JP5116112B2 - 流体混合装置及び流体混合方法 - Google Patents
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Description
ここで、γは混合チャンバ1内の液体成分8に作用する表面張力、θは当該液体成分8の接触角、dhは当該液体成分8と気体導出流路部3内の気体との気液界面の相当直径を示している。
2 流体流路部
3 気体導出流路部
3a〜3e 気体導出流路部
4 圧力障壁
4a〜4e 圧力障壁
5 開口部
6 液体プラグA(第1の液体)
7 液体プラグB(第2の液体)
8 液体成分
9 体積規定流路部
10 バルブ流路部
11 切取流路部
12 混合液体
100〜104 マイクロミキサー(流体混合装置)
200 体積規定部(体積規定手段)
Claims (23)
- 第1の液体が内部に導入される混合チャンバと、
上記混合チャンバに接続され、内部を流体が流通する流体流路部と、
第1の圧力で加圧された第1の気体を上記流体流路部の内部に導入することによって、上記流体流路部の内部に導入された上記流体に第1の圧力を印加して、上記流体流路部の内部を流通する上記流体を、上記混合チャンバの方向に加速し、上記混合チャンバ内に流入させて第1の液体に接触させる加速手段とを備えていることを特徴とする流体混合装置。 - 上記流体の流入方向に平行な面において、上記混合チャンバに接続されており、内部を気体が流通する気体導出流路部をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の流体混合装置。
- 上記混合チャンバと上記気体導出流路部との界面において、上記気体導出流路部側から上記混合チャンバを加圧することによって、上記混合チャンバ内の液体成分が上記気体導出流路部に流入するのを妨げる圧力障壁を形成する第1の加圧手段をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の流体混合装置。
- 上記気体導出流路部における、上記流体の流入方向に直交し、上記混合チャンバと上記気体導出流路部との界面に平行な方向の第1の距離は、上記混合チャンバにおける、上記流体の流入方向に直交し、上記混合チャンバと上記気体導出流路部との界面に平行な方向の第2の距離と同一又はより短いことを特徴とする請求項2又は3に記載の流体混合装置。
- 第1の距離に対する第2の距離の比が1以上10以下であることを特徴とする請求項4に記載の流体混合装置。
- 上記混合チャンバ、上記流体流路部、及び上記気体導出流路部の少なくとも1つの内部は疎水性であることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の流体混合装置。
- 上記混合チャンバ、上記流体流路部、及び上記気体導出流路部の少なくとも1つの内部における水に対する接触角は、90度以上180度以下であることを特徴とする請求項6に記載の流体混合装置。
- 上記混合チャンバの容積が、上記流体が気体である場合における第1の液体の体積、及び上記流体が第2の液体である場合における第1の液体と第2の液体との体積の総和よりも大きいことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の流体混合装置。
- 上記流体が気体である場合における第1の液体の体積、及び上記流体が第2の液体である場合における第1の液体と第2の液体との体積の総和が、1pL以上1μL以下であることを特徴とする請求項8に記載の流体混合装置。
- 上記流体が第2の液体であり、
上記流体流路部に接続され、規定された体積の第1の液体又は第2の液体を上記流体流路部に導入する体積規定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜9に記載の流体混合装置。 - 上記体積規定手段は、
内部を第1の液体又は第2の液体が流通する切取流路部と、
上記切取流路部内における第1の液体又は第2の液体の流通方向に交差するように、上記切取流路部に接続され、上記規定された体積の第1の液体又は第2の液体と同一の容積を有する体積規定流路部と、
上記体積規定流路部と上記流体流路部との間に接続されたバルブ流路部と、
上記体積規定流路部と上記バルブ流路部との界面に、上記体積規定流路部から上記バルブ流路部への第1の液体又は第2の液体の流入を妨げる第2の圧力を上記バルブ流路部側から印加し、上記切取流路部を流通する第1の液体又は第2の液体が上記体積規定流路部内に充填された後、上記体積規定流路部内の第1の液体又は第2の液体に第2の圧力よりも高い第3の圧力を上記切取流路部側から印加する第2の加圧手段とを備えていることを特徴とする請求項10に記載の流体混合装置。 - 上記体積規定手段を複数備え、複数の上記体積規定手段における上記体積規定流路部の容積がそれぞれ異なっていることを特徴とする請求項11に記載の流体混合装置。
- 第1の圧力が1kPa以上1MPa以下であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の流体混合装置。
- 第1の圧力で加圧された第1の気体を、混合チャンバに接続された流体流路部の内部に導入することによって、上記流体流路部の内部に導入された流体に第1の圧力を印加して、上記流体流路部の内部を流通する上記流体を、上記混合チャンバの方向に加速する加速工程と、
上記混合チャンバ内に導入された第1の液体に、上記加速工程において加速した上記流体を接触させる接触工程とを含むことを特徴とする流体混合方法。 - 第1の圧力が1kPa以上1MPa以下であることを特徴とする請求項14に記載の流体混合方法。
- 上記混合チャンバは管形状であり、
上記接触工程では、上記混合チャンバの短手側の一方から上記流体を第1の液体に接触させることを特徴とする請求項14または15に記載の流体混合方法。 - 上記流体は第2の液体であり、
上記加速工程では、第2の液体に対して、第1の圧力で加圧された第1の気体を上記混合チャンバの方向に接触させて、第2の液体を加速し、
上記接触工程では、上記加速工程において加速した第2の液体を第1の液体に接触させることを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の流体混合方法。 - 上記流体は第2の液体であり、
上記接触工程は、第1の液体に第2の液体を接触させた後、第1の液体と第2の液体との混合液体にさらに第2の気体を接触させ、当該混合液体の界面に沿って当該気体を流通させることを含むことを特徴とする請求項14〜17のいずれか1項に記載の流体混合方法。 - 上記接触工程は、上記混合液体が上記混合チャンバ内を移動するように、第2の気体を上記混合液体に接触させることを含むことを特徴とする請求項18に記載の流体混合方法。
- 上記流体は第2の液体であり、
第1の液体の体積と第2の液体の体積とがそれぞれ異なっていることを特徴とする請求項14〜19のいずれか1項に記載の流体混合方法。 - 上記流体は第2の液体であり、
第1の液体と第2の液体との総和が1pL以上1μL以下であることを特徴とする請求項14〜20のいずれか1項に記載の流体混合方法。 - 上記流体は第3の気体であり、
上記接触工程は、第3の気体を第1の液体に接触させ、第1の液体の界面に沿って流通させることを含むことを特徴とする請求項14〜16のいずれか1項に記載の流体混合方法。 - 第1の液体の体積が1pL以上1μL以下であることを特徴とする請求項22に記載の流体混合方法。
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