本发明专利技术提供一种具有混合流路的反应装置及反应设备，从而在使包含彼此不同种类的物质的多个流体混合而反应的情况下，在圆筒形状的混合流路内在半径方向上形成多层流，使紊流混合及回旋流所引起的搅拌效果共同作用而提高混合性能，以高收获率、高效率生产出反应生成物，其中，混合包含彼此不同种类的物质的多个流体（４）和流体（５）的混合流路（１）为圆筒形状，将流体（４）和流体（５）导入混合流路（１）的入口流路（２）和入口流路（３）从混合流路（１）的中心轴偏置设置多个。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在化学合成和化学分析等领域中，使液体或气体在流路内混合而反应 的反应装置及反应设备。
技术介绍
近年来，在化学合成和化学分析领域中，开始使用利用称作MEMS (Micro Electro Mechanical System)的微型加工技术制作而成的剖面尺寸为几十 几百μ m的流路所构 成的反应器。这种反应器称为微型混合器或微型反应器。在微型反应器中，使分别包含彼此反应的两种以上的物质的流体合流，使其在微 细流路内彼此接触而发生化学反应。微型反应器的流路宽度和高度小，反应部的每单位体 积的表面积大，流路容积小，因此，物质的混合时间短且热交换快，其结果是，具有反应所引 起的副产物降低、反应收获率高的效果。在专利文献1中，记载有如下的高温高压微型混合器使第一反应溶液导入管、流 出管、混合部的中心轴一致，且相对于其中心轴旋转对称地配置，并且设置有不交叉于中心 轴上的一点且具有偏置的两根第二反应液导入管。另外，在专利文献2记载的现有技术中，为了减小在混合流路中流动的两种流体 的间隔，在混合流路的上游将各个流体分割成多个，而使两种流体交替流入，并在缩流部缩流。专利文献1日本特开2008-1M53号公报专利文献2W002/16017在专利文献1记载的高温高压微型混合器中，向中心轴导入第一反应液，由于设 置有不交叉于中心轴上的一点且具有偏置的两根第二反应液导入管，因此，不易形成多层 状的流动，存在用于混合的距离变长的问题。另外，在专利文献2记载的微型混合器中，下游的混合流路中的两种流体的间隔 可以通过增加流体的分割数而成为多层状来减小。但是，在缩流部的上游，对于各流体的流 入口宽度，若考虑加工精度及流路的闭塞，通常为500 μ m至几mm的范围，因此，为了增加层 数，缩流部入口的宽度变大，直至混合流路入口的距离变长，因此存在到达混合流路以前在 缩流部邻接的不同种类的流体间开始混合及反应的可能性。若在扩散距离W大的缩流部发 生反应，则存在副产物的比例增大而收获率减少的问题。在此，扩散距离W为每一层的宽度 或相邻层的中心间距离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反应装置及反应设备，从而能够去除像扩散距离W大 的缩流部这样的流路，在扩散距离W小的混合流路开始混合及反应而提高收获率，从而进 行大量处理。为了实现上述目的，本专利技术的反应装置通过使多层流引起的扩散距离的降低效果、紊流引起的物质扩散的增大及回旋流引起的搅拌效果共同作用，从而提高混合性能，相 对于使包含彼此不同种类的物质的多个流体混合的圆筒形状的混合流路，使将多个流体向 混合流路引导的入口流路以入口流路的中心轴不与混合流路的中心轴相交的方式与混合 流路连接。另外，混合流路是设定为紊流条件的流路。专利技术效果根据本专利技术，通过使多个流体在混合流路内的半径方向上以多层状流动而减少扩 散距离，在紊流及回旋流的效果的共同作用下促进多个流体的混合性，从而抑制副反应，能 够以高的反应收获率实现大量处理。附图说明图1是表示本专利技术的实施例1的反应装置的结构的立体图。图2是从上游侧观察图1所示的反应装置而得到的侧视图。图3是图1的向视Ι-Γ剖视图。图4是表示本专利技术的实施例1的反应装置的变形例的立体图。图5是表示本专利技术的实施例1的反应装置的变形例的立体图。图6是表示本专利技术的实施例1的反应装置的制作方法的立体图。图7是表示与本专利技术的实施例1相当的反应装置的分析体系的立体图。图8是表示比较例的T字型反应装置的分析体系的立体图。图9是表示反应装置的混合性能的分析结果的图。图10是表示本专利技术的实施例2的反应装置的结构的纵向剖视图。图11是表示本专利技术的实施例2的反应装置的制作方法的立体图。图12是表示本专利技术的实施例3的反应装置的结构的立体图。图13是表示本专利技术的实施例4的反应装置的结构的立体图。图14是表示从上游侧观察图13所示的反应装置而得到的侧视图。图15是表示本专利技术的实施例4的反应装置的变形例的立体图。图16是表示图13所示的反应装置的制作方法的立体图。图17是表示图15所示的反应装置的结构的立体图。图18是表示图17所示的反应装置的出口部件的结构的俯视图及剖视图。图19是表示图17所示的反应装置的流路部件的结构的俯视图及剖视图。图20是表示图19所示的流路部件的中心部的详细结构的俯视图。图21是表示图17所示的反应装置的缓冲部件的结构的俯视图及剖视图。图22是表示与本专利技术的实施例4相当的反应装置的分析体系的立体图。图23是表示反应装置的混合性能的分析结果的图。图M是本专利技术的实施例5的反应设备的结构图。符号说明1混合流路2、3 入 口流路4、5 流体6回旋流8混合流路出口9反应装置10密封板11、31 缓冲部12、32缓冲部入口流路13结构物14台座15热介质流路16热介质18原料贮藏箱19泵20压力计21开闭阀22流量调节阀23流量计24恒温槽25反应流路26生成物贮藏箱41出口部件42流路部件43缓冲部件45、46导入流路具体实施例方式使用附图说明本专利技术的各实施例。实施例1利用图1至图9说明本专利技术的实施例1。图1是本实施例的反应装置的结构图。如图1所示，圆筒形状的混合流路1的端部被密闭，在被密闭的端部侧设有入口流 路2和入口流路3，所述入口流路2用于将包含物质A的流体4导入混合流路1，所述入口 流路3用于将包含物质B的流体5导入混合流路1。入口流路2和入口流路3在混合流路 1的流动方向上间隔开设置多个，如图2所示，入口流路2和入口流路3配置在相对于混合 流路1的中心轴偏置δ距离的位置。入口流路2和入口流路3设置在相对于混合流路1 的中心轴以直角相交的同一平面上，彼此位于相反方向，在图1所示的例子中，流路形成为 矩形。在此，圆筒形状可以为近似为圆形的多边形，为了便于说明，将包含这些形状的形状 称为圆筒形状。另外，入口流路2与入口流路3设置在相对于混合流路1的中心轴以直角 相交的同一平面上是包含入口流路2与入口流路3的一部分在平面上的定义。在图1所示的例子中，包含物质A的流体4从3条入口流路2流入圆筒形状的混 合流路1，包含物质B的流体5从3条入口流路3流入圆筒形状的混合流路1。从入口流路 2流入的流体4以沿圆筒形状的方式流动，从入口流路3流入的流体5以沿流体4的流动的方式流入。如上所述，入口流路2和入口流路3设置在相对于混合流路1的中心线以直角相 交的同一平面上，入口流路2的中心轴与入口流路3的中心轴从混合流路1的中心轴偏置 δ，因此，从入口流路2流入的流体4与从入口流路3流入的流体5在混合流路1成为回旋 流6。另外，入口流路2与入口流路3在混合流路1的流动方向上间隔开配置，因此，如 图3所示，图1的混合流路1的向视I-I ’剖面所示的流动形成流体4与流体5在半径方向 上交替构成层的回旋流。若成为这种流动，则两种流体的扩散距离减少，通过回旋流的效果 提高混合性。使混合流路内的流动在紊流条件下进行，从而，通过紊流混合进一步提高混合 性能。在此，包含物质A的流体4和包含物质B的流体5发生反应时，如式1所示，生成 主产物R。如式2所示，主产物R和物质B反应而生成副产物S。(式1)Α+Β — R(1)(式2)R+B — S(2)在微型反应器中，流路的水力等效直径小，表示流体的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种反应装置，其具备：圆筒形状的混合流路，其用于使包含彼此不同种类的物质的多个流体混合；入口流路，其从该混合流路的中心轴偏置设置且使所述流体流入所述混合流路。
【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：白石朋史，
申请(专利权)人：株式会社日立工业设备技术，
类型：发明
国别省市：JP
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