(57)【要約】【課題】複数の内部流路を有するセラミックス製のボディを備える流体流路装置において、流体の温度の影響によってボディの一部が破損することを抑止した流体流路装置を提供する。【解決手段】流体流路装置１は、セラミックコア１０と、非セラミックス製のコア保持部２０と、を備える。セラミックコア１０は、複数の内部流路１０Ｓを有しており、その入口および出口が外側面１０Ｊに露出して配置されている。コア保持部２０は、流体供給路２１Ａおよび流体回収路２１Ｂを有している。流体供給路２１Ａの供給口は、複数の内部流路１０Ｓの入口に対向して配置される。また、流体回収路２１Ｂの回収口は、複数の内部流路１０Ｓの出口に対向して配置される。複数の内部流路１０Ｓとの間で流体を受け渡す供給口および回収口をコア保持部２０に配置することで、セラミックコア１０に大きな熱応力が掛かることが抑止される。【選択図】図１
2020185507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製のメインボディであって、当該メインボディは、互いに独立した入口および出口をそれぞれ含み少なくとも一つの流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の内部流路と前記少なくとも一つの流路面と直交する少なくとも一つの外側面とを有し、前記複数の内部流路の前記入口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている一方、前記複数の内部流路の前記出口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている、セラミックス製のメインボディと、
非セラミックス製のサブボディであって、当該サブボディは、少なくとも一つの内側面と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路に流体を一括して供給する供給口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体供給路と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路から流体を一括して受け入れる回収口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体回収路と、を有し、前記供給口が前記複数の内部流路の前記入口を包含するように当該複数の入口に対向して配置されかつ前記回収口が前記複数の内部流路の前記出口を包含するように当該複数の出口に対向して配置されるように、前記少なくとも一つの内側面が前記メインボディの前記少なくとも一つの外側面に密接して配置される、非セラミックス製のサブボディと、
を備える、流体流路装置。
【請求項２】
前記メインボディは直方体形状を有しており、前記少なくとも一つの外側面は前記少なくとも一つの流路面とそれぞれ直交し前記直方体形状を画定する第１外側面、第２外側面、第３外側面および第４外側面を含み、
前記サブボディは、前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面にそれぞれ密接して配置される前記内側面をそれぞれ含み、前記少なくとも一つの流路面と平行な面に沿って前記メインボディを四方から挟むように配置される、第１サブボディ部材、第２サブボディ部材、第３サブボディ部材および第４サブボディ部材を有し、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材が前記メインボディを保持するように、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材を前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する連結部を更に備える、請求項１に記載の流体流路装置。
【請求項３】
前記メインボディは、前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向における前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面の一端部同士および他端部同士を互いに接続する一対の副外側面を更に有し、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材は、前記メインボディよりも前記特定方向の一端側および他端側にそれぞれ突出するように、前記特定方向において前記メインボディよりも大きな寸法をそれぞれ有しており、
前記連結部は、
前記副外側面に対向して配置される第１対向面と、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材にそれぞれ対向して配置される少なくとも４つの第２対向面とをそれぞれ有し、前記特定方向において前記メインボディを両側から挟むように配置される、非セラミックス製の一対の連結ボディ部材と、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材および前記一対の連結ボディ部材が前記メインボディを収容するように、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材の前記特定方向の一端部および他端部と前記一対の連結ボディ部材とを前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する複数の連結部材と、
を有する、請求項２に記載の流体流路装置。
【請求項４】
前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面のうちの一の外側面と前記一の外側面と直交する方向において前記一の外側面とは反対側に配置される他の外側面との間で前記メインボディを前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向から見て、前記複数の内部流路は、前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びている、請求項２または３に記載の流体流路装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの流路面は、
第１流路面と、
前記特定方向において前記第１の流路面と間隔をおいて配置される第２流路面と、
を含み、
前記複数の内部流路は、
前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第１流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第１内部流路と、
前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第２流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第２内部流路と、
をそれぞれ有する、請求項４に記載の流体流路装置。
【請求項６】
前記複数の内部流路は、
前記複数の第１内部流路の前記一の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記一の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第１接続流路と、
前記複数の第１内部流路の前記他の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記他の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第２接続流路と、
をそれぞれ有し、
前記複数の第１内部流路、前記複数の第２内部流路、前記複数の第１接続流路および前記複数の第２接続流路は、前記内部流路を流れる流体が前記第１流体面と平行かつ前記複数の第１内部流路と交差する方向に移動することを許容するように螺旋状に接続されている、請求項５に記載の流体流路装置。
【請求項７】
前記複数の内部流路は、前記特定方向において前記複数の第１内部流路および前記複数の第２内部流路のうちの少なくとも一方の複数の内部流路に対向して配置され、前記少なくとも一方の複数の内部流路を流れる流体との間で熱交換を行うための流体が流れることを許容する複数の温度調節用流路を更に有し、
前記メインボディを前記特定方向から見て、前記複数の温度調節用流路は、前記少なくとも一方の複数の内部流路と交差するように配設されている、請求項５または６に記載の流体流路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体流路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体が流れることを許容する複数の流路が配列された層を積層することによって形成される積層型の流体流路装置が知られている。この流体流路装置は、各流路に流体を流しながら流体同士の化学反応やその他の相互作用を生じさせるために用いられる。特許文献１には、このような流体流路装置（流路構造体）の一つが示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された流路構造体は、複数の流路が内部に形成されていて、互いに積層されたセラミックス製の複数の流路層と、複数の流路層の積層方向においてその複数の流路層の両側に配置される２つの最外層と、各最外層とその最外層に隣り合う流路層との間に介装され、弾性体からなる外側弾性シートと、２つの最外層が複数の流路層をその積層方向の両側から挟み込んだ状態で当該２つの最外層同士を締結する締結部材と、を備える。
【０００４】
このような流路構造体では、セラミックスによって各流路が画定されているため、流体の影響を受けて流体流路装置が腐食することが抑止される。また、各最外層とその最外層に隣り合う流路層との間に外側弾性シートが介装されているので、締結部材による締結によって各最外層に曲げ変形が生じた場合であっても、この最外層の曲げ変形を外側弾性シートで吸収して当該曲げ変形が流路層に伝わることを防止することができる。この結果、流路層に破損が生じることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３６５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術では、各流路に流体を供給するための流体供給部（ヘッダ）が一の最外層の上面部に装着されている。一方、セラミックス製の各流路層には、上記流体供給部から流体を受け入れるための開口部（貫通穴）が形成されている。そして、流体供給部から積層方向に沿って各開口部に進入した流体は、開口部に連通する各流路の入口を通じて流路内に進入する。このような構造を有する流体流路装置内に高温または低温の流体が供給されると、流路層のうち開口部の周辺は流体の温度に近くなる一方、流路層の外周縁の温度は周囲の環境温度（常温）に近くなる。このような温度差によって流路層の外周縁と開口部とを繋ぐ部分に大きな熱応力が掛かり、セラミックス製の流路層の一部が破損しやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、複数の内部流路を有するセラミックス製のボディを備える流体流路装置において、流体の温度の影響によってボディの一部が破損することを抑止した流体流路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る流体流路装置は、セラミックス製のメインボディであって、当該メインボディは、互いに独立した入口および出口をそれぞれ含み少なくとも一つの流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の内部流路と前記少なくとも一つの流路面と直交する少なくとも一つの外側面とを有し、前記複数の内部流路の前記入口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている一方、前記複数の内部流路の前記出口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている、セラミックス製のメインボディと、非セラミックス製のサブボディであって、当該サブボディは、少なくとも一つの内側面と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路に流体を一括して供給する供給口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体供給路と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路から流体を一括して受け入れる回収口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体回収路と、を有し、前記供給口が前記複数の内部流路の前記入口を包含するように当該複数の入口に対向して配置されかつ前記回収口が前記複数の内部流路の前記出口を包含するように当該複数の出口に対向して配置されるように、前記少なくとも一つの内側面が前記メインボディの前記少なくとも一つの外側面に密接して配置される、非セラミックス製のサブボディと、
を備える。
【０００９】
本構成によれば、セラミックス製のメインボディが複数の内部流路を備える一方、非セラミックス製のサブボディは、前記複数の内部流路に流体を分岐して供給する機能および前記複数の内部流路から流体を合流して回収する機能を有している。メインボディの各内部流路の入口および出口はメインボディの外側面に互いに隣接するように露出している。一方、非セラミックス製のサブボディには、流体供給路および流体回収路が形成されており、その供給口および回収口は、サブボディの内側面に露出するように形成されている。サブボディの内側面がメインボディの外側面に密接して配置された状態で、流体供給路から供給された流体は供給口を通じて複数の内部流路の入口にそれぞれ流入する。そして、複数の内部流路内を流れた流体は、各出口から回収口を通じて流体回収路に流入する。このため、セラミックス製のメインボディの内部に、複数の入口に流体を流入させる供給口および複数の出口から流体を受け入れる回収口がそれぞれ形成されている場合と比較して、流体の温度の影響を受けてメインボディの一部の温度がメインボディの周囲の温度に対して大きく変化することが抑止される。この結果、脆性を有するセラミックス製のメインボディの一部に大きな熱応力が掛かり、前記一部が破損することが抑止される。一方、前記供給口および回収口を有するサブボディは、非セラミックス製であるため、流体の温度の影響を受けても熱変形が可能であり、サブボディがセラミックス製の場合と比較して、サブボディの一部が破損することが抑止される。この結果、メインボディ内の複数の内部流路に流体を安定して流すことが可能となり、流体に所定の処理を施すことが可能となる。
【００１０】
上記の構成において、前記メインボディは直方体形状を有しており、前記少なくとも一つの外側面は前記少なくとも一つの流路面とそれぞれ直交し前記直方体形状を画定する第１外側面、第２外側面、第３外側面および第４外側面を含み、前記サブボディは、前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面にそれぞれ密接して配置される前記内側面をそれぞれ含み、前記少なくとも一つの流路面と平行な面に沿って前記メインボディを四方から挟むように配置される、第１サブボディ部材、第２サブボディ部材、第３サブボディ部材および第４サブボディ部材を有し、第１サブボディ部材、第２サブボディ部材、第３サブボディ部材および第４サブボディ部材が前記メインボディを保持するように、第１サブボディ部材、第２サブボディ部材、第３サブボディ部材および第４サブボディ部材を前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する連結部を更に備えることが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、複数の内部流路を含むメインボディを４つのサブボディ部材が囲むように配置される。そして、連結部が４つのサブボディ部材を互いに連結することで、４つのサブボディ部材がメインボディを保持することが可能となる。この結果、互いに材質の異なるメインボディとサブボディとを互いに密接させ、両者の間で流体の受け渡しを行うことができる。また、サブボディが一体の部材である場合と比較して、サブボディ部材の熱応力を解放しやすく、メインボディに掛かる外力を低減することができる。
【００１２】
上記の構成において、前記メインボディは、前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向における前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面の一端部同士および他端部同士を互いに接続する一対の副外側面を更に有し、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材は、前記メインボディよりも前記特定方向の一端側および他端側にそれぞれ突出するように、前記特定方向において前記メインボディよりも大きな寸法をそれぞれ有しており、前記連結部は、前記副外側面に対向して配置される第１対向面と、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材にそれぞれ対向して配置される少なくとも４つの第２対向面とをそれぞれ有し、前記特定方向において前記メインボディを両側から挟むように配置される、非セラミックス製の一対の連結ボディ部材と、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材および前記一対の連結ボディ部材が前記メインボディを収容するように、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材の前記特定方向の一端部および他端部と前記一対の連結ボディ部材とを前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する複数の連結部材と、を有することが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、連結部が４つのサブボディ部材と一対の連結ボディ部材とを互いに連結することで、４つのサブボディ部材および一対の連結ボディ部材がメインボディを安定して収容および保持することが可能となる。また、連結ボディ部材は非セラミックス製であるため、連結ボディ部材がセラミックス製の場合と比較して、外力を受けても破損しにくい。この結果、メインボディ内の複数の内部流路に流体を更に安定して流すことが可能となり、流体に所定の処理を施すことが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面のうちの一の外側面と前記一の外側面と直交する方向において前記一の外側面とは反対側に配置される他の外側面との間で前記メインボディを前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向から見て、前記複数の内部流路は、前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びていることが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、複数の内部流路が直線状に形成されているため、特定方向から見て内部流路が屈曲している場合と比較して、流体の温度を受けてメインボディに部分的な温度むらが発生することが抑止される。この結果、脆性を有するセラミックス製のメインボディの一部に大きな熱応力が発生し、前記一部が破損することが更に抑止される。
【００１６】
上記の構成において、前記少なくとも一つの流路面は、第１流路面と、前記特定方向において前記第１の流路面と間隔をおいて配置される第２流路面と、を含み、前記複数の内部流路は、前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第１流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第１内部流路と、前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第２流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第２内部流路と、をそれぞれ有することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、複数の内部流路を特定方向において互いに間隔をおいて配置される複数の流路面上に配置することができる。この結果、メインボディ内に複数の内部流路を３次元的に配置し、流体に対する処理を効率的に行うことができる。
【００１８】
上記の構成において、前記複数の内部流路は、前記複数の第１内部流路の前記一の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記一の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第１接続流路と、前記複数の第１内部流路の前記他の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記他の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第２接続流路と、をそれぞれ有し、前記複数の第１内部流路、前記複数の第２内部流路、前記複数の第１接続流路および前記複数の第２接続流路は、前記内部流路を流れる流体が前記第１流体面と平行かつ前記複数の第１内部流路と交差する方向に移動することを許容するように螺旋状に接続されていることが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、複数の内部流路が螺旋状に形成されるため、内部流路が一の流路面上に限られて形成される場合と比較して、内部流路の流路長を長く設定することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記複数の内部流路は、前記特定方向において前記複数の第１内部流路および前記複数の第２内部流路のうちの少なくとも一方の複数の内部流路に対向して配置され、前記少なくとも一方の複数の内部流路を流れる流体との間で熱交換を行うための流体が流れることを許容する複数の温度調節用流路を更に有し、前記メインボディを前記特定方向から見て、前記複数の温度調節用流路は、前記少なくとも一方の複数の内部流路と交差するように配設されていることが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、特定方向から見て、複数の第１内部流路または複数の第２内部流路と複数の温度調節用流路とが互いに交差しているため、複数の内部流路を流れる流体が、複数の温度調節用流路を流れる流体との間で順に熱交換を行うことが可能となり、両流路間の熱交換効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数の内部流路を有するセラミックス製のボディを備える流体流路装置において、流体の温度の影響によってボディの一部が破損することを抑止した流体流路装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体流路装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流体流路装置の水平断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る流体流路装置のメインボディの模式的な分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る流体流路装置のメインボディの平面図である。
【図７】図６の一部を拡大した拡大平面図である。
【図８】本発明の第１変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図９】本発明の第２変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図１０】本発明の第３変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図１１】本発明の第４変形実施形態に係る流体流路装置の水平断面図である。
【図１２】本発明の第５変形実施形態に係る流体流路装置の水平断面図である。
【図１３】本発明の第６変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。
【図１４】従来の流体流路装置のメインボディの水平断面図である。
【図１５】従来の流体流路装置のメインボディの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る流体流路装置１について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る流体流路装置１の分解斜視図である。図２は、本実施形態に係る流体流路装置１の水平断面図である。図３および図４は、本実施形態に係る流体流路装置１内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。図５は、本実施形態に係る流体流路装置１のセラミックコア１０の模式的な分解斜視図である。図６は、本実施形態に係る流体流路装置１のセラミックコア１０の平面図である。また、図７は、図６の一部を拡大した拡大平面図である。なお、図３は、図６の断面Ｉ−Ｉに相当し、図４は、図６の断面ＩＩ−ＩＩに相当する。流体流路装置１は、流体が流れることを許容する複数の内部流路１０Ｓを備えており、当該複数の内部流路１０Ｓを流体が流れる過程で流体同士の相互作用、例えば、混合、吸収、分離、熱交換、または、化学反応などを行わせるものである。なお、図５乃至図７においては、１つの流路につき直線および破線１本で示している。
【００２５】
流体流路装置１は、セラミックコア１０（メインボディ）と、コア保持部２０（サブボディ）と、連結部１００と、を備える。
【００２６】
セラミックコア１０は、直方体形状を有しており、アルミナやＳｉＣ（炭化ケイ素）などのセラミックスから構成されている。換言すれば、セラミックコア１０は、脆性材料製である。後記のように複数の流路層が互いに重ねあわされた状態で当該重ねあわされた流路層が焼成（焼結）されることでセラミックコア１０が成形される。また、セラミックコア１０は、互いに独立した入口および出口をそれぞれ含み少なくとも一つの流路面Ｒ（図５）に沿って流体が流れることを許容する複数の内部流路１０Ｓと、前記少なくとも一つの流路面Ｒと直交する少なくとも一つの外側面１０Ｊとを有する。本実施形態では、セラミックコア１０は、少なくとも一つの流路面Ｒとして、４つの流路面Ｒ（第１流路面Ｒ１、第２流路面Ｒ２、第３流路面Ｒ３、第４流路面Ｒ４）（図５）を有している。各流路面Ｒは、水平方向に延びており、互いに平行に配置されている。また、セラミックコア１０は、少なくとも一つの外側面１０Ｊとして、４つの外側面１０Ｊを有している。各外側面１０Ｊは、セラミックコア１０の直方体形状の側面をそれぞれ構成している。
【００２７】
更に、セラミックコア１０は、上下一対の副外側面１０Ｋ（図３、図４）を有している。一対の副外側面１０Ｋは、セラミックコア１０の直方体形状の上面および下面に相当する。すなわち、一対の副外側面１０Ｋは、上下方向（少なくとも一つの流路面Ｒと直交する方向である特定方向）における前記４つの外側面１０Ｊの一端部同士および他端部同士を互いに接続する。
【００２８】
セラミックコア１０内に配置される複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１（図３、図４）は、セラミックコア１０の外側面１０Ｊに互いに隣接するように露出して配置されている一方、複数の内部流路１０Ｓの出口１０Ｓ２（図４）も前記外側面１０Ｊに互いに隣接するように露出して配置されている。
【００２９】
コア保持部２０は、セラミックコア１０を保持するとともに、セラミックコア１０内の複数の内部流路１０Ｓに流体を供給し、かつ複数の内部流路１０Ｓから流体を回収する。コア保持部２０は、前保持部２１（第１サブボディ部材）、後保持部２２（第２サブボディ部材）、左保持部２３（第３サブボディ部材）、右保持部２４（第４サブボディ部材）（以上、少なくとも４つのサブボディ部材）を有する。各保持部は、セラミックコア１０に対向する内側面２０Ｊ（図３、図４）を有する略直方体形状からなる。また、各保持部は、ＳＵＳ、ハステロイ（商標）などの金属やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂から構成される。換言すれば、コア保持部２０は、非セラミックス製（延性材料製）である。また、コア保持部２０の脆性は、セラミックコア１０の脆性よりも相対的に低い。
【００３０】
図１に示すように、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４は、水平面（流路面Ｒと平行な面）に沿ってセラミックコア１０を四方から挟むように配置される。
【００３１】
前保持部２１の内側面２０Ｊ（図２、図３）（第１外側面）は、セラミックコア１０の前側の外側面１０Ｊに密接するように配置される。前保持部２１は、流体供給路２１Ａと、流体回収路２１Ｂと、を有する（図１、図２、図３）。流体供給路２１Ａはセラミックコア１０に供給される流体が流れる流路である。流体供給路２１Ａは、前保持部２１の内側面２０Ｊに露出し複数の内部流路１０Ｓに流体を一括して供給する供給口２１Ｐ（図２、図３）を有する。なお、流体供給路２１Ａを流れる流体を流体Ａ１と定義する（図３）。流体回収路２１Ｂ（図１、図２）はセラミックコア１０から排出される流体が流れる流路である。流体回収路２１Ｂは、前保持部２１の内側面２０Ｊに露出し複数の内部流路１０Ｓから流体を一括して受け入れる回収口２１Ｑ（図２）を有する。連結部１００によってセラミックコア１０と前保持部２１とが互いに密接して配置されると、前記供給口２１Ｐがセラミックコア１０の前側の外側面１０Ｊに形成された、複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１を包含するように当該複数の入口１０Ｓ１に対向して配置されるとともに、前記回収口が前記複数の内部流路１０Ｓの前記出口１０Ｓ２を包含するように当該複数の出口１０Ｓ２に対向して配置される。
【００３２】
後保持部２２の内側面２０Ｊ（図２、図３）（第２外側面）は、セラミックコア１０の後側の外側面１０Ｊに密接するように配置される。後保持部２２は、流体供給路２２Ａ（図１、図２、図３）を有する。流体供給路２２Ａはセラミックコア１０に供給される流体が流れる流路である。流体供給路２２Ａは、後保持部２２の内側面２０Ｊに露出し複数の内部流路１０Ｓに流体を一括して供給する供給口２２Ｐ（図２、図３）を有する。なお、流体供給路２２Ａを流れる流体を流体Ａ２と定義する（図３）。連結部１００によってセラミックコア１０と後保持部２２とが互いに密接して配置されると、供給口２２Ｐがセラミックコア１０の後側の外側面１０Ｊに形成された、複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１を包含するように当該複数の入口１０Ｓ１に対向して配置される。
【００３３】
左保持部２３の内側面２０Ｊ（図２、図４）（第３外側面）は、セラミックコア１０の左側の外側面１０Ｊに密接するように配置される。左保持部２３は、流体供給路２３Ａ（図２、図４）を有する。流体供給路２３Ａはセラミックコア１０の後記の第１温度調節層１０４および第２温度調節層１０５（図５）に供給される流体が流れる流路である。流体供給路２３Ａは、左保持部２３の内側面２０Ｊに露出し複数の内部流路１０Ｓ（流路１０４Ｓ、流路１０５Ｓ）に流体を一括して供給する供給口２３Ｐ（図２、図４）を有する。なお、流体供給路２３Ａを流れる流体を流体Ｂと定義する（図４）。連結部１００によってセラミックコア１０と左保持部２３とが互いに密接して配置されると、前記供給口２３Ｐがセラミックコア１０の左側の外側面１０Ｊに形成された、複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１を包含するように当該複数の入口１０Ｓ１に対向して配置される。
【００３４】
右保持部２４の内側面２０Ｊ（図２、図４）（第４外側面）は、セラミックコア１０の右側の外側面１０Ｊに密接するように配置される。右保持部２４は、流体回収路２４Ａ（図２、図４）を有する。流体回収路２４Ａはセラミックコア１０の第１温度調節層１０４および第２温度調節層１０５（図５）から回収される流体が流れる流路である。流体回収路２４Ａは、右保持部２４の内側面２０Ｊに露出し複数の内部流路１０Ｓ（流路１０４Ｓ、流路１０５Ｓ）から流体Ｂを一括して受け入れる回収口２４Ｐ（図２、図４）を有する。連結部１００によってセラミックコア１０と右保持部２４とが互いに密接して配置されると、回収口２４Ｐがセラミックコア１０の右側の外側面１０Ｊに形成された、複数の内部流路１０Ｓの出口１０Ｓ２を包含するように当該複数の出口１０Ｓ２に対向して配置される。
【００３５】
なお、各保持部に形成されている供給口および回収口の断面積（開口面積）は、対向する複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１の開口面積の合計または複数の内部流路１０Ｓの出口１０Ｓ２の開口面積の合計よりも大きい。
【００３６】
また、図１に示すように、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４は、セラミックコア１０よりも上下方向（特定方向）の一端側および他端側にそれぞれ突出するように、上下方向においてセラミックコア１０よりも大きな寸法をそれぞれ有している。
【００３７】
また、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４の上端部および下端部には、後記のボルトＶを受け入れるための複数のボルト穴がそれぞれ形成されている。なお、図１では、前保持部２１のボルト穴２１Ｓ、左保持部２３のボルト穴２３Ｓのみが現れているが、後保持部２２および右保持部２４にも同様のボルト穴が形成されている。
【００３８】
連結部１００（図１）は、４つの前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４がセラミックコア１０を保持するように、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および３４を流路面Ｒと平行な方向に沿って互いに連結する。連結部１００は、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６（一対の連結ボディ部材）と、複数のボルトＶ（連結部材）と、複数のナットＴ（連結部材）と、を有する。
【００３９】
上連結用プレート２５および下連結用プレート２６（図１、図３）は、直方体形状を有し、コア保持部２０と同じ材料から構成されている。なお、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６は、金属材料、樹脂材料などの延性材料（非セラミックス）であれば、必ずしもコア保持部２０と同じ材料である必要はない。上連結用プレート２５は、第１対向面２５Ｊと、４つの第２対向面２５Ｋと、を有し、下連結用プレート２６は、第１対向面２６Ｊと、４つの第２対向面２６Ｋと、を有する。なお、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６には、それぞれ４つ以上の第２対向面が配置されてもよい。上連結用プレート２５の第１対向面２５Ｊは上連結用プレート２５の下面に相当し、セラミックコア１０の上側の副外側面１０Ｋに対向して配置される。同様に、下連結用プレート２６の第１対向面２６Ｊは、下連結用プレート２６の上面に相当し、セラミックコア１０の下側の副外側面１０Ｋに対向して配置される。また、上連結用プレート２５の４つの第２対向面２５Ｋ、下連結用プレート２６の４つの第２対向面２６Ｋは、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４にそれぞれ対向して配置される。なお、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６には、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４に形成された各ボルト穴に対向するように、それぞれ、複数のボルト穴２５Ｓおよび複数のボルト穴２６Ｓが形成されている（図１）。
【００４０】
複数のボルトＶは、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４の各ボルト穴（２１Ｓ、２３Ｓ）に挿通されるとともに、上連結用プレート２５または下連結用プレート２６に形成された上記のボルト穴２５Ｓ、２６Ｓに締結される。ナットＴは、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４の各内側面２０Ｊが、セラミックコア１０の外側面１０Ｊに密接するように、ボルトＶに締め込まれる。なお、図１に示すように、各保持部とセラミックコア１０との間には、内部流路１０Ｓの入口または出口を囲むように、Ｏリング２７が配置されるとともに、複数の内部流路１０Ｓのうちの一部の内部流路１０Ｓに対して、流体を流入または流出させるため、部分的に開口部が形成されたガスケット２８が配置される。なお、複数のボルトＶおよび複数のナットＴについて換言すれば、これらの部材は、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３、右保持部２４、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６がセラミックコア１０を収容するように、前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３および右保持部２４の上下方向の一端部および他端部と、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６とを水平方向（流路面Ｒと平行な方向）に沿って互いに連結する。
【００４１】
図５を参照して、セラミックコア１０は、プロセス層１０１と、第１温度調節層１０４と、第２温度調節層１０５と、を有する。プロセス層１０１は、第１プロセス層１０２と、第２プロセス層１０３と、を有する。前述のように、セラミックコア１０は、４つの流路層（第１プロセス層１０２、第２プロセス層１０３、第１温度調節層１０４、第２温度調節層１０５）が互いに重ねあわされた状態で焼成される。各流路層には、内部流路１０Ｓの一部を構成する流路がそれぞれ形成されている。なお、図５では、各流路層の上下方向における厚みを省略して示している。
【００４２】
第１プロセス層１０２には、第１流路面Ｒ１に沿って流体が流れることを許容する流路が形成されている。具体的に、第１プロセス層１０２は、流路１０２Ｓ１（第１内部流路）と、複数の流路１０２Ｓ２（第１内部流路）と、を有する。各流路は、第１プロセス層１０２の前縁部（セラミックコア１０の前側の外側面１０Ｊ：一の外側面）と第１プロセス層１０２の後縁部（セラミックコア１０の後側の外側面１０Ｊ：他の外側面）とを互いに接続するように直線的に延びており、第１プロセス層１０２の上面部に溝が形成されることで構成されている。なお、図５に示すように、流路１０２Ｓ１は、第１プロセス層１０２の左側端部において、第１プロセス層１０２の前縁部から第１プロセス層１０２の中央部まで配設されている。流路１０２Ｓ１の下流端部は、第１プロセス層１０２を上下方向に沿って貫通する合流溝１０２Ｈによって後記の流路１０３Ｓ１に合流する。
【００４３】
第２プロセス層１０３には、第２流路面Ｒ２に沿って流体が流れることを許容する流路が形成されている。第２流路面Ｒ２は、第１流路面Ｒ１に対して上下方向に間隔をおいて配置されている。第２プロセス層１０３は、流路１０３Ｓ１（第２内部流路）と、複数の流路１０３Ｓ２（第２内部流路）と、を有する。各流路は、第２プロセス層１０３の前縁部（セラミックコア１０の前側の外側面１０Ｊ：一の外側面）と第２プロセス層１０３の後縁部（セラミックコア１０の後側の外側面１０Ｊ：他の外側面）とを互いに接続するように直線的に延びており、第２プロセス層１０３の上面部に溝が形成されることで構成されている。なお、図５に示すように、流路１０３Ｓ１は、第２プロセス層１０３の左側端部において、第２プロセス層１０３の後縁部から第２プロセス層１０３の前縁部まで配設されている。流路１０３Ｓ１の中央部には、前述の合流溝１０２Ｈが連通している。また、複数の流路１０３Ｓ２は、流路１０３Ｓ１の右側において左右方向に所定の間隔をおいてそれぞれ配置されている。
【００４４】
第１温度調節層１０４は、第１プロセス層１０２の上方に配置されている。第１温度調節層１０４には、第３流路面Ｒ３に沿って流体が流れることを許容する温度調節用流路１０ＳＢ（内部流路１０Ｓ）が形成されている。具体的に、第１温度調節層１０４は、上記の温度調節用流路１０ＳＢを構成する複数の流路１０４Ｓを有する。複数の流路１０４Ｓは、第１温度調節層１０４の左縁部（セラミックコア１０の左側の外側面１０Ｊ：一の外側面）と第１温度調節層１０４の右縁部（セラミックコア１０の右側の外側面１０Ｊ：他の外側面）とを互いに接続するように直線的に延びており、第１温度調節層１０４の上面部に溝が形成されることで構成されている。
【００４５】
同様に、第２温度調節層１０５は、第２プロセス層１０３の下方に配置されている。第２温度調節層１０５には、第４流路面Ｒ４に沿って流体が流れることを許容する温度調節用流路１０ＳＢが形成されている。具体的に、第２温度調節層１０５は、上記の温度調節用流路１０ＳＢを構成する複数の流路１０５Ｓを有する。複数の流路１０５Ｓは、第２温度調節層１０５の左縁部（セラミックコア１０の左側の外側面１０Ｊ：一の外側面）と第２温度調節層１０５の右縁部（セラミックコア１０の右側の外側面１０Ｊ：他の外側面）とを互いに接続するように直線的に延びており、第２温度調節層１０５の上面部に溝が形成されることで構成されている。
【００４６】
なお、第１温度調節層１０４の複数の流路１０４Ｓは、第１プロセス層１０２の複数の流路１０２Ｓ２を流れる流体（Ａ１、Ａ２）との間で熱交換を行うための流体Ｂが流れることを許容する。同様に、第２温度調節層１０５の複数の流路１０５Ｓは、第２プロセス層１０３の複数の流路１０３Ｓ２を流れる流体（Ａ１、Ａ２）との間で熱交換を行うための流体Ｂが流れることを許容する。また、図５、図６を参照して、セラミックコア１０を上下方向（特定方向）から見て、複数の流路１０４Ｓ（流路１０５Ｓ）は、複数の流路１０２Ｓ２（流路１０３Ｓ２）と交差（直行）するように配設されている。
【００４７】
本実施形態では、第１プロセス層１０２および第２プロセス層１０３には、螺旋状のプロセス流路１０ＳＡが形成されている（図５の矢印参照）。プロセス層１０１の流路１０２Ｓ１の上流側端部（前端部）は、前述の供給口２１Ｐ（図３）に連通しており、流体Ａ１が流入する入口１０Ｓ１を構成している。一方、複数の流路１０２Ｓ２の上流側端部は、供給口２１Ｐに連通することなく、第１接続流路１０１Ｔ１（第１接続流路）を介して、第２プロセス層１０３の複数の流路１０３Ｓ２の下流側端部（前端部）にそれぞれ連通している。第１接続流路１０１Ｔ１は、プロセス層１０１および第１プロセス層１０２の前側の側面に形成された溝部によって構成されている。また、第１プロセス層１０２の後縁部の左端には、前述の供給口２２Ｐに連通し、流体Ａ２を受け入れる入口１０Ｓ１が形成されている。
【００４８】
同様に、第１プロセス層１０２の複数の流路１０２Ｓ２の下流側端部（後端部）は、供給口２２Ｐに連通することなく、第２接続流路１０１Ｔ２（第２接続流路）を介して、第２プロセス層１０３の複数の流路１０３Ｓ２の上流側端部（後端部）にそれぞれ連通している。複数の第２接続流路１０１Ｔ２は、プロセス層１０１および第１プロセス層１０２の後側の側面に形成された溝部によって構成されている。なお、第１プロセス層１０２の後縁部に形成され、流体Ａ２を受け入れる入口１０Ｓ１は、第２接続流路１０１Ｔ２を通じて、流路１０３Ｓ１の上流側端部に連通している。
【００４９】
また、第２プロセス層１０３の複数の流路１０３Ｓ２のうち最も右側に位置する流路１０３Ｓ２の下流側端部には、流体回収路２１Ｂ（図２）の回収口２１Ｑに連通する出口１０Ｓ２が配置されている。
【００５０】
上記のように第１プロセス層１０２上の複数の流路１０２Ｓ１、１０２Ｓ２、第２プロセス層１０３上の複数の流路１０３Ｓ１、１０３Ｓ２、複数の第１接続流路１０１Ｔ１および複数の第２接続流路１０１Ｔ２は、プロセス流路１０ＳＡを構成する。そして、プロセス流路１０ＳＡは、当該プロセス流路１０ＳＡを流れる流体（Ａ１、Ａ２）が右方向（第１流路面Ｒ１と平行かつ複数の流路１０２Ｓ２と交差する方向）に移動することを許容するように螺旋状に接続されている。当該螺旋状のプロセス流路１０ＳＡの入口１０Ｓ１は、前後に２箇所配置されており、プロセス流路１０ＳＡの出口１０Ｓ２は、１箇所配置されている。
【００５１】
なお、図５では、理解を容易にするために、第１プロセス層１０２および第２プロセス層１０３に螺旋状に形成された１つのプロセス流路１０ＳＡについて説明したが、実際には、図７に示すように、複数の螺旋状のプロセス流路１０ＳＡが第１プロセス層１０２および第２プロセス層１０３において互いに隣接して配置されている。このため、各プロセス流路１０ＳＡに流体Ａ１を受け入れる複数の入口１０Ｓ１も、左右方向に隣接して配置されている。同様に、各プロセス流路１０ＳＡに流体Ａ２を受け入れる複数の入口１０Ｓ１および各プロセス流路１０ＳＡから混合流体Ａ１＋Ａ２を排出する複数の出口１０Ｓ２も、左右方向に隣接して配置されている。
【００５２】
前保持部２１の流体供給路２１Ａを流れる流体Ａ１は、供給口２１Ｐから各プロセス流路１０ＳＡの前側の入口１０Ｓ１に流入し、流路１０２Ｓ１（図５）内を流れる（図３）。一方、後保持部２２の流体供給路２２Ａを流れる流体Ａ２は、供給口２２Ｐから各プロセス流路１０ＳＡの後側の入口１０Ｓ１に流入し、第２接続流路１０１Ｔ２（図５）を通じて流路１０３Ｓ１に流入する（図３）。流体Ａ１、Ａ２は、合流溝１０２Ｈの下端部において合流し、混合される（図３）。そして、混合流体Ａ１＋Ａ２は螺旋状のプロセス流路１０ＳＡ内を流れた後、第２プロセス層１０３の前縁部に配置された出口１０Ｓ２から流体回収路２１Ｂに排出される（図２）。
【００５３】
一方、第１温度調節層１０４および第２温度調節層１０５では、上記の混合流体Ａ１＋Ａ２との間で熱交換するための流体Ｂが、流体供給路２３Ａの供給口２３Ｐを通じて、複数の流路１０４Ｓおよび複数の流路１０５Ｓの入口１０Ｓ１にそれぞれ流入する（図２、図４）。複数の流路１０４Ｓおよび複数の流路１０５Ｓを流れる流体Ｂは、上記熱交換を行った後、第１温度調節層１０４および第２温度調節層１０５の各出口１０Ｓ２から回収口２４Ｐを通じて流体回収路２４Ａに回収される（図２、図４）。
【００５４】
図１４は、従来の流体流路装置のセラミックコア１０Ｚの水平断面図である。図１５は、従来の流体流路装置のセラミックコア１０Ｚの側断面図である。セラミックコア１０Ｚは、複数の流路層１０１Ｚが積層されることで構成されている。各流路層１０１Ｚには、内部流路１０ＳＺがそれぞれ形成されている。当該流体流路装置では、本実施形態に係るコア保持部２０が備えられておらず、セラミックコア１０Ｚの上面部に流体Ａ１、Ａ２を供給する流体供給部１０ＺＴが配置されている（図１５）。また、セラミックコア１０Ｚには、流体供給部１０ＺＴから供給された流体Ａ１、Ａ２をそれぞれ受け入れるための２つの開口部１０ＢＺが開口されている。開口部１０ＢＺは、各流路層１０１Ｚに形成された内部流路１０ＳＺの入口（出口）に連通している。
【００５５】
このような構造によって流体流路装置内に５０℃から８０℃に代表される常温よりも高い流体Ａ１、Ａ２が供給されると（急加熱）、各流路層１０１Ｚのうち開口部１０ＢＺの周辺は流体Ａ１、Ａ２の温度に近くなる一方、流路層１０１Ｚの外周縁の温度は周囲の環境温度（常温）に近くなる。このため、常温よりも高い温度の流体Ａ１、Ａ２が流路層１０１Ｚに供給されると、流路層１０１Ｚの外周縁と開口部１０ＢＺとを繋ぐ部分に大きな熱応力が発生し、図１４に示す最短部分Ｑにおいて流路層１０１Ｚの一部が破損しやすいという問題があった。また、図１４に示すように、流路層１０１Ｚの内側部分に開口部１０ＢＺや複数の内部流路１０ＳＺが配置されると、その周囲には流体が流れない周辺部分Ｐが大きく形成される。この周辺部分Ｐは、流体からの熱を受けにくいため温度変化が緩やかとなり、上記と同様に熱応力が発生しやすいという問題があった。このような現象は、図１５に示すようなセラミックコア１０Ｚの角部Ｘにおいても同様に発生しやすい。なお、上記の現象は、常温に設定された流体Ａ１、Ａ２がセラミックコア１０Ｚの中で高温の流体Ｂによって暖められた場合にも同様に生じうる。また、−１２０℃に代表される常温よりも温度が低い流体が複数の内部流路１０ＳＺに流入された場合（急冷却）にも生じうる。
【００５６】
一方、本実施形態では、前述のように、セラミックコア１０が複数の内部流路１０Ｓ（プロセス流路１０ＳＡ、温度調節用流路１０ＳＢ）を備える一方、非セラミックス製のコア保持部２０は、複数の内部流路１０Ｓに流体を分岐して供給する機能および複数の内部流路１０Ｓから流体を合流して回収する機能を有している。セラミックコア１０の各内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１および出口１０Ｓ２はセラミックコア１０の外側面１０Ｊに互いに隣接するように露出している。一方、非セラミックス製のコア保持部２０（前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３、右保持部２４）には、流体供給路および流体回収路が形成されており、その供給口および回収口は、コア保持部２０の内側面２０Ｊに露出するように形成されている。コア保持部２０の内側面２０Ｊがセラミックコア１０の外側面１０Ｊに密接して配置されると、流体供給路を流れる流体は供給口を通じて複数の内部流路１０Ｓの入口１０Ｓ１にそれぞれ流入する。そして、複数の内部流路１０Ｓ内を流れた流体は、各出口１０Ｓ２から回収口を通じて流体回収路に流入する。このため、セラミックコア１０の内部に、複数の入口１０Ｓ１に流体を流入させる供給口および複数の出口１０Ｓ２から流体を受け入れる回収口がそれぞれ形成されている場合と比較して、流体の温度の影響を受けてセラミックコア１０の一部の温度がセラミックコア１０の周囲の温度に対して大きく変化することが抑止される。この結果、脆性を有するセラミックコア１０の一部に大きな熱応力が掛かり、前記一部が破損することが抑止される。一方、前記供給口および回収口を有するコア保持部２０は、非セラミックス製であるため、流体の温度の影響を受けても熱変形が可能であり、コア保持部２０がセラミックス製の場合と比較して、コア保持部２０の一部が破損することが抑止される。この結果、セラミックコア１０内の複数の内部流路１０Ｓに流体を安定して流すことが可能となり、流体に所定の処理を施すことが可能となる。なお、上記の効果は、セラミックコア１０内に常温よりも温度が高い流体を流す場合だけではなく、常温よりも温度が低い流体を流す場合にも発現される。
【００５７】
また、本実施形態では、複数の内部流路１０Ｓを含むセラミックコア１０を４つのサブボディ部材（前保持部２１、後保持部２２、左保持部２３、右保持部２４）が囲むように配置される。そして、連結部１００が４つのサブボディ部材を互いに連結することで、４つのサブボディ部材がコア保持部２０を保持することが可能となる。この結果、連結部１００がコア保持部２０と各サブボディ部材とを互いに連結する場合と比較して、セラミックコア１０に強い外力が付与されることやセラミックコア１０に連結用の加工を施す必要が低減される。この結果、セラミックコア１０の破損が更に抑止される。また、コア保持部２０のサブボディ部材はそれぞれ非セラミックス製であるため、サブボディ部材がセラミックス製の場合と比較して、連結部１００から外力を受けても破損しにくい。更に、コア保持部２０が一体の部材である場合と比較して、各サブボディ部材の熱応力を解放しやすく、セラミックコア１０に掛かる外力を低減することができる。この結果、セラミックコア１０内の複数の内部流路１０Ｓに流体を更に安定して流すことが可能となり、流体に所定の処理を施すことが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、４つのサブボディ部材および上連結用プレート２５、下連結用プレート２６が複数の内部流路１０Ｓを含むセラミックコア１０を収容するように配置される（図１）。そして、連結部１００が４つのサブボディ部材と上連結用プレート２５および下連結用プレート２６とを互いに連結することで、４つのサブボディ部材、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６がセラミックコア１０を安定して保持することが可能となる。また、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６は非セラミックス製であるため、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６がセラミックス製の場合と比較して、連結部１００から外力を受けても破損しにくい。この結果、セラミックコア１０内の複数の内部流路１０Ｓに流体を更に安定して流すことが可能となり、流体に所定の処理を施すことが可能となる。
【００５９】
更に、本実施形態では、セラミックコア１０内の複数の内部流路１０Ｓが互いに反対側を向く外側面１０Ｊ同士の間で直線状に形成されているため、上下方向から見て複数の内部流路１０Ｓが屈曲している場合と比較して、流体の温度を受けてセラミックコア１０に部分的な温度むらが発生することが抑止される。この結果、脆性を有するセラミックコア１０の一部に大きな熱応力が発生し、前記一部が破損することが更に抑止される。
【００６０】
また、本実施形態では、上記のような直線状の複数の内部流路１０Ｓは、セラミックコア１０の外側面１０Ｊ同士を接続するように配置されている。上下方向から見て複数の内部流路１０Ｓが途中で寸断されている場合と比較して、セラミックコア１０の内部において流体が流れない領域を小さくすることができる、換言すれば、セラミックコア１０の流路空間比率を高めることができる。この結果、流体からの熱を受けにくい領域を少なくすることで、セラミックコア１０内に大きな熱応力が発生することが抑止される。
【００６１】
また、本実施形態では、セラミックコア１０が複数の流路層構造（積層構造）を有しているため、複数の内部流路１０Ｓを上下方向において互いに間隔をおいて配置される複数の流路面Ｒ上にそれぞれ配置することができる。この結果、セラミックコア１０内に複数の内部流路１０Ｓを３次元的に配置し、流体に対する処理を効率的に行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態では、複数のプロセス流路１０ＳＡが螺旋状に形成されるため、プロセス流路１０ＳＡが一の流路面Ｒ上に限られて形成される場合と比較して、プロセス流路１０ＳＡの流路長を長く設定することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、上下方向から見て、複数のプロセス流路１０ＳＡと複数の温度調節用流路１０ＳＢとが交差しているため、複数のプロセス流路１０ＳＡを流れる流体は、複数の温度調節用流路１０ＳＢを流れる流体との間で順に熱交換を行うことが可能となり、両流路間の熱交換効率を高めることができる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態に係る流体流路装置１について説明した。このような流体流路装置１によれば、複数の内部流路１０Ｓとの間で流体を受け渡す供給口および回収口を非セラミックス製のコア保持部２０に配置することで、セラミックコア１０に大きな熱応力が掛かることが抑止される。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、以下のような変形実施形態が可能である。
【００６５】
（１）上記の実施形態では、特定方向を上下方向として説明したが、流体流路装置１の姿勢は図１に限定されるものではない。特定方向が水平方向となるように流体流路装置１が配置されるものでもよい。
【００６６】
（２）また、上記の実施形態では、連結部１００が上連結用プレート２５および下連結用プレート２６を有する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。連結部１００は、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６を有することなく、長尺のボルトＶによって、前保持部２１と後保持部２２とが互いに連結され、左保持部２３と右保持部２４とが互いに連結されるものでもよい。
【００６７】
（３）図８は、本発明の第１変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。図８に示すように、連結部としてのボルトＶおよびナットＴは、上連結用プレート２５および下連結用プレート２６を介することなく、前保持部２１および後保持部２２とセラミックコア１０とを互いに連結するものでもよい。この場合、図８に示すように、セラミックコア１０の上下方向の寸法が前保持部２１および後保持部２２の上下方向の寸法と略同じに設定される。また、図８では、一体のセラミックコア１０内に複数層の螺旋流路構造（プロセス流路１０ＳＡ）が形成されており、各プロセス流路１０ＳＡを流路１０４Ｓおよび流路１０５Ｓ（温度調節用流路１０ＳＢ）が挟むように配置されている。なお、脆性を有するセラミックコア１０に対するボルト穴の加工を可能な限り省くためには、先の実施形態のように上連結用プレート２５および下連結用プレート２６が配置されることが望ましい。
【００６８】
また、図９は、本発明の第２変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。図９に示すように、複数のセラミックコア１０が上下方向（特定方向）に積層されるものでもよい。なお、図９では、２つのセラミックコア１０の上下に上連結用プレート２５および下連結用プレート２６が配置されている。
【００６９】
更に、図１０は、本発明の第３変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。図１０に示すように、１つのセラミックコア１０内に複数の内部流路１０Ｓが上下方向（特定方向）に積層されるものでもよい。なお、図１０では、１つのセラミックコア１０の上下に上連結用プレート２５および下連結用プレート２６が配置されている。
【００７０】
更に、図１１は、本発明の第４変形実施形態に係る流体流路装置の水平断面図である。図１１に示すように、セラミックコア１０内には２つの内部流路１０Ｓが螺旋状（２重螺旋構造、多重螺旋構造）に配置されてもよい。この場合、ガスケット２８に形成される開口部が隣接する２つの入口１０Ｓ１または出口１０Ｓ２を包含するように大きく開口されればよい。この結果、供給口２１Ｐ、供給口２２Ｐおよび回収口２１Ｑと、互いに隣接する複数の入口１０Ｓ１または互いに隣接する複数の出口１０Ｓ２との間で流体が流れる。
【００７１】
更に、図１２は、本発明の第５変形実施形態に係る流体流路装置の水平断面図である。流体の反応に長い流路長を必要としない場合には、図１２に示すように、セラミックコア１０に形成される内部流路１０Ｓ（プロセス流路１０ＳＡ、流路１０４Ｓ）は、互いに独立した入口および出口を有するように直線状に配置されてもよい。この場合、先の実施形態のようなガスケット２８を備えることなく、流体供給路２１Ａから供給された流体は供給口２１Ｐを通じて一括して各プロセス流路１０ＳＡに流入する一方、各プロセス流路１０ＳＡから回収口２２Ｑを通じて流体回収路２２Ｂに一括して流体が回収される。
【００７２】
また、図１３は、第６変形実施形態に係る流体流路装置内の流体の流れを説明するための模式的な側断面図である。図８では、セラミックコア１０内に２つの螺旋構造が配置される態様にて示したが、図１３に示すように、セラミックコア１０内に一つの螺旋構造が配置されてもよい。すなわち、セラミックコア１０内において第１プロセス層１０２および第２プロセス層１０３（図５）に形成される螺旋状のプロセス流路１０ＳＡは、１本でも良いし、複数であっても良い。
【００７３】
（４）また、コア保持部２０を構成するサブボディ部材の数は、４つに限定されるものではない。コア保持部２０は、前保持部２１および後保持部２２のように、２つのサブボディ部材を有するものでもよいし、その他の数のサブボディ部材が配置されてもよい。
【００７４】
（５）また、図５に示されるような温度調節用の流路（流路１０４Ｓ、流路１０５Ｓ）は省略されてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１  流体流路装置
１０  セラミックコア（メインボディ）
１００  連結部
１０１  プロセス層
１０１Ｔ１  第１接続流路
１０１Ｔ２  第２接続流路
１０２  第１プロセス層
１０２Ｈ  合流溝
１０２Ｓ１、１０２Ｓ２、１０３Ｓ１、１０３Ｓ２、１０４Ｓ、１０５Ｓ  流路
１０３  第２プロセス層
１０４  第１温度調節層
１０５  第２温度調節層
１０Ｊ  外側面
１０Ｋ  副外側面
１０Ｓ  内部流路
１０Ｓ１  入口
１０Ｓ２  出口
１０ＳＡ  プロセス流路
１０ＳＢ  温度調節流路
２０  コア保持部（サブボディ）
２０Ｊ  内側面
２１  前保持部（サブボディ部材）
２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ  流体供給路
２１Ｂ  流体回収路
２１Ｐ、２２Ｐ、２３Ｐ  供給口
２１Ｑ、２４Ｐ  回収口
２２  後保持部（サブボディ部材）
２３  左保持部（サブボディ部材）
２４  右保持部（サブボディ部材）
２４Ａ  流体回収路
２５  上連結用プレート（連結ボディ部材）
２５Ｊ、２６Ｊ  第１対向面
２５Ｋ、２６Ｋ  第２対向面
２６  下連結用プレート（連結ボディ部材）
２７  Ｏリング
２８  ガスケット
Ｒ  流路面
Ｒ１  第１流路面
Ｒ２  第２流路面
Ｒ３  第３流路面
Ｒ４  第４流路面
Ｔ  ナット（連結部材）
Ｖ  ボルト（連結部材）
【図１】
2020185507.tif 000003
【図２】
2020185507.tif 000004
【図３】
2020185507.tif 000005
【図４】
2020185507.tif 000006
【図５】
2020185507.tif 000007
【図６】
2020185507.tif 000008
【図７】
2020185507.tif 000009
【図８】
2020185507.tif 000010
【図９】
2020185507.tif 000011
【図１０】
2020185507.tif 000012
【図１１】
2020185507.tif 000013
【図１２】
2020185507.tif 000014
【図１３】
2020185507.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2020185507.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月7日(2020.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス製のメインボディであって、当該メインボディは、互いに独立した入口および出口をそれぞれ含み少なくとも一つの流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の内部流路と前記少なくとも一つの流路面と直交する少なくとも一つの外側面とを有し、前記複数の内部流路の前記入口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている一方、前記複数の内部流路の前記出口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている、セラミックス製のメインボディと、
前記メインボディの脆性よりも相対的に低い脆性を有する非セラミックス製のサブボディであって、当該サブボディは、少なくとも一つの内側面と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路に流体を一括して供給する供給口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体供給路と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路から流体を一括して受け入れる回収口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体回収路と、を有し、前記供給口が前記複数の内部流路の前記入口を包含するように当該複数の入口に対向して配置されかつ前記回収口が前記複数の内部流路の前記出口を包含するように当該複数の出口に対向して配置されるように、前記少なくとも一つの内側面が前記メインボディの前記少なくとも一つの外側面に密接して配置される、非セラミックス製のサブボディと、
を備える、流体流路装置。
【請求項２】
前記メインボディは直方体形状を有しており、前記少なくとも一つの外側面は前記少なくとも一つの流路面とそれぞれ直交し前記直方体形状を画定する第１外側面、第２外側面、第３外側面および第４外側面を含み、
前記サブボディは、前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面にそれぞれ密接して配置される前記内側面をそれぞれ含み、前記少なくとも一つの流路面と平行な面に沿って前記メインボディを四方から挟むように配置される、第１サブボディ部材、第２サブボディ部材、第３サブボディ部材および第４サブボディ部材を有し、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材が前記メインボディを保持するように、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材を前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する連結部を更に備える、請求項１に記載の流体流路装置。
【請求項３】
前記メインボディは、前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向における前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面の一端部同士および他端部同士を互いに接続する一対の副外側面を更に有し、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材は、前記メインボディよりも前記特定方向の一端側および他端側にそれぞれ突出するように、前記特定方向において前記メインボディよりも大きな寸法をそれぞれ有しており、
前記連結部は、
前記副外側面に対向して配置される第１対向面と、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材にそれぞれ対向して配置される少なくとも４つの第２対向面とをそれぞれ有し、前記特定方向において前記メインボディを両側から挟むように配置される、非セラミックス製の一対の連結ボディ部材と、
前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材および前記一対の連結ボディ部材が前記メインボディを収容するように、前記第１サブボディ部材、前記第２サブボディ部材、前記第３サブボディ部材および前記第４サブボディ部材の前記特定方向の一端部および他端部と前記一対の連結ボディ部材とを前記少なくとも一つの流路面と平行な方向に沿って互いに連結する複数の連結部材と、
を有する、請求項２に記載の流体流路装置。
【請求項４】
前記メインボディの前記第１外側面、前記第２外側面、前記第３外側面および前記第４外側面のうちの一の外側面と前記一の外側面と直交する方向において前記一の外側面とは反対側に配置される他の外側面との間で前記メインボディを前記少なくとも一つの流路面と直交する方向である特定方向から見て、前記複数の内部流路は、前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びている、請求項２または３に記載の流体流路装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの流路面は、
第１流路面と、
前記特定方向において前記第１の流路面と間隔をおいて配置される第２流路面と、
を含み、
前記複数の内部流路は、
前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第１流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第１内部流路と、
前記一の外側面と前記他の外側面とを互いに接続するように直線状にそれぞれ延びるとともに、前記第２流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の第２内部流路と、
をそれぞれ有する、請求項４に記載の流体流路装置。
【請求項６】
前記複数の内部流路は、
前記複数の第１内部流路の前記一の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記一の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第１接続流路と、
前記複数の第１内部流路の前記他の外側面側の端部と前記複数の第２内部流路の前記他の外側面側の端部とを前記特定方向に沿ってそれぞれ接続する複数の第２接続流路と、
をそれぞれ有し、
前記複数の第１内部流路、前記複数の第２内部流路、前記複数の第１接続流路および前記複数の第２接続流路は、前記内部流路を流れる流体が前記第１流体面と平行かつ前記複数の第１内部流路と交差する方向に移動することを許容するように螺旋状に接続されている、請求項５に記載の流体流路装置。
【請求項７】
前記複数の内部流路は、前記特定方向において前記複数の第１内部流路および前記複数の第２内部流路のうちの少なくとも一方の複数の内部流路に対向して配置され、前記少なくとも一方の複数の内部流路を流れる流体との間で熱交換を行うための流体が流れることを許容する複数の温度調節用流路を更に有し、
前記メインボディを前記特定方向から見て、前記複数の温度調節用流路は、前記少なくとも一方の複数の内部流路と交差するように配設されている、請求項５または６に記載の流体流路装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一局面に係る流体流路装置は、セラミックス製のメインボディであって、当該メインボディは、互いに独立した入口および出口をそれぞれ含み少なくとも一つの流路面に沿って流体が流れることを許容する複数の内部流路と前記少なくとも一つの流路面と直 交する少なくとも一つの外側面とを有し、前記複数の内部流路の前記入口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている一方、前記複数の内部流路の前記出口が前記少なくとも一つの外側面に互いに隣接するように露出して配置されている、セラミックス製のメインボディと、前記メインボディの脆性よりも相対的に低い脆性を有する非セラミックス製のサブボディであって、当該サブボディは、少なくとも一つの内側面と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路に流体を一括して供給する供給口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体供給路と、前記少なくとも一つの内側面に露出し前記複数の内部流路から流体を一括して受け入れる回収口を含み流体が流れることを許容する少なくとも一つの流体回収路と、を有し、前記供給口が前記複数の内部流路の前記入口を包含するように当該複数の入口に対向して配置されかつ前記回収口が前記複数の内部流路の前記出口を包含するように当該複数の出口に対向して配置されるように、前記少なくとも一つの内側面が前記メインボディの前記少なくとも一つの外側面に密接して配置される、非セラミックス製のサブボディと、を備える。