TW200808646A - High throughput thermally tempered microreactor devices and methods - Google Patents

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Celine Claude Guermeur
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Description

200808646 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明-般係關於微反應器以及微流體装置以及系統 ，通常裝置具有至少-個獨特尺寸約為數毫米或更小，以及 特別是高通量熱回火微反應器裝置及微流體裝置。 【先前技術】 目前微反應器、技術一項焦點為關於使用高的面積與體 積之比值於小的通道中—比一般原料反應器大十的丨次或更 夕-人方-以在化學實驗室工作以及在化學處理過程及製造 過程提供多項優點。 具有尚的面積與體積比值之裝置在小的體積内具有提 供高的熱量及質量轉移速率。十分熟知潛在優點包含(1) 經由較咼生產量及純度之效率以及較高製造率，（2)經由顯 著地減小處理過程之體積而改善安全性，⑶達到新的處理 過程，新的反應作用，或新的反應方法，無其他方面易受影 響之因素因而可提供較大產量，或其他優點。 不過在提供微反應器裝置及處理過程以達到高通量， 尚產量，快速放熱或快速吸熱反應作用良好控制性能存在 些挑戰工作，特別是在溫度靈敏性方面。快速放熱或快 速及熱反應作用此夠快速地產生或吸收充份熱量以顯著地 改變反應劑溫度。假如所需要反應作用為特別地溫度靈敏 性，由反應作用產生或吸收之熱量通常導致不良或甚至於 為零生產量，此由於不良反應控制所致產生不想要或無法 控制之反應作用。 200808646 在微反應器環境中維持局部莫耳比值等於或低於所需 要數值亦存在挑戰。由於許多反應作用高度地對任何一種 過剩反應劑為靈敏的，該項反應劑局部堆積高於反應作用 所需要莫耳比值會導致不想要副作用或隨後發生之反應作 用以及導致產量損失。 預期使用於溫度靈敏性快速放熱或快速吸熱反應作用 之被反應态裝置通常相對於其他微反應器裝置，將提供具 有較小尺寸通道，例如大約100微米或更小，以在通道内達 成非常高的表面與體積之比值。較高的面積與體積之比值 M共較快速熱量轉移，相對於較大尺寸之裝置通常能夠改 善反應控制以及產量。但是減小通道尺寸通常亦降低流量 ，特別是假如壓力降低保持為合理數值之情況。 作為補償作用或抵銷在微反應裝置中傾向減小通量之 方式，可採用’’外部數量增力0”或”内部數量增力σ ”或兩者。 外部數量增加包含平行地放置多個分離之微反應器裝置， 使外部流體分配設備傳送流體至該裝置。内部數量增加包 括含有多個混合及/或反應槽平行地在微反應器裝置内。 在任何一個情況中，流量平衡變為關鍵的，以及小的流量偏 差將產生局部不平衡莫耳比值而產生不良的反應控制。 數量增加亦會是昂貴的。外部數量增加需要外部調整 控制系統，其需要相當的費用。在内部數量增加以及被動 性外部流量分流之情況，甚至於流體通道小心設計以及嚴 格控制製造，在一般裝置中十分難以充份地達成流量平衡 。裝置經過一段使用時間後些微的化學或機械腐蝕將改變 200808646 流量平衡以及纽莫耳比做變，其更進—步降低性能。 * 因而相對於沒有倾量增加情況或能夠達成較高流量而沒 有作數量增加情況，裝置之使用壽命縮短，以及費用增加。 除此，對於一個反應作用或反應系統，被動性流量分配器設 计產生良好的流量平衡’然而對另一個反應作用或反應系 統無法產生良好雜能。内部數量增加因峨_小已知 裝置之應用麵，其需要裝置數量增加或設計來解決已知 、 範圍之反應參數，使相關費用增加。 _ 因而需要微反應裝置以及方法特別地良好地適用於經 可*性地達成較南通量，生產量，良好控制快速放熱 或快速吸熱反應之性能，及/或作為提供高程度_局部、 莫耳比值。 【發明内容】 依據本發明-項，微反應裝置具有至少一個流體通道 以熱學控制或鮮緩衝流體，以及具有包含主要入口及多 馨 個第一入口之主要工作流體通道。主要流體通道之斷面面 積通常在0· 25至100平方毫米範圍内，需要地在〇· 3至2〇平 方毫米，以及更需要秘〇·5至6平方毫米範圍内。第二入 A 口之間沿著主要流體通道的間距優先地至少為通道平均斷 • 面面積根號的二倍，使得在主要流體通道巾流體_具有 不可忽略時間及空間，使得任何流體在已知的第二入口流 入及到達下-第工入^之前在其中混合或開始混合及/或 反應或開始反應。 裝置亦包含至少一個第二工作流動通11，需要具有平 200808646 均斷面面積在G· 25至⑽平方毫米範軌需要刻· 3至2〇 •平方絲，以及妓要在G· 5至6平方絲。第二流體通道 - 具有入口及多個出口，其包含最終出口。每-出口盘相對 應^要流體通道多個第二入口之一為流體連通的，使出口 及第二入π由最接近義猶切至離遠者_ 地配對。因喊續性地流入第二流體通道之流體有效地逐 漸地加入連續性地流入主要流體通道之流體内。 • 主要流體通道需要依序地在每一第二入口之間包含混 ‘ 合區段物糾間區段。齡區段主要㈣猶需要包含 較狹窄，為彎曲之區段。停留_區段主要越通道需要 包含較寬廣較不彎曲之區段。較狹窄較彎曲區段提供所需 ，之混合效果而降低-些壓力，然而較寬廣較不彎曲區段 提i、所而要之停留時間，而壓力降低很小，在該過程中反應 作用，熱交換，或其他處理過程將進行或持續性地進行。較 狹窄較彎曲區段在流體通道中需魏含曲線或轉彎，曲線 • 或姆位於超過—個平财。該三維彎曲默之彎曲通道 提2改善混合，相對於全部在一個平面中具有轉彎或曲線 ‘ 之♦曲通道，二維彎曲型式為經由較有效地產生二次混合 之第—机動型式。每一較狹窄較彎曲區段以及每一較寬廣 較不彎曲區段共有至’少一個以及需要具有至少兩個共同壁 板，其具有熱控制流體通道，使得在每一較狹窄較彎曲區段 處及在每一較寬廣較小彎曲區段處提供熱控制或熱交換。 沿著第二流體通道方向出口之間距需要距離至少為第 二流體通道平均斷面積根號之八倍。該相當高之長度尺寸 第 8 頁 200808646 , 與斷面尺寸的比值能夠在第二流動通道内可靠性地達成所 • $要之壓力降低。沿著第二通道朝向遠離入口之方向由第 二通迢離開的出口間之距離由一個出口至下一出口為增加 的。此允許在第二流體通道内產生適當的額外壓力降低， 儘官當流體經由連續性多個出口離開時流量將減小。可加 以變化，第二流體通道之斷面積通常朝向遠離入口之方向 減小以產生適當的壓力降氐。 .由於更進一步額外或其他方式提供適當的壓力降低或 在主要及第二流體通道之間產生相匹配壓力，在朝向遠離 主要流體通道入口之方向主要流體通道之連續性多個彎曲 區段的斷面面積將增加，或包含於每一多個彎曲區段之阻 隔尺寸由一個彎曲區段至下一區段將減小。需要採用這些 產生不同的壓力降低或管理降低壓力特性，使得主要以及 第二流體通道相對彼此平衡，其中以第一流量流入主要流 體通道之第一工作流體以及以第二流量流入第二流體通道 ，之第一工作流體將只在主要流體通道中混合，以及通常並 不在第二流體通道中混合。 依據本發明一項實施例，連續性多個彎曲區段可基於 異於壓力降低理由彼此可加以變化。藉由改變設計及/或 多個彎曲區段之長度，在該每一區段處混合效率在需要時 可加以變化。壓力平衡再次地可藉由第二流體通道之互 補性設計最佳化。 依據本發明一項實施例，主要流體通道，一個或多個 第二流體通道，以及至少一個熱學控制流體通道全部包含 第9 頁 200808646 於單一整體物體中。物體需要由玻璃或玻璃陶瓷所構成， • 但是亦可使用其他材料例如陶瓷，金屬及塑膠所構成。 ， 在另一實施例中，主要流體通道以及至少一個熱控制 流體通這包含於第一整體物體内，以及第二流體通道包含 於第二整體物體内，由第二流體通道之出口經由一條多路 徑或多個各別流體耦合配件耦合至主要流體通道之第二入 口。在該實施例中，第二單體物體可包含第二或額外熱控 φ 制流體通道，其可由第一整體物體中至少一條熱控制流體 - 通道分離地供應或加以控制。 所產生裝置達成較大熱控制以及較高通量，比現存或 先鈾提出微流體裝置更經濟。由於上述簡單說明裝置及方 法特性，在裝置中進行反應或混合之處理過程沿著主要流 體通道串連地分佈，而非在非常小的斷面面積通道中以大 量平行地進行，如同一般數量增加之裝置。較嚴密熱控制 達成而不需要減小通道尺寸以及相關平行性需求以克服較 • 低通量。由於數量增加需求減緩，外部數量增加之精密泵 之費用減為最低，以及可避免一般在内部數量增加發生不 良控制流體平衡之機會及費用。 相對於採用平行數量增加(或甚至於採用單一整體混 • 合器)之微流體裝置亦可提昇熱控制，因為本發明串連構造 不可避免地產生較低絕熱溫度提高（或降低)甚至於超過最 微細區分平行反應設計。此係由於在該型式裝置中已知一 個混合裔由於反應產生之能量(或消耗)擴散於整個較大流 體質量超過平行數量增加反應器或整體反應器，由於整個 第10 頁 200808646 主要通迢反應劑流動存在於每一反應點處。假設在主要及 第t通道中流量或熱流量為相等，例如相等地區分為由四 们弟—通道出口机出之流量，在本發明裝置中第一會合或 ^〜為位置處(其中總流量為最小處)絕熱溫度底線只 疋相同平行分流混合II結構之絕熱溫度變化的奶。假如 在主要流體通道巾總熱流量大於帛二通道情&本發明之 優點只會增加。例如，主要通道與第二通道熱流量比值為 2 · 1 ’在本發明第二通道具有四個出口之裝置中在第一混合 $會合f遽絕熱对變化歧平行或整航合器之1/3。 、依據本發各舰齡佈之細分缸翻於一個 或多個第二流體通道中，但是並不採用於主要流體通道中 除此，在第二流體通道中流體分流與傳統内部(或外部） 數量增加之微反應器為不同的型式。在相同的壓力及流量 下並不使用許多平行流動，使用不同壓力下由第二流體通 道連續性串連分流或出口。使用通道特性例如為次通道長 度以在每一連續性出口處提供較低壓力，該長度沿著通道 由一個出口至下一出口改變。因而所導致壓力降低與相關 主要流體通道中流體壓力降低相匹配，因而保證在主要流 體通道中流體並不會離開通道，以及混合及/或反應處理過 程實質上全部發生於主要流體通道中以及而並不在第二流 體通道中發生。 連續性串連混合或加入一種反應劑至另一由本發明所 &供反應劑中亦改善局部莫耳比值控制優於先前類似通量 各昼之微反應器結構。由於第二流體通道以相對於總流量 第η 頁 200808646 較小數量地加入，第二流體反應劑有效地加入至主要流體 . 反應劑及該反應劑任何局部過量累積之機率將減為最低。 除此，與先前微反應器裝置一般平行數量增加方式作 比車交，在本發明裝置中第二通道不同分束流動間存在或產 生之流體不平衡並非關鍵性能。先前裝置之平行特性導致 兩種或全部流入反應劑流體之流動分流的需求，使得在一 個反應劑通道中不平衡通常直接地在微反應器裝置中至少 • 一個位置處導致過南莫耳比值之條件。該不平衡亦會結合 / 另一不平衡，使得非常小的不平衡具有非常大的影響，特別 是在較靈敏反應作用中。 在本發明中，加以比較，對於一種或多種反應劑莫耳比 值等於或低於目標值情況下表現良好之大數目反應，表現 良好反應作用之適當條件通常能夠立即地加以維持而不受 第二流體通道中流量變化影響。只要壓力平衡為適當的以 限制流入主要通道之反應劑於該通道中，以及只要在主要 Φ 人口處流動為所需要莫耳比值或甚至於傾向表現良好-侧 ’由第二通道進入主要通道之不平衡流量無法產生不利之 • 献斜比_餅。絲是觀❸，可#的，可重現的反 應性能。 ‘ 假如第二流體通道提供於第二整體物伽，如依據本 發明另-實施例’多個交替第二整體物體可供應作為本發 明裝置或系統之部份。多個交替第二整體物體至少一些第 二流體通道能夠以-個或多個實際參數變化與第二整體物 體之-個或多個其他物理參數不同，使得適—力平衡能 第12 頁 200808646 ，、准持於廣'乏範圍之反應劑或工作流體種類以及流動，其 藉由由個第二流體通道切換至另H體ifH 面其將避免多個精密泵之費用，另-方面對於單-反應或 反應種類只花用内部流動分流最佳化之微反應器裝置的費 用相反地，簡單外部組件能夠以數個可相互交換型式提 ί、以處理㈣流動分流以及對廣泛糊販麟械工作流體 種類及流量之壓力管控。_林_操雜件下需要最
同彈性，不過多個泵或其他可變化外部控制當然為最需要 的以及為最經濟之解決方式。 一本發明另外一項為第二物體本身，其形成歧管裝置包 含至少一個工作流體通道(相當於其他實施例第二工作流 體通運)，其具有平均斷面面齡〇· 25至·平方微米範圍 内，該工作流體通道具有入口於其第一端部處連通裝置外 部以及多個出α處，總共至少三辦連地沿著其長度位於 相隔之位置處，其亦連通裝置之外部。在工作通道端部處 包含最終出口之多個較大出口在第二及第三出口之間而大 於在第一與第二出口間之情況，其通道以一種或多種之長 度，斷面面積，流動限制器數目以及由一個出口至下一出口 流動限制器、之尺寸作變化，使得在已知固定流量及黏滞係ϋ 數下兒作標準化之>1力降低為較大。 μ 在本發明另一項中，所提供微反應器裝置包含至少一 個熱控制流體通道以及主要工作流體通道，其平均斷面面 積在0· 25至100平方毫米範圍内，主要流體通道具有主要入 口以及多個第二入口串連地沿著其長度位於相隔^立置處入 第13 頁 200808646 主要及弟一入口與裝置之外部連通。第二入口間之間距沿 • 著主要流體通道之長度至少為主要流體通道平均斷面面積 之兩倍。主要流體通道包含混合區段以及停留區段依序地 位於多個帛二^之間。絲區段需要主秘體通道之較 為狹窄較彎曲的區段以及停留區段需要較寬廣較不彎曲的 區段。在依據本發明該項裝置中，並無第二通道提供於裝 置内。在此所揭示供應流體裝置例如為各別泵或系列歧管 • 可她肖者選擇性滅朗。此允許依據使财連數目增 ^ 加混合器以混合兩種反應劑之方法作改變。例如，第二反 應劑所使用入口小於第二入口總數情況，額外的第二入口 可使用作為其麵侧如祕應其赠_如化學絲驟 冷流體於第二反應劑供料之間，或例如供應其他反應劑以 作為其他種類的反應。 在本發明裝置另-項變化中，超過—組第二入口可提 供至主要流體通道内，使得兩種不同的流體可沿著主要通 _ ，乡鱗加人。魏置可蜂或不包含—個或多個整體 第一流體通道以供應各組多個第二入口。 H本毛明衣置藉由保持相對於類似熱控制能力之 • 微流體農置的相當大斷面面積，本發明裝置亦提供減小塞 、 住及阻塞傾向之可能。 本發明其他特性及優點將揭示於下列詳細說明中，熟 知此技術者可由該說明立即地了解部份，或藉由實施下列 詳細說明，申請專利範圍以及晒之内容而明瞭。 人們了解本拥H般酬及下_細說明在於 第14 頁 200808646 提供概念或架構以了解申請專利細界定出本發明理 及特性。所包含附圖在於提供更進一步了解本發明以及 在此加入作為發明說明書之一部份。附圖顯示出本發明不 _貫施例及隨_田說明以解釋本發明之原理 【實施方式】 '、 圖1為本發明微流體裝置4 一項實施例之示意性地斷面 圖。圖1某種程度地顯示出目前本公司所使用優先製造方
法以實施依據本發明之裝置，但是本發明並不會受祕該 方法形成之裝置。 依據這些紐猶體裝置之壁板藉由成形玻璃料例 如藉由鑄造於玻璃基板上而形成。所形成結構稍後被堆疊 以及燒結在一起以形成一件式或整體裝置。為了更進一步 說明該型絲财法修可參财公狄細帛⑽顚 號專利。該方法顯示於圖中，其中玻璃或其他適當材料之 絲10’ 20,30’40,50,及60均與一組多層壁板結構15,25， 35,45’ 55,及65結合。為了製造裝置，相對應壁板結構形成 ^面之紐加以堆疊 及燒結在-起其形成單一結構6,裝置4由該結構所構成。 注意兩個雜結制及45錄龜3〇及4G間之空間中。圖 1實施例之裝置因而包含六個舰及六個壁板結翻始地 形成於其中，壁板結構35及45彼此靠在一起以及燒結在一 起於最終裝置中。 在圖1中’對m構表示為斷面(具有斷_樣)以代表 壁板，其區分一個或多個所顯示流體通道於圖之平面内，例 第15 頁 200808646 以黑色箭頭9G表示之主要流體編區分以白
=為月^及亚不區分所顯示之通道，至少並不在所顯示 二°虽壁板為背景時，使用箭頭例如為箭頭⑽以代表 雜況。絲為斷面之壁板_—條流__並不备作 為限制另—路徑，所顯示箭頭例如為箭頭120通過結構後面 以顯:出流。尺寸及主要空間關係只作為容易顯示 以及亚不按照比例。為了容易顯示，其中所顯示斷面及路 徑亦加以簡化。 /如上述所說a月，圖1中所表示實施例包含熱控制或熱緩 衝流體之流體猶ς流·向通常以自色箭頭8()表示。流 體通道c包含入口 82及出口 84，以及在裝置4内被區分為兩 層，第一層在基板20及30之間以及第二層在基板40及5〇之 Π ifiil各別基板之洞孔86及88允許流體通道c中流體到 達第一及第二層。作為所顯示實施例之變化，可採用流體 通道C之第三或第三及第四層，使第三層在所顯示所有層最 上面或在所顯示所有層最下面以及假如存在第四層則在另 一最遠處。 在圖1所顯示本發明實施例亦包含主要流體通道A，由 黑色前頭90表示。主要流體通道A包含主要入口 92,通道直 接地移動通過基板1〇, 2〇,及30以及進入1叔30及40間之空 間主要流體通道A更進一步包含額外入口或’’第二’’入口 (顯示出兩個）。 第16 頁 200808646 主要流體通道A之斷面面積通常在〇· 25至⑽ • 賴内’需要地在至20平方絲細内，以及更需要 .=6平方毫米細内。在連續性第二入口 94間沿著主 机人逼Α之間距優先地至少為通道平均斷面面積根號 之兩倍，使得在主要流體通道中流體流動具有不可忽視時° 間及在其中在已知第二入口處進入之任何流體於達 . 到下—第二人σ之前進行混合或開始混合及/或反應_ _ 始反應。 ' 在連續性第二入口 94之間，以及在最後該入口 94後主 ，路徑依序地由_人口 92之方向包含較為鱗較彎曲區 =130型式之混合區段(部份藉由包含壁板132及⑶於壁板 ，構45及35内)，以及較為寬廣較不彎曲區段14〇型式之停 留區段，在該實施例中位於基板5〇及6〇間之空間中以及藉 由洞孔145通過級40及50。較為狹窄較為彎曲區段j 3〇構 成混合區段，在相同的壓力降低情況下具有所需要之混合 _ 效果。雖然較為狹窄較彎曲區段相信為優先的，作為替代 _交為狹_段，混合區段可由具有_化底板或 . 段形成，例如湖成產錢合個之圖案。 為較為讀k不料區段14〇型式之停㈣舰段有效地 程進行或持續進行過程中產生最小壓力降低。對於較為 =廣較不段⑽财f魏鋪敵槪應及熱調 節具有時間以在到達下—更f曲區段130之前發生。穿過 不同的各別紐之洞孔98在其下游端部處形成主要流體 Μ 17 頁 200808646 通道A之出口。 如圖1所示，通道A每一較為彎曲區段130及每一較為寬 廣較不彎曲區段14〇與熱控制流體通道c共用共同的壁板， 每一區段130紐40為通道C共職板，然而每一區段14〇基 板為通遏C共用基板。該排列在主要通道A之每一較彎曲區 段130及每一較寬廣較不彎曲區段14〇處提供直接熱控制或 熱交換。 圖1貫施例之裝置亦包含第二工作流體通道B，具有流 動路徑通常以較淡灰色箭頭100表示，以及需要地具有斷: 面積在0· 25至1〇〇平方毫米範圍内，較需要地在〇· 3至2〇平 方毫米範_，最需要地在〇· 5至6平方毫米範_。第二 流體通道B具有人α⑽及戰其包含最終出口 106。每一出口與相對應主要流體通道a多個第二入口⑽ 之-為流體連通的，並使出口與第二入口由兩個通道最靠 近入口 92,102至其最遠者依序地配對。 第二流體通道B在連續性出口 1〇4間相對於通道斷面尺 寸需要具有相當高的長度尺寸。此允許所需要壓力降低數 量重現性地及一致地在第二流體通道B内產生。雖然並不 顯示於圖1中，其中只有兩個出口 104顯示出，在出口收間 由一個出口至下一出口在朝向遠離入口 1〇2之方向沿著第 二通道B離第二通道炫離需要增加。此允許適當的額外 壓力降低產生於連續性出口 104間之第二流體通道B内傳 管當流體經纟連雜乡細n 1G4賴技轉低。換: 之’沿著第二工作流體通道對已知的流量及黏滯係婁文標準 第18 頁 200808646 化之壓力降絲連雜配· π之間麵著雜人口之方 . 向為增加的。可加以變化，第二流體通道1〇4之斷面面積、禹 常在朝著遠離入π 102之方向為減小的以提供適當的屋^ 降低。 作為更進-步頜外或其他提供適當慶力降低或主要與 第二流體通道Α及Β間之壓力相匹配的方式，主要流體通道 連續性多辦_段⑽在雜主要顧贼认σ 92 • 肖增加平均斷面直徑，她含於每-較為彎曲區段内例如 ' 共⑽用壁板132及134或類似 a曲區段130至下-區段將減小。這些不同的產生壓力降 低或管理壓力降低雛綠加以獅，使得线及第二流 ^1道Α及Β相對彼此保持平衡，其中第—工作_以 流量進入主魏體通紗及巾第二功趣辟二流量進 入主要流體通道，祕>m主要流體通道巾混合，以及 通常並不會在第二流體通道中混合。 _ 依據圖1所顯示本發明實施例，主要流體通道A，第二流 體通道B，以及熱控制流體通道c全部包含於單一整體物體6 内°物體6需要由玻璃，玻璃陶究，細兗所構成，以及以上 述所說明及參考方式製造出。整體物體6亦可由其他材料 例如金屬或塑膠形成。作為另一實施例，物體6可為非整體 性，即為了修理或清理可加以拆除。 圖2為本發明微反應器裝置或系統4之另一實施例示意 性斷面圖。裝置或系統包含兩個為第一整體物體6以及第 〜整體物體8型式之單件式，其由流體輕合配件15〇加以耦 第19 頁 200808646 合。在圖2另一實施例之裝置或系統中，主要流體通道八以 ‘ 及二一個熱控制流體之通道c包含於第—整體物體6中， •以及第二流體通道β包含於第二整體物㈣中第二流體通道 β之出:104藉由各別流體耦合配件150耦合至主要流體通 運Α之第二入〇 94。作為圖2實施例之變化，亦可採用單一 μ體耦δ g晚_合具有乡彳_道相對應於流體 150。 —本U主要流體通道與一個或多個第二流體通道間特 項目特性可藉由參考關ο示意 圖而了 =圖4為示意圖，其顯示出一項實施例類似於圖】 及2所_示Λ婦彳，其顯示出主要流體通道續—個第二流 體通道Β間之關係。 芩考圖4,主要流體通道Α以較低水平線表示，由入口 92 至出口 98夕個第二入口 94沿著主要通道a串連地分隔。 沿著主要通道A，在連續性第二入口 94之間以及最後出口 94 與出口 98之間，沿著朝向遠離入口 92之方向依序敝置通 返A之較為狹窄較彎曲區段13〇(由有銳角之鋸齒 、線表不)以 及，迢A之較為寬廣較不彎曲區段14〇(由寬廣彎曲線表示） 第一通道B由上侧水平線表示，由入口 至最終出口 ι〇β $ 3最終出口 106之多個出口 1〇4串連地沿著通道B配置 第一通逼B出口 1〇4與主要通道a各別第二入口94為流體 連通的。 在該實施例中，第二通道B延伸長度區段160型式之管 理壓力το件位於每—連續性出口 1〇4之間。由密集彎曲線 第20 頁 200808646 代表之延伸長度區段160需要具有相當大的長度與斷面積 - 比值，使得能夠重現性地產生所需要的塵力P爷低。如該圖 所不，在遠離入口 1〇2方向沿著第二流體通道6之多個出口 104間的距離需要由每一連續性出^ 1〇4至下一出口逐漸地 增，，因而允許每一連續性出口相對先前出口減小壓力以 與每-相對第二入D 94處之主要通道a中壓力相匹配。 ，本發明壓力平衡有助於確保進入通道A流體與進入通 馨 逼β流體之任何混合或反應作用只發生於通道A中。沿著第 、 β ^連續性多個出π 104間级離以平 具有，於製造誤差被緩和之其他狀因為對於已知 的流量及黏滯係數標準化之壓力降低主要地決定於相當長 2體路徑長度，以及相對於該長度，任何Μ之製造變化通 常為相當小。如上述所說明，該壓力平衡可藉由其他方式 例如在朝向遠離入口 102的方向通道k寬度或斷面減小， 以及在通道A結構内全部地或部份地達成變化。 # 圖5不意圖顯示出圖3中所顯示型式裝置4之流動路徑 之單元，其中主要流體通道A具有多個第二入σ 94直接地可 诚置4外部進入。在依據本發明一項方法中，第一反應劑 旎夠流入入口處裝置到達通道Α，同時第二反應劑可流入每 • γ乡轉94。在帛二切94麟全部作為第二反應 劑使用情況下，部份入口可使用作為其個途例如加入其 他反細作為多步驟反應或在加入反細之間作為加入熱 學或化學驟冷劑。 本發明其他實施例示意性地顯示於圖6中。圖6實施例 200808646 、:子於圖4只〜例為增加額外第二流體通❹。類似於第二 領外第二通道D具有入口 172,以及多個出口 174,包 ^，出π 176。圖5實施例亦包含額外進入主要流體通道 A之第二入口 96。其各別地與額外第二流體通道d之多 口 174為流體相通的。 、采用領外的弟一流體通道J)以加入額外的反應劑流 ^或工作流體，其包含異於反應劑之工作流體例如為進入 f要通，A之加熱或驟冷劑，或其他流體。在該實施例中， 、、第入口 96位於通道a各別較為狹窄較彎曲區段a。 w、允存在°卩份混合後但是在已知較彎曲區段130端部 相關合伽之前由通道D加入流體，亦可選擇其他位 f第—通逼或兩者可由主要通道A該區段包含於分 離之^體物體内，藉由如同圖2實施例中流體配件耦合，或刀 可任或兩者整體形成於包含主要通道A之單一整體物體 内，如同圖1實施例中情況。 本發明另一實施例示意性地顯示於圖7中。在圖7實施 例I主要流體通道A之一個或多瓣交狹窄較彎曲區段與γ 要流體通道A之一個或多個其他較狹窄較彎曲區段不同、。 一斤…員示#疋實施例中，另一較為狹窄較彎曲區段〗3〇a而 短於較為狹窄較彎曲區段⑽，及較為狹窄較彎曲區段· e ;較為狹乍較言曲區段130。該變化能夠使本發明裝置 提供不同_或程度之混合，例如快速及相當緩慢之混合， 例如在主要流體通道A及第二流體猶 在輪較寬廣較不师請亦可採職，; 第22 頁 200808646 所顯示通道A之另一較長區段140a，以及在第二通道b内可 =供相對之變化以產生所需要之壓力平衡，使得反應作用 發生於猶A巾姓，❿不械道时姓。混合型式或混 合速度及停留時間長度能夠對特定反應作用例如多個階段 ，多個疋件反應作用特別設計。例如圖6實施例，主要通道a 及第一通道B可包含於單一整體物體内或外圍於各別獨立 整體物體内。 圖8顯不出本發明微反應器裝置4之另一實施例示意性 斷面。在圖8另一實施例之裝置4中，主要流體通道A以及熱 控制流體至少一條通道C包含於第一整體物體6内，以及第 二流體通道B與熱控制流體之額外通道E共同地包含於第二 整體物體8内。第二流體通道B之出口 104經由多個獨立搞 s配件150輕合至主要流體通道a之第二入口 g4。如圖2實 %例中，假如需要情況下亦可採用具有多個通道之單一流 體麵合配件。圖8實施例允許反應劑在第二流體通道B中預 先加熱或預先冷卻，以及甚至於在需要情況下允許保持進 入通過第二通道之反應劑溫度不同於進入通過主要入口到 達通道A之反應劑溫度。 圖9-13為使用來形成圖2整體物體6另一實施例之壁板 結構或類似結構的不同平面圖。圖9—13,以及14及15中外 形相對尺寸通常依據内部一致比例，及以大約1:1顯示出。 圖9為壁板結構25例如如圖2所顯示初始形成於基板 上。圖9中所顯示壁板結構包含界定出裝置外侧壁板之壁 板結構75,提供支撐及強度之壁板結構76，以及可作為導引 第23 頁 200808646 範例中所顯示相關流體，以及作為限制流體以及將流體通 過壁板界定出層之壁板結構78。在相對應基板2〇中洞孔位 置顯示為大的黑色洞孔。部份洞孔通過相關流體經由壁板 結構25所形成之層。這些洞孔包含到達通道a之主要入口 92,到達通道a之第二入口 94,以及構成通道A出口之洞孔98 。洞孔86及88提供進出由壁板結構25界定出之層，其形成 部份熱控制流體通道C。支撐壁板結構76由洞孔86及88伸 φ 出以導引熱控制流體於層内成為某種程度之均勻流動圖案。 - 圖10為壁板結構35之平面圖，壁板結構初始形成於圖2 所顯示基板20上。在圖1〇中所顯示壁板結構35包含界定出 裝置外侧壁板之壁板結構75,提供支撐及強度之壁板結構 76,作為限制流體及導引流體於壁板結構35界定出之層内 的壁板結構76,以及作為限制流體以及將流體通過壁板35 界疋出之層的壁板結構78。在相關基板3〇中洞孔亦顯示出 〇/同孔通過相關流體流經層，這些洞孔包含為通道。部份之 • /同孔86及88,以及形成通道A出口部份之洞孔98。提供進出 由壁板結構35界定出（以及部份由顯示於底下壁板結構奶 界疋出，因為其彼此鄰接如圖2所示)層之洞孔包含到達通 迢A之主要人口 92以及到達^^之多個第二人口 94，在該情況 • 帽共為4個。圖Μ中所顯示雜結構35界⑽通道^^之部 伤車乂為狹窄較彎曲區段13〇為系列印形空腔，在圖中為垂直 指向。作為部份壁板結構35,每一該空腔在每一端部亦包 $為柱狀物136形式之阻隔。壁板結構35亦界定出通道Α部 份較寬廣較不彎曲區段14〇,在圖9—13實施例中位於紐肋 第24 頁 200808646 與50之間以及基板5〇與6〇之間。 -_ ® 11為壁板結構45之平面圖，其初始地形成於圖2所顯 .不之級40上。在圖11所顯示之壁板結構45包含作為與圖 10戶斤.>.、員示之相同I又功能的壁板結構。亦顯示出相對應基° 板40中之洞孔。洞孔通過相關流體流靴這些洞孔包含 為通道C部份之洞孔86及88,以及形成通道A出口部份之洞 孔98。洞孔提供作為由壁板結構45(以及顯示於圖中壁 • 板結構35)界定出之層的出口及再進入以及形成通道A之二 - 份較寬廣較不彎曲區段140。在圖10中所顯示壁板結構奶 界定出通道A之部份較為狹窄較彎曲區段13〇作為一系 f空腔，其—在圖中為水平指向。作為部份壁板結構45,每一 /二L在母％亦包含為柱狀物1 %型式之阻隔物。壁 板結構45亦界定出通道A通達洞孔145之部份較寬廣較不彎 曲區段140。 囷8及9所示，由壁板結構35及45界定出通道a之每一 • 較為狹窄較彎曲區段⑽在通道中提供4 _線或轉彎， 其包含向下彎曲(進入圖之平面内）進入圖u之印形空腔以 . 及向上(離開圖之平面)進入圖10 _形空腔，以及向左以及 喊沿著圖11之印形空腔，以及向下沿著附圖之平面並沿 者圖10之㈣空腔。這些在通道A中轉彎或曲線有效地位 於至少兩個平面中，以及_為三料曲以及在通道内流 動流體内提供有效產生第二流動。與其他微混合器設計比 較，其只需非常小的壓力降低而能夠達成快速及完全的混 第25 頁 200808646 圖12為壁板結構55之平面圖，該壁板結構為初始地形 成於圖2所顯示基板50上。在相對應基板55中之洞孔位置 亦顯示出。洞孔145單純地通過相關流體流經壁板結構跖 所形成之層。通過基板40以及顯示於圖n之洞孔部及88提 供進出圖12中壁板結構55所界定出之層，該層形成部份熱 控制流體通道c。並不需要通過基板以及顯示於圖12中之 洞孔86a及88a，但是其為構成另一實施例之選擇性洞孔，在
其中額外的熱控制層可加入於圖2所顯示之層底下，或其中 進入熱控制流體通道C可由圖2所顯示裝置底下而非由上面 提供0 圖13為壁板結構65之平面圖，該壁板結構為初始地形 成於圖2所顯示基板60上。在圖13所顯示壁板結構跖界定 出通道A之額外部份較寬廣較不彎曲區段14〇。如圖中可看 到，四個該部份包含於由壁板結構65界定出之層内。進出 這些部份由通過基板40及50之洞孔145提供，其位置顯示於 圖9及10中，以及由該最後部份之出口由通過每一基板2〇, ' 30,40及50之洞孔98提供，如圖2及7_1〇所顯示。分佈通道a 之較_較不弯曲區段14〇在圖2所顯示種類輕内兩層之 間，其在較寬廣較不彎曲區段HO内提供較大體積， 持較小的整體裝置尺寸。較大體積允許通達通道A的連續 性入口 92間之合理較長停留時間，使得在達到下一入口 94 之前反應作用能夠完全進行以及熱量移除或加入為所需要 情況。 圖14為壁板結構i5a之平面圖，該壁板結構為初始地形 第26 頁 200808646 成於圖2或圖8所顯示基板10上。壁板結構版界定出如圖2 及所顯料二财B之實施例，其構成串連岐管之内部通道 以使用於本發财。在相對基板1Q巾洞孔位置顯示為里色 圓圈。通過基板15a之洞孔提供通道B之出口，其包含通道β 之最後㈣心進人通道Β ⑽由通糊2及6賴 不紐11之洞孔提供於圖14所示位置1〇2處。如圖14所示， 沿著第二趙通道Β在連續性多個出口_罐摘著遠， 離第二流體通道Β入口位置103以及朝著最後出口娜之方 向由每一連續性出口 104至下-出口為增加的。提供至連 續性出口 1G4之連續性較長通道部份在每一出口處提供增 加之壓力降低(對已知的流量及黏滯係數標準化)，其允許 Α體平衡使得在4要通道Α巾反細絲自第二通道Β反應 劑之接觸只在主要通道Α内發生。 圖15為壁板結構i5a另一實施例之平面圖。該實施例 類似於之情況，除了入口位置⑽不同，以及通道長度 為車父長，覓度為較小，以及由一個出口 104至下一出口之長 度為車狄而大於圖14情況。依細15串連歧f能夠在連續 性歧管出口 104處提供較大的壓力降低，大於相同條件下圖 14 ,情況。因_ 15之實施例對歧管中較健滯係數及/ tji化優_ 14之實施例。假如串連歧管並 非永久性地固定至裝置如圖丨所示，而可由其中移除如圖2 及H·示，能夠使用—些標準倾管以含蓋可能操作條件 之5理I廣範圍，因而提供彈性同時仍然節省許多需要用 來操作反應綠之費用。如圖14所示，在圖2實施例中並不 第27頁 808646 板結構17^^9,但是目两提供出入至藉由圖8實施例中壁
於第二層，射雜轉17界㉔_彳通道E 9之壁板結 構‘:Γ 板結構17需要 及圖U之壁板結構55。
仿垆明上撕酬關實施辦，縣發明裝置或 要物域狀反顧齡_顧轉地沿著主 體通這分佈，而非在非常小斷面積通道中以平行方式 同内趨里增加之裝置。達成較嚴格熱控制而不 =減小通道尺相及侧平行性需求以克服朝向較低通 里之傾向。只在一個或多個第二流體通道中而並不在主要 L體通道中使用串連而非平行流動分流器。此允許反應劑 理想莫耳比值總是由相同一侧接近，而沒有在不想要比值 下操作之流體不平衡之風險。除此，相對於為單一會合點 之ρσ，在母一會合點處反應劑較少量增力U確保增力口反 應劑之局部過度料比值_加為不可能姓的，只要改 善莫耳比值控制。 相對於使用平行數目增加之微反應裝置(或甚至於採 用單一整體混合态)，熱控制亦被提昇，因為本發明串連構 造導致較低絕熱溫度上昇（或較低減小)低於最微細區分平 行反應設計。此亦因為在目前型式反應裝置中在某一混合 斋處由反應作用產生(或消耗)之能量分佈於整個較大流體 質量而非在平行數量增加反應器或整體反應器中，由於通 道Α全部反應劑流體存在於每一反應作用點處。假設通道a 及B中相同的流動及熱流動，以及由通道b四個出口流出相 200808646 同區分流動’在本發明裝置中第—混合器位置處(總流量為 最小處)底線絕熱性溫度變化只是相同分流平行混合器結 構之絕熱溫度變化之2/5。假如在通道A中總熱流量為較大 而大於通道B,則目鈿構造之優點只會增加。例如,當通道a 熱流量與通道B情況之比值為2:1，則在本發曰月具有四個出 口 104之衣置中在第一混合點處絕熱性溫度變化只有平行 或整體混合器之1/3。
能夠受益於本發B月微反應裝置特別是莫耳比值控制之 反應作用範例包含溴化作用， CH3Br H3C-C-CH-CH2 CH3 Βτ ch3
H3C-C^CH-CH2 + B ch3 纽顯示出3,3二曱基丁+烯之溴化作用。該反應作用可 糟^添加-78°C溴在氯仿中溶液至丁稀在氯仿中溶液進行 。無論何時溴為超過所需要之莫耳比值，其他異於雙鍵功 能之溴化作用將發生，-個範例為下列不想要之產物將形 〒H3Br H3C-C-CH-CH2 CHgBr Br =原反應作用例如對硝絲甲酸氯化物與她三 ^=^_糊糊#跑。在乙辦 2 化物溶液亦能夠加入至，。。苯醯氣化 物在二甘醇二甲醚中: 乳化 第29 頁 200808646
no2 〇YC1
Li[HAl(0®u)3] I ~~--^
N〇2 假t有任何局部過多氫化物，將發生不想要亞硝基更進一 步遇原為絲，祕縣縣_貞之結果。 本發明亦可使用職化作用，例如兒茶_苯甲醯氯 夂反應作用：
Γ I 十
时苯甲酉进氯可加人室溫兒茶贿碳酸鋼水溶液中。需要 嚴格的控制鱗莫秘值，目絲鴨狀冑局部濃度將 導致較多二酯類形成。 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明微流體裝置一項實施例之示意性斷面 圖0 第二圖為本發明微流體裝置或系統另一實施例之示意 性斷面圖。 第三圖為本_微流體m—實細之示意性斷面 圖。 第四圖為示意圖，其顯示出存在於本發明特定實施例 中特定流體元件之關係。 第五圖為示意圖，其顯示出存在於本發明特定其他實 第30 頁 200808646 施例中特定流體元件之_。 圖為示意圖，其仍顯示出存在於本發明特定盆他 貝，中特定流體元件之關係。 试，、他 杏浐二’其仍顯7F出存在於本發明特定其他 貝，中特定流體元件之關係。 、 第八圖為本發日月微流體裝置或系統另-實施例之干音 性斷面圖。 声、他1夕〗之不思
第九圖至第十三圖為壁板結構之平面圖，其可形成第 二圖或類似結構整體物體6之實施例。 第十四圖為壁板結構之平面圖，其可形成第二圖第二 整體物體8之實施例部份。 弟十五圖為另一壁板結構之平面圖，其可形成第二圖 第二整體物體8之實施例部份。 附圖元件符號說明： 裝置4;單一結構6;整體物體8;基板1〇，1U2jr 30,40,50, 60;壁板結構 15,15a，17, 25,35,45, 55, 65;壁板 70,75;壁板結構76,77,78;白色箭頭80;入口82;出口 84;洞孔86,86a，87,88,88a，89;黑色箭頭90;主要入口 92;第二入口 94;第二入口 96;洞孔98;箭頭1〇〇;入口 102,103;出口 1〇4;最終出口 1〇6;壁板no;箭頭12〇;混 合區段130;壁板132,134;柱狀物136;停留區段14〇;洞 孔145,體輛合配件150;延伸長度區段ΐβ〇;入口 1了2· 出口 Π4;最終出口 176;延伸長度區段180。

Claims (1)

  1. 200808646 十、申請專利範圍·· 1· -種整體微反麟置，其包含： 至少一個熱控制流體通道； 主要工作流體通道，其具有平均斷面面齡0.25至廳平 方宅米範圍内，該主要流體通道具有主要入口在其第一端 部處與裝置之外部連通，以及具有多個第二入口沿著其長 度串連地倾概植置處，沿料要細通道第二入口 間之間距長度至少為猶平觸面面積根號的二倍； 至^個第二工作流體通道，其具有平均斷面面積在 〇. 25^至100平方毫米細内，該第二流體通道具有主要入口 在其第-端部處以及多個出口沿著其長度串連地位於相隔 之位置處，該多個出口包含最終出口位於其端部處，每-出 口與主要流體通道多轉二人吨應—個趙連通，該對 應依序地崎紐纟奴及帛二細贼各前―端部之 出口及入口至其最遠入口及出口加以建立。 2. 依據申請專利範圍第！項之裝置，其中沿著第二流體通道 在連續性乡働u間级離，在翻向轉二越通道入 σ之方向，由每-連續性出口至下—出口騎加的。 3. 依據申請專利細第丄或2項之裝置，其中第二流體通道 之斷面面積在朝向遠離其入口之方向為減小的。 4. 依據申請專利範圍第！或2項之裝置，其中主要流體通道 在朝向遠離主要流體通道之第一端部财向在多個第二入 口之間地包含第-混合區段以及第二停留時間區段。 5. 依據申請專利範圍第4項之裝置，其中混合區段包含較為 頁 第32 200808646 ，窄較f曲區如及停留_區段包含較寬廣較不彎曲區 段。 6·依據申請專利細第5項之裝置，其中每一較為狹窄較彎 曲區段在通道巾包含曲線或捧彎，該曲線或轉彎位 弓 一個平面中。 7. 依據申請專利_第5項之裝置，其中每一較為狹窄較彎 曲區段共舰少-健有熱控繼體通道之共_板，胃3 通遏由至少一個熱控制流體通道選取出。 8. 依據申請專利範圍第5項之裝置，其中主要流體通道之— 固或多個較為狹窄較彎曲區段與主要^體通道之其他—個 或夕個較為狹窄較彎曲區段不同。 細第5項錢置，針主要贿通道之連 =性較為狹輸料區段__齡躺雜主要流體 (道之入口方向為增加的。 ^據^請= 瓣5項礙姐細通道之 孕乂為狹乍姆曲區段在流體路_包含阻隔物。 請翻麵第1Q項之裝置，其中阻隔物之尺寸在 曲巴^離主要流體通運之入口方向由每一連續性較為彎 又至下一區段為減小的。 專利細第1項之裝置，其中整體物體由玻璃， _陶究，或陶瓷所構成。 第1項之錢，其中整體物體由至少 種玻璃，破，喊，錢及娜所構成。 據申鞠_第1㈣置，射嫩體通道及 第33 200808646 第二流體通道相對彼此為平衡的，使得以第一流量進入主 要流體通道之第一工作流體與以第二流量進入第二流體通 道之第二工作流體之混合作用只發生於主要流體通道内。 15·依據申凊專利範圍第1項之裝置，其中主要流體通道具 有平均斷面面積在0.3至20平方毫米範圍内。 16·依據申請專利範圍第1項之裝置，其中主要流體通道具 有平均斷面面積在0.5至6平方毫米範圍内。 17·依據申明專利範圍苐1項之裝置，其中第二流體通道具 有平均斷面面積在0.3至20平方毫米範圍内。 18·依據申請專利範圍第1項之裝置，其中第二流體通道具 有平均斷面面積在〇·5至6平方毫米範圍内。 19· 一種整體性微流體裝置，其具有主要工作流體通道，該· 通道平均斷面面積在〇· 25至1〇〇平方毫米範圍内以及具有 至少兩個入口 A及B，其中裝置構造使得連續性地流入入口 B之反應劑逐漸地加入連續性地流入入口 A之反應劑内。 20· —種微反應系統，該系統包含至少兩個整體性物件，包 括： 第一物件，其包含： 至少一個熱控制流體通道； 主要工作流體通道，其具有平均斷面面積在0· 25至1〇〇 平方宅米範圍内，該主要流體通道具有主要入口在其第一 端部處與第-物件之外部連通，沿著主要流體通道第二入 口間之間距長度至少為通道平均斷面面積根號的二倍;及 至少-個第二物件，其包含： 第34 頁 200808646 n 個第一工作流體通道，其具有平均斷面面齡 第-端3〇1 方亳米範圍内，該第二流體通道具有入口在其 u一物件之外部連通，以及多個出口串連地 長度位於相隔位置處亦與第二物件之外部親該 ^出、口包含最終出口位於其端部處，在第二物件中第二 通逼出口之相對位置及間距相匹祕第一物件中主要 道之至如_二人，麵距，餅直接流體 又連結之每-各個出口對準於各個入口。 f 2G項之蛾其巾沿著第二流體通 k、κ ϋ地夕個出口間離，在朝向遠離第二流體通道之 入口方向，由每—連續性出口至下-出Π為增加的。 ^依據申明專利範圍第20項之系統,其中第二流體通道之 畊面面積在朝向遠離其入口之方向為減小的。 23. 依據㈣專利細㈣項之蛾射主魏體通道在 朝向遠齡魏體财之[端部騎在乡縛二入口之 間依序地包含第-混合㊄段以及第二停留時間區段。 24. 依據憎專利範圍第23項之系統，其中混合區段包含較 為狹窄較彎曲區段以及停冑時間區段包含較寬廣較不響曲 區段。 25. 依據申請專利範圍》24項之系統，其t每一較為 f曲區段在通道中包含曲線或濟，該曲線或轉彎位於^ 一個平面中。 ° ，依據申請專利範圍第24項之系統，其中每一較為狹窄較 彎曲區段共壯少-個具控概體麵之共同壁板， 弟 頁 200808646 該通運由至少一個熱控制流體通道選取出。 • 27·依據申請專概11第24項之紙其巾主要流體通道之 • 一個或夕個較為狹窄較彎曲區段與主要流體通道之其他一 個或多個較為狹窄較彎曲區段不同。 28·依據申請專利範圍第24項之系統，其中主要流體通道之 連、、、ί f生較為狹Φ較_曲區段的斷積在朝向遠離主要流 體通道之入口方向為增加的。 • 說依據申請專利範圍第24項之系統，其中主要流體通道之 …赠鱗較f越段在越職_含阻隔物。 30·依，申請專利細第29項之系統，其中阻隔物之尺寸在 朝向主要流體通道之入口方向由每一連續性較為彎曲 區段至下一區段為減小的。 31. 依據申請專利細第2〇項之系統，其中第一物件由玻璃 ，破璃陶瓷，或陶瓷所構成。 32. 依據申請專利範圍第2〇項之系統，其中第一物件由至少 • —種玻璃，玻璃陶«〇陶瓷，金屬，及塑膠所構成。 =依據巾縣利細㈣項之祕，其巾主要流體通道及 - 第二流體通道相對彼此為平衡的，使得以第一流量進入主 要流T道之第一工作流體與以第二流量進入第二流體通 ， 狀第二工作赫之混合作用只發生於主要流體通道内。 34.依據申喷專利範圍第2〇項之系統，其中主要流體通道具 有平均斷面面積在〇. 3至20平方毫米範圍内。 35·依據巾請專利細第2〇項之系統，其中 有平均斷面面積在0.5至6平方毫米細内。 桌36 頁 200808646 36·依據申請專利細第2〇項之系統，其中第二流體通道具 有平均斷面面積在0.3至20平方毫米範圍内。 =依據申請專利細第2〇項之系統，其中第二流體通道具 平均fe/f面面積在0.5至6平方毫米範圍内。 38.依據申請專利範圍第2〇項之系統，其中第二物件更進— Υ Iδ弟—熱控制流體通道。 3^.依據中請專利細第2〇項之系統，其中第二物件中第二 =體通道之出口相對位置及間距相匹峨第—物件中主^ 机體通道之母—帛二加之械倒距，使得直接流體交互 連結之每一各個出口對準於各個入口。 锻依據申請專利範圍帛2〇項之系統，其中更進一步包含一 個或多個額外的第二物件，其每一第二物件經由流體耦合 配件選擇性地搞合至第一物件，至少部份該額外第二物件 H體通道的-個❹錄雜數與第三物件不同。 =·依據申請專利細第40項之系統，其中至少部份該額外 第二物件之第二流體通道的總長度作改變。 42·依據申請專利範圍第41項之系統，其中至少部份該額外 第二物件之第二流體通道的平均斷面面積作改變。 43·依據申請專利範圍第41項之系統，其中至少部份該額外 第二物件之第二流體通道的高度作改變。 44· 一種禮支流體系統，其具有主要工作流體通道，其具有平 均斷面面積在〇· 25至1〇〇平方毫米範圍内以及具有至少兩 個入口 Α及Β，其中系統構造將使得連續性地流入入口B之反 應劑逐漸地力ϋ入流入入口 A之反應劑。 第37 頁 200808646 45· 一種微反應裴置，該裝置包含： ^ 至少一個熱控制流體通道； - ^要^作流體通道，其具有平均斷面面齡〇. 25至⑽平 方耄米範圍内，該主要流體通道具有主要入口在其第一端 :處與褒置之外部連通，以及具杉轉二人口串連地沿 著其長度位於相隔位置處亦與裝置之外部連通，沿著主要 流體通絲二入口間之間距長度至少為通道平均斷面面積 • 根號的二倍，該主要流體通道在朝向遠離主要流體通道之、 : 第一端部方向在多個第二入^之間鱗地包含第一混合區 段以及第二停留時間區段。 46.依據申請專利麵第45項之褒置，其中混合區段包含較 為狹窄較彎曲區段以及停留時間區段包含較寬廣較 區段。 =依據申請專利範圍第46項之裝置，其中每^交為狹窄較 彎曲區段在通道中包含曲線或轉彎，該曲線或轉彎位辦過 • 一個平面中。 依射請專利範圍第46項之襄置，其中每一較為狹窄較 #考曲區段以及每-較寬廣較不彎曲區段共用至少一個具有 熱控制流體通道之共同壁板，該通道由至少-個触制流體 ， 通道選取出。 4—9.依财請專利範圍第46項之裝置，其中主要流體通道之 1或多她為鱗較彎顏段與主要流體通道之其他_ 個或多個較為狹窄較彎曲區段不同。 5〇.依據申請專利範圍第46項之裝置，其中主要流體通道之 第38 頁 200808646 連續性較為狹窄較彎段的_面積在躺遠離主要流 ^ 體通道之入口方向為增加的。 51.依射請專利範圍第46項之裝置，其中主要流體通道之 較為狹窄較f曲區體路徑内包含阻隔物。 52.= 虞申請專利範圍第51項之裝置，其中阻隔物之尺寸在 朝向遠離主要流體通道之入口方向由每一連續性較為彎曲 區段至下一區段為減小的。 • 53.依據申請專利範圍第45項之裝置，其中褒置由玻魂玻 - 璃陶甍，或陶瓷所構成。 54·依據申請專利細第45工員之裝置，其中裝置由至少一種 玻璃，玻璃陶瓷，陶瓷，金屬，及塑膠所構成。 55. 依據申請專利範圍第45項之裝置，其中主要流體通道具 有平均斷面面齡〇.3至20平方毫米範圍内。 56. 依據f料利細帛45項之裝置，其巾主秘體通道具 有平均斷面面積在〇.5至6平方毫米範圍内。 • 57·依據申請專利範圍第45項之震置，其中在裝置中主要流 體通遏之g二入口位置彼此相對著，使得直接流體交互連 結對準於共同作用之歧管裝置。 ； 58.依據申請專利細第45項之裝置，其中在裝置中主要流 ' 體通逞之第二入口沿著一條線彼此相對均勻地分隔。 59. -種微流體歧管裝置，魏置包含至少一個工作流體通 道’其具有平均斷面面齡〇· 25至1〇〇平方毫米細内，該 工作流體通道具有人π在其第—端部處與|置之外部連通 ，以及具有總數至少三個出口串連地沿著其長度位於相隔 第39 頁 200808646 之位置處亦絲置之外部親該多㈣σ 口 „ 一個或多個工作流體通道在錢，斷面面積， 抓動限制讀目以及軸關器尺寸由— 、 :^鱗在第二及第三出口之間對某—流量及雜 準化μ力降低為較A喊於第—及第二出口間 之壓力降低。 60.依據申請專利細第59項之裝置，其中多個出口總數為
    大於3 〇 61.依據中請專利範圍第6〇項之裳置，其中對某一流量及黏 滯係數作標準化之壓力降低，在朝向遠離入口之方向在連* 績性母'一對出口間為增加的。 % _^_細帛59項之裝置，其巾卫作流體通道在 長度上作變化。 63·依據申請專利細第59項之裝置，其中工作流體通道在 長度上作t化，但;^在斷面蝴並無任何顯著程度變化。 64·依據申請專利細第59項之裝置，其中更進一步包含溫 度控制流體通道。 65·依射請專利範圍第59項之裝置，其中出口共線賴列。 66·依據申請專利範圍第59項之裝置，其中出口位置將使得 與共同作用額外的微流體裝置之入口相匹配。 67.依據申請專利麵第59項之裝置，其中主要流體通道具 有平均斷面面積在〇· 3至20平方毫米範圍内。 68·依據申請專利範圍第59項之裝置，其中主要流體通道具 有平均斷面面積在〇· 5至6平方亳米範圍内。 第40 頁
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