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(In Japanese)流体分配装置、マイクロプラント及び流路閉塞検知方法

Patent code P120007663
File No. 2079
Posted date Jun 14, 2012
Application number P2010-505771
Patent number P5376602
Date of filing Mar 26, 2009
Date of registration Oct 4, 2013
International application number JP2009056106
International publication number WO2009123009
Date of international filing Mar 26, 2009
Date of international publication Oct 8, 2009
Priority data
  • P2008-093480 (Mar 31, 2008) JP
Inventor
  • (In Japanese)殿村 修
  • (In Japanese)永原 聡士
  • (In Japanese)加納 学
  • (In Japanese)長谷部 伸治
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title (In Japanese)流体分配装置、マイクロプラント及び流路閉塞検知方法
Abstract (In Japanese)本発明は、入力流路に供給された流体を3以上の出力流路に均等分配して出力する流体分配装置であって、複数の枝流路を組み合わせて形成され、少なくとも3つの流体の分流部と少なくとも1つの流体の合流部とを備え、流体収支式と圧力バランス式からなる圧力損失コンパートメント連結モデルに対応するように形成されることを特徴とする流体分配装置を提供する。また、この流体分配装置を用いたマイクロプラント、この流体分配装置の設計方法及びこの流体分配装置の流路閉塞検知方法を提供する。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

マイクロ化学プロセスは、ミクロンオーダーのプロセス器機(マイクロ処理装置)を同じくミクロンオーダーの流路(マイクロ流路)を介して接続することにより、小スペース内で化学プロセスを実現するものである。このマイクロ化学プロセスでは、処理量を増大させるための手法としてナンバリングアップと称する手法、つまり複数のマイクロ処理装置を並列に配置し、各マイクロ処理装置に並列に配置された複数のマイクロ流路(並列流路)を介して処理対象となる流体を供給すると共に、各マイクロ処理装置から並列流路を介して処理後の流体を回収する構造が採用される。
例えば下記特許文献1には、上記ナンバリングアップ構造におけるマイクロ流路の流体分配技術として、各々のマイクロ流路にバルブと流量センサとを設けることにより各マイクロ流路の流量を調節することが開示されている。
また、下記特許文献2には、ナンバリングアップ構造の流体混合装置として、複数の流体を当該流体毎に設けられた環状流路で流体を整流化した後、複数の分配流路を用いて各流体を複数に分配すると共に、各分配流路に圧力損出手段を設けることにより、各流体の均等分配を実現することが開示されている。
【特許文献1】
特開2006-227853号公報
【特許文献2】
特開2007-260569号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、流体分配装置、マイクロプラント、流体分配装置の設計方法及び流路閉塞検知方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
入力流路に供給された流体を3以上の出力流路に均等分配して出力する流体分配装置であって、
複数の枝流路を組み合わせて形成され、少なくとも3つの流体の分流部と少なくとも1つの流体の合流部と、各出力流路の閉塞を監視する監視装置と、3以上の出力流路のうち任意の2つの出力流路に各々設けられた2つの流量計と、を備え
流体収支式と圧力バランス式からなる圧力損失コンパートメント連結モデルに対応するように形成されるとともに、
前記監視装置は、
事前処理として、全ての出力流路が閉塞を発生していない状態における前記各流量計の計測値を基準流量として取得し、前記各流量計が設けられていない出力流路が閉塞した場合における前記各流量計の計測値を参照流量として取得し、一方の流量計の基準流量と参照流量との差と他方の流量計の基準流量と参照流量との差の割合を基準流量変化比として記憶し、
この事前処理後の運転時には、運転開始時に前記各流量計の計測値を初期流量として取得し、その後の運転における前記各流量計の計測値を評価流量として取得し、一方の流量計の初期流量と評価流量との差と他方の流量計の初期流量と評価流量との差の割合を運転時流量変化比として計算し、
当該運転時流量変化比と前記基準流量変化比との比較に基づいて閉塞が発生した出力流路を特定することを特徴とする流体分配装置。

【請求項2】
 
前記監視装置は、
事前処理として、全ての出力流路に流量計を設けた状態において全ての出力流路が閉塞を発生していない状態における前記各流量計の計測値を基準流量として取得し、出力流路を順次閉塞させた場合における前記各流量計の計測値を参照流量として順次取得し、各流量計における基準流量と参照流量との差と異なる流量計の基準流量と参照流量との差の割合を基準流量変化比としてそれぞれ記憶し、
この事前処理後の運転時には、運転開始時に前記各流量計の計測値を初期流量として取得し、その後の運転における前記各流量計の計測値を評価流量として取得し、初期流量と評価流量とから得られる流量変化率と前記基準流量変化比との積に基づいて各出力流路の閉塞度を検知する
ことを特徴とする請求項1記載の流体分配装置。

【請求項3】
 
前記監視装置は、閉塞が発生した出力流路が特定された場合に、当該閉塞が発生した出力流路の閉塞度を検知することを特徴とする請求項2記載の流体分配装置。

【請求項4】
 
ナンバリングアップ構造のマイクロプラント用に微細に形成されることを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の流体分配装置。

【請求項5】
 
請求項4記載の流体分配装置を介して処理対象流体を各マイクロ処理装置に均等分配して処理を施すことを特徴とするマイクロプラント。

【請求項6】
 
入力流路に入力された流体を3以上の出力流路に均等に分配出力する流体分配装置の設計方法であって、
前記流体分配装置を、複数の枝流路を組み合わせることにより少なくとも3つの流体の分流部と少なくとも1つの流体の合流部とを備える形状とし、
流体収支式と圧力バランス式からなる圧力損失コンパートメント連結モデルを前記流体分配装置に適用することを特徴とする流体分配装置の設計方法で設計された流体分配装置について、
事前処理として、全ての出力流路が閉塞を発生していない状態における任意の2つの出力流路の流量を基準流量として取得し、前記2つの出力流路以外の出力流路が閉塞した場合における前記2つの出力流路の流量を参照流量として取得し、前記2つの出力流路の一方における基準流量と参照流量との差と他方における流量計の基準流量と参照流量との差の割合を基準流量変化比として記憶し、
この事前処理後における運転時には、流体分配装置の運転開始時に前記2つの出力流路の流量を初期流量として取得し、その後の運転における前記2つの出力流路の流量を評価流量として取得し、前記2つの出力流路の一方における流量計の初期流量と評価流量との差と他方における流量計の初期流量と評価流量との差の割合を運転時流量変化比として計算し、
当該運転時流量変化比と前記基準流量変化比との比較に基づいて閉塞が発生した出力流路を特定する
ことを特徴とする流路閉塞検知方法。

【請求項7】
 
入力流路に入力された流体を3以上の出力流路に均等に分配出力する流体分配装置の設計方法であって、
前記流体分配装置を、複数の枝流路を組み合わせることにより少なくとも3つの流体の分流部と少なくとも1つの流体の合流部とを備える形状とし、
流体収支式と圧力バランス式からなる圧力損失コンパートメント連結モデルを前記流体分配装置に適用することを特徴とする流体分配装置の設計方法で設計された流体分配装置について、
事前処理として、全ての出力流路が閉塞を発生していない状態において全ての出力流路の流量を基準流量として取得し、出力流路が順次閉塞した場合における全ての出力流路の流量を参照流量として順次取得し、各出力流路における基準流量と参照流量との差と異なる出力流路の基準流量と参照流量との差の割合を基準流量変化比としてそれぞれ記憶し、
この事前処理後の運転時には、流体分配装置の運転開始時に任意の2つの出力流路の流量を初期流量として取得し、その後の運転における前記2つの出力流路の流量を評価流量として取得し、初期流量と評価流量とから得られる流量変化率と前記基準流量変化比との積に基づいて各出力流路の閉塞度を検知する
ことを特徴とする流路閉塞検知方法。

【請求項8】
 
ナンバリングアップ構造のマイクロプラント用に微細に形成された流体分配装置に適用することを特徴とする請求項6または7記載の流路閉塞検知方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010505771thum.jpg
State of application right Registered
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