JPWO2004045752A1 - 混合・粉砕微粒子化装置 - Google Patents

Abstract

前面開口の小室を上流側から下流側に向けて１個、１個、２個の順で備えている第一、第二の構造物を、小室の開口している側を互いに対向させて密着配置することによって、一方の構造物における１個の小室から、他方の構造物における１個の小室、一方の構造物における前記１個の小室の下流に位置する２個の小室、他方の構造物における前記１個の小室の下流に位置する次位の１個の小室、一方の構造物における前記２個の小室の下流に位置する次位の１個の小室、他方の構造物における前記次位の１個の小室の下流に位置する２個の小室、一方の構造物における前記次位の１個の小室の下流に位置する次々位の１個の小室へと連通する流体物流路が形成されている混合・粉砕微粒子化装置。

Description

本発明は、種々の物質を流体に混合し、粉砕、微粒子化する装置と、これらを用いた物質の混合、粉砕、微粒子化方法に関する。特に、機械的動力を用いることなしに物質の混合、粉砕、微粒子化を実現し、更には、種々の改質、等の反応工程を促進させることのできる方法と装置に関する。

従来、機械動力を有しない静止型混合装置としては、日本国 特開昭５８−１３３８２２号公報に記載されているものが知られている。これは、前面が開口している小室を一側面の全面に（全域に亘って）ハニカム状に複数個備えている第一の構造物と第二の構造物とを、それぞれの前記小室の前面開口を互いに対向させて密着配置し、第一の構造物の小室から、対向配置されている第二の構造物の複数個の小室へ、また、第二の構造物の小室から、対向配置されている第一の構造物の複数個の小室へと、均一混合すべき流体を流動させるものである。これによって、流体が複数の小室の壁に衝突し、流れの複雑な分散、反転、渦流、放射状の分散、集合を繰り返すことにより均一な混合を実現しようとしたものである。
しかし、この日本国 特開昭５８−１３３８２２号公報に記載されている装置では、第一、第二の構造物の周辺部分になるとハニカム状に配置されている前面開口の小室の形状が、第一、第二の構造物の中心部における形状と同一にならず、一辺、又は、二辺が切り欠けた形状にならざるを得なかった。
この切り欠け部が存在するところでは流体の流れのショートパスが発生し、結局、流体は最も流動に対する抵抗の少ないところへ流れてしまうので、前述した流体の複雑な流動現状を生起させて均一な混合を実現するという目的を達成することが困難であった。
また、日本国 特開昭５８−１３３８２２号公報に記載されている静止型混合装置は、流体の混合のみに焦点を当てたものであるため、混合を行いながら物質の粉砕、微粒子化、改質、等の作用、効果を発揮させることはできなかった。
本願の発明者は、静止型混合装置において、前面が開口している小室を一側面の全面に（全域に亘って）ハニカム状に複数個備えている第一、第二の構造物の小室の形状・構造に工夫を加え、第一、第二の構造物の周辺でも、中心部側に配置されている小室と同一形状・構造の小室が配備されるようにして、前述したショートパスの発生を抑え、複数の小室の壁に流体が衝突することによる流れの複雑な分散、反転、渦流、放射状の分散、集合を繰り返させ、均一な混合だけにとどまらず、流体に混合されている物質の粉砕、微粒子化、改質をも可能にする混合・粉砕微粒子化装置を提案している（日本国 特開２００２−１２６４８７号公報、日本国 特開２００２−１１１９８３６号公報、日本国 特開２００２−２８４６３号公報）。

本願発明者は、混合、粉砕、微粒子化をより一層効果的、効率的に行うことができ、なおかつ、装置の形状、構造が簡素で、製造コストを抑えることも可能な混合・粉砕微粒子化装置を開発すべく、先に提案した前述の混合・粉砕微粒子化装置に更に改良を加えて本願発明を完成させたものである。
先に提案した前述の混合・粉砕微粒子化装置について本願発明者が検討を加えたところ、前面の開口している側を互いに対向させて配置されているどちらかの構造物の小室から、対向する他方の構造物の小室に流体が流動していく際、流体が小室に流入して圧縮されるようになる状態と、流体が小室から流出していこうとして解放、拡散されるようになる状態とがあり、前者のときに、より強い圧縮方向の力を受け、後者のときに、より小さな圧力になるように効果的に解放、拡散され、両者の間の圧力の差がより大きくなれば、より効果的、効率的に、混合、粉砕、微粒子化を行い、改質、等の種々の反応工程の促進を実現できることを見出した。
そして、前述した流体が小室に流入して圧縮されるようになる状態のときに受ける圧縮方向の力と、流体が小室から流出していこうとして解放、拡散されるようになる状態のときの解放、拡散によって低下された圧力との間の差を最大にするためには、複数個の小室の配置位置、各小室の形状、構造に重要な意義があることを見出した。
かかる知見から本願発明者が発明した混合・粉砕微粒子化装置は以下の構造からなるものである。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置は、前面が開口している小室を一側面の上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向けて複数個備えている第一の構造物と第二の構造物とが、それぞれの前記小室の前面開口を互いに対向させて密着配置されることによって、第一の構造物の小室から第二の構造物の小室、第二の構造物の小室から第一の構造物の小室へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて流体物流路が形成されているものである。
ここで、前記第一の構造物及び第二の構造物に備えられている複数個の小室は、上流側から下流側に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものであり、当該１個の小室は、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有するものである。
そして、前記の流体物流路が連続する形態が、本発明の混合・粉砕微粒子化装置では、第４図（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、以下のようになっている。どちらか一方の構造物（例えば、第一の構造物２）の上流側に位置する１個の小室４から、対向する他方の構造物（例えば、第二の構造物２２）の上流側に位置する２個の小室２６ａ、２６ｂへ、続いて当該対向する他方の構造物２２における当該２個の小室２６ａ、２６ｂから、前記一方の構造物２における前記１個の小室４より下流側に位置する次位の１個の小室５へ、続いて、当該一方の構造物２における当該次位の１個の小室５から、前記対向する他方の構造物２２における２個の小室２６ａ、２６ｂより下流側に位置する次位の１個の小室２７へ、続いて、当該他方の構造物２２における当該次位の１個の小室２７から、前記一方の構造物２における前記次位の１個の小室５より下流側に位置する次位の２個の小室６ａ、６ｂへ、引き続いて、当該一方の構造物２における当該次位の２個の小室６ａ、６ｂから、前記他方の構造物２２における前記次位の１個の小室２７より下流側に位置する次々位の１個の小室２８へ、続いて、当該他方の構造物２２における前記次々位の１個の小室２８から、前記一方の構造物２における前記次位の２個の小室６ａ、６ｂより下流側に位置する次々位の１個の小室７へと流体物流路が連続するものである。
なお、前述した、どちらか一方の構造物の上流側に位置する１個の小室からスタートして、当該どちらか一方の構造物における下流側の一個の小室まで続く、前面が開口している小室を一側面の上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向けて複数個備えている第一、第二の構造物が、それぞれの小室の前面開口を互いに対向させて密着配置されることによって、第一の構造物の小室から第二の構造物の小室、第二の構造物の小室から第一の構造物の小室へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて流体物流路が形成されている本発明に特有の形態は、前面が開口している小室を当該開口を互いに対向させて配置される第一、第二の構造物が、それぞれ、前述したように、上流側から下流側に向かって、１個、１個、２個の順で小室が配置される形式が一回又は複数回繰り返され、当該１個の小室は、その中心を第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有するように形成され、このように形成された第一、第二の構造物が、前述した、どちらか一方の構造物の上流側に位置する１個の小室からスタートして、当該どちらか一方の構造物における下流側の一個の小室まで続く流体物流路が形成されるように対向配置されているものであれば、総て本発明に属するものである。
すなわち、一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室、というパターンからなるように流体物流路が形成されている形態であれば、どちらか一方の構造物の出発点となる小室の数が１個であると２個であるとを問わないものである。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置は、前述した特徴的な構造を備えていることにより、混合、粉砕、微粒子化すべき物質が混合されている流体が前記流体物流路に上流側から圧入されると、当該流体はバランスを崩すことなく、スムーズに前記流体物流路を流動し、どちらか一方の構造物における２個の小室から、他方の構造物における１個の小室に流入する際に圧縮される方向への強い力を受け（この現象を「包圧」という）、一方、どちらか一方の構造物における１個の小室から、他方の構造物における２個の小室に流入する際に、バランスよく、均等、かつ効果的に拡散（この現象を「爆散」という）する。
そして、前記の特徴的な構造を備えていることにより、この包圧の際に受ける強い圧力と、爆散によって小さくなる圧力との間の差が極めて大きくなり、しかも、これが連続的に繰り返されるので、きわめて効果的、かつ、効率よく、混合、粉砕、微粒子化を行うことができるのである。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置におけるこの微粒子化は、粉砕、微粒子化する対象物を真球状の微粒子にできるものである。
しかも、前述した形態で流体物流路が形成されているだけで十分であり、第一、第二の構造物の一側面の全面（全域）に亘って小室を配備する必要はなく、第一、第二の構造物の一側面において、その上流側に位置する側から、下流側に位置する側に向かって、小室が、１個、１個、２個の順で配置されていれば良いので、製造が容易で、なおかつ、製造コストを低く抑えることも可能になる。
なお前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、前記第一の構造物及び第二の構造物に備えられている複数個の小室は、上流側から下流側に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものであって、当該１個の小室は、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有する形態に代えて、小室が、上流側から下流側に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものでありさえすれば、それぞれの形状、構造に特に限定をつけないようにすることもできる。
混合・粉砕・微粒子化すべき物質をほぼ均一な粒径を有する微粒子へと混合・粉砕・微粒子化する場合には、前述したように、小室の形状、構造は、前記１個の小室４、５（第１図（ａ））、３３、３４（第１図（ｂ））等が、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線３７に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室３ａ、３ｂ（第１図（ａ））〜３５ａ、３５ｂ（第１図（ｂ））等は当該小室４、５、３３、３４等の中心線３７に対して線対称に配置されていると共に、当該小室４、５、３３、３４等の中心線３７に対して対称な形状、構造を有することが望ましい。
しかし、小室の形状、構造をこのように限定しなくても、複数個の小室の配置形式を第一の構造物、第二の構造物とも、上流側から下流側に向けて１個、１個、２個の順とし、流体物流路が、一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室、というパターンで連続するものでありさえすれば、処理後の粒径の大きさが不均一であっても、混合・粉砕・微粒子化すべき物質を粒径０．５ミクロン〜８ミクロン程度の微粒子にすることが十分可能である。
本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置は、同じく、前面が開口している小室を一側面の上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向けて複数個備えている第一の構造物と第二の構造物とが、それぞれの前記小室の前面開口を互いに対向させて密着配置されることによって、第一の構造物の小室から第二の構造物の小室、第二の構造物の小室から第一の構造物の小室へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて流体物流路が形成されているものである。
そして、前記複数個の小室は、上流側から下流側に向かって、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものであり、当該１個の小室は、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有するものである。
更に、流体物流路が連続する形態は、第８図（ａ）を用いて説明すると、どちらか一方の構造物の上流側に位置する１個の小室６０から、対向する他方の構造物の上流側に位置する１個の小室７０へ、続いて、当該対向する他方の構造物における当該１個の小室７０から、前記一方の構造物における前記１個の小室６０より下流側に位置する次位の２個の小室６１ａ、６１ｂへ、続いて、当該一方の構造物における当該次位の２個の小室６１ａ、６１ｂから、前記対向する他方の構造物における前記１個の小室７０より下流側に位置する次位の２個の小室７１ａ、７１ｂへ、続いて、当該他方の構造物における当該次位の２個の小室７１ａ、７１ｂから、前記一方の構造物における前記次位の２個の小室６１ａ、６１ｂより下流側に位置する次位の１個の小室６２へと連続して形成されるものである。すなわち、流体物流路が、一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室、というパターンで連続するものである。
この第８図（ａ）図示の、流体物流路が、一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室、というパターンで連続するものである場合には、前述した第一の発明である１、２、１、１、２、１、１、２、１、１、２、１、１、２、１、１、２の個数の順で小室の空間が連続されて流体物流路が形成されている場合に比較して、包圧、爆散現象が穏やかに起こるので、微粒子の粒径を小さくできる効率に劣るが、より小さな圧力で処理対象物たる物質が混合されている流体を装置内に圧送するだけで混合・粉砕・微粒子化処理を行えるので有利である。
なお、この場合、対向する小室と小室との間に形成される流体物流路の横断面積（第８図（ｂ）中、斜線部８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８）は流体物流路の総てにおいて同一であることが、処理対象物たる物質が混合されている流体をバランスよく流動させ、より均一な粒径を有する微粒子に微粒子化する上で望ましい。
なお、前述した本発明のいずれの混合・粉砕微粒子化装置においても、その上流側に位置する入り口部に接続している流体物流入管が、上流側から当該入り口部までの間に気体注入部を備えている構造にすることができる。この場合、前記流体物流入管の流体物流動部に連続している気体注入部の流体物流動部は、前記流体物流入管における流体物流動部の内径より小さな内径を有していると共に、当該気体注入部の流体物流動部の内径より小さい内径を有する気体注入管が当該気体注入部の流体物流動部に接続されている構造にすることが望ましい。
前述したいずれの本発明の混合・粉砕微粒子化装置においても、流体物流路中における流体物の複雑な流動の過程で、局所的に圧力の高い部分と圧力の低い部分とが生じる。この結果、局所的に圧力の低下した部分で、流体物中に無数の微小な気泡が発生するキャビテーション現象が生じる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置によれば、このキャビテーション現象によって発生した無数の微小な気泡がはじける際に生じる強い衝撃波によって、流体物中に混入している混合・粉砕微粒子化処理の対象物が強い圧力を受け、粉砕、微粒子化が促進されている。
混合・粉砕微粒子化装置の入り口部に接続している流体物流入管に配備されている気体注入部から所望の気体を注入することにより、前記のキャビテーション現象をより効果的、より大規模に発生させることができる。そして、これによって、流体物中に混入している混合・粉砕微粒子化処理の対象物の粉砕、微粒子化をより一層促進することができる。
なお、前記の気体注入部において、流体物流入管の流体物流動部に連続している気体注入部の流体物流動部が、流体物流入管における流体物流動部の内径より小さな内径を有している構造にするのは、気体注入部の流体物流動部における圧力を、流体物流入管の流体物流動部における圧力より低くするためである。なお、このように、気体注入部の流体物流動部は、流体物流入管における流体物流動部の内径より小さな内径になっているので、気体注入部の流体物流動部を流動する流体物の流速は、流体物流入管の流体物流動部を流動している流体物の流速より速くなっている。
そして、気体注入管の内径が、気体注入部の流体物流動部の内径より小さくなっていることにより、エジェクター現象が生じ、気体は、気体注入管から気体注入部の流体物流動部内に微小な気泡となって効率よく注入される。これによって、前述したキャビテーション現象をより効果的、より大規模に発生させることに貢献できる。
以上説明したように本発明の混合・粉砕微粒子化装置と方法によれば、以下に述べるような優れた作用効果が得られる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置中に形成されている流体物流路によれば、ここを流動する混合・微粒子化処理を施すべき物質には、加圧による圧縮と瞬時の爆発的な解放、圧縮と分散・解放、流路内での乱流の生起、抱圧力及び解放圧の付加という作用が、連続的に加えられ、被微粒子化材の応力分解ができ、微粒子の生成及び造粒を得る効果を奏する。すなわち、いわゆる散逸理論によって説明されるところにより、極めて優れた、混合、粉砕、微粒子化が行われる。
特に、微粒子化においては、繊維状物質をも真球状の微粒子にまで、微粒子化することができる。
前面開口の小室が複数個配備されている第一、第二の構造物、半円柱体、円筒体、蓋体、等の本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する部材を、炭素と銅、炭素とアルミ、炭素とマグネシュウム、炭素とタングステン、炭素と酸化チタン等の多種多様な金属複合材料や、セラミックス及びトルマリン等の鉱物材料、等によって形成することにより、触媒効果が得られる
本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する前面開口の小室が配備されている第一の構造物、第二の構造物を、樹脂又は合成樹脂の成型品とすれば、前面開口の小室を精度よく製造することができる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する第一、第二の構造物、半円柱体、円筒体の外周に、磁力を発生する磁石等のＮ極及びＳ極をそれぞれ複数対向させて配備すれば、混合・粉砕微粒子化処理すべき流動物を、磁力によって再分子化することができ、より混合力が高められ、また、微粒子化を促進できる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を構成する半円柱体、円筒体内への、流体物流路を形成するための構造物の取り付け、取り外しは、半円柱体を二分割し、半円柱に設けられている凹部に前記構造物を嵌合固定する、あるいは取り外すようにして行うことができる。そこで、組み立て、分解、メンテナンスが極めて容易である。また、一側面に複数個の小室が配備、形成されている第一の構造物２、第二の構造物２２が、それぞれ、半円柱体４０ａ、４０ｂと一体的に成形されているように放電加工によって、直接、半円柱体４０ａ、４０ｂと第一の構造物２、第二の構造物２２との一体物を製造することによって、組み立て性よく、高精度に流体物流路、混合・粉砕微粒子化装置を製造することもできる。
このように、流体物流路を形成する構造物の取り付け、取り外しを簡単に行うことができるので、それぞれ材質が異なる構造物を用いて流体物流路を形成することができ、混合、微粒子化する物質に対して最適の混合処理、微粒子化処理を行うことができる。
例えば、混合処理、微粒子化処理を行う物質の特性、流体流に含まれているその割合、等に応じて、流体物流路を形成するための構造体に備えられている前面開口の小室の大きさ、数、形状を替えたり、その材質を替えることにより、混合・粉砕微粒子化する物質に対して最適の混合処理、微粒子化処理を行うことができる。
また、産業廃棄物を粉砕し、流体化したものを、圧力をかけて純酸素の気体と一緒に本発明の装置の流体物流路内に注入すると、各小室を流通する際に受ける分散、衝突、渦流の繰り返し作用により、混合・微粒子化する物質における結合された分子同士を分解し、無害化することができる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置における半円柱体、円筒体、流体物流路を形成するための構造体などを、熱導伝性の素材、例えば、銅、アルミ及びカーボン等により成形することで、熱交換器として使用可能となり、混合・微粒子化と、熱交換を同時に行える効果を奏する。
微粒子化すべき物質が混合されている流体を、本発明の混合・粉砕微粒子化装置の流体物流路に圧入すれば、当該流体は、互いに対向している前面開口の小室同士によって形成されている流体物流路を通り、この過程で、一つの小室から二つの小室へ、また、二つの小室から一つの小室へ繰り返し流入及び流出し、そのたびごとに、瞬時開放による爆発的解放圧と、強い圧縮とを繰り返し受ける。これによって、微粒子化すべき物質を超微粒子化及び分子化することができる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を、微粒子化すべき物質の臨界条件下、超臨界条件下で用いることにより、産業廃棄物、例えば、環境汚染物質等の難分解性物質であるダイオキシン類等を、分解し、無害化処理することができる。すなわち、このような使用方法にすることによって、被分解物質と溶媒との混合、更に、被分解物質の超微粒子化、分子化を促進させ、かつ、反応分解を促進させ、優れた分解処理を可能にできる。この際に、更に、超音波照射手段、電磁波照射手段、赤外線及び遠赤外線照射手段、レーザ照射手段、プラズマ発生手段、等を組み合わせて使用することにより、被分解物質の超微粒子化、分子化を一層促進させ、かつ、反応分解を一層促進させ、一層進んだ分解処理を可能にできる。
また、本発明の混合・粉砕微粒子化装置を、臨界条件下、超臨界条件下で用いることにより、加工食品の原料や、薬品の原料を連続処理し、各原料の酵素、胞子の失活処理、殺菌処理、脱臭処理を効率よく、安全に、かつ、連続的に行うことができる。また、化学物質の化学反応を制御し、化学物質の生成、分解、等の処理を行うこともできる。

第１図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第一の構造物において小室が配備されている面を表す平面図、第１図（ｂ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第二の構造物において小室が配備されている面を表す平面図、第１図（ｃ）は第１図（ａ）、（ｂ）図示の第一、第二の構造物が小室の開口している側を互いに対向させて密着配置され流体物流路が形成された際の小室の配置状態を説明する平面図。
第２図（ａ）は第一、第二の構造物を密着配置して流体物流路を形成する一つの実施形態を入り口部側から見た図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）図示の第一、第二の構造物が密着配置された状態を入り口部側から見た図、第２図（ｃ）は第一、第二の構造物を密着配置して流体物流路を形成する他の実施形態を入り口部側から見た図。
第３図は本発明の混合・粉砕微粒子化装置の一実施形態を表す斜視図。
第４図（ａ）は本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置における流体物流路を説明する図であって、第１図（ｃ）に対応する状態を表す図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）の状態を側面から説明する図。
第５図（ａ）は本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置における流体物流路を説明する図であって、第１図（ｃ）に対応する状態を表す図、（第５図ｂ）は第５図（ａ）の状態を側面から説明する図。
第６図（ａ）は、本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置における流体物流路を説明する図であって、第１図（ｃ）に対応する状態を表す図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）の状態を側面から説明する図。
第７図は本発明の他の混合・粉砕微粒子化装置における流体物流路を説明する図であって、第１図（ｃ）に対応する状態を表す図。
第８図（ａ）は本発明の更に他の混合・粉砕微粒子化装置における流体物流路を説明する図であって、第１図（ｃ）に対応する状態を表す図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）において対向する小室によって形成される流体物流路横断面積を説明する図。
第９図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用いて混合・粉砕微粒子化処理を行う前の炭素粉末（１２００℃処理炭）についての電子顕微鏡写真、第９図（ｂ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用いて混合・粉砕微粒子化処理を行う前の炭素粉末（２８００℃処理炭）についての電子顕微鏡写真。
第１０図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置によって５分間処理を行った後の１２００℃処理炭の電子顕微鏡写真、第１０図（ｂ）は第１０図（ａ）の倍率を拡大した電子顕微鏡写真。
第１１図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置によって５分間処理を行った後の２８００℃処理炭の電子顕微鏡写真、第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）の倍率を拡大した電子顕微鏡写真。
第１２図は本発明の混合・粉砕微粒子化装置が大豆を超微粒子化する装置として用いられる際の一実施形態を説明する正面図。
第１３図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用いた微粒子化方法が採用されている混合・粉砕微粒子化の一実施形態を説明するブロック図、第１３図（ｂ）は他の実施形態を説明するブロック図、第１３図（ｃ）は更に他の実施形態を説明するブロック図。
第１４図は本発明の混合・粉砕微粒子化装置を用い、連続超臨界処理によって廃プラスチック、バージンプラスチックの微粒子化処理を行う実施形態を説明するブロック図。
第１５図は、本発明の混合・粉砕微粒子化装置に備えられている気体注入部を説明する一部を省略した断面図。

符号の説明

１：混合・粉砕微粒子化装置
２：第一の構造物
２２：第二の構造物
３ａ、３ｂ、４、５、６ａ、６ｂ、７、８、９ａ、９ｂ、１０、１１、１２ａ、１２ｂ、１３、１４：小室
２４、２５、２６ａ、２６ｂ、２７、２８、２９ａ、２９ｂ、３０、３１、３２ａ、３２ｂ、３３、３４、３５ａ、３５ｂ：小室
５１：ガイドピン孔
５２：ガイドピン
４０ａ、４０ｂ：半円柱体
５５：円筒体
５６ａ：入り口部
５６ｂ：排出部
５７ａ、５７ｂ：蓋体
１００：混合・粉砕微粒子化装置
１０２：圧力ポンプ

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
第１図（ａ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第一の構造物２の、前面開口の複数の小室３ａ、３ｂ、〜、１４が配備されている面を表す平面図である。第１図（ｂ）は本発明の混合・粉砕微粒子化装置に採用される第二の構造物２２の、前面開口の複数の小室２４、〜、３５ａ、３５ｂが配備されている面を表す平面図である。
第一の構造物２に備えられている複数の小室は、第１図（ａ）中、符号４、５、６ａ、６ｂ、７、８、９ａ、９ｂ、１０、１１、１２ａ、１２ｂで示すように、上流側（第１図（ａ）中、右側）から下流側（第１図（ａ）中、左側）に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものである。
第１図（ａ）図示の形態では、第１図（ａ）中、上流側（第１図（ａ）中、右側）から下流側（第１図（ａ）中、左側）に向かって、最初に２個の小室３ａ、３ｂが配備され、引き続いて１個の小室４、１個の小室５と順に配備され、下流側（第１図（ａ）中、左側）は、１個の小室１３、１個の小室１４が、２個の小室１２ａ、１２ｂに引き続いて順に配備されている。
本発明でいうところの第一、第二の構造物に備えられている複数の小室が、上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるとは、第１図（ａ）図示のような形態の他に、第１図（ａ）中、１個の小室４、５に引き続いて、２個の小室６ａ、６ｂが順番に配置される形式、第１図（ａ）中、２個の小室３ａ、３ｂに引き続いて、１個の小室４、５が順番に配置される形式、第１図（ａ）中、１個の小室５に引き続いて、２個の小室６ａ、６ｂ、引き続いて、１個の小室７が順番に配置される形式、そして、上流側（第１図（ａ）中、右側）から下流側（第１図（ａ）中、左側）に向かって、これらの形式が種々組み合わされ、繰り返される形式を総て含むものである。
第１図（ｂ）図示の形態では、第１図（ｂ）中、上流側（第１図（ｂ）中、右側）から下流側（第１図（ｂ）中、左側）に向かって、最初に１個の小室２４、１個の小室２５、引き続いて２個の小室２６ａ、２６ｂと順に配備され、下流側（第１図（ｂ）中、左側）は、２個の小室３５ａ、３５ｂが、１個の小室３３、１個の小室３４に引き続いて順に配備されている。
第一の構造物２においても、第二の構造物２２においても、１個の小室４、５、７、８、１０、１１、１３、１４、２４、２５、２７、２８、３０、３１、３３、３４は、その中心を第一、第二の構造物２、２２の上流側から下流側へ通る当該小室４、等の中心線３７に対して対称な形状、構造を有している。また、２個の小室３ａと３ｂ、６ａと６ｂ、９ａと９ｂ、１２ａと１２ｂ、２６ａと２６ｂ、２９ａと２９ｂ、３２ａと３２ｂ、３５ａと３５ｂとは、小室４、等の中心線３７に対して線対称に配置されていると共に、当該小室４、等の中心線３７に対して対称な形状、構造を有している。
第１図（ａ）〜（ｃ）図示の形態では、小室３ａ、３ｂ、４、等は、いずれも、五角形状の同一の形状、構造を有している。
第１図（ａ）、第１図（ｂ）中、符号１６ａ、３６ａで示されている部分は、混合、粉砕、微粒子化処理を受ける流体が流入してくる流入口である。また、符号１６ｂ、３６ｂで示されている部分は、混合、粉砕、微粒子化処理を受けた流体が排出されていく排出口である。
この、第一の構造物２と、第二の構造物２２の、それぞれの一側面に配備されている複数の小室３ａ、３ｂ、〜、１４、２４、〜、３５ａ〜３５ｂの前面開口を第２図図示のように（第一の構造物２は小室の開口している側を第２図中、下側に向け、第二の構造物２２は小室の開口している側を第２図中、上側に向けて）互いに対向させ、矢示５３ａ、５３ｂ方向から両構造物を密着させる。ついで、両側から矢示５４ａ、５４ｂのように半円柱体４０ａ、４０ｂで挟み込んで、第一の構造物２と、第二の構造物２２とが密着配置されている状態で挟持し、当該半円柱体４０ａ、４０ｂの外径に対応する内径を有する中空の円筒体５５で第３図図示のようにこの半円柱体４０ａ、４０ｂの外側を覆う。次に、入り口部５６ａ、排出部５６ｂをそれぞれ形成する蓋体５７ａ、５７ｂをそれぞれ前記円筒体５５の入り口部側（内部で、流体物流路の流入口１６ａ、３６ａが面している側）、排出部側（内部で、流体物流路の排出口１６ｂ、３６ｂが面している側）に取り付けて、本発明の混合・粉砕微粒子化装置とすることができる。
第２図図示の形態では、第一の構造物２と第二の構造物２２とが、一側面に設けられている小室の開口している側を互いに対向させて密着配置されて形成した流体物流路が入り口側（上流側）から排出側（下流側）に向かって１本のみ形成されているが、所望に応じて、同様に、前面開口の複数の小室の開口側を互いに対向させて密着配置される他の第一の構造物と第二の構造物との組み合わせを複数段積層することにより、入り口側（上流側）から排出側（下流側）に向かって流体物流路が複数本並列されて形成される構成にすることもできる。
第１図（ａ）、（ｂ）図示の第一、第二の構造物２、２２を第２図図示のように、複数個の小室の開口を互いに対向させて密着配置し、流体物流路を形成した場合の各小室の配置関係を第２図中、上側から見た状態を示したものが第１図（ｃ）である。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）図示の形態では、各小室３ａ、３ｂ、４、５、〜２４、２５、２６ａ、２６ｂ〜３５ａ、３５ｂの開口の形状は五角形である。
第４図（ａ）は、第一の構造物２、第二の構造物２２に配備されている各小室の形状が楕円形である場合における第１図（ｃ）に対応する図である。第４図（ｂ）は、第４図（ａ）を側面から説明する図である。第４図（ａ）、第４図（ｂ）中、第１図（ａ）〜（ｃ）で説明した部分に対応する部分には同一の符号をつけてある。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置において、第一の構造物２の小室３ａ、３ｂ、４等から、第二の構造物２２の小室２４、２５、２６ａ、２６ｂ、等へ、また、その逆（第二の構造物２２の小室から第一の構造物２の小室へ）へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて形成される流体物通路を、混合、粉砕、微粒子化処理される流体が流動していく状態を、第４図（ａ）、第４図（ｂ）を用いて説明する。
流入口１６ａ、３６ａから流体物通路内に圧送されてきた混合、粉砕、微粒子化処理されるべき流体は、第４図（ａ）、第４図（ｂ）図示のように、どちらか一方の構造物（第４図（ａ）、第４図（ｂ）図示の場合は、第二の構造物２２）の上流側に位置する１個の小室２４から、対向する他方の構造物２の上流側に位置する２個の小室３ｂ、３ａに、矢示４１ａ、４１ｂで示すように流入する。
ついで、構造物２における当該２個の小室３ｂ、３ａから、前記一方の構造物２２における前記１個の小室２４より下流側に位置する次位の１個の小室２５に、矢示４２ａ、４２ｂで示すように流入する。
次に、当該一方の構造物２２における当該次位の１個の小室２５から、前記対向する他方の構造物２における前記２個の小室３ｂ、３ａより下流側に位置する次位の１個の小室４に、矢示４３で示すように流入する。
つぎに、当該他方の構造物２における当該次位の１個の小室４から、前記一方の構造物２２における前記次位の１個の小室２５より下流側に位置する次位の２個の小室２６ａ、２６ｂに、矢示４４ａ、４４ｂで示すように流入する。
ついで、当該一方の構造物２２における当該次位の２個の小室２６ａ、２６ｂから、前記他方の構造物２における前記次位の１個の小室４より下流側に位置する次々位の１個の小室５に、矢示４５ａ、４５ｂで示すように流入する。
次に、当該他方の構造物２における前記次々位の１個の小室５から、前記一方の構造物２２における前記次位の２個の小室２６ａ、２６ｂより下流側に位置する次々位の１個の小室２７に、矢示４６で示すように流入する。
ここで、本発明の混合・粉砕微粒子化装置においては、前述したように、第一の構造物２においても、第二の構造物２２においても、１個の小室４、５、〜、３３、３４は、その中心を第一、第二の構造物２、２２の上流側から下流側へ通る当該小室４、等の中心線３７に対して対称な形状、構造を有し、２個の小室３ａと３ｂ、〜、３５ａと３５ｂとは、小室４、等の中心線３７に対して線対称に配置されていると共に、当該小室４、等の中心線３７に対して対称な形状、構造を有している。
そこで、構造物２２の小室２４から構造物２の小室３ｂ、３ａへ矢示４１ａ、４１ｂのように流体が分岐して流れ込んでいく際の流体が流れ込む角度、距離、等の条件は、矢示４１ａ方向も、４１ｂ方向も同一となる。
また、構造物２の小室３ｂ、３ａから構造物２２の小室２５へ矢示４２ａ、４２ｂのように流体が合流して流れ込んでいく際の流体が流れ込む角度、距離、等の条件は、矢示４２ａ方向も、４２ｂ方向も同一となる。
この結果、流体物流路のどこにおいても、流体がバランスよく流れ、一方の構造物の２個の小室から他方の構造物の１個の小室に流体が流れ込んでいく包圧の際に流体が受ける強い圧力と、一方の構造物の１個の小室から他方の構造物の２個の小室に流体が流れ込んでいく爆散の際の解放、拡散によって流体から圧力が解き放たれ、より低い圧力になるときとの圧力の差が非常に大きくなり、流体に混合されている物質の粉砕、微粒子化を極めて効率よく行い、真球状への微粒子化を効果的に行うことができる。
また、発明者の実験によれば、各構造物における小室の配置を、上流側から下流側に向けて１個、１個、２個の順とし、混合、粉砕、微粒子化処理される物質が混合されている流体が、前記のように構成されている流体物流路中を、一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における２個の小室→一方の構造物における１個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における２個の小室→他方の構造物における１個の小室→一方の構造物における１個の小室と、１、１、２の関係の繰り返しで一方の構造物の小室から他方の構造物の小室への移動が行われると、比較的低い圧力で処理すべき流体を本発明の混合・粉砕微粒子化装置の流体物流路に圧入するだけで、スムーズに、処理すべき流体を通過させ、前述した配置形式により粉砕、微粒子化を簡易に実現することができた。
なお、本発明においては、前記のように、上流から下流に向けて、１、１、２の順で配置される流体物流路は、小室の大きさ、粉砕、微粒子化すべき対象物にもよるが、少なくとも１、１、２の順での流路が２回以上繰り返されるように形成することが望ましい。少なくとも２回は繰り返されなければ、混合、粉砕、微粒子化の目的が十分達成されず、その一方、あまりに多くの回数繰り返されるようにすると、混合・粉砕微粒子化装置の上流側から下流側までの長さが大きくなってしまい、製造、取り扱いに支障をきたすので、１機の混合・粉砕微粒子化装置の流体物流路を一回通過した流体を循環して、再度、当該混合・粉砕微粒子化装置の流体物流路を通過させて粉砕、微粒子化を行う作業性、等も考慮し、１、１、２の順での流路が少なくとも２回以上繰り返されるように形成することが望ましい。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）図示の形態は、１、１、２の順での流路が４回繰り返されているものである。
第５図（ａ）は、第一の構造物２、第二の構造物２２に配備されている各小室の形状が正方形状である場合における第１図（ｃ）に対応する図である。第５図（ｂ）は、第５図（ａ）を側面から説明する図である。第６図（ａ）は、第一の構造物２、第二の構造物２２に配備されている各小室の形状が八角形である場合における第１図（ｃ）に対応する図である。第６図（ｂ）は、第６図（ａ）を側面から説明する図である。第７図は、第一の構造物２に配備されている小室中、符号６ａ、６ｂ、８で表されている部分の小室の形状が六角形で、その他の第一の構造物２に配備されている小室、第二の構造物２２に配備されている各小室の形状が円形である場合における第１図（ｃ）に対応する図である。第５図（ａ）、第５図（ｂ）、第６図（ａ）、第６図（ｂ）、第７図中、第１図（ａ）〜（ｃ）で説明した部分に対応する部分には同一の符号をつけてそれらの説明を省略する。
第７図の実施形態においては、複数の小室の中に円形のものと六角形形状のものとが混在しているが、小室２７、２８等の中心を通る中心線３７に対して、符号６ａ、６ｂで示される小室同士、符号２９ｂ、２９ａで示される小室同士、等が互いに対称な形状、構造とされていて、各１個の小室２７、２８等も、中心線３７に対して線対称な形状、構造になっていさえすれば、第７図図示のように、異なる形状、構造の小室が配備されている形態にすることもできる。
なお、第１図、第４図、第５図、第６図、第７図図示の実施形態では、第一の構造物２、第二の構造物２２の上流側から下流側に向けて、１個、１個、２個、１個、１個、２個、の順で配置される小室は、いずれも、各１個の小室はその中心線３７に対して線対称な形状、構造であり、各２個の小室は、前記中心線３７に対して互いに線対称に配置され、かつ、中心線３７に対して互いに線対称な形状、構造になっているが、各小室の形状、構造、配置をこのように限定せず、ともかく、上流側から下流側に向けて第一、第二の構造物２、２２とも、１個、１個、２個、１個、１個、２個、の順で小室が配置され、一方の構造物２２における１個の小室２４→他方の構造物２における２個の小室３ｂ、３ａ→一方の構造物２２における１個の小室２５→他方の構造物２における１個の小室４→一方の構造物２２における２個の小室２６ａ、２６ｂ→他方の構造物２における１個の小室５→一方の構造物２２における１個の小室２７→他方の構造物２における２個の小室６ｂ、６ａ→一方の構造物２２における１個の小室２８、と流体物流路が形成されていくようにすることもできる。
このようにすれば、混合・粉砕・微粒子化処理を受けて微粒子化された物質が、いずれも、ほぼ均一な粒径を有するようにすることが、第１図、第４図、第５図、第６図、第７図図示の実施形態の場合に比べて難しくなるが、粒径を均一に揃えることを特に要求されず、かえって、不均一な粒径のものが混在するように微粒子化した方がよい場合にはこのような形態にすることもできる。
第８図（ａ）は、この発明の他の実施形態における第１図（ｃ）に対応する図である。第８図（ａ）中、第１図（ａ）〜（ｃ）で説明した部分に対応する部分には同一の符号をつけてある。
第８図（ａ）図示の実施形態では、第一の構造物２には、上流側から、１個の小室６０、２個の小室６１ａ、６１ｂ、１個の小室６２、２個の小室６３ａ、６３ｂ、１個の小室６４、２個の小室６５ａ、６５ｂ、１個の小室６６が順に配備され、第二の構造物２２には、上流側から、１個の小室７０、２個の小室７１ａ、７１ｂ、１個の小室７２、２個の小室７３ａ、７３ｂ、１個の小室７４、２個の小室７５ａ、７５ｂ、１個の小室７６が順に配備されている。
第８図（ａ）図示のように、１個の小室６０、６２、６４、６６、７０、７２、７４、７６は、その中心を第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線３７に対して対称な形状、構造を有し、２個の小室６１ａと６１ｂ、６３ａと６３ｂ、６５ａと６５ｂ、７１ａと７１ｂ、７３ａと７３ｂ、７５ａと７５ｂは、前記中心線３７に対して線対称に配置されていると共に、中心線３７に対して対称な形状、構造になっている。
この第８図（ａ）図示の実施形態では、第一の構造物２と第二の構造物２２とを小室の開口している前面側を互いに対向させて密着配置して形成した流体物流路は、１個の小室６０→１個の小室７０→２個の小室６１ａ、６１ｂ→２個の小室７１ａ、７１ｂ→１個の小室６２→１個の小室７２→２個の小室６３ａ、６３ｂ→２個の小室７３ａ、７３ｂ→１個の小室６４→１個の小室７４→２個の小室６５ａ、６５ｂ→２個の小室７５ａ、７５ｂ→１個の小室６６→１個の小室７６と連通するようになる。
すなわち、前述した第１図〜第７図の実施形態のように、１個、１個、２個の順で第一、第二の構造物に小室が配置され、１個の小室→１個の小室→２個の小室→１個の小室→１個の小室→２個の小室→１個の小室→１個の小室と流体物流路が連通するのではなく、第８図（ａ）図示の実施形態では、１個の小室→１個の小室→２個の小室→２個の小室→１個の小室→１個の小室→２個の小室→２個の小室→１個の小室→１個の小室→２個の小室→２個の小室→１個の小室→１個の小室→２個の小室→２個の小室と流体物流路が連通する。
この第８図（ａ）図示の実施形態の流体物流路を有する本発明の混合・粉砕微粒子化装置の場合、前述した包圧、爆散現象が穏やかに起きる点を除けば、他の、作用、効果は、第１図〜第７図の実施形態の場合と同様である。
なお、第８図（ａ）図示の実施形態の流体物流路を有する本発明の混合・粉砕微粒子化装置の場合、第８図（ｂ）図示のように、対向する小室同士の部分で形成される流体物流路の横断面積（符号８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８で示されている）は、流体物流路の総てにおいて同一であることがバランのよい流動を実現し、微粒子化されたいずれの微粒子ともほほ均一な粒径を有する微粒子にする上で望ましい。
なお、第８図（ａ）、第８図（ｂ）図示の実施形態では、小室の形状は横断面正六角形としているが、前述した条件を満たす限り、横断面円形、等、種々の形状とすることができる。
第１図〜第７図図示の実施形態においても、小室の横断面形状は図示のものに限定されれず、前述した条件を満たす限り、正三角形形状、等、種々の形状を採用可能である。
第１５図は、混合・粉砕微粒子化装置の入り口部５６ａ（第３図）に接続している流体物流入管１１１が、上流側（第３図、第１５図中右側）から入り口部５６ａまでの間に気体注入部１１２を備えている形態の本発明の混合・粉砕微粒子化装置を説明するものである。
流体物流入管１１１の流体物流動部１１４に連続している気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１は、流体物流入管１１１における流体物流動部１１４の内径Ｒより小くなっている。
この気体注入部１１２の流体物流動部１１３には、気体注入管１１５が接続されている。気体注入管１１５の内径ｒ２は、気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１より小さくなっている。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置においては前述した流体物流路中における流体物の複雑な流動の過程で、局所的に圧力の高い部分と圧力の低い部分とが生じる。この結果、局所的に圧力の低下した部分で、流体物中に無数の微小な気泡が発生するキャビテーション現象が生じる。
本発明の混合・粉砕微粒子化装置では、このキャビテーション現象によって発生した無数の微小な気泡がはじける際に生じる強い衝撃波によって、流体物中に混入している混合・粉砕微粒子化処理の対象物が強い衝撃を受け、粉砕、微粒子化が促進されている。
第１５図図示のように、混合・粉砕微粒子化装置の入り口部に接続している流体物流入管１１１に配備されている気体注入部１１２から気体を注入することにより、前記のキャビテーション現象をより効果的、より大規模に発生させることができる。そして、これによって、流体物中に混入している混合・粉砕微粒子化処理の対象物の粉砕、微粒子化をより一層促進することができる。
前記のように、流体物流入管１１１の流体物流動部１１４に連続している気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１が、流体物流入管１１１における流体物流動部１１４の内径Ｒより小くなっているので、流体物流動部１１３における圧力は、流体物流動部１１４における圧力より低くなっている。また、気体注入部１１２の流体物流動部１１３を流動する流体物の流速は、流体物流入管１１１の流体物流動部１１４を流動している流体物の流速より速くなっている。
そして、気体注入管１１５の内径ｒ２が、気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１より小さくなっていることにより、エジェクター現象が生じる。
このエジェクター現象によって、気体注入管１１５からの気体は効率よく微小な気泡となって流体物流動部１１３内に注入される。すなわち、流体物流入管１１１中を矢印１１４のように流動してきた流体物中に、気体注入部１１２で無数の微小な気泡が注入され、この無数の微小な気泡が注入された流体物が、矢印１１４のように流動して、入り口部５６ａから本発明の混合・粉砕微粒子化装置の中に流動していく。
なお、ここで、前述したように、流体物流動部１１３における圧力が低くなっていること、流体物流動部１１３を流動する流体物の流速が速くなっていることにより、前記のエジェクター現象がより一層効果的に発生し、より微小な気泡が効率よく流体物中に注入される。
そこで、これらによって、前述したキャビテーション現象をより効果的、より大規模に発生させることが可能になる。
なお、流体物流動部１１４の内径Ｒ、流体物流動部１１３の内径ｒ１、気体注入管１１５の内径ｒ２は、前述したエジェクター現象をより効果的に発生させるために、Ｒ＞ｒ１＞ｒ２の関係を満たしている必要がある。そして、Ｒ、ｒ１、ｒ２の大きさは、この関係を満たしている下で、流体物の粘度など、流体物の特性に応じて、最も効果的にエジェクター現象が生じるよう適宜に定めることができる。
なお、第１５図中において、矢印１１７方向から注入される気体は、図示してはいないが、圧力系、流量調節弁などを介在させることにより、その流量、注入圧力を調整することができる。
ただし、前述したように、流体物流動部１１３における圧力が低くなっていること、流体物流動部１１３を流動する流体物の流速が速くなっていることにより、エジェクター現象が効果的に発生するので、特に高い注入圧力にしなくても、簡単に、気体を注入することができる。
本発明が提案する混合・粉砕微粒子化方法は、混合・粉砕微粒子化処理を行う対象物を、水、液体状の二酸化炭素、等々の液体（流動体）に混合し、所定の圧力（例えば、１〜５０ＭＰａ）で、前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置の入り口部から排出部側に向けて圧入することにより、所望の粒径範囲の微粒子に粉砕、微粒子化するものである。
本発明が提案する他の混合・粉砕微粒子化方法は、前記の混合・粉砕微粒子化方法において、更に、前記所定の圧力（例えば、１〜５０ＭＰａ）で本発明の混合・粉砕微粒子化装置の入り口部に流入していく前記液体（流動体）に対して、気体を注入し、より好ましくは、微小な気泡をの形態で気体を注入し、この気体が注入された前記液体（流動体）を前述した本発明の混合・粉砕微粒子化装置の入り口部から排出部側に向けて圧入することにより、所望の粒径範囲の微粒子に粉砕、微粒子化するものである。
本発明が提案する前述したいずれの混合・粉砕微粒子化方法においても、混合・粉砕微粒子化処理を行う対象物について、粉砕処理、粉末化処理、等の前処理を行った後、水、液体状の二酸化炭素、等々の液体（流動体）に混合して本発明の混合・粉砕微粒子化装置内に圧送することが望ましい。さらには、当該液体（流動体）に気体を注入して、より好ましくは、微小な気泡をの形態で気体を注入して、本発明の混合・粉砕微粒子化装置内に圧送することが望ましい。
また、所望の粒径範囲の微粒子に粉砕、微粒子化できるまで、排出部から排出された処理済みの流動体を、入り口部側に戻して、再度、圧入・圧送する処理を繰り返す循環処理を行うこともできる。

ＳＵＳ４０４を用い、第１図（ａ）、（ｂ）図示の第一、第二の構造物２、２２を準備した。
第一、第二の構造物２、２２は、いずれも半円柱体であり、大きさは、幅（第１図（ａ）中、上下方向の大きさ）が４４ｍｍ、長さ（第１図（ａ）中、左右方向の大きさ）が１０９．５ｍｍである。
第１図（ａ）中、符号５１、５１で表している部分は、直径４ｍｍ、深さ４ｍｍのガイドピン孔であり、第１図（ｂ）中、符号５２、５２で表している部分は、直径４ｍｍ、高さ４ｍｍのガイドピンである
第一、第二の構造体２、２２を第２図（ａ）図示のように、小室の開口している側を互いに対向させて密着配置して流体物流路を形成する際の、位置合わせ用にこれらのガイドピン孔５１、ガイドピン５２が備えられている。
小室３ａ、３ｂ、４、５、〜、３３、３４、３５ａ、３５ｂはいずれも一辺の大きさが５ｍｍの正五角形とし、その深さを４ｍｍとした。
この、第一の構造物２と、第二の構造物２２の、それぞれの一側面に配備されている複数の小室３ａ、３ｂ、〜、１４、２４、〜、３５ａ〜３５ｂの前面開口を第２図（ａ）図示のように（第一の構造物２は小室の開口している側を第２図（ａ）中、右側に向け、第二の構造物２２は小室の開口している側を第２図（ａ）中、左側に向けて）互いに対向させ、矢示５３ａ、５３ｂ方向から両構造物を密着させて、一つの円柱体５５（第３図）とする。
次に、入り口部５６ａ、排出部５６ｂをそれぞれ形成するＳＵＳ４４０製の蓋体５７ａ、５７ｂをそれぞれ円筒体５５の入り口部側（内部で、流体物流路の流入口１６ａ、３６ａが面している側）、排出部側（内部で、流体物流路の排出口１６ｂａ、３６ｂが面している側）に取り付ける。
こうして、第一の構造物２と第二の構造物２２とが、小室の開口している側を互いに対向させて密着配置され、内部に流体物流路が形成されている本発明の混合・粉砕微粒子化装置１を準備する。
このように第一の構造物２、第二の構造物２２をいずれも半円柱体とし、両者を、小室の開口している側を互いに対向させて密着配置して本発明の混合・粉砕微粒子化装置１とした場合には、流体物流路は、半円柱体の第一の構造物２と、半円柱体の第二の構造物２２との当接部にしか形成されない。
これに代えて、第２図（ｃ）図示のような形態にすることもできる。
第２図（ｃ）図示のような形態では、第一、第二の構造物２、２２は、それぞれ、第１図（ａ）、（ｂ）図示の形態の小室を備えているが、両者とも板体であって、その大きさは、幅（第１図（ａ）中、上下方向の大きさ）が４４ｍｍ、長さ（第１図（ａ）中、左右方向の大きさ）が１０９．５ｍｍ、第２図（ｃ）の上下方向で示す厚さが１１．５ｍｍである。
この、第一の構造物２と、第二の構造物２２の、それぞれの一側面に配備されている複数の小室３ａ、３ｂ、〜、１４、２４、〜、３５ａ〜３５ｂの前面開口を第２図（ｃ）図示のように（第一の構造物２は小室の開口している側を第２図（ｃ）中、下側に向け、第二の構造物２２は小室の開口している側を第２図（ｃ）中、上側に向けて）互いに対向させ、矢示５３ａ、５３ｂ方向から両構造物を密着させる。
次に、半円柱体４０ａ、４０ｂの外径に対応するの内径を有する中空の円筒体５５（ＳＵＳ４４０製で長さは１０９．５ｍｍ）で、第３図図示のようにこの半円柱体４０ａ、４０ｂの外側を覆う。
次に、入り口部５６ａ、排出部５６ｂをそれぞれ形成するＳＵＳ４４０製の蓋体５７ａ、５７ｂをそれぞれ円筒体５５の入り口部側（内部で、流体物流路の流入口１６ａ、３６ａが面している側）、排出部側（内部で、流体物流路の排出口１６ｂａ、３６ｂが面している側）に取り付ける。このようにして、本発明の混合・粉砕微粒子化装置とすることもできる。
（実験例１）
第２図（ａ）、（ｂ）を用いて説明した実施例１の混合・粉砕微粒子化装置１を用い、以下のように本発明の混合・粉砕微粒子化方法を実施する実験を行った。
大豆２．０Ｋｇを乾式粉砕機にて粉砕し（乾式粉砕繊維：繊維長さ：１０〜２００μｍ程度）、これを水１０リットルに混合したものを、圧力ポンプを用いて、２０ＭＰａの圧力で、混合・粉砕微粒子化装置１内に矢示５９ａのように送り込み、流体物流路内を通過して排出口５８ｂから矢示５９ｂのように排出させ、これを、再度、圧力ポンプを用いて２０ＭＰａの圧力で混合・粉砕微粒子化装置１内に矢示５９ａのように送り込む循環処理を行い、１分経過後、３分経過後、５分経過後に大豆繊維を採取して光学電子顕微鏡にて大豆繊維の状況を観察した。
大豆を乾式粉砕機にて粉砕したもの（乾式粉砕繊維：繊維長さ：１０〜２００μｍ程度）を水に混合すると、水分を含んで繊維が２．５倍〜３倍程度に膨張し、これを電子顕微鏡で観察すると、大きさの異なる繊維状の大豆繊維が無数に観察できた。
循環処理開始後１分経過した時点では、大豆繊維はまだ多少見られたが、大豆の微粒子が、数多くみられるようになった。
循環処理開始後３分経過した時点では、大豆繊維はほとんど観察できなくなり、ほぼ大豆の微粒子のみという状態になっていた。
循環処理開始後５分経過した時点では、繊維状の大豆繊維はなくなり、真球状の大豆の微粒子（粒径：０．５ミクロン〜８ミクロン）のみが観察できた。
繊維質粉体を流体と混合し、攪拌、分散、破壊、等、種々の処理を施しても、ほぼ真球状に微粒子化することは従来できなかった。しかし本発明の混合・粉砕微粒子化装置１によれば、この実験のように、繊維質材を真球に近い状態に微粒子化することができた。
（実験例２）
第２図（ａ）、（ｂ）を用いて説明した実施例１の混合・粉砕微粒子化装置１を用い、以下のように本発明の混合・粉砕微粒子化方法を実施する実験を行った。
粒径２００ミクロン以下に調製した炭素粉末（１２００℃処理炭と２８００℃処理炭）を純水に混合し、圧力ポンプを用いて、３０ＭＰａの圧力で、混合・粉砕微粒子化装置１内に矢示５９ａのように送り込み、流体物流路内を通過して排出口５８ｂから矢示５９ｂのように排出されたものを、再度、圧力ポンプを用いて３０ＭＰａの圧力で混合・粉砕微粒子化装置１内に矢示５９ａのように送り込む循環処理（１分間あたり約２０リットルの炭素粉末混合水が混合・粉砕微粒子化装置１を通過する。）を行い、５分経過後に光学電子顕微鏡にて炭素粉末の様態を観察した。
第９図（ａ）は、混合・粉砕微粒子化装置１内に圧送する前（炭素粉末を純水に混合する時）の１２００℃処理炭粉末の電子顕微鏡写真である。第９図（ｂ）は、混合・粉砕微粒子化装置１内に圧送する前（炭素粉末を純水に混合する時）の２８００℃処理炭粉末の電子顕微鏡写真である。
第１０図（ａ）、（ｂ）は、１２００℃処理炭粉末について循環処理を５分間行った後の炭素粉末の電子顕微鏡写真である。
第１１図（ａ）、（ｂ）は、２８００℃処理炭粉末について循環処理を５分間行った後の炭素粉末の電子顕微鏡写真である。
本願発明の混合・粉砕微粒子化装置１を用いて本発明の混合・粉砕微粒子化方法による混合・粉砕微粒子化処理が行われた炭素は、真球状の微粒子になっていた。

第１２図は前記の実施例１で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置が大豆を超微粒子化する装置に採用されている場合の一実施例を示す全体構成図である。大豆を超微粒子とする混合・粉砕微粒子化装置１００（実施例１で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置である。）は、これに取り付けられている車輪１０１によって移動可能となっている。混合・粉砕微粒子化装置１００内下部に圧力ポンプ１０２を動作可能とする動力モーター１０３が設置されており、また、インバーター１０７が取り付けられている。混合・粉砕微粒子化装置１００の上部には大豆を投入するホッパー１０４が取り付けられており、混合・粉砕微粒子化装置１００の排出口１０５の近傍に設置されているのは、超微粒子化された大豆超微粒子粒を回収する回収容器１０６である。
大豆が混合されている流体がホッパー１０４に投入されると、これは、配管を通り、圧力ポンプ１０２により適宜の圧力を受けて、混合・粉砕微粒子化装置１００の流入口（図示せず）に流入する。そして、実施例１の第１図（ａ）〜（ｃ）で説明した流体物流路中を、第４図で説明したように流動する。この時、各小室等に圧送された大豆は、連続的に強い圧力による強い圧縮（包圧）と、瞬時解放（爆散）という作用を受け、大豆が自ら爆発する内外放圧力により破壊され続け、超微粒子化され、排出口１０５から回収容器１０６に排出される。大豆が混合されている流体が第４図で説明したように、流体物流路中を流動する際に受ける連統的な強い圧力による強い圧縮（包圧）と、瞬時解放（爆散）という作用によって、大豆が自ら爆発する内外放圧力により破壊され続け、超微粒子化される現象は、いわゆる散逸理論によって説明されるものである。

第１５図は、混合・粉砕微粒子化装置の入り口部５６ａ（第３図）に接続している流体物流入管１１１が、上流側（第３図、第１５図中右側）から入り口部５６ａまでの間に気体注入部１１２を備えている形態の本発明の混合・粉砕微粒子化装置を説明するものである。
流体物流入管１１１の流体物流動部１１４に連続している気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１は、流体物流入管１１１における流体物流動部１１４の内径Ｒより小くなっている。
この気体注入部１１２の流体物流動部１１３には、気体注入管１１５が接続されている。気体注入管１１５の内径ｒ２は、気体注入部１１２の流体物流動部１１３の内径ｒ１より小さくなっている。
気体注入部１１２において、矢印１１７方向から送られてきた空気を、混合・粉砕微粒子化処理の対象物が混入されている流体物中に注入するものである。
注入する気体は、空気のみに限られず、溶媒等として使用可能な種々の気体を注入することができる。

第１３図（ａ）〜（ｃ）は、前記の実施例１で説明した本発明の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法が実施されるプロセスが採用される種々の実施形態を説明するブロック図である。
第１３図（ａ）は、本発明に係る混合・粉砕微粒子化装置による湿式微粉砕の一実施例の概略を説明するブロック図である。原料を粗粒粉砕する粗粒粉砕機に投入し、粗粒粉砕された原料をポンプにて加熱器へと圧送し、本発明の装置の流体物流路における作用によって前記の粗粒粉砕されている原料を微粒子化させ、所望する微粒子径として、容器内に貯蔵しするものである。本発明の装置と容器との間にフィルター等を設けフィルターを通過しない微粒子はリターン配管によって再度粗粒粉砕機に戻され、同様の工程において超微粒子とし、容器内へと貯蔵され次工程（加工ライン）へと運ばれる。
第１３図（ｂ）は本装置と超音波及び電磁波及びレーザー光装置、プラズマ発生装置を複合し二酸化炭素による連続超臨界処理を含む反応処理装置とした一実施例の概略を説明するブロック図である。
予め粗粒粉砕された原料と、抽出溶媒、例えば、二酸化炭素を、圧送ポンプ及び乾式ポンプを介して混合して混合物とし、加圧ポンプ、加熱器により、その混合物の超臨界条件下となる圧力及び温度にする。そして、本発明の装置を構成する筒状体内に圧送し、当該筒状体内にて超臨界条件下にある混合物を超微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理する。次いで、このように処理されたものを、引き続いて、超音波、電磁波、レーザ光、プラズマ等により反応させ、あるいは分解するものである。
これによって得られた製品は、回収容器へと回収され、液化された抽出溶媒は圧力制御弁（図示せず）によりガス化されリサイクルされる。
第１３図（ｃ）は本装置と高周波及び超音波及びレーザー光装置、プラズマ発生装置を複合し種々の溶媒による連続超臨界処理を含む反応処理装置とした一実施例の概略を説明するブロック図である。液体の抽出溶媒と被分解物質を圧送ポンプにより混合し、加熱ポンプにて被分解物質の超臨界条件下まで加圧及び加熱し、本発明の装置を構成する筒状体内に圧送する。そして、当該筒状体内にて超臨界条件下にある混合物を超微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理する。次いで、このように処理されたものを、引き続いて、超音波、電磁波、レーザ光、プラズマ等により反応させ、あるいは分解するものである。これらの一連の処理によって、分子間の衝突及び分解等が連続的に発生し化学反応が促進される。分解された生成物は冷却器、気液分離器により気体と液体へと分離され、気体は無害化され、液体の抽出溶媒はリターン配管によってリサイクルされるものである。
なお、第１３図（ａ）〜（ｃ）のいずれの形態においても、図示していないが図中の本装置（本願発明に係る混合・粉砕微粒子化装置）の直前に、第１５図で説明した気体注入部を設け、エジェクター現象を利用して、気体の微小な気泡を無数に、効率よく流体物中に注入することにより、本装置内を流動していく流体物中においてキャビテーション現象を効果的にかつ大規模に生起させ、混合、粉砕、微粒子化を一層効率よく行うことができる。

第１４図は、第２図（ａ）、（ｂ）を用いて説明した実施例１の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法が実施されるプロセスが採用される他の実施形態を説明するブロック図である。
予め粉砕されている廃プラスチックと、抽出溶媒、酸化反応、加水分解で使用される二酸化炭素とを、圧送ポンプ及び加圧ポンプにより、本発明の装置を構成する筒状体の入口開口に向けて圧送すると共に、ヒーター等の加熱体により混合・粉砕微粒子化装置１の円筒体５５を加熱する。ここで、加える圧力、温度は、二酸化炭素の超臨界条件である圧力７．３８ＭＰａ以上、温度３１℃以上としておく。
こうして、予め粉砕されている廃プラスチックが混入されていて、超臨界条件下におかれている流体が、本発明の装置を構成する筒状体の入口開口から、前述した流体物流路を通って、排出口５８ｂに向けて圧送される。
これによって、本発明の装置を構成する筒状体内において、廃プラスチックが粉砕微粒子化されつつ、連続的に超臨界処理される。
処理されて排出口から排出された処理物は、冷却装置及び減圧装置により、気体と、プラスチックのパウダー物とに分離される。分離された、パウダー物は回収容器に回収され、気体はリターンされて再利用される。
なお、この実施例においては、二酸化炭素を、抽出溶媒、酸化反応、加水分解で使用するようにしていたが、処理対象物について、粉砕微粒子化処理を行いつつ臨界処理、超臨界処理を行う際に使用し得る抽出溶媒であれば、二酸化炭素以外を使用することが可能である。
また、この実施例においては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどの廃プラスチックを微粉末化する場合を説明したが、廃プラスチックに限らず、いわゆるバージン材や、合成樹脂についても、第１４図で説明したのと同様の処理により、粉砕微粒子化しつつ、連続的に超臨界処理して、微粉末化することが可能である。
更に、この第１４図図示の実施例においても、図示していないが図中の本装置（本願発明に係る混合・粉砕微粒子化装置）の直前に、第１５図で説明した気体注入部を設け、エジェクター現象を利用して、気体の微小な気泡を無数に、効率よく流体物中に注入することにより、本装置内を流動していく流体物中においてキャビテーション現象を効果的にかつ大規模に生起させ、混合、粉砕、微粒子化を一層効率よく行うことができる。
従来、廃プラスチックや、いわゆるバージン材、合成樹脂などについては、ペレット状になっているこれらのものを冷凍した後、粉砕して粉末化していた。常温のペレット状のものから粉末化する技術がなかったためである。しかし、この冷凍には、非常に高いコストが必要であった。
本発明の装置を用いれば、このような冷凍処理を行う必要なしに、低コストで、粉砕微粒子化処理を行い、パウダー状にすることができる。
また、従来の湿式粉砕機を用いて粉砕微粒子化処理を行ってパウダー状のものを得る従来の方式の場合、混合・粉砕した被処理物を気体と処理物（パウダー状物）とに分離することが非常に難しかった。
しかるに、本発明の混合・粉砕微粒子化装置による本発明の微粒子化方法を実施して、第１４図、第１３図（ｂ）、（ｃ）図示のように処理を行えば、粉砕微粒子化しつつ、連続的に臨界処理、超臨界処理を行い、更に、連続的に、なおかつ容易に、気体と処理物（パウダー状物）とを分離することができる。
すなわち、本発明の混合・粉砕微粒子化装置は、いわば、乾式粉粒物を連続して湿式にて粉砕・微粒子化し、この湿式下で粉砕・微粒子化処理が行われた流体を大気圧下に噴霧するだけで、乾燥した微粒子状の粉体を連続して得ることができるものである。
粉粒物を乾式にて微粒子化処理しようとすれば、熱によって処理対象物たる粉粒物が変質してしまうおそれがあるが、本発明によれば、前述したように超臨界条件下で液体状態にある二酸化炭素中に粉砕・微粒子化すべき対象物を混合して微粒子化処理できるので、処理対象物たる粉粒物を変質させることなく微粒子化処理を行うことができる。

Claims (5)

1. 前面が開口している小室を一側面の上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向けて複数個備えている第一の構造物と第二の構造物とが、それぞれの前記小室の前面開口を互いに対向させて密着配置されることによって、第一の構造物の小室から第二の構造物の小室、第二の構造物の小室から第一の構造物の小室へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて流体物流路が形成されている混合・粉砕微粒子化装置であって、
   前記複数個の小室は、上流側から下流側に向かって、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものであり、
   どちらか一方の構造物の上流側に位置する１個の小室から、対向する他方の構造物の上流側に位置する２個の小室、
   当該対向する他方の構造物における当該２個の小室から、前記一方の構造物における前記１個の小室より下流側に位置する次位の１個の小室、
   当該一方の構造物における当該次位の１個の小室から、前記対向する他方の構造物における前記２個の小室より下流側に位置する次位の１個の小室、
   当該他方の構造物における当該次位の１個の小室から、前記一方の構造物における前記次位の１個の小室より下流側に位置する次位の２個の小室、
   当該一方の構造物における当該次位の２個の小室から、前記他方の構造物における前記次位の１個の小室より下流側に位置する次々位の１個の小室、
   当該他方の構造物における前記次々位の１個の小室から、前記一方の構造物における前記次位の２個の小室より下流側に位置する次々位の１個の小室
   へと流体物流路が連続する
   ことを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
2. 前記第一の構造物、第二の構造物において、上流側から下流側に向かって、それぞれ、１個、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返される複数個の小室中、前記１個の小室は、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
3. 前面が開口している小室を一側面の上流側に位置する一端側から下流側に位置する他端側に向けて複数個備えている第一の構造物と第二の構造物とが、それぞれの前記小室の前面開口を互いに対向させて密着配置されることによって、第一の構造物の小室から第二の構造物の小室、第二の構造物の小室から第一の構造物の小室へと、上流側から下流側に向かって各小室の空間部が順次連通されて流体物流路が形成されている混合・粉砕微粒子化装置であって、
   前記複数個の小室は、上流側から下流側に向かって、１個、２個の順で配置される形式が一回又は複数回繰り返されるものであり、当該１個の小室は、その中心を前記第一、第二の構造物の上流側から下流側へ通る当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、前記２個の小室は当該小室の中心線に対して線対称に配置されていると共に、当該小室の中心線に対して対称な形状、構造を有し、
   どちらか一方の構造物の上流側に位置する１個の小室から、対向する他方の構造物の上流側に位置する１個の小室、
   当該対向する他方の構造物における当該１個の小室から、前記一方の構造物における前記１個の小室より下流側に位置する次位の２個の小室、
   当該一方の構造物における当該次位の２個の小室から、前記対向する他方の構造物における前記１個の小室より下流側に位置する次位の２個の小室、
   当該他方の構造物における当該次位の２個の小室から、前記一方の構造物における前記次位の２個の小室より下流側に位置する次位の１個の小室、
   へと流体物流路が連続する
   ことを特徴とする混合・粉砕微粒子化装置。
4. 対向する小室と小室との間に形成される流体物流路の横断面積は流体物流路の総てにおいて同一であることを特徴とする請求の範囲第３項記載の混合・粉砕微粒子化装置。
5. 混合・粉砕微粒子化装置の上流側に位置する入り口部に接続している流体物流入管は、上流側から当該入り口部までの間に気体注入部を備えており、前記流体物流入管の流体物流動部に連続している気体注入部の流体物流動部は、前記流体物流入管における流体物流動部の内径より小さな内径を有していると共に、当該気体注入部の流体物流動部に当該気体注入部の流体物流動部の内径より小さい内径を有する気体注入管が接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記載の混合・粉砕微粒子化装置。

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