JPWO2006043642A1 - Fluid reaction device - Google Patents

Fluid reaction device Download PDF

Info

Publication number
JPWO2006043642A1
JPWO2006043642A1 JP2006543071A JP2006543071A JPWO2006043642A1 JP WO2006043642 A1 JPWO2006043642 A1 JP WO2006043642A1 JP 2006543071 A JP2006543071 A JP 2006543071A JP 2006543071 A JP2006543071 A JP 2006543071A JP WO2006043642 A1 JPWO2006043642 A1 JP WO2006043642A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
reaction
flow path
mixing
temperature
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.)
Pending
Application number
JP2006543071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
加藤 弘之
弘之 加藤
明久 本郷
明久 本郷
後藤 彰
彰 後藤
勲 梅田
勲 梅田
衛 神保
衛 神保
阿部 祐士
祐士 阿部
義紀 城野
義紀 城野
松村 航
航 松村
武田 収功
収功 武田
檜山 浩国
浩国 檜山
信田 昌男
昌男 信田
望月 宣宏
宣宏 望月
福田 明
明 福田
將 大澤
將 大澤
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.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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 Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Publication of JPWO2006043642A1 publication Critical patent/JPWO2006043642A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4317Profiled elements, e.g. profiled blades, bars, pillars, columns or chevrons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B01F25/4338Mixers with a succession of converging-diverging cross-sections, i.e. undulating cross-section
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4523Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through sieves, screens or meshes which obstruct the whole diameter of the tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4524Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through foam-like inserts or through a bed of loose bodies, e.g. balls
    • B01F25/45241Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through foam-like inserts or through a bed of loose bodies, e.g. balls through a bed of balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30Micromixers
    • B01F33/301Micromixers using specific means for arranging the streams to be mixed, e.g. channel geometries or dispositions
    • B01F33/3011Micromixers using specific means for arranging the streams to be mixed, e.g. channel geometries or dispositions using a sheathing stream of a fluid surrounding a central stream of a different fluid, e.g. for reducing the cross-section of the central stream or to produce droplets from the central stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30Micromixers
    • B01F33/301Micromixers using specific means for arranging the streams to be mixed, e.g. channel geometries or dispositions
    • B01F33/3012Interdigital streams, e.g. lamellae
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00801Means to assemble
    • B01J2219/0081Plurality of modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00873Heat exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/0095Control aspects
    • B01J2219/00952Sensing operations
    • B01J2219/00954Measured properties
    • B01J2219/00959Flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

マイクロ空間を使用して複数の流体を混合させ、種々の化学反応作業を効率良く行うことができる、実用的な量産手段として好適な流体反応装置を提供する。この流体反応装置は、複数の流体A,Bをマイクロ反応空間を有する反応流路62に導入して反応させる流体反応装置にある。この装置は、反応に使用する流体を個々に導入する導入部2と、流体を合流させて混合する混合流路56,57,58を有する平板状の混合基板40と、流体を複数の輸送管21A,21Bを介して前記混合流路に向けて輸送する流体輸送手段16A,16Bと、流体の流量を制御する流量制御手段20と、反応流路62の温度を制御する温度制御手段7と、反応後の物質を導出する導出部104と、これらの動作を制御する動作制御手段6とを有する。Provided is a fluid reaction apparatus suitable as a practical mass production means capable of mixing a plurality of fluids using a micro space and performing various chemical reaction operations efficiently. This fluid reaction apparatus is a fluid reaction apparatus in which a plurality of fluids A and B are introduced into a reaction flow path 62 having a micro reaction space and reacted. This apparatus includes an introduction section 2 for individually introducing fluids used for reaction, a flat mixed substrate 40 having mixing channels 56, 57, and 58 for mixing and mixing fluids, and a plurality of transport pipes for fluids. Fluid transporting means 16A, 16B transporting toward the mixing flow path via 21A, 21B, flow rate control means 20 for controlling the flow rate of the fluid, temperature control means 7 for controlling the temperature of the reaction flow path 62, It has the derivation | leading-out part 104 which derives | leads-out the substance after reaction, and the operation control means 6 which controls these operation | movement.

Description

本発明は、微小空間で流体どうしを反応させる流体反応装置に関する。例えば、薬品、遺伝子、タンパク質の連続合成などの反応を微細な空間において行うマイクロリアクタに関する。   The present invention relates to a fluid reaction apparatus for reacting fluids in a minute space. For example, the present invention relates to a microreactor that performs reactions such as continuous synthesis of drugs, genes, and proteins in a minute space.

従来行われていたバッチ式有機合成系反応器としては、研究所ではコルベン、ビーカー、試験管などが用いられ、薬品製造ラインでは大きくは数百リッターを越える反応釜などが多く用いられていた。これらの反応容器では、たとえば爆発の危険のある反応では混合速度を極端に落とすか、反応温度をマイナスまで極端に下げるなどの手法が取られている。   As conventional batch-type organic synthesis reactors, colbens, beakers, test tubes and the like are used in laboratories, and reaction kettles exceeding a few hundred liters are widely used in chemical production lines. In these reaction containers, for example, in a reaction with an explosion risk, a technique such as extremely reducing the mixing speed or extremely reducing the reaction temperature to minus is taken.

また、反応時間の遅い反応の場合、従来の連続フロー式では内径1〜5mm程度のキャピラリー配管内を通過させることで反応を進行させていたが、配管外周から中心への熱伝導に時間が掛かり、反応中間体の拡散時間も長くなるため、高選択性、高収率性という面では不充分であった。   In the case of a reaction with a slow reaction time, in the conventional continuous flow method, the reaction is advanced by passing through a capillary pipe having an inner diameter of about 1 to 5 mm. However, it takes time to conduct heat from the outer circumference of the pipe to the center. Further, since the diffusion time of the reaction intermediate also becomes long, it is insufficient in terms of high selectivity and high yield.

近年、これらの有機合成反応や生化学反応を数十ミクロンから数百ミクロンのマイクロ空間で行う動きが出ている。つまり、分析や化学合成を行う場合、原材料流体の混合部分の相互反応距離を1μm〜500μmとすることで、いわゆるマイクロ反応状態で反応を起こさせることが報告されている。混合部や反応部をマイクロ空間にするような、マイクロ反応状態を用いることの利点として、流体の体積に対する表面積の比率が大きくなること、物質移動距離が短くなって拡散時間が短くなること(何故ならば、物質どうしの拡散時間が相互距離の二乗に比例する(Fickの法則)により拡散時間が短くなる。例えば、通常の直径1000mmのバッチ式反応釜における二物質の反応相互距離を10mmとすると、相互距離500μm、100μm、10μmのマイクロリアクタの反応が拡散と同時に起こるとすれば、反応時間はバッチ式反応釜に対して、それぞれ400倍、1万倍、100万倍速くなる)、流体の体積が小さくなること、熱の移動、伝達がすばやくなり、物質の移動が効率よく行われること、速い反応にも物質の供給が追い付いていけることなどであり、爆発性の反応でも常温下で可能になり、マイクロリアクタによれば難反応物質の連続合成が可能となる。また、従来のバッチ式反応釜では反応速度を上げるため高温にすることがあるが、マイクロリアクタの場合は反応速度が速いため常温でも反応が可能となる。さらに、バッチ式反応釜では混合部分の濃度(モル比)が不均一のため不要の中間生成物質が生じやすいが、マイクロリアクタでは、混合部分の濃度が容易に均一になるため、不要な中間生成物が生じにくく、高収率を得ると同時に、さらに、高収率、高選択性な反応も可能になった。必要な成分だけを作り出す反応もマイクロ空間を使用すればその可能性も出てきた。   In recent years, there has been a movement to perform these organic synthesis reactions and biochemical reactions in a micro space of several tens to several hundreds of microns. That is, when analysis or chemical synthesis is performed, it is reported that the reaction occurs in a so-called micro reaction state by setting the mutual reaction distance of the mixed portion of the raw material fluid to 1 μm to 500 μm. Advantages of using a microreaction state, such as making the mixing part or reaction part into a microspace, are that the ratio of the surface area to the volume of the fluid is large, the mass transfer distance is shortened and the diffusion time is shortened (why Then, the diffusion time between materials is proportional to the square of the mutual distance (Fick's law), so the diffusion time is shortened.For example, if the reaction mutual distance between two substances in a regular batch reactor with a diameter of 1000 mm is 10 mm If the reaction of microreactors with mutual distances of 500 μm, 100 μm, and 10 μm occurs simultaneously with diffusion, the reaction time will be 400 times, 10,000 times, and 1 million times faster than the batch reactor, respectively) Reduction of heat, heat transfer and transfer are quick, material transfer is performed efficiently, and the supply of the substance can catch up with fast reactions. But allowing at ordinary temperature, it is possible to continuously synthesis flame reactants according to the microreactor. In addition, in a conventional batch reaction kettle, the reaction rate may be increased to increase the reaction rate, but in the case of a microreactor, the reaction rate is fast, so that the reaction is possible even at room temperature. Furthermore, in batch reactors, the concentration (molar ratio) of the mixing portion is non-uniform, and unnecessary intermediate products are likely to be generated. In the microreactor, the concentration of the mixing portion is easily uniformed, so unnecessary intermediate products are generated. In addition, a high yield and a highly selective reaction can be obtained at the same time. The possibility of creating reactions that produce only the necessary components has also emerged if microspace is used.

しかし、このマイクロ空間で混合、反応を行う反応装置にしても、現時点では研究所領域を出るものは無く、薬品製造ラインで使用できるものは無かった。たとえば、各機器の操作はマニュアルで使用流体を溜めておく貯留容器設置スペースが無かったり、反応終了物質を入れる回収容器設置スペースが無かったり、回収口から回収出来る物質を必要な物質と不要な物質との分別機能が無かったり、安全対策が無かったり、モニター機構が無かったりして、あくまで実験室レベルで使う機能しか持ち合わせていないものが多かった。また、マイクロ空間で混合させたとしても、後の反応時間を稼ぐための空間は内径1mm以上のチューブ配管内を流体を移動させるだけのものであり、温度を均一に制御しなければならない反応には不向きであった。   However, none of the reactors that perform mixing and reaction in this microspace have left the laboratory area at present, and none can be used in the chemical production line. For example, there is no storage container installation space for manually storing the fluid used for operating each device, there is no collection container installation space for containing the reaction-terminated substance, and substances that can be recovered from the recovery port are required and unnecessary substances. There are many functions that have only the functions used at the laboratory level, such as no separation function, no safety measures, and no monitoring mechanism. Even if they are mixed in a micro space, the space for later reaction time is only to move the fluid through the tube piping with an inner diameter of 1 mm or more, and the reaction must be controlled uniformly. Was unsuitable.

近年、試薬などの液体を反応させるための流体反応装置として、マイクロリアクタの開発が進められている。このマイクロリアクタを液を流す送液系の立場から見ると、流路の内径が小さくなると、レイノルズ数が小さくなり、液体の流れは層流になる。層流領域において液体を速やかに混合させるためには、流路の内径をできるだけ小さくすることが有効である。これは、層流領域では分子拡散が律速因子となり、液体の拡散時間は流路の幅の二乗に比例するからである。   In recent years, a microreactor has been developed as a fluid reaction apparatus for reacting a liquid such as a reagent. When this microreactor is viewed from the standpoint of a liquid feeding system for flowing liquid, when the inner diameter of the flow path becomes small, the Reynolds number becomes small and the liquid flow becomes a laminar flow. In order to rapidly mix the liquid in the laminar flow region, it is effective to make the inner diameter of the flow path as small as possible. This is because in the laminar flow region, molecular diffusion becomes a rate-limiting factor, and the liquid diffusion time is proportional to the square of the width of the flow path.

また、微小空間で流体どうしを反応させる流体反応装置においては、その装置で混合を行う中心的な要素として、そのマイクロ流路構造の実用的具体化にも未だ検討を要するところがある。これには、微小なマイクロ空間を生産技術を駆使して追求するケースと、複雑な流路を成膜やエッチング等の工程を繰り返して形成すると、製造コストが高くなったり、流路洗浄等のメンテナンスが容易でないなど、製造工程に伴うマイクロリアクタとしての不利点を改善していくケースとがある。   In addition, in a fluid reaction apparatus that reacts fluids in a minute space, there is still a need to study practical implementation of the microchannel structure as a central element for mixing in the apparatus. This includes the case where a micro space is pursued by making full use of production technology, and the formation of complicated flow paths by repeating processes such as film formation and etching, resulting in higher manufacturing costs and flow path cleaning. There are cases where disadvantages as a microreactor associated with the manufacturing process are improved, such as maintenance is not easy.

従来行われていた有機合成系反応器としては、研究所ではコルベン、ビーカー、試験管などが用いられ、薬品製造ラインでは大きくは数百リッターを越える反応釜などが多く用いられていた。これらの反応容器では、たとえば爆発の危険のある反応では混合速度を極端に落とすか、反応温度をマイナスまで極端に下げるなどの手法が取られている。     Conventionally used organic synthesis reactors include colbens, beakers, test tubes and the like in research laboratories, and reaction pots of over several hundred liters in chemical production lines. In these reaction containers, for example, in a reaction with an explosion risk, a technique such as extremely reducing the mixing speed or extremely reducing the reaction temperature to minus is taken.

また、反応時間の遅い反応の場合、従来は内径1〜5mm程度のキャピラリー配管内を通過させることで反応を進行させていたが、配管外周から中心への熱伝導に時間が掛かり、反応中間体の拡散時間も長くなるため、高選択性、高収率性という面では不充分であった。   Also, in the case of a reaction with a slow reaction time, the reaction has been progressed by passing through a capillary pipe having an inner diameter of about 1 to 5 mm. However, it takes time to conduct heat from the outer periphery of the pipe to the center, and the reaction intermediate. Since the diffusion time of the film becomes long, it is insufficient in terms of high selectivity and high yield.

近年、これらの有機合成反応や生化学反応を数十ミクロンから数百ミクロンのマイクロ空間で行う動きが出ている。混合部や反応部をマイクロ空間にすることで、流体の体積に対する表面積の比率が大きくなる、物質移動距離が短くなって拡散時間が短くなる、流体の体積が小さくなることで、熱の移動、伝達がすばやくなり、物質の移動が効率よく行われるので、速い反応にも物質の供給が追い付いていけるなど、爆発性の反応でも常温下で可能になったり、高収率、高選択性な反応も可能になった。必要な成分だけを作り出す反応もマイクロ空間を使用すればその可能性も出てきた。   In recent years, there has been a movement to perform these organic synthesis reactions and biochemical reactions in a micro space of several tens to several hundreds of microns. By making the mixing part and the reaction part into a micro space, the ratio of the surface area to the volume of the fluid is increased, the mass transfer distance is shortened and the diffusion time is shortened, the volume of the fluid is reduced, the heat transfer, Since the transfer is quick and the substance is transferred efficiently, even the fast reaction can catch up with the substance supply, and even explosive reactions are possible at room temperature, and the reaction is high yield and high selectivity. Also became possible. The possibility of creating reactions that produce only the necessary components has also emerged if microspace is used.

しかし、このマイクロ空間で混合、反応を行う反応装置にしても、現時点では研究所領域を出るものは無く、薬品製造ラインで使用できるものは無かった。たとえば、各機器の操作はマニュアルで使用流体を溜めておく貯留容器設置スペースが無かったり、反応終了物質を入れる回収容器設置スペースが無かったり、回収口から回収出来る物質を必要な物質と不要な物質の分別機能が無かったり、安全対策が無かったり、モニター機構が無かったりして、あくまで実験室レベルで使う機能しか持ち合わせていないものが多かった。また、マイクロ空間で混合させたとしても、後の反応時間を稼ぐための空間は内径1mm以上のチューブ配管内を流体を移動させるだけのもので温度を均一に制御しなければならない反応には不向きであった。     However, none of the reactors that perform mixing and reaction in this microspace have left the laboratory area at present, and none can be used in the chemical production line. For example, there is no storage container installation space for manually storing the fluid used for operating each device, there is no collection container installation space for containing the reaction-terminated substance, and substances that can be recovered from the recovery port are required and unnecessary substances. In many cases, there were no functions for separation, no safety measures, no monitoring mechanism, and so on. Even if they are mixed in a micro space, the space for later reaction time is only suitable for moving the fluid through the tube piping with an inner diameter of 1 mm or more and is not suitable for reactions where the temperature must be uniformly controlled. Met.

層流領域においては、流路の流れ方向に液体の濃度差があると、液体が不均一に混合することになる。液体の混合が不均一となると、反応により生成された物質がさらに原液と反応して副生成物が生じ、収率が低下してしまう。したがって、混合前の各液体の流量は一定に保つ必要がある。しかしながら、液体は、通常、ギヤポンプやピストンポンプなどにより微小流路に移送されるため、液体がポンプの影響を受けて液体の流れに脈動が生じてしまう。そこで、微小流路を流れる液体の流量を一定に保つために、マスフローコントローラの導入が試みられている。     In the laminar flow region, if there is a liquid concentration difference in the flow direction of the flow path, the liquid will be mixed non-uniformly. If the mixing of the liquid becomes uneven, the substance produced by the reaction further reacts with the stock solution to produce a by-product, resulting in a decrease in yield. Therefore, the flow rate of each liquid before mixing needs to be kept constant. However, since the liquid is usually transferred to the micro flow path by a gear pump, a piston pump, or the like, the liquid is influenced by the pump, and the pulsation is generated in the liquid flow. Therefore, an attempt has been made to introduce a mass flow controller in order to keep the flow rate of the liquid flowing through the microchannel constant.

図39は一般的なマスフローコントローラの流量測定部を示す模式図である。図39に示すように、流路3001には温調機構3002が設けられており、その下流側には上流側の第1の温度センサ3003と下流側の第2の温度センサ3004とが配置されている。温調機構3002は温度制御部3005により制御され、流路3001を流れる液体を所定の温度変化率で加熱するようになっている。第2の温度センサ3004は温度差測定器3006に接続されており、第2の温度センサ3004の位置における温度変化が温度差測定器3006に記録されるようになっている。   FIG. 39 is a schematic diagram showing a flow rate measuring unit of a general mass flow controller. As shown in FIG. 39, a temperature adjustment mechanism 3002 is provided in the flow path 3001, and an upstream first temperature sensor 3003 and a downstream second temperature sensor 3004 are disposed on the downstream side thereof. ing. The temperature adjustment mechanism 3002 is controlled by the temperature control unit 3005 and heats the liquid flowing through the flow path 3001 at a predetermined temperature change rate. The second temperature sensor 3004 is connected to the temperature difference measuring device 3006, and the temperature change at the position of the second temperature sensor 3004 is recorded in the temperature difference measuring device 3006.

図40は流路の温度分布を示すグラフである。図40において、第1の温度センサ3003の位置をP1、第2の温度センサ3004の位置をP2で表している。また、符号D1は液体が流れていないときの温度分布を表しており、符号D2は液体が流れているときの温度分布を表している。図40に示すように、流路3001内を液体が流れると、温度分布を示す温度カーブが下流側にシフトする。このため、液体が流れていないときと、液体が流れているときとでは、P2において温度差ΔTが生じる。したがって、液体の比熱および比重が予め分かっていれば、温度差ΔTから流量を求めることができる。このような、温度差から流量を求める流量計は、一般に、熱式流量計と呼ばれている。   FIG. 40 is a graph showing the temperature distribution of the flow path. In FIG. 40, the position of the first temperature sensor 3003 is represented by P1, and the position of the second temperature sensor 3004 is represented by P2. Reference sign D1 represents the temperature distribution when the liquid is not flowing, and reference sign D2 represents the temperature distribution when the liquid is flowing. As shown in FIG. 40, when the liquid flows in the flow path 3001, the temperature curve indicating the temperature distribution shifts to the downstream side. For this reason, a temperature difference ΔT occurs at P2 between when the liquid is not flowing and when the liquid is flowing. Therefore, if the specific heat and specific gravity of the liquid are known in advance, the flow rate can be obtained from the temperature difference ΔT. Such a flow meter for obtaining a flow rate from a temperature difference is generally called a thermal flow meter.

一般的なマスフローコントローラでは、この流量計の出力によって、流量調整弁を制御している。   In a general mass flow controller, the flow rate adjustment valve is controlled by the output of the flow meter.

反応速度の遅い液体を微小流路内で十分に反応させるためには、流路を長くして反応時間を確保する必要が生じる。このため、高い圧力で液体を圧送することが必要となる。しかしながら、従来のマスフローコントローラは、気体用のマスフローコントローラの機構をベースとして開発されているため、その許容圧力の上限が0.5MPa以下と低く、高い圧力が必要とされるマイクロリアクタに使用するには困難があった。特に、微小流路を用いている場合では、反応生成物によりマスフローコントローラの下流側で圧力が上昇することが予想され、液体の漏洩により正確な流量測定が行われないおそれがある。したがって、マイクロリアクタに用いられる流量調整装置には、液体の圧力が変動しても正確な流量測定を行うことができる性能及び高圧対応が要求される。   In order to sufficiently react a liquid having a slow reaction rate in the micro channel, it is necessary to secure a reaction time by lengthening the channel. For this reason, it is necessary to pump the liquid at a high pressure. However, since the conventional mass flow controller has been developed based on the mechanism of a mass flow controller for gas, the upper limit of the allowable pressure is as low as 0.5 MPa or less, so that it can be used for a microreactor that requires high pressure. There were difficulties. In particular, when a micro flow path is used, the reaction product is expected to increase the pressure on the downstream side of the mass flow controller, and there is a possibility that accurate flow rate measurement may not be performed due to liquid leakage. Therefore, the flow rate adjusting device used in the microreactor is required to have a performance and high pressure response capable of performing accurate flow rate measurement even when the liquid pressure fluctuates.

しかしながら、従来の熱式流量計は温度差から流量を求めているため、流量の測定が液体の比熱および比重の影響を受けることになる。このため、液体の種類ごとに比熱や比重を考慮して流量を補正することが必要となる。また、従来の熱式流量計では、比熱や比重に加えて、液体の粘度によっても温度差が変わってくるため、液体の粘度も流量測定に影響を与えることになる。粘度が流量に与える影響について図41を参照して説明する。   However, since the conventional thermal flow meter obtains the flow rate from the temperature difference, the measurement of the flow rate is affected by the specific heat and specific gravity of the liquid. For this reason, it is necessary to correct the flow rate in consideration of specific heat and specific gravity for each type of liquid. Further, in the conventional thermal flow meter, the temperature difference varies depending on the viscosity of the liquid in addition to the specific heat and specific gravity, so that the viscosity of the liquid also affects the flow rate measurement. The influence of the viscosity on the flow rate will be described with reference to FIG.

図41は微小流路を流れる液体の流速分布を示す図である。図41において、符号V1は粘度の低い液体の流速分布を表し、符号V2は粘度の高い液体の流速分布を表している。図41に示すように、この2つの液体の平均流速は互いに等しいが、粘度の違いから流速分布の形状が異なっている。すなわち、粘度の高い液体の場合と粘度の低い液体との場合とでは、流量(平均流速)が等しくても、流路3001の内面近傍の流速に差が生じ、このために、流路3001の外面に設けられた温度センサ3007によって測定される温度に差が生じてしまう。したがって、流量を正確に測定するためには、予め液体の粘度を調べておき、粘度に基づいて流量を補正する必要が生じてくる。このように、従来の熱式流量計では、液体の比熱、比重、および粘度などの液体の物性に基づいて流量を補正することが必要とされ、種々の試薬を取り扱う場合には極めて煩雑な作業が必要であった。   FIG. 41 is a diagram showing the flow velocity distribution of the liquid flowing through the microchannel. In FIG. 41, symbol V1 represents a flow velocity distribution of a liquid having a low viscosity, and symbol V2 represents a flow velocity distribution of a liquid having a high viscosity. As shown in FIG. 41, the average flow velocities of the two liquids are equal to each other, but the shape of the flow velocity distribution is different due to the difference in viscosity. That is, even if the flow rate (average flow rate) is the same between the case of a liquid having a high viscosity and the case of a liquid having a low viscosity, a difference occurs in the flow rate in the vicinity of the inner surface of the flow path 3001. A difference occurs in the temperature measured by the temperature sensor 3007 provided on the outer surface. Therefore, in order to accurately measure the flow rate, it is necessary to check the viscosity of the liquid in advance and correct the flow rate based on the viscosity. As described above, in the conventional thermal flow meter, it is necessary to correct the flow rate based on the physical properties of the liquid, such as the specific heat, specific gravity, and viscosity of the liquid. Was necessary.

このように従来の送液系のマスフローコントローラでは流量計が薬液フリーとはなっていないという問題があることが分かる。   Thus, it can be seen that there is a problem that the flowmeter is not chemical-free in the conventional mass flow controller of the liquid feeding system.

微小空間で流体どうしを反応させる流体反応装置において、例えば薬液を連続的に定流量で吐出するためには、上述したように、プランジャポンプ装置あるいはモータ式ポンプ装置を用いることができる。   In a fluid reaction device that reacts fluids in a minute space, for example, in order to discharge a chemical solution continuously at a constant flow rate, a plunger pump device or a motor-type pump device can be used as described above.

ポンプ自らが低脈動であることが好ましいが、プランジャポンプは、例えば、シリンダ内の空間を仕切ってポンプ室を形成し、ポンプ室にはそれぞれ吸入弁と吐出弁を介して吸入配管と吐出配管を接続し、仕切板を所定の駆動手段によって往復動させるように構成されている。吸入時は、吸入弁を開、吐出弁を閉として、仕切板をポンプ室が拡大する方向に移動させ、吐出時は、吸入弁を閉、吐出弁を開として、仕切板をポンプ室が収縮する方向に移動させる。1台のプランジャポンプでは、図105(a)に示すように間欠運転になる。   Although it is preferable that the pump itself has low pulsation, the plunger pump, for example, forms a pump chamber by partitioning the space in the cylinder, and the pump chamber is provided with a suction pipe and a discharge pipe via a suction valve and a discharge valve, respectively. The partition plate is connected and reciprocated by a predetermined driving means. During suction, the suction valve is opened and the discharge valve is closed, and the partition plate is moved in the direction of expansion of the pump chamber. During discharge, the suction valve is closed, the discharge valve is opened, and the partition plate is contracted by the pump chamber. Move in the direction you want. With one plunger pump, intermittent operation is performed as shown in FIG.

そこで、連続運転が必要な場合には、2台のプランジャポンプを並列に設置したものが用いられている。この装置では、図105(b)に示すように、吐出の切換を180度の周期で単純に切り換えている。しかしながら、このような従来の2連式プランジャポンプでは、切換時に吐出が一時途切れてしまい、脈動が生じる。この欠点を補うために各プランジャにモータを付けて協調制御するものもあるが、全体が大きくなりシステムも煩雑になってしまう。また3連式にして脈動を抑えるものもあるが、本体の大きさが大きくなってしまう。   Therefore, when continuous operation is required, one in which two plunger pumps are installed in parallel is used. In this apparatus, as shown in FIG. 105 (b), the switching of discharge is simply switched at a cycle of 180 degrees. However, in such a conventional double plunger pump, discharge is temporarily interrupted during switching, and pulsation occurs. In order to make up for this drawback, there is one that attaches a motor to each plunger and performs coordinated control, but the whole becomes large and the system becomes complicated. There is also a triple system that suppresses pulsation, but the size of the main body becomes large.

例えば、従来の2連式プランジャポンプでは、駆動の伝達手段として溝カムを用いているが、加工が難しい上に精度が出にくく、さらには前進と後退の切り換えの際のガタを小さくする必要が有る等の欠点が有る。一方、端面カムのようなオープンなカムでは、一方向の動作しかできないので、カムに向けてプランジャを付勢するバネを併用する必要が有る。しかしながら、この場合には、プランジャを押し出す際にバネに付勢力に対する抗力が必要なため、モータ負荷が大きくなる欠点があった。   For example, in a conventional double plunger pump, a groove cam is used as a drive transmission means. However, it is difficult to process and accuracy is difficult, and it is necessary to reduce backlash when switching between forward and reverse. There are some disadvantages. On the other hand, since an open cam such as an end face cam can only move in one direction, it is necessary to use a spring that biases the plunger toward the cam. However, in this case, when the plunger is pushed out, the spring needs to have a resistance against the urging force, so that the motor load is increased.

さらに、プランジャポンプにおいては、吸入と吐出を切り換える際に、流れの状態や弁体の動作が不安定になやすく、その結果として脈動が起こることがあった。   Further, in the plunger pump, when switching between suction and discharge, the flow state and the operation of the valve body are likely to be unstable, and as a result, pulsation may occur.

このように、プランじゃポンプを見ても、圧力脈動を発生しないように液を送ることには、さらに、改善をはかる必用性が残っている。   In this way, even when looking at the pump in the plan, there is still a need for further improvement in sending the liquid so that pressure pulsation does not occur.

マイクロリアクタで反応を起こし、所定の反応物を生産する品質保証という観点から見ると、連続流れの場で反応させるマイクロリアクタ装置を医薬品製薬生産ラインで使用する場合、GMPやFDAの考えに基づいた品質管理が要求される。GMPの基本的考えは品質再現性の保証であり、ロット内では品質は均一でなければならい、という点にある。従来のバッチ処理では反応釜内の品質を均一にしておけばよかったものが、連続流れであるマイクロリアクタでは時々刻々反応して流出してくる液体のどのポイントを分析しても一様な状態に維持されていることが必要になってくる。一様な状態とは反応によって出来た製品生成物は当然として、副生成物、未反応原料、その他不純物、配管中から溶出した成分などすべての状態が経時的変化がなく一様であること要求される。しかも液体をサンプリング採取してオフラインで分析するのではなく、液体が流れる主配管中で液体の多成分をリアルタイムに分析する手段が必要となる。さらに米国FDAではPAT(Process Analytical Technology)として工程ごとの分析のあり方について提唱され、それに基づいた医薬製造ライン構築が推進されており、各工程ごとのインライン分析の必要性について議論されている。   From the standpoint of quality assurance in which a reaction occurs in a microreactor and produces a predetermined reactant, when using a microreactor device that reacts in a continuous flow field in a pharmaceutical production line, quality control based on the idea of GMP and FDA Is required. The basic idea of GMP is to guarantee quality reproducibility, and the quality must be uniform within a lot. In conventional batch processing, the quality in the reaction kettle should have been uniform, but in a continuous flow microreactor, it remains uniform regardless of the point of liquid flowing out by reacting from moment to moment. It has become necessary. Uniform state means that the product produced by the reaction is of course required to be uniform with no change over time, such as by-products, unreacted raw materials, other impurities, and components eluted from the piping. Is done. In addition, instead of sampling and collecting the liquid offline, a means for analyzing in real time multiple components of the liquid in the main pipe through which the liquid flows is required. Furthermore, the US FDA has proposed PAT (Process Analytical Technology) as a way of analysis for each process, promoting the construction of a pharmaceutical production line based on that, and discussing the necessity of in-line analysis for each process.

これら液中の多成分をリアルタイムにインラインで分析するには測定する波長領域を広く持ち、被測定物の多岐にわたる分子構造に対応できるようにしておかなければならない。また紫外から赤外、遠赤外までの領域はそれぞれ得意な領域と不得手な領域があるためこれらの各波長領域を複数組み合わせることでお互いの不得手部分を補うことにもなり、被測定物質が単一ではなく分子構造も多岐にわたる場合には有効になる。   In order to analyze a multi-component in these liquids in-line in real time, it is necessary to have a wide wavelength region to be measured and to be able to cope with a wide variety of molecular structures of the object to be measured. In addition, because there are areas that are good and weak in the ultraviolet, infrared, and far infrared areas, combining each of these wavelength areas can supplement each other's weak areas, and the substance to be measured This is effective when there is a wide variety of molecular structures.

医薬品の開発段階では、試薬の種類や濃度、温度、流速など条件を種々振って、いわゆるスクリーニングと言われる可能性のある反応を見つける作業がある。かなり候補薬品が絞り込まれた後でも合成ルート最適化するため、同一試薬でも条件を振って同じような反応を繰り返し、その都度オフラインで分析し評価しなければならない。この場合でもインラインでマルチ式の分析装置があれば、いちいちサンプリング採取する必要がなく極短時間で分析結果を出すことが可能になる。   In the development stage of pharmaceuticals, there is an operation of finding a reaction that may be called so-called screening by changing various conditions such as the type, concentration, temperature, and flow rate of the reagent. In order to optimize the synthesis route even after candidate drugs have been narrowed down, the same reaction must be repeated under the same conditions with the same reagent, and each time it must be analyzed and evaluated offline. Even in this case, if there is an inline multi-type analyzer, it is not necessary to sample and collect each time, and the analysis result can be output in a very short time.

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、マイクロ空間内の反応の特徴を生かして複数の流体を混合させ、種々の化学反応作業を効率良く行うことができ、かつ、低コストで製造でき、メンテナンスが容易であり、且つ実用的な量産手段としても好適な流体反応装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by utilizing the characteristics of the reaction in the micro space, a plurality of fluids can be mixed, various chemical reaction operations can be performed efficiently, and at low cost. An object of the present invention is to provide a fluid reaction apparatus that can be manufactured, is easy to maintain, and is suitable as a practical mass production means.

本発明では求められるマイクロリアクタを実現するための一つ目的として、、流体の比重、比熱、粘度、圧力変動に依存することなく流体の流量を精度よく測定し、かつ調整することができる流量調整装置を提供している。   As one object for realizing a microreactor required in the present invention, a flow rate adjusting device capable of accurately measuring and adjusting the flow rate of a fluid without depending on the specific gravity, specific heat, viscosity, and pressure fluctuation of the fluid. Is provided.

さらに、本発明は、微小空間で流体どうしを反応させる流体反応装置において、脈動を抑制した連続運転が可能な送液装置を提供することも目的とする。   Another object of the present invention is to provide a liquid feeding device capable of continuous operation with pulsation suppressed in a fluid reaction device that reacts fluids in a minute space.

さらに、収率良く、かつ、選択性のある、混合、反応を実現するための、マイクロリアクタ流路構造の具体的提供している。   Furthermore, a microreactor channel structure is specifically provided for realizing mixing and reaction with high yield and selectivity.

本発明は、オフライン分析によるスクリーニング等が不要で短時間で分析結果を出すことが可能な分析システムを提供することも目的とする。   Another object of the present invention is to provide an analysis system that can output an analysis result in a short time without requiring screening by offline analysis.

さらに、本発明は、利便性のあるマイクロリアクタ装置の全体構成の提供についても、目的としている。   Another object of the present invention is to provide an overall configuration of a convenient microreactor device.

本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) 複数の流体をマイクロ反応空間を有する反応流路に導入して反応させる流体反応装置において、反応に使用する流体を個々に導入する導入部と、流体を合流させて混合する混合流路と、流体を複数の輸送管を介して前記混合流路に向けて輸送する流体輸送手段と、流体の流量を制御する流量制御手段と、前記反応流路の温度を制御する温度制御手段と、反応後の物質を回収口より導出する導出部と、これらの動作を制御する動作制御手段とを備えたことを特徴とする流体反応装置。   (1) In a fluid reaction device that introduces and reacts a plurality of fluids into a reaction channel having a micro reaction space, an introduction unit that individually introduces fluids used for the reaction, and a mixing channel that joins and mixes the fluids Fluid transport means for transporting fluid toward the mixing flow path via a plurality of transport pipes, flow control means for controlling the flow rate of the fluid, temperature control means for controlling the temperature of the reaction flow path, A fluid reaction apparatus comprising: a deriving unit for deriving a substance after reaction from a recovery port; and an operation control means for controlling these operations.

(2) 平板状の混合基板をさらに備える流体反応装置であって、ここで、前記流体を合流させて混合する前記混合流路が該平板状の混合基板に設けられている、(1)に記載の流体反応装置。   (2) A fluid reaction apparatus further comprising a flat mixed substrate, wherein the mixing flow path for combining the fluids to mix is provided in the flat mixed substrate, (1) The fluid reaction apparatus as described.

(3) 反応に使用する流体を個々に溜めておく貯留容器を設置する設置スペースが設けられていることを特徴とする(2)に記載の流体反応装置。   (3) The fluid reaction apparatus according to (2), wherein an installation space for installing a storage container for individually storing fluids used for the reaction is provided.

(4) 反応後の物質を前記導出部より回収する回収容器を複数個設置可能な設置スペースが設けられていることを特徴とする(2)または(3)に記載の流体反応装置。   (4) The fluid reaction apparatus according to (2) or (3), wherein an installation space is provided in which a plurality of collection containers for collecting the substance after reaction from the lead-out part can be installed.

(5) 前記マイクロ反応空間には、流路幅500μm以下の流路が存在することを特徴とする(2)〜(4)のいずれかに記載の流体反応装置。   (5) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (4), wherein a channel having a channel width of 500 μm or less exists in the micro reaction space.

(6) 導入される流体は気体または液体であり、反応後の物質は気体または液体または固体のいずれか、またはそれらの混合体で、導入される流体が連続的な流れであることを特徴とする(2)〜(5)のいずれかに記載の流体反応装置。   (6) The introduced fluid is a gas or a liquid, and the substance after the reaction is either a gas, a liquid or a solid, or a mixture thereof, and the introduced fluid is a continuous flow. The fluid reaction device according to any one of (2) to (5).

(7) 前記流体輸送手段は圧力発生手段または電気的誘電力相互作用手段を有することを特徴とする(2)〜(6)のいずれかに記載の流体反応装置。   (7) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (6), wherein the fluid transport means includes pressure generation means or electrical dielectric force interaction means.

(8) 前記流体輸送手段が、一対のプランジャポンプを並列に接続したプランジャポンプ装置であって、前記各プランジャポンプのプランジャをそれぞれが交互に前進するように連動させるカム機構と、前記各プランジャをその後退時に前記カム機構に向けて押圧する流体圧装置と、前記流体圧装置の動作を前記プランジャの動作サイクルに応じて制御する制御部とを有することを特徴とするプランジャポンプ装置である、(2)〜(7)のいずれかに記載の流体反応装置。   (8) The fluid transporting means is a plunger pump device in which a pair of plunger pumps are connected in parallel, and a cam mechanism that interlocks the plungers of the plunger pumps so as to alternately advance, and the plungers A plunger pump device comprising: a fluid pressure device that presses toward the cam mechanism when retreating; and a control unit that controls an operation of the fluid pressure device according to an operation cycle of the plunger. The fluid reaction device according to any one of 2) to (7).

(9) 前記プランジャポンプ装置の制御部は、各プランジャの前進時において、前記流体圧装置による押圧を停止させることを特徴とする(8)に記載の流体反応装置。   (9) The fluid reaction device according to (8), wherein the control unit of the plunger pump device stops pressing by the fluid pressure device when each plunger moves forward.

(10) 前記一対のプランジャポンプはそれぞれ吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程をそれぞれ行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにタイミングが設定されていることを特徴とする(8)に記載の流体反応装置。   (10) The pair of plunger pumps respectively perform a speed increasing process and a speed reducing process at the initial stage and the final stage of the discharge operation, and the timing is set so that one speed increasing process and the other speed reducing process overlap each other. The fluid reaction device according to (8), characterized in that

(11) 前記各プランジャポンプは、前進と後退の間に一定の停止過程を行なうことを特徴とする(8)に記載の流体反応装置。   (11) The fluid reaction device according to (8), wherein each of the plunger pumps performs a certain stop process between forward movement and backward movement.

(12) 前記流体輸送手段が、プランジャポンプ装置であって、それぞれ個別の駆動装置を有し、液体源とマイクロリアクタ流路間において並列に接続された一対のプランジャポンプと、前記マイクロリアクタ流路内に設置された流量計と、前記一対のプランジャポンプを交互に一定の所定送り速度で吐出動作させる制御部を備え、前記制御部は、前記プランジャポンプが吐出動作しているときの前記流量計の測定値に基づいて、所定のタイミングで前記送り速度を調整することを特徴とするプランジャポンプ装置である、(2)〜(7)のいずれかに記載の流体反応装置。   (12) The fluid transporting means is a plunger pump device, each having a separate driving device, and a pair of plunger pumps connected in parallel between the liquid source and the microreactor channel, and in the microreactor channel A control unit that alternately discharges the installed flow meter and the pair of plunger pumps at a constant predetermined feed rate, and the control unit measures the flow meter when the plunger pump is discharging. The fluid reaction device according to any one of (2) to (7), which is a plunger pump device that adjusts the feed speed at a predetermined timing based on a value.

(13) 前記プランジャポンプ装置が、前記マイクロリアクタ流路内に設置された圧力センサを備え、前記制御部は、前記圧力センサの出力値に基づいて前記送り速度を微調整することを特徴とする、(12)に記載の流体反応装置。   (13) The plunger pump device includes a pressure sensor installed in the microreactor flow path, and the control unit finely adjusts the feed rate based on an output value of the pressure sensor. (12) The fluid reaction apparatus according to (12).

(14) 前記プランジャポンプ装置の前記制御部は、前記一対のプランジャポンプを、それぞれが吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程を行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにして流量を一定のまま切換制御することを特徴とする、(12)または(13)に記載の流体反応装置。   (14) The control unit of the plunger pump device performs a speed increasing process and a speed reducing process for each of the pair of plunger pumps at an initial stage and a final stage of the discharge operation, and one speed increasing process and the other speed reducing process are mutually The fluid reaction apparatus according to (12) or (13), wherein the flow control is performed while maintaining a constant flow rate so as to overlap.

(15) 前記切換制御時には、前記送り速度の微調整を一方のプランジャポンプについてのみ行うことを特徴とする(14)に記載の流体反応装置。   (15) The fluid reaction device according to (14), wherein the feed speed is finely adjusted only for one plunger pump during the switching control.

(16) 前記プランジャポンプ装置の前記制御部は、前記プランジャポンプが前進と後退の間に一定の停止過程を行うように制御することを特徴とする(12)〜(15)のいずれかに記載の流体反応装置。   (16) The control unit of the plunger pump device controls the plunger pump to perform a certain stopping process between forward and backward movements, according to any one of (12) to (15), Fluid reaction device.

(17) 前記プランジャポンプ装置が、前記プランジャポンプのプランジャの位置を検出する位置センサを備え、前記制御部はこの位置センサの出力に基づいて送り速度を制御することを特徴とする、(12)〜(16)のいずれかに記載の流体反応装置。   (17) The plunger pump device includes a position sensor that detects a position of a plunger of the plunger pump, and the control unit controls a feed rate based on an output of the position sensor. The fluid reaction device according to any one of to (16).

(18) 前記流量制御手段は通過流体の体積を測定するセンサ部と、センサ部の測定情報を基に流体が通過する通過面積をコントロールする通過量コントロール部を有していることを特徴とする(2)〜(17)のいずれかに記載の流体反応装置。   (18) The flow rate control means includes a sensor unit that measures the volume of the fluid passing therethrough, and a passage amount control unit that controls a passage area through which the fluid passes based on measurement information of the sensor unit. (2) The fluid reaction device according to any one of (17).

(19) 前記流量制御手段が、流路を流れる流体の流量を調整する流量調整装置であって、前記流路を流れる流体を加熱または冷却する温調機構と、前記流路の第1の測定点における流体の温度が変化する時刻と、前記第1の測定点よりも下流側の第2の測定点における流体の温度が変化する時刻との時間差から前記流路内を流れる流体の流量を算出する流量測定部と、前記第2の測定点を通過する流体の温度を測定する下流側温度センサと、前記下流側温度センサの下流側に設けられた制御弁と、前記流量測定部により求められた流量に基づいて、流体の流量が一定となるように前記制御弁を制御する制御部とを備えたことを特徴とする流量調整装置である、(2)〜(18)のいずれかに記載の流体反応装置。   (19) The flow rate control device is a flow rate adjustment device that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the flow path, and a temperature control mechanism that heats or cools the fluid flowing through the flow path, and a first measurement of the flow path The flow rate of the fluid flowing in the flow path is calculated from the time difference between the time when the fluid temperature at the point changes and the time when the fluid temperature changes at the second measurement point downstream of the first measurement point. Flow rate measuring unit, a downstream temperature sensor for measuring the temperature of the fluid passing through the second measurement point, a control valve provided on the downstream side of the downstream temperature sensor, and the flow rate measuring unit. A flow rate adjusting device comprising: a control unit that controls the control valve so that the flow rate of the fluid becomes constant based on the flow rate of the flow rate, wherein the flow rate adjustment device is any one of (2) to (18). Fluid reaction device.

(20) 前記流量調整装置の前記流量測定部は、前記第1の測定点および前記第2の測定点における流体の温度変化を示す温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差に基づいて流体の流量を算出することを特徴とする、(19)に記載の流体反応装置。   (20) The flow rate measuring unit of the flow rate adjusting device is configured to change a fluid based on a time difference between two corresponding points on a temperature curve indicating a temperature change of the fluid at the first measurement point and the second measurement point. The fluid reaction device according to (19), characterized in that the flow rate of is calculated.

(21) 前記第1の測定点を通過する流体の温度を測定する上流側温度センサをさらに設けたことを特徴とする、(19)または(20)に記載の流体反応装置。   (21) The fluid reaction device according to (19) or (20), further comprising an upstream temperature sensor for measuring the temperature of the fluid passing through the first measurement point.

(22) 前記流量調整装置の前記上流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えることを特徴とする、(21)に記載の流体反応装置。   (22) The upstream temperature sensor of the flow rate adjusting device includes a sensor holder that contacts a fluid flowing through the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder to a position close to the flow path. The fluid reaction device according to (21), characterized in that

(23) 前記流量調整装置の前記下流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えることを特徴とする、(19)〜(22)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (23) The downstream temperature sensor of the flow rate adjusting device includes a sensor holder that contacts a fluid flowing through the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder to a position close to the flow path. The fluid reaction device according to any one of (19) to (22), characterized in that it is characterized.

(24) 少なくとも前記第1の測定点と前記第2の測定点とを含む空間の温度を一定に保つ環境温度制御機構をさらに設けたことを特徴とする、(19)〜(23)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (24) Any one of (19) to (23), further comprising an environmental temperature control mechanism that keeps the temperature of a space including at least the first measurement point and the second measurement point constant. The fluid reaction device according to claim 1.

(25) 前記流量調整装置の前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、または抵抗加熱線を備えることを特徴とする、(19)〜(24)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (25) The temperature control mechanism of the flow rate adjusting device includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, or a resistance heating wire, according to any one of (19) to (24). Fluid reaction device.

(26) 前記流量調整装置の前記温調機構は、前記流路を構成する孔が形成された円筒部と前記円筒部に熱を伝える伝熱部とを有する構造体と、前記構造体の伝熱部を加熱または冷却する温調部材とを備えることを特徴とする、(19)〜(25)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (26) The temperature adjustment mechanism of the flow rate adjusting device includes a structure having a cylindrical part in which holes forming the flow path are formed, a heat transfer part that transfers heat to the cylindrical part, and transmission of the structure. The fluid reaction device according to any one of (19) to (25), further comprising: a temperature adjustment member that heats or cools the heat section.

(27) 前記流量調整装置の前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、圧電素子、電磁石、サーボモータ、またはステッピングモータを備えていることを特徴とする、(19)〜(26)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (27) The control valve of the flow rate adjusting device includes a valve for adjusting the flow rate and a drive source for driving the valve, and the drive source is a piezoelectric element, an electromagnet, a servo motor, or a stepping motor. (19) The fluid reaction device according to any one of (19) to (26).

(28) 前記流量調整装置の前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、複数の圧電素子が積層された構造を有することを特徴とする、(19)〜(27)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (28) The control valve of the flow rate adjusting device includes a valve for adjusting the flow rate and a drive source for driving the valve, and the drive source has a structure in which a plurality of piezoelectric elements are stacked. (19) The fluid reaction device according to any one of (19) to (27).

(29) 前記制御弁を通過する流体の圧力は1MPa〜10MPaであることを特徴とする、(19)〜(28)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (29) The fluid reaction device according to any one of (19) to (28), wherein the pressure of the fluid passing through the control valve is 1 MPa to 10 MPa.

(30) 前記制御弁を通過する流体の流量は0.01〜10L/hであることを特徴とする、(19)〜(29)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (30) The fluid reaction device according to any one of (19) to (29), wherein a flow rate of the fluid passing through the control valve is 0.01 to 10 L / h.

(31) 前記流量調整装置の前記流路は、耐食性のある材料から形成されていることを特徴とする、(19)〜(30)のいずれか一項に記載の流体反応装置。   (31) The fluid reaction device according to any one of (19) to (30), wherein the flow path of the flow rate adjusting device is formed of a corrosion-resistant material.

(32) 前記流量調整装置の前記材料は、ステンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ四フッ化エチレン、またはポリクロロトリフルオロエチレンであることを特徴とする、(19)〜(31)のいずれかに記載の流体反応装置。   (32) The material of the flow control device is stainless steel, titanium, polyether ether ketone, polytetrafluoroethylene, or polychlorotrifluoroethylene, (19) to (31) The fluid reaction device according to any one of the above.

(33) 前記流量制御手段が、流路を流れる流体を所定の温調位置において短時間温調する温調機構と、前記流路の前記温調位置より下流側の温度測定位置に配置された少なくとも1つの主温度センサとを備える流量測定装置であって、前記主温度センサにより観測した温度測定位置における温度変化に基づいて温調された流体の通過時を判断し、この判断結果に基づいて流量を算出する流量測定装置において、前記流路の前記温調位置より上流側に位置に副温度センサを設置し、当該主温度センサの温度測定値を前記副温度センサの測定値により補正することを特徴とする流量測定装置である、(2)〜(18)のいずれかに記載の流体反応装置。   (33) The flow rate control means is arranged at a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the fluid flowing through the flow path for a short time at a predetermined temperature adjustment position, and at a temperature measurement position downstream of the temperature adjustment position of the flow path. A flow rate measuring device including at least one main temperature sensor, wherein the flow of temperature-controlled fluid is determined based on a temperature change at a temperature measurement position observed by the main temperature sensor, and based on the determination result In the flow rate measuring device for calculating the flow rate, a sub temperature sensor is installed at a position upstream of the temperature control position of the flow path, and the temperature measurement value of the main temperature sensor is corrected by the measurement value of the sub temperature sensor. The fluid reaction device according to any one of (2) to (18), wherein the fluid reaction device is characterized by the following.

(34) 前記流量測定装置の前記補正は、前記主温度センサの測定値と前記副温度センサの測定値の差を求めることにより行われることを特徴とする、(33)に記載の流体反応装置。   (34) The fluid reaction device according to (33), wherein the correction of the flow rate measuring device is performed by obtaining a difference between a measurement value of the main temperature sensor and a measurement value of the sub temperature sensor. .

(35) 前記主温度センサを異なる温度測定位置に少なくとも2つ設け、これらの温度測定位置における通過の時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする、(33)または(34)に記載の流体反応装置。   (35) The at least two main temperature sensors are provided at different temperature measurement positions, and the flow rate is calculated based on a time difference between passages at these temperature measurement positions. (33) or (34) Fluid reaction device.

(36) 前記温調機構が温調を行った時と、前記温度測定位置における通過時との時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする、(33)または(34)に記載の流体反応装置。   (36) The fluid according to (33) or (34), wherein the flow rate is calculated based on a time difference between when the temperature adjustment mechanism performs temperature adjustment and when passing through the temperature measurement position. Reactor.

(37) 前記補正後の温度測定値が極値に達した時点を温調流体の通過時と判断することを特徴とする、(33)〜(36)のいずれかに記載の流体反応装置。   (37) The fluid reaction device according to any one of (33) to (36), wherein the time point when the temperature measurement value after the correction reaches the extreme value is determined as the passage of the temperature-controlled fluid.

(38) 前記流量測定装置の前記副温度センサは、前記温調位置に対して前記温度測定位置とほぼ対称の位置に有ることを特徴とする、(33)〜(37)のいずれかに記載の流体反応装置。   (38) The sub-temperature sensor of the flow rate measuring device is at a position substantially symmetrical to the temperature measurement position with respect to the temperature adjustment position, according to any one of (33) to (37), Fluid reaction device.

(39) 前記副温度センサの位置を、流路に沿って調整可能としてあることを特徴とする、(33)〜(38)のいずれかに記載の流体反応装置。   (39) The fluid reaction device according to any one of (33) to (38), wherein the position of the sub temperature sensor is adjustable along the flow path.

(40) 前記主温度センサまたは副温度センサの測定値をアナログ/デジタル変換してデジタル回路に取り入れて処理することを特徴とする、(33)〜(39)のいずれかに記載の流体反応装置。   (40) The fluid reaction device according to any one of (33) to (39), wherein the measured value of the main temperature sensor or the sub temperature sensor is converted from analog to digital, and taken into a digital circuit for processing. .

(41) 前記流量測定装置の前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、抵抗加熱線、サーミスタ、または白金抵抗体を備えることを特徴とする、(33)〜(40)のいずれかに記載の流体反応装置。   (41) The temperature control mechanism of the flow rate measuring device includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, a resistance heating wire, a thermistor, or a platinum resistor, (33) to (40) The fluid reaction device according to any one of the above.

(42) 前記混合基板が複数設けられていることを特徴とする(2)〜(41)のいずれかに記載の流体反応装置。   (42) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (41), wherein a plurality of the mixed substrates are provided.

(43) 混合後の流体の反応を進行させるために、前記反応流路を前記混合基板とは別に設けた反応基板に形成したことを特徴とする(2)〜(42)のいずれかに記載の流体反応装置。   (43) In any one of (2) to (42), the reaction channel is formed on a reaction substrate provided separately from the mixed substrate in order to advance the reaction of the fluid after mixing. Fluid reaction device.

(44) 前記反応基板が複数設けられていることを特徴とする(43)に記載の流体反応装置。   (44) The fluid reaction apparatus according to (43), wherein a plurality of the reaction substrates are provided.

(45) 前記流体輸送手段と前記混合基板の間に第1の流路選択切換弁を、前記混合基板と物質回収口の間に第2の流路選択切換弁を具備したことを特徴としたことを特徴とする(2)〜(44)のいずれかに記載の流体反応装置。   (45) A first flow path selection switching valve is provided between the fluid transporting means and the mixing substrate, and a second flow path selection switching valve is provided between the mixing substrate and the substance recovery port. The fluid reaction device according to any one of (2) to (44), wherein

(46) 前記第1の流路選択切換弁と第2の流路選択切換弁は電気動作または空気圧動作により作動する自動弁であることを特徴とする(45)に記載の流体反応装置。   (46) The fluid reaction device according to (45), wherein the first flow path selection switching valve and the second flow path selection switching valve are automatic valves that are operated by an electric operation or a pneumatic operation.

(47) 混合流路に導入された流体が混合された後、混合流路または/および反応流路に流体が充満されたことを判断する充満検知手段を具備し、充満された時点で流体の輸送手段を停止させまたは流路選択切換弁を切換え、流体を反応終結時間に適応する一定時間混合流路または/および反応流路に滞留させておく制御が可能なことを特徴とする(2)〜(46)のいずれかに記載の流体反応装置。   (47) After the fluid introduced into the mixing channel is mixed, a filling detection means for judging that the fluid is filled in the mixing channel or / and the reaction channel is provided. It is possible to control to stop the transportation means or switch the flow path selection switching valve so that the fluid stays in the mixing flow path and / or the reaction flow path for a certain time to adapt to the reaction end time (2) -The fluid reaction device according to any one of (46).

(48) 前記充満検知手段は、物質回収口から出始めた流体を検知する流体有無センサ、または、混合反応後の輸送管内の流体の有無を検知する流体有無センサであることを特徴とする(47)に記載の流体反応装置。   (48) The fullness detection means is a fluid presence / absence sensor that detects a fluid that has started to exit from the substance recovery port, or a fluid presence / absence sensor that detects the presence / absence of fluid in the transport pipe after the mixing reaction ( 47).

(49) 前記混合流路と前記反応流路には個別に温度測定センサが設けられ、個別に温度制御が可能であることが特徴とすることを特徴とする(2)〜(48)のいずれかに記載の流体反応装置。   (49) Any one of (2) to (48), wherein the mixing channel and the reaction channel are individually provided with temperature measuring sensors, and the temperature can be individually controlled. A fluid reaction device according to claim 1.

(50) 前記混合基板と前記反応基板の少なくとも一部を積層させて配置させることを特徴とする(2)〜(49)のいずれかに記載の流体反応装置。   (50) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (49), wherein at least a part of the mixed substrate and the reaction substrate are stacked.

(51) 流路選択切換弁を切り換えて、混合流路、反応流路内の通常の流れの方向とは逆方向に流体を送り込む逆洗手段を具備したことを特徴とする(2)〜(50)のいずれかに記載の流体反応装置。   (51) (2) to (2) characterized by comprising backwashing means for switching the flow path selection switching valve to feed the fluid in the direction opposite to the normal flow direction in the mixing flow path and the reaction flow path. 50) The fluid reaction apparatus according to any one of the above.

(52) 前記逆洗手段は、圧送手段として1本ピストンポンプを有することが特徴であることを特徴とする(51)に記載の流体反応装置。   (52) The fluid reaction apparatus according to (51), wherein the backwashing means has a single piston pump as a pressure feeding means.

(53) 前記第1の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする(45)〜(52)のいずれかに記載の流体反応装置。   (53) The first flow path selection switching valve includes one or more of a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, a hydrogen water supply line, and an ozone water supply line. It is connected, The fluid reaction apparatus in any one of (45)-(52) characterized by the above-mentioned.

(54) 前記第2の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする(45)〜(53)のいずれかに記載の流体反応装置。   (54) The second flow path selection switching valve includes one or more of a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, a hydrogen water supply line, and an ozone water supply line. It is connected, The fluid reaction apparatus in any one of (45)-(53) characterized by the above-mentioned.

(55) 前記導出部の設置スペースには、2個以上の回収容器を保持可能なテーブルと、テーブル移動機構とを設けたことを特徴とする(4)〜(54)のいずれかに記載の流体反応装置。   (55) The installation space of the lead-out portion is provided with a table capable of holding two or more recovery containers and a table moving mechanism, according to any one of (4) to (54), Fluid reaction device.

(56) 前記テーブル移動機構は回転機構または往復機構であることを特徴とする(55)に記載の流体反応装置。   (56) The fluid reaction device according to (55), wherein the table moving mechanism is a rotating mechanism or a reciprocating mechanism.

(57) 反応後の物質の収率を測定する収率測定手段が具備されていることを特徴とする(2)〜(56)のいずれかに記載の流体反応装置。   (57) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (56), wherein yield measuring means for measuring the yield of the substance after the reaction is provided.

(58) 収率測定手段が紫外吸光、赤外分光、近赤外分光であることを特徴とする(57)に記載の流体反応装置。   (58) The fluid reaction apparatus according to (57), wherein the yield measuring means is ultraviolet absorption, infrared spectroscopy, or near infrared spectroscopy.

(59) 前記収率測定手段が、複数の波長の異なる光源を有する光源部と、被測定液を流通させるフローセルを構成するケーシングと、上記フローセルにおいて被測定液に近接する複数の発光部と受光部と、受光部から得られた各波長の分光を個々に行う分光器を有する分光部と、分光器で得られた被測定液の分光情報を演算制御して出力する制御部と
を具備したことを特徴とするマルチ分光分析装置である、(57)に記載の流体反応装置。
(59) The yield measuring means includes a light source unit having a plurality of light sources having different wavelengths, a casing constituting a flow cell for circulating the liquid to be measured, a plurality of light emitting units adjacent to the liquid to be measured and light reception in the flow cell. And a spectroscopic unit having a spectroscope that individually performs spectroscopy of each wavelength obtained from the light receiving unit, and a control unit that arithmetically controls and outputs spectroscopic information of the liquid to be measured obtained by the spectroscope The fluid reaction device according to (57), wherein the fluid reaction device is a multispectral analyzer.

(60) 前記マルチ分光分析装置の上記光源部は、紫外光、可視光、近赤外光、赤外光、遠赤外光のうち、少なくとも2つ以上の波長領域をカバーする光源を有することを特徴とする(59)に記載の流体反応装置。   (60) The light source unit of the multispectral analyzer has a light source that covers at least two wavelength regions of ultraviolet light, visible light, near infrared light, infrared light, and far infrared light. The fluid reaction device according to (59), characterized in that

(61) 前記マルチ分光分析装置の前記フローセルが複数形成され、各フローセルに発光部と受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする(59)または(60)に記載の流体反応装置。   (61) The fluid reaction device according to (59) or (60), wherein a plurality of the flow cells of the multispectral analyzer are formed, and a light emitting portion and a light receiving portion are respectively arranged in each flow cell.

(62) 前記マルチ分光分析装置の前記ケーシングは、仕切によって内部に複数のフローセルを形成するように構成されていることを特徴とする(59)〜(61)のいずれかに記載の流体反応装置。   (62) The fluid reaction apparatus according to any one of (59) to (61), wherein the casing of the multispectral analyzer is configured to form a plurality of flow cells therein by a partition. .

(63) 前記マルチ分光分析装置の前記ケーシングは、内部に1つのフローセルを形成するように構成され、複数の前記ケーシングが基板上に着脱自在に取り付け可能となっていることを特徴とする(59)〜(62)のいずれかに記載の流体反応装置。   (63) The casing of the multispectral analyzer is configured to form one flow cell therein, and a plurality of the casings can be detachably mounted on a substrate (59). ) To (62).

(64) 可視領域から近赤外領域の光源を一つの光源で兼用し、異なる受光部に導くように構成したことを特徴とする(59)〜(63)のいずれかに記載の流体反応装置。   (64) The fluid reaction device according to any one of (59) to (63), wherein the light source in the visible region to the near-infrared region is shared by one light source and guided to different light receiving units. .

(65) 前記発光部と受光部間の距離を調整可能であることを特徴とする(59)〜(64)のいずれかに記載の流体反応装置。   (65) The fluid reaction device according to any one of (59) to (64), wherein a distance between the light emitting unit and the light receiving unit is adjustable.

(66) 反応領域の下流側に、分光分析装置を有することを特徴とする、(59)〜(65)のいずれかに記載の流体反応装置。   (66) The fluid reaction device according to any one of (59) to (65), further comprising a spectroscopic analysis device on the downstream side of the reaction region.

(67) 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。   (67) A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space, wherein a plurality of flat base materials are joined, and the plurality of fluids are separated from respective header spaces. A plurality of liquid separation flows configured to be continuously supplied to and mixed with the merge space, the header spaces of the fluids provided on different surfaces of the base material, and the header spaces and the merge space to communicate with each other. A fluid mixing apparatus characterized in that the channel is formed such that liquid separation channels from different header spaces open alternately at the inflow portion of the merge space.

(68) 前記各ヘッダ空間は、前記異なる表面において同心の円弧状に形成され、前記合流空間はこれらの円弧のほぼ中心上に配置されていることを特徴とする(67)に記載の流体混合装置。   (68) The fluid mixing according to (67), wherein each of the header spaces is formed in a concentric arc shape on the different surfaces, and the merging space is disposed substantially on the center of these arcs. apparatus.

(69) 前記ヘッダ空間は前記基材のそれぞれ表裏面に形成され、前記合流空間は前記基材の一方の表面に形成され、他方の表面上のヘッダ空間と連通する分液流路は前記基材を貫通して設けられていることを特徴とする(67)または(68)に記載の流体混合装置。   (69) The header spaces are formed on the front and back surfaces of the base material, the merge space is formed on one surface of the base material, and the liquid separation flow path communicating with the header space on the other surface is the base. The fluid mixing device according to (67) or (68), wherein the fluid mixing device is provided so as to penetrate the material.

(70) 前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通する前記複数の分液流路は互いに平行に延びて形成されていることを特徴とする(67)または(69)に記載の流体混合装置。   (70) The fluid mixing device according to (67) or (69), wherein the plurality of liquid separation channels communicating the header spaces and the merge space are formed to extend in parallel to each other. .

(71) 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、前記ヘッダ空間を前記基材の表面に沿って設け、前記合流空間を流体が前記基材の板厚方向に流れるように設け、前記ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。   (71) A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space, wherein a plurality of flat base materials are joined, and the plurality of fluids are separated from respective header spaces. The header space is provided along the surface of the base material, and the joint space is provided so that the fluid flows in the plate thickness direction of the base material. A plurality of liquid separation channels that communicate between the header space and the merge space are formed such that the liquid separation channels from different header spaces are alternately opened at the inflow portion of the merge space. Mixing device.

(72) 前記ヘッダ空間が前記基材の表面において前記合流空間の両側に設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の流入部において互いにずれた位置に開口していることを特徴とする(71)に記載の流体混合装置。   (72) The header space is provided on both sides of the merge space on the surface of the base material, and the liquid separation channels from different header spaces are opened at positions shifted from each other in the inflow portion of the merge space. (71) The fluid mixing device according to (71).

(73) 各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、分液流路の少なくとも一方は前記基材を貫通して設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の対向する側において相対向するように、かつ前記合流空間の同じ側において交互に隣接するように形成されていることを特徴とする(71)に記載の流体混合装置。   (73) The header spaces of the respective fluids are provided on different surfaces of the base material, at least one of the separation flow paths is provided through the base material, and the separation flow paths from different header spaces are joined to each other. The fluid mixing device according to (71), wherein the fluid mixing devices are formed so as to face each other on opposite sides of the space and alternately adjacent to each other on the same side of the merging space.

(74) 前記合流空間は、流体が前記基材の板厚方向に流れた後に、該基材の面に沿って流れるように屈曲して形成されていることを特徴とする(71)〜(73)のいずれかに記載の流体混合装置。   (74) The confluence space is formed to be bent so that the fluid flows along the surface of the base material after the fluid flows in the plate thickness direction of the base material (71) to ( 73) The fluid mixing apparatus according to any one of 73).

(75) 複数の流体を平板状の基材に形成された500μm以下の流路幅部分を含む空間に連続的に供給して混合させる混合流路を有し、前記複数の流体の合流点から流れに沿って5mm以上の長さに渡って直径50μm以下の柱状の障害物が等間隔に配置されていることを特徴とする流体混合装置。   (75) having a mixing channel that continuously supplies and mixes a plurality of fluids into a space including a channel width portion of 500 μm or less formed on a flat substrate, and from the confluence of the plurality of fluids A fluid mixing apparatus, wherein columnar obstacles having a diameter of 50 μm or less are arranged at equal intervals over a length of 5 mm or more along the flow.

(76) 前記柱状の障害物は複数列の柱が列の間隔をずらして流れ方向に交互配置されたことことを特徴とする(75)に記載の流体混合装置。   (76) The fluid mixing apparatus according to (75), wherein the columnar obstacle includes a plurality of columns of columns arranged alternately in the flow direction at different intervals.

(77) 前記柱状の障害物は複数で流れ方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする(75)または(76)に記載の流体混合装置。   (77) The fluid mixing apparatus according to (75) or (76), wherein a plurality of the columnar obstacles are arranged in a staggered manner in the flow direction.

(78) 合流後において、流路の幅が徐々に小さくなる部分と徐々に大きくなる部分を持つことを特徴とする(67)〜(77)のいずれかに記載の流体混合装置。   (78) The fluid mixing device according to any one of (67) to (77), which has a portion where the width of the channel gradually decreases and a portion where the width gradually increases after the merge.

(79) 合流後において、流路の幅寸法と深さ寸法が交互に縮小、拡大を繰り返すことを特徴とする(67)〜(78)のいずれかに記載の流体混合装置。   (79) The fluid mixing device according to any one of (67) to (78), wherein the width dimension and the depth dimension of the flow path are alternately reduced and enlarged after joining.

(80) 合流後において、流路の幅方向寸法が深さ方向寸法よりも大きい扁平状部分を有することを特徴とする(67)〜(79)のいずれかに記載の流体混合装置。   (80) The fluid mixing device according to any one of (67) to (79), wherein the fluid mixing device has a flat portion whose width direction dimension is larger than the depth direction dimension after joining.

(81) 流路を形成する部材が、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)の内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする(67)〜(80)のいずれかに記載の流体混合装置。   (81) The members forming the flow path are hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark), PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane) The fluid mixing according to any one of (67) to (80), characterized in that it comprises one or more of Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane) apparatus.

(82) 流路の内壁の一部またはすべての材質が、Au、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbまたはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする(67)〜(80)のいずれかに記載の流体混合装置。   (82) The material of a part or all of the inner wall of the flow path is Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, Nb or a compound containing these metals ( 67) to (80).

(83) 前記基材は、少なくとも1辺の大きさが150mmを越える寸法の矩形であることを特徴とする(67)〜(82)のいずれかに記載の流体混合装置。   (83) The fluid mixing apparatus according to any one of (67) to (82), wherein the base material is a rectangle having a size of at least one side exceeding 150 mm.

(84) 流体の複数導入口と混合後の単一流体の出口は前記基板の反対側の面に存在することを特徴とする(67)〜(83)のいずれかに記載の流体混合装置。   (84) The fluid mixing apparatus according to any one of (67) to (83), wherein the plurality of fluid inlets and the outlet of the single fluid after mixing are present on the opposite surface of the substrate.

(85) 混合反応基板を同一基板内に、流体の温度を反応温度に向けて上昇、または下降させる予備温度調整部を具備したことを特徴とする(67)〜(84)のいずれかに記載の流体混合装置。   (85) In any one of (67) to (84), a mixed reaction substrate is provided in the same substrate, and a preliminary temperature adjusting unit that raises or lowers the temperature of the fluid toward the reaction temperature is provided. Fluid mixing device.

(86) 前記混合流路が、第1の流体源に連通する第1の流路と、第2の流体源に連通する第2の流路とがそれぞれ内部に複数形成されたマニホールド部と、該マニホールド部に隣接する合流空間とを有しており、前記マニホールド部は前記合流空間に面する開口端面を有し、前記第1の流路と第2の流路の開口は、前記開口端面において交互に隣接するように立体的に配置されていることを特徴とする、(1)に記載の流体反応装置。   (86) A manifold portion in which a plurality of first flow paths communicating with the first fluid source and a plurality of second flow paths communicating with the second fluid source are respectively formed in the mixing flow path; A manifold space adjacent to the manifold portion, the manifold portion having an open end surface facing the merge space, and the openings of the first flow channel and the second flow channel are the open end surfaces. The fluid reaction device according to (1), wherein the fluid reaction device is arranged three-dimensionally so as to be alternately adjacent to each other.

(87) 前記マニホールド部は、前記第1の流路と第2の流路を構成する溝が交互に形成された板状のエレメントを積層することにより、前記開口端面においてこれら第一の流路と第二の流路が千鳥状に配置されていることを特徴とする(85)に記載の流体反応装置。   (87) The manifold portion is configured by laminating plate-like elements in which grooves constituting the first flow path and the second flow path are alternately formed, so that the first flow path is formed on the opening end surface. The fluid reaction device according to (85), wherein the second flow paths are arranged in a staggered manner.

(88) 前記第1の流路と第2の流路の前記開口の断面における最大幅寸法が3000μm以下であることを特徴とする(86)または(87)に記載の流体反応装置。   (88) The fluid reaction device according to (86) or (87), wherein a maximum width dimension in a section of the opening of the first flow path and the second flow path is 3000 μm or less.

(89) 前記合流空間またはその下流側に、前記第1の流路と第2の流路からの流れ混合を迂回させる混合促進物体が設けられていることを特徴とする(86)〜(88)のいずれかに記載の流体反応装置。   (89) A mixing promoting object for bypassing the flow mixing from the first flow path and the second flow path is provided in the merge space or the downstream side thereof (86) to (88) The fluid reaction device according to any one of the above.

(90) 前記混合促進物体の表面に、触媒作用を有する物質を設けたことを特徴とする(89)に記載の流体反応装置。   (90) The fluid reaction apparatus according to (89), wherein a substance having a catalytic action is provided on a surface of the mixing promoting object.

(91) 前記混合促進物体の代表寸法が、該混合促進物体の直前における前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの最小幅寸法の0.1倍から10倍の範囲内にあることを特徴とする(89)または(90)に記載の流体反応装置。   (91) A representative dimension of the mixing promoting object is in a range of 0.1 to 10 times a minimum width dimension of individual flows from the first flow path and the second flow path immediately before the mixing promoting object. The fluid reaction device according to (89) or (90), characterized in that it exists.

(92) 前記合流空間の下流側に、流路断面が徐々に減少する絞り部または流体レンズが設けられていることを特徴とする(86)〜(91)のいずれかに記載の流体反応装置。   (92) The fluid reaction device according to any one of (86) to (91), wherein a throttle portion or a fluid lens in which a flow path cross section gradually decreases is provided downstream of the merge space. .

(93) 前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの仮想断面の最小幅が、前記絞り部または流体レンズの下流側部分において500μm以下になっていることを特徴とする(92)に記載の流体反応装置。   (93) The minimum width of the virtual cross section of each flow from the first flow path and the second flow path is 500 μm or less in the downstream portion of the throttle portion or the fluid lens. (92) The fluid reactor.

(94) 前記開口端面と前記絞り部または流体レンズとは、ほぼ相似な流路断面を有することを特徴とする(92)または(93)に記載の流体反応装置。   (94) The fluid reaction device according to (92) or (93), wherein the opening end surface and the throttle portion or the fluid lens have substantially similar flow path cross sections.

(95) 複数の前記マニホールド部が、前記合流空間においてそれぞれの開口端面を対向させるように配置されていることを特徴とする(86)〜(94)のいずれかに記載の流体反応装置。   (95) The fluid reaction device according to any one of (86) to (94), wherein a plurality of the manifold portions are arranged so that respective opening end faces are opposed to each other in the merge space.

(96) 前記第1の流路、第2の流路、前記合流空間および/またはその下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器を設けたことを特徴とする(86)〜(95)のいずれかに記載の流体反応装置。   (96) A heat exchanger that heats or cools the fluid flowing in the first flow path, the second flow path, the merge space and / or the downstream side thereof is provided (86) to (95) The fluid reaction device according to any one of the above.

(97) 前記熱交換器は、被加熱流体流路および/または熱媒体流路を構成する溝が形成された板状のエレメントを積層することにより構成されていることを特徴とする(96)に記載の流体反応装置。   (97) The heat exchanger is configured by laminating plate-like elements in which grooves constituting the heated fluid channel and / or the heat medium channel are stacked (96) The fluid reaction apparatus according to 1.

(98) 前記合流空間の下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器の被加熱流体流路を合成反応時間調整用のディレイループとし、ディレイループパターンの変更または積層枚数の変更により熱交換内の滞留時間を調整可能となっていることを特徴とする(96)または(97)に記載の流体反応装置。   (98) The heated fluid flow path of the heat exchanger that heats or cools the fluid flowing downstream of the merge space is a delay loop for adjusting the synthesis reaction time, and heat exchange is performed by changing the delay loop pattern or the number of stacked layers. The fluid reaction device according to (96) or (97), wherein the residence time in the inside is adjustable.

(99) 前記熱交換器の熱媒体として、被加熱流体に混入しても被加熱流体を汚染しない流体を用いることを特徴とする(96)〜(98)のいずれかに記載の流体反応装置。   (99) The fluid reaction apparatus according to any one of (96) to (98), wherein a fluid that does not contaminate the heated fluid even if mixed in the heated fluid is used as the heat medium of the heat exchanger. .

(100) 前記混合基板として、(67)〜(85)のいずれかの流体混合装置を用いることを特徴とする(2)〜(66)のいずれかに記載の流体反応装置。   (100) The fluid reaction device according to any one of (2) to (66), wherein the fluid mixing device according to any one of (67) to (85) is used as the mixing substrate.

(101) 前記反応基板の流路を形成する周囲部材はSUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK、PE、PVC、PDMS、Si、PTFE、PCTFEの内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする(2)〜(66)、(100)のいずれかに記載の流体反応装置。   (101) The peripheral members forming the flow path of the reaction substrate are hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark), PEEK, PE, PVC, PDMS, Si, PTFE, PCTFE The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (66) and (100), wherein the fluid reaction apparatus includes one or more of the following.

(102) 前記反応基板の流路の内壁の一部またはすべての材質がAu、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbの内の1または複数またはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする(2)〜(66)、(100)、および(101)のいずれかに記載の流体反応装置。   (102) A part or all of the material of the inner wall of the flow path of the reaction substrate contains one or more of Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, and Nb or a metal thereof. The fluid reaction device according to any one of (2) to (66), (100), and (101), which is a compound.

(103) 前記混合基板および/または反応基板が、熱媒体流路を有する温度調整ケース内に収容されていることを特徴とする(2)〜(66)、および(100)〜(102)のいずれかに記載の流体反応装置。   (103) The mixed substrate and / or the reaction substrate are accommodated in a temperature adjustment case having a heat medium flow path. (2) to (66) and (100) to (102) The fluid reaction device according to any one of the above.

(104) 前記該熱媒体流体流路内に温度測定手段が設けられていることを特徴とする(103)に記載の流体反応装置。   (104) The fluid reaction apparatus according to (103), characterized in that a temperature measuring means is provided in the heat medium fluid flow path.

(105) 前記熱媒体流路は、前記混合基板および/または反応基板の表裏面に沿った複数の分岐流路を有することを特徴とする(102)または(103)に記載の流体反応装置。   (105) The fluid reaction device according to (102) or (103), wherein the heat medium flow path has a plurality of branch flow paths along front and back surfaces of the mixed substrate and / or reaction substrate.

(106) 前記温度調整ケースはケース本体と蓋部を有し、前記熱媒体流路はこれらを連絡するように形成されていることを特徴とする(103)〜(105)のいずれかに記載の流体反応装置。   (106) The temperature adjustment case has a case main body and a lid, and the heat medium flow path is formed so as to communicate with them, (103) to (105), Fluid reaction device.

(107) 熱流体が流入する前記ケース本体の第1のヘッダに設けられた複数の絞り穴が前記蓋部の第2のヘッダと直結し、第2のヘッダには前記混合基板および/または反応基板の表裏面に平行な流れを形成する複数の分岐流路へと直結する第2の絞り穴が設けられていることを特徴とする(106)に記載の流体反応装置。   (107) A plurality of throttle holes provided in the first header of the case body into which the thermal fluid flows are directly connected to the second header of the lid, and the second header includes the mixed substrate and / or reaction. (2) The fluid reaction apparatus as set forth in (106), characterized in that a second restriction hole is provided that is directly connected to a plurality of branch flow paths that form a flow parallel to the front and back surfaces of the substrate.

(108) 前記温度調整ケースの材料はTi、Al、SUS304、SUS316のいずれかであることを特徴とする(48)〜(107)のいずれかに記載の流体反応装置。   (108) The fluid reaction device according to any one of (48) to (107), wherein a material of the temperature adjustment case is any one of Ti, Al, SUS304, and SUS316.

(109) 前記温度制御手段は、前記混合基板または反応基板を囲い込み混合流体の温度を調整する温度調整媒体保持機構と、保持機構に保持された温度調整媒体と、温度測定センサと、温度調整媒体と混合反応流体の間の伝熱量を調整する伝熱量調整手段を備えたことを特徴とする(2)〜(66)、および(100)〜(108)のいずれかに記載の流体反応装置。   (109) The temperature control means includes a temperature adjustment medium holding mechanism that surrounds the mixed substrate or the reaction substrate and adjusts the temperature of the mixed fluid, a temperature adjustment medium held by the holding mechanism, a temperature measurement sensor, and a temperature adjustment medium. The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (66) and (100) to (108), further comprising a heat transfer amount adjusting unit that adjusts a heat transfer amount between the liquid and the mixed reaction fluid.

(110) 前記温度調整媒体として、シリコンオイル、フッ素オイル、アルコール、液体窒素、電気抵抗熱線、ペルチェ素子のいずれか1または複数が用いられることを特徴とする(109)に記載の流体反応装置。   (110) The fluid reaction apparatus according to (109), wherein any one or more of silicon oil, fluorine oil, alcohol, liquid nitrogen, electric resistance heating wire, and Peltier element is used as the temperature adjusting medium.

(111) 前記伝熱量調整手段はポンプ流量調整、流量調整弁、電気量のいずれかであることを特徴とする(109)または(110)に記載の流体反応装置。   (111) The fluid reaction apparatus according to (109) or (110), wherein the heat transfer amount adjusting means is any one of a pump flow rate adjustment, a flow rate adjustment valve, and an electric quantity.

(112) 前記温度調整媒体保持機構を断熱部材で覆う構造にしたことを特徴とする(109)〜(111)のいずれかに記載の流体反応装置。   (112) The fluid reaction device according to any one of (109) to (111), wherein the temperature adjusting medium holding mechanism is covered with a heat insulating member.

(113) 前記断熱部材はシリコンゴムであることを特徴とする(112)に記載の流体反応装置。   (113) The fluid reaction apparatus according to (112), wherein the heat insulating member is silicon rubber.

(114) 反応後物質中の必要物質と不要物質を分別する分離抽出手段を具備したことを特徴とする(2)〜(66)、および(100)〜(113)のいずれかに記載の流体反応装置。   (114) The fluid according to any one of (2) to (66) and (100) to (113), characterized by comprising separation and extraction means for separating a necessary substance and an unnecessary substance in a substance after reaction. Reactor.

(115) 粉体原料を液化溶解するための粉体溶解器を具備したことを特徴とする(2)〜(66)、および(100)〜(114)のいずれかに記載の流体反応装置。   (115) The fluid reaction apparatus according to any one of (2) to (66) and (100) to (114), comprising a powder dissolver for liquefying and dissolving a powder raw material.

(116) 流体反応装置内の一部または全域を装置外と隔離し、装置外の圧力より負の圧力としたことを特徴とする(2)〜(66)、および(100)〜(115)のいずれかに記載の流体反応装置。   (116) (2) to (66) and (100) to (115) are characterized in that a part or the entire region of the fluid reaction device is isolated from the outside of the device and is set to a negative pressure from the pressure outside the device. The fluid reaction device according to any one of the above.

(117) 流体反応装置の下部において漏れた液を貯める液貯めパンと、漏れた液を検知する漏液センサとを具備したことを特徴とする(2)〜(66)、(100)〜(116)のいずれかに記載の流体反応装置。   (117) (2) to (66), (100) to (100) including a liquid storage pan for storing a liquid leaked at a lower portion of the fluid reaction device and a liquid leakage sensor for detecting the leaked liquid. 116) The fluid reaction device according to any one of

(118) 前記動作制御手段には、流体の流量と反応温度を表示する表示機構が具備されていることを特徴とする(2)〜(66)、(100)〜(117)のいずれかに記載の流体反応装置。   (118) In any one of (2) to (66) and (100) to (117), the operation control means includes a display mechanism for displaying a flow rate of the fluid and a reaction temperature. The fluid reaction apparatus as described.

本発明によれば、マイクロ空間を使用して複数の流体を混合させ、種々の化学反応作業を効率良く行うことができる、量産手段としての実用的な用途に好適な流体反応装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a fluid reaction apparatus suitable for practical use as a mass production means capable of mixing a plurality of fluids using a micro space and efficiently performing various chemical reaction operations. Can do.

本発明によれば、微細な流路を交互に隣接させて合流空間に流入させる混合流路を有する混合装置が、簡単な構成で容易に製造される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mixing apparatus which has a mixing flow path which makes a fine flow path alternately adjoin and flows into a merge space is easily manufactured by simple structure.

本発明によれば、混合流路における流体の合流点から流れに沿って微細な柱状の障害物を分散して配置することにより、マイクロ流路を用いた混合装置が、簡単な構成で容易に製造される。   According to the present invention, by disposing and arranging fine columnar obstacles along the flow from the confluence of the fluid in the mixing channel, the mixing device using the micro channel can be easily configured with a simple configuration. Manufactured.

本発明によれば量産装置に不可欠な自動化運転が可能になっている。また、薬品製造ラインに不可欠な安全対策を提供することができる。   According to the present invention, an automated operation indispensable for a mass production apparatus is possible. In addition, it is possible to provide safety measures indispensable for the chemical production line.

本発明によれば、流体どうしの間の界面の比率を向上させ、効率的な混合と反応を行うことができるとともに、簡単な構成であって低コストで製造でき、メンテナンスが容易であるようなマイクロリアクタを提供することができる。   According to the present invention, the ratio of the interface between fluids can be improved, efficient mixing and reaction can be performed, and the structure can be easily manufactured at low cost, and maintenance is easy. A microreactor can be provided.

本発明によれば、流体の比重、比熱、および粘度などの物性に影響されることなく正確な流量を測定する流路測定装置および所望の流量を維持することができる流量調整装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a flow rate measuring device that measures an accurate flow rate without being affected by physical properties such as specific gravity, specific heat, and viscosity of a fluid, and a flow rate adjustment device that can maintain a desired flow rate. Can do.

本発明によれば、脈動を抑制した連続運転が可能な送液装置を提供することができる。
本発明によれば、オフライン分析によるスクリーニング等が不要で短時間で分析結果を出すことが可能になる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid feeding apparatus which can perform the continuous operation which suppressed the pulsation can be provided.
According to the present invention, it is possible to obtain analysis results in a short time without the need for screening by off-line analysis.

この発明の実施の形態の流体反応装置の全体の液フローを示す図である。It is a figure which shows the whole liquid flow of the fluid reaction apparatus of embodiment of this invention. 図1の流体反応装置の全体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the whole fluid reaction apparatus of FIG. 図1の流体反応装置の全体の構成を示す(a)平面図、(b)正面図である。It is (a) top view and (b) front view which show the whole structure of the fluid reaction apparatus of FIG. 原料用供給部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the supply part for raw materials. マスフローコントローラを示す図である。It is a figure which shows a mass flow controller. マスフローコントローラの他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a massflow controller. 混合基板の構成を示す(a)平面図、(b)断面図である。It is (a) top view and (b) sectional view showing composition of a mixed substrate. 混合基板の混合部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the mixing part of a mixing board | substrate. 反応基板の構成を示す(a)平面図、(b)断面図である。It is (a) top view and (b) sectional view showing composition of a reaction substrate. 反応基板の他の構成を示すもので、(a)は流路に沿った縦断面図、(b)は(a)におけるb−b矢視図であり、(c)はさらに他の構成を示す横断面図である。The other structure of a reaction substrate is shown, (a) is a longitudinal cross-sectional view along a flow path, (b) is a bb arrow line view in (a), (c) is still another structure. It is a cross-sectional view shown. 処理ブロックの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a process block. 処理ブロックが重ね合わせられた構造を示すもので、(a)温度調整ケースの平面断面図、(b)側面断面図、(c)(a)の要部を拡大して示す図、(d)(b)の要部を拡大して示す図である。1 shows a structure in which processing blocks are overlaid, (a) a plan sectional view of a temperature adjustment case, (b) a side sectional view, (c) a diagram showing an enlarged main part of (a), (d) It is a figure which expands and shows the principal part of (b). 他の実施の形態の生成流体貯留部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the production | generation fluid storage part of other embodiment. (a)および(b)は、混合部の他の構成を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the other structure of the mixing part. (a)ないし(c)は、混合部のさらなる他の構成を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the further another structure of a mixing part. (a)および(b)は、混合部のさらなる他の構成を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the further another structure of a mixing part. (a)ないし(c)は、混合部のさらなる他の構成を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the further another structure of a mixing part. (a)および(b)は、混合部のさらなる他の構成を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the further another structure of a mixing part. 混合流路の他の構成を示す(a)平面図、(b)(a)の要部を拡大して示す図である。(A) Top view which shows the other structure of a mixing channel, (b) It is a figure which expands and shows the principal part of (a). 混合流路のさらに他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows other structure of a mixing flow path. この発明の他の実施の形態における処理部のフロー図である。It is a flowchart of the process part in other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態における処理部のフロー図である。It is a flowchart of the process part in further another embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態における処理部のフロー図である。It is a flowchart of the process part in further another embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態における処理部のフロー図である。It is a flowchart of the process part in further another embodiment of this invention. 図24の実施の形態の処理部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the process part of embodiment of FIG. この発明の他の実施の形態の原料貯留部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the raw material storage part of other embodiment of this invention. この発明の実施の形態のマイクロリアクタを用いた化合物製造システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the compound manufacturing system using the microreactor of embodiment of this invention. 混合・反応部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a mixing and reaction part. (a)予熱ブロックを構成する第1の熱交換エレメントの正面図、(b)同じく第1の熱交換エレメントと第2の熱交換エレメントが重なった状態の正面図、(c)第1の熱交換エレメントの断面図である。(A) Front view of first heat exchange element constituting preheating block, (b) Front view of first heat exchange element and second heat exchange element overlapping, (c) First heat It is sectional drawing of an exchange element. 予熱ブロックにおける原料溶液の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the raw material solution in a preheating block. 予熱ブロックにおける熱媒体の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the heat medium in a preheating block. 混合ブロックの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a mixing block. マニホールドの構成を分解して示す斜視図である。It is a perspective view which decomposes | disassembles and shows the structure of a manifold. マニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows a manifold and merge space typically. 反応ブロックの(a)出口側のカバープレートを示す断面図、(b)同じく正面図、(c)入口側のカバープレートを示す正面図、(d)同じく断面図である。(A) It is sectional drawing which shows the cover plate of the exit side of a reaction block, (b) Similarly front view, (c) The front view which shows the cover plate of the inlet side, (d) It is sectional drawing. (a)反応ブロックを構成する第1の熱交換エレメントの正面図、(b)同じく第1の熱交換エレメントと第2の熱交換エレメントが重なった状態の正面図、(c)第1の熱交換エレメントの断面図である。(A) Front view of first heat exchange element constituting reaction block, (b) Front view of first heat exchange element and second heat exchange element overlapping, (c) First heat It is sectional drawing of an exchange element. この発明の他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施の形態のマニホールドと合流空間を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manifold and merge space of other embodiment of this invention. 一般的なマスフローコントローラの流量測定部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume measurement part of a general mass flow controller. 流路の温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature distribution of a flow path. 微小流路を流れる流体の流速分布を示す図である。It is a figure which shows the flow-velocity distribution of the fluid which flows through a microchannel. 流体の流量が測定される原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle by which the flow volume of a fluid is measured. 本発明の第1の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図43に示す温調機構と上流側温度センサの他の構成例を示す断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view showing another configuration example of the temperature adjustment mechanism and the upstream temperature sensor shown in FIG. 43. 図45(a)は図44のVII−VII線断面図、図45(b)は図45(a)に示す構造体の他の構成例を示す断面図である。45 (a) is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 44, and FIG. 45 (b) is a cross-sectional view showing another configuration example of the structure shown in FIG. 45 (a). 図43に示す制御弁の他の構成例を示す拡大図である。44 is an enlarged view showing another configuration example of the control valve shown in FIG. 43. FIG. 本発明の第2の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 流体の流量が測定される原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle by which the flow volume of a fluid is measured. 図48に示すスプールの斜視図である。FIG. 49 is a perspective view of the spool shown in FIG. 48. 本発明の第4の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 流体反応装置の全体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole fluid reaction apparatus. 図52の流体反応装置の全体の構成を示す斜視図である。FIG. 53 is a perspective view showing an overall configuration of the fluid reaction device of FIG. 52. 図54(a)は図52の流体反応装置の全体の構成を示す平面図、図54(b)は正面図である。54 (a) is a plan view showing the overall configuration of the fluid reaction device of FIG. 52, and FIG. 54 (b) is a front view. 図55(a)は混合部の構成を示す平面図、図55(b)は断面図である。FIG. 55A is a plan view showing the configuration of the mixing section, and FIG. 55B is a cross-sectional view. 混合部の合流部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the confluence | merging part of a mixing part. 図57(a)は反応部の構成を示す平面図、図57(b)は断面図である。FIG. 57A is a plan view showing the structure of the reaction section, and FIG. 57B is a cross-sectional view. 図58(a)は反応部の他の構成を示す縦断面図、図58(b)は図58(a)におけるXVIII-XVIII線断面図、図58(c)は反応部のさらに他の構成を示す横断面図である。58 (a) is a longitudinal sectional view showing another configuration of the reaction section, FIG. 58 (b) is a sectional view taken along the line XVIII-XVIII in FIG. 58 (a), and FIG. 58 (c) is still another configuration of the reaction section. FIG. 温度調整ケースの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a temperature adjustment case. 図60(a)は処理部の平面断面図、図60(b)は側面断面図、図60(c)は図60(a)の部分拡大図、図60(d)は図60(b)の部分拡大図である。60 (a) is a plan sectional view of the processing section, FIG. 60 (b) is a side sectional view, FIG. 60 (c) is a partially enlarged view of FIG. 60 (a), and FIG. 60 (d) is FIG. FIG. 生成物貯留部の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a product storage part. 図62(a)は合流部の他の構成を示す平面図、図62(b)は図62(a)の要部を拡大して示す図である。FIG. 62A is a plan view showing another configuration of the merging portion, and FIG. 62B is an enlarged view showing the main part of FIG. 62A. 合流部のさらに他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows other structure of a confluence | merging part. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 図67の処理部の構成を示す斜視図である。FIG. 68 is a perspective view illustrating a configuration of a processing unit in FIG. 67. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 一般的なマスフローコントローラの流量測定部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume measurement part of a general mass flow controller. 流路の温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature distribution of a flow path. 微小流路を流れる流体の流速分布を示す図である。It is a figure which shows the flow-velocity distribution of the fluid which flows through a microchannel. 流体の流量が測定される原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle by which the flow volume of a fluid is measured. 本発明の第1の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 差分検出回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a difference detection circuit. 図74に示す制御弁の他の構成例を示す拡大図である。FIG. 75 is an enlarged view showing another configuration example of the control valve shown in FIG. 74. 本発明の第2の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 流体の流量が測定される原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle by which the flow volume of a fluid is measured. 本発明の第3の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 流体の流量が測定される原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle by which the flow volume of a fluid is measured. 図79に示すスプールの斜視図である。FIG. 80 is a perspective view of the spool shown in FIG. 79. 本発明の第4の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow volume adjustment apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 流体反応装置の全体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole fluid reaction apparatus. 図83の流体反応装置の全体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the whole fluid reaction apparatus of FIG. 図85(a)は図83の流体反応装置の全体の構成を示す平面図、図85(b)は正面図である。FIG. 85 (a) is a plan view showing the overall structure of the fluid reaction device of FIG. 83, and FIG. 85 (b) is a front view. 図86(a)は混合部の構成を示す平面図、図86(b)は断面図である。FIG. 86A is a plan view showing the configuration of the mixing section, and FIG. 86B is a cross-sectional view. 混合部の合流部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the confluence | merging part of a mixing part. 図88(a)は反応部の構成を示す平面図、図88(b)は断面図である。88 (a) is a plan view showing the structure of the reaction part, and FIG. 88 (b) is a cross-sectional view. 図89(a)は反応部の他の構成を示す縦断面図、図89(b)は図89(a)におけるXVIII-XVIII線断面図、図89(c)は反応部のさらに他の構成を示す横断面図である。89A is a longitudinal sectional view showing another configuration of the reaction unit, FIG. 89B is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 89A, and FIG. 89C is still another configuration of the reaction unit. FIG. 温度調整ケースの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a temperature adjustment case. 図91(a)は処理部の平面断面図、図91(b)は側面断面図、図91(c)は図91(a)の部分拡大図、図91(d)は図91(b)の部分拡大図である。91 (a) is a plan sectional view of the processing section, FIG. 91 (b) is a side sectional view, FIG. 91 (c) is a partially enlarged view of FIG. 91 (a), and FIG. 91 (d) is FIG. 91 (b). FIG. 生成物貯留部の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a product storage part. 図93(a)は合流部の他の構成を示す平面図、図93(b)は図93(a)の要部を拡大して示す図である。FIG. 93 (a) is a plan view showing another configuration of the merging portion, and FIG. 93 (b) is an enlarged view showing the main part of FIG. 93 (a). 合流部のさらに他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows other structure of a confluence | merging part. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 図98の処理部の構成を示す斜視図である。FIG. 99 is a perspective view showing a configuration of a processing unit in FIG. 98. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. この発明の第1の実施の形態のプランジャポンプ装置を示す(a)全体図、(b)要部を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) Whole view which shows the plunger pump apparatus of 1st Embodiment of this invention, (b) It is a figure which shows the principal part. 1つのプランジャポンプの各部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of each part of one plunger pump. 第1の実施の形態のプランジャポンプ装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the plunger pump apparatus of 1st Embodiment. この発明の第2の実施の形態のプランジャポンプ装置を示す図である。It is a figure which shows the plunger pump apparatus of 2nd Embodiment of this invention. (a),(b)はそれぞれ従来のプランジャポンプの動作を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining operation | movement of the conventional plunger pump, respectively. この発明の一実施の形態のプランジャポンプ装置を示す図である。It is a figure which shows the plunger pump apparatus of one Embodiment of this invention. プランジャポンプ装置とマイクロリアクタの接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of a plunger pump apparatus and a microreactor. 1つのプランジャポンプの送り速度のパターンを示すグラフである。It is a graph which shows the pattern of the feed rate of one plunger pump. プランジャポンプ装置全体の送り速度のパターンを示すグラフである。It is a graph which shows the pattern of the feed rate of the whole plunger pump apparatus. 送り速度の調整動作を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining adjustment operation | movement of a feed rate. 送り速度の制御を説明するグラフである。It is a graph explaining control of feed speed. 他の実施の形態における制御動作を説明するグラフである。It is a graph explaining the control action in other embodiments. 流体反応装置の全体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole fluid reaction apparatus. 図113の流体反応装置の全体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the whole fluid reaction apparatus of FIG. 図115(a)は図8の流体反応装置の全体の構成を示す平面図、図115(b)は正面図である。115 (a) is a plan view showing the overall configuration of the fluid reaction apparatus of FIG. 8, and FIG. 115 (b) is a front view. 図116(a)は混合部の構成を示す平面図、図116(b)は断面図である。FIG. 116 (a) is a plan view showing the configuration of the mixing section, and FIG. 116 (b) is a cross-sectional view. 混合部の合流部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the confluence | merging part of a mixing part. 図118(a)は反応部の構成を示す平面図、図118(b)は断面図である。118 (a) is a plan view showing the structure of the reaction section, and FIG. 118 (b) is a cross-sectional view. 図119(a)は反応部の他の構成を示す縦断面図、図119(b)は図119(a)におけるXVIII-XVIII 線断面図、図119(c)は反応部のさらに他の構成を示す横断面図である。119 (a) is a longitudinal sectional view showing another configuration of the reaction unit, FIG. 119 (b) is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 119 (a), and FIG. 119 (c) is still another configuration of the reaction unit. FIG. 温度調整ケースの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a temperature adjustment case. 図121(a)は処理部の平面断面図、図121(b)は側面断面図、図121(c)は図121(a)の部分拡大図、図121(d)は図121(b)の部分拡大図である。121 (a) is a plan sectional view of the processing section, FIG. 121 (b) is a side sectional view, FIG. 121 (c) is a partially enlarged view of FIG. 121 (a), and FIG. 121 (d) is FIG. 121 (b). FIG. 生成物貯留部の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a product storage part. 図123(a)は合流部の他の構成を示す平面図、図123(b)は図123(a)の要部を拡大して示す図である。FIG. 123 (a) is a plan view showing another configuration of the merging portion, and FIG. 123 (b) is an enlarged view showing the main part of FIG. 123 (a). 合流部のさらに他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows other structure of a confluence | merging part. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 図128の処理部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the process part of FIG. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. この発明の一実施の形態のマルチ分光分析装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the multi-spectral-analysis apparatus of one embodiment of this invention. この装置で分析する反応の例を示す図である。It is a figure which shows the example of reaction analyzed with this apparatus. この発明のマルチ分光分析装置の他の実施の形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of other embodiment of the multispectral-analysis apparatus of this invention. この発明のマルチ分光分析装置の他の実施の形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of other embodiment of the multispectral-analysis apparatus of this invention. この発明のマルチ分光分析装置の他の実施の形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of other embodiment of the multispectral-analysis apparatus of this invention. この発明のマルチ分光分析装置の他の実施の形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of other embodiment of the multispectral-analysis apparatus of this invention. 図136の実施の形態の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modification of embodiment of FIG. 図136の実施の形態の他の変形例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other modification of embodiment of FIG. (a)及び(b)は、この発明の一実施の形態のマルチ分光分析装置の使用形態を模式的に示す図である。(A) And (b) is a figure which shows typically the usage condition of the multispectral-analysis apparatus of one Embodiment of this invention. 流体反応装置の全体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole fluid reaction apparatus. 図140の流体反応装置の全体の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the whole fluid reaction apparatus of FIG. 図142(a)は図140の流体反応装置の全体の構成を示す平面図、図142(b)は正面図である。142 (a) is a plan view showing the overall configuration of the fluid reaction apparatus of FIG. 140, and FIG. 142 (b) is a front view. 図143(a)は混合部の構成を示す平面図、図143(b)は断面図である。FIG. 143 (a) is a plan view showing the configuration of the mixing section, and FIG. 143 (b) is a sectional view. 混合部の合流部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the confluence | merging part of a mixing part. 図145(a)は反応部の構成を示す平面図、図145(b)は断面図である。FIG. 145 (a) is a plan view showing the structure of the reaction section, and FIG. 145 (b) is a cross-sectional view. 図146(a)は反応部の他の構成を示す縦断面図、図146(b)は図146(a)におけるXVIII-XVIII 線断面図、図146(c)は反応部のさらに他の構成を示す横断面図である。146 (a) is a longitudinal sectional view showing another configuration of the reaction unit, FIG. 146 (b) is a sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG. 146 (a), and FIG. 146 (c) is still another configuration of the reaction unit. FIG. 温度調整ケースの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a temperature adjustment case. 図148(a)は処理部の平面断面図、図148(b)は側面断面図、図148(c)は図148(a)の部分拡大図、図148(d)は図148(b)の部分拡大図である。148 (a) is a plan sectional view of the processing unit, FIG. 148 (b) is a side sectional view, FIG. 148 (c) is a partially enlarged view of FIG. 148 (a), and FIG. 148 (d) is FIG. FIG. 生成物貯留部の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a product storage part. 図150(a)は合流部の他の構成を示す平面図、図150(b)は図150(a)の要部を拡大して示す図である。FIG. 150 (a) is a plan view showing another configuration of the merging portion, and FIG. 150 (b) is an enlarged view showing the main part of FIG. 150 (a). 合流部のさらに他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows other structure of a confluence | merging part. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus. 図155の処理部の構成を示す斜視図である。FIG. 156 is a perspective view illustrating a configuration of a processing unit in FIG. 155. 流体反応装置の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of a fluid reaction apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 原料貯留部(原料容器設置スペース);2 配液部(導入部);3 処理部;4 生成流体貯留部(回収容器設置スペース);5 温度調整配管室;6 動作制御手段(動作制御部);7 熱媒体コントローラ(温度調整手段);10A,10B 原料貯留容器;12 洗浄液容器;14 窒素ガス圧力源;16A,16B,16C ポンプ;20 マスフローコントローラ;20a,20b 流量センサ;21A,21B 輸送管;24A,24B 流路内圧力測定センサ;26A,26B 流路選択切換弁;28 逆洗ポンプ;32 流路選択切換弁;40,40a,40b,40c 混合基板;42,42a,42b,42c 反応基板;46 温度調整ケース;48 予備加熱流路;50,51 出口流路;52,52a,52b,52c,52d,52e,52f 混合部;54,54a,54b,54c,54d ヘッダ部;55,55a,55b,55c,55d ヘッダ部;56,56a,56b,56c,56d 分液流路;57,57a,57b,57c,57d 分液流路;58,58a,58b,58c,58d,58e,58f 合流空間;62 反応流路;72 ケース本体;74 蓋部;82 熱交換器;84 熱媒体流入口;88 給液配管;90 連通路;92 熱媒体流路;98 流通路;100 連絡配管;102 流出口;104,104a 回収配管(導出部);106 熱交換器;108,108a 回収容器;110 物質回収口;111a 光学的流体検知センサ;111b 液面検知センサ;112 回転テーブル;114 アクチュエータ;116,118,120,122,120,122a,122b,122c 温度センサ;124 障害物;126 収率評価器;128,128a,128b 分離抽出基板;130 疎水性壁面;132 親水性壁面;134 分離流路;170 流量モニタ;172 温度モニタ;154、156 隔壁;158,160,162 カバー;164 排気ポート;A,B 原料溶液;
2001a,2001b 原料供給部;2002 混合・反応部;2020a,2020b 予熱ブロック;2040,2040A,2040B 混合ブロック;2041a,2041b 原料流入路;2044A,2044B マニホールドエレメント;2046 マニホールド;2047 合流空間;2052a,2052b 平行分液流路;2053 開口端面;2054a,2054b 噴出口;2060 反応ブロック;2065 絞り部;2068 反応流路;2071 インラインセンサ;2072〜2074 混合促進物体;La,Lb 原料溶液;ρ 断面寸法減少比;
3001 流路;3002 温調機構;3003 上流側温度センサ;3004 下流側温度センサ;3005 温度制御部;3006 温度差測定器;3007 温度センサ;3009 時間差測定部;3010 流量測定部;3012 ケース本体;3013 構造体;3013a 貫通孔;3013b 円筒部;3013c 伝熱部;3014 固定プレート;3016 シール部材;3017 温調部材;3019 シール部材;3020 制御弁;3021 ピストン;3022 圧電素子;3023 ピストン室;3024 スプール;3025 磁性体;3026 電磁石;3027 シール部材;3030 制御部;3032 増幅器;3033 比較器;3034 ピストン駆動回路;3035 スプール駆動回路;3041 ポペット;3042 シャフト;3043 シャフトガイド;3044,3046 歯車;3045 サーボモータ;3047 シール部材;3048 ポペット駆動回路;3101 原料貯留部;3102 配液部;3103 処理部;3104 生成物貯留部;3105 配管室;3106 動作制御手段(動作制御部);3107 熱媒体コントローラ(温度調整手段);3110A,3110B 貯留容器;3112 洗浄液容器;3114 圧力源;3116A,3116B,3116C ポンプ;3121A,3121B 輸送管;3124A,3124B 圧力センサ;3126A,3126B 流路切換弁;3130 逆洗ポンプ;3132 流路切換弁;3140,3140a,3140b,3140c 混合部;3142,3142a,3142b,3142c 反応部;3146 温度調整ケース;3148A,3148B 予備加熱流路;3150A,3150B 出口流路;3152,3152a,3152b 合流部;3154,3155 ヘッダ部;3156,3157 分液流路;3158,3158a,3158b 合流空間;3162 反応流路;3172 ケース本体;3174 蓋部;3182 熱交換器;3184 熱媒体流入口;3188 給液配管;3190 連通路;3192 熱媒体流路;3198 流通路;3200 連絡通路;3202 流出口;3204,3204a 回収配管(導出部);3206 熱交換器;3208,3208a 回収容器;3210 回収口;3211a 光学的流体検知センサ;3211b 液面検知センサ;3212 回転テーブル;3214 アクチュエータ;3216,3218,3220,3222,3222a,3222b,3222c 温度センサ;3224 障害物;3226 収率評価器;3228,3228a,3228b 分離抽出部;3230 疎水性壁面;3232 親水性壁面;3234 分離流路;3270 流量モニタ;3272 温度モニタ;3254,3256 隔壁;3258,3260,3262 カバー;3264 排気ポート;3300A,3300B 流量調整装置;
4001 流路;4002 温調機構;4003 第1の主温度センサ;4003a 第1の副温度センサ;4004 第2の主温度センサ;4004a 第2の副温度センサ;4005 温度制御部;4006 温度差測定器;4008A,4008B 差分検出回路;4008C ブリッジ回路;4007 温度センサ;4009 時間差測定部;4010 流量測定部;4012 ケース本体;4013 構造体;4013a 貫通孔;4013b 円筒部;4013c 伝熱部;4014 固定プレート;4016 シール部材;4017 温調部材;4019 シール部材;4020 制御弁;4021 ピストン;4022 圧電素子;4023 ピストン室;4024 スプール;4025 磁性体;4026 電磁石;4027 シール部材;4030 制御部;4032 増幅器;4033 比較器;4034 ピストン駆動回路;4035 スプール駆動回路;4041 ポペット;4042 シャフト;4043 シャフトガイド;4044,4046 歯車;4045 サーボモータ;4047 シール部材;4048 ポペット駆動回路;4101 原料貯留部;4102 配液部;4103 処理部;4104 生成物貯留部;4105 配管室;4106 動作制御手段(動作制御部);4107 熱媒体コントローラ(温度調整手段);4110A,4110B 貯留容器;4112 洗浄液容器;4114 圧力源;4116A,4116B,4116C ポンプ;4121A,4121B 輸送管;4124A,4124B 圧力センサ;4126A,4126B 流路切換弁;4130 逆洗ポンプ;4132 流路切換弁;4140,4140a,4140b,4140c 混合部;4142,4142a,4142b,4142c 反応部;4146 温度調整ケース;4148A,4148B 予備加熱流路;4150A,4150B 出口流路;4152,4152a,4152b 合流部;4154,4155 ヘッダ部;4156,4157 分液流路;4158,4158a,4158b 合流空間;4162 反応流路;4172 ケース本体;4174 蓋部;4182 熱交換器;4184 熱媒体流入口;4188 給液配管;4190 連通路;4192 熱媒体流路;4198 流通路;4200 連絡通路;4202 流出口;4204,4204a 回収配管(導出部);4206 熱交換器;4208,4208a 回収容器;4210 回収口;4211a 光学的流体検知センサ;4211b 液面検知センサ;4212 回転テーブル;4214 アクチュエータ;4216,4218,4220,4222,4222a,4222b,4222c 温度センサ;4224 障害物;4226 収率評価器;4228,4228a,4228b 分離抽出部;4230 疎水性壁面;4232 親水性壁面;4234 分離流路;4270 流量モニタ;4272 温度モニタ;4254,4256 隔壁;4258,4260,4262 カバー;4264 排気ポート;4300A,4300B 流量調整装置;
5010 プランジャポンプ;5012 シリンダ;5014 プランジャ;5016 隔壁;5022 ピストン;5024 ロッド;5026 ポンプ室;5028 バッファ室;5030 吐出ポート;5032 吸込ポート;5034,5036 逆止弁;5050 カム機構;5054 モータ;5056 板カム;5056A 端面カム;5058 ローラ(カムフォロワ);5060 エアシリンダ(流体圧装置);5062 圧力板;5064 圧力空気室;5068 空気制御弁;5070 圧力空気源;5072 ドレン;5080 制御部;5082 エンコーダ;
6001 プランジャポンプ装置;6002 マイクロリアクタ;6010 プランジャポンプ;6012 シリンダ;6014 プランジャ;6016 ピストン;6017 ポンプ室;6018 ロッド;6019 駆動装置;6020 モータ;6022 送りねじ;6024 ナット;6026 リニアスケール;6028 制御部;6030 吐出ポート;6032 吸込ポート;6034 逆止弁;6036 吐出ライン;6038 流体タンク;6040 供給ライン;6042 原料受入ポート;6044 導入流路;6046 流量計;6048 圧力センサ;6050 混合・反応部;6101 原料貯留部;6102 配液部;6103 処理部;6104 生成物貯留部;6105 配管室;6107 熱媒体コントローラ;6110 貯留容器;6110A,6110B 貯留容器;6110 貯留容器;6110A,6110B 貯留容器;6112 洗浄液容器;6114 圧力源;6116A,6116B,6116C プランジャポンプ;6121A,6121B 輸送管;6122A,122B リリーフ弁;6124A,6124B 圧力測定センサ;6125 界面;6126A,6126B 流路切換弁;6126A 流路切換弁;6126A,6126B 流路切換弁;6130 逆洗ポンプ;6132 流路切換弁;6134 廃液口;6136 廃液容器;6136 廃液貯留容器;6140 混合部;6140a 混合部;6140,6140a 混合部;6140a 混合部;6140b 混合部;6140c 混合部;6140a 混合部;6140b 混合部;6140c 混合部;6140 混合部;6142 反応部;6142a 反応部;6142b 反応部;6142 反応部;6142a,6142b,6142c 反応部
;6142a 反応部;6142b 反応部;6142 反応部;6142a 反応部;6142b 反応部;6142a 反応部;6142b 反応部;6142 反応部;6144a 上板;6144c 下板;6144b 中板;6144d,6144e 基材;6146 各温度調整ケース;6146 温度調整ケース;6147A,6147B 流入ポート;6148A,6148B 予備加熱流路;6148 口;6150A,6150B 出口流路;6150A 出口流路;6150B 出口流路;6150A,6150B 出口流路;6152 合流部;6152a 合流部;6152b 合流部;6154,6155 ヘッダ部;6155 ヘッダ部;6156,6157 分液流路;6156 分液流路;6156,6157 分液流路;6157 分液流路;6157a 連絡孔;6158 一定時間合流空間;6158 合流空間;6158a 合流空間;6158b 合流空間;6159 開口面;6160 流出ポート;6162 反応流路;6162,6163 反応流路;6162 反応流路;6162b 蛇行部分;6162a,6162c 連絡部;6163 反応流路;6163c 反応流路;6163a 部分;6163b 部分;6164 入口ポート;6165 出口ポート;6170 空間;6172 ケース本体;6174 蓋部;6176 溝;6178 給液路;6179 開口;6180 排液路;6182 熱交換器;6188 給液配管;6190 連通路;6192 熱媒体流路;6194 ボルト;6195 ナット;6196 スペーサ;6198 流通路;6200 連絡通路;6202 流出口;6204 回収配管;6204,6204a 回収配管;6206 熱交換器;6208 回収容器;6208,6208a 回収容器;6210 回収口;6211a 光学的流体検知センサ;6211b 液面検知センサ;6212 回転テーブル;6214 アクチュエータ;6216,6218 温度センサ;6220 温度センサ;6220,6222a,6222b,6222c 温度センサ;6222 温度センサ;6224 各障害物;6224 障害物;6226 インライン収率評価器;6228 分離抽出部;6228a 分離抽出部;6228b 分離抽出部;6228a 分離抽出部;6228b 分離抽出部;6228a 分離抽出部;6228b 分離抽出部;6230 疎水性壁面;6232 親水性壁面;6234 分離流路;6234a 排出口;6234b 排出口;6236 シリコン部材;6240 導入口;6240 粉体溶解器;6242 原料導入口;6244 ヒータ;6246 攪拌器;6249 配管;6250 パン;6250 符号;6252 符号;6254,6256 隔壁;6258,6260,6262 カバー;6264 符号;6270 流量モニタ;6272 温度モニタ;6300A,6300B 流量調整装置;
7001 マルチ分光分析装置;7010 ケーシング;7014 フローセル;7016 内部空間;7018 仕切;7020 発光部;7022 受光部;7024 光源部;7024a−7024g 光源;7026 光ファイバ;7028 分光部;7028a−7028g 分光器;7028a 紫外分光器;7028b 可視光分光器;7028c−7028e 近赤外分光器;7028f 赤外分光器;7028g 遠赤外分光器;7030 AD変換器;7032 制御部;7034 ディスプレイ;7036 記憶装置;7038 警報装置;7040 分岐流路;7042 流量調整弁;7044 開閉弁;7046 ケーシング;7047 基板;7048 流路;7050 継手部;7052 発光ケース;7054 受光ケース;7056 固定ナット;7058 混合・反応部;7060 マイクロクエンチ部;7062 3方切換弁;7064 製品貯蔵ライン;7066 予備タンク;7068 予備ライン;7101 原料貯留部;7102 配液部;7103 処理部;7104 生成物貯留部;7105 配管室;7107 熱媒体コントローラ;7110 貯留容器;7110A,7110B 貯留容器;7110 貯留容器;7110A,7110B 貯留容器;7112 洗浄液容器;7114 圧力源;7116A,7116B ポンプ;7116C ポンプ;7116A ポンプ;7121A,7121B 輸送管;7122A,7122B リリーフ弁;7124A,7124B 圧力測定センサ;7125 界面;7126A,7126B 流路切換弁;7126A 流路切換弁;7126A,7126B 流路切換弁;7130 逆洗ポンプ;7132 流路切換弁;7134 廃液口;7136 廃液容器;7136 廃液貯留容器;7140 混合部;7140a 混合部;7140,7140a 混合部;7140a 混合部;7140b 混合部;7140c 混合部;7140a 混合部;7140b 混合部;7140c 混合部;7140 混合部;7142 反応部;7142a 反応部;7142b 反応部;7142 反応部;7142a,7142b,7142c 反応部;7142a 反応部;7142b 反応部;7142 反応部;7142a 反応部;7142b 反応部;7142a 反応部;7142b 反応部;7142 反応部;7144a 上板;7144c 下板;7144b 中板;7144d,7144e 基材;7146 各温度調整ケース;7146 温度調整ケース;7147A,7147B 流入ポート;7148A,7148B 予備加熱流路;7148 口;7150A,7150B 出口流路;7150A 出口流路;7150B 出口流路;7150A,7150B 出口流路;7152 合流部;7152a 合流部;7152b 合流部;7154,7155 ヘッダ部;7155 ヘッダ部;7156,7157 分液流路;7156 分液流路;7156,7157 分液流路;7157 分液流路;7157a 連絡孔;7158 一定時間合流空間;7158 合流空間;7158a 合流空間;7158b 合流空間;7159 開口面;7160 流出ポート;7162 反応流路;7162,7163 反応流路;7162 反応流路;7162b 蛇行部分;7162a,7162c 連絡部;7163 反応流路;7163c 反応流路;7163a 部分;7163b 部分;7164 入口ポート;7165 出口ポート;7170 空間;7172 ケース本体;7174 蓋部;7176 溝;7178 給液路;7179 開口;7180 排液路;7182 熱交換器;7188 給液配管;7190 連通路;7192 熱媒体流路;7194 ボルト;7195 ナット;7196 スペーサ;7198 流通路;7200 連絡通路;7202 流出口;7204 回収配管;7204,7204a 回収配管;7206 熱交換器;7208 回収容器;7208,7208a 回収容器;7210 回収口;7211a 光学的流体検知センサ;7211b 液面検知センサ;7212 回転テーブル;7214 アクチュエータ;7216,7218 温度センサ;7220 温度センサ;7220,7222a,7222b,7222c 温度センサ;7222 温度センサ;7224 各障害物;7224 障害物;7226 インライン収率評価器;7228 分離抽出部;7228a 分離抽出部;7228b 分離抽出部;7228a 分離抽出部;7228b 分離抽出部;7228a 分離抽出部;7228b 分離抽出部;7230 疎水性壁面;7232 親水性壁面;7234 分離流路;7234a 排出口;7234b 排出口;7236 シリコン部材;7240 導入口;7240 粉体溶解器;7242 原料導入口;7244 ヒータ;7246 攪拌器;7249 配管;7250 パン;7250 符号;7252 符号;7254,7256 隔壁;7258,7260,7262 カバー;7264 符号;7270 流量モニタ;7272 温度モニタ;7300A,7300B 流量調整装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material storage part (raw material container installation space); 2 Liquid distribution part (introduction part); 3 Processing part; 4 Generation fluid storage part (recovery container installation space); 5 Temperature control piping chamber; 6 Operation control means (Operation control part) 7) Heat medium controller (temperature adjusting means); 10A, 10B raw material storage container; 12 cleaning liquid container; 14 nitrogen gas pressure source; 16A, 16B, 16C pump; 20 mass flow controller; 20a, 20b flow rate sensor; Pipe; 24A, 24B Pressure measuring sensor in flow path; 26A, 26B Flow path selection switching valve; 28 Backwash pump; 32 Flow path selection switching valve; 40, 40a, 40b, 40c Mixed substrate; 42, 42a, 42b, 42c Reaction substrate; 46 Temperature adjustment case; 48 Preheating channel; 50, 51 Outlet channel; 52, 52a, 52b, 52c, 52d, 52e, 5 f Mixing part; 54, 54a, 54b, 54c, 54d Header part; 55, 55a, 55b, 55c, 55d Header part; 56, 56a, 56b, 56c, 56d Separation flow path; 57, 57a, 57b, 57c, 57d Separation channel; 58, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 58f Merge space; 62 Reaction channel; 72 Case body; 74 Lid; 82 Heat exchanger; 84 Heat medium inlet; 90 communication path; 92 heat medium flow path; 98 flow path; 100 communication pipe; 102 outflow port; 104, 104a recovery pipe (outlet part); 106 heat exchanger; 108, 108a recovery container; 110 substance recovery port; Optical fluid detection sensor; 111b Liquid level detection sensor; 112 Rotary table; 114 Actuator; 116, 118, 120, 122, 120, 12 a, 122b, 122c temperature sensor; 124 obstacle; 126 yield evaluator; 128, 128a, 128b separation extraction substrate; 130 hydrophobic wall; 132 hydrophilic wall; 134 separation channel; 170 flow monitor; 154, 156 Partition; 158, 160, 162 Cover; 164 Exhaust port; A, B Raw material solution;
2001a, 2001b Raw material supply section; 2002 Mixing / reaction section; 2020a, 2020b Preheating block; 2040, 2040A, 2040B Mixing block; 2041a, 2041b Raw material inflow path; 2044A, 2044B Manifold element; 2046 Manifold; Parallel separation flow path; 2053 Open end face; 2054a, 2054b jet outlet; 2060 Reaction block; 2065 Restriction part; 2068 Reaction flow path; 2071 Inline sensor; 2072-2074 Mixing acceleration object; La, Lb Raw material solution; ratio;
3001 Flow path; 3002 Temperature control mechanism; 3003 Upstream temperature sensor; 3004 Downstream temperature sensor; 3005 Temperature control unit; 3006 Temperature difference measuring device; 3007 Temperature sensor; 3009 Time difference measurement unit; 3010 Flow rate measurement unit; 3013 Structure; 3013a Through hole; 3013b Cylindrical part; 3013c Heat transfer part; 3014 Fixing plate; 3016 Seal member; 3017 Temperature control member; 3019 Seal member; 3020 Control valve; 3021 Piston; 3022 Piezoelectric element; 3025 Magnetic body; 3026 Electromagnet; 3027 Sealing member; 3030 Control unit; 3032 Amplifier; 3033 Comparator; 3034 Piston drive circuit; 3035 Spool drive circuit; 3041 Poppet; 3042 Shaft; 3044 Servo motor; 3047 Sealing member; 3048 Poppet drive circuit; 3101 Raw material storage part; 3102 Liquid distribution part; 3103 Processing part; 3104 Product storage part; 3105 Piping chamber; 3106 Operation control means ( 3107 Heat medium controller (temperature adjusting means); 3110A, 3110B storage container; 3112 cleaning liquid container; 3114 pressure source; 3116A, 3116B, 3116C pump; 3121A, 3121B transport pipe; 3124A, 3124B pressure sensor; 3126B flow path switching valve; 3130 backwash pump; 3132 flow path switching valve; 3140, 3140a, 3140b, 3140c mixing section; 3142, 3142a, 3142b, 3142c reaction section; 3148A, 3148B Preheating flow path; 3150A, 3150B Outlet flow path; 3152, 3152a, 3152b Merge part; 3154, 3155 Header part; 3156, 3157 Separation flow path; 3158, 3158a, 3158b Merge space; 3172 Case body; 3174 Lid; 3182 Heat exchanger; 3184 Heat medium inlet; 3188 Supply pipe; 3190 Communication passage; 3192 Heat medium passage; 3198 Flow passage; 3200 Communication passage; 3202 Outlet; 3206 Heat exchanger; 3208, 3208a Recovery container; 3210 Recovery port; 3211a Optical fluid detection sensor; 3211b Liquid level detection sensor; 3212 Rotary table; 3214 Actuator; 3216, 3218, 3220, 322 , 3222a, 3222b, 3222c Temperature sensor; 3224 Obstacle; 3226 Yield evaluator; 3228, 3228a, 3228b Separation and extraction unit; 3230 Hydrophobic wall surface; 3232 Hydrophilic wall surface; 3234 Separation channel; 3270 Flow rate monitor; 3254, 3256 partition; 3258, 3260, 3262 cover; 3264 exhaust port; 3300A, 3300B flow control device;
4001 flow path; 4002 temperature control mechanism; 4003 first main temperature sensor; 4003a first sub temperature sensor; 4004 second main temperature sensor; 4004a second sub temperature sensor; 4005 temperature control unit; 4008A, 4008B Difference detection circuit; 4008C Bridge circuit; 4007 Temperature sensor; 4009 Time difference measurement unit; 4010 Flow rate measurement unit; 4012 Case body; 4013 Structure; 4013a Through hole; 4013b Cylindrical part; 4013c Heat transfer unit; 4016 Seal member; 4017 Temperature control member; 4019 Seal member; 4020 Control valve; 4021 Piston; 4022 Piezoelectric element; 4023 Piston chamber; 4024 Spool; 4025 Magnetic body; 4026 Electromagnet; 4027 Seal member; 2 Amplifier; 4033 Comparator; 4034 Piston drive circuit; 4035 Spool drive circuit; 4041 Poppet; 4042 Shaft; 4043 Shaft guide; 4044, 4046 Gear; 4045 Servo motor; 4047 Seal member; 4048 Poppet drive circuit; 4102 Liquid distribution unit; 4103 Processing unit; 4104 Product storage unit; 4105 Piping chamber; 4106 Operation control means (operation control unit); 4107 Heat medium controller (temperature adjustment means); 4110A, 4110B storage container; 4112 Cleaning liquid container; Pressure source; 4116A, 4116B, 4116C pump; 4121A, 4121B transport pipe; 4124A, 4124B pressure sensor; 4126A, 4126B flow path switching valve; 4130 backwash pump; 4132 flow path switching valve; 140, 4140a, 4140b, 4140c Mixing section; 4142, 4142a, 4142b, 4142c Reaction section; 4146 Temperature adjustment case; 4148A, 4148B Preheating channel; 4150A, 4150B Outlet channel; 4152, 4152a, 4152b Merge section; 4155 Header part; 4156, 4157 Separation flow path; 4158, 4158a, 4158b Merge space; 4162 Reaction flow path; 4172 Case body; 4174 Lid; 4182 Heat exchanger; 4184 Heat medium inlet; 4188 Liquid supply pipe; 4192 Heat path; 4198 Flow path; 4200 Communication path; 4202 Outlet; 4204, 4204a Recovery pipe (outlet); 4206 Heat exchanger; 4208, 4208a Recovery container; 4210 Recovery port; 4211a Optical Body detection sensor; 4211b liquid level detection sensor; 4212 rotary table; 4214 actuator; 4216, 4218, 4220, 4222, 4222a, 4222b, 4222c temperature sensor; 4224 obstacle; 4226 yield evaluator; 4228, 4228a, 4228b Part: 4230 hydrophobic wall; 4232 hydrophilic wall; 4234 separation channel; 4270 flow monitor; 4272 temperature monitor; 4254, 4256 partition wall; 4258, 4260, 4262 cover; 4264 exhaust port; 4300A, 4300B flow controller;
5010 Plunger pump; 5012 Cylinder; 5014 Plunger; 5016 Bulkhead; 5022 Piston; 5024 Rod; 5026 Pump chamber; 5028 Buffer chamber; 5030 Discharge port; 5032 Suction port; 5034, 5036 Check valve; 5050 Cam mechanism; 5054 Motor; 5056A End face cam; 5058 Roller (cam follower); 5060 Air cylinder (fluid pressure device); 5062 Pressure plate; 5064 Pressure air chamber; 5068 Air control valve; 5070 Pressure air source; 5072 Drain; 5080 Controller; ;
6001 Plunger pump device; 6002 Microreactor; 6010 Plunger pump; 6012 Cylinder; 6014 Plunger; 6016 Piston; 6017 Pump chamber; 6018 Rod; 6019 Drive device; 6020 Motor; 6022 Feed screw; 6024 Nut; 6026 Linear scale; 6030 Discharge port; 6032 Suction port; 6034 Check valve; 6036 Discharge line; 6038 Fluid tank; 6040 Supply line; 6042 Raw material receiving port; 6044 Introduction flow path; 6046 Flow meter; 6048 Pressure sensor; 6050 Mixing / reaction unit; 6102 processing unit; 6104 product storage unit; 6105 piping chamber; 6107 heat medium controller; 6110 storage container; 6110A, 6110 A storage container; 6110A, 6110B storage container; 6112 Cleaning liquid container; 6114 Pressure source; 6116A, 6116B, 6116C Plunger pump; 6121A, 6121B Transport pipe; 6122A, 122B Relief valve; 6126A, 6126B Channel switching valve; 6126A Channel switching valve; 6126A, 6126B Channel switching valve; 6130 Backwash pump; 6132 Channel switching valve; 6134 Waste liquid port; 6136 Waste liquid container; 6136 Waste liquid storage container; 6140a mixing unit; 6140a mixing unit; 6140b mixing unit; 6140a mixing unit; 6140b mixing unit; 6140c mixing unit; 6140c mixing unit; 6142a reaction part; 6142a reaction part; 6142a reaction part; 6142a reaction part; 6142a reaction part; 6142b reaction part; 6142a reaction part; 6142b reaction part; 6142b reaction part; 6144 reaction part; 6144a upper plate; 6144c lower plate; 6144b middle plate; 6144d, 6144e base material; 6146 each temperature adjustment case; 6146 temperature adjustment case; 6147A, 6147B inflow port; 6148A, 6148B preheating flow path; 6150A, 6150B outlet channel; 6150A outlet channel; 6150B outlet channel; 6150A, 6150B outlet channel; 6152 merging part; 6152a merging part; 6152b merging part; 6154, 6155 header part; 6155 6156, 6157 Separation channel; 6156 Separation channel; 6156, 6157 Separation channel; 6157 Separation channel; 6157a Communication hole; 6158 Confluence space for a certain period of time; 6158 Junction space; 6158b Merge space; 6159 Opening surface; 6160 Outflow port; 6162 Reaction channel; 6162, 6163 Reaction channel; 6162 Reaction channel; 6162b Meandering part; 6162a, 6162c Connecting part; 6163c Reaction channel; 6163c Reaction channel; Portion; 6163b Portion; 6164 Inlet port; 6165 Outlet port; 6170 Space; 6172 Case body; 6174 Lid; 6176 Groove; 6178 Supply path; 6179 Opening; 6180 Drain path; 6182 Heat exchanger; 6190 Communication path; 6192 Heat medium flow path; 61 94 bolt; 6195 nut; 6196 spacer; 6198 flow path; 6200 communication path; 6202 outlet; 6204 recovery pipe; 6204, 6204a recovery pipe; 6206 heat exchanger; 6208 recovery container; 6208, 6208a recovery container; 6211a Optical fluid detection sensor; 6211b Liquid level detection sensor; 6212 Rotary table; 6214 Actuator; 6216, 6218 Temperature sensor; 6220 Temperature sensor; 6220, 6222a, 6222b, 6222c Temperature sensor; 6222 Temperature sensor; 6224 Each obstacle; Obstacle; 6226 inline yield evaluator; 6228 separation and extraction unit; 6228a separation and extraction unit; 6228b separation and extraction unit; 6228a separation and extraction unit; 6228b separation and extraction unit; 6228a separation and extraction 6228b Separation and extraction unit; 6230 Hydrophobic wall surface; 6232 Hydrophilic wall surface; 6234 Separation flow path; 6234a Discharge port; 6234b Discharge port; 6236 Silicon member; 6240 Inlet port; 6240 Powder dissolver; 6242 Raw material inlet port; 6246 agitator; 6249 piping; 6250 pan; 6250 code; 6252 code; 6252 code; 6254, 6256 partition wall; 6258, 6260, 6262 cover; 6264 code; 6270 flow rate monitor; 6272 temperature monitor;
7001 Multispectral analyzer; 7010 Casing; 7014 Flow cell; 7016 Internal space; 7018 Partition; 7020 Light emitting part; 7022 Light receiving part; 7024 Light source part; 7024a-7024g Light source; 7026 Optical fiber; 7028 Spectroscopy part: 7028a-7028g Spectroscope; 7028a Ultraviolet spectrometer; 7028b Visible light spectrometer; 7028c-7028e Near-infrared spectrometer; 7028f Infrared spectrometer; 7028g Far-infrared spectrometer; 7030 AD converter; 7032 Control unit; 7034 Display; 7036 Storage device; 7040 Branching flow path; 7042 Flow control valve; 7044 On-off valve; 7046 Casing; 7047 Substrate; 7048 Flow path; 7050 Joint part; 7052 Light emitting case; 7054 Light receiving case; 58 Mixing and reaction section; 7060 Micro quench section; 7062 Three-way switching valve; 7064 Product storage line; 7066 Spare tank; 7068 Spare line; 7101 Raw material storage section; 7102 Liquid distribution section; 7103 Treatment section; 7104 Product storage section; 7105 Piping chamber; 7107 Heat medium controller; 7110 Storage container; 7110A, 7110B Storage container; 7110 Storage container; 7110A, 7110B Storage container; 7112 Cleaning liquid container; 7114 Pressure source; 7121B transport pipe; 7122A, 7122B relief valve; 7124A, 7124B pressure measurement sensor; 7125 interface; 7126A, 7126B flow path switching valve; 7126A flow path switching valve; 7126A, 7126B flow 7130 Backwashing pump; 7134 Waste liquid outlet; 7136 Waste liquid container; 7136 Waste liquid storage container; 7140 Mixing part; 7140a Mixing part; 7140, 7140a Mixing part; 7140a Mixing part; 7140b Mixing part; 7140a mixing unit; 7140b mixing unit; 7140c mixing unit; 7140 mixing unit; 7142 reaction unit; 7142a reaction unit; 7142b reaction unit; 7142 reaction unit; 7142a, 7142b, 7142c reaction unit; 7142a reaction unit; 7142b reaction unit 7142 reaction part; 7142a reaction part; 7142b reaction part; 7142a reaction part; 7142b reaction part; 7142b reaction part; 7144a upper plate; 7144c lower plate; 7144b middle plate; 7144d, 7144e base material; 146 Temperature adjustment case; 7147A, 7147B Inflow port; 7148A, 7148B Preheating channel; 7148 port; 7150A, 7150B outlet channel; 7150A outlet channel; 7150B outlet channel; 7150A, 7150B outlet channel; 7152a Merge portion; 7152b Merge portion; 7154, 7155 Header portion; 7155 Header portion; 7156, 7157 Separation channel; 7156 Separation channel; 7156, 7157 Separation channel; 7157 Separation channel; 7158 Joint space; 7158 Merge space; 7158a Merge space; 7158b Merge space; 7159 Open surface; 7160 Outflow port; 7162 Reaction channel; 7162, 7163 Reaction channel; 7162 Reaction channel; 7162b Meandering part; Contact 7163 Reaction channel; 7163c Reaction channel; 7163a part; 7163b part; 7164 Inlet port; 7165 Outlet port; 7170 Space; 7172 Case body; 7174 Lid; 7176 Groove; 7178 Supply line; 7179 Opening; 7182 Heat exchanger; 7188 Supply pipe; 7190 Communication path; 7192 Heat medium path; 7194 Bolt; 7195 Nut; 7196 Spacer; 7198 Flow path; 7200 Communication path; 7202 Outlet; 7204 Recovery pipe; 7204, 7204a 7206 Heat exchanger; 7208 Recovery container; 7208, 7208a Recovery container; 7210 Recovery port; 7211a Optical fluid detection sensor; 7211b Liquid level detection sensor; 7212 Rotary table; 7214 Actuator; 7216, 7218 7220 temperature sensor; 7220, 7222a, 7222b, 7222c temperature sensor; 7222 temperature sensor; 7224 obstacles; 7224 obstacles; 7226 inline yield evaluator; 7228 separation and extraction unit; 7228a separation and extraction unit; 7228b separation and extraction 7228a Separation and extraction unit; 7228b Separation and extraction unit; 7228b Separation and extraction unit; 7230 Hydrophobic wall surface; 7232 Hydrophilic wall surface; 7234 Separation channel; 7234a Discharge port; 7234b Discharge port; 7236 Silicon member; 7240 Powder dissolver; 7242 Raw material inlet; 7244 Heater; 7246 Stirrer; 7249 Piping; 7250 Pan; 7250 Code; 7252 Code; 7254, 7256 Bulkhead; 7258, 7260, 7262 Cover; 64 code; 7270 flow rate monitor; 7272 temperature monitor; 7300A, 7300B flow rate adjustment device

流体反応装置
本発明は、微小空間で流体どうしを反応させる流体反応装置に関する。
Fluid reactor The present invention relates to a fluid reaction device for reacting the fluid with each other in very small spaces.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) 複数の流体をマイクロ反応空間を有する反応流路に導入して反応させる流体反応装置において、反応に使用する流体を個々に導入する導入部と、流体を合流させて混合する混合流路を有する平板状の混合基板と、流体を複数の輸送管を介して前記混合流路に向けて輸送する流体輸送手段と、流体の流量を制御する流量制御手段と、前記反応流路の温度を制御する温度制御手段と、反応後の物質を導出する導出部と、これらの動作を制御する動作制御手段を備えたことを特徴とする流体反応装置。   (1) In a fluid reaction device that introduces and reacts a plurality of fluids into a reaction channel having a micro reaction space, an introduction unit that individually introduces fluids used for the reaction, and a mixing channel that joins and mixes the fluids A plate-like mixed substrate having fluid, fluid transporting means for transporting fluid toward the mixing flow path via a plurality of transport pipes, flow rate control means for controlling the flow rate of fluid, and temperature of the reaction flow path A fluid reaction apparatus comprising temperature control means for controlling, a derivation section for deriving a substance after reaction, and operation control means for controlling these operations.

(1)に記載の発明によれば、実用的な量産手段としてのマイクロリアクタが提供され、本発明は、マイクロ空間における高収率な反応を確実に且つ連続的に行わせることができる。液体と液体の反応では数十から数百μmクラスのマイクロ空間内のレイノルズ数は小さく、流れは層流になり、分子拡散による混合が律速段階になる。逆を言えば、数百μm以下のマイクロ空間では従来型機械式撹拌混合よりも、層流拡散を利用した混合の方が効率がよい。流体が混合される混合部がマイクロ空間であるので、拡散時間が短縮され、短時間で均一混合になるため、たとえば爆発性の反応でも温度をマイナス50℃というような極低温での反応にする必要がなくなり、安全で収率が上がるため生産性が高くなる。また、反応が複雑で反応時間が長いものでも、マイクロ空間にすることにより反応速度を高めたり選択的に反応させることで、高収率が得られるようになった。   According to the invention described in (1), a microreactor is provided as a practical mass production means, and the present invention can reliably and continuously perform a high yield reaction in a microspace. In the liquid-liquid reaction, the Reynolds number in a microspace of the tens to hundreds of μm class is small, the flow becomes laminar, and mixing by molecular diffusion becomes the rate-limiting step. In other words, in a micro space of several hundred μm or less, mixing using laminar flow diffusion is more efficient than conventional mechanical stirring mixing. Since the mixing part where the fluid is mixed is a micro space, the diffusion time is shortened and uniform mixing is achieved in a short time. For example, even in an explosive reaction, the reaction is performed at an extremely low temperature of minus 50 ° C. Productivity is increased because it is no longer necessary and the yield increases with safety. Even when the reaction is complicated and the reaction time is long, a high yield can be obtained by increasing the reaction rate or selectively reacting by using a micro space.

また、混合を平板状の混合基板において行うことで、熱媒体流体との接触面積を大きくし、反応流体への熱伝達速度を速くすることができる。したがって、反応流体全域での温度均一性を高め、温度制御の精度を高めることができる。使用されるプロセスは有機合成、無機合成、触媒反応からバイオ系生化学合成、微粒子製造まで、実験室レベルから薬品製造ラインまで広く対応可能である。   Further, by performing mixing on a flat mixed substrate, the contact area with the heat medium fluid can be increased and the heat transfer rate to the reaction fluid can be increased. Therefore, it is possible to improve the temperature uniformity over the entire reaction fluid and improve the accuracy of temperature control. The process used can be widely applied from the laboratory level to the chemical production line, from organic synthesis, inorganic synthesis, catalytic reaction to bio-based biochemical synthesis and fine particle production.

混合基板内の流路の条件は、フィックの法則から推測できる拡散時間と拡散距離の関係から、拡散距離を小さく、即ちマイクロ寸法にすることが必要である。合流個所を複数設けたり、ポーラスフリットやピラーなどの障害物を合流後の流路に置くことにより、合流後の2液界面面積を大きくすることが好ましい。   The condition of the flow path in the mixed substrate needs to make the diffusion distance small, that is, to have a micro dimension from the relationship between the diffusion time and the diffusion distance that can be estimated from Fick's law. It is preferable to increase the area of the two-liquid interface after merging by providing a plurality of merging points or placing obstacles such as porous frit and pillars in the channel after merging.

合流個所を並列に複数設ける場合は、それらの合流個所には極力時間差を生じさせないことが望ましい。また、合流後の流路幅を徐々に100μm以下、可能ならば40μm以下まで縮小させ、合流した流れの中での2液の幅を強制的に縮め、拡散混合をより短時間に強制的に行わせることが望ましい。これによって混合時間は格段に短くなり、爆発性の反応は常温でも可能になり、有機合成反応における反応経路をシンプルに出来、無駄な反応が少なくなるため、高選択性で高収率で不純物が生成が極端に少なくなり、原料の使用量も下がってランニングコスト面でも有利になる。   When a plurality of merge points are provided in parallel, it is desirable that a time difference is not generated as much as possible in the merge points. In addition, the flow path width after merging is gradually reduced to 100 μm or less, and if possible, to 40 μm or less, the width of the two liquids in the merged flow is forcibly reduced, and diffusion mixing is forcibly shortened. It is desirable to do it. This greatly shortens the mixing time, allows explosive reactions even at room temperature, simplifies the reaction route in organic synthesis reactions, and reduces wasteful reactions. Production is extremely reduced, and the amount of raw material used is reduced, which is advantageous in terms of running cost.

(2) (1)に記載の発明において、反応に使用する流体を個々に溜めておく貯留容器を設置する設置スペースが設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (2) In the invention described in (1), an installation space for installing a storage container for individually storing fluids used for the reaction is provided.

(3) (1)または(2)に記載の発明において、反応後の物質を前記導出部より回収する回収容器を複数個設置可能な設置スペースが設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (3) In the invention according to (1) or (2), a fluid reaction apparatus characterized in that an installation space is provided in which a plurality of recovery containers for recovering a substance after reaction from the lead-out part can be installed. .

(4) (1)ないし(3)のいずれかに記載の発明において、前記マイクロ反応空間には、流路幅500μm以下の流路が存在することを特徴とする流体反応装置。   (4) The fluid reaction device according to any one of (1) to (3), wherein a channel having a channel width of 500 μm or less exists in the micro reaction space.

(5) (1)ないし(4)のいずれかに記載の発明において、導入される流体は気体または液体であり、反応後の物質は気体または液体または固体のいずれか、またはそれらの混合体で、導入される流体が連続的な流れであることを特徴とする流体反応装置。   (5) In the invention according to any one of (1) to (4), the fluid to be introduced is a gas or a liquid, and the substance after the reaction is either a gas, a liquid or a solid, or a mixture thereof. The fluid reaction apparatus is characterized in that the introduced fluid is a continuous flow.

(6) (1)ないし(5)のいずれかに記載の発明において、前記流体輸送手段は圧力発生手段または電気的誘電力相互作用手段を有することを特徴とする流体反応装置。   (6) The fluid reaction apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the fluid transporting means includes a pressure generating means or an electric dielectric force interaction means.

(7) (1)ないし(6)のいずれかに記載の発明において、前記流量制御手段は通過流体の体積を測定するセンサ部と、センサ部の測定情報を基に流体が通過する通過面積をコントロールする通過量コントロール部を有していることを特徴とする流体反応装置。   (7) In the invention according to any one of (1) to (6), the flow rate control means includes a sensor unit that measures a volume of the passing fluid, and a passage area through which the fluid passes based on measurement information of the sensor unit. A fluid reaction apparatus comprising a passage amount control unit for controlling.

(8) (1)ないし(7)のいずれかに記載の発明において、前記混合基板が複数設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (8) The fluid reaction apparatus according to any one of (1) to (7), wherein a plurality of the mixed substrates are provided.

(9) (1)ないし(8)のいずれかに記載の発明において、混合後の流体の反応を進行させるために、前記反応流路を前記混合基板とは別に設けた反応基板に形成したことを特徴とする流体反応装置。   (9) In the invention according to any one of (1) to (8), in order to advance the reaction of the fluid after mixing, the reaction flow path is formed on a reaction substrate provided separately from the mixing substrate. A fluid reaction device characterized by the above.

(10) (9)に記載の発明において、前記反応基板が複数設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (10) The fluid reaction apparatus according to the item (9), wherein a plurality of the reaction substrates are provided.

(11) (1)ないし(11)のいずれかに記載の発明において、前記流体輸送手段と前記混合基板の間に第1の流路選択切換弁を、前記混合基板と物質回収口の間に第2の流路選択切換弁を具備したことを特徴としたことを特徴とする流体反応装置。   (11) In the invention according to any one of (1) to (11), a first flow path selection switching valve is provided between the fluid transporting means and the mixing substrate, and between the mixing substrate and the substance recovery port. A fluid reaction apparatus characterized by comprising a second flow path selection switching valve.

(12) (11)に記載の発明において、前記第1の流路選択切換弁と第2の流路選択切換弁は電気動作または空気圧動作により作動する自動弁であることを特徴とする流体反応装置。   (12) The fluid reaction according to the invention described in (11), wherein the first flow path selection switching valve and the second flow path selection switching valve are automatic valves operated by an electric operation or a pneumatic operation. apparatus.

(13) (1)ないし(12)のいずれかに記載の発明において、混合流路に導入された流体が混合された後、混合流路または/および反応流路に流体が充満されたことを判断する充満検知手段を具備し、充満された時点で流体の輸送手段を停止させまたは第1の流路選択切換弁を切換え、流体を反応終結時間に適応する一定時間混合流路または/および反応流路に滞留させておく制御が可能なことを特徴とする流体反応装置。   (13) In the invention according to any one of (1) to (12), after the fluid introduced into the mixing channel is mixed, the mixing channel or / and the reaction channel are filled with fluid. A filling detection means for judging, and when the fluid is filled, the fluid transportation means is stopped or the first channel selection switching valve is switched, and the mixing channel or / and reaction for a certain time to adapt the fluid to the reaction end time. A fluid reaction apparatus characterized in that it can be controlled to remain in a flow path.

(14) (13)に記載の発明において、前記充満検知手段は、物質回収口から出始めた流体を検知する流体有無センサ、または、混合反応後の輸送管内の流体の有無を検知する流体有無センサであることを特徴とする流体反応装置。   (14) In the invention according to (13), the fullness detection means is a fluid presence sensor for detecting a fluid that has started to come out from the substance recovery port, or a fluid presence or absence for detecting the presence or absence of a fluid in the transport pipe after the mixing reaction. A fluid reaction device characterized by being a sensor.

(15) (1)ないし(14)のいずれかに記載の発明において、前記混合流路と前記反応流路には個別に温度測定センサが設けられ、個別に温度制御が可能であることが特徴とすることを特徴とする流体反応装置。   (15) In the invention according to any one of (1) to (14), a temperature measurement sensor is individually provided in the mixing channel and the reaction channel, and the temperature can be individually controlled. A fluid reaction device characterized by the above.

(16) (1)ないし(15)のいずれかに記載の発明において、前記混合基板と前記反応基板の少なくとも一部を積層させて配置させることを特徴とする流体反応装置。   (16) The fluid reaction device according to any one of (1) to (15), wherein at least a part of the mixed substrate and the reaction substrate are stacked.

(17) (1)ないし(16)のいずれかに記載の発明において、前記第2の流路選択切換弁を切り換えて、混合流路、反応流路内の通常の流れの方向とは逆方向に流体を送り込む逆洗手段を具備したことを特徴とする流体反応装置。   (17) In the invention according to any one of (1) to (16), the second flow path selection switching valve is switched to reverse the direction of normal flow in the mixing flow path and the reaction flow path. A fluid reaction apparatus comprising backwashing means for feeding a fluid into the apparatus.

(18) (17)に記載の発明において、前記逆洗手段は、圧送手段として1本ピストンポンプを有することを特徴とする流体反応装置。   (18) In the invention according to (17), the backwashing means includes a single piston pump as a pressure feeding means.

(19) (11)ないし(18)のいずれかに記載の発明において、前記第1の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする流体反応装置。   (19) In the invention according to any one of (11) to (18), the first flow path selection switching valve includes a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, hydrogen A fluid reaction apparatus connected to any one or more of a water supply line and an ozone water supply line.

(20) (11)ないし(19)のいずれかに記載の発明において、前記第2の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする流体反応装置。   (20) In the invention according to any one of (11) to (19), the second flow path selection switching valve includes a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, hydrogen A fluid reaction apparatus connected to any one or more of a water supply line and an ozone water supply line.

(21) (3)ないし(20)に記載の発明において、前記導出部の設置スペースには、2個以上の回収容器を保持可能なテーブルと、テーブル移動機構とを設けたことを特徴とする流体反応装置。   (21) In the invention according to any one of (3) to (20), a table capable of holding two or more recovery containers and a table moving mechanism are provided in the installation space of the lead-out portion. Fluid reaction device.

(22) (21)に記載の発明において、前記テーブル移動機構は回転機構または往復機構であることを特徴とする流体反応装置。   (22) In the invention described in (21), the table moving mechanism is a rotating mechanism or a reciprocating mechanism.

(23) (1)ないし(22)に記載の発明において、反応後の物質の収率を測定する収率測定手段が具備されていることを特徴とする流体反応装置。   (23) The fluid reaction apparatus according to any one of (1) to (22), further comprising yield measuring means for measuring the yield of the substance after the reaction.

(24) (23)に記載の発明において、収率測定手段が紫外吸光、赤外分光、近赤外分光であることを特徴とする流体反応装置。   (24) The fluid reaction apparatus according to (23), wherein the yield measuring means is ultraviolet absorption, infrared spectroscopy, or near infrared spectroscopy.

(25) 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。   (25) A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space, wherein a plurality of flat base materials are joined, and the plurality of fluids are separated from each header space. A plurality of liquid separation flows configured to be continuously supplied to and mixed with the merge space, the header spaces of the fluids provided on different surfaces of the base material, and the header spaces and the merge space to communicate with each other. A fluid mixing apparatus characterized in that the channel is formed such that liquid separation channels from different header spaces open alternately at the inflow portion of the merge space.

(25)に記載の発明によれば、基材の表面に所定の流路を加工して接合することにより、微細な流路を交互に隣接させて合流空間に流入させる混合流路を有する混合装置が、簡単な構成で容易に製造される。   According to the invention described in (25), the mixing having the mixing flow path for processing the predetermined flow paths on the surface of the base material and joining them so that the fine flow paths are alternately adjacent to each other and flow into the merge space The device is easily manufactured with a simple configuration.

(26) (25)に記載の発明において、前記各ヘッダ空間は、前記異なる表面において同心の円弧状に形成され、前記合流空間はこれらの円弧のほぼ中心上に配置されていることを特徴とする流体混合装置。   (26) In the invention described in (25), each of the header spaces is formed in a concentric arc shape on the different surfaces, and the merging space is arranged substantially at the center of these arcs. Fluid mixing device.

(27) (25)または(26)に記載の発明において、前記ヘッダ空間は前記基材のそれぞれ表裏面に形成され、前記合流空間は前記基材の一方の表面に形成され、他方の表面上のヘッダ空間と連通する分液流路は前記基材を貫通して設けられていることを特徴とする流体混合装置。   (27) In the invention described in (25) or (26), the header space is formed on each of the front and back surfaces of the base material, the merge space is formed on one surface of the base material, and on the other surface A fluid mixing device, wherein a separation flow path communicating with the header space is provided through the base material.

(28) (25)または(27)に記載の発明において、前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通する前記複数の分液流路は互いに平行に延びて形成されていることを特徴とする流体混合装置。   (28) In the invention described in (25) or (27), the plurality of liquid separation channels communicating the header spaces and the merge space are formed to extend in parallel to each other. Fluid mixing device.

(28)に記載の発明によれば、複数の分液流路が互いに平行に延びて形成されているので、合流空間側で集中することがなく、設計や製造が容易である。   According to the invention described in (28), since the plurality of liquid separation channels are formed to extend in parallel to each other, they are not concentrated on the side of the merged space and can be easily designed and manufactured.

(29) 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、前記ヘッダ空間を前記基材の表面に沿って設け、前記合流空間を流体が前記基材の板厚方向に流れるように設け、前記ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。   (29) A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space, wherein a plurality of flat base materials are joined, and the plurality of fluids are separated from respective header spaces. The header space is provided along the surface of the base material, and the joint space is provided so that the fluid flows in the plate thickness direction of the base material. A plurality of liquid separation channels that communicate between the header space and the merge space are formed such that the liquid separation channels from different header spaces are alternately opened at the inflow portion of the merge space. Mixing equipment.

(29)に記載の発明によれば、合流空間を流体が基材の板厚方向に流れるように設けているので、合流空間が基材の板面を占拠せず、ヘッダ空間と複数の分液流路とを基材の板面上に自由に配置することができる。   According to the invention described in (29), since the merging space is provided so that the fluid flows in the plate thickness direction of the base material, the merging space does not occupy the plate surface of the base material, and the header space and the plurality of parts are separated. The liquid flow path can be freely arranged on the plate surface of the substrate.

(30) (29)に記載の発明において、前記ヘッダ空間が前記基材の表面において前記合流空間の両側に設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の流入部において互いにずれた位置に開口していることを特徴とする流体混合装置。   (30) In the invention described in (29), the header spaces are provided on both sides of the merge space on the surface of the base material, and liquid separation channels from different header spaces are mutually connected at the inflow portion of the merge space. A fluid mixing device, wherein the fluid mixing device is opened at a shifted position.

(30)に記載の発明によれば、異なるヘッダ空間からの流体が、合流空間の流入部において対向しつつ互いにずれた位置に流入し、旋回流を伴いながら交互に隣接する流れを形成し、界面の面積を増加させる。   According to the invention described in (30), fluids from different header spaces flow into positions shifted from each other while facing each other at the inflow portion of the merge space, and form alternately adjacent flows with a swirl flow, Increase the area of the interface.

(31) (29)に記載の発明において、各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、分液流路の少なくとも一方は前記基材を貫通して設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の対向する側において相対向するように、かつ前記合流空間の同じ側において交互に隣接するように形成されていることを特徴とする流体混合装置。   (31) In the invention according to (29), the header space of each fluid is provided on a different surface of the base material, and at least one of the separation flow paths is provided through the base material, The fluid mixing device is characterized in that the liquid separation channels are formed so as to face each other on the opposite sides of the merge space and alternately adjacent to each other on the same side of the merge space.

(31)に記載の発明によれば、平面的に交互に隣接する流れが2層になって立体的に配置された層状の流れとなって、界面の面積を増加させる。   According to the invention as described in (31), the flow which adjoins by turns into two layers becomes a layered flow arranged in three layers, and increases the area of the interface.

(32) (29)ないし(31)のいずれかに記載の発明において、前記合流空間は、流体が前記基材の板厚方向に流れた後に、該基材に沿って流れるように屈曲して形成されていることを特徴とする流体混合装置。   (32) In the invention according to any one of (29) to (31), the merging space is bent so that the fluid flows along the substrate after flowing in the plate thickness direction of the substrate. A fluid mixing device formed.

(32)に記載の発明によれば、合流空間は、流体が基材の板厚方向に流れた後に基材の面に沿って流れるように屈曲して形成されているので、板厚方向の寸法増加が抑制される。   According to the invention described in (32), the merge space is formed to be bent so that the fluid flows along the surface of the substrate after flowing in the plate thickness direction of the substrate. Increase in dimensions is suppressed.

(33) 複数の流体を平板状の基材に形成された500μm以下の流路幅部分を含む空間に連続的に供給して混合させる混合流路を有し、前記複数の流体の合流点から流れに沿って5mm以上の長さに渡って直径50μm以下の柱状の障害物が等間隔に配置されていることを特徴とする流体混合装置。   (33) having a mixing channel for continuously supplying and mixing a plurality of fluids to a space including a channel width portion of 500 μm or less formed on a flat substrate, and from the confluence of the plurality of fluids A fluid mixing apparatus, wherein columnar obstacles having a diameter of 50 μm or less are arranged at equal intervals over a length of 5 mm or more along the flow.

(33)に記載の発明によれば、混合流路における流体の合流点から流れに沿って微細な柱状の障害物を分散して配置することにより、マイクロ流路を用いた混合装置が、簡単な構成で容易に製造される。   According to the invention described in (33), by mixing and arranging minute columnar obstacles along the flow from the confluence of fluids in the mixing flow path, the mixing device using the micro flow path can be simplified. It is easily manufactured with a simple structure.

(34) (33)に記載の発明において、前記柱状の障害物は複数列の柱が列の間隔をずらして流れ方向に交互配置されたことことを特徴とする流体混合装置。   (34) The fluid mixing apparatus according to the invention described in (33), wherein the columnar obstacle is configured such that a plurality of columns are alternately arranged in the flow direction at different intervals.

(35) (33)または(34)に記載の発明において、前記柱状の障害物は複数で流れ方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする流体混合装置。   (35) In the invention according to (33) or (34), a plurality of the columnar obstacles are arranged in a staggered manner in the flow direction.

(36) (25)ないし(35)のいずれかに記載の発明において、合流後において、流路の幅が徐々に小さくなる部分と徐々に大きくなる部分を持つことを特徴とする流体混合装置。徐々に小さくなる流路の面は複数流体の合流する面と同一面上であることが好ましい。   (36) The fluid mixing device according to any one of (25) to (35), wherein the fluid mixing device has a portion in which the width of the flow path gradually decreases and a portion in which the width gradually increases after joining. It is preferable that the surface of the flow path that gradually decreases is on the same plane as the surface where a plurality of fluids merge.

(37) (25)ないし(36)のいずれかに記載の発明において、合流後において、流路の幅寸法と深さ寸法が交互に縮小、拡大を繰り返すことを特徴とする流体混合装置。その最小寸法は100μm以下であることが好ましい。   (37) The fluid mixing device according to any one of (25) to (36), wherein the width dimension and the depth dimension of the flow path are alternately reduced and enlarged after joining. The minimum dimension is preferably 100 μm or less.

(38) (25)ないし(37)のいずれかに記載の発明において、合流後において、流路の幅方向寸法が深さ方向寸法よりも大きい扁平状部分を有することを特徴とする流体混合装置。   (38) In the invention according to any one of (25) to (37), the fluid mixing device has a flat portion in which the width direction dimension of the flow path is larger than the depth direction dimension after joining. .

(39) (25)ないし(38)のいずれかに記載の発明において、流路を形成する部材が、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)の内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする流体混合装置。これらの素材から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性の面を考慮して、好ましいものが選択される。混合、反応基板材料の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   (39) In the invention according to any one of (25) to (38), the member forming the flow path is made of hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark), PEEK (polyetheretherketone) ), PE (polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane). Fluid mixing device. From these materials, preferable materials are selected in consideration of chemical resistance, pressure resistance, and thermal conductivity. The material of the wetted part of the mixed / reacted substrate material is preferably one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C.

(40) (25)ないし(38)のいずれかに記載の発明において、流路の内壁の一部またはすべての材質が、Au、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbまたはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする流体混合装置。   (40) In the invention according to any one of (25) to (38), a part or all of the material of the inner wall of the flow path is made of Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, A fluid mixing apparatus characterized by being a compound containing Nb or a metal thereof.

(41) (25)ないし(40)のいずれかに記載の発明において、前記基材は、少なくとも1辺の大きさが150mmを越える寸法の矩形であることを特徴とする流体混合装置。   (41) The fluid mixing apparatus according to any one of (25) to (40), wherein the base material is a rectangle having a size of at least one side exceeding 150 mm.

(42) (25)ないし(41)のいずれかに記載の発明において、流体の複数導入口と混合後の単一流体の出口は前記基板の反対側の面に存在することを特徴とする流体混合装置。   (42) The fluid according to any one of (25) to (41), wherein the plurality of fluid inlets and the outlet of the single fluid after mixing are present on the opposite surface of the substrate. Mixing equipment.

(43) (25)ないし(42)のいずれかに記載の発明において、混合反応基板を同一基板内に、流体の温度を反応温度に向けて上昇、または下降させる予備温度調整部を具備したことを特徴とする流体混合装置。   (43) In the invention described in any one of (25) to (42), the mixed reaction substrate is provided in the same substrate, and a preliminary temperature adjusting unit is provided for increasing or decreasing the temperature of the fluid toward the reaction temperature. A fluid mixing device.

(44) (1)ないし(24)のいずれかに記載の発明において、前記混合基板として、(25)ないし(43)のいずれかの流体混合装置を用いることを特徴とする流体反応装置。   (44) The fluid reaction device according to any one of (1) to (24), wherein the fluid mixing device according to any one of (25) to (43) is used as the mixing substrate.

(45) (1)ないし(24)、および(44)のいずれかに記載の発明において、反応基板の流路を形成する周囲部材はSUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK、PE、PVC、PDMS、Si、PTFE、PCTFEの内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする流体反応装置。   (45) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44), the peripheral members forming the flow path of the reaction substrate are SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark). A fluid reaction apparatus characterized by comprising one or more of hard glass such as PEEK, PE, PVC, PDMS, Si, PTFE, and PCTFE.

(46) (1)ないし(24)、(44)、および(45)のいずれかに記載の発明において、反応基板の流路の内壁の一部またはすべての材質がAu、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbの内の1または複数またはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする流体反応装置。   (46) In the invention according to any one of (1) to (24), (44), and (45), a part or all of the material of the inner wall of the flow path of the reaction substrate is Au, Ag, Pt, Pd , Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, Nb, or a compound containing one or more of these metals, or a fluid reaction apparatus characterized by the above.

(47) (1)ないし(24)、および(44)ないし(46)のいずれかに記載の発明において、前記混合基板および/または反応基板が、熱媒体流路を有する温度調整ケース内に収容されていることを特徴とする流体反応装置。これにより、熱媒体流路が混合基板および/または反応基板の全域に沿って均一な流れを作り、反応領域を均一な温度に調整する。   (47) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (46), the mixed substrate and / or reaction substrate is accommodated in a temperature adjustment case having a heat medium flow path. A fluid reaction apparatus characterized by being provided. Accordingly, the heat medium flow path creates a uniform flow along the entire area of the mixed substrate and / or the reaction substrate, and adjusts the reaction region to a uniform temperature.

(48) (47)に記載の発明において、前記該熱媒体流体流路内に温度測定手段が設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (48) The fluid reaction device according to the item (47), wherein a temperature measuring means is provided in the heat medium fluid flow path.

(49) (46)または(47)に記載の発明において、前記熱媒体流路は、前記混合基板および/または反応基板の表裏面に沿った複数の分岐流路を有することを特徴とする流体反応装置。   (49) In the invention described in (46) or (47), the heat medium flow path has a plurality of branch flow paths along the front and back surfaces of the mixed substrate and / or reaction substrate. Reactor.

(50) (47)ないし(49)のいずれかに記載の発明において、前記温度調整ケースはケース本体と蓋部を有し、前記熱媒体流路はこれらを連絡するように形成されていることを特徴とする流体反応装置。   (50) In the invention according to any one of (47) to (49), the temperature adjustment case has a case main body and a lid, and the heat medium flow path is formed so as to connect them. A fluid reaction device characterized by the above.

(51) (50)に記載の発明において、熱流体が流入する前記ケース本体の第1のヘッダに設けられた複数の絞り穴が前記蓋部の第2のヘッダと直結し、第2のヘッダには前記混合基板および/または反応基板の表裏面に平行な流れを形成する複数の分岐流路へと直結する第2の絞り穴が設けられていることを特徴とする流体反応装置。   (51) In the invention according to (50), the plurality of throttle holes provided in the first header of the case body into which the thermal fluid flows are directly connected to the second header of the lid portion, and the second header Is provided with a second throttle hole that is directly connected to a plurality of branch channels that form a flow parallel to the front and back surfaces of the mixed substrate and / or reaction substrate.

(52) (47)ないし(51)のいずれかに記載の発明において、前記温度調整ケースの材料はTi、Al、SUS304、SUS316のいずれかであることを特徴とする流体反応装置。   (52) The fluid reaction device according to any one of (47) to (51), wherein the material of the temperature adjustment case is Ti, Al, SUS304, or SUS316.

(53) (1)ないし(24)、および(44)ないし(52)のいずれかに記載の発明において、前記温度制御手段は、流体混合基板または反応基板を囲い込み混合流体の温度を調整する温度調整媒体保持機構と、保持機構に保持された温度調整媒体と、温度測定センサと、温度調整媒体と混合反応流体の間の伝熱量を調整する伝熱量調整手段を備えたことを特徴とする流体反応装置。   (53) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (52), the temperature control means surrounds the fluid mixed substrate or the reaction substrate and adjusts the temperature of the mixed fluid. A fluid comprising: an adjustment medium holding mechanism; a temperature adjustment medium held by the holding mechanism; a temperature measurement sensor; and a heat transfer amount adjusting means for adjusting a heat transfer amount between the temperature adjustment medium and the mixed reaction fluid. Reactor.

(54) (53)に記載の発明において、前記温度調整媒体として、シリコンオイル、フッ素オイル、アルコール、液体窒素、電気抵抗熱線、ペルチェ素子のいずれか1または複数が用いられることを特徴とする流体反応装置。シリコンオイルは、たとえば−40〜150℃と広い範囲の温度制御を1つの流体で行うことができる。または高温側を重視するならばフッ素系オイル、低温側ならばアルコール系が望ましい。   (54) In the invention described in (53), any one or more of silicon oil, fluorine oil, alcohol, liquid nitrogen, electric resistance heating wire, and Peltier element is used as the temperature adjusting medium. Reactor. Silicon oil can perform temperature control in a wide range of, for example, −40 to 150 ° C. with one fluid. Or, if importance is given to the high temperature side, fluorinated oil is desirable, and if it is on the low temperature side, alcohol based is desirable.

(55) (53)または(54)に記載の発明において、伝熱量調整手段はポンプ流量調整、流量調整弁、電気量のいずれかであることを特徴とする流体反応装置。   (55) The fluid reaction device according to (53) or (54), wherein the heat transfer amount adjusting means is any one of a pump flow rate adjustment, a flow rate adjustment valve, and an electric quantity.

(56) (53)ないし(55)のいずれかに記載の発明において、温度調整媒体保持機構を断熱部材で覆う構造にしたことを特徴とする流体反応装置。   (56) The fluid reaction device according to any one of (53) to (55), wherein the temperature adjusting medium holding mechanism is covered with a heat insulating member.

(57) (56)に記載の発明において、断熱部材はシリコンゴムであることを特徴とする流体反応装置。   (57) The fluid reaction device according to (56), wherein the heat insulating member is silicon rubber.

(58) (1)ないし(24)、および(44)ないし(57)のいずれかに記載の発明において、反応後物質中の必要物質、不要物質を分別する分離抽出手段を具備したことを特徴とする流体反応装置。   (58) The invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (57), characterized in that it comprises a separation and extraction means for separating necessary and unnecessary substances in the post-reaction substance. A fluid reaction device.

(59) (1)ないし(24)、および(44)ないし(58)のいずれかに記載の発明において、粉体原料を液化溶解するための粉体溶解器を具備したことを特徴とする流体反応装置。   (59) The fluid according to any one of (1) to (24) and (44) to (58), comprising a powder dissolver for liquefying and dissolving the powder raw material. Reactor.

(60) (1)ないし(24)、および(44)ないし(59)のいずれかに記載の発明において、流体反応装置内の一部または全域を装置外と隔離し、装置外の圧力より負の圧力としたことを特徴とする流体反応装置。   (60) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (59), a part or all of the inside of the fluid reaction device is isolated from the outside of the device and is more negative than the pressure outside the device. A fluid reaction apparatus characterized by having a pressure of

(61) (1)ないし(24)、および(44)ないし(60)のいずれかに記載の発明において、流体反応装置の下部において漏れた液を貯める液貯めパンと、漏れた液を検知する漏液センサとを具備したことを特徴とする流体反応装置。   (61) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (60), a liquid storage pan for storing liquid leaked at a lower portion of the fluid reaction device, and detecting the leaked liquid A fluid reaction apparatus comprising a leak sensor.

(62) (1)ないし(24)、および(44)ないし(61)のいずれかに記載の発明において、流体反応装置に付属した動作制御手段を含む動作制御部には、流体の流量と反応温度を表示する表示機構が具備されていることを特徴とする流体反応装置。   (62) In the invention according to any one of (1) to (24) and (44) to (61), the operation control unit including the operation control means attached to the fluid reaction device includes a fluid flow rate and a reaction. A fluid reaction apparatus comprising a display mechanism for displaying temperature.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態のマイクロ反応装置について説明する。   A microreaction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1ないし図3は本発明の流体反応装置の実施例であり、2液を混合した後に反応させる装置である。図2又は図3に示すように、この実施の形態の装置は、全体が1つの設置スペースに設置されてユニット化されている。この実施の形態では、この設置スペースは長方形であり、長手方向に沿って4つの領域に区画される。   1 to 3 show an embodiment of the fluid reaction apparatus of the present invention, which is an apparatus for reacting after mixing two liquids. As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the apparatus according to this embodiment is installed in a single installation space as a unit. In this embodiment, the installation space is rectangular and is partitioned into four regions along the longitudinal direction.

一端側の第1の領域は原料流体を貯留する複数の原料貯留容器10A,10Bとその付帯設備が設置された原料貯留部(原料容器設置スペース)1であり、それに隣接する第2の領域は流体を原料貯留容器10A,10Bから処理部3に供給するポンプや流路を設定する切換弁等が設置された配液部2となっている。第2の領域に隣接する第3の領域は、送液された原料流体に所定の処理を施す処理部3となっており、他端側の第4の領域は、処理の結果得られた流体(生成流体)を導出部より導出して貯留する生成流体貯留部(回収容器設置スペース)4である。また、各部の動作の制御を行うコンピュータである動作制御部6と、処理部3の温度調整を行うための熱媒体コントローラ7が設けられている。なお、この実施の形態では、動作制御部6と熱媒体コントローラ7は反応装置と別置きになっているが、勿論一体でも良い。図2に示すように、第2〜第4の領域の床下部分には温度調整配管室5が形成され、ここには後述する処理基板40,42へ加熱又は冷却用の熱媒体を送るための配管が設けられている。   A first region on one end side is a raw material storage unit (raw material container installation space) 1 in which a plurality of raw material storage containers 10A and 10B for storing a raw material fluid and its ancillary facilities are installed, and a second region adjacent thereto is The liquid distribution unit 2 is provided with a pump for supplying fluid from the raw material storage containers 10A and 10B to the processing unit 3, a switching valve for setting a flow path, and the like. A third region adjacent to the second region is a processing unit 3 that performs a predetermined process on the fed raw material fluid, and a fourth region on the other end side is a fluid obtained as a result of the processing. A generated fluid storage unit (recovery container installation space) 4 for storing (generated fluid) by deriving from the deriving unit. Further, an operation control unit 6 which is a computer for controlling the operation of each unit and a heat medium controller 7 for adjusting the temperature of the processing unit 3 are provided. In this embodiment, the operation control unit 6 and the heat medium controller 7 are provided separately from the reaction apparatus, but may be integrated as a matter of course. As shown in FIG. 2, a temperature adjusting piping chamber 5 is formed in the lower floor portion of the second to fourth regions, and here, a heating medium for heating or cooling is sent to the processing substrates 40 and 42 described later. Piping is provided.

このように、上流側から下流側へと各設備を配置することによって流体の流れを円滑にし、かつ装置全体をコンパクトにまとめることができる。この実施の形態では、設備の配列を直線状にしたが、例えば、全体が正方形に近いスペースであれば、各設備を流体の流れがループを形成するように構成してもよい。このような区画は概略のものであり、設計の際には空いたスペースを有効に活用するために適宜に各設備を配置することができる。   Thus, by arranging each facility from the upstream side to the downstream side, the flow of fluid can be made smooth and the entire apparatus can be compactly integrated. In this embodiment, the arrangement of the equipment is linear, but for example, if the whole is a space close to a square, each equipment may be configured such that the flow of fluid forms a loop. Such a partition is a rough one, and each facility can be appropriately arranged in order to effectively utilize the vacant space in the design.

原料貯留部1には、複数(この実施の形態では6個)の貯留容器10A,10Bが設置されている。勿論必要な数の貯留容器10A,10Bを使用すればよい。同じ流体を2つの貯留容器10A,10Bに収容し、これらを交互に切り換えて用いることにより、処理を継続的に行うことができる。外部からの流体源として、原料貯留部1に、ライン洗浄用のアセトンなどの有機溶剤、塩酸、純水などが入った洗浄液容器12や、パージ用等の窒素ガス圧力源14を置いてもよい。また、廃液容器36を置いてもよい。   A plurality (six in this embodiment) of storage containers 10 </ b> A and 10 </ b> B are installed in the raw material storage unit 1. Of course, the necessary number of storage containers 10A and 10B may be used. By storing the same fluid in the two storage containers 10A and 10B and using them alternately, the processing can be continuously performed. As a fluid source from the outside, a cleaning liquid container 12 containing an organic solvent such as acetone for line cleaning, hydrochloric acid, pure water, or a nitrogen gas pressure source 14 for purging may be placed in the raw material reservoir 1. . Further, a waste liquid container 36 may be placed.

配液部(導入部)2には、原料貯留容器10A,10Bに流体導入口を介して接続された原料ポンプ16A,16Bとその付帯設備が設置されている。この実施の形態では、各原料ポンプ16A,16Bの吐出量は原料ポンプ16A,16Bを駆動しているモーター18A,18Bの回転数により管理されるので、原料ポンプ16A,16Bは圧力発生手段と流量調整手段を兼ねている。図1における原料ポンプ16A,16Bはピストン式を例としている。他の圧力発生手段、流量調整手段の例を図4ないし図6に示す。   The liquid distribution section (introduction section) 2 is provided with raw material pumps 16A and 16B connected to the raw material storage containers 10A and 10B via fluid inlets and their associated facilities. In this embodiment, since the discharge amount of each raw material pump 16A, 16B is managed by the number of revolutions of the motors 18A, 18B driving the raw material pumps 16A, 16B, the raw material pumps 16A, 16B have pressure generating means and flow rate. It also serves as an adjustment means. The raw material pumps 16A and 16B in FIG. Examples of other pressure generating means and flow rate adjusting means are shown in FIGS.

圧力発生手段と流量調整手段とを別に構成してもよい。図4では、貯留容器10A,10Bに窒素ガス圧力源14より圧力ガスを送り込むことで液体を圧送し、出口に設けられたマスフローコントローラ20によって流量を調整している。マスフローコントローラ20はセンサ部が熱線式、コントローラ部がピエゾ圧電式であるが、流量を測定するセンサ部と流量をコントロールするコントローラ部を持っている他の流量調整手段でも良い。センサ部は、たとえば図5(a)に示すような、超音波圧電素子式の流量センサ20aでもよいし、図5(b)に示すような差圧式流量センサ20bでもよい。コントローラ部は、図5(a)または(b)に示すピエゾ圧電素子式スプールを用いたコントローラ20dでもよく、図6に示すような磁気浮上式スプールを用いたコントローラ20cでもよい。   The pressure generating means and the flow rate adjusting means may be configured separately. In FIG. 4, liquid is pumped by sending pressure gas from the nitrogen gas pressure source 14 to the storage containers 10A and 10B, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 20 provided at the outlet. The mass flow controller 20 is a hot wire type sensor unit and a piezoelectric type controller unit, but may be other flow rate adjusting means having a sensor unit for measuring the flow rate and a controller unit for controlling the flow rate. The sensor unit may be an ultrasonic piezoelectric element type flow sensor 20a as shown in FIG. 5A or a differential pressure type flow sensor 20b as shown in FIG. 5B, for example. The controller unit may be a controller 20d using a piezoelectric piezoelectric element spool shown in FIG. 5A or 5B, or a controller 20c using a magnetic levitation spool as shown in FIG.

配液部2の付帯設備としては、原料ポンプ16A,16B下流側の各輸送管21A,21Bに配置されたリリーフ弁22A,22B、流路内圧力測定センサ24A,24B、流路選択切換弁26A,26B、逆洗ポンプ28が有る。流路選択切換弁26A,26Bは、通常のライン以外に、洗浄液容器12や、パージ用等の窒素ガス圧力源14と接続されている。逆洗ポンプ28は、流路内が生成物で閉塞した場合に用いられる。ポンプ28は、洗浄液容器12から有機溶剤、塩酸、純水などを吐き出し、流路選択切換弁32を介して後述する反応基板の下流側出口に接続される。洗浄液は通常経路とは逆に流れ、混合基板40の流入口から流路選択切換弁26A,26Bを経て廃液口34から廃液貯留容器36に入れられる。ポンプ28は発生圧力が高く脈動の力で生成物を移動させることも可能なように1本ピストン型のポンプが好ましい。有機溶剤はアセトン、エタノール、メタノールなどが用いられ、塩酸の代わりに、硝酸、りん酸、有機酸を用いてもよい。図1のインフラ用水等の導入口140は、工場設備として純水や水素水の供給設備を持っている場合の導入口で、容器10の設置スペース(原料貯留部)1に置かれた洗浄液容器12内の洗浄液の代わりに洗浄に使用できる。水素水はPd、Niなどの触媒付活用として使われる。オゾン水は、酸化性洗浄用として使われる。また、外部の原料槽から配管を介してこの導入口140から原料溶液を受け入れることもできる。   As ancillary equipment of the liquid distribution unit 2, relief valves 22A and 22B, flow path pressure measurement sensors 24A and 24B, flow path selection switching valve 26A disposed in the transport pipes 21A and 21B downstream of the raw material pumps 16A and 16B. , 26B and backwash pump 28 are provided. The flow path selection switching valves 26A and 26B are connected to the cleaning liquid container 12 and the nitrogen gas pressure source 14 for purging, in addition to the normal line. The backwash pump 28 is used when the inside of the flow path is blocked with a product. The pump 28 discharges an organic solvent, hydrochloric acid, pure water, and the like from the cleaning liquid container 12 and is connected to a downstream outlet of a reaction substrate, which will be described later, via a flow path selection switching valve 32. The cleaning liquid flows in the opposite direction to the normal path, and is put into the waste liquid storage container 36 from the waste liquid port 34 through the flow path selection switching valves 26A and 26B from the inlet of the mixed substrate 40. The pump 28 is preferably a single-piston pump so that the generated pressure is high and the product can be moved by pulsating force. As the organic solvent, acetone, ethanol, methanol, or the like is used, and nitric acid, phosphoric acid, or an organic acid may be used instead of hydrochloric acid. An introduction port 140 for infrastructure water or the like in FIG. 1 is an introduction port when pure water or hydrogen water supply equipment is provided as factory equipment, and a cleaning liquid container placed in the installation space (raw material storage part) 1 of the container 10. 12 can be used for washing instead of the washing liquid in the inside. Hydrogen water is used as a catalyst with Pd, Ni, etc. Ozone water is used for oxidizing cleaning. Moreover, a raw material solution can also be received from this inlet 140 via piping from an external raw material tank.

処理部3は、この例では、図7および図9に示すような、2枚の処理基板、すなわち、混合基板40と反応基板42を有している。混合基板40と反応基板42は、薄板状の基材44の少なくとも一方の表面に所定形状の溝を加工したものを2枚又はそれ以上重ねて接合して構成された平板状の部材であり、基材44の表面の溝により内部に流路が形成されている。流路の形状や寸法は、行われる処理の反応プロセスに応じて設計される。また、基材44の材料も後述するように処理に合わせて選択し、使用圧力に耐えるのに必要な厚さに設計する。これらの処理基板40,42は、図11に示すように、温度調整ケース46に収容されて用いる。   In this example, the processing unit 3 includes two processing substrates, that is, a mixed substrate 40 and a reaction substrate 42 as shown in FIGS. 7 and 9. The mixed substrate 40 and the reaction substrate 42 are plate-like members configured by joining two or more pieces obtained by processing a groove having a predetermined shape on at least one surface of a thin plate-like base material 44, A channel is formed inside by a groove on the surface of the substrate 44. The shape and dimensions of the flow path are designed according to the reaction process of the processing to be performed. Further, the material of the base material 44 is also selected in accordance with the processing as described later, and designed to have a thickness necessary to withstand the working pressure. These processing substrates 40 and 42 are accommodated and used in a temperature adjustment case 46 as shown in FIG.

図7は、予備加熱(予備温度調整)と混合処理を行うための混合基板40を示すもので、3枚の薄板状の基材である上板44a、中板44b、下板44cが接合されて全厚さ5mmの混合基板40が形成されている。流路を形成する溝はいずれも中板44bに形成されており、図において、実線は中板44bの上面に形成された溝、鎖線は中板44bの下面に形成された溝を示している。すなわち、上板44aを貫通して形成された2つの流入ポート47は、中板44bの上面に形成されたそれぞれ2つの予備加熱流路48に連通する。これらの予備加熱流路48はそれぞれ途中で分岐しかつそれぞれ拡大し、再度合流して出口流路50,51に通じ、さらに混合部52に通じている。一方の出口流路50は、中板44bの上面に、他方の出口流路51は中板44bの下面に形成されている。   FIG. 7 shows a mixed substrate 40 for performing preheating (preliminary temperature adjustment) and mixing processing, and an upper plate 44a, a middle plate 44b, and a lower plate 44c, which are three thin plate-like base materials, are joined. Thus, a mixed substrate 40 having a total thickness of 5 mm is formed. All the grooves forming the flow path are formed in the intermediate plate 44b. In the figure, the solid line indicates the groove formed on the upper surface of the intermediate plate 44b, and the chain line indicates the groove formed on the lower surface of the intermediate plate 44b. . That is, the two inflow ports 47 formed through the upper plate 44a communicate with the two preheating channels 48 formed on the upper surface of the middle plate 44b. Each of these preheating channels 48 branches and expands in the middle, and merges again and communicates with the outlet channels 50 and 51 and further with the mixing unit 52. One outlet channel 50 is formed on the upper surface of the middle plate 44b, and the other outlet channel 51 is formed on the lower surface of the middle plate 44b.

混合部52は、図8に拡大して示すように、中板44bの上下面にそれぞれ出口流路50,51と通じる円弧状の溝として形成されたヘッダ部54,55と、このヘッダ部54,55の各点から円弧の中心に向かって延びる複数の分液流路56,57と、これらの表裏の径方向流路が合流するように形成された合流空間58とを有している。分液流路56,57と合流空間58は中板44bの上面に形成され、分液流路56,57はそれぞれのヘッダ部54,55に通じるものが交互に配置されている。下面側のヘッダ部55に通じる分液流路57は、中板44bを貫通する連絡孔57aにより連通している。合流空間58は、他端の出口側に向けて徐々に幅が小さくなるように形成され、他端側の中板44bおよび下板44cを貫通して形成された流出ポート60に開口している。   As shown in an enlarged view in FIG. 8, the mixing portion 52 includes header portions 54 and 55 formed as arc-shaped grooves communicating with the outlet channels 50 and 51 respectively on the upper and lower surfaces of the intermediate plate 44 b, and the header portion 54. , 55 and a plurality of liquid separation channels 56, 57 extending toward the center of the arc, and a merge space 58 formed such that the front and back radial channels merge. The separation flow paths 56 and 57 and the merge space 58 are formed on the upper surface of the intermediate plate 44b, and the separation flow paths 56 and 57 are alternately arranged to communicate with the header portions 54 and 55, respectively. The liquid separation flow path 57 communicating with the header section 55 on the lower surface side is communicated with a communication hole 57a that penetrates the intermediate plate 44b. The merge space 58 is formed so that the width gradually decreases toward the outlet side at the other end, and opens to the outflow port 60 formed through the middle plate 44b and the lower plate 44c on the other end side. .

図示の例では、合流空間58の入口側の開口面59においてA液の分液流路56が5本、B液の分液流路57が4本、交互に配置されている。流出したA液とB液は交互の層状で縞状の流れのまま徐々に流路幅が縮小し、この場合は40μmに達し、強制的に両液が混合されるようになる。幅はその後徐々に大きくなっており、定常流速が得られるようになっている。   In the example shown in the figure, five liquid separation channels 56 for liquid A and four liquid separation channels 57 for liquid B are alternately arranged on the inlet side opening surface 59 of the merge space 58. The outflowing A liquid and B liquid gradually reduce the width of the flow path in an alternating layered and striped flow. In this case, the flow reaches 40 μm, and both liquids are forcibly mixed. The width gradually increases thereafter, and a steady flow rate can be obtained.

図9(a)および(b)は、反応基板42を示すもので、この例では2枚の基材44が接合されて計5mmの反応基板42が構成されている。この反応基板42では、反応流路62が蛇行して形成され、長い流路を効率的に提供している。反応流路62は、入口ポート64および出口ポート65につながる連絡部62a,62cが狭幅に、中央の蛇行部分62bは幅広に形成されている。したがって、出入口部分で絞られて急速に流れ、副生成物の付着を避けており、中央部分では緩やかに流れて、加熱と反応の時間を長く取ることができるようになっている。   FIGS. 9A and 9B show a reaction substrate 42. In this example, two substrates 44 are joined to form a total reaction substrate 42 of 5 mm. In the reaction substrate 42, the reaction flow path 62 is meandered to provide a long flow path efficiently. The reaction channel 62 is formed such that the connecting portions 62a and 62c connected to the inlet port 64 and the outlet port 65 are narrow and the central meandering portion 62b is wide. Therefore, it is squeezed at the entrance / exit part and flows rapidly, avoiding the adhesion of by-products, and flows gently at the center part, so that the heating and reaction time can be increased.

図10(a)および(b)に示すのは、流路の形状の幅が除々に小さくなる部分63aと除々に大きくなる部分63bを持つ反応基板42aの他の例である。この実施の形態では、基材44d,44eの間に、幅寸法が最大aから最小bの範囲で増減する反応流路63が形成されている。幅寸法の増減に合わせ、深さを増減させてもよい。この例では流路の断面積が一定になるよう深さが最大cから最小dの範囲で変化するようになっている。   FIGS. 10A and 10B show another example of the reaction substrate 42a having a portion 63a where the width of the shape of the flow path gradually decreases and a portion 63b where the width gradually increases. In this embodiment, a reaction channel 63 is formed between the base materials 44d and 44e so that the width dimension increases or decreases in the range from the maximum a to the minimum b. The depth may be increased or decreased according to the increase or decrease of the width dimension. In this example, the depth changes from the maximum c to the minimum d so that the cross-sectional area of the flow path is constant.

図10(c)は、他の実施の形態の反応基板42b内の反応流路63cの横断面を示している。この反応流路63cは、幅eは深さfより大きい扁平形状をしており、熱触媒からの熱の伝達方向(矢印で表示)に交差する広い伝熱面を有するので、流路内の流体に有効に熱の伝達が行われる。   FIG. 10C shows a cross section of the reaction flow path 63c in the reaction substrate 42b of another embodiment. The reaction channel 63c has a flat shape with a width e larger than the depth f and has a wide heat transfer surface that intersects the direction of heat transfer from the thermal catalyst (indicated by an arrow). Heat is effectively transferred to the fluid.

なお、合流空間58や反応流路62に、適当な触媒を配置することは反応を促進するために有効である。このような触媒は反応の種類に応じて選択される。配置の仕方は、例えば、流路の内面に塗布したり、後述するような流路の障害物として配置することができる。   In addition, it is effective in order to accelerate | stimulate reaction to arrange | position an appropriate catalyst in the merge space 58 and the reaction flow path 62. FIG. Such a catalyst is selected depending on the type of reaction. As for the arrangement method, for example, it can be applied to the inner surface of the channel, or can be arranged as an obstacle of the channel as described later.

これらの基板40,42を形成する基材44の少なくとも流路を形成する素材は、例えば、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)の内から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性、耐熱性等を考慮して、好ましいものを選択する。混合基板40および反応基板42材料の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   The material forming at least the flow path of the base material 44 forming these substrates 40 and 42 is, for example, hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark), PEEK (polyetheretherketone), PE (Polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxylalkane), chemical resistance, pressure resistance, thermal conductivity, heat resistance, etc. A preferable one is selected in consideration. The material of the wetted part of the mixed substrate 40 and the reaction substrate 42 is one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. desirable.

図11は、処理ブロックの構成を示すもので、温度調整ケース46は、内部に処理基板40,42を収容する空間70が形成されるようなケース本体72とこれを覆う蓋部74とからなり、これらには複数の平行な熱媒体流路を構成する溝76が内面に開口して形成されている。ケース本体72には、これらの溝76に連通する給液路78と排液路80(図12(a)参照)が形成され、これらの給液路78と排液路80はそれぞれ給液管および戻し管を介して熱媒体コントローラ7に接続されている。これら給液路78と排液路80は、接合される蓋部74側にも開口を介して連通している。このように、この例では、処理基板40,42は温度調整ケース46に完全に収容された状態で加熱(または冷却)され、熱媒体流体は混合基板40、または反応基板42の表裏面に直接接触している。   FIG. 11 shows a configuration of the processing block. The temperature adjustment case 46 includes a case main body 72 in which a space 70 for accommodating the processing substrates 40 and 42 is formed, and a lid portion 74 covering the case main body 72. In these, grooves 76 constituting a plurality of parallel heat medium flow paths are formed so as to open to the inner surface. A liquid supply path 78 and a drainage path 80 (see FIG. 12A) communicating with the grooves 76 are formed in the case main body 72. The liquid supply path 78 and the drainage path 80 are respectively connected to the liquid supply pipes. And connected to the heat medium controller 7 via a return pipe. These liquid supply path 78 and drainage path 80 are also communicated with each other through the opening on the lid 74 side to be joined. As described above, in this example, the processing substrates 40 and 42 are heated (or cooled) in a state of being completely accommodated in the temperature adjustment case 46, and the heat medium fluid is directly applied to the front and back surfaces of the mixed substrate 40 or the reaction substrate 42. In contact.

熱媒体コントローラ7には、媒体温度を補正する制御機構と熱媒体を輸送する輸送ポンプが内蔵されている。熱媒体流体は個々の熱交換器82を通過後、熱媒体配管を介して混合基板40や反応基板42の温度調整ケース46の熱媒体流入口84に達するようになっている。熱交換器82は例えば冷却用の市水の量を変えることで熱媒体の個々の温度を変えられるようになっている。   The heat medium controller 7 includes a control mechanism for correcting the medium temperature and a transport pump for transporting the heat medium. The heat medium fluid passes through the individual heat exchangers 82 and then reaches the heat medium inlet 84 of the temperature adjustment case 46 of the mixed substrate 40 or the reaction substrate 42 via the heat medium pipe. The heat exchanger 82 can change individual temperatures of the heat medium, for example, by changing the amount of city water for cooling.

図12(a)〜(d)には、温度調整ケース46の他の例が示されており、ここでは、熱媒体流路はケース本体72と蓋部74のそれぞれの内部に形成されている。給液路78は、図12(c)に示すように、給液配管88の先端が挿入された二重管の構成となっており、細い連通路90を介して熱媒体流路92に連通している。排液側も同様の構成である。図12(b)に示すように、混合基板40と反応基板42はボルト94、ナット95及びスペーサ96を介して積層して結合されている。   12 (a) to 12 (d) show other examples of the temperature adjustment case 46. Here, the heat medium flow path is formed inside each of the case main body 72 and the lid portion 74. FIG. . As shown in FIG. 12 (c), the liquid supply path 78 has a double pipe structure in which the tip of the liquid supply pipe 88 is inserted, and communicates with the heat medium flow path 92 through the thin communication path 90. is doing. The drainage side has the same configuration. As shown in FIG. 12 (b), the mixed substrate 40 and the reaction substrate 42 are laminated and bonded via bolts 94, nuts 95, and spacers 96.

図12(b)には、温度調整ケース46に収容された処理基板40,42への原料溶液の供給・排出の経路が示されている。すなわち、それぞれの溶液は、温度調整ケース46を貫通して形成された流通路98を介して混合基板40へ流出入する。また、処理基板40,42どうしの、例えば混合基板40から反応基板42への流通は、温度調整ケース46の流通路98を連絡する連絡配管100を介して行う。図12(d)には、反応基板42への液の流入部と流出部の構造が説明されている。液の流れを上方向から下方向へ向かわせるために、通常は処理基板40,42の液の入口は上面に、出口は下面に形成する。   FIG. 12B shows a supply / discharge path of the raw material solution to the processing substrates 40 and 42 accommodated in the temperature adjustment case 46. That is, each solution flows into and out of the mixed substrate 40 through the flow passage 98 formed through the temperature adjustment case 46. In addition, the processing substrates 40, 42 are circulated from the mixed substrate 40 to the reaction substrate 42, for example, via the connecting pipe 100 that communicates the flow path 98 of the temperature adjustment case 46. FIG. 12D illustrates the structure of the inflow portion and the outflow portion of the liquid to the reaction substrate 42. In order to direct the flow of the liquid from the upper direction to the lower direction, the liquid substrate of the processing substrates 40 and 42 is usually formed on the upper surface and the outlet is formed on the lower surface.

図1に示す実施の形態では、反応基板42の流出口102は、回収配管104を介して生成流体貯留部4に接続されている。生成流体貯留部4には、冷却用の熱交換器106、流路選択切換弁32等の下流側に回収容器108が設けられている。回収容器108が置かれる生成流体貯留部4は、他の領域から温度等の影響を受けないように、また生成流体から発生する可能性のある有毒ガスを遮断するように隔離されている。   In the embodiment shown in FIG. 1, the outlet 102 of the reaction substrate 42 is connected to the product fluid reservoir 4 via a recovery pipe 104. In the product fluid storage unit 4, a recovery container 108 is provided on the downstream side of the cooling heat exchanger 106, the flow path selection switching valve 32, and the like. The product fluid reservoir 4 in which the recovery container 108 is placed is isolated so as not to be affected by temperature or the like from other regions and to block toxic gas that may be generated from the product fluid.

図13は、生成流体貯留部4の他の実施の形態を示すもので、複数の回収容器108が回転テーブル112上に保持されている。図13の場合は、回収容器108は2個であり、回転テーブル112を移動させるアクチュエータ114は180度回転型ロータリーアクチュエータである。勿論、回収容器108の数やアクチュエータ114の種類は適宜に選択可能である。動作制御部6は、例えば、回収容器108の液面を検知する液面検知センサ111bにより、回収容器108の交換時期を判断し、流路選択切換弁32により液流を止め、物質回収口110の下流に設けた光学的流体検知センサ111aによりこれを確認して、アクチュエータ114を作動させる。   FIG. 13 shows another embodiment of the product fluid storage unit 4, and a plurality of collection containers 108 are held on the turntable 112. In the case of FIG. 13, there are two collection containers 108, and the actuator 114 that moves the rotary table 112 is a 180-degree rotary actuator. Of course, the number of collection containers 108 and the type of actuator 114 can be selected as appropriate. For example, the operation control unit 6 determines the replacement time of the recovery container 108 by the liquid level detection sensor 111b that detects the liquid level of the recovery container 108, stops the liquid flow by the flow path selection switching valve 32, and the substance recovery port 110. This is confirmed by the optical fluid detection sensor 111a provided downstream of the actuator 114, and the actuator 114 is operated.

上記のように構成された流体反応装置により、薬液等の製品を生産する工程を説明する。なお、自動化できる工程は基本的に動作制御部6によって自動制御される。   A process of producing a product such as a chemical solution using the fluid reaction apparatus configured as described above will be described. The processes that can be automated are basically automatically controlled by the operation control unit 6.

まず、原料貯留部1において必要な原料溶液A,Bを、貯留容器10A,10Bに用意しておく。処理基板として必要な混合基板40と反応基板42を選び、処理部3に設置する。熱媒体コントローラ7により熱媒体の温度を設定し、熱交換器82の市水の量を調整して各熱媒体経路の温度をそれぞれ調整し、混合基板40および反応基板42の温度調整ケース46へ流通させてこれらを所定の温度に維持する。温度の制御は、温度調整ケース46への入口に設けた温度センサ116,118により管理されるが、処理基板40,42内の流路に洗浄用の純水等を流す間に、その温度を混合基板40の出口の温度センサ120,122で測定し、フィードバックすることにより、正確に行うことができる。   First, the raw material solutions A and B required in the raw material storage unit 1 are prepared in the storage containers 10A and 10B. A necessary mixed substrate 40 and reaction substrate 42 are selected as processing substrates and installed in the processing unit 3. The temperature of the heat medium is set by the heat medium controller 7, the amount of city water in the heat exchanger 82 is adjusted to adjust the temperature of each heat medium path, and the temperature adjustment case 46 of the mixed substrate 40 and the reaction substrate 42. These are circulated and maintained at a predetermined temperature. The temperature control is managed by the temperature sensors 116 and 118 provided at the entrance to the temperature adjustment case 46. The temperature is controlled while flowing pure water for cleaning or the like in the flow path in the processing substrates 40 and 42. The measurement can be performed accurately by measuring and feeding back with the temperature sensors 120 and 122 at the outlet of the mixed substrate 40.

温度が調整され、流路の洗浄を終えてから、流路選択切換弁32を切り換え、原料貯留容器10A,10Bからポンプ16A,16B、混合基板40、反応基板42、流出口102、回収口110を経て回収容器108に至る処理流路を構成し、ポンプ16A,16Bを作動して所定の流量で原料溶液A,Bをそれぞれ圧送する。流路選択弁32をアクチュエータにより作動する自動弁としており、これらの動作は自動運転も可能である。   After the temperature is adjusted and the cleaning of the flow path is completed, the flow path selection switching valve 32 is switched, and the raw material storage containers 10A and 10B to the pumps 16A and 16B, the mixed substrate 40, the reaction substrate 42, the outlet 102, and the recovery port 110 are switched. Then, the processing flow path to the recovery container 108 is configured, and the pumps 16A and 16B are operated to feed the raw material solutions A and B at a predetermined flow rate, respectively. The flow path selection valve 32 is an automatic valve operated by an actuator, and these operations can be automatically operated.

混合基板40においては、溶液は予備加熱部において所定の温度に予備加熱された後、混合部52において合流し、混合する。この際、各液はヘッダ部54,55から分液流路56,57を経由して交互に配置した加工から合流空間58に流入し、さらに下流へ向かうに従い断面が減少するので、マイクロサイズの流れが規則的に混在する流れとなり、フィックの法則に則って迅速に混合する。その状態で、反応温度に維持された反応基板42の反応流路62に流入すると、反応は、物質移動や熱伝導の制約を受けずに迅速に進行する。したがって、量産手段として充分実用的であるとともに、反応速度の早い爆発性の反応でも低温下で行う必要がなくなる。また、この例では、反応流路62が混合流路に比べて充分幅が広く形成されているので、反応速度が遅い反応の場合でも充分な時間を掛けて行うことができ、高い収率を得ることができる。   In the mixed substrate 40, the solution is preheated to a predetermined temperature in the preheating unit, and then merged and mixed in the mixing unit 52. At this time, each liquid flows from the header portions 54 and 55 via the separation flow paths 56 and 57 into the merging space 58 from the alternately arranged processing, and the cross section decreases further toward the downstream. The flow is mixed regularly and mixed quickly according to Fick's law. In that state, when it flows into the reaction channel 62 of the reaction substrate 42 maintained at the reaction temperature, the reaction proceeds rapidly without being restricted by mass transfer or heat conduction. Therefore, it is sufficiently practical as a mass production means, and it is not necessary to carry out an explosive reaction with a high reaction rate at a low temperature. In this example, since the reaction channel 62 is formed to be sufficiently wide as compared with the mixing channel, even when the reaction rate is low, the reaction can be performed with sufficient time, resulting in a high yield. Obtainable.

得られた生成物は、反応流路62の流出口102から回収配管104を経由して熱交換器106に送られ、ここで冷却されて、回収口110より回収容器108に流入する。原料貯留容器10A,10Bが空になったり、回収容器108が満杯になったら、それぞれ流路選択切換弁26A,26Bを切り換えて他の容器と交換することにより、連続的な運転が可能である。なお、反応に時間が掛かる場合には、混合基板40および反応基板42内に液を一定時間閉じ込めてバッチ運転することも可能である。流路選択弁26A、26Bも自動弁であるのでこれらの動作は自動運転も可能である。   The obtained product is sent from the outlet 102 of the reaction channel 62 to the heat exchanger 106 via the recovery pipe 104, cooled here, and flows into the recovery container 108 from the recovery port 110. When the raw material storage containers 10A and 10B are emptied or the recovery container 108 is full, continuous operation is possible by switching the flow path selection switching valves 26A and 26B and replacing them with other containers. . In addition, when reaction takes time, it is also possible to carry out batch operation by confining the liquid in the mixed substrate 40 and the reaction substrate 42 for a certain period of time. Since the flow path selection valves 26A and 26B are also automatic valves, these operations can be automatically operated.

バッチ運転の方法は、図1においてポンプ16A,16Bを一時停止してもよいし、流路選択切換弁26A,26Bを切り換えて、処理部3への流入を停止させてもよい。これにより、反応時間が長い場合でも反応流路62の長さを長くする必要がなくなる。バッチ運転の際は、混合流路または/および反応流路に流体が充満されたことを判断する充満検知手段を用いて運転制御を行うことが好ましい。これは、例えば、図13に示すような光学的流体検知センサ111aが用いられる。これにより、混合流路または/および反応流路に流体が充満されたと判断した時点で、流体の輸送手段を停止させまたは第1の流路選択切換弁を切換え、流体を反応終結時間に適応する一定時間混合流路または/および反応流路に滞留させておく。   In the batch operation method, the pumps 16A and 16B in FIG. 1 may be temporarily stopped, or the flow path selection switching valves 26A and 26B may be switched to stop the flow into the processing unit 3. This eliminates the need to increase the length of the reaction channel 62 even when the reaction time is long. In batch operation, it is preferable to perform operation control using a fullness detection means for determining that the fluid is filled in the mixing channel or / and the reaction channel. For example, an optical fluid detection sensor 111a as shown in FIG. 13 is used. Accordingly, when it is determined that the fluid is filled in the mixing channel or / and the reaction channel, the fluid transporting unit is stopped or the first channel selection switching valve is switched to adapt the fluid to the reaction end time. It is allowed to stay in the mixing channel or / and the reaction channel for a certain time.

図14(a)は、他の実施の形態の混合部52aを示すもので、2つのヘッダ部54a,55aは円弧状ではなく幅方向に直線的に延びており、また合流空間58aの前端側、すなわちヘッダ部54aに向かう側の幅Wはヘッダ部54aの幅とほぼ同じに設定されている。そして、分液流路56a,57aは互いに平行に延びて、ヘッダ部と合流空間を連絡するように形成されている。合流空間58は、他端の出口側に向けて徐々に幅が小さくなるように、平面視において台形状に形成され、他端側の中板44bおよび下板44cを貫通して形成された流出ポート60に開口している。出口側の幅wは、縮小比(r=w/W)が処理対象に応じて適宜の値になるように選択する。   FIG. 14 (a) shows a mixing portion 52a according to another embodiment. The two header portions 54a and 55a are not circular but extend linearly in the width direction, and the front end side of the merge space 58a. That is, the width W on the side facing the header portion 54a is set to be substantially the same as the width of the header portion 54a. The liquid separation channels 56a and 57a extend in parallel to each other and are formed so as to communicate the header portion and the merge space. The merge space 58 is formed in a trapezoidal shape in plan view so that the width gradually decreases toward the outlet side of the other end, and the outflow formed through the middle plate 44b and the lower plate 44c on the other end side. The port 60 is open. The width w on the exit side is selected so that the reduction ratio (r = w / W) becomes an appropriate value according to the processing target.

先の実施の形態と同様に、ヘッダ部54a,55aは中板44bの上下面に分かれて形成され、一方のヘッダ部55aと分液流路57aとは、中板44bを貫通する連絡孔57xにより互いに連通している。   As in the previous embodiment, the header portions 54a and 55a are formed separately on the upper and lower surfaces of the intermediate plate 44b, and the one header portion 55a and the liquid separation flow path 57a are connected to the communication hole 57x penetrating the intermediate plate 44b. Are in communication with each other.

この実施の形態では、図8の実施の形態に比較して製造工程が容易であり、また、スケールアップモデルへの移行が容易であるという利点が有る。第1の点は、図8の場合は、合流空間58aの近辺で分液流路56a,57aどうしが近接するので、この部分の製造が他の部分より難しくなるが、図14(a)の実施の形態では、このような問題は無いからである。   In this embodiment, there are advantages that the manufacturing process is easier and the shift to the scale-up model is easier than the embodiment of FIG. In the case of FIG. 8, the first point is that the liquid separation flow paths 56 a and 57 a are close to each other in the vicinity of the merge space 58 a, so that manufacture of this part is more difficult than other parts. This is because there is no such problem in the embodiment.

第2の点は、第1の点と関連するが、以下、説明する。例えば、混合部を含む反応装置が医薬品の製造に用いられる場合、装置は、開発段階だけでなく生産段階でも用いられる。開発段階から生産段階に移行すれば、混合部もスケールアップに対応しなければならない。例えば、開発初期の流量が0.1L/hだとすれば、前臨床では1L/hレベル、パイロットプラントレベルで50L/h、生産プラントレベルで100〜200L/hとなり、当初の開発機に比べれば1000倍前後のスケールアップが必要になる。混合部において、流路の幅は装置の基本性能に影響する因子であり、基本的に変えないので、分液流路の本数を増やすことになる。   The second point is related to the first point and will be described below. For example, when a reaction apparatus including a mixing unit is used for manufacturing a pharmaceutical product, the apparatus is used not only in a development stage but also in a production stage. If we move from the development stage to the production stage, the mixing section must also support scale-up. For example, if the initial flow rate is 0.1 L / h, the preclinical level is 1 L / h, the pilot plant level is 50 L / h, and the production plant level is 100 to 200 L / h. For example, a scale-up of about 1000 times is required. In the mixing section, the width of the flow path is a factor that affects the basic performance of the apparatus and basically does not change, so the number of liquid separation flow paths is increased.

図8の場合は、先に述べたように、分液流路56,57が集合する部分が製造上のネックとなる。従って、この部分の溝どうしの最小寸法が既定であれば、本数が増えるほどヘッダ部側の幅が拡大してしまい、結果として装置の寸法(チップサイズ)が大きくなってしまう。図14(a)の実施の形態では、処理量に応じて、つまり比例して、図14(b)に示すように、幅Wが大きくなるだけである。   In the case of FIG. 8, as described above, the part where the liquid separation channels 56 and 57 gather becomes a manufacturing bottleneck. Therefore, if the minimum dimension between the grooves in this portion is predetermined, the width on the header portion side increases as the number increases, and as a result, the size (chip size) of the device increases. In the embodiment of FIG. 14A, the width W only increases as shown in FIG. 14B in proportion to the processing amount, that is, in proportion to the processing amount.

また、図8の場合は、スケールアップに伴って合流角度が変化するので、製造工程が複雑化する。場合によっては、合流角度が変化する結果、開発段階と同じ性能をスケールアップ後の生産段階で得られないかもしれない。一方、図14(a)の実施の形態では、このような問題が無いことは明らかである。   Further, in the case of FIG. 8, since the merging angle changes with the scale-up, the manufacturing process becomes complicated. In some cases, as a result of the change in the merging angle, the same performance as the development stage may not be obtained in the production stage after the scale-up. On the other hand, it is obvious that there is no such problem in the embodiment of FIG.

図15は、さらに他の実施の形態の混合部52bを示すもので、2つのヘッダ部54b,55bは、平面視においてコ字状に形成されて、2つの側枝部54x、55xがそれぞれ同じ中心線に対して対称になるように配置されている。合流空間58bは、この例では、下方に延びる空間である。2つのヘッダ部54b,55bの側枝部54x、55xからは、それぞれ中心線に向けて分液流路56b,57bが平行に延び、合流空間58bに開口している。異なるヘッダ部54b,55bからの分液流路56b,57bは、合流空間58bにおいて、同じ側については交互に隣接し、かつ反対側については互いに対向する位置で開口するように配置されている。合流空間58bは、最下層の基材44d内を上下に延びているが、形状、寸法等は先の実施の形態と同様である。   FIG. 15 shows a mixing unit 52b according to still another embodiment. The two header parts 54b and 55b are formed in a U shape in a plan view, and the two side branch parts 54x and 55x have the same center. They are arranged symmetrically with respect to the line. In this example, the merge space 58b is a space extending downward. From the side branch portions 54x and 55x of the two header portions 54b and 55b, the liquid separation flow paths 56b and 57b extend in parallel toward the center line, respectively, and open to the merge space 58b. The liquid separation channels 56b and 57b from the different header portions 54b and 55b are arranged so as to be alternately adjacent to each other on the same side and open at positions facing each other on the opposite side in the merge space 58b. The merge space 58b extends vertically in the lowermost base material 44d, but the shape, dimensions, and the like are the same as in the previous embodiment.

図15の実施の形態では、分液流路56b,57bからの流れが平面的に交互に隣接する流れを形成するが、この実施の形態では、これが2層になって立体的に配置された層流となる。従って、隣接する流れとの界面の面積が増えて、拡散による混合を一層促進する。また、対向流どうしが衝突するので流れが微細化し、それによる界面の面積増加効果によっても混合効果が高められる。この実施の形態が、スケールアップモデルへの移行が容易であるという利点を有するのは、図14の場合と同様である。   In the embodiment of FIG. 15, the flow from the liquid separation flow paths 56b and 57b forms a flow that is alternately adjacent in a plane, but in this embodiment, it is arranged three-dimensionally in two layers. Laminar flow. Therefore, the area of the interface with the adjacent flow is increased, and mixing by diffusion is further promoted. Further, since the opposing flows collide with each other, the flow becomes finer, and the mixing effect is enhanced by the effect of increasing the area of the interface. This embodiment has the advantage of easy transition to the scale-up model, as in the case of FIG.

図16は、さらに他の実施の形態の混合部52cを示すもので、混合空間58cを下方に延びる直交部58xと板面に沿って延びる平行部58yとから形成している。図15では、混合空間58bの全長が上下方向に、すなわち、混合基板40や基材44の厚さ方向に延びているので、全体の寸法が増加する、あるいは、逆に混合空間58bの長さが制約されるという不具合を生じる。また、板厚方向に空間を形成することも製造上容易ではない。この実施の形態では、混合空間58cは下方に延びる直交部58xと板面に沿って延びる平行部58yとから形成されているので、板厚の増加は僅かであり、製造工程も平板表面に加工してから重ねるという他の部分と同じ工程で対応可能である。   FIG. 16 shows a mixing portion 52c according to still another embodiment. The mixing space 58c is formed of an orthogonal portion 58x extending downward and a parallel portion 58y extending along the plate surface. In FIG. 15, since the total length of the mixing space 58b extends in the vertical direction, that is, in the thickness direction of the mixing substrate 40 and the base material 44, the overall size increases, or conversely, the length of the mixing space 58b. This causes the problem of being restricted. Moreover, it is not easy in manufacturing to form a space in the thickness direction. In this embodiment, since the mixing space 58c is formed by the orthogonal portion 58x extending downward and the parallel portion 58y extending along the plate surface, the increase in the plate thickness is slight, and the manufacturing process is processed to the flat plate surface. Then, it can be handled in the same process as the other part of overlapping.

図17は、さらに他の実施の形態の混合部52dを示すもので、2つのヘッダ部54d,55dは、同図(a)に示すように、混合空間58dの両側にそれぞれ分かれて配置されており、混合空間58dは、同図(b)に示すように、一旦下方に延びた後に板面に沿って延びて形成されている。異なるヘッダ部54d,55dからの分液流路56d,57dは、混合空間58dにおいて対向してかつ互いにずれて開口している。分液流路56d,57dからの流れは平面的に交互に隣接する流れを形成し、かつ隣接する流れの間で、同図(c)に示すように、旋回流を形成しながら混合空間58dを下降する。この場合の旋回流も2つの液の界面の面積を増加させ、混合効果を高めることができる。   FIG. 17 shows a mixing unit 52d of still another embodiment. As shown in FIG. 17A, the two header units 54d and 55d are separately arranged on both sides of the mixing space 58d. In addition, the mixing space 58d is formed to extend along the plate surface after once extending downward, as shown in FIG. The liquid separation flow paths 56d and 57d from the different header portions 54d and 55d are opposed to each other in the mixing space 58d and open while being shifted from each other. The flow from the liquid separation flow paths 56d and 57d forms a flow alternately adjacent in a plane, and a mixing space 58d while forming a swirling flow between the adjacent flows as shown in FIG. Descend. The swirl flow in this case can also increase the area of the interface between the two liquids and enhance the mixing effect.

図18は、図17の混合部の変形例を示すもので、2つのヘッダ部54d,55dは、基材44bの同じ側の面に形成されている。混合空間58cが下方に延びる直交部58xを有しているので、2つのヘッダ部54d,55dを混合空間58cと同一面の両側に形成することができ、分液流路56d,57dを互いに干渉することなく、交互に開口させることができるからである。   FIG. 18 shows a modification of the mixing portion of FIG. 17, and the two header portions 54d and 55d are formed on the same side surface of the base member 44b. Since the mixing space 58c has the orthogonal portion 58x extending downward, the two header portions 54d and 55d can be formed on both sides of the same surface as the mixing space 58c, and the liquid separation channels 56d and 57d interfere with each other. It is because it can be made to open alternately, without doing.

図19は、混合基板40における混合部52eの他の実施の形態を示すもので、Y字状に合流する合流空間58eに、障害物124を一定間隔aで所定の距離Lに渡って配置したものである。この例では、φ50μm以下である柱状の障害物124を、合流点からL=5mm以上に渡って5列に配置した。各障害物124は隣接するものが流れ方向にピッチの半分ずつずれるように、千鳥状に配置されている。これによって界面が蛇行するので2つの流体の界面面積を大きくすることができる。図20の混合部52fでは、合流空間58fに障害物124を1列に配置したもので、同様に界面面積を大きくすることができる。これは、より狭い合流空間58fで採用するのに好適である。   FIG. 19 shows another embodiment of the mixing part 52e in the mixed substrate 40. The obstacle 124 is arranged at a constant distance a over a predetermined distance L in the merge space 58e that merges in a Y-shape. Is. In this example, the columnar obstacles 124 having a diameter of 50 μm or less are arranged in five rows from the merging point over L = 5 mm. Each obstacle 124 is arranged in a staggered manner so that adjacent ones are shifted by half the pitch in the flow direction. As a result, the interface meanders, so that the interface area between the two fluids can be increased. In the mixing unit 52f of FIG. 20, the obstacles 124 are arranged in a line in the merge space 58f, and the interface area can be increased similarly. This is suitable for use in a narrower merge space 58f.

図21は、流体反応装置の処理部3の液フローの他の実施の形態を示すものである。これは、図1の処理部3において、混合基板40→反応基板42の組み合わせを2系統R1,R2設け、さらに配液部2の流路選択切換弁26A,26Bを用いて原料溶液A,Bをいずれの系統R1,R2にも供給可能にしたものである。この実施の形態では、2系統を用いることで、必要に応じて処理量を増やすことができるが、その他にも種々の使用方法が有る。例えば、反応生成物が固体粒子を析出しやすく、配管途中で詰まりやすい場合などでは、それに備えて一方の系統を予備として使用する。また、流路選択切換弁26A,26Bでライン1を交互に切り換えて、上述したバッチ運転を連続的に行うことができる。勿論、このようなラインは、3以上を適宜に並列して設けることができる。この場合も流路選択弁切換弁26A、26Bは自動操作が可能である。   FIG. 21 shows another embodiment of the liquid flow of the processing unit 3 of the fluid reaction device. This is because, in the processing section 3 of FIG. 1, two systems R1, R2 are provided in the combination of the mixed substrate 40 → the reaction substrate 42, and further, the raw material solutions A, B are used by using the flow path selection switching valves 26A, 26B of the liquid distribution section 2. Can be supplied to any system R1, R2. In this embodiment, the amount of processing can be increased as necessary by using two systems, but there are various other usage methods. For example, in the case where the reaction product easily deposits solid particles and is easily clogged in the middle of the piping, one system is used as a reserve. Further, the above-described batch operation can be continuously performed by alternately switching the line 1 with the flow path selection switching valves 26A and 26B. Of course, three or more such lines can be provided in parallel as appropriate. Also in this case, the flow path selection valve switching valves 26A and 26B can be automatically operated.

図22は、処理部3において反応基板を複数直列に配置した例を示す。この例では、混合基板40と3つの反応基板42a,42b,42cの計4つの処理基板に個々の温度センサ120,122a,122b,122cを設けており、反応の段階に応じて反応基板42a,42b,42cを独立して温度制御することが可能である。この実施の形態の処理部3の構成は、生化学反応のように反応時間と反応温度を大胆に且つ瞬時に変化させたい反応に適している。たとえば反応基板42aでは100℃、反応基板42bでは−20℃というような反応もこのシステムでは可能になる。   FIG. 22 shows an example in which a plurality of reaction substrates are arranged in series in the processing unit 3. In this example, individual temperature sensors 120, 122a, 122b, and 122c are provided on a total of four processing substrates, that is, the mixed substrate 40 and the three reaction substrates 42a, 42b, and 42c. It is possible to control the temperature of 42b and 42c independently. The configuration of the processing unit 3 of this embodiment is suitable for a reaction in which the reaction time and the reaction temperature are to be changed boldly and instantaneously, such as a biochemical reaction. For example, a reaction such as 100 ° C. for the reaction substrate 42a and −20 ° C. for the reaction substrate 42b is possible in this system.

図23は、処理部3において混合基板40を複数設けた実施の形態である。この実施の形態では、A液とB液を混合し反応させる混合基板40と反応基板42の下流に、第2の混合基板40aが設けられ、ここでポンプ16Cから輸送された第3の原料溶液または反応剤であるC液と合流し、混合する。これらの2つの混合基板40,40aと1つの反応基板42の温度は個別に制御される。なお、C液は反応停止剤でもよい。   FIG. 23 shows an embodiment in which a plurality of mixed substrates 40 are provided in the processing unit 3. In this embodiment, a second mixed substrate 40a is provided downstream of the mixed substrate 40 and the reaction substrate 42 for mixing and reacting the A liquid and the B liquid. Here, the third raw material solution transported from the pump 16C is provided. Alternatively, it is combined with the C liquid which is a reactant and mixed. The temperatures of these two mixed substrates 40, 40a and one reaction substrate 42 are individually controlled. The liquid C may be a reaction terminator.

この実施の形態では、インラインの収率評価器126が第2の混合基板40aの下流の流出口102に直接接続されている。これにより、化学反応の結果の収率をリアルタイムで確認でき、直ぐにプロセスパラメータへフィードバックすることが可能ととなる。インライン収率評価器126としては、測定物を分離せずに測定可能な方法として赤外分光、近赤外分光、紫外吸光等の方法がある。   In this embodiment, an in-line yield evaluator 126 is directly connected to the outlet 102 downstream of the second mixed substrate 40a. Thereby, the yield of the result of the chemical reaction can be confirmed in real time and can be immediately fed back to the process parameters. As the in-line yield evaluator 126, there are methods such as infrared spectroscopy, near infrared spectroscopy, and ultraviolet absorption as methods that can be measured without separating the measurement object.

この実施の形態では、さらに、反応生成物の中から不要な物質と必要な物質を分離する分離抽出手段128が設けられている。図示する例は、分離抽出手段128として、物質内の疎水性分子のみを通過させる疎水性壁面130と、物質内の親水性分子のみを通過させる親水性壁面132でそれぞれ形成された分離流路134に分岐させたものである。分離した物質は、それぞれ回収配管104,104aを介して回収容器108,108aに回収される。分離抽出手段128としては、その他に、疎水性物質だけを吸着可能な膜やポーラスフリットを使用することも考えられる。   In this embodiment, a separation / extraction means 128 is further provided for separating unnecessary substances and necessary substances from the reaction product. In the illustrated example, as the separation and extraction means 128, a separation channel 134 formed by a hydrophobic wall surface 130 that allows only hydrophobic molecules in the substance to pass through and a hydrophilic wall surface 132 that allows only hydrophilic molecules in the substance to pass through, respectively. Branched into The separated substances are recovered in the recovery containers 108 and 108a via the recovery pipes 104 and 104a, respectively. As the separation and extraction means 128, it is also possible to use a membrane or a porous frit that can adsorb only a hydrophobic substance.

図24は、混合・反応と分離抽出を繰り返して連続反応処理するための実施の形態である。A液とB液が反応した後の不要物質は排出口134aから系外に出され、C液を加えた第2の反応における不要物質は排出口134bから系外に出される。第4の液であるD液は反応停止剤でもよく、他の原料溶液でも良い。最後にインライン収率評価器126を設けても良い。   FIG. 24 shows an embodiment for carrying out a continuous reaction process by repeating mixing / reaction and separation / extraction. Unnecessary substances after the liquid A and the liquid B react are discharged from the discharge port 134a, and unnecessary substances in the second reaction to which the liquid C is added are discharged from the discharge port 134b. The D liquid as the fourth liquid may be a reaction terminator or another raw material solution. Finally, an inline yield evaluator 126 may be provided.

図25(a)には、図24の回路を積層化した構成が示されている。流体は上方から下方へ流れる。図中の各ブロックは、それぞれ混合基板40a、反応基板42a、分離抽出基板128a、混合基板40b、反応基板42b、分離抽出基板128b、および混合基板40cが、温度調整ケース46に収容されて構成され、さらにボルト94、ナット95、スペーサ96によって積層化されている。図9に示すように、各基板間の液の移動は連絡通路100で行われる。各ブロックどうしの間には空気を介在させ、空気の断熱性を利用して他のブロックの熱影響を受けないようにして、温度制御精度を向上させている。図25(b)に示すように、各ブロックの周りをクリーンで気泡を含んだシリコン部材136等の断熱材で覆うのが好ましい。   FIG. 25A shows a configuration in which the circuit of FIG. 24 is stacked. The fluid flows from top to bottom. Each block in the figure is configured such that a mixed substrate 40a, a reaction substrate 42a, a separation / extraction substrate 128a, a mixing substrate 40b, a reaction substrate 42b, a separation / extraction substrate 128b, and a mixing substrate 40c are accommodated in a temperature adjustment case 46, respectively. Further, they are laminated by bolts 94, nuts 95 and spacers 96. As shown in FIG. 9, the movement of the liquid between the substrates is performed in the communication passage 100. The temperature control accuracy is improved by interposing air between the blocks so as not to be affected by the heat of other blocks by utilizing the heat insulation of the air. As shown in FIG. 25 (b), it is preferable to cover each block with a heat insulating material such as a silicon member 136 that is clean and contains bubbles.

本発明の流体反応装置に導入される流体は液体、気体、回収される物質は液体、気体、固体またはこれらの混合体であるが、導入物質が粉体などの固体の場合は図1における原料貯留部1のスペースに粉体溶解器を設置することも可能である。図26は、A液が粉体を溶解した溶液、B液は元々液体の場合の原料貯留部1の実施の形態である。原料の粉体と溶媒は粉体溶解器140の原料導入口142から導入される。この実施の形態では、原料粉体をヒータ144による加熱と攪拌器146による攪拌によって溶解し、生成した原料流体を取出し口148に引き込まれた配管より、ポンプ16Aによって、混合基板40、反応基板42に送り込むようになっている。   The fluid introduced into the fluid reaction apparatus of the present invention is liquid, gas, and the substance to be recovered is liquid, gas, solid or a mixture thereof. However, when the introduced substance is a solid such as powder, the raw material in FIG. It is also possible to install a powder dissolver in the space of the storage unit 1. FIG. 26 shows an embodiment of the raw material reservoir 1 when the liquid A is a solution obtained by dissolving powder and the liquid B is originally liquid. The raw material powder and the solvent are introduced from the raw material inlet 142 of the powder dissolver 140. In this embodiment, the raw material powder is dissolved by heating by the heater 144 and stirring by the stirrer 146, and the mixed raw material 40 and the reaction substrate 42 are pumped by the pump 16A from the pipe drawn into the outlet 148. It comes to send to.

図2において、150は装置下部に設けられた液溜めパンであり、152は液溜めパン150上に設置された漏液センサを示す。またこの装置例では、配液部2、処理部3、生成流体貯留部4は隔壁154、156により区画されており、各部屋にはカバー158,160,162が取り付けられて装置外部とこれらを隔離している。164は排気ポートであり、排気ファンと接続され、装置内の圧力を装置外より負とすることで装置内の有毒ガスが外部に漏出することを防いでいる。   In FIG. 2, reference numeral 150 denotes a liquid storage pan provided at the lower part of the apparatus, and 152 denotes a liquid leakage sensor installed on the liquid storage pan 150. Further, in this example of the apparatus, the liquid distribution unit 2, the processing unit 3, and the generated fluid storage unit 4 are partitioned by partition walls 154 and 156, and covers 158, 160, and 162 are attached to the respective rooms so that they can be connected to the outside of the apparatus. Isolated. Reference numeral 164 denotes an exhaust port, which is connected to an exhaust fan and prevents the toxic gas in the apparatus from leaking outside by making the pressure in the apparatus negative from the outside of the apparatus.

また、動作制御部6には、図1に示すように、流体反応装置内の動作で特に重要な流体の流量と反応温度をモニタできる流量モニタ170、温度モニタ172が搭載されている。   Further, as shown in FIG. 1, the operation controller 6 is equipped with a flow rate monitor 170 and a temperature monitor 172 that can monitor the flow rate and reaction temperature of the fluid that are particularly important in the operation within the fluid reaction device.

以上、本発明の流体反応装置のいくつかの回路構成を実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られるものではなく、発明の趣旨に沿って種々の改変が可能である。すなわち、直列あるいは並列する処理基板の数は、施す処理や生産量に応じて、1以上の適宜の数に決められる。処理基板の結合の仕方は、例えば、スリットを形成した枠体に順次挿入するようにしてもよい。この実施の形態では、処理基板を水平に配置しているが、斜め又は垂直に配置してもよい。   As described above, some circuit configurations of the fluid reaction apparatus of the present invention have been described along the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made in accordance with the spirit of the invention. Is possible. That is, the number of processing substrates connected in series or in parallel is determined to an appropriate number of 1 or more according to the processing to be performed and the production amount. For example, the processing substrates may be joined sequentially into a frame having slits. In this embodiment, the processing substrate is disposed horizontally, but may be disposed obliquely or vertically.

マイクロリアクタ
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができるマイクロリアクタにも関する。
Microreactor The present invention further relates to a microreactor that can be used in the fluid reaction apparatus and the fluid mixing apparatus of the present invention.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) 第1の流体源に連通する第1の流路と、第2の流体源に連通する第2の流路とがそれぞれ内部に複数形成されたマニホールド部と、該マニホールド部に隣接する合流空間とを有し、前記マニホールド部は前記合流空間に面する開口端面を有し、前記第1の流路と第2の流路の開口は、前記開口端面において交互に隣接するように立体的に配置されていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (1) A manifold section in which a plurality of first flow paths communicating with the first fluid source and a plurality of second flow paths communicating with the second fluid source are respectively formed, and adjacent to the manifold section The manifold portion has an opening end face facing the joining space, and the openings of the first flow path and the second flow path are three-dimensionally adjacent to each other at the opening end face. A microreactor characterized in that the microreactor is arranged.

(1)に記載の発明によれば、マニホールド部の開口端面から合流空間に流出する流れ(集合流)は、第1の流体と第2の流体のそれぞれの流れ(要素流れ)が交互に隣接する立体的構造になっており、一方の流体の流れは他方の流体の流れに周囲を覆われている。したがって、これらの流体どうしの間の界面の比率は例えば、平面的に並列した流れに比べて2倍となり、より大きな相互拡散による混合効果を得ることができる。   According to the invention described in (1), the flow (collective flow) flowing out from the opening end face of the manifold portion into the merge space is alternately adjacent to the respective flows (element flows) of the first fluid and the second fluid. The flow of one fluid is surrounded by the flow of the other fluid. Therefore, the ratio of the interfaces between these fluids is, for example, twice that of a flow parallel in a plane, and a mixing effect due to greater interdiffusion can be obtained.

(2) (1)に記載の発明において、前記マニホールド部は、前記第1の流路と第2の流路を構成する溝が交互に形成された板状のエレメントを積層することにより、前記開口端面においてこれら第一の流路と第二の流路が千鳥状に配置されていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (2) In the invention described in (1), the manifold portion is formed by stacking plate-like elements in which grooves constituting the first flow path and the second flow path are alternately formed. A microreactor characterized in that the first flow path and the second flow path are arranged in a staggered pattern on the open end face.

(2)に記載の発明によれば、要素流れが交互に隣接する立体的な集合流を作るマニホールド部を容易に構築することができる。   According to the invention described in (2), it is possible to easily construct a manifold section that creates a three-dimensional collective flow in which element flows are alternately adjacent.

(3) (1)または(2)に記載の発明において、前記第1の流路と第2の流路の前記開口の断面における最大幅寸法が3000μm以下であることを特徴とするマイクロリアクタ。   (3) The microreactor according to the invention described in (1) or (2), wherein a maximum width dimension in a section of the opening of the first flow path and the second flow path is 3000 μm or less.

(3)に記載の発明によれば、第1の流路と第2の流路に固形物が混入しても閉塞せずに、混合を促進することができ、下流側に絞り部または流体レンズを設けることにより、マイクロ反応状態の条件を形成することができる。   According to the invention described in (3), even if solid matter is mixed into the first flow path and the second flow path, the mixing can be promoted without being blocked, and the throttle portion or the fluid is provided downstream. By providing the lens, the condition of the micro reaction state can be formed.

(4) (1)ないし(3)のいずれかに記載の発明において、前記合流空間またはその下流側に、前記第1の流路と第2の流路からの流れ混合を迂回させる促進物体が設けられていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (4) In the invention according to any one of (1) to (3), an accelerating object that bypasses the flow mixing from the first flow path and the second flow path is provided in the merge space or downstream thereof. A microreactor characterized by being provided.

(4)に記載の発明によれば、集合流が混合促進物体を迂回する際に界面が湾曲するので、界面の比率がさらに大きくなって混合が促進され、また、流路断面も減少するので、マイクロ反応を促進することができる。   According to the invention described in (4), since the interface is curved when the collective flow bypasses the mixing promoting object, the ratio of the interface is further increased to promote mixing, and the flow path cross section is also reduced. , Can promote micro reaction.

(5) (4)に記載の発明において、前記混合促進物体の表面に、触媒作用を有する物質を設けたことを特徴とするマイクロリアクタ。   (5) The microreactor according to the invention described in (4), wherein a substance having a catalytic action is provided on a surface of the mixing promoting object.

(5)に記載の発明によれば、該物質の触媒作用により、所要の反応が促進される。   According to the invention described in (5), the required reaction is promoted by the catalytic action of the substance.

(6) (4)または(5)に記載の発明において、前記混合促進物体の代表寸法が、該混合促進物体の直前における前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの最小幅寸法の0.1倍から10倍の範囲内にあることを特徴とするマイクロリアクタ。   (6) In the invention described in (4) or (5), the representative dimension of the mixing promoting object is an individual flow from the first flow path and the second flow path immediately before the mixing promoting object. A microreactor characterized by being in the range of 0.1 to 10 times the minimum width.

混合促進物体の大きさが要素流れの最小幅寸法(代表寸法)と比較して小さすぎると、混合促進物体は単なる多孔質物体となり十分な混合が期待できず、また大きすぎると千鳥状に流入する異種流体の要素流れが塊状に流動するため、やはり十分な混合が得られない。   If the size of the mixing promoting object is too small compared to the minimum width (representative dimension) of the element flow, the mixing promoting object becomes a mere porous object and sufficient mixing cannot be expected, and if it is too large, it flows in a staggered manner. However, since the elemental flow of the different fluids flowing in a lump form, sufficient mixing cannot be obtained.

(7) (1)ないし(6)のいずれかに記載の発明において、前記合流空間の下流側に、流路断面が徐々に減少する絞り部または流体レンズが設けられていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (7) In the invention according to any one of (1) to (6), a throttle portion or a fluid lens in which a flow path cross section gradually decreases is provided downstream of the merging space. Microreactor.

(7)に記載の発明によれば、集合流が絞り部または流体レンズを通過する際に、その断面寸法が徐々に減少し、要素流れを維持しつつその代表寸法が減少する。したがって、マイクロ反応条件が強化され、要素流れの寸法に依存する界面の比率も大きく向上する。   According to the invention described in (7), when the collective flow passes through the constricted portion or the fluid lens, the cross-sectional dimension gradually decreases, and the representative dimension decreases while maintaining the element flow. Therefore, the microreaction conditions are enhanced and the ratio of interfaces depending on the element flow dimensions is greatly improved.

(8) (7)に記載の発明において、前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの仮想断面の最小幅が、前記絞り部または流体レンズの下流側部分において500μm以下になっていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (8) In the invention described in (7), the minimum width of the virtual cross section of each flow from the first flow path and the second flow path is 500 μm or less at the downstream portion of the throttle portion or the fluid lens. A microreactor characterized by

(8)に記載の発明によれば、物理的なマイクロ寸法の流路を用いることなく、要素流れにおいてマイクロ反応条件を構成することができる。   According to the invention described in (8), the micro reaction condition can be configured in the element flow without using a physical micro-sized flow path.

(9) (7)または(8)に記載の発明において、前記開口端面と前記絞り部または流体レンズとは、ほぼ相似な流路断面を有することを特徴とするマイクロリアクタ。   (9) The microreactor according to the invention described in (7) or (8), wherein the opening end face and the throttle portion or the fluid lens have substantially similar flow path cross sections.

(9)に記載の発明によれば、絞り部または流体レンズを通過する際に形状変化を伴わないので、要素流れを維持しつつその代表寸法を減少させることが容易になる。   According to the invention described in (9), since the shape does not change when passing through the aperture portion or the fluid lens, it is easy to reduce the representative dimension while maintaining the element flow.

(10) (1)ないし(9)のいずれかに記載の発明において、複数の前記マニホールド部が、前記合流空間においてそれぞれの開口端面を対向させるように配置されていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (10) The microreactor according to any one of (1) to (9), wherein a plurality of the manifold portions are arranged so that respective opening end faces are opposed to each other in the merge space.

(10)に記載の発明によれば、マニホールド部からの集合流どうしをさらに衝突させて、乱流によるさらなる混合促進作用を得ることができる。   According to the invention described in (10), it is possible to further collide the collective flows from the manifold portion, and obtain further mixing promoting action by turbulent flow.

(11) (1)ないし(10)のいずれかに記載の発明において、前記第1の流路、第2の流路、前記合流空間および/またはその下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器を設けたことを特徴とするマイクロリアクタ。これにより、爆発性反応や難反応に対する温度制御を精密に行い、マイクロ反応の効果を高めることができる。   (11) In the invention according to any one of (1) to (10), heat for heating or cooling the fluid flowing in the first flow path, the second flow path, the merge space and / or the downstream side thereof. A microreactor provided with an exchanger. Thereby, the temperature control with respect to explosive reaction and difficult reaction can be performed precisely, and the effect of a micro reaction can be heightened.

(12) (11)に記載の発明において、前記熱交換器は、被加熱流体流路および/または熱媒体流路を構成する溝が形成された板状のエレメントを積層することにより構成されていることを特徴とするマイクロリアクタ。これにより、積層するエレメントを適宜に選択し、あるいは積層数を変更することで、対象とする反応に適した熱交換量や熱交換パターンを得るように調整可能である。   (12) In the invention described in (11), the heat exchanger is configured by laminating plate-like elements in which grooves constituting the heated fluid flow path and / or the heat medium flow path are formed. A microreactor characterized by having Thereby, it is possible to adjust the heat exchange amount and the heat exchange pattern suitable for the target reaction by appropriately selecting the elements to be laminated or by changing the number of laminated layers.

(13) (11)または(12)に記載の発明において、前記合流空間の下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器の被加熱流体流路を合成反応時間調整用のディレイループとし、ディレイループパターンの変更または積層枚数の変更により熱交換内の滞留時間を調整可能となっていることを特徴とするマイクロリアクタ。   (13) In the invention described in (11) or (12), a heated fluid channel of a heat exchanger that heats or cools a fluid flowing downstream of the merge space is a delay loop for adjusting a synthesis reaction time, A microreactor characterized in that the residence time in heat exchange can be adjusted by changing the delay loop pattern or the number of stacked layers.

(14) (11)ないし(13)のいずれかに記載の発明において、前記熱交換器の熱媒体として、被加熱流体に混入しても被加熱流体を汚染しない流体を用いることを特徴とするマイクロリアクタ。被加熱流体に混入しても被加熱流体を汚染しない流体としては、被加熱流体自体や、これと近い組成の溶液が好適である。   (14) In the invention according to any one of (11) to (13), a fluid that does not contaminate the heated fluid is used as the heat medium of the heat exchanger even if mixed into the heated fluid. Microreactor. As the fluid that does not contaminate the heated fluid even if mixed into the heated fluid, the heated fluid itself or a solution having a composition close to this is preferable.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図27は、この発明のマイクロリアクタを用いた化合物製造システムの全体構成を示す図である。この化合物製造システムは、原料溶液La,Lbをそれぞれ供給する2つの原料供給部2001a,2001bと、これらの原料供給部2001a,2001bからの原料溶液La,Lbを混合して反応させる混合・反応部2002と、反応生成物を一時貯留する貯留槽2003と、さらに生成物を濃縮・精製する精製槽2004とを有している。   FIG. 27 is a diagram showing an overall configuration of a compound production system using the microreactor of the present invention. This compound production system includes two raw material supply parts 2001a and 2001b for supplying raw material solutions La and Lb, respectively, and a mixing / reaction part for mixing and reacting the raw material solutions La and Lb from these raw material supply parts 2001a and 2001b. 2002, a storage tank 2003 for temporarily storing the reaction product, and a purification tank 2004 for further concentrating and purifying the product.

2つの原料供給部2001a,2001bは、この実施の形態では、それぞれ粉体状等の原料を所定濃度の溶液とする溶解槽2011a,2011bと、できた溶液を貯留するリザーバ2012a,2012bとを有し、リザーバ2012a,2012bの下流側にはそれぞれ流体移送ポンプ2013a,2013bを介して混合・反応部2002に連通する原料移送配管2014a,2014bが設けられている。溶解槽2011a,2011bには必要に応じて保温ジャケット2015や撹拌機2016が設けられている。   In this embodiment, each of the two raw material supply units 2001a and 2001b has dissolution tanks 2011a and 2011b in which raw materials such as powder are used as solutions of a predetermined concentration, and reservoirs 2012a and 2012b that store the resulting solutions. In addition, on the downstream side of the reservoirs 2012a and 2012b, raw material transfer pipes 2014a and 2014b communicating with the mixing / reaction unit 2002 via fluid transfer pumps 2013a and 2013b are provided, respectively. In the dissolution tanks 2011a and 2011b, a heat retaining jacket 2015 and a stirrer 2016 are provided as necessary.

反応生成物を一時貯留する貯留槽2003は、必要に応じて設けるもので、この実施の形態では、保温ジャケット2015や撹拌機2016を備えた密閉容器として構成され、所定のセンサを有している。精製槽2004は、この実施の形態では、合成された流体を真空雰囲気下で濃縮するもので、保温ジャケット2015や撹拌機2016の他に、真空ポンプ2017や回収容器2018が設けられている。   The storage tank 2003 for temporarily storing the reaction product is provided as necessary. In this embodiment, the storage tank 2003 is configured as a sealed container including a heat insulation jacket 2015 and a stirrer 2016, and has a predetermined sensor. . In this embodiment, the refining tank 2004 concentrates the synthesized fluid in a vacuum atmosphere, and a vacuum pump 2017 and a recovery container 2018 are provided in addition to the heat retaining jacket 2015 and the stirrer 2016.

また、上記構成の各部には、必要に応じて、開閉弁、流量調整弁、流量計、各種のセンサ、洗浄流体回路等が設けられている。センサとしては、温度センサ(図中Tで表示)、流量センサ(図中Fで表示)、圧力センサ(図中Psで表示)、液面センサ(図中Lで表示)、pHセンサ(図中pHで表示)等が有る。また、各部を個別におよび/または全体として制御する制御装置(図示略)が設けられている。   Moreover, each part of the said structure is provided with the on-off valve, the flow control valve, the flowmeter, various sensors, the washing | cleaning fluid circuit, etc. as needed. As a sensor, a temperature sensor (indicated by T in the figure), a flow sensor (indicated by F in the figure), a pressure sensor (indicated by Ps in the figure), a liquid level sensor (indicated by L in the figure), a pH sensor (in the figure) and the like). Further, a control device (not shown) for controlling each part individually and / or as a whole is provided.

混合・反応部2は、この実施の形態では、図28に示すように、原料溶液La,Lbをそれぞれ予備加熱する2つの予熱ブロック2020a,2020bと、加熱された2つの原料溶液La,Lbをそれぞれ細流にした状態で合流させる混合ブロック2040と、合流した流体をさらに縮径した反応流路に導き、加熱して反応させる反応ブロック2060とを有している。これらのブロックは、いずれも原料溶液La,Lbや熱媒体Ma,Mbを流通させる流路が溝状に形成された平板を重ねて接合して、マニホールドを構築したものである。   In this embodiment, as shown in FIG. 28, the mixing / reaction unit 2 includes two preheating blocks 2020a and 2020b for preheating the raw material solutions La and Lb and two heated raw material solutions La and Lb, respectively. It has a mixing block 2040 that joins in a state of being trickled, and a reaction block 2060 that guides the joined fluid to a reaction channel further reduced in diameter and reacts by heating. Each of these blocks is a manifold constructed by stacking and joining flat plates in which flow paths through which the raw material solutions La and Lb and the heat mediums Ma and Mb flow are formed in a groove shape.

予熱ブロック2020a,2020bは、図29(a)に示すように、原料溶液La,Lbを流す複数の平行な溶液流路2021が形成された板状の第1の熱交換エレメント2022と、図29(b)に示すように、熱媒体Ma,Mbを流す複数の平行な熱媒体流路2023が形成された板状の第2の熱交換エレメント2024とを、それぞれの流路2021,2023が互いに直交するように交互に積層して構成している。予熱ブロック2020a,2020bは、表裏をカバープレート2025A,2025Bで覆ってボルト等の締結具、シール部材、あるいは接着剤を用いて結合している。各熱交換エレメント2022,2024には流路の両端近傍に貫通孔2026,2027が設けられ、これらは溶液流路2021と熱媒体流路2023に個別に通じるとともにカバープレート2025A,2025Bの溶液流入ポート2028A、溶液流出ポート2028B、熱媒体流入ポート2029A、熱媒体流出ポート2029Bと連通している。   As shown in FIG. 29 (a), the preheating blocks 2020a and 2020b include a plate-like first heat exchange element 2022 in which a plurality of parallel solution flow paths 2021 for flowing the raw material solutions La and Lb are formed, and FIG. As shown in (b), the plate-like second heat exchange element 2024 formed with a plurality of parallel heat medium flow paths 2023 through which the heat mediums Ma and Mb flow are connected to the flow paths 2021 and 2023 with each other. The layers are alternately stacked so as to be orthogonal to each other. The preheating blocks 2020a and 2020b are covered with cover plates 2025A and 2025B on the front and back, and are joined using a fastener such as a bolt, a seal member, or an adhesive. Each of the heat exchange elements 2022 and 2024 is provided with through holes 2026 and 2027 in the vicinity of both ends of the flow path, which individually communicate with the solution flow path 2021 and the heat medium flow path 2023 and at the solution inflow ports of the cover plates 2025A and 2025B. 2028A, the solution outflow port 2028B, the heat medium inflow port 2029A, and the heat medium outflow port 2029B communicate with each other.

原料溶液La,Lbは、図30に示すように、各熱交換エレメント2022,2024の流路を直列に流れ、熱媒体Ma,Mbは、図31に示すように、各熱交換エレメント2022,2024の流路を並列に流れるようになっており、ここで熱交換エレメント2022,2024を介して熱交換を行う。これらの熱交換エレメント2022,2024は熱交換に好適な熱伝導性の良い素材を用い、一方、カバープレート2025A,2025Bは、熱伝導性の小さい素材を用いて形成されている。   As shown in FIG. 30, the raw material solutions La and Lb flow in series through the flow paths of the heat exchange elements 2022 and 2024, and the heat media Ma and Mb flow through the heat exchange elements 2022 and 2024 as shown in FIG. The heat exchange is performed through the heat exchange elements 2022 and 2024 here. These heat exchange elements 2022 and 2024 use a material having good heat conductivity suitable for heat exchange, while the cover plates 2025A and 2025B are formed using a material having low heat conductivity.

混合ブロック2040は、図32に示すように、2つの原料流入路2041a,2041bと1つの合流部2042とが形成された複数の部材からなる枠体2043の内部に、複数の板状のマニホールドエレメント2044A,2044Bと表裏のカバープレート2045a,2045bが積層されて構成されたマニホールド2046が収容されて構成されている。原料流入路2041a,2041bはそれぞれ予熱ブロック2020a,2020bの溶液流出ポート2028Bに接続され、合流部2042は後述する反応ブロック2060の流入口2061に接続され、図28に示すように、これと一体の合流空間2047を構成している。   As shown in FIG. 32, the mixing block 2040 has a plurality of plate-like manifold elements in a frame body 2043 formed of a plurality of members in which two raw material inflow channels 2041a and 2041b and one merging portion 2042 are formed. A manifold 2046 configured by stacking 2044A and 2044B and front and back cover plates 2045a and 2045b is accommodated. The raw material inflow paths 2041a and 2041b are connected to solution outflow ports 2028B of the preheating blocks 2020a and 2020b, respectively, and the confluence 2042 is connected to an inlet 2061 of a reaction block 2060 described later, as shown in FIG. A merge space 2047 is configured.

図33に示すように、各マニホールドエレメント2044A,2044Bには、重ねた時に各原料流入路2041a,2041bに連通する貫通給液孔2048a,2048bがそれぞれ幅方向に位置の異なる列に沿って複数配置されている。カバープレート2045a,2045bには、一方の貫通給液孔2048a,2048bのみにつながる貫通孔2049a,2049bが形成されており、これらはそれぞれ枠体2043に形成されたヘッダ部2050a,2050bを介して各原料流入路2041a,2041bに連通している。マニホールドエレメント2044A,2044Bには、これらの貫通給液孔2048a,2048bから一側端縁部のほぼ中央に向かって延びる分液流路2051a,2051bが形成されている。これらの分液流路2051a,2051bは、断面が矩形になるように形成され、原料流入路2041a,2041bに連通するものが交互に並ぶように、また、側縁部近傍の所定長さ部分では互いに平行な平行分液流路2052a,2052bとなっている。平行分液流路2052a,2052bはマニホールドエレメント2044A,2044Bの側面において開口している。   As shown in FIG. 33, in each manifold element 2044A, 2044B, a plurality of through liquid supply holes 2048a, 2048b communicating with the respective raw material inflow passages 2041a, 2041b when stacked are arranged along rows whose positions are different in the width direction. Has been. The cover plates 2045a and 2045b are formed with through holes 2049a and 2049b connected to only one of the through liquid supply holes 2048a and 2048b, which are respectively connected to the header portions 2050a and 2050b formed in the frame body 2043. It communicates with the raw material inflow channels 2041a and 2041b. Manifold elements 2044A and 2044B are formed with liquid separation flow paths 2051a and 2051b extending from these penetrating liquid supply holes 2048a and 2048b toward substantially the center of one side edge. These liquid separation channels 2051a and 2051b are formed so as to have a rectangular cross section so that the ones communicating with the raw material inflow channels 2041a and 2041b are alternately arranged, and in a predetermined length portion near the side edge portion. Parallel liquid separation flow paths 2052a and 2052b are parallel to each other. The parallel liquid separation channels 2052a and 2052b are opened on the side surfaces of the manifold elements 2044A and 2044B.

図33に示すように、隣接するマニホールドエレメント2044A,2044Bは、対応する位置の分液流路2051a,2051b(平行分液流路2052a,2052b)が異なる原料流入路2041a,2041bに連通するように構成されている。つまり、マニホールドエレメント2044Aでは、図33において上端に原料流入路2041aに連通する分液流路2051a(平行分液流路2052a)が有るのに対して、マニホールドエレメント2044Bでは、上端に原料流入路2041bに連通する分液流路2051b(平行分液流路2052b)が有るようになっている。したがって、図34に示すように、マニホールド2046の開口端面2053には、異なる原料流入路2041a,2041bに連通する平行分液流路2052a,2052bの噴出口2054a,2054bが交互に隣接する格子状に開口している。   As shown in FIG. 33, adjacent manifold elements 2044A and 2044B are arranged such that the liquid separation flow paths 2051a and 2051b (parallel liquid separation flow paths 2052a and 2052b) at the corresponding positions communicate with the different raw material inflow paths 2041a and 2041b. It is configured. That is, the manifold element 2044A has a separation flow path 2051a (parallel separation flow path 2052a) communicating with the raw material inflow path 2041a at the upper end in FIG. 33, whereas the manifold element 2044B has a raw material inflow path 2041b at the upper end. There is a liquid separation flow path 2051b (parallel liquid separation flow path 2052b) communicating with. Therefore, as shown in FIG. 34, on the opening end face 2053 of the manifold 2046, the jet outlets 2054a and 2054b of the parallel liquid separation channels 2052a and 2052b communicating with the different raw material inflow channels 2041a and 2041b are arranged in a lattice pattern. It is open.

反応ブロック2060は、図35に示す2枚のカバープレート2062A,2062Bの間に、図36に示すような板状の熱交換エレメント2063,2064を交互に積層したもので、熱交換器としての構成は、基本的に先の予熱ブロック2020a,2020bと同様である。すなわち、合流溶液Lmおよび熱媒体Mcを流す複数の平行な溶液流路と熱媒体流路がそれぞれ形成された板状の熱交換エレメント2063,2064を、それぞれの流路が互いに直交するように交互に積層し、表裏をカバープレート2062A,2062Bで覆ってボルト等の締結具、シール部材、あるいは接着剤を用いて結合している。各熱交換エレメント2063,2064には流路の両端近傍に貫通孔が設けられ、これらは溶液流路と熱媒体流路に個別に通じるとともにカバープレート2062A,2062Bのポートと連通しており、これらの流路に合流した溶液および熱媒体を流通させるようになっている。   The reaction block 2060 is configured by alternately laminating plate-like heat exchange elements 2063 and 2064 as shown in FIG. 36 between two cover plates 2062A and 2062B shown in FIG. 35, and is configured as a heat exchanger. Is basically the same as the previous preheating blocks 2020a and 2020b. That is, plate-like heat exchange elements 2063 and 2064 each formed with a plurality of parallel solution flow paths and heat medium flow paths through which the combined solution Lm and the heat medium Mc flow are alternately arranged so that the respective flow paths are orthogonal to each other. The front and back surfaces are covered with cover plates 2062A and 2062B, and are joined using a fastener such as a bolt, a seal member, or an adhesive. Each heat exchange element 2063, 2064 is provided with a through hole in the vicinity of both ends of the flow path, which individually communicate with the solution flow path and the heat medium flow path and communicate with the ports of the cover plates 2062A, 2062B. The solution and the heat medium joined to the flow path are circulated.

流入側のカバープレート2062A,2062Bには、混合ブロック2040の合流部2042と同径でこれと連絡するように開口する流入口2061が設けられている。この流入口2061の下流側には徐々に断面寸法が小さくなる絞り部(流体レンズ)2065が設けられており、その先端側はカバープレート2062Aの連絡流路2066、貫通流路2067を介して熱交換エレメント2063の反応流路2068に通じている。図36(a)に示すように、反応流路2068は、熱交換エレメント2063の表面に溝によって形成された複数の平行流路2069を直列に結んでいる点で、予熱ブロック2020a,2020bの溶液流路2021とは異なる。熱媒体流路2070および熱媒体Mcの流れは、図31の場合と同じなので、説明を省略する。   The inflow side cover plates 2062A and 2062B are provided with inflow ports 2061 having the same diameter as the joining portion 2042 of the mixing block 2040 and opening so as to communicate therewith. A throttle part (fluid lens) 2065 having a gradually decreasing cross-sectional dimension is provided on the downstream side of the inflow port 2061, and the tip side thereof is heated via the communication channel 2066 and the through channel 2067 of the cover plate 2062A. The exchange element 2063 communicates with the reaction channel 2068. As shown in FIG. 36 (a), the reaction channel 2068 is a solution of the preheating blocks 2020a and 2020b in that a plurality of parallel channels 2069 formed by grooves are connected in series to the surface of the heat exchange element 2063. Different from the flow path 2021. Since the flow of the heat medium flow path 2070 and the heat medium Mc is the same as that in FIG. 31, the description thereof is omitted.

絞り部2065は、この実施の形態では、図34に示すように、断面が相似的に変化する。すなわち断面形状が正方形のまま変わらずに、断面寸法が小さくなるようになっている。これにより、混合ブロック2040の開口から流出し、合流した後完全に混合する前の状態で存在すると想定される個々の溶液の流れ(「要素流れ」と言う。)の断面寸法を均等に減少させることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 34, the diaphragm 2065 has a similar cross section. That is, the cross-sectional dimension is reduced without changing the cross-sectional shape as a square. As a result, the cross-sectional dimensions of the individual solution flows (referred to as “element flows”) that flow out of the opening of the mixing block 2040 and are assumed to exist in a state before being mixed and completely mixed are uniformly reduced. be able to.

例えば、上記の実施の形態の場合において、混合ブロック2040における流路断面寸法が100μm×100μmであり、1つのマニホールドエレメント2044A,2044Bの並列する流路数が10であるとすれば、合流部42の断面寸法は約1mm×1mmである。絞り部2065における断面寸法減少比(ρ=(S1/S2)1/2)を1/10とすると、絞り部2065後の反応流路2068の寸法は0.1mm×0.1mmであり、反応流路2068における原料溶液La,Lbの「要素流れ」の断面寸法は10μm×10μmとなる。なお、S1,S2はそれぞれ絞り部2065の前後の断面積である。この「要素流れ」の幅wは、絞り部2065が相似的変化をする場合は、混合ブロック40における流路の幅Wと断面寸法減少比ρの積として算出される。For example, in the case of the above embodiment, if the cross-sectional dimension of the flow path in the mixing block 2040 is 100 μm × 100 μm and the number of flow paths in parallel for one manifold element 2044A, 2044B is 10, the merge section 42 The cross-sectional dimension of is about 1 mm × 1 mm. When the cross-sectional dimension reduction ratio (ρ = (S1 / S2) 1/2 ) in the throttle portion 2065 is 1/10, the dimension of the reaction channel 2068 after the throttle portion 2065 is 0.1 mm × 0.1 mm, and the reaction channel The cross-sectional dimension of the “element flow” of the raw material solutions La and Lb in 2068 is 10 μm × 10 μm. Note that S1 and S2 are cross-sectional areas before and after the aperture 2065, respectively. The width w of this “element flow” is calculated as the product of the width W of the flow path in the mixing block 40 and the cross-sectional dimension reduction ratio ρ when the throttle portion 2065 changes in a similar manner.

w=W×ρ
合流した流れにおける反応がマイクロ反応である条件は、必ずしも物理的な流路幅の問題ではなく、ある条件下では、上記のような仮想的な「要素流れ」の幅の問題である。つまり、「要素流れ」の幅を充分小さくすることにより、界面比率を上昇させて混合を促進し、また、Fickの法則に則って、反応速度を向上させることができる。このような効果を得るには、要素流れの断面における幅の最小値wminが500μm以下であることが好ましい。上記の例では、この仮想最小幅wminは、10μmであり、充分にこの条件を満たしている。
w = W × ρ
The condition that the reaction in the merged flow is a micro reaction is not necessarily a physical flow path width problem, but under a certain condition, it is a virtual “element flow” width problem as described above. That is, by sufficiently reducing the width of the “element flow”, the interface ratio is increased to promote mixing, and the reaction rate can be improved in accordance with Fick's law. In order to obtain such an effect, it is preferable that the minimum value wmin of the width in the cross section of the element flow is 500 μm or less. In the above example, the virtual minimum width wmin is 10 μm, which sufficiently satisfies this condition.

上述した混合ブロック2040、反応ブロック2060においては、温度条件が厳密に制御されている。すなわち、各ブロックにおいて、熱媒体の温度は流路の入口と出口に設けた温度センサで測定され、また、これを通過する溶液の温度もそれぞれのセンサで測定されている。これらの測定値は、制御装置に入力されて、反応が最適の条件下行われるようにフィードバック制御している。   In the mixing block 2040 and the reaction block 2060 described above, the temperature conditions are strictly controlled. That is, in each block, the temperature of the heat medium is measured by temperature sensors provided at the inlet and outlet of the flow path, and the temperature of the solution passing through this is also measured by each sensor. These measured values are input to the control device, and feedback control is performed so that the reaction is performed under optimum conditions.

上記において、エレメントに流路となる溝を形成する方法としては、機械加工、エッチング等、寸法や素材に応じて適宜の方法が採用される。この実施の形態では、予熱ブロック、混合ブロック2040、反応ブロック2060を、それぞれ板状のエレメントを結合して構成しているので、これらを完全に分解して洗浄することが可能であり、不純物に対する精度が厳しい医薬製造などにも適している。また、予熱ブロック2020a,2020b、混合ブロック2040、反応ブロック2060の間に溶液を移送するための配管がないため熱損失が極めて少なく高精度の温度制御が可能である。   In the above, as a method of forming a groove serving as a flow path in the element, an appropriate method is employed according to the dimensions and materials such as machining and etching. In this embodiment, the preheating block, the mixing block 2040, and the reaction block 2060 are configured by combining plate-like elements, respectively, so that they can be completely disassembled and cleaned, It is also suitable for pharmaceutical manufacturing with high precision. In addition, since there is no pipe for transferring the solution between the preheating blocks 2020a and 2020b, the mixing block 2040, and the reaction block 2060, heat loss is extremely small and highly accurate temperature control is possible.

また、上述した各部を構成する機器は、例えば、機械加工やエッチングなどで流路を設けた基盤上に、適宜に配置するようにして、ユニット化することにより、設置や操作が容易となり、製造コストも低減することができる。このような基盤を複数重ねて立体化し、これらを配管することで構築することもでき、さらなる省スペース化が可能となる。さらには、基盤上に各機器を一体加工してワンチップ状にしたものとすることもできる。必要に応じて、各部のプロセスを制御する制御システムを設けることが望ましい。   In addition, the devices constituting the above-described parts can be easily installed and operated by making them into units by appropriately arranging them on a base provided with a flow path by machining or etching, for example. Cost can also be reduced. A plurality of such bases can be stacked to form a three-dimensional structure, and these can be constructed by piping, further saving space. Furthermore, each device may be integrally processed on a base to form a one-chip shape. It is desirable to provide a control system that controls the process of each part as necessary.

精密温度制御を可能とするため、ミキサー、リアクタ部分を設置した平板配管部の両面に熱交換を設置した平板で囲みサンドイッチ構造にしてもよい。また、1個以上の機器と周辺配管を設けた最小構成の基盤をユニットとし、これを複数個重ねて結合することでフレキシブルな装置構成を可能とすることができる。また、このようなユニット化し、またはチップ化した連続合成システムとバッチ式分離・精製システムを複数結合して、連続多段合成反応を行わせるようにしてもよい。   In order to enable precise temperature control, a sandwich structure may be used by enclosing with a flat plate provided with heat exchange on both sides of a flat pipe portion provided with a mixer and a reactor. Also, a flexible device configuration can be realized by using a minimum configuration base provided with one or more devices and peripheral piping as a unit, and connecting a plurality of them together. Alternatively, a continuous multistage synthesis reaction may be performed by combining a plurality of such unitized or chipped continuous synthesis systems and batch separation / purification systems.

原料流体は双方が液体である場合が好適であるが、気体どうしでも勿論可能である。また、一方を気体、他方を液体として混合ブロック2040内で混合することができる。この際に発生するマイクロバブルを利用すれば高い混合作用を得ることができる。流路を構成する素材、あるいは流路の表面コーティングの素材は、該当部分に熱伝導均一性、触媒担持性、耐薬品性、生体安全性などを付与する目的で適宜に行われるが、例えばダイヤモンドをコーティングすることも考えられる。   It is preferable that both of the raw material fluids are liquid, but it is of course possible to use gases. In addition, mixing can be performed in the mixing block 2040 with one as a gas and the other as a liquid. If microbubbles generated at this time are used, a high mixing action can be obtained. The material constituting the flow path or the material of the surface coating of the flow path is appropriately performed for the purpose of imparting heat conduction uniformity, catalyst support, chemical resistance, biosafety, etc. to the corresponding part. It is also possible to coat.

以下、前記のように構成された化合物製造システムを用いて医薬等の化合物を製造する方法を説明する。原料供給部2001a,2001bにおいて溶解槽2011a,2011bで溶製された原料溶液La,Lbはリザーバ2012a,2012bに貯留されている。混合・反応部2002では、それぞれ熱媒体を流して、予熱ブロック2020a,2020bおよび反応ブロック2060における加熱(または冷却)温度を、例えば約−80℃〜+200℃に設定し、各温度はセンサの測定値に基づく制御でその値に保持される。   Hereinafter, a method for producing a compound such as a pharmaceutical using the compound production system configured as described above will be described. The raw material solutions La and Lb prepared in the dissolution tanks 2011a and 2011b in the raw material supply units 2001a and 2001b are stored in the reservoirs 2012a and 2012b. In the mixing / reaction unit 2002, the heating medium is flowed to set the heating (or cooling) temperature in the preheating blocks 2020a and 2020b and the reaction block 2060 to, for example, about −80 ° C. to + 200 ° C., and each temperature is measured by a sensor. It is held at that value by control based on the value.

流体移送ポンプ2013a,2013bの稼動によって、原料溶液La,Lbは予熱ブロック2020a,2020bに圧送され、各熱交換エレメント2063,2064の熱媒体流路2023に分岐して流れ、ここで効率良く熱交換して所定温度に到達する。予備加熱された各原料溶液La,Lbは、それぞれ混合ブロック2040の2つの溶液流入ポート2028Aに流入し、枠体2043の原料流入路2041a,2041bからカバープレート2045a,2045bの貫通孔2049a,2049bを経由して各マニホールドエレメント2044A,2044Bの分液流路2051a,2051bに流れ、さらに、平行分液流路2052a,2052bを経由して、マニホールド2046の開口端面2053に格子状に開口する噴出口2054a,2054bから合流部2042に流出して集合流を形成する。ここで、1つの溶液の流れの周囲が他の溶液で覆われているので、マイクロ反応の条件下で層流が維持された集合流となる場合でも、2種の溶液間の相互拡散に必要な界面を充分に提供することができる。また、合流部2042の断面寸法はミリメートル単位で比較的大きいので、合流直後に固形物が生成した場合でも、絞り部2065までに消滅するものであれば、即座に詰まりを生じることはない。   By the operation of the fluid transfer pumps 2013a and 2013b, the raw material solutions La and Lb are pumped to the preheating blocks 2020a and 2020b, branch and flow into the heat medium flow path 2023 of each heat exchange element 2063 and 2064, where heat exchange is performed efficiently. To reach a predetermined temperature. The preheated raw material solutions La and Lb respectively flow into the two solution inflow ports 2028A of the mixing block 2040, and pass through the through holes 2049a and 2049b of the cover plates 2045a and 2045b from the raw material inflow passages 2041a and 2041b of the frame body 2043. Via the flow passages 2051a and 2051b of the manifold elements 2044A and 2044B, and further through the parallel liquid separation passages 2052a and 2052b, the jets 2054a opening in a lattice shape on the opening end face 2053 of the manifold 2046. , 2054b to the merging portion 2042 to form a collective flow. Here, since the periphery of one solution flow is covered with another solution, it is necessary for mutual diffusion between the two types of solutions even in the case of a collective flow in which a laminar flow is maintained under the conditions of the microreaction. A sufficient interface can be provided. In addition, since the cross-sectional dimension of the merging portion 2042 is relatively large in millimeters, even if solid matter is generated immediately after merging, the solid portion is not immediately clogged as long as it disappears up to the throttle portion 2065.

原料溶液La,Lbからなる集合流は、さらに合流部2042から絞り部2065に流入し、反応流路2068における原料溶液La,Lbの「要素流れ」の断面寸法もさらに減少する。これにより、合流した流れにおける界面の比率がさらに大きくなり、界面において相互拡散して混合が促進され、これが反応流路2068に流入して反応温度に達した時に、速やかに反応が進行する。   The collective flow composed of the raw material solutions La and Lb further flows from the merging portion 2042 into the throttle portion 2065, and the cross-sectional dimension of the “element flow” of the raw material solutions La and Lb in the reaction channel 2068 further decreases. As a result, the ratio of the interface in the merged flow is further increased, and interdiffusion at the interface is promoted and mixing is promoted. When this flows into the reaction channel 2068 and reaches the reaction temperature, the reaction proceeds promptly.

このようにして反応によって合成された生成物は、反応ブロック2060から排出され、貯留槽2003において所定の条件下で貯留される。さらに、生成物は、下流の精製槽2004において真空雰囲気下で濃縮され、回収容器2018に回収される。反応ブロック2060の下流に、合成物質の性状を評価するインラインセンサ2071を配置し、この測定値に基づいて運転条件をフィードバック制御することができる。図示例ではセンサとしてpH計を用いているが、生成物に応じて適宜を選択することができる。   The product synthesized by the reaction in this manner is discharged from the reaction block 2060 and stored in the storage tank 2003 under predetermined conditions. Further, the product is concentrated in a downstream purification tank 2004 under a vacuum atmosphere and recovered in the recovery container 2018. An in-line sensor 2071 for evaluating the properties of the synthetic substance can be arranged downstream of the reaction block 2060, and the operating conditions can be feedback controlled based on the measured values. In the illustrated example, a pH meter is used as a sensor, but an appropriate one can be selected according to the product.

なお、上記の実施の形態において、混合ブロック2040における流路の寸法を例えば1mm×1mmに設定しても、合流部が10mm×10mmとなり、断面寸法減少比を1/10とすれば、後方の絞り部2065以下の反応流路2068の寸法は、1mm×1mmとなる。この反応流路2068内の集合流において層流が維持されているとすれば、反応流路2068での流れの仮想最小幅wminは100μmとなり、実質的にマイクロ反応空間の条件を満たす。したがって、この実施の形態によれば、容易に加工可能なmmサイズ寸法のエレメントのみで100μm級のマイクロ反応空間を実現できる。このように絞り部により断面寸法を減少させる場合には、混合ブロック2040における流路の最大寸法を1000μm以上3000μm以下とすることで、固形物が進入しても詰まりを防止することができる。   In the above embodiment, even if the dimension of the flow path in the mixing block 2040 is set to 1 mm × 1 mm, for example, the confluence portion becomes 10 mm × 10 mm, and the cross-sectional dimension reduction ratio is 1/10. The dimension of the reaction channel 2068 below the throttle unit 2065 is 1 mm × 1 mm. If a laminar flow is maintained in the collective flow in the reaction channel 2068, the virtual minimum width wmin of the flow in the reaction channel 2068 is 100 μm, which substantially satisfies the conditions of the micro reaction space. Therefore, according to this embodiment, it is possible to realize a micro reaction space of 100 μm class only with an element having a size of mm that can be easily processed. In this way, when the cross-sectional dimension is reduced by the throttle portion, the maximum size of the flow path in the mixing block 2040 is set to 1000 μm or more and 3000 μm or less, so that clogging can be prevented even if solid matter enters.

上記の実施の形態では、予熱ブロック2020a,2020b、混合ブロック2040、反応ブロック2060を、それぞれ板状のエレメントを結合して構成しているので、これらを完全に分解して洗浄することが可能であり、不純物に対する精度が厳しい医薬製造などにも適している。   In the above-described embodiment, the preheating blocks 2020a and 2020b, the mixing block 2040, and the reaction block 2060 are configured by combining plate-like elements, respectively, so that they can be completely disassembled and cleaned. Yes, it is also suitable for pharmaceutical production with high precision against impurities.

図37A〜図37Dは、混合ブロック2040の合流部2042に絞り部2065を設ける代わりに、混合促進物体を設けた実施の形態を示すものである。図37Aは、合流部2042に微細な球状の混合促進物体2072を、概ね混合ブロック2040の流路の開口に対応するように配置している。球状の混合促進物体2072を、流路に沿って所定の長さの部分に配置することにより、噴出口2054a,2054bから流出した集合流がこれらに沿って迂回するので、要素流れどうしの界面の比率を向上させることができる。   FIG. 37A to FIG. 37D show an embodiment in which a mixing promoting object is provided instead of the constricting part 2065 in the joining part 2042 of the mixing block 2040. In FIG. 37A, a fine spherical mixing promoting object 2072 is arranged in the merging portion 2042 so as to substantially correspond to the opening of the flow path of the mixing block 2040. By arranging the spherical mixing promoting object 2072 at a predetermined length along the flow path, the collective flow flowing out from the jets 2054a and 2054b is diverted along these, so that the interface between the element flows is The ratio can be improved.

混合促進物体2072の大きさが要素流れの代表長さと比較して小さすぎると、混合促進物体2072は単なる多孔質物体となり十分な混合が期待できず、また大きすぎると千鳥状に流入する異種流体の要素流れがかたまりとなって流動するため、やはり十分な混合が得られない。最適な混合促進物体2072の代表長さは、要素流れの最大幅の0.1倍から10倍が望ましい。なお、要素流れの最大幅は小さいほど迅速な混合が期待でき、少なくとも800μm以下、好ましくは10μm以下が良い。   If the size of the mixing promoting body 2072 is too small compared to the representative length of the element flow, the mixing promoting body 2072 becomes a mere porous body, and sufficient mixing cannot be expected. As a result, the elements flow together and flow, so that sufficient mixing cannot be obtained. The representative length of the optimum mixing promoting body 2072 is desirably 0.1 to 10 times the maximum width of the element flow. Note that the smaller the maximum width of the element flow, the faster the mixing can be expected. At least 800 μm or less, preferably 10 μm or less is preferable.

混合促進物体は、種々の形状のものを適宜に採用することができ、また、適宜にこれらを組み合わせることができる。図37B〜図37Dにそのいくつかの例を示す。図37Bは、柱状体を格子状に組んだ網状の混合促進物体2073を、流れ方向に複数枚配置したもの、図37Cは、平行な柱状体を並列した網状の混合促進物体2074を、流路に沿って向きが交互になるように複数配置したもの、図37Dは、2枚の網状の混合促進物体2073の間に球状の混合促進物体2072を配置したものである。   As the mixing promoting object, various shapes can be appropriately employed, and these can be appropriately combined. Some examples are shown in FIGS. 37B to 37D. FIG. 37B shows a plurality of mesh-like mixing promoting objects 2073 in which columnar bodies are assembled in a grid, and FIG. 37C shows a mesh-like mixing promoting object 2074 in which parallel columnar bodies are arranged in parallel. In FIG. 37D, a spherical mixing promoting object 2072 is arranged between two mesh-like mixing promoting objects 2073.

なお、混合促進物体2072〜2074の表面に適切な触媒を固定すれば、反応を促進させることができる。混合促進物体2072〜2074を用いたこれらの実施の形態においては、反応が比較的広い空間内で進行するため、固形状の反応生成物が生じる場合でも流路が閉塞しにくいという利点がある。なお、混合促進物体2072〜2074だけでは混合が不十分な場合は、絞り部2065と併用してもよい。図37Eでは、絞り部2065の下流側に球状の混合促進物体2072を設けており、図37Fでは、球状の混合促進物体2072の下流側に絞り部2065を設けたものである。   The reaction can be promoted by fixing an appropriate catalyst on the surfaces of the mixing promoting objects 2072 to 2074. In these embodiments using the mixing promoting objects 2072 to 2074, the reaction proceeds in a relatively wide space, so that there is an advantage that the flow path is not easily blocked even when a solid reaction product is generated. In addition, when mixing is insufficient only with the mixing promoting objects 2072 to 2074, it may be used together with the throttle unit 2065. In FIG. 37E, a spherical mixing promoting object 2072 is provided on the downstream side of the throttle unit 2065, and in FIG. 37F, a throttle unit 2065 is provided on the downstream side of the spherical mixing promoting object 2072.

図38Aは、この発明の他の実施の形態のマイクロリアクタの構成を示すもので、一組の同じ構造の混合ブロック2040A,2040Bを対向させて配置したものである。これらの混合ブロック2040A,2040Bには、原料供給部2001a,2001bからの原料溶液La,Lbが供給されているが、向かい合う噴出口2054a,2054bからは異なる原料溶液La,Lbが流出するように配置する。これにより、それぞれの要素流れを衝突させて噴流を形成することで、混合を促進する。合流部2042Aの形状は、衝突面に直交する方向に合流溶液を引き出す構成となるが、例えば、円盤状の空間としてその周辺部から接線方向に引き出す構成としても良い。   FIG. 38A shows a configuration of a microreactor according to another embodiment of the present invention, in which a set of mixing blocks 2040A and 2040B having the same structure are arranged to face each other. These mixing blocks 2040A and 2040B are supplied with the raw material solutions La and Lb from the raw material supply units 2001a and 2001b, but are arranged so that different raw material solutions La and Lb flow out from the opposed outlets 2054a and 2054b. To do. Thereby, mixing is promoted by colliding each element flow and forming a jet. The shape of the merging portion 2042A is configured to draw the merging solution in a direction orthogonal to the collision surface. For example, the merging portion 2042A may be configured to be drawn out from its peripheral portion in the tangential direction as a disk-shaped space.

この実施の形態では、絞り部2065を用いずに、広い合流部2042Aのままで混合を促進することができるので、反応によって固形の生成物が生じる場合でも流路の閉塞を回避することができる利点が有る。勿論、場合に応じて、図38Bに示すように、絞り部2065と併用してもよく、あるいは図示しないが、混合促進物体2072と併用してもよい。   In this embodiment, since the mixing can be promoted with the wide confluence 2042A without using the restriction 2065, blockage of the flow path can be avoided even when a solid product is generated by the reaction. There are advantages. Of course, depending on the case, as shown in FIG. 38B, it may be used together with the diaphragm 2065, or may be used together with the mixing promoting object 2072 (not shown).

これらの実施の形態では、混合ブロック2040を互いに180度をなす方向から対向させているが、180度より小さい角度で対向させて、Y字状の合流路を形成するようにしてもよい。上記の実施の形態では、2種の流体を混合させるようにしたが、2種以上の流体を同時に混合させるのに好適であることは言うまでもない。また、2つの混合ブロック40の温度を異なるように設定できるので、安定温度条件が異なる流体を混合させる場合にも好適である。   In these embodiments, the mixing blocks 2040 are opposed to each other from a direction of 180 degrees, but may be opposed to each other at an angle smaller than 180 degrees to form a Y-shaped combined flow path. In the above embodiment, two kinds of fluids are mixed, but it goes without saying that it is suitable for mixing two or more kinds of fluids simultaneously. Moreover, since the temperature of the two mixing blocks 40 can be set differently, it is also suitable when mixing fluids having different stable temperature conditions.

流量調整装置
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができる流量調整装置にも関する。
Flow Control Device The present invention further relates to a flow control device that can be used in the fluid reaction device and the fluid mixing device of the present invention.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、流路を流れる流体の流量を調整する流量調整装置であって、前記流路を流れる流体を加熱または冷却する温調機構と、前記流路の第1の測定点における流体の温度が変化する時刻と、前記第1の測定点よりも下流側の第2の測定点における流体の温度が変化する時刻との時間差から前記流路内を流れる流体の流量を算出する流量測定部と、前記第2の測定点を通過する流体の温度を測定する下流側温度センサと、前記下流側温度センサの下流側に設けられた制御弁と、前記流量測定部により求められた流量に基づいて、流体の流量が一定となるように前記制御弁を制御する制御部とを備えたことを特徴とする流量調整装置である。   In order to achieve the above-described object, one aspect of the present invention is a flow rate adjusting device that adjusts the flow rate of a fluid that flows through a flow path, the temperature adjustment mechanism that heats or cools the fluid that flows through the flow path, From the time difference between the time when the temperature of the fluid at the first measurement point of the flow path changes and the time when the temperature of the fluid at the second measurement point downstream of the first measurement point changes, A flow rate measurement unit that calculates the flow rate of the fluid flowing through, a downstream temperature sensor that measures the temperature of the fluid that passes through the second measurement point, and a control valve provided on the downstream side of the downstream temperature sensor; And a control unit that controls the control valve so that the flow rate of the fluid becomes constant based on the flow rate obtained by the flow rate measurement unit.

本発明によって流体の流量が測定される原理について図42を参照して説明する。図42において、縦軸は温度を表し、横軸は時間を表している。まず、温調機構により流体を加熱し、流体の温度を符号T1に示すように所定の変化率で上昇させる。このとき、流体が流路内を流れていると、第1の測定点での流体の温度は符号C1に示すように変化する。さらに、第1の測定点の下流側に位置する第2の測定点では、流体の温度は符号C2に示すように変化する。この場合、温度カーブC1のピークと温度カーブC2のピークとの時間差はΔtである。そして、流体の流量は以下の式から求めることができる。   The principle of measuring the fluid flow rate according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 42, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. First, the fluid is heated by the temperature control mechanism, and the temperature of the fluid is increased at a predetermined rate of change as indicated by reference numeral T1. At this time, if the fluid is flowing in the flow path, the temperature of the fluid at the first measurement point changes as indicated by reference numeral C1. Furthermore, at the second measurement point located on the downstream side of the first measurement point, the temperature of the fluid changes as indicated by reference numeral C2. In this case, the time difference between the peak of the temperature curve C1 and the peak of the temperature curve C2 is Δt. And the flow volume of the fluid can be calculated | required from the following formula | equation.

流量=第1の測定点と第2の測定点との距離×流路断面積÷時間差Δt
比重、比熱、および粘度の異なる流体が流れた場合は、第1の測定点での流体の温度は符号C1´のように変化し、第2の測定点での温度は符号C2´のように変化する。そして、温度カーブC1´のピークと温度カーブC2´のピークとの時間差はΔtとなる。つまり、上述した温度カーブC1と温度カーブC2との時間差と、温度カーブC1´と温度カーブC2´との時間差は同じである。これは、流体の比重、比熱、粘度が異なっても、流体の平均流速が同一の条件下では、上流側の温度カーブと下流側の温度カーブとの時間差は流量のみに依存するからである。例えば、図41に示すように、流体の粘度が変わっても、最大流速が変わるのみで平均流速(すなわち流量)は変わらない。したがって、2つの測定点に現れる温度カーブの時間差を測定すれば、流体の物性の影響を受けずに正確な流量測定が可能になる。
Flow rate = distance between first measurement point and second measurement point × channel cross-sectional area ÷ time difference Δt
When fluids having different specific gravities, specific heats, and viscosities flow, the temperature of the fluid at the first measurement point changes as indicated by reference numeral C1 ', and the temperature at the second measurement point changes as indicated by reference numeral C2'. Change. The time difference between the peak of the temperature curve C1 ′ and the peak of the temperature curve C2 ′ is Δt. That is, the time difference between the temperature curve C1 and the temperature curve C2 and the time difference between the temperature curve C1 ′ and the temperature curve C2 ′ are the same. This is because the time difference between the temperature curve on the upstream side and the temperature curve on the downstream side depends only on the flow rate under the condition that the average flow velocity of the fluid is the same even if the specific gravity, specific heat, and viscosity of the fluid are different. For example, as shown in FIG. 41, even if the viscosity of the fluid changes, only the maximum flow rate changes, and the average flow rate (ie, flow rate) does not change. Therefore, if the time difference between the temperature curves appearing at the two measurement points is measured, the flow rate can be accurately measured without being affected by the physical properties of the fluid.

流量が0.01〜10L/hさらには0.01〜2L/hと少ない場合では、流路の内径が2mm以下と小さく、レイノルズ数は小さくなるため流体の流れが層流となる。したがって、流路内での流速分布を示すカーブに乱れが無くその形状が安定していることが温度変化の時間差に基づく流量の測定を可能にしている。これにより種々の試薬を用いた試験を行う場合であっても、事前に試薬の比熱、比重、および粘度などの物性値を把握することが不要となり、単に目標とする流量を設定するだけで所望の流量を得ることができる。   When the flow rate is as small as 0.01 to 10 L / h, further 0.01 to 2 L / h, the inner diameter of the flow path is as small as 2 mm or less and the Reynolds number is small, so that the fluid flow becomes a laminar flow. Therefore, the curve indicating the flow velocity distribution in the flow path is not disturbed and the shape thereof is stable, thereby enabling the flow rate measurement based on the time difference of the temperature change. This makes it unnecessary to know the physical properties such as specific heat, specific gravity, and viscosity of the reagent in advance, even when testing with various reagents. Can be obtained.

本発明に用いられる流体の例としては、試薬、有機溶剤、生化学物質などが挙げられる。例えば、医薬品の開発段階においては、数多くの試薬を用いて、濃度、溶媒、温度などの条件を様々に変化させて試験を行う、いわゆるスクリーニングが行われる。このスクリーニングでは、試薬の物性に左右されず、正確な体積を測定することが求められる。本発明によれば、試薬の種類によらず正確な試薬の体積(流量)を求めることができるので、好ましい開発環境を提供することができる。   Examples of fluids used in the present invention include reagents, organic solvents, biochemical substances and the like. For example, in the development stage of pharmaceuticals, so-called screening is performed in which a number of reagents are used and tests are performed while various conditions such as concentration, solvent, and temperature are changed. In this screening, it is required to measure an accurate volume regardless of the physical properties of the reagent. According to the present invention, an accurate volume (flow rate) of a reagent can be obtained regardless of the type of reagent, and thus a preferable development environment can be provided.

本発明の好ましい態様は、前記流量測定部は、前記第1の測定点および前記第2の測定点における流体の温度変化を示す温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差に基づいて流体の流量を算出することを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the flow rate measurement unit is configured to determine the flow rate of the fluid based on a time difference between two corresponding points on a temperature curve indicating a temperature change of the fluid at the first measurement point and the second measurement point. The flow rate is calculated.

図42に示した例では、2つの温度カーブのピークが現れるときの時間差を測定しているが、本発明はこれに限られない。例えば、温度カーブの立ち上がり時の時間差を求めてもよく、また、ピークから所定時間だけずれた時点の時間差を求めてもよい。このように、本発明では、温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差を測定する。   In the example shown in FIG. 42, the time difference when the peaks of the two temperature curves appear is measured, but the present invention is not limited to this. For example, the time difference at the time of rising of the temperature curve may be obtained, or the time difference at a time point deviated from the peak by a predetermined time may be obtained. Thus, in the present invention, the time difference between two points corresponding to each other on the temperature curve is measured.

本発明の好ましい態様は、前記第1の測定点を通過する流体の温度を測定する上流側温度センサをさらに設けたことを特徴とする。また、前記上流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えていてもよい。さらに、前記下流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えていてもよい。   In a preferred aspect of the present invention, an upstream temperature sensor for measuring the temperature of the fluid passing through the first measurement point is further provided. The upstream temperature sensor may include a sensor holder that contacts a fluid flowing through the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder up to a position close to the flow path. Furthermore, the downstream temperature sensor may include a sensor holder that contacts the fluid flowing through the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder to a position close to the flow path.

本発明の好ましい態様は、少なくとも前記第1の測定点と前記第2の測定点とを含む空間の温度を一定に保つ環境温度制御機構をさらに設けたことを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, there is further provided an environmental temperature control mechanism for maintaining a constant temperature in a space including at least the first measurement point and the second measurement point.

微小流路を流れる流体の温度測定は外乱の影響を受けやすく、正確な流量測定ができないおそれがある。本発明によれば、第1の測定点および第2の測定点の温度を積極的に一定に保つことにより、外乱を遮断することができる。したがって、流体の流量を正確に測定することができる。   The temperature measurement of the fluid flowing through the minute flow path is easily affected by disturbance, and there is a possibility that accurate flow rate measurement cannot be performed. According to the present invention, disturbances can be blocked by actively keeping the temperature at the first measurement point and the second measurement point constant. Therefore, the flow rate of the fluid can be accurately measured.

本発明の好ましい態様は、前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、または抵抗加熱線を備えることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the temperature control mechanism includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, or a resistance heating wire.

温調機構としては、加熱手段に限らず、冷却手段を用いてもよい。また、前記温調機構は、前記流路を構成する孔が形成された円筒部と前記円筒部に熱を伝える伝熱部とを有する構造体と、前記構造体の伝熱部を加熱または冷却する温調部材とを備えていてもよい。   The temperature adjustment mechanism is not limited to the heating unit, and a cooling unit may be used. In addition, the temperature control mechanism is configured to heat or cool the structure having a cylindrical portion in which holes forming the flow path are formed and a heat transfer portion that transfers heat to the cylindrical portion, and the heat transfer portion of the structure. And a temperature control member.

本発明の好ましい態様は、前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、圧電素子、電磁石、サーボモータ、またはステッピングモータを備えていることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the control valve includes a valve that adjusts a flow rate and a drive source that drives the valve, and the drive source includes a piezoelectric element, an electromagnet, a servo motor, or a stepping motor. It is characterized by having.

本発明によれば、応答性の良好な駆動源を用いることにより、流量測定部により測定された実流量に基づいて速やかに弁を駆動させて流量を一定に保つことができる。   According to the present invention, by using a drive source with good responsiveness, it is possible to quickly drive the valve based on the actual flow rate measured by the flow rate measurement unit and keep the flow rate constant.

本発明の好ましい態様は、前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、複数の圧電素子が積層された構造を有することを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the control valve has a valve for adjusting a flow rate and a drive source for driving the valve, and the drive source has a structure in which a plurality of piezoelectric elements are stacked. It is characterized by.

本発明によれば、高圧の流体が流れる場合であっても、高圧や圧力変動の影響を受けることなく流量を一定に保つことができる。   According to the present invention, even when a high-pressure fluid flows, the flow rate can be kept constant without being affected by high pressure or pressure fluctuation.

本発明の好ましい態様は、前記制御弁を通過する流体の圧力は1MPa〜10MPaであることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the pressure of the fluid passing through the control valve is 1 MPa to 10 MPa.

本発明の好ましい態様は、前記制御弁を通過する流体の流量は0.01〜10L/hであることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the flow rate of the fluid passing through the control valve is 0.01 to 10 L / h.

本発明の好ましい態様は、前記流路は、耐食性のある材料から形成されていることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the flow path is formed of a corrosion-resistant material.

本発明の好ましい態様は、前記材料は、ステンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ四フッ化エチレン、またはポリクロロトリフルオロエチレンであることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the material is stainless steel, titanium, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, or polychlorotrifluoroethylene.

本発明の他の態様は、流体を貯留する複数の容器と、流体を混合させる混合部と、混合した流体を反応させる反応部と、上記流量調整装置とを備えたことを特徴とする流体反応装置である。   Another aspect of the present invention is a fluid reaction characterized by comprising a plurality of containers for storing fluids, a mixing unit for mixing fluids, a reaction unit for reacting the mixed fluids, and the flow rate adjusting device. Device.

以下、本発明の実施形態に係る流量調整装置について図面を参照して説明する。図43は本発明の第1の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。図43に示すように、本実施形態の流量調整装置は、流路3001を流れる液体(流体)の流量を測定する流量測定部3010と、液体の流量を調整する制御弁3020と、流量測定部3010により測定された流量に基づいて制御弁3020を制御する制御部3030とから基本的に構成されている。   Hereinafter, a flow control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 43 is a schematic view showing a flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 43, the flow rate adjustment device of this embodiment includes a flow rate measurement unit 3010 that measures the flow rate of the liquid (fluid) flowing through the flow path 3001, a control valve 3020 that adjusts the flow rate of the liquid, and a flow rate measurement unit. The control unit 3030 basically controls the control valve 3020 based on the flow rate measured by 3010.

流量測定部3010は、流路3001を流れる液体を所定の周期で加熱する温調機構3002と、流路3001を流れる液体の温度を測定する上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004とを備えている。温調機構3002は流路3001の壁部を取り囲むように設けられており、流路3001の壁部を介して液体を加熱する。この温調機構3002は温度制御部3005に接続されており、最適な温度上昇率で液体を加熱するようになっている。なお、温調機構3002としては、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、抵抗加熱器などが好適に用いられる。また、温調機構3002は、液体を冷却することで液体に温度変化を与えるようにしてもよい。   The flow rate measurement unit 3010 includes a temperature adjustment mechanism 3002 that heats the liquid flowing through the flow path 3001 at a predetermined cycle, and an upstream temperature sensor 3003 and a downstream temperature sensor 3004 that measure the temperature of the liquid flowing through the flow path 3001. ing. The temperature adjustment mechanism 3002 is provided so as to surround the wall portion of the flow path 3001 and heats the liquid via the wall portion of the flow path 3001. The temperature adjustment mechanism 3002 is connected to a temperature control unit 3005 and heats the liquid at an optimal temperature increase rate. Note that as the temperature adjustment mechanism 3002, a Peltier element, Seebeck element, electromagnetic wave generator, resistance heater, or the like is preferably used. Further, the temperature adjustment mechanism 3002 may change the temperature of the liquid by cooling the liquid.

上流側温度センサ3003は、流路3001の第1の測定点P1に配置されており、この第1の測定点P1を通過する液体の温度を測定する。下流側温度センサ3004は、流路1の第2の測定点P2に配置されており、この第2の測定点P2を通過する液体の温度を測定する。また、流量測定部3010は、加熱された液体が2つの測定点P1,P2を通過する時間差に基づいて液体の流量を求める時間差測定部3009を備えている。   The upstream temperature sensor 3003 is disposed at the first measurement point P1 of the flow path 3001, and measures the temperature of the liquid passing through the first measurement point P1. The downstream temperature sensor 3004 is disposed at the second measurement point P2 of the flow path 1, and measures the temperature of the liquid that passes through the second measurement point P2. The flow rate measurement unit 3010 includes a time difference measurement unit 3009 that obtains the flow rate of the liquid based on the time difference during which the heated liquid passes through the two measurement points P1 and P2.

上流側温度センサ3003は温調機構3002の下流側に位置しており、温調機構3002に近接して配置されている。下流側温度センサ3004は上流側温度センサ3003の下流側に位置しており、上流側温度センサ3003から所定の距離だけ離間して配置されている。上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004は、いずれも流路3001の外面に取り付けられており、流路3001の壁部を介して液体の温度を測定するようになっている。なお、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004としては、応答性に優れたサーミスタ式温度計や熱電対などが好適に用いられる。   The upstream temperature sensor 3003 is located on the downstream side of the temperature adjustment mechanism 3002 and is disposed close to the temperature adjustment mechanism 3002. The downstream temperature sensor 3004 is located on the downstream side of the upstream temperature sensor 3003 and is arranged at a predetermined distance from the upstream temperature sensor 3003. Each of the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 is attached to the outer surface of the flow path 3001 and measures the temperature of the liquid through the wall portion of the flow path 3001. As the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004, a thermistor thermometer or a thermocouple having excellent responsiveness is preferably used.

上流側温度センサ3003と下流側温度センサ3004は時間差測定部3009に接続されており、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004の出力が時間差測定部3009に送られるようになっている。この時間差測定部3009により液体の流量が測定される原理は、図42を参照して既に説明した通りである。すなわち、液体が流れている状態で温調機構3002が液体を加熱すると、加熱された液体が下流側に流れ、上流側の第1の測定点P1および下流側の第2の測定点P2をこの順に通過する。このとき、第1の測定点P1における液体の温度は上流側温度センサ3003により測定され、第2の測定点P2における液体の温度は下流側温度センサ3004により測定される。   The upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 are connected to the time difference measuring unit 3009, and the outputs of the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 are sent to the time difference measuring unit 3009. The principle that the flow rate of the liquid is measured by the time difference measuring unit 3009 is as already described with reference to FIG. That is, when the temperature adjustment mechanism 3002 heats the liquid while the liquid is flowing, the heated liquid flows downstream, and the first measurement point P1 on the upstream side and the second measurement point P2 on the downstream side are changed to this. Pass in order. At this time, the temperature of the liquid at the first measurement point P1 is measured by the upstream temperature sensor 3003, and the temperature of the liquid at the second measurement point P2 is measured by the downstream temperature sensor 3004.

上流側温度センサ3003と下流側温度センサ3004の出力は連続的に時間差測定部3009に送られ、ここで温度カーブC1および温度カーブC2(図42参照)のそれぞれのピークが検出される。なお、温度カーブのピークは、公知の方法を用いて検出することができる。例えば、前後2つの測定値の差の符号が変わったときをピークと判断することができる。そして、温度カーブC1のピークが現れた時間と、温度カーブC2のピークが現れた時間との差が算出され、以下の式から、流路1を流れる液体の流量が求められる。   The outputs of the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 are continuously sent to the time difference measuring unit 3009, where the peaks of the temperature curve C1 and the temperature curve C2 (see FIG. 42) are detected. The peak of the temperature curve can be detected using a known method. For example, a peak can be determined when the sign of the difference between the two measured values changes. Then, the difference between the time when the peak of the temperature curve C1 appears and the time when the peak of the temperature curve C2 appears is calculated, and the flow rate of the liquid flowing through the flow path 1 is obtained from the following equation.

流量(L/h)=センサ間の距離(第1の測定点P1と第2の測定点P2との距離)×流路1の断面積÷時間差
なお、時間差を求めるに際して比較すべき点は温度カーブのピークに限られない。すなわち、温度カーブ上の対応する2点間の時間差を求めればよい。例えば、2つの温度カーブの立ち上がり時の時間差を求めてもよい。
Flow rate (L / h) = Distance between sensors (distance between the first measurement point P1 and the second measurement point P2) × cross-sectional area of the flow path 1 ÷ time difference The point to be compared when calculating the time difference is the temperature It is not limited to the peak of the curve. That is, the time difference between two corresponding points on the temperature curve may be obtained. For example, the time difference between the rises of the two temperature curves may be obtained.

図43に示すように、制御弁3020は流量測定部3010の下流側に配置されている。この制御弁3020は、液体の流れに対向するように配置されたピストン(弁)3021と、ピストン3021を駆動する圧電素子(駆動源)3022とを備えている。圧電素子(圧電アクチュエータ)3022はピストン3021の裏面に固定され、圧電素子3022とピストン3021とは一体的に構成されている。ピストン3021および圧電素子3022はピストン室3023に収容されている。流路3001の一部はT字路となっており、ピストン3021は、T字路に流れ込む液体がピストン3021の前面にぶつかるように配置されている。圧電素子3022に電圧が印加されると圧電素子3022が伸縮し、これによりピストン3021を液体の流れ方向に沿って移動させてピストン3021の開度αを調整する。   As shown in FIG. 43, the control valve 3020 is disposed on the downstream side of the flow rate measurement unit 3010. The control valve 3020 includes a piston (valve) 3021 disposed so as to face the liquid flow, and a piezoelectric element (drive source) 3022 that drives the piston 3021. A piezoelectric element (piezoelectric actuator) 3022 is fixed to the back surface of the piston 3021, and the piezoelectric element 3022 and the piston 3021 are integrally formed. The piston 3021 and the piezoelectric element 3022 are accommodated in the piston chamber 3023. A part of the flow path 3001 has a T-shaped path, and the piston 3021 is arranged so that the liquid flowing into the T-shaped path hits the front surface of the piston 3021. When a voltage is applied to the piezoelectric element 3022, the piezoelectric element 3022 expands and contracts, thereby moving the piston 3021 along the liquid flow direction to adjust the opening degree α of the piston 3021.

ピストン3021の上流側には絞り部3001aが設けられており、ここで流路3001を絞り込むことによりピストン3021による正確な流量調整を可能としている。上述したピストン室3023は有底円筒状に形成されており、このピストン室3023は流路3001の外面に液密に固定されている。このような構成により、ピストン3021と流路3001との隙間から液体が漏れた場合でも、液体がピストン室3023の内部に保持されるので、液体の外部への漏洩が防止される。   A throttle portion 3001a is provided on the upstream side of the piston 3021. By narrowing the flow path 3001, the flow rate can be accurately adjusted by the piston 3021. The above-described piston chamber 3023 is formed in a bottomed cylindrical shape, and this piston chamber 3023 is liquid-tightly fixed to the outer surface of the flow path 3001. With such a configuration, even when the liquid leaks from the gap between the piston 3021 and the flow path 3001, the liquid is held inside the piston chamber 3023, so that leakage of the liquid to the outside is prevented.

本実施形態に係る流量調整装置を組み込んだマイクロリアクタでは、試薬どうしの反応により流量調整装置の下流側で反応生成物が生成される。この場合、反応生成物の種類によっては、流量調整装置の下流側の液体の圧力が上昇し、流路1から液体が漏れるおそれがある。本実施形態によれば、有底円筒状のピストン室3023により液体の外部への漏洩を防止することができるので、正確な流量調整が可能となる。   In the microreactor incorporating the flow control device according to the present embodiment, a reaction product is generated on the downstream side of the flow control device by reaction between reagents. In this case, depending on the type of the reaction product, the pressure of the liquid on the downstream side of the flow rate adjusting device may increase, and the liquid may leak from the flow path 1. According to the present embodiment, liquid leakage to the outside can be prevented by the bottomed cylindrical piston chamber 3023, so that accurate flow rate adjustment is possible.

次に、制御部3030について説明する。制御部3030は、時間差測定部3009に接続された増幅器3032と、流量を一定に保つためのピストン3021の開度を決定する比較部(PID制御部)3033と、制御弁3020の圧電素子3022に印加する電圧を生成するピストン駆動回路3034とを備えている。増幅器3032は、時間差測定部3009により算出された液体の流量(実流量)を表す信号を増幅し、増幅後の信号(実流量)を比較部3033に送る。比較部3033には設定流量(目標値)が予め入力されており、比較部3033は、実流量と設定流量とを比較し、実流量を設定流量に一致させるためのピストン3021の開度を演算する。比較部3033により演算されたピストン3021の開度はピストン駆動回路3034により電圧に変換される。そして、この電圧が圧電素子3022に印加され、圧電素子3022によりピストン3021が駆動される。このようにして、制御弁3020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部3030によって制御弁3020が制御される。   Next, the control unit 3030 will be described. The control unit 3030 includes an amplifier 3032 connected to the time difference measurement unit 3009, a comparison unit (PID control unit) 3033 that determines the opening of the piston 3021 for keeping the flow rate constant, and a piezoelectric element 3022 of the control valve 3020. And a piston drive circuit 3034 for generating a voltage to be applied. The amplifier 3032 amplifies the signal representing the liquid flow rate (actual flow rate) calculated by the time difference measurement unit 3009 and sends the amplified signal (actual flow rate) to the comparison unit 3033. A set flow rate (target value) is input in advance to the comparison unit 3033. The comparison unit 3033 compares the actual flow rate with the set flow rate, and calculates the opening degree of the piston 3021 for making the actual flow rate coincide with the set flow rate. To do. The opening degree of the piston 3021 calculated by the comparison unit 3033 is converted into a voltage by the piston drive circuit 3034. This voltage is applied to the piezoelectric element 3022, and the piston 3021 is driven by the piezoelectric element 3022. In this way, the control valve 3020 is controlled by the control unit 3030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 3020 is always constant.

流量測定部3010の測定結果を制御弁3020の動作に速やかに反映させるためには、流量測定部3010と制御弁3020との間の流路3001の距離はできるだけ短いことが好ましい。すなわち、下流側温度センサ3004とピストン3021との距離は、好ましくは10〜100mm、より好ましくは10〜50mm、さらに好ましくは10〜20mmである。また、制御弁3020に用いられる駆動源(アクチュエータ)には圧電素子のような応答性の優れたものを用いることが好ましい。このようにすることで、流路3001を流れる流量の変動(脈動)を速やかに解消することができ、一定の流量を保つことができる。   In order to quickly reflect the measurement result of the flow rate measurement unit 3010 in the operation of the control valve 3020, the distance of the flow path 3001 between the flow rate measurement unit 3010 and the control valve 3020 is preferably as short as possible. That is, the distance between the downstream temperature sensor 3004 and the piston 3021 is preferably 10 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, and still more preferably 10 to 20 mm. In addition, it is preferable to use a drive source (actuator) used for the control valve 3020 having excellent responsiveness such as a piezoelectric element. By doing in this way, the fluctuation | variation (pulsation) of the flow volume which flows through the flow path 3001 can be eliminated rapidly, and a fixed flow volume can be maintained.

この流量調整装置は、2種類またはそれ以上の液体を反応させる流体反応装置(マイクロリアクタ)に好適に用いられる。一般に、液体を混合させる混合空間が小さいほど、液体の混合が速やかに行われる。本実施形態に係る流量調整装置の流路3001の内径は、好ましくは0.1〜5mmであり、より好ましくは0.1〜2mmであり、さらに好ましくは0.1〜1mmである。また、微少量のみを取り扱い範囲とする場合には、最小径を0.02mmまでとすることも可能である。なお、流路の幅(内径)が小さくなると、液体を高圧で移送することが必要となってくる。本実施形態では、流量調整装置の出口(制御弁3020の下流側)における液体の圧力は1MPa〜10MPa、2MPa〜5MPa、または3MPa〜4MPaである。   This flow control device is suitably used for a fluid reaction device (microreactor) that reacts two or more kinds of liquids. In general, the smaller the mixing space in which the liquid is mixed, the faster the liquid is mixed. The inner diameter of the flow path 3001 of the flow control device according to this embodiment is preferably 0.1 to 5 mm, more preferably 0.1 to 2 mm, and further preferably 0.1 to 1 mm. Moreover, when only a very small amount is used as the handling range, the minimum diameter can be set to 0.02 mm. In addition, when the width | variety (inner diameter) of a flow path becomes small, it will be necessary to transfer a liquid by a high voltage | pressure. In the present embodiment, the pressure of the liquid at the outlet of the flow rate adjustment device (downstream of the control valve 3020) is 1 MPa to 10 MPa, 2 MPa to 5 MPa, or 3 MPa to 4 MPa.

取り扱う液体としては、試薬、有機溶媒、生化学物質などが挙げられる。したがって、流路3001を構成する材料としては、耐食性を有するものであることが好ましい。また、上述したように、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004は流路3001の壁部を介して液体の温度を測定するため、流路3001を構成する材料は、熱伝導性に優れ、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが好ましい。さらに、流路3001を構成する材料は、液体の高圧に耐えうるものであることが好ましい。これらの点を考慮し、流路3001を構成する材料の好ましい例として、SUS316またはSUS304などのステンレス鋼、Ti(チタン)、石英ガラスまたはパイレックス(登録商標)ガラスなどの硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene)などの樹脂が挙げられる。   Examples of liquids to be handled include reagents, organic solvents, and biochemical substances. Therefore, it is preferable that the material constituting the flow path 3001 has corrosion resistance. As described above, since the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 measure the temperature of the liquid through the wall portion of the flow path 3001, the material constituting the flow path 3001 is excellent in thermal conductivity. Those that can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. are preferable. Furthermore, the material constituting the flow path 3001 is preferably one that can withstand the high pressure of the liquid. Considering these points, preferable examples of the material constituting the flow path 3001 include stainless steel such as SUS316 or SUS304, hard glass such as Ti (titanium), quartz glass, or Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone). , PE (polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), and PCTFE (polychlorotrifluoroethylene).

ステンレス鋼またはTiを用いる場合は、流路3001の壁部の肉厚は0.01〜0.1mmとすることが好ましく、PEEK、PTFE、PCTFEなどの樹脂を用いる場合は、流路3001の壁部の肉厚は0.5〜1mmとすることが好ましい。熱伝導性を考えると、熱容量の小さいTiを用いることが好ましい。樹脂を用いる場合は、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004が取り付けられる流路3001の部位の肉厚を局所的に薄くして熱伝導率を向上させることが好ましい。   When stainless steel or Ti is used, the wall thickness of the channel 3001 is preferably 0.01 to 0.1 mm. When resin such as PEEK, PTFE, PCTFE is used, the wall of the channel 3001 is used. The thickness of the part is preferably 0.5 to 1 mm. Considering thermal conductivity, it is preferable to use Ti having a small heat capacity. When resin is used, it is preferable to improve the thermal conductivity by locally reducing the thickness of the portion of the flow path 3001 to which the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 are attached.

なお、流路3001を上記材料の中から選択した複数の材料の組み合せから構成してもよい。例えば、流路3001の接液部に耐食性のある材料を用い、その外側に耐圧性のある材料を重ねてもよい。また、液体の温度を正確に測定するためには、流路3001を次のように構成することが好ましい。すなわち、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004が設けられる部分を熱伝導率の高い材料で構成し、上流側温度センサ3003と下流側温度センサ3004との間の部分を熱伝導率の低い材料で構成する。このような構成によれば、流路3001が温度測定に与える影響を小さくすることができ、また、温調機構3002の熱が流路3001を伝って下流側温度センサ3004の測定値に影響を与えてしまうことを防止することができる。   Note that the channel 3001 may be composed of a combination of a plurality of materials selected from the above materials. For example, a material having corrosion resistance may be used for the liquid contact portion of the channel 3001, and a pressure resistant material may be stacked on the outside thereof. Further, in order to accurately measure the temperature of the liquid, it is preferable to configure the flow path 3001 as follows. That is, a portion where the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 are provided is made of a material having high thermal conductivity, and a portion between the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004 has low thermal conductivity. Consists of materials. According to such a configuration, the influence of the flow path 3001 on the temperature measurement can be reduced, and the heat of the temperature adjustment mechanism 3002 travels through the flow path 3001 and affects the measurement value of the downstream temperature sensor 3004. It can prevent giving.

図44は、温調機構と上流側温度センサの他の構成例を示す断面図である。図44に示す例では、PTFEやPCTFEなどのフッ素樹脂からなるケース本体3012に孔加工が施されて、長手方向に延びる流路3001が形成されている。また、ケース本体3012には、この流路3001に直交する方向に孔加工が施されて凹部3012aが形成されている。このケース本体3012の凹部3012aには、流路3001を流れる液体を加熱するための構造体3013が挿入されている。   FIG. 44 is a cross-sectional view showing another configuration example of the temperature adjustment mechanism and the upstream temperature sensor. In the example shown in FIG. 44, a hole 300 is formed in a case main body 3012 made of a fluororesin such as PTFE or PCTFE to form a flow path 3001 extending in the longitudinal direction. The case body 3012 is formed with a recess 3012a by drilling in a direction perpendicular to the flow path 3001. A structure 3013 for heating the liquid flowing through the flow path 3001 is inserted into the recess 3012 a of the case body 3012.

図45(a)は、図44のVII−VII線断面図である。図44および図45(a)に示すように、構造体3013は、流路3001を構成する断面矩形状あるいは円形状の貫通孔3013aが先端部に形成された円筒部3013bと、ケース本体3012の外側に位置する伝熱部3013cとを備えている。伝熱部3013cは、貫通孔3013aが形成された端部とは反対側の端部に設けられている。なお、図45(a)に示す例では、銅製の伝熱部3013cの外側を耐薬品性のあるチタン製の円筒部3013bで覆っているが、円筒部3013bと伝熱部3013cとを同一の材料により一体に形成してもよい。   FIG. 45A is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. As shown in FIGS. 44 and 45 (a), the structure 3013 includes a cylindrical portion 3013b in which a through-hole 3013a having a rectangular or circular cross section forming the flow path 3001 is formed at the tip portion, and a case body 3012. And a heat transfer portion 3013c located outside. The heat transfer part 3013c is provided at the end opposite to the end where the through hole 3013a is formed. In the example shown in FIG. 45 (a), the outside of the copper heat transfer portion 3013c is covered with a chemical-resistant titanium cylindrical portion 3013b, but the cylindrical portion 3013b and the heat transfer portion 3013c are the same. You may form integrally with material.

円筒部3013bは、例えばPEEKなどの断熱性を有する材料からなる固定プレート3014をボルト3015でケース本体3012に固定することによりケース本体3012に固定される。また、ケース本体3012と円筒部3013bとの間には、シール部材3016が配置されており、このシール部材3016により液体の漏洩が防止されている。   The cylindrical portion 3013b is fixed to the case main body 3012 by fixing a fixing plate 3014 made of a heat insulating material such as PEEK to the case main body 3012 with a bolt 3015. Further, a seal member 3016 is disposed between the case main body 3012 and the cylindrical portion 3013b, and the seal member 3016 prevents liquid leakage.

構造体3013の伝熱部3013cにはヒータやペルチェ素子などの温調部材3017が取り付けられており、伝熱部3013cを介して温調部材3017からの熱が円筒部3013bに伝えられるようになっている。したがって、温調部材3017からの熱は、銅製の伝熱部3013cを伝わり、チタン製の円筒部3013bを経て貫通孔3013aを通過する液体に伝達される。このように、流路3001を流れる液体は、構造体3013の貫通孔3013aを通過することにより加熱される。なお、銅製の伝熱部3013cや温調部材3017が直接液体に接触することはない。なお、温調部材3017にペルチェ素子などを用いて液体を冷却する場合には、熱の流れは上述のものと逆となる。   A temperature control member 3017 such as a heater or a Peltier element is attached to the heat transfer part 3013c of the structure 3013, and heat from the temperature control member 3017 is transferred to the cylindrical part 3013b via the heat transfer part 3013c. ing. Therefore, the heat from the temperature adjustment member 3017 is transmitted to the liquid passing through the through hole 3013a through the copper heat transfer portion 3013c and through the titanium cylindrical portion 3013b. In this manner, the liquid flowing through the flow path 3001 is heated by passing through the through hole 3013a of the structure 3013. Note that the copper heat transfer section 3013c and the temperature adjustment member 3017 do not directly contact the liquid. Note that when the liquid is cooled using a Peltier element or the like for the temperature adjustment member 3017, the heat flow is opposite to that described above.

図45(b)は、上述した構造体の他の構成例を示す断面図である。チタンは耐薬品性があるものの、熱伝導率は銅よりも悪いため、図45(b)に示す例では、構造体3013の円筒部3013bと伝熱部3013cを銅材で一体に形成している。また、貫通孔3013aは断面が円形などとなるように形成されている。貫通孔3013aの内面および円筒部3013bの外面など液体に曝される部分には、耐薬品性を有する材料によってめっき処理がなされている。めっき処理のなされた円筒部3013bとケース本体との間には、液体の漏洩を防止するためのシール部材が配置される。このような構成により、温調部材からの熱が、より効率よく貫通孔3013aを流れる液体に伝達される。   FIG. 45B is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the structure described above. Although titanium has chemical resistance, its thermal conductivity is worse than that of copper. Therefore, in the example shown in FIG. 45B, the cylindrical portion 3013b and the heat transfer portion 3013c of the structure 3013 are integrally formed of a copper material. Yes. Further, the through hole 3013a is formed so that the cross section is circular. Parts exposed to the liquid, such as the inner surface of the through hole 3013a and the outer surface of the cylindrical portion 3013b, are plated with a material having chemical resistance. A seal member for preventing leakage of liquid is disposed between the cylindrical portion 3013b subjected to the plating process and the case main body. With such a configuration, heat from the temperature adjustment member is more efficiently transmitted to the liquid flowing through the through hole 3013a.

図44に示すように、上流側温度センサ3003は、流路3001に直交する方向に形成された孔3012bに挿入されており、チタンなどの耐薬品性を有する金属からなるセンサホルダ3003aと、流路3001に近い位置までセンサホルダ3003aの内部に挿入されたサーミスタ3003bとを備えている。センサホルダ3003aの先端には、加熱部の構造体3013と同様に流路3001を構成する貫通孔を設けてもよい。センサホルダ3003aの先端は流路3001中の液体に接触するようになっているが、サーミスタ3003bは、流路3001を流れる液体には直接接触しないようになっている。このサーミスタ3003bによって流路3001を流れる液の温度を検出することができる。センサホルダ3003aは、ボルト3018によりケース本体3012に固定されている。また、ケース本体3012とセンサホルダ3003aとの間には、シール部材3019が配置されており、このシール部材3019により液体の漏洩が防止されている。なお、温調部材3017にペルチェ素子などを用いて液体を冷却する場合には、熱の流れは上述のものと逆となる。   As shown in FIG. 44, the upstream temperature sensor 3003 is inserted into a hole 3012b formed in a direction orthogonal to the flow path 3001, and includes a sensor holder 3003a made of a metal having chemical resistance such as titanium, And a thermistor 3003b inserted into the sensor holder 3003a up to a position close to the path 3001. A through-hole constituting the flow path 3001 may be provided at the tip of the sensor holder 3003a, similarly to the structure 3013 of the heating unit. The tip of the sensor holder 3003a is in contact with the liquid in the flow path 3001, but the thermistor 3003b is not in direct contact with the liquid flowing in the flow path 3001. The thermistor 3003b can detect the temperature of the liquid flowing through the flow path 3001. The sensor holder 3003a is fixed to the case main body 3012 by a bolt 3018. Further, a seal member 3019 is disposed between the case main body 3012 and the sensor holder 3003a, and the liquid leakage is prevented by the seal member 3019. Note that when the liquid is cooled using a Peltier element or the like for the temperature adjustment member 3017, the heat flow is opposite to that described above.

なお、上述の例では、センサホルダ3003aをチタンなどの耐薬品性を有する金属から形成した例を説明したが、センサホルダ3003aを伝熱性のよい銅により形成し、液体に接触する部分には耐薬品性を有する材料によってめっき処理をしてもよい。このような構成とすれば、流路3001を流れる液体の温度を効率よく検出することが可能となる。また、図44では、上流側温度センサ3003についてのみ述べたが、図44に示す構造は、下流側温度センサ3004にも適用できることは言うまでもない。   In the above example, the sensor holder 3003a is formed of a metal having chemical resistance such as titanium. However, the sensor holder 3003a is formed of copper having good heat conductivity, and the portion that comes into contact with the liquid is resistant to the liquid. Plating may be performed with a material having chemical properties. With such a configuration, the temperature of the liquid flowing through the flow path 3001 can be detected efficiently. In FIG. 44, only the upstream temperature sensor 3003 has been described, but it is needless to say that the structure shown in FIG. 44 can also be applied to the downstream temperature sensor 3004.

図46は制御弁の他の構成例を示す拡大図である。上述したように、ピストン3021を駆動する駆動源には高圧の液体に抗してピストン3021を駆動させることが要求される。図46に示す構成例では、駆動力を増すために、2つの圧電素子3022を積層させている。このような構成により、液体が高圧の場合であっても、ピストン3021の開度αを正確に調整することができ、流量を一定に保つことができる。なお、必要に応じて3つ以上の圧電素子を積層させてもよい。   FIG. 46 is an enlarged view showing another configuration example of the control valve. As described above, the drive source that drives the piston 3021 is required to drive the piston 3021 against high-pressure liquid. In the configuration example shown in FIG. 46, two piezoelectric elements 3022 are stacked in order to increase the driving force. With such a configuration, even when the liquid is high pressure, the opening degree α of the piston 3021 can be accurately adjusted, and the flow rate can be kept constant. If necessary, three or more piezoelectric elements may be stacked.

次に、本発明の第2の実施形態について図47を参照して説明する。図47は本発明の第2の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は、上述した第1の実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 47 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to a second embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the first embodiment described above, and thus the redundant description thereof is omitted.

既に述べたように、流量測定部3010は、液体の温度変化を利用して流量を求めるため、周囲雰囲気の温度が変化すると、正確な流量を求めることができなくなる。そこで、本実施形態では、液体の温度を安定的に測定するために、環境温度制御機構3011を流量測定部3010に配置している。この環境温度制御機構3011は、上流側温度センサ3003および下流側温度センサ3004を気密に収容する隔壁3011aと、隔壁3011aの内部空間の温度を調整するペルチェ素子などの温調器3011bと、隔壁3011aの内部空間の温度を測定する温度センサ3011cと、温度センサ3011cからの信号(内部空間の実温度)に基づいて温調器3011bを制御する温度制御器3011dを備えている。なお、温度制御器3011dとして、上述した温度制御部3005を用いてもよい。   As already described, since the flow rate measurement unit 3010 obtains the flow rate using the temperature change of the liquid, the accurate flow rate cannot be obtained if the temperature of the ambient atmosphere changes. Therefore, in this embodiment, the environmental temperature control mechanism 3011 is arranged in the flow rate measurement unit 3010 in order to stably measure the temperature of the liquid. This environmental temperature control mechanism 3011 includes a partition wall 3011a that hermetically accommodates the upstream temperature sensor 3003 and the downstream temperature sensor 3004, a temperature controller 3011b such as a Peltier element that adjusts the temperature of the internal space of the partition wall 3011a, and a partition wall 3011a. A temperature sensor 3011c for measuring the temperature of the internal space of the slab and a temperature controller 3011d for controlling the temperature controller 3011b based on a signal from the temperature sensor 3011c (actual temperature of the internal space). Note that the temperature controller 3005 described above may be used as the temperature controller 3011d.

隔壁3011aは断熱材から構成されている。温調器3011bは温度制御器3011dに接続されており、内部空間の温度を一定に保つように温度制御器3011dによって制御される。このように構成された環境温度制御機構3011によれば、上流側温度センサ3003(すなわち第1の測定点P1)、下流側温度センサ3004(第2の測定点P2)、およびその間に位置する流路3001の部位の周囲の温度を一定に保つことができ、熱的外乱を遮断することができる。したがって、時間差測定部3009は正確な流量測定を行うことができ、結果として、高い精度で流量を一定に保つことができる。   The partition wall 3011a is made of a heat insulating material. The temperature controller 3011b is connected to the temperature controller 3011d and is controlled by the temperature controller 3011d so as to keep the temperature of the internal space constant. According to the environmental temperature control mechanism 3011 configured as described above, the upstream temperature sensor 3003 (that is, the first measurement point P1), the downstream temperature sensor 3004 (the second measurement point P2), and the flow located therebetween. The temperature around the site of the path 3001 can be kept constant, and the thermal disturbance can be blocked. Therefore, the time difference measuring unit 3009 can perform accurate flow rate measurement, and as a result, the flow rate can be kept constant with high accuracy.

次に、本発明の第3の実施形態について図48を参照して説明する。図48は本発明の第3の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は、上述した第1の実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 48 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to a third embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the first embodiment described above, and thus the redundant description thereof is omitted.

図48に示すように、本実施形態では、上流側温度センサ3003が省かれており、時間差測定部3009は温調機構3002および下流側温度センサ3004に接続されている。本実施形態では、第1の測定点P1は温調機構3002の位置となる。   As shown in FIG. 48, in this embodiment, the upstream temperature sensor 3003 is omitted, and the time difference measuring unit 3009 is connected to the temperature adjustment mechanism 3002 and the downstream temperature sensor 3004. In the present embodiment, the first measurement point P1 is the position of the temperature adjustment mechanism 3002.

ここで、本実施形態の流量測定部3010により流量が測定される原理について図49を参照して説明する。流路3001を流れる液体は温調機構3002により加熱され、加熱開始時刻t1が時間差測定部3009に記録される。このとき、温調機構3002(すなわち第1の測定点P1)では、液体の温度は温度カーブT3で示すように所定の変化率で上昇する。加熱された液体は流路3001を流れ、やがて第2の測定点P2を通過する。このとき、下流側温度センサ3004により温度カーブC3が検出される。そして、時間差測定部3009により、温度カーブT3の立ち上がり時点t1と温度カーブC3の立ち上がり時点t2との時間差Δtが求められ、上述した式により液体の流量が算出される。なお、図42を参照して説明した例と同様に、2つの温度カーブのピークが現れる時間差を測定してもよい。   Here, the principle by which the flow rate is measured by the flow rate measurement unit 3010 of this embodiment will be described with reference to FIG. The liquid flowing through the flow path 3001 is heated by the temperature adjustment mechanism 3002, and the heating start time t1 is recorded in the time difference measuring unit 3009. At this time, in the temperature adjustment mechanism 3002 (that is, the first measurement point P1), the temperature of the liquid rises at a predetermined rate of change as indicated by the temperature curve T3. The heated liquid flows through the flow path 3001 and eventually passes through the second measurement point P2. At this time, the temperature curve C3 is detected by the downstream temperature sensor 3004. Then, the time difference measuring unit 3009 obtains the time difference Δt between the rising point t1 of the temperature curve T3 and the rising point t2 of the temperature curve C3, and the liquid flow rate is calculated by the above-described equation. As in the example described with reference to FIG. 42, the time difference at which the peaks of the two temperature curves appear may be measured.

図48に示すように、本実施形態の制御弁3020では、ピストン3021に代えて円柱状のスプール3024が用いられている。このスプール3024は流路3001のT字路に配置されており、その先端は流路3001に摺動可能に嵌め込まれている。スプール3024の端部には磁性体(例えば鉄心)3025が取り付けられており、磁性体3025の周囲には電磁石3026が配置されている。電磁石3026と流路3001との間にはシール部材3027が配置されており、このシール部材3027により液体の漏洩が防止されている。磁性体3025は電磁石3026により形成された電磁力により駆動され、これによりスプール3024がその軸方向に沿って移動する。なお、このような構成を有する制御弁3020は、ソレノイドバルブ(電磁弁)と呼ばれている。   As shown in FIG. 48, in the control valve 3020 of this embodiment, a cylindrical spool 3024 is used instead of the piston 3021. The spool 3024 is disposed on the T-shaped path of the flow path 3001, and the tip of the spool 3024 is slidably fitted in the flow path 3001. A magnetic body (eg, iron core) 3025 is attached to the end of the spool 3024, and an electromagnet 3026 is disposed around the magnetic body 3025. A seal member 3027 is disposed between the electromagnet 3026 and the flow path 3001, and liquid leakage is prevented by the seal member 3027. The magnetic body 3025 is driven by the electromagnetic force formed by the electromagnet 3026, whereby the spool 3024 moves along its axial direction. The control valve 3020 having such a configuration is called a solenoid valve (electromagnetic valve).

図50は図48に示すスプールの斜視図である。図50に示すように、スプール3024の側面には、斜めに延びる溝3024aが形成されている。溝3024aは三角形状の断面を有しており、その断面の大きさは軸方向位置に応じて変化する。すなわち、溝3024aの断面はスプール3024の先端において最も大きく、断面位置が反対側端部に向かうにしたがって徐々に小さくなる。液体はこの溝3024aを通って流れるので、スプール3024を軸方向に移動させることにより流量を調整することができる。この場合、スプール(弁)3024の開度αは、流路3001から突出した溝3024aの長さによって表すことができる。   FIG. 50 is a perspective view of the spool shown in FIG. As shown in FIG. 50, an obliquely extending groove 3024 a is formed on the side surface of the spool 3024. The groove 3024a has a triangular cross section, and the size of the cross section changes according to the axial position. That is, the cross section of the groove 3024a is the largest at the tip of the spool 3024, and gradually decreases as the cross-sectional position moves toward the opposite end. Since the liquid flows through the groove 3024a, the flow rate can be adjusted by moving the spool 3024 in the axial direction. In this case, the opening degree α of the spool (valve) 3024 can be expressed by the length of the groove 3024a protruding from the flow path 3001.

本実施形態の制御部3030は、ピストン駆動回路に代えて、スプール駆動回路3035を備えている。このスプール駆動回路3035は、比較部3033により演算されたスプール3024の開度を電流に変換し、この電流が電磁石3026に供給されることでスプール3024が移動する。このようにして、制御弁3020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部3030によって制御弁3020が制御される。なお、液体が高圧であっても正確に流量を一定とするために、大きな電磁力を発生させることができる電磁石を用いることが好ましい。   The control unit 3030 of this embodiment includes a spool drive circuit 3035 instead of the piston drive circuit. The spool drive circuit 3035 converts the opening degree of the spool 3024 calculated by the comparison unit 3033 into a current, and the current is supplied to the electromagnet 3026 so that the spool 3024 moves. In this way, the control valve 3020 is controlled by the control unit 3030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 3020 is always constant. It is preferable to use an electromagnet capable of generating a large electromagnetic force in order to make the flow rate constant accurately even when the liquid is high pressure.

次に、本発明の第4の実施形態について図51を参照して説明する。図51は本発明の第4の実施形態に係る流量調整装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施形態の構成は、上述した第1の実施形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 51 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to a fourth embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the first embodiment described above, and thus the redundant description thereof is omitted.

図51に示すように、本実施形態の制御弁3020は、ピストン3021に代えて逆三角錐形状のポペット3041を備えている。このポペット3041は、流路3001のT字路に位置しており、その先端が液体の流れに対向するように配置されている。ポペット3041にはシャフト3042が一体的に固定されており、このシャフト3042は有底円筒状のシャフトガイド3043に嵌合されている。シャフトガイド3043の外周面には歯車3044が設けられており、この歯車3044は、サーボモータ3045に連結された歯車3046と噛み合っている。シャフト3042は、キーやキー溝などの回転防止機構(図示せず)により回転しないように構成されている。なお、ポペット3041、シャフト3042、およびシャフトガイド3043とは同軸上に整列されている。   As shown in FIG. 51, the control valve 3020 of the present embodiment includes an inverted triangular pyramid-shaped poppet 3041 instead of the piston 3021. The poppet 3041 is located at the T-shaped path of the flow path 3001 and is arranged so that the tip thereof faces the liquid flow. A shaft 3042 is integrally fixed to the poppet 3041, and this shaft 3042 is fitted to a bottomed cylindrical shaft guide 3043. A gear 3044 is provided on the outer peripheral surface of the shaft guide 3043, and the gear 3044 meshes with a gear 3046 connected to a servo motor 3045. The shaft 3042 is configured not to rotate by a rotation prevention mechanism (not shown) such as a key or a key groove. Note that the poppet 3041, the shaft 3042, and the shaft guide 3043 are aligned on the same axis.

シャフトガイド3043と流路3001との間にはシール部材3047が配置されており、液体が流路3001から漏洩してしまうことが防止されている。シャフト3042の外周面には雄ねじ3042aが形成され、シャフトガイド3043の内周面には、雄ねじ3042aに噛み合う雌ねじ(図示せず)が形成されている。このような構成により、サーボモータ3045によりシャフトガイド3043を回転させると、ポペット3041がT字路の開口部に対して垂直方向に移動し、これによりポペット(弁)3041の開度αが調整される。なお、サーボモータの代わりにステッピングモータを使用してもよい。   A seal member 3047 is disposed between the shaft guide 3043 and the flow path 3001 to prevent liquid from leaking from the flow path 3001. A male screw 3042a is formed on the outer peripheral surface of the shaft 3042, and a female screw (not shown) that meshes with the male screw 3042a is formed on the inner peripheral surface of the shaft guide 3043. With such a configuration, when the shaft guide 3043 is rotated by the servo motor 3045, the poppet 3041 moves in the vertical direction with respect to the opening of the T-shaped path, thereby adjusting the opening α of the poppet (valve) 3041. The A stepping motor may be used instead of the servo motor.

本実施形態の制御部3030は、ピストン駆動回路に代えて、ポペット駆動回路3048を備えている。このポペット駆動回路3048は、比較部3033により演算されたポペット3041の開度を電流に変換し、この電流がサーボモータ3045に供給されることでポペット3041が移動する。このようにして、第1の実施形態と同様に、制御弁3020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部3030によって制御弁3020が制御される。なお、液体が高圧であっても正確に流量を一定とするために、大きなトルクを発生させることができるサーボモータまたはステッピングモータを用いることが好ましい。   The control unit 3030 of this embodiment includes a poppet drive circuit 3048 instead of the piston drive circuit. The poppet driving circuit 3048 converts the opening of the poppet 3041 calculated by the comparison unit 3033 into a current, and the current is supplied to the servo motor 3045 so that the poppet 3041 moves. In this way, similarly to the first embodiment, the control valve 3020 is controlled by the control unit 3030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 3020 is always constant. Note that it is preferable to use a servo motor or a stepping motor capable of generating a large torque in order to make the flow rate constant accurately even when the liquid is high pressure.

なお、上述した実施形態は、必要に応じて組み合わせることができる。例えば、第2の実施形態に係る環境温度制御機構3011を第3および第4の実施形態に組み込んでもよい。また、上述した実施形態に係る流量調整装置は、液体のみならず気体の流量を測定し、かつ制御することもできる。   Note that the above-described embodiments can be combined as necessary. For example, the environmental temperature control mechanism 3011 according to the second embodiment may be incorporated in the third and fourth embodiments. Further, the flow rate adjusting device according to the above-described embodiment can measure and control not only liquid but also gas flow rate.

次に、上述した本発明の一実施形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置(マイクロリアクタ)について説明する。図52乃至図54(b)は本発明の一実施形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置の全体構成を示す図である。なお、以下に述べる流体反応装置は、2種類またはそれ以上の液体を混合し、反応させるために用いられる装置である。   Next, a fluid reaction device (microreactor) incorporating the above-described flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 52 to FIG. 54 (b) are diagrams showing the overall configuration of a fluid reaction device incorporating a flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention. The fluid reaction apparatus described below is an apparatus used for mixing and reacting two or more kinds of liquids.

図52,図53,図54(a),および図54(b)に示すように、流体反応装置は、全体が1つの設置スペースに設置されてパッケージ化されている。この構成例では、この設置スペースは長方形であり、長手方向に沿って4つの領域に区画される。すなわち、一端側の第1の領域は、原料液を貯留する複数の貯留容器3110(図52では2つの貯留容器3110A,3110Bのみを示す)が設置された原料貯留部3101であり、それに隣接する第2の領域は、貯留容器3110の原料液を移送するポンプ3116A,3116Bなどが設置された配液部3102となっている。第2の領域に隣接する第3の領域は、原料液を混同させる混合部(混合チップ)3140および混合された原料液を反応させる反応部(反応チップ)3142を有する処理部3103となっている。他端側の第4の領域は、処理の結果得られた生成物を導出して貯留する生成物貯留部(回収容器設置スペース)3104である。   As shown in FIG. 52, FIG. 53, FIG. 54 (a), and FIG. 54 (b), the entire fluid reaction device is installed in one installation space and packaged. In this configuration example, the installation space is rectangular and is divided into four regions along the longitudinal direction. That is, the first region on one end side is a raw material storage unit 3101 in which a plurality of storage containers 3110 (only two storage containers 3110A and 3110B are shown in FIG. 52) for storing the raw material liquid are installed, and adjacent thereto. The second region is a liquid distribution unit 3102 in which pumps 3116A and 3116B for transferring the raw material liquid in the storage container 3110 are installed. A third region adjacent to the second region is a processing unit 3103 having a mixing unit (mixing chip) 3140 for mixing the raw material liquid and a reaction unit (reaction chip) 3142 for reacting the mixed raw material liquid. . The fourth region on the other end side is a product storage unit (recovery container installation space) 3104 for deriving and storing a product obtained as a result of the processing.

また、この流体反応装置は、各部の動作の制御を行うコンピュータである動作制御部3106と、温度調整ケース3146に熱媒体を流して処理部3103の温度調整を行う熱媒体コントローラ3107を備えている。また、動作制御部3106には、図52に示すように、液体の流量と温度をモニタできる流量モニタ3270および温度モニタ3272が搭載されている。なお、この構成例では、動作制御部3106と熱媒体コントローラ3107は流体反応装置と別置きになっているが、勿論一体でも良い。図53に示すように、第2〜第4の領域の床下部分には配管室3105が形成され、ここには混合部3140および反応部3142へ加熱又は冷却用の熱媒体を送るための配管が設けられている。   The fluid reaction apparatus also includes an operation control unit 3106 that is a computer that controls the operation of each unit, and a heat medium controller 3107 that adjusts the temperature of the processing unit 3103 by flowing a heat medium through the temperature adjustment case 3146. . As shown in FIG. 52, the operation control unit 3106 is equipped with a flow rate monitor 3270 and a temperature monitor 3272 that can monitor the flow rate and temperature of the liquid. In this configuration example, the operation control unit 3106 and the heat medium controller 3107 are separated from the fluid reaction device, but may be integrated as a matter of course. As shown in FIG. 53, a piping chamber 3105 is formed in the lower floor portion of the second to fourth regions, and piping for sending a heating medium for heating or cooling to the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 is provided here. Is provided.

このように、上流側から下流側へと各部を配置することによって液体の流れを円滑にし、かつ装置全体をコンパクトにまとめることができる。この構成例では、各部の配列を直線状にしたが、例えば、全体が正方形に近いスペースであれば、各部を液体の流れがループを形成するように構成してもよい。   In this way, by arranging the respective parts from the upstream side to the downstream side, the flow of the liquid can be made smooth, and the entire apparatus can be made compact. In this configuration example, each part is arranged in a straight line. However, for example, if the entire space is close to a square, each part may be configured such that the liquid flow forms a loop.

図53において、符号3250は装置下部に設けられた液溜めパンであり、符号3252は液溜めパン3250上に設置された漏液センサを示す。またこの装置例では、配液部3102、処理部3103、生成物貯留部3104は隔壁3254,3256により区画されており、各部にはカバー3258,3260,3262が取り付けられて装置外部とこれらを隔離している。符号3264は排気ポートであり、図示しない排気ファンに接続されている。そして、装置内の圧力を装置外より負とすることで装置内の有毒ガスが外部に漏出することを防いでいる。   In FIG. 53, reference numeral 3250 denotes a liquid reservoir pan provided at the lower part of the apparatus, and reference numeral 3252 denotes a liquid leakage sensor installed on the liquid reservoir pan 3250. In this example of the apparatus, the liquid distribution unit 3102, the processing unit 3103, and the product storage unit 3104 are partitioned by partition walls 3254 and 3256, and covers 3258, 3260 and 3262 are attached to the respective units to isolate them from the outside of the apparatus. is doing. Reference numeral 3264 denotes an exhaust port, which is connected to an exhaust fan (not shown). And the toxic gas in the apparatus is prevented from leaking outside by making the pressure in the apparatus negative from the outside of the apparatus.

図52に示す原料貯留部3101には、2つの貯留容器3110A,3110Bが設置されているが、必要に応じて3つまたはそれ以上の貯留容器を使用してもよい。例えば、同じ液体を2つの貯留容器に収容し、これらを交互に切り換えて用いることにより、処理を継続的に行うことができる。なお、原料貯留部3101に、ライン洗浄用のアセトンなどの有機溶剤、塩酸、純水などが入った洗浄液容器3112や、パージ用の窒素ガスが封入された圧力源3114を設けてもよい。また、廃液容器3136を原料貯留部3101に置いてもよい。   In the raw material storage unit 3101 shown in FIG. 52, two storage containers 3110A and 3110B are installed, but three or more storage containers may be used as necessary. For example, the process can be continuously performed by storing the same liquid in two storage containers and using them alternately. Note that the raw material reservoir 3101 may be provided with a cleaning liquid container 3112 containing an organic solvent such as acetone for line cleaning, hydrochloric acid, pure water, or the like, or a pressure source 3114 filled with a purge nitrogen gas. Further, the waste liquid container 3136 may be placed in the raw material storage unit 3101.

配液部(導入部)3102には、貯留容器3110A,3110Bに輸送管3121A,3121Bを介して接続されたポンプ3116A,3116Bが設置されている。図52におけるポンプ3116A,3116Bには遠心式ポンプが使用されている。また、配液部3102は、ポンプ3116A,3116Bの下流側に配置された流量調整装置3300A,3300B、リリーフ弁3122A,3122B、圧力測定センサ3124A,3124B、流路切換弁3126A,3126B、および逆洗ポンプ3130を有している。流路切換弁3126A,3126Bは、輸送管3121A,3121Bの他に、洗浄液容器3112や、圧力源3114にそれぞれ接続されている。逆洗ポンプ3130は、混合部3140や反応部3142の流路内が生成物によって閉塞した場合に用いられる。逆洗ポンプ3130は洗浄液を貯留する洗浄液容器3112に接続され、さらに流路切換弁3132を介して反応部3142の出口に接続される。逆洗ポンプ3130により移送される洗浄液は通常の流れと逆に流れる。すなわち、洗浄液は、反応部3142の出口から混合部3140の入口に向かって流れ、流路切換弁3126A,3126Bを経て廃液口3134から図示しない配管を通って廃液貯留容器3136に入れられる。   Pumps 3116A and 3116B connected to the storage containers 3110A and 3110B via the transport pipes 3121A and 3121B are installed in the liquid distribution unit (introduction unit) 3102. A centrifugal pump is used for the pumps 3116A and 3116B in FIG. Further, the liquid distribution unit 3102 includes flow rate adjusting devices 3300A and 3300B, relief valves 3122A and 3122B, pressure measurement sensors 3124A and 3124B, flow path switching valves 3126A and 3126B, and backwashing that are arranged downstream of the pumps 3116A and 3116B. A pump 3130 is included. The flow path switching valves 3126A and 3126B are connected to a cleaning liquid container 3112 and a pressure source 3114 in addition to the transport pipes 3121A and 3121B, respectively. The backwash pump 3130 is used when the flow path of the mixing unit 3140 or the reaction unit 3142 is blocked by the product. The backwash pump 3130 is connected to a cleaning liquid container 3112 that stores cleaning liquid, and is further connected to an outlet of the reaction unit 3142 via a flow path switching valve 3132. The cleaning liquid transferred by the backwash pump 3130 flows in reverse to the normal flow. That is, the cleaning liquid flows from the outlet of the reaction unit 3142 toward the inlet of the mixing unit 3140, passes through the flow path switching valves 3126 </ b> A and 3126 </ b> B, and enters the waste liquid storage container 3136 from the waste liquid port 3134 through a pipe (not shown).

逆洗ポンプ3130は吐出圧力が高く、洗浄液に脈動を起こさせて生成物を除去することが可能なように1本ピストン型のポンプが好ましい。洗浄液としては、有機溶剤、塩酸、硝酸、りん酸、有機酸、純水などが好適に用いられる。有機溶剤の例としては、アセトン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。図52に示す導入口3240は、外部から純水や水素水を導入する場合に設けられたもので、洗浄液容器3112内の洗浄液の代わりに洗浄に使用できる。   The backwash pump 3130 is preferably a single piston pump so that the discharge pressure is high and the product can be removed by causing pulsation in the cleaning liquid. As the cleaning liquid, an organic solvent, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, organic acid, pure water, or the like is preferably used. Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, methanol and the like. An introduction port 3240 shown in FIG. 52 is provided when pure water or hydrogen water is introduced from the outside, and can be used for cleaning instead of the cleaning liquid in the cleaning liquid container 3112.

図55は、原料液の予備加熱(予備温度調整)と混合を行うための混合部3140を示すもので、3枚の薄板状の基材である上板3144a、中板3144b、下板3144cが接合されて全厚さ5mmの混合部3140が形成されている。なお、以下に説明する流路はいずれも中板3144bの表面に形成された溝である。上板3144aを貫通して形成された2つの流入ポート3147A,3147Bは、中板3144bの上面に形成されたそれぞれ2つの予備加熱流路3148A,3148Bに連通する。これらの予備加熱流路3148A,3148Bはそれぞれ途中で分岐しかつそれぞれ拡大し、再度合流する。さらに、予備加熱流路3148A,3148Bはそれぞれ出口流路3150A,3150Bに連通し、これらの出口流路3150A,3150Bは合流部3152に通じている。出口流路3150Aは、中板3144bの上面に、出口流路3150Bは中板3144bの下面に形成されている。   FIG. 55 shows a mixing unit 3140 for performing preheating (preliminary temperature adjustment) and mixing of the raw material liquid. The upper plate 3144a, the middle plate 3144b, and the lower plate 3144c, which are three thin plate-like base materials, are shown. A mixing portion 3140 having a total thickness of 5 mm is formed by bonding. Note that the flow paths described below are all grooves formed on the surface of the intermediate plate 3144b. Two inflow ports 3147A and 3147B formed through the upper plate 3144a communicate with two preheating channels 3148A and 3148B formed on the upper surface of the middle plate 3144b, respectively. These preheating flow paths 3148A and 3148B each branch in the middle and expand, and merge again. Further, the preheating channels 3148A and 3148B communicate with the outlet channels 3150A and 3150B, respectively, and these outlet channels 3150A and 3150B communicate with the junction 3152. The outlet channel 3150A is formed on the upper surface of the middle plate 3144b, and the outlet channel 3150B is formed on the lower surface of the middle plate 3144b.

図56は図55に示す合流部の拡大図である。図56に示すように、合流部3152は、出口流路3150A,3150Bに通じる円弧状の溝として中板3144bの上下面にそれぞれ形成されたヘッダ部3154,3155と、このヘッダ部3154,3155から円弧の中心に向かって延びる複数の分液流路3156,3157と、これらの分液流路3156,3157が合流する合流空間3158とを有している。分液流路3156,3157と合流空間3158は中板3144bの上面に形成され、分液流路3156,3157は交互に配置されている。下面側のヘッダ部3155と分液流路3157とは、中板3144bを貫通する連絡孔3157aにより連通している。合流空間3158は、下流側に向けて幅が徐々に小さくなるように形成され、中板3144bおよび下板3144cを貫通して形成された流出ポート3160に連通している。   56 is an enlarged view of the merging portion shown in FIG. As shown in FIG. 56, the merging portion 3152 includes header portions 3154 and 3155 formed on the upper and lower surfaces of the middle plate 3144b as arc-shaped grooves that communicate with the outlet flow paths 3150A and 3150B, respectively, and the header portions 3154 and 3155. A plurality of liquid separation flow paths 3156 and 3157 extending toward the center of the arc and a merge space 3158 where these liquid separation flow paths 3156 and 3157 merge. Separation channels 3156 and 3157 and merge space 3158 are formed on the upper surface of intermediate plate 3144b, and separation channels 3156 and 3157 are arranged alternately. The header portion 3155 on the lower surface side and the liquid separation flow path 3157 communicate with each other through a communication hole 3157a penetrating the intermediate plate 3144b. The merge space 3158 is formed so that the width gradually decreases toward the downstream side, and communicates with an outflow port 3160 formed through the middle plate 3144b and the lower plate 3144c.

図56に示す例では、合流空間3158の入口側の開口面3159において分液流路3156が5本、分液流路3157が4本、交互に配置されている。分液流路3156,3157からそれぞれ流出した2種類の液体は、合流空間3158内で縞状の流れを形成しつつ下流側に流れ、合流空間3158の流路幅が徐々に縮小するに従い、強制的に両液が混合される。この例では、合流空間3158の流路幅は最終的に40μmに達する。加工技術精度を上げれば、流路幅を10μmにすることも可能である。   In the example shown in FIG. 56, five separation channels 3156 and four separation channels 3157 are alternately arranged on the inlet side opening surface 3159 of the merge space 3158. The two types of liquids respectively flowing out from the separation flow paths 3156 and 3157 flow downstream while forming a stripe-shaped flow in the merge space 3158, and are forced as the flow path width of the merge space 3158 gradually decreases. Both liquids are mixed. In this example, the flow path width of the merge space 3158 finally reaches 40 μm. If the processing technology accuracy is increased, the flow path width can be reduced to 10 μm.

図57(a)は図52に示す反応部を示す平面図、図57(b)は図57(a)に示す反応部の断面図である。この例では、2枚の基材3144d,3144eが接合されて厚さ5mmの反応部3142が構成されている。この反応部3142では、反応流路3162が蛇行しており、長い流路を効率的に提供している。反応流路3162は、入口ポート3164および出口ポート3165にそれぞれつながる連絡部3162a,3162cと、連絡部3162a,3162cに連通する蛇行部分3162bとを有しており、連絡部3162a,3162cの幅は狭く、蛇行部分3162bの幅が広く形成されている。したがって、出入口部分では液体が急速に流れ、副生成物の付着を防止しており、蛇行部分3162bでは緩やかに流れて、加熱と反応の時間を長く取ることができるようになっている。   FIG. 57 (a) is a plan view showing the reaction part shown in FIG. 52, and FIG. 57 (b) is a cross-sectional view of the reaction part shown in FIG. 57 (a). In this example, two base materials 3144d and 3144e are joined to form a reaction portion 3142 having a thickness of 5 mm. In this reaction part 3142, the reaction flow path 3162 meanders, and provides a long flow path efficiently. The reaction channel 3162 includes connecting portions 3162a and 3162c connected to the inlet port 3164 and the outlet port 3165, respectively, and a meandering portion 3162b communicating with the connecting portions 3162a and 3162c. The width of the connecting portions 3162a and 3162c is narrow. The meandering portion 3162b is formed wider. Therefore, the liquid flows rapidly in the entrance / exit portion to prevent adhesion of by-products, and flows gently in the meandering portion 3162b, so that the heating and reaction time can be increased.

図58(a)および図58(b)に示すのは、反応流路の幅が除々に小さくなる部分3163aと除々に大きくなる部分3163bを持つ反応部の他の構成例である。この反応部3142aには、基材3144d,3144eの間に、幅寸法が最大aから最小bの範囲で増減する反応流路3163が形成されている。幅寸法の増減に合わせ、深さを増減させてもよい。この例では、反応流路3163の断面積が一定になるよう深さが最大cから最小dの範囲で変化するようになっている。   58 (a) and 58 (b) show another example of the structure of the reaction part having the part 3163a in which the width of the reaction channel gradually decreases and the part 3163b in which the width gradually increases. In the reaction portion 3142a, a reaction flow path 3163 is formed between the base materials 3144d and 3144e so that the width dimension increases or decreases in the range from the maximum a to the minimum b. The depth may be increased or decreased according to the increase or decrease of the width dimension. In this example, the depth changes from the maximum c to the minimum d so that the cross-sectional area of the reaction channel 3163 is constant.

図58(c)は、反応流路の他の構成例を示す横断面図である。この反応部3142bでは、反応流路3163cは、その幅eが深さfより大きい扁平形状を有しており、熱触媒からの熱の伝達方向(矢印で表示)に交差する広い伝熱面を有するので、反応流路3163c内の液体に熱の伝達が有効に行われる。なお、合流空間3158や反応流路3162,3163に、適当な触媒を配置することは反応を促進するために有効である。このような触媒は反応の種類に応じて選択される。配置の仕方は、例えば、流路の内面に塗布したり、後述するような流路の障害物として配置することができる。   FIG. 58 (c) is a cross-sectional view showing another configuration example of the reaction channel. In this reaction part 3142b, the reaction flow path 3163c has a flat shape whose width e is larger than the depth f, and has a wide heat transfer surface intersecting the heat transfer direction (indicated by an arrow) from the thermal catalyst. Therefore, heat is effectively transferred to the liquid in the reaction channel 3163c. In addition, it is effective in order to accelerate | stimulate reaction to arrange | position a suitable catalyst in the confluence | merging space 3158 and the reaction flow path 3162, 3163. FIG. Such a catalyst is selected depending on the type of reaction. As for the arrangement method, for example, it can be applied to the inner surface of the channel, or can be arranged as an obstacle of the channel as described later.

混合部3140および反応部3142の少なくとも流路を形成する素材としては、例えば、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(Polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(PolyChloroTriFluoroEthylene)の内から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性、耐熱性等を考慮して、好ましいものを選択する。混合部3140および反応部3142の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   Examples of a material that forms at least the flow path of the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 include, for example, hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, and Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), Among PVC (polyvinylchloride), PDMS (Polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), and PCTFE (PolyChloroTriFluoroEthylene), a preferable one is selected in consideration of chemical resistance, pressure resistance, thermal conductivity, heat resistance, and the like. The material of the wetted part of the mixing part 3140 and the reaction part 3142 is preferably one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. .

図59は、混合部および反応部の温度を調整する温度調整ケースの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、反応部3142の温度を調整する温度調整ケース3146についてのみ述べるが、混合部3140のための温度調整ケース3146も同様の構成を有しており、その重複する説明を省略する。温度調整ケース3146は、内部に反応部3142を収容する空間3170が形成されたケース本体3172と該空間3170を覆う蓋部3174とを備えており、これらの内面には、平行に延びる複数の熱媒体流路を構成する溝3176が形成されている。ケース本体3172には、溝3176に連通する給液路3178と排液路3180(図52参照)が形成され、これらの給液路3178と排液路3180はそれぞれ熱媒体コントローラ3107に接続されている。給液路3178は、蓋部3174の溝3176に開口3179を介して連通し、排液路3180も蓋部3174の溝3176に図示しない開口を介して連通している。この例では、溝3176を流れる熱媒体は反応部3142の表裏面に直接接触し、反応部3142は温度調整ケース3146に完全に収容された状態で加熱(または冷却)される。   FIG. 59 is a perspective view showing a configuration of a temperature adjustment case for adjusting the temperatures of the mixing unit and the reaction unit. In the following description, only the temperature adjustment case 3146 for adjusting the temperature of the reaction unit 3142 will be described, but the temperature adjustment case 3146 for the mixing unit 3140 also has the same configuration, and redundant description thereof is omitted. To do. The temperature adjustment case 3146 includes a case main body 3172 in which a space 3170 that accommodates the reaction portion 3142 is formed, and a lid portion 3174 that covers the space 3170. A groove 3176 constituting the medium flow path is formed. A liquid supply path 3178 and a drainage path 3180 (see FIG. 52) communicating with the groove 3176 are formed in the case main body 3172. The liquid supply path 3178 and the drainage path 3180 are connected to the heat medium controller 3107, respectively. Yes. The liquid supply path 3178 communicates with the groove 3176 of the lid 3174 via the opening 3179, and the drainage path 3180 also communicates with the groove 3176 of the lid 3174 via an opening (not shown). In this example, the heat medium flowing through the groove 3176 directly contacts the front and back surfaces of the reaction unit 3142, and the reaction unit 3142 is heated (or cooled) in a state of being completely accommodated in the temperature adjustment case 3146.

図示しないが、熱媒体コントローラ3107には、熱媒体の温度を制御する制御機構と熱媒体を移送するポンプが内蔵されている。図52に示すように、熱媒体は熱交換器3182を通過後、混合部3140および反応部3142の温度調整ケース3146に供給されるようになっている。熱交換器3182は例えば冷却用の市水の量を変えることで混合部3140および反応部3142に供給される熱媒体の温度を独立に変えられるようになっている。   Although not shown, the heat medium controller 3107 includes a control mechanism for controlling the temperature of the heat medium and a pump for transferring the heat medium. As shown in FIG. 52, the heat medium is supplied to the temperature adjustment case 3146 of the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 after passing through the heat exchanger 3182. The heat exchanger 3182 can change the temperature of the heat medium supplied to the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 independently by changing the amount of city water for cooling, for example.

図60(a)乃至図60(d)には、温度調整ケース3146の他の例が示されており、ここでは、熱媒体流路3192はケース本体3172と蓋部3174のそれぞれの内部に形成されている。給液路3178は、図60(c)に示すように、給液配管3188の先端が挿入された二重管の構成となっており、細い連通路3190を介して熱媒体流路3192に連通している。排液側も同様の構成である。図60(b)に示すように、混合部3140を収容する温度調整ケース3146と反応部3142を収容する温度調整ケース3146とは、ボルト3194、ナット3195およびスペーサ3196を介して積層して結合されている。   60 (a) to 60 (d) show another example of the temperature adjustment case 3146. Here, the heat medium flow path 3192 is formed inside each of the case main body 3172 and the lid portion 3174. FIG. Has been. As shown in FIG. 60 (c), the liquid supply path 3178 has a double pipe structure in which the tip of the liquid supply pipe 3188 is inserted, and communicates with the heat medium flow path 3192 through a thin communication path 3190. is doing. The drainage side has the same configuration. As shown in FIG. 60 (b), the temperature adjustment case 3146 that accommodates the mixing unit 3140 and the temperature adjustment case 3146 that accommodates the reaction unit 3142 are stacked and coupled via a bolt 3194, a nut 3195, and a spacer 3196. ing.

図60(b)には、温度調整ケース3146に収容された混合部3140および反応部3142への液体の供給・排出の経路が示されている。すなわち、それぞれの液体は、温度調整ケース3146を貫通して形成された流通路3198を介して混合部3140へ流出入する。また、混合部3140と反応部3142との間の液体の流通は、温度調整ケース3146の流通路3198を連絡する連絡通路3200を介して行う。図60(d)には、反応部3142の液の流入部と流出部の構造が説明されている。液の流れを下方向へ向かわせるために、通常は混合部3140および反応部3142の液の入口は上面に、出口は下面にそれぞれ形成する。   FIG. 60B shows a path for supplying and discharging the liquid to and from the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 accommodated in the temperature adjustment case 3146. That is, each liquid flows into and out of the mixing unit 3140 through the flow passage 3198 formed through the temperature adjustment case 3146. Further, the liquid is circulated between the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 via a communication passage 3200 that communicates with the flow passage 3198 of the temperature adjustment case 3146. FIG. 60D illustrates the structure of the liquid inflow portion and the outflow portion of the reaction portion 3142. In order to direct the liquid flow downward, the liquid inlet of the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 is normally formed on the upper surface and the outlet is formed on the lower surface.

図52に示すように、反応部3142の流出口3202は、回収配管3204を介して生成物貯留部3104に接続されている。生成物貯留部3104には、冷却用の熱交換器3206、流路切換弁3132の下流側に回収容器3208が設けられている。回収容器3208が置かれる生成物貯留部3104は、他の領域から温度等の影響を受けないように、また生成物から発生する可能性のある有毒ガスが外部に漏洩しないように隔離されている。   As shown in FIG. 52, the outlet 3202 of the reaction unit 3142 is connected to the product storage unit 3104 via a recovery pipe 3204. The product storage unit 3104 is provided with a recovery container 3208 on the downstream side of the heat exchanger 3206 for cooling and the flow path switching valve 3132. The product storage unit 3104 in which the recovery container 3208 is placed is isolated so as not to be affected by temperature and the like from other regions, and to prevent toxic gas that may be generated from the product from leaking outside. .

図61は、生成物貯留部3104の他の構成例を示すもので、複数の回収容器3208が回転テーブル3212上に設置されている。この例では、回収容器3208は2個であり、回転テーブル3212を移動させるアクチュエータ3214は180度回転型ロータリーアクチュエータである。勿論、回収容器3208の数やアクチュエータ3214の種類は適宜に選択可能である。図52に示す動作制御部3106は、回収容器3208の液面を検知する液面検知センサ3211bからの信号により、回収容器3208の交換時期を判断し、流路切換弁3132(図52参照)により液流を止め、回収口3210の下流に設けた光学的流体検知センサ3211aにより液流の停止を確認して、アクチュエータ3214を作動させて他の回収容器3208を回収口3210の下方に移動させる。   FIG. 61 shows another configuration example of the product storage unit 3104, and a plurality of collection containers 3208 are installed on the turntable 3212. In this example, there are two collection containers 3208, and the actuator 3214 for moving the rotary table 3212 is a 180-degree rotary actuator. Of course, the number of collection containers 3208 and the type of actuator 3214 can be selected as appropriate. The operation control unit 3106 shown in FIG. 52 determines the replacement timing of the recovery container 3208 based on a signal from the liquid level detection sensor 3211b that detects the liquid level of the recovery container 3208, and the flow path switching valve 3132 (see FIG. 52). The liquid flow is stopped, the stop of the liquid flow is confirmed by the optical fluid detection sensor 3211a provided downstream of the recovery port 3210, and the actuator 3214 is operated to move the other recovery container 3208 below the recovery port 3210.

次に、上記のように構成された流体反応装置により、薬液等の液体(原料液)を反応させる工程について説明する。なお、流体反応装置の動作は基本的に動作制御部3106によって自動制御される。まず、原料貯留部3101において、原料液を貯留した貯留容器3110A,3110Bに用意しておく。熱媒体コントローラ3107により熱媒体の温度を設定し、熱交換器3182を通過させる市水の量を調整して各熱媒体の温度をそれぞれ調整し、混合部3140および反応部3142の温度調整ケース3146へ熱媒体を流通させてこれらを所定の温度に維持する。熱媒体の温度は、温度調整ケース3146の入口に設けた温度センサ3216,3218により測定される。   Next, a process of reacting a liquid (raw material liquid) such as a chemical solution with the fluid reaction apparatus configured as described above will be described. The operation of the fluid reaction apparatus is basically automatically controlled by the operation control unit 3106. First, in the raw material storage unit 3101, the storage containers 3110 </ b> A and 3110 </ b> B that store the raw material liquid are prepared. The temperature of the heat medium is set by the heat medium controller 3107, the amount of city water passing through the heat exchanger 3182 is adjusted to adjust the temperature of each heat medium, and the temperature adjustment case 3146 of the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142. Heat medium is circulated to maintain a predetermined temperature. The temperature of the heat medium is measured by temperature sensors 3216 and 3218 provided at the inlet of the temperature adjustment case 3146.

この例では、原料液を処理部3103に供給する前に、混合部3140および反応部3142内の流路に純水等の洗浄液を流して予め洗浄する。流路を洗浄している間、洗浄液の温度を混合部3140の出口の温度センサ3220および反応部3142の出口の温度センサ3222で測定し、洗浄液の温度を熱媒体コントローラ3107にフィードバックする。このようにして、混合部3140および反応部3142を所定の温度に調整する。   In this example, before supplying the raw material liquid to the processing unit 3103, a cleaning liquid such as pure water is flowed through the flow paths in the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 to perform cleaning in advance. While cleaning the flow path, the temperature of the cleaning liquid is measured by the temperature sensor 3220 at the outlet of the mixing unit 3140 and the temperature sensor 3222 at the outlet of the reaction unit 3142, and the temperature of the cleaning liquid is fed back to the heat medium controller 3107. In this way, the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 are adjusted to a predetermined temperature.

混合部3140および反応部3142の温度が調整され、流路の洗浄を終えてから、流路切換弁3132を切り換え、ポンプ3116A,3116Bを駆動して、貯留容器3110A,3110B内の原料液をそれぞれ移送する。原料液は、流量調整装置3300A,3300Bにより所定の流量に調整され、その後、混合部3140、反応部3142、流出口3202、回収口3210を経て回収容器3208に至る。なお、流路切換弁3132はアクチュエータにより作動する自動弁としており、この動作は自動運転も可能である。   After the temperature of the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 is adjusted and the cleaning of the flow path is completed, the flow path switching valve 3132 is switched, and the pumps 3116A and 3116B are driven to supply the raw material liquid in the storage containers 3110A and 3110B, respectively. Transport. The raw material liquid is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting devices 3300A and 3300B, and then reaches the recovery container 3208 through the mixing unit 3140, the reaction unit 3142, the outlet 3202, and the recovery port 3210. Note that the flow path switching valve 3132 is an automatic valve that is operated by an actuator, and this operation can also be performed automatically.

混合部3140においては、原料液は予備加熱流路3148A,3148B(図55参照)において所定の温度に加熱された後、合流部3152において合流し、混合する。その際、各液は、図56に示すように、ヘッダ部3154,3155から分液流路3156,3157を経由して合流空間3158に流入する。合流空間3158の断面は下流へ向かうに従い徐々に減少するので、マイクロサイズの流れが規則的に混在し、フィックの法則に則って迅速に混合する。その状態で、所定の温度に維持された反応部3142の反応流路3162に流入すると、反応は、物質移動や熱伝導の制約を受けずに迅速に進行する。したがって、量産手段として充分実用的であるとともに、反応速度の早い爆発性の反応でも低温下で行う必要がなくなる。また、この例では、反応流路3162の幅が合流空間3158の幅に比べて充分広く形成されているので、反応速度が遅い場合でも充分な時間をかけて行うことができ、高い収率を得ることができる。   In the mixing unit 3140, the raw material liquids are heated to a predetermined temperature in the preheating channels 3148 </ b> A and 3148 </ b> B (see FIG. 55), and then merged and mixed in the merging unit 3152. At that time, as shown in FIG. 56, the respective liquids flow into the merge space 3158 from the header portions 3154 and 3155 via the liquid separation flow paths 3156 and 3157. Since the cross section of the merge space 3158 gradually decreases toward the downstream, micro-sized flows are mixed regularly and mixed rapidly according to Fick's law. In that state, when it flows into the reaction channel 3162 of the reaction unit 3142 maintained at a predetermined temperature, the reaction proceeds rapidly without being restricted by mass transfer or heat conduction. Therefore, it is sufficiently practical as a mass production means, and it is not necessary to carry out an explosive reaction with a high reaction rate at a low temperature. Further, in this example, the width of the reaction channel 3162 is sufficiently wide compared to the width of the merge space 3158, so that even when the reaction rate is slow, the reaction can be performed over a sufficient period of time, resulting in a high yield. Obtainable.

得られた生成物は、反応流路3162の流出口3202から回収配管3204を経由して熱交換器3206に送られ、ここで冷却されて、回収口3210より回収容器3208に流入する。貯留容器3110A,3110Bが空になったり、回収容器3208が満杯になったら、動作制御部3106によりポンプ3116A,3116Bの運転を停止させて処理を終了させる。この場合、貯留容器3110A,3110Bの他に、追加の貯留容器を原料貯留部3101に予め用意しておけば、流路切換弁3126A,3126Bを切り換えることにより、運転を停止させることなく連続的な処理が可能である。なお、反応に時間が掛かる場合には、混合部3140および反応部3142内に液を一定時間閉じ込めてバッチ運転することも可能である。流路切換弁3126A、3126Bも自動弁であるのでこれらの動作は自動運転も可能である。   The obtained product is sent from the outlet 3202 of the reaction channel 3162 to the heat exchanger 3206 via the recovery pipe 3204, cooled here, and flows into the recovery container 3208 from the recovery port 3210. When the storage containers 3110A and 3110B are emptied or the collection container 3208 is full, the operation control unit 3106 stops the operation of the pumps 3116A and 3116B and ends the processing. In this case, in addition to the storage containers 3110A and 3110B, if an additional storage container is prepared in the raw material storage unit 3101 in advance, the flow path switching valves 3126A and 3126B are switched to continuously operate without stopping. Processing is possible. In addition, when reaction takes time, it is also possible to carry out batch operation by confining the liquid in the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142 for a certain period of time. Since the flow path switching valves 3126A and 3126B are also automatic valves, these operations can be automatically operated.

バッチ運転の方法は、ポンプ3116A,3116Bを一時停止してもよいし、流路切換弁3126A,3126Bを切り換えて、処理部3103への液体の流入を停止させてもよい。これにより、液体の反応時間が長い場合でも反応流路3162の長さを長くする必要がなくなる。バッチ運転の際は、合流空間3158および/または反応流路3162に液体が充満されたことを検知する充満検知手段を用いて運転制御を行うことが好ましい。これは、例えば、図61に示すような光学的流体検知センサが用いられる。これにより、合流空間3158および/または反応流路3162に液体が充満されたと判断した時点で、ポンプ3116A,3116Bを停止させまたは第1の流路切換弁を切換え、液体を反応終結時間に適応する一定時間合流空間3158および/または反応流路3162に滞留させておく。   In the batch operation method, the pumps 3116A and 3116B may be temporarily stopped, or the flow switching valves 3126A and 3126B may be switched to stop the inflow of liquid into the processing unit 3103. This eliminates the need to increase the length of the reaction channel 3162 even when the reaction time of the liquid is long. During batch operation, it is preferable to perform operation control using a fullness detection means for detecting that the merge space 3158 and / or the reaction flow path 3162 is filled with liquid. For example, an optical fluid detection sensor as shown in FIG. 61 is used. As a result, when it is determined that the merge space 3158 and / or the reaction flow path 3162 is filled with the liquid, the pumps 3116A and 3116B are stopped or the first flow path switching valve is switched to adapt the liquid to the reaction termination time. It is allowed to stay in the merge space 3158 and / or the reaction flow path 3162 for a fixed time.

なお、本発明に係る流量調整装置3300A,3300Bによれば、液体の流量を正確に測定することができるので、測定された流量と液体の供給時間から液体の供給量を求めることができる。したがって、動作制御部3106は液体の供給量に基づいて生成物の生成量を調整することができ、また流体反応装置の動作を制御することができる。例えば、液体の供給量が所定の値に達したときに動作制御部3106がポンプ3116A,3116Bの運転を停止させる、または流路切換弁3126A,3126Bを切り換えるようにしてもよい。このように、本発明に係る流量調整装置を流体反応装置に組み込むことにより、動作制御部3106は液体の供給量に基づいて流体反応装置の各部の動作を制御することができる。   In addition, according to the flow control devices 3300A and 3300B according to the present invention, the liquid flow rate can be accurately measured, so that the liquid supply amount can be obtained from the measured flow rate and the liquid supply time. Therefore, the operation control unit 3106 can adjust the production amount of the product based on the supply amount of the liquid, and can control the operation of the fluid reaction device. For example, the operation control unit 3106 may stop the operation of the pumps 3116A and 3116B or switch the flow path switching valves 3126A and 3126B when the liquid supply amount reaches a predetermined value. As described above, by incorporating the flow control device according to the present invention into the fluid reaction device, the operation control unit 3106 can control the operation of each part of the fluid reaction device based on the supply amount of the liquid.

図62(a)および図62(b)は、混合部3140における合流部の他の構成例を示すものである。この合流部3152aは、Y字状の合流空間3158aに、障害物3224を一定間隔aで所定の距離Lに亘って配置したものである。この例では、直径50μm以下である柱状の障害物3224を、合流点からL=5mmに亘って配置した。図62(b)に示すように、各障害物3224は隣接するものが流れ方向にピッチの半分だけずれるように、千鳥状に配置されている。これによって液体Aおよび液体Bの界面3125が蛇行するので2つの液体の界面面積(接触面積)を大きくすることができる。図63に示す合流部3152bでは、合流空間3158bの中央部に一列の障害物3224を流れ方向に沿って千鳥状に配置したもので、同様に界面面積を大きくすることができる。これは、狭い合流空間3158bで採用するのに好適である。   62 (a) and 62 (b) show another configuration example of the merging portion in the mixing portion 3140. FIG. The junction 3152a is configured by disposing an obstacle 3224 over a predetermined distance L at a constant interval a in a Y-shaped junction space 3158a. In this example, a columnar obstacle 3224 having a diameter of 50 μm or less was arranged from the merging point over L = 5 mm. As shown in FIG. 62 (b), the obstacles 3224 are arranged in a staggered manner so that adjacent ones are shifted by half the pitch in the flow direction. As a result, the interface 3125 between the liquid A and the liquid B meanders, so that the interface area (contact area) between the two liquids can be increased. In the merge portion 3152b shown in FIG. 63, a single row of obstacles 3224 is arranged in a zigzag along the flow direction at the center of the merge space 3158b, and the interface area can be similarly increased. This is suitable for use in the narrow merge space 3158b.

図64は、流体反応装置の処理部3103の他の構成例を示すものである。これは、図52の処理部3103において、混合部3140と反応部3142との組み合わせをそれぞれ有する2系統R1,R2設け、さらに配液部3102の流路切換弁3126A,3126Bを用いて2種類の原料液をいずれの系統R1,R2にも供給可能にしたものである。このように、2系統を用いることで、必要に応じて処理量を増やすことができるが、その他にも種々の使用方法が有る。例えば、反応生成物が固体粒子を析出しやすく、配管途中で詰まりやすい場合などでは、一方の系統を予備として使用する。また、流路切換弁3126A,3126Bで移送ラインを交互に切り換えて、上述したバッチ運転を連続的に行うことができる。勿論、3系統以上の移送ラインを適宜に並列して設けることができる。この場合も流路切換弁3126A,3126Bは自動操作が可能である。   FIG. 64 shows another configuration example of the processing unit 3103 of the fluid reaction device. 52 is provided with two systems R1 and R2 each having a combination of a mixing unit 3140 and a reaction unit 3142 in the processing unit 3103 in FIG. 52, and further using two types of flow path switching valves 3126A and 3126B in the liquid distribution unit 3102. The raw material liquid can be supplied to any of the systems R1 and R2. As described above, by using the two systems, the processing amount can be increased as necessary, but there are various other usage methods. For example, when the reaction product easily precipitates solid particles and is easily clogged in the middle of the piping, one system is used as a spare. Further, the batch operation described above can be continuously performed by alternately switching the transfer lines by the flow path switching valves 3126A and 3126B. Of course, three or more transfer lines can be provided in parallel as appropriate. Also in this case, the flow path switching valves 3126A and 3126B can be automatically operated.

図65は、処理部3103において反応部を複数直列に配置した例を示す。この例では、1つの混合部3140と3つの反応部3142a,3142b,3142cが直列に接続されており、それぞれに温度センサ3220,3222a,3222b,3222cが設けられている。この例では、反応の段階に応じて反応部3142a,3142b,3142cを独立して温度制御することが可能となっている。この構成は、生化学反応のように反応時間と反応温度を大胆に且つ瞬時に変化させたい反応に適している。たとえば反応部3142aでは100℃で反応させ、反応部3142bでは−20℃で反応させるというような反応もこのシステムでは可能になる。   FIG. 65 shows an example in which a plurality of reaction units are arranged in series in the processing unit 3103. In this example, one mixing unit 3140 and three reaction units 3142a, 3142b, 3142c are connected in series, and temperature sensors 3220, 3222a, 3222b, 3222c are provided respectively. In this example, the temperature of the reaction units 3142a, 3142b, and 3142c can be independently controlled according to the stage of the reaction. This configuration is suitable for reactions that require a bold and instantaneous change in reaction time and reaction temperature, such as biochemical reactions. For example, in this system, the reaction can be performed at 100 ° C. in the reaction unit 3142a and at −20 ° C. in the reaction unit 3142b.

図66は、処理部3103において混合部を複数設けた例である。この構成例では、A液とB液を混合し反応させる第1の混合部3140および反応部3142が設けられ、この反応部3142の下流側に第2の混合部3140aが設けられている。この混合部3140aではポンプ3116Cから輸送された第3の原料液または反応剤であるC液がA液とB液と合流し、混合する。これらの2つの混合部3140,3140aと1つの反応部3142の温度は個別に制御される。なお、C液は反応停止剤でもよい。   FIG. 66 shows an example in which a plurality of mixing units are provided in the processing unit 3103. In this configuration example, a first mixing unit 3140 and a reaction unit 3142 for mixing and reacting liquid A and liquid B are provided, and a second mixing unit 3140a is provided downstream of the reaction unit 3142. In this mixing unit 3140a, the third raw material liquid or the C liquid which is the reactant transported from the pump 3116C is merged with the A liquid and the B liquid. The temperatures of these two mixing units 3140 and 3140a and one reaction unit 3142 are individually controlled. The liquid C may be a reaction terminator.

この構成例では、インライン収率評価器3226が第2の混合部3140aの流出口3202に直接接続されている。これにより、化学反応の結果の収率をリアルタイムで確認でき、直ぐにプロセスパラメータへフィードバックすることが可能となる。インライン収率評価器3226としては、被測定物を分離せずに測定可能な方法として赤外分光、近赤外分光、紫外吸光等の方法がある。   In this configuration example, an inline yield evaluator 3226 is directly connected to the outlet 3202 of the second mixing unit 3140a. Thereby, the yield of the result of the chemical reaction can be confirmed in real time, and can be immediately fed back to the process parameters. The in-line yield evaluator 3226 includes methods such as infrared spectroscopy, near infrared spectroscopy, and ultraviolet absorption as methods that can be measured without separating the object to be measured.

この構成例では、さらに、反応生成物の中から不要な物質と必要な物質を分離する分離抽出部3228が第2の混合部3140aの下流側に設けられている。図示するように、分離抽出部3228は、Y字形の分離流路3234を有している。第2の混合部3140aからの液体は分離流路3234により2つの流れに分岐され、1つは物質内の疎水性分子のみを通過させる疎水性壁面3230から形成された流路に、他方は物質内の親水性分子のみを通過させる親水性壁面3232から形成された流路に流れ込む。分離した物質は、それぞれ回収配管3204,3204aを介して回収容器3208,3208aに回収される。分離抽出部3228としては、その他に、疎水性物質だけを吸着可能な膜やポーラスフリットを使用することも考えられる。   In this configuration example, a separation and extraction unit 3228 that further separates unnecessary substances and necessary substances from the reaction product is provided on the downstream side of the second mixing unit 3140a. As illustrated, the separation / extraction unit 3228 includes a Y-shaped separation channel 3234. The liquid from the second mixing unit 3140a is branched into two flows by the separation channel 3234, one in the channel formed by the hydrophobic wall 3230 that allows only the hydrophobic molecules in the material to pass through, and the other in the material It flows into the flow path formed from the hydrophilic wall surface 3232 through which only the hydrophilic molecules inside pass. The separated substances are collected in the collection containers 3208 and 3208a via the collection pipes 3204 and 3204a, respectively. As the separation / extraction unit 3228, a membrane or a porous frit capable of adsorbing only a hydrophobic substance may be used.

図67は、混合・反応と分離抽出を繰り返して連続処理するための構成例である。すなわち、A液とB液を処理する混合部3140a、反応部3142a、および分離抽出部3228aが上流側に配置され、分離抽出部3228aから抽出された液体とC液を処理する混合部3140b、反応部3142b、および分離抽出部3228bが下流側に配置されている。A液とB液が反応した後の不要物質は分離抽出部3228aの排出口3234aから系外に出され、C液を加えた第2の反応における不要物質は分離抽出部3228bの排出口3234bから系外に出される。さらに、分離抽出部3228bから抽出された液体と第4の液であるD液を混合させる混合部3140cが設けられている。なお、D液は反応停止剤でもよく、他の原料溶液でも良い。混合部3140cの下流側にインライン収率評価器3226を設けても良い。   FIG. 67 is a configuration example for continuous processing by repeating mixing / reaction and separation / extraction. That is, the mixing unit 3140a for processing the A liquid and the B liquid, the reaction unit 3142a, and the separation / extraction unit 3228a are arranged on the upstream side, and the mixing unit 3140b for processing the liquid extracted from the separation / extraction unit 3228a and the C liquid The unit 3142b and the separation / extraction unit 3228b are arranged on the downstream side. Unnecessary substances after the A liquid and B liquid have reacted are discharged out of the system from the discharge port 3234a of the separation and extraction unit 3228a, and unnecessary substances in the second reaction added with the C liquid are discharged from the discharge port 3234b of the separation and extraction unit 3228b. Be taken out of the system. Furthermore, a mixing unit 3140c that mixes the liquid extracted from the separation / extraction unit 3228b and the fourth liquid D is provided. Liquid D may be a reaction terminator or other raw material solution. An in-line yield evaluator 3226 may be provided on the downstream side of the mixing unit 3140c.

図68(a)には、図67の各部を積層化した構成が示されている。液体は下方へ流れる。混合部3140a、反応部3142a、分離抽出部3228a、混合部3140b、反応部3142b、分離抽出部3228b、および混合部3140cは、温度調整ケース3146にそれぞれ収容され、さらにボルト3194、ナット3195、スペーサ3196によって所定の間隔をおいて積層化されている。各部間の液の移動は連絡通路3200(図55(b)参照)を介して行われる。各部の間には空気を介在させ、空気の断熱性を利用して他の部の熱影響を受けないようにして、温度制御の精度を向上させている。図68(b)に示すように、各温度調整ケース3146の周りを気泡を含んだクリーンなシリコン部材3236等の断熱材で覆うのが好ましい。   FIG. 68A shows a configuration in which the respective parts in FIG. 67 are stacked. The liquid flows downward. The mixing unit 3140a, the reaction unit 3142a, the separation / extraction unit 3228a, the mixing unit 3140b, the reaction unit 3142b, the separation / extraction unit 3228b, and the mixing unit 3140c are accommodated in the temperature adjustment case 3146, respectively, and further, a bolt 3194, a nut 3195, and a spacer 3196. Are stacked at a predetermined interval. The movement of the liquid between each part is performed via the communication path 3200 (refer FIG.55 (b)). The accuracy of temperature control is improved by interposing air between each part so as not to be affected by the heat of other parts by utilizing the heat insulation of air. As shown in FIG. 68B, it is preferable to cover each temperature adjustment case 3146 with a heat insulating material such as a clean silicon member 3236 containing bubbles.

この流体反応装置に導入される流体は液体、気体であり、回収される物質は液体、気体、固体またはこれらの混合体である。導入物質が粉体などの固体の場合は原料貯留部3101に粉体溶解器を設置することも可能である。図69は、2つの原料液のうち、一方が粉体を溶解した溶液、他方は元々液体の場合の原料貯留部3101の構成例である。原料の粉体と溶媒は粉体溶解器3240の原料導入口3242から導入される。この例では、原料粉体をヒータ3244による加熱と攪拌器3246による攪拌によって溶解し、生成した原料液を、取出し口3148に引き込まれた配管3249より、ポンプ3116Aによって、混合部3140および反応部3142に送り込むようになっている。   The fluid introduced into the fluid reaction apparatus is liquid or gas, and the substance to be recovered is liquid, gas, solid or a mixture thereof. When the introduced substance is a solid such as powder, a powder dissolver can be installed in the raw material reservoir 3101. FIG. 69 shows a configuration example of the raw material reservoir 3101 in which one of the two raw material liquids is a solution in which powder is dissolved and the other is originally liquid. The raw material powder and the solvent are introduced from the raw material inlet 3242 of the powder dissolver 3240. In this example, the raw material powder is dissolved by heating by the heater 3244 and stirring by the stirrer 3246, and the generated raw material liquid is mixed by the pump 3116A from the pipe 3249 drawn into the take-out port 3148, by the mixing unit 3140 and the reaction unit 3142. It comes to send to.

このように、本発明に係る流量調整装置は、微小空間で流体を混合させ反応させる流体反応装置(マイクロリアクタ)に好適に用いることができる。本発明は、今まで述べた実施の形態に限定されるものではなく、また図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。   Thus, the flow control device according to the present invention can be suitably used for a fluid reaction device (microreactor) that mixes and reacts fluids in a minute space. The present invention is not limited to the embodiments described so far, and is not limited to the illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

流量測定装置および流量調整装置
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができる流量調整装置にも関する。
Flow measuring device and the flow control device present invention further relates to a flow control device that can be used in the fluid reaction device and the fluid mixing system of the present invention.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) 流路を流れる流体を所定の温調位置において短時間温調する温調機構と、前記流路の前記温調位置より下流側の温度測定位置に配置された少なくとも1つの主温度センサとを備え、前記主温度センサにより観測した温度測定位置における温度変化に基づいて温調された流体の通過時を判断し、この判断結果に基づいて流量を算出する流量測定装置において、前記流路の前記温調位置より上流側に副温度センサを設置し、前記主温度センサの温度測定値を前記副温度センサの測定値により補正することを特徴とする流量測定装置。   (1) A temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the fluid flowing through the flow path for a short time at a predetermined temperature adjustment position, and at least one main temperature sensor disposed at a temperature measurement position downstream of the temperature adjustment position of the flow path. A flow rate measuring device that determines when a temperature-controlled fluid passes based on a temperature change at a temperature measurement position observed by the main temperature sensor and calculates a flow rate based on the determination result. A sub-flow sensor is installed upstream of the temperature control position, and a temperature measurement value of the main temperature sensor is corrected by a measurement value of the sub-temperature sensor.

(1)に記載の発明においては、流路の上流側に設置した副温度センサにより、流体の移動に起因する温度変化を受けていない流路の温度が測定される。従って、主温度センサの温度測定値を副温度センサの測定値により補正することにより、外乱の影響を除いた流体の温度変化を検出することができる。従って、温調された流体の通過時をより正確に判断し、この判断結果に基づいてより正確に流量を算出することができる。   In the invention described in (1), the temperature of the flow path that has not undergone a temperature change due to the movement of the fluid is measured by the sub-temperature sensor installed on the upstream side of the flow path. Therefore, by correcting the temperature measurement value of the main temperature sensor with the measurement value of the sub temperature sensor, it is possible to detect the temperature change of the fluid excluding the influence of disturbance. Therefore, it is possible to more accurately determine when the temperature-controlled fluid passes and to calculate the flow rate more accurately based on the determination result.

副温度センサの配置個所は、主温度センサの測定位置における外乱(例えば配管を伝わる温調機構の熱)の影響を測定することができるような箇所であり、通常、温調位置に対して主温度センサと対称の位置、あるいは曲線的配管であれば等距離の位置である。従って、複数の主温度センサに対してそれぞれ副温度センサを設置する場合には、それぞれに対応する位置に設置する。この位置は、現場の状況に応じて正確に対称な位置とは限らないので、流量がゼロの時の等温点を探すようにしてもよい。   The location of the sub temperature sensor is a place where the influence of disturbance (for example, the heat of the temperature control mechanism transmitted through the piping) at the measurement position of the main temperature sensor can be measured. The position is symmetrical to the temperature sensor or equidistant if it is a curved pipe. Therefore, when sub-temperature sensors are installed for a plurality of main temperature sensors, they are installed at positions corresponding to the sub-temperature sensors. Since this position is not necessarily an exact symmetrical position according to the situation at the site, an isothermal point when the flow rate is zero may be searched.

本発明によって流体の流量が測定される原理について図73を参照して説明する。図73(a)において、縦軸は温度を表し、横軸は時間を表している。まず、温調機構により流体に符号HLで示すように熱負荷を与えて、所定の変化率で温度を上昇させる。このとき、流体が流路内を流れていると、第1の測定点P1と第2の測定点P2では、それぞれS1,S2のような温度変化が見られる。その内の配管を経由する熱伝導等による温度変化をs1、s2とすると、実際の流体の温度変化はその差分、すなわち、図73(a)において細線を付した部分である。これは、図73(b)において、曲線ΔS1,ΔS2として示されている。曲線ΔS1,ΔS2のピークの部分は、温調位置Phにおいて温調を受けた液体の中心点を測温していると考えられるので、その時間差Δtは、流体がP1,P2間を移動する時間に相当すると考えられる。従って、流体の流量は以下の式から求めることができる。   The principle of measuring the fluid flow rate according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 73 (a), the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. First, a thermal load is applied to the fluid as indicated by reference numeral HL by the temperature control mechanism, and the temperature is increased at a predetermined rate of change. At this time, if the fluid is flowing in the flow path, temperature changes such as S1 and S2 are observed at the first measurement point P1 and the second measurement point P2, respectively. Assuming that the temperature changes due to heat conduction or the like passing through the pipes are s1 and s2, the actual temperature change of the fluid is the difference, that is, the portion indicated by a thin line in FIG. 73 (a). This is shown as curves ΔS1, ΔS2 in FIG. 73 (b). Since the peak portions of the curves ΔS1 and ΔS2 are considered to measure the temperature of the center point of the temperature-controlled liquid at the temperature adjustment position Ph, the time difference Δt is the time during which the fluid moves between P1 and P2. It is thought that it corresponds to. Therefore, the flow rate of the fluid can be obtained from the following equation.

流量=温度測定点間の距離(D)×流路断面積÷時間差(Δt)
流体の比重、比熱、粘度が異なっても、流体の平均流速が同一の条件下では、上流側の温度カーブと下流側の温度カーブとの時間差は流量のみに依存するので、上記の流量の求め方は変わらない。例えば、図72に示すように、流体の粘度が変わっても、最大流速が変わるのみで平均流速(すなわち流量)は変わらない。したがって、2つの測定点に現れる温度カーブの時間差を測定すれば、流体の物性の影響を受けずに正確な流量測定が可能になる。
Flow rate = distance between temperature measurement points (D) × channel cross-sectional area ÷ time difference (Δt)
Even if the specific gravity, specific heat, and viscosity of the fluid are different, the time difference between the upstream temperature curve and the downstream temperature curve depends only on the flow rate under the same average flow velocity of the fluid. The way does not change. For example, as shown in FIG. 72, even if the viscosity of the fluid changes, only the maximum flow rate changes and the average flow rate (that is, the flow rate) does not change. Therefore, if the time difference between the temperature curves appearing at the two measurement points is measured, the flow rate can be accurately measured without being affected by the physical properties of the fluid.

流量が0.01〜10L/hさらには0.01〜2L/hと少ない場合では、流路の内径が2mm以下と小さく、レイノルズ数は小さくなるため流体の流れが層流となる。したがって、流路内での流速分布を示すカーブに乱れが無くその形状が安定していることが温度変化の時間差に基づく流量の測定を可能にしている。これにより種々の試薬を用いた試験を行う場合であっても、事前に試薬の比熱、比重、および粘度などの物性値を把握することが不要となり、単に目標とする流量を設定するだけで所望の流量を得ることができる。   When the flow rate is as small as 0.01 to 10 L / h, further 0.01 to 2 L / h, the inner diameter of the flow path is as small as 2 mm or less and the Reynolds number is small, so that the fluid flow becomes a laminar flow. Therefore, the curve indicating the flow velocity distribution in the flow path is not disturbed and the shape thereof is stable, thereby enabling the flow rate measurement based on the time difference of the temperature change. This makes it unnecessary to know the physical properties such as specific heat, specific gravity, and viscosity of the reagent in advance, even when testing with various reagents. Can be obtained.

本発明に用いられる流体の例としては、試薬、有機溶剤、生化学物質などが挙げられる。例えば、医薬品の開発段階においては、数多くの試薬を用いて、濃度、溶媒、温度などの条件を様々に変化させて試験を行う、いわゆるスクリーニングが行われる。このスクリーニングでは、試薬の物性に左右されず、正確な体積を測定することが求められる。本発明によれば、試薬の種類によらず正確な試薬の体積(流量)を求めることができるので、好ましい開発環境を提供することができる。   Examples of fluids used in the present invention include reagents, organic solvents, biochemical substances and the like. For example, in the development stage of pharmaceuticals, so-called screening is performed in which a number of reagents are used and tests are performed while various conditions such as concentration, solvent, and temperature are changed. In this screening, it is required to measure an accurate volume regardless of the physical properties of the reagent. According to the present invention, an accurate volume (flow rate) of a reagent can be obtained regardless of the type of reagent, and thus a preferable development environment can be provided.

図73に示した例では、2つの温度カーブのピークが現れるときの時間差を測定しているが、本発明はこれに限られない。例えば、温度カーブの立ち上がり時の時間差を求めてもよく、また、ピークから所定時間だけずれた時点の時間差を求めてもよい。このように、本発明では、温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差を測定する。   In the example shown in FIG. 73, the time difference when the peaks of the two temperature curves appear is measured, but the present invention is not limited to this. For example, the time difference at the time of rising of the temperature curve may be obtained, or the time difference at a time point deviated from the peak by a predetermined time may be obtained. Thus, in the present invention, the time difference between two points corresponding to each other on the temperature curve is measured.

(2) (1)に記載の発明において、前記補正は、前記主温度センサの測定値と前記副温度センサの測定値の差を求めることにより行われることを特徴とする流量測定装置。差を求める方法は、ブリッジ回路のように出力の差分を直接に求めるアナログ式でも、測定信号をアナログ/デジタル変化した後に処理するデジタル式でもよい。   (2) In the invention described in (1), the correction is performed by obtaining a difference between a measurement value of the main temperature sensor and a measurement value of the sub temperature sensor. The method for obtaining the difference may be an analog method for directly obtaining an output difference as in the case of a bridge circuit, or a digital method in which a measurement signal is processed after analog / digital change.

(3) (1)または(2)に記載の発明において、前記主温度センサを異なる温度測定位置に少なくとも2つ設け、これらの温度測定位置における通過時どうしの時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする流量測定装置。   (3) In the invention described in (1) or (2), at least two main temperature sensors are provided at different temperature measurement positions, and a flow rate is calculated based on a time difference between passages at these temperature measurement positions. A flow measuring device characterized by the above.

(3)に記載の発明においては、第1の測定点および第2の測定点における流体の温度変化を示す温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差に基づいて流体の流量を算出することができる。なお、副温度センサによる補正は、第1の測定点および第2の測定点の双方の主温度センサ測定値に対して行っても良いし、外乱の影響の大きい方のみに行ってもよい。   In the invention described in (3), the flow rate of the fluid is calculated based on the time difference between the two corresponding points on the temperature curve indicating the temperature change of the fluid at the first measurement point and the second measurement point. Can do. The correction by the sub temperature sensor may be performed on the main temperature sensor measurement values at both the first measurement point and the second measurement point, or may be performed only on the one having a larger influence of disturbance.

(4) (1)または(2)に記載の発明において、前記温調機構が温調を行った時と、温度測定位置における通過時との時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする流量測定装置。   (4) In the invention described in (1) or (2), the flow rate is calculated based on a time difference between the time when the temperature adjustment mechanism performs temperature adjustment and the passage at the temperature measurement position. Flow measurement device.

(5) (1)ないし(4)のいずれかに記載の発明において、前記補正後の温度測定値が極値に達した時点を温調流体の通過時と判断することを特徴とする流量測定装置。温度測定値が極小値(冷却の場合)または極大値(加熱の場合)に達した時点は、温調によって熱影響を受けた部分が通過する時点と考えられるからである。   (5) The flow rate measurement according to any one of (1) to (4), wherein the time point at which the corrected temperature measurement value reaches an extreme value is determined as the passage of the temperature control fluid. apparatus. This is because the time point at which the temperature measurement value reaches the minimum value (in the case of cooling) or the maximum value (in the case of heating) is considered to be the time when the part affected by the temperature control passes.

(6) (1)ないし(5)のいずれかに記載の発明において、前記副温度センサは、前記温調位置に対して前記温度測定位置とほぼ対称の位置に有ることを特徴とする流量測定装置。   (6) In the invention according to any one of (1) to (5), the sub-temperature sensor is located at a position substantially symmetrical to the temperature measurement position with respect to the temperature control position. apparatus.

(7) (1)ないし(6)のいずれかに記載の発明において、前記副温度センサの位置を、流路に沿って調整可能としてあることを特徴とする流量測定装置。   (7) The flow rate measuring device according to any one of (1) to (6), wherein the position of the sub temperature sensor is adjustable along the flow path.

(8) (1)ないし(7)のいずれかに記載の発明において、前記主温度センサまたは副温度センサの測定値をアナログ/デジタル変換してデジタル回路に取り入れて処理することを特徴とする流量測定装置。   (8) The flow rate according to any one of (1) to (7), wherein the measured value of the main temperature sensor or the sub temperature sensor is converted from analog to digital and incorporated into a digital circuit for processing. measuring device.

(9) (1)ないし(8)のいずれかに記載の発明において、前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、抵抗加熱線、サーミスタ、または白金抵抗体を備えることを特徴とする流量測定装置。温調機構としては、加熱手段に限らず、冷却手段を用いてもよい。   (9) In the invention according to any one of (1) to (8), the temperature adjustment mechanism includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, a resistance heating wire, a thermistor, or a platinum resistor. Flow rate measuring device. The temperature adjustment mechanism is not limited to the heating unit, and a cooling unit may be used.

(10) (1)ないし(9)のいずれかに記載の発明において、前記流路は、耐食性のある材料から形成されていることを特徴とする流量測定装置。   (10) The flow rate measuring device according to any one of (1) to (9), wherein the flow path is made of a corrosion-resistant material.

(11) (10)に記載の発明において、前記材料は、ステンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ四フッ化エチレン、またはポリクロロトリフルオロエチレンであることを特徴とする流量測定装置。   (11) In the invention according to (10), the material is stainless steel, titanium, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, or polychlorotrifluoroethylene.

(12) (1)ないし(11)のいずれかに記載の流量測定装置と、前記流路の前記流量測定装置より下流側部分に設けられた制御弁と、前記流量測定部により求められた流量に基づいて、流体の流量が一定となるように前記制御弁を制御する制御部とを備えたことを特徴とする流量調整装置。   (12) A flow rate obtained by the flow rate measuring device according to any one of (1) to (11), a control valve provided in a downstream portion of the flow rate measuring device of the flow path, and the flow rate measuring unit. And a control unit that controls the control valve so that the flow rate of the fluid is constant.

(13) (12)に記載の発明において、前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、圧電素子、電磁石、サーボモータ、またはステッピングモータを備えていることを特徴とする流量調整装置。本発明によれば、応答性の良好な駆動源を用いることにより、流量測定部により測定された実流量に基づいて速やかに弁を駆動させて流量を一定に保つことができる。   (13) In the invention described in (12), the control valve includes a valve that adjusts a flow rate and a drive source that drives the valve, and the drive source includes a piezoelectric element, an electromagnet, and a servo motor. Or a flow control device comprising a stepping motor. According to the present invention, by using a drive source with good responsiveness, it is possible to quickly drive the valve based on the actual flow rate measured by the flow rate measurement unit and keep the flow rate constant.

(14) (12)に記載の発明において、前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、複数の圧電素子が積層された構造を有することを特徴とする流量調整装置。本発明によれば、高圧の流体が流れる場合であっても、高圧や圧力変動の影響を受けることなく流量を一定に保つことができる。   (14) In the invention described in (12), the control valve has a valve for adjusting a flow rate and a drive source for driving the valve, and the drive source is formed by laminating a plurality of piezoelectric elements. A flow control device characterized by having a structure. According to the present invention, even when a high-pressure fluid flows, the flow rate can be kept constant without being affected by high pressure or pressure fluctuation.

(15) (12)ないし(14)のいずれかに記載の発明において、前記制御弁を通過する流体の圧力は1MPa〜10MPaであることを特徴とする流量測定装置。   (15) The flow rate measuring device according to any one of (12) to (14), wherein the pressure of the fluid passing through the control valve is 1 MPa to 10 MPa.

(16) (12)ないし(15)のいずれかに記載の発明において、前記制御弁を通過する流体の流量は0.01〜10L/hであることを特徴とする流量測定装置。   (16) In the invention according to any one of (12) to (15), the flow rate of the fluid passing through the control valve is 0.01 to 10 L / h.

(17) 流体を貯留する複数の容器と、流体を混合させる混合部と、混合した流体を反応させる反応部と、(12)ないし(16)のいずれかに記載の流量調整装置とを備えたことを特徴とする流体反応装置。   (17) A plurality of containers for storing fluid, a mixing unit for mixing the fluid, a reaction unit for reacting the mixed fluid, and the flow rate adjusting device according to any one of (12) to (16) are provided. A fluid reaction device.

以下、本発明の実施の形態に係る流量調整装置について図面を参照して説明する。図74は本発明の第1の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。図74に示すように、本実施の形態の流量調整装置は、流路4001を流れる液体(流体)の流量を測定する流量測定部4010と、液体の流量を調整する制御弁4020と、流量測定部(流量測定装置)4010により測定された流量に基づいて制御弁4020を制御する制御部4030とから基本的に構成されている。   Hereinafter, a flow control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 74 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 74, the flow rate adjusting device of the present embodiment includes a flow rate measuring unit 4010 that measures the flow rate of the liquid (fluid) flowing through the flow path 4001, a control valve 4020 that adjusts the flow rate of the liquid, and a flow rate measurement. The control unit 4030 basically controls the control valve 4020 based on the flow rate measured by the unit (flow rate measuring device) 4010.

流量測定部4010は、流路4001を流れる液体を所定の周期で加熱する温調機構4002と、温調機構4002の設置位置(温調位置Ph)より下流側の第1の測定点Pm1において液体の温度を測定する第1の主温度センサ4003と、第1の測定点Pm1より下流側の第2の測定点Pm2において液体の温度を測定する第2の主温度センサ4004とが設けられている。更にこれらの主温度センサとそれぞれ温調機構4002に対して対称な(等距離な)上流側の位置Ps1、Ps2に、それぞれ副温度センサ4003a、4aが設けられている。温調機構4002と第1の主温度センサ4003の距離、および第1の主温度センサ4003と第2の主温度センサ4004の距離Dは特に限定されるものではないが、0.5[mm]〜10[mm]が好ましい。温調機構4002は流路4001の壁部を取り囲むように設けられており、流路4001の壁部を介して液体を加熱する。この温調機構4002は温度制御部4005に接続されており、最適な温度上昇率で液体を加熱するようになっている。なお、温調機構4002としては、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、抵抗加熱器などが好適に用いられる。また、温調機構4002は、液体を冷却することで液体に温度変化を与えるようにしてもよい。   The flow rate measuring unit 4010 has a temperature adjustment mechanism 4002 that heats the liquid flowing through the flow path 4001 at a predetermined cycle, and a liquid at a first measurement point Pm1 downstream from the installation position (temperature adjustment position Ph) of the temperature adjustment mechanism 4002. A first main temperature sensor 4003 that measures the temperature of the liquid and a second main temperature sensor 4004 that measures the temperature of the liquid at a second measurement point Pm2 downstream from the first measurement point Pm1 are provided. . Further, sub temperature sensors 4003a and 4a are provided at upstream positions Ps1 and Ps2 that are symmetrical (equal distance) with respect to the main temperature sensor and the temperature control mechanism 4002, respectively. The distance between the temperature adjustment mechanism 4002 and the first main temperature sensor 4003 and the distance D between the first main temperature sensor 4003 and the second main temperature sensor 4004 are not particularly limited, but are 0.5 [mm] to 10 [mm] is preferred. The temperature adjustment mechanism 4002 is provided so as to surround the wall portion of the flow path 4001 and heats the liquid through the wall portion of the flow path 4001. The temperature adjustment mechanism 4002 is connected to the temperature control unit 4005 and heats the liquid at an optimal temperature increase rate. Note that, as the temperature adjustment mechanism 4002, a Peltier element, Seebeck element, electromagnetic wave generator, resistance heater, or the like is preferably used. The temperature adjustment mechanism 4002 may change the temperature of the liquid by cooling the liquid.

第1の主温度センサ4003と第1の副温度センサ4003aの出力は、第1の差分検出回路8Aに入力され、同様に、第2の主温度センサ4004と第2の副温度センサ4004aの出力は、第2の差分検出回路4008Bに入力されている。これらの差分検出回路4008A,4008Bは、例えば図75に示すようなブリッジ回路4008Cによって構成され、主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aからの差分信号を、時間差測定部4009に出力する。時間差測定部4009は、各差分信号の変化から、加熱された液体が2つの測定点P1,P2を通過する時間をそれぞれ算出し、その差に基づいて液体の流速、つまり流量を求める。   The outputs of the first main temperature sensor 4003 and the first sub temperature sensor 4003a are input to the first difference detection circuit 8A, and similarly the outputs of the second main temperature sensor 4004 and the second sub temperature sensor 4004a. Is input to the second difference detection circuit 4008B. These difference detection circuits 4008A and 4008B are configured by, for example, a bridge circuit 4008C as shown in FIG. . The time difference measurement unit 4009 calculates the time during which the heated liquid passes through the two measurement points P1 and P2 from the change of each difference signal, and obtains the flow rate of the liquid, that is, the flow rate based on the difference.

装置の稼動の初期に主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aの出力をバランスさせる必要が有る。これは、流路4001に流体が流れていない(流速ゼロ)の状態で、差分出力がゼロとなるようにしなければならない。これは、主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aを対称位置に配置した状態で、ブリッジ回路4008Cの抵抗R1,R2を調整して行なう方法と、ブリッジ回路4008Cの抵抗R1,R2は等しくしておき、主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aの対称関係をずらせて調整する方法とが有る。現場の状況は複雑であり、いずれの方法が正しいというものではなく、状況に応じて適宜に選択し、あるいは両方を組み合わせて行っても良い。   It is necessary to balance the outputs of the main temperature sensors 4003 and 4004 and the sub temperature sensors 4003a and 4004a at the beginning of the operation of the apparatus. This must be such that the differential output becomes zero in a state where no fluid flows through the flow path 4001 (zero flow velocity). This is performed by adjusting the resistances R1 and R2 of the bridge circuit 4008C in a state where the main temperature sensors 4003 and 4004 and the sub temperature sensors 4003a and 4004a are arranged at symmetrical positions, and the resistances R1 and R2 of the bridge circuit 4008C are There is a method of adjusting the main temperature sensors 4003 and 4004 and the sub-temperature sensors 4003a and 4004a by shifting the symmetrical relationship. The situation at the site is complex, and neither method is correct, and it may be selected appropriately according to the situation, or a combination of both may be performed.

なお、主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aの差分を取り出す方法としては、上記のようなブリッジ回路4008Cを用いたアナログ的方法の他に、各温度センサの温度信号をアナログ/デジタル変換してデジタル回路に取り入れ、ソフトウエアで差分を算出する方法でもよい。この場合、ブリッジ回路を通さないで入力しても良いし、ブリッジ回路通過後のピーク検出以降をデジタル処理しても良い。   As a method for extracting the difference between the main temperature sensors 4003 and 4004 and the sub temperature sensors 4003a and 4004a, in addition to the analog method using the bridge circuit 4008C as described above, the temperature signal of each temperature sensor is analog / digital. A method may be used in which a difference is calculated by software after conversion and incorporation into a digital circuit. In this case, the input may be performed without passing through the bridge circuit, or digital processing may be performed after the peak detection after passing through the bridge circuit.

流路4001は基本的に密閉系であり、反応性の大きい、あるいは環境に対して有害であったり危険な液体を扱う場合もあるので、開口部を形成することは好ましくない。従って、この例では、温調機構4002、第1の主温度センサ4003および第2の主温度センサ4004は、いずれも流路4001を構成する配管4001Aの外面に取り付けられている。それぞれの副温度センサも同様に流路4001の外面に取り付けられている。従って、これらの温度センサ4003,4003a,4004,4004aは、流路4001の壁部を介して液体の温度を測定するようになっている。なお、温度センサ4003,4003a,4004,4004aとしては、応答性に優れたサーミスタ式温度計や熱電対などが好適に用いられる。もちろん、流路4001の壁部に、温調機構4002や温度センサ4003,4003a,4004,4004aを埋設してもよい。いずれの場合も、対応する主温度センサ4003,4004と副温度センサ4003a,4004aは同じ設置方法を採用することが好ましい。   Since the flow path 4001 is basically a closed system and may handle a liquid having high reactivity or harmful or dangerous to the environment, it is not preferable to form an opening. Therefore, in this example, the temperature adjustment mechanism 4002, the first main temperature sensor 4003, and the second main temperature sensor 4004 are all attached to the outer surface of the pipe 4001A constituting the flow path 4001. Each sub temperature sensor is similarly attached to the outer surface of the flow path 4001. Therefore, these temperature sensors 4003, 4003a, 4004, 4004a measure the temperature of the liquid via the wall portion of the flow path 4001. As the temperature sensors 4003, 4003a, 4004, 4004a, a thermistor type thermometer or a thermocouple having excellent responsiveness is preferably used. Of course, the temperature adjustment mechanism 4002 and the temperature sensors 4003, 4003a, 4004, 4004a may be embedded in the wall portion of the flow path 4001. In any case, it is preferable that the corresponding main temperature sensors 4003 and 4004 and the sub temperature sensors 4003a and 4004a adopt the same installation method.

時間差測定部4009により液体の流量が測定される原理は、図73により説明した通りである。すなわち、液体が流れている状態で温調機構4002が図73に示すようなパルス負荷で液体を加熱すると、加熱された液体は下流側に流れ、第1の測定点Pm1および第2の測定点Pm2をこの順に通過する。このとき、第1の測定点Pm1における液体の温度は第1の主温度センサ4003により測定され、第2の測定点P2における液体の温度は第2の主温度センサ4004により測定される。   The principle that the flow rate of the liquid is measured by the time difference measuring unit 4009 is as described with reference to FIG. That is, when the temperature adjustment mechanism 4002 heats the liquid with a pulse load as shown in FIG. 73 while the liquid is flowing, the heated liquid flows downstream, and the first measurement point Pm1 and the second measurement point. It passes through Pm2 in this order. At this time, the temperature of the liquid at the first measurement point Pm1 is measured by the first main temperature sensor 4003, and the temperature of the liquid at the second measurement point P2 is measured by the second main temperature sensor 4004.

ここで、これらの主温度センサ4003,4004は、流路の壁部の温度を測定しているので、温調機構4002からの熱は壁部を通って流体に伝わり、更に下流側で再度壁部を通して温度センサに伝わる。従って、温調機構4002が与えた熱量が壁部を2度通過する間に、配管4001Aを通しての熱伝導や外部からの影響のために、温度検出部の距離が離れた場合に純粋な流体の温度変化が検出しにくくなる。そこで、この実施の形態では、各主温度センサ4003,4004について温調機構4002に対して対称な位置に副温度センサ4003a,4004aを配置し、周囲温度変化と管壁伝熱の影響を測定する。そして、この副温度センサ4003a,4004aと主温度センサ4003,4004の温度信号の差分を取ることによって、周囲温度変化と管壁伝熱の影響をキャンセルした流体自体の温度変化を測定する。これによって、流体に与える熱量を大きくしても、流体の温度変化自体を正確に検出することができるため、温度検出位置間の距離を大きくし、広い流量範囲で正確な流量検出を行なうことができる。   Here, since these main temperature sensors 4003 and 4004 measure the temperature of the wall portion of the flow path, the heat from the temperature control mechanism 4002 is transferred to the fluid through the wall portion, and further the wall on the downstream side again. It is transmitted to the temperature sensor through the part. Therefore, while the amount of heat given by the temperature control mechanism 4002 passes through the wall portion twice, the pure fluid flows when the distance between the temperature detection portions increases due to heat conduction through the pipe 4001A and external influences. It becomes difficult to detect temperature changes. Therefore, in this embodiment, the sub-temperature sensors 4003a and 4004a are arranged at positions symmetrical to the temperature control mechanism 4002 for the main temperature sensors 4003 and 4004, and the influence of ambient temperature change and tube wall heat transfer is measured. . Then, by taking the difference between the temperature signals of the sub temperature sensors 4003a and 4004a and the main temperature sensors 4003 and 4004, the temperature change of the fluid itself in which the influence of the ambient temperature change and the tube wall heat transfer is canceled is measured. As a result, even if the amount of heat applied to the fluid is increased, the temperature change itself of the fluid can be accurately detected. Therefore, it is possible to increase the distance between the temperature detection positions and accurately detect the flow rate in a wide flow range. it can.

すなわち、第1の主温度センサ4003および副温度センサ4003aの出力信号(図73(a)のS1およびs1)は差分検出回路4008Aに入力されてそれらの差分信号(図73(b)のΔS1)が出力され、第2の温度センサ4004および副温度センサ4004aの出力信号(図73(a)のS2およびs2)は差分検出回路4008Bに入力されてそれらの差分信号(図73(b)のΔS2)が出力され、これらの出力は連続的に時間差測定部4009に送られる。時間差測定部4009は、これらの出力ΔS1,ΔS2の変化を監視し、それらがピークに達した(変化率=0の)時の時刻をそれぞれ記録し、その時間差Δtを算出し、下記の式によって流量に換算する。   That is, the output signals from the first main temperature sensor 4003 and the sub temperature sensor 4003a (S1 and s1 in FIG. 73A) are input to the difference detection circuit 4008A and the difference signal (ΔS1 in FIG. 73B). Are output, and the output signals of the second temperature sensor 4004 and the sub-temperature sensor 4004a (S2 and s2 in FIG. 73A) are input to the difference detection circuit 4008B and the difference signal (ΔS2 of FIG. 73B). ) Are output, and these outputs are continuously sent to the time difference measurement unit 4009. The time difference measuring unit 4009 monitors the changes of these outputs ΔS1, ΔS2, records the time when they reach the peak (rate of change = 0), calculates the time difference Δt, and uses the following formula: Convert to flow rate.

流量=温度測定点間の距離(D)×流路の断面積÷時間差(Δt)
なお、図73(a)の測定時間差Δtは、従来の方法の場合を比較のために示しており、主温度センサ4003,4004の温度測定値自体のピークの時間差を採用している。
Flow rate = distance between temperature measurement points (D) x cross-sectional area of flow path / time difference (Δt)
Note that the measurement time difference Δt in FIG. 73A shows the case of the conventional method for comparison, and the time difference of the peak of the temperature measurement values of the main temperature sensors 4003 and 4004 is adopted.

ここでは流体の流量を温度変化のピークの移動速度に基づいて求めているが、温度変化曲線の対応する他の2点間の時間差を求めてもよい。例えば、2つの温度カーブの立ち上がり時の時間差を求めてもよい。   Here, the flow rate of the fluid is obtained based on the moving speed of the peak of the temperature change, but the time difference between the other two corresponding points of the temperature change curve may be obtained. For example, the time difference between the rises of the two temperature curves may be obtained.

流量測定部4010による上記のような流量算出の方法は、アナログ回路で製作してもデジタル処理で行っても構わない。デジタル処理で行う場合は、温度センサ4003,4003a,4004,4004aの信号をアナログ/デジタル変換して入力しても、差分検出回路4008A,4008Bを通過した後の差分信号をアナログ/デジタル変換して入力する方法でもよい。   The above flow rate calculation method by the flow rate measuring unit 4010 may be manufactured by an analog circuit or digitally. In the case of performing digital processing, even if the signals of the temperature sensors 4003, 4003a, 4004, and 4004a are input after analog / digital conversion, the differential signals after passing through the difference detection circuits 4008A and 4008B are converted to analog / digital. An input method may be used.

図74に示すように、制御弁4020は流量測定部4010の下流側に配置されている。この制御弁4020は、液体の流れに対向するように配置されたピストン(弁)4021と、ピストン4021を駆動する圧電素子(駆動源)4022とを備えている。圧電素子(圧電アクチュエータ)4022はピストン4021の裏面に固定され、圧電素子4022とピストン4021とは一体的に構成されている。ピストン4021および圧電素子4022はピストン室4023に収容されている。流路4001の一部はT字路となっており、ピストン4021は、T字路に流れ込む液体がピストン4021の前面にぶつかるように配置されている。圧電素子4022に電圧が印加されると圧電素子4022が伸縮し、これによりピストン4021を液体の流れ方向に沿って移動させてピストン4021の開度αを調整する。   As shown in FIG. 74, the control valve 4020 is disposed on the downstream side of the flow rate measuring unit 4010. The control valve 4020 includes a piston (valve) 4021 disposed so as to face the liquid flow, and a piezoelectric element (drive source) 4022 that drives the piston 4021. A piezoelectric element (piezoelectric actuator) 4022 is fixed to the back surface of the piston 4021, and the piezoelectric element 4022 and the piston 4021 are integrally formed. The piston 4021 and the piezoelectric element 4022 are accommodated in the piston chamber 4023. A part of the flow path 4001 has a T-shaped path, and the piston 4021 is arranged so that the liquid flowing into the T-shaped path hits the front surface of the piston 4021. When a voltage is applied to the piezoelectric element 4022, the piezoelectric element 4022 expands and contracts, thereby moving the piston 4021 along the liquid flow direction to adjust the opening degree α of the piston 4021.

ピストン4021の上流側には絞り部4001aが設けられており、ここで流路4001を絞り込むことにより、ピストン4021による正確な流量調整を可能としている。上述したピストン室4023は有底円筒状に形成されており、このピストン室4023は流路4001の外面に液密に固定されている。このような構成により、ピストン4021と流路4001との隙間から液体が漏れた場合でも、液体がピストン室4023の内部に保持されるので、液体の外部への漏洩が防止される。   A throttle 4001a is provided on the upstream side of the piston 4021. By narrowing down the flow path 4001, the flow rate can be accurately adjusted by the piston 4021. The above-described piston chamber 4023 is formed in a bottomed cylindrical shape, and this piston chamber 4023 is fixed to the outer surface of the flow path 4001 in a liquid-tight manner. With such a configuration, even when the liquid leaks from the gap between the piston 4021 and the flow path 4001, the liquid is held inside the piston chamber 4023, so that leakage of the liquid to the outside is prevented.

本実施の形態に係る流量調整装置を組み込んだマイクロリアクタでは、試薬どうしの反応により流量調整装置の下流側で反応生成物が生成される。この場合、反応生成物の種類によっては、流量調整装置の下流側の液体の圧力が上昇し、流路4001から液体が漏れるおそれがある。本実施の形態によれば、有底円筒状のピストン室4023により液体の外部への漏洩を防止することができるので、正確な流量調整が可能となる。   In the microreactor incorporating the flow control device according to the present embodiment, a reaction product is generated on the downstream side of the flow control device by the reaction between the reagents. In this case, depending on the type of the reaction product, the pressure of the liquid on the downstream side of the flow control device may increase, and the liquid may leak from the flow path 4001. According to the present embodiment, liquid leakage to the outside can be prevented by the bottomed cylindrical piston chamber 4023, so that accurate flow rate adjustment is possible.

次に、制御部4030について説明する。制御部4030は、時間差測定部4009に接続された増幅器4032と、流量を一定に保つためのピストン4021の開度を決定する比較部(PID制御部)4033と、制御弁4020の圧電素子4022に印加する電圧を生成するピストン駆動回路4034とを備えている。増幅器4032は、時間差測定部4009により算出された液体の流量(実流量)を表す信号を増幅し、増幅後の信号(実流量)を比較部4033に送る。比較部4033には設定流量(目標値)が予め入力されており、比較部4033は、実流量と設定流量とを比較し、実流量を設定流量に一致させるためのピストン4021の開度を演算する。比較部4033により演算されたピストン4021の開度はピストン駆動回路4034により電圧に変換される。そして、この電圧が圧電素子4022に印加され、圧電素子4022によりピストン4021が駆動される。このようにして、制御弁4020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部4030によって制御弁4020が制御される。   Next, the control unit 4030 will be described. The control unit 4030 includes an amplifier 4032 connected to the time difference measurement unit 4009, a comparison unit (PID control unit) 4033 that determines the opening of the piston 4021 for keeping the flow rate constant, and a piezoelectric element 4022 of the control valve 4020. And a piston drive circuit 4034 for generating a voltage to be applied. The amplifier 4032 amplifies the signal representing the liquid flow rate (actual flow rate) calculated by the time difference measurement unit 4009 and sends the amplified signal (actual flow rate) to the comparison unit 4033. The set flow rate (target value) is input in advance to the comparison unit 4033. The comparison unit 4033 compares the actual flow rate with the set flow rate, and calculates the opening of the piston 4021 for matching the actual flow rate with the set flow rate. To do. The opening degree of the piston 4021 calculated by the comparison unit 4033 is converted into a voltage by the piston drive circuit 4034. This voltage is applied to the piezoelectric element 4022, and the piston 4021 is driven by the piezoelectric element 4022. In this way, the control valve 4020 is controlled by the control unit 4030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 4020 is always constant.

流量測定部4010の測定結果を制御弁4020の動作に速やかに反映させるためには、流量測定部4010と制御弁4020との間の流路4001の距離はできるだけ短いことが好ましい。すなわち、第2の主温度センサ4004とピストン4021との距離は、好ましくは10〜100mm、より好ましくは10〜50mm、さらに好ましくは10〜20mmである。また、制御弁4020に用いられる駆動源(アクチュエータ)には圧電素子のような応答性の優れたものを用いることが好ましい。このようにすることで、流路4001を流れる流量の変動(脈動)を速やかに解消することができ、一定の流量を保つことができる。   In order to quickly reflect the measurement result of the flow rate measurement unit 4010 in the operation of the control valve 4020, the distance of the flow path 4001 between the flow rate measurement unit 4010 and the control valve 4020 is preferably as short as possible. That is, the distance between the second main temperature sensor 4004 and the piston 4021 is preferably 10 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, and still more preferably 10 to 20 mm. In addition, it is preferable to use a drive source (actuator) used for the control valve 4020 having excellent responsiveness such as a piezoelectric element. By doing in this way, the fluctuation | variation (pulsation) of the flow volume which flows through the flow path 4001 can be eliminated rapidly, and a fixed flow volume can be maintained.

この流量調整装置は、2種類またはそれ以上の液体を反応させる流体反応装置(マイクロリアクタ)に好適に用いられる。一般に、液体を混合させる混合空間が小さいほど、液体の混合が速やかに行われる。本実施の形態に係る流量調整装置の流路4001の内径は、好ましくは0.1〜5mmであり、より好ましくは0.1〜2mmであり、さらに好ましくは0.1〜1mmである。また、微少量のみを取り扱い範囲とする場合には、最小径を0.02mmまでとすることも可能である。なお、流路の幅(内径)が小さくなると、液体を高圧で移送することが必要となってくる。本実施の形態では、流量調整装置の出口(制御弁4020の下流側)における液体の圧力は1MPa〜10MPa、2MPa〜5MPa、または3MPa〜4MPaである。   This flow control device is suitably used for a fluid reaction device (microreactor) that reacts two or more kinds of liquids. In general, the smaller the mixing space in which the liquid is mixed, the faster the liquid is mixed. The inner diameter of the flow path 4001 of the flow control device according to the present embodiment is preferably 0.1 to 5 mm, more preferably 0.1 to 2 mm, and still more preferably 0.1 to 1 mm. Moreover, when only a very small amount is used as the handling range, the minimum diameter can be set to 0.02 mm. In addition, when the width | variety (inner diameter) of a flow path becomes small, it will be necessary to transfer a liquid by a high voltage | pressure. In the present embodiment, the pressure of the liquid at the outlet of the flow rate adjusting device (downstream of the control valve 4020) is 1 MPa to 10 MPa, 2 MPa to 5 MPa, or 3 MPa to 4 MPa.

取り扱う液体としては、試薬、有機溶媒、生化学物質などが挙げられる。したがって、流路4001を構成する材料としては、耐食性を有するものであることが好ましい。また、上述したように、第1の主温度センサ4003および第2の主温度センサ4は流路4001の壁部を介して液体の温度を測定するため、流路4001を構成する材料は、熱伝導性に優れ、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが好ましい。さらに、流路4001を構成する材料は、液体の高圧に耐えうるものであることが好ましい。これらの点を考慮し、流路4001を構成する材料の好ましい例として、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(Polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)などの樹脂が挙げられる。   Examples of liquids to be handled include reagents, organic solvents, and biochemical substances. Therefore, the material constituting the flow path 4001 is preferably one having corrosion resistance. Further, as described above, since the first main temperature sensor 4003 and the second main temperature sensor 4 measure the temperature of the liquid through the wall portion of the flow path 4001, the material constituting the flow path 4001 is heat. Those having excellent conductivity and withstanding a wide temperature range of −40 to 150 ° C. are preferable. Furthermore, it is preferable that the material constituting the flow path 4001 can withstand the high pressure of the liquid. Considering these points, preferable examples of the material constituting the flow path 4001 include hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, and Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), and PVC. Examples thereof include resins such as (polyvinylchloride), PDMS (Polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane).

ステンレス鋼またはTiを用いる場合は、流路4001の壁部の肉厚は0.01〜0.1mmとすることが好ましく、PEEK、PTFE、PCTFE、PFAなどの樹脂を用いる場合は、流路4001の壁部の肉厚は0.1〜1mmとすることが好ましい。熱伝導性を考えると、熱容量の小さいTiを用いることが好ましい。樹脂を用いる場合は、第1の主温度センサ4003および第2の主温度センサ4004が取り付けられる流路4001の部位の肉厚を局所的に薄くして熱伝導率を向上させることが好ましい。   When stainless steel or Ti is used, the wall thickness of the channel 4001 is preferably 0.01 to 0.1 mm. When resin such as PEEK, PTFE, PCTFE, or PFA is used, the channel 4001 is used. The wall thickness is preferably 0.1 to 1 mm. Considering thermal conductivity, it is preferable to use Ti having a small heat capacity. When resin is used, it is preferable to improve the thermal conductivity by locally reducing the thickness of the portion of the flow path 4001 to which the first main temperature sensor 4003 and the second main temperature sensor 4004 are attached.

図76は制御弁の他の構成例を示す拡大図である。上述したように、ピストン4021を駆動する駆動源には高圧の液体に抗してピストン4021を駆動させることが要求される。図76に示す構成例では、駆動力を増すために、2つの圧電素子4022を積層させている。このような構成により、液体が高圧の場合であっても、ピストン4021の開度αを正確に調整することができ、流量を一定に保つことができる。なお、必要に応じて3つ以上の圧電素子を積層させてもよい。   FIG. 76 is an enlarged view showing another configuration example of the control valve. As described above, the drive source that drives the piston 4021 is required to drive the piston 4021 against high-pressure liquid. In the configuration example shown in FIG. 76, two piezoelectric elements 4022 are stacked in order to increase the driving force. With such a configuration, even when the liquid is high pressure, the opening degree α of the piston 4021 can be accurately adjusted, and the flow rate can be kept constant. If necessary, three or more piezoelectric elements may be stacked.

図77は、この発明の第2の実施の形態を示すもので、先の実施の形態を簡略化したものである。なお、特に説明しない本実施の形態の構成は、上述した第1の実施の形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。   FIG. 77 shows a second embodiment of the present invention, which is a simplified version of the previous embodiment. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the first embodiment described above, and therefore redundant description thereof is omitted.

ここでは、第1の主温度センサ4003に対応する副温度センサ4003aのみを設置し、第2の主温度センサ4004については、対応する副温度センサを設けていない。第1の主温度センサ4003および副温度センサ4003aの処理は第1の差分検出回路4008Aを介して時間差測定部4009に入力され、第2の副温度センサの出力はそのまま時間差測定部4009に入力されている。従って、時間差測定部4009は、第1の温度測定位置Pm1については、差分(図78に示すΔS1の温度曲線)を基にピークを判断するが、第2の温度測定位置Pm2については、主温度センサ4004の測定値からピークを判断する。   Here, only the sub temperature sensor 4003a corresponding to the first main temperature sensor 4003 is installed, and the corresponding sub temperature sensor is not provided for the second main temperature sensor 4004. The processing of the first main temperature sensor 4003 and the sub temperature sensor 4003a is input to the time difference measurement unit 4009 via the first difference detection circuit 4008A, and the output of the second sub temperature sensor is input to the time difference measurement unit 4009 as it is. ing. Therefore, the time difference measurement unit 4009 determines the peak for the first temperature measurement position Pm1 based on the difference (the temperature curve of ΔS1 shown in FIG. 78), but the second temperature measurement position Pm2 The peak is determined from the measured value of the sensor 4004.

これは、温調位置Phから距離が離れることによって、配管4001A等の熱は外部に逃げて、測定値への影響が少なくなるからである。また、第2の温度測定位置Pm2では、流体からの温度信号も小さくなるため、差分を取らない方が信号を検出し易くなるという点も考慮している。   This is because the heat of the pipe 4001A etc. escapes to the outside due to the distance from the temperature control position Ph, and the influence on the measured value is reduced. In addition, since the temperature signal from the fluid is small at the second temperature measurement position Pm2, it is considered that the signal is easier to detect if the difference is not taken.

このようにすることで、必要とする検出精度を確保しつつ、1つの温度センサと差分検出回路とを省いて、構成を簡略化し、コストを低下させることができる。また、流量測定部4010の全長や、配管4001Aの直線部の長さを小さくすることができるので、装置寸法の縮小化や、装置の設計の自由度の増加等を図ることができる。   By doing in this way, while ensuring the required detection accuracy, one temperature sensor and a difference detection circuit can be omitted, the configuration can be simplified, and the cost can be reduced. In addition, since the total length of the flow rate measuring unit 4010 and the length of the straight portion of the pipe 4001A can be reduced, the size of the device can be reduced, the degree of freedom in designing the device can be increased, and the like.

次に、本発明の第3の実施の形態について図79を参照して説明する。図79は本発明の第3の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。図79に示すように、本実施の形態では、第1の主温度センサ4003、第1の副温度センサ4003aおよび第1の差分検出回路4008Aが省かれており、流量測定部4010は、第2の主温度センサ4004、第2の副温度センサ4004aおよび第2の差分検出回路4008Bが、時間差測定部4009に接続されて構成されている。本実施の形態では、第1の測定点Pm1は温調機構4002の位置Phと重なる。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 79 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 79, in this embodiment, the first main temperature sensor 4003, the first sub temperature sensor 4003a, and the first difference detection circuit 4008A are omitted, and the flow rate measurement unit 4010 The main temperature sensor 4004, the second sub temperature sensor 4004a, and the second difference detection circuit 4008B are connected to the time difference measuring unit 4009. In the present embodiment, the first measurement point Pm1 overlaps the position Ph of the temperature adjustment mechanism 4002.

ここで、本実施の形態の流量測定部4010により流量が測定される原理について図80を参照して説明する。流路4001を流れる液体は温調機構4002による熱負荷パルスHLを受けて加熱され、昇温し始める。加熱パルスは矩形波、三角波、サイン波等が適宜に使用される。なお、熱負荷パルスHLの負荷時間は、0.001秒から100秒、好ましくは、0.01秒から10秒であり、更に好ましくは、0.1秒から1秒である。加熱された液体は流路4001を流れ、やがて第2の測定点P2を通過する。このとき、第2の温度センサ4004と第1の側温度センサ4004aの差分により温度カーブΔS2が検出される。そして、時間差測定部4009によりそのピークが判定され、熱負荷パルスHLの代表点の時間との時間差Δtが求められ、上述した式により液体の流量が算出される。なお、熱負荷パルスHLの代表点は、この例ではパルスの後端側の点を採用しているが、流体の温度上昇に対応する適当な点を、実験的に求めて採用すればよい。   Here, the principle by which the flow rate is measured by the flow rate measurement unit 4010 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The liquid flowing in the flow path 4001 is heated by receiving the heat load pulse HL from the temperature adjustment mechanism 4002 and starts to rise in temperature. As the heating pulse, a rectangular wave, a triangular wave, a sine wave or the like is appropriately used. The loading time of the thermal load pulse HL is 0.001 to 100 seconds, preferably 0.01 to 10 seconds, and more preferably 0.1 to 1 second. The heated liquid flows through the flow path 4001 and eventually passes through the second measurement point P2. At this time, the temperature curve ΔS2 is detected based on the difference between the second temperature sensor 4004 and the first side temperature sensor 4004a. Then, the peak is determined by the time difference measuring unit 4009, the time difference Δt with respect to the time of the representative point of the thermal load pulse HL is obtained, and the flow rate of the liquid is calculated by the above-described equation. In this example, the point on the rear end side of the pulse is used as the representative point of the heat load pulse HL. However, an appropriate point corresponding to the temperature rise of the fluid may be obtained experimentally and used.

図79に示すように、本実施の形態の制御弁4020では、ピストン4021に代えて円柱状のスプール4024が用いられている。このスプール4024は流路4001のT字路に配置されており、その先端は流路4001に摺動可能に嵌め込まれている。スプール4024の端部には磁性体(例えば鉄心)4025が取り付けられており、磁性体4025の周囲には電磁石4026が配置されている。電磁石4026と流路4001との間にはシール部材4027が配置されており、このシール部材4027により液体の漏洩が防止されている。磁性体4025は電磁石4026により形成された電磁力により駆動され、これによりスプール4024がその軸方向に沿って移動する。なお、このような構成を有する制御弁4020は、ソレノイドバルブ(電磁弁)と呼ばれている。   As shown in FIG. 79, in the control valve 4020 of the present embodiment, a cylindrical spool 4024 is used instead of the piston 4021. The spool 4024 is disposed on the T-shaped path of the flow path 4001, and the tip of the spool 4024 is slidably fitted in the flow path 4001. A magnetic body (eg, iron core) 4025 is attached to the end of the spool 4024, and an electromagnet 4026 is disposed around the magnetic body 4025. A seal member 4027 is disposed between the electromagnet 4026 and the flow path 4001, and liquid leakage is prevented by the seal member 4027. The magnetic body 4025 is driven by the electromagnetic force formed by the electromagnet 4026, whereby the spool 4024 moves along its axial direction. The control valve 4020 having such a configuration is called a solenoid valve (electromagnetic valve).

図81は図79に示すスプールの斜視図である。図81に示すように、スプール4024の側面には、斜めに延びる溝4024aが形成されている。溝4024aは三角形状の断面を有しており、その断面の大きさは軸方向位置に応じて変化する。すなわち、溝4024aの断面はスプール4024の先端において最も大きく、断面位置が反対側端部に向かうにしたがって徐々に小さくなる。液体はこの溝4024aを通って流れるので、スプール4024を軸方向に移動させることにより流量を調整することができる。この場合、スプール(弁)4024の開度αは、流路4001から突出した溝4024aの長さによって表すことができる。   81 is a perspective view of the spool shown in FIG. 79. FIG. As shown in FIG. 81, an obliquely extending groove 4024 a is formed on the side surface of the spool 4024. The groove 4024a has a triangular cross section, and the size of the cross section changes according to the axial position. That is, the cross section of the groove 4024a is the largest at the tip of the spool 4024, and gradually decreases as the cross-sectional position moves toward the opposite end. Since the liquid flows through the groove 4024a, the flow rate can be adjusted by moving the spool 4024 in the axial direction. In this case, the opening degree α of the spool (valve) 4024 can be expressed by the length of the groove 4024a protruding from the flow path 4001.

本実施の形態の制御部4030は、ピストン駆動回路に代えて、スプール駆動回路4035を備えている。このスプール駆動回路4035は、比較部4033により演算されたスプール4024の開度を電流に変換し、この電流が電磁石4026に供給されることでスプール4024が移動する。このようにして、制御弁4020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部4030によって制御弁4020が制御される。なお、液体が高圧であっても正確に流量を一定とするために、大きな電磁力を発生させることができる電磁石を用いることが好ましい。   The control unit 4030 of this embodiment includes a spool drive circuit 4035 instead of the piston drive circuit. The spool drive circuit 4035 converts the opening degree of the spool 4024 calculated by the comparison unit 4033 into a current, and the current is supplied to the electromagnet 4026 so that the spool 4024 moves. In this way, the control valve 4020 is controlled by the control unit 4030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 4020 is always constant. It is preferable to use an electromagnet capable of generating a large electromagnetic force in order to make the flow rate constant accurately even when the liquid is high pressure.

次に、本発明の第4の実施の形態について図82を参照して説明する。図82は本発明の第4の実施の形態に係る流量調整装置を示す模式図である。なお、特に説明しない本実施の形態の構成は、上述した第1の実施の形態の構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 82 is a schematic diagram showing a flow rate adjusting device according to a fourth embodiment of the present invention. Note that the configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the first embodiment described above, and therefore redundant description thereof is omitted.

図82に示すように、本実施の形態の制御弁4020は、ピストン4021に代えて逆三角錐形状のポペット4041を備えている。このポペット4041は、流路4001のT字路に位置しており、その先端が液体の流れに対向するように配置されている。ポペット4041にはシャフト4042が一体的に固定されており、このシャフト4042は有底円筒状のシャフトガイド4043に嵌合されている。シャフトガイド4043の外周面には歯車4044が設けられており、この歯車4044は、サーボモータ4045に連結された歯車4046と噛み合っている。シャフト4042は、キーやキー溝などの回転防止機構(図示せず)により回転しないように構成されている。なお、ポペット4041、シャフト4042、およびシャフトガイド4043とは同軸上に整列されている。   As shown in FIG. 82, the control valve 4020 of the present embodiment includes an inverted triangular pyramid-shaped poppet 4041 instead of the piston 4021. The poppet 4041 is located at the T-shaped path of the flow path 4001 and is arranged so that the tip thereof faces the liquid flow. A shaft 4042 is integrally fixed to the poppet 4041, and the shaft 4042 is fitted to a bottomed cylindrical shaft guide 4043. A gear 4044 is provided on the outer peripheral surface of the shaft guide 4043, and the gear 4044 meshes with a gear 4046 connected to a servo motor 4045. The shaft 4042 is configured not to rotate by a rotation prevention mechanism (not shown) such as a key or a key groove. Note that the poppet 4041, the shaft 4042, and the shaft guide 4043 are aligned on the same axis.

シャフトガイド4043と流路4001との間にはシール部材4047が配置されており、液体が流路4001から漏洩してしまうことが防止されている。シャフト4042の外周面には雄ねじ4042aが形成され、シャフトガイド4043の内周面には、雄ねじ4042aに噛み合う雌ねじ(図示せず)が形成されている。このような構成により、サーボモータ4045によりシャフトガイド4043を回転させると、ポペット4041がT字路の開口部に対して垂直方向に移動し、これによりポペット(弁)4041の開度αが調整される。なお、サーボモータの代わりにステッピングモータを使用してもよい。   A seal member 4047 is disposed between the shaft guide 4043 and the flow path 4001 to prevent liquid from leaking from the flow path 4001. A male screw 4042a is formed on the outer peripheral surface of the shaft 4042, and a female screw (not shown) that meshes with the male screw 4042a is formed on the inner peripheral surface of the shaft guide 4043. With this configuration, when the shaft guide 4043 is rotated by the servo motor 4045, the poppet 4041 moves in the direction perpendicular to the opening of the T-junction, thereby adjusting the opening α of the poppet (valve) 4041. The A stepping motor may be used instead of the servo motor.

本実施の形態の制御部4030は、ピストン駆動回路に代えて、ポペット駆動回路4048を備えている。このポペット駆動回路4048は、比較部4033により演算されたポペット4041の開度を電流に変換し、この電流がサーボモータ4045に供給されることでポペット4041が移動する。このようにして、第1の実施の形態と同様に、制御弁4020を通過する液体の流量が常に一定となるように制御部4030によって制御弁4020が制御される。なお、液体が高圧であっても正確に流量を一定とするために、大きなトルクを発生させることができるサーボモータまたはステッピングモータを用いることが好ましい。   The control unit 4030 of this embodiment includes a poppet drive circuit 4048 instead of the piston drive circuit. The poppet driving circuit 4048 converts the opening of the poppet 4041 calculated by the comparison unit 4033 into a current, and the current is supplied to the servo motor 4045 so that the poppet 4041 moves. In this manner, as in the first embodiment, the control valve 4020 is controlled by the control unit 4030 so that the flow rate of the liquid passing through the control valve 4020 is always constant. Note that it is preferable to use a servo motor or a stepping motor capable of generating a large torque in order to make the flow rate constant accurately even when the liquid is high pressure.

なお、上述した実施の形態は、必要に応じて組み合わせることができる。例えば、第2の実施の形態に係る環境温度制御機構4011を第3および第4の実施の形態に組み込んでもよい。また、上述した実施の形態に係る流量調整装置は、液体のみならず気体の流量を測定し、かつ制御することもできる。   Note that the above-described embodiments can be combined as necessary. For example, the environmental temperature control mechanism 4011 according to the second embodiment may be incorporated in the third and fourth embodiments. In addition, the flow rate adjusting device according to the above-described embodiment can measure and control not only liquid but also gas flow rate.

次に、上述した本発明の一実施の形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置(マイクロリアクタ)について説明する。図83ないし図85(b)は本発明の一実施の形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置の全体構成を示す図である。なお、以下に述べる流体反応装置は、2種類またはそれ以上の液体を混合し、反応させるために用いられる装置である。   Next, a fluid reaction device (microreactor) incorporating the above-described flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 83 to FIG. 85 (b) are diagrams showing the overall configuration of a fluid reaction device incorporating a flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention. The fluid reaction apparatus described below is an apparatus used for mixing and reacting two or more kinds of liquids.

図83,図84,図85(a),および図85(b)に示すように、流体反応装置は、全体が1つの設置スペースに設置されてパッケージ化されている。この構成例では、この設置スペースは長方形であり、長手方向に沿って4つの領域に区画される。すなわち、一端側の第1の領域は、原料液を貯留する複数の貯留容器4110(図83では2つの貯留容器4110A,4110Bのみを示す)が設置された原料貯留部4101であり、それに隣接する第2の領域は、貯留容器4110の原料液を移送するポンプ4116A,4116Bなどが設置された配液部4102となっている。第2の領域に隣接する第3の領域は、原料液を混同させる混合部(混合チップ)4140および混合された原料液を反応させる反応部(反応チップ)4142を有する処理部4103となっている。他端側の第4の領域は、処理の結果得られた生成物を導出して貯留する生成物貯留部(回収容器設置スペース)4104である。   As shown in FIG. 83, FIG. 84, FIG. 85 (a), and FIG. 85 (b), the entire fluid reaction device is installed in one installation space and packaged. In this configuration example, the installation space is rectangular and is divided into four regions along the longitudinal direction. That is, the first region on one end side is a raw material storage unit 4101 in which a plurality of storage containers 4110 (only two storage containers 4110A and 4110B are shown) for storing the raw material liquid are installed, and are adjacent thereto. The second region is a liquid distribution unit 4102 in which pumps 4116A and 4116B for transferring the raw material liquid in the storage container 4110 are installed. A third region adjacent to the second region is a processing unit 4103 having a mixing unit (mixing chip) 4140 for mixing the raw material liquid and a reaction unit (reaction chip) 4142 for reacting the mixed raw material liquid. . The fourth region on the other end side is a product storage unit (recovery container installation space) 4104 for deriving and storing a product obtained as a result of the processing.

また、この流体反応装置は、各部の動作の制御を行うコンピュータである動作制御部4106と、温度調整ケース4146に熱媒体を流して処理部4103の温度調整を行う熱媒体コントローラ4107を備えている。また、動作制御部4106には、図83に示すように、液体の流量と温度をモニタできる流量モニタ4270および温度モニタ4272が搭載されている。なお、この構成例では、動作制御部4106と熱媒体コントローラ4107は流体反応装置と別置きになっているが、勿論一体でも良い。図84に示すように、第2〜第4の領域の床下部分には配管4001A室4105が形成され、ここには混合部4140および反応部4142へ加熱又は冷却用の熱媒体を送るための配管4001Aが設けられている。   The fluid reaction apparatus also includes an operation control unit 4106 that is a computer that controls the operation of each unit, and a heat medium controller 4107 that adjusts the temperature of the processing unit 4103 by flowing a heat medium through the temperature adjustment case 4146. . Further, as shown in FIG. 83, the operation control unit 4106 is equipped with a flow rate monitor 4270 and a temperature monitor 4272 that can monitor the flow rate and temperature of the liquid. In this configuration example, the operation control unit 4106 and the heat medium controller 4107 are provided separately from the fluid reaction device, but may of course be integrated. As shown in FIG. 84, a pipe 4001A chamber 4105 is formed in the lower floor portion of the second to fourth regions, and a pipe for sending a heating medium for heating or cooling to the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 here. 4001A is provided.

このように、上流側から下流側へと各部を配置することによって液体の流れを円滑にし、かつ装置全体をコンパクトにまとめることができる。この構成例では、各部の配列を直線状にしたが、例えば、全体が正方形に近いスペースであれば、各部を液体の流れがループを形成するように構成してもよい。   In this way, by arranging the respective parts from the upstream side to the downstream side, the flow of the liquid can be made smooth, and the entire apparatus can be made compact. In this configuration example, each part is arranged in a straight line. However, for example, if the entire space is close to a square, each part may be configured such that the liquid flow forms a loop.

図84において、符号4250は装置下部に設けられた液溜めパンであり、符号4252は液溜めパン4250上に設置された漏液センサを示す。またこの装置例では、配液部4102、処理部4103、生成物貯留部4104は隔壁4254,4256により区画されており、各部にはカバー4258,4260,4262が取り付けられて装置外部とこれらを隔離している。   In FIG. 84, reference numeral 4250 denotes a liquid storage pan provided at the lower part of the apparatus, and reference numeral 4252 denotes a liquid leakage sensor installed on the liquid storage pan 4250. In this example of the apparatus, the liquid distribution unit 4102, the processing unit 4103, and the product storage unit 4104 are partitioned by partition walls 4254 and 4256, and covers 4258, 4260 and 4262 are attached to the respective parts to isolate them from the outside of the apparatus. is doing.

符号4264は排気ポートであり、図示しない排気ファンに接続されている。そして、装置内の圧力を装置外より負とすることで装置内の有毒ガスが外部に漏出することを防いでいる。   Reference numeral 4264 denotes an exhaust port, which is connected to an exhaust fan (not shown). And the toxic gas in the apparatus is prevented from leaking outside by making the pressure in the apparatus negative from the outside of the apparatus.

図83に示す原料貯留部4101には、2つの貯留容器4110A,4110Bが設置されているが、必要に応じて3つまたはそれ以上の貯留容器を使用してもよい。例えば、同じ液体を2つの貯留容器に収容し、これらを交互に切り換えて用いることにより、処理を継続的に行うことができる。なお、原料貯留部4101に、ライン洗浄用のアセトンなどの有機溶剤、塩酸、純水などが入った洗浄液容器4112や、パージ用の窒素ガスが封入された圧力源4114を設けてもよい。また、廃液容器4136を原料貯留部4101に置いてもよい。   Although two storage containers 4110A and 4110B are installed in the raw material storage unit 4101 shown in FIG. 83, three or more storage containers may be used as necessary. For example, the process can be continuously performed by storing the same liquid in two storage containers and using them alternately. Note that the raw material reservoir 4101 may be provided with a cleaning liquid container 4112 containing an organic solvent such as acetone for line cleaning, hydrochloric acid, pure water, or the like, or a pressure source 4114 filled with a purge nitrogen gas. Further, the waste liquid container 4136 may be placed in the raw material storage unit 4101.

配液部(導入部)4102には、貯留容器4110A,4110Bに輸送管4121A,4121Bを介して接続されたポンプ4116A,4116Bが設置されている。図83におけるポンプ4116A,4116Bには遠心式ポンプが使用されている。また、配液部4102は、ポンプ4116A,4116Bの下流側に配置された流量調整装置300A,300B、リリーフ弁4122A,4122B、圧力測定センサ4124A,4124B、流路切換弁4126A,4126B、および逆洗ポンプ4130を有している。流路切換弁4126A,4126Bは、輸送管4121A,4121Bの他に、洗浄液容器4112や、圧力源4114にそれぞれ接続されている。逆洗ポンプ4130は、混合部4140や反応部4142の流路内が生成物によって閉塞した場合に用いられる。逆洗ポンプ4130は洗浄液を貯留する洗浄液容器4112に接続され、さらに流路切換弁4132を介して反応部4142の出口に接続される。逆洗ポンプ4130により移送される洗浄液は通常の流れと逆に流れる。すなわち、洗浄液は、反応部4142の出口から混合部4140の入口に向かって流れ、流路切換弁4126A,4126Bを経て廃液口4134から図示しない配管4001Aを通って廃液貯留容器4136に入れられる。   Pumps 4116A and 4116B connected to storage containers 4110A and 4110B via transport pipes 4121A and 4121B are installed in the liquid distribution unit (introduction unit) 4102. A centrifugal pump is used for the pumps 4116A and 4116B in FIG. The liquid distribution unit 4102 includes flow rate adjusting devices 300A and 300B, relief valves 4122A and 4122B, pressure measurement sensors 4124A and 4124B, flow path switching valves 4126A and 4126B, and backwashing disposed downstream of the pumps 4116A and 4116B. A pump 4130 is included. The flow path switching valves 4126A and 4126B are connected to the cleaning liquid container 4112 and the pressure source 4114 in addition to the transport pipes 4121A and 4121B, respectively. The backwash pump 4130 is used when the flow path of the mixing unit 4140 or the reaction unit 4142 is blocked by the product. The backwash pump 4130 is connected to a cleaning liquid container 4112 that stores cleaning liquid, and is further connected to an outlet of the reaction unit 4142 via a flow path switching valve 4132. The cleaning liquid transferred by the backwash pump 4130 flows in the opposite direction to the normal flow. That is, the cleaning liquid flows from the outlet of the reaction unit 4142 toward the inlet of the mixing unit 4140, passes through the flow path switching valves 4126 </ b> A and 4126 </ b> B, and enters the waste liquid storage container 4136 from the waste liquid port 4134 through the pipe 4001 </ b> A (not shown).

逆洗ポンプ4130は吐出圧力が高く、洗浄液に脈動を起こさせて生成物を除去することが可能なように1本ピストン型のポンプが好ましい。洗浄液としては、有機溶剤、塩酸、硝酸、りん酸、有機酸、純水などが好適に用いられる。有機溶剤の例としては、アセトン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。図83に示す導入口4240は、外部から純水や水素水を導入する場合に設けられたもので、洗浄液容器4112内の洗浄液の代わりに洗浄に使用できる。   The backwash pump 4130 is preferably a single piston pump so that the discharge pressure is high and the product can be removed by causing pulsation in the cleaning liquid. As the cleaning liquid, an organic solvent, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, organic acid, pure water, or the like is preferably used. Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, methanol and the like. 83 is provided when pure water or hydrogen water is introduced from the outside, and can be used for cleaning instead of the cleaning liquid in the cleaning liquid container 4112.

図86は、原料液の予備加熱(予備温度調整)と混合を行うための混合部4140を示すもので、3枚の薄板状の基材である上板4144a、中板4144b、下板4144cが接合されて全厚さ5mmの混合部4140が形成されている。なお、以下に説明する流路はいずれも中板4144bの表面に形成された溝である。上板4144aを貫通して形成された2つの流入ポート4147A,4147Bは、中板4144bの上面に形成されたそれぞれ2つの予備加熱流路4148A,4148Bに連通する。これらの予備加熱流路4148A,4148Bはそれぞれ途中で分岐しかつそれぞれ拡大し、再度合流する。さらに、予備加熱流路4148A,4148Bはそれぞれ出口流路4150A,4150Bに連通し、これらの出口流路4150A,4150Bは合流部4152に通じている。出口流路4150Aは、中板4144bの上面に、出口流路4150Bは中板4144bの下面に形成されている。   FIG. 86 shows a mixing unit 4140 for performing preliminary heating (preliminary temperature adjustment) and mixing of the raw material liquid. The upper plate 4144a, the middle plate 4144b, and the lower plate 4144c, which are three thin plate-like substrates, are shown. A mixing portion 4140 having a total thickness of 5 mm is formed by bonding. Note that the flow paths described below are grooves formed on the surface of the intermediate plate 4144b. Two inflow ports 4147A and 4147B formed through the upper plate 4144a communicate with two preheating channels 4148A and 4148B formed on the upper surface of the middle plate 4144b, respectively. These preheating channels 4148A and 4148B each branch in the middle and expand, and merge again. Further, the preheating channels 4148A and 4148B communicate with the outlet channels 4150A and 4150B, respectively, and these outlet channels 4150A and 4150B communicate with the junction 4152. The outlet channel 4150A is formed on the upper surface of the middle plate 4144b, and the outlet channel 4150B is formed on the lower surface of the middle plate 4144b.

図87は図86に示す合流部の拡大図である。図87に示すように、合流部4152は、出口流路4150A,4150Bに通じる円弧状の溝として中板4144bの上下面にそれぞれ形成されたヘッダ部4154,4155と、このヘッダ部4154,4155から円弧の中心に向かって延びる複数の分液流路4156,4157と、これらの分液流路4156,4157が合流する合流空間4158とを有している。分液流路4156,4157と合流空間4158は中板4144bの上面に形成され、分液流路4156,4157は交互に配置されている。下面側のヘッダ部4155と分液流路4157とは、中板4144bを貫通する連絡孔4157aにより連通している。合流空間4158は、下流側に向けて幅が徐々に小さくなるように形成され、中板4144bおよび下板4144cを貫通して形成された流出ポート4160に連通している。   87 is an enlarged view of the merging portion shown in FIG. As shown in FIG. 87, the merging portion 4152 includes header portions 4154 and 4155 formed on the upper and lower surfaces of the middle plate 4144b as arc-shaped grooves that communicate with the outlet flow paths 4150A and 4150B, and the header portions 4154 and 4155, respectively. A plurality of liquid separation channels 4156, 4157 extending toward the center of the arc and a merge space 4158 where these liquid separation channels 4156, 4157 merge. The liquid separation channels 4156 and 4157 and the merge space 4158 are formed on the upper surface of the intermediate plate 4144b, and the liquid separation channels 4156 and 4157 are alternately arranged. The header portion 4155 on the lower surface side and the liquid separation channel 4157 communicate with each other through a communication hole 4157a penetrating the intermediate plate 4144b. The merge space 4158 is formed so that the width gradually decreases toward the downstream side, and communicates with an outflow port 4160 formed through the middle plate 4144b and the lower plate 4144c.

図87に示す例では、合流空間4158の入口側の開口面4159において分液流路4156が5本、分液流路4157が4本、交互に配置されている。分液流路4156,4157からそれぞれ流出した2種類の液体は、合流空間4158内で縞状の流れを形成しつつ下流側に流れ、合流空間4158の流路幅が徐々に縮小するに従い、強制的に両液が混合される。この例では、合流空間4158の流路幅は最終的に40μmに達する。加工技術精度を上げれば、流路幅を10μmにすることも可能である。   In the example shown in FIG. 87, five separation flow paths 4156 and four separation flow paths 4157 are alternately arranged on the opening surface 4159 on the inlet side of the merge space 4158. The two types of liquids respectively flowing out from the separation flow paths 4156 and 4157 flow downstream while forming a striped flow in the merge space 4158, and are forced as the flow path width of the merge space 4158 gradually decreases. Both liquids are mixed. In this example, the flow path width of the merge space 4158 finally reaches 40 μm. If the processing technology accuracy is increased, the flow path width can be reduced to 10 μm.

図88(a)は図83に示す反応部を示す平面図、図88(b)は図88(a)に示す反応部の断面図である。この例では、2枚の基材4144d,4144eが接合されて厚さ5mmの反応部4142が構成されている。この反応部4142では、反応流路4162が蛇行しており、長い流路を効率的に提供している。反応流路4162は、入口ポート4164および出口ポート4165にそれぞれつながる連絡部4162a,4162cと、連絡部4162a,4162cに連通する蛇行部分4162bとを有しており、連絡部4162a,4162cの幅は狭く、蛇行部分4162bの幅が広く形成されている。したがって、出入口部分では液体が急速に流れ、副生成物の付着を防止しており、蛇行部分4162bでは緩やかに流れて、加熱と反応の時間を長く取ることができるようになっている。   88 (a) is a plan view showing the reaction part shown in FIG. 83, and FIG. 88 (b) is a cross-sectional view of the reaction part shown in FIG. 88 (a). In this example, two base materials 4144d and 4144e are joined to form a reaction portion 4142 having a thickness of 5 mm. In this reaction part 4142, the reaction flow path 4162 meanders, and provides a long flow path efficiently. The reaction flow path 4162 has connecting portions 4162a and 4162c connected to the inlet port 4164 and the outlet port 4165, respectively, and a meandering portion 4162b communicating with the connecting portions 4162a and 4162c. The width of the connecting portions 4162a and 4162c is narrow. The meandering portion 4162b is formed wider. Accordingly, the liquid flows rapidly at the entrance / exit portion to prevent adhesion of by-products, and flows slowly at the meandering portion 4162b, so that the heating and reaction time can be increased.

図89(a)および図89(b)に示すのは、反応流路の幅が除々に小さくなる部分4163aと除々に大きくなる部分4163bを持つ反応部の他の構成例である。この反応部4142aには、基材4144d,4144eの間に、幅寸法が最大aから最小bの範囲で増減する反応流路4163が形成されている。幅寸法の増減に合わせ、深さを増減させてもよい。   FIGS. 89 (a) and 89 (b) show another example of the structure of the reaction part having the part 4163a in which the width of the reaction channel gradually decreases and the part 4163b in which the width gradually increases. In the reaction part 4142a, a reaction channel 4163 is formed between the base materials 4144d and 4144e, the width dimension of which increases or decreases in the range from the maximum a to the minimum b. The depth may be increased or decreased according to the increase or decrease of the width dimension.

この例では、反応流路4163の断面積が一定になるよう深さが最大cから最小dの範囲で変化するようになっている。   In this example, the depth changes from the maximum c to the minimum d so that the cross-sectional area of the reaction channel 4163 is constant.

図89(c)は、反応流路の他の構成例を示す横断面図である。この反応部4142bでは、反応流路4163cは、その幅eが深さfより大きい扁平形状を有しており、熱触媒からの熱の伝達方向(矢印で表示)に交差する広い伝熱面を有するので、反応流路4163c内の液体に熱の伝達が有効に行われる。なお、合流空間4158や反応流路4162,4163に、適当な触媒を配置することは反応を促進するために有効である。このような触媒は反応の種類に応じて選択される。配置の仕方は、例えば、流路の内面に塗布したり、後述するような流路の障害物として配置することができる。   FIG. 89 (c) is a cross-sectional view showing another configuration example of the reaction channel. In this reaction part 4142b, the reaction flow path 4163c has a flat shape whose width e is larger than the depth f, and has a wide heat transfer surface intersecting the heat transfer direction (indicated by the arrow) from the thermal catalyst. Therefore, heat is effectively transferred to the liquid in the reaction channel 4163c. In addition, it is effective in order to accelerate | stimulate reaction to arrange | position an appropriate catalyst in the confluence | merging space 4158 and the reaction flow paths 4162 and 4163. FIG. Such a catalyst is selected depending on the type of reaction. As for the arrangement method, for example, it can be applied to the inner surface of the channel, or can be arranged as an obstacle of the channel as described later.

混合部4140および反応部4142の少なくとも流路を形成する素材としては、例えば、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)の内から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性、耐熱性等を考慮して、好ましいものを選択する。混合部4140および反応部4142の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   Examples of a material that forms at least the flow path of the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 include, for example, hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, and Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), From among PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane), considering chemical resistance, pressure resistance, thermal conductivity, heat resistance, etc. Choose the preferred one. The material of the wetted part of the mixing part 4140 and the reaction part 4142 is preferably one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. .

図90は、混合部および反応部の温度を調整する温度調整ケースの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、反応部4142の温度を調整する温度調整ケース4146についてのみ述べるが、混合部4140のための温度調整ケース4146も同様の構成を有しており、その重複する説明を省略する。温度調整ケース4146は、内部に反応部4142を収容する空間4170が形成されたケース本体4172と該空間4170を覆う蓋部4174とを備えており、これらの内面には、平行に延びる複数の熱媒体流路を構成する溝4176が形成されている。ケース本体4172には、溝4176に連通する給液路4178と排液路4180(図83参照)が形成され、これらの給液路4178と排液路4180はそれぞれ熱媒体コントローラ4107に接続されている。給液路4178は、蓋部4174の溝4176に開口4179を介して連通し、排液路4180も蓋部4174の溝4176に図示しない開口を介して連通している。この例では、溝4176を流れる熱媒体は反応部4142の表裏面に直接接触し、反応部4142は温度調整ケース4146に完全に収容された状態で加熱(または冷却)される。   FIG. 90 is a perspective view showing a configuration of a temperature adjustment case for adjusting the temperatures of the mixing unit and the reaction unit. In the following description, only the temperature adjustment case 4146 for adjusting the temperature of the reaction unit 4142 will be described, but the temperature adjustment case 4146 for the mixing unit 4140 has the same configuration, and redundant description thereof is omitted. To do. The temperature adjustment case 4146 includes a case main body 4172 in which a space 4170 that accommodates the reaction portion 4142 is formed, and a lid portion 4174 that covers the space 4170. A groove 4176 constituting the medium flow path is formed. A liquid supply path 4178 and a drainage path 4180 (see FIG. 83) communicating with the groove 4176 are formed in the case main body 4172. These liquid supply path 4178 and the drainage path 4180 are connected to the heat medium controller 4107, respectively. Yes. The liquid supply path 4178 communicates with the groove 4176 of the lid portion 4174 via the opening 4179, and the drainage path 4180 also communicates with the groove 4176 of the lid portion 4174 via an opening (not shown). In this example, the heat medium flowing through the groove 4176 is in direct contact with the front and back surfaces of the reaction unit 4142, and the reaction unit 4142 is heated (or cooled) in a state of being completely accommodated in the temperature adjustment case 4146.

図示しないが、熱媒体コントローラ4107には、熱媒体の温度を制御する制御機構と熱媒体を移送するポンプが内蔵されている。図83に示すように、熱媒体は熱交換器4182を通過後、混合部4140および反応部4142の温度調整ケース4146に供給されるようになっている。熱交換器4182は例えば冷却用の市水の量を変えることで混合部4140および反応部4142に供給される熱媒体の温度を独立に変えられるようになっている。   Although not shown, the heat medium controller 4107 includes a control mechanism for controlling the temperature of the heat medium and a pump for transferring the heat medium. As shown in FIG. 83, the heat medium is supplied to the temperature adjustment case 4146 of the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 after passing through the heat exchanger 4182. The heat exchanger 4182 can change the temperature of the heat medium supplied to the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 independently by changing the amount of city water for cooling, for example.

図91(a)ないし図91(d)には、温度調整ケース4146の他の例が示されており、ここでは、熱媒体流路4192はケース本体4172と蓋部4174のそれぞれの内部に形成されている。給液路4178は、図91(c)に示すように、給液配管4001A4188の先端が挿入された二重管の構成となっており、細い連通路4190を介して熱媒体流路4192に連通している。排液側も同様の構成である。図91(b)に示すように、混合部4140を収容する温度調整ケース4146と反応部4142を収容する温度調整ケース4146とは、ボルト4194、ナット4195およびスペーサ4196を介して積層して結合されている。   91 (a) to 91 (d) show another example of the temperature adjustment case 4146. Here, the heat medium flow path 4192 is formed inside each of the case main body 4172 and the lid portion 4174. FIG. Has been. As shown in FIG. 91 (c), the liquid supply path 4178 has a double pipe structure in which the tip of the liquid supply pipe 4001A4188 is inserted, and communicates with the heat medium flow path 4192 through a thin communication path 4190. is doing. The drainage side has the same configuration. As shown in FIG. 91 (b), the temperature adjustment case 4146 that accommodates the mixing unit 4140 and the temperature adjustment case 4146 that accommodates the reaction unit 4142 are stacked and coupled via a bolt 4194, a nut 4195, and a spacer 4196. ing.

図91(b)には、温度調整ケース4146に収容された混合部4140および反応部4142への液体の供給・排出の経路が示されている。すなわち、それぞれの液体は、温度調整ケース4146を貫通して形成された流通路4198を介して混合部4140へ流出入する。また、混合部4140と反応部4142との間の液体の流通は、温度調整ケース4146の流通路4198を連絡する連絡通路4200を介して行う。図91(d)には、反応部4142の液の流入部と流出部の構造が説明されている。液の流れを下方向へ向かわせるために、通常は混合部4140および反応部4142の液の入口は上面に、出口は下面にそれぞれ形成する。   FIG. 91 (b) shows a path for supplying and discharging the liquid to and from the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 accommodated in the temperature adjustment case 4146. That is, each liquid flows into and out of the mixing unit 4140 through the flow passage 4198 formed through the temperature adjustment case 4146. In addition, the liquid is circulated between the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 through a communication passage 4200 that communicates with the flow passage 4198 of the temperature adjustment case 4146. FIG. 91 (d) illustrates the structure of the inflow portion and the outflow portion of the liquid in the reaction portion 4142. In order to direct the liquid flow downward, the liquid inlet of the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 is normally formed on the upper surface and the outlet is formed on the lower surface.

図83に示すように、反応部4142の流出口4202は、回収配管4001A4204を介して生成物貯留部4104に接続されている。生成物貯留部4104には、冷却用の熱交換器4206、流路切換弁4132の下流側に回収容器4208が設けられている。回収容器4208が置かれる生成物貯留部4104は、他の領域から温度等の影響を受けないように、また生成物から発生する可能性のある有毒ガスが外部に漏洩しないように隔離されている。   As shown in FIG. 83, the outlet 4202 of the reaction unit 4142 is connected to the product storage unit 4104 via a recovery pipe 4001A4204. The product storage unit 4104 is provided with a recovery container 4208 on the downstream side of the heat exchanger 4206 for cooling and the flow path switching valve 4132. The product storage unit 4104 in which the recovery container 4208 is placed is isolated so as not to be affected by temperature and the like from other regions, and to prevent toxic gas that may be generated from the product from leaking outside. .

図92は、生成物貯留部4104の他の構成例を示すもので、複数の回収容器4208が回転テーブル4212上に設置されている。この例では、回収容器4208は2個であり、回転テーブル4212を移動させるアクチュエータ4214は4180度回転型ロータリーアクチュエータである。勿論、回収容器4208の数やアクチュエータ4214の種類は適宜に選択可能である。図83に示す動作制御部4106は、回収容器4208の液面を検知する液面検知センサ4211bからの信号により、回収容器4208の交換時期を判断し、流路切換弁4132(図83参照)により液流を止め、回収口4210の下流に設けた光学的流体検知センサ4211aにより液流の停止を確認して、アクチュエータ4214を作動させて他の回収容器4208を回収口4210の下方に移動させる。   FIG. 92 shows another configuration example of the product storage unit 4104, and a plurality of collection containers 4208 are installed on the turntable 4212. In this example, two collection containers 4208 are provided, and the actuator 4214 for moving the rotary table 4212 is a 4180-degree rotary actuator. Of course, the number of collection containers 4208 and the type of actuator 4214 can be selected as appropriate. The operation control unit 4106 shown in FIG. 83 determines the replacement timing of the recovery container 4208 based on a signal from the liquid level detection sensor 4211b that detects the liquid level of the recovery container 4208, and the flow path switching valve 4132 (see FIG. 83). The liquid flow is stopped, the stop of the liquid flow is confirmed by the optical fluid detection sensor 4211a provided downstream of the recovery port 4210, and the actuator 4214 is operated to move the other recovery container 4208 below the recovery port 4210.

次に、上記のように構成された流体反応装置により、薬液等の液体(原料液)を反応させる工程について説明する。なお、流体反応装置の動作は基本的に動作制御部4106によって自動制御される。まず、原料貯留部4101において、原料液を貯留した貯留容器4110A,4110Bに用意しておく。熱媒体コントローラ4107により熱媒体の温度を設定し、熱交換器4182を通過させる市水の量を調整して各熱媒体の温度をそれぞれ調整し、混合部4140および反応部4142の温度調整ケース4146へ熱媒体を流通させてこれらを所定の温度に維持する。熱媒体の温度は、温度調整ケース4146の入口に設けた温度センサ4216,4218により測定される。   Next, a process of reacting a liquid (raw material liquid) such as a chemical solution with the fluid reaction apparatus configured as described above will be described. The operation of the fluid reaction apparatus is basically automatically controlled by the operation control unit 4106. First, in the raw material storage unit 4101, the storage containers 4110 </ b> A and 4110 </ b> B storing the raw material liquid are prepared. The temperature of the heat medium is set by the heat medium controller 4107, the amount of city water passing through the heat exchanger 4182 is adjusted to adjust the temperature of each heat medium, and the temperature adjustment case 4146 of the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142. Heat medium is circulated to maintain a predetermined temperature. The temperature of the heat medium is measured by temperature sensors 4216 and 4218 provided at the inlet of the temperature adjustment case 4146.

この例では、原料液を処理部4103に供給する前に、混合部4140および反応部4142内の流路に純水等の洗浄液を流して予め洗浄する。流路を洗浄している間、洗浄液の温度を混合部4140の出口の温度センサ4220および反応部4142の出口の温度センサ4222で測定し、洗浄液の温度を熱媒体コントローラ4107にフィードバックする。このようにして、混合部4140および反応部4142を所定の温度に調整する。   In this example, before supplying the raw material liquid to the processing unit 4103, a cleaning liquid such as pure water is supplied to the flow paths in the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 to perform cleaning in advance. While cleaning the flow path, the temperature of the cleaning liquid is measured by the temperature sensor 4220 at the outlet of the mixing unit 4140 and the temperature sensor 4222 at the outlet of the reaction unit 4142, and the temperature of the cleaning liquid is fed back to the heat medium controller 4107. In this way, the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 are adjusted to a predetermined temperature.

混合部4140および反応部4142の温度が調整され、流路の洗浄を終えてから、流路切換弁4132を切り換え、ポンプ4116A,4116Bを駆動して、貯留容器4110A,4110B内の原料液をそれぞれ移送する。原料液は、流量調整装置4300A,4300Bにより所定の流量に調整され、その後、混合部4140、反応部4142、流出口4202、回収口4210を経て回収容器4208に至る。なお、流路切換弁4132はアクチュエータにより作動する自動弁としており、この動作は自動運転も可能である。   After the temperature of the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 is adjusted and the cleaning of the flow path is completed, the flow path switching valve 4132 is switched and the pumps 4116A and 4116B are driven to supply the raw material liquid in the storage containers 4110A and 4110B, respectively. Transport. The raw material liquid is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting devices 4300A and 4300B, and then reaches the recovery container 4208 via the mixing unit 4140, the reaction unit 4142, the outlet port 4202, and the recovery port 4210. The flow path switching valve 4132 is an automatic valve that is actuated by an actuator, and this operation can also be performed automatically.

混合部4140においては、原料液は予備加熱流路4148A,4148B(図86参照)において所定の温度に加熱された後、合流部4152において合流し、混合する。その際、各液は、図87に示すように、ヘッダ部4154,4155から分液流路4156,4157を経由して合流空間4158に流入する。合流空間4158の断面は下流へ向かうに従い徐々に減少するので、マイクロサイズの流れが規則的に混在し、フィックの法則に則って迅速に混合する。その状態で、所定の温度に維持された反応部4142の反応流路4162に流入すると、反応は、物質移動や熱伝導の制約を受けずに迅速に進行する。したがって、量産手段として充分実用的であるとともに、反応速度の早い爆発性の反応でも低温下で行う必要がなくなる。また、この例では、反応流路4162の幅が合流空間4158の幅に比べて充分広く形成されているので、反応速度が遅い場合でも充分な時間をかけて行うことができ、高い収率を得ることができる。   In the mixing unit 4140, the raw material liquids are heated to a predetermined temperature in the preheating channels 4148 </ b> A and 4148 </ b> B (see FIG. 86), and then merged and mixed in the joining unit 4152. At that time, as shown in FIG. 87, each liquid flows into the merge space 4158 from the header portions 4154 and 4155 via the liquid separation channels 4156 and 4157. Since the cross section of the merge space 4158 gradually decreases toward the downstream, micro-sized flows are regularly mixed and rapidly mixed according to Fick's law. In that state, when it flows into the reaction channel 4162 of the reaction unit 4142 maintained at a predetermined temperature, the reaction proceeds rapidly without being restricted by mass transfer or heat conduction. Therefore, it is sufficiently practical as a mass production means, and it is not necessary to carry out an explosive reaction with a high reaction rate at a low temperature. In this example, since the width of the reaction channel 4162 is sufficiently wide compared to the width of the merge space 4158, even when the reaction rate is slow, the reaction can be performed over a sufficient time, and a high yield can be obtained. Obtainable.

得られた生成物は、反応流路4162の流出口4202から回収配管4001A4204を経由して熱交換器4206に送られ、ここで冷却されて、回収口4210より回収容器4208に流入する。貯留容器4110A,4110Bが空になったり、回収容器4208が満杯になったら、動作制御部4106によりポンプ4116A,4116Bの運転を停止させて処理を終了させる。この場合、貯留容器4110A,4110Bの他に、追加の貯留容器を原料貯留部4101に予め用意しておけば、流路切換弁4126A,4126Bを切り換えることにより、運転を停止させることなく連続的な処理が可能である。なお、反応に時間が掛かる場合には、混合部4140および反応部4142内に液を一定時間閉じ込めてバッチ運転することも可能である。流路切換弁4126A、4126Bも自動弁であるのでこれらの動作は自動運転も可能である。   The obtained product is sent from the outlet 4202 of the reaction channel 4162 to the heat exchanger 4206 via the recovery pipe 4001A4204, where it is cooled, and flows into the recovery container 4208 from the recovery port 4210. When the storage containers 4110A and 4110B are emptied or the collection container 4208 is full, the operation control unit 4106 stops the operation of the pumps 4116A and 4116B and ends the process. In this case, in addition to the storage containers 4110A and 4110B, if an additional storage container is prepared in the raw material storage unit 4101 in advance, the flow path switching valves 4126A and 4126B can be switched to perform continuous operation without stopping. Processing is possible. In addition, when reaction takes time, it is also possible to carry out batch operation by confining the liquid in the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142 for a certain period of time. Since the flow path switching valves 4126A and 4126B are also automatic valves, these operations can be automatically operated.

バッチ運転の方法は、ポンプ4116A,4116Bを一時停止してもよいし、流路切換弁4126A,4126Bを切り換えて、処理部4103への液体の流入を停止させてもよい。これにより、液体の反応時間が長い場合でも反応流路4162の長さを長くする必要がなくなる。バッチ運転の際は、合流空間4158および/または反応流路4162に液体が充満されたことを検知する充満検知手段を用いて運転制御を行うことが好ましい。これは、例えば、図92に示すような光学的流体検知センサが用いられる。これにより、合流空間4158および/または反応流路4162に液体が充満されたと判断した時点で、ポンプ4116A,4116Bを停止させまたは第1の流路切換弁を切換え、液体を反応終結時間に適応する一定時間合流空間4158および/または反応流路4162に滞留させておく。   In the batch operation method, the pumps 4116A and 4116B may be temporarily stopped, or the flow switching valves 4126A and 4126B may be switched to stop the inflow of liquid into the processing unit 4103. This eliminates the need to increase the length of the reaction channel 4162 even when the liquid reaction time is long. In batch operation, it is preferable to perform operation control using a fullness detection means for detecting that the merge space 4158 and / or the reaction flow path 4162 is filled with liquid. For example, an optical fluid detection sensor as shown in FIG. 92 is used. Accordingly, when it is determined that the merge space 4158 and / or the reaction channel 4162 is filled with the liquid, the pumps 4116A and 4116B are stopped or the first channel switching valve is switched to adapt the liquid to the reaction termination time. It is retained in the merge space 4158 and / or the reaction flow path 4162 for a fixed time.

なお、本発明に係る流量調整装置4300A,4300Bによれば、液体の流量を正確に測定することができるので、測定された流量と液体の供給時間から液体の供給量を求めることができる。したがって、動作制御部4106は液体の供給量に基づいて生成物の生成量を調整することができ、また流体反応装置の動作を制御することができる。例えば、液体の供給量が所定の値に達したときに動作制御部4106がポンプ4116A,4116Bの運転を停止させる、または流路切換弁4126A,4126Bを切り換えるようにしてもよい。このように、本発明に係る流量調整装置を流体反応装置に組み込むことにより、動作制御部4106は液体の供給量に基づいて流体反応装置の各部の動作を制御することができる。   In addition, according to the flow control devices 4300A and 4300B according to the present invention, the liquid flow rate can be accurately measured, so that the liquid supply amount can be obtained from the measured flow rate and the liquid supply time. Therefore, the operation control unit 4106 can adjust the production amount of the product based on the supply amount of the liquid, and can control the operation of the fluid reaction apparatus. For example, the operation control unit 4106 may stop the operation of the pumps 4116A and 4116B or switch the flow path switching valves 4126A and 4126B when the liquid supply amount reaches a predetermined value. As described above, by incorporating the flow control device according to the present invention in the fluid reaction device, the operation control unit 4106 can control the operation of each part of the fluid reaction device based on the supply amount of the liquid.

図93(a)および図93(b)は、混合部4140における合流部の他の構成例を示すものである。この合流部4152aは、Y字状の合流空間4158aに、障害物4224を一定間隔aで所定の距離Lに亘って配置したものである。この例では、直径50μm以下である柱状の障害物4224を、合流点からL=5mmに亘って配置した。図93(b)に示すように、各障害物4224は隣接するものが流れ方向にピッチの半分だけずれるように、千鳥状に配置されている。これによって液体Aおよび液体Bの界面4125が蛇行するので2つの液体の界面面積(接触面積)を大きくすることができる。図94に示す合流部4152bでは、合流空間4158bの中央部に一列の障害物4224を流れ方向に沿って千鳥状に配置したもので、同様に界面面積を大きくすることができる。これは、狭い合流空間4158bで採用するのに好適である。   FIG. 93A and FIG. 93B show another configuration example of the merging unit in the mixing unit 4140. This merging portion 4152a is configured such that obstacles 4224 are arranged at a constant interval a over a predetermined distance L in a Y-shaped merging space 4158a. In this example, a columnar obstacle 4224 having a diameter of 50 μm or less was arranged over L = 5 mm from the junction. As shown in FIG. 93 (b), the obstacles 4224 are arranged in a staggered manner so that adjacent ones are shifted by half the pitch in the flow direction. As a result, the interface 4125 between the liquid A and the liquid B meanders, so that the interface area (contact area) between the two liquids can be increased. In the merging portion 4152b shown in FIG. 94, a row of obstacles 4224 are arranged in a zigzag along the flow direction in the central portion of the merging space 4158b, and the interface area can be similarly increased. This is suitable for use in the narrow merge space 4158b.

図95は、流体反応装置の処理部4103の他の構成例を示すものである。これは、図83の処理部4103において、混合部4140と反応部4142との組み合わせをそれぞれ有する2系統R1,R2設け、さらに配液部4102の流路切換弁4126A,4126Bを用いて2種類の原料液をいずれの系統R1,R2にも供給可能にしたものである。このように、2系統を用いることで、必要に応じて処理量を増やすことができるが、その他にも種々の使用方法が有る。例えば、反応生成物が固体粒子を析出しやすく、配管4001A途中で詰まりやすい場合などでは、一方の系統を予備として使用する。また、流路切換弁4126A,4126Bで移送ラインを交互に切り換えて、上述したバッチ運転を連続的に行うことができる。勿論、3系統以上の移送ラインを適宜に並列して設けることができる。この場合も流路切換弁4126A,4126Bは自動操作が可能である。   FIG. 95 shows another configuration example of the processing unit 4103 of the fluid reaction device. 83. In the processing unit 4103 of FIG. 83, two systems R1 and R2 each having a combination of a mixing unit 4140 and a reaction unit 4142 are provided, and two kinds of flow switching valves 4126A and 4126B of the liquid distribution unit 4102 are used. The raw material liquid can be supplied to any of the systems R1 and R2. As described above, by using the two systems, the processing amount can be increased as necessary, but there are various other usage methods. For example, when the reaction product easily precipitates solid particles and is easily clogged in the middle of the pipe 4001A, one system is used as a spare. Further, the batch operation described above can be continuously performed by alternately switching the transfer lines by the flow path switching valves 4126A and 4126B. Of course, three or more transfer lines can be provided in parallel as appropriate. Also in this case, the channel switching valves 4126A and 4126B can be automatically operated.

図96は、処理部4103において反応部を複数直列に配置した例を示す。この例では、1つの混合部4140と3つの反応部4142a,4142b,4142cが直列に接続されており、それぞれに温度センサ4220,4222a,4222b,4222cが設けられている。この例では、反応の段階に応じて反応部4142a,4142b,4142cを独立して温度制御することが可能となっている。この構成は、生化学反応のように反応時間と反応温度を大胆に且つ瞬時に変化させたい反応に適している。たとえば反応部4142aでは100℃で反応させ、反応部4142bでは−20℃で反応させるというような反応もこのシステムでは可能になる。   FIG. 96 shows an example in which a plurality of reaction units are arranged in series in the processing unit 4103. In this example, one mixing unit 4140 and three reaction units 4142a, 4142b, and 4142c are connected in series, and temperature sensors 4220, 4222a, 4222b, and 4222c are provided respectively. In this example, the temperatures of the reaction units 4142a, 4142b, and 4142c can be independently controlled according to the reaction stage. This configuration is suitable for reactions that require a bold and instantaneous change in reaction time and reaction temperature, such as biochemical reactions. For example, in this system, the reaction can be performed at 100 ° C. in the reaction unit 4142a and at −20 ° C. in the reaction unit 4142b.

図97は、処理部4103において混合部を複数設けた例である。この構成例では、A液とB液を混合し反応させる第1の混合部4140および反応部4142が設けられ、この反応部4142の下流側に第2の混合部4140aが設けられている。この混合部4140aではポンプ4116Cから輸送された第3の原料液または反応剤であるC液がA液とB液と合流し、混合する。これらの2つの混合部4140,4140aと1つの反応部4142の温度は個別に制御される。なお、C液は反応停止剤でもよい。   FIG. 97 shows an example in which a plurality of mixing units are provided in the processing unit 4103. In this configuration example, a first mixing unit 4140 and a reaction unit 4142 for mixing and reacting the liquid A and the liquid B are provided, and a second mixing unit 4140a is provided on the downstream side of the reaction unit 4142. In the mixing unit 4140a, the third raw material liquid or the C liquid that is the reactant transported from the pump 4116C joins and mixes the A liquid and the B liquid. The temperatures of these two mixing units 4140 and 4140a and one reaction unit 4142 are individually controlled. The liquid C may be a reaction terminator.

この構成例では、インライン収率評価器4226が第2の混合部4140aの流出口4202に直接接続されている。これにより、化学反応の結果の収率をリアルタイムで確認でき、直ぐにプロセスパラメータへフィードバックすることが可能となる。インライン収率評価器4226としては、被測定物を分離せずに測定可能な方法として赤外分光、近赤外分光、紫外吸光等の方法がある。   In this configuration example, the inline yield evaluator 4226 is directly connected to the outlet 4202 of the second mixing unit 4140a. Thereby, the yield of the result of the chemical reaction can be confirmed in real time, and can be immediately fed back to the process parameters. The in-line yield evaluator 4226 includes methods such as infrared spectroscopy, near-infrared spectroscopy, and ultraviolet absorption as methods that can be measured without separating the object to be measured.

この構成例では、さらに、反応生成物の中から不要な物質と必要な物質を分離する分離抽出部4228が第2の混合部4140aの下流側に設けられている。図示するように、分離抽出部4228は、Y字形の分離流路4234を有している。第2の混合部4140aからの液体は分離流路4234により2つの流れに分岐され、1つは物質内の疎水性分子のみを通過させる疎水性壁面4230から形成された流路に、他方は物質内の親水性分子のみを通過させる親水性壁面4232から形成された流路に流れ込む。分離した物質は、それぞれ回収配管4001A4204,4204aを介して回収容器4208,4208aに回収される。分離抽出部4228としては、その他に、疎水性物質だけを吸着可能な膜やポーラスフリットを使用することも考えられる。   In this configuration example, a separation and extraction unit 4228 that separates unnecessary substances and necessary substances from the reaction products is further provided on the downstream side of the second mixing unit 4140a. As illustrated, the separation and extraction unit 4228 includes a Y-shaped separation channel 4234. The liquid from the second mixing unit 4140a is branched into two flows by the separation channel 4234, one in the channel formed by the hydrophobic wall 4230 that allows only the hydrophobic molecules in the material to pass through, and the other in the material It flows into a flow path formed from a hydrophilic wall surface 4232 that allows only the hydrophilic molecules inside to pass therethrough. The separated substances are recovered in the recovery containers 4208 and 4208a through the recovery pipes 4001A4204 and 4204a, respectively. As the separation / extraction unit 4228, it is possible to use a membrane or a porous frit that can adsorb only a hydrophobic substance.

図98は、混合・反応と分離抽出を繰り返して連続処理するための構成例である。すなわち、A液とB液を処理する混合部4140a、反応部4142a、および分離抽出部4228aが上流側に配置され、分離抽出部4228aから抽出された液体とC液を処理する混合部4140b、反応部4142b、および分離抽出部4228bが下流側に配置されている。A液とB液が反応した後の不要物質は分離抽出部4228aの排出口4234aから系外に出され、C液を加えた第2の反応における不要物質は分離抽出部4228bの排出口4234bから系外に出される。さらに、分離抽出部4228bから抽出された液体と第4の液であるD液を混合させる混合部4140cが設けられている。なお、D液は反応停止剤でもよく、他の原料溶液でも良い。混合部4140cの下流側にインライン収率評価器4226を設けても良い。   FIG. 98 is a configuration example for continuous processing by repeating mixing / reaction and separation / extraction. That is, a mixing unit 4140a that processes liquid A and liquid B, a reaction unit 4142a, and a separation / extraction unit 4228a are arranged on the upstream side, and a mixing unit 4140b that processes liquid extracted from the separation / extraction unit 4228a and liquid C and reaction The unit 4142b and the separation / extraction unit 4228b are arranged on the downstream side. Unnecessary substances after the A liquid and B liquid have reacted are discharged from the discharge port 4234a of the separation and extraction unit 4228a, and unnecessary substances in the second reaction to which the C liquid has been added are discharged from the discharge port 4234b of the separation and extraction unit 4228b. Be taken out of the system. Furthermore, a mixing unit 4140c that mixes the liquid extracted from the separation / extraction unit 4228b and the fourth liquid D is provided. Liquid D may be a reaction terminator or other raw material solution. An inline yield evaluator 4226 may be provided downstream of the mixing unit 4140c.

図99(a)には、図98の各部を積層化した構成が示されている。液体は下方へ流れる。混合部4140a、反応部4142a、分離抽出部4228a、混合部4140b、反応部4142b、分離抽出部4228b、および混合部4140cは、温度調整ケース4146にそれぞれ収容され、さらにボルト4194、ナット4195、スペーサ4196によって所定の間隔をおいて積層化されている。各部間の液の移動は連絡通路4200(図86(b)参照)を介して行われる。各部の間には空気を介在させ、空気の断熱性を利用して他の部の熱影響を受けないようにして、温度制御の精度を向上させている。図99(b)に示すように、各温度調整ケース4146の周りを気泡を含んだクリーンなシリコン部材4236等の断熱材で覆うのが好ましい。   FIG. 99 (a) shows a configuration in which the respective parts in FIG. 98 are stacked. The liquid flows downward. The mixing unit 4140a, the reaction unit 4142a, the separation / extraction unit 4228a, the mixing unit 4140b, the reaction unit 4142b, the separation / extraction unit 4228b, and the mixing unit 4140c are accommodated in the temperature adjustment case 4146, respectively, and further, a bolt 4194, a nut 4195, and a spacer 4196. Are stacked at a predetermined interval. The movement of the liquid between each part is performed via the communication path 4200 (refer FIG. 86 (b)). The accuracy of temperature control is improved by interposing air between each part so as not to be affected by the heat of other parts by utilizing the heat insulation of air. As shown in FIG. 99 (b), it is preferable to cover each temperature adjustment case 4146 with a heat insulating material such as a clean silicon member 4236 containing bubbles.

この流体反応装置に導入される流体は液体、気体であり、回収される物質は液体、気体、固体またはこれらの混合体である。導入物質が粉体などの固体の場合は原料貯留部4101に粉体溶解器を設置することも可能である。図100は、2つの原料液のうち、一方が粉体を溶解した溶液、他方は元々液体の場合の原料貯留部4101の構成例である。原料の粉体と溶媒は粉体溶解器4240の原料導入口4242から導入される。この例では、原料粉体をヒータ4244による加熱と攪拌器4246による攪拌によって溶解し、生成した原料液を、取出し口4148に引き込まれた配管4001A4249より、ポンプ4116Aによって、混合部4140および反応部4142に送り込むようになっている。   The fluid introduced into the fluid reaction apparatus is liquid or gas, and the substance to be recovered is liquid, gas, solid or a mixture thereof. When the introduced substance is a solid such as a powder, a powder dissolver can be installed in the raw material reservoir 4101. FIG. 100 is a configuration example of the raw material storage unit 4101 in which one of the two raw material liquids is a solution in which powder is dissolved and the other is originally liquid. The raw material powder and the solvent are introduced from the raw material inlet 4242 of the powder dissolver 4240. In this example, the raw material powder is dissolved by heating by the heater 4244 and stirring by the stirrer 4246, and the generated raw material liquid is mixed by the pump 4116A from the pipe 4001A4249 drawn into the outlet 4148, and the mixing unit 4140 and the reaction unit 4142. It comes to send to.

このように、本発明に係る流量調整装置は、微小空間で流体を混合させ反応させる流体反応装置(マイクロリアクタ)に好適に用いることができる。本発明は、今まで述べた実施の形態に限定されるものではなく、また図示例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。   Thus, the flow control device according to the present invention can be suitably used for a fluid reaction device (microreactor) that mixes and reacts fluids in a minute space. The present invention is not limited to the embodiments described so far, and is not limited to the illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

プランジャポンプ装置
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができるプランジャポンプ装置にも関する。
Plunger Pump Device The present invention further relates to a plunger pump device that can be used in the fluid reaction device and the fluid mixing device of the present invention.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) プランジャポンプ装置であって、一対のプランジャポンプを並列に接続したプランジャポンプ装置において、前記各プランジャポンプのプランジャをそれぞれが交互に前進するように連動させるカム機構と、前記各プランジャをその後退時に前記カム機構に向けて押圧する流体圧装置と、前記流体圧装置の動作を前記プランジャの動作サイクルに応じて制御する制御部とを有することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (1) A plunger pump device in which a pair of plunger pumps are connected in parallel, and a cam mechanism that interlocks the plungers of the plunger pumps so as to alternately advance, and the plungers A plunger pump device comprising: a fluid pressure device that presses toward the cam mechanism when retreating; and a control unit that controls the operation of the fluid pressure device in accordance with an operation cycle of the plunger.

(1)に記載の発明においては、カム機構が各プランジャポンプのプランジャを交互に前進させ、一方、流体圧装置が各プランジャをカム機構に向けて押圧するので、プランジャはカム機構で位置決めされつつ前後進し、ポンプ動作を行う。流体圧装置の動作は、制御部によってプランジャの動作サイクルに応じて制御されるので、カム機構との不必要な干渉を排除することができる。   In the invention described in (1), since the cam mechanism advances the plunger of each plunger pump alternately, while the fluid pressure device presses each plunger toward the cam mechanism, the plunger is positioned by the cam mechanism. Move forward and backward to perform pump operation. Since the operation of the fluid pressure device is controlled by the control unit according to the operation cycle of the plunger, unnecessary interference with the cam mechanism can be eliminated.

(2) (1)に記載の発明において、前記制御部は、各プランジャの前進時において、前記流体圧装置による押圧を停止させることを特徴とするプランジャポンプ装置。   (2) In the invention described in (1), the control unit stops the pressing by the fluid pressure device when each plunger moves forward.

(2)に記載の発明においては、各プランジャの前進時において、カム機構と流体圧装置との不必要な干渉が排除される。   In the invention described in (2), unnecessary interference between the cam mechanism and the fluid pressure device is eliminated when each plunger moves forward.

(3) (1)又は(2)に記載の発明において、前記一対のプランジャポンプはそれぞれ吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程をそれぞれ行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにタイミングが設定されていることを特徴とするプランジャポンプ装置。   (3) In the invention described in (1) or (2), the pair of plunger pumps respectively perform a speed increasing process and a speed reducing process at an initial stage and an end stage of a discharge operation, and one speed increasing process and the other speed reducing process. The plunger pump device is characterized in that the timing is set so as to overlap each other.

(3)に記載の発明においては、一対のプランジャポンプの吐出量の総和が一定に維持される。   In the invention described in (3), the total discharge amount of the pair of plunger pumps is kept constant.

(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の発明において、前記各プランジャポンプは、前進と後退の間に一定の停止過程を行なうことを特徴とするプランジャポンプ装置。   (4) The plunger pump device according to any one of (1) to (3), wherein each of the plunger pumps performs a fixed stopping process between forward movement and backward movement.

(4)に記載の発明においては、各プランジャポンプが前進と後退の間に一定の停止過程を行なうので、各プランジャポンプにおける流れや弁の動作が安定してから次の動作が始められる。   In the invention described in (4), since each plunger pump performs a fixed stopping process between forward and backward movements, the next operation is started after the flow in each plunger pump and the valve operation are stabilized.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図101は、この発明の実施の形態の2連式のプランジャポンプ装置を示す図であり、例えば、マイクロリアクタに薬液を連続的に定流量で吐出する目的で使用される。このプランジャポンプ装置は、同一構造の一対のプランジャポンプ5010から構成されている。各プランジャポンプ5010は、シリンダ5012と、シリンダ5012内を摺動可能に設けられたプランジャ5014と、これらを往復移動させる駆動手段とを有している。シリンダ5012の内部には、この空間を2つに分割する隔壁5016が設けられており、ここでは、一方(この図では右側)をポンプ空間5018、他方(この図では左側)をアクチュエータ空間5020と称する。   FIG. 101 is a diagram showing a dual plunger pump device according to an embodiment of the present invention, and is used, for example, for the purpose of continuously discharging a chemical solution into a microreactor at a constant flow rate. This plunger pump device includes a pair of plunger pumps 5010 having the same structure. Each plunger pump 5010 has a cylinder 5012, a plunger 5014 slidably provided in the cylinder 5012, and drive means for reciprocating these. A partition 5016 that divides this space into two is provided inside the cylinder 5012. Here, one (the right side in this figure) is a pump space 5018, and the other (the left side in this figure) is an actuator space 5020. Called.

各プランジャ5014は、ポンプ空間5018に配置された円板状のピストン5022と、これに連結されたロッド5024により構成され、ロッド5024は、隔壁5016およびアクチュエータ空間5020の端部壁5020aを挿通して、シリンダ5012の外部へ突出している。ポンプ空間5018は、ピストン5022によって端部側のポンプ室5026と隔壁5016側のバッファ室5028に区画され、ピストン5022とシリンダ5012の内壁との間にはシール構造が設けられている。ポンプ室5026の端部壁5026aには、吐出ポート5030および吸込ポート5032とが設けられ、これらはそれぞれ逆止弁5034,5036を介して吐出ライン5038および流体タンク5040につながる供給ライン5042に接続されている。これにより、薬液等の流体は、プランジャ5014の後退動作(図101において右への移動)によって吸込ポート5032からポンプ室5026に吸い込まれ、プランジャ5014の前進動作(図101において左への移動)によって吐出ポート5030から吐出されるようになっている。プランジャ5014をはじめとする接液部の材質は、腐食性や浸食性の薬液を扱う場合には、それに対応することができることが好ましく、例えば、サファイヤ、ルビー、アルミナ、セラミック、SUS、ハステロイ、チタン等を適宜に用いる。   Each plunger 5014 includes a disk-shaped piston 5022 disposed in the pump space 5018 and a rod 5024 connected to the piston 5022. The rod 5024 passes through the partition wall 5016 and the end wall 5020a of the actuator space 5020. , Projecting outside the cylinder 5012. The pump space 5018 is partitioned into a pump chamber 5026 on the end side by a piston 5022 and a buffer chamber 5028 on the partition wall 5016 side, and a seal structure is provided between the piston 5022 and the inner wall of the cylinder 5012. The end wall 5026a of the pump chamber 5026 is provided with a discharge port 5030 and a suction port 5032, which are connected to a discharge line 5038 and a supply line 5042 connected to a fluid tank 5040 via check valves 5034 and 5036, respectively. ing. Thereby, the fluid such as the chemical solution is sucked into the pump chamber 5026 from the suction port 5032 by the backward movement of the plunger 5014 (moving to the right in FIG. 101), and by the forward movement of the plunger 5014 (moving to the left in FIG. 101). The ink is discharged from the discharge port 5030. The material of the wetted part including the plunger 5014 is preferably compatible with a corrosive or erodible chemical solution. For example, sapphire, ruby, alumina, ceramic, SUS, hastelloy, titanium Etc. are used as appropriate.

このプランジャポンプ装置には、2種類の駆動手段が設けられている。第1の駆動手段は、シリンダ5012の外側に設けられたカム機構5050であり、各プランジャポンプ5010のプランジャ5014を交互に前進させるように連動させる。このカム機構5050は、カムシャフト5052を一定速度で回転させる駆動モータ5054と、カムシャフト5052に一体に設置された一対の板カム5056と、各プランジャ5014のロッド5024の外端部に設けられたローラ(カムフォロワ)5058とから構成されている。板カム5056は所定形状の外形を有しており、回転に伴ってローラ5058との接触位置が変化することにより、ロッド5024が所定の変位パターンで往復動作するようになっている。   This plunger pump device is provided with two types of drive means. The first driving means is a cam mechanism 5050 provided outside the cylinder 5012, and interlocks the plungers 5014 of the plunger pumps 5010 so as to advance alternately. The cam mechanism 5050 is provided at a drive motor 5054 for rotating the camshaft 5052 at a constant speed, a pair of plate cams 5056 installed integrally with the camshaft 5052, and an outer end portion of a rod 5024 of each plunger 5014. And a roller (cam follower) 5058. The plate cam 5056 has an outer shape of a predetermined shape, and the rod 5024 reciprocates in a predetermined displacement pattern by changing the contact position with the roller 5058 as it rotates.

第2の駆動手段は、シリンダ5012のアクチュエータ空間5020に形成された流体圧装置5060(エアシリンダ)である。すなわち、各ロッド5024の中央部には圧力板5062が設けられ、圧力板5062と隔壁5016の間に圧力空気室5064を形成している。圧力空気室5064には、圧力空気導入用のポート5066が設けられ、これはソレノイド弁である空気制御弁5068を介して圧力空気源5070とドレン5072に切り換え可能に接続されている。圧力板5062とアクチュエータ空間5020の端部壁5020aとの間の空間は、端部壁近傍の開口5074を介して外部空間に通じている。また、バッファ室5028は、隔壁5016近傍のポート5076および空気制御弁5068を介してドレン5072に通じており、万一ピストン5022とシリンダ5012内壁の隙間から流体がリークした場合でも外部に流出しないようになっている。   The second driving means is a fluid pressure device 5060 (air cylinder) formed in the actuator space 5020 of the cylinder 5012. That is, a pressure plate 5062 is provided at the center of each rod 5024, and a pressure air chamber 5064 is formed between the pressure plate 5062 and the partition wall 5016. The pressurized air chamber 5064 is provided with a port 5066 for introducing pressurized air, which is connected to a pressurized air source 5070 and a drain 5072 via an air control valve 5068 which is a solenoid valve. A space between the pressure plate 5062 and the end wall 5020a of the actuator space 5020 communicates with an external space through an opening 5074 near the end wall. Further, the buffer chamber 5028 communicates with the drain 5072 via the port 5076 near the partition wall 5016 and the air control valve 5068, so that even if fluid leaks from the gap between the piston 5022 and the inner wall of the cylinder 5012, it does not flow outside. It has become.

空気制御弁5068は、ソレノイドが非励磁の状態の第1の切換位置では、図101において上側のプランジャポンプ5010について示すように、圧力空気室5064およびバッファ空間のいずれもドレン5072に接続され、プランジャ5014はニュートラルの状態となる。一方、ソレノイドが励磁状態の第2の切換位置では、図101において下側のプランジャポンプ5010について示すように、圧力空気室5064が圧力空気源5070に接続され、バッファ空間はドレン5072に接続された状態となる。従って、プランジャ5014はポンプ室5026を拡大する方向に(図101において左方向に)押される。このように、ピストン5022と圧力空気室5064、ソレノイド弁、および加圧空気源によって、一方向のみ動作するエアシリンダ5060が構成されている。圧力空気源5070の空気圧は例えば3〜5kg/cm2程度に設定する。   In the first switching position in which the solenoid is in a non-excited state, the air control valve 5068 is connected to the drain 5072 in both the pressure air chamber 5064 and the buffer space as shown for the upper plunger pump 5010 in FIG. 5014 is in a neutral state. On the other hand, in the second switching position in which the solenoid is excited, the pressure air chamber 5064 is connected to the pressure air source 5070 and the buffer space is connected to the drain 5072 as shown for the lower plunger pump 5010 in FIG. It becomes a state. Accordingly, the plunger 5014 is pushed in the direction of enlarging the pump chamber 5026 (leftward in FIG. 101). As described above, the piston 5022, the pressure air chamber 5064, the solenoid valve, and the pressurized air source constitute an air cylinder 5060 that operates only in one direction. The air pressure of the pressure air source 5070 is set to about 3 to 5 kg / cm 2, for example.

これらの2つの駆動手段を連動させて制御するために、制御部5080が設けられている。カムシャフト5052にはエンコーダが設けら、その出力は制御部5080に入力されている。これによりカムシャフト5052の回転位置情報、すなわち各プランジャ5014の往復動作位置情報が制御部5080に入力されるようになっている。制御部5080は、このエンコーダ5082により与えられるプランジャ5014の往復動作位置情報に基づいて、空気制御弁5068のソレノイドのオンオフを切り換え、エアシリンダ5060の動作を制御する。   A control unit 5080 is provided to control these two driving units in conjunction with each other. The camshaft 5052 is provided with an encoder, and its output is input to the control unit 5080. Thereby, the rotational position information of the camshaft 5052, that is, the reciprocating position information of each plunger 5014 is input to the control unit 5080. The control unit 5080 controls the operation of the air cylinder 5060 by switching the solenoid of the air control valve 5068 on and off based on the reciprocating position information of the plunger 5014 given by the encoder 5082.

以下、上記のように構成されたプランジャポンプ装置の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the plunger pump device configured as described above will be described.

まず、1つのプランジャポンプ5010の動作について説明する。図102において線Aは、カムシャフト5052を一定回転速度で回転させた場合のプランジャ5014の速度線図であり、横軸はカムシャフト5052の回転角度を、縦軸はプランジャ5014の速度(+は前進方向、−は後退方向)をそれぞれ示す。吐出量はプランジャ5014の速度に比例するので、縦軸は吐出量をも表す。また、横軸は時間軸でもある。線Bはカム機構5050によるプランジャ5014の押圧状態を、線Cはエアシリンダ5060のオンオフを、線Dはポンプ室5026の容積変化を、それぞれ表す。   First, the operation of one plunger pump 5010 will be described. In FIG. 102, line A is a velocity diagram of the plunger 5014 when the camshaft 5052 is rotated at a constant rotational speed, the horizontal axis indicates the rotation angle of the camshaft 5052, and the vertical axis indicates the speed of the plunger 5014 (+ is Forward direction,-indicates backward direction). Since the discharge amount is proportional to the speed of the plunger 5014, the vertical axis also represents the discharge amount. The horizontal axis is also a time axis. Line B represents the pressing state of the plunger 5014 by the cam mechanism 5050, line C represents on / off of the air cylinder 5060, and line D represents volume change of the pump chamber 5026.

回転角度0〜15度の範囲において、板カム5056の当接面は一定の加速度で所定の値(定常吐出速度)まで速度を上昇させつつ前進し、以降は15〜180度の範囲においてその定常吐出速度で前進する。この間、空気制御弁5068は非励磁の状態の第1の切換位置にあるので、プランジャ5014はニュートラルであり、プランジャ5014には線Bに示すように板カム5056からの力だけが作用し、プランジャ5014は、線Aに示すように前進して吐出動作を行う。さらに回転角度180〜195度の範囲において、プランジャ5014は一定の比率で0まで速度を低下させた後、回転角度195〜210度の範囲において速度は0となり吐出動作は停止される。   In the range of 0-15 degrees of rotation angle, the contact surface of the plate cam 5056 advances at a constant acceleration while increasing the speed to a predetermined value (steady discharge speed), and thereafter in the range of 15-180 degrees. Advances at the discharge speed. During this time, since the air control valve 5068 is in the first switching position in a non-excited state, the plunger 5014 is neutral, and only the force from the plate cam 5056 acts on the plunger 5014 as shown by the line B. 5014 moves forward as shown by line A to perform a discharge operation. Further, in the range of the rotation angle of 180 to 195 degrees, the plunger 5014 decreases the speed to 0 at a constant ratio, and then the speed becomes 0 in the range of the rotation angle of 195 to 210 degrees and the discharge operation is stopped.

回転角度0〜210度の間においては、線Cに示すように、プランジャ5014はニュートラルであり、カム機構5050はプランジャ5014がポンプ動作を行うだけの仕事をすれば良い。上記のように、吐出動作において増速過程(回転角度0〜15度)と減速過程(回転角度180〜195度)がちょうど180度ずれている。また、吐出の全工程は回転角度0〜195度の範囲で行われる。   When the rotation angle is between 0 and 210 degrees, as indicated by line C, the plunger 5014 is neutral, and the cam mechanism 5050 only needs to perform work for the plunger 5014 to perform the pump operation. As described above, the speed increasing process (rotation angle 0 to 15 degrees) and the deceleration process (rotation angles 180 to 195 degrees) are shifted by exactly 180 degrees in the discharge operation. Further, the entire discharging process is performed within a rotation angle range of 0 to 195 degrees.

次に、回転角度210〜225度の範囲において、板カム5056の当接面は一定の加速度で所定の値(定常吸込速度)まで速度を上昇させつつ後退する。一方、エンコーダ5082が回転角度210度を検出した時に、制御部5080は空気制御弁5068のソレノイドを励磁し、空気制御弁5068は第2の切換位置となって、圧力空気室5064に圧力空気が送られる。この結果、エアシリンダ5060が作動状態となって、プランジャ5014をカム機構5050に向けて押圧し、後退する板カム5056に追随させて移動させる。エアシリンダ5060の圧力はプランジャ5014が流体の吸込動作を行うのに充分な値に設定されているので、プランジャ5014により吸込動作が行われる。カム機構5050の剛性やモータ5054の駆動力はエアシリンダ5060による押圧力に耐えられるように設定されており、プランジャ5014後退時におけるカム機構5050の位置決め機能が損なわれることはない。   Next, in the range of a rotation angle of 210 to 225 degrees, the contact surface of the plate cam 5056 moves backward at a constant acceleration while increasing the speed to a predetermined value (steady suction speed). On the other hand, when the encoder 5082 detects a rotation angle of 210 degrees, the control unit 5080 excites the solenoid of the air control valve 5068, the air control valve 5068 becomes the second switching position, and the pressurized air is supplied to the pressure air chamber 5064. Sent. As a result, the air cylinder 5060 is activated, and the plunger 5014 is pressed toward the cam mechanism 5050 and moved by following the retreating plate cam 5056. Since the pressure of the air cylinder 5060 is set to a value sufficient for the plunger 5014 to perform a fluid suction operation, the plunger 5014 performs the suction operation. The rigidity of the cam mechanism 5050 and the driving force of the motor 5054 are set to withstand the pressing force of the air cylinder 5060, and the positioning function of the cam mechanism 5050 when the plunger 5014 is retracted is not impaired.

以降、回転角度225〜330度の範囲においてプランジャ5014は定常吸込速度で後退して吐出動作を行う。さらに回転角度330〜345度の範囲において、プランジャ5014は一定の比率で0まで速度を低下させた後、回転角度345〜360度の範囲において速度が0となり、吸込動作は停止される。図101から明らかなように、吸込の時間の方が吐出の時間より短いので、定常吸込速度は定常吐出速度より大きくなる。   Thereafter, in the range of the rotation angle 225 to 330 degrees, the plunger 5014 moves backward at the steady suction speed to perform the discharge operation. Further, in the range of the rotation angle of 330 to 345 degrees, the plunger 5014 decreases the speed to 0 at a constant ratio, and then the speed becomes 0 in the range of the rotation angle of 345 to 360 degrees, and the suction operation is stopped. As is clear from FIG. 101, the suction time is shorter than the discharge time, so the steady suction speed is greater than the steady discharge speed.

上記の工程において、吐出動作の後(回転角度195〜210度の範囲)と吸込動作の後(回転角度330〜345度の範囲)にそれぞれ停止過程を設けている。従って、吐出ポート5030又は吸込ポート5032の逆止弁5034,5036の閉動作が確実に行われてから、あるいはこの部分での流れが落ち着いてから次の吸込又は吐出の動作が始まるので、逆止弁5034,5036からの逆流等による脈動が防止される。   In the above steps, a stop process is provided after the discharge operation (range of rotation angle 195 to 210 degrees) and after the suction operation (range of rotation angles 330 to 345 degrees), respectively. Accordingly, the check valve 5034, 5036 of the discharge port 5030 or the suction port 5032 is reliably closed, or the next suction or discharge operation starts after the flow has settled in this portion. Pulsation due to backflow or the like from the valves 5034 and 5036 is prevented.

次に、プランジャポンプ装置の全体の動作を、図103を参照して説明する。なお、図103においては、各過程の比率は誇張されている。また、過程の説明は実線で示したプランジャポンプ5010についてされている。   Next, the overall operation of the plunger pump device will be described with reference to FIG. In FIG. 103, the ratio of each process is exaggerated. The process is described for the plunger pump 5010 indicated by a solid line.

2つのプランジャポンプ5010は、共通のカムシャフト5052に位相が180度異なるように取り付けられた2つの板カム5056により駆動されている。つまり、これらの動作は位相が180度異なっている。プランジャポンプ装置全体の吐出量は並列接続された各プランジャポンプ5010の和となって、図103の2点鎖線で表される。先に説明したように、吐出動作において増速過程(回転角度0〜15度)と減速過程(回転角度180〜195度)がちょうど180度ずれており、これらにおける増速率と減速率が等しいので、これらのプランジャポンプ5010の吐出量の和は一定となり、動作の切り換えの際に脈動が生じないようになっている。   The two plunger pumps 5010 are driven by two plate cams 5056 attached to a common cam shaft 5052 so that the phases are different by 180 degrees. That is, these operations are 180 degrees out of phase. The discharge amount of the entire plunger pump device is the sum of the plunger pumps 5010 connected in parallel, and is represented by a two-dot chain line in FIG. As described above, in the discharge operation, the speed increasing process (rotation angle 0 to 15 degrees) and the speed reducing process (rotation angle 180 to 195 degrees) are shifted by exactly 180 degrees, and the speed increasing rate and the speed reducing rate in these are equal. The sum of the discharge amounts of these plunger pumps 5010 is constant, so that no pulsation occurs when the operation is switched.

さらに、このプランジャポンプ装置では、プランジャ5014が常にカム機構5050に接触しているので、板カム5056の当接面によってプランジャ5014が確実に位置決めされる。従って、吐出量が高い精度で制御され、この点でも、脈動を抑制することができる。   Further, in this plunger pump device, since the plunger 5014 is always in contact with the cam mechanism 5050, the plunger 5014 is reliably positioned by the contact surface of the plate cam 5056. Therefore, the discharge amount is controlled with high accuracy, and pulsation can be suppressed also in this respect.

また、カム機構5050に対してプランジャ5014を押しつけるために、オンオフ動作が可能な第2の駆動手段を用いているので、カム機構5050による前進動作の際にはこれをオフにすることで、カム機構5050の負荷を減らすことができる。従って、カム機構5050の駆動装置であるモータ5054等のアクチュエータのコストを低減させるとともに、これらの部材の当接部における摩擦を軽減して、長寿命を可能としている。   In addition, since the second driving means capable of on / off operation is used to press the plunger 5014 against the cam mechanism 5050, the cam mechanism 5050 can be turned off when the cam mechanism 5050 is moved forward. The load on the mechanism 5050 can be reduced. Therefore, the cost of an actuator such as a motor 5054 that is a driving device of the cam mechanism 5050 is reduced, and friction at the contact portion of these members is reduced, thereby enabling a long life.

図104は、この発明の他の実施の形態を示すもので、カム機構5050Aが板カム5056ではなく端面カム5056Aを用いたものである。これの動作は、基本的に前述した実施の形態と同様なので、説明を省略する。   FIG. 104 shows another embodiment of the present invention, in which the cam mechanism 5050A uses an end face cam 5056A instead of the plate cam 5056. Since this operation is basically the same as that of the above-described embodiment, description thereof is omitted.

以上、本発明を具体例を挙げながら詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。例えば、流体圧装置の作動源としては、圧力空気ではなく、圧力液体でもよい。   The present invention has been described in detail with specific examples. However, the present invention is not limited to the above contents, and various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the operating source of the fluid pressure device may be pressurized liquid instead of pressurized air.

プランジャポンプ装置
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができるプランジャポンプ装置にも関する。
Plunger Pump Device The present invention further relates to a plunger pump device that can be used in the fluid reaction device and the fluid mixing device of the present invention.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) プランジャポンプ装置であって、それぞれ個別の駆動装置を有し、液体源とマイクロリアクタ流路間において並列に接続された一対のプランジャポンプと、前記マイクロリアクタ流路内に設置された流量計と、前記一対のプランジャポンプを交互に一定の所定送り速度で吐出動作させる制御部を備え、前記制御部は、前記プランジャポンプが吐出動作しているときの前記流量計の測定値に基づいて、所定のタイミングで前記送り速度を調整することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (1) Plunger pump device, each having a separate drive device, a pair of plunger pumps connected in parallel between the liquid source and the microreactor channel, and a flow meter installed in the microreactor channel A control unit that alternately discharges the pair of plunger pumps at a constant predetermined feed rate, and the control unit is configured to perform a predetermined operation based on a measurement value of the flow meter when the plunger pump is performing a discharge operation. The plunger pump device is characterized in that the feed rate is adjusted at the timing of

(1)に記載の発明においては、プランジャポンプが吐出動作しているときの流量計の測定値に基づいて、所定のタイミングで送り速度が調整されるので、複雑な制御手段を用いることなく、プランジャポンプの吐出量の精度を維持することができる。流量計による測定値は、所定の時間の平均値として求めることが望ましい。プランジャポンプを個別に調整するようにしてもよく、その場合には測定も個別に行うこととする。   In the invention described in (1), since the feed rate is adjusted at a predetermined timing based on the measured value of the flow meter when the plunger pump is performing a discharge operation, without using a complicated control means, The accuracy of the discharge amount of the plunger pump can be maintained. It is desirable to obtain the measured value by the flow meter as an average value for a predetermined time. The plunger pump may be adjusted individually, and in that case, the measurement is also performed individually.

(2) (1)に記載の発明において、前記マイクロリアクタ流路内に設置された圧力センサを備え、前記制御部は、前記圧力センサの出力値に基づいて前記送り速度を微調整することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (2) The invention described in (1), further comprising a pressure sensor installed in the microreactor flow path, wherein the control unit finely adjusts the feed rate based on an output value of the pressure sensor. Plunger pump device.

(2)に記載の発明においては、マイクロリアクタ流路内に設置された圧力センサの出力値に基づいて送り速度が微調整されるので、種々の原因による脈動が抑制される。   In the invention described in (2), since the feed rate is finely adjusted based on the output value of the pressure sensor installed in the microreactor flow path, pulsation due to various causes is suppressed.

(3) (1)又は(2)に記載の発明において、前記制御部は、前記一対のプランジャポンプを、それぞれが吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程を行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにして流量を一定のまま切換制御することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (3) In the invention according to (1) or (2), the control unit performs a speed increasing process and a speed decreasing process for each of the pair of plunger pumps at an initial stage and an end stage of a discharge operation, A plunger pump device that performs switching control with a constant flow rate so that the process and the other deceleration process overlap each other.

(3)に記載の発明においては、一方のプランジャポンプから他方のプランジャポンプへの移行が、流量を一定としたまま行われる。   In the invention described in (3), the transition from one plunger pump to the other plunger pump is performed with a constant flow rate.

(4) (3)に記載の発明において、前記切換制御時には、前記送り速度の微調整を一方のプランジャポンプについてのみ行うことを特徴とするプランジャポンプ装置。   (4) In the invention described in (3), the plunger pump device is characterized in that the feed rate is finely adjusted only for one plunger pump during the switching control.

(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の発明において、前記制御部は、前記プランジャポンプが前進と後退の間に一定の停止過程を行うように制御することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (5) In the invention according to any one of (1) to (4), the control unit controls the plunger pump to perform a certain stopping process between forward and backward movements. Pump device.

(5)に記載の発明においては、各プランジャポンプが前進と後退の間に一定の停止過程を行うので、各プランジャポンプにおける流れや弁の動作が安定してから次の動作が始められる。   In the invention described in (5), since each plunger pump performs a fixed stopping process between the forward movement and the backward movement, the next operation is started after the flow in each plunger pump and the valve operation are stabilized.

(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の発明において、前記プランジャポンプのプランジャの位置を検出する位置センサを備え、前記制御部はこの位置センサの出力に基づいて送り速度を制御することを特徴とするプランジャポンプ装置。   (6) In the invention according to any one of (1) to (5), a position sensor that detects a position of a plunger of the plunger pump is provided, and the control unit controls a feed rate based on an output of the position sensor. A plunger pump device characterized by:

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図106は、この発明の実施の形態の2連式のプランジャポンプ装置を示す図であり、例えば、マイクロリアクタに薬液を連続的に定流量で吐出する目的で使用される。このプランジャポンプ装置6001は、同一構造の一対のプランジャポンプ6010から構成されている。各プランジャポンプ6010は、シリンダ6012と、シリンダ6012内を摺動可能に設けられたプランジャ6014と、これらを往復移動させる駆動装置6019と、各部を制御する制御部6028とを有している。   FIG. 106 is a diagram showing a dual plunger pump apparatus according to an embodiment of the present invention, and is used, for example, for the purpose of continuously discharging a chemical solution at a constant flow rate into a microreactor. This plunger pump device 6001 is composed of a pair of plunger pumps 6010 having the same structure. Each plunger pump 6010 has a cylinder 6012, a plunger 6014 slidably provided in the cylinder 6012, a drive device 6019 for reciprocating these, and a control unit 6028 for controlling each part.

各プランジャ6014は、円板状のピストン6016と、これに連結されたロッド6018により構成され、端部化への間にポンプ室6017を形成している。ロッド6018は、端部壁を挿通して駆動装置6019に連結されている。駆動装置6019は、この実施の形態では、モータ6020により回転駆動される送りねじ6022と、これに螺合するナット6024を有しており、ナット6024はロッド7018の端部に固定されている。送りねじ6022とナット6024の間にはボール(ベアリング)が介在しており、ボールねじと呼ばれる円滑かつ高精度の直動機構が構成されている。また、ナット6024の位置を検出するリニアスケール(位置センサ)6026が設けられ、その出力は制御部6028に送られている。制御部6028はこの出力に基づいてモータ6020の回転をフィードバック制御し、プランジャ6014の位置や送り速度を正確に制御することができる。   Each plunger 6014 is constituted by a disk-like piston 6016 and a rod 6018 connected thereto, and forms a pump chamber 6017 before the end. The rod 6018 is connected to the driving device 6019 through the end wall. In this embodiment, the drive device 6019 has a feed screw 6022 that is rotationally driven by a motor 6020 and a nut 6024 that is screwed to the feed screw 6022, and the nut 6024 is fixed to the end of the rod 7018. A ball (bearing) is interposed between the feed screw 6022 and the nut 6024, and a smooth and highly accurate linear motion mechanism called a ball screw is configured. Further, a linear scale (position sensor) 6026 for detecting the position of the nut 6024 is provided, and its output is sent to the control unit 6028. The controller 6028 can feedback control the rotation of the motor 6020 based on this output, and can accurately control the position and feed rate of the plunger 6014.

ピストン6016とシリンダ6012の内壁との間にはシール構造が設けられている。ポンプ室6017の端部壁には、吐出ポート6030および吸込ポート6032とが設けられ、これらはそれぞれ逆止弁6034を介して吐出ライン6036又は流体タンク6038につながる供給ライン40に接続されている。これにより、薬液等の流体は、プランジャ6014の後退動作(図106において左への移動)によって吸込ポート6032からポンプ室に吸い込まれ、プランジャ6014の前進動作(図106において右への移動)によって吐出ポート6030から吐出されるようになっている。プランジャ6014をはじめとする接液部の材質は、腐食性や浸食性の薬液を扱う場合には、それに対応することができることが好ましく、例えば、サファイヤ、ルビー、アルミナ、セラミック、SUS、ハステロイ、チタン等を適宜に用いる。   A seal structure is provided between the piston 6016 and the inner wall of the cylinder 6012. A discharge port 6030 and a suction port 6032 are provided on the end wall of the pump chamber 6017, and these are connected to a supply line 40 connected to a discharge line 6036 or a fluid tank 6038 via a check valve 6034, respectively. Thereby, fluid such as a chemical solution is sucked into the pump chamber from the suction port 6032 by the backward movement of the plunger 6014 (moving to the left in FIG. 106) and discharged by the forward movement of the plunger 6014 (moving to the right in FIG. 106). The ink is discharged from the port 6030. The material of the wetted part including the plunger 6014 is preferably compatible with a corrosive or erosive chemical solution, for example, sapphire, ruby, alumina, ceramic, SUS, hastelloy, titanium. Etc. are used as appropriate.

図107に示すように、2つのプランジャポンプ6010の吐出ポート6030は合流し、マイクロリアクタ6002の原料受入ポート6042に接続される。このマイクロリアクタ6002では、2つの原料受入ポート6042が設けられ、これらは導入流路6044を経由して混合・反応部50において合流する。導入流路6044には、それぞれ流量計6046と圧力センサ6048が設けられており、これらの出力は制御部6028に入力され、後述するような制御に用いられる。なお、図107では制御部6028は各プランジャポンプ装置6001ごとに設けられているが、もちろん1つの制御部6028を共有するようにしてもよい。また、これらの制御部6028を例えばマイクロリアクタ6002の制御装置と連結して統合制御するようにしてもよい。   As shown in FIG. 107, the discharge ports 6030 of the two plunger pumps 6010 merge and are connected to the raw material receiving port 6042 of the microreactor 6002. In this microreactor 6002, two raw material receiving ports 6042 are provided, and these merge at the mixing / reaction unit 50 via the introduction flow path 6044. The introduction flow path 6044 is provided with a flow meter 6046 and a pressure sensor 6048, respectively, and these outputs are input to the control unit 6028 and used for control as described later. In FIG. 107, the control unit 6028 is provided for each plunger pump device 6001, but of course, one control unit 6028 may be shared. Further, these control units 6028 may be connected to, for example, a control device of the microreactor 6002 for integrated control.

以下、このような構成のプランジャポンプ装置6001の動作を説明する。制御部6028は、プランジャポンプ6010を、2つの制御方法、すなわち予め決められたパターンに沿って制御するパターン制御と、センサの測定値に基づいて制御するフィードバック制御を組み合わせて用いる。これらはいずれもプランジャ6014の送り速度を制御するものであるが、基本的にはパターン制御が主であり、フィードバック制御は従である。これについて概念的に説明すると、全体の制御関数Fは、時間tの関数であるパターン制御関数F1(t)と、測定圧力pの関数であるフィードバック制御関数F2(p)によって、
F=F1(t)[1+F2(p)] (式1)
で表される。すなわち、圧力変動が無い場合にはF=F1(t)のパターン制御のみであり、圧力変動がある場合にはそれがF2(p)の比率で変動する。F2(p)がどの程度の寄与をするかは、その関数の設定の仕方により決められるが、例えば、最大で10%程度とするのが好ましい。
Hereinafter, the operation of the plunger pump device 6001 having such a configuration will be described. The control unit 6028 uses a combination of two control methods, that is, pattern control for controlling the plunger pump 6010 along a predetermined pattern, and feedback control for controlling the plunger pump 6010 based on the measured value of the sensor. Each of these controls the feed speed of the plunger 6014, but basically the pattern control is the main and the feedback control is the sub. Describing this conceptually, the overall control function F is represented by a pattern control function F1 (t) that is a function of time t and a feedback control function F2 (p) that is a function of measured pressure p.
F = F1 (t) [1 + F2 (p)] (Formula 1)
It is represented by That is, when there is no pressure fluctuation, only pattern control of F = F1 (t) is performed, and when there is a pressure fluctuation, it fluctuates at a ratio of F2 (p). How much F2 (p) contributes is determined by how the function is set, for example, it is preferably about 10% at the maximum.

図108及び図109は、パターン制御について説明するものである。図108は個々のプランジャポンプ6010の動作を示すもので、線Aは、プランジャ6014が1往復する際の速度線図である。横軸は時間を1周期を360度として表し、縦軸はプランジャ6014の速度(+は前進方向、−は後退方向)をそれぞれ示す。吐出量はプランジャ6014の速度に比例するので、縦軸は吐出量をも表す。また、線Bはポンプ室6017の容積変化を表す。図109は、2つのプランジャポンプ6010が位相を180度ずらせた状態で動作している状態を示す。   108 and 109 explain pattern control. FIG. 108 shows the operation of each plunger pump 6010, and line A is a velocity diagram when the plunger 6014 reciprocates once. The horizontal axis represents time as 360 degrees per cycle, and the vertical axis represents the speed of the plunger 6014 (+ is the forward direction, − is the backward direction). Since the discharge amount is proportional to the speed of the plunger 6014, the vertical axis also represents the discharge amount. A line B represents a change in volume of the pump chamber 6017. FIG. 109 shows a state in which the two plunger pumps 6010 are operating with a phase shifted by 180 degrees.

これらの図から分かるように、2つのプランジャポンプ6010は吐出過程の初期と終期において、一方は増速過程、他方は減速過程を行うように重複動作している。これにより、この切換過程では総流量が一定となるように制御されつつ、吐出動作を行うプランジャポンプ6010が切り換えられる。また、各プランジャポンプ6010の吐出動作の後と吸込動作の後にそれぞれ短時間の停止過程が設けられている。従って、吐出ポート6030又は吸込ポート6032の逆止弁6034,6036の閉動作が確実に行われてから、あるいはこの部分での流れが落ち着いてから次の吸込又は吐出の動作が始まるので、逆止弁6034,6036からの逆流等による脈動が防止される。   As can be seen from these drawings, the two plunger pumps 6010 overlap each other so that one of them performs the speed increasing process and the other performs the speed reducing process at the beginning and the end of the discharge process. Thus, in this switching process, the plunger pump 6010 that performs the discharge operation is switched while the total flow rate is controlled to be constant. A short stop process is provided after the discharge operation and the suction operation of each plunger pump 6010. Therefore, the check valve 6034, 6036 of the discharge port 6030 or the suction port 6032 is securely closed, or the next suction or discharge operation starts after the flow has settled in this portion. Pulsation due to backflow or the like from the valves 6034 and 6036 is prevented.

このパターン制御では、吐出時の定常送り速度Vcは必要な吐出量及び次の式に基づい
て決められ、これにより当初のパターン関数P(t)が設定される。
In this pattern control, the steady feed speed Vc at the time of discharge is determined based on the required discharge amount and the following formula, and thereby the initial pattern function P (t) is set.

流量L=プランジャ6014断面積S×プランジャ6014送り速度V (式2)
しかしながら、実機では計算と異なる場合が有り、使用による経時変化も有る。そこで、この設定値を実測値によって調整する作業を行う。これは、定常的に行うのではなく、適当なタイミングと頻度で行う。定常的にフィードバック制御しても、流量センサの応答速度が低いので効果が無く、プランジャ6014の特性からして、適時の調整で充分と考えられるからである。タイミングと頻度は任意であるが、例えば、始動時に行う、一定の稼動時間経過ごとに行う、あるいはこれらを組み合わせる等が挙げられる。
Flow rate L = plunger 6014 cross-sectional area S × plunger 6014 feed speed V (Formula 2)
However, the actual machine may differ from the calculation and may change with time. Therefore, an operation of adjusting the set value with the actually measured value is performed. This is not performed constantly but at an appropriate timing and frequency. This is because even if the feedback control is steadily performed, there is no effect because the response speed of the flow sensor is low, and it is considered that adjustment in a timely manner is sufficient from the characteristics of the plunger 6014. Although timing and frequency are arbitrary, for example, it is performed at start-up, performed every time a certain operation time elapses, or a combination thereof.

この調整過程について、図110のフロー図と、図111の各測定値の変化を示すグラフを参照して説明する。なお、図111(a)は、マイクロリアクタ6002流路に設置した流量計6046の測定値の変化の一例を、(b)は圧力センサ6048の出力値の変化の一例を、(c)はプランジャ6014の送り速度の変化の一例をそれぞれ示すものである。   This adjustment process will be described with reference to the flowchart of FIG. 110 and the graph showing the change of each measured value of FIG. 111A shows an example of a change in the measured value of the flow meter 6046 installed in the flow channel of the microreactor 6002, FIG. 111B shows an example of a change in the output value of the pressure sensor 6048, and FIG. 111C shows a plunger 6014. One example of the change in the feed speed is shown.

まず、制御部6028は、調整作業のタイミングかどうかを判断する(ステップ1)。これは、例えば、始動時にその指令信号の有無を検出する、あるいはタイマーから所定時間稼動したことを知らせる信号の有無を検出することにより行う。そのタイミングであれば、
まず第1のプランジャポンプ6010のみが吐出動作をしている時の流量を測定する(ステップ2)。ここでは、ある時点での瞬間的流量ではなく、所定の時間の平均流量を算出する。1つのサイクルでなく、幾つかのサイクルにおける1つのポンプの流量の平均値を用いるようにしてもよい。
First, the control unit 6028 determines whether it is the timing of the adjustment work (step 1). This is performed, for example, by detecting the presence / absence of the command signal at the start or by detecting the presence / absence of a signal for notifying that the timer has been operated for a predetermined time. At that timing,
First, the flow rate when only the first plunger pump 6010 is discharging is measured (step 2). Here, an average flow rate for a predetermined time is calculated, not an instantaneous flow rate at a certain point in time. You may make it use the average value of the flow volume of one pump in several cycles instead of one cycle.

次に、測定した流量と規定流量の差ΔLを算出し、これが事前に設定した許容上限値より大きいかどうかを判断する(ステップ3)。図111(a)に示すように、設定した上限値より大きい場合には、それに対する送り速度の調整量を算出し(ステップ4)、算出値に
基づいて調整を行う(ステップ5)。調整量ΔVの算出は、式2に基づく以下の式を用いる。
Next, a difference ΔL between the measured flow rate and the specified flow rate is calculated, and it is determined whether or not this is larger than a preset allowable upper limit value (step 3). As shown in FIG. 111 (a), when it is larger than the set upper limit value, an adjustment amount of the feed speed is calculated (step 4), and adjustment is performed based on the calculated value (step 5). Calculation of the adjustment amount ΔV uses the following expression based on Expression 2.

送り速度調整量ΔV=流量差ΔL/プランジャ断面積S (式3)
ステップ3においてΔLが許容上限値より小さい場合には調整を行わない。次に、第2のポンプについて同じように測定ないし調整動作を行い(ステップ6〜ステップ9)、調整作業を終了する。このようにして新たな定常送り速度Vcが決められ、これに沿って切換過程の勾配等を調整した新たなパターン関数P(t)が決定される。これにより、実機での正確な流量出力が簡単な制御手法で達成される。
Feed rate adjustment amount ΔV = flow rate difference ΔL / plunger cross-sectional area S (Formula 3)
If ΔL is smaller than the allowable upper limit value in step 3, no adjustment is performed. Next, the measurement or adjustment operation is performed in the same manner for the second pump (steps 6 to 9), and the adjustment operation is completed. In this way, a new steady feed speed Vc is determined, and a new pattern function P (t) in which the gradient of the switching process is adjusted is determined along with this. Thereby, an accurate flow rate output in an actual machine can be achieved by a simple control method.

この実施の形態では、プランジャポンプ6010ごとに調整を行っているので、2つのプランジャポンプ6010や流路の特性に差が有る場合でも、常に流量変動が無い送液を行うことができる。なお、プランジャポンプ6010ごとに差が無い場合には2つを同じパターン関数で制御するようにしてもよい。この場合は、ステップ6〜ステップ9は省略する。ステップ2において、2つのポンプの吐出動作の流量を測定し、これを平均して測定値とするのが好ましい。   In this embodiment, since adjustment is performed for each plunger pump 6010, even when there is a difference in the characteristics of the two plunger pumps 6010 and the flow path, it is possible to always perform liquid feeding with no flow rate fluctuation. If there is no difference for each plunger pump 6010, the two may be controlled by the same pattern function. In this case, step 6 to step 9 are omitted. In step 2, it is preferable that the flow rates of the discharge operations of the two pumps are measured and averaged to obtain a measured value.

次に、マイクロリアクタ6002の流路に設置した圧力センサ6048の測定値に基づいて送り速度をフィードバック制御する場合を、図111及び図112を参照して説明する。これは、送り速度全体の制御関数を、以下に再掲する式1のように設定して行う。   Next, the case where the feed rate is feedback controlled based on the measured value of the pressure sensor 6048 installed in the flow path of the microreactor 6002 will be described with reference to FIGS. 111 and 112. FIG. This is done by setting the control function for the overall feed rate as shown in Equation 1 below.

F=F1(t)[1+F2(p)] (式1)
F(p)の実際の形は、例えば、実験と理論的な解析を併用してPID制御の係数を求めることにより得られる。
F = F1 (t) [1 + F2 (p)] (Formula 1)
The actual form of F (p) can be obtained, for example, by obtaining a PID control coefficient by using both experiments and theoretical analysis.

圧力は流路の長さや形状などで変わるが、一定の流量が保たれていれば圧力は一定になる。このため、圧力の変化は流路内流量変動を表すから、これをフィードバック制御すれば流量変動を抑えることができる。また、圧力センサ6048の応答は一般的な流量計6046と比べて、速くかつ高精度であるため、流量の変動を抑えるには好適である。なお、2つのポンプが動作する切換過程では、各ポンプの制御関数において、P(t)の部分は一方が増加し、他方が減少することで総流量が維持される点が異なるが、フィードバック制御の意味は同じである。   The pressure varies depending on the length and shape of the flow path, but the pressure is constant if a constant flow rate is maintained. For this reason, since the change in pressure represents the flow rate fluctuation in the flow path, the flow rate fluctuation can be suppressed by feedback-controlling this. Further, since the response of the pressure sensor 6048 is faster and more accurate than the general flow meter 6046, it is suitable for suppressing fluctuations in the flow rate. In the switching process in which the two pumps operate, the control function of each pump is different in that one of P (t) is increased and the other is decreased, so that the total flow rate is maintained. The meaning of is the same.

この実施の形態のプランジャポンプ装置6001では、プランジャ6014の送りがメカニカルな誤差によりずれたり、流体内に気体が混入したり、チェック弁動作が不安定になったりした場合などに生ずる脈動を打ち消すように吐出量をコントロールすることが出来る。例えば、図111(b)においてケース1は定常送り中の圧力変動を、ケース6002は定常送り中の圧力変動を、それぞれ示すが、これを検出して送り速度を同図(c)のようにフィードバック制御することで、圧力変動は抑制され、吐出量の変動も同図(a)に示すように抑制される。   In the plunger pump device 6001 of this embodiment, the pulsation generated when the feed of the plunger 6014 is shifted due to a mechanical error, gas is mixed in the fluid, or the check valve operation becomes unstable is canceled. It is possible to control the discharge amount. For example, in FIG. 111 (b), case 1 shows pressure fluctuation during steady feeding, and case 6002 shows pressure fluctuation during steady feeding, and this is detected and the feed speed is shown as in FIG. By performing feedback control, pressure fluctuations are suppressed, and fluctuations in the discharge amount are also suppressed as shown in FIG.

なお、上記の実施の形態においては、図112(a)に示すように、1台が吐出を行う定常吐出過程時、及び2台が吐出を行う切換過程時のいずれにおいても、常時圧力センサ6048によるフィードバック制御を行うようにしたが、2つのプランジャに同じ制御を同時に行うと制御が不安定になる等の不具合が起きる場合が有る。そこで、図112(b)に示すように、切換過程においては、一方のポンプのみに圧力フィードバック制御を行うようにしてもよい。この例では、切換過程において増速過程にあるポンプについて圧力フィードバック制御を行っているが、逆でもよい。また、図112(c)に示すように、吐出量の多い方のポンプのみに圧力フィードバック制御を行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 112 (a), the pressure sensor 6048 is always used in both the steady discharge process in which one unit discharges and the switching process in which two units discharge. However, when the same control is simultaneously performed on the two plungers, there may be a problem that the control becomes unstable. Therefore, as shown in FIG. 112 (b), in the switching process, pressure feedback control may be performed on only one of the pumps. In this example, the pressure feedback control is performed for the pump in the speed increasing process in the switching process, but the reverse may be possible. Further, as shown in FIG. 112 (c), pressure feedback control may be performed only for the pump having the larger discharge amount.

次に、上述した本発明の一実施形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置(マイクロリアクタ6002)について説明する。図113ないし図115(b)は本発明の一実施形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置の全体構成を示す図である。なお、以下に述べる流体反応装置は、2種類またはそれ以上の液体を混合し、反応させるために用いられる装置である。   Next, a fluid reaction device (microreactor 6002) incorporating the above-described flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 113 to FIG. 115 (b) are diagrams showing the overall configuration of a fluid reaction apparatus incorporating a flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention. The fluid reaction apparatus described below is an apparatus used for mixing and reacting two or more kinds of liquids.

図113,図114,図115(a),および図115(b)に示すように、流体反応装置は、全体が1つの設置スペースに設置されてパッケージ化されている。この構成例では、この設置スペースは長方形であり、長手方向に沿って4つの領域に区画される。すなわち、一端側の第1の領域は、原料液を貯留する複数の貯留容器6110(図113では2つの貯留容器6110A,6110Bのみを示す)が設置された原料貯留部6101であり、それに隣接する第2の領域は、貯留容器6110の原料液を移送する2連式プランジャポンプ6001A,6001Bが設置された配液部6102となっている。第2の領域に隣接する第3の領域は、原料液を混同させる混合部(混合チップ)6140および混合された原料液を反応させる反応部(反応チップ)6142を有する処理部6103となっている。他端側の第4の領域は、処理の結果得られた生成物を導出して貯留する生成物貯留部(回収容器設置スペース)6104である。   As shown in FIG. 113, FIG. 114, FIG. 115 (a), and FIG. 115 (b), the fluid reaction apparatus is entirely installed in one installation space and packaged. In this configuration example, the installation space is rectangular and is divided into four regions along the longitudinal direction. In other words, the first region on one end side is a raw material storage unit 6101 in which a plurality of storage containers 6110 (only two storage containers 6110A and 6110B are shown in FIG. 113) for storing the raw material liquid are installed, and are adjacent thereto. The second region is a liquid distribution unit 6102 in which double plunger pumps 6001A and 6001B for transferring the raw material liquid in the storage container 6110 are installed. A third region adjacent to the second region is a processing unit 6103 having a mixing unit (mixing chip) 6140 for mixing the raw material liquid and a reaction unit (reaction chip) 6142 for reacting the mixed raw material liquid. . The fourth region on the other end side is a product storage unit (recovery container installation space) 6104 for deriving and storing a product obtained as a result of the processing.

また、この流体反応装置は、各部の動作の制御を行うコンピュータである動作制御部6106と、温度調整ケース6146に熱媒体を流して処理部6103の温度調整を行う熱媒体コントローラ6107を備えている。また、動作制御部6106には、図113に示すように、液体の流量と温度をモニタできる流量モニタ6270および温度モニタ6272が搭載されている。なお、この構成例では、動作制御部6106と熱媒体コントローラ6107は流体反応装置と別置きになっているが、勿論一体でも良い。図114に示すように、第2〜第4の領域の床下部分には配管室6105が形成され、ここには混合部6140および反応部6142へ加熱又は冷却用の熱媒体を送るための配管が設けられている。   The fluid reaction apparatus also includes an operation control unit 6106 that is a computer that controls the operation of each unit, and a heat medium controller 6107 that adjusts the temperature of the processing unit 6103 by flowing a heat medium through the temperature adjustment case 6146. . Further, as shown in FIG. 113, the operation control unit 6106 is equipped with a flow rate monitor 6270 and a temperature monitor 6272 that can monitor the flow rate and temperature of the liquid. In this configuration example, the operation control unit 6106 and the heat medium controller 6107 are provided separately from the fluid reaction device, but may of course be integrated. As shown in FIG. 114, a piping chamber 6105 is formed in the lower floor portion of the second to fourth regions, and piping for sending a heating medium for heating or cooling to the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 is provided here. Is provided.

このように、上流側から下流側へと各部を配置することによって液体の流れを円滑にし、かつ装置全体をコンパクトにまとめることができる。この構成例では、各部の配列を直線状にしたが、例えば、全体が正方形に近いスペースであれば、各部を液体の流れがループを形成するように構成してもよい。   In this way, by arranging the respective parts from the upstream side to the downstream side, the flow of the liquid can be made smooth, and the entire apparatus can be made compact. In this configuration example, each part is arranged in a straight line. However, for example, if the entire space is close to a square, each part may be configured such that the liquid flow forms a loop.

図114において、符号6250は装置下部に設けられた液溜めパンであり、符号6252は液溜めパン6250上に設置された漏液センサを示す。またこの装置例では、配液部6102、処理部6103、生成物貯留部6104は隔壁6254,6256により区画されており、各部にはカバー6258,6260,6262が取り付けられて装置外部とこれらを隔離している。符号6264は排気ポートであり、図示しない排気ファンに接続されている。そして、装置内の圧力を装置外より負とすることで装置内の有毒ガスが外部に漏出することを防いでいる。   In FIG. 114, reference numeral 6250 denotes a liquid reservoir pan provided at the lower part of the apparatus, and reference numeral 6252 denotes a liquid leakage sensor installed on the liquid reservoir pan 6250. In this example of the apparatus, the liquid distribution unit 6102, the processing unit 6103, and the product storage unit 6104 are partitioned by partition walls 6254 and 6256, and covers 6258, 6260, and 6262 are attached to the respective parts to isolate them from the outside of the apparatus. is doing. Reference numeral 6264 denotes an exhaust port, which is connected to an exhaust fan (not shown). And the toxic gas in the apparatus is prevented from leaking outside by making the pressure in the apparatus negative from the outside of the apparatus.

図113に示す原料貯留部6101には、2つの貯留容器6110A,6110Bが設置されているが、必要に応じて3つまたはそれ以上の貯留容器を使用してもよい。例えば、同じ液体を2つの貯留容器に収容し、これらを交互に切り換えて用いることにより、処理を継続的に行うことができる。なお、原料貯留部6101に、ライン洗浄用のアセトンなどの有機溶剤、塩酸、純水などが入った洗浄液容器6112や、パージ用の窒素ガスが封入された圧力源6114を設けてもよい。また、廃液容器6136を原料貯留部6101に置いてもよい。   Although the two storage containers 6110A and 6110B are installed in the raw material storage unit 6101 shown in FIG. 113, three or more storage containers may be used as necessary. For example, the process can be continuously performed by storing the same liquid in two storage containers and using them alternately. Note that the raw material reservoir 6101 may be provided with a cleaning liquid container 6112 containing an organic solvent such as acetone for line cleaning, hydrochloric acid, pure water, or the like, or a pressure source 6114 filled with a purge nitrogen gas. Further, the waste liquid container 6136 may be placed in the raw material storage unit 6101.

配液部(導入部)6102には、貯留容器6110A,6110Bに輸送管6121A,6121Bを介して接続されたポンプ6001A,6001Bが設置されている。また、配液部6102は、プランジャポンプ6001A,6001Bの下流側に配置された流量調整装置6300A,6300B、リリーフ弁6122A,6122B、圧力測定センサ6124A,6124B、流路切換弁6126A,6126B、および逆洗ポンプ6130を有している。流路切換弁6126A,6126Bは、輸送管6121A,6121Bの他に、洗浄液容器6112や、圧力源6114にそれぞれ接続されている。逆洗ポンプ6130は、混合部6140や反応部6142の流路内が生成物によって閉塞した場合に用いられる。逆洗ポンプ6130は洗浄液を貯留する洗浄液容器6112に接続され、さらに流路切換弁6132を介して反応部6142の出口に接続される。逆洗ポンプ6130により移送される洗浄液は通常の流れと逆に流れる。すなわち、洗浄液は、反応部6142の出口から混合部6140の入口に向かって流れ、流路切換弁6126A,6126Bを経て廃液口6134から図示しない配管を通って廃液貯留容器6136に入れられる。   Pumps 6001A and 6001B connected to the storage containers 6110A and 6110B via transport pipes 6121A and 6121B are installed in the liquid distribution section (introduction section) 6102. In addition, the liquid distribution unit 6102 includes flow rate adjusting devices 6300A and 6300B, relief valves 6122A and 6122B, pressure measurement sensors 6124A and 6124B, flow path switching valves 6126A and 6126B, and the like arranged on the downstream side of the plunger pumps 6001A and 6001B. A washing pump 6130 is provided. The flow path switching valves 6126A and 6126B are connected to the cleaning liquid container 6112 and the pressure source 6114 in addition to the transport pipes 6121A and 6121B, respectively. The backwash pump 6130 is used when the flow path of the mixing unit 6140 or the reaction unit 6142 is blocked by the product. The backwash pump 6130 is connected to a cleaning liquid container 6112 that stores cleaning liquid, and is further connected to an outlet of the reaction unit 6142 via a flow path switching valve 6132. The cleaning liquid transferred by the backwash pump 6130 flows in reverse to the normal flow. That is, the cleaning liquid flows from the outlet of the reaction unit 6142 toward the inlet of the mixing unit 6140, passes through the flow path switching valves 6126 </ b> A and 6126 </ b> B, and enters the waste liquid storage container 6136 from the waste liquid port 6134 through a pipe (not shown).

逆洗ポンプ6130は吐出圧力が高く、洗浄液に脈動を起こさせて生成物を除去することが可能なように1本ピストン16型のポンプが好ましい。洗浄液としては、有機溶剤、塩酸、硝酸、りん酸、有機酸、純水などが好適に用いられる。有機溶剤の例としては、アセトン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。図113に示す導入口6240は、外部から純水や水素水を導入する場合に設けられたもので、洗浄液容器6112内の洗浄液の代わりに洗浄に使用できる。   The backwash pump 6130 is preferably a single piston 16 type pump so that the discharge pressure is high and the product can be removed by causing pulsation in the cleaning liquid. As the cleaning liquid, an organic solvent, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, organic acid, pure water, or the like is preferably used. Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, methanol and the like. An introduction port 6240 shown in FIG. 113 is provided when pure water or hydrogen water is introduced from the outside, and can be used for cleaning instead of the cleaning liquid in the cleaning liquid container 6112.

図116は、原料液の予備加熱(予備温度調整)と混合を行うための混合部6140を示すもので、3枚の薄板状の基材である上板6144a、中板6144b、下板6144cが接合されて全厚さ5mmの混合部6140が形成されている。なお、以下に説明する流路はいずれも中板6144bの表面に形成された溝である。上板6144aを貫通して形成された2つの流入ポート6147A,6147Bは、中板6144bの上面に形成されたそれぞれ2つの予備加熱流路6148A,6148Bに連通する。これらの予備加熱流路6148A,6148Bはそれぞれ途中で分岐しかつそれぞれ拡大し、再度合流する。さらに、予備加熱流路6148A,6148Bはそれぞれ出口流路6150A,6150Bに連通し、これらの出口流路6150A,6150Bは合流部6152に通じている。出口流路6150Aは、中板6144bの上面に、出口流路6150Bは中板6144bの下面に形成されている。   FIG. 116 shows a mixing unit 6140 for performing preliminary heating (preliminary temperature adjustment) and mixing of the raw material liquid. A mixing portion 6140 having a total thickness of 5 mm is formed by bonding. Note that the flow paths described below are all grooves formed on the surface of the intermediate plate 6144b. Two inflow ports 6147A and 6147B formed through the upper plate 6144a communicate with two preheating channels 6148A and 6148B formed on the upper surface of the middle plate 6144b, respectively. These preheating flow paths 6148A and 6148B each branch in the middle, expand, and merge again. Further, the preheating channels 6148A and 6148B communicate with the outlet channels 6150A and 6150B, respectively, and these outlet channels 6150A and 6150B communicate with the junction 6152. The outlet channel 6150A is formed on the upper surface of the middle plate 6144b, and the outlet channel 6150B is formed on the lower surface of the middle plate 6144b.

図117は図116に示す合流部の拡大図である。図117に示すように、合流部6152は、出口流路6150A,6150Bに通じる円弧状の溝として中板6144bの上下面にそれぞれ形成されたヘッダ部6154,6155と、このヘッダ部6154,6155から円弧の中心に向かって延びる複数の分液流路6156,6157と、これらの分液流路6156,6157が合流する合流空間6158とを有している。分液流路6156,6157と合流空間6158は中板6144bの上面に形成され、分液流路6156,6157は交互に配置されている。下面側のヘッダ部6155と分液流路6157とは、中板6144bを貫通する連絡孔6157aにより連通している。合流空間6158は、下流側に向けて幅が徐々に小さくなるように形成され、中板6144bおよび下板6144cを貫通して形成された流出ポート6160に連通している。   117 is an enlarged view of the merging portion shown in FIG. As shown in FIG. 117, the merging portion 6152 includes header portions 6154 and 6155 formed on the upper and lower surfaces of the middle plate 6144b as arc-shaped grooves communicating with the outlet flow paths 6150A and 6150B, and the header portions 6154 and 6155, respectively. A plurality of liquid separation channels 6156, 6157 extending toward the center of the arc and a merge space 6158 where these liquid separation channels 6156, 6157 merge. The liquid separation channels 6156 and 6157 and the merge space 6158 are formed on the upper surface of the intermediate plate 6144b, and the liquid separation channels 6156 and 6157 are alternately arranged. The header portion 6155 on the lower surface side and the liquid separation channel 6157 communicate with each other through a communication hole 6157a penetrating the intermediate plate 6144b. The merge space 6158 is formed so that the width gradually decreases toward the downstream side, and communicates with an outflow port 6160 formed through the middle plate 6144b and the lower plate 6144c.

図117に示す例では、合流空間6158の入口側の開口面6159において分液流路6156が5本、分液流路6157が4本、交互に配置されている。分液流路6156,6157からそれぞれ流出した2種類の液体は、合流空間6158内で縞状の流れを形成しつつ下流側に流れ、合流空間6158の流路幅が徐々に縮小するに従い、強制的に両液が混合される。この例では、合流空間6158の流路幅は最終的に40μmに達する。加工技術精度を上げれば、流路幅を10μmにすることも可能である。   In the example shown in FIG. 117, five separation flow paths 6156 and four separation flow paths 6157 are alternately arranged on the opening surface 6159 on the inlet side of the merge space 6158. The two types of liquids respectively flowing out from the separation flow channels 6156 and 6157 flow downstream while forming a striped flow in the merge space 6158, and are forced as the flow channel width of the merge space 6158 gradually decreases. Both liquids are mixed. In this example, the flow path width of the merge space 6158 finally reaches 40 μm. If the processing technology accuracy is increased, the flow path width can be reduced to 10 μm.

図118(a)は図113に示す反応部を示す平面図、図118(b)は図118(a)に示す反応部の断面図である。この例では、2枚の基材6144d,6144eが接合されて厚さ5mmの反応部6142が構成されている。この反応部6142では、反応流路6162が蛇行しており、長い流路を効率的に提供している。反応流路6162は、入口ポート6164および出口ポート6165にそれぞれつながる連絡部6162a,6162cと、連絡部6162a,6162cに連通する蛇行部分6162bとを有しており、連絡部6162a,6162cの幅は狭く、蛇行部分6162bの幅が広く形成されている。したがって、出入口部分では液体が急速に流れ、副生成物の付着を防止しており、蛇行部分6162bでは緩やかに流れて、加熱と反応の時間を長く取ることができるようになっている。   118 (a) is a plan view showing the reaction part shown in FIG. 113, and FIG. 118 (b) is a cross-sectional view of the reaction part shown in FIG. 118 (a). In this example, two base materials 6144d and 6144e are joined to form a reaction portion 6142 having a thickness of 5 mm. In this reaction part 6142, the reaction flow path 6162 meanders, and provides a long flow path efficiently. The reaction flow path 6162 has connecting portions 6162a and 6162c connected to the inlet port 6164 and the outlet port 6165, respectively, and a meandering portion 6162b communicating with the connecting portions 6162a and 6162c. The width of the connecting portions 6162a and 6162c is narrow. The meandering portion 6162b is formed wider. Accordingly, the liquid flows rapidly at the inlet / outlet portion to prevent adhesion of by-products, and flows slowly at the meandering portion 6162b, so that the heating and reaction time can be increased.

図119(a)および図119(b)に示すのは、反応流路の幅が除々に小さくなる部分6163aと除々に大きくなる部分6163bを持つ反応部の他の構成例である。この反応部6142aには、基材6144d,6144eの間に、幅寸法が最大aから最小bの範囲で増減する反応流路6163が形成されている。幅寸法の増減に合わせ、深さを増減させてもよい。この例では、反応流路6163の断面積が一定になるよう深さが最大cから最小dの範囲で変化するようになっている。   FIG. 119 (a) and FIG. 119 (b) show another configuration example of the reaction section having a portion 6163a where the width of the reaction channel gradually decreases and a portion 6163b where the width of the reaction channel gradually increases. In the reaction portion 6142a, a reaction flow path 6163 is formed between the base materials 6144d and 6144e, the width dimension of which increases or decreases in the range from the maximum a to the minimum b. The depth may be increased or decreased according to the increase or decrease of the width dimension. In this example, the depth changes from the maximum c to the minimum d so that the cross-sectional area of the reaction channel 6163 is constant.

図119(c)は、反応流路の他の構成例を示す横断面図である。この反応部6142bでは、反応流路6163cは、その幅eが深さfより大きい扁平形状を有しており、熱触媒からの熱の伝達方向(矢印で表示)に交差する広い伝熱面を有するので、反応流路6163c内の液体に熱の伝達が有効に行われる。なお、合流空間6158や反応流路6162,6163に、適当な触媒を配置することは反応を促進するために有効である。このような触媒は反応の種類に応じて選択される。配置の仕方は、例えば、流路の内面に塗布したり、後述するような流路の障害物として配置することができる。   FIG. 119 (c) is a cross-sectional view showing another configuration example of the reaction channel. In the reaction section 6142b, the reaction flow path 6163c has a flat shape whose width e is larger than the depth f, and has a wide heat transfer surface intersecting the heat transfer direction (indicated by an arrow) from the thermal catalyst. Therefore, heat is effectively transferred to the liquid in the reaction channel 6163c. In addition, it is effective in order to accelerate | stimulate reaction to arrange | position an appropriate catalyst in the merge space 6158 and the reaction flow path 6162, 6163. Such a catalyst is selected depending on the type of reaction. As for the arrangement method, for example, it can be applied to the inner surface of the channel, or can be arranged as an obstacle of the channel as described later.

混合部6140および反応部6142の少なくとも流路を形成する素材としては、例えば、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(Polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(PolyChloroTriFluoroEthylene)の内から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性、耐熱性等を考慮して、好ましいものを選択する。混合部6140および反応部6142の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   Examples of a material that forms at least the flow path of the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 include, for example, hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, and Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), Among PVC (polyvinylchloride), PDMS (Polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), and PCTFE (PolyChloroTriFluoroEthylene), a preferable one is selected in consideration of chemical resistance, pressure resistance, thermal conductivity, heat resistance, and the like. The material of the wetted part of the mixing part 6140 and the reaction part 6142 is preferably one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. .

図120は、混合部および反応部の温度を調整する温度調整ケースの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、反応部6142の温度を調整する温度調整ケース6146についてのみ述べるが、混合部6140のための温度調整ケース6146も同様の構成を有しており、その重複する説明を省略する。温度調整ケース6146は、内部に反応部6142を収容する空間6170が形成されたケース本体6172と該空間6170を覆う蓋部6174とを備えており、これらの内面には、平行に延びる複数の熱媒体流路を構成する溝6176が形成されている。ケース本体6172には、溝6176に連通する給液路6178と排液路6180(図113参照)が形成され、これらの給液路6178と排液路6180はそれぞれ熱媒体コントローラ6107に接続されている。給液路6178は、蓋部6174の溝6176に開口6179を介して連通し、排液路6180も蓋部6174の溝6176に図示しない開口を介して連通している。この例では、溝6176を流れる熱媒体は反応部6142の表裏面に直接接触し、反応部6142は温度調整ケース6146に完全に収容された状態で加熱(または冷却)される。   FIG. 120 is a perspective view showing a configuration of a temperature adjustment case for adjusting the temperatures of the mixing unit and the reaction unit. In the following description, only the temperature adjustment case 6146 for adjusting the temperature of the reaction unit 6142 will be described, but the temperature adjustment case 6146 for the mixing unit 6140 also has the same configuration, and redundant description thereof is omitted. To do. The temperature adjustment case 6146 includes a case main body 6172 in which a space 6170 that accommodates the reaction portion 6142 is formed, and a lid portion 6174 that covers the space 6170. A groove 6176 constituting the medium flow path is formed. A liquid supply path 6178 and a drainage path 6180 (see FIG. 113) communicating with the groove 6176 are formed in the case main body 6172, and these liquid supply path 6178 and drainage path 6180 are connected to the heat medium controller 6107, respectively. Yes. The liquid supply path 6178 communicates with the groove 6176 of the lid portion 6174 via the opening 6179, and the drainage path 6180 also communicates with the groove 6176 of the lid portion 6174 via an opening (not shown). In this example, the heat medium flowing through the groove 6176 directly contacts the front and back surfaces of the reaction unit 6142, and the reaction unit 6142 is heated (or cooled) in a state of being completely accommodated in the temperature adjustment case 6146.

図示しないが、熱媒体コントローラ6107には、熱媒体の温度を制御する制御機構と熱媒体を移送するポンプが内蔵されている。図113に示すように、熱媒体は熱交換器6182を通過後、混合部6140および反応部6142の温度調整ケース6146に供給されるようになっている。熱交換器6182は例えば冷却用の市水の量を変えることで混合部6140および反応部6142に供給される熱媒体の温度を独立に変えられるようになっている。   Although not shown, the heat medium controller 6107 includes a control mechanism for controlling the temperature of the heat medium and a pump for transferring the heat medium. As shown in FIG. 113, the heat medium is supplied to the temperature adjustment case 6146 of the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 after passing through the heat exchanger 6182. The heat exchanger 6182 can change the temperature of the heat medium supplied to the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 independently by changing the amount of city water for cooling, for example.

図121(a)ないし図121(d)には、温度調整ケース6146の他の例が示されており、ここでは、熱媒体流路6192はケース本体6172と蓋部6174のそれぞれの内部に形成されている。給液路6178は、図121(c)に示すように、給液配管6188の先端が挿入された二重管の構成となっており、細い連通路6190を介して熱媒体流路6192に連通している。排液側も同様の構成である。図121(b)に示すように、混合部6140を収容する温度調整ケース6146と反応部6142を収容する温度調整ケース6146とは、ボルト6194、ナット6195およびスペーサ6196を介して積層して結合されている。   121 (a) to 121 (d) show another example of the temperature adjustment case 6146. Here, the heat medium flow path 6192 is formed inside each of the case main body 6172 and the lid portion 6174. FIG. Has been. As shown in FIG. 121 (c), the liquid supply path 6178 has a double pipe structure in which the tip of the liquid supply pipe 6188 is inserted, and communicates with the heat medium flow path 6192 through a thin communication path 6190. is doing. The drainage side has the same configuration. As shown in FIG. 121 (b), the temperature adjustment case 6146 that accommodates the mixing portion 6140 and the temperature adjustment case 6146 that accommodates the reaction portion 6142 are stacked and coupled via a bolt 6194, a nut 6195, and a spacer 6196. ing.

図121(b)には、温度調整ケース6146に収容された混合部6140および反応部6142への液体の供給・排出の経路が示されている。すなわち、それぞれの液体は、温度調整ケース6146を貫通して形成された流通路6198を介して混合部6140へ流出入する。また、混合部6140と反応部6142との間の液体の流通は、温度調整ケース6146の流通路6198を連絡する連絡通路6200を介して行う。図121(d)には、反応部6142の液の流入部と流出部の構造が説明されている。液の流れを下方向へ向かわせるために、通常は混合部6140および反応部6142の液の入口は上面に、出口は下面にそれぞれ形成する。   FIG. 121 (b) shows the supply / discharge paths of the liquid to / from the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 accommodated in the temperature adjustment case 6146. That is, each liquid flows into and out of the mixing unit 6140 through the flow passage 6198 formed through the temperature adjustment case 6146. Further, the liquid is circulated between the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 through a communication passage 6200 that communicates with the flow passage 6198 of the temperature adjustment case 6146. FIG. 121 (d) illustrates the structure of the inflow portion and the outflow portion of the liquid in the reaction portion 6142. In order to direct the liquid flow downward, the liquid inlet of the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 is normally formed on the upper surface and the outlet is formed on the lower surface.

図113に示すように、反応部6142の流出口6202は、回収配管6204を介して生成物貯留部6104に接続されている。生成物貯留部6104には、冷却用の熱交換器6206、流路切換弁6132の下流側に回収容器6208が設けられている。回収容器6208が置かれる生成物貯留部6104は、他の領域から温度等の影響を受けないように、また生成物から発生する可能性のある有毒ガスが外部に漏洩しないように隔離されている。   As shown in FIG. 113, the outlet 6202 of the reaction unit 6142 is connected to the product storage unit 6104 via a recovery pipe 6204. The product reservoir 6104 is provided with a recovery container 6208 on the downstream side of the heat exchanger 6206 for cooling and the flow path switching valve 6132. The product storage unit 6104 in which the recovery container 6208 is placed is isolated so as not to be affected by temperature and the like from other regions, and to prevent toxic gas that may be generated from the product from leaking outside. .

図122は、生成物貯留部6104の他の構成例を示すもので、複数の回収容器6208が回転テーブル6212上に設置されている。この例では、回収容器6208は2個であり、回転テーブル6212を移動させるアクチュエータ6214は180度回転型ロータリーアクチュエータである。勿論、回収容器6208の数やアクチュエータ6214の種類は適宜に選択可能である。図113に示す動作制御部6106は、回収容器6208の液面を検知する液面検知センサ6211bからの信号により、回収容器6208の交換時期を判断し、流路切換弁6132(図113参照)により液流を止め、回収口6210の下流に設けた光学的流体検知センサ6211aにより液流の停止を確認して、アクチュエータ6214を作動させて他の回収容器6208を回収口6210の下方に移動させる。   FIG. 122 shows another configuration example of the product storage unit 6104, and a plurality of collection containers 6208 are installed on the turntable 6212. In this example, there are two collection containers 6208, and the actuator 6214 that moves the rotary table 6212 is a 180-degree rotary actuator. Of course, the number of collection containers 6208 and the type of actuator 6214 can be selected as appropriate. The operation control unit 6106 shown in FIG. 113 determines the replacement timing of the recovery container 6208 based on a signal from the liquid level detection sensor 6211b that detects the liquid level of the recovery container 6208, and the flow path switching valve 6132 (see FIG. 113). The liquid flow is stopped, the stop of the liquid flow is confirmed by the optical fluid detection sensor 6211a provided downstream of the recovery port 6210, and the actuator 6214 is operated to move the other recovery container 6208 below the recovery port 6210.

次に、上記のように構成された流体反応装置により、薬液等の液体(原料液)を反応させる工程について説明する。なお、流体反応装置の動作は基本的に動作制御部6106によって自動制御される。まず、原料貯留部6101において、原料液を貯留した貯留容器6110A,6110Bに用意しておく。熱媒体コントローラ6107により熱媒体の温度を設定し、熱交換器6182を通過させる市水の量を調整して各熱媒体の温度をそれぞれ調整し、混合部6140および反応部6142の温度調整ケース6146へ熱媒体を流通させてこれらを所定の温度に維持する。熱媒体の温度は、温度調整ケース6146の入口に設けた温度センサ6216,6218により測定される。   Next, a process of reacting a liquid (raw material liquid) such as a chemical solution with the fluid reaction apparatus configured as described above will be described. The operation of the fluid reaction apparatus is basically automatically controlled by the operation control unit 6106. First, in the raw material storage part 6101, it prepares in the storage containers 6110A and 6110B which stored the raw material liquid. The temperature of the heat medium is set by the heat medium controller 6107, the amount of city water passing through the heat exchanger 6182 is adjusted to adjust the temperature of each heat medium, and the temperature adjustment case 6146 of the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 is adjusted. Heat medium is circulated to maintain a predetermined temperature. The temperature of the heat medium is measured by temperature sensors 6216 and 6218 provided at the inlet of the temperature adjustment case 6146.

この例では、原料液を処理部6103に供給する前に、混合部6140および反応部6142内の流路に純水等の洗浄液を流して予め洗浄する。流路を洗浄している間、洗浄液の温度を混合部6140の出口の温度センサ6220および反応部6142の出口の温度センサ6222で測定し、洗浄液の温度を熱媒体コントローラ6107にフィードバックする。このようにして、混合部6140および反応部6142を所定の温度に調整する。   In this example, before supplying the raw material liquid to the processing unit 6103, a cleaning liquid such as pure water is supplied to the flow paths in the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 to perform cleaning in advance. While cleaning the flow path, the temperature of the cleaning liquid is measured by the temperature sensor 6220 at the outlet of the mixing unit 6140 and the temperature sensor 6222 at the outlet of the reaction unit 6142, and the temperature of the cleaning liquid is fed back to the heat medium controller 6107. In this way, the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 are adjusted to a predetermined temperature.

混合部6140および反応部6142の温度が調整され、流路の洗浄を終えてから、流路切換弁6132を切り換え、プランジャポンプ6001A,6001Bを駆動して、貯留容器6110A,6110B内の原料液をそれぞれ移送する。原料液は、流量調整装置6300A,6300Bにより所定の流量に調整され、その後、混合部6140、反応部6142、流出口6202、回収口6210を経て回収容器6208に至る。なお、流路切換弁6132はアクチュエータにより作動する自動弁としており、この動作は自動運転も可能である。   After the temperature of the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 is adjusted and the cleaning of the flow path is completed, the flow path switching valve 6132 is switched and the plunger pumps 6001A and 6001B are driven to supply the raw material liquid in the storage containers 6110A and 6110B. Transfer each one. The raw material liquid is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting devices 6300A and 6300B, and then reaches the recovery container 6208 via the mixing unit 6140, the reaction unit 6142, the outlet port 6202, and the recovery port 6210. Note that the flow path switching valve 6132 is an automatic valve that is operated by an actuator, and this operation can also be performed automatically.

混合部6140においては、原料液は予備加熱流路6148A,6148B(図116参照)において所定の温度に加熱された後、合流部6152において合流し、混合する。その際、各液は、図117に示すように、ヘッダ部6154,6155から分液流路6156,6157を経由して合流空間6158に流入する。合流空間6158の断面は下流へ向かうに従い徐々に減少するので、マイクロサイズの流れが規則的に混在し、フィックの法則に則って迅速に混合する。その状態で、所定の温度に維持された反応部6142の反応流路6162に流入すると、反応は、物質移動や熱伝導の制約を受けずに迅速に進行する。したがって、量産手段として充分実用的であるとともに、反応速度の早い爆発性の反応でも低温下で行う必要がなくなる。また、この例では、反応流路6162の幅が合流空間6158の幅に比べて充分広く形成されているので、反応速度が遅い場合でも充分な時間をかけて行うことができ、高い収率を得ることができる。   In the mixing unit 6140, the raw material liquids are heated to a predetermined temperature in the preheating channels 6148 </ b> A and 6148 </ b> B (see FIG. 116), and then merged and mixed in the merging unit 6152. At that time, as shown in FIG. 117, each liquid flows into the merge space 6158 from the header portions 6154 and 6155 via the liquid separation channels 6156 and 6157. Since the cross section of the merge space 6158 gradually decreases toward the downstream, micro-sized flows are mixed regularly and mixed rapidly according to Fick's law. In that state, when it flows into the reaction flow path 6162 of the reaction unit 6142 maintained at a predetermined temperature, the reaction proceeds rapidly without being restricted by mass transfer or heat conduction. Therefore, it is sufficiently practical as a mass production means, and it is not necessary to carry out an explosive reaction with a high reaction rate at a low temperature. In this example, since the width of the reaction channel 6162 is sufficiently wide compared to the width of the merge space 6158, even when the reaction rate is slow, the reaction can be performed over a sufficient period of time, resulting in a high yield. Obtainable.

得られた生成物は、反応流路6162の流出口202から回収配管6204を経由して熱交換器6206に送られ、ここで冷却されて、回収口6210より回収容器6208に流入する。貯留容器6110A,6110Bが空になったり、回収容器6208が満杯になったら、動作制御部6106によりプランジャポンプ6001A,6001Bの運転を停止させて処理を終了させる。この場合、貯留容器6110A,6110Bの他に、追加の貯留容器を原料貯留部6101に予め用意しておけば、流路切換弁6126A,6126Bを切り換えることにより、運転を停止させることなく連続的な処理が可能である。なお、反応に時間が掛かる場合には、混合部6140および反応部6142内に液を一定時間閉じ込めてバッチ運転することも可能である。流路切換弁6126A、6126Bも自動弁であるのでこれらの動作は自動運転も可能である。   The obtained product is sent from the outlet 202 of the reaction channel 6162 to the heat exchanger 6206 via the recovery pipe 6204, where it is cooled and flows into the recovery container 6208 from the recovery port 6210. When the storage containers 6110A and 6110B are emptied or the collection container 6208 is full, the operation control unit 6106 stops the operation of the plunger pumps 6001A and 6001B to end the processing. In this case, in addition to the storage containers 6110A and 6110B, if an additional storage container is prepared in the raw material storage unit 6101 in advance, the flow path switching valves 6126A and 6126B can be switched to continuously operate without stopping. Processing is possible. In addition, when reaction takes time, it is also possible to carry out batch operation by confining the liquid in the mixing unit 6140 and the reaction unit 6142 for a certain period of time. Since the flow path switching valves 6126A and 6126B are also automatic valves, these operations can be automatically operated.

バッチ運転の方法は、プランジャポンプ6001A,6001Bを一時停止してもよいし、流路切換弁6126A,6126Bを切り換えて、処理部6103への液体の流入を停止させてもよい。これにより、液体の反応時間が長い場合でも反応流路6162の長さを長くする必要がなくなる。バッチ運転の際は、合流空間6158および/または反応流路6162に液体が充満されたことを検知する充満検知手段を用いて運転制御を行うことが好ましい。これは、例えば、図122に示すような光学的流体検知センサが用いられる。これにより、合流空間6158および/または反応流路6162に液体が充満されたと判断した時点で、プランジャポンプ6001A,6001Bを停止させまたは第1の流路切換弁を切り換え、液体を反応終結時間に適応する一定時間合流空間6158および/または反応流路6162に滞留させておく。   In the batch operation method, the plunger pumps 6001A and 6001B may be temporarily stopped, or the flow switching valves 6126A and 6126B may be switched to stop the inflow of liquid into the processing unit 6103. This eliminates the need to increase the length of the reaction channel 6162 even when the liquid reaction time is long. During batch operation, it is preferable to perform operation control using a fullness detection means for detecting that the merge space 6158 and / or the reaction flow path 6162 is filled with liquid. For example, an optical fluid detection sensor as shown in FIG. 122 is used. Thus, when it is determined that the merge space 6158 and / or the reaction flow path 6162 is filled with liquid, the plunger pumps 6001A and 6001B are stopped or the first flow path switching valve is switched to adapt the liquid to the reaction end time. It is made to stay in the merge space 6158 and / or the reaction channel 6162 for a certain period of time.

図123(a)および図123(b)は、混合部6140における合流部の他の構成例を示すものである。この合流部6152aは、Y字状の合流空間6158aに、障害物6224を一定間隔aで所定の距離Lに亘って配置したものである。この例では、直径50μm以下である柱状の障害物6224を、合流点からL=5mmに亘って配置した。図123(b)に示すように、各障害物6224は隣接するものが流れ方向にピッチの半分だけずれるように、千鳥状に配置されている。これによって液体Aおよび液体Bの界面6125が蛇行するので2つの液体の界面面積(接触面積)を大きくすることができる。図19に示す合流部6152bでは、合流空間6158bの中央部に一列の障害物6224を流れ方向に沿って千鳥状に配置したもので、同様に界面面積を大きくすることができる。これは、狭い合流空間6158bで採用するのに好適である。   123 (a) and 123 (b) show another configuration example of the merging unit in the mixing unit 6140. FIG. This merging portion 6152a is configured by arranging obstacles 6224 in a Y-shaped merging space 6158a at a predetermined interval a over a predetermined distance L. In this example, a columnar obstacle 6224 having a diameter of 50 μm or less was disposed over L = 5 mm from the junction. As shown in FIG. 123 (b), the obstacles 6224 are arranged in a staggered manner so that adjacent ones are displaced by half the pitch in the flow direction. As a result, the interface 6125 between the liquid A and the liquid B meanders, so that the interface area (contact area) between the two liquids can be increased. In the merging portion 6152b shown in FIG. 19, a row of obstacles 6224 are arranged in a zigzag along the flow direction at the center of the merging space 6158b, and the interface area can be similarly increased. This is suitable for use in the narrow merge space 6158b.

図125は、流体反応装置の処理部6103の他の構成例を示すものである。これは、図113の処理部6103において、混合部6140と反応部6142との組み合わせをそれぞれ有する2系統R1,R2設け、さらに配液部6102の流路切換弁6126A,6126Bを用いて2種類の原料液をいずれの系統R1,R2にも供給可能にしたものである。このように、2系統を用いることで、必要に応じて処理量を増やすことができるが、その他にも種々の使用方法が有る。例えば、反応生成物が固体粒子を析出しやすく、配管途中で詰まりやすい場合などでは、一方の系統を予備として使用する。また、流路切換弁6126A,6126Bで移送ラインを交互に切り換えて、上述したバッチ運転を連続的に行うことができる。勿論、3系統以上の移送ラインを適宜に並列して設けることができる。この場合も流路切換弁6126A,6126Bは自動操作が可能である。   FIG. 125 shows another configuration example of the processing unit 6103 of the fluid reaction device. In the processing unit 6103 of FIG. 113, two systems R1 and R2 each having a combination of a mixing unit 6140 and a reaction unit 6142 are provided, and two kinds of flow switching valves 6126A and 6126B of the liquid distribution unit 6102 are used. The raw material liquid can be supplied to any of the systems R1 and R2. As described above, by using the two systems, the processing amount can be increased as necessary, but there are various other usage methods. For example, when the reaction product easily precipitates solid particles and is easily clogged in the middle of the piping, one system is used as a spare. Further, the batch operation described above can be performed continuously by alternately switching the transfer lines by the flow path switching valves 6126A and 6126B. Of course, three or more transfer lines can be provided in parallel as appropriate. Also in this case, the flow path switching valves 6126A and 6126B can be automatically operated.

図126は、処理部6103において反応部を複数直列に配置した例を示す。この例では、1つの混合部6140と3つの反応部6142a,6142b,6142cが直列に接続されており、それぞれに温度センサ6220,6222a,6222b,6222cが設けられている。この例では、反応の段階に応じて反応部6142a,6142b,6142cを独立して温度制御することが可能となっている。この構成は、生化学反応のように反応時間と反応温度を大胆に且つ瞬時に変化させたい反応に適している。たとえば反応部6142aでは100℃で反応させ、反応部6142bでは−20℃で反応させるというような反応もこのシステムでは可能になる。   FIG. 126 shows an example in which a plurality of reaction units are arranged in series in the processing unit 6103. In this example, one mixing unit 6140 and three reaction units 6142a, 6142b, 6142c are connected in series, and temperature sensors 6220, 6222a, 6222b, 6222c are respectively provided. In this example, the temperature of the reaction units 6142a, 6142b, 6142c can be independently controlled according to the stage of the reaction. This configuration is suitable for reactions that require a bold and instantaneous change in reaction time and reaction temperature, such as biochemical reactions. For example, in this system, the reaction can be performed at 100 ° C. in the reaction unit 6142a and at −20 ° C. in the reaction unit 6142b.

図127は、処理部6103において混合部を複数設けた例である。この構成例では、A液とB液を混合し反応させる第1の混合部6140および反応部6142が設けられ、この反応部6142の下流側に第2の混合部6140aが設けられている。この混合部6140aではプランジャポンプ6116Cから輸送された第3の原料液または反応剤であるC液がA液とB液と合流し、混合する。これらの2つの混合部6140,6140aと1つの反応部6142の温度は個別に制御される。なお、C液は反応停止剤でもよい。   FIG. 127 shows an example in which a plurality of mixing units are provided in the processing unit 6103. In this configuration example, a first mixing unit 6140 and a reaction unit 6142 for mixing and reacting liquid A and liquid B are provided, and a second mixing unit 6140a is provided on the downstream side of the reaction unit 6142. In the mixing section 6140a, the third raw material liquid or the C liquid as the reactant transported from the plunger pump 6116C joins and mixes the A liquid and the B liquid. The temperatures of these two mixing units 6140 and 6140a and one reaction unit 6142 are individually controlled. The liquid C may be a reaction terminator.

この構成例では、インライン収率評価器226が第2の混合部6140aの流出口6202に直接接続されている。これにより、化学反応の結果の収率をリアルタイムで確認でき、直ぐにプロセスパラメータへフィードバックすることが可能となる。インライン収率評価器6226としては、被測定物を分離せずに測定可能な方法として赤外分光、近赤外分光、紫外吸光等の方法がある。   In this configuration example, the in-line yield evaluator 226 is directly connected to the outlet 6202 of the second mixing unit 6140a. Thereby, the yield of the result of the chemical reaction can be confirmed in real time, and can be immediately fed back to the process parameters. The in-line yield evaluator 6226 includes methods such as infrared spectroscopy, near infrared spectroscopy, and ultraviolet absorption as methods that can be measured without separating the object to be measured.

この構成例では、さらに、反応生成物の中から不要な物質と必要な物質を分離する分離抽出部6228が第2の混合部6140aの下流側に設けられている。図示するように、分離抽出部6228は、Y字形の分離流路6234を有している。第2の混合部6140aからの液体は分離流路6234により2つの流れに分岐され、1つは物質内の疎水性分子のみを通過させる疎水性壁面6230から形成された流路に、他方は物質内の親水性分子のみを通過させる親水性壁面6232から形成された流路に流れ込む。分離した物質は、それぞれ回収配管6204,6204aを介して回収容器6208,6208aに回収される。分離抽出部6228としては、その他に、疎水性物質だけを吸着可能な膜やポーラスフリットを使用することも考えられる。   In this configuration example, a separation / extraction unit 6228 that separates unnecessary substances and necessary substances from the reaction products is further provided on the downstream side of the second mixing unit 6140a. As shown in the figure, the separation / extraction section 6228 has a Y-shaped separation flow path 6234. The liquid from the second mixing unit 6140a is branched into two flows by the separation channel 6234, one in the channel formed by the hydrophobic wall 6230 that allows only the hydrophobic molecules in the material to pass through, and the other in the material It flows into the flow path formed from the hydrophilic wall surface 6232 that allows only the hydrophilic molecules inside to pass therethrough. The separated substances are recovered in the recovery containers 6208 and 6208a via the recovery pipes 6204 and 6204a, respectively. As the separation / extraction unit 6228, it is possible to use a membrane or a porous frit that can adsorb only a hydrophobic substance.

図128は、混合・反応と分離抽出を繰り返して連続処理するための構成例である。すなわち、A液とB液を処理する混合部6140a、反応部6142a、および分離抽出部6228aが上流側に配置され、分離抽出部6228aから抽出された液体とC液を処理する混合部6140b、反応部6142b、および分離抽出部6228bが下流側に配置されている。A液とB液が反応した後の不要物質は分離抽出部6228aの排出口6234aから系外に出され、C液を加えた第2の反応における不要物質は分離抽出部6228bの排出口6234bから系外に出される。さらに、分離抽出部6228bから抽出された液体と第4の液であるD液を混合させる混合部6140cが設けられている。なお、D液は反応停止剤でもよく、他の原料溶液でも良い。混合部6140cの下流側にインライン収率評価器6226を設けても良い。   FIG. 128 shows a configuration example for continuous processing by repeating mixing / reaction and separation / extraction. That is, the mixing unit 6140a for processing the A liquid and the B liquid, the reaction unit 6142a, and the separation / extraction unit 6228a are arranged on the upstream side, and the mixing unit 6140b for processing the liquid extracted from the separation / extraction unit 6228a and the C liquid, the reaction The part 6142b and the separation / extraction part 6228b are arranged on the downstream side. Unnecessary substances after the liquid A and the liquid B have reacted are discharged from the outlet 6234a of the separation and extraction unit 6228a, and unnecessary substances in the second reaction to which the liquid C has been added are discharged from the discharge port 6234b of the separation and extraction unit 6228b. Be taken out of the system. Furthermore, a mixing unit 6140c that mixes the liquid extracted from the separation / extraction unit 6228b and the fourth liquid D is provided. Liquid D may be a reaction terminator or other raw material solution. An inline yield evaluator 6226 may be provided on the downstream side of the mixing unit 6140c.

図129(a)には、図23の各部を積層化した構成が示されている。液体は下方へ流れる。混合部6140a、反応部6142a、分離抽出部6228a、混合部6140b、反応部6142b、分離抽出部6228b、および混合部6140cは、温度調整ケース6146にそれぞれ収容され、さらにボルト6194、ナット6195、スペーサ6196によって所定の間隔をおいて積層化されている。各部間の液の移動は連絡通路6200(図116(b)参照)を介して行われる。各部の間には空気を介在させ、空気の断熱性を利用して他の部の熱影響を受けないようにして、温度制御の精度を向上させている。図129(b)に示すように、各温度調整ケース6146の周りを気泡を含んだクリーンなシリコン部材6236等の断熱材で覆うのが好ましい。   FIG. 129 (a) shows a configuration in which the respective parts in FIG. 23 are stacked. The liquid flows downward. The mixing unit 6140a, the reaction unit 6142a, the separation / extraction unit 6228a, the mixing unit 6140b, the reaction unit 6142b, the separation / extraction unit 6228b, and the mixing unit 6140c are accommodated in a temperature adjustment case 6146, respectively, and further, a bolt 6194, a nut 6195, and a spacer 6196. Are stacked at a predetermined interval. The movement of the liquid between each part is performed via the communication path 6200 (see FIG. 116 (b)). The accuracy of temperature control is improved by interposing air between each part so as not to be affected by the heat of other parts by utilizing the heat insulation of air. As shown in FIG. 129 (b), it is preferable to cover each temperature adjustment case 6146 with a heat insulating material such as a clean silicon member 6236 containing bubbles.

この流体反応装置に導入される流体は液体、気体であり、回収される物質は液体、気体、固体またはこれらの混合体である。導入物質が粉体などの固体の場合は原料貯留部6101に粉体溶解器を設置することも可能である。図130は、2つの原料液のうち、一方が粉体を溶解した溶液、他方は元々液体の場合の原料貯留部6101の構成例である。原料の粉体と溶媒は粉体溶解器6240の原料導入口6242から導入される。この例では、原料粉体をヒータ6244による加熱と攪拌器246による攪拌によって溶解し、生成した原料液を、取出し口6148に引き込まれた配管6249より、プランジャポンプ6116Aによって、混合部6140および反応部6142に送り込むようになっている。   The fluid introduced into the fluid reaction apparatus is liquid or gas, and the substance to be recovered is liquid, gas, solid or a mixture thereof. When the introduced substance is a solid such as powder, a powder dissolver can be installed in the raw material reservoir 6101. FIG. 130 is a configuration example of the raw material reservoir 6101 in which one of the two raw material liquids is a solution in which powder is dissolved and the other is originally liquid. The raw material powder and the solvent are introduced from the raw material inlet 6242 of the powder dissolver 6240. In this example, the raw material powder is dissolved by heating by the heater 6244 and stirring by the stirrer 246, and the generated raw material liquid is mixed by the plunger pump 6116A from the pipe 6249 drawn into the take-out port 6148, and the mixing unit 6140 and the reaction unit. 6142.

マルチ分光装置
本発明は、さらに、本発明の流体反応装置及び流体混合装置において使用することができるマルチ分光分析装置にも関する。
Multispectral apparatus The present invention further relates to a multispectral analysis apparatus that can be used in the fluid reaction apparatus and the fluid mixing apparatus of the present invention.

上述した目的を達成するための本発明は、これに限定されるものではないが、以下の発明を包含する。   The present invention for achieving the above-described object includes, but is not limited to, the following inventions.

(1) マルチ分光分析装置であって、医薬品製薬製造ラインおよび医薬品開発段階の有機合成反応結果を評価するためのマルチ分光分析装置であって、複数の波長の異なる光源を有する光源部と、被測定液を流通させるフローセルを構成するケーシングと、上記フローセルにおいて被測定液に近接する複数の発光部と受光部と、受光部から得られた各波長の分光を個々に行う分光器を有する分光部と、分光器で得られた被測定液の分光情報を演算制御して出力する制御部とを具備したことを特徴とするマルチ分光分析装置。   (1) A multispectral analyzer, which is a multispectral analyzer for evaluating organic synthesis reaction results at a pharmaceutical / pharmaceutical production line and a pharmaceutical development stage, comprising: a light source unit having a plurality of light sources having different wavelengths; A casing that constitutes a flow cell through which a measurement liquid is circulated, a plurality of light emitting units and light receiving units that are close to the liquid to be measured in the flow cell, and a spectroscopic unit that individually performs spectroscopy of each wavelength obtained from the light receiving unit And a controller for controlling and outputting the spectral information of the liquid to be measured obtained by the spectrometer.

(1)に記載の発明においては、光源部から波長領域の異なる複数の光を発光させ、これを異なる分光器で受光して、被測定液を通過した各波長の分光が個々に行われる。このような複数の分析情報を組み合わせることにより、精度の高い、漏れの無い分析が行われる。   In the invention described in (1), a plurality of lights having different wavelength regions are emitted from the light source unit, received by different spectroscopes, and each wavelength of the spectrum that has passed through the liquid to be measured is individually performed. By combining such a plurality of pieces of analysis information, a highly accurate and leak-free analysis is performed.

(2) (1)に記載の発明において、前記光源部は、紫外光、可視光、近赤外光、赤外光、遠赤外光のうち、少なくとも2つ以上の波長領域をカバーする光源を有することを特徴とするマルチ分光分析装置。   (2) In the invention described in (1), the light source unit covers at least two wavelength regions of ultraviolet light, visible light, near infrared light, infrared light, and far infrared light. A multispectral analysis apparatus comprising:

(2)に記載の発明においては、光源部からの、紫外光、可視光、近赤外光、赤外光、遠赤外光のうち、少なくとも2つ以上の波長領域をカバーする光源を組み合わせて用いることにより、処理対象や目的に応じた分析情報を得ることができる。   In the invention described in (2), a combination of light sources covering at least two wavelength regions of ultraviolet light, visible light, near infrared light, infrared light, and far infrared light from the light source unit is combined. The analysis information according to the processing object and purpose can be obtained.

(3) (1)又は(2)に記載の発明において、前記フローセルが複数形成され、各フローセルに発光部と受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とするマルチ分光分析装置。   (3) The invention according to (1) or (2), wherein a plurality of the flow cells are formed, and a light emitting unit and a light receiving unit are arranged in each flow cell, respectively.

(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の発明において、前記ケーシングは、仕切によって内部に複数のフローセルを形成するように構成されていることを特徴とするマルチ分光分析装置。   (4) The invention according to any one of (1) to (3), wherein the casing is configured to form a plurality of flow cells inside by a partition.

(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の発明において、前記ケーシングは、内部に1つのフローセルを形成するように構成され、複数の前記ケーシングが基板上に着脱自在に取り付け可能となっていることを特徴とするマルチ分光分析装置。   (5) In the invention according to any one of (1) to (4), the casing is configured to form one flow cell therein, and a plurality of the casings can be detachably mounted on the substrate. A multispectral analyzer characterized by the fact that

(6) 可視領域から近赤外領域の光源を一つの光源で兼用し、異なる受光部に導くように構成したことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のマルチ分光分析装置。   (6) The multispectral analysis according to any one of (1) to (5), wherein the light source from the visible region to the near-infrared region is shared by a single light source and guided to different light receiving units. apparatus.

(7) (1)〜(6)のいずれかに記載の発明において、前記発光部と受光部間の距離を調整可能であることを特徴とするマルチ分光分析装置。   (7) The multispectral analyzer according to any one of (1) to (6), wherein a distance between the light emitting unit and the light receiving unit can be adjusted.

(8) 反応領域の下流側に、(1)〜(7)のいずれかに記載のマルチ分光分析装置を有することを特徴とするマイクロリアクタ。   (8) A microreactor comprising the multispectral analysis apparatus according to any one of (1) to (7) on a downstream side of a reaction region.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図131は、この発明の一実施の形態のマルチ分光分析装置7001を模式的に示すもので、例えば、例えば、一対の基板によって構成されるケーシング7010の中に構成されている。この分光分析装置7001は、後述する図140に示すように、マイクロリアクタの下流側部分を構成する部材の一部に組み込まれ、使用される。   FIG. 131 schematically shows a multispectral analysis apparatus 7001 according to an embodiment of the present invention. For example, the multispectral analysis apparatus 7001 is configured in a casing 7010 constituted by a pair of substrates. As shown in FIG. 140 to be described later, the spectroscopic analyzer 7001 is used by being incorporated in a part of a member constituting a downstream portion of the microreactor.

ケーシング7010には、マイクロリアクタの下流側の流路(反応生成物が流れる流路)7012につながる複数のフローセル7014が形成されている。フローセル7014は全体として矩形平板状の内部空間7016を複数の仕切7018で区画することにより形成され、その両側には発光部7020と受光部7022とが対向して配置されている。この実施の形態では、複数のフローセル7014を一つのケーシング7010内の内部空間7016に収めることにより寸法を小さくすることができ、また流量のばらつきを抑制して分析精度を向上させることが可能になる。フローセル7014内の流路は、できるだけ滞流や通過抵抗が無いような形状とするのが好ましい。   In the casing 7010, a plurality of flow cells 7014 connected to a flow path (flow path through which a reaction product flows) 7012 on the downstream side of the microreactor are formed. The flow cell 7014 is formed by partitioning a rectangular plate-like internal space 7016 as a whole by a plurality of partitions 7018, and a light emitting unit 7020 and a light receiving unit 7022 are arranged opposite to each other. In this embodiment, it is possible to reduce the size by accommodating a plurality of flow cells 7014 in the internal space 7016 in one casing 7010, and it is possible to improve the analysis accuracy by suppressing the flow rate variation. . The flow path in the flow cell 7014 is preferably shaped so that there is no stagnant flow or passage resistance as much as possible.

ケーシング7010を構成する材料は、熱伝導性に優れ、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが好ましい。さらに、フローセル7014の流路を構成する材料は、液体の高圧に耐えうるものであることが好ましい。これらの点を考慮し、流路を構成する材料の好ましい例として、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(Polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)などの樹脂が挙げられる。   The material constituting the casing 7010 is preferably one that has excellent thermal conductivity and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. Further, the material constituting the flow path of the flow cell 7014 is preferably one that can withstand the high pressure of the liquid. Considering these points, preferable examples of the material constituting the flow path include SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass and other hard glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), PVC ( Examples thereof include resins such as polyvinylchloride), PDMS (Polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (Polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane).

異なる波長域の光を出力する複数の光源7024a〜7024gを有する光源部7024が、フローセル7014の近傍の所定箇所に設置されており、それぞれの出力光は光ファイバ7026によって発光部7020に導かれている。この実施の形態では、紫外光を出力する光源7024aは重水素ランプであり、可視光から近赤外光を出力する光源7024b〜7024eはハロゲンランプであり、赤外光はニクロム赤外光源7024fである。可視光から近赤外光までを1個のハロゲンランプで賄ってもよい。このようにすることで装置の大きさがよりコンパクトにすることができる。   A light source unit 7024 having a plurality of light sources 7024a to 7024g for outputting light of different wavelength ranges is installed at a predetermined location in the vicinity of the flow cell 7014, and each output light is guided to the light emitting unit 7020 by an optical fiber 7026. Yes. In this embodiment, the light source 7024a that outputs ultraviolet light is a deuterium lamp, the light sources 7024b to 7024e that output near infrared light from visible light are halogen lamps, and the infrared light is a nichrome infrared light source 7024f. is there. A single halogen lamp may cover from visible light to near infrared light. By doing so, the size of the apparatus can be made more compact.

受光部7022は光ファイバ7026によって、フローセル7014の近傍に設置された分光器7028a〜7028gを有する分光部7028に結合されている。分光器7028a〜7028gは、例えば、CCD素子によって構成され、それぞれが受光した光を波長帯域ごとに分けて強度を測定することができるようになっている。この実施の形態では7個の分光器7028a〜7028gを設置しており、各分光器7028a〜7028gの分担する波長範囲は、200〜400nm(紫外分光器7028a)、400〜700nm(可視光分光器7028b)、700〜1000nm(第1近赤外分光器7028c)、1000〜1700nm(第2近赤外分光器7028d)、1700〜2200nm(第3近赤外分光器7028e)、2200〜25000nm(赤外分光器7028f)及び波長25000nmを超える波長領域(遠赤外分光器7028g)のようになっている。これらの組合せは測定物質によってはすべて網羅する必要はなく、2つ以上の適宜の数の組合せであればよい。   The light receiving unit 7022 is coupled by an optical fiber 7026 to a spectroscopic unit 7028 having spectroscopes 7028a to 7028g installed in the vicinity of the flow cell 7014. The spectroscopes 7028a to 7028g are constituted by, for example, CCD elements, and can measure the intensity by dividing the light received by each of the wavelength bands. In this embodiment, seven spectroscopes 7028a to 7028g are installed, and the wavelength ranges shared by the spectroscopes 7028a to 7028g are 200 to 400 nm (ultraviolet spectrometer 7028a), 400 to 700 nm (visible light spectrometer). 7028b), 700-1000 nm (first near infrared spectrometer 7028c), 1000-1700 nm (second near infrared spectrometer 7028d), 1700-2200 nm (third near infrared spectrometer 7028e), 2200-25000 nm (red) The outer spectroscope 7028f) and the wavelength region exceeding the wavelength of 25000 nm (far infrared spectroscope 7028g). It is not necessary to cover all of these combinations depending on the substance to be measured, and any combination of two or more appropriate numbers may be used.

この実施の形態では発光部7020と受光部7022の間の光路は流体の流れ方向に形成されており、流路幅に関係なく所定の光路長に合わせて設定することができる。また、各区分流路ごとの光路長の調整は、発光部7020と受光部7022の突出長さを変えることにより行うことができる。たとえば紫外分光器7028aでは、通常サンプル液を希釈してオフラインで分析するが、インライン測定では、濃度が濃い状態のままの測定となるので、不要な反応を回避するために光路長を短くして測定する(たとえば1mm 以下)。また、近赤外分光器7028c〜7028eでは比較的感度が弱いため光路長は長めにしておく(5〜10mm)。後述するように、吸収波長の幅の広い複数の成分を瞬時に同時に測定するには、各波長域の得失に合わせてフローセル7014の形状・寸法を設定することが必要である。   In this embodiment, the optical path between the light emitting unit 7020 and the light receiving unit 7022 is formed in the fluid flow direction, and can be set according to a predetermined optical path length regardless of the flow path width. Further, the adjustment of the optical path length for each section flow path can be performed by changing the protruding lengths of the light emitting unit 7020 and the light receiving unit 7022. For example, in the ultraviolet spectrometer 7028a, the sample solution is usually diluted and analyzed off-line. However, in the in-line measurement, since the concentration remains high, the optical path length is shortened to avoid unnecessary reactions. Measure (for example, 1 mm or less). Further, since the near-infrared spectrometers 7028c to 7028e have relatively low sensitivity, the optical path length is long (5 to 10 mm). As will be described later, in order to instantaneously simultaneously measure a plurality of components having a wide absorption wavelength, it is necessary to set the shape and dimensions of the flow cell 7014 in accordance with the pros and cons of each wavelength region.

各分光器7028a〜7028gからは、事前に設定された波長領域毎の受光強度が出力され、AD変換器7030を介して制御部7032に入力される。制御部7032は、このデータと、事前に入力された各光源7024a〜7024gの波長領域毎の強度分布データに基づいて透過率(吸収率)を算出し、さらにこれを基に、目的とする反応生成物(正規の製品)の生成量と、反応副生成物の生成量を求め、その結果としてさらに、収率や転化率、及び副次的に溶媒濃度も求める。   From each of the spectroscopes 7028a to 7028g, the light reception intensity for each preset wavelength region is output and input to the control unit 7032 via the AD converter 7030. The control unit 7032 calculates the transmittance (absorption rate) based on this data and the intensity distribution data for each wavelength region of each of the light sources 7024a to 7024g inputted in advance, and based on this, the target reaction is calculated. The production amount of the product (regular product) and the production amount of the reaction by-product are obtained, and as a result, the yield, conversion rate, and secondary solvent concentration are also obtained.

反応生成物と反応副生成物は、実験段階でなければ事前に絞り込まれているので、生成が予定される成分に対応した波長吸収に備えた光源7024a〜7024gと分光器7028a〜7028gの組合せを用いればよい。この場合、反応副生成物が複数有って、生成する可能性が低いものでも、例えばFDA(米国食品医薬品局)のGMP(適正製造基準)をクリアするためには設置することが望ましい。   Since reaction products and reaction by-products have been narrowed down in advance unless they are experimental, a combination of light sources 7024a to 7024g and spectroscopes 7028a to 7028g prepared for wavelength absorption corresponding to components to be generated is selected. Use it. In this case, even if there are a plurality of reaction by-products and the possibility of being generated is low, it is desirable to install them in order to clear GMP (Appropriate Manufacturing Standard) of FDA (US Food and Drug Administration), for example.

一方、医薬品の開発段階では、試薬の種類や濃度、温度、流速など条件を種々振って、いわゆるスクリーニングと言われる可能性のある反応を見つける作業がある。このように、どのような反応生成物が生じるか予測ができない場合には、任意の生成物を検出可能なように、予め全波長領域の光源7024a〜7024gと分光器7028a〜7028gを設置しておき、データが蓄積されてから、不要なものを外したり、適当なものと入れ替える等の措置を行う。   On the other hand, in the development stage of pharmaceuticals, there is an operation of finding a reaction that may be referred to as so-called screening by changing various conditions such as reagent type, concentration, temperature, and flow rate. In this way, when it is impossible to predict what kind of reaction product is generated, light sources 7024a to 7024g and spectrometers 7028a to 7028g in all wavelength regions are installed in advance so that any product can be detected. After data is accumulated, take measures such as removing unnecessary ones or replacing them with appropriate ones.

制御部7032は、反応生成物や反応副生成物の生成量、収率や転化率等のデータをディスプレイ7034に表示し、記憶装置7036へ記憶するとともに、これらのデータが予め設定した閾値を超えた場合に警報装置7038により警報を発生し、さらに閾値を超えた場合には処理を自動的に中止する等の処置を執る。さらに、上記のようなデータと反応条件の相関関係を事前に求めておき、検出データに基づいてマイクロリアクタの反応条件、例えば反応温度、流量、圧力等を制御するようにしてもよい。   The control unit 7032 displays data such as the production amount, yield, and conversion rate of the reaction product and reaction by-product on the display 7034 and stores the data in the storage device 7036, and these data exceed a preset threshold value. If an alarm is issued, an alarm is issued by the alarm device 7038, and if the threshold is exceeded, the process is automatically stopped. Furthermore, the correlation between the above data and reaction conditions may be obtained in advance, and the reaction conditions of the microreactor, for example, reaction temperature, flow rate, pressure, etc. may be controlled based on the detection data.

一般に、単一の光源を用いる分光分析装置7001では、光はある波長領域に集中して分布するので、周辺領域における感度は低下する。このマルチ分光分析装置7001では、複数の波長域の異なる光源7024a〜7024gと分光器7028a〜7028gを設けているので、広い波長領域に渡って正確なデータを得ることができる。以下、各分光器7028a〜7028gの特徴と、それに基づく組合せの方法を、表131を参照しつつ説明する。表131は、それぞれの官能基、分子等の吸収スペクトル波長を例示する。   In general, in the spectroscopic analyzer 7001 using a single light source, the light is concentrated and distributed in a certain wavelength region, so the sensitivity in the peripheral region is lowered. In the multi-spectral analysis apparatus 7001, a plurality of light sources 7024a to 7024g and spectroscopes 7028a to 7028g having different wavelength ranges are provided, so that accurate data can be obtained over a wide wavelength range. Hereinafter, characteristics of the spectroscopes 7028a to 7028g and a combination method based on the characteristics will be described with reference to Table 131. Table 131 illustrates the absorption spectrum wavelength of each functional group, molecule, and the like.

Figure 2006043642
Figure 2006043642

紫外分光器7028aは、全成分の吸収スペクトル傾向を読み、収率変化や不純物量変化を検知するのに適している。赤外分光器7028fは、個々の物質の多くの有機官能基に対応可能であるが、強度が強すぎて妨害物質が出る場合が有る。その場合は近赤外分光器7028c〜7028eを代用する。また、溶媒が水の場合には、赤外分光器7028fでは水が妨害物質になる場合がある。可視光分光器7028bは、クロロフィルやカロチンなど有色物質を検出するのに好適である。この実施の形態において、3つの近赤外分
光器7028c〜7028eを使い分けしている理由は、近赤外の領域700〜2200nmの範囲で測定能力の弱い部分を作らず、たとえば反応によって共役系が長くなったり、結合の微妙な変化によるピークの小さなシフトを、精度良く読み取るためある。
The ultraviolet spectrometer 7028a is suitable for reading the absorption spectrum trends of all components and detecting changes in yield and impurity amount. The infrared spectrometer 7028f can cope with many organic functional groups of individual substances, but there are cases in which the intensity is too strong to cause interference substances. In that case, the near-infrared spectrometers 7028c to 7028e are substituted. In the case where the solvent is water, the infrared spectrometer 7028f may have water as an interfering substance. The visible light spectrometer 7028b is suitable for detecting colored substances such as chlorophyll and carotene. In this embodiment, the reason why the three near-infrared spectrometers 7028c to 7028e are used properly is that a portion having a weak measurement ability is not formed in the near-infrared region 700 to 2200 nm. This is to accurately read small shifts in the peak due to lengthening or subtle changes in coupling.

以下、さらに具体的な反応について、図132を参照して説明する。図132(a)の反応は、溶媒ピリジン中で行われるオーバーリアクション反応で、マイクロ流路効果に基
づいて正反応が行われればモノベンゾイルレゾルシノールが生じるが、マイクロ流路中の濃度のアンバランスが生じるとさらに反応が進んで副反応であるジベンゾイルレゾルシノ−ルが生じる。ベンゼン環、CO、OH、などの官能基の生成を吸収域を測定することにより求めて、モノ体とジ体の比を検出することができる。ベンゼン環は赤外分光器7028fで測定可能であるが、溶媒ピリジンがバックグランドとして検出される可能性が有り、測定不能、またはピークが重なり合って判別しにくい場合も有る。その場合は、近赤外分光器7028c〜7028eを用いればよい。
Hereinafter, a more specific reaction will be described with reference to FIG. The reaction in FIG. 132 (a) is an overreaction reaction performed in a solvent pyridine, and if a positive reaction is performed based on the microchannel effect, monobenzoylresorcinol is produced. However, the concentration imbalance in the microchannel is not improved. When it occurs, the reaction further proceeds to produce dibenzoyl resorcinol, which is a side reaction. The formation of functional groups such as benzene ring, CO, OH, etc. can be determined by measuring the absorption region, and the ratio of mono- and di-forms can be detected. Although the benzene ring can be measured with an infrared spectrometer 7028f, there is a possibility that the solvent pyridine may be detected as a background, and measurement may be impossible or it may be difficult to distinguish due to overlapping peaks. In that case, the near-infrared spectrometers 7028c to 7028e may be used.

なお、上記の場合、ベンゾイル基の個数が1 個と2個の場合で吸収強度の差が充分に出るような特定の波長領域が、例えば近赤外分光器7028c〜7028eまたは赤外分光器7028fの領域に存在する場合には、これを選択すればよい。この場合も、反応系全体液の吸収スペクトルは紫外分光器7028aで監視し、反応の変化があった場合は警報を発したり、処理を停止する等の処置を執る。   In the above case, the specific wavelength region where the difference in absorption intensity is sufficiently large between the number of benzoyl groups of 1 and 2 is, for example, near infrared spectrometers 7028c to 7028e or infrared spectrometer 7028f. If it exists in the area, it may be selected. Also in this case, the absorption spectrum of the whole reaction system liquid is monitored by the ultraviolet spectrometer 7028a, and when there is a change in the reaction, an alarm is issued or the process is stopped.

図132(b)の反応は、ベンジルフェニールアラニンをメタノール中で水素ガスと反応させ、還元してフェニールアラニンメチルエステルを生じさせる。これは、保護基の接触水素による脱保護反応であって、Pd 触媒が使用される。NH2 とNH の比を読めば、反応率が分かる。強度のあるNH2 は近赤外分光器7028c〜7028eで、弱いNH は赤外分光器7028fで読むことが可能であり、妨害物質のオーバーラップ次第で近赤外分光器7028c〜7028eと赤外分光器7028fを使い分けすることが可能である。もちろん、両成分を個別にそれぞれの波長域で測定してもよい。この場合も、全体液の吸収スペクトルは紫外分光器7028aで監視し、反応の変化があった場合は、警報を発したり、処理を停止する等の処置を執る。   In the reaction of FIG. 132 (b), benzyl phenylalanine is reacted with hydrogen gas in methanol and reduced to yield phenylalanine methyl ester. This is a deprotection reaction of the protecting group with catalytic hydrogen, and a Pd catalyst is used. If you read the ratio of NH2 and NH, you can see the reaction rate. Strong NH2 can be read by near infrared spectrometers 7028c to 7028e, and weak NH2 can be read by infrared spectrometer 7028f. Depending on the overlap of interfering substances, near infrared spectrometers 7028c to 7028e and infrared spectroscopy can be obtained. The container 7028f can be used properly. Of course, both components may be measured individually in their respective wavelength ranges. In this case as well, the absorption spectrum of the whole liquid is monitored by the ultraviolet spectrometer 7028a, and if there is a change in the reaction, an alarm is issued or the process is stopped.

図132(c)の反応は、ポリペプチド合成の一工程で、グリシン無水物に水が加わり、塩酸が触媒になってグリシルグリシンに変わる加水分解反応である。生成物中に水が存在する反応であるので、水が吸収妨害しやすい赤外分光器7028fを避け、近赤外分光器7028c〜7028e領域の弱い感度でかつ水の影響を受けない領域を使用して測定すればよい。   The reaction in FIG. 132 (c) is a hydrolysis reaction in which water is added to glycine anhydride and hydrochloric acid is used as a catalyst to turn into glycylglycine in one step of polypeptide synthesis. Since the reaction is in the presence of water in the product, avoid the infrared spectrometer 7028f, where water is likely to interfere with absorption, and use a weakly sensitive area in the near-infrared spectrometer 7028c to 7028e area that is not affected by water. And measure.

図133は、図131の実施の形態の変形例を示すもので、フローセル7014をケーシング7010内に個別に形成し、流体流路を各フローセル7014に分岐して導くようにしたものである。これにより、各フローセル7014が他のフローセル7014の影響を受けず、流路抵抗も少ないので流体の流れがより均一になる。また、図示するように、フローセル7014への分岐流路7040には流量調整弁7042を個別に設置することにより、各分光器7028a〜7028gの特性に合わせて適当な流量に調整することができる。   FIG. 133 shows a modification of the embodiment of FIG. 131, in which the flow cells 7014 are individually formed in the casing 7010, and the fluid flow paths are branched and guided to the respective flow cells 7014. As a result, each flow cell 7014 is not affected by the other flow cells 7014 and the flow resistance is low, so that the fluid flow becomes more uniform. Further, as shown in the figure, a flow rate adjusting valve 7042 is individually installed in the branch flow path 7040 to the flow cell 7014, so that the flow rate can be adjusted to an appropriate flow rate according to the characteristics of the spectroscopes 7028a to 7028g.

図134は、同じく図131の実施の形態の変形例を示すもので、フローセル7014をケーシング7010内に個別に形成しているが、各分岐流路7040に開閉弁7044が設置されている。これにより、必要な波長のフローセル7014の開閉弁7044のみを開とし、不要なフローセル7014の開閉弁7044を閉じることで、余分な流路抵抗の発生を防止している。また、図135の実施の形態は、各フローセル7014を直列につなげたものである。この実施の形態では、分流の必要がないので流路抵抗さえ配慮すれば扱いやすいという利点が有る。   FIG. 134 shows a modification of the embodiment of FIG. 131, in which the flow cell 7014 is individually formed in the casing 7010, but an open / close valve 7044 is installed in each branch flow path 7040. As a result, only the opening / closing valve 7044 of the flow cell 7014 having the required wavelength is opened, and the unnecessary opening / closing valve 7044 of the flow cell 7014 is closed, thereby preventing the occurrence of excessive flow path resistance. In the embodiment of FIG. 135, the flow cells 7014 are connected in series. In this embodiment, since there is no need for a branch flow, there is an advantage that it is easy to handle if only the flow path resistance is taken into consideration.

図136は、他の実施の形態のマルチ分光分析装置7001の構造を示すもので、内部に1つのフローセル7014を構成するケーシング7046が基板7047上に複数配置されている。各ケーシング7046はたとえば石英ガラスのような透明な素材で形成され、内部に流路7048が形成され、この流路7048は側面で開口して継手部7050となっている。ケーシング7046内には、流路7048を挟んで発光部7020と受光部7022が置かれ、これらは光ファイバ7026により外部の光源と分光器(図示略)に連結されている。   FIG. 136 shows the structure of a multispectral analysis apparatus 7001 according to another embodiment, and a plurality of casings 7046 constituting one flow cell 7014 are arranged on a substrate 7047. Each casing 7046 is formed of a transparent material such as quartz glass, and a flow path 7048 is formed therein. The flow path 7048 is opened at a side surface to form a joint portion 7050. Inside the casing 7046, a light emitting unit 7020 and a light receiving unit 7022 are placed with a flow path 7048 interposed therebetween, and these are connected to an external light source and a spectroscope (not shown) by an optical fiber 7026.

この場合は流路7048の幅が光が横断する光路長になる。継手部7050はマイクロリアクタ等と配管により接続する。ケーシング7046の材料は耐薬品性を持ったPCTFE、PTFE、PEEK でもよく、この場合の発光部7020、受光部7022は直接接液せぬよう石英で保護される。この実施の形態では、流路7048への接続は継手部7050を介して行うので、接続は自由に変更することができる。各フローセル7014への流体の流れは並列分流でもよく、直列でもよく、フローセル7014個々に開閉弁7044を設け選択的に流しても良い。   In this case, the width of the flow path 7048 is the optical path length that the light traverses. The joint portion 7050 is connected to a microreactor or the like by piping. The material of the casing 7046 may be PCTFE, PTFE, or PEEK having chemical resistance. In this case, the light emitting portion 7020 and the light receiving portion 7022 are protected by quartz so as not to be in direct contact with liquid. In this embodiment, since the connection to the flow path 7048 is performed via the joint portion 7050, the connection can be freely changed. The flow of fluid to each flow cell 7014 may be a parallel branch or may be in series, and an on-off valve 7044 may be provided for each flow cell 7014 to selectively flow.

図137は、図136の変形例を示すもので、光路長を短く設定するために、発光部7020と受光部7022を流路7048中に突出させているものである。この場合フローセル7014内の滞流や流路抵抗を少なくするために、流路7048を徐々に拡径するテーパ部7049aを形成している。   FIG. 137 shows a modification of FIG. 136 in which a light emitting portion 7020 and a light receiving portion 7022 are projected into the flow path 7048 in order to set the optical path length short. In this case, in order to reduce stagnant flow and flow path resistance in the flow cell 7014, a tapered portion 7049a that gradually expands the diameter of the flow path 7048 is formed.

図138は、図136の変形例を示すもので、基板7047上に複数配置された各ケーシング7046において、光路長を自由に調整することが可能になっている。フローセル7014中の流路7048を挟んで発光ケース7052と受光ケース7054を対向させて配置されている。発光ケース7052、受光ケース7054とも石英で作られ、発光ケース7052内には発光部7020が、受光ケース7054内には受光部7022が取り付けられる。発光ケース7052、受光ケース7054の外形は少なくとも一方がねじになっており、ケース7046の外面に取り付けられた固定ナット7056に螺合されている。これにより、光路長の長さを自在に調節することが可能である。片側固定で反対側調整してもいいし、両側とも調整可能にしてもよい。これによって、各波長域の感度、分子濃度、溶媒物質の情報から個別に現場で自在に調節することが可能になる。インラインで一般に濃度の高い液を分析するので、光路長は、オフラインの場合より短くし、10mm〜0.5mm、好ましくは5mm〜0.1mmに設定する。   FIG. 138 shows a modification of FIG. 136, and the optical path length can be freely adjusted in each of the casings 7046 arranged on the substrate 7047. A light emitting case 7052 and a light receiving case 7054 are arranged to face each other with a flow path 7048 in the flow cell 7014 interposed therebetween. Both the light emitting case 7052 and the light receiving case 7054 are made of quartz, and a light emitting unit 7020 is attached in the light emitting case 7052, and a light receiving unit 7022 is attached in the light receiving case 7054. At least one of the outer shapes of the light emitting case 7052 and the light receiving case 7054 is a screw, and is screwed into a fixing nut 7056 attached to the outer surface of the case 7046. Thereby, it is possible to freely adjust the length of the optical path length. The opposite side may be adjusted by fixing one side, or both sides may be adjustable. As a result, it is possible to freely adjust on-site individually from the sensitivity, molecular concentration, and solvent substance information of each wavelength region. Since a liquid with a high concentration is generally analyzed in-line, the optical path length is shorter than that in the off-line case, and is set to 10 mm to 0.5 mm, preferably 5 mm to 0.1 mm.

図139(a)は、この発明のマルチ分光分析装置7001の用い方の実施の形態を示すもので、マイクロリアクタの混合・反応部7058の下流側に、反応の継続を停止させるために急冷を行うマイクロクエンチ部7060を設置したものである。マイクロクエンチ部7060は、例えば、水冷ジャケット構造とすることができる。この実施の形態では、混合・反応部7058とマイクロクエンチ部7060の間にマルチ分光分析装置7001を設置することにより、反応の進行度合いを確認した上でマイクロクエンチを行うことで、目的とする製品を安定に製造することができる。   FIG. 139 (a) shows an embodiment of how to use the multispectral analysis apparatus 7001 of the present invention, and rapid cooling is performed downstream of the mixing / reaction unit 7058 of the microreactor in order to stop the continuation of the reaction. A micro-quenching unit 7060 is installed. The micro quenching unit 7060 can have, for example, a water cooling jacket structure. In this embodiment, by installing a multi-spectral analyzer 7001 between the mixing / reaction unit 7058 and the micro-quenching unit 7060, the target product can be obtained by performing the micro-quenching after confirming the progress of the reaction. Can be manufactured stably.

図139(b)は、この発明のマルチ分光分析装置7001の用い方の他の実施の形態を示すもので、マイクロリアクタの混合・反応部7058の下流側に、マルチ分光分析装置7001を設置し、さらにその下流側に3方切換弁7062を設置している。3方切換弁7062はマルチ分光分析装置7001からのラインを通常の製品貯蔵ライン7064と、予備タンク7066につながる予備ライン7068に選択的に接続するように切り換えるものである。マルチ分光分析装置7001の出力信号は制御部7032に送られ、制御部7032が成分に異常が有ると判断した場合には、3方切換弁7062を予備タンク7066側に切り換える。これにより、異常成分が製品貯蔵ライン7064に混入するのを防止することができる。   FIG. 139 (b) shows another embodiment of how to use the multispectral analysis apparatus 7001 of the present invention. A multispectral analysis apparatus 7001 is installed downstream of the mixing / reaction unit 7058 of the microreactor. Further, a three-way switching valve 7062 is installed on the downstream side. The three-way switching valve 7062 switches the line from the multispectral analyzer 7001 so as to be selectively connected to the normal product storage line 7064 and the spare line 7068 connected to the spare tank 7066. The output signal of the multispectral analyzer 7001 is sent to the control unit 7032, and when the control unit 7032 determines that there is an abnormality in the component, the three-way switching valve 7062 is switched to the spare tank 7066 side. Thereby, it can prevent that an abnormal component mixes in the product storage line 7064. FIG.

次に、上述した本発明の一実施形態に係るマルチ分光分析装置を組み込んだ流体反応装置(マイクロリアクタ)について説明する。図140ないし図142(b)は本発明の一実施形態に係る流量調整装置を組み込んだ流体反応装置の全体構成を示す図である。なお、以下に述べる流体反応装置は、2種類またはそれ以上の液体を混合し、反応させるために用いられる装置である。   Next, a fluid reaction apparatus (microreactor) incorporating the above-described multispectral analysis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 140 to FIG. 142 (b) are diagrams showing the overall configuration of a fluid reaction device incorporating a flow rate adjusting device according to an embodiment of the present invention. The fluid reaction apparatus described below is an apparatus used for mixing and reacting two or more kinds of liquids.

図140,図141,図142(a),および図142(b)に示すように、流体反応装置は、全体が1つの設置スペースに設置されてパッケージ化されている。この構成例では、この設置スペースは長方形であり、長手方向に沿って4つの領域に区画される。   As shown in FIG. 140, FIG. 141, FIG. 142 (a), and FIG. 142 (b), the entire fluid reaction device is installed in one installation space and packaged. In this configuration example, the installation space is rectangular and is divided into four regions along the longitudinal direction.

すなわち、一端側の第1の領域は、原料液を貯留する複数の貯留容器7110(図140では2つの貯留容器7110A,7110Bのみを示す)が設置された原料貯留部7101であり、それに隣接する第2の領域は、貯留容器7110の原料液を移送するポンプ7116A,7116Bなどが設置された配液部7102となっている。第2の領域に隣接する第3の領域は、原料液を混同させる混合部(混合チップ)7140および混合された原料液を反応させる反応部(反応チップ)7142を有する処理部7103となっている。他端側の第4の領域は、処理の結果得られた生成物を導出して貯留する生成物貯留部(回収容器設置スペース)7104である。   That is, the first region on one end side is a raw material storage portion 7101 in which a plurality of storage containers 7110 (only two storage containers 7110A and 7110B are shown in FIG. 140) for storing the raw material liquid are installed, and are adjacent thereto. The second region is a liquid distribution unit 7102 in which pumps 7116A and 7116B for transferring the raw material liquid in the storage container 7110 are installed. A third region adjacent to the second region is a processing unit 7103 having a mixing unit (mixing chip) 7140 for mixing the raw material liquid and a reaction unit (reaction chip) 7142 for reacting the mixed raw material liquid. . The fourth region on the other end side is a product storage unit (recovery container installation space) 7104 for deriving and storing a product obtained as a result of the processing.

また、この流体反応装置は、各部の動作の制御を行うコンピュータである動作制御部7106と、温度調整ケース7146に熱媒体を流して処理部7103の温度調整を行う熱媒体コントローラ7107を備えている。また、動作制御部7106には、図140に示すように、液体の流量と温度をモニタできる流量モニタ7270および温度モニタ7272が搭載されている。なお、この構成例では、動作制御部7106と熱媒体コントローラ7107は流体反応装置と別置きになっているが、勿論一体でも良い。図141に示すように、第2〜第4の領域の床下部分には配管室7105が形成され、ここには混合部7140および反応部7142へ加熱又は冷却用の熱媒体を送るための配管が設けられている。動作制御部7106とマルチ分光分析装置7001の制御部7032は別になっているが、勿論一体でも良い。   The fluid reaction apparatus also includes an operation control unit 7106 that is a computer that controls the operation of each unit, and a heat medium controller 7107 that adjusts the temperature of the processing unit 7103 by flowing a heat medium through the temperature adjustment case 7146. . Further, as shown in FIG. 140, the operation controller 7106 is equipped with a flow rate monitor 7270 and a temperature monitor 7272 that can monitor the flow rate and temperature of the liquid. In this configuration example, the operation control unit 7106 and the heat medium controller 7107 are provided separately from the fluid reaction device, but may of course be integrated. As shown in FIG. 141, a piping chamber 7105 is formed in the lower floor portion of the second to fourth regions, and piping for sending a heating medium for heating or cooling to the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 is provided here. Is provided. Although the operation control unit 7106 and the control unit 7032 of the multi-spectral analysis apparatus 7001 are separate, of course, they may be integrated.

このように、上流側から下流側へと各部を配置することによって液体の流れを円滑にし、かつ装置全体をコンパクトにまとめることができる。この構成例では、各部の配列を直線状にしたが、例えば、全体が正方形に近いスペースであれば、各部を液体の流れがループを形成するように構成してもよい。   In this way, by arranging the respective parts from the upstream side to the downstream side, the flow of the liquid can be made smooth, and the entire apparatus can be made compact. In this configuration example, each part is arranged in a straight line. However, for example, if the entire space is close to a square, each part may be configured such that the liquid flow forms a loop.

図141において、符号7250は装置下部に設けられた液溜めパンであり、符号7252は液溜めパン7250上に設置された漏液センサを示す。またこの装置例では、配液部7102、処理部7103、生成物貯留部7104は隔壁7254,7256により区画されており、各部にはカバー7258,7260,7262が取り付けられて装置外部とこれらを隔離している。符号7264は排気ポートであり、図示しない排気ファンに接続されている。そして、装置内の圧力を装置外より負とすることで装置内の有毒ガスが外部に漏出することを防いでいる。   In FIG. 141, reference numeral 7250 denotes a liquid storage pan provided at the lower part of the apparatus, and reference numeral 7252 denotes a liquid leakage sensor installed on the liquid storage pan 7250. In this example of the apparatus, the liquid distribution unit 7102, the processing unit 7103, and the product storage unit 7104 are partitioned by partition walls 7254 and 7256, and covers 7258, 7260, and 7262 are attached to the respective parts to isolate them from the outside of the apparatus. is doing. Reference numeral 7264 denotes an exhaust port, which is connected to an exhaust fan (not shown). And the toxic gas in the apparatus is prevented from leaking outside by making the pressure in the apparatus negative from the outside of the apparatus.

図140に示す原料貯留部7101には、2つの貯留容器7110A,7110Bが設置されているが、必要に応じて3つまたはそれ以上の貯留容器を使用してもよい。例えば、同じ液体を2つの貯留容器に収容し、これらを交互に切り換えて用いることにより、処理を継続的に行うことができる。なお、原料貯留部7101に、ライン洗浄用のアセトンなどの有機溶剤、塩酸、純水などが入った洗浄液容器7112や、パージ用の窒素ガスが封入された圧力源7114を設けてもよい。また、廃液容器7136を原料貯留部7101に置いてもよい。   140 is provided with two storage containers 7110A and 7110B, but three or more storage containers may be used as necessary. For example, the process can be continuously performed by storing the same liquid in two storage containers and using them alternately. Note that the raw material storage unit 7101 may be provided with a cleaning liquid container 7112 containing an organic solvent such as acetone for line cleaning, hydrochloric acid, pure water, or the like, or a pressure source 7114 filled with a purge nitrogen gas. Further, the waste liquid container 7136 may be placed in the raw material reservoir 7101.

配液部(導入部)7102には、貯留容器7110A,7110Bに輸送管7121A,7121Bを介して接続されたポンプ7116A,7116Bが設置されている。図140におけるポンプ7116A,7116Bには遠心式ポンプが使用されている。また、配液部7102は、ポンプ7116A,7116Bの下流側に配置された流量調整装置7300A,7300B、リリーフ弁7122A,7122B、圧力測定センサ7124A,7124B、流路切換弁7126A,7126B、および逆洗ポンプ7130を有している。流路切換弁7126A,7126Bは、輸送管7121A,7121Bの他に、洗浄液容器7112や、圧力源7114にそれぞれ接続されている。逆洗ポンプ7130は、混合部7140や反応部7142の流路内が生成物によって閉塞した場合に用いられる。逆洗ポンプ7130は洗浄液を貯留する洗浄液容器7112に接続され、さらに流路切換弁7132を介して反応部7142の出口に接続される。逆洗ポンプ7130により移送される洗浄液は通常の流れと逆に流れる。すなわち、洗浄液は、反応部7142の出口から混合部7140の入口に向かって流れ、流路切換弁7126A,7126Bを経て廃液口7134から図示しない配管を通って廃液貯留容器7136に入れられる。   Pumps 7116A and 7116B connected to the storage containers 7110A and 7110B via transport pipes 7121A and 7121B are installed in the liquid distribution unit (introduction unit) 7102. As the pumps 7116A and 7116B in FIG. 140, centrifugal pumps are used. Further, the liquid distribution unit 7102 includes flow rate adjusting devices 7300A and 7300B, relief valves 7122A and 7122B, pressure measurement sensors 7124A and 7124B, flow path switching valves 7126A and 7126B, and backwashing that are disposed downstream of the pumps 7116A and 7116B. A pump 7130 is included. The flow path switching valves 7126A and 7126B are connected to a cleaning liquid container 7112 and a pressure source 7114 in addition to the transport pipes 7121A and 7121B, respectively. The backwash pump 7130 is used when the flow path of the mixing unit 7140 or the reaction unit 7142 is blocked by the product. The backwash pump 7130 is connected to a cleaning liquid container 7112 that stores the cleaning liquid, and is further connected to the outlet of the reaction unit 7142 via a flow path switching valve 7132. The cleaning liquid transferred by the backwash pump 7130 flows in reverse to the normal flow. That is, the cleaning liquid flows from the outlet of the reaction unit 7142 toward the inlet of the mixing unit 7140, passes through the flow path switching valves 7126 </ b> A and 7126 </ b> B, and enters the waste liquid storage container 7136 from the waste liquid port 7134 through a pipe (not shown).

逆洗ポンプ7130は吐出圧力が高く、洗浄液に脈動を起こさせて生成物を除去することが可能なように1本ピストン16型のポンプが好ましい。洗浄液としては、有機溶剤、塩酸、硝酸、りん酸、有機酸、純水などが好適に用いられる。有機溶剤の例としては、アセトン、エタノール、メタノールなどが挙げられる。図140に示す導入口7240は、外部から純水や水素水を導入する場合に設けられたもので、洗浄液容器7112内の洗浄液の代わりに洗浄に使用できる。   The backwash pump 7130 is preferably a single piston 16 type pump so that the discharge pressure is high and the product can be removed by causing pulsation in the cleaning liquid. As the cleaning liquid, an organic solvent, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, organic acid, pure water, or the like is preferably used. Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, methanol and the like. An introduction port 7240 shown in FIG. 140 is provided when pure water or hydrogen water is introduced from the outside, and can be used for cleaning instead of the cleaning liquid in the cleaning liquid container 7112.

図143は、原料液の予備加熱(予備温度調整)と混合を行うための混合部7140を示すもので、3枚の薄板状の基材である上板7144a、中板7144b、下板7144cが接合されて全厚さ5mmの混合部7140が形成されている。なお、以下に説明する流路はいずれも中板7144bの表面に形成された溝である。上板7144aを貫通して形成された2つの流入ポート7147A,7147Bは、中板7144bの上面に形成されたそれぞれ2つの予備加熱流路7148A,7148Bに連通する。これらの予備加熱流路7148A,7148Bはそれぞれ途中で分岐しかつそれぞれ拡大し、再度合流する。さらに、予備加熱流路7148A,7148Bはそれぞれ出口流路7150A,7150Bに連通し、これらの出口流路7150A,7150Bは合流部7152に通じている。出口流路7150Aは、中板7144bの上面に、出口流路7150Bは中板7144bの下面に形成されている。   FIG. 143 shows a mixing unit 7140 for preheating (preliminary temperature adjustment) and mixing of the raw material liquid. The upper plate 7144a, the middle plate 7144b, and the lower plate 7144c, which are three thin plate-like base materials, are shown. A mixing portion 7140 having a total thickness of 5 mm is formed by bonding. In addition, all the flow paths described below are grooves formed on the surface of the intermediate plate 7144b. Two inflow ports 7147A and 7147B formed through the upper plate 7144a communicate with two preheating channels 7148A and 7148B formed on the upper surface of the middle plate 7144b, respectively. These preheating flow paths 7148A and 7148B each branch in the middle, expand, and merge again. Further, the preheating channels 7148A and 7148B communicate with the outlet channels 7150A and 7150B, respectively, and these outlet channels 7150A and 7150B communicate with the junction 7152. The outlet channel 7150A is formed on the upper surface of the middle plate 7144b, and the outlet channel 7150B is formed on the lower surface of the middle plate 7144b.

図144は図143に示す合流部の拡大図である。図144に示すように、合流部7152は、出口流路7150A,7150Bに通じる円弧状の溝として中板7144bの上下面にそれぞれ形成されたヘッダ部7154,7155と、このヘッダ部7154,7155から円弧の中心に向かって延びる複数の分液流路7156,7157と、これらの分液流路7156,7157が合流する合流空間7158とを有している。分液流路7156,7157と合流空間7158は中板7144bの上面に形成され、分液流路7156,7157は交互に配置されている。下面側のヘッダ部7155と分液流路7157とは、中板7144bを貫通する連絡孔7157aにより連通している。合流空間7158は、下流側に向けて幅が徐々に小さくなるように形成され、中板7144bおよび下板7144cを貫通して形成された流出ポート7160に連通している。   FIG. 144 is an enlarged view of the junction shown in FIG. As shown in FIG. 144, the merging portion 7152 includes header portions 7154 and 7155 formed on the upper and lower surfaces of the middle plate 7144b as arc-shaped grooves that communicate with the outlet flow paths 7150A and 7150B, and the header portions 7154 and 7155, respectively. A plurality of liquid separation channels 7156, 7157 extending toward the center of the arc and a merge space 7158 where these liquid separation channels 7156, 7157 merge. The liquid separation channels 7156 and 7157 and the merge space 7158 are formed on the upper surface of the intermediate plate 7144b, and the liquid separation channels 7156 and 7157 are alternately arranged. The header portion 7155 on the lower surface side and the liquid separation flow path 7157 communicate with each other through a communication hole 7157a penetrating the intermediate plate 7144b. The merge space 7158 is formed so that the width gradually decreases toward the downstream side, and communicates with an outflow port 7160 formed through the middle plate 7144b and the lower plate 7144c.

図144に示す例では、合流空間7158の入口側の開口面7159において分液流路7156が5本、分液流路7157が4本、交互に配置されている。分液流路7156,7157からそれぞれ流出した2種類の液体は、合流空間7158内で縞状の流れを形成しつつ下流側に流れ、合流空間7158の流路幅が徐々に縮小するに従い、強制的に両液が混合される。この例では、合流空間7158の流路幅は最終的に40μmに達する。加工技術精度を上げれば、流路幅を10μmにすることも可能である。   In the example shown in FIG. 144, five separation channels 7156 and four separation channels 7157 are alternately arranged on the opening surface 7159 on the inlet side of the merge space 7158. The two kinds of liquids respectively flowing out from the separation flow paths 7156 and 7157 flow downstream while forming a stripe-like flow in the merge space 7158, and are forced as the flow path width of the merge space 7158 gradually decreases. Both liquids are mixed. In this example, the flow path width of the merge space 7158 finally reaches 40 μm. If the processing technology accuracy is increased, the flow path width can be reduced to 10 μm.

図145(a)は図140に示す反応部を示す平面図、図145(b)は図145(a)に示す反応部の断面図である。この例では、2枚の基材7144d,7144eが接合されて厚さ5mmの反応部7142が構成されている。この反応部7142では、反応流路7162が蛇行しており、長い流路を効率的に提供している。反応流路7162は、入口ポート7164および出口ポート7165にそれぞれつながる連絡部7162a,7162cと、連絡部7162a,7162cに連通する蛇行部分7162bとを有しており、連絡部7162a,7162cの幅は狭く、蛇行部分7162bの幅が広く形成されている。したがって、出入口部分では液体が急速に流れ、副生成物の付着を防止しており、蛇行部分7162bでは緩やかに流れて、加熱と反応の時間を長く取ることができるようになっている。   FIG. 145 (a) is a plan view showing the reaction part shown in FIG. 140, and FIG. 145 (b) is a cross-sectional view of the reaction part shown in FIG. 145 (a). In this example, two base materials 7144d and 7144e are joined to form a reaction portion 7142 having a thickness of 5 mm. In this reaction part 7142, the reaction flow path 7162 meanders, and provides a long flow path efficiently. The reaction flow path 7162 has connecting portions 7162a and 7162c connected to the inlet port 7164 and the outlet port 7165, respectively, and a meandering portion 7162b communicating with the connecting portions 7162a and 7162c. The width of the connecting portions 7162a and 7162c is narrow. The meandering portion 7162b is formed wider. Therefore, the liquid flows rapidly at the entrance / exit part to prevent adhesion of by-products, and flows gently at the meandering part 7162b, so that the heating and reaction time can be increased.

図146(a)および図146(b)に示すのは、反応流路の幅が除々に小さくなる部分7163aと除々に大きくなる部分7163bを持つ反応部の他の構成例である。この反応部7142aには、基材7144d,7144eの間に、幅寸法が最大aから最小bの範囲で増減する反応流路7163が形成されている。幅寸法の増減に合わせ、深さを増減させてもよい。この例では、反応流路7163の断面積が一定になるよう深さが最大cから最小dの範囲で変化するようになっている。   FIG. 146 (a) and FIG. 146 (b) show another example of the structure of the reaction part having the part 7163a in which the width of the reaction channel gradually decreases and the part 7163b in which the width gradually increases. In the reaction portion 7142a, a reaction flow path 7163 is formed between the base materials 7144d and 7144e so that the width dimension increases or decreases in the range from the maximum a to the minimum b. The depth may be increased or decreased according to the increase or decrease of the width dimension. In this example, the depth changes from the maximum c to the minimum d so that the cross-sectional area of the reaction channel 7163 is constant.

図146(c)は、反応流路の他の構成例を示す横断面図である。この反応部7142bでは、反応流路7163cは、その幅eが深さfより大きい扁平形状を有しており、熱触媒からの熱の伝達方向(矢印で表示)に交差する広い伝熱面を有するので、反応流路7163c内の液体に熱の伝達が有効に行われる。なお、合流空間7158や反応流路7162,7163に、適当な触媒を配置することは反応を促進するために有効である。このような触媒は反応の種類に応じて選択される。配置の仕方は、例えば、流路の内面に塗布したり、後述するような流路の障害物として配置することができる。   FIG. 146 (c) is a cross-sectional view showing another configuration example of the reaction channel. In this reaction portion 7142b, the reaction flow path 7163c has a flat shape whose width e is larger than the depth f, and has a wide heat transfer surface that intersects the heat transfer direction (indicated by an arrow) from the thermal catalyst. Therefore, heat is effectively transferred to the liquid in the reaction channel 7163c. In addition, it is effective in order to accelerate | stimulate reaction to arrange | position an appropriate catalyst in the merge space 7158 and the reaction flow paths 7162, 7163. Such a catalyst is selected depending on the type of reaction. As for the arrangement method, for example, it can be applied to the inner surface of the channel, or can be arranged as an obstacle of the channel as described later.

混合部7140および反応部7142の少なくとも流路を形成する素材としては、例えば、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(Polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(PolyChloroTriFluoroEthylene)の内から、耐薬品性、耐圧性、熱伝導性、耐熱性等を考慮して、好ましいものを選択する。混合部7140および反応部7142の接液部の材質は、表面からの溶出が少なく表面触媒修飾が可能で、ある程度の耐薬品性を持ち、−40〜150℃の広い温度範囲に耐えるものが望ましい。   Examples of a material that forms at least the flow path of the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 include, for example, hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, and Pyrex (registered trademark) glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), Among PVC (polyvinylchloride), PDMS (Polydimethylsiloxane), Si, PTFE (polytetrafluoroethylene), and PCTFE (PolyChloroTriFluoroEthylene), a preferable one is selected in consideration of chemical resistance, pressure resistance, thermal conductivity, heat resistance, and the like. The material of the wetted part of the mixing part 7140 and the reaction part 7142 is preferably one that has little elution from the surface, can be modified with a surface catalyst, has a certain degree of chemical resistance, and can withstand a wide temperature range of −40 to 150 ° C. .

図147は、混合部および反応部の温度を調整する温度調整ケースの構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、反応部7142の温度を調整する温度調整ケース7146についてのみ述べるが、混合部7140のための温度調整ケース7146も同様の構成を有しており、その重複する説明を省略する。温度調整ケース7146は、内部に反応部7142を収容する空間7170が形成されたケース本体7172と該空間7170を覆う蓋部7174とを備えており、これらの内面には、平行に延びる複数の熱媒体流路を構成する溝7176が形成されている。ケース本体7172には、溝7176に連通する給液路7178と排液路7180(図140参照)が形成され、これらの給液路7178と排液路7180はそれぞれ熱媒体コントローラ7107に接続されている。給液路7178は、蓋部7174の溝7176に開口7179を介して連通し、排液路7180も蓋部7174の溝7176に図示しない開口を介して連通している。この例では、溝7176を流れる熱媒体は反応部7142の表裏面に直接接触し、反応部7142は温度調整ケース7146に完全に収容された状態で加熱(または冷却)される。   FIG. 147 is a perspective view showing a configuration of a temperature adjustment case for adjusting the temperatures of the mixing unit and the reaction unit. In the following description, only the temperature adjustment case 7146 for adjusting the temperature of the reaction unit 7142 will be described, but the temperature adjustment case 7146 for the mixing unit 7140 also has the same configuration, and redundant description thereof is omitted. To do. The temperature adjustment case 7146 includes a case main body 7172 in which a space 7170 that accommodates the reaction portion 7142 is formed, and a lid portion 7174 that covers the space 7170. Grooves 7176 constituting the medium flow path are formed. A liquid supply path 7178 and a drainage path 7180 (see FIG. 140) communicating with the groove 7176 are formed in the case body 7172, and these liquid supply path 7178 and drainage path 7180 are connected to the heat medium controller 7107, respectively. Yes. The liquid supply path 7178 communicates with the groove 7176 of the lid portion 7174 via the opening 7179, and the drainage path 7180 also communicates with the groove 7176 of the lid portion 7174 via an opening (not shown). In this example, the heat medium flowing through the groove 7176 is in direct contact with the front and back surfaces of the reaction unit 7142, and the reaction unit 7142 is heated (or cooled) in a state of being completely accommodated in the temperature adjustment case 7146.

図示しないが、熱媒体コントローラ7107には、熱媒体の温度を制御する制御機構と熱媒体を移送するポンプが内蔵されている。図140に示すように、熱媒体は熱交換器7182を通過後、混合部7140および反応部7142の温度調整ケース7146に供給されるようになっている。熱交換器7182は例えば冷却用の市水の量を変えることで混合部7140および反応部7142に供給される熱媒体の温度を独立に変えられるようになっている。   Although not shown, the heat medium controller 7107 includes a control mechanism for controlling the temperature of the heat medium and a pump for transferring the heat medium. As shown in FIG. 140, the heat medium is supplied to the temperature adjustment case 7146 of the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 after passing through the heat exchanger 7182. The heat exchanger 7182 can change the temperature of the heat medium supplied to the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 independently by changing the amount of city water for cooling, for example.

図148(a)ないし図148(d)には、温度調整ケース7146の他の例が示されており、ここでは、熱媒体流路7192はケース本体7172と蓋部7174のそれぞれの内部に形成されている。給液路7178は、図148(c)に示すように、給液配管7188の先端が挿入された二重管の構成となっており、細い連通路7190を介して熱媒体流路7192に連通している。排液側も同様の構成である。図148(b)に示すように、混合部7140を収容する温度調整ケース7146と反応部7142を収容する温度調整ケース7146とは、ボルト7194、ナット7195およびスペーサ7196を介して積層して結合されている。   FIGS. 148 (a) to 148 (d) show another example of the temperature adjustment case 7146. Here, the heat medium flow path 7192 is formed inside each of the case main body 7172 and the lid portion 7174. FIG. Has been. As shown in FIG. 148 (c), the liquid supply path 7178 has a double pipe structure in which the tip of the liquid supply pipe 7188 is inserted, and communicates with the heat medium flow path 7192 through a thin communication path 7190. is doing. The drainage side has the same configuration. As shown in FIG. 148 (b), the temperature adjustment case 7146 that accommodates the mixing unit 7140 and the temperature adjustment case 7146 that accommodates the reaction unit 7142 are stacked and coupled via a bolt 7194, a nut 7195, and a spacer 7196. ing.

図148(b)には、温度調整ケース7146に収容された混合部7140および反応部7142への液体の供給・排出の経路が示されている。すなわち、それぞれの液体は、温度調整ケース7146を貫通して形成された流通路7198を介して混合部7140へ流出入する。また、混合部7140と反応部7142との間の液体の流通は、温度調整ケース7146の流通路7198を連絡する連絡通路200を介して行う。図148(d)には、反応部7142の液の流入部と流出部の構造が説明されている。液の流れを下方向へ向かわせるために、通常は混合部7140および反応部7142の液の入口は上面に、出口は下面にそれぞれ形成する。   FIG. 148 (b) shows a path for supplying and discharging liquid to / from the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 accommodated in the temperature adjustment case 7146. That is, each liquid flows into and out of the mixing unit 7140 through a flow passage 7198 formed through the temperature adjustment case 7146. In addition, the flow of the liquid between the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 is performed through the communication path 200 that communicates with the flow path 7198 of the temperature adjustment case 7146. FIG. 148 (d) illustrates the structure of the inflow portion and the outflow portion of the liquid in the reaction portion 7142. In order to direct the liquid flow downward, the liquid inlet of the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 is normally formed on the upper surface and the outlet is formed on the lower surface.

図140に示すように、反応部7142の流出口202は、回収配管204を介して生成物貯留部7104に接続されている。生成物貯留部7104には、冷却用の熱交換器7206、流路切換弁7132の下流側に回収容器7208が設けられている。回収容器7208が置かれる生成物貯留部7104は、他の領域から温度等の影響を受けないように、また生成物から発生する可能性のある有毒ガスが外部に漏洩しないように隔離されている。   As shown in FIG. 140, the outlet 202 of the reaction unit 7142 is connected to the product storage unit 7104 via the recovery pipe 204. The product storage unit 7104 is provided with a recovery container 7208 on the downstream side of the heat exchanger 7206 for cooling and the flow path switching valve 7132. The product storage unit 7104 in which the recovery container 7208 is placed is isolated so as not to be affected by temperature and the like from other regions, and to prevent toxic gas that may be generated from the product from leaking to the outside. .

図149は、生成物貯留部7104の他の構成例を示すもので、複数の回収容器7208が回転テーブル7212上に設置されている。この例では、回収容器7208は2個であり、回転テーブル7212を移動させるアクチュエータ7214は180度回転型ロータリーアクチュエータである。勿論、回収容器7208の数やアクチュエータ7214の種類は適宜に選択可能である。図140に示す動作制御部7106は、回収容器7208の液面を検知する液面検知センサ7211bからの信号により、回収容器7208の交換時期を判断し、流路切換弁7132(図140参照)により液流を止め、回収口7210の下流に設けた光学的流体検知センサ7211aにより液流の停止を確認して、アクチュエータ7214を作動させて他の回収容器7208を回収口7210の下方に移動させる。   FIG. 149 shows another configuration example of the product storage unit 7104, and a plurality of collection containers 7208 are installed on the turntable 7212. In this example, the number of collection containers 7208 is two, and the actuator 7214 that moves the rotary table 7212 is a 180-degree rotary actuator. Of course, the number of collection containers 7208 and the type of actuator 7214 can be selected as appropriate. The operation control unit 7106 shown in FIG. 140 determines the replacement timing of the recovery container 7208 based on a signal from the liquid level detection sensor 7211b that detects the liquid level of the recovery container 7208, and the flow path switching valve 7132 (see FIG. 140). The liquid flow is stopped, the stop of the liquid flow is confirmed by the optical fluid detection sensor 7211a provided downstream of the recovery port 7210, and the actuator 7214 is operated to move the other recovery container 7208 below the recovery port 7210.

次に、上記のように構成された流体反応装置により、薬液等の液体(原料液)を反応させる工程について説明する。なお、流体反応装置の動作は基本的に動作制御部7106によって自動制御される。まず、原料貯留部7101において、原料液を貯留した貯留容器7110A,7110Bに用意しておく。熱媒体コントローラ7107により熱媒体の温度を設定し、熱交換器7182を通過させる市水の量を調整して各熱媒体の温度をそれぞれ調整し、混合部7140および反応部7142の温度調整ケース7146へ熱媒体を流通させてこれらを所定の温度に維持する。熱媒体の温度は、温度調整ケース7146の入口に設けた温度センサ7216,7218により測定される。   Next, a process of reacting a liquid (raw material liquid) such as a chemical solution with the fluid reaction apparatus configured as described above will be described. The operation of the fluid reaction apparatus is basically automatically controlled by the operation control unit 7106. First, in the raw material storage part 7101, it prepares in the storage containers 7110A and 7110B which stored the raw material liquid. The temperature of the heat medium is set by the heat medium controller 7107, the amount of city water passing through the heat exchanger 7182 is adjusted to adjust the temperature of each heat medium, and the temperature adjustment case 7146 of the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 is adjusted. Heat medium is circulated to maintain a predetermined temperature. The temperature of the heat medium is measured by temperature sensors 7216 and 7218 provided at the inlet of the temperature adjustment case 7146.

この例では、原料液を処理部7103に供給する前に、混合部7140および反応部7142内の流路に純水等の洗浄液を流して予め洗浄する。流路を洗浄している間、洗浄液の温度を混合部7140の出口の温度センサ7220および反応部7142の出口の温度センサ7222で測定し、洗浄液の温度を熱媒体コントローラ7107にフィードバックする。このようにして、混合部7140および反応部7142を所定の温度に調整する。   In this example, before supplying the raw material liquid to the processing unit 7103, a cleaning liquid such as pure water is supplied to the flow paths in the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 to perform cleaning in advance. While cleaning the flow path, the temperature of the cleaning liquid is measured by the temperature sensor 7220 at the outlet of the mixing unit 7140 and the temperature sensor 7222 at the outlet of the reaction unit 7142, and the temperature of the cleaning liquid is fed back to the heat medium controller 7107. In this way, the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 are adjusted to a predetermined temperature.

混合部7140および反応部7142の温度が調整され、流路の洗浄を終えてから、流路切換弁7132を切り換え、ポンプ7116A,7116Bを駆動して、貯留容器7110A,7110B内の原料液をそれぞれ移送する。原料液は、流量調整装置7300A,7300Bにより所定の流量に調整され、その後、混合部7140、反応部7142、流出口7202、回収口7210を経て回収容器7208に至る。なお、流路切換弁7132はアクチュエータにより作動する自動弁としており、この動作は自動運転も可能である。   After the temperature of the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 is adjusted and the cleaning of the flow path is completed, the flow path switching valve 7132 is switched and the pumps 7116A and 7116B are driven to supply the raw material liquid in the storage containers 7110A and 7110B, respectively. Transport. The raw material liquid is adjusted to a predetermined flow rate by the flow rate adjusting devices 7300A and 7300B, and then reaches the recovery container 7208 via the mixing unit 7140, the reaction unit 7142, the outlet port 7202, and the recovery port 7210. Note that the flow path switching valve 7132 is an automatic valve that is operated by an actuator, and this operation can also be performed automatically.

混合部7140においては、原料液は予備加熱流路7148A,7148B(図143参照)において所定の温度に加熱された後、合流部7152において合流し、混合する。その際、各液は、図144に示すように、ヘッダ部7154,7155から分液流路7156,7157を経由して合流空間7158に流入する。合流空間7158の断面は下流へ向かうに従い徐々に減少するので、マイクロサイズの流れが規則的に混在し、フィックの法則に則って迅速に混合する。その状態で、所定の温度に維持された反応部7142の反応流路7162に流入すると、反応は、物質移動や熱伝導の制約を受けずに迅速に進行する。したがって、量産手段として充分実用的であるとともに、反応速度の早い爆発性の反応でも低温下で行う必要がなくなる。また、この例では、反応流路7162の幅が合流空間7158の幅に比べて充分広く形成されているので、反応速度が遅い場合でも充分な時間をかけて行うことができ、高い収率を得ることができる。   In the mixing unit 7140, the raw material liquids are heated to a predetermined temperature in the preheating channels 7148 </ b> A and 7148 </ b> B (see FIG. 143), and then merged and mixed in the joining unit 7152. At that time, as shown in FIG. 144, the respective liquids flow into the merge space 7158 from the header portions 7154 and 7155 via the liquid separation channels 7156 and 7157. Since the cross section of the merge space 7158 gradually decreases toward the downstream, micro-sized flows are regularly mixed and rapidly mixed according to Fick's law. In that state, when it flows into the reaction channel 7162 of the reaction unit 7142 maintained at a predetermined temperature, the reaction proceeds quickly without being restricted by mass transfer or heat conduction. Therefore, it is sufficiently practical as a mass production means, and it is not necessary to carry out an explosive reaction with a high reaction rate at a low temperature. Further, in this example, the width of the reaction channel 7162 is sufficiently wide compared to the width of the merge space 7158, so that even when the reaction rate is slow, the reaction can be performed over a sufficient period of time, resulting in a high yield. Obtainable.

得られた生成物は、反応流路7162の流出口7202から回収配管7204を経由してマルチ分光分析装置7001に送られ、光源部7024から波長領域の異なる複数の光を異なる分光部28で受光して、被測定液を通過した各波長の分光が行われ、その結果に基づいてその含有成分が測定され、さらにその結果に基づいて、記述したような種々の措置が執られる。   The obtained product is sent from the outlet 7202 of the reaction flow path 7162 to the multi-spectral analysis apparatus 7001 via the recovery pipe 7204, and a plurality of lights having different wavelength regions are received by the different spectroscopic units 28 from the light source unit 7024. Then, the spectrum of each wavelength that has passed through the liquid to be measured is performed, the contained components are measured based on the result, and various measures as described are performed based on the result.

マルチ分光分析装置7001を通過した処理液体は、熱交換器7206に送られ、ここで冷却されて、回収口7210より回収容器7208に流入する。貯留容器7110A,7110Bが空になったり、回収容器7208が満杯になったら、動作制御部7106によりポンプ7116A,7116Bの運転を停止させて処理を終了させる。この場合、貯留容器7110A,7110Bの他に、追加の貯留容器を原料貯留部7101に予め用意しておけば、流路切換弁7126A,7126Bを切り換えることにより、運転を停止させることなく連続的な処理が可能である。なお、反応に時間が掛かる場合には、混合部7140および反応部7142内に液を一定時間閉じ込めてバッチ運転することも可能である。流路切換弁7126A、7126Bも自動弁であるのでこれらの動作は自動運転も可能である。   The processing liquid that has passed through the multispectral analyzer 7001 is sent to the heat exchanger 7206 where it is cooled and flows into the recovery container 7208 through the recovery port 7210. When the storage containers 7110A and 7110B are emptied or the collection container 7208 is full, the operation control unit 7106 stops the operation of the pumps 7116A and 7116B and ends the process. In this case, in addition to the storage containers 7110A and 7110B, if an additional storage container is prepared in the raw material storage unit 7101 in advance, the flow switching valves 7126A and 7126B can be switched to continuously operate without stopping. Processing is possible. In addition, when reaction takes time, it is also possible to carry out batch operation by confining the liquid in the mixing unit 7140 and the reaction unit 7142 for a certain period of time. Since the flow path switching valves 7126A and 7126B are also automatic valves, these operations can be automatically operated.

バッチ運転の方法は、ポンプ7116A,7116Bを一時停止してもよいし、流路切換弁7126A,7126Bを切り換えて、処理部7103への液体の流入を停止させてもよい。これにより、液体の反応時間が長い場合でも反応流路7162の長さを長くする必要がなくなる。バッチ運転の際は、合流空間7158および/または反応流路7162に液体が充満されたことを検知する充満検知手段を用いて運転制御を行うことが好ましい。これは、例えば、図149に示すような光学的流体検知センサが用いられる。これにより、合流空間7158および/または反応流路7162に液体が充満されたと判断した時点で、ポンプ7116A,7116Bを停止させまたは第1の流路切換弁を切換え、液体を反応終結時間に適応する一定時間合流空間7158および/または反応流路7162に滞留させておく。   In the batch operation method, the pumps 7116A and 7116B may be temporarily stopped, or the flow switching valves 7126A and 7126B may be switched to stop the inflow of liquid into the processing unit 7103. This eliminates the need to increase the length of the reaction channel 7162 even when the liquid reaction time is long. In batch operation, it is preferable to perform operation control using a fullness detection means for detecting that the confluence space 7158 and / or the reaction flow path 7162 is filled with liquid. For example, an optical fluid detection sensor as shown in FIG. 149 is used. Accordingly, when it is determined that the merge space 7158 and / or the reaction flow path 7162 is filled with the liquid, the pumps 7116A and 7116B are stopped or the first flow path switching valve is switched to adapt the liquid to the reaction end time. It is retained in the merge space 7158 and / or the reaction flow path 7162 for a fixed time.

図150(a)および図150(b)は、混合部7140における合流部の他の構成例を示すものである。この合流部7152aは、Y字状の合流空間7158aに、障害物7224を一定間隔aで所定の距離Lに亘って配置したものである。この例では、直径50μm以下である柱状の障害物7224を、合流点からL=5mmに亘って配置した。図150(b)に示すように、各障害物7224は隣接するものが流れ方向にピッチの半分だけずれるように、千鳥状に配置されている。これによって液体Aおよび液体Bの界面7125が蛇行するので2つの液体の界面面積(接触面積)を大きくすることができる。図151に示す合流部7152bでは、合流空間7158bの中央部に一列の障害物7224を流れ方向に沿って千鳥状に配置したもので、同様に界面面積を大きくすることができる。これは、狭い合流空間7158bで採用するのに好適である。   FIG. 150A and FIG. 150B show another configuration example of the merging unit in the mixing unit 7140. The junction 7152a is configured by disposing an obstacle 7224 in a Y-shaped junction space 7158a at a predetermined interval a over a predetermined distance L. In this example, a columnar obstacle 7224 having a diameter of 50 μm or less was arranged over L = 5 mm from the junction. As shown in FIG. 150 (b), the obstacles 7224 are arranged in a staggered manner so that adjacent ones are shifted by half the pitch in the flow direction. As a result, the interface 7125 between the liquid A and the liquid B meanders, so that the interface area (contact area) between the two liquids can be increased. In the merge portion 7152b shown in FIG. 151, a row of obstacles 7224 are arranged in a zigzag along the flow direction at the center of the merge space 7158b, and the interface area can be similarly increased. This is suitable for use in the narrow merge space 7158b.

図152は、流体反応装置の処理部7103の他の構成例を示すものである。これは、図10の処理部7103において、混合部7140と反応部7142との組み合わせをそれぞれ有する2系統R1,R2設け、さらに配液部7102の流路切換弁7126A,7126Bを用いて2種類の原料液をいずれの系統R1,R2にも供給可能にしたものである。このように、2系統を用いることで、必要に応じて処理量を増やすことができるが、その他にも種々の使用方法が有る。例えば、反応生成物が固体粒子を析出しやすく、配管途中で詰まりやすい場合などでは、一方の系統を予備として使用する。また、流路切換弁7126A,7126Bで移送ラインを交互に切り換えて、上述したバッチ運転を連続的に行うことができる。勿論、3系統以上の移送ラインを適宜に並列して設けることができる。この場合も流路切換弁7126A,7126Bは自動操作が可能である。   FIG. 152 shows another configuration example of the processing unit 7103 of the fluid reaction device. In the processing unit 7103 of FIG. 10, two systems R1 and R2 each having a combination of a mixing unit 7140 and a reaction unit 7142 are provided, and two types of flow path switching valves 7126A and 7126B of the liquid distribution unit 7102 are used. The raw material liquid can be supplied to any of the systems R1 and R2. As described above, by using the two systems, the processing amount can be increased as necessary, but there are various other usage methods. For example, when the reaction product easily precipitates solid particles and is easily clogged in the middle of the piping, one system is used as a spare. Further, the batch operation described above can be continuously performed by alternately switching the transfer lines by the flow path switching valves 7126A and 7126B. Of course, three or more transfer lines can be provided in parallel as appropriate. Also in this case, the channel switching valves 7126A and 7126B can be automatically operated.

図153は、処理部7103において反応部を複数直列に配置した例を示す。この例では、1つの混合部7140と3つの反応部7142a,7142b,7142cが直列に接続されており、それぞれに温度センサ7220,7222a,7222b,7222cが設けられている。この例では、反応の段階に応じて反応部7142a,7142b,7142cを独立して温度制御することが可能となっている。この構成は、生化学反応のように反応時間と反応温度を大胆に且つ瞬時に変化させたい反応に適している。たとえば反応部7142aでは100℃で反応させ、反応部7142bでは−20℃で反応させるというような反応もこのシステムでは可能になる。   FIG. 153 shows an example in which a plurality of reaction units are arranged in series in the processing unit 7103. In this example, one mixing unit 7140 and three reaction units 7142a, 7142b, 7142c are connected in series, and temperature sensors 7220, 7222a, 7222b, 7222c are provided respectively. In this example, the temperatures of the reaction units 7142a, 7142b, and 7142c can be independently controlled according to the stage of the reaction. This configuration is suitable for reactions that require a bold and instantaneous change in reaction time and reaction temperature, such as biochemical reactions. For example, in this system, the reaction can be performed at 100 ° C. in the reaction unit 7142a and at −20 ° C. in the reaction unit 7142b.

図154は、処理部7103において混合部を複数設けた例である。この構成例では、A液とB液を混合し反応させる第1の混合部7140および反応部7142が設けられ、この反応部7142の下流側に第2の混合部7140aが設けられている。この混合部7140aではポンプ7116Cから輸送された第3の原料液または反応剤であるC液がA液とB液と合流し、混合する。これらの2つの混合部7140,7140aと1つの反応部7142の温度は個別に制御される。なお、C液は反応停止剤でもよい。   FIG. 154 is an example in which a plurality of mixing units are provided in the processing unit 7103. In this configuration example, a first mixing unit 7140 and a reaction unit 7142 for mixing and reacting the liquid A and the liquid B are provided, and a second mixing unit 7140a is provided on the downstream side of the reaction unit 7142. In the mixing unit 7140a, the third raw material liquid or the C liquid which is the reactant transported from the pump 7116C is merged with the A liquid and the B liquid. The temperatures of these two mixing units 7140 and 7140a and one reaction unit 7142 are individually controlled. The liquid C may be a reaction terminator.

この構成例では、インライン収率評価器7226が第2の混合部7140aの流出口7202に直接接続されている。これにより、化学反応の結果の収率をリアルタイムで確認でき、直ぐにプロセスパラメータへフィードバックすることが可能となる。インライン収率評価器7226としては、被測定物を分離せずに測定可能な方法として赤外分光、近赤外分光、紫外吸光等の方法がある。   In this configuration example, the inline yield evaluator 7226 is directly connected to the outlet 7202 of the second mixing unit 7140a. Thereby, the yield of the result of the chemical reaction can be confirmed in real time, and can be immediately fed back to the process parameters. As the inline yield evaluator 7226, there are methods such as infrared spectroscopy, near infrared spectroscopy, and ultraviolet absorption as methods that can be measured without separating the object to be measured.

この構成例では、さらに、反応生成物の中から不要な物質と必要な物質を分離する分離抽出部7228が第2の混合部7140aの下流側に設けられている。図示するように、分離抽出部7228は、Y字形の分離流路7234を有している。第2の混合部7140aからの液体は分離流路7234により2つの流れに分岐され、1つは物質内の疎水性分子のみを通過させる疎水性壁面7230から形成された流路に、他方は物質内の親水性分子のみを通過させる親水性壁面7232から形成された流路に流れ込む。分離した物質は、それぞれ回収配管7204,7204aを介して回収容器7208,7208aに回収される。分離抽出部7228としては、その他に、疎水性物質だけを吸着可能な膜やポーラスフリットを使用することも考えられる。   In this configuration example, a separation and extraction unit 7228 that further separates unnecessary substances and necessary substances from the reaction product is provided on the downstream side of the second mixing unit 7140a. As illustrated, the separation and extraction unit 7228 has a Y-shaped separation channel 7234. The liquid from the second mixing portion 7140a is branched into two flows by the separation channel 7234, one in the channel formed by the hydrophobic wall 7230 that allows only the hydrophobic molecules in the material to pass through, and the other in the material It flows into a flow path formed from a hydrophilic wall surface 7232 through which only the hydrophilic molecules inside pass. The separated substances are recovered in recovery containers 7208 and 7208a via recovery pipes 7204 and 7204a, respectively. As the separation / extraction unit 7228, it is possible to use a membrane or a porous frit that can adsorb only a hydrophobic substance.

図155は、混合・反応と分離抽出を繰り返して連続処理するための構成例である。すなわち、A液とB液を処理する混合部7140a、反応部7142a、および分離抽出部7228aが上流側に配置され、分離抽出部7228aから抽出された液体とC液を処理する混合部7140b、反応部7142b、および分離抽出部7228bが下流側に配置されている。A液とB液が反応した後の不要物質は分離抽出部7228aの排出口7234aから系外に出され、C液を加えた第2の反応における不要物質は分離抽出部7228bの排出口7234bから系外に出される。さらに、分離抽出部7228bから抽出された液体と第4の液であるD液を混合させる混合部7140cが設けられている。なお、D液は反応停止剤でもよく、他の原料溶液でも良い。混合部7140cの下流側にインライン収率評価器7226を設けても良い。   FIG. 155 is a configuration example for continuous processing by repeating mixing / reaction and separation / extraction. That is, the mixing unit 7140a for processing the liquid A and the liquid B, the reaction unit 7142a, and the separation / extraction unit 7228a are arranged on the upstream side, and the mixing unit 7140b for processing the liquid extracted from the separation / extraction unit 7228a and the liquid C The part 7142b and the separation / extraction part 7228b are arranged on the downstream side. Unnecessary substances after the A liquid and B liquid have reacted are discharged from the discharge port 7234a of the separation and extraction unit 7228a, and unnecessary substances in the second reaction to which the C liquid has been added are discharged from the discharge port 7234b of the separation and extraction unit 7228b. Be taken out of the system. Furthermore, a mixing unit 7140c that mixes the liquid extracted from the separation / extraction unit 7228b and the fourth liquid D is provided. Liquid D may be a reaction terminator or other raw material solution. An in-line yield evaluator 7226 may be provided on the downstream side of the mixing unit 7140c.

図156(a)には、図155の各部を積層化した構成が示されている。液体は下方へ流れる。混合部7140a、反応部7142a、分離抽出部7228a、混合部7140b、反応部7142b、分離抽出部7228b、および混合部7140cは、温度調整ケース7146にそれぞれ収容され、さらにボルト7194、ナット7195、スペーサ7196によって所定の間隔をおいて積層化されている。各部間の液の移動は連絡通路7200(図143(b)参照)を介して行われる。各部の間には空気を介在させ、空気の断熱性を利用して他の部の熱影響を受けないようにして、温度制御の精度を向上させている。図156(b)に示すように、各温度調整ケース7146の周りを気泡を含んだクリーンなシリコン部材7236等の断熱材で覆うのが好ましい。   FIG. 156 (a) shows a configuration in which the components shown in FIG. 155 are stacked. The liquid flows downward. The mixing unit 7140a, the reaction unit 7142a, the separation / extraction unit 7228a, the mixing unit 7140b, the reaction unit 7142b, the separation / extraction unit 7228b, and the mixing unit 7140c are housed in a temperature adjustment case 7146, respectively, and further, a bolt 7194, a nut 7195, and a spacer 7196. Are stacked at a predetermined interval. The movement of the liquid between each part is performed via the communication path 7200 (see FIG. 143 (b)). The accuracy of temperature control is improved by interposing air between each part so as not to be affected by the heat of other parts by utilizing the heat insulation of air. As shown in FIG. 156 (b), it is preferable to cover each temperature adjustment case 7146 with a heat insulating material such as a clean silicon member 7236 containing bubbles.

この流体反応装置に導入される流体は液体、気体であり、回収される物質は液体、気体、固体またはこれらの混合体である。導入物質が粉体などの固体の場合は原料貯留部7101に粉体溶解器を設置することも可能である。図157は、2つの原料液のうち、一方が粉体を溶解した溶液、他方は元々液体の場合の原料貯留部7101の構成例である。原料の粉体と溶媒は粉体溶解器7240の原料導入口7242から導入される。この例では、原料粉体をヒータ7244による加熱と攪拌器7246による攪拌によって溶解し、生成した原料液を、取出し口7148に引き込まれた配管7249より、ポンプ7116Aによって、混合部7140および反応部7142に送り込むようになっている。
The fluid introduced into the fluid reaction apparatus is liquid or gas, and the substance to be recovered is liquid, gas, solid or a mixture thereof. When the introduced substance is a solid such as a powder, a powder dissolver can be installed in the raw material reservoir 7101. FIG. 157 is a configuration example of the raw material reservoir 7101 in which one of the two raw material liquids is a solution in which powder is dissolved and the other is originally liquid. Raw material powder and solvent are introduced from a raw material inlet 7242 of a powder dissolver 7240. In this example, the raw material powder is dissolved by heating with a heater 7244 and stirring with a stirrer 7246, and the generated raw material liquid is mixed by a pump 7116A from a pipe 7249 drawn into a takeout port 7148, with a mixing unit 7140 and a reaction unit 7142. It comes to send to.

Claims (118)

複数の流体をマイクロ反応空間を有する反応流路に導入して反応させる流体反応装置において、
反応に使用する流体を個々に導入する導入部と、
流体を合流させて混合する混合流路と、
流体を複数の輸送管を介して前記混合流路に向けて輸送する流体輸送手段と、
流体の流量を制御する流量制御手段と、
前記反応流路の温度を制御する温度制御手段と、
反応後の物質を回収口より導出する導出部と、
これらの動作を制御する動作制御手段と
を備えたことを特徴とする流体反応装置。
In a fluid reaction device that introduces a plurality of fluids into a reaction channel having a micro reaction space and reacts them,
An introduction part for individually introducing the fluid used for the reaction;
A mixing channel for combining and mixing fluids;
Fluid transporting means for transporting the fluid toward the mixing flow path via a plurality of transport pipes;
Flow rate control means for controlling the flow rate of the fluid;
Temperature control means for controlling the temperature of the reaction channel;
A deriving unit for deriving the substance after the reaction from the recovery port;
A fluid reaction apparatus comprising operation control means for controlling these operations.
平板状の混合基板をさらに備える流体反応装置であって、ここで、前記流体を合流させて混合する前記混合流路が該平板状の混合基板に設けられている、請求項1に記載の流体反応装置。   2. The fluid reaction apparatus according to claim 1, further comprising a plate-shaped mixed substrate, wherein the mixing flow path for mixing and mixing the fluids is provided in the plate-shaped mixed substrate. Reactor. 反応に使用する流体を個々に溜めておく貯留容器を設置する設置スペースが設けられていることを特徴とする請求項2に記載の流体反応装置。   3. The fluid reaction apparatus according to claim 2, further comprising an installation space for installing a storage container for individually storing fluids used for the reaction. 反応後の物質を前記導出部より回収する回収容器を複数個設置可能な設置スペースが設けられていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to claim 2 or 3, wherein an installation space is provided in which a plurality of collection containers for collecting the substance after reaction from the lead-out part can be installed. 前記マイクロ反応空間には、流路幅500μm以下の流路が存在することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載の流体反応装置。   5. The fluid reaction apparatus according to claim 2, wherein a channel having a channel width of 500 μm or less exists in the micro reaction space. 導入される流体は気体または液体であり、反応後の物質は気体または液体または固体のいずれか、またはそれらの混合体で、導入される流体が連続的な流れであることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The introduced fluid is a gas or a liquid, and the substance after reaction is either a gas, a liquid or a solid, or a mixture thereof, and the introduced fluid is a continuous flow. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 5. 前記流体輸送手段は圧力発生手段または電気的誘電力相互作用手段を有することを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the fluid transport means includes pressure generation means or electrical dielectric force interaction means. 前記流体輸送手段が、一対のプランジャポンプを並列に接続したプランジャポンプ装置であって、
前記各プランジャポンプのプランジャをそれぞれが交互に前進するように連動させるカム機構と、
前記各プランジャをその後退時に前記カム機構に向けて押圧する流体圧装置と、
前記流体圧装置の動作を前記プランジャの動作サイクルに応じて制御する制御部と
を有することを特徴とするプランジャポンプ装置である、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の流体反応装置。
The fluid transport means is a plunger pump device in which a pair of plunger pumps are connected in parallel,
A cam mechanism that interlocks the plungers of the plunger pumps so as to advance alternately.
A fluid pressure device that presses each plunger toward the cam mechanism when the plunger is retracted;
The fluid reaction according to any one of claims 2 to 7, further comprising a control unit that controls the operation of the fluid pressure device in accordance with an operation cycle of the plunger. apparatus.
前記プランジャポンプ装置の制御部は、各プランジャの前進時において、前記流体圧装置による押圧を停止させることを特徴とする請求項8に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to claim 8, wherein the control unit of the plunger pump device stops pressing by the fluid pressure device when each plunger moves forward. 前記一対のプランジャポンプはそれぞれ吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程をそれぞれ行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにタイミングが設定されていることを特徴とする請求項8に記載の流体反応装置。   The pair of plunger pumps respectively perform a speed increasing process and a speed reducing process at an initial stage and an end of a discharge operation, respectively, and timing is set so that one speed increasing process and the other speed reducing process overlap each other. The fluid reaction apparatus according to claim 8. 前記各プランジャポンプは、前進と後退の間に一定の停止過程を行なうことを特徴とする請求項8に記載の流体反応装置。   9. The fluid reaction apparatus according to claim 8, wherein each plunger pump performs a fixed stopping process between forward and backward movements. 前記流体輸送手段が、プランジャポンプ装置であって
それぞれ個別の駆動装置を有し、液体源とマイクロリアクタ流路間において並列に接続された一対のプランジャポンプと、
前記マイクロリアクタ流路内に設置された流量計と、
前記一対のプランジャポンプを交互に一定の所定送り速度で吐出動作させる制御部を備え、
前記制御部は、前記プランジャポンプが吐出動作しているときの前記流量計の測定値に基づいて、所定のタイミングで前記送り速度を調整することを特徴とするプランジャポンプ装置である、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の流体反応装置。
The fluid transport means is a plunger pump device, each having a separate drive device, and a pair of plunger pumps connected in parallel between the liquid source and the microreactor flow path;
A flow meter installed in the microreactor channel;
A controller that alternately discharges the pair of plunger pumps at a constant predetermined feed rate;
3. The plunger pump device according to claim 2, wherein the control unit adjusts the feed rate at a predetermined timing based on a measurement value of the flow meter when the plunger pump is performing a discharge operation. The fluid reaction device according to claim 7.
前記プランジャポンプ装置が、
前記マイクロリアクタ流路内に設置された圧力センサを備え、
前記制御部は、前記圧力センサの出力値に基づいて前記送り速度を微調整することを特徴とする、請求項12に記載の流体反応装置。
The plunger pump device is
A pressure sensor installed in the microreactor channel;
The fluid reaction device according to claim 12, wherein the control unit finely adjusts the feed rate based on an output value of the pressure sensor.
前記プランジャポンプ装置の前記制御部は、前記一対のプランジャポンプを、それぞれが吐出動作の初期と終期において増速過程と減速過程を行い、一方の増速過程と他方の減速過程が互いに重なるようにして流量を一定のまま切換制御することを特徴とする、請求項12または請求項13に記載の流体反応装置。   The control unit of the plunger pump device performs a speed-up process and a speed-down process for each of the pair of plunger pumps at an initial stage and an end stage of the discharge operation so that one speed-up process and the other speed-down process overlap each other. 14. The fluid reaction apparatus according to claim 12, wherein the flow control is performed while the flow rate is constant. 前記切換制御時には、前記送り速度の微調整を一方のプランジャポンプについてのみ行うことを特徴とする請求項14に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to claim 14, wherein the feed speed is finely adjusted only for one plunger pump during the switching control. 前記プランジャポンプ装置の前記制御部は、前記プランジャポンプが前進と後退の間に一定の停止過程を行うように制御することを特徴とする請求項12〜請求項15のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The said control part of the said plunger pump apparatus controls so that the said plunger pump may perform a fixed stop process between advancing and reverse | retreating, The any one of Claims 12-15 characterized by the above-mentioned. Fluid reaction device. 前記プランジャポンプ装置が、前記プランジャポンプのプランジャの位置を検出する位置センサを備え、前記制御部はこの位置センサの出力に基づいて送り速度を制御することを特徴とする、請求項12〜請求項16のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The said plunger pump apparatus is provided with the position sensor which detects the position of the plunger of the said plunger pump, The said control part controls feed speed based on the output of this position sensor, The Claims 12- Claim characterized by the above-mentioned. The fluid reaction device according to any one of 16. 前記流量制御手段は通過流体の体積を測定するセンサ部と、センサ部の測定情報を基に流体が通過する通過面積をコントロールする通過量コントロール部を有していることを特徴とする請求項2〜請求項17のいずれか1項に記載の流体反応装置。   3. The flow rate control means includes a sensor unit for measuring a volume of a passing fluid, and a passage amount control unit for controlling a passage area through which the fluid passes based on measurement information of the sensor unit. The fluid reaction device according to claim 17. 前記流量制御手段が、流路を流れる流体の流量を調整する流量調整装置であって、
前記流路を流れる流体を加熱または冷却する温調機構と、
前記流路の第1の測定点における流体の温度が変化する時刻と、前記第1の測定点よりも下流側の第2の測定点における流体の温度が変化する時刻との時間差から前記流路内を流れる流体の流量を算出する流量測定部と、
前記第2の測定点を通過する流体の温度を測定する下流側温度センサと、
前記下流側温度センサの下流側に設けられた制御弁と、
前記流量測定部により求められた流量に基づいて、流体の流量が一定となるように前記制御弁を制御する制御部とを備えたことを特徴とする流量調整装置である、請求項2〜請求項18のいずれか1項に記載の流体反応装置。
The flow rate control means is a flow rate adjustment device that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the flow path,
A temperature control mechanism for heating or cooling the fluid flowing through the flow path;
From the time difference between the time when the temperature of the fluid at the first measurement point of the flow path changes and the time when the temperature of the fluid at the second measurement point downstream of the first measurement point changes, the flow path A flow rate measurement unit for calculating the flow rate of the fluid flowing in the interior,
A downstream temperature sensor for measuring the temperature of the fluid passing through the second measurement point;
A control valve provided on the downstream side of the downstream temperature sensor;
A flow rate adjusting device comprising: a control unit that controls the control valve so that the flow rate of the fluid becomes constant based on the flow rate obtained by the flow rate measurement unit. Item 19. The fluid reaction device according to any one of Items 18 above.
前記流量調整装置の前記流量測定部は、前記第1の測定点および前記第2の測定点における流体の温度変化を示す温度カーブ上の互いに対応する2点間の時間差に基づいて流体の流量を算出することを特徴とする、請求項19に記載の流体反応装置。   The flow rate measuring unit of the flow rate adjusting device adjusts the flow rate of the fluid based on a time difference between two corresponding points on a temperature curve indicating a temperature change of the fluid at the first measurement point and the second measurement point. The fluid reaction device according to claim 19, wherein the fluid reaction device is calculated. 前記第1の測定点を通過する流体の温度を測定する上流側温度センサをさらに設けたことを特徴とする、請求項19または請求項20に記載の流体反応装置。   21. The fluid reaction apparatus according to claim 19, further comprising an upstream temperature sensor for measuring a temperature of the fluid passing through the first measurement point. 前記流量調整装置の前記上流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えることを特徴とする、請求項21に記載の流体反応装置。   The upstream temperature sensor of the flow rate adjusting device includes a sensor holder that contacts a fluid flowing in the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder to a position close to the flow path. The fluid reaction device according to claim 21. 前記流量調整装置の前記下流側温度センサは、前記流路を流れる流体に接触するセンサホルダと、前記流路に近い位置まで前記センサホルダの内部に挿入されたサーミスタとを備えることを特徴とする、請求項19〜請求項22のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The downstream temperature sensor of the flow rate adjusting device includes a sensor holder that contacts a fluid flowing through the flow path, and a thermistor inserted into the sensor holder to a position close to the flow path. The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 22. 少なくとも前記第1の測定点と前記第2の測定点とを含む空間の温度を一定に保つ環境温度制御機構をさらに設けたことを特徴とする、請求項19〜請求項23のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The environmental temperature control mechanism that keeps the temperature of a space including at least the first measurement point and the second measurement point constant is further provided. The fluid reaction apparatus according to 1. 前記流量調整装置の前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、または抵抗加熱線を備えることを特徴とする、請求項19〜請求項24のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction according to any one of claims 19 to 24, wherein the temperature control mechanism of the flow rate adjusting device includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, or a resistance heating wire. apparatus. 前記流量調整装置の前記温調機構は、前記流路を構成する孔が形成された円筒部と前記円筒部に熱を伝える伝熱部とを有する構造体と、前記構造体の伝熱部を加熱または冷却する温調部材とを備えることを特徴とする、請求項19〜請求項25のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The temperature control mechanism of the flow rate adjusting device includes a structure having a cylindrical part in which holes forming the flow path are formed, a heat transfer part that transfers heat to the cylindrical part, and a heat transfer part of the structure. The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 25, further comprising a temperature control member for heating or cooling. 前記流量調整装置の前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、圧電素子、電磁石、サーボモータ、またはステッピングモータを備えていることを特徴とする、請求項19〜請求項26のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The control valve of the flow rate adjusting device includes a valve that adjusts the flow rate and a drive source that drives the valve, and the drive source includes a piezoelectric element, an electromagnet, a servo motor, or a stepping motor. 27. The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 26, wherein: 前記流量調整装置の前記制御弁は、流量を調整する弁と、前記弁を駆動する駆動源とを有しており、該駆動源は、複数の圧電素子が積層された構造を有することを特徴とする、請求項19〜請求項27のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The control valve of the flow rate adjusting device includes a valve for adjusting a flow rate and a drive source for driving the valve, and the drive source has a structure in which a plurality of piezoelectric elements are stacked. The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 27. 前記制御弁を通過する流体の圧力は1MPa〜10MPaであることを特徴とする、請求項19〜請求項28のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 28, wherein the pressure of the fluid passing through the control valve is 1 MPa to 10 MPa. 前記制御弁を通過する流体の流量は0.01〜10L/hであることを特徴とする、請求項19〜請求項29のいずれか1項に記載の流体反応装置。   30. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 19 to 29, wherein a flow rate of the fluid passing through the control valve is 0.01 to 10 L / h. 前記流量調整装置の前記流路は、耐食性のある材料から形成されていることを特徴とする、請求項19〜請求項30のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 19 to 30, wherein the flow path of the flow rate adjusting device is formed of a material having corrosion resistance. 前記流量調整装置の前記材料は、ステンレス鋼、チタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ四フッ化エチレン、またはポリクロロトリフルオロエチレンであることを特徴とする、請求項19〜請求項31のいずれか1項に記載の流体反応装置。   32. Any one of claims 19 to 31, wherein the material of the flow control device is stainless steel, titanium, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, or polychlorotrifluoroethylene. The fluid reaction device according to item. 前記流量制御手段が、
流路を流れる流体を所定の温調位置において短時間温調する温調機構と、
前記流路の前記温調位置より下流側の温度測定位置に配置された少なくとも1つの主温度センサとを備える流量測定装置であって、
前記主温度センサにより観測した温度測定位置における温度変化に基づいて温調された流体の通過時を判断し、この判断結果に基づいて流量を算出する流量測定装置において、
前記流路の前記温調位置より上流側に位置に副温度センサを設置し、
当該主温度センサの温度測定値を前記副温度センサの測定値により補正することを特徴とする流量測定装置である、請求項2〜請求項18のいずれか1項に記載の流体反応装置。
The flow rate control means is
A temperature control mechanism for controlling the temperature of the fluid flowing through the flow path for a short time at a predetermined temperature control position;
A flow rate measuring device including at least one main temperature sensor disposed at a temperature measurement position downstream of the temperature control position of the flow path,
In the flow rate measuring device that determines the passage of the temperature-controlled fluid based on the temperature change at the temperature measurement position observed by the main temperature sensor, and calculates the flow rate based on the determination result,
A sub temperature sensor is installed at a position upstream of the temperature control position of the flow path,
The fluid reaction device according to any one of claims 2 to 18, wherein the fluid reaction device is a flow rate measurement device that corrects a temperature measurement value of the main temperature sensor with a measurement value of the sub temperature sensor.
前記流量測定装置の前記補正は、前記主温度センサの測定値と前記副温度センサの測定値の差を求めることにより行われることを特徴とする、請求項33に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to claim 33, wherein the correction of the flow rate measurement device is performed by obtaining a difference between a measurement value of the main temperature sensor and a measurement value of the sub temperature sensor. 前記主温度センサを異なる温度測定位置に少なくとも2つ設け、これらの温度測定位置における通過の時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする、請求項33または請求項34に記載の流体反応装置。   35. The fluid reaction apparatus according to claim 33 or 34, wherein at least two main temperature sensors are provided at different temperature measurement positions, and a flow rate is calculated based on a time difference of passage at these temperature measurement positions. . 前記温調機構が温調を行った時と、前記温度測定位置における通過時との時間差に基づいて流量を算出することを特徴とする、請求項33または請求項34に記載の流体反応装置。   35. The fluid reaction device according to claim 33 or claim 34, wherein the flow rate is calculated based on a time difference between when the temperature adjustment mechanism performs temperature adjustment and when passing through the temperature measurement position. 前記補正後の温度測定値が極値に達した時点を温調流体の通過時と判断することを特徴とする、請求項33〜請求項36のいずれか1項に記載の流体反応装置。   37. The fluid reaction device according to any one of claims 33 to 36, wherein the time point at which the corrected temperature measurement value reaches an extreme value is determined as the passage of a temperature control fluid. 前記流量測定装置の前記副温度センサは、前記温調位置に対して前記温度測定位置とほぼ対称の位置に有ることを特徴とする、請求項33〜請求項37のいずれか1項に記載の流体反応装置。   38. The sub-temperature sensor of the flow rate measuring device is at a position that is substantially symmetric to the temperature measurement position with respect to the temperature control position, according to any one of claims 33 to 37. Fluid reaction device. 前記副温度センサの位置を、流路に沿って調整可能としてあることを特徴とする、請求項33〜請求項38のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 33 to 38, wherein the position of the sub temperature sensor is adjustable along the flow path. 前記主温度センサまたは副温度センサの測定値をアナログ/デジタル変換してデジタル回路に取り入れて処理することを特徴とする、請求項33〜請求項39のいずれか1項に記載の流体反応装置。   40. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 33 to 39, wherein the measured value of the main temperature sensor or the sub temperature sensor is analog / digital converted and taken into a digital circuit for processing. 前記流量測定装置の前記温調機構は、ペルチェ素子、ゼーベック素子、電磁波発生器、抵抗加熱線、サーミスタ、または白金抵抗体を備えることを特徴とする、請求項33〜請求項40のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The temperature control mechanism of the flow rate measuring device includes a Peltier element, a Seebeck element, an electromagnetic wave generator, a resistance heating wire, a thermistor, or a platinum resistor, any one of claims 33 to 40. The fluid reaction device according to item. 前記混合基板が複数設けられていることを特徴とする請求項2〜請求項41のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 41, wherein a plurality of the mixed substrates are provided. 混合後の流体の反応を進行させるために、前記反応流路を前記混合基板とは別に設けた反応基板に形成したことを特徴とする請求項2〜請求項42のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The reaction channel according to any one of claims 2 to 42, wherein the reaction channel is formed in a reaction substrate provided separately from the mixing substrate in order to advance the reaction of the fluid after mixing. Fluid reaction device. 前記反応基板が複数設けられていることを特徴とする請求項43に記載の流体反応装置。   44. The fluid reaction apparatus according to claim 43, wherein a plurality of the reaction substrates are provided. 前記流体輸送手段と前記混合基板の間に第1の流路選択切換弁を、前記混合基板と物質回収口の間に第2の流路選択切換弁を具備したことを特徴としたことを特徴とする請求項2〜請求項44のいずれか1項に記載の流体反応装置。   A first channel selection switching valve is provided between the fluid transporting means and the mixed substrate, and a second channel selection switching valve is provided between the mixing substrate and the substance recovery port. The fluid reaction device according to any one of claims 2 to 44. 前記第1の流路選択切換弁と第2の流路選択切換弁は電気動作または空気圧動作により作動する自動弁であることを特徴とする請求項45に記載の流体反応装置。   46. The fluid reaction apparatus according to claim 45, wherein the first flow path selection switching valve and the second flow path selection switching valve are automatic valves that are operated by electric operation or pneumatic operation. 混合流路に導入された流体が混合された後、混合流路または/および反応流路に流体が充満されたことを判断する充満検知手段を具備し、充満された時点で流体の輸送手段を停止させまたは流路選択切換弁を切換え、流体を反応終結時間に適応する一定時間混合流路または/および反応流路に滞留させておく制御が可能なことを特徴とする請求項2〜請求項46のいずれか1項に記載の流体反応装置。   After the fluid introduced into the mixing channel is mixed, it is provided with a filling detection means for judging that the mixing channel or / and the reaction channel is filled with the fluid. 2. The control according to claim 2, wherein the control is performed by stopping or switching the flow path selection switching valve so that the fluid is retained in the mixing flow path and / or the reaction flow path for a certain period of time adapted to the reaction end time. 46. The fluid reaction device according to any one of 46. 前記充満検知手段は、物質回収口から出始めた流体を検知する流体有無センサ、または、混合反応後の輸送管内の流体の有無を検知する流体有無センサであることを特徴とする請求項47に記載の流体反応装置。   48. The fluid detection sensor according to claim 47, wherein the fullness detection means is a fluid presence / absence sensor that detects fluid that has started to come out from the substance recovery port, or a fluid presence / absence sensor that detects presence / absence of fluid in the transport pipe after the mixing reaction. The fluid reaction apparatus as described. 前記混合流路と前記反応流路には個別に温度測定センサが設けられ、個別に温度制御が可能であることが特徴とすることを特徴とする請求項2〜請求項48のいずれか1項に記載の流体反応装置。   49. The temperature measurement sensor is provided separately for each of the mixing channel and the reaction channel, and the temperature can be individually controlled. The fluid reaction apparatus according to 1. 前記混合基板と前記反応基板の少なくとも一部を積層させて配置させることを特徴とする請求項2〜請求項49のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 49, wherein at least a part of the mixed substrate and the reaction substrate are stacked. 流路選択切換弁を切り換えて、混合流路、反応流路内の通常の流れの方向とは逆方向に流体を送り込む逆洗手段を具備したことを特徴とする請求項2〜請求項50のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The backwashing means for switching the channel selection switching valve to feed the fluid in the direction opposite to the normal flow direction in the mixing channel and the reaction channel is provided. The fluid reaction apparatus according to any one of claims. 前記逆洗手段は、圧送手段として1本ピストンポンプを有することが特徴であることを特徴とする請求項51に記載の流体反応装置。   52. The fluid reaction apparatus according to claim 51, wherein the backwashing means has a single piston pump as pressure feeding means. 前記第1の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする請求項45〜請求項52のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The first channel selection switching valve is connected to one or more of a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, a hydrogen water supply line, and an ozone water supply line. 53. The fluid reaction device according to any one of claims 45 to 52, wherein: 前記第2の流路選択切換弁には窒素ガス供給ライン、純水供給ライン、有機溶剤供給ライン、酸供給ライン、水素水供給ライン、およびオゾン水供給ラインのいずれか1または複数に接続されていることを特徴とする請求項45〜請求項53のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The second channel selection switching valve is connected to one or more of a nitrogen gas supply line, a pure water supply line, an organic solvent supply line, an acid supply line, a hydrogen water supply line, and an ozone water supply line. 54. The fluid reaction device according to any one of claims 45 to 53, wherein: 前記導出部の設置スペースには、2個以上の回収容器を保持可能なテーブルと、テーブル移動機構とを設けたことを特徴とする請求項4〜請求項54のいずれか1項に記載の流体反応装置。   55. The fluid according to any one of claims 4 to 54, wherein a space for holding two or more recovery containers and a table moving mechanism are provided in an installation space of the lead-out portion. Reactor. 前記テーブル移動機構は回転機構または往復機構であることを特徴とする請求項55に記載の流体反応装置。   56. The fluid reaction device according to claim 55, wherein the table moving mechanism is a rotating mechanism or a reciprocating mechanism. 反応後の物質の収率を測定する収率測定手段が具備されていることを特徴とする請求項2〜請求項56のいずれか1項に記載の流体反応装置。   57. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 56, further comprising yield measuring means for measuring a yield of the substance after the reaction. 収率測定手段が紫外吸光、赤外分光、近赤外分光であることを特徴とする請求項57に記載の流体反応装置。   58. The fluid reaction apparatus according to claim 57, wherein the yield measuring means is ultraviolet absorption, infrared spectroscopy, or near infrared spectroscopy. 前記収率測定手段が、
複数の波長の異なる光源を有する光源部と、
被測定液を流通させるフローセルを構成するケーシングと、
上記フローセルにおいて被測定液に近接する複数の発光部と受光部と、
受光部から得られた各波長の分光を個々に行う分光器を有する分光部と、
分光器で得られた被測定液の分光情報を演算制御して出力する制御部と
を具備したことを特徴とするマルチ分光分析装置である、請求項57に記載の流体反応装置。
The yield measuring means is
A light source unit having a plurality of light sources having different wavelengths;
A casing constituting a flow cell for circulating the liquid to be measured;
In the flow cell, a plurality of light emitting units and light receiving units adjacent to the liquid to be measured,
A spectroscopic unit having a spectroscope that individually performs spectroscopy of each wavelength obtained from the light receiving unit;
58. The fluid reaction apparatus according to claim 57, further comprising: a control unit that arithmetically controls and outputs spectral information of the liquid to be measured obtained by the spectroscope.
前記マルチ分光分析装置の上記光源部は、紫外光、可視光、近赤外光、赤外光、遠赤外光のうち、少なくとも2つ以上の波長領域をカバーする光源を有することを特徴とする請求項59に記載の流体反応装置。   The light source unit of the multispectral analyzer has a light source that covers at least two wavelength regions of ultraviolet light, visible light, near infrared light, infrared light, and far infrared light. 60. A fluid reaction device according to claim 59. 前記マルチ分光分析装置の前記フローセルが複数形成され、各フローセルに発光部と受光部がそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項59または請求項60に記載の流体反応装置。   61. The fluid reaction apparatus according to claim 59, wherein a plurality of the flow cells of the multispectral analyzer are formed, and a light emitting unit and a light receiving unit are respectively disposed in each flow cell. 前記マルチ分光分析装置の前記ケーシングは、仕切によって内部に複数のフローセルを形成するように構成されていることを特徴とする請求項59〜請求項61のいずれか1項に記載の流体反応装置。   62. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 59 to 61, wherein the casing of the multispectral analyzer is configured to form a plurality of flow cells therein by a partition. 前記マルチ分光分析装置の前記ケーシングは、内部に1つのフローセルを形成するように構成され、複数の前記ケーシングが基板上に着脱自在に取り付け可能となっていることを特徴とする請求項59〜請求項62のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The casing of the multi-spectral analyzer is configured to form one flow cell therein, and a plurality of the casings can be detachably mounted on a substrate. Item 63. The fluid reaction device according to any one of Item 62. 可視領域から近赤外領域の光源を一つの光源で兼用し、異なる受光部に導くように構成したことを特徴とする請求項59〜請求項63のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 59 to 63, wherein a light source in a visible region to a near-infrared region is shared by a single light source and guided to different light receiving parts. 前記発光部と受光部間の距離を調整可能であることを特徴とする請求項59〜請求項64のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 59 to 64, wherein a distance between the light emitting unit and the light receiving unit is adjustable. 反応領域の下流側に、分光分析装置を有することを特徴とする、請求項59〜請求項65のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 59 to 65, further comprising a spectroscopic analysis device on a downstream side of the reaction region. 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、
複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、
各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。
A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space,
A plurality of flat base materials are joined, and a plurality of fluids are continuously supplied from each header space to the merge space to be mixed,
The header spaces of the respective fluids are provided on different surfaces of the base material, and a plurality of liquid separation channels that communicate the header spaces and the merge space are provided, and the separate flow channels from different header spaces are the merge spaces. A fluid mixing device, wherein the fluid mixing device is formed so as to open alternately at the inflow portion.
前記各ヘッダ空間は、前記異なる表面において同心の円弧状に形成され、前記合流空間はこれらの円弧のほぼ中心上に配置されていることを特徴とする請求項67に記載の流体混合装置。   68. The fluid mixing apparatus according to claim 67, wherein each of the header spaces is formed in a concentric arc shape on the different surfaces, and the merge space is disposed substantially at the center of these arcs. 前記ヘッダ空間は前記基材のそれぞれ表裏面に形成され、前記合流空間は前記基材の一方の表面に形成され、他方の表面上のヘッダ空間と連通する分液流路は前記基材を貫通して設けられていることを特徴とする請求項67または請求項68に記載の流体混合装置。   The header space is formed on each of the front and back surfaces of the base material, the merge space is formed on one surface of the base material, and a liquid separation channel communicating with the header space on the other surface penetrates the base material. 69. The fluid mixing apparatus according to claim 67 or claim 68, wherein the fluid mixing apparatus is provided as follows. 前記各ヘッダ空間と前記合流空間とを連通する前記複数の分液流路は互いに平行に延びて形成されていることを特徴とする請求項67または請求項69に記載の流体混合装置。   70. The fluid mixing apparatus according to claim 67 or 69, wherein the plurality of liquid separation flow paths that communicate with each of the header spaces and the merge space are formed to extend in parallel with each other. 複数の流体をマイクロ反応空間を含む流路において反応させる流体反応装置に用いられる流体混合装置であって、
複数の平板状の基材を接合し、複数の流体をそれぞれのヘッダ空間から合流空間に連続的に供給して混合させるように構成され、
前記ヘッダ空間を前記基材の表面に沿って設け、前記合流空間を流体が前記基材の板厚方向に流れるように設け、前記ヘッダ空間と前記合流空間とを連通するそれぞれ複数の分液流路を、異なるヘッダ空間からの分液流路が前記合流空間の流入部において交互に開口するように形成したことを特徴とする流体混合装置。
A fluid mixing device used in a fluid reaction device for reacting a plurality of fluids in a flow path including a micro reaction space,
A plurality of flat base materials are joined, and a plurality of fluids are continuously supplied from each header space to the merge space to be mixed,
The header space is provided along the surface of the base material, the joining space is provided so that fluid flows in the plate thickness direction of the base material, and a plurality of liquid separation flows each communicating the header space and the joining space. A fluid mixing apparatus characterized in that the channel is formed such that liquid separation channels from different header spaces open alternately at the inflow portion of the merge space.
前記ヘッダ空間が前記基材の表面において前記合流空間の両側に設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の流入部において互いにずれた位置に開口していることを特徴とする請求項71に記載の流体混合装置。   The header space is provided on both sides of the merge space on the surface of the base material, and liquid separation channels from different header spaces are opened at positions shifted from each other in the inflow portion of the merge space. The fluid mixing apparatus according to claim 71. 各流体の前記ヘッダ空間を前記基材の異なる表面に設け、分液流路の少なくとも一方は前記基材を貫通して設けられ、異なるヘッダ空間からの分液流路どうしが前記合流空間の対向する側において相対向するように、かつ前記合流空間の同じ側において交互に隣接するように形成されていることを特徴とする請求項71に記載の流体混合装置。   The header space of each fluid is provided on a different surface of the base material, at least one of the separation flow paths is provided through the base material, and the separation flow paths from different header spaces are opposed to the merge space. 72. The fluid mixing device according to claim 71, wherein the fluid mixing device is formed so as to be opposed to each other on the same side and alternately adjacent to each other on the same side of the merging space. 前記合流空間は、流体が前記基材の板厚方向に流れた後に、該基材の面に沿って流れるように屈曲して形成されていることを特徴とする請求項71〜請求項73のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The said joining space is bent and formed so that a fluid may flow along the surface of this base material after flowing in the plate | board thickness direction of the said base material of Claims 71-73 characterized by the above-mentioned. The fluid mixing apparatus according to any one of claims. 複数の流体を平板状の基材に形成された500μm以下の流路幅部分を含む空間に連続的に供給して混合させる混合流路を有し、
前記複数の流体の合流点から流れに沿って5mm以上の長さに渡って直径50μm以下の柱状の障害物が等間隔に配置されていることを特徴とする流体混合装置。
Having a mixing channel for continuously supplying and mixing a plurality of fluids to a space including a channel width portion of 500 μm or less formed on a flat substrate;
A fluid mixing apparatus, wherein columnar obstacles having a diameter of 50 μm or less are arranged at equal intervals over a length of 5 mm or more along a flow from a confluence of the plurality of fluids.
前記柱状の障害物は複数列の柱が列の間隔をずらして流れ方向に交互配置されたことことを特徴とする請求項75に記載の流体混合装置。   76. The fluid mixing apparatus according to claim 75, wherein the columnar obstacle has a plurality of columns of columns arranged alternately in the flow direction with the intervals of the columns being shifted. 前記柱状の障害物は複数で流れ方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項75または請求項76に記載の流体混合装置。   77. The fluid mixing apparatus according to claim 75 or 76, wherein a plurality of the columnar obstacles are arranged in a staggered manner in the flow direction. 合流後において、流路の幅が徐々に小さくなる部分と徐々に大きくなる部分を持つことを特徴とする請求項67〜請求項77のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The fluid mixing device according to any one of claims 67 to 77, wherein the fluid mixing device has a portion in which the width of the channel gradually decreases and a portion in which the width gradually increases after the merge. 合流後において、流路の幅寸法と深さ寸法が交互に縮小、拡大を繰り返すことを特徴とする請求項67〜請求項78のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The fluid mixing device according to any one of claims 67 to 78, wherein after the merging, the width dimension and the depth dimension of the flow path are alternately reduced and enlarged. 合流後において、流路の幅方向寸法が深さ方向寸法よりも大きい扁平状部分を有することを特徴とする請求項67〜請求項79のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The fluid mixing device according to any one of claims 67 to 79, wherein the fluid mixing device has a flat portion in which a width direction dimension of the flow path is larger than a depth direction dimension after the merge. 流路を形成する部材が、SUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK(polyetheretherketone)、PE(polyethylene)、PVC(polyvinylchloride)、PDMS(polydimethylsiloxane)、Si、PTFE(polytetrafluoroethylene)、PCTFE(polychlorotrifluoroethylene)、およびPFA(perfluoroalkoxylalkane)の内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする請求項67〜請求項80のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The members forming the flow path are SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark) hard glass, PEEK (polyetheretherketone), PE (polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PDMS (polydimethylsiloxane), Si, The fluid mixing device according to any one of claims 67 to 80, wherein the fluid mixing device includes one or more of PTFE (polytetrafluoroethylene), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), and PFA (perfluoroalkoxylalkane). . 流路の内壁の一部またはすべての材質が、Au、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbまたはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする請求項67〜請求項80のいずれか1項に記載の流体混合装置。   A part or all of the material of the inner wall of the flow path is Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, Nb or a compound containing these metals. The fluid mixing apparatus according to any one of claims 80. 前記基材は、少なくとも1辺の大きさが150mmを越える寸法の矩形であることを特徴とする請求項67〜請求項82のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The fluid mixing device according to any one of claims 67 to 82, wherein the substrate has a rectangular shape with a size of at least one side exceeding 150 mm. 流体の複数導入口と混合後の単一流体の出口は前記基板の反対側の面に存在することを特徴とする請求項67〜請求項83のいずれか1項に記載の流体混合装置。   The fluid mixing apparatus according to any one of claims 67 to 83, wherein a plurality of fluid inlets and a single fluid outlet after mixing are present on an opposite surface of the substrate. 混合反応基板を同一基板内に、流体の温度を反応温度に向けて上昇、または下降させる予備温度調整部を具備したことを特徴とする請求項67〜請求項84のいずれか1項に記載の流体混合装置。   85. The preliminary reaction temperature adjusting unit for raising or lowering the temperature of the fluid toward the reaction temperature in the same substrate in the mixed reaction substrate is provided. Fluid mixing device. 前記混合流路が、第1の流体源に連通する第1の流路と、第2の流体源に連通する第2の流路とがそれぞれ内部に複数形成されたマニホールド部と、
該マニホールド部に隣接する合流空間とを有しており、
前記マニホールド部は前記合流空間に面する開口端面を有し、
前記第1の流路と第2の流路の開口は、前記開口端面において交互に隣接するように立体的に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の流体反応装置。
A manifold portion in which a plurality of first flow paths communicating with the first fluid source and a plurality of second flow paths communicating with the second fluid source are respectively formed in the mixing flow path;
A confluence space adjacent to the manifold portion,
The manifold portion has an open end surface facing the merge space,
2. The fluid reaction apparatus according to claim 1, wherein the openings of the first flow path and the second flow path are three-dimensionally arranged so as to be alternately adjacent to each other at the opening end surface.
前記マニホールド部は、前記第1の流路と第2の流路を構成する溝が交互に形成された板状のエレメントを積層することにより、前記開口端面においてこれら第一の流路と第二の流路が千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項85に記載の流体反応装置。   The manifold portion is formed by laminating plate-like elements in which grooves constituting the first flow path and the second flow path are alternately formed, so that the first flow path and the second flow path are formed on the opening end surface. 86. The fluid reaction apparatus according to claim 85, wherein the flow paths are arranged in a staggered manner. 前記第1の流路と第2の流路の前記開口の断面における最大幅寸法が3000μm以下であることを特徴とする請求項86または請求項87に記載の流体反応装置。   88. The fluid reaction apparatus according to claim 86, wherein a maximum width dimension in a section of the opening of the first channel and the second channel is 3000 [mu] m or less. 前記合流空間またはその下流側に、前記第1の流路と第2の流路からの流れ混合を迂回させる混合促進物体が設けられていることを特徴とする請求項86〜請求項88のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The mixing promoting object for bypassing the flow mixing from the first flow path and the second flow path is provided in the merging space or the downstream side thereof. The fluid reaction apparatus according to claim 1. 前記混合促進物体の表面に、触媒作用を有する物質を設けたことを特徴とする請求項89に記載の流体反応装置。   90. The fluid reaction apparatus according to claim 89, wherein a substance having a catalytic action is provided on a surface of the mixing promoting object. 前記混合促進物体の代表寸法が、該混合促進物体の直前における前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの最小幅寸法の0.1倍から10倍の範囲内にあることを特徴とする請求項89または請求項90に記載の流体反応装置。   The representative dimension of the mixing promoting object is within a range of 0.1 to 10 times the minimum width dimension of the individual flows from the first flow path and the second flow path immediately before the mixing promoting object. 92. A fluid reaction device according to claim 89 or claim 90. 前記合流空間の下流側に、流路断面が徐々に減少する絞り部または流体レンズが設けられていることを特徴とする請求項86〜請求項91のいずれか1項に記載の流体反応装置。   92. The fluid reaction device according to any one of claims 86 to 91, wherein a throttle portion or a fluid lens in which a flow path cross section gradually decreases is provided on the downstream side of the merge space. 前記第1の流路と第2の流路からの個々の流れの仮想断面の最小幅が、前記絞り部または流体レンズの下流側部分において500μm以下になっていることを特徴とする請求項92に記載の流体反応装置。   92. A minimum width of a virtual cross section of each flow from the first flow path and the second flow path is 500 μm or less in the downstream portion of the throttle portion or the fluid lens. The fluid reaction apparatus according to 1. 前記開口端面と前記絞り部または流体レンズとは、ほぼ相似な流路断面を有することを特徴とする請求項92または請求項93に記載の流体反応装置。   94. The fluid reaction device according to claim 92 or 93, wherein the opening end surface and the throttle portion or the fluid lens have substantially similar flow path cross sections. 複数の前記マニホールド部が、前記合流空間においてそれぞれの開口端面を対向させるように配置されていることを特徴とする請求項86〜請求項94のいずれか1項に記載の流体反応装置。   95. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 86 to 94, wherein a plurality of the manifold portions are arranged so that respective opening end faces are opposed to each other in the merge space. 前記第1の流路、第2の流路、前記合流空間および/またはその下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器を設けたことを特徴とする請求項86〜請求項95のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The heat exchanger which heats or cools the fluid flowing through the first flow path, the second flow path, the merge space and / or the downstream side thereof is provided. The fluid reaction apparatus according to claim 1. 前記熱交換器は、被加熱流体流路および/または熱媒体流路を構成する溝が形成された板状のエレメントを積層することにより構成されていることを特徴とする請求項96に記載の流体反応装置。   The said heat exchanger is comprised by laminating | stacking the plate-shaped element in which the groove | channel which comprises a to-be-heated fluid flow path and / or a heat-medium flow path was formed, It is characterized by the above-mentioned. Fluid reaction device. 前記合流空間の下流側を流れる流体を加熱または冷却する熱交換器の被加熱流体流路を合成反応時間調整用のディレイループとし、ディレイループパターンの変更または積層枚数の変更により熱交換内の滞留時間を調整可能となっていることを特徴とする請求項96または請求項97に記載の流体反応装置。   The heated fluid flow path of the heat exchanger that heats or cools the fluid flowing downstream of the merging space is a delay loop for adjusting the synthesis reaction time, and stays in the heat exchange by changing the delay loop pattern or the number of stacked layers 98. The fluid reaction device according to claim 96 or 97, wherein the time is adjustable. 前記熱交換器の熱媒体として、被加熱流体に混入しても被加熱流体を汚染しない流体を用いることを特徴とする請求項96〜請求項98のいずれか1項に記載の流体反応装置。   99. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 96 to 98, wherein a fluid that does not contaminate the heated fluid even when mixed in the heated fluid is used as the heat medium of the heat exchanger. 前記混合基板として、請求項67〜請求項85のいずれかの流体混合装置を用いることを特徴とする請求項2〜請求項66のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 2 to 66, wherein the fluid mixing device according to any one of claims 67 to 85 is used as the mixing substrate. 前記反応基板の流路を形成する周囲部材はSUS316、SUS304、Ti、石英ガラス、パイレックスガラス(登録商標)等の硬質ガラス、PEEK、PE、PVC、PDMS、Si、PTFE、PCTFEの内の1または複数を含むこと特徴とすることを特徴とする請求項2〜請求項66、請求項100のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The peripheral member forming the flow path of the reaction substrate is one of hard glass such as SUS316, SUS304, Ti, quartz glass, Pyrex glass (registered trademark), PEEK, PE, PVC, PDMS, Si, PTFE, PCTFE or The fluid reaction device according to any one of claims 2 to 66 and claim 100, comprising a plurality. 前記反応基板の流路の内壁の一部またはすべての材質がAu、Ag、Pt、Pd、Ni、Cu、Ru、Zr、Ta、Nbの内の1または複数またはこれらの金属を含む化合物であることを特徴とする請求項2〜請求項66、請求項100、および請求項101のいずれか1項に記載の流体反応装置。   A part or all of the material of the inner wall of the flow path of the reaction substrate is a compound containing one or more of Au, Ag, Pt, Pd, Ni, Cu, Ru, Zr, Ta, and Nb or a metal thereof. 102. The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 66, claim 100, and 101. 前記混合基板および/または反応基板が、熱媒体流路を有する温度調整ケース内に収容されていることを特徴とする請求項2〜請求項66、および請求項100〜請求項102のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The mixed substrate and / or the reaction substrate are accommodated in a temperature adjustment case having a heat medium flow path, and any one of claims 2 to 66 and 100 to 102. The fluid reaction device according to item. 前記該熱媒体流体流路内に温度測定手段が設けられていることを特徴とする請求項103に記載の流体反応装置。   104. The fluid reaction apparatus according to claim 103, wherein temperature measuring means is provided in the heat medium fluid flow path. 前記熱媒体流路は、前記混合基板および/または反応基板の表裏面に沿った複数の分岐流路を有することを特徴とする請求項102または請求項103に記載の流体反応装置。   104. The fluid reaction apparatus according to claim 102 or 103, wherein the heat medium flow path has a plurality of branch flow paths along front and back surfaces of the mixed substrate and / or reaction substrate. 前記温度調整ケースはケース本体と蓋部を有し、前記熱媒体流路はこれらを連絡するように形成されていることを特徴とする請求項103〜請求項105のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The said temperature control case has a case main body and a cover part, and the said heat-medium flow path is formed so that these may be connected, The one of Claims 103-105 characterized by the above-mentioned. Fluid reaction device. 熱流体が流入する前記ケース本体の第1のヘッダに設けられた複数の絞り穴が前記蓋部の第2のヘッダと直結し、第2のヘッダには前記混合基板および/または反応基板の表裏面に平行な流れを形成する複数の分岐流路へと直結する第2の絞り穴が設けられていることを特徴とする請求項106に記載の流体反応装置。   A plurality of throttle holes provided in the first header of the case main body into which the thermal fluid flows are directly connected to the second header of the lid, and the second header includes a surface of the mixed substrate and / or reaction substrate. 107. The fluid reaction apparatus according to claim 106, further comprising a second throttle hole that is directly connected to a plurality of branch flow paths that form a flow parallel to the back surface. 前記温度調整ケースの材料はTi、Al、SUS304、SUS316のいずれかであることを特徴とする請求項48〜請求項107のいずれか1項に記載の流体反応装置。   108. The fluid reaction device according to any one of claims 48 to 107, wherein a material of the temperature adjustment case is any one of Ti, Al, SUS304, and SUS316. 前記温度制御手段は、前記混合基板または反応基板を囲い込み混合流体の温度を調整する温度調整媒体保持機構と、保持機構に保持された温度調整媒体と、温度測定センサと、温度調整媒体と混合反応流体の間の伝熱量を調整する伝熱量調整手段を備えたことを特徴とする請求項2〜請求項66、および請求項100〜請求項108のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The temperature control means surrounds the mixed substrate or the reaction substrate and adjusts the temperature of the mixed fluid, a temperature adjustment medium holding mechanism that adjusts the temperature of the mixed fluid, a temperature adjustment medium held by the holding mechanism, a temperature measurement sensor, a temperature adjustment medium, and a mixed reaction The fluid reaction device according to any one of claims 2 to 66 and 100 to 108, further comprising heat transfer amount adjusting means for adjusting a heat transfer amount between fluids. 前記温度調整媒体として、シリコンオイル、フッ素オイル、アルコール、液体窒素、電気抵抗熱線、ペルチェ素子のいずれか1または複数が用いられることを特徴とする請求項109に記載の流体反応装置。   110. The fluid reaction apparatus according to claim 109, wherein one or more of silicon oil, fluorine oil, alcohol, liquid nitrogen, electric resistance heating wire, and Peltier element is used as the temperature adjusting medium. 前記伝熱量調整手段はポンプ流量調整、流量調整弁、電気量のいずれかであることを特徴とする請求項109または請求項110に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to claim 109 or 110, wherein the heat transfer amount adjusting means is any one of a pump flow rate adjustment, a flow rate adjustment valve, and an electric quantity. 前記温度調整媒体保持機構を断熱部材で覆う構造にしたことを特徴とする請求項109〜請求項111のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction device according to any one of claims 109 to 111, wherein the temperature adjusting medium holding mechanism is covered with a heat insulating member. 前記断熱部材はシリコンゴムであることを特徴とする請求項112に記載の流体反応装置。   113. The fluid reaction device according to claim 112, wherein the heat insulating member is silicon rubber. 反応後物質中の必要物質と不要物質を分別する分離抽出手段を具備したことを特徴とする請求項2〜請求項66、および請求項100〜請求項113のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction according to any one of claims 2 to 66 and 100 to 113, further comprising separation and extraction means for separating a necessary substance and an unnecessary substance in the post-reaction substance. apparatus. 粉体原料を液化溶解するための粉体溶解器を具備したことを特徴とする請求項2〜請求項66、および請求項100〜請求項114のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The fluid reaction apparatus according to any one of claims 2 to 66 and 100 to 114, comprising a powder dissolver for liquefying and dissolving the powder raw material. 流体反応装置内の一部または全域を装置外と隔離し、装置外の圧力より負の圧力としたことを特徴とする請求項2〜請求項66、および請求項100〜請求項115のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The part or the whole region in the fluid reaction device is isolated from the outside of the device, and is set to a negative pressure with respect to the pressure outside the device, any one of claims 2 to 66 and claim 100 to 115 2. The fluid reaction apparatus according to item 1. 流体反応装置の下部において漏れた液を貯める液貯めパンと、漏れた液を検知する漏液センサとを具備したことを特徴とする請求項2〜請求項66、請求項100〜請求項116のいずれか1項に記載の流体反応装置。   The liquid storage pan for storing the liquid leaked in the lower part of the fluid reaction device, and the liquid leakage sensor for detecting the liquid leaked are provided. The fluid reaction apparatus according to any one of claims. 前記動作制御手段には、流体の流量と反応温度を表示する表示機構が具備されていることを特徴とする請求項2〜請求項66、請求項100〜請求項117のいずれか1項に記載の流体反応装置。

The said operation control means is equipped with the display mechanism which displays the flow volume and reaction temperature of a fluid, The any one of Claims 2-66 and 100-117 characterized by the above-mentioned. Fluid reaction device.

JP2006543071A 2004-10-20 2005-10-20 Fluid reaction device Pending JPWO2006043642A1 (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004305912 2004-10-20
JP2004305912 2004-10-20
JP2005153892 2005-05-26
JP2005153892 2005-05-26
JP2005223926 2005-08-02
JP2005223926 2005-08-02
JP2005234524 2005-08-12
JP2005234524 2005-08-12
PCT/JP2005/019327 WO2006043642A1 (en) 2004-10-20 2005-10-20 Fluid reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2006043642A1 true JPWO2006043642A1 (en) 2008-05-22

Family

ID=36203058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006543071A Pending JPWO2006043642A1 (en) 2004-10-20 2005-10-20 Fluid reaction device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2006043642A1 (en)
WO (1) WO2006043642A1 (en)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6692700B2 (en) 2001-02-14 2004-02-17 Handylab, Inc. Heat-reduction methods and systems related to microfluidic devices
US7829025B2 (en) 2001-03-28 2010-11-09 Venture Lending & Leasing Iv, Inc. Systems and methods for thermal actuation of microfluidic devices
US8895311B1 (en) 2001-03-28 2014-11-25 Handylab, Inc. Methods and systems for control of general purpose microfluidic devices
WO2005011867A2 (en) 2003-07-31 2005-02-10 Handylab, Inc. Processing particle-containing samples
US8852862B2 (en) 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
DE102005034642B3 (en) * 2005-07-25 2006-08-03 Siemens Ag Laboratory microfluidic analytical mixer unit has two separate passage systems, one of which has internal leak detector
ES2692380T3 (en) 2006-03-24 2018-12-03 Handylab, Inc. Method to perform PCR with a cartridge with several tracks
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
US7998708B2 (en) * 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
JP4695570B2 (en) * 2006-07-28 2011-06-08 東レエンジニアリング株式会社 Mounting structure of microreactor temperature sensor to microreactor channel formation body
WO2008060604A2 (en) 2006-11-14 2008-05-22 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US8765076B2 (en) 2006-11-14 2014-07-01 Handylab, Inc. Microfluidic valve and method of making same
JP2008268107A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Yokogawa Electric Corp Sensor unit and microreactor system
JP2009000592A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Hitachi Ltd Reactor and reaction system
EP2017000B1 (en) * 2007-07-11 2012-09-05 Corning Incorporated Process intensified microfluidic devices
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8105783B2 (en) 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
EP3222733B1 (en) 2007-07-13 2021-04-07 Handylab, Inc. Polynucleotide capture materials, and methods of using same
US9618139B2 (en) 2007-07-13 2017-04-11 Handylab, Inc. Integrated heater and magnetic separator
USD787087S1 (en) 2008-07-14 2017-05-16 Handylab, Inc. Housing
JP2010075914A (en) * 2008-08-25 2010-04-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology High temperature-high pressure micro mixing device
EP2697657B8 (en) 2011-04-15 2017-08-16 Becton, Dickinson and Company Scanning real-time microfluidic thermocycler and methods for synchronized thermocycling and scanning optical detection
ES2645966T3 (en) 2011-09-30 2017-12-11 Becton, Dickinson And Company Unified test strip
USD692162S1 (en) 2011-09-30 2013-10-22 Becton, Dickinson And Company Single piece reagent holder
EP2773892B1 (en) 2011-11-04 2020-10-07 Handylab, Inc. Polynucleotide sample preparation device
DK2810080T3 (en) 2012-02-03 2024-06-17 Becton Dickinson Co External files for distribution of molecular diagnostic tests and determination of compatibility between tests
US11865544B2 (en) 2013-03-15 2024-01-09 Becton, Dickinson And Company Process tube and carrier tray
BR112015022459B1 (en) 2013-03-15 2021-10-19 Becton, Dickinson And Company PROCESSING TUBE AND CONVEYOR TRAY SYSTEM
US10220392B2 (en) 2013-03-15 2019-03-05 Becton, Dickinson And Company Process tube and carrier tray
GB201320542D0 (en) 2013-11-21 2014-01-01 Randox Lab Ltd Assay fluid delivery system
KR102198045B1 (en) 2015-06-08 2021-01-04 가부시키가이샤 아이에이치아이 Reactor
CN108367265A (en) 2015-12-25 2018-08-03 潮化学爱克斯株式会社 Microreactor
JP2018094457A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 株式会社Ihi Reactor
JP6911469B2 (en) * 2017-03-31 2021-07-28 株式会社Ihi Heat treatment equipment
JP6936085B2 (en) 2017-09-06 2021-09-15 株式会社日立プラントサービス Microreactor system
TWI753514B (en) * 2019-08-05 2022-01-21 中央研究院 Micro-reactor and method of use
WO2021038996A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 ファナック株式会社 Cell production device and cell production method
JP7290592B2 (en) 2020-03-24 2023-06-13 株式会社日立プラントサービス Micro reactor system
JP2023131027A (en) * 2022-03-08 2023-09-21 株式会社日立プラントサービス Production system and production method for flavan oligomer
CN114768671B (en) * 2022-03-14 2024-02-09 湖北文理学院 Solution preparation and split charging device
WO2024150506A1 (en) * 2023-01-11 2024-07-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Flow synthesis device
JP2024129972A (en) * 2023-03-14 2024-09-30 横河電機株式会社 Synthesis apparatus and method
JP2025011636A (en) 2023-07-11 2025-01-24 横河電機株式会社 Apparatus, method, and program

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003047839A (en) * 2001-08-06 2003-02-18 Yamatake Corp Micro reactor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003047839A (en) * 2001-08-06 2003-02-18 Yamatake Corp Micro reactor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006043642A1 (en) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2006043642A1 (en) Fluid reaction device
US5580523A (en) Integrated chemical synthesizers
Kikutani et al. Glass microchip with three-dimensional microchannel network for 2× 2 parallel synthesis
Jensen et al. Tools for chemical synthesis in microsystems
EP1123734B1 (en) Miniaturized reaction apparatus
JP5394743B2 (en) Multi-purpose flow module and method of use
US7485454B1 (en) Microreactor
JP5604038B2 (en) Reaction apparatus and reaction plant
JP4449997B2 (en) Microreactor system
JP4613062B2 (en) Fluid reactor
US7056477B1 (en) Modular chemical production system incorporating a microreactor
JP2007113433A (en) Plunger pump system
JP2007113979A (en) Multispectral analyzer
JP2005507775A (en) Microreactor system
KR20100127805A (en) Injector assembly and microreactor incorporating it
US7413714B1 (en) Sequential reaction system
JPWO2006030952A1 (en) Fluid mixer
JP2007113432A (en) Plunger pump device
Bastan et al. Activated pharmaceutical ingredients produced by microreactors versus batch processes: A review
RU2806143C1 (en) FLOW MODULAR CONFIGURABLE CELL COMPATIBLE WITH MICROFLUIDIC SYSTEM, FOR CARRYING OUT CHEMICAL REACTION OF METHANE-METHANOL SYNTHESIS ON GOLD/PLATINUM/RUTHENIUM NANOPARTICLES AND IN SITU/IN OPERANDO DIAGNOSTICS OF PROCESS, CARRIED OUT BY X-RAY AND OPTICAL METHODS “ИК”-UV-Vis, XAS, XRD, SAXS, AND THE WAY TO MAKE IT
Keybl A microreactor system for high-pressure, multiphase homogeneous and heterogeneous catalyst measurements under continuous flow
Thomas III Design and implementation of an automated reconfigurable modular flow chemistry synthesis platform
Kee Microreactor engineering studies for asymmetric chalcone epoxidation

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080523

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110418

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110912

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111014