WO2021256238A1 - 多液混合吐出装置 - Google Patents

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WO2021256238A1
WO2021256238A1 PCT/JP2021/020820 JP2021020820W WO2021256238A1 WO 2021256238 A1 WO2021256238 A1 WO 2021256238A1 JP 2021020820 W JP2021020820 W JP 2021020820W WO 2021256238 A1 WO2021256238 A1 WO 2021256238A1
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WO
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fluid
flow path
discharging device
infiltration
mixing
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Application number
PCT/JP2021/020820
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳 岩堀
邦洋 市田
Original Assignee
兵神装備株式会社
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Publication date
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Priority to KR1020237001238A priority patent/KR20230022445A/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work

Definitions

  • the present invention relates to a multi-liquid mixing / discharging device that mixes and discharges a plurality of fluids.
  • the static mixer is sandwiched by the holder blocks arranged one above the other, the static mixer is fitted into the recess provided on the facing surface of the holder block, and the holder block is tightened by bolts. , The static mixer is to be sandwiched by the holder.
  • the multi-liquid mixing / discharging device such as the above-mentioned two-component mixing type adhesive discharging device
  • the discharging of the liquid is stopped and left unattended, for example, during a pause time.
  • a phenomenon in which a fluid having a higher density is replaced with a fluid having a lower density hereinafter, also referred to as “liquid replacement”.
  • liquid replacement occurs, one liquid used for mixing enters the pipe for supplying the other liquid, and for example, in places where maintenance such as cleaning is difficult or where liquids should not react with each other. Problems such as reaction may occur.
  • an object of the present invention is to provide a multi-liquid mixing / discharging device capable of minimizing the occurrence of liquid replacement.
  • the multi-liquid mixing / discharging device of the present invention mixes and discharges at least a first fluid and a second fluid having a density lower than that of the first fluid, and transfers the first fluid.
  • a mixing unit that mixes one flow path, a second flow path for transferring the second fluid, the first fluid transferred by the first flow path, and the second fluid transferred by the second flow path.
  • the infiltration suppressing portion for suppressing at least one of the infiltration of the second fluid into the first flow path and the infiltration of the first fluid into the second flow path.
  • the multi-liquid mixing / discharging device of the present invention can mix the first fluid and the second fluid in the mixing unit in which the first flow path and the second flow path are connected. Further, the multi-liquid mixing / discharging device of the present invention is provided with an infiltration suppression unit, and suppresses at least one of the infiltration of the second fluid into the first flow path and the infiltration of the first fluid into the second flow path. It is said that it can be configured. Therefore, the multi-liquid mixing / discharging device of the present invention can suppress the occurrence of liquid replacement due to the replacement of the fluid having the higher density among the first fluid and the second fluid with the fluid having the lower density.
  • the mixing unit includes a confluence section where the first flow path and the second flow path merge, and a mixer section, and the infiltration suppression section is the first flow. It is preferable that the device is provided in at least one of the vicinity of the end of the road, the vicinity of the end of the second flow path, the confluence portion, and the mixer portion.
  • the first fluid and the second fluid are located near the end of the first flow path, near the end of the second flow path, the confluence part, the mixer part, and other places where contact between the first fluid and the second fluid is expected. It is possible to suppress the occurrence of problems associated with the contact of the fluid.
  • the above-mentioned multi-liquid mixing / discharging device is preferably characterized in that the intrusion suppressing portion is removable.
  • the above-mentioned multi-liquid mixing / discharging device is characterized in that the intrusion suppressing portion includes one or more openings having an opening cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the first flow path or the second flow path. It is good that it is.
  • the infiltration suppression portion is formed in any of a mesh shape, a lattice shape, a perforated board shape having a plurality of holes, and a porous shape through which liquid can pass. It is preferable that the surface is characterized by having a portion.
  • the possibility that the fluid flows from one of the first flow path and the second flow path to the other can be further suppressed due to the action of the interfacial tension or the like in the infiltration suppression portion. Therefore, by adopting the above-mentioned configuration of the infiltration suppressing portion, the occurrence of liquid replacement can be suppressed even more reliably.
  • the infiltration suppression unit tries to infiltrate one of the first fluid and the second fluid into the flow path for transferring the other fluid. It is preferable that the pores are provided so that the counterforce can be generated by at least one of the interfacial tension and the conduit resistance.
  • the inflow of the fluid from one of the first flow path and the second flow path to the other is countered by the action of the counter force consisting of the interfacial tension and the pipeline resistance generated in the pores of the infiltration suppressing portion.
  • the occurrence of liquid replacement can be further suppressed.
  • the infiltration suppressing unit allows the flow of fluid in one or both of the first flow path and the second flow path, and suppresses the reverse. It should be characterized by having a non-return structure.
  • the check valve structure provided in the infiltration suppressing portion can suppress the inflow of fluid from one of the first flow path and the second flow path to the other and the occurrence of liquid replacement.
  • the above-mentioned multi-liquid mixing / discharging device is preferably provided with a uniaxial eccentric screw pump as a fluid supply device for transferring the first fluid and the second fluid to the mixing unit. ..
  • the occurrence of liquid replacement can be suppressed even more reliably by utilizing the fluid discharge control capability of the uniaxial eccentric screw pump.
  • the uniaxial eccentric screw pump can accurately perform not only the operation of transferring the fluid in the discharge direction but also the operation of pulling it back in the direction opposite to the discharge direction (sackback) by switching the rotation direction of the rotor.
  • the fluid can be discharged so as not to cause dripping, or the fluid can be sucked back to the extent that the fluid is not pulled back from the flow path on one side to the flow path on the other side beyond the infiltration suppression portion. can. Therefore, according to the above-described configuration, the discharge control capability of the uniaxial eccentric screw pump can be utilized to more reliably suppress the occurrence of liquid replacement.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the multi-liquid mixing / discharging device of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a part of the fluid supply device included in the multi-liquid mixing / discharging device of FIG. 1. It is an enlarged cross-sectional view of the main part of the multi-liquid mixing discharge device which concerns on the 1st modification. It is an enlarged cross-sectional view of the main part of the multi-liquid mixing discharge device which concerns on the 2nd modification.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • the configuration of the multi-liquid mixing / discharging device 10 will be described, and then the operation of the multi-liquid mixing / discharging device 10 will be described.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 internally mixes and discharges a plurality of fluids such as a two-component adhesive composed of a main agent and a curing agent.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 of the present embodiment is a device that mixes and discharges two types of fluids consisting of a first fluid and a second fluid having a density lower than that of the first fluid. As shown in FIG. 1, the multi-liquid mixing / discharging device 10 of the present embodiment is configured on the premise that a fluid having a higher density than the second fluid is used as the first fluid.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 includes a first flow path 20, a second flow path 30, a mixing unit 40, an infiltration suppression unit 50, and a fluid supply device 60.
  • the first flow path 20 is a flow path for transferring the first fluid.
  • the second flow path 30 is a flow path for transferring the second fluid.
  • the first flow path 20 and the second flow path 30 are capable of transferring fluid from above to below, respectively.
  • the first flow path 20 and the second flow path 30 merge with the first external flow path 20a and the second external flow path 30a arranged outside the merging portion 43, which will be described in detail later. It has a first internal flow path 20b and a second internal flow path 30b arranged inside the portion 43.
  • the mixing unit 40 As shown in FIG. 4, in the mixing unit 40, the above-mentioned first internal flow path 20b and second internal flow path 30b are arranged inside the merging section 43, and the merging flow path 45 is provided on the terminal side of both flow paths. It is assumed that the mixer portion 42 is provided together with the provision.
  • the merging portion 43 is composed of a hollow member having an internal space, and the first external flow path 20a and the second external flow path 30a are connected from the top surface 43a side. Inside the merging portion 43, the portions forming the first internal flow path 20b and the second internal flow path 30b in the first flow path 20 and the second flow path 30 are arranged so as to reach the bottom surface 43b.
  • the first external flow path 20a is connected from the top surface 40a side of the merging portion 43, the first external flow path 20a and the first internal flow path 20b communicate with each other, and the first flow path 20 is formed as a series of flow paths. ..
  • the second external flow path 30a when the second external flow path 30a is connected from the top surface 40a side, the second external flow path 30a and the second internal flow path 30b communicate with each other, and the second flow path 30 is formed as a series of flow paths. .. In the first flow path 20 and the second flow path 30, the portions forming the first internal flow path 20b and the second internal flow path 30b merge in the merging portion 43, respectively.
  • a merging flow path 45 is provided on the terminal side of the second flow path 30 (second internal flow path 30b).
  • the flow path diameter of the merging flow path 45 is larger than the flow path diameter of the second flow path 30 on the upstream side of the merging flow path 45.
  • the first flow path 20 (first internal flow path 20b) is formed so as to reach the bottom surface 43b side from the top surface 43a side of the merging portion 43.
  • the first flow path 20 is inserted at the axial center position of the merging flow path 45 on the terminal side. Therefore, the merging flow path 45 has a double pipe structure in which the first flow path 20 is an inner pipe and the second flow path 30 is an outer pipe.
  • the terminal portions of the first flow path 20 and the second flow path 30 are merged at the confluence flow path 45. Therefore, the first fluid transferred by the first flow path 20 merges with and contacts the second fluid transferred by the second flow path 30 in the merging flow path 45.
  • the mixer unit 42 is composed of, for example, a static mixer, a dynamic mixer provided with a drive screw that operates by receiving power from a drive source such as a motor, or the like.
  • the mixer unit 42 is configured by a static mixer.
  • the mixer portion 42 has a mixer casing 42a and an element 42b.
  • the mixer casing 42a accommodates the element 42b.
  • the mixer casing 42a is provided so as to communicate with the merging flow path 45 on the bottom surface 43b side of the merging portion 43.
  • the element 42b mixes the first fluid and the second fluid that have merged in the merging flow path 45 and have flowed into the mixer casing 42a.
  • the element 42b is formed by alternately arranging right-twisted or left-twisted spiral plates, and the passing fluid can be stirred and mixed substantially uniformly.
  • the mixer section 42 is detachable from the casing of the merging section 43 so that it can be replaced or removed for use, for example, for maintenance work such as cleaning.
  • the infiltration suppression unit 50 prevents one of the first fluid and the second fluid having different densities from infiltrating into the flow path (first flow path 20 or second flow path 30) for transferring the other fluid. It is provided to suppress it.
  • the first flow path 20 and the second flow path 30 are supposed to transfer the first fluid and the second fluid from the upper side to the lower side.
  • the density of the first fluid is set to be higher than the density of the second fluid. Therefore, when the flow of the first fluid and the second fluid is stopped during the operation suspension period of the multi-liquid mixing / discharging device 10, the first fluid having a high density descends in the merging flow path 45, and the second fluid having a low density becomes. An ascending phenomenon may occur. When such a phenomenon occurs, there is a concern that the second fluid having a low density infiltrates from the terminal portion of the first flow path 20 for transferring the first fluid having a high density, and liquid replacement occurs. Therefore, in the multi-liquid mixing / discharging device 10, the infiltration suppressing portion 50 is arranged so that the second fluid does not infiltrate from the terminal portion of the first flow path 20.
  • the intrusion suppression portion 50 is inserted in the terminal portion of the first flow path 20.
  • the intrusion suppressing portion 50 is detachable with respect to the first flow path 20.
  • the intrusion suppression portion 50 has a cylindrical shape, and its outer diameter has a shape substantially matching the inner diameter of the pipe forming the first flow path 20.
  • the intrusion suppressing portion 50 has a pore 52 at a substantially axial center position.
  • the pore 52 is a hole having an opening cross-sectional area that is significantly smaller than the flow path cross-sectional area of the first flow path 20.
  • the pores 52 have a substantially circular cross section similar to the pipe forming the first flow path 20, and are significantly reduced in diameter with respect to the inner diameter of the first flow path 20.
  • the pores 52 have an opening region size and a passage length (not shown) so as to be holes having interfacial tension and pipeline resistance that antagonize the force of the second fluid invading the first flow path 20 in the discharge stopped state. The length in the vertical direction in the state) is specified.
  • the size and passage length of the opening region of the pore 52 may be set based on experiments, various simulations, logical methods, and the like.
  • characteristics such as viscosity and density of the fluid (first fluid, second fluid) to be used.
  • the size of the opening region of the pores 52 may be specified so as to prevent clogging.
  • the fluid supply device 60 is a device for supplying the first fluid and the second fluid toward the confluence 43 via the first flow path 20 and the second flow path 30. As shown in FIG. 1, the fluid supply device 60 is provided in each of the first flow path 20 and the second flow path 30.
  • the fluid supply device 60 for example, a conventionally known rotary positive displacement type pump, a plunger type pump, an air pressurizing type pump, or the like can be used. Considering the fluid discharge control ability and the like, the fluid supply device 60 may be configured by a uniaxial eccentric screw pump.
  • the fluid supply device 60 has a configuration in which a rotor 102, a stator 104, a power transmission mechanism 106, and the like are housed inside a casing 100.
  • the casing 100 is made of metal and is a tubular member, and a first opening 110 is provided on one end side in the longitudinal direction. Further, a second opening 112 is provided on the outer peripheral portion of the casing 100. The second opening 112 communicates with the internal space of the casing 100 at the intermediate portion 114 located at the intermediate portion in the longitudinal direction of the casing 100.
  • the first opening 110 and the second opening 112 are portions that function as suction ports and discharge ports of the uniaxial eccentric screw pump forming the fluid supply device 60, respectively.
  • the fluid supply device 60 can function the first opening 110 as a discharge port and the second opening 112 as a suction port by rotating the rotor 102 in the positive direction. Further, by rotating the rotor 102 in the opposite direction, the first opening 110 can function as a suction port and the second opening 112 can function as a discharge port.
  • the stator 104 is a member having a substantially cylindrical appearance shape formed of an elastic body such as rubber or a resin or the like.
  • the inner peripheral wall 116 of the stator 104 has n threads and has a single-stage or multi-stage female screw shape.
  • the stator 104 has two rows and has a multi-stage female screw shape.
  • the through hole 118 of the stator 104 is formed so that the cross-sectional shape (opening shape) thereof is substantially oval when viewed in cross section at any position in the longitudinal direction of the stator 104.
  • the rotor 102 is a metal shaft body, and has a single-stage or multi-stage male screw shape with n-1 threads.
  • the rotor 102 has a male screw shape eccentric with one row.
  • the rotor 102 is formed so that its cross-sectional shape is substantially a perfect circle regardless of the position in the longitudinal direction when viewed in cross section.
  • the rotor 102 is inserted into the through hole 118 formed in the stator 104 described above, and can freely rotate eccentrically inside the through hole 118.
  • a fluid transport path 122 (cavity) is formed between the inner peripheral wall 116 of the stator 104 and the outer peripheral wall 120 of the rotor 102.
  • the fluid transport path 122 extends spirally in the longitudinal direction of the stator 104 and the rotor 102.
  • the fluid transport path 122 advances in the longitudinal direction of the stator 104 while rotating in the stator 104. Therefore, when the rotor 102 is rotated, the fluid is sucked into the fluid transport path 122 from one end side of the stator 104, and the fluid is transferred toward the other end side of the stator 104 in a state of being confined in the fluid transport path 122. , It is possible to discharge at the other end side of the stator 104. Specifically, when the rotor 102 is rotated in the forward direction, an operation (discharge operation) of sucking fluid from the second opening 112 and discharging the fluid from the first opening 110 can be executed. Further, by rotating the rotor 102 in the reverse direction, it is possible to execute an operation (pull-back operation) of sucking the fluid from the first opening 110 side to the second opening 112 side in the direction opposite to the discharge operation. ..
  • the power transmission mechanism 106 is for transmitting power from the drive device 124 to the rotor 102 described above.
  • the power transmission mechanism 106 has a power transmission unit 126 and an eccentric rotation unit 128.
  • the power transmission unit 126 is provided on one end side in the longitudinal direction of the casing 100.
  • the eccentric rotating portion 128 is provided in the intermediate portion 114.
  • the eccentric rotation unit 128 is a portion that connects the power transmission unit 126 and the rotor 102 so that power can be transmitted.
  • the eccentric rotating portion 128 includes a coupling shaft 130 configured by a conventionally known coupling rod, a flexible shaft, or the like. Therefore, the eccentric rotation unit 128 can transmit the rotational power generated by operating the drive machine 124 to the rotor 102 to rotate the rotor 102 eccentrically.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 of the present embodiment has the first fluid and the first fluid in the merging flow path 45 provided in the merging section 43 to which the first flow path 20 and the second flow path 30 are connected.
  • the two fluids can be merged and mixed.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 includes an intrusion suppressing unit 50. As a result, it is possible to suppress the infiltration of the second fluid into the first flow path 20 even when the flow of the first fluid and the second fluid is stopped during the operation suspension period of the multi-liquid mixing / discharging device 10.
  • the fluid having the higher density (the first fluid in the present embodiment) of the first fluid and the second fluid is the fluid having the lower density (the second fluid in the present embodiment). ) Can suppress the occurrence of liquid replacement.
  • the intrusion suppressing unit 50 is detachable by means such as a screw or fitting (not shown). Therefore, the multi-liquid mixing / discharging device 10 can appropriately attach / detach the intrusion suppressing unit 50 for maintenance or the like.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 is provided with a uniaxial eccentric screw pump as a fluid supply device 60 for transferring the first fluid and the second fluid to the confluence portion 43.
  • the uniaxial eccentric screw pump forming the fluid supply device 60 has excellent characteristics in fluid discharge control ability. Specifically, the fluid supply device 60 not only transfers the first fluid and the second fluid in the discharge direction by switching the rotation direction of the rotor 102, but also pulls back in the direction opposite to the discharge direction (sack). Back) can be done with high accuracy.
  • the first fluid and the second fluid are discharged so as not to cause dripping at the terminal portions of the first flow path 20 and the second flow path 30, and the first flow path 20 and the second flow path 20 and the second flow path exceed the infiltration suppression unit 50. Suckback can be performed to the extent that the fluid is not pulled back from one of the flow paths 30 toward the other. Therefore, the multi-liquid mixing / discharging device 10 can surely suppress the occurrence of liquid replacement due to the synergistic effect of the effect of suppressing the liquid replacement by the infiltration suppressing unit 50 and the ability of the uniaxial eccentric screw pump to control the discharge of the fluid.
  • a fluid supply device 60 composed of a uniaxial eccentric screw pump is connected to both the first flow path 20 and the second flow path 30, but the present invention is limited thereto. Not a translation. Specifically, in response to various conditions such as not requiring highly accurate discharge control capability such as a uniaxial eccentric screw pump, the multi-fluid mixing discharge device 10 is used for the first flow path 20 and the second flow path 30. For one or both, it is preferable to provide a pump different from the uniaxial eccentric screw pump as the fluid supply device 60.
  • the intrusion suppressing portion 50 is provided with pores 52 (openings) having an opening cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the first flow path 20 or the second flow path 30. Therefore, the infiltration suppressing unit 50 can suppress the inflow of the fluid from one of the first flow path 20 and the second flow path 30 to the other due to the action of the passage resistance of the fluid in the pores 52 and the interfacial tension. Therefore, the above-mentioned multi-liquid mixing / discharging device 10 can be expected to have a high liquid replacement suppressing effect by the infiltration suppressing unit 50.
  • one of the first fluid and the second fluid is the other fluid (in the present embodiment) in the discharge stopped state. It is supposed to have an interfacial tension and a pipeline resistance that antagonize the force of invading the flow path (first flow path 20 in this embodiment) for transferring the first fluid). Therefore, the infiltration suppressing portion 50 can further suppress the possibility of liquid substitution due to the action of the interfacial tension of the pores 52 and the conduit resistance.
  • the intrusion suppression unit 50 exemplified in the present embodiment shows an example in which one pore 52 is provided at the axial center position
  • the intrusion suppression unit 50 has an opening similar to that of the pore 52 at the axial center position, for example, when it is necessary to consider conditions such as the discharge amount of the first fluid required in the first flow path 20 and the discharge position. It is preferable that the one provided at a position deviated from the position, or the one provided with a plurality of openings similar to the pores 52 at the axial center position or other parts.
  • an intrusion suppression unit 150 provided with a check valve structure 152 may be provided.
  • the non-return structure 152 is provided with a structure that allows the flow of fluid in the direction of discharging the first fluid from the first flow path 20 and suppresses the reverse.
  • the check structure 152 of the illustrated example includes a check valve 154 made of a flexible material such as rubber. Even when such an infiltration suppression unit 150 is used, the fluid flows from one of the first flow path 20 and the second flow path 30 into the other, and the liquid replacement occurs, as in the case where the intrusion suppression unit 50 is provided. It can be suppressed from occurring.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 may be provided with an intrusion suppression unit 250 instead of the intrusion suppression unit 50.
  • the intrusion suppression portion 250 includes a mesh portion 252 attached to the opening region of the terminal portion of the first flow path 20.
  • the mesh portion 252 has a mesh shape having a large number of meshes in which the size of the opening region is significantly smaller than the opening cross-sectional area of the first flow path 20.
  • FIG. 5 shows an example in which a mesh-shaped intrusion-suppressing portion 250 is adopted, but the intrusion-suppressing portion 250 is a lattice-shaped one or a perforated disc-shaped one having a plurality of holes. May be. Even when the intrusion suppression portion 250 has a lattice shape or a perforated disc shape having a plurality of holes, the size of each opening region is significantly smaller than the opening cross-sectional area of the first flow path 20. Therefore, it is possible to prevent the second fluid from infiltrating the first flow path 20 and causing liquid replacement due to the action of interfacial tension or the like.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 may be provided with an intrusion suppression unit 350 instead of the intrusion suppression unit 50 and the like.
  • the infiltration suppression unit 350 is not flat like the infiltration suppression unit 250 described above, but is three-dimensional like a so-called sponge and has a porous shape with many holes through which a fluid can pass. It has.
  • the porous portion 352 is inserted toward the upstream side from the terminal portion of the first flow path 20. Even when such an infiltration suppression unit 350 is provided, it is possible to prevent the second fluid from infiltrating into the first flow path 20 and causing liquid replacement, as in the case where the intrusion suppression unit 50 or the intrusion suppression unit 150 is provided. can.
  • the above-mentioned multi-liquid mixing / discharging device 10 has a double tubular portion at the end of the first flow path 20 and the second flow path 30 in which the pipes forming both flow paths are arranged so that the axial center positions are substantially aligned.
  • the present invention is not limited to this, although the merging flow path 45 is provided on the downstream side thereof.
  • a space 432 may be provided inside the confluence portion 43, and the first flow path 20 and the second flow path 30 may be communicated with the space 432 separately.
  • intrusion suppression portions 50, 150, 250, 350 and the like are provided at the end portions of either or both of the first flow path 20 and the second flow path 30.
  • a mesh-like intrusion suppressing portion 250 is provided at the terminal portion of the first flow path 20.
  • the intrusion suppressing portion 50, 150, 250, 350 is provided at the terminal portion of either the first flow path 20 or the second flow path 30 (the first flow path 20 in the above-mentioned example).
  • the present invention is not limited to this.
  • an intrusion suppression portion 450 provided with a mesh portion 452 may be provided at the end portions of both the first flow path 20 and the second flow path 30 arranged in parallel.
  • the mesh portion 452 has a mesh shape similar to the mesh portion 252 described above.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 can also suppress the occurrence of liquid replacement by having such a configuration.
  • a mesh portion 452 is provided as an intrusion suppression portion 450, but the multi-liquid mixing / discharging device 10 infiltrates into, for example, a position corresponding to each of the first flow path 20 and the second flow path 30. It may be provided with the one corresponding to the pore 52 of the suppressing portion 50. Further, the multi-liquid mixing / discharging device 10 may be configured by providing a check valve structure 152 and a porous portion 352 in each of the first flow path 20 and the second flow path 30.
  • the first flow path 20 and the second flow path 30 are those having a pore 52, a check valve structure 152, a mesh portion 252, and a porous portion 352 that exhibit an infiltration suppressing function.
  • the pores 52 in the first flow path 20, the porous portion 352 in the second flow path 30, etc. may be provided in an appropriate combination.
  • a combination of a plurality of those exhibiting the infiltration suppression function as described above are arranged in both or one of the first flow path 20 and the second flow path 30 (for example, the check valve structure 152 and the mesh are arranged in the first flow path 20). Both of the parts 252 may be provided, etc.).
  • the configuration is based on the premise that the first fluid supplied to the first flow path 20 has a higher density than the second fluid supplied to the second flow path 30.
  • the present invention is not limited thereto. Specifically, when the density of the first fluid is smaller than that of the second fluid, the arrangement of the infiltration suppression portions 50, 150, 250, 350, 450 described above is reversed, that is, in the first flow path 20. It is preferable to provide the intrusion suppression portion provided in the second flow path 30 and to provide the intrusion suppression portion provided in the second flow path 30 in the first flow path.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 is exemplified as supplying the first fluid and the second fluid in the direction of gravity action (from upper to lower in the figure).
  • the present invention is not limited to this.
  • the first fluid and the second fluid may be supplied in the direction opposite to the direction of action of gravity (from the lower part to the upper part in the figure).
  • the second fluid having a lower density is affected by the buoyancy. It will rise.
  • liquid substitution may occur at the terminal portion of the second flow path 30 that supplies the second fluid. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 9, by providing the infiltration suppressing portions 50, 150, 250, 350, 450 at the terminal portions of the second flow path 30, the occurrence of liquid replacement can be suppressed.
  • the multi-liquid mixing / discharging device 10 exemplified in the above-described embodiment and modification shows an example in which the mixer section 42 made of a static mixer is adopted.
  • the mixer section 542 made of a dynamic mixer is joined as a merging section. It may be provided in 43.
  • the mixer unit 542 is provided with a stirring member 546 having a screw-like shape, for example, inside the stirring chamber 544, and the stirring member 546 is operated by a drive source 548 such as a motor.
  • a drive source 548 such as a motor
  • one or more of the intrusion suppression portions 50, 150, 250, 350, 450 are connected to the ends of the first flow path 20 and the second flow path 30 connected sideways (illustrated example). Then, it is advisable to provide an intrusion suppression unit 250). Further, the intrusion suppressing portion 250 may be detachably configured from the merging portion 43 together with the stirring chamber 544 and the stirring member 546.
  • the above-mentioned infiltration suppression is performed while considering the discharge conditions such as the characteristics of the fluid to be used and the conditions such as the size and shape of the first flow path 20, the second flow path 30, the confluence flow path 45, the mixer portion 42, and the like.
  • An embodiment of a method for defining the size of a hole or an opening formed in a portion 50, 150, 250, 350, 450, etc. (hereinafter, also referred to as “intrusion suppression portion 50, etc.”) will be described in detail below. ..
  • the size of the holes and openings formed in the intrusion suppression portion 50 and the like may be specified by the values derived by the following procedures (1) to (4).
  • Discharge conditions are determined from the characteristics of the fluid to be used (fluid viscosity, fluid density difference, etc.), mixing ratio of first fluid and second fluid, desired flow rate, discharge pressure, and the like.
  • the diameters and lengths of the first flow path 20 and the second flow path 30 for transferring the first fluid and the second flow path, the shape of the merging flow path 45, and the mixer unit. 42 and the like are determined, and the pressure loss ⁇ P generated when the liquid passes through the first flow path 20 or the second flow path 30 is derived.
  • the pressure loss ⁇ P in the above (2) may be derived, for example, based on the following Darcy-Weisbach's (Formula 1).
  • the surface tensions of the first fluid and the second fluid may be derived by, for example, measuring with a surface tension meter.
  • the contact angle between the first fluid and the second fluid and the material constituting the infiltration suppression unit 50 and the like may be derived by measuring with a contact angle meter, for example.
  • the interfacial tension of the first fluid and the second fluid may be derived by, for example, measuring with an interfacial tension meter using the drop volume method.
  • the size of the opening of the intrusion suppression portion 50 or the like in (4) above may be derived as follows, for example. In the following, it is assumed that the description is simplified and the opening shape provided by the intrusion suppression unit 50 or the like is a perfect circle, but the opening shape provided by the intrusion suppression unit 50 or the like is used. For example, it does not exclude polygonal shapes, elliptical shapes, and the like.
  • the fluid accompanying the liquid replacement If the force to stop the movement of the fluid is exceeded, the fluid replacement does not occur, and even if it cannot be exceeded, if it is sufficiently large, the fluid substitution can be suppressed to a practically sufficient level.
  • the force for stopping the movement of the fluid due to the liquid replacement should not exceed the above-mentioned force F1 so much. It is preferable to set it to.
  • the infiltration suppression unit 50 may be designed so that the force F2 derived from the interfacial tension of the fluid and the F3 derived from the pipeline resistance can be balanced with respect to the buoyancy F1 of the fluid.
  • the liquid having the lower density is one of the infiltration suppression portions 50, 150, 250, 350, 450 (infiltration suppression in the illustrated example).
  • the buoyancy F1 of the fluid is expressed by the following (formula 2), assuming the shape of the mixed portion that is lower in the weight direction than the portion 250).
  • the contact portion of one fluid in the initial state in the model diagram of FIG. 11, is in a convex state toward the other fluid side beyond the opening region of the intrusion suppression portion 50 or the like. It means the volume of the part.
  • ⁇ H means the density of the fluid having the higher density
  • ⁇ L means the density of the liquid having the lower density
  • g means the gravitational acceleration.
  • the force F2 that is derived from the interfacial tension of the fluid and tries to stop the liquid substitution is the interfacial tension generated by the two types of fluids (first fluid and second fluid) and the material of the material constituting the infiltration suppression portion 50 and the like. It is determined by the product of ⁇ i and the circumference (in the case of a polygonal hole, the circumference) of the opening provided in the intrusion suppression portion 50. Therefore, the magnitude of the force F2 is determined by the following (formula 3).
  • interfacial tension ⁇ i can be obtained by the following (Formula 4), which is a modification of Young's equation.
  • ⁇ L1 Surface tension of the first fluid
  • ⁇ L2 Surface tension of the second fluid
  • ⁇ L12 Interfacial tension between the first fluid and the second fluid
  • ⁇ 1 Contact angle between the first fluid and the material such as the infiltration suppression portion 50
  • ⁇ 2 Second Contact angle between the fluid and the material such as the infiltration suppression unit 50
  • ⁇ 12 Contact angle between the first fluid and the second fluid (calculated from ⁇ L12)
  • the force F3 that resists the buoyancy derived from the pipeline resistance can be derived based on the following (Equation 5) using the Darcy-Weisbach equation.
  • the flow path length l because the force F2 derived from the interfacial tension and the force F3 derived from the pipeline resistance change depending on the flow path length l of the opening of the intrusion suppression portion 50 or the like and the diameter d of the opening.
  • the diameter d of the opening and the opening it is possible to realize an infiltration suppressing portion 50 or the like capable of suppressing liquid replacement.
  • the force F1 can derive the force that a fluid such as a first fluid or a second fluid tries to separate by buoyancy by the above-mentioned (formula 2). Further, the force F2 that tries to stop the liquid replacement due to the interfacial tension of the fluid is based on the above (Formula 3), and the force F3 that tries to stop the liquid replacement due to the piping resistance is based on the above (Formula 5). Can be derived.
  • the state in which the liquid replacement can be suppressed the state in which the liquid replacement is completely suppressed only by the interfacial tension as shown in FIG. 12 (a) and the interfacial tension as shown in FIG. 12 (b).
  • the liquid replacement cannot be stopped due to the piping resistance, but the speed is decelerated (state 2).
  • the force relationship is F1 ⁇ F2.
  • the force relationship is F1> F2 + F3.
  • the fluid does not move, it is considered that the deceleration effect by the above-mentioned force F3 has no effect.
  • the mesh-shaped intrusion suppressing portion 250 tends to maintain (state 1) easily, and the intrusion suppressing portion 50 provided with the pores 52 tends to maintain (state 2) easily. Further, in the state of FIG. 12 (b), a part of the fluid is rarely cut, and a part (droplet) of one fluid flows into the other fluid side as shown in FIG. 12 (c). It is possible that it will be. In the state of FIG. 12 (c), the force relationship is F1> F3.
  • the infiltration suppression unit is compared with the thin tube type having pores 52 like the intrusion suppression unit 50 described above and the mesh type having many openings such as the intrusion suppression unit 250. The force acting in the vicinity of 50 and 250 will be examined.
  • the fluid on one side is about to infiltrate in the direction of the liquid on the other side via the infiltration suppression portions 50 and 250.
  • the volume V of the convex portion (hereinafter, also referred to as “convex portion 254”) is formed in the infiltration suppression portions 50 and 250. It is n% (n ⁇ 100) of the cube of the diameter d of the opened opening. Therefore, focusing on one hole formed in the intrusion suppression portions 50 and 250, the ratio of the circumference of the hole to the volume V of the convex portion 254 of the fluid is such that the smaller the hole diameter of the opening, the more the circumference of the hole.
  • the volume V of the convex portion 254 of the fluid tends to be smaller. Therefore, the smaller the hole of the opening formed in the intrusion suppressing portions 50 and 250, the more the interfacial tension F2 tends to be relatively superior to the force F1 to be separated by the buoyancy. Further, also for the pipeline resistance F3, the volume V of the convex portion 254 of the fluid tends to be smaller than the circumference of the hole of the opening formed in the intrusion suppressing portions 50 and 250.
  • the thin tube type infiltration suppression unit 50 Since the thin tube type infiltration suppression unit 50 must also discharge the fluid through one pore 52, there is a limit to the size of one pore 52 assuming the total flow rate. However, even if the interfacial tension F2 is smaller than the force F1, if the length of the conduit forming the pores 52 is long, it is possible to slow down the progress of liquid replacement due to the influence of the conduit resistance F3. On the other hand, since the mesh type intrusion suppressing portion 250 has a large number of openings, even if the size of each opening is small, it is unlikely to cause an obstacle to discharge as a whole.
  • the size of one opening can be made smaller than that of the thin tube type intrusion suppression section 50, and the interfacial tension F2 can be made relatively larger than the force F1.
  • the intrusion suppression unit 250 unlike the intrusion suppression unit 50, it is considered that the pipeline resistance F3 hardly occurs. Therefore, in order to reliably suppress liquid substitution in the infiltration suppressing portion 250, it is desirable to adjust the size of the opening so that the interfacial tension F2 is sufficiently larger than the force F1.
  • the intrusion suppression unit 50 it is preferable to design so that the relationship of F1> F2 + F3 is established and the difference between F1 and (F2 + F3) is small.
  • the infiltration suppression unit 50 in the following (Formula 6), even if the flow rate u of the liquid replacement is near 0, the diameter is long l and the difference between the left term and the right term is minimized.
  • the pore 52 of d is designed.
  • the mesh type intrusion suppression portion 250 As described above, even if the size of each opening is small, the influence on the discharge of the fluid is small. Therefore, it can be expected that the liquid substitution is stopped only by the interfacial tension F2. Since the interfacial tension F2 may be considered for each opening, the volume V of the convex portion 254 can be made relatively small. Therefore, in the case of the mesh type intrusion suppression unit 250, it is advisable to design so as to satisfy F1 ⁇ F2. Specifically, the diameter d of the opening constituting the mesh may be specified so as to satisfy the following (Formula 7).
  • an epoxy-based structural two-component adhesive (TB3950D manufactured by ThreeBond Fine Chemical Co., Ltd.), which adheres this agent and a curing agent by curing reaction, was used in the test.
  • the epoxy-based structural two-component adhesive used in this test has the property of curing in 15 minutes by mixing this agent and a curing agent at a mixing ratio of 1: 1.
  • the agent used in this example has a specific gravity of 1.18 g / cm 3 and a viscosity of 2.7 Pa ⁇ s (25 ° C.), and the curing agent has a specific gravity of 1.00 g / cm 3 and a viscosity. Is 2.2 Pa ⁇ s (25 ° C.).
  • a straight pipe made of acrylic having a flow path length of about 10 cm and a flow path inner diameter of 3 mm is a flow path for transferring a fluid having a high density among the flow paths connected to the merging portion 43 (the above-described embodiment). Then, this straight pipe was filled with this agent as if it were equivalent to the first flow path 20). Further, a cup having an internal volume of 2 ml was regarded as a merging flow path 45, and a straight pipe was vertically held in the cup. The cup was filled with a curing agent until the lower end of the straight pipe came into contact with the cup, and the progress was observed to reproduce the stopped state of the multi-liquid mixing / discharging device 10. The temperature environment was approximately 25 ° C. in all tests.
  • the above test was performed without providing the end portion of the straight pipe made of acrylic with the one corresponding to the intrusion suppression portions 50 and 250.
  • the uppermost end of the curing agent filled in the cup resembling the merging flow path 45 is about immediately after the straight pipe made of acrylic filled with this agent is put into the cup filled with the curing agent.
  • the curing agent continued to rise by about 8 mm every 5 minutes near the center of the acrylic tube inside the agent.
  • the present invention can be suitably used in a general multi-liquid mixed discharge device that discharges a fluid that is required to mix and discharge a plurality of fluids, such as a two-component adhesive composed of a main agent and a curing agent. Is.
  • Multi-liquid mixing and discharging device 20 First flow path 30: Second flow path 40: Mixing unit 50: Infiltration suppression unit 52: Pore 60: Fluid supply device 150: Infiltration suppression unit 152: Check structure 250: Intrusion suppression Part 350: Intrusion suppression part 450: Intrusion suppression part

Abstract

【課題】液置換の発生を最小限に抑制できる多液混合吐出装置の提供を目的とした。 【解決手段】多液混合吐出装置１０は、少なくとも第一流体と第一流体よりも密度の小さい第二流体とを混合して吐出するものであって、第一流体を移送する第一流路２０と、第二流体を移送する第二流路３０と、第一流路２０により移送された第一流体、及び第二流路３０により移送された第二流体を混合させる合流部４３と、第一流路２０への第二流体の浸入、及び第二流路３０への第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制する浸入抑制部５０とを備えている。

Description

多液混合吐出装置
　本発明は、複数の流体を混合して吐出する多液混合吐出装置に関する。
　従来、下記特許文献１に開示されている二液混合型接着剤吐出装置のように、例えば主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤等、複数の流体を内部で混合してから吐出する装置がある。下記特許文献１の二液混合型接着剤吐出装置は、ナイロン製のフレームの先端に真鍮製のノズルを挿入し、フレームの中に、ポリプロピレン製のミキシングユニットと、真鍮製の中筒を交互に挿入したものとされている。また、この二液混合型接着剤吐出装置は、スタティックミキサを上下に配したホルダブロックによって挟むと共に、ホルダブロックの対向面に設けられた凹部にスタティックミキサを嵌め込み、ボルトによってホルダブロックを締め付けることによって、ホルダによってスタティックミキサを挟持するものとされている。
特開平５－３１４２６号公報
　ここで、上述した二液混合型接着剤吐出装置等の多液混合吐出装置において、混合する液の密度（比重）が異なる場合、例えば休止時間等において液の吐出を停止して放置している状態等において、密度が大きい方の流体が、密度が小さい方の流体と置換する現象（以下、「液置換」とも称す）が発生する懸念がある。液置換が発生すると、混合に用いる一の液が、他の一の液を供給するための管に入り込み、例えば、洗浄等のメンテナンスを行いにくい箇所や、液同士が反応してはいけない場所で反応してしまう等の不具合が発生しかねない。
　そこで本発明は、液置換の発生を最小限に抑制できる多液混合吐出装置の提供を目的とした。
（１）本発明の多液混合吐出装置は、少なくとも第一流体と前記第一流体よりも密度の小さい第二流体とを混合して吐出するものであって、前記第一流体を移送する第一流路と、前記第二流体を移送する第二流路と、前記第一流路により移送された前記第一流体、及び前記第二流路により移送された前記第二流体を混合させる混合ユニットと、前記第一流路への前記第二流体の浸入、及び前記第二流路への前記第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制する浸入抑制部と、を備えることを特徴とするものである。
　本発明の多液混合吐出装置は、第一流路及び第二流路が接続された混合ユニットにおいて、第一流体と第二流体とを混合させることができる。また、本発明の多液混合吐出装置は、浸入抑制部を備えており、第一流路への第二流体の浸入、及び第二流路への第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制できる構成とされている。そのため、本発明の多液混合吐出装置は、第一流体及び第二流体のうち密度が大きい方の流体が、密度が小さい方の流体と置換することによる液置換の発生を抑制できる。
（２）上述した多液混合吐出装置は、前記混合ユニットが、前記第一流路及び前記第二流路の合流する合流部と、ミキサ部と、を備え、前記浸入抑制部が、前記第一流路の終端付近、前記第二流路の終端付近、前記合流部、前記ミキサ部の少なくともいずれかに設けられることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、第一流路の終端付近、第二流路の終端付近、合流部、ミキサ部といった第一流体及び第二流体の接触が想定される箇所において、第一流体及び第二流体の接触に伴う不具合が生じるのを抑制できる。
（３）上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、着脱自在であることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、例えば、浸入抑制部が設けられた箇所において第一流体及び第二流体が混合した場合等においても、浸入抑制部を着脱してメンテナンスを行える多液混合吐出装置を提供できる。
（４）上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、前記第一流路または前記第二流路の流路断面積よりも小さい開口断面積の開口部を一つ以上備えることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、開口部における流体の通過抵抗や、界面張力の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入する可能性を一層抑制できる。これにより、浸入抑制部を設けることによる液置換の抑制効果をより一層向上させ得る。
（５）上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、網目形状、格子形状、複数の孔を有する有孔盤形状、液が通過可能な多孔質形状のいずれかの形状に形成された部分を有することを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、浸入抑制部における界面張力等の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入する可能性をさらに抑制できる。従って、浸入抑制部を上述した構成とすることにより、液置換の発生をより一層確実に抑制できる。
（６）上述した多液混合吐出装置において、前記浸入抑制部は、第一流体及び第二流体のうち一方の流体が他方の流体を移送するための流路に浸入しようとするのに対して対抗する力を、界面張力及び管路抵抗のうち少なくともいずれかにより発生させ得る細孔を備えることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、浸入抑制部が備える細孔において発生する界面張力や管路抵抗からなる対抗力の作用により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方への流体の流入に対抗し、液置換の発生をより一層抑制できる。
（７）上述した多液混合吐出装置は、前記浸入抑制部が、前記第一流路及び前記第二流路の一方又は双方に、吐出方向への流体の流れを許容し、その逆を抑制する逆止構造を備えていることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、浸入抑制部が備える逆止構造により、第一流路及び第二流路のうち一方から他方に流体が流入し、液置換が発生するのを抑制できる。
（８）上述した多液混合吐出装置は、第一流体、第二流体を前記混合ユニットに移送するための流体供給装置として、一軸偏心ねじポンプをさらに備えることを特徴とするものであると良い。
　かかる構成によれば、一軸偏心ねじポンプが備えている流体の吐出コントロール能力を活用して液置換の発生をより一層確実に抑制できる。具体的には、一軸偏心ねじポンプは、ロータの回転方向を切り替えることにより、流体を吐出方向に移送する動作だけでなく、吐出方向とは逆方向に引き戻す動作（サックバック）を精度良く行える。これにより、液だれを起こさないように流体を吐出させたり、浸入抑制部を越えて一方側の流路から他方側の流路に向けて流体を引き戻さない程度にサックバックを行ったりすることができる。従って、上述した構成によれば、一軸偏心ねじポンプの吐出コントロール能力を活用して、液置換の発生をより一層確実に抑制できる。
　本発明によれば、液置換の発生を最小限に抑制できる多液混合吐出装置を提供できる。
本発明の一実施形態に係る多液混合吐出装置構成の一部を断面視した断面図である。 図１の多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 図１の多液混合吐出装置が備える流体供給装置の一部を断面視した断面図である。 第一の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第二の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第三の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第四の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第五の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第六の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 第七の変形例に係る多液混合吐出装置の要部を拡大した断面図である。 浸入抑制部に形成される開口部における流体の状態を示した模式図である。 浸入抑制部に形成される開口部における流体の状態を示した模式図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る多液混合吐出装置１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、先ず多液混合吐出装置１０の構成について説明し、その後に多液混合吐出装置１０の動作について説明する。
≪多液混合吐出装置１０の構成について≫
　多液混合吐出装置１０は、例えば、主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤等、複数の流体を内部で混合して吐出するものである。本実施形態の多液混合吐出装置１０は、第一流体、及び第一流体よりも密度の小さい第二流体からなる二種の流体を混合して吐出する装置である。図１に示すように、本実施形態の多液混合吐出装置１０は、第一流体として、第二流体よりも密度の大きなものを用いることを前提とした構成とされている。多液混合吐出装置１０は、第一流路２０、第二流路３０、混合ユニット４０、浸入抑制部５０、及び流体供給装置６０を備えている。
　第一流路２０は、第一流体を移送する流路である。また、第二流路３０は、第二流体を移送する流路である。第一流路２０及び第二流路３０は、それぞれ上方から下方に向けて流体を移送可能なものとされている。また、図２に示すように、第一流路２０及び第二流路３０は、後に詳述する合流部４３の外側に配される第一外部流路２０ａ及び第二外部流路３０ａと、合流部４３の内部に配される第一内部流路２０ｂ及び第二内部流路３０ｂとを有する。
　図４に示すように、混合ユニット４０は、合流部４３の内部に上述した第一内部流路２０ｂ及び第二内部流路３０ｂを配策し、両流路の終端側に合流流路４５を設けると共に、ミキサ部４２を設けたものとされている。
　具体的には、合流部４３は、内部空間を有する中空の部材により構成されており、天面４３ａ側から第一外部流路２０ａ及び第二外部流路３０ａが接続されている。合流部４３の内部には、第一流路２０及び第二流路３０において第一内部流路２０ｂ及び第二内部流路３０ｂをなす部分が底面４３ｂに到達するように配策されている。合流部４３の天面４０ａ側から第一外部流路２０ａを接続すると、第一外部流路２０ａ及び第一内部流路２０ｂが連通して、第一流路２０が一連の流路として形成される。同様に、天面４０ａ側から第二外部流路３０ａを接続すると、第二外部流路３０ａ及び第二内部流路３０ｂが連通して、第二流路３０が一連の流路として形成される。第一流路２０及び第二流路３０は、それぞれ合流部４３内において第一内部流路２０ｂ及び第二内部流路３０ｂをなす部分が合流している。
　さらに詳細には、合流部４３の内部において、第二流路３０（第二内部流路３０ｂ）の終端側には、合流流路４５が設けられている。合流流路４５は、流路径がこれよりも上流側における第二流路３０の流路径よりも拡大されている。また、第一流路２０（第一内部流路２０ｂ）は、合流部４３の天面４３ａ側から底面４３ｂ側に到達するように形成されている。第一流路２０は、終端側において合流流路４５の軸心位置に挿入されている。そのため、合流流路４５は、第一流路２０を内管、第二流路３０を外管とする二重管構造となっている。これにより、第一流路２０及び第二流路３０は、それぞれの終端部が合流流路４５において合流している。そのため、第一流路２０により移送された第一流体は、合流流路４５において、第二流路３０により移送された第二流体と合流して接触する。
　ミキサ部４２は、例えばスタティックミキサ、モータ等の駆動源から動力を受けて作動する駆動スクリューを備えたダイナミックミキサ等によって構成される。本実施形態では、ミキサ部４２は、スタティックミキサによって構成されている。具体的には、ミキサ部４２は、ミキサケーシング４２ａと、エレメント４２ｂとを有する。ミキサケーシング４２ａは、エレメント４２ｂを収容するものである。ミキサケーシング４２ａは、合流部４３の底面４３ｂ側において、合流流路４５に連通するように設けられている。また、エレメント４２ｂは、合流流路４５において合流してミキサケーシング４２ａに流入してきた第一流体及び第二流体を混合するものである。エレメント４２ｂは、右ねじり、あるいは左ねじりのらせん状の板を交互に並べたものであり、通過する流体を略均一に撹拌混合することができる。ミキサ部４２は、例えば、清掃等のメンテナンス作業や、用途に応じて交換したり取り外して使用したりたりすることができるよう、合流部４３のケーシングに対して着脱可能とされている。
　浸入抑制部５０は、密度の異なる第一流体及び第二流体のうち一方の流体が、他方の流体を移送するための流路（第一流路２０あるいは第二流路３０）に浸入するのを抑制するために設けられたものである。
　ここで、本実施形態では、第一流路２０及び第二流路３０は、上方から下方に向けて第一流体及び第二流体を移送するものとされている。また、第一流体の密度は、第二流体の密度よりも大きいものとされている。そのため、多液混合吐出装置１０の運転休止期間中などにおいて第一流体及び第二流体の流れが停止すると、合流流路４５において密度の大きい第一流体が下降し、密度の小さい第二流体が上昇する現象が発生する可能性がある。このような現象が生じると、密度の大きい第一流体を移送するための第一流路２０の終端部分から密度の小さい第二流体が浸入し、液置換が発生する懸念がある。そのため、多液混合吐出装置１０では、第一流路２０の終端部分から第二流体が浸入しないように浸入抑制部５０が配置されている。
　浸入抑制部５０は、第一流路２０の終端部分に内挿されている。浸入抑制部５０は、第一流路２０に対して着脱自在とされている。浸入抑制部５０は、円筒状であって、その外径が第一流路２０をなす配管の内径と略合致する形状とされている。浸入抑制部５０は、略軸心位置に細孔５２を有する。
　細孔５２は、第一流路２０の流路断面積よりも大幅に小さい開口断面積を有する孔である。細孔５２は、第一流路２０をなす配管と同様に略円形の断面を有し、第一流路２０の内径に比べて大幅に縮径されたものである。細孔５２は、吐出停止状態において第二流体が第一流路２０に浸入する力と拮抗する界面張力及び管路抵抗を有する孔となるように、その開口領域の大きさや、通路長さ（図示状態における上下方向の長さ）が規定されている。
　細孔５２の開口領域の大きさや通路長さは、実験的や各種のシミュレーション、論理的手法等に基づいて設定すると良い。また、細孔５２の開口領域の大きさや通路長さをシミュレーション、論理的手法等に基づいて設定する場合は、例えば、使用する流体（第一流体、第二流体）の粘度や密度等の特性、流体の混合比率、流量、吐出圧等の条件を考慮し、所定の論理式等に基づいて導出する等の手法で設定すると良い。また、第一流体や第二流体がスラリーやフィラー等の微粒子を含むものである場合には、細孔５２の開口領域の大きさを目詰まりが起こらない大きさとなるように規定すると良い。
　流体供給装置６０は、第一流路２０及び第二流路３０を介して合流部４３に向けて第一流体及び第二流体を供給するための装置である。図１に示すように、流体供給装置６０は、第一流路２０及び第二流路３０のそれぞれに設けられている。流体供給装置６０には、例えば従来公知の回転容積式のポンプや、プランジャー式のポンプ、エア加圧式のポンプ等を用いることができる。流体の吐出コントロール能力等を考慮すれば、流体供給装置６０は、一軸偏心ねじポンプによって構成すると良い。
　具体的には、図３に示すように、流体供給装置６０は、ケーシング１００の内部に、ロータ１０２、ステータ１０４、及び動力伝達機構１０６等を収容した構成とされている。ケーシング１００は、金属製で筒状の部材であり、長手方向一端側に第一開口部１１０が設けられている。また、ケーシング１００の外周部分には、第二開口部１１２が設けられている。第二開口部１１２は、ケーシング１００の長手方向中間部分に位置する中間部１１４においてケーシング１００の内部空間に連通している。
　第一開口部１１０及び第二開口部１１２は、それぞれ流体供給装置６０をなす一軸偏心ねじポンプの吸込口及び吐出口として機能する部分である。流体供給装置６０は、ロータ１０２を正方向に回転させることにより、第一開口部１１０を吐出口、第二開口部１１２を吸込口として機能させることができる。また、ロータ１０２を逆方向に回転させることにより、第一開口部１１０を吸込口、第二開口部１１２を吐出口として機能させることができる。
　ステータ１０４は、ゴム等の弾性体、又は樹脂等によって形成された略円筒形の外観形状を有する部材である。ステータ１０４の内周壁１１６は、ｎ条で単段あるいは多段の雌ネジ形状とされている。本実施形態においては、ステータ１０４は、２条で多段の雌ねじ形状とされている。また、ステータ１０４の貫通孔１１８は、ステータ１０４の長手方向のいずれの位置において断面視しても、その断面形状（開口形状）が略長円形となるように形成されている。
　ロータ１０２は、金属製の軸体であり、ｎ－１条で単段あるいは多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態においては、ロータ１０２は、１条で偏心した雄ねじ形状とされている。ロータ１０２は、長手方向のいずれの位置で断面視しても、その断面形状が略真円形となるように形成されている。ロータ１０２は、上述したステータ１０４に形成された貫通孔１１８に挿通され、貫通孔１１８の内部において自由に偏心回転可能とされている。
　ロータ１０２をステータ１０４に対して挿通すると、ロータ１０２の外周壁１２０とステータ１０４の内周壁１１６とが両者の接線で密接した状態になる。これにより、ステータ１０４の内周壁１１６とロータ１０２の外周壁１２０との間に流体搬送路１２２（キャビティ）が形成される。流体搬送路１２２は、ステータ１０４やロータ１０２の長手方向に向けて螺旋状に伸びている。
　流体搬送路１２２は、ロータ１０２をステータ１０４の貫通孔１１８内において回転させると、ステータ１０４内を回転しながらステータ１０４の長手方向に進む。そのため、ロータ１０２を回転させると、ステータ１０４の一端側から流体搬送路１２２内に流体を吸い込むと共に、この流体を流体搬送路１２２内に閉じこめた状態でステータ１０４の他端側に向けて移送し、ステータ１０４の他端側において吐出させることが可能である。具体的には、ロータ１０２を正回転させると、第二開口部１１２から流動物を吸い込み、第一開口部１１０から吐出させる動作（吐出動作）を実行できる。また、ロータ１０２を逆方向に回転させることにより、吐出動作とは逆方向、すなわち第一開口部１１０側から第二開口部１１２側に向けて流動物を吸い込む動作（引戻動作）を実行できる。
　動力伝達機構１０６は、駆動機１２４から上述したロータ１０２に対して動力を伝達するためのものである。動力伝達機構１０６は、動力伝達部１２６と偏心回転部１２８とを有する。動力伝達部１２６は、ケーシング１００の長手方向の一端側に設けられている。また、偏心回転部１２８は、中間部１１４に設けられている。偏心回転部１２８は、動力伝達部１２６とロータ１０２とを動力伝達可能なように接続する部分である。偏心回転部１２８は、従来公知のカップリングロッドや、フレキシブルシャフトなどによって構成された連結軸１３０を備えている。そのため、偏心回転部１２８は、駆動機１２４を作動させることにより発生した回転動力をロータ１０２に伝達させ、ロータ１０２を偏心回転させることが可能である。
　上述したように、本実施形態の多液混合吐出装置１０は、第一流路２０及び第二流路３０が接続された合流部４３内に設けられた合流流路４５において、第一流体と第二流体とを合流させ、混合させることができる。また、多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０を備えている。これにより、多液混合吐出装置１０の運転休止期間中などにおいて、第一流体及び第二流体の流れが停止した状態においても、第一流路２０への第二流体の浸入を抑制できる。従って、多液混合吐出装置１０は、第一流体及び第二流体のうち密度が大きい方の流体（本実施形態では第一流体）が、密度が小さい方の流体（本実施形態では第二流体）と置換することによる液置換の発生を抑制できる。
　また、上述したように、多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０が、図示しないねじや嵌め込み等の手段により着脱自在とされている。そのため、多液混合吐出装置１０は、メンテナンス等のために、適宜浸入抑制部５０を着脱することができる。
　上述したように、多液混合吐出装置１０は、第一流体、第二流体を合流部４３に移送するための流体供給装置６０として、一軸偏心ねじポンプを備えたものとされている。流体供給装置６０をなす一軸偏心ねじポンプは、流体の吐出コントロール能力に優れた特性を有する。具体的には、流体供給装置６０は、ロータ１０２の回転方向を切り替えることにより、第一流体及び第二流体を吐出方向に移送する動作だけでなく、吐出方向とは逆方向に引き戻す動作（サックバック）を精度良く行える。これにより、第一流路２０や第二流路３０の終端部において液だれを起こさないように第一流体及び第二流体を吐出させたり、浸入抑制部５０を越えて第一流路２０及び第二流路３０の一方から他方に向けて流体を引き戻さない程度にサックバックを行ったりすることができる。従って、多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０による液置換の抑制効果と、一軸偏心ねじポンプによる流体の吐出コントロール能力との相乗効果により、液置換の発生を確実に抑制できる。
　なお、本実施形態においては、第一流路２０及び第二流路３０の双方に、それぞれ一軸偏心ねじポンプからなる流体供給装置６０を接続した構成を示したが、本発明はこれに限定される訳ではない。具体的には、例えば、一軸偏心ねじポンプのような高精度な吐出コントロール能力を要求しない等の各種条件に応じて、多液混合吐出装置１０は、第一流路２０及び第二流路３０の一方又は双方について、一軸偏心ねじポンプとは異なるポンプを流体供給装置６０として設けたものとすると良い。
　上述したように、浸入抑制部５０は、第一流路２０または第二流路３０の流路断面積よりも小さい開口断面積の細孔５２（開口部）を備えたものである。そのため、浸入抑制部５０は、細孔５２における流体の通過抵抗や、界面張力の作用により、第一流路２０及び第二流路３０のうち一方から他方に流体が流入するのを抑制できる。従って、上述した多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０による高い液置換抑制効果が期待できる。
　また、上述した浸入抑制部５０に設けられた細孔５２は、吐出停止状態で第一流体及び第二流体のうち一方（本実施形態では第二流体）が、他方の流体（本実施形態では第一流体）を移送するための流路（本実施形態では第一流路２０）に浸入する力と拮抗する界面張力及び管路抵抗を有するものとされている。そのため、浸入抑制部５０は、細孔５２の界面張力及び管路抵抗の作用により、液置換が発生する可能性をより一層抑制できる。
　なお、本実施形態で例示した浸入抑制部５０は、軸心位置に細孔５２を一つ設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。浸入抑制部５０は、例えば、第一流路２０において求められる第一流体の吐出量や、吐出位置等の条件を考慮する必要がある場合等において、細孔５２と同様の開口部を軸心位置から外れた位置に設けたものや、細孔５２と同様の開口部を軸心位置やその他の部位等に複数設けたもの等とすると良い。
　なお、本実施形態では、浸入抑制部５０として細孔５２を備えたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、浸入抑制部５０に代えて、逆止構造１５２を備えた浸入抑制部１５０を設けたものとしても良い。逆止構造１５２は、第一流路２０から第一流体を吐出する方向への流体の流れを許容し、その逆を抑制する構造を備えたものである。図示例の逆止構造１５２は、ゴム等の可撓性を有する素材で形成された逆止弁１５４を備えたものである。このような浸入抑制部１５０を用いた場合においても、浸入抑制部５０を設けた場合と同様に、第一流路２０及び第二流路３０のうち一方から他方に流体が流入し、液置換が発生するのを抑制できる。
　また、図５に例示するように、多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０に代えて、浸入抑制部２５０を設けたものとしても良い。浸入抑制部２５０は、第一流路２０の終端部の開口領域に取り付けられるメッシュ部２５２を備えている。メッシュ部２５２は、開口領域の大きさが第一流路２０の開口断面積に比べて大幅に小さい網目を多数備えた網目形状のものとされている。このような浸入抑制部２５０を設けた場合も、浸入抑制部５０を設けた場合と同様に、界面張力等の作用によって第二流体が第一流路２０に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
　なお、図５では、浸入抑制部２５０として、網目形状のものを採用した例を示したが、浸入抑制部２５０は、格子形状のものや、複数の孔を有する有孔盤形状のものであっても良い。浸入抑制部２５０を格子形状のものや複数の孔を有する有孔盤形状のものとした場合も、一個一個の開口領域の大きさが第一流路２０の開口断面積に比べて大幅に小さいものとすることにより、界面張力等の作用によって第二流体が第一流路２０に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
　また、図６に例示するように、多液混合吐出装置１０は、浸入抑制部５０等に代えて、浸入抑制部３５０を設けたものとしても良い。浸入抑制部３５０は、上述した浸入抑制部２５０のように平らなものではなく、いわゆるスポンジのように立体的であって、流体が通過可能な孔を多数備えた多孔質形状の多孔質部３５２を有するものである。多孔質部３５２は、第一流路２０の終端部から上流側に向けて差し込まれている。このような浸入抑制部３５０を設けた場合も、浸入抑制部５０あるいは浸入抑制部１５０を設けた場合と同様に、第二流体が第一流路２０に浸入して液置換が発生するのを抑制できる。
　上述した多液混合吐出装置１０は、第一流路２０及び第二流路３０の終端部において、両流路をなす配管が軸心位置が略合致するように配置された二重管状の部分を有し、その下流側に合流流路４５が設けられたものであったが、本発明はこれに限定されない。例えば図７に示すように、合流部４３の内部に空間４３２を設け、この空間４３２に対してそれぞれ別々に第一流路２０及び第二流路３０を連通させた構成としても良い。また、このような構成とする場合、上述した浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０等を、第一流路２０及び第二流路３０のいずれか一方又は双方の終端部に設けると良い。図示例においては、第一流路２０の終端部に、網目状の浸入抑制部２５０を設けている。このような構成とした場合も、上述した実施形態や変形例と同様に、液置換の発生を抑制できる。
　また、上述した多液混合吐出装置１０は、第一流路２０及び第二流路３０のいずれか一方（上述した例では第一流路２０）の終端部に浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０を設けたものであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、並列に配置された第一流路２０及び第二流路３０の双方の終端部に、メッシュ部４５２を備えた浸入抑制部４５０を設けた構成としても良い。メッシュ部４５２は、上述したメッシュ部２５２と同様にメッシュ状のものとされている。多液混合吐出装置１０は、このような構成とすることによっても、液置換の発生を抑制できる。
　図８の例では、浸入抑制部４５０としてメッシュ部４５２を備えたものを例示したが、多液混合吐出装置１０は、例えば第一流路２０及び第二流路３０のそれぞれに対応する位置に浸入抑制部５０の細孔５２に相当するものを設けたものでも良い。また、多液混合吐出装置１０は、第一流路２０及び第二流路３０のそれぞれに、逆止構造１５２や多孔質部３５２を設けた構成としても良い。さらに、多液混合吐出装置１０は、細孔５２、逆止構造１５２、メッシュ部２５２、多孔質部３５２のような浸入抑制機能を発揮するものを、第一流路２０と第二流路３０とで適宜の組み合わせで設けたもの（例えば、第一流路２０に細孔５２、第二流路３０に多孔質部３５２等）としても良い。さらに、第一流路２０及び第二流路３０の双方又は一方に、前述したような浸入抑制機能を発揮するものを複数組み合わせて配置したもの（例えば、第一流路２０に逆止構造１５２とメッシュ部２５２の双方を設ける等）としても良い。
　上述した実施形態や変形例においては、第一流路２０に供給される第一流体が、第二流路３０に供給される第二流体よりも密度の大きなものを用いることを前提とした構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、第一流体が第二流体よりも密度の小さなものとする場合には、上述した浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０，４５０の配置を逆転させる、すなわち第一流路２０に設けられていた浸入抑制部を第二流路３０に設け、第二流路３０に設けられていた浸入抑制部を第一流路に設けると良い。
　また、上述した上述した実施形態や変形例において、多液混合吐出装置１０は、第一流体及び第二流体を重力の作用方向（図中上方から下方）に向けて供給するものとして例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、重力の作用方向とは逆方向（図中下方から上方）に第一流体及び第二流体を供給することとしても良い。このような構成とする場合であって、第一流体が第二流路３０に供給される第二流体よりも密度の大きなものである場合には、密度の小さい第二流体が浮力の影響で上昇することになる。その結果、上述した実施形態等の場合とは逆に、第二流体を供給する第二流路３０の終端部において液置換が起こる可能性がある。そのため、このような場合には、図９に示すように、浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０，４５０を第二流路３０の終端部に設けることで、液置換の発生を抑制できる。
　上述した実施形態や変形例において例示した多液混合吐出装置１０は、スタティックミキサからなるミキサ部４２を採用した例を示したが、例えば図１０のようにダイナミックミキサからなるミキサ部５４２を合流部４３に設けたものとしても良い。ミキサ部５４２は、撹拌室５４４の内部に、例えばスクリュー状等の形状とされた撹拌部材５４６を設け、モータ等の駆動源５４８によって撹拌部材５４６を作動させるものとされている。また、例えば、図１０に示すように、撹拌室５４４に対して第一流路２０及び第二流路３０を横向きに接続するときは、第一流路２０及び第二流路３０の双方とも、液置換が発生する可能性がある。そのため、このような場合には、横向きに接続された第一流路２０や第二流路３０の端部に浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０，４５０のいずれか一つ又は複数（図示例では浸入抑制部２５０）を設けると良い。また、撹拌室５４４や撹拌部材５４６ごと浸入抑制部２５０を合流部４３から着脱可能に構成しても良い。
　続いて、使用する流体の特性等の吐出条件、第一流路２０、第二流路３０、合流流路４５、及びミキサ部４２等のサイズや形状等の条件を考慮しつつ、上述した浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０，４５０等（以下、「浸入抑制部５０等」とも称す）に形成する孔や開口の大きさを規定するための方法の一実施例を以下に詳細に説明する。
　浸入抑制部５０等に形成する孔や開口の大きさは、以下の（１）～（４）の手順により導出した値に規定すると良い。
（１）使用する流体の特性（流体の粘度、流体の密度差等）、第一流体と第二流体の混合比率、所望する流量、吐出圧などから吐出条件を決定する。
（２）（１）により決定された吐出条件に基づき、第一流体及び第二流体を移送する第一流路２０及び第二流路３０の径や長さ、合流流路４５の形状、ミキサ部４２等を決定すると共に、液体が第一流路２０あるいは第二流路３０を通る際に生じる圧力損失ΔＰを導出する。
（３）第一流体及び第二流体の表面張力、第一流体及び第二流体と浸入抑制部５０を構成する材質との接触角、第一流体と第二流体との界面張力を導出する。
（４）浸入抑制部５０の開口の大きさを設計する。
　ここで、上記（２）における圧力損失ΔＰは、例えば、以下のダルシー・ワイスバッハの（数式１）に基づいて導出すると良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記（３）において、第一流体及び第二流体の表面張力は、例えば、表面張力計で測定する等して導出すると良い。また、第一流体及び第二流体と浸入抑制部５０等を構成する材質との接触角は、例えば、接触角計で測定する等して導出すると良い。第一流体及び第二流体の界面張力は、例えばドロップボリューム法を用いた界面張力計で測定する等して導出すると良い。
　上記（４）における浸入抑制部５０等の開口の大きさは、例えば次のようにして導出すると良い。なお、以下においては、説明を簡略化することを想定し、浸入抑制部５０等が備える開口形状が真円形状である場合を想定して説明するが、浸入抑制部５０等が備える開口形状として、例えば、多角形形状や楕円形状等を排除するものではない。
　上記（４）における浸入抑制部５０等の開口の大きさを導出する前提として、第一流体や第二流体等の流体が浮力によって分離しようとする力をＦ１とした場合、液置換に伴う流体の移動を止めようとする力が上回れば液置換は発生しないし、上回ることができなくても十分に大きければ実用上十分な程度まで液置換を抑制できる。その一方で、第一流体や第二流体の吐出に対する影響を最小限とすることを考慮すると、液置換に伴う流体の移動を止めようとする力が、前述の力Ｆ１をあまり大きく上回らないようにするのが好ましい。また、液置換を止めようとする力には、流体の界面張力に由来する力Ｆ２と管路抵抗に由来する力Ｆ３の二種類の力が想定される。従って、浸入抑制部５０は、流体の浮力Ｆ１に対する、流体の界面張力に由来する力Ｆ２および管路抵抗に由来するＦ３のバランスを取れるように浸入抑制部５０等を設計すると良い。
　ここで、図１１のモデル図のように、密度が小さい方の液（上記実施形態では第二流体）が、浸入抑制部５０，１５０，２５０，３５０，４５０のいずれか（図示例では浸入抑制部２５０）よりも重量方向下側にくる混合部形状を想定すると、流体の浮力Ｆ１は、以下の（数式２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、上記（数式２）において、Ｖは、図１１のモデル図における初期状態において一方の流体の接触部が、浸入抑制部５０等の開口領域を越えて他方の流体側に凸状態となった部分の体積を意味する。また、ρＨは密度が大きい方の流体の密度、ρＬは密度が小さい液の密度、ｇは重力加速度を意味する。
　流体の界面張力に由来して液置換を止めようとする力Ｆ２は、二種類の流体（第一流体及び第二流体）と、浸入抑制部５０等を構成する素材の材質とで生じる界面張力σｉと、浸入抑制部５０に設けられる開口部の円周（多角形穴の場合は周長）との積によって定まる。従って、力Ｆ２の大きさは、以下の（数式３）で定まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　なお、上述した界面張力σｉは、ヤングの式の変形である以下の（数式４）で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　　γＬ１　：第一流体の表面張力
　　γＬ２　：第二流体の表面張力
　　γＬ１２：第一流体と第二流体との界面張力
　　θ１　　：第一流体と浸入抑制部５０等の材質との接触角
　　θ２　　：第二流体と浸入抑制部５０等の材質との接触角
　　θ１２　：第一流体と第二流体との接触角（γＬ１２から算出可能）
　また、管路抵抗に由来する浮力に抗する力Ｆ３については、ダルシー・ワイスバッハの式を用いて、以下の（数式５）に基づいて導出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　以上に示すとおり、浸入抑制部５０等の開口部の流路長ｌや開口部の径ｄにより、界面張力に由来する力Ｆ２および管路抵抗に由来する力Ｆ３が変わるため、流路長ｌや開口部の径ｄを適切に規定することにより、液置換を抑制可能な浸入抑制部５０等を実現できる。
　続いて、細孔５２を備えた浸入抑制部５０、及びメッシュ状の浸入抑制部２５０を設けた場合に作用する力の関係と、浸入抑制部５０や浸入抑制部２５０の設計思想の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施例２における説明において、上述した実施例１に係る説明と重複する部分については、同一の符合により説明し、詳細の説明については省略する。
　第一流体や第二流体等の流体が浮力によって分離しようとする力をＦ１は、上述した（数式２）により導出できる。また、流体の界面張力に由来して液置換を止めようとする力Ｆ２は上記（数式３）、配管抵抗に由来して液置換を止めようとする力Ｆ３は上記（数式５）に基づいて導出できる。
　ここで、液置換を抑制できている状態として、図１２（ａ）のように界面張力のみで液置換を完全に抑えている状態（状態１）、及び図１２（ｂ）のように界面張力と配管抵抗で液置換は止められないが減速させている状態（状態２）の２つの状態が考えられる。図１２（ａ）の状態においては、Ｆ１≦Ｆ２の力関係となる。また、図１２（ｂ）の状態においては、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆ３の力関係となる。また、流体に動きが発生しなければ、上述した力Ｆ３による減速効果は効果をなさないと考えられる。メッシュ状である浸入抑制部２５０は（状態１）を維持しやすく、細孔５２を備えた浸入抑制部５０は（状態２）を維持しやすい傾向にある。また、図１２（ｂ）の状態においては、稀に流体の一部が切断されて図１２（ｃ）のように一方の流体の一部（液滴）が他方の流体側に流入した状態になる可能性が想定しうる。図１２（ｃ）の状態においては、Ｆ１＞Ｆ３の力関係となる。Ｆ２＋Ｆ３の大きさをＦ１に対して十分大きくなるように浸入抑制部５０が備える開口部の大きさや流路長を規定することにより、図１２（ｃ）のような状態になるのを抑制したり、浸入する液滴のサイズを抑制したりすることができる。
　ここで、上述した浸入抑制部５０のように細孔５２を備えた細管タイプのものと、浸入抑制部２５０のような開口部を多数備えたメッシュタイプのものとを比較して、浸入抑制部５０，２５０の近傍において作用する力について検討する。
　先ず、浸入抑制部５０，２５０を介して一方側にある流体が、他方側の液体の方向に向けて浸入しようとしている状態を想定する。この場合、浸入抑制部５０，２５０を越えて浸入しようとしている流体において、凸状になっている部分（以下、「凸部２５４」とも称す）の体積Ｖは、浸入抑制部５０，２５０に形成された開口部の径ｄの３乗のｎ％（ｎ＜１００）である。そのため、浸入抑制部５０，２５０に形成された一つの孔に着目すると、孔の円周と流体の凸部２５４の体積Ｖとの比は、開口部の孔径が小さいほど、孔の円周に対して流体の凸部２５４の体積Ｖが小さくなる傾向を示す。従って、浸入抑制部５０，２５０に形成された開口部の孔が小さいほど、相対的に界面張力Ｆ２が浮力によって分離しようとする力Ｆ１に対して勝る傾向になる。また、管路抵抗Ｆ３についても、浸入抑制部５０，２５０に形成された開口部の孔の円周に対して流体の凸部２５４の体積Ｖが小さくなる傾向を示す。
　細管タイプの浸入抑制部５０は、一つの細孔５２によって流体の吐出も行わねばならないため、全体の流量を想定すると、一つの細孔５２の小ささには限度がある。ただし界面張力Ｆ２が力Ｆ１よりも小さいとしても、細孔５２をなす管路の長さがあれば、管路抵抗Ｆ３の影響により液置換の進行を遅くすることが可能である。一方、メッシュタイプの浸入抑制部２５０は、開口部が多数あるため、一つ一つの開口部の大きさが小さくても、全体としてみれば吐出を阻害する原因にはなりにくい。メッシュタイプの浸入抑制部２５０においては、細管タイプの浸入抑制部５０よりも一つの開口部の大きさを小さくして、界面張力Ｆ２を力Ｆ１に対して相対的に大きくすることができる。なお、浸入抑制部２５０においては、浸入抑制部５０とは異なり、管路抵抗Ｆ３が殆ど発生しないと考えられる。そのため、浸入抑制部２５０において液置換を確実に抑制するためには、界面張力Ｆ２を力Ｆ１に対して十分大きくなるように開口部の大きさを調整することが望ましい。
　続いて、上述したように細管タイプとする場合、及びメッシュタイプとする場合の特性を考慮して浸入抑制部５０，２５０を設計するための方法の一例について説明する。先ず、細管タイプの浸入抑制部５０の場合、前述の通り、Ｆ１≦Ｆ２とすることを目指すと、単一の細孔５２では流体を吐出できないほど開口部の大きさを小さくせねばならない傾向になる。そのため、細管タイプの浸入抑制部５０の場合は、界面張力Ｆ２だけでなく、管路抵抗Ｆ３による効果も考慮に入れて設計することが望ましい。すなわち、浸入抑制部５０の場合は、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆ３の関係が成立し、Ｆ１と（Ｆ２＋Ｆ３）との差が小さくなるように設計すると良い。具体的には、浸入抑制部５０の場合は、以下の（数式６）において、液置換の流速ｕが０付近であっても、左項と右項の差が極力小さくなる長さｌで径ｄの細孔５２を設計する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　また、メッシュタイプの浸入抑制部２５０の場合は、前述の通り一個一個の開口部の大きさが小さくても流体の吐出に与える影響は小さい。そのため、界面張力Ｆ２のみにより液置換を止めることに期待できる。界面張力Ｆ２については一個一個の開口部ごとに考えれば良いので、凸部２５４の体積Ｖを相対的にかなり小さくできる。従って、メッシュタイプの浸入抑制部２５０の場合は、Ｆ１≦Ｆ２を満足するように設計を行うと良い。具体的には、以下の（数式７）を満足するようにメッシュを構成する開口部の径ｄを規定すれば良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　なお、浸入抑制部５０に複数の細孔５２を設ける場合や、単一の細孔５２を備えた浸入抑制部５０を複数並列に設ける場合、浸入抑制部２５０として厚みのあるものを用いる場合等に、上記（数式６）に基づいて設計を行っても、（数式７）で設計しつつ、流路長をなるべく長くとることによって、管路抵抗Ｆ３を液置換の抑制を確実にするための要素として確保するようにしても良い。
　以下、上述した浸入抑制部５０，２５０を設けることによる効果を検証するために行った試験について説明する。本実施例においては、本剤と硬化剤を硬化反応させて接着するエポキシ系構造用二液性接着材（スリーボンドファインケミカル株式会社製 ＴＢ３９５０Ｄ）を試験に用いた。本試験で用いられるエポキシ系構造用二液性接着材は、本剤と硬化剤を混合比１：１で混合することにより、１５分で硬化する特性を有するものである。また、本実施例で用いる本剤は、比重１．１８ｇ／ｃｍ３、粘度が２．７Ｐａ・ｓ（２５℃）であるものであり、硬化剤は、比重が１．００ｇ／ｃｍ３、粘度が２．２Ｐａ・ｓ（２５℃）であるものである。
　本実施例では、流路長約１０ｃｍ、流路内径３ｍｍのアクリル製の直管を、合流部４３に接続される流路のうち、密度が大きい流体を移送するための流路（上記実施形態では第一流路２０に相当）に見立て、この直管に本剤を満たした。また、内容積２ｍｌのカップを合流流路４５に見立て、このカップ内に直管を垂直に保持した。このカップ内に直管の下端が接触するまで硬化剤を満たし、経過を観察することにより、多液混合吐出装置１０の運転停止状態を再現した。温度環境は、いずれの試験も概ね２５℃であった。
　先ず、アクリル製の直管の終端部に浸入抑制部５０，２５０に相当するものを設けることなく、上記の試験を行った。その結果、合流流路４５に見立てたカップ内に満たされた硬化剤の最上端は、本剤を満たしたアクリル製の直管を、硬化剤が満たされたカップに対して投入した直後から約５分後までの期間において、アクリル管内を約１ｍｍ上昇する程度であった。しかしながら、５分を経過した後は、本剤よりも内側のアクリル管中心付近において、硬化剤は、５分毎に約８ｍｍずつ上昇し続けた。本剤を満たしたアクリル製の直管をカップに投入してから約４時間が経過するまで放置した結果、アクリル管全体に硬化剤が浸入したうえ、硬化反応が進行する程度の混合まで見られた。従って、浸入抑制部５０，２５０に相当するものを設けない場合には、経時的に液置換が進行することが確認された。
　続いて、上述したアクリル製の直管の終端部に細管型の浸入抑制部５０を設けたものについて、同様の試験を行った。本実施例では、細孔５２の大きさの異なる３種類の浸入抑制部５０をサンプルとして準備し、試験を行った。具体的には、細孔５２の内径が２ｍｍ、細孔５２の長さ約５ｍｍの第一サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から３０分頃までは、硬化反応が発生しない直径１ｍｍ以下程度の小さな硬化剤の液滴が５分に１回程度の割合でアクリル製の直管内に生じて上昇していた。しかしながら、試験開始から３０分程度経過した後は、このような液滴の発生間隔が緩やかになった。試験開始から約１７時間後まで放置しても、アクリル製の直管内に浸入した硬化剤の液滴は十数個程度であり、硬化反応で直管が閉塞する程度ではなかった。
　また、細孔５２の内径が１ｍｍ、細孔５２の長さ約５ｍｍとした浸入抑制部５０の第二サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から約６時間が経過しても液置換は見られなかった。試験を開始してから約２３時間後には、アクリル製の直管の下端部で硬化剤が極細い筋状に１ｃｍ程度上昇する現象や、上述した第一サンプルに係る試験の際よりも小さな硬化剤の液滴が数個程度、アクリル製の直管内に浸入する現象が見られたが、硬化反応で直管が閉塞する程度ではなかった。
　また、細孔５２の内径が２ｍｍ、細孔５２の長さ約１ｍｍとした浸入抑制部５０の第三サンプルについて試験を行ったところ、試験開始から６０分後までは変化が見られなかった。しかしながら、試験開始から６０分が経過した後は、上述した第一サンプルに係る試験の際よりも大きな硬化剤の液滴がアクリル製の直管内に浸入する現象が高頻度で発生し、２７０分後には直管内全体にわたって液滴が見られた。試験開始後、約８時間が経過した頃には、硬化反応による閉塞のおそれがある程度まで本剤及び硬化剤の混合が進んでいた。
　以上の結果から、上述した第一サンプルや第二サンプルの場合のように、細孔５２の大きさを最適化することにより、例えば、夜間やメンテナンス等によって数時間に亘って工場稼働停止をするような場合であっても、液置換の発現を抑制できるとの知見に至った。
　続いて、上述したアクリル製の直管の終端部にメッシュ型の浸入抑制部２５０を設けたものについて、同様の試験を行った。本実施形態の試験では、浸入抑制部２５０を構成するメッシュとして、ナイロン製であって、１１０メッシュ、線径７１μｍ、開口率４８％、厚み１３０μｍのメッシュシートを採用した。このような浸入抑制部２５０をアクリル製の直管の終端部に設け、同様の試験を行ったところ、試験開始から１６０分が経過してもメッシュを越えて液置換する現象が見られなかった。また、メッシュ上において硬化反応によってゲル化する等の現象も見られなかった。この結果により、メッシュ型の浸入抑制部２５０を設けることによっても、液置換の発現を抑制できるとの知見に至った。
　本発明は、上述した実施形態や変形例等として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。これらについても本願の補正または分割出願等において権利取得する意思を有する。
　本発明は、例えば、主剤及び硬化剤からなる二液性接着剤のように、複数の流体を混合して吐出することが求められる流体を吐出する多液混合吐出装置の全般において好適に利用可能である。
　１０　　：多液混合吐出装置
　２０　　：第一流路
　３０　　：第二流路
　４０　　：混合ユニット
　５０　　：浸入抑制部
　５２　　：細孔
　６０　　：流体供給装置
　１５０　：浸入抑制部
　１５２　：逆止構造
　２５０　：浸入抑制部
　３５０　：浸入抑制部
　４５０　：浸入抑制部

Claims (8)

  1. 　少なくとも第一流体と前記第一流体よりも密度の小さい第二流体とを混合して吐出する多液混合吐出装置であって、
    　前記第一流体を移送する第一流路と、
    　前記第二流体を移送する第二流路と、
    　前記第一流路により移送された前記第一流体、及び前記第二流路により移送された前記第二流体を混合させる混合ユニットと、
    　前記第一流体と前記第二流体の密度差による、前記第一流路への前記第二流体の浸入、及び前記第二流路への前記第一流体の浸入のうち少なくともいずれかを抑制する浸入抑制部と、
    を備えることを特徴とする多液混合吐出装置。
  2. 前記混合ユニットが、
    前記第一流路及び前記第二流路の合流する合流部と、
    ミキサ部と、を備え、
    　前記浸入抑制部が、前記第一流路の終端付近、前記第二流路の終端付近、前記合流部、前記ミキサ部の少なくともいずれかに設けられることを特徴とする請求項１に記載の多液混合吐出装置。
  3. 　前記浸入抑制部が、着脱自在であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多液混合吐出装置。
  4. 　前記浸入抑制部が、前記第一流路または前記第二流路の流路断面積よりも小さい開口断面積の開口部を一つ以上備えることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の多液混合吐出装置。
  5. 　前記浸入抑制部が、網目形状、格子形状、複数の孔を有する有孔盤形状、液が通過可能な多孔質形状のいずれかの形状に形成された部分を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の多液混合吐出装置。
  6. 　前記浸入抑制部は、吐出停止状態において、第一流体及び第二流体のうち一方の流体が他方の流体を移送するための流路に浸入しようとするのに対して対抗する力を、界面張力及び管路抵抗のうち少なくともいずれかにより発生させ得る細孔を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の多液混合吐出装置。
  7. 　前記浸入抑制部が、前記第一流路及び前記第二流路の一方又は双方に、吐出方向への流体の流れを許容し、その逆を抑制する逆止構造を備えていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の多液混合吐出装置。
  8. 　第一流体、第二流体を前記混合ユニットに移送するための流体供給装置として、一軸偏心ねじポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の多液混合吐出装置。
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