WO2011126124A1 - 流体処理装置及び処理方法 - Google Patents

流体処理装置及び処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2011126124A1
WO2011126124A1 PCT/JP2011/058946 JP2011058946W WO2011126124A1 WO 2011126124 A1 WO2011126124 A1 WO 2011126124A1 JP 2011058946 W JP2011058946 W JP 2011058946W WO 2011126124 A1 WO2011126124 A1 WO 2011126124A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
processing
fluid
pressure
treatment
recess
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/058946
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
榎村眞一
Original Assignee
エム・テクニック株式会社
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 エム・テクニック株式会社 filed Critical エム・テクニック株式会社
Priority to JP2012509715A priority Critical patent/JP5821072B2/ja
Priority to EP11766024.1A priority patent/EP2556884B1/en
Priority to CN201180011551.2A priority patent/CN102781569B/zh
Priority to KR1020127028847A priority patent/KR101860384B1/ko
Priority to US13/634,809 priority patent/US9873103B2/en
Publication of WO2011126124A1 publication Critical patent/WO2011126124A1/ja

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
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1887Stationary reactors having moving elements inside forming a thin film
    • 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
    • B01J19/26Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/41Emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2712Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with ribs, ridges or grooves on one surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2714Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator the relative position of the stator and the rotor, gap in between or gap with the walls being adjustable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/93Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary discs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J14/00Chemical processes in general for reacting liquids with liquids; Apparatus specially adapted therefor
    • 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
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • 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
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • 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
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00132Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes

Definitions

  • the present invention relates to a fluid processing apparatus and a processing method for processing an object to be processed between processing surfaces in a processing unit in which at least one that can approach and leave is rotated relative to the other.
  • Patent Document 1 An apparatus for mixing and stirring at least two kinds of fluids between, for example, relatively rotating processing surfaces that can approach and leave, for example, reaction and crystallization
  • Patent Document 2 An apparatus for mixing and stirring at least two kinds of fluids between, for example, relatively rotating processing surfaces that can approach and leave, for example, reaction and crystallization
  • Patent Document 3 An apparatus for mixing and stirring at least two kinds of fluids between, for example, relatively rotating processing surfaces that can approach and leave, for example, reaction and crystallization
  • Patent Document 2 Such an apparatus has a problem of clogging of a micro flow channel due to a reaction product, which has been a problem with conventional microreactors and micromixers as shown in Patent Document 3 or Patent Document 4, and a large flow rate as the flow path becomes narrower. It solves problems such as the need for fluid pressure.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 introduce a first fluid as a first fluid between relatively rotating processing surfaces that can be approached and separated, and a flow in which the first fluid is introduced. Introducing the second fluid between the processing surfaces as a second fluid from another flow path having an opening that leads to the processing surface, independent of the path, allows the first fluid and the first fluid to pass between the processing surfaces.
  • a device for mixing and stirring two fluids By including the reactant in the first fluid or the second fluid or both, reaction and crystallization are performed between the processing surfaces.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 as a method of introducing the first fluid between the processing surfaces, the processing surface is recessed from the center side to the outside or from the outside to the center side, and There has been proposed a method of introducing a first fluid between processing surfaces by rotating a processing portion, that is, a method of introducing a first fluid using a micropump effect.
  • pulsation may occur when the first fluid is introduced, and operations such as mixing, reaction, and precipitation between the processing surfaces may not be performed uniformly.
  • pressure fluctuations and flow disturbances near the opening where the second fluid is introduced between the processing surfaces may adversely affect the operations such as mixing, reaction, and precipitation.
  • the present invention further improves the apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2 based on the above knowledge, and makes it possible to carry out more stable and uniform processing and to solve the above problems. Let it be an issue.
  • a first form of the present invention is a processing object between processing surfaces facing each other in a processing unit in which at least one of which can be approached and separated rotates relative to the other.
  • the processing fluid is introduced between the processing surfaces using the micropump effect by the recesses formed on at least one of the processing surfaces, and the processing fluid is
  • the micropump effect is a direction in which the treatment surfaces are separated by rotation of the treatment portion and the concave portion provided on the treatment surface.
  • a plurality of recesses are provided in the circumferential direction of the processing surface, the recesses, It extends inward and outward of the processing surface It is formed on, to provide a fluid treatment apparatus, characterized in that the total number of 0.5 or more and the recess in the circumferential length of 10mm per this recess processing surfaces is provided over 51 present.
  • an object to be processed is processed between opposing processing surfaces in a processing unit in which at least one that can be approached / separated rotates relative to the other.
  • the fluid to be treated is introduced between the processing surfaces by using the micropump effect by the recess for introducing the fluid applied to at least one of the processing surfaces, and the fluid to be treated is disposed between the processing surfaces.
  • the micropump effect causes the treatment surfaces to be separated from each other by the rotation of the treatment portion and the recess for introducing the fluid applied to the treatment surface.
  • the recess for introducing the fluid is formed on the processing surface. It is formed so as to extend outwardly, different from the recess for the fluid inlet to provide a fluid treatment apparatus, wherein a separate recess is subjected to at least one of the processing surfaces.
  • the “mixing / stirring” means that at least one of mixing and stirring is performed.
  • a processing object is processed between opposing processing surfaces in a processing unit in which at least one of which can be approached and separated is rotated relative to the other.
  • the first fluid, which is the first fluid to be treated, of the fluids to be treated is treated using the micropump effect due to the recess for introducing the fluid applied to at least one of the treatment surfaces.
  • the second fluid to be treated is a second fluid to be treated from another fluid channel having an opening communicating between the processing surfaces, independent of the flow channel introduced in between and the first fluid.
  • the micropump effect is caused by the rotation of the treatment portion,
  • the treatment surfaces are separated from each other by the fluid introduction recesses formed on the treatment surfaces.
  • Generating a force in a direction to cause the first fluid to be introduced between the processing surfaces, and the recess for introducing the fluid is a recess for introducing the first fluid, and a plurality of first fluids are introduced.
  • a recess for introducing one fluid is provided in the circumferential direction of the processing surface, and the recess for introducing the first fluid is formed so as to extend inward and outward of the processing surface.
  • a separate recess, which is different from the first fluid introduction recess, is provided on at least one of the treatment surfaces between the fluid introduction recess and the opening communicating between the treatment surfaces.
  • a fluid processing apparatus is provided.
  • a fluid processing apparatus according to the second or third aspect of the present invention, wherein the separate recess overlaps the fluid introduction recess.
  • the fluid treatment apparatus according to any one of the second to fourth aspects of the present invention, wherein the separate recess is an annular shape.
  • the fluid processing apparatus according to any one of the second to fifth aspects of the present invention, wherein the depth of the separate recess is 50 ⁇ m or more.
  • an object to be processed is processed between opposing processing surfaces in a processing unit in which at least one that can be approached / separated rotates relative to the other.
  • the fluid to be treated is introduced between the processing surfaces by using the micropump effect by the recess for introducing the fluid applied to at least one of the processing surfaces, and the fluid to be treated is disposed between the processing surfaces.
  • the treatment is performed by mixing and stirring in the direction in which the micropump effect separates the treatment surfaces by the rotation of the treatment portion and the fluid introduction recessed portion applied to the treatment surface Generating a force to the surface, and further producing an effect of introducing the fluid to be processed between the processing surfaces, and a plurality of recesses for introducing a fluid are provided in the circumferential direction of the processing surface
  • the fluid introduction recess is the processing surface. It is formed so as to extend inward and outward, and a separate concave portion different from the concave portion for introducing the fluid is provided on at least one of the processing surfaces, and the portion provided with the separate concave portion
  • a fluid processing method characterized by passing a fluid to be processed.
  • a fluid processing apparatus that performs processing between processing surfaces in a processing unit in which at least one that can be approached / separated rotates relative to the other, due to pulsation that occurs when a fluid is introduced
  • the fluid between the first and second processing surfaces is less affected by pressure fluctuations or flow turbulence, and more uniform and uniform mixing (reaction) can be performed than ever before. Therefore, in the case of continuously performing fluid treatment such as reaction or crystallization, a product or fine particles that are more uniform and homogeneous than ever can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a first processing surface of the apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 2nd introduction part is a principal part enlarged view of the processing surface for demonstrating a 2nd introduction part.
  • FIG. 5A is a schematic bottom view of the main part of the apparatus shown in FIG. 5C
  • FIG. 5B is a schematic bottom view of the main part of another embodiment of the apparatus
  • FIG. 4D is a schematic bottom view showing the concept of still another embodiment of the apparatus
  • FIG. 4E is a concept of still another embodiment of the apparatus
  • (F) is a schematic bottom view showing the concept of still another embodiment of the above apparatus.
  • A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. (A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. (A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. (A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. (A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. (A) to (D) are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic longitudinal sectional views showing the concept of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. 4, and FIG. 4C is a schematic view of the main part of the apparatus shown in FIG. It is a bottom view.
  • (A) is a principal part schematic longitudinal cross-sectional view which shows other embodiment about the pressure receiving surface of the apparatus shown to FIG. 4 (A)
  • (B) is a principal part outline of the further another embodiment of the said apparatus. It is a longitudinal cross-sectional view.
  • FIG. 16 is a schematic vertical sectional view showing a main part of another embodiment in which a temperature adjusting jacket is provided in the apparatus shown in FIG. It is a principal part general
  • (A) is a schematic cross-sectional view of an essential part of still another embodiment of the apparatus shown in FIG. 15 (A), and (B), (C), (E) to (G) are other embodiments of the apparatus.
  • FIG. 16 is a schematic vertical sectional view showing an important part of still another embodiment of the apparatus shown in FIG.
  • A) is a general
  • B) is a partial notch principal part explanatory drawing of the said apparatus.
  • A) is a top view of the 1st process part of the said apparatus shown in FIG. 21,
  • B) is the principal part longitudinal cross-sectional view.
  • A) is the principal part longitudinal cross-sectional view of the 1st and 2nd process part of the apparatus shown in FIG.
  • FIG. (A) is a top view of other embodiment of the said 1st process part, (B) is the principal part general
  • (A) is a top view of further another embodiment of the said 1st process part, (B) is the principal part general
  • (A) is a top view of other embodiment of the 1st processing part, (B) is a top view of other embodiment of the 1st processing part.
  • (A) (B) (C) is explanatory drawing which shows embodiment other than the above about the separation method of the to-be-processed object after a process, respectively.
  • (A) And (B) is a principal part expanded sectional view for demonstrating the inclined surface (pressure receiving surface) provided in the part for processing, respectively. It is a figure for demonstrating the pressure receiving surface provided in the process part, (A) is a bottom view of the 2nd process part, (B) is a principal part expanded sectional view. (A) is a schematic plan view of the 1st processing surface in which the separate recessed part was given, (B) is a principal part enlarged view of (A). It is a figure for demonstrating the dimension of each part of the 1st processing surface used for the numerical simulation. (A) to (D) are explanatory views showing an example of the shape of a recess.
  • (A) to (C) show the pressure distribution between the processing surfaces by numerical simulation. Both (A) and (B) show the pressure distribution between the processing surfaces by numerical simulation. It is a graph which shows the influence which the depth of the recessed part for annular pulsation reduction has on the pressure fluctuation of the fluid between process surfaces.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a reaction apparatus for reacting a reactant between processing surfaces in which at least one of the approaching and separating can rotate relative to the other.
  • 2A is a schematic plan view of a first processing surface of the apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is an enlarged view of a main part of the processing surface of the apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the second introduction part
  • FIG. 3B is an enlarged view of a main part of the processing surface for explaining the second introduction part.
  • U indicates the upper side
  • S indicates the lower side.
  • R indicates the direction of rotation.
  • C indicates the centrifugal force direction (radial direction).
  • This apparatus uses at least two kinds of fluids as a fluid to be treated, and at least one kind of fluid includes at least one kind of an object to be treated and is opposed to each other so as to be able to approach and separate.
  • Each of the fluids to be treated is joined between processing surfaces that are disposed and at least one rotates relative to the other to form a thin film fluid, and the object to be treated is treated in the thin film fluid. It is a device to do. More specifically, the first fluid, which is the first fluid to be treated, is introduced between the processing surfaces, independent of the flow path into which the first fluid is introduced, and between the processing surfaces.
  • a second fluid, which is a second fluid to be treated, of the fluids to be treated is introduced between the processing surfaces from another flow path having an opening that communicates with the first fluid and the first fluid between the processing surfaces.
  • the “treatment” is not limited to a form in which an object to be treated reacts, and includes a form in which only mixing and dispersion are performed without a reaction.
  • the above “reaction” corresponds to various reactions such as precipitation and crystallization.
  • this apparatus can process a plurality of fluids to be processed, but can also process a single fluid to be processed.
  • the apparatus includes a first holder 11 and a second holder 21 disposed above the first holder 11 and a fluid pressure application mechanism P and a contact pressure application mechanism.
  • the contact surface pressure application mechanism includes a spring 43 and an air introduction part 44.
  • the first holder 11 is provided with a first processing portion 10 and a rotating shaft 50 (hereinafter also referred to as a shaft 50).
  • the first processing unit 10 is an annular body called a maining ring, and includes a first processing surface 1 that is mirror-finished.
  • the rotation shaft 50 is fixed to the center of the first holder 11 by a fixing tool 81 such as a bolt, and the rear end thereof is a rotation drive device 82 (rotation drive mechanism) such as an electric motor (hereinafter, the rotation drive mechanism is rotationally driven). Connected to the first holder 11, and the first holder 11 is rotated.
  • the first processing unit 10 rotates integrally with the first holder 11.
  • the upper part of the first holder 11 is provided with a receiving part capable of receiving the first processing part 10.
  • the first processing part to the first holder 11 is fitted into the receiving part.
  • Ten of the above attachments have been made.
  • the first processing portion 10 is fixed by a rotation stop pin 83 so as not to rotate with respect to the first holder 11.
  • the rotation prevention pin 83 it may be fixed so as not to rotate by a method such as shrink fitting.
  • the first processing surface 1 is exposed from the first holder 11 and faces the second holder 21.
  • the material of the first processing part 10 and the first processing surface 1 is a metal, ceramic, sintered metal, anti-abrasion steel, sapphire, other metal subjected to hardening treatment, or hard material lining or coating Adopt the one that has been plated.
  • the second holder 21 is provided with a second processing part 20, a first introduction part d1 for introducing a fluid from the inside of the processing part, a spring 43 as an interface pressure applying mechanism, and an air introduction part 44. Yes.
  • the second processing unit 20 is an annular body called a compression ring, and is located on the inner side of the second processing surface 2 that is mirror-finished and adjacent to the second processing surface 2.
  • Pressure receiving surface 23 (hereinafter, also referred to as separation adjusting surface 23).
  • the formation of the pressure receiving surface 23 is not essential, and the pressure receiving surface 23 may be provided without being provided.
  • the separation adjusting surface 23 is an inclined surface.
  • the mirror processing applied to the second processing surface 2 employs the same method as the first processing surface 1.
  • the same material as that of the first processing unit 10 is used for the material of the second processing unit 20.
  • the separation adjusting surface 23 is adjacent to the inner peripheral surface 25 of the annular second processing portion 20.
  • a ring accommodating portion 41 is formed at the bottom (lower portion) of the second holder 21, and the second processing portion 20 is received in the ring accommodating portion 41 together with the O-ring. Further, the second processing unit 20 is received by the rotation stopper 84 so as not to rotate with respect to the second holder 21. The second processing surface 2 is exposed from the second holder 21. In this state, the second processing surface 2 faces the first processing surface 1 of the first processing unit 10.
  • the ring holder 41 included in the second holder 21 is a recess that mainly stores a portion of the second processing portion 20 on the side opposite to the processing surface 2 side, and is a groove formed in an annular shape in plan view. It is.
  • the ring accommodating portion 41 is formed larger than the size of the second processing portion 20 and accommodates the second processing portion 20 with a sufficient clearance between the ring accommodating portion 41 and the second processing portion 20.
  • the second processing part 20 is accommodated in the ring accommodating part 41 so that it can be displaced in the axial direction of the ring accommodating part 41 and further in the direction intersecting the axial direction. . Further, the second processing portion 20 is accommodated such that the center line (axial direction) of the second processing portion 20 can be displaced relative to the ring accommodating portion 41 so as not to be parallel to the axial direction of the ring accommodating portion 41. Yes. At least the ring housing portion 41 of the second holder 21 is provided with a spring 43 as a processing portion biasing portion. The spring 43 urges the second processing unit 20 toward the first processing unit 10.
  • the second processing unit 20 held by the second holder 21 is brought closer to the first processing unit 10 by using a pressurizing unit that supplies air pressure or other fluid pressure such as the air introduction unit 44.
  • a method of biasing in the direction may be used.
  • other forces such as magnetic force and gravity may be used.
  • the contact surface pressure application mechanism such as the spring 43 and the air introduction part 44 urges the circumferential positions of the second processing part 20 (positions of the processing surface) equally toward the first processing part 10.
  • the first introduction part d1 is provided in the center of the second holder 21, and the fluid to be processed that is pumped from the first introduction part d1 to the outer periphery of the processing part is first held by the second holder 21.
  • the portion 23X not provided with the pressure-receiving surface 23 is also used as the pressure-receiving surface. Receives body pressure (supply pressure).
  • micropump effect means that the fluid to be treated that has received pressure from the inner circumferential direction as the first processing surface 1 rotates advances at a speed toward the tip in the outer circumferential direction of the concave portion 13, and the dynamic pressure This is an effect that the pressure in the direction of finally separating the processing surfaces is generated and the fluid to be processed is introduced between the processing surfaces at the same time.
  • the groove-shaped recess 13 described above includes a plurality of recesses 13 provided in the circumferential direction of the first processing surface 1 of the first processing unit 10, and each groove-shaped recess 13. Is formed so as to extend from the center side of the first processing portion 10 toward the outside, that is, inward and outward of the processing surface 1.
  • the planar shape of the recess 13 is curved on the first processing surface 1 or extends in a spiral shape, or FIGS.
  • this recessed part 13 should just be provided in at least any one of the 1st processing surface 1 or the 2nd processing surface 2, and can also be implemented as what is formed in the 2nd processing surface 2,
  • the present invention can also be carried out by forming both the first and second processing surfaces 1 and 2. Therefore, it can be said that the groove-shaped recess 13 is a fluid introduction recess 13 for introducing the fluid to be processed between the processing surfaces 1 and 2.
  • the present invention can be implemented by providing only the concave portion 13 without providing the pressure receiving surface 23, or by providing both the pressure receiving surface 23 and the concave portion 13 in one apparatus.
  • a portion where the pressure receiving surface 23 that is the inclined surface is in contact with the first processing surface 1 is an entrance portion of the fluid to be processed.
  • the innermost side of the portion 23X where the pressure receiving surface 23 is not provided is It becomes the entrance part of the fluid to be treated.
  • the introduction effect (micropump effect) of the fluid to be treated is defined by the width and depth of the recess 13 and the interval between the recesses 13 in that portion.
  • the thickness of the thin film fluid formed between the processing surfaces 1 and 2 is ensured minutely and uniformly.
  • each of the recesses 13 generates pressure, pulsation is generated at the same time when the fluid to be treated is introduced using the micropump effect.
  • pressure fluctuation or flow turbulence is caused in the fluid between the processing surfaces 1 and 2.
  • operations such as mixing, reaction, and precipitation of at least two types of fluids to be processed between the processing surfaces 1 and 2 uniformly and always under the same conditions.
  • the first fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 from the first introduction portion d1 at a position outside the diameter from the opening d20 for introducing the second fluid provided on the processing surface in the apparatus. Is mixed with the second fluid.
  • the opening d20 is located very close to the recess 13, reducing the pressure fluctuation or the flow turbulence near the opening d20 is a stable and uniform mixing. Is very important to do.
  • FIG. 31 shows dimensional conditions and names of the first processing surface 1 used in the numerical simulation.
  • the outer diameter ( ⁇ Dout) of the rotating first processing surface 1 was set to 300 mm.
  • the inner diameter ( ⁇ Din) of the portion where the pressure receiving surface 23 is in contact with the first processing surface 1 is 180 mm, and the calculated number of the recess 13 is 48. , 60 and 72 were used.
  • the portion where the pressure receiving surface 23 is in contact with the first processing surface 1 is as described above, in other words, as shown in FIGS. 29 (A) and 29 (B), the axial projection of the concave portion 13 onto the second processing portion 20.
  • the width of the concave portion 13 is a and the interval between the concave portions 13 is b in the portion where the pressure receiving surface 23 is in contact.
  • the calculation conditions are shown below.
  • the number of the concave portions 13 is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more per 10 mm in the circumferential length of the processing surface. Further, when the outer diameters of the processing surfaces 1 and 2 are increased in order to scale up the apparatus, the diameter of the portion where the pressure receiving surface 23 is in contact with the first processing surface 1 also increases. From the viewpoint of reducing the pressure fluctuation generated more, it is preferable to increase the number of recesses 13 as the diameters of the processing surfaces 1 and 2 increase.
  • the depth of the recess 13 is 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the shape is curved or spirally extending on the processing surface, or is bent in an L shape, and further from the radially inner side.
  • the fluid to be processed is processed using the micropump effect. It is possible to reduce the pulsation generated in the fluid to be processed when it is introduced between the two, and to reduce the influence of pressure fluctuations and turbulence of the flow between the processing surfaces 1 and 2 on the fluid processing.
  • an annular pulsation in front of the processing surface radially outward from the recess 13 and radially inward from the opening d20.
  • a recess for reducing ⁇ is provided.
  • the pulsation reducing recess ⁇ is a groove provided on the processing surface, like the recess 13.
  • the pulsation reducing recess ⁇ has an effect of reducing the influence of the pulsation generated in the fluid to be processed due to the micropump effect, and the resulting pressure fluctuation and flow disturbance on the fluid treatment.
  • the thin film fluid is moved in a radially outward direction from the opening d20, that is, in the region H in FIG. It has become possible to significantly reduce the effects of pressure fluctuations and flow turbulence.
  • the effect of applying the recess) ⁇ that is, the influence of the pulsation reducing recess ⁇ on the pressure fluctuation of the fluid to be processed between the processing surfaces 1 and 2 was numerically simulated by fluid analysis. In the numerical calculation, the number of recesses 13 was 48, and the annular pulsation reducing recess ⁇ was 1 mm wide and 10 ⁇ m deep.
  • the effect on the water was analyzed.
  • the depth of the pulsation reducing recess ⁇ is 50 ⁇ m or more, the pressure fluctuation is considerably attenuated, and when the depth is 100 ⁇ m or more, the damping effect is almost constant.
  • the shape of the pulsation reducing recess ⁇ is not particularly limited, but is preferably an annular shape as shown in FIG. 30 from the result of the numerical simulation. Further, the number of the pulsation reducing recesses ⁇ is not particularly limited. Furthermore, the pulsation reducing recess ⁇ may be provided on at least one of the first processing surface 1 and the second processing surface 2, and is provided on both the first processing surface 1 and the second processing surface 2. May be. Further, the pulsation reducing recess ⁇ may be provided at a position overlapping the recess 13 or may be provided at a position not overlapping.
  • the depth of the pulsation reducing recess ⁇ is not particularly limited, but is preferably 20 ⁇ m to 1 mm, and more preferably 50 ⁇ m, in order to reduce the influence on the pulsation and the pressure fluctuation and flow turbulence caused thereby. ⁇ 500 ⁇ m, most preferably 100 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the width of the pulsation reducing recess ⁇ is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm to 5 mm, and more preferably, in order to reduce the influence on the pulsation and the resulting pressure fluctuation and flow turbulence. 1 to 3 mm.
  • the pulsation reducing recess ⁇ may be formed continuously as an annular shape as shown in FIG. 30 or may be formed intermittently.
  • fluid processing such as mixing, reaction, precipitation, and crystallization between the processing surfaces 1 and 2 can be performed more uniformly (homogeneously), effectively and quickly.
  • this apparatus includes two opposing first and second processing units 10 and 20, and at least one of the processing units rotates.
  • the opposing surfaces of the processing parts 10 and 20 are processed surfaces 1 and 2, respectively, and the processing target fluid is processed between the processing surfaces.
  • the first processing unit 10 includes a first processing surface 1
  • the second processing unit 20 includes a second processing surface 2. Both processing surfaces 1 and 2 are connected to the flow path of the fluid to be processed and constitute a part of the flow path of the fluid to be processed. More specifically, this apparatus constitutes at least two flow paths for the fluid to be processed and joins the flow paths together.
  • this apparatus is connected to the flow path of the first fluid to be treated and forms a part of the flow path of the first fluid to be treated. 2 Form a part of the flow path of the fluid to be treated. And this apparatus makes both flow paths merge, mixes both fluids between the processing surfaces 1 and 2, and makes it react when it involves reaction.
  • each of the above-mentioned flow paths is sealed, and is liquid-tight (when the fluid to be processed is liquid) or air-tight (when the fluid to be processed is gas). It is said that. Note that the mixing can be performed under laminar flow control or turbulent flow control.
  • this apparatus includes a first processing unit 10, a second processing unit 20, and a first processing unit 10 that holds the first processing unit 10.
  • illustration of a rotational drive part is abbreviate
  • At least one of the first processing unit 10 and the second processing unit 20 can be approached / separated from at least either one, and both processing surfaces 1 and 2 can be approached / separated.
  • the second processing unit 20 approaches and separates from the first processing unit 10.
  • the first processing unit 10 may approach or separate from the second processing unit 20, and both processing units 10 and 20 may approach or separate from each other. It may be.
  • the second processing unit 20 is disposed above the first processing unit 10, and the lower surface of the second processing unit 20, that is, the lower surface is the second processing surface 2, and
  • the first processing surface 1 is an upper surface, that is, an upper surface of the first processing portion 10.
  • the first processing unit 10 and the second processing unit 20 are each an annular body, that is, a ring.
  • the first processing unit 10 is referred to as a first ring 10
  • the second processing unit 20 is referred to as a second ring 20 as necessary.
  • both the rings 10 and 20 are members whose one end made of metal is mirror-polished, and the mirror surfaces are referred to as a first processing surface 1 and a second processing surface 2. That is, the upper end surface of the first ring 10 is mirror-polished as the first processing surface 1, and the lower end surface of the second ring 20 is mirror-polished as the second processing surface 2.
  • At least one of the holders can be rotated relative to the other holder by the rotation driving unit.
  • Reference numeral 50 in FIG. 4A denotes a rotation shaft of the rotation drive unit.
  • An electric motor can be adopted as the rotation drive unit.
  • the processing surface of the other ring can be rotated relative to the processing surface of the one ring.
  • the first holder 11 receives the driving force from the rotation driving unit at the rotation shaft 50 and rotates with respect to the second holder 21.
  • the integrated first ring 10 rotates with respect to the second ring 20.
  • the rotation shaft 50 is provided in the first holder 11 so as to be concentric with the center of the circular first ring 10 in plan view.
  • the rotation of the first ring 10 is centered on the axis of the first ring 10.
  • the axis indicates the center line of the first ring 10 and is an imaginary line.
  • each of the first and second holders 11 and 21 includes a concave ring housing portion.
  • the first ring 10 is fixed to the ring housing portion so that the first ring 10 fits into the ring housing portion of the first holder 11 and does not protrude from the ring housing portion of the first holder 11. ing.
  • the material of the first ring 10 is not only metal, but also ceramic, sintered metal, wear-resistant steel, sapphire, and other metals that have been hardened, or hard materials that have been lined, coated, plated, etc. adopt.
  • the ring accommodating part 41 with which the 2nd holder 21 is provided accommodates the process surface 2 of the 2nd ring 20 so that it can protrude and retract.
  • the ring holder 41 included in the second holder 21 is a recess that mainly stores a portion of the second ring 20 on the side opposite to the processing surface 2 side. It is a groove.
  • the ring accommodating portion 41 is formed larger than the size of the second ring 20 and accommodates the second ring 20 with a sufficient clearance between the ring accommodating portion 41 and the second ring 20. By this clearance, the second ring 20 can be displaced in the ring accommodating portion 41 in the axial direction of the annular ring accommodating portion 41 and in the direction intersecting with the axial direction.
  • the second ring 20 can be displaced with respect to the ring housing part 41 so that the center line of the second ring 20 breaks the parallel relationship with the axial direction of the ring housing part 41.
  • a portion of the second holder 21 surrounded by the second ring 20 is referred to as a central portion 22.
  • the second ring 20 is further decentered with respect to the thrust direction of the ring accommodating portion 41, that is, the direction in which the second ring 20 protrudes and retracts, with respect to the center of the ring accommodating portion 41. Is accommodated so that it can be displaced.
  • the second ring 20 can be displaced so that the width of the protrusions and depressions from the ring accommodating portion 41 is different at each position in the circumferential direction of the second ring 20 with respect to the ring accommodating portion 41, that is, the second center can be swung.
  • the ring 20 is accommodated.
  • the second ring 20 includes the first ring 10 while having the above three degrees of freedom of freedom, that is, the degree of freedom of the second ring 20 with respect to the ring accommodating portion 41 in the axial direction, the eccentric direction, and the center deflection direction. Is held by the second holder 21 so as not to follow the rotation.
  • this point may be implemented by providing each ring accommodating portion 41 and the second ring 20 with an appropriate contact that restricts the ring accommodating portion 41 from rotating in the circumferential direction. However, the hit must not impair the three degrees of freedom of displacement.
  • Said contact surface pressure provision mechanism 4 provides the processing part with a force that causes the first processing surface 1 and the second processing surface 2 to approach each other.
  • the contact surface pressure application mechanism 4 is provided in the second holder 21 and biases the second ring 20 toward the first ring 10.
  • the contact surface pressure application mechanism 4 urges each position in the circumferential direction of the second ring 20, that is, each position of the second processing surface 2, evenly toward the first ring 10.
  • the specific configuration of the contact surface pressure imparting mechanism 4 will be described in detail later.
  • the case 3 is arranged outside the outer peripheral surfaces of both the rings 10 and 20 and is generated between the processing surfaces 1 and 2. Contains the product discharged to the outside. As shown in FIG.
  • the case 3 is a liquid-tight container that houses the first holder 11 and the second holder 21.
  • the 2nd holder 21 can be implemented as what was formed integrally with case 3 as a part of the case 3 concerned.
  • the second holder 21 when the second holder 21 is formed as a part of the case 3 or formed separately from the case 3, the second holder 21 has a distance between the rings 10 and 20, that is, both processing surfaces 1. It is not movable so as to affect the distance between the two. In other words, the second holder 21 does not affect the distance between the processing surfaces 1 and 2.
  • the case 3 is provided with a discharge port 32 for discharging the product outside the case 3.
  • the first introduction part d1 supplies the first fluid to be processed between the processing surfaces 1 and 2.
  • the fluid pressure applying mechanism p1 is connected to the first introduction part d1 directly or indirectly and applies a fluid pressure to the first fluid to be treated.
  • a compressor or other pump can be employed for the fluid pressure imparting mechanism p1.
  • the first introduction part d1 is a fluid passage provided inside the central portion 22 of the second holder 21, and one end of the first introduction part d1 is a flat surface of the second holder 21 and the second ring 20 is flat. An opening is made at the center position of the circle presented in the view.
  • the other end of the first introduction part d1 is connected to the fluid pressure applying mechanism p1 outside the second holder 21, that is, outside the case 3.
  • the second introduction part d2 supplies the second fluid to be mixed with the first fluid to be treated between the processing surfaces 1 and 2.
  • the second introduction part is a fluid passage provided inside the second ring 20, one end of which opens at the second processing surface 2, and the other end has a second A fluid supply part p2 is connected.
  • a compressor and other pumps can be adopted for the second fluid supply part p2.
  • the first fluid to be treated which has been pressurized by the fluid pressure imparting mechanism p1, is introduced from the first introduction part d1 into the space inside the rings 10 and 20, and the first treatment surface 1 and the first treatment fluid 1 2 Passes between the processing surfaces 2 and tries to pass outside the rings 10 and 20.
  • the second ring 20 that has received the pressure of the first fluid to be treated moves away from the first ring 10 against the urging force of the contact surface pressure imparting mechanism 4, and a minute amount between both treatment surfaces. Open a large interval. The distance between both surfaces 1 and 2 due to the approach and separation of both processing surfaces 1 and 2 will be described in detail later.
  • the second fluid to be treated is supplied from the second introduction part d ⁇ b> 2, merges with the first fluid to be treated, and mixing (reaction) is caused by the rotation of the processing surface. Promoted. And the product by mixing (reaction) of both fluids is discharged
  • the mixing (reaction) of the fluid to be processed is performed by the first processing surface 1 and the second processing surface 2 by the rotation of the first processing unit 10 with respect to the second processing unit 20 by the rotation driving unit. Done.
  • the downstream side of the opening m2 of the second introduction portion d2 mixes the first fluid to be treated and the second fluid to be treated. It becomes a room.
  • the second introduction is made in the inner and outer direction r ⁇ b> 1 of the diameter of the second ring 20, indicated by diagonal lines.
  • the opening m2 of the part that is, the region H outside the second opening m2, functions as the processing chamber. Therefore, the processing chamber is located downstream of both openings m1 and m2 of the first introduction part d1 and the second introduction part d2 between the processing surfaces 1 and 2.
  • the processing surfaces 1 and 2 With respect to the first fluid to be processed introduced from the first opening m1 to the space between the processing surfaces 1 and 2 through the space inside the ring, the processing surfaces 1 and 2 from the second opening m2.
  • the second fluid to be treated introduced between them is mixed in the region H serving as the treatment chamber, and when the reaction is involved, both fluids to be treated react.
  • the fluid is supplied by the fluid pressure applying mechanism p1 and the fluid tries to move outside the ring through a minute gap between the processing surfaces 1 and 2, but the first ring 10 is rotating.
  • the mixed fluid does not move linearly from the inside to the outside in the inner and outer directions of the diameter of the ring, but is centered on the rotation axis of the ring in a state where the processing surface is viewed in plan view.
  • the ring moves from the inside of the ring to the outside.
  • the section required for sufficient mixing (reaction) at a minute interval between the processing surfaces 1 and 2 by moving spirally from the inside to the outside. Can be ensured, and uniform mixing can be promoted.
  • a product generated by mixing becomes a homogeneous product between the minute first and second processing surfaces 1 and 2, and in particular, fine particles in the case of crystallization and precipitation.
  • the distance between the processing surfaces 1 and 2 can be balanced between the processing surfaces 1 and 2, which can balance the interval to a preferable minute interval, and further receive the pressure applied by the fluid pressure applying mechanism p 1 and the centrifugal force due to the rotation of the ring.
  • Mixing (reaction) is promoted by moving the minute gap in a spiral.
  • the above-mentioned mixing (reaction) is forcibly performed by the pressure feeding applied by the fluid pressure applying mechanism p1 and the rotation of the ring. That is, mixing (reaction) is forcedly and uniformly performed between the processing surfaces 1 and 2 that are disposed so as to be able to approach and separate from each other and at least one rotates relative to the other. Therefore, in particular, the crystallization or precipitation of the product can be controlled by a method that is relatively easy to control, such as adjusting the feed pressure applied by the fluid pressure applying mechanism p1 and adjusting the rotation speed of the ring, that is, the rotation speed of the ring. .
  • this fluid processing apparatus can control the distance between the processing surfaces 1 and 2 that affect the size of the product by adjusting the feeding pressure and the centrifugal force. This is excellent in that the distance moved in the region H that affects generation can be controlled.
  • said process is not restricted to what a product precipitates, but also includes the case of a liquid.
  • the product when the product is a fine mass such as fine particles, the product may be precipitated in the treated fluid, and is in a dispersion state in which a dispersed phase exists in the continuous phase. It may be a thing.
  • the rotating shaft 50 is not limited to the one arranged vertically, but may be arranged in the horizontal direction or may be arranged inclined. This is because mixing (reaction) is performed at a fine interval between the processing surfaces 1 and 2 during processing, and the influence of gravity can be substantially eliminated.
  • the first introduction part d1 in the second holder 21 coincides with the axis of the second ring 20 and vertically extends.
  • the first introduction part d1 is not limited to the one that coincides with the axis of the second ring 20, and the first fluid to be treated is supplied to the space surrounded by the rings 10 and 20. As long as it is possible, it may be provided at other positions of the central portion 22 of the second holder 21, and may extend obliquely rather than vertically.
  • FIG. 15A shows a more preferable embodiment of the above apparatus.
  • the second processing section 20 includes the second processing surface 2 and a pressure receiving surface 23 located inside the second processing surface 2 and adjacent to the second processing surface 2.
  • the pressure receiving surface 23 is also referred to as a separation adjusting surface 23.
  • the separation adjusting surface 23 is an inclined surface.
  • the ring holder 41 is formed at the bottom or lower part of the second holder 21, and the second processing member 20 is received in the ring holder 41.
  • the second processing unit 20 is received so as not to rotate with respect to the second holder 21 by being prevented from rotating.
  • the second processing surface 2 is exposed from the second holder 21.
  • the inside of the first processing part 10 and the second processing part 20 between the processing surfaces 1 and 2 is an inflow part of the workpiece, and the first processing part 10 and the second processing part 20
  • the outside of the processing portion 20 is an outflow portion of the object to be processed.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 presses the second processing surface 2 against the first processing surface 1 in a pressure contact state or a close state, and both processing such as the contact surface pressure and the fluid pressure are performed.
  • a thin film fluid having a predetermined thickness is formed by balance with the force separating the working surfaces 1 and 2. In other words, the distance between the processing surfaces 1 and 2 is kept at a predetermined minute distance by the balance of the forces.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 includes the ring accommodating portion 41 and the ridge receiving portion 42 provided at the back of the ring accommodating portion 41, that is, at the deepest portion of the ring accommodating portion 41. And a spring 43 and an air introduction part 44.
  • the contact surface pressure imparting mechanism 4 only needs to include at least one of the ring accommodating portion 41, the sway receiving portion 42, the spring 43, and the air introducing portion 44.
  • the ring accommodating portion 41 loosely fits the second processing portion 20 so that the position of the second processing portion 20 in the ring accommodating portion 41 can be displaced deeply or shallowly, that is, vertically. .
  • One end of the spring 43 is in contact with the back of the sway receiving portion 42, and the other end of the spring 43 is in contact with the front portion, that is, the upper portion of the second processing portion 20 in the ring housing portion 41.
  • the plurality of springs 43 press each part of the second processing unit 20. That is, by increasing the number of springs 43, a more uniform pressing force can be applied to the second processing unit 20. Therefore, the second holder 21 is preferably a multi-type in which several to several tens of springs 43 are attached.
  • the air introduction part 44 can introduce air into the ring housing part 41 from others.
  • the space between the ring accommodating portion 41 and the second processing portion 20 can be used as a pressurizing chamber, and the air pressure can be given to the second processing portion 20 together with the spring 43 as a pressing force. Therefore, it is possible to adjust the contact pressure of the second processing surface 2 with respect to the first processing surface 1 during operation by adjusting the air pressure introduced from the air introducing portion 44. It is also possible to use a mechanism that generates a pressing force with another fluid pressure such as a hydraulic pressure instead of the air introduction portion 44 that uses the air pressure.
  • the contact surface pressure application mechanism 4 supplies and adjusts a part of the pressing force, that is, the contact surface pressure, and also serves as a displacement adjustment mechanism and a buffer mechanism.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 is a displacement adjusting mechanism, and can follow the axial displacement due to the elongation or wear in the axial direction during start-up or operation by adjusting the air pressure, and can maintain the initial pressing force.
  • the contact surface pressure imparting mechanism 4 also functions as a buffer mechanism for fine vibration and rotational alignment by adopting a floating mechanism that holds the second processing member 20 so as to be displaceable.
  • the first fluid to be processed is introduced from the first introduction part d1 into the internal space of the sealed case under pressure supplied from the fluid pressure imparting mechanism p1.
  • the first processing unit 10 is rotated by the rotation of the rotating shaft 50 by the rotation driving unit.
  • the 1st processing surface 1 and the 2nd processing surface 2 rotate relatively in the state where a minute interval was maintained.
  • the first fluid to be processed becomes a thin film fluid between the processing surfaces 1 and 2 at a minute interval
  • the second fluid to be processed introduced from the second introduction part d2 is the both processing surfaces 1. 2 is joined with the thin film fluid to form a part of the thin film fluid.
  • the first and second fluids to be treated are mixed (reacted), and uniform mixing (reaction) is promoted to form a product.
  • This makes it possible to produce relatively uniform and fine particles in the case of precipitation, and even in the case of no precipitation, a uniform mixed state (a uniform reaction in the case of reaction). ) Is realized.
  • the precipitated product may be further refined by being sheared with the second processing surface 2 by the rotation of the first processing surface 1.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are adjusted to a minute interval of 1 ⁇ m to 1 mm, particularly 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, so that a uniform mixed state (in the case involving reaction) (Uniform reaction) and ultrafine particles of several nanometers can be generated.
  • the product exits between the processing surfaces 1 and 2 and is discharged from the discharge port 32 of the case 3 to the outside of the case.
  • the discharged product is atomized in a vacuum or a reduced-pressure atmosphere by a known decompression device, and the product that has fallen as a fluid by hitting the other in the atmosphere is recovered as a liquid after degassing can do.
  • the fluid processing apparatus in this embodiment shall be provided with a case, it can also be implemented without providing such a case.
  • a depressurization tank for degassing that is, a vacuum tank, may be provided, and a fluid processing apparatus may be disposed inside the tank. In that case, naturally, the above-described discharge port is not provided in the fluid processing apparatus.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 can be adjusted to a minute interval of ⁇ m, which is impossible by setting a mechanical clearance.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are relatively close to and away from each other and rotate relatively.
  • the first processing surface 1 rotates and the second processing surface 2 approaches and separates from the first processing surface 1 with a structure (floating structure) that can move in the axial direction. Therefore, in this example, the axial position of the second processing surface 2 is set with an accuracy in units of ⁇ m by the force, that is, the balance between the contact surface pressure and the separation force described above, whereby both processing surfaces 1, A minute interval between the two is set.
  • examples of the contact pressure include the pressure when air pressure, that is, positive pressure is applied from the air introduction portion 44 in the contact pressure applying mechanism 4, and the pressing force of the spring 43.
  • the second introduction part d2 is omitted in order to avoid complication of the drawings. This may be considered as a cross section at a position where the second introduction part d2 is not provided.
  • U indicates the upper side
  • S indicates the lower side.
  • the separation force the fluid pressure acting on the separation-side pressure receiving surface, that is, the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23, the centrifugal force due to the rotation of the first processing unit 10, and the air introduction unit 44
  • the negative pressure when a negative pressure is applied to can be mentioned.
  • the processing surfaces 1 and 2 can be separated greatly, and cleaning can be performed easily.
  • the second processing surface 2 is stabilized at a predetermined distance from the first processing surface 1 so that setting with an accuracy of ⁇ m is realized. .
  • the second processing unit 20 in the sealed flow path receives the feeding pressure of the fluid to be processed, that is, the fluid pressure, from the fluid pressure applying mechanism p1.
  • the surface opposite to the first processing surface in the flow path that is, the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 become the separation pressure receiving surface, and fluid pressure acts on the pressure receiving surface to A separation force due to pressure is generated.
  • the centrifugal force when the first processing unit 10 rotates at a high speed, the centrifugal force acts on the fluid, and a part of the centrifugal force acts in a direction to move the processing surfaces 1 and 2 away from each other. It becomes power.
  • the negative pressure acts as a separation force.
  • the force that separates the first and second processing surfaces 1 and 2 from each other is described as the separation force, and the above-described force is not excluded from the separation force.
  • the separation force and the contact surface pressure exerted by the contact surface pressure applying mechanism 4 are balanced through the fluid to be processed between the processing surfaces 1 and 2.
  • a uniform mixed state is realized between the processing surfaces 1 and 2
  • a uniform reaction is realized, and a fine product is crystallized / Form a thin film fluid suitable for performing the deposition.
  • this apparatus forces a thin space between the processing surfaces 1 and 2 by passing a thin film fluid between them. In this way, it was possible to maintain the fine particles as a product with high accuracy.
  • the thickness of the thin film fluid between the processing surfaces 1 and 2 is adjusted to a desired thickness by adjusting the above-described separation force and contact surface pressure, and the required uniform mixed state (in the case where there is a reaction). Can achieve a uniform reaction) and can produce fine products. Therefore, when trying to reduce the thickness of the thin film fluid, the contact surface pressure or the separation force may be adjusted so that the contact surface pressure is relatively increased with respect to the separation force. In this case, the separation force or the contact surface pressure may be adjusted so that the separation force is relatively increased with respect to the contact surface pressure.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 may apply air pressure, that is, positive pressure from the air introduction portion 44, or the spring 43 may be changed to one having a large pressing force or the number thereof may be increased.
  • the feeding pressure of the fluid pressure applying mechanism p1 is increased, or the areas of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 are increased, and in addition to this, the first processing unit 10
  • the centrifugal force may be increased by adjusting the rotation of the air or the pressure from the air introduction part 44 may be reduced. Alternatively, negative pressure may be applied.
  • the spring 43 is a pushing ridge that generates a pressing force in the extending direction, but may be a part or all of the configuration of the contact surface pressure applying mechanism 4 as a pulling ridge that generates a force in the contracting direction.
  • the feeding pressure of the fluid pressure imparting mechanism p1 is decreased, or the areas of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 are decreased.
  • the first processing unit 10 The centrifugal force may be reduced by adjusting the rotation of the air or the pressure from the air introduction part 44 may be increased. Alternatively, the negative pressure may be reduced.
  • the properties of the fluid to be treated such as viscosity can be added as an element for increasing and decreasing the contact surface pressure and the separation force.
  • the fluid pressure acting on the separation-side pressure receiving surface that is, the second processing surface 2 and the separation adjustment surface 23 is understood as a force constituting an opening force in the mechanical seal.
  • the second processing unit 20 corresponds to a compression ring, but when fluid pressure is applied to the second processing unit 20, the second processing unit 20 is treated as the first processing unit.
  • this force is used as an opening force.
  • the second processing portion 20 is provided with only the pressure-receiving surface on the separation side, that is, the second processing surface 2 and the separation adjustment surface 23. All of the infeed pressure constitutes the opening force.
  • the pressure receiving surface is provided also in the back side of the 2nd process part 20, specifically in FIG.15 (B) and FIG.20 mentioned later, it is as separation force among sending pressure. The difference between what works and what works as contact pressure is the opening force.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 includes a ring housing portion 41, an air introduction portion 44, and the approach adjustment surface 24.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 includes at least one of the ring accommodating portion 41, the sway receiving portion 42, the spring 43, the air introducing portion 44, and the approach adjusting surface 24. If it is.
  • the approach adjustment surface 24 receives a predetermined pressure applied to the fluid to be treated and generates a force for moving the first treatment surface 1 in the direction in which the second treatment surface 2 is brought closer to the approaching contact surface. As a part of the pressure application mechanism 4, it plays the role of the contact pressure supply side.
  • the second processing surface 2 and the above-described separation adjusting surface 23 move in a direction in which the second processing surface 2 is separated from the first processing surface 1 by receiving a predetermined pressure applied to the fluid to be processed. It generates the force to be used and plays the role of the supply side for a part of the separation force.
  • the approach adjusting surface 24, the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 are both pressure receiving surfaces that receive the pressure of the fluid to be processed, and the direction of the contact surface pressure is generated depending on the orientation thereof. It has a different effect of generating separation force.
  • the area ratio A1 / A2 of the total area A2 of the projected areas of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 is called a balance ratio K and is important for adjusting the opening force.
  • Both the tip of the approach adjustment surface 24 and the tip of the separation adjustment surface 23 are defined by the inner peripheral surface 25 of the annular second processing portion 20, that is, the tip line L ⁇ b> 1. For this reason, the balance ratio K is adjusted by determining where the base end line L2 of the approach adjustment surface 24 is placed.
  • the total projected area of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 is determined by the approach adjusting surface 24. By making it larger than the projected area, an opening force according to the area ratio can be generated.
  • the opening force can be adjusted by the pressure of the fluid to be treated, that is, the fluid pressure, by changing the balance line, that is, the area A1 of the approach adjustment surface 24.
  • the sliding surface actual surface pressure P that is, the contact surface pressure due to the fluid pressure is calculated by the following equation.
  • P1 represents the pressure of the fluid to be treated, that is, the fluid pressure
  • K represents the balance ratio
  • k represents the opening force coefficient
  • Ps represents the spring and back pressure.
  • the product can be made finer.
  • the processing becomes rough and the processing amount per unit time increases. Therefore, by adjusting the sliding surface actual surface pressure P described above, the gap between the processing surfaces 1 and 2 is adjusted to obtain a desired uniform mixed state (a uniform reaction in the case where a reaction is involved). It can be realized and a fine product can be obtained.
  • the sliding surface actual surface pressure P is referred to as a surface pressure P. To summarize this relationship, when the product is roughened, the balance ratio is reduced, the surface pressure P is reduced, the gap is increased, and the thickness is increased.
  • the approach adjustment surface 24 is formed as a part of the contact surface pressure applying mechanism 4, and the contact surface pressure is adjusted at the position of the balance line, that is, the gap between the processing surfaces is adjusted. Can also be implemented.
  • the clearance is adjusted in consideration of the pressing force of the spring 43 and the air pressure of the air introduction portion 44 as described above.
  • adjustment of the fluid pressure that is, the feed pressure of the fluid to be processed
  • the adjustment of the rotation of the first processing unit 10, that is, the first holder 11, which is an adjustment of the centrifugal force are also important adjustment factors.
  • this apparatus uses the second processing unit 20 and the first processing unit 10 that rotates relative to the second processing unit 20 to feed the fluid to be processed and the rotational centrifugal force,
  • the pressure is balanced by the contact surface pressure, and a predetermined thin film fluid is formed on both processing surfaces.
  • at least one of the rings has a floating structure to absorb alignment such as runout and eliminate the risk of wear due to contact.
  • the configuration other than the provision of the adjustment surfaces 23 and 24 is the same as that of the embodiment shown in FIG. Also, in the embodiment shown in FIG. 15B, as shown in FIG. 20, it is possible to carry out without providing the separation adjusting surface 23 described above.
  • the approach adjustment surface 24 is provided as in the embodiment shown in FIG. 15B and FIG. 20, the opening force is set by making the area A1 of the approach adjustment surface 24 larger than the area A2.
  • the predetermined pressure applied to the fluid to be treated works as the contact pressure.
  • both processing surfaces 1 and 2 can be balanced by increasing other separation force. With the above area ratio, the force that acts in the direction of separating the second processing surface 2 from the first processing surface 1 is determined as the resultant force of the force received from the fluid.
  • the spring 43 is preferably attached in a larger number in order to apply a uniform stress to the sliding surface, that is, the processing surface.
  • this spring 43 as shown in FIG. 16, it is also possible to employ a single coil spring. As shown in the figure, this is a single coil spring whose center is concentric with the annular second processing portion 20. A space between the second processing unit 20 and the second holder 21 is hermetically sealed, and well-known means can be employed for the seal.
  • the second holder 21 is provided with a temperature adjustment jacket 46 capable of adjusting the temperature of the second processing portion 20 by cooling or heating.
  • 3 of FIG. 17 has shown the above-mentioned case, This case 3 is also provided with the temperature-adjusting jacket 35 for the same purpose.
  • the temperature adjustment jacket 46 of the second holder 21 is a water space formed in the side surface of the ring housing portion 41 in the second holder 21, and includes passages 47 and 48 that communicate with the outside of the second holder 21. I'm in touch.
  • One of the passages 47 and 48 introduces a cooling or heating medium into the temperature adjustment jacket 46, and either one discharges the medium.
  • the temperature adjusting jacket 35 of the case 3 allows heating water or cooling water provided between the outer peripheral surface of the case 3 and the covering portion 34 to pass through the covering portion 34 covering the outer periphery of the case 3. It is a passage.
  • the second holder 21 and the case 3 are provided with the above-described temperature adjustment jacket.
  • the first holder 11 can also be provided with such a jacket. is there.
  • a cylinder mechanism 7 shown in FIG. 18 may be provided as a part of the contact surface pressure applying mechanism 4.
  • the cylinder mechanism 7 includes a cylinder space portion 70 provided in the second holder 21, a communication portion 71 that connects the cylinder space portion 70 to the ring storage portion 41, and a communication portion 71 that is accommodated in the cylinder space portion 70.
  • a pressing body 75 such as a ridge formed between the piston body 72 and the piston body 72 is provided.
  • the piston body 72 can slide up and down in the cylinder space 70, and the second processing portion 20 slides up and down by the sliding of the piston body 72, and the first processing surface 1.
  • the gap between the second processing surface 2 can be changed.
  • a pressure source such as a compressor and the first nozzle 73 are connected, and air pressure, that is, positive pressure is applied from the first nozzle 73 to the piston body 72 in the cylinder space 70.
  • the piston body 72 can be slid downward to narrow the gap between the first and second processing surfaces 1 and 2.
  • a pressure source such as a compressor is connected to the second nozzle 74, and air pressure, that is, positive pressure is applied from the second nozzle 74 to the lower side of the piston body 72 in the cylinder space 70.
  • the contact pressure can be adjusted by the air pressure obtained by the nozzles 73 and 74.
  • the piston body 72 is set to abut on the uppermost part 70a of the cylinder space part 70.
  • the uppermost portion 70a of the cylinder space 70 defines the upper limit of the width of the gap between the processing surfaces 1 and 2. That is, the piston body 72 and the uppermost portion 70a of the cylinder space 70 serve as a separation restraining portion that restrains the separation of the processing surfaces 1 and 2, and in other words, the maximum gap between the processing surfaces 1 and 2 is maximum. It functions as a mechanism that regulates the opening amount.
  • the lowermost portion 70b of the cylinder space portion 70 is The lower limit of the width of the gap between the processing surfaces 1 and 2 is defined.
  • the piston body 72 and the lowermost portion 70b of the cylinder space 70 serve as a proximity deterrence unit that deters the proximity of both processing surfaces 1 and 2, in other words, the minimum gap between the processing surfaces 1 and 2 It functions as a mechanism that regulates the opening amount.
  • the gap z1 between the piston body 72 and the uppermost portion 70a of the cylinder space portion 70 in other words, between the piston body 72 and the lowermost portion 70b of the cylinder space portion 70, while restricting the maximum and minimum opening amounts of the gap.
  • the interval z2 is adjusted by the air pressure of the nozzles 73 and 74.
  • the nozzles 73 and 74 may be connected to separate pressure sources, or may be connected by switching or switching one pressure source.
  • the pressure source can be implemented by either supplying a positive pressure or supplying a negative pressure.
  • a negative pressure source such as a vacuum is connected to the nozzles 73 and 74, the above operation is reversed.
  • Such a cylinder mechanism 7 is provided in place of the other contact surface pressure applying mechanism 4 or as a part of the contact surface pressure applying mechanism 4 described above, and the nozzles 73 and 74 are provided depending on the viscosity and properties of the fluid to be processed.
  • the pressure of the pressure source to be connected and the interval z1 and z2 are set, the thickness of the thin film fluid is set to the desired value, and a shearing force is applied to achieve a uniform mixed state (a uniform reaction if a reaction is involved). Particles can be produced.
  • the sliding part can be forcibly opened and closed during cleaning or steam sterilization to increase the reliability of cleaning and sterilization.
  • the recesses 13... 13 are formed on the first processing surface 1 of the first processing unit 10 from the center side of the first processing unit 10 to the outside, as shown in FIGS. 19 (A) to (C), for example. It is a groove-shaped thing extended toward the direction, ie, radial direction. As shown in FIG. 19 (A), the recesses 13... 13 can be implemented as curved or spirally extending on the first processing surface 1, as shown in FIG. 19 (B). Even if the individual recesses 13 are bent in an L shape, the present invention can be implemented. Also, as shown in FIG. 19C, the recesses 13... 13 may extend straight radially. It can be implemented.
  • the recess 13 in FIGS. 19 (A) to 19 (C) is carried out with a gradient so as to become deeper toward the center side of the first processing surface 1.
  • the groove-like recess 13 can be implemented even if it is continuous or intermittent.
  • the recess 13 is formed on the first processing surface 1.
  • the recess 13 can also be formed on the second processing surface 2, and further, The present invention can also be implemented by forming both on the first and second processing surfaces 1 and 2.
  • the effect of the surface roughness of the processing surfaces 1 and 2 on the fluid to be processed is such that the concave portion 13 is evenly formed on the processing surface. It will be bigger than what you do. Therefore, in such a case, the smaller the particles of the fluid to be treated, the lower the surface roughness, that is, the finer the surface.
  • the surface roughness of the processing surface should be the same as the above-described mirror surface, that is, the surface subjected to mirror finishing, in a uniform mixed state (in the case where reaction is accompanied).
  • the inside of the case is all sealed. However, only the inside of the first processing portion 10 and the second processing portion 20 is sealed, and the outside is opened. It can also be implemented. That is, the flow path is sealed until it passes between the first processing surface 1 and the second processing surface 2, and the fluid to be processed receives all the pressure. May be opened, and the treated fluid after treatment may not be subjected to pressure.
  • the fluid pressure application mechanism p1 is preferably implemented using a compressor as a pressurizing device. However, other means may be used as long as a predetermined pressure can be constantly applied to the fluid to be treated. It can also be implemented using. For example, the present invention can be implemented by applying a constant pressure to the fluid to be treated by utilizing its own weight.
  • a predetermined pressure is applied to the fluid to be treated, and the first fluid is passed through the sealed fluid flow path through which the fluid to be treated that has received the predetermined pressure flows.
  • the processing surface 1 and the second processing surface 2 are connected to each other at least two processing surfaces capable of approaching and separating, and a contact pressure is applied to bring both processing surfaces 1 and 2 close together.
  • a thin film fluid used for the seal in the mechanical seal is generated using the fluid to be processed, and reversely to the mechanical seal (the thin film fluid is used for the seal).
  • the thin film fluid is intentionally leaked from between the first processing surface 1 and the second processing surface 2, and the mixing (reaction) process is performed as a film between the both surfaces 1 and 2.
  • Realized and recovered between processing fluids Than is.
  • FIGS. 21 to 23 show an embodiment of such a fluid processing apparatus.
  • a fluid processing apparatus an apparatus having a function of removing a liquid from a generated product and finally securing only a target solid (crystal) is illustrated.
  • FIG. 21A is a schematic longitudinal sectional view of the fluid processing apparatus, and FIG.
  • FIG. 21B is a partially cutaway enlarged sectional view thereof.
  • FIG. 22 is a plan view of the first processing unit 101 provided in the fluid processing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 23 is a schematic vertical cross-sectional view of a part of the first and second processing portions 101 and 102 of the fluid processing apparatus, partly cut away.
  • a fluid to be processed that is, a fluid to be processed or a fluid for conveying such a target to be processed is input under atmospheric pressure.
  • the second introduction part d2 is omitted and drawn (to be considered as a cross-section at a position where the second introduction part d2 is not provided) in order to avoid complication of the drawing. ).
  • the fluid processing apparatus includes a mixing apparatus G and a decompression pump Q.
  • the mixing apparatus G includes a first processing unit 101 that is a rotating member, a first holder 111 that holds the processing unit 101, and a second processing unit 102 that is a member fixed to the case.
  • the first processing unit 101 is moved together with the second holder 121 to which the second processing unit 102 is fixed, the urging mechanism 103, the dynamic pressure generation mechanism 104 (FIG. 22A), and the first holder 111.
  • a drive unit that rotates, a housing 106, a first introduction part d ⁇ b> 1 that supplies (inputs) a first fluid to be processed, and a discharge part 108 that discharges fluid to the decompression pump Q are provided.
  • the illustration of the drive unit is omitted.
  • Each of the first processing unit 101 and the second processing unit 102 is an annular body that is formed by hollowing out the center of a cylinder. Both the processing parts 101 and 102 are members having the processing surfaces 110 and 120 as one bottom surface of a cylinder exhibited by each of the processing parts 101 and 102.
  • the processing surfaces 110 and 120 have flat portions that are mirror-polished.
  • the processing surface 120 of the second processing unit 102 is a flat surface in which the entire surface is mirror-polished.
  • the processing surface 110 of the first processing unit 101 is entirely flat as in the second processing unit 102, but a plurality of grooves are formed in the flat surface as shown in FIG. 112 ... 112. The grooves 112...
  • the surface roughness Ra is preferably set to 0.01 to 1.0 ⁇ m.
  • Ra is more preferably 0.03 to 0.3 ⁇ m.
  • the material of the processing parts 101 and 102 a hard material that can be mirror-polished is adopted.
  • the hardness of the processing parts 101 and 102 at least a Vickers hardness of 1500 or more is preferable.
  • SIC or silicon carbide having a Vickers hardness of 2000 to 2500, and DLC or diamond-like carbon having a Vickers hardness of 3000 to 4000 are coated.
  • SIC having a Vickers hardness of 1800 at WC i.e. tungsten carbide
  • the surface DLC coating is applied to the WC, ZrB 2 and BTC, boron ceramics with a Vickers hardness of 4000-5000 represented by B 4 C It is preferable to employ one.
  • the housing 106 shown in FIG. 21 is a bottomed cylindrical body, although the illustration of the bottom is omitted, and the upper part is covered with the second holder 121.
  • the second processing portion 102 is fixed to the lower surface, and the introduction portion d1 is provided above.
  • the introduction part d1 includes a hopper 170 for introducing a fluid and an object to be processed from the outside.
  • the drive unit includes a power source such as an electric motor and a shaft 50 that rotates upon receiving power from the power source.
  • the shaft 50 is arranged inside the housing 106 and extends vertically.
  • the first holder 111 is provided at the upper end of the shaft 50.
  • the first holder 111 holds the first processing unit 101, and is provided on the shaft 50 as described above so that the processing surface 110 of the first processing unit 101 is processed by the second processing unit 102. It corresponds to the work surface 120.
  • the first holder 111 is a cylindrical body, and the first processing portion 101 is fixed at the center of the upper surface.
  • the first processing unit 101 is fixed so as to be integrated with the first holder 111 and does not change its position with respect to the first holder 111.
  • a receiving recess 124 for receiving the second processing portion 102 is formed in the center of the upper surface of the second holder 121.
  • the receiving recess 124 has an annular cross section.
  • the second processing portion 102 is accommodated in the cylindrical receiving recess 124 so as to be concentric with the receiving recess 124.
  • the structure of the receiving recess 124 is the same as that of the embodiment shown in FIG.
  • the first processing portion 101 is the first ring 10, the first holder 111 is the first holder 11, and the second processing is the second processing portion).
  • the part 102 corresponds to the second ring 20 and the second holder 121 corresponds to the second holder 21).
  • the second holder 121 includes the urging mechanism 103 described above.
  • the urging mechanism 103 preferably uses an elastic body such as a spring.
  • the urging mechanism 103 corresponds to the contact surface pressure applying mechanism 4 in FIG. 4A and adopts the same configuration. That is, the urging mechanism 103 presses the surface opposite to the processing surface 120 of the second processing portion 102, that is, the bottom surface, and positions each position of the second processing portion 102 on the first processing portion 101 side, that is, below. Energize evenly.
  • the inner diameter of the receiving recess 124 is larger than the outer diameter of the second processing portion 102, so that when arranged concentrically as described above, the outer peripheral surface 102 b of the second processing portion 102 and the receiving recess 124.
  • a gap t1 is set between the inner circumferential surface and the inner circumferential surface.
  • a gap t2 is set between the inner peripheral surface 102a of the second processing portion 102 and the outer peripheral surface of the central portion 22 of the receiving recess 124 as shown in FIG.
  • Each of the gaps t1 and t2 is for absorbing vibration and eccentric behavior, and is set to a size that can ensure the operating dimension or more and can be sealed.
  • each of the gaps t1 and t2 is preferably 0.05 to 0.3 mm.
  • the first holder 111 is integrally fixed to the shaft 50 and rotates together with the shaft 50.
  • the second processing unit 102 does not rotate with respect to the second holder 121 due to the rotation stop.
  • a clearance of 0.1 to 10 ⁇ m necessary for processing that is, a minute interval t shown in FIG. 23B, between the processing surfaces 110 and 120, as shown in FIG.
  • a gap t3 is provided between the bottom surface of the receiving recess 124, that is, the top portion, and the top portion 124a of the second processing portion 102, that is, the top surface.
  • the gap t3 is set in consideration of the deflection and elongation of the shaft 50 together with the clearance.
  • the first processing unit 101 is variable in a direction z1 that approaches and separates from the second processing unit 102 as shown in FIG. 21B.
  • the tilt direction z2 of the processing surface 110 is variable. That is, in this embodiment, the urging mechanism 103 and the gaps t1 to t3 constitute a floating mechanism, and at least the center and the inclination of the second processing unit 102 are several ⁇ m to several ⁇ m by this floating mechanism. A slight amount of about mm is variable. As a result, the runout and shaft expansion of the rotating shaft, the surface runout and vibration of the first processing unit 101 are absorbed.
  • the groove 112 provided in the processing surface 110 of the first processing unit 101 will be described in more detail.
  • the rear end of the groove 112 reaches the inner peripheral surface 101a of the first processing part 101, and the front end extends toward the outside y of the first processing part 101, that is, the outer peripheral surface side.
  • the groove 112 has a cross-sectional area from the center x side of the annular first processing portion 101 toward the outer side y of the first processing portion 101, that is, the outer peripheral surface side. It is supposed to gradually decrease.
  • the distance w1 between the left and right side surfaces 112a and 112b of the groove 112 decreases from the center x side of the first processing portion 101 toward the outside y of the first processing portion 101, that is, the outer peripheral surface side. Further, as shown in FIG. 22B, the depth w2 of the groove 112 decreases from the center x side of the first processing portion 101 toward the outer side y of the first processing portion 101, that is, the outer peripheral surface side. Become. That is, the bottom 112c of the groove 112 becomes shallower from the center x side of the first processing part 101 toward the outer side y of the first processing part 101, that is, the outer peripheral surface side.
  • the groove 112 gradually decreases in both the width and the depth toward the outer side y, assuming that both the width and the depth gradually decrease toward the outer side y, that is, the outer peripheral surface side.
  • channel 112 is a dead end. That is, the tip of the groove 112, that is, the y side does not reach the outer peripheral surface 101b of the first processing portion 101, and the outer flat surface 113 is interposed between the tip of the groove 112 and the outer peripheral surface 101b.
  • the outer flat surface 113 is a part of the processing surface 110.
  • the left and right side surfaces 112a and 112b and the bottom 112c of the groove 112 constitute a flow path restricting portion.
  • the flow path restriction portion, the flat portion around the groove 112 of the first processing portion 101, and the flat portion of the second processing portion 102 constitute the dynamic pressure generating mechanism 104.
  • only one of the width and depth of the groove 112 may reduce the cross-sectional area by adopting the above configuration.
  • a minute interval of 0.1 to 10 ⁇ m can be generated between the processing surfaces 110 and 120.
  • Such a minute interval may be adjusted and selected according to the object of processing, but is preferably 1 to 6 ⁇ m, and more preferably 1 to 2 ⁇ m.
  • this apparatus it is possible to realize an unprecedented uniform mixing state (a uniform reaction in the case where a reaction is involved) and generation of fine particles by the above-described minute intervals.
  • Each of the grooves 112... 112 can be implemented even if it extends straight from the center x side to the outer side y. However, in this embodiment, as shown in FIG. 22A, the center x side of the groove 112 precedes the outer side y of the groove 112 with respect to the rotation direction r of the first processing unit 101.
  • the groove 112 is curved and extends so as to be positioned forward. In this way, the grooves 112... 112 are curved and extended, so that the separation force can be generated more effectively by the dynamic pressure generation mechanism 104.
  • the first fluid R to be processed which is introduced from the hopper 170 and passes through the first introduction part d1 passes through the hollow part of the annular second processing part 102 and passes through the first part R1.
  • the processing surface 110 of the first processing unit 101 and the processing surface 120 of the second processing unit 102 that are rotated between the processing units 101 and 102 by receiving a centrifugal force due to the rotation of the processing unit 101 and the processing surface 120 of the second processing unit 102.
  • uniform mixing (reaction) and, in some cases, generation of fine particles are performed, and after that, it goes out of both processing parts 101 and 102 and is discharged from the discharge part 108 to the decompression pump Q side.
  • the first treated fluid R is simply referred to as a fluid R as necessary).
  • the fluid R that has entered the hollow portion of the annular second processing portion 102 first enters the groove 112 of the rotating first processing portion 101 as shown in FIG.
  • both the processing surfaces 110 and 120 that are mirror-polished and are flat portions are kept airtight even through a gas such as air or nitrogen. Therefore, even if the centrifugal force due to the rotation is received, the fluid R cannot enter from the groove 112 between the processing surfaces 110 and 120 pressed together by the biasing mechanism 103.
  • the fluid R gradually strikes the both side surfaces 112a, 112b and the bottom 112c of the groove 112 formed as the flow path restricting portion, and generates a dynamic pressure that works in a direction that separates both the processing surfaces 110, 120.
  • the fluid R oozes out from the groove 112 to the flat surface, and a minute interval t, that is, a clearance can be secured between the processing surfaces 110 and 120.
  • uniform mixing (reaction) and, in some cases, generation of fine particles are performed between such mirror-polished flat surfaces.
  • the above-described curvature of the groove 112 more reliably causes the centrifugal force to act on the fluid, thereby making the generation of the dynamic pressure more effective.
  • this fluid processing apparatus ensures a fine and uniform interval, that is, clearance, between both mirror surfaces, that is, the processing surfaces 110 and 120, by balancing the dynamic pressure and the urging force by the urging mechanism 103. It was possible. And by said structure, the said micro space
  • the floating mechanism is a mechanism provided only in the second holder 121.
  • a floating mechanism can be provided also in the first holder 111.
  • the groove 112 can be implemented as having a flat wall surface 112d at the tip as part of the flow path restricting portion. Further, in the embodiment shown in FIG. 24, a step 112e is provided between the first wall surface 112d and the inner peripheral surface 101a in the bottom 112c, and this step 112e also forms a part of the flow path restricting portion. Constitute. As shown in FIGS. 25 (A) and 25 (B), the groove 112 includes a plurality of branch portions 112f ... 112f, and each branch portion 112f includes a flow path restricting portion by narrowing the width thereof. It can also be implemented. Also in this embodiment, configurations other than those specifically shown are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 4A, 14C, and 21 to 23.
  • the flow path restriction is achieved by gradually reducing the size of at least one of the width and the depth of the groove 112 from the inside to the outside of the first processing portion 101.
  • the part was to be configured.
  • the end surface 112f can be used as a flow path restriction unit.
  • the dynamic pressure is generated by changing the width and depth of the groove 112 as described above so that the bottom and both side surfaces of the groove 112 are inclined surfaces.
  • this inclined surface became a pressure receiving portion for the fluid, and dynamic pressure was generated.
  • the end surface of the groove 112 becomes a pressure receiving portion for the fluid to generate dynamic pressure.
  • the configuration of the groove 112 is not limited to that shown in FIGS. 22 and 24 to 26 described above, and the groove 112 can be implemented as having a channel restricting portion of another shape. For example, in the case shown in FIGS. 22, 24 to 26, the groove 112 does not penetrate outside the first processing portion 101.
  • the outer flat surface 113 exists between the outer peripheral surface of the first processing unit 101 and the groove 112.
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and the groove 112 reaches the outer peripheral surface side of the first processing portion 101 as long as the above-described dynamic pressure can be generated.
  • it can be implemented.
  • a portion having a smaller cross-sectional area than the other part of the groove 112 is formed on the outer flat surface 113. Can do.
  • the groove 112 is formed so that the cross-sectional area gradually decreases from the inside to the outside as described above, and the portion (terminal) of the groove 112 reaching the outer periphery of the first processing portion 101 has the largest cross-sectional area. It may be small (not shown). However, in order to effectively generate the dynamic pressure, it is preferable that the groove 112 does not penetrate to the outer peripheral surface side of the first processing portion 101 as shown in FIGS. 22 and 24 to 26.
  • FIGS. 21 to 26 will be summarized.
  • a rotating member having a flat processing surface and a fixing member having the same flat processing surface are concentrically opposed to each other by the flat processing surface, and the opening of the fixing member is rotated under the rotation of the rotating member.
  • a pressure increasing mechanism is provided on the rotating member to generate the pressure.
  • the rotating member and the fixed member have a flat processing surface on the outer peripheral portion thereof, and the flat processing surface has a sealing function on the surface, so that it is hydrostatic or hydrostatic. It is an object of the present invention to provide a fluid processing apparatus of a high-speed rotation type that generates a large force, a hydrodynamic or hydrodynamic force, or an aerostatic-aerodynamic force. The above force can generate a slight gap between the sealing surfaces, and can provide a fluid processing apparatus that is non-contact, mechanically safe, and has a function of highly uniform mixing (reaction).
  • the decompression pump Q is connected to the discharge portion of the mixing apparatus G.
  • the housing 106 is not provided, and the decompression pump Q is not provided.
  • the fluid treatment device can be used as a tank T for pressure reduction, and the mixing device G can be arranged in the tank T. In this case, by reducing the pressure in the tank T to a vacuum or a state close to a vacuum, the object to be processed generated by the mixing device G is sprayed into the tank T in a mist form, and hits the inner wall of the tank T and flows down.
  • the decompression pump Q as shown in FIG. 27B, by connecting an airtight tank T to the mixing device G via the decompression pump Q, the processing is performed in the tank T.
  • the object to be processed can be separated and extracted by atomizing the object to be processed later.
  • FIG. 27 (C) the decompression pump Q is directly connected to the tank T, and the decompression pump Q and a discharge portion of the fluid R different from the decompression pump Q are connected to the tank T.
  • the target product can be separated.
  • the vaporizing part is sucked by the decompression pump Q, and the liquid R (liquid part) is discharged from the discharging part separately from the vaporizing part.
  • the first and second fluids to be treated are introduced from the second holders 21 and 121 and the second rings 20 and 102, respectively, and mixed (reacted). Indicated. Next, other embodiments relating to the introduction of the fluid to be processed into the apparatus will be described in order.
  • the fluid treatment apparatus shown in FIG. As with the second fluid to be treated, the first fluid to be treated can be mixed (reacted).
  • the third introduction part d3 supplies the third processed fluid to be mixed with the first processed fluid between the processing surfaces 1 and 2.
  • the third introduction part d3 is a fluid passage provided inside the second ring 20, one end of which opens at the second processing surface 2, and the other end of the third fluid.
  • the supply part p3 is connected.
  • a compressor and other pumps can be employed for the third fluid supply part p3.
  • the opening in the second processing surface 2 of the third introduction part d3 is located outside the center of rotation of the first processing surface 1 relative to the opening of the second introduction part d2.
  • the opening of the third introduction part d3 is located on the downstream side of the opening of the second introduction part d2.
  • a gap is provided between the opening of the third introduction part d3 and the opening of the second introduction part d2 in the inner and outer directions of the diameter of the second ring 20.
  • the apparatus shown in FIG. 4 (B) is the same as the embodiment shown in FIG. 4 (A) except for the third introduction part d3.
  • case 3 is omitted to avoid complication of the drawing.
  • FIG. 12 (B) (C) FIG. 13, FIG. 14 (A) (B)
  • a part of case 3 is drawn.
  • the fluid treatment apparatus shown in FIG. 4 (B) is provided with a fourth introduction part d4 to move the fourth fluid to be treated between the treatment surfaces 1 and 2. It can also be implemented by introducing and mixing (reacting) with the first treated fluid in the same manner as the second and third treated fluids.
  • the fourth introduction part d4 supplies the fourth processed fluid to be mixed with the first processed fluid between the processing surfaces 1 and 2.
  • the fourth introduction part d4 is a fluid passage provided inside the second ring 20, one end of which opens at the second processing surface 2, and the other end has a fourth fluid.
  • the supply part p4 is connected.
  • a compressor or other pump can be employed.
  • the opening in the second processing surface 2 of the fourth introduction part d4 is located outside the center of rotation of the first processing surface 1 relative to the opening of the third introduction part d3. That is, in the second processing surface 2, the opening of the fourth introduction part d4 is located on the downstream side of the opening of the third introduction part d3.
  • the configuration other than the fourth introduction part d4 is the same as that in the embodiment shown in FIG. 4B.
  • the second introduction part d2 in the apparatus of FIG. 4A, instead of providing the first introduction part d1 provided in the second holder 21 in the second holder 21, the second introduction part d2 Similarly, it can be provided on the second processing surface 2.
  • the opening of the first introduction part d1 in the second processing surface 2, is located closer to the center of rotation, that is, the upstream side than the second introduction part d2.
  • the opening of the second introduction part d2 and the opening of the third introduction part d3 are both arranged on the second processing surface 2 of the second ring 20. there were.
  • the opening of the introduction part is not limited to such an arrangement with respect to the processing surface. In particular, as shown in FIG.
  • the opening of the second introduction portion d2 can be provided at a position adjacent to the second processing surface 2 on the inner peripheral surface of the second ring 20.
  • the opening of the third introduction part d3 is arranged on the second processing surface 2 as in the apparatus shown in FIG. 4B, but the second introduction part d2
  • the second fluid to be treated is immediately introduced into the processing surface by disposing the opening in the second processing surface 2 at a position adjacent to the second processing surface 2 in this manner. it can.
  • the opening of the first introduction part d1 is provided in the second holder 21, and the opening of the second introduction part d2 is located inside the second processing surface 2 and adjacent to the second processing surface 2. (In this case, it is not essential to provide the third introduction part d3).
  • the fluid to be treated introduced from the first introduction part d1.
  • the to-be-processed fluid introduced from the second introduction part d2 can be introduced between the processing surfaces 1 and 2 in a state where they are not reacted, and both can be reacted for the first time between the processing surfaces 1 and 2. Therefore, the said structure is suitable especially when using the to-be-processed fluid with high reactivity.
  • the “adjacent” is not limited to the case where the opening of the second introduction part d2 is provided so as to be in contact with the inner side surface of the second ring 20 as shown in FIG. .
  • the distance from the second ring 20 to the opening of the second introduction part d2 is such that the mixing (reaction) is not completely performed before the plurality of fluids to be processed are introduced between the processing surfaces 1 and 2.
  • it may be provided at a position close to the second ring 20 of the second holder 21.
  • the second and third fluids to be processed are introduced immediately between the processing surfaces 1 and 2 without providing such an interval. It can also be implemented as a combination of fluids.
  • Such an apparatus shown in FIG. 5B may be selected depending on the processing target.
  • the distance between the opening of the first introduction part d1 and the opening of the second introduction part d2 is about the inner and outer directions of the diameter of the second ring 20.
  • the first and second fluids to be treated are introduced between the processing surfaces 1 and 2, and both fluids can be immediately merged. (Not shown). What is necessary is just to select arrangement
  • the second processing surface 2 has an opening of the third introduction part d3 on the downstream side of the opening of the second introduction part d2.
  • the second ring 20 is disposed outside the opening of the second introduction part d2 in the inner and outer directions of the diameter.
  • the opening of the third introduction part d 3 is replaced with the opening of the second introduction part d 2 and the second ring 20. It can also be implemented as being arranged at different positions in the circumferential direction r0.
  • m1 represents the opening of the first introduction part d1, that is, the first opening
  • m2 represents the opening of the second introduction part d2
  • m3 represents the opening of the third introduction part d3 (the first opening). 3 openings)
  • r1 indicates the inner and outer directions of the ring diameter.
  • the opening of the first introduction part d1 is formed on the second processing surface 2 with respect to the second introduction part d2. It can implement also as what arrange
  • FIG. 1
  • the processing surface 2 of the second ring 20 is shown in which the openings of the two introduction portions are arranged at different positions in the circumferential direction r0.
  • the openings of three introduction portions are arranged at different positions in the circumferential direction r0 of the ring, or four introduction portions are arranged at different positions in the circumferential direction r0 of the ring as shown in FIG. It can also be carried out by arranging openings.
  • m4 represents the opening of the fourth introduction part
  • m5 in FIG. 6C represents the opening of the fifth introduction part.
  • the opening of the introduction part may be provided by providing five or more openings at different positions in the circumferential direction r0 of the ring.
  • the second introduction unit to the fifth introduction unit can introduce different fluids to be processed, that is, second, third, fourth, and fifth fluids to be processed.
  • the same kind of the second fluid to be treated can be introduced between the processing surfaces from the second to fifth openings m2 to m5.
  • the second introduction unit to the fifth introduction unit communicate with each other inside the ring and can be implemented as being connected to one fluid supply unit, that is, the second fluid supply unit p2. .
  • a combination of a plurality of introduction openings at different positions in the circumferential direction r0 of the ring and a plurality of introduction openings at different positions in the radial direction of the ring can also be implemented.
  • eight openings m2 to m9 are provided in the second processing surface 2 and four of them are m2 to m5 in the circumferential direction r0 of the ring. They are different positions and are provided at the same position in the radial direction r1, and the other four m6 to m9 are different positions in the circumferential direction r0 of the ring and are provided at the same position in the radial direction r1. Yes.
  • each of the outer openings may be provided at the same position as the inner opening and the circumferential direction r0 of the ring, but considering the rotation of the ring, as shown in FIG. It can also be carried out by providing at different positions in the circumferential direction r0 of the ring. Also in that case, the opening is not limited to the arrangement and number shown in FIG. For example, as shown in FIG.
  • the radially outer opening is arranged at the vertex position of a polygon, that is, in this case, the vertex position of a quadrangle, and the radially inner opening is located on the side of the polygon. It can also arrange so that it may be located. Of course, other arrangements are possible.
  • the openings for introducing each second fluid to be treated are treated.
  • the circumferential direction r0 can be implemented as a continuous opening.
  • the second introduction part d2 provided in the second ring 20 is similar to the first introduction part d1. It can also be carried out by providing the central portion 22 of the second holder 21. In this case, the opening of the second introduction part d2 is positioned outside the opening of the first introduction part d1 located at the center of the second ring 20 with a gap therebetween. Moreover, as shown to FIG. 7 (B), it can also implement by providing the 3rd introduction part d3 in the 2nd ring 20 about the apparatus shown to FIG. 7 (A). As shown in FIG. 7C, in the apparatus shown in FIG.
  • the present invention can be implemented even if both fluids merge immediately when the first and second fluids to be treated are introduced into the inner space.
  • the third introduction part d3 is also provided in the second holder 21 as in the case of the second introduction part d2. be able to.
  • FIG. 8A in the apparatus shown in FIG. It can also be implemented as an installation between the working surfaces 1 and 2.
  • the second introduction part d2 is provided in the first ring 10, and the first processing surface 1 is provided with an opening of the second introduction part d2. It can also be implemented.
  • the third introduction part d ⁇ b> 3 is provided in the first ring 10, and the opening of the third introduction part d ⁇ b> 3 is formed on the first processing surface 1.
  • the present invention can be carried out by disposing the opening of the second introduction portion d2 and the circumferential direction of the first ring 10 at different positions.
  • FIG. 8D in the apparatus shown in FIG.
  • the first introduction part d1 is provided in the second ring 20, and the second treatment is performed. It can also be implemented by arranging the opening of the first introduction part d1 on the work surface 2. In this case, both openings of the first and second introduction portions d1 and d2 are arranged at the same position in the inner and outer directions of the diameter of the ring.
  • the third introduction part d3 is provided in the first ring 10, and the opening of the third introduction part d3 is provided on the first processing surface 1. It can also be implemented as an arrangement. In this case, both openings of the second and third introduction portions d2 and d3 are arranged at the same position in the inner and outer directions of the diameter of the ring. However, it is good also as what arrange
  • the openings of the second and third introduction portions d2 and d3 are provided at the same position in the inner and outer directions of the diameter of the first ring 10, and the circumferential direction of the first ring 10 is provided. That is, although provided in different positions in the rotational direction, in the apparatus, as shown in FIG. 9B, both openings of the second and third introduction portions d2 and d3 are located at the same position in the circumferential direction of the first ring 10.
  • the first ring 10 may be provided at different positions in the inner and outer directions of the diameter of the first ring 10. In this case, as shown in FIG.
  • the second and third introduction portions d2 and d3 may be spaced apart from each other in the inner and outer directions of the diameter of the first ring 10.
  • the second treated fluid and the third treated fluid may be immediately joined without opening the interval.
  • the first introduction part d1 instead of providing the first introduction part d1 in the second holder 21, the first introduction part d1 may be provided in the first ring 10 together with the second introduction part d2. it can. In this case, on the first processing surface 1, the opening of the first introduction part d ⁇ b> 1 is provided upstream of the opening of the second introduction part d ⁇ b> 2 (inside in the inner and outer directions of the diameter of the first ring 10).
  • a gap is provided between the opening of the first introduction part d1 and the opening of the second introduction part d2 in the inner and outer directions of the diameter of the first ring 10.
  • the present invention can be carried out without such an interval.
  • the first introduction part d1 and the second introduction part 1 are located at different positions in the circumferential direction of the first ring 10 on the first processing surface 1 of the apparatus shown in FIG.
  • the present invention can be implemented by arranging the openings of the introduction portions d2.
  • three or more introduction portions are provided in the first ring 10, and the circumferential positions on the first processing surface 1 are different.
  • each opening may be arranged at a different position in the inner and outer directions of the diameter of the ring.
  • the arrangement of the openings shown in FIGS. 6 (B) to 6 (F) adopted in the second processing surface 2 can also be adopted in the first processing surface 1.
  • the second introduction part d2 can be provided in the first holder 11 instead of being provided in the second ring 20.
  • the opening of the second introduction part d2 is arranged at the center of the central axis of rotation of the first ring 10 in a portion surrounded by the first ring 10 on the upper surface of the first holder 11.
  • the third introduction part d3 is provided in the second ring 20, and the opening of the third introduction part d3 is provided on the second processing surface. 2 can be arranged. Further, as shown in FIG.
  • the first introduction part d ⁇ b> 1 can be provided in the first holder 11 instead of being provided in the second holder 21.
  • the second introduction part d2 can be provided in the first ring 10 and the opening part can be arranged in the first processing surface 1.
  • the second introduction part d2 can be provided on the second ring 20, and the opening can be arranged on the second processing surface 2.
  • FIG. 10D the second introduction part d2 shown in FIG.
  • the 10C can be provided in the first holder 11 together with the first introduction part d1.
  • the opening of the second introduction part d2 is arranged at a part surrounded by the first ring 10 on the upper surface of the first holder 11.
  • the second introduction part d2 provided in the second ring 20 may be the third introduction part d3.
  • the first holder 11 and the first ring 10 rotate with respect to the second holder 21 and the second ring 20.
  • the second holder 2 is provided with a rotating shaft 51 that rotates by receiving a rotational force from the rotation driving unit, and the first holder 11 It can also be implemented as rotating the second holder 21 in the opposite direction.
  • the rotation driving unit for the rotating shaft 51 may be provided separately from the rotating shaft 50 of the first holder 11 or the rotating shaft 50 of the first holder 11 is rotated by power transmission means such as a gear. It can also be implemented as receiving power from the drive unit.
  • the second holder 21 is formed separately from the above-described case and is rotatably accommodated in the case like the first holder 11.
  • the first holder 11 is provided in the same manner as the apparatus shown in FIG.
  • the second introduction part d2 can be provided in the embodiment.
  • the second introduction part d2 can be provided in the second holder 21 instead of the first holder 11.
  • the second introduction part d2 is the same as the apparatus of FIG.
  • FIG. 11C in the apparatus shown in FIG.
  • the second ring 20 is provided with a third introduction portion d3, and the opening of the introduction portion d3 is arranged on the second processing surface 2. It can also be implemented. Furthermore, as shown in FIG. 11D, the first holder 11 can be rotated without rotating the second holder 21 alone. Although not shown, the apparatus shown in FIGS. 4B to 10 can also be implemented by rotating the second holder 21 together with the first holder 11 or rotating only the second holder 21 alone.
  • the second processing unit 20 is a ring
  • the first processing unit 10 is not a ring, but a direct rotating shaft 50 similar to the first holder 11 of the other embodiments. It can be set as the member which rotates by providing.
  • the upper surface of the first processing portion 10 is the first processing surface 1, and the processing surface is not an annular shape, that is, a flat surface having no hollow portion.
  • the second introduction part d2 is provided in the second ring 20 and the opening is arranged in the second processing surface 2 as in the apparatus of FIG. ing.
  • the second holder 21 is independent of the case 3, and the second ring 20 is interposed between the case 3 and the second holder 21.
  • the contact surface pressure applying mechanism 4 such as an elastic body that approaches and separates from the first processing portion 10 provided with the above-described structure may be provided.
  • the second processing portion 20 is not a ring, but a member corresponding to the second holder 21, and the lower surface of the member is the second processing surface 2.
  • the first processing unit 10 is not a ring, but is similar to the apparatus shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B).
  • the portion corresponding to the first holder 11 can be used as the first processing portion 10, and the upper surface thereof can be used as the first processing surface 1.
  • At least the first fluid to be processed is supplied from the first processing part 10 and the second processing part 20, that is, from the central part of the first ring 10 and the second ring 20.
  • the treatment with the fluid to be treated that is, mixing (reaction)
  • the inside and outside directions of the diameter were discharged to the outside.
  • FIG. 13 (B) it can implement also as what supplies a 1st to-be-processed fluid toward the inner side from the outer side of the 1st ring 10 and the 2nd ring 20.
  • the outer sides of the first holder 11 and the second holder 21 are hermetically sealed with the case 3, and the first introduction part d1 is provided directly on the case 3 so that both the rings 10 are inside the case.
  • the opening of the introduction part is arranged at a part corresponding to the butting position.
  • the discharge part 36 is provided in the position where the 1st introduction part d1 was provided in the device of Drawing 4 (A), ie, the position used as the center of ring 1 in the 1st holder 11.
  • the opening of the second introduction part d2 is arranged on the opposite side of the opening of the case across the central axis of rotation of the holder.
  • the opening of the second introduction part d2 may be located inside the case and at the part corresponding to the butting position of both the rings 10 and 20 like the opening of the first introduction part d1.
  • the present invention is not limited to being formed on the opposite side of the opening of the first introduction part d1. In this case, the outside of the diameters of both rings 10 and 20 is upstream, and the inside of both rings 10 and 20 is downstream.
  • the first processing surface 1 of the first processing portion 10 by forming groove-shaped recesses 13... 13 extending from the outside of the first processing portion 10 toward the center side. is there.
  • the balance ratio K is preferably an unbalanced type of 100% or more.
  • the second introduction part d2 provided on the side part of the case 3 is provided in the first ring 10 in place of the position, and the opening part is provided. Can also be carried out by arranging them on the first processing surface 1.
  • the first processing unit 10 is not formed as a ring, but is similar to the apparatus shown in FIGS. 12A, 12B, and 13A.
  • a portion corresponding to the first holder 11 is a first processing portion 10, an upper surface thereof is a first processing surface 1, and a second introduction portion is further provided in the first processing portion 10.
  • d2 may be provided, and the opening may be disposed on the first processing surface 1.
  • the second processing portion 20 is not formed as a ring, but a member corresponding to the second holder 21 in the other embodiment is used.
  • the second processing unit 20 can be used, and the lower surface thereof can be used as the second processing surface 2.
  • the 2nd process part 20 is made into the member independent of the case 3, and between the case 3 and the 2nd process part 20, the apparatus shown to FIG. 12 (B) (C) and FIG. 13 (A).
  • the same contact pressure application mechanism 4 can be provided and implemented.
  • the second introduction part d2 of the apparatus shown in FIG. 14A can be used as the third introduction part d3, and the second introduction part d2 can be provided separately.
  • the opening of the second introduction part d2 is arranged on the downstream side of the opening of the third introduction part d3 on the second processing surface 2.
  • the other fluid to be treated merges with the first fluid to be treated, and is not suitable for a material having a fast crystallization or precipitation reaction. However, such a device can also be employed for those having a slow reaction rate.
  • the fluid processing apparatus includes a fluid pressure applying mechanism that applies a predetermined pressure to the fluid to be processed, and a first fluid channel that is provided in a sealed fluid flow path through which the fluid to be processed having the predetermined pressure flows.
  • a fluid pressure applying mechanism that applies a predetermined pressure to the fluid to be processed
  • a first fluid channel that is provided in a sealed fluid flow path through which the fluid to be processed having the predetermined pressure flows.
  • At least two processing parts of the second processing part 20 that are relatively close to and away from the processing part 10 and the first processing part 10, and in these processing parts 10 and 20, at positions facing each other.
  • At least two processing surfaces of the first processing surface 1 and the second processing surface 2 provided, and a rotational drive mechanism that relatively rotates the first processing portion 10 and the second processing portion 20.
  • At least two kinds of fluids to be treated are mixed between the processing surfaces 1 and 2 (reaction processing is also performed when a reaction is involved).
  • At least the second processing unit 20 of the first processing unit 10 and the second processing unit 20 includes a pressure receiving surface, and at least a part of the pressure receiving surface is constituted by the second processing surface 2.
  • the pressure receiving surface receives a pressure applied to at least one of the fluids to be processed by the fluid pressure applying mechanism and generates a force for moving the second processing surface 2 away from the first processing surface 1.
  • this fluid processing apparatus it is preferable to employ a device provided with a buffer mechanism for adjusting fine vibration and alignment of at least one of the first processing surface 1 and the second processing surface 2.
  • the thin film fluid between the processing surfaces 1 and 2 is adjusted by adjusting the axial displacement of one or both of the first processing surface 1 and the second processing surface 2 due to wear or the like. It is preferable to employ a mechanism having a displacement adjusting mechanism that can maintain the thickness.
  • a pressurizing apparatus such as a compressor that applies a constant feeding pressure to the fluid to be processed can be employed as the fluid pressure applying mechanism.
  • the separation between the first processing surface 1 and the second processing surface 2 is defined so as to prevent further separation between the processing surfaces 1 and 2.
  • a thing provided with a deterrent part can be adopted.
  • a minimum distance between the first processing surface 1 and the second processing surface 2 is defined, and further proximity of both processing surfaces 1 and 2 is suppressed.
  • a thing provided with a proximity deterrent part can be adopted.
  • the fluid processing apparatus may be one having a temperature adjusting jacket for adjusting the temperature of one or both of the first processing surface 1 and the second processing surface 2.
  • At least a part of one or both of the first processing surface 1 and the second processing surface 2 is mirror-finished for the fluid processing apparatus.
  • one or both of the first processing surface 1 and the second processing surface 2 may be provided with a recess.
  • the fluid processing apparatus includes a separate introduction path that is independent from the passage of the one fluid to be treated, as supply means for the other fluid to be treated that is mixed (reacted) with one fluid to be treated.
  • the at least one of the first processing surface and the second processing surface is provided with an opening that leads to the separate introduction path, and the other fluid to be processed that has been sent from the separate introduction path, It is preferable to employ one that can be introduced into the one fluid to be treated.
  • a fluid pressure applying mechanism for applying a predetermined pressure to a fluid to be processed and a sealed fluid flow path through which the fluid to be processed having the predetermined pressure flows are connected. At least two processing surfaces that are relatively close to and away from each other, the first processing surface 1 and the second processing surface 2, and a contact pressure applying mechanism that applies a contact pressure between the processing surfaces 1 and 2. And a rotational drive mechanism that relatively rotates the first processing surface 1 and the second processing surface 2, so that at least two types of fluids to be processed are provided between the processing surfaces 1 and 2. Between the first processing surface 1 and the second processing surface 2 that rotate relative to each other while a contact surface pressure is applied, pressure is applied from the fluid pressure application mechanism.
  • At least one kind of treated fluid applied is passed, and another kind of treated fluid is passed.
  • the one kind of fluid to be treated which has been given pressure from the fluid pressure application mechanism, passes between the processing surfaces 1 and 2 while forming a thin film fluid having a predetermined thickness.
  • This contact surface pressure applying mechanism can be implemented as a buffer mechanism or a displacement adjusting mechanism for adjusting fine vibrations and alignment in the above-described apparatus.
  • a first introduction part for introducing at least one of the two treatment fluids to be mixed (reacted) into the apparatus, and a first introduction part A fluid pressure applying mechanism p that is connected to apply pressure to the one processed fluid, and a second introduction unit that introduces at least one of the two processed fluids to be mixed (reacted) into the apparatus.
  • a first processing unit 10 and a second processing unit that are relatively close to and away from the first processing unit 10 provided in a sealed fluid flow path through which the one fluid to be processed flows.
  • a holder 21 that receives the rotation, a rotational drive mechanism that relatively rotates the first processing unit 10 and the second processing unit 20, and the second processing surface 2 is pressed against the first processing surface 1.
  • a contact surface pressure applying mechanism 4 that presses the second processing portion 20 in a close state, and performs a mixing (reaction) process between the fluids to be processed between the processing surfaces 1 and 2. 21 includes the opening of the first introduction part and is not movable so as to affect the gap between the processing surfaces 1 and 2.
  • the first processing part 10 and the second processing part 20 At least one of them includes the opening of the second introduction portion, the second processing portion 20 is an annular body, and the second processing surface 2 slides with respect to the holder 21 to form the first processing surface.
  • the second processing portion 20 has a pressure receiving surface, and the pressure receiving surface is flowed by the fluid pressure applying mechanism p. In response to the pressure applied to the first processing surface 1, a force for moving the second processing surface 2 away from the first processing surface 1 is generated, and at least a part of the pressure receiving surface is configured by the second processing surface 2.
  • One of the fluids to be treated is passed between the first processing surface 1 and the second processing surface 2 that can move toward and away from each other and rotate relative to each other.
  • both processed fluids pass between the processing surfaces 1 and 2 while forming a thin film fluid having a predetermined thickness.
  • desired mixing between the fluids to be treated is promoted, and the contact pressure of the contact pressure application mechanism 4 and the fluid pressure application mechanism p are applied. Due to the balance between the fluid pressure and the force that separates the processing surfaces 1 and 2 from each other, the thin film It is possible to employ one that maintains a minute interval for generating a body between the processing surfaces 1 and 2.
  • the second introduction unit can also be implemented by being connected to a separate fluid pressure imparting mechanism similar to that connected to the first introduction unit and pressurized.
  • the fluid to be treated introduced from the second introduction part is not pressurized by a separate fluid pressure applying mechanism, but by the fluid pressure of the fluid to be treated introduced by the first introduction part.
  • the present invention can also be implemented by sucking and supplying between the processing surfaces 1 and 2 due to the negative pressure generated in the second introduction part.
  • the other fluid to be processed can be implemented by moving in the second introduction portion by its own weight, that is, flowing downward from above and supplied between the processing surfaces 1 and 2.
  • the opening of the first introduction part that serves as a supply port for one of the fluids to be treated is not limited to the one provided in the second holder, but the opening of the first introduction part. May be provided on the first holder.
  • transducing part can also be formed and formed in at least one of both process surfaces.
  • the opening of the second introduction part that serves as a supply port needs to be arranged downstream of the opening of the first introduction part on any of the processing surfaces.
  • the fluid processing apparatus includes a plurality of introduction units that separately introduce two or more types of fluids to be mixed (reacted), and a fluid pressure that applies pressure to at least one of the two or more types of fluids to be processed.
  • the second processing unit that is relatively close to and away from the first processing unit 10 and the first processing unit 10 provided in the sealed fluid flow path through which the fluid to be processed flows. At least two processing surfaces of the unit 20, and at least two processing surfaces 1 of the first processing surface 1 and the second processing surface 2 provided at positions facing each other in the processing units 10 and 20.
  • the second processing portion 20 includes a pressure receiving surface, and at least a part of the pressure receiving surface is constituted by the second processing surface 2, and the fluid pressure applying mechanism is a fluid to be processed. In response to the pressure applied to the first processing surface 1, a force is generated to move the second processing surface 2 away from the first processing surface 1, and the second processing portion 20 is opposite to the second processing surface 2.
  • the approaching adjustment surface 24 faces the side, and the approaching adjustment surface 24 receives a predetermined pressure applied to the fluid to be treated and causes the second processing surface 2 to approach the first processing surface 1.
  • the resultant force of the total pressure received from the fluid to be treated is generated by the area ratio between the projected area in the approaching / separating direction of the approach adjusting surface 24 and the projected area in the approaching / separating direction of the pressure receiving surface.
  • the second processing surface 2 moves away from the first processing surface 1.
  • the fluid to be treated is passed between the first processing surface 1 and the second processing surface 2 that are capable of approaching, separating, and relatively rotating, and the processed fluid.
  • the other fluids to be mixed (reacted) with the body are mixed between the processing surfaces, and the mixed fluid passes between the processing surfaces 1 and 2 while forming a thin film fluid having a predetermined thickness. By doing so, a desired product is obtained while passing between the processing surfaces.
  • a predetermined pressure is applied to the first fluid to be processed, and the fluid to be processed that has received the predetermined pressure is sealed.
  • the contact surface pressure that connects at least two processing surfaces that are relatively close to and away from each other, that is, the first processing surface 1 and the second processing surface 2, to the two fluid flow paths.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are relatively rotated and a processing fluid is introduced between the processing surfaces 1 and 2.
  • a second treated fluid to be mixed (reacted) with the body is introduced between the processing surfaces 1 and 2 through the above-described and separate flow paths, and both treated fluids are mixed (reacted).
  • At least the predetermined pressure applied to the first fluid to be processed is separated from both processing surfaces 1 and 2.
  • the processing surfaces 1 and 2 are maintained at a predetermined minute interval.
  • the fluid to be treated is passed between the treatment surfaces 1 and 2 as a thin film fluid having a predetermined thickness, and the fluids to be treated are uniformly mixed (reaction) during this passage, and the reaction accompanied by precipitation.
  • the desired product is crystallized or precipitated.
  • the pressure receiving surface 23 in this embodiment is an inclined surface.
  • This inclined surface (pressure-receiving surface 23) has a distance in the axial direction with respect to the processing surface of the processing portion provided with the recess 13 at the upstream end on the basis of the flow direction of the fluid to be processed. It is formed to be larger than the same distance at the end. And it is preferable that this inclined surface shall be installed in the downstream direction edge part on the axial direction projection surface of the said recessed part 13 on the basis of the flow direction of a to-be-processed fluid.
  • the downstream end portion 60 of the inclined surface (pressure receiving surface 23) is placed on the axial projection surface of the concave portion 13.
  • the angle ⁇ 1 of the inclined surface with respect to the second processing surface 2 is preferably in the range of 0.1 ° to 85 °, more preferably in the range of 10 ° to 55 °, and still more preferably in the range of 15 ° to 45 °. .
  • This angle ⁇ 1 can be appropriately changed depending on the properties of the workpiece before processing.
  • the downstream end portion 60 of the inclined surface has a downstream end portion 13 from a position that is 0.01 mm downstream from the upstream end portion 13-b of the concave portion 13 provided in the first processing surface 1.
  • the position of the downstream end 60 can be appropriately changed according to the properties of the object to be processed.
  • the inclined surface pressure receiving surface 23
  • the workpieces can be introduced more uniformly.
  • the recess 13 can be implemented even if it is intermittent as well as continuous as described above.
  • the upstream end of the intermittent recess 13 on the innermost peripheral side of the first processing surface 1 becomes the above-mentioned 13-b, and also the upstream of the first processing surface 1 on the outermost peripheral side.
  • the side end becomes 13-c.
  • the concave portion 13 is formed on the first processing surface 1 and the pressure receiving surface 23 is formed on the second processing surface 2. Conversely, the concave portion 13 is formed on the second processing surface 2. It is also possible to form the pressure receiving surface 23 on the first processing surface 1.
  • the recesses 13 are formed on both the first processing surface 1 and the second processing surface 2, and the recesses 13 and the pressure receiving surfaces 23 are alternately provided in the circumferential direction of the processing surfaces 1 and 2, thereby
  • the concave portion 13 formed on the first processing surface 1 and the pressure receiving surface 23 formed on the second processing surface 2 face each other, and at the same time, the pressure receiving surface 23 formed on the first processing surface 1 and the second processing surface 2 It is also possible that the formed recess 13 is opposed.
  • a groove different from the recess 13 can be formed on the processing surface. As a specific example, as shown in FIGS. 19 (F) and 19 (G), it extends radially outward (FIG. 19 (F)) or radially inward (FIG. 19 (G)) from the recess 13. A new recess 14 can be applied. This is advantageous when it is desired to extend the residence time between the processing surfaces, or when processing a highly viscous fluid.
  • the groove can be formed according to the purpose.
  • the second processing portion 20 is formed with a second introduction portion d2 having an opening d20 that communicates between the processing surfaces independently of the flow path of the fluid introduced into the processing surface.
  • the second introduction portion d2 has a predetermined introduction direction from the opening d20 of the second processing surface 2 with respect to the second processing surface 2. Is inclined at an elevation angle ( ⁇ 1).
  • the elevation angle ( ⁇ 1) is set to be more than 0 degree and less than 90 degrees, and in the case of a reaction having a higher reaction rate, it is preferably set at 1 degree or more and 45 degrees or less.
  • the introduction direction from the opening d ⁇ b> 20 of the second processing surface 2 has directionality in a plane along the second processing surface 2.
  • the introduction direction of the second fluid is a component in the radial direction of the processing surface that is an outward direction away from the center and a component with respect to the rotation direction of the fluid between the rotating processing surfaces. Is forward.
  • a radial line that passes through the opening d20 and an outward line segment is defined as a reference line g, and has a predetermined angle ( ⁇ 2) from the reference line g to the rotation direction R.
  • This angle ( ⁇ 2) is also set to be more than 0 degrees and less than 90 degrees, and is discharged from the opening d20 toward the shaded portion in FIG.
  • the angle ( ⁇ 2) may be small, and when the reaction rate is slow, the angle ( ⁇ 2) is preferably set to be large. This angle can be changed and implemented according to various conditions such as the type of fluid, reaction speed, viscosity, and rotational speed of the processing surface.
  • the diameter of the opening d20 is preferably 0.2 ⁇ m to 3000 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the diameter of the second introduction part d2 may be set within the range.
  • the opening d20 in the separate flow path is a spiral laminar flow in which the flow direction when introduced by the micropump effect from the recess provided in the first processing surface 1 is formed between the processing surfaces. What is necessary is just to install in the outer diameter side rather than the point converted into a flow direction. That is, in FIG. 2B, it is preferable that the distance n from the radially outer side of the processing surface to the radially outer side of the recess 13 provided in the first processing surface 1 is 0.5 mm or more. Further, when a plurality of openings are provided for the same fluid, it is preferable to install them on concentric circles.
  • reactions such as C + D ⁇ E are executed in order, and reactions that should not be performed simultaneously, such as A + B + C ⁇ F, occur. It is effective in avoiding the problem that the reaction is not carried out without contact well. Further, it can be carried out by immersing the processing part in a fluid and mixing (reacting) the processing part between the processing surfaces and directly putting it in a liquid outside the processing part or a gas other than air. . Furthermore, ultrasonic energy can be added to the workpiece between the processing surfaces or immediately after being discharged from the processing surface.
  • the temperature control mechanism is not particularly limited, but when cooling is intended, the processing units 10 and 20 are provided with a cooling unit. Specifically, a cooling element that can perform an electrical or chemical cooling action such as piping for passing ice water or various refrigerants as a temperature control medium or a Peltier element is attached to the processing units 10 and 20. When the purpose is heating, the processing parts 10 and 20 are provided with heating parts.
  • a heating element that can generate heat electrically or chemically, such as steam as a temperature control medium, piping for passing various heating media, or an electric heater is attached to the processing units 10 and 20. .
  • the temperature of the processing surface can be controlled using the heat conduction of the processing portion.
  • by embedding a cooling element or a heating element in the processing parts 10 and 20 and energizing it, or by embedding a passage for passing a cooling / heating medium and passing a temperature adjusting medium (cooling / heating medium) through the passage it is used for processing from the inside.
  • the surface can also be temperature controlled.
  • the temperature control mechanisms J1 and J2 shown in FIG. 1 are examples thereof, and are pipes (jackets) through which temperature control media are provided inside the processing units 10 and 20, respectively.
  • the temperature of one processing surface is higher than that of the other processing surface, and a temperature difference is generated between the processing surfaces.
  • the first processing unit 10 is heated to 60 ° C. by any of the above methods
  • the second processing unit 20 is set to 15 ° C. by any of the above methods.
  • the temperature of the fluid introduced between the processing surfaces changes from 60 ° C. to 15 ° C. from the first processing surface 1 toward the second processing surface 2. That is, a temperature gradient is generated in the fluid between the processing surfaces.
  • the fluid between the processing surfaces starts to convect due to the temperature gradient, and a flow in a direction perpendicular to the processing surface is generated.
  • the “vertical flow” means that the flow direction component includes at least a component perpendicular to the processing surface.
  • the temperature difference between the processing surfaces can be 1 to 400 degrees, preferably 5 to 100 degrees.
  • the rotating shaft 50 in this apparatus is not limited to what is arrange
  • the first introduction part d1 coincides with the axis of the second ring 20 in the second holder 21 and extends vertically.
  • the first introduction part d1 is not limited to the one that coincides with the axis of the second ring 20, and the first fluid to be treated is supplied to the space surrounded by the rings 10 and 20.
  • the central portion 22 of the second holder 21 may be provided at a position other than the axis, and may extend obliquely instead of vertically. In any of the arrangement angles, a flow perpendicular to the processing surface can be generated by the temperature gradient between the processing surfaces.
  • the critical Rayleigh number at which Benard convection begins to occur is approximately 1700, although it depends on the nature of the interface between the processing surface and the workpiece fluid. Larger values cause Benard convection.
  • the Rayleigh number Ra is a value larger than around 10 10 , the fluid becomes a turbulent state. In other words, the temperature difference ⁇ T between the processing surfaces or the distance L between the processing surfaces is adjusted with respect to the processing surface between the processing surfaces by adjusting the apparatus so that the Rayleigh number Ra is 1700 or more.
  • a vertical flow can be generated and the above mixing (reaction) operation can be carried out.
  • Benard convection hardly occurs at a distance between processing surfaces of about 1 to 10 ⁇ m. Strictly speaking, when the Rayleigh number is applied to a fluid within an interval of 10 ⁇ m or less and the conditions for generating Benard convection are examined, the temperature difference in the case of water needs to be several thousand degrees C. or more. difficult. Benard convection is convection due to density difference in the temperature gradient of the fluid, that is, convection related to gravity. There is a high possibility of a microgravity field between the processing surfaces of 10 ⁇ m or less, and buoyancy convection is suppressed in such a place. That is, Benar convection actually occurs in this apparatus when the distance between the processing surfaces exceeds 10 ⁇ m.
  • the critical Marangoni number at which Marangoni convection begins to occur is about 80, and Marangoni convection occurs under conditions that are larger than that value.
  • the temperature difference ⁇ T between the processing surfaces or the processing surface distance L is adjusted so that the Marangoni number Ma is 80 or more, so that the processing can be performed even for a micro flow channel of 10 ⁇ m or less.
  • a flow perpendicular to the processing surface can be generated between the surfaces, and the above mixing (reaction) operation can be performed.
  • the temperature difference ⁇ T C1 at that time is obtained as follows.
  • the fluid processing apparatus according to the present invention is not limited to the following examples, and it relates to various reactions, mixing, and dispersion as well as reactions performed by conventional microreactors and micromixers. Can be used for processing.
  • a reaction in which at least one pigment is dissolved in a strong acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and the like, and an acidic pigment solution is mixed with a solution containing water to obtain pigment particles.
  • a pigment solution prepared by dissolving at least one kind of pigment in an organic solvent is a poor solvent for the pigment, and is a poor solvent compatible with the organic solvent used for the preparation of the solution A reaction in which the pigment particles are precipitated by being put in (reprecipitation method).
  • the pigment solution in which at least one kind of pigment is dissolved in either an acidic or alkaline pH adjusting solution or a mixed solution of the pH adjusting solution and an organic solvent, and the pigment contained in the pigment solution have solubility. Reaction to obtain pigment particles by mixing with a pigment deposition solution that changes the pH of the pigment solution that is not shown or has a lower solubility in the pigment than the solvent contained in the pigment solution.
  • Reaction in which metal fine particles are supported on the surface of carbon black by a liquid phase reduction method (as the metal, platinum, palladium, gold, silver, rhodium, iridium, ruthenium, osmium, cobalt, manganese, nickel, iron, chromium, molybdenum, Examples thereof include at least one metal selected from the group consisting of titanium).
  • Reaction of producing a crystal composed of fullerene molecules and fullerene nanowhiskers / nanofiber nanotubes by mixing a solution containing a first solvent dissolving fullerene and a second solvent having a solubility of fullerene smaller than that of the first solvent. .
  • the metal may be a noble metal such as gold, silver, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum, or copper, or an alloy of the two or more metals).
  • Ceramic raw materials include Al, Ba, Mg, Ca, La, Fe, Si, Ti, Zr, Pb, Sn, Zn, Cd, As, Ga, Sr, Bi, Ta, Examples include at least one selected from Se, Te, Hf, Mg, Ni, Mn, Co, S, Ge, Li, B, and Ce).
  • titanium compound as the titanium compound, tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetraiso
  • titanium compound tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetraiso
  • examples include at least one selected from tetraalkoxytitanium such as butoxytitanium and tetra-t-butoxytitanium or derivatives thereof, titanium tetrachloride, titanyl sulfate, titanium citrate, and titanium tetranitrate).
  • compound semiconductors include II-VI group compound semiconductors, III-V group compound semiconductors, Examples include group IV compound semiconductors and group I-III-VI compound semiconductors).
  • Reaction for reducing semiconductor element to produce semiconductor fine particles is an element selected from the group consisting of silicon (Si), germanium (Ge), carbon (C), and tin (Sn)) .
  • Magnetic raw materials include nickel, cobalt, iridium, iron, platinum, gold, silver, manganese, chromium, palladium, yttrium, lanthanides (neodymium, samarium, gadolinium , And terbium).
  • Reaction which mixes the fluid which dissolved at least 1 type of biological material fine particle raw material in the 1st solvent, and the solvent which can become a 2nd solvent whose solubility is lower than the said 1st solvent, and precipitates biologically ingested particulates.
  • a reaction in which a fluid containing at least one kind of an acidic substance or a cationic substance and a fluid containing at least one kind of a basic substance or an anionic substance are mixed and the biologically ingested fine particles are precipitated by a neutralization reaction.
  • At least one of the dispersed phase and the continuous phase contains one or more phospholipids
  • the dispersed phase contains a pharmacologically active substance
  • the continuous phase comprises at least an aqueous dispersion solvent, and is continuous with the fluid to be treated of the dispersed phase. Treatment to obtain liposomes by mixing the fluid to be treated in phase.
  • Friedel-Crafts reaction nitration reaction, addition reaction, elimination reaction, transfer reaction, polymerization reaction, condensation reaction, coupling reaction, acylation, carbonylation, aldehyde synthesis, peptide synthesis, aldol reaction, indole reaction, electrophilic substitution Reaction, nucleophilic substitution reaction, Wittig reaction, Michael addition reaction, enamine synthesis, ester synthesis, enzyme reaction, diazo coupling reaction, oxidation reaction, reduction reaction, multistage reaction, selective addition reaction, Suzuki-Miyaura coupling reaction, Kumada-Corriu reaction, metathesis reaction, isomerization reaction, radical polymerization reaction, anion polymerization reaction, cation polymerization reaction, metal catalyzed polymerization reaction, sequential reaction, polymer synthesis, acetylene coupling reaction, episulfide synthesis, episulfide synthesis, Bamberger rearrangement, Chapman rearrangement, Claisen condensation, quinoline synthesis, Paal-Kn

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

 マイクロポンプ効果を用いて処理用面間に導入した流体に発生する脈動を低減し、より安定的に均一な反応等の処理を行う事を可能とする。 接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面1,2間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面1,2の少なくとも何れか一方に施された凹部13によるマイクロポンプ効果を用いて、流体を処理用面間に導入し、流体を処理用面間で混合・攪拌して処理を行う装置において、マイクロポンプ効果が、処理用部10の回転と、処理用面1に施された凹部13によって処理用面1,2間を離反させる方向への力を発生させ、処理用面1,2間への流体の導入効果を生み、凹部13は処理用面1の周方向、かつ内外方向に伸びるように形成され、凹部13が多数設けられた、或いは、凹部13とは異なる別途の凹部αが処理用面1,2の少なくとも何れか一方に施されたものである。

Description

流体処理装置及び処理方法
 本願発明は、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で被処理物を処理する流体処理装置及び処理方法に関する。
 本願出願人によって、接近・離反可能な相対的に回転する処理用面間において、少なくとも2種類の流体を混合・攪拌して、例えば反応や晶析を行う装置が提案されている(特許文献1、特許文献2)。そのような装置は、特許文献3または特許文献4に示すようなこれまでのマイクロリアクターやマイクロミキサーが問題としていた反応生成物によるマイクロ流路の閉塞の問題や、流路が狭くなるほどに大きな送液圧力が必要になるなどの問題を解決するものであった。
 特許文献1や特許文献2に記載されたような装置は、接近・離反可能な相対的に回転する処理用面間に1番目の流体として第1流体を導入し、第1流体を導入した流路とは独立し、処理用面に通じる開口部を備えた別の流路から2番目の流体として第2流体を処理用面間に導入することによって、処理用面間において第1流体と第2流体とを混合・攪拌する装置である。第1流体または第2流体もしくはその両方に反応物を含む事によって、処理用面間において、反応・晶析などを行う。
特開2004-49957号公報 国際公開WO2009/8394号パンフレット 特開2006-104448号公報 特開2003-159696号公報
 上記特許文献1や特許文献2において、第1流体を処理用面間に導入する方法として、処理用部の中心側から外側または、外側から中心側に向かって処理用面に凹部を施し、かつ処理用部を回転させることによって第1流体を処理用面間に導入する方法、即ちマイクロポンプ効果を用いた第1流体の導入方法が提案されている。
 しかし、前記凹部の形状または本数によっては、第1流体導入時に脈動が発生する場合があり、処理用面間における混合・反応・析出などの操作を均一に行うことができない場合があった。特に第2流体が処理用面間に導入される開口部付近における圧力変動や流れの乱れなどは、上記混合・反応・析出などの操作に悪影響を及ぼす場合があった。
 本願発明は、上記知見により特許文献1および特許文献2に記載された装置をさらに改良して、より安定的に均一な反応などの処理を行う事を可能とし、上記問題の解決を図ることを課題とする。
 上記課題を解決するために、本願発明の第1の形態は、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、 前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、複数の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、この凹部が処理用面の周方向長さ10mm当たりで0.5本以上かつ凹部の総本数が51本以上設けられたことを特徴とする流体処理装置を提供する。
 本願発明の第2の形態は、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、複数の流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、前記流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されたことを特徴とする流体処理装置を提供する。
 なお、上記「混合・攪拌」とは、少なくとも混合と攪拌のいずれかがなされることを意味している。
 本願発明の第3の形態は、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体のうちの第1の被処理流動体である第1流体を処理用面間に導入し、前記第1流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第2の被処理流動体である第2流体を処理用面間に導入して被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記第1流体の導入効果を生むものであり、前記流体導入用の凹部は、第1流体導入用の凹部であり、複数の第1流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記第1流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、前記第1流体導入用の凹部と、前記処理用面間に通じる開口部との間に、前記第1流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されたことを特徴とする流体処理装置を提供する。
 本願発明の第4の形態は、前記別途の凹部が前記流体導入用の凹部と重なっていることを特徴とする本願発明の第2または第3の形態に係る流体処理装置を提供する。
 本願発明の第5の形態は、前記別途の凹部が円環形状であることを特徴とする本願発明の第2~第4のいずれかの形態に係る流体処理装置を提供する。
 本願発明の第6の形態は、前記別途の凹部の深さが50μm以上であることを特徴とする本願発明の第2~第5のいずれかの形態に係る流体処理装置を提供する。
 本願発明の第7の形態は、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う方法において、前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、複数の流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、前記流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されており、前記別途の凹部が施された部分に被処理流動体を通過させることを特徴とする流体処理方法を提供する。
 本願発明により、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で処理を行う流体処理装置において、流体を導入する際に発生する脈動による、第1及び第2処理用面間の流体に圧力変動、または流れの乱れへの影響を小さくし、これまで以上に安定的に均一な混合(反応)を行う事ができたものである。そのため、連続的に反応または晶析などの流体処理を行う場合においてこれまで以上に均一かつ均質な生成物または微粒子を得る事ができる。
本願発明の装置の概要を説明するための縦断面の概略図である。 (A)は図1に示す装置の第1処理用面の略平面図であり、(B)は図1に示す装置の第1処理用面の要部拡大図である。 (A)は第2導入部の断面図であり、(B)は第2導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。 (A)は本願発明の実施に用いる装置の概念を示す略縦断面図であり、(B)は上記装置の他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、(C)は上記装置のまた他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、(D)は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)は図5(C)に示す装置の要部略底面図であり、(B)は上記装置の他の実施の形態の要部略底面図であり、(C)はまた他の実施の形態の要部略底面図であり、(D)は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、(E)は上記装置のまた更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、(F)は上記装置の更にまた他の実施の形態の概念を示す略底面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(C)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)~(D)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。 (A)及び(B)は、夫々、図4に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、(C)は図4(A)に示す装置の要部略底面図である。 (A)は図4(A)に示す装置の受圧面について、他の実施の形態を示す要部略縦断面図であり、(B)は当該装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。 図15(A)に示す装置の接面圧付与機構について、他の実施の形態の要部略縦断面である。 図15(A)に示す装置に、温度調整用ジャケットを設けた、他の実施の形態の要部略縦断面図である。 図15(A)に示す装置の接面圧付与機構について、更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。 (A)は図15(A)に示す装置の更に他の実施の形態の要部略横断面であり、(B)(C)(E)~(G)は当該装置のまた他の実施の形態の要部略横断面図であり、(D)は当該装置のまた他の実施の形態の一部切欠要部略縦断面図である。 図15(A)に示す装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。 (A)は本願発明の実施に用いる装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、(B)は当該装置の一部切欠要部説明図である。 (A)は図21に示す上記装置の第1処理用部の平面図であり、(B)はその要部縦断面図である。 (A)は図21に示す装置の第1及び第2処理用部の要部縦断面図であり、(B)は微小間隔が開けられた上記第1及び第2処理用部の要部縦断面図である。 (A)は上記第1処理用部の他の実施の形態の平面図であり、(B)はその要部略縦断面図である。 (A)は上記第1処理用部の、更に他の実施の形態の平面図であり、(B)はその要部略縦断面図である。 (A)は第1処理用部のまた他の実施の形態の平面図であり、(B)は第1処理用部の更にまた他の実施の形態の平面図である。 (A)(B)(C)は、夫々、処理後の被処理物の分離方法について、上記以外の実施の形態を示す説明図である。 (A)及び(B)は、夫々、処理用部に設けられた傾斜面(受圧面)を説明するための要部拡大断面図である。 処理用部に設けられた受圧面を説明するための図であり、(A)は第2処理用部の底面図、(B)は要部拡大断面図である。 (A)は別途の凹部が施された第1処理用面の略平面図であり、(B)は(A)の要部拡大図である。 数値シミュレーションに用いた第1処理用面の各部寸法を説明するための図である。 (A)~(D)とも、凹部の形態の一例を示す説明図である。 (A)~(C)とも、数値シミュレーションによる処理用面間の圧力分布を示す。 (A)(B)とも、数値シミュレーションによる処理用面間の圧力分布を示す。 円環形状の脈動低減用凹部の深さが処理用面間の流体の圧力変動に及ぼす影響を示すグラフである。
 以下、図面を用いて本願発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間で反応物を反応させる反応装置の略断面図である。図2の(A)は図1に示す装置の第1処理用面の略平面図であり、(B)は図1に示す装置の処理用面の要部拡大図である。図3の(A)は第2導入部の断面図であり、(B)は第2導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。
 図1においてUは上方を、Sは下方をそれぞれ示している。
 図2(A)、図3(B)においてRは回転方向を示している。
 図3(B)においてCは遠心力方向(半径方向)を示している。
 この装置は、被処理流動体として少なくとも2種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも1種類の流体については被処理物を少なくとも1種類含むものであり、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間で上記の各被処理流動体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の被処理物を処理する装置である。より詳しくは、被処理流動体のうちの第1の被処理流動体である第1流体を処理用面間に導入し、第1流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第2の被処理流動体である第2流体を処理用面間に導入して処理用面間で上記第1流体と第2流体を混合・攪拌して処理を行う装置である。なお、前記の「処理」とは、被処理物が反応する形態に限られず、反応を伴わずに混合・分散のみがなされる形態も含む。前記の「反応」には析出・晶析等、種々の反応が該当する。この装置は、上述のとおり、複数の被処理流動体を処理することができるが、単一の被処理流動体を処理することもできる。
 図1に示す通り、この装置は、第1ホルダ11と第1ホルダ11の上方に配置された第2ホルダ21と共に流体圧付与機構Pと接面圧付与機構とを備える。接面圧付与機構は、スプリング43と、エア導入部44にて構成されている。
 第1ホルダ11には第1処理用部10と回転軸50(以下、シャフト50とも呼ぶ)が設けられている。第1処理用部10はメインティングリングと呼ばれる環状体であり鏡面加工された第1処理用面1を備える。回転軸50は第1ホルダ11の中心にボルトなどの固定具81にて固定されたものであり、その後端が電動機などの回転駆動装置82(回転駆動機構)(以下、回転駆動機構を回転駆動部や駆動部とも呼ぶ)と接続され、回転駆動装置82の駆動力を第1ホルダ11に伝えて当該第1ホルダ11を回転させる。第1処理用部10は上記第1ホルダ11と一体となって回転する。
 第1ホルダ11の上部には、第1処理用部10を受容する事が可能な受容部が設けられており、当該受容部内にはめ込む事にて、第1ホルダ11への第1処理用部10の上記取り付けが行われている。さらに第1処理用部10は回り止めピン83にて第1ホルダ11に対して回転しないように固定されている。ただし、回り止めピン83に代え、焼き嵌めなどの方法にて回転しないように固定するものとしても良い。
 上記の第1処理用面1は、第1ホルダ11から露出して、第2ホルダ21を臨む。第1処理用部10並びに第1処理用面1の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、対磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、鍍金などを施工したものを採用する。
 第2ホルダ21には、第2処理用部20と、処理用部内側より流体を導入する第1導入部d1と、接面圧力付与機構としてスプリング43と、エア導入部44とが設けられている。
 第2処理用部20は、コンプレッションリングと呼ばれる環状体であり、鏡面加工された第2処理用面2と、第2処理用面2の内側に位置して当該第2処理用面2に隣接する受圧面23(以下、離反用調整面23とも呼ぶ。)を備える。なお本願発明では、この受圧面23の形成は必須ではなく、受圧面23を設けずに実施する事もできる。図示の通り、この離反用調整面23は、傾斜面である。第2処理用面2に施す鏡面加工は、第1処理用面1と同様の方法を採用する。また、第2処理用部20の素材についても、第1処理用部10と同様のものを採用する。離反用調整面23は、環状の第2処理用部20の内周面25と隣接する。
 第2ホルダ21の底部(下部)には、リング収容部41が形成され、そのリング収容部41内に、Oリングと共に第2処理用部20が受容されている。また、回り止め84にて、第2処理用部20は、第2ホルダ21に対して回転しないよう、受容されている。上記の第2処理用面2は、第2ホルダ21から露出する。この状態において、第2処理用面2は、第1処理用部10の第1処理用面1と対面する。
 この第2ホルダ21が備えるリング収容部41は、第2処理用部20の、主として処理用面2側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、環状に形成された、溝である。
 リング収容部41は、第2処理用部20の寸法より大きく形成され、第2処理用部20との間に十分なクリアランスを持って、第2処理用部20を収容する。
 このクリアランスにより、当該第2処理用部20はこのリング収容部41内にてリング収容部41の軸方向について、さらに、当該軸方向と交差する方向について変位する事ができるように収容されている。またリング収容部41に対して第2処理用部20の中心線(軸方向)を上記リング収容部41の軸方向と平行ではなくなるように変位可能に当該第2処理用部20は収容されている。
 少なくとも第2ホルダ21のリング収容部41には処理用部付勢部としスプリング43が設けられている。スプリング43は第2処理用部20を第1処理用部10に向けて付勢する。他の付勢方法として、エア導入部44などの空気圧またはその他の流体圧を供給する加圧手段を用いて第2ホルダ21が保持する第2処理用部20を第1処理用部10へ近づける方向に付勢する方法でもよい。さらに他の付勢方法として、磁力や重力などの他の力を用いてもよい。
 スプリング43及びエア導入部44などの接面圧付与機構は第2処理用部20の周方向の各位置(処理用面の各位置)を均等に、第1処理用部10へ向けて付勢する。
 この第2ホルダ21の中央に上記の第1導入部d1が設けられ、第1導入部d1から処理用部外周側へ圧送されてくる被処理流動体は、まず当該第2ホルダ21が保持する第2処理用部20と第1処理用部10と当該第1処理用部10を保持する第1ホルダ11とに囲まれた空間内に導かれる。そして第1処理用部10から第2処理用部20を処理用部付勢部の付勢に抗して離反させる方向に、第2処理用部20に設けられた受圧面23に流体圧付与機構Pによる上記被処理流動体の送圧(供給圧)を受ける。
 なお、他の箇所においては説明を簡略にするため、受圧面23についてのみ説明をしているが、正確に言えば、図29(A)(B)に示すように、上記の受圧面23と共に、後述する溝状の凹部13の第2処理用部20に対する軸方向投影面のうちで、上記受圧面23が設けられていない部分23Xも受圧面として、流体圧付与機構Pによる上記被処理流動体の送圧(供給圧)を受ける。
 本願発明においては、図2(A)に示されたように、溝状の凹部13を備えた第1処理用面1が回転する事によって得られる処理用面間への被処理流動体の導入効果(マイクロポンプ効果)を用いる。ここでのマイクロポンプ効果とは、第1処理用面1が回転する事で内周方向からの圧力を受けた被処理流動体が凹部13の外周方向先端へと速度を持って進み、動圧を発生させ最終的に処理用面を離反させる方向への圧力となり、同時に被処理流動体が処理用面間に導入される効果である。さらに回転していない場合であっても第1処理用面1に設けられた凹部13内の被処理流動体が受けた圧力は最終的に離反側に作用する受圧面として第2処理用面2に作用する。
 上述の溝状の凹部13は、図2に示すように、複数の凹部13が第1処理用部10の第1処理用面1の周方向に設けられ、かつ、それぞれの溝状の凹部13は第1処理用部10の中心側から外側に向けて、即ち処理用面1の内外方向に伸びるように形成されている。この凹部13の平面形状は、図2(B)や図19(A)へ示すように、第1処理用面1上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものや、図19(B)~(C)に示すように、真っ直ぐ外方向に伸びるもの、L字状などに屈曲あるいは湾曲するものであってもよく、連続したもの、断続するもの、枝分かれするものであってもよい。また、この凹部13は、第1処理用面1または第2処理用面2の少なくともいずれか一方に設けられていれば良く、第2処理用面2に形成するものとしても実施可能であり、第1及び第2の処理用面1,2の双方に形成するものとしても実施可能である。よって、溝状の凹部13は、被処理流動体を処理用面1,2間に導入するための流体導入用の凹部13であるといえる。
 なお、上記受圧面23を設けずに凹部13のみを設けても実施できるし、上記受圧面23と凹部13とを一装置内に共に設けても実施できる。その場合、第1処理用面1に設けられた凹部13について、上記傾斜面である受圧面23が第1処理用面1と接する部分が被処理流動体の入り口部分となる。言い換えると、図29(A)(B)に示すように、凹部13の第2処理用部20に対する軸方向投影面のうちで、上記受圧面23が設けられていない部分23Xの最も内周側が被処理流動体の入り口部分となる。その部分における凹部13の幅及びその深さと凹部13の間隔により、被処理流動体の導入効果(マイクロポンプ効果)が規定される。
 第1処理用部10の回転と、第1処理用面1に施された凹部13によって発生するマイクロポンプ効果によって、処理用面1,2間にできる薄膜流体の厚みを微小且つ均一に確保しながら連続的に被処理流動体を導入する事が可能である。しかし、この凹部13の各々が圧力を発生するために、マイクロポンプ効果を用いて被処理流動体を導入する際には、同時に脈動が発生することになる。その脈動が発生することによって、処理用面1,2間の流体に圧力変動、または流れの乱れを生じさせることになる。その結果、各処理用面1,2間における少なくとも2種類の被処理流動体の混合・反応・析出などの操作(処理)を均一かつ常に同じ条件で行う事が難しい場合があった。特に、本装置における処理用面に設けられた第2流体を導入するための開口部d20より径外位置において、上記第1導入部d1から処理用面1,2間に導入される第1流体と第2流体との混合がなされるが、開口部d20は凹部13に非常に近い所に位置するため、その付近での圧力変動または流れの乱れを小さくすることは、安定的に均一な混合を行うために非常に重要である。
 そこで、第1処理用面1に施す凹部13の本数が、各処理用面1,2間の流体の圧力変動に及ぼす影響を解析するために、第1処理用面1に施す凹部13の本数と、マイクロポンプによる処理用面1,2間の被処理流動体の圧力変動に及ぼす影響を流体解析により数値シミュレーションした。図31に、数値シミュレーションに用いた第1処理用面1の寸法条件、名称を示した。この数値計算においては、回転する第1処理用面1の外径(φDout)を300mmとした。第1処理用面1に設けられた凹部13については、上記受圧面23が第1処理用面1と接する部分の内径(φDin)を180mmとし、凹部13の計算上の本数としては、48本、60本、72本の3種を用いた。上記受圧面23が第1処理用面1と接する部分とは、前述の通り、言い換えると、図29(A)(B)に示すように、凹部13の第2処理用部20に対する軸方向投影面のうちで、上記受圧面23が設けられていない部分23Xの最も内周側となる。また図32の(A)~(D)に示すように、受圧面23が接した部分における、凹部13の幅をa、凹部13の間隔をbとした。以下に計算条件を示す。
  第1、第2処理用面の外径:φDout=300mm
  受圧面23が第1処理用面に接する部分の内径:φDin=180mm
  凹部13の径方向長さ:L=10mm
  凹部13の溝の深さ:d=8μm
  第1、第2処理用面間のすきま:h=10μm  
  第1処理用面の回転速度:Ω=550rpm
  すきま中での流体:水[密度ρ=998.2kg/m、粘度μ=0.001003kg/(m・s))
 凹部13より径方向外側である、半径r=103mmにおける圧力変動の計算結果を、表1に示す。また、処理用面1,2間の圧力分布を図33(48本:A)、(60本:B)、(72本:C)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図33の処理用面1,2間の圧力分布に示されるように、凹部13の本数が48本から60本、72本と増えるに従い、凹部13の先端部分及び、凹部13の間隙の部分の圧力変動が、小さくなっていることが分かった。
 その結果、表1に示すとおり凹部13の本数の増加に伴い、凹部13より発生する動圧(圧力変動範囲)は大きくなるが、圧力変動の幅は小さくなることが分かった。特許文献2においては、凹部13の至適な本数は、3~50本とされているが、凹部13より発生する圧力変動を小さくするという観点からは、凹部13の本数はより多い本数とする方が効果的であり、望ましくはこの凹部13が処理用面の周方向長さ10mm当たりで0.5本以上、より望ましくは0.8本以上である。また、本装置をスケールアップするために、各処理用面1,2の外径を大きくする際には、受圧面23が第1処理用面1に接する部分の径も大きくなるため、凹部13より発生する圧力変動を小さくするという観点から、各処理用面1,2の径の増大と共に凹部13の本数も増加させることが好ましい。
 凹部13の深さについては1μm~50μm、さらに好ましくは3μm~20μmとし、形状が処理用面上を湾曲、もしくは渦巻状で伸びるもの、またはL字状に屈曲するものと、さらに径方向内側から外側に向かって、凹部13の深さが浅くなるように勾配を持たせる事で、脈動による圧力変動の影響をより低減させることも可能となる。
 上記のように、少なくともいずれかの処理用面1,2に設けられた凹部13の本数、幅、間隔を適正化することにより、マイクロポンプ効果を用いて被処理流動体を処理用面1,2間に導入する際に被処理流動体に発生する脈動を小さくし、処理用面1,2間における圧力変動や流れの乱れの流体処理への影響を小さくすることができる。
 次に、凹部13のマイクロポンプ効果により被処理流動体に発生する脈動及びそれによって生じる処理用面1,2間における圧力変動や流れの乱れの影響を低減させる手段として、本願の発明者は、第1流体導入用の凹部13とは異なる別途の凹部(以下、脈動低減用凹部と呼ぶ。)を処理用面1,2の少なくとも何れか一方に施す事が有効であることを見出した。これにより脈動による圧力変動の影響を効果的に低減出来る。
 具体的には、図30(A)および(B)に示したように、凹部13より径方向外側、かつ開口部d20より径方向内側に、処理用面に対する正面視にて円環形状の脈動低減用凹部αを設ける。脈動低減用凹部αは凹部13と同様に、処理用面に設けられた溝である。前記脈動低減用凹部αには、マイクロポンプ効果によって被処理流動体に発生した脈動と、それによる圧力変動や流れの乱れの流体処理への影響を低減させる効果がある。特に、脈動低減用凹部αが設けられた位置を凹部13と開口部d20との間とすることによって、開口部d20よりも径外方向即ち、図14(C)における領域Hでの薄膜流体への圧力変動や流れの乱れの影響を大幅に低減することが可能となった。
 ここで、凹部13により生じた処理用面1,2間の被処理流動体の圧力変動に対して、第1処理用面1に凹部13とは異なる別途の円環形状の凹部(脈動低減用凹部)αを施すことの効果、つまり脈動低減用凹部αが処理用面1,2間の被処理流動体の圧力変動に及ぼす影響を、流体解析により数値シミュレーションした。数値計算では、凹部13の本数を48本とし、円環形状の脈動低減用凹部αは幅1mm、深さ10μmとして計算を行った。脈動低減用凹部αの位置として、脈動低減用凹部αを凹部13と開口部d20の間に施した場合と、凹部13の最外周である先端部分に重なる状態とした場合の各々で計算を行った。それ以外の条件は前記の数値シミュレーションと同様の条件を用いた。
 凹部13より径方向外側である、半径r=103mmにおける圧力変動の計算結果を、表2に示す。また、処理用面1,2間の圧力分布を図34(脈動低減用凹部αが凹部13と開口部d20の間にあり凹部13と重ならない:A)、(脈動低減用凹部αが凹部13の最外周である先端部分と重なる:B)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 図33(A)と図34の圧力分布から分かるように、脈動低減用凹部αを施すことにより、凹部13から発生した圧力変動が脈動低減用凹部αにより減衰し、脈動低減用凹部αから径方向外側に圧力変動が伝搬していない様子が示された。脈動低減用凹部αが凹部13と重ならない場合(A)と脈動低減用凹部αが凹部13の最外周である先端部分と重なる場合(B)の両者ともに、凹部13から発生した圧力変動が脈動低減用凹部αから径方向外側に伝搬しにくいことが分かった。
 また、表2に示すとおり脈動低減用凹部α(計算モデルNo.4)を施すことにより、半径r=103mmでの圧力変動が減衰することが分かった。また、脈動低減用凹部αを凹部13の最外周である先端部分と重ねた計算モデルNo.8においても、半径r=103mmでの圧力変動の減衰する効果に変わりはなかった。
 さらに、数値シミュレーションにおいて、脈動低減用凹部αの溝の深さの条件を(10、50、100、200μm)と変化させた場合の、処理用面1,2間の被処理流動体の圧力変動におよぼす影響を解析した。脈動低減用凹部αの位置として、脈動低減用凹部αを凹部13と開口部d20の間に施した場合で計算を行った。
 凹部13より径方向外側である、半径r=103mmにおける圧力変動の計算結果を、表3及び図35に示す。脈動低減用凹部αの深さは、50μm以上で圧力変動はかなり減衰しており、100μm以上の深さで減衰効果はほぼ一定となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 脈動低減用凹部αの形状は特に限定されないが、上記数値シミュレーションの結果からは、図30に示すように円環形状であることが好ましい。また脈動低減用凹部αの本数についても特に限定されないが、複数設ける場合には、同心円上に設けることが好ましい。さらに、脈動低減用凹部αは第1処理用面1または第2処理用面2の少なくともいずれかに設けられていれば良く、第1処理用面1と第2処理用面2の両方に設けても良い。また、脈動低減用凹部αは凹部13と重なる位置に設けても良いし、重ならない位置に設けても良い。さらに、脈動低減用凹部αの深さについても特に限定されないが、脈動及びそれによって生じる圧力変動や流れの乱れへの影響を小さくするために、20μm~1mmとすることが好ましく、さらに好ましくは50μm~500μm、最も好ましくは100μm~250μmである。また、脈動低減用凹部αの幅についても特に限定されないが、脈動及びそれによって生じる圧力変動や流れの乱れへの影響を小さくするために、0.5mm~5mmとすることが好ましく、さらに好ましくは1mm~3mmである。さらに、脈動低減用凹部αは図30に示すように円環形状として連続して形成されていてもよいし、断続して形成されていても良い。
 以上の改良により、処理用面1,2間における混合・反応・析出・晶析等の流体処理をこれまで以上に均一(均質)、効果的かつ迅速に行える事が可能となった。
 以下、本願発明の実施に適した流体処理装置について、上記で説明した部分及びそれ以外も含んだ全般的な説明を行う。
 図4(A)へ示す通り、この装置は、対向する第1及び第2の、2つの処理用部10、20を備え、少なくとも一方の処理用部が回転する。両処理用部10、20の対向する面が、夫々処理用面1、2として、両処理用面間にて、被処理流動体の処理を行う。第1処理用部10は第1処理用面1を備え、第2処理用部20は第2処理用面2を備える。
 両処理用面1、2は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。
 より詳しくは、この装置は、少なくとも2つの被処理流動体の流路を構成すると共に、各流路を、合流させる。
 即ち、この装置は、第1の被処理流動体の流路に接続され、当該第1被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第1被処理流動体とは別の、第2被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面1、2間において、両流動体を混合し、反応を伴う場合においては反応させる。図4(A)へ示す実施の形態において、上記の各流路は、密閉されたものであり、液密(被処理流動体が液体の場合)・気密(被処理流動体が気体の場合)とされている。なお、上記混合は、層流支配下で行なうこともできるし、乱流支配下で行なうこともできる。
 具体的に説明すると、図4(A)に示す通り、この装置は、上記の第1処理用部10と、上記の第2処理用部20と、第1処理用部10を保持する第1ホルダ11と、第2処理用部20を保持する第2ホルダ21と、接面圧付与機構4と、回転駆動部と、第1導入部d1と、第2導入部d2と、流体圧付与機構p1と、第2流体供給部p2と、ケース3とを備える。
 尚、回転駆動部は図示を省略する。
 第1処理用部10と第2処理用部20とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面1、2は、接近・離反できる。
 この実施の形態では、第1処理用部10に対して、第2処理用部20が接近・離反する。但し、これとは逆に、第1処理用部10が、第2処理用部20に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部10、20が互いに接近・離反するものであってもよい。
 第2処理用部20は、第1処理用部10の上方に配置されており、第2処理用部20の、下方を臨む面即ち下面が、上記の第2処理用面2であり、第1処理用部10の、上方を臨む面即ち上面が、上記の第1処理用面1である。
 図4(A)へ示す通り、この実施の形態において、第1処理用部10及び第2処理用部20は、夫々環状体、即ちリングである。以下、必要に応じて第1処理用部10を第1リング10と呼び、第2処理用部20を第2リング20と呼ぶ。
 この実施の形態において、両リング10、20は、金属製の一端が鏡面研磨された部材であり、当該鏡面を第1処理用面1及び第2処理用面2とする。即ち、第1リング10の上端面が第1処理用面1として、鏡面研磨されており、第2リング20の下端面が第2処理用面2として、鏡面研磨されている。
 少なくとも一方のホルダは、回転駆動部にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図4(A)の50は、回転駆動部の回転軸を示している。回転駆動部には電動機を採用することができる。回転駆動部にて、一方のリングの処理用面に対して、他方のリングの処理用面を相対的に回転させることができる。
 この実施の形態において、第1ホルダ11は、回転軸50にて、回転駆動部から駆動力を受けて、第2ホルダ21に対して回転するものであり、これにて、第1ホルダ11と一体となっている第1リング10が第2リング20に対して回転する。第1リング10の内側において、回転軸50は、平面視、円形の第1リング10の中心と同心となるように、第1ホルダ11に設けられている。
 第1リング10の回転は、第1リング10の軸心を中心とする。図示はしないが、軸心は、第1リング10の中心線を指し、仮想線である。
 上記の通り、この実施の形態において、第1ホルダ11は、第1リング10の第1処理用面1を上方に向けて、第1リング10を保持し、第2ホルダ21は、第2リング20の第2処理用面2を下方に向けて、第2リング20を保持している。
 具体的には、第1及び第2ホルダ11、21は、夫々は、凹状のリング収容部を備える。この実施の形態において、第1ホルダ11のリング収容部に、第1リング10が嵌合し、第1ホルダ11のリング収容部から出没しないように、第1リング10はリング収容部に固定されている。
 即ち、上記の第1処理用面1は、第1ホルダ11から露出して、第2ホルダ21側を臨む。
 第1リング10の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用する。特に、回転するため、軽量な素材にて第1処理用部10を形成するのが望ましい。第2リング20の材質についても、第1リング10と同様のものを採用して実施すればよい。
 一方、第2ホルダ21が備えるリング収容部41は、第2リング20の処理用面2を出没可能に収容する。
 この第2ホルダ21が備えるリング収容部41は、第2リング20の、主として処理用面2側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。
 リング収容部41は、第2リング20の寸法より大きく形成され、第2リング20との間に十分なクリアランスを持って、第2リング20を収容する。
 このクリアランスにより、当該第2リング20は、このリング収容部41内にて、環状のリング収容部41の軸方向について、更に、当該軸方向と交差する方向について、変位することができる。言い換えれば、このクリアランスにより、当該第2リング20は、リング収容部41に対して、第2リング20の中心線を、上記リング収容部41の軸方向と平行の関係を崩すようにも変位できる。
 以下、第2ホルダ21の、第2リング20に囲まれた部位を、中央部分22と呼ぶ。
 上記について、換言すると、当該第2リング20は、このリング収容部41内にて、リング収容部41のスラスト方向即ち上記出没する方向について、更に、リング収容部41の中心に対して偏心する方向について、変位することが可能に収容されている。また、リング収容部41に対して、第2リング20の周方向の各位置にて、リング収容部41からの出没の幅が夫々異なるようにも変位可能に即ち芯振れ可能に、当該第2リング20は収容されている。
 上記の3つの変位の自由度、即ち、リング収容部41に対する第2リング20の、軸方向、偏心方向、芯振れ方向についての自由度を備えつつも、第2リング20は、第1リング10の回転に追従しないように第2ホルダ21に保持される。図示しないが、この点については、リング収容部41と第2リング20との夫々に、リング収容部41に対してその周方向に対する回転を規制する適当な当たりを設けて実施すればよい。但し、当該当たりは、上記3つの変位の自由度を損なうものであってはならない。
 上記の接面圧付与機構4は、第1処理用面1と第2処理用面2とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構4は、第2ホルダ21に設けられ、第2リング20を第1リング10に向けて付勢する。
 接面圧付与機構4は、第2リング20の周方向の各位置即ち第2処理用面2の各位置を均等に、第1リング10へ向けて付勢する。接面圧付与機構4の具体的な構成については、後に詳述する。
 図4(A)へ示す通り、上記のケース3は、両リング10、20外周面の外側に配置されたものであり、処理用面1、2間にて生成され、両リング10、20の外側に排出される生成物を収容する。ケース3は、図4(A)へ示すように、第1ホルダ11と第2ホルダ21を、収容する液密な容器である。但し、第2ホルダ21は、当該ケース3の一部としてケース3と一体に形成されたものとして実施することができる。
 上記の通り、ケース3の一部とされる場合は勿論、ケース3と別体に形成される場合も、第2ホルダ21は、両リング10、20間の間隔、即ち、両処理用面1、2間の間隔に影響を与えるようには可動となっていない。言い換えると、第2ホルダ21は、両処理用面1、2間の間隔に影響を与えない。
 ケース3には、ケース3の外側に生成物を排出するための排出口32が設けられている。
 第1導入部d1は、両処理用面1、2間に、第1の被処理流動体を供給する。
 上記の流体圧付与機構p1は、直接或いは間接的に、この第1導入部d1に接続されて、第1被処理流動体に、流体圧を付与する。流体圧付与機構p1には、コンプレッサやその他のポンプを採用することができる。
 この実施の形態において、第1導入部d1は、第2ホルダ21の上記中央部分22の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第2ホルダ21の、第2リング20が平面視において呈する円の中心位置にて、開口する。また、第1導入部d1の他の一端は、第2ホルダ21の外部即ちケース3の外部において、上記流体圧付与機構p1と接続されている。
 第2導入部d2は、第1の被処理流動体と混合させる第2の流動体を処理用面1、2間へ供給する。この実施の形態において、第2導入部は、第2リング20の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第2処理用面2にて開口し、他の一端に、第2流体供給部p2が接続されている。
 第2流体供給部p2には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
 流体圧付与機構p1により、加圧されている、第1の被処理流動体は、第1導入部d1から、両リング10、20の内側の空間に導入され、第1処理用面1と第2処理用面2との間を通り、両リング10、20の外側に通り抜けようとする。
 このとき、第1被処理流動体の送圧を受けた、第2リング20は、接面圧付与機構4の付勢に抗して、第1リング10から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。両処理用面1、2の接近・離反による、両面1、2間の間隔について、後に詳述する。
 両処理用面1、2間において、第2導入部d2から第2の被処理流動体が供給され、第1の被処理流動体と合流し、処理用面の回転により、混合(反応)が促進される。そして、両流動体の混合(反応)による生成物が両処理用面1、2から、両リング10、20の外側に排出される。両リング10、20の外側に排出された生成物は、最終的に、ケース3の排出口32からケース3の外部に排出される(自己排出)。
 上記の被処理流動体の混合(反応)は、第2処理用部20に対する第1処理用部10の回転駆動部による回転にて、第1処理用面1と第2処理用面2とによって行われる。
 第1及び第2の処理用面1、2間において、第2導入部d2の開口部m2の下流側が、上記の第1の被処理流動体と第2の被処理流動体とを混合させる処理室となる。具体的には、両処理用面1、2間において、第2リング20の底面を示す図14(C)にて、斜線で示す、第2リング20の径の内外方向r1について、第2導入部の開口部m2即ち第2開口部m2の外側の領域Hが、上記の処理室として機能する。従って、この処理室は、両処理用面1、2間において、第1導入部d1と第2導入部d2の両開口部m1、m2の下流側に位置する。
 第1開口部m1からリングの内側の空間を経て両処理用面1、2間へ導入された第1の被処理流動体に対して、第2開口部m2から、両処理用面1、2間に導入された第2の被処理流動体が、上記処理室となる領域Hにて、混合され、反応を伴う場合においては両被処理流動体は反応する。流体圧付与機構p1により送圧を受けて、流動体は、両処理用面1、2間の微小な隙間にて、リングの外側に移動しようとするが、第1リング10は回転しているので、上記領域Hにおいて、混合された流動体は、リングの径の内外方向について内側から外側へ直線的に移動するのではなく、処理用面を平面視した状態において、リングの回転軸を中心として、渦巻き状にリングの内側から外側へ移動する。このように、混合(反応)を行う領域Hにて、渦巻状に内側から外側へ移動することによって、両処理用面1、2間の微小間隔にて、十分な混合(反応)に要する区間を確保することができ、均一な混合を促進することができる。
 また、混合(反応)にて生ずる生成物は、上記の微小な第1及び第2の処理用面1、2間にて、均質な生成物となり、特に晶析や析出の場合微粒子となる。
 少なくとも、上記の流体圧付与機構p1が負荷する送圧と、上記の接面圧付与機構4の付勢力と、リングの回転による遠心力のバランスの上に、両処理用面1、2間の間隔を好ましい微小な間隔にバランスさせることができ、更に、流体圧付与機構p1が負荷する送圧とリングの回転による遠心力を受けた被処理流動体が、上記の処理用面1、2間の微小な隙間を、渦巻き状に移動して、混合(反応)が促進される。
 上記の混合(反応)は、流体圧付与機構p1が負荷する送圧やリングの回転により、強制的に行われる。即ち、混合(反応)は、接近・離反可能に互いに対向して配設され且つ少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面1、2間で、強制的に、均一に起こる。
 従って、特に、生成物の晶出又は析出は、流体圧付与機構p1が負荷する送圧の調整や、リングの回転速度即ちリングの回転数の調整という、比較的コントロールし易い方法により、制御できる。
 このように、この流体処理装置は、送圧や遠心力の調整にて、生成物の大きさに影響を与える処理用面1、2間の間隔の制御を行え、更に、生成物の均一な生成に影響を与える上記領域Hにて移動する距離の制御が行える点で優れたものである。
 また、上記の処理は、生成物が析出するものに限らず、液体の場合も含む。また、生成物が微粒子などの微細な固まりである場合、生成物が処理後の流体中に沈殿するものであっても良く、また、連続相中に分散相が存在する分散液の状態にあるものであっても良い。
 尚、回転軸50は、鉛直に配置されたものに限定されるものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。処理中、両処理用面1、2間の微細な間隔にて混合(反応)がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。
 図4(A)にあっては、第1導入部d1は、第2ホルダ21において、第2リング20の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びたものを示している。但し、第1導入部d1は、第2リング20の軸心と一致しているものに限定されるものではなく、両リング10、20に囲まれた空間に、第1被処理流動体を供給できるものであれば、第2ホルダ21の中央部分22の他の位置に設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。
 図15(A)へ、上記装置のより好ましい実施の形態を示す。図示の通り、第2処理用部20は、上記の第2処理用面2と共に、第2処理用面2の内側に位置して当該第2処理用面2に隣接する受圧面23とを備える。以下この受圧面23を離反用調整面23とも呼ぶ。図示の通り、この離反用調整面23は、傾斜面である。
 前述の通り、第2ホルダ21の底部即ち下部には、リング収容部41が形成され、そのリング収容部41内に、第2処理用部20が受容されている。また、図示はしないが、回り止めにて、第2処理用部20は、第2ホルダ21に対して回転しないよう、受容されている。上記の第2処理用面2は、第2ホルダ21から露出する。
 この実施の形態において、処理用面1、2間の、第1処理用部10及び第2処理用部20の内側が、被処理物の流入部であり、第1処理用部10及び第2処理用部20の外側が、被処理物の流出部である。
 前記の接面圧力付与機構4は、第1処理用面1に対して第2処理用面2を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、この接面圧力と流体圧力などの両処理用面1、2間を離反させる力との均衡によって、所定厚みの薄膜流体を形成する。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面1、2間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
 具体的には、この実施の形態において、接面圧力付与機構4は、上記のリング収容部41と、リング収容部41の奥に即ちリング収容部41の最深部に設けられた発条受容部42と、スプリング43と、エア導入部44とにて構成されている。
 但し、接面圧力付与機構4は、上記リング収容部41と、上記発条受容部42と、スプリング43と、エア導入部44の少なくとも、何れか1つを備えるものであればよい。
 リング収容部41は、リング収容部41内の第2処理用部20の位置を深く或いは浅く、即ち上下に、変位することが可能なように、第2処理用部20を遊嵌している。
 上記のスプリング43の一端は、発条受容部42の奥に当接し、スプリング43の他端は、リング収容部41内の第2処理用部20の前部即ち上部と当接する。図4において、スプリング43は、1つしか現れていないが、複数のスプリング43にて、第2処理用部20の各部を押圧するものとするのが好ましい。即ち、スプリング43の数を増やすことによって、より均等な押圧力を第2処理用部20に与えることができるからである。従って、第2ホルダ21については、スプリング43が数本から数十本取付けられたマルチ型とするのが好ましい。
 この実施の形態において、上記エア導入部44にて他から、空気をリング収容部41内に導入することを可能としている。このような空気の導入により、リング収容部41と第2処理用部20との間を加圧室として、スプリング43と共に、空気圧を押圧力として第2処理用部20に与えることができる。従って、エア導入部44から導入する空気圧を調整することにて、運転中に第1処理用面1に対する第2処理用面2の接面圧力を調整することが可能である。尚空気圧を利用するエア導入部44の代わりに、油圧などの他の流体圧にて押圧力を発生させる機構を利用しても実施可能である。
 接面圧力付与機構4は、上記の押圧力即ち接面圧力の一部を供給し調節する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねる。
 詳しくは、接面圧力付与機構4は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧の調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧力付与機構4は、上記の通り、第2処理用部20を変位可能に保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
 次に、上記の構成を採る流体処理装置の使用の状態について、図4(A)に基づいて説明する。
 まず、第1の被処理流動体が、流体圧付与機構p1からの送圧を受けて、密閉されたケースの内部空間へ、第1導入部d1より導入される。他方、回転駆動部による回転軸50の回転によって、第1処理用部10が回転する。これにより、第1処理用面1と第2処理用面2とは微小間隔を保った状態で相対的に回転する。
 第1の被処理流動体は、微小間隔を保った両処理用面1、2間で、薄膜流体となり、第2導入部d2から導入された第2被処理流動体は、両処理用面1、2間において、当該薄膜流体と合流して、同様に薄膜流体の一部を構成する。この合流により、第1及び第2の被処理流動体が混合(反応)し、均一な混合(反応)が促進されて生成物が形成される。これにより、析出を伴う場合にあっては比較的均一で微細な粒子の生成が可能となり、析出を伴わない場合にあっても、均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)が実現される。なお、析出した生成物は、第1処理用面1の回転により第2処理用面2との間で剪断を受けることにて、さらに微細化される場合もあると考えられる。ここで、第1処理用面1と第2処理用面2とは、1μmから1mm、特に1μmから10μmの微小間隔に調整されることにより、均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)を実現すると共に、数nm単位の超微粒子の生成をも可能とする。
 生成物は、両処理用面1、2間から出て、ケース3の排出口32からケース外部へ排出される。排出された生成物は、周知の減圧装置にて、真空或いは減圧された雰囲気内にて霧状にされ、雰囲気内の他に当たることによって流動体として流れ落ちたものが脱気後の液状物として回収することができる。
 尚、この実施の形態における流体処理装置は、ケースを備えるものとしたが、このようなケースを設けずに実施することもできる。例えば、脱気するための減圧タンク即ち真空タンクを設け、そのタンク内部に、流体処理装置を配置して、実施することが可能である。その場合、当然上記の排出口は、流体処理装置には備えられない。
 上記のように、第1処理用面1と第2処理用面2とは、機械的なクリアランスの設定では不可能とされたμm単位の微小間隔に調整され得るものであるが、そのメカニズムを次に説明する。
 第1処理用面1と第2処理用面2とは、相対的に接近離反可能であり、且つ相対的に回転する。この例では、第1処理用面1が回転し、第2処理用面2が軸方向に移動可能な構造(フローティング構造)を持って第1処理用面1に対して接近離反する。
 よって、この例では、第2処理用面2の軸方向位置が、力即ち、前述の接面圧力と離反力のバランスによって、μm単位の精度で設定されることにより、両処理用面1、2間の微小間隔の設定がなされる。
 図15(A)へ示す通り、接面圧力としては、接面圧力付与機構4において、エア導入部44から空気圧即ち正圧を付与した場合の当該圧力、スプリング43の押圧力を挙げることができる。
 尚、図15~18、20に示す実施の形態において、図面の煩雑を避けるため、第2導入部d2は、省略して描いてある。この点について、第2導入部d2が設けられていない位置の断面と考えればよい。また、図中、Uは上方を、Sは下方を、夫々示している。
 他方、離反力としては、離反側の受圧面、即ち第2処理用面2及び離反用調整面23に作用する流体圧と、第1処理用部10の回転による遠心力と、エア導入部44に負圧を掛けた場合の当該負圧とを挙げることができる。
 尚、装置を洗浄するに際して、上記のエア導入部44に掛ける負圧を大きくすることにより、両処理用面1、2を大きく離反させることができ、洗浄を容易に行うことができる。
 そして、これらの力の均衡によって、第2処理用面2が第1処理用面1に対して所定の微小間隔を隔てた位置にて安定することにより、μm単位の精度での設定が実現する。
 離反力をさらに詳しく説明する。
 まず、流体圧に関しては、密閉された流路中にある第2処理用部20は、流体圧付与機構p1から被処理流動体の送り込み圧力即ち流体圧を受ける。その際、流路中の第1処理用面に対向する面、即ち第2処理用面2と離反用調整面23が離反側の受圧面となり、この受圧面に流体圧が作用して、流体圧による離反力が発生する。
 次に、遠心力に関しては、第1処理用部10が高速に回転すると、流体に遠心力が作用し、この遠心力の一部は両処理用面1、2を互いに遠ざける方向に作用する離反力となる。
 更に、上記のエア導入部44から負圧を第2処理用部20へ与えた場合には、当該負圧が離反力として作用する。
 以上、本願の説明においては、第1、第2の処理用面1、2を互いに離反させる力を離反力として説明するものであり、上記に示した力を離反力から排除するものではない。
 上述のように、密閉された被処理流動体の流路において、処理用面1、2間の被処理流動体を介し、離反力と、接面圧力付与機構4が奏する接面圧力とが均衡した状態を形成することにより、両処理用面1、2間に、均一な混合状態を実現し、反応を伴う場合にあっては均一な反応を実現すると共に、微細な生成物の晶出・析出を行うのに適した薄膜流体を形成する。このように、この装置は、処理用面1、2間に強制的に薄膜流体を介することにより、従来の機械的な装置では不可能であった微小な間隔を、両処理用面1、2の間に維持することを可能として、生成物として微粒子を、高精度に生成することを実現したのである。
 言い換えると処理用面1、2間における薄膜流体の厚みは、上述の離反力と接面圧力の調整により、所望の厚みに調整し、必要とする均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)の実現と、微細な生成物の生成処理を行うことができる。従って、薄膜流体の厚みを小さくしようとする場合、離反力に対して相対的に接面圧力が大きくなるように、接面圧力或いは離反力を調整すればよく、逆に薄膜流体の厚みを大きくしようとすれば、接面圧力に対して相対的に離反力が大きくなるように、離反力或いは接面圧力を調整すればよい。
 接面圧力を増加させる場合、接面圧力付与機構4において、エア導入部44から空気圧即ち正圧を付与し、又は、スプリング43を押圧力の大きなものに変更或いはその個数を増加させればよい。
 離反力を増加させる場合、流体圧付与機構p1の送り込み圧力を増加させ、或いは第2処理用面2や離反用調整面23の面積を増加させ、またこれに加えて、第1処理用部10の回転を調整して遠心力を増加させ或いはエア導入部44からの圧力を低減すればよい。もしくは負圧を付与すればよい。スプリング43は、伸びる方向に押圧力を発する押し発条としたが、縮む方向に力を発する引き発条として、接面圧力付与機構4の構成の一部又は全部とすることが可能である。
 離反力を減少させる場合、流体圧付与機構p1の送り込み圧力を減少させ、或いは第2処理用面2や離反用調整面23の面積を減少させ、またこれに加えて、第1処理用部10の回転を調整して遠心力を減少させ或いはエア導入部44からの圧力を増加させれば良い。もしくは負圧を低減すればよい。
 さらに、接面圧力及び離反力の増加減少の要素として、上記の他に粘度などの被処理流動体の性状も加えることができ、このような被処理流動体の性状の調整も、上記の要素の調整として、行うことができる。
 なお、離反力のうち、離反側の受圧面即ち、第2処理用面2及び離反用調整面23に作用する流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。
 メカニカルシールにあっては、第2処理用部20がコンプレッションリングに相当するが、この第2処理用部20に対して流体圧が加えられた場合に、第2処理用部20を第1処理用部10から離反する力が作用する場合、この力がオープニングフォースとされる。
 より詳しくは、上記の第1の実施の形態のように、第2処理用部20に離反側の受圧面即ち、第2処理用面2及び離反用調整面23のみが設けられている場合には、送り込み圧力の全てがオープニングフォースを構成する。なお、第2処理用部20の背面側にも受圧面が設けられている場合、具体的には、後述する図15(B)及び図20の場合には、送り込み圧力のうち、離反力として働くものと接面圧力として働くものとの差が、オープニングフォースとなる。
 ここで、図15(B)を用いて、第2処理用部20の他の実施の形態について説明する。
 図15(B)に示す通り、この第2処理用部20のリング収容部41より露出する部位であり且つ内周面側に、第2処理用面2と反対側即ち上方側を臨む接近用調整面24が設けられている。
 即ち、この実施の形態において、接面圧力付与機構4は、リング収容部41と、エア導入部44と、上記接近用調整面24とにて構成されている。但し、接面圧力付与機構4は、上記リング収容部41と、上記発条受容部42と、スプリング43と、エア導入部44と、上記接近用調整面24の少なくとも、何れか1つを備えるものであればよい。
 この接近用調整面24は、被処理流動体に掛けた所定の圧力を受けて第1処理用面1に第2処理用面2を接近させる方向に移動させる力を発生させ、接近用接面圧力付与機構4の一部として、接面圧力の供給側の役目を担う。一方第2処理用面2と前述の離反用調整面23とは、被処理流動体に掛けた所定の圧力を受けて第1処理用面1から第2処理用面2を離反させる方向に移動させる力を発生させ、離反力の一部についての供給側の役目を担うものである。
 接近用調整面24と、第2処理用面2及び離反用調整面23とは、共に前述の被処理流動体の送圧を受ける受圧面であり、その向きにより、上記接面圧力の発生と、離反力の発生という異なる作用を奏する。
 処理用面の接近・離反の方向、即ち第2リング20の出没方向と直交する仮想平面上に投影した接近用調整面24の投影面積A1と、当該仮想平面に投影した第2処理用部20の第2処理用面2及び離反用調整面23との投影面積の合計面積A2との、面積比A1/A2は、バランス比Kと呼ばれ、上記のオープニングフォースの調整に重要である。
 接近用調整面24の先端と離反用調整面23の先端とは、共に環状の第2処理用部20の内周面25即ち先端線L1に規定されている。このため、接近用調整面24の基端線L2をどこに置くかの決定で、バランス比Kの調整が行われる。
 即ち、この実施の形態において、被処理用流動体の送り出しの圧力をオープニングフォースとして利用する場合、第2処理用面2及び離反用調整面23との合計投影面積を、接近用調整面24の投影面積より大きいものとすることによって、その面積比率に応じたオープニングフォースを発生させることができる。
 上記のオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち接近用調整面24の面積A1を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
 摺動面実面圧P、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
 P=P1×(K-k)+Ps
 ここでP1は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Kは上記のバランス比を示し、kはオープニングフォース係数を示し、Psはスプリング及び背圧力を示す。
 このバランスラインの調整により摺動面実面圧Pを調整することで処理用面1、2間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による薄膜流体を形成させ、生成物を微細とし、また、均一な混合(反応)処理を行うのである。
 通常、両処理用面1、2間の薄膜流体の厚みを小さくすれば、生成物をより細かくすることができる。逆に、当該薄膜流体の厚みを大きくすれば、処理が粗くなり単位時間あたりの処理量が増加する。従って、上記の摺動面実面圧Pの調整により、両処理用面1、2間の隙間を調整して、所望の均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)を実現すると共に微細な生成物を得ることができる。以下、摺動面実面圧Pを面圧Pと呼ぶ。
 この関係を纏めると、上記の生成物を粗くする場合、バランス比を小さくし、面圧Pを小さくし、上記隙間を大きくして、上記厚みを大きくすればよい。逆に、上記の生成物をより細かくする場合、バランス比Kを大きくし、面圧Pを大きくし、上記隙間を小さくし、上記厚みを小さくする。
 このように、接面圧力付与機構4の一部として、接近用調整面24を形成して、そのバランスラインの位置にて、接面圧力の調整、即ち処理用面間の隙間を調整するものとしても実施できる。
 上記の隙間の調整には、既述の通り、他に、前述のスプリング43の押圧力や、エア導入部44の空気圧を考慮して行う。また、流体圧即ち被処理流動体の送り圧力の調整や、更に、遠心力の調整となる、第1処理用部10即ち第1ホルダ11の回転の調整も、重要な調整の要素である。
 上述の通り、この装置は、第2処理用部20と、第2処理用部20に対して回転する第1処理用部10とについて、被処理流動体の送り込み圧力と当該回転遠心力、また接面圧力で圧力バランスを取り両処理用面に所定の薄膜流体を形成させる構成にしている。またリングの少なくとも一方をフローティング構造とし芯振れなどのアライメントを吸収し接触による磨耗などの危険性を排除している。
 この図15(B)の実施の形態においても、上記の調整面23,24を備える以外の構成については、図4(A)に示す実施の形態と同様である。
 また、図15(B)に示す実施の形態において、図20に示すように、上記の離反用調整面23を設けずに実施することも可能である。
 図15(B)や図20に示す実施の形態のように、接近用調整面24を設ける場合、接近用調整面24の面積A1を上記の面積A2よりも大きいものとすることにより、オープニングフォースを発生させずに、逆に、被処理流動体に掛けられた所定の圧力は、全て接面圧力として働くことになる。このような設定も可能であり、この場合、他の離反力を大きくすることにより、両処理用面1、2を均衡させることができる。
 上記の面積比にて、流体から受ける力の合力として、第2処理用面2を第1処理用面1から離反させる方向へ作用させる力が定まる。
 上記の実施の形態において、既述の通り、スプリング43は、摺動面即ち処理用面に均一な応力を与える為に、取付け本数は、多いほどよい。但し、このスプリング43については、図16へ示すように、シングルコイル型スプリングを採用することも可能である。これは、図示の通り、中心を環状の第2処理用部20と同心とする1本のコイル型スプリングである。
 第2処理用部20と第2ホルダ21との間は、気密となるようにシールし、当該シールには、周知の手段を採用することができる。
 図17に示すように、第2ホルダ21には、第2処理用部20を、冷却或いは加熱して、その温度を調整することが可能な温度調整用ジャケット46が設けられている。また、図17の3は、前述のケースを示しており、このケース3にも、同様の目的の温度調整用ジャケット35が設けられている。
 第2ホルダ21の温度調整用ジャケット46は、第2ホルダ21内において、リング収容部41の側面に形成された水回り用の空間であり、第2ホルダ21の外部に通じる通路47、48と連絡している。通路47、48は、何れか一方が温度調整用ジャケット46に、冷却用或いは加熱用の媒体を導入し、何れか他方が当該媒体を排出する。
 また、ケース3の温度調整用ジャケット35は、ケース3の外周を被覆する被覆部34にて、ケース3の外周面と当該被覆部34との間に設けられた、加熱用水或いは冷却水を通す通路である。
 この実施の形態では、第2ホルダ21とケース3とが、上記の温度調整用のジャケットを備えるものとしたが、第1ホルダ11にも、このようなジャケットを設けて実施することが可能である。
 接面圧力付与機構4の一部として、上記以外に、図18に示すシリンダ機構7を設けて実施することも可能である。
 このシリンダ機構7は、第2ホルダ21内に設けられたシリンダ空間部70と、シリンダ空間部70をリング収容部41と連絡する連絡部71と、シリンダ空間部70内に収容され且つ連絡部71を通じて第2処理用部20と連結されたピストン体72と、シリンダ空間部70上部に連絡する第1ノズル73と、シリンダ空間部70下部に連絡する第2ノズル74と、シリンダ空間部70上部とピストン体72との間に介された発条などの押圧体75とを備えたものである。
 ピストン体72は、シリンダ空間部70内にて上下に摺動可能であり、ピストン体72の当該摺動にて第2処理用部20が上下に摺動して、第1処理用面1と第2処理用面2との間の隙間を変更することができる。
 図示はしないが、具体的には、コンプレッサなどの圧力源と第1ノズル73とを接続し、第1ノズル73からシリンダ空間部70内のピストン体72上方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体72を下方に摺動させ、第1及び第2処理用面1、2間の隙間を狭めることができる。また図示はしないが、コンプレッサなどの圧力源と第2ノズル74とを接続し、第2ノズル74からシリンダ空間部70内のピストン体72の下方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体72を上方に摺動させ、第2処理用部20を移動させて第1及び第2処理用面1、2間の隙間を広げる、即ち開く方向に移動させることができる。このように、ノズル73、74にて得た空気圧で、接面圧力を調整できるのである。
 リング収容部41内における第2処理用部20の上部と、リング収容部41の最上部との間に余裕があっても、ピストン体72がシリンダ空間部70の最上部70aと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部70の最上部70aが、両処理用面1、2間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、ピストン体72とシリンダ空間部70の最上部70aとが、両処理用面1、2の離反を抑止する離反抑止部として、更に言い換えると、両処理用面1、2間の隙間の最大開き量を規制する機構として機能する。
 また、両処理用面1、2同士が当接していなくても、ピストン体72がシリンダ空間部70の最下部70bと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部70の最下部70bが、両処理用面1、2間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、ピストン体72とシリンダ空間部70の最下部70bとが、両処理用面1、2の近接を抑止する近接抑止部として、更に言い換えると、両処理用面1、2間の隙間の最小開き量を規制する機構として機能する。
 このように上記隙間の最大及び最小の開き量を規制しつつ、ピストン体72とシリンダ空間部70の最上部70aとの間隔z1、換言するとピストン体72とシリンダ空間部70の最下部70bとの間隔z2を上記ノズル73、74の空気圧にて調整する。
 ノズル73、74は、別個の圧力源に接続されたものとしてもよく、一つの圧力源を切り換えて或いはつなぎ換えて接続するものとしてもよい。
 また圧力源は、正圧を供給するものでも負圧を供給するものでも何れでも実施可能である。真空などの負圧源と、ノズル73、74とを接続する場合、上記の動作は反対になる。
 前述の他の接面圧力付与機構4に代え或いは前述の接面圧力付与機構4の一部として、このようなシリンダ機構7を設けて、被処理流動体の粘度や性状によりノズル73、74に接続する圧力源の圧力や間隔z1、z2の設定を行い薄膜流体の厚みを所望値にしせん断力をかけて均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)を実現し、微細な粒子を生成させることができる。特に、このようなシリンダ機構7にて、洗浄時や蒸気滅菌時など摺動部の強制開閉を行い洗浄や滅菌の確実性を上昇させることも可能とした。
 凹部13...13は、例えば図19(A)~(C)に示すように、第1処理用部10の第1処理用面1に、第1処理用部10の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状のものである。図19(A)へ示すように、凹部13...13は、第1処理用面1上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものとして実施可能であり、図19(B)へ示すように、個々の凹部13がL字状に屈曲するものであっても実施可能であり、また、図19(C)に示すように、凹部13...13が真っ直ぐ放射状に伸びるものであっても実施可能である。
 また、図19(D)へ示すように、図19(A)~(C)の凹部13は、第1処理用面1の中心側に向かう程深いものとなるように勾配をつけて実施するのが好ましい。また、溝状の凹部13は、連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。
 この様な凹部13を形成することにより、上記のマイクロポンプ効果、被処理流動体の吐出量の増加または発熱量の減少への対応や、キャビテーションコントロールや流体軸受け効果などの効果がある。
 上記の図19に示す各実施の形態において、凹部13は、第1処理用面1に形成するものとしたが、第2処理用面2に形成するものとしても実施可能であり、更には、第1及び第2の処理用面1、2の双方に形成するものとしても実施可能である。
 上記の凹部13やテーパを処理用面の一部に偏在させた場合、処理用面1、2の面粗度が被処理流動体に与える影響は、上記凹部13を処理用面に均等に形成するものに比して、大きいものとなる。従って、このような場合、被処理流動体の粒子が小さくなればなるほど、面粗度を下げる、即ちきめの細かいものとする必要がある。特に均一な混合(反応)を目的とする場合、その処理用面の面粗度については、既述の鏡面即ち鏡面加工を施した面とするほうが均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)を実現し、微粒子を得ることを目的とする場合には、微細で単分散な生成物の晶出・析出を実現する上で有利である。
 図15乃至図20に示す実施の形態においても、特に明示した以外の構成については図4(A)又は図14(C)に示す実施の形態と同様である。
 また、上記の各実施の形態において、ケース内は全て密封されたものとしたが、この他、第1処理用部10及び第2処理用部20の内側のみ密封され、その外側は開放されたものとしても実施可能である。即ち、第1処理用面1及び第2処理用面2との間を通過するまでは流路は密封され、被処理流動体は送圧を全て受けるものとするが、通過後は、流路は開放され処理後の被処理流動体は送圧を受けないものとしてもよい。
 流体圧付与機構p1には、加圧装置として、既述のとおり、コンプレッサを用いて実施するのが好ましいが、常に被処理流動体に所定の圧力を掛けることが可能であれば、他の手段を用いて実施することもできる。例えば、被処理流動体の自重を利用して、常に一定の圧力を被処理流動体に付与するものとしても実施可能である。
 上記の各実施の形態における流体処理装置について総括すると、被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路に、第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面1、2を接近させる接面圧力を付与し、第1処理用面1と第2処理用面2とを相対的に回転させることにより、メカニカルシールにおいてシールに利用される薄膜流体を、被処理流動体を用いて発生させ、メカニカルシールと逆に(薄膜流体をシールに利用するのではなく)、当該薄膜流体を第1処理用面1及び第2処理用面2の間から敢えて漏らして、混合(反応)の処理を、両面間1、2にて膜とされた被処理流動体間にて実現し、回収することを特徴とするものである。
 このような画期的な方法により、両処理用面1、2間の間隔を1μmから1mmとする調整、特に、1~10μmとする調整を可能とした。
 上記の実施の形態において、装置内は密閉された流体の流路を構成するものであり、流体処理装置の(第1被処理流動体の)導入部側に設けた流体圧付与機構p1にて、被処理流動体は加圧されたものであった。
 この他、このような流体圧付与機構p1を用いて加圧するものではなく、被処理流動体の流路は開放されたものであっても実施可能である。
 図21乃至図23へ、そのような流体処理装置の一実施の形態を示す。尚、この実施の形態において、流体処理装置として、生成されたものから、液体を除去し、目的とする固体(結晶)のみを最終的に確保する機能を備えた装置を例示する。
 図21(A)は流体処理装置の略縦断面図であり、図21(B)はその一部切欠拡大断面図である。図22は、図21に示す流体処理装置が備える第1処理用部101の平面図とその要部縦断面図である。図23は、上記流体処理装置の第1及び第2処理用部101、102の一部切欠要部略縦断面図である。
 この図21乃至図23に示す装置は、上記の通り、大気圧下で、処理の対象となる流体即ち被処理流動体或いはこのような処理の対象物を搬送する流体が投入されるものである。
 尚、図21(B)及び図23において、図面の煩雑を避けるため、第2導入部d2は、省略して描いてある(第2導入部d2が設けられていない位置の断面と考えればよい)。
 図21(A)に示す通り、この流体処理装置は、混合装置Gと、減圧ポンプQとを備えたものである。この混合装置Gは、回転する部材である第1処理用部101と、当該処理用部101を保持する第1ホルダ111と、ケースに対して固定された部材である第2処理用部102と、当該第2処理用部102が固定された第2ホルダ121と、付勢機構103と、動圧発生機構104(図22(A))と、第1ホルダ111と共に第1処理用部101を回転させる駆動部と、ハウジング106と、第1被処理流動体を供給(投入する)する第1導入部d1と、流体を減圧ポンプQへ排出する排出部108とを備える。駆動部については図示を省略する。
 上記の第1処理用部101と第2処理用部102は、夫々、円柱の中心をくり抜いた形状の環状体である。両処理用部101、102は、両処理用部101、102の夫々が呈する円柱の一底面を処理用面110、120とする部材である。
 上記の処理用面110、120は、鏡面研磨された平坦部を有する。この実施の形態において、第2処理用部102の処理用面120は、面全体に鏡面研磨が施された平坦面である。また、第1処理用部101の処理用面110は、面全体を第2処理用部102と同様の平坦面とするが、図22(A)へ示す通り、平坦面中に、複数の溝112...112を有する。この溝112... 112は、第1処理用部101が呈する円柱の中心を中心側として円柱の外周方向へ、放射状に伸びる。
 上記の第1及び第2の処理用部101、102の処理用面110、120についての、鏡面研磨は、面粗度Raを0.01~1.0μmとするのが好ましい。この鏡面研磨については、Raを0.03~0.3μmとするのがより好ましい。
 処理用部101、102の材質については、硬質且つ鏡面研磨が可能なものを採用する。処理用部101、102のこの硬さについて、少なくともビッカース硬さ1500以上が好ましい。また、線膨張係数が小さい素材を、若しくは、熱伝導の高い素材を、採用するのが好ましい。処理にて熱を発する部分と他の部分との間で、膨張率の差が大きいと歪みが発生して、適正なクリアランスの確保に影響するからである。
 このような処理用部101、102の素材として、特に、SIC即ちシリコンカーバイトでビッカース硬さ2000~2500のもの、表面にDLC即ちダイヤモンドライクカーボンでビッカース硬さ3000~4000のもの、コーティングが施されたSIC、WC即ちタングステンカーバイトでビッカース硬さ1800のもの、表面にDLCコーティングが施されたWC、ZrBやBTC、BCに代表されるボロン系セラミックでビッカース硬さ4000~5000のものなどを採用するのが好ましい。
 図21に示されるハウジング106は、底部の図示は省略するが、有底の筒状体であり、上方が上記の第2ホルダ121に覆われている。第2ホルダ121は、下面に上記第2処理用部102が固定されており、上方に上記導入部d1が設けられている。導入部d1は、外部から流体や被処理物を投入するためのホッパ170を備える。
 図示はしないが、上記の駆動部は、電動機などの動力源と、当該動力源から動力の供給を受けて回転するシャフト50とを備える。
 図21(A)に示すように、シャフト50は、ハウジング106の内部に配され上下に伸びる。そして、シャフト50の上端部に上記の第1ホルダ111が、設けられている。第1ホルダ111は、第1処理用部101を保持するものであり、上記の通りシャフト50に設けられることにより、第1処理用部101の処理用面110を第2処理用部102の処理用面120に対応させる。
 第1ホルダ111は、円柱状体であり、上面中央に、第1処理用部101が固定されている。第1処理用部101は、第1ホルダ111と一体となるように、固着され、第1ホルダ111に対してその位置を変えない。
 一方、第2ホルダ121の上面中央には、第2処理用部102を受容する受容凹部124が形成されている。
 上記の受容凹部124は、環状の横断面を有する。第2処理用部102は、受容凹部124と、同心となるように円柱状の受容凹部124内に収容される。
 この受容凹部124の構成は、図4(A)に示す実施の形態と同様である(第1処理用部101は第1リング10と、第1ホルダ111は第1ホルダ11と、第2処理用部102は第2リング20と、第2ホルダ121は第2ホルダ21と対応する)。
 そして、この第2ホルダ121が、上記の付勢機構103を備える。付勢機構103は、バネなどの弾性体を用いるのが好ましい。付勢機構103は、図4(A)の接面圧付与機構4と対応し、同様の構成を採る。即ち、付勢機構103は、第2処理用部102の処理用面120と反対側の面即ち底面を押圧し、第1処理用部101側即ち下方に第2処理用部102の各位置を均等に付勢する。
 一方、受容凹部124の内径は、第2処理用部102の外径よりも大きく、これにて、上記の通り同心に配設した際、第2処理用部102の外周面102bと受容凹部124の内周面との間には、図21(B)に示すように、隙間t1が設定される。
 同様に、第2処理用部102の内周面102aと受容凹部124の中心部分22の外周面との間には、図21(B)に示すように、隙間t2が設定される。
 上記隙間t1、t2の夫々は、振動や偏芯挙動を吸収するためのものであり、動作寸法以上確保され且つシールが可能となる大きさに設定する。例えば、第1処理用部101の直径が100mmから400mmの場合、当該隙間t1、t2の夫々は、0.05~0.3mmとするのが好ましい。
 第1ホルダ111は、シャフト50へ一体に固定され、シャフト50と共に回転する。また、図示しないが、回り止めによって、第2ホルダ121に対して、第2処理用部102は回らない。しかし、両処理用面110、120間に、処理に必要な0.1~10μmのクリアランス、即ち図23(B)に示す微小な間隔tを確保するため、図21(B)に示すように、受容凹部124の底面、即ち天部と、第2処理用部102の天部124a、即ち上面との間に隙間t3が設けられる。この隙間t3については、上記のクリアランスと共に、シャフト50の振れや伸びを考慮して設定する。
 上記のように、隙間t1~t3の設定により、第1処理用部101は、図21(B)に示すように、第2処理用部102に対して接近・離反する方向z1に可変であるのみならず、その処理用面110の傾き方向z2についても可変としている。
 即ち、この実施の形態において、付勢機構103と、上記隙間t1~t3とが、フローティング機構を構成し、このフローティング機構によって、少なくとも第2処理用部102の中心や傾きを、数μmから数mmの程度の僅かな量、可変としている。これにて、回転軸の芯振れ、軸膨張、第1処理用部101の面振れ、振動を吸収する。
 第1処理用部101の処理用面110が備える前記の溝112について、更に詳しく説明する。溝112の後端は、第1処理用部101の内周面101aに達するものであり、その先端を第1処理用部101の外側y即ち外周面側に向けて伸ばす。この溝112は、図22(A)へ示すように、その横断面積を、環状の第1処理用部101の中心x側から、第1処理用部101の外側y即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
 溝112の左右両側面112a、112bの間隔w1は、第1処理用部101の中心x側から、第1処理用部101の外側y即ち外周面側に向かうにつれて小さくなる。また、溝112の深さw2は、図22(B)へ示すように、第1処理用部101の中心x側から、第1処理用部101の外側y即ち外周面側に向かうにつれて、小さくなる。即ち、溝112の底112cは、第1処理用部101の中心x側から、第1処理用部101の外側y即ち外周面側に向かうにつれて、浅くなる。
 このように、溝112は、その幅及び深さの双方を、外側y即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとして、その横断面積を外側yに向けて漸次減少させている。そして、溝112の先端即ちy側は、行き止まりとなっている。即ち、溝112の先端即ちy側は、第1処理用部101の外周面101bに達するものではなく、溝112の先端と外周面101bとの間には、外側平坦面113が介在する。この外側平坦面113は、処理用面110の一部である。
 この図22へ示す実施の形態において、このような溝112の左右両側面112a、112bと底112cとが流路制限部を構成している。この流路制限部と、第1処理用部101の溝112周囲の平坦部と、第2処理用部102の平坦部とが、動圧発生機構104を構成している。
 但し、溝112の幅及び深さの何れか一方についてのみ、上記の構成を採るものとして、断面積を減少させるものとしてよい。
 上記の動圧発生機構104は、第1処理用部101の回転時、両処理用部101、102間を通り抜けようとする流体によって、両処理用部101、102の間に所望の微小間隔を確保することを可能とする、両処理用部101、102を離反させる方向に働く力を発生させる。このような動圧の発生により、両処理用面110、120間に、0.1~10μmの微小間隔を発生させることができる。このような微小間隔は、処理の対象によって、調整し選択すればよいのであるが、1~6μmとするのが好ましく、より好ましくは、1~2μmである。この装置においては、上記のような微小間隔による従来にない均一な混合状態(反応を伴う場合にあっては均一な反応)の実現と微細な粒子の生成が可能である。
 溝112...112の夫々は、真っ直ぐ、中心x側から外側yに伸びるものであっても実施可能である。但し、この実施の形態において、図22(A)に示すように、第1処理用部101の回転方向rについて、溝112の中心x側が、溝112の外側yよりも、先行するように即ち前方に位置するように、湾曲して溝112を伸びるものとしている。
 このように溝112...112が湾曲して伸びることにより、動圧発生機構104による離反力の発生をより効果的に行うことができる。
 次に、この装置の動作について説明する。
 図21(A)に示すように、ホッパ170から投入され、第1導入部d1を通ってくる第1被処理流動体Rは、環状の第2処理用部102の中空部を通り、第1処理用部101の回転による遠心力を受け、両処理用部101、102間に入り、回転する第1処理用部101の処理用面110と、第2処理用部102の処理用面120との間にて、均一な混合(反応)と、場合により微細な粒子の生成が行われ、その後、両処理用部101、102の外側に出て、排出部108から減圧ポンプQ側へ排出される(以下必要に応じて第1被処理流動体Rを単に流体Rと呼ぶ)。
 上記において、環状の第2処理用部102の中空部に入った流体Rは、図23(A)へ示すように、先ず、回転する第1処理用部101の溝112に入る。一方、鏡面研磨された、平坦部である両処理用面110、120は、空気や窒素などの気体を通しても気密性が保たれている。従って、回転による遠心力を受けても、そのままでは、付勢機構103によって押し合わされた両処理用面110、120の間に、溝112から流体Rは入り込むことはできない。しかし、流路制限部として形成された溝112の上記両側面112a、112bや底112cに、流体Rは徐々に突き当たり、両処理用面110、120を離反させる方向に働く動圧を発生させる。図23(B)へ示すように、これによって、流体Rが溝112から平坦面に滲み出し、両処理用面110、120の間に微小間隔t即ちクリアランスを確保することができる。そして、このような鏡面研磨された平坦面の間で、均一な混合(反応)と、場合により微細な粒子の生成が行われる。また上述の溝112の湾曲が、より確実に流体へ遠心力を作用させ、上記動圧の発生をより効果的にしている。
 このように、この流体処理装置は、動圧と付勢機構103による付勢力との均衡にて、両鏡面即ち処理用面110、120間に、微細で均一な間隔即ちクリアランスを確保することを可能とした。そして、上記の構成により、当該微小間隔は、1μm以下の超微細なものとすることができる。
 また、上記フローティング機構の採用により、処理用面110、120間のアライメントの自動調整が可能となり、回転や発生した熱による各部の物理的な変形に対して、処理用面110、120間の各位置における、クリアランスのばらつきを抑制し、当該各位置における上記の微小間隔の維持を可能とした。
 尚、上記の実施の形態において、フローティング機構は、第2ホルダ121にのみ設けられた機構であった。この他、第2ホルダ121に代え、或いは第2ホルダ121と共に、フローティング機構を、第1ホルダ111にも設けるものとして実施することも可能である。
 図24乃至図26に、上記の溝112について、他の実施の形態を示す。
 図24(A)(B)に示すように、溝112は、流路制限部の一部として、先端に平らな壁面112dを備えるものとして実施することができる。また、この図24に示す実施の形態では、底112cにおいて、第1壁面112dと、内周面101aとの間に段差112eが設けられており、この段差112eも流路制限部の一部を構成する。
 図25(A)(B)に示すように、溝112は、複数に分岐する枝部112f...112fを備えるものとし、各枝部112fがその幅を狭めることにより流路制限部を備えるものとしても実施可能である。
 この実施の形態においても、特に示した以外の構成については、図4(A)、図14(C)、図21乃至図23に示す実施の形態と同様である。
 また、上記の各実施の形態において、溝112の幅及び深さの少なくとも何れか一方について、第1処理用部101の内側から外側に向けてその寸法を漸次小さくすることにて、流路制限部を構成するものとした。この他、図26(A)や図26(B)へ示す通り、溝112の幅や深さを変化させずに、溝112に終端面112fを設けることによって、このような溝112の終端面112fを流路制限部とすることができる。図22、図24及び図25に示す実施の形態において示した通り、動圧発生は、溝112の幅及び深さを既述の通り変化させることによって溝112の底や両側面を傾斜面とすることで、この傾斜面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させた。一方図26(A)(B)に示す実施の形態では、溝112の終端面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させる。
 また、この図26(A)(B)に示す場合、溝112の幅及び深さの少なくとも何れか一方の寸法を漸次小さくすることも併せて実施することができる。
 尚、溝112の構成について、上記の図22、図24乃至図26に示すものに限定されるものではなく、他の形状の流路制限部を備えたものとして実施することが可能である。
 例えば、図22、図24乃至図26に示すものでは、溝112は、第1処理用部101の外側に突き抜けるものではなかった。即ち、第1処理用部101の外周面と、溝112との間には、外側平坦面113が存在した。しかし、このような実施の形態に限定されるものではなく、上述の動圧を発生されることが可能であれば、溝112は、第1処理用部101の外周面側に達するものであっても実施可能である。
 例えば、図26(B)に示す第1処理用部101の場合、点線で示すように、溝112の他の部位よりも断面積が小さな部分を、外側平坦面113に形成して実施することができる。
 また、溝112を、上記の通り内側から外側へ向けて漸次断面積を小さくするように形成し、溝112の第1処理用部101の外周に達した部分(終端)を、最も断面積が小さいものとすればよい(図示せず)。但し、動圧を効果的に発生させる上で、図22、図24乃至図26に示すように、溝112は、第1処理用部101の外周面側に突き抜けないほうが好ましい。
 ここで、上記図21乃至図26に示す各実施の形態について、総括する。
 この流体処理装置は、平坦処理用面を有する回転部材と同じく平坦処理用面を有する固定部材とをそれらの平坦処理用面で同心的に相対向させ、回転部材の回転下に固定部材の開口部より被処理原料を供給しながら両部材の対向平面処理用面間にて処理する流体処理装置において機械的にクリアランスを調整するのではなく、回転部材に増圧機構を設けて、その圧力発生によりクリアランスを保持し、かつ、機械的クリアランス調整では不可能であった1~6μmの微小クリアランスを可能とし、混合(反応)の均一化及び、場合により生成粒子の微細化の能力が著しく向上できたものである。
 即ち、この流体処理装置は、回転部材と固定部材がその外周部に平坦処理用面を有しその平坦処理用面において、面上の密封機能を有することで、流体静力学的な即ちハイドロスタティックな力、流体動力学的な即ちハイドロダイナミックな力、或いは、エアロスタティック-エアロダイナミックな力を発生させる高速回転式の流体処理装置を提供しようとするものである。上記の力は、上記密封面間に僅かな間隙を発生させ、また非接触で機械的に安全で高度な混合(反応)の均一化の機能を有した流体処理装置を提供することができる。この僅かな隙間が形成されうる要因は、一つは、回転部材の回転速度によるものであり、もう一つは、被処理物(流体)の投入側と排出側の圧力差によるものである。投入側に圧力付与機構が付設されていない場合即ち大気圧下で被処理物(流体)を投入される場合、圧力差が無いわけであるから回転部材の回転速度だけで密封面間の分離を生じさせる必要がある。これは、ハイドロダイナミックもしくはエアロダイナミック力として知られている。
 図21(A)に示す装置において、減圧ポンプQを上記混合装置Gの排出部に接続したものを示したが、既述の通りハウジング106を設けず、また減圧ポンプQを設けずに、図27(A)に示すように流体処理装置を減圧用のタンクTとして、当該タンクTの中に、混合装置Gを配設することにて実施することが可能である。
 この場合、タンクT内を真空或いは真空に近い状態に減圧することにて、混合装置Gにて生成された被処理物をタンクT内に霧状に噴射せしめ、タンクTの内壁にぶつかって流れ落ちる被処理物を回収すること、或いはこのような流れ落ちる被処理物に対して気体(蒸気)として分離されタンクT内上部に充満するものを回収することにて、処理後の目的物を得ることができる。
 また、減圧ポンプQを用いる場合も、図27(B)へ示すように、混合装置Gに、減圧ポンプQを介して、気密なタンクTを接続することにより、当該タンクT内にて、処理後の被処理物を霧状にして、目的物の分離・抽出を行うことができる。
 更に、図27(C)へ示すように、減圧ポンプQを直接タンクTに接続し、当該タンクTに、減圧ポンプQと、減圧ポンプQとは別の流体Rの排出部とを接続して、目的物の分離を行うことができる。この場合、気化部については、減圧ポンプQに吸いよせられ、液体R(液状部)は排出部より、気化部とは別に排出される。
 上述してきた各実施の形態では、第1及び第2の2つの被処理流動体を、夫々第2ホルダ21、121及び第2リング20、102から、導入して、混合(反応)させるものを示した。
 次に、装置への被処理流動体の導入に関する他の実施の形態について、順に説明する。
 図4(B)へ示す通り、図4(A)へ示す流体処理装置に、第3導入部d3を設けて第3の被処理流動体を、両処理用面1、2間へ導入して、第2被処理流動体と同様第1被処理流動体へ混合(反応)させるものとしても実施できる。
 第3導入部d3は、第1の被処理流動体と混合させる第3の被処理流動体を処理用面1、2間へ供給する。この実施の形態において、第3導入部d3は、第2リング20の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が第2処理用面2にて開口し、他の一端に第3流体供給部p3が接続されている。
 第3流体供給部p3には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
 第3導入部d3の第2処理用面2における開口部は、第2導入部d2の開口部よりも、第1処理用面1の回転の中心の外側に位置する。即ち、第2処理用面2において、第3導入部d3の開口部は、第2導入部d2の開口部よりも、下流側に位置する。第3導入部d3の開口部と第2導入部d2の開口部との間には、第2リング20の径の内外方向について、間隔が開けられている。
 この図4(B)へ示す装置も、第3導入部d3以外の構成については、図4(A)へ示す実施の形態と同様である。尚、この図4(B)、更に、以下に説明する、図4(C)、図4(D)、図5~図14において、図面の煩雑を避けるため、ケース3を省略する。尚、図12(B)(C)、図13、図14(A)(B)においては、ケース3の一部を描いてある。
  更に、図4(C)へ示すように、図4(B)へ示す流体処理装置に、第4導入部d4を設けて第4の被処理流動体を、両処理用面1、2間へ導入して、第2及び第3の被処理流動体と同様第1被処理流動体へ混合(反応)させるものとしても実施できる。
 第4導入部d4は、第1の被処理流動体と混合させる第4の被処理流動体を処理用面1、2間へ供給する。この実施の形態において、第4導入部d4は、第2リング20の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が第2処理用面2にて開口し、他の一端に第4流体供給部p4が接続されている。
 第4流体供給部p4には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
 第4導入部d4の第2処理用面2における開口部は、第3導入部d3の開口部よりも、第1処理用面1の回転の中心の外側に位置する。即ち、第2処理用面2において、第4導入部d4の開口部は、第3導入部d3の開口部よりも、下流側に位置する。
 この図4(C)へ示す装置について、第4導入部d4以外の構成については、図4(B)へ示す実施の形態と同様である。
 また、図示はしないが、更に、第5導入部や、第6導入部など、5つ以上の導入部を設けて、夫々5種以上の被処理流動体を、混合(反応)させるものとしても実施できる。
 また、図4(D)へ示す通り、図4(A)の装置では、第2ホルダ21に設けられていた第1導入部d1を、第2ホルダ21に設ける代わりに、第2導入部d2同様、第2処理用面2に設けて実施することができる。この場合、第2処理用面2において、第1導入部d1の開口部は、第2導入部d2よりも、回転の中心側即ち上流側に位置する。
 上記の図4(D)へ示す装置では、第2導入部d2の開口部と、第3導入部d3の開口部は、共に第2リング20の第2処理用面2に配置されるものであった。しかし、導入部の開口部は、このような処理用面に対する配置に限定されるものではない。特に、図5(A)へ示す通り、第2導入部d2の開口部を、第2リング20の内周面の、第2処理用面2に隣接する位置に設けて実施することもできる。この図5(A)へ示す装置において、第3導入部d3の開口部は、図4(B)へ示す装置と同様、第2処理用面2に配置されているが、第2導入部d2の開口部を、このように第2処理用面2の内側であって、第2処理用面2へ隣接する位置に配置することによって、第2の被処理流動体を処理用面に直ちに導入できる。
 このように第1導入部d1の開口部を第2ホルダ21に設け、第2導入部d2の開口部を第2処理用面2の内側であって、第2処理用面2へ隣接する位置に配置することで(この場合、上記第3導入部d3を設けることは必須ではない)、特に複数の被処理流動体を反応させる場合において、第1導入部d1から導入される被処理流動体と第2導入部d2から導入される被処理流動体とを反応させない状態で両処理用面1、2間へ導入し、両処理用面1、2間において両者を初めて反応させることができる。よって、上記構成は、特に反応性の高い被処理流動体を用いる場合に適している。
 なお、上記の「隣接」とは、第2導入部d2の開口部を、図5(A)に示すように第2リング20の内側側面に接するようにして設けた場合に限られるものではない。第2リング20から第2導入部d2の開口部までの距離が、複数の被処理流動体が両処理用面1、2間へ導入される前に混合(反応)が完全になされない程度とされていれば良く、例えば、第2ホルダ21の第2リング20に近い位置に設けたものであっても良い。また、第2導入部d2の開口部を第1リング10あるいは第1ホルダ11の側に設けても良い。
 更に、上記の図4(B)へ示す装置において、第3導入部d3の開口部と第2導入部d2の開口部との間には、第2リング20の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、図5(B)へ示す通り、そのような間隔を設けずに、両処理用面1、2間に第2及び第3の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。処理の対象によって、このような図5(B)へ示す装置を選択すればよい。
 また、上記の図4(D)へ示す装置についても、第1導入部d1の開口部と第2導入部d2の開口部との間には、第2リング20の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、そのような間隔を設けずに、両処理用面1、2間に第1及び第2の被処理流動体を導入すると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる(図示しない)。処理の対象によって、このような開口部の配置を選択すればよい。
 上記の図4(B)及び図4(C)に示す実施の形態では、第2処理用面2において、第3導入部d3の開口部を、第2導入部d2の開口部の下流側、言い換えると、第2リング20の径の内外方向について第2導入部d2の開口部の外側に配置するものとした。この他、図5(C)及び図6(A)へ示す通り、第2処理用面2において、第3導入部d3の開口部を、第2導入部d2の開口部と、第2リング20の周方向r0について異なる位置に配置するものとしても実施できる。図6において、m1は第1導入部d1の開口部即ち第1開口部を、m2は第2導入部d2の開口部即ち第2開口部を、m3は第3導入部d3の開口部(第3開口部)を、r1はリングの径の内外方向を、夫々示している。
 また、第1導入部d1を第2リング20に設ける場合も、図5(D)へ示す通り、第2処理用面2において、第1導入部d1の開口部を、第2導入部d2の開口部と、第2リング20の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
 上記の図6(A)へ示す装置では、第2リング20の処理用面2において、周方向r0の異なる位置に2つの導入部の開口部が配置されたものを示したが、図6(B)へ示す通り、リングの周方向r0の異なる位置に3つの導入部の開口部を配置し、或いは図6(C)へ示す通り、リングの周方向r0の異なる位置に4つの導入部の開口部を配置して実施することもできる。尚、図6(B)(C)において、m4は、第4導入部の開口部を示し、図6(C)においてm5は第5導入部の開口部を示している。また、図示はしないが、導入部の開口部を、リングの周方向r0の異なる位置に5つ以上設けて実施することもできる。
 上記に示す装置において、第2導入部乃至第5導入部は、夫々異なる被処理流動体即ち、第2、第3、第4、第5の被処理流動体を、導入することができる。一方、第2~第5の開口部m2~m5から、全て同種の即ち、第2被処理流動体を処理用面間に導入するものとしても実施できる。図示はしないが、この場合、第2導入部乃至第5導入部は、リング内部にて連絡しており、一つの流体供給部、即ち第2流体供給部p2に接続されているものとして実施できる。
 また、リングの周方向r0の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものと、リングの径方向即ち径の内外方向r1の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものを、複合して実施することもできる。
 例えば、図6(D)へ示す通り、第2処理用面2に8つの導入部の開口部m2~m9が設けられており、そのうち4つであるm2~m5は、リングの周方向r0の異なる位置であり且つ径方向r1について同じ位置に設けられたものであり、他の4つであるm6~m9はリングの周方向r0の異なる位置であり且つ径方向r1について同じ位置に設けられている。そして、当該他の開口部m6~m9は、径方向r1について、上記4つの開口部m2~m5の径方向の外側に配置されている。また、この外側の開口部は、夫々、内側の開口部と、リングの周方向r0について同じ位置に設けてもよいが、リングの回転を考慮して、図6(D)へ示すように、リングの周方向r0の異なる位置に設けて実施することもできる。また、その場合も、開口部について、図6(D)に示す配置や数に限定されるものではない。
 例えば、図6(E)へ示す通り、径方向外側の開口部が多角形の頂点位置、即ちこの場合四角形の頂点位置に配置され、当該多角形の辺上に、径方向内側の開口部が位置するように配置することもできる。勿論この他の配置を採ることもできる。
 また、第1開口部m1以外の開口部は、何れも第2被処理流動体を処理用面間に導入するものとした場合、各第2被処理流動体を導入する当該開口部を、処理用面の周方向r0について、点在させるのではなく、図6(F)へ示す通り、周方向r0について、連続する開口部として実施することもできる。
 尚、処理の対象によっては、図7(A)へ示す通り、図4(A)に示す装置において、第2リング20に設けていた第2導入部d2を、第1導入部d1と同様、第2ホルダ21の中央部分22へ設けて実施することもできる。この場合、第2リング20の中心に位置する第1導入部d1の開口部に対し、その外側に、間隔を開けて、第2導入部d2の開口部が位置する。また、図7(B)へ示す通り、図7(A)へ示す装置について、第2リング20に第3導入部d3を設けて実施することもできる。図7(C)へ示す通り、図7(A)へ示す装置において、第1導入部d1の開口部と第2導入部d2の開口部との間に間隔を設けず、第2リング20の内側の空間へ第1及び第2の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。更にまた、処理の対象によっては、図7(D)へ示す通り、図7(A)へ示す装置において、第2導入部d2同様、第3導入部d3も第2ホルダ21に設けて実施することができる。図示はしないが、4つ以上の導入部を第2ホルダ21に設けて実施することもできる。
 また、処理の対象によっては、図8(A)へ示す通り、図7(D)へ示す装置において、第2リング20に第4導入部d4を設けて第4の被処理流動体を両処理用面1、2間へ導入するものとしても実施できる。
 図8(B)へ示す通り、図4(A)へ示す装置において、第2導入部d2を、第1リング10へ設け、第1処理用面1に第2導入部d2の開口部を備えるものとしても実施できる。
 図8(C)へ示す通り、図8(B)へ示す装置において、第1リング10に第3導入部d3を設けて、第1処理用面1において、第3導入部d3の開口部を、第2導入部d2の開口部と、第1リング10の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
 図8(D)へ示す通り、図8(B)へ示す装置において、第2ホルダ21へ第1導入部d1を設ける代わりに、第2リング20へ第1導入部d1を設け、第2処理用面2に、第1導入部d1の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第1及び第2の導入部d1、d2の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。
 また、図9(A)へ示す通り、図4(A)へ示す装置において、第3導入部d3を、第1リング10へ設け、第1処理用面1へ第3導入部d3の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第2及び第3の導入部d2、d3の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。但し、上記の両開口部を、リングの径の内外方向について、異なる位置に配置するものとしてもよい。
 図8(C)へ示す装置において、第2及び第3の導入部d2、d3の両開口部を、第1リング10の径の内外方向について同じ位置に設けると共に、第1リング10の周方向即ち回転方向について異なる位置に設けたが、当該装置において、図9(B)へ示す通り、第2及び第3導入部d2、d3の両開口部を、第1リング10の周方向について同じ位置に設けると共に、第1リング10の径の内外方向について異なる位置に設けて実施することができる。この場合図9(B)へ示す通り、第2及び第3導入部d2、d3の両開口部の間には、第1リング10の径の内外方向に間隔を開けておくものとしても実施でき、または図示はしないが、当該間隔を開けずに直ちに、第2被処理流動体と第3被処理流動体とが合流するものとしても実施できる。
 また、図9(C)へ示す通り、第2ホルダ21へ第1導入部d1を設ける代わりに、第2導入部d2と共に、第1リング10へ第1導入部d1を設けて実施することもできる。この場合、第1処理用面1において、第1導入部d1の開口部を、第2導入部d2の開口部の、上流側(第1リング10の径の内外方向について内側)に設ける。第1導入部d1の開口部と第2導入部d2の開口部との間には、第1リング10の径の内外方向について、間隔を開けておく。但し図示はしないが、このような間隔を開けずに実施することもできる。
 また、図9(D)へ示す通り、図9(C)へ示す装置の第1処理用面1にあって、第1リング10の周方向の異なる位置に、第1導入部d1と第2導入部d2夫々の開口部を配置するものとして実施することができる。
 また、図示はしないが、図9(C)(D)へ示す実施の形態において、第1リング10へ3つ以上の導入部を設けて、第1処理用面1において、周方向の異なる位置に、或いは、リングの径の内外方向の異なる位置に、各開口部を配置するものとして実施することもできる。例えば、第2処理用面2において採った、図6(B)~図6(F)に示す開口部の配置を第1処理用面1においても採用することができる。
 図10(A)へ示す通り、図4(A)へ示す装置において、第2導入部d2を第2リング20へ設ける代わりに、第1ホルダ11へ設けて実施することができる。この場合、第1ホルダ11上面の第1リング10に囲まれた部位において、第1リング10の回転の中心軸の中心に第2導入部d2の開口部を配置するのが好ましい。
 図10(B)へ示す通り、図10(A)へ示す実施の形態において、第3導入部d3を、第2リング20へ設けて、第3導入部d3の開口部を第2処理用面2へ配置することができる。
 また、図10(C)へ示す通り、第1導入部d1を第2ホルダ21へ設ける代わりに、第1ホルダ11へ設けて実施することができる。この場合、第1ホルダ11上面の第1リング10に囲まれた部位において、第1リング10の回転の中心軸に第1導入部d1の開口部を配置するのが好ましい。また、この場合、図示の通り、第2導入部d2を第1リング10へ設けて、第1処理用面1へ、その開口部を配置することができる。また、図示はしないが、この場合、第2導入部d2を第2リング20へ設けて、第2処理用面2へ、その開口部を配置することができる。
 更に、図10(D)へ示す通り、図10(C)へ示す第2導入部d2を、第1導入部d1と共に、第1ホルダ11へ設けて実施することもできる。この場合、第1ホルダ11上面の第1リング10に囲まれた部位において、第2導入部d2の開口部を配置する。また、この場合、図10(C)において、第2リング20へ設けた第2導入部d2を、第3導入部d3とすればよい。
 上記の図4~図10に示す各実施の形態において、第1ホルダ11及び第1リング10が、第2ホルダ21及び第2リング20に対して回転するものとした。この他、図11(A)へ示す通り、図4(A)へ示す装置において、第2ホルダ2に、回転駆動部から回転力を受けて回転する回転軸51を設けて、第1ホルダ11とは逆方向に第2ホルダ21を回転させるものとしても実施できる。回転軸51についての回転駆動部は、第1ホルダ11の回転軸50を回転させるものと別に設けるものとしてもよく、或いはギアなどの動力伝達手段により、第1ホルダ11の回転軸50を回転させる駆動部から動力を受けるものとしても実施できる。この場合第2ホルダ21は、前述のケースと別体に形成されて、第1ホルダ11と同様、当該ケース内に回転可能に収容されたものとする。
 また、図11(B)へ示す通り、図11(A)に示す装置において、第2リング20に第2導入部d2を設ける代わりに、図10(B)の装置と同様に第1ホルダ11に第2導入部d2を設けて実施することができる。
 また、図示はしないが、図11(B)へ示す装置において、第2導入部d2を、第1ホルダ11に代え第2ホルダ21へ設けて実施することもできる。この場合、第2導入部d2は、図7(A)の装置と同様である。図11(C)へ示す通り、図11(B)へ示す装置において、第2リング20に第3導入部d3を設けて、当該導入部d3の開口部を、第2処理用面2に配置して実施することもできる。
 更に、図11(D)へ示す通り、第1ホルダ11を回転させずに、第2ホルダ21のみを回転させるものとしても実施できる。図示はしないが、図4(B)~図10に示す装置においても、第1ホルダ11と共に第2ホルダ21を回転させるものや、或いは第2ホルダ21のみ単独で回転させるものとしても実施できる。
 図12(A)へ示すように、第2処理用部20はリングとし、第1処理用部10をリングでなく、他の実施の形態の第1ホルダ11と同様の、直接回転軸50を備えて回転する部材とすることができる。この場合、第1処理用部10の上面を第1処理用面1とし、当該処理用面は環状でなく、即ち中空部分を備えない、一様に平らな面とする。また、この図12(A)に示す装置において、図4(A)の装置と同様、第2導入部d2を、第2リング20に設け、その開口部を第2処理用面2に配置している。
 図12(B)へ示す通り、図12(A)へ示す装置において、第2ホルダ21を、ケース3と独立したものとし、ケース3と当該第2ホルダ21との間に、第2リング20が設けられた第1処理用部10へ接近・離反させる弾性体などの接面圧付与機構4を設けて実施することもできる。この場合、図12(C)へ示すように、第2処理用部20をリングとするのではなく、上記の第2ホルダ21に相当する部材とし、当該部材の下面を第2処理用面2として形成することができる。更に、図13(A)へ示す通り、図12(C)へ示す装置において、第1処理用部10もリングとするのではなく、図12(A)(B)へ示す装置と同様他の実施の形態において第1ホルダ11に相当する部位を第1処理用部10とし、その上面を第1処理用面1として実施することができる。
 上記の各実施の形態において、少なくとも第1の被処理流動体は、第1処理用部10と第2処理用部20即ち、第1リング10と第2リング20の中心部から供給され、他の被処理流動体による処理、即ち混合(反応)後、その径の内外方向について外側へ排出されるものとした。
 この他、図13(B)へ示す通り、第1リング10及び第2リング20の外側から、内側に向けて、第1の被処理流動体を供給するものとしても実施できる。この場合、図示の通り、第1ホルダ11及び第2ホルダ21の外側をケース3にて密閉し、第1導入部d1を当該ケース3に直接設けて、ケースの内側であって、両リング10、20の突合せ位置と対応する部位に、当該導入部の開口部を配置する。そして、図4(A)の装置において第1導入部d1が設けられていた位置、即ち第1ホルダ11におけるリング1の中心となる位置に、排出部36を設ける。また、ホルダの回転の中心軸を挟んで、ケースの当該開口部の反対側に、第2導入部d2の開口部を配置する。但し、第2導入部d2の開口部は、第1導入部d1の開口部と同様、ケースの内側であって、両リング10、20の突合せ位置と対応する部位に配置するものであればよく、上記のように、第1導入部d1の開口部の反対側に形成するのに限定されるものではない。
 この場合、両リング10、20の径の外側が、上流となり、両リング10、20の内側が下流側となる。
 このように、被処理流動体の移動を外側から内側に向けて行う場合、上記の中心側から外側に向けて伸びる凹部13...13とは逆に、図19(E)に示すように、第1処理用部10の第1処理用面1に、第1処理用部10の外側から中心側に向けて伸びる溝状の凹部13...13を形成して実施することも可能である。このような凹部13...13を形成することにより、前述のバランス比Kについては、100%以上のアンバランス型とするのが好ましい。この結果、回転時に、上記の溝状の凹部13...13に動圧が発生し、両処理用面1、2は確実に非接触で回転でき、接触による磨耗などの危険がなくなる。この図19(E)に示す実施の形態において、被処理流動体の圧力による離反力は、凹部13の内端13aにて発生する。
 図13(C)に示す通り、図13(B)へ示す装置において、ケース3の側部に設けた第2導入部d2を、当該位置に代え、第1リング10に設けて、その開口部を第1処理用面1に配置するものとしても実施できる。この場合において、図13(D)に示す通り、第1処理用部10をリングとして形成するのでなく、図12(A)、図12(B)や図13(A)に示す装置と同様、他の実施の形態において第1ホルダ11に相当する部位を、第1処理用部10とし、その上面を第1処理用面1とし、更に、当該第1処理用部10内に第2導入部d2を設けて、その開口部を第1処理用面1に配置するものとして実施できる。
 図14(A)へ示す通り、図13(D)へ示す装置において、第2処理用部20もリングとして形成するのではなく、他の実施の形態において第2ホルダ21に相当する部材を第2処理用部20とし、その下面を第2処理用面2として実施することができる。そして、第2処理用部20を、ケース3と独立した部材とし、ケース3と第2処理用部20との間に、図12(B)(C)、図13(A)に示す装置と同じ接面圧付与機構4を設けて実施することができる。
 また、図14(B)へ示す通り、図14(A)に示す装置の第2導入部d2を第3導入部d3とし、別途第2導入部d2を設けるものとしても実施できる。この場合、第2処理用面2において第2導入部d2の開口部を第3導入部d3の開口部よりも下流側に配置する。
 前述の図7に示す各装置、図8(A)、図10(A)(B)(D)、図11(B)(C)に示す装置は、処理用面1、2間に達する前に、第1の被処理流動体に対して、他の被処理流動体が合流するものであり、晶出や析出の反応の速いものには適さない。しかし、反応速度の遅いものについては、このような装置を採用することもできる。
 本願発明に係る方法の発明の実施に適した流体処理装置について、以下に纏めておく。
 前述の通り、この流体処理装置は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第1処理用部10と第1処理用部10に対して相対的に接近離反可能な第2処理用部20の少なくとも2つの処理用部と、これらの処理用部10、20において互いに対向する位置に設けられた第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの処理用面と、第1処理用部10と第2処理用部20とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面1、2間にて、少なくとも2種の被処理流動体の混合の処理を行う(反応を伴う場合にあっては反応の処理も行う)ものである。第1処理用部10と第2処理用部20のうち少なくとも第2処理用部20は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第2処理用面2により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体の少なくとも一方に付与する圧力を受けて第1処理用面1から第2処理用面2を離反させる方向に移動させる力を発生させる。そして、この装置にあって、接近離反可能且つ相対的に回転する第1処理用面1と第2処理用面2との間に上記の圧力を受けた被処理流動体が通されることにより、各被処理流動体が所定厚みの薄膜流体を形成しながら両処理用面1、2間を通過することで、当該被処理流動体間において、所望の混合状態(反応)が生じる。
 また、この流体処理装置において、第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも一方の、微振動やアライメントを調整する緩衝機構を備えたものを採用するのが好ましい。
 また、この流体処理装置において、第1処理用面1及び第2処理用面2の一方又は双方の、磨耗などによる軸方向の変位を調整して、両処理用面1、2間の薄膜流体の厚みを維持することを可能とする変位調整機構を備えたものを採用するのが好ましい。
 更に、この流体処理装置にあっては、上記の流体圧付与機構として、被処理流動体に対して一定の送り込み圧を掛けるコンプレッサなどの加圧装置を採用することができる。
 尚、上記の加圧装置は、送り込み圧の増減の調整を行えるものを採用する。この加圧装置は、設定した圧力を一定に保つことができる必要があるが、処理用面間の間隔を調整するパラメータとして、調整を行える必要があるからである。
 また、この流体処理装置には、上記の第1処理用面1と第2処理用面2との間の最大間隔を規定し、それ以上の両処理用面1、2の離反を抑止する離反抑止部を備えるものを採用することができる。
 更にまた、この流体処理装置には、上記の第1処理用面1と第2処理用面2との間の最小間隔を規定し、それ以上の両処理用面1、2の近接を抑止する近接抑止部を備えたものを採用することができる。
 更に、この流体処理装置には、第1処理用面1と第2処理用面2の双方が、互いに逆の方向に回転するものを採用することができる。
 また、この流体処理装置には、上記第1処理用面1と第2処理用面2の一方或いは双方の温度を調整する、温度調整用のジャケットを備えたものを採用することができる。
 また更に、この流体処理装置には、上記第1処理用面1及び第2処理用面2の一方或いは双方の少なくとも一部は、鏡面加工されたものを採用するのが好ましい。
 この流体処理装置には、上記第1処理用面1及び第2処理用面2の一方或いは双方は、凹部を備えたものを採用することができる。
 更に、この流体処理装置には、一方の被処理流動体に混合(反応)させる他方の被処理流動体の供給手段として、一方の被処理流動体の通路とは独立した別途の導入路を備え、上記第1処理用面と第2処理用面の少なくとも何れ一方に、上記の別途の導入路に通じる開口部を備え、当該別途の導入路から送られてきた他方の被処理流動体を、上記一方の被処理流動体に導入することができるものを採用するのが好ましい。
 また、本願発明を実施する流体処理装置として、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に接続された第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの相対的に接近離反可能な処理用面と、両処理用面1、2間に接面圧力を付与する接面圧力付与機構と、第1処理用面1と第2処理用面2とを相対的に回転させる回転駆動機構と、を備えることにより、両処理用面1、2 間にて、少なくとも2種の被処理流動体の混合(反応)処理を行うものであって、接面圧力が付与されつつ相対的に回転する第1処理用面1と第2処理用面2との間に、流体圧付与機構から圧力を付与された少なくとも一種の被処理流動体が通され、更に、他の一種の被処理流動体が通されることにより、流体圧付与機構から圧力を付与された上記一種の被処理流動体が所定厚みの薄膜流体を形成しながら両処理用面1、2間を通過する際に、当該他の一種の被処理流動体が混合され、被処理流動体間にて、所望の混合状態(反応)を生じさせるものを採用することができる。
 この接面圧付与機構が、前述の装置における、微振動やアライメントを調整する緩衝機構や、変位調整機構を構成するものとして実施することができる。
 更に、本願発明を実施する流体処理装置として、混合(反応)させる2種の被処理流動体のうち少なくとも一方の被処理流動体を当該装置に導入する第1導入部と、第1導入部に接続されて当該一方の被処理流動体に圧力を付与する流体圧付与機構pと、混合(反応)させる2種の被処理流動体のうち少なくとも他の一方を当該装置に導入する第2導入部と、当該一方の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第1処理用部10と第1処理用部10に対して相対的に接近離反可能な第2処理用部20の少なくとも2つの処理用部と、これらの処理用部10、20において互いに対向する位置に設けられた第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの処理用面と、第2処理用面2が露出するように第2処理用部20を受容するホルダ21と、第1処理用部10と第2処理用部20とを相対的に回転させる回転駆動機構と、第1処理用面1に対して第2処理用面2を圧接又は近接した状態に第2処理用部20を押圧する接面圧付与機構4とを備え、両処理用面1、2間にて、被処理流動体間の混合(反応)処理を行い、上記ホルダ21が、上記第1導入部の開口部を備えると共に、処理用面1、2間の隙間に影響を与えるようには可動でないものであり、第1処理用部10と第2処理用部20の少なくとも一方が、上記第2導入部の開口部を備え、第2処理用部20が、環状体であり、第2処理用面2がホルダ21に対して摺動して第1処理用面1に接近離反するものであり、第2処理用部20が受圧面を備え、受圧面は、流体圧付与機構pが被処理流動体に付与する圧力を受けて第1処理用面1から第2処理用面2を離反させる方向に移動させる力を発生させ、上記受圧面の少なくとも一部は、第2処理用面2にて構成され、接近離反可能且つ相対的に回転する第1処理用面1と第2処理用面2との間に圧力が付与された一方の被処理流動体が通されると共に、他の一方の被処理流動体が、両処理用面1、2間に供給されることにより、両被処理流動体が所定厚みの薄膜流体を形成しながら両処理用面1、2間を通過し、通過中の被処理流動体が混合させることで、被処理流動体間における、所望の混合(反応)を促進させるものであり、接面圧力付与機構4の接面圧力と、流体圧付与機構pが付与する流体圧力の両処理用面1、2間を離反させる力との均衡によって、上記の所定厚みの薄膜流体を発生させる微小間隔を両処理用面1、2間に保つものを採用することができる。
 この流体処理装置において、第2導入部も、第1導入部に接続されたのと同様の、別途の流体圧付与機構に接続されて、加圧されるものとしても実施できる。また、第2導入部から導入される被処理流動体は、別途の流体圧付与機構にて加圧されるのではなく、第1導入部にて導入される被処理流動体の流体圧にて第2導入部内に生じる負圧により、両処理用面1、2間に吸引されて供給されるものとしても実施できる。更に、当該他方の被処理流動体は、第2導入部内を、自重にて移動即ち上方より下方に流れて、処理用面1、2間に供給されるものとしても実施できる。
 上記のように、一方の被処理流動体の装置内への供給口となる第1導入部の開口部を第2ホルダに設けるものに限定されるものではなく、第1導入部の当該開口部を第1ホルダに設けるものとしてもよい。また、第1導入部の当該開口部を、両処理用面の少なくとも一方に形成して実施することもできる。但し、反応によって、先に処理用面1、2間に導入しておく必要のある被処理流動体を、第1導入部から供給する必要がある場合において、他方の被処理流動体の装置内への供給口となる第2導入部の開口部は、何れかの処理用面において、上記第1導入部の開口部よりも、下流側に配置する必要がある。
 更に、本願発明の実施に用いる流体処理装置として、次のものを採用することができる。
 この流体処理装置は、混合(反応)させる2種以上の被処理流動体を別々に導入する複数の導入部と、当該2種以上の被処理流動体の少なくとも一つに圧力を付与する流体圧付与機構pと、この被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第1処理用部10と第1処理用部10に対して相対的に接近離反可能な第2処理用部20の少なくとも2つの処理用部と、これらの処理用部10、20において互いに対向する位置に設けられた第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの処理用面1、2と、第1処理用部10と第2処理用部20とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面1、2間にて、被処理流動体間の混合(反応)処理を行うものであって、第1処理用部10と第2処理用部20のうち少なくとも第2処理用部20は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第2処理用面2により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第1処理用面1から第2処理用面2を離反させる方向に移動させる力を発生させ、更に、第2処理用部20は、第2処理用面2と反対側を向く接近用調整面24を備えるものであり、接近用調整面24は、被処理流動体に掛けた所定の圧力を受けて第1処理用面1に第2処理用面2を接近させる方向に移動させる力を発生させ、上記接近用調整面24の接近離反方向の投影面積と、上記受圧面の接近離反方向の投影面積との面積比により、被処理流動体から受ける全圧力の合力として、第1処理用面1に対する第2処理用面2の離反方向へ移動する力が決まるものであり、接近離反可能且つ相対的に回転する第1処理用面1と第2処理用面2との間に圧力が付与された被処理流動体が通され、当該被処理流動体に混合(反応)させる他の被処理流動体が両処理用面間において混合され、混合された被処理流動体が所定厚みの薄膜流体を形成しながら両処理用面1、2間を通過することで、処理用面間の通過中に所望の生成物を得るものである。
 また、本願発明に係る流体処理方法について纏めると、この流体処理方法は、第1の被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路へ、第1処理用面1及び第2処理用面2の少なくとも2つの相対的に接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面1、2を接近させる接面圧力を付与し、第1処理用面1と第2処理用面2とを相対的に回転させ且つこれらの処理用面1、2間に被処理流動体を導入するものであり、当該被処理流動体と混合(反応)する第2の被処理流動体を上記と別途の流路により、上記処理用面1、2間に導入し、両被処理流動体を混合(反応)させるものであり、少なくとも第1の被処理流動体に付与した上記の所定の圧力を両処理用面1、2を離反させる離反力とし、当該離反力と上記接面圧力とを、処理用面1、2間の被処理流動体を介して均衡させることにより、両処理用面1、2間を所定の微小間隔に維持し、被処理流動体を所定の厚みの薄膜流体として両処理用面1、2間を通過させて、この通過中に両被処理流動体の混合(反応)を均一に行い、析出を伴う反応の場合にあっては所望の生成物を晶出または析出させるものである。
 以下、本願発明のその他の実施形態について、図28、図29等とともに説明する。
 この実施形態における受圧面23は傾斜面とされている。
 この傾斜面(受圧面23)は、被処理流動体の流れ方向を基準とした上流側端部での、凹部13が設けられた処理用部の処理用面に対する軸方向における距離が、下流側端部での同距離に比べて大きくなるように形成される。そしてこの傾斜面は、被処理流動体の流れ方向を基準とした下流側端部が上記凹部13の軸方向投影面上に設置されたものとすることが好ましい。
 具体的には図28(A)に示すように、上記傾斜面(受圧面23)の下流側端部60が上記凹部13の軸方向投影面上となるように設置する。上記傾斜面の第2処理用面2に対する角度θ1は0.1°から85°の範囲であることが好ましく、10°から55°の範囲がより好ましく、15°から45°の範囲がさらに好ましい。この角度θ1は、被処理物の処理前の性状によって適宜変更できる。また、上記傾斜面の下流側端部60は、第1処理用面1に設けられた凹部13の上流側端部13-bから下流側に0.01mm離れた位置より、下流側端部13-cから上流側に0.5mm離れた位置までの領域内に設けられる。より好ましくは、上流側端部13-bから下流側に0.05mm離れた位置より、下流側端部13-cから上流側に1.0mm離れた位置までの領域内に設けられる。上記傾斜面の角度と同様、この下流側端部60の位置についても、被処理物の性状に応じて適宜変更できる。また、図28(B)に示すように、傾斜面(受圧面23)をアール面としても実施できる。これにより、被処理物の導入をさらに均一に行うことができる。
 凹部13は上記のように連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。断続する場合にあっては、断続する凹部13の、第1処理用面1の最も内周側における上流側端部が上記13-bとなり、同じく第1処理用面1の最も外周側における上流側端部が上記13-cとなる。
 また、上記では凹部13を第1処理用面1に形成するものとし、受圧面23を第2処理用面2に形成するものとしたが、逆に、凹部13を、第2処理用面2に形成するものとし、受圧面23を第1処理用面1に形成するものとしても実施可能である。
 更には、凹部13を第1処理用面1と第2処理用面2の両方に形成し、凹部13と受圧面23を各処理用面1、2の周方向に交互に設けることによって、第1処理用面1に形成した凹部13と第2処理用面2に形成した受圧面23とが対向し、同時に、第1処理用面1に形成した受圧面23と第2処理用面2に形成した凹部13とが対向するものとすることも可能である。
 処理用面に、凹部13とは異なる溝を施すこともできる。具体的な例としては図19(F)や図19(G)のように凹部13よりも径方向外側(図19(F))もしくは径方向内側(図19(G))に、放射状に伸びる新規な凹部14を施すことができる。これは、処理用面間の滞留時間を延ばしたい場合や、高粘稠物の流体を処理する場合に有利である。
 尚、凹部13とは異なる溝については、形状、面積、本数、深さに関しては特に限定されない。目的に応じて当該溝を施すことができる。
 上記の第2処理用部20には上記処理用面に導入された流体の流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部d20を備える第2導入部d2が形成されている。
 具体的には、第2導入部d2は、図3(A)に示すように、上記の第2処理用面2の開口部d20からの導入方向が、第2処理用面2に対して所定の仰角(θ1)で傾斜している。この仰角(θ1)は、0度を超えて90度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には1度以上45度以下で設置されるのが好ましい。
 また、図3(B)に示すように、上記の第2処理用面2の開口部d20からの導入方向が、上記の第2処理用面2に沿う平面において、方向性を有するものである。この第2流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部d20を通る半径方向であって外方向の線分を基準線gとして、この基準線gから回転方向Rへの所定の角度(θ2)を有するものである。
 この角度(θ2)についても、0度を超えて90度未満に設定されており、図3(B)の網かけ部分に向けて開口部d20から吐出される。さらに反応速度が速い反応の場合には、当該角度(θ2)は小さいものであってもよく、反応速度が遅い場合には、当該角度(θ2)も大きく設定することが好ましい。また、この角度は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
 開口部d20の口径は、好ましくは0.2μm~3000μm、より好ましくは10μm~1000μmとする。また実質的には、開口部d20の径が流体の流れに影響を及ばさない場合には、第2導入部d2の径が当該範囲内に設定されればよい。また、直進性を求める場合と、拡散性を求める場合とで、開口部d20の形状などを変化させることも好ましく、これらは流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
 さらに、前記別流路における開口部d20は、第1処理用面1に設けられた凹部からマイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側に設置すればよい。つまり図2(B)において、第1処理用面1に設けられた凹部13の最も処理用面径方向外側から径方向外側への距離nを0.5 mm以上とするのが好ましい。さらに開口部を同じ流体に対して複数個設ける場合には同心円上に設置するのが好ましい。また、開口部を異なる流体に対して複数個設ける場合には半径の異なる同心円上に設置するのが好ましい。(1) A+B→C (2) C+D→E のような反応が順番どおり実行され、A+B+C→F のような本来同時反応すべきでは無い反応が起こることや、被処理物が効率よく接触せず反応が実行されないというような問題を回避するのに効果的である。
 また上記処理用部を流体中に浸し、上記処理用面間にて混合(反応)させて得られた流体を直接処理用部の外部にある液体、もしくは空気以外の気体に投入して実施できる。
 さらに処理用面間もしくは処理用面から吐出された直後の被処理物に超音波エネルギーを付加することもできる。
 次に、上記第1処理用面1と第2処理用面2との間、つまり処理用面間に温度差を生じさせるために、第1処理用部10及び第2処理用部20の少なくとも一つに温調機構(温度調整機構)J1、J2を設けた場合について説明する。
 この温調機構は特に限定されないが、冷却が目的の場合には処理用部10、20に冷却部を設ける。具体的には、温調用媒体としての氷水や各種の冷媒を通す配管、あるいはペルチェ素子などの、電気的もしくは化学的に冷却作用をなすことのできる冷却素子を処理用部10、20に取り付ける。
 加熱が目的の場合には処理用部10、20に加熱部を設ける。具体的には、温調用媒体としてのスチームや各種の温媒を通す配管、あるいは電気ヒーターなどの、電気的もしくは化学的に発熱作用をなすことのできる発熱素子を処理用部10、20に取り付ける。
 また、リング収容部に処理用部と直接接することのできる新たな温調用媒体用の収容部を設けても良い。それらにより、処理用部の熱伝導を用いて処理用面を温調することができる。また、処理用部10、20の中に冷却素子や発熱素子を埋め込んで通電させたり、冷温媒通過用通路を埋め込んでその通路に温調用媒体(冷温媒)を通すことで、内側より処理用面を温調することもできる。なお、図1に示した温調機構J1、J2は、その一例であって、各処理用部10、20の内部に設けられた温調用媒体を通す配管(ジャケット)である。
 上記温調機構J1、J2を利用して、一方の処理用面が他方の処理用面よりも温度が高いものとし、処理用面間に温度差を発生させる。例えば、第1処理用部10を上記いずれかの方法で60℃に加温し、第2処理用部20を上記いずれかの方法で15℃とする。この際、処理用面間に導入された流体の温度は第1処理用面1から第2処理用面2に向かって60℃から15℃に変化する。つまり、この処理用面間における流体に温度勾配が発生する。そして、処理用面間の流体はその温度勾配によって対流し始め、処理用面に対して垂直方向の流れが発生することになる。なお、上記「垂直方向の流れ」とは、流れの方向成分に、少なくとも上記処理用面に対して垂直方向の成分が含まれるものを指す。
 第1処理用面1もしくは第2処理用面2が回転している場合にも、その処理用面に対して垂直方向の流れは継続されるので、処理用面が回転することによる処理用面間のスパイラル状で層流の流れに、垂直方向の流れを付加することができる。この処理用面間の温度差は1~400度、好ましくは5~100度で実施できる。
 尚、本装置における回転軸50は、鉛直に配置されたものに限定されるものではない。例えば斜めに配置されていてもよい。処理中、両処理用面1、2間に形成される流体の薄膜により、実質的に重力の影響を排除できるからである。図1に示す通り、第1導入部d1は、第2ホルダ21において、第2リング20の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びる。但し、第1導入部d1は、第2リング20の軸心と一致しているものに限定されるものではなく、両リング10、20に囲まれた空間に、第1被処理流動体を供給できるものであれば、第2ホルダ21の中央部分22において、上記軸心以外の位置に設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。そのどの配置角度の場合であっても、処理用面間の温度勾配によって処理用面に対して垂直な流れを発生させることを可能としている。
 上記処理用面間における流体の温度勾配において、その温度勾配が小さければ流体に熱伝導が行われるだけであるが、温度勾配がある臨界値を越えると、流体中にベナール対流という現象が発生する。その現象は、処理用面間の距離をL、重力の加速度をg、流体の体積熱膨張率をβ、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔTとするとき、
Ra=L3・g・β・ΔT/(α・ν)
で定義される無次元数であるレイリー数Raによって支配される。ベナール対流が生じ始める臨界レイリー数は処理用面と被処理物流体との境界面の性質によって異なるが約1700とされている。それより大きな値ではベナール対流が発生する。さらに、そのレイリー数Raが1010付近より大きな値の条件となると流体は乱流状態となる。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、レイリー数Raが1700以上になるようにして本装置を調節することで、処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生することができ、上記混合(反応)操作を実施できる。
 しかし上記ベナール対流は、1~10μm程度の処理用面間の距離においては発生しにくい。厳密には10μm以下の間隔中の流体に上記レイリー数を適用し、ベナール対流発生条件を検討すると、水の場合でその温度差に数千℃以上を必要とすることになり、現実的には難しい。ベナール対流は流体の温度勾配における密度差による対流、つまり重力に関係する対流である。10μm以下の処理用面の間は微小重力場である可能性が高く、そのような場所では浮力対流は抑制される。つまり、この装置で現実的にベナール対流が発生するのは、処理用面間の距離が10μmを超える場合である。
 処理用面間の距離が1~10μm程度では、密度差による対流ではなく、温度勾配による流体の表面張力差によって対流が発生している。そのような対流がマランゴニ対流であり、処理用面間の距離をL、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔT、流体の密度をρ、表面張力の温度係数(表面張力の温度勾配)をσとするとき、
Ma=σ・ΔT・L/(ρ・ν・α)
で定義される無次元数であるマランゴニ数によって支配される。マランゴニ対流が発生し始める臨界マランゴニ数は80付近であり、その値よりも大きな値となる条件ではマランゴニ対流が発生する。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、マランゴニ数Ma が80以上になるようにして本装置を調節することで、10μm以下の微小流路であっても処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生させることができ、上記混合(反応)操作を実施できる。
 レイリー数の計算には以下の式を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
L:処理用面間の距離[m]、β:体積熱膨張率[1/K]、g:重力加速度[m/s2]
ν:動粘性率[m2/s]、α:温度伝導率[(m2/s)]、ΔT:処理用面間の温度差[K]
ρ:密度[kg/m3]、Cp:定圧比熱[J/kg・K]、k:熱伝導率[W/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K]、T0:処理用面における低温側の温度[K]
 ベナール対流の発生し始めるときのレイリー数を臨界レイリー数RaCとした場合、そのときの温度差ΔTC1は以下のように求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 マランゴニ数の計算には以下の式を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
L:処理用面間の距離[m]、ν:動粘性率[m2/s]、α:温度伝導率[(m2/s)]
ΔT:処理用面間の温度差[K]、ρ:密度[kg/m3]、Cp:定圧比熱[J/kg・K]
k:熱伝導率[W/m・K]、σ:表面張力温度係数[N/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K]、T0:処理用面における低温側の温度[K]
 マランゴニ対流の発生し始めるマランゴニ数を臨界マランゴニ数MaCとした場合、そのときの温度差ΔTC2は以下のように求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 次に、本願発明に係る流体処理装置を用いて実施できる処理を以下に例示する。なお、本願発明に係る流体処理装置は下記の例にのみ限定して用いられるものではなく、従来のマイクロリアクターやマイクロミキサーによってなされていた反応はもちろんのこと、その他種々の反応、混合、分散に関する処理に用いることができる。
 少なくとも1種類の顔料を硫酸、硝酸、塩酸などの強酸に溶解し調整された顔料酸性溶液を、水を含む溶液と混合して顔料粒子を得る反応(アシッドペースティング法)。
 または、少なくとも1種類の顔料を有機溶媒に溶解し調整された顔料溶液を、前記顔料に対しては貧溶媒であり、かつ前記溶液の調整に使用された有機溶媒には相溶性である貧溶媒中に投入して顔料粒子を沈殿させる反応(再沈法)。
 または、酸性またはアルカリ性であるpH調整溶液或いは前記pH調整溶液と有機溶媒との混合溶液のいずれかに、少なくとも1種類の顔料を溶解した顔料溶液と、前記顔料溶液に含まれる顔料に溶解性を示さない、若しくは、前記顔料溶液に含まれる溶媒よりも前記顔料に対する溶解性が小さい、前記顔料溶液のpHを変化させる顔料析出用溶液とを混合して顔料粒子を得る反応。
 カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させる反応(前記金属としては、白金、パラジウム、金、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタンからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属が例示できる)。
 フラーレンを溶解している第1溶媒を含む溶液と、前記第1溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第2溶媒を混合することでフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する反応。
 金属化合物を還元する反応(前記金属としては、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金のような貴金属、又は銅、又は前記2種以上の金属の合金が例示できる)。
 セラミックス原料を加水分解する反応(前記セラミックス原料としては、Al、Ba、Mg、Ca、La、Fe、Si、Ti、Zr、Pb、Sn、Zn、Cd、As、Ga、Sr、Bi、Ta、Se、Te、Hf、Mg、Ni、Mn、Co、S、Ge、Li、B、Ceの中から選ばれた少なくとも1種が例示できる)。
 チタン化合物の加水分解により二酸化チタン超微粒子を析出させる反応(前記チタン化合物としては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ-n-プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラ-t-ブトキシチタンなどのテトラアルコキシチタン或はその誘導体、四塩化チタン、硫酸チタニル、クエン酸チタン、及び四硝酸チタンから選ばれる少なくとも1種が例示できる)。
 半導体原料である、異種の元素を有するイオンを含む流体を合流させ、共沈・析出により化合物半導体微粒子を生成する反応(化合物半導体としては、II-VI族化合物半導体、III-V族化合物半導体、IV族化合物半導体、I-III-VI族化合物半導体が例示できる)。
 半導体元素を還元して半導体微粒子を生成する反応(半導体元素としては、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、炭素(C)、および錫(Sn)からなる群から選ばれた元素が例示できる)。
 磁性体原料を還元して磁性体微粒子を生成する反応(磁性体原料としては、ニッケル、コバルト、イリジウム、鉄、白金、金、銀、マンガン、クロム、パラジウム、イットリウム、ランタニド(ネオジウム、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム)のうち少なくとも1種が例示できる)。
 生体摂取物微粒子原料を少なくとも1種類、第1溶媒に溶解させた流体と、前記第1溶媒よりも溶解度の低い第2溶媒となりうる溶媒とを混合し、生体摂取物微粒子を析出させる反応。
 または、酸性物質もしくは陽イオン性物質を少なくとも1種類含む流体と、塩基性物質もしくは陰イオン性物質を少なくとも1種類含む流体とを混合し、中和反応により生体摂取物微粒子を析出させる反応。
 脂溶性の薬理活性物質を含有する油相成分を含む被処理流動体と、少なくとも水系分散溶媒よりなる被処理流動体とを混合すること、あるいは、水溶性の薬理活性物質を含有する水相成分を含む被処理流動体と、少なくとも油系分散溶媒よりなる被処理流動体とを混合することによりマイクロエマルション粒子を得る処理。
 または、分散相もしくは連続相の少なくともどちらか一方に一種類以上のリン脂質を含み、分散相は薬理活性物質を含み、連続相は少なくとも水系分散溶媒よりなり、分散相の被処理流動体と連続相の被処理流動体とを混合することによりリポソームを得る処理。
 樹脂に対して溶解性及び相溶性である溶媒に樹脂を溶解した流体と水性溶媒とを混合し、析出あるいは乳化により樹脂微粒子を得る処理。
 または、加温して溶融させた樹脂と水性溶媒とを混合し、乳化・分散により樹脂微粒子を得る処理。
 フリーデルクラフツ反応、ニトロ化反応、付加反応、脱離反応、転移反応、重合反応、縮合反応、カップリング反応、アシル化、カルボニル化、アルデヒド合成、ペプチド合成、アルドール反応、インドール反応、求電子置換反応、求核置換反応、Wittig反応、Michael付加反応、エナミン合成、エステル合成、酵素反応、ジアゾカップリング反応、酸化反応、還元反応、多段階反応、選択的添加反応、鈴木・宮浦カップリング反応、Kumada-Corriu反応、メタセシス反応、異性化反応、ラジカル重合反応、アニオン重合反応、カチオン重合反応、金属触媒重合反応、逐次反応、高分子合成、アセチレンカップリング反応、エピスルフィド合成、エピスルフィド合成、Bamberger転位、Chapman転位、Claisen縮合、キノリン合成、Paal-Knorrフラン合成、Paal-Knorrピロール合成、Passerini反応、Paterno-Buchi反応、カルボニル-エン反応(Prins反応)、Jacobsen転位、Koenigs-Knorrグリコシド化反応、Leuckart-Wallach反応、Horner-Wadsworth-Emmons反応、Gassman反応、野依不斉水素化反応、Perkin反応、Petasis反応、Tishchenko反応、Tishchenko反応、Ullmannカップリング、Nazarov環化、Tiffeneau-Demjanov転位、鋳型合成、二酸化セレンを用いる酸化、Reimer-Tiemann反応、 Grob開裂反応、ハロホルム反応、Malapradeグリコール酸化開裂、Hofmann脱離、Lawesson試薬によるチオカルボニル化反応、Lossen転位、FAMSOを利用する環状ケトン合成、Favorskii転位、Feist-Benaryフラン合成、Gabrielアミン合成、Glaser反応、Grignard反応、Cope脱離、Cope転位、アルキン類のジイミド還元、Eschenmoserアミノメチル化反応、[2+2]光環化反応、Appel反応、aza-Wittig反応、Bartoliインドール合成、Carroll転位、Chichibabin反応、Clemmensen還元、Combesキノリン合成 、辻-Trost反応、TEMPO酸化、四酸化オスミウムを用いるジヒドロキシル化、Fries転位、Neber転位、Barton-McCombie脱酸素化、Barton脱カルボキシル化、Seyferth-Gilbertアルキン合成、Pinnick(Kraus)酸化、伊藤-三枝酸化、Eschenmoser開裂反応、Eschenmoser-Claisen転位、Doering--LaFlammeアレン合成、Corey-Chaykovsky反応、アシロイン縮合、Wolff-Kishner還元、IBX酸化、Parikh-Doering酸化、Reissert反応、Jacobsen速度論的光学分割加水分解、ベンジル酸転位、檜山クロスカップリング、Luche還元、オキシ水銀化、Vilismeier-Haak反応、Wolff転位、KolbeSchmitt反応、Corey-Kim酸化、Cannizzaro反応、Henry反応、アルコールのアルカンへの変換、Arndt-Eistert合成、ヒドロホルミル化反応、Petersonオレフィン化、脱カルボニル化反応、Curtius転位、Wohl-Zieglarアリル位臭素化、Pfitzner-Moffatt酸化、McMurryカップリング、Barton反応、Balz-Schiemann反応、正宗-Bergman反応、Dieckmann縮合、ピナコールカップリング、Williamsonエーテル合成 、ヨードラクトン化反応、Harriesオゾン分解、、活性二酸化マンガンによる酸化、アルキンの環化三量化反応、熊田-玉尾-Corriuクロスカップリング、スルホキシドおよびセレノキシドのsyn-β脱離 、Fischerインドール合成、Oppenauer酸化、Darzens縮合反応、Alderエン反応、Sarett-Collins酸化、野崎-檜山-岸カップリング反応、Weinrebケトン合成、DASTフッ素化、Corey-Winterオレフィン合成、細見-桜井反応、PCC(PDC)を用いるアルコールの酸化、Jones酸化(Jones Oxidation)、Keckアリル化反応、永田試薬を用いるシアニド付加、根岸カップリング、Ireland-Claisen転位、Baeyer-Villiger酸化、p-メトキシベンジル(PMB or MPM)、ジメトキシベンジル(DMB)保護、脱保護、Wacker酸化、Myers不斉アルキル化、山口マクロラクトン化、向山-Coreyマクロラクトン化 、Bodeペプチド合成、Lindlar還元、均一系水素化、オルトメタル化、Wagnar-Meerwein転位、Wurtz反応、1,3-ジチアンを利用するケトン合成、Michael付加、Storkエナミンによるケトン合成、Pauson-Khandシクロペンテン合成、Tebbe反応などの、有機化合物を出発原料とする各種反応剤との有機反応によって微粒子を得る反応。
  1   第1処理用面
  2   第2処理用面
  10  第1処理用部
  11  第1ホルダ
  13  凹部
  20  第2処理用部
  21  第2ホルダ
  d1  第1導入部
  d2  第2導入部
  d20 開口部
  α   別途の凹部

Claims (7)

  1.  接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、
    前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、
    複数の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、
    この凹部が処理用面の周方向長さ10mm当たりで0.5本以上かつ凹部の総本数が51本以上設けられたことを特徴とする流体処理装置。
  2.  接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、
    前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、
    複数の流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、
    前記流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されたことを特徴とする流体処理装置。
  3.  接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体のうちの第1の被処理流動体である第1流体を処理用面間に導入し、前記第1流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第2の被処理流動体である第2流体を処理用面間に導入して被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う装置において、
    前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記第1流体の導入効果を生むものであり、
    前記流体導入用の凹部は、第1流体導入用の凹部であり、
    複数の第1流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記第1流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、
    前記第1流体導入用の凹部と、前記処理用面間に通じる開口部との間に、前記第1流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されたことを特徴とする流体処理装置。
  4.  前記別途の凹部が前記流体導入用の凹部と重なっていることを特徴とする請求項2または3記載の流体処理装置。
  5.  前記別途の凹部が円環形状であることを特徴とする請求項2または3記載の流体処理装置。
  6.  前記別途の凹部の深さが50μm以上であることを特徴とする請求項2または3記載の流体処理装置。
  7.  接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における、対向する処理用面の間で被処理物の処理を行うものであって、前記処理用面の少なくとも何れか一方に施された流体導入用の凹部によるマイクロポンプ効果を用いて、被処理流動体を処理用面間に導入し、前記被処理流動体を処理用面間で混合・攪拌して前記処理を行う方法において、
    前記マイクロポンプ効果が、前記処理用部の回転と、前記処理用面に施された前記流体導入用の凹部によって処理用面間を離反させる方向への力を発生させ、さらに処理用面間への前記被処理流動体の導入効果を生むものであり、
    複数の流体導入用の凹部が、前記処理用面の周方向に設けられており、前記流体導入用の凹部が、前記処理用面の内外方向に伸びるように形成されており、
    前記流体導入用の凹部とは異なる、別途の凹部が前記処理用面の少なくとも何れか一方に施されており、前記別途の凹部が施された部分に被処理流動体を通過させることを特徴とする流体処理方法。
PCT/JP2011/058946 2010-04-08 2011-04-08 流体処理装置及び処理方法 WO2011126124A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012509715A JP5821072B2 (ja) 2010-04-08 2011-04-08 流体処理装置及び処理方法
EP11766024.1A EP2556884B1 (en) 2010-04-08 2011-04-08 Fluid treatment device and treatment method
CN201180011551.2A CN102781569B (zh) 2010-04-08 2011-04-08 流体处理装置及处理方法
KR1020127028847A KR101860384B1 (ko) 2010-04-08 2011-04-08 유체 처리 장치 및 처리 방법
US13/634,809 US9873103B2 (en) 2010-04-08 2011-04-08 Fluid processing apparatus and processing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010089903 2010-04-08
JP2010-089903 2010-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011126124A1 true WO2011126124A1 (ja) 2011-10-13

Family

ID=44763058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/058946 WO2011126124A1 (ja) 2010-04-08 2011-04-08 流体処理装置及び処理方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9873103B2 (ja)
EP (1) EP2556884B1 (ja)
JP (1) JP5821072B2 (ja)
KR (1) KR101860384B1 (ja)
CN (1) CN102781569B (ja)
WO (1) WO2011126124A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015213870A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 エム・テクニック株式会社 流体処理方法
WO2017002938A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 エム・テクニック株式会社 有機化合物の製造方法
JP2018144039A (ja) * 2013-04-30 2018-09-20 エム・テクニック株式会社 流体処理方法
CN117699927A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 菏泽双龙冶金机械有限公司 一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9079185B2 (en) * 2012-07-13 2015-07-14 UCC Dry Sorbent Injection, LLC In-line mill assembly with spreader ring
FR3003351B1 (fr) * 2013-03-12 2015-03-13 Formulaction Appareil d'analyse de phases de melanges polyphasiques
CN106446482A (zh) * 2016-12-14 2017-02-22 薛永富 一种流体模拟系统和方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003159696A (ja) 2001-11-27 2003-06-03 Starlite Co Ltd 化学マイクロデバイス
JP2004049957A (ja) 2002-07-16 2004-02-19 M Technique Co Ltd 分散乳化装置及び分散乳化方法
JP2004318064A (ja) * 2002-11-08 2004-11-11 Canon Inc トナー粒子の製造方法
JP2006104448A (ja) 2004-09-10 2006-04-20 Canon Inc 色材物質分散物の製造方法
JP2006341232A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Canon Inc 流体処理装置および流体処理方法
WO2009008394A1 (ja) 2007-07-06 2009-01-15 M.Technique Co., Ltd. 流体処理装置及び処理方法
JP4446129B1 (ja) * 2009-03-03 2010-04-07 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1299615A1 (ru) * 1985-08-08 1987-03-30 Сумский филиал Харьковского политехнического института им.В.И.Ленина Устройство дл гомогенизации пастообразных материалов
US5622650A (en) * 1995-09-15 1997-04-22 The Mead Corporation Emulsifying milling machine and process for emulsifying
CA2217374A1 (en) * 1997-09-29 1999-03-29 Andre Luciani Extensional flow mixer
CN1483515B (zh) 2002-07-16 2010-07-28 M技术株式会社 流动体的处理装置、流动体的处理方法及带有微细化装置的脱气机
US6951704B2 (en) 2002-11-08 2005-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing toner particles
JP4005479B2 (ja) * 2002-11-11 2007-11-07 Thk株式会社 ホモジナイザー
US7666950B2 (en) * 2006-06-01 2010-02-23 Lanxess Deutschland Gmbh Process for preparing hydrogenated nitrile rubbers
KR101378048B1 (ko) * 2007-07-06 2014-03-27 엠. 테크닉 가부시키가이샤 금속 미립자의 제조 방법 및 그 금속 미립자를 함유하는 금속 콜로이드 용액
US9211510B2 (en) * 2007-07-06 2015-12-15 M. Technique Co., Ltd. Method for producing nanoparticles by forced ultrathin film rotary processing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003159696A (ja) 2001-11-27 2003-06-03 Starlite Co Ltd 化学マイクロデバイス
JP2004049957A (ja) 2002-07-16 2004-02-19 M Technique Co Ltd 分散乳化装置及び分散乳化方法
JP2004318064A (ja) * 2002-11-08 2004-11-11 Canon Inc トナー粒子の製造方法
JP2006104448A (ja) 2004-09-10 2006-04-20 Canon Inc 色材物質分散物の製造方法
JP2006341232A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Canon Inc 流体処理装置および流体処理方法
WO2009008394A1 (ja) 2007-07-06 2009-01-15 M.Technique Co., Ltd. 流体処理装置及び処理方法
JP4446129B1 (ja) * 2009-03-03 2010-04-07 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018144039A (ja) * 2013-04-30 2018-09-20 エム・テクニック株式会社 流体処理方法
US11065588B2 (en) 2013-04-30 2021-07-20 M. Technique Co., Ltd. Fluid processing method
JP2015213870A (ja) * 2014-05-09 2015-12-03 エム・テクニック株式会社 流体処理方法
WO2017002938A1 (ja) * 2015-06-30 2017-01-05 エム・テクニック株式会社 有機化合物の製造方法
US10287232B2 (en) 2015-06-30 2019-05-14 M. Technique Co., Ltd. Method for producing an organic compound in a rotating forced thin-film microreactor
CN117699927A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 菏泽双龙冶金机械有限公司 一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102781569B (zh) 2016-02-10
EP2556884A4 (en) 2014-08-13
US9873103B2 (en) 2018-01-23
KR101860384B1 (ko) 2018-05-23
US20130008514A1 (en) 2013-01-10
JP5821072B2 (ja) 2015-11-24
KR20130050296A (ko) 2013-05-15
JPWO2011126124A1 (ja) 2013-07-11
EP2556884A1 (en) 2013-02-13
EP2556884B1 (en) 2019-07-17
CN102781569A (zh) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5599005B2 (ja) 流体処理装置及び処理方法
JP5821072B2 (ja) 流体処理装置及び処理方法
JP4363498B2 (ja) 金属担持カーボンの製造方法
TWI441672B (zh) Method for manufacturing nanoparticles using forced ultra - thin film rotary treatment
JP4849648B2 (ja) エマルションの製造方法
JP5382738B2 (ja) 流体処理装置及び処理方法
JP5376476B2 (ja) 微粒子の製造方法
JPWO2009038008A1 (ja) 微粒子の製造方法及びその微粒子
JP2009131831A5 (ja)
EP2703075B1 (en) Microparticle production method
EP2716354A1 (en) Method for preventing adhesion of processed object using forced thin-film fluid processing device
JP4446129B1 (ja) 微粒子の製造方法
JP4446128B1 (ja) 微粒子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180011551.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11766024

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012509715

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13634809

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011766024

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127028847

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A