流体处理装置及处理方法

专利名称：流体处理装置及处理方法
技术领域：
本发明涉及一种在可以接近 分离的至少一方相对于另一方相对进行旋转的处理用部中的处理用面之间进行被处理物的处理的流体处理装置。
背景技术：
作为使用了微小流路、微小反应容器的流体处理装置，提供有微反应器、微混合器。在这样的装置中所提供的微小反应场，对迄今为止在烧杯、烧瓶中进行的化学反应本身产生影响的可能性是未知的(参考非专利文献1)。但是，在一般提供的微反应器中，反应所生成的固体、气体的析出物在流路内塞满、最终将流路堵塞，由于高的压力损失而需要大的泵，不能放大等，作为装置，问题众多。如本申请的申请人所提供的专利文献1或专利文献2中所记载的、在可以接近 分离的至少一方相对于另一方相对进行旋转的处理用部中的处理用面间进行混合·反应·晶析等的流体处理装置及处理方法中，可以容易地形成微小的反应场，进而解决了如上所述的微反应器所具有的问题。但是，即使是如专利文献1或专利文献2中所记载的流体处理装置，仍存在如下情况在具备连通处理用部中的处理用面间的开口部的流路中固体等塞满的情况下难以清洗；具备开口部的流路不易加工、处理用部成为高价部件。另外，在研究装置的放大方面，需要制作大的处理用部，在使用以利用高温下的热处理的烧结为代表的方法将作为处理用部的圈状圆盘的全部制成一块的情况下，随着圆盘直径变大需要大的成形机、烧成机等，因此有时制造成本容易变高、处理用部成为高价的部件。另外，在打算将第1流体和第2流体在处理用面间以1 1的量比进行混合情况等下，优选使用对处理用面实施了圆环状开口部的装置，但将在处理用面具备圆环形状的开口部的处理用部进行加工·制造是困难的。现有技术文献专利文献专利文献1 特开2004-49957号公报专利文献2 国际公开W02009/8394号小册子非专利文献非专利文献1 吉田润一监修“微反应器-新时代的合成技术_，CMC2003年出版，p.
发明内容
发明要解决的课题本发明，鉴于上述内容，对专利文献1或专利文献2中所记载的装置进行进一步改良、通过装配分开的多个的处理用部构成部件来构成处理用部，由此提供迄今为止进一步清洗简单且放大容易、且便宜的处理用部及装置。
用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明的第1方式，提供一种流体处理装置，其特征在于，其为在可以接近 分离的至少一方相对于另一方相对进行旋转的处理用部中的处理用面之间进行被处理物的处理的装置，为将被处理流动体导入处理用面间来进行处理的装置，其中，上述处理用部由分开的多个的处理用部构成部件构成，通过装配该分开的多个的处理用部构成部件而构成上述处理用部。本发明的第2方式，提供第1方式涉及的流体处理装置，其特征在于，至少使用2种被处理流动体，从与导入第1被处理流动体的流路独立、具备连通上述处理用面间的开口部的另外的流路将第2被处理流动体导入上述处理用面间，在上述处理用面间对上述第1、第2被处理流动体进行混合·搅拌，将上述多个的处理用部构成部件和处理用部构成部件之间的空间作为具备连通上述处理用面间的开口部的流路的一部分。本发明的第3方式，提供本发明的第1方式或第2方式涉及的流体处理装置，其特征在于，构成上述处理用部的分开的多个的处理用部构成部件，为不同的材质的处理用部构成部件。本发明的第4方式，提供本方面的第1-第3的任意方式涉及的流体处理装置，其特征在于，通过装配上述分开的多个的处理用部构成部件而构成的上述处理用部中的处理用面，在上述装配了的状态下同时被镜面加工。本发明的第5方式，提供本发明的第1-第4的任意方式涉及的流体处理装置，其特征在于，通过装配上述分开的多个的处理用部构成部件，形成具备连通上述处理用面间的圆环形状的开口部的流路。本发明的第6方式，提供本发明的第1-第5的任意方式涉及的流体处理装置，其特征在于，通过装配上述分开的多个的处理用部构成部件而形成的上述处理用面，由不同的处理用部构成部件构成；上述由不同的处理用部构成部件构成的处理用面，构成未在同一平面上形成的上述处理用部。本发明的第7方式，提供本发明的第1-第6的任意方式涉及的流体处理装置，其特征在于，上述流体处理装置具备对上述的被处理流动体赋予压力的流体压力赋予机构；第1处理用部及相对于该第1处理用部可以接近 分离的第2处理用部的上述至少2个处理用部；保持上述第1处理用部的第1托架；保持上述第2处理用部的第2托架；以及使上述第1处理用部和第2处理用部相对进行旋转的旋转驱动机构，在上述的各处理用部中的相互对向的位置上设有第1处理用面及第2处理用面的上述至少2个处理用面，上述的各处理用面构成上述被处理流动体所流过的流路的一部分，在上述第1处理用部和第2处理用部中，至少第2处理用部具备受压面，且该受压面的至少一部分由上述的第2处理用面构成，该受压面受到上述的流体压力赋予机构赋予被处理流动体的压力而产生在从第1处理用面使第2处理用面分离的方向上移动的力，在可以接近 分离、且相对进行旋转的第1处理用面和第2处理用面之间使上述的被赋予了压力的被处理流动体通过，由此上述被处理流动体形成薄膜流体。发明的效果本发明可以提供可以将在处理用部所具备的流路及开口部的清洗迄今为止更简单地进行、进而迄今为止更便宜的流体处理装置。


图1是本申请发明的实施方式涉及的流体处理装置的概略剖面图。图2㈧是图1所示的流体处理装置的第1处理用面的概略平面图，⑶是同装置的处理用面的主要部分放大图。图3(A)是同装置的第2导入路的剖面图，(B)是用于说明同第2导入部的处理用面的主要部分放大图。图4(A)为本发明的实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部和第2托架的主要部分剖面图，(B)为本发明的其它实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部的主要部分剖面图，(C) (D)分别为本发明的进一步其它的实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部的主要部分剖面图，(E)为用于(C) (D)的处理用部第2构成部件的主要部分立体图。图5(A) (G)分别为本发明的进一步其它的实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部的主要部分剖面图，(H)为(G)的放大图。图6(A) (C)分别为本发明的进一步其它的实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部的主要部分剖面图，⑶为(C)的第2处理用部的平面图，(E)及(F)分别为本发明的进一步其它的实施方式涉及的流体处理装置的第2处理用部的主要部分剖面图。图7为本发明的进一步其它的实施方式中的流体处理装置的第2处理用部和第2托架的主要部分剖面图。
具体实施例方式以下，使用附图对本发明优选的实施方式进行说明。图1 图3所示的流体处理装置，为如下装置在可以接近 分离的至少一方相对于另一方相对地旋转的处理用部中的处理用面之间处理被处理物，即，将被处理流动体中的作为第1被处理流动体的第1流体导入处理用面间，从与导入了上述第1流体的流路独立、具备与处理用面间的开口部连通的其它流路将被处理流动体中的第2被处理流动体即第2流体导入处理用面间，在处理用面间将上述第1流体和第2流体进行混合·搅拌来进行处理。需要说明的是，在图1中，U表示上方，S表示下方，在本发明中，上下前后左右仅限于表示相对的位置关系，并不特定绝对的位置。在图2(A)、图3(B)中，R表示旋转方向。在图3(B)中，C表示离心力方向(半径方向)。该装置为如下装置作为被处理流动体使用至少2种流体，对于其中至少1种流体，包含至少1种被处理物，具备可以接近 分离地相互对向配设的至少一方相对于另一方旋转的处理用面，在这些处理用面之间使上述各流体合流而形成薄膜流体，在该薄膜流体中处理上述被处理物。该装置如上所述，可以处理多个被处理流动体，但也可以处理单一的被处理流动体。该流体处理装置具备对向的第1及第2的2个处理用部10、20，至少一方处理用部进行旋转。两处理用部10、20的对向的面分别成为处理用面。第1处理用部10具备第1处理用面1，第2处理用部20具备第2处理用面2。两处理用面1、2与被处理流动体的流路连接，构成被处理流动体的流路的一部分。该两处理用面1、2间的间隔可以适宜变更进行实施，通常调整为Imm以下、例如0. Imm至50μπι左右的微小间隔。由此，通过该两处理用面1、2间的被处理流动体，成为由两处理用面1、2所强制的强制薄膜流体。在使用该装置处理多个被处理流动体的情况下，该装置与第1被处理流动体的流路连接，形成该第1被处理流动体的流路的一部分，同时，形成与第1被处理流动体不同的第2被处理流动体的流路的一部分。而且，该装置进行如下流体的处理使两流路合流，在处理用面1、2间，混合两被处理流动体，使其反应等。需要说明的是，在此，“处理”并不限于被处理物反应的方式，也包含不伴随反应而仅进行混合·分散的方式。具体地进行说明时，具备保持上述第1处理用部10的第1托架11、保持第2处理用部20的第2托架21、接面压力赋予机构、旋转驱动机构、第1导入部dl、第2导入部d2和流体压力赋予机构P。如图2 (A)所示，在该实施方式中，第1处理用部10为环状体，更详细而言，其为圈状的圆盘。另外，第2处理用部20也为圈状的圆盘。第1、第2处理用部10、20的材质除金属之外，可以采用对陶瓷或烧结金属、耐磨耗钢、蓝宝石、其它金属实施有固化处理的材料或将硬质材料实施有加衬或涂层、镀敷等的材料。在该实施方式中，两处理用部10、20，相互对向的第1、第2处理用面1、2的至少一部分被镜面研磨。该镜面研磨的面粗糙度没有特别限定，优选设为RaO. 01 Ι.Ομπι，更优选为Ra0. 03 0. 3 μ m。至少一方的托架可以用电动机等旋转驱动机构(无图示)相对于另一方的托架相对进行旋转。图1的50表示旋转驱动机构的旋转轴，在该例中，该旋转轴50上所安装的第1托架11进行旋转，该第1托架11上所支承的第1处理用部10相对于第2处理用部20进行旋转。当然，可以使第2处理用部20旋转，也可以使两者旋转。另外，在该例中，将第1、第2托架11、21固定，使第1、第2处理用部10、20相对于该第1、第2托架11、21旋转也是可以的。第1处理用部10和第2处理用部20至少任一方可与至少任意另一方接近 分离，两处理用面1、2可以接近·分离。在该实施方式中，第2处理用部20相对于第1处理用部10接近分离，在设置于第2托架21的收容部41中可以可出没地收容第2处理用部20。但是也可以与其相反地、第1处理用部10相对于第2处理用部20接近·分离，也可以两处理用部10、20相互接近·分离。该收容部41为第2处理用部20的主要收容与处理用面2侧相反侧的部位的凹部，从平面看，其为呈现圆的即形成为环状的槽。该收容部41具有可以使第2处理用部20旋转的充分的间隙，收容第2处理用部20。需要说明的是，第2处理用部20以在轴方向可以仅进行平行移动的方式配置，通过增大上述间隙，第2处理用部20也可以以消除与上述收容部41的轴方向平行的关系的方式使处理用部20的中心线相对于收容部41倾斜而位移，进而，可以以第2处理用部20的中心线和收容部41的中心线在半径方向偏离的方式进行位移。这样，希望通过3维且可以位移地保持的浮动机构来保持第2处理用部20。上述被处理流动体，在通过由各种泵、位置能量等构成的流体压力赋予机构ρ赋予压力的状态下，从第1导入部dl和第2导入部d2导入两处理用面1、2间。在该实施方式中，第1导入部dl为设置在环状的第2托架21的中央的流体的通路，其一端从环状的两处理用部10、20的内侧被导入两处理用面1、2间。第2导入部d2向处理用面1、2供给和第1被处理流动体进行反应的第2被处理流动体。在该实施方式中，第2导入部d2为设置于第2处理用部20的内部的通路，其一端在第2处理用面2上开口。通过流体压力赋予机构P所加压的第1被处理流动体从第1导入部dl被导入两处理用部10、20的内侧的空间，通过第1处理用面1和第2处理用面2之间，在两处理用部10、20的外侧穿过。在这些处理用面1、2间，从第2导入部d2供给通过流体压力赋予机构ρ所加压的第2被处理流动体，与第1被处理流动体合流，进行混合、搅拌、乳化、分散、反应、晶出、晶析、析出等各种流体处理，从两处理用面1、2排出至两处理用部10、20的外侧。需要说明的是，也可以通过减压泵使两处理用部10、20的外侧的环境为负压。上述接面压力赋予机构将作用于使第1处理用面1和第2处理用面2接近的方向的力赋予处理用部。在该实施方式中，接面压力赋予机构设置在第2托架21上，将第2处理用部20向第1处理用部10赋能。上述接面压力赋予机构，为用于产生第1处理用部10的第1处理用面1和第2处理用部20的第2处理用面2压在进行接近的方向(以下称为接面压力)的机构，通过与使该接面压力和流体压力等两处理用面1、2间分离的力的均衡，产生具有nm单位至μπι单位的微小的膜厚的薄膜流体。换言之，通过上述力的均衡，将两处理用面1、2间的间隔保持在规定的微小间隔。在图1所示的实施方式中，接面压力赋予机构配位于上述收容部41和第2处理用部20之间。具体而言，由向将第2处理用部20靠近于第1处理用部10的方向赋能的弹簧43和导入空气、油等赋能用流体的赋能用流体的导入部44构成，通过弹簧43和上述赋能用流体的流体压力赋予上述接面压力。该弹簧43和上述赋能用流体的流体压力赋予任一方即可，可以为磁力或重力等其它的力。抵抗该接面压力赋予机构的赋能，由于通过流体压力赋予机构P所加压的被处理流动体的压力、粘性等产生的分离力，第2处理用部20远离第1处理用部10，在两处理用面间打开微小的间隔。这样，利用该接面压力和分离力的平衡，以μ m单位的精度设定第1处理用面1和第2处理用面2，进行两处理用面1、2间的微小间隔的设定。作为上述分离力，可以举出被处理流动体的流体压或粘性和处理用部的旋转形成的离心力、对赋能用流体导入部44施加负压时的该负压、将弹簧43制成抗张弹簧时的弹簧的力等。该接面压力赋予机构不是第2处理用部20，可以设置于第1处理用部10，也可以设置于两者。对上述分离力进行具体说明时，第2处理用部20与上述第2处理用面2同时具备位于第2处理用面2的内侧(即，被处理流动体向第1处理用面1和第2处理用面2之间的进入口侧)而与该第2处理用面2邻接的分离用调整面23。在该例中，分离用调整面23作为倾斜面被实施，但也可以为水平面。被处理流动体的压力作用于分离用调整面23，产生使第2处理用部20从第1处理用部10分离的方向的力。因此，用于产生分离力的受压面成为第2处理用面2和分离用调整面23。进而，在该图1的例中，在第2处理用部20中形成有近接用调整面24。该近接用调整面M，为与分离用调整面23在轴方向上相反侧的面(在图1中为上方的面)，被处理流动体的压力发生作用，产生使第2处理用部20向第1处理用部10接近的方向的力。需要说明的是，作用于第2处理用面2及分离用调整面23的被处理流动体的压力、即流体压，可理解为构成机械密封中的开启力的力。投影于与处理用面1、2的接近 分离的方向、即第2处理用部20的出没方向(在图1中为轴方向)正交的假想平面上的近接用调整面M的投影面积Al和投影于该假想平面上的第2处理用部20的第2处理用面2及分离用调整面23的投影面积的合计面积A2的面积比A1/A2被称为平衡比K，上述开启力的调整上是重要的。对该开启力而言，可以通过变更上述平衡线、即近接用调整面M的面积Al，通过被处理流动体的压力、即流体压进行调整。滑动面的实面压P、即接面压力中的流体压产生的压力用下式进行计算。P = PlX (K-k)+Ps在此，Pl表示被处理流动体的压力即流体压，K表示上述平衡比，k表示开启力系数，I^s表示弹簧及背压力。通过利用该平衡线的调整调整滑动面的实面压P而使处理用面1、2间为所期望的微小间隙量，形成被处理流动体产生的流动体膜，将生成物等被处理了的被处理物制成微细，另外，进行均勻的反应处理。需要说明的是，省略图示，也可以将近接用调整面M形成具有比分离用调整面23还大的面积的面进行实施。被处理流动体成为通过保持上述微小的间隙的两处理用面1、2而被强制的薄膜流体，移动至环状的两处理用面1、2的外侧。但是，由于第1处理用部10旋转，因此，所混合的被处理流动体不会从环状的两处理用面1、2的内侧向外侧直线地移动，向环状的半径方向的移动向量和向周方向的移动向量的合成向量作用于被处理流动体，从内侧向外侧大致漩涡状地移动。另外，旋转轴50并不限定于垂直配置的旋转轴，可以为在水平方向配位的旋转轴，也可以为倾斜配位的旋转轴。这是因为被处理流动体以两处理用面1、2间的微细的间隔进行处理，实质上可以排除重力的影响。另外，该接面压力赋予机构通过与可位移地保持上述第2处理用部20的浮动机构并用，也作为微振动、旋转对准的缓冲机构起作用。第1、第2处理用部10、20可以将其至少任一方进行冷却或加热而调整其温度，在图ι中，图示有在第1、第2处理用部10、20上设有温调机构(温度调整机构)Jl，J2的例子。另外，可以将所导入的被处理流动体进行冷却或加热而调整其温度。这些温度也可以用于所处理的被处理物的析出，另外，也可以为了在第1、第2处理用面1、2间的被处理流动体上产生贝纳尔对流或马朗格尼对流而设定。如图2所示，可以在第1处理用部10的第1处理用面1上形成从第1处理用部10的中心侧向外侧、即在径方向伸长的槽状的凹部13而实施。该凹部13的平面形状，如图2(B)所示，可以为将第1处理用面1上弯曲或漩涡状地伸长而成的形状或没有图示，也可以为笔直地向外方向伸长的形状、L字状等地屈曲或弯曲而成的形状、连续而成形状、断续而成的形状、分支而成的形状。另外，该凹部13也可作为形成于第2处理用面2而实施，也可作为形成于第1及第2处理用面1、2的两者而实施。通过形成这样的凹部13可得到微泵效果，具有可在第1及第2处理用面1、2间抽吸被处理流动体的效果。希望该凹部13的基端达到第1处理用部10的内周。该凹部13的前端由于向第1处理用部面1的外周面侧伸长，其深度(横截面积)采用伴随从基端向前端逐渐减少的深度。在该凹部13的前端和第1处理用面1的外周面之间设有没有凹部13的平坦面16。在第2处理用面2上设有上述第2导入部d2的开口部d20的情况下，优选设置于与对向的上述第1处理用面1的平坦面16对向的位置。该开口部d20，希望设置于比第1处理用面1的凹部13的下游侧(在该例中为外侧)。特别希望设置于以下位置即与从在通过微泵效果而导入时的流动方向以在处理用面间形成的螺旋状变换为层流的流动方向的点的外径侧的平坦面16对向的位置。具体而言，在图2(B)中，优选将从设置于第1处理用面1的凹部13的最外侧的位置向直径方向的距离η设为约0. 5mm以上。特别是在从流体中析出纳米尺寸的粒子即纳米微粒的情况下，希望在层流条件下进行多个被处理流动体的混合和纳米微粒的析出。该第2导入部d2可以具有方向性。例如，如图3(A)所示，来自上述第2处理用面2的开口部d20的导入方向相对于第2处理用面2以规定的仰角(θ 1)倾斜。该仰角(θ 1)设为超过0度且小于90度，进而，在反应速度快的反应的情况下，优选以1度以上且45度以下设置。另外，如图3(B)所示，来自上述第2处理用面2的开口部d20的导入方向在沿上述第2处理用面2的平面上具有方向性。该第2流体的导入方向在处理用面的半径方向的成分中为远离中心的外方向，且在相对于进行旋转的处理用面间中的流体的旋转方向的成分中为正向。换言之，以通过开口部d20的半径方向即外方向的线段为基准线g，具有从该基准线g向旋转方向R的规定的角度(θ 2)。关于该角度(θ 2)，也优选设为超过0度且低于90度。该角度(θ 2)可以根据流体的种类、反应速度、粘度、处理用面的旋转速度等各种的条件进行变更而实施。另外，也可以使第2导入部d2完全不具有方向性。上述被处理流体的种类和其流路的数在图1的例中设为2个，但可以为1个，也可以为3个以上。在图1的例中，从第2导入部d2在处理用面1、2间导入第2流体，该导入部可以设置于第1处理用部10，也可以设置于两者。另外，可以对一种被处理流体准备多个导入部。另外，对设置于各处理用部的导入用的开口部而言，其形状或大小或数量没有特别限制，可以适宜变更而实施。另外，可以就在上述第1及第2处理用面间1、2之前或更上游侧设置导入用的开口部。需要说明的是，可以在处理用面1、2间进行上述反应即可，因此，可以与上述相反地从第1导入部dl导入第2流体，从第2导入部d2导入第1流体。即，各流体中的第1、第2这样的表述，只不过具有多种存在的流体的第η个这样的用于识别的意思，也可存在第3以上的流体。在上述装置中，如图1所示，可以在可接近 分离地相互对向配设的至少一方相对于另一方旋转的处理用面1、2之间一边强制地均勻混合一边引起析出 沉淀或结晶化那样的反应。被处理了的被处理物的粒径、单分散度，可通过适宜调整处理用部10、20的转速、流速、处理用面间的距离、被处理流动体的原料浓度或被处理流动体的溶剂种类等来进行控制。
该装置，可以通过混合、搅拌单一或多个流体而进行分散、乳化、反应、析出等的在以往的反应装置、微反应器或分散、乳化装置中对被处理物所进行的各种处理。作为处理的结果，在得到粒子的情况下，不仅可以得到微米尺寸的粒子，更可以得到纳米尺寸的粒子。该装置，除了可以为了制造粒子而使用外，也可以与是否进行粒子的制造无关、为了进行流体的反应而使用。作为得到粒子的方法，可以进行将导入处理用面1、2间的被处理流动体中的大尺寸粒子制成小尺寸粒子的粉碎(breakdown)处理，也可以进行将溶解或分散在被导入处理用面1、2间的被处理流动体中的物质析出、或使导入处理用面1、2间的被处理流动体进行反应而得到新的粒子化合物的聚集(buildup)处理。作为聚集的析出处理的方法，可以例示酸溶法、PH调整法、还原反应法、利用浓度变化、温度变化的析出方法、利用有机反应的析出方法等。得到的粒子的种类与金属、其化合物，有机化合物，无机化合物等的各种类无关，例如可以用于得到金属负载碳及富勒烯纳米晶须·纳米纤维-纳米管、医药品 面向植物、动物的药品、包含农药·食品的生物体摄取物、颜料、陶瓷、半导体微粒、二氧化钛、磁性体、树脂、乳液等的各种纳米粒子。本发明的特征在于，在上述的处理装置中，构成第1或第2处理用部10、20的处理用部构成部件，由多个的处理用部第1构成部件20a、处理用部第2构成部件20b构成。需要说明的是，在该图4 图7所表示的实施方式中，对上述的构成第2处理用部20的部件进行了说明，但对于构成第1处理用部10的部件而言，也可以由多个的处理用部构成部件来构成。另外，在图4(A)中，F表示被处理流动体被导入的方向。首先，图4㈧为图1中的处理用部20附近的概略剖面图。由第2托架21所支撑的处理用部20由处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b构成。在处理用部第2构成部件20b的外周面上设置有喷嘴20 α。在处理用部第1构成部件20a、在处理用部第2构成部件20b上实施有固定用端面，图4 (A)中所表示的两处理用部第1构成部件20a、处理用部第2构成部件20b中的半径方向固定用端面20al、20bl及轴方向固定用端面20a2、20b2与其相当。更详细而言，处理用部第1构成部件20a形成为圈状的圆盘形状，其一侧的端面(图的下端面)的内周侧部分构成上述的处理用面2的一部分加。在该处理用部第1构成部件20a的一侧的端面(图的下端面)的外周侧上以环状形成凹部20a5，在该凹部20a5配置有上述处理用部第2构成部件20b。该处理用部第2构成部件20b也形成为圈状的圆盘形状，其一侧的端面(图的下端面)构成上述的处理用面2的另外的一部分2b，由处理用部第1构成部件20a的处理用面加和处理用部第2构成部件20b的处理用面2b构成上述的处理用面2。就该处理用部第2构成部件20b而言，在处理用面2b的相反侧(图的上方侧)具备定位部分20b4。该定位部分20b4具备半径方向固定用端面20bl及轴方向固定用端面2(Λ2。该半径方向固定用端面20bl为沿着与该处理用部20的半径方向交叉的方向进行伸长的端面，在处理用部第1构成部件20a上，与该半径方向固定用端面20bl实质平行地形成半径方向固定用端面20al。另外，上述轴方向固定用端面2(Λ2为沿着与该处理用部20的轴方向交叉的方向进行伸长的端面，与该轴方向固定用端面2(Λ2平行的地在处理用部第1构成部件20a上形成轴方向固定用端面20a2。需要说明的是，作为这些半径方向固定用端面20al、20bl和轴方向固定用端面20a2、20b2的合成了的端面，可以形成为与轴方向和半径方向的两者交叉的倾斜面。该定位部分20b4，可以仅在周方向的一部分上形成，也可以围绕整个周而形成。装配时，将处理用部第1构成部件20a、处理用部第2构成部件20b的半径方向固定用端面20al和20bl相互之间及轴方向固定用端面20a2和2(Λ2相互之间密合的方式进行装配。然后，通过处理用部构成部件固定机构81b将两处理用部构成部件20a、20b固定。由此，处理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b成为一体，构成处理用部20。另外，就拆卸方法而言，可以按照装配、一体化的相反顺序来实施。在该图4 (A)中的该实施方式中，通过进行上述处理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b的装配，形成具备用于将第2流体导入处理用面1、2间的开口部d20的流路d2 (第2导入部)，该第2导入部d2与喷嘴20 α相连。开口部d20或流路d2的直径或间隙，通过两处理用部构成部件20a、20b被上述处理用部构成部件固定机构81b而固定了的状态下的处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b的设计尺寸调整来决定。在本发明中的实施方式中，具有如下优点开口部d20的直径或间隙作为用于进行目标处理的直径或间隙，对于到达开口部d20之前的流路d2的直径或间隙，大于开口部d20的直径或间隙，由此可以减少用于导入第2流体的压力损失。其它没有特别限定，在喷嘴20 α上可以通过切入管接头将用于导入第2流体的各种管件等固定。作为其它的固定方法，可以举出固定夹、鞍型带、固定夹板、托架等。第2流体通过流体压力赋予机构P，使用利用泵、空气的压送方式而被导入流路d2，从开口部d20被导入处理用面1、2间。在本发明中，如上所述，第2处理用部20由多个的处理用部构成部件20a、20b构成，通过流体压力赋予机构P、接面压力赋予机构而对处理用部10、20赋予压力，因此为了防止导入处理用面1、2间的被处理流动体的泄漏，可以设置0-圈等的密封机构(省略图示)。另外，为了防止在赋予上述的压力时所使用的空气、油等的流体的泄漏，可以设置0-圈等的密封机构。例如可以举出在固定用端面20al、20bl上设置0-圈等的密封机构。除了上述例子以外，也可以根据需要来设置密封机构。上述，处理用部构成部件固定机构81b，不受特别限定，可以采用如图4(C)所示的螺钉式的固定方法、利用螺栓等的固定方法，在图4(A)的例子中在定位部分20b4和处理用部第1构成部件20a上设置螺钉孔等，由此将处理用部第2构成部件20b的定位部分20b4和处理用部第1构成部件20a通过螺栓81b来进行固定。在该处理用部构成部件固定机构81b中，作为螺钉式的固定方法，除了螺钉式之外，除了热装外可采用嵌入式等。因此，上述两处理用部构成部件20a、20b的装配和固定实质上也可以同时进行。接着，举出本发明的其它实施方式之一例进行详细说明。需要说明的是，对相同部件赋予相同的符号，由此省略详细的说明。作为其它的实施方式，可以实施如图6(C) (D)的装配方法。对于图6(C) (D)，仅记载构成处理用部20的部件。对一例具体进行说明。图6(D)为图6(C)的第2处理用部20的处理用部构成部件固定机构81b中的轴方向概略平面图。如图所示，装配处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b，使处理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b相对进行旋转，由此在设置于处理用部构成部件上的处理用部构成部件固定机构81b (实施了图6 (D)中的斜线的位置的配合)中使其一体化。在该实施方式中，没有特别限定，处理用部构成部件固定机构81b可以作为从处理用部第1构成部件20a的外周部向直径外方向突出的固定用的突起20a4来实施。对应于该固定用的突起20a4，在处理用部第2构成部件20b的定位部分20b4上，自图6 (C)的上端形成在轴方向进行伸长的纵通道(无图示)，同时从该纵通道的下端在圆周方向形成横通道(无图示)。在装配时，使该理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b在轴方向相互接近而将固定用的突起20a4嵌入上述纵通道，在移动至其下端的阶段使处理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b相对进行旋转，将上述固定用的突起20a4嵌入上述横通道的里面，完成装配。如图6(D)所示，通过对于圆周方向不以等间隔实施处理用部构成部件固定机构81b，具有如下优点。即，容易使在装配后或在装配的同时所形成的流路d2、开口部d20的形状为一定、容易经常平滑地装配由不同的处理用部构成部件20a、20b构成的处理用面2a、2b。图6 (E) (F)为使用与图6(C) (D)相同的机构来使处理用部构成部件20a、20b —体化的情况下的其它实施方式。处理用部构成部件20a、20b的材质没有特别限定。作为一例，与专利文献1及专利文献2中所例举的材质同样地，除金属之外，可以采用对陶瓷、烧结金属、耐磨耗钢、蓝宝石、其它金属实施有固化处理的材料、对硬质材料实施有加衬或涂层、镀敷的材料。在本发明中，对于各处理用部构成部件20a、20b也可以选择不同的材质。另外，在本发明中对于实质上未形成处理用面h、2b的处理用部构成部件20a、20b，作为除上述所例举的材质之外的材料，优选采用廉价的材质，可以举出不锈钢、包含聚四氟乙烯的氟树脂等。优选对处理用部20中的处理用面2实施镜面研磨等的镜面加工。在图4(A)的实施方式中，由处理用面加和处理用面2b构成处理用面2。在本发明中，装配分开的多个的处理用部构成部件20a、20b、进行了一体化后，作为1个处理用面2(h、2b)来同时实施镜面加工，从能够形成均勻的处理用面方面考虑，优选。上述，对于通过装配分开的多个的处理用部构成部件20a、20b、进行固定或一体化来构成处理用部20的方法进行了记载，但可知通过使用本发明的处理用部20的构成方法，可以容易地制作在处理用面2上设有具备圆环形状的开口部d20的第2导入部d2的处理用部20。另外，对除上述实施方式之外的进一步其它的实施方式进行说明。需要说明的是，通过对相同的部件赋予相同的符号而省略详细说明。另外，对于图4(A)、图7外的实施方式，仅记载了构成处理用部20的部件。图4(B)为对于第2导入部d2、来自第2处理用面2的开口部d20的导入方向相对第2处理用面2以规定的角度(θ 1)倾斜情况下的一实施方式。将该角度(θ 1)设定为超过0度且不足90度。需要说明的是，在装配困难的情况下，也可以在轴方向或半径方向上将处理用部20进一步分开为多个的部件。另外，如图3⑶所示，来自上述的第2处理用面2的开口部d20的导入方向，在沿着上述的第2处理用面2的平面中具有方向性。该第2流体的导入方向，在处理用面的半径方向的成分的情况下时，为远离中心的外方向，且在相对于进行旋转的处理用面间的流体的旋转方向的成分的情况下，为正方向。换言之，以通过开口部d20的半径方向即外方向的线段为基准线g，具有从该基准线g向旋转方向R的规定的角度(θ 2)。在图4(C) (D)的实施方式中，为使用如图4(E)所示处理用部第2构成部件20b作为处理用部第2构成部件20b情况下的实施方式。在图4(E)所示的处理用部第2构成部件20b中，在端面20b 3上实施凹部d2。就该凹部d2而言，通过装配处理用部第1构成部件20a和处理用部第2构成部件20b，端面20b3的凹部d2形成具备开口部d20的第2导入部d2的一部分。对于未实施端面20b 3的凹部d2的部分，可以进一步在图4(C) (D)中的处理用部第1构成部件20a中的端面20a3上密合端面20b3而装配处理用部20。通过以上的构成，可以将凹部d2作为具有单独的开口部d20的第2导入部d2的一部分，而非具备圆环形状的开口部d20的第2导入部d2的一部分。另外，在处理用部20a中的端面20a3上设有0-圈等的密封机构，由此可以在通过流体压力赋予机构ρ赋予了压力的状态下防止导入处理用面1、2间的被处理流动体的泄漏。即使不设置该0-圈等的密封机构，通过两处理用部构成部件20a、20b被处理用部构成部件固定机构81b固定了的状态下的处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b的尺寸调整等，可以得到与使用上述0-圈等的密封机构情况下相同的效果，因此对于设置密封机构，没有特别限定。在想要设置多个单独的第2导入部d2的情况下，可以通过设置多个凹部d2来实施。进而，图4(C)为对于处理用部构成部件固定机构81b、在处理用部构成部件20a、20b上加工了螺纹的情况的实施方式的一例。如上述所示，构成处理用部20的处理用部构成部件20a、20b，可以被分开为图1中所示的装置中的半径方向成分，也可以被分开为轴方向成分。另外上述0-圈等的密封机构，除了上述例举的例子外，也可以根据需要设置。图5(A)为由3个处理用部构成部件20a、20b、20c构成的处理用部20的实施方式的例子。将图4(B)的处理用部第1构成部件20a分开为图1所示的装置中的半径方向成分，分开为在内周侧时的处理用部第1构成部件20a和在外周侧时的处理用部第3构成部件20c。在处理用部第3构成部件20c上，与处理用部第1构成部件20a、处理用部第2构成部件20b相同，被实施了固定用端面，图5(A)所示的处理用部第3构成部件20c中的半径方向固定用端面20cl、20c3及轴方向固定用端面20c2，20c4与其相当。如上所记载地，在想要相对于处理用面2使第2导入部d2具有方向性的情况下，由3个以上的处理部构成部件20a、20b、20c构成处理用部20，具有各处理用部构成部件20a.20b.20c的加工及装配容易进行的优点。另外，在本实施方式中，对于处理用部构成部件固定机构81b、81b，也可以组合使用多个固定机构。更详细而言，处理用部第1构成部件20a，形成为圈状的圆盘形状，其一侧的端面(图的下端面)构成上述的处理用面2的一部分加。另外，处理用部第1构成部件20a，在其外周侧的上部形成环状的凹部20a5，该凹部20a5上具备半径方向固定用端面20al和轴方向固定用端面20a2。在该凹部20a5上配置有处理用部第3构成部件20c。处理用部第3构成部件20c也形成圈状的圆盘形状，在其内周侧的上部形成向直径内方向突出的环状的凸部20c6，在该凸部20c6上具备固定用端面20c3、20c4。另外，在该处理用部第3构成部件20c的外周侧的下部形成环状的凹部20c5，在该凹部20c5上具备固定用端面20cl、固定用端面20c2。而且，在该凹部20c5上配置处理用部第2构成部件20b。处理用部第3构成部件20c的半径方向固定用端面20cl、20c3，为沿着与该处理用部20的半径方向交叉的方向进行伸长的端面，20cl被设置在外周侧的凹部20c5上，20c3被设置在内周侧的凸部20c6上。另外，实质平行地形成半径方向固定用端面20cl和处理用部第2构成部件20b的半径方向固定用端面20bl，实质平行地形成半径方向固定用端面20c 3和处理用部第1构成部件20a的半径方向固定用端面20al。处理用部第3构成部件20c的轴方向固定用端面20c2、20c4，为沿着与该处理用部20的轴方向交叉的方向进行伸长的端面，20c2被设置在外周侧的凹部20c5上，20c4被设置在内周侧的凸部20c6上。另外，实质平行地形成轴方向固定用端面20c2和处理用部第2构成部件20b的轴方向固定用端面2(Λ2，实质平行地形成轴方向固定用端面20c4和处理用部第1构成部件20a的轴方向固定用端面20a2。需要说明的是，作为这些半径方向固定用端面20al、20c3和轴方向固定用端面20a2、20c4的合成的端面，也可以形成为与轴方向和半径方向的两者交叉的倾斜面，另外，作为半径方向固定用端面20bl、20cl和轴方向固定用端面201d2、20C2的合成端面，可以形成为与轴方向和半径方向的两者交叉的倾斜面。该处理用面第3构成部件20c的凸部20c6，与处理用面第2构成部件20b的定位部分20b4同样，可以仅在周方向的一部分上形成，也可以将围绕整个周而形成。装配时，首先，将处理用部第1构成部件20a、处理用部第3构成部件20c的半径方向固定用端面20al和20c3相互之间及轴方向固定用端面20a2和20c4相互之间密合地进行装配。然后，通过处理用部构成部件固定机构81b (螺钉式)固定处理用部构成部件20a、20c。接着，将装配、固定了处理用部第2构成部件20b、处理用部第1构成部件20a的处理用部第3构成部件20c的半径方向固定用端面20bl和20cl相互之间及轴方向固定用端面20b2和20c2相互之间密合地进行装配，然后，通过处理用部构成部件固定机构81b (螺栓)固定处理用部构成部件20b、20c。由此，处理用部第1构成部件20a、处理用部第2构成部件20b和处理用部第3构成部件20c成为一体，构成处理用部20。图5 (B)为由3个处理用部构成部件20a、20b，20c构成处理用部20、而且及除了第2导入部d2之外还设有具备用于将第3流体导入处理用面1、2间的开口部d30的流路即第3导入部d3的实施方式的一例。对处理用部构成部件20a、20b、20c的装配以及固定方法，与图4(A)及图5(A)相同，因此以下省略说明。在处理用部第2构成部件20b的外周面上加工喷嘴20 β，在处理用部第3构成部件20c的外周面上加工喷嘴20 α。通过装配各处理用部构成部件2(^、2013、20(3，喷嘴20 0连接于与具有连通处理用面1、2间的开口部d20的第2导入部d2，喷嘴20 β连接于与具备连通处理用面1、2间的开口部d30的第3导入部d3。可同样地对于第4以上的流路来实施。图5 (C)，与图5(B)相同，也为由3个处理用部构成部件20a、20b、20c构成处理用部20、而且具备除第2导入部d2之外的第3导入部d3，且第2导入部d2和第3导入部d3在处理用部20内合流的实施方式的一例。在想要将在第2流体中所含的物质和在第3流体中所含的物质在就要导入处理用面1、2间前进行混合的情况等下是有效的。对于图5(D) (E)，为在通过处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b的装配而构成的设置了具备圆环形状的开口部d21的第2流路d2的处理用部构成部件20a、20b上、装配可以将具备圆环状开口部d21的流路d2变更为具有单独的开口部d20的第2流路d2-2的处理用部第3构成部件20c而构成处理用部20的实施方式的一例。图5 (D)为在处理用部构成部件20c上设置了单独的第2流路d2-2阶段的概略剖面图，图5 (E)为表示未设有单独的第2流路d2-2时的概略剖面图。具有如下优点在想要变更连通处理用面1、2间的开口部d20的数目情况等下，不需要交换处理用部20的全部。图5 (F)为没有在处理用部上设置开口部d20及第2导入部d2情况下的实施方式的一例。在处理用部上不需要设置开口部d20及第2导入部d2的情况下，可以在例如图1中的处理用部10那样的处理用部中使用，在由于放大等而需要大型的处理用部情况下等可有效地使用。图5 (G) (H)及图6 (A) (B)，为在通过装配分开的处理用部构成部件20a、20b、20c而构成的处理用部20中，处理用面2不是同一平面状的实施方式。图5(H)为图5(G)的处理用面2(h、2b)附近的概略放大图，处理用部第2构成部件20b中的处理用面2b，具有如下形式相对于处理用部第1构成部件20a中的处理用面加在轴方向上具有距离δ而进入处理用部20的相对侧(图的上方侧)。在该情况下，相对于相对配设的处理用面1，处理用面2b与处理用面加相比，被配设于离开距离δ的位置。在该情况下，具有能够容易地变更相对配设的处理用面1、2间的部分间隙的优点，另外不需要镜面同时加工。另外，图6 (A)(B)为处理用面2 0a、2b、2c)不在同一平面上、且设有第3导入部d3的实施方式的一例。在本实施方式中，与第1流体和第2流体的混合部相比，第1流体(或第1流体和第2流体的混合物)和第3流体的混合部的处理用面1、2间的间隙大。例如，在相对于第1流体和第2流体的投入量、第3流体的投入量大的情况下，作为一例具有以下等的优点在想要在处理用面1、2间混合第1流体和第2流体后、在处理用面1、2间使第1流体和第2流体的混合物与大量的第3流体或第3流体中所含的物质进行作用的情况、或想要使用第3流体而均勻且瞬间稀释第1流体和第2流体的混合物的情况等下，不需要变更第1流体和第2流体的混合部中的第1处理用面1和第2处理用面W2a、2b、2c)的间隙。另外，与图6(A)(B)的实施方式相反，即使在以第1流体和第2流体的混合部大于第1流体(或第1流体和第2流体的混合物)和第3流体的混合部的方式制作、装配处理用部构成部件20a、20b、20c的情况下，也可以实施(无图示)。图7为进一步不同的实施方式。通过装配处理用部第1构成部件20a及处理用部第2构成部件20b、进行一体化，形成第2流路d2及d2-2、开口部d20。在处理用部第2构成部件20b上，加工出喷嘴20 α，连接于第2流路d2-2。可以在喷嘴20 α上连接第2流体导入机构20 Y。可以在第2流体导入用机构20 γ中使用各种管件等，设置时，优选不对本发明中的处理用部20的浮动构造的机构产生影响。第2流体，通过流体压力赋予机构ρ、使用利用泵、空气的压送方式等从第2流体导入机构20 γ被导入喷嘴20 α，接着被导入流路d2-2，然后被导入流路d2，由开口部d20被导入处理用面l、2(h、2b)间。在图7的实施方式中，在第2流体被导入处理用面l、2(h、2b)间的过程中，具有可以增大除了就在开口部d20之前的第2导入部d2之外的直径或间隙、减少将第2流体进行送液时的压力损失的优点。另外，对于流路d2-2没有特别限定，优选形成为圆环形状。对于流路d2及开口部d20，可以使用与上述的说明中的构成相同的方法，将该流路d2及开口部d20形成圆环形状，也可以形成单独的第2流路d2及开口部d20。可以根据目的进行变更。通过上述本发明，提供由分开的多个的处理用部构成部件20a、20b、20c构成的处理用部20。由此，即使在放大时想要增加作为处理用部20的圈状圆盘的圆盘直径的情况下，也不需要一次制作大的处理用部20的全部，因此不需要大的成形机、烧成机。另外，可以通过装配分开的多个的处理用部构成部件。(^。(^。(^而在处理用部20上形成具备连
通处理用面1、2间的开口部(^(^们^)的流路01232-233。由此，对于开口部0120330及流
路01232-233，不需要迄今为止那样的精细的加工。另外，由于能够进行拆卸，因此迄今为
止困难的、具备开口部业0、们0的流路业、们的清洗也可容易地进行。
〔0106〕 符号的说明
〔0107〕 1 第1处理用面
〔0108〕 2 第2处理用面
〔0109〕 10 第1处理用部
〔0110〕 11 第1托架
〔0111〕 20 第2处理用部
〔0112〕 21 第2托架
㈣13] 23 分离用调整面
〔0114〕 也 第1导入部
〔0115〕 业 第2导入部
〔0116〕 013 第3导入部
〔0117〕 ^120 开口部
〔0118〕 430 开口部
劝19] ？ 流体压力赋予机构
〔0120〕 208处理用部第1构成部件
〔0121〕 2013处理用部第2构成部件
〔0122〕 200处理用部第3构成部件
〔0123〕 28 处理用部第1构成部件的处理用面
〔0124〕 213 处理用部第2构成部件的处理用面
〔0125〕 20 处理用部第3构成部件的处理用面
权利要求
1.一种流体处理装置，其特征在于，其为在可以接近·分离的至少一方相对于另一方相对进行旋转的处理用部中的处理用面之间进行被处理物的处理的装置，将被处理流动体导入处理用面间、进行处理的装置，其中，所述处理用部由分开的多个的处理用部构成部件构成，通过装配该分开的多个的处理用部构成部件而构成所述处理用部。
2.根据权利要求1所述的流体处理装置，其特征在于，至少使用2种被处理流动体，从与导入第1被处理流动体的流路独立的、具备连通所述处理用面间的开口部的另外的流路将第2被处理流动体导入所述处理用面间，在所述处理用面间对所述第1、第2被处理流动体进行混合·搅拌，将所述多个的处理用部构成部件和处理用部构成部件之间的空间作为具备连通所述处理用面间的开口部的流路的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于，构成所述处理用部的分开的多个的处理用部构成部件，为不同的材质的处理用部构成部件。
4.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于，通过装配所述分开的多个的处理用部构成部件而构成的所述处理用部中的处理用面，在所述装配了的状态下同时被镜面加工。
5.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于，通过装配所述分开的多个的处理用部构成部件，形成具备连通所述处理用面间的圆环形状的开口部的流路。
6.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于，通过装配所述分开的多个的处理用部构成部件而形成的所述处理用面，由不同的处理用部构成部件构成；所述由不同的处理用部构成部件构成的处理用面，构成未在同一平面上形成的所述处理用部。
7.根据权利要求1或2所述的流体处理装置，其特征在于，所述流体处理装置具备对所述被处理流动体赋予压力的流体压力赋予机构；第1处理用部、及相对于该第1处理用部可以接近·分离的第2处理用部的所述至少两个处理用部；保持所述第1处理用部的第1托架和保持所述第2处理用部的第2托架；以及使所述第1处理用部和第2处理用部相对进行旋转的旋转驱动机构，在所述的各处理用部中在相互对向的位置上设置第1处理用面及第2处理用面的所述至少2个处理用面，所述的各处理用面构成所述被处理流动体流过的流路的一部分，在所述第1处理用部和第2处理用部中，至少第2处理用部具备受压面，且该受压面的至少一部分由所述的第2处理用面构成，该受压面受到所述流体压力赋予机构赋予被处理流动体的压力而产生在从第1处理用面使第2处理用面分离的方向上移动的力，在可以接近 分离且相对进行旋转的第1处理用面和第2处理用面之间使上述的被赋予了压力的被处理流动体通过，由此所述被处理流动体形成薄膜流体。
全文摘要
本发明提供在可以接近·分离的相对进行旋转的处理用面(1、2)之间进行被处理物处理的流体处理装置，其将第1流体导入处理用面(1、2)间，从与该流体独立的其它流路(d2)将第2流体导入处理用面(1、2)间，在处理用面(1、2)间混合·搅拌来进行处理。该装置的处理用部(20)通过装配分开的多个的处理用部构成部件(20a、20b)来构成。在多个的处理用部构成部件(20a、20b)的空间内形成开口部(d20)及流路(d2)。由此，不需要将作为处理用部(20)的环状圆盘的全部制成一块，另外不需要对与连通开口部(d20)的流路(d2)实质上进行加工，可以容易地进行拆卸·清洗。
文档编号B01J19/00GK102574095SQ201180004248
公开日2012年7月11日 申请日期2011年2月21日 优先权日2010年2月26日
发明者榎村真一 申请人:M技术株式会社