(57)【要約】【課題】  総体的に安価に、前の合成に使用した液が混入してしまうことを防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えることができ、しかも、複数の生化学液あるいは化学液等を、安定して混合し反応させることができるようにする。【解決手段】  回転駆動部３８を有する駆動ユニット１０と、回転駆動部３８の駆動に伴って回転するロータ７０を収納し該ロータ７０の回転で液を循環させながら攪拌するリアクタ室４４を有する本体ユニット１２とを備えた。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動部を有する駆動ユニットと、
前記回転駆動部の駆動に伴って回転するロータを収納し該ロータの回転で液を循環させながら攪拌するリアクタ室を有する本体ユニットとを備えたことを特徴とするリアクタ。
【請求項２】
前記本体ユニットは前記駆動ユニットに着脱自在な使い捨てタイプであることを特徴とする請求項１記載のリアクタ。
【請求項３】
前記本体ユニットは、
前記リアクタ室内に液を導入する複数の液導入流路と、
前記リアクタ室の液を排出する液排出流路を有することを特徴とする請求項１または２記載のリアクタ。
【請求項４】
本体ユニットは、前記リアクタ室内へ液を導入するためのポンプを有し、前記ポンプは、駆動ユニット内のポンプ駆動部により駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項５】
前記本体ユニットは、金属製または樹脂製で、前記駆動ユニットとの対向面を覆って液漏れを防止する薄板状のキャンを有し、前記ポンプ駆動部は、電圧を印加することで前記キャンに取付けられたダイヤフラムを振動させる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項４記載のリアクタ。
【請求項６】
前記本体ユニットはＰＣカードサイズで、前記リアクタ室内に形成される液循環流路は、ミリまたはサブミリサイズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項７】
前記ロータは羽根車で、前記リアクタ室の内部には、ガイドベーンが、所定の隙間を持って、円周方向に複数枚配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項８】
前記ロータは、出口幅を小さくした両吸込み羽根車で、該羽根車の各吸込み口に各液を導くように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項９】
前記駆動ユニットには、前記本体ユニットを冷却する冷却部が備えられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項１０】
前記冷却部は、熱吸収作用を有するペルチェ素子を備え、このペルチェ素子で汲み出した熱を、ヒートシンクとした駆動ユニットのケース内部を通して放熱フィンから放熱するように構成されていることを特徴とする請求項９記載のリアクタ。
【請求項１１】
前記駆動ユニットの回転駆動部と前記本体ユニットのロータは、マグネットカップリングを介して非接触で結合されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のリアクタ。
【請求項１２】
前記本体ユニットは、光透過性樹脂からなる上ケースと、不透明光吸収性樹脂からなる下ケースとを有し、上ケースと下ケースとの境界面をレーザ溶接で接合したことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、人遺伝子解読完了に伴い、最近注目されているライフサイエンス分野における蛋白質合成や製薬用に利用され、複数の微量の生化学液あるいは化学液等を、温度を制御しつつ循環させながら混合し反応させるリアクタに関する。本発明のリアクタは、特に合計で数ｃｃ（例えば０．１〜１０ｃｃ）程度の複数の微量な液を効率的に混合し反応させるのに使用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の微量の生化学液あるいは化学液等を、温度を制御しつつ循環させながら混合し反応させて合成する際には、必要な微量の生化学液等を実験室レベルの方法で分離して準備し、試験管の中で温度などを制御しながら混合し合成するなどの方法が一般に採られていた。この場合、反応が安定に持続する時間は一般に非常に短く、このため、反応の精度及び成生量とも不十分な状態であった。
【０００３】
近年、半導体製造技術を応用した、いわゆるマイクロリアクタが注目されている。これは、複数の生化学液などを非常に微小の流路に沿って流して合流させることで、複数の液を混合し反応させるようにしたものである。微小な空間では、液成分の拡散時間が非常に短いことから、マイクロリアクタによれば、各液の流れが層流で混合しづらい条件でも、２種類以上の液を混合し反応させることができる。これらの技術は、現在でも技術革新中であり、その成果が期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のマイクロリアクタにあっては、前の合成に使用した液が混入してしまうこと防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えるためには、マクロリアクタ全体を使い捨てとする必要があって、無駄が多いばかりでなく、コストアップに繋がってしまう。また、マイクロリアクタは、非常に微細な機器で、内部に形成された液が流れる流路も、径が数ミクロンから数十ミクロンオーダーと一般に微小である。このため、反応によって生成した２次物質やその他の１次物質、あるいは異物等によって、微小な流路が目詰り起こしやすいという問題がある。マイクロリアクタは、洗浄がかなり困難で、このため、一度目詰りを起こすと、高価なリアクタでありながらすぐ使用できなくなって、経済的な損失が大きくなる。更にマイクロリアクタでは、拡散による混合により、２種類以上の液を短時間に混合できるといわれるが、それでも２種類以上の液体を瞬時に混合し反応させることは一般に困難である。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、総体的に安価に、前の合成に使用した液が混入してしまうこと防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えることができ、しかも、複数の生化学液あるいは化学液等を、安定して混合し反応させることができるようにしたリアクタ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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、回転駆動部を有する駆動ユニットと、前記回転駆動部の駆動に伴って回転するロータを収納し該ロータの回転で液を循環させながら攪拌するリアクタ室を有する本体ユニットとを備えたことを特徴とするリアクタである。
このように、駆動ユニットの回転駆動部の駆動に伴って、本体ユニットのリアクタ室内の液をロータで攪拌することで、リアクタ室内の液を安定して混合し反応させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記本体ユニットは前記駆動ユニットに着脱自在な使い捨てタイプであることを特徴とする請求項１記載のリアクタである。
このように、本体ユニットと駆動ユニットと別体となし、液に触れることのない駆動ユニットの長期に亘る使用を可能となすとともに、本体ユニットのみを使い捨てタイプとすることで、総体的に安価に、前の合成に使用した液が混入してしまうこと防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記本体ユニットは、前記リアクタ室内に液を導入する複数の液導入流路と、前記リアクタ室の液を排出する液排出流路を有することを特徴とする請求項１または２記載のリアクタである。
これにより、液が触れる部分を本体ユニットとして一体化し駆動ユニットと別体となすことができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、本体ユニットは、前記リアクタ室内へ液を導入するためのポンプを有し、前記ポンプは、駆動ユニット内のポンプ駆動部により駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリアクタである。
これにより、駆動ユニットのポンプ駆動部を介して、本体ユニットのリアクタ室内に液を安定的に送り込みことができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記本体ユニットは、金属製または樹脂製で、前記駆動ユニットとの対向面を覆って液漏れを防止する薄板状のキャンを有し、前記ポンプ駆動部は、電圧を印加することで前記キャンに取付けられたダイヤフラムを振動させる圧電素子を備えていることを特徴とする請求項４記載のリアクタである。
これにより、本体ユニットを交換する際に、本体ユニットから液が漏れて、駆動ユニットが濡れてしまうことを防止することができる。しかも、ダイヤフラムを振動させ、例えば該ダイヤフラムを挟む両側に配置された２個の逆止弁の開閉操作と合わせてポンプ作用を行わせることで、液の逆流を防止しつつ、例えば数ｃｃ（例えば０．１〜１００ｃｃ）程度の液をリアクタ室内に送り込むことができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記本体ユニットはＰＣカードサイズで、前記リアクタ室内に形成される液循環流路は、ミリまたはサブミリサイズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリアクタである。
このように、本体ユニット内のリアクタ室内に形成される液循環流路液を、数ミクロンから数十ミクロンオーダーではなく、ミリまたはサブミリサイズとすることで、液循環流路が反応生成物等で目詰まりを起こしてしまうことを防止することができる。
【００１２】
前記リアクタ室内の液は、前記ロータの回転に伴って、レイノズル数が２０００以上の乱流となってリアクタ室内を循環するこが好ましい。このように、リアクタ室内の液を、乱流として循環させながら混合することで、２種類以上の液をより短時間に、また層流では混合が困難であった液であっても、確実に混合し反応させることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ロータは羽根車で、前記リアクタ室の内部には、ガイドベーンが、所定の隙間を持って、円周方向に複数枚配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のリアクタである。
このように、羽根車から吐出された液の運動エネルギをガイドベーンで圧力に変換し、しかも、ガイドベーン間に設けた小さな隙間内を液が通過するようにすることで、拡散による液の混合を促進することができる。ガイドベーン間の隙間は、狭いほど拡散による混合を促進する上で好ましいが、あまり狭いと目詰まりを起こす。このため、目詰まりを防止できる範囲で決定される。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記ロータは、出口幅を小さくした両吸込み羽根車で、該羽根車の各吸込み口に各液を導くように構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のリアクタである。
これにより、羽根車の内部でも液が効果的に混合するようにして、液の混合を促進することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、前記駆動ユニットには、前記本体ユニットを冷却する冷却部が備えられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のリアクタである。
ロータは、一般に回転に伴って発熱する発熱体で、このロータで発生する熱でリアクタ室内の液、更には本体ユニットが加熱されるが、駆動ユニットに冷却部を設け、この冷却部で本体ユニットを冷却することで、リアクタ室内の液の温度を制御することができる。特に、リアクタ室内の液が乱流となってリアクタ室内を循環する場合、冷却部の冷却効果が高く、リアクタ室内の液の温度制御が容易となる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、前記冷却部は、熱吸収作用を有するペルチェ素子を備え、このペルチェ素子で汲み出した熱を、ヒートシンクとした駆動ユニットのケース内部を通して放熱フィンから放熱するように構成されていることを特徴とする請求項９記載のリアクタである。
このように、ペルチェ素子を使用することで、制御を容易にするとともに、十分な冷却能力を持った駆動ユニットを薄くすることができる。なお、例えば冷却媒体を流通させる冷却流路で冷却部を構成してもよい。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、前記駆動ユニットの回転駆動部と前記本体ユニットのロータは、マグネットカップリングを介して非接触で結合されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のリアクタである。
これにより、本体ユニットをワンタッチで交換することができる。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、前記本体ユニットは、光透過性樹脂からなる上ケースと、不透明光吸収性樹脂からなる下ケースとを有し、上ケースと下ケースの境界面をレーザ溶接で接合したことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のリアクタである。
これにより、接着剤やＯリングを使うことなく、安価かつ高速に上ケースと下ケースとを気密的に接合することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、本体ユニットのみを使い捨てとすることで、総体的に安価に、前の合成に使用した液が混入してしまうことを防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えることができる。しかも、駆動ユニットにポンプ駆動部と回転駆動部を備え、このポンプ駆動部と回転駆動部でリアクタ室内への液の供給及びリアクタ室内の液の攪拌を行うことで、複数の生化学液あるいは化学液等を、安定して混合し反応させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るリアクタの平面図を示し、図２は、図１のＡ液流路に沿った断面図を示し、図３は、図１のＢ液流路に沿った断面図を示す。この例のリアクタは、例えば合計で数ｃｃ（例えば０．１〜１０ｃｃ）程度の微量な２液（Ａ液とＢ液）を混合し反応させて合成するようにしている。
【００２１】
リアクタは、矩形ブロック状の駆動ユニット１０と、この駆動ユニット１０の上面に着脱自在で、使い捨てタイプの矩形平板状の本体ユニット１２とから構成されている。この本体ユニット１２は、ＰＣカード程度のサイズに設定されている。駆動ユニット１０も本体ユニット１２に合わせた大きさとなるように設定されている。
【００２２】
駆動ユニット１０は、例えばアルミニウムからなり、ヒートシンクとして機能するケース１４を有し、このケース１４の側部には、放熱用のフィン１４ａが設けられている。そして、ケース１４の所定の位置には、図２に示すように、本体ユニット１２側のダイヤフラム１６ａとの間でＡ液用の第１ポンプ１８を構成する第１ポンプ駆動部２０と、図３に示すように、本体ユニット１２側のダイヤフラム１６ｂとの間でＢ液用の第２ポンプ２２を構成する第２ポンプ駆動部２４が備えられている。
【００２３】
この例では、図２に示すように、第１ポンプ駆動部２０として、電磁石２６と、この電磁石２６で駆動されて上下動するピストン２８とを備え、このピストン２８の上下動でダイヤフラム１６ａを振動させてポンプ作用を行うようにしたものを使用している。また、第２ポンプ駆動部２４として、電圧を印加することで振動する圧電素子３０を備え、この圧電素子３０の振動でダイヤフラム１６ｂを振動させてポンプ作用を行うようにしたものを使用している。なお、第１及び第２ポンプ駆動部として、同じ構成のものを使用してもよいことは勿論である。
【００２４】
ケース１４の所定の位置には、モータ３２と、該モータ３２の出力軸に連結されてマグネットカップリング３４の一方を構成する磁極板３６を有する回転駆動部３８と、下記の本体ユニット１２側の加圧ガス導入流路６２及び液排出流路６４内にそれぞれ配置されて、該加圧ガス導入流路６２及び液排出流路６４をそれぞれ開閉する弁体６６との間で閉止弁３９を構成する電磁石４０が配置されている。
【００２５】
更に、ケース１４の上面の、回転駆動部３８を囲む位置には、熱吸収作用を有する複数のペルチェ素子４１が配置され、これによって、駆動ユニット１０のケース１４との間で冷却部が構成されている。つまり、ペルチェ素子４１で汲み出された熱は、ヒートシンクとしての役割を果たすケース１４の内部を通してフィン１４ａに伝達され、このフィン１４ａでの外気との対流熱伝達作用によって放熱される。これによって、ペルチェ素子４１と接触乃至近接する部位が冷却される。
【００２６】
このように、制御が容易で、比較的シンプルな形状のペルチェ素子４１を使用することで、十分な冷却能力を持った駆動ユニット１０をより薄くするとともに、冷却部としての制御を容易に行うことができる。なお、例えば駆動ユニットの内部に冷却通路を設け、この冷却通路に沿って冷媒を流通させることで、冷却部を構成するようにしてもよい。ペルチェ素子を使用することで、制御を容易にするとともに、十分な冷却能力を持った駆動ユニットを薄くすることができる。
【００２７】
一方、本体ユニット１２には、液が流れる流路が全て組み込まれており、これにより、駆動ユニット１０は、液と接しないようになっている。このように、液が触れる部分を一体化し本体ユニット１２として駆動ユニット１０と別体となし、液に触れることのない駆動ユニット１０の長期に亘る使用を可能となすとともに、本体ユニット１２のみを使い捨てタイプとすることで、総体的に安価に、前の合成に使用した液が混入してしまうことを防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えることができる。
【００２８】
本体ユニット１２の内部には、Ａ液を溜めるＡ液貯留部４２ａと、Ｂ液を溜めるＢ液貯留部４２ｂと、円形のリアクタ室４４が設けられている。そして、各液貯留部４２ａ，４２ｂとリアクタ室４４は、液導入流路４６で互いに結ばれており、このＡ液貯留部４２ａとリアクタ室４４を結ぶ液導入流路４６内に前記第１ポンプ１８が、Ｂ液貯留部４２ｂとリアクタ室４４を結ぶ液導入流路４６内に前記第２ポンプ２２がそれぞれ配置されている。これにより、Ａ液貯留部４２ａ内に溜められたＡ液は第１ポンプ１８の駆動に伴って、Ｂ液貯留部４２ｂ内に溜められたＢ液は第２ポンプ２２の駆動に伴って、それぞれリアクタ室４４内に導入される。
【００２９】
Ａ液貯留部４２ａとリアクタ室４４を結ぶ液導入流路４６の途中には、図４に示すように、ダイヤフラム１６ａと下記の下ケース９２との間に形成された、第１ポンプ１８のポンプ室５０が設けられており、このポンプ室５０の入口側に入口側逆止弁５２が、出口側に出口側逆止弁５４がそれぞれ配置されている。この逆止弁５２，５４は、液導入流路４６を開閉する弁体５６と、この弁体５６を一方向に付勢するばね５８とから構成されている。そして、ダイヤフラム１６ａの振動に伴って、ポンプ室５０内の容積が減少した時に、入口側逆止弁５２が閉じて出口側逆止弁５４が開き、ポンプ室５０内の容積が増加した時に、入口側逆止弁５２が開いて出口側逆止弁５４が閉じることで送液が行われる。
【００３０】
Ｂ液貯留部４２ｂとリアクタ室４４を結ぶ液導入流路４６の途中にもほぼ同様に、図５に示すように、ダイヤフラム１６ｂと下記の下ケース９２との間に形成された、第２ポンプ２２のポンプ室６０が設けられている。そして、このポンプ室６０の入口側及び出口側に、前述と同様な、入口側逆止弁５２及び出口側逆止弁５４がそれぞれ配置され、これによって、ダイヤフラム１６ｂの振動に伴って、ポンプ室６０内の容積が減少した時に、入口側逆止弁５２が閉じて出口側逆止弁５４が開き、ポンプ室６０内の容積が増加した時に、入口側逆止弁５２が開いて出口側逆止弁５４が閉じることで送液が行われる。
【００３１】
このように、ダイヤフラムを振動させ、例えば液導入流路のダイヤフラムを挟む両側に配置された２個の逆止弁の開閉操作と合わせてポンプ作用を行わせることで、液の逆流を防止しつつ、例えば数ｃｃ（例えば０．１〜１００ｃｃ）程度の液をリアクタ室内に送り込むことができる。
【００３２】
更に、本体ユニット１２の内部には、リアクタ室４４を挟んで液導入流路４６と反対側に位置して、リアクタ室４４内に加圧ガスを導入する加圧ガス導入流路６２と、リアクタ室４４内の液とを排出する液排出流路６４がそれぞれ設けられている。これにより、加圧ガス導入流路６２からリアクタ室４４内に加圧ガスを導入することで、リアクタ室４４内の液は液排出流路６４から排出される。なお、この時、出口側逆止弁５４で液導入流路４６は閉じられる。
【００３３】
加圧ガス導入流路６２及び液排出流路６４には、流路を開閉する閉止弁３９がそれぞれ設けられている。液排出流路６４に設けられる閉止弁３９は、図６に示すように、液排出流路６４内に配置される円筒状の弁体６６と、この弁体６６を一方向に付勢するばね６８と、前述の駆動ユニット１０側に設けられる電磁石４０とを有している。そして、この電磁石４０により、弁体６６を電磁石４０側に引き寄せて液排出流路６４を開き、通常は、ばね６８の弾性力で弁体６６を電磁石４０から離れる方向に付勢して液排出流路６４を閉じる。加圧ガス導入流路６２に設けられる閉止弁３９もほぼ同様な構成であるので、ここではその説明を省略する。
【００３４】
リアクタ室４４の内部には、ロータとしての羽根車７０が上下に配置した一対の軸受７２を介して回転自在に支承されて配置されている。そして、この羽根車７０の下部には、前述の駆動ユニット１０側に設けられた磁極板３６との間でマグネットカップリング３４を構成する永久磁石７４が組み込まれている。この例では、永久磁石７４を熱硬化性樹脂でモールド成形して該樹脂内に一体に埋設することで、永久磁石７４の腐食を防止するようにしている。なお、羽根車７０が非磁性材料からなる時には、バックヨーク金属も羽根車に組み込むことで磁気力を強化することが好ましい。
【００３５】
これによって、モータ３２の駆動に伴う磁極板３６の回転によって、羽根車７０がマグネットカップリング３４を介して非接触で回転する。このように、羽根車７０を非接触で回転させることで、使い捨てタイプの本体ユニット１２のワンタッチでの交換が可能となる。
【００３６】
リアクタ室４４の内部には、羽根車７０の外方に位置して、リング状の液溜め部７６が区画形成され、更に羽根車７０の上部には、液溜め部７６から羽根車７０の中心方向に延びる複数の戻り流路７８が形成されている。これによって、リアクタ室４４内に導入された液は、羽根車７０の回転に伴って、羽根車７０の外方の液溜め部７６に向かって吐出され、液溜め部７６内の液は、戻り流路７８に沿って羽根車７０の中心方向に向かって流れ、これによって循環流路が形成される。
【００３７】
リアクタ室４４内の液は、羽根車７０の回転に伴って形成される循環流路に沿って、例えばレイノルズ数が２０００以上の乱流となって流れるように、モータ３２の回転速度が制御される。これによって、リアクタ室４４内に導入した液を安定して混合し反応させることができ、特に、リアクタ室４４内の液を、レイノルズ数が２０００以上の乱流として循環させながら混合することで、２種類以上の液をより短時間に、また層流では混合が困難であった液であっても、確実に混合し反応させることができる。
【００３８】
前記液導入流路４６、液排出流路６４及びリアクタ室４４内の循環流路は、数ミクロンから数十ミクロンオーダーではなく、ミリまたはサブミリサイズに設定されている。そのため、流路が反応生成物等で目詰まりを起こしてしまうことを防止することができる。
【００３９】
リアクタ室４４の内部には、羽根車７０から吐出された液の運動エネルギを効率的に圧力に変換する複数のガイドベーン８０が、羽根車７０の外方に位置し、所定の隙間を持って円周方向に配置されている。このように、羽根車７０から吐出された液の運動エネルギをガイドベーン８０で圧力に変換することで、液の混合を促進することができる。時に、ガイドベーン８０間に設けた小さな隙間内を液が通過するようにすることで、拡散による液の混合を促進することができる。ガイドベーン８０間の隙間は、狭いほど拡散による混合を促進する上で好ましいが、あまり狭いと目詰まりを起こす。このため、目詰まりを防止できる範囲で決定される。
【００４０】
本体ユニット１２の下面には、リアクタ室４４に面して、リアクタ室４４内の液体の温度を計測する温度計８２が設けられている。そして、この温度計８２の計測結果を基に、前記ペルチェ素子４１を制御することで、リアクタ室４４内の液の温度が一定となるようにしている。
なお、温度計は、使い捨てにするには高価であるので、例えば本体ユニット側のリアクタ室の周囲に配線を埋込んで接点を露出させておき、駆動ユニットに本体ユニットを結合した時に、駆動ユニットに設けた計測部が該接点に接触してリアクタ室内の液の温度を計測するようにしてもよい。
【００４１】
次に、本体ユニット１２の各構成部品及び製作例を図７及び図８を参照して説明する。
本体ユニット１２は、図７に示すように、例えば共に樹脂を所定の形状に射出成形した上ケース９０及び下ケース９２と、例えばチタン等の金属製で薄板状のキャン９４と、軸９６に羽根車７０を取付け、羽根車７０に永久磁石７４を組み込んだ羽根車組立て体９８とから基本的に構成されている。
【００４２】
キャン９４の前記駆動ユニット１０の第１ポンプ駆動部２０（及び第２ポンプ駆動部２４）の上方を覆う位置には、開口がそれぞれ設けられ、この開口に、第１ポンプ１８を構成するダイヤフラム１６ａ（及び第２ポンプ２２を構成するダイヤフラム１６ｂ）がそれぞれ取付けられている。このダイヤフラム１６ａ（１６ｂ）は、その周囲を、レーザ溶接してキャン９４に接合されている。このように、ダイヤフラム１６ａ（１６ｂ）をキャン９４にレーザ溶接で接合することで、接着剤やＯリングを使うことなく、安価かつ高速にダイヤフラム１６ａ（１６ｂ）をキャン９４に気密的に取付けることができる。
【００４３】
このキャン９４は、下ケース９２の下面を覆って、本体ユニット１２を交換する際に、本体ユニット１２から液が漏れるのを防止できるようになっている。
なお、この例では、本体ユニット１２の上ケース９０及び下ケース９２を樹脂製としているが、液と反応しない、例えばセラミック製や、Ｔｉチタン等の貴金属製としてもよく、更には、金めっき等のコーティングを施したものを使用しても良い。また、キャン９４を樹脂製としてもよい。
【００４４】
そして、図８（ａ）に示すように、先ず、上ケース９０と下ケース９２との間の所定の位置に羽根車組立て体９８を配置し、軸受７２を介して、羽根車組立て体９８を回転自在に支承した状態で、羽根車組立て体９８を上ケース９０と下ケース９２で上下から挟み込み、更に、上ケース９０と下ケース９２との境界面を、例えばレーザ溶接で接合する。上ケース９０として光透過性樹脂を、下ケース９２として不透明光吸収性樹脂をそれぞれ使用することで、レーザ溶接が可能となり、このようにレーザ溶接で接合することで、接着剤やＯリングを使うことなく、安価かつ高速に上ケース９０と下ケース９２とを気密的に接合することができる。
【００４５】
次に、図８（ｂ）に示すように、下ケース９２の下方の所定位置にキャン９４を配置し、更に、キャン９４を下ケース９２の下面に密着させ、例えば超音波スエージングによりキャン９４を下ケース９２の下面に取付ける。つまり、図９に示すように、キャン９４の所定の位置に穿孔９４ａを、下ケース９２の該穿孔９４ａに対応する位置に凸部９２ａをそれぞれ予め設けておき、下ケース９２の凸部９２ａをキャン９４の穿孔９４ａ内に挿通させ、この凸部９２ａの先端突出部を超音波（ホーン）で潰す。これにより、図８（ｃ）に示す本体ユニット１２を完成させる。
【００４６】
この例によれば、上ケース９０と下ケース９２の間に液貯留部４２ａ（４２ｂ）及びリアクタ室４４が形成され、上ケース９０の内周面と下ケース９２の外周端面との間を通って、下ケース９２とキャン９４との間に達し、更に下ケース９２を貫通する液導入流路４６が形成される。更に、ダイヤフラム１６ａ（１６ｂ）と下ケース９２との間に、液導入流路４６内に位置するポンプ室５０（６０）が形成される。
【００４７】
このリアクタにあっては、先ず、Ａ液貯留部４２ａにＡ液を、Ｂ液貯留部４２ｂにＢ液を、注射器等で入れる。そして、ポンプ１８，２２を駆動して、Ａ液貯留部４２ａ内のＡ液とＢ液貯留部４２ｂ内のＢ液をリアクタ室４４内に導入する。この状態で、モータ３２を駆動して羽根車７０を回転させ、これによって、リアクタ室４４内のＡ液とＢ液を循環させながら混合し反応させて合成する。この時、温度計８２でリアクタ室４４内の液の温度を計測し、ペルチェ素子４１を介して、この温度を一定に制御する。そして、Ａ液とＢ液の合成が終了した後、モータ３２の駆動を停止させ、更に加圧ガス導入流路６２及び液排出流路６４の閉止弁３９を開き、加圧ガス導入流路６２から加圧ガスをリアクタ室４４内に導入することで、リアクタ室４４内の液を液排出流路６４から外部に排出する。
【００４８】
このような合成が完了した後、本体ユニット１２を駆動ユニット１０から取外し、新たな本体ユニット１２を駆動ユニット１０に取付けて、新たな液の合成を行う。これにより、前の合成に使用した液が混入してしまうことを防止しつつ、次の液の合成を行うという要求に応えるのであり、液に触れることのない駆動ユニットの長期に亘る使用を可能となし、本体ユニットのみを使い捨てタイプとすることで、総体的に安価にすることができる。
【００４９】
図１０及び図１１は、本発明の他の実施の形態のリアクタを示す。前述の例では、ロータとして、いわゆるオープンタイプの羽根車７０を使用しているが、この例は、ロータとして、いわゆるクローズタイプで出口幅を小さくした両吸込み羽根車１００を使用している。そして、羽根車１００の一方の吸込み口１００ａに向けて、Ａ液貯留部４２ａ（図１参照）から延びる液導入流路４６を開口させ、他方の吸込み口１００ｂに向けて、Ｂ液貯留部４２ｂ（図１参照）から延びる液導入流路４６を開口させている。更に、羽根車１００を挟む上下の位置に戻り流路１０２を設けている。その他の構成は、前述の例と同様である。
【００５０】
この例によれば、羽根車１００の各吸込み口１００ａ，１００ｂにＡ液とＢ液が個別に導入され、羽根車１００の回転に伴ってリアクタ室４４内を循環しつつ混合される。羽根車の吐出部が狭くなれば、液が拡散し易くなる。また、ガイドベーン間の隙間を狭くすることによっても、液が拡散し易くなる。このように、羽根車１００の内部でも液が効果的に混合するようにして、液の混合を促進することができる。
【００５１】
なお、上記の例は、駆動ユニットにポンプ駆動部を備え、このポンプ駆動部と本体ユニットとの間でポンプを構成して、このポンプを介して液をリアクタ室内に導入するようにした例を示している。駆動ユニットとしてポンプ駆動部を備えることなく、例えば注射器等によって、本体ユニットのリアクタ室内に連通する流路等の内部に液を直接注入するようにしてもよい。これにより、構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態のリアクタを示す平面図である。
【図２】図１のＡ液流路に沿った断面図である。
【図３】図１のＢ液流路に沿った断面図である。
【図４】（ａ）は第１ポンプを示す平面図で、（ｂ）は断面図である。
【図５】（ａ）は第２ポンプを示す平面図で、（ｂ）は断面図である。
【図６】（ａ）は閉止弁を示す平面図で、（ｂ）は断面図である。
【図７】本体ユニットの各構成部品を示す断面図である。
【図８】本体ユニットの製作例を工程順に示す断面図である。
【図９】超音波スエージングによる下ケースへのキャンの取付け例の説明に付する図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態の要部を拡大して示す平面図である。
【図１１】図１０の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  駆動ユニット
１２  本体ユニット
１４  ケース
１４ａ  フィン
１６ａ，１６ｂ  ダイヤフラム
１８，２２  ポンプ
２０，２４  ポンプ駆動部
２６  電磁石
２８  ピストン
３０  圧電素子
３２  モータ
３４  マグネットカップリング
３８  回転駆動部
３９  閉止弁
４０  電磁石
４１  ペルチェ素子
４２ａ，４２ｂ  液貯留部
４４  リアクタ室
４６  液導入流路
５０，６０  ポンプ室
５２，５４  逆止弁
６２  加圧ガス導入流路
６４  液排出流路
７０，１００  羽根車（ロータ）
７２  軸受
７４  永久磁石
７６  液溜め部
７８，１０２  戻り流路
８０  ガイドベーン
８２  温度計
９０  上ケース
９２  下ケース
９４  キャン
９８  羽根車組立て体
【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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