KR20200018622A

KR20200018622A - 유체 유통 장치 및 그의 유통 이상 검지 방법

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Publication number: KR20200018622A
Application number: KR1020207000960A
Authority: KR
Inventors: 아키라 마츠오카; 고지 노이시키; 도모히로 오조노
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2020-02-19
Also published as: JP2019018196A; CN110869119A; JP7120802B2; WO2019017166A1; US20200122111A1; KR102321800B1; EP3636339A4; EP3636339A1; US11413595B2

Abstract

유통 이상을 검출하는 수단의 선택의 자유도가 높은 유체 유통 장치가 제공된다. 유체 유통 장치는, 유로 형성체를 구비한다. 유로 형성체는, 복수의 유체 유로와, 각 유체 유로에 대응하는 복수의 검출용 공간과, 각 유체 유로와 이것에 대응하는 검출용 공간을 각각 연통하는 복수의 연통로(58)를 형성한다. 각 검출용 공간에는, 그 길이 방향으로 나열되는 검출용 액체(61) 및 검출용 기체(62)가 수용되고, 이들 사이에 계면(64)이 형성된다. 검출용 기체(62)는, 유체 유로를 흐르는 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 계면(64)의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 검출용 공간 내에 수용된다.

Description

유체 유통 장치 및 그의 유통 이상 검지 방법

본 발명은 처리 대상 유체의 반응, 추출 등의 화학 조작이나 열 교환을 목적으로 하여 당해 처리 대상 유체를 유통시키기 위한 복수의 유로를 형성하는 유체 유통 장치 및 그 유통의 이상을 검지하기 위한 방법에 관한 것이다.

종래, 처리 대상 유체를 유통시키기 위한 통로를 형성하는 장치로서, 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 동 문헌에 기재되는 장치는, 복수의 마이크로 채널(미세 유로)을 형성하는 유로 구조체를 구비한다. 당해 복수의 마이크로 채널은 서로 평행해지도록 연장되면서 소정의 평면 상을 사행하며, 당해 마이크로 채널을 따라 처리 대상 유체가 흐르는 것을 허용한다.

그러나, 상기 마이크로 채널은 미세하기 때문에, 유통되는 처리 대상 유체의 점도의 상승이나 압력 강하, 혹은 당해 처리 대상 유체에 포함되는 이물 등에 의해 유통 이상, 최악의 경우에는 폐색이 발생될 우려가 있다. 당해 유통 이상은 빠르게 검출되어 세정 등의 대처가 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 유통 이상을 검출하기 위한 수단으로서, 상기 문헌에 기재되는 유체 유통 장치에는, 본래의 유체 유로에 더하여, 당해 유체 유로와 장치의 외부를 연통하는 복수의 연통 유로가 형성된다. 당해 연통 유로는, 당해 연통 유로를 통하여 상기 유체 유로 내의 복수의 위치에 있어서의 처리 대상 유체의 압력을 검출하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해, 당해 유체 유로 내에서의 처리 대상 유체의 유통 이상에 기인하는 압력 손실의 이상 유무를 검출하는 것을 가능하게 한다.

그러나, 상기 장치에서는, 유통 이상을 검출하기 위한 수단으로서, 상기 복수의 연통 유로의 각각에 압력 검출기를 접속해야만 한다. 바꾸어 말하면, 당해 유통 이상을 검출하기 위한 수단은, 상기 연통 유로의 각각에 접속되는 복수의 압력 검출기에 한정되기 때문에, 당해 수단의 선택의 자유도는 매우 작다. 따라서, 당해 유통 이상의 검출에 요구되는 정밀도나 작업의 간편함 등의 여러 사정에 의해 검출 수단을 선택한다는 것은 곤란하다.

특허 제5885548호 공보(도 3)

본 발명은 각각에 처리 대상 유체가 흐르게 되는 복수의 유체 유로를 형성하는 유체 유통 장치이며, 당해 유체 유로에 있어서의 처리 대상 유체의 유통 이상의 검출을 검출하기 위한 수단의 선택의 자유도가 높은 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제공되는 유체 유통 장치는, 유로 형성체이며, 각각에 처리 대상 유체가 흐르게 되는 복수의 유체 유로와, 당해 복수의 유체 유로의 각각에 대응하는 복수의 검출용 공간이며 당해 복수의 검출용 공간의 각각이 특정 길이 방향으로 연장됨과 함께 당해 길이 방향의 양단 중 적어도 한쪽이 밀봉된 것과, 상기 복수의 유체 유로의 각각에 있어서 설정된 유로 접속 부위와 당해 유체 유로에 대응하는 상기 검출용 공간에 있어서 설정된 공간 접속 부위에 접속되어 당해 유로 접속 부위와 당해 공간 접속 부위를 연통시키는 복수의 연통로를 형성하는 유로 형성체와, 상기 복수의 검출용 공간의 각각에 수용되는 검출용 액체 및 검출용 기체를 구비한다. 상기 검출용 액체 및 검출용 기체는, 상기 검출용 공간의 길이 방향으로 나열되어 당해 검출용 액체와 당해 검출용 기체 사이에 계면을 형성하며, 또한, 당해 검출용 액체가 존재하는 영역이 상기 공간 접속 부위를 포함하도록, 당해 검출용 공간 내에 수용된다. 상기 검출용 기체는, 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 검출용 공간 내에 수용된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 마이크로 채널 리액터를 구성하는 유로 형성판의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시되는 유로 형성판의 배면도이다.
도 4는 도 1에 도시되는 마이크로 채널 리액터의 평면도이다.
도 5는 도 1의 V-V선을 따른 단면을 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5에 있어서 선 VI에 의해 둘러싸인 부분을 확대하여 도시한 단면 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서 각 반응 유로에 있어서의 유통 상태가 정상일 때의 각 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체와 검출용 기체의 계면을 도시하는 정면도이다.
도 8은 도 1에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서 일부의 반응 유로에 있어서의 유통 상태에 이상이 있을 때의 각 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체와 검출용 기체의 계면을 도시하는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터를 구성하는 유로 형성판의 정면도이다.
도 10은 도 9에 도시되는 유로 형성판의 배면도이다.
도 11은 도 9에 도시되는 마이크로 채널 리액터를 구성하는 검출용 공간 형성판의 정면도이다.
도 12는 도 11에 도시되는 유로 형성판의 배면도이다.
도 13은 도 9에 도시되는 마이크로 채널 리액터의 평면도이다.
도 14는 도 9에 도시되는 마이크로 채널 리액터의 단면이며 도 9 내지 도 12에 도시되는 XIV-XIV선에 대응하는 높이에 있어서의 단면을 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 9에 도시되는 마이크로 채널 리액터의 단면이며 도 9 내지 도 12에 도시되는 XV-XV선에 대응하는 높이에 있어서의 단면을 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 14에 있어서 선 XVI에 의해 둘러싸인 부분을 확대하여 도시한 단면 평면도이다.
도 17은 도 15에 있어서 선 XVII에 의해 둘러싸인 부분을 확대하여 도시한 단면 평면도이다.
도 18은 도 9의 XVIII-XVIII선을 따른 단면을 나타내는 측면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터의 정면도이다.
도 20은 도 19에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서 각 반응 유로에 있어서의 유통 상태가 정상일 때의 각 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체와 검출용 기체의 계면을 나타내는 배면도이다.
도 21은 도 19에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서 일부의 반응 유로에 있어서의 유통 상태에 이상이 있을 때의 각 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체와 검출용 기체의 계면을 나타내는 배면도이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터의 유로 형성판의 배면도이다.
도 23은 도 22에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서 일부의 반응 유로에 있어서의 유통 상태에 이상이 있을 때의 각 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체와 검출용 기체의 계면을 나타내는 배면도이다.
도 24는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터의 유로 형성판의 배면도이다.
도 25는 도 24에 도시되는 마이크로 채널 리액터의 평면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 내지 도 8은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유체 유통 장치인 마이크로 채널 리액터를 나타낸다. 당해 마이크로 채널 리액터는, 유로 형성체(10)를 구비한다. 당해 유로 형성체(10)는, 복수의 반응 유로와, 당해 복수의 반응 유로의 각각에 대응하는 복수의 도입 유로를 형성하는 블록체이다. 상기 복수의 반응 유로의 각각은, 당해 반응 유로에 흐르게 되는 처리 대상 유체인 제1 유체와, 당해 반응 유로에 상기 도입 유로를 통하여 도입되는 처리 대상 유체인 제2 유체를 혼합하여 양자 간의 화학 반응을 일으키게 하기 위한 유로이며, 미소한 유로 면적을 가지면서 상기 제1 및 제2 유체의 유통을 허용하는 유체 유로다.

상기 유로 형성체(10)는, 서로 판 두께 방향으로 적층되는 복수(이 실시 형태에서는 3매)의 유로 형성판(11)과, 당해 유로 형성판(11)의 판 두께 방향의 양 외측에 각각 배치되는 표측 외판(12) 및 이측 외판(13)과, 서로 인접하는 유로 형성판(11)끼리의 사이에 개재하는 복수(이 실시 형태에서는 2매)의 칸막이판(16)을 갖는다. 이들 판(11, 12, 13, 16)의 적층 상태는, 예를 들어 서로 인접하는 판끼리의 용접 등에 의한 접합이나 볼트 등에 의한 판 두께 방향의 체결에 의해 유지된다.

상기 복수의 유로 형성판(11)의 각각은, 도 2에 도시되는 표측면(제1 평면)(20)과 그 반대측의 면이며 도 3에 도시되는 이측면(제2 평면)(30)을 갖는다. 상기 표측면(20)에는, 상기 복수의 반응 유로를 형성하기 위한 복수(이 실시 형태에서는 5개)의 반응 유로 형성 홈(21, 22, 23, 24, 25)이 형성되어 있다. 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)과, 상기 표측면(20)에 밀착되는 상기 칸막이판(16)의 이측면 또는 상기 표측 외판(12)의 이측면에 의해, 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)과 동일 형상의 반응 유로가 획정된다. 상기 이측면(30)에는 상기 복수개의 반응 유로 형성 홈(21, 22, 23, 24, 25)에 각각 대응하는 복수의 도입 유로를 형성하기 위한 복수(이 실시 형태에서는 5개)의 도입 유로 형성 홈(31, 32, 33, 34, 35)이 형성되어 있다. 당해 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)과, 상기 이측면(30)에 밀착되는 상기 칸막이판(16)의 표측면 또는 상기 이측 외판(13)의 표측면에 의해, 당해 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)과 동일 형상의 도입 유로가 획정된다.

상기 표측면(20)에 형성된 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)은, 서로 평행하게 연장되면서 상하 방향으로 사행한다. 구체적으로, 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)이 형성되는 영역은, 그 상류 단으로부터 순서대로 나열되는 복수의 구역, 구체적으로는 제1 상향 유로 구역 A1, 제1 상측 중계 구역 B1, 제1 하향 유로 구역 C1, 제1 하측 중계 구역 D1, 제2 상향 유로 구역 A2, 제2 상측 중계 구역 B2, 제2 하향 유로 구역 C2, 제2 하측 중계 구역 D2, 제3 상향 유로 구역 A3, 제3 상측 중계 구역 B3, 제3 하향 유로 구역 C3, 제3 하측 중계 구역 D3, 및 제4 상향 유로 구역 A4의 13구역으로 나누어진다.

상기 제1 내지 제4 상향 유로 구역 A1 내지 A4에서는, 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 각각이 상하 방향으로 연장되어 처리 대상 유체가 상향으로 흐르는 것을 허용한다. 당해 제1 내지 제4 상향 유로 구역 A1 내지 A4는, 유로 형성판(11)의 좌우 방향으로 간격을 두고 나열된다. 이 중 가장 상류측(도 2에서는 좌측)의 상기 제1 상향 유로 구역 A1에서는 각 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 상류 단(도 2에서는 하단)이 상기 유로 형성판(11)의 하단부면에까지 이르러서 하향으로 개구되는 제1 유체 입구(27)를 형성하고 있다. 반대로, 가장 하류측(도 2에서는 우측)의 상기 제4 상향 유로 구역 A4에서는 각 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 하류단(도 2에서는 상단)이 상기 유로 형성판(11)의 상단부면에까지 이르러서 상향으로 개구되는 유체 출구(28)를 형성하고 있다.

상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에서는, 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 각각이 상하 방향으로 연장되어 처리 대상 유체가 하향으로 흐르는 것을 허용한다. 당해 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3은, 정면으로부터 보아 상기 제1 내지 제3 상향 유로 구역 A1 내지 A3의 각각의 우측에 인접한다.

상기 제1 내지 제3 상측 중계 구역 B1 내지 B3에서는, 상기 유로 형성판(11)의 상부에 있어서 상기 반응 유로(21 내지 25)의 각각이 좌우 방향으로 연장되고, 상기 제1 내지 제3 상향 유로 구역 A1 내지 A3의 하류단(상단)과 그 바로 하류측(도 2에서는 우측)의 제1 내지 제3 하향 유로 형성 구역 C1 내지 C3의 상류 단(상단)을 각각 좌우 방향으로 중계한다. 마찬가지로, 상기 제1 내지 제3 하측 중계 구역 D1 내지 D3에서는, 상기 유로 형성판(11)의 하부에 있어서 상기 반응 유로(21 내지 25)의 각각이 좌우 방향으로 연장되고, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3의 하류단(하단)과 그 바로 하류측(도 2에서는 우측)의 제2 내지 제4 상향 유로 형성 구역 A2 내지 A4의 상류 단(하단)을 각각 좌우 방향으로 중계한다.

상기 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)은, 상기 반응 유로(21 내지 25)의 상류측 단부에 각각 제2 유체를 도입하기 위해, 도 3에 도시되는 바와 같이, 서로 평행하게 연장되면서 L자형으로 굴곡되는 형상을 갖는다. 구체적으로, 당해 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)이 형성되는 영역은, 이측으로부터 보아 상기 유로 형성판(11)의 우측 단부면으로부터 좌향으로 연장되는 제1 도입 구역 E1과, 당해 제1 구역 E1의 종단으로부터 상향으로 연장되는 제2 도입 구역 E2로 나누어진다. 상기 제1 도입 구역 E1에 있어서의 각 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)의 상류 단은 이측으로부터 보아 우측으로 개구되는 제2 유체 입구(37)를 형성한다. 상기 제2 도입 구역 E2에서는, 상기 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)이 이것에 대응하는 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 정확히 이측의 위치에서 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)을 따라 상향으로 적당한 길이만큼 연장된다.

또한, 상기 유로 형성체(20)에는, 복수(이 실시 형태에서는 5개)의 도입 구멍(38)이 형성되어 있다. 당해 복수의 도입 구멍(38)은, 상기 각 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)의 종단(도 3에서는 상단)과 이것에 대응하는 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)을 각각 연통하는 판 두께 방향의 관통 구멍이다. 이들 도입 구멍(38)은, 상기 각 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)에 의해 획정되는 도입 유로에 공급되는 제2 유체가 당해 각 도입 구멍(38)을 통하여 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)이 획정하는 각 반응 유로에 도입되는 것을 가능하게 한다.

상기 각 반응 유로의 제1 유체 입구(27)에는, 당해 제1 유체 입구(27)에 상기 제1 유체를 공급하기 위한 제1 유체 입구 헤더(2)가 접속된다. 당해 제1 유체 입구 헤더(2)는, 상기 각 제1 유체 입구(27)를 덮도록 상기 유로 형성체(10)의 하단부면에 장착된다. 마찬가지로, 상기 각 도입 유로의 제2 유체 입구(37)에는, 당해 제2 유체 입구(37)에 상기 제2 유체를 공급하기 위한 제2 유체 입구 헤더(3)가 접속된다. 당해 제2 유체 입구 헤더(3)는, 상기 각 제2 유체 입구(37)를 덮도록 상기 유로 형성체(10)의 측단부면(표측으로부터 보아 좌측 단부면, 이측으로부터 보아 우측 단부면)에 장착된다. 마찬가지로, 상기 유체 출구(28)에는 당해 유체 출구(28)로부터 배출되는 처리 대상 유체를 받아들이기 위해 도시되지 않은 출구 헤더가 접속된다.

상기 유로 형성체(10)에서는, 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25) 등에 의해 획정되는 각 반응 유로의 제1 유체 입구(27)에 제1 유체가 공급됨과 함께, 상기 도입 유로 형성 홈(31 내지 35) 등에 의해 획정되는 각 도입 유로의 제2 유체 입구(37)에 제2 유체가 공급되고, 당해 제2 유체가 도입 구멍(38)을 통하여 상기 반응 유로에 도입됨으로써 상기 제1 유체와 합류한다. 이와 같이 하여 혼합된 제1 및 제2 유체는, 상기 반응 유로를 흐르는 동안에 서로 반응하고, 당해 반응에 의해 생긴 유체가 유체 출구(28)를 통하여 배출된다.

이와 같이 상기 유로 형성체(10)가 형성하는 각 반응 유로는 미세하기 때문에, 유통되는 처리 대상 유체의 점도의 상승이나 압력 강하, 혹은 당해 처리 대상 유체에 포함되는 이물 등에 의해 유통 이상, 최악의 경우에는 폐색이 발생될 우려가 있다. 당해 유통 이상은 빠르게 검출되어 세정 등의 대처가 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 마이크로 채널 리액터는, 상기 유통 이상을 검출하기 위한 수단으로서, 복수의 검출용 공간 및 이들에 대응하는 복수의 연통로와, 상기 복수의 검출용 공간의 각각에 수용되는 검출용 액체(61) 및 검출용 기체(62)와, 당해 검출용 액체(61)와 당해 검출용 기체(62)의 계면(64)의 위치를 검출하는 계면 위치 검출기를 포함하고, 당해 계면 위치 검출기는 발광 장치(71)와 수광 장치(72)를 포함한다. 그 상세는 다음과 같다.

1) 검출용 공간 및 연통로에 대해

상기 복수의 검출용 공간 및 연통로는, 상기 복수의 반응 유로와 마찬가지로 상기 유로 형성체(10)에 의해 형성된다. 구체적으로, 당해 유로 형성체(10)의 각 유로 형성판(11)의 이측면(30)에는, 상기 복수의 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)에 더하여, 제1 검출 영역 F1, 제2 검출 영역 F2 및 제3 검출 영역 F3의 각각에 있어서 복수의(이 실시 형태에서는 5개의) 검출용 공간 형성 홈(51, 52, 53, 54, 55)이 형성됨과 함께, 당해 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 각각에 대응하여 복수의 연통 구멍(58)이 형성되어 있다.

상기 제1 내지 제3 검출 영역 F1 내지 F3은, 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에 각각 대응하는 영역이다. 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)은, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에 있어서의 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 정확히 이측의 위치에 있어서 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)을 따르도록 상하 방향으로 연장된다. 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 각각은, 바람직하게는 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 각각의 폭과 동등한 폭을 갖는다.

상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)은, 상기 이측면(30)에 밀착되는 상기 칸막이판(16)의 표측면 또는 상기 이측 외판(13)의 표측면과 함께, 당해 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)과 동일 형상의 검출용 공간을 획정한다. 이 실시 형태에서는, 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 상단 및 하단이 각각 상기 유로 형성판(11)의 상단부면 및 하단부면에 이르고 있다. 따라서 상기 검출용 공간의 각각은 상하 방향으로 연장됨과 함께 상측 및 하측의 각각에 개구를 갖는 형상을 갖는다. 이후에도 설명하는 바와 같이, 상기 개구 중 하측의 개구는 모두 상기 발광 장치(71)에 의해 밀봉되고, 상측의 개구는 모두 상기 수광 장치(72)에 의해 밀봉된다.

상기 복수의 연통 구멍(58)의 각각은, 상기 연통로, 즉 상기 복수의 유체 유로의 각각에 있어서 적당한 높이 위치에 설정된 유로 접속 부위와 당해 유체 유로에 대응하는 상기 검출용 공간에 있어서 설정된 공간 접속 부위에 접속되어 당해 유로 접속 부위와 당해 공간 접속 부위를 연통시키는 연통로를 구성한다. 구체적으로, 상기 복수의 연통 구멍(58)은, 상기 유로 접속 부위에 대응하는 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 저부로부터 상기 공간 접속 부위에 대응하는 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 저부에 이르기까지 상기 유로 형성판(11)을 그의 판 두께 방향으로 관통하고 있다.

2) 검출용 액체(61) 및 검출용 기체(62)에 대해

상기 검출용 액체(61) 및 상기 검출용 기체(62)는, 상기 검출용 공간의 각각에 있어서 그 길이 방향으로 나열되어 당해 검출용 액체(61)와 당해 검출용 기체(62)의 사이에 상기 계면(64)을 형성한다. 이 실시 형태에서는, 상기 검출용 액체(61)의 상측에 상기 검출용 기체(62)가 위치하도록, 바꾸어 말하면, 상기 검출용 액체(61) 및 상기 검출용 기체(62)가 각각 상기 발광 장치(71) 및 상기 수광 장치(72)에 접촉하도록, 당해 검출용 액체(61) 및 당해 검출용 기체(62)가 상기 검출용 공간에 수용된다.

상기 계면(64)의 위치는, 마이크로 채널 리액터의 사용 당초는 도 7에 도시되는 바와 같은 초기 위치로 설정된다. 당해 초기 위치는, 상기 각 반응 유로 내를 상기 처리 대상 유체가 정상으로(즉 유통 이상이 없는 상태로) 흐를 때의 상기 계면(64)의 위치이다. 당해 초기 위치는, 상기 연통 구멍(58)의 높이 위치보다 높은 위치, 즉 상기 검출용 액체(61)가 존재하는 영역이 상기 공간 접속 부위를 포함하는 위치에 설정되고, 바람직하게는 상기 연통 구멍(58)의 높이 위치보다 충분히 높은 위치에 설정된다. 도 6 내지 도 8에서는, 상기 검출용 액체(61)의 존재 영역에 다수의 미세한 도트가 부여되어 있다.

상기 검출용 기체(62)는, 상기 계면(64)의 위치가 상하 방향으로 변동하는 것을 허용하도록, 상기 검출용 공간의 길이 방향(이 실시 형태에서는 상하 방향)으로 팽창 및 수축한다. 상기 계면(64)의 변동은, 이후에도 설명하는 바와 같이, 유로 접속 부위에 있어서 상기 반응 유로 내를 흐르는 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 대응하여 생긴다.

상기 검출용 액체(61) 및 상기 검출용 기체(62)를 각각 구성하는 물질은, 유체 유로인 상기 반응 유로에 흐르게 되는 처리 대상 유체의 성질이나 사용 상황에 따라 설정된다. 구체적으로, 상기 검출용 액체(61)는, 상기 처리 대상 유체와 접촉하고, 경우에 따라서는 당해 검출용 액체(61)의 일부를 상기 반응 유로 내에 유출하기 위해, 상기 처리 대상 유체와의 반응이 생기지 않는 물질에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 검출용 기체(62)는 상기 검출용 액체(61)와 접촉하여 당해 검출용 액체(61)와의 사이에 상기 계면(64)을 형성하기 위한 것이기 때문에, 당해 검출용 액체(61) 및 검출용 기체(62)끼리의 반응도 생기지 않도록 양자의 물질이 선정되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 상기 검출용 기체(62)에 공기를 사용하는 것이 가능한 경우, 당해 공기의 사용에 의해 장치의 비용의 저감이 가능하다. 공기 중에 포함되는 산소가 검출용 액체(61)의 성상에 영향을 주는 경우에는, 상기 검출용 기체(62)는 질소 가스 혹은 그 밖의 불활성 가스에 의해 구성되는 것이 바람직하다.

3) 계면 위치 검출기에 대해

상기 계면 위치 검출기는, 상기 계면(64)의 위치를 광학적으로 검출한다. 구체적으로, 상기 발광 장치(71)는, 상기 각 검출용 공간의 하측 개구를 밀봉하도록 상기 유로 형성체(10)의 하단부면에 장착되어, 상기 검출용 공간의 각각의 내부에 당해 검출용 공간의 길이 방향(이 실시 형태에서는 상하 방향)을 따라 도 7 및 도 8에 화살표로 나타내는 바와 같이 상향으로 측정용 광을 조사한다. 상기 수광 장치(72)는, 상기 각 검출용 공간의 상측 개구를 밀봉하도록 상기 유로 형성체(10)의 상단부면에 장착됨과 함께, 상기 복수의 검출용 공간의 각각에 대응하는 복수의 수광 소자를 포함한다. 각 수광 소자는, 이것에 대응하는 검출용 공간에 조사된 측정용 광 중 상기 검출용 액체(61) 및 상기 검출용 기체(62)를 투과한 후의 광만을 받아 그 강도에 대응한 전기 신호인 검출 신호를 생성하고, 출력한다. 당해 수광 소자가 받는 광의 강도는, 당해 수광 소자에 대응하는 검출용 공간 내에서의 상기 검출용 액체(61) 및 상기 검출용 기체(62)의 각각의 존재 영역의 길이의 비에 따라 바뀌므로, 각각의 수광 소자로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여, 각각의 검출용 공간에 있어서의 상기 계면(64)의 높이 위치를 특정하는 것이 가능하다.

이 마이크로 채널 리액터에 따르면, 다음과 같이 하여 각 반응 유로(유체 유로)에 있어서의 유통 이상의 유무가 검출된다.

우선, 각 반응 유로 내를 처리 대상 유체가 정상으로 흐르고 있는 상태에서는, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3의 각각에 있어서 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)에 의해 획정되는 복수의 반응 유로를 흐르는 처리 대상 유체의 압력은 모두 정상적인 압력으로 유지된다. 따라서 당해 복수의 반응 유로에 각각 대응하는 복수의 검출용 공간에 있어서의 검출용 액체(61)와 검출용 기체(62)의 계면(64)의 위치는 모두 도 7에 나타낸 바와 같은 초기 위치로 유지된다. 수광 장치(72)는, 당해 초기 위치에 대응하는 검출 신호를 출력한다.

이에 반하여, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3의 어느 것에 있어서, 어느 반응 유로에 일부 폐색 또는 완전 폐색이 생긴 경우, 그 하류측에 있어서의 처리 대상 유체의 압력은 저하된다. 이 처리 대상 유체의 압력 저하에 수반하여, 상기 폐색이 생긴 상기 반응 유로에 대응하는 검출용 공간에 수용되어 있는 검출용 액체(61)의 일부가 상기 반응 유로에 유출되어, 당해 검출용 액체(61)와 검출용 기체(62)의 계면(64)의 위치는, 상기와 같이 저하된 압력과 상기 검출용 공간 내의 검출용 액체(61)의 높이가 대응하는 위치까지 강하된다. 예를 들어, 상기 제2 하향 유로 구역 C2에 있어서 상기 연통 구멍(58)의 하류측(이 실시 형태에서는 하측)의 위치에서 상기 반응 유로 형성 홈(24)에 의해 형성되는 반응 유로 내에 폐색이 생긴 경우, 그 하류측에 있어서의 처리 대상 유체의 압력은 정상적인 상태에 비하여 상기 폐색의 정도에 따라 저하되고, 이 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제3 하향 유로 구역 C3에 대응하는 제3 검출 영역 F3에 있어서, 상기 반응 유로 형성 홈(24)에 대응하는 검출용 공간 형성 홈(54)에 의해 형성되는 검출용 공간 내의 검출용 액체(61)와 검출용 기체(62)의 계면(64)의 위치가, 상기 초기 위치로부터 강하된다. 당해 계면(64)의 위치 강하에 대응하여, 수광 장치(72)가 출력하는 검출 신호도 변동된다.

따라서, 이 마이크로 채널 리액터에 따르면, 상기 복수의 검출용 공간에 각각 대응하여 출력되는 복수의 검출 신호를 감시함으로써, 유통 이상이 생긴 반응 유로를 특정하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 상기 검출 신호 중 어느 초기 상태로부터의 변동이 일정 이상으로 되었을 때, 즉 상기 계면(64)의 위치에 대해 미리 설정된 상기 초기 위치와 검출된 계면의 위치의 차가 허용 범위를 초과할 때, 에 그 계면(64)에 대응하는 반응 유로에 유통 이상이 있다고 판정하는 것이 가능하다.

본 발명의 제2 실시 형태를, 도 10 내지 도 18을 참조하면서 설명한다.

상기 제1 실시 형태에 관한 마이크로 채널 리액터에서는, 반응 유로를 흐르는 처리 대상 유체와 검출용 액체(61)가 직접 접촉하기 때문에, 당해 검출용 액체(61)를 구성하는 물질은 상기 처리 대상 유체의 성상에 영향을 주지 않는 것으로 제한된다. 이에 반하여, 제2 실시 형태에 관한 마이크로 채널 리액터는, 상기 처리 대상 유체와 상기 검출용 액체(61)의 직접적인 접촉을 저지하도록 양자를 분리하는 수단을 구비함으로써, 상기 검출용 액체(61)를 구성하는 물질 선택의 자유도를 높인다.

상기 분리의 수단은, 복수의 분리용 공간과, 당해 복수의 분리용 공간의 각각에 수용되는 분리용 기체(66)를 포함한다. 구체적으로는 다음과 같다.

상기 복수의 분리용 공간은, 상기 복수의 반응 유로의 각각과 이것에 대응하는 상기 검출용 공간의 사이에 개재하여 당해 유체 유로와 당해 검출용 공간에 연통된다. 당해 복수의 분리용 공간은, 상기 반응 유로 및 상기 검출용 공간과 동일하게 상기 유로 형성체(10)에 의해 형성된다.

구체적으로, 제2 실시 형태에 관한 유로 형성체(10)는, 제1 실시 형태에 관한 복수의 유로 형성판(11)의 각각을 대신하는 것으로서, 서로 적층되는 유로 형성판(14)과 공간 형성판(15)을 포함하는 복수의 페어를 구비한다. 상기 유로 형성판(14)은, 상기 제1 실시 형태에 관한 유로 형성판(14)과 마찬가지로, 도 9에 도시되는 표측면(20)과, 도 10에 도시되는 이측면(30)을 갖는다. 상기 공간 형성판(15)은, 도 11에 도시되는 표측면(40)과, 그 반대측의 면이며 도 12에 도시되는 이측면(50)을 갖는다. 양판(14, 15)은, 상기 유로 형성판(14)의 이측면(30)과 상기 공간 형성판(15)의 표측면(40)이 밀착하도록 서로 중첩된다. 상기 공간 형성판(15)의 이측면(50)과 이것에 인접하는 상기 유로 형성판(14)의 표측면(20)의 사이에는 제1 실시 형태와 마찬가지로 칸막이판(16)이 개재하고, 판 두께 방향의 양 외측에는 표측 외판(12) 및 이측 외판(13)이 각각 배치된다.

제1 실시 형태에 관한 유로 형성판(14)과 마찬가지로, 상기 유로 형성판(14)의 표측면(20)에는 상기 칸막이판(16) 또는 상기 표측 외판(12)의 이측면과 함께 복수(이 실시 형태에서는 5개)의 반응 유로를 획정하는 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)이 형성되고, 상기 이측면(30)에는, 상기 공간 형성판(15)의 표측면(40)과 함께, 상기 복수의 반응 유로에 대응하는(제2 유체의) 도입 유로를 획정하는 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)이 형성되어 있다.

상기 제1 실시 형태와 달리, 이 제2 실시 형태에 관한 상기 반응 유로판(14)의 이측면(30)에는, 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)이 아니고, 제1 분리 영역 G1, 제2 분리 영역 G2 및 제3 분리 영역 G3의 각각에 위치하는 복수의(이 실시 형태에서는 5개의) 분리용 공간 형성 홈(41, 42, 43, 44, 45)과, 당해 분리용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 각각에 대응하는 복수의 연통 구멍(48)이 형성되어 있다. 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)은, 상기 유로 형성판(14)이 아니고 상기 공간 형성판(15)의 이측면(50)에 형성되어 있다.

상기 제1 내지 제3 분리 영역 G1 내지 G3은, 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에 각각 대응하는 영역이다. 각각의 분리 영역에 있어서, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)은, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에 있어서의 상기 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 정확히 이측의 위치에서 당해 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)을 따르도록 상하 방향으로 연장된다. 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)의 각각은, 바람직하게는 상기 반응 유로 형성 홈(41 내지 45)의 각각의 폭과 동등한 폭을 갖는다.

상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)은, 상기 이측면(30)에 밀착되는 상기 공간 형성판(15)의 표측면(40)과 함께, 당해 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)과 동일 형상의 검출용 공간을 획정한다. 도 18에 있어서 대표적으로 분리용 공간 형성 홈(43)에 대해 나타낸 바와 같이, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)의 하단은 이것에 대응하는 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 하단보다 높은 위치에 있어서 밀봉된 밀봉 단이다. 마찬가지로, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)의 상단은 이것에 대응하는 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 상단보다 낮은 위치에 있어서 밀봉된 밀봉 단이다.

상기 복수의 연통 구멍(48)의 각각은, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)의 상단 저부로부터, 당해 상단과 동일한 높이 위치에 있어서의 반응 유로 형성 홈(21 내지 25)의 저부에 이르기까지, 상기 유로 형성판(14)을 그의 판 두께 방향으로 관통하고, 이에 따라 상기 반응 유로와 이것에 대응하는 상기 분리용 공간을 서로 연통한다.

상기 공간 형성판(15)의 표측면(40)에 홈은 형성되지 않고, 당해 표측면(40)은 오로지 획정면으로서 기능한다. 즉, 당해 표측면(40)은, 상기 유로 형성판(14)의 이측면(30)과 밀착함으로써, 상기 도입 유로 형성 홈(31 내지 35)과 함께 복수의 도입 유로를 획정하고, 또한 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)과 함께 복수의 분리용 공간을 획정한다.

상기 공간 형성판(15)의 이측면(50)에서는, 제1 실시 형태에 관한 유로 형성판(11)의 이측면(30)과 마찬가지로, 당해 제1 내지 제3 검출 영역 F1 내지 F3의 각각에, 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55) 및 복수의 연통 구멍(58)이 형성되어 있다. 상기 제1 내지 제3 검출 영역 F1 내지 F3은, 상기 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3의 각각에 대응하고, 나아가 상기 제1 내지 제3 분리 영역 G1 내지 G3 각각에 대응한다. 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)은, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)을 따라 연장된다. 상기 복수의 연통 구멍(58)은, 상기 분리용 공간 형성 홈(41 내지 45)의 각각의 하단의 높이 위치와 동등한 높이 위치에 형성되고, 당해 하단과 상기 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)을 서로 연통되도록 상기 공간 형성판(15)을 그의 판 두께 방향으로 관통한다.

따라서, 이 실시 형태에 관한 상기 각 연통 구멍(58)은, 이것에 대응하는 분리용 공간 및 상기 연통 구멍(48)과 협동하여, 상기 반응 유로와 이것에 대응하는 검출용 공간을 연통하는 연통로를 구성한다. 바꾸어 말하면, 이 실시 형태에 관한 상기 연통로는, 상기 반응 유로와 상기 검출용 공간의 사이에 개재하는 분리용 공간을 포함하고 있다.

상기 검출용 액체(61)는, 상기 검출용 공간뿐만 아니라, 상기 연통 구멍(58)을 통하여 상기 분리용 공간에도 들어간다. 상기 분리용 기체(66)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 분리용 공간에 있어서의 검출용 액체(61)의 상면과 상기 반응 유로를 흐르는 처리 대상 유체 사이에 개재하도록 당해 분리용 공간 내에 수용되고, 이 때문에 당해 검출용 액체(61)와 당해 처리 대상 유체의 직접적인 접촉을 저지한다. 당해 분리용 기체(66)는, 상기 처리 대상 유체 및 상기 검출용 액체(61)의 양쪽에 대해 영향을 주지 않는 것이면 된다. 그 조건을 만족하는 범위에서, 공기, 불활성 가스, 그 밖의 기체가 상기 분리용 기체(66)로서 선정된다.

본 발명은 이상 설명한 실시 형태에 한정되지 않는다. 구체적으로는 다음과 같다.

A) 처리 대상 유체에 대해

본 발명에 관한 처리 대상 유체는, 상기 제1 및 제2 유체와 같은 반응 조작의 대상으로 되는 유체에 한정되지 않는다. 바꾸어 말하면, 본 발명에 관한 유체 유통 장치는 상기 마이크로 채널 리액터에 한정되지 않고, 따라서 그 유체 유로는 상기 반응 유로에 한정되지 않는다. 상기 처리 대상 유체는, 예를 들어 추출 등의 다른 화학 조작을 받는 것이어도 되고, 열 매체와의 열 교환에 의해 가열 또는 냉각되는 것이어도 된다. 즉, 본 발명에 관한 유체 유통 장치는, 예를 들어 추출 조작을 위한 유체 유로를 형성하는 추출 장치여도 되고, 처리 대상 유체와 이것을 가열 또는 냉각하기 위한 열 매체의 사이에서 열 교환을 행하게 하기 위한 유로를 형성하는 열 교환기여도 된다.

B) 계면의 위치 검출에 대해

본 발명은 유체 유로에서의 유통 이상에 의한 압력을 검출용 액체와 검출용 기체의 계면의 위치로 변환함으로써, 당해 유통 이상을 검출하기 위한 수단의 선택의 자유도를 높이는(즉 당해 수단이 압력 검출기에 한정되지 않도록 함) 것을 특징으로 하는 것이다. 따라서, 상기 계면의 위치를 검출하기 위한 구체적 수단은 자유롭게 설정되는 것이 가능하고, 반드시 당해 계면의 위치를 광학적으로 검출하는 것에 한하지 않는다.

또한, 본 발명에 관한 유체 유통 장치는, 반드시 계면 위치 검출기를 구비하지 않아도 되고, 당해 유체 유통 장치에 있어서의 계면의 위치를 검출하기 위해 당해 유체 유통 장치와는 독립된 검출기가 사용되어도 된다. 도 19 내지 도 21은, 그 일례인 제3 실시 형태에 관한 마이크로 채널 리액터를 나타낸다. 당해 마이크로 채널 리액터는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 유로 형성체(10)를 구비하지만, 당해 유로 형성체(10)는, 상기 발광 장치(71) 및 수광 장치(72)에 대신하여 상기 각 검출용 공간의 상단 개구 및 하단 개구를 밀봉하는 부위인 상측 밀봉판(81) 및 하측 밀봉판(82)을 포함한다. 그리고, 당해 상측 밀봉판(81) 및 하측 밀봉판(82)의 적어도 한쪽(도 19 내지 도 21에 도시하는 형태에서는 상측 밀봉판(81))이, 상기 유로 형성체(10)의 외부로부터 상기 검출용 공간의 단(도 19 내지 도 21에서는 상단)에 이르기까지의 광의 투과를 허용하는 투광성을 갖는다.

상기 투공성은, 상기 유로 형성체(10)의 외부로부터 상기 검출용 공간 내에 측정용 광을 조사하여 상기 계면(64)의 위치를 광학적으로 검출하는 것을 용이하게 한다. 도 20 및 도 21은, 그 투광성을 이용하여, 상기 마이크로 채널 리액터와는 독립된 범용의 위치 검출기(70)에 의해 상기 계면(64)의 위치를 검출하는 예를 나타내고 있다. 당해 위치 검출기(70)는, 발광 소자와 수광 소자를 함께 보유한다. 상기 발광 소자는, 상기 상측 밀봉판(81) 및 그 하방의 검출용 공간 내의 검출용 기체(62)를 통하여 당해 검출용 기체(62)과 검출용 액체(61)의 계면(64)에 측정용 광을 조사하는 것이 가능하다. 상기 수광 소자는, 당해 측정용 광 중 상기 계면(64)에서 반사되어 온 광만을 받아 그 강도에 대응한 전기 신호(검출 신호)를 생성하여 출력한다. 당해 수광 소자가 출력하는 검출 신호는, 상기 검출용 공간에 있어서 상기 검출용 기체(62)가 차지하는 영역의 길이에 대응하므로, 당해 검출 신호에 기초하여 상기 계면(64)의 위치를 파악하는 것이 가능하다.

이와 같은 반사식 위치 검출기(70)는, 다수의 검출용 공간에 대해 공통적으로 사용되는 것이 가능하고, 이에 따라 장치의 비용은 비약적으로 저감한다. 예를 들어, 당해 위치 검출기(70)가 각 검출 영역 F1 내지 F3에 존재하는 5개의 검출용 공간에 각각 대응하는 5개의 수광 소자를 포함하는 경우에는, 당해 검출 영역마다 상기 위치 검출기(70)를 상기 상측 밀봉판 내에 접촉시켜 검출을 행하는 것이 가능하다. 당해 위치 검출기(70)는, 혹은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 마이크로 채널 리액터(또는 그 밖의 유체 유통 장치)의 구성 요소로서 이것에 일체로 내장되는 것도 가능하다. 또한, 상기 상측 밀봉판(82)에 더하여 하측 밀봉판(61)도 투광성을 갖는 것이라면, 당해 하측 밀봉판(61)의 하방으로부터 당해 하측 밀봉판(61)을 통하여 상기 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 검출용 공간 내에 측정용 광을 상향으로 조사하고, 그 중 상기 검출용 액체(61)를 투과한 광을 상측 밀봉판(62)을 통하여 수광 장치에 의해 받는 것도 가능하다.

C) 계면의 초기 위치에 대해

복수의 검출용 공간의 각각에 있어서의 계면의 초기 위치는, 도 7에 도시되는 바와 같이 상호 가지런한 것이 아니고 서로 상이해도 된다. 이 경우에도, 검출용 공간의 각각에 대해 설정된 초기 위치와 검출된 계면의 위치의 차가 허용 범위를 초과하는 경우에 유통 이상이 있다고 판정하는 것이 가능하다. 또한, 도 7에 도시되는 바와 같이 상기 초기 위치가 서로 가지런하게 되어 있는 경우, 검출된 복수의 계면의 위치 변동이 허용 범위를 초과하는 경우에 유통 이상이 있다고 판정하는 것도 가능하다.

D) 유로 및 검출용 공간의 배치 및 개수에 대해

복수의 유체 유로 및 이들에 대응하는 상기 복수의 검출용 공간의 배치 및 개수는, 자유롭게 설정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 당해 복수의 유체 유로와 당해 복수의 검출용 공간이 교차하고 있어도 되고, 당해 복수의 유체 유로의 각각에 대해 당해 유체 유로의 나열 방향과 동일한 방향으로 각 검출용 공간이 인접해 있어도 된다. 즉, 유체 유로와 검출용 공간이 교대로 나열되어 있어도 된다. 그러나, 제1 및 제2 실시 형태와 같이, 복수의 유체 유로가 제1 면(제1 및 제2 실시 형태에서는 유로 형성판(11, 14)의 표측면(20)에 대응하는 평면)에 따라 서로 평행하게 연장되고, 복수의 검출용 공간이 상기 제1 면에 대해 그 법선 방향으로 이격되면서 당해 제1 면을 따르는 제2 면(제1 실시 형태에서는 유로 형성판(11)의 이측면(30), 제2 실시 형태에서는 공간 형성판(15)의 이측면(50)에 대응하는 평면)을 따라 연장되는 배치는, 콤팩트한 구조로 처리 대상 유체의 유통 및 그 유통 이상의 검지를 실현하는 것을 가능하게 한다.

유체 유로 및 검출용 공간의 길이 방향은 상하 방향에 한정되지 않는다. 당해 길이 방향은, 수평 방향 또는 이것에 대해 경사지는 방향이어도 된다.

상기 각 실시 형태에서는, 검출용 공간이 형성되는 영역(제1 내지 제3 검출 영역 F1 내지 F3)이 제1 내지 제3 하향 유로 구역 C1 내지 C3에 대응하는 영역으로 설정되어 있지만, 당해 영역의 장소 및 수도 자유롭게 설정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 검출용 공간의 영역은 상기 제1 내지 제4 상향 유로 구역 A1 내지 A4에 대응하는 영역이나 중계 영역에 대응하는 영역이어도 된다. 또한, 유체 유로 중 하류측의 구역에 대응하는 영역에만 검출용 공간이 형성되어도 된다.

또한, 상기 검출용 공간의 형상이나 위치는, 유체 유로의 구체적인 형상에 관계없이 자유롭게 설정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 당해 유체 유로가 곡선 형상으로 연장되는 것인 경우, 상기 검출용 공간은 당해 유체 유로를 따라 곡선 형상으로 연장되는 것이어도 되고, 당해 유체 유로와는 상이한 형상을 갖는 것이어도 된다.

E) 분리용 공간에 대해

분리용 공간이 형성되는 경우, 그 형상이나 위치는, 이것에 대응하는 유체 유로와 검출용 공간의 사이에 개재한다고 하는 조건을 만족하는 범위에서 자유롭게 설정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 분리용 공간은 유체 유로의 길이 방향 또는 검출용 공간의 길이 방향과 다른 방향으로 연장되는 형상의 것이나, 입방체에 가까운 형상의 것이어도 된다. 그러나, 제2 실시 형태와 같이, 복수의 유체 유로가 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이에 개재하는 제3 면(제2 실시 형태에서는 상기 유로 형성판(14)의 이측면(30))에 따라 서로 평행하게 연장되는 배치는, 콤팩트한 구조로 처리 대상 유체와 검출용 액체의 직접적인 접촉을 저지할 수 있는 이점이 있다.

F) 유로 형성체의 구조에 대해

유로 형성체의 구체적인 구조는 한정되지 않는다. 당해 유로 형성체는, 예를 들어 단일 부재를 포함하는 블록형인 것, 혹은 단일층에 있어서만 유체 유로를 형성하는 것이어도 된다.

G) 검출용 공간의 밀봉에 대해

본 발명에 관한 검출용 공간은, 그 양단 중 적어도 한쪽 단이 밀봉되어 있으면 되고, 다른 쪽 단은 반드시 밀봉되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 본 발명에 관한 유체 유통 장치의 복수의 검출용 공간의 일부 또는 전부가, 한쪽 단은 밀봉되어 있지만 다른 쪽 단은 개방되어 있는 개방 공간이어도 된다.

도 22는, 그 일례인 제4 실시 형태에 관한 마이크로 채널의 검출용 공간을 나타낸다. 당해 마이크로 채널은, 제1 실시 형태에 관한 마이크로 채널과 마찬가지로 유로 형성판(11)을 갖는다. 당해 유로 형성판(11)의 이측면(30)에는 제1 검출 영역 F1, 제2 검출 영역 F2 및 제3 검출 영역 F3이 설정되어 있다. 당해 제1 내지 제3 검출 영역 F1 내지 F3의 각각에 있어서 복수의(이 실시 형태에서도 5개의) 검출용 공간 형성 홈(51, 52, 53, 54, 55)이 형성됨과 함께, 당해 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 각각에 대응하여 복수의 연통 구멍(58)이 형성되어 있다. 상기 각 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 하단은 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 발광 장치(71)에 의해 밀봉되어 있지만, 상단은 대기에 개방되어 있다. 구체적으로는, 당해 상단이 개구되는 유로 형성체(10)의 상면과 수광 장치(72)의 사이에 간극(74)이 마련되고, 당해 수광 장치(72)의 하방에 있어서 상기 각 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 상단이 상기 간극(74)에 개방되어 있다. 따라서, 당해 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 각각에 의해 형성되는 검출용 공간은, 그 하단이 밀봉되어 있지만 상단이 개방된 개방 공간으로 되어 있다.

상기 각 검출용 공간의 상단의 개방은, 예를 들어 도 23에 도시하는 바와 같이, 대응하는 반응 유로가 정상일 때의 계면(64)의 위치(도 23에서는 검출용 공간 형성 홈(51 내지 53, 55)에 의해 형성되는 검출용 공간 내의 계면(64)의 위치)를 상기 제1 실시 형태에 관한 계면(64)의 위치(도 8에 도시되는 위치)보다 높게 하는 것을 가능하게 한다. 이것은, 당해 정상 시의 계면(64)의 위치와 이상 시의 계면(64)의 위치의 낙차를 크게 하여 양자의 판별(즉 정상/이상의 판정)이 용이하게 행해지는 것을 가능하게 한다.

상기 개방 공간에 수용되는 검출용 기체는, 공기가 바람직하다. 이것은, 당해 개방 공간을 대기에 그대로 개방하는 것을 가능하게 한다. 검출용 기체에 공기 이외의 기체, 예를 들어 질소 가스 혹은 그 밖의 불활성 가스가 사용되는 경우, 당해 불활성 가스가 봉입된 챔버 내에 유체 유통 장치 전체가 수용되는 것이 좋다.

본 발명에 관한 유체 유통 장치의 복수의 검출용 공간의 일부 또는 전부는, 혹은, 한쪽 단은 밀봉되어 있지만 다른 쪽 단에는 이것을 개폐하기 위한 개폐 장치가 마련되어 있는 개폐 가능 공간이어도 된다.

도 24 및 도 25는, 그 일례인 제5 실시 형태에 관한 마이크로 채널의 주요부를 나타낸다. 당해 마이크로 채널에서는, 각 검출용 공간 형성 홈(51 내지 55)의 하단이 발광 장치(71)에 의해 밀봉되어 있는 것에 비해, 상단에는 영역 F1, F2, F3마다 마련된 복수의 개폐 장치(90)가 접속되어 있다.

상기 복수의 개폐 장치(90)의 각각은, 후드(92)와, 연통관(94)과, 밸브(96)를 갖는다. 상기 후드(92)는, 상기 영역 F1, F2, F3 중 당해 개폐 장치(90)에 대응하는 영역에 포함되는 복수의 검출용 공간의 상단을 덮는다. 상기 연통관(94)은, 당해 후드(92) 내에 연통됨과 함께 당해 후드(92)로부터 측방으로 돌출된다. 상기 밸브(96)는, 당해 연통관(94)의 단부에 연결되며, 또한, 개폐 가능하다. 각 개폐 장치(90)는, 그의 상기 밸브(96)가 개폐됨으로써, 개방 상태와 폐쇄 상태로 전환된다. 상기 개방 상태에서는, 상기 개폐 장치(90)는, 당해 개폐 장치(90)가 할당된 복수의 검출용 공간의 각각의 상단을 상기 연통관(94) 및 상기 밸브(96)를 통하여 개방함으로써 상기 검출용 기체의 상기 검출용 공간에 대한 출입을 허용한다. 상기 폐쇄 상태에서는, 상기 개폐 장치(90)는, 당해 검출용 공간의 상단을 밀봉한다.

상기 후드(92)는, 이 실시 형태에서는 상기 유로 형성체(10)의 상단부면과 상기 수광 장치(72)의 사이에 개재하고 있다. 이 경우, 당해 후드(92)는 상기 수광 장치(72)에 의한 수광을 가능하게 하는 정도의 투광성을 갖는 것이 바람직하다.

상기 각 개폐 장치(90)의 장비는, 장치 전체의 대형화를 억제하면서, 제4 실시 형태에서의 장점, 즉 정상 시의 계면(64)의 위치와 이상 시의 계면(64)의 위치의 낙차를 크게 하여 양자의 판별(즉 정상/이상의 판정)이 용이하게 행해지는 것을 가능하게 한다는 장점을 얻는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 상기 개폐 장치(90)를 개방 상태로 전환함(즉 당해 개폐 장치(90)에 포함되는 밸브(96)를 개방함)으로써, 제4 실시 형태와 마찬가지로 당해 개폐 장치(90)가 접속된 각각의 검출용 공간을 대기에 개방하여 정상 시에 있어서의 계면(64)의 높이를 크게 할 수 있다. 한편, 당해 계면(64)의 높이가 과잉이 되는 사태(즉 상기 계면(64)이 상단에 달하여 검출용 액체(61)가 장치 외부에 넘치는 사태)가 생길 우려가 있는 검출용 공간이 있는 경우, 그 검출용 공간에 접속되는 개폐 장치(90)를 폐쇄 상태로 전환함(즉 당해 개폐 장치(90)에 포함되는 밸브(96)를 폐쇄함)으로써, 상기 사태를 회피할 수 있다. 예를 들어, 어느 검출용 공간에 있어서의 상기 계면(64)의 높이가 미리 설정된 허용 높이에 도달한 경우에는 당해 검출용 공간에 접속되어 있는 개폐 장치(90)의 밸브(96)를 폐쇄한다는 조작이 행해지는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 개폐 장치의 크기나 개수는 한정되지 않는다. 당해 개폐 장치는, 예를 들어 유체 유통 장치에 포함되는 모든 검출용 공간의 일단을 일괄하여 개폐하는 대형의 것이어도 된다. 혹은 복수의 검출용 공간의 각각을 개별적으로 개폐하는 복수의 개폐 장치가 장비되어도 된다.

상기 제4 및 제5 실시 형태에 대해서도, 검출용 공간이 연장되는 방향은 상하 방향에 한정되지 않는다. 각 검출용 공간의 직경이 작아서 검출용 액체를 보유 지지하기에 충분한 모세관 현상이 생기는 것이면, 복수의 검출용 공간의 적어도 일부가 개방 공간이나 개폐 가능 공간이어도, 당해 개방 공간이나 개폐 가능 공간이 수평 방향으로 연장되도록 마이크로 채널이 배치되는 것도 가능하다.

실시예

도 1 내지 도 8에 도시되는 마이크로 채널 리액터에 있어서, 처리 대상 유체가 각 반응 유로를 정상으로 흐를 때의 계측점(예를 들어 제1 검출 영역 F1에 있어서의 연통 구멍(58)의 위치)에 있어서의 압력 P1은, 처리 대상 유체의 점도를 μ, 처리 대상 유체의 유속을 u, 상기 계측점에서 유체 출구(28)까지의 거리를 L, 각 반응 유로의 내경인 유로 직경을 d, 출구 압력을 Po라 하면, 다음 식 (1)에 의해 표시된다.

상기 반응 유로에 있어서 예를 들어 완전 폐색이 생긴 경우, 그 반응 유로에는 상기 처리 대상 유체가 흐르지 않아, 상기 유속 u는 0이 되기 때문에, 이 때의 상기 계측점의 압력 P2는 다음 식 (2)로 표시된다.

상기와 같은 압력 변화 ΔP(=P2-P1)의 분만큼 계면(64)의 위치가 저하되고, 따라서 검출용 공간의 상단으로부터 당해 계면(64)까지의 거리, 즉 상기 검출용 기체(62)가 차지하는 영역의 높이 치수인 기체 높이 치수 H가 증대된다. 정상 시의 기체 높이 치수를 H1, 완전 폐색 시의 기체 높이 치수를 H2라 하면, 양자의 관계는 다음 식 (3)으로 표시된다.

따라서, 상기 압력 변화 ΔP에 수반하는 상기 기체 높이 치수의 변화량 ΔH는 다음 식 (4)로 표시된다.

다음의 표 1은, 상기 처리 대상 유체의 점도 μ가 0.001Paㆍs, 정상 시의 처리 대상 유체의 유속 u가 100㎜/s, 계측점으로부터 유로 출구까지의 거리 L이 10m, 출구 압력 Po가 대기압(≒100kPaA)이며, 이상 시에 계측점 압력이 당해 대기압까지 저하하는 경우의, 다양한 유로 직경 d 및 초기 기체 높이 치수 H1에 대응한 기체 높이 치수의 변화량을 나타낸다.

상기 표 1에서, 유로 직경 d가 2.0㎜인 경우에 주목하면, 이 경우에 있어서의 기체 높이 치수 변화량 ΔH, 즉 정상 시의 계면 높이와 이상 시의 계면 높이의 낙차는 18.6㎜로 작은 값이 되어 있다. 또한, 이 값은, 처리 유체의 점도가 낮을수록, 처리 유체의 유속이 낮을수록, 또한 계측점으로부터 유로 출구까지의 거리가 짧아질수록, 작아진다. 그리고, 당해 낙차가 작을수록, 유체 유로에 있어서의 유통이 정상인지 이상인지의 판별은 어려워진다.

그러나, 적어도 일부의 검출용 공간(도 22에서는 모든 검출용 공간)의 상단을 개방하여 개방 공간으로 하고, 당해 개방 공간에 대한 검출용 기체의 출입을 가능하게 함으로써, 정상 시의 계면 위치를 보다 높게 하여 그만큼만 상기 낙차를 크게 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 22에 도시되는 바와 같이 각 검출용 공간의 상단이 개방된 경우, 당해 검출용 공간에 있어서의 액 기둥 높이(연통 구멍(58)로부터 계면(64)까지의 검출용 액체의 치수)에 대응하는 압력이 계측점 압력과 균형을 이루기 때문에, 상기 거리 L이 10m(=10000㎜), 정상 시의 계측적 압력 P1이 표 1에 나타낸 바와 같이 109.3kPaA일 때의 당해 정상 시의 당해 액 기둥 높이는, 10000×(109.3-101.3)/101.3=789.7㎜로 된다. 이에 반하여, 가령 유로가 완전히 폐색되어 계측점 압력이 대기압으로 된 경우의 상기 액 기둥 높이는 0㎜로 된다. 따라서, 정상 시 및 이상 시에 있어서의 액 기둥 높이의 차, 즉 상기 계면의 낙차는 789.7㎜로 매우 큰 값이 된다. 이것은, 이상의 유무 판정을 현저하게 용이하게 한다.

또한, 상기 개방 공간을 개폐 가능 공간, 예를 들어 상단에 도 24 및 도 25에 나타낸 바와 같은 개폐 장치(90)가 접속된 공간으로 치환된 경우에는, 정상 시의 계면 높이가 검출용 공간의 상단에 접근한 시점에서 상기 개폐 장치(90)의 밸브(96)를 폐쇄함으로써, 검출용 액체의 유출을 방지할 수 있다. 이것은, 당해 유출의 확실한 방지를 위해 검출용 공간의 길이를 필요 이상으로 크게 하지 않고(즉 장치 전체의 높이 치수를 과잉으로 크게 하지 않고) 이상 검출을 용이하게 하는 것을 가능하게 한다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 각각에 처리 대상 유체가 흐르게 되는 복수의 유체 유로를 형성하는 유체 유통 장치이며, 당해 유체 유로에 있어서의 처리 대상 유체의 유통 이상의 검출을 검출하기 위한 수단의 선택의 자유도가 높은 것이 제공된다.

이 유체 유통 장치에 따르면, 상기 복수의 유체 유로에 있어서의 유로 접속 부위에서의 각 처리 대상 유체의 압력이 상기 검출용 공간에 수용되는 검출용 액체와 검출용 기체의 계면의 위치로 변환된다. 따라서, 당해 유체 유로에 있어서의 처리 대상 유체의 유통 이상을 검출하기 위해 당해 유체 유로 내의 처리 대상 유체의 압력을 직접 검출할 필요가 없고, 당해 압력에 대응하는 상기 계면의 위치를 검출하는 것과, 정상 상태로부터의 당해 계면의 위치 변동에 기초하여 상기 유통 이상의 판정을 행하는 것을 포함하는 유통 이상 검지 방법에 의해, 상기 유통 이상을 적확하게 검지할 수 있다. 이것은, 당해 유통 이상을 검지하기 위한 수단의 선택의 자유도를 비약적으로 높인다.

상기 복수의 검출용 공간의 적어도 일부는, 그 길이 방향의 양단이 상기 밀봉 단인 밀폐 공간이어도 된다. 이 경우, 당해 밀폐 공간에 봉입되는 상기 검출용 기체는 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 길이 방향으로 팽창 및 수축하는 것이 좋다.

혹은, 상기 복수의 검출용 공간의 적어도 일부는, 그 길이 방향의 한쪽 단만이 밀봉되고 다른 쪽 단이 개방된 개방 공간이며, 당해 개방 공간 내의 상기 검출용 기체는 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 개방 공간 내에 대해 출입하는 것이어도 된다. 상기 검출용 공간의 한쪽 단이 개방되어 있는 것은, 양단이 밀봉되어 있는 경우에 비하여, 정상 시에 있어서의 계면의 위치와 이상 시에 있어서의 계면의 위치의 차를 크게 하는 것을 가능하게 하고, 이 때문에 이상 검출을 용이하게 한다.

혹은, 상기 검출용 공간의 적어도 일부는 그 길이 방향의 한쪽 단이 밀봉되고 다른 쪽 단에 개폐 장치가 접속된 개폐 가능 공간이며, 상기 개폐 장치는 당해 개폐 장치가 접속된 단을 밀봉하는 폐쇄 상태와 당해 개폐 장치가 접속된 단을 개방하여 상기 개폐 가능 공간에 대한 상기 검출용 기체의 출입을 허용하는 개방 상태로 전환 가능하고, 상기 검출용 기체는 상기 개폐 장치가 상기 폐쇄 상태에 있을 때 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 길이 방향으로 팽창 및 신축하는 것이어도 된다. 상기 개폐 장치는, 상기 개방 상태에 있어서, 상기 밸브 구비 공간을 상기 개방 공간과 동등하게 하여 이상 검출을 용이하게 하는 한편, 적절하게 폐쇄 상태로 전환됨으로써, 상기 검출용 공간으로부터 외부로의 상기 검출용 액체의 유출을 방지할 수 있다.

상기 복수의 검출용 공간이 상기 개폐 가능 공간을 포함하는 경우, 상기 유통 이상 검지 방법은, 상기 개폐 가능 공간에 있어서의 계면 위치에 따라 당해 개폐 가능 공간에 마련된 상기 개폐 장치를 상기 개방 상태와 상기 폐쇄 상태 사이에서 전환하는 것을 더 포함하는 것이 좋다.

상기 계면의 위치는, 예를 들어 상기 검출용 공간 내에 그 길이 방향을 따라 측정용 광을 조사하는 발광 장치와 당해 측정용 광을 받아 그 강도에 대응한 신호를 출력하는 수광 장치를 사용하여 광학적으로 검출되는 것이 가능하다. 이것은 간소하고 또한 저비용 수단으로 상기 유통 이상을 검지하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로는, 상기 발광 장치로부터 상기 검출용 액체에 측정용 광을 조사하여 당해 측정용 광 중 당해 검출용 액체를 투과한 후의 광의 강도를 상기 수광 장치에 의해 검출하는 것이나, 상기 검출용 기체를 통하여 상기 계면에 상기 측정용 광을 조사하여 그 중 당해 계면에 있어서 반사되는 광의 강도를 상기 수광 장치에 의해 검출함으로써, 상기 계면의 위치가 검출되는 것이 가능하다.

어느 경우도, 복수의 검출용 공간에 대해 공통의 발광 장치 및 수광 장치를 사용하는 것이 가능하다. 이것은, 당해 복수의 검출용 공간마다 발광 장치 및 수광 장치를 배치하는 경우에 비하여 필요한 발광 장치 및 수광 장치의 수를 저감시켜, 저비용으로 이상 검지를 행하는 것을 가능하게 한다. 당해 복수의 검출용 공간마다 발광 장치 및 수광 장치를 배치해도 상기 유통 이상의 검지가 가능하다.

상기 유통 이상의 판정에 대해서는, 다양한 방법을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 상기 계면의 위치에 대해 미리 설정된 초기 위치와 검출된 계면의 위치의 차가 허용 범위를 초과하는 경우에 유통 이상이 있다고 판정해도 된다. 이 경우, 상기 복수의 검출용 공간의 각각의 상기 초기 위치는 동일하게 설정되어도 되고, 각각의 초기 위치가 서로 상이해도 된다. 후자의 경우, 각각의 계면의 위치 변동이 허용 범위를 초과하는 경우에 유통 이상이 있다고 판정해도 된다.

상기 복수의 유체 유로 및 이들에 대응하는 상기 복수의 검출용 공간의 배치에 대해서는, 당해 복수의 유체 유로가 제1 면을 따라 서로 평행하게 연장되고, 당해 복수의 검출용 공간이 상기 제1 면에 대해 그 법선 방향으로 이격되면서 당해 제1 면을 따르는 제2 면을 따라 연장되는 것이, 바람직하다. 당해 배치는, 콤팩트한 구조로 처리 대상 유체의 유통 및 그 유통 이상의 검지를 실현하는 것을 가능하게 한다.

또한, 상기 복수의 검출용 공간은, 당해 검출용 공간에 대응하는 상기 유체 유로를 따라 연장되는 것이, 보다 바람직하다. 이 때문에, 구조의 콤팩트화는 더욱 현저해진다.

상기 복수의 연통로의 각각은, 상기 복수의 유체 유로의 각각과 이것에 대응하는 상기 검출용 공간의 사이에 개재하여 당해 유체 유로와 당해 검출용 공간에 연통되는 분리용 공간을 포함하고, 당해 분리용 공간 내에, 상기 유체 유로를 흐르는 처리 대상 유체와 상기 검출용 액체 사이에 개재하는 분리용 기체가 수용되는 것이, 보다 바람직하다. 당해 분리용 공간 및 이것에 수용되는 당해 분리용 기체는, 상기 유체 유로를 흐르는 처리 대상 유체와 상기 검출용 액체가 직접적으로 접촉하는 것을 저지하고, 이 때문에, 당해 검출용 액체가 상기 처리 대상 유체의 성상에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 이것은, 당해 검출용 액체를 구성하는 물질의 선택의 자유도를 높인다.

예를 들어, 상기와 같이 복수의 유체 유로가 제1 평면을 따라 서로 평행하게 연장되면서, 당해 복수의 검출용 공간이 상기 제1 공간과 평행인 제2 평면에 따라 서로 평행하게 연장되는 것인 경우, 상기 복수의 분리용 공간은, 상기 제1 평면 및 상기 제2 평면과 병행이며 또한 당해 제1 평면과 당해 제2 평면의 사이에 개재하는 제3 평면을 따라 서로 평행하게 연장되는 것이, 바람직하다. 이것은, 콤팩트한 구조로 처리 대상 유체의 유통 및 그 유통 이상의 검지에 더하여 상기 처리 대상 유체와 상기 검출용 액체의 접촉을 저지하는 것을 가능하게 한다.

상기 유로 형성체 중 상기 각 검출용 공간의 길이 방향 중 적어도 한쪽 단을 밀봉하는 부위는 당해 유로 형성체의 외부로부터 당해 단에 이르기까지의 광의 투과를 허용하는 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 투광성을 갖는 부위는, 상기 유로 형성체의 외부로부터 상기 검출용 공간 내에 측정용 광을 조사하여 상기 계면의 위치를 광학적으로 검출하는 것을 용이하게 한다.

본 발명에 관한 유체 유통 장치는, 상기 계면의 위치를 검출하는 계면 위치 검출기를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 당해 계면 위치 검출기로서는, 당해 계면의 위치를 광학적으로 검출하는 것으로서 상기 검출용 공간 내에 그 길이 방향을 따라 측정용 광을 조사하는 발광 장치와 당해 측정용 광을 받아 그 강도에 대응한 신호를 출력하는 수광 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 발광 장치에서 상기 검출용 액체에 조사된 측정용 광 중 당해 검출용 액체를 투과한 후의 광을 받도록 상기 수광 장치가 배치된 것이 바람직하다. 혹은 상기 검출용 기체를 통하여 상기 계면에 상기 측정용 광을 조사하도록 상기 발광 장치가 배치되며, 또한, 당해 측정용 광 중 당해 계면에 있어서 반사되는 광을 받도록 상기 수광 장치가 배치된 것이 바람직하다.

Claims

처리 대상 유체를 유통시키기 위한 장치이며,
유로 형성체이며, 각각에 처리 대상 유체가 흐르게 되는 복수의 유체 유로와, 당해 복수의 유체 유로의 각각에 대응하는 복수의 검출용 공간이며 당해 복수의 검출용 공간의 각각이 특정 길이 방향으로 연장됨과 함께 당해 길이 방향의 양단 중 적어도 한쪽 단이 밀봉된 것과, 상기 복수의 유체 유로의 각각에 있어서 설정된 유로 접속 부위와 당해 유체 유로에 대응하는 상기 검출용 공간에 있어서 설정된 공간 접속 부위에 접속되어 당해 유로 접속 부위와 당해 공간 접속 부위를 연통시키는 복수의 연통로를 형성하는 유로 형성체와,
상기 복수의 검출용 공간의 각각에 수용되는 검출용 액체 및 검출용 기체를 구비하고,
상기 검출용 액체 및 검출용 기체는, 상기 검출용 공간의 길이 방향으로 나열되어 당해 검출용 액체와 당해 검출용 기체 사이에 계면을 형성하며, 또한, 당해 검출용 액체가 존재하는 영역이 상기 공간 접속 부위를 포함하도록, 당해 검출용 공간 내에 수용되고, 상기 검출용 기체는, 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 검출용 공간 내에 수용되는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 검출용 공간의 적어도 일부는 그 길이 방향의 양단이 밀봉된 밀폐 공간이며, 당해 밀폐 공간 내에 봉입되는 상기 검출용 기체는 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 길이 방향으로 팽창 및 수축하는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 검출용 공간의 적어도 일부는 그 길이 방향의 한쪽 단만이 밀봉되고 다른 쪽 단이 개방된 개방 공간이며, 당해 개방 공간 내의 상기 검출용 기체는 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 개방 공간 내에 대해 출입하는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 검출용 공간의 적어도 일부는 그 길이 방향의 한쪽 단이 밀봉되고 다른 쪽 단에 개폐 장치가 접속된 개폐 가능 공간이며, 상기 개폐 장치는 당해 개폐 장치가 접속된 단을 밀봉하는 폐쇄 상태와 당해 개폐 장치가 접속된 단을 개방하여 상기 개폐 가능 공간에 대한 상기 검출용 기체의 출입을 허용하는 개방 상태로 전환 가능하고, 상기 검출용 기체는 상기 개폐 장치가 상기 폐쇄 상태에 있을 때 상기 유로 접속 부위에 있어서의 상기 처리 대상 유체의 압력 변동에 따라 상기 계면의 위치가 변동되는 것을 허용하도록 상기 길이 방향으로 팽창 및 신축하는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 유체 유로가 제1 면을 따라 서로 평행하게 연장하고, 상기 복수의 검출용 공간이 상기 제1 면에 대해 그 법선 방향으로 이격되면서 당해 제1 면을 따르는 제2 면을 따라 연장되는, 유체 유통 장치.
제5항에 있어서, 상기 복수의 검출용 공간은, 당해 검출용 공간에 대응하는 상기 유체 유로를 따라 연장되는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 연통로의 각각은, 당해 연통로에 대응하는 상기 유체 유로와 상기 검출용 공간의 사이에 개재하여 당해 유체 유로와 당해 검출용 공간에 연통되는 분리용 공간을 포함하고, 당해 분리용 공간 내에 상기 유체 유로를 흐르는 처리 대상 유체와 상기 검출용 액체 사이에 개재하는 분리용 기체가 수용되는, 유체 유통 장치.
제7항에 있어서, 상기 복수의 유체 유로가 제1 면을 따라 서로 평행하게 연장하고, 상기 복수의 검출용 공간이 상기 제1 면에 대해 그 법선 방향으로 이격되면서 당해 제1 면을 따르는 제2 면을 따라 또한 당해 검출용 공간에 대응하는 상기 유체 유로를 따르도록 연장되고, 상기 복수의 분리용 공간은, 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이에 개재하는 제3 면을 따라 또한 당해 분리용 공간에 대응하는 상기 유체 유로 및 상기 검출용 공간에 따르도록 연장되는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 유로 형성체 중 상기 각 검출용 공간의 길이 방향 중 적어도 한쪽 단을 밀봉하는 부위는 당해 유로 형성체의 외부로부터 당해 단에 이르기까지의 광의 투과를 허용하는 투광성을 갖는, 유체 유통 장치.
제1항에 있어서, 상기 계면의 위치를 검출하는 계면 위치 검출기를 추가로 구비하는, 유체 유통 장치.
제10항에 있어서, 상기 계면 위치 검출기는, 상기 계면의 위치를 광학적으로 검출하는 것으로서, 상기 검출용 공간 내에 그 길이 방향을 따라 측정용 광을 조사하는 발광 장치와 당해 측정용 광을 받아 그 강도에 대응한 신호를 출력하는 수광 장치를 포함하는, 유체 유통 장치.
제11항에 있어서, 상기 발광 장치로부터 상기 검출용 액체에 조사된 측정용 광 중 당해 검출용 액체를 투과한 후의 광을 받도록 상기 수광 장치가 배치되는, 유체 유통 장치.
제11항에 있어서, 상기 검출용 기체를 통하여 상기 계면에 상기 측정용 광을 조사하도록 상기 발광 장치가 배치되며, 또한, 당해 측정용 광 중 당해 계면에 있어서 반사되는 광을 받도록 상기 수광 장치가 배치되는, 유체 유통 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 유체 유통 장치에 있어서의 상기 복수의 유체 유로에서의 상기 처리 대상 유체의 유통 이상을 검지하기 위한 방법이며, 상기 복수의 검출용 공간의 각각에 있어서의 상기 계면의 위치를 검출하는 것과, 정상 상태로부터의 상기 계면의 위치 변동에 기초하여 상기 유통의 이상 판정을 행하는 것을 포함하는, 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법.
제4항에 기재된 유체 유통 장치에 있어서의 상기 복수의 유체 유로에서의 상기 처리 대상 유체의 유통 이상을 검지하기 위한 방법이며, 상기 복수의 검출용 공간의 각각에 있어서의 상기 계면의 위치를 검출하는 것과, 정상 상태로부터의 상기 계면의 위치 변동에 기초하여 상기 유통의 이상 판정을 행하는 것과, 상기 개폐 가능 공간에 있어서의 계면 위치에 따라 당해 개폐 가능 공간에 접속되어 있는 상기 개폐 장치를 상기 개방 상태와 상기 폐쇄 상태 사이에서 전환하는 것을 포함하는, 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법.
제14항에 기재된 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법이며, 상기 계면의 위치가, 상기 검출용 공간 내에 그 길이 방향을 따라 측정용 광을 조사하는 발광 장치와 당해 측정용 광을 받아 그 강도에 대응한 신호를 출력하는 수광 장치를 사용하여 광학적으로 검출되는, 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법.
제16항에 기재된 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법이며, 상기 복수의 검출용 공간에 대해 공통의 발광 장치 및 수광 장치를 사용하여 상기 계면의 위치가 검출되는, 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법.
제14항에 기재된 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법이며, 상기 계면의 위치에 대해 미리 설정된 초기 위치와 검출된 계면의 위치의 차가 허용 범위를 초과하는 경우에 유통 이상이 있다고 판정되는, 유체 유통 장치의 유통 이상 검지 방법.