(57)【要約】【課題】マイクロリアクターチップ上に形成される流路の最適な配置パターンを生成する方法、流路パターン生成装置、コンピュータを該流路パターン生成装置として実現するためのコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供する。【解決手段】マイクロリアクターチップ上に形成される流路について、各連結部及び各分岐部に流入する流体に関する流入データ、及び各連結部及び各分岐部の形状に関する形状情報を含む簡易配置パターンデータ３０を受け付け、受け付けた簡易配置パターンデータ３０から、内部記憶装置１４に記憶してある各テーブルを用いて、各連結部及び各分岐部から流出される流体に関する流出データを算出し、算出した流出データに基づき、各連結部及び各分岐部の形状を変更する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成する方法において、
前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受付部にて受け付け、
受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を演算部にて算出し、
算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする流路パターン生成方法。
【請求項２】
前記流体情報は、前記流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含んでおり、
前記流体情報に基づき、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む混合情報を演算部にて算出することを特徴とする請求項１に記載の流路パターン生成方法。
【請求項３】
前記混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の流路形状を演算部にて算定し、
算定された流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の流路パターン生成方法。
【請求項４】
前記反応器に形成される流路の形成面の面積情報を記憶部に記憶し、
算定された前記流路形状を有する流路を、前記面積情報が示す形成面積内に含む配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする請求項３に記載の流路パターン生成方法。
【請求項５】
前記流路夫々を通流する流体に関する流体情報に、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を割り当てる混合情報テーブルを用い、
受付部にて受け付けた流体情報に基づき、前記混合情報テーブルから、前記混合流体に関する混合情報を演算部にて選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流路パターン生成方法。
【請求項６】
合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成する装置において、
前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付ける受付手段と、
該受付手段により受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出する演算手段と、
該演算手段により算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成する手段とを備えることを特徴とする流路パターン生成装置。
【請求項７】
コンピュータに、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成させるためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付けさせる手順と、
コンピュータに、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出させる手順と、
コンピュータに、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
コンピュータに、前記流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含む前記流体情報に基づき、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む前記混合情報を算出させる手順と、
コンピュータに、前記混合情報に含まれる混合流体の通流速度及び反応流体の種類に基づき、前記混合流体が通流する流路の流路形状を算定させる手順と、
コンピュータに、算定された前記流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えることを特徴とする請求項７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
コンピュータに、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成させるためのコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
コンピュータに、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付けさせる手順と、
コンピュータに、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出させる手順と、
コンピュータに、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えるコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成する方法、流路パターン生成装置、コンピュータを該流路パターン生成装置として実現するためのコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化学反応を効率的に行えることから、ガラス基板上に微小な断面積を有する流路を設け、流体物質である２以上の反応物質を各流路に通流させながら化学反応を行う反応器としてのマイクロリアクターチップの製造技術が注目されている。これは、反応物質を通流させる流路の断面積を微小にすることにより、各流路での反応物質の単位体積当たりの反応面積が大きく、反応効率を飛躍的に向上させることができると共に、化学反応により生成される廃液の量を削減することができる。
また、上述のような化学合成を目的としたものではないが、上述したような微小な断面積を有する流路を設けたマイクロリアクターチップを用いることにより、少量の資料によっても迅速な成分分析を可能としている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
藤井  輝夫、“［特集］小さなスケールの熱・流れ現象  集積型マイクロリアクターチップ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成１３年４月２５日、日本流体力学会、［平成１４年１１月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｇａｒｅ．ｏｒ．ｊｐ／ｎａｇａｒｅ／２０−２／４．ｐｄｆ＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したようなマイクロリアクターチップを製造する場合には、当該チップ上に形成され、各反応物質を通流させる各流路の配置パターンの設計が重要となるが、この流路の配置パターンの設計は、設計者が、自身の経験及び知識等に基づき行っている場合が多く、設計された配置パターンの適否は、設計者の設計能力に依存してしまう。
従って、このような流路の配置パターンの設計に不慣れな設計者が、より最適な流路の配置パターンを生成することは非常に困難であり、また、不慣れな設計者等により設計された適当でない配置パターンの流路が形成されたマイクロリアクターチップにおいては、各流路を通流する流体の反応効率が向上せず、当該マイクロリアクターチップにより生成される生成物の生成率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体に関する流体情報に基づき算出した、前記流路を通流する流体が、流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合対象となる流体及び該流体が通流する流路に従って変化する混合情報を精度よく算出することができ、この混合情報に基づき、より適切な流路の配置パターンを生成する流路パターン生成方法、該流路パターン生成方法を利用した流路パターン生成装置、コンピュータを該流路パターン生成装置として動作させるためのコンピュータプログラム及び該コンピュータプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の他の目的は、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含む流体情報に基づき、前記流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む混合情報を算出することにより、混合対象となる流体の種類、濃度及び通流速度に応じて変化する、混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンをより精度よく生成する流路パターン生成方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、混合流体に関する混合情報に基づき算定された、前記混合流体が通流する流路の流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合流体の特性、及び前記混合流体の濃度等に基づき、各流路の流路形状を、該流路を通流する混合流体が反応する反応効率をより向上させることが可能な形状に算定し、このような流路形状の各流路に基づき、より適切な流路の配置パターンを生成する流路パターン生成方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、反応器に形成される流路の形成面の面積情報を予め記憶しておき、上述のように算定された流路形状を有する流路を、前記面積情報が示す形成面積内に含む配置パターンを生成することにより、予め設定されたサイズ内に各流路を形成することが可能な反応器を設計することができ、反応器のサイズ条件を考慮したより適切な流路の配置パターンを生成する流路パターン生成方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、合流部に流入する複数の流体夫々に関する流体情報に、前記合流部から流出する混合流体に関する混合情報を割り当てる混合情報テーブルを用い、受け付けた流体情報に基づき、混合情報テーブルから、前記流路の混合部にて混合する混合流体に関する混合情報を選択することにより、前記流路を通流する流体が混合した混合流体に関する混合情報を、選択処理のみにて効率よく算出する流路パターン生成方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る流路パターン生成方法は、外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成する方法において、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受付部にて受け付け、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を演算部にて算出し、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る流路パターン生成方法は、第１発明に係る流路パターン生成方法において、前記流体情報は、前記流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含んでおり、前記流体情報に基づき、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む混合情報を演算部にて算出することを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る流路パターン生成方法は、第１又は第２発明に係る流路パターン生成方法において、前記混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の流路形状を演算部にて算定し、算定された流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係る流路パターン生成方法は、第３発明に係る流路パターン生成方法において、前記反応器に形成される流路の形成面の面積情報を記憶部に記憶し、算定された前記流路形状を有する流路を、前記面積情報が示す形成面積内に含む配置パターンを演算部にて生成することを特徴とする。
【００１４】
第５発明に係る流路パターン生成方法は、第１乃至第４発明のいずれかに係る流路パターン生成方法において、前記流路夫々を通流する流体に関する流体情報に、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を割り当てる混合情報テーブルを用い、受付部にて受け付けた流体情報に基づき、前記混合情報テーブルから、前記混合流体に関する混合情報を演算部にて選択することを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係る流路パターン生成装置は、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成する装置において、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付ける受付手段と、該受付手段により受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出する演算手段と、該演算手段により算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第７発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付けさせる手順と、コンピュータに、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出させる手順と、コンピュータに、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第８発明に係るコンピュータプログラムは、第７発明に係るコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含む前記流体情報に基づき、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む前記混合情報を算出させる手順と、コンピュータに、前記混合情報に含まれる混合流体の通流速度及び反応流体の種類に基づき、前記混合流体が通流する流路の流路形状を算定させる手順と、コンピュータに、算定された前記流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第９発明に係る記録媒体は、コンピュータに、合流する複数の流路夫々を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合して反応する反応器の前記流路の配置パターンを生成させるためのコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、コンピュータに、前記流路夫々を通流させる流体に関する流体情報を受け付けさせる手順と、コンピュータに、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出させる手順と、コンピュータに、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成させる手順とを備えるコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００１９】
第１、第６、第７及び第９発明による場合は、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体に関する流体情報を受け付け、受け付けた流体情報に基づき、前記流路を通流する流体が、流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報を算出し、算出された混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合対象となる流体及び該流体が通流する流路に従って変化する混合情報を精度よく算出することができ、この混合情報に基づき、より適切な流路の配置パターンを生成することができる。
【００２０】
第２発明による場合は、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含む流体情報に基づき、前記流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む混合情報を算出することにより、混合対象となる流体の種類、濃度及び通流速度に応じて変化する、混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンをより適切に生成することができる。
【００２１】
第３及び第８発明による場合は、受け付けた流体情報に基づき算出された混合情報に基づき、混合流体が通流する流路の流路形状を算定し、算定された流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合流体が反応する反応特性等の特性、及び前記混合流体の濃度等に基づき、各流路の流路形状を、該流路を通流する混合流体が反応する反応効率をより向上させることが可能な形状に算定することができ、このような流路形状の各流路に基づき、より適切な流路の配置パターンを生成することができる。
【００２２】
第４発明による場合は、反応器に形成される流路の形成面の面積情報を予め記憶しておき、上述のように算定された流路形状を有する流路を、前記面積情報が示す形成面積内に含む配置パターンを生成することにより、予め設定されたサイズ内に各流路を形成することが可能な反応器を設計することができ、反応器のサイズ条件を考慮したより適切な流路の配置パターンを生成することができる。
【００２３】
第５発明による場合は、合流部に流入する複数の流体夫々に関する流体情報に、前記合流部から流出する混合流体に関する混合情報を割り当てる混合情報テーブルを用い、受け付けた流体情報に基づき、混合情報テーブルから、前記流路の混合部にて混合する混合流体に関する混合情報を選択することにより、前記流路を通流する流体が混合した混合流体に関する混合情報を、選択処理のみにて効率よく算出することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る流路パターン生成装置を、コンピュータを利用した実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る流路パターン生成装置の構成を示すブロック図であり、図中１は本発明の流路パターン生成装置としてのコンピュータを示している。
コンピュータ１は、演算を行う演算部（以下、ＣＰＵという）１０と、ＣＰＵ１０による演算に伴って発生する一時的な情報を記憶する記憶部としてのＲＡＭ１１と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶装置１５と、ハードディスク等の内部記憶装置（記憶部）１４とを備えており、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体２から本発明に係るコンピュータプログラム２０を外部記憶装置１５にて読み取り、読み取ったコンピュータプログラム２０を内部記憶装置１４に記憶する。また、コンピュータ１は、ＲＡＭ１１にコンピュータプログラム２０をロードし、ロードしたコンピュータプログラム２０に基づき、本発明の流路パターン生成装置として必要な各処理を実行する。
【００２５】
尚、本発明に係る流路パターン生成装置が行う各処理に用いられるマスタテーブルは、上述したように本発明のコンピュータプログラム２０と同様に記録媒体２に記憶してあり、コンピュータプログラム２０とともに外部記憶装置１５にて読み取られ、内部記憶装置１４に記憶されるものとするが、予めコンピュータ１の内部記憶装置１４に記憶してあってもよい。
【００２６】
コンピュータ１は、キーボード又はマウス等の入力装置１２と、液晶ディスプレイ又はＣＲＴディスプレイ等の出力装置１３とを備えており、データの入力を初めとするオペレータからの操作を受け付ける構成となっている。
また、コンピュータ１は、図示しない通信インタフェースを備え、該通信インタフェースに接続されている図示しない外部のサーバ装置から本発明に係るコンピュータプログラム２０をダウンロードし、ＣＰＵ１０にて処理を実行する形態であってもよい。尚、上述したマスタテーブルについても、外部のサーバ装置からダウンロードすることが可能である。
【００２７】
本実施の形態において、マイクロリアクターチップ（反応器）（以下、チップという）上に形成される流路の配置パターンの設計者は、上述した構成のコンピュータ１により実現される流路パターン生成装置を利用する場合、当該チップ上で実現する化学反応を示す化学反応式、具体的には、当該チップ上に形成される流路を通流させる物質（流体）、及び該流体が各流路に沿って通流し、流路の各合流部にて混合して反応し、得られる生成物（反応流体）を予め決定し、取得しておく。
尚、本実施の形態では、物質ＭｎＯ４−、Ｆｅ２＋、Ｈ＋から、物質Ｍｎ２＋、Ｆｅ３＋、Ｈ２Ｏが得られる化学反応を実現するチップ上に形成すべき流路の最適な配置パターンを生成する例を示している。
【００２８】
設計者は、予め決定してある化学反応式に基づき、自身の経験及び知識から、この化学反応を実現するチップ上に形成すべき流路の配置パターンを簡易に設計しておく。尚、このように設計者により簡易に設計された配置パターンを簡易配置パターンと呼ぶ。
また、この簡易配置パターンは、予め所定のシミュレーター等により設計しておくことも可能であり、このように所定のシミュレーターにより設計されたものから設計者が選択する構成としてもよい。
【００２９】
図２は上述したように設計者により設計された簡易配置パターンの例を示しており、本実施の形態の流路パターン生成装置は、このような簡易配置パターンから、当該チップ上で実現される化学反応の反応効率をより向上させる配置パターン（以下、最適配置パターンという）を生成するものである。
また、図２に示すチップＣは、設計者により予め設定された最適配置パターンを形成すべき最大領域面積を示しており、本実施の形態の流路パターン生成装置は、この最大領域内に全ての流路を含む最適配置パターンを生成する。
【００３０】
図２中Ｎ０，Ｎ１…Ｎ１１はノード（Ｎｏｄｅ）を示しており、各ノードＮ０，Ｎ１…は、図中ｘ又はｙで示す方向を夫々ｘ軸又はｙ軸としたｘ座標及びｙ座標の位置情報により夫々特定されている。また、図中Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０は２つのノードを連結する流路である連結部（Ｂｏｎｄ）を示している。
尚、ノードＮ０，Ｎ１…には、チップＣ上で実現される化学反応を行う反応前の流体をこのチップＣに流入する流入部（例えば、ノードＮ０，Ｎ１，Ｎ１１）と、当該化学反応により生成される生成物をチップＣから流出させる流出部（例えば、ノードＮ１０）と、流入部から流出部までの流路パターン上で複数の連結部が合流する合流部（以下、分岐部という）（例えば、ノードＮ２，Ｎ３…Ｎ９）とがある。
【００３１】
本実施の形態では、上述した流入部Ｎ０に物質１（ＭｎＯ４−）を、流入部Ｎ１に物質２（Ｆｅ２＋）を、流入部Ｎ１１に物質３（Ｈ＋）を夫々流入し、この物質１，２及び３が反応して得られる物質４（Ｍｎ２＋）、物質５（Ｆｅ３＋）、物質６（Ｈ２Ｏ）が、流出部Ｎ１０から流出される配置パターンについて、最適配置パターンを生成する。
ここで、流入部Ｎ１１には、プールＮ１１ａが設けてあり、このプールＮ１１ａに物質３を溜め、所定の方法にて圧力を加えることにより、物質３が、流入部Ｎ１１から連結部Ｂ３に流入される。
【００３２】
また、他の流入部Ｎ０，Ｎ１は、各物質１，２が溜められた所定の容器（図示せず）にチューブ等を介して接続されており、該チューブを通流する各物質１，２が、対応する流入部Ｎ０，Ｎ１に流入する構成をなしている。このチューブにはバルブ等の調整弁を取り付けることが可能であり、この調整弁により、所定の容器から流入される各物質の流入速度等を調節することもできる。
尚、図２においては、各ノードを白丸で模式的に示しているが、実際のマイクロリアクターチップ上では、連結部とノードとの区別はなく、各連結部で示す流路が合流しているだけである。
【００３３】
一方、分岐部Ｎ２においては、２つの連結部Ｂ０，Ｂ１を夫々通流する物質１及び物質２が流入されており、この物質１及び物質２の混合流体が連結部Ｂ２に流出していく。従って、分岐部Ｎ２において混合した物質１及び物質２は、連結部Ｂ２を通流しながら、化学反応を行っており、連結部Ｂ２には、物質１、物質２、物質１及び物質２の反応物が通流することとなる。
同様に、ノードＮ３においても、２つの連結部Ｂ２，Ｂ３を夫々通流する各流体が混合され、混合された混合流体が、連結部Ｂ４を通流しながら、化学反応を行うことになる。
【００３４】
ここで、分岐部Ｎ４（分岐部Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８，Ｎ９）においては、１つの連結部Ｂ４（連結部Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９）を通流する流体がそのまま通過して連結部Ｂ５（連結部Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０）に流入されているが、このようなものも分岐部と呼び、各分岐部を通過した流体も混合流体と呼ぶこととする。
また、チップＣ上では、上述したように分岐部Ｎ２，Ｎ３で混合した混合流体が化学反応するだけでなく、例えば、各連結部の側壁に触媒等を塗布しておくことにより、当該連結部を通流した流体物質が、側壁の触媒と反応する構成とすることも可能である。
【００３５】
本実施の形態では、上述した構成のコンピュータ１が流路パターン生成処理を実行する場合、まず、コンピュータ１は、上述のように設計者により設計された簡易配置パターンから、該簡易配置パターンに関するデータ（以下、簡易配置パターンデータという）３０を読み取る。
図３乃至図７は簡易配置パターンデータ３０に含まれる各テーブルを示す図であり、図３はＮｏｄｅテーブルを、図４はＢｏｎｄテーブルを、図５は分岐形状テーブルを、図６は連結部に流入する流体の流入データテーブルを、図７は分岐部に流入する流体の流入データテーブルを夫々示しており、コンピュータ１は、このような各種のテーブルを、簡易配置パターンから読み取り、内部記憶装置１４に記憶させる。
【００３６】
図３に示すＮｏｄｅテーブルは、上述した各ノードＮ０，Ｎ１…夫々に関するノードデータを規定している。
具体的にＮｏｄｅテーブルは、図２に示した各ノードを表すノードＩＤを示すフィールド、簡易配置パターンから最適配置パターンを生成する際の各ノードデータの更新回数を示すフィールド、各ノードの位置情報であるｘ座標及びｙ座標を示すフィールド、各ノードから流出する流体の流出速度を示すフィールド、各ノードに加えられる圧力を示すフィールド、各ノードから流出する流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各ノードデータを規定している。尚、本実施の形態では、各ノードに流入する流体の種類を３種類と限定しており、この３種類の流体が反応して得られる反応物としては７種類の物質が考えられるため、物質ＩＤ及び濃度を示すフィールドを７組設けてある。
【００３７】
ここで、コンピュータ１の内部記憶装置１４には、図８に示すような、各物質の物質ＩＤを示すフィールド、各物質名を示すフィールド、各物質のイオン価数を示すフィールド、各物質の粘度を示すフィールド、各物質の拡散係数を示すフィールド、各物質の分子量等の各フィールドを備え、このようなフィールドで示すデータを含むレコードにて各物質データを規定する物質マスタテーブル３１が予め記憶してあり、上述したＮｏｄｅテーブル中の物質ＩＤは、物質マスタテーブル３１中の物質ＩＤフィールドの物質ＩＤにて示されている。
尚、他のテーブルにおいても、物質ＩＤを示すフィールドには、このように物質マスタテーブル３１にて規定された物質ＩＤが用いられる。
【００３８】
図４に示すＢｏｎｄテーブルは、上述した各連結部Ｂ０，Ｂ１…夫々に関する連結データを規定している。
Ｂｏｎｄテーブルは、図２に示した各連結部を表す連結ＩＤを示すフィールド、簡易配置パターンにおいて各連結部に流体が流入される入力側のノードＩＤを示すフィールド、各連結部から流体が流出する出力側のノードＩＤを示すフィールド、簡易配置パターンから最適配置パターンを生成する際の各連結データの更新回数を示すフィールド、各連結部が２つのノードを連結する長さを示すフィールド、各連結部の曲率を示すフィールド、各連結部の断面の高さ（深さ）を示すフィールド、各連結部の幅（形成幅）を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各連結データを規定している。尚、各レコードにおいて、長さ、曲率、高さ及び幅の各フィールドにより各連結部の形状情報を示しており、この形状情報の値を更新することにより、最適配置パターンを生成することとなる。
【００３９】
図５に示す分岐形状テーブルは、各分岐部Ｎ２，Ｎ３…夫々に関する分岐形状データを規定している。尚、本実施の形態では、各分岐部に流体を流入させるための連結部と、各分岐部から流体を流出させるための連結部とを夫々３つまでと制限しており、流入するための連結部を夫々分岐番号１，２，３にて、流出するための連結部を夫々分岐番号４，５，６にて示すこととする。
分岐形状テーブルは、各分岐部を示す分岐ＩＤ（ノードＩＤ）を示すフィールド、簡易配置パターンから最適配置パターンを生成する際の各連結データの更新回数を示すフィールド、分岐番号１，２，３の各連結部の連結ＩＤ及び流入角度を示すフィールド、分岐番号４，５，６の各連結部の連結ＩＤ及び流出角度を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各分岐形状データを規定している。
【００４０】
図６に示す連結部に流入する流体の流入データテーブル（以下、連結部の流入データテーブルという）は、各連結部Ｂ０，Ｂ１…夫々に流入する流体に関する流入データを規定している。
連結部の流入データテーブルは、各連結部を示す連結ＩＤを示すフィールド、各連結部に流入する流体の流入速度を示すフィールド、流入する流体により各連結部に加えられる圧力を示すフィールド、各連結部に流入する流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各連結部に流入する流体の流入データを規定している。
【００４１】
また、図７に示す分岐部に流入する流体の流入データテーブル（以下、分岐部の流入データテーブルという）は、各分岐部Ｎ２，Ｎ３…夫々に流入する流体に関する流入データを規定している。
分岐部の流入データテーブルは、各分岐部を示す分岐ＩＤ（ノードＩＤ）を示すフィールド、各分岐部に流入する連結部に割り当てられた分岐番号を示すフィールド、各分岐部に流入する流体の流入速度を示すフィールド、流入する流体により各分岐部に加えられる圧力を示すフィールド、各分岐部に流入する流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各分岐部に流入する流体の流入データを規定している。
【００４２】
次に、上述したような、Ｎｏｄｅテーブル、Ｂｏｎｄテーブル、分岐形状テーブル、連結部の流入データテーブル、分岐部の流入データテーブルを含む簡易配置パターンデータ３０を取得したコンピュータ１は、ＲＡＭ１１にロードされた混合情報算出処理プログラムを実行することにより、図６及び図７に示す流入データテーブルの各流入データから、各連結部及び各分岐部から流出される流体の流出データ（混合情報）を算出する。
【００４３】
ここで、コンピュータ１の内部記憶装置１４には、図９に示す連結部計算式テーブル３２、図１０に示す分岐部計算式テーブル３３、及び図１１に示す化学反応係数マスタテーブル３４が記憶してあり、ＣＰＵ１０は、連結部計算式テーブル３２及び分岐部計算式テーブル３３に示された計算式を用いて、各連結部及び各分岐部から流出される流体の流出データ（混合情報）を算出する。
【００４４】
【数１】
2004178319.tif 000003
【００４５】
【数２】
2004178319.tif 000004
【００４６】
図９に示す連結部計算式テーブル３２は、各連結部に流入する流体の流入データから、当該連結部から流出する流体の流出データを算出する計算式について、各計算式が適用できる条件を規定しており、各計算式を示す計算式ＩＤを示すフィールド、各計算式を示すフィールド、各計算式の適用が可能な、各連結部に流入する流体の流入速度の上限及び下限を示すフィールド、各連結部に加わる圧力の上限及び下限を示すフィールド、各連結部に流入する流体に含まれる物質の濃度の上限及び下限を示すフィールド、各連結部の長さの上限及び下限を示すフィールド、各連結部の曲率の上限及び下限を示すフィールド、各連結部の高さの上限及び下限を示すフィールド、各連結部の幅の上限及び下限を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各計算式の適用条件を示している。
【００４７】
図１０に示す分岐部計算式テーブル３３は、各分岐部に流入する流体の流入データから、当該分岐部から流出する流体の流出データを算出する計算式について、各計算式が適用できる条件を規定しており、各計算式を示す計算式ＩＤを示すフィールド、各計算式を示すフィールド、各計算式の適用が可能な、各分岐部に流入する流体の流入速度の上限及び下限を示すフィールド、各分岐部に加わる圧力の上限及び下限を示すフィールド、各分岐部に流入する流体に含まれる物質の濃度の上限及び下限を示すフィールド、各分岐部に流入する流入角度の上限及び下限を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各計算式の適用条件を示している。
【００４８】
図１１に示す化学反応係数マスタテーブル３４は、複数の物質が化学変化を行った場合の生成物質及び化学反応係数を規定している。尚、本実施の形態では、各分岐部に流入する物質は３物質に限定しているため、化学反応後の生成物質は７種類が考えられることとなり、反応後の物質の物質ＩＤを示すフィールドが７つ設けてある。
例えば、物質ＩＤが１０１の物質と、物質ＩＤが１０２の物質を反応させた場合には、物質ＩＤが１２１及び１２２の物質が生成され、その反応係数は０．５であることを示している。また、物質ＩＤが１０１の物質が、反応係数１．０にて物質ＩＤが１１１の物質に化学変化している例も示されているが、これは、物質ＩＤが１０１の物質が、所定の触媒を側面に塗布された連結部を通流した場合の化学反応について示している。
【００４９】
コンピュータ１のＣＰＵ１０は、上述した連結部計算式テーブル３２及び分岐部計算式テーブル３３にて規定されている各計算式を用いる場合、各計算式中の各数値を、夫々簡易配置パターンデータ３０及び化学反応係数マスタテーブル３４から参照して用いている。
【００５０】
ここで、上述したように、流出データを算出するための各計算式には、連結部計算式テーブル３２及び分岐部計算式テーブル３３にて適用可能な条件が規定されており、各連結部及び各分岐部の流入データにおいては、適用できる計算式がない場合がある。
そのような場合、流路パターン生成装置としてのコンピュータ１は、予め用意してある連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５、連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７、及び分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８を用いて、図６及び図７に示す流入データテーブルの各流入データに基づき、各連結部及び各分岐部から流出される流体の流出データ（混合情報）を選択する。
【００５１】
図１２は連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５を、図１３は連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６を、図１４は分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７を、及び図１５は分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８を夫々示している。
尚、連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５と連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６とは対応して内部記憶装置１４に記憶され、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７と、分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８とは対応して内部記憶装置１４に記憶されている。
【００５２】
連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５は、ある連結部に流入される流体に関する連結Ｉｎｐｕｔデータを規定しており、自身のテーブル上での各連結部を示す連結ＩＤを示すフィールド、各連結部に流入される流体の流入速度を示すフィールド、各連結部に加えられる圧力を示すフィールド、各連結部に流入される流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等で示すデータを含むレコードにて各連結部に流入される流体の連結Ｉｎｐｕｔデータを示している。
【００５３】
また、連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６は、ある連結部から流出する流体に関する連結Ｏｕｔｐｕｔデータを規定しており、自身のテーブル上での各連結部を示す連結ＩＤを示すフィールド、各連結部から流出する流体の流出速度を示すフィールド、各連結部に加えられる圧力を示すフィールド、各連結部から流出する流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等で示すデータを含むレコードにて各連結部から流出する流体の連結Ｏｕｔｐｕｔデータを示している。
【００５４】
これらの連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５と連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６とは、例えば、連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５内の連結ＩＤがＣＩ１２３の連結部と、連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６内の連結ＩＤがＣＯ１２３の連結部とが対応しており、連結ＩＤがＣＩ１２３のレコードは、当該連結部に流入する流体に関する流体情報（流入データ）を、連結ＩＤがＣＯ１２３のレコードは、当該連結部から流出する流体に関する流体情報（流出データ）を夫々示している。
【００５５】
従って、コンピュータ１のＣＰＵ１０は、上述した連結部計算式テーブル３２中に適用が可能な計算式がない場合には、図６に示す連結部の流入データテーブルの各流入データと同一の連結Ｉｎｐｕｔデータを、連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５から選択し、対応する連結Ｏｕｔｐｕｔデータを連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６から読み出すことにより、各連結部から流出される流体の流出データとすることができる。
【００５６】
同様に、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７は、ある分岐部に流入される流体に関する分岐Ｉｎｐｕｔデータを規定しており、自身のテーブル上での各分岐部を示す分岐ＩＤを示すフィールド、各分岐部に流入される連結部に割り当てられた分岐番号を示すフィールド、各分岐部に流入される流体の流入速度を示すフィールド、各分岐部に加えられる圧力を示すフィールド、各分岐部に流入される流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等で示すデータを含むレコードにて各分岐部に流入される流体の分岐Ｉｎｐｕｔデータを示している。
【００５７】
また、分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８は、ある分岐部から流出する流体に関する分岐Ｏｕｔｐｕｔデータを規定しており、自身のテーブル上での各分岐部を示す分岐ＩＤを示すフィールド、各分岐部から流出する連結部に割り当てられた分岐番号を示すフィールド、各分岐部から流出する流体の流出速度を示すフィールド、各分岐部に加えられる圧力を示すフィールド、各分岐部から流出する流体に含まれる物質の物質ＩＤ及び濃度を示すフィールド等で示すデータを含むレコードにて各分岐部から流出する流体の分岐Ｏｕｔｐｕｔデータを示している。
【００５８】
これらの分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７と分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８とは、例えば、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７内の分岐ＩＤがＤＩ１２３の分岐部と、分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８内の分岐ＩＤがＤＯ１２３の分岐部とが対応しており、分岐ＩＤがＤＩ１２３のレコードは、当該分岐部に流入する流体に関する流体情報（流入データ）を、分岐ＩＤがＤＯ１２３のレコードは、当該分岐部から流出する流体に関する流体情報（流出データ）を夫々示している。
【００５９】
従って、コンピュータ１のＣＰＵ１０は、上述した分岐部計算式テーブル３３中に適用が可能な計算式がない場合には、図７に示す分岐部の流入データテーブルの各流入データと同一の分岐Ｉｎｐｕｔデータを、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７から選択し、対応する分岐Ｏｕｔｐｕｔデータを分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８から読み出すことにより、各分岐部から流出される流体の流出データとすることができる。
【００６０】
上述したように、各連結部及び各分岐部について、流入データに基づく流出データを算出したコンピュータ１のＣＰＵ１０は、算出した流出データに基づき、製造すべきチップＣ上に形成される最適配置パターンの条件を満足しているか否かの判断を行い、最適配置パターンの各条件を満足するような配置パターンを生成することにより、本発明の流路パターン生成装置としての動作を行う。
ここで、設計者は、予めチップＣ上の最適配置パターンとしての条件を設定しており、コンピュータ１の内部記憶装置１４には、図１６に示すデバイス条件テーブル３９及び図１７に示すシステム条件テーブル４０が記憶してある。
【００６１】
デバイス条件テーブル３９は、チップＣ上に形成される最適配置パターンとしての各ノード条件を規定しており、各ノードを表すノードＩＤを示すフィールド、各ノードから流出する流体の流出速度の上限及び下限を示すフィールド、各ノードに加えられる圧力の上限及び下限を示すフィールド、各ノードから流出する流体に含まれる物質の物質ＩＤ、各物質の濃度の上限及び下限を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータを含むレコードにて各ノードに関する条件を示している。
また、システム条件テーブル４０は、チップＣ上に形成される最適配置パターンが配置されうる領域（パターン領域）面積の上限及び下限を示すフィールド、最適配置パターン上の全ての流路長の上限及び下限を示すフィールド等の各フィールドを備えており、各フィールドで示すデータをシステム条件としている。
【００６２】
尚、コンピュータ１は、生成した配置パターンが、上述したデバイス条件テーブル３９及びシステム条件テーブル４０で規定された各条件を満足していない場合、順次各連結部及び各分岐部の位置情報及び形状情報を変更することにより、各条件を満足させる最適配置パターンを生成する。
【００６３】
以下に、上述した構成のコンピュータ１により実現される流路パターン生成処理について説明する。図１８、図１９及び図２０は本発明に係る流路パターン生成装置による最適配置パターン生成処理手順を示すフローチャートである。
マイクロリアクターチップを製造すべく、上述したように簡易配置パターンを生成した設計者は、コンピュータ１に設けられた所定のアイコンをマウス等の入力装置１２にてクリックすることにより、コンピュータ１を本発明の流路パターン生成装置として動作させる。
【００６４】
設計者により所定のアイコンをクリックされたコンピュータ１において、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１にロードされた本発明の流体情報受付処理プログラムを順次実行することにより受付部として動作し、設計者により予め生成された簡易配置パターンから簡易配置パターンデータ３０を読み込み、内部記憶装置１４に記憶する（Ｓ１）。
次にＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１にロードされている混合情報算出処理プログラムを順次実行することにより、まず、図６に示す連結部の流入データテーブルから、１つのレコード、即ち連結部の流入データを１つ抽出する（Ｓ２）。
【００６５】
ＣＰＵ１０は、抽出した連結部の流入データに含まれる流入速度、圧力、各物質の濃度、及び図４に示すＢｏｎｄテーブルの当該連結部の形状情報に基づき、当該連結部から流出する流体の流出速度の算出処理に適用できる計算式が存在するか否かを判断する（Ｓ３）。具体的には、抽出した連結部の流入データが示す当該連結部に流入される流体の流体情報と、当該連結部の形状情報とが、夫々連結部計算式テーブル３２にて規定されている各範囲内にあるか否かを判断し、各範囲内にある、即ち、適用できる計算式が存在すると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、この計算式を用いて、当該連結部から流出する流体の流出速度を算出する（Ｓ４）。
【００６６】
ここで、流体の通流速度と圧力とは所定の相関関係があり、ＣＰＵ１０は、上述のように算出した流体の流出速度に基づき、所定の計算式を用いて、当該流体により各連結部に加わる圧力を算出する（Ｓ５）。
同様に、ＣＰＵ１０は、抽出した連結部の流入データ及びＢｏｎｄテーブルに基づき、当該連結部から流出される流体に含まれる各物質の濃度の算出処理に適用できる計算式が存在するか否かを判断しており（Ｓ６）、適用できる計算式が存在すると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、この計算式を用いて、当該連結部から流出する流体に含まれる各物質の濃度を算出する（Ｓ７）。
【００６７】
上述のように算出された流出速度、圧力及び濃度（流出データ）は、当該連結部に接続されている分岐部へ流入する流体の流入速度、圧力及び濃度（流入データ）であり、ＣＰＵ１０は、算出した流出データを、図７に示す分岐部の流入データテーブル中の、対応する分岐部の流入データとして、この分岐部の流入データテーブルを更新する（Ｓ８）。
【００６８】
一方、ステップＳ３又はＳ６において、適用できる計算式が存在しないと判断した場合、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２で抽出した連結部の流入データと同一の連結Ｉｎｐｕｔデータが、内部記憶装置１４に記憶してある連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５に存在するか否かを判断する（Ｓ９）。
ＣＰＵ１０は、この連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５に、ステップＳ２で抽出した連結部の流入データと同一の連結Ｉｎｐｕｔデータが存在すると判断した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、この連結Ｉｎｐｕｔデータに対応する連結Ｏｕｔｐｕｔデータを、連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６から読み出す（Ｓ１０）。
【００６９】
このように読み出した連結Ｏｕｔｐｕｔデータが示す当該連結部から流出される流体の流出速度、圧力及び濃度（流出データ）は、当該連結部に接続されている分岐部へ流入する流体の流入速度、圧力及び濃度（流入データ）であり、ＣＰＵ１０は、連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６から読み出した連結Ｏｕｔｐｕｔデータを、図７に示す分岐部の流入データテーブル中の、対応する分岐部の流入データとして、この分岐部の流入データテーブルを更新する（Ｓ８）。
【００７０】
更に、ステップＳ９において、抽出した連結部の流入データと同一の連結Ｉｎｐｕｔデータが、連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５に存在しないと判断した場合、ＣＰＵ１０は、既存のシミュレーションプログラム等を実行することにより、当該連結部の流入データから、対応する流出データを算出する（Ｓ１１）。
また、ＣＰＵ１０は、算出した流出データを、抽出した連結部の流入データと対応させて、連結Ｉｎｐｕｔテーブル３５及び連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル３６に追加するとともに（Ｓ１２）、算出された流出データを、当該連結部に接続されている分岐部へ流入する流入データとして、分岐部の流入データテーブルを更新する（Ｓ８）。
【００７１】
次にＣＰＵ１０は、連結部の流入データテーブル内の全ての連結部の流入データの抽出が終了したか否かを判断し（Ｓ１３）、連結部の流入データテーブル内の全ての流入データに対して、上述したステップＳ２からＳ１２までの処理を行い、各連結部から流出する流体に関する流出データを算出する。
【００７２】
連結部の全ての流入データに対する流出データが算出された場合、ＣＰＵ１０は、図７に示す分岐部の流入データテーブルから、１つのレコード、即ち各分岐部の流入データを１つ抽出する（Ｓ１４）。
また、連結部の流入データに基づく流出データの算出処理と同様に、ＣＰＵ１０は、抽出した分岐部の流入データに含まれる流入速度、圧力、各物質の濃度、及び図５に示す分岐形状テーブルの当該分岐部の形状情報に基づき、当該分岐部から流出する流体の流出速度の算出処理に適用できる計算式が存在するか否かを判断しており（Ｓ１５）、適用できる計算式が存在すると判断した場合、この計算式を用いて、当該分岐部から流出する流体の流出速度を算出し（Ｓ１６）、算出した流体の流出速度に基づき、所定の計算式を用いて、当該流体により当該分岐部に加わる圧力を算出する（Ｓ１７）。
【００７３】
更に、ＣＰＵ１０は、抽出した分岐部の流入データ及び分岐形状テーブルに基づき、当該分岐部から流出される流体に含まれる各物質の濃度の算出処理に適用できる計算式が存在するか否かを判断しており（Ｓ１８）、適用できる計算式が存在すると判断した場合、この計算式を用いて、当該分岐部から流出する流体に含まれる各物質の濃度を算出する（Ｓ１９）。
【００７４】
また、上述したように算出された流出速度、圧力及び濃度（流出データ）は、当該分岐部に接続されている連結部へ流入する流体の流入速度、圧力及び濃度（流入データ）であり、ＣＰＵ１０は、算出した流出データを、図６に示す連結部の流入データテーブル中の、対応する連結部への流入データとして、この連結部の流入データテーブルを更新するとともに、図３に示すＮｏｄｅテーブル中の、対応する分岐部（ノード）に関するノードデータとして、このＮｏｄｅテーブルを更新する（Ｓ２０）。尚、Ｎｏｄｅテーブル中の各レコードを更新した場合、ＣＰＵ１０は、更新回数も１ずつ加算する。
【００７５】
一方、ステップＳ１５又はＳ１８において、適用できる計算式が存在しないと判断した場合、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１４で抽出した分岐部の流入データと同一の分岐Ｉｎｐｕｔデータが、内部記憶装置１４に記憶してある分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７に存在するか否かを判断する（Ｓ２１）。
ＣＰＵ１０は、この分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７に、ステップＳ１４で抽出した分岐部の流入データと同一の分岐Ｉｎｐｕｔデータが存在すると判断した場合、この分岐Ｉｎｐｕｔデータに対応する分岐Ｏｕｔｐｕｔデータを、分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８から読み出す（Ｓ２２）。
【００７６】
このように読み出した分岐Ｏｕｔｐｕｔデータが示す当該分岐部から流出される流体の流出速度、圧力及び濃度（流出データ）は、当該分岐部に接続されている連結部へ流入する流体の流入速度、圧力及び濃度（流入データ）であり、ＣＰＵ１０は、読み出した分岐Ｏｕｔｐｕｔデータを、図６に示す連結部の流入データテーブル中の、対応する連結部への流入データとして、この連結部の流入データテーブルを更新するとともに、Ｎｏｄｅテーブル中の、対応するノードデータとして、このＮｏｄｅテーブルを更新する（Ｓ２０）。
【００７７】
更に、ステップＳ２１において、抽出した分岐部の流入データと同一の分岐Ｉｎｐｕｔデータが、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７に存在しないと判断した場合、ＣＰＵ１０は、既存のシミュレーションプログラム等を実行することにより、当該分岐部の流入データから、対応する流出データを算出する（Ｓ２３）。
また、ＣＰＵ１０は、算出した流出データを、抽出した分岐部の流入データと対応させて、分岐Ｉｎｐｕｔテーブル３７及び分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル３８に追加するとともに（Ｓ２４）、算出された流出データを、連結部の流入データテーブル中の、対応する連結部への流入データとして、この連結部の流入データテーブルを更新するとともに、Ｎｏｄｅテーブル中の、対応するノードデータとして、このＮｏｄｅテーブルを更新する（Ｓ２０）。
【００７８】
次にＣＰＵ１０は、分岐部の流入データテーブル内の全ての分岐部の流入データの抽出が終了したか否かを判断し（Ｓ２５）、分岐部の流入データテーブル内の全ての流入データに対して、上述したステップＳ１４からＳ２４までの処理を行い、各分岐部から流出する流体に関する流出データを算出する。
分岐部の全ての流入データに対する流出データが算出された場合、ＣＰＵ１０は、この時点で生成されている配置パターン上の各ノードに関するノードデータが、最適配置パターンとしてのデバイス条件を満足しているか否かを判断する（Ｓ２６）。
【００７９】
具体的には、上述のように更新されたＮｏｄｅテーブル内の各ノードデータに含まれる各値が、内部記憶装置１４に記憶してあるデバイス条件テーブル３９に規定されている各条件を満足しているか否かを判断し、各ノードデータに含まれる各値が、デバイス条件テーブル３９で規定された範囲内にあると判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、Ｎｏｄｅテーブル内の各ノードデータに含まれる位置情報に基づき、生成された流路パターンを形成するための領域面積、及び流路パターンを構成する全ての流路の流路長を算出する（Ｓ２７）。
【００８０】
ＣＰＵ１０は、算出した領域面積及び流路長が、予め設定されたシステム条件テーブル４０の各条件を満足しているか否かを判断し（Ｓ２８）、算出した領域面積及び流路長が、システム条件テーブル４０に規定された領域面積及び流路長の範囲内にあると判断した場合、生成した配置パターンを最適配置パターンとして、この最適配置パターンを示した処理結果をディスプレイ等の出力装置１３に表示させ（Ｓ２９）、処理を終了する。
【００８１】
図２１は最適配置パターンを有する処理結果画面を示しており、この処理結果画面は、本発明の流路パターン生成装置として動作したコンピュータ１により生成された最適配置パターンを表示する。
この処理結果画面は、図中の一点鎖線Ｃ１にて、生成された最適配置パターンが形成される領域面積（パターン領域面積）を示しており、また、ステップＳ２７において算出されたパターン領域面積及び流路長も表示する。尚、図２１においては、図２で示すプールＮ１１ａについては、パターン領域に含めておらず、図示していないが、プールＮ１１ａを考慮したパターン領域面積についてのシステム条件を設定する構成としてもよい。
【００８２】
また、この処理結果画面は、表示された最適配置パターンについて、ノードの追加、各ノードの移動、パターン領域面積条件の変更、及び流路長条件の変更を可能とするために、ノード追加ボタン、ノード移動ボタン、面積変更ボタン、流路長変更ボタン等の各種の変更ボタンが設けてあり、各条件について再設定できる構成もなしている。
【００８３】
一方、ステップＳ２６又はＳ２８において、生成した配置パターンが、デバイス条件テーブル３９又はシステム条件テーブル４０にて規定された各条件を満足していないと判断した場合、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１にロードされた流路配置パターン生成処理プログラムを実行することにより、予め設定された条件にて各ノードの位置情報を変更する（Ｓ３０）。
このようなノードの位置情報の変更は、各連結部の形状情報（流路情報）の変更となり、変更された各データに基づき、ＣＰＵ１０は、簡易配置パターンデータ３０に含まれるＮｏｄｅテーブル、Ｂｏｎｄテーブル、及び分岐形状テーブルの各テーブルを更新する（Ｓ３１）。尚、このように簡易配置パターンデータ３０を変更することにより、当該マイクロリアクターチップ上に形成される各流路について、より最適な配置パターンを生成することができる。
【００８４】
また、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２の処理に戻り、更新された簡易配置パターンデータ３０の各テーブルに基づき、上述したステップＳ２からＳ２５までの処理を繰り返すことにより、デバイス条件及びシステム条件を満足する最適配置パターンを生成する。
【００８５】
上述したように、各連結部及び各分岐部に流入する流体の流入データ（流体情報）に基づき、各連結部及び各分岐部から流出する流体の流出データ（混合情報）を算出し、算出される流出データに基づき、順次簡易配置パターンデータ３０の各テーブルを更新することにより、設定された各条件を満たす最適な配置パターンを生成することができる。
【００８６】
【発明の効果】
第１、第６、第７及び第９発明による場合は、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体に関する流体情報から算出された、前記流路を通流する流体が、流路の合流部にて混合する混合流体に関する混合情報に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合対象となる流体及び該流体が通流する流路に従って変化する混合情報を精度よく算出することができ、この混合情報に基づき、各流路のより適切な配置パターンを生成することができる。
【００８７】
第２発明による場合は、反応器上に形成される流路夫々を通流する流体の種類、濃度及び通流速度を含む流体情報に基づき、前記流体が、前記流路の合流部にて混合する混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類を含む混合情報を算出することにより、混合対象となる流体の種類、濃度及び通流速度に応じて変化する、混合流体の濃度、通流速度、及び前記混合流体が反応して得られる反応流体の種類に基づき、各流路のより適切な配置パターンを生成することができる。
【００８８】
第３及び第８発明による場合は、混合流体に関する混合情報に基づき算定された、混合流体が通流する流路の流路形状に基づき、前記混合流体が通流する流路の配置パターンを生成することにより、混合流体が反応する反応特性等の特性、及び前記混合流体の濃度等に基づき、各流路の流路形状を、該流路を通流する混合流体が反応する反応効率をより向上させることが可能な形状に算定することができ、このような流路形状の各流路に基づき、より適切な流路の配置パターンを生成することができる。
【００８９】
第４発明による場合は、反応器に形成される流路の形成面の面積情報を予め記憶しておき、上述のように算定された流路形状を有する流路を、前記面積情報が示す形成面積内に含む配置パターンを生成することにより、予め設定されたサイズ内に各流路を形成することが可能な反応器を設計することができ、反応器のサイズ条件を考慮したより適切な流路の配置パターンを生成することができる。
【００９０】
第５発明による場合は、合流部に流入する複数の流体夫々に関する流体情報に、前記合流部から流出する混合流体に関する混合情報を割り当てる混合情報テーブルを用い、受け付けた流体情報に基づき、混合情報テーブルから、前記流路の混合部にて混合する混合流体に関する混合情報を選択することにより、前記流路を通流する流体が混合した混合流体に関する混合情報を、選択処理のみにて効率よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流路パターン生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】簡易配置パターンの例を示す図である。
【図３】Ｎｏｄｅテーブルを示す図である。
【図４】Ｂｏｎｄテーブルを示す図である。
【図５】分岐形状テーブルを示す図である。
【図６】連結部に流入する流体の流入データテーブルを示す図である。
【図７】分岐部に流入する流体の流入データテーブルを示す図である。
【図８】物質マスタテーブルを示す図である。
【図９】連結部計算式テーブルを示す図である。
【図１０】分岐部計算式テーブルを示す図である。
【図１１】化学反応係数マスタテーブルを示す図である。
【図１２】連結Ｉｎｐｕｔテーブルを示す図である。
【図１３】連結Ｏｕｔｐｕｔテーブルを示す図である。
【図１４】分岐Ｉｎｐｕｔテーブルを示す図である。
【図１５】分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブルを示す図である。
【図１６】デバイス条件テーブルを示す図である。
【図１７】システム条件テーブルを示す図である。
【図１８】本発明に係る流路パターン生成装置による最適配置パターン生成処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明に係る流路パターン生成装置による最適配置パターン生成処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る流路パターン生成装置による最適配置パターン生成処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】最適配置パターンを有する処理結果画面を示す図である。
【符号の説明】
１  コンピュータ（流路パターン生成装置）
１０  ＣＰＵ（演算部）
１１  ＲＡＭ（記憶部）
１４  内部記憶装置（記憶部）
３０  簡易配置パターンデータ
３５  連結Ｉｎｐｕｔテーブル
３６  連結Ｏｕｔｐｕｔテーブル
３７  分岐Ｉｎｐｕｔテーブル
３８  分岐Ｏｕｔｐｕｔテーブル
２  記録媒体
２０  コンピュータプログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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