堆叠式反应器的制作方法

专利名称：堆叠式反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种反应器，特别涉及一种能够调整反应时间和通道长度并
充分地'/V曰D^原津衬勿质以^^效率最大化的^J^器。
背景技术：
一般而言，两种或更多原料物质接触(或混合)并相互^以生成反应 产物的反应器具有用于原料物质流动的通道。在原料物质沿该通道流动的过 程中，原料物质相互接触并混合以发生化学反应，反应结果是获得最终的反 应物。
传统的反应器包括各种原料物质分别进入的入口 ，连4妻到入口的并作为 原料物质流动^it的通道以及连接到该通道并排方緣终反应物的出口 。
在具有上述结构的^！器中，最终^物的排出和原料物质的反应同时 发生，因iH^艮据物料的种类不同，原津村勿质难以^完全。即，原料物质的 反应时间3f又决于其类型而相互不同，因此，根据原料物质的种类的不同，其 具有不同的^时间(即，接触A^^时间)。
在该结构中，入口和出口之间的距离受到P艮制，然而，所有的原料物质 (特别是，需要长反应时间的原料物质)都是以统一限定的时间进行反应以 致不能获得原津衬勿质之间的完全反应。
另外，在传统的反应器中，由于原料物质仅仅沿着通道流动，4P,期望 原料物质能充分iW目互接触/〉V曰洽。因此，难以获得完全的生成物。发明内容本发明致力于解决在^器中产生的上述问题，本发明的目的是提供一 种能够根梧原料物质的种类来调整通道长度(即，反应时间)的反应器，以 使得原泮村勿质負^目互^I足够的时间。本发明的另 一 目的是提供能够完全';t曰t^原料物质以使其^效率最大化 的堆叠iC^i器。本发明的另 一 目的是提供能够抑制原术抖勿质反应时形成的沉淀物积# 通道(流道)上以〗呆"^原料物质(或者最终反应物)顺畅地流动的堆叠式反 应器。为了i^J)J上述目的，根据本发明的堆叠^A^器包括上部块，该上部块包括至少两个允许各种原料物质ii^的入口以^该与入口流体连通并形成于 该上部块的下表面的下部通道；单元块，其包括与上部块的下部通道对应且形成于单元块上表面的上部通道，该单元块包括形成于单元块下表面、且经 由一个穿透其中的连接ail流体连通上部通道的下部通道。上部块和单元块 相互结合，以便通过^Jl部块的下部通道和第一单元块的上部通道对应来形 成用作原津衬勿质iU各的ail:。在本发明的堆叠ic^应器中，上部块进一步包括至少两个连接M入口 和下部通道的连接通道，并且单元块进一步包括至少两个与上部块的连接通 勤于应的连接通道，各连接通道的宽度从入口朝向单元块和上部块的上部通道i^靳减小。而且，本发明的堆叠式^器进一步包括^it调整构件，其设置于由上 部块的连接通道和单元块的对应连接通道其中之一形成的^il:的出口处，以增加以较低aii流动的原料物质的^i4。本发明的堆叠iC^应器进一步包括至少一个辅助单元块，该辅助单元块
通道，以及经由连接力til与其上部通道流体连通的下部通道。这里，该辅助 单元块的流道形成于通道的一端，该通道的一端与相邻单元块通道的形成有 流道的一端相反。
在本发明的堆叠M应器中，各单元块的上部通道和下部通道都包括多 个直线通道和连接两个相邻直线通道的弯曲通道，各弯曲通道由从直线通道
盆开的第一和第二分支通iB且成，分支通it^伸一定距离并iL^另 一处直线
通ii^通过出口连才妻。
同样，各单元块的上部通道的第一分支通道被分^M4目邻的直线通道到 弯曲点的向上倾斜区域和从弯曲点到另一相邻的直线通道的平面区域，该平 面区域具有形成在其一部分上的突起，对应于各单元块的上部通道的另 一块 的下部通道的分支通道被分;^t应于上部通道的第 一分支通道的向上倾斜区 域的向上倾斜区域和对应于平面区域的向下倾斜区域，^^单元块的上部通道 的第二分支通道被分成/M目邻的直线通道到弯曲点的向下倾斜区域和从弯曲 点到另 一相邻的直线通道的向上倾斜区域，并且对应于各单元块的上部通道 的另 一块的下部通道的分支通道被分成对应于上部通道的第二分支通道的向 下倾斜区域的向下倾斜区域和对应于第二分支通道的向上倾斜区域的平面区 域，该平面区域具有形成在其一卩分上的^。
M支通道的入口的宽^1^对应的直线通道的宽度的一半，M支通道 出口的宽度与对应的直线通道的宽度相同，第一分支通道的出口对应着相应 直线通道的上侧而第二分支通道的出口对应着相应的直线通道。的弯曲通道的相应分支通itA垂直且两侧对称的。在本发明的堆叠iC^器中，由两个结合块的上部通道和下部通道形成的流道包括至少两个，aii和至少一个连接两个^^^ii的连接流道，该 连接^ii由从一个iH^tii岔开的第一和第二分支流iii且成，该第一和第二 分支^it^伸一定距离并且两个分支淨Lil的出口在另 一直线;;,Lii^i相连。在流道中，第一分支流道的形状是在入口和弯曲点之间的区域是向上 倾斜的而在弯曲点和出口之间的区域是向下倾斜的，第二分支流道的形状是 在入口和弯曲点之间区&议向下倾斜的而在弯曲点和出口之间的区i紋向上倾斜的。同样，在流道中，第一和第二分支流道都具有连接到一个直线流道且宽 M所连接的直线^il宽度的一半的入口 ，连接到另一个直线《LitiL宽度与 所连接的直线流道宽度相同的出口 ，并且第一分支流道的出口与相应直线流 道的上侧对应而第二分支流道的出口与相应直线流ii^应，卩吏得第二分支流 道的出口位于第一流道的出口的下方。


结合以下描述、随附的权利要求和附图，本发明的这些及其他特征、方 案和优点将更加容易理解，其中图1是显示组成根据本发明第一实施例的堆叠i(A应器的块的分解立体图；图2是用于说明在如图1所示的上部块和第一单元块之间形成的流道的 示意图；图3是图1所示的第一单元块的平面视图4和图5是沿图3中的线A-A和线B-B得到的并且显示了上部块的一 部分的剖面图6是图1中"E"部分的局部平面图并且详细显示了连接到第一单元块 的上部通道的连接通道；
图7是安絲连接通处的*速调整组件的立体图；及
图8 A^示组籍艮据本发明第二实施例的堆叠iC^器的单元块的分解 立体图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
图1 ^示组成根据本发明第一实施例的堆叠i(X^器的^^块的分解 立体图，根据该实施例的堆叠iCA应器500包括一个上部块10和多个单元块 20、 30、 40和50。
至少两个入口 11和12形成于上部块10的一侧，原料物质被分别地引导 i^v7v口 。 /人入口 11和12 ^4伸的流道11 - 1和12 - 1穿透上部块10,并且 ^S,uit的末端对应到上部块10的下表面。
具有一定深度和长度的通道13形成于上部块10的下表面上。连接通道 13 - la和13-lb位于通道13的一端，用于将流体通道11-1和12-1与通道13
位于上部块10下方的第一单元块20的Ji^面具有与上部块10下表面相 同的形状。即，具有一定深度和长度的上部通道23形成于第一单元块20的上表面上。同样，与上部块10的连接通道13-la和13-lb对应的连接通道23-2a 和23-2b形成于上部通道23的第一末端。
因而，如果上部块10和第一单元块20通过结合装置(未显示)结合在 4，则上部块10的通道13和连接通道13-la和13-lb分别与第一单元块20 的上部通道23和连接通道23-2a和23-2b对应，因此，在两个块10和20之 间形成一个具有两端开口的密封型流道。
这里，形成于第一单元块20的Ji4面上的上部通道23的第二末端与连 接通道23-1对应，该连接通道23-1垂直地穿透第一单元块20。
另一方面，具有一定深度和长度的下部通道25形成于第一单元块20的 下表面上。为了简4匕附图，下部通道25以平面的形i(A示。
下部通道25的第二末端与穿过第二块20的连接通道23-1对应。因而， 第一单元块20的上部通道23和下部通道25经由连4妻通道23-l相互连接。
上述的上部块10和第一单元块20是組成本发明的堆叠iC^应器所需的 最少构造单元。除了上述块以外，第4元块30、第三单元块40和第四单 元块50 (辅助块)可以如图1所见那样装配到第一单元块20的下侧。
另一方面，第4元块30、第三单元块40和第四单元块50中的每一个 者^r有相同结构，因此，为了方便，下面仅^5U寸第4元块30的结构进行描 述。同样，在图1中，形成于上部块10的下表面上以及各单元块20、 30、 40和50的两个表面上的通道13、 23、 33、 43和53显示为直线形状，各通 道的M形状将参照图3、图4和图5进行^W苗述。
如图1所示，位于第一单元块20下方的第4元块30的上表面具有与 第一单元块20的下表面相同的结构。即，具有一定深度和长度的上部通道33形成于第^^3夹30的Ji^面上， 该上部通道33的两端与第一单元块20的下部通道25的两端对应。因而，如果第一单元块20和第4元块30通it^合装置(未示出)相 互结合在""^，第一单元块20的下部通道25与第4元块30的上部通道 33对应，因此，在两个块20和30之间形成一个两端开口的密封型流道。这里，形成于第三单元块30 i4面上的上部通道33的第一末端与垂直 地穿透第三单元块30的连接通道33-l对应。另一方面，具有一定深度和长度的下部通道35形成于第4元块30的 下表面上。下部通道35的第一末端与穿透第三块30的连接通道33-1对应。 因而，第4元块30的上部通道33和下部通道35经由连接通道33-1相互 连接。如上所述，在由上部块10和第一单元块20组成的堆叠^A应器中，第 一块20的连接通道23-l用作将最终^物排出的出口，而在由上部块0、 第一单元块20和第4元块30组成的堆叠^A应器中，第二块30的连接通 道33-1用作将最终^Jl物排出的出口 。同样，如图1所示，在由上部块10、第一单元块20、第4元块30、 第三单元块40和第四单元块50组成的堆叠i^应器中，第四块50的连接通 道53-1用作将最终^I物排出的出口 。如上所述，除了由两个单元块10和20形成的具有一定长度的流勤|、， 每当单元块30、 40或者50被另外安叙'J上述两个单元块时，具有相同长度 的^il^i皮另外连4妄上去。另一方面，为了便于理解，原料物质(或最终反应物)沿着由块形成的
:^Lii的流动由图1中的箭头^4示。
如上所述，根据原泮抖勿质，通iiit才奪安装的块10、 20、 30、 40和50的 数量，可以调整Wui复的长度，该流ii^^4牛物质的;i^各。因而，原料物质间 的反应可以以充分的时间进行。
下面，将参照图2来说明由第一单元块20的上部通道23和形成于上部 块10下表面上的通道13形成的流道的结构。
图2为显示当两单元块10和20相互结合时，在第一单元块20和上部块 IO的界面处形成的流道的立体图。为了方便起见，流道100显示为箱盒形式。
这里，为形成如图2所示的流道100而采用的上部块10和第一单元块 20的结构，即，通道的M结构将在f4^进行描述。
另一方面，与如图2所示流道相同的流道也分别形成于第一单元块20和 第4元块30之间的界面处、第4元块30和第三单元块40之间的界面处、 以及第三单元块40和第四单元块50之间的界面处。然而，沿流道流动的原 料物质(或产生的反应产物)的流动方向与沿相邻流道流动的原料物质的流 动方向不同。
如图2所示的流道100由位于上部块10下表面的通道13和位于第一单 元块20上表面的上部通道23形成，该流道包括多个包括位于两端的整体流 道111和114的^^户iil 111、 112、 113和114,以及多个分别连接两个相 邻M^ii的连接^il: 140、 150和160。
连接第一^^;^ii 111和第二^^户iii 112的第一连接:;产uii 140由第一 分支itii 141和第二分支itil 142组成。另一方面，第一M^ii 111经由如图1所示的连接通道13-la、 13-lb和23-2a、 23-2b与形成于上部块10的入 口 11和12流体连通。
两个分支^il 141和142的入口 (即，与第一i^^ii 111对应的部分) 并排连接至第一M^il: 111，两个分支流道141和142的出口 (即，与第 二M流道112对应的部分)相互重叠搭接并JL^接至第二，流道112。
即，M支^ii 141和142的入口的宽度大约是第一，^il 111的宽 度的一半，M支^ii 141和142的出口的宽度与第二^H^产Jl 112的宽度 相同。
另一方面，分支流道141和142的中部以相反方向弯曲。这样， 一个分 支流道(例如，141)的中部的位置高于M沪uiilll和112,并且另一个分 支流道(例如，142 )的位置低于M流道111和112。
如图2所示，上述结构也应用在组成其它连接流道150和160的分支流 道151、 152和161、 162上。
如图1所示，通过上部块10的入口 11和12引入的两种或更多种原料物
质首先在第一iH^产iil:ni中相互接触/';^^并反应，然后ii7v第一连接流道
140。
即，从第一餅淨uiliii排出的原坤村勿质(已经初步-;f^) *^右甜，
然后ii/v两个分支^ii 141和142。 P紹，当原津衬勿质在^^支;^ii 141和 142中向上流和向下流时，原料相互';t曰洽并反应。
从第一连接:^il: 140的第一分支流道141和第二分支流道142排出的混 合后的原^K勿质i^第二餅^ii 112，从第一分支沪uii 141排出的原料物质和从第二分支沪^iil42排出的;^^原料垂直重叠。因此，原^^质';t曰^和
^更加完全。
从第二，;户^it 112排出的原料物质，在第二连接;户Lil: 150的两分支流
道151和152、第三，;^Lil: 113和第三连接伊Jl 160的两个分支流道161 和162中重复进行上述工序，因此原料物质重复:Hk^i行^^和反应。
从第四*^^ 114排出的原料物质ii^一个如图1所示的在第一单元 块20和第4元块30之间形成的流道(即，由第一单元块20的下部通道 25和第4元块30的上部通道33形成)，然后再次经过与上述工序相同的 处理。
另 一方面，通iiA够的时间进行反应而产生的最终反应物被？ 1入并贮存 在一个夕卜部^f浙殳备中(^示)。
这里，尽管图2和上述描述说明了由两单元块10和20形成的流道100 由四个(4) 111、 112、 113和114和在每两个^^^il之间形成的
三个连接沭Lil:i40、 150和160组成，i^^a^发明不限于此。即，整个;户u道的长 度以及组成流道的^^^ii和连接流道的数量应该根据^Z设备的种类、各 流道的te和长度、原津+物质的类型和物理特性(例如，粘度等等)来决定。
如上所述，当原津衬勿质;;;fu7v由两单元块形成的;;产uii 100,具体为，多个 糾^ii 111、 112和113以及多个连4妾力tii 140、 150和160 (即，分支流 道)时，由分支沪uii引起的右/左^f、由分支力fuii形状所引起的向Ji/向下运 动以及原津衬勿质〉V曰^的工艺过程被重复iWW亍若干次，因此，两种原并牛物质
充分j^M目互接触和';f洽，然后完4^也^Ji。这里，为了 ^、料物质的反应，催化剂层可以位于M单元块的通道 的表面上。用来形成催化剂层的材料可以根据原料物质从各种材料中选取， 因此，在该说明书中对其的描述从略。
另一方面，附图标记"210" 、 "220" 、 "230"和"240"分别表示位 于两单元块之间的垫圏。如上所述，两单元块，例如，上部块10和第一单元 块20通过结合装置(未显示)相互结合，因此，流道IOO (如图2)由形成 于单元块10和20的相应表面上的通道13和23形成。
以平面相互对应的状态被相互结合的上部块10和第一单元块20之间存 在一个纟效小间隙，因此，流入以凹槽形状形成的通道13和23中的原料嚇质 可能^4t过该微小间隙泄漏到外部。
为了防止上述问题的发生，各垫圈210、 220、 230和240 ^i文置于两单 元块之间。
组成垫圈210、 220、 230和240的扁平构件211、 221、 231和24分别 具有与块IO、 20、 30、 40和50的通道(例如，13、 23、 25和33)对应的开 口 212、 222、 232和242。因而，块10、 20、 30、 40和50的通道通过开口 212、 222、 232和242与相邻单元块的相应通道连通，因此，垫圈2]0、 220、 230和240不影响流道的形成。
如果两单元块，例如，上部块10和第一单元块20，通过在两个块的中 间放置垫圈210来结合，尽管在块10和20之间存在间隔，但是流道100通 过垫圈210^^全密封住了。因而，^^'^ii 100 (即通道)中的原料物质 不能从块中泄漏。下面将描述当两个块相互对应时，在形成^it 100的^单元块的表面 上形成的通道的结构。为了简便，以图l所示的形成于第一单元块20上的通
道13作为实例进^t笛述。
图3是图1所示的第一单元块的平面视图，图4和图5是沿图3中的线 A-A和线B-B得到的剖面图。在图4和图5中，表明了第一单元块20的结 构，即，形成于第一单元块20的Ji4面的上部通道23,而实线箭头表明原 料物质的流动。
另一方面，为了更清楚地说明流道100，图4和图5中显示了设置于第 一单元块20上并和第一单元块共同组成流道100的上部块10的一部分。
如上所述，连接通道23-2a和23-2b以^Ji部通道23形成于第一单元块 20的J^4面。穿透第4元块20的连接通道23-l形成于上部通道23的一个 端部。
在连接通道23-2a (和23-2b)和连接通道23-1之间的通道23被区分为 包括第一、第二和第三直线通道23a、 23b和23c的多个直线通道直线和多个 连接两个相邻直线通道的弯曲通道23a-l、 23b-l。
这里，直线通道23a、 23b和23c形成如图2所示的^^通道111、 112 和113 ，弯曲通道23a-l和23b4形成连接流道140和150。
另一方面，连接通道23-2a和23-2b只在与上部块10对应的第一单元块 20上形成，如图1所示。
下面，仅将组成第一单元块20的上部通道23的第一和第二直线通道23a 和23b以及与上述直线通道23a和23b连接的一个弯曲通道23a-l作为实例来说明。如图3所示，弯曲通道23a-l从第一直线通道23a处被分成第一和第二分 支通道23a-l-l和23a-l-2。
第一和第二分支通道23a-l-l和23a-l-2从第一直线通道23a以向外的方向 分别延伸出来。同时，分支通道23a-l-l和23a-l-2在其中心部都是向内弯曲的， 并且M支通道的后部朝向第二直线通道23b延伸。因此，第一和第二分支 通道23a-l-l和23a-l-2的端部在第二直线通道23b处连接。
如图4所示，第一分支通道23a-l-l被分成一个从第一直线通道23a到弯 曲点P的向上倾斜区域(PI ~P)以及从弯曲点P到第二直线通道23b的平 面区域(P~P2)。该平面部分(P~P2)与第一单元块20的上表面处于相 同的水平。这里，具有一定高度的^ 29形成于弯曲点P和第二直线通道 23b之间，也#>^^说，形成于平面部分(P P2)上。
另一方面，与第一单元块20的上部通道23对应的上部块10的下部通道 13具有与上部通道25相同的结构。然而，在下部通道13中，与第一分支通 道23a-l-l的向上倾斜区域(PI ~ P )对应的部分是倾斜向上的，与平面区域(P ~ P2)对应的部^^^_倾4斗向下的。
因此，由第一单元块20的第一分支通道23a-l-l形成的流道(在图2中第 一分支流道141) 4吏得其中流动的原料物质如箭头所示向上和向下移动。
在此，第一分支通道23a-I-I的入口 (在与第一直线通道23a对应的Pl点 处)的t变大约是第一直线通道23a的，的一半，出口 (在与第二直线通 道23b对应的P2点处)的M与第二直线通道23b的宽度相同。
如图5所示，第一分支通道23a-l-2被分^/人第一直线通道23a到弯曲点 P的向下倾斜的区域(PI ~P)和从弯曲点P到第二直线通道23b的向上倾斜 的区域(P P2)。另一方面，与第一单元块20的上部通道23相对应的上部块10的下部通
道13具有与上部通道25相同的结构。然而，在下部通道13中，与第一分支 通道23a-14的向下倾斜区域(PI ~ P)对应的部分是倾斜向下的，与向上的倾 斜区域(P~P2)对应的部分是平面的。平面部分(P~P2)与第一单元块20 的下表面处于相同水平。这里，具有一定高度的^19形成于弯曲点P和第 二直线通道23b之间，也就是说，处于平面部分(P ~ P2)上。
因此，由第一单元块20的第二分支通道23a-l-2形成的ifuii (图2中的 第一分支流道142)使得原津衬勿质在其中如箭头所示向下和向上移动。
这里，第二分支通道23a-l-2的入口 (位于与第一直线通道23a对应的Pl 点处)的宽度大约是第一直线通道23a宽度的一半，而出口 (位于与第二直 线通道23b对应的P2点处)的宽度与第二直线通道23b的宽度相同。
另一方面，如图4所示，与第二通道23b对应的第一分支通道23a-l-l的 出口 (即，平面区域)与;产Jl (图2中的112)的上侧对应，该it道由上部 块10的下部通道13和第一单元块20的第二通道23b形成，因此，从第一分 支通道23a-l-l排出的原料物质ii^v流道的上侧。
相反地，如图5所示，与第二通道23b对应的第二分支通道23a-l-2的出 口与由上部块10的下部通道13和第一单元块20的第二通道23b形成的流道 (图2中的112)的下侧对应，因此，从第二分支通道Z3a-W排出的原料物 质ii/vail的下侧。
因此，由于分支通道的上述结构，如图2所示，分别从第一分支流道141 和第二分支流道142排出的原料物质能够以垂直叠加的状态进入第二整体流 道112(见图2)。然后，第二M流道中的原料物质左右分开，并i^v相邻 的两个分支流道151和152中(见图2)。形成于上部块10下表面的通道13的结构与第一单元块20的上部通道23 (由直线通道和弯曲通道组成)的结构相同。如图4和图5所示，上部块 10与第一单元块20结合时，上部块10的下部通道13和第一单元块20的上 部通道23相互对应以形成如图2所示的流道100。由第一和第二分支通道23a-l-l和23a-l-2组成的第一弯曲通道23a-l的结构适用于包括第二弯曲通道23b-l和在所有单元块30、 40和50上形成的通道 的所有弯曲通道。尽管在图4和图5中仅仅示出了第一单元块20和与第一单元块对应的上 部块IO，形成于单元块30、 40和50的下表面和上表面的通道33、 43和53 的结构和功能与上部块和第一单元块的通道13和23的结构和功f^目同。然而，在图1所示的堆叠M应器500中，优选的是如图4和5所示根 据原津衬勿质^/v通道(流道)的流向，在上部通道中的分支通道的结构与对 应的每个块的下部通道中的分支通道的结构是垂直且双向对称的。另一方面，形成于上部块和单元块的通道的第一和第二分支通道23a-l-l 和23a-l-2在其中间部分都具有弯曲部分，不是具有曲率半径的弯曲部分，因 此，由于上述弯曲部分使得不同种类的原料物质^皮均匀地混合。在不同种类的原料物质在第一直线通道23a中(即，在M;;产Liilll中) ';fD^^r，原^H勿质被甜ii^第一和第二分支通道23a-14和23a-l-2中。当 原料物质通过弯曲部分时，在第一和第二分支通道23a-14和23a-l-2中流动的 原料物质变成湍流流动，因此原冲村勿质由于湍流流动能够更有^^ii行混合。图6是图1中的部分"E"的放大平面图，其显示了组成第一单元块的上 部通道的连接通道。如上所述，通iLh部块10的入口 11和12进入的原料物质经itJl部块10的延伸流道11-1和12-1，然后进入由上部块10的上部通道13和第一单元块20的上部通道23形成的流道(图2中的100)。不同的原考牛物质(溶液)保持它们的最佳浓度，因此^"种原料物质的 ^i4取决于原并抖勿质的浓度。为了最佳地将两种或更多种原料物质混合并反 应到规定的等价物，优选的是原料物质的流速没有差异或者^^、料物质的流 速差异最小化。例如，在litigation反应中，在高流i4进入的四氬呔喃(THF;溶液)与 低流速进入的丁基4lia合的情况下，在以低^it排出丁基锂的出口处，氢氧 化锂的沉淀物积^来。结果，原料物质不能顺畅地供给，因此原料物质之 间不負^L^;^^禾口^Ji 。在本发明中，为了解决上述问题，形成于上部块10的连接通道]3-la和 13-1与形成于第一单元块20上的连接通道23-2a和23-2b形成为使纟轉个连 接通道的宽度在其整个长M不同的。即，如图6所示，将上部块10中的入口 11和12连才妄到由通道13和23 形成的流道上的各连接通道13-la和13-lb, 23-2a和23-2b的宽度在朝向块10 和20的通道13和23方向上都^^i^斩减小的。因而，当上部块10和第一单元块20结合时，由连接通道13-la、 23-2a 和13-lb、 23-2b形成的流道的截面表面面积朝向由通道13和23形成的流道 是逐渐减小的。因此，在由上部块10和第一单元块20的通道13和23形成 的流道的入口处，流入由连接通道13-la和23-2a形成的流道的原料物质的流 速与流入由连接通道13-lb和23-2b形成的流道的另 一种原料物质的流速变得 相同。图7是设置于由上部块10和一个连接通道(例如，13-la)和第一单元块 20的一个连接通道(例如，23-2a)形成的流道中的流速调整元件300的立体图。这种由主体301、穿透主体301的流道302和流道302组成的;充速调整 元件300具有一个出口 302b和一个截面表面积比出口 302的截面表面积大的 入口 301。如果在原料物质以j氐速流过的、由两个对应连接通道(例如，13-la和 23-2a)形成的^^可一个^Lii中设置了具有上述结构的^it调整元件300，则 原料物质会经过该:^Li4调整元件300的流道302，因此，原料4勿质的;;克速在 ait调整元件300的出口 302b出增大。因此，能够将ii^由上部块10和第 一单元块20形成的^il 100中的两种原并衬勿质的《uil调整至相同值。图8是显示组成根据本发明第二实施例的反应器的单元块的分解立体 图。如同图1中所示的^I器500，根据该实施例的^器600包括上部块 610、多个单元块620、 630和640以及多个垫圏。另一方面，垫圈没有在图 8中表明。上部块610和单元块620、 630和640的结构与功能与第一实施例中的上 部块10和单元块20、 30、 40和50的结构与功育M目同，并且形成于块610、 620、 630和640上的通道的结构和功能也与图1所示的形成于块10、 20、 30、 40和50上的通道的结构和功肖M目同。因而，对其的描述乂人略。根据本发明该实施例的堆叠^J^器600的最重要的特征是M块610、 620、 630和640都具有倾存斗的表面。如图8所示，每个块(例如，第一单元块620)都具有倾斜的上表面621 和在与倾斜上表面621的倾斜方向相反的方向倾斜的下表面622。同样，各同的方向上倾4牛。在这时候，M块610、 620、 630和640的表面的倾斜方向决定了沿着 流道(即，形成于块中的通道)流动的原并村勿质应该是向下流动的。因而，由于所述倾斜表面，在由块610、 620、 630和640组成的反应器 600中形成了向下倾斜的流道。由于该倾斜流道，可以获得如下的优点。沉淀物伴随着由原料物质的^I最终反应物"""^生成，该沉淀物随同最 终^I物"-^^A^I器中排出。然而，一P分沉淀物残留在济Lil:中。如果反应器长久的运行而没有清理或者修复，沉淀物将逐渐地积聚，并 且该积聚的沉淀物##碍原料物质的平滑流动。因而，原料物质或者最终反 应物会发生淤塞，所以原料物质间的反应本身也由于原料物质或者最终反应物的ii^l於塞而无法进行。通过将块610、 620、 630和640的Jl4面611、 621、 631和641以及下 表面612、 622、 632和642形成为倾斜表面，如图8所示，由结合的两单元 块形成的流道具有倾斜的结构，因此流入倾斜^il的原料物质(或生成的反 应物)的流速比流入水平^ii的原料物质的流速要高。因而，存在于流道中的沉淀物随着高速流动的原料物质(或者最终反应 物)"""^流动从而能够防止:^i定物在ail中积聚。在所述的根据本发明的^I器中，^时间和反应^4圣能够根据具有不 同反应时间的原料物质通过调整组il^应器的块的数量^ii行调整，从而得 到最佳的#。同样，由于原料物质(或者最终反应物)流过的倾斜流道，能够改善在 ^il中积聚沉淀物的问题。为了ii行i兌明，已乡af本发明的优选实施例进行了描述，并iL本领域技术人员应该理解的是，在不脱离如附带的权利要求所公开的本发明的范围和 实质的前提下，可以作出各种适当的 支进、增加禾^^换。
权利要求
1.一种堆叠式反应器，包括上部块，其包括至少两个允许各种原料物质进入的入口以及与所述入口流体连通并形成于所述上部块的下表面的下部通道；及单元块，其包括与所述上部块的下部通道对应且形成于所述单元块的上表面的上部通道，所述单元块包括形成于其下表面且经由穿透其中的连接流道流体连通所述上部通道的下部通道，所述上部块和所述单元块相互结合，以便通过使所述上部块的下部通道和第一单元块的上部通道对应来形成用作所述原料物质流路的流道。
2. 如权利要求1所述的堆叠式反应器，其中所述上部块进一步包括 至少两个连接各个入口和所述下部通道的连接通道，并且所述单元块连接通道的宽度从所述入口朝向所述单元块和所述上部块的上部通道 逐渐减小。
3. 如权利要求2所述的堆叠式反应器，进一步包括流速调整构件， 其设置于由所述上部块的连接通道和所述单元块的对应连接通道的其 中之一形成的流道的出口处，以增加以较低流速流动的原料物质的流 速。
4. 如权利要求3所述的堆叠式反应器，其中所述流速调整构件包括 主体和穿透所述主体的流道，所述流道具有入口和截面面积小于所述 入口的截面面积、的出口 。
5. 如权利要求1所述的堆叠式反应器，进一步包括至少一个辅助单 元块，所述辅助单元块具有形成于其上表面上并与在相邻块的下表面上形成的下部通道对应的上部通道，以及经由连接流道与其上部通道 流体连通的下部通道，所述辅助单元块的流道形成于所述通道的一端， 所述通道的一端与相邻单元块通道的形成有所述流道的一端相反。
6. 如权利要求5所述的堆叠式反应器，其中每一个所述通道在其上 都具有催化剂层。
7. 如权利要求5所述的堆叠式反应器，其中所述各单元块的上部通道和所述下部通道每一个都包括多个直线通道和连接两个相邻直线通 道的弯曲通道，各弯曲通道由从一个直线通道处盆开的第一和第二分 支通道组成，所述分支通道延伸一定距离并且在另一直线通道处通过 出口连4妄。
8. 如权利要求7所述的堆叠式反应器，其中第一和第二分支通道的 每一个都具有朝向所述直线通道弯曲的部分。
9. 如权利要求8所述的堆叠式反应器，其中各个块的上部通道的第 一分支通道纟皮分成,人相邻的直线通道到弯曲点的向上倾斜区域和从弯 曲点到另 一相邻的直线通道的平面区域，所述平面区域具有形成在其 一部分上的突起，对应于各单元块的上部通道的另一块的下部通道的分支通道被分 成对应于所述上部通道的第 一分支通道的向上倾斜区域的向上倾斜区 域和对应于平面区域的向下倾斜区域，各个单元块的上部通道的第二 分支通道被分成从相邻的直线通道到弯曲点的向下倾斜区域和从所述 弯曲点到另 一相邻的直线通道的向上倾斜区域，并且对应于各个单元块的上部通道的另一块的下部通道的分支通道被 分成对应于所述上部通道的第二分支通道的向下倾斜区域的向下倾斜区域和对应于所述第二分支通道的向上倾斜区域的平面区域，所述平 面区域具有形成在其一部分上的突起。
10. 如权利要求9所述的堆叠式反应器，其中各个分支通道的入口 的宽度是对应的直线通道的宽度的一半，各个分支通道出口的宽度与 对应的直线通道的宽度相同，所述第一分支通道的出口对应着相应直 线通道的上侧而所述第二分支通道的出口对应着相应的直线通道。
11. 如权利要求9所述的堆叠式反应器，其中组成各个块的下部通支通道是垂直且两侧对称的。
12. 如权利要求1所述的堆叠式反应器，其中由两个结合块的上部 通道和下部通道形成的流道包括至少两个整体流道和至少 一个连接两 个整体流道的连4妻流道，所述连接流道由从一个整体流道岔开的第一和第二分支流道组 成，所述第一和第二分支流道延伸一定距离并且两个分支流道的出口 在另一直线流道处相连。
13. 如权利要求12所述的堆叠式反应器，其中第一和第二分支流道 的每一个都具有朝向所述直线流道弯曲的部分。
14. 如权利要求12所述的堆叠式反应器，其中所述第一分支流道的 形状是在入口和所述弯曲点之间的区域是向上倾斜的而在所述弯曲 点和出口之间的区域是向下倾斜的，第二分支流道的形状是在入口和所述弯曲点之间的区域是向下倾斜的而在所述弯曲点和出口之间的 区域是向上倾斜的。
15. 如权利要求12所述的堆叠式反应器，其中第一和第二分支流道的每一个都具有连接到一个直线流道且宽度是所连接的直线流道宽度 的一半的入口 ，连接到另一直线流道且宽度与所连接的直线流道宽度 相同的出口，并且所述第一分支流道的出口与相应直线流道的上侧对 应而第二分支流道的出口与相应直线流道对应，使得所述第二分支流 道的出口位于所述第一流道的出口的下方。
16. 如权利要求2所述的堆叠式反应器，进一步包括多个垫圏，各 个垫圈放置于两个块之间以防止所述原料物质泄漏到外部。
17. 如权利要求16所述的堆叠式反应器，其中各垫圈是平面形状的 构件并且具有与在所述块上形成的通道对应的开口 。
18. 如权利要求5所述的堆叠式反应器，其中各个块形成为使得所个块的各个表面的倾斜方向和与其结合的块的对应表面的倾斜方向相同。
19. 如权利要求18所述的堆叠式反应器，其中各个块的上下表面的 倾斜方向被确定为使得原料物质能够沿着由所述块的通道形成的流道向下;克动。
全文摘要
本发明公开了一种能根据原料物质的种类调整通道长度(即，反应时间)的堆叠式反应器，其使得原料物质能够有足够的时间相互进行反应并将原料物质完全混合以使反应效率最大化。根据本发明的堆叠式反应器包括上部块，其包括至少两个允许各种原料物质进入的入口以及与该入口流体连通且形成于该上部块下表面的下部通道；和单元块，其包括与上部块的下部通道对应且形成于单元块上表面上的上部通道，该单元块包括形成于单元块下表面且经由穿透其中的连接流道流体连通上部通道的下部通道。上部块和单元块相互结合，以便通过使上部块的下部通道和第一单元块的上部通道对应来形成用作原料物质流路的流道。
文档编号B01F5/00GK101287540SQ200680035401
公开日2008年10月15日 申请日期2006年9月26日 优先权日2005年9月26日
发明者宋光浩, 崔在薰, 崔廷旭, 徐姃贤, 朴光千, 权宁云, 赵俊衍, 金庾锡 申请人:Lg化学株式会社