流體混合器和使用流體混合器的裝置的制作方法

專利名稱：流體混合器和使用流體混合器的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在化學工廠、半導體制造領域、食品領域、醫療領域、生物領域等各種產業中的流體輸送管路中使用的流體混合器，特別涉及可以使流體的流動方向上的濃度分布、溫度分布沒有變動地均勻化混合的流體混合器和使用流體混合器的裝置。技術領域一直以來，作為安裝在配管內使管內流動的流體均勻混合的方法，通常使用圖18所示的扭轉葉片狀靜態混合器單元151 (例如，參照專利文獻I)。通常靜態混合器單元151具有下述結構將以長度軸線作為基線扭轉180°的矩形板作為最小單位部件，將多個最小單位部件以扭轉方向交替朝向不同方向的方式一體化串聯結合。將該靜態混合器單元、151配置在管152內，在管152的兩端部安裝陽螺紋接頭153，安裝擴口 155，并擰緊緊固螺母154，由此形成靜態混合器。此時，設計成靜態混合器單元151的外徑與管152的內徑基本相等，由此使流體有效被攪拌。但使用上述以往的靜態混合器混合流體的方法，由于流動的流體沿著流動方向被攪拌，所以雖然可以如圖19(a)所示，使配管的徑向的濃度分布沒有變動、均勻化，但如圖19(b)所示，不能使軸向(流動方向)的濃度分布沒有變動、均勻化。因此，例如當在靜態混合器的上游側混合水和藥液而流動時，當藥液的混合比瞬時間增加時，以流路內局部性濃度變濃的狀態流過靜態混合器。此時即使水和藥液被徑向上攪拌、均勻化，但在軸向(流動方向)上，流路內局部濃度變濃的區域幾乎未被稀釋，以變濃的狀態直接流向下游側(參照圖19(b))。由此產生下述問題在與半導體洗凈裝置連接，特別是與在半導體器件的表面上直接涂布藥液、進行各種處理的裝置連接的情況，濃度不同的藥液被涂布到半導體器件的表面上，這成為不良品的原因。作為避免該軸向(流動方向)上的濃度分布變動的方法，可以列舉出在流路的中途設置罐，將流體暫時存在罐內，使罐內的濃度均勻化，然后使流體流出的方法(圖中未示出)等。但存在下述問題需要用于設置罐的較大空間，裝置變大；還需要用于從罐內再次輸送流體的泵、配管等，使用的部件數量多；產生用于安裝配管管線的成本。此外，該方法中將流體滯留在罐內，所以造成細菌產生，在罐內產生的細菌流入到配管管線中，在半導體制造管線中附著在半導體器件上，導致出現不良品。現有技術文獻日本特開2001-205062號公報

發明內容
本發明鑒于上述現有技術的問題，目的在于，提供可以使流體的流動方向的濃度分布、溫度分布沒有變動，進行均勻化混合和攪拌的，緊湊結構的流體混合器和使用流體混合器的裝置。本發明的流體混合器，其特征在于，具備包含第一流路和第二流路的主流路，在所述第二流路的周圍分別相對于該第二流路以大致同心狀形成、并且在周向上彼此錯開位置設置的、各自的一端部與所述第一流路連通的多條螺旋流路，從所述第二流路的流向的多個位置分支出的、分別在所述多條螺旋流路的流向的多個位置與該多條螺旋流路連通的多個分支流路，設置在所述第一流路和所述第二流路中的任一者的開口端部的流體入口部，以及，設置在所述第一流路和所述第二流路中的另一任一者的開口端部的流體出口部。


圖I是顯示本發明的第一實施方式所涉及的流體混合器的大致結構的立體圖。圖2是顯示使用圖I的流體混合器測定流體濃度的裝置的模式圖。圖3是測定圖2的流體混合器的上游側的濃度的圖。圖4是測定圖2的流體混合器的下游側的濃度的圖。、圖5是顯示本發明的第二實施方式所涉及的流體混合器的內部的局部縱截面圖。圖6是顯示圖5的變形例的局部縱截面圖。圖7是顯示圖5的另一變形例的縱截面圖。圖8是顯示本發明的第三實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖。圖9a是圖8的主體部的左側視圖。圖9b是圖8的主體部的主視圖。圖10是顯示使主體部的螺旋溝變化的例子的主視圖。圖11是顯示圖10的變形例的圖。圖12a是顯示圖9a的變形例的圖。圖12b是顯示圖9b的變形例的圖。圖13是顯示本發明的第四實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖。圖14是顯示本發明的第五實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖。圖15是顯示本發明的第六實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖。圖16是顯示使用本發明的流體混合器的裝置實施方式的模式圖。圖17是顯示使用本發明的流體混合器的裝置的另一實施方式的模式圖。圖18是顯示過去的靜態混合器的縱截面圖。圖19a是顯示圖18的靜態混合器攪拌流體的攪拌狀態的模式圖。圖19b是顯示圖18的靜態混合器攪拌流體的攪拌狀態的模式圖。圖20是顯示本發明的比較例的分支稀釋裝置的縱截面圖。
具體實施例方式下面將參照附圖所示的實施例來說明本發明的實施方式，但并不是要用本實施例來限定本發明。-第一實施方式-下面參照圖f圖4來說明本發明的第一實施方式所涉及的流體混合器。圖I是顯示第一實施方式所涉及的流體混合器的大致結構的立體圖。該流體混合器具有用于將異種流體混合在一起的混合流路。混合流路由例如PFA(四氟乙烯 全氟烷基乙烯基醚共聚樹脂)制的軟管形成。需說明的是，也可以由金屬配管等其它材料形成混合流路。混合流路具備流體流入的流體入口 I、一端部設置有流體入口 I的第一流路2、流體流出的流體出口 3、在與流體入口 I相反側的端部上設置有流體出口 3的第二流路4、以該流路2、4作為螺旋的中心軸在它們的周圍設置成同心狀的第一螺旋流路5和第二螺旋流路6、將第一流路2與第一螺旋流路5和第二螺旋流路6連通的一對連通流路IOa和10b、將第二流路4與第一螺旋流路5和第二螺旋流路6連通的多個分支流路7a 7e和7f 7 j。第一流路2和第二流路4是在同一軸上彼此分開設置的直線形流路，它們構成主流路。第一螺旋流路5和第二螺旋流路6大致為相同形狀，相對于流路軸線的流路截面形狀彼此相同。這些螺旋流路5、6的螺旋中心都在同一軸線上，各螺旋流路5、6在軸線方向上彼此有一定間隔而配置。即，配置成在周向上位置(位相)彼此錯開，彼此不交差。連通流路10a、IOb和分支流路7a 7 j形成大致直線狀、即直線狀或近似直線狀。各連通流路10a、IOb分別從位于流體入口 I的相反側的第一流路2的端部分支出。各連通流路IOa和IOb分別在與第一流路2大致垂直的面內、即在垂直或近似垂直的面內以軸對稱、的位置延續設置。各連通流路10a、IOb分別與第一螺旋流路5和第二螺旋流路6的流體入口側端部連接，第一流路2介由連通流路10a、10b分別與第一螺旋流路5和第二螺旋流路6連通。各分支流路7a 7j分別從第二流路4的流向的多個位置分支出。S卩、從第二流路4的流體入口側端部分支出一對分支流路7a、7f，在這以后，一對分支流路7b、7g、一對分支流路7c、7h、一對分支流路7d、7i和一對分支流路7e、7j分別順著流體的流向從第二流路4分支出。這些分支流路7a 7e和分支流路7f 7j分別在與第二流路4大致垂直的面內、即在垂直或近似垂直的面內以軸對稱的位置延續設置。分支流路7a 7e都與第一螺旋流路5連接，螺旋流路7f 7j都與第二螺旋流路6連接，第二流路4介由分支流路7a 7j與第一螺旋流路5和第二螺旋流路6連通。需說明的是，在第一螺旋流路5和第二螺旋流路6的端部分別連接有分支流路7e、7j。圖中位于第一流路2的端部的一對連通流路10a、10b和位于第二流路4的多個位置的成對的分支流路7a 7e、7f 7j分別以軸對稱的位置設置，但這些連通流路10a、10b和分支流路7a 7e、7f 7j的設置位置并不限于此。需說明的是，本申請的螺旋流路(螺旋溝)，不僅包括沿著流路軸線方向總向正向螺旋旋轉的螺旋結構的，而且還包括在沿著流路軸線方向向正向螺旋旋轉的中途變成反方向的旋轉，接著變成正向、再變成反向那樣的螺旋方向正反交替變化的(參照圖10)。還可以以多條螺旋流路在中途彼此連通，使在各螺旋流路中流動的流體分流、混合的方式構成從第一流路2分支出的多條螺旋流路(參照圖11)，。接下來，對本發明的第一實施方式所涉及的流體混合器的行為進行說明。在流體混合器的上游側使水和藥液混合，以瞬時間藥液的濃度變濃的狀態流動，該濃度局部性變濃、流動的藥液(高濃度藥液)從流體入口 I流入第一流路2。該高濃度藥液介由連通流路10a、IOb分流到第一螺旋流路5和第二螺旋流路6，當分流后的高濃度藥液流到第一螺旋流路5和第二螺旋流路6上的分支流路7a、7f的各連接部時，該高濃度藥液的一部分介由分支流路7a、7f流到第二流路4中。剩余的高濃度藥液流向第一螺旋流路5和第二螺旋流路6的下游側，當流到螺旋流路5、6上的分支流路7b、7g的各連接部時，其一部分介由分支流路7b、7g流到第二流路4中。這以后，與這一樣、剩余的高濃度藥液從分支流路7c、7d、7e和分支流路7h、7i、7j —部分一部分地流到第二流路4中。介由各分支流路7a^7j流到第二流路4內的高濃度藥液從流體出口 3流出。
此時，流到上游側的分支流路7a、7f中的局部性濃度變濃的藥液，由于其從流體入口 I到流體出口 3的流路長度最短，所以比流到其它的分支流路7tT7e、7g 7j的高濃度藥液更快地從流體出口 3流出。接著，流到分支流路7b、7g、分支流路7c、7h、分支流路7d、Ii和分支流路7e、7j中的高濃度藥液以此次序從流體出口 3流出。也就是說，在流路內局部性濃度變濃的、流動的藥液，通過流體混合器從第一螺旋流路5和第二螺旋流路6分別在不同的時機一部分一部分地流到分支流路7a 7e和7f 7j中，分別與濃度沒有變濃的藥液混合。由此可以使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化。此外，本實施方式的流體混合器，流體介由連通流路10a、IOb從第一流路2分流到多條螺旋流路5、6中，通過這樣使流體向徑向分流，在徑向上被攪拌。然后從螺旋流路5、6通過各分支流路7a 7j，在產生時間差的同時流入第二流路4，由此流體在流動方向上被混合。因此能夠以簡易的結構增加流體的分流和混合的頻率，提高攪拌效果，能夠輕松地制造、具有攪拌效果高的流路結構的流體混合器。需說明的是，如圖I所示，本實施方式中沿著第二流路4的流路軸線在彼此等間隔且軸對稱的位置上設置了分支流路7a 7e和分支流路7f 7j。但也可以為了調節賦予流到各分支流路7a 7e和分支流路7f 7j中的流體的時間差而自由設計分支流路7a 7j的連接位置，也可以使第一螺旋流路5和第二螺旋流路6的流路截面積從與第一流路2連接的一端部向另一端部逐漸變小。此外，多個分支流路7a 7e和分支流路7f 7j，既可以分別連接在相對于第二流路4的軸線偏心的位置上，也可以分別連接在相對于第一、第二螺旋流路5、6的軸線偏心的位置上。即、可以以分支流路7a 7e和分支流路7f 7j的中央軸線(從流路截面積的中心穿過的軸線)的延長線不與第二流路4的中央軸線交叉，也不與第一、第二螺旋流路5、6的中央軸線交叉的方式設置分支流路7a 7g和分支流路7f 7j。此時，藥液沿著第一、第二螺旋流路5、6或第二流路4的內壁產生漩渦而流動，藥液在各流路內被攪拌，所以流體在徑向上混合。通過在流路內產生渦流，能夠消除流路內的死角，防止流體的滯留。此時，通過使各螺旋流路5、6的底面形成圓弧狀，能夠更順暢地產生渦流。分支流路7a 7j的數量并不限于上述的。增多分支流路7a 7j的數量能夠使流體的流向上的濃度分布沒有變動的、更加細致地均勻化。雖然在本實施方式中設置了 2個螺旋流路5、6，但也可以設置3個以上。螺旋流路的數量越多，流體的分流、混合的機會變得越多，徑向的攪拌效果越高，同時能夠更細致地使流向上的濃度分布均勻化。這里，對于通過用流體混合器使局部性濃度變濃而流動的藥液分流，從而使流體的流向上的濃度分布沒有變動的、均勻化這一點進行說明。如圖2所示，在2種物質純水和藥液各自流動的管線的合流部的下游側配置有圖I的流體混合器的管線上，在圖I的流體混合器的上游側和下游側各設置濃度計8、9，制造純水和藥液從上游側開始混合流動的裝置。使用該裝置，在純水和藥液以一定比率流動的途中瞬時間變成藥液濃度變濃的狀態(藥液相對純水的比率變大)，然后恢復到原來的一定比率，產生濃度分布的不均勻。測定此時的上游側和下游側的濃度，結果如圖3和圖4所示那樣。圖3顯示的是由設置在流體混合器的上游側的濃度計8得到的特性。其中，橫軸是經過時間、豎軸是濃度，在某一定時間濃度變濃的情形，出現圖中示出的峰(hi)。圖4是由設置在流體混合器的下游側的濃度計9得到的特性。圖中濃度的峰被分散成5個，峰(h2)的高度變為約5分之I。濃度的峰間的間隔tl，與流體在第一流路I內從分支流路7a、7f的位置通過后、到達分支流路7b、7g的位置的時間對應，同樣t2與從分支流路7b、7g到達分支流路7c、7h的時間對應，t3與從分支流路7c、7h到達分支流路7d、7i的時間對應，t4與從分支流路7d、7i到達分支流路7e、7j的時間對應。此時，通過更改到達第一、第二螺旋流路5、6的各分支流路7a 7e和分支流路7f 7j的長度，能夠改變峰(h2)出現的間隔tl、4。此外，在使分支流路7a 7e和分支流路 7j連接在第二流路4上的連接位置錯開，或進一步增加分支流路7a 7e和分支流路7f 7j的數量時，能夠將峰(h2)的高度抑制在上游側的峰(hi)按照分支流路的數量分割的程度的高度以下。需說明的是，如果是沒有設置流體混合器的情形，圖3所示的濃度的峰有時會由于流體的流動而有些降低，但峰(hi)以幾乎沒有改變的方式出現。本實施方式中，多個分支流路7a 7e和分支流路7f 7j以彼此軸對稱的方式與第二流路4的相同、位置連通，但也可以將分支流路7a 7e與分支流路7f 7j同第二流路4連通的位置錯開。此時，由于從流體入口 I到流體出口 3的流路的距離變得各不相同，所以濃度的峰被分散成10個，峰(h2)的高度變為約10分之I。因此，能夠使流體的流向上的濃度分布沒有變動的、更加細致地均勻化。本實施方式中，以流體入口 I作為流體入口部、以流體出口 3作為流體出口部，使流體從流體入口部流向流體出口部，但使流體以反方向流動也可以得到同樣的效果。在該情形中，流體出口 3變為流體入口部，流體入口 I變為流體出口部。需說明的是，本實施方式中對濃度分布的變動進行了說明，但對于熱水和冷水混合流動時的流向上的溫度分布的均勻化也可以得到同樣的效果。以溫度分布的均勻化為目的，能夠利用于熱水器等。該情形、能夠實現在流路內局部性變為高溫的流體流向上的溫度均勻化，由此使溫度穩定，防止熱水流出。圖20是本實施方式的比較例，顯示的是避免軸向(流向)的濃度分布的不均的另一方法。圖20示出了分支出流路，進行流體稀釋的分支稀釋裝置。該裝置是對以一定速度在細管161中流動的試樣溶液進行分析的裝置，通過在流路的中途設置將流動的試樣分支到多個流路中的分支部162，使試樣溶液分流。并且使各分支流路的細管163、164的內徑、長度變化，在距離檢測器165最近的合流部166再次合流，利用檢測到試樣溶液的時間差進行稀釋。但在將圖20的分支稀釋裝置的技術用于流體輸送配管的情形，需要設置在管路的中途分支出的長度不等的管路，并形成配管管線以再次合流。因此，為了使流路內軸向(流向)的濃度分布沒有變動、均勻化，不得不設置大量分支出的流路，配管管線的設置空間增大。此外，為了設置這樣的配管管線，部件數量多，所以復雜、費時。在這方面，本實施方式中，不需要較多的配管設置空間，配管設置容易，能夠在短時間設置配管。-第二實施方式_接下來，參照圖5 7來對本發明的第二實施方式所涉及的流體混合器進行說明。圖5顯示的是第二實施方式所涉及的流體混合器的內部構造的局部縱截面圖。第二實施方式中，由大致圓柱狀、即圓柱狀或近似圓柱狀的主體部11和嵌合在主體部11的外周面上的圓筒體19形成具有混合流路的流體混合器。主體部11是PTFE (聚四氟乙烯)制的，在主體部11內，作為主流路的第一流路13和第二流路15以在主體部11的中心軸上彼此分開地方式設置。在主體部11的一端面設置有與第一流路13的端部(第二流路15相反側的端部)連通的流體入口 12，在另一端面設置有與第二流路15的端部(第一流路13相反側的端部)連通的流體出口 14。在主體部11的外周面上形成有第一螺旋溝16和第二螺旋溝17。第一螺旋溝16和第二螺旋溝17是相同形狀，各螺旋溝16、17的相對于流路軸線的截面形狀彼此相同。這些螺旋溝16、17以在軸線方向上彼此有一定間隔、即在周向上彼此錯開位置(位相)的方式形成。在位于流體入口 12的相反側的第一流路13的端部，朝向徑向外側形成有一對連通孔10c，通過連通孔IOc形成從第一流路13分支出的連通流路。各連通孔IOc從第一流路13彼此向相反方向以大致直線狀延續，第一流路13的端部介由各連通孔IOc分別與第一螺旋溝16和第二螺旋溝17的流體入口 12側端部連通。第二流路15中，在流向的多個位置上形成有均朝向徑向外側的一對連通孔18，通過連通孔18形成從第二流路15分支出、的分支流路。一對連通孔18從第二流路15彼此向相反方向以大致直線狀延續，介由這些連通孔18，第二流路15在多個位置分別與第一螺旋溝16和第二螺旋溝17連通。需說明的是，位于最靠近流體出口 14側的位置的連通孔18，與第一螺旋溝16和第二螺旋溝17的流體出口 14側端部連通。圖中，位于第一流路13的端部的一對連通孔IOc和位于第二流路15的多個位置的成對連通孔18均設置在軸對稱的位置上，但這些連通孔10c、18的設置位置并不限于這樣。圓筒體19是PFA軟管制的殼體，形成大致圓筒形、即圓筒或近似圓筒形。圓筒體19的內徑與主體部11的外徑大致相同，通過將主體部11和作為軟管的圓筒體19熱套，圓筒體19以被密封的狀態與主體部11的外周面嵌合。通過使圓筒體19與主體部11嵌合，由主體部11的第一螺旋溝16和圓筒體19的內周面形成第一螺旋流路20，由主體部11的第二螺旋溝17和圓筒體19的內周面形成第二螺旋流路21。需說明的是，圓筒體19既可以用軟管那樣的軟質材料形成，也可以由硬質材料形成。殼體的形狀也可以不是圓筒體，例如是長方體等。圓筒體19只要是以密封狀態與主體部11嵌合即可，可以使用任意方法固定圓筒體19，作為熱套以外的方法，還可以通過焊接、粘合等方式來固定。還可以如例如圖6所示，通過使PFA軟管制的圓筒體23以緊密附著狀態與主體部22嵌合，并在主體部22的兩端上螺合蓋螺母24，從而將圓筒體23以密封狀態固定在主體部22的外周面上。還可以如圖7所示，借助密封劑使大致圓筒形的圓筒體26與主體部25嵌合，通過蓋螺母27將圓筒體26以密封的狀態固定在主體部25的外周面。使用圖6、圖7的蓋螺母的構造，能夠通過將蓋螺母卸下，將主體部取出，較為容易地將各部品洗凈，所以優選。接下來，使用圖5來說明本發明的第二實施方式所涉及的流體混合器的行為。當從流體混合器的上游側將水和藥液混合，以瞬時間藥液的濃度變濃的狀態流動時，該局部性濃度變濃而流動的高濃度藥液從流體入口 12流入第一流路13。該高濃度藥液介由連通孔IOc向第一螺旋流路20和第二螺旋流路21分別分流。分流后的高濃度藥液從第一螺旋流路20和第二螺旋流路21向各連通孔18分流，通過第二流路15從流體出口 14流出。高濃度藥液在不同時間(帶時間差)流到第一螺旋流路20和第二螺旋流路21，分別與濃度沒變濃的藥液混合。這樣就與第一實施方式同樣、能夠使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化。
本實施方式的流體混合器中能夠容易地形成連通孔10c、18，能夠自由設定連通孔10c、18的設置位置和設置數量。因此，能夠精細均等地調節流動的時間差，使流體的流向上的濃度分布沒有變動、更加細致地均勻化。此外，本實施方式的流體混合器，盡管流路形狀復雜，但流路的加工較容易，部件數量少，所以能夠較容易地制造流體混合器。進而，由于流路結構被收束地較小，所以能夠使流體混合器小型化，能夠在不占用配管空間的情況下設置流體混合器。此外，通過在流體入口 12和流體出口 14上連接接頭等，能夠使流體混合器與外部的配管管線連接，所以配管施工較容易，能夠在短時間內進行與配管管線的連接。各連通孔18，優選以各自的流路截面積大致相同的方式形成。由此使得由各連通孔18分流的流體的流量彼此均等，流入到流體混合器的流體以幾乎按照連通孔18的數量均等分割地方式彼此在不同時間(帶時間差)合流，使濃度分布沒有變動、均勻化。
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需說明的是，在第一螺旋流路29和第二螺旋流路30中流動的流體，通過流體從各連通孔32分流、流動，可能會發生壓力損失，使第一螺旋流路29和第二螺旋流路30的下游側的流速降低。因此，優選如圖7所示，第一螺旋流路29和第二螺旋流路30，各自以流路截面積從與第一流路31連接的一端部朝向另一端部逐漸縮小的方式形成。這樣使第一螺旋流路29和第二螺旋流路的流路截面積朝向流向下游側逐漸變小，即使發生壓力損失，也能夠使流體以固定的速度流動，使分流流動的流體的時間差穩定。由于第一螺旋流路29和第二螺旋流路30的流路截面積從與第一流路31連接的一端部(流體入口 33側)向另一端部(流體出口 34側)逐漸縮小，所以在圖7中，在與各螺旋溝的底面高度位置相對應的主體部25上，在主體部25的外周面嵌合與外周面形狀配套的圓筒體26，形成第一螺旋流路29和第二螺旋流路30，并使它們以從流體入口 33側向流體出口 34側直徑逐漸小的方式設置。此外還可以例如，以設置在主體部25上的螺旋溝的深度從流體入口 33側向流體出口 34側逐漸變淺的方式形成螺旋流路，也可以以螺旋溝的寬度逐漸變窄的方式形成螺旋流路，還可以將這些方式復合在一起而形成螺旋流路。圖7所示的第二流路35，優選以直徑從流體出口 34向上游部(流體入口 33側)逐漸縮小的方式形成。通過這樣，從第一螺旋流路29和第二螺旋流路30介由最把頭的連通孔32流到第二流路35的流體，最早介由第二流路35從流體出口 34流出，同時隨著向第一螺旋流路29和第二螺旋流路30的下游移動，介由連通孔32流到第二流路35的流體的速度逐漸變慢，使分流流動的流體的時間差更加明顯。本實施方式中，在作為主流路的第一流路31或第二流路35內還可以配置靜態混合器元件(圖中未示出)。靜態混合器元件是由圍繞流路軸心以規定角度交替反繞捻轉的多個捻轉板串聯連結而成的。由于通過靜態混合器元件能夠提高流體徑向上的混合效果，所以能夠在流體混合器所帶來的流向和徑向的混合效果上加上靜態混合器元件的徑向混合效果，更均勻地使流體混合。特別適合于對有粘度、難以混合的流體進行混合的情形。-第三實施方式-接下來，參照12來對本發明的第三實施方式所涉及的流體混合器進行說明。圖8顯示的是第三實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖，圖9a顯示的是圖8的主體部的左側視圖，圖9b顯示的是圖8的主體部的主視圖。第三實施方式中，由主體部41、和與主體部41的外周面嵌合的圓筒部件51和接頭部件形成具有混合流路的流體混合器。主體部41是PTFE(聚四氟乙烯)制的，在主體部41的圓筒狀的外周面上以從一端面向另一端部側深度逐漸變淺的方式形成第一螺旋溝46和第二螺旋溝47。第一螺旋溝46和第二螺旋溝47是相同形狀，各螺旋溝46、47的相對于流路軸線的截面形狀彼此相同。這些螺旋溝46、47以在軸線方向有一定間隔、即在周向上彼此錯開位置(位相)的方式形成。進而，第一、第二螺旋溝46、47以溝延續設置到一端面，該溝不達到另一端面的方式形成(參照圖9a)。在主體部41的另一端面上形成有開口部56，朝向開口部56的盡頭設置有逐漸縮徑而成的圓錐狀的空間部57。此時，主體部41以第一螺旋溝46和第二螺旋溝47的底面和空間部57的內周面之間的厚度基本相同的方式形成，由第一螺旋溝46和第二螺旋溝47的底面形成另一端面側縮徑了的圓錐形狀。此外，從各螺旋溝46、47的底面，在周向規定的位置上開通了作為與空間部57內周面連通的分支流路的大致直線狀、即直線或近似直線狀的多個連通孔48，位于最靠近空間部57的開口部56側的位置的連通孔48與第一螺旋溝46和第二螺旋溝47的開口部56側端部連通。主體部41以多個分割部件41a 41d沿長度方向串聯連結的方式形成。分割部件、41a^41d以串聯連結的狀態形成的第一螺旋溝46和第二螺旋溝47，圍繞長度軸線每旋轉180°就被分割。分割部件41a 41d的連結方法只要是使各部件不錯開連結即可，可以是嵌合、螺合、焊接、粘接等，沒有特殊限定。圓筒部件51是PFA制的軟管，形成大致圓筒形、即圓筒或近似圓筒形。圓筒部件51的內徑與主體部41的外徑大致相同，主體部41與圓筒部件51內部嵌合。通過使主體部41與圓筒部件51嵌合，由主體部41的第一螺旋溝46和圓筒部件51的內周面形成第一螺旋流路49，由主體部41的第二螺旋溝47和圓筒部件51的內周面形成第二螺旋流路50。在圓筒部件51的兩端面連接有由結合管52、54和緊固螺母53、55構成的接頭部件，通過在圓筒部件51的兩端部分別插入結合管52、54的一端部，并緊緊固定緊固螺母53、55，主體部41被固定在接頭部件的結合管52、54間。該情形，通過使接頭部件與圓筒部件51的兩端部連接而形成殼體。在主體部41的外周嵌合上殼體的流體混合器內，作為主流路的第一流路44和第二流路45以在流體混合器的中心軸上彼此分開的方式設置。在一方的接頭部件的結合管52的端面設置流體入口 42，在結合管52的內部形成與流體入口 42連通的第一流路44。結合管52連接設置在主體部41的開口部56側的相反側，第一流路44與第一螺旋流路49和第二螺旋流路50的各端部連通。即圖8中，不介由連通流路(圖I的10a、10b)，第一流路44與螺旋流路49、50直接連通。在另一方的接頭部件的結合管54的端面設置有流體出口43，結合管54與主體部41的開口部56側連接設置，通過結合管54的內部和主體部41的空間部57形成與流體出口 43連通的第二流路45。第三實施方式中，使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化這方面的行為與第一實施方式同樣，所以省略了說明。需說明的是，圓筒部件51還可以由軟管那樣的軟質材料以外的材料形成，例如由硬管等硬質材料形成。即、只要是內徑與主體部41的外徑大致相同的圓筒形狀、且是與主體部41嵌合的形狀就沒有特殊限定。第三實施方式中，通過結合管52、54和緊固螺母53、55構成接頭部件，與圓筒部件51的兩端部連接，但只要是能夠與圓筒部件51的兩端部連接、能夠設置到配管管線上并且能夠使主體部41固定的形狀即可，對管套、異徑接頭、聯管接頭、法蘭等接頭部件的構成沒有特殊限定。此外，接頭部件和圓筒部件51的連接方法可以是螺接、粘接、焊接、熔合、螺栓、釘扎、夾具、接合銷釘等，沒有特殊限定。
這樣在第三實施方式中，僅靠在筒狀的殼體內設置主體部41，就能夠形成流體混合器的流路，能夠將在配管管線中使用的已知的軟管或硬管等作為殼體的部件使用。此外，能夠根據配管管線的狀況來改變與配管的連接方法和流體混合器的接頭部的構造，能夠符合情況地在廣范圍使用。此外，本實施方式的流體混合器能夠最大限度確保流路體積，所以能夠流動大流量的流體。進而，與第二實施方式相比，能夠使流體入口 42和流體出口 43的內徑與圓筒部件51的外徑的寸法差較小，使流體混合器相對于要連接的配管管線的口徑不是太大，緊湊構成流體混合器。因此，特別是對于大口徑的流體混合器，能夠不占據較大的設置場所而設置，所以很適合。本實施方式中的主體部41，將分割部件41a 41d串聯連結而構成，但也可以由單一部件形成。在由分割部件41a 41d構成主體部41的情形，連結的分割部件41a 41d的個數為2個以上即可。此外，分割部件41a 41d的分割大小沒有特殊限定，但彼此是相同的大小在制造上容易，所以優選。例如多條螺旋溝46、47既可以圍繞其長度軸線每旋轉180°就進行分割，也可以每旋轉360°就進行分割。設置在各分割部件41a 41d上的連通孔48，只、要使多條螺旋溝46、47的底面和空間部57的內周面連通，既可以根據流體混合條件設置在任意位置，也可以通過分割部件41a 41d來改變連通孔48的各設置位置。第三實施方式中，在分割部件41a 41d的周面上形成螺旋方向相對于軸線方向總向正方向的多條螺旋溝，但也可以如圖10所示，將螺旋方向相對于流路軸線為正方向的分割部件64b、64d和反方向的分割部件64a、64c交替連結。在該情形、由于流體在主體部64的第一、第二螺旋溝62、63流動時，交替向正反方向旋轉，所以能夠得到與在第一、第二螺旋溝62、63內振動流體進行混合同樣的效果，使在第一、第二螺旋溝62、63流動的流體在徑向上攪拌。此外，也可以使主體部象從圖9的狀態變為圖11的狀態那樣，使各分割部件65a飛5d相對于軸線旋轉90度，在錯開的同時連結形成主體部65。使用這種主體部65的流體混合器，由于各螺旋流路彼此在中途連通，所以在各螺旋流路流動的流體每通過一次分割部件就被混合、分割。也就是說，在第I個分割部件的第一螺旋流路流動的流體，在要流到第2個分割部件時被分流到第一螺旋流路和第二螺旋流路，同樣在第I個第二螺旋流路流動的流體，在要流到第2個分割部件時，被分流到第一螺旋流路和第二螺旋流路。這些分流的流體彼此合流、混合，接著被第3個以后的分割部件再次重復進行分流、混合，流體就被徑向更均勻地攪拌。也可以從圖10的狀態，將各分割部件相對軸線旋轉90度而連結(圖中未示出)，該情形中，通過流體正反方向的旋轉帶來的攪拌、和反復分流和混合帶來的攪拌的協同效果，能夠在徑向上更均勻地攪拌流體。因此，僅用流體混合器就可以將流通同時在流向和徑向上混合，所以很好。其中，在如圖11那樣的構造時，各分割部件65a飛5d，如果第一、第二螺旋溝圍繞其長度軸線每螺旋旋轉180°以上就被分割，流體在各分割部件65a飛5d的螺旋流路流動時，流體必然會與螺旋溝的側壁發生沖撞，所以能夠提高攪拌效果，很好。在螺旋溝的數量為2個以上的情形，在將多條螺旋溝的數量設為n時，只要圍繞其長度軸線每螺旋旋轉360° /n以上，主體部就被分割即可。如果象以上那樣將多個分割部件連結形成主體部，則各分割部件的加工和成型變得容易，并且可以將螺旋流路以固定方向形成的情形和以交替反繞的方式形成的情形等根據情況進行自由拼裝，所以很好。需說明的是，主體部還可以形成2個以上螺旋溝。圖12a、圖12b是各形成4條螺旋溝的主體部的側視圖和主視圖，如圖所示，通過在主體部65設置螺旋溝，形成截面為十字狀的壁(參照圖12b)。-第四實施方式_接下來，參照圖13來對本發明的第四實施方式所涉及的流體混合器進行說明。圖13顯示的是第四實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖。第四實施方式所涉及的流體混合器具備主體部41、覆蓋主體部41的周圍的一對圓筒部件(第一圓筒部件71、第二圓筒部件72)、與圓筒部件連接的法蘭部73、74、以及接頭部件。第一圓筒部件71由PVC(聚氯乙烯)制管構成。第一圓筒部件71的一端部插入到作為接頭部件的異徑接頭75的一端部，通過粘接與異徑接頭75連接。第一圓筒部件71的另一端部插入到法蘭部73，通過粘接與法蘭部73連接。第二圓筒部件72由PVC制管構、成。第二圓筒部件72的一端部被插入到作為接頭部件的異徑接頭76的一端部，通過粘接與異徑接頭76連接。第二圓筒部件72的另一端部被插入到法蘭部74，通過粘接與法蘭部74連接。主體部41從法蘭部73、74側的開口部收納到第一圓筒部件71和第二圓筒部件72的內側，法蘭部73、74彼此通過螺栓螺母連結。這樣主體部41就被固定在作為接頭部件的異徑接頭75、76間。通過將第一圓筒部件71、第二圓筒部件72、法蘭部73、74、異徑接頭75、76彼此連接就形成了殼體。通過使第一圓筒部件71和第二圓筒部件72與主體部41嵌合，就由主體部41的第一螺旋溝46和第一、第二圓筒部件71、72的內周面形成第一螺旋流路49，由主體部41的第二螺旋溝47和第一、第二圓筒部件71、72的內周面形成第二螺旋流路50。第四實施方式的主體部的構造與第三實施方式同樣，所以省略了說明。在主體部41的外周與殼體嵌合的流體混合器內，作為主流路的第一流路79和第二流路80以在流體混合器的中心軸上彼此分開的方式設置。在與第一圓筒部件71連接的作為接頭部件的異徑接頭75的端面設置有流體入口 77，在異徑接頭75的內部形成與流體入口 77連通的第一流路79。異徑接頭75與主體部41的開口部56的相反側開口連接設置，第一流路79與第一螺旋流路49和第二螺旋流路50的各端部連通。在與第二圓筒部件72連接的作為接頭部件的異徑接頭76的端面設置有流體出口 78。異徑接頭76與主體部41的開口部56側連接設置，由異徑接頭76的內部和主體部41的空間部57形成與流體出口 78連通的第二流路80。第四實施方式的使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化方面的行為與第一實施方式同樣，所以省略了說明。第四實施方式中，通過卸下法蘭部的螺栓螺母，將第一圓筒部件和第二圓筒部件拆開，就可以取出主體部，能夠輕松地將各部品洗凈。-第五實施方式_接下來，參照圖14來對本發明的第五實施方式所涉及的流體混合器進行說明。圖14顯示的是第五實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖，是使用圈箍接頭的形狀的流體混合器。該流體混合器具有大致圓柱狀的主體部81和覆蓋主體部81的周圍的一對圓筒部件(第一圓筒部件82、第二圓筒部件83)。主體部81和一對圓筒部件82、83由例如不銹鋼(SUS304等)構成。需說明的是，由于第一圓筒部件82和第二圓筒部件83是相同形狀，所以下面主要說明由第一圓筒部件82為代表的流體混合器的構造。在第一圓筒部件82的一端部外周設置法蘭部84，在另一端部設置圓筒部直徑縮小的縮徑部85。在縮徑部85的被縮徑的端部設置有圈箍接頭部86。在圈箍接頭部86的端面設置有入口開口 87，入口開口 87與第一圓筒部件82的內部的入口流路88連通。需說明的是，在第二圓筒部件83的圈箍接頭部的端面設置有出口開口 89，出口開口 89與第二圓筒部件83內的出口流路90連通。在主體部81的內部以在同一軸上彼此分開的方式設置有第一流路91和第二流路92。在主體部81的一端面設置有將入口流路88和第一流路91連通的流體入口 93，在另一端面設置將出口流路90和第二流路92連通的流體出口 94。在主體部81的外周面形成底面為大致圓弧狀的第一螺旋溝95和第二螺旋溝96。第一螺旋溝95和第二螺旋溝96是相同形狀，各螺旋溝95、96的相對于流路軸線的截面形狀彼此相同。這些螺旋溝95、96以在軸線方向有一定間隔、即在周向上彼此位置錯開的方式形成。在第一螺旋溝95和第二螺旋溝96的一端部連接第一流路91。在周向的規定位置，從第一、第二螺旋溝95、96的底面向第二流路92的內周面形成了分別將第一螺旋溝95和第二螺旋溝96與第一流路91連通的、直線狀的多個連通孔97。位于最靠近流體入口 93側的位置的連通孔97與第一螺旋溝95和第二螺旋溝96的一端部連通，位于最靠近流體出口 94側的位置的連通孔97與第一螺旋溝95和第二螺旋溝96的另一端部連通。主體部81的兩端部形成了與第一、第二圓筒部件82、83的內周面匹配的直徑縮小的形狀，主體部81的外周與第一、第二圓筒部件82、83的內周直徑大致相同。主體部81從第一、第二圓筒部件82、83的直徑沒有縮小側的法蘭部84、98的開口部插嵌進入。在各法蘭部84、98的端面間夾持氣密墊99，法蘭部84、98通過夾具100連結。在該圖14的構造中，通過第一、第二圓筒部件82、83形成殼體，由第一、第二圓筒部件83、83與第一螺旋溝95和第二螺旋溝96的內周面形成第一螺旋流路101和第二螺旋流路102。需說明的是，本實施方式的法蘭部84、98的連接與圈箍接頭的連接方法同樣，也可以使用圈箍接頭。也可以是圖14所示以外的其它形狀，也可以使用圈箍接頭，組裝容易地形成流體混合器。例如、可以是在圓筒狀的殼體的兩端部設置有圈箍接頭部的殼體中嵌合主體部的構造(圖中未示出)。第五實施方式中，在使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化這方面的行為與第一實施方式同樣，所以省略了說明。本實施方式的流體混合器，由于容易拆分和組裝，所以通過圈箍接頭部86向配管管線的安裝和卸下變得容易。拆分后狀態的主體部81，在外周形成第一、第二螺旋溝95、96，內部形成直線狀的第一、第二流路91、92，是簡單的、沒有復雜部分的結構，所以能夠容易且切實地洗凈。此外，由于第一、第二螺旋溝95、96的底面大致為圓弧狀，所以能夠防止第一、第二螺旋溝95、96的底部積存固體物，能夠容易地洗凈各角落。因此，特別適合用于頻繁進行拆分、將部件進行洗凈、組裝的操作的食品領域。-第六實施方式-接下來，參照圖15來說明本發明的第六實施方式所涉及的流體混合器。圖15是顯示第六實施方式所涉及的流體混合器的縱截面圖，是使用圈箍接頭的形狀的流體混合器。該流體混合器具備大致圓柱狀的主體部41和覆蓋主體部41的周圍的一對圓筒部件(第一圓筒部件111、第二圓筒部件112)。主體部41和一對圓筒部件111、112由例如不銹鋼(SUS304等)構成。需說明的是，由于第一圓筒部件111和第二圓筒部件112是相同形狀，所以在下面主要說明以第一圓筒部件111為代表的流體混合器的構造。在第一圓筒部件111的一端部外周設置法蘭部113,在另一端部設置圈箍接頭部116。在第一圓筒部件111的另一端部內周設置臺階114,并且從臺階114向另一端面側開口部延續設置管路115。主體部41插嵌到第一圓筒部件111和第二圓筒部件112的法蘭部113、117的開口部中。在各法蘭部113、117的端面間夾持氣密墊118，法蘭部113、117通過夾具119連結在一起。此時，第一、第二圓筒部件111、112形成殼體，主體部41被固定在第一、第二圓筒部件111、112的臺階114、120間。通過使主體部41與第一圓筒部件111和第二圓筒部件112嵌合，由主體部41的第一螺旋溝46和第一、第二圓筒部件111、112的內周面形成第一螺旋流路121，在主體部41的第二螺旋溝47和第一、第二圓筒部件111、112的內周面形成第二螺旋流路122。第六實施方式的主體部的構造與第三實施方式同樣，所以省略了說明。在主體部41的外周上嵌合殼體的流體混合器內中，作為主流路的第一流路123和第二流路124在流體混合器的中心軸上彼此分開設置。在第一圓筒部件111的圈箍接頭部、116側的端面上設置流體入口 125，在第一圓筒部件111的內周面形成與流體入口 125連通的第一流路123。第一流路123由位于第一圓筒部件111的端部的管路115的內部形成、即由從第一圓筒部件111的臺階114到流體入口 125的管路115內部形成，與第一螺旋流路121和第二螺旋流路122分別連通。在第二圓筒部件112的圈箍接頭部127側的端面設置有流體出口 126。第二流路124由主體部41的空間部57和位于第二圓筒部件112的端部的管路128的內部形成、即由空間部57和從第二圓筒部件112的臺階120到流體出口 126之間的管路128的內部形成，并與流體出口 126連通。在第六實施方式中，使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化方面的行為與第一實施方式同樣，所以省略了說明。接下來，參照圖16、圖17來對使用以上的流體混合器的裝置進行說明。本發明實施方式所涉及的流體混合器適合用于例如流體的溫度或濃度隨時間變化的管線內。即、適合用于例如在管線內設置加熱器、由于流體的溫度相對于該加熱器加熱的時間軸產生變動、流體的溫度隨時間變化的情況，以及使浸潰在槽內的固體物溶解到流體內而流動的管線中、溶出的濃度隨時間變化的情況等。在該情形、通過使用本實施方式所涉及的流體混合器，能夠使管線的流體的溫度或濃度均勻化。需說明的是，作為流體流動的物質只要是氣體或流體，就沒有特殊限定。圖16顯示使用本實施方式所涉及的流體混合器的裝置的一例。圖中在兩種物質各自流動的管線131、132的合流部133的下游側配置本實施方式所涉及的流體混合器136。各物質由各自的泵134、135供給。因此，通過泵134、135的脈動等，有時流體合流時的混合比率會隨時間變化，但由于借助流體混合器136使物質的混合比率均勻化，所以能夠使溫度、濃度相對時間軸固定。需說明的是，對于在各管線131、132中各自流動高溫流體和低溫流體的狀態下的、例如高溫流體不均勻地流動、流體的溫度相對時間軸產生參差不齊的情形，以及在將已定濃度的流體與其它流體混合時混合流體的濃度隨時間變化的情形等，也有效。此時的流體可以是氣體、液體、固體、粉末等中的任一種，對于固體、粉末，也可以預先與氣體或液體混合。需說明的是，也可以構成使3種以上物質流動的管線合流的裝置，將3種以上的物質通過流體混合器混合。圖17是顯示圖16的變形例的圖。圖17中，在兩種物質各自分開流動的管線137、138的合流部139的下游側設置本發明的流體混合器140，并且在流體混合器140的下游側設置與另一物質流動的管線141合流的合流部142，在該合流部142的下游側也配置本實施方式的流體混合器143。在這樣同時混合3種以上物質、產生混合不均勻的情況等中，能夠使最初混合的兩種物質在均勻化后，與另一物質混合并均勻化，由此能夠沒有混合變動地、有效進行混合。例如在混合水、油和表面活性劑的情況中，如果一次性全部混合，就會混合不均勻，不能良好地混合，但通過先使水和表面活性劑混合，然后再與油混合，就可以沒有變動地均勻混合。在將水和硫酸混合稀釋后，使該混合物和氨氣混合，使氨氣被吸收的情況，或者在水和硫酸混合稀釋后，將該混合物與硅酸鈉混合來調節PH值的情形，都能夠很好地使用。需說明的是，也可以最初使3種以上的物質合流，還可以在中途使2種以上的物質合流。此外，同樣也可以將3個以上的流體混合器連接起來，階段性地與其它物質混合。下面進而對使用本裝置混合的異種流體的組合予以說明。在圖16的裝置中，可以使一物質流動的管線131中流動水、使另一物質流動的管線132中流動pH調節劑、液體肥料、漂白劑、殺菌劑、表面活性劑或液體試劑中的任一種。
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此時的水，可以是純水、蒸留水、自來水、工業用水等符合混合物質的條件的水即可，沒有特殊限定。此外對水的溫度沒有特殊限定，可以是熱水或冷水。PH調節劑只要是用于調節混合的液體的PH值的酸、堿即可，可以列舉出鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、羧酸、檸檬酸、葡萄糖酸、琥珀酸、碳酸鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鈉水溶液等。液體肥料只要是農業用的液狀肥料即可，可以列舉出屎尿、化學肥料等。漂白劑只要是利用化學物質的氧化、還原反應使色素分解的物質即可，可以列舉出，次氯酸鈉、過碳酸鈉、過氧化氫、臭氧水、二氧化硫脲、連二亞硫酸鈉等。殺菌劑是用于殺滅病原性或有害性微生物的藥劑，可以列舉出碘酊、聚維酮碘、次氯酸鈉、漂白粉、紅藥水、葡萄糖酸洗必泰、利凡諾、乙醇、異丙醇、雙氧水、苯扎氯胺、氯化十六烷基吡啶鐵、甲酚皂溶液、亞氯酸鈉、過氧化氫、次氯酸鈉、次氯酸水、臭氧水等。表面活性劑是分子內具有容易被水浸潤的部分(親水基)、和容易被油浸潤的部分(未油基和疏水基)的物質，可以列舉出脂肪酸納、脂肪酸鐘、一燒基硫酸鹽、燒基聚氧乙烯硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、一烷基磷酸鹽、烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽、烷基芐基二甲基銨鹽、烷基二甲基氧化胺、烷基羧基甜菜堿、聚氧乙烯烷基醚、脂肪酸失水山梨糖醇酯烷基多聚葡萄糖苷脂肪酸二乙醇酰胺、烷基單甘油基醚、a -磺基脂肪酸酯鈉、直鏈烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸酯鈉、烷基醚硫酸酯鈉、a -烯烴磺酸鈉、烷基磺酸鈉、蔗糖脂肪酸酯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙稀燒基苯基釀、燒基氣基脂肪酸納、燒基甜菜喊、燒基氧化胺、燒基二甲基按鹽、_.燒基二甲基銨鹽等。此外，只要落入到液體試劑的范疇即可，可以使用不是上述類型的液體試劑，可以列舉出鹽酸、硫酸、乙酸、硝酸、甲酸、氫氟酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化銨、硅酸鈉、油等。需說明的是，這里列舉出的液體試劑也可以使用相當于上述類型的。此外，還可以使一物質流動的管線131中流動水、使另一物質流動的管線132中流動熱水，以使水和熱水以一定的溫度均勻混合。此外，還可以使一物質流動的管線131中流動第一液體試劑、使另一物質流動的管線132中流動第二液體試劑或金屬，通過使用流體混合器136將它們進行混合。這里的第一、第二液體試劑只要是可以混合的液體試劑即可，可以是上述液體試劑、或其它的液體試劑。可以列舉出例如光致抗蝕劑、稀釋劑等。此外，液體試劑還可以是化妝品。化妝品可以列舉出洗面奶、清洗液、化妝水、美容液、乳液、軟膏、凝膠等用于調節皮質本身的基礎化妝品，以及用于口臭、體臭、痱子、糜爛、脫發等的防止、育毛或除毛、鼠和害蟲驅除等相當于醫藥外用品的藥用化妝品等。金屬主要是有機金屬化合物，可以以微小的粒狀、粉末或溶解在有機溶劑等中的液體的形式使用。有機金屬化合物可以列舉出氯(乙氧基羰基甲基)鋅之類的有機鋅化合物、二甲基銅鋰之類的有機銅化合物、格氏試劑、碘化甲基鎂、二乙基鎂之類的有機鎂化合物、正丁基鋰之類的有機鋰化合物、金屬羰基化合物、卡賓配合物、以二茂鐵為代表的金屬茂等有機金屬化合物、溶解在石蠟油等中的一種元素或多元素混合標準液等。此外，還可以含有硅、砷、硼等類金屬的化合物和鋁之類賤金屬。有機金屬化合物適合在石油化學制品的制造、有機聚合物的制造中作為催化劑使用。、此外，可以使一物質流動的管線131中流動廢液、使另一物質流動的管線132中流動PH調節劑或凝聚劑，將它們用流體混合器136混合。pH調節劑可以使用上述pH調節齊U，凝聚劑只要可以使廢液凝聚即可，沒有特殊限定，可以列舉出硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硅酸鐵、硫酸鈣、氯化鐵、消石灰等。微生物只要可以促進廢液發酵、分解即可，可以列舉出酶、酵母等菌類、細菌等細菌等。此外，可以使一物質流動的管線131中流動第一石油類、另一物質流動的管線132中流動第二石油類、添加劑、或水，將它們用流體混合器136進行混合。這里，第一、第二石油類是指以烴為主成分，此外還含有少量的硫、氧、氮等各種物質的液狀油，可以列舉出石腦油(汽油)、燈油、輕油、重油、潤滑油、浙青等。這里所謂的添加劑是指用于提高或保持石油類的品質而添加的物質，作為潤滑油添加劑可以列舉出洗凈分散劑、氧化防止劑、粘度指數提高劑 傾點降低劑、油性提高劑 極壓添加劑、摩耗防止劑、防銹 防蝕劑等，作為潤滑脂添加劑可以列舉出結構穩定劑、填充劑等、燃料油添加劑等。這里所謂的水是純水、蒸留水、自來水、工業用水等符合要混合的物質的條件的水，沒有特殊限定。此外，對水的溫度沒有特殊限定，可以是熱水或冷水。此外，還可以使在一物質流動的管線131中流動第一樹脂、使另一物質流動的管線132中流動第二樹脂、溶劑、固化劑、著色劑，將它們用流體混合器136進行混合。這里所謂的樹脂是指熔融樹脂、液體樹脂等粘合劑的主成分、涂料的涂膜形成成分。熔融樹脂只要是可以注射成型或擠出成型的樹脂即可，沒有特殊限定，可以列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物、ABS樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酰胺、尼龍、聚縮醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮等。液體樹脂等的粘合劑的主成分可以列舉出丙烯酸樹脂系粘合劑、a -烯烴系粘合齊U、聚氨酯樹脂系粘合劑、醚系纖維素、乙烯-乙酸乙烯基酯樹脂粘合劑、環氧樹脂系粘合齊U、氯乙烯樹脂溶劑系粘合劑、氯丁二烯橡膠系粘合劑、乙酸乙烯基酯樹脂系粘合劑、氰基丙烯酸酯系粘合劑、硅氧烷系粘合劑、水性高分子-異氰酸酯系粘合劑、丁苯橡膠溶液系粘合劑、丁苯橡膠系膠乳粘合劑、丁腈橡膠系粘合劑、硝基纖維素粘合劑、反應性熱熔粘合劑、酚醛樹脂系粘合劑、改性硅氧烷系粘合劑、聚酰胺樹脂熱熔粘合劑、聚酰亞胺系粘合劑、聚氨酯樹脂熱熔粘合劑、聚烯烴樹脂熱熔粘合劑、聚乙酸乙烯基酯樹脂溶液系粘合劑、聚苯乙烯樹脂溶劑系粘合劑、聚乙烯醇系粘合劑、聚乙烯基吡咯烷酮樹脂系粘合劑、聚乙烯醇縮丁醛樹脂系粘合劑、聚苯并咪唑粘合劑、聚甲基丙烯酸酯樹脂溶液系粘合劑、三聚氰胺樹脂系粘合劑、脲樹脂系粘合劑、間苯二酚系粘合劑等。作為涂料的涂膜形成成分，可以列舉出丙烯酸系樹脂、聚氨酯樹脂、三聚氰胺樹脂等。作為溶劑，可以列舉出己烷、苯、甲苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮、乙腈、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、甲醇等。作為固化劑可以列舉出，多元胺、酸酐、胺類、過氧化物、糖精等。作為著色劑可以列舉出鋅華、鉛白、立德粉、二酸化鈦、沉淀硫酸鋇、重晶石粉、鉛丹、氧化鐵紅、鉻黃、鋅黃、群青、亞鐵氰化鐵鉀(Prussian Blue)、炭黑等顏料。本文中當上述樹脂是熔融樹脂時，還可以形成從成型機或擠出機向流體混合器136流入熔融樹脂的裝置。例如在成型機的情況中，可以在成型機的射嘴和模具之間配置流體混合器136進行注射成型，或者在擠出機的情況中，可以在擠出機和口模之間配置流體混合器136進行擠出成型。這種情況可以使樹脂內的溫度均勻化，使樹脂粘度穩定，抑制厚、度變動和內部應力的發生，消除顏色變動。此外，可以通過使一物質流動的管線131中流動第一食品原料、另一物質流動的管線132中流動第二食品原料、食品添加劑、調味劑、不燃性氣體，將它們用流體混合器136混合。第一、第二食品原料只要是可以在配管內流動的飲料或食品即可，可以列舉出日本酒、燒酒、啤酒、威士忌、葡萄酒、伏特加等酒精飲料、牛奶、酸奶、黃油、奶油、奶酪、煉乳、乳脂等乳制品、果汁、茶、咖啡、豆漿、水等飲料、高湯、醬湯、清燉肉湯、玉米羹、豬骨頭湯等飲料食品、以及果凍、菌弱塊、布丁、巧克力、冰琪淋、硬糖、J2 腐、由碎魚肉制成的熟食品、力口水攪開的雞蛋、明膠等各種食品原料等。此外若可流動，還可以是固體或粉末，例如小麥粉、山慈姑粉、高筋粉、低筋粉、蕎麥粉、奶粉、咖啡、可可茶等粉末原料、以及果肉、裙帶菜、芝麻、青海苔、木松魚片、面包末、切細或磨碎的食品等小固體食品等。食品添加劑可以列舉出紅糖、黃砂糖、果糖、麥芽糖、蜂蜜、糖蜜、楓樹糖漿、糖稀、赤蘚糖醇、海藻糖、麥芽糖醇、帕拉金糖、木糖醇、山梨糖醇、甜蛋白、糖精鈉、環拉酸、衛矛醇、阿斯巴甜、乙酰磺胺酸鉀、三氯蔗糖、紐甜等甜味料、焦糖色素、桅子色素、花青素色素、紅木色素、辣椒色素、紅花色素、紅曲色素、類黃酮色素、胭脂蟲紅色素、莧紫、紅霉素、誘惑紅AC、新胭脂紅、焰紅、玫瑰紅、酸性紅、檸檬黃、晚霞黃FCF、固綠FCF、亮藍FCF、靛藍胭脂紅等著色料、苯甲酸鈉、e-多聚賴氨酸、魚精蛋白提取物(Protamine)、山梨酸鉀、山梨酸鈉、脫氫乙酸鈉、紅側柏素(Hinokitiol)等防腐劑、抗壞血酸、維生素E、二丁基羥基甲苯、丁基輕基苯甲醚、異抗壞血鈉、亞硫酸鈉、二氧化硫、綠原酸、J L茶酹等抗氧化劑、香料等。調味劑可以列舉出醬油、調味汁、醋、油、辣椒油、大醬、番茄醬、蛋黃醬、色拉醬、甜料酒等液體調料、砂糖、鹽、胡椒、秦椒、辣椒面等粉末調料。微生物是可促進食品發酵或分解的物質，可以列舉出蘑菇、霉、酵母等菌類、細菌等細菌類。作為菌類可以列舉出各種蘑菇、麥芽霉菌等，作為細菌類可以列舉出比菲德氏菌、乳酸菌、納豆菌等。作為不燃性氣體可以列舉出二氧化碳等，例如，可以將麥芽汁和二氧化碳氣體混合在一起用于制造啤酒等。此外，也可以使一物質流動的管線131中流動空氣、另一物質流動的管線132中流動可燃性氣體，將它們用流體混合器136混合。作為可燃性氣體可以列舉出甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、乙炔、氫氣、一氧化碳、氨氣、甲醚等。此外，也可以使一物質流動的管線131中流動第一不燃性氣體、使另一物質流動的管線132中流動第二不燃性氣體或蒸氣，將它們用流體混合器136混合。作為不燃性氣體，可以列舉出氮氣、氧氣、二氧化碳、氬氣、氦氣、硫化氫氣、二氧化硫氣、硫的氧化物氣體等。此外，作為上述其它的組合，也可以使一物質流動的管線131中流動水、液體試劑、食品原料，另一物質流動的管線中流動空氣、不燃性氣體、蒸氣，將它們用流體混合器136混合。此外，也可以使一物質流動的管線131中流動第一合成中間體、使另一物質流動的管線132中流動第二合成中間體、添加劑、液體試劑或金屬，將它們用流體混合器136混合。第一、第二合成中間體是指在目標化合物之前的多階段合成過程中出現的、在合成中途出現的化合物，可以列舉出混合多個試劑后的合成過程中的中間體、樹脂的純化過程中的中間體、醫藥中間體等。
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需說明的是，在還可以使用圖17的裝置將以上的不同種類的流體進行混合。此夕卜，在使用圖16、圖17的流體混合器的裝置中，還可以在合流前的物質流動的各管線中設置加熱器或氣化器，也可以在流體混合器的下游側設置熱交換器。此外，還可以在合流前的一物質流動的管線中設置計量器，并具有按照計量器計量出的參數來調節另一物質流動的管線的泵的輸出的控制部，還可以在另一物質流動的管線上設置控制閥，并具有按照計量器計量出的參數來調節控制閥的開度的控制閥。此時，計量器只要是可以計量必要的流體參數即可，可以是流量計、流速計、濃度計、PH測定器。此外，還可以在管線的合流部的下游側的流路中設置靜態混合器。在這種情況，用流體混合器進行流路的軸向均勻化，用靜態混合器使流路的徑向均勻化，從而更均勻地混合流體。構成以上的流體混合器中的主體部11、41、81、殼體的各部件的材質只要是樹脂即可，可以是聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等中的任一種。特別是在流體是腐蝕性流體的情況中，優選聚四氟乙烯、聚1，I-二氟乙烯、四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚樹脂等的含氟樹脂，只要是含氟樹脂制，就可以使用腐蝕性流體，并且即使腐蝕性氣體透過，也不用擔心配管部件的腐蝕，所以優選。此外，還可以使用透明或半透明材料形成本體部或殼體的部件或部件的一部分，這樣可以目視確認流體的混合狀態，所以很好。此外，根據在流體混合器流動的物質不同，各部件的材質還可以是鐵、銅、銅合金、黃銅、鋁、不銹鋼，鈦等金屬或合金。上述實施方式中，通過分支流路7a 7j、連通孔18、32、48、97將第一、第二螺旋流路和第二流路在流向的多個位置連通，但分支流路的構造并不限于上述的。例如還可以使多個分支流路在各部位具有不同形狀(例如截面積不同的形狀)，或者改變長度方向上連通流路的配置間距。主流路、分支流路也可以不是直線狀。此外，雖然使螺旋流路5、6為大致環狀，但只要是以覆蓋主流路的周圍的方式設置，也可以是其他形狀(例如矩形)。圖5和圖8等中，在主體部11、41的外周面設置第一、第二螺旋溝16、17、46、47，但只要是由主體部11、41和殼體(圓筒體19、圓筒部件51)的嵌合面形成第一、第二螺旋流路20、21、46、47即可，也可以在其他部件(例如殼體的內周面)上設置螺旋溝。也可以在主體部和殼體之間夾著開通了螺旋狀孔的圈狀部件。圖8中，在主體部41的一端部連接結合管52，在另一端部連接結合管54，但形成第一流路44的第一流路形成部的構造、和與空間部57 —起形成第二流路45的第二流路形成部的構造并不限于此。例如也可以如圖13所示，連接異徑接頭75、76。也可以如圖15所示，在圓筒部件111、112的一端部和另一端部上分別設置管路115和管路128，通過管路115和管路128分別形成第一流路123和第二流路124。在圖16中通過管線131、132和合流部133，在圖17中通過管線137、138、141和合流部139、142，分別形成將多種不同流體合流、引導的流路，但流路形成單元并不限于此。需說明的是，還可以將上述第一實施方式 第六實施方式任意組合來構成流體混合器。即、本發明的特征，在能夠實現功能的前提下，本發明對實施方式的流體混合器沒有限定。本發明可以得到以下效果。(I)即使對于流路內瞬時間流體的濃度變濃或變稀的狀態，也能夠使流體的流向上的濃度分布沒有變動、均勻化地混合，提供濃度穩定的流體。(2)即使對于流路內瞬時間流體的溫度變高或變低的狀態，也能夠使流體的流向、上的溫度分布沒有變動、均勻化地混合，供給溫度穩定的流體。(3)能夠使流體混合器小型化，使設置空間為必要最小限度。標號說明I流體入口2第一流路3流體出口4第二流路5第一螺旋流路6第二螺旋流路7a 7j分支流路8濃度計9濃度計11、41 主體部12、42 流體入口13、44 第一流路14、43 流體出口15、45 第二流路16、46第一螺旋溝17、47第二螺旋溝18、48 連通孔19圓筒體20、49第一螺旋流路21、50第二螺旋流路41a 41d分割部件51圓筒部件52、54 結合管53、55緊固螺母56 開口部57空間部
權利要求
1.一種流體混合器，其特征在于，具備 主流路其包含第一流路和第二流路， 多條螺旋流路在所述第二流路的周圍相對于該第二流路分別以大致同心狀形成，并且在周向上彼此錯開位置設置，它們各自的一端部分別與所述第一流路連通， 多個分支流路從所述第二流路的流向的多個位置分支出，分別在所述多條螺旋流路的流向的多個位置與該多條螺旋流路連通， 流體入口部設置在所述第一流路和所述第二流路中的任一者的開口端部，以及， 流體出口部設置在所述第一流路和所述第二流路中的另一任一者的開口端部。
2.如權利要求I所述的流體混合器，其特征在于，所述多條螺旋流路相對于流路軸線的流路截面形狀彼此相同。
3.如權利要求I或2所述的流體混合器，其特征在于，具備主體部和殼體， 所述主體部在內部設置有所述第一流路、所述第二流路和所述分支流路，在外周面形成與所述分支流路連通的多條螺旋溝， 所述殼體與所述主體部的外周面嵌合，并與所述多條螺旋溝一起形成所述多條螺旋流路， 所述第一流路和所述第二流路在同一軸上彼此分開配置， 所述流體入口部和所述流體出口部分別設置在所述主體部的長度方向的兩端部。
4.如權利要求r3的任一項所述的流體混合器，其特征在于，所述第二流路的流路截面積形成為從該第二流路的開口端部側向另一端部側逐漸變小。
5.如權利要求r4的任一項所述的流體混合器，其特征在于，所述多條螺旋流路的流路截面積形成為從所述第一流路的開口端部側向另一端部側逐漸變小。
6.如權利要求I或2所述的流體混合器，其特征在于，具備主體部和殼體， 所述主體部在外周面形成多條螺旋溝，溝的深度從長度方向一端部向另一端部側逐漸變淺，并且形成有截面積從長度方向另一端部向一端部側縮小的圓錐狀的空間部，進而開通了使所述多條螺旋溝和所述空間部連通的多個連通孔， 所述殼體與所述主體部的外周面嵌合，并與所述多條螺旋溝一起形成所述多條螺旋流路， 在所述殼體的一端部設置有第一流路形成部，所述第一流路形成部與所述多條螺旋流路的端部分別連通而形成所述第一流路，在另一端部設置有第二流路形成部，所述第二流路形成部與所述空間部一起形成所述第二流路， 所述多個連通孔形成所述多個分支流路， 所述第一流路和所述第二流路在同一軸上彼此分開配置， 所述流體入口部設置在所述第一流路形成部和所述第二流路形成部中的任一者的端部，所述流體出口部設置在所述第一流路形成部和所述第二流路形成部的另一任一者的端部。
7.如權利要求6所述的流體混合器，其特征在于，所述主體部具有多個分割部件，該多個分割部件在所述第二流路的流向上連結。
8.如權利要求7所述的流體混合器，其特征在于，所述分割部件以使所述螺旋流路的螺旋方向交替反繞的方式連結。
9.如權利要求:T8的任一項所述的流體混合器，其特征在于，所述殼體具備所述圓筒部件和與該圓筒部件的兩端部連接的接頭部件。
10.如權利要求:T9的任一項所述的流體混合器，其特征在于，所述殼體具有設置有法蘭部的多個殼體部件，該多個殼體部件介由該法蘭部沿長度方向彼此連結。
11.如權利要求10所述的流體混合器，其特征在于， 所述殼體部件是一對圓筒部件， 所述法蘭部在所述一對圓筒部件的各一端部分別向徑向外側突出設置， 所述主體部被收納在所述一對圓筒部件的內側，通過將所述一對圓筒部件的所述法蘭部彼此連結而被固定。
12.如權利要求:Tll的任一項所述的流體混合器，其特征在于，在所述殼體的端部設直有圈榧接頭部。
13.一種使用了流體混合器的裝置，其特征在于，具備 權利要求廣12的任一項所述的流體混合器，以及 形成將多種不同流體合流并引向所述流體混合器的流路的流路形成單元。
全文摘要
提供了一種流體混合器，具有包含第一流路(2)和第二流路(4)的主流路，在第二流路(4)的周圍相對于該第二流路(4)分別形成大致同心狀、并且在周向上彼此錯開位置而設置的、各自的一端部與第一流路(2)連通的多條螺旋流路(5，6)，從第二流路(4)的流向的多個位置分支出的、在多條螺旋流路(5，6)的流向的多個位置上分別與該多條螺旋流路(5，6)連通的多個分支流路(7a～7j)，設置在第一流路(2)和第二流路(4)中的任一者的開口端部的流體入口部(1)，以及設置在第一流路(2)和第二流路(4)的另一任一者的開口端部的流體出口部(3)。
文檔編號B01F5/00GK102753257SQ201080063210
公開日2012年10月24日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年2月5日
發明者山田崇, 花田敏廣 申請人:旭有機材工業株式會社