JP2010029820A - 化学反応装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低コストかつ省スペースで安定した任意の特性を有する流体分岐が行われる化学反応装置を実現すること。
【解決手段】流体に化学反応を生じさせる複数の化学反応部が形成されたリアクタ板と、前記流体を前記各化学反応部に分岐して注入するように複数の微細穴が形成され前記リアクタ板上に積層される流体分岐板と、前記複数の微細穴を共通に連結して前記流体を前記複数の微細穴に拡散させる拡散流路として機能する切り抜き溝が形成され前記流体分岐板上に積層される拡散板、を含むことを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体の化学反応を行わせる微小流路を有する化学反応装置に関し、詳しくは流体の分岐構造に関する。

従来から、化学反応や生化学反応などの分野では、微量の化学合成、分解反応、ＤＮＡ分析などを行うために、触媒スクリ−ング装置、化学合成装置などの微小流路を有するマイクロリアクタを利用した化学反応装置が用いられている。また、複数のマイクロリアクタを並列に接続して並列運転できるようにした化学反応装置も用いられている。

このような化学反応装置を利用して化学反応を行わせるのにあたり、たとえば分析中に各微小流路に流れる流体の単位時間当たりの体積流量が変化すると、化学反応に影響を与えて分析結果に偏差（ばらつき）を与えてしまうことがある。これを防ぐため、化学反応条件に合わせて微小流路を流れる流体の流量を制御することが求められており、また複数のマイクロリアクタを並列に接続した構成の化学反応装置では、各微小流路を流れる流体の流量を等しく制御することも求められている。

マイクロリアクタを利用した化学反応装置に関連する先行技術文献としては、次のようなものがある。特許文献１、２には従来の化学反応装置における流体制御に関する技術が記載されている。

特開２００６−２６３５４６号公報 特開２００６−２７２２３０号公報

図８は従来の化学反応装置の一例を示す構成図である。図８において、送液部１はポンプやマスフローコントローラなどから構成され、所定の流量の流体を供給する。圧力計２は、送液部１から供給される流体の配管内の圧力を測定する。流体の流路は、圧力計２の下流で複数のチャンネル＃１〜＃ｎに分岐される。

各チャンネル＃１〜＃ｎは、たとえば長さと内径が同一のキャピラリーチューブよりなる固定抵抗部３１〜３ｎ、固定抵抗部３１〜３ｎを介して流入される流体に化学反応を行わせる微小流路を有するマイクロリアクタ４１〜４ｎ、マイクロリアクタ４１〜４ｎの各微小流路内に塗布、充填または固着された触媒５１〜５ｎ、マイクロリアクタ４１〜４ｎから流出する各流体が流れる配管内の圧力を測定する圧力計６１〜６ｎから構成されている。

すなわち、チャンネル＃１は固定抵抗部３１とマイクロリアクタ４１と触媒５１と圧力計６１で構成され、チャンネル＃２は固定抵抗部３２とマイクロリアクタ４２と触媒５２と圧力計６２で構成され、チャンネル＃３は固定抵抗部３３とマイクロリアクタ４３と触媒５３と圧力計６３で構成され、チャンネル＃ｎは固定抵抗部３ｎとマイクロリアクタ４ｎと触媒５ｎと圧力計６ｎで構成されている。

なお、各チャンネル＃１〜＃ｎのマイクロリアクタ４１〜４ｎの微小流路は同一形状・同一特性であるが、各微小流路に塗布または充填される触媒５１〜５ｎの種類・量は同一であっても異なってもよい。

ここで、各チャンネル＃１〜＃ｎを流れる流体の流量は、圧力Ｐ１、出口圧力Ｐ２、チャンネルの抵抗値（配管抵抗）に基づいて決定されるが、各マイクロリアクタ４１〜４ｎの微小流路や配管などの各個体の寸法誤差などにより各チャンネル＃１〜＃ｎの抵抗値にばらつきがあり、流体の流量にばらつきを生じることがある。このような流体の流量のばらつきは、化学反応に影響を与えて分析結果に偏差を与えてしまうことがあり、好ましくない。

図８に示す従来の化学反応装置によれば、比較的簡単にキャピタリーチューブの長さや内径を調整して固定抵抗部３１〜３ｎの抵抗値をマイクロリアクタやその他配管の抵抗値よりも十分に大きくすることができ、固定抵抗部３１〜３ｎの抵抗値の偏差をマイクロリアクタ４１〜４ｎの抵抗値の偏差に比べて小さくしてチャンネル全体の抵抗値の偏差を小さくできる。これにより、各マイクロリアクタに流れる流体流量の偏差を改善でき、分析結果の均一性を高めることができる。

しかしながら、従来の化学反応装置では、流体の流路を複数のチャンネル＃１〜＃ｎに分岐するのにあたり、多数のキャピラリーチューブを用いているので継手などの部品も必要になり、組立加工作業工数を含めてコストがかかるとともに、比較的大きなスペースを占めてしまうという問題点もあった。

本発明はこれらの問題点を解決するものであり、その目的は、比較的低コストかつ省スペースで安定した任意の特性を有する流体分岐が行われる化学反応装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
流体に化学反応を生じさせる複数の化学反応部が形成されたリアクタ板と、
前記流体を前記各化学反応部に分岐して注入するように複数の微細穴が形成され前記リアクタ板上に積層される流体分岐板と、
前記複数の微細穴を共通に連結して前記流体を前記複数の微細穴に拡散させる拡散流路として機能する切り抜き溝が形成され前記流体分岐板上に積層される拡散板、
を含むことを特徴とする化学反応装置である。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の化学反応装置において
前記複数の微細穴の穴径は、等しく形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項２記載の化学反応装置において、
前記複数の微細穴の穴径は、異なる大きさに形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記複数の化学反応部には、化学反応用の触媒が設けられていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記流体分岐板および拡散板には、前記各化学反応部で化学反応が生じた流体を外部に取り出すための複数の流体流出穴が形成されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の化学反応装置において、
前記複数の微細穴の穴径は、前記拡散流路の幅よりも小さく形成され、前記各化学反応部の抵抗値よりも十分に大きい抵抗値を有することを特徴とする。

本発明に係る化学反応装置によれば、比較的低コストで小型化が図れ、省スペースで安定した任意の特性を有する流体分岐が実現できる。

図１は本発明に係る化学反応装置の一実施例を示す構成斜視図である。本発明に係る化学反応装置は、リアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散板４００とリアクタカバー５００を位置決めしながら順次重ね合わせて積層固定することにより構成される。リアクタカバー５００には、流体流入パイプ６０１および流体流出パイプ６０２〜６１７が接続されている。

図２は、図１のリアクタ板１００の上面図である。リアクタ板１００は、たとえば金属で４隅が切除された矩形状であって板状に形成されている。リアクタ板１００の平面には、長手方向に沿って等間隔に配列された長円形状の８個のチャンネル溝１０１〜１０８よりなる第１のチャンネル溝列Ａと、この第１のチャンネル溝列Ａと一定の間隔を保って平行に配列された長円形状の８個のチャンネル溝１０９〜１１６よりなる第２のチャンネル溝列Ｂが設けられている。なお、これらチャンネル溝１０１〜１１６には、必要に応じて化学反応用の触媒が充填される。

第１のチャンネル溝列Ａの下側にはチャンネル溝列Ａと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴１１７〜１２０が設けられ、第２のチャンネル溝列Ｂの上側にはチャンネル溝列Ｂと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴１２１〜１２４が設けられている。

図３は、図１のガスケット板２００の上面図である。ガスケット板２００は、たとえばグラファイト、ゴム、金属で４隅が切除された矩形状に形成されていて、位置決めをしながらリアクタ板１００に重ね合わせて積層固定することにより、チャンネル溝１０１〜１１６からの流体の漏れやチャンネル溝１０１〜１１６への外部からの異物の侵入を防止する。

ガスケット板２００の平面には、長手方向に沿って等間隔に配列された８個の貫通穴２０１〜２０８よりなる第１の流体流入穴列Ｃと、第１の流体流入穴列Ｃと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴２０９〜２１６よりなる第１の流体流出穴列Ｄと、第１の流体流出穴列Ｄと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴２１７〜２２４よりなる第２の流体流入穴列Ｅと、第２の流体流入穴列Ｅと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴２２５〜２３２よりなる第２の流体流出穴列Ｆが設けられている。

第１の流体流入穴列Ｃの下側には第１の流体流入穴列Ｃと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴２３３〜２３６がリアクタ板１００の取付穴１１７〜１２０と一致するように設けられ、第２の流体流出穴列Ｆの上側には第２の流体流出穴列Ｆと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴２３７〜２４０がリアクタ板１００の取付穴１２１〜１２４と一致するように設けられている。

これら流体流入穴列Ｃ，Ｅおよび流体流出穴列Ｄ，Ｆは、リアクタ板１００の第１のチャンネル溝列Ａと第２のチャンネル溝列Ｂに対して、リアクタ板１００の取付穴１１７〜１２０，１２１〜１２４とガスケット板２００の取付穴２３３〜２３６，２３７〜２４０が一致するようにリアクタ板１００にガスケット板２００を重ね合わせたとき、各チャンネル溝１０１〜１１６内の下部近傍には流体流入穴として機能する貫通穴２０１〜２０８，２１７〜２２４がそれぞれ開口し上部近傍には流体流出穴として機能する貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２がそれぞれ開口する位置関係になるように形成されている。

また、リアクタ板１００にガスケット板２００が積み重ねることにより、リアクタ板１００のチャンネル溝１０１〜１１６の開口部分がガスケット基板２００で覆われて、流体に化学反応を生じさせる複数の化学反応部が構成されることになる。

図４は、図１の流体分岐板３００の上面図である。流体分岐板３００は、たとえば金属で４隅が切除された矩形状に形成されている。流体分岐板３００の平面には、長手方向に沿って等間隔に配列された８個の微細な貫通穴３０１〜３０８よりなる第１の微細穴列Ｇと、第１の微細穴列Ｇと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴３０９〜３１６よりなる第１の流体流出穴列Ｈと、第１の流体流出穴列Ｈと一定の間隔を保って平行に配列された８個の微細な貫通穴３１７〜３２４よりなる第２の微細穴列Ｉと、第２の微細穴列Ｉと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴３２５〜３３２よりなる第２の流体流出穴列Ｊが設けられている。

第１の微細穴列Ｇの下側には第１の微細穴列Ｇと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴３３３〜３３６がリアクタ板１００の取付穴１１７〜１２０およびガスケット板２００の取付穴２３３〜２３６と一致するように設けられ、第２の流体流出穴列Ｊの上側には第２の流体流出穴列Ｊと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴３３７〜３４０がリアクタ板１００の取付穴１２１〜１２４およびガスケット板２００の取付穴２３７〜２４０と一致するように設けられている。

これら微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４および流体流出穴列Ｈ，Ｊの各貫通穴３０９〜３１６，３２５〜３３２は、互いの取付穴が一致するようにしてリアクタ板１００に重ね合わされたガスケット板２００に設けられている流体流入穴列Ｃ，Ｅの貫通穴２０１〜２０８，２１７〜２２４および流体流出穴列Ｄ，Ｆの貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２と連通するように設けられている。

なお、微細穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径はそれぞれ等しいものであってもよいし、異なる流量をそれぞれに対応するチャンネル溝１０１〜１１６に流す目的のために意図的に異ならせたものであってもよい。

図５は、図１の拡散板４００の上面図である。拡散板４００はガスケットとしての機能を有しており、以下、拡散用ガスケット板という。拡散用ガスケット板４００も前述のガスケット板２００と同様にたとえばグラファイト、ゴム、金属など形成され、４隅が切除された矩形状に形成されていて、位置決めをしながら流体分岐板３００に重ね合わせて積層固定することにより、積層固定体からの流体の漏れや積層固定体内部への外部からの異物の侵入を防止する。

拡散用ガスケット板４００の平面には、長手方向に沿って等間隔に配列された８個の貫通穴４０１〜４０８よりなる第１の流体流出穴列Ｋと、第１の流体流出穴列Ｋと一定の間隔を保って平行に配列された８個の貫通穴４０９〜４１６よりなる第２の流体流出穴列Ｌと、第１の流体流出穴列Ｋを一端から囲むようにコ字形に形成された切り抜き溝４１７が設けられている。

切り抜き溝４１７の下側には切り抜き溝４１７の下辺と平行に位置決め穴を兼ねた取付穴４１８〜４２１がリアクタ板１００の取付穴１１７〜１２０、ガスケット板２００の取付穴２３３〜２３６および流体分岐板３００の取付穴３３３〜３３６と一致するように設けられ、第２の流体流出穴列Ｌの上側には第２の流体流出穴列Ｌと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴４２２〜４２５がリアクタ板１００の取付穴１２１〜１２４、ガスケット板２００の取付穴２３７〜２４０および流体分岐板３００の取付穴３３７〜３４０と一致するように設けられている。

これら第１の流体流出穴列Ｋの各貫通穴４０１〜４０８および第２の流体流出穴列Ｌの貫通穴４０９〜４１６は、互いの取付穴が一致するようにしてガスケット板２００に重ね合わされた流体分岐板３００に設けられている流体流出穴列Ｈの各貫通穴３０９〜３１６および流体流出穴列Ｊの各貫通穴３２５〜３３２と連通するように設けられている。

そして、切り抜き溝４１７は、流体分岐板３００に設けられている微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４を共通に連結するように設けられていて、拡散流路として機能する。

図６は、図１のリアクタカバー５００の上面図である。リアクタカバー５００はたとえば金属で矩形に形成されている。

リアクタカバー５００の平面には、流体流入パイプ６０１と、長手方向に沿って等間隔に配列された８個の流体流出パイプ６０２〜６０９よりなる第１の流出パイプ列Ｍおよび第１の流出パイプ列Ｍと一定の間隔を保って平行に配列された８個の流体流出パイプ６１０〜６１７よりなる第２の流出パイプ列Ｎが設けられている。

流体流入パイプ６０１の下側には第１の流出パイプ列Ｍと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴５１８〜５２１がリアクタ板１００の取付穴１１７〜１２０、ガスケット板２００の取付穴２３３〜２３６、流体分岐板３００の取付穴３３３〜３３６および拡散用ガスケット板４００の取付穴４１８〜４２１と一致するように設けられ、第２の流出パイプ列Ｎの上側には第２の流出パイプ列Ｎと平行に位置決め穴を兼ねた取付穴５２２〜５２５がリアクタ板１００の取付穴１２１〜１２４、ガスケット板２００の取付穴２３７〜２４０、流体分岐板３００の取付穴３３７〜３４０および拡散用ガスケット板４００の取付穴４２２〜４２５と一致するように設けられている。

流体流入パイプ６０１は、互いの取付穴が一致するようにして流体分岐板３００に重ね合わされたガスケット板４００に設けられている切り抜き溝４１７と連通するように設けられている。流体流出穴列Ｈの各貫通穴３０９〜３１６および流体流出穴列Ｊの各貫通穴３２５〜３３２と連通するように設けられている。第１の流出パイプ列Ｍの流出パイプ６０１〜６０８および第２の流出パイプ列Ｎの流出パイプ６０９〜６１６は、拡散用ガスケット板４００に設けられている第１の流体流出穴列Ｋの貫通穴４０１〜４０８および第２の流体流出穴列Ｌの貫通穴４０９〜４１６と連通するように設けられている。

本発明に係る化学反応装置の組み立てについて説明する。前述のように、リアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散用ガスケット板４００とリアクタカバー５００のそれぞれに設けられている取付穴が一致するように位置決めしながら順次重ね合わせて積層し、たとえばボルト・ナットで固定することにより構成される。このときリアクタカバー５００は、リアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散用ガスケット板４００とを覆うように拡散用ガスケット板４００上に積み重ねられる。

なお、図１において、流体流入パイプ６０１の他端にはポンプ、マスフローコントローラなどから構成され流体を供給する図示しない送液部が接続され、また流体流出パイプ６０１〜６１７の他端には流体にかかる圧力を所定の状態にコントロールしたり、圧力を減じたりするための圧力制御弁などが接続される。

次に本発明に係る化学反応装置の動作例を説明する。図示しない送液部から送出されたＮ_２ガスや液体ガスなどの流体は、流体流入パイプ６０１→拡散用ガスケット板４００の切り抜き溝４１７（拡散流路）→流体分岐板３００の微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の経路で１６個に分岐され、さらに、ガスケット板２００の流体流入穴列Ｃ，Ｅの貫通穴２０１〜２０８，２１７〜２２４→リアクタ板１００のチャンネル溝列Ａ，Ｂのチャンネル溝１０１〜１１６の経路で各チャンネル溝１０１〜１１６に流入する。

ここで、微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径は、他の貫通穴の穴径や切り抜き溝４１７（拡散流路）の幅よりも小さいため、本発明の化学反応装置を構成するその他の配管部分・構成部分よりも大きな抵抗が発生する。すなわち、微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径を小さくし抵抗値を各流路やその他配管の抵抗値よりも十分に大きいものとすることにより、チャンネル全体の抵抗値の偏差を少なくできる。

そして、流体は、各チャンネル溝１０１〜１１６に充填（または塗布）された化学反応用の触媒などにより、各チャンネル溝１０１〜１１６内で化学反応する。

さらに、各チャンネル溝１０１〜１１６内で化学反応した流体は、ガスケット板２００の流体流出穴列Ｄ，Ｆの各貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２→流体分岐板３００の流体流出穴列Ｈ，Ｊの各貫通穴３０９〜３１６，３１７〜３２４→拡散用ガスケット板４００の流体流出穴列Ｋ，Ｌの各貫通穴４０１〜４０８，４０９〜４１６→リアクタカバー５００の流出パイプ列Ｍ，Ｎの流出パイプ６０２〜６０９，６１０〜６１７の経路を経て流体流出パイプ６０２〜６１７から外部に流出する。

このように本発明に係る化学反応装置は、流体流出穴列Ｈ，Ｊの各貫通穴３０９〜３１６，３１７〜３２４、流体流出穴列Ｄ，Ｆの各貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２、チャンネル溝１０１〜１１６が連通するように、リアクタ板１００、ガスケット板２００、流体分岐板３００、拡散用ガスケット板４００、リアクタカバー５００を順次積み重ねて固定することにより、簡易および低コストで流体分岐を可能とする化学反応装置の作製ができ、省スペースで流体分岐ができる。

また、従来からの問題である各チャンネルの抵抗値にばらつきがあり、流体の流量にばらつきが生じて化学反応に影響を与えてしまうことに対しては、本発明に係る化学反応装置は、流体分岐板３００の微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径を小さくして抵抗値をマイクロリアクタやその他配管の抵抗値よりも十分に大きいものとすることにより、チャンネル全体の抵抗値の偏差を少なくできる。これにより、各チャンネルに流れる流体流量の偏差を改善でき、分析結果の均一性を高めることができる。

また、本発明に係る化学反応装置によれば、流体分岐板３００の複数の微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４により流体を分岐させることにより、各チャンネル溝１０１〜１１６で反応を並列的に同時に進行させることができる。

また、各チャンネル溝１０１〜１１６に触媒を充填することにより、触媒スクリーニング装置として、反応を並列的に同時に進行させることができる。

なお、微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径はそれぞれ等しいものであってもよいし、異なる流量を各チャンネル溝１０１〜１１６に流す目的のためにそれぞれ意図的に異ならせてもよい。分岐チップの穴径を等しくする場合には、流体の流量を等流量に分岐することができる。

図７は、微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径が等しい場合の流体流出パイプ６０２〜６１７における測定流量の一例である。図２では、微細穴列Ｇ，Ｉの各貫通穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の直径は３０μｍで全て等しく形成した場合の測定流量を示している。この場合、流体分岐チップの厚さを０．２mmとし、流体流入パイプ６０１より９６ml/minでＮ_２（窒素分子）を流通させると、図２のように各流体流出パイプ６０２〜６１７からは６ml/min（±２%）で等分岐されていることが確認できる。このように、分岐チップの穴径を等しくする場合には、流体の流量を等流量に分岐することができる。

なお上述の実施例では、図１にてリアクタカバー５００は板状に形成されているものとして説明したが、リアクタカバー５００は積層されたリアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散用ガスケット板４００を収納できるようにケース状に形成されたものであってもよい。いいかえればリアクタカバー５００は、リアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散用ガスケット板４００を収納可能な収容部が設けられるものでもよい。また、この収容部の４隅にはアール部が形成されるものでもよい。

この場合、化学反応装置の組み立ては、リアクタ板１００とガスケット板２００と流体分岐板３００と拡散用ガスケット板４００とリアクタカバー５００の積層固定の際には、たとえばリアクタカバー５００の収容部の開口部分を上に向け、収容部に拡散用ガスケット板４００と流体分岐板３００とガスケット板２００とリアクタ板１００とを順次重ね合わせてボルト・ナットで固定することにより構成される。

このように、リアクタカバー５００に収容部が設けられていると、拡散用ガスケット板４００と流体分岐板３００とガスケット板２００とリアクタ板１００を順次収容部に入れ込むだけでよいため、取付穴が一致するように位置決めしながら各基板を積み重ねる必要がなく、簡易および低コストで流体分岐を可能とする化学反応装置の作製ができる。

また、収容部の４隅にアール部が形成されることにより、リアクタカバー５００の強度が増し、リアクタ板１００、ガスケット板２００、流体分岐板３００、拡散用ガスケット板４００の収容時に円滑に収容部に誘導することができる。

また本発明に係る化学反応装置は、流体流出穴列Ｈ，Ｊの各貫通穴３０９〜３１６，３１７〜３２４、流体流出穴列Ｄ，Ｆの各貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２、チャンネル溝１０１〜１１６が連通するように、リアクタ板１００、ガスケット板２００、流体分岐板３００、拡散用ガスケット板４００、リアクタカバー５００が順次積み重ねられてたとえばボルト・ナットで固定できるものであれば、リアクタカバー５００の形状は平面板状のものでもどのような形状であっても構わない。

また上述の実施例では、リアクタ板１００、ガスケット板２００、流体分岐板３００、拡散用ガスケット板４００は、４隅が切除された矩形状に形成されていると説明したが、特にこれに限定するものではなく、流体流出穴列Ｈ，Ｊの各貫通穴３０９〜３１６，３１７〜３２４、流体流出穴列Ｄ，Ｆの各貫通穴２０９〜２１６，２２５〜２３２、チャンネル溝１０１〜１１６が連通するように、リアクタ板１００、ガスケット板２００、流体分岐板３００、拡散用ガスケット板４００、リアクタカバー５００が順次積み重ねられて固定できるものであればどのような形状であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る化学反応装置は、従来のようなキャピラリーチューブや継手などの部品が不要になるとともに、量産加工可能な基板類を順次重ね合わせて積層固定することから比較的低コストで小型化が図れ、省スペースで安定した任意の特性を有する流体分岐が実現でき、化学や生化学における化学合成、分解反応の分析やＤＮＡ分析などの微量分析への貢献が期待できる。

図１は本発明に係る化学反応装置の一実施例を示す構成斜視図である。 図１のリアクタ板１００の上面図である。 図１のガスケット板２００の上面図である。 図１の流体分岐板３００の上面図である。 図１のガスケット板４００の上面図である。 図１のリアクタカバー５００の上面図である。 微細穴３０１〜３０８，３１７〜３２４の穴径が等しい場合の流体流出パイプ６０２〜６１７における測定流量の一例である。 従来の化学反応装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

１００ リアクタ板
１０１〜１１６ チャンネル溝
１１７〜１２４ 取付穴
２００ ガスケット板
２０１〜２０８，２１７〜２２４ 流体流入穴
２０９〜２１６，２２５〜２３２ 流体流出穴
２３３〜２４０ 取付穴
３００ 流体分岐板
３０１〜３０８，３１７〜３２４ 微細穴
３０９〜３１６，３２５〜３３２ 流体流出穴
３３３〜３４０ 取付穴
４００ ガスケット板（拡散用）
４０１〜４１６ 流体流出穴
４１７ 切り抜き溝
４１８〜４２５ 取付穴
５００ リアクタカバー
５１８〜５２５ 取付穴
６０１ 流体流入パイプ
６０２〜６１７ 流体流出パイプ

Claims (6)

1. 流体に化学反応を生じさせる複数の化学反応部が形成されたリアクタ板と、
   前記流体を前記各化学反応部に分岐して注入するように複数の微細穴が形成され前記リアクタ板上に積層される流体分岐板と、
   前記複数の微細穴を共通に連結して前記流体を前記複数の微細穴に拡散させる拡散流路として機能する切り抜き溝が形成され前記流体分岐板上に積層される拡散板、
   を含むことを特徴とする化学反応装置。
2. 前記複数の微細穴の穴径は、等しく形成されていることを特徴とする請求項１記載の化学反応装置。
3. 前記複数の微細穴の穴径は、異なる大きさに形成されていることを特徴とする請求項１記載の化学反応装置。
4. 前記複数の化学反応部には、化学反応用の触媒が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の化学反応装置。
5. 前記流体分岐板および拡散板には、前記各化学反応部で化学反応が生じた流体を外部に取り出すための複数の流体流出穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の化学反応装置。
6. 前記複数の微細穴の穴径は、前記拡散流路の幅よりも小さく形成され、前記各化学反応部の抵抗値よりも十分に大きい抵抗値を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の化学反応装置。

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