JP7373362B2

JP7373362B2 - プレート式混合器

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Publication number: JP7373362B2
Application number: JP2019207237A
Authority: JP
Inventors: ゴクタムグェン; 功樋渡; 健司楠
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2039-11-15
Also published as: JP2021079316A

Description

本発明は、流体に含まれる複数の成分を混合させるプレート式混合器に関する。

従来から、所定方向に重ね合わされた複数のプレートのプレート間に流体を流すことで該流体に含まれる複数の成分を混合させるプレート式混合器が知られている（特許文献１参照）。

このプレート式混合器では、複数のプレートが第一方向に重ね合わされ、各プレート間に流体の流通可能な流路が形成されている。

第一方向に隣り合うプレートの各対向面には、第一方向と直交する第二方向に延びる該プレートの中心線（以下、「縦中心線」と称する。）に対して傾斜する方向に延びる凸条と該凸条と同方向に延びる凹条とがそれぞれの延びる方向と直交する方向に交互に配置されている。そして、これら各対向面の複数の凸条同士が、第一方向から見て格子状となるように、互いに交差した状態で当接している。

このように構成される各プレート間（流路）を、二種類以上の液体を合わせた流体又は一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体が第二方向に向けて流れると、複数の凸条及び複数の凹条とによって該流体の流れに乱れが生じ、その結果、この流体に含まれる複数の成分（二種以上の液体、又は、一種以上の液体と粉体）が混合される。

特開平８－２９９７７２号公報

近年、混合器における混合性能の向上が求められている。そこで、上記のプレート式混合器において、プレートの対向面にある凸条及び凹条の縦中心線に対する傾斜角度を大きくすることで、プレート間を流れる流体が複数の凸条を繰り返し乗り越えつつ流路内を第二方向に流れるようにして流体の流れに生じる乱れを大きくし、これにより、高い混合性能を得ることが考えられる。

しかし、この場合、流体が複数の凸条を繰り返し乗り越えつつ流路内を第二方向に流れるため、流体が流路を流れる際の圧力損失（流通抵抗）が非常に大きくなってしまう。

そこで、本発明は、流体の流通抵抗の増加を抑えつつ、高い混合性能を得ることのできるプレート式混合器を提供することを課題とする。

本発明のプレート式混合器は、
流体に含まれる複数の成分を混合させるプレート式混合器であって、
第一方向に重ね合わされた複数のプレートを備え、
これら複数のプレートは、隣り合うプレートのプレート間に前記流体が流通可能な流路を形成し、
前記隣り合うプレートの各対向面は、前記第一方向と直交する第二方向に延びる該プレートの中心線に対して所定の角度で傾斜する傾斜方向に長手を有する凸部及び凹部を有し且つ前記傾斜方向に沿って交互に並ぶ該凸部及び該凹部によって構成される凹凸群であって、前記傾斜方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群を有し、
該複数の凹凸群のそれぞれの凸部は、該凸部を含む凹凸群と前記傾斜方向と直交する方向に隣り合う凹凸群の凹部に対して横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群のそれぞれの凹部は、該凹部を含む凹凸群と前記傾斜方向と直交する方向に隣り合う凹凸群の凸部に対して横並びに配置され、
前記隣り合うプレートは、互いの凹凸群の凸部同士を交差した状態で対向している、

かかる構成によれば、流体が流路を第二方向に通過する際に各凹凸群の凹部に沿って流れつつ、該凹部と同方向に長手を有する凸部に衝突して分散と合流を繰り返すことで、流体の流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られる。詳しくは、以下の通りである。

流体が流路を第二方向に通過する際に、凹部に沿って流れた流体が、該凹部の下流において隣り合う凸部（共通の凹凸群の凸部）と衝突して周辺の凹部（例えば、両側の凹凸群の凹部、相手方のプレートの凹凸群の凹部等）に流れ込み、この周辺の凹部に流れ込んだ流体が該凹部の下流において隣り合う凸部と衝突してさらに周辺の凹部に流れ込む。このように、流体が下流に向けて進むにつれて凸部と衝突して周辺の凹部に流れ込む毎に流体の分岐と合流とが繰り返され、これにより、高い混合性能が得られる。しかも、各凹凸群の凸部と凹部との長手方向がそれぞれ同じであるため、凹部に沿って流れた流体の凸部への長手方向と交差する方向からの衝突が防がれ、これにより、流体の流通抵抗が抑えられる。

前記プレート式混合器では、
前記隣り合うプレートにおける一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、前記隣り合うプレートにおける他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの少なくとも二つの凹凸群の凸部と交差した状態で対向してもよい。

かかる構成によれば、凹部と対向する位置に該凹部と交差する方向に長手を有する凸部が位置することで該凹部に沿って流れる流体の流れにより乱れが生じると共に、凸部同士が交差した状態で対向する箇所の数が増えることでも流体の流れにより乱れが生じるため、流体の混合性能がより向上する。

また、前記プレート式混合器では、
前記隣り合うプレートにおける一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、前記隣り合うプレートにおける他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの一つの凹凸群の一つの凸部と交差した状態で対向してもよい。

かかる構成によれば、凸部同士が交差した状態で対向する箇所の数が抑えられ、これにより、流通抵抗の増加が抑えられる。

この場合、
前記一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凹部のそれぞれは、前記他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの一つの凹凸群の一つの凹部と交差した状態で対向してもよい。

かかる構成によれば、凹部同士が交差した状態で対向しているため、第二方向から見て、一方の対向面の凹部側を流れる流れと、他方の対向面の凹部側を流れる流れとにおいて、第一方向及び第二方向とそれぞれ直交する第三方向における逆向きの速度成分が生じ、これにより、対向する凹部間において第二方向を中心とする螺旋流が形成される。その結果、混合性能がより向上する。

また、前記プレート式混合器では、
前記傾斜方向は、前記第二方向に延びる中心線に対して６０°未満の角度で傾斜していてもよい。

かかる構成によっても、凹部に沿って流体が流れることで該流体が流路を第二方向に通過する際の流通抵抗が抑えられる。

以上より、本発明によれば、流体の流通抵抗の増加を抑えつつ、高い混合性能を得ることのできるプレート式混合器を提供することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係るプレート式混合器の斜視図である。図２は、前記プレート式混合器の分解斜視図である。図３は、前記プレート式混合器が備える第一プレートの正面図である。図４は、前記第一プレートの背面図である。図５は、前記プレート式混合器における第二プレートの正面図である。図６は、前記第二プレートの背面図である。図７は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図８は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図９は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間に形成される流路の部分的な領域での流体の流れを説明するための図である。図１０は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間に形成される流路の部分的な領域での流体の流れを説明するための図である。図１１は、本発明の第二実施形態に係るプレート式混合器の斜視図である。図１２は、前記プレート式混合器の分解斜視図である。図１３は、前記プレート式混合器が備える第一プレートの正面図である。図１４は、前記第一プレートの背面図である。図１５は、前記プレート式混合器における第二プレートの正面図である。図１６は、前記第二プレートの背面図である。図１７は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図１８は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図１９は、本発明の第三実施形態に係るプレート式混合器の斜視図である。図２０は、前記プレート式混合器の分解斜視図である。図２１は、前記プレート式混合器が備える第一プレートの正面図である。図２２は、前記第一プレートの背面図である。図２３は、前記プレート式混合器における第二プレートの正面図である。図２４は、前記第二プレートの背面図である。図２５は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図２６は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間に形成される流路での流体の流れを示す図である。図２７は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間において、凹部同士が対向する領域を通過するときの第一流体の流れを説明するための図である。図２８は、前記第一プレートの正面と前記第二プレートの背面との間に形成される流路の部分的な領域での流体の流れを説明するための図である。図２９は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間において、凹部同士が対向する領域を通過するときの第二流体の流れを説明するための図である。図３０は、前記第一プレートの背面と前記第二プレートの正面との間に形成される流路の部分的な領域での流体の流れを説明するための図である。図３１は、他実施形態に係るプレート式混合器における第一流路の部分的な領域での凸部及び凹部の形状を説明するための図である。図３２は、前記プレート式混合器における第二流路の部分的な領域での凸部及び凹部の形状を説明するための図である。

以下、本発明の第一実施形態にかかるプレート式混合器について、図１～図１０を参照しつつ説明する。

本実施形態に係るプレート式混合器（以下、単に「混合器」と称する。）は、混合対象となる二種類以上の液体を合わせた流体（混合対象流体）、一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体（混合対象流体）、又は、一種類以上の液体と気体とを合わせた流体（混合対象流体）を流通させることで該流体に含まれる複数の成分を混合する。この混合器は、図１及び図２に示すように、第一方向に重ね合わされた複数のプレート２、３を備え、これら複数のプレート２、３は、各プレート２、３間に流体（混合対象流体）Ａを流通させる流路Ｒａを形成する。

尚、以下の説明において、第一方向を直交座標系のＸ軸方向とし、第一方向と直交する第二方向を直交座標系のＺ軸方向とし、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向を直交座標系のＹ軸方向とする。

複数のプレート２、３のそれぞれは、図３～図６にも示すように、Ｘ軸方向と直交する方向に広がる板状の混合部２０、３０と、混合部２０、３０の外周全周から延出した環状部２１、３１と、を備える。

混合部２０、３０は、Ｘ軸方向の両面Ｓ１、Ｓ２に、流体Ａの混合に寄与する混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂを含む。具体的に、混合部２０、３０は、Ｘ軸方向から見て四角形状である。本実施形態の混合部２０、３０は、Ｘ軸方向から見てＺ軸方向に長尺な矩形状（長方形状）である。この混合部２０、３０は、Ｚ軸方向に延びる中心線（以下、縦中心線という）ＣＬ１と、Ｙ軸方向に延びる中心線（以下、横中心線という）ＣＬ２との交点を含む主混合部２０ａ、３０ａと、Ｚ軸方向における主混合部２０ａ、３０ａの両側にある一対の端部２０ｂ、３０ｂと、を有する。

主混合部２０ａ、３０ａは、Ｘ軸方向から見て四角形状であり、本実施形態の主混合部２０ａ、３０ａは、Ｚ軸方向に長尺な矩形状である。

混合部２０、３０の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のうちの主混合部２０ａ、３０ａと対応する領域が混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂである。これら混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂのそれぞれは、縦中心線ＣＬ１に対して傾斜する方向（以下、傾斜方向ＶＬという）に長手を有する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを有し且つ傾斜方向ＶＬに沿って交互に並ぶ該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂによって構成される複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を有する。これら複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２は、傾斜方向ＶＬと直交する方向に並ぶ。

複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａは、該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに対して横並びに配置される。また、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対して横並びに配置される。

本実施形態の混合部２０、３０では、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａは、該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに対してＹ軸方向に並ぶと共に、該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対してＺ軸方向に並んでいる。

一方、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対してＹ軸方向に並ぶと共に、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに対してＺ軸方向に並んでいる。

即ち、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとがＹ軸方向に交互に配置された群（行）が、Ｚ軸方向に複数並ぶ。また、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、がＹ軸方向に交互に並ぶ。

これにより、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の各凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａは、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて千鳥状に配置される。また、各凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれにおいて凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの間に配置されているため、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の各凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂも、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて千鳥状に配置されている。

傾斜方向ＶＬは、縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度で傾斜する方向である。即ち、縦中心線ＣＬ１に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ１は、６０°未満である。一方、横中心線ＣＬ２に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ２は、３０°以上である。本実施形態の傾斜角度θ１は、３０°≦θ１≦４０°である。また、本実施形態の傾斜角度θ２は、６０°＜θ２＜７０°である。

以上のように構成される複数のプレート２、３が混合部２０、３０の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂを対向させた状態で重ね合わされることで、隣り合うプレート２、３の互いの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士が交差した状態で対向する。本実施形態の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士は、交差した状態で当接する。

ここで、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さ（傾斜方向ＶＬに並ぶ凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の間隔）は、一つの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが、隣り合う（相手方の）プレート２、３の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂが有する二つ（二列）以上の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に跨る（二つ以上の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対して交差した状態で当接する）ように設定されている。

凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ（凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上）と凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ（凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底）とは、Ｘ軸方向における位置を異にする。そのため、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの間には、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底(或いは、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底から凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上）に繋がる中間領域（採番しない）が形成されている。

この中間領域は、凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２にある凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの間や、隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの間に配置される。

中間領域は、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上と凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底との途中位置にＺ軸方向及びＹ軸方向に広がる中段部位が含まれてもよいが、本実施形態の中間領域は、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上から凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底に向けて（或いは、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの底から凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上に向けて）連続的にＺ軸方向及びＹ軸方向に対して傾斜している。

一対の端部２０ｂ、３０ｂは、主混合部２０ａ、３０ａとＺ軸方向に連続する。一対の端部２０ｂ、３０ｂのそれぞれは、Ｘ軸方向に貫通した貫通孔２０３、２０４、３０３、３０４を有する。一対の端部２０ｂ、３０ｂのうちの一方の端部２０ｂ、３０ｂの貫通孔２０３、３０３と、他方の端部２０ｂ、３０ｂの貫通孔２０４、３０４とは、矩形状の混合部２０、３０の対角位置に配置されている。

以上のように構成される複数のプレート２、３のそれぞれは、例えば、金属プレートがプレス成型されることにより形成されている。このため、各プレート２、３において、第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａ、３００ａの凸部２０１ａ、３０１ａと第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂ、３００ｂの凹部２０２ｂ、３０２ｂとが表裏の関係（Ｘ軸方向から見て重なる位置）にあり、第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａ、３００ａの凹部２０１ｂ、３０１ｂと第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂ、３００ｂの凸部２０２ａ、３０２ａとが表裏の関係（Ｘ軸方向から見て重なる位置）にある。即ち、プレート２、３の第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａ、３００ａの凹凸群２０１、３０１と、この凹凸群２０１、３０１を有する第一面Ｓ１（混合領域２００ａ、３００ａ）の反対（裏）側の面である第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂ、３００ｂの凹凸群２０２、３０２とは、Ｘ軸方向に重なる位置にあり、且つ凹凸関係が反対である。

本実施形態に係る混合器１は、二種類のプレート２、３を有する。この二種類のプレート２、３は、混合部２０、３０からの環状部２１、３１の延出方向及び凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の位置を異にする以外は、同一構成である。

具体的に、二種類のプレート２、３において、各プレート２、３が混合部２０、３０と、環状部２１、３１とを備える点と、混合部２０、３０の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂがそれぞれ複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を有する点とが共通している。

二種類のプレート２、３のうちの一方のプレート（第一プレート）２において、環状部２１は、混合部２０の周縁から第二面Ｓ２側に延出する。また、二種類のプレート２、３のうちの他方のプレート（第二プレート）３において、環状部３１は、混合部３０の周縁から第一面Ｓ１側に延出している。

第一プレート２の混合部２０（主混合部２０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域２００ａ、２００ｂにおいて、複数の凹凸群２０１、２０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部２０の一端から他端側に向けて先下りに傾斜している（図３及び図４参照）。これに対し、第二プレート３の混合部３０（主混合部３０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域３００ａ、３００ｂにおいて、複数の凹凸群３０１、３０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部３０の他端から一端側に向けて先下りに傾斜している（図５及び図６参照）。

本実施形態の第二プレート３の複数の凹凸群３０１、３０２は、Ｘ軸方向における同一側から見て、縦中心線ＣＬ１を回転軸にして第一プレート２の複数の凹凸群２０１、２０２を反転させた上でＹ軸方向に所定ピッチ（本実施形態においては１ピッチ）位置ずれさせた配置になっている。

これら第一プレート２及び第二プレート３は、図２に示すように、Ｘ軸方向において交互に配置され、隣り合う第一プレート２及び第二プレート３の環状部２１、３１同士を嵌合させる（図１参照）。このとき、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１が第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１と対向し、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２が第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２と対向する。

この状態において、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１（混合領域２００ａ）が有する複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１（混合領域３００ａ）が有する二つ（二列）の凹凸群３０１が交差し、これら二つの凹凸群３０１の凸部３０１ａがそれぞれ交差した状態で当接する。即ち、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１（混合領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１（混合領域３００ａ）にある異なる凹凸群３０１の二つの凸部３０１ａがそれぞれ交差した状態で当接する（図７参照）。

また、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２（混合領域２００ｂ）が有する複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２（混合領域３００ｂ）が有する二つ（二列）の凹凸群３０２が交差し、これら二つの凹凸群３０２の凸部３０２ａがそれぞれ交差した状態で当接する。即ち、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２（混合領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２（混合領域３００ｂ）にある異なる凹凸群３０２の二つの凸部３０２ａがそれぞれ交差した状態で当接する（図８参照）。

このようにＸ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３(第一プレート２、第二プレート３）において、環状部２１、３１間等が適宜液密にシールされる。本実施形態の混合器１では、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３がロウ付けにより一体にされている。即ち、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３において、環状部２１、３１間等がロウ付けによってシールされている。

これにより、複数のプレート２、３の混合部２０、３０（第一プレート２の混合部２０、第二プレート３の混合部３０）を境にして、流体ＡをＺ軸方向に流通させる流路Ｒａが各プレート２、３間に形成される。即ち、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａ及び第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１に含まれる混合領域３００ａによって形成される空間と、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂ及び第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２に含まれる混合領域３００ｂによって形成される空間とが、それぞれ流路Ｒａを構成する。

また、複数のプレート２、３（第一プレート２、第二プレート３）の対応する貫通孔２０４、３０４同士がＸ軸方向に連なり、各流路Ｒａに連通した一方の連通路Ｒａ１が形成される。この一方の連通路Ｒａ１は、各流路Ｒａに対して流体Ａを流入させる。また、複数のプレート２、３（第一プレート２、第二プレート３）の対応する貫通孔２０３、３０３同士がＸ軸方向に連なり、各流路Ｒａに連通した他方の連通路Ｒａ２が形成される。この他方の連通路Ｒａ２は、各流路Ｒａから流体Ａを流出させる。

本実施形態に係る混合器１は、以上のように構成され、一方の連通路Ｒａ１に流体Ａが供給されると、流体Ａが各流路Ｒａに流入する。そうすると、図７及び図８に示すように、流体Ａは、各流路Ｒａ内をＺ軸方向に（本実施形態の例では、貫通孔２０４、３０４から貫通孔２０３、３０４に向けて）流れる。即ち、流体Ａは、各流路Ｒａ内において、混合領域２００ａ、３００ａ間及び混合領域２００ｂ、３００ｂ間をＺ軸方向における他端から一端側に向けて（図７及び図８における上方に向けて）それぞれ通過（流通）する。

具体的には、混合領域２００ａ、３００ａ間に形成される流路Ｒａ内を流れる流体Ａは、図９に示すように、凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れ、その凹部２０１ｂ、３０１ｂの含まれる凹凸群２０１、３０１の凸部２０１ａ、３０１ａ（凹部２０１ｂ、３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ、３０１ａ）に衝突する。この衝突により、流体Ａは、衝突した凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの両側に分岐する。

分岐した流体Ａは、衝突した凸部２０１ａ、３０１ａを含む凹凸群２０１、３０１の両側にある凹凸群２０１、３０１の凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って下流側に流れる。そして、凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れる流体Ａは、その凹部２０１ｂ、３０１ｂの含まれる凹凸群２０１、３０１の凸部２０１ａ、３０１ａ（凹部２０１ｂ、３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ、３０１ａ）に衝突する。その結果、凸部２０１ａ、３０１ａに衝突した流体Ａは、該凸部２０１ａ、３０１ａの両側に分岐する。

この両側に分岐した流体Ａの一方は、元の凹凸群２０１、３０１に含まれる凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流通する。即ち、上流側の凸部２０１ａ、３０１ａによって分岐した流体Ａの一部は、異なる列（隣の列）の凸部２０１ａ、３０１ａとの衝突によって元の列（凹凸群２０１、３０１）の凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れる流体Ａに合流する。このように、流体Ａは、流路Ｒａ内を分岐と合流とを繰り返しつつ下流側に流れる。これにより、混合領域２００ａ、３００ａ間に形成される流路Ｒａ内において、流体Ａの流れに乱れが生じる。換言すると、流路Ｒａ内において、流体Ａが十分に撹拌される。

また、混合領域２００ｂ、３００ｂ間に形成される流路Ｒａ内を流通する流体Ａも、図１０に示すように、凹部２０２ｂ、３０２ｂに沿って流れ、その凹部２０２ｂ、３０２ｂの含まれる凹凸群２０２、３０２の凸部２０２ａ、３０２ａ（凹部２０２ｂ、３０２ｂと隣り合う凸部２０２ａ、３０２ａ）に衝突し、衝突した凸部２０２ａ、３０２ａを含む凹凸群２０２、３０２の両側にある凹凸群２０２、３０２の凹部２０２ｂ、３０２ｂに沿って下流側に流れる。流体Ａがこの動作を繰り返すことで、混合領域２００ｂ、３００ｂ間に形成される流路Ｒａ内においても、流体Ａが分岐と合流とを繰り返しつつ下流側に流れ、十分に撹拌される。

また、本実施形態の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２（凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の沿う傾斜方向ＶＬ）は、縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満で傾斜している。かかる構成によっても、各凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流体Ａが流れることで該流体Ａが流路ＲａをＺ軸方向に通過する際の流通抵抗が抑えられる。

このように、流体Ａが各流路Ｒａ内を流れることで撹拌され、該流体Ａに含まれる複数の成分が十分に混合（ミキシング）される。そして、図２に示すように、複数の成分が十分に混合された後の流体Ａは、各流路Ｒａから他方の連通路Ｒａ２を経て外部に排出される。

以上のように、本実施形態に係る混合器１は、流体Ａに含まれる複数の成分を混合させる混合器１であって、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３を備える。これら複数のプレート２、３は、隣り合うプレート２、３のプレート間に流体Ａが流通可能な流路Ｒａを形成する。そして、隣り合うプレート２、３の各対向面（第一面Ｓ１同士、又は第二面Ｓ２同士）は、Ｚ軸方向に延びる該プレート２、３の縦中心線ＣＬ１に対して所定の角度θ１で傾斜する傾斜方向ＶＬに長手を有する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを有し且つ傾斜方向ＶＬに沿って交互に並ぶ該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂによって構成される凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２であって、傾斜方向ＶＬと直交する方向に並ぶ複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を有する。これら複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａは、該凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに対して横並びに配置されるとともに、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂを含む凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と傾斜方向ＶＬと直交する方向に隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対して横並びに配置される。隣り合うプレート２、３は、互いの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士を交差した状態で当接させている。

かかる構成によれば、流体Ａが流路ＲａをＺ軸方向に通過する際に各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れつつ、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂと同方向に長手を有する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに衝突して分岐と合流を繰り返すことで、流体Ａの流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られる。詳しくは、以下の通りである。

流体Ａが流路ＲａをＺ軸方向に通過する際に、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れた流体Ａが、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの下流において隣り合う凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ（共通の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ）と衝突して周辺の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ（例えば、両側の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ、相手方のプレート２、３の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ等）に流れ込み、この周辺の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに流れ込んだ流体Ａが該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの下流において隣り合う凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと衝突してさらに周辺の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに流れ込む。このように、流体Ａが流路Ｒａ内を下流に向けて進むにつれて凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと衝突して周辺の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに流れ込む毎に流体Ａの分岐と合流とが繰り返され、これにより、高い混合性能が得られる。しかも、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの長手方向がそれぞれ同じ（傾斜方向ＶＬ）であるため、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れた流体Ａの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａへの長手方向と交差する方向からの衝突が防がれ、これにより、流体Ａの流通抵抗が抑えられる。

また、本実施形態の混合器１では、隣り合うプレート２、３における一方のプレート（例えば、第一プレート）２の対向面（混合部２０の第一面Ｓ１又は第二面Ｓ２）にある複数の凹凸群２０１、２０２の凸部２０１ａ、２０２ａのそれぞれは、隣り合うプレート２、３における他方のプレート（例えば、第二プレート）３の対向面（混合部３０の第一面Ｓ１又は第二面Ｓ２）にある複数の凹凸群３０１、３０２のうちの少なくとも二つの凹凸群３０１、３０２の凸部３０１ａ、３０２ａと交差した状態で当接している。

かかる構成によれば、凹部２０１ｂ、２０２ｂとＸ軸方向に対向する位置に該凹部２０１ｂ、２０２ｂと交差する方向に長手を有する複数の凸部３０１ａ、３０２ａが位置することで該凹部２０１ｂ、２０２ｂに沿って流れる流体Ａの流れに、より乱れが生じると共に、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の当接箇所の数が増えることでも流体Ａの流れにより乱れが生じる。これにより、流体Ａがより十分に撹拌され、混合性能がより向上する。

また、本実施形態の混合器１では、傾斜方向ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度θ１で傾斜している。かかる構成によれば、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流体Ａが流れることで該流体Ａが流路ＲａをＺ軸方向に通過する際の流通抵抗が抑えられる。

次に、本発明の第二実施形態に係る混合器（プレート式混合器）について、図１１～図１８を参照しつつ説明する。本実施形態に係る混合器は、第一実施形態の混合器と同一の構成又は相当する構成を有する。これに伴い、本実施形態に係る混合器の説明において、第一実施形態の混合器と同一の構成又は相当する構成については、同一名称及び同一符号を付し、第一実施形態の混合器と異なる構成について詳細に説明する。尚、本実施形態においても、プレートの並ぶ第一方向を直交座標系のＸ軸方向とし、第一方向と直交する第二方向を直交座標系のＺ軸方向とし、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向を直交座標系のＹ軸方向とする。

本実施形態に係る混合器は、二種類の流体（第一流体Ａ及び第二流体Ｂ）を流通させ、第一流体Ａに含まれる複数の成分を混合しつつ、該第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる。この混合器は、図１１及び図１２に示すように、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３を備える。また、混合器１では、複数のプレート２、３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路Ｒｂとが、Ｘ軸方向において交互に形成されている。

複数のプレート２、３のそれぞれは、図１３～図１６にも示すように、第一面Ｓ１と第二面Ｓ２とを有する混合部２０、３０と、混合部２０、３０の外周全周から延出した環状部２１、３１とを備える。

混合部２０、３０のＸ軸方向の両面Ｓ１、Ｓ２は、第一流体Ａと第二流体Ｂとのそれぞれの混合に寄与する混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂを含む。本実施形態の混合部２０、３０は、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる際に、第一流路Ｒａから第二流路Ｒｂへ、及び、第二流路Ｒｂから第一流路Ｒａへ伝熱可能な伝熱部も兼ねている。

また、混合部２０、３０は、Ｘ軸方向から見てＺ軸方向に長尺な矩形状であり、Ｚ軸方向の中央部に配置される主混合部２０ａ、３０ａと、Ｚ軸方向における主混合部２０ａ、３０ａの両側に配置される一対の端部２０ｂ、３０ｂと、を有する。この混合部２０、３０の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２における主混合部２０ａ、３０ａに対応する領域が、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂである。

プレート２、３の各混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂは、傾斜方向ＶＬに沿って交互に並ぶ凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂによって構成される複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を有する。これら複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２は、傾斜方向ＶＬと直交する方向に並ぶ。

また、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を構成する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、それぞれ傾斜方向ＶＬに長手を有する。この傾斜方向ＶＬは、第一実施形態と同様に、縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度で傾斜する方向である。本実施形態における縦中心線ＣＬ１に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ１は、３０°≦θ１≦４０°であり、横中心線ＣＬ２に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ２は、６０°＜θ２＜７０°である。

本実施形態の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいても、第一実施形態と同様に、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとがＹ軸方向に交互に配置された群（行）が、Ｚ軸方向に複数並ぶ。また、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、がＹ軸方向に交互に並ぶ。

各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さ（傾斜方向ＶＬに並ぶ凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の間隔）は、一つの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが、隣り合う（相手方の）プレート２、３の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂが有する二つ（二列）以上の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に跨る（二つ以上の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対して交差した状態で当接する）ように設定されている。

一対の端部２０ｂ、３０ｂのそれぞれは、Ｘ軸方向に貫通した一対の貫通孔２０３、２０４、３０３、３０４を有する。一対の端部２０ｂ、３０ｂのそれぞれにおいて、一対の貫通孔２０３、２０４、３０３、３０４は、Ｙ軸方向に間隔をあけて配置されている。本実施形態の一対の貫通孔２０３、２０４、３０３、３０４は、縦中心線ＣＬ１を挟んだ両側に配置されている。

以上のように構成される複数のプレート２、３のそれぞれは、例えば、ステンレスやチタン等の伝熱性の高い金属プレートがプレス成型されることにより形成されている。このため、プレート２、３の第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａ、３００ａの凹凸群２０１、３０１と、この凹凸群２０１、３０１を有する第一面Ｓ１（混合領域２００ａ、３００ａ）の反対（裏）側の面である第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂ、３００ｂの凹凸群２０２、３０２とは、Ｘ軸方向に重なる位置にあり、且つ凹凸関係が反対である。

本実施形態に係る混合器１は、第一プレート２と第二プレート３との二種類のプレートを有する。この二種類のプレート２、３は、環状部２１、３１の混合部２０、３０からの延出方向及び凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹凸の位置を異にする以外は、同一構成である。

第一プレート２の混合部２０（主混合部２０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域２００ａ、２００ｂにおいて、複数の凹凸群２０１、２０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部２０の一端から他端側に向けて先下りに傾斜している（図１３及び図１４参照）。これに対し、第二プレート３の混合部３０（主混合部３０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域３００ａ、３００ｂにおいて、複数の凹凸群３０１、３０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部３０の他端から一端側に向けて先下りに傾斜している（図１５及び図１６参照）。

そして、隣り合う第一プレート２及び第二プレート３の環状部２１、３１同士が嵌合されることで（図１１参照）、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１が第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１と対向すると共に、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２が第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２と対向する。

これにより、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１（混合領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１（混合領域３００ａ）にある異なる凹凸群３０１の二つの凸部３０１ａがそれぞれ交差した状態で当接する（図１７参照）。

また、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２（混合領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２（混合領域３００ｂ）にある異なる凹凸群３０２の二つの凸部３０２ａがそれぞれ交差した状態で当接する（図１８参照）。

以上のように第一プレート２と第二プレート３とがＸ軸方向に交互に重ね合わされることで、混合器１では、複数のプレート２、３の混合部２０、３０（第一プレート２の混合部２０、第二プレート３の混合部３０）を境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路ＲｂとがＸ軸方向において交互に形成される。即ち、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１に含まれる混合領域２００ａと第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１に含まれる混合領域３００ａとの間に形成される空間が、第一流路Ｒａを構成すると共に、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２に含まれる混合領域２００ｂと第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２に含まれる混合領域３００ｂとの間に形成される空間が、第二流路Ｒｂを構成する。

また、複数のプレート２、３（第一プレート２、第二プレート３）の対応する貫通孔２０３、２０４、３０３、３０４同士がＸ軸方向に連なることにより、第一流路Ｒａのみに連通した一対の第一連通路Ｒａ１、Ｒａ２と、第二流路Ｒｂのみに連通した一対の第二連通路Ｒｂ１、Ｒｂ２と、が形成される。これら、一対の第一連通路Ｒａ１、Ｒａ２は、第一流路Ｒａに対して第一流体Ａを流入又は流出させ、一対の第二連通路Ｒｂ１、Ｒｂ２は、第二流路Ｒｂに対して第二流体Ｂを流入又は流出させる。

本実施形態に係る混合器１は、以上のように構成され、一方の第一連通路Ｒａ１に第一流体Ａが供給されると共に、一方の第二連通路Ｒｂ１に第二流体Ｂが供給されると、第一流体Ａが一方の第一連通路Ｒａ１から複数の第一流路Ｒａのそれぞれに流入すると共に、第二流体Ｂが一方の第二連通路Ｒｂ１から複数の第二流路Ｒｂのそれぞれに流入する。

これにより、本実施形態の混合器１では、図１７及び図１８に示すように、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内をＺ軸方向に流れ、第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内をＺ軸方向に流れる。詳しくは、第一流体Ａが、第一流路Ｒａ内において、混合領域２００ａ、３００ａ間をＺ軸方向の一端から他端側に向けて通過（流通）し、第二流体Ｂが、第二流路Ｒｂ内において、混合領域２００ｂ、３００ｂ間をＺ軸方向の他端から一端側に向けて通過（流通）する。

このとき、第一流体Ａは、第一流路Ｒａ内を分岐と合流とを繰り返しつつ下流側に流れる。これにより、第一流路Ｒａ内において、第一流体Ａが十分に撹拌される。また、第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂ内を分岐と合流とを繰り返しつつ下流側に流れる。これにより、第二流路Ｒｂ内において、第二流体Ｂが十分に撹拌される（即ち、第二流体Ｂの流れに十分な乱れが生じる）。

このように、混合器１において、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内を流れることで撹拌され、該第一流体Ａに含まれる複数の成分が十分に混合されると共に、第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内を流れることで撹拌され、該第二流体Ｂの流れに十分な乱れが生じる。

このとき、本実施形態の混合器１では、第一流体Ａと第二流体Ｂとが、第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとを区画する混合部（伝熱部）２０、３０（混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ）を介して熱交換する。このように、本実施形態の混合器１は、第一流体Ａに含まれる複数の成分を混合させつつ第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる（第一流体Ａを加熱又は冷却させる）ことで、第一流体Ａに含まれる成分同士を反応させる反応器としても機能する。

そして、図１２に示すように、混合及び熱交換を終えた第一流体Ａは、第一流路Ｒａから他方の第一連通路Ｒａ２を経て外部に排出され、熱交換を終えた第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂから他方の第二連通路Ｒｂ２を経て外部に排出される。

本実施形態の混合器１によれば、第一流体Ａが第一流路ＲａをＺ軸方向に通過する際に各凹凸群２０１、３０１の凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れつつ、該凹部２０１ｂ、３０１ｂと同方向に長手を有する凸部２０１ａ、３０１ａに衝突して分岐と合流を繰り返すことで、第一流体Ａの流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られる。また、第二流体Ｂが第二流路ＲｂをＺ軸方向に通過する際に各凹凸群２０２、３０２の凹部２０２ｂ、３０２ｂに沿って流れつつ、該凹部２０２ｂ、３０２ｂと同方向に長手を有する凸部２０２ａ、３０２ａに衝突して分岐と合流を繰り返すことで、第二流体Ｂの流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られ（流れに十分な乱れを生じさせることができ）、これにより、第一流路Ｒａを流れる第一流体Ａと第二流路Ｒｂを流れる第二流体Ｂとの熱交換効率が向上する。

しかも、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの長手方向がそれぞれ同じ（傾斜方向ＶＬ）であるため、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れた第一流体Ａ及び第二流体Ｂの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａへの長手方向と交差する方向からの衝突が防がれ、これにより、第一流路Ｒａでの第一流体Ａの流通抵抗が抑えられると共に、第二流路Ｒｂでの第二流体Ｂの流通抵抗が抑えられる。

また、本実施形態の混合器１では、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとＸ軸方向に対向する位置に該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂと交差する方向に長手を有する複数の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが位置することで、該凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れる流体Ａの流れに十分な乱れが生じると共に、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の当接箇所の数が増えることでも第一流体Ａ及び第二流体Ｂの流れに、それぞれより乱れが生じる。これにより、第一流体Ａ及び第二流体Ｂがより十分に撹拌され、混合性能及び熱交換効率がより向上する。

また、本実施形態の混合器１では、傾斜方向ＶＬは、Ｚ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度θ１で傾斜している。かかる構成によれば、Ｚ軸方向に混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ間を通過する第一流体Ａ及び第二流体Ｂが凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れることで、第一流体Ａが第一流路ＲａをＺ軸方向に通過する際の流通抵抗及び第二流体Ｂが第二流路Ｒｂを通過する際の流通抵抗が抑えられる。

次に、本発明の第三実施形態に係る混合器（プレート式混合器）について、図１９～図３０を参照しつつ説明する。本実施形態に係る混合器は、第一実施形態及び第二実施形態の混合器と同一の構成又は相当する構成を有する。これに伴い、本実施形態に係る混合器の説明において、第一実施形態及び第二実施形態の混合器と同一の構成又は相当する構成については、同一名称及び同一符号を付し、第一実施形態及び第二実施形態の混合器と異なる構成について詳細に説明する。尚、本実施形態においても、プレートの並ぶ第一方向を直交座標系のＸ軸方向とし、第一方向と直交する第二方向を直交座標系のＺ軸方向とし、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向を直交座標系のＹ軸方向とする。

本実施形態の混合器は、第二実施形態の混合器と同様に、二種類の流体（第一流体Ａ及び第二流体Ｂ）を流通させ、第一流体Ａに含まれる複数の成分を混合しつつ、該第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる。この混合器は、図１９及び図２０に示すように、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３を備える。また、混合器１では、複数のプレート２、３のそれぞれを境にして、第一流体ＡをＺ軸方向に流通させる第一流路Ｒａと、第二流体ＢをＺ軸方向に流通させる第二流路Ｒｂとが、Ｘ軸方向において交互に形成されている。

複数のプレート２、３のそれぞれは、図２１～図２４にも示すように、第一面Ｓ１と第二面Ｓ２とを有する混合部２０、３０と、混合部２０、３０の外周全周から延出した環状部２１、３１とを備える。

また、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２を構成する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂは、それぞれ傾斜方向ＶＬに長手を有する。この傾斜方向ＶＬは、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度で傾斜する方向である。本実施形態における縦中心線ＣＬ１に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ１は、３０°≦θ１≦４０°であり、横中心線ＣＬ２に対する傾斜方向ＶＬの傾斜角度θ２は、６０°＜θ２＜７０°である。

本実施形態の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいても、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとがＹ軸方向に交互に配置された群（行）が、Ｚ軸方向に複数並ぶ。また、混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂにおいて、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、異なる凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂがＺ軸方向に並ぶ群（列）と、がＹ軸方向に交互に並ぶ。

以上のように構成される複数のプレート２、３が混合部２０、３０の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂを対向させた状態で重ね合わされることで、隣り合うプレート２、３の互いの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士は、交差した状態で当接する。また、隣り合うプレート２、３の互いの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ同士は、Ｘ軸方向から見て交差し且つＸ軸方向に間隔をあけた状態で対向する。

ここで、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる各凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さは、一つの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが、隣り合う（相手方の）プレート２、３の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂが有する一つ（一列）の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と交差（一つの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに対して交差した状態で当接）するように設定されている。

また、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの長手方向（傾斜方向ＶＬ）の長さ（傾斜方向ＶＬに並ぶ凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の間隔）は、一つの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂが、隣り合う（相手方の）プレート２、３の混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂが有する一つ（一列）の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２と交差（一つの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに対して交差した状態で対向）するように設定されている。

第一プレート２の混合部２０（主混合部２０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域２００ａ、２００ｂにおいて、複数の凹凸群２０１、２０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部２０の一端から他端側に向けて先下りに傾斜している（図２１及び図２２参照）。これに対し、第二プレート３の混合部３０（主混合部３０ａ）の第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２のそれぞれの混合領域３００ａ、３００ｂにおいて、複数の凹凸群３０１、３０２は、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向における混合部３０の他端から一端側に向けて先下りに傾斜している（図２３及び図２４参照）。

そして、隣り合う第一プレート２及び第二プレート３の環状部２１、３１同士が嵌合されることで（図１９参照）、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１が第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１と対向すると共に、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２が第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２と対向する。

これにより、第一プレート２の混合部２０の第一面Ｓ１（混合領域２００ａ）にある複数の凹凸群２０１のそれぞれの凸部２０１ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第一面Ｓ１（混合領域３００ａ）にある一つの凸部３０１ａが交差した状態で当接する（図２５参照）。

また、第一プレート２の混合部２０の第二面Ｓ２（混合領域２００ｂ）にある複数の凹凸群２０２のそれぞれの凸部２０２ａに対し、第二プレート３の混合部３０の第二面Ｓ２（混合領域３００ｂ）にある一つの凸部３０２ａが交差した状態で当接する（図２６参照）。

具体的には、一方の第一連通路Ｒａ１に第一流体Ａが供給されると共に、一方の第二連通路Ｒｂ１に第二流体Ｂが供給されると、第一流体Ａが一方の第一連通路Ｒａ１から複数の第一流路Ｒａのそれぞれに流入すると共に、第二流体Ｂが一方の第二連通路Ｒｂ１から複数の第二流路Ｒｂのそれぞれに流入する。

これにより、本実施形態の混合器１では、図２５及び図２６に示すように、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内をＺ軸方向に流れ、第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内をＺ軸方向に流れる。具体的には、第一流体Ａが、第一流路Ｒａ内において、混合領域２００ａ、３００ａ間をＺ軸方向の一端から他端側に向けて通過（流通）し、第二流体Ｂが、第二流路Ｒｂ内において、混合領域２００ｂ、３００ｂ間をＺ軸方向の他端から一端側に向けて通過（流通）する。詳しくは、以下の通りである。

第一流路Ｒａ内を流れる第一流体Ａは、第一プレート２の混合部２０（混合領域２００ａ）の凹部２０１ｂと第二プレート３の混合部３０（混合領域３００ａ）の凹部３０１ｂとがＸ軸方向から見て交差した状態で対向している領域に流れ込むと、その一部が第一プレート２の混合部２０の凹部２０１ｂ内を該凹部２０１ｂに沿って流れる。これにより、第一プレート２の混合部２０の近傍をＺ軸方向の一端から他端側（図２５における上方側）に向けて流れる第一流体Ａの流れに対し、Ｙ軸方向の他端から一端側に向かう速度成分が付与される（図２７における矢印α参照）。

また、第一プレート２の混合部２０（混合領域２００ａ）の凹部２０１ｂと第二プレート３の混合部３０（混合領域３００ａ）の凹部３０１ｂとがＸ軸方向から見て交差した状態で対向している領域に流れ込んだ第一流体Ａの一部は、第二プレート３の混合部３０の凹部３０１ｂ内を該凹部３０１ｂに沿って流れる。これにより、第二プレート３の混合部３０の近傍をＺ軸方向の一端から他端側（図２７において手前から奥側）に流れる第一流体Ａの流れに対し、Ｙ軸方向の一端から他端側に向かう速度成分が付与される（図２７における矢印β参照）。

このように、交差した状態で対向する凹部２０１ｂ、３０１ｂ間をＺ軸方向に通過しようとする第一流体Ａにおいて、混合部２０側の第一流体Ａの流れと、混合部３０側の第一流体Ａの流れとにおいて、Ｙ軸方向における逆向きの速度成分がそれぞれ付与されることで、これら交差した状態で対向する凹部２０１ｂ、３０１ｂ間をＺ軸方向に通過する第一流体Ａは、旋回しつつ流れる（即ち、螺旋流となる）。

続いて、凹部２０１ｂ、３０１ｂ同士が対向する領域において凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れた第一流体Ａは、該領域を通過すると、該凹部２０１ｂ、３０１ｂの含まれる凹凸群２０１、３０１の凸部２０１ａ、３０１ａ（凹部２０１ｂ、３０１ｂと隣り合う凸部２０１ａ、３０１ａ）に衝突し、この衝突した凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの両側に分岐する（図２８参照）。この分岐した第一流体Ａ方は、衝突した凸部２０１ａ、３０１ａを含む凹凸群２０１、３０１の両側にある凹凸群２０１、３０１における凹部２０１ｂ、３０１ｂ同士の対向する領域（交差した状態で対向する凹部２０１ｂ、３０１ｂ間）にそれぞれ流れ込む。

このとき、第一流体Ａの流れにおいて、交差した状態で対向する凹部２０１ｂ、３０１ｂ間から流れ出たときの第一流体Ａの分岐と、Ｙ軸方向に隣り合う凹部２０１ｂ、３０１ｂ間（凹部２０１ｂ、３０１同士の対向する領域）のそれぞれから流れ出た第一流体Ａ同士が下流側の共通の凹部２０１ｂ、３０１ｂ間に流れ込んだときの第一流体Ａの合流と、が生じる。

続いて、この分岐と合流とが行われた第一流体Ａは、流れ込んだ下流側の凹部２０１ｂ、３０１ｂ間を旋回しつつ下流側に流れる。

以上のように、混合領域２００ａ、３００ａ間を通過する第一流体Ａが旋回と分岐及び合流とを繰り返しつつ下流側に流れることにより、第一流路Ｒａ内の第一流体Ａの流れに十分な乱れが生じる。換言すると、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内において十分に撹拌される。

また、本実施形態の凹凸群２０１、３０１（凹凸群２０１、３０１の沿う傾斜方向ＶＬ）の縦中心線ＣＬ１に対する角度θ１が６０°未満である。かかる構成によれば、第一流体Ａが混合部２０、３０（混合領域２００ａ、３００ａ）間を下流側に向けて流通する際に第一流体Ａが各凹部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａに沿って流れることで、流通抵抗が抑えられる。

一方、第二流路Ｒｂを画定する混合部２０、３０の第二面Ｓ２（混合領域２００ｂ、３００ｂ）にある複数の凹凸群２０２、３０２は、第一流路Ｒａを画定する混合部２０、３０の第一面Ｓ１（混合領域２００ａ、３００ａ）にある複数の凹凸群２０１、３０１に対して凹凸関係を逆にした態様である。このため、混合部２０の単一の凸部２０２ａに対して混合部３０の単一の凸部３０２ａが交差した状態で当接し、且つ、混合部２０の単一の凹部２０２ｂに対して混合部３０の単一の凹部３０２ｂが交差した状態で対向している。これにより、図２９及び図３０に示すように、第二流路Ｒｂ内を第一流体Ａと逆向きに流れる（図２９において手前から奥側に流れる）第二流体Ｂにおいても、第一流路Ｒａ内を流れる第一流体Ａと同様に、旋回と分岐及び合流とを繰り返しつつ下流側に流れ、その結果、第二流路Ｒｂ内において、第二流体Ｂが十分に撹拌される（即ち、第二流体Ｂの流れに十分な乱れが生じる）。

このように、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内を流れて十分に撹拌されることにより、第一流体Ａに含まれる複数の成分の混合が十分に行われる。また、第一流体Ａが第一流路Ｒａ内を流れると共に第二流体Ｂが第二流路Ｒｂ内を流れることにより、それぞれが各流路Ｒａ、Ｒｂ内において十分に撹拌されつつ、第一流体Ａと第二流体Ｂとが第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとを区画する主混合部２０ａ、３０ａ（混合領域２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ）を介して熱交換する。このように、本実施形態の混合器１も、第二実施形態と同様に、第一流体Ａに含まれる複数の成分を混合させつつ、第一流体Ａと第二流体Ｂとを熱交換させる（第一流体Ａを加熱又は冷却させる）ことで、第一流体Ａに含まれる成分同士を反応させる反応器としても機能する。

そして、図２０に示すように、混合及び熱交換を終えた第一流体Ａは、第一流路Ｒａから他方の第一連通路Ｒａ２を経て外部に排出され、熱交換を終えた第二流体Ｂは、第二流路Ｒｂから他方の第二連通路Ｒｂ２を経て外部に排出される。

本実施形態の混合器１によれば、第一流体Ａが第一流路ＲａをＺ軸方向に通過する際に各凹凸群２０１、３０１の凹部２０１ｂ、３０１ｂに沿って流れつつ、該凹部２０１ｂ、３０１ｂと同方向に長手を有する凸部２０１ａ、３０１ａ、に衝突して分岐と合流を繰り返すことで、第一流体Ａの流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られる。また、第二流体Ｂが第二流路ＲｂをＺ軸方向に通過する際に各凹凸群２０２、３０２の凹部２０２ｂ、３０２ｂに沿って流れつつ、該凹部２０２ｂ、３０２ｂと同方向に長手を有する凸部２０２ａ、３０２ａに衝突して分岐と合流を繰り返すことで、第二流体Ｂの流通抵抗の増加を抑えつつ高い混合性能が得られ（流れに十分な乱れを生じさせることができ）、これにより、第一流路Ｒａを流れる第一流体Ａと第二流路Ｒｂを流れる第二流体Ｂとの熱交換効率が向上する。

しかも、各凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとの長手方向がそれぞれ同じ（傾斜方向ＶＬ）であるため、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れた流体（第一流体Ａ、第二流体Ｂ）の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａへの長手方向と交差する方向からの衝突が防がれ、これにより、第一流路Ｒａでの第一流体Ａの流通抵抗が抑えられると共に、第二流路Ｒｂでの第二流体Ｂの流通抵抗が抑えられる。

また、本実施形態の混合器１では、第一プレート２の混合領域（対向面）２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２の凸部２０１ａ、２０２ａのそれぞれは、第二プレート３の混合領域（対向面）３００ａ、３００ｂにある複数の凹凸群３０１、３０２のうちの一つの凹凸群３０１、３０２の一つの凸部３０１ａ、３０２ａと交差した状態で当接している。このため、凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士の当接箇所の数が抑えられ、これにより、流通抵抗の増加が抑えられる。

また、本実施形態の混合器１では、第一プレート２の混合領域（対向面）２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂのそれぞれは、第二プレート３の混合領域（対向面）３００ａ、３００ｂにある複数の凹凸群３０１、３０２のうちの一つの凹凸群３０１、３０２の一つの凹部３０１ｂ、３０２ｂと交差した状態で対向している。

このように凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ同士が交差した状態で対向していることで、Ｚ軸方向から見て、一方の混合領域（対向面）２００ａ、２００ｂの凹部２０１ｂ、２０２ｂ側を流れる流体（第一流体Ａ、第二流体Ｂ）の流れと、他方の混合領域（対向面）３００ａ、３００ｂの凹部３０１ｂ、３０２ｂ側を流れる流体（第一流体Ａ、第二流体Ｂ）の流れとにおいて、Ｙ軸方向における逆向きの速度成分が生じる（図２７及び図２９の矢印α、β参照）。これにより、対向する凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ間においてＺ軸方向を中心とする螺旋流（旋回流）が形成される。このように、第一流路Ｒａ内で第一流体Ａが螺旋流を作り、第二流路Ｒｂ内で第二流体Ｂが螺旋流を作ることで、第一流体Ａの混合性能がより向上すると共に、第一流体Ａと第二流体Ｂとの間の熱交換効率がより向上する。

また、第一流路Ｒａ内を流れる第一流体Ａと第二流路Ｒｂを流れる第二流体Ｂとのそれぞれにおいて螺旋流が形成されるため、本実施形態の混合器１は、第一流体Ａ又は第二流体Ｂの少なくとも何れか一方に含まれる成分が流通過程で分離することも防止できる。

また、本実施形態の混合器１では、傾斜方向ＶＬがＺ軸方向に延びる縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の角度θ１で傾斜している。かかる構成によれば、第一流体Ａ及び第二流体Ｂが各凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂに沿って流れることで、第一流体Ａが第一流路ＲａをＺ軸方向に通過する際の流通抵抗及び第二流体Ｂが第二流路Ｒｂを通過する際の流通抵抗がそれぞれ抑えられる。

尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更を加え得ることは勿論である。

上記各実施形態の混合器１では、Ｘ軸方向に隣り合うプレート２、３の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士がそれぞれ交差した状態で当接しているが、この構成に限定されない。隣り合うプレート２、３の対向する凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士のうちの少なくとも一部の凸部間（凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの頂上間）に隙間が形成されていてもよい。即ち、隣り合うプレート２、３の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士がＸ軸方向から見て交差した状態で対向していればよい。

このように凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ間に隙間が形成される場合、伝熱プレート３の成形深さ（換言すると、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの深さ）をｄとしたときに、前記隙間が０．５ｄ以内となる構成が好ましい。例えば、成形深さが４ｍｍの場合、前記隙間は２ｍｍ以内が好ましく、成形深さが１０ｍｍの場合、前記隙間は５ｍｍ以内が好ましい。このような隙間（０．５ｄ以内の隙間）を設けることで、小さな固形物を含む流体Ａ、Ｂを各流路Ｒａ、Ｒｂに流通させることが可能となる。また、コンタミレス化や洗浄の容易化を図ることもできる。しかも、前記間隔を０．５ｄ以内とすることで、該隙間に起因する混合性能の低下が生じた場合でも許容範囲内（必要な混合性能が得られる範囲内）の低下で収まる。

上記各実施形態の混合器１では、Ｘ軸方向に重ね合わされた複数のプレート２、３同士がロウ付けされ、プレート２、３間が液密にシールされているが、この構成に限定されない。例えば、流路を画定する環状（枠状）のガスケットが隣り合うプレート２、３間に配置され、該ガスケットがプレート２、３間をシールしてもよい。

上記各実施形態の混合器１は、凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹凸の位置を異にする二種類のプレート２、３を備え、この二種類のプレート２、３（第一プレート２、第二プレート３）が交互に重ね合わされているが、この構成に限定されない。

例えば、プレート２の混合領域２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２の凸部２０１ａ、２０２ａのそれぞれが、Ｘ軸方向に隣り合う相手方のプレート２の混合領域２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２のうちの少なくとも二つの凹凸群２０１、２０２の凸部２０１ａ、２０２ａと交差した状態で当接する、或いは、プレート２の混合領域２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２の凸部２０１ａ、２０２ａのそれぞれがＸ軸方向に隣り合う相手方のプレート２の混合領域２００ａ、２００ｂにある複数の凹凸群２０１、２０２のうちの一つの凹凸群２０１、２０２の一つの凸部２０１ａ、２０２ａと交差した状態で当接するように、プレート２の凹凸群２０１、２０２の凹凸の位置や、サイズ（長さ、幅）、間隔（ピッチ）等が設定されることを前提に、同一のプレート２がＸ軸方向に重ね合わされてもよい。

この場合において、上記各実施形態と同様に、複数のプレート（例えば、第一プレート２）同士がロウ付けされる混合器１では、各第一プレート２が環状部２１を有するため、Ｘ軸方向において一つおきに第一プレート２がＸ軸方向に延びる仮想線を中心にして１８０°回転させた状態で配置される。また、隣り合うプレート間（例えば、第一プレート２間）に流路を画定する環状のガスケットが配置され、該ガスケットによって第一プレート２間がシールされる混合器１では、第一プレート２が環状部２１を有していない。このため、第一プレート２間にガスケットが配置される混合器１では、Ｘ軸方向において一つおきに第一プレート２がＸ軸方向に延びる仮想線を中心にして１８０°回転させた状態、或いは、縦中心線ＣＬ１又は横中心線ＣＬ２を基準（中心）にして１８０°反転させた状態、のいずれかの状態で配置される。

上記各実施形態の混合器１では、プレート２、３の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂのそれぞれが縦中心線ＣＬ１に対して６０°未満の傾斜角度θ１で傾斜する傾斜方向ＶＬに沿って延びているが、これに限定されない。

例えば、プレート２、３の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２に含まれる凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ及び凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂのそれぞれが縦中心線ＣＬ１に対して６０°以上の傾斜角度θ１で傾斜する傾斜方向ＶＬに沿って延びてもよい。但し、傾斜方向ＶＬは、縦中心線ＣＬ１に対して９０°未満で傾斜する。

上記各実施形態の混合器１では、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂとＹ軸方向に並ぶように（Ｙ軸方向に横並びに）配置され、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂが隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａとＹ軸方向に並ぶように（Ｙ軸方向に横並びに）配置されたが、この構成に限定されない。

例えば、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂと傾斜方向ＶＬに対して直交方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向の合成方向）に並ぶように（直交方向に横並びに）配置され、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２のそれぞれの凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂが隣り合う凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａと傾斜方向ＶＬに対して直交方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向の合成方向）に並ぶように（直交方向に横並びに）配置されてもよい。

上記第三実施形態の混合器１では、凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ及び凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａが、傾斜方向ＶＬに沿って真っ直ぐに延びているが、この構成に限定されない。例えば、図３１及び図３２に示すように、第一流体Ａ及び第二流体Ｂの螺旋流の連続性を向上させるべく、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ及び凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａのそれぞれがＸ軸方向から見て湾曲形状（Ｓ字状又は逆Ｓ字状）に延びていてもよい。尚、図３１及び図３２では、形状を把握し易いように、各凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ及び各凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａの湾曲度合を誇張して表している。

上記第三実施形態の混合器１では、凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ同士の対向する領域（凹部対向領域）がＺ軸方向に並び、且つ、各凹部対向領域の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの形状が同じ、即ち、縦中心線ＣＬ１に対する傾斜角度θ１や傾斜する向き、傾斜方向ＶＬの長さ等がそれぞれ同じであるが、この構成に限定されない。Ｚ軸方向に並ぶ複数の凹部対向領域のうちの一部の凹部対向領域における凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの縦中心線ＣＬ１に対する傾斜角度θ１や傾斜する向き、傾斜方向の長さ等が、他の凹部対向領域における凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂと異なっていてもよい。

これらＺ軸方向に並ぶ各凹部対向領域の凹部２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂの縦中心線ＣＬ１に対する傾斜角度θ１や傾斜する向き、傾斜方向の長さ等が適宜設定されることで、Ｚ軸方向の各位置（凹部対向領域）を流れる流体（第一流体Ａや第二流体Ｂ）の螺旋流のピッチ（Ｚ軸方向の螺旋のピッチ）を変化させたり、Ｚ軸方向の途中位置において螺旋流の旋回方向を反転させたりすることができる。

上記第二実施形態及び第三実施形態の混合器１では、第一流路Ｒａに流路に第一流体Ａが供給され、第二流路Ｒｂに第二流体Ｂが供給されているが、この構成に限定されない。第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとのそれぞれに、第一流体Ａ（混合対象となる二種類以上の液体を合わせた流体、一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体、又は一種類以上の液体と気体とを合わせた流体）が供給されてもよい。この場合、第一流路Ｒａと第二流路Ｒｂとのそれぞれにおいて第一流体Ａが十分に撹拌され、該第一流体Ａの複数の成分が混合される。

また、混合器１は、三種以上の流路（第一流路、第二流路、第三流路、・・・）を備える構成でもよい。この場合、各流路のＸ軸方向における配列（配置順）は限定されない。例えば、Ｘ軸方向に順に第一流路、第二流路、第三流路、第一流路、第二流路、第三流路、・・・と所定の配置が繰り返される構成（配置）でもよく、第一流路、第三流路、第一流路、第二流路、第二流路、・・・等のランダムに並んでいてもよい。即ち、Ｘ軸方向に複数のプレート２、３が重ね合わされた混合器１（即ち、プレート２、３間に形成される流路がＸ軸方向に複数並ぶ混合器１）において、少なくとも一つの流路を規定するプレート対（隣り合うプレート２、３）の対向面（第一面Ｓ１、第二面Ｓ２）のそれぞれに、複数の凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２がそれぞれ配置され、該プレート対が互いの凹凸群２０１、２０２、３０１、３０２の凸部２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ同士を交差した状態で当接させていればよい。

尚、第三実施形態の混合器１において、第一実施形態と同様に、一種類の流路（例えば、第一流路Ｒａのみ）がＸ軸方向に複数並ぶ構成であってもよい。

また、混合器１の各プレート２、３の材質は、熱伝導率の高い金属に限定されない。混合器１において隣り合う流路を流れる流体間で熱交換の必要がない場合、混合器１の各プレート２、３の材質は、コストや耐食性等に基づき流路を流れる流体の種類に応じて適宜選択される。例えば具体的に、プレート２、３は、樹脂、セラミック等によって構成されていてもよい。この場合、プレート２、３は、真空成型、射出成型、削り出し加工、３Ｄプリンター等によって形成される。

また、上記第二実施形態及び第三実施形態の混合器１は、第一流体Ａの供給側に一つの第一連通路（一方の第一連通路）Ｒａ１を有し、該第一連通路Ｒａ１に対して、混合の対象となる二種類以上の液体を合わせた流体、一種類以上の液体と粉体とを合わせた流体、或いは一種類以上の液体と気体とを合わせた流体が第一流体Ａとして供給されるが、この構成に限定されない。混合器１が第一流体Ａの供給側に二つ以上の第一連通路Ｒａ１を有し、各第一連通路Ｒａ１から供給された液体（混合の対象となる複数の液体）等が第一流路Ｒａにおいて合流し、この合流した液体が第一流体Ａとして第一流路Ｒａを流れる構成でもよい。

１…プレート式混合器、２…第一プレート（プレート）、３…第二プレート（プレート）、２０、３０…混合部、２０ａ、３０ａ…主混合部、２０ｂ、３０ｂ…端部、２１、３１…環状部、２００ａ、２００ｂ、３００ａ、３００ｂ…混合領域、２０１、２０２、３０１、３０２…凹凸群、２０１ａ、２０２ａ、３０１ａ、３０２ａ…凸部、２０１ｂ、２０２ｂ、３０１ｂ、３０２ｂ…凹部、２０３、２０４、３０３、３０４…貫通孔、Ａ…第一流体（流体）、Ｂ…第二流体、ＣＬ１…縦中心線(中心線）、ＣＬ２…横中心線（中心線）、Ｒａ…第一流路（流路）、Ｒａ１、Ｒａ２…第一連通路（連通路）、Ｒｂ…第二流路、Ｒｂ１、Ｒｂ２…第二連通路、Ｓ１…第一面（対向面）、Ｓ２…第二面（対向面）、ＶＬ…傾斜方向、θ１…傾斜角度、θ２…傾斜角度

Claims

流体に含まれる複数の成分を混合させるプレート式混合器であって、
第一方向に重ね合わされた複数のプレートを備え、
これら複数のプレートは、隣り合うプレートのプレート間のそれぞれに前記流体が流通可能な流路を形成し、
これら複数のプレートには、該プレートの重ね合わせ方向に延び且つ各流路に連通することで前記各流路に前記流体をそれぞれ流入させる一方の連通路と、前記重ね合わせ方向に延び且つ前記各流路に連通することで前記各流路から前記流体をそれぞれ流出させる他方の連通路とが、形成され、
前記隣り合うプレートの各対向面は、前記第一方向と直交する第二方向に延びる該プレートの中心線に対して所定の角度で傾斜する傾斜方向に長手を有する凸部及び凹部を有し且つ前記傾斜方向に沿って交互に並ぶ該凸部及び該凹部によって構成される凹凸群であって、前記傾斜方向と直交する方向に並ぶ複数の凹凸群を有し、
該複数の凹凸群のそれぞれの凸部は、該凸部を含む凹凸群と前記傾斜方向と直交する方向に隣り合う凹凸群の凹部に対して横並びに配置されるとともに、前記複数の凹凸群のそれぞれの凹部は、該凹部を含む凹凸群と前記傾斜方向と直交する方向に隣り合う凹凸群の凸部に対して横並びに配置され、
前記隣り合うプレートは、互いの凹凸群の凸部同士を交差した状態で対向している、プレート式混合器。
前記隣り合うプレートにおける一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、前記隣り合うプレートにおける他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの少なくとも二つの凹凸群の凸部と交差した状態で対向している、請求項１に記載のプレート式混合器。
前記隣り合うプレートにおける一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凸部のそれぞれは、前記隣り合うプレートにおける他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの一つの凹凸群の一つの凸部と交差した状態で対向している、請求項１に記載のプレート式混合器。
前記一方のプレートの対向面にある複数の凹凸群の凹部のそれぞれは、前記他方のプレートの対向面にある複数の凹凸群のうちの一つの凹凸群の一つの凹部と交差した状態で対向している、請求項３に記載のプレート式混合器。
前記傾斜方向は、前記第二方向に延びる中心線に対して６０°未満の角度で傾斜している、請求項１～４の何れか１項に記載のプレート式混合器。