KR100846639B1 - 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람직하게는 판형 형상을 갖고 바람직하게는 규소로 제조되는 마이크로컴퍼넌트, 특히 마이크로반응기의 연결 장치에 관한 것이다. 마이크로컴퍼넌트 사이에는 밀봉판이 배치되어 있다. 상기 밀봉판에는 마이크로컴퍼넌트(2)의 구멍(6)에 대응하는 구멍(7)이 형성되어 있다.

Description

마이크로컴퍼넌트의 연결 장치{DEVICE FOR CONNECTING MICROCOMPONENTS}
본 발명은 바람직하게는 판형 형상을 갖고 바람직하게는 규소로 제조되는 마이크로컴퍼넌트, 특히 마이크로반응기(microreactor)의 연결 장치에 관한 것이다.
화학 분야에 있어서 신규한 물질의 개발 및 제조는 대규모의 연속적인 실험을 자주 필요로 한다. 이러한 목적을 위해 마이크로컴퍼넌트가 개시되었는데, 이 마이크로컴퍼넌트에 의해 적은 양으로 실험이 실시될 수 있다. 이들 마이크로컴퍼넌트, 예를 들어 다양한 물질을 처리하기 위한 마이크로반응기 및 다른 컴퍼넌트의 모듈형 구조는 특정한 과제를 위한 시스템의 조립을 쉽게 한다. 이러한 종류의 모듈형 화학 마이크로시스템은 독일특허 제 199 17 398 A1 호에 개시되어 있다. 이러한 마이크로시스템에 있어서, 다양한 마이크로컴퍼넌트는 제어 연결부를 통해 제어 버스(control bus)에 연결되어 있고, 또한 물질 연결부를 통해 물질 채널 시스템에 연결되어 있다. 그러나, 다양한 물질 연결부의 제조는 매우 복잡하다. 특히, 물질 채널 시스템을 통해 하나의 마이크로컴퍼넌트로부터 인접 마이크로컴퍼넌트로 물질을 운반하는 것이 더욱 필요하다. 또한, 판형 마이크로컴퍼넌트용 연결 지지체가 독일특허 제 198 54 096 A1 호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 하나의 마이크로컴퍼넌트로부터 다른 마이크로컴퍼넌트로 물질을 간편하게 운반하는 것이다.
이러한 목적은, 마이크로컴퍼넌트의 구멍에 대응하는 구멍을 갖는 밀봉판이 마이크로컴퍼넌트 사이에 배치되는 본 발명에 따라 달성된다. 밀봉판은, 마이크로컴퍼넌트에서 처리된 각각의 매체에 저항력이 있는 탄성 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 처리될 다수의 물질에 있어서, 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌인 것이 유리하다.
본 발명에 따른 장치는, 액체성 물질 및 기체성 물질의 운반을 위한 연결부가 매우 간단하고 확실한 방법으로 인접 마이크로컴퍼넌트 사이에 위치한다는 장점을 갖는다. 마이크로컴퍼넌트의 부분상에는 어떠한 특별한 연결 장치가 필요하지 않는데, 이 마이크로컴퍼넌트는 파열에 민감한 규소 결정으로 제조되는 것이 바람직하다. 단순 구멍으로 충분하다. 또한, 필요한 누설 밀봉성(leak tightness)은 본 발명에 따른 장치에서 달성된다.
개개의 마이크로컴퍼넌트는, 예를 들어 구조 키트(construction kit)의 방법으로 복잡한 마이크로시스템을 형성하도록 조립될 수 있는 반응기, 펌프, 믹서, 주재 구역(residence zone), 추출기 또는 열 교환기일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 각 구멍을 기능적으로 정확히 배치하는 것 외에, 대안적으로 마이크로컴퍼넌트와 밀봉판을 겹치게 하는 것이 필요하다.
각각의 물질용으로 폴리테트라플루오로에틸렌이 적절하지 않은 경우, 대응하는 화학적 저항성 및 필요한 기계적 특성, 특히 탄성 및 표면 품질을 갖는 다른 재 료, 예를 들어 퍼플루오로엘라스토머(perfluoroelastomer) 또는 폴리비닐리덴 플루오르화물도 또한 이용가능하다.
유리한 실시형태에 따라 본질적으로 마이크로컴퍼넌트의 인접 표면의 크기를 갖는 밀봉판이 제공되는 경우에 본 발명에 따른 장치에서 우수한 밀봉 작용이 발생한다. 그러나, 마이크로컴퍼넌트가 부분적으로만 평면 표면을 갖고 또한 그 표면의 다른 부분에서 컴퍼넌트가 돌출하는 경우, 본 발명에 따른 장치는, 구멍이 제공된 인접 마이크로컴퍼넌트 영역을 밀봉판이 덮고 이 밀봉판이 인접 마이크로컴퍼넌트의 다른 영역을 덮이지 않은 상태로 남기도록 구성될 수도 있다.
마이크로컴퍼넌트 사이에 밀봉판을 배치하는 것은 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 전체 배치를 일회용 장치로 사용하는 경우, 접착 결합(adhesive bonding), 리벳 결합(riveting) 및 합성 수지에서의 봉입(encapsulation) 또는 합성 수지와의 봉입과 같은 영구성 결합 기술이 가능하다. 그러나, 마이크로컴퍼넌트 사이의 분리가능하지만 누설이 없는 연결은 마이크로컴퍼넌트를 서로에 대해 가압함으로써 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 다양한 방법, 예를 들어 체스트 락(chest lock)과 유사한 스프링식 스냅-핏 연결(sprung snap-fit connections), 스프링 또는 체결성 클립, 볼트/베이어닛 락 또는 전자기적, 공압적 또는 유압적으로 구동되는 고정 장치가 마찬가지로 이용가능하다.
모듈형 구조로 되어 있기 때문에, 결함이 생긴 경우에 모듈형 시스템 전체를 교체할 필요없이 개개의 마이크로컴퍼넌트의 교체 또는 수리가 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 구성에 있어서, 마이크로컴퍼넌트를 서로에 대해 가압하기 위한 홀더는 마이크로컴퍼넌트를 2개의 암으로 수용하기 위한 U자 형상의 수용부를 갖는데, 상기 2개의 암의 단부는 가압판에 체결될 수 있다. 따라서, 밀봉하는데 필요한 힘은 마이크로컴퍼넌트의 표면을 통해 균일하게 분포되고, 파열에 민감한 규소 마이크로컴퍼넌트를 파괴에 대해 보호한다.
상이한 두께를 갖는 마이크로컴퍼넌트와 밀봉판 적층물을 단일 홀더를 이용하여 고정할 수 있기 위해, U자 형상의 수용부의 암 사이에 끼워지고 두꺼운 중심부를 갖는 가압판이 유리한 실시형태에 따라 제공된다.
또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 가압판, 및 가압판에 대향하는 U자 형상의 수용부의 영역에 제공되는 연결 요소의 수용을 위한 나사 구멍을 통해 외부에 연결될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태는 이하에서 도면을 참고로 하여 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 부품의 분해도이다.
도 2는 도 3과 비교하여 도 2에 제공된 다수의 마이크로컴퍼넌트가 조립된 상태를 도시하는 본 발명에 따른 장치를 도시한다.
도 1에는 구멍(6)을 갖는 2개의 마이크로컴퍼넌트(2)가 제공되어 있는데, 이 구멍을 통해 하나의 마이크로컴퍼넌트로부터 다른 마이크로컴퍼넌트로 물질이 운반된다. 이러한 목적을 위해, 2개의 마이크로컴퍼넌트(2) 사이에는 구멍(6)에 대응하는 2개의 구멍(7)을 갖는 밀봉판(3)이 배치되어 있다. 마이크로컴퍼넌트(2)는 홀더내에서 서로에 대해 가압된다.
홀더는, 2개의 암(11, 12), 및 이 2개의 암(11, 12)을 연결하는 베이스 부분(13)을 구비하는 U자 형상의 수용부(1)로 구성된다. 이 U자 형상의 수용부(1)는 조립판(14)상에 배치되어 있는데, 이 조립판(14)은 구멍(17)에 의해 더 큰 전체 시스템에 부착될 수 있다. 암(11, 12)의 정면에는 나사 구멍(15, 16)이 제공되어 있고, 관통 구멍(18)을 갖는 가압판(4)이 나사(19)에 의해 수용부(1)에 부착될 수 있다.
가압판(4)은 중심 영역(5)이 두껍기 때문에, 이 중심 영역(5)은 암(11, 12) 사이에 배치되고, 따라서 상이한 두께의 적층물은 암(11, 12)을 통한 동시적인 안내에 의해 서로에 대해 확실히 가압될 수 있다.
베이스 부분(13) 및 가압판(4)에는 나사 구멍(20)이 형성되어 있고, 상술한 시스템의 외부로부터 및 시스템의 외부로 물질을 공급 및 배출하기 위한 연결부로서 작용하는 연결 요소(21)가 이 나사 구멍(20)을 통해 체결될 수 있다. 연결 요소의 정면에는 밀봉 디스크(22)가 각각 설치되어 있다.
도 2는, 5개의 마이크로컴퍼넌트(2)가 서로 연결되고 그 사이에 밀봉판(3)이 끼워져 있는 본 발명에 따른 장치의 조립 상태를 도시한다.

Claims (9)

  1. 마이크로컴퍼넌트(2)를 위한 홀더 및 가입판(4)을 포함하는 마이크로컴퍼넌트(2)의 연결 장치로서,
    마이크로컴퍼넌트(2)를 서로에 대해 가압하기 위한 홀더는 마이크로컴퍼넌트(2)를 위한 U자 형상의 수용부(1)를 가지며, U자 형상의 수용부(1)는 2개의 암(11, 12)을 갖고, 상기 2개의 암의 단부는 가압판(4)에 나사체결될 수 있으며, 마이크로컴퍼넌트(2) 사이에는 마이크로컴퍼넌트(2)의 구멍(6)에 대응하는 구멍(7)을 갖는 1 이상의 밀봉판(3)이 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 밀봉판(3)은, 마이크로컴퍼넌트(2)에서 처리된 각각의 매체에 저항력이 있는 탄성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 밀봉판(3)은 마이크로컴퍼넌트(2)의 인접 표면의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 밀봉판은, 구멍이 제공된 인접 마이크로컴퍼넌트의 일부 영역을 덮고, 인접 마이크로컴퍼넌트의 다른 영역에 대해서는 덮지 않은 상태로 남겨두는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 마이크로컴퍼넌트(2)는 서로에 대해 가압되는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 가압판(4)은, U자 형상의 수용부(1)의 암(11, 12) 사이에 끼워지는 두꺼운 중심부(5)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 가압판(4), 및 가압판에 대향하는 U자 형상의 수용부(1)의 영역(13)에는 연결 요소(21)를 수용하기 위한 나사 구멍(20)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로컴퍼넌트의 연결 장치.
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