一种微流体装置，其包括由固结玻璃料形成的壁结构，所述壁结构位于两个或更多个由第二材料形成的隔开的基板之间并且将基板相连，壁结构在基板之间限定出一个或多个流体通道，该装置的至少一个通道在基本垂直于所述基板方向的高度大于１毫米，优选大于１．１毫米，或者大于１．２毫米，或者等于或大于１．５毫米，并且至少一个通道具有非三维曲折部分，其中，所述壁结构具有波浪形状，使得长度大于３厘米、或大于２厘米、或大于１厘米的壁结构，或者甚至所有长度的壁结构都有一定曲率半径。一种装置还可以包括没有高度的波浪形状。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性涉及用于化学处理的微流体装置，具体地，涉及由结构化的固 结玻璃料形成的高通量耐压微流体装置，该结构化的固结玻璃料在两个或更多个基 板之间限定出凹进或通道。如本文中理解的微流体装置是一般包含流体通道或流体室的装置，所述通道 或室通常具有至少一个、 一般是多个在亚微米至几微米范围的尺寸。微流体装置可 用来以安全、有效和环境友好的方式进行有难度的、危险的、或者甚至不可能的化 学反应和过程。本专利技术人和/或合作者在以前的研究工作中已经开发了由结构化的固结玻璃 料形成的微流体装置，所述结构化的固结玻璃料在两个或更多个基板之间的体积中限定出凹进或通道，例如在美国专利第6,769，444号中揭示的，"微流体装置及其 制造(Microfluidic device and Manufacture Thereof),以及相关专利或专利公 开。该专利揭示的方法包括多个步骤，包括提供第一基板，提供第二基板，在所述 第一基板的面层上形成第一玻璃料结构，在所述第二基板的面层上形成第二玻璃料 结构，使所述第一基板和第二基板以及第一和第二玻璃料结构一起固结，使其面层 彼此相对，从而在所述第一基板和第二基板之间形成一个或多个由固结玻璃料限定 出的凹进或通道。图1显示这种类型的微流体装置10的截面示意图。微流体装置10包括由固 结玻璃料形成的壁结构14，壁结构位于两个或更多个由第二材料形成的隔开的基 板12之间并与基板12连接。壁结构优选由固结玻璃或玻璃-陶瓷的玻璃料形成。 基板可以是能顺应壁结构的任何希望的材料，优选包括玻璃、玻璃-陶瓷、或陶瓷。 壁结构14限定出流体通道，如在各基板12之间的用于容纳或混合可流动材料或者 对其进行其它处理的热反应物流体通道18，以及/或者用于热交换流体或其它目的 的控制流体通道16。在制造图1的装置10的工艺中，可以在装置10的不同基板上形成不同的玻 璃料结构。例如，对复杂程度较低的流体通道如通道16，可以在基板12上形成玻 璃料壁的图案，同时在协作基板12的面层上形成平坦的玻璃料薄层。当壁和薄层例如通过烧制固结时，在通道16的周围形成壁结构14。对复杂程度较高的流体通道如通道18，可以在基板12的面层上形成玻璃料壁的协作图案，使玻璃料结构一 起固结，然后形成图1所示的通道18周围的壁14。在本专利技术人和/或合作者的另一项研究工作中，开发了高性能的微反应装置， 该装置是能在合理压降下以高达150毫升/分钟流速达到良好混合以及具有良好热 控制的组合，例如在EPO专利申请EP1679115，"高性能微反应器(High Performance Microreactor)"中所示。图2是相应于图1所示装置的一种装置实施方式的壁结构 的一个层的平面图(约1:1比例)，如在申请EP16791155中揭示的。壁结构14有助 于在两个基板(图中未示出)之间限定出流体通道18。在这种特定装置中，通道18 的非三维曲折部分17引至通道18的三维曲折部分19，其中，引导流体在该图平 面内流动以及流进和流出该图平面。通道18的三维曲折部分19引至第二非三维曲 折部分21。关于特定应用的其它
技术介绍
以及图2结构类型的装置的优点可参见 EP0专利申请EP1679115。虽然前面揭示的这些装置和制造方法能用于制造所揭示类型的良好性能的装 置，但是希望能同时达到通量能力和耐压性的最佳化，相对于现有技术的装置，可 以通过提高这些性能因素之一同时将对其他因素的负面影响降至最小来实现，也可 以通过同时提高通量能力和耐压性来实现。专利技术概述根据本专利技术的另一个方面，提供微流体装置，该装置包括由固结玻璃料形成 的壁结构，所述壁结构位于两个或更多个由第二材料形成的隔开的基板之间并将基 板连接，所述壁结构在基板之间限定出一个或多个流体通道，该微流体装置的至少 一个通道在基本垂直于基板方向的高度大于l毫米，优选大于l. l毫米，或大于 1.2毫米，或者等于或大于1.5毫米。本专利技术的另一个方面涉及微流体装置，该装置包括固结玻璃或玻璃-陶瓷的玻 璃料壁结构，所述壁结构位于两个或更多个隔开的基板之间并将基板连接，所述壁 结构在基板之间限定出一个或多个流体通道，其中，沿一个或多个通道的非三维曲 折部分，壁结构具有波浪形状，使得长度大于3厘米、或者大于2厘米、或者大 于l厘米的壁结构，或者甚至所有长度的壁结构，都具有一定曲率半径。作为本专利技术的又一个备选方面，将上面的两个方面组合，使上述类型的微流 体装置优选具有至少一个高度大于1毫米，或者大于1. 1毫米，或者大于1. 2毫米， 高达大于或等于1. 5毫米的通道，所述通道包含由具有波浪形状的壁结构限定的非三维曲折部分，使得在该部分中，长度大于3厘米、或者大于2厘米、或者大于 1厘米的壁结构，或者甚至所有长度的壁结构，都具有一定曲率半径。本专利技术的其他方面将在以下详细描述中提出，通过本专利技术的描述，或者通过按照本文所述(包括下面的详细描述、权利要求书和附图)实施本专利技术得知，部分 内容对本领域的技术人员而言将是显而易见的。应理解，前面的概要描述和下面的详细描述提供了本专利技术的实施方式，并且 意图提供概述或框架以供理解所要求权利的本专利技术的特性和特征。包括的附图提供 了对本专利技术的进一步的理解，并结合构成本说明书的一部分。附图说明了本专利技术的 不同实施方式，并与描述部分一起用来说明本专利技术的原理和运作。附图简述图1是已知类型的微流体装置的截面正视图。图2是图1类型的微流体装置或者微反应装置的已知实施方式的截面平面图。 图3是可用于结合在本专利技术的一些实施方式中的壁结构的透视图。 图4是用于说明本专利技术的一些方面的单流体通道的截面图。 图5是图3的壁结构的平面图。图6A-E是不同壁结构的平面图，6A是已知的壁结构，6B至6E示出本专利技术的 另一个方面的一些实施方式。图7是按照本专利技术的另一个实施方式的类似于图2的微流体装置的截面图。具体实施例方式下面参见本专利技术的优选实施方式，其实例示于附图中。只要可能，在所有附 图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。本专利技术涉及微流体技术，特别是图1和图2中所讨论的类型。 微反应器是一类重要的微流体装置。微反应器是通过实现反应物混合并经常 通过提供热控制的方式用于进行化学反应物之间反应的微结构。通常，化学反应物 可以是气体或者是液体。在许多应用中，液体反应物较好地通过泵送系统的方式被驱动通过微反应器。标准泵的典型流速在零至通常100毫升/分钟范围，或者甚至更高，如几升/分钟。为了能向多用途化学装置提供有用的生产能力(参见，例如多产物装置(Multiproduct Plants), Wiley-VCH， 2003， Joachim Rauch，编辑)，微反应器的 内容积优选至少为几毫升。为了达到这样的尺寸，并结合良好的性能(与内部几何 结构相关)，典型的通道尺寸必须大于微反应
中常用的几百微米的尺寸。 即使有较大的通道，流速大于或等于100毫升/分钟也可能导致结构内显著的压力 损失，因此在微反应器内在流体进口有明显的压力。此外，对许多应用，需要在超过大气压的额定压力下进行反应(保持液相中的 低沸点液体，或者对接近沸点的温度产生的效应进行平衡，或者提高反应动力学， 等)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微流体装置，其包括由固结玻璃料形成的壁结构，所述壁结构位于两个或更多个由第二材料形成的隔开的基板之间并且将基板相连，壁结构在基板之间限定出一个或多个流体通道，其中，所述一个或多个流体通道中至少一个通道在基本垂直于所述基板方向的高度大于１毫米。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：SF霍伊森，O洛贝特，P沃尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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