KR20210119998A - 화학 반응기용 필터 - Google Patents

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뜨 벡 제프 옵
보 클레어보우트
폴 자콥스
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Abstract

화학 반응기용 필터
기판 상에 구현된 화학 반응기는 유체 및/또는 가스를 수용하기 위한 입구를 포함하며, 이에 의해 입구는 제 1 깊이(dhigh)를 갖고 모세관을 수용하도록 조정되며, 재료가 막힘을 유발하는 것을 감소 또는 방지하기 위한 필터 요소를 포함한다. 공급된 유체 및/또는 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부에 공급된 가스에서, 그리고 유체 및/또는 가스를 수송 및/또는 처리하기 위해 더 멀리 위치한 부분을 포함하고, 이에 의해 더 멀리 위치한 부분은 입구의 깊이(dhigh) 보다 작은 깊이(dlow)를 가진다. 필터 요소는 제 1 덕트 부분과 제 2 덕트 부분을 포함하며, 이에 의해 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분보다 입구에 더 가깝게 위치되고, 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분보다 깊고, 제 1 덕트 부분은 폭이 다양하고 기둥 구조가 없으며 제 2 덕트 부분은 필터 기둥으로 채워진다.

Description

화학 반응기용 필터
본 발명은 일반적으로 예를 들어 크로마토그래피 시스템과 같은 화학 반응기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 화학 반응기용 입구, 예를 들어 기둥 구조를 갖는 덕트에서의 입구에 관한 것이다.
액체 전파를 이용하는 시스템은 화학 성분의 생산, 나노 입자의 합성, 성분의 분리 및/또는 추출 등을 포함하여 많은 응용 분야를 가지고 있다. 정확하게 분석하는 것이 크로마토그래피이다. 가스 크로마토그래피, 겔 크로마토그래피, 박막 코팅 크로마토그래피, 흡착 크로마토그래피, 친화성 크로마토그래피, 액체 크로마토그래피 등과 같은 크로마토그래피의 형태는 다양하다. 액체 크로마토그래피는 일반적으로 분석 및 생산 응용 프로그램 모두에 대해 약학 및 화학에서 사용된다. 액체 크로마토그래피에서는 이동상과 고정상을 갖는 다양한 물질의 용해도 차이를 이용한다. 각 물질은 고정상에 대한 자체 "결합력"을 가지고 있기 때문에 이동상과 함께 더 빠르거나 느리게 이동하므로 특정 물질이 다른 물질과 분리될 수 있다. 원칙적으로 재료의 증발이 필요하지 않고 온도 변화가 무시할 수 있는 효과만 있다는 장점이 있는 모든 연결에 적용할 수 있다.
액체 크로마토그래피의 전형적인 예는 실제 적용을 위해 상 분리가 달성될 수 있는 직렬로 상호 연결된 다중 덕트를 기반으로 하는 크로마토그래피 컬럼을 기반으로 한다.
이러한 덕트의 입구에서 다양한 문제가 나타날 수 있음은 잘 알려져 있다.
알려진 문제 중 하나는 예를 들어 기판에 구현되는 화학 반응기의 입구 덕트와 관련하여 덕트에 유체를 공급하는 모세관을 장착하는 것과 같이 크로마토그래피 컬럼에 다양한 구성요소를 정확하게 장착하는 것이다.
제 2 알려진 문제는 덕트 입구의 입구를 부분적으로 또는 부분적으로 막는 것과 관련이 있다. 이 현상은 유체 플러그가 분리가 발생하는 덕트의 너비로 확장되는 기능을 가진 분배기 수준에서 종종 발생한다.
본 발명에 따른 실시예의 목적은 물질을 분리하기 위한 우수한 시스템을 생산하는 것이다.
본 발명의 일부 실시예의 장점은 최신 기술에 따라 시스템의 하나 또는 여러 문제가 해결된다는 것이다.
전술한 목적은 본 발명의 실시예에 따른 장치에 의해 달성될 수 있다.
제 1양태에서, 본 발명은 기판 상에 구현된 화학 반응기에 관한 것으로, 화학 반응기는,
- 유체 및/또는 가스를 수용하기 위한 유입구, 유입구는 제 1 깊이(dhigh)를 갖고 모세관을 수용하도록 조정되고,
- 물질이 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부에 공급되는 유체 및/또는 가스의 막힘을 감소 또는 방지하기 위한 필터 요소, 및
- 유체 및/또는 가스를 운송 및/또는 처리하기 위해 더 멀리 위치한 부분을 포함하고, 더 멀리 위치한 부분은 입구의 깊이(dhigh)보다 더 작은 깊이(dlow)를 가지며,
필터 요소는 제 1 덕트 부분 및 제 2 덕트 부분을 포함하며, 이에 의해 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분보다 입구에 더 가깝게 위치되고, 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분보다 깊다. 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분의 깊이보다 깊은 깊이를 갖고, 제 1 덕트 부분은 발산 폭을 가지며 기둥 구조가 없으며, 제 2 덕트 부분은 필터 기둥으로 채워진다. 이에 따라, 제 1 덕트 부분의 발산 폭은 하류 방향, 즉 덕트 입구에서 더 멀리 위치하는 부분을 향한 제 1 덕트 부분의 폭의 확장이다.
관련된 측면에서, 본 발명은 또한 전술한 바와 같은 화학 반응기용 설계에 관한 것이다.
본 발명의 구체적이고 바람직한 측면은 첨부된 독립항 및 종속항에 포함되어 있다. 종속항의 특징은 독립항의 특징과 결합될 수 있으며, 청구항에 명시적으로 제시될 뿐만 아니라 표시된 것과 같은 다른 종속항의 특징과 결합될 수 있다.
제 2 양태에서, 본 발명은 기판 상에 구현된 화학 반응기에 관한 것으로, 화학 반응기는,
유체 및/또는 가스를 분리 덕트에 공급하기 위한 모세관을 수용하도록 조정된 입구 덕트,
모세관과 분리 덕트 사이의 유체 및/또는 가스 플러그의 너비 전환을 확인하기 위한 분배기, 및
선택적으로 기둥 구조를 포함하는 분리 덕트를 포함하고,
이로써 입구 덕트에 모세관을 정확하게 위치시키기 위한 정지 요소가 입구 덕트에 제공된다.
관련된 측면에서, 본 발명은 또한 전술한 바와 같은 화학 반응기용 설계에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 화학 반응기에 관한 것으로, 여기서 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부로 이어지는 덕트에서 더 높은 밀도의 기둥 구조가 국부적으로 제공된다. 관련된 측면에서, 본 발명은 또한 전술한 바와 같은 화학 반응기용 설계에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학 반응기에 대한 제 1 설계.
도 2는 시스템이 막힐 때 도 1에 따른 화학 반응기의 효과.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화학 반응기에 대한 제 2 설계.
도 4는 시스템이 막힐 때 도 1에 따른 화학 반응기의 효과.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 덕트 내에서 더 높은 밀도의 필라 구조를 국부적으로 갖는 화학 반응기.
수치는 개략적인 것일 뿐 제한적인 것은 아니다. 설명을 위해 일부 구성 요소의 치수가 과장되어 그림에서 축척으로 표시되지 않을 수 있다. 치수 및 상대 치수는 본 발명의 실제 실시예의 치수와 반드시 일치하지는 않는다. 청구범위에 사용된 참조 번호는 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않을 수 있다.
본 발명은 특정 실시예 및 특정 도면을 참조하여 설명될 것이지만, 본 발명은 이들에 의해 제한되지 않고 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
청구범위에 사용된 "포함하다" 및 "구성하다"이라는 용어는 이후에 설명되는 항목으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이 조건은 다른 요소나 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 그것들은 언급된 특징, 값, 단계 또는 구성요소의 존재를 명시하는 것으로 해석될 수 있지만, 하나 이상의 다른 특징, 값, 단계 또는 구성요소, 또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 따라서 "항목 A 및 B를 포함하는 기기"라는 표현의 범위는 구성 요소 A와 B로만 구성된 기기에만 국한되어서는 안 된다. 이는 본 발명과 관련하여 A 및 B가 장치의 유일한 관련 구성요소임을 의미한다.
본 명세서 전체에서 "일 실시예" 또는 "한 실시예"에 대한 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되었음을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 "일 실시예에서" 또는 "한 실시예에서"라는 표현이 모두 동일한 실시예를 참조할 필요는 없지만 그렇게 할 수 있다. 더욱이, 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 또는 여러 실시예에서 본 발명에 기초하여 당업자에게 명백한 바와 같이 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
유사하게, 본 발명의 샘플 실시예의 설명에서, 본 발명의 다양한 특징은 발명을 간소화하고 다음 중 하나 또는 여러 가지의 이해를 돕기 위해 때때로 하나의 단일 실시예, 도면 또는 설명으로 함께 그룹화됨을 이해해야 한다. 다양한 독창적인 측면. 따라서 이 공개 방법은 본 발명이 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 다음 청구범위가 반영하는 바와 같이, 독창적인 측면은 이전에 공개된 하나의 단일 실시예의 모든 특징보다 적은 수에 있다. 따라서, 상세한 설명으로부터 이어지는 청구범위는 이 상세한 설명에 명시적으로 포함되었으며, 모든 독립 청구항은 본 발명의 별개의 실시예이다.
또한, 본 명세서에 기술된 일부 실시예는 다른 실시예에 포함된 특징 중 일부를 포함하지만 다른 것은 포함하지 않지만, 다양한 실시예로부터의 특징의 조합은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도되며, 이들은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 다양한 실시예를 형성한다. 예를 들어, 다음 청구범위에서 설명된 실시예 중 어느 하나는 임의의 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 깊이가 언급될 때, 화학 반응기가 구현되는 기판에 수직으로 측정된 치수가 참조된다.
본 발명의 실시예에서, 더 멀리 위치한 부분이 언급될 때, 화학 반응기의 하류에 있는 부분이 언급된다. 이것은 예를 들어 트래핑 컬럼일 수 있지만 다른 미세 유체 요소일 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 제 1 덕트 부분의 발산 폭이 참조될 때, 그 너비가 출구에서의 너비보다 입구에서 더 작은 모든 가능한 덕트 부분이 참조된다. 일부 실시예에서, 흐름 방향의 폭은 체계적으로 증가할 수 있고, 일부 실시예에서는 덕트 부분의 폭은 체계적으로 증가할 수 있지만 또한 덕트의 비단조적이거나 엄격하게 단조로운 확장이 발생할 수 있으며 용어 발산 폭에 해당한다.
제 1 양태에서, 본 발명은 화학 반응기에 관한 것이다. 이러한 화학 반응기는 크로마토그래피 컬럼일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명으로부터 장점을 얻을 수 있는 화학 반응기의 다른 예는 농축 필터 또는 트래핑 컬럼, 예를 들어 (마이크로) 촉매가 있는 반응기, 다상 반응기, 연료 전지, 전기화학 반응기, 모세관 전기크로마토그래피용 반응기 등일 수 있다. 본 발명은 기판 상에 구현된 화학 반응기에 관한 것이다.
화학 반응기는 유체 및/또는 가스를 수용하기 위한 입구를 포함한다. 이러한 입구는 일반적으로 유체 및/또는 가스가 화학 반응기에 공급되는 모세관이 도입되는 미세 유체 덕트이다. 입구 덕트는 일반적으로 깊이(dhigh)를 가진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 화학 반응기는 또한 물질이 공급되는 유체 및/또는 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부에 공급되는 가스의 막힘을 야기하는 것을 감소 또는 방지하기 위한 필터 요소를 갖는다. 막힘은 화학 반응기가 정확하게 작동하지 않는 주요 원인 중 하나이기 때문에 이 필터 요소는 이러한 시스템의 정확성뿐만 아니라 이러한 시스템의 효율성과 관련된 중요한 장점을 제공한다.
필터 요소에 추가하여 유체 및/또는 가스를 수송 및/또는 처리하는 데 사용할 수 있는 하나 이상의 부분이 더 멀리 위치(입구 및 필터 요소에 비해 더 하류에 위치한 부분)한다. 예를 들어, 유체 및/또는 기체로부터 상이한 상을 분리하기 위한 것이다. 더 멀리 위치한 이 부분은 일반적으로 입구의 깊이(dhigh)보다 작은 깊이(dlow)를 갖는다.
본 발명의 이러한 제 1 측면에 따른 실시예는 필터 요소가 제 1 덕트 부분 및 제 2 덕트 부분을 포함한다는 사실을 추가로 특징으로 한다. 제 1 덕트 부분은 제 2 덕트 부분보다 입구에 더 가깝게 위치한다. 또한, 제 1 덕트 부분은 또한 제 2 덕트 부분보다 더 깊다. 제 1 덕트 부분도 발산 폭을 가지며 기둥 구조가 없다. 제 2 덕트 부분은 필터 기둥으로 채워진다.
일부 실시예에서, 필터 요소는 필터 요소가 필터링 효과를 유도하도록 깊이에서, 또한 단계로서 설명되는 급격한 점프를 나타낸다. 본 발명의 실시예의 장점은 깊이가 갑자기 점프하는 필터 요소가 놀랍게도 이러한 점프에 필터링 효과를 유도한다는 것이다. 그 결과, 화학반응기의 생산과정에서 발생하는 폐기물이나 다른 간섭요소가 화학반응기의 막힘을 유발할 가능성은 이 폐기물이나 이러한 간섭요소가 더 멀리 위치한 반응기 부분의 미세 통로에 도달하지 않기 때문에(예를 들어 갑작스러운 깊이의 점프에서 더 일찍 억제되기 때문에) 더 작다.
일부 실시예에서, 화학 반응기가 조정되어 모세관이 입구에 위치할 때 모세관에 의해 공급되는 유체 및/또는 기체가 필터 요소의 제 1 덕트 부분에서 하강하도록 입구 및 필터 요소가 구성된다. 모세관은 일반적으로 입구에 붙어 있으므로 시스템이 작동할 때마다 모세관이 화학 반응기에 위치한다. 본 발명의 실시예의 장점은 제 1 덕트 부분의 깊이가 사용된 모세관 벽의 두께에 따라 선택될 수 있어 제 1 덕트 부분에 추가적인 난류가 생성된다는 점이다.
입구 및/또는 제 1 덕트 부분의 깊이는, 예를 들어, 80㎛ 내지 200㎛, 예를 들어, 100㎛ 내지 150㎛일 수 있다. 제 2 덕트 부분의 깊이는, 예를 들어, 10㎛ 내지 60㎛, 예를 들어, 15㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 이것은 더 멀리 위치한 부분의 깊이와 일치할 수 있다. 다양한 깊이 사이의 전환은 갑작스러울 수 있다. 즉, 하나 또는 여러 단계를 통해 이루어진다. 일부 실시예에서, 전환은 점진적으로 제공될 수도 있다.
일부 실시예에서, 제 1 덕트 부분의 깊이는 입구의 깊이(dhigh)와 동일하고 및/또는 제 2 덕트 부분의 깊이는 더 멀리 위치된 부분의 깊이(dlow)와 동일하다. 모세관에서 생성되어야 하는 상이한 깊이의 수가 제한될 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다. 이것들이 예를 들어 에칭에 의해 생성될 때, 필터 요소의 덕트 부분이 더 멀리 위치한 부분 및 입구와 동일한 깊이를 가질 수 있다는 장점이 있다.
일부 실시예에서, 필터 기둥은 2와 0.5 사이, 예를 들어 1.2와 0.8 사이의 길이/폭 종횡비를 갖는다. 본 발명의 실시예에서, 길이/폭 종횡비에 대한 참조가 이루어지며, 덕트의 길이 방향, 즉 유체 또는 가스 흐름의 평균 방향에서 기둥의 치수를 덕트의 폭 방향, 즉 측벽에 수직인 방향의 치수와 비교하여 참조가 이루어진다.
일부 실시예에서, 원통형 필터 기둥의 사용이 필터 요소에서 생성되는 다수의 중간 덕트를 허용한다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이며, 한편 여과에 필요한 공간은 예를 들어 필터 요소 뒤에 이어지는 분리 베드의 길이에 따라 제한될 수 있다.
일부 실시예에서, 더 멀리 위치된 부분에 존재하는 기둥 구조가 또한 존재한다. 필터 기둥과 제 2덕트 부분 사이의 최소 거리는 기껏해야 더 멀리 위치한 부분의 기둥 구조 사이의 거리이다. 필터 요소의 기둥 사이의 특정 거리는 기둥 구조를 기반으로 하는 반응기에서 더 멀리 위치하는 부분에서 막힘이 발생하지 않는다는 사실을 초래할 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다.
일부 실시예에서, 입구로부터 하류에 도달하는 덕트에 대해 횡단하는 제 1 열의 필터 기둥의 수는 적어도 5, 예를 들어, 적어도 7, 예를 들어, 적어도 9, 예를 들어, 적어도 11, 예를 들어, 적어도 13, 예를 들어, 적어도 15이다. 유체 및/또는 가스가 흐를 수 있는 덕트의 수가 초기에 많아 하나 또는 여러 개의 덕트가 전체 반응기의 즉각적인 막힘으로 이어지지는 않는다.
일부 실시예에서, 제 2 덕트 부분은 입구에 더 가깝게 위치된 원통형 필터 기둥의 제 1 세트를 포함하고 제 1 세트와 비교하여 입구로부터 더 멀리 위치된 원통형 필터 기둥의 제 2 세트를 포함하며, 이에 따라 제 1 세트는 더 큰 필터를 포함한다 제 2 세트의 필터 기둥 직경보다 큰 직경을 갖는 기둥. 본 발명의 실시예에서, 상이한 직경을 갖는 필터 기둥의 2개보다 많은 세트가 또한 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 더 멀리 위치된 부분은 분리 덕트이다.
일부 실시예에서, 분리 덕트는 길이 방향이 분리 덕트의 평균 흐름 방향에 수직이 되도록 배향된 기다란 기둥으로 채워지거나 분리 덕트가 원통형 기둥으로 채워진다.
일부 실시예에서, 입구에는 입구 덕트에 모세관을 정확하게 위치시키기 위한 정지 요소가 제공된다. 본 발명의 실시예의 장점은 화학 반응기에 모세관을 장착하는 것이 제어된 방식으로 발생할 수 있어 손상 위험이 제한된다는 것이다. 입구 덕트에 정지 요소가 제공되므로 모세관 설치 시 모세관이 분배기 또는 분리 덕트의 부분에 손상을 줄 수 없다.
화학 반응기에 모세관을 장착하는 것이 효율적인 방식으로 일어날 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다.
일부 실시예에서, 정지 요소는 입구 덕트의 협소화에 의해 형성된다.
화학 반응기는 크로마토그래피 컬럼을 포함할 수 있다. 화학 반응기는 크로마토그래피 시스템일 수 있다. 크로마토그래피 시스템은 고성능 유체 크로마토그래피 시스템일 수 있다.
예시로서, 본 발명에 따른 필터 요소를 갖는 화학 반응기의 2개의 예가 도 1을 참조하여 도시된다. 물론 실시예가 이것에 의해 제한되지는 않지만, 도 1 내지 도 4를 참조한다.
도 1은 입구(110)를 나타내는 화학 반응기를 도시하며, 필터 요소(120)는 제 1 덕트 부분(122) 및 제 2 덕트 부분(124)을 갖는다. 필터 요소(120)의 깊이가 가장 작은 부분인 제 2 덕트 부분(124)에는 필터 기둥 구조(126)가 제공된다. 현재 예에서 더 멀리 위치한 부분(130)은 트래핑 칼럼이다. 본 예에서, 트래핑 컬럼 자체에는 필라 구조라고도 하는 필라가 제공되며, 이에 의해 본 예의 것은 흐름 방향에 대해 횡방향으로 배향된 기다란 형태를 갖는다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다른 기둥 구조와 더 멀리 위치하는 요소에 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
본 예에서, 필터 요소는 또한 처리 또는 분석될 유체 및/또는 가스 플러그가 공급되는 모세관에 의해 결정된 폭과 트래핑 컬럼 자체의 폭을 넓히는 것을 보장하는 분배기이다. 본 예에서, 부분(122)은 입구와 동일한 깊이를 갖는 반면, 부분(124)은 트래핑 컬럼과 동일한 깊이를 갖는다. 본 예에서, 제 1 덕트 부분의 깊이는 약 130μm이고, 제 2 덕트 부분의 깊이는 약 20μm이다. 결과적으로, 필터 요소(120)는 필터 함수가 생성되도록 깊이의 천이를 제공한다. 도에서. 1 화학 반응기에 모세관을 정확하게 설치하기 위해 멈춤 부분도 제공된다. 일반적으로 입구의 직경보다 약간 작은 모세관은 입구로 미끄러져 들어갈 수 있고 정지 부분(150)에 도달할 때 자발적으로 차단된다.
도 2는 도 1에 개략적으로 도시된 시스템을 예시한다. 1, 재료가 서로 달라붙는 것은 일반적으로 제 1 덕트 부분에서 발생하므로 이를 유발하는 재료 또는 파편이 기둥 자체에 남지 않아 막힘을 일으키지 않는다. 사진에서 묘사된 부분은 접착된 재료를 보여준다.
도 3에는 화학 반응기의 대안적인 예가 도시되어 있다. 이 예에서 더 멀리 위치한 부분은 트랩핑 컬럼이 아니라 기둥 구조가 제공된 덕트이다. 그러나, 필터 요소(120)에 의해 제공되는 필터 기능은 동일한 방식으로 기능한다.
도 4는 도 3에 개략적으로 도시된 시스템에 대해 재료의 함께 고착이 일반적으로 제 1 덕트 부분에서 발생하고 재료 또는 파편이 이를 유발하므로 덕트 자체에서 종료되지 않도록 하여 막힘을 유발한다.
관련된 측면에서, 본 발명은 상기 측면에서 설명된 바와 같은 화학 반응기를 위한 설계에 관한 것이다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기판 상에 구현되는 화학 반응기에 관한 것으로, 화학 반응기는,
유체 및/또는 가스를 분리 덕트에 공급하기 위한 모세관을 수용하도록 조정된 입구 덕트,
모세관과 분리 덕트 사이의 유체 및/또는 가스 플러그의 너비 전환을 확인하기 위한 분배기, 및
선택적으로 기둥 구조를 포함하는 분리 덕트를 포함하고,
이로써 입구 덕트에 모세관을 정확하게 위치시키기 위한 정지 요소가 입구 덕트에 제공된다. 이것은 일반적으로 설치 시 한 번 발생하는 작업이다.
본 발명의 실시예의 장점은 화학 반응기에 모세관을 장착하는 것이 제어된 방식으로 발생할 수 있어 손상 위험이 제한된다는 것이다. 입구 덕트에 정지 요소가 제공되기 때문에 모세관은 분배기 또는 분리 덕트의 부분에 손상을 줄 수 없다.
화학 반응기에 모세관을 장착하는 것이 효율적인 방식으로 일어날 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다.
정지 요소는 입구 덕트의 협소화에 의해 형성될 수 있다. 이것은 유입 덕트에 다른 에칭 깊이를 국부적으로 제공함으로써 형성될 수 있다. 정지 재료는 흡입 덕트가 만들어지는 재료와 동일한 재료로 구성될 수 있지만 이것이 필수적인 것은 아니다.
입구 덕트는 분리 덕트보다 실질적으로 더 깊을 수 있다.
입구 덕트가 모세관을 쉽게 수용할 수 있다는 것이 본 발명의 실시예의 장점이다.
도 1 및 도 3에 제시된 화학 반응기에 대해 정지 요소가 예시되어 있지만, 본 발명의 상기 양태에 따른 화학 반응기는 이전 양태에서 설명된 필터 요소를 포함하지 않아야 한다. 이와 별도로 스톱 요소가 제공될 수 있다.
관련된 측면에서, 본 발명은 또한 전술한 바와 같은 화학 반응기용 설계에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부로 이어지는 덕트에서 더 높은 밀도의 기둥 구조가 국부적으로 제공되는 화학 반응기에 관한 것이다. 이것은 예를 들어 이 부분에서 기둥 구조의 더 작은 평균 직경을 선택함으로써 발생할 수 있다. 기둥 구조는 바람직하게는 유체 또는 가스를 위한 더 많은 수의 통로가 국부적으로 제공되도록 배열된다. 예시로서, 상기 구조는 덕트(510), 더 높은 밀도의 기둥 구조를 갖는 덕트(510)의 부분(520), 및 더 멀리 위치된 부분(530)을 보여주는 도 5에 도시된다. 밀도는 예를 들어 2배, 3배 등일 수 있다. 더 높은 밀도의 기둥 구조를 갖는 부분 사용의 장점은 유체 및/또는 가스 플러그의 추가 혼합이 발생하여(더 많은 수의 합류점으로 인해) 다음 중 하나에서 막힘이 발생하더라도 부분(520)으로부터 기둥의 제 1 행의 통로, 더 멀리 위치한 부분(530)의 유체 또는 가스 플러그의 퍼짐, 예를 들어 배포자는 전체 기능을 유지할 수 있기 때문에 균일한 방식으로 발생한다. 원통형 기둥 구조가 자주 사용되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다른 형태도 사용될 수 있음을 주목해야 한다. 관련된 측면에서, 본 발명은 또한 상기 측면에 따른 화학 반응기를 위한 설계에 관한 것이다.

Claims (16)

  1. 기판 상에 구현되는 화학 반응기에 있어서,
    - 제 1 깊이(dhigh)를 갖고 모세관을 수용하도록 조정되는 유체 및/또는 가스를 수용하기 위한 유입구(110),
    - 물질이 더 멀리 위치한 화학 반응기의 일부에 공급되는 유체 및/또는 가스의 막힘을 유발하는 것을 감소 또는 방지하기 위한 필터 요소(120), 및
    - 입구(110)의 깊이(dhigh)보다 더 작은 깊이(dlow)를 가지는, 유체 및/또는 가스를 수송 및/또는 처리하기 위해 더 멀리 위치하는 부분(130)을 포함하고,
    필터 요소(120)는 제 1 덕트 부분(122) 및 제 2 덕트 부분(124)을 포함하고,
    제 1 덕트 부분(122)은 제 2 덕트 부분(124)보다 입구에 더 가깝게 위치되고,
    상기 제 1 덕트 부분(122)은 상기 제 2덕트 부분(124)의 깊이보다 깊은 깊이를 가지며,
    제 1 덕트 부분(122)은 덕트 입구(110)에서 더 멀리 위치한 부분(130)을 향하여 하류 방향으로 폭이 넓어지고 기둥 구조가 없도록 발산 폭을 가지고,
    제 2 덕트 부분(124)는 필터 기둥(126)으로 채워지는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  2. 제 1 항에 있어서, 필터 요소(120)는 여과 효과를 유도하는 깊이의 급격한 단계를 나타내는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 입구 및 필터 요소(120)는 모세관이 입구(110)에 위치할 때 모세관에 의해 공급되는 유체 및/또는 가스가 필터 요소(120)의 제 1 덕트 부분(122)에서 하강하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  4. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 덕트 부분(122)의 깊이가 입구(110)의 깊이(dhigh)와 같고 및/또는 제 2 덕트 부분(122)의 깊이( 124)는 더 멀리 위치한 부분(130)의 깊이(dlow)와 같은 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  5. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 기둥(126)이 2 내지 0.5, 예를 들어 1.2 내지 0.8의 길이/폭 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  6. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 필터 기둥(126)이 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  7. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 기둥 구조가 더 멀리 위치한 부분(130)에도 존재하며, 이에 따라 제2 덕트 부분(124)의 필터 기둥 사이의 최소 거리는 최대 더 멀리 위치한 부분(130)의 기둥 구조 사이의 거리인 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  8. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 입구로부터 하류에 도달하는 덕트에 대해 횡단하는 제 1 열의 필터 기둥의 수가 적어도 5개, 예를 들어, 적어도 7개이고, 적어도 9개, 예를 들어, 적어도 11개, 예를 들어, 적어도 13개, 예를 들어, 적어도 15개인 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  9. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 덕트 부분(124)은 입구(110)에 더 가깝게 위치된 원통형 필터 기둥(126)의 제 1 세트를 포함하고 입구(110)에 비해 더 멀리 위치된 원통형 필터 기둥의 제 2 세트(126)를 포함하며, 이에따라 제1 세트는 제1 세트가 제2 세트의 필터 필라의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 더 큰 필터 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  10. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 더 멀리 위치된 부분(130)은 분리 덕트일 수 있는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  11. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 분리 덕트가 세로 방향이 분리 덕트의 평균 흐름 방향에 수직이 되도록 배향된 기다란 기둥으로 채워지거나 분리 덕트가 원통형 기둥으로 채워지는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  12. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 입구에는 입구 덕트에 모세관을 정확하게 위치시키기 위한 정지 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  13. 제 12항에 있어서, 정지 요소는 입구 덕트의 협소화에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  14. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 화학 반응기는 크로마토그래피 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  15. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 화학 반응기가 크로마토그래피 시스템인 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
  16. 제 15항에 있어서, 크로마토그래피 시스템이 고성능 유체 크로마토그래피 시스템인 것을 특징으로 하는 화학 반응기.
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