DE10296876T5 - Mikro-Mischer - Google Patents

Mikro-Mischer Download PDF

Info

Publication number
DE10296876T5
DE10296876T5 DE10296876T DE10296876T DE10296876T5 DE 10296876 T5 DE10296876 T5 DE 10296876T5 DE 10296876 T DE10296876 T DE 10296876T DE 10296876 T DE10296876 T DE 10296876T DE 10296876 T5 DE10296876 T5 DE 10296876T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
union
outlets
pass
division
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10296876T
Other languages
English (en)
Other versions
DE10296876B4 (de
Inventor
Nobuaki Honda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Publication of DE10296876T5 publication Critical patent/DE10296876T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10296876B4 publication Critical patent/DE10296876B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/421—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions by moving the components in a convoluted or labyrinthine path
    • B01F25/422—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions by moving the components in a convoluted or labyrinthine path between stacked plates, e.g. grooved or perforated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/56—General build-up of the mixers
    • B01F35/561—General build-up of the mixers the mixer being built-up from a plurality of modules or stacked plates comprising complete or partial elements of the mixer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7182—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer with means for feeding the material with a fractal or tree-type distribution in a surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S366/00—Agitating
    • Y10S366/03—Micromixers: variable geometry from the pathway influences mixing/agitation of non-laminar fluid flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Mikro-Mischer, der folgendes umfasst:
eine Mehrzahl von gestapelten Durchgangsmodulen, wodurch ein mehrstufiger Strömungsdurchgang gebildet wird, wobei jeder Durchgangsmodul eine Mehrzahl von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Vereinigungs-Teilungseinheiten hat, wobei jede der Vereinigungs-Teilungseinheiten eine Anzahl n von Einlässen und Anzahl n von Auslässen hat,
wobei in jedem der gestapelten Durchgangsmodule die Anzahl n der Einlässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in einer stromaufwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet wird und die Anzahl n der Auslässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in einer stromabwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet wird und die Anzahl n von Einlässen und die Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit durch einen Kanal verbunden sind, und
wobei jeder der Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in jedem der gestapelten Durchgangsmodule mit einem Einlass einer anderen Einheit der Anzahl n von Vereinigungs-Teilungseinheiten in einem stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft einen Mikro-Mischer, der eine hohe Mischleistung zeigt, leicht herzustellen ist und einen einfachen Aufbau hat.
  • Stand der Technik
  • Ein Mikro-Mischer wird beispielsweise durch die Verarbeitung eines Halbleitersubstrats vor Si der dergleichen hergestellt unter Verwendung einer Mikro-Verarbeitungstechnik.
  • In einem Mikro-Mischer dieser Art werden z. B. zwei Arten von Flüssigkeiten (Fluiden) A, B vereinigt, um eine Zwei-Schicht-Laminarströmung (A+B) zu bilden, wonach die Laminarströmung (A+B) in Richtung der Laminarströmung in zwei Halb-Strömungen (A+B)/2 geteilt wird. Dann werden die zwei Halb-Strömungen (A/2+B/2) vereinigt, um eine Vier-Schicht-Laminarströmung (A/2+B/2+A/2+B/2) zu bilden, wonach diese Laminarströmung in Richtung der Laminarströmung in 2 geteilt wird. Indem solcherart die Vereinigung der Laminarströmungen und das Teilen einer Laminarströmung in ihrer Strömungsrichtung wiederholt wird, werden die Flüssigkeiten A, B schrittweise in kleinere Schichten geteilt, so dass die Flüssigkeiten A, B schneller diffundiert werden.
  • In herkömmlichen Mikro-Mischern sind jedoch die Durchgänge für das Vereinigen und Teilen der Fluide (Flüssigkeiten) sehr klein und erfordern eine hohe Herstellungsgenauigkeit. Daher ist das Verfahren ihrer Verarbeitung (Herstellung) kompliziert. Weiterhin ist eine genaue Ausrichtung erforderlich, die zu hohen Produktionskosten führt. Da darüber hinaus die Durchgänge sehr klein sind, verstopfen sie leicht mit flüssigen Teilchen, wenn sie komplizierte Durchgangsstrukturen haben. Das Verstopfen erfolgt leicht speziell in engen Schlitzen, die für das Teilen der Fluide bereitgestellt werden. Ein anderes Problem liegt darin, dass Fluidströmungen ungleichmäßig werden, was es erschwert, die verlangte Mischleistung zu erhalten.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mikro-Mischer bereitzustellen, der nicht mit flüssigen Teilchen verstopft wird, eine hohe Mischleistung zeigt, leicht herzustellen ist und einen einfachen Aufbau hat.
  • Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst ein Mikro-Mischer gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von Durchgangsmodulen, wodurch ein mehrstufiger Strömungsdurchgang gebildet wird, wobei jedes der Durchgangsmodule eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten hat, die in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei jede Vereinigungs-Teilungseinheit n (günstigerweise n = 2 bis 4) eine Anzahl von Einlässen und Anzahlen n von Auslässen hat.
  • In einer spezifischen Form werden in jedem der gestapelten Durchgangsmodule die Anzahl n von Einlässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in einer stromaufwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet, die Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit wird in einer stromabwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet, und die Anzahl n von Einlässen und die Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit wird durch einen Kanal verbunden. Jeder der Anzahl n von Auslässen einer jeden der Vereinigungs-Teilungseinheiten in jedem der gestapelten Durchgangsmodule wird mit einem Einlass einer anderen Einheit aus der Anzahl n von Vereinigungs-Teilungseinheiten im Durchgangsmodul verbunden, das die nächste Stufe bildet.
  • Mit anderen Worten wird gemäß der Erfindung ein Mikro-Mischer eines mehrstufigen Aufbaus gebildet, indem eine Mehrzahl von plattenförmigen Durchgangsmodulen, die jeweils eine Anordnung einer Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten haben, gestapelt wird. Jede Vereinigungs-Teilungseinheit hat eine Anzahl n von in der stromaufwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildeten Einlässen und eine Anzahl n von in der stromabwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildeten Auslässen, und diese Einlässe und Auslässe werden durch einen Kanal verbunden, um einen Durchgang zu bilden. In einer spezifischen Form wird jeder der Anzahl n von Auslässen einer jeden der Vereinigungs-Teilungseinheiten in jedem der gestapelten Durchgangsmodule mit einem Einlass einer anderen Einheit der Anzahl n von Vereinigungs-Teilungseinheiten in einem stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden. Solchermaßen werden die Fluide, die durch ihre Anzahl n von Einlassen in jede der Vereinigungs-Teilungseinheiten strömen, vereinigt und durch ihre Anzahl n von Auslässen geteilt, und fließen heraus. Die aus der Anzahl n von Auslässen herausfließenden Fluide strömen im stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodule jeweils in einen Einlass einer anderen Einheit der Anzahl n an Vereinigungs-Teilungseinheiten.
  • In einer vorteilhaften Form der Erfindung ist n, was die Anzahl der Einlässe und Auslässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit darstellt, 2, und in den in jedem der Durchgangsmodule angeordneten Vereinigungs-Teilungseinheiten ist der Abstand zwischen zwei angrenzenden Auslässen zweier angrenzender Vereinigungs-Teilungseinheiten gleich dem Abstand zwischen den zwei Einlässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit. Noch vorteilhafter werden die in jedem Durchgangsmodul auf die oben beschriebene Weise angeordneten Vereinigungs-Teilungseinheiten in einer Linie angeordnet.
  • In einer vorteilhaften Form der Erfindung haben die Anzahl n von Einlässen und die Anzahl n von Auslässen in jeder der Vereinigungs-Teilungseinheit einen etwa gleich großen Durchmesser, und der Kanal hat eine Breite und eine Tiefe, die etwa seinem Durchmessers entspricht. Der Durchmesser der Auslässe kann abhängig vom Durchmesser der Einlässe im stromabwärts befindlichen Durchgangsmodul bestimmt werden, mit denen sie verbunden sind.
  • Wenn ein mehrstufiger Strömungsdurchgang für das Mischen der Fluide auf die oben beschriebene Weise gebildet wird, ist es vorteilhaft, dass das Durchgangsmodul, das die am weitesten stromabwärts gelegene Stufe bildet, einen Auffangteil hat, um die aus den Auslässen ihrer Vereinigungs-Teilungseinheiten strömenden Fluide zu sammeln und sie in einen einzigen Durchgang strömen zu lassen. Es ist besonders dienlich, dass das Sammelteil eine Durchgangslänge hat, die den aus den Auslässen hereinströmenden Fluiden die nötige Zeit gibt, sich zu mischen. Wenn zwischen den Fluiden eine Reaktion erfolgen soll, ist es vorteilhaft, dass das Sammelteil eine Durchgangslänge hat, die genug Zeit für die Reaktion gibt.
  • Ein spezifischer Mikro-Mischer gemäß der Erfindung umfasst eine Mehrzahl von plattenförmigen Durchgangsmodulen, die gestapelt sind, wobei jeder der Durchgangsmodule mindestens eine Vereinigungs-Teilungs- und/oder mindestens eine Vereinigungseinheit hat, wobei die Vereinigungs-Teilungseinheit zwei Einlässe und zwei Auslässe hat, die durch einen Kanal verbunden sind, und wobei die Vereinigungseinheit zwei Einlässe und einen Auslass hat, die durch einen Kanal verbunden sind. Jeder der zwei Einlässe einer jeden der mindestens einen Vereinigungs-Teilungs- und/oder der mindestens einen Vereinigungseinheit in jedem der gestapelten Durchgangsmodule wird mit einem Auslass einer anderen Einheit von beiden Einheiten – der mindestens einen Vereinigungs-Teilungs- und/oder der mindestens einen Vereinigungseinheit – in einem stromaufwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden. In den gestapelten Durchgangsmodulen sinkt die Anzahl der mindestens einen Vereinigungs-Teilungs- und/oder der mindestens einen Vereinigungseinheit, die in einem Durchgangsmodul eingeschlossen ist, vom am weitesten stromaufwärts gelegenen Durchgangsmodul zu dem am weitesten stromabwärts gelegenen Durchgangsmodul, um 1, so dass die Fluide durch die gestapelten Durchgangsmodulen gemischt werden und gezwungen werden, in einem einzigen Durchgang herausströmen.
  • In diesem Fall ist es günstig, dass die Vereinigungs-Teilungseinheit einen Aufbau hat, in dem in der Mitte des Aufbaus eine inselartige Partition zum Bestimmen der Richtung des Kanals bereitgestellt wird, dass die zwei Einlässe in Bezug auf die Partition symmetrisch angeordnet sind, und dass die Richtung, in der die zwei Einlässe angeordnet sind, und die Richtung, in der die zwei Auslässe angeordnet sind, sich im rechten Winkeln kreuzen. Inzwischen ist der Aufbau der Vereinigungseinheit so, dass einer der zwei Auslässe der Vereinigungs-Teilungseinheit mit einem Teil des Kanals weggelassen werden, der sich zum weggelassenen Auslass erstreckt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Mikro-Mischers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Darstellung, die eine Anordnung von FluidHereinströmungs-Kanälen zeigt, die in einer unteren Platte bereitgestellt sind, die im in der 1 gezeigten Mikro-Mischer eingeschlossen ist;
  • 3 ist eine Darstellung, die einen schematischen Aufbau von einem der Durchgangsmodule zeigt, das im in der 1 gezeigten Mikro-Mischer eingeschlossen ist;
  • 4 ist eine perspektivische Teilansicht, die einen schematischen Aufbau einer in einem Durchgangsmodul eingeschlossenen Vereinigungs-Teilungseinheit zeigt;
  • 5 ist eine Darstellung, die erläutert, wie die Einlässe und Auslässe der in den Durchgangsmodulen eingeschlossenen Vereinigungs-Teilungseinheiten verbunden sind und wie die Fluide durch die Vereinigungs-Teilungseinheiten vereinigt und geteilt werden;
  • 6 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel einer in einem Durchgangsmodul eingeschlossenen Vereinigungs-Teilungseinheit zeigt;
  • 7 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel einer in einem Durchgangsmodul eingeschlossenen Vereinigungs-Teilungseinheit zeigt;
  • 8 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel einer in einem Durchgangsmodul eingeschlossenen Vereinigungs- Teilungseinheit zeigt;
  • 9 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel der Anordnung einer Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten zeigt, die in Durchgangsmodulen eingeschlossen sind;
  • 10 ist eine Darstellung, um den Aufbau und die Funktion eines Auffangteils zu erläutern, das am am weitesten stromabwärts gelegenen Durchgangsmodul bereitgestellt wird;
  • 11 ist eine Darstellung, die einen Funktionsaufbau einer Vereinigungs-Teilungseinheit zeigt, die drei Einlässe und drei Auslässe hat; und
  • 12 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer Mehrzahl von in der 11 gezeigten Vereinigungs-Teilungseinheiten zeigt, die drei Einlässe und drei Auslässe haben.
  • Beste Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung
  • Nimmt man auf die Zeichnungen Bezug, wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, indem ein Beispiel für einen Mikro-Mischer zum Mischen zweier Arten an Flüssigkeiten A, B verwendet wird, der ihre Verteilung beschleunigt.
  • 1 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Mikro-Mischers gemäß dieser Ausführungsform zeigt, worin die Bezugsziffern 1 und 2 jeweils eine obere und untere Platte 1 und 2 kennzeichnen. Die obere und die untere Platte 1, 2 sind flache, rechteckige, z. B. 5 mm dicke und auf einer Seite etwa 50 mm lange Platten, die aus einem Al-Material, SUS oder dergleichen hergestellt werden. Die Platte 1 hat durchgehende Löcher 1a an ihren vier Ecken, während die Platte 2 Schraubenlöcher 2a an ihren vier Ecken hat. Die Platten 1 und 2 sind mit einer Mehrzahl von (später beschriebenen) dazwischen befindlichen Durchgangsmodulen vereinigt, indem vier Schrauben 3 durch die durchgehenden Löcher 1a in der oberen Platte 1 in die Schraubenlöcher 2a in der unteren Platte 2 befestigt werden.
  • Die obere Platte 1 hat in ihrem mittleren Teil drei durchgehende Löcher (nicht gezeigt), die in einer diagonalen Richtung angeordnet sind. Verbindungsglieder 4a, 4b für das hereinströmende Fluid und ein Verbindungsglied 4c für das her ausströmende Fluid sind in diesen durchgehenden Löchern eingefügt. Wie in der 2 gezeigt, hat die untere Platte 2 in ihrem mittleren Teil Fluid-Einströmungskanäle 5a, 5b, die den zwei durchgehenden Löchern entsprechen, in denen jeweils die Verbindungsglieder 4a, 4b für die Fluidströmung eingebaut sind. Die Fluid-Einströmungskanäle 5a, 5b sind annähernd dreieckig und haben eine vorbestimmte Tiefe. Die Fluid-Einströmungskanäle 5a, 5b sind durch eine Trennwand 5c vorbestimmter Dicke voneinander getrennt. Die Trennwand 5c erstreckt sich an Vereinigungs-Teilungseinheiten entlang, die in einer Linie in jedem Durchgangsmodul (später beschrieben) angeordnet sind. Die untere Platte 2 hat auch Stiftlöcher 6, in die Führungsstifte (nicht gezeigt) senkrecht eingesetzt werden. Die in die Stiftlöcher 6 gesteckten Führungsstifte werden als Führungen verwendet, wenn eine Mehrzahl von Durchgangsmodulen (später beschrieben) an Ort und Stelle gestapelt wird.
  • Eine Mehrzahl (Anzahl m) der Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ), die zwischen den Platten 1 und 2 gestapelt sind, sind flache, rechteckige, z. B. 0,8 mm dicke und von Einer Seite etwa 25 mm lange Platten, die aus einem AL-Material, SUS oder dergleichen hergestellt sind. Wie in der 3 gezeigt, haben die Durchgangsmodule 7 jeweils durchgehende Löcher 8a, 8b, die den zwei durchgehenden Löchern entsprechen, in die jeweils die Verbindungsglieder 4a, 4b für die Fluidströmung eingefügt werden, und durchgehende Löcher 9, durch die die oben erwähnten Führungsstifte gesteckt werden, um den Durchgangsmodul an Ort und Stelle zu halten. Weiterhin haben die Durchgangsmodule 7 jeweils eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10, die an der Trennwand 5c entlang angeordnet sind, die die Fluid-Einströmungskanäle 5a, 5b trennt.
  • Wie schematisch in der 4 gezeigt, hat z. B. die Vereinigungs-Teilungseinheit 10 zwei Einlässe 11 (11a, 11b), die in der stromaufwärts befindlichen Oberfläche (untere Oberfläche) des plattenförmigen Durchgangsmoduls 7 ausgebildet sind, und zwei Auslässe 12 (12a, 12b), die in der stromabwärts befindlichen Oberfläche (obere Oberfläche) des Durchgangsmoduls 7 ausgebildet sind. Die Einlässe 11a, 11b und die Auslässe 12a, 12b sind durch einen Kanal 13 verbunden, der mit einer Tiefe von 0,4 mm in der oberen Oberfläche ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise wird ein Durchgang, der die obere und die untere Oberfläche des Durchgangsmoduls 7 verbindet, in der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 ausgebildet.
  • In dieser besonderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 wird in der Mitte des Kanals 13 eine inselartige Partition 14 zum Bestimmen der Richtung des Kanals 13 bereitgestellt. Die zwei Einlässe 11a, 11b werden in Bezug auf die Partition 14 symmetrisch angeordnet, die zwei Auslässe 12a, 12b in Bezug auf die Partition 14 symmetrisch angeordnet, und die Richtung, in der die beiden Einlässe 11a, 11b angeordnet werden, kreuzt sich in einem rechten Winkel mit der Richtung, in der die beiden Auslässe 12a, 12b angeordnet werden. Weiterhin sind in dieser Vereinigungs-Teilungseinheit 10 der Durchmesser der Einlässe 11a, 11b, der Durchmesser der Auslässe 12a, 12b, die Breite des Kanals 13 und die Tiefe des Kanals 13 dieselben, z. B. 0,4 mm. Weiterhin sind die beiden Einlässe 11a, 11b 0,4 mm voneinander beabstandet, während die zwei Auslässe 12a, 12b 1,2 mm voneinander beabstandet sind.
  • Die Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) der Anzahl m haben jeweils eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 des oben beschriebenen Aufbaus, die in vorbestimmten Abständen in einer Linie angeordnet sind. Die Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) werden auf eine solche Art und Weise gestapelt, dass die Auslässe 12a, 12b der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in jedem Durchgangsmodul mit den Einlässen 11a, 11b der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 in einem oberen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden sind. Auf diese Art und Weise bilden die Durchgangsmodule 7 (71 , 72 , ... 7m ) einen mehrstufigen Strömungsdurchgang.
  • Genauer erläutert, werden in den Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ) die zwei Auslässe 12a, 12b einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in jedem Durchgangsmodul 7 jeweils mit einem Einlass 11a einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 und einem Einlass 11b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in einem unmittelbar stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangs modul davon verbunden. Mit anderen Worten werden in den Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ) die beiden Einlässe 11a, 11b einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in jedem Durchgangsmodul 7 in einem unmittelbar stromaufwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul 7 davon jeweils mit einem Auslass 12a einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 und einem Auslass 12b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 verbunden.
  • In den Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ) empfängt jede Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in jedem Durchgangsmodul 7 durch ihre beiden Einlässe 11a, 11b in einem unmittelbar stromaufwärts befindlichen (unteren) Zwischen-Durchgangsmodul 7 davon ein aus einem Auslass 12a einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 strömendes Fluid und ein aus einem Auslass 12b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 strömendes Fluid. Dann teilt die Vereinigungs-Teilungseinheit 10 das entstandene Mischfluid mittels ihrer beiden Auslässe 12a, 12b auf und bewirkt, dass die Hälfte des Mischfluids in das unmittelbar stromabwärts befindliche (obere) Durchgangsmodul 7 in einen Einlass 11a einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 strömt und die andere Hälfte des Mischfluids in einen Einlass 11b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 strömt.
  • Genauer erläutert, im Mikro-Mischer gemäß der vorliegenden Ausführungsform, steigt in der Anzahl m der Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) die Anzahl der in einem Durchgangsmodul eingeschlossenen Vereinigungs-Teilungseinheiten 10, wie in der 5 zu sehen, von einem stromabwärts gelegeneren Modul zu einem stromaufwärts gelegeneren Modul hin jeweils um 1, womit ein Beispiel für die Bildung eines siebenstufigen (sieben-lagigen) Strömungsdurchgangs gezeigt wird. Genauer erläutert, hat das am weitesten oben befindliche Durchgangsmodul 71 , das am weitesten stromabwärts liegt, eine Vereinigungs-Teilungseinheit 10. Die Anzahl der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 steigt vom zweiten am weitesten stromabwärts befindlichen Durchgangsmodul 72 jeweils um 1 zum am weitesten stromaufwärts befindlichen Durchgangsmodul 77 hin. Das unterst liegende Durchgangsmodul 77 , das am weitesten stromaufwärts befindliche ist, hat sieben Vereinigungs-Teilungseinheiten 10.
  • In dieser Ausführungsform wird anstelle der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 des oben beschriebenen Aufbaus eine Vereinigungseinheit 15 verwendet, die als besondere Art einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 angesehen werden kann. Die Vereinigungseinheit 15 hat einen solchen Aufbau, dass einer der beiden Auslässe 12a, 12b der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 des in der 4 gezeigten Aufbaus weggelassen wird. Jener Teil des Kanals 13, der sich zum weggelassenen Auslass 12 erstreckt, wird ebenfalls weggelassen. Solchermaßen hat die Vereinigungseinheit 15 nicht die Funktion zum Teilen des Mischfluids. Wie später erläutert werden wird, wird die Vereinigungseinheit 15 dort verwendet, wo es nur erforderlich ist, die durch die beiden Einlässe 11a, 11b hereinströmenden Fluide zu vereinigen und zu bewirken, dass das entstandene Mischfluid in einem stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul (71 , 72...76 ) in eine einzige Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) strömt.
  • In den gestapelten Durchgangsmodulen 7 sind die Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 und die Vereinigungseinheiten 15 so angeordnet, dass jeder. Auslass 12a einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) und jeder Auslass 12b ihrer angrenzenden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) mit einem von zwei Einlässen 11a, 11b einer unmittelbar stromabwärts befindlichen (oberen) Zwischen-Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) ausgerichtet ist.
  • Mit anderen Worten wird in den gestapelten Durchgangsmodulen 7 ein Auslass 11a von einem oder zwei angrenzenden Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) mit einem Einlass 11a einer unmittelbar stromabwärts befindlichen (oberen) Zwischen-Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) ausgerichtet, während ein Auslass 11b der anderen der beiden Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) mit dem anderen Einlass 11b der unmittelbar stromabwärts befindlichen (oberen) Zwischen-Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) verbunden wird. Solchermaßen werden nur durch das Aufschichten einer Anzahl m an Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ) an Ort und Stelle die Einlässe 11a, 11b und die Auslässe 12a, 12b der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 und Vereinigungseinheiten 15 der Durchgangsmodule 7 im oben beschriebenen Verhältnis verbunden.
  • Im Mikro-Mischer, in dem die Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) einer Anzahl m, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von in vorbestimmten Abständen angeordneten Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 und/oder Vereinigungseinheiten 15 haben, gestapelt werden, wird das Mischen der zwei Fluidarten (Flüssigkeiten) A, B wie folgt ausgeführt:
    Wie in der 5 gezeigt, strömt, wenn zwei Fluidarten (Flüssigkeiten) A, B unter einem vorbestimmten Druck den zwei Fluid-Einströmungskanälen 5a, 5b zugeführt werden, die an der unteren Platte 2 bereitgestellt werden, ein Fluid (Flüssigkeiten) A durch einen Einlass 11a ihrer zwei Einlässe in alle Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheit 15) des am weitesten stromaufwärts (untersten) Durchgangsmoduls 7m , während das andere Fluid (Flüssigkeit) B durch den anderen Einlass 11b in alle Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) des am weitesten stromaufwärts befindlichen (untersten) Durchgangsmoduls 7m (77 ) strömt. Die Fluide (Flüssigkeiten) A, B werden am Kanal 13 einer jeden der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) vereinigt und durch die beiden Auslässe 12a, 12b geteilt und fließen dadurch heraus.
  • Im Durchgangsmodul 76 , der die nächste Stufe bildet, empfängt jede der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) durch eines 11a von ihren zwei Einlässen, wobei ein Fluid (Flüssigkeit) [A+B/2] von einem 12a der zwei Auslässe der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) des Durchgangmoduls 77 fließt, um ein Fluid (Flüssigkeit) A1 als nächstes zu kombinieren. Ferner empfängt jede der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) durch den Auslass 11b ein Fluid (Flüssigkeit) [A+B/2], dass vom anderen Auslass 12b eines anderen Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) des Durchgangmoduls 77 fließt, um ein Fluid (Flüssigkeit) B1 mit dem Fluid (Flüssigkeit) A1 zu vereinigen. Die Fluids (Flüssigkeiten) A1, B1 werden im Kanal 13 einer jeder der Vereinigungs-Teil ungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) vereinigt und durch die zwei Auslässe 12a, 12b geteilt und fließen durch sie hinaus.
  • Durch das Wiederholen dieser Art und Weise zum Vereinigen der beiden Fluide (Flüssigkeiten) und zum Teilen des entstandenen Mischfluids durch die Durchgangsmodule 7 in dieser Reihenfolge, wird eine Mikro-Teilung (Mikro-Mischung) der ursprünglichen zwei Fluidarten (Flüssigkeiten) A, B durchgeführt. Aus dem am weitesten stromabwärts befindlichen (obersten) Durchgangsmodul 71 wird eine mikro-gemischte Flüssigkeit, zu der die ursprünglichen zwei Flüssigkeiten A, B vermischt oder gleichmäßig verteilt wurden, herausgenommen.
  • Daher kann im Mikro-Mischer gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine mikro-gemischte Flüssigkeit, zu der die zwei Flüssigkeitsarten A, B vermischt wurden, lediglich mit einem einfachen Aufbau, in dem eine Mehrzahl von plattenförmigen Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ), die über eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten (Vereinigungseinheiten 15) verfügen, nur gestapelt werden, schnell und wirkungsvoll gebildet werden. Weiterhin können die Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) auf einfache Art und Weise aus Al-Platten, SUS-Platten oder dergleichen hergestellt werden. Die Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) sind auch leicht zu formen (verarbeiten). Solchermaßen sind die Produktionskosten gering. Weiterhin kann die Genauigkeit der Ausrichtung der Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) auf eine einfache Art und Weise gesteigert werden, und auch das Montieren der Durchgangsmodule 7 (71 , 72 ... 7m ) ist einfach. Auch aus diesem Grund können die Herstellungskosten gesenkt werden.
  • In der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) sind der Durchmesser der Einlässe 11a, 11b, der Durchmesser der Auslässe 12a, 12b und die Breite des Kanals 13 annähernd gleich groß. Dies hilft dabei zu verhindern, dass der Mikro-Mischer mit einer gemischten Flüssigkeit verstopft wird. Weiterhin werden in der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 (Vereinigungseinheit 15) die zwei Einlässe 11a, 11b symmetrisch angeordnet, die zwei Auslässe 12a, 12b symmetrisch angeordnet, und die Richtung, in der die beiden Einlässe 11a, 11b angeordnet sind, kreuzt im rechten Winkel die Richtung, in der die beiden Auslässe 12a, 12b angeordnet sind. Dies gewährleistet die symmetrischen Strömungen der Fluide (Flüssigkeiten) (symmetrische Laminarströmung), verhindert effektiv das ungleichmäßige Strömen der Fluide und erhöht dadurch den Durchsatz auf eine zufriedenstellende Weise. Als Ergebnis steigen die in der Praxis wichtigen Vorteile wie der der Mischleistung (Mischwirksamkeit) auf eine zufriedenstellende Weise, und man kann erzielen, dass eine mikro-gemischte Flüssigkeit hoher Qualität, in der verschiedene Flüssigkeitsarten gleichmäßig vermischt wurden, auf eine einfache Art und Weise hergestellt wird.
  • Die Vereinigungs-Teilungseinheit 10 kann andere Formen wie beispielsweise die in den 6 bis 8 gezeigten haben. In der in der 6 gezeigten Vereinigungs-Teilungseinheit 10 haben zwei Auslässe 12a, 12b einen größeren Abstand zwischen sich. Die in der 7 gezeigte Vereinigungs-Teilungseinheit 10 verfügt nicht über eine inselartige Partition 14 zum Bestimmen der Richtung eines Kanals 13, so dass die beiden Auslässe 12a, 12b einen kürzeren Abstand zwischen sich haben. In der in 8 gezeigten Vereinigungs-Teilungseinheit 10 werden zwei Einlässe 11a, 11b in Bezug auf die inselartige Partition 14 symmetrisch angeordnet, um die Richtung eines Kanals 13 zu bestimmen, zwei Auslässe 12a, 12b werden in Bezug auf die Partition 14 symmetrisch angeordnet, und die Einlässe 11a, 11b und Auslässe 12a, 12b beschreiben ein Parallelogramm.
  • Auch wenn die Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 irgendeine dieser Formen haben, können, falls die Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 in jedem Durchgangsmodul 7 so angeordnet werden, dass der Abstand zwischen dem Auslass 12a einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 und dem Auslass 12b einer angrenzenden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 davon gleich dem Abstand zwischen den zwei Einlässen 11a, 11b einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 ist, die Einlässe 11a, 11b und die Auslässe 12a, 12b in den gestapelten Durchgangsmodulen 7 (71 , 72 ... 7m ) genau ausgerichtet werden. Daher können Wirkungen erzielt werden, die den von der vorherigen Ausführungsform erzielten ähneln.
  • In der vorherigen Ausführungsform werden in jedem Durch gangsmodul 7 (71 , 72 ... 7m ) eine Mehrzahl der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) in einer Linie angeordnet. Alternativ dazu kann eine Mehrzahl der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) in einer Mehrzahl von parallelen Linien angeordnet sein, wie es z. B. in 9 gezeigt wird. In diesem Fall können an der unteren Platte 2 bereitgestellte Fluid-Einströmungskanäle 5a, 5b, die jeweils den Einlässen 11a und den Einlässen 11b der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) im am weitesten stromaufwärts befindlichen Durchgangsmodul entsprechen sollten, wie in 9 gezeigt, wie Zähne eines Kamms angeordnet werden.
  • Wenn in jedem Durchgangsmodul eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15), wie oben erwähnt, in einer Mehrzahl von Linien angeordnet ist, strömen mikro-gemischte Fluide vom am weitesten stromabwärts (obersten) Durchgangsmodul 71 , der dieser Mehrzahl von Linien entspricht. Daher ist es, wie beispielsweise in der 10 gezeigt, erwünscht, auf dieser Oberfläche des am weitesten stromabwärts (obersten) befindlichen Durchgangsmodul 71 ein Auffangteil bereitzustellen, aus dem mikro-gemischte Fluide herausfließen, um die aus den Auslässen der Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 (Vereinigungseinheiten 15) strömenden mikro-gemischten Fluide zu sammeln und sie in einen einzigen Durchgang fließen zu lassen. Es ist besonders erwünscht, dass das Auffangteil 20 eine Durchgangslänge L hat, die den aus den Auslässen 12a (12b) der Vereinigungs-Teilungseinheiten strömenden mikro-gemischten Fluidden genug Zeit geben kann, sich zu mischen oder genügend zu diffundieren. Falls die Mikro-Gemisch-Fluide miteinander reagieren sollten, wäre es wünschenswert, dass das Auffangteil 20 eine Durchgangslänge L hat, die den Mikro-Gemisch-Fluiden genug Zeit zum Reagieren gäbe.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann jeder Durchgangsmodul 7 so gebildet sein, dass einer 12a (12b) der zwei Auslässe der Vereinigungs-Teilungseinheit 10, der an einem Ende der Linie von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 angeordnet ist, mithilfe eines langen Kanals nach oben bis zu der Stelle in der Nähe der Vereinigungs-Teilungseinheit 10 erweitert wird, die am anderen Ende der Linie angeordnet ist. Dies erlaubt den Durchgangsmodulen 7, dieselbe Anzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 zu haben.
  • Während die vorherige Ausführungsform beschrieben wurde, indem ein Beispiel für einen Mikro-Mischer zum Mischen zweier Fluidarten (Flüssigkeiten) verwendet wurde, kann der Mikro-Mischer zum Mischen dreier Fluidarten (Flüssigkeiten) angeordnet werden. In diesem Fall werden, wie beispielsweise begrifflich in der 11 gezeigt, Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 verwendet, die über drei Einlässe 11a, 11b, 11c und drei Auslässe 11a, 11b, 11c verfügen. Hierin empfängt jede Vereinigungs-Teilungseinheit 10 durch ihre drei Einlässe 11a, 11b, 11c drei Fluidarten (Flüssigkeiten) A, B, C und vereinigt sie, um an diesem Kanal 13 eine dreischichtige Laminarströmung (A+B+C) zu bilden. Dann teilt die Vereinigungs-Teilungseinheit 10 das entstandene Mischfluid – nämlich die dreischichtige Laminarströmung (A+B+C) – in drei Strömungen in rechten Winkeln mit der Richtung der Laminarströmung und bewirkt, dass sie als drei getrennte Fluide (A+B+C)/3 durch ihre drei Auslässe 12a, 12b, 12c heraus fließen.
  • Wie z. B. in der 12 gezeigt, wird in diesem Fall eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 in einem Honigwabenaufbau angeordnet, indem die drei Einlässe 11a, 11b, 11c (drei Auslässe 12a, 12b, 12c) einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit an jeder zweiten Ecke eines Hexagons platziert werden, und die Einlässe 11a, 11b, 11c einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit 10 in jedem Durchgangsmodul 7 werden in ihrem angrenzenden Durchgangsmodul jeweils mit einem Auslass 12b einer Vereinigungs-Teilungseinheit 10, einem Auslass 12b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 und einem Auslass 12c von noch einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit 10 verbunden.
  • Wenn der Mikro-Mischer zum Mischen von vier Fluidarten (Flüssigkeiten) angeordnet wird, werden ebenso Vereinigungs-Teilungseinheiten 10 verwendet, die vier Einlässe und vier Auslässe haben. In diesem Fall müssen die Kanäle, die vier Einlässe und vier Auslässe verbinden, gekreuzt werden. Daher hat jedes Durchgangsmodul eigens einen mehrstufigen Aufbau, und die Kanäle werden jeweils in einer unterschiedlichen Stufe bereitgestellt. Während oben das Mikro-Mischen beschrieben wurde, wo schließlich zwei Fluidarten gemischt werden, kann die Erfindung auch angewandt werden, um eine Emulsion zu erzeugen, in der eine Flüssigkeit in irgendeiner anderen unlöslichen Flüssigkeit in Form feiner Partikeln verteilt wird. Weitere verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden, ohne sich vom Schutzumfang der Erfindung zu lösen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Wie oben erläutert, umfasst der Mikro-Mischer gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von Durchgangsmodulen, die in einem mehrstufigen Aufbau gestapelt werden, wobei jeder Durchgangsmodul eine Mehrzahl von in einer vorbestimmten Anordnung angeordnete Vereinigungs-Teilungseinheiten hat und wobei jede Vereinigungs-Teilungseinheit eine Anzahl m von Einlässen und Anzahl m von Auslässen hat, worin die Einlässe und die Auslässe in den gestapelten Durchgangsmodulen gemäß einem vorbestimmten Muster in einer Reihenfolge verbunden sind. Solchermaßen hat der Mikro-Mischer einen einfachen Aufbau und kann auf einfache eine Art und Weise bei geringen Kosten hergestellt werden. Weiterhin kann die Ausrichtungsgenauigkeit auf eine einfache Art und Weise ausreichend verbessert werden, und der Durchsatz steigt infolge des symmetrischen Aufbaus des Durchgangs genügend. Als Ergebnis sorgt die Erfindung für praktische, wichtige Vorteile wie den, dass die Mischleistung (Michwirkungsgrad) zufriedenstellend steigt, und dass eine mikro-gemischte Flüssigkeit hoher Qualität, in der verschiedene Flüssigkeiten gleichmäßig gemischt werden, leicht und schnell erzeugt werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Mikro-Mischer einfachen Aufbaus, der geeignet ist, um aus zwei Flüssigkeitsarten A und B eine mikro-gemischte Flüssigkeit zu bilden, umfasst eine Mehrzahl von gestapelten Durchgangsmodulen 7, wodurch ein mehrstufiger Strömungsdurchgang gebildet wird. Jedes Durchgangsmodul hat eine Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten 10, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Jede Vereinigungs-Teilungseinheit hat zwei Einlässe 11a, 11b und zwei Auslässe 12a, 12b. Die zwei Auslässe 12a, 12b einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in jedem gestapelten Durchgangsmodul werden jeweils mit einem Einlass 11a einer Vereinigungs-Teilungseinheit und einem Einlass 11b einer anderen Vereinigungs-Teilungseinheit in einem stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden.
    5

Claims (8)

  1. Ein Mikro-Mischer, der folgendes umfasst: eine Mehrzahl von gestapelten Durchgangsmodulen, wodurch ein mehrstufiger Strömungsdurchgang gebildet wird, wobei jeder Durchgangsmodul eine Mehrzahl von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Vereinigungs-Teilungseinheiten hat, wobei jede der Vereinigungs-Teilungseinheiten eine Anzahl n von Einlässen und Anzahl n von Auslässen hat, wobei in jedem der gestapelten Durchgangsmodule die Anzahl n der Einlässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in einer stromaufwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet wird und die Anzahl n der Auslässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in einer stromabwärts befindlichen Oberfläche des Durchgangsmoduls gebildet wird und die Anzahl n von Einlässen und die Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit durch einen Kanal verbunden sind, und wobei jeder der Anzahl n von Auslässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit in jedem der gestapelten Durchgangsmodule mit einem Einlass einer anderen Einheit der Anzahl n von Vereinigungs-Teilungseinheiten in einem stromabwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden ist.
  2. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 1, worin das n, das die Anzahl der Einlässe und Auslässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit darstellt, 2 bis 4 ist.
  3. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 1, worin das n, das die Anzahl der Einlässe und Auslässe einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit darstellt, 2 ist, und in der Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten, die in regelmäßigen Abständen in jedem der Mehrzahl von Durchgangsmodulen angeordnet sind, der Abstand zwischen zwei angrenzenden Auslässen zweier angrenzender Vereinigungs-Teilungseinheiten gleich dem Abstand zwischen den zwei Einlässen einer jeden Vereinigungs-Teilungseinheit ist.
  4. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 3, worin die Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten, die in gleichmäßigen Abständen in jedem der Mehrzahl von Durchgangsmodulen angeordnet sind, in einer Linie angeordnet sind.
  5. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 1, worin in jeder der Mehrzahl von Vereinigungs-Teilungseinheiten die Anzahl n von Einlässen und die Anzahl n von Auslässen einen annähernd gleichen Durchmesser haben und der Kanal eine Breite und Tiefe hat, die etwa wie der Durchmesser sind.
  6. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 1, worin in der Mehrzahl von Durchgangsmodulen der am weitesten stromabwärts befindliche Durchgangsmodul ein Auffangteil zum Sammeln von Fluiden hat, die aus den Auslässen der Vereinigungs-Teilungseinheiten des am weitesten stromabwärts befindlichen Durchgangsmoduls strömen, und bewirkt, dass sie in einen einzigen Durchgang strömen, und das Auffangteil eine Durchgangslänge hat, die genug Zeit gibt, damit die aus den Auslässen hereinströmenden Fluide gemischt werden.
  7. Ein Mikro-Mischer, der folgendes umfasst: eine Mehrzahl von plattenförmigen Durchgangsmodulen, die gestapelt sind, wobei jeder der Durchgangsmodule mindestens eine Vereinigungs-Teilungseinheit und/oder mindestens eine Vereinigungseinheit hat, wobei die Vereinigungs-Teilungseinheit zwei Einlässe und zwei Auslässe hat, die von einem Kanal verbunden sind, und die Vereinigungseinheit zwei Einlässe und einen Auslass hat, die von einem Kanal verbunden sind, wobei jeder der zwei Einlässe einer jeden der mindestens einen Vereinigungs-Teilungseinheit und/oder der mindestens einen Vereinigungseinheit in jedem der gestapelten Durchgangsmodule mit einem Auslass einer anderen der beiden Einheiten der mindestens einen Vereinigungs-Teilungseinheit und/oder der mindestens einen Vereinigungseinheit in einem stromaufwärts befindlichen Zwischen-Durchgangsmodul davon verbunden sind, und in den gestapelten Durchgangsmodulen die Anzahl der min destens einen Vereinigungs-Teilungseinheit und/oder mindestens einen Vereinigungseinheit, die in einem Durchgangsmodul eingeschlossen sind, vom am weitesten stromaufwärts befindlichen Durchgangsmodul zum am weitesten stromabwärts befindlichen Durchgangsmodul hin nacheinander um 1 reduziert wird, so dass die Fluide mittels der gestapelten Durchgangsmodule gemischt werden und bewirkt wird, dass sie in einen einzigen Durchgang herausfließen.
  8. Der Mikro-Mischer nach Anspruch 7, worin die Vereinigungs-Teilungseinheit einen Aufbau hat, in dem eine inselartige Partition zum Bestimmen der Richtung des Kanals in der Mitte des Aufbaus bereitgestellt wird, wobei die zwei Einlässe in Bezug auf die Partition symmetrisch angeordnet sind, wobei die zwei Auslässe in Bezug auf die Partition symmetrisch angeordnet sind, und wobei die Richtung, in der die beiden Einlässe angeordnet sind, und die Richtung, in der die beiden Auslässe angeordnet sind, über Kreuz in rechten Winkeln angeordnet sind, und die Vereinigungseinheit einen solchen Aufbau, hat, dass einer der beiden Auslässe der Vereinigungs-Teilungseinheit mit einem Teil des Kanals weggelassen wird, der sich zum weggelassenen Auslass erstreckt.
DE10296876T 2001-05-28 2002-05-24 Mikro-Mischer Expired - Fee Related DE10296876B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001158632A JP3694877B2 (ja) 2001-05-28 2001-05-28 マイクロ混合器
JP2001-158632 2001-05-28
PCT/JP2002/005064 WO2002096543A1 (fr) 2001-05-28 2002-05-24 Micro-melangeur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10296876T5 true DE10296876T5 (de) 2004-07-01
DE10296876B4 DE10296876B4 (de) 2005-12-29

Family

ID=19002320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10296876T Expired - Fee Related DE10296876B4 (de) 2001-05-28 2002-05-24 Mikro-Mischer

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7066641B2 (de)
JP (1) JP3694877B2 (de)
DE (1) DE10296876B4 (de)
WO (1) WO2002096543A1 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1392419E (pt) * 2001-05-17 2012-03-06 Amalgamated Res Inc Estrutura fractal para misturar pelo menos dois fluidos
JP3694877B2 (ja) * 2001-05-28 2005-09-14 株式会社山武 マイクロ混合器
JP3794687B2 (ja) * 2002-08-23 2006-07-05 株式会社山武 マイクロ乳化器
DE20218972U1 (de) 2002-12-07 2003-02-13 Ehrfeld Mikrotechnik Ag Statischer Laminationsmikrovermischer
DE10318061A1 (de) * 2003-04-17 2004-10-28 Behr Gmbh & Co. Kg Mischvorrichtung
US7147364B2 (en) * 2003-09-29 2006-12-12 Hitachi High-Technologies Corporation Mixer and liquid analyzer provided with same
DE102004001852A1 (de) * 2004-01-13 2005-08-04 Syntics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Mischen wenigstens zweier Fluide in einer Mikrostruktur
PT103072B (pt) * 2004-02-13 2009-12-02 Faculdade De Engenharia Da Uni Misturador em rede e respectivo processo de mistura
EP1944079B1 (de) * 2004-06-11 2012-05-30 Corning Incorporated Mikrostrukturentwürfe zur Optimierung von Mischen und Druckverlust
JP4478932B2 (ja) * 2004-07-21 2010-06-09 株式会社山武 マイクロ混合器
JP2008512237A (ja) * 2004-09-13 2008-04-24 スペグ カンパニー リミテッド マイクロチャンネルリアクター
JP2007252979A (ja) * 2006-03-20 2007-10-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology マイクロリアクタによる化合物の製造方法、そのマイクロリアクタ、及びマイクロリアクタ用の分流器
JP4771151B2 (ja) * 2006-04-28 2011-09-14 公立大学法人大阪府立大学 マイクロミキサー
ITMI20060277U1 (it) * 2006-07-28 2008-01-29 Rigo S R L Dispositivo miscelatore,particolarmente per l'erogazione di una resina o di altri prodotti miscelati con un gas espandente
US7520661B1 (en) * 2006-11-20 2009-04-21 Aeromed Technologies Llc Static mixer
JP4466682B2 (ja) 2007-05-28 2010-05-26 株式会社日立プラントテクノロジー 流体混合装置
US8206025B2 (en) 2007-08-07 2012-06-26 International Business Machines Corporation Microfluid mixer, methods of use and methods of manufacture thereof
US8764279B2 (en) * 2008-07-18 2014-07-01 3M Innovation Properties Company Y-cross mixers and fluid systems including the same
KR101070311B1 (ko) 2009-01-29 2011-10-06 한국표준과학연구원 마이크로플루이딕스 칩을 위한 플랫폼 장치
US8511889B2 (en) * 2010-02-08 2013-08-20 Agilent Technologies, Inc. Flow distribution mixer
US9539773B2 (en) 2011-12-06 2017-01-10 Hrl Laboratories, Llc Net-shape structure with micro-truss core
US9017806B2 (en) 2012-03-23 2015-04-28 Hrl Laboratories, Llc High airflow micro-truss structural apparatus
WO2015068045A2 (en) * 2013-11-11 2015-05-14 King Abdullah University Of Science And Technology Microfluidic device for high-volume production and processing of monodisperse emulsions
EP3207980A4 (de) * 2014-10-14 2018-07-04 Alps Electric Co., Ltd. Fluidmischvorrichtung
TWI640357B (zh) * 2017-03-23 2018-11-11 綠點高新科技股份有限公司 混煉裝置
US11666874B2 (en) * 2017-12-14 2023-06-06 Glaxosmithkline Intellectual Property Deveelopment Limited Methods and apparatus for variable emulsification
WO2020231017A1 (ko) * 2019-05-10 2020-11-19 포항공과대학교 산학협력단 폴리이미드계 필름 기반 합성-모듈, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기포스페이트계 화합물의 대량 생산방법
CN114505026B (zh) * 2022-02-16 2023-09-26 微流科技(湖州)有限公司 一种多层级的微通道反应结构

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1409259A (en) * 1920-02-11 1922-03-14 Sykora Rudolf Fluid-distributing nozzle
US3856270A (en) * 1973-10-09 1974-12-24 Fmc Corp Static fluid mixing apparatus
JPS5881432A (ja) 1981-11-09 1983-05-16 Asahi Chem Ind Co Ltd 液体分集装置
US4550681A (en) * 1982-10-07 1985-11-05 Johannes Zimmer Applicator for uniformly distributing a flowable material over a receiving surface
US4537217A (en) * 1982-12-09 1985-08-27 Research Triangle Institute Fluid distributor
EP0285725B1 (de) * 1987-04-10 1992-09-30 Chugoku Kayaku Kabushiki Kaisha Mischapparat
JPH0513391Y2 (de) 1989-07-05 1993-04-08
US5137369A (en) * 1991-01-18 1992-08-11 Hodan John A Static mixing device
JP3358850B2 (ja) * 1993-08-17 2002-12-24 住友化学工業株式会社 長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造装置、その製造方法及びその製造用被覆ダイ
US5595712A (en) * 1994-07-25 1997-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Chemical mixing and reaction apparatus
US5658537A (en) * 1995-07-18 1997-08-19 Basf Corporation Plate-type chemical reactor
DE29517100U1 (de) * 1995-10-17 1997-02-13 Zimmer, Johannes, Klagenfurt Strömungsteilungs- und -umformungskörper
DE19541266A1 (de) * 1995-11-06 1997-05-07 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung chemischer Reaktionen mittels eines Mikrostruktur-Lamellenmischers
US5984519A (en) * 1996-12-26 1999-11-16 Genus Corporation Fine particle producing devices
US5961932A (en) * 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
AU765096B2 (en) * 1998-03-23 2003-09-11 Amalgamated ResearchLLC Fractal stack for scaling and distribution of fluids
DE19927556C2 (de) * 1999-06-16 2003-05-08 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Statischer Mikromischer und Verfahren zum statischen Mischen zweier oder mehrerer Edukte
AU7808800A (en) * 1999-10-20 2001-04-30 University Of Sheffield, The Fluidic mixer
DE19961257C2 (de) * 1999-12-18 2002-12-19 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Mikrovermischer
DE10005549A1 (de) * 2000-02-09 2001-09-06 Cpc Cellular Process Chemistry Mikroreaktor für Reaktionsmedien in Form einer Suspension
EP1309404A2 (de) * 2000-08-07 2003-05-14 Nanostream, Inc. Mischvorrichtung in einem mikrofluidischen system
US6890093B2 (en) * 2000-08-07 2005-05-10 Nanostream, Inc. Multi-stream microfludic mixers
JP3694877B2 (ja) * 2001-05-28 2005-09-14 株式会社山武 マイクロ混合器
JP2005131503A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Yamatake Corp 増設流路モジュールおよび流体混合器

Also Published As

Publication number Publication date
DE10296876B4 (de) 2005-12-29
JP2002346353A (ja) 2002-12-03
US7066641B2 (en) 2006-06-27
JP3694877B2 (ja) 2005-09-14
US20040145967A1 (en) 2004-07-29
WO2002096543A1 (fr) 2002-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10296876B4 (de) Mikro-Mischer
DE4416343C2 (de) Statischer Mikro-Vermischer
EP1426099B1 (de) Statischer Mischer und Verfahren
DE68917034T2 (de) Zweiweg-Ultrafiltrationsvorrichtung.
EP1242171B1 (de) Mikrovermischer
EP0857080B1 (de) Statischer mikrovermischer
DE19536856C2 (de) Mikromischer und Mischverfahren
DE69107824T2 (de) Statische Mischvorrichtung.
DE602005005574T2 (de) Mikrofluidchip
WO2004052518A2 (de) Statischer laminationsmikrovermischer
WO1996030113A1 (de) Vorrichtung zum mischen kleiner flüssigkeitsmengen
DE60214968T2 (de) Wärmeübertragungsplatte; plattenpackung und plattenwärmetauscher
DE3114195C2 (de) Mischvorrichtung
DE19604289A1 (de) Mikromischer
WO2000078438A1 (de) Statischer mikrovermischer
EP0472050A2 (de) Vorrichtung zum Aufbringen eines Flüssigkeitsfilmes auf eine Warenbahn
EP1674152A2 (de) Statischer Mikrovermischer
DE2248273A1 (de) Waermeaustauscher und verfahren zu dessen anwendung
EP0978874A2 (de) Kühler
DE69002253T2 (de) Spinnvorrichtung für zusammengesetzte Fasern mit exzentrischer Kernmantelform.
DE102010028573A1 (de) Mischverfahren
DE3710946A1 (de) Duesenpaket zum spinnen von bikomponentenfaeden mit kern-mantel-struktur
DE102008009199A1 (de) Reaktionsmischersystem zur Vermischung und chemischer Reaktion von mindestens zwei Fluiden
WO2012164079A1 (de) Filtriervorrichtung für hochviskose fluide
AT507226B1 (de) Mikrofluidvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law

Ref document number: 10296876

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040701

Kind code of ref document: P

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131203