JP2013103155A - Fluid structure, separation method, extraction method, and reaction method - Google Patents

Fluid structure, separation method, extraction method, and reaction method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify separation work for separating a desired fluid or a product from a mixed fluid after a mutual interaction of plural types of fluid contained in the mixed fluid is generated.SOLUTION: A flow passage structure includes a flow passage 2 including: a first mixed fluid flow passage 28 in which the mixed fluid consisting of a first fluid and a second fluid mixed with each other; a separation space 30 leading to the downstream side of the first mixed fluid flow passage 28 and having a cross-sectional shape such that the mixed fluid entered from the first mixed fluid flow passage 28 is separated into a light fluid with a small specific gravity and a heavy fluid with a larger specific gravity than that of the light fluid in accordance with the difference in specific gravity; and a heavy flow passage 32 leading to an area where the heavy fluid is collected in the separation space 30, and in which the heavy fluid flows in from the separation space 30; and a light flow passage 34 leading to an area where the light fluid is collected in the separation space 30, and in which the light fluid flows in from the separation space 30.

Description

本発明は、流路構造体、分離方法、抽出方法及び反応方法に関するものである。   The present invention relates to a channel structure, a separation method, an extraction method, and a reaction method.

従来、複数の流体同士を合流させて相互作用を生じさせる手段としての流路構造体が知られている。下記特許文献1には、このような流路構造体からなるマイクロリアクタが示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a flow channel structure is known as a means for causing a plurality of fluids to merge to generate an interaction. Patent Document 1 below shows a microreactor composed of such a channel structure.

特許文献1に示されたマイクロリアクタは、2流体を合流させて流すための流路が形成されたプレートを備えている。このプレートに形成された流路は、2流体のうち一方の流体である第1流体を流すための第1流路と、もう一方の流体である第2流体を流すための第2流路と、これらの両流路を流れる流体が合流した後、その混合流体が流れる混合流体流路とを有している。第1流路と第2流路の上流側の各端部には、各流路に流体を導入するための入口がそれぞれ形成されており、第1流路と第2流路は、それらの入口から下流側へ向かうにつれて徐々に互いに接近するように延びている。そして、第1流路の下流側の端部と第2流路の下流側の端部は、混合流体流路の上流側の端部に繋がっている。混合流体流路の下流側の端部には、当該混合流体流路を通って流れる混合流体を取り出すための出口が形成されている。混合流体流路では、上記混合流体が、微小長さを有する第1流体の複数のスラグと微小長さを有する第2流体の複数のスラグとが流通方向に沿って交互に並ぶスラグ流の状態で下流側へ流れつつ、その混合流体中で第1流体と第2流体との接触界面を介して両流体同士の相互作用が生じる。   The microreactor disclosed in Patent Document 1 includes a plate in which a flow path for flowing two fluids together is formed. The flow path formed in the plate includes a first flow path for flowing a first fluid that is one of the two fluids, and a second flow path for flowing a second fluid that is the other fluid. In addition, after the fluid flowing through these two flow paths merges, the mixed fluid flow path through which the mixed fluid flows is provided. In each upstream end of the first flow path and the second flow path, an inlet for introducing a fluid into each flow path is formed, and the first flow path and the second flow path It extends so that it may mutually approach gradually as it goes downstream from an inlet_port | entrance. The downstream end of the first flow path and the downstream end of the second flow path are connected to the upstream end of the mixed fluid flow path. An outlet for taking out the mixed fluid flowing through the mixed fluid channel is formed at the downstream end of the mixed fluid channel. In the mixed fluid flow path, the mixed fluid is in a slag flow state in which a plurality of slags of the first fluid having a minute length and a plurality of slags of the second fluid having a minute length are alternately arranged in the flow direction In the mixed fluid, the fluids interact with each other through the contact interface between the first fluid and the second fluid.

特開2009−233483号公報JP 2009-233483 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のマイクロリアクタでは、混合流体において第1流体と第2流体との相互作用が生じた後、その混合流体に含まれる第1流体、第2流体及び相互作用によって生じた生成物等が全て混ざり合った状態で混合流体流路の出口から排出されるため、その排出された流体から第1流体と第2流体を分離したり、生成物を分離したりするための分離作業が非常に煩雑になるという問題点がある。   However, in the microreactor described in Patent Literature 1, after the interaction between the first fluid and the second fluid occurs in the mixed fluid, the first and second fluids included in the mixed fluid cause the interaction. Separation for separating the first fluid and the second fluid from the discharged fluid or separating the product because the product is discharged from the outlet of the mixed fluid flow path in a state where all the products are mixed. There is a problem that the work becomes very complicated.

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、混合流体に含まれる複数の流体同士の相互作用が生じた後、その混合流体から所望の流体又は生成物を分離する分離作業を簡略化することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a desired fluid or product from the mixed fluid after the interaction between the plurality of fluids included in the mixed fluid occurs. It is to simplify the separation work to separate.

上記目的を達成するために、この発明による流路構造体は、流体を流通させるための流通路を内部に有する流路構造体であって、前記流通路は、互いに混合された複数種類の流体からなる混合流体が流れる混合流体流路と、前記混合流体流路の下流側に繋がり、前記混合流体流路から流入した前記混合流体が比重の小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重の大きい重質流体とに比重差によって分離するような断面形状を有する分離空間と、前記分離空間のうち前記重質流体が溜まる部分に繋がり、前記分離空間から前記重質流体が流入する重質流路と、前記分離空間のうち前記軽質流体が溜まる部分に繋がり、前記分離空間から前記軽質流体が流入する軽質流路とを有する。   In order to achieve the above object, a flow channel structure according to the present invention is a flow channel structure having a flow passage for circulating a fluid therein, and the flow passages are a plurality of types of fluids mixed with each other. A mixed fluid flow path through which the mixed fluid flows and a downstream of the mixed fluid flow path, and the mixed fluid flowing in from the mixed fluid flow path has a light fluid having a small specific gravity and a weight having a specific gravity greater than that of the light fluid. A separation space having a cross-sectional shape that separates from the separation fluid by a specific gravity difference, and a heavy flow path that is connected to a portion of the separation space where the heavy fluid accumulates and into which the heavy fluid flows from the separation space; And a light passage that is connected to a portion of the separation space where the light fluid is accumulated and into which the light fluid flows from the separation space.

この流路構造体では、混合流体流路の下流側に繋がる分離空間は、混合流体が比重の小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重の大きい重質流体とに比重差によって分離するような断面形状を有し、その分離空間のうち重質流体が溜まる部分に重質流路が繋がり、その分離空間のうち軽質流体が溜まる部分に軽質流路が繋がっているため、例えば、混合流体から分離したい物質が重質流体に含まれる場合には分離空間から重質流路を通じてその物質が含まれる重質流体を分離することができ、混合流体から分離したい物質が軽質流体に含まれる場合には分離空間から軽質流路を通じてその物質が含まれる軽質流体を分離することができる。すなわち、この流路構造体では、混合流体流路を流れる混合流体中でその混合流体に含まれる複数の流体同士の相互作用が生じた後、その混合流体から所望の流体を分離することができる。さらに、この流路構造体では、流路構造体内の分離空間で混合流体が重質流体と軽質流体に分離されるため、その重質流体又は軽質流体が所望の流体である場合には流路構造体から取り出した後の重質流体又は軽質流体について分離作業を行う必要がなく、その重質流体又は軽質流体に所望の生成物が含まれる場合のその重質流体又は軽質流体からの生成物の分離は、流通路を流れる複数種類の流体及び生成物が全て混ざり合った混合流体からの生成物の分離に比べて簡略な分離作業で行える。従って、この流路構造体では、混合流体に含まれる複数の流体同士の相互作用が生じた後、その混合流体から所望の流体又は生成物を分離する分離作業を簡略化することができる。   In this flow channel structure, the separation space connected to the downstream side of the mixed fluid flow channel has a cross section in which the mixed fluid separates into a light fluid having a small specific gravity and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid by a specific gravity difference. Since the heavy flow path is connected to the portion of the separation space where the heavy fluid accumulates, and the light flow passage is connected to the portion of the separation space where the light fluid accumulates, for example, separation from the mixed fluid When the substance to be separated is contained in the heavy fluid, the heavy fluid containing the substance can be separated from the separation space through the heavy flow path, and when the substance to be separated from the mixed fluid is contained in the light fluid. The light fluid containing the substance can be separated from the separation space through the light passage. That is, in this flow channel structure, a desired fluid can be separated from the mixed fluid after interaction between a plurality of fluids included in the mixed fluid occurs in the mixed fluid flowing in the mixed fluid flow channel. . Further, in this flow channel structure, the mixed fluid is separated into the heavy fluid and the light fluid in the separation space in the flow channel structure, so that the flow channel is used when the heavy fluid or the light fluid is a desired fluid. A product from a heavy fluid or a light fluid when the heavy fluid or the light fluid does not need to be separated and the desired product is contained in the heavy fluid or the light fluid. The separation of the product can be performed by a simple separation operation compared to the separation of the product from the mixed fluid in which a plurality of types of fluids and products flowing through the flow path are all mixed. Therefore, in this flow path structure, after a plurality of fluids included in the mixed fluid interact with each other, the separation work for separating the desired fluid or product from the mixed fluid can be simplified.

上記流路構造体において、前記分離空間に流入する前記混合流体の流れ方向に対して直交する方向における前記分離空間の断面は、当該分離空間に流入する前記混合流体についてのフルード数が1よりも小さくなるように設定された相当直径を有することが好ましい。   In the flow channel structure, the cross section of the separation space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing into the separation space has a fluid number of more than 1 for the mixed fluid flowing into the separation space. It is preferable to have an equivalent diameter set to be small.

この構成によれば、分離空間に流入した混合流体に作用する重力の影響をその混合流体の流れ方向への慣性力よりも大きくすることができる。具体的には、分離空間に流入した混合流体についてのフルード数Frは、Fr=U/(D・g)1/2という数式で表される。ここで、Uは、分離空間に流入した混合流体の流速であり、Dは、混合流体の流れ方向に対して直交する方向における分離空間の断面の相当直径であり、gは、重力加速度である。なお、分離空間の断面の相当直径Dとは、任意の形状に形成された分離空間の断面に対して等価な円形断面を想定する場合のその円形断面の直径のことを意味し、その相当直径をD、分離空間の断面積をA、分離空間の断面の周長(分離空間内の濡れ縁の長さ)をuとすると、相当直径D=4A/uという数式で表される。フルード数Frが1よりも小さい場合には、分離空間に流入した流体の流れ方向への慣性力よりも重力の影響の方が支配的であることを意味する。このため、本構成のように分離空間の断面が当該分離空間に流入する混合流体についてのフルード数が1よりも小さくなるように設定された相当直径を有していれば、分離空間に流入した混合流体に作用する重力の影響をその流体の流れ方向への慣性力よりも支配的にすることができ、その結果、分離空間内で混合流体のうちの重質流体を下方へ沈ませて重質流体と軽質流体とを分離することができる。従って、本構成によれば、混合流体流路から流入した混合流体が軽質流体と重質流体とに比重差によって分離するような断面形状を有する分離空間の具体的な構成を得ることができる。 According to this configuration, the influence of gravity acting on the mixed fluid flowing into the separation space can be made larger than the inertial force in the flow direction of the mixed fluid. Specifically, the Froude number Fr for the mixed fluid that has flowed into the separation space is expressed by the following equation: Fr = U / (D · g) 1/2 . Here, U is the flow velocity of the mixed fluid flowing into the separation space, D is the equivalent diameter of the cross section of the separation space in the direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid, and g is the gravitational acceleration. . The equivalent diameter D of the cross section of the separation space means the diameter of the circular cross section when assuming a circular cross section equivalent to the cross section of the separation space formed in an arbitrary shape. Where D is the cross-sectional area of the separation space and A is the perimeter of the cross-section of the separation space (the length of the wet edge in the separation space), and the equivalent diameter D = 4 A / u. When the Froude number Fr is smaller than 1, it means that the influence of gravity is more dominant than the inertial force in the flow direction of the fluid flowing into the separation space. For this reason, if the cross section of the separation space has an equivalent diameter set so that the fluid number of the mixed fluid flowing into the separation space is smaller than 1 as in this configuration, the separation space flows into the separation space. The influence of gravity acting on the mixed fluid can be made more dominant than the inertial force in the flow direction of the fluid, and as a result, the heavy fluid of the mixed fluid is sunk downward in the separation space. The fine fluid and the light fluid can be separated. Therefore, according to this configuration, it is possible to obtain a specific configuration of the separation space having a cross-sectional shape such that the mixed fluid flowing in from the mixed fluid flow path is separated into a light fluid and a heavy fluid due to a specific gravity difference.

上記流路構造体において、前記流通路は、第1流体が導入される第1導入路と、第2流体が導入される第2導入路と、前記第1導入路の下流側の端部及び前記第2導入路の下流側の端部に繋がり、前記第1導入路を流れる前記第1流体と前記第2導入路を流れる前記第2流体とが混合するようにそれら両流体同士を合流させる合流部とを有し、前記混合流体流路は、前記合流部の下流側に繋がり、当該混合流体流路には、前記合流部で合流して互いに混合された前記第1流体と前記第2流体からなる混合流体が流入してもよい。   In the flow channel structure, the flow path includes a first introduction path into which the first fluid is introduced, a second introduction path into which the second fluid is introduced, an end portion on the downstream side of the first introduction path, and The two fluids are joined so that the first fluid flowing through the first introduction path and the second fluid flowing through the second introduction path are mixed with each other, connected to the downstream end of the second introduction path. The mixed fluid flow path is connected to the downstream side of the merged section, and the mixed fluid flow path joins the first fluid and the second fluid that are merged at the merge section and mixed with each other. A mixed fluid consisting of fluid may flow in.

この構成によれば、第1導入路に第1流体を導入するとともに第2導入路に第2流体を導入するだけで、それら両流体が合流部で互いに混合するように合流し、混合流体流路においてその混合した両流体同士の相互作用が生じ、その後、分離空間で自動的に混合流体が比重差によって軽質流体と重質流体とに分離する。すなわち、本構成では、流路構造体内で第1流体と第2流体との混合から比重差による分離までの工程を全て行うことができる。このため、例えば、流通路が第1導入路、第2導入路及び合流部を備えておらず、流路構造体の外部で第1流体と第2流体を混合してからその混合流体を混合流体流路に導入する必要がある流路構造体に比べて、両流体の混合に要する装置を省略することができる。このため、本構成によれば、簡略な構成の流路構造体によって第1流体と第2流体との混合から比重差による分離までの工程を全て行うことができる。   According to this configuration, only by introducing the first fluid into the first introduction path and the second fluid into the second introduction path, the two fluids merge so as to be mixed with each other at the junction, The mixed fluids interact with each other in the channel, and then the mixed fluid is automatically separated into a light fluid and a heavy fluid by a difference in specific gravity in the separation space. That is, in this configuration, all steps from mixing the first fluid and the second fluid to separation due to the specific gravity difference can be performed in the flow channel structure. For this reason, for example, the flow passage does not include the first introduction path, the second introduction path, and the merging portion, and the first fluid and the second fluid are mixed outside the flow path structure and then the mixed fluid is mixed. Compared with the flow channel structure that needs to be introduced into the fluid flow channel, an apparatus required for mixing both fluids can be omitted. For this reason, according to this structure, all the processes from mixing of a 1st fluid and a 2nd fluid to isolation | separation by specific gravity difference can be performed with the flow-path structure of a simple structure.

上記流路構造体において、前記重質流路は、当該重質流路の下流側の端部に配置され且つ前記流路構造体の外面に開口するように形成され、当該重質流路から前記重質流体を導出するための重質流体導出口を有することが好ましい。   In the flow channel structure, the heavy flow channel is disposed at an end portion on the downstream side of the heavy flow channel and is formed to open to the outer surface of the flow channel structure. It is preferable to have a heavy fluid outlet for deriving the heavy fluid.

この構成によれば、分離空間で分離された重質流体を重質流路を通じて重質流体導出口から流路構造体の外部へ導出することができる。このため、例えば混合流体から除去したい物質が重質流体に含まれる場合には、その除去したい物質を重質流体とともに混合流体から分離して流路構造体の外部へ排出することができる。また、混合流体のうち取得したい物質が重質流体に含まれる場合には、その物質を重質流体とともに混合流体から分離して流路構造体の外部へ取り出すことができる。   According to this configuration, the heavy fluid separated in the separation space can be led out of the flow channel structure from the heavy fluid outlet through the heavy flow channel. For this reason, for example, when a substance to be removed from the mixed fluid is included in the heavy fluid, the substance to be removed can be separated from the mixed fluid together with the heavy fluid and discharged to the outside of the flow path structure. Moreover, when the substance to be acquired among the mixed fluid is contained in the heavy fluid, the substance can be separated from the mixed fluid together with the heavy fluid and taken out of the flow path structure.

上記流路構造体において、前記流通路は、前記軽質流体に混合するための流体が導入され、その流体を前記軽質流路を流れる前記軽質流体に合流させるように前記軽質流路に繋がる軽質流路側導入路を有していてもよい。   In the flow channel structure, a light flow that is connected to the light flow path so that the fluid for mixing with the light fluid is introduced into the flow path and the fluid is merged with the light fluid that flows through the light flow path. You may have a roadside introduction path.

この構成によれば、軽質流路に流れる軽質流体に対して軽質流路側導入路から追加の流体を合流させることができるため、軽質流体に対して追加の流体を混合させて相互作用させることができる。しかも、この構成では、分離空間で重質流体と分離した軽質流体に対して追加の流体を混合させることができるので、例えば混合流体中に軽質流体と追加の流体との相互作用の効率を低下させる物質が含まれていてその物質の大部分が分離空間で分離した重質流体中に含まれる場合に、その物質の含有率の低下した軽質流体に対して追加の流体を合流させて相互作用させることができる。このため、軽質流体と追加の流体との相互作用の効率を向上することができる。   According to this configuration, since the additional fluid can be merged from the light channel side introduction path with the light fluid flowing in the light channel, the additional fluid can be mixed and interacted with the light fluid. it can. In addition, with this configuration, since the additional fluid can be mixed with the light fluid separated from the heavy fluid in the separation space, for example, the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid in the mixed fluid is reduced. If a large amount of the substance is contained in the heavy fluid separated in the separation space, the additional fluid is joined to the light fluid with a reduced content of the substance to interact with it. Can be made. For this reason, the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid can be improved.

上記流路構造体において、前記軽質流路は、当該軽質流路の下流側の端部に配置され且つ前記流路構造体の外面に開口するように形成され、当該軽質流路から前記軽質流体を導出するための軽質流体導出口を有していてもよい。   In the above flow channel structure, the light flow channel is disposed at an end portion on the downstream side of the light flow channel and is formed to open to an outer surface of the flow channel structure. May have a light fluid outlet for deriving.

この構成によれば、分離空間で分離された軽質流体を軽質流路を通じて軽質流体導出口から流路構造体の外部へ導出することができる。このため、例えば混合流体から除去したい物質が軽質流体に含まれる場合には、その除去したい物質を軽質流体とともに混合流体から分離させて流路構造体の外部へ排出することができる。また、混合流体のうち取得したい物質が軽質流体に含まれる場合には、その物質を軽質流体とともに混合流体から分離して流路構造体の外部へ取り出すことができる。   According to this configuration, the light fluid separated in the separation space can be led out of the flow channel structure from the light fluid outlet through the light flow channel. For this reason, for example, when the light fluid contains a substance to be removed from the mixed fluid, the substance to be removed can be separated from the mixed fluid together with the light fluid and discharged to the outside of the flow path structure. Further, when the light fluid contains a substance to be acquired from the mixed fluid, the substance can be separated from the mixed fluid together with the light fluid and taken out of the flow channel structure.

上記流路構造体において、前記流通路は、前記重質流体に混合するための流体が導入され、その流体を前記重質流路を流れる前記重質流体に合流させるように前記重質流路に繋がる重質流路側導入路を有していてもよい。   In the flow channel structure, the heavy flow channel is introduced into the flow channel so that a fluid to be mixed with the heavy fluid is introduced and the fluid is merged with the heavy fluid flowing through the heavy flow channel. You may have the heavy flow path side introduction path connected to.

この構成によれば、重質流路に流れる重質流体に対して重質流路側導入路から追加の流体を合流させることができるため、重質流体に対して追加の流体を混合させて相互作用させることができる。しかも、この構成では、分離空間で軽質流体と分離した重質流体に対して追加の流体を混合させることができるので、例えば混合流体中に重質流体と追加の流体との相互作用の効率を低下させる物質が含まれていてその物質の大部分が分離空間で分離した軽質流体中に含まれる場合に、その物質の含有率の低下した重質流体に対して追加の流体を合流させて相互作用させることができる。このため、重質流体と追加の流体との相互作用の効率を向上することができる。   According to this configuration, since the additional fluid can be merged from the heavy flow path side introduction path with the heavy fluid flowing in the heavy flow path, the additional fluid is mixed with the heavy fluid to mutually interact. Can act. In addition, in this configuration, since the additional fluid can be mixed with the heavy fluid separated from the light fluid in the separation space, for example, the efficiency of the interaction between the heavy fluid and the additional fluid is increased in the mixed fluid. When the substance to be reduced is contained and most of the substance is contained in the light fluid separated in the separation space, the additional fluid is joined to the heavy fluid having the reduced content of the substance to interact with each other. Can act. For this reason, the efficiency of the interaction between the heavy fluid and the additional fluid can be improved.

上記流路構造体において、前記流路構造体は、基板と、その基板の厚み方向における一方側に積層された第1封止板と、その基板の厚み方向における他方側に積層された第2封止板とを有し、前記基板は、その厚み方向において一方側を向く第1面と、その第1面と反対側を向く第2面とを有し、前記基板には、第1面側溝部が当該基板の前記第1面に沿って延び且つその第1面に開口するように形成されていて、前記第1面に形成された当該第1面側溝部の開口が前記第1封止板によって封止されることにより前記混合流体流路及び前記軽質流路が形成され、前記基板には、第2面側溝部が当該基板の前記第2面に沿って延び且つその第2面に開口するように形成されていて、前記第2面に形成された当該第2面側溝部の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記重質流路が形成され、前記基板には、前記第1面側溝部のうち前記混合流体流路の下流側の端部を構成する部位と前記軽質流路の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において当該基板を前記第1面側から前記第2面側へ貫通し且つ前記第2面側溝部のうち前記重質流路の上流側の端部を構成する部位に繋がる穴部が形成されていて、当該穴部の前記第1面側の開口が前記第1封止板によって封止されるとともに当該穴部の前記第2面側の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記分離空間が形成されていることが好ましい。   In the flow channel structure, the flow channel structure includes a substrate, a first sealing plate laminated on one side in the thickness direction of the substrate, and a second laminated on the other side in the thickness direction of the substrate. The substrate has a first surface facing one side in the thickness direction and a second surface facing the opposite side of the first surface, and the substrate has a first surface. A side groove is formed so as to extend along the first surface of the substrate and open to the first surface, and the opening of the first surface side groove formed on the first surface is the first seal. The mixed fluid flow path and the light flow path are formed by sealing with a stop plate, and the second surface side groove portion extends along the second surface of the substrate and the second surface of the substrate. The second surface side groove formed in the second surface is open to the second seal. The heavy flow path is formed by being sealed with a plate, and the substrate includes a portion constituting the downstream end of the mixed fluid flow path in the first surface side groove and the light flow path. The substrate passes through the substrate from the first surface side to the second surface side at a portion located between the upstream portion and the portion constituting the upstream end portion of the second surface side groove and the heavy flow path A hole connected to a portion constituting the upstream end is formed, and the opening on the first surface side of the hole is sealed by the first sealing plate, and the second of the hole is formed. It is preferable that the separation space is formed by sealing the opening on the surface side with the second sealing plate.

この構成によれば、上記流路構造体を簡易に構成可能な具体的な構造を得ることができる。具体的には、この構成では、流路構造体を基板と第1封止板と第2封止板との積層構造で構成することにより、第1面に溝部を有する基板と第1封止板との間に混合流体流路および軽質流路を形成させることができ、第2面に溝部を有する基板と第2封止板との間に重質流路を形成させることができ、さらに、基板を第1面側から第2面側へと貫通する分離空間を形成することができる。   According to this configuration, it is possible to obtain a specific structure in which the flow channel structure can be easily configured. Specifically, in this configuration, the flow path structure is configured by a laminated structure of the substrate, the first sealing plate, and the second sealing plate, so that the substrate having the groove on the first surface and the first sealing are formed. The mixed fluid channel and the light channel can be formed between the plate and the heavy channel can be formed between the substrate having the groove on the second surface and the second sealing plate, A separation space penetrating the substrate from the first surface side to the second surface side can be formed.

上記流路構造体において、前記流路構造体は、基板と、その基板の厚み方向における一方側に積層された第1封止板と、その基板の厚み方向における他方側に積層された第2封止板とを有し、前記基板は、その厚み方向において一方側を向く第1面と、その第1面と反対側を向く第2面とを有し、前記基板には、第1面側溝部が当該基板の前記第1面に沿って延び且つその第1面に開口するように形成されていて、前記第1面に形成された前記第1面側溝部の開口が前記第1封止板によって封止されることにより前記軽質流路が形成され、前記基板には、第2面側溝部が当該基板の前記第2面に沿って延び且つその第2面に開口するように形成されていて、前記第2面に形成された前記第2面側溝部の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記混合流体流路及び前記重質流路が形成され、前記基板には、前記第2面側溝部のうち前記混合流体流路の下流側の端部を構成する部位と前記重質流路の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において当該基板を前記第2面側から前記第1面側へ貫通し且つ前記第1面側溝部のうち前記軽質流路の上流側の端部を構成する部位に繋がる穴部が形成されていて、当該穴部の前記第1面側の開口が前記第1封止板によって封止されるとともに当該穴部の前記第2面側の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記分離空間が形成されていることが好ましい。   In the flow channel structure, the flow channel structure includes a substrate, a first sealing plate laminated on one side in the thickness direction of the substrate, and a second laminated on the other side in the thickness direction of the substrate. The substrate has a first surface facing one side in the thickness direction and a second surface facing the opposite side of the first surface, and the substrate has a first surface. A side groove portion is formed to extend along the first surface of the substrate and open to the first surface, and the opening of the first surface side groove portion formed in the first surface is the first seal. The light passage is formed by sealing with a stop plate, and the second surface side groove portion is formed on the substrate so as to extend along the second surface of the substrate and open to the second surface. The opening of the second surface side groove formed on the second surface is sealed by the second sealing plate. Thus, the mixed fluid flow path and the heavy flow path are formed, and a portion of the second surface side groove on the downstream side of the mixed fluid flow path and the heavy flow are formed on the substrate. The substrate passes through the substrate from the second surface side to the first surface side at a portion positioned between the upstream end portion of the path and the light channel of the light channel in the first surface side groove portion. A hole connected to a portion constituting the upstream end is formed, and the opening on the first surface side of the hole is sealed by the first sealing plate, and the second of the hole is formed. It is preferable that the separation space is formed by sealing the opening on the surface side with the second sealing plate.

この構成によっても、上記流路構造体を簡易に構成可能な具体的な構造を得ることができる。具体的には、この構成では、流路構造体を基板と第1封止板と第2封止板との積層構造とすることにより、第1面に溝部を有する基板と第1封止板との間に軽質流路を形成することができ、第2面に溝部を有する基板と第2封止板との間に混合流体流路および重質流路を形成することができ、さらに、基板を第1面側から第2面側へと貫通する分離空間を形成することができる。   Also with this configuration, it is possible to obtain a specific structure in which the flow channel structure can be easily configured. Specifically, in this configuration, the flow path structure has a laminated structure of the substrate, the first sealing plate, and the second sealing plate, so that the substrate having the groove on the first surface and the first sealing plate A light channel can be formed between the substrate and the second sealing plate having a groove on the second surface, and a mixed fluid channel and a heavy channel can be formed. A separation space penetrating the substrate from the first surface side to the second surface side can be formed.

本発明による分離方法は、上記流路構造体を用いて、互いに混合された複数種類の流体からなる混合流体を比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体に分離する分離方法であって、前記混合流体を前記混合流体流路に流す混合流体流通工程と、前記混合流体を前記混合流体流路から前記分離空間に流入させてその分離空間内で当該混合流体を軽質流体と重質流体とに比重差によって分離させ、その分離した重質流体を前記重質流路に流入させるとともに、その分離した軽質流体を前記軽質流路に流入させる分離工程とを備えている。   The separation method according to the present invention uses the above flow path structure to separate a mixed fluid composed of a plurality of types of fluids mixed with each other into a light fluid having a low specific gravity and a heavy fluid having a specific gravity greater than that of the light fluid. A mixed fluid flow step of flowing the mixed fluid through the mixed fluid flow path; and a flow of the mixed fluid from the mixed fluid flow path into the separation space, and the mixed fluid being a light fluid in the separation space. And a heavy fluid are separated by a specific gravity difference, and the separated heavy fluid is allowed to flow into the heavy flow path, and the separated light fluid is allowed to flow into the light flow path.

この分離方法では、混合流体流通工程において混合流体流路を流れた混合流体が、分離工程において分離空間に流入してその分離空間内で軽質流体と重質流体とに分離され、その分離した重質流体は重質流路へ流れる一方、その分離した軽質流体は軽質流路へ流れるため、混合流体中で流体同士の相互作用が生じた後、流路構造体内で混合流体を重質流体と軽質流体とに分離することができる。このため、流路構造体から排出された後の流体についての分離作業に係る作業負担を軽減することができる。   In this separation method, the mixed fluid that has flowed through the mixed fluid flow path in the mixed fluid circulation step flows into the separation space in the separation step, and is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space. Since the separated fluid flows into the heavy flow channel while the separated light fluid flows into the light flow channel, after the fluids interact with each other in the mixed fluid, the mixed fluid is mixed with the heavy fluid in the flow channel structure. It can be separated into a light fluid. For this reason, the work burden concerning the separation work for the fluid after being discharged from the flow path structure can be reduced.

本発明による抽出方法は、上記流通路が第1導入路、第2導入路及び合流部を有しているとともに混合流体流路が合流部の下流側に繋がっている流路構造体を用いて、抽出対象物を含む被抽出流体とその被抽出流体から前記抽出対象物を抽出するための流体である抽出剤とを混合し、前記被抽出流体から前記抽出剤へ前記抽出対象物を抽出させる抽出方法であって、前記被抽出流体と前記抽出剤のうちの一方の流体である一流体を前記第1導入路に導入するとともに、前記被抽出流体と前記抽出剤とのうちの他方の流体である他流体を前記第2導入路に導入する流体導入工程と、前記第1導入路に導入した前記一流体と前記第2導入路に導入した前記他流体が前記合流部で互いに混合するように合流し、その合流した両流体からなる混合流体が前記混合流体流路を流れながら、その混合流体中において前記被抽出流体と前記抽出剤との接触界面を介して前記被抽出流体から前記抽出剤へ前記抽出対象物を抽出させる抽出工程と、前記混合流体が前記混合流体流路から前記分離空間に流入してその分離空間内で比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体が前記重質流路に流れ、分離した軽質流体が前記軽質流路に流れる分離工程とを備えている。   The extraction method according to the present invention uses a flow path structure in which the flow path has a first introduction path, a second introduction path, and a merge portion, and a mixed fluid flow path is connected to the downstream side of the merge portion. The extraction fluid containing the extraction object and the extraction agent that is a fluid for extracting the extraction object from the extraction fluid are mixed, and the extraction object is extracted from the extraction fluid to the extraction agent. In the extraction method, one fluid that is one of the fluid to be extracted and the extracting agent is introduced into the first introduction path, and the other fluid of the fluid to be extracted and the extracting agent is introduced. A fluid introducing step of introducing the other fluid into the second introduction path, and the one fluid introduced into the first introduction path and the other fluid introduced into the second introduction path are mixed with each other at the junction. A mixed fluid consisting of the two fluids An extraction step of extracting the extraction object from the fluid to be extracted to the extraction agent via a contact interface between the fluid to be extracted and the extraction agent in the mixed fluid while flowing through the mixed fluid flow path; and The mixed fluid flows into the separation space from the mixed fluid flow path, and is separated into a light fluid having a small specific gravity in the separation space and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid by a specific gravity difference, and the separated heavy fluid A separation step in which a fluid flows in the heavy flow path and a separated light fluid flows in the light flow path.

この抽出方法では、抽出工程において、被抽出流体の複数のスラグと抽出剤の複数のスラグが交互に並ぶスラグ流の状態で混合流体流路を流れながら被抽出流体から抽出剤へ抽出対象物が抽出されるため、被抽出流体と抽出剤との接触界面の面積を増やして被抽出流体から抽出剤への抽出対象物の抽出を促進することができる。しかも、この抽出方法では、抽出工程後の混合流体が分離空間で軽質流体と重質流体とに分離されて、重質流体は重質流路へ流れ、軽質流体は軽質流路へ流れるため、例えば、抽出対象物を抽出した抽出剤が重質流体である場合にはその抽出対象物を含む抽出剤を分離空間から重質流路へ分離することができ、抽出対象物を抽出した抽出剤が軽質流体である場合にはその抽出対象物を含む抽出剤を分離空間から軽質流路へ分離することができる。さらに、この抽出方法では、流路構造体内の分離空間で抽出対象物を含む抽出剤を分離することができるため、流路構造体から排出された後の流体についての抽出対象物の分離作業に係る作業負担を軽減することができる。   In this extraction method, in the extraction step, an object to be extracted is extracted from the extraction fluid to the extraction agent while flowing through the mixed fluid flow path in a slag flow state in which a plurality of slags of the extraction target fluid and a plurality of slags of the extraction agent are alternately arranged. Since it is extracted, the area of the contact interface between the fluid to be extracted and the extraction agent can be increased to facilitate the extraction of the extraction object from the fluid to be extracted to the extraction agent. Moreover, in this extraction method, the mixed fluid after the extraction process is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space, the heavy fluid flows to the heavy flow channel, and the light fluid flows to the light flow channel. For example, when the extraction agent from which the extraction object is extracted is a heavy fluid, the extraction agent containing the extraction object can be separated from the separation space into the heavy flow path, and the extraction agent from which the extraction object has been extracted Is a light fluid, the extractant containing the extraction object can be separated from the separation space into the light flow path. Further, in this extraction method, the extraction agent containing the extraction object can be separated in the separation space in the flow path structure, so that the extraction object for the fluid discharged from the flow path structure can be separated. Such work burden can be reduced.

本発明による反応方法は、上記流通路が第1導入路、第2導入路及び合流部を有しているとともに混合流体流路が合流部の下流側に繋がっている流路構造体を用いて、互いに反応し得る流体からなる第1反応剤と第2反応剤とを混合してそれら両反応剤同士を反応させる反応方法であって、前記第1反応剤を前記第1導入路に導入するとともに前記第2反応剤を前記第2導入路に導入する反応剤導入工程と、前記第1導入路に導入した前記第1反応剤と前記第2導入路に導入した前記第2反応剤が前記合流部で互いに混合するように合流し、その合流した両反応剤からなる混合流体が前記混合流体流路を流れながら、その混合流体中において前記第1反応剤と前記第2反応剤との接触界面を介して前記第1反応剤と前記第2反応剤とを相互に反応させる反応工程と、前記混合流体が前記混合流体流路から前記分離空間に流入してその分離空間内で比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体が前記重質流路に流れ、分離した軽質流体が前記軽質流路に流れる分離工程とを備えている。   The reaction method according to the present invention uses a flow path structure in which the flow path has a first introduction path, a second introduction path, and a merge portion, and a mixed fluid flow path is connected to the downstream side of the merge portion. A reaction method of mixing a first reactant and a second reactant composed of fluids capable of reacting with each other and reacting the two reactants, wherein the first reactant is introduced into the first introduction path. And a reactant introduction step of introducing the second reactant into the second introduction path, the first reactant introduced into the first introduction path, and the second reactant introduced into the second introduction path In the mixed fluid, the first and second reactants come into contact with each other in the mixed fluid while the mixed fluid composed of the two reactants merges so as to be mixed with each other at the junction. The first reactant and the second reactant are mutually connected via an interface. A reaction step of reacting, and the mixed fluid flows into the separation space from the mixed fluid flow path, and a light fluid having a small specific gravity in the separation space and a heavy fluid having a specific gravity larger than the light fluid are caused by a difference in specific gravity. A separation step in which the separated heavy fluid flows into the heavy flow path and the separated light fluid flows into the light flow path.

この反応方法では、反応工程において、第1反応剤と第2反応剤がそれらのスラグが交互に並ぶスラグ流の状態で混合流体流路を流れながら第1反応剤と第2反応剤との接触界面を介した反応が生じるため、混合流体流路において第1反応剤と第2反応剤との接触界面の面積を増やしてそれら両反応材同士の反応を促進することができる。しかも、この反応方法では、反応工程後の混合流体が分離空間で軽質流体と重質流体とに分離されて、重質流体は重質流路へ流れ、軽質流体は軽質流路へ流れるため、例えば、反応生成物が重質流体に含まれる場合にはその反応生成物を含む重質流体を分離空間から重質流路へ分離することができ、反応生成物が軽質流体に含まれる場合にはその反応生成物を含む軽質流体を分離空間から軽質流路へ分離することができる。さらに、この反応方法では、流路構造体内の分離空間で反応生成物を含む流体を分離することができるため、流路構造体から排出された後の流体についての反応生成物の分離作業に係る作業負担を軽減することができる。   In this reaction method, in the reaction step, the first reactant and the second reactant contact the first reactant and the second reactant while flowing through the mixed fluid flow path in the state of slag in which the slag is alternately arranged. Since the reaction through the interface occurs, the area of the contact interface between the first reactant and the second reactant in the mixed fluid channel can be increased to promote the reaction between the two reactants. Moreover, in this reaction method, the mixed fluid after the reaction step is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space, the heavy fluid flows to the heavy flow channel, and the light fluid flows to the light flow channel. For example, when the reaction product is contained in the heavy fluid, the heavy fluid containing the reaction product can be separated from the separation space into the heavy flow path, and when the reaction product is contained in the light fluid. Can separate the light fluid containing the reaction product from the separation space into the light flow path. Furthermore, in this reaction method, since the fluid containing the reaction product can be separated in the separation space in the flow channel structure, the reaction product is separated from the fluid after being discharged from the flow channel structure. Work burden can be reduced.

以上説明したように、本発明によれば、混合流体に含まれる各流体同士の相互作用が生じた後、その混合流体から所望の流体又は生成物を分離する分離作業を簡略化することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to simplify the separation work for separating a desired fluid or product from the mixed fluid after interaction between the fluids included in the mixed fluid occurs. .

本発明の第1実施形態による流路構造体の斜視図である。1 is a perspective view of a flow channel structure according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による流路構造体を構成する基板の上面図である。It is a top view of the board | substrate which comprises the flow-path structure by 1st Embodiment of this invention. 図2に示した基板の下面図である。FIG. 3 is a bottom view of the substrate shown in FIG. 2. 本発明の第1実施形態による流路構造体の図2中のIV−IV線に沿った部分的な断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2 of the flow channel structure according to the first embodiment of the present invention. 図4中のV−V線に沿った流路構造体の部分的な断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the flow channel structure along the line VV in FIG. 4. 図4中のVI−VI線に沿った流路構造体の部分的な断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the flow path structure along the line VI-VI in FIG. 4. 図4中のVII−VII線に沿った流路構造体の部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view of the channel structure along a VII-VII line in FIG. 本発明の第1実施形態による流路構造体において第1混合流体流路から分離空間に流入した混合流体が重質流体と軽質流体に分離して流れる様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode that the mixed fluid which flowed into the separation space from the 1st mixed fluid flow path isolate | separated into a heavy fluid and a light fluid in the flow path structure by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による流路構造体の斜視図である。It is a perspective view of the channel structure by a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態による流路構造体において第1混合流体流路から分離空間に流入した混合流体が重質流体と軽質流体に分離して流れる様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode that the mixed fluid which flowed into the separation space from the 1st mixed fluid flow path isolate | separated into a heavy fluid and a light fluid in the flow path structure by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の一変形例による流路構造体の斜視図である。It is a perspective view of the channel structure by one modification of the present invention. 本発明の一変形例による流路構造体の流通路に沿った図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 along the flow path of the flow-path structure by one modification of this invention. 本発明の別の変形例による流路構造体の流通路に沿った図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 along the flow path of the flow-path structure by another modification of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1〜図8を参照して、本発明の第1実施形態による流路構造体の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-8, the structure of the flow-path structure by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

この第1実施形態による流路構造体は、複数の流体同士を混合させて相互作用を生じさせるために用いられるものであり、複数の流体が互いに混合するようにそれらの流体を流通させるための流通路2(図4参照)を内部に有する。   The flow channel structure according to the first embodiment is used for mixing a plurality of fluids to cause interaction, and for circulating the fluids so that the plurality of fluids are mixed with each other. A flow passage 2 (see FIG. 4) is provided inside.

具体的には、この流路構造体は、例えば、マイクロリアクタ、熱交換器または抽出装置等に用いられる。この流路構造体がマイクロリアクタに用いられる場合には、互いに反応し得る複数種類の反応剤の流体が当該流路構造体内の流通路2を流通して混合されることにより、それらの流体同士の相互作用として化学反応が生じ、所望の反応生成物が得られる。また、この流路構造体が熱交換器に用いられる場合には、流路構造体内の流通路2に流通させる複数種類の流体のうちの所定の流体から別の流体への伝熱が行われる。また、この伝熱により、流体の蒸発又は凝縮が行われる場合がある。また、この流路構造体が抽出装置に用いられる場合には、抽出対象物を含む一方の流体と抽出媒体である他方の流体とが当該流路構造体内の流通路2を流通して混合されることにより、一方の流体から他方の流体へ抽出対象物が抽出される。   Specifically, this channel structure is used for a microreactor, a heat exchanger, an extraction device, or the like. When this flow path structure is used in a microreactor, fluids of a plurality of types of reactants that can react with each other are circulated through the flow path 2 in the flow path structure to be mixed with each other. A chemical reaction occurs as an interaction, and a desired reaction product is obtained. Further, when this flow path structure is used in a heat exchanger, heat is transferred from a predetermined fluid to another fluid among a plurality of types of fluids circulated through the flow path 2 in the flow path structure. . Further, this heat transfer may cause evaporation or condensation of the fluid. In addition, when this flow path structure is used in an extraction device, one fluid containing the extraction object and the other fluid as the extraction medium are mixed through the flow path 2 in the flow path structure. Thus, the extraction object is extracted from one fluid to the other fluid.

流路構造体は、図1に示すように、複数の基板4と、複数の封止板6を備えている。これらの基板4及び封止板6は、矩形状の平板によってそれぞれ形成されている。   As shown in FIG. 1, the flow channel structure includes a plurality of substrates 4 and a plurality of sealing plates 6. The substrate 4 and the sealing plate 6 are each formed by a rectangular flat plate.

基板4は、その厚み方向において一方側を向く表面4a(図2参照)と、この表面4aと反対側を向く裏面4b(図3参照)とを有する。表面4aは、本発明の第1面の概念に含まれ、裏面4bは、本発明の第2面の概念に含まれる。   The substrate 4 has a front surface 4a (see FIG. 2) facing one side in the thickness direction and a back surface 4b (refer to FIG. 3) facing the opposite side of the front surface 4a. The front surface 4a is included in the concept of the first surface of the present invention, and the back surface 4b is included in the concept of the second surface of the present invention.

基板4には、複数の第1溝部10が当該基板4の表面4aに沿って延び且つその表面4aに開口するようにエッチング加工によって形成されている。この複数の第1溝部10は、基板4の長手方向に沿ってその基板4の長手方向の一端から他端へ直線的に延びている。また、複数の第1溝部10は、基板4の長手方向に直交する幅方向に等間隔で互いに平行に並ぶように配置されている。なお、この第1溝部10は、本発明の第1面側溝部の概念に含まれるものである。   In the substrate 4, a plurality of first groove portions 10 are formed by etching so as to extend along the surface 4 a of the substrate 4 and open to the surface 4 a. The plurality of first groove portions 10 linearly extend from one end to the other end in the longitudinal direction of the substrate 4 along the longitudinal direction of the substrate 4. The plurality of first groove portions 10 are arranged in parallel to each other at equal intervals in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the substrate 4. In addition, this 1st groove part 10 is included in the concept of the 1st surface side groove part of this invention.

また、基板4には、複数の第2溝部12と、複数の第3溝部14と、複数の第4溝部16とが当該基板4の裏面4bに沿って延び且つその裏面4bに開口するようにエッチング加工によって形成されている。第2溝部12、第3溝部14及び第4溝部16は、それぞれ同数設けられており、その数は、基板4の表面4aに形成された第1溝部10の数と同じである。そして、基板4の裏面4bに形成された各第2溝部12、各第3溝部14及び各第4溝部16と、基板4の表面4aに形成された各第1溝部10とは、互いに対応している。各第2溝部12は、基板4の幅方向の一端から他端側へ向かって延び、対応する第1溝部10の裏側の位置で屈曲してその第1溝部10に沿って基板4の長手方向の前記他端側へ延びている。複数の第3溝部14は、複数の第2溝部12に対して基板4の長手方向の前記他端側へ間隔をあけて配置されている。この複数の第3溝部14の形状は、複数の第2溝部12の形状と同様である。なお、この第3溝部14は、本発明の第2面側溝部の概念に含まれるものである。複数の第4溝部16は、複数の第3溝部14に対して基板4の長手方向の前記他端側へ間隔をあけて配置されている。この複数の第4溝部16の形状は、複数の第2溝部12の形状と同様である。   The substrate 4 has a plurality of second groove portions 12, a plurality of third groove portions 14, and a plurality of fourth groove portions 16 that extend along the back surface 4b of the substrate 4 and open to the back surface 4b. It is formed by etching. The same number of second groove portions 12, third groove portions 14, and fourth groove portions 16 are provided, and the number thereof is the same as the number of first groove portions 10 formed on the surface 4a of the substrate 4. And each 2nd groove part 12, each 3rd groove part 14, each 4th groove part 16 formed in the back surface 4b of the board | substrate 4, and each 1st groove part 10 formed in the surface 4a of the board | substrate 4 mutually respond | correspond. ing. Each second groove portion 12 extends from one end in the width direction of the substrate 4 toward the other end side, bends at a position on the back side of the corresponding first groove portion 10, and extends in the longitudinal direction of the substrate 4 along the first groove portion 10. Extending to the other end side. The plurality of third groove portions 14 are arranged at an interval from the plurality of second groove portions 12 toward the other end side in the longitudinal direction of the substrate 4. The shapes of the plurality of third groove portions 14 are the same as the shapes of the plurality of second groove portions 12. In addition, this 3rd groove part 14 is included in the concept of the 2nd surface side groove part of this invention. The plurality of fourth groove portions 16 are arranged at an interval from the plurality of third groove portions 14 toward the other end side in the longitudinal direction of the substrate 4. The shapes of the plurality of fourth groove portions 16 are the same as the shapes of the plurality of second groove portions 12.

また、基板4には、複数の第1穴部18、複数の第2穴部19及び複数の第3穴部20が形成されている。   The substrate 4 has a plurality of first holes 18, a plurality of second holes 19, and a plurality of third holes 20.

各第1穴部18は、基板4のうち当該基板4の表面4aに垂直な方向から見て各第1溝部10と重なる各第2溝部12の端部が位置する部位にそれぞれ設けられている。各第1穴部18は、基板4を表面4aから裏面4bへ当該基板4の厚み方向に貫通して各第2溝部12とその表側に位置する第1溝部10とを連通させている。   Each first hole 18 is provided in a portion of the substrate 4 where the end of each second groove 12 that overlaps each first groove 10 when viewed from the direction perpendicular to the surface 4a of the substrate 4 is located. . Each first hole 18 penetrates the substrate 4 from the front surface 4a to the back surface 4b in the thickness direction of the substrate 4, and communicates each second groove 12 and the first groove 10 located on the front side thereof.

各第2穴部19は、基板4のうち当該基板4の表面4aに垂直な方向から見て各第1溝部10と重なる各第3溝部14の端部が位置する部位にそれぞれ設けられている。各第2穴部19は、基板4を表面4aから裏面4bへ当該基板4の厚み方向に貫通して各第3溝部14とその表側に位置する第1溝部10とを連通させている。具体的には、第2穴部19は、第1溝部10のうち後述する第1混合流体流路28の下流側の端部を構成する部位と後述する軽質流路34の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において基板4を表面4aから裏面4bへ当該基板4の厚み方向に貫通し、後述する重質流路32の上流側の端部を構成する第3溝部14の端部に繋がっている。この第2穴部19は、本発明の穴部の概念に含まれるものである。   Each second hole portion 19 is provided in a portion of the substrate 4 where the end portion of each third groove portion 14 that overlaps each first groove portion 10 when viewed from the direction perpendicular to the surface 4a of the substrate 4 is located. . Each second hole portion 19 penetrates the substrate 4 from the front surface 4a to the back surface 4b in the thickness direction of the substrate 4, and communicates each third groove portion 14 with the first groove portion 10 located on the front side. Specifically, the second hole portion 19 includes a portion constituting a downstream end portion of the first mixed fluid passage 28 described later in the first groove portion 10 and an upstream end portion of the light passage 34 described later. 3rd groove part which penetrates the board | substrate 4 in the thickness direction of the said board | substrate 4 from the surface 4a to the back surface 4b in the site | part located between the site | parts which comprise A, and constitutes the upstream edge part of the heavy flow path 32 mentioned later 14 is connected to the end. The second hole portion 19 is included in the concept of the hole portion of the present invention.

各第3穴部20は、基板4のうち当該基板4の表面4aに垂直な方向から見て各第1溝部10と重なる各第4溝部16の端部が位置する部位にそれぞれ設けられている。各第3穴部20は、基板4を表面4aから裏面4bへ当該基板4の厚み方向に貫通して各第4溝部16とその表側に位置する第1溝部10とを連通させている。   Each third hole 20 is provided in a portion of the substrate 4 where the end of each fourth groove 16 that overlaps each first groove 10 when viewed from the direction perpendicular to the surface 4a of the substrate 4 is located. . Each third hole portion 20 penetrates the substrate 4 from the front surface 4a to the back surface 4b in the thickness direction of the substrate 4, and communicates each fourth groove portion 16 and the first groove portion 10 located on the front side thereof.

封止板6は、基板4の厚み方向における一方側と他方側とにそれぞれ積層されている。具体的には、基板4と封止板6は、上下方向において交互に積層されている。基板4の表側(基板4の厚み方向における一方側)に積層された封止板6は、基板4の表面4aを覆った状態でその表面4aに拡散接合されており、基板4の裏側(基板4の厚み方向における他方側)に積層された封止板6は、基板4の裏面4bを覆った状態でその裏面4bに拡散接合されている。なお、基板4の表側に積層された封止板6は、本発明の第1封止板の概念に含まれ、基板4の裏側に積層された封止板6は、本発明の第2封止板の概念に含まれる。基板4の表側に積層された封止板6は、基板4の表面4aに形成された第1溝部10、第1穴部18、第2穴部19及び第3穴部20の各々の開口を封止している。基板4の裏側に積層された封止板6は、基板4の裏面4bに形成された第2溝部12、第3溝部14、第4溝部16、第1穴部18、第2穴部19及び第3穴部20の各々の開口を封止している。   The sealing plate 6 is laminated on one side and the other side in the thickness direction of the substrate 4. Specifically, the substrate 4 and the sealing plate 6 are alternately stacked in the vertical direction. The sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4 (one side in the thickness direction of the substrate 4) is diffusion bonded to the surface 4a in a state of covering the surface 4a of the substrate 4, and the back side of the substrate 4 (substrate The sealing plate 6 laminated on the other side in the thickness direction of 4 is diffusion-bonded to the back surface 4 b in a state of covering the back surface 4 b of the substrate 4. In addition, the sealing plate 6 laminated | stacked on the front side of the board | substrate 4 is included in the concept of the 1st sealing board of this invention, and the sealing board 6 laminated | stacked on the back side of the board | substrate 4 is 2nd sealing of this invention. Included in the concept of a stop plate. The sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4 has openings of the first groove portion 10, the first hole portion 18, the second hole portion 19, and the third hole portion 20 formed on the surface 4 a of the substrate 4. It is sealed. The sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 4 includes a second groove portion 12, a third groove portion 14, a fourth groove portion 16, a first hole portion 18, a second hole portion 19, and the like formed on the back surface 4 b of the substrate 4. Each opening of the third hole 20 is sealed.

流路構造体は、当該流路構造体を構成する基板4と封止板6の積層方向(基板4及び封止板6の厚み方向)が鉛直方向に一致するように構成されている。具体的には、流路構造体は、各基板4の裏面4bが重力方向下側を向くように配置されている。また、流路構造体は、複数の流通路2を内部に有している。流路構造体内では、基板4の面方向において並列に配置された複数の流通路2を1組として、複数組の流通路2が基板4及び封止板6の積層方向に等間隔に並ぶように配置されている。複数の流通路2は、封止板6によって開口が封止された複数の第1〜第4溝部10,12,14,16及び複数の第1〜第3穴部18,19,20によって形成されている。   The channel structure is configured such that the stacking direction of the substrate 4 and the sealing plate 6 (thickness direction of the substrate 4 and the sealing plate 6) constituting the channel structure coincides with the vertical direction. Specifically, the flow path structure is disposed so that the back surface 4b of each substrate 4 faces downward in the gravitational direction. Moreover, the flow path structure has a plurality of flow passages 2 therein. In the flow channel structure, a plurality of flow passages 2 arranged in parallel in the surface direction of the substrate 4 are taken as one set, and the plurality of sets of flow passages 2 are arranged at equal intervals in the stacking direction of the substrate 4 and the sealing plate 6. Is arranged. The plurality of flow passages 2 are formed by a plurality of first to fourth groove portions 10, 12, 14, 16 and a plurality of first to third hole portions 18, 19, 20 whose openings are sealed by a sealing plate 6. Has been.

各流通路2は、第1導入路22と、第2導入路24と、第1合流部26と、第1混合流体流路28と、分離空間30と、重質流路32と、軽質流路34と、軽質流路側導入路36と、第2合流部38と、第2混合流体流路40とを有する。   Each flow path 2 includes a first introduction path 22, a second introduction path 24, a first junction 26, a first mixed fluid flow path 28, a separation space 30, a heavy flow path 32, a light flow A passage 34, a light passage side introduction passage 36, a second junction 38, and a second mixed fluid passage 40 are included.

第1導入路22は、第1流体が導入されて流れる部分である。この第1導入路22は、当該第1導入路22に第1流体を導入するための第1導入口22aを有する。第1導入口22aは、流路構造体のうち基板4の表面4aに平行な当該流路構造体の長手方向において一方側を向く側面に開口しており、第1導入路22の上流側の端部に配置されている。第1導入路22は、その第1導入口22aから流路構造体の長手方向に沿って水平方向に直線的に延びている。第1導入路22は、基板4の表面4aに形成された開口が封止板6によって封止された第1溝部10のうち第1穴部18に対して第2穴部19と反対側に位置する部分によって形成されている。第1導入路22を流れる第1流体の流通方向(第1導入路22の長手方向)に対して直交する方向における当該第1導入路22の断面の形状は、図5に示すように、円弧状の部分が下側(基板4の裏面4b側)を向く半円状となっている。   The first introduction path 22 is a portion through which the first fluid is introduced and flows. The first introduction path 22 has a first introduction port 22 a for introducing a first fluid into the first introduction path 22. The first introduction port 22a is open to a side surface facing one side in the longitudinal direction of the flow path structure parallel to the surface 4a of the substrate 4 in the flow path structure, and is upstream of the first introduction path 22. It is arranged at the end. The first introduction path 22 extends linearly in the horizontal direction from the first introduction port 22a along the longitudinal direction of the flow path structure. The first introduction path 22 is on the opposite side of the first hole 18 from the second hole 19 in the first groove 10 in which the opening formed in the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. It is formed by the part located. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the first introduction path 22 in the direction orthogonal to the flow direction of the first fluid flowing through the first introduction path 22 (longitudinal direction of the first introduction path 22) is a circle. The arc-shaped portion has a semicircular shape facing downward (the back surface 4b side of the substrate 4).

第2導入路24は、第2流体が導入されて流れる部分である。この第2導入路24は、当該第2導入路24に第2流体を導入するための第2導入口24aを有する。第2導入口24aは、流路構造体のうち基板4及び封止板6の積層方向及び当該流路構造体の前記長手方向に対して直交する幅方向において一方側を向く側面に開口しており、第2導入路24の上流側の端部に配置されている。第2導入路24は、その第2導入口24aが形成された流路構造体の側面から反対側の側面へ向かって水平に延び、その第2導入路24が属する流通路2の第1導入路22の下方の位置で屈曲してその第1導入路22に沿ってその第1導入路22の下流側へ水平且つ直線的に延びている。第2導入路24は、基板4の裏面4bに形成された開口が封止板6によって封止された第2溝部12によって形成されている。第2導入路24を流れる第2流体の流通方向に対して直交する方向における当該第2導入路24の断面の形状は、図5に示すように、円弧状の部分が上側(基板4の表面4a側)を向く半円状となっている。この第2導入路24の断面形状は、第1導入路22の断面形状と対称形となっている。   The second introduction path 24 is a portion where the second fluid is introduced and flows. The second introduction path 24 has a second introduction port 24 a for introducing the second fluid into the second introduction path 24. The second introduction port 24a opens to a side surface facing one side in the stacking direction of the substrate 4 and the sealing plate 6 and the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the flow channel structure in the flow channel structure. And disposed at the upstream end of the second introduction path 24. The second introduction path 24 extends horizontally from the side surface of the flow channel structure in which the second introduction port 24a is formed to the opposite side surface, and the first introduction of the flow path 2 to which the second introduction path 24 belongs. It bends at a position below the path 22 and extends horizontally and linearly along the first introduction path 22 to the downstream side of the first introduction path 22. The second introduction path 24 is formed by the second groove portion 12 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. As shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the second introduction path 24 in the direction orthogonal to the flow direction of the second fluid flowing through the second introduction path 24 is such that the arc-shaped portion is on the upper side (the surface of the substrate 4 4a side). The cross-sectional shape of the second introduction path 24 is symmetrical with the cross-sectional shape of the first introduction path 22.

第1合流部26(図4参照)は、第1導入路22を流れる第1流体と第2導入路24を流れる第2流体とが互いに混合するようにそれらの両流体同士を上下方向(基板4の厚み方向)において合流させる部分である。この第1合流部26は、本発明の合流部の概念に含まれる。第1合流部26は、第1導入路22の下流側の端部及び第2導入路24の下流側の端部と繋がっている。第1合流部26は、基板4の表面4a側の開口がその表面4aに接合された封止板6によって封止され且つ基板4の裏面4b側の開口がその裏面4bに接合された封止板6によって封止された第1穴部18によって形成されている。第1導入路22を流れる第1流体の流通方向に対して直交する方向における第1合流部26の断面の形状は、上下方向において互いに対称的に配置された2つの半円がその頂点近傍の部分で互いに結合されたような形状となっている。この第1合流部26では、第1導入路22から第1流体が直線的に流入し、その第1流体に対して第2導入路24から当該第1合流部26に流入した第2流体が上側(基板4の表面4a側)へ移動しながら合流する。   The first junction 26 (see FIG. 4) moves the fluids in the vertical direction (substrate) so that the first fluid flowing through the first introduction path 22 and the second fluid flowing through the second introduction path 24 are mixed with each other. 4 in the thickness direction). This 1st junction part 26 is included in the concept of the junction part of this invention. The first junction 26 is connected to the downstream end of the first introduction path 22 and the downstream end of the second introduction path 24. The first joining portion 26 is sealed by a sealing plate 6 in which the opening on the front surface 4a side of the substrate 4 is bonded to the front surface 4a, and the opening on the back surface 4b side of the substrate 4 is bonded to the back surface 4b. It is formed by a first hole portion 18 sealed by the plate 6. The shape of the cross section of the first merging portion 26 in the direction orthogonal to the flow direction of the first fluid flowing through the first introduction path 22 is such that two semicircles arranged symmetrically with each other in the vertical direction are near the vertex. The shape is such that the parts are joined together. In the first merging portion 26, the first fluid linearly flows from the first introduction path 22, and the second fluid that flows into the first merging section 26 from the second introduction path 24 with respect to the first fluid. They merge while moving to the upper side (surface 4a side of the substrate 4).

第1混合流体流路28(図4参照)は、第1合流部26で合流して互いに混合された第1流体と第2流体からなる混合流体が流れる部分である。この第1混合流体流路28は、本発明の混合流体流路の概念に含まれる。第1混合流体流路28は、混合流体がその流通方向に沿って第1流体の複数の微小なスラグと第2流体の複数の微小なスラグが交互に並ぶスラグ流の状態で流れるように構成されている。第1混合流体流路28の上流側の端部は、第1合流部26の下流側に繋がっており、その第1合流部26の上流側に繋がる第1導入路22と同一直線上において、当該第1混合流体流路28は、その第1導入路22と同方向に水平且つ直線的に延びている。混合流体は、この第1混合流体流路28内をスラグ流の状態で下流側へ水平に流れ、その混合流体中で第1流体のスラグと第2流体のスラグとの接触界面を介して第1流体と第2流体との相互作用が生じる。また、第1混合流体流路28は、第1導入路22と等しい高さ位置に配置されている。第1混合流体流路28は、基板4の表面4aに形成された開口がその基板4の表側に積層された封止板6によって封止された第1溝部10のうち第1穴部18と第2穴部19との間に位置する部分によって形成されている。第1混合流体流路28を流れる流体の流通方向(第1混合流体流路28の長手方向)に対して直交する方向における当該第1混合流体流路28の断面の形状は、図6に示すように、円弧状の部分が下側(基板4の裏面4b側)を向く半円状となっている。この第1混合流体流路28の断面形状は、第1導入路22の断面形状と同じである。   The first mixed fluid flow path 28 (see FIG. 4) is a portion through which a mixed fluid composed of the first fluid and the second fluid that have joined together and mixed in the first joining portion 26 flows. The first mixed fluid channel 28 is included in the concept of the mixed fluid channel of the present invention. The first mixed fluid channel 28 is configured such that the mixed fluid flows in a slag flow state in which a plurality of minute slags of the first fluid and a plurality of minute slags of the second fluid are alternately arranged along the flow direction. Has been. The upstream end portion of the first mixed fluid channel 28 is connected to the downstream side of the first joining portion 26, and on the same straight line as the first introduction path 22 connected to the upstream side of the first joining portion 26, The first mixed fluid channel 28 extends horizontally and linearly in the same direction as the first introduction channel 22. The mixed fluid flows horizontally in the state of slag flow in the first mixed fluid flow path 28 to the downstream side, and in the mixed fluid, the mixed fluid flows through the contact interface between the slag of the first fluid and the slag of the second fluid. Interaction between the first fluid and the second fluid occurs. Further, the first mixed fluid channel 28 is disposed at a height position equal to that of the first introduction channel 22. The first mixed fluid flow path 28 includes the first hole 18 in the first groove 10 in which the opening formed in the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4. It is formed by a portion located between the second hole portion 19. The cross-sectional shape of the first mixed fluid channel 28 in the direction perpendicular to the flow direction of the fluid flowing through the first mixed fluid channel 28 (longitudinal direction of the first mixed fluid channel 28) is shown in FIG. As described above, the arc-shaped portion is in a semicircular shape facing the lower side (the back surface 4b side of the substrate 4). The cross-sectional shape of the first mixed fluid channel 28 is the same as the cross-sectional shape of the first introduction path 22.

分離空間30は、第1混合流体流路28から流入した混合流体を比重の小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重の大きい重質流体とに分離させるための部分である。この分離空間30は、第1混合流体流路28の下流側の端部に繋がっている。分離空間30は、基板4の表面4a側の開口がその基板4の表側に積層されてその表面4aに接合された封止板6によって封止され且つ基板4の裏面4b側の開口がその基板4の裏側に積層されてその裏面4bに接合された封止板6によって封止された第2穴部19によって形成されている。分離空間30は、第1混合流体流路28から流入した混合流体が軽質流体と重質流体とに比重差によって自然に分離するような断面形状を有している。具体的には、第1混合流体流路28から分離空間30に流入する混合流体の流通方向に対して直交する方向における分離空間30の断面は、当該分離空間30に流入する混合流体についてのフルード数が1よりも小さくなるように設定された相当直径を有する。詳しくは、分離空間30に流入する混合流体についてのフルード数をFrとすると、このフルード数Frは、次式(1)で表され、当該フルード数Frが1よりも小さくなるように分離空間30の断面の相当直径Dが設定されている。   The separation space 30 is a part for separating the mixed fluid flowing from the first mixed fluid flow path 28 into a light fluid having a small specific gravity and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid. The separation space 30 is connected to the downstream end of the first mixed fluid flow path 28. The separation space 30 is sealed by a sealing plate 6 in which the opening on the front surface 4a side of the substrate 4 is laminated on the front side of the substrate 4 and bonded to the front surface 4a, and the opening on the back surface 4b side of the substrate 4 is the substrate 4 is formed by a second hole portion 19 that is laminated on the back side of 4 and sealed by a sealing plate 6 joined to the back surface 4b. The separation space 30 has a cross-sectional shape such that the mixed fluid flowing in from the first mixed fluid flow path 28 is naturally separated into a light fluid and a heavy fluid due to a specific gravity difference. Specifically, the cross section of the separation space 30 in the direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing into the separation space 30 from the first mixed fluid flow path 28 is the fluid for the mixed fluid flowing into the separation space 30. The number has an equivalent diameter set to be smaller than one. Specifically, when the fluid number of the mixed fluid flowing into the separation space 30 is Fr, the fluid number Fr is expressed by the following equation (1), and the separation space 30 is set so that the fluid number Fr is smaller than 1. The equivalent diameter D of the cross section is set.

Fr=U/(D・g)1/2・・・(1)
この式(1)において、Uは、分離空間30に流入する混合流体の流速であり、gは、重力加速度である。なお、流通路2に流通させる流体の流量が約10ml/min以下である場合には、分離空間30の相当直径が約2mm以上であれば、前記フルード数Frは、1よりも小さくなる。
Fr = U / (D · g) 1/2 (1)
In this equation (1), U is the flow velocity of the mixed fluid flowing into the separation space 30, and g is the gravitational acceleration. When the flow rate of the fluid flowing through the flow passage 2 is about 10 ml / min or less, the fluid number Fr is smaller than 1 if the equivalent diameter of the separation space 30 is about 2 mm or more.

前記フルード数Frが1よりも小さくなるということは、分離空間30に流入した混合流体の流れ方向への慣性力よりもその混合流体に作用する重力の影響の方が支配的になることを意味する。このため、分離空間30に流入した混合流体のうちの重質流体は、慣性力よりも重力の影響を強く受けて下方へ沈み、その結果、混合流体中の重質流体と軽質流体が自然に分離する。分離空間30内において、重質流体は、当該分離空間30の下部領域(基板4の裏面4b寄りの領域)に溜まり、軽質流体は、その重質流体の上側(基板4の表面4a側)に浮いた状態となる。   The fact that the Froude number Fr is smaller than 1 means that the influence of gravity acting on the mixed fluid becomes more dominant than the inertial force in the flow direction of the mixed fluid flowing into the separation space 30. To do. For this reason, the heavy fluid out of the mixed fluid that has flowed into the separation space 30 is affected by gravity rather than the inertial force and sinks downward. As a result, the heavy fluid and the light fluid in the mixed fluid naturally To separate. In the separation space 30, the heavy fluid is accumulated in a lower region (region near the back surface 4 b of the substrate 4) of the separation space 30, and the light fluid is above the heavy fluid (on the surface 4 a side of the substrate 4). It will be in a floating state.

前記第1混合流体流路28の下流側の端部は、分離空間30の上端の位置(基板4の表面4aの位置)から上下方向(基板4の厚み方向)における分離空間30の中央の位置よりも少し上側の位置(表面4a寄りの位置)までの範囲で分離空間30と繋がっている。なお、分離空間30の断面は、図7に示すような、上下方向において互いに対称的に配置された2つの半円がその頂点近傍の部分で互いに結合された形状を有する。また、分離空間30に対する混合流体の流入方向における当該分離空間30の長さは、前記第1合流部26に対する第1流体の流入方向におけるその第1合流部26の長さよりも大きい。   The downstream end of the first mixed fluid channel 28 is located at the center of the separation space 30 in the vertical direction (thickness direction of the substrate 4) from the position of the upper end of the separation space 30 (position of the surface 4a of the substrate 4). It is connected to the separation space 30 in a range up to a slightly higher position (position closer to the surface 4a). In addition, the cross section of the separation space 30 has a shape in which two semicircles arranged symmetrically with each other in the vertical direction are coupled to each other in the vicinity of the apex as shown in FIG. Further, the length of the separation space 30 in the inflow direction of the mixed fluid with respect to the separation space 30 is larger than the length of the first joining portion 26 in the inflow direction of the first fluid with respect to the first joining portion 26.

重質流路32は、分離空間30から重質流体が流入し、その重質流体を流路構造体の外部へ導出するための流路である。この重質流路32の上流側の端部は、分離空間30のうち重質流体が溜まる部分に繋がっている。具体的には、重質流路32の上流側の端部は、分離空間30の下端の位置(基板4の裏面4bの位置)から上下方向における分離空間30の中央の位置よりも少し下側の位置(裏面4b寄りの位置)までの範囲で分離空間30と繋がっている。また、この重質流路32の上流側の端部は、第1混合流体流路28の下流側の端部の下方の位置で分離空間30と繋がっている。重質流路32は、分離空間30との接続箇所から第1混合流体流路28に沿ってその第1混合流体流路28の上流側へ水平に延びた後、屈曲して前記第2導入口24aが形成された流路構造体の側面へ向かって水平に延びている。   The heavy flow path 32 is a flow path through which heavy fluid flows from the separation space 30 and leads the heavy fluid to the outside of the flow path structure. The upstream end of the heavy flow channel 32 is connected to a portion of the separation space 30 where heavy fluid accumulates. Specifically, the upstream end of the heavy flow path 32 is slightly below the center position of the separation space 30 in the vertical direction from the position of the lower end of the separation space 30 (the position of the back surface 4b of the substrate 4). It is connected to the separation space 30 in the range up to the position (position near the back surface 4b). The upstream end of the heavy flow channel 32 is connected to the separation space 30 at a position below the downstream end of the first mixed fluid flow channel 28. The heavy flow path 32 extends horizontally from the connection point with the separation space 30 along the first mixed fluid flow path 28 to the upstream side of the first mixed fluid flow path 28, and then bends to the second introduction. It extends horizontally toward the side surface of the flow channel structure in which the opening 24a is formed.

また、重質流路32は、当該重質流路32から重質流体を導出するための重質流体導出口32a(図1参照)を有する。重質流体導出口32aは、重質流路32の下流側の端部に配置されており、前記第2導入口24aが形成された流路構造体の側面に開口するように形成されている。分離空間30から重質流路32に流入した重質流体は、水平方向において、前記第1混合流体流路28内の混合流体の流れと逆向きに流れた後、当該重質流路32の屈曲形状に応じて向きを変えて重質流体導出口32a側へ流れ、その重質流体導出口32aから流路構造体の外部へ導出される。また、重質流路32は、基板4の裏面4bに形成された開口が封止板6によって封止された第3溝部14によって形成されている。重質流路32を流れる重質流体の流通方向に対して直交する方向における当該重質流路32の断面の形状は、前記第2導入路24の断面形状と同様である。   Moreover, the heavy flow path 32 has a heavy fluid outlet 32a (see FIG. 1) for deriving a heavy fluid from the heavy flow path 32. The heavy fluid outlet 32a is disposed at the downstream end of the heavy channel 32, and is formed to open to the side surface of the channel structure in which the second inlet 24a is formed. . The heavy fluid that has flowed into the heavy flow channel 32 from the separation space 30 flows in the direction opposite to the flow of the mixed fluid in the first mixed fluid flow channel 28 in the horizontal direction. The direction is changed according to the bent shape, the flow flows to the heavy fluid outlet 32a side, and the heavy fluid outlet 32a is led out of the flow path structure. The heavy flow path 32 is formed by the third groove portion 14 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. The cross-sectional shape of the heavy flow path 32 in the direction orthogonal to the flow direction of the heavy fluid flowing through the heavy flow path 32 is the same as the cross-sectional shape of the second introduction path 24.

軽質流路34は、分離空間30から軽質流体が流入する流路である。この軽質流路34の上流側の端部は、分離空間30のうち軽質流体が溜まる部分に繋がっている。具体的には、軽質流路34の上流側の端部は、分離空間30の上端の位置(基板4の表面4aの位置)から上下方向(基板4の厚み方向)における分離空間30の中央の位置よりも少し上側の位置(表面4a寄りの位置)までの範囲で分離空間30と繋がっている。この軽質流路34の上流側の端部は、重質流路32の上流側の端部よりも上側の位置で分離空間30と繋がっている。また、この軽質流路34の上流側の端部は、分離空間30のうち第1混合流体流路28との接続箇所に対して反対側に位置する箇所に繋がっている。軽質流路34は、第1混合流体流路28と等しい高さ位置に配置されており、第1混合流体流路28と同一直線上でその第1混合流体流路28が延びる方向と同方向に直線的に延びている。分離空間30から軽質流路34に流入した軽質流体は、水平方向において当該軽質流路34に沿って下流側へ流れる。軽質流路34は、基板4の表面4aに形成された開口が封止板6によって封止された第1溝部10のうち第2穴部19と第3穴部20との間に位置する部分によって形成されている。軽質流路34を流れる軽質流体の流れ方向(軽質流路34の長手方向)に対して直交する方向における当該軽質流路34の断面の形状は、前記第1導入路22の断面形状及び前記第1混合流体流路28の断面形状と同様である。   The light channel 34 is a channel through which a light fluid flows from the separation space 30. The upstream end of the light flow path 34 is connected to a portion of the separation space 30 where the light fluid is accumulated. Specifically, the upstream end of the light channel 34 is located at the center of the separation space 30 in the vertical direction (thickness direction of the substrate 4) from the position of the upper end of the separation space 30 (position of the surface 4a of the substrate 4). It is connected to the separation space 30 in a range up to a position slightly above the position (position close to the surface 4a). The upstream end of the light flow path 34 is connected to the separation space 30 at a position above the upstream end of the heavy flow path 32. Further, the upstream end portion of the light flow path 34 is connected to a position on the opposite side to the connection position with the first mixed fluid flow path 28 in the separation space 30. The light channel 34 is disposed at the same height as the first mixed fluid channel 28, and is in the same direction as the direction in which the first mixed fluid channel 28 extends on the same straight line as the first mixed fluid channel 28. It extends linearly. The light fluid that has flowed into the light channel 34 from the separation space 30 flows downstream along the light channel 34 in the horizontal direction. The light passage 34 is a portion located between the second hole portion 19 and the third hole portion 20 in the first groove portion 10 in which the opening formed on the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. Is formed by. The cross-sectional shape of the light flow path 34 in the direction perpendicular to the flow direction of the light fluid flowing through the light flow path 34 (longitudinal direction of the light flow path 34) is the cross-sectional shape of the first introduction path 22 and the first flow path. This is the same as the cross-sectional shape of one mixed fluid channel 28.

軽質流路側導入路36は、軽質流体に混合するための追加の流体が導入される部分である。この軽質流路側導入路36は、当該軽質流路側導入路36に導入された追加の流体を軽質流路34を流れる軽質流体に合流させるように軽質流路34に繋がっている。具体的には、軽質流路側導入路36は、第2合流部38を介して軽質流路34と接続されている。軽質流路側導入路36は、当該軽質流路側導入路36に流体を導入するための軽質流路側導入口36aを有する。この軽質流路側導入口36aは、当該軽質流路側導入路36の上流側の端部に配置されており、前記第2導入口24a及び前記重質流体導出口32aが形成された流路構造体の側面に開口するように形成されている。また、軽質流路側導入路36は、基板4の裏面4bに形成された開口が封止板6によって封止された第4溝部16によって形成されている。この軽質流路側導入路36の上記以外の構成は、前記第2導入路24と同様である。なお、前記追加の流体は、前記第1流体及び前記第2流体と異なる種類の流体、前記第1流体と同じ種類の流体、又は、前記第2流体と同じ種類の流体であってもよい。   The light passage side introduction passage 36 is a portion into which an additional fluid for mixing with the light fluid is introduced. The light passage side introduction path 36 is connected to the light passage 34 so that the additional fluid introduced into the light passage side introduction path 36 is merged with the light fluid flowing through the light passage 34. Specifically, the light flow path side introduction path 36 is connected to the light flow path 34 via the second junction 38. The light flow path side introduction path 36 has a light flow path side introduction port 36 a for introducing a fluid into the light flow path side introduction path 36. The light channel side inlet 36a is disposed at the upstream end of the light channel side inlet 36, and the channel structure in which the second inlet 24a and the heavy fluid outlet 32a are formed. It is formed so as to open on the side surface. Further, the light channel side introduction path 36 is formed by the fourth groove portion 16 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. The other configuration of the light flow path side introduction path 36 is the same as that of the second introduction path 24. The additional fluid may be a fluid of a different type from the first fluid and the second fluid, a fluid of the same type as the first fluid, or a fluid of the same type as the second fluid.

第2合流部38は、軽質流路34を流れる軽質流体と軽質流路側導入路36を流れる追加の流体とを上下方向(基板4の厚み方向)において合流させる部分である。この第2合流部38は、軽質流路34の下流側の端部及び軽質流路側導入路36の下流側の端部と繋がっている。第2合流部38は、基板4の表面4a側の開口がその表面4aに接合された封止板6によって封止され且つ基板4の裏面4b側の開口がその裏面4bに接合された封止板6によって封止された第3穴部20によって形成されている。この第2合流部38では、軽質流路34から軽質流体が直線的に流入し、その軽質流体に対して軽質流路側導入路36から当該第2合流部38に流入した追加の流体が上側(基板4の表面4a側)へ移動しながら合流する。この第2合流部38の上記以外の構成は、前記第1合流部26と同様である。   The second joining portion 38 is a portion that joins the light fluid flowing through the light passage 34 and the additional fluid flowing through the light passage-side introduction passage 36 in the vertical direction (thickness direction of the substrate 4). The second joining portion 38 is connected to the downstream end portion of the light passage 34 and the downstream end portion of the light passage introduction path 36. The second joining portion 38 is sealed by the sealing plate 6 in which the opening on the front surface 4a side of the substrate 4 is bonded to the front surface 4a, and the opening on the back surface 4b side of the substrate 4 is bonded to the back surface 4b. It is formed by the third hole portion 20 sealed by the plate 6. In the second junction 38, the light fluid linearly flows in from the light channel 34, and the additional fluid that flows into the second junction 38 from the light channel side introduction channel 36 on the light fluid is on the upper side ( The substrate 4 joins while moving to the surface 4a side) of the substrate 4. The other configuration of the second junction 38 is the same as that of the first junction 26.

第2混合流体流路40は、第2合流部38で合流した軽質流体と追加の流体からなる混合流体が流れる流路である。第2混合流体流路40の上流側の端部は、第2合流部38の下流側に繋がっており、その第2合流部38の上流側に繋がる軽質流路34と同一直線上において、当該第2混合流体流路40は、その軽質流路34と同方向に水平且つ直線的に延びている。第2混合流体流路40を流れる混合流体は、スラグ流の状態で下流側へ水平に流れ、その混合流体中で当該混合流体を構成する各流体同士の相互作用が生じる。この第2混合流体流路40のこれ以外の構成は、前記第1混合流体流路28の上記した構成と同様である。   The second mixed fluid channel 40 is a channel through which a mixed fluid composed of the light fluid and the additional fluid merged at the second merging portion 38 flows. The upstream end portion of the second mixed fluid flow path 40 is connected to the downstream side of the second merging section 38, and the light flow path 34 connected to the upstream side of the second merging section 38 is on the same straight line, The second mixed fluid channel 40 extends horizontally and linearly in the same direction as the light channel 34. The mixed fluid flowing through the second mixed fluid flow path 40 flows horizontally downstream in the state of a slag flow, and interaction between the fluids constituting the mixed fluid occurs in the mixed fluid. The other configuration of the second mixed fluid channel 40 is the same as that of the first mixed fluid channel 28 described above.

以上のように構成されたこの第1実施形態による流路構造体は、上記したように、マイクロリアクタ、熱交換器または抽出装置等に用いられるが、次に、それらの使用例のうち当該第1実施形態による流路構造体を抽出装置として用いる場合及びマイクロリアクタ(反応装置)として用いる場合について説明する。   The flow channel structure according to the first embodiment configured as described above is used for a microreactor, a heat exchanger, an extraction device, or the like as described above. The case where the channel structure according to the embodiment is used as an extraction device and the case where it is used as a microreactor (reaction device) will be described.

まず、この第1実施形態による流路構造体を抽出装置として用いる場合、すなわち、当該第1実施形態による流路構造体を用いた抽出方法について説明する。   First, when the flow channel structure according to the first embodiment is used as an extraction device, that is, an extraction method using the flow channel structure according to the first embodiment will be described.

この抽出方法では、上記流路構造体を用いて、抽出対象物を含む被抽出流体とその被抽出流体から抽出対象物を抽出するための流体である抽出剤とを混合し、その被流出流体から抽出剤へ抽出対象物を抽出させる。   In this extraction method, a fluid to be extracted containing an extraction target and an extraction agent that is a fluid for extracting the extraction target from the fluid to be extracted are mixed using the flow channel structure, and the fluid to be discharged is mixed. The extraction object is extracted from the extractant to the extractant.

具体的には、被抽出流体を各流通路2の第1導入口22aから第1導入路22に所定の流量で導入するとともに、抽出剤を各流通路2の第2導入口24aから第2導入路24に所定の流量で導入する。   Specifically, the fluid to be extracted is introduced from the first introduction port 22a of each flow passage 2 into the first introduction passage 22 at a predetermined flow rate, and the extractant is second from the second introduction port 24a of each flow passage 2. It introduces into the introduction path 24 at a predetermined flow rate.

第1導入路22に導入された被抽出流体は、第1導入路22内を流れて第1合流部26に流入し、第2導入路24に導入された抽出剤は、第2導入路24内を流れて第1合流部26に流入する。そして、この被抽出流体と抽出剤は、第1合流部26で互いに混合するように合流する。第1合流部26で合流した被抽出流体と抽出剤からなる混合流体は、第1混合流体流路28に流入し、その第1混合流体流路28内を被抽出流体の複数の微小なスラグと抽出剤の複数の微小なスラグとが当該混合流体の流通方向に沿って交互に並ぶスラグ流の状態で下流側へ流れる。この混合流体中において、被抽出流体のスラグと抽出剤のスラグとの接触界面を介して被抽出流体から抽出剤へ抽出対象物が抽出される。   The fluid to be extracted introduced into the first introduction path 22 flows through the first introduction path 22 and flows into the first joining portion 26, and the extractant introduced into the second introduction path 24 is the second introduction path 24. It flows inside and flows into the first junction 26. Then, the fluid to be extracted and the extractant merge at the first junction 26 so as to be mixed with each other. The mixed fluid composed of the fluid to be extracted and the extractant that merged in the first merging portion 26 flows into the first mixed fluid flow channel 28, and a plurality of minute slags of the fluid to be extracted in the first mixed fluid flow channel 28. And a plurality of minute slags of the extractant flow to the downstream side in a slag flow state alternately arranged along the flow direction of the mixed fluid. In this mixed fluid, an extraction object is extracted from the extraction fluid to the extraction agent through the contact interface between the extraction fluid slag and the extraction agent slag.

この後、混合流体は、第1混合流体流路28から分離空間30へ流入し、その分離空間30内で軽質流体と重質流体とに比重差によって分離する。ここで、例えば、抽出剤が被抽出流体よりも比重が大きい場合には、抽出剤が重質流体として下方に沈み、被抽出流体が軽質流体として抽出剤の上側に浮いた状態となる。この下方に沈んだ重質流体としての抽出剤には、抽出対象物が多く含まれ、その抽出剤の上側に浮いた軽質流体としての被抽出流体中の抽出対象物の含有率は、第1導入路22に導入した被抽出流体における抽出対象物の含有率に比べて小さくなっている。   Thereafter, the mixed fluid flows into the separation space 30 from the first mixed fluid flow path 28 and is separated into a light fluid and a heavy fluid by a specific gravity difference in the separation space 30. Here, for example, when the specific gravity of the extractant is larger than that of the fluid to be extracted, the extractant sinks downward as a heavy fluid, and the fluid to be extracted floats above the extractant as a light fluid. The extractant as the heavy fluid that sinks downward contains a large amount of the extraction object, and the content of the extraction object in the fluid to be extracted as the light fluid that floats above the extractant is as follows. It is smaller than the content of the extraction object in the fluid to be extracted introduced into the introduction path 22.

そして、分離空間30で分離された重質流体は、重質流路32に流れ、重質流体導出口32aを通じて流路構造体の外部へ排出される。一方、分離空間30で分離された軽質流体は、軽質流路34に流れ、その軽質流路34から第2合流部38に流入する。   The heavy fluid separated in the separation space 30 flows into the heavy flow path 32 and is discharged to the outside of the flow path structure through the heavy fluid outlet 32a. On the other hand, the light fluid separated in the separation space 30 flows into the light passage 34 and flows into the second junction 38 from the light passage 34.

そして、軽質流路側導入口36aから軽質流路側導入路36に新しい抽出剤を所定の流量で導入し、その抽出剤を軽質流路側導入路36を通じて第2合流部38へ流入させて軽質流体に合流させる。   Then, a new extractant is introduced at a predetermined flow rate from the light channel side introduction port 36a into the light channel side introduction path 36, and the extractant flows into the second junction 38 through the light channel side introduction path 36 to become a light fluid. Merge.

第2合流部38で合流した軽質流体と抽出剤からなる混合流体は、第2混合流体流路40に流れ、その第2混合流体流路40内を被抽出流体の複数の微小なスラグと抽出剤の複数の微小なスラグとがその流通方向に沿って交互に並ぶスラグ流の状態で下流側へ流れる。この混合流体中において、被抽出流体から抽出剤への抽出対象物のさらなる抽出が行われる。最終的に、各流通路2の最終導出口40aから混合流体がそれぞれ排出されて回収される。   The mixed fluid composed of the light fluid and the extractant merged at the second merging portion 38 flows into the second mixed fluid channel 40, and a plurality of minute slags of the fluid to be extracted and the extraction are extracted in the second mixed fluid channel 40. A plurality of minute slags of the agent flows downstream in a slag flow state alternately arranged along the flow direction. In this mixed fluid, the extraction object is further extracted from the fluid to be extracted into the extraction agent. Finally, the mixed fluid is discharged from the final outlet 40a of each flow passage 2 and collected.

以上のようにして、第1実施形態による流路構造体を用いた抽出方法が行われる。   As described above, the extraction method using the flow channel structure according to the first embodiment is performed.

次に、第1実施形態による流路構造体をマイクロリアクタとして用いる場合、すなわち、当該第1実施形態による流路構造体を用いた反応方法について説明する。   Next, a case where the flow channel structure according to the first embodiment is used as a microreactor, that is, a reaction method using the flow channel structure according to the first embodiment will be described.

この反応方法では、上記流路構造体を用いて、互いに反応し得る第1反応剤の流体と第2反応剤の流体とを混合してそれら両反応剤同士を反応させる。   In this reaction method, using the flow path structure, a fluid of a first reactant and a fluid of a second reactant that can react with each other are mixed to cause the reactants to react with each other.

具体的には、第1反応剤を各流通路2の第1導入口22aから第1導入路22に所定の流速で導入するとともに、第2反応剤を各流通路2の第2導入口24aから第2導入路24に所定の流速で導入する。   Specifically, the first reactant is introduced from the first introduction port 22a of each flow passage 2 into the first introduction passage 22 at a predetermined flow rate, and the second reactant is introduced into the second introduction port 24a of each flow passage 2. To the second introduction path 24 at a predetermined flow rate.

第1導入路22に導入された第1反応剤は、第1導入路22内を流れて第1合流部26に流入し、第2導入路24に導入された第2反応剤は、第2導入路24内を流れて第1合流部26に流入する。そして、この第1反応剤と第2反応剤は、第1合流部26で互いに混合するように合流する。第1合流部26で合流した第1反応剤と第2反応剤からなる混合流体は、第1混合流体流路28に流入し、その第1混合流体流路28内を第1反応剤の複数の微小なスラグと第2反応剤の複数の微小なスラグとが当該混合流体の流通方向に沿って交互に並ぶスラグ流の状態で下流側へ流れる。この混合流体中において、第1反応剤のスラグと第2反応剤のスラグとの接触界面を介してそれらの反応剤同士の反応が生じ、反応生成物が生成される。   The first reactant introduced into the first introduction path 22 flows through the first introduction path 22 and flows into the first joining portion 26, and the second reactant introduced into the second introduction path 24 is the second reactant. It flows through the introduction path 24 and flows into the first junction 26. Then, the first reactant and the second reactant are joined so as to be mixed with each other at the first joining portion 26. The mixed fluid composed of the first reactant and the second reactant merged at the first junction 26 flows into the first mixed fluid channel 28, and a plurality of the first reactants are passed through the first mixed fluid channel 28. And a plurality of minute slags of the second reactant flow downstream in a state of slag flow alternately arranged along the flow direction of the mixed fluid. In this mixed fluid, the reaction between the reactants occurs via the contact interface between the slag of the first reactant and the slag of the second reactant, and a reaction product is generated.

この後、混合流体は、第1混合流体流路28から分離空間30へ流入し、分離空間30内で軽質流体と重質流体とに比重差によって分離する。ここで、例えば、反応生成物の流体が混合流体中の他の成分よりも比重が大きい場合には、反応生成物の流体が重質流体として下方に沈み、それ以外の成分の流体が軽質流体として反応生成物の流体の上側に浮いた状態となる。この軽質流体は、未反応の第1反応剤及び第2反応剤からなる。   Thereafter, the mixed fluid flows into the separation space 30 from the first mixed fluid flow path 28 and is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space 30 by a specific gravity difference. Here, for example, when the specific gravity of the fluid of the reaction product is larger than that of the other components in the mixed fluid, the fluid of the reaction product sinks downward as a heavy fluid, and the fluids of the other components are light fluids. As a result, the reaction product floats above the fluid. This light fluid consists of the unreacted first and second reactants.

そして、分離空間30で分離された重質流体としての反応生成物は、重質流路32に流れ、重質流体導出口32aを通じて流路構造体の外部へ取り出される。一方、分離空間30で分離された軽質流体は、軽質流路34に流れ、その軽質流路34から第2合流部38に流入する。   Then, the reaction product as the heavy fluid separated in the separation space 30 flows into the heavy flow channel 32 and is taken out of the flow channel structure through the heavy fluid outlet 32a. On the other hand, the light fluid separated in the separation space 30 flows into the light passage 34 and flows into the second junction 38 from the light passage 34.

そして、軽質流路側導入口36aから軽質流路側導入路36に追加の第2反応剤を所定の流量で導入し、その第2反応剤を軽質流路側導入路36を通じて第2合流部38へ流入させて軽質流体に合流させる。この軽質流体と追加の第2反応剤からなる混合流体は、第2混合流体流路40に流れ、その第2混合流体流路40内を未反応の第1反応剤の複数の微小なスラグと未反応の第2反応剤に追加の第2反応剤が加わったものの複数の微小なスラグとがその流通方向に沿って交互に並ぶスラグ流の状態で下流側へ流れる。この混合流体中において、第1反応剤と第2反応剤とのさらなる反応が生じ、反応生成物が生成される。最終的に、各流通路2の最終導出口40aから反応生成物を含む混合流体がそれぞれ排出されて回収される。   Then, an additional second reactant is introduced into the light passage side introduction path 36 from the light passage side introduction port 36 a at a predetermined flow rate, and the second reactant flows into the second junction 38 through the light passage side introduction path 36. To join the light fluid. The mixed fluid composed of the light fluid and the additional second reactant flows into the second mixed fluid channel 40, and a plurality of minute slags of the unreacted first reactant in the second mixed fluid channel 40 Although an additional second reactant is added to the unreacted second reactant, a plurality of minute slags flow downstream in a state of slag flow alternately arranged along the flow direction. In this mixed fluid, further reaction between the first reactant and the second reactant occurs, and a reaction product is generated. Finally, the mixed fluid containing the reaction product is discharged from the final outlet 40a of each flow passage 2 and collected.

以上のようにして、この第1実施形態による流路構造体を用いた反応方法が行われる。   As described above, the reaction method using the flow channel structure according to the first embodiment is performed.

この第1実施形態では、流通路2の第1混合流体流路28において混合流体が第1流体の複数のスラグと第2流体の複数のスラグとが交互に並ぶスラグ流の状態で流れるため、混合流体の単位体積当たりにおける第1流体と第2流体との接触界面の面積を増やしてそれら第1流体と第2流体との相互作用を促進することができる。具体的には、この第1実施形態による流路構造体を用いた抽出方法では、第1流体としての被抽出流体と第2流体としての抽出剤との接触界面の面積を増やして、被抽出流体から抽出剤への抽出対象物の抽出を促進することができる。また、この第1実施形態による流路構造体を用いた反応方法では、第1流体としての第1反応剤と第2流体としての第2反応剤との接触界面の面積を増やして、それら両反応剤同士の反応を促進することができる。   In the first embodiment, in the first mixed fluid flow path 28 of the flow passage 2, the mixed fluid flows in a slag flow state in which a plurality of slags of the first fluid and a plurality of slags of the second fluid are alternately arranged. The area of the contact interface between the first fluid and the second fluid per unit volume of the mixed fluid can be increased to promote the interaction between the first fluid and the second fluid. Specifically, in the extraction method using the flow path structure according to the first embodiment, the area of the contact interface between the fluid to be extracted as the first fluid and the extracting agent as the second fluid is increased, and the extraction is performed. Extraction of the extraction object from the fluid into the extractant can be facilitated. In the reaction method using the flow path structure according to the first embodiment, the area of the contact interface between the first reactant as the first fluid and the second reactant as the second fluid is increased, The reaction between the reactants can be promoted.

また、この第1実施形態では、第1混合流体流路28の下流側に繋がる分離空間30がその分離空間30に流入する混合流体についてのフルード数Frが1よりも小さくなるように設定された相当直径を有するため、この分離空間30に流入した混合流体に対する重力の影響が流れ方向への慣性力の影響に比べて強くなり、当該分離空間30内で混合流体が軽質流体と重質流体とに比重差によって自然に分離する。そして、分離空間30のうち重質流体が溜まる部分には重質流路32が繋がり、その重質流路32の下流側の端部に配置された重質流体導出口32aが流路構造体の側面に開口するように形成されているため、分離空間30で分離した重質流体を重質流体導出口32aから流路構造体の外部へ導出することができる。このため、混合流体から分離して除去したい物質が重質流体に含まれる場合や、混合流体から取得したい物質が重質流体に含まれる場合に、その物質を含む重質流体を流路構造体の外部へ取り出すことができる。具体的には、抽出方法において、被抽出流体から抽出対象物を抽出した抽出剤が重質流体である場合には、その抽出対象物を含む抽出剤を重質流体導出口32aから流路構造体の外部へ取り出すことができる。また、反応方法において、第1反応剤と第2反応剤との反応によって生じた反応生成物を含む流体が重質流体である場合には、その反応生成物を含む流体を重質流体導出口32aから流路構造体の外部へ取り出すことができる。   In the first embodiment, the separation space 30 connected to the downstream side of the first mixed fluid flow path 28 is set so that the fluid number Fr of the mixed fluid flowing into the separation space 30 is smaller than 1. Since it has an equivalent diameter, the influence of gravity on the mixed fluid flowing into the separation space 30 is stronger than the influence of the inertial force in the flow direction, and the mixed fluid is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space 30. Naturally separate due to specific gravity difference. A heavy flow path 32 is connected to a portion of the separation space 30 where the heavy fluid accumulates, and a heavy fluid outlet 32a disposed at an end on the downstream side of the heavy flow path 32 has a flow path structure. Therefore, the heavy fluid separated in the separation space 30 can be led out from the heavy fluid outlet 32a to the outside of the flow channel structure. Therefore, when the heavy fluid contains a substance to be separated and removed from the mixed fluid, or when the heavy fluid contains a substance to be obtained from the mixed fluid, the heavy fluid containing the substance is transferred to the flow channel structure. Can be taken out to the outside. Specifically, in the extraction method, when the extraction agent that has extracted the extraction target from the fluid to be extracted is a heavy fluid, the extraction agent containing the extraction target is transferred from the heavy fluid outlet 32a to the flow channel structure. Can be taken out of the body. In the reaction method, when the fluid containing the reaction product generated by the reaction between the first reactant and the second reactant is a heavy fluid, the fluid containing the reaction product is transferred to the heavy fluid outlet. It can be taken out of the flow path structure from 32a.

また、この第1実施形態では、流路構造体内の流通路2の分離空間30で混合流体が重質流体と軽質流体に分離されるため、流路構造体から外部へ流体が排出された後に分離作業に要する作業負担を軽減することができる。具体的には、仮に、流通路を流れる複数種類の流体及び生成物が全て混ざり合った状態で流路構造体の外部に排出される場合には、その排出された流体から所望の流体又は物質を取得しようとすると分離作業が非常に煩雑になる。これに対して、この第1実施形態では、流路構造体内で混合流体から重質流体が分離されるので、その重質流体が所望の流体である場合には、分離作業を行う必要がなく、その重質流体中に所望の物質が含まれる場合には、流通路を流れる複数種類の流体及び物質が全て混ざり合った状態の混合流体から所望の物質を分離する場合に比べて簡略な分離作業で重質流体から所望の物質を分離することができる。   In the first embodiment, since the mixed fluid is separated into the heavy fluid and the light fluid in the separation space 30 of the flow passage 2 in the flow path structure, the fluid is discharged from the flow path structure to the outside. The work burden required for the separation work can be reduced. Specifically, if a plurality of types of fluids and products flowing through the flow path are all mixed and discharged to the outside of the flow channel structure, a desired fluid or substance is discharged from the discharged fluid. Separation work becomes very complicated. On the other hand, in the first embodiment, since the heavy fluid is separated from the mixed fluid in the flow path structure, there is no need to perform a separation operation when the heavy fluid is a desired fluid. When the desired substance is contained in the heavy fluid, the separation is simpler than the case where the desired substance is separated from the mixed fluid in a state where a plurality of kinds of fluids and substances flowing through the flow passage are mixed together. In operation, the desired material can be separated from the heavy fluid.

また、この第1実施形態では、軽質流路34に流れる軽質流体に対して軽質流路側導入路36及び第2合流部38を通じて追加の流体を合流させることができるため、軽質流体に対して追加の流体を相互作用させることができる。しかも、この第1実施形態では、分離空間30で重質流体と分離した軽質流体に対して追加の流体が合流するので、混合流体中に軽質流体と追加の流体との相互作用の効率を低下させる物質が含まれていてその物質の大部分が重質流体に含まれる場合に、その物質の含有率の低下した軽質流体に対して追加の流体を合流させて相互作用させることができる。このため、軽質流体と追加の流体との相互作用の効率を向上することができる。具体的には、抽出方法では、混合流体中に抽出対象物を抽出した後の抽出剤が多く含まれている場合には、抽出効率が低下するため、その抽出後の抽出剤を重質流体として分離した後の軽質流体に対して新しい抽出剤を追加の流体として合流させて、抽出効率を向上させることができる。また、反応方法では、混合流体中に第1反応剤と第2反応剤との反応によって生じた反応生成物が多く含まれている場合には、反応効率が低下するため、その反応生成物を含む重質流体を分離した後の軽質流体に対して新しい第2反応剤を追加の流体として合流させて、反応効率を向上させることができる。   In the first embodiment, additional fluid can be joined to the light fluid flowing in the light passage 34 through the light passage side introduction passage 36 and the second joining portion 38. Can interact with each other. In addition, in the first embodiment, the additional fluid joins the light fluid separated from the heavy fluid in the separation space 30, so that the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid is reduced in the mixed fluid. When the substance to be contained is contained and most of the substance is contained in the heavy fluid, the additional fluid can be joined and interacted with the light fluid having a reduced content of the substance. For this reason, the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid can be improved. Specifically, in the extraction method, when the extraction fluid contains a large amount of the extraction agent after the extraction target is extracted, the extraction efficiency is reduced. The extraction efficiency can be improved by combining a new extractant as an additional fluid with the light fluid after the separation. Further, in the reaction method, when the reaction fluid produced by the reaction between the first reactant and the second reactant is contained in the mixed fluid, the reaction efficiency is lowered. The reaction efficiency can be improved by combining a new second reactant as an additional fluid with the light fluid after separating the heavy fluid contained therein.

(第2実施形態)
次に、図9及び図10を参照して、本発明の第2実施形態による流路構造体の構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG.9 and FIG.10, the structure of the flow-path structure by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

この第2実施形態の流路構造体は、上記第1実施形態の横向きに配置した流路構造体を縦向きに配置したものである(図9参照)。具体的には、この第2実施形態による流路構造体は、各基板4の表面4a及び裏面4bが鉛直方向に平行となるように配置される。詳しくは、この第2実施形態による流路構造体は、第1導入口22aが形成された側面が重力方向下側を向き、最終導出口40aが形成された側面が上側を向くように配置される。これにより、流路構造体内の各流通路2の第1導入路22、第1混合流体流路28、軽質流路34及び第2混合流体流路40は、上下方向(鉛直方向)に延びるように配置されている。また、各流通路2の第2導入路24のうち第1導入路22に沿って延びる部分、各流通路2の重質流路32のうち第1混合流体流路28に沿って延びる部分、及び、各流通路2の軽質流路側導入路36のうち軽質流路34に沿って延びる部分も、上下方向(鉛直方向)に延びるように配置されている。   The flow channel structure according to the second embodiment is obtained by vertically arranging the flow channel structures disposed in the horizontal direction of the first embodiment (see FIG. 9). Specifically, the flow path structure according to the second embodiment is arranged such that the front surface 4a and the back surface 4b of each substrate 4 are parallel to the vertical direction. Specifically, the flow path structure according to the second embodiment is arranged such that the side surface on which the first introduction port 22a is formed faces downward in the direction of gravity and the side surface on which the final outlet port 40a is formed faces upward. The Accordingly, the first introduction path 22, the first mixed fluid path 28, the light channel 34, and the second mixed fluid path 40 of each flow path 2 in the flow path structure extend in the vertical direction (vertical direction). Is arranged. A portion extending along the first introduction passage 22 in the second introduction passage 24 of each flow passage 2; a portion extending along the first mixed fluid passage 28 in the heavy flow passage 32 of each flow passage 2; And the part extended along the light flow path 34 among the light flow path side introduction paths 36 of each flow path 2 is also arrange | positioned so that it may extend in an up-down direction (vertical direction).

また、第1導入路22及び第2導入路24は、第1合流部26の下端に繋がっており、その第1合流部26の上端に第1混合流体流路28の上流側の端部が繋がっている。また、第1混合流体流路28の下流側の端部及び重質流路32の上流側の端部は、分離空間30の下端に繋がっている。また、軽質流路34の上流側の端部は、分離空間30の上端に繋がっており、軽質流路34の下流側の端部及び軽質流路側導入路36の下流側の端部は、第2合流部38の下端に繋がっている。また、第2混合流体流路40の上流側の端部は、第2合流部38の上端に繋がっている。   In addition, the first introduction path 22 and the second introduction path 24 are connected to the lower end of the first merge section 26, and the upstream end of the first mixed fluid flow path 28 is connected to the upper end of the first merge section 26. It is connected. Further, the downstream end of the first mixed fluid channel 28 and the upstream end of the heavy channel 32 are connected to the lower end of the separation space 30. The upstream end of the light flow path 34 is connected to the upper end of the separation space 30, and the downstream end of the light flow path 34 and the downstream end of the light flow path side introduction path 36 are 2 is connected to the lower end of the junction 38. Further, the upstream end portion of the second mixed fluid flow path 40 is connected to the upper end of the second merge portion 38.

この第2実施形態の流路構造体では、下方から第1導入口22aを通じて第1導入路22に第1流体を導入し、側方から第2導入口24aを通じて第2導入路24に第2流体を導入する。第1導入路22に導入された第1流体は、第1導入路22内を下から上へ流れて第1合流部26に流入し、第2導入路24に導入された第2流体は、第2導入路24の屈曲した形状に沿って流れる向きを上向きに変えて第1合流部26に流入する。そして、第1合流部26では、上方へ直線的に流れる第1流体に対して第2流体が略水平方向において近づいて合流する。第1合流部26で合流した第1流体と第2流体からなる混合流体は、スラグ流の状態で第1混合流体流路28を上方へ流れ、その混合流体中で第1流体と第2流体との相互作用が生じる。そして、この第1混合流体流路28を流れる混合流体は、分離空間30に下から流入する。   In the flow channel structure according to the second embodiment, the first fluid is introduced into the first introduction passage 22 from below through the first introduction port 22a, and the second fluid is introduced into the second introduction passage 24 from the side through the second introduction port 24a. Introduce fluid. The first fluid introduced into the first introduction path 22 flows from the bottom to the top in the first introduction path 22 and flows into the first junction 26, and the second fluid introduced into the second introduction path 24 is The flow direction along the bent shape of the second introduction path 24 is changed upward and flows into the first junction 26. And in the 1st confluence | merging part 26, the 2nd fluid approaches in the substantially horizontal direction and merges with respect to the 1st fluid which flows linearly upwards. The mixed fluid composed of the first fluid and the second fluid joined at the first joining portion 26 flows upward through the first mixed fluid channel 28 in the state of the slag flow, and the first fluid and the second fluid in the mixed fluid. Interaction with. Then, the mixed fluid flowing through the first mixed fluid channel 28 flows into the separation space 30 from below.

分離空間30では、図10に示すように、混合流体が軽質流体と重質流体とに上下に分離する。具体的には、混合流体中の重質流体は、分離空間30内の下部領域、すなわち分離空間30のうち重質流路32及び第1混合流体流路28寄りの領域に溜まり、混合流体中の軽質流体は、分離空間30内の上部領域、すなわち分離空間30のうち軽質流路34寄りの領域に溜まる。この状態では、第1混合流体流路28から分離空間30に流入してくる混合流体のうちの軽質流体が、分離空間30に溜まった重質流体の層中を通り抜けてその重質流体の層上に浮き上がる。そして、分離空間30で分離した重質流体は、重質流路32に下向きに流入し、その後、重質流路32の屈曲した形状に沿って流れる向きを変えて重質流体導出口32aから流路構造体の側方へ導出される。一方、分離空間30で分離した軽質流体は、軽質流路34を下から上へ流れて第2合流部38に流入する。   In the separation space 30, as shown in FIG. 10, the mixed fluid is separated into a light fluid and a heavy fluid vertically. Specifically, the heavy fluid in the mixed fluid accumulates in a lower region in the separation space 30, that is, in a region near the heavy flow channel 32 and the first mixed fluid flow channel 28 in the separation space 30. The light fluid accumulates in an upper region in the separation space 30, that is, a region near the light flow path 34 in the separation space 30. In this state, the light fluid of the mixed fluid flowing into the separation space 30 from the first mixed fluid flow path 28 passes through the layer of the heavy fluid accumulated in the separation space 30 and the layer of the heavy fluid. Floats up. Then, the heavy fluid separated in the separation space 30 flows downward into the heavy flow path 32, and then changes the flowing direction along the bent shape of the heavy flow path 32 from the heavy fluid outlet 32a. It leads to the side of a channel structure. On the other hand, the light fluid separated in the separation space 30 flows from the bottom to the top in the light flow path 34 and flows into the second junction 38.

そして、流路構造体の側方から軽質流路側導入口36aを通じて追加の流体を導入すると、この追加の流体は、第2導入路24内を流れる第2流体と同様に軽質流路側導入路36内を流れて第2合流部38で軽質流体と合流する。第2合流部38で合流した軽質流体と追加の流体からなる混合流体は、第2混合流体流路40に流入し、その第2混合流体流路40を下から上へスラグ流の状態で流れる。この混合流体中では、相互作用が生じる。そして、最終導出口40aから流路構造体の上側へ混合流体が導出される。   When an additional fluid is introduced from the side of the channel structure through the light channel side introduction port 36a, the additional fluid is introduced into the light channel side introduction channel 36 in the same manner as the second fluid flowing in the second introduction channel 24. It flows through the inside and merges with the light fluid at the second junction 38. The mixed fluid composed of the light fluid and the additional fluid merged at the second merging portion 38 flows into the second mixed fluid flow path 40, and flows through the second mixed fluid flow path 40 from below to above in a slug flow state. . Interaction occurs in the mixed fluid. Then, the mixed fluid is led out from the final outlet 40a to the upper side of the flow path structure.

この第2実施形態による流路構造体では、分離空間30の下端に第1混合流体流路28が接続されているため、第1混合流体流路28から分離空間30に流入する混合流体のうちの軽質流体が分離空間30内で溜まっている重質流体の層中を通り抜けて上方へ浮き上がる。この際、軽質流体と重質流体との接触界面の更新が生じ、軽質流体と重質流体との相互作用を分離空間30内で促進することができる。   In the flow channel structure according to the second embodiment, since the first mixed fluid channel 28 is connected to the lower end of the separation space 30, the mixed fluid flowing into the separation space 30 from the first mixed fluid channel 28 The light fluid passes through the heavy fluid layer accumulated in the separation space 30 and floats upward. At this time, the contact interface between the light fluid and the heavy fluid is updated, and the interaction between the light fluid and the heavy fluid can be promoted in the separation space 30.

この第2実施形態の流路構造体による上記以外の効果は、上記第1実施形態の流路構造体による効果と同様である。   The other effects of the flow path structure according to the second embodiment are the same as the effects of the flow path structure according to the first embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

例えば、図11に示す1つの変形例のように、軽質流路34は、その軽質流路34から軽質流体を導出するための軽質流体導出口34aを有していてもよい。具体的には、例えば、軽質流路34が上記実施形態の重質流路32のような屈曲した形状で流路構造体の側面まで延びていてその側面に当該軽質流路34の下流側の端部に配置された軽質流体導出口34aが形成されていてもよい。   For example, as in a modification shown in FIG. 11, the light channel 34 may have a light fluid outlet 34 a for deriving the light fluid from the light channel 34. Specifically, for example, the light channel 34 extends to the side surface of the channel structure in a bent shape like the heavy channel 32 of the above-described embodiment, and the downstream side of the light channel 34 is formed on the side surface. A light fluid outlet 34a arranged at the end may be formed.

この変形例による流路構造体を形成する場合には、例えば、上記第1実施形態において基板4の裏面4bに沿って延びるように形成していた第2〜第4溝部12,14,16を基板4の表面4aに沿って延び且つその表面4aに開口するように形成し、基板4の表面4aに沿って延びるように形成していた第1溝部10を基板4の裏面4bに沿って延び且つその裏面4bに開口するように形成し、その基板4の表側と裏側にそれぞれ封止板6を積層することによって流路構造体を形成してもよい。この場合には、基板4の表面4aに沿って延びるように形成された第2〜第4溝部12,14,16のうちの第3溝部14が本発明の第1面側溝部の概念に含まれ、基板4の裏面4bに沿って延びるように形成された第1溝部10が本発明の第2面側溝部の概念に含まれる。そして、この場合には、図12に示すように、第1導入路22、第1混合流体流路28、重質流路32及び第2混合流体流路40が基板4の裏面4b側(下側)に配置され、第2導入路24、軽質流路34及び重質流路側導入路42が基板4の表面4a側(上側)に配置される。   When the flow path structure according to this modification is formed, for example, the second to fourth groove portions 12, 14, and 16 formed so as to extend along the back surface 4b of the substrate 4 in the first embodiment are used. The first groove 10 formed so as to extend along the front surface 4 a of the substrate 4 and open to the front surface 4 a and extend along the front surface 4 a of the substrate 4 extends along the back surface 4 b of the substrate 4. In addition, the flow path structure may be formed by opening the back surface 4 b and laminating the sealing plates 6 on the front side and the back side of the substrate 4. In this case, the third groove portion 14 of the second to fourth groove portions 12, 14, 16 formed so as to extend along the surface 4a of the substrate 4 is included in the concept of the first surface side groove portion of the present invention. The first groove portion 10 formed so as to extend along the back surface 4b of the substrate 4 is included in the concept of the second surface side groove portion of the present invention. In this case, as shown in FIG. 12, the first introduction path 22, the first mixed fluid flow path 28, the heavy flow path 32, and the second mixed fluid flow path 40 are on the back surface 4 b side (lower side) of the substrate 4. The second introduction path 24, the light flow path 34 and the heavy flow path side introduction path 42 are disposed on the surface 4 a side (upper side) of the substrate 4.

この変形例では、第1導入路22は、基板4の裏面4bに形成された開口がその基板4の裏側に積層された封止板6によって封止された第1溝部10のうち第1穴部18に対して第2穴部19と反対側に位置する部分によって形成される。また、第2導入路22は、基板4の表面4aに形成された開口がその基板4の表側に積層された封止板6によって封止された第2溝部12によって形成される。また、第1混合流体流路28は、基板4の裏面4bに形成された開口がその基板4の裏側に積層された封止板6によって封止された第1溝部10のうち第1穴部18と第2穴部19との間に位置する部分によって形成される。   In this modification, the first introduction path 22 has a first hole in the first groove portion 10 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 4. It is formed by a portion located on the opposite side to the second hole portion 19 with respect to the portion 18. The second introduction path 22 is formed by the second groove portion 12 in which the opening formed in the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4. In addition, the first mixed fluid channel 28 has a first hole portion in the first groove portion 10 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 4. It is formed by the part located between 18 and the 2nd hole part 19. FIG.

また、軽質流路34は、基板4の表面4aに形成された開口がその基板4の表側に積層された封止板6によって封止された第3溝部14によって形成され、重質流路32は、基板4の裏面4bに形成された開口がその基板4の裏側に積層された封止板6によって封止された第1溝部10のうち第2穴部19と第3穴部20との間に位置する部分によって形成される。すなわち、軽質流路34は、分離空間30の上部に繋がり、上記第1実施形態の重質流路32に対応する屈曲した形状で流路構造体の第2導入口24aが形成された側面まで延び、重質流路32は、第1混合流体流路28と同一直線上で同方向に直線的に延びている。そして、この重質流路32の下流側の端部が、第2合流部38と繋がっている。   The light channel 34 is formed by the third channel 14 in which the opening formed in the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4. The second hole portion 19 and the third hole portion 20 of the first groove portion 10 in which the opening formed in the back surface 4b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 4 It is formed by the part located between. That is, the light flow path 34 is connected to the upper part of the separation space 30 and extends to the side surface where the second introduction port 24a of the flow path structure is formed in a bent shape corresponding to the heavy flow path 32 of the first embodiment. The heavy channel 32 extends linearly in the same direction on the same straight line as the first mixed fluid channel 28. The downstream end of the heavy flow channel 32 is connected to the second junction 38.

また、第2穴部19は、基板4の裏面4bに沿って延びる第1溝部10のうち第1混合流体流路28の下流側の端部を構成する部位と重質流路34の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において基板4を裏面4b側から表面4a側へ基板4の厚み方向に貫通し、基板4の表面4aに沿って延びる第3溝部14のうち軽質流路34の上流側の端部を構成する部位に繋がっている。この第2穴部19の表面4a側の開口が基板4の表側に積層された封止板6によって封止されるとともに当該第2穴部19の裏面4b側の開口が基板4の裏側に積層された封止板6によって封止されることにより分離空間30が形成される。   Further, the second hole portion 19 includes a portion constituting an end portion on the downstream side of the first mixed fluid channel 28 in the first groove portion 10 extending along the back surface 4 b of the substrate 4 and an upstream side of the heavy channel 34. Among the third grooves 14 extending through the surface 4a of the substrate 4 through the substrate 4 in the thickness direction of the substrate 4 from the back surface 4b side to the front surface 4a side at a portion located between the end portions of the substrate 4 It is connected to a portion constituting the upstream end portion of the light passage 34. The opening on the surface 4 a side of the second hole portion 19 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 4, and the opening on the back surface 4 b side of the second hole portion 19 is laminated on the back side of the substrate 4. The separation space 30 is formed by being sealed by the sealing plate 6.

また、第2混合流体流路40は、基板4の裏面4bに形成された開口がその基板4の裏側に積層された封止板6によって封止された第1溝部10のうち第3穴部20に対して第2穴部19と反対側に位置する部分によって形成される。この第2混合流体流路40の上流側の端部は、第2合流部38の下部に繋がっている。   Further, the second mixed fluid flow path 40 has a third hole portion in the first groove portion 10 in which the opening formed in the back surface 4 b of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 4. 20 is formed by a portion located on the opposite side of the second hole 19 with respect to 20. The upstream end portion of the second mixed fluid flow path 40 is connected to the lower portion of the second merge portion 38.

前記重質流路側導入路42は、重質流体に混合するための追加の流体が導入される部分であり、当該重質流路側導入路42を流れる流体が重質流路32を流れる重質流体に合流するように第2合流部38を介して重質流路32に対して接続されている。この重質流路側導入路42は、基板4の表面4aに形成された開口が封止板6によって封止された第4溝部16によって形成される。すなわち、重質流路側導入路42は、上記第1実施形態の軽質流路側導入路36に対応する屈曲した形状に形成され、第2合流部38の上部に繋がっている。また、重質流路側導入路42は、当該重質流路側導入路42に流体を導入するための重質流路側導入口42aを有している。この重質流路側導入口42aは、重質流路側導入路42の上流側の端部に配置され、流路構造体のうち第2導入口24a及び軽質流体導出口34aが形成された側面に開口するように形成されている。   The heavy flow channel side introduction channel 42 is a portion into which an additional fluid for mixing with the heavy fluid is introduced, and the heavy fluid that flows through the heavy flow channel side introduction channel 42 flows through the heavy flow channel 32. It is connected with respect to the heavy flow path 32 via the 2nd confluence | merging part 38 so that it may merge with a fluid. The heavy flow path side introduction path 42 is formed by the fourth groove portion 16 in which the opening formed in the surface 4 a of the substrate 4 is sealed by the sealing plate 6. That is, the heavy flow path side introduction path 42 is formed in a bent shape corresponding to the light flow path side introduction path 36 of the first embodiment, and is connected to the upper part of the second junction 38. The heavy flow channel side introduction path 42 has a heavy flow channel side introduction port 42 a for introducing a fluid into the heavy flow channel side introduction path 42. The heavy flow channel side introduction port 42a is disposed at the upstream end of the heavy flow channel side introduction channel 42, and on the side surface of the flow channel structure where the second introduction port 24a and the light fluid outlet port 34a are formed. It is formed to open.

この変形例の構成によれば、分離空間30で分離された軽質流体を軽質流路34を通じて軽質流体導出口34aから流路構造体の外部へ導出することができる。このため、混合流体から除去したい物質が軽質流体に含まれる場合には、その除去したい物質を含む軽質流体を混合流体から分離させて流路構造体の外部へ排出することができる。また、混合流体のうち取得したい物質が軽質流体に含まれる場合には、その物質を含む軽質流体を混合流体から分離して流路構造体の外部へ取り出すことができる。   According to the configuration of this modification, the light fluid separated in the separation space 30 can be led out from the light fluid outlet 34a to the outside of the channel structure through the light channel 34. For this reason, when the substance to be removed from the mixed fluid is contained in the light fluid, the light fluid containing the substance to be removed can be separated from the mixed fluid and discharged to the outside of the flow path structure. In addition, when the light fluid contains a substance to be acquired from the mixed fluid, the light fluid containing the substance can be separated from the mixed fluid and taken out of the flow path structure.

また、この変形例の構成によれば、重質流路32に流れる重質流体に対して重質流路側導入路42から追加の流体を合流させることができるため、重質流体に対して追加の流体を相互作用させることができる。しかも、この構成では、分離空間30で軽質流体と分離した重質流体に対して追加の流体を合流させることができるので、例えば混合流体中に重質流体と重質流路側導入路42から導入する流体との相互作用の効率を低下させる物質が含まれていてその物質の大部分が分離空間30で分離した軽質流体中に含まれる場合に、その物質の含有率の低下した重質流体に対して重質流路側導入路42から流体を合流させて相互作用させることができる。このため、重質流体と重質流路側導入路42から導入する流体との相互作用の効率を向上することができる。   In addition, according to the configuration of this modified example, additional fluid can be merged from the heavy flow channel side introduction path 42 with respect to the heavy fluid flowing through the heavy flow channel 32, and thus added to the heavy fluid Can interact with each other. In addition, in this configuration, since the additional fluid can be merged with the heavy fluid separated from the light fluid in the separation space 30, for example, the heavy fluid and the heavy flow channel side introduction path 42 are introduced into the mixed fluid. When a substance that reduces the efficiency of interaction with the fluid to be contained is contained and most of the substance is contained in the light fluid separated in the separation space 30, the heavy fluid with a reduced content of the substance On the other hand, fluid can be merged from the heavy flow channel side introduction channel 42 and allowed to interact. For this reason, the efficiency of the interaction between the heavy fluid and the fluid introduced from the heavy flow channel side introduction channel 42 can be improved.

なお、上記第1実施形態による流路構造体をその天面が底面になるように上下逆に配置することによって、上記第1実施形態の重質流路32を分離空間30で分離した軽質流体を外部へ導出するための軽質流路として用い、上記第1実施形態の軽質流路34を第2合流部38に繋がる重質流路として用い、上記第1実施形態の軽質流路側導入路36を重質流路に繋がる第4流路として用いるようにしてもよい。   In addition, the light fluid which isolate | separated the heavy flow path 32 of the said 1st Embodiment in the separation space 30 by arrange | positioning the flow path structure by the said 1st Embodiment upside down so that the top | upper surface may become a bottom face. Is used as a light flow path for leading out to the outside, the light flow path 34 of the first embodiment is used as a heavy flow path connected to the second junction 38, and the light flow path side introduction path 36 of the first embodiment is used. May be used as the fourth flow path connected to the heavy flow path.

また、流通路を構成する各部の構造は、上記した構造以外の各種構造に形成されていてもよい。   Moreover, the structure of each part which comprises a flow path may be formed in various structures other than the above-mentioned structure.

例えば、第1導入路は、第1混合流体流路が延びる方向に対して斜め方向に延びていたり、屈曲していたりしてもよい。また、第2導入路は、屈曲しないで直線的に延びていてもよい。この場合には、第2導入路は、第1導入路が延びる方向に対して平行な方向、斜め方向又は直交する方向に延びていてもよい。また、第1混合流体流路は、混合流体の流れ方向において屈曲していてもよい。また、重質流路は、分離空間から直線的に延びていてもよく、第1混合流体流路に対して斜め方向に延びていてもよい。また、重質流路は、分離空間から第1混合流体流路に対して直交する方向に延びていてもよい。また、軽質流路は、分離空間から第1混合流体流路が延びる方向と異なる方向、例えば、第1混合流体流路に対して直交する方向や、第1混合流体流路に対して斜め方向に延びていてもよい。また、軽質流路は、軽質流体の流れ方向において屈曲した形状に形成されていてもよい。また、軽質流路側導入路は、屈曲しないで直線的に延びていてもよい。この場合には、軽質流路側導入路は、軽質流路が延びる方向に対して斜め方向又は直交する方向に延びていてもよい。また、第2混合流体流路は、混合流体の流れ方向において屈曲したり、所定回数折返されていてもよい。また、流通路を構成する各部の断面形状は、上記以外の形状であってもよい。   For example, the first introduction path may extend obliquely or bend with respect to the direction in which the first mixed fluid flow path extends. The second introduction path may extend linearly without being bent. In this case, the second introduction path may extend in a direction parallel to the direction in which the first introduction path extends, a diagonal direction, or a direction orthogonal to the direction. Further, the first mixed fluid channel may be bent in the flow direction of the mixed fluid. The heavy flow path may extend linearly from the separation space, or may extend in an oblique direction with respect to the first mixed fluid flow path. Further, the heavy flow path may extend in a direction orthogonal to the first mixed fluid flow path from the separation space. Further, the light channel is a direction different from the direction in which the first mixed fluid channel extends from the separation space, for example, a direction orthogonal to the first mixed fluid channel, or an oblique direction with respect to the first mixed fluid channel. It may extend to. Moreover, the light flow path may be formed in the shape bent in the flow direction of the light fluid. Moreover, the light flow path side introduction path may extend linearly without bending. In this case, the light channel side introduction channel may extend in a direction oblique to or perpendicular to the direction in which the light channel extends. Further, the second mixed fluid channel may be bent in the flow direction of the mixed fluid or may be folded a predetermined number of times. Moreover, the cross-sectional shape of each part which comprises a flow path may be shapes other than the above.

また、図13に示す別の変形例のように、流通路2は、第1混合流体流路28、分離空間30、重質流路32及び軽質流路34のみからなっていてもよい。具体的には、この変形例では、第1混合流体流路28が、流路構造体のうち基板4の表面4aに平行な当該流路構造体の長手方向において一方側を向く側面まで延びており、当該側面に開口する導入口28aを有している。すなわち、この変形例では、第1導入路、第2導入路及び第1合流部は設けられておらず、流路構造体の外部で複数種類の流体が混合されることによって調製された混合流体が導入口28aを通じて第1混合流体流路28に導入される。また、この変形例では、軽質流路34が、流路構造体のうち前記導入口28aが開口している側面と反対側の側面まで延びており、当該側面に開口する軽質流体導出口34aを有している。すなわち、この変形例では、軽質流路側導入路、第2合流部及び第2混合流体流路は設けられておらず、分離空間30で分離して軽質流路34に流入した軽質流体は、下流側へ流れて軽質流体導出口34aから排出される。この変形例による流路構造体の上記以外の構成は、上記第1実施形態による流路構造体の構成と同様である。   Moreover, the flow path 2 may consist only of the 1st mixed fluid flow path 28, the separation space 30, the heavy flow path 32, and the light flow path 34 like another modification shown in FIG. Specifically, in this modified example, the first mixed fluid channel 28 extends to a side surface facing one side in the longitudinal direction of the channel structure parallel to the surface 4a of the substrate 4 in the channel structure. And has an introduction port 28a that opens to the side surface. That is, in this modified example, the first introduction path, the second introduction path, and the first joining portion are not provided, and the mixed fluid prepared by mixing a plurality of types of fluids outside the flow path structure. Is introduced into the first mixed fluid channel 28 through the inlet 28a. Further, in this modification, the light flow path 34 extends to the side surface of the flow path structure opposite to the side surface where the introduction port 28a is open, and the light fluid outlet 34a that opens to the side surface is provided. Have. That is, in this modified example, the light flow path side introduction path, the second merging portion, and the second mixed fluid flow path are not provided, and the light fluid separated in the separation space 30 and flowing into the light flow path 34 is downstream. It flows to the side and is discharged from the light fluid outlet 34a. The other configuration of the flow path structure according to this modification is the same as that of the flow path structure according to the first embodiment.

この変形例による流路構造体は、外部で調製された混合流体を軽質流体と重質流体とに分離するための分離装置として用いることができる。以下、このような流路構造体を分離装置として用いた混合流体の分離方法について以下説明する。   The flow path structure according to this modification can be used as a separation device for separating a mixed fluid prepared outside into a light fluid and a heavy fluid. Hereinafter, a mixed fluid separation method using such a flow channel structure as a separation device will be described.

この分離方法では、まず、流路構造体の外部で複数種類の流体を混合して混合流体を調製しておく。そして、その調製した混合流体を第1混合流体流路28の導入口28aからその第1混合流体流路28に所定の流速で導入し、その混合流体を第1混合流体流路28の下流側へ流す。   In this separation method, first, a mixed fluid is prepared by mixing a plurality of types of fluids outside the flow channel structure. Then, the prepared mixed fluid is introduced at a predetermined flow rate from the inlet 28 a of the first mixed fluid channel 28 into the first mixed fluid channel 28, and the mixed fluid is downstream of the first mixed fluid channel 28. To flow.

この混合流体は、第1混合流体流路28から分離空間30へ流入し、分離空間30内で軽質流体と重質流体とに比重差によって分離する。そして、分離空間30で分離した重質流体は、重質流路32へ流れて重質流体導出口(図13では図略)から排出され、分離空間30で分離した軽質流体は、軽質流路34へ流れて軽質流体導出口34aから排出される。   The mixed fluid flows into the separation space 30 from the first mixed fluid flow path 28 and is separated into a light fluid and a heavy fluid in the separation space 30 by a specific gravity difference. Then, the heavy fluid separated in the separation space 30 flows into the heavy flow path 32 and is discharged from the heavy fluid outlet (not shown in FIG. 13), and the light fluid separated in the separation space 30 is the light flow path. 34 and discharged from the light fluid outlet 34a.

このようにして、当該変形例による流路構造体を用いた混合流体の分離方法が行われる。   In this manner, the mixed fluid separation method using the flow path structure according to the modification is performed.

この分離方法では、混合流体中で流体同士の相互作用が生じた後、流路構造体内の分離空間30で混合流体を重質流体と軽質流体とに分離することができるため、流路構造体から排出された後の流体についての分離作業に係る作業負担を軽減することができる。   In this separation method, after interaction between fluids occurs in the mixed fluid, the mixed fluid can be separated into a heavy fluid and a light fluid in the separation space 30 in the flow channel structure. It is possible to reduce the work load related to the separation work on the fluid after being discharged from.

なお、図13に示した流路構造体を上下逆にして用いても良い。この場合には、図13における軽質流路34が重質流路となり、図13における重質流路32が軽質流路となる。   Note that the channel structure shown in FIG. 13 may be used upside down. In this case, the light channel 34 in FIG. 13 becomes a heavy channel, and the heavy channel 32 in FIG. 13 becomes a light channel.

また、上記各実施形態において、流通路のうち軽質流路側導入路及び第2合流部を省略してもよい。すなわち、上記各実施形態において、軽質流路の下流側の端部に、流路構造体の外面に開口する導出口が設けられていてもよい。また、図11及び図12に示した変形例において、流通路のうち重質流路側導入路及び第2合流部を省略してもよい。すなわち、この変形例において、重質流路の下流側の端部に、流路構造体の外面に開口する導出口が設けられていてもよい。   Moreover, in each said embodiment, you may abbreviate | omit a light flow path side introduction path and a 2nd junction part among flow paths. In other words, in each of the above embodiments, a lead-out port that opens to the outer surface of the flow channel structure may be provided at the downstream end of the light flow channel. Moreover, in the modification shown in FIG.11 and FIG.12, you may abbreviate | omit a heavy flow path side introduction path and a 2nd junction part among flow paths. That is, in this modified example, an outlet port that opens to the outer surface of the flow channel structure may be provided at the downstream end of the heavy flow channel.

また、流通路に複数の分離空間が設けられていてもよい。   In addition, a plurality of separation spaces may be provided in the flow path.

また、流路構造体は、流通路を形成するための溝が形成された単一の基板の表裏に封止板が接合された1つの構造体のみからなっていてもよい。   Further, the flow channel structure may consist of only one structure in which a sealing plate is bonded to the front and back of a single substrate on which grooves for forming a flow path are formed.

また、流路構造体内には、基板及び封止板の積層方向において隣り合う流通路同士の間に、温度調節用の流体を流すための温調用流路が配設されていてもよい。   Further, in the flow path structure, a temperature control flow path for flowing a temperature adjusting fluid may be disposed between the flow paths adjacent in the stacking direction of the substrate and the sealing plate.

また、上記の第1流体、第2流体、軽質流体に混合する追加の流体及び重質流体に混合する追加の流体は、それぞれ、液体又は気体のいずれであってもよい。   The additional fluid mixed with the first fluid, the second fluid, and the light fluid and the additional fluid mixed with the heavy fluid may be liquid or gas, respectively.

また、第1混合流体流路及び第2混合流体流路は、それらの流路を流れる混合流体が必ずしもスラグ流の状態で流れるように構成されていなくてもよい。すなわち、第1混合流体流路及び第2混合流体流路は、それらの流路を流れる混合流体が、例えば層流の状態で流れるように構成されていてもよい。   Further, the first mixed fluid channel and the second mixed fluid channel may not be configured such that the mixed fluid flowing through these channels necessarily flows in a slag flow state. That is, the first mixed fluid channel and the second mixed fluid channel may be configured such that the mixed fluid flowing through these channels flows in a laminar flow state, for example.

2 流通路
4 基板
4a 表面(第1面)
4b 裏面(第2面)
6 封止板(第1封止板、第2封止板)
22 第1導入路
24 第2導入路
26 第1合流部(合流部)
28 第1混合流体流路(混合流体流路)
30 分離空間
32 重質流路
32a 重質流体導出口
34 軽質流路
34a 軽質流体導出口
36 軽質流路側導入路
42 重質流路側導入路
2 Flow path 4 Substrate 4a Surface (first surface)
4b Back side (second side)
6 sealing plates (first sealing plate, second sealing plate)
22 1st introduction path 24 2nd introduction path 26 1st junction part (joint part)
28 1st mixed fluid channel (mixed fluid channel)
30 Separation space 32 Heavy flow path 32a Heavy fluid outlet 34 Light flow path 34a Light fluid outlet 36 Light flow path introduction path 42 Heavy flow path introduction path

Claims (12)

流体を流通させるための流通路を内部に有する流路構造体であって、
前記流通路は、互いに混合された複数種類の流体からなる混合流体が流れる混合流体流路と、前記混合流体流路の下流側に繋がり、前記混合流体流路から流入した前記混合流体が比重の小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重の大きい重質流体とに比重差によって分離するような断面形状を有する分離空間と、前記分離空間のうち前記重質流体が溜まる部分に繋がり、前記分離空間から前記重質流体が流入する重質流路と、前記分離空間のうち前記軽質流体が溜まる部分に繋がり、前記分離空間から前記軽質流体が流入する軽質流路とを有する、流路構造体。
A flow path structure having a flow passage for flowing a fluid therein,
The flow path is connected to a mixed fluid flow path through which a mixed fluid composed of a plurality of types of fluids mixed with each other flows, and to a downstream side of the mixed fluid flow path, and the mixed fluid flowing in from the mixed fluid flow path has a specific gravity. A separation space having a cross-sectional shape that separates a small light fluid and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid by a specific gravity difference; and a portion of the separation space where the heavy fluid is accumulated, A flow path structure having a heavy flow path into which the heavy fluid flows and a light flow path connected to a portion of the separation space where the light fluid accumulates and into which the light fluid flows from the separation space.
前記分離空間に流入する前記混合流体の流れ方向に対して直交する方向における前記分離空間の断面は、当該分離空間に流入する前記混合流体についてのフルード数が1よりも小さくなるように設定された相当直径を有する、請求項1に記載の流路構造体。   The cross section of the separation space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing into the separation space was set such that the fluid number of the mixed fluid flowing into the separation space was smaller than 1. The flow path structure according to claim 1, which has an equivalent diameter. 前記流通路は、第1流体が導入される第1導入路と、第2流体が導入される第2導入路と、前記第1導入路の下流側の端部及び前記第2導入路の下流側の端部に繋がり、前記第1導入路を流れる前記第1流体と前記第2導入路を流れる前記第2流体とが混合するようにそれら両流体同士を合流させる合流部とを有し、
前記混合流体流路は、前記合流部の下流側に繋がり、当該混合流体流路には、前記合流部で合流して互いに混合された前記第1流体と前記第2流体からなる混合流体が流入する、請求項1又は2に記載の流路構造体。
The flow passage includes a first introduction path through which a first fluid is introduced, a second introduction path through which a second fluid is introduced, an end portion on the downstream side of the first introduction path, and a downstream of the second introduction path. A merging portion that joins the two fluids so that the first fluid that flows through the first introduction path and the second fluid that flows through the second introduction path are mixed with each other.
The mixed fluid flow path is connected to the downstream side of the merging portion, and the mixed fluid composed of the first fluid and the second fluid that flow together at the merging portion and mix with each other flows into the mixed fluid flow path. The flow channel structure according to claim 1 or 2.
前記重質流路は、当該重質流路の下流側の端部に配置され且つ前記流路構造体の外面に開口するように形成され、当該重質流路から前記重質流体を導出するための重質流体導出口を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の流路構造体。   The heavy flow path is disposed at an end portion on the downstream side of the heavy flow path and is formed to open to the outer surface of the flow path structure, and the heavy fluid is led out from the heavy flow path. The flow channel structure according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heavy fluid outlet for the purpose. 前記流通路は、前記軽質流体に混合するための流体が導入され、その流体を前記軽質流路を流れる前記軽質流体に合流させるように前記軽質流路に繋がる軽質流路側導入路を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の流路構造体。   The flow passage has a light flow path side introduction path that is connected to the light flow path so that a fluid to be mixed with the light fluid is introduced, and the fluid is merged with the light fluid that flows through the light flow path. Item 5. The flow channel structure according to any one of Items 1 to 4. 前記軽質流路は、当該軽質流路の下流側の端部に配置され且つ前記流路構造体の外面に開口するように形成され、当該軽質流路から前記軽質流体を導出するための軽質流体導出口を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の流路構造体。   The light channel is disposed at an end portion on the downstream side of the light channel and is formed to open to the outer surface of the channel structure, and the light fluid for deriving the light fluid from the light channel The flow path structure according to any one of claims 1 to 5, which has a lead-out port. 前記流通路は、前記重質流体に混合するための流体が導入され、その流体を前記重質流路を流れる前記重質流体に合流させるように前記重質流路に繋がる重質流路側導入路を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の流路構造体。   The flow passage is introduced into the heavy flow channel side where a fluid for mixing with the heavy fluid is introduced and connected to the heavy flow channel so that the fluid merges with the heavy fluid flowing through the heavy flow channel The flow path structure according to any one of claims 1 to 6, comprising a path. 前記流路構造体は、基板と、その基板の厚み方向における一方側に積層された第1封止板と、その基板の厚み方向における他方側に積層された第2封止板とを有し、
前記基板は、その厚み方向において一方側を向く第1面と、その第1面と反対側を向く第2面とを有し、
前記基板には、第1面側溝部が当該基板の前記第1面に沿って延び且つその第1面に開口するように形成されていて、前記第1面に形成された当該第1面側溝部の開口が前記第1封止板によって封止されることにより前記混合流体流路及び前記軽質流路が形成され、
前記基板には、第2面側溝部が当該基板の前記第2面に沿って延び且つその第2面に開口するように形成されていて、前記第2面に形成された当該第2面側溝部の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記重質流路が形成され、
前記基板には、前記第1面側溝部のうち前記混合流体流路の下流側の端部を構成する部位と前記軽質流路の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において当該基板を前記第1面側から前記第2面側へ貫通し且つ前記第2面側溝部のうち前記重質流路の上流側の端部を構成する部位に繋がる穴部が形成されていて、当該穴部の前記第1面側の開口が前記第1封止板によって封止されるとともに当該穴部の前記第2面側の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記分離空間が形成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の流路構造体。
The flow path structure includes a substrate, a first sealing plate stacked on one side in the thickness direction of the substrate, and a second sealing plate stacked on the other side in the thickness direction of the substrate. ,
The substrate has a first surface facing one side in the thickness direction and a second surface facing the opposite side of the first surface;
The first surface side groove formed in the first surface is formed in the substrate so that a first surface side groove portion extends along the first surface of the substrate and opens in the first surface. The mixed fluid flow path and the light flow path are formed by sealing the opening of the part with the first sealing plate,
The second surface side groove formed in the second surface is formed in the substrate so that a second surface side groove portion extends along the second surface of the substrate and opens in the second surface. The heavy flow path is formed by sealing the opening of the part by the second sealing plate,
The substrate includes a portion located between a portion constituting the downstream end portion of the mixed fluid flow channel and a portion constituting the upstream end portion of the light flow passage in the first surface side groove portion. A hole that penetrates the substrate from the first surface side to the second surface side and is connected to a portion of the second surface side groove that constitutes the upstream end of the heavy flow channel is formed. The opening on the first surface side of the hole is sealed with the first sealing plate, and the opening on the second surface side of the hole is sealed with the second sealing plate. The flow path structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the separation space is formed.
前記流路構造体は、基板と、その基板の厚み方向における一方側に積層された第1封止板と、その基板の厚み方向における他方側に積層された第2封止板とを有し、
前記基板は、その厚み方向において一方側を向く第1面と、その第1面と反対側を向く第2面とを有し、
前記基板には、第1面側溝部が当該基板の前記第1面に沿って延び且つその第1面に開口するように形成されていて、前記第1面に形成された前記第1面側溝部の開口が前記第1封止板によって封止されることにより前記軽質流路が形成され、
前記基板には、第2面側溝部が当該基板の前記第2面に沿って延び且つその第2面に開口するように形成されていて、前記第2面に形成された前記第2面側溝部の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記混合流体流路及び前記重質流路が形成され、
前記基板には、前記第2面側溝部のうち前記混合流体流路の下流側の端部を構成する部位と前記重質流路の上流側の端部を構成する部位との間に位置する部位において当該基板を前記第2面側から前記第1面側へ貫通し且つ前記第1面側溝部のうち前記軽質流路の上流側の端部を構成する部位に繋がる穴部が形成されていて、当該穴部の前記第1面側の開口が前記第1封止板によって封止されるとともに当該穴部の前記第2面側の開口が前記第2封止板によって封止されることにより前記分離空間が形成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の流路構造体。
The flow path structure includes a substrate, a first sealing plate stacked on one side in the thickness direction of the substrate, and a second sealing plate stacked on the other side in the thickness direction of the substrate. ,
The substrate has a first surface facing one side in the thickness direction and a second surface facing the opposite side of the first surface;
The first surface side groove formed in the first surface is formed in the substrate so that a first surface side groove portion extends along the first surface of the substrate and opens in the first surface. The light passage is formed by sealing the opening of the part with the first sealing plate,
The second surface side groove formed in the second surface is formed in the substrate so that a second surface side groove portion extends along the second surface of the substrate and opens in the second surface. The mixed fluid flow path and the heavy flow path are formed by sealing the opening of the part by the second sealing plate,
The substrate is located between a portion constituting the downstream end portion of the mixed fluid flow path in the second surface side groove and a portion constituting the upstream end portion of the heavy flow path. In the part, a hole is formed which penetrates the substrate from the second surface side to the first surface side and is connected to a part of the first surface side groove that constitutes the upstream end of the light flow path. The opening on the first surface side of the hole is sealed with the first sealing plate, and the opening on the second surface side of the hole is sealed with the second sealing plate. The flow path structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the separation space is formed.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の流路構造体を用いて、互いに混合された複数種類の流体からなる混合流体を比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体に分離する分離方法であって、
前記混合流体を前記混合流体流路に流す混合流体流通工程と、
前記混合流体を前記混合流体流路から前記分離空間に流入させてその分離空間内で当該混合流体を軽質流体と重質流体とに比重差によって分離させ、その分離した重質流体を前記重質流路に流入させるとともに、その分離した軽質流体を前記軽質流路に流入させる分離工程とを備えた、分離方法。
A mixed fluid composed of a plurality of types of fluids mixed with each other using the flow channel structure according to any one of claims 1 to 9, and a light fluid having a low specific gravity and a heavy fluid having a specific gravity greater than that of the light fluid. A separation method for separating into fluids,
A mixed fluid distribution step for flowing the mixed fluid through the mixed fluid flow path;
The mixed fluid is allowed to flow from the mixed fluid flow path into the separation space, and the mixed fluid is separated into a light fluid and a heavy fluid by a specific gravity difference in the separation space, and the separated heavy fluid is separated from the heavy fluid. And a separation step of causing the separated light fluid to flow into the light flow path while flowing into the flow path.
請求項3に記載の流路構造体を用いて、抽出対象物を含む被抽出流体とその被抽出流体から前記抽出対象物を抽出するための流体である抽出剤とを混合し、前記被抽出流体から前記抽出剤へ前記抽出対象物を抽出させる抽出方法であって、
前記被抽出流体と前記抽出剤のうちの一方の流体である一流体を前記第1導入路に導入するとともに、前記被抽出流体と前記抽出剤とのうちの他方の流体である他流体を前記第2導入路に導入する流体導入工程と、
前記第1導入路に導入した前記一流体と前記第2導入路に導入した前記他流体が前記合流部で互いに混合するように合流し、その合流した両流体からなる混合流体が前記混合流体流路を流れながら、その混合流体中において前記被抽出流体と前記抽出剤との接触界面を介して前記被抽出流体から前記抽出剤へ前記抽出対象物を抽出させる抽出工程と、
前記混合流体が前記混合流体流路から前記分離空間に流入してその分離空間内で比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体が前記重質流路に流れ、分離した軽質流体が前記軽質流路に流れる分離工程とを備えた、抽出方法。
Using the flow path structure according to claim 3, a fluid to be extracted including an extraction target and an extractant that is a fluid for extracting the extraction target from the fluid to be extracted are mixed, and the target to be extracted An extraction method for extracting the extraction object from a fluid to the extractant,
One fluid that is one of the fluid to be extracted and the extractant is introduced into the first introduction path, and another fluid that is the other fluid of the fluid to be extracted and the extractant is A fluid introduction step for introducing into the second introduction path;
The one fluid introduced into the first introduction path and the other fluid introduced into the second introduction path merge so as to be mixed with each other in the merge portion, and a mixed fluid composed of the merged fluids is the mixed fluid flow An extraction step of extracting the extraction object from the extraction fluid to the extraction agent through a contact interface between the extraction fluid and the extraction agent in the mixed fluid while flowing through the path;
The mixed fluid flows into the separation space from the mixed fluid flow path, and is separated into a light fluid having a small specific gravity in the separation space and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid by a specific gravity difference. A separation step in which a fine fluid flows in the heavy flow channel and a separated light fluid flows in the light flow channel.
請求項3に記載の流路構造体を用いて、互いに反応し得る流体からなる第1反応剤と第2反応剤とを混合してそれら両反応剤同士を反応させる反応方法であって、
前記第1反応剤を前記第1導入路に導入するとともに前記第2反応剤を前記第2導入路に導入する反応剤導入工程と、
前記第1導入路に導入した前記第1反応剤と前記第2導入路に導入した前記第2反応剤が前記合流部で互いに混合するように合流し、その合流した両反応剤からなる混合流体が前記混合流体流路を流れながら、その混合流体中において前記第1反応剤と前記第2反応剤との接触界面を介して前記第1反応剤と前記第2反応剤とを相互に反応させる反応工程と、
前記混合流体が前記混合流体流路から前記分離空間に流入してその分離空間内で比重が小さい軽質流体とその軽質流体よりも比重が大きい重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体が前記重質流路に流れ、分離した軽質流体が前記軽質流路に流れる分離工程とを備えた、反応方法。
A reaction method using the flow channel structure according to claim 3 to mix a first reactant and a second reactant composed of fluids capable of reacting with each other and reacting both the reactants,
A reactant introduction step of introducing the first reactant into the first introduction path and introducing the second reactant into the second introduction path;
The first reactant introduced into the first introduction passage and the second reactant introduced into the second introduction passage merge so as to be mixed with each other at the joining portion, and a mixed fluid composed of the joined two reactants Flows through the mixed fluid flow path, and causes the first reactant and the second reactant to react with each other through the contact interface between the first reactant and the second reactant in the mixed fluid. A reaction process;
The mixed fluid flows into the separation space from the mixed fluid flow path, and is separated into a light fluid having a small specific gravity in the separation space and a heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid by a specific gravity difference. And a separation step in which the separated fluid flows into the heavy flow path and the separated light fluid flows into the light flow path.
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