JP2008264698A - Micro chemical plant - Google Patents
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Abstract
Description
近年の科学技術の進展は目覚しいものがあり、特に微細な溝等の加工技術を利用した物質の反応を自在に操ろうとの目論見で進められる化学プロセスの研究が盛んになっている。本発明は、こうした化学プロセスの研究に活用できる少量の材料を使い、微小な空間内で連続的に合成反応をおこなうことで、従来の反応槽でおこなう合成反応と比べて、より高い反応制御が期待できるマイクロ化学プラントに関するものである Recent advances in science and technology have been remarkable, and research on chemical processes that are proceeding with the aim of freely controlling the reaction of substances using processing technology such as fine grooves has become active. The present invention uses a small amount of material that can be used for research of such chemical processes, and performs a synthetic reaction continuously in a minute space, thereby enabling higher reaction control than a synthetic reaction performed in a conventional reaction vessel. It is about a promising micro chemical plant
上記のような研究にむけた目的にあわせ、種々の小型の反応装置が開発され、発明としても多くのものが開示、公開されている。そのなかでも特許第3727594号に開示された内容は、DNAや蛋白質の生物学的素材を微小な反応器(マイクロリアクター)を実現するもので、微小な連結した溝、或いは流路を形成した円筒形部材を上下のプレートで締結部材で固定、挟持している。また特表2001−520112においては、単純な2つの部材で、片方の部材に液体、粘液、気体状の材料の二つの投入口と一つの取り出し口が設けられ、他の一方の部材に前記のような微細な溝を攪拌そして、或いは混合等の機能を実現する目的にあわせて形成するなどにより構成され、締結一体化されるなど、必要最小限の構成で所期の反応、或いは目的の生成物の確認ができるようになっている。 Various small-sized reactors have been developed in accordance with the purpose for the research as described above, and many inventions have been disclosed and disclosed. Among them, the content disclosed in Japanese Patent No. 3727594 is to realize a minute reactor (microreactor) of biological materials such as DNA and protein, and a cylinder in which minute connected grooves or flow paths are formed. The shape member is fixed and clamped by fastening members between upper and lower plates. In the special table 2001-201212, two simple members are provided, one member is provided with two inlets and one outlet for liquid, mucus and gaseous materials, and the other member is provided with the above-mentioned It is constructed by forming such fine grooves according to the purpose of agitating and / or mixing, etc., and is integrated with fastening, etc. You can check things.
しかしながら、上記のような構成では、一つのプロセスについて実施、或いは試験ができるだけであって、そのプロセスの前後で必要な処理については、別途準備が必要である。また、こうした装置では反応空間を隔離するために、相当な気密性を確保するために強固に互いの部材の流路を、締結部材を含む配管等で接続手段を設ける必要があり、多種類の生成物の製造や、試験などにおいて、条件や投入材料を変更して実験する場合にはそれぞれの部材を洗浄する必要が生じ、その場合には、こうした締結部材による固定を開放し、分解する手間が必要となる。 However, in the configuration as described above, it is possible to perform or test one process, and it is necessary to separately prepare processing necessary before and after the process. In addition, in such an apparatus, in order to isolate the reaction space, it is necessary to provide a connection means with a flow path of each member firmly and piping including a fastening member in order to ensure considerable airtightness. In the production and testing of products, when experimenting with changing conditions and input materials, it becomes necessary to clean each member, and in that case, it is time and effort to open and disassemble these fastening members. Is required.
また、別のプロセスを実施するためには、混合部の流路形状の変更や、温度条件の変更、反応時間の調整のための流路長さの調整などをおこなうため、異なった流路に組み替える必要がある。
また接続手段の容積が大きくなり、微小空間であるが故の滞留時間の制御効果が得られにくくなる問題がある。
また、反応空間や接続手段に残された気泡を排出するために大量の液を流して気泡を排出する必要があった。
In order to carry out another process, the flow path shape of the mixing section, the temperature conditions, the flow path length for adjusting the reaction time, etc. are adjusted. It is necessary to rearrange.
In addition, there is a problem that the volume of the connecting means becomes large and it becomes difficult to obtain the effect of controlling the residence time due to the minute space.
In addition, in order to discharge bubbles left in the reaction space and the connection means, it is necessary to discharge a large amount of liquid to discharge the bubbles.
また、こうしたプロセスには加熱或いは冷却といった反応の促進或いは抑制といった目的のための一定の環境条件が必要であるが、そうした環境の実現はこうした装置全体を改めて恒温槽や、炉などに投入する必要がある。
本発明の目的は、前記のような実情に鑑み、機能別の複数のユニットを容易に、積み上げ、連結部の容積が小さく、所期の反応過程の確認、或いは反応生成物の作成が可能な、非常に取り扱いが容易で、応用範囲の広いマイクロ化学プラントを提供し、研究開発等において、或いは実際の製造プロセスにおいても、反応における環境条件などの設定や、投入材料の変更などを、手際よく、効率よく実現でき、短時間で効率的に所期のプロセスの実施、或いは試験を実現することにある。
In addition, such processes require certain environmental conditions for the purpose of promoting or suppressing reactions such as heating or cooling. To realize such an environment, it is necessary to introduce the entire apparatus into a thermostat or a furnace. There is.
In view of the above circumstances, the object of the present invention is to easily stack a plurality of units by function, to reduce the volume of a connecting portion, and to confirm a desired reaction process or create a reaction product. Providing a microchemical plant that is very easy to handle and has a wide range of applications. In research and development, or in the actual manufacturing process, you can set environmental conditions in the reaction and change input materials. Therefore, it is possible to implement efficiently and implement a desired process or test efficiently in a short time.
本発明のマイクロ化学プラントは、上記の目的に合致するものであり、複数の、材料等を攪拌、拡散、混合或いは化学反応させる反応器などを積層するマイクロ化学プラントに向けて、
請求項1記載の発明は、ベースプレートと、少なくとも2本の支柱と、支柱に挿入される弾性部材と、前記支柱に摺動可能にベースプレートとの間に前記弾性部材を挟んで組み込まれる支承板と、前記支柱に摺動可能に組み込まれる押圧板と、前記支柱に摺動可能に組み込まれ前記支柱に固定させる手段をもち、かつ前記押圧板に付勢力を与える圧力印加手段を持つ固定板と、前記支承板と前記押圧板で複数の反応器を挟持する。
The microchemical plant of the present invention meets the above-mentioned purpose, and is directed to a microchemical plant in which a plurality of reactors that stir, diffuse, mix or chemically react materials and the like are stacked.
The invention described in claim 1 includes a base plate, at least two support columns, an elastic member inserted into the support column, and a support plate that is slidably mounted on the support column and sandwiched between the elastic members. A pressing plate that is slidably incorporated in the column, a fixing plate that has a means that is slidably incorporated in the column and that is fixed to the column, and that has a pressure application unit that applies a biasing force to the pressing plate, A plurality of reactors are sandwiched between the support plate and the pressing plate.
請求項2記載の発明は、それぞれの反応器に、少なくとも中心部に材料の受け渡しを行う流路が形成され、外周近傍には加熱或いは冷却の媒体を循環させる流路、及び媒体の入り出の接続口が形成され、一方の端面には中心軸に同心に嵌号凸部、他の端面には嵌合凹部を形成し、また中心部の流路の周囲を所定の圧力下において機密性を持つ構造とし、始端や終端、或いは必要に応じて中間に間挿される反応器には、材料を注入或いは排出する流路、及び材料の入り出の接続口を形成している。 According to the second aspect of the present invention, in each reactor, a flow path for transferring material is formed at least in the center, a flow path for circulating a heating or cooling medium in the vicinity of the outer periphery, and a flow of the medium in and out. A connection port is formed, one end face is formed with a concavity convex part concentrically with the central axis, and the other end face is provided with a concavity recessed part, and the periphery of the flow path in the central part is protected under a predetermined pressure. A reactor having a structure having a starting end, a terminating end, or an intermediate portion as necessary, has a flow path for injecting or discharging material and a connection port for entering and exiting the material.
請求項3の発明では、弾性部材の変形量を表示する表示手段を備える。
請求項4の発明では、反応器を垂直に積み上げ、反応材料を下部から上部へ流す。
請求項5の発明では、前記の反応器において、中心部の流路の周囲を所定の圧力下において達成する気密性を、対向する面で僅かな凹部を形成するなどして耐薬品性、耐熱性の優れた薄いフッ素樹脂等のフィルム或いは板を嵌挿する、或いは溝を形成してOリング21を挿入するなどにより実現する。
According to a third aspect of the invention, there is provided display means for displaying the deformation amount of the elastic member.
In the invention of claim 4, the reactors are stacked vertically, and the reaction material flows from the lower part to the upper part.
According to a fifth aspect of the present invention, in the reactor, the gas tightness achieved around the central flow path under a predetermined pressure is achieved by forming a slight concave portion on the opposite surface, for example, chemical resistance and heat resistance. This is realized by inserting a thin film or plate such as a thin fluororesin having excellent properties, or inserting a O-ring 21 by forming a groove.
請求項6の発明では、前記押圧板の、前記固定板からの圧力印加手段による圧力の受け部を低摩擦とする。
請求項7の発明では、前記圧力印加手段が、ネジなどを利用した回転ー直進運動の変換によるものにする。
請求項8の発明では、前記圧力印加手段を、流体圧による構成とする。
請求項9の発明では、反応器の一部が突出した、或いは別体の係止部材を設けて少なくとも1つの前記支柱に係合する。
請求項10の発明では、反応器の両端に、中心軸に対し全周を等間隔に分割する位置に切り欠きを形成したフランジ部を設け、係止部材で連結する。
構成としている。
In the invention of
According to a seventh aspect of the present invention, the pressure applying means is based on conversion of rotation-straight motion using a screw or the like.
In an eighth aspect of the present invention, the pressure applying means is configured by fluid pressure.
In the invention of claim 9, a part of the reactor protrudes or is provided with a separate locking member to engage with at least one of the columns.
In a tenth aspect of the present invention, flange portions having notches are provided at both ends of the reactor at positions where the entire circumference is divided at equal intervals with respect to the central axis, and are connected by a locking member.
It is configured.
請求項11のマイクロ化学プラントでは、極めて簡便に種々の反応器の組合せを構成することが可能で、小さな空間において連続的に反応等を実現し、可能となる。勿論、分解時には組み上げの手順を逆にすることで可能であり、必要なプロセスを終了した後は、必要に応じて分解洗浄して、再度、同じものを、或いは必要な反応ユニットを組合せて組み上げることを効率的、かつ極めて容易に実現することができる。 In the microchemical plant according to the eleventh aspect, it is possible to construct a combination of various reactors very simply, and it is possible to realize a reaction continuously in a small space. Of course, it is possible to reverse the assembly procedure at the time of disassembly, and after finishing the necessary process, disassemble and wash as necessary, and then assemble again the same or a combination of necessary reaction units. This can be achieved efficiently and very easily.
請求項2のマイクロ化学プラントでは、それぞれの反応器の向きに特別な注意を払うなどといった煩わしい、また細心の注意を特に必要とせずに、連続する反応器を単純に積層する簡便な組み付けが可能であり、所定の押圧力に設定した圧力下において気密性が確保可能であり、その上、反応の促進や、或いは抑制等、プロセスの制御等、それぞれの反応器に応じた大きな自由度を持った環境条件の設定を可能にし、それぞれの反応についてより高い制御が可能となる。
In the microchemical plant according to
請求項3のマイクロ化学プラントでは、装置の組立て時に視覚的に、付勢した押圧力の概略値を確認でき、装置の仕様において重要な気密性の確保を確実に実現されたこと容易に確認することが可能となる、或いは組み付け時に異物等が噛み込むことなどによる弾性部材の圧縮量が所定の量に達していない組立て時の不正規を用意に発見することが可能となる。
In the microchemical plant according to
請求項4のマイクロ化学プラントでは、液体が使用され、プロセスの進行中或いは終了後に反応器内部で気体が発生した場合、質量の差によりその気体を自然に、そして、或いは流れにそってスムースに反応器の外部へ導出し、流路内に長い時間に渡って気泡が滞留し、材料の反応などの阻害要因となることを少なくすることが可能になる。 In the microchemical plant according to claim 4, when a liquid is used and a gas is generated inside the reactor during or after the process, the gas is naturally and / or smoothly along the flow due to the difference in mass. It is possible to reduce the occurrence of bubbles that are led out of the reactor and remain in the flow path for a long time, which may be an obstacle to the reaction of the material.
請求項5のマイクロ化学プラントでは、流路を流れる媒体が密度の低い気体などであっても、連結部での十分な気密性の確保することが、弾性部材にその弾性部材のバネ定数に応じた圧縮量を与えて反応器相互の接続に所定の押圧力を与え付勢することで可能となる。
In the microchemical plant according to
請求項6のマイクロ化学プラントでは、所定の押圧力を確保する大きな圧力の発生するための、装置組立ての際の弾性部材の圧縮量の設定を、比較的小さな力で実現すること可能となる。 In the microchemical plant according to the sixth aspect, setting of the compression amount of the elastic member at the time of assembling the apparatus for generating a large pressure that secures a predetermined pressing force can be realized with a relatively small force.
請求項7のマイクロ化学プラントでは、ネジの回転によってそのネジのピッチによる移動量を、ネジを回転させる際長い柄のついた工具を用いることで所要の力を小さくする、と共に、その回転角を細かく視認しながら弾性部材の圧縮量すなわち押圧力を設定することが可能となる。 In the microchemical plant according to claim 7, the amount of movement by the rotation of the screw by the pitch of the screw is reduced by using a tool with a long handle when rotating the screw, and the rotation angle is It is possible to set the compression amount of the elastic member, that is, the pressing force while finely recognizing it.
請求項8のマイクロ化学プラントでは、所望の押圧力を確保する適切な仕様のシリンダと、それに合わせた流体の投入と、その後の一定圧力の設定・印加・保持だけで、簡便に装置の組立て後の調整をすることが可能となる。 In the microchemical plant according to claim 8, after assembling the apparatus simply by simply supplying a cylinder having an appropriate specification for ensuring a desired pressing force, and supplying a fluid corresponding thereto, and subsequently setting, applying, and holding a constant pressure. It is possible to make adjustments.
請求項9のマイクロ化学プラントでは、それぞれの反応器同士の向きを確実に合わせた組立てが可能となり、周辺装置との配管作業においての接続の間違いの発生などを未然に防止することが可能となる。 In the microchemical plant according to the ninth aspect, it is possible to assemble the reactors in such a manner that the directions of the respective reactors are surely matched, and it is possible to prevent the occurrence of erroneous connection in the piping work with the peripheral device. .
請求項10のマイクロ化学プラントでは、それぞれの反応器の方向決めに加えて、組み付け時、配管作業の際に相互の回転抑止をすることが可能となる。 In the microchemical plant according to the tenth aspect, in addition to determining the direction of each reactor, it is possible to suppress mutual rotation during assembly and piping work.
以下、本発明のマイクロ化学プラントについて添付図面を参照して、その組立てと使用法について説明する。ここでは、複数の部材についての説明は、特に注記のある場合を除いて1つの要素について代表して説明する。 Hereinafter, the assembly and use of the microchemical plant of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, in the description of the plurality of members, one element will be representatively described unless otherwise noted.
図1に示すように、ベースプレートとして、ベース1に2つのブラケットを組みつけ、そのブラケットに支柱3を挿入固定する。その2本の支柱3それぞれに所定の圧力を発生すべく弾性部材2(一例として皿バネが挙げられる)と支承板となるテーブル4を挿入載置する。この上に反応器であるリアクター5、混合器であるミキサー6、材料を追加投入する合流管7、2器目のミキサー8、2器目のリアクター9を積層し、さらに支柱3に押圧板となるガイドプレート10と、固定手段であるクランパー11を装備した固定板となる締め付けバー12を圧力印加手段となる六角頭などトルク付勢手段を連結できる頭部形状を持つ角溝ネジ13を介して挿入し予備組立てを完了する。その上で、必要に応じて、支柱3先端を固定する保持プレート14などを追加しても良い。
As shown in FIG. 1, two brackets are assembled to the base 1 as a base plate, and a
実使用に向けた準備としてはさらに、締め付けバー12を押して隙間無くすべての反応器をベース1と締め付けバー12の間に納め、まずこの状態で締め付けバー12のクランパー11を操作して締め付けバー12を支柱3に強固に固定する。固定が確認できた後に、角溝ネジ13の頭部にラチェット付のトルクレンチ15などを取付け、組み付けた反応器の気密性を確保するに必要な押圧力の印加を、弾性部材2のバネ定数に応じたガイドプレート10の押し下げにて行う。
In preparation for actual use, the clamping bar 12 is pushed to place all the reactors between the base 1 and the clamping bar 12 without any gaps. In this state, the clamper 11 of the clamping bar 12 is first operated to operate the clamping bar 12. Is firmly fixed to the
テーブル4およびガイドプレート10とに介在する反応器は、図示はしないが円筒形のボス状突起(許容できる場合には中心部に設けた筒状突起でもよい)と孔との係合などで仮の固定、或いは両端の反応器に固定孔を設けたフランジをネジやボルトで固定することも必要に応じて準備する。 Although not shown, the reactor interposed between the table 4 and the guide plate 10 is temporarily formed by engagement of a cylindrical boss-like projection (which may be a cylindrical projection provided at the center if allowed) and a hole. Or fixing the flanges provided with fixing holes in the reactors at both ends with screws or bolts is also prepared as necessary.
こうしてマイクロ化学プラントの装置の組立てが完了した後に、材料の供給或いは、取り出しや排出、さらに中間での材料の投入などに供する外部配管の接続などの、その他の準備を終えれば、実験、試験或いは生産工程へとこの装置を供することができる。
実際の使用には、さらに計画された実験、試験或いは生産のための環境条件に応じた熱媒や冷媒を反応器へ供給することで事前に環境条件を整え、その上で材料を徐々に投入して所定の流量を設定することで装置内での各反応器による材料の攪拌、拡散、混合或いは反応などのプロセスの確認或いは生成物の確認や収集ができる。
After the assembly of the microchemical plant equipment is completed in this way, if other preparations such as material supply, removal, discharge, and connection of external pipes for material input in the middle are completed, experiments and tests are completed. Alternatively, the device can be used for the production process.
For actual use, the environmental conditions are adjusted in advance by supplying the reactor with a heat medium or refrigerant according to the environmental conditions for further planned experiments, tests, or production, and then materials are gradually added. By setting a predetermined flow rate, it is possible to confirm processes such as stirring, diffusion, mixing, or reaction of materials by each reactor in the apparatus, and confirmation and collection of products.
この装置において、液体状の材料を使用する場合には縦位置で、つまり反応器の積層方向を垂直にし、材料の投入口を底部とすることが推奨され、これによって、流路中の材料から反応などによって気体が生成し気泡ができても、その気泡が質量の差によって自然と上方に移動、或いは材料の流れに沿ってスムースに移動し、反応器の外部に排出され気泡の滞留による材料の反応を阻害することも少なくなる。 In this apparatus, when using a liquid material, it is recommended that it is in a vertical position, that is, the stacking direction of the reactor is vertical, and the material inlet is at the bottom, so that the material in the flow path is removed. Even if gas is generated by reaction or the like and bubbles are formed, the bubbles naturally move upward due to the difference in mass, or move smoothly along the flow of the material, and are discharged out of the reactor, and the bubbles are retained. Inhibition of this reaction is also reduced.
また、前記の圧力印加手段として、使用される角溝ネジ13は、台形ネジでも代用でき一般的なネジによる回転ー直進運動の変換を利用しているので、この方法では、ネジの回転量によって、送りピッチによる弾性部材2の変形量が直読でき、弾性部材2のバネ定数と合わせて反応器に加えた圧力が確認でき、また、頭部を柄のついたラチェット付きトルクレンチ15などで回転駆動することで、柄の回転角度によってさらに微妙な値の設定も可能となる。
Further, as the pressure application means, the square groove screw 13 used can be replaced with a trapezoidal screw, and uses a general rotation-to-straight motion conversion by the screw. In this method, depending on the amount of rotation of the screw, The amount of deformation of the
図2に示すようにそれぞれ中間に挿入される反応器の接続は、それぞれの反応器の接続面に少なくとも中心部に材料の受け渡しを行う流路16が形成され、外周近傍には加熱或いは冷却の媒体を循環させる流路(或いはこの図のような空間であっても良い)、及び媒体の入り出の接続口17が形成され、一方の端面には中心軸に同心に嵌号凸部18、他の端面には嵌号凹部19を形成し、また中心部の流路16の周囲を所定の圧力下において機密性を持つ構造とし、一方の端面には中心軸に同心に嵌号凸部18、他の端面には嵌合凹部19を形成し、また中心部の流路16の周囲を所定の圧力下において機密性を持つ構造とし、始端や終端、或いは必要に応じて中間に間挿される反応器には、材料を注入或いは排出する流路16、及び材料の入り出の接続口を形成する。 As shown in FIG. 2, the reactors inserted in the middle are connected to each reactor by forming a flow passage 16 for transferring materials at least in the center on the connection surface of each reactor, and heating or cooling is provided in the vicinity of the outer periphery. A flow path for circulating the medium (or a space as shown in this figure) and a connection port 17 for entering and exiting the medium are formed, and one end face has a fitting protrusion 18 concentrically with the central axis, The other end face is formed with a fitting recess 19, and the periphery of the flow path 16 at the center is structured to have confidentiality under a predetermined pressure, and the fitting protrusion 18 concentrically with the central axis on one end face. A fitting recess 19 is formed on the other end face, and the periphery of the flow path 16 at the center is structured to have confidentiality under a predetermined pressure, and is inserted at the start end, end, or intermediate as required. In the reactor, a flow path 16 for injecting or discharging the material, and the material flow Ri out of forming a connection port.
こうすることで、中心部に材料の受け渡しを行う流路16が形成されているので、それぞれの反応器の向きに特別な注意を払わずに組み上げが可能であり、かつ外周近傍には加熱或いは冷却の媒体を循環させる流路(空間)、及び媒体の入り出の接続口17が形成されているので、反応の促進や、或いは抑制等、プロセスの制御に必要か環境条件の設定についても大きな自由度があり、かつ中心軸に同心に嵌号凸部18と嵌号凹部19を形成しているので、相互の反応器の簡便な組み付けが可能である。装置を組み上げた上で、材料を注入或いは排出する流路、及び材料の入り出の接続口にそれぞれを必要な配管を施し、さらに各反応器に必要とされる環境条件を設定するために、冷却するための「冷媒」や加熱するための「熱媒」の循環させ、所定温度における温度の安定性が確認されることにより使用が可能となる。 In this way, since the flow path 16 for transferring the material is formed in the center, the assembly can be performed without paying special attention to the direction of each reactor, and heating or Since the flow path (space) for circulating the cooling medium and the connection port 17 for entering and exiting the medium are formed, the setting of environmental conditions necessary for process control such as reaction promotion or suppression is also large. Since the fitting convex portion 18 and the fitting concave portion 19 are formed concentrically on the central axis, a simple assembly of the mutual reactors is possible. In order to set up the environmental conditions required for each reactor, after assembling the equipment, apply the necessary piping to the flow path for injecting or discharging the material and the connection port of the material in and out, respectively. Circulation of a “refrigerant” for cooling or a “heating medium” for heating allows confirmation of temperature stability at a predetermined temperature.
積層された反応器の気密性を確保する弾性部材2の変形量の確認には、変形量の表示手段として図3に示すような標線付のインジケータ20をつけることにより可能となる。組み付けられた反応器の数及び弾性部材2のバネ定数にあった表線を準備することでより精度の高い確認も可能である。また、固定側或いは可動側に固着したりすることで視認性を高めたり、或いは組み込まれた弾性部材のバネ定数によって固定の変形量の設定ですむものを用いた場合、標線の無いインジケータでも、インジケータの長さを沈み込む量に合わせることにより、単純にインジケータの天面とガイドプレートの表面が面一になることを確認するだけで済む。或いは、常に積層した反応器の総長さが一定の反応器の組合せによる装置であれば、図4のように支柱3の見やすいところに標線を刻印することで、装置が設定圧力に設定されたことを簡潔に直接的に確認することが可能となる。この場合、弾性部材2も既知の物が使用可能であれば、標線の脇に荷重の値を表示して、印加する圧力を直読することも可能となる。
Confirmation of the deformation amount of the
前記の反応器において、中心部の流路16の周囲を所定の圧力下において気密性を確保するためには、対向する面で僅かな凹部を形成するなどして、その凹部による間隙の寸法に合わせた耐薬品性、耐熱性の優れた薄いフッ素樹脂等によるフィルム或いは板を挿入したり、或いは、図2に示すように最適な耐薬品性、或いは必用に応じて耐熱性を持ったOリング21を組み込むために中心軸に同軸に溝を形成して、その溝に選択されたOリング21を挿入することによって、組み付けに際して細心の注意を払うことも必要なく漏液の無い、気密性の高いことを要求される流体を用いる装置としての使用が可能となる。
フィルム状、或いは板状の樹脂材料で気密性を確保する際は、対向するそれぞれの接続部表面を、意識的に機械加工時に工具による加工痕を残す(表面を粗くする)ことなども推奨される。
In the reactor described above, in order to ensure airtightness around the flow path 16 in the central part under a predetermined pressure, a slight recess is formed on the opposing surface, and the size of the gap due to the recess is reduced. Insert a film or plate made of thin fluororesin etc. with excellent chemical resistance and heat resistance, or optimal chemical resistance as shown in Fig. 2, or O-ring with heat resistance if necessary In order to incorporate 21, a groove is formed coaxially with the central axis, and a selected O-ring 21 is inserted into the groove. It can be used as a device using a fluid that is required to be high.
When securing airtightness with a film or plate-shaped resin material, it is also recommended that the surface of each facing connection part be consciously left with a tool mark (roughening the surface) during machining. The
図5のように押圧板であるガイドプレート10の、圧力印加手段である角溝ネジ13による圧力の受け部を低摩擦の表面とすることで、前記に挙げたラチェット付きトルクレンチ15の操作力を低減することができ、装置組立て時における弾性部材2の圧縮変形量によってもたらされる押圧力の設定が容易となる。ここで、低摩擦の表面を実現する方法として、フッ素樹脂等の板材の貼り付けや、フッ素系樹脂材料の特性を活かした表面コーティングをすることが推奨できる。
As shown in FIG. 5, the pressure receiving portion of the guide plate 10 which is a pressing plate by the square groove screw 13 which is a pressure applying means is a low friction surface, so that the operating force of the
さらに、この操作について、より小さなトルクで圧力設定を可能とする方法として、図6に示すようなスラストベアリングを用いることも推奨できる。
また、この図5および、図3に示したように、反応器の終端に流体の取り出しのための特別な終端接続部品22を準備して、その端面に圧力印加手段からの押圧力の受け部を形成し、上記の低摩擦な条件を実現することも推奨される。この場合には図5に示すように終端に接続された終端接続部品22の上部を、ガイドプレート10を貫通して組み付けることになり、ガイドプレートに要求される部材の剛性は低いものでよく、板状の部材で、支柱3への組み付けに別体のカラーを備えることで、反応器および終端接続部品とガイドプレートの組み付け、ガイドプレート10に設けた貫通孔に挿入するだけで済むといったようにさらに組み付けがスムースになる。
Further, for this operation, it is also recommended to use a thrust bearing as shown in FIG. 6 as a method for enabling pressure setting with a smaller torque.
Further, as shown in FIG. 5 and FIG. 3, a special terminal connecting part 22 for taking out the fluid is prepared at the terminal of the reactor, and a receiving part for the pressing force from the pressure applying means is provided on the end surface. It is also recommended to realize the above-mentioned low friction condition. In this case, as shown in FIG. 5, the upper end of the terminal connection component 22 connected to the terminal end is assembled through the guide plate 10, and the rigidity of the member required for the guide plate may be low. With a plate-like member and a separate collar for assembling to the
図7では、より確実、簡便な押圧力の印加手段として、ガイドプレート10と締め付けバー12をシリンダー23を介して接続することを例示している。その上でシリンダー23に流体を供給し、必用な流体圧を掛けて、反応器の接続に必要な圧力を印加すれば、これによって、簡便に押圧力を反応器に、安定な所期の圧力を付加することが可能となる
図8では、反応器の一部を外周方向にし、支柱3に沿った形状或いは、挟み込む形状とすることを例示している。これは、組立てた反応器は、コアキシャルなものであっても、配管などを含めた完成させた装置すべての環境は一定の方向性が必要であり、こうした場合、図示したように反応器の一部を突出させた、或いは別体の係止部材を反応器に固着して、その先端を、少なくとも1つの前記支柱3に係合する形状および構造にすることにより、組立て中に組み込まれた反応器の姿勢を規制でき、装置周辺の配管作業など周辺整備の作業に無意味な混乱を生じることを防止できる。加えて、加熱、冷却の熱冷媒を使用する際には、その配管の取り回しも重要となり、反応器の姿勢を規制して組立て可能となることはこれらの廃刊作業の作業性の向上という大きなメリットが生まれる。
In FIG. 7, the guide plate 10 and the fastening bar 12 are connected via the cylinder 23 as a more reliable and simple means for applying the pressing force. Then, if a fluid is supplied to the cylinder 23, a necessary fluid pressure is applied, and a pressure necessary for connecting the reactor is applied, a pressing force can be easily applied to the reactor to achieve a stable desired pressure. In FIG. 8 in which it is possible to add, a part of the reactor is in the outer peripheral direction, and the shape along the
図9には反応器の方向規制について例示している。この例では、反応器の両端に、中心軸に対し、全周を等間隔に分割する位置に切り欠きを形成したフランジ部を設けることにより、支柱3に平行な小径の軸、或いは、図示はしないが弾性を有する線状のバネ材でフォーミングしたクリップによって、それぞれの反応器を一定の方向性を持って組立てることが簡潔に実現できる。
FIG. 9 illustrates the direction control of the reactor. In this example, by providing flange portions with notches formed at both ends of the reactor at positions where the entire circumference is equally spaced with respect to the central axis, a small diameter shaft parallel to the
以上のように、開示された内容によって、種々の機能別の複数のユニットを容易に積み上げ、所期の反応過程の確認、或いは反応生成物の作成が可能な、非常に取り扱いの容易で、応用範囲の広いマイクロ化学プラントを提供し、研究開発等において、或いは実際の製造プロセスにおいても、反応における環境条件などの設定や、投入材料の変更などを、手際よく、効率よく実現でき、短時間で効率的に所期のプロセスの実施による生成物の生産、或いは実験、試験を実現できるマイクロ化学プラントとして利用することが可能である。 As described above, according to the disclosed contents, a plurality of units according to various functions can be easily stacked, a desired reaction process can be confirmed, or a reaction product can be created. Providing a wide range of micro chemical plants, enabling quick and efficient implementation of settings such as environmental conditions in reaction and change of input materials in research and development, or in actual manufacturing processes, in a short time It can be used as a microchemical plant that can efficiently produce a product by performing a desired process, or can perform an experiment and a test.
1 ベース
2 弾性部材
3 支柱
4 テーブル
5 リアクター1
6 ミキサー1
7 合流管
10 ガイドプレート
12 締め付けバー
13 角溝ネジ
15 ラチェット付きトルクレンチ
16 流路
18 嵌号凸部
19 嵌合凹部
20 インジケータ
21 Oリング
22 終端接続部品
23 シリンダー
1
6 Mixer 1
7 Junction pipe 10 Guide plate 12 Clamping bar 13
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