center point of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 connects the center points of the respective mixing cells 8a to d It is arranged on the same axis.
  • the inlet flow channel 2, the branch flow channels 7a to 7d, the communication flow channels 9a to 9c, and the outlet flow channel 4 have the same length and thickness.
  • the thickness may be changed and is not particularly limited.
  • the branch flow channels 7a to 7d of the mixing cells 8a to 8d branch respectively at the same branch points 5a to 5d and merge at the same junctions 6a to 6d. It may be branched at branch points 5a to d different for each of 7a to 7d, or may be joined at different junction points 6a to 6d, and is not particularly limited.
  • the concentration is partially in the flow path
  • the concentrated and flowing chemical solution flows from the fluid inlet 1 into the inlet channel 2.
  • the chemical solution reaches the branch point 5a of the mixing cell 8a from the inlet channel 2
  • the chemical solution is branched and flows into the branch channel 7a.
  • the drug solutions merge while being collided and stirred, and flow into the communication channel 9a and flow downstream.
  • the drug solution flowing through the communication channel 9a reaches the branch point 5b of the next mixing cell 8b, the drug solution is branched in the same manner as when flowing through the branch point 5a, and reaches the junction 6b through the branch channel 7b. Are merged and mixed while being agitated and mixed, and flow into the communication channel 9b and flow downstream.
  • the drug solution flowing through the communication passage 9b flows into the mixing cell 8d through the mixing cell 8c and the communication passage 9c in the same manner as the mixing cells 8a and 8b and the communication passages 9a and 9b, and reaches the junction 6d of the mixing cell 8d. Do.
  • the chemical solution that has reached the junction 6 d is repeatedly stirred and mixed at the junctions 6 a to d of the four mixing cells 8 a to d, so that the concentration in the channel is equalized, and the fluid outlet 3 is passed through the outlet channel 4. Flow out of the static mixer.
  • the communication flow paths 9a to 9c are the junction points 6a to 6d of the mixing cells 8a to 8d and the branch points 5b to 5d of the other mixing cells 8b to 8d downstream of the mixing cells 8a to 8d. , And are formed orthogonal to the axis connecting the center points of the mixing cells 8a to 8d, but the communication flow paths 9a to 9c communicate with the adjacent mixing cells 8a to 8d.
  • the communication channel 9 is formed so that the angle formed by the communication channels 9a to c and the axis connecting the central points of the mixing cells 8a to d is inclined from 90 ° to the upstream side, the length of the communication channel 9 As a result, the distance between adjacent mixing cells 8a to 8d can be narrowed while securing a static mixer can be made more compact. Further, as shown in FIG. 3, the communication flow paths 9a to 9c may be formed in parallel with an axis connecting center points of the respective mixing cells 8a to 8d.
  • Channels 9a-c can be formed. It is particularly preferable when the lengths of the communication channels 9a to 9c do not significantly affect the mixing of the chemical solution flowing through the static mixer. Further, when the communication channels 9a to 9c having a sufficient length for mixing the chemical solutions collided and mixed at the joining points 6a to 6d are required, the communication channels 9a to 9c may be formed in a spiral shape.
  • the lengths of the communication flow channels 9a to 9c The static mixer can be made compact while lengthening. Further, when it is desired to further stir the chemical solution which has collided and stirred at the junction points 6a to 6d in the communication channels 9a to 9c, the communication channels 9a to 9c are made to meander to flow the chemical solution in the communication channels 9a to 9c. It is preferable to form the communication channels 9a to 9c so that the direction changes.
  • the inlet channel 2 having the fluid inlet 1 and the outlet channel 4 having the fluid outlet 3 are disposed so as to communicate with the mixing cell 8a on the most upstream side and the mixing cell 8d on the most downstream side.
  • the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 may be formed directly on the mixing cells 8a and 8d without forming the inlet channel 2 and the outlet channel 4.
  • the adjacent mixing cells 8a to 8d communicate with each other by the communication flow paths 9a to 9c, but as shown in FIG. 4, the adjacent mixing cells 8a to 8d communicate with each other. It may arrange so that it may be communicated, without intervening.
  • the branch points 5a to 5d and the junctions 6a to d of the mixing cells 8a to 8d are disposed at opposing positions on the mixing cells 8a to 8d. It may be disposed anywhere on the mixing cell 8, and is not particularly limited. As shown in FIG. 5, the branch point 5 and the junction point 6 may be arranged at different positions for each mixing cell 8.
  • the number of the branch channels 7a to 7d may be any number and is not particularly limited. As shown in FIG. 6, the number of branch channels 7 may be different for each mixing cell 8.
  • the static mixer is integrally formed of a tube continuous from the fluid inlet 1 to the fluid outlet 3, but as shown in FIG. 7, a plurality of components of the static mixer use the joint 10 or the like. It may be integrally joined to form a static mixer.
  • the length, shape, and thickness of the various channels of the static mixer can be changed widely and easily, so a wide range of designs should be designed according to the characteristics of the chemical flowing through the static mixer. Can.
  • mixing cell 8a although only one mixing cell 8a is connected from the inlet channel 2, a plurality of mixing cells are connected from the inlet channel 2 using the branch communicating channel 32 as shown in FIG.
  • the fluid flowing inside the respective mixing cells 8 may be repeatedly branched and merged to merge in the outlet channel 4.
  • FIG. 9 a static mixer according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the communication flow channel 9 is provided with a portion in which the cross-sectional shape of the flow channel changes.
  • symbol is attached
  • the communication flow channel 9 is provided with a portion in which the cross-sectional shape of the flow channel changes.
  • the cross-sectional shape of the communication channel 9 is continuous from a circular shape to an elliptical shape while maintaining the cross-sectional area from the junction 6 of the mixing cell 8 on the upstream side of the communication channel 9 to the middle portion of the communication channel 9 Is transformed into Furthermore, the cross-sectional shape of the communication channel 9 is continuously changed from an elliptical shape to a circular shape while maintaining the cross-sectional area from the middle portion of the communication channel 9 to the branch point 5 of the mixing cell 8 on the downstream side of the communication channel 9 Is transformed into
  • the chemical solution flowing into the inlet channel 2 from the fluid inlet 1 flows into the mixing cell 8 and flows into the branch channel 7 through the branch point 5.
  • the branch channel 7 reaches the junction 6, the branched chemical solutions collide and mix, and flow into the communication channel 9. Since the communication flow path 9 is continuously deformed again from a circular shape to an elliptical shape again into a circular shape while maintaining the cross-sectional area from the upstream side to the downstream side, the chemical solution flowing through the communication flow path 9 Is stirred and mixed inside the communication channel 9.
  • the chemical solution that has passed through all the mixing cells 8 and the communication channel 9 flows into the outlet channel 4 and flows out of the fluid outlet 3 to the outside of the static mixer.
  • the communication flow channel 9 is provided with a portion where the flow channel cross-sectional shape changes, but other flow channels may also be provided with a portion where the flow channel cross-sectional shape changes. It is not particularly limited. Moreover, in this embodiment, although the flow-path cross-sectional shape deform
  • the shape and range of the portion where the flow passage cross-sectional shape changes is appropriately designed in accordance with the characteristics of the chemical solution flowing through the static mixer.
  • a static mixer according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that a branch channel is provided with a portion where the channel cross-sectional area changes.
  • symbol is attached
  • the branch channel 7 is provided with a portion where the channel cross-sectional area changes.
  • the branch channel 7 has the same channel cross-sectional area as the inlet channel 2 at the branch point 5, but the channel cross-sectional area continuously decreases from the branch point 5 to the junction 6.
  • the chemical solution flowing into the inlet channel 2 from the fluid inlet 1 flows into the mixing cell 8 and flows into the branch channel 7 through the branch point 5. Since the cross-sectional shape of the branch flow channel 7 continuously decreases from the branch point 5 to the junction 6, the flow velocity of the chemical flowing through the branch flow channel 7 becomes faster as it approaches the junction 6. When the branch flow channel 7 reaches the junction 6, the branched chemical solutions collide and mix, and flow into the communication flow channel 9. At this time, since the drug solution is accelerated in the branch flow path 7, it collides more violently and is mixed efficiently.
  • the chemical solution having passed through the communication flow channel 9 flows downstream, passes through all the mixing cells 8 and the communication flow channel 9, flows into the outlet flow channel 4, and flows out from the fluid outlet 3 to the outside of the static mixer.
  • the branch flow passage 7 is provided with a portion where the flow passage cross-sectional area changes, but a portion where the flow passage cross-sectional area changes may be provided in the flow passages other than the branch flow passage 7 It is not limited. Further, in the present embodiment, the flow passage cross-sectional area is changed to be continuously reduced, but the flow passage cross-sectional area may be changed in any way, and is not particularly limited. The area ratio, shape, and range of the portion where the flow passage cross-sectional area changes is appropriately designed in accordance with the characteristics of the fluid flowing through the static mixer.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the branch flow channel 7 is eccentric to the flow channel central axis of the communication flow channel 9, that is, the axis passing through the central point of the flow channel cross section. It is a point in communication with 9.
  • symbol is attached
  • the branch flow channel 7 branches at a branch point 5 at a position eccentric to the flow channel central axis of the inlet flow channel 2 or the communication flow channel 9. Further, the branch flow channel 7 joins at a junction point 6 at a position eccentric to the flow channel central axis of the communication flow channel 9 or the outlet flow channel 4.
  • the branch flow channel 7 communicates with each other at a position eccentric to the flow channel central axis of the communication flow channel 9 or the outlet flow channel 4 at the junction point 6. Generate a swirling flow along the inner wall of the. Thereby, the chemical solution flowing through the communication flow channel 9 or the outlet flow channel 4 can be efficiently stirred, and the dead space in the communication flow channel 9 or the outlet flow channel 4 can be eliminated to prevent retention of the chemical solution. In addition, it is possible to reduce the pressure loss that occurs when the chemical solutions passing through the branch flow path 7 merge at the merging point 6. Further, the branch flow channel 7 is also in communication with each other at the branch point 5 at a position eccentric to the flow channel central axis of the inlet flow channel 2 or the communication flow channel 9.
  • the branch flow passage 9 is formed in the same direction as the swirling flow along the inner wall of the communication flow passage 9, the chemical solution flows into the branch flow passage 7 according to the flow generated in the communication flow passage 9.
  • the pressure loss at the branch point 5 can be reduced.
  • the branch flow channel 9 is formed along the inner wall of the communication flow channel 9 in a direction different from the flow that swirls the swirl, the flow direction of the chemical solution opposite to the flow generated in the communication flow channel 9 is rapidly changed. Since the liquid flows into the branch flow path 7, the chemical solution can be stirred and mixed effectively.
  • the branch flow path 7 joins the same location of the communication flow path 9 or the outlet flow path 4 in the same direction and at the same angle, but from different angles and different directions at different locations in each branch flow path 7 It may merge and is not particularly limited. Further, in the present embodiment, the branch flow channel 7 branches from the same place of the inlet flow channel 2 or the communication flow channel 9 in the same direction and at the same angle, but different angles and directions from different places in each branch flow channel 7 It may be branched from and not particularly limited.
  • the element 11 is made of polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the element 11 is formed in a columnar shape, here in a cylindrical shape, the fluid inlet 1 is provided on one end face of the element 11, and the fluid outlet 3 is provided on the other end face.
  • the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 are disposed coaxially with the central axis of the element 11, and the inner peripheral surfaces of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 of the element 11 are formed in a mortar shape.
  • a plurality of annular grooves 12 are provided on the outer peripheral surface of the element 11.
  • All annular grooves 12 have the same shape and the same groove width and groove depth, and the axis connecting the center points of the respective annular grooves 12 is arranged coaxially with the central axis of the element 11.
  • an inlet side communication hole 13 communicating the fluid inlet 1 with the annular groove 12 located closest to the fluid inlet 1, and an annular located near the fluid outlet 3 and the fluid outlet 3
  • An outlet communication hole 14 communicating with the groove 12 is provided inside the element 11.
  • an intermediate communication hole 15 communicating the adjacent annular grooves 12 with each other at the shortest distance is provided so as to intersect with an axis connecting the center points of the annular grooves 12.
  • the housing 16 is a tube made of tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (hereinafter referred to as PFA), and the inner diameter of the housing 16 is formed to be substantially the same as the outer diameter of the element 11.
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin
  • the branch flow path 7 is formed by the annular groove 12 of the element 11 and the inner circumferential surface of the housing 16.
  • the inlet communication hole 13, the outlet communication hole 14, and the intermediate communication hole 15 become an inlet flow passage 2, an outlet flow passage 4, and a communication flow passage 9, respectively.
  • the element 11 is disposed at the center of the inside of the housing 16, and the mail connectors 17 are attached to both ends of the housing 16. After the flare 18 is attached, the tightening nut 19 is screwed to the mail connector 17.
  • connection portions connecting upstream and downstream are formed.
  • the static mixer In the static mixer according to the present embodiment, all the flow paths are configured by the element 11 and the housing 16, and the number of parts is small. In addition, no gap other than the flow path exists between the element 11 and the housing 16 and the element 11 can be inserted into the housing 16 without using an adhesive, so the elution of the adhesive component Contamination of the flow path due to or liquid accumulation is reduced. Further, the shape of the element 11 is simple and can be easily molded by injection molding, and the shape of the housing 16 is also simple, so that a soft tube or a hard tube can be easily used. Therefore, it is possible to easily manufacture a static mixer according to the flow rate from a small flow rate to a large flow rate.
  • the static mixer according to the present embodiment can be easily installed inside a factory or a mixing apparatus.
  • the same shape is provided inside the housing 16 according to the characteristics of the chemical flowing through the static mixer and the mixing performance required for the static mixer.
  • a plurality of elements 11 having different shapes may be arranged.
  • the element 11 is integrally formed.
  • the element 11 is formed by arranging a plurality of element parts in which one mixing cell 8 is formed in series and integrally joining them. You may In this way, the flow path shape of the element 11 and the length of the flow path can be easily changed according to the characteristics of the chemical solution flowing through the static mixer and the mixing performance required for the static mixer.
  • the branch flow passage 7 even if the flow passage shapes and flow passage cross-sectional areas of the various flow passages of the inlet flow passage 2, the branch flow passage 7, the communication flow passage 9 and the outlet flow passage 4 are changed. Good. For example, as shown in FIG. 13, the groove depth of the annular groove 12 is made shallow continuously from the branch point 5 to the junction point 6 so that the cross-sectional area of the branch channel 7 becomes continuously smaller. It is also good. In this way, the flow velocity of the chemical solution flowing through the branch flow channel 7 is increased, and the chemical solution collides more violently at the junction 6 and is mixed efficiently.
  • FIG. 6 a static mixer according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that a cap nut 20 and a flanged short tube 21 are used in the connecting portion.
  • symbol is attached
  • the element 11 is made of polyvinyl chloride (hereinafter referred to as PVC), and an annular groove is provided on the outer periphery of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 respectively located on both end faces of the element 11
  • PVC polyvinyl chloride
  • an annular groove is also provided on the outer peripheral surfaces of both end portions of the element 11, and the water blocking member 33 is fitted in the annular groove.
  • the housing 16 is made of PVC and has a cylindrical shape.
  • the inner diameter of the housing 16 is formed substantially the same as the outer diameter of the element 11.
  • On the outer peripheral surface of both ends of the housing 16 a male screw portion to be screwed with the female screw portion of the cap nut 20 is provided.
  • the element 11 is disposed inside the housing 16, and the element 11 is fixed by the short flanged tube 21 attached to both ends of the housing 16 and the cap nut 20.
  • the cap nut 20 is made of PVC and is formed in a cylindrical shape. On the inner circumference of one end of the cap nut 20, a female screw is provided which is screwed to a male screw provided on the outer peripheral surface of both ends of the housing 16. The other end of the cap nut 20 is provided with an inner flange 22 protruding in the inner diameter direction.
  • the flanged short pipe 21 is made of PVC, and is composed of a short pipe portion 23 to which a pipe or the like is connected and a flange portion 24.
  • the outer diameter of the short tube portion 23 is smaller than the inner diameter of the inner flange portion 22 of the cap nut 20, and the inner diameter of the short tube portion 23 is approximately the same diameter as the inner diameters of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 of the element 11. Is formed.
  • the outer diameter of the collar portion 24 is smaller than the inner diameter of the cap nut 20.
  • the flanged short tube 21 is sandwiched and fixed in a watertight state between the cap nut 20 and the housing 16 in a state in which the water blocking member 33 is interposed between the end face of the flange portion 24 and the end face of the element 11 ing.
  • connection portion is formed by the upstream and downstream sides and the cap nut 20 and the flanged short pipe 21. Therefore, in a field where a general piping member such as a PVC pipe is used It can be used suitably.
  • the element 11 is held and fixed by the cap nut 20 and the flanged short pipe 21.
  • the method of fixing the housing 16 and the element 11 may be adhesion, welding, screwing, etc. I will not.
  • the housing 16 is divided into two, the flange portion 25 is provided on the divided surface, and the flange portion 25 is connected by the ferrule joint 26. It is also good. Also, the connection portions at both ends of the housing 16 may be connected by the ferrule joint 26. In this way, the static mixer can be easily disassembled and assembled, and the static mixer can be cleaned easily and reliably.
  • a static mixer according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the seventh embodiment is different from the fifth embodiment in that the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 are formed on the outer peripheral surface of the housing 16.
  • symbol is attached
  • a male screw portion for screwing on the housing 16 is provided on the outer peripheral surface of one end of the element 11.
  • An annular groove is provided on the outer peripheral surface in the vicinity of the male screw portion, and the water blocking member 33 is fitted into the inside thereof.
  • an outlet communication hole 14 communicating with the portion of the annular groove 12 which is orthogonal to the longitudinal axis of the element 11 and located at the most downstream position is provided.
  • an annular groove 12 and an intermediate communication hole 15 are formed in the element 11.
  • the housing 16 is formed in a bottomed cylindrical shape.
  • a male screw portion screwed with the female screw portion of the cap nut 20 formed in a bottomed cylindrical shape is provided on the outer peripheral surface of the end portion of the case 16 which does not have the bottom portion.
  • a female screw portion to be screwed with the male screw portion of the element 11 is provided on the inner peripheral surface of the end portion of the case 16 not having the bottom portion.
  • Female threaded openings 27 and 28 are provided on the outer peripheral surface of the housing 16 so as to penetrate the housing 16, and the female threaded opening 27 communicates with the annular groove 12 positioned on the most upstream side, and the fluid inlet 1
  • the internally threaded opening 28 communicates with the outlet communication hole to form the fluid outlet 3.
  • the configuration of the other parts of the static mixer according to the seventh embodiment and the action of uniformly mixing the chemical solutions are the same as in the fifth embodiment, and therefore the description thereof is omitted.
  • the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 are formed on the outer peripheral surface of the housing 16, and the axis connecting the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 is parallel to the central axis of the housing 16
  • the location for forming the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 may be the surface of the static mixer, and can be appropriately designed according to the surrounding piping conditions.
  • the fluid inlet 1 may be formed on the end face of the housing 16
  • the fluid outlet 3 may be formed on the outer peripheral surface of the other end of the housing 16
  • the static mixer may be installed on the curved pipe of the piping line.
  • FIG. 17 a static mixer according to an eighth embodiment of the present invention will be described.
  • the eighth embodiment is different from the fifth embodiment in that the mixing cells 8 are in communication with each other without passing through the communication channel 9.
  • symbol is attached
  • internal threads of the fluid inlet 1 and the fluid outlet 3 provided on both end surfaces of the element 11 are provided.
  • the inlet side communicating groove 29 communicating the fluid inlet 1 and the annular groove 12 portion located closest to the fluid inlet 1, and the position closest to the fluid outlet 3 and the fluid outlet 3 And an outlet-side annular groove 30 communicating with the annular groove 12.
  • the annular groove 12 provided on the outer peripheral surface of the element 11 is in direct communication with the adjacent annular groove 12. That is, all the mixing cells 8 are in communication without the communication channel 9.
  • the housing 16 is formed in a cylindrical shape, and the inner diameter of the housing 16 is formed to be substantially the same as the outer diameter of the element 11.
  • the inlet communication groove 29 and the outlet communication groove 30 of the element 11 form an inlet flow passage 2 and an outlet flow passage 4, respectively.
  • the element 11 and the housing 16 are watertightly fitted by shrink fitting.
  • the configuration of the other parts of the static mixer according to the eighth embodiment and the function of uniformly mixing the drug solution are the same as in the fifth embodiment, and therefore the description thereof is omitted.
  • the mixing cells 8 are in direct communication with each other, and the length of the flow path of the static mixer can be shortened, so the processing time can be shortened.
  • the ninth embodiment differs from the fifth embodiment in that the communication flow channel 9 is extended so as to be parallel to the axis connecting the center points of the respective mixing cells 8.
  • symbol is attached
  • an intermediate communication groove 31 communicating the adjacent annular grooves 12 is extended on the outer peripheral surface of the element 11 so as to be parallel to the axis connecting the center points of the respective mixing cells 8.
  • An outlet side communication groove 30 communicating with the annular groove 12 is provided.
  • the configuration other than the above-described configuration of the static mixer according to the ninth embodiment and the function of uniformly mixing the drug solution are the same as those of the fifth embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the communication flow channel 9 is extended in parallel with the axis connecting the center points of the mixing cells 8, and when the mixing cells 8 are communicated with each other, oblique directions in which processing is difficult
  • the communication channel 9 can be easily formed without using the communication hole of the above.
  • the flow passage shape and the flow passage cross-sectional area of the inlet flow passage 2, the branch flow passage 7, the communication flow passage 9, the outlet flow passage 4 and the like may be changed.
  • the uneven portion 34 is formed on the bottom surface of the intermediate communication groove 31, the chemical solution flowing through the communication channel 9 is agitated, and the chemical solution is efficiently mixed.
  • a static mixer according to an embodiment of the present invention is applied to a line through which the fluid flows, for example, in a state where the temperature or concentration of the fluid is uneven, and the temperature or concentration of the fluid in the line is equalized by using the static mixer.
  • the fluid that can be mixed using the static mixer according to the embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a fluid, but is particularly suitable for a fluid having a high viscosity.
  • FIG. 20 is a view showing an example of an apparatus using a static mixer according to the present invention.
  • the static mixer 46 according to the present invention is disposed downstream of the joining portion 43 of the lines 41 and 42 through which the two substances flow.
  • Each substance is supplied by pumps 44 and 45, respectively.
  • the mixing ratio may vary, but the static mixer 46 can make the temperature and the concentration constant.
  • the substance at this time may be gas, liquid, solid, powder or the like, and solid or powder may be previously mixed with gas or liquid.
  • the apparatus may be configured to combine lines in which three or more substances flow, and three or more substances may be mixed by a static mixer.
  • FIG. 21 is a view showing a modified example of the device of FIG.
  • the static mixer 50 according to the present invention is disposed downstream of the joining portion 49 of the lines 47 and 48 through which two substances flow, and the line 51 where other substances flow downstream of the static mixer 50 joins A junction portion 52 is provided, and the static mixer 53 according to the present invention is also disposed downstream of the junction portion 52.
  • the static mixer 53 according to the present invention is also disposed downstream of the junction portion 52.
  • a heater or a vaporizer may be provided on each line through which the fluid flows, and the heat exchanger on the downstream side of the static mixer. May be provided.
  • a controller is disposed on the line through which one substance flows before the fluid merges, and a control unit is provided to adjust the output of the pump on the line through which the other substance flows according to the parameter measured by the meter.
  • a control valve may be disposed in the other material flow line, and a control valve may be provided to adjust the degree of opening of the control valve in accordance with the parameters of the meter.
  • the meter may be a flow meter, a flow meter, a densitometer, or a pH meter as long as it can measure the necessary fluid parameters. Moreover, you may install a static mixer in the flow path of the downstream of the confluence
  • the static mixer according to the present invention may be mounted on a device from which the mixed fluid is discharged.
  • the device from which the mixed fluid is discharged include a molding machine, an extruder, and a coating device for an adhesive.
  • a static mixer may be disposed between the nozzle of the molding machine and the mold for injection molding
  • a static mixer may be disposed between the extruder and a die.
  • the adhesive may be applied by disposing a static mixer at the tip of the adhesive application device.
  • each component such as the element 11 and the casing 16 of the static mixer according to the present invention may be any of PVC, polypropylene, polyethylene and the like as long as it is made of resin.
  • a fluorocarbon resin such as PTFE, PFA or polyvinylidene fluoride.
  • part or all of the element 11 or the housing 16 may be formed of a transparent or translucent material, and in this case, it is preferable because the state of mixing of the fluid can be visually confirmed.
  • the material of each component may be a metal or alloy such as iron, copper, copper alloy, brass, aluminum, stainless steel, titanium or the like.
  • the flow channel shape and flow channel cross-sectional area of various flow channels are the characteristics of the fluid flowing through the static mixer and the degree of mixing. It can design suitably according to and is not limited in particular. For example, when it is desired to prevent liquid pooling in the flow path, it is preferable to make the cross-sectional shape of the bottom of the flow path circular and to make the boundaries between the flow paths smooth. Further, when it is desired to stir the fluid in the channel to promote mixing, it is preferable to meander the channel, change the width of the channel, or change the depth of the channel. Moreover, you may mount the stirring means comprised from another components in the inside of a flow path.
  • the grooves forming the various channels such as the annular groove 12 are provided on the outer peripheral surface of the element 11, but the groove such as the annular groove 12 is formed between the element 11 and the housing 16 If it exists, you may provide the groove
  • the first to ninth embodiments may be arbitrarily combined to constitute a static mixer. That is, the present invention is not limited to the static mixer of the embodiment as long as the features and functions of the present invention can be realized.

Landscapes

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Description

スタティックミキサーおよびスタティックミキサーを用いた装置
　本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、医療分野、バイオ分野などの各種産業における流体輸送配管の流路内を流れる流体を効果的に撹拌するために用いられるスタティックミキサー及びスタティックミキサーを用いた流体混合装置に関するものである。
　従来から、流体輸送配管に装着して管内を流れる流体を均一に混合するスタティックミキサーとして、図２２に示すような混合器がある（例えば、特許文献１参照）。図２２の混合器は、二つの板状の部材１０１ａ、１０１ｂを接合させた接合部材１０１から構成されている。部材１０１ａ、１０１ｂのそれぞれの表面には、一端に流入口または流出口となる貫通孔１０２を有するジグザグ形状の溝１０３が設けられており、溝１０３が設けられた面同士を接合することによって、部材１０１ａ、１０１ｂに囲われた溝１０３が形成する空間に二つの流路１０４が形成される。また、二つの流路１０４は交差するように配置されている。
特開２００８－２６４６４０号公報
　しかしながら、前記従来の混合器は二つの板状の部材１０１ａ、１０１ｂの表面同士を接合させているものの、通常の板材は表面が完全に平坦ではないため、これらの面同士を均一に接合することは難しく、局部的に接合の強度が弱い部分が生じ、面同士が剥離し易くなるおそれがある。また、流路１０４となる溝１０３の境界線に沿って部材１０１ａ，１０１ｂ同士を接合させることも難しく、接合が不十分だと溝１０３の周辺に隙間ができ、流体が隙間に流入し滞留することによって流路１０４が汚染されるおそれがある。また、部材１０１ａ，１０１ｂ同士の接合が十分でも、接合するのに使用される接着剤などが流路１０４にはみ出し、流路１０４内の流れを妨げるおそれがある。特に半導体製造分野や食品分野、医薬分野等では、流体が隙間に滞留することで生じる流路１０４の汚染や流路１０４にはみ出した接着剤などからの接着剤成分の溶出のない混合器が求められている。
　また、流体の混合効率を向上させるには、各板状の部材１０１ａ，１０１ｂの表面上に流路１０４として設けられたジグザグ形状の溝１０３を分岐合流させながらこれらの表面上で延長させる必要があるので、特に混合しにくい流体を混合させる場合には、混合器の長さが長くなるおそれがある。また、混合する流体の流量を増やす場合は溝１０３の断面積や長さを増やす必要があるが、溝１０３の断面積や長さが増えるにつれて接合部材１０１の厚みや部材１０１ａ，１０１ｂ同士の接合面の面積が増えるため、板材の調達や成形加工及び部材１０１ａ，１０１ｂ同士の接合が難しくなるおそれがある。化学工場などの多くの工場では、配管ラインを流れる流体の流量も大きく、配管ラインに使用されるパイプの径も様々であり、狭隘な空間にパイプが敷設されていることも多いため、コンパクトな形状で配管施工のしやすい混合器が求められている。
　本発明の目的は、コンパクトな形状であるとともに、混合する流体の流量が大きくなっても容易に製造でき、配管ラインに施工しやすいスタティックミキサーを提供することである。さらに、本発明の目的は、多様な異種流体を混合する装置を提供することである。
　請求項１の発明によれば、
　流体入口を有する入口流路と流体出口を有する出口流路との間において、分岐点および合流点と、前記分岐点と前記合流点との間の流路を分岐する分岐流路とを有する複数の混合セルが直列に配置され、
　隣接する前記混合セル同士が直接にまたは連通流路を介して連通し、
　入口流路が、前記分岐点のうちの、最上流側に位置する混合セルの分岐点に連通し、
　出口流路が、前記合流点のうちの、最下流側に位置する混合セルの合流点に連通している、
　スタティックミキサーにおいて、
　前記混合セルが、前記スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、任意の混合セルの分岐流路の軸線包囲面の少なくとも一部が、他の混合セルの分岐流路の軸線包囲面とオーバーラップした状態で配置されていることを特徴とするスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項１の発明では、本発明によるスタティックミキサーの混合セルが、前記スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、任意の混合セルの分岐流路の軸線包囲面の少なくとも一部が、他の混合セルの分岐流路の軸線包囲面とオーバーラップするように配置されているので、混合セルを効率的に配置することができ、スタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。例えば、高い粘度を有する流体のように混合しにくい流体を混合させる場合は、多くの混合セルが必要となるが、本発明によるスタティックミキサーであればスタティックミキサーの長さをコンパクトに形成することができる。
　なお、本発明では、混合セルについて、前記スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、任意の混合セルの分岐流路の軸線包囲面の少なくとも一部が、他の混合セルの分岐流路の軸線包囲面とオーバーラップするように配置されている状態のことを「積層している」といい、本明細書において、この用語を使用するものとする。
　さらに、本発明において、「分岐点」とは、分岐流路の上流側の流路から流路が分岐流路により分岐する点のことをいい、「合流点」とは、分岐点で分岐した分岐流路が合流しその分岐流路の下流側の流路に流入する点のことをいう。さらに、本発明において、「分岐流路の軸線包囲面」とは、スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、混合セルの分岐流路の断面中心を通る流路軸線によって包囲された面のことをいい、「スタティックミキサーの長さ方向」とは、スタティックミキサーが全体的に延在する方向をいう。
　請求項２の発明によれば、全ての前記混合セルの中心点が同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項２の発明では、全ての混合セルの中心点が同一軸線上に配置されているので、混合セルを規則正しく積層することができ、スタティックミキサーをよりコンパクトに形成することができる。
　本発明において、「中心点」とは、特定の周囲の中心のみを指すものではなく、例えば、混合セルの中心点は、混合セルの外周の中心点だけではなく、混合セルの内周の中心点や外周と内周の中間線の中心点であってもよい。なお、或る軸線上に各混合セルの中心点を配置してその軸線方向から各混合セルを見たときに、混合セルの流路軸線の軸線包囲面が互いに、よりオーバーラップするように中心点を設定してもよく、例えば、混合セルに囲まれて形成される面の外形の中心点でも、幾何学的な重心でもよい。
　請求項３の発明によれば、全ての前記混合セルが同一外径を有する円環形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項３の発明では、混合セルが同一外径を有する円環形状に形成されているので、個々の混合セルの形状を揃えることができ、混合セルの成形加工やスタティックミキサーの組立が容易になる。さらに、混合セルの形状を揃え、混合セルの中心点を同一軸線上に配置すると、各混合セルの中心と外径を揃えることができるので、スタティックミキサーをよりコンパクトにできるだけでなく、スタティックミキサーの外周面に保温カバーや保護カバーなどを取付け易くすることができる。
　請求項４の発明によれば、前記流体入口および前記流体出口の中心点と、全ての混合セルの中心点とが、同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項４の発明では、スタティックミキサーを直線形状にすることができるので、配管ラインの多くを占める直管部にスタティックミキサーを取り付けることができ、スタティックミキサーを配管ラインに容易に設置することができる。
　請求項５の発明によれば、前記入口流路、前記出口流路、前記分岐流路および前記連通流路のうちの少なくとも１つの流路に、流路断面形状が変化する部分が設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項５の発明では、流路の断面形状を変化させることによって、流路内の流体を撹拌することができ、流体を効率的に混合することができる。
　請求項６の発明によれば、前記入口流路、前記出口流路、前記分岐流路および前記連通流路のうちの少なくとも１つの流路に、流路断面積が変化する部分が設けられることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項６の発明では、流路の断面積を変化させることによって、流路内の流体の圧力や流速などを変化させることができ、流体を効率的に混合することができる。
　請求項７の発明によれば、前記分岐流路が前記連通流路の流路中央軸線から偏心した位置で前記連通流路に連通することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項７の発明では、分岐流路から連通流路に流入する流体が連通流路の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させるので、連通流路を流れる流体を効率よく撹拌および混合することができる。さらには、分岐流路を流れる流体が合流点で激しく衝突することを防ぐことができるので、圧力損失を低減させることができる。
　請求項８の発明によれば、前記連通流路が前記混合セルのそれぞれの中心点を結ぶ直線と平行に延設されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項８の発明では、混合セル同士を短縮された連通流路で容易に連通させることができるので、スタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。
　請求項９の発明によれば、前記連通流路が前記混合セルのそれぞれの中心点を結ぶ直線と交差していることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項９の発明では、連通流路の長さを確保しながら混合セル同士の間隔を狭くすることができ、スタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。
　請求項１０の発明によれば、柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、前記エレメントには、その一方の端面に流体入口と、その他方の端面に前記流体出口と、その外周面に連通している複数の環状溝と、前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通溝と、前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通溝とが形成され、前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、前記入口側連通溝および前記筐体の前記内周面により前記入口流路を形成し、前記出口側連通溝および前記筐体の前記内周面により前記出口流路を形成することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項１０の発明では、上記のようにエレメントおよび筐体を形成したことによって、混合性能に優れているだけでなく、部品点数が少なく、単純かつコンパクトな形状を有するとともに、流量の増加にも柔軟に対応できるスタティックミキサーを実現することができる。また、この構成では、隣接する環状溝同士が直接連通しており、スタティックミキサーの流路の長さを短くすることができるので、エレメントの加工時間を短くすることができる。
　請求項１１の発明によれば、柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、前記エレメントには、その一方の端面に流体入口と、その他方の端面に前記流体出口と、その外周面に複数の環状溝と、前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通溝と、隣接する前記環状溝同士を連通する中間連通溝と、前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通溝とが形成され、前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、前記入口側連通溝および前記筐体の内周面により前記入口流路を形成し、前記中間連通溝および前記筐体の内周面により前記連通流路を形成し、前記出口側連通溝および前記筐体の内周面により前記出口流路を形成することを特徴とする請求項８に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項１１の発明では、上記のようにエレメントおよび筐体を形成したことによって、混合性能に優れているだけでなく、部品点数が少なく、単純かつコンパクトな形状を有するとともに、流量の増加にも柔軟に対応できるスタティックミキサーを実現することができる。また、連通流路が各環状溝の中心点をそれぞれ結ぶ軸線と平行に形成されており、混合セル８同士を連通させるときに、加工の難しい斜め方向の連通孔を用いることなく、容易に連通流路９を形成することができる。
　請求項１２の発明によれば、柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、前記エレメントには、その一方の端面に前記流体入口と、その他方の端面に前記流体出口と、その外周面に複数の環状溝と、前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通孔と、隣接する前記環状溝同士を連通する中間連通孔と、前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通孔とが形成され、前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、前記入口側連通孔、前記中間連通孔、前記出口連通孔がそれぞれ前記入口流路、前記連通流路、前記出口流路を形成することを特徴とする請求項７又は請求項９に記載のスタティックミキサーが提供される。
　すなわち、請求項１２の発明では、上記のようにエレメントおよび筐体を形成したことによって、混合性能に優れているだけでなく、部品点数が少なく、単純かつコンパクトな形状を有するとともに、流量の増加にも柔軟に対応できるスタティックミキサーを実現することができる。また、連通流路が混合セルの中心点を結ぶ軸線と交差しており、連通流路の長さを確保しながら隣接する環状溝同士の間隔を狭くすることができ、スタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。
　請求項１３の発明によれば、請求項１～１２のいずれか１項に記載のスタティックミキサーと、前記スタティックミキサーに複数の異種流体を合流して導く流路を形成する流路形成手段とを備える装置が提供される。
　すなわち、請求項１３の発明では、上述のスタティックミキサーと前記流路形成手段とを備えることにより、多様な異種流体を混合する装置を形成することができる。
　請求項１～１２に記載の発明によれば、コンパクトな形状であるとともに、混合する流体の流量が大きくなっても容易に製造でき、配管ラインに施工しやすいスタティックミキサーを提供することができる。
　請求項１３に記載の発明によれば、さらに、多様な異種流体を混合する装置を提供することができる。
　以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、本発明を一層十分に理解できるであろう。
本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの概略構成を示す斜視図である。 方向Ａに対する或る混合セルの仮想平面Ｂの傾きを示す部分拡大概略斜視図である。 図２ＡのＡ方向矢視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの別の変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの別の変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの別の変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの別の変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの別の変形例の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第二の実施形態に係るスタティックミキサーの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第三の実施形態に係るスタティックミキサーの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第四の実施形態に係るスタティックミキサーの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第五の実施形態に係るスタティックミキサーを示す縦断面図である。 本発明の第五の実施形態に係るスタティックミキサーの変形例を示す縦断面図である。 本発明の第六の実施形態に係るスタティックミキサーを示す縦断面図である。 本発明の第六の実施形態に係るスタティックミキサーの変形例を示す縦断面図である。 本発明の第七の実施形態に係るスタティックミキサーを示す縦断面図である。 本発明の第八の実施形態に係るスタティックミキサーを示す縦断面図である。 本発明の第九の実施形態に係るスタティックミキサーの本体部の縦断面図である。 本発明の第九の実施形態に係るスタティックミキサーの変形例を示す縦断面図である。 本発明のスタティックミキサーを用いた装置の実施形態を示す模式図である。 本発明のスタティックミキサーを用いた装置の実施形態の変形例を示す模式図である。 従来の混合器を示す平面図である。
　以下、図１～２Ｂを参照して、本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーについ説明する。
　スタティックミキサーは、流体が流入する開口部である流体入口１を有する入口流路２と、流体が流出する開口部である流体出口３を有する出口流路４との間に、分岐点５ａ～ｄおよび合流点６ａ～ｄと、それぞれの分岐点５ａ～ｄと合流点６ａ～ｄとの間の流路を分岐して連通する分岐流路７ａ～ｄとを有する複数の混合セル８ａ～ｄが連通流路９ａ～ｃを介して直列に積層して配置されている。スタティックミキサーの入口流路２は最上流側の混合セル８ａの分岐点５ａに連通し、出口流路４は最下流側の混合セル８ｄの合流点６ｄに連通している。ここでは、流体入口１および流体出口３ならびに全ての混合セル８のそれぞれの中心点は同一の軸線上に配置されており、連通流路９ａ～ｃは各混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線と直交している。また、入口流路２、分岐流路７ａ～ｄ、連通流路９ａ～ｃおよび出口流路４は断面円形状に形成されている。また、本実施形態では、混合セル８ａ～ｄは全て同じ外径を有する円環形状に形成されている。図２Ａに示されている、方向Ａに対するそれぞれの混合セル８の傾き（すなわち方向Ａに対する混合セル８の円環形状が形成される仮想平面Ｂの角度）は、本実施形態では全て同じ角度で配置されている。なお、図２Ａでは、方向Ａは各混合セル８ａ～ｄの中心点を通過する軸線と平行であるが、方向Ａは、スタティックミキサーが延在する方向である、スタティックミキサーの長さ方向であればよい。また、第一の実施形態に係るスタティックミキサーの状態は、一定の方向、特にスタティックミキサーの長さ方向から見たときに、少なくとも１つの各混合セル８の少なくとも一部が他の混合セル８と重なっているということもできる。このことは、後述する他の実施形態に係るスタティックミキサーにも当てはまる。
　図２Ｂは、図２ＡのＡ方向矢視図を示す。図２Ｂでは、分岐流路７の断面中心を通る流路軸線７ｆａ（図２Ｂでは点線で示されている）によって包囲された領域に相当する軸線包囲面７ｅａ（図２Ｂでは斜線で示されている）が示されている。ここで、図２Ｂを考慮しつつ、図１のスタティックミキサーを、このスタティックミキサーの長さ方向と一致する方向である方向Ａから見ると、各混合セル８ａ～ｄの分岐流路７ａ～ｄの軸線包囲面７ｅａはそれぞれ、方向Ａが各混合セル８ａ～ｄの中心点を通過する軸線と平行でありかつ各混合セル８ａ～ｄが同一形状であるので、これら軸線包囲面７ｅａの全体が互いにオーバーラップしている。しかしながら、混合セル８は、スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、任意の混合セル８ａ～ｄの分岐流路７ａ～ｄの軸線包囲面７ｅａの少なくとも一部が、他の混合セル８ａ～ｄの分岐流路７ａ～ｄの軸線包囲面７ｅａとオーバーラップするように配置されていれば、つまり混合セル８ａ～ｄが積層された状態で配置されていればよい。その結果、スタティックミキサーの長さを幅方向に拡がることなくコンパクトに形成することができる。なお、１つの混合セル８において分岐流路７が３つ以上存在するスタティックミキサーの場合では、上述の軸線包囲面７ｅａは、スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、その面積が最大になるように、軸線包囲面７ｅａの外縁となる流路軸線７ｆａを選択することによって画定される。
　本実施形態では、混合セル８ａ～ｄの形状を円環形状としているが、混合セル８ａ～ｄの形状はそれぞれ、分岐点５ａ～ｄおよび合流点６ａ～ｄと、分岐点５ａ～ｄと合流点６ａ～ｄとの間の流路を分岐して連通する分岐流路７ａ～ｄとから形成されていればよく、特に限定されない。混合セル８ａ～ｄの形状としては、円形および楕円形といった円環形状や三角形や四角形といった多角形のほかに、例えば、円環形状と多角形を組み合わせた形状、部分的または全体的にひねりや屈曲または蛇行を加えた形状などが挙げられる。また、本実施形態では、各混合セル８ａ～ｄの大きさを揃えているが、混合セル８ａ～ｄの大きさについても特に限定されるものではなく、それぞれの混合セル８を異なる大きさに形成してもよい。本実施形態では、混合セル８ａ～ｄの形状を同一外径の円環形状に揃えて形成することによって、混合セル８ａ～ｄの成形加工やスタティックミキサーの組立が容易になっている。
　また、本実施形態では、方向Ａに対する全ての混合セル８ａ～ｄの傾きが揃えられているが、この傾きは、方向Ａと混合セル８ａ～ｄの円環形状が形成される仮想平面Ｂとが交差し角度を有していればよく、本実施形態の構成に特に限定されない。また、各混合セル８ａ～ｄは積層されていればどのように配置されてもよく、特に限定されない。本実施形態では、全ての混合セル８ａ～ｄの中心点が同一軸線上に配置されるように、混合セル８ａ～ｄが積層されている。このように混合セル８ａ～ｄを配置することによって、混合セル８ａ～ｄを規則正しく積層することができ、スタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。更に、各混合セル８ａ～ｄの中心点や形状および角度を揃えることによって、スタティックミキサーをよりコンパクトにすることができ、更に、外周面に保温カバーや保護カバーなどの付属品を容易に取り付けられるようになる。
　また、スタティックミキサーの流体入口１と流体出口３はスタティックミキサーの外周面であればどこに形成してもよく、特に限定されない。本実施形態では、流体入口１と流体出口３がスタティックミキサーの両方の端面に設けられており、流体入口１と流体出口３との中心点が各混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線と同一軸線上に配置されている。このように流体入口１と流体出口３を形成することによって、スタティックミキサーを直線形状とすることができ、配管ラインの多くを占める直管部にスタティックミキサーを取り付けることができるので、スタティックミキサーを配管ラインに容易に設置することができる。
　また、本実施形態では、入口流路２、分岐流路７ａ～ｄ、連通流路９ａ～ｃおよび出口流路４の長さや太さを同一にしているが、それぞれの流路ごとに長さや太さを変化させてもよく、特に限定されない。また、本実施形態では、混合セル８ａ～ｄの分岐流路７ａ～ｄはそれぞれ、同じ分岐点５ａ～ｄで分岐し、同じ合流点６ａ～ｄで合流しているが、それぞれの分岐流路７ａ～ｄごとに異なる分岐点５ａ～ｄで分岐したり異なる合流点６ａ～ｄで合流したりしてもよく、特に限定されない。
　次に、図１を用いて本発明の第一の実施形態に係るスタティックミキサーの作用について説明する。
　スタティックミキサーよりも上流で、水が流れる配管と薬液が流れる配管を合流させ、水と薬液が不均一に混合している薬液をスタティックミキサーに流したときに、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れている薬液は流体入口１から入口流路２に流入する。薬液が入口流路２から混合セル８ａの分岐点５ａに到達すると、薬液は分岐され分岐流路７ａに流入する。分岐流路７ａを流れる薬液が合流点６ａに到達すると、薬液は衝突し撹拌されながら合流し連通流路９ａに流入して下流側へ流れて行く。連通流路９ａを流れる薬液が次の混合セル８ｂの分岐点５ｂに到達すると、分岐点５ａを流れたときと同様に薬液は分岐され、分岐流路７ｂを経て合流点６ｂに到達し、薬液が衝突し撹拌されながら合流し連通流路９ｂに流入し下流側へ流れて行く。連通流路９ｂを流れる薬液は、混合セル８ａ、８ｂ、連通流路９ａ、９ｂと同様に混合セル８ｃおよび連通流路９ｃを経て混合セル８ｄに流入し、混合セル８ｄの合流点６ｄに到達する。合流点６ｄに到達した薬液は、４つの混合セル８ａ～ｄの合流点６ａ～ｄで繰り返し撹拌および混合されることによって流路内の濃度が均一化され、出口流路４を経て流体出口３からスタティックミキサーの外部へ流出する。
　本実施形態では、連通流路９ａ～ｃは、混合セル８ａ～ｄの合流点６ａ～ｄとその混合セル８ａ～ｄの下流側に隣接する他の混合セル８ｂ～ｄの分岐点５ｂ～ｄとを最短距離で連通するように、かつ混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線と直交するように形成されているが、連通流路９ａ～ｃが隣接する混合セル８ａ～ｄと連通していればよく、特に限定されない。連通流路９ａ～ｃと混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線とで形成される角度が、９０°から上流側に傾くように連通流路９を形成すると、連通流路９の長さを確保しながら隣接する混合セル８ａ～ｄ同士の間隔を狭くすることができ、スタティックミキサーをよりコンパクトに形成することができる。また、図３のように、連通流路９ａ～ｃが各混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線と平行になるように形成してもよい。このように形成すると、混合セル８ａ～ｄ同士を連通させるときに、組み立てや加工の難しい斜め方向の連通流路９ａ～ｃを用いることなく、混合セル８ａ～ｄの外周側で容易に連通流路９ａ～ｃを形成することができる。連通流路９ａ～ｃの長さがスタティックミキサーを流れる薬液を混合するのに大きな影響を及ぼさないときは、特に好適である。また、合流点６ａ～ｄで衝突し撹拌された薬液を混合させるのに十分な長さの連通流路９ａ～ｃが必要なときは、連通流路９ａ～ｃを螺旋状に形成するとよい。このとき、連通流路９ａ～ｃの流路中心軸線が混合セル８ａ～ｄの中心点を結ぶ軸線と平行になるように連通流路９ａ～ｃを形成すると、連通流路９ａ～ｃの長さを長くしつつスタティックミキサーをコンパクトに形成することができる。また、合流点６ａ～ｄで衝突し撹拌された薬液を連通流路９ａ～ｃでさらに撹拌したいときは、連通流路９ａ～ｃを蛇行させて、連通流路９ａ～ｃ内で薬液の流れ方向が変化するように連通流路９ａ～ｃを形成するとよい。
　また、本実施形態では、流体入口１を有する入口流路２と流体出口３を有する出口流路４とがそれぞれ最上流側の混合セル８ａおよび最下流側の混合セル８ｄに連通するように配置されているが、図４のように、入口流路２と出口流路４を形成せずに、流体入口１と流体出口３を混合セル８ａ、８ｄの上に直接形成してもよい。また、本実施形態では、隣接する混合セル８ａ～ｄを連通流路９ａ～ｃで互いに連通しているが、図４のように、隣接する混合セル８ａ～ｄ同士が連通流路９ａ～ｃを介さずに連通されるように配置してもよい。
　また、本実施形態では、混合セル８ａ～ｄの分岐点５ａ～ｄおよび合流点６ａ～ｄが混合セル８ａ～ｄ上の対向する位置に配置されているが、分岐点５と合流点６は混合セル８上であればどこに配置されてもよく、特に限定されない。図５のように、混合セル８ごとに分岐点５と合流点６を異なる位置に配置してもよい。
　また、本実施形態では、分岐点５ａ～ｄから流路を分岐する分岐流路７ａ～ｄはそれぞれ２本であるが、各分岐流路７ａ～ｄの数はいくつでもよく、特に限定されない。図６のように、混合セル８ごとに分岐流路７の数が異なっていても良い。
　また、本実施形態では、スタティックミキサーが流体入口１から流体出口３まで連続したチューブで一体に形成されているが、図７のように、スタティックミキサーの複数の構成要素が継手１０などを用いて一体的に接合され、スタティックミキサーが形成されてもよい。複数の構成要素を組み合わせることによって、スタティックミキサーの各種流路の長さや形状、太さなどを幅広くかつ容易に変更することができるため、スタティックミキサーを流れる薬液の特性に合わせた幅広い設計をすることができる。
　また、本実施形態では、入口流路２からひとつの混合セル８ａのみに接続しているが、図８に示されるように、入口流路２から分岐連通流路３２を用いて複数の混合セル８に接続させ、それぞれの混合セル８内部を流れる流体が、分岐および合流を繰り返して出口流路４において合流するようにしてもよい。
　―第二の実施形態―
　次に、図９を参照して、本発明の第二の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、連通流路９に流路断面形状が変化する部分が設けられている点である。なお、図１と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、連通流路９に流路断面形状が変化する部分が設けられている。連通流路９の流路断面形状は、連通流路９の上流側の混合セル８の合流点６から連通流路９の中間部分にかけて、断面積を維持しながら円形状から楕円形状に連続的に変形している。さらに、連通流路９の中間部分から連通流路９の下流側の混合セル８の分岐点５にかけて連通流路９の流路断面形状が断面積を維持しながら楕円形状から円形状に連続的に変形している。
　次に、図９を用いて本発明の第二の実施形態に係るスタティックミキサーの作用について説明する。
　流体入口１から入口流路２に流入した薬液は混合セル８に流入し、分岐点５を経て分岐流路７に流入する。分岐流路７から合流点６に到達すると、分岐された薬液が衝突および混合され、連通流路９に流入する。連通流路９は、これらの断面形状が上流側から下流側にかけて断面積を維持しながら円形状から楕円形状を経て再び円形状に連続的に変形しているので、連通流路９を流れる薬液は連通流路９の内部で撹拌および混合される。全ての混合セル８および連通流路９を通過した薬液は出口流路４に流入し、流体出口３からスタティックミキサーの外部へと流出する。
　本実施形態では、連通流路９に流路断面形状が変化する部分が設けられているが、連通流路９の他の流路にも流路断面形状が変化する部分を設けてもよく、特に限定されない。また、本実施形態では、流路断面形状が円形状から楕円形状を経て円形状に連続的に変形しているが、流路断面形状はどのような形状に変形してもよく、特に限定されない。流路断面形状が変化する部分の形状や範囲はスタティックミキサーを流れる薬液の特性に合わせて適宜設計される。
　―第三の実施形態―
　次に、図１０を参照して、本発明の第三の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。第三の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、分岐流路に流路断面積が変化する部分が設けられている点である。なお、図１と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、分岐流路７に流路断面積が変化する部分が設けられている。分岐流路７は、分岐点５では入口流路２と同じ流路断面積であるが、分岐点５から合流点６にかけて連続的に流路断面積が小さくなっている。
　次に、図１０を用いて本発明の第三の実施形態に係るスタティックミキサーの作用について説明する。
　流体入口１から入口流路２に流入した薬液は混合セル８に流入し、分岐点５を経て分岐流路７に流入する。分岐流路７は、断面形状が分岐点５から合流点６にかけて流路断面積が連続的に小さくなっているので、分岐流路７を流れる薬液の流速は合流点６に近づくほど速くなる。分岐流路７から合流点６に達すると、分岐された薬液が衝突および混合され、連通流路９に流入する。このとき、薬液は分岐流路７内で加速されているため、より激しく衝突し、効率的に混合される。連通流路９を通過した薬液は下流側に流れ、全ての混合セル８および連通流路９を通過した後に出口流路４に流入し、流体出口３からスタティックミキサーの外部へと流出する。
　本実施形態では、分岐流路７に流路断面積が変化する部分が設けられているが、分岐流路７以外の流路にも流路断面積が変化する部分を設けてもよく、特に限定されない。また、本実施形態では、流路断面積を連続的に小さくするように変化させているが、流路断面積はどのように変化させてもよく、特に限定されない。流路断面積が変化する部分の面積比や形状および範囲はスタティックミキサーを流れる流体の特性に合わせて適宜設計される。
　―第四の実施形態―
　次に、図１１を参照して、本発明の第四の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。第四の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、分岐流路７が連通流路９の流路中央軸線、すなわち流路断面の中心点を通過する軸線から偏心した位置で連通流路９に連通している点である。なお、図１と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　分岐流路７は、分岐点５で入口流路２または連通流路９の流路中央軸線から偏心した位置で分岐している。また、分岐流路７は合流点６で連通流路９または出口流路４の流路中央軸線から偏心した位置で合流している。
　次に、図１１を用いて本発明の第四の実施形態に係るスタティックミキサーの作用について説明する。
　分岐流路７は、合流点６で連通流路９または出口流路４の流路中央軸線に対して偏心した位置で各々連通していることから、薬液は連通流路９または出口流路４の内壁に沿って渦を巻く流れを発生させる。これにより、連通流路９または出口流路４を流れる薬液が効率よく撹拌されるとともに、連通流路９内または出口流路４内のデッドスペースをなくして薬液の滞留を防止することができる。また、分岐流路７を通過する薬液が合流点６で合流することによって生じる圧力損失を低減させることができる。また、分岐流路７は、分岐点５でも入口流路２または連通流路９の流路中央軸線に対して偏心した位置で各々連通している。このとき、連通流路９の内壁に沿って渦を巻く流れと同じ方向に分岐流路９が形成されると、薬液が連通流路９内で発生した流れに従って分岐流路７に流入するため、分岐点５における圧力損失を低減することができる。また、連通流路９の内壁に沿って渦を巻く流れと異なる方向に分岐流路９が形成されると、薬液が連通流路９内で発生した流れに逆らい流れ方向を急激に変化させて分岐流路７に流入するため、薬液を撹拌することができ効果的に混合することができる。
　本実施形態では、分岐流路７が連通流路９または出口流路４の同じ場所に同じ方向および同じ角度で合流しているが、分岐流路７ごとで異なる場所に異なる角度および異なる方向から合流してもよく、特に限定されない。また、本実施形態では、分岐流路７が入口流路２または連通流路９の同じ場所から同じ方向および同じ角度で分岐しているが、分岐流路７ごとで異なる場所から異なる角度および方向から分岐してもよく、特に限定されない。
　―第五の実施形態―
　次に、図１２を参照して、本発明の第五の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。なお、図１と同様の作用を有する箇所には同様の符号を付与する。
　本実施形態では、エレメント１１はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）製である。エレメント１１は柱状に、ここでは円柱状に形成され、エレメント１１の一方の端面に流体入口１が設けられ、他方の端面に流体出口３が設けられている。流体入口１および流体出口３はエレメント１１の中心軸線と同軸に配置され、エレメント１１の流体入口１および流体出口３の内周面はすり鉢状に形成されている。エレメント１１の外周面には複数の環状溝１２が設けられている。全ての環状溝１２は同じ形状で同じ溝幅および溝深さを有しており、各環状溝１２の中心点を結ぶ軸線はエレメント１１の中心軸線と同軸に配置されている。エレメント１１の内部には、流体入口１と流体入口１に最も近い場所に位置する環状溝１２とを連通する入口側連通孔１３と、流体出口３と流体出口３に最も近い場所に位置する環状溝１２とを連通する出口側連通孔１４とが設けられている。また、隣接する環状溝１２同士を最短距離で連通する中間連通孔１５が環状溝１２の中心点を結ぶ軸線と交差するように設けられている。
　例えば、筐体１６はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（以下、ＰＦＡと記す）製のチューブであり、筐体１６の内径はエレメント１１の外径とほぼ同じに形成されている。エレメント１１に筐体１６を嵌合させることにより、エレメント１１の環状溝１２と筐体１６の内周面とで分岐流路７が形成される。また、入口側連通孔１３、出口側連通孔１４および中間連通孔１５がそれぞれ、入口流路２、出口流路４および連通流路９となる。筐体１６の内部中央にはエレメント１１が配置され、筐体１６の両方の端部にはメールコネクタ１７が取り付けられ、フレア１８を装着した後に、メールコネクタ１７に締付ナット１９を螺着することによって、上流側および下流側に接続する接続部分が形成される。このようにすることによって、組み立てや分解が容易で洗浄のしやすい構成となっている。
　次に、図１２を用いて本発明の第五の実施形態に係るスタティックミキサーの作用について説明する。
　スタティックミキサーよりも上流側で、水が流れる配管と薬液が流れる配管とを合流させ、水と薬液が不均一に混合している薬液をスタティックミキサーに流したときに、流路内で部分的に濃度が濃くなって流れている薬液は、流体入口１から入口流路２に流入する。薬液が入口流路２から混合セル８の分岐点５に到達すると、薬液は分岐され分岐流路７に流入する。分岐流路７を流れる薬液が合流点６に到達すると、薬液は衝突し撹拌されながら合流し連通流路９に流入して下流側へ流れて行く。全ての混合セル８を通過した薬液は、それぞれの混合セル８の合流点６で繰り返し撹拌および混合されることで、濃度が均一化された状態で出口流路４を経て流体出口３からスタティックミキサーの外部へ流出する。
　本実施形態に係るスタティックミキサーは、エレメント１１および筐体１６によって全ての流路が構成されており、部品点数が少ない構成となっている。また、エレメント１１と筐体１６との間に流路以外の隙間は存在せず、接着剤を使用しなくても筐体１６内にエレメント１１を挿入することもできるため、接着剤成分の溶出や液溜まりによる流路の汚染が少ない構成となっている。また、エレメント１１の形状が単純であり、射出成形で容易に成形することができるとともに、筐体１６の形状も単純であり、軟質チューブや硬質管を容易に流用することができる。従って、小流量から大流量まで、流量に応じたスタティックミキサーを容易に製造することができる。また、エレメント１１に溝や孔を形成することによって全ての流路が形成されているので、流路の設計がしやすく、流路体積を制限することによって、混合後にスタティックミキサー内に残され廃棄される流体の量を抑えることができる。ここでは、エレメント１１、筐体１６ともに断面が円形状であり、パイプと類似した外形を有するため、本実施形態に係るスタティックミキサーを工場や混合装置の内部に容易に設置することができる。
　本実施形態では、筐体１６の内部に配置されたエレメント１１はひとつのみであるが、スタティックミキサーを流れる薬液の特性やスタティックミキサーに求められる混合性能に応じて、筐体１６の内部に同一形状または形状の異なる複数のエレメント１１を配置してもよい。また、本実施形態では、エレメント１１を一体で形成しているが、例えば、ひとつの混合セル８が形成された複数個のエレメント部品を直列に配置し一体的に接合することによってエレメント１１を形成してもよい。このようにすると、スタティックミキサーを流れる薬液の特性やスタティックミキサーに求められる混合性能に応じて、エレメント１１の流路形状や流路の長さを容易に変更することができる。
　また、第五の実施形態の変形例として、入口流路２、分岐流路７、連通流路９および出口流路４の各種の流路の流路形状や流路断面積を変化させてもよい。例えば、図１３に示されるように、環状溝１２の溝深さを分岐点５から合流点６にかけて連続的に浅くし、分岐流路７の流路断面積が連続的に小さくなるようにしてもよい。このようにすると、分岐流路７を流れる薬液の流速が速くなり、合流点６において、薬液がより激しく衝突し、効率的に混合される。
　－第六の実施形態－
　次に、図１４を参照して、本発明の第六の実施形態に係るスタティックミキサーについて説明する。第六の実施形態が第五の実施形態と異なる点は、接続部分にキャップナット２０と鍔付き短管２１を用いている点である。なお、図１２と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第五の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、エレメント１１はポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと記す）製であり、エレメント１１の両方の端面にそれぞれ位置する流体入口１、流体出口３の外周に環状溝が設けられ、その環状溝内に止水部材３３が嵌着されている。また、エレメント１１の両端部の外周面にも環状溝が設けられ、その環状溝内に止水部材３３が嵌着されている。
　本実施形態では、筐体１６はＰＶＣ製であり、円筒形に形成されている。筐体１６の内径はエレメント１１の外径とほぼ同じに形成されている。筐体１６の両端部の外周面には、キャップナット２０の雌ネジ部と螺合される雄ネジ部が設けられている。筐体１６の内部にエレメント１１が配置され、筐体１６の両方の端部に取り付けられた鍔付き短管２１、キャップナット２０によってエレメント１１が固定される。
　一例として、キャップナット２０はＰＶＣ製であり、円筒形に形成されている。キャップナット２０の一方の端部の内周には、筐体１６の両方の端部の外周面に設けられた雄ネジ部に螺合される雌ネジ部が設けられている。キャップナット２０の他方の端部には、内径方向へ突出する内鍔部２２が設けられている。
　本実施形態では、鍔付き短管２１はＰＶＣ製であり、パイプなどが接続される短管部２３と鍔部２４から構成されている。短管部２３の外径は、キャップナット２０の内鍔部２２の内径よりも小径に形成され、短管部２３の内径は、エレメント１１の流体入口１および流体出口３の内径とほぼ同径に形成されている。また、鍔部２４の外径はキャップナット２０の内径よりも小径に形成されている。鍔付き短管２１は、鍔部２４の端面とエレメント１１の端面との間に止水部材３３を介在させた状態で、キャップナット２０と筐体１６との間において水密状態で挟持され固定されている。
　第六の実施形態に係るスタティックミキサーのその他の部品の構成および薬液が均一に混合される作用は、第六の実施形態と同様なので説明を省略する。本実施形態のスタティックミキサーは、上流側および下流側とキャップナット２０と鍔付き短管２１とによって接続部分を形成しているので、ＰＶＣ製パイプなどの一般的な配管部材が使用される分野において好適に使用することができる。
　本実施形態では、エレメント１１がキャップナット２０と鍔付き短管２１によって挟持され固定されているが、筐体１６とエレメント１１との固定方法は、接着や溶接、螺合などでもよく、特に限定されない。また、第六の実施形態の変形例として、図１５に示されるように、筐体１６を２つに分割し、分割面にフランジ部２５を設け、フランジ部２５をフェルール継手２６によって接続してもよい。また、筐体１６の両方の端部の接続部分もフェルール継手２６による接続にしてもよい。このようにすると、スタティックミキサーの分解および組み立てが容易であり、スタティックミキサーの洗浄を容易かつ確実に行うことができる。
　－第七の実施形態－
　次に、図１６を参照して、本発明の第七の実施形態に係るスタティックミキサーについて説明する。第七の実施形態が第五の実施形態と異なる点は、流体入口１と流体出口３とが筐体１６の外周面に形成されている点である。なお、図１２と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第五の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、エレメント１１の一方の端部の外周面に筐体１６と螺着するための雄ネジ部が設けられている。雄ネジ部近傍の外周面には環状溝が設けられ、止水部材３３がその内部に嵌着されている。止水部材３３が嵌着される環状溝近傍には、エレメント１１の長手方向軸線に直交しかつ最下流に位置する環状溝１２部分に連通する出口側連通孔１４が設けられている。本実施形態では、出口側連通孔１４の他に環状溝１２、中間連通孔１５がエレメント１１に形成されている。
　一例として、筐体１６は有底円筒形に形成されている。筐体１６の底部を有さない方の端部の外周面には、有底円筒形に形成されたキャップナット２０の雌ネジ部と螺合する雄ネジ部が設けられている。また、筐体１６の底部を有さない方の端部の内周面にはエレメント１１の雄ネジ部と螺合される雌ネジ部が設けられている。筐体１６の外周面には、雌ネジ付き開口部２７、２８が筐体１６を貫通して設けられ、雌ネジ付き開口部２７は最上流側に位置する環状溝１２に連通し流体入口１を形成し、雌ネジ付き開口部２８は出口側連通孔に連通し流体出口３を形成する。
　第七の実施形態に係るスタティックミキサーのその他の部品の構成および薬液が均一に混合される作用は第五の実施形態と同様なので説明を省略する。本実施形態のスタティックミキサーは、流体入口１と流体出口３とが筐体１６の外周面に形成され、流体入口１と流体出口３とを結ぶ軸線は筐体１６の中心軸線と平行になるように配置されているが、流体入口１および流体出口３を形成する場所はスタティックミキサーの表面であればよく、周囲の配管状況によって適宜設計することができる。例えば、流体入口１を筐体１６の端面に形成し、流体出口３を筐体１６の他端部の外周面に形成して、スタティックミキサーを配管ラインの曲管部に設置してもよい。
　―第八の実施形態―
　次に、図１７を参照して、本発明の第八の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。第八の実施形態が第五の実施形態と異なる点は、混合セル８同士が連通流路９を介さずに連通している点である。なお、図１２と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第五の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、エレメント１１の両方の端面に設けられた流体入口１および流体出口３の内周面には雌ネジ部が設けられている。エレメント１１の外周面には、流体入口１と流体入口１に最も近い場所に位置する環状溝１２部分とを連通する入口側連通溝２９と、流体出口３と流体出口３に最も近い場所に位置する環状溝１２とを連通する出口側環状溝３０とが設けられている。また、入口側連通溝２９および出口側環状溝３０は、エレメント１１の外周面に設けられた環状溝１２は隣接する環状溝１２と直接連通している。すなわち、全ての混合セル８は連通流路９を介さずに連通している。
　一例として、筐体１６は円筒形に形成され、筐体１６の内径はエレメント１１の外径とほぼ同じに形成されている。エレメント１１に筐体１６を嵌合させることにより、エレメント１１の入口側連通溝２９および出口側連通溝３０がそれぞれ入口流路２および出口流路４を形成する。エレメント１１と筐体１６は焼きばめによって水密状態で嵌合されている。
　第八の実施形態に係るスタティックミキサーのその他の部品の構成および薬液が均一に混合される作用は第五の実施形態と同様なので説明を省略する。本実施形態のスタティックミキサーは、混合セル８同士が直接連通しており、スタティックミキサーの流路の長さを短くすることができるので、加工時間を短くすることができる。
　―第九の実施形態―
　次に、図１８を参照して、本発明の第九の実施形態におけるスタティックミキサーについて説明する。第九の実施形態が第五の実施形態と異なる点は、連通流路９が各混合セル８の中心点を結ぶ軸線と平行になるように延設されている点である。なお、図１２と同様の箇所には同様の符号を付し、以下では第五の実施形態との相違点を主に説明する。
　本実施形態では、エレメント１１の外周面に、隣接する環状溝１２を連通する中間連通溝３１が各混合セル８の中心点を結ぶ軸線と平行になるように延設されている。また、エレメント１１の外周面に、流体入口１と流体入口１に最も近い場所に位置する環状溝１２とを連通する入口側連通溝２９と、流体出口３と流体出口３に最も近い場所に位置する環状溝１２とを連通する出口側連通溝３０が設けられている。エレメント１１に筐体１６を嵌合させることにより、エレメント１１の入口側連通溝２９、出口側連通溝３０および中間連通溝３１がそれぞれ入口流路２、出口流路４および連通流路９を形成する。また、本実施形態では、混合セル８の傾きがエレメント１１の長手方向軸線に対して９０度になるように環状溝１２を形成している。
　第九の実施形態に係るスタティックミキサーの上記の構成以外の構成および薬液が均一に混合される作用は第五の実施形態と同様なので説明を省略する。本実施形態のスタティックミキサーは、連通流路９が各混合セル８の中心点を結ぶ軸線と平行になるように延設されており、混合セル８同士を連通させるときに、加工の難しい斜め方向の連通孔を用いることなく、容易に連通流路９を形成することができる。
　また、第九の実施形態の変形例として、入口流路２、分岐流路７、連通流路９、出口流路４などの流路形状や流路断面積を変化させてもよい。例えば、図１９に示されるように、中間連通溝３１の底面に凹凸形状部３４を形成すると、連通流路９を流れる薬液が撹拌され、薬液が効率的に混合される。
　次に、図２０、図２１を参照して上述のスタティックミキサーを用いた装置について説明する。
　本発明の実施形態に係るスタティックミキサーは、例えば流体の温度または濃度が不均一な状態で流体が流れるライン内に適用され、スタティックミキサーを用いることでラインの流体の温度または濃度を均一化することができる。なお、本発明の実施形態に係るスタティックミキサーを用いて混合することができる流体は、流体であれば特に限定されないが、高い粘度を有する流体に対して特に好適である。
　図２０は、本発明に係るスタティックミキサーを用いた装置の一例を示す図である。図では、２つの物質が各々流れるライン４１、４２の合流部４３の下流側に本発明に係るスタティックミキサー４６が配置されている。各物質はそれぞれポンプ４４、４５により供給される。各ライン４１、４２を流れる物質が合流したときに、混合比率にバラツキが生じることがあるが、スタティックミキサー４６により温度や濃度を一定にすることができる。このときの物質は気体、液体、固体、粉体等のいずれでもよく、固体、粉体については、あらかじめ気体または液体と混合しておいてもよい。なお、３つ以上の物質が流れるラインを合流させるように装置を構成し、３つ以上の物質がスタティックミキサーによって混合されるようにしてもよい。
　図２１は、図２０の装置の変形例を示す図である。図２１では、２つの物質が各々流れるライン４７、４８の合流部４９の下流側に本発明に係るスタティックミキサー５０を配置するとともに、スタティックミキサー５０の下流側に他の物質が流れるライン５１が合流する合流部５２を設け、合流部５２の下流側にも本発明に係るスタティックミキサー５３を配置している。これにより、３つ以上の物質を同時に混合するときに混合ムラが生じる場合に、最初に混合した２つの物質を均一に混合した後に他の物質を混合して均一に混合させることにより、効率よく混合ムラのない均一な混合を行うことができる。なお、最初に３つ以上の物質を合流させてもよく、途中で２つ以上の物質を合流させてもよい。また、スタティックミキサーを３つ以上直列に配置し、段階的に他の物質を混合するようにしてもよい。
　また、図２０または図２１の、スタティックミキサーを用いた装置において、流体が合流する、前の物質の流れる各々のラインにヒーターまたは気化器を設けてもよく、スタティックミキサーの下流側に熱交換器を設けてもよい。さらに、流体が合流する前の一方の物質が流れるラインに計測器を配置し、その計測器で計測されたパラメーターに応じて他方の物質が流れるラインのポンプの出力を調整する制御部を設けてもよく、他方の物質の流れるラインに制御弁を配置し、計測器のパラメーターに応じて制御弁の開度を調整する制御弁を設けてもよい。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るものであれば、流量計、流速計、濃度計またはｐＨ測定器でもよい。また、ラインの合流部の下流側の流路にスタティックミキサーを設置してもよい。
　また、本発明に係るスタティックミキサーを混合流体が吐出される装置に装着してもよい。混合流体が吐出される装置とは、例えば成形機や押出機、接着剤の塗布装置などが挙げられる。例えば成形機の場合は、成形機のノズルと金型との間にスタティックミキサーを配置して射出成形を行えばよく、押出機の場合は、押出機とダイとの間にスタティックミキサーを配置して押出成形を行えばよく、接着剤の塗布装置の場合は、接着剤の塗布装置の先端にスタティックミキサーを配置して接着剤を塗布すればよい。
　本発明に係るスタティックミキサーのエレメント１１、筐体１６などの各部品の材質は、樹脂製であればＰＶＣ、ポリプロピレン、ポリエチレンなどいずれでもよい。特に流体に腐食性流体を用いる場合は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリビニリデンフルオロライドなどのフッ素樹脂であることが好ましい。また、エレメント１１または筐体１６の一部または全部を透明または半透明な材質で形成してもよく、この場合には流体の混合の状態を目視で確認できるため好適である。また、スタティックミキサーに流す流体によっては、各部品の材質は、鉄、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなどの金属または合金であってもよい。
　本発明において、入口流路２、分岐流路７、連通流路９、出口流路４などの各種流路の流路形状や流路断面積は、スタティックミキサーを流れる流体の特性や混合の度合いに応じて適宜設計することができ、特に限定されない。例えば、流路内の液溜まりを防ぎたいときは、流路の底面の断面形状を円弧状にするとともに、それぞれの流路の境界を滑らかにするとよい。また、流路内で流体を撹拌し混合を促進させたいときは、流路を蛇行させることや流路の幅の広狭、深さの深浅などを変化させると好適である。また、流路の内部に別の部品から構成される撹拌手段を装着してもよい。また、上記実施形態では、エレメント１１の外周面に環状溝１２などの各種流路を構成する溝を設けたが、エレメント１１と筐体１６との間に環状溝１２などの溝を形成するのであれば、他の構成要素（例えば筐体１６の内周面）に環状溝１２、中間連通溝３１などを構成する溝を設けてもよい。さらに、エレメント１１と筐体１６との間に、各種流路が形成された別の構成要素を介装するようにしてもよい。
　なお、上記第一の実施形態～第九の実施形態を任意に組み合わせてスタティックミキサーを構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施形態のスタティックミキサーに限定されない。
　また、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば、本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく様々な変更、修正等が可能である。
　１　　流体入口
　２　　入口流路
　３　　流体出口
　４　　出口流路
　５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ　　分岐点
　６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ　　合流点
　７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ　　分岐流路
　７ｆａ　　流路軸線
　７ｅａ　　軸線包囲面
　８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ　　混合セル
　９，９ａ，９ｂ，９ｃ　　連通流路
　１０　　継手
　１１　　エレメント
　１２　　環状溝
　１３　　入口側連通孔
　１４　　出口側連通孔
　１５　　中間連通孔
　１６　　筐体
　１７　　メールコネクタ
　１８　　フレア
　１９　　締付ナット
　２０　　キャップナット
　２１　　鍔付き短管
　２２　　内鍔部
　２３　　短管部
　２４　　鍔部
　２５　　フランジ部
　２６　　フェルール継手
　２７　　雌ネジ付き開口部
　２８　　雌ネジ付き開口部
　２９　　入口側連通溝
　３０　　出口側連通溝
　３１　　中間連通溝
　３２　　分岐連通流路
　３３　　止水部材
　３４　　凹凸形状部
　４１　　ライン
　４２　　ライン
　４３　　合流部
　４４　　ポンプ
　４５　　ポンプ
　４６　　スタティックミキサー
　４７　　ライン
　４８　　ライン
　４９　　合流部
　５０　　スタティックミキサー
　５１　　ライン
　５２　　合流部
　５３　　スタティックミキサー

Claims (13)

  1. 　流体入口を有する入口流路と流体出口を有する出口流路との間において、分岐点および合流点と、前記分岐点と前記合流点との間の流路を分岐する分岐流路とを有する複数の混合セルが直列に配置され、
    　隣接する前記混合セル同士が直接にまたは連通流路を介して連通し、
    　入口流路が、前記分岐点のうちの、最上流側に位置する混合セルの分岐点に連通し、
    　出口流路が、前記合流点のうちの、最下流側に位置する混合セルの合流点に連通している、
    　スタティックミキサーにおいて、
    　前記混合セルが、前記スタティックミキサーの長さ方向から見たときに、任意の前記混合セルの分岐流路の軸線包囲面の少なくとも一部が、他の前記混合セルの分岐流路の軸線包囲面とオーバーラップした状態で配置されていることを特徴とするスタティックミキサー。
  2. 　全ての前記混合セルの中心点が同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスタティックミキサー。
  3. 　全ての前記混合セルが同一外径を有する円環形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスタティックミキサー。
  4. 　前記流体入口および前記流体出口の中心点と、全ての混合セルの中心点とが、同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  5. 　前記入口流路、前記出口流路、前記分岐流路および前記連通流路のうちの少なくとも１つの流路に、流路断面形状が変化する部分が設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  6. 　前記入口流路、前記出口流路、前記分岐流路および前記連通流路のうちの少なくとも１つの流路に、流路断面積が変化する部分が設けられることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  7. 　前記分岐流路が前記連通流路の流路中央軸線から偏心した位置で前記連通流路に連通することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  8. 　前記連通流路が前記混合セルのそれぞれの中心点を結ぶ直線と平行に延設されていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  9. 　前記連通流路が前記混合セルのそれぞれの中心点を結ぶ直線と交差していることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  10. 　柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、
    　前記エレメントには、
    　　　その一方の端面に流体入口と、
    　　　その他方の端面に前記流体出口と、
    　　　その外周面に連通している複数の環状溝と、
    　　　前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通溝と、
    　　　前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通溝と、
    　が形成され、
    　前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、
    　前記入口側連通溝および前記筐体の前記内周面により前記入口流路を形成し、
    　前記出口側連通溝および前記筐体の前記内周面により前記出口流路を形成することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のスタティックミキサー。
  11. 　柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、
    　前記エレメントには、
    　　　その一方の端面に流体入口と、
    　　　その他方の端面に前記流体出口と、
    　　　その外周面に複数の環状溝と、
    　　　前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通溝と、
    　　　隣接する前記環状溝同士を連通する中間連通溝と、
    　　　前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通溝と、
    　が形成され、
    　前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、
    　前記入口側連通溝および前記筐体の内周面により前記入口流路を形成し、
    　前記中間連通溝および前記筐体の内周面により前記連通流路を形成し、
    　前記出口側連通溝および前記筐体の内周面により前記出口流路を形成することを特徴とする請求項８に記載のスタティックミキサー。
  12. 　柱状に形成されたエレメントと、前記エレメントの外周面と嵌合する筐体とを具備し、
    　前記エレメントには、
    　　　その一方の端面に前記流体入口と、
    　　　その他方の端面に前記流体出口と、
    　　　その外周面に複数の環状溝と、
    　　　前記流体入口と前記環状溝とを連通する入口側連通孔と、
    　　　隣接する前記環状溝同士を連通する中間連通孔と、
    　　　前記流体出口と前記環状溝とを連通する出口側連通孔と、
    　が形成され、
    　前記環状溝および前記筐体の内周面により前記分岐流路を形成し、
    　前記入口側連通孔、前記中間連通孔、前記出口連通孔がそれぞれ前記入口流路、前記連通流路、前記出口流路を形成することを特徴とする請求項７又は請求項９に記載のスタティックミキサー。
  13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載のスタティックミキサーと、
    　前記スタティックミキサーに複数の異種流体を合流して導く流路を形成する流路形成手段と、
    　を備える装置。
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