(57)【要約】【課題】  ２つの液体を迅速に混合させる。【解決手段】  所定の間隙を形成するように対向配置された１対の多孔板２と、各多孔板２の背面に混合対象液を導入する混合対象液導入路３１と、前記間隙から混合液を導出する混合液導出路３２とを含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隙を形成するように対向配置された１対の多孔板（２）と、各多孔板（２）の背面に混合対象液を導入する混合対象液導入路（３１）と、前記間隙から混合液を導出する混合液導出路（３２）とを含むことを特徴とする液体混合装置。
【請求項２】
前記多孔板（２）は、直径１００μｍ以下の孔（２１）を有し、かつ３０％以下の開口率を有している請求項１に記載の液体混合装置。
【請求項３】
前記混合液導出路（３２）の壁面に対して熱結合された冷却装置をさらに含む請求項１または請求項２に記載の液体混合装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかの液体混合装置を複数個有し、１つの液体混合装置の混合液導出路（３２）と他の１つの液体混合装置の一方の混合対象液導入路（３１）とを連通するとともに、液体混合装置同士を一体的に連結する連結部材（５）を有することを特徴とする液体混合システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの液体を混合する液体混合装置、および３つ以上の液体を混合する液体混合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ流路を多数合流させ、２つの液体が交互に短い間隔で流れるようにして、拡散距離を小さくし、２つの液体の混合を促進するようにした液体混合装置が提案されている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「マイクロリアクターを用いた選択的有機反応」、吉田潤一、菅誠治、末永愛一郎、有機合成化学協会誌Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．５，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非特許文献１の液体混合装置では、多数に分割された層流を形成し、隣り合う層流が分子拡散によって混合されるのであるから、２つの液体が完全に混合されるまでの所要時間が長くなってしまう。特に、２つの液体が反応する場合には、分子拡散により混合され、反応されて反応生成物が生成され、この反応生成物がさらに液体と混合されることになり、予期しない反応生成物が生成されてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、２つの液体を迅速に混合させることができる液体混合装置を提供することを第１の目的とし、２つ以上の液体混合装置を一体化して３つ以上の液体を混合することができる液体混合システムを提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の液体混合装置は、所定の間隙を形成するように対向配置された１対の多孔板と、各多孔板の背面に混合対象液を導入する混合対象液導入路と、前記間隙から混合液を導出する混合液導出路とを含むものである。
【０００６】
請求項２の液体混合装置は、前記多孔板として、直径１００μｍ以下の孔を有し、かつ３０％以下の開口率を有するものを採用している。
【０００７】
請求項３の液体混合装置は、前記混合液導出路の壁面に対して熱結合された冷却装置をさらに含むものである。
【０００８】
請求項４の液体混合システムは、請求項１から請求項３の何れかの液体混合装置を複数個有し、１つの液体混合装置の混合液導出路と他の１つの液体混合装置の一方の混合対象液導入路とを連通するとともに、液体混合装置同士を一体的に連結する連結部材を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の液体混合装置は、各多孔板を通して噴出される液体同士を互いに逆向きに流し、乱流を生じさせることにより迅速に混合することができるという特有の効果を奏する。
【００１０】
請求項２の液体混合装置は、１対の多孔板同士の間隙を小さくして、多孔板同士間の容積を小さくし、ひいては、液体の滞留を少なくすることができるという特有の効果を奏する。
【００１１】
請求項３の液体混合装置は、混合液導出路を流れる混合液体を効率よく冷却することができるという特有の効果を奏する。
【００１２】
請求項４の液体混合システムは、各液体混合装置において迅速な液体の混合を実現でき、しかも、全体として簡単な構成、および小型化を実現することができるという特有の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の液体混合装置および液体混合システムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の液体混合装置の一実施形態を示す縦断側面図、図２は同平面図、図３は同主要部拡大縦断側面図である。
【００１５】
この液体混合装置は、スペーサー部材１を介在させて１対の多孔板部材２を対向配置し、さらに、１対の本体部材３により１対の多孔板部材２およびスペーサー部材１を押圧保持している。なお、４は固定ボルトである。
【００１６】
前記１対の多孔板部材２は、互いに対向する第１の所定領域のみに多数の孔２１を有している。そして、前記各本体部材３は、対応する多孔板部材２の前記所定領域に連通するとともに、所定位置において外部に開口する混合対象液導入路３１を有している。ここで、孔２１同士は正対していても、正対していなくともよい。
【００１７】
また、一方の多孔板部材２の、第１の所定領域と異なる第２の所定領域に、混合液を導出する開口部２２を有している。そして、この一方の多孔板部材２と対応する本体部材３は、前記開口部２２に連通するとともに、所定位置において外部に開口する混合液導出路３２を有している。
【００１８】
前記第１の所定領域の孔２１は、任意の直径を有していてもよいが、１００μｍ以下の直径を有していることが好ましい。この場合には、孔２１から噴出する液体が他方の多孔板部材２の近傍まで影響する反面、他方の多孔板部材２の孔２１まで影響することを防止できるように設定される間隙（多孔板部材２同士の間隙であり、孔２１の直径の２倍以上であることが好ましい）を小さくして、多孔板同士間の容積を小さくし、ひいては、液体の滞留を少なくすることができる。
【００１９】
また、孔２１の開口率が３０％以下であることが好ましく、噴出される液体の均一性を高めることができる。
【００２０】
上記の構成の液体混合装置の作用は次のとおりである。
各本体部材３の混合対象液導入路３１を通して混合対象液を導入すれば、対応する多孔板部材２の、第１の所定領域に形成された孔２１を通して混合対象液が噴出される。
【００２１】
そして、両多孔板部材２の孔２１を通して噴出される混合対象液は、多孔板部材２同士の間隙において互いに逆向きに流れ、乱流が生じるので、分子拡散と比較して、迅速に混合される。
【００２２】
その後、混合液体は、開口部２２および混合液導出路３２を通して取り出される。
以上の場合において、混合対象液が混合された場合に、化学反応を行うことがあり、化学反応に伴って熱を生じることがある。
【００２３】
このような場合には、混合液導出路３２に近接させてペルチェ素子などの冷却装置（図示せず）を設けることが好ましく、化学反応に伴う発熱を抑制することができる。
【００２４】
さらに、上記の構成の液体混合装置を分解可能に構成することが好ましく、多孔板部材２の孔２１に詰まりが生じたような場合に、詰まりを解消し、または新たな多孔板部材２と交換することが可能となる。
【００２５】
図４は本発明の液体混合システムの一実施形態を示す縦断側面図、図５は同平面図である。
【００２６】
この液体混合システムは、図１から図３に示す構成の液体混合装置を２つ含んでいる。そして、一方の液体混合装置の混合液導出路３２と他方の液体混合装置の一方の混合対象液導入路３１を、連結部材５の連通孔５１を介して連通するとともに、連結部材５を介在させた状態で、両液体混合装置を一体的に連結している。
【００２７】
また、一方の液体混合装置の各混合対象液導入路３１に連通させて混合対象液導入補助部材６を設け、他方の液体混合装置の他方の混合対象液導入路３１に連通させて混合対象液導入補助部材６を設け、他方の液体混合装置の混合液導出路３２に連通させて混合液導出補助部材７を設けている。
【００２８】
なお、液体混合装置と、連結部材５、混合対象液導入補助部材６、および混合液導出補助部材７との間からの液体の漏出を防止するシール部材（例えば、Ｏリング）８を有している。
【００２９】
上記の構成の液体混合システムの作用は次のとおりである。
【００３０】
一方の液体混合装置によって、２つの混合対象液体を混合して混合液を得、次いで、他方の液体混合装置によって、得られた混合液と新たな混合対象液体とを混合して新たな混合液を得、混合液導出路３２および混合液導出補助部材７を通して導出することができる。
【００３１】
この場合には、一方の液体混合装置によって、２つの混合対象液体を迅速に混合し、次いで、例えば、多孔板部材２同士の間隙のうち、第１の所定領域と正対しない部分、および混合液導出路３２を通過する間に両液体の反応が行われ、その後、所定の時間を経て、他方の液体混合装置による混合の対象となる。
【００３２】
また、連結部材５の厚さを変更することによって、一方の液体混合装置における混合から他方の液体混合装置における混合までの所要時間を変化させることができる。
【００３３】
したがって、２つの混合対象液体の混合時間の後に、混合時間よりも長い反応時間を達成することができ、しかも、混合開始から次の混合開始までの時間（保持時間）を、混合時間と反応時間との和よりも長くすることができる。
【００３４】
以上には、２つの液体混合装置を有する液体混合システムを説明したが、３つ以上の液体混合装置を有する液体混合システムも簡単に実現することができる。
【００３５】
さらに、液体混合システムを構成するに当たっては、液体混合装置の数に見合った連結部材５を必要とするだけなので、簡単に構成することができ、しかも、全体としての小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の液体混合装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】同平面図である。
【図３】同主要部拡大縦断側面図である。
【図４】本発明の液体混合システムの一実施形態を示す縦断側面図である。
【図５】同平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２    多孔板
５    連結部材
２１    孔
３１    混合対象液導入路
３２    混合液導出路
【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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