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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-27
(45)【発行日】2023-12-05
(54)【発明の名称】流体制御器、及び、流体混合器
(51)【国際特許分類】
B01F 23/45 20220101AFI20231128BHJP
B01F 25/432 20220101ALI20231128BHJP
B01F 33/301 20220101ALI20231128BHJP
B01J 19/00 20060101ALI20231128BHJP
【ＦＩ】
B01F23/45
B01F25/432
B01F33/301
B01J19/00 321
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2020154730
(22)【出願日】2020-09-15
(65)【公開番号】P2022048739
(43)【公開日】2022-03-28
【審査請求日】2022-08-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 光章
(72)【発明者】
【氏名】秋田 征人
(72)【発明者】
【氏名】岡野 英明
【審査官】山田 陸翠
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１３６０４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２０－５１７４３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表平０９－５１２７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２５２９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０２３４１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３１０３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０１３２６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０００３７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１５１１２６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｆ ２１／００－２５／９０
Ｂ０１Ｆ ２９／００－３３／８７
Ｂ０１Ｆ ３５／００－３５／９５
Ｂ０１Ｊ ４／００－ ７／０２
Ｂ０１Ｊ １９／００－１９／３２
Ｂ８１Ｂ １／００－ ７／０４
Ｂ８１Ｃ １／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の最上流開口及び第２の最上流開口を有し、上流側配管からそれぞれ流された流体が前記第１の最上流開口及び前記第２の最上流開口を通される上流側端部、前記第１の最上流開口に連通する、マイクロチャネルとして形成される第１のチャネル、
前記第２の最上流開口に連通する、マイクロチャネルとして形成される第２のチャネル、及び、
前記上流側端部との間に前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを挟み、前記第１のチャネルの第１の最下流開口及び前記第２のチャネルの第２の最下流開口を有するチャネル終端部
を有し、
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの開口率を、前記上流側端部から前記チャネル終端部に至るまで略一定にとり、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方を変形し、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、上流側から下流側に向かうにつれて、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直な第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域よりも、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直で、前記第１の断面よりも下流側の第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域を増やし、前記チャネル終端部で、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルが多方向で隣り合う構造を有する、流路変形部と、
前記流路変形部の前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口の下流側に設けられ、前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口をそれぞれ通る流体を合流させて複数の流体を混合し、最下流に第３の最下流開口を有する、マイクロチャネルとして形成される混合チャネルを有する混合部と
を有する流体制御器。
【請求項2】
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、配置及び流路形状が漸次変形する部分を有する、請求項１に記載の流体制御器。
【請求項3】
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で、複数に分岐する構造を含む、請求項１又は請求項２に記載の流体制御器。
【請求項4】
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の最近接の流路対を結ぶ領域に、前記第２のチャネルの少なくとも一部が存在する、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項5】
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネルの任意の１つに対して全方向に前記第１のチャネル、又は、前記第２のチャネルが存在する、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項6】
前記流路変形部の前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記延出方向は、前記上流側端部から前記チャネル終端部に至るまで、同一方向である、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項7】
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの前記第２の断面に沿う辺の長さの合計に対して、前記第２のチャネルの前記第２の断面に沿い、前記第１のチャネルの前記辺に隣接する辺の長さの合計が、１／２以上である、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項8】
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを形成する環状縁の平均周囲長をＬとし、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の内側の平均面積をＳとしたとき、Ｄ＝４＊Ｓ／Ｌ
で与えられる前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の相当直径Ｄは１０ｍｍ以下である、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項9】
前記第１の最上流開口の内側の面積は、前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの内側の総面積よりも小さい、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項10】
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の位置の１つの流路形状又は大きさが、前記任意の位置とは異なる位置での前記第１のチャネルの流路形状又は大きさと異なる、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項11】
前記流路変形部の前記上流側端部は、前記上流側配管から流体が流される第３の最上流開口を有し、前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側で前記第３の最上流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルに隣接して設けられた、第３のチャネルを有し、
前記流路変形部は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、前記第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域よりも、前記第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域を増やし、
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネル、前記第２のチャネル及び前記第３のチャネルの少なくとも１つの流路形状が、６角形である、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項12】
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの流路壁を形成する母材となる材料と比較して熱伝導率が高い材料が、前記流路壁の内周面の内側に配置されている、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項13】
前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側に隣接する位置の前記第１のチャネルが前記第１の最上流開口に１対１に対応する流体の導入区間を有し、前記上流側端部の前記第１の最上流開口の内側の流路面積の総和は、前記導入区間の最下流位置での前記第１のチャネルの流路面積の総和よりも小さい、請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項14】
前記導入区間の前記第１のチャネルの延出方向に垂直な断面において、前記第１のチャネルの流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次拡大する、請求項１３に記載の流体制御器。
【請求項15】
前記混合部は、前記チャネル終端部の下流側で前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを通した流体を前記混合チャネル内で混合する混合区間と、
前記混合区間の下流側で、前記第３の最下流開口を有し、前記混合区間の前記混合チャネルで混合した前記流体を前記混合チャネルを通して排出する排出区間と
を有し、
前記混合部の前記混合区間の前記混合チャネルの延出方向に垂直な１つの断面での前記混合チャネルの内側の流路面積は、前記排出区間の前記第３の最下流開口の内側の流路面積よりも大きい、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の流体制御器。
【請求項16】
前記混合部の前記混合チャネルの内側の流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次縮小する、請求項１５記載の流体制御器。
【請求項17】
請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載の流体制御器と、前記流体制御器の上流側の上流側配管と、
前記流体制御器の下流側の下流側配管と
を有する、流体混合器。
【請求項18】
前記上流側配管は、第１の管路、及び、第２の管路を有し、前記上流側配管、及び、前記流路変形部は、前記第１の最上流開口と前記上流側配管の前記第１の管路とを接続するとともに、前記上流側端部の前記第２の最上流開口と前記上流側配管の前記第２の管路とを接続するように、前記流路変形部及び前記上流側配管の向きを合わせる、上流側接続部を有する、請求項１７に記載の流体混合器。
【請求項19】
前記混合部、及び、前記下流側配管は、前記第３の最下流開口と前記下流側配管とを接続するように、前記混合部及び前記下流側配管の向きを合わせる、下流側接続部を有する、請求項１７又は請求項１８に記載の流体混合器。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、複数の流体を混合するためのチャネルを有する流体制御器、及び、その流体制御器を含む流体混合器に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な液体の混合分離や化学反応が例えばマイクロチャネルを用いて行われている。マイクロチャネルは流路幅が小さいため基本的に乱流は発生せず、層流の渦や物質拡散を用いて混合が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－２３１０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、高い混合効率を達成する流体制御器、及び、流体混合器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態によれば、流体制御器は、流路変形部と、混合部とを有する。流路変形部は、上流側端部と、マイクロチャネルとして形成される第１のチャネルと、マイクロチャネルとして形成される第２のチャネルと、チャネル終端部とを有する。上流側端部は、第１の最上流開口及び第２の最上流開口を有する。上流側端部では、上流側配管からそれぞれ流された流体が第１の最上流開口及び第２の最上流開口を通される。第１のチャネルは、第１の最上流開口に連通する。第２のチャネルは、第２の最上流開口に連通する。チャネル終端部は、上流側端部との間に第１のチャネル及び第２のチャネルを挟む。チャネル終端部は、第１のチャネルの第１の最下流開口及び第２のチャネルの第２の最下流開口を有する。第１のチャネル及び第２のチャネルの開口率を、上流側端部から前記チャネル終端部に至るまで略一定にとる。上流側端部とチャネル終端部との間で第１のチャネル及び第２のチャネルの少なくとも一方を変形する。流路変形部は、上流側端部とチャネル終端部との間において、上流側から下流側に向かうにつれて、第１のチャネル及び第２のチャネルの延出方向に垂直な第１の断面における第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域よりも、第１のチャネル及び第２のチャネルの延出方向に垂直で、第１の断面よりも下流側の第２の断面における第１のチャネルに対する第２のチャネルの隣接領域を増やし、チャネル終端部で、第１のチャネル及び第２のチャネルが多方向で隣り合う構造を有する。混合部は、流路変形部のチャネル終端部の第１の最下流開口及び第２の最下流開口の下流側に設けられている。混合部は、チャネル終端部の第１の最下流開口及び第２の最下流開口をそれぞれ通る流体を合流させて複数の流体を混合し、最下流に第３の最下流開口を有する、マイクロチャネルとして形成される混合チャネルを有する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】流体混合器の概略的な斜視図。
【図2】流体混合器の第１実施形態の流体制御器の概略的な斜視図、及び、流体制御器内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図3】流体混合器の第１実施形態の流体制御器の流路変形部と混合部との境界の断面での第１の流路及び第２の流路の配置を示す概略図。
【図4】流体混合器の上流側配管と第１実施形態の流体制御器との接続構造を示す概略的な断面図。
【図5】流体混合器の第１実施形態の流体制御器と下流側配管との接続構造を示す概略的な断面図。
【図10】流体混合器の上流側配管、流体制御器、下流側配管を接続するための構造を示す概略的な断面図。
【図11】流体混合器の上流側配管、流体制御器、下流側配管を接続するための構造を示す概略的な断面図の変形例。
【図12】流体混合器の流体制御器の混合部の変形例。
【図13】流体混合器の流体制御器の混合部の変形例。
【図14】流体混合器の流体制御器の混合部の変形例。
【図15】流体混合器の第２実施形態の流体制御器の概略的な斜視図、及び、流体制御器内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図16】流体混合器の第３実施形態の流体制御器の流路変形部の概略的な斜視図、及び、流路変形部内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図17】第３実施形態の流体制御器のチャネル終端部の第１変形例。
【図18】第３実施形態の流体制御器のチャネル終端部の第２変形例。
【図19】第３実施形態の流体制御器のチャネル終端部の第３変形例。
【図20】第３実施形態の流体制御器のチャネル終端部の第４変形例。
【図21】流体混合器の第４実施形態の流体制御器の流路変形部の概略的な斜視図、及び、流路変形部内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図22】流体混合器の第５実施形態の流体制御器の流路変形部の概略的な斜視図、及び、流路変形部内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図23】流体混合器の第６実施形態の流体制御器の流路変形部の概略的な斜視図、及び、流路変形部内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図。
【図24】第６実施形態の流体制御器のチャネル終端部の変形例。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に図面を参照して、流体混合器１０の第１実施形態から第６実施形態を説明する。
【0008】
第１実施形態から第６実施形態に係る流体混合器１０は、同種又は異種の流体を混合可能である。同種の流体であっても、例えば温度により粘性が異なる場合がある。このような流体は、流体混合器１０を用いて混合することができる。
【0009】
【0010】
図１には、流体混合器１０を示す概略的な斜視図を示す。図２には、流体混合器の流体制御器１６の概略的な斜視図、及び、流体制御器１６内の適宜の位置での流路の形状を示す概略図（断面図）を示す。図３には、流体制御器１６のあるＹＺ平面での断面を示す。図４には、上流側配管（導入前段部）１２，１４と、流体制御器１６との接続状態を示す。図５には、流体制御器１６と下流側配管（排出後段部）１８との接続状態を示す。
【0011】
【0012】
図１に示すように、流体混合器１０は、複数の上流側配管（導入前段部）１２，１４と、流体制御器１６と、下流側配管（排出後段部）１８とを有する。
【0013】
本実施形態では、流体混合器１０が２つの上流側配管１２，１４を有する例について説明する。上流側配管１２，１４は、流体制御器１６の上流側に配置され、流体制御器１６に同種又は異種の流体を供給（導入）する。上流側配管１２，１４は、例えば、それぞれ、図示しない流体源から供給される流体を通すチューブ２２と、チューブ２２に接続され、チューブ２２と流体制御器１６とを接続する上流側接続部２４とを有する。チューブ２２は、可撓性を有することが好適である。チューブ２２の代わりに、例えば金属材製又は樹脂材製のチャネルを用いてもよい。
【0014】
下流側配管１８は、流体制御器１６の下流側に配置され、流体制御器１６で混合された流体を下流側に導く。下流側配管１８は、例えば、流体制御器１６の下流側に接続される下流側接続部３２と、下流側接続部３２に接続され、流体制御器１６で混合された流体を下流側に導くチューブ３４とを有する。チューブ３４は、可撓性を有することが好適である。チューブ３４の代わりに、例えば金属材製又は樹脂材製のチャネルを用いてもよい。
【0015】
【0016】
本実施形態の流体制御器１６は、流路変形部（流体導入部）４２と、混合部４４とを有する。流体制御器１６は、上流側から下流側に向かって、流路変形部４２、混合部４４の順番で形成される。流体制御器１６には、流路変形部４２の上流側から複数の流体が同時期に流路変形部４２に導入される。流路変形部４２は、流路変形部４２内を流れる複数の流体が、流路変形部４２の基端側の混合部４４で混合し易くなるように下流側に向かって流路が上流側から下流側に向かって徐々に変形する。そして、混合部４４は、流路変形部４２の下流端から下流側の混合部４４に複数の流体が同時期に吐出されたときに、複数の流体を混合し、複数の流体を混合した流体を下流側配管１８に排出する。
【0017】
流体制御器１６の最上流端を上流側端部（上流側端面）５２とし、最下流端を下流側端部５４とし、流路変形部４２と混合部４４との境界（流路変形部４２の下流端）をチャネル終端部（チャネル境界面）５６とする。流体制御器１６の流路変形部４２の上流側端部５２、チャネル終端部５６、混合部４４の下流側端部５４のそれぞれのＹＺ平面は、本実施形態では、矩形状（四角形状）である。流体制御器１６の流路変形部４２の上流側端部５２、チャネル終端部５６、混合部４４の各ＹＺ平面に沿う形状は、流体制御器１６の外観に合わせて、矩形状以外に、円形状、半円形状、楕円形状、多角形状等、の様々な形状とすることができる。
【0018】
ここで、流体制御器１６は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチレンテレフタレートから選択される１種または２種以上の樹脂材を用いることが好ましい。
【0019】
流体制御器１６の製作方法について簡単に説明する。流体制御器１６の製造には、例えば光造形装置を用いることができる。光造形装置は、液状の光硬化性樹脂の像形成材料層に光を照射して硬化樹脂層を形成することを繰り返し、複数の硬化樹脂層を積層して立体形状物を作製する。流体制御器１６の製造には、例えば、熱溶融積層法により三次元造形物を製造する三次元プリンターを用いることができる。流体制御器１６の製造には、例えば、孔の空いた複数の薄板を、隙間なく密着接合させることで三次元造形物を製造する拡散接合装置を用いることができる。これらいずれの製作方法を用いても、流体制御器１６の流路変形部４２及び混合部４４は、一体成型される。
【0020】
本実施形態では、流体制御器１６は、上流側配管１２，１４の上流側接続部２４と別体として成型される場合を例にして説明する。本実施形態では、流体制御器１６は、下流側配管１８の下流側接続部３２と別体として成型される場合を例にして説明する。
【0021】
図２に示す流体制御器１６は、上述したように、Ｘ軸方向に延びる、例えば直方体として形成されている。流体制御器１６の流路変形部４２は、上流側端部５２と、チャネル終端部５６と、第１のチャネル（流路群）６２と、第２のチャネル（流路群）６４とを有する。チャネル６２，６４は流路変形部４２内に並設されている。混合部４４は、混合チャネル６６を有する。混合チャネル６６は、チャネル６２，６４の下流側にチャネル６２，６４を合流するように、チャネル６２，６４に連通した状態に設けられている。
【0022】
これらチャネル６２，６４，６６は、流体制御器１６のＸ軸（長手軸）にほぼ沿って延びる。これらチャネル６２，６４，６６は、例えばマイクロチャネルとして形成されていることが好適である。チャネル６２，６４は、流体制御器１６の流路変形部４２の両端部（上流側端部５２及びチャネル終端部５６）にて開口する。チャネル終端部５６は、チャネル６２，６４の終端の位置にある。チャネル６２，６４は、上流側配管１２，１４から供給される複数の流体をチャネル６２，６４に続くチャネル６６で混合し、下流側配管１８に通流する。本実施形態では、流路変形部４２の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の延出方向は、上流側端部５２からチャネル終端部５６に至るまで、同一方向である。
【0023】
上流側端部５２は、上流側配管１２，１４からそれぞれ流体が流される第１の最上流開口６２ａ及び第２の最上流開口６４ａを有する。すなわち、上流側端部５２は、第１の最上流開口６２ａ及び第２の最上流開口６４ａの２つの領域に分割されている。ここでは、第１の最上流開口６２ａ及び第２の最上流開口６４ａは、ともに略矩形状で、Ｚ軸方向に並設されている。上側が第１の最上流開口６２ａであり、下側が第２の最上流開口６４ａである。
【0024】
チャネル終端部５６は、上流側端部５２との間に第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４を挟む。チャネル終端部５６は、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂ及び第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂを有する。第１のチャネル６２は、第１の最上流開口６２ａと第１の最下流開口６２ｂとを連通する。第２のチャネル６４は、第２の最上流開口６４ａと第２の最下流開口６４ｂとを連通する。
【0025】
図３に示すように、第１の最下流開口６２ｂは、開口群として複数の開口を含む。第１の最下流開口６２ｂの複数の開口は、本実施形態では、略矩形状としているが、種々の形状に形成することができる。第２の最下流開口６４ｂは、開口群として複数の開口を含む。第２の最下流開口６４ｂの複数の開口は、本実施形態では、略矩形状としているが、種々の形状に形成することができる。本実施形態では、第１の最下流開口６２ｂ及び第２の最下流開口６４ｂは、Ｙ軸方向に交互に整列し、かつ、Ｚ軸方向に交互に整列する。
【0026】
このため、第１のチャネル６２は、第１の最上流開口６２ａから下流側の第１の最下流開口６２ｂに向かうにつれて、流路の形状を第１の最上流開口６２ａから徐々に変形する。第２のチャネル６４は、第２の最上流開口６４ａから下流側の第２の最下流開口６４ｂに向かうにつれて、流路の形状を第２の最上流開口６４ａから徐々に変形する。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、上流側端部５２に比べて下流側に向かうにつれて互いの隣接領域を増やす。
【0027】
なお、「隣接領域」とは、流路変形部４２を形成する樹脂材等の素材である中実部が形成する第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のうち、Ｙ軸方向に隣り合う外縁の長さ、及び、Ｚ軸方向に隣り合う外縁の長さをいう。本実施形態では、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４がＹ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ交互に配置されることで、隣接領域を増やす。
【0028】
混合チャネル６６は、最上流開口６６ａ（図５参照）と最下流開口６６ｂとを有する。混合チャネル６６の最上流開口６６ａは、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂ及び第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂの下流側に連続する。混合チャネル６６の最上流開口６６ａの開口縁は、第１のチャネル６２の全ての第１の最下流開口６２ｂ及び第２のチャネル６４の全ての第２の最下流開口６４ｂの外側にある。流体制御器１６の下流側端部５４には、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４を１つにした混合チャネル６６の開口６６ｂが開口する。混合チャネル６６は、下流側端部５４で最下流開口６６ｂに連通する。このため、混合部４４からは下流側配管１８の下流側接続部３２に第１の流体と第２の流体が混合された第３の流体が排出される。
【0029】
次に、図２を参照して流体制御器１６の流路変形部４２の上流側端部５２とチャネル終端部５６との間の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の配置及び形状（相対位置）の変化、さらには、流路変形部４２のチャネル終端部５６と混合部４４の下流側端部５４との間の混合チャネル６６の配置及び形状の変化について説明する。
【0030】
図２には、流体制御器１６の流路変形部４２の上流側端部５２とチャネル終端部５６との間で、所定の間隔における流体制御器１６のＹＺ平面を取った各位置の断面を示す。本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の端部（端面）５２，５６間に、所定間隔に仮想的に６つの断面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆを取る。これら断面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆは、端部（端面）５２，５６に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0031】
流体制御器１６の流路変形部４２は、上流側端部５２とチャネル終端部５６との間に、５つの異なる機能の流路区間Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを有する。５つの異なる機能の流路区間は、上流側から下流側に向かって順に、導入区間Ａ、分岐区間（第１の分岐区間）Ｂ、断面変形区間Ｃ、分岐区間（第２の分岐区間）Ｄ、ずらし区間Ｅである。
【0032】
流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６と混合部４４の下流側端部５４との間に、所定間隔に仮想的に２つの断面７４ａ，７４ｂを取る。これら断面７４ａ，７４ｂは、端部（端面）５６，５４に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0033】
流体制御器１６の混合部４４は、チャネル終端部５６と下流側端部５４との間に、２つの異なる機能の流路区間Ｆ，Ｇを有する。２つの異なる機能の流路区間は、上流側から下流側に向かって順に、混合区間Ｆ、排出区間Ｇである。
【0034】
区間Ａから区間Ｅでは、第１のチャネル６２、及び、第２のチャネル６４の配置、流路形状、および、第１のチャネル６２、第２のチャネル６４の数が上流側から下流側に向かうにつれて漸次変更されている。このため、端部５２，５６、および、端部５２，５６間の断面７２ａ－７２ｆの各々においてチャネル６２，６４の配置と流路形状と数が徐々に変化する。すなわち、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、上流側端部５２とチャネル終端部５６との間において、漸次変形する。
【0035】
なお、第１のチャネル６２、及び、第２のチャネル６４は、各ＹＺ平面に沿う断面において、略同一の面積（流体通過面積）を有することが好適である。すなわち、第１のチャネル６２、及び、第２のチャネル６４のＸ軸方向の位置による流路面積の変化が少ないことが好適である。
【0036】
上流側端部５２から断面７２ａまでに規定される導入区間Ａにおいて、上流側端部５２では、図２中の上半分の領域である導入路に１つの第１のチャネル６２を形成する。また、上流側端部５２では、下半分の領域である導入路に１つの第２のチャネル６４を形成する。断面７２ａでは、上流側端部５２から延びた第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の流路壁（流路を形成する環状縁）を有する。断面７２ａでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の流路壁は、それぞれ、１つの略長方形（矩形）状である。断面７２ａでは、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、上流側端部５２の第１の最上流開口６２ａ及び第２の最上流開口６４ａと同様に、Ｚ軸方向に２列に配置されている。
【0037】
図４に示すように、第１のチャネル６２は、上流側端部５２の第１の最上流開口６２ａと区間Ａの断面７２ａとの間に段差６２ｃを有する。このため、第１のチャネル６２は、第１の最上流開口６２ａの内側の流路面積よりも、断面７２ａの内側の流路面積の方が大きい。同様に、第２のチャネル６４は、上流側端部５２の第２の最上流開口６４ａと区間Ａの断面７２ａとの間に段差６４ｃを有する。このため、第２のチャネル６４は、第２の最上流開口６４ａの内側の流路面積よりも、断面７２ａの内側の流路面積の方が大きい。
【0038】
なお、上流側端部５２の第１の最上流開口６２ａが複数に分岐されている場合があり得る。上流側端部５２の第１の最上流開口６２ａが単数であっても、複数であっても、上流側端部５２の第１の最上流開口６２ａの内側の面積（流路面積）の総和は、導入区間Ａの最下流位置での第１のチャネル６２の流路面積の総和よりも小さい。
【0039】
同様に、上流側端部５２の第２の最上流開口６４ａが複数に分岐されている場合があり得る。上流側端部５２の第２の最上流開口６４ａが単数であっても、複数であっても、上流側端部５２の第２の最上流開口６４ａの内側の面積（流路面積）の総和は、導入区間Ａの最下流位置での第２のチャネル６４の流路面積の総和よりも小さい。
【0040】
図２に示すように、断面７２ａから断面７２ｂまでに規定される分岐区間Ｂでは、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、断面７２ａではそれぞれが１つの開口であるが、断面７２ｂではそれぞれがより小さい開口の３つの長方形状に変化する。このため、分岐区間Ｂにおいて、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、断面７２ａでのＺ軸方向に２列の配置及び形状から、断面７２ｂでの、Ｚ軸方向に２列、Ｙ軸方向に３列の配置及び形状に分岐する。すなわち、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、分岐区間Ｂにおいて、上流側端部５２とチャネル終端部５６との間で、複数に分岐する構造を含む。
【0041】
断面７２ｂから断面７２ｃまでに規定される断面変形区間Ｃにおいて、断面７２ｂから断面７２ｃに至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、その流路形状が矩形状から、細長い三角形状に変化する。断面７２ｃから断面７２ｄに至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、細長い三角形状から幅狭の長方形状にそれぞれ流路形状が変化する。
【0042】
区間Ｃの最初の区間の断面７２ｂと断面７２ｃとの間では、上段３つの矩形状の第１のチャネル６２と下段３つの矩形状の第２チャネル６４との２段×３列の配置及び形状から、３つの細長の逆三角形状の第１のチャネル６２と３つの細長の三角形状の第２のチャネル６４とが互い違いにＹ軸方向に横並びに並ぶ配置及び形状に変化する。より詳しくは、逆三角形状の第１のチャネル６２の下側の頂部が２つの三角形状の第２のチャネル６４の間に入り込むとともに、三角形状の第２のチャネル６４の上側の頂部が２つの逆三角形状の第１のチャネル６２の間に入り込む。このため、断面７２ｃにおいて、全体として三角形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４がＹ軸方向に横並びとなる配置及び形状に変化する。
【0043】
区間Ｃの次の区間の断面７２ｃと断面７２ｄとの間では、６つの三角形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４が横並びとなる配置及び形状から、６つの幅狭の長方形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４がＹ軸方向に横並びとなる配置及び形状に変化する。より詳しくは、３つの幅狭の長方形状の第１のチャネル６２と３つの幅狭の長方形状の第２のチャネル６４とが交互にＹ軸方向に横並びに配置されている。
【0044】
このように、断面変形区間Ｃの断面７２ｂにおいて、Ｚ軸方向の上側に複数の第１のチャネル６２、下側に複数の第２のチャネル６４が存在する状態から、断面７２ｄにおいて第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４がＹ軸方向に交互に配置される状態に第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４が変形する。
【0045】
断面７２ｄから断面７２ｅまでに規定される分岐区間Ｄの断面７２ｄと断面７２ｅとの間では、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、長方形状のＹ軸方向に横６列の配置と形状から、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４がＺ軸に沿って分岐し小正方形状の縦横（Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に６列ずつの配置及び形状に変化する。すなわち、分岐区間Ｂで３つに分岐された第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４が分岐区間Ｄにおいてさらにそれぞれ６つに分岐され、Ｚ軸方向（縦）に並べられている。このため、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、分岐区間Ｄにおいて、上流側端部５２とチャネル終端部５６との間で、複数に分岐する構造を含む。
【0046】
断面７２ｅからチャネル終端部（チャネル境界面）５６までに規定される水平方向ずらし区間Ｅの断面７２ｅと断面７２ｆとの間では、縦横６列ずつの小正方形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のうちの上から１段目、３段目、５段目がそれぞれ図２中にて上流側から下流側を見てＹ軸方向（水平方向）の左側（例えば＋（プラス）側）に、上から２段目、４段目、６段目がそれぞれ図２中にて上流側から下流側を見てＹ軸方向（水平方向）の右側（例えば－（マイナス）側）に位置がずれている。
【0047】
水平方向ずらし区間Ｅの断面７２ｆとチャネル終端部５６との間では、縦横（Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に６列ずつの小正方形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のうちの上から１段目、３段目、５段目がそれぞれ図２中にて上流側から下流側を見てさらにＹ軸方向（水平方向）の左側に、上から２段目、４段目、６段目がそれぞれ図２中にて上流側から下流側を見てさらにＹ軸方向（水平方向）の右側に位置がずれている。本実施形態では、チャネル終端部５６において、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂと第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂとがＹ軸方向に交互に並べられるとともに、Ｚ軸方向に交互に並べられる。
【0048】
図３には、チャネル終端部５６の第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂ、及び、第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂを示す。
【0049】
図３に示すように、流路変形部４２の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の延出方向に垂直な１つの断面であるずらし区間Ｅの断面７２ｆとチャネル終端部５６との間では、ある任意の第１のチャネル６２とこれとは別の最近接の第１のチャネル６２とを結ぶ領域に、第２のチャネル６４の一部が存在する。反対に、ある任意の第２のチャネル６４とこれとは別の最近接の第２のチャネル６４とを結ぶ領域に、第１のチャネル６２の一部が存在する。
【0050】
ずらし区間Ｅの断面７２ｆとチャネル終端部５６との間では、流路変形部４２の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の延出方向に垂直な１つの断面における、第１のチャネル６２の任意の１つに対して全方向に第１のチャネル６２、又は、第２のチャネル６４が存在する。ある１つの第１のチャネル６２のＺ軸方向上方向及び下方向には、第２のチャネル６４が存在する。ある１つの第１のチャネル６２のＹ軸方向左方向及び右方向には、第２のチャネル６４が存在する。ある１つの第１のチャネル６２のＹ軸に対して４５°傾斜する方向、１３５°傾斜する方向、２２５°傾斜する方向、３１５°傾斜する方向には、それぞれ別の第１のチャネル６２が存在する。
【0051】
限定されるものではないが、本実施形態の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、流体制御器１６を流す流体の表面張力の影響が現れる流路面積よりも小さい流路面積を有することが好適である。
【0052】
第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の断面の１つの流路壁の平均周囲長をＬとし、その１つの流路壁の内側の平均面積をＳとした場合に、
Ｄ＝４＊Ｓ／Ｌ
で与えられる流路壁（環状縁）の相当直径Ｄは１μｍ以上１０ｍｍ以下にすることが望ましい。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の１つの流路壁の内側がそれぞれ円形状で、直径が１μｍ未満の場合は、製作が困難になる可能性があるとともに、流体制御器１６を通る流体に対する圧力損失が顕著に増大してしまう可能性がある。一方、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の１つの流路壁の内側の直径が１０ｍｍを超えると、例えば第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４間の距離が増大して、流体同士の混合性能が低下する可能性がある。
Ｄ＝４＊Ｓ／Ｌ
で与えられる流路壁（環状縁）の相当直径Ｄは１μｍ以上１０ｍｍ以下にすることが望ましい。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の１つの流路壁の内側がそれぞれ円形状で、直径が１μｍ未満の場合は、製作が困難になる可能性があるとともに、流体制御器１６を通る流体に対する圧力損失が顕著に増大してしまう可能性がある。一方、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の１つの流路壁の内側の直径が１０ｍｍを超えると、例えば第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４間の距離が増大して、流体同士の混合性能が低下する可能性がある。
【0053】
なお、第１の最上流開口６２ａの内側の流路面積は、流路変形部４２の第１のチャネル６２を適宜に分岐した後の、断面７２ｂとチャネル終端部５６との間の適宜の断面における第１のチャネル６２の内側の総面積（総流路面積）よりも小さい。同様に、第２の最上流開口６４ａの内側の流路面積は、流路変形部４２の第２のチャネル６４を適宜に分岐した後の、断面７２ｂとチャネル終端部５６との間の適宜の断面における第２のチャネル６４の内側の総面積（総流路面積）よりも小さい。
【0054】
混合部４４は、流路変形部４２のチャネル終端部（チャネル境界面）５６から混合部４４の断面７４ｂまでに規定される混合区間Ｆにおいて、混合チャネル６６の２つの断面７４ａ，７４ｂを取る。混合チャネル６６の配置及び流路形状は、上流側から下流側に向かって略同一状態で延出されている。端部５６と断面７４ａとの間、断面７４ａ，７４ｂ間で、混合チャネル６６の配置及び流路形状が一定状態を維持する。
【0055】
混合区間Ｆのチャネル終端部５６と断面７４ａでは、流路形状が小正方形状の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の縦横６列ずつの配置と形状から単一の矩形の混合チャネル６６に変化する。なお、混合区間Ｆの断面７４ａと断面７４ｂでは、単一の矩形の混合チャネル６６の流路形状、配置、及び、大きさは変化しない。
【0056】
混合部４４の断面７４ｂから下流側端部５４までに規定される排出区間Ｇにおいて、混合チャネル６６の流路形状は、上流側から下流側に向かって略同一状態で延出されている。このため、断面７４ｂとチャネル終端部５６との間の排出区間Ｇにおいて、矩形の混合チャネル６６の数は変化しない。一方で、混合チャネル６６の大きさは、排出区間Ｇにおいて変化する。
【0057】
図５に示すように、混合チャネル６６は、区間Ｇの断面７４ｂと下流側端部５４との間に段差６６ｃを有する。混合チャネル６６は、断面７４ｂの内側の流路面積よりも、最下流開口６６ｂの内側の流路面積の方が小さい。
【0058】
すなわち、混合部４４の混合区間Ｆの混合チャネル６６の延出方向に垂直な１つの断面７４ａでの混合チャネル６６の内側の流路面積は、排出区間Ｇの第３の最下流開口６６ｂの内側の流路面積よりも大きい。
【0059】
【0060】
図４に示すように、流体混合器１０は、上流側配管（導入前段部）１２，１４と流路変形部４２との間に、これらを接続するためのシール機構８２を有する。シール機構８２は上流側配管１２のチューブ（第１の管路）２２及び上流側接続部２４の流路２６ａを通る流体が、上流側配管１２の上流側接続部２４において、上流側配管１４の上流側接続部２４に漏れ出すことを防止する。同様に、シール機構８２は上流側配管１４のチューブ（第２の管路）２２及び上流側接続部２４の流路２６ｂを通る流体が、上流側配管１４の上流側接続部２４において、上流側配管１２の上流側接続部２４に漏れ出すことを防止する。シール機構８２は、流体混合器１０に流される流体によるが、例えばＯリング状のゴム材で形成される。
【0061】
シール機構８２を配置する領域が必要であるため、上流側端部５２では、断面７２ａよりもチャネル６２，６４の流路面積を小さくする必要がある。すなわち、シール機構８２が無い分、上流側端部５２よりも下流側の断面７２ａでは上流側端部５２よりも各チャネル６２，６４の流路面積を広く取ることができる。流路変形部４２の導入区間Ａでは、上流側端部５２から下流側の断面７２ａに至るまでの間にチャネル６２，６４の内側の流路面積が漸次拡大する。なお、流路変形部４２の導入区間Ａでは、上流側端部５２から下流側の断面７２ａに至るまでの間に段差６２ｃ，６４ｃによらず、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の流路面積が漸次増加してもよい。
【0062】
上流側配管（導入前段部）１２の上流側接続部２４と第１のチャネル６２とを一体成型するなど、上流側接続部２４と第１のチャネル６２との間から第１の流体が漏れない状態に接続し、上流側配管（導入前段部）１４の上流側接続部２４と第２のチャネル６４とを一体成型するなど、上流側接続部２４と第２のチャネル６４との間から第２の流体が漏れない状態に接続することができる場合、シール機構８２は不要となる。シール機構８２が不要の場合、上流側端部５２及び断面７２ａでの第１のチャネル６２の内側の流路面積は同じにしてよく、上流側端部５２及び断面７２ａでの第２のチャネル６４の内側の流路面積は同じにしてよい。
【0063】
図４に示す上流側配管１２，１４と流体制御器１６の上流側端部５２との間のシール機構８２と同様に、流体混合器１０は、図５に示す流体制御器１６の下流側端部５４と下流側配管１８との間にシール機構８４を有する。シール機構８４は下流側配管１８の下流側接続部３２及びチューブ３４を通る流体が、下流側配管１８の下流側接続部３２から漏れ出すことを防止する。シール機構８４は、流体混合器１０に流される流体によるが、例えばＯリング状のゴム材で形成される。
【0064】
シール機構８４を配置する領域が必要であるため、下流側端部５４では、断面７４ｂよりも混合チャネル６６の流路面積を小さくする必要がある。すなわち、シール機構８４が無い分、下流側端部５４よりも上流側の断面７４ｂでは下流側端部５４よりも混合チャネル６６の流路面積を広く取ることができる。混合部４４の区間Ｇでは、断面７４ｂから下流側端部５４に至るまでの間に混合チャネル６６の流路面積が減少する。なお、混合部４４の区間Ｇでは、断面７４ｂから下流側端部５４に至るまでの間に段差６６ｃによらず、混合チャネル６６の流路面積が漸次減少してもよい。
【0065】
下流側配管（排出後段部）１８の下流側接続部３２と混合チャネル６６とを一体成型するなど、下流側接続部３２と混合チャネル６６との間から第３の流体が漏れない状態に接続することができる場合、シール機構８４は不要となる。シール機構８４が不要の場合、下流側端部５４及び断面７４ｂでの混合チャネル６６の内側の流路面積は同じにしてよい。
【0066】
流体制御器１６の入口部分で分割されている２つの流体の複数のチャネル６２，６４は、任意方向の貫通流路を介して流れ方向と垂直方向に複数の方向で隣接する。第１の流体及び第２の流体の流れ方向は、図２に示すように並流型である。なお、最下流開口６２ｂ及び最下流開口６４ｂの大きさ、形状、数は、流体の粘性等に応じ、同じであっても異なっていてもよい。
【0067】
本実施形態の流体混合器１０の作用について説明する。
【0068】
第１のチャネル６２には上流側配管１２のチューブ２２及び上流側接続部２４を経由して図示しない第１の流体供給源から第１の流体が所望の圧力で供給される。第２のチャネル６４には上流側配管１４のチューブ２２及び上流側接続部２４を経由して図示しない第２の流体供給源から第２の流体が所望の圧力で供給される。
【0069】
流体混合器１０は、上流側配管１２，１４のチューブ２２及び上流側接続部２４をそれぞれ通して、流体制御器１６の流路変形部４２において第１のチャネル（流路群）６２を通して第１の流体を一方向に流し、第１の流体に並行して第２のチャネル（流路群）６４を通して第２の流体を一方向に流す。そして、流体混合器１０は、第１の流体及び第２の流体を混合部４４の混合チャネル６６において混合することで第３の流体を生成し、混合チャネル６６を通して第３の流体を一方向に流す。流体混合器１０は、第３の流体を、下流側配管１８の下流側接続部３２及びチューブ３４を通して下流側に流す。
【0070】
ここで、本実施形態では、流路変形部４２と混合部４４との境界のチャネル終端部５６において、第１の流路群に属する第１のチャネル６２の最下流開口６２ｂと第２の流路群に属する第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂとを互いに隣接して配置している。例えば、第１のチャネル６２の１つの最下流開口６２ｂの周囲に、第１のチャネル６２の他の複数の最下流開口６２ｂが存在するとともに、第２のチャネル６４の複数の最下流開口６４ｂが存在する。このため、流体制御器１６の流れ方向に垂直な任意の断面であるチャネル終端部５６における、１つの流路（例えば第１のチャネル６２）において、図３に示すように、チャネル６２，６４上の任意の点に対する全方向に、第１のチャネル６２に第１の流体を流す流路、および、第２のチャネル６４に第２の流体を流すチャネル６２，６４が存在する。このため、チャネル終端部５６において、第１のチャネル６２の複数の開口６２ｂと第２のチャネル６４の複数の開口６４ｂとがそれぞれ接近し、第１のチャネル６２の複数の開口６２ｂから第２のチャネル６４の複数の開口６４ｂまでの相互間距離が複数（多数）個所で短い状態となる。したがって、第１のチャネル６２に流される第１の流体が開口６２ｂを通して混合チャネル６６内に入れられるとともに、第２のチャネル６４に流される第２の流体が開口６４ｂを通して混合チャネル６６内に入れられて混合された流体は、混合される。
【0071】
なお、図３に示すチャネル終端部５６（流体制御器１６の流れ方向に垂直な１つの断面）の例では、第１のチャネル６２の矩形状の最下流開口６２ｂ、及び、第２のチャネル６４の矩形状の最下流開口６４ｂは、それぞれ１８個ある。このため、最下流開口６２ｂ及び最下流開口６４ｂのそれぞれの辺の数は７２である。各最下流開口６２ｂ及び各最下流開口６４ｂは、正方形であると仮定する。最下流開口６２ｂの辺（境界部分）のうち、最下流開口６４ｂの辺（境界部分）とＹ軸方向及びＺ軸方向に隣接する数（境界部分）は、５５である。このため、第１のチャネル６２の最下流開口６２ｂのうち、第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂに隣接する境界部分の長さの合計である「５５」は、第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂの全辺長である「７２」の３／４以上となっている。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のＹ軸方向及びＺ軸方向に隣接する辺の数は、実施形態によるが、１／２程度あればよい。
【0072】
なお、図２に示す上流側端部５２において、第１のチャネル６２の矩形状の最上流開口６２ａ、及び、第２のチャネル６４の矩形状の最上流開口６４ａは、それぞれ１個ある。このため、最上流開口６２ａ及び最上流開口６４ａのそれぞれの辺の数は４である。最上流開口６２ａ及び最上流開口６４ａが正方形であると仮定する。最上流開口６２ａの辺（境界部分）のうち、最上流開口６４ａの辺（境界部分）とＹ軸方向及びＺ軸方向に隣接する数（境界部分）は、１である。このため、第１のチャネル６２の最上流開口６２ａのうち、第２のチャネル６４の最上流開口６４ａに隣接する境界部分の長さの合計である「１」は、第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂの全辺長である「４」の１／４であり、これは１／２よりも小さい。
【0073】
すなわち、本実施形態においては、二次元投影平面視野においてチャネル６２，６４の端部５２，５６間の断面７２ａ－７２ｆの相対的な形状を変えて、第１のチャネル６２と第２のチャネル６４との隣接領域を下流側に向かうほど、大きくする。すなわち、チャネル終端部５６で、開口６２ｂ，６４ｂは、開口６２ｂ，６４ｂから吐出する流体同士が混合しやすいように分散している。したがって、例えば上流側端部５２のように、１方向のみにチャネル６２，６４が隣接する場合と比べて、チャネル終端部５６の下流側の混合部４４では、流体を混合し易い。
【0074】
上述したように、本実施形態において、「隣接領域」とは、流路変形部４２を形成する樹脂材等の素材である中実部が形成する第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のうち、Ｙ軸方向に隣り合う外縁の長さ、及び、Ｚ軸方向に隣り合う外縁の長さをいう。本実施形態では、各断面７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ，７２ｅ，７２ｆにおいて、外縁は、辺として規定される。
【0075】
例えば、断面７２ａとチャネル終端部５６との間の各断面において、流路群を含む第１のチャネル６２及び流路群を含む第２のチャネル６４の隣接領域の大きさを比較する。断面７２ａ，７２ｂでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４において、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の分割数が変化するだけであり、隣接領域は、略変化しない。断面７２ｂ，７２ｃでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４において、断面７２ｃでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の隣接領域の方が、断面７２ｂでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の隣接領域が大きい。同様に、断面７２ｃ，７２ｄを比較したとき、上流側の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４に比べて、それぞれ下流側の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の方が、Ｙ軸方向に隣り合う外縁の長さ、及び、Ｚ軸方向に隣り合う外縁の長さ、すなわち、隣接領域が次第に大きくなる。また、断面７２ｄ，７２ｅを比較したとき、断面７２ａ，７２ｂを比較したときと同様に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の分割数が変化するだけであり、隣接領域は、略変化しない。断面７２ｅ，７２ｆを比較したとき、断面７２ｆとチャネル終端部５６とを比較したとき、上流側の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４に比べて、それぞれ下流側の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の方が、Ｙ軸方向に隣り合う外縁の長さ、及び、Ｚ軸方向に隣り合う外縁の長さ、すなわち、隣接領域が次第に大きくなる。このため、流路変形部４２は、上流側から下流側に向かうにつれて、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の隣接領域が大きくなる。
【0076】
チャネル終端部５６において、それぞれ１つの開口６２ｂ，６４ｂから吐出する第１の流体及び第２の流体の流量は、区間Ａ－Ｃでの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４での１つの開口での流体の流量よりも少ないが、流量保存の法則により、流体制御器１６の上流側端部（上流側端面）５２とチャネル終端部５６との間で、第１の流体及び第２の流体の全流量は、各ＹＺ断面において、不変である。最上流開口６２ａと、最下流開口６２ｂとの間の各ＹＺ平面における第１のチャネル６２の内側の流路面積の合計、すなわち、開口率は、殆ど変化しない。また、最上流開口６４ａと、最下流開口６４ｂとの間の各ＹＺ平面における第２のチャネル６４の内側の流路面積の合計、すなわち、開口率は、殆ど変化しない。このため、第１の流体が第１のチャネル６２に流されたとき、及び、第２の流体が第２のチャネル６４に流されたときに、これら流体に対する圧力損失の増加を防止する。
【0077】
このため、混合部４４の混合区間Ｆにおいて、流体同士が混合しやすく、流体同士の均一な混合に要する時間及び距離が削減される。したがって、流体制御器１６を用いることで、混合部４４の長さを短くしながら、第１の流体及び第２の流体の混合性能が向上する。
【0078】
以上説明したように、本実施形態にかかる流体混合器１０によれば、以下のことが言える。
【0079】
本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の流れ方向に垂直な少なくとも１つの断面において、例えば第１の流体を流通する任意の最近接の流路対を結ぶ少なくとも一つの線分上に、第１の流体とは別の第２の流体を流すチャネル６２，６４を存在させることができる。第１の流体及び第２の流体を混合することで第３の流体を生成する混合部４４の手前の流路変形部４２のチャネル終端部５６で、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４が多方向で隣り合う構造を有する。また、流体制御器１６の上流側端部５２からチャネル終端部５６に至るまで、開口率を略一定にとることができる。このため、例えば上流側端部５２の最上流開口６２ａ，６４ａの形状及び大きさのチャンネルが上流側端部５２からチャネル終端部５６まで連続しＺ軸方向の１方向のみにチャネル６２，６４が隣り合い、多量の流体同士を直接混合させる場合と比べて、本実施形態の流体制御器１６のように、上流側端部５２からチャネル終端部５６まで全体として流量は同じであるが、混合部４４において、少量の流体同士を接触させながら流体を混合させる構造とすることで、流体同士の均一な混合に要する時間及び距離を削減することができる。このため、流体制御器１６を用いることで、混合部４４の長さを短くしながら、複数の流体の混合性能を向上させることができる。
【0080】
本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２において、チャネル６２，６４を形成する領域以外の余分な肉部の領域を小さくすることができる。このため、流体制御器１６の上流側端部５２とチャネル終端部５６との間の開口率を一定に維持しながら、流体制御器１６を小型に維持することができる。また、上述した作成方法で流体制御器１６を作製することができるため、流体混合器１０全体を小型化することができる。
【0081】
このため、流路変形部４２から混合部４４にかけて第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４を変形し、第１の流体及び第２の流体を放出するときに効率的に混合して、第３の流体を得ることができる。
【0082】
流路変形部４２の流れ方向に垂直な全ての断面において、全てのチャネル６２，６４の流れ方向を一致させることが可能である。すなわち、流路変形部４２の入口（上流側端部５２）から出口（チャネル終端部５６）に至るまで、全てのチャネル６２，６４の流れ方向を不変にすることができる。このため、本実施形態に係る流体制御器１６を用いることで、第１の流体及び第２に対する圧力損失の増加を防ぐことができる。
【0083】
流路変形部４２の入口もしくは混合部４４の出口に、シール機構８２，８４を配置するための領域を設けることで、上流側配管１２，１４と流体制御器１６との間、および、流体制御器１６と下流側配管１８との間を、流体の漏れなく接続することができる。
【0084】
なお、流体制御器１６は、上流側配管１２，１４の上流側接続部２４と一体成型されることも好適である。この場合、シール機構８２は不要となる。流体制御器１６は、下流側配管１８の下流側接続部３２と一体成型されることも好適である。この場合、シール機構８４は不要となる。
【0085】
上述した実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の１つの断面として、図３に示すチャネル終端部５６における、第１のチャネル６２の最下流開口６２ｂのうち、第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂに隣接する境界部分の長さの合計が、第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂの全辺長の１／２以上となっていることを説明した。第１のチャネル６２の最下流開口６２ｂ及び第２のチャネル６４の最下流開口６４ｂは、矩形状でなくてもよい。例えば、流路変形部の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の延出方向に垂直な１つの断面において、第１のチャネル６２のある１つの断面に沿う辺の長さの合計に対して、第２のチャネル６４のある１つの断面に沿い、第１のチャネル６２の辺（流路壁）に隣接する辺の長さの合計が、１／２以上であればよい。上述したように、「隣接する」とは、例えば第１のチャネル６２の流路壁と第２のチャネル６４の流路壁とがＹ軸方向、及び、Ｚ軸方向に隣接していればよい。このため、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の１つの流路壁が円形であってもよい。
【0086】
本実施形態では、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の両方が上流側端部５２とチャネル終端部５６との間において、漸次変形する例について説明した。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の一方が上流側端部５２とチャネル終端部５６との間において、漸次変形する構成であってもよい。すなわち、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の少なくとも一方が上流側端部５２とチャネル終端部５６との間において、漸次変形する構成であってもよい。
【0087】
以上説明したように、本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体制御器１６を含む流体混合器１０が提供される。
【0088】
なお、本実施形態の流体混合器１０では、上流側配管１２からの流体を第１のチャネル６２に確実に流し、上流側配管１４からの流体を第２のチャネル６４に確実に流すことが必要となる。このため、上流側配管１２と第１のチャネル６２とを確実に連通し、上流側配管１４と第２のチャネル６４とを確実に連通させることが必要である。
【0089】
【0090】
図６に示す例では、上流側接続部２４の外縁は例えば円形状に形成されている。上流側接続部２４の外縁には、切欠部２５ａが形成されている。上流側接続部２４が接続される流体制御器１６には、切欠部２５ａと位置合わせする指標部（図示しない）が設けられている。切欠部２５ａ及び指標部の位置から、ユーザは、上流側配管１２の流路２６ａと第１のチャネル６２とが連通し、上流側配管１４の流路２６ｂと第２のチャネル６４とが連通したことを認識できる。
【0091】
図７に示す例では、上流側接続部２４の外縁は例えば略矩形状に形成されている。上流側接続部２４の外縁には、切欠部２５ｂが形成されている。図６に示す例と同様に、流体制御器１６に設けられた指標部（図示しない）と、切欠部２５ｂとを位置合わせすることで、ユーザは、上流側配管１２の流路２６ａと第１のチャネル６２とが連通し、上流側配管１４の流路２６ｂと第２のチャネル６４とが連通したことを認識できる。ここでの指標部の例は、例えば上流側接続部２４の切欠部２５ｂと流体制御器１６の外形を面一にすることである。
【0092】
図８に示す例では、上流側接続部２４の外縁は例えば略矩形状に形成されている。上流側接続部２４の外縁には、切欠部２５ｃ，２５ｄが形成されている。切欠部２５ｃは、図８中の紙面の上端において、右下がりに形成されている。切欠部２５ｄは、図８中の紙面の下端において、右上がりに形成されている。図６に示す例と同様に、流体制御器１６に設けられた指標部（図示しない）と、切欠部２５ｃ，２５ｄとを位置合わせすることで、ユーザは、上流側配管１２の流路２６ａと第１のチャネル６２とが連通し、上流側配管１４の流路２６ｂと第２のチャネル６４とが連通したことを認識できる。ここでの指標部の例は、例えば上流側接続部２４の切欠部２５ｃ，２５ｄと流体制御器１６の外形を面一にすることである。
【0093】
図９に示す例では、上流側接続部２４の外縁は例えば略矩形状に形成されている。流路２６ａ及び流路２６ｂは、図８中の紙面下側に近接する位置に形成されている。例えば、流体制御器１６の外形及び第１のチャネル６２の最上流開口６２ａ及び第２のチャネル６４の最上流開口６４ａの位置を、図８に示す例と同様に、偏って配置することで、流体制御器１６に対する上流側接続部２４の取り付け位置がずれることを防止する。
【0094】
（流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８の接続構造）
図１０を参照して、流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８を接続するための構造について説明する。
図１０を参照して、流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８を接続するための構造について説明する。
【0095】
図１０には、流体制御器１６に対する上流側接続部２４及び下流側接続部３２の接続構造を示す。
【0096】
図１０に示すように、上流側接続部２４は、流体制御器１６を内側に配置する延出部２４ａを有する。延出部２４ａは、流体制御器１６の上流側端部５２の位置から、流体制御器１６の混合部４４の外側まで延びている。延出部２４ａの下流側端部の外周には、雄ネジ部２４ｂが形成されている。
【0097】
下流側接続部３２は、上流側接続部２４の雄ネジ部２４ｂを内側に配置する延出部３２ａを有する。延出部３２ａは、流体制御器１６の下流側端部５４の位置から、流体制御器１６の混合部４４の外側まで延びている。延出部３２ａの内周には、雌ネジ部３２ｂが形成されている。
【0098】
上流側接続部２４の雄ネジ部２４ｂは、下流側接続部３２の雌ネジ部３２ｂに螺合される。このため、流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８が、上流側接続部２４及び下流側接続部３２により、連結される。このような、締め込み構造を用いることで、上流側接続部２４と流体制御器１６との間のシール機構８２を、上流側接続部２４及び流体制御器１６に圧着することができる。また、流体制御器１６と下流側接続部３２との間のシール機構８４を、流体制御器１６及び下流側接続部３２に圧着することができる。
【0099】
図１１を参照して、流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８を接続するための構造について説明する。
【0100】
図１１には、流体制御器１６に対する上流側接続部２４及び下流側接続部３２の接続構造を示す。
【0101】
図１１に示すように、上流側接続部２４は、流体制御器１６を内側に配置する延出部２４ｃを有する。延出部２４ｃは、流体制御器１６の上流側端部５２の位置から、流体制御器１６の流路変形部４２の導入区間Ａの外側まで延びている。
【0102】
下流側接続部３２は、延出部３２ｃを有する。延出部３２ｃは、流体制御器１６の下流側端部５４の位置から、流体制御器１６の流路変形部４２の導入区間Ａの外側まで延びている。延出部３２ｃの外周には、雄ネジ部３２ｄが形成されている。
【0103】
上流側接続部２４の外側には、上流側接続部２４の外側を覆うキャップ２８が設けられている。キャップ２８の内周面には、雌ネジ部２８ａが形成されている。
【0104】
下流側接続部３２の雄ネジ部３２ｄは、キャップ２８の雌ネジ部２８ａに螺合される。このため、流体混合器１０の上流側配管１２，１４、流体制御器１６、下流側配管１８が、上流側接続部２４及び下流側接続部３２により、連結される。このようにキャップ２８を用いる場合、上流側接続部２４と流体制御器１６との流路を合わせた状態で、上流側接続部２４と流体制御器１６との間のシール機構８２を、上流側接続部２４及び流体制御器１６に圧着することができる。また、流体制御器１６と下流側接続部３２との間のシール機構８４を、流体制御器１６及び下流側接続部３２に圧着することができる。
【0105】
（混合部４４の変形例）
図１２を参照して、流体混合器１０の流体制御器１６の混合部４４の変形例について説明する。
図１２を参照して、流体混合器１０の流体制御器１６の混合部４４の変形例について説明する。
【0106】
図１２に示すように、混合部４４は、流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６と混合部４４の下流側端部５４との間に、所定間隔に仮想的に２つの断面１７４ａ，１７４ｂを取る。これら断面１７４ａ，１７４ｂは、端部（端面）５６，５４に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0107】
流体制御器１６の混合部４４は、チャネル終端部５６と下流側端部５４との間に、２つの異なる機能の流路区間Ｆ，Ｇを有する。２つの異なる機能の流路区間は、上流側から下流側に向かって順に、混合区間Ｆ（チャネル終端部５６から断面１７４ｂの間）、排出区間Ｇ（断面１７４ｂから下流側端部５４の間）である。
【0108】
混合部４４のチャネル終端部５６から断面１７４ａにかけて混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次減少させる。断面１７４ａ，１７４ｂ間で、混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次増加させる。すなわち、チャネル終端部５６と断面１７４ａとの間、断面１７４ａ，１７４ｂ間で、混合チャネル６６の配置及び流路形状が変化する。混合部４４のチャネル終端部５６から断面１７４ａにかけての混合チャネル６６において、流路面積が一部縮小することで圧力損失は増加するが、混合チャネル６６の内側の流路面積の縮小により、複数の流体の混合性能が向上する。また、混合部４４は、断面１７４ａから断面１７４ｂにかけての混合チャネル６６において、流路面積を漸次増加させる。このため、混合部４４の混合チャネル６６は、急激な面積の増減を抑制し、剥離渦の発生等による圧力損失の増加を防ぐ。
【0109】
【0110】
図１３に示すように、混合部４４は、流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６と混合部４４の下流側端部５４との間に、所定間隔に仮想的に４つの断面１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃ，１７４ｄを取る。これら断面１７４ａ，１７４ｂ，１７４ｃ，１７４ｄは、端部（端面）５６，５４に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0111】
流体制御器１６の混合部４４は、チャネル終端部５６と下流側端部５４との間に、２つの異なる機能の流路区間Ｆ，Ｇを有する。２つの異なる機能の流路区間は、上流側から下流側に向かって順に、混合区間Ｆ（チャネル終端部５６から断面１７４ｄの間）、排出区間Ｇ（断面１７４ｄから下流側端部５４の間）である。
【0112】
混合部４４のチャネル終端部５６から断面１７４ａにかけて混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次減少させる。混合部４４の断面１７４ａから断面１７４ｂにかけて混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次増加させる。混合部４４の断面１７４ｂから断面１７４ｃにかけて混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次減少させる。混合部４４の断面１７４ｃから断面１７４ｄにかけて混合チャネル６６の内側の流路面積を漸次増加させる。
【0113】
混合部４４のチャネル終端部５６から断面１７４ａにかけての混合チャネル６６、断面１７４ｂから断面１７４ｃにかけての混合チャネル６６において、流路面積が一部縮小することで圧力損失は増加する。一方、混合チャネル６６の内側の流路面積の縮小、拡大を繰り返すことで、複数の流体の混合性能が向上する。
【0114】
【0115】
図１４に示すように、混合部４４は、流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６と混合部４４の下流側端部５４との間に、所定間隔に仮想的に４つの断面２７４ａ，２７４ｂ，２７４ｃ，２７４ｄを取る。これら断面２７４ａ，２７４ｂ，２７４ｃ，２７４ｄは、端部（端面）５６，５４に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0116】
流体制御器１６の混合部４４は、チャネル終端部５６と下流側端部５４との間に、２つの異なる機能の流路区間Ｆ，Ｇを有する。２つの異なる機能の流路区間は、上流側から下流側に向かって順に、混合区間Ｆ（チャネル終端部５６から断面２７４ｄの間）、排出区間Ｇ（断面２７４ｄから下流側端部５４の間）である。
【0117】
断面２７４ａにおいて、混合部４４は、中央に略矩形状の流路６７ａ、及び、中央の矩形状の流路６７ａを取り囲む略台形状の４つの流路６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅを有する。これら５つの流路６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅは、チャネル終端部５６と断面２７４ｃとの間において、分岐されている。
【0118】
断面２７４ｂにおいて、中央の矩形状の流路６７ａが小さくなる代わりに、略台形状の４つの流路６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅが大きくなっている。断面２７４ｂにおいて、中央の矩形状の流路６７ａが大きくなる代わりに、略台形状の４つの流路６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅが小さくなっている。混合部４４の混合チャネル６６の流路面積の大きさは、チャネル終端部５６から断面２７４ｄまで略一定である。このため、混合部４４は、混合チャネル６６内の流体の圧力損失の増加を防ぐことができる。
【0119】
図１２に示す例、及び、図１３に示す例と同様に、断面２７４ａから断面２７４ｃの間で、流路６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅが漸次縮小し、漸次拡大する。このため、図１２に示す例、及び、図１３に示す例と同様に、断面２７４ａから断面２７４ｃの間で、流体の混合性能を向上させることができる。
【0120】
なお、断面２７４ａから断面２７４ｃの間で、流路６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅを漸次縮小し、漸次拡大するが、混合チャネル６６の急激な面積の増減を抑制し、総流路面積は略一定である。このため、断面２７４ａから断面２７４ｃの間の流路６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６７ｅにおいて、剥離渦の発生等による圧力損失の増加を防ぐことができる。
【0121】
（第２実施形態）
次に、図１５を参照して第２実施形態の流体混合器１０について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。図１５では流体混合器１０の流体制御器１６を示す。図示しない上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
次に、図１５を参照して第２実施形態の流体混合器１０について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。図１５では流体混合器１０の流体制御器１６を示す。図示しない上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
【0122】
本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、導入区間Ａ、分岐区間Ｂ、断面変形区間Ｃを有する。すなわち、第１実施形態の図２の流体制御器１６の流路変形部４２の分岐区間Ｄ、及び、ずらし区間Ｅは有さない。
【0123】
本実施形態によれば、分岐区間Ｄとずらし区間Ｅを省くことで、第１の流体と第２の流体が多方向では隣り合わないが、流路変形部４２のＸ軸方向に沿う長さを短くすることができる。このため、本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、流路変形部４２に流す流体の圧力損失の増加を防ぐとともに、流体制御器１６のＸ軸方向に沿う全長を第１実施形態で説明した流体制御器１６に比べて短くすることができる。
【0124】
したがって、本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0125】
（第３実施形態）
次に、図１６を参照して第３実施形態の流体混合器１０について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む第１実施形態及び第２実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図１６では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態及び第２実施形態で説明した構造と同じ構造とする。混合部４４は、流路変形部４２と一体成型又は着脱可能に構成される。
次に、図１６を参照して第３実施形態の流体混合器１０について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む第１実施形態及び第２実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図１６では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態及び第２実施形態で説明した構造と同じ構造とする。混合部４４は、流路変形部４２と一体成型又は着脱可能に構成される。
【0126】
本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、導入区間Ａ、分岐区間（第１の分岐区間）Ｂ、断面変形区間（第１の断面変形区間）Ｃ、分岐区間（第２の分岐区間）Ｄ、断面変形区間（第２の断面変形区間）Ｅを有する。すなわち、第１実施形態の図２の流体制御器１６の流路変形部４２のずらし区間Ｅの代わりに、断面変形区間Ｅを有する。
【0127】
流路変形部４２は、上流側端部５２、６つの断面１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄ，１７２ｅ，１７２ｆ、及び、チャネル終端部５６を有する。すなわち、本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の端部（端面）５２，５６間に、所定間隔に仮想的に６つの断面１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄ，１７２ｅ，１７２ｆを取る。これら断面１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，１７２ｄ，１７２ｅ，１７２ｆは、端部（端面）５２，５６に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0128】
断面１７２ａは、第１実施形態で説明した断面７２ａと同一形状である。断面１７２ｂは、第１実施形態で説明した断面７２ｂに対応する。断面１７２ｂの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４の分岐数は、第１実施形態で説明した断面７２ｂの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４の分岐数よりも少ない。断面１７２ｃは、第１実施形態で説明した断面７２ｃに対応する。断面１７２ｃの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４の分岐数は、第１実施形態で説明した断面７２ｃの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４の分岐数よりも少ない。断面１７２ｄは、第１実施形態で説明した断面７２ｄに対応する。断面１７２ｄの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の分岐数は、第１実施形態で説明した断面７２ｄの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の分岐数よりも少ない。断面１７２ｅは、断面１７２ｄの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４を分岐した状態を示す。
【0129】
断面１７２ｅからチャネル終端部５６までに規定される断面変形区間Ｅにおいて、断面１７２ｅから断面１７２ｆに至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、その流路形状が矩形状から、三角形状に変化する。断面１７２ｆからチャネル終端部５６に至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、三角形状から長方形状にそれぞれ流路形状が変化する。
【0130】
本実施形態では、チャネル終端部５６において、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂと第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂとがＺ軸方向に交互に並べられるとともに、Ｙ軸方向に隣接して並べられる。
【0131】
本実施形態によれば、第１実施形態の図２に示すずらし区間Ｅの代わりに、図１６に示す断面変形区間Ｅを用いることで、チャネル終端部５６のＹ軸方向の一方の端部近傍、及び、他方の端部近傍において、Ｚ軸方向に第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４が交互に配置される。すなわち、本実施形態では、Ｙ軸方向の一方の端部近傍において、母材を介して、Ｚ軸方向に３つの第１のチャネル６２が並べられる状態とはならず、他方の端部近傍において、母材を介して、Ｚ軸方向に３つの第２のチャネル６４が並べられる状態とはならない。このため、第１の流体と第２の流体が多方向で隣り合う構造を構築でき、チャネル終端部５６から混合部４４内で混合される第１流体及び第２流体の分布ムラを軽減させることができる。したがって、本実施形態に係る流体制御器１６により、第１の流体及び第２の流体の混合性能を向上させることができる。
【0132】
したがって、本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0133】
（第１変形例）
図１７を参照して、第３実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６の第１変形例について説明する。
図１７を参照して、第３実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２のチャネル終端部５６の第１変形例について説明する。
【0134】
ここでは、第１のチャネル６２及び第２チャネル６４が、チャネル終端部５６において、８つずつ形成されている例について説明する。
【0135】
上述した第３実施形態において、図１６に示す流体制御器１６のチャネル終端部５６では、いずれの第１のチャネル６２及び第２チャネル６４の大きさが同じである。すなわち、各第１のチャネル６２の大きさが一定であり、各第２チャネル６４の大きさが一定である。
【0136】
図１７に示すチャネル終端部５６の場合、図１６に示す流体制御器１６のチャネル終端部５６と同様に、Ｙ軸方向に第１のチャネル６２及び第２チャネル６４が交互に形成されている。Ｚ軸方向に第１のチャネル６２及び第２チャネル６４が交互に形成されている。第１チャネル６２の大きさは位置により異なる。第２のチャネル６４の大きさは位置により異なる。チャネル終端部５６のうち、中央に近い第１のチャネル６２の外側には、それよりも小さい流路面積の第２のチャネル６４が形成されている。中央に近い第２のチャネル６４の外側には、それよりも小さい流路面積の第１のチャネル６２が形成されている。
【0137】
チャネル終端部５６のうち、図１７中のＹ軸方向の紙面の左端及び右端の外縁に近い位置の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、Ｙ軸方向の幅が、中央に近い第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の幅に比べて小さい。チャネル終端部５６のうち、図１７中のＺ軸方向の紙面の上端及び下端の外縁に近い位置の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、Ｚ軸方向の幅が、中央に近い第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の幅に比べて小さい。チャネル終端部５６のうち、図１７中の紙面の左上及び右下の第１のチャネル６２、左下及び右上の第２のチャネル６４は、Ｙ軸方向の幅が、中央に近い第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のＹ軸方向の幅に比べて小さく、Ｚ軸方向の幅が、中央に近い第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のＺ軸方向の幅に比べて小さい。このため、図１７に示す例では、チャネル終端部５６の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のうち、隣接領域が少ないチャネル６２，６４の大きさを小さくする。
【0138】
このため、混合部４４で流体が混合されるときに、いずれの第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の流路が同一である場合に比べて、流体の分布ムラを小さくすることができる。このため、チャネル終端部５６において、各第１のチャネル６２及び各第２のチャネル６４を、図１７に示す大きさとすることで、混合部４４での流体の混合性能を向上させることができる。
【0139】
また、チャネル終端部５６において、外縁に近い位置の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の幅を、中央の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の幅に比べて小さくすることで、流体の混合に要する距離、すなわち、混合部４４のＸ軸方向に沿う長さを短くすることができる。
【0140】
なお、上述した図１７に示すチャネル終端部５６の第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の形状は、第１実施形態で説明した流体制御器１６の流路変形部４２の断面７２ｅからチャネル終端部５６の範囲においても、適用されることが好適である。
【0141】
（第２変形例）
図１８を参照して、流体制御器１６のチャネル終端部５６の第２変形例について説明する。ここでは、チャネル終端部５６での第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の形状について説明する。
図１８を参照して、流体制御器１６のチャネル終端部５６の第２変形例について説明する。ここでは、チャネル終端部５６での第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の形状について説明する。
【0142】
本変形例では、いずれの第１のチャネル６２も同一の形状で同一の大きさである。また、いずれの第２のチャネル６４も同一の形状で同一の大きさである。第１のチャネル６２の領域は、第２のチャネル６４の領域に比べて大きく形成されている。
【0143】
単位面積あたり、同一量の流体が流れるとすると、第１のチャネル６２を流れる流体の流速、及び、第２のチャネル６４を流れる流体の流速は、異なる。本変形例では、第２のチャネル６４を流れる流体が、第１のチャネル６２を流れる流体に比べて速くなる。
【0144】
複数の流体の流速が異なるため、これら流体が混合部４４において混合するときに、渦が発生し易くなる。また、流路変形部４２のチャネル終端部５６から、混合部４４の断面７４ａに至る領域において、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂと第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂとの間の距離が、第１変形例の場合に比べて大きくなりやすい。このため、第２のチャネル６４の流路の変化が第１変形例の場合に比べて大きくなり、第２の流体に渦が発生し易くなる。このため、流体制御器１６は、第１の流体及び第２の流体の混合性能を向上させることができる。
【0145】
（第３変形例）
図１９を参照して、流体制御器１６のチャネル終端部５６の第３変形例について説明する。ここでは、チャネル終端部５６での第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の形状について説明する。
図１９を参照して、流体制御器１６のチャネル終端部５６の第３変形例について説明する。ここでは、チャネル終端部５６での第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４の形状について説明する。
【0146】
図１９に示すチャネル終端部５６において、Ｙ軸及びＺ軸に傾斜する傾斜方向に隣接する２つの第１のチャネル６２が連続する。同様に、Ｙ軸及びＺ軸に傾斜する傾斜方向に隣接する第２のチャネル６４が連続する。
【0147】
図１９中では、傾斜方向に隣接する２つの第１のチャネル６２が連続する例を図示したが、３つ以上の第１のチャネル６２が連続していてもよい。同様に、３つ以上の第２のチャネル６４が連続していてもよい。
【0148】
この場合、流体制御器１６を形成する母材となる樹脂材の必要量を低減することができる。また、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４を大きく取ることができるため、第１の流体及び第２の流体に対する圧力損失の低減を図ることができる。
【0149】
【0150】
図２０に示すように、流体制御器１６は、樹脂材で形成される。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６２の流路壁を形成する母材となる材料は、樹脂材である。そして、樹脂材には、金属薄膜９０が埋設されている。金属薄膜９０は、流路変形部４２の上流側端部５２とチャネル終端部５６との間に埋設されていることが好適である。金属薄膜９０は、熱伝導性が高い素材であることが好適である。すなわち、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６２の流路壁の内周面の内側には、母材となる樹脂材と比較して熱伝導率が高い材料として、金属薄膜９０が配置されている。金属薄膜９０として、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、チタンおよびチタン合金から選択される１種または２種以上の金属または合金を用いることができる。なお、金属薄膜９０は、第１のチャネル６２の第１流体と接触する表面、及び、第２のチャネル６４の第２流体と接触する表面には露出しない。このため、金属薄膜９０は、熱伝導層として機能するとともに第１のチャネル６２と第２のチャネル６４との隔壁となる。
【0151】
第１の流体及び第２の流体の流路変形部４２の上流側端部５２での温度が異なっている場合、流路変形部４２に第１の流体及び第２の流体を通すと、流体制御器１６を構成する樹脂材を通して金属薄膜９０に熱伝導する。このため、流体制御器１６の流路変形部４２を第１の流体及び第２の流体が流れると、下流側に向かうにつれて、第１の流体と第２の流体との温度差が縮まる。
【0152】
したがって、本変形例の流体制御器１６を用いることにより、混合部４４で混合される第１の流体及び第２の流体の温度の差を小さくすることができる。
【0153】
なお、混合チャネル６６の流路壁が樹脂材で形成される場合、樹脂材と比較して熱伝導率が高い材料が流路壁の内周面に配置されていることが好適である。熱伝導率が高い材料として、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、チタンおよびチタン合金が選択される。
【0154】
（第４実施形態）
次に、図２１を参照して第４実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む、第１実施形態から第３実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図２１では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態から第３実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
次に、図２１を参照して第４実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む、第１実施形態から第３実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図２１では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態から第３実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
【0155】
本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、導入区間Ａ、分岐区間（第１の分岐区間）Ｂ、断面変形区間（第１の断面変形区間）Ｃ、分岐区間（第２の分岐区間）Ｄを有する。すなわち、図２の流体制御器１６の流路変形部４２のずらし区間Ｅは有さない。
【0156】
流路変形部４２は、上流側端部５２、３つの断面２７２ａ，２７２ｂ，２７２ｃ、及び、チャネル終端部５６を有する。すなわち、本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の端部（端面）５２，５６間に、所定間隔に仮想的に３つの断面２７２ａ，２７２ｂ，２７２ｃを取る。これら断面２７２ａ，２７２ｂ，２７２ｃは、端部（端面）５２，５６に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0157】
断面２７２ａは、第１実施形態で説明した断面７２ａと同一形状である。断面２７２ｂは、第３実施形態で説明した図１６に示す断面１７２ｂと同一形状である。断面２７２ｂから断面２７２ｃの間に規定される断面変形区間Ｃにおいて、断面２７２ｂから断面２７２ｃに至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、その流路形状が矩形状から、三角形をＺ軸方向に沿う方向に２つくっつけたような形に変化する。三角形をＺ軸方向に沿う方向に２つくっつけたような形は、２つの三角形の辺の１つを共通にする。三角形をＺ軸方向に沿う方向に２つくっつけたような形は、例えばネパール国旗のような形状である。断面２７２ｃからチャネル終端部５６の間に規定される分岐区間Ｄにおいて、断面２７２ｃからチャネル終端部５６に至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、三角形を２つくっつけたような形から、長方形状にそれぞれ流路形状が変化するとともに、分岐する。
【0158】
本実施形態では、チャネル終端部５６において、第３実施形態の図１６に示すチャネル終端部５６と同様に、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂと第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂとがＺ軸方向に交互に並べられるとともに、Ｙ軸方向に隣接して並べられる。
【0159】
本実施形態では、隣接する断面２７２ｂ，２７２ｃ間の断面変形区間Ｃにおいて、１回の変形で第１のチャネル６２が第２のチャネル６４に対しＺ軸方向に沿って２方向に隣接する。すなわち、第２のチャネル６４が第１のチャネル６２に対しＺ軸方向に沿って２方向に隣接する。このため、流体制御器１６のＸ軸方向に沿う流路の長さを、短くすることができる。したがって、流体制御器１６の流路変形部４２の作成領域を小さくすることができる。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のＸ軸方向の長さを短くすることができるので、第１の流体及び第２の流体に生じる圧力損失を低減することができる。
【0160】
本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0161】
（第５実施形態）
次に、図２２を参照して第５実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む、第１実施形態から第４実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図２２では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態から第４実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
次に、図２２を参照して第５実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２について説明する。なお、本実施形態が上記の各変形例を含む、第１実施形態から第４実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図２２では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４、上流側配管１２，１４及び下流側配管１８は、第１実施形態から第４実施形態で説明した構造と同じ構造とする。
【0162】
本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、導入区間Ａ、断面変形区間Ｃ、分岐区間（第２の分岐区間）Ｄを有する。すなわち、図２の流体制御器１６の流路変形部４２の分岐区間Ｂ、及び、ずらし区間Ｅは有さない。
【0163】
流路変形部４２は、上流側端部５２、２つの断面３７２ａ，３７２ｂ、及び、チャネル終端部５６を有する。すなわち、本実施形態では、流体制御器１６の流路変形部４２の端部（端面）５２，５６間に、所定間隔に仮想的に２つの断面３７２ａ，３７２ｂを取る。これら断面３７２ａ，３７２ｂは、端部（端面）５２，５６に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0164】
断面３７２ａは、第１実施形態で説明した断面７２ａと同一形状である。断面３７２ａから断面３７２ｂの間に規定される断面変形区間Ｃにおいて、断面３７２ａから断面３７２ｂに至るまでの間に、第２のチャネル６４は全体として略Ｕ字状に変形する。第１のチャネル６２は、第２のチャネル６４の内側に形成される。細かく見ると、第２のチャネル６４は、第４実施形態の図２１で説明した、三角形をＺ軸方向に沿う方向に２つくっつけたような形に変化する。第１のチャネル６２は、第４実施形態の図２１で説明した、第１のチャネル６２を２つくっつけたような形に変化する。断面３７２ｂからチャネル終端部５６の間に規定される分岐区間Ｄにおいて、断面３７２ｂからチャネル終端部５６に至るまでの間に、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４は、三角形を２つくっつけたような形から、長方形状にそれぞれ流路形状が変化するとともに、分岐する。
【0165】
本実施形態では、チャネル終端部５６において、第３実施形態の図１６、及び、第４実施形態の図２１に示すチャネル終端部５６と同様に、第１のチャネル６２の第１の最下流開口６２ｂと第２のチャネル６４の第２の最下流開口６４ｂとがＺ軸方向に交互に並べられるとともに、Ｙ軸方向に隣接して並べられる。
【0166】
本実施形態では、隣接する断面３７２ａ，３７２ｂ間の断面変形区間Ｃにおいて、１回の変形で第１のチャネル６２を第２のチャネル６４に対しＺ軸方向に沿って２方向に隣接させる。すなわち、第２のチャネル６４を第１のチャネル６２に対しＺ軸方向に沿って２方向に隣接させる。このため、流体制御器１６のＸ軸方向に沿う流路の長さを、第４実施形態で説明した例よりも、短くすることができる。したがって、流体制御器１６の流路変形部４２の作成領域を小さくすることができる。第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４のＸ軸方向の長さを短くすることができるので、第１の流体及び第２の流体に生じる圧力損失を低減することができる。
【0167】
本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0168】
（第６実施形態）
次に、図２３を参照して第６実施形態の流体制御器１６を説明する。本実施形態では、流路変形部４２に第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、及び、第３のチャネル６８を有する。
次に、図２３を参照して第６実施形態の流体制御器１６を説明する。本実施形態では、流路変形部４２に第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、及び、第３のチャネル６８を有する。
【0169】
なお、本実施形態が上記の第１実施形態から第５実施形態と重複する部分の説明は省略する。また、図２３では流路変形部４２を示し、混合部４４の図示を省略する。図示しない混合部４４及び下流側配管１８は、第１実施形態から第５実施形態で説明した構造と同じ構造とする。流体混合器１０は、第１のチャネル６２に対応する上流側配管１２、第２のチャネル６４に対応する上流側配管１４を有する。流体混合器１０は、さらに、上流側配管１２，１４と同じ構造を有し、第３のチャネル６８に対応する、上流側配管（図示しない）を有する。
【0170】
本実施形態の流体制御器１６の流路変形部４２は、導入区間Ａ、分岐区間（第１の分岐区間）Ｂ、断面変形区間Ｃ、分岐区間（第２の分岐区間）Ｄ、ずらし区間Ｅを有する。
【0171】
流路変形部４２は、上流側端部１５２、６つの断面４７２ａ，４７２ｂ，４７２ｃ，４７２ｄ，４７２ｅ，４７２ｆ、及び、チャネル終端部１５６を有する。これら断面４７２ａ，４７２ｂ，４７２ｃ，４７２ｄ，４７２ｅ，４７２ｆは、端部（端面）１５２，１５６に平行であるとともに、ＹＺ平面に平行である。
【0172】
上流側端部１５２は、第１実施形態で説明した上流側端部５２に対応する。上流側端部１５２は、第１の最上流開口６２ａ、第２の最上流開口６４ａ、及び、第３の最上流開口６８ａを有する。第３の最上流開口６８ａには、上流側配管（図示しない）から流体が流される。本実施形態では、図２３中の紙面の上側が第１の最上流開口６２ａであり、下側が第２の最上流開口６４ａであり、第１の最上流開口６２ａと第２の最上流開口６４ａとの間が第３の最上流開口６８ａである。
【0173】
第３のチャネル６８は、上流側端部１５２の下流側で第３の最上流開口６８ａに連通し、第１のチャネル６２及び第２のチャネル６４に隣接して設けられている。
【0174】
チャネル終端部１５６は、第１実施形態で説明したチャネル終端部５６に対応する。チャネル終端部１５６は、第１の最下流開口６２ｂ、第２の最下流開口６４ｂ、及び、第３の最下流開口６８ｂを有する。第１の最下流開口６２ｂは、開口群として複数の開口を含む。第２の最下流開口６４ｂは、開口群として複数の開口を含む。第３の最下流開口６８ｂは、開口群として複数の開口を含む。本実施形態では、第１の最下流開口６２ｂ、第２の最下流開口６４ｂ、第３の最下流開口６８ｂは、Ｙ軸方向に順に並び、かつ、Ｚ軸方向に順に並ぶ。
【0175】
断面４７２ａは、第１実施形態で説明した断面７２ａに対応する。第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、第３のチャネル６８は、上流側端部１５２での第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、第３のチャネル６８と同様に並ぶ。断面４７２ｂは、第１実施形態で説明した断面７２ｂに対応する。第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、第３のチャネル６８は、Ｙ軸方向に分岐される。断面４７２ｃは、第１実施形態で説明した断面７２ｃに対応する。第１のチャネル６２、第２のチャネル６４は、略三角形状に変形する。第３のチャネル６８は、Ｚ軸方向に沿って第１のチャネル６２、第２のチャネル６４に挟まれる略平行四辺形状に形成される。断面４７２ｄは、第１実施形態で説明した断面７２ｄに対応する。断面４７２ａ，４７２ｂで、Ｚ軸方向に沿って上側から下側に向かって順に、第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４の順で並んでいた流路を、Ｙ軸方向に沿って左側から右側に順に、第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４の並びに変更する。断面４７２ｅは、第１実施形態で説明した断面７２ｅに対応する。断面４７２ｅにおいて、第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４は、それぞれＺ軸方向に沿って分岐される。断面４７２ｆは、第１実施形態で説明した断面７２ｆに対応する。断面４７２ｅで分岐された第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４は、Ｙ軸方向にずらされる。
【0176】
流路変形部４２は、上流側端部１５２とチャネル終端部１５６との間において、ある断面（第１の断面）４７２ａにおける第１のチャネル６２に対する第３のチャネル６８の隣接領域よりも、断面４７２ａよりも下流側の、例えばチャネル終端部１５６のようなある断面（第２の断面）における第１のチャネル６２に対する第３のチャネル６８の隣接領域を増やす。
【0177】
３流体を、流体制御器１６を用いて混合する場合であっても、チャネル６２，６４，６８を適切に形成することで、流体制御器１６を用いることができる。すなわち、本実施形態によれば、３流体を混合可能な流体混合器１０を提供することができる。
【0178】
本実施形態では、流体制御器１６が第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、及び第３のチャネル６８を有する例について説明したが、４つ以上の流体を混合する場合、上述したように、チャネルを適宜に配置すればよい。
【0179】
本実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0180】
（変形例）
図２４を参照して、第６実施形態の流体制御器１６のチャネル終端部５６の変形例について説明する。
図２４を参照して、第６実施形態の流体制御器１６のチャネル終端部５６の変形例について説明する。
【0181】
ここでは、第１のチャネル６２、第２のチャネル６４、第３のチャネル６８が、ハニカム構造に配置されている。図２４に示す例では、Ｚ軸方向に沿って順に、第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４の順で並ぶ。また、Ｚ軸及びＹ軸に対して傾斜する方向において、第１のチャネル６２、第３のチャネル６８、第２のチャネル６４の順で並ぶ。このとき、第１のチャネル６２に対して第２のチャネル６４、第３のチャネル６８が隣接する。第２のチャネル６４に対して第１のチャネル６２、第３のチャネル６８が隣接する。第３のチャネル６８に対して第１のチャネル６２、第２のチャネル６４が隣接する。
【0182】
流路変形部４２のチャネル終端部１５６のようなある断面（第２の断面）において、第１のチャネル６２、第２のチャネル６４及び第３のチャネル６８の流路形状が、６角形のハニカム形状である。
【0183】
このため、チャネル終端部１５６の下流側の混合部４４において、第１流体、第２流体、及び第３流体を混合することができる。
【0184】
なお、流路変形部４２のある断面（第２の断面）４７２ｆにおいて、第１のチャネル６２、第２のチャネル６４及び第３のチャネル６８の少なくとも１つの流路形状が、６角形であってもよい。
【0185】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、高い混合効率を達成する流体制御器１６、及び、流体混合器１０を提供することができる。
【0186】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下、特許出願時の請求項を付記する。
［１］
第１の最上流開口及び第２の最上流開口を有し、上流側配管からそれぞれ流された流体が前記第１の最上流開口及び前記第２の最上流開口を通される上流側端部、
前記第１の最上流開口に連通する第１のチャネル、
前記第２の最上流開口に連通する、第２のチャネル、及び、
前記上流側端部との間に前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを挟み、前記第１のチャネルの第１の最下流開口及び前記第２のチャネルの第２の最下流開口を有するチャネル終端部
を有し、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方を変形し、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直な第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域よりも、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直で、前記第１の断面よりも下流側の第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域を増やす、流路変形部と、
前記流路変形部の前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口の下流側に設けられ、前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口をそれぞれ通る流体を合流させて複数の流体を混合し、最下流に第３の最下流開口を有する混合チャネルを有する混合部と
を有する流体制御器。
［２］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、漸次変形する、付記［１］に記載の流体制御器。
［３］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で、複数に分岐する構造を含む、付記［１］又は付記［２］に記載の流体制御器。
［４］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の最近接の流路対を結ぶ領域に、前記第２のチャネルの少なくとも一部が存在する、付記［１］ないし付記［３］のいずれか１に記載の流体制御器。
［５］
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネルの任意の１つに対して全方向に前記第１のチャネル、又は、前記第２のチャネルが存在する、付記［１］ないし付記［４］のいずれか１に記載の流体制御器。
［６］
前記流路変形部の前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記延出方向は、前記上流側端部から前記チャネル終端部に至るまで、同一方向である、付記［１］ないし付記［５］のいずれか１に記載の流体制御器。
［７］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの前記第２の断面に沿う辺の長さの合計に対して、前記第２のチャネルの前記第２の断面に沿い、前記第１のチャネルの前記辺に隣接する辺の長さの合計が、１／２以上である、付記［１］ないし付記［６］のいずれか１に記載の流体制御器。
［８］
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを形成する環状縁の平均周囲長をＬとし、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の内側の平均面積をＳとしたとき、
Ｄ＝４＊Ｓ／Ｌ
で与えられる前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の相当直径Ｄは１０ｍｍ以下である、付記［１］ないし付記［７］のいずれか１に記載の流体制御器。
［９］
前記第１の最上流開口の内側の面積は、前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの内側の総面積よりも小さい、付記［１］ないし付記［８］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１０］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の位置の１つの流路形状又は大きさが、前記任意の位置とは異なる位置での前記第１のチャネルの流路形状又は大きさと異なる、付記［１］ないし付記［９］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１１］
前記流路変形部の前記上流側端部は、前記上流側配管から流体が流される第３の最上流開口を有し、
前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側で前記第３の最上流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルに隣接して設けられた、第３のチャネルを有し、
前記流路変形部は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、前記第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域よりも、前記第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域を増やし、
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネル、前記第２のチャネル及び前記第３のチャネルの少なくとも１つの流路形状が、６角形である、付記［１］ないし付記［１０］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１２］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの流路壁を形成する母材となる材料と比較して熱伝導率が高い材料が、前記流路壁の内周面の内側に配置されている、付記［１］ないし付記［１１］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１３］
前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側に隣接する位置の前記第１のチャネルが前記第１の最上流開口に１対１に対応する流体の導入区間を有し、
前記上流側端部の前記第１の最上流開口の内側の流路面積の総和は、前記導入区間の最下流位置での前記第１のチャネルの流路面積の総和よりも小さい、付記［１］ないし付記［１２］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１４］
前記導入区間の前記第１のチャネルの延出方向に垂直な断面において、前記第１のチャネルの流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次拡大する、付記［１３］に記載の流体制御器。
［１５］
前記混合部は、
前記チャネル終端部の下流側で前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを通した流体を前記混合チャネル内で混合する混合区間と、
前記混合区間の下流側で、前記第３の最下流開口を有し、前記混合区間の前記混合チャネルで混合した前記流体を前記混合チャネルを通して排出する排出区間と
を有し、
前記混合部の前記混合区間の前記混合チャネルの延出方向に垂直な１つの断面での前記混合チャネルの内側の流路面積は、前記排出区間の前記第３の最下流開口の内側の流路面積よりも大きい、付記［１］ないし付記［１４］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１６］
前記混合部の前記混合チャネルの内側の流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次縮小する、付記［１５］記載の流体制御器。
［１７］
付記［１］ないし付記［１６］のいずれか１に記載の流体制御器と、
前記流体制御器の上流側の上流側配管と、
前記流体制御器の下流側の下流側配管と
を有する、流体混合器。
［１８］
前記上流側配管は、第１の管路、及び、第２の管路を有し、
前記上流側配管、及び、前記流路変形部は、前記第１の最上流開口と前記上流側配管の前記第１の管路とを接続するとともに、前記上流側端部の前記第２の最上流開口と前記上流側配管の前記第２の管路とを接続するように、前記流路変形部及び前記上流側配管の向きを合わせる、上流側接続部を有する、付記［１７］に記載の流体混合器。
［１９］
前記混合部、及び、前記下流側配管は、前記第３の最下流開口と前記下流側配管とを接続するように、前記混合部及び前記下流側配管の向きを合わせる、下流側接続部を有する、付記［１７］又は付記［１８］に記載の流体混合器。
以下、特許出願時の請求項を付記する。
［１］
第１の最上流開口及び第２の最上流開口を有し、上流側配管からそれぞれ流された流体が前記第１の最上流開口及び前記第２の最上流開口を通される上流側端部、
前記第１の最上流開口に連通する第１のチャネル、
前記第２の最上流開口に連通する、第２のチャネル、及び、
前記上流側端部との間に前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを挟み、前記第１のチャネルの第１の最下流開口及び前記第２のチャネルの第２の最下流開口を有するチャネル終端部
を有し、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方を変形し、
前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直な第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域よりも、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの延出方向に垂直で、前記第１の断面よりも下流側の第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第２のチャネルの隣接領域を増やす、流路変形部と、
前記流路変形部の前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口の下流側に設けられ、前記チャネル終端部の前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口をそれぞれ通る流体を合流させて複数の流体を混合し、最下流に第３の最下流開口を有する混合チャネルを有する混合部と
を有する流体制御器。
［２］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、漸次変形する、付記［１］に記載の流体制御器。
［３］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの少なくとも一方は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間で、複数に分岐する構造を含む、付記［１］又は付記［２］に記載の流体制御器。
［４］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の最近接の流路対を結ぶ領域に、前記第２のチャネルの少なくとも一部が存在する、付記［１］ないし付記［３］のいずれか１に記載の流体制御器。
［５］
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネルの任意の１つに対して全方向に前記第１のチャネル、又は、前記第２のチャネルが存在する、付記［１］ないし付記［４］のいずれか１に記載の流体制御器。
［６］
前記流路変形部の前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記延出方向は、前記上流側端部から前記チャネル終端部に至るまで、同一方向である、付記［１］ないし付記［５］のいずれか１に記載の流体制御器。
［７］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの前記第２の断面に沿う辺の長さの合計に対して、前記第２のチャネルの前記第２の断面に沿い、前記第１のチャネルの前記辺に隣接する辺の長さの合計が、１／２以上である、付記［１］ないし付記［６］のいずれか１に記載の流体制御器。
［８］
前記流路変形部の前記第２の断面における、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを形成する環状縁の平均周囲長をＬとし、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の内側の平均面積をＳとしたとき、
Ｄ＝４＊Ｓ／Ｌ
で与えられる前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの前記環状縁の相当直径Ｄは１０ｍｍ以下である、付記［１］ないし付記［７］のいずれか１に記載の流体制御器。
［９］
前記第１の最上流開口の内側の面積は、前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの内側の総面積よりも小さい、付記［１］ないし付記［８］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１０］
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネルの任意の位置の１つの流路形状又は大きさが、前記任意の位置とは異なる位置での前記第１のチャネルの流路形状又は大きさと異なる、付記［１］ないし付記［９］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１１］
前記流路変形部の前記上流側端部は、前記上流側配管から流体が流される第３の最上流開口を有し、
前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側で前記第３の最上流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルに隣接して設けられた、第３のチャネルを有し、
前記流路変形部は、前記上流側端部と前記チャネル終端部との間において、前記第１の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域よりも、前記第２の断面における前記第１のチャネルに対する前記第３のチャネルの隣接領域を増やし、
前記流路変形部の前記第２の断面において、前記第１のチャネル、前記第２のチャネル及び前記第３のチャネルの少なくとも１つの流路形状が、６角形である、付記［１］ないし付記［１０］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１２］
前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルの流路壁を形成する母材となる材料と比較して熱伝導率が高い材料が、前記流路壁の内周面の内側に配置されている、付記［１］ないし付記［１１］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１３］
前記流路変形部は、前記上流側端部の下流側に隣接する位置の前記第１のチャネルが前記第１の最上流開口に１対１に対応する流体の導入区間を有し、
前記上流側端部の前記第１の最上流開口の内側の流路面積の総和は、前記導入区間の最下流位置での前記第１のチャネルの流路面積の総和よりも小さい、付記［１］ないし付記［１２］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１４］
前記導入区間の前記第１のチャネルの延出方向に垂直な断面において、前記第１のチャネルの流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次拡大する、付記［１３］に記載の流体制御器。
［１５］
前記混合部は、
前記チャネル終端部の下流側で前記第１の最下流開口及び前記第２の最下流開口に連通し、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを通した流体を前記混合チャネル内で混合する混合区間と、
前記混合区間の下流側で、前記第３の最下流開口を有し、前記混合区間の前記混合チャネルで混合した前記流体を前記混合チャネルを通して排出する排出区間と
を有し、
前記混合部の前記混合区間の前記混合チャネルの延出方向に垂直な１つの断面での前記混合チャネルの内側の流路面積は、前記排出区間の前記第３の最下流開口の内側の流路面積よりも大きい、付記［１］ないし付記［１４］のいずれか１に記載の流体制御器。
［１６］
前記混合部の前記混合チャネルの内側の流路面積は、下流側に向かうにつれて漸次縮小する、付記［１５］記載の流体制御器。
［１７］
付記［１］ないし付記［１６］のいずれか１に記載の流体制御器と、
前記流体制御器の上流側の上流側配管と、
前記流体制御器の下流側の下流側配管と
を有する、流体混合器。
［１８］
前記上流側配管は、第１の管路、及び、第２の管路を有し、
前記上流側配管、及び、前記流路変形部は、前記第１の最上流開口と前記上流側配管の前記第１の管路とを接続するとともに、前記上流側端部の前記第２の最上流開口と前記上流側配管の前記第２の管路とを接続するように、前記流路変形部及び前記上流側配管の向きを合わせる、上流側接続部を有する、付記［１７］に記載の流体混合器。
［１９］
前記混合部、及び、前記下流側配管は、前記第３の最下流開口と前記下流側配管とを接続するように、前記混合部及び前記下流側配管の向きを合わせる、下流側接続部を有する、付記［１７］又は付記［１８］に記載の流体混合器。
【符号の説明】
【0187】
１０…流体混合器、１２，１４…上流側配管、１６…流体制御器、１８…下流側配管、２２…チューブ、２４…上流側接続部、３２…下流側接続部、３４…チューブ、４２…流路変形部、４４…混合部、５２…上流側端部、５４…下流側端部、５６…チャネル終端部、６２…第１のチャネル、６２ａ…第１最上流開口、６２ｂ…第１最下流開口、６４…第２のチャネル、６４ａ…第２最上流開口、６４ｂ…第２最下流開口、６６…混合チャネル、６６ａ…最上流開口、６６ｂ…最下流開口、７２ａ－７２ｆ…断面、８２…シール機構、８４…シール機構、Ａ…導入区間、Ｂ…分岐区間（第１の分岐区間）、Ｃ…断面変形区間、Ｄ…分岐区間（第２の分岐区間）、Ｅ…ずらし区間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
