CN1572364A

CN1572364A - 微型反应器

Info

Publication number: CN1572364A
Application number: CNA2004100464159A
Authority: CN
Inventors: 前一广; 长泽英治
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2024-05-28
Also published as: EP1481725A1; JP2005046652A; JP4432104B2; CN100371065C; US20050031507A1; US7507387B2

Abstract

本发明提供一种微型反应器，令多个流体(L1、L2)流过各个流体供应通路、汇流到一个反应流路内，一面使这些流体流过一面使之进行反应，通过在圆棒状的中心构件的外周面和具有截面为圆形的内周面的外筒构件的前述内周面中之一上切削出螺纹，将中心构件的外周面和外筒构件的内周面紧密配合，作为螺旋状的流路，形成反应流路。

Description

微型反应器

技术领域

本发明涉及微型反应器，特别是，涉及在化学工业及医药工业领域中，通过流体的反应制造材料和制品的装置，更详细地说，涉及通过令多个流体流过各自的流体供应通路汇流在一个反应流路中，一面使这些流体流动一面进行反应的微型反应器。

背景技术

近年来，在化学工业或者有关医药、试剂等的制造的医药工业中，正在进行利用称之为微型混合器或者微型反应器的微小容器的新制造工艺的开发。在微型混合器或微型反应器上，设置与多个微细的流体供应通路连接的、在将其截面换算成圆形时的等价直径(相当于圆的直径)为几个μm～几百μm左右的微小空间(混合反应流路)，通过令流过多个流体供应通路的多个流体在微型的空间内汇流，将多个流体混合，或者在混合的同时使之发生化学反应。微型混合器和微型反应器，其基本结构是相同的，但是，特别是，将混合多个流体的装置称之为微型混合器，而在将多个流体混合时伴随着化学反应的装置称之为微型反应器。从而，本发明的微型反应器，也包括微型混合器。

作为这种微型反应器，例如，在PCT国际公开公报WO00/62913号，特表2003-502144号公报，特开2002-282682号公报中进行过描述。这些微型反应器都是令两种流体分别通过微细的流体供应通路，作为极薄的片状层流导入到微小空间内，在该微小空间内使两种流体彼此混合并使之发生反应。

下面，说明利用上述这种微型反应器进行的反应与利用搅拌槽等的间歇式的混合及反应的不同之处。即，由于化学反应，一般地是通过在反应流体的界面上分子彼此相遇引起的，所以，当在微小的空间内进行反应时，相对地界面的面积增大，反应效率显著增加。此外，分子扩散本身，其扩散时间与距离的平方成正比。这意味着，随着微小空间的尺寸的缩小，即使反应流体不主动地混合，也会由于分子的扩散进行混合，容易引起反应。此外，在微小空间内，由于尺寸小，所以变成以层流为主的流动，流体彼此之间变成层流状态，一面流动一面向流体流垂直的方向扩散，进行反应。

如果采用这种微型器件，例如，与作为反应的场所利用大容积的槽等的现有技术的间歇式方式相比，能够高精度地控制流体彼此之间的及反应时间及反应温度。此外，在间歇式的情况下，特别是，在反应时间快的流体彼此之间，在混合初期的反应接触面上进行反应，进而，由于通过流体间的反应生成的初级生成物会在槽内进行继续反应，所以，有生成不均匀的反应生成物的危险。与此相对，在微型反应器的情况下，由于流体几乎不滞留在微小空间内，连续地流动，所以，由流体间的反应生成的初级生成物不会在微小空间内继续进行反应。从而，可以提取出在现有技术中很难提取的纯的初级生成物。

此外，在将利用实验制造设备制造的少量的化学物质利用大规模的制造设备按比例放大，进行大量地制造时，在现有技术中，为了相对于实验设备而言、获得利用间歇式的大规模制造设备的再现性，需要花费大量的人力和时间。但是，通过采用根据制造量并列地增加采用微型反应器的制造生产线的数目，有可能大幅度地减少为了获得这种再现性所花费的人力和时间。

不过，用微型反应器处理的反应是多种多样的，有的反应，其反应速度很慢，到反应结束需要几十秒到几分钟，其中有些需要几个小时的长时间。此外，在反应过程中，有的由多个阶段进行，在这种情况下，反应时间加长。为了用微型反应器处理这些反应时间长的反应，从反应控制的观点出发，有必要使进行反应的流体在微型反应器内流动，直到反应结束。从而，需要增大作为微型反应器的微小空间的反应流路的容积，使流体长时间滞留。设计这种长时间滞留型的微型反应器的方案，有两种，第一，通过加大反应流路的截面面积，确保容积，第二，通过延长反应流路确保容积。前者有损害反应流路必须是微小空间的所谓微型反应器的特征之虑，后一种方案是设计时所希望的。作为长时间滞留型的微型反应器，例如，如PCT国际公开公报WO99/44736号公报，PCT国际公开公报WO02/089965号公报，所述，提出了将反应流路形成涡旋状的方案。

但是，在加长反应流路的长时间滞留型微型反应器的开发过程中，还从未开发出能够容易且坚固地制作作为微小空间的反应流路、而且能够缩短制作时间并降低制作费用的微型反应器。其原因缘自于制作微型反应器的技术，微型反应器需要光刻，放电加工技术，光造型法等特殊的精密微细加工技术，不仅制作周期长，而且制作费用也高。从而，不仅存在着越是加长反应流路，制作周期越长和制作费用越大的问题，而且用特殊的精密微型加工技术处理的构件及加工尺寸的大小有一定的限制。另一方面，当不采用特殊的精密微型加工技术制作微型反应器时，由于能够制作的反应流路的开口宽度有限，所以，存在着不能制作满意的微小空间的问题。

此外，将内径极细的管卷绕成涡旋状，延长反应流路的长时间滞留型的微型反应器也是可能的，但由于当将管加长，容易弯折，或者反应流路发生闭塞，或者反应流路的开口宽度发生变化，不能制作牢固的装置，在装置的精度方面也存在问题。

发明内容

本发明鉴于上述情况，其目的是，提供一种无需特殊的精密微细加工技术，能够容易且牢固地制作路径长的反应流路，而且可以缩短制作周期降低制作费用的微型反应器。

为了达到前述目的，本发明的第一个方面，在多个流体流过各个流体供应通路、汇流到一个反应流路内，一面使这些流体流过一面使之进行反应的微型反应器中，其特征在于，通过在圆棒状的中心构件的外周面和具有截面为圆形的内周面的外筒构件的前述内周面之一上切削出螺纹，将前述中心构件的外周面和前述外筒构件的内周面紧密配合，作为螺旋状的流路，形成前述反应流路。

这里，在本发明中，在提到“反应”时，也包括伴随着混合的反应。作为反应的种类，包括以无机物质或有机物质等为对象的离子反应，氧化还原反应，热反应，催化反应，自由基反应，聚合反应等各种反应形式。此外，所谓流体，包括：液体，气体，在液体中分散金属微粒子等的固体液体混合物，在气体中分散金属微粒子等的固体气体混合物，在液体中不溶解气体而是分散气体的气体液体混合物等。所谓多个流体，不仅包括流体的种类不同或者化学组成不同时情况，也包括例如温度，固体液体的比例等的状态不同的情况。

本发明，利用螺纹结构形成反应流路，通过将具有截面为圆形的内周面的外筒构件紧密地配合到在外周面上切削出螺纹的圆棒状的中心构件的外侧，或者将圆棒状的中心构件精紧密地配合到内周面上切削出螺纹的外筒构件的内侧，可以形成螺旋状的流路。而且，由于在为了形成反应流路这样的微小空间切削螺纹时，用车床等通用的机械加工技术进行，所以，无需光刻，放电加工技术光造型法等特殊的精密微细加工技术。从而，不必特殊的精密微细加工技术，可以容易且牢固地制作长流路的反应流路，而且可以缩短制作周期并降低制作费用。不言而喻，使用光刻，放电加工技术，光造型法等特殊的精密微细加工技术，也能够制作本发明的微型器件，也可以将机械加工技术和精密微细加工技术组合起来。

本发明的第二个方面，在第一个方面中，其特征在于，将前述螺旋状的反应流路制成多重结构，形成多个反应流路，将这些反应流路串连连通。借此，即使由于反应速度慢反应时间长，需要极长的反应流路时，即使不将微型反应器本身大型化也能够适应。

本发明的第三个方面，在第一或第二个方面中，其特征在于，前述反应流路的径向方向的平均截面面积上的等效圆直径(Wa)在1μm以上，1000μm以下。这是用等效圆直径具体地表示的作为微小空间的反应流路的开口宽度的优选的尺寸。

本发明的第四个方面，在第一～第三个方面的任何一个中，其特征在于，在以汇流后的流体的流体总流量为Q(m³/秒)的方式流过前述反应流路的情况下，当反应流路的容积为V(m³)时，以使V/Q≥0.1的方式设定反应流路的程度PL(m)。

它表示在制作长时间滞留型的微型反应器时，为了确保反应流路的路径长PL(m)的反应流路的容积V(m³)与多个流体汇流后的流体总流量为Q(m³/秒)的优选的关系，优选地，以使V/Q≥0.1的方式设定反应流路的长度PL(m)。

这里，PL由下面的公式求出。

[数学公式1]

PL(m)＝V(m³)/A(m²)

[数学公式2]

A = Σ_{i = 1}^{n} Ai / n

[数学公式3]

Ai＝π×[(1/2)Wi]²

本发明的第五个方面，在第一～第四个方面的任何一个中，其特征在于，在前述反应流路的开始部分或中间部分，设置能够混合前述多个流体的流路结构的混合部。借此，在可以更迅速地进行反应的同时，还能够适应于将混合反应和扩散反应两者分阶段地进行时的情况。

本发明的第六个方面，在第五个方面中，其特征在于，前述混合部沿前述多个流体的流动方向相互不同地配置从前述外筒构件的内周面沿径向方向突出成凸缘状的第一凸出部，和从前述中心构件的外周面向径向方向突出成凸缘状的第二凸出部。这表示能够混合多个流体的流路结构的优选形式，多个流体在交替地钻过第一凸出部和第二凸出部作为曲折流流动时，相互混合。

本发明的第七个方面，在第一～第六个方面的任何一个中，其特征在于，将前述多个流体供应通路形成多重结构。这样，由于通过将流体供应通路形成多重结构，将流体供应通路的出口直接连接到反应流路的开始位置处，所以，不需要像单独配置流体供应通路时那样作为将多个流体引导到反应流路的开始位置处用的空间的集流部。借此，多个流体在反应流路中汇流之前，不会引起反应。

本发明的第八个方面，在第一～第七个方面的任何一个中，其特征在于，设置控制流过前述反应流路的流体的反应温度的温度控制机构。借此，通过根据反应流路的长度调整反应温度，可以调整反应速度。

如以上说明，根据本发明的微型反应器，可以无需特殊的精密微细加工技术而能够容易并且坚固地制作流路长度长的反应流路，并且能够缩短制作期间以及制作费用。

附图说明

图1是说明本发明的微型反应器的整体构成的剖面图。

图2是说明多重筒结构的流体供应通路的剖面图。

图3是说明反应流路的圆相当直径的剖面图。

图4是说明反应流路的优选路长的说明图。

图5是本发明的微型反应器的分解图。

图6是说明反应流路中设置的混合部的剖面图。

图7是说明反应流路为多重结构的微型反应器的剖面图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明根据本发明的微型反应器的优选实施形式。

图1是说明本发明的微型反应器10的总体结构的剖面图，是使两种流体L1、L2反应时的情况。

如图1所示，微型反应器10，反应器主体11作为一个整体形成大致的圆柱状，由构成装置的外壳部的圆筒状的外筒构件12，精密地配合到外筒构件12的内侧的圆棒状的中心构件14，第一及第二盖构件16、18构成，在中心构件14的外周面上切削出螺纹20。借此，在外筒构件12和中心构件14之间形成螺旋状的微小空间，制成多个流体L1、L2汇流进行并反应的螺旋状的反应流路22。在这种情况下，优选地，将切削螺纹20前的中心构件14的外周面及与螺纹20接触的外筒构件12的内周面之间，进行镜面加工，以便在螺纹20和外筒构件12的内周面之间形成间隙。借此，可以形成密封性好的反应流路22。作为用于微型反应器10的接夜部的材料，可以使用铁，铝，不锈钢，钛，各种合金等金属材料，氟系树脂或丙烯酸树脂等树脂材料，硅及玻璃等的玻璃材料。也可以利用多个这些材料制作微型反应器10。在本发明的微型反应器10的设计过程中，通过根据中心构件14和外筒构件12的材料决定配合公差，能够形成密封性可靠的反应流路22。

此外，也可以代替在圆棒状的中心构件14的外周面上切削出螺纹20，在外筒构件12的内周面上切削出螺纹20，形成本发明的微型反应器10。

此外，在外筒构件12的第一个盖构件16侧，穿透设置经由没有切削螺纹20的集流部24与反应流路22的开始位置连通的圆管状的流体供应通路26、28，在各个流体供应通路26、28上连接有流体供应配管25、27。通过这些流体供应配管25、27，从设置在微型反应器10的上游侧的两个流体供应源(图中未示出)，向微型反应器10供应加压的流体L1、L2。在这种情况下，如图2的剖面图所示，优选地，将流体供应通路26、28形成将其它的流体供应通路28在中心流体供应通路26的周围配置成圆管状的多重筒结构。为了形成该多重筒结构的流体供应通路26、28，在外筒构件12上穿透设置流体供应通路28的圆形孔，将圆筒状的间隔板29配置在该孔的内部，将间隔板29经由间隔件31固定到外筒构件12上。多重筒的个数，并不局限于两个，也可以形成相当于汇流到反应流路22中的流体数。借此，由于将流体供应通路26、28不经过集流部24直接连接到反应流路22的开始点上，所以，与分别独立配置流体供应通路26、28时不同，在这种情况下，不需要集流部24。从而，在流体L1、L2彼此在反应流路22上汇流之前，不会引起反应。此外，通过将流体供应通路26、28形成多重筒结构，可以将从流体供应通路26、28来的汇流到反应流路22中的流体叠层成同心轴状。从而，可以增大作为层流在反应流路22内流动的流体L1、L2彼此的接触界面的面积，可以进行更迅速的反应。

进而，通过将在反应流路22中流动的流体L1、L2叠层成同心轴状，如果使这些流体中的至少一个流体与其它的流体的反应无关的话，通过将流体彼此的叠层方式进行各种各样的重新组合，或者增减与反应无关的流体的流量，用同一个微型反应器可以适应于多种反应和条件的变更，并且由反应生成的凝聚物或析出物不会附着在反应流路22的壁面上造成反应流路22的堵塞。例如，用三种以上的流体构成叠层的层流，同时，在这些流体中由与反应有关的流体彼此形成的层流之间，夹持与反应无关的流体的层流。借此，将与反应无关的流体作为反应实行层，可以将从两侧夹持反应实行层的与反应有关的流体，作为供应进行反应的溶质用的一对溶质供应层使用。即，可以使相对于反应实行层从两侧的一对溶质供应层扩散的各个溶质在受到反应实行层的适度的稀释的状态下进行反应。从而，可以防止在高浓度条件下溶质彼此反应时发生的凝聚，或者提高由反应生成的反应生成物均匀性。此外，例如，如果在被叠层的多个流体(例如将四个流体叠层)中，将与反应无关的两个流体作为与反应流路22的壁面接触的层流的流体使用的话，由反应生成的凝聚物或析出物不会附着在反应流路22的壁面上。进而，由于在被叠层的多个流体中，如果增减与反应无关的流体的流量的话，可以相应地改变与反应有关的流体的厚度，所以，可以调整与反应有关的流体的反应结束时间。

如图1所示，流体供应通路26、28的开口宽度W1、W2，可以根据流体的L1、L2的供应量、种类等适当地设定。该开口宽度W1、W2，分别规定各个流体供应通路26、28的径向方向的开口面积，根据该开口面积和流体L1、L2的供应量，决定流过流体供应通路26、28、被导入反应流路22内的多个流体L1、L2的初始流速。这些开口宽度W1、W2，例如，以通过流体供应通路26、28、向反应流路22内供应的流体L1、L2的流速相互相等的方式设定。从而，如图2所示，在将流体供应通路26、28制成多重筒结构的情况下，优选地，为了各个流体供应通路26、28汇流到反应流路22上时的流速相互相等，令内侧流体供应通路26的开口面积和外侧的流体供应通路28的开口面积相等。

此外，反应流路22的开口的大小，如图3所示，在该反应流路22的径向方向(与流体的流动方向垂直的方向)的平均面积中的等效圆直径Wa于1μm以上、1000μm以下的范围内，根据流体的供应量、种类等适当设定。

另一方面，在外筒构件12的第二个盖构件18侧，经由没有切削螺纹20的集流部30穿透设置流体L1、L2反应后的反应流体LM的排出通路32，排出配管34连接到该排出通路32上。排出配管34连接到相对于反应流体LM进行后续的处理的其它的微型反应器等上。借此，一面使在流体供应通路26、28中流动、汇流到反应流路22上的多个流体L1、L2沿图1中的箭头F方向在螺旋状的反应流路22中流动，一面将流体L1、L2相互扩散并进行反应，将反应流体LM从排出通路32排出到微型反应器之外。

其中，为了用微型反应器10处理反应时间长的反应，从反应控制的观点出发，直到反应结束，有必要使进行反应的流体L1、L2在反应流路22内流动，需要增大反应流路22的容积，使流体L1、L2长时间滞留。从这种观点出发，在设计反应流路22的长度PL时，优选地按以下方式进行设定。即，在以汇流后的流体L1、L2的流体的总流量为Q(m³/秒)的方式流过反应流路22的情况下，当反应流路22的容积为V(m³)时，以使V/Q≥0.1的方式设定反应流路22的长度PL(m)。

这里，路径长度PL，如从将图4的螺旋状反应流路22伸长为直线状的图中可以看出的，从公式(1)的反应流路22的容积V和平均截面面积A的关系中求出，公式(1)的反应流路22的平均截面面积，由公式(2)及(3)求出。此外，Ai是反应流路22的各个截面上的截面面积，Wi是在其截面上的等效圆的直径。

[数学公式4]

PL(m)＝V(m³)/A(m²) …(1)

[数学公式5]

A = Σ_{i = 1}^{n} Ai / n \cdot \cdot \cdot (2)

[数学公式6]

Ai＝π×[(1/2)Wi]² …(3)

即，以能够确保通过流体供应通路26、28在反应流路22上汇流的流体L1、L2，直到从排出通路32被排出的滞留时间至少在10秒以上的方式，设定反应流路22的容积。同时，由于为了不损坏微型反应器10的特征，有必要令反应流路22的等效圆直径Wa在1μm以上、1000μm以下的范围内，所以，以利用该范围内的等效圆直径Wa满足上述的V/Q≥0.1的方式设定反应流路的路径22的长度PL(m)。

此外，如图1所示，在微型反应器11的外周上，卷绕水或油等热容量比较大的载热体C2、C3流过的两个套管36、38，套管36、38连接到图中未示出的载热体供应装置上。从载热体供应装置向套管36、38供应控制反应流路22内的流体L1、L2的反应温度的载热体C2、C3，在载热体供应装置中再循环。供应给套管36、38的载热体C2、C3的温度T2、T3，优选地根据反应温度或流体L1、L2的种类等适当地设定，也可以改变温度T2、T3。此外，中心构件14，外部轮廓为薄壁状，内部为中空状，从其基端侧将直径比中心构件14的内径小的载热体供应管40插入到中心构件14内，载热体供应管40被支承在第一个盖构件16上。载热体供应管40的前端开口40A到达第二个盖构件18的附近，在载热体供应管40的基端侧，开设向中心构件14内供应载热体C1的供应口40B，在供应口40B上连接有将贯通第一个盖构件16的将载热体供应给载热体供应管40的配管42。此外，在载热体供应管40的外周面和中心构件14的真空的内周面之间，形成在载热体供应管40内流动的载热体返回的返回流路44，返回流路44连接到贯通第一个盖构件16的载热体排出管46上。从载热体供应装置向该载热体供应管40供应温度T1的载热体C1，控制反应温度。借此，由于能够将作为支配反应的主要原因之一的反应温度控制在所需的温度，所以，可以更精密地控制反应。从而，不仅可以获得所需的反应生成物，而且能够更迅速地进行反应。

在如上所述构成的微型反应器10中，从流体供应通路26、28在反应流路22中汇流的流体L1、L2，在反应流路22中没有逆流和滞流，向两个方向流动，在相互接触的界面上各个流体L1、L2的分子相互扩散，进行反应。借此，流体L1、L2，可以在短时间内完成均匀的反应。此外，由于本发明的微型反应器10将反应流路22制成螺旋状，并制成长的流路，所以，能够适应于反应速度慢，到反应完毕需要几十秒钟至几分钟，直至几个小时的长时间的反应。

图5是组装如上面所述构成的微型反应器10前的分解简图，省略了形成在中心构件14内的载热体C1的流路等。

同时，在组装微型反应器10时，将圆筒状的外筒构件12紧密配合到切削成螺纹20的中心构件14的外侧，在这种状态下，用一对盖构件16、18将两者的侧端盖住。这样，可以很容易制作微型反应器10。而且，由于为了形成反应流路22这样的微型空间进行的螺纹切削时，利用车床等通用的机械加工技术进行，所以，不必采用光刻，放电加工，光造型法等特殊精密微细加工技术。从而，不必采用特殊精密微细加工技术，可以很容易且牢固地制作长路径长度PL的反应流路22，而且可以缩短制作时间，降低制作费用。实际上，在作为切削螺纹20的中心构件14使用不锈钢圆棒，作为外筒构件12使用丙烯酸树脂，利用车床(通用机械加工技术)制作本发明的微型反应器10，反应流路22的等效圆直径Wa为950μm，Q为0.02mL/秒时，可以制作能够确保V/Q为585秒的长的滞留时间、具有16.5m的路径长度PL的微型反应器10。

此外，利用本发明的螺纹结构将反应流路22形成螺旋状的微型反应器10，只通过改变切削螺纹20的切削长度，就可以适应于反应速度不同的各种反应或反应条件。例如，在有必要加长反应流路22的长度时，只通过将中心构件14或外筒构件12加粗，或者在切削螺纹20时缩小螺距，即使不加长微型反应器本身的长度，就可以简单地满足这种要求。从而，不仅能够飞跃性地扩大能够应用微型反应器10的反应的种类，而且虽然是长时间滞留型的微型反应器10，仍然可以使之紧凑化。

图6是在反应流路22的开始部，设置形成能够混合流体L1、L2的流路结构的混合部48的本发明的形式，图6(B)是图6(A)的用圈包围起来的局部放大图。混合部48，在外筒构件12的内周面和中心构件14的外周面之间形成间隙，形成从外筒构件12的内周面沿径向方向突出成凸缘状的第一凸出部50，和从中心构件14的外周面沿径向方向突出成凸缘状的第二凸出部52沿流体L1、L2的流动方向相互不同地配置的结构。此外，在设置混合部48的部位，并不局限于反应流路22的开始部，也可以在反应流路22的中间。

由于反应是通过反应物质(分子)相遇产生的，所以，反应流体L1、L2的混合是支配反应的重要的因素之一。从而，在将流体L1、L2从流体供应通路26、28导入到反应流路22中之后，通过将具有混合促进功能的混合部48付与在微型流路结构，可以更迅速地进行反应。此外，例如，还能够适应于需要使含有物质a的流体和含有物质b的流体混合反应，生成含有物质c和d的初级生成物，通过扩散使该物质c和d发生反应合成物质e的混合反应和扩散反应两者的反应。

图7表示，将螺旋状的反应流路22造成多重结构，形成多个反应流路22A、22B，将这些反应流路22A、22B串连连通的结构。此外，图中省略了形成在中心构件14内的载热体C1的流路及套管36、38。此外，和图1相同的构件付与相同的标号进行说明。

为了制作反应流路22A、22B为多重结构的微型反应器10，将外周面上切削出螺纹20的外筒构件54紧密地配合到外筒构件14上，进而，将穿透设置流体供应通路26、28的圆筒构件56紧密地配合到外筒构件54的外侧。同时，将穿透设置排出通路32的第一个盖构件16盖在圆筒构件56的一端侧，将第二个盖构件18盖到另一端侧。借此，可以制作反应流路22A、22B双重结构的微型反应器10。在这种情况下，在第一盖构件16和中心构件14的端面之间设置将反应流体LM从反应流路22引导到排出通路32中的集流部58。

根据形成这种结构的微型反应器10，从流体供应通路26、28供应的流体L1、L2，在外侧反应流路22B中沿箭头F1的方向流动，在第二盖构件18附近，向内侧的反应流路22A变换方向，在内侧的反应流路22A中沿箭头F2方向流动，具有集流部58从排出通路32排出。借此，即使在由于反应速度慢，反应时间是长时间的，需要非常长的反应流路22的情况下，即使不将微型反应器10过分大型化，也能够适应。此外，如果将反应流路22制成三重结构的话，如果使用两个在外周面上切削出螺纹20的外筒构件54，可以简单地增加多重结构。在图7中，使用在外周面上切削出螺纹的外筒构件54，但通过将内周面上切削成螺纹20的圆筒构件56紧密地配合到没有螺纹20的图1所示的外筒构件12的外侧，也可以制作反应流路22A、22B为多重结构的微型反应器10。

此外，在本实施例中，说明了两个流体L1、L2的例子，但并不局限于该数目，也可以是三个以上的流体。此外，在流体为三个流体以上构成的情况下，也可以变换相同种类的流体。

[实施例]

利用图1所示的本发明的螺旋型微型反应器10(反应流路22的等效圆直径Wa为950μm)，进行二酮基吡咯并吡咯颜料反应。

作为载热体C1，循环控制反应温度用的加热到110℃的硅油，作为流体L1，导入t-戊醚溶液(将钠12.4g导入100℃的无水t-叔戊醇136.5g中进行调制)，作为流体L2，导入p-氯苯甲腈和琥珀酸二异丙基的t-戊醚的混合溶液(将p-氯苯甲腈30.0g和琥珀酸二异丙酯32.9g与t-戊醚80g一起加热到90℃进行调制)。分别用活塞泵以6ml/min(L1)和3ml/min(L2)的流速流动。作为反应液LM的颜料从排出口34排出后，注入到80℃的热水中。通过吸引将颜料悬浮液过滤，用甲醇清洗，接着在水中清洗成中性。将获得的含水红色颜料在80℃干燥。变换成颜料的收获率为93％。此外，作为AM清漆中的涂敷剂，其颜色的遮蔽性很高。

Claims

1、一种微型反应器，使多个流体流过各个流体供应通路、汇流到一个反应流路内，一面使这些流体流过一面使之进行反应，其特征在于，

通过在圆棒状的中心构件的外周面和具有截面为圆形的内周面的外筒构件的前述内周面之一上切削出螺纹，将前述中心构件的外周面和前述外筒构件的内周面紧密配合，作为螺旋状的流路，形成前述反应流路。

2、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，将前述螺旋状的反应流路制成多重结构，形成多个反应流路，将这些反应流路串连连通。

3、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，前述反应流路的径向方向的平均截面面积上的等效圆直径(Wa)在1μm以上，1000μm以下。

4、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，在以汇流后流体的流体总流量为Q(m³/秒)的方式流过前述反应流路的情况下，当反应流路的容积为V(m³)时，以使V/Q≥0.1的方式设定反应流路的长度PL(m)。

5、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，在前述反应流路的开始部分或中途部分，设置形成为能够混合前述多个流体的流路结构的混合部。

6、如权利要求5所述的微型反应器，其特征在于，前述混合部沿前述多个流体的流动方向相互不同地配置从前述外筒构件的内周面沿径向方向突出成凸缘状的第一凸出部，和从前述中心构件的外周面向径向方向突出成凸缘状的第二凸出部。

7、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，前述多个流体供应通路形成为多重结构。

8、如权利要求1所述的微型反应器，其特征在于，设置控制流过前述反应流路的流体的反应温度的温度控制机构。