JP5808662B2 - Fluid distribution device, extraction method and reaction method - Google Patents

Fluid distribution device, extraction method and reaction method Download PDF

Info

Publication number
JP5808662B2
JP5808662B2 JP2011276366A JP2011276366A JP5808662B2 JP 5808662 B2 JP5808662 B2 JP 5808662B2 JP 2011276366 A JP2011276366 A JP 2011276366A JP 2011276366 A JP2011276366 A JP 2011276366A JP 5808662 B2 JP5808662 B2 JP 5808662B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
mixed
light
heavy
internal space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011276366A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013126616A (en
Inventor
野一色 公二
公二 野一色
西村 真
真 西村
岳史 山下
岳史 山下
清水 邦彦
邦彦 清水
雄治 栗城
雄治 栗城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Shinko Engineering and Maintenance Co Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Shinko Engineering and Maintenance Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd, Shinko Engineering and Maintenance Co Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2011276366A priority Critical patent/JP5808662B2/en
Priority to US13/668,678 priority patent/US20130118588A1/en
Publication of JP2013126616A publication Critical patent/JP2013126616A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5808662B2 publication Critical patent/JP5808662B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、流体流通装置、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 fluid flow device, 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体流通装置が知られている。下記特許文献1には、このような流体流通装置の一例としてのマイクロリアクタが示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fluid circulation device is known as a means for causing a plurality of fluids to merge to generate an interaction. Patent Document 1 listed below shows a microreactor as an example of such a fluid circulation device.

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、この発明による流体流通装置は、流体を流通させる流体流通装置であって、流体を流通させるための複数の流通路が内部に形成された流路構造体と、前記流路構造体に取り付けられ、前記各流通路を通って流れる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比重差によって分離させるための分離ヘッダと、前記分離ヘッダで分離された軽質流体をその分離ヘッダから導出するための軽質流体導出部と、前記分離ヘッダで分離された重質流体をその分離ヘッダから導出するための重質流体導出部とを備え、前記流路構造体は、個別の前記流通路がそれぞれ形成された複数の基板を含む複数の板が積層されることによって形成され、前記各流通路は、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を有し、この各流通路の混合流体流路の下流側の端部は、複数の前記板の端縁によって形成される前記流路構造体の特定の側面においてそれぞれ開口しており、前記分離ヘッダは、前記特定の側面において開口している全ての前記混合流体流路の下流側の端部を覆うように当該特定の側面に取り付けられ、前記分離ヘッダは、前記混合流体流路の下流側の端部と連通していて前記混合流体流路から流入した前記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内部空間を有し、前記軽質流体導出部は、前記内部空間のうち前記軽質流体が溜まる部分に繋がり、前記重質流体導出部は、前記内部空間のうち前記重質流体が溜まる部分に繋がっている。 In order to achieve the above object, a fluid circulation device according to the present invention is a fluid circulation device that circulates a fluid, and a flow path structure in which a plurality of flow passages for circulating a fluid are formed; A separation header attached to a flow channel structure and configured to separate a fluid flowing through each flow passage 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; and the separation A light fluid deriving unit for deriving the light fluid separated by the header from the separation header, and a heavy fluid deriving unit for deriving the heavy fluid separated by the separation header from the separation header, The flow path structure is formed by laminating a plurality of plates including a plurality of substrates on which the individual flow passages are respectively formed, and each flow passage is a plurality of types of fluids mixed with each other. A mixed fluid flow path through which the mixed fluid flows, and the downstream end of the mixed fluid flow path of each flow path is a specific part of the flow path structure formed by the edges of the plurality of plates. The separation headers are respectively opened on the side surfaces, and the separation headers are attached to the specific side surfaces so as to cover the downstream ends of all the mixed fluid flow paths opening on the specific side surfaces, and the separation headers has an internal space in which the fluid mixture flowing from the mixing fluid flow path has a downstream end communicating with the mixing fluid channel is separated by specific gravity difference and lighter fluid and heavy fluid, before The light fluid lead-out portion is connected to a portion of the internal space where the light fluid is accumulated, and the heavy fluid lead-out portion is connected to a portion of the internal space where the heavy fluid is accumulated.

この流体流通装置では、混合流体流路の下流側の端部に分離ヘッダの内部空間が連通していて、その内部空間に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、さらに、その内部空間のうち軽質流体が溜まる部分に軽質流体導出部が繋がり、その内部空間のうち重質流体が溜まる部分に重質流体導出部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軽質流体に含まれる場合には前記内部空間から軽質流体導出部を通じてその物質が含まれる軽質流体を導出することができ、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前記内部空間から重質流体導出部を通じてその物質が含まれる重質流体を導出することができる。すなわち、この流体流通装置では、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して取り出すことができる。さらに、この流体流通装置では、当該流体流通装置が備える分離ヘッダの内部空間で混合流体が軽質流体と重質流体に分離されるため、その軽質流体又は重質流体が所望の流体である場合には流体流通装置から導出された後の軽質流体又は重質流体について分離作業を行う必要がない。また、軽質流体又は重質流体に所望の生成物が含まれる場合には、その軽質流体又は重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状態の混合流体から所望の生成物を分離する場合に比べて簡略な分離作業で行える。従って、この流体流通装置では、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 the fluid distribution apparatus, the interior space of the separate header at the downstream end of the mixed fluid flow path is in communication, and the incoming flow from the mixing fluid channel into the interior space the fluid mixture light fluid and heavy fluid since separated by difference in specific gravity, and further, light fluid outlet portion connected to a portion where the light fluid from accumulating within the inner space, heavier fluid outlet portion in a portion heavy fluid accumulates within the interior space connected to, For example, when a substance to be separated from the mixed fluid is included in the light fluid, the light fluid containing the substance can be derived from the internal space through the light fluid deriving unit, and the substance to be separated from the mixed fluid is the heavy fluid. If it is contained in the heavy fluid, the heavy fluid containing the substance can be derived from the internal space through the heavy fluid deriving unit. That is, in this fluid circulation device, after interaction between a plurality of fluids included in the mixed fluid occurs in the mixed fluid flowing through the mixed fluid flow path, a desired fluid can be separated and extracted from the mixed fluid. it can. Furthermore, in this fluid circulation device, since the mixed fluid is separated into the light fluid and the heavy fluid in the internal space of the separation header provided in the fluid circulation device, the light fluid or the heavy fluid is a desired fluid. Does not need to perform separation work on the light fluid or the heavy fluid after being derived from the fluid circulation device. In addition, when a desired product is contained in the light fluid or heavy fluid, the separation of the product from the light fluid or heavy fluid is performed by mixing all of the multiple types of fluids and products flowing through the flow path. Compared with the case where a desired product is separated from a mixed fluid in a fresh state, the separation can be performed with a simpler separation operation. Therefore, in this fluid circulation device, after the interaction between a plurality of fluids included in the mixed fluid occurs, it is possible to simplify the separation work for separating the desired fluid or product from the mixed fluid.

上記流体流通装置において、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 fluid circulation device, each of the flow passages 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、分離ヘッダの内部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、流体流通装置内で第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、流体流通装置の外部で第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体流通装置に比べて、両流体の混合に要する装置を省略することができる。すなわち、本構成によれば、混合用の装置を別途設けることなく、流体流通装置内で第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。   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, In the channel, the mixed fluids interact with each other, and then the mixed fluid is automatically separated into a light fluid and a heavy fluid in the internal space of the separation header due to a specific gravity difference. 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 fluid circulation device. 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 fluid circulation device, and then the mixed fluid is mixed. Compared with a fluid circulation device that needs to be introduced into the flow path, a device required to mix both fluids can be omitted. That is, according to this configuration, all steps from mixing the first fluid and the second fluid to separation by the specific gravity difference can be performed in the fluid circulation device without separately providing a mixing device.

上記流体流通装置において、前記軽質流体導出部は、前記内部空間の前記軽質流体が溜まる部分に繋がるように前記流路構造体の内部に形成され、前記内部空間から前記軽質流体が流入する軽質流体導出路であり、前記流路構造体の内部には、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体導出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体導出路に繋がる軽質側導入路が形成されていてもよい。   In the fluid circulation device, the light fluid lead-out portion is formed inside the flow channel structure so as to be connected to a portion where the light fluid is accumulated in the internal space, and the light fluid flows in from the internal space. A fluid for mixing with the light fluid is introduced into the flow path structure, and the light fluid is derived so that the fluid merges with the light fluid flowing through the light fluid conduit. A light-side introduction path connected to the road may be formed.

この構成によれば、軽質流体導出路を流れる軽質流体に対して軽質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、分離ヘッダの内部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ヘッダの内部空間で分離した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混合させて相互作用させることができる。この結果、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-side introduction path with the light fluid flowing through the light-fluid lead-out path, the additional fluid can be mixed and interacted with the light fluid. it can. In addition, in this configuration, since the additional fluid can be mixed with the light fluid separated from the heavy fluid in the internal space of the separation header, for example, the interaction between the light fluid and the additional fluid in the mixed fluid If a substance that reduces efficiency is contained and most of the substance is contained in a heavy fluid separated in the interior space of the separation header, additional fluid is added to the light fluid with a reduced content of the substance. Can be mixed and allowed to interact. As a result, the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid can be improved.

上記流体流通装置において、前記重質流体導出部は、前記内部空間の前記重質流体が溜まる部分に繋がるように前記流路構造体の内部に形成され、前記内部空間から前記重質流体が流入する重質流体導出路であり、前記流路構造体の内部には、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体導出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体導出路に繋がる重質側導入路が形成されていてもよい。   In the fluid circulation device, the heavy fluid outlet is formed in the flow channel structure so as to be connected to a portion of the internal space where the heavy fluid accumulates, and the heavy fluid flows in from the internal space. And a fluid to be mixed with the heavy fluid is introduced into the flow path structure, and the fluid joins the heavy fluid flowing through the heavy fluid outlet. A heavy-side introduction path connected to the heavy fluid lead-out path may be formed so as to make it happen.

この構成によれば、重質流体導出路を流れる重質流体に対して重質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、分離ヘッダの内部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ヘッダの内部空間で分離した軽質流体に含まれる場合に、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混合させて相互作用させることができる。この結果、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 side introduction path with the heavy fluid flowing through the heavy fluid outlet path, the additional fluid can be mixed with the heavy fluid to mutually 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 internal space of the separation header, for example, the interaction between the heavy fluid and the additional fluid in the mixed fluid When a substance that reduces the efficiency of the substance is contained and most of the substance is contained in the light fluid separated in the inner space of the separation header, an additional fluid is added to the heavy fluid with the reduced content of the substance. Can be mixed and allowed to interact. As a result, the efficiency of interaction between the heavy fluid and the additional fluid can be improved.

本発明による抽出方法は、上記流体流通装置を用いて、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ヘッダの前記内部空間に流入してその内部空間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、分離した軽質流体が前記内部空間から前記軽質流体導出部に導出され、分離した重質流体が前記内部空間から前記重質流体導出部に導出される分離工程とを備えている。   The extraction method according to the present invention uses the fluid circulation device to mix an extraction fluid containing an extraction object and an extraction agent that is a fluid for extracting the extraction object from the extraction fluid. An extraction method for extracting the extraction object from an extraction fluid to the extraction agent, wherein one fluid that is one of the fluid to be extracted and the extraction agent is introduced into the first introduction path, and A fluid introduction step of introducing another fluid, which is the other fluid of the fluid to be extracted and the extractant, into the second introduction path; the one fluid introduced into the first introduction path; and the second introduction path The introduced other fluid joins so as to be mixed with each other at the joining portion, and the fluid to be extracted and the extractant are mixed in the mixed fluid while the mixed fluid composed of the joined fluids flows through the mixed fluid flow path. Through the contact interface with An extraction step of extracting the extraction object from the fluid to be extracted into the extraction agent; and a light fluid having a small specific gravity in the internal space when the mixed fluid flows into the internal space of the separation header from the mixed fluid flow path And a heavy fluid having a specific gravity greater than that of the light fluid. The separated light fluid is led out from the internal space to the light fluid outlet, and the separated heavy fluid is drawn from the internal space to the heavy fluid. And a separation step led out to the fluid outlet part.

この抽出方法では、抽出工程後の混合流体が分離ヘッダの内部空間で軽質流体と重質流体とに分離されて、軽質流体は軽質流体導出部に導出され、重質流体は重質流体導出部に導出される。このため、例えば、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ヘッダの内部空間から軽質流体導出部を通じて取り出したり、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ヘッダの内部空間から重質流体導出部を通じて取り出したりすることができる。さらに、この抽出方法では、流体流通装置が備える分離ヘッダの内部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、流体流通装置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, the mixed fluid after the extraction process is separated into light fluid and heavy fluid in the internal space of the separation header, the light fluid is led to the light fluid outlet, and the heavy fluid is heavy fluid outlet. To be derived. For this reason, for example, when the extraction agent from which the extraction target is extracted is a light fluid, the extraction agent containing the extraction target is extracted from the internal space of the separation header through the light fluid deriving unit, or the extraction target is extracted. When the extracted agent is a heavy fluid, the extractant containing the extraction object can be taken out from the internal space of the separation header through the heavy fluid outlet. Furthermore, in this extraction method, since the extraction agent containing the extraction target can be separated in the internal space of the separation header provided in the fluid circulation device, the separation of the extraction subject with respect to the fluid discharged from the fluid circulation device The work burden related to the work can be reduced.

上記抽出方法において、前記流体流通装置として、前記分離工程で前記混合流体流路から前記分離ヘッダの前記内部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内部空間の断面が、当該内部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ものを用いることが好ましい。  In the extraction method, as the fluid circulation device, a cross-section of the internal space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing from the mixed fluid flow path into the internal space of the separation header in the separation step. It is preferable to use a fluid having an equivalent diameter set so that the fluid number of the mixed fluid flowing into the internal space is smaller than 1.

この構成によれば、分離ヘッダの内部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、分離ヘッダの内部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)  According to this configuration, it is possible to make the influence of gravity acting on the mixed fluid flowing into the internal space of the separation header greater than the inertial force in the flow direction of the mixed fluid. Specifically, the Froude number Fr for the fluid mixture flowing into the internal space of the separation header is Fr = U / (D · g) 1/21/2 という数式で表される。ここで、Uは、分離ヘッダの内部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内部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、内部空間の断面の相当直径とは、任意の形状に形成された内部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、混合流体の流れ方向に対して直交する方向における内部空間の断面積をA、その内部空間の断面の周長をuとすると、相当直径D=4A/uという数式で表される。前記フルード数Frが1よりも小さい場合とは、分離ヘッダの内部空間では当該内部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となることを意味する。このため、分離ヘッダの内部空間の断面が、当該内部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、当該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、当該内部空間において混合流体のうちの重質流体を下方へ沈ませてその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。It is expressed by the formula. Here, U is the flow velocity of the mixed fluid flowing into the internal space of the separation header, D is the equivalent diameter of the cross section of the internal space in the direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid, and g is gravity It is acceleration. The equivalent diameter of the cross section of the internal space means the diameter of the circular cross section when assuming a circular cross section equivalent to the cross section of the internal space formed in an arbitrary shape, and the flow of the mixed fluid When the cross-sectional area of the internal space in the direction orthogonal to the direction is A, and the circumferential length of the cross-section of the internal space is u, the equivalent diameter D = 4 A / u. The case where the fluid number Fr is smaller than 1 means that the influence of gravity is more dominant in the internal space of the separation header than the inertial force in the flow direction of the fluid flowing into the internal space. For this reason, if the cross section of the internal space of the separation header has an equivalent diameter set so that the fluid number of the mixed fluid flowing into the internal space is smaller than 1, the mixed flow flowing into the space The influence of gravity acting on the 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 internal space and mixed. The fluid can be separated into a heavy fluid and a light fluid.

また、本発明による反応方法は、上記流体流通装置を用いて、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ヘッダの前記内部空間に流入してその内部空間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、分離した軽質流体が前記内部空間から前記軽質流体導出部に導出され、分離した重質流体が前記内部空間から前記重質流体導出部に導出される分離工程とを備えている。   In addition, the reaction method according to the present invention is a reaction method in which the first reactant and the second reactant, which are fluids that can react with each other, are mixed and the two reactants react with each other using the fluid circulation device. And introducing the first reactant into the first introduction path and introducing the second reactant into the second introduction path, and the first reactant introduced into the first introduction path. And the second reactant introduced into the second introduction path merge so as to be mixed with each other at the junction, and the mixed fluid composed of the two reactants joined together flows through the mixed fluid flow path. A reaction step of causing the first reactant and the second reactant to react with each other via a contact interface between the first reactant and the second reactant, and the mixed fluid is the mixed fluid channel. Flowing into the internal space of the separation header from The light fluid having a small specific gravity in the internal space of the air and the heavy fluid having a specific gravity larger than that of the light fluid are separated by the specific gravity difference, and the separated light fluid is led out from the internal space to the light fluid outlet, and the separated heavy fluid is separated. And a separation step in which the fluid is led out from the internal space to the heavy fluid outlet.

この反応方法では、反応工程後の混合流体が分離ヘッダの内部空間で軽質流体と重質流体とに分離されて、軽質流体は軽質流体導出部に導出され、重質流体は重質流体導出部に導出される。このため、例えば、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ヘッダの内部空間から軽質流体導出部を通じて取り出したり、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ヘッダの内部空間から重質流体導出部を通じて取り出したりすることができる。さらに、この反応方法では、流体流通装置が備える分離ヘッダの内部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、流体流通装置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, the mixed fluid after the reaction step is separated into a light fluid and a heavy fluid in the internal space of the separation header, the light fluid is led to the light fluid outlet, and the heavy fluid is the heavy fluid outlet. To be derived. For this reason, for example, when the reaction product is contained in the light fluid, the light fluid containing the reaction product is taken out from the internal space of the separation header through the light fluid outlet, or the reaction product is contained in the heavy fluid. In some cases, the heavy fluid containing the reaction product can be taken out from the internal space of the separation header through the heavy fluid outlet. Furthermore, in this reaction method, since the fluid containing the reaction product can be separated in the internal space of the separation header provided in the fluid circulation device, the reaction product is separated from the fluid discharged from the fluid circulation device. The work burden related to can be reduced.

上記反応方法において、前記流体流通装置として、前記分離工程で前記混合流体流路から前記分離ヘッダの前記内部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内部空間の断面が、当該内部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ものを用いることが好ましい。  In the reaction method, as the fluid circulation device, a cross section of the internal space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing from the mixed fluid flow path into the internal space of the separation header in the separation step is provided. It is preferable to use a fluid having an equivalent diameter set so that the fluid number of the mixed fluid flowing into the internal space is smaller than 1.

この構成によれば、上記抽出方法の場合と同様の理由により、分離ヘッダの内部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、当該内部空間において混合流体のうちの重質流体を下方へ沈ませてその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。  According to this configuration, for the same reason as in the above extraction method, the influence of gravity acting on the mixed fluid flowing into the internal space of the separation header is made more dominant than the inertial force in the fluid flow direction. As a result, the heavy fluid of the mixed fluid can be sunk downward in the internal space, and the mixed fluid can be separated into the heavy fluid and the light fluid.

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。   As described above, according to the present invention, after the interaction between a plurality of fluids included in a mixed fluid occurs, the separation work for separating a desired fluid or product from the mixed fluid can be simplified. it can.

本発明の第1実施形態による流体流通装置の斜視図である。1 is a perspective view of a fluid circulation device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による流体流通装置の流路構造体を構成する基板の表面を示す図である。It is a figure which shows the surface of the board | substrate which comprises the flow-path structure of the fluid distribution apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図2に示した基板の裏面を示す図である。It is a figure which shows the back surface of the board | substrate shown in FIG. 図2中のIV−IV線に沿った第1実施形態による流路構造体の部分的な断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the flow channel structure according to the first embodiment along the line IV-IV in FIG. 2. 本発明の第1実施形態による流体流通装置において第1混合流体流路から分離ヘッダの内部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 internal space of the separation header from the 1st mixed fluid flow path separated into the heavy fluid and the light fluid in the fluid distribution apparatus by 1st Embodiment of this invention. . 本発明の第2実施形態による流体流通装置の斜視図である。It is a perspective view of the fluid distribution apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による流路構造体の図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 of the flow-path structure by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による流体流通装置において第1混合流体流路から分離ヘッダの内部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 internal space of the separation header from the 1st mixed fluid flow path separated into the heavy fluid and the light fluid in the fluid distribution apparatus by 2nd Embodiment 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5を参照して、本発明の第1実施形態による流体流通装置の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-5, the structure of the fluid distribution apparatus by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

この第1実施形態による流体流通装置は、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てそれらの流体同士の相互作用を生じさせるものである。   In the fluid circulation device according to the first embodiment, the fluids are circulated so that the plurality of fluids are mixed with each other, thereby causing the fluids to interact with each other.

具体的には、この流体流通装置は、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。この流体流通装置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体流通装置内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、この流体流通装置が熱交換器に用いられる場合には、当該流体流通装置内を流通す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、この流体流通装置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体流通装置内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 fluid circulation device is used in, for example, a microreactor, a heat exchanger, or an extraction device. When this fluid circulation device is used in a microreactor, a plurality of types of reactant fluids that can react with each other are circulated and mixed in the fluid circulation device, thereby causing a chemical reaction as an interaction between the fluids. And the desired reaction product is obtained. When this fluid circulation device is used for a heat exchanger, heat is transferred from a predetermined fluid to another fluid among a plurality of types of fluids that circulate in the fluid circulation device. Further, this heat transfer may cause evaporation or condensation of the fluid. In addition, when this fluid circulation device is used in an extraction device, one fluid containing an extraction object and the other fluid as an extraction medium are circulated and mixed in the fluid circulation device. The extraction object is extracted from one fluid to the other fluid.

この第1実施形態による流体流通装置は、流路構造体2と、分離ヘッダ3と、導出ノズル4とを備えている。   The fluid circulation device according to the first embodiment includes a flow channel structure 2, a separation header 3, and a lead-out nozzle 4.

流路構造体2は、第1流体と第2流体が互いに混合するように両流体を流通させるとともにその混合後の流体を分離ヘッダ3の後述する内部空間3aに導入するための導入側流通路2aと、分離ヘッダ3の内部空間3aから流体を導出するとともにその流体に追加の流体を混合させて流通させるための導出側流通路2bとが内部に形成された直方体状の構造体である。なお、導入側流通路2aは、本発明の流通路の概念に含まれるものである。流路構造体2は、図1に示すように、複数の基板5と、複数の封止板6を備えている。これらの基板5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。   The flow channel structure 2 circulates both fluids so that the first fluid and the second fluid are mixed with each other, and introduces the mixed fluid into an internal space 3a (described later) of the separation header 3. This is a rectangular parallelepiped structure in which 2a and a lead-out side flow passage 2b for letting out a fluid from the internal space 3a of the separation header 3 and mixing the additional fluid with the fluid are circulated. The introduction side flow passage 2a is included in the concept of the flow passage of the present invention. As shown in FIG. 1, the flow channel structure 2 includes a plurality of substrates 5 and a plurality of sealing plates 6. These substrate 5 and sealing plate 6 are each formed by a rectangular flat plate.

基板5は、その厚み方向において一方側を向く表面5a(図2参照)と、この表面5aと反対方向を向く裏面5b(図3参照)とを有する。基板5の表面5aには、複数の第1溝部10と、複数の第2溝部12とがエッチング加工によって形成されている。第1溝部10と第2溝部12は、同数設けられている。複数の第1溝部10は、基板5の長手方向に沿ってその基板5の長手方向の一端から他端側へ向かってその基板5の中間の所定の位置まで直線的に延びている。また、複数の第1溝部10は、基板5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。複数の第2溝部12は、複数の第1溝部10に対して基板5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。複数の第2溝部12は、基板5の幅方向の一端から他端側へ向かって延び、それぞれ対応する第1溝部10の延長線上で屈曲してその対応する第1溝部10と同方向において基板5の長手方向の前記他端まで延びている。   The substrate 5 has a front surface 5a (see FIG. 2) facing one side in the thickness direction and a back surface 5b (refer to FIG. 3) facing the opposite direction to the front surface 5a. A plurality of first groove portions 10 and a plurality of second groove portions 12 are formed on the surface 5a of the substrate 5 by etching. The same number of first grooves 10 and second grooves 12 are provided. The plurality of first groove portions 10 linearly extend from one end in the longitudinal direction of the substrate 5 to the other end side along the longitudinal direction of the substrate 5 to a predetermined position in the middle of the substrate 5. Further, 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 5. The plurality of second groove portions 12 are arranged at an interval from the plurality of first groove portions 10 toward the other end side in the longitudinal direction of the substrate 5. The plurality of second groove portions 12 extend from one end to the other end side in the width direction of the substrate 5, bend on the extension line of the corresponding first groove portion 10, and be substrate in the same direction as the corresponding first groove portion 10. 5 extends to the other end in the longitudinal direction.

基板5の裏面5bには、複数の第3溝部14と、複数の第4溝部16と、複数の第5溝部18とがエッチング加工によって形成されている。第3溝部14、第4溝部16及び第5溝部18は、それぞれ同数設けられており、その数は、基板5の表面5aに形成された第1溝部10の数と同じである。そして、基板5の裏面5bに形成された各第3溝部14、各第4溝部16及び各第5溝部18と、基板5の表面5aに形成された各第1溝部10及び各第2溝部12とは、互いに対応している。複数の第3溝部14と、複数の第4溝部16と、複数の第5溝部18は、基板5の長手方向における前記一端側から前記他端側へ間隔をあけて配置されている。複数の第3溝部14は、基板5の幅方向の一端から他端側へ向かって延び、それぞれ対応する第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5の長手方向の前記他端側へ延びている。複数の第4溝部16の形状は、複数の第3溝部14の形状と同様である。また、複数の第5溝部18の形状は、複数の第3溝部14の形状と同様である。この複数の第5溝部18は、第3溝部14の端部が形成されている基板5の幅方向の一端から他端側へ向かって延び、それぞれ対応する第2溝部12が屈曲している点の裏側の位置で屈曲してその第2溝部12のうち基板5の長手方向に延びている部分に沿って基板5の長手方向の前記他端側へ延びている。   A plurality of third groove portions 14, a plurality of fourth groove portions 16, and a plurality of fifth groove portions 18 are formed on the back surface 5b of the substrate 5 by etching. The same number of third grooves 14, fourth grooves 16 and fifth grooves 18 are provided, and the number thereof is the same as the number of first grooves 10 formed on the surface 5 a of the substrate 5. And each 3rd groove part 14, each 4th groove part 16, each 5th groove part 18 formed in the back surface 5b of the board | substrate 5, and each 1st groove part 10 and each 2nd groove part 12 which were formed in the surface 5a of the board | substrate 5 are shown. And correspond to each other. The plurality of third groove portions 14, the plurality of fourth groove portions 16, and the plurality of fifth groove portions 18 are arranged at intervals from the one end side to the other end side in the longitudinal direction of the substrate 5. The plurality of third groove portions 14 extend from one end in the width direction of the substrate 5 toward the other end side, bend at the positions on the back side of the corresponding first groove portions 10, and bend along the first groove portions 10 along the first groove portions 10. It extends to the other end side in the longitudinal direction. The shape of the plurality of fourth groove portions 16 is the same as the shape of the plurality of third groove portions 14. The shapes of the plurality of fifth groove portions 18 are the same as the shapes of the plurality of third groove portions 14. The plurality of fifth groove portions 18 extend from one end to the other end side in the width direction of the substrate 5 on which the end portion of the third groove portion 14 is formed, and the corresponding second groove portions 12 are bent. The second groove portion 12 is bent at a position on the back side of the substrate 5 and extends to the other end side in the longitudinal direction of the substrate 5 along a portion extending in the longitudinal direction of the substrate 5.

また、基板5には、複数の第1穴部20、複数の第2穴部22及び複数の第3穴部24が形成されている。   The substrate 5 has a plurality of first holes 20, a plurality of second holes 22, and a plurality of third holes 24.

各第1穴部20は、基板5のうち当該基板5の表面5a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1穴部20は、基板5を表面5aから裏面5bへ当該基板5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。   Each first hole portion 20 is provided in a portion of the substrate 5 where the end portion of each third groove portion 14 that overlaps each first groove portion 10 when viewed from a direction perpendicular to the surface 5a of the substrate 5 is located. . Each first hole portion 20 penetrates the substrate 5 from the front surface 5a to the back surface 5b in the thickness direction of the substrate 5, and communicates each third groove portion 14 and the first groove portion 10 located on the front side thereof.

各第2穴部22は、基板5のうち当該基板5の表面5aに垂直な方向から見て各第1溝部10の第2溝部12側の端部と重なる各第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2穴部22は、基板5を表面5aから裏面5bへ当該基板5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 second hole portion 22 has an end portion of each fourth groove portion 16 that overlaps an end portion of each first groove portion 10 on the second groove portion 12 side when viewed from a direction perpendicular to the surface 5a of the substrate 5 of the substrate 5. It is provided at each position. Each second hole portion 22 penetrates the substrate 5 from the front surface 5a to the back surface 5b in the thickness direction of the substrate 5, and communicates each fourth groove portion 16 and the first groove portion 10 located on the front side thereof.

各第3穴部24は、基板5のうち当該基板5の表面5aに垂直な方向から見て各第2溝部12と重なる各第5溝部18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24は、基板5を表面5aから裏面5bへ当該基板5の厚み方向に貫通して各第5溝部18とその表側に位置する第2溝部12とを連通させている。   Each third hole 24 is provided in a portion of the substrate 5 where the end of each fifth groove 18 that overlaps each second groove 12 when viewed from the direction perpendicular to the surface 5a of the substrate 5 is located. . Each third hole portion 24 penetrates the substrate 5 from the front surface 5a to the back surface 5b in the thickness direction of the substrate 5, and communicates each fifth groove portion 18 and the second groove portion 12 located on the front side thereof.

封止板6は、基板5と交互に積層されている。基板5の表側に積層された封止板6は、その基板5の表面5aを覆った状態でその表面5aに拡散接合されており、基板5の裏側に積層された封止板6は、その基板5の裏面5bを覆った状態でその裏面5bに拡散接合されている。基板5の表面5aに接合された封止板6は、その表面5aに形成された第1溝部10、第2溝部12、第1穴部20、第2穴部22及び第3穴部24の各々の開口を封止している。基板5の裏面5bに接合された封止板6は、その裏面5bに形成された第3溝部14、第4溝部16、第5溝部18、第1穴部20、第2穴部22及び第3穴部24の各々の開口を封止している。   The sealing plates 6 are alternately stacked with the substrates 5. The sealing plate 6 laminated on the front side of the substrate 5 is diffusion bonded to the surface 5a so as to cover the surface 5a of the substrate 5, and the sealing plate 6 laminated on the back side of the substrate 5 The substrate 5 is diffusion bonded to the back surface 5b in a state of covering the back surface 5b. The sealing plate 6 bonded to the surface 5a of the substrate 5 is formed of the first groove portion 10, the second groove portion 12, the first hole portion 20, the second hole portion 22, and the third hole portion 24 formed on the surface 5a. Each opening is sealed. The sealing plate 6 bonded to the back surface 5b of the substrate 5 has a third groove portion 14, a fourth groove portion 16, a fifth groove portion 18, a first hole portion 20, a second hole portion 22 and a second hole portion formed on the back surface 5b. Each opening of the three holes 24 is sealed.

流路構造体2は、当該流路構造体2を構成する基板5及び封止板6の長手方向、すなわち前記第1溝部10が延びる方向が鉛直方向(重力方向)に一致するように配置される。流路構造体2の内部には、複数の前記導入側流通路2aと、複数の前記導出側流通路2bとが設けられている。導入側流通路2aと導出側流通路2bは、一対一で対応するように設けられている。導出側流通路2bと導入側流通路2aは、流路構造体2内において上下に間隔をあけて配置されている。また、流路構造体2内では、基板5の表面5a及び裏面5bに沿って複数の導入側流通路2aが並列に配置されるとともに複数の導出側流通路2bが並列に配置されている。そして、この並列に配置された複数の導入側流通路2aを1組として、複数組の導入側流通路2aが基板5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、また、前記並列に配置された複数の導出側流通路2bを1組として、複数組の導出側流通路2bが基板5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。   The flow path structure 2 is disposed so that the longitudinal direction of the substrate 5 and the sealing plate 6 constituting the flow path structure 2, that is, the direction in which the first groove portion 10 extends coincides with the vertical direction (gravity direction). The In the flow path structure 2, a plurality of the introduction side flow passages 2 a and a plurality of the discharge side flow passages 2 b are provided. The inlet side flow passage 2a and the outlet side flow passage 2b are provided so as to correspond one to one. The outlet side flow passage 2b and the introduction side flow passage 2a are arranged in the flow path structure 2 with a space in the vertical direction. In the flow channel structure 2, a plurality of introduction side flow passages 2 a are arranged in parallel along the front surface 5 a and the back surface 5 b of the substrate 5, and a plurality of outlet side flow passages 2 b are arranged in parallel. The plurality of introduction side flow passages 2a arranged in parallel is set as one set, and the plurality of sets of introduction side flow passages 2a are arranged at equal intervals in the stacking direction of the substrate 5 and the sealing plate 6, and The plurality of outlet side flow passages 2b arranged in parallel is set as one set, and the plurality of sets of outlet side flow passages 2b are arranged at equal intervals in the stacking direction of the substrate 5 and the sealing plate 6.

各導入側流通路2aは、図4に示すように、第1導入路32と、第2導入路34と、第1合流部36と、第1混合流体流路38とを有する。   As shown in FIG. 4, each introduction side flow passage 2 a includes a first introduction passage 32, a second introduction passage 34, a first joining portion 36, and a first mixed fluid passage 38.

第1導入路32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32は、当該第1導入路32に第1流体を導入するための第1導入口32a(図1参照)を有する。第1導入口32aは、流路構造体2の下面に開口しており、第1導入路32の上流側の端部に配置されている。第1導入路32は、その第1導入口32aから流路構造体2の長手方向に沿って上方へ直線的に延びている。第1導入路32は、基板5の表面5a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20に対して第2穴部22と反対側に位置する部分によって形成されている。   The first introduction path 32 is a portion through which the first fluid is introduced and flows. The first introduction path 32 has a first introduction port 32a (see FIG. 1) for introducing the first fluid into the first introduction path 32. The first introduction port 32 a is open to the lower surface of the flow path structure 2 and is disposed at the upstream end of the first introduction path 32. The first introduction path 32 linearly extends upward from the first introduction port 32 a along the longitudinal direction of the flow path structure 2. The first introduction path 32 is on the opposite side of the first hole 20 from the second hole 22 in the first groove 10 in which the opening formed on the surface 5 a of the substrate 5 is sealed by the sealing plate 6. It is formed by the part located.

第2導入路34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34は、当該第2導入路34に第2流体を導入するための第2導入口34a(図1参照)を有する。第2導入口34aは、流路構造体2のうち基板5及び封止板6の積層方向及び当該流路構造体2の長手方向(上下方向)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34の上流側の端部に配置されている。第2導入路34は、その第2導入口34aが形成された流路構造体2の側面から反対側の側面へ向かって延び、その第2導入路34が属する導入側流通路2aの第1導入路32と対応する位置で屈曲してその第1導入路32に沿って上方へ直線的に延びている。第2導入路34は、基板5の裏面5b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。   The second introduction path 34 is a portion where the second fluid is introduced and flows. The second introduction path 34 has a second introduction port 34a (see FIG. 1) for introducing the second fluid into the second introduction path 34. The second introduction port 34 a faces one side in the stacking direction of the substrate 5 and the sealing plate 6 and the width direction perpendicular to the longitudinal direction (vertical direction) of the flow path structure 2 in the flow path structure 2. It opens to the side surface and is disposed at the upstream end of the second introduction path 34. The second introduction path 34 extends from the side surface of the flow path structure 2 in which the second introduction port 34a is formed toward the opposite side surface, and the first introduction side flow path 2a to which the second introduction path 34 belongs. It bends at a position corresponding to the introduction path 32 and linearly extends upward along the first introduction path 32. The second introduction path 34 is formed by the third groove portion 14 in which the opening formed in the back surface 5 b of the substrate 5 is sealed by the sealing plate 6.

第1合流部36(図4参照)は、第1導入路32を流れる第1流体と第2導入路34を流れる第2流体とを合流させる部分であり、本発明の合流部の概念に含まれる。第1合流部36は、第1導入路32の下流側の端部(上端)及び第2導入路34の下流側の端部(上端)と繋がっている。第1合流部36は、基板5の表面5a側の開口がその表面5aに接合された封止板6によって封止され且つ基板5の裏面5b側の開口がその裏面5bに接合された封止板6によって封止された第1穴部20によって形成されている。第1合流部36では、第1導入路32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34から当該第1合流部36に流入した第2流体が略水平方向において第1導入路32側(基板5の表面5a側)へ移動しながら合流する。   The 1st junction part 36 (refer FIG. 4) is a part which joins the 1st fluid which flows through the 1st introduction path 32, and the 2nd fluid which flows through the 2nd introduction path 34, and is contained in the concept of the junction part of this invention. It is. The first junction 36 is connected to the downstream end (upper end) of the first introduction path 32 and the downstream end (upper end) of the second introduction path 34. The first joining portion 36 is sealed by a sealing plate 6 in which the opening on the surface 5a side of the substrate 5 is bonded to the surface 5a, and the opening on the back surface 5b side of the substrate 5 is bonded to the back surface 5b. It is formed by the first hole 20 sealed by the plate 6. In the first junction 36, the first fluid flows linearly from the first introduction path 32, and the second fluid that flows into the first junction 36 from the second introduction path 34 with respect to the first fluid is substantially the same. They merge while moving to the first introduction path 32 side (surface 5a side of the substrate 5) in the horizontal direction.

第1混合流体流路38は、第1合流部36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38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38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38の上流側の端部、すなわち第1混合流体流路38のうち基板5の表面5a側に設けられた部分の下端部は、第1合流部36の下流側の端部(上端)に繋がっている。この第1混合流体流路38は、当該第1混合流体流路38が繋がる第1合流部36から第1導入路32の延長線上において上方へ直線的に延びた後、基板5を厚み方向に貫通して基板5の裏面5b側へ延び、その後、下方へ直線的に延び、さらにその後屈曲して前記第2導入口34aが形成された流路構造体2の側面へ向かって延びている。第1混合流体流路38の下流側の端部は、前記第2導入口34aが形成された流路構造体2の側面に開口しており、第2導入口34aから上方へ間隔をあけて配置されている。混合流体は、この第1混合流体流路38内をスラグ流の状態で流れ、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38は、基板5の表面5a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20と第2穴部22との間に位置する部分と、基板5の表面5a側の開口がその表面5aに接合された封止板6によって封止され且つ基板5の裏面5b側の開口がその裏面5bに接合された封止板6によって封止された第2穴部22と、基板5の裏面5bに形成された開口がその裏面5bに接合された封止板6によって封止された第4溝部16とによって形成されている。この第1混合流体流路38の混合流体の流れ方向に直交する断面は、1mm程度の相当直径を有している。   The first mixed fluid flow path 38 is a portion through which a mixed fluid composed of the first fluid and the second fluid that are merged at the first merging portion 36 and mixed with each other flows. The first mixed fluid channel 38 is included in the concept of the mixed fluid channel of the present invention. The first mixed fluid flow path 38 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 of the first mixed fluid flow path 38, that is, the lower end of the portion of the first mixed fluid flow path 38 provided on the surface 5 a side of the substrate 5 is the downstream end of the first merge section 36. It is connected to the part (upper end). The first mixed fluid channel 38 linearly extends upward on the extension line of the first introduction channel 32 from the first junction 36 to which the first mixed fluid channel 38 is connected, and then the substrate 5 is moved in the thickness direction. It penetrates and extends to the back surface 5b side of the substrate 5, then extends downward linearly, and then bends and extends toward the side surface of the flow path structure 2 in which the second introduction port 34a is formed. The downstream end portion of the first mixed fluid flow path 38 opens to the side surface of the flow path structure 2 in which the second introduction port 34a is formed, and is spaced upward from the second introduction port 34a. Has been placed. The mixed fluid flows in the state of slag flow in the first mixed fluid flow path 38, and the first fluid and the second fluid are mixed in the mixed fluid via the contact interface between the slag of the first fluid and the slag of the second fluid. Interaction with the fluid occurs. In addition, the first mixed fluid flow path 38 is formed between the first hole portion 20 and the second hole portion 22 in the first groove portion 10 in which the opening formed on the surface 5 a of the substrate 5 is sealed by the sealing plate 6. A portion between which the opening on the surface 5a side of the substrate 5 is sealed by the sealing plate 6 bonded to the surface 5a, and the opening on the back surface 5b side of the substrate 5 is bonded to the back surface 5b The second hole portion 22 sealed by the plate 6 and the opening formed in the back surface 5b of the substrate 5 are formed by the fourth groove portion 16 sealed by the sealing plate 6 bonded to the back surface 5b. Yes. The cross section of the first mixed fluid channel 38 perpendicular to the flow direction of the mixed fluid has an equivalent diameter of about 1 mm.

各導出側流通路2bは、軽質流体導出路40と、軽質側導入路42と、第2合流部44と、第2混合流体流路46とを有する。   Each outlet side flow passage 2 b includes a light fluid outlet passage 40, a light side inlet passage 42, a second junction 44, and a second mixed fluid passage 46.

軽質流体導出路40は、分離ヘッダ3の後述する内部空間3aから後述する軽質流体を導出するための流路である。軽質流体導出路40は、分離ヘッダ3の後述する内部空間3aのうち後述する軽質流体が溜まる部分に繋がるように流路構造体2の内部に形成されており、分離ヘッダ3の内部空間3aから軽質流体が流入するように構成されている。軽質流体導出路40の上流側の端部は、第2導入口34a及び第1混合流体流路38の下流側の端部が形成された流路構造体2の側面に開口しており、第1混合流体流路38の下流側の端部から上方へ間隔をあけて配置されている。軽質流体導出路40は、第2導入路34と同様の構造を有している。具体的には、軽質流体導出路40は、その上流側の端部が形成された流路構造体2の側面から反対側の側面へ向かって延び、当該軽質流体導出路40が属する導出側流通路2bと対応する導入側流通路2aの第1導入路32の延長線上で屈曲して上方へ直線的に延びている。軽質流体導出路40は、基板5の裏面5bに形成された開口がその裏面5bに接合された封止板6によって封止された第5溝部18によって形成されている。   The light fluid lead-out path 40 is a flow path for leading a light fluid described later from an internal space 3a described later of the separation header 3. The light fluid lead-out path 40 is formed inside the flow channel structure 2 so as to be connected to a portion where a light fluid to be described later accumulates in an internal space 3a to be described later of the separation header 3, and from the internal space 3 a of the separation header 3. The light fluid is configured to flow in. The upstream end of the light fluid outlet path 40 opens to the side surface of the flow channel structure 2 in which the second inlet 34a and the downstream end of the first mixed fluid flow channel 38 are formed. The one mixed fluid flow path 38 is disposed with an interval upward from the downstream end thereof. The light fluid outlet passage 40 has the same structure as the second introduction passage 34. Specifically, the light fluid lead-out path 40 extends from the side surface of the flow channel structure 2 in which the upstream end portion thereof is formed to the opposite side surface, and the lead-out side circulation to which the light fluid lead-out path 40 belongs. It is bent on the extension line of the first introduction path 32 of the introduction side flow path 2a corresponding to the path 2b and linearly extends upward. The light fluid lead-out path 40 is formed by a fifth groove portion 18 in which an opening formed in the back surface 5b of the substrate 5 is sealed by a sealing plate 6 joined to the back surface 5b.

軽質側導入路42は、軽質流体に混合するための追加の流体が導入されて流れる部分である。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に限らず、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。軽質側導入路42は、当該軽質側導入路42に流体を導入するための図略の軽質側導入口を有する。この軽質側導入口は、軽質側導入路42の上流側の端部に配置されており、流路構造体2のうち第2導入口34a、第1混合流体流路38の下流側の端部及び軽質流体導出路40の上流側の端部が形成された側面と反対側の側面に開口するように形成されている。軽質側導入路42は、軽質側導入口が形成された流路構造体2の側面から反対側の側面へ向かって延び、当該軽質側導入路42が属する導出側流通路2bの軽質流体導出路40が屈曲している点で屈曲して上方へ直線的に延びている。軽質側導入路42は、基板5の表面5aに形成された開口がその表面5aに接合された封止板6によって封止された第2溝部12によって形成されている。軽質側導入路42は、当該軽質側導入路42に導入された追加の流体を軽質流体導出路40を流れる軽質流体に合流させるように軽質流体導出路40に繋がっている。具体的には、軽質側導入路42は、第2合流部44を介して軽質流体導出路40と繋がっている。   The light-side introduction path 42 is a portion where additional fluid for mixing with the light fluid is introduced and flows. The additional fluid is not limited to the type of fluid different from the first fluid and the second fluid, but is the same type of fluid as the first fluid or the same type of fluid as the second fluid. Also good. The light side introduction path 42 has a light side introduction port (not shown) for introducing a fluid into the light side introduction path 42. The light side inlet is disposed at the upstream end of the light side inlet 42, and the downstream end of the second inlet 34 a and the first mixed fluid channel 38 in the flow channel structure 2. And it is formed so that it may open in the side surface on the opposite side to the side surface in which the upstream edge part of the light fluid derivation way 40 was formed. The light side introduction path 42 extends from the side surface of the flow path structure 2 in which the light side introduction port is formed toward the opposite side surface, and the light fluid introduction path of the outlet side flow passage 2b to which the light side introduction path 42 belongs. It is bent at a point where 40 is bent and extends linearly upward. The light-side introduction path 42 is formed by the second groove portion 12 in which an opening formed in the surface 5a of the substrate 5 is sealed by a sealing plate 6 joined to the surface 5a. The light side introduction path 42 is connected to the light fluid lead-out path 40 so that the additional fluid introduced into the light side introduction path 42 joins the light fluid flowing through the light fluid lead-out path 40. Specifically, the light side introduction path 42 is connected to the light fluid lead-out path 40 via the second junction 44.

第2合流部44は、軽質流体導出路40を流れる軽質流体と軽質側導入路42を流れる追加の流体とを合流させる部分である。この第2合流部44は、軽質流体導出路40の下流側の端部及び軽質側導入路42の下流側の端部と繋がっている。第2合流部44は、基板5の表面5a側の開口がその表面5aに接合された封止板6によって封止され且つ基板5の裏面5b側の開口がその裏面5bに接合された封止板6によって封止された第3穴部24によって形成されている。この第2合流部44では、軽質側導入路42から流入した追加の流体に対して軽質流体導出路40から当該第2合流部44に流入した軽質流体が略水平方向において軽質側導入路42側(基板5の表面5a側)へ移動しながら合流する。   The second merging portion 44 is a portion that joins the light fluid flowing through the light fluid outlet passage 40 and the additional fluid flowing through the light-side introduction passage 42. The second joining portion 44 is connected to the downstream end portion of the light fluid outlet passage 40 and the downstream end portion of the light side introduction passage 42. The second joining portion 44 is sealed by a sealing plate 6 in which the opening on the surface 5a side of the substrate 5 is bonded to the surface 5a, and the opening on the back surface 5b side of the substrate 5 is bonded to the back surface 5b. The third hole 24 is sealed by the plate 6. In the second merging portion 44, the light fluid that has flowed into the second merging portion 44 from the light fluid lead-out passage 40 with respect to the additional fluid that has flowed in from the light-side introduction passage 42 is substantially light in the horizontal direction. It merges while moving to (the surface 5a side of the substrate 5).

第2混合流体流路46は、第2合流部44で合流して混合され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46は、当該第2混合流体流路46を流れる混合流体がスラグ流の状態で流れるように構成されている。第2混合流体流路46の上流側の端部、すなわち第2混合流体流路46の下端部は、第2合流部44の下流側の端部(上端)に繋がっている。この第2混合流体流路46は、当該第2混合流体流路46が繋がる第2合流部44から上方へ直線的に延びている。第2混合流体流路46の下流側の端部は、流路構造体2の上面(第1導入口32aが形成された面と反対側を向く面)に開口している。第2混合流体流路46を流れる混合流体は、スラグ流の状態で下流側へ流れ、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46の混合流体の流れ方向に直交する断面は、1mm程度の相当直径を有している。また、第2混合流体流路46は、基板5の表面5a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のうち第3穴部24よりも上側に位置する部分によって形成されている。   The second mixed fluid channel 46 is a channel through which a mixed fluid composed of the light fluid and the additional fluid that are merged and mixed in the second merging portion 44 flows. The second mixed fluid channel 46 is configured such that the mixed fluid flowing through the second mixed fluid channel 46 flows in a slag flow state. The upstream end of the second mixed fluid flow path 46, that is, the lower end of the second mixed fluid flow path 46 is connected to the downstream end (upper end) of the second merging section 44. The second mixed fluid channel 46 linearly extends upward from the second junction 44 where the second mixed fluid channel 46 is connected. The downstream end of the second mixed fluid channel 46 opens to the upper surface of the channel structure 2 (the surface facing the side opposite to the surface where the first introduction port 32a is formed). The mixed fluid flowing through the second mixed fluid flow path 46 flows downstream in the state of a slag flow, and interaction between the fluids constituting the mixed fluid occurs in the mixed fluid. The cross section of the second mixed fluid channel 46 perpendicular to the flow direction of the mixed fluid has an equivalent diameter of about 1 mm. Further, the second mixed fluid channel 46 is formed by a portion of the second groove portion 12 in which the opening formed in the surface 5 a of the substrate 5 is sealed by the sealing plate 6 and located above the third hole portion 24. Is formed.

分離ヘッダ3(図1参照)は、前記導入側流通路2aを通って流れる流体、具体的には第1混合流体流路38を通って流れる第1流体と第2流体との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比重差によって分離させるためのものである。この分離ヘッダ3は、流路構造体2の外面のうち第1混合流体流路38の下流側の端部及び軽質流体導出路40の上流側の端部が開口している側面に取り付けられている。具体的には、分離ヘッダ3は、全ての第1混合流体流路38の下流側の端部及び全ての軽質流体導出路40の上流側の端部を覆うように流路構造体2の側面に取り付けられている。また、分離ヘッダ3は、流路構造体2に設けられた全ての第1混合流体流路38の下流側の端部及び全ての軽質流体導出路40の上流側の端部と連通する内部空間3a(図5参照)を有する。   The separation header 3 (see FIG. 1) has a specific gravity for the fluid flowing through the introduction side flow passage 2a, specifically, the mixed fluid of the first fluid and the second fluid flowing through the first mixed fluid flow path 38. The light fluid having a small specific gravity and the heavy fluid having a larger specific gravity than the light fluid are separated by a specific gravity difference. The separation header 3 is attached to a side surface of the outer surface of the flow channel structure 2 where the downstream end of the first mixed fluid flow channel 38 and the upstream end of the light fluid outlet passage 40 are open. Yes. Specifically, the separation header 3 has a side surface of the flow channel structure 2 so as to cover the downstream ends of all the first mixed fluid flow channels 38 and the upstream ends of all the light fluid outlet channels 40. Is attached. In addition, the separation header 3 is an internal space that communicates with the downstream ends of all the first mixed fluid channels 38 provided in the channel structure 2 and the upstream ends of all the light fluid outlet channels 40. 3a (see FIG. 5).

内部空間3aは、第1混合流体流路38から当該内部空間3aに流入した混合流体を比重差によって分離させる空間である。具体的には、内部空間3aに流入する混合流体の流れ方向(混合流体の流入方向)に対して直交する方向における当該内部空間3aの断面は、第1混合流体流路38から内部空間3aに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。詳しくは、内部空間3aに流入する混合流体の流れ方向に対して直交する方向における当該内部空間3aの断面は、当該内部空間3a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。より詳しくは、内部空間3a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内部空間3aに流入する混合流体の流れ方向に直交する断面の相当直径Dが設定されている
Fr=U/(D・g)1/2・・・(1)
The internal space 3a is a space that separates the mixed fluid that has flowed into the internal space 3a from the first mixed fluid flow path 38 by a specific gravity difference. Specifically, the cross section of the internal space 3a in the direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing into the internal space 3a (the inflow direction of the mixed fluid) is changed from the first mixed fluid flow path 38 to the internal space 3a. The mixed fluid that has flowed in has a cross-sectional shape that is naturally separated into a light fluid and a heavy fluid by a specific gravity difference. Specifically, the cross section of the internal space 3a in the direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is such that the fluid number of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is less than one. It has a set equivalent diameter. More specifically, assuming that the fluid number of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is Fr, the fluid number Fr is expressed by the following equation (1), and the internal space so that the fluid number Fr is smaller than 1. The equivalent diameter D of the cross section perpendicular to the flow direction of the mixed fluid flowing into 3a is set. Fr = U / (D · g) 1/2 (1)

この式(1)において、Uは、内部空間3a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、流体流通装置の実質的な使用範囲では、当該流体流通装置内を流れる流体の流量は、1本の流通路当たり約10ml/min以下である。内部空間3aには、流路構造体2内に形成された全ての導入側流通路2aの第1混合流体流路38から混合流体が流入するため、内部空間3aに流入する混合流体の流量は、それら全ての導入側流通路2aの第1混合流体流路38を流れる混合流体の合計流量となる。例えば、流路構造体2内に100本の導入側流通路2aが形成されている場合には、流体流通装置の実質的な使用範囲では、内部空間3aに流入する混合流体の流量は、約1000ml/minとなる。内部空間3aに流入する混合流体の流速Uは、このような混合流体の合計流量に基づいて求められる。そして、このような流体流通装置の実質的な使用範囲における流量で混合流体を流通させる場合には、内部空間3aの前記相当直径Lが約10mm以上であれば、前記フルード数Frは、1よりも小さくなる。   In this formula (1), U is the flow velocity of the mixed fluid flowing into the internal space 3a, and g is the gravitational acceleration. Note that, in the substantial use range of the fluid circulation device, the flow rate of the fluid flowing in the fluid circulation device is about 10 ml / min or less per one flow passage. Since the mixed fluid flows into the internal space 3a from the first mixed fluid flow paths 38 of all the introduction side flow passages 2a formed in the flow path structure 2, the flow rate of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is The total flow rate of the mixed fluid flowing through the first mixed fluid flow path 38 of all the introduction side flow passages 2a is obtained. For example, when 100 introduction side flow passages 2a are formed in the flow path structure 2, the flow rate of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is approximately within the practical use range of the fluid circulation device. 1000 ml / min. The flow velocity U of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is obtained based on the total flow rate of such mixed fluid. When the mixed fluid is circulated at a flow rate in the substantial use range of such a fluid circulation device, if the equivalent diameter L of the internal space 3a is about 10 mm or more, the fluid number Fr is more than 1. Becomes smaller.

前記フルード数Frが1よりも小さくなるということは、内部空間3aでは、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、内部空間3aに流入した混合流体のうちの重質流体は、流れ方向への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、混合流体が重質流体と軽質流体とに自然に分離する。そして、図5に示すように、重質流体は、当該内部空間3aの下部領域に溜まり、軽質流体は、その重質流体の上側に浮いた状態となる。第1混合流体流路38の下流側の端部は、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち重質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの下部領域に繋がっている。また、軽質流体導出路40の上流側の端部は、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち軽質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの上下方向の中央位置よりも上側に位置する当該内部空間3aの上部領域に繋がっている。図5に示すように内部空間3aにおいて軽質流体と重質流体とが上下に分離した状態では、第1混合流体流路38から内部空間3aに流入してくる混合流体のうちの軽質流体が、内部空間3a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。   The fact that the fluid number Fr is smaller than 1 means that in the internal space 3a, the influence of gravity acting on the mixed fluid is more dominant than the inertial force in the flow direction of the mixed fluid that has flowed in. means. For this reason, the heavy fluid out of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is more strongly affected by gravity than the inertial force in the flow direction and sinks downward. As a result, the mixed fluid becomes a heavy fluid and a light fluid. Separate naturally. Then, as shown in FIG. 5, the heavy fluid is accumulated in the lower region of the internal space 3a, and the light fluid is in a state of floating above the heavy fluid. The downstream end of the first mixed fluid flow path 38 is connected to a portion of the internal space 3a of the separation header 3 where heavy fluid accumulates, that is, a lower region of the internal space 3a. Further, the upstream end portion of the light fluid lead-out path 40 is a portion where the light fluid is accumulated in the internal space 3a of the separation header 3, that is, the internal space 3a located above the central position in the vertical direction of the internal space 3a. It is connected to the upper area. In the state where the light fluid and the heavy fluid are vertically separated in the internal space 3a as shown in FIG. 5, the light fluid of the mixed fluid flowing into the internal space 3a from the first mixed fluid flow path 38 is It passes through the layer of heavy fluid accumulated in the internal space 3a and floats on the layer of heavy fluid.

導出ノズル4は、分離ヘッダ3に設けられている。この導出ノズル4は、分離ヘッダ3の内部空間3aで分離された重質流体を導出するためのものであり、本発明の重質流体導出部の概念に含まれる。導出ノズル4は、内部空間3aのうち重質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの上下方向の中央位置よりも下側に位置する当該内部空間3aの下部領域に繋がるように分離ヘッダ3に設けられている。導出ノズル4には、図略の配管が接続され、内部空間3aから重質流体が導出ノズル4及びそれに接続された配管を通じて排出されるようになっている。   The outlet nozzle 4 is provided in the separation header 3. The derivation nozzle 4 is for derivation of the heavy fluid separated in the internal space 3a of the separation header 3, and is included in the concept of the heavy fluid derivation unit of the present invention. The lead-out nozzle 4 is provided in the separation header 3 so as to be connected to a portion of the internal space 3a where heavy fluid accumulates, that is, a lower region of the internal space 3a located below the central position in the vertical direction of the internal space 3a. It has been. A pipe (not shown) is connected to the lead-out nozzle 4, and heavy fluid is discharged from the internal space 3a through the lead-out nozzle 4 and the pipe connected thereto.

以上のように構成されたこの第1実施形態による流体流通装置は、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実施形態による流体流通装置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。   As described above, the fluid circulation device according to the first embodiment configured as described above is used in a microreactor, a heat exchanger, an extraction device, or the like. The case where the fluid circulation device according to the form 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実施形態による流体流通装置を抽出装置として用いる場合、すなわち、当該第1実施形態による流体流通装置を用いた抽出方法について説明する。   First, when using the fluid circulation device according to the first embodiment as an extraction device, that is, an extraction method using the fluid circulation device according to the first embodiment will be described.

この抽出方法では、上記流体流通装置を用いて、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, using the fluid circulation device, a fluid to be extracted including an extraction target is mixed with an extraction agent that is a fluid for extracting the extraction target from the fluid to be extracted. The extraction object is extracted into the extraction agent.

具体的には、被抽出流体を各第1導入口32aから各第1導入路32に所定の流量(流速)で導入するとともに、抽出剤を各第2導入口34aから各第2導入路34に所定の流量(流速)で導入する(流体導入工程)。   Specifically, the fluid to be extracted is introduced from each first introduction port 32a to each first introduction passage 32 at a predetermined flow rate (flow velocity), and the extractant is introduced from each second introduction port 34a to each second introduction passage 34. At a predetermined flow rate (flow velocity) (fluid introduction step).

各第1導入路32に導入された被抽出流体は、その第1導入路32内を流れて第1合流部36に流入し、各第2導入路34に導入された抽出剤は、その第2導入路34内を流れて第1合流部36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36内で互いに混合するように合流する。第1合流部36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38に流入し、その第1混合流体流路38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(抽出工程)。   The fluid to be extracted introduced into each first introduction path 32 flows through the first introduction path 32 and flows into the first joining portion 36, and the extractant introduced into each second introduction path 34 is the first. 2 flows in the introduction path 34 and flows into the first junction 36. Then, the fluid to be extracted and the extractant merge so as to be mixed with each other in the first merge unit 36. The mixed fluid composed of the fluid to be extracted and the extracting agent joined at the first joining portion 36 flows into the first mixed fluid flow path 38, and a plurality of minute slags of the fluid to be extracted is passed through the first mixed fluid flow path 38. 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 via the contact interface between the extraction fluid slag and the extraction agent slag (extraction step).

この後、混合流体は、各第1混合流体流路38から分離ヘッダ3の内部空間3aへ流入してその内部空間3aにおいて軽質流体と重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体は、内部空間3aから導出ノズル4を通じて導出され、分離した軽質流体は、内部空間3aから各軽質流体導出路40に導出される(分離工程)。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、内部空間3aにおいて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。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32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 from each first mixed fluid flow path 38 into the internal space 3a of the separation header 3 and is separated into a light fluid and a heavy fluid by a specific gravity difference in the internal space 3a, and the separated heavy fluid is separated. The fluid is led out from the internal space 3a through the lead-out nozzle 4, and the separated light fluid is led out from the internal space 3a to each light fluid lead-out path 40 (separation step). 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 in the internal space 3a, and the fluid to be extracted floats above the extractant as a light fluid It becomes. The extraction agent as the heavy fluid that sinks downward contains a large amount of the extraction object, and the content of the extraction object in the extraction fluid as the light fluid that floats above the extraction agent is the first introduction. It is smaller than the content rate of the extraction object in the fluid to be extracted introduced into the passage 32.

内部空間3aから各軽質流体導出路40に導出された軽質流体は、その軽質流体導出路40から第2合流部44に流入する。一方、各軽質側導入口から各軽質側導入路42に新しい追加の抽出剤を所定の流量で導入し、その抽出剤を軽質側導入路42から第2合流部44へ流入させて軽質流体と合流させる。   The light fluid led out from the internal space 3 a to each light fluid lead-out path 40 flows into the second junction 44 from the light fluid lead-out path 40. On the other hand, a new additional extractant is introduced from each light side inlet to each light side introduction path 42 at a predetermined flow rate, and the extractant flows from the light side introduction path 42 into the second junction 44 to form a light fluid. Merge.

第2合流部44で合流して混合され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46に流れ、その第2混合流体流路46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、各第2混合流体流路46の下流側の端部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 that are merged and mixed in the second merging portion 44 flows into the second mixed fluid flow path 46, and a plurality of minute fluids of the fluid to be extracted are passed through the second mixed fluid flow path 46. Slag and a plurality of minute slags of the extractant flow to the downstream side in the state of slag flow 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 downstream end of each second mixed fluid channel 46 and collected.

以上のようにして、第1実施形態による流体流通装置を用いた抽出方法が行われる。   As described above, the extraction method using the fluid circulation device according to the first embodiment is performed.

次に、第1実施形態による流体流通装置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実施形態による流体流通装置を用いた反応方法について説明する。   Next, a case where the fluid circulation device according to the first embodiment is used as a microreactor, that is, a reaction method using the fluid circulation device according to the first embodiment will be described.

この反応方法では、上記流体流通装置を用いて、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 fluid flow device, the fluid of the first reactant and the fluid of the second reactant that can react with each other are mixed and the two reactants are reacted.

具体的には、第1反応剤を各第1導入口32aから各第1導入路32に所定の流量(流速)で導入するとともに、第2反応剤を各第2導入口34aから各第2導入路34に所定の流量(流速)で導入する(反応剤導入工程)。   Specifically, the first reactant is introduced from each first introduction port 32a into each first introduction path 32 at a predetermined flow rate (flow velocity), and the second reactant is introduced from each second introduction port 34a to each second. It introduces into the introduction channel 34 at a predetermined flow rate (flow velocity) (reactant introduction step).

各第1導入路32に導入された第1反応剤は、その第1導入路32内を流れて第1合流部36に流入し、各第2導入路34に導入された第2反応剤は、その第2導入路34内を流れて第1合流部36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36内で互いに混合するように合流する。第1合流部36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38に流入し、その第1混合流体流路38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第1反応剤と第2反応剤とが相互に反応し、反応生成物が生成される(反応工程)。   The first reactant introduced into each first introduction path 32 flows through the first introduction path 32 and flows into the first junction 36, and the second reactant introduced into each second introduction path 34 is Then, it flows through the second introduction path 34 and flows into the first junction 36. Then, the first reactant and the second reactant are joined so as to be mixed with each other in the first joining portion 36. The mixed fluid composed of the first reactant and the second reactant joined at the first junction 36 flows into the first mixed fluid channel 38, and a plurality of the first reactants are passed through the first mixed fluid channel 38. 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 first reactant and the second reactant react with each other through the contact interface between the slag of the first reactant and the slag of the second reactant, and a reaction product is generated ( Reaction step).

この後、混合流体は、各第1混合流体流路38から分離ヘッダ3の内部空間3aへ流入してその内部空間3aにおいて軽質流体と重質流体とに比重差によって分離し、分離した重質流体は、内部空間3aから導出ノズル4を通じて導出され、分離した軽質流体は、内部空間3aから各軽質流体導出路40に導出される(分離工程)。ここで、例えば、反応生成物の流体の比重が混合流体中の他の成分の比重よりも大きい場合には、内部空間3aにおいて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 from each first mixed fluid flow path 38 into the internal space 3a of the separation header 3 and is separated into a light fluid and a heavy fluid by a specific gravity difference in the internal space 3a, and the separated heavy fluid is separated. The fluid is led out from the internal space 3a through the lead-out nozzle 4, and the separated light fluid is led out from the internal space 3a to each light fluid lead-out path 40 (separation step). Here, for example, when the specific gravity of the fluid of the reaction product is larger than the specific gravity of the other components in the mixed fluid, the fluid of the reaction product sinks downward as a heavy fluid in the internal space 3a. The component fluid floats as a light fluid above the reaction product fluid. This light fluid consists of the unreacted first and second reactants.

内部空間3aから各軽質流体導出路40に導出された軽質流体は、その軽質流体導出路40から第2合流部44に流入する。一方、各軽質側導入口から各軽質側導入路42に追加の第2反応剤を所定の流量で導入し、その第2反応剤を軽質側導入路42から第2合流部44へ流入させて軽質流体と合流させる。   The light fluid led out from the internal space 3 a to each light fluid lead-out path 40 flows into the second junction 44 from the light fluid lead-out path 40. On the other hand, an additional second reactant is introduced from each light-side inlet to each light-side introduction passage 42 at a predetermined flow rate, and the second reactant is caused to flow from the light-side introduction passage 42 to the second junction 44. Combine with light fluid.

第2合流部44で合流して混合された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46に流れ、その第2混合流体流路46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、各第2混合流体流路46の下流側の端部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。   The mixed fluid composed of the light fluid and the second reactant added after being merged at the second merging portion 44 flows into the second mixed fluid channel 46, and is unreacted in the second mixed fluid channel 46. In the state of a slag flow in which a plurality of minute slags of the first reactant and a plurality of minute slags in which an additional second reactant is added to the unreacted second reactant are alternately arranged along the flow direction Flows downstream. 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 and collected from the downstream end of each second mixed fluid channel 46.

以上のようにして、この第1実施形態による流体流通装置を用いた反応方法が行われる。   As described above, the reaction method using the fluid circulation device according to the first embodiment is performed.

この第1実施形態では、第1混合流体流路38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実施形態による流体流通装置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実施形態による流体流通装置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, the mixed fluid flows in the first mixed fluid flow path 38 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 volume can be increased to promote the interaction between the first fluid and the second fluid. Specifically, in the extraction method using the fluid flow device according to the first embodiment, the area of the contact interface between the fluid to be extracted as the first fluid and the extractant as the second fluid is increased, and the fluid to be extracted The extraction of the extraction object from the slag into the extractant can be promoted. Moreover, in the reaction method using the fluid flow device 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, and both of these reactions are performed. Reaction between agents can be promoted.

また、この第1実施形態の流体流通装置では、第1混合流体流路38の下流側に繋がる分離ヘッダ3の内部空間3aの混合流体の流入方向に直交する方向の断面は、第1混合流体流路38から当該内部空間3aに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している。具体的には、内部空間3aの当該断面は、その内部空間3a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している。このため、この内部空間3aに流入した混合流体に作用する重力の影響がその混合流体の流れ方向への慣性力に比べて強くなり、当該内部空間3a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、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち重質流体が溜まる部分には導出ノズル4が繋がっているため、内部空間3aで分離した重質流体を導出ノズル4を通じて流体流通装置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は、内部空間3aから導出ノズル4を通じてその物質を含む重質流体を流体流通装置の外部へ導出することができる。具体的には、この第1実施形態による流体流通装置を用いた抽出方法では、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導出ノズル4を通じて流体流通装置の外部へ導出することができる。また、この第1実施形態による流体流通装置を用いた反応方法では、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導出ノズル4を通じて流体流通装置の外部へ導出することができる。   In the fluid flow device of the first embodiment, the cross section in the direction orthogonal to the inflow direction of the mixed fluid in the internal space 3a of the separation header 3 connected to the downstream side of the first mixed fluid flow path 38 is the first mixed fluid. The mixed fluid that has flowed into the internal space 3a from the flow path 38 has a cross-sectional shape such that the light fluid and the heavy fluid are separated by a specific gravity difference. Specifically, the cross section of the internal space 3a has an equivalent diameter set so that the fluid number Fr of the mixed fluid flowing into the internal space 3a is smaller than 1. For this reason, the influence of gravity acting on the mixed fluid that has flowed into the internal space 3a is stronger than the inertial force in the flow direction of the mixed fluid, and the mixed fluid is a light fluid and a heavy fluid in the internal space 3a. And naturally separated by specific gravity difference. Since the outlet nozzle 4 is connected to the portion of the internal space 3a of the separation header 3 where the heavy fluid is accumulated, the heavy fluid separated in the internal space 3a is led out of the fluid circulation device through the outlet nozzle 4. be able to. For this reason, if the heavy fluid contains a substance to be separated and removed from the mixed fluid, or if the heavy fluid contains a substance to be obtained from the mixed fluid, the substance is removed from the internal space 3a through the outlet nozzle 4. The contained heavy fluid can be led out of the fluid circulation device. Specifically, in the extraction method using the fluid circulation device according to the first embodiment, when the extraction agent that extracts the extraction target from the fluid to be extracted is a heavy fluid, the extraction includes the extraction target. The agent can be led out of the fluid circulation device through the outlet nozzle 4. In the reaction method using the fluid flow device according to the first embodiment, 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 can be led out of the fluid circulation device through the outlet nozzle 4.

さらに、この第1実施形態による流体流通装置では、その流体流通装置が備える分離ヘッダ3の内部空間3aで混合流体が重質流体と軽質流体に分離されてその重質流体が導出ノズル4を通じて導出されるため、その重質流体が所望の流体である場合には流体流通装置から導出された後の重質流体について分離作業を行う必要がない。また、分離ヘッダ3の内部空間3aで分離された重質流体又は軽質流体に所望の生成物が含まれる場合には、その軽質流体又は重質流体からの生成物の分離は、仮に流体流通装置内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体流通装置から排出された場合にその排出された流体から生成物を分離する場合に比べて、簡略な分離作業で行うことができる。   Furthermore, in the fluid circulation device according to the first embodiment, the mixed fluid is separated into the heavy fluid and the light fluid in the internal space 3a of the separation header 3 included in the fluid circulation device, and the heavy fluid is led out through the outlet nozzle 4. Therefore, when the heavy fluid is a desired fluid, it is not necessary to perform separation work on the heavy fluid after being derived from the fluid circulation device. In addition, when a desired product is contained in the heavy fluid or the light fluid separated in the internal space 3a of the separation header 3, the separation of the product from the light fluid or the heavy fluid is temporarily performed by a fluid circulation device. When a plurality of types of fluids and products flowing inside are discharged from the fluid circulation device in a mixed state, compared to the case of separating the products from the discharged fluid, it can be performed with a simple separation operation. it can.

また、この第1実施形態による流体流通装置では、軽質側導入路42が、当該軽質側導入路42を流れる追加の流体を軽質流体導出路40を流れる軽質流体に合流させるように第2合流部44を介して軽質流体導出路40に繋がっているため、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。しかも、この第1実施形態では、分離ヘッダ3の内部空間3aで重質流体と分離した軽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内部空間3aで分離した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。その結果、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、この第1実施形態による流体流通装置を用いた抽出方法では、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、この第1実施形態による流体流通装置を用いた反応方法では、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。   Further, in the fluid circulation device according to the first embodiment, the second merging section is configured so that the light side introduction path 42 merges the additional fluid flowing through the light side introduction path 42 with the light fluid flowing through the light fluid lead-out path 40. Since it is connected to the light fluid lead-out path 40 via 44, an additional fluid can be merged and interacted with the light fluid. In addition, in the first embodiment, since the additional fluid can be merged with the light fluid separated from the heavy fluid in the internal space 3a of the separation header 3, for example, the light fluid and the additional fluid in the mixed fluid. When a substance that reduces the efficiency of interaction with the liquid is contained and the majority of the substance is contained in the heavy fluid separated in the internal space 3a, it is added to the light fluid with the reduced content of the substance. These fluids can be combined to interact with each other. As a result, the efficiency of the interaction between the light fluid and the additional fluid can be improved. Specifically, in the extraction method using the fluid circulation device according to the first embodiment, the extraction efficiency decreases when the mixed fluid contains a large amount of the extraction agent after extracting the extraction object. Therefore, the extraction efficiency can be improved by joining a new extractant as an additional fluid to the light fluid after the extracted extractant is separated as a heavy fluid. Further, in the reaction method using the fluid flow device according to the first embodiment, when the mixed fluid contains many reaction products generated by the reaction between the first reactant and the second reactant, Since the reaction efficiency is lowered, the reaction efficiency can be improved by joining a new second reactant as an additional fluid to the light fluid after separating the heavy fluid containing the reaction product.

また、この第1実施形態では、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち重質流体が溜まる下部領域に第1混合流体流路38の下流側の端部が繋がっているため、内部空間3aにおいて軽質流体と重質流体とが上下に分離した状態では、第1混合流体流路38から内部空間3aに流入する混合流体のうちの軽質流体が、内部空間3aの下部領域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内部空間3aにおいて促進することができる。   Moreover, in this 1st Embodiment, since the edge part of the downstream of the 1st mixed fluid flow path 38 is connected to the lower area | region where heavy fluid accumulates among the internal spaces 3a of the separation header 3, it is light in the internal space 3a. In a state where the fluid and the heavy fluid are vertically separated, the light fluid out of the mixed fluid flowing into the internal space 3a from the first mixed fluid flow path 38 becomes a heavy fluid accumulated in the lower region of the internal space 3a. Passes through the layers and floats on the layer of heavy fluid. 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 internal space 3a.

(第2実施形態)
次に、図6〜図8を参照して、本発明の第2実施形態による流体流通装置の構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIGS. 6-8, the structure of the fluid distribution apparatus by 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

この第2実施形態による流体流通装置は、上記第1実施形態による流体流通装置を上下逆に配置したものである。具体的には、この第2実施形態による流体流通装置は、図6に示すように、流路構造体2のうち第1導入口32aが形成された面が上側を向き、流路構造体2のうち第2混合流体流路46の下流側の端部が形成された面が下側を向くように配置される。   In the fluid circulation device according to the second embodiment, the fluid circulation device according to the first embodiment is arranged upside down. Specifically, in the fluid circulation device according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, the surface of the flow channel structure 2 on which the first introduction port 32a is formed faces upward, and the flow channel structure 2 Of these, the surface on which the downstream end of the second mixed fluid flow path 46 is formed faces downward.

そして、この第2実施形態では、図8に示すように、第1混合流体流路38の下流側の端部が、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち軽質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの上部領域に繋がっている。また、この第2実施形態では、各導出側流通路2bは、上記軽質流体導出路40の代わりに重質流体導出路50を有している。この重質流体導出路50は、分離ヘッダ3の内部空間3aで分離された重質流体を導出するためのものである。重質流体導出路50は、上記軽質流体導出路40を上下逆にした構造を有する。重質流体導出路50は、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち重質流体が溜まる部分に繋がるように流路構造体2の内部に形成されている。具体的には、重質流体導出路50の上流側の端部は、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち重質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの下部領域に繋がっており、その下部領域から当該重質流体導出路50に重質流体が流入する。   And in this 2nd Embodiment, as shown in FIG. 8, the edge part of the downstream of the 1st mixed fluid flow path 38 is a part where the light fluid accumulates among the internal space 3a of the separation header 3, ie, internal space 3a. It is connected to the upper area. Further, in this second embodiment, each outlet side flow passage 2 b has a heavy fluid outlet passage 50 instead of the light fluid outlet passage 40. The heavy fluid lead-out path 50 is for leading the heavy fluid separated in the internal space 3 a of the separation header 3. The heavy fluid outlet channel 50 has a structure in which the light fluid outlet channel 40 is turned upside down. The heavy fluid outlet path 50 is formed inside the flow path structure 2 so as to be connected to a portion where the heavy fluid accumulates in the internal space 3 a of the separation header 3. Specifically, the upstream end of the heavy fluid outlet passage 50 is connected to a portion of the internal space 3a of the separation header 3 where heavy fluid accumulates, that is, a lower region of the internal space 3a. The heavy fluid flows into the heavy fluid lead-out path 50.

また、この第2実施形態では、各導出側流通路2bは、上記軽質側導入路42の代わりに重質側導入路52を有している。この重質側導入路52は、重質流体に混合するための追加の流体が導入されて流れる部分である。なお、重質流体に混合するための追加の流体は、第1流体及び第2流体と異なる種類の流体に限らず、第1流体と同じ種類の流体、又は、第2流体と同じ種類の流体であってもよい。重質側導入路52は、上記軽質側導入路42を上下逆にした構造を有する。重質側導入路52は、当該重質側導入路52を流れる追加の流体が重質流体導出路50を流れる重質流体に合流するように重質流体導出路50に繋がっている。具体的には、重質側導入路52は、第2合流部44を介して重質流体導出路50と繋がっている。   Further, in the second embodiment, each outlet side flow passage 2 b has a heavy side introduction passage 52 instead of the light side introduction passage 42. The heavy side introduction path 52 is a portion where an additional fluid for mixing with the heavy fluid is introduced and flows. The additional fluid for mixing with the heavy fluid is not limited to the type of fluid different from the first fluid and the second fluid, but is the same type of fluid as the first fluid or the same type of fluid as the second fluid. It may be. The heavy side introduction path 52 has a structure in which the light side introduction path 42 is turned upside down. The heavy side introduction path 52 is connected to the heavy fluid outlet path 50 so that the additional fluid flowing through the heavy side inlet path 52 merges with the heavy fluid flowing through the heavy fluid outlet path 50. Specifically, the heavy side introduction path 52 is connected to the heavy fluid outlet path 50 via the second junction 44.

重質側導入路52から第2合流部44に流入した追加の流体に対して重質流体導出路50から第2合流部44に流入した重質流体が略水平方向において重質側導入路52側へ移動しながら合流する。第2合流部44で合流して混合された重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46に流入し、その第2混合流体流路46内をスラグ流の状態で下流側へ流れる。この混合流体中では、相互作用が生じる。そして、第2混合流体流路46の下流側の端部から流路構造体2の下側へ混合流体が排出されて回収される。   In contrast to the additional fluid that has flowed from the heavy side introduction path 52 into the second merging portion 44, the heavy fluid that has flowed into the second merging section 44 from the heavy fluid lead-out path 50 in the substantially horizontal direction is the heavy side introduction path 52. Merge while moving to the side. The mixed fluid composed of the heavy fluid and the additional fluid that are merged and mixed in the second merging portion 44 flows into the second mixed fluid channel 46, and the slag flow is generated in the second mixed fluid channel 46. It flows downstream. Interaction occurs in the mixed fluid. Then, the mixed fluid is discharged from the downstream end of the second mixed fluid channel 46 to the lower side of the channel structure 2 and collected.

また、この第2実施形態では、上記第1実施形態における導出ノズル4が、分離ヘッダ3の内部空間3aから軽質流体を導出するためのノズルとして用いられる。すなわち、この第2実施形態では、導出ノズル4は、本発明の軽質流体導出部の概念に含まれる。具体的には、この第2実施形態では、導出ノズル4は、内部空間3aのうち当該内部空間3aで分離した軽質流体が溜まる部分、すなわち内部空間3aの上部領域に繋がるように分離ヘッダ3に設けられており、内部空間3aに流入した混合流体から分離した軽質流体がこの導出ノズル4を通じて外部へ導出されるようになっている。   Moreover, in this 2nd Embodiment, the derivation | leading-out nozzle 4 in the said 1st Embodiment is used as a nozzle for guide | inducing a light fluid from the internal space 3a of the separation header 3. FIG. That is, in the second embodiment, the derivation nozzle 4 is included in the concept of the light fluid derivation unit of the present invention. Specifically, in the second embodiment, the outlet nozzle 4 is connected to the separation header 3 so as to be connected to a portion of the internal space 3a where the light fluid separated in the internal space 3a accumulates, that is, an upper region of the internal space 3a. The light fluid separated from the mixed fluid flowing into the internal space 3 a is led out to the outside through the lead-out nozzle 4.

この第2実施形態による流体流通装置では、導出ノズル4が内部空間3aのうち軽質流体が溜まる部分に繋がるように分離ヘッダ3に設けられているため、内部空間3aで分離した軽質流体を導出ノズル4を通じて流体流通装置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軽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軽質流体に含まれる場合には、内部空間3aから導出ノズル4を通じてその物質を含む軽質流体を流体流通装置の外部へ導出することができる。   In the fluid circulation device according to the second embodiment, since the outlet nozzle 4 is provided in the separation header 3 so as to be connected to a portion of the inner space 3a where the light fluid is accumulated, the outlet fluid is separated from the inner space 3a. 4 to the outside of the fluid circulation device. For this reason, when the light fluid contains a substance to be separated and removed from the mixed fluid, or when the light fluid contains a substance to be obtained from the mixed fluid, the light fluid containing the substance from the internal space 3a through the outlet nozzle 4 is used. The fluid can be led out of the fluid circulation device.

また、この第2実施形態による流体流通装置では、重質側導入路52が、当該重質側導入路52を流れる追加の流体を重質流体導出路50に流れる重質流体に合流させるように第2合流部44を介して重質流体導出路50に繋がっているため、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。しかも、この第2実施形態では、分離ヘッダ3の内部空間3a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内部空間3a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。   Further, in the fluid circulation device according to the second embodiment, the heavy side introduction path 52 joins the additional fluid flowing through the heavy side introduction path 52 to the heavy fluid flowing through the heavy fluid outlet path 50. Since it connects with the heavy fluid derivation way 50 via the 2nd confluence | merging part 44, an additional fluid can be merged and interacted with a heavy fluid. In addition, in the second embodiment, the additional fluid can be merged with the heavy fluid separated from the light fluid in the internal space 3a of the separation header 3. Therefore, for example, the heavy fluid and the additional fluid can be added to the mixed fluid. When a substance that reduces the efficiency of interaction with the fluid is contained and most of the substance is contained in the light fluid separated in the internal space 3a, the heavy fluid with a reduced content of the substance is used. Additional fluids can be combined and allowed to interact. For this reason, the efficiency of the interaction between the heavy fluid and the additional fluid can be improved.

また、この第2実施形態では、分離ヘッダ3の内部空間3aのうち軽質流体が溜まる上部領域に第1混合流体流路38の下流側の端部が繋がっているため、図8に示すように内部空間3aにおいて軽質流体と重質流体とが上下に分離した状態では、第1混合流体流路38から内部空間3aに流入する混合流体のうちの重質流体が、内部空間3aの上部領域に溜まった軽質重質流体の層中を通り抜けてその軽質流体の層下に沈む。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内部空間3aにおいて促進することができる。   In the second embodiment, since the downstream end of the first mixed fluid flow path 38 is connected to the upper region of the inner space 3a of the separation header 3 where the light fluid is accumulated, as shown in FIG. In a state where the light fluid and the heavy fluid are vertically separated in the internal space 3a, the heavy fluid out of the mixed fluid flowing into the internal space 3a from the first mixed fluid flow path 38 enters the upper region of the internal space 3a. It passes through the layer of accumulated light heavy fluid and sinks under the layer of light fluid. 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 internal space 3a.

この第2実施形態による上記以外の効果は、上記第1実施形態による効果と同様である。   The effects of the second embodiment other than those described above are the same as the effects of 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、流路構造体に形成されている流路の各部の構造は、上記した構造以外の構造であってもよい。   For example, the structure of each part of the flow path formed in the flow path structure may be a structure other than the structure described above.

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、上記のような基板の表側から裏側へ回り込むように形成される必要はなく、基板の一方の面内に形成されていてもよい。その場合の第1混合流体流路の混合流体の流れ方向に沿った形状としては、様々な形状を採用することができる。また、軽質流体導出路、重質流体導出路、軽質側導入路及び重質側導入路も、上記以外の種々の形状に形成されていてもよい。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。   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 does not need to be formed so as to go around from the front side to the back side of the substrate as described above, and may be formed in one surface of the substrate. In this case, various shapes can be adopted as the shape of the first mixed fluid channel along the flow direction of the mixed fluid. Further, the light fluid lead-out path, the heavy fluid lead-out path, the light-side introduction path, and the heavy-side introduction path may also be formed in various shapes other than those described above. 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.

また、導出側流通路は、軽質側導入路、重質側導入路、第2合流部及び第2混合流体流路を備えていなくてもよい。すなわち、上記第1実施形態であれば、軽質流体導出路が流路構造体の上端まで延びていてその軽質流体導出路の下流側の端部が流路構造体の上面に開口していてもよく、上記第2実施形態であれば、重質流体導出路が流路構造体の下端まで延びていてその重質流体導出路の下流側の端部が流路構造体の下面に開口していてもよい。   The outlet side flow passage may not include the light side introduction path, the heavy side introduction path, the second merging portion, and the second mixed fluid flow path. That is, in the first embodiment, even if the light fluid outlet path extends to the upper end of the flow path structure and the downstream end of the light fluid outlet path opens to the upper surface of the flow path structure. Well, in the case of the second embodiment, the heavy fluid outlet path extends to the lower end of the flow path structure, and the downstream end of the heavy fluid outlet path opens to the lower surface of the flow path structure. May be.

また、参考例として、流路構造体は、上記のように多数の基板5及び封止板6が積層された構造体からなるものに限らず、導入側流通路及び導出側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それぞれ1枚だけ接合された構造体からなっていてもよい。 Further, as a reference example, the flow channel structure is not limited to a structure in which a large number of substrates 5 and sealing plates 6 are stacked as described above, and forms an introduction side flow passage and a discharge side flow passage. For example, it may be composed of a structure in which only one sealing plate is bonded to each of the front and back surfaces of a single substrate on which a groove is 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流体及び追加の流体は、それぞれ、液体又は気体のいずれであってもよい。   The first fluid, the second fluid, and the additional fluid may be liquid or gas, respectively.

また、流路構造体の長手方向(第1導入路の延びる方向)が鉛直方向に対して多少斜めになるように流体流通装置が配置されてもよい。   Further, the fluid circulation device may be arranged such that the longitudinal direction of the flow channel structure (the direction in which the first introduction path extends) is slightly inclined with respect to the vertical direction.

また、導出ノズルを分離ヘッダに設けず、分離ヘッダの内部空間に繋がる軽質流体導出路及び重質流体導出路が両方とも流路構造体に形成されていてもよい。   In addition, without providing the outlet nozzle in the separation header, both the light fluid outlet passage and the heavy fluid outlet passage connected to the internal space of the separator header may be formed in the flow path structure.

また、第1混合流体流路38内及び第2混合流体流路46内を流れる混合流体の流動状態は、上記したようなスラグ流の状態に限定されない。混合流体流路38,46内を流れる混合流体の流動状態は、その混合流体を構成する流体の物理的性質及び流速によって決定されるものである。従って、混合流体流路38,46内を流れる混合流体は、その混合流体に含まれる複数種類の流体が層流状態で流れるような流動状態を呈していてもよい。この場合には、混合流体流路38,46内で混合流体を構成する各流体の層流同士の接触界面を介してそれら各流体同士の相互作用が行われる。   Further, the flow state of the mixed fluid flowing in the first mixed fluid channel 38 and the second mixed fluid channel 46 is not limited to the slag flow as described above. The flow state of the mixed fluid flowing in the mixed fluid flow paths 38 and 46 is determined by the physical properties and flow velocity of the fluid constituting the mixed fluid. Therefore, the mixed fluid flowing in the mixed fluid flow paths 38 and 46 may exhibit a flow state in which a plurality of types of fluids included in the mixed fluid flow in a laminar flow state. In this case, the fluids interact with each other through the contact interface between the laminar flows of the fluids constituting the fluid mixture in the fluid mixture channels 38 and 46.

また、導入側流通路は、第1混合流体流路のみからなっていてもよい。具体的には、第1混合流体流路の分離ヘッダ側と反対側の端部が流路構造体の外面に開口するように第1混合流体流路が延びており、その第1混合流体流路の分離ヘッダと反対側の端部が当該第1混合流体流路に流体を導入するための導入口となっていてもよい。この場合には、流体流通装置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を通じて第1混合流体流路に導入され、その第1混合流体流路を流れて分離ヘッダの内部空間に導入されてもよい。   Moreover, the introduction side flow path may consist only of the first mixed fluid flow path. Specifically, the first mixed fluid flow path extends so that the end of the first mixed fluid flow path opposite to the separation header side opens to the outer surface of the flow path structure, and the first mixed fluid flow An end of the path opposite to the separation header may be an inlet for introducing fluid into the first mixed fluid flow path. In this case, a mixed fluid prepared by mixing a plurality of types of fluids outside the fluid circulation device is introduced into the first mixed fluid channel through the introduction port, and flows through the first mixed fluid channel. It may be introduced into the internal space of the separation header.

2 流路構造体
2a 導入側流通路(流通路)
3 分離ヘッダ
3a 内部空間
4 導出ノズル(重質流体導出部、軽質流体導出部)
32 第1導入路
34 第2導入路
36 第1合流部(合流部)
38 第1混合流体流路(混合流体流路)
40 軽質流体導出路(軽質流体導出部)
42 軽質側導入路
50 重質流体導出路(重質流体導出部)
52 重質側導入路
2 Channel structure 2a Introduction side flow passage (flow passage)
3 Separation header 3a Internal space 4 Deriving nozzle (Heavy fluid outlet, Light fluid outlet)
32 1st introduction path 34 2nd introduction path 36 1st junction part (joint part)
38 First Mixed Fluid Channel (Mixed Fluid Channel)
40 Light fluid outlet (light fluid outlet)
42 Light side introduction path 50 Heavy fluid outlet (heavy fluid outlet)
52 Heavy side introduction path

Claims (8)

流体を流通させる流体流通装置であって、
流体を流通させるための複数の流通路が内部に形成された流路構造体と、
前記流路構造体に取り付けられ、前記各流通路を通って流れる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比重差によって分離させるための分離ヘッダと、
前記分離ヘッダで分離された軽質流体をその分離ヘッダから導出するための軽質流体導出部と、
前記分離ヘッダで分離された重質流体をその分離ヘッダから導出するための重質流体導出部とを備え、
前記流路構造体は、個別の前記流通路がそれぞれ形成された複数の基板を含む複数の板が積層されることによって形成され、
前記各流通路は、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を有し、この各流通路の混合流体流路の下流側の端部は、複数の前記板の端縁によって形成される前記流路構造体の特定の側面においてそれぞれ開口しており、
前記分離ヘッダは、前記特定の側面において開口している全ての前記混合流体流路の下流側の端部を覆うように当該特定の側面に取り付けられ、
前記分離ヘッダは、前記混合流体流路の下流側の端部と連通していて前記混合流体流路から流入した前記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内部空間を有し
前記軽質流体導出部は、前記内部空間のうち前記軽質流体が溜まる部分に繋がり、前記重質流体導出部は、前記内部空間のうち前記重質流体が溜まる部分に繋がっている、流体流通装置。
A fluid circulation device for circulating a fluid,
A flow path structure in which a plurality of flow passages for circulating a fluid are formed,
A separation header attached to the flow path structure and separating the fluid flowing through each flow passage 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;
A light fluid deriving unit for deriving the light fluid separated by the separation header from the separation header;
A heavy fluid deriving unit for deriving the heavy fluid separated by the separation header from the separation header;
The flow path structure is formed by laminating a plurality of plates including a plurality of substrates on which the individual flow paths are respectively formed.
Each of the flow passages has a mixed fluid flow path through which a mixed fluid composed of a plurality of types of fluids mixed with each other flows, and the downstream end of the mixed fluid flow path of each of the flow paths has a plurality of the plates. Each opening on a specific side surface of the flow channel structure formed by the edge,
The separation header is attached to the specific side surface so as to cover the downstream ends of all the mixed fluid flow paths that are open on the specific side surface,
The separation header have a inner space in which the fluid mixture flowing from the mixing fluid flow path has a downstream end communicating with the mixing fluid channel is separated by specific gravity difference and lighter fluid and heavy fluid and,
The light fluid deriving unit is connected to a portion of the internal space where the light fluid is accumulated, and the heavy fluid deriving unit is connected to a portion of the internal space where the heavy fluid is accumulated.
前記各流通路は、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に記載の流体流通装置。
Each of the flow passages 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 the second introduction path. A merging section that is connected to the downstream end and merges the first fluid that flows through the first introduction path and the second fluid that flows through the second introduction path. ,
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 fluid circulation device according to claim 1.
前記軽質流体導出部は、前記内部空間の前記軽質流体が溜まる部分に繋がるように前記流路構造体の内部に形成され、前記内部空間から前記軽質流体が流入する軽質流体導出路であり、
前記流路構造体の内部には、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体導出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体導出路に繋がる軽質側導入路が形成されている、請求項1又は2に記載の流体流通装置。
The light fluid lead-out portion is a light fluid lead-out path that is formed inside the flow channel structure so as to be connected to a portion of the internal space where the light fluid is accumulated, and into which the light fluid flows from the internal space.
A fluid side to be mixed with the light fluid is introduced into the flow path structure, and the light side connected to the light fluid lead-out path is joined to the light fluid flowing through the light fluid lead-out path. The fluid circulation device according to claim 1, wherein an introduction path is formed.
前記重質流体導出部は、前記内部空間の前記重質流体が溜まる部分に繋がるように前記流路構造体の内部に形成され、前記内部空間から前記重質流体が流入する重質流体導出路であり、
前記流路構造体の内部には、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体導出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体導出路に繋がる重質側導入路が形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の流体流通装置。
The heavy fluid outlet part is formed inside the flow channel structure so as to be connected to a portion of the internal space where the heavy fluid accumulates, and the heavy fluid outlet path through which the heavy fluid flows from the internal space And
A fluid for mixing with the heavy fluid is introduced into the flow path structure, and the heavy fluid lead-out path is joined to the heavy fluid flowing through the heavy fluid lead-out path. The fluid circulation device according to any one of claims 1 to 3, wherein a heavy-side introduction passage that is connected to the fluid is formed.
請求項2に記載の流体流通装置を用いて、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ヘッダの前記内部空間に流入してその内部空間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、分離した軽質流体が前記内部空間から前記軽質流体導出部に導出され、分離した重質流体が前記内部空間から前記重質流体導出部に導出される分離工程とを備えた、抽出方法。
Using the fluid circulation device according to claim 2, a fluid to be extracted containing 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 fluid to be extracted An extraction method for extracting the extraction object from the extraction agent,
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 internal space of the separation header from the mixed fluid flow path and separates into a light fluid having a small specific gravity in the internal space and a heavy fluid having a specific gravity larger than the light fluid by a specific gravity difference; A separation step in which the separated light fluid is led out from the internal space to the light fluid lead-out unit, and the separated heavy fluid is led out from the internal space to the heavy fluid lead-out unit.
前記流体流通装置として、前記分離工程で前記混合流体流路から前記分離ヘッダの前記内部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内部空間の断面が、当該内部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ものを用いる、請求項5に記載の抽出方法。   As the fluid circulation device, a cross section of the internal space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing from the mixed fluid flow path into the internal space of the separation header in the separation step is the internal space. 6. The extraction method according to claim 5, wherein a fluid having an equivalent diameter set so that the fluid number of the mixed fluid flowing in is smaller than one is used. 請求項2に記載の流体流通装置を用いて、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ヘッダの前記内部空間に流入してその内部空間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、分離した軽質流体が前記内部空間から前記軽質流体導出部に導出され、分離した重質流体が前記内部空間から前記重質流体導出部に導出される分離工程とを備えた、反応方法。
A reaction method using the fluid flow device according to claim 2 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 internal space of the separation header from the mixed fluid flow path and separates into a light fluid having a small specific gravity in the internal space and a heavy fluid having a specific gravity larger than the light fluid by a specific gravity difference; A separation step in which the separated light fluid is led out from the internal space to the light fluid deriving unit, and the separated heavy fluid is led out from the internal space to the heavy fluid deriving unit.
前記流体流通装置として、前記分離工程で前記混合流体流路から前記分離ヘッダの前記内部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内部空間の断面が、当該内部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ものを用いる、請求項7に記載の反応方法。   As the fluid circulation device, a cross section of the internal space in a direction orthogonal to the flow direction of the mixed fluid flowing from the mixed fluid flow path into the internal space of the separation header in the separation step is the internal space. The reaction method according to claim 7, wherein a fluid having an equivalent diameter set so that a fluid number of the mixed fluid flowing in is smaller than 1 is used.
JP2011276366A 2011-11-11 2011-12-16 Fluid distribution device, extraction method and reaction method Active JP5808662B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011276366A JP5808662B2 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Fluid distribution device, extraction method and reaction method
US13/668,678 US20130118588A1 (en) 2011-11-11 2012-11-05 Fluid treatment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011276366A JP5808662B2 (en) 2011-12-16 2011-12-16 Fluid distribution device, extraction method and reaction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013126616A JP2013126616A (en) 2013-06-27
JP5808662B2 true JP5808662B2 (en) 2015-11-10

Family

ID=48777472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011276366A Active JP5808662B2 (en) 2011-11-11 2011-12-16 Fluid distribution device, extraction method and reaction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5808662B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5988504B2 (en) 2013-11-21 2016-09-07 株式会社神戸製鋼所 Extraction separation method
JP6205317B2 (en) 2014-07-14 2017-09-27 株式会社神戸製鋼所 Extraction method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4346893B2 (en) * 2002-11-01 2009-10-21 株式会社日立製作所 Chemical reactor
WO2006088120A1 (en) * 2005-02-21 2006-08-24 National University Corporation Okayama University Flow adjusting device, micro-reactor and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013126616A (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8986546B2 (en) Flow channel structure, and mixing method, extraction method, and reaction method for fluids
CN104955552B (en) For carrying out detached piece-rate system, element and method using stacking barrier film and distance piece
US7287579B2 (en) Heat exchanger
JP4970959B2 (en) Reaction apparatus and reaction method
US20060275184A1 (en) Liquid/liquid interface reaction equipment
JP4855471B2 (en) Laminated reactor
JP6346298B2 (en) Fluid mixing device
JP6718806B2 (en) Fluid distribution device
JP4403943B2 (en) Fluid mixer and microreactor system
JP5808662B2 (en) Fluid distribution device, extraction method and reaction method
JP2008093498A (en) Microreactor
CN101687117A (en) A high capacity biological fluid filtration apparatus
EP3467392B1 (en) Improved high pressure water extraction device with shave off edge that feeds a low pressure chamber and internal helix feature to improve water collection and drainage
CN106492718B (en) The chip-shaped micro- reaction channel of one kind and microreactor
EP2472207B1 (en) Laminate type evaporator
EP1867942A2 (en) Condenser
JP5808650B2 (en) Channel structure, separation method, extraction method and reaction method
US20130118588A1 (en) Fluid treatment method
CN110461460A (en) Device and method for generating drop
KR101274810B1 (en) Fluid path structure, reactor, and reaction method using the reactor
US8920020B2 (en) Flow passage structure
JP2006523523A (en) Mixing equipment
US9234778B2 (en) Operation method of multi-flow passage device, and multi-flow passage device
JPH0254104B2 (en)
KR100898065B1 (en) Micro reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150825

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5808662

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250