特許 7520174 ２液混合用マイクロスタティックミキサー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】２液混合用マイクロスタティックミキサー

(51)【国際特許分類】

   B01F 33/301 20220101AFI20240712BHJP

   G01N 1/38 20060101ALI20240712BHJP

   B01F 25/4314 20220101ALI20240712BHJP

   B01F 35/51 20220101ALI20240712BHJP

   B01F 23/45 20220101ALI20240712BHJP

   G01N 30/34 20060101ALI20240712BHJP

   B81B 1/00 20060101ALI20240712BHJP

   B01F 101/23 20220101ALN20240712BHJP

【ＦＩ】

B01F33/301

G01N1/38

B01F25/4314

B01F35/51

B01F23/45

G01N30/34 A

B81B1/00

B01F101:23

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023028959

(22)【出願日】2023-02-27

【審査請求日】2023-04-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 和晃

(72)【発明者】

【氏名】深川 友貴

【審査官】中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３６５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３１２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５４１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１０３７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１４１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２５６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０６３８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１３３６３５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２３／４０－４７

Ｂ０１Ｆ ２５／４０－４６

Ｂ０１Ｆ ３３／３０－３０３９

Ｂ０１Ｆ ３５／５０－５３

Ｂ８１Ｂ １／００

Ｃ１２Ｍ １／０２

Ｇ０１Ｎ １／００－４４

Ｇ０１Ｎ ３０／２６－４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相背反する一対の第１端面および第３端面と、第２端面とを有する本体と、前記本体の第１端面、第２端面、及び第３端面に形成され、第１液を入力する第１チューブ、第２液を入力する第２チューブ、及び前記第１液および第２液の混合液である第３液を出力する第３チューブを接続する第１継手、第２継手、及び第３継手が螺合される第１接続部、第２接続部、及び第３接続部と、を備える２液混合用マイクロスタティックミキサーであって、
前記本体内に直線状に形成され、前記第１接続部と第３接続部とを接続する第１通路と
、
前記本体内に形成され、前記第１通路から分岐して前記第２端面に開口する第２通路と、
前記第１通路内に収容された長手状の混合エレメントと、を含み、
前記長手状の混合エレメントは、前記第３接続部に螺合された第３継手により接続された前記第３チューブに当接して位置決めされ、
前記本体は、厚肉板状の透明な部材から一体に構成されている
ことを特徴とする２液混合用マイクロスタティックミキサー。

【請求項2】

前記混合エレメントの上流側の端部は、前記第１通路と前記第２通路との合流部内に位置している
ことを特徴とする請求項１の２液混合用マイクロスタティックミキサー。

【請求項3】

前記混合エレメントの上流端は、前記第１通路内の第１液に対して前記第２通路により入力される第２液の合流点よりも上流側に位置している
ことを特徴とする請求項２の２液混合用マイクロスタティックミキサー。

【請求項4】

前記長手状の混合エレメントは、帯状部材が軸線まわりに１８０度右ねじれに回転する右ねじれ部と軸線まわりに１８０度左ねじれに回転する左ねじれ部とが軸線方向に繰り返すように一体に備え、前記右ねじれ部の前記軸線方向の直線状端縁と前記右ねじれ部の直線状端縁に隣接する前記左ねじれ部の前記軸線方向の直線状端縁とは直交している
ことを特徴とする請求項１の２液混合用マイクロスタティックミキサー。

【請求項5】

前記第３接続部に螺合された第３継手により接続された前記第３チューブは、前記第３継手により縮径されており、前記長手状の混合エレメントは、縮径された前記第３チューブの端面に当接して位置決めされている
ことを特徴とする請求項１乃至４の２液混合用マイクロスタティックミキサー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は微小流量対応の２液混合用のマイクロスタティックミキサーに係り、特に、小径となるほど脆弱な混合エレメントを取り出すことが可能で洗浄性に優れる２液混合用マイクロスタティックミキサーに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一定の外径寸法を有する長手状の混合エレメントと、 一定の内径寸法を有し、前記長手状の混合エレメントを収容する薄肉円筒状の円筒体と、前記円筒体の端部を送液チューブに対して液密としつつ本体に固定する継手と、を有する２液混合用のスタティックミキサーが知られている。たとえば、特許文献１に記載のスタティックミキサーがそれである。

【0003】

このような２液混合用のスタティックミキサーによれば、継手を締めつけることで円筒体が液密に固定されるが、継手の締め付けによって円筒体が塑性変形し、混合エレメントを抜き取ることができず、混合エレメントおよびそれを収容した円筒体の清掃を十分に行なうことができなかった。たとえば、液体試料内の微量成分を分析する液体クロマトグラフィーの分野では、スタティックミキサーの混合エレメント及びそれを収容する円筒体について十分な清掃を行なうことが望まれているが、清掃時に混合エレメントが破損するという問題がった。特に例えば試験や研究等のために少量の混合流体を得るため、小径の混合エレメントが用いられるマイクロスタティックミキサーでは、そのような混合エレメントは小径となるほど肉厚も薄くなり且つ右ねじれ部と左ねじれ部との間を接続する断面積が小さくなることから脆弱性が高くなるので、そのような不都合が顕著であった。

【0004】

これに対し、特許文献２に開示されているように、混合エレメントを収容する円筒体に替えて、本体を分割可能に構成し、混合エレメントを収容する円柱状の混合室を分割面に設けるとともに、混合室の中心線を通る分割面で本体を第１プレート及び第２プレートに分割し、それら第１プレート及び第２プレートをスペーサを挟んで相互に締結するようにした２液混合用のマイクロスタティックミキサーが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１３６５５８号公報

【文献】特開２０２２－０６３８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２に開示されているマイクロスタティックミキサーによれば、第１プレートおよび第２プレートの相互の締結を解放することで、混合室を構成する一方の凹溝上に混合エレメントを露出させた後、混合エレメントおよび混合室を清掃することができ、それらの清掃後は、第１プレートに形成された凹溝および第２プレートに形成された凹溝のいずれか一方に混合エレメントを載置した後、それら第１プレートおよび第２プレートをスペーサを挟んで相互に締結することで、混合エレメントの破損が抑制される。

【0007】

しかしながら、上記従来のマイクロスタティックミキサーは、複数種類の液体を所定の割合で合流する混合器から供給された混合液をさらに混合するものに過ぎず、２液混合のために流体容積が所定以上必要となるだけでなく、マイクロスタティックミキサーの本体は、第１プレートおよび第２プレートとそれらに挟まれるスペーサとから構成されているため、第１プレートおよび第２プレートとそれらに挟まれるスペーサとの組み合わせ面が混合室を縦断しているため、混合液等の漏洩の可能性があると共に、スタティックミキサーの部品点数が多く且つ躯体が大きくなるという問題があった。

【0008】

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、混合液等の漏洩の可能性がなく、部品点数が少なく且つ小型な２液混合用のマイクロスタティックミキサーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、（ａ）相背反する一対の第１端面および第３端面と、第２端面とを有する本体と、前記本体の第１端面、第２端面、及び第３端面に形成され、第１液を入力する第１チューブ、第２液を入力する第２チューブ、及び前記第１液および第２液の混合液である第３液を出力する第３チューブを接続する第１継手、第２継手、及び第３継手が螺合される第１接続部、第２接続部、及び第３接続部と、を備える２液混合用マイクロスタティックミキサーであって、（ｂ）前記本体内に直線状に形成され、前記第１接続部と第３接続部とを接続する第１通路と、（ｃ）前記本体内に形成され、前記第１通路から分岐して前記第２端面に開口する第２通路と、（ｄ）前記第１通路内に収容された長手状の混合エレメントと、を含み、（ｅ）前記長手状の混合エレメントは、前記第３接続部に螺合された第３継手により接続された前記第３チューブに当接して位置決めされ、（ｆ）前記本体は、厚肉板状の透明な部材から一体に構成されていることにある。

【発明の効果】

【0010】

上記のように構成された２液混合用マイクロスタティックミキサーによれば、前記本体内に直線状に形成され、前記第１接続部と第３接続部とを接続する第１通路と、前記本体内に形成され、前記第１通路から分岐して前記第２端面に開口する第２通路と、前記第１通路内に収容された長手状の混合エレメントと、を含み、前記長手状の混合エレメントは、前記第３接続部に接続された第３継手により接続された前記第３チューブに当接して位置決めされている。これにより、長手状の混合エレメントは、直線状に形成された第１通路内に収容されていて、厚肉の一体構成で高剛性である本体内に位置していて、清掃時には抜き取り可能であるため、高い洗浄性が得られる。また、本体が一体に構成されることができるため、混合液の漏洩の可能性がなく、マイクロスタティックミキサーの部品点数が少なくなり、且つ躯体が小さくなる。さらに、前記長手状の混合エレメントは、前記第３接続部に接続された第３継手により接続された前記第３チューブに当接して位置決めされるので、比較的小径の混合エレメントの移動を阻止するためにストッパを設ける必要が無いので、長手状の混合エレメントの清掃時の抜き取りの障害にならない利点がある。さらにまた、前記本体は、厚肉板状の透明な部材から一体に構成されているので、第１液および第２液の混合状態を目視により観察できるとともに、混合液の漏洩の可能性がなく、マイクロスタティックミキサーの部品点数が少なくなって躯体が小さくなる。

【0011】

好適には、前記混合エレメントの上流側の端部は、前記第１通路と前記第２通路との合流部内に位置している。これにより、前記第１通路により導かれた第１液と前記第２通路により導かれた第２液とが合流後、直ちに混合エレメントによるそれら第１液および第２液の混合が開始されるので、微小流量での混合性能が得られる。特に、第１液および第２液が互いに反応して副生成物を生成する性質を有する場合において、第１液および第２液の合流後から混合エレメントに到達するまでの間に距離があると、その間に副生成物が生成されるため、その後に混合エレメントによる混合が開始されても十分な混合性能が得られ難いものであった。このような不都合は、第１液および第２液が微小流量ほど顕著である。しかし、第１液と第２液とが合流後、直ちに混合エレメントによる混合が開始されると、副生成物の生成前に混合エレメントによる混合が開始されるので、高い混合性能が得られる。

【0012】

好適には、前記混合エレメントの上流端は、前記第１通路内の第１液に対して前記第２通路により入力される第２液の合流点よりも上流側に位置している。これにより、前記混合エレメントの上流端は、前記混合エレメントの上流端が前記第１液に対する前記第２液の合流点よりも下流側に位置している場合よりも、総流量が１ｍＬ／ｍｉｎ以下の微小流量の場合においても、高い混合性能が得られる。

【0014】

好適には、前記長手状の混合エレメントは、帯状部材が軸線まわりに１８０度右ねじれに回転する右ねじれ部と軸線まわりに１８０度左ねじれに回転する左ねじれ部とが軸線方向に繰り返すように一体に備え、前記右ねじれ部の前記軸線方向の直線状端縁と前記右ねじれ部の直線状端縁に隣接する前記左ねじれ部の前記軸線方向の直線状端縁とは直交している。これにより、前記第１通路内において合流した第１液と第２液とが、前記第１通路内に収容された長手状の混合エレメントによって効率良く混合される。

【0015】

好適には、前記第３接続部に螺合された第３継手により接続された前記第３チューブは、前記第３継手により縮径されており、前記長手状の混合エレメントは、縮径された前記第３チューブの端面に当接して位置決めされている。これにより、混合エレメントを位置決めするストッパを前記本体に形成することが不要となり、清掃時において前記混合エレメントの抜き取りの自由度が高められる。

【0016】

前記混合エレメントは、前記右ねじれ部及び左ねじれ部が交互に一体的に設けられたものが用いられてもよいが、右まわりおよび左まわりの何れか一方向へ捩じっただけのねじれ部が連なるエレメントや、放射状に複数の混合羽根が設けられた混合エレメントなど、混合室内を流動する流体を混合することができる種々の態様が可能である。また、混合エレメントは、軸線まわりに回転可能で且つ軸方向へ移動可能に混合室内に配設されてもよいが、ストッパ等により軸線まわりに回転不能に混合室内に配設したり、軸線方向への移動不能に混合室内に配設したりしても良い。混合対象の流体としては、各種の液体が適当であるが、液体以外の流体を対象とすることもできる。

【0017】

本発明は、例えば試験や研究等のために少量の混合流体を得るため、或いは少量の流体を混ぜ合わせて反応させるため、好適には、外径寸法が２ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下の、小径の混合エレメントを使用するとともに、混合室の円筒内周面との間のクリアランスが０．０５ｍｍ以下、更には０．０３ｍｍ以下とされる、小型の２液混合用スタティックミキサーに適用される。しかし、外径寸法が２ｍｍよりも大きい混合エレメントを使用するスタティックミキサーや、混合エレメントと混合室の円筒内周面との間のクリアランスが０．０５ｍｍよりも大きいスタティックミキサーにも適用され得る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施例であるスタティックミキサーを示す正面図である。

【図2】図１のスタティックミキサーの本体内に形成された第１通路内に収容された混合エレメントを説明する図である。

【図3】図１のスタティックミキサーの本体に形成された接続部にそれぞれ螺合される継手を説明する斜視図である。

【図4】図３の継手が図１のスタティックミキサーの本体に形成された第２接続部に螺合された状態を説明する図である。

【図5】図１の本体に形成された第１通路内に収容された混合エレメントの上流端の位置を説明する図であって、混合エレメントの上流端が合流点よりも上流側に位置している場合を示している。

【図6】従来の２液混合用のスタティックミキサーを説明する図である。

【図7】図１のスタティックミキサーの混合性能を、図６の従来のミキサーと対比して説明する図表である。

【図8】本発明の他のミキサーの要部を説明する、図５に相当する図であって、混合エレメントの上流端が合流点よりも下流側に位置している場合を示している。

【図9】図１のスタティックミキサーに対しての混合エレメント位置を替えた実施例２の場合のスタティックミキサー混合性能を、説明する図表である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【実施例1】

【0020】

図１は、本発明の一実施例である２液混合用のマイクロスタティックミキサー（以下、ミキサーという）１０を示す正面図である。ミキサー１０は、相背反する互いに平行な一対の第１端面１２および第３端面１６と、第１端面１２に隣接し且つ第１端面１２に対して傾斜した第２端面１４とを有する、ブロック状すなわち厚肉板状の本体１８を備えている。

【0021】

本体１８は、透明な樹脂から構成され、高剛性を備えている。本体１８は、たとえば、アクリル樹脂から成る。しかし、本体１８は、必ずしも透明な部材から構成されていなくてもよく、たとえば厚肉板状の不透明な金属部材から構成されていてもよい。

【0022】

本体１８の第１端面１２、第２端面１４、及び第３端面１６には、円穴状の第１接続部２０、第２接続部２２、及び第３接続部２４が、開口するように形成されている。第１液Ｆ１を入力する第１チューブ２６を接続する第１継手２８が、第１接続部２０に螺合されている。第２液Ｆ２を入力する第２チューブ３０を接続する第２継手３２が、第２接続部２２に螺合されている。第１液および第２液の混合液である第３液Ｆ１２を出力する第３チューブ３４を接続する第３継手３６が、第３接続部２４にそれぞれ螺合されている。第１チューブ２６、第２チューブ３０、及び第３チューブ３４は、たとえば内径１ｍｍφ程度の合成樹脂製或いは金属製の軟質のパイプである。第１継手２８、第２継手３２、及び第３継手３６は、たとえば合成樹脂製であり、第１チューブ２６、第２チューブ３０、及び第３チューブ３４を締め付ける。

【0023】

本体１８内には、第１接続部２０内および第３接続部２４に開口してそれら第１接続部２０および第３接続部２４を接続する第１通路３８が、直線状に形成されている。また、本体１８内には、第１通路３８から斜めに分岐して第２端面１４に開口する第２接続部２２内に開口する第２通路４０が、形成されている。第２通路４０は第１通路３８と同じ内径たとえば１ｍｍφの内径を有している。本体１８内では、第１通路３８により導かれた第１液Ｆ１と第２通路４０により導かれた第２液Ｆ２とが合流させられ、混合エレメント４２により混合される。本体１８は、十分な剛性を得るために、たとえば、第１通路３８の径の５～２０倍の厚み、好適には８～１５倍の厚みとされている。

【0024】

本体１８内に直線的に形成されている第１通路３８内には、図２に例示する長手状の混合エレメント４２が同心に収容されている。混合エレメント４２は、帯状部材が軸線Ｓまわりに１８０度右ねじれに回転する右ねじれ部４２ａと軸線Ｓまわりに１８０度左ねじれに回転する左ねじれ部４２ｂとが軸線方向に交互繰り返すように一体に備えられている。右ねじれ部４２ａの軸線Ｓ方向の直線状端縁Ｅａと右ねじれ部４２ａの直線状端縁Ｅａに隣接する左ねじれ部４２ｂの軸線Ｓ方向の直線状端縁Ｅｂとは直交し、軸線Ｓまわりに９０°の角度が形成されている。すなわち、右ねじれ部４２ａと左ねじれ部４２ｂとは、軸線Ｓまわりに９０°ずつ位相をずらして交互に同じ数だけ設けられている。

【0025】

混合エレメント４２は、好適には、右ねじれ部４２ａおよび左ねじれ部４２ｂを交互に同じ数だけ備えているので、第１通路３８内を流動する流体によって混合エレメント４２に加えられる右回りトルクおよび左回りトルクが略同じになり、回転ストッパ等を設けることなく混合エレメント４２の回転が抑制される。また、右ねじれ部４２ａおよび左ねじれ部４２ｂを同じ数だけ備えていなくても交互に備えているので、個数が多くなるほど、第１通路３８内を流動する流体によって混合エレメント４２に加えられる右回りトルクおよび左回りトルクの差が小さくなり、混合エレメント４２の回転が抑制される。

【0026】

上記のように、第１通路３８内に混合エレメント４２が設けられている結果、第１通路３８内の空間は、第１液Ｆ１及び第２液Ｆ２を混合する混合室として機能している。第１液Ｆ１および第２液Ｆ２は、混合エレメント４２の捩れに沿って流動させられる際に、軸線Ｓまわりに９０°位相がずれた右ねじれ部４２ａおよび左ねじれ部４２ｂによって分割や合流、右旋回、左旋回を繰り返して混合される。本実施例のスタティックミキサー１０は、例えば試験や研究等のために少量の流体、例えば液体を混合するためのもので、混合エレメント４２の外径寸法Φはたとえば１ｍｍφ程度であり、その混合エレメント４２とそれを収容する第１通路（混合室）３８の円筒内周面との間のクリアランスＣは０．０３～０．０５ｍｍである。

【0027】

本実施例の混合エレメント４２は、たとえばレーザビーム加工、電子ビーム加工，放電加工、３Ｄプリンタなどによりステンレス鋼等の金属材料、セラミックス等の無機材料、合成樹脂材料から製作される。混合エレメント４２の右ねじれ部４２ａと左ねじれ部４２ｂとの間はそれらの厚み程度の微小な面積で接続されているので、僅かな外力で損傷を受け易い比較的脆弱な性質を有している。

【0028】

第１継手２８、第２継手３２、第３継手３６は、図３の斜視図に示す形状を同様に有している。第１継手２８、第２継手３２、第３継手３６は、第１チューブ２６、第２チューブ３０、第３チューブ３４を挿通させる中心穴４６と、回転操作力が加えられる六角の操作部４８と、操作部４８から突き出す雄ねじ部５０と、雄ねじ部５０の先端に形成されたテーパ部５２とを備えている。

【0029】

図４は、第３チューブ３４を接続する第３継手３６が、第３接続部２４に螺合されている状態を拡大して示す断面図である。図４に示すように、第３継手３６が締め付けられると、混合エレメント４２の外径と同様の内径たとえば１ｍｍφ程度の内径を有する第３チューブ３４は、第３継手３６のテーパ部５２が第３接続部２４内に形成されているテーパ状内周面２４ｔに圧接することで、テーパ部５２の先端部が縮径して第３チューブ３４の端部が縮径方向に変形させられ、第３チューブ３４の端面が小径側に僅かに変形させられている。１ｍｍφ程度の径を有する混合エレメント４２の下流端は、縮径された第３チューブ３４の端面に当接し、これにより、長手状の混合エレメント４２が第１通路３８内で位置決めされている。

【0030】

このように位置決めされた混合エレメント４２においては、図５に示されるように、第２通路４０は、第１通路３８の混合エレメント４２の上流側端部が位置している部分に合流している。すなわち、第１通路３８に対する第２通路４０の合流部内に、混合エレメント４２の上流側端部が位置している。合流部とは、軸線Ｓ方向において、第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最上流側位置Ｐ２と第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最下流側位置Ｐ４との間である。詳細には、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ１は、軸線Ｓ方向において、第１通路３８に対する第２通路４０の合流点よりも右ねじれ部４２ａ又は左ねじれ部４２ｂの全長の半分程度の距離Ａだけ上流側に位置している。合流点とは、第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最上流側位置Ｐ２である。このように、混合エレメント４２の上流側端部が上記合流部内に位置している場合、特に、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ１を合流点Ｐ２よりも上流側に配置した場合には、後述のように、特に総流量が５ｍＬ／ｍｉｎ以下の極低流量の混合において、高い混合性能が得られる。

【0031】

以上のように構成されたミキサー１０の洗浄時には、第１チューブ２６を接続する第１継手２８が、第１接続部２０から取り外され、第２チューブ３０を接続する第２継手３２が、第２接続部２２から取り外され、第３チューブ３４を接続する第３継手３６が、第３接続部２４から取り外される。この状態において、第１通路３８は直線状であることから、直線状の混合エレメント４２を第１通路３８内から容易に抜き出すことができ、高い洗浄性が得られる。洗浄後には、直線状の混合エレメント４２を第１通路３８内へ容易に挿入することができる。

【0032】

（実験例１）
本発明者等は、この本実験例１において、図１に示すミキサー１０と、図６に示す従来の２液混合用ミキサーとを用いて、それらの混合性能に対応する吸光度を、総流量が０．０５～１０ｍＬ／ｍｉｎの範囲について、以下の混合試験条件を用いてＤｕｓｈｍａｎ反応に基づいてそれぞれ測定した。図７は、それらの測定値を示している。Ｄｕｓｈｍａｎ反応では、（１）式と（２）式の反応が競合するが、（１）式の反応の方がより早い。このため、競合が迅速であるほど、（３）式の反応で生じるＩ_３ ^－の生成量が減少するため、Ｉ_３ ^－の吸光度から混合性能を評価できる。すなわち、Ｉ_３ ^－の吸光度が低いほど、混合性能が高い。（１）式、（２）式、（３）式において、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３は、平衡定数であり、ｋ_１、ｋ_２、ｋ_３は、反応速度定数である。以下の混合試験条件で用いられる第１液Ｆ１と第２液Ｆ２とは、相互の反応により副生成物（たとえば（３）式のＩ_３ ^－）を生成する性質（物性）を備えている。

【数1】

【0033】

図６に示す従来の２液混混合用ミキサーでは、第１液Ｆ１を送る第１管路ＰＫ１と第２液Ｆ２を送る第２管路ＰＫ２とが３方ブロックＢＬ内で対向させられており、３方ブロックＢＬ内で第１液Ｆ１と第２液Ｆ２とが混合された混合液は、長手状の混合エレメント４２を収容した薄肉且つ直円筒管状の第３管路ＰＫ３へ送られ、混合エレメントにより混合された後、第３液Ｆ１２として出力されるようになっている。円筒状金属管から成る第３管路ＰＫ３は、継手ＣＰの締め付けにより変形し易く、混合エレメント４２の出し入れに支障が発生しやすい欠点がある。また、第１液Ｆ１と第２液Ｆ２との合流から混合エレメント４２により混合が開始されるまでの距離或いは時間が大きいので、後述のように、特に総流量が５ｍＬ／ｍｉｎ以下の極低流量の混合において、高い混合性能が得られない。

【0034】

（混合試験条件）
第１液Ｆ１：ＨＣｌ（濃度＝０．００２０ｋｍｏｌ／ｍ^３）
第２液Ｆ２：Ｈ_２ＢＯ_３（濃度＝０．０４５ｋｍｏｌ／ｍ^３）と、ＮａＯＨ（濃度＝０．０４５ｋｍｏｌ／ｍ^３）と、ＫＩ（濃度＝０．０１６ｋｍｏｌ／ｍ^３）と、ＫＩＯ_３（濃度＝０．００３０ｋｍｏｌ／ｍ^３）との混合液
定量ポンプ：ダイヤフラムポンプ
反応温度：２９３°Ｋ
吸光度の測定：第１液および第２液を等量送液したときのＩ_３ ^－のＵＶ吸光度（波長：３５２ｎｍ）を解析

【0035】

図７では、■印のデータポイントが図６の従来の２液混合用ミキサーを用いた場合の吸光度を示し、●印のデータポイントが本実施例１のミキサー１０を用いた場合の吸光度を示している。ミキサー１０の総流量（第３液Ｆ１２の流量）が５ｍＬ／ｍｉｎ以下の領域、特に０．０５～１ｍＬ／ｍｉｎの領域において、図１の本実施例のミキサー１０を用いた場合の吸光度が図６の従来の２液混混合用ミキサーを用いた場合の吸光度よりも低く、高い混合性能が得られた。第１液と第２液とが反応性であるので、本実施例１のミキサー１０によれば、図５に示すように、第１液Ｆ１及び第２液Ｆ２が合流後に直ちに混合されるので、高い混合性能が得られる。

【実施例2】

【0036】

以下において、本発明の他の実施例のミキサー６０を説明する。なお、以下の説明において、前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

【0037】

図８は、本実施例のミキサー６０の要部を説明する図であって、図５に相当する図である。本実施例のミキサー６０は、第１通路３８に対する第２通路４０の合流部内、すなわち軸線Ｓ方向において第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最上流側位置Ｐ２と第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最下流側位置Ｐ４との間内に、混合エレメント４２の上流側端部が位置している点で共通する。

【0038】

しかし、ミキサー６０は、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ１が第２通路４０の第１通路３８に対する合流点Ｐ２よりも右ねじれ部４２ａ又は左ねじれ部４２ｂの全長の半分程度の距離Ａだけ上流側に位置する前述の図１のミキサー１０と比較して、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ３が第２通路４０の第１通路３８に対する合流点Ｐ２よりも右ねじれ部４２ａ又は左ねじれ部４２ｂの全長の半分程度の距離Ｂだけ下流側に位置する点で、相違する。

【0039】

（実験例２）
本発明者等は、この本実験例２において、ミキサー６０について、前記混合率試験条件を用いて吸光度を、総流量が０．０５～１０ｍＬ／ｍｉｎの範囲について、Ｄｕｓｈｍａｎ反応を用いてそれぞれ測定した。図７の▲印のデータポイントが本実施例のミキサー６０を用いた場合の吸光度を、従来のミキサーの吸光度およびミキサー１０の吸光度と対比して示している。また、図９は、実験例１において測定されたミキサー１０の総流量（ｍＬ／ｍｉｎ）に対する吸光度と、実験例２において測定されたミキサー６０の総流量（ｍＬ／ｍｉｎ）に対する吸光度とを、拡大して横軸に示している。▲印のデータポイントが図５のミキサー６０を用いた場合の吸光度示し、●印のデータポイントが図１の本実施例のミキサー１０を用いた場合の吸光度を示している。

【0040】

図７に示されるように、総流量が５ｍＬ／ｍｉｎ以下の微小流量では、ミキサー６０は、ミキサー１０と同様に合流後に直ちに混合されるので、吸光度が図６の従来の２液混混合用ミキサーを用いた場合の吸光度よりも低く、高い混合性能が得られた。

【0041】

図９に示されるように、総流量が０．０５～１．０（ｍＬ／ｍｉｎ）の範囲において、ミキサー１０の吸光度が、ミキサー６０の吸光度に比較して、１０～２５％程度低く、総流量が０．０５～１．０（ｍＬ／ｍｉｎ）の範囲において低くなるほど、吸光度の差が大きい。すなわち、ミキサー１０の混合性能が、ミキサー６０の吸光度に比較して高く、総流量が０．０５～１．０（ｍＬ／ｍｉｎ）の範囲において低くなるほど、混合性能の差が大きい。第１液と第２液とが反応性であるので、合流から混合までの時間が短いほど混合性能が高くなると考えられる。

【0042】

上述のように、実施例１、２のミキサー１０、６０によれば、本体１８内に直線状に形成され、第１接続部２０と第３接続部２４とを接続する第１通路３８と、本体１８内に形成され、第１通路３８から分岐して第２端面１４に開口する第２通路４０と、第１通路３８内に収容された長手状の混合エレメント４２と、を含み、長手状の混合エレメント４２は、第３接続部２４に接続された第３継手３６により接続された第３チューブ３４に当接して位置決めされている。これにより、長手状の混合エレメント４２は、直線状に形成された第１通路３８内に収容されていて、本体１８が厚肉の一体に構成され得て高剛性であるため、清掃時には抜き取り可能であるため、高い洗浄性が得られる。また、本体１８が一体に構成されることができるため、第３液（混合液）Ｆ１２の漏洩の可能性がなく、ミキサー１０の部品点数が少なくなり、且つ躯体が小さくなる。さらに、長手状の混合エレメント４２は、第３接続部２４に接続された第３継手３６により接続された第３チューブ３４に当接して位置決めされるので、比較的小径の混合エレメント４２の移動を阻止するためにストッパを設ける必要が無いので、長手状の混合エレメント４２の清掃時の抜き取りの障害にならない利点がある。

【0043】

また、実施例１、２のミキサー１０、６０によれば、混合エレメント４２の上流側の端部は、第１通路３８と第２通路４０との合流部内、すなわち軸線Ｓ方向において第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最上流側位置Ｐ２と第２通路４０の第１通路３８に対する開口のうちの最下流側位置Ｐ４との間内に、位置している。これにより、第１通路３８により導かれた第１液Ｆ１と第２通路４０により導かれた第２液Ｆ２とが合流後、直ちに混合エレメント４２によるそれら第１液Ｆ１および第２液Ｆ２の混合が開始されるので、微小流量での混合性能が得られる。第１液Ｆ１および第２液Ｆ２が互いに反応して副生成物を生成する性質を有するので、第１液Ｆ１および第２液Ｆ２の合流後から混合エレメント４２に到達するまでの間に距離があると、その間に副生成物が生成されるため、その後に混合エレメント４２による混合が開始されても十分な混合性能が得られ難いものであった。このような不都合は第１液Ｆ１および第２液Ｆ２が微小流量ほど顕著である。しかし、第１液Ｆ１と第２液Ｆ２とが合流後、直ちに混合エレメント４２による混合が開始されると、副生成物の生成前に混合エレメント４２による混合が開始されるので、高い混合性能が得られる。

【0044】

また、実施例１のミキサー１０によれば、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ１は、第１通路３８内の第１液Ｆ１に対して第２通路４０により入力される第２液Ｆ２の合流点Ｐ２よりも上流側に位置している。これにより、混合エレメント４２の上流端は、混合エレメント４２の上流端の位置Ｐ１が第１液Ｆ１に対する第２液Ｆ２の合流点よりも下流側に位置している場合（ミキサー６０の場合）よりも、総流量が１ｍＬ／ｍｉｎ以下の微小流量の場合においても、一層高い混合性能が得られる。

【0045】

また、実施例１、２のミキサー１０、６０によれば、本体１８は、厚肉板状の透明な部材から一体に構成されている。これにより、第１液Ｆ１および第２液Ｆ２の混合状態を目視により観察できる。また、本体１８が一体に構成されるため、混合液の漏洩の可能性がなく、マイクロスタティックミキサーの部品点数が少なくなり、且つ躯体が小さくなる。

【0046】

また、実施例１、２のミキサー１０、６０によれば、長手状の混合エレメント４２は、帯状部材が軸線まわりに１８０度右ねじれに回転する右ねじれ部４２ａと軸線Ｓまわりに１８０度左ねじれに回転する左ねじれ部４２ｂとが軸線Ｓ方向に繰り返すように一体に備え、右ねじれ部４２ａの軸線Ｓ方向の直線状端縁Ｅａと右ねじれ部４２ａの直線状端縁Ｅａに隣接する左ねじれ部４２ｂの軸線Ｓ方向の直線状端縁Ｅｂとは直交している。これにより、第１通路３８内において合流した第１液Ｆ１と第２液Ｆ２とが、第１通路３８内に収容された長手状の混合エレメント４２によって効率良く混合される。

【0047】

また、実施例１、２のミキサー１０、６０によれば、第３接続部２４に螺合された第３継手３６により接続された前記第３チューブ３４は、第３継手３６により縮径されており、長手状の混合エレメント４２は、縮径された第３チューブ３４の端面に当接して位置決めされている。これにより、混合エレメント４２を位置決めするストッパを本体１８内に形成することが不要となり、清掃時において前記混合エレメントの抜き取りの自由度が高められる。

【0048】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【0049】

たとえば、実施例１、２では、反応性のある第１液Ｆ１及び第２液Ｆ２として、第１液Ｆ１がＨＣｌ溶液、第２液Ｆ２がＨ_２ＢＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＩ、ＫＩＯ_３の混合液が、例示されていた。しかし、第１液Ｆ１及び第２液Ｆ２が互いに反応性の無いものであってもよいし、互いに反応して副生成物を生成する他の種類の溶液（試薬）同士であってもよい。後者の場合には、合流後に直ちに混合すると、副生成物の生成が抑制されて高い混合率が得られる。

【符号の説明】

【0050】

１０：ミキサー（マイクロスタティックミキサー）
１２：第１端面
１４：第２端面
１６：第３端面
１８：本体
２０：第１接続部
２２：第２接続部
２４：第３接続部
２４ｔ：テーパ状内周面
２６：第１チューブ
２８：第１継手
３０：第２チューブ
３２：第２継手
３４：第３チューブ
３６：第３継手
３８：第１通路
４０：第２通路
４２：混合エレメント
４２ａ：右ねじれ部
４２ｂ：左ねじれ部
４６：中心穴
４８：操作部
５０：雄ねじ部
５２：テーパ部
６０：混合エレメントの上流端の位置Ｐ３が合流点Ｐ２よりも下流側に位置する実施例２のミキサー
Ｅａ：右ねじれ部の直線状端縁
Ｅｂ：左ねじれ部の直線状端縁
Ｐ1：混合エレメントの上流端の位置（合流点Ｐ２よりも上流側の場合）
Ｐ２：合流点
Ｐ３：混合エレメントの上流端の位置（合流点Ｐ２よりも下流側の場合）

【要約】

【課題】混合液等の漏洩の可能性がなく、部品点数が少なく且つ小型な２液混合用のマイクロスタティックミキサーを提供する。
【解決手段】第１接続部２０と第３接続部２４とを接続する第１通路３８と、第１通路３８から分岐して第２端面１４に開口する第２通路４０と、第１通路３８内に収容された長手状の混合エレメント４２と、を含み、長手状の混合エレメント４２は、第３接続部２４に接続された第３継手３６により接続された第３チューブ３４に当接して位置決めされている。これにより、長手状の混合エレメント４２は、直線状に形成された第１通路３８内に収容されていて、本体１８が厚肉の一体に構成され得て高剛性であるため、清掃時には抜き取り可能であるため、高い洗浄性が得られるとともに、混合液（第３液Ｆ１２）の漏洩の可能性がなく、ミキサー１０の部品点数が少なくなり、且つ躯体が小さくなる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】