JP3810778B2 - Flat plate static mixer - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、高粘度流体などの層流で流れる２つの流体を、分割・再合流を利用して効率よく混合させることができる静止型混合器に関する。   The present invention relates to a static mixer that can efficiently mix two fluids that flow in a laminar flow, such as a high-viscosity fluid, by using division / recombination.

従来、２種類の液体を効率よく混合させるための装置として、静止型混合器が知られている。一般に、静止型混合器は、図１８に示したように複数枚の１８０度捩った捩り板エレメント１０２を互いにその端面１０３，１０４が交差するように円管１０１内に挿入した構造のもの、図１９に示したように円管１１１内に複数流路１１２を持ち、入り口及び出口で流路１１２の位置を相対的に変更させたエレメント１１３を複数個挿入し、流路から流れ出た流体を分割するために、各エレメント１１３の当接部に空間１１４を設けた構造のものが知られている。   Conventionally, a static mixer is known as an apparatus for efficiently mixing two kinds of liquids. In general, the static mixer has a structure in which a plurality of twisted plate elements 102 twisted 180 degrees as shown in FIG. 18 are inserted into the circular tube 101 so that their end faces 103 and 104 intersect each other. As shown in FIG. 19, a plurality of flow paths 112 are provided in the circular pipe 111, and a plurality of elements 113 in which the positions of the flow paths 112 are relatively changed at the inlet and outlet are inserted, and the fluid flowing out of the flow paths is In order to divide, a structure in which a space 114 is provided in a contact portion of each element 113 is known.

図１８に示した静止型混合器は、管路１０１を流れる流体が捩り板エレメント１０２により２つに分割され当該エレメント１０２により１８０度捩られて、次の捩り板エレメント１０２に到達し、次の捩り板エレメントによりさらに２つに分割されるという動作を繰り返すものである。これによりｎエレメントを通過した後には、流体は２ｎに分割、混合される。また、図１９に示したものは、１つの区画１１２により流体が４つに分割され、次の区画１１２に移動するまでの間にその相対位置が変化し、次の区画によりさらに４つに分割されるという動作を繰り返すものである。この静止型混合器を１つのエレメント内で流体が４つに分割されるので、ｎエレメントを通過した場合、４ｎに分割、混合される。このような静止型混合器は、各種の混合操作、乳化・分散効果、物質移動操作、反応操作などに用いられる。 In the static mixer shown in FIG. 18, the fluid flowing through the pipe 101 is divided into two by the torsion plate element 102 and twisted 180 degrees by the element 102 to reach the next torsion plate element 102. The operation of being further divided into two parts by the torsion plate element is repeated. Thus, after passing through the n element, the fluid is divided into 2 n and mixed. Further, in the case shown in FIG. 19, the fluid is divided into four by one section 112, the relative position changes before moving to the next section 112, and further divided into four by the next section. The operation of being repeated is repeated. Since the fluid is divided into four in one element in this static mixer, when it passes through n elements, it is divided into 4 n and mixed. Such a static mixer is used for various mixing operations, emulsification / dispersion effects, mass transfer operations, reaction operations, and the like.

しかし、上記のタイプの静止型混合器は、管路内に複雑な３次元形状のエレメントを挿入した構成となっているため、数センチメートル以上のサイズが必要であり、ミリサイズ以下のミニチュア化、マイクロ化は不可能である。また、高分子反応などのように精密な温度制御が必要とされる場合には、流体単位体積あたりの伝熱面積を大きくとる必要があるが、円管にエレメントを挿入する構造のものでは単位体積あたりの伝熱面積を大きくすることはできない。   However, the static mixer of the above type has a structure in which a complicated three-dimensional element is inserted in the pipe, so it needs a size of several centimeters or more, and it is miniaturized to a millimeter size or less. Micronization is impossible. Also, when precise temperature control is required, such as polymer reactions, it is necessary to increase the heat transfer area per unit volume of fluid. The heat transfer area per volume cannot be increased.

また、例えば、特開２００４−１６８７０号公報（特許文献１）は、基板の内部に液体供給ポートから注入した複数種の流体を反応させる反応流路を備えたマイクロリアクターにおいて、反応流路内に流体を蛇行させながら流動させて分散混合させる微細な凹凸面を形成したマイクロリアクターを開示する。   Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-16870 (Patent Document 1) discloses a microreactor provided with a reaction channel for reacting a plurality of types of fluids injected from a liquid supply port inside a substrate. Disclosed is a microreactor in which fine irregular surfaces are formed in which a fluid is meandered while flowing and dispersed and mixed.

また、特表２００２−５１２２７２号公報（特許文献２）はポリマーの連続製造のための装置を開示しており、当該特許文献２の図２、図３に２種類の反応出発物質を混合させるためのマイクロミキサーが開示されている。このマイクロミキサー３０は、１枚の板を櫛のように何層にも折り返した板状体を立てた状態で備え、２種類の反応出発物質をミキサーの両側から流動させてミキサーの板状体の折り返された隙間（ラメラチャンネル）３１に流入させるとともに、当該板状体の隙間の上下から溢流させて２種類の液体を混合させるものである。
特開２００４−１６８７０号公報 特表２００２−５１２２７２号公報 JP 2002-512272 A (Patent Document 2) discloses an apparatus for continuous production of a polymer, and two kinds of reaction starting materials are mixed in FIGS. 2 and 3 of Patent Document 2. A micromixer is disclosed. This micromixer 30 has a plate-like body in which a single plate is folded back into layers like a comb, and two kinds of reaction starting materials are flowed from both sides of the mixer to produce a plate-like body of the mixer. The two liquids are mixed by overflowing from above and below the gap of the plate-like body.
JP 2004-16870 A JP-T-2002-512272

特許文献１にかかるマイクロリアクターは、複数枚の平板を組み合わせた構成であり、小型に構成すること及び単位体積あたりの伝熱面積を大きくすることができそうである。この構成は流路に設けた凹凸により本来層流である流体の流れを乱して、分散混合を促し混合効率を上げることを目的としたものである。しかし、流路に設けた凹凸により本来層流である流体の流れを乱して、種類の異なる流体を分散混合を無理に起こして混合効率を上げることを目的としたものである。層流の状態で流れる流体は少々の凹凸では流れの乱れは大きく期待することができないため、顕著な混合効果を期待することはできない。   The microreactor according to Patent Document 1 has a configuration in which a plurality of flat plates are combined, and is likely to be configured in a small size and to increase the heat transfer area per unit volume. This configuration is intended to increase the mixing efficiency by disturbing the fluid flow, which is originally a laminar flow, by the unevenness provided in the flow path, thereby promoting dispersion mixing. However, the object is to increase the mixing efficiency by disturbing the flow of the fluid that is originally a laminar flow by the unevenness provided in the flow path, and forcibly causing dispersive mixing of different types of fluids. A fluid flowing in a laminar state cannot be expected to have a significant mixing effect because a large amount of irregularities cannot be expected with a slight unevenness.

また、特許文献２にかかるマイクロリアクターは、その構造から伝熱の制御が困難である。したがって、外乱を受けて流体中に温度ムラが生じた場合には、それによって反応の進行が局所的に異なることになる。このような反応の不均一な進行を解消するためには、複数個の本マイクロリアクターの入り口と出口を直列に連結させて混合促進を図る必要があるが、本マイクロリアクターでは接続部の流路長が混合エレメント部の長さに比べて格段に長いために、効率的な混合を行うことができない。また、流体の流路が細分化されているために、流体流動のために高い圧力が必要となる。   In addition, the microreactor according to Patent Document 2 is difficult to control heat transfer due to its structure. Therefore, when temperature unevenness occurs in the fluid due to disturbance, the progress of the reaction is locally different. In order to eliminate such uneven progress of the reaction, it is necessary to promote mixing by connecting the inlets and outlets of a plurality of microreactors in series. Since the length is much longer than the length of the mixing element portion, efficient mixing cannot be performed. Further, since the fluid flow path is subdivided, high pressure is required for fluid flow.

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、簡単な構成で流体の伝熱制御が容易でありかつ小型に構成することができる平板静止型混合器を提供することである。   Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a flat plate static mixer that can easily control the heat transfer of a fluid with a simple configuration and can be configured in a small size.

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の平板静止型混合器を提供する。   In order to solve the above technical problem, the present invention provides a flat plate static mixer having the following configuration.

本発明の第１態様によれば、平板が複数枚積層されて構成され、そのうちの少なくとも１つが他の平板と当接する当接面に流路形成用溝を備え、前記当接された前記他の平板の当接面および前記流路形成用溝により流体が流動する流路が画定された平板静止型混合器であって、
前記流路形成用溝は、層流状態で界面が形成されて流動する流体の界面と交差する方向に前記流体を複数に分流する分割流路と前記分割流路により分流された複数の流体を１つの流路に合流させる合流流路が形成されるように構成された２以上の分離エレメントを備え、
前記分離エレメントは、前記分割流路が前記平板の当接面に沿って延在しかつ上流側端部が１つの供給口であり、流体の略通過方向に交差する方向に分岐するとともに下流側端部が前記当接面上で前記流体の略通過方向に重なって互いに略平行に配置されて、前記複数の分流流体の位置を逆転させるように構成され、
前記合流流路が、前記下流側端部の重なり位置から前記平板の厚み方向に延在する１本の流路で構成され、他の分離エレメントの供給口に連通していることを特徴とする平板静止型混合器を提供する。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of flat plates are laminated, and at least one of them is provided with a flow path forming groove on a contact surface that contacts another flat plate, and the other contacted A flat plate static mixer in which a flow path through which a fluid flows is defined by the flat plate contact surface and the flow path forming groove,
The flow path forming groove includes a divided flow path that divides the fluid into a plurality of directions in a direction intersecting with an interface of a fluid that is formed and flows in a laminar flow state, and a plurality of fluids divided by the divided flow paths. Comprising two or more separation elements configured to form a confluence channel that merges into one channel;
In the separation element, the divided flow path extends along the contact surface of the flat plate, and an upstream end is one supply port, branches in a direction intersecting a substantially fluid passage direction, and downstream Ends are arranged substantially parallel to each other on the abutment surface so as to overlap in the substantially passage direction of the fluid, and are configured to reverse the positions of the plurality of shunt fluids,
The merging channel is constituted by one channel extending in the thickness direction of the flat plate from the overlapping position of the downstream side end portion, and communicates with a supply port of another separation element. A flat plate static mixer is provided.

平板静止型混合器は、複数枚の平板が積層して、当接面及び流路形成用溝で画定された空間を流路とするものである。流路には、分割溝と合流溝を備えた分離エレメントが設けられており、２以上の複数の流体がその界面を形成した状態で流動する。なお、本明細書において「界面」の語は広く一般的に用いられている、互いに溶け合わない流体の境界を表すのではなく、相互溶解する２つの異なる流体が合流した場合など、当該合流した流体中に存在する濃度ムラの境界部分を意味する。当該分離エレメントは、流体の界面に交差する方向に流体を分割するとともに、合流溝により合流するときに分割された２つの分割流体が分割方向と略直交に重なり、その界面が略平行になるようにする。すなわち、界面と交差する方向に分割された分割流体がその界面が重なるように合流することにより合流流路を流れる流体の濃度ムラの層が薄くなり、複数の流体が混合しやすくなる。   The flat plate type static mixer is formed by stacking a plurality of flat plates and using a space defined by the contact surface and the flow path forming groove as a flow path. The flow path is provided with a separation element having a dividing groove and a merging groove, and two or more fluids flow with their interfaces formed. In this specification, the term “interface” is widely used, and does not represent a boundary between fluids that do not melt together, but when two different fluids that melt together join each other. It means the boundary part of density unevenness existing in the fluid. The separation element divides the fluid in a direction intersecting the fluid interface, and the two divided fluids divided when joining by the merging groove overlap substantially perpendicularly to the division direction so that the interface is substantially parallel. To. That is, when the divided fluids divided in the direction intersecting with the interface merge so that the interfaces overlap, the layer of concentration unevenness of the fluid flowing in the merge channel becomes thin, and a plurality of fluids are easily mixed.

上記態様によれば、１の分離エレメントにより分割、合流された流体を再度界面を分割するように分割、合流することとなり、分離エレメントの数だけ流体が分割されることとなる。よって、分離エレメントを増やすことにより分割・混合の程度を高めることができる。   According to the above aspect, the fluid divided and combined by one separation element is divided and joined so as to divide the interface again, and the fluid is divided by the number of separation elements. Therefore, the degree of division / mixing can be increased by increasing the number of separation elements.

上記構成において、略通過方向とは、平板静止型混合器に流体が導入され、排出されるまでの間に流体が概ね通過する方向であり、大略流路の延在方向となる。上記のように分離エレメントを構成することにより、流体を分割、合流して流路を流れる流体の層を細分化して混合させることができる。   In the above configuration, the substantially passing direction is a direction in which the fluid generally passes until the fluid is introduced into and discharged from the flat plate static mixer, and is generally the extending direction of the flow path. By configuring the separation element as described above, it is possible to divide and join fluids and to subdivide and mix fluid layers flowing in the flow path.

本発明の第２態様によれば、３枚の平板で構成され、２枚の前記平板の間に位置する平板が、前記分離エレメントを形成する流路形成用溝を両面に備え、第１の面に設けられた前記分離エレメントの合流流路がその厚み方向に貫通し、第２の面に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の前記供給口に連通している構成の流路形成用溝を備える第１態様の平板静止型混合器を提供する。
According to the second aspect of the present invention, the flat plate, which is constituted by three flat plates and is located between the two flat plates, includes a flow path forming groove on both sides for forming the separation element, Formation of a flow path having a configuration in which a merge flow path of the separation element provided on a surface penetrates in the thickness direction and communicates with the supply port of the division flow path of the separation element provided on a second surface A flat plate type static mixer according to a first aspect having a groove for use is provided.

本発明の第３態様によれば、前記分離エレメントを形成する流路形成用溝を片面に備えた２枚の平板で構成され、１の平板に設けられた前記重なり位置と、他の平板に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の供給口とが、その厚み方向に一致するように構成されている第１態様の平板静止型混合器を提供する。
According to the third aspect of the present invention, it is constituted by two flat plates each having a flow path forming groove for forming the separation element on one side, and the overlapping position provided on one flat plate and the other flat plate are provided. Provided is a flat plate type static mixer according to a first aspect in which a supply port of the divided flow path of the separation element provided is configured to coincide with the thickness direction thereof.

本発明の第４態様によれば、前記２枚の平板の間に、１の平板に設けられた前記重なり位置と他の平板に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の供給口とを連通する通路を形成する厚み方向に貫通する貫通穴を設けた第３の平板をさらに備える第３態様の平板静止型混合器を提供する。
According to the fourth aspect of the present invention, between the two flat plates, the overlapping position provided on one flat plate and the supply port of the divided flow path of the separation element provided on another flat plate. Provided is a flat plate static mixer according to a third aspect, further comprising a third flat plate provided with a through hole penetrating in the thickness direction to form a communicating passage.

本発明の第５態様によれば、前記分割流路は、下流側端部が前記流体の略通過方向下流側に位置する側の流路の流路断面積が、他の流路の流路断面積より太くなるように構成されている第１から第４態様のいずれか１つの平板静止型混合器を提供する。
According to the fifth aspect of the present invention, the divided flow channel has a flow channel cross-sectional area of a flow channel on the side where the downstream side end is located substantially downstream in the fluid passage direction, and the flow channel of the other flow channel. Provided is a flat plate static mixer according to any one of the first to fourth aspects configured to be thicker than a cross-sectional area.

下流側端部が前記流体の略通過方向下流側に位置する側の流路は、流路長が長いので、その流路断面積を大きくすることにより、２つの分割流路間の圧力損失の差を少なくあるいはなくすことができ、分離エレメントに供給された流体を均等に流し分割しやすくなる。   Since the flow path on the side where the downstream end is located substantially downstream in the fluid passage direction has a long flow path length, the flow loss is reduced by increasing the cross-sectional area of the flow path. The difference can be reduced or eliminated, and the fluid supplied to the separation element can be made to flow and be divided evenly.

本発明の第６態様によれば、３枚の平板が積層されて形成され、そのうちの少なくとも１つが他の平板と当接する当接面に流路形成用溝を備え、前記当接された前記他の平板の当接面および前記流路形成用溝により流体が流動する流路が画定された平板静止型混合器であって、
中間の平板にその厚み方向に貫通させて設けられかつ一つの単一部分と前記単一部分の端点から分岐する分岐部分を有し、両端が円弧状に構成された少なくとも２つの貫通溝と、前記中間の平板を上下方向から挟む第２，第３の平板の前記当接面にそれぞれ設けられかつ１の貫通溝の２つの分岐部分のそれぞれ一方の端部と他の貫通溝の単一部分とを連結し、両端が円弧状に構成された連結溝で分離エレメントを形成し、
前記分離エレメントは、前記１の貫通溝の分岐部分と前記連結溝とで形成された分割流路と、前記他の貫通溝の単一部分で形成された前記合流流路で構成され、前記貫通溝と前記連結溝との連結部分は、前記円弧状に構成された溝の端部によって、断面が略円形となるように接続されており、前記分割流路は、前記１の貫通溝の分岐位置と他の貫通溝の単一部分上流側端部とを結ぶ軸に対して略対称になるように構成されることによって、前記複数の分流流体の位置を逆転させることを特徴とする、平板静止型混合器を提供する。
According to the sixth aspect of the present invention, three flat plates are formed by being laminated , and at least one of them is provided with a flow path forming groove on a contact surface that contacts another flat plate, and the contacted A flat plate static mixer in which a flow path through which a fluid flows is defined by a contact surface of another flat plate and the flow path forming groove,
It has a branch portion which branches provided by penetrating the intermediate flat plate in the thickness direction and the one single piece from the end point of said single portion, at least two through grooves both ends are configured in a circular arc shape, the intermediate Connecting one end of each of the two branch portions of one through groove and a single portion of the other through groove respectively provided on the contact surfaces of the second and third flat plates sandwiching the flat plate from above and below The separation element is formed by a connecting groove having both ends formed in an arc shape ,
The separation element includes a divided flow path formed by a branch portion of the one through groove and the connection groove, and the merge flow path formed by a single portion of the other through groove, and the through groove And a connecting portion between the connecting groove and the connecting groove are connected to each other by an end of the arc-shaped groove so that the cross section is substantially circular, and the divided flow path is a branching position of the one through groove And a position where the plurality of flow-dividing fluids are reversed by being configured to be substantially symmetric with respect to an axis connecting a single portion upstream end of the other through groove and the flat plate stationary type A mixer is provided.

上記構成において、第２平板に設けられた貫通溝は分岐部分と単一部分とに区分される。ここで単一部分は、流体が流れ込みその流動方向において単一の流路で構成されている部分であり、分岐部分は、単一部分の端点から２つに分岐した部分を意味する。また、第１及び第３平板に設けられた連結溝は、その下流側端部が貫通溝の単一部分の上流側端部に上下から連結するとともに、上流側端部がそれぞれ分岐部分の一方に連結する。すなわち、貫通溝を流れる流体は、分割流路を形成する分岐部分により２つに分割され、一方が上側に、他方が下側に位置する連結溝を通って流れ、合流流路を形成する単一部分に流動する。すなわち、分割流路は、１の貫通溝の分岐位置と他の貫通溝の合流流路上端部とを結ぶ軸に対して対称になるように構成されている。   In the above configuration, the through groove provided in the second flat plate is divided into a branched portion and a single portion. Here, the single part is a part in which a fluid flows and is constituted by a single flow path in the flow direction, and the branch part means a part branched in two from the end point of the single part. In addition, the connecting groove provided in the first and third flat plates has its downstream end connected to the upstream end of the single part of the through groove from above and below, and the upstream end is one of the branch parts. Link. That is, the fluid flowing in the through groove is divided into two by a branch portion that forms a divided flow path, and flows through a connecting groove that is positioned on the upper side and the other on the lower side, and forms a single flow path. Flow in part. That is, the divided flow path is configured to be symmetric with respect to an axis connecting the branch position of one through groove and the upper end portion of the merged flow path of another through groove.

このように、流動方向に対し高さが異なりかつ流動方向が屈曲されている流路を流れる流体は、その屈曲方向によって、界面の回転方向が変化する。よって、分割流路を軸対称に構成することにより、２つの分割流路を流れる流体の界面の回転角度が同一になり、上下方向から合流する場合に、界面が略平行となるように合流することができる。   As described above, the fluid flowing through the flow path having a height different from the flow direction and bent in the flow direction changes the rotation direction of the interface depending on the bending direction. Therefore, by configuring the divided flow paths so as to be axisymmetric, the rotation angles of the interfaces of the fluids flowing through the two divided flow paths are the same, and when joining from above and below, the interfaces are merged so that they are substantially parallel. be able to.

本発明の第７態様によれば、前記貫通溝及び前記連結溝の両端部は、円弧状に成形されている第６態様の平板静止型混合器を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the flat plate type static mixer according to the sixth aspect, wherein both end portions of the through groove and the connecting groove are formed in an arc shape.

本発明の第８態様によれば、前記貫通溝及び前記連結溝の両端部に設けられた円弧の直径は、前記貫通溝及び前記連結溝の幅よりも大きく構成されている第７態様の平板静止型混合器を提供する。
According to an eighth aspect of the present invention, the flat plate of the seventh aspect, wherein the diameters of the arcs provided at both ends of the through groove and the connecting groove are larger than the widths of the through groove and the connecting groove. Provide a static mixer.

本発明の第９態様によれば、最も外側に位置する平板の外側の表面に、熱媒または冷媒を透過させる伝熱器が設けられている第１から第８態様のいずれか１つの平板静止型混合器を提供する。

According to the ninth aspect of the present invention, the flat plate stationary of any one of the first to eighth modes, wherein the outermost surface of the flat plate located on the outermost side is provided with a heat transfer device that allows the heat medium or refrigerant to pass therethrough. Provide mold mixer.

本発明によれば、流体をその界面方向に交差する方向に複数に分割するとともに、その分割方向に交差する方向、すなわち、界面が略平行になるように分割された流体を合流させるため、流体中の界面が増え、すなわち、界面で区切られた流体の層が薄くなるように流動する。したがって、流体が分離エレメントを通過する場合に複数の流体がより多くの界面で接触し、複数の流体が混合される。したがって、分離エレメントを通過することにより、流体の層が薄くなり、流体を静的に混合することができる。   According to the present invention, the fluid is divided into a plurality of directions in the direction intersecting the interface direction, and the fluid divided so that the interface intersects the dividing direction, that is, the interface is substantially parallel, The inside interface increases, that is, the fluid layer separated by the interface flows so as to become thin. Accordingly, when the fluid passes through the separation element, the plurality of fluids contact at more interfaces, and the plurality of fluids are mixed. Thus, by passing through the separation element, the fluid layer becomes thinner and the fluid can be mixed statically.

本発明にかかる平板静止型混合器は、流路を複数の平板の当接面に設けられた溝により画定する空間で形成することとしているため、その構成が簡単であり、また、流路の形状をそのままにして相似型にスケールを拡大・縮小することができる。よって、マイクロミキサー、マイクロリアクターから通常の平板熱交換器に組み込んだ反応器まで、広範囲のスケールの混合器、反応器として使用することができる。   The flat plate-type mixer according to the present invention has a simple structure because the flow path is formed in a space defined by grooves provided on the contact surfaces of a plurality of flat plates. The scale can be enlarged or reduced to a similar shape without changing the shape. Therefore, it can be used as a mixer / reactor having a wide range of scales, from a micromixer / microreactor to a reactor incorporated in a normal plate heat exchanger.

また、平板に設けた溝により形成された流路は、流体単位体積あたりの伝熱面積を大きくすることができ、当該平板を通して流体の伝熱制御を容易に行うことができる。   Further, the flow path formed by the groove provided on the flat plate can increase the heat transfer area per unit volume of the fluid, and heat transfer control of the fluid can be easily performed through the flat plate.

以下、本発明の各実施形態に係る平板静止型混合器について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a flat plate static mixer according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる平板静止型混合器の外観を模式的に示した斜視図である。図１の平板静止型混合器１は、３枚の平板１１，１２，１３が積層するように組み合わさっており、混合する対象である第１及び第２流体がそれぞれ導入される第１及び第２導入管１４，１５と、第１及び第２流体が混合された混合物が排出される排出管１６を備えている。第１及び第２導入管１４，１５を通って導入された第１及び第２流体は、統合されて界面を有する層流となって通過方向に向かって流れ、３枚の平板１１，１２，１３の当接面に設けられた流路１０を通る間に混合されて排出管１６から排出される。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of a flat plate static mixer according to the first embodiment of the present invention. The flat plate static mixer 1 of FIG. 1 is combined so that three flat plates 11, 12, and 13 are stacked, and the first and second fluids to be mixed are introduced respectively. 2 It has the introduction pipes 14 and 15 and the discharge pipe 16 through which the mixture of the first and second fluids is discharged. The first and second fluids introduced through the first and second introduction pipes 14 and 15 are integrated to form a laminar flow having an interface and flow in the passing direction, and the three flat plates 11, 12, 13 is mixed while passing through the flow path 10 provided on the contact surface 13 and discharged from the discharge pipe 16.

本実施形態にかかる平板静止型混合器により混合される流体としては、従来の静止型混合器を用いて混ぜていた流体はすべて処理対象液となる。また、熱交換によって加温し液粘度を低下させた状態で混合を行うことができるので、従来に比べて高粘度の液の混合が可能となる。   As the fluid to be mixed by the flat plate static mixer according to the present embodiment, all of the fluid mixed using the conventional static mixer becomes the liquid to be processed. Moreover, since mixing can be performed in a state where the liquid viscosity is lowered by heating by heat exchange, it becomes possible to mix a liquid having a higher viscosity than in the past.

図２は、図１の平板静止型混合器の流路構造を示す分解斜視図である。平板静止型混合器１は、第２平板１２の両面に設けられた流路形成用溝３０と第１平板１１の下側表面及び第３平板１３の上側表面との間で画定された領域を流体を流動させるための流路として形成されている。第１から第３平板１１，１２，１３は、すべて同じ外径寸法を有する樹脂製の平板であるが、平板の材質は特に限定されるものではない。収縮性のある樹脂を用いた場合には、それ自身がパッキン材となって液の漏洩が防止できる。また、密着性のある材質であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、平板ごとに材質を変更してもよい。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a flow path structure of the flat plate static mixer of FIG. The flat plate static mixer 1 has a region defined between the flow path forming grooves 30 provided on both surfaces of the second flat plate 12 and the lower surface of the first flat plate 11 and the upper surface of the third flat plate 13. It is formed as a flow path for allowing fluid to flow. The first to third flat plates 11, 12, 13 are all resin flat plates having the same outer diameter, but the material of the flat plates is not particularly limited. When a shrinkable resin is used, the liquid itself can be a packing material to prevent liquid leakage. Moreover, if it is a material with adhesiveness, the material will not be specifically limited, For example, you may change a material for every flat plate.

第１平板１１は、第１及び第２導入管１４、１５に連通し、第２平板１２に設けられた流路形成用溝３０に流体を導くために、第１平板を貫通する供給口１７、１８と、混合された流体を流路形成用溝３０から排出管１６に導くために第１平板を貫通する排出口１９とを備える。第１平板１１には流路形成用溝が形成されておらず、その下側表面１１ｂと第２平板１２の上側表面１２ａとが当接して、第２平板１２の上側表面１２ａに設けられている流路形成用溝とで流路１０を画定する。   The first flat plate 11 communicates with the first and second introduction pipes 14, 15, and the supply port 17 that penetrates the first flat plate in order to guide the fluid to the flow path forming groove 30 provided in the second flat plate 12. , 18 and a discharge port 19 that passes through the first flat plate in order to guide the mixed fluid from the channel forming groove 30 to the discharge pipe 16. The first flat plate 11 is not formed with a flow path forming groove, and the lower surface 11b of the first flat plate 11 is in contact with the upper surface 12a of the second flat plate 12, and is provided on the upper surface 12a of the second flat plate 12. The flow path 10 is defined by the flow path forming grooves.

第３平板１３には、流路形成用溝が形成されておらず、その上側表面１３ａと第２平板１２の下側表面１２ｂと当接して、第２平板１２の下側表面１２ｂに設けられている流路形成用溝とで流路１０を画定する。   The third flat plate 13 is not formed with a channel forming groove, and is provided on the lower surface 12b of the second flat plate 12 in contact with the upper surface 13a thereof and the lower surface 12b of the second flat plate 12. The flow path 10 is defined by the flow path forming grooves.

第２平板１２は、その両面に流路形成用溝３０を備え、流路１０の大部分を画定するものである。図３Ａ、図３Ｂに第２平板に設けられている流路形成用溝の構成を示す。第２平板１２は、図３Ａに示すようにその上側表面１２ａに流体の導入溝２０と分離エレメント３０ａと排出溝４０とを備える。また、図３Ｂに示すように、第２平板１２の下側表面１２ｂには、分離エレメント３０ｂが形成されている。これらの溝はいずれも第２平板１２の厚み方向に貫通せず、第２平板１２の厚み寸法の略半分以下の深さを有する溝である。   The second flat plate 12 is provided with flow path forming grooves 30 on both sides thereof, and demarcates most of the flow path 10. 3A and 3B show the configuration of the flow path forming groove provided on the second flat plate. As shown in FIG. 3A, the second flat plate 12 includes a fluid introduction groove 20, a separation element 30 a, and a discharge groove 40 on the upper surface 12 a. Further, as shown in FIG. 3B, a separation element 30 b is formed on the lower surface 12 b of the second flat plate 12. None of these grooves penetrates in the thickness direction of the second flat plate 12, and have a depth of approximately half or less of the thickness dimension of the second flat plate 12.

導入溝２０は、２つに分かれた上流側溝２１と上流側溝２１が途中で合流する合流溝２２とを備えたＹ字形状の溝であり、その上流側端部２３が第１平板の導入口１７、１８に連通する。合流溝２２の下流側端部には、第２平板１２の裏面にまで貫通する貫通穴２４が設けられている。   The introduction groove 20 is a Y-shaped groove having an upstream groove 21 divided into two and a joining groove 22 where the upstream groove 21 merges in the middle, and an upstream end 23 thereof is an introduction port of the first flat plate. 17 and 18 are communicated. A through hole 24 that penetrates to the back surface of the second flat plate 12 is provided at the downstream end of the joining groove 22.

分離エレメント３０ａは、下流側両端が流体の略通過方向に並ぶように配置された渦巻き状の略環状（すなわち、σ又は６のような形状であって、流路の端部が他の部分と合流しないような形状）の溝で形成されており、裏面まで貫通した貫通穴３１から流体が供給され、略通過方向に直交する方向に分割して流れるように形成された流路形成用溝である。分離エレメント３０ａは、第２平板１２の上側表面に５つ設けられており、流体の略通過方向に配列されている。   The separation element 30a has a substantially annular shape (that is, a shape such as σ or 6) in which both ends on the downstream side are arranged in the substantially passage direction of the fluid. A flow path forming groove formed so that a fluid is supplied from the through hole 31 penetrating to the back surface and flows in a direction substantially orthogonal to the passing direction. is there. Five separation elements 30a are provided on the upper surface of the second flat plate 12, and are arranged in a substantially fluid passage direction.

排出溝４０は、その上流側端部に設けられた貫通穴４１から流体が導入された１本の流路形成用溝であり、下流側端部４２は、第１平板の排出口１９に連通する。   The discharge groove 40 is a single flow path forming groove into which a fluid is introduced from a through hole 41 provided at the upstream end portion thereof, and the downstream end portion 42 communicates with the discharge port 19 of the first flat plate. To do.

第２平板１２の下側表面１２ｂに設けられた分離エレメント３０ｂは、上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａと略同じ形状（同一形状、あるいは流通方向軸を対称軸として左右反転させた形状）である。第２平板１２の下側表面１２ｂには分離エレメント３０ｂが６つ設けられており、流体の略通過方向に配列されている。もっとも上流側に設けられている分離エレメント３０ｂは、導入溝２０の下流側端部に設けられている貫通穴２４と連通している。また、もっとも下流側に設けられている分離エレメントは、下流側両端の重なり位置が、排出溝４０の上流側端部に設けられた貫通穴４１と連通する。   The separation element 30b provided on the lower surface 12b of the second flat plate 12 has substantially the same shape as the separation element 30a provided on the upper surface 12a (the same shape or a shape reversed left and right with the flow direction axis as the symmetry axis). It is. Six separation elements 30b are provided on the lower surface 12b of the second flat plate 12, and are arranged in a substantially fluid passage direction. The separation element 30 b provided on the most upstream side communicates with the through hole 24 provided on the downstream end portion of the introduction groove 20. In addition, the separation element provided on the most downstream side communicates with the through hole 41 provided at the upstream end of the discharge groove 40 at the overlapping position of both ends on the downstream side.

上側表面及び下側表面に設けられた合計１１個の分離エレメント３０ａ，３０ｂは、１の表面に設けられた分離エレメントの下流側端部の重なり位置が、他の表面に設けられた分離エレメントの供給口と連通する貫通穴によって１つの流路を形成するように連通する。すなわち、導入溝２０に導入された流体は、その下流側端部に設けられている貫通穴２４を通って下側表面１２ｂに設けられた最上流側の分離エレメント３０ｂに導入され、その後上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａと下側表面１２ｂに設けられた分離エレメント３０ｂとを交互に流動して、下側表面の最下流側の分離エレメントの下流側端部の重なり位置から貫通穴４１を通って排出溝４０に連通し、排出口１９から平板静止型混合器１の外部へ排出される。   A total of eleven separation elements 30a and 30b provided on the upper surface and the lower surface are arranged such that the overlapping position of the downstream end of the separation element provided on one surface is the same as that of the separation element provided on the other surface. It communicates so as to form one flow path by a through hole communicating with the supply port. That is, the fluid introduced into the introduction groove 20 is introduced into the separation element 30b on the most upstream side provided in the lower surface 12b through the through hole 24 provided in the downstream end thereof, and then the upper surface. The separation element 30a provided on 12a and the separation element 30b provided on the lower surface 12b flow alternately, and the through hole 41 extends from the overlapping position of the downstream end of the most downstream separation element on the lower surface. Then, it communicates with the discharge groove 40 and is discharged from the discharge port 19 to the outside of the flat plate static mixer 1.

図４に第２平板１２に設けられた分離エレメントの構成を示す。図４は、第２平板を上側表面からみた平面図であり、上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａは視認することができるが、下側表面１２ｂに設けられた分離エレメント３０ｂは、視認することができないため、破線によりこれを示している。分離エレメントは、流体の供給口３１と、供給口から流体の略通過方向に直交する方向に延在する分離流路３２，３３とを備える。分離流路は、その下流側端部領域が流体の略通過方向に並ぶよう屈曲している。略通過方向に並ぶ下流側端部領域は、裏面側の分離エレメントの供給口３１に連通し、分割流路により分割された流体が合流して１つの供給口にその界面を大きく乱すことなく流入する。   FIG. 4 shows the configuration of the separation element provided on the second flat plate 12. FIG. 4 is a plan view of the second flat plate as viewed from the upper surface, and the separation element 30a provided on the upper surface 12a can be visually recognized, but the separation element 30b provided on the lower surface 12b is visually recognized. This is indicated by a broken line because it cannot be done. The separation element includes a fluid supply port 31 and separation flow paths 32 and 33 extending from the supply port in a direction orthogonal to the fluid substantially passing direction. The separation flow path is bent so that the downstream end region is aligned in the fluid substantially passing direction. The downstream end region aligned in the substantially passing direction communicates with the supply port 31 of the separation element on the back surface side, and the fluid divided by the divided flow path joins and flows into one supply port without greatly disturbing the interface. To do.

裏面の分離エレメントでは、その１つ上流の分離エレメントの下流側端部領域の重なり部分により形成された界面と直交する方向に流体を分割し、当該分割流路の下流側端部領域において当該流体の界面を乱すことなく合流して供給口３１に流入する。   In the separation element on the back surface, the fluid is divided in a direction perpendicular to the interface formed by the overlapping portion of the downstream end region of the one upstream separation element, and the fluid is separated in the downstream end region of the divided flow path. The water flows together and flows into the supply port 31 without disturbing the interface.

図５Ａ，図５Ｂに分離エレメントにより形成される流路の具体的構成について説明する。上述のように、分離エレメントは、第２平板１２の両面に第２平板の厚み方向に貫通しないように設けられた流路形成用溝で構成されており、当該分離エレメントにより形成される流路は、図５Ｂにしめすように形成される。図５Ａ，図５Ｂは、３つの分離エレメントにより形成される流路の構成を示す斜視図である。すなわち、上側表面１２ａに設けられた分離エレメントとの分割流路の重なり領域と下側表面１２ｂに設けられた分離エレメントの供給口３１は、第２平板の厚み方向に連続して形成される。また、図５Ａに示したように第２平板の厚み寸法に対して分離エレメントの溝の深さは２分の１以下であるので、２つの分離エレメントの間に第２平板の厚み方向に延在する流路３７を形成して、２つの分離エレメントを連通させる。以下、説明の便宜のため、図５Ａを用いて２つの分離エレメントにより形成される流路について説明する。   A specific configuration of the flow path formed by the separation element will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. As described above, the separation element is configured by the flow path forming groove provided on both surfaces of the second flat plate 12 so as not to penetrate in the thickness direction of the second flat plate, and the flow path formed by the separation element. Is formed as shown in FIG. 5B. 5A and 5B are perspective views showing the configuration of a flow path formed by three separation elements. In other words, the overlapping region of the divided flow path with the separation element provided on the upper surface 12a and the supply port 31 of the separation element provided on the lower surface 12b are formed continuously in the thickness direction of the second flat plate. Further, as shown in FIG. 5A, since the depth of the groove of the separation element is less than half of the thickness dimension of the second flat plate, it extends in the thickness direction of the second flat plate between the two separation elements. An existing flow path 37 is formed to communicate the two separation elements. Hereinafter, for convenience of explanation, a flow path formed by two separation elements will be described with reference to FIG. 5A.

分離エレメントは、流体が導入される供給口３１の直径と略同じ幅であり、供給路から流体の略通過方向に対して垂直方向に延在する２つの分割流路３２，３３を備える。分割流路３２，３３は、その下流側端部３４，３５が流体の略通過方向に重なるように屈曲し、互いに混流しないように間に仕切り壁３６を備える。分割流路３２，３３は、図５Ｂにおいて右側の流路３３が流体の流動距離が長くなるため、その幅寸法Ｌ２が左側の流路３２の幅寸法Ｌ１よりも大きく構成されており、供給口３１から供給された流体が略均等に双方の分割流路３２，３３に流動するように圧力損失が略等しくなるように形成されている。分割流路の幅（Ｌ１又はＬ２）対深さ（Ｈ１）は、供給口３１の直径をＤとすると、Ｈ１：Ｄが３：４〜５：４程度、Ｌ１：Ｈ１が３：４〜１：１、Ｌ２：Ｈが１：３〜２：３程度が好ましい。本実施形態では、Ｈ１／Ｄが１．０，Ｌ１／Ｈ１が０．８５，Ｌ２／Ｈが０．５となるように、流路寸法を設計した。   The separation element has two divided flow paths 32 and 33 that have substantially the same width as the diameter of the supply port 31 into which the fluid is introduced, and extend in a direction perpendicular to the substantially passage direction of the fluid from the supply path. The divided flow paths 32 and 33 are bent so that their downstream end portions 34 and 35 overlap in a substantially fluid passage direction, and include a partition wall 36 so as not to mix with each other. The divided flow paths 32 and 33 have a width L2 larger than the width L1 of the left flow path 32 because the flow path of the right flow path 33 in FIG. The pressure loss is substantially equal so that the fluid supplied from 31 flows into both the divided flow paths 32 and 33 substantially equally. The width (L1 or L2) vs. depth (H1) of the divided flow path is such that H1: D is about 3: 4 to 5: 4, and L1: H1 is 3: 4 to 1, assuming that the diameter of the supply port 31 is D. : 1, L2: H is preferably about 1: 3 to 2: 3. In this embodiment, the flow path dimensions are designed so that H1 / D is 1.0, L1 / H1 is 0.85, and L2 / H is 0.5.

分割流路の下流側端部３４，３５が近接した２つの分割流路は、第２平板の厚み方向に延在する１つの流路３７に連通する。上述のように分割流路の下流側端部は、流体の略通過方向に並ぶように配置されるため、分割流路３２，３３により分割された流体はその界面が流体の略通過方向に並んで厚み方向流路３７を通り、下側表面１２ｂに設けられた分離エレメント３０ｂの供給口３１に流体が供給される。   The two divided flow channels in which the downstream ends 34 and 35 of the divided flow channels are close to each other communicate with one flow channel 37 extending in the thickness direction of the second flat plate. As described above, the downstream end portions of the divided flow paths are arranged so as to be aligned in the substantially fluid passing direction, so that the interfaces of the fluid divided by the divided flow paths 32 and 33 are aligned in the substantially fluid passing direction. Then, the fluid is supplied to the supply port 31 of the separation element 30b provided on the lower surface 12b through the thickness direction flow path 37.

下側表面１２ｂに設けられた分離エレメントは、流体の略通過方向に直交する方向に流体を分割して流動させる。その結果、上側表面１２ａの分割流路の下流側端部３４，３５で流体の略通過方向に並ぶように合流した流体の界面に対して直交する方向に分割される。   The separation element provided on the lower surface 12b divides and flows the fluid in a direction substantially perpendicular to the fluid passage direction. As a result, the downstream end portions 34 and 35 of the divided flow path of the upper surface 12a are divided in the direction orthogonal to the interface of the fluids joined so as to be aligned in the fluid passing direction.

図５Ａ，図５Ｂの分離エレメントにより流体が分割、混合される原理を図６により説明する。図６は、第２平板１２ｂを下側表面からみたときの拡大図である。第２平板１２の上側表面に設けられた導入溝２０の上流側端部から供給された相互溶解性のある２種類の流体（図６では、流体の種別を明確にするために一方に斜線を付して区別することとする。）は、層流状態で導入溝２０を流動し、互いに混ざることなく最上流側の分離エレメント３０ｂに導入される。   The principle that the fluid is divided and mixed by the separation element shown in FIGS. 5A and 5B will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the second flat plate 12b as viewed from the lower surface. Two types of fluids having mutual solubility supplied from the upstream end of the introduction groove 20 provided on the upper surface of the second flat plate 12 (in FIG. 6, in order to clarify the type of fluid, one side is hatched. Are flown through the introduction groove 20 in a laminar flow state, and are introduced into the separation element 30b on the uppermost stream side without being mixed with each other.

最上流側の分離エレメントでは、導入された流体の界面に対して直交するように分割流路３２，３３が延在しているので、理想的には、図６において下側の分割流路３２に流体Ａが流動し、図６において上側の分割流路３３に流体Ｂが流動する。２つの流体は、分割流路を通り、下流側端部において流体の略通過方向に並び厚み方向流路３７に導入される。両流体は層流で流動しているため、分割流路の下流側端部の並び方向により決定される流体間の界面を乱すことなく２層の状態で流路３７を透過し、上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａの供給口３１に到達する。すなわち流体層の配列の向きが変更される。   In the separation element on the most upstream side, the divided flow paths 32 and 33 extend so as to be orthogonal to the interface of the introduced fluid. Ideally, the lower divided flow path 32 in FIG. The fluid A flows in FIG. 6, and the fluid B flows in the upper divided flow path 33 in FIG. The two fluids pass through the divided flow paths, and are introduced into the thickness direction flow path 37 in the downstream direction at the downstream end in the substantially fluid passing direction. Since both fluids are flowing in a laminar flow, the upper surface 12a passes through the flow path 37 in a two-layer state without disturbing the interface between the fluids determined by the arrangement direction of the downstream end portions of the divided flow paths. It reaches the supply port 31 of the separation element 30a provided in. That is, the orientation of the fluid layer arrangement is changed.

上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａでは、流体の界面に直交するように流体を分割して界面を乱すことなく層流状態で流体を流動する。同様に分割流路の下流側端部では、流体が略通過方向に４層に並んで流路３７に導入されるため、さらに分離エレメント３０ａにおいて流体が２分割されたこととなる。すなわち、導入溝２０からみて流体は２分割されたこととなる。   In the separation element 30a provided on the upper surface 12a, the fluid is divided so as to be orthogonal to the interface of the fluid, and the fluid flows in a laminar flow state without disturbing the interface. Similarly, at the downstream end of the divided flow path, the fluid is introduced into the flow path 37 in four layers in the substantially passing direction, so that the fluid is further divided into two in the separation element 30a. That is, the fluid is divided into two when viewed from the introduction groove 20.

同様に上側表面１２ａに設けられた分離エレメント３０ａを通過した流体は、下側表面１２ｂに設けられた２番目の分離エレメントでその界面に直交するように分割され、下流側端部で流体の略通過方向に合流される。この分離エレメントにおいて流体はさらに２分割されるため、その流路３７を透過する流体は８層の状態で流動することとなる。すなわち、導入溝２０からみて流体は４（＝２２）分割されたこととなる。 Similarly, the fluid that has passed through the separation element 30a provided on the upper surface 12a is divided by the second separation element provided on the lower surface 12b so as to be orthogonal to the interface, and the fluid is substantially reduced at the downstream end. Merged in the passing direction. Since the fluid is further divided into two in this separation element, the fluid that permeates the flow path 37 flows in a state of eight layers. That is, the fluid is divided into 4 (= 2 2 ) when viewed from the introduction groove 20.

このようにして第２平板に設けられた分離エレメントを通過するごとに流体は２分割されることとなり、ｎ個の分離エレメントを通過した流体は２ｎ−１の層に分割する。 Thus, every time the separation element provided on the second flat plate passes, the fluid is divided into two, and the fluid that has passed through the n separation elements is divided into 2 n−1 layers.

このように、本実施形態にかかる平板静止型混合器は、複数が直列に接続して直線状に配置された分離エレメントを流体が通過する間に、分離統合を繰り返すことによって２つの流体を混合することができる。   As described above, the flat plate static mixer according to the present embodiment mixes two fluids by repeating separation and integration while the fluid passes through the separation elements arranged in series and arranged in a straight line. can do.

なお、変形例として、分離エレメントが必ずしも直線上に直列には位置されている必要はなく、例えば、図７Ａ，図７Ｂのように配列してもよい。具体的には、図７Ａの変形例では、複数の分離エレメントを直列に接続した分離エレメントの列が、蛇行して屈曲した状態に配置され、図の左上に設けられた導入溝２０から２種類の流体が供給され、当該分離エレメントを通過して図の右下に設けられた排出溝４０を通って流体が外部へ排出する。このように蛇行して設けられた分離エレメントの列を用いることにより、多数の分離エレメントを設けることができ、混合しにくい２つの流体を混合させることができる。   As a modification, the separation elements do not necessarily have to be arranged in series on a straight line, and may be arranged as shown in FIGS. 7A and 7B, for example. Specifically, in the modification of FIG. 7A, a row of separation elements in which a plurality of separation elements are connected in series is arranged in a meandering and bent state, and two types are introduced from the introduction groove 20 provided in the upper left of the figure. The fluid is supplied, passes through the separation element, and is discharged to the outside through the discharge groove 40 provided in the lower right of the figure. By using a row of separation elements provided meandering in this way, a large number of separation elements can be provided, and two fluids that are difficult to mix can be mixed.

図７Ｂの変形例では、直列に連結された分離エレメントの列が４本並列に設けられている。４本の分離エレメントの列に異なる種類の流体をそれぞれ供給する導入溝が平板の両面にそれぞれ設けられている。すなわち、上記例のように同じ面に導入溝を設けると、それぞれの流体を分離エレメントの列に供給するまでの間に導入溝が交差するため、これをさけるために、それぞれの種類の液体を平板の両面に設けた導入溝により４つの分離エレメントの列にまで連通させたものである。   In the modification of FIG. 7B, four rows of separation elements connected in series are provided in parallel. Introducing grooves for supplying different types of fluid to the four separation element rows are provided on both sides of the flat plate. That is, when the introduction grooves are provided on the same surface as in the above example, the introduction grooves intersect before each fluid is supplied to the row of separation elements. It is made to communicate to the row | line | column of four separation elements by the introduction groove | channel provided in the both surfaces of the flat plate.

また、本実施形態にかかる平板静止型混合器の別の変形例としては、図８に示すような構造としてもよい。図８に示した平板静止型混合器２は、２枚の平板５４，５５で構成されている。２枚の平板には、それぞれ片面に流路形成用溝３０が設けられており、他の平板との接合面とで囲まれた空間を流体の流路として形成される。   Moreover, as another modification of the flat plate static mixer according to the present embodiment, a structure as shown in FIG. 8 may be used. The flat plate static mixer 2 shown in FIG. 8 is composed of two flat plates 54 and 55. The two flat plates are each provided with a flow path forming groove 30 on one side, and a space surrounded by a joint surface with the other flat plate is formed as a fluid flow path.

第１平板５４は、上側表面５４ａには流路形成用溝は設けられておらず、下側表面に導入溝２０ｄ、分離エレメント３０ａ、排出溝４０ｄが設けられている。また、第２平板５５には、上側表面５５ａに分離エレメント３０ｂが設けられており、下側表面には流路形成用溝は設けられていない。第１及び第２平板に設けられている分離エレメントは、図５Ａなどに示された分離エレメントと大略同じ構成であるが、本変形例の分離エレメントは、流体が分離エレメントを形成する溝の底側から供給される構成ではなく、溝の開放側から供給されるように構成されているため、供給口としての開口が設けられていない。   The first flat plate 54 is not provided with a channel forming groove on the upper surface 54a, but is provided with an introduction groove 20d, a separation element 30a, and a discharge groove 40d on the lower surface. Further, the second flat plate 55 is provided with the separation element 30b on the upper surface 55a, and no flow path forming groove is provided on the lower surface. The separation elements provided on the first and second flat plates have substantially the same configuration as the separation element shown in FIG. 5A, etc., but the separation element of this modification is the bottom of the groove where the fluid forms the separation element. Since it is configured not to be supplied from the side but from the open side of the groove, an opening as a supply port is not provided.

第１平板５４及び第２平板５５に設けられている分離エレメントは、両平板が積層された時に、導入溝２０ｄの下流側端部と第２平板５５の最上流側分離エレメント３０ｂの分割流路の中央部分が当接するように配置される。また、一方の平板の分離エレメント３０ａの分割流路の中央部分と、他方の平板の分割流路の下流側端部の重なり部分とが対応するように配置される。また、第２平板５５の最下流側の分離エレメントの分割流路の下流側端部の重なり部分と排出流路の上流側端部とが当接するように配置される。   The separation elements provided on the first flat plate 54 and the second flat plate 55 are divided flow paths between the downstream end of the introduction groove 20d and the most upstream separation element 30b of the second flat plate 55 when both flat plates are laminated. It arrange | positions so that the center part of may contact | abut. Further, the central portion of the divided flow path of the separation element 30a on one flat plate and the overlapping portion of the downstream end portion of the divided flow passage on the other flat plate are arranged to correspond to each other. In addition, the second flat plate 55 is disposed so that the overlapping portion of the downstream end of the divided flow path of the separation element on the most downstream side of the second flat plate 55 abuts the upstream end of the discharge flow path.

このように第１及び第２平板５４，５５の流路形成用溝が互いに対向するように２枚の平板を重ねることにより、導入溝２０ｄから排出溝４０ｄまでが連通した流路として形成され、当該流路に流体を流すことによって流体が混合する。   In this way, by overlapping the two flat plates so that the flow path forming grooves of the first and second flat plates 54 and 55 face each other, a flow path from the introduction groove 20d to the discharge groove 40d is formed, The fluid is mixed by flowing the fluid through the flow path.

次に、図８Ａの平板静止型混合器のさらなる変形例として、図８Ｂに示すような構成の平板静止型混合器について説明する。図８Ｂに示す平板静止型混合器は、図８Ａに示したものと大略同じであるが、３枚の平板で構成されており、中央の中間平板５６が、パッキンとして設けられている点が異なる。すなわち、図８Ａに示した第１平板５４，第２平板５５と略同じ構成の平板の間に、第１平板５４，第２平板５５に設けられた流路形成用溝同士の対向部分に円形の貫通穴３８を備えた中間平板５６を設けた構成である。   Next, as a further modification of the flat plate static mixer of FIG. 8A, a flat plate static mixer having the configuration shown in FIG. 8B will be described. The flat plate type mixer shown in FIG. 8B is substantially the same as that shown in FIG. 8A, except that it is composed of three flat plates, and the middle intermediate flat plate 56 is provided as a packing. . That is, a circular portion is formed between the first flat plate 54 and the second flat plate 55 shown in FIG. 8A in a portion opposite to the flow path forming grooves provided on the first flat plate 54 and the second flat plate 55. It is the structure which provided the intermediate | middle flat plate 56 provided with the through-hole 38 of this.

図８Ｂにかかる平板静止型混合器は、中間平板５６がパッキンとして機能するため、第１及び第２平板５４，５５の当接面の間から流体が漏れ出すことを防止することができる。よって、例えば、高圧で流動させる必要がある流体などを、効果的に混合させるような場合に好適に使用することができる。また、分解掃除が容易であり、第１平板５４、第２平板５５を伝熱面とする場合には、それらの板に流路形成用溝が設けられているので、高い熱交換速度を得ることができ、かつ流体温度の均一化も容易である。   In the flat plate static mixer according to FIG. 8B, the intermediate flat plate 56 functions as a packing, so that fluid can be prevented from leaking from between the contact surfaces of the first and second flat plates 54 and 55. Therefore, for example, a fluid that needs to flow at a high pressure can be suitably used in the case where the fluid is effectively mixed. In addition, when the first flat plate 54 and the second flat plate 55 are used as heat transfer surfaces, since the flow path forming grooves are provided in the plates, a high heat exchange rate is obtained. It is possible to make the fluid temperature uniform.

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態にかかる平板静止型混合器について説明する。図９は、本発明の第２実施形態にかかる平板静止型混合器の外観を模式的に示した斜視図である。図９の平板静止型混合器４は、３枚の平板６１，６２，６３が積層するように組み合わさっており、混合する対象である第１及び第２流体がそれぞれ導入される第１及び第２導入管６４，６５と、第１及び第２流体が混合された混合物が排出される排出管６６を備えている。第１及び第２導入管６４，６５を通って導入された第１及び第２流体は、統合されて界面を有する層流となって通過方向に向かって流れ、３枚の平板６１，６２，６３の当接面に設けられた流路１０を通る間に混合されて排出管６６から排出される。第１から第３平板６１，６２，６３は、すべて同じ外径寸法を有する平板である。平板の材質は特に限定されるものではなく、当接面の密着性が確保できるものであれば樹脂、金属、ガラスなどが使用できる。また、平板ごとに材質を変更してもよい。 (Second Embodiment)
Next, a flat plate static mixer according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a perspective view schematically showing the appearance of a flat plate static mixer according to the second embodiment of the present invention. The flat plate-type mixer 4 of FIG. 9 is combined so that three flat plates 61, 62, 63 are stacked, and the first and second fluids to be mixed are respectively introduced into the first and second fluids. 2 and a discharge pipe 66 through which the mixture of the first and second fluids is discharged. The first and second fluids introduced through the first and second introduction pipes 64 and 65 are integrated into a laminar flow having an interface and flow toward the passage direction, and the three flat plates 61, 62, The liquid is mixed while passing through the flow path 10 provided on the contact surface 63 and discharged from the discharge pipe 66. The first to third flat plates 61, 62, 63 are all flat plates having the same outer diameter. The material of the flat plate is not particularly limited, and a resin, metal, glass, or the like can be used as long as the adhesion of the contact surface can be ensured. Moreover, you may change a material for every flat plate.

図１０は、図９の平板静止型混合器４の流路構造を示す分解斜視図である。平板静止型混合器４は、第１平板６１の下側表面に設けられた連結溝８１、第３平板６３の上側表面６３ａに設けられた連結溝８２、第２平板６２に厚み方向に貫通したＹ字形の貫通溝８０（以下、Ｙ字形溝と略記する。）及び排出溝７８との間で画定された領域を流体を流動させるための流路１０ｆとして形成する。なお、後述するように第１から第３平板に設けられたそれぞれの溝は、その対応部分において円形の流路を形成しやすいようにすべての端部が円弧状に構成されている。   FIG. 10 is an exploded perspective view showing the flow path structure of the flat plate static mixer 4 of FIG. The flat plate-type mixer 4 penetrates the connecting groove 81 provided on the lower surface of the first flat plate 61, the connecting groove 82 provided on the upper surface 63a of the third flat plate 63, and the second flat plate 62 in the thickness direction. A region defined between the Y-shaped through groove 80 (hereinafter abbreviated as Y-shaped groove) and the discharge groove 78 is formed as a flow path 10f for allowing fluid to flow. Note that, as will be described later, each groove provided in the first to third flat plates has an arc shape at all ends so that a circular flow path can be easily formed at the corresponding portion.

第１平板６１には、図１１Ａに示すように、第２導入管６５に連通し、第２平板６２に設けられたＹ字形溝８０に流体を導くための第１平板を貫通する供給口６７と、混合された流体を排出溝７８から排出管１６に導くために第１平板を貫通する排出口６９とが設けられている。また、上述のように第１平板６１の下側表面には連結溝８１が形成されており、第２平板に設けられた２つのＹ字形溝８０を連結する。連結溝８１は、分離エレメントの分割流路の一部として機能するものである。   As shown in FIG. 11A, the first flat plate 61 communicates with the second introduction pipe 65 and feeds through the first flat plate 67 for guiding fluid to the Y-shaped groove 80 provided in the second flat plate 62. And a discharge port 69 penetrating the first flat plate for guiding the mixed fluid from the discharge groove 78 to the discharge pipe 16. As described above, the connecting groove 81 is formed on the lower surface of the first flat plate 61 to connect the two Y-shaped grooves 80 provided on the second flat plate. The connecting groove 81 functions as a part of the divided flow path of the separation element.

第３平板１３には、図１１Ｃに示すように、第１導入管６４に連通し、第２平板６２に設けられたＹ字形溝８０に流体を導くための、第３平板を貫通する供給口６８が設けられている。また、上述のように第３平板６３の上側表面６３ａには連結溝８２が形成されており、第２平板に設けられた２つのＹ字形溝８０を連結する。連結溝８２は、分離エレメントの分割流路の一部として機能するものである。   As shown in FIG. 11C, the third flat plate 13 communicates with the first introduction pipe 64 and feeds a fluid into a Y-shaped groove 80 provided in the second flat plate 62 and penetrates the third flat plate. 68 is provided. As described above, the connecting groove 82 is formed on the upper surface 63a of the third flat plate 63, and the two Y-shaped grooves 80 provided on the second flat plate are connected. The connecting groove 82 functions as a part of the divided flow path of the separation element.

第２平板６２は、図１１Ｂに示すように、厚み方向に貫通して形成された４つのＹ字形溝８０と排出溝７８とを備える。流路形成用溝８０は、流路の断面積が略正方形になるように構成され、いずれも同じ方向に直線状に並んで配列されている。Ｙ字形溝８０は、その形状から、流体が供給される経路であって分岐部分までの単一部分８５（Ｙの文字の縦軸部分に相当）と、単一部分から分岐した２つの部分である分岐部分８６（Ｙの文字の斜めに延在する部分）とを備える。単一部分と２つの分岐部分との隣接した２つの溝がそれぞれなす角度は１２０゜となるように構成されている。   As shown in FIG. 11B, the second flat plate 62 includes four Y-shaped grooves 80 and discharge grooves 78 formed so as to penetrate in the thickness direction. The flow path forming grooves 80 are configured so that the cross-sectional area of the flow path is substantially square, and are all arranged in a straight line in the same direction. The Y-shaped groove 80 is a path through which a fluid is supplied and a single portion 85 (corresponding to a vertical axis portion of the letter Y) to which the fluid is supplied, and a branch that is two portions branched from the single portion. A portion 86 (a portion extending diagonally of the letter Y). The angle formed by two adjacent grooves of the single portion and the two branch portions is 120 °.

分岐部分８６は、流体を２つに分離する分離エレメントの分割流路の一部として機能するものであり、単一部分８５は分割流路から合流した分流流体を合流して流す合流経路として機能するものである。最も上流側に設けられたＹ字形溝の単一部分８５の上流側端部８３は、第１及び第３平板６１，６３に設けられた供給口６７，６８と対応する位置に設けられる。上流側端部８３から供給された流体は、単一部分８５に沿って流れ、途中で分岐部分８６により２つに分割される。分岐部分８６の下流側端部８４は、それぞれ第１平板６１に設けられた連結溝８１の上流側端部８１ａと、第３平板６３に設けられた連結溝８２の上流側端部８２ａと対応する位置に設けられる。すなわち、流体は分岐部分から第１平板６１に設けられた連結溝８１と第３平板に設けられた連結溝８２に導入される。   The branching portion 86 functions as a part of the divided flow path of the separation element that separates the fluid into two, and the single portion 85 functions as a merged path for joining and flowing the diverted fluid merged from the divided flow path. Is. The upstream end 83 of the single portion 85 of the Y-shaped groove provided on the most upstream side is provided at a position corresponding to the supply ports 67 and 68 provided on the first and third flat plates 61 and 63. The fluid supplied from the upstream end 83 flows along the single portion 85 and is divided into two by the branch portion 86 in the middle. The downstream end portion 84 of the branching portion 86 corresponds to the upstream end portion 81 a of the connection groove 81 provided in the first flat plate 61 and the upstream end portion 82 a of the connection groove 82 provided in the third flat plate 63, respectively. It is provided in the position to do. That is, the fluid is introduced from the branching portion into the connecting groove 81 provided in the first flat plate 61 and the connecting groove 82 provided in the third flat plate.

また、第１平板に設けられた連結溝８１と第３平板に設けられた連結溝８２の下流側端部８１ｂ，８２ｂは、次のＹ字形溝８０ａの上流側端部８３ａと対応する位置に設けられる。   Further, the downstream end portions 81b and 82b of the connecting groove 81 provided in the first flat plate and the connecting groove 82 provided in the third flat plate are at positions corresponding to the upstream end portion 83a of the next Y-shaped groove 80a. Provided.

排出溝７８は、その上流側端部７８と第１平板に設けられた最下流側の連結溝８１ｆと第３平板に設けられた最下流側の連結溝８２ｆの下流側端部と対応する位置に設けられた１本の溝であり、下流側端部７８ｂは、第１平板６１の排出口６９に連通する。   The discharge groove 78 corresponds to the downstream end of the upstream end 78, the most downstream connection groove 81f provided on the first flat plate, and the most downstream connection groove 82f provided on the third flat plate. The downstream end portion 78 b communicates with the discharge port 69 of the first flat plate 61.

なお、本実施形態にかかる平板静止型混合器は、各平板６１，６２，６３の当接面の間に配置され各平板６１，６２，６３と同じ外径寸法のパッキン７０，７２を備える。第１パッキン７０は、図１１Ｄに示すように、第１平板６１の下側表面６１ｂと第２平板の上側表面６２ａとの間に設けられ、第１平板６１と第２平板６２とに設けられた２つの溝が重なる部分に円形の貫通穴７１を備える。第２パッキン７２は、図１１Ｅに示すように、第２平板６２の下側表面６２ｂと第３平板の上側表面６３ａとの間に設けられ、第２平板６２と第３平板６３とに設けられた２つの溝が重なる部分に円形の貫通穴７３を備える。第１及び第２パッキンに設けられた貫通穴は、後述するように流体が流れる流路の一部を形成する。   The flat plate static mixer according to this embodiment includes packings 70 and 72 that are disposed between the contact surfaces of the flat plates 61, 62, and 63 and have the same outer diameter as the flat plates 61, 62, and 63. As shown in FIG. 11D, the first packing 70 is provided between the lower surface 61 b of the first flat plate 61 and the upper surface 62 a of the second flat plate, and is provided on the first flat plate 61 and the second flat plate 62. A circular through hole 71 is provided in a portion where the two grooves overlap. As shown in FIG. 11E, the second packing 72 is provided between the lower surface 62b of the second flat plate 62 and the upper surface 63a of the third flat plate, and is provided on the second flat plate 62 and the third flat plate 63. A circular through hole 73 is provided in a portion where the two grooves overlap. The through holes provided in the first and second packings form part of a flow path through which fluid flows, as will be described later.

図１２に第１から第３平板が積層された時に形成される流路構成を示す。図１２では、説明の便宜のため、パッキン７１，７２により形成される流路については記載を省略している。流体は、流路８１及び８２を通って流路８０に供給され、流路８０の途中で左右方向に分岐した流路８６により分割される。また、分岐した分割流路の下流側端部８４は、流路８１，８２に連通し、分割された流体が上下方向から合流して１つの下流側の流路８０ｂに供給される。   FIG. 12 shows a flow path configuration formed when the first to third flat plates are laminated. In FIG. 12, for the convenience of explanation, the description of the flow path formed by the packings 71 and 72 is omitted. The fluid is supplied to the flow path 80 through the flow paths 81 and 82 and is divided by the flow path 86 branched in the left-right direction in the middle of the flow path 80. Further, the downstream end 84 of the branched flow path that is branched communicates with the flow paths 81 and 82, and the divided fluids merge from the vertical direction and are supplied to one downstream flow path 80b.

本実施形態の平板静止型混合器４は、３次元屈曲流路内の流体界面回転を利用したものである。図１３Ａ及び図１３Ｂは、３次元屈曲流路内の流体界面回転について説明する図である。なお、図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、出口流路９２の断面は紙面方向奥行きに流れる流体の断面である。図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、矩形断面を持つ入り口流路９０とそれから進行方向９４に向かって右側に角度をα回転した方向９５に延在する矩形断面の出口流路９２があり、これらの２つの流路は高さ方向に異なった位置に設けられ、垂直な円形流路９１で接続されている３次元屈曲流路について、界面を有する流体を流したとき、その界面の角度が変更する。すなわち、図１３Ａに示すように、入り口流路９０に対して出口流路９２が高い位置にある場合は、直線状の界面を有する流体を入り口流路９０から流した場合、出口流路９２では、その界面は流体のレイノルズ数が約２以下では右方向にα度傾いて流動する。   The flat plate static mixer 4 of the present embodiment uses fluid interface rotation in a three-dimensional bent flow path. 13A and 13B are diagrams illustrating fluid interface rotation in the three-dimensional bent channel. 13A and 13B, the cross section of the outlet channel 92 is a cross section of the fluid flowing in the depth in the paper surface. As shown in FIGS. 13A and 13B, there are an inlet channel 90 having a rectangular section and an outlet channel 92 having a rectangular section extending in a direction 95 rotated to the right by an angle α toward the traveling direction 94. These two flow paths are provided at different positions in the height direction, and when a fluid having an interface flows through a three-dimensional bent flow path connected by a vertical circular flow path 91, the angle of the interface changes. To do. That is, as shown in FIG. 13A, when the outlet channel 92 is at a higher position than the inlet channel 90, when a fluid having a straight interface flows from the inlet channel 90, When the fluid has a Reynolds number of about 2 or less, the interface flows with an inclination of α degrees to the right.

一方、図１３Ｂに示すように入り口流路９０に対して出口流路９２が低い位置にある場合は、直線状の界面を有する流体を入り口流路９０から流した場合、出口流路９２では、その界面は流体のレイノルズ数が約２以下では左方向にα度傾いて流動する。   On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the outlet channel 92 is at a lower position than the inlet channel 90, when a fluid having a straight interface flows from the inlet channel 90, The interface flows with an inclination of α degrees to the left when the Reynolds number of the fluid is about 2 or less.

本実施形態にかかる平板静止型混合器４は、図１３Ａ，図１３Ｂに示すように、分離エレメントとして、２つの正方形溝流路が円形流路で連結されている流路において、液面界面が流路断面に対して相対的に回転すること及び流路の分割と重ね合わせを異なる方向から行うことによって流体の２分割混合を連続的に行うものである。すなわち、上下方向に並んで配置された供給口６７，６８からそれぞれ導入された流体は、図１４に示すように、水平方向に延在する界面を備えた流体として第２平板に設けられた流路８５を流れる。流路８５は、途中で水平方向に２つに分岐しているので、流体の界面に直交するように流体が分割され、流路８６を流動する。   As shown in FIGS. 13A and 13B, the flat plate static mixer 4 according to the present embodiment has a liquid level interface in a flow path in which two square groove flow paths are connected by a circular flow path as a separation element. By rotating relatively with respect to the cross section of the flow path and dividing and superimposing the flow paths from different directions, the fluid is divided into two parts continuously. That is, as shown in FIG. 14, the fluid introduced from the supply ports 67 and 68 arranged side by side in the vertical direction is a flow provided on the second flat plate as a fluid having an interface extending in the horizontal direction. It flows through the road 85. Since the flow path 85 is branched into two in the horizontal direction in the middle, the fluid is divided so as to be orthogonal to the interface of the fluid and flows through the flow path 86.

図１４において、奥に位置する分岐部分８６ａでは、分岐部分８６ａと上位に存在する第１平板６１に設けられた連結溝８１とは、パッキン７０に設けられた貫通穴７１によって形成された円形通路８８ａを上向きに通り、進行方向右向きに１２０度屈曲している。よって、連結溝８１を流れる流体は、進行方向に対して右向きに１２０度回転する。   In FIG. 14, in the branching portion 86 a located at the back, the branching portion 86 a and the connection groove 81 provided in the first flat plate 61 existing above the circular passage formed by the through hole 71 provided in the packing 70. It passes through 88a upward and is bent 120 degrees to the right in the direction of travel. Therefore, the fluid flowing through the connecting groove 81 rotates 120 degrees to the right with respect to the traveling direction.

そして、連結溝８１に対して下位に存在する下流側の単一部分８５ｂに流動するときに、流体は、パッキン７０に設けられた貫通穴７１によって形成された円形通路８９ａを下向き通り、その進行方向は左向きに６０度屈曲されるので、界面が進行方向に対して右向きに６０度回転する。すなわち、１つの分離エレメントの分割流路を通過する間に、１８０度界面が回転して、合流流路８５ｂに連通することとなる。   When the fluid flows to the downstream single portion 85 b existing below the connecting groove 81, the fluid passes downward through the circular passage 89 a formed by the through hole 71 provided in the packing 70, and its traveling direction Is bent 60 degrees to the left, the interface rotates 60 degrees to the right with respect to the direction of travel. That is, while passing through the divided flow path of one separation element, the 180-degree interface rotates and communicates with the merge flow path 85b.

一方、図１４において手前に位置する分岐部分８６ｂでは、分岐部分８６ｂと下位に存在する第３平板６３に設けられた連結溝８２とは、パッキン７２に設けられた貫通穴７３によって形成された円形通路８９ｂを下向きに通り、進行方向左向きに１２０度屈曲している。よって、流路８１を流れる流体は、進行方向に対して右向きに１２０度回転する。   On the other hand, in the branching portion 86b positioned in the foreground in FIG. 14, the branching portion 86b and the connection groove 82 provided in the third flat plate 63 existing below are circular formed by the through holes 73 provided in the packing 72. It passes through the passage 89b downward and is bent 120 degrees to the left in the traveling direction. Therefore, the fluid flowing through the flow path 81 rotates 120 degrees to the right with respect to the traveling direction.

そして、連結溝８１に対して上位に存在する下流側の単一部分８５ｂに流動する場合は、流体は、パッキン７２に設けられた貫通穴７３によって形成された円形通路８８ｂを上向きに通り、その進行方向は右向きに６０度屈曲されるので、進行方向に対して右向きに６０度回転する。すなわち、１つの分離エレメントの分割流路を通過する間に、１８０度界面が回転して、合流流路８５ｂに合流することとなる。   When the fluid flows to the downstream single portion 85 b that is located higher than the connection groove 81, the fluid passes upward through the circular passage 88 b formed by the through hole 73 provided in the packing 72 and proceeds. Since the direction is bent 60 degrees rightward, it rotates 60 degrees rightward with respect to the traveling direction. That is, while passing through the divided flow path of one separation element, the 180-degree interface rotates to join the merge flow path 85b.

このように界面が１８０度回転した２つの流体が単一部分８５ｂの上流側端部で上下方向から合流するので、単一部分８５ｂを流れる流体は、３つの界面を有する４層の流体として流動する。すなわち、１つの分離エレメントを通過することにより流体は２つに分割、合流されるので、ｎ個の分離エレメントを通過すると２ｎ分割されることとなる。 As described above, the two fluids whose interfaces are rotated by 180 degrees merge from the upper and lower directions at the upstream end of the single portion 85b, so that the fluid flowing through the single portion 85b flows as a four-layer fluid having three interfaces. That is, since the fluid is divided into two and merged by passing through one separation element, it is divided into 2 n when passing through n separation elements.

このように、本実施形態にかかる平板静止型混合器は、直線状に配置された分離エレメントを流体が通過する間に、分割・合流を繰り返すことによって２つの流体を混合することができる。   As described above, the flat plate static mixer according to the present embodiment can mix two fluids by repeating division and merging while the fluid passes through the linearly arranged separation elements.

また、流路形成用溝を設ける場合、第２平板については、Ｙ字形溝を打ち抜くことにより容易に製造することができ、また、第１及び第３平板については、連結溝が１本の直線的な形状であるため容易に製造できる。よって、平板静止型混合器を簡単に製作することができる。   Further, when the flow path forming groove is provided, the second flat plate can be easily manufactured by punching the Y-shaped groove, and the first and third flat plates have a straight connection groove. Since it is a typical shape, it can be easily manufactured. Therefore, a flat plate static mixer can be easily manufactured.

本実施形態にかかる平板静止型混合器の変形例として、図１１Ｄ，図１１Ｅのパッキン部を省略することも可能である。その場合、Ｙ字形溝の下流端８６ａと連結溝８１の上流端の当接部断面が円形とならない。また、連結溝８１と下流のＹ字形溝との当接部断面も円形とならない。同様に、上流側Ｙ字形溝の一方の下端８６ｂと連結溝８２の当接断面、連結溝８２と下流Ｙ字形溝との当接断面も円形とならない。この場合、上記３つの当接断面の中で少なくともＹ字形溝の両下端と連結溝８１，８２の上流端の溝の部分を溝の幅より大きい直径を有する円弧状に構成すると、流路の曲がり角と流体界面の回転角との前記関係を概ね維持することができる。   As a modified example of the flat plate static mixer according to the present embodiment, the packing portion in FIGS. 11D and 11E can be omitted. In that case, the cross section of the contact portion between the downstream end 86a of the Y-shaped groove and the upstream end of the connecting groove 81 is not circular. Further, the cross section of the contact portion between the connecting groove 81 and the downstream Y-shaped groove is not circular. Similarly, the abutting cross section of one lower end 86b of the upstream Y-shaped groove and the connecting groove 82 and the abutting cross section of the connecting groove 82 and the downstream Y-shaped groove are not circular. In this case, if at least the lower ends of the Y-shaped grooves and the groove portions at the upstream ends of the connecting grooves 81 and 82 in the three abutting cross sections are formed in an arc shape having a diameter larger than the width of the grooves, The above relationship between the bending angle and the rotation angle of the fluid interface can be generally maintained.

なお、本実施形態にかかる平板静止型混合器の変形例として、図１５に示すように、それぞれの平板に設けられた各溝の対応部分の流路をより断面円形に形成するために、少なくとも一部の流路形成溝の端部を溝の幅より大きい直径を有する円弧状に構成してもよい。   As a modification of the flat plate static mixer according to the present embodiment, as shown in FIG. 15, in order to form the flow path of the corresponding portion of each groove provided on each flat plate in a more circular shape at least, You may comprise the edge part of some flow path formation grooves in the circular arc shape which has a diameter larger than the width | variety of a groove | channel.

図１５の例では、Ｙ字形溝の分岐部分８６と単一部分８５及び連結溝８１、８２のそれぞれの端部に溝幅Ｄ１よりも大径Ｄ２を有する円弧部分７４〜７７が設けられている。このように流路形成溝の端部に円弧部分を設けることにより、流路のつなぎ目部分において、２つの断面矩形状の流路のつなぎ目部分に断面円形の流路が形成されやすくなり、３次元屈曲流路内の流体界面回転がより確実に行われやすくなる。なお、円弧部分７４〜７７の直径寸法は、溝幅Ｄ１に対して１．２〜１．５程度にすることが好ましい。   In the example of FIG. 15, arc portions 74 to 77 having a diameter D2 larger than the groove width D1 are provided at the ends of the branch portion 86, the single portion 85, and the connecting grooves 81 and 82 of the Y-shaped groove. By providing an arc portion at the end of the flow path forming groove in this way, a circular flow path is easily formed at the joint between the flow paths having two rectangular cross sections at the joint of the flow paths. The fluid interface rotation in the bent channel is more easily performed. In addition, it is preferable that the diameter dimension of the circular arc parts 74-77 shall be about 1.2-1.5 with respect to the groove width D1.

また、貫通溝は、Ｙの縦軸のように単一部分８５が必ずしも直線的に構成されている必要はなく、例えば屈曲して延在するものであってもよい。例えば、単一部分がＬ字形に屈曲して設けられているような場合、連続する分離エレメントを流動する流体は、屈曲した略通過方向に流れ、平板上に屈曲した略通過方向を有する流路を形成することができる。   Further, the through groove does not necessarily have to be configured linearly like the Y vertical axis, and may be bent and extended, for example. For example, when a single portion is bent and provided in an L shape, the fluid flowing through the continuous separation element flows in a bent substantially passing direction, and has a flow path having a substantially passing direction bent on a flat plate. Can be formed.

本実施形態にかかる平板静止型混合器は、平板を組み合わせて流路を形成するように構成しており、流体単位体積あたりの伝熱面積を大きくすることができるので、外側に位置する平板に熱交換器を当接することにより、流路を流れる流体の温度管理を高精度に行うことができる。この構成としては、図１６に示すように、３つの熱交換器９６ａ，９６ｂ，９６ｃの間に２つの平板静止型混合器６を設置し、平板静止型混合器６の外側面に熱交換器が当接する。   The flat plate static mixer according to the present embodiment is configured to form a flow path by combining flat plates, and since the heat transfer area per unit volume of fluid can be increased, the flat plate located outside By contacting the heat exchanger, the temperature of the fluid flowing through the flow path can be controlled with high accuracy. As shown in FIG. 16, two plate static mixers 6 are installed between three heat exchangers 96 a, 96 b, and 96 c, and the heat exchanger is disposed on the outer surface of the plate static mixer 6. Abut.

熱交換器９６ａ，９６ｂ，９６ｃは、冷媒・熱媒を供給口９７から送り排出口９８から排出するものである。平板静止型混合器６と、その外側面と接触している熱交換器の伝熱盤との間で熱交換を行う。   The heat exchangers 96 a, 96 b, and 96 c are for sending the refrigerant / heat medium from the supply port 97 and discharging it from the discharge port 98. Heat exchange is performed between the flat plate static mixer 6 and the heat exchanger plate of the heat exchanger that is in contact with the outer surface thereof.

図２及び図１０に示す第１及び第２本実施形態にかかる分離エレメント構造を有する平板静止型混合器を作成し、２つの流体の混合実験を行った。   A flat plate static mixer having a separation element structure according to the first and second embodiments shown in FIGS. 2 and 10 was prepared, and an experiment of mixing two fluids was performed.

実験に用いた流体は７５重量％のグリセリン水溶液を用い、一方にヨウ素を加えて褐色に着色し、他方にチオ硫酸ナトリウムを加え無色透明のものとした。２つの流体が混合すると下記の反応により液体が脱色するため、混合したかどうかについて視認することができる。２つの流体は、密度が１３６０ｋｇ／ｍ３、粘度が２４．６ｍＰａ・ｓであり、２ｍｌ／ｍｉｎで流動させ、レイノルズ数が１．８となるように流動させることとした。 The fluid used in the experiment was a 75% by weight aqueous glycerin solution, and one side was added with iodine to give a brown color, and the other was added with sodium thiosulfate to make it colorless and transparent. When the two fluids are mixed, the liquid is decolorized by the following reaction, so that it can be visually confirmed whether or not they are mixed. The two fluids had a density of 1360 kg / m 3 , a viscosity of 24.6 mPa · s, were flowed at 2 ml / min, and were flowed so that the Reynolds number was 1.8.

Figure 0003810778
Figure 0003810778

図２に示す分離エレメント構造を有する混合器は、第１平板及び第３平板を透明なアクリル板で作成するとともに、流路形成用溝が形成された第２平板を白色のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂テフロン（テフロン：登録商標）を用いて作成した。厚さ３ｍｍの第２平板の両面に形成された分離エレメントは直列に連結させ、その寸法としては、１つの分離エレメントの略通過方向寸法が、概ね１ｍｍ、流路幅がＬ１が０．８５ｍｍ、Ｌ２が０．５ｍｍ、溝深さＨ１は１ｍｍである。よって、Ｌ１／Ｈ１が０．８５、Ｌ２／Ｈ１が０．５となる。   In the mixer having the separation element structure shown in FIG. 2, the first flat plate and the third flat plate are made of a transparent acrylic plate, and the second flat plate in which the channel forming groove is formed is made of white PTFE (polytetrafluoroethylene). (Ethylene) Resin Teflon (registered trademark) was used. Separation elements formed on both sides of a 3 mm thick second flat plate are connected in series, and the dimensions of one separation element are approximately 1 mm in the passing direction, approximately 1 mm, and the flow path width L1 is 0.85 mm. L2 is 0.5 mm, and the groove depth H1 is 1 mm. Therefore, L1 / H1 is 0.85 and L2 / H1 is 0.5.

層流で流れる流体は、最も上流側に設けられた分離エレメントに導入されるまでは、２つの層に分かれて流動し、分離エレメントにより分割・合流を繰り返される。分離エレメントを通過するに伴い、徐々に褐色が薄く変化した。流体が１０個目の分離エレメントに導入された状態では、ほぼ無色透明の流体となり、両流体が完全に混合されたことが視認された。   The fluid flowing in the laminar flow flows in two layers until it is introduced into the separation element provided on the most upstream side, and is repeatedly divided and joined by the separation element. As it passed through the separation element, the brown color gradually changed lightly. When the fluid was introduced into the tenth separation element, the fluid became almost colorless and transparent, and it was visually confirmed that both fluids were completely mixed.

また、同様に、図１０に示す分離エレメント構造を有する混合器は、第１平板及び第３平板を透明なアクリル板で作成するとともに、流路形成用溝が形成された第２平板を白色のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）樹脂を用いて作成した。厚さ１ｍｍの第２平板に貫通して形成されたＹ字形溝は、１つの分離エレメントの略通過方向寸法が、概ね単一部分の溝長さが２ｍｍ、分岐部分の溝長さが２ｍｍ、流路幅が１ｍｍとした。また、第２平板の両面に厚みパッキンを設けその厚みの円形通路を形成させた。第１及び第３平板に設けられた連結溝は、流路幅１ｍｍで、溝深さが１ｍｍとした。   Similarly, in the mixer having the separation element structure shown in FIG. 10, the first flat plate and the third flat plate are made of a transparent acrylic plate, and the second flat plate in which the flow path forming groove is formed is white. It was prepared using PTFE (polytetrafluoroethylene) resin. The Y-shaped groove formed through the second flat plate having a thickness of 1 mm has a dimension in the substantially passing direction of one separation element, the groove length of a single part is generally 2 mm, the groove length of a branch part is 2 mm, The road width was 1 mm. Moreover, thickness packing was provided on both surfaces of the 2nd flat plate, and the circular channel | path of the thickness was formed. The connecting grooves provided in the first and third flat plates had a flow path width of 1 mm and a groove depth of 1 mm.

層流で流れる流体は、最も上流側に設けられた分離エレメントに導入されるまでは、２つの層に分かれて流動し、分離エレメントにより分割・合流を繰り返される。分離エレメントを通過するに伴い、徐々に褐色が薄く変化した。流体が、１０個目の分離エレメントに導入された状態では、ほぼ無色透明の流体となり、両流体が完全に混合されたことが視認された。   The fluid flowing in the laminar flow flows in two layers until it is introduced into the separation element provided on the most upstream side, and is repeatedly divided and joined by the separation element. As it passed through the separation element, the brown color gradually changed lightly. When the fluid was introduced into the tenth separation element, the fluid was almost colorless and transparent, and it was visually confirmed that both fluids were completely mixed.

以上説明したように、本実施形態にかかる平板静止型混合器は、複数の平板の表面に流路形成用溝を形成して、積層させることにより流体を混合させるものであり、簡単な構成とすることができる。したがって、製作が容易であり、製造コストなどを抑えることができる。また、その流路の構成より、大型の混合器としても、マイクロリアクターに用いられるようなマイクロミキサーとしても好適に用いることができる。   As described above, the flat plate static mixer according to the present embodiment mixes fluid by forming flow path forming grooves on the surfaces of a plurality of flat plates and laminating them. can do. Therefore, manufacture is easy and manufacturing cost etc. can be suppressed. Moreover, it can use suitably also as a micro mixer used for a microreactor also as a large sized mixer from the structure of the flow path.

また、流体の混合性能も上記の通り、高効率で行うことができ、また、流体単位体積あたりの伝熱面積を大きくすることができるので、流路を流れる流体の温度管理が容易である。   In addition, the fluid mixing performance can be performed with high efficiency as described above, and the heat transfer area per unit volume of the fluid can be increased, so that the temperature control of the fluid flowing through the flow path is easy.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in another various aspect.

本発明にかかる平板静止型混合器は、複数枚の流路を積層してその接合面及び溝により画定された領域に流体を流す流路を形成するものであって、当該流路は、層流状態で界面が形成されて流動する流体の界面と交差する方向に前記流体を複数に分流する分割溝と前記分割溝により分流された複数の流体を１つの流路に合流させる合流溝を備え、分割溝の下流側端部が分割溝を流れる複数の分流流体の界面が互いに略平行になるように複数の分流流体を合流させた状態で合流流路と連通するように構成されているものである。したがって、積層する平板の数及び溝を形成する平板などは、適宜変更して、上記分離エレメントを備えた流路を形成することができる。すなわち、３枚の平板で構成され、第２平板に流路形成用溝を形成させる以外に他の構造により、上記実施形態と同じような流路構造を持った平板静止型混合器を製造することができ、これらの変形については、本願発明の範囲に含まれるものである。   The flat plate type static mixer according to the present invention forms a flow path for laminating a plurality of flow paths and causing a fluid to flow in a region defined by the joint surfaces and grooves. A dividing groove that divides the fluid into a plurality of directions in a direction intersecting with the interface of the fluid that flows and forms an interface in a flow state, and a merging groove that joins the plurality of fluids divided by the dividing groove into one channel The downstream end of the dividing groove is configured to communicate with the merging flow path in a state where the plurality of diverting fluids are merged so that the interfaces of the plurality of diverting fluids flowing through the dividing groove are substantially parallel to each other. It is. Therefore, the number of flat plates to be stacked and the flat plate forming the grooves can be changed as appropriate to form a flow path including the separation element. That is, a flat plate-type mixer having a flow path structure similar to that of the above-described embodiment is manufactured by another structure except that the flow path forming groove is formed on the second flat plate. These modifications are included in the scope of the present invention.

また、分離エレメントの数、深さなどに関しては、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。   Further, the number and depth of the separation elements are not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate.

さらに、各実施形態にかかる平板静止型混合器は、分離エレメントを流れる流体の向きを逆にしても分割・再合流が繰り返し行われるので、流体を混合することができる。第１実施形態の平板静止型混合器を例にとると、図１７に示すように、第１及び第２流体が流路４０から流入し、連結孔４１の上流側半円形の孔４１ａから流路３３に、下流側半円形の孔４１ｂから流路３２にそれぞれ２つの流体が層になって流れ込み、連結孔３１へ向かう。このとき、連結孔３１に向かって左右の流路３２，３３から流れてきた２層の流体は合流し、４層となって連結孔に流れ込み、次の分離エレメントでさらに分割されて左右の流路３２，３３へ流れ込む。このようにして１つの分離エレメントを通過するたびに流体層が２分割・再合流が行われ、分割混合が進行する。   Furthermore, since the flat plate static mixer according to each embodiment is repeatedly divided and recombined even if the direction of the fluid flowing through the separation element is reversed, the fluid can be mixed. Taking the flat plate static mixer of the first embodiment as an example, as shown in FIG. 17, the first and second fluids flow from the flow path 40 and flow from the upstream semicircular hole 41a of the connecting hole 41. Two fluids flow into the passage 33 in layers from the downstream semicircular hole 41 b into the flow path 32, respectively, and travel toward the connection hole 31. At this time, the two-layer fluids flowing from the left and right flow paths 32 and 33 toward the connection hole 31 merge to form four layers and flow into the connection hole. It flows into the roads 32 and 33. In this way, every time it passes through one separation element, the fluid layer is divided into two and recombined, and division mixing proceeds.

なお、同様に第２実施形態にかかる平板静止型混合器においても流体を逆向きに流動させても複数の流体を混合することができる。この場合、分割流路は、平板の厚み方向に流体を分割し、Ｙ字形溝の分岐部分の合流箇所で平板の表面に沿って流動方向に交差する向きに２つの分流流体を合流させることとなる。したがって、第１及び第２流体の供給口は同じ平板上に設けておき、最上流側の分離エレメントに流入する流体が、その界面が平板の厚み方向に交差する方向に延在するようにすることが好ましい。   Similarly, in the flat plate static mixer according to the second embodiment, a plurality of fluids can be mixed even if the fluids flow in the opposite directions. In this case, the divided flow path divides the fluid in the thickness direction of the flat plate, and joins the two diverted fluids in the direction intersecting the flow direction along the surface of the flat plate at the junction of the branch portions of the Y-shaped groove; Become. Therefore, the supply ports for the first and second fluids are provided on the same flat plate so that the fluid flowing into the separation element on the uppermost stream side extends in the direction intersecting the thickness direction of the flat plate. It is preferable.

本発明の第１実施形態にかかる平板静止型混合器の模式的な構成を示す外観構成斜視図である。1 is an external configuration perspective view showing a schematic configuration of a flat plate static mixer according to a first embodiment of the present invention. 図１の平板静止型混合器の流路構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the flow-path structure of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の第２平板の上側表面に設けられている流路形成用溝の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the groove | channel for flow-path formation provided in the upper surface of the 2nd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の第２平板の下側表面に設けられている流路形成用溝の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the groove | channel for flow-path formation provided in the lower surface of the 2nd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の第２平板に設けられた分離エレメントの構成を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the structure of the separation element provided in the 2nd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の分離エレメントにより形成される流路の具体的構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the flow path formed with the separation element of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の分離エレメントにより形成される流路の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the flow path formed of the separation element of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の流体が混合する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which the fluid of the flat plate static mixer of FIG. 1 mixes. 図１の平板静止型混合器の分離エレメントの他の配置例である。It is another example of arrangement | positioning of the separation element of the flat plate static mixer of FIG. 図１の平板静止型混合器の分離エレメントのさらに別の配置例である。It is another example of arrangement | positioning of the separation element of the flat plate static mixer of FIG. 本発明の第１実施形態にかかる平板静止型混合器の変形例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the modification of the flat plate static mixer concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態にかかる平板静止型混合器の他の変形例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the other modification of the flat plate static mixer concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態にかかる平板静止型混合器の模式的な構成を示す外観構成斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the typical structure of the flat plate static mixer concerning 2nd Embodiment of this invention. 図９の平板静止型混合器の流路構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the flow-path structure of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第１平板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 1st flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第２平板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 2nd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第３平板の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 3rd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第１パッキンの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 1st packing of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第２パッキンの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the 2nd packing of the flat plate static mixer of FIG. 図９の平板静止型混合器の第１から第３平板が積層された時に形成される流路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the flow path formed when the 1st-3rd flat plate of the flat plate static mixer of FIG. 9 is laminated | stacked. ３次元屈曲流路内の流体界面回転について説明する図である。It is a figure explaining the fluid interface rotation in a three-dimensional bending channel. ３次元屈曲流路内の流体界面回転について説明する図である。It is a figure explaining the fluid interface rotation in a three-dimensional bending channel. 図９の平板静止型混合器を流れる流体が混合する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which the fluid which flows through the flat plate static mixer of FIG. 9 mixes. 本発明の第２実施形態にかかる平板静止型混合器の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the flat plate static mixer concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の平板静止型混合器に熱交換器を付して用いる場合の模式的構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the typical structure in the case of attaching | subjecting and using a heat exchanger for the flat plate static mixer of this invention. 第１実施形態にかかる平板静止型混合器に流体を逆に流した場合に流体が混合する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which a fluid mixes when a fluid is made to flow reversely to a flat plate static mixer concerning a 1st embodiment. 従来の静止型混合器の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional static mixer. 従来の静止型混合器の他の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other structure of the conventional static mixer.

符号の説明Explanation of symbols

１〜５ 平板静止型混合器
１０，１０ａ〜１０ｆ 流路
１１，６１ 第１平板
１２，６２ 第２平板
１３，６３ 第３平板
３０ａ，３０ｂ 分離エレメント
３１ 供給口
３２，３３ 分割流路
３４，３５ 下流側端部
３６ 仕切り壁
３７ 厚み方向流路
８０ Ｙ字形溝
８１，８２ 連結溝
８５ 単一部分
８６ 分岐部分 1-5 Flat plate-type mixer 10, 10a-10f Channel 11, 61 First plate 12, 62 Second plate 13, 63 Third plate 30a, 30b Separation element 31 Supply port 32, 33 Divided channel 34, 35 Downstream side end 36 Partition wall 37 Thickness direction flow path 80 Y-shaped groove 81, 82 Connection groove 85 Single part 86 Branch part

Claims (9)

平板が複数枚積層されて構成され、そのうちの少なくとも１つが他の平板と当接する当接面に流路形成用溝を備え、前記当接された前記他の平板の当接面および前記流路形成用溝により流体が流動する流路が画定された平板静止型混合器であって、
前記流路形成用溝は、層流状態で界面が形成されて流動する流体の界面と交差する方向に前記流体を複数に分流する分割流路と前記分割流路により分流された複数の流体を１つの流路に合流させる合流流路が形成されるように構成された２以上の分離エレメントを備え、
前記分離エレメントは、前記分割流路が前記平板の当接面に沿って延在しかつ上流側端部が１つの供給口であり、流体の略通過方向に交差する方向に分岐するとともに下流側端部が前記当接面上で前記流体の略通過方向に重なって互いに略平行に配置されて、前記複数の分流流体の位置を逆転させるように構成され、
前記合流流路が、前記下流側端部の重なり位置から前記平板の厚み方向に延在する１本の流路で構成され、他の分離エレメントの供給口に連通していることを特徴とする、平板静止型混合器。 A plurality of flat plates are laminated, and at least one of them is provided with a flow path forming groove on a contact surface that comes into contact with another flat plate, and the contact surface of the contacted other flat plate and the flow path A flat plate static mixer in which a flow path through which a fluid flows is defined by a forming groove,
The flow path forming groove includes a divided flow path that divides the fluid into a plurality of directions in a direction intersecting with an interface of a fluid that is formed and flows in a laminar flow state, and a plurality of fluids divided by the divided flow paths. Comprising two or more separation elements configured to form a confluence channel that merges into one channel;
In the separation element, the divided flow path extends along the contact surface of the flat plate, and an upstream end is one supply port, branches in a direction intersecting a substantially fluid passage direction, and downstream arranged substantially parallel to each other end overlaps substantially passing direction of the fluid on the contact surface, is configured so that by reversing the positions of the plurality of shunt fluid,
The merging flow path is constituted by a single flow path extending in the thickness direction of the flat plate from the overlapping position of the downstream end, and communicates with a supply port of another separation element . that flat plate static mixer. ３枚の平板で構成され、２枚の前記平板の間に位置する平板が、前記分離エレメントを形成する流路形成用溝を両面に備え、第１の面に設けられた前記分離エレメントの合流流路がその厚み方向に貫通し、第２の面に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の前記供給口に連通している構成の流路形成用溝を備えることを特徴とする、請求項１に記載の平板静止型混合器。 The flat plate, which is composed of three flat plates and is located between the two flat plates, has a flow path forming groove on both sides for forming the separation element, and the merging of the separation elements provided on the first surface The flow path is provided with a flow path forming groove having a configuration that penetrates in the thickness direction and communicates with the supply port of the divided flow path of the separation element provided on the second surface. The flat plate type static mixer according to claim 1 . 前記分離エレメントを形成する流路形成用溝を片面に備えた２枚の平板で構成され、１の平板に設けられた前記重なり位置と、他の平板に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の供給口とが、その厚み方向に一致するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の平板静止型混合器。 The divided flow of the separation element provided on one flat plate and the overlapping position provided on one flat plate is constituted by two flat plates each having a flow path forming groove for forming the separation element. 2. The flat plate static mixer according to claim 1 , wherein the supply port of the passage is configured to coincide with the thickness direction thereof. 前記２枚の平板の間に、１の平板に設けられた前記重なり位置と他の平板に設けられた前記分離エレメントの前記分割流路の供給口とを連通する通路を形成する厚み方向に貫通する貫通穴を設けた第３の平板をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の平板静止型混合器。 Between the two flat plates, it penetrates in the thickness direction to form a passage that communicates the overlapping position provided on one flat plate and the supply port of the divided flow path of the separation element provided on another flat plate The flat plate static mixer according to claim 3 , further comprising a third flat plate provided with a through hole. 前記分割流路は、下流側端部が前記流体の略通過方向下流側に位置する側の流路の流路断面積が、他の流路の流路断面積より太くなるように構成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の平板静止型混合器。 The divided flow path is configured such that the flow path cross-sectional area of the flow path on the side where the downstream end is located substantially downstream in the passage direction of the fluid is thicker than the flow path cross-sectional areas of the other flow paths. The flat plate type static mixer according to any one of claims 1 to 4 , wherein 少なくとも３枚の平板が積層されて形成され、そのうちの少なくとも１つが他の平板と当接する当接面に流路形成用溝を備え、前記当接された前記他の平板の当接面および前記流路形成用溝により流体が流動する流路が画定された平板静止型混合器であって、
中間の平板にその厚み方向に貫通させて設けられかつ一つの単一部分と前記単一部分の端点から分岐する分岐部分を有し、両端が円弧状に構成された少なくとも２つの貫通溝と、前記中間の平板を上下方向から挟む第２，第３の平板の前記当接面にそれぞれ設けられかつ１の貫通溝の２つの分岐部分のそれぞれ一方の端部と他の貫通溝の単一部分とを連結し、両端が円弧状に構成された連結溝で分離エレメントを形成し、
前記分離エレメントは、前記１の貫通溝の分岐部分と前記連結溝とで形成された分割流路と、前記他の貫通溝の単一部分で形成された前記合流流路で構成され、前記貫通溝と前記連結溝との連結部分は、前記円弧状に構成された溝の端部によって、断面が略円形となるように接続されており、前記分割流路は、前記１の貫通溝の分岐位置と他の貫通溝の単一部分上流側端部とを結ぶ軸に対して略対称になるように構成されることによって、前記複数の分流流体の位置を逆転させることを特徴とする、平板静止型混合器。 At least three flat plates are formed by being laminated, and at least one of them is provided with a flow path forming groove on a contact surface that contacts another flat plate, and the contact surface of the contacted other flat plate and the A flat plate static mixer in which a flow path through which a fluid flows is defined by a flow path forming groove,
It has a branch portion which branches provided by penetrating the intermediate flat plate in the thickness direction and the one single piece from the end point of said single portion, at least two through grooves both ends are configured in a circular arc shape, the intermediate Connecting one end of each of the two branch portions of one through groove and a single portion of the other through groove respectively provided on the contact surfaces of the second and third flat plates sandwiching the flat plate from above and below The separation element is formed by a connecting groove having both ends formed in an arc shape ,
The separation element includes a divided flow path formed by a branch portion of the one through groove and the connection groove, and the merge flow path formed by a single portion of the other through groove, and the through groove And a connecting portion between the connecting groove and the connecting groove are connected to each other by an end of the arc-shaped groove so that the cross section is substantially circular, and the divided flow path is a branching position of the one through groove and by Rukoto configured so as to be substantially symmetrical with respect to the axis connecting the single portion upstream end of the other through groove, and wherein the Rukoto reversed positions of the plurality of shunt fluid, flat plate Static mixer. 前記貫通溝及び前記連結溝の両端部は、円弧状に成形されていることを特徴とする、請求項６に記載の平板静止型混合器。 The flat plate type static mixer according to claim 6 , wherein both end portions of the through groove and the connecting groove are formed in an arc shape. 前記貫通溝及び前記連結溝の両端部に設けられた円弧の直径が、前記貫通溝及び前記連結溝の幅よりも大きく構成されていることを特徴とする、請求項７に記載の平板静止型混合器。 The flat plate stationary type according to claim 7 , wherein the diameters of arcs provided at both ends of the through groove and the connecting groove are configured to be larger than the widths of the through groove and the connecting groove. Mixer. 最も外側に位置する平板の外側の表面に、熱媒または冷媒を流通させる伝熱器が設けられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１つに記載の平板静止型混合器。
The flat plate static mixing according to any one of claims 1 to 8, wherein a heat transfer medium for circulating a heat medium or a refrigerant is provided on an outer surface of the outermost flat plate. vessel.
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