(57)【要約】      （修正有）【課題】経済的で洗浄が容易なマイクロミキサーの提供。【解決手段】少なくとも２種類の流体相を混合、分散、乳化または懸濁させるための層流スタティック・マイクロミキサーであって、スロット穴２２を備えた少なくとも１つのスロット・プレート２０、および、長尺開口部３１を備えたアパーチャ・プレート３０であって、該スロット・プレートの上方に配置されたアパーチャ・プレートを含んでおり、スロット穴および長尺開口部は、貫通孔として形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の流体相を混合、分散、乳化または懸濁させるための層流スタティック・マイクロミキサーであって、
スロット穴を備えた少なくとも１つのスロット・プレート、および
該スロット・プレートの上方に配置された、長尺開口部を備えたアパーチャ・プレート
を含んでおり、また
該スロット穴および該長尺開口部は、貫通孔となるように形成されている
ことを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
スロット・プレートのスロット穴の数および／またはアパーチャ・プレートの長尺開口部の数は１よりも多いことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項３】
流体相は、スロット・プレートに導入された後、スロット穴にそれぞれ送られることになり、その後、上方に配置されたプレートの開口部に導入されることを特徴とする、請求項１または２に記載のマイクロミキサー。
【請求項４】
上方に配置されたアパーチャ・プレート又は別のスロット・プレートに設けられた穴に対して流体相が導入されるように、スロット・プレートのスロット穴が相互に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項５】
アパーチャ・プレートの長尺開口部において流体相が相互に接触することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項６】
スロット・プレートのスロット穴の幾何学的な形状および整列に起因して二次効果の発生が促進されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項７】
スロット穴が相互に斜めに配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項８】
プレートのスロット穴の断面は、漏斗形状または耳たぶ形状となるように形成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項９】
複数のスロット・プレートおよび／またはアパーチャ・プレートが、相互に直接的に重ねられて配置されている又は相互にずれた状態で配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１０】
スロット・プレートには構造物が設けられている、又は、スロット・プレートを機械加工して構造物を設けていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１１】
１つ又はそれ以上のスロット・プレートおよび／またはアパーチャ・プレートが適当に配置されており、それによって、一方の流体が他方の流体の出口開口部へと導かれることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１２】
混合チャンバーがアパーチャ・プレートの上方に取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１３】
アパーチャ・プレートの長尺開口部が、相互に平行にずれた状態で配置されている、および／または、相互に規則的なパターンで配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１４】
スロット・プレートのスロット穴とアパーチャ・プレートの長尺開口部とは、相互に所望の角度をなして配置されており、好ましくは相互に９０度回転させた状態で配置されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１５】
スロット・プレートのスロット穴およびアパーチャ・プレートの長尺開口部は、５００μｍ未満の幅を有しており、好ましくは１０μｍ未満の幅を有していることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１６】
スロット・プレートおよびアパーチャ・プレートは、金属、ガラス、セラミック、プラスチック又はそのような材料の混合物から部分的又は全て形成されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１７】
スロット・プレートおよびアパーチャ・プレートは、パンチング法、エンボス加工法、フライス加工法、腐食法、エッチング法、プラズマエッチング法、レーザー切断法、レーザーアブレーション法またはＬＩＧＡ法によって形成されており、好ましくはレーザー切断法またはＬＩＧＡ法によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１８】
スロット・プレートとアパーチャ・プレートとは、マイクロ構造の薄いプレートの積層物からできていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項１９】
マイクロ構造の薄いプレートは、ハンダ付け法、溶接法、拡散溶接法もしくは接着接合法によって実質的に相互に接続されている、又は、ネジ法、押圧法もしくはリベット法を用いた圧力嵌めによって相互に接続されていることを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロミキサー。
【請求項２０】
アパーチャ・プレートの長尺開口部およびスロット・プレートのスロット穴は、枝分かれした形状を有していることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項２１】
ハウジング内にマイクロミキサーが収容されていることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項２２】
ハウジングには、流体相を空間的に分配させるチャンネルが含まれ得ることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項２３】
流体がハウジング内で分配されるように、チャンネルが、相互に平行に、半径方向に、同心円状に又は相互に連続的に、ずれた状態で配置されていることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項２４】
流体がハウジング内で分配されるように、チャンネルの断面は一定となるように又は変わるように設計されていることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれかに記載のマイクロミキサー。
【請求項２５】
少なくとも２種類の流体相を混合、分散、乳化または懸濁する方法であって、貫通孔として形成されたスロット穴を備えた少なくとも１つのスロット・プレート、および、該スロット・プレートの上方に配置された、長尺開口部を備えたアパーチャ・プレートを通るように、該少なくとも２種類の流体相を導くことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも２種類の流体相を混合、分散、乳化または懸濁させるためのマイクロミキサーに関する。かかるマイクロミキサーは、スロット穴（ｓｌｏｔ  ｏｐｅｎｉｎｇ）を備えた少なくとも１つのスロット・プレート（ｓｌｏｔｔｅｄ  ｐｌａｔｅ）、および、その上方に配置された長尺開口部（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｓｌｏｔ）を備えたアパーチャ・プレート（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｐｌａｔｅ）を必要とする。スロット・プレートのスロット穴およびアパーチャ・プレートの長尺開口部は、貫通孔として形成されている。かかるスロット穴または長尺開口部は、適宜変形して形成してもよい。つまり、スロット穴または長尺開口部がシンプルなジオメトリー（例えば、穴または矩形スロット）を有していることが好ましい。
【０００２】
スタティック・マイクロミキサーは、マイクロ反応技術にとって重要な要素である。スタティック・マイクロミキサーでは、多層流の原理が用いられており、拡散により流体相が急速に混合される。層板（ｌａｍｅｌｌａｅ）が交互に配置された幾何学的な構成に起因して、微細領域で良好な混合がもたらされる。薄いプレートを規則的（または周期的）に重ねて構成された多層流ミキサーについては、文献で既に幅広く論じられている：例えば、ドイツ国特許第４４１６３４３号、同１９５４０２９２号およびドイツ国特許出願第１９９２８１２３号が挙げられる。更に、薄いプレートを規則的に重ねて構成された多層流ミキサーとは対称的に、ドイツ国特許出願第１９９２７５５４号には、２種類以上の抽出物を混合するためのマイクロミキサーが記載されている。かかるマイクロミキサーは、複数の混合セルを有している。このような混合セルの各々には、チャンネル・フィンガー（ｃｈａｎｎｅｌ  ｆｉｎｇｅｒ）の少なくとも２つのグループに隣接するようにして供給チャンバーが設けられている。なお、チャンネル・フィンガーは、櫛状に係合しており、混合領域を形成している。かかる混合領域の上方には、チャンネル・フィンガーに対して直角に延在する出口が設けられており、その出口から生成物が排出されるようになっている。２つの空間方向にて平行に接続されているために、かなりの多くの量を処理することができる。
【０００３】
汚染物質粒子の蓄積に起因したマイクロミキサーの閉塞に対して、不適切な洗浄が行われる可能性があるために、マイクロミキサーの潜在的用途はかなり制限されている。そのような問題点を鑑みることによって、請求項１に記載のマイクロミキサーが発明された。プレートから成るマイクロミキサーの場合では、プレートが相互に永続的に接続された状態が好ましいものとなっており、自由にアクセスできないので、上述のマイクロミキサーを直接的に洗浄することは不可能となっている。そのようなマイクロミキサーを洗浄するには、重ねて設けられているプレートを分解する必要があるが、それは一般的に非常に面倒なことである。
【０００４】
そのような問題点は、請求項１に記載の層流スタティック・マイクロミキサーによって解決される。この層流スタティック・マイクロミキサーは、スロット穴を備えた少なくとも１つのスロット・プレート、および、該スロット・プレートの上方に配置された長尺開口部を備えたアパーチャ・プレートを有しており、少なくとも２種類の流体相を混合することができるようになっている。一般的にスロット穴は貫通孔として形成されている。
【０００５】
本発明によって得られる利点は、層流スタティック・マイクロミキサーを経済的に製造することができることであり、また、かかるマイクロミキサーの洗浄が容易であること、更には、流体同士を迅速かつ効率的に混合し易いことである。また、本発明の層流スタティック・マイクロミキサーは、圧力損失が少ないので、処理量の多い用途に対して用いることが可能となっている。
【０００６】
本発明を有利に改良した態様が請求項２において特定されている。請求項２に記載されているように、アパーチャ・プレートの長尺開口部の数および／またはスロット・プレートのスロット穴の数が１よりも多いものであってもよい。請求項３に記載されているように、種々の領域に分配された状態でスロット・プレートのスロット穴から流体が排出されるようになっており、その後、流体は、該スロット・プレートの上方に配置されたアパーチャ・プレートの長尺開口部または別のスロット・プレートのスロット穴に導入されるようになっている。請求項５に記載されているように、流体相は、アパーチャ・プレートの長尺開口部にて相互に合わせられることになる。なお、スロット・プレートのスロット穴は、相互に平行にずれた状態で配置されていてもよく、および／または、相互に規則的なパターンを有するように配置されていてもよい。請求項６に記載されているように、スロット・プレートのスロット穴を適当な幾何学的形状にすることによって、また、スロット・プレートのスロット穴を適当に幾何学的に整列させることによって、二次効果の発生を促進させることができる。なお、二次効果は、例えば、プレートの後方に生じる渦が分離されることによって、又は、供給ラインからもたらされる横成分によって発生し得る。拡散に起因した分子レベルの混合は、結果的に、二次的な流れによって促進されることになるので、拡散経路を短くすることができ、その結果、混合時間を短くすることができる。請求項７に記載されているように、スロット穴を相互に斜めに配置してもよい。更なる改良として、スロット穴を漏斗形状または耳たぶ形状（ｌｏｂｅ）になるように形成してもよい。このような改良は、供給チャンネル内の圧力分布を均一にすることができる点で好都合となる。なお、これは、全成分を均一に混合するための前提条件である。更に、複数のスロット・プレートおよび／またはアパーチャ・プレートは、相互にずらした状態で相互に直接的に（または真上に）重なるように配置することができる。請求項９に記載されているように、相互に直接的に重なるように配置された又は相互にずらした状態で配置されたスロット・プレートおよび／もしくはアパーチャ・プレートが用いられる場合、流れ方向を変えることが可能となっている。請求項１１に記載されているように、流れ方向が変えられることに起因して、特に１つ以上の流体流れが合流点において合わせられることになる。
【０００７】
請求項１２に記載されているように、アパーチャ・プレートの上方に混合チャンバーを取り付けてもよい。請求項１３に記載されているように、アパーチャ・プレートの長尺開口部を相互に平行にずらした状態で配置してよく、および／または、アパーチャ・プレートの長尺開口部を相互に規則的なパターンを有するように配置してもよい。本発明の更なる有利な改良として、スロット・プレートのスロット穴とアパーチャ・プレートの長尺開口部とを相互に所望な角度をなすように配置することができ、好ましくは相互に９０°回転させた状態で配置することができる。請求項１５に記載されているように、更に、スロット・プレートのスロット穴およびアパーチャ・プレートの長尺開口部を５００μｍ未満の幅を有するように設けることができる。液体の混合、乳化または懸濁を向上させるために、１００μｍ未満の幅のスロット穴が、特に有用であることが判った。ベースとなるミキサーでは、スロット・プレートのスロット穴の幅が、全ての流体相に対して同じになっている。しかしながら、異なる粘度を有する流体同士および／または体積流量が１：１でない流体同士を相互に混合する場合では、スロット・プレートのスロット穴の幅および／または形状ならびに断面が種々の流体に応じて変更することが有利となり得る。更なる有利な改良として、スロット・プレートまたはアパーチャ・プレートを、金属、ガラス、セラミック、プラスチック又はそのような材料の混合物から部分的又は全て形成してもよい。請求項１７に記載されているように、パンチング法、エンボス加工法、フライス加工法、腐食法、エッチング法、プラズマエッチング法、レーザー切断法、レーザーアブレーション法またはＬＩＧＡ法によって形成してよく、好ましくはレーザー切断法またはＬＩＧＡ法によって、スロット・プレートおよびアパーチャ・プレートを形成してもよい。更なる有利な改良として、ハンダ付け法、溶接法、拡散溶接法もしくは接着接合法によってマイクロ構造の薄いプレートを実質的に（または材料的に）相互に接続してよく、又は、ネジ法、押圧法（例えばハウジング内での押圧法）もしくはリベット法を用いた圧力嵌めによってマイクロ構造の薄いプレートを相互に接続してもよい。請求項２０に記載の有利な改良として、アパーチャ・プレートの長尺開口部およびスロット・プレートのスロット穴が枝分かれした形状（または形態）になるように形成してもよい。請求項２１に記載されているように、スタティック・マイクロミキサーを収容するためにハウジングを設け、そのハウジング内にスタティック・マイクロミキサーを収容してよい。請求項２２に記載されているように、ハウジングには、流体相を空間的に分配することが可能なチャンネルを設けてもよい。請求項２３に記載されているように、相互に平行に、半径方向に、同心円状に又は相互に連続的にずれた状態でチャンネルが配置されていてもよい。請求項２４に記載されているように、チェンネルに沿って適当な速度で分配されるように、チャンネルの断面が一定となるように又は変わるように設計されていることが有利と成り得る。
【０００８】
請求項２５に記載されているように、物理変化または化学変化がもたらされるように、マイクロミキサーを個別に用いたり、または、モジュール構成された配置を有した構成要素としてマイクロミキサーを用いたりする。また、請求項２６によれば、１つの要素となるように他の機能的なモジュールと組み合わせた状態でマイクロミキサーを用いることができる。
【０００９】
図面には本発明の例示的な態様が示されている。以下において、そのような例示的な態様をより詳細に説明する。
【００１０】
図１は、下方パーツ１０、スロット・プレート２０およびアパーチャ・プレート３０を有して成る層流スタティック・マイクロミキサーの模式図を示している。下方パーツ１０には、流体Ａのための供給チャンネル１１ａおよび流体Ｂのための供給チャンネル１１ｂが設けられている。スロット・プレート２０には、供給チャンネル１１ａから送られてくる流体Ａのためのスロット穴２２ａ、および、供給チャンネル１１ｂから送られてくる流体Ｂのためのスロット穴２２ｂが設けられている。そして、スロット・プレート２０の上方には、長尺開口部３１を備えたアパーチャ・プレート３０が設けられる。この場合、アパーチャ・プレート３０によって、スロット穴２２ａおよび２２ｂの外側領域がカバーされるが、スロット穴２２ａおよび２２ｂの中央領域では、長尺開口部３１が重ねられることになるので、開口した空間がもたらされることになる。
【００１１】
図２ａは、下方パーツ１０、供給チャンネル１１ａ,１１ｂ、スロット・プレート２０およびアパーチャ・プレート３０を有して成るスタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。どのような場合であっても、供給チャンネル１１ａおよび１１ｂには流体Ａおよび流体Ｂが供給される；このような供給チャンネルの上方には、スロット穴２２ａおよび２２ｂを備えたスロット・プレート２０が配置されている。そして、スロット・プレート２０の上方にはアパーチャ・プレート３０が配置されている。なお、アパーチャ・プレートの長尺開口部は、スロット穴２２ａおよび２２ｂに対して９０°の角度をなして配置されている。
【００１２】
図２ｂは、下方パーツ１０、スロット・プレート２０およびアパーチャ・プレート３０を有して成る図２ａに示すスタティック・マイクロミキサーの模式図を示している。
【００１３】
図３ａには、細長い領域２１が形成されるように２つの列を成して配置されているスロット穴２２ａおよび２２ｂが示されている。このような細長い領域２１に対しては、供給チャンネル１１ａおよび１１ｂを介して流体が供給される。スロット穴２２ａの半分が供給チャンネル１１ａに重ねて設けられている一方、スロット穴２２ｂの半分が供給チャンネル１１ｂに重ねて設けられている。２つの列から成る中央領域では、スロット穴２２に対して、上方に設けられる長尺開口部３１が重ねられている。なお、スロット穴２２は、本明細書で図示するように、斜めに配置してもよい。
【００１４】
図３ｂ，図３ｃ，図３ｄ，図３ｅおよび図３ｆは、種々の幾何学的形態を有したスロット穴２２および種々に幾何学的に整列したスロット穴２２を示している。スロット穴の下方には供給チャンネル１１が配置されている。また、スロット穴の上方には長尺開口部３１が配置されている。供給チャンネル１１の断面および長尺開口部３１の断面は、経路に沿って変化するものであってもよい（図３ｆ）。スロット穴２２は、漏斗形態で広がるようなものであってもよい。スロット穴２２の幅および形態は、流体ごとに変わるようなものであってよく（図３ｅ）、また、同じ流体に対して変化するものであってもよい（図３ｆ）。
【００１５】
図４ａは、下方ハウジング・パーツ１０の平面図を示す。下方ハウジング・パーツ１０には、左右に交互にずらした状態で多数の細長い供給チャンネル１１ａおよび１１ｂが設けられている。下方ハウジング・パーツ１０の上方に配置されたスロット・プレート２０においては、細長い領域２１が棒状に黒色で示されている；本明細書では、どのような場合であっても、２つの供給チャンネル１１ａと１１ｂとの間に細長い領域２１が設けられているために、細長い領域２１と２つの供給チャンネルとが重なっている。スロット・プレート２０の上方に配置されたアパーチャ・プレート３０の長尺開口部３１は、スロット・プレート２０の細長い領域２１の上方にて、その細長い領域２１の中心に設けられている。
【００１６】
図４ｂは、供給チャンネル１１ａ,１１ｂ、細長い領域２１および長尺開口部３１の配置を模式的に示している。
【００１７】
図５は、下方ハウジング・パーツ１０および上方ハウジング・パーツ４０を有して成る層流スタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。下方ハウジング・パーツ１０と上方ハウジング・パーツ４０との間には、スロット・プレート２０およびアパーチャ・プレート３０が配置されている。下方ハウジング・パーツ１０には溝部１３が設けられている。溝部１３内には封止リング５０を挿入することができ、マイクロミキサーを周囲から封止することができるようになっている。下方ハウジング・パーツ１０および上方ハウジング・パーツ４０の各々には、２つのパーツを相互に取り付ける取付要素４４が設けられる開口部が存在している。下方ハウジング・パーツ１０の外側面には、混合される流体Ａおよび流体Ｂを導入するための２つの流体入口チャンネル１２ａおよび１２ｂが設けられている。下方ハウジング・パーツ１０の上側が機械加工されることによって、片側または別の片側にまでの長さが交互に変わるように構成された細長い供給チャンネル１１ａおよび１１ｂが多数設けられている。従って、細長い供給チャンネル１１ａおよび１１ｂを介して、流体Ａまたは流体Ｂを供給することができる。スロット・プレート２０には細長い領域２１が多数設けられている。そして、スロット・プレート２０の上方には、多くの長尺開口部３１を備えたアパーチャ・プレート３０が設けられている。
【００１８】
図６は、下側からの見た図５と同様の層流スタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。上方ハウジング・パーツ４０には、大きい混合チャンバー４５が設けられている。アパーチャ・プレート３０に設けられた全ての長尺開口部３１は、混合チャンバーに連通している。アパーチャ・プレート３０が支持されるように、複数の支持構造部４１が上方ハウジング・パーツ４０に取り付けられている。
【００１９】
図７ａは、下方ハウジング・パーツ１０の模式図を示している。下方ハウジング・パーツ１０には、混合される流体Ａが供給される供給チャンネル１１ａおよび混合される流体Ｂが供給される供給チャンネル１１ｂが設けられている。下方ハウジング・パーツの外側には、流体入口１２ａ,１２ｂが設けられている。下方ハウジング・パーツ１０の４つのコーナーに設けられた穴部４４を用いることによって、マイクロミキサーが組み立てられることになる。
【００２０】
図７ｂは、図７ａを線Ｂ−Ｂに沿って切り取った際の下方ハウジング・パーツ１０の断面を示している。流体入口１２ａは、流体Ａのための流体入口チャンネル１４と連通している。流体入口チャンネル１４の上側には、流体用の供給チャンネル１１ａが設けられている。なお、下方ハウジング・パーツ１０の上側には、封止リングを挿入するための溝部１３が設けられている。
【００２１】
図７ｃは、図７ａを線Ｃ−Ｃに沿って切り取った下方ハウジング・パーツ１０の断面を示している。流体Ａのための供給チャンネル１１ａと流体Ｂのための供給チャンネル１１ｂとは、交差するように接続されておらず、交互に平行になるように延在している。なお、下方ハウジング・パーツ１０の上側には、封止リングを挿入するための溝部１３が設けられている。
【００２２】
図８ａは、２種類の異なるスロット穴２２ａ／２２ｂおよび２３ａ／２３ｂを備えた層流スタティック・マイクロミキサーの模式図を示している。第１スロット・プレートのスロット穴２２ａおよび２２ｂによって、小さいスロット穴２３ａおよび２３ｂを備えた第２スロット・プレートに対して供給チャンネルが形成されている。いずれの場合であっても、スロット穴２２ａ／２２ｂおよび２３ａ／２３ｂは、相互に９０°回転した形態で配置されている。
【００２３】
図８ｂは、２種類の異なるスロット・プレートを有して成る図８ａのスタティック・マイクロミキサーの平面図を示しており、スロット・プレートに設けられたスロット穴が、相互に９０°回転した形態で設けられている。
【００２４】
図９ａおよび図９ｂは、層流マイクロミキサーの２つの実施例を展開した状態で示している。図９ａおよび図９ｂでは、スロット・プレートのスロット穴、アパーチャ・プレートの長尺開口部、および、流体を分配するためのチャンネルを、環状にずらした状態で設けてもよく、または、平行になるように設けてもよい。
【００２５】
図１０は、物理変化−化学変化がもたらされるように、層流マイクロミキサーを一体的に配置された構成要素として用いた実施例を示している。この場合、層流マイクロミキサー（６０）とチューブバンドル式熱交換機（１７）とが１つの要素として一体化されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、スロット・プレートおよびアパーチャ・プレートを有して成るスタティック・マイクロミキサーの模式図を示している。
【図２ａ】図２ａは、下方ハウジング・パーツ（１０）、供給チャンネル（１１）、スロット・プレート（２０）およびアパーチャ・プレート（３０）を有して成る層流スタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。
【図２ｂ】図２ｂは、下方ハウジング・パーツ（１０）、供給チャンネル（１１）、スロット・プレート（２０）およびアパーチャ・プレート（３０）を有して成る層流スタティック・マイクロミキサーを示している。
【図３ａ】図３ａは、層流スタティック・マイクロミキサーの供給チャンネル（１１）、スロット穴（２２ａ,２２ｂ）および長尺開口部（３１）の平面図を示している。
【図３ｂ】図３ｂは、層流スタティック・マイクロミキサーのスロット・プレート（２０）に設けられた種々の幾何学的な形状および整列を有したスロット穴（２２）の平面図を示している。
【図３ｃ】図３ｃは、層流スタティック・マイクロミキサーのスロット・プレート（２０）に設けられた種々の幾何学的な形状および整列を有したスロット穴(２２)の平面図を示している。
【図３ｄ】図３ｄは、スロット・プレート（２０）に設けられた種々の幾何学的な形状および整列を有したスロット穴（２２）であって、スロット・プレート（２０）の平面上で双方の流体のスロット穴（２２）が重なっている態様を示している。
【図３ｅ】図３ｅは、スロット・プレート（２０）に設けられた種々の幾何学的な形状および整列を有したスロット穴（２２）であって、種々の幅および形態を有したスロット穴（２２）の平面図を示している。
【図３ｆ】図３ｆは、スロット・プレート（２０）に設けられた種々の幾何学的な形状および整列を有したスロット穴（２２）の平面図を示しており、スロット穴（２２）、長尺開口部（３１）および／または供給チャンネル（１１）は種々の幅および形態ならびに可変の幅および形態を有している。
【図４ａ】図４ａは、下方ハウジング・パーツ（１０）、スロット・プレート（２０）およびアパーチャ・プレート（３０）を有して成る層流スタティック・マイクロミキサーの平面図を示している。
【図４ｂ】図４ｂは、層流スタティック・マイクロミキサーの平面図を示している。
【図５】図５は、層流スタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。
【図６】図６は、下側から見たスタティック・マイクロミキサーの展開図を示している。
【図７ａ】図７ａは、下方ハウジング・パーツ（１０）の模式図を示している。
【図７ｂ】図７ｂは、平面Ｂ−Ｂに沿って切り取った下方ハウジング・パーツ（１０）の断面を示している。
【図７ｃ】図７ｃは、平面Ｃ−Ｃに沿って切り取った下方ハウジング・パーツ（１０）の断面を示している。
【図８ａ】図８ａは、２種類の異なるスロット・プレート有するスタティック・マイクロミキサーの模式図を示しており、相互にずらした状態でスロット穴（２２，２３）が配置されている。
【図８ｂ】図８ｂは、２種類の異なるスロット・プレートを有する層流スタティック・マイクロミキサーの組み合わせた状態の模式図を示している。
【図９ａ】図９ａは、ハウジング内で流体が分割されるように、チャンネルが平行にずれた状態で配置されている層流マイクロミキサーの展開図を示している。
【図９ｂ】図９ｂは、ハウジング内で流体が分割されるように、チャンネルが同心状態で半径方向に配置されている層流マイクロミキサーの展開図を示している。
【図１０】図１０は、熱交換機ユニット（７０）と一体的に配置された構成要素としての層流マイクロミキサー（６０）（図９ａ参照）を示している。
【符号の説明】
【００２７】
１０,１０ａ…下方ハウジング・パーツ、１１ａ…流体Ａのための供給チャンネル、１１ｂ…流体Ｂのための供給チャンネル、１２ａ…流体Ａのための流体入口、１２ｂ…流体Ｂのための流体入口、１３…封止リングのための溝部、１４…流体入口チャンネル、２０…スロット・プレート、２１…細長い領域、２２ａ…流体Ａのためのスロット穴、２２ｂ…流体Ｂのためのスロット穴、２３ａ…流体Ａのためのスロット穴、２３ｂ…流体Ｂのためのスロット穴、３０…アパーチャ・プレート、３１…長尺開口部、４０,４０ａ…上方ハウジング・パーツ、４１…支持構造部、４２…流体出口、４４…流体要素のための開口部、４５…混合チャンバー、５０…封止リング、６０…マイクロミキサー、７０…チューブバンドル式熱交換機。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2011183386.tif 000018
【図８ａ】
2011183386.tif 000019
【図８ｂ】
2011183386.tif 000020
【図９ａ】
2011183386.tif 000021
【図９ｂ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【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】
少なくとも第１流体相と第２流体相とを混合、分散、乳化または懸濁させるための層流スタティック・マイクロミキサーであって、
第１流体相のための第１供給チャンネルおよび第２流体相のための第２供給チャンネルを備えた下方ハウジング・パーツ；
下方ハウジング・パーツの上に設けられ、第１スロット穴および第２スロット穴を備えた少なくとも１つのスロット・プレート；
スロット・プレートの上に設けられ、スロット形状の長尺開口部を少なくとも１つ備えたアパーチャ・プレート；ならびに、
アパーチャ・プレートの上に配置された混合チャンバー
を有して成り、
第１供給チャンネルおよび第２供給チャンネルは下方ハウジング・パーツの上側に部分的な開口部を有しており、
第１スロット穴および第２スロット穴は、スロット・プレートを完全に貫通しており、かつ、それらが対を成して配置されており、
長尺開口部はアパーチャ・プレートを完全に貫通しており、
各対を構成する第１スロット穴の一方の端部が下方ハウジング・パーツの第１供給チャンネルと直接的な流体接触状態となっており、前記各対を構成する第２スロット穴の一方の端部が下方ハウジング・パーツの第２供給チャンネルと直接的な流体接触状態となっており、かつ、第１スロット穴および第２スロット穴はアパーチャ・プレートの長尺開口部に重なっており、
「下方ハウジング・パーツの第１供給チャンネルからスロット・プレートの各対の第１スロット穴を通って、アパーチャ・プレート上方の混合チャンバーに至るまで形成されている少なくとも２回向きを変える連続的な第１流路」および「下方ハウジング・パーツの第２供給チャンネルからスロット・プレートの各対の第２スロット穴を通って、アパーチャ・プレート上方の混合チャンバーに至るまで形成されている少なくとも２回向きを変える連続的な第２流路」が形成されるように、下方ハウジング・パーツの上側の前記部分的な開口部と、スロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴と、アパーチャ・プレートの長尺開口部との間の重なりが、スロット・プレートへの垂直投影の点で非一致となっていることを特徴とする、マイクロミキサー。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスロット・プレートが付加的なスロット穴を有して成り、および／または、アパーチャ・プレートが付加的な長尺開口部を有して成る、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項３】
上方に配置されたアパーチャ・プレート又は別のスロット・プレートに設けられた穴に対して第１流体相および第２流体相が導入されるように、前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および少なくとも１つの第２スロット穴が構成されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項４】
アパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部の連続的な開口部が、前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴と重なっており、
第１流体相と第２流体相とがアパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部の連続的な開口部にて相互に接触する、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴と第２スロット穴とが相互に斜めに配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項６】
前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴の上面部分が漏斗形状または耳たぶ形状となるように構成されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスロット・プレートに隣接して位置する複数の付加的なスロット・プレート、および／または、アパーチャ・プレートに隣接して位置する複数の付加的なアパーチャ・プレートを更に有して成り、
前記複数の付加的なスロット・プレートおよび／または前記複数の付加的なアパーチャ・プレートが、相互に直接的に重ねられて配置されている又は相互にずれて配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項８】
アパーチャ・プレートにて付加的なスロット形状の長尺開口部を更に有して成り、
前記付加的なスロット形状の長尺開口部が、相互に平行にずれた状態で配置されている、および／または、相互に規則的なパターンで配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項９】
前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴と、アパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部とが相互に角度を成して配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１０】
前記角度が９０°以下である、請求項９に記載のマイクロミキサー。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴ならびにアパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部が５００μｍ未満の幅を有している、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１２】
前記幅が１００μｍ未満である、請求項１１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスロット・プレートおよびアパーチャ・プレートは、金属、ガラス、セラミック、プラスチック又はそのような材料の混合物から部分的又は全て形成されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのスロット・プレートおよびアパーチャ・プレートは、マイクロ構造の薄いプレートの積層物からできている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１５】
前記マイクロ構造の薄いプレートが、ハンダ付け法、溶接法、拡散溶接法もしくは接着接合法によって材料的に相互に接続されている、又は、ネジ法、押圧法もしくはリベット法を用いた圧力嵌めによって相互に接続されている、請求項１４に記載のマイクロミキサー。
【請求項１６】
アパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部ならびに少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴および第２スロット穴が、枝分かれした形状を有していることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１７】
上方ハウジング・パーツを更に有して成る、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項１８】
上方ハウジング・パーツに適合した複数の支持構造を更に有して成る、請求項１７に記載のマイクロミキサー。
【請求項１９】
下方ハウジングには、第１流体相および第２流体相の空間的な分配を促進させるように構成されている、請求項１７に記載のマイクロミキサー。
【請求項２０】
第１流体相および第２流体相が下方ハウジング内で分配されるように、第１供給チャンネルおよび第２供給チャンネルが、相互に平行に、半径方向に、同心円状に又は相互に連続的に、ずれた状態で配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項２１】
第１流体相および第２流体相が下方ハウジング内で分配されるように、少なくとも１つの第１供給チャンネルと第２供給チャンネルの断面は変わるように設計されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【請求項２２】
アパーチャ・プレートの少なくとも１つのスロット形状の長尺開口部が、少なくとも１つのスロット・プレートの第１スロット穴と第２スロット穴との間に配置されている、請求項１に記載のマイクロミキサー。
【外国語明細書】
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【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
2011183386.tif 000052
【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
2011183386.tif 000055
【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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