JP2001520112A - マイクロミキサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、連接面（６，７）を介してそれぞれ、相互に密に対面しているハウジング底部（２）およびハウジング上部（３）を備えている、液体相、粘液相または気体相を混合するためのマイクロミキサーに関する。２個の分配チャンネル（１ａ，１ｂ）および出口チャンネル（５）は、２つの連接面（６，７）の間の分割面に開口している。相互に数回交差しているチャンネル溝（９，１０）が、連接面の１方に形成されており、混合される相のための混合区域を提供している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、少なくとも２種の液体相、粘液相または気体相を混合するためのマ
イクロミキサーに関し、このミキサーは、上記相のそれぞれのための１個の入口
通路、これらの相流を１回または２回以上交差、分割する混合区域、およびこの
混合物のための出口通路を備えている。 液体相、粘液相または気体相を混合するための各種態様の装置は公知である。
これらのミキサーの動作原理は、相互に数回混合される２種または３種以上の相
流を分割し、また交差させ、これにより混合区域で物質の密に混合された流を形
成させることからなる。少量混合の場合、例えば相互に交差している通路で混合
される２種の相を導く混合手段を含有する薄型管に混合区域を形成することが知
られている。しかしながら、このような管状混合区域は、特に少量混合が要求さ
れる場合、ほとんど適しておらず、また例えば正確な温度制御が要求される。

【０００２】 従って、本発明の目的は、僅かな製造費用で、非常に小さい受容容量を有する
混合区域を構築することができ、また全領域で正確に、かつ均一に温度制御する
ことができる、上記導入部に記載さている一般形態のマイクロミキサーを設計す
ることにある。さらにまた、このようなマイクロミキサーは、洗浄が容易であり
、またしばしば、非常に広範囲の物質を用いて操作することができ、従って非常
に広範囲の可能な用途に適合することができる。 本発明によれば、この目的が、ハウジング底部およびハウジング上部が、相互
に対面している連接面上にシールされるように相互に支持しており、入口通路お
よび出口通路が、連接面により形成されている分割面に開口しており、また混合
区域を形成している通路溝が、２つの連接面の少なくとも一方で窪みを形成して
いるという事実によって達成される。

【０００３】 混合区域が、相互に対面しているハウジング部の表面およびそこに窪みを形成
している通路溝から独占的に構成されていることから、分離した混合手段を用意
する必要はない。２つの連接面の少なくとも一方の窪みから形成されている通路
溝は、精密機械製造法を用いて、特定の用途に適合した、いずれか所望の表面構
造、横断面デザインおよびプロフィールを有するように形成することができる。
この機械製造法は、表面のすぐ近くで行うことができることから、この目的に必
要な製造費用は比較的安価である。 ２つのハウジング部および必要に応じて、これらの部品の間に配置されており
、それぞれが両側に連接面を有する追加の中間ハウジングプレートの単純で実質
的に板状の構造は、非常に広範囲の材料を用いて製造することができる。製造操
作にかかわる考慮は、ほとんど条件とはならないことから、この材料の選択は、
混合される物質の要求に依存するのみである。

【０００４】 相互に支持している接触面間のシールは、圧縮力により、特に面を精確に一致
させ、および／またはシールする、例えばＯ−リングシールまたはフラットガス
ケットを一緒に圧縮することによって、行うことができる。マイクロミキサーを
開けた後、混合される物質と接触する領域の全部は、簡単な方法で洗浄すること
ができる。 混合区域で相互に交差している通路の全領域、ならびに全部の通路溝は、連接
面に均一に形成されることから、全通路区域の加熱温度条件はまた、ハウジング
部の温度を単純に調整することによって、当該マイクロミキサーの通路の全部の
区域に、完全に均一の温度制御を確立することができる。チャンネル溝の非常に
小さい交差域は、非常に大きい通路表面積対通路容積比をもたらし、これにより
非常に充分な熱交換が達成される。このことはまた、操作の信頼性の増大に寄与
し、また精確な温度制御を可能にする。

【０００５】 好ましくは、通路溝は、相互に対面して支持されている２つの連接面の一方の
みに窪みを形成することによって形成される。しかしながら、別法として、通路
溝を２つの連接面の両方に窪みを形成することによって形成することもできる。 本発明の好適態様による場合、混合区域は、２本の通路溝を有し、これらの溝
は、波形形態であって、また相互に数回交差している。この溝形状は、製造が特
に簡単であり、全通路領域に等しい通路交差域をもたらし、これによりまた、全
領域でハウジング部に対する一定の熱輸送状態がもたらされる。非常に狭い空間
で、また比較的短い通路長さで、強力な混合が達成される。 本発明のもう一つの有利な態様は、従属項の主題を構成している。 本発明の具体例を下記で詳細に説明し、図面により例示する。これらの図面に
おいて、 図１は、ハウジング底部およびハウジング上部を有するマイクロミキサーの三
次元分解図を示しており、ただし連結用ねじは省略されている。

【０００６】 図１ａは、ハウジング底部の特定の態様を示しており、この図において、入口
通路１ａおよび１ｂに隣接している通路溝は、Ｖ型形状で相互に結合しており、
このＶ点は波形形態で走行している通路溝に対して、反対方向を向いている。 図２は、修正された態様のマイクロミキサーの図１と同様の具体例を示してい
る。 図１および図１ａに示されているマイクロミキサーは、図解的でのみ示されて
いる２つの入口通路を経て供給される液体相、粘液相または気体相のうちの２種
の混合に使用される。このマイクロミキサーは、具体例として示すために、単純
な矩形板としてデザインされており、ハウジング底部２およびハウジング上部３
を有する。組み立てられた状態で、このハウジング底部は、ねじによりハウジン
グ上部に連接される。このねじはドリル孔４を通って伸びており、図示されてい
ない。 混合された相を分離する出口通路５は、マイクロミキサーから外部に出ている
。

【０００７】 組み立てられた状態で、ハウジング底部２とハウジング上部３とは、相互に対
面している連接面６および７上にシールされるように、相互に相対して支持して
いる。混合区域８は、ハウジング底部の連接面６の入口通路１ａ，１ｂと出口通
路５との間に形成される。この混合区域８は、２本の通路溝９および１０を包含
しており、これらの通路溝９および１０は、連接面の窪みとして形成されており
、波形で、また相互に数回、交差して走行しており、これにより混合区域８を形
成している。この結果として、図１および図１ａに示されている具体例では、入
口通路１ａ、１ｂを通って供給される２種の相流が、相互に交差し、数回、分割
され、これにより２種の相流は相互に密に混合される。特別の態様において、ハ
ウジング底部２に、入口通路１ａおよび１ｂと隣接して示されている通路溝は、
Ｙ形状、Ｔ形状またはＶ形状であることができ、Ｖ点は、波形形態で走行してい
る通路溝に対して反対方向を向いている。

【０００８】 ２個の入口通路１ａ、１ｂはそれぞれ、２本の波形通路溝９および１０の一端
に開口している。 図２に示されている具体例は、基本的に、２個の入口通路１ａ、１ｂが、混合
区域を形成している波形通路溝の一方、９または１０、の両端で、それぞれ連接
溝１１、１２または１３を介して連結している点で、図１に示されている具体例
と相違している。出口通路５は、相互に交差している通路溝９、１０の中央領域
に連結している。その結果として、平行に連結されている混合区域８´および８
´´が形成される。 図２に示されている具体例では、ハウジング底部２およびハウジング上部３が
、円形ディスクの形状にデザインされており、またそれらの外側縁端に面１５を
備えている。この面１５は、２つのハウジング部２´および３´を、縁端で動作
するフランジ付き接合要素、例えば締付環、により相互に連結させることができ
る。

【０００９】 例として示されている２種のマイクロミキサーの構造は、ハウジング底部２ま
たは２´およびハウジング上部３または３´との間に、１枚または２枚以上の中
間ハウジングプレートを配置することによって、さらに拡大させることができる
。これらの中間ハウジングプレートは、両側に連接面を有する。これは、多段ミ
キサーを構築することができることを意味する。 記載されている混合区域８、８´および８´´に加えて、熱交換器、ポンプお
よび／またはその他の処理操作部品を、連接面６、７に窪みを形成することによ
り、および所望により、中間ハウジングプレートの連接面に窪みを形成すること
により、形成することができる。この追加のプレートおよび／または別の形態の
通路を用いることによって、その温度が熱交換器およびポンプに加えて、精確に
調整されている、保圧および予備冷却区域を一体にすることができる。

【００１０】 例示されている具体例において、ハウジング部分は、金属から形成されている
。別法として、例えばガラス、プラスティックまたはセラミックなどの別種の材
料を使用することもできる。また、例えば蒸着によって、表面コートを付与する
こともでき、これにより混合される相と接触するようになる表面を、要求される
特定の材料品質で選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、ハウジング底部およびハウジング上部を有するマイクロミキサーの三
次元分解図である。

【図１ａ】 図１ａは、入口通路１ａおよび１ｂに隣接している通路溝が、Ｖ型形状で相互
に結合しており、このＶ点は波形形態で走行している通路溝に対して反対方向を
向いている、ハウジング底部の特定の態様を示す図面である。

【図２】 図２は、修正された態様のマイクロミキサーの図１と同様の具体例を示す図面
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 入口通路 ２，２´ ハウジング底部 ３，３´ ハウジング上部 ４ ドリル孔 ５ 出口通路 ６，７ 連接面 ８，８´，８´´ 混合区域 ９，１０ 通路溝 １１，１２，１３，１４ 連接溝 １５ 面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． 250, Ｄ−64293 Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄ ｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅ ｒｍａｎｙ (72)発明者 シュメルツ， ミヒャエル ドイツ連邦共和国 Ｄ−65830 クリフテ ル、ケーニヒスベルガー シュトラーセ 51 (72)発明者 バイラウ， アンドレアス ドイツ連邦共和国 Ｄ−64291 ダルムシ ュタット、ベルト−ブレヒト−シュトラー セ 20 Ｆターム(参考） 4G035 AC01 AE13

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２種の液体相、粘液相または気体相を混合するための
   マイクロミキサーであって、上記相のそれぞれのための１個の入口通路、これら
   の相流を１回または２回以上交差、分割する混合区域、およびこの混合物のため
   の出口通路を備えており、ハウジング底部（２，２´）およびハウジング上部（
   ３，３´）が、相互に対面している連接面（６，７）上にシールされるように相
   互に支持しており、入口通路（１ａ，１ｂ）および出口通路（５）は、連接面（
   ６，７）により形成されている分割面に開口しており、また混合区域（８，８´
   ，８´´）を形成している通路溝（９，１０）は、２つの連接面の少なくとも一
   方（６）で窪みを形成していることを特徴とする、前記マイクロミキサー。
2. 【請求項２】通路溝（９，１０）が、相互に支持している２個の連接面（６）
   の一方のみの窪みにより形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマ
   イクロミキサー。
3. 【請求項３】混合区域（８，８´，８´´）が、波形形状で、かつ相互に数回
   交差している、２本の通路溝（９，１０）を包含することを特徴とする、請求項
   １に記載のマイクロミキサー。
4. 【請求項４】２個の入口通路（１ａ，１ｂ）が、２本の波形通路溝（９，１０
   ）の一端で開口しており、また出口通路（５）が、これら２本の波形通路溝（９
   ，１０）の他の一端に連結していることを特徴とする、請求項３に記載のマイク
   ロミキサー。
5. 【請求項５】２個の入口通路（１ａ，１ｂ）が、波形通路溝の一方（９または
   １０）の両端に、連接溝（１１，１２，１３，１４）を介して連結しており、ま
   た出口通路（５）は、相互に交差している通路溝（９，１０）の中央領域に連結
   していることを特徴とする、請求項３に記載のマイクロミキサー。
6. 【請求項６】両側に連接面を有する、少なくとも１つの中間ハウジングプレー
   トが、ハウジング底部（２，２´）とハウジング上部（３，３´）との間に配置
   されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロミキサー。
7. 【請求項７】混合区域（８，８´，８´´）に加えて、熱交換器、ポンプおよ
   び／またはその他の処理操作部品が、連接面（６または７）を窪ませることによ
   って形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロミキサー。
8. 【請求項８】ハウジング上部（３）とハウジング底部（２）とが、圧縮力によ
   り、例えばねじまたはフランジ付き連結要素により相互に連結されていることを
   特徴とする、請求項１に記載のマイクロミキサー。
9. 【請求項９】ハウジング上部（３´）とハウジング底部（２´）とが、縁端で
   作用するフランジ付き連結要素により相互に連結されていることを特徴とする、
   請求項１に記載のマイクロミキサー。