(57)【要約】【課題】液体の入口箇所１と出口箇所３と、排気室６とを有し、該排気室の外側の圧力が内側よりも低く設定されており、壁部９又は壁部区分１０が、液体をはじくが、ガスを通すガス分離材料を有し、排気室６に、液体を受容する複数の孔を形成する材料より成る出口フィルタ７及び入口フィルタ１１が配置され、液体内の気泡の大部分が前記壁部９若しくは壁部区分１０を通って外へ漏れ出ることができるように、液体のフィード圧力と、排気室壁部９の貫流抵抗と、フィルタ７，１１の貯蔵作用とが、互いに合わせられている形式の、マイクロ流体システム内で液体２から気泡を分離し、かつ導出するための装置を改良して、位置とは無関係に非常に効果的に、しかも簡単な形式で、液体から気泡を分離することができるようにする。【解決手段】排気室６が環状に構成されていて、それによって位置とは無関係にガスが液体２からガス分離材料を貫通して分離されるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
殊にマイクロ流体システム内で連続的に流れる液体（２）から気泡を分離し、かつ導出するための方法であって、
気泡を含有する液体（２）が、入口箇所（１）から出口箇所（３）への経路上で排気室（６）を貫流するようにし、
液体（２）の流れを、入口箇所（１）及び出口箇所（３）において少なくともほぼ同じ軸方向に延びるようにし、
排気室（６）の外側において排気室（６）内よりも低い圧力が形成されるようにし、
排気室（６）が、液体（２）をはじくが、ガスを通すガス分離材料より成る少なくとも１つの壁部（９）又は壁部区分（１０）を有しており、
液体（２）が排気室（６）の出口において出口フィルタ（７）を貫流し、この出口室（７）が、液体（２）を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、かつ／又は液体（２）が排気室（６）の出口において入口フィルタ（１１）を貫流し、この入口フィルタ（１１）が、液体（２）を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、
液体（２）のフィード圧力と、ガスのためのガス分離材料より成る排気室（６）の壁部（９）の貫流抵抗と、液体（２）のための液体受容材料より成る単数又は複数のフィルタ（７，１１）の貯蔵作用とは、液体（２）内に含まれる気泡の大部分が壁部（９）を通って外へ漏れ出ることができるように、互いに合わせられている形式のものにおいて、
液体（２）の流れ経路を、入口箇所（１）と排気室（６）との間で、また排気室（６）と出口室（３）との間で方向転換させ、それによって液体（２）が軸方向からまず半径方向外方に排気室（６）内に向かうように方向転換され、次いで半径方向内方及び軸方向に戻るように方向転換され、ひいては位置とは無関係にガスが液体（２）からガス分離材料を通って分離されるようにすることを特徴とする、液体から気泡を分離し、かつ導出するための方法。
【請求項２】
液体（２）及び／又はガスが、排気室（６）内でまず部分的に環状に流れるようにする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）内の液体（２）の流れ経路を、少なくとも１つの壁部（９）又は壁部区分（１０）によってガス分離材料から制限する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
液体（２）を、入口フィルタ（１１）内において入口箇所（１）と排気室（６）との間で方向転換させ、かつ／又は出口フィルタ（７）内において排気室（６）と出口箇所（３）との間で方向転換させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
流れ経路の方向転換を、約９０°の角度で行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
液体（２）を、軸方向から半径方向外方に複数の方向で特に放射状に方向転換させ、かつ／又は逆方向で半径方向内方に放射状に、次いで軸方向に方向転換させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
排気室（６）を、半径方向外側で出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）を巡って環状に配置する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
液体（２）が、出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）を少なくともほぼ半径方向で貫流するようにする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
入口箇所（１）と出口箇所（３）とを軸方向で互いに整列させる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
液体（２）が、１つの貫通開口（１２）又は幾つかの貫通開口（１２）を有する分離層（１３）を介して分離されている、流れ方向で相前後して配置された２つの排気室（６ａ，６ｂ）を貫流するようにする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
液体（２）が入口箇所（１）において軸方向で入口フィルタ（１１）内に侵入し、この入口フィルタ（１１）内で放射状に半径方向外方に方向転換され、入口フィルタ（１１）を環状に包囲する第１の排気室（６ａ）内に半径方向で侵入してこの第１の排気室（６ａ）を貫流し、１箇所で又は複数の箇所で出口フィルタ（７）を環状に包囲する第２の排気室（６ｂ）内に侵入し、この第２の排気室（６ｂ）を貫流し、半径方向で前記出口フィルタ（７）内に侵入し、この出口フィルタ（７）内で再び軸方向に方向転換されて、出口箇所（３）において出口フィルタ（７）から軸方向で退出するようにする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
殊にマイクロ流体システム内で連続的に流れる液体（２）から気泡を分離し、かつ導出するための装置であって、
気泡を含有する液体（２）を侵入させるための入口箇所（１）と、液体（２）を装置から退出させるための出口箇所（３）とが設けられており、
液体（２）の流れ方向で前記入口箇所（１）の後ろに排気室（６）が設けられており、
排気室（６）の外側において排気室（６）内よりも低い圧力が形成されており、
排気室（６）が複数の壁部（８，９）によって制限されていて、少なくとも１つの壁部（９）又は壁部区分（１０）が、液体（２）をはじくが、ガスを通すガス分離材料を有しており、
液体（２）の流れ方向で排気室（６）の終端部で出口箇所（３）の前に出口フィルタ（７）が配置されており、及び／又は排気室（６）の始端部に入口フィルタ（１１）が配置されていて、この入口フィルタ（１１）を通って液体（２）の流れ経路がガイドされており、
前記出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）が、液体（２）を受容する複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、
液体（２）のフィード圧力と、ガスのためのガス分離材料より成る排気室（６）の壁部（９）若しくは壁部区分（１０）の貫流抵抗と、液体（２）のための単数又は複数のフィルタ（７，１１）の貯蔵作用とは、液体（２）内に含有される気泡の大部分が前記壁部（９）若しくは壁部区分（１０）を通って外へ漏れ出ることができるように、互いに合わせられている形式のものにおいて、
排気室（６）が環状に構成されていて、それによって位置とは無関係にガスが液体（２）からガス分離材料を貫通して分離されるようになっていることを特徴とする、液体から気泡を分離し、かつ導出するための装置。
【請求項１３】
液体（２）の流れが、入口箇所（１）及び出口箇所（３）において少なくともほぼ同じ軸方向に延びており、液体（２）の流れ経路が、入口箇所（１）と排気室（６）との間、及び排気室（６）と出口箇所（３）との間で方向転換され、それによって液体（２）が軸方向からまず半径方向外方に排気室（６）内に、次いで半径方向内方に向かって、軸方向に戻るように方向転換される、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
ガス分離材料より成る壁部（９）又は壁部区分（１０）が、出口フィルタ（７）の領域まで、及び／又は入口フィルタ（１１）の領域まで延びている、請求項１２又は１３記載の装置。
【請求項１５】
入口箇所（１）及び／又は出口箇所（３）が軸方向に配置されているか、若しくは軸方向で整列配置されている、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
排気室（６）が入口箇所（１）に関連して半径方向で外側に、かつ環状に配置されている、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
排気室（６）が出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）を環状に、特に放射状に包囲している、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
入口箇所（１）と出口箇所（３）との間に、液体（２）の流れ方向で相前後して配置された２つの排気室（６ａ，６ｂ）が設けられており、これらの排気室（６ａ，６ｂ）が、１つの貫通開口（１２）又は幾つかの貫通開口（１２）を有する分離層（１３）を介して互いに分離されている、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
ガス分離材料より成る壁部（９）又は壁部区分（１０）が、入口箇所（１）及び／又は出口箇所（３）を有する全面的な円板として構成されている、請求項１２から１８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
有利にはケーシング体（１４ａ）とケーシングカバー（１４ｂ）とから構成された、液体（２）及びガスを通さない材料より成るケーシング（１４）が設けられており、
該ケーシング（１４）内に液体流路（１５）とガス流路（１６）とが形成されており、
ガス分離材料より成る壁部区分（１０）がインサートとしてケーシング（１４）の相応の箇所に構成されている、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
ケーシング（１４）の相応の箇所が切欠（１７）として構成されている、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
液体（２）をはじく材料より成る部分、及び／又は液体を受容する材料より成る部分が、ダイヤフラムとして構成されている、請求項１２から２１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２３】
液体（２）をはじく材料より成る前記部分の厚さが、１００μｍ〜３００μｍの間、有利には２００μｍ〜２５０μｍの間である、請求項１２から２２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２４】
液体（２）を受容する材料より成る部分の厚さが、２００μｍ〜５００μｍの間、有利には３００μｍ〜４００μｍの間である、請求項１２から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
出口フィルタ（７）及び／又は入口フィルタ（１１）が、焼結材料特にセラミック焼結材料より成っている、請求項１２から２４までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にマイクロ流体システム（mikrofluidischen System）内で連続的に流れる液体から気泡（Gasblasen）を分離し、かつ導出するための方法であって、気泡を含有する液体が、入口箇所から出口箇所への経路上で排気室を貫流するようにし、液体の流れを、入口箇所及び出口箇所において少なくともほぼ同じ軸方向に延びるようにし、排気室の外側において排気室内よりも低い圧力が形成されるようにし、排気室が、液体をはじく（はね返す）が、ガスを通すガス分離材料より成る少なくとも１つの壁部又は壁部区分を有しており、液体が排気室の出口において出口フィルタを貫流し、この出口室が、液体を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、かつ／又は液体が排気室の出口において入口フィルタを貫流し、この入口フィルタが、液体を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、液体のフィード圧力と、ガスのためのガス分離材料より成る排気室の壁部の貫流抵抗と、液体のための液体受容材料より成る単数又は複数のフィルタの貯蔵作用とは、液体内に含まれる気泡の大部分が壁部を通って外へ漏れ出ることができるように、互いに合わせられている方法に関する。
【０００２】
また本発明は特に、マイクロ流体システム内で連続的に流れる液体から気泡を分離し、かつ導出するための装置であって、気泡を含有する液体を侵入させるための入口箇所と、液体を装置から退出させるための出口箇所が設けられており、液体の流れ方向で前記入口箇所の後ろに排気室が設けられており、排気室の外側において排気室内よりも低い圧力が形成されており、排気室が複数の壁部によって制限されていて、少なくとも１つの壁部又は壁部区分が、液体をはじくが、ガスを通すガス分離材料を有しており、液体の流れ方向で排気室の終端部で出口箇所の前に出口フィルタが配置されており、及び／又は排気室の始端部に入口フィルタが配置されていて、この入口フィルタを通って液体の流れ経路がガイドされており、前記出口フィルタ及び／又は入口フィルタが、液体を受容する複数の孔又は小通路を形成する材料より成っており、液体のフィード圧力と、ガスのためのガス分離材料より成る排気室の壁部若しくは壁部区分の貫流抵抗と、液体のための単数又は複数のフィルタの貯蔵作用とは、液体内に含有される気泡の大部分が前記壁部若しくは壁部区分を通って外へ漏れ出ることができるように、互いに合わせられている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロ流体より公知の方法においては、液体から気泡を分離することは、気泡を含有する、水をベースとする液体が、排気装置を通る経路上で排気室を貫流することによって行われる。排気室は、液体は通さないがガスを通す疎水性のガス分離材料よる成る壁部区分を有している。この公知の方法によれば、マイクロ流体システム内で流れる液体から連続的に（つまり中断することなく）気泡が取り除かれる。流れる液体から気泡を分離し、かつ導出するための公知の方法、つまり連続的に作業する方法は、所定の位置におけるスペース内で液体をガイドする必要があり、有効性についてはさらに改善される余地がある。
【０００４】
以上の方法と似た方法は、水をベースとする液体の代わりに、オイルをベースとする液体例えばアルコール又は樹脂のために実施することもできる。しかしながらこのような方法は、実際には水をベースとする液体のために用いれば特に有意義である。
【０００５】
本発明の出発点を形成するところの、ドイツ連邦共和国特許第１９５９６７９号明細書によれば、特に液体流からガスを取り除くためのフィルタ装置について開示されている。この装置は、液体のための入口及び出口を備えたケーシングを有している。ケーシング内で、入口と出口との間には、液体によって濡らされるフィルタエレメントが配置されており、このフィルタエレメントは、液体を通すがガスは通さないようになっている。フィルタエレメントの上流でケーシング内には多孔性のエレメントが配置されており、この多孔性のエレメントは、液体をはじくようになっており、ガスを通すが液体は通さないようになっていて、ほぼフラットに構成されている。多孔性のエレメントによって、フィルタエレメントの上流で液体からガスが分離され、別個のガス出口を通って排出される。このような公知のフィルタ装置は、位置とはまったく無関係に作業するようになっていないという欠点を有している。むしろ多孔性のエレメントを少なくとも液体の上側に配置して、できるだけ効果的なガス分離が得られるようにする必要がある。
【０００６】
ヨーロッパ特許庁によって実施された、優先権に基づくドイツ連邦共和国特許出願第１０３４５８１８．２号明細書に対する調査ＲＳ１１１２９４号によれば、次のような文献が公知である。
【０００７】
前に出願されているが、後から公開されたヨーロッパ特許公開第１３５５３７２号明細書並びにアメリカ合衆国特許公告第２００３／１９４３６９号明細書には化学反応器が開示されており、この化学反応器は、組み込まれた液体−ガス分離器を形成していて、水素を通す疎水性のダイヤフラムによって包囲されている。
【０００８】
アメリカ合衆国再審査証明書第６４０２８２１号明細書には、現像液から不純物及び気泡を取り除くための、上側に気泡フィルタを備えた、位置とは無関係なフィルタユニットについて開示されている。
【０００９】
ドイツ連邦共和国特許公開第４２１９９６６号明細書には、自動排気を行うための、親水性の面フィルタと疎水性の環状の面フィルタとを備えた、回転対称的に構成された液体用のフィルタが開示されており、２つのフィルタは軸方向で相前後して配置されていて、貫流されるようになっている。
【００１０】
アメリカ合衆国特許公告第２００２／００５６６７５号明細書によれば、通路内に緩く懸架された中空繊維ダイヤフラムを備え、この中空繊維ダイヤフラムに疎水性のフィルタが接続された、位置に無関係なガス抜きフィルタ構造について開示されている。
【００１１】
アメリカ合衆国特許第５９８９３１８号明細書には、２つの層流を、液体水成分とガス成分とに分離するための水分離器について開示されている。分離するために、内側の疎水性のフィルタと外側の親水性のフィルタとが使用される。これらのフィルタは、中空円筒形に構成されていて、同心的に配置されており、この場合、ガスだけが半径方向内方に向かって疎水性のフィルタによって分離されるようになっている。
【００１２】
アメリカ合衆国再審査証明書第６２６７９２６号明細書によれば、まずフィルタを通り、次いで疎水性のマイクロ多孔性のダイヤフラム管を通って平行にガイドされ、この際にダイヤフラム壁部を通ることによって、液体から気泡が負圧によって分離されるようになっている方法及び装置について開示されている。このような方法及び装置は費用が高価である。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１９５９６７９号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願第１０３４５８１８．２号明細書
【特許文献３】ヨーロッパ特許公開第１３５５３７２号明細書
【特許文献４】アメリカ合衆国特許公告第２００３／１９４３６９号明細書
【特許文献５】アメリカ合衆国再審査証明書第６４０２８２１号明細書
【特許文献６】ドイツ連邦共和国特許公開第４２１９９６６号明細書
【特許文献７】アメリカ合衆国特許公告第２００２／００５６６７５号明細書
【特許文献８】アメリカ合衆国特許第５９８９３１８号明細書
【特許文献９】アメリカ合衆国再審査証明書第６２６７９２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで本発明の課題は、流れる液体から気泡を分離し、かつ導出するための方法及び装置を提供して、位置とは無関係に（lageunabhaengig）非常に効果的に、しかも簡単な形式で、液体から気泡を分離することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は、請求項１に記載した方法又は請求項１２に記載した装置によって解決された。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１５】
本発明による方法は、液体の流れ経路を、入口箇所と排気室との間で、また排気室と出口室との間で方向転換させ、それによって液体が軸方向からまず半径方向外方へ排気室内に向かうように方向転換され、次いで半径方向内方及び軸方向に戻るように方向転換され、ひいては位置とは無関係にガスが液体からガス分離材料を通って分離されるようにしたことを特徴としている。本発明の装置の手段によれば、特に前記方向転換（変向）は、排気室が環状に構成されていることによって非常に簡単に実現可能である。これによって、位置とは無関係にガスが液体からガス分離材料を貫通して分離されるようになっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法は、液体をはじく材料と、液体を受容する材料と、液体を流体的に通さない材料との組み合わせに基づいている。これらの材料は、気泡を含有する流れる液体によって所定の形式で接触されるようになっている。これは特に、疎水性、親水性及び流体的に通さない材料のためにも当てはまる。本発明に従って液体が貫流する排気室内には、第１変化例では、液体を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成る、排気室に接続された出口フィルタに基づいて逆流洗浄が発生する。液体に含まれる気泡は、ガス分離材料より成る壁部又は壁部区分を通って排気室から導出され、この場合、この分離材料は、液体の貫流を阻止する。出口フィルタによって、外気圧力と比較してさらに高められた、排気室内に形成された圧力に基づいて、気泡の導出は比較的効果的に行われる。さらに気泡は、出口フィルタに分離材料より成る壁部区分が配置されていれば、いずれにしても出口フィルタから外に押しやられる。気泡がさらに出口フィルタ内に侵入する場合、出口フィルタ内に吸い込まれた液体は、気泡を押しやるように働く。
【００１７】
別の変化実施例では、まず、同様に液体を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料から成る入口フィルタが液体によって貫流される。この入口フィルタは、その特性に基づいて同様に液体を完全に吸い込み、いずれにしても、ガス分離材料より成る入口フィルタが少なくとも１つの壁部又は壁部区分によって制限されている場合には、ガス分離の効果を高める。これによって気泡は直接的な経路で入口フィルタから外へ導出される。
【００１８】
入口フィルタ及び出口フィルタの、有利には毛細管を形成する材料は、システム全体の位置に関する非依存性に貢献する。従ってシステム全体は、所定の組み込み位置及び運転位置を必要としない。これは特に、半径方向外側で、出口フィルタ及び／又は入口フィルタを巡って環状に配置された排気室が設けられている場合に当てはまる。これは、排気室の、正方形又は多角形の環状形状等の別の形状も含んでいる。従ってこの方法は、マイクロ流体システムのための特別な形式で、使用者によって携行されるポータブル型の装置においても適している。本発明による方法は、特別な形式で、既に存在する特にマイクロ流体システムに適用するのに適している。
【００１９】
本発明による装置は、位置とは無関係に液体から気泡を分離し、かつ導出することができる。この装置は、液体をガイドする管路装置に取り付けることができ、中断することなく作業することができる。本発明による装置は、受動的に作業し、外部から供給される付加的なエネルギーを必要としない。機能エレメントを巧みに選択することに基づいて、液体貫流時に比較的低い圧力低下が得られる。
【００２０】
原則として、本発明による方法及び装置は、マクロ流体システム及びマイクロ流体システムに使用することができる。勿論、本発明による方法及び装置は、数１０μｍ〜数１００μｍの寸法のマイクロ流体システムにおいて特に重要である。
【００２１】
特にマイクロ流体システムにおける前記寸法、液体の形式、液体の組成、作業温度その他に関連して、当該の液体の粘性が、システム内の流れ速度を規定する。このパラメータは、材料及び条件に基づいてより広い範囲にある。
【００２２】
使用されたフィルタは、液体を受容する材料に基づく分離機能だけではなく、粒子フィルタの機能も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図示の実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
【００２４】
図面には、同じ又は類似の特性或いは利点を有する同じ又は類似のコンポーネント及び構成部分には、同じ符号を記した。
【００２５】
図１には、気泡分離の基本原理が示されている。図１に示された装置は、左側の実線の矢印で示した液体の流れ方向を用いて説明されている。
【００２６】
この装置は、特にマイクロ流体システム内の流れる液体から気泡を分離し、かつ導出するために用いられる。気泡の侵入させるための入口箇所１を有する液体２と、装置から液体を退出させるための出口箇所３とが設けられている。
【００２７】
図２には、入口箇所１に通じる接続管路４と、出口箇所３から延びる接続管路５とが示されている。この場合、接続管路は、チップ（Chip）内の流路、チューブ、堅固な導管その他である。重要なことは、気泡を含有する液体２が、入口箇所１から出口箇所３への経路でまず、液体２の流れ方向で入口箇所１の後ろに配置された排気室６を貫流する、ということである。排気室６には出口フィルタ７が続いており、次いでこの出口フィルタ７が液体２によって貫流される。入口箇所１及び出口箇所３における液体２の流れは、入口箇所１と出口箇所３とが、特に場合によって軸線方向に対して直交する方向で互いにずらされている場合でも、少なくともほぼ同じ軸線方向に延びている。
【００２８】
図１には、前記基本原理において、排気室６がまず軸方向に延びる外側の壁部８によって制限されていて、この外側の壁部８が、液体２もガス（気体）も通さない材料より成っている、ことが示されている。さらに、排気室６は少なくとも１つの壁部９（図１、図２）又は１つの壁部区分１０（図３）によって制限されており、この壁部９又は壁部区分１０は、液体２をはじいて液体２を通過させない、しかしながら液体２内で連行されたガスは通過させるガス分離材料より成っている。
【００２９】
これに対して出口フィルタ７は、液体２を受容し、複数の孔又は小通路を形成する材料より形成されていて、ここを貫流する液体２がわずかな圧力低下しか受けないようになっている。
【００３０】
重要なことは、液体２の搬送圧力と、ガスのためのガス分離材料から成る排気室６の壁部９の貫流抵抗と、液体２のための、液体を受容する材料より成る出口フィルタ７の貯蔵作用とは、液体２内に含まれる気泡の大部分が壁部９を通って外へ漏れ出るように、互いに合わせられている、ということである。
【００３１】
これは、図１に矢印で示されている。「白抜きの矢印」によって液体２の流れが示されている。「黒塗りの矢印」は、流出するガスの流れを示しており、この流出するガスの流れは、排気室６を軸方向で全面的に制限する壁部９を介して流出することができる。
【００３２】
図１に実線で示された第１の変化実施例においては、出口フィルタ７は、入口室６の内部の圧力をやや高めるように作用するので、気泡の分離がより効果的に行われる。同様に、液体２と共に出口フィルタ７内に入り込む気泡９は、この出口フィルタ７から半径方向で、ここの存在する壁部９の区分を通って押し出される。何故ならば、出口フィルタ７はまさに、液体を受容する材料より成っているからである。
【００３３】
図１には、入口箇所１と出口箇所３とが交換されている第２変化例が示されており、これは括弧で示されている。この第２変化例では、流れが破線の矢印で示されている。フィルタは入口フィルタ１１として作用し、入口フィルタ１１の材料の液体を受容する特性に基づいて入口フィルタ１１内で既に壁部９によって分離が半径方向外方に向かって行われることによって、気泡の分離率を高める。
【００３４】
図１に示した基本原理に従って、図２にはまず、前記本発明による概略的な実施例も示されている。同じ符号は前記実施例と同様に用いられている。
【００３５】
図２に示したシステムは、入口箇所１と排気室６との間に入口フィルタ１１が配置されており、この入口フィルタ１１を通って液体２の流れ経路がガイドされ、入口フィルタ１１が、液体を受容する、複数の孔又は小通路を形成する材料より成っていて、液体２が入口フィルタ１１を貫流する際に圧力が僅かに低下するようになっている。入口フィルタ１１と出口フィルタ７との組み合わせによって、入口フィルタと出口フィルタとの間に最適な構成、有利には管状の排気室６が実現される。有利には、軸方向は、排気室６の半径方向平面に対して横方向特に垂直に延びている。
【００３６】
また、図２に示した実施例では、ガス分離材料より成る排気室６の壁部９が、出口フィルタ７の領域及び／又は入口フィルタ１１の領域及び／又は有利には排気室６の半径方向外側の領域まで延びている。つまり図示の実施例では、壁部９が一方では全面的に入口箇所１を含んでおり、他方では全面的に出口箇所３を含んでいる。それによって出口フィルタ７及び入口フィルタ１１を貫流する際に既にガスが相応の壁部９を通って液体から分離されて出ていくようになっている。図３の実施例には壁部区分１０が示されている。
【００３７】
図２には、本発明による方法若しくは図示の装置によって、液体２のためのガイドが管路４，５によって得られ、装置を簡単に「インライン」に配置することが可能であることが示されている。
【００３８】
図２に示された有利な実施例は、液体２の流れ経路が、入口箇所１と排気室６との間で入口フィルタ１１内において、並びに図示の実施例では排気室６と出口箇所３との間で出口フィルタ７内において変向（方向転換）されることを特徴としている。このために、排気室６若しくは入口箇所１が半径方向外側で環状に配置されている。図示の実施例では具体的には、排気室６が出口フィルタ７と入口フィルタ１１とを管状に、特に円形に包囲している。
【００３９】
図２によれば、この方向転換はそれぞれ約９０゜で実施されている。つまり軸方向から半径方向外方で複数方向に、特に放射状に（入口フィルタ１１において）、又はそれとは逆向きに半径方向内方で放射状に軸線に向かって（出口フィルタ７において）実施されている。液体２を受容する出口フィルタ７及び入口フィルタ１１の材料内における液体２の流れは減速され、排気室６内において気泡のための集合作用が得られる。
【００４０】
図示の構成によれば、本発明による実施例は位置に左右されることがない。出口フィルタ７内及び入口フィルタ１１内において発生する毛細管力は、このような形式の装置においてそうでなければ必要とされる重力原理の利用を不必要なものにする。
【００４１】
さらに、図２に示された有利な実施例は、入口箇所１と出口箇所３との間に、液体２の流れ方向で相前後して配置された２つの排気室６ａ，６ｂが設けられていて、これらの排気室６ａ，６ｂが１つだけの貫通開口１２又は幾つかの貫通開口１２を有する分離層３を介して互いに分離されていることを特徴としている。図２に示したこの基本原理において、下側に示された１つの貫通開口１２がどのようにして排気室６の環状室内の液体流を強制的にガイドするかが分かるので、液体２の最適な方向転換及びひいては最適なガス分離が行われる。勿論、排気室６内での液体２の方向転換は、本発明によるシステムを実現するために必ずしも必要なことではない。勿論、方向転換によって、ガス分離作用が促進される。
【００４２】
図３に示した本発明による装置の具体的な実施例においては、図２に示した基本原理とは異なる構造が実現されている。図３の実施例による装置は、液体及びガスを通さない材料より成るケーシング１４を有していて、このケーシング１４はケーシング体１４ａとケーシングカバー１４ｂとから成っており、ケーシング１４内に液体流路１５とガス流路１６とが形成されており、ガス分離材料より成る壁部区分１０がケーシング１４の相応の箇所におけるインサート（挿入体）として構成されている。図１及び図２に示した基本配置においては、外側の壁部８が設けられており、この外側の壁部８は例えばマイクロ流体システム内において埋め込まれた通路の通路壁である。これに対して図３に示した実施例では別体のケーシング１４が設けられている。さらにここでは、壁部区分１０がガス分離領域を形成するために、ケーシング体１４ａ及びケーシングカバー１４ｂに形成された切欠１７内に面一で（同一面を成すように）配置されている。図２に示した基本原理による「サンドイッチ構造」は、図３に示した実施例においても用いられている。非常に小さい寸法のマイクロ流体装置においては、液体をはじく材料より成る部分及び／又は液体を受容する材料より成る部分をダイヤフラムとして構成すればよい。
【００４３】
マイクロ流体システム内の疎水性のダイヤフラムのためには、例えばアクリル−コポリマー（Acryl-Copolymer）が使用される。アクリル−コポリマーは特別な処理によって必要な疎水特性を得ることができる。この場合、典型的な厚さは、約１００μｍ〜３００μｍ、特に約２００μｍ〜２５０μｍである。孔の大きさは有利には０．１μｍ〜１０．０μｍの範囲で変化する。
【００４４】
親水性のダイヤフラムは例えば、親水性のポリエステル−スルホン（polyether-Sulfon）材料より製造可能である。寸法は、厚さも孔の大きさも、有利には疎水性材料のために挙げられた前記範囲と比較することができる。親水性のダイヤフラムとして、アクリル−ポリマー（Acryl-Polymer）材料を使用してもよい。材料を親水性にすることによって、水をベースとする液体のための所望の特性が得られる。ポリエステル−スルホン材料より成る親水性のダイヤフラムの厚さは、約１００μｍ〜１６０μｍである。アクリル−ポリマー材料より成るダイヤフラムの厚さは、約１００μｍ〜２７０μｍである。装置の具体的な構成のためには、例えば互いに重ね合わされた２つの親水性ダイヤフラムが、それぞれ入口フィルタ若しくは出口フィルタを形成することができる。
【００４５】
寸法を考慮した有利な実施例によれば、図２に示されているように、装置全体の直径が半径方向で見て約３ｍｍ〜８ｍｍの間、有利には約５ｍｍであり、これに対して「サンドイッチ構造」の厚さは、軸方向で見て約２ｍｍ〜８ｍｍの間、有利には約３ｍｍである。入口箇所及び出口箇所の横断面は、マイクロ流体システムにおいて大抵の場合０．５ｍｍよりも明らかに小さい。
【００４６】
前記説明において全般的に指摘したように、このような形式の装置の運転パラメータ、特に液体の粘性及び流過速度は、広い範囲で別のパラメータに関連して調節することができ、これは相応の試験によって見つけだすことができる。
【００４７】
装置の構造的な実現に関連して、特にマイクロ構造技術の一般的な製造及び接続技術が使用される。特に精密な接着以外の接続のためには、特に前述のようなサンドイッチ形式に構成されたシステムにおいては、各構成部分の超音波溶接が考えられる。
【００４８】
マイクロ流体システムのための前記課題を考慮しなければ、本発明の基本原理は、非常に大きい寸法のマイクロ流体の領域にも適用することができる。
【００４９】
また、フィルタ７，１１のための材料として、セラミック、ガラスフリット又はその他のマイクロ構造材料より成る焼結材料、プラスチック焼結材料も考えられる。
【００５０】
図４に示した別の実施例は、図３に示した実施例と原理的に十分に一致している。ここでは勿論、液体２からのガスの導出は、環状つばとして構成された、ケーシング体１４ａとケーシングカバー１４ｂとの間に挿入されたガスを通す壁部９を介して半径方向で行われるのであって、軸方向で行われるのではない。
【００５１】
図５に示した実施例は、入口箇所１における液体２の半径方向ガイド、またこれに対して出口箇所３における液体２の軸方向導出を示している。ここでは入口フィルタ１１は、むしろ排気室６を規定するためのスペーサホルダである。入口フィルタ１１は、特にコンパクトな構成では場合によっては省いても良い。液体をはじく材料から成る壁部９は、入口フィルタ１１に対して平行に延びていて、相応の流路１６を通してガスを導出するようになっている。
【００５２】
例えば図３に示した実施例を用いて、以下に本発明による装置の作用形式を説明する。
【００５３】
図示の実施例ではガス抜きしようとする、水をベースとする液体２が、入口箇所１の接続管路４を取ってガイドされ、まず入口フィルタ１１を形成する、所定の大きさの複数の孔を有する親水性のダイヤフラムを貫流する。次いで、分離層１３を形成する、液体２を通さないダイヤフラムが、最初の流れ方向に対してほぼ垂直方向に液体の流れ方向を逆転させる。次いで液体２は排気室６内に側方から侵入する。この排気室６は、入口フィルタ１１を形成する親水性のダイヤフラムの周囲に環状に配置されている。分離層１３を形成するダイヤフラムに形成された小さい貫通開口１２を通って、液体２は第１の排気室６ａからそれに続く排気室６ｂ内に流入する。この排気室６ｂから液体２は半径方向で、出口フィルタ７を形成する親水性のダイヤフラムを通って流れ、このダイヤフラム内で再びほぼ垂直に方向転換して、出口箇所３において装置を通過する。排気室６の領域内でガスは液体２から、疎水性の材料（相応の疎水性のダイヤフラム）より成る壁部区分１０を通って圧力差に基づいて分離されて、図示のガス流路１６を介して装置を通過する。このようなガスの分離は、排気室６ａ，６ｂを貫流する液体２から連続的に行われる。
【００５４】
フィルタ７，１１を形成するダイヤフラムによって、粒子濾過も行われる。フィルタ７，１１の孔の大きさ又は通路横断面に応じて、種々異なる大きさの粒子が分離される。
【００５５】
本発明による方法及び装置は、疎水性の材料及び親水性の材料の代わりに相応の疎油性の材料及び親油性の材料が使用されていれば、オイルをベースとする液体のためにも同様の形式で実現される。相応の液体として、例えば相応に適した材料のためにアルコール又は樹脂も選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】気泡分離の基本原理を説明する概略図である。
【図２】本発明の第１実施例による装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による装置の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例による装置の断面図である。
【図５】本発明の第４実施例による装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  入口箇所、  ２  液体、  ３  出口箇所、  ４，５  接続管路、  ６，６ａ，６ｂ  排気室、  ７  出口フィルタ、  ８  外側の壁部、  ９  壁部、  １０  壁部区分、  １１  入口フィルタ、  １２  貫通開口、  １３  分離層、  １４  ケーシング、  １４ａ  ケーシング体、  １４ｂ  ケーシングカバー、  １５  液体流路、  １６  ガス流路、  １７  切欠
【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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