JPH05337352A - 無重力環境における液体の混合装置 - Google Patents
無重力環境における液体の混合装置Info
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- JPH05337352A JPH05337352A JP4151024A JP15102492A JPH05337352A JP H05337352 A JPH05337352 A JP H05337352A JP 4151024 A JP4151024 A JP 4151024A JP 15102492 A JP15102492 A JP 15102492A JP H05337352 A JPH05337352 A JP H05337352A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 無重力環境における液体の混合装置に関し、
混合性能の向上を目的とする。 【構成】 縦方向に流れる流体（２）と横方向に流れる
流体（４）とが、Ｔ字型をした交差部（５）で混合して
横方向に流れる流路を作り、縦方向流路（１）の内径を
交差部（５）に向かって細く絞ると共に、縦方向流路
（１）の交差軸を偏心させて形成することを特徴として
無重力環境における液体の混合装置を構成する。
混合性能の向上を目的とする。 【構成】 縦方向に流れる流体（２）と横方向に流れる
流体（４）とが、Ｔ字型をした交差部（５）で混合して
横方向に流れる流路を作り、縦方向流路（１）の内径を
交差部（５）に向かって細く絞ると共に、縦方向流路
（１）の交差軸を偏心させて形成することを特徴として
無重力環境における液体の混合装置を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は宇宙など微小重力環境下
における液体の混合装置に関する。最近、宇宙環境を各
種結晶の成長の場として利用したり、新材料の製造の場
に使用することが行なわれている。
における液体の混合装置に関する。最近、宇宙環境を各
種結晶の成長の場として利用したり、新材料の製造の場
に使用することが行なわれている。
【０００２】然し、宇宙環境においては地上とは異な
り、微小重力による物理現象が存在する。そこで、各種
材料の研究開発や製造を行なうに当たっては宇宙環境の
特質を充分に把握して行なうことが大切である。
り、微小重力による物理現象が存在する。そこで、各種
材料の研究開発や製造を行なうに当たっては宇宙環境の
特質を充分に把握して行なうことが大切である。
【０００３】
【従来の技術】宇宙など微小重力環境下において、数ml
程度かそれ以下の量の液体を均一に混合する必要がしば
しば存在する。
程度かそれ以下の量の液体を均一に混合する必要がしば
しば存在する。
【０００４】一般に、扱う液体が揮発性であったり、微
小である場合の操作は訓練された人手に頼るのが通例で
あるが、宇宙において行なう場合は人工衛星の打ち上げ
の困難さや、費用が高価につくなどから操作の自動化が
必要である。
小である場合の操作は訓練された人手に頼るのが通例で
あるが、宇宙において行なう場合は人工衛星の打ち上げ
の困難さや、費用が高価につくなどから操作の自動化が
必要である。
【０００５】例えば、酵素や抗体などの蛋白質は、その
高度な分子識別力のためバイオセンサの形で研究が進め
られているが、そのためには不純物を含まない単結晶を
完全な形で得ることが必要であり、その方法として結晶
化を宇宙空間で行なうことが期待されている。
高度な分子識別力のためバイオセンサの形で研究が進め
られているが、そのためには不純物を含まない単結晶を
完全な形で得ることが必要であり、その方法として結晶
化を宇宙空間で行なうことが期待されている。
【０００６】然し、この場合でも熟練した実験者が行な
うことは困難であり、自動化装置を使用して行なう必要
がある。さて、蛋白質の結晶化を行なうには、貴重な蛋
白質試料を溶した微小容量の溶液を結晶化剤の溶液と混
合する必要があり、結晶化剤としては高イオン強度の無
機塩例えば硫酸アンモニウム, 塩化セシウム, 塩化ナト
リウムや、有機溶剤例えばポリエチレングリコール, ア
セトン, エチルアルコールなどが使われている。
うことは困難であり、自動化装置を使用して行なう必要
がある。さて、蛋白質の結晶化を行なうには、貴重な蛋
白質試料を溶した微小容量の溶液を結晶化剤の溶液と混
合する必要があり、結晶化剤としては高イオン強度の無
機塩例えば硫酸アンモニウム, 塩化セシウム, 塩化ナト
リウムや、有機溶剤例えばポリエチレングリコール, ア
セトン, エチルアルコールなどが使われている。
【０００７】然し、これらの溶液は蛋白質溶液と密度が
異なることが多く、そのため攪拌混合を行いにくい。発
明者等は航空機弾道飛行により生ずる微小重力環境にお
いて、攪拌混合装置の機能と構造に関して検討した結
果、微小重力環境の下では溶液相互の密度差による相分
離は解消されるものゝ、溶液の粘度と運動による慣性が
液体の流動に与える影響が相対的に大きくなるために、
やはり種類の異なる溶液は混じりにくいことが明らかに
なった。
異なることが多く、そのため攪拌混合を行いにくい。発
明者等は航空機弾道飛行により生ずる微小重力環境にお
いて、攪拌混合装置の機能と構造に関して検討した結
果、微小重力環境の下では溶液相互の密度差による相分
離は解消されるものゝ、溶液の粘度と運動による慣性が
液体の流動に与える影響が相対的に大きくなるために、
やはり種類の異なる溶液は混じりにくいことが明らかに
なった。
【０００８】そこで、発明者等は図３に示すように縦方
向の流路１を流れる流体２と横方向の流路３を流れる流
体４がＴ字形をした交差部５で混合して横方向の流路３
に流れる場合、縦方向の流路１を絞って交差させると、
流体２と流体４との間に渦６を生じ攪拌混合ができるこ
とを見出している。（特願平01-155213,平成１年６月15
日出願)
向の流路１を流れる流体２と横方向の流路３を流れる流
体４がＴ字形をした交差部５で混合して横方向の流路３
に流れる場合、縦方向の流路１を絞って交差させると、
流体２と流体４との間に渦６を生じ攪拌混合ができるこ
とを見出している。（特願平01-155213,平成１年６月15
日出願)
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】宇宙のような微小重力
空間で種類の異なる数ml程度の微量溶液を自動的に均等
に混合させることは容易ではない。
空間で種類の異なる数ml程度の微量溶液を自動的に均等
に混合させることは容易ではない。
【００１０】発明者は縦方向の流路を絞ってＴ字形に交
差させた容器を用いて二種類の流体を供給すると、渦を
生じて混合する現象を見出しているが、この攪拌混合を
より効果的に行なうことが課題である。
差させた容器を用いて二種類の流体を供給すると、渦を
生じて混合する現象を見出しているが、この攪拌混合を
より効果的に行なうことが課題である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題は縦方向に流
れる流体と横方向に流れる流体とが、Ｔ字型をした交差
部で混合して横方向に流れる流路において、縦方向流路
の内径を交差部に向かって細く絞ると共に、縦方向の交
差軸を偏心させて形成することを特徴として無重力環境
における液体の混合装置を構成することにより解決する
ことができる。
れる流体と横方向に流れる流体とが、Ｔ字型をした交差
部で混合して横方向に流れる流路において、縦方向流路
の内径を交差部に向かって細く絞ると共に、縦方向の交
差軸を偏心させて形成することを特徴として無重力環境
における液体の混合装置を構成することにより解決する
ことができる。
【００１２】
【作用】本発明は発明者等が提案している攪拌混合効果
を更に助長したものである。すなわち、発明者は航空機
弾道飛行によって生ずる微小重力環境において、攪拌混
合効率を上げるために更に検討を行なった結果、交差す
る二本の管の内、絞って形成している管の接合位置を偏
心させると、渦の発生をより効率化できることを見出し
た。
を更に助長したものである。すなわち、発明者は航空機
弾道飛行によって生ずる微小重力環境において、攪拌混
合効率を上げるために更に検討を行なった結果、交差す
る二本の管の内、絞って形成している管の接合位置を偏
心させると、渦の発生をより効率化できることを見出し
た。
【００１３】図１はこの関係を説明するもので、理解を
容易にするために図３の従来構造と同一の物については
同一の番号を付した。すなわち、縦方向の流路１と横方
向の流路３とをＴ字形に交差させ、流体２と流体４を交
差部５で混合させる場合、液体の慣性が液体の運動に与
える影響が大きいために、縦方向の流路１を交差部５で
絞ったほうが、攪拌混合効果が大きいが、この場合、縦
方向流路１と横方向流路３との交差部５の位置を中心よ
りずらせたほうが効果的なことを見出したものである。
容易にするために図３の従来構造と同一の物については
同一の番号を付した。すなわち、縦方向の流路１と横方
向の流路３とをＴ字形に交差させ、流体２と流体４を交
差部５で混合させる場合、液体の慣性が液体の運動に与
える影響が大きいために、縦方向の流路１を交差部５で
絞ったほうが、攪拌混合効果が大きいが、この場合、縦
方向流路１と横方向流路３との交差部５の位置を中心よ
りずらせたほうが効果的なことを見出したものである。
【００１４】発明者は先に縦方向流路１よりの流体２と
横方向流路３よりの流体４は交差部５で渦６を生ずるこ
とを見出しているが、本発明は同図（Ｂ）に示すように
縦方向流路１を偏心させることにより渦６の発生を助長
させたものである。
横方向流路３よりの流体４は交差部５で渦６を生ずるこ
とを見出しているが、本発明は同図（Ｂ）に示すように
縦方向流路１を偏心させることにより渦６の発生を助長
させたものである。
【００１５】なお、微小重力下では液体の慣性の影響が
大きいことから、渦６を発生させるには重量密度の高い
流体を縦方向の流路１に流すのがよく、また、縦方向流
路１は交差部５で絞ったほうが効果的であるが、実験の
結果、直径の2/3 以下、また同図（Ｃ）で示す絞り角
（θ）が10°≦θ≦ 60 °の条件が攪拌混合効率が高い
ことが判った。
大きいことから、渦６を発生させるには重量密度の高い
流体を縦方向の流路１に流すのがよく、また、縦方向流
路１は交差部５で絞ったほうが効果的であるが、実験の
結果、直径の2/3 以下、また同図（Ｃ）で示す絞り角
（θ）が10°≦θ≦ 60 °の条件が攪拌混合効率が高い
ことが判った。
【００１６】
【実施例】内径１mmの透明なアクリル樹脂を用い、直径
が同じな縦方向流路１と横方向流路３を図２に示すよう
に三種類変えてＴ字形の流路を準備した。
が同じな縦方向流路１と横方向流路３を図２に示すよう
に三種類変えてＴ字形の流路を準備した。
【００１７】こゝで、同図（Ａ）は本発明を適用したも
の、同図（Ｂ）は発明者が先に提案してある構造、また
同図（Ｃ）は通常の構造である。そして、微小重力環境
としてＮＡＳＡの航空機（KC-135) の弾道飛行で作りだ
される20秒間の0.01〜0.02Ｇを使用した。
の、同図（Ｂ）は発明者が先に提案してある構造、また
同図（Ｃ）は通常の構造である。そして、微小重力環境
としてＮＡＳＡの航空機（KC-135) の弾道飛行で作りだ
される20秒間の0.01〜0.02Ｇを使用した。
【００１８】こゝで、縦方向の流路１を流す流体２とし
ては蛋白質溶液（ウマミオグロビン1.0 重量％) を、ま
た横方向の流路３を流す流体４としては飽和度50％の硫
酸アンモニウム溶液を使用し、送液用ポンプとしてはシ
リンジポンプ( テルモ社製STC-521)を使用し、送液速度
を変えて実験を行なった。
ては蛋白質溶液（ウマミオグロビン1.0 重量％) を、ま
た横方向の流路３を流す流体４としては飽和度50％の硫
酸アンモニウム溶液を使用し、送液用ポンプとしてはシ
リンジポンプ( テルモ社製STC-521)を使用し、送液速度
を変えて実験を行なった。
【００１９】混合の挙動はビデオカメラに収録し、解析
に供した。測定法としてはＴ字管の横方向流路の後部を
上下に分岐させ、その各々の分岐路の先にUV吸収測定機
を設置してミオグロビン濃度を連続的に測定した。
に供した。測定法としてはＴ字管の横方向流路の後部を
上下に分岐させ、その各々の分岐路の先にUV吸収測定機
を設置してミオグロビン濃度を連続的に測定した。
【００２０】すなわち、送液速度を変えて混合後に上下
二液のミオグロビン濃度差を比較した。また、実験装置
には三軸加速度計を搭載して装置に加わる加速度をチェ
ックした。
二液のミオグロビン濃度差を比較した。また、実験装置
には三軸加速度計を搭載して装置に加わる加速度をチェ
ックした。
【００２１】表１はこの結果であって、ミオグロビン濃
度差を示しているが、本発明を適用した装置Ａが最も攪
拌効率がよく、続いて装置Ｂがよく、これは流速が小さ
い場合に顕著である。
度差を示しているが、本発明を適用した装置Ａが最も攪
拌効率がよく、続いて装置Ｂがよく、これは流速が小さ
い場合に顕著である。
【００２２】
【表１】 また、ミオグロビン濃度差が小さく良く混合している場
合には渦の発生を観察することができた。
合には渦の発生を観察することができた。
【００２３】
【発明の効果】本発明の実施により、無重力環境下にお
いて溶液の混合を効率よく行なうことが可能となった。
いて溶液の混合を効率よく行なうことが可能となった。
【図１】本発明を説明する斜視図（Ａ），断面図
（Ｂ），正面図（Ｃ）である。
（Ｂ），正面図（Ｃ）である。
【図２】実施例において使用したＴ字形流路の交差部断
面図である。
面図である。
【図３】発明者が先に提案している混合装置の斜視図
（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】 １ 縦方向の流路 ２，４ 流体 ３ 横方向流路 ５ 交差部 ６ 渦
Claims (2)
- 【請求項１】 縦方向に流れる流体（２）と横方向に流
れる流体（４）とが、Ｔ字型をした交差部（５）で混合
して横方向に流れる流路を作り、該縦方向流路（１）の
内径を交差部（５）に向かって細く絞ると共に、縦方向
流路（１）の交差軸を偏心させて形成することを特徴と
する無重力環境における液体の混合装置。 - 【請求項２】 流体（２）を縦方向に流すと共に、交差
部（５）における縦方向流路（１）の内径が、絞られて
いない部分の２／３以下でり、絞り角θが10°≦θ≦ 6
0 °であることを特徴とする請求項１記載の無重力環境
における液体の混合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151024A JPH05337352A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 無重力環境における液体の混合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151024A JPH05337352A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 無重力環境における液体の混合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05337352A true JPH05337352A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15509639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151024A Withdrawn JPH05337352A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 無重力環境における液体の混合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05337352A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062263A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-28 | Natl Space Development Agency Of Japan | 反応解析装置 |
| JP2002136855A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体混合器 |
| JP2006272150A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Jfe Steel Kk | ガス混合器およびガス混合方法 |
| JP2008012453A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温高圧マイクロミキサー |
| JP2008168263A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Izumi Kosho Kk | 粉体と液体の混合方法及びその装置 |
| WO2011125303A1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-10-13 | Nemoto Kyorindo Co., Ltd. | Mixing device, mixing tube, drug solution injecting system, and drug solution mixing method |
| JP2019103953A (ja) * | 2017-12-08 | 2019-06-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 液体処理装置 |
| WO2023036336A1 (zh) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 临床支持有限公司 | 一种三通管路以及具备该三通管路的高压注射器套件 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4151024A patent/JPH05337352A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062263A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-28 | Natl Space Development Agency Of Japan | 反応解析装置 |
| JP2002136855A (ja) * | 2000-11-02 | 2002-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体混合器 |
| JP2006272150A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Jfe Steel Kk | ガス混合器およびガス混合方法 |
| JP2008012453A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高温高圧マイクロミキサー |
| JP2008168263A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Izumi Kosho Kk | 粉体と液体の混合方法及びその装置 |
| WO2011125303A1 (en) * | 2010-04-05 | 2011-10-13 | Nemoto Kyorindo Co., Ltd. | Mixing device, mixing tube, drug solution injecting system, and drug solution mixing method |
| CN102869331A (zh) * | 2010-04-05 | 2013-01-09 | 株式会社根本杏林堂 | 混合装置、混合管、药液注入***和药液混合方法 |
| US9314749B2 (en) | 2010-04-05 | 2016-04-19 | Nemoto Kyorindo Co., Ltd. | Mixing device, mixing tube, drug solution injecting system, and drug solution mixing method |
| US10076729B2 (en) | 2010-04-05 | 2018-09-18 | Nemoto Kyorindo Co., Ltd. | Mixing device, mixing tube, drug solution injecting system, and drug solution mixing method |
| JP2019103953A (ja) * | 2017-12-08 | 2019-06-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 液体処理装置 |
| WO2023036336A1 (zh) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 临床支持有限公司 | 一种三通管路以及具备该三通管路的高压注射器套件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |