(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022187801
(43)【公開日】2022-12-20
(54)【発明の名称】プレート式混合器
(51)【国際特許分類】
B01F 25/40 20220101AFI20221213BHJP
B01F 23/41 20220101ALI20221213BHJP
B01F 35/90 20220101ALI20221213BHJP
【FI】
B01F5/00 D
B01F3/08 A
B01F15/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021095986
(22)【出願日】2021-06-08
(71)【出願人】
【識別番号】000152480
【氏名又は名称】株式会社日阪製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110002734
【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】樋渡 功
(72)【発明者】
【氏名】岡本 民雄
(72)【発明者】
【氏名】岡田 賢一
【テーマコード(参考)】
4G035
4G037
【Fターム(参考)】
4G035AB40
4G035AC02
4G035AE13
4G035AE15
4G035AE17
4G037CA02
4G037EA01
(57)【要約】
【課題】流動性を有する複数種の混合対象物を混合した混合物の温度制御が可能で且つ小型化が図られたプレート式混合器を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、流動性を有する複数種の混合対象物を混合するプレート式混合器であって、所定方向に重ね合わされる三つ以上のプレートを備え、三つ以上のプレートは、複数種の混合対象物が通過することによって混合される少なくとも一つの第一のプレート間と、プレートの重ね合わせ方向において第一のプレート間と隣り合い、且つ温度制御用の流体が流通可能な少なくとも一つの第二のプレート間と、を形成し、隣り合う第一のプレート間と第二のプレート間との間を仕切るプレートは、伝熱性を有する。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流動性を有する複数種の混合対象物を混合するプレート式混合器であって、
所定方向に重ね合わされる三つ以上のプレートを備え、
前記三つ以上のプレートは、
前記複数種の混合対象物が通過することによって混合される少なくとも一つの第一のプレート間と、
前記プレートの重ね合わせ方向において前記第一のプレート間と隣り合い、且つ温度制御用の流体が流通可能な少なくとも一つの第二のプレート間と、を形成し、
隣り合う前記第一のプレート間と前記第二のプレート間との間を仕切る前記プレートは、伝熱性を有する、プレート式混合器。
【請求項2】
前記三つ以上のプレートは、前記重ね合わせ方向における前記第一のプレート間の両側に前記第二のプレート間をそれぞれ形成する、請求項1に記載のプレート式混合器。
【請求項3】
前記第二のプレート間は、複数の領域に仕切られ、
これら複数の領域のそれぞれは、前記流体が流通可能である、請求項1又は2に記載のプレート式混合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重ね合わされた三つ以上のプレートを備え、流動性を有する複数の混合対象物がプレート間を通過することで混合されるプレート式混合器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、液体や粉体等の流動性を有する複数種の混合対象物を混合して所定温度の混合物を供給可能な混合装置が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
具体的に、この混合装置は、移送管路に直列に配置された調味液の混合槽、移送ポンプ、熱交換器等を備えており、混合槽で混合された調味液が、混合槽の下流に配置された熱交換器によって所定の供給温度(乳化最適温度)に温度制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の混合装置では、調味液を混合する混合槽とは別に温度制御用の熱交換器が配置されているため、装置が大型化する。
【0006】
そこで、本発明は、流動性を有する複数種の混合対象物を混合した混合物の温度制御が可能で且つ小型化が図られたプレート式混合器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のプレート式混合器は、
流動性を有する複数種の混合対象物を混合するプレート式混合器であって、
所定方向に重ね合わされる三つ以上のプレートを備え、
前記三つ以上のプレートは、
前記複数種の混合対象物が通過することによって混合される少なくとも一つの第一のプレート間と、
前記プレートの重ね合わせ方向において前記第一のプレート間と隣り合い、且つ温度制御用の流体が流通可能な少なくとも一つの第二のプレート間と、を形成し、
隣り合う前記第一のプレート間と前記第二のプレート間との間を仕切る前記プレートは、伝熱性を有する。
【0008】
かかる構成によれば、第一のプレート間と第二のプレート間とが伝熱性を有するプレートによって仕切られ、且つ複数種の混合対象物が第一のプレート間を通過することで混合されるため、第二のプレート間に所定温度の流体(温度制御用の流体)を供給しつつ、第一のプレート間に複数種の混合対象物を供給し続けることで、複数種の混合対象物が第二のプレート間を流れる温度制御用の流体とプレートを通じて熱交換しつつ(温度制御されつつ)第一のプレート間において混合され続けるため、重ね合わされた三つ以上のプレートにおいて混合対象物の混合及び混合された混合対象物(混合物)の温度制御が行われると共に、装置の小型化も図ることができる。
【0009】
前記プレート式混合器では、
前記三つ以上のプレートは、前記重ね合わせ方向における前記第一のプレート間の両側に前記第二のプレート間をそれぞれ形成してもよい。
【0010】
かかる構成によれば、第一のプレート間の両側に形成された第二のプレート間のそれぞれに温度制御用の流体が流れることで、第一のプレート間で混合されている複数種の混合対象物の温度制御がより容易になる(より温度調整し易くなる)。
【0011】
また、前記プレート式混合器では、
前記第二のプレート間は、複数の領域に仕切られ、
これら複数の領域のそれぞれは、前記流体が流通可能であってもよい。
【0012】
かかる構成によれば、第一のプレート間における第二のプレート間の各領域と対応する領域毎に異なる温度で複数種の混合対象物を混合することができる。
【発明の効果】
【0013】
以上より、本発明によれば、流動性を有する複数種の混合対象物を混合した混合物の温度制御が可能で且つ小型化が図られたプレート式混合器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】
図1は、本実施形態に係るプレート式混合器の斜視図である。
【
図2】
図2は、前記プレート式混合器の分解斜視図である。
【
図3】
図3は、前記プレート式混合器が備える一対のフレーム及び混合器本体の一部を省略した分解斜視図である。
【
図4】
図4は、前記プレート式混合器における混合対象物及び温度制御用の流体の流れを説明するための模式図である。
【
図5】
図5は、前記混合器本体が有する第一のプレートを第一面側から見た図である。
【
図6】
図6は、前記混合器本体が有する第二のプレートを第一面側から見た図である。
【
図7】
図7は、前記混合器本体が有する第一のガスケットの正面図である。
【
図8】
図8は、前記第一のガスケットが第一面に配置された状態の前記第一のプレートを第一面側から見た図である。
【
図9】
図9は、前記混合器本体が有する第二のガスケットの正面図である。
【
図10】
図10は、前記第二のガスケットが第一面に配置された状態の前記第二のプレートを第一面側から見た図である。
【
図11】
図11は、前記混合器本体の中央縦断面位置での構成を説明するための図である。
【
図16】
図16は、他実施形態に係る混合器における流路間混合領域の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の一実施形態について、
図1~
図15を参照しつつ説明する。
【0016】
本実施形態に係るプレート式混合器(以下、単に「混合器」とも称する。)は、
図1~
図4に示すように、所定方向に重ね合わされる三つ以上のプレート3を備え、流動性を有する複数種の混合対象物A、Bが少なくとも一つのプレート間(第一のプレート間)を通過しつつ、複数種の混合対象物A、Bが通過するプレート間と隣り合うプレート間(第二のプレート間)を温度制御用の流体Dが通過することで、該複数種の混合対象物A、Bを温度制御しつつ混合できる。この混合器1が混合可能な混合対象物A、Bとは、液体や気体等の流体、粉体(粉、粒等の集まったもの)、エマルジョン流体やスラリー流体等の液体同士が混ざったものや流体と粉体とが混ざったもの、液体に気体が混ざったもの(例えば、炭酸水、発泡石鹸水)等であり、流動性を有する。また、温度制御用の流体Dとは、液体や気体等であり、本実施形態の温度制御用の流体Dは、水である。また、以下では、複数種の混合対象物A、Bが混合されたもの(即ち、混合された状態の複数種の混合対象物)を「混合物C」とも称することがある。
【0017】
具体的に、混合器1は、重ね合わされた三つ以上のプレート3を有する混合器本体2を備える。また、混合器1は、混合対象物A、Bを混合器本体2内にそれぞれ供給する複数(本実施形態の例では、二つ)の供給流路Ch1、Ch2、と、混合物Cを混合器本体2の外部に排出する少なくとも一つの排出流路Ch3と、を備える。本実施形態の混合器1では、混合器本体2の一部によって複数の供給流路Ch1、Ch2が形成されている。また、本実施形態の混合器1は、プレート3の重ね合わせ方向において混合器本体2を挟み込む一対のフレーム5a、5bと、混合器本体2と一対のフレーム5a、5bとを配置位置にガイドするガイド部6と、一対のフレーム5a、5bを互いの間隔が小さくなる方向に締め付け可能な複数の締付部材7等、も備える。
【0018】
混合器本体2は、複数の供給流路Ch1、Ch2のそれぞれから供給される混合対象物A、B同士を合流させる合流領域Ar1と、複数の供給流路Ch1、Ch2のそれぞれから供給される混合対象物A、B同士を混合する混合領域Ar2と、を有する。これら合流領域Ar1と混合領域Ar2とは、隣接している。本実施形態の混合器本体2では、合流領域Ar1と混合領域Ar2とは、プレート3の重ね合わせ方向から見て隣接している。これにより、この混合器本体2において、合流領域Ar1で合流した複数種の混合対象物A、Bは、合流直後に、混合領域Ar2に流入できる。
【0019】
本実施形態の混合器本体2は、プレート3の重ね合わせ方向が水平方向と一致するように配置され、複数の供給流路Ch1、Ch2のそれぞれから供給された混合対象物A、B同士は、該混合器本体2内(混合領域Ar2)を下方に向けて流れ落ちることで混合される。また、本実施形態の混合器本体2は、混合された後の混合対象物A、B(即ち、混合物C)を外部に排出する排出領域Ar3を混合領域Ar2の下方位置に有する。
【0020】
具体的に、この混合器本体2は、所定方向に重ね合わされる三つ以上のプレート3と、所定方向に隣り合う二つのプレート3のプレート間(以下、単に「プレート間」と称する。)に挟み込まれる複数のガスケット4と、を有する。混合器本体2では、これら三つ以上のプレート3と、複数のガスケット4とによって、各プレート間に混合対象物A、B等が流通可能な流路(流路空間)R1~R4が形成されている。この混合器本体2では、上下方向に長尺な矩形板状のプレート3が重ね合わされ、これら三つ以上のプレート3の各プレート間にガスケット4がそれぞれ挟み込まれている。以下の説明では、プレート3の重ね合わせ方向(所定方向)を直交座標系のX軸方向とし、プレート3の短辺方向を直交座標系のY軸方向とし、プレート3の長辺方向を直交座標系のZ軸方向とする。
【0021】
各プレート3は、伝熱性を有する。具体的に、各プレート3は、ステンレス鋼、チタン等の金属プレート(薄板)がプレス成型されることによって形成されている。尚、各プレート3は、樹脂、セラミック等によって構成されていてもよい。この場合、例えば押し出し成型法等によってプレート3が成型される。本実施形態の三つ以上のプレート3は、
図5及び
図6にも示されるような二種類のプレート(第一のプレート3A、第二のプレート3B)を含み、これら二種類のプレート3A、3Bは、混合器本体2においてX軸方向に交互に配置されている(
図3及び
図4参照)。尚、本実施形態において「伝熱性を有する」とは、熱伝導率が0.2W/m・K以上のことを言う。この値は、混合対象物A、Bを温度制御しつつ混合する本実施形態の混合器1において、使用が予定されているプレート3の材質のうちで最も熱伝導率の低い材質(例えば、耐薬液用途で使用可能なフッ素樹脂等)に基づいて設定されたものである。換言すると、本実施形態の混合器1では、混合対象物A、Bを他の流体と熱交換しつつ混合できるように、熱伝導率が所定の値(0.2W/m・K)以上の材質によってプレート3が形成されている。
【0022】
具体的に、各プレート3A、3Bは、X軸方向と直交する方向に広がり且つZ軸方向に長尺な矩形板状であり、X軸方向における一方の面(第一面)S1と、第一面S1と反対側(即ち、X軸方向の他方)の面(第二面)S2と、を有する。そして、混合器本体2において、第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1とが対向し、第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1とが対向するように、第一のプレート3Aと第二のプレート3BとがX軸方向に交互に配置されている(
図3参照)。
【0023】
各プレート3A、3Bは、Z軸方向の一方の端部(本実施形態の例では上端部)から他方の端部(本実施形態の例では下端部)に向けて、即ち、下流側に向けて合流部31と混合部32とを順に有する。また、各プレート3A、3Bは、混合部32の下方側(下流側)に排出部33を有する。また、本実施形態の各プレート3A、3Bは、ガスケット4が配置されるガスケット配置部35と、Z軸方向の両端に形成される一対のガイド用係合部36と、を有する。
【0024】
合流部31は、各プレート3A、3Bにおいて混合器本体2の合流領域Ar1と対応する部位である。この合流部31は、複数の連通孔311と、少なくとも一つの第一貫通孔312と、を有し、プレート3A、3Bの上端部に配置されている。この複数の連通孔311の数は、混合器1において混合が予定されている混合対象物の数(種類)に応じて設定されている。本実施形態の混合器1は、二種類の混合対象物(第一の混合対象物Aと第二の混合対象物B)を混合するため、合流部31は、二つの連通孔(第一連通孔311aと第二連通孔311b)を有する。また、本実施形態の合流部31は、一つの第一貫通孔312を有する。
【0025】
第一連通孔311aは、合流部31の上端部におけるY軸方向の中央位置に配置され、第二連通孔311bは、合流部31における第一連通孔311aより下方位置で且つY軸方向にずれた位置に配置されている。本実施形態の各連通孔311a、311bは、円形の貫通孔であり、第一連通孔311aの内径は、第二連通孔311bの内径より大きい。
【0026】
第一貫通孔312は、各連通孔311a、311bより下方位置に配置されている。本実施形態の第一貫通孔312は、Y軸方向に延びる長穴であり、合流部31におけるY軸方向の中央位置に配置されている。
【0027】
また、第二のプレート3Bの合流部31は、第一面S1における第一貫通孔312の下方位置に第一凸部313を有する。この第一凸部313は、該第一凸部313を有する第二のプレート3Bと、該第二のプレート3Bの第一面S1と対向する第一のプレート3Aとの間、即ち、プレート間の一部を塞ぐ。本実施形態の混合器本体2のように、プレート間の一部に流路(第二流路R2:
図4参照)が形成されている場合には、第一凸部313は、該流路R2の一部を塞ぐ。本実施形態の第一凸部313は、Y軸方向に延び且つ合流部31におけるY軸方向の中央位置に配置されている。詳しくは、第一凸部313のY軸方向の寸法は、第一貫通孔312のY軸方向の寸法より大きく、第一凸部313の突出方向(X軸方向)の先端は、該第一凸部313を有する第二のプレート3Bと対向する第一のプレート3Aに当接している。
【0028】
混合部32は、各プレート3A、3Bにおいて混合器本体2の混合領域Ar2と対応する部位である。この混合部32は、下方に向けて順に、少なくとも一つの第二貫通孔321aを有する第一部位321と、少なくとも一対の第三連通孔322a、322bを有する第二部位322と、少なくとも一つの第三貫通孔323aと少なくとも一つの第三凸部323bとを有する第三部位323と、を有する。本実施形態の混合部32では、第一部位321が複数(
図5及び
図6に示す例では、四つ)の第二貫通孔321aを有し、第二部位322が一対の第三連通孔322a、322bを有し、第三部位323が複数(
図5及び
図6に示す例では、五つ)の第三貫通孔323aと一つの第三凸部323bとを有する。
【0029】
第一部位321は、混合器本体2の混合領域Ar2における第一領域Ar21(
図2参照)と対応する部位である。この第一部位321において、複数の第二貫通孔321aは、それぞれY軸方向に延び、第一部位321のY軸方向の中央位置においてZ軸方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態の各プレート3A、3Bでは、X軸方向から見て、合流部31の第一貫通孔312と混合部32における最も上方位置の第二貫通孔321aとの間に第一凸部313が位置するように、複数の第二貫通孔321aがそれぞれ配置されている。また、第一部位321の複数の第二貫通孔321aは、合流部31の第一貫通孔312とそれぞれ同じ形状であり、Z軸方向に一列で且つ等間隔に並んでいる。
【0030】
また、第一のプレート3Aの第一部位321は、第一面S1においてZ軸方向に隣り合う二つの第二貫通孔321aの間に少なくとも一つの第二凸部321bを有する。本実施形態の第一部位321は、一つの第二凸部321bを有する。この第二凸部321bは、該第二凸部321bを有する第一のプレート3Aと、該第一のプレート3Aの第一面S1と対向する第二のプレート3Bとの間、即ち、プレート間の一部を塞ぐ。本実施形態の混合器本体2のように、プレート間の一部に流路(第一流路R1:
図4参照)が形成されている場合には、第二凸部321bは、該流路R1の一部を塞ぐ。本実施形態の第二凸部321bは、Y軸方向に延び、且つ最も上方位置の第二貫通孔321aから下方に向けて二番目の第二貫通孔321aと三番目の第二貫通孔321aとの間に配置されている。詳しくは、第二凸部321bのY軸方向の寸法は、第二貫通孔321aのY軸方向の寸法より大きく、第二凸部321bの突出方向(X軸方向)の先端は、該第二凸部321bを有する第一のプレート3Aと対向する第二のプレート3Bに当接している。
【0031】
第二部位322は、混合器本体2の混合領域Ar2において第一領域Ar21の下方(下流)側で該第一領域Ar21と隣接する第二領域Ar22(
図2参照)と対応する部位である。この第二部位322において、一対の第三連通孔322a、322bは、Y軸方向の両端部に配置されている。具体的に、一対の第三連通孔322a、322bは、X軸方向から見て、第一のプレート3Aの第一面S1と第二のプレート3Bの第二面S2との間(プレート間)において第一連通孔311aから第四連通孔331に向けて形成される流路(第一流路R1:
図4参照)のY軸方向の両側に配置されている。より具体的に、一対の第三連通孔322a、322bのうちの一方の第三連通孔322aは、第二部位322におけるY軸方向の一方の端部で且つZ軸方向の所定位置(本実施形態の例では、第二部位322の下端部)に配置され、他方の第三連通孔322bは、第二部位322におけるY軸方向の他方の端部で且つ一方の第三連通孔322aより上方位置(本実施形態の例では、第二部位322の上端部)に配置されている。
【0032】
また、第二部位322は、第一面S1に、少なくとも一つの混合用凸部322cと、少なくとも一つの混合用凹部322dとの少なくとも一方を有する。本実施形態の第二部位322は、複数の混合用凸部322cと複数の混合用凹部322dとを有する。これら複数の混合用凸部322cと複数の混合用凹部322dとは、第一のプレート3Aと第二のプレート3Bとの間、即ち、プレート間を混合対象物A、Bや温度制御用の流体D等が流れることで該混合対象物A、B等の流れに乱流等を生じさせ、これにより、前記流路R1、R3を流れる混合対象物A、B等の混合効率や熱交換効率を向上させる。本実施形態の混合器本体2では、プレート間の一部に流路(第一流路R1、第三流路R3:
図4参照)が形成され、複数の混合用凸部322cと複数の混合用凹部322dとは、該流路R1、R3を流れる混合対象物A、B等の流れに乱流等を生じさせる。
【0033】
本実施形態の第二部位322の混合用凸部322cと混合用凹部322dとは、V字状の凸部と凹部とがZ軸方向に交互に形成された(
図13参照)、いわゆるヘリンボーン状に配置されている。尚、
図2、
図3、
図5、
図6、
図8、及び
図10等においては、混合用凸部322c及び混合用凹部322dの数、形状、及び配置を模式的に示している。
【0034】
本実施形態の各プレート3A、3Bは、上述のように、金属プレート(薄板)がプレス成型されることによって形成されている。このため、第二部位322の第二面S2において、第一面S1の混合用凸部322cと対応する位置(詳しくは、混合用凸部322cの裏面)に混合用凹部322dが形成され、第一面S1の混合用凹部322dと対応する位置(詳しくは、混合用凹部322dの裏面)に混合用凸部322cが形成されている(
図13参照)。即ち、各プレート3A、3Bの第二部位322において、第一面S1の混合用凸部322cと、該混合用凸部322cと対応する第二面S2の混合用凹部322dとが表裏の関係であり、且つ、第一面S1の混合用凹部322dと、該混合用凹部322dと対応する第二面S2の混合用凸部322cとが表裏の関係である。
【0035】
第三部位323は、混合器本体2の混合領域Ar2において第二領域Ar22の下方(下流)側で該第二領域Ar22と隣接する第三領域Ar23(
図2参照)と対応する部位である。この第三部位323において、複数の第三貫通孔323aは、それぞれY軸方向に延び、第三部位323のY軸方向の中央位置においてZ軸方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態の第三部位323では、各第三貫通孔323aは、それぞれ同じ形状であり、Z軸方向に一列で且つ等間隔に並んでいる。また、本実施形態の各第三貫通孔323aは、第一貫通孔312及び第二貫通孔321aと同じ形状である。
【0036】
第三凸部323bは、第一面S1においてZ軸方向に隣り合う二つの第三貫通孔323aの間に配置されている。この第三凸部323bは、該第三凸部323bを有するプレート3A、3Bと、該プレート3A、3Bの第一面S1と対向するプレート3B、3Aとの間、即ち、プレート間の一部を塞ぐ。本実施形態の混合器本体2のように、プレート間の一部に流路(第一流路R1又は第四流路R4:
図4参照)が形成されている場合には、第三凸部323bは、該流路R1、R4の一部を塞ぐ。第一のプレート3Aの第三部位323における第三凸部323bの位置と、第二のプレート3Bの第三部位323における第三凸部323bの位置とは、Z軸方向において異なる(
図5及び
図6参照)。
【0037】
本実施形態の第一のプレート3Aの第三部位323における第三凸部323bは、Y軸方向に延び、且つ最も上方位置の第三貫通孔323aから下方に向けて四番目の第三貫通孔323aと五番目の第三貫通孔323aとの間に配置されている。この第三凸部323bのY軸方向の寸法は、第三貫通孔323aのY軸方向の寸法より大きく、第三凸部323bの突出方向(X軸方向)の先端は、該第三凸部323bを有する第一のプレート3Aと対向する第二のプレート3Bに当接している。
【0038】
また、本実施形態の第二のプレート3Bの第三部位323における第三凸部323bは、Y軸方向に延び、且つ最も上方位置の第三貫通孔323aから下方に向けて二番目の第三貫通孔323aと三番目の第三貫通孔323aとの間に配置されている。この第三凸部323bのY軸方向の寸法は、第三貫通孔323aのY軸方向の寸法より大きく、第三凸部323bの突出方向(X軸方向)の先端は、該第三凸部323bを有する第二のプレート3Bと対向する第一のプレート3Aに当接している。
【0039】
排出部33は、各プレート3A、3Bにおいて混合器本体2の排出領域Ar3と対応する部位である。この排出部33は、少なくとも一つの第四連通孔331を有し、プレート3A、3Bの下端部に配置される。この第四連通孔331は、排出部33のY軸方向の中央位置に配置されている。本実施形態の第四連通孔331は、円形の貫通孔であり、内径は、第一連通孔311aと同じである。
【0040】
ガスケット配置部35は、各プレート3A、3Bにおいてガスケット4A、4Bが配置される部位であり、例えば、ガスケット4A、4Bをプレート間に挟み込むときに該ガスケット4A、4Bのプレート3A、3Bに対する位置ずれを防ぐ。このガスケット配置部35は、第一面S1に形成された溝や、ガスケット4A、4Bの各部位の幅方向の両側に形成される凸部等によって構成されている。
【0041】
ガイド用係合部36は、各プレート3A、3Bがガイド部6に配置されるときに該ガイド部6と係合する部位である。本実施形態のガイド用係合部36は、各プレート3A、3Bの上端と下端とに形成された切欠きである。各ガイド用係合部36は、各プレート3A、3Bの上辺及び下辺におけるY軸方向の中央位置に配置されている。
【0042】
複数のガスケット4は、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)やエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)等の合成ゴム、フッ素樹脂等シール部材であり、プレート間に挟み込まれることにより該プレート間に流路(流路空間)R1~R4等を形成する。これら複数のガスケット4は、
図3、
図4、
図7~
図10に示すような二種類のガスケット(第一のガスケット4A、第二のガスケット4B)を含み、混合器本体2においてX軸方向に交互に配置されている。本実施形態の第一のガスケット4Aと第二のガスケット4BとにおけるX軸方向から見た輪郭形状は、同じである。
【0043】
第一のガスケット4Aは、第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1との間に挟み込まれている。これにより、第一のガスケット4Aは、第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1との間に少なくとも一つの流路(本実施形態の例では、第一流路R1:
図8において符号R1で示すスモークを付した範囲を参照)を形成する。具体的に、第一のガスケット4Aは、第一のプレート3Aの第一面S1に配置された状態において(
図8参照)、混合対象物A、Bが流れる領域(第一流路R1)の周囲を囲う第一流路形成部41Aと、所定の連通孔311b、322a、322bの周囲を囲う複数の第一封止部42Aと、を有する。また、第一のガスケット4Aは、第一流路形成部41Aと各第一封止部42Aとを接続する複数の接続部43Aも有する。
【0044】
第一流路形成部41Aは、第一のプレート3Aの第一面S1において第一連通孔311aと第四連通孔331とを囲む部位であり、混合対象物A、Bが第一連通孔311aから第四連通孔331まで流通可能な流路(第一流路R1)を第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1との間に形成する。より具体的に、第一流路形成部41Aは、第一のプレート3Aの第一面S1において、第一連通孔311a、第一貫通孔312、複数の第二貫通孔321a、第二凸部321b、複数の混合用凸部322c及び複数の混合用凹部322d、複数の第三貫通孔323a、第三凸部323b、及び第四連通孔331を囲む部位である。本実施形態の第一流路形成部41Aは、Z軸方向に延び且つ該Z軸方向(混合対象物A、Bの流れ方向:
図8の矢印α参照)の各位置における幅(Y軸方向の寸法)が略一定の環状であり、該第一流路形成部41Aに囲まれた領域(第一流路R1)の両端部に第一連通孔311aと第四連通孔331とが位置している。
【0045】
複数の第一封止部42Aのそれぞれは、第一のプレート3Aの第一面S1において、第二連通孔311bと一対の第三連通孔322a、322bのそれぞれとを囲む部位である。本実施形態の各第一封止部42Aは、囲っている連通孔311b、322a、322bの形状と対応した形(本実施形態の例では、円形)の環状である。
【0046】
複数の接続部43Aのそれぞれは、X軸方向から見て第二のガスケット4Bの対応する部位と重なる位置において、第一流路形成部41Aと各第一封止部42Aとを接続する。これにより、各プレート間にガスケット4A、4Bが挟み込まれた状態で三つ以上のプレート3A、3B(混合器本体2)にX軸方向の外側から挟み込む方向に力が加わったときの各プレート3A、3Bの変形等を防ぐ又は抑えることができる。
【0047】
第二のガスケット4Bは、第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に挟み込まれている。これにより、第二のガスケット4Bは、第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に少なくとも一つの流路(本実施形態の例では、第二流路R2、第三流路R3、第四流路R4:
図10において符号R2~R4で示すスモークを付した範囲を参照)を形成する。具体的に、第二のガスケット4Bは、第二のプレート3Bの第一面S1に配置された状態において(
図10参照)、混合対象物A、Bが流れる領域(第二流路R2)の周囲を囲む第二流路形成部41Bと、温度制御用の流体Dが流通可能な領域(第三流路R3)の周囲を囲む第三流路形成部42Bと、混合対象物A、Bが流れる領域(第四流路R4)の周囲を囲む第四流路形成部43Bと、第一連通孔311aの周囲を囲む第二封止部44Bと、を有する。また、第二のガスケット4Bは、流路形成部41B、42B、43B同士又は第二流路形成部41Bと第二封止部44Bとを接続する複数の接続部45Bも有する。
【0048】
第二流路形成部41Bは、第二のプレート3Bの第一面S1に配置された状態において第二連通孔311bと第一貫通孔312とを囲む部位であり、混合対象物A、Bが第二連通孔311bから第一貫通孔312まで流通可能な流路(第二流路R2)を第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に形成する。本実施形態の第二流路形成部41Bは、第二のプレート3Bの第一面S1において第二連通孔311bから最も下方位置の第二貫通孔321aまでを囲む部位である。より具体的に、第二流路形成部41Bは、第二のプレート3Bの第一面S1において、第二連通孔311b、第一貫通孔312、複数の第二貫通孔321a、及び第一凸部313を囲む部位である。本実施形態の第二流路形成部41Bは、混合対象物A、Bの流れ方向(
図10の矢印α参照)における各位置の幅が略一定の環状であり、該第二流路形成部41Bに囲まれた領域の両端部に第二連通孔311bと最も下方位置の第二貫通孔321aとが位置している。
【0049】
第三流路形成部42Bは、第二のプレート3Bの第一面S1に配置された状態において、一方の第三連通孔322aと他方の第三連通孔322bとを囲む部位であり、流体Dが一方の第三連通孔322aから他方の第三連通孔322bまで、又は他方の第三連通孔322bから一方の第三連通孔322aまで流通可能な流路(第三流路R3)を第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に形成する。より具体的に、第三流路形成部42Bは、第二のプレート3Bの第一面S1において、一方の第三連通孔322a、複数の混合用凸部322c及び複数の混合用凹部322d、並びに他方の第三連通孔322bを囲む部位である。
【0050】
この第三流路形成部42Bは、X軸方向から見たときに、第二のプレート3Bの第一面S1において第一流路R1の少なくとも一部と重なる範囲を囲む環状である。本実施形態の第三流路形成部42Bによって形成される第三流路R3は、X軸方向から見たときに、各第三連通孔322b及びその周辺を除き、プレート3A、3Bを介して第一流路R1と重なる位置に形成されている。
【0051】
第四流路形成部43Bは、第二のプレート3Bの第一面S1に配置された状態において、複数の第三貫通孔323aと第四連通孔331とを囲む部位であり、混合対象物A、Bが最も上方位置の第三貫通孔323aから第四連通孔331まで流通可能な流路(第四流路R4)を第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に形成する。より具体的に、第四流路形成部43Bは、第二のプレート3Bの第一面S1において、複数の第三貫通孔323a、第三凸部323b、及び第四連通孔331を囲む部位である。本実施形態の第四流路形成部43Bは、混合対象物A、Bの流れ方向(
図10の矢印γ参照)の各位置の幅が略一定の環状であり、X軸方向から見て第一流路形成部41Aの対応する部位と重なっている。
【0052】
第二封止部44Bは、第二のプレート3Bの第一面S1において、第一連通孔311aを囲む部位である。本実施形態の第二封止部44Bは、囲っている第一連通孔311aの形状と対応した形(本実施形態の例では、円形)の環状である。
【0053】
複数の接続部45Bのそれぞれは、X軸方向から見て第一のガスケット4Aの対応する部位と重なる位置において、流路形成部41B、42B、43B同士、又は第二流路形成部41Bと第二封止部44Bとを接続する。これにより、各プレート間にガスケット4A、4Bが挟み込まれた状態で三つ以上のプレート3A、3B(混合器本体2)にX軸方向の外側から挟み込む方向に力が加わったときの各プレート3A、3Bの変形等を防ぐ又は抑えることができる。
【0054】
以上のように構成されるプレート3及びガスケット4において、第一のプレート3Aと第二のプレート3BとがX軸方向において交互に配置されると共に、第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1との間に第一のガスケット4Aがそれぞれ挟み込まれ且つ第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間に第二のガスケット4Bがそれぞれ挟み込まれることによって、混合器本体2が構成される(
図3、
図11参照)。尚、
図11においては、構成を理解しやすくするために、各プレート3A、3Bの第二部位322(第二領域Ar22に相当する部位)の形状を簡素化して示している。
【0055】
このとき、混合器本体2において、第二のプレート3Bの第二面S2と第一のプレート3Aの第一面S1との間(第一のプレート間)のそれぞれに、X軸方向から見て第一のガスケット4Aの第一流路形成部41Aの内側(第一流路形成部41Aに囲まれた範囲)に第一流路R1が形成されている(
図8及び
図11参照)。
【0056】
また、混合器本体2において、第一のプレート3Aの第二面S2と第二のプレート3Bの第一面S1との間(第二のプレート間)のそれぞれに、X軸方向から見て第二のガスケット4Bの第二流路形成部41Bの内側(第二流路形成部41Bに囲まれた範囲)に第二流路R2が形成され、第三流路形成部42Bの内側(第三流路形成部42Bに囲まれた範囲)に第三流路R3が形成され、第四流路形成部43Bの内側(第四流路形成部43Bに囲まれた範囲)に第四流路R4が形成されている(
図10及び
図11参照)。
【0057】
また、混合器本体2において、各プレート3A、3Bの第一連通孔311aがX軸方向に連なることで第一供給流路Ch1が形成され、各プレート3A、3Bの第二連通孔311bがX軸方向に連なることで第二供給流路Ch2が形成され、各プレート3A、3Bの一方の第三連通孔322aがX軸方向に連なることで流入路Ch4が形成され、各プレート3A、3Bの他方の第三連通孔322bがX軸方向に連なることで流出路Ch5が形成され、各プレート3A、3Bの第四連通孔331がX軸方向に連なることで排出流路Ch3が形成されている(
図4参照)。
【0058】
この第一供給流路Ch1は、X軸方向に延びると共に各第一流路R1にのみ連通し、外部から供給される第一の混合対象物Aを各第一流路R1に流入させる(供給する)。また、第二供給流路Ch2は、X軸方向に延びると共に各第二流路R2にのみ連通し、外部から供給される第二の混合対象物Bを各第二流路R2に流入させる(供給する)。また、流入路Ch4は、X軸方向に延びると共に各第三流路R3にのみ連通し、外部から供給される温度制御用の流体Dを各第三流路R3に流入させる(供給する)。また、流出路Ch5は、各第三流路R3にのみ連通し、各第三流路R3を流れた温度制御用の流体Dを外部に流出させる(排出する)。また、排出流路Ch3は、X軸方向に延びると共に各第一流路R1と各第四流路R4とにのみ連通し、各第一流路R1と各第四流路R4とを流れた混合対象物A、B(混合物C)を外部に流出させる(排出する)。
【0059】
図1~
図4に戻り、一対のフレーム5a、5bのそれぞれは、X軸方向から見てプレート3A、3Bと対応した形状の厚板状の部材である。
【0060】
一対のフレーム5a、5bのうちの一方のフレーム5aは、Z軸方向に長尺な矩形厚板状であり、プレート3A、3Bの各連通孔311a、311b、322a、322b、331(各供給流路Ch1、Ch2、流入路Ch4、流出路Ch5、排出流路Ch3)とX軸方向から見て重なる位置において同方向に貫通する複数(本実施形態の例では、五つ)の貫通孔51を有する。また、一方のフレーム5aは、Y軸方向の両端に、Z軸方向に間隔をあけて並ぶ複数の切欠部52を有する。
【0061】
また、一対のフレーム5a、5bのうちの他方のフレーム5bは、Z軸方向に長尺な矩形厚板状であり、Y軸方向の両端に、Z軸方向に間隔をあけて並ぶ複数の切欠部53を有する。これら複数の切欠部53のそれぞれは、一方のフレーム5aの各切欠部52とX軸方向から見て重なる位置に配置されている。
【0062】
ガイド部6は、それぞれがX軸方向に延びる一対のガイドバー61を有する。また、本実施形態のガイド部6は、一対のガイドバー61の端部同士の間隔を維持するサポート部材62も有する。
【0063】
一対のガイドバー61は、一方のフレーム5aのZ軸方向の両端部から互いに平行に延びている。これら一対のガイドバー61は、他方のフレーム5bを一方のフレーム5aに対して平行な状態(姿勢)でX軸方向に接離可能にガイドする。また、一対のガイドバー61のそれぞれは、プレート3A、3BのZ軸方向の両端のガイド用係合部36とそれぞれ係合することで、各プレート3A、3Bを配置位置にガイドする。本実施形態のガイド用係合部36は、切欠きであり、一対のガイドバー61のそれぞれが各プレート3A、3BのZ軸方向の両端部に形成された切欠き(ガイド用係合部)36に嵌まり込むことで、各プレート3A、3Bを配置位置にガイドする。
【0064】
サポート部材62は、Z軸方向に延び、一対のガイドバー61の端部(一方のフレーム5aに接続されている端部と反対側の端部)同士を接続することによって、該端部同士のZ軸方向の間隔を維持する。
【0065】
複数の締付部材7のそれぞれは、X軸方向に延びるボルト71と、該ボルト71と螺合するナット72と、を有する。各締付部材7は、一対のフレーム5a、5bの対応する(X軸方向から見て重なる)切欠部52、53に嵌まり込んだ状態でX軸方向の間隔が小さくなる方向に一対のフレーム5a、5bを締め付ける。この複数の締付部材7による一対のフレーム5a、5bの締め付けによって、各プレート間に配置されたガスケット4A、4Bが十分な力で挟み込まれ、これにより、各プレート間に形成された各流路R1~R4が液密な状態となる。
【0066】
以上のように構成される混合器1において、第一の混合対象物Aと第二の混合対象物Bとを温度制御しつつ混合する場合、第一の混合対象物Aが第一供給流路Ch1から混合器本体2内に供給されると共に第二の混合対象物Bが第二供給流路Ch2から混合器本体2内に供給され、且つ、温度制御用の流体(所定温度の流体)Dが流入路Ch4から供給される(
図1及び
図2参照)。
【0067】
このとき、
図4、
図11、及び
図12に示すように、混合器本体2の合流領域Ar1において、第一供給流路Ch1から供給された第一の混合対象物Aと第二供給流路Ch2から供給された第二の混合対象物Bとが合流する。
【0068】
詳しくは、混合器本体2の合流領域Ar1において、第一供給流路Ch1から各第一流路R1に流入した第一の混合対象物Aが該第一流路R1を流れている状態で、第二供給流路Ch2から各第二流路R2に流入した第二の混合対象物Bの一部が第一貫通孔312を通じて該第二流路R2と隣り合う第一流路R1にそれぞれ流入(移動)することで、第一の混合対象物Aと第二の混合対象物Bとが合流する。
【0069】
このとき、各第二流路R2における第一貫通孔312の直下流位置(最も上方位置の第二貫通孔321aとの間)に第一凸部313がそれぞれ形成されていることで、この第一凸部313の位置における各第二流路R2の流路断面積が小さくなっている(即ち、流通抵抗が大きくなっている)ため、各第二流路R2を流れる第二の混合対象物Bの多くが第一貫通孔312を通じて該第二流路R2と隣り合う第一流路R1にそれぞれ流入する。
【0070】
また、合流領域Ar1においては第一流路R1と第二流路R2とがX軸方向に交互に配置されているため、X軸方向の端部に形成される第二流路R2を除いた各第二流路R2の両側に第一流路R1がそれぞれ形成されている。よって、第一流路R1との間を隔てるプレート3A、3Bの各第一貫通孔312を通じて第二流路R2を流れる第二の混合対象物Bの一部は、該第二流路R2の両側の第一流路R1にそれぞれ流入する(合流する)。
【0071】
このようにして合流領域Ar1で合流した混合対象物A、Bは、合流直後に該合流領域Ar1と隣接する混合領域Ar2に流入し、該混合領域Ar2を通過することで混合される。詳しくは、以下の通りである。
【0072】
合流領域Ar1から混合領域Ar2に流入した混合対象物A、Bは、混合領域Ar2における合流領域Ar1の直下流に形成されている第一領域Ar21(各プレート3A、3Bの混合部32の第一部位321に相当する領域)において、各第二貫通孔321aを通じて隣り合う流路R1、R2間を移動することによって混合対象物A、Bが混合(流路間混合)される。
【0073】
より詳しくは、第二凸部321bの位置において各第一流路R1の流路断面積が小さくなっている(即ち、流通抵抗が大きくなっている)ため、各第一流路R1を流れる混合対象物A、Bの多くが第二凸部321bの直上流の第二貫通孔321aを通じて該第一流路R1と隣り合う各第二流路R2にそれぞれ流入する。また、最も下方位置の第二貫通孔321aの下流位置において第二流路R2が閉じている(塞がっている)ため、第二流路R2を流れる混合対象物A、Bは、最も下方位置の第二貫通孔321aを通じて該第二流路R2と隣り合う各第一流路R1にそれぞれ流入する。
【0074】
このようにして、混合器本体2における第一領域Ar21(各プレート3A、3Bの第一部位321に相当する領域)では、第一流路R1の混合対象物A、Bの少なくとも一部が該第一流路R1と隣り合う各第二流路R2にそれぞれ流入し、第二流路R2の混合対象物A、Bの少なくとも一部が該第二流路R2と隣り合う少なくとも一つの第一流路R1に流入することが少なくとも一回ずつ行われることで、第一流路R1を流れる混合対象物A、Bと第二流路R2を流れる混合対象物A、Bとが混合(流路間混合)される、即ち、異なるプレート間を流れる混合対象物A、B同士が混合される。
【0075】
続いて、第一領域Ar21で流路間混合された混合対象物A、B(混合物C)は、
図4、
図11、及び
図13に示すように、混合領域Ar2において第一領域Ar21の直下流に形成されている第二領域Ar22(各プレート3A、3Bの混合部32の第二部位322に相当する領域)に流入し、第二領域Ar22において更に混合される。尚、
図13においては、構成を理解しやすくするために、各プレート3A、3Bの第二部位322(第二領域Ar22に相当する部位)の形状を簡素化して示している。
【0076】
このとき、第二流路R2が最も下方位置の第二貫通孔321aの下流位置で閉じているため(
図12における符号47B参照)、混合対象物A、Bは、第一領域Ar21から第二領域Ar22に流入する際には、第一流路R1のみ(第一流路R1が形成されているプレート間のみ)を流れており、第二流路R2が形成されているプレート間には流れていない。この第二領域Ar22において、混合対象物A、B(混合物C)は、各第一流路R1内においてそれぞれ混合(流路内混合)される。
【0077】
詳しくは、第一流路R1を規定する第一のプレート3Aの第一面S1と第二のプレート3Bの第二面S2とには、それぞれ複数の混合用凸部322cと複数の混合用凹部322dとが形成されているため、各第一流路R1を混合対象物A、Bが流れる際に混合対象物A、Bの流れに乱れ等がそれぞれ生じ、これにより、各第一流路R1内において混合対象物A、B同士が混合(流路内混合)される、即ち、共通のプレート間(第一のプレート間)での混合対象物A、Bの混合が行われる。
【0078】
このとき、流入路Ch4から供給された温度制御用の流体(所定温度の流体)Dが第三流路R3内(合流領域Ar1及び第一領域Ar21において第二流路R2が形成されているプレート間:第二のプレート間)を流れ、第一流路R1と第三流路R3とを仕切っている各プレート3A、3Bが伝熱性を有しているため、第二領域Ar22において第一流路R1を流れる混合対象物A、Bは、第三流路R3を流れる流体Dと熱交換しつつ(即ち、流体Dによって加熱又は冷却されつつ)混合される。
【0079】
本実施形態の混合器1の第二領域Ar22では、各第一流路R1のX軸方向の両側に第三流路R3がそれぞれ配置されている。換言すると、混合器本体2の第二領域Ar22では、X軸方向において、第一流路R1と第三流路R3とがプレート3A、3B(詳しくは、第二部位322)を介して隣り合った状態で、これら第一流路R1と第三流路R3とが交互に形成されている。このため、各第一流路R1を流れる混合対象物A、Bは、X軸方向の両側から流体Dによって加熱又は冷却されつつ流路内混合される。このとき、混合器1において流入路Ch4に供給する流体Dの温度を調整することによって、混合対象物A、Bを所定の温度に保ちつつ混合できる。即ち、混合器1は、第二領域Ar22において、混合対象物A、Bを温度制御しつつ混合できる。また、温度調整用の流体Dの温度、流量を調整(制御)することで、第二領域Ar22において混合される混合対象物A、Bの温度や粘度を変更できる。
【0080】
続いて、第二領域Ar22で温度制御しつつ流路内混合された混合対象物A、B(混合物C)は、
図4、
図11、及び
図14に示すように、混合領域Ar2において第二領域Ar22の直下流に形成されている第三領域Ar23(各プレート3A、3Bの混合部32の第三部位323に相当する領域)に流入し、第三領域Ar23において各第三貫通孔323aを通じて隣り合う流路R1、R4間を移動することによって混合(流路間混合)される。
【0081】
詳しくは、各第一流路R1において最も上方位置の第三貫通孔323aの位置まで流れた混合対象物A、Bの一部が該第三貫通孔323aを通じて該第一流路R1と隣り合う第四流路R4に移動する(流入する)。そして、各第一流路R1及び各第四流路R4における第三凸部323bの位置において各第一流路R1及び各第四流路R4の流路断面積がそれぞれ小さくなっている(即ち、流通抵抗が大きくなっている)ため、各第一流路R1を流れる混合対象物A、Bの多くが第三凸部323bの直上流の第三貫通孔323aを通じて該第一流路R1と隣り合う各第四流路R4にそれぞれ流入し、又は、第四流路R4を流れる混合対象物A、Bの多くが第三凸部323bの直上流の第三貫通孔323aを通じて該第四流路R4と隣り合う少なくとも一つの第一流路R1に流入する。
【0082】
このようにして、混合器本体2における第三領域Ar23(各プレート3A、3Bの第三部位323に相当する領域)では、各第一流路R1の混合対象物A、Bの少なくとも一部が該第一流路R1と隣り合う各第四流路R4にそれぞれ流入し、各第四流路R4の混合対象物A、Bの少なくとも一部が該第四流路R4と隣り合う少なくとも一つの第一流路R1に流入することが少なくとも一回ずつ行われることで、第一流路R1を流れる混合対象物A、Bと第四流路R4を流れる混合対象物A、Bとが混合(流路間混合)される、即ち、異なるプレート間を流れる混合対象物A、B同士が混合される。
【0083】
このとき、第二領域Ar22の各第一流路R1を流れる混合対象物A、B(混合物C)は、該第一流路R1において混合されつつ両側のプレート3を介して熱交換しているために内部に温度差が生じ(温度のバラつきが生じ)、これにより、各第一流路R1を流れる混合対象物A、B(混合物C)間にも温度差が生じる場合がある。このため、第三領域Ar23での流路間混合によって各流路R1、R4を流れる混合対象物A、B間(混合物Cの内部)の温度の差(バラつき)が抑えられる。
【0084】
以上のようにして混合領域Ar2で混合(流路間混合および流路内混合)された混合対象物A、B(混合物C)は、
図4、
図11、及び
図15に示すように、各第一流路R1及び各第四流路R4から排出流路Ch3に流入し、該排出流路Ch3を通じて外部に排出される。
【0085】
以上の混合器1によれば、混合器本体2(三つ以上のプレート3)が、複数種の混合対象物A、Bが通過することによって混合されるプレート間(第二領域Ar22における第一流路R1:第一のプレート間)と、X軸方向において第一流路R1が形成されているプレート間と隣り合い、且つ温度制御用の流体Dが流通可能なプレート間(第二領域Ar22における第三流路R3:第二のプレート間)と、有し、これら第一流路R1が形成されているプレート間(第一のプレート間)と第三流路R3が形成されているプレート間(第二のプレート間)との間を仕切るプレート3が伝熱性を有している。このように、本実施形態の混合器本体2の第二領域Ar22では、第一流路R1(第一のプレート間)と第三流路R3(第二のプレート間)とが伝熱性を有するプレート3によって仕切られ、且つ複数種の混合対象物A、Bが第一流路R1(第一のプレート間)を通過することで混合される。このため、第三流路R3に所定温度の流体(温度制御用の流体)Dを供給しつつ、第一流路R1に複数種の混合対象物A、Bを供給し続けることで、複数種の混合対象物A、Bが第三流路R3を流れる温度制御用の流体Dとプレート3を通じて熱交換しつつ(温度制御されつつ)第一流路R1において混合され続ける。このため、混合器本体2(重ね合わされた三つ以上のプレート)において混合対象物A、Bの混合及び混合された混合対象物(混合物C)の温度制御が行われると共に、装置1の小型化も図られる。
【0086】
また、本実施形態の混合器1の混合器本体2では、X軸方向における第一流路R1の両側に第三流路R3がそれぞれ形成されている。このように、第二領域Ar22において第一流路R1の両側に形成された第三流路R3のそれぞれに温度制御用の流体Dが流れる構成とすることで、第一流路R1で混合されている複数種の混合対象物A、Bの温度制御がより容易になる(より温度調整し易くなる)。
【0087】
尚、本発明のプレート式混合器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
【0088】
上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、合流領域Ar1と混合領域Ar2とが隣接しているが、この構成に限定されない。混合器本体2において、合流領域Ar1と混合領域Ar2とが間隔をあけて配置(形成)されていてもよい。
【0089】
また、上記実施形態の混合器1では、複数種の混合対象物A、Bがプレート間を下方に向けて流れ落ちることで混合されるが、この構成に限定されない。混合器1は、複数種の混合対象物A、Bがプレート間を上方に向けて流れることで混合される構成や、複数種の混合対象物A、Bがプレート間を水平又は略水平方向に流れることで混合される構成でもよい。また、混合器1は、プレート3の重ね合わせ方向の異なる位置のプレート間での混合対象物A、Bの流れる方向が異なる構成でもよい。
【0090】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、二種類のプレート3A、3Bが重ね合わされているが、この構成に限定されない。混合器本体2において、三種類以上のプレート3A、3B、・・・が重ね合わされる構成でもよい。
【0091】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、ガスケット4がプレート間に挟み込まれることで各流路R1~R4が形成されているが、この構成に限定されない。例えば、重ね合わせ方向に隣り合うプレート3の周縁部同士がブレージング溶接等によって封止されることで、各プレート間に混合対象物A、Bや温度制御用の流体Dが流通可能な流路R1、R2、・・・が形成される構成でもよい。
【0092】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、各プレート3が金属製のプレートであるため、プレート3全体が伝熱性を有するが、この構成に限定されない。例えば、隣り合うプレート間を仕切るプレート3において、各プレート間を流れる混合対象物A、Bと温度制御用の流体Dとの熱交換に必要な範囲のみ、伝熱性を有する構成でもよい。
【0093】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、所定のプレート間(第二のプレート間:上記実施形態の例では、第三流路R3)において、温度制御用の流体Dが流通可能な領域は一つであるが、この構成に限定されない。混合器本体2において、温度制御用の流体Dが流れるプレート間(第二のプレート間)が複数の領域に仕切られ、これら複数の領域のそれぞれに、流体Dが流通可能であってもよい。この構成によれば、流体Dが流れるプレート間(第二のプレート間)と隣り合うプレート間(第一のプレート間)において、前記の各領域と対応する領域毎に異なる温度で複数種の混合対象物A、Bを混合することができる。
【0094】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、第一流路R1が形成されたプレート間の両側のプレート間(第三流路R3)を温度制御用の流体Dが流れるが、この構成に限定されない。第一流路R1が形成された両側のプレート間のうちの一方のプレート間にのみ、温度制御用の流体Dが流れる構成でもよい。
【0095】
また、上記実施形態の混合器1の各プレート3は、プレス成型によって形成されているため、該プレート3の第二面S2において、第一面S1の凸部313、321b、322c、323bと対応する位置(該凸部313、321b、322c、323bの裏面)には該凸部313、321b、322c、323bと対応する形状の凹部が形成され、第一面S1の凹部322dと対応する位置(該凹部322dの裏面)には該凹部322dと対応する形状の凸部が形成されている、即ち、各プレート3において凸部と凹部とが表裏の関係であるが、この構成に限定されない。各プレート3において、一方の面S1、S2の凸部313、321b、322c、323b(又は凹部322d)の裏面S2、S1が平坦であってもよく、一方の面S1、S2の凸部313、321b、322c、323b(又は凹部322d)の裏面S2、S1が凸部(又は凹部)であってもよい。
【0096】
また、上記実施形態の混合器1では、流路内混合が行われる流路R1を構成する二つのプレート3A、3Bの対向する面S1、S2には、いわゆるヘリンボーン状に配置された複数の混合用凸部322c及び複数の混合用凹部322dがそれぞれ形成されているが、この構成に限定されない。例えば、前記二つのプレート3の対向する面S1、S2には、少なくとも一つの混合用凸部322c及び少なくとも一つの混合用凹部322dのうちの何れか一方のみがそれぞれ形成(配置)されていてもよい。また、前記二つのプレート3の対向する面S1、S2のうちの一方の面S1、S2のみに、少なくとも一つの混合用凸部322c及び少なくとも一つの混合用凹部322dのうちの少なくとも一方が形成される構成でもよい。
【0097】
また、混合用凸部322cと混合用凹部322dとの具体的な形状は限定されない。即ち、混合用凸部322cと混合用凹部322dとは、ヘリンボーン形状以外であってもよい。また、混合対象物の種類等によっては平らな二つのプレート3のプレート間を流れ落ちるだけでも混合されるため、前記二つのプレート3の対向する面S1、S2がそれぞれ平坦な構成、即ち、混合用凸部322c及び混合用凹部322dのいずれもが形成されていない構成であってもよい。
【0098】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、流路内混合が行われる流路(上記実施形態の例では、第一流路R1)が複数形成されているが、この構成に限定されない。混合器本体2において流路内混合が行われる流路は、一つでもよい。
【0099】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2では、混合領域Ar2において、混合方法の異なる領域同士が隣り合うように三つの領域(第一領域Ar21、第二領域Ar22、第三領域Ar23)が形成されているが、この構成に限定されない。混合領域Ar2が一つの領域(混合方法が同じ領域)によって構成されていてもよく、混合領域Ar2において、混合方法の異なる領域同士が隣り合うように二つの領域又は四つ以上の領域が形成されてもよい。
【0100】
また、上記実施形態の混合器1の混合器本体2において、プレート間における温度制御用の流体Dが流れる領域(上記実施形態の例では、第三流路R3)は、該プレート間と隣り合うプレート間における流路内混合の行われている領域(上記実施形態の例では、第一流路R1における第三流路R3と重なる範囲)に対応した範囲に配置(形成)されているが、この構成に限定されない。
【0101】
例えば
図16に示すように、混合器本体2において流路間混合が行われる領域が、混合対象物A、Bが流通可能な複数のプレート間同士を連通する複数の連通部Ch6を有し、複数の連通部Ch6が、Z軸方向に間隔をあけて配置されている構成の場合、流路間混合の行われている領域における混合対象物A、Bが流れていないプレート間(流路)に温度制御用の流体Dが流れる構成でもよい。この構成によれば、流路間混合においても、混合対象物A、Bの温度を制御(管理)しつつ混合対象物A、Bを混合することができる。
【符号の説明】
【0102】
1…プレート式混合器、2…混合器本体、3…プレート、3A…第一のプレート(プレート)、3B…第二のプレート(プレート)、31…合流部、311…連通孔、311a…第一連通孔(連通孔)、311b…第二連通孔(連通孔)、312…第一貫通孔(貫通孔)、313…第一凸部、32…混合部、321…第一部位、321a…第二貫通孔(貫通孔)、321b…第二凸部、322…第二部位、322a、322b…第三連通孔、322c…混合用凸部、322d…混合用凹部、323…第三部位、323a…第三貫通孔(貫通孔)、323b…第三凸部、33…排出部、331…第四連通孔、35…ガスケット配置部、36…ガイド用係合部、4…ガスケット、4A…第一のガスケット(ガスケット)、41A…第一流路形成部、42A…第一封止部、43A…接続部、4B…第二のガスケット(ガスケット)、41B…第二流路形成部、42B…第三流路形成部、43B…第四流路形成部、44B…第二封止部、45B…接続部、47B、48B…隔壁部、5a、5b…フレーム、51…貫通孔、52、53…切欠部、6…ガイド部、61…ガイドバー、62…サポート部材、7…締付部材、71…ボルト、72…ナット、8…ケース、100…混合装置、101…撹拌手段、102…混合容器、103、104、105、106…タンク、A…第一の混合対象物(混合対象物)、A1、A2、A3、A4…混合対象物、B…第二の混合対象物(混合対象物)、C…混合物、D…温度制御用の流体、Ar1、Ar11、Ar12…合流領域、Ar2…混合領域、Ar21…第一領域、Ar22…第二領域、Ar23…第三領域、Ar3…排出領域、Ch1…第一供給流路(供給流路)、Ch2…第二供給流路(供給流路)、Ch3…排出流路、Ch4…流入路、Ch5…流出路、Ch6…流路、R1…第一流路、R2…第二流路、R3…第三流路、R4…第四流路、S1…第一面、S2…第二面、α、β、γ…混合対象物の流れ方向