特許 6874965 スラグ流生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6874965

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】スラグ流生成装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/00 20060101AFI20210510BHJP

   B08B 3/08 20060101ALN20210510BHJP

【ＦＩ】

   B01J19/00 321

   B01J19/00 G

   !B08B3/08 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-4523(P2017-4523)

(22)【出願日】2017年1月13日

(65)【公開番号】特開2018-111087(P2018-111087A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2019年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】504150450

【氏名又は名称】国立大学法人神戸大学

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 宜久

(72)【発明者】

【氏名】大村 直人

(72)【発明者】

【氏名】堀江 孝史

【審査官】 山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２２００４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７１５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００４５８４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ １０／００−１２／０２

１４／００−１９／３２

Ｂ０８Ｂ ３／００− ３／１４

Ｂ８１Ｂ １／００− ７／０４

Ｂ８１Ｃ １／００−９９／００

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

Ｂ０１Ｆ １／００− ５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出する吐出管と、
前記吐出管が挿通され、前記吐出管の吐出端から吐出される前記液体が飛行する飛行空間を形成する筐体と、
前記筐体に接続される供給端を有し、前記飛行空間に前記液体とは種類の異なる流体を前記供給端から前記飛行空間に供給する供給管と、
前記筐体に接続され、前記液体からなる液体スラグと前記流体からなる流体スラグとを交互に並んだ状態で排出する排出管と、
前記吐出管の前記液体の吐出方向において、前記飛行空間を飛行した前記液体が当たる前記筐体の内面である到達面と前記吐出管の前記吐出端との距離を調整する調整手段と、を備え、
前記筐体は、
前記飛行空間内において前記液体の流れる方向と前記流体の流れる方向とが一致するように前記供給管が接続され、
前記吐出管から吐出される前記液体の吐出方向と前記排出管に流れ込む前記液体の流入方向とが揃うように前記吐出管と前記排出管とが接続される
スラグ流生成装置。

【請求項2】

前記供給管の前記供給端の位置は、前記排出管の流入端の位置に対し前記吐出管の吐出端よりも遠い位置である
請求項１に記載のスラグ流生成装置。

【請求項3】

前記筐体は、
前記排出管の流入端に向かうに従い開口面積が小さくなるテーパー面部を備える
請求項１または２に記載のスラグ流生成装置。

【請求項4】

前記排出管の流入端における管軸に垂直な面に対し前記テーパー面は４５°以下である請求項３に記載のスラグ流生成装置。

【請求項5】

前記吐出管の吐出端の肉厚は、前記吐出管の基端側の肉厚よりも薄い
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスラグ流生成装置。

【請求項6】

前記吐出管の吐出端には、前記吐出管よりも前記液体に対するぬれ性が悪い材質からなる撥液部が設けられる
請求項１〜５のいずれか一項に記載のスラグ流生成装置。

【請求項7】

前記排出管は、
スラグ流の下流に向かうに従い流入端の内径から徐々に内径が広がる拡径部を備える
請求項１〜６のいずれか一項に記載のスラグ流生成装置。

【請求項8】

液体を吐出する吐出管と、
前記吐出管が挿通され、前記吐出管の吐出端から吐出される前記液体が飛行する飛行空間を形成する筐体と、
前記筐体に接続される供給端を有し、前記液体とは種類が異なり前記液体とにより所望のスラグ流を形成するために前記液体とは混じり合いにくい任意に選定される流体を前記供給端から前記飛行空間に供給する供給管と、
前記筐体に接続され、前記液体からなる液体スラグと前記流体からなる流体スラグとを交互に並んだ状態で排出する排出管と、
前記吐出管の前記液体の吐出方向において、前記飛行空間を飛行した前記液体が当たる前記筐体の内面である到達面と前記吐出管の前記吐出端との距離を調整する調整手段と、
前記流体を所定の流量で前記供給管に供給する流量調整手段と、を備え、
前記筐体は、
前記吐出管から吐出される前記液体の吐出方向と前記飛行空間に供給される前記流体の方向とが交差、または、捩れの位置となるように前記吐出管と前記供給管とが接続される
スラグ流生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、マイクロリアクター、ミリリアクターや配管の洗浄などに用いられるスラグ流を生成するスラグ流生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、水と油や、水と空気など互いに混じり合わない２種類の流体が管の内方を流れる場合に、一方の流体からなる第一スラグ（第一流体相）と他方の流体からなる第二スラグ（第二流体相）が管軸に沿って交互に並んで流れるスラグ流という流れ方がある。このスラグ流は、スラグ流全体が流れている場合に各スラグが独立して流動する、管の近傍と中心部分との流速がほぼ同じなど他の流体の流れ方とは異なる特性を備えているため、この特性を利用してマイクロリアクターや配管の洗浄などに利用されている。

【0003】

例えば特許文献１には、Ｙ字状やＴ字状で交差する二つの流路を用い、その交差部分でスラグ流が形成されるスラグ流を生成する装置であって、任意の流量条件において広い範囲で各スラグの長さを調節可能なスラグ流生成装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２２００４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、スラグの長さや各スラグ長の比などが異なるスラグ流を生成する場合、それぞれの状態に対応したＹ字やＴ字の部材を準備する必要があるため、スラグ流の状態を任意に調整することができるスラグ流生成装置が望まれている。

【0006】

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、様々な状態のスラグ流を生成することができるスラグ流生成装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本願発明にかかるスラグ流生成装置は、液体を吐出する吐出管と、前記吐出管が挿通され、前記吐出管の吐出端から吐出される前記液体が飛行する飛行空間を形成する筐体と、前記筐体に接続される供給端を有し、前記飛行空間に前記液体とは種類の異なる流体を前記供給端から前記飛行空間に供給する供給管と、前記筐体に接続され、前記液体からなる液体スラグと前記流体からなる流体スラグとを交互に並んだ状態で排出する排出管と、前記吐出管の前記液体の吐出方向において、前記飛行空間を飛行した前記液体が当たる前記筐体の内面である到達面と前記吐出管の前記吐出端との距離を調整する調整手段と、を備え、前記供給管は、前記吐出管と同軸上に配置される同軸部と、前記同軸部に交差し同軸部に連通する供給部とを備え、前記筐体は、前記吐出管から吐出される前記液体の吐出方向と前記排出管に流れ込む前記液体の流入方向とが揃うように前記吐出管と前記排出管とが接続されることを特徴としている。
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる他のスラグ流生成装置は、液体を吐出する吐出管と、前記吐出管が挿通され、前記吐出管の吐出端から吐出される前記液体が飛行する飛行空間を形成する筐体と、前記筐体に接続される供給端を有し、前記液体とは種類が異なり前記液体とにより所望のスラグ流を形成するために前記液体とは混じり合いにくい任意に選定される流体を前記供給端から前記飛行空間に供給する供給管と、前記筐体に接続され、前記液体からなる液体スラグと前記流体からなる流体スラグとを交互に並んだ状態で排出する排出管と、前記吐出管の前記液体の吐出方向において、前記飛行空間を飛行した前記液体が当たる前記筐体の内面である到達面と前記吐出管の前記吐出端との距離を調整する調整手段と、前記流体を所定の流量で前記供給管に供給する流量調整手段と、を備え、前記筐体は、前記吐出管から吐出される前記液体の吐出方向と前記飛行空間に供給される前記流体の方向とが交差、または、捩れの位置となるように前記吐出管と前記供給管とが接続される。

【0008】

これによれば、液体スラグと流体スラグとの関係性が様々なスラグ流を任意に調整して生成することが可能となる。

【0009】

また、前記供給管の前記筐体に接続される供給端の位置は、前記排出管の流入端の位置に対し前記吐出管の吐出端よりも遠い位置であってもよい。

【0010】

これによれば、飛行空間に流れの安定した流体を供給することができ、液体スラグと流体スラグとの関係をより安定させた状態のスラグ流を生成することが可能となる。

【0011】

また、前記飛行空間内において前記液体の流れる方向と前記流体の流れる方向とが一致してもかまわない。

【0012】

これによれば、飛行空間における液体と流体との流れが安定し、液体スラグと流体スラグとの関係をより安定させた状態のスラグ流を生成することが可能となる。

【0013】

また、前記筐体は、前記吐出管から吐出される前記液体の吐出方向と前記排出管に流れ込む前記液体の流入方向とが揃うように前記吐出管と前記排出管とが接続され、前記排出管の流入端に向かうに従い開口面積が小さくなるテーパー面部を備えてもよい。

【0014】

これによれば、各部材の寸法精度が悪い場合でも安定した所望のスラグ流を生成することが可能となる。

【0015】

前記排出管の流入端における管軸に垂直な面に対し前記テーパー面は４５°以下であってもよい。

【0016】

これによれば、液体スラグと流体スラグとの関係を調整手段により容易に調整することが可能となる。

【0017】

また、前記吐出管の吐出端の肉厚は、前記吐出管の基端側の肉厚よりも薄くてもよい。

【0018】

これによれば、吐出端から吐出される液体が吐出端に付着する量を低減でき、安定したスラグ流を生成することが可能となる。

【0019】

また、前記吐出管の吐出端には、前記吐出管よりも前記液体に対するぬれ性が悪い材質からなる撥液部が設けられてもよい。

【0020】

これによれば、吐出端から吐出される液体が吐出端に付着する量を低減でき、安定したスラグ流を生成することが可能となる。

【0021】

前記排出管は、スラグ流の下流に向かうに従い流入端の内径から徐々に内径が広がる拡径部を備えてもよい。

【0022】

これによれば、管軸方向に短いスラグを形成することができ、例えば、薄い膜状のスラグを形成することが可能となる。

【発明の効果】

【0023】

本願発明によれば、液体スラグと流体スラグの関係を任意に調整されたスラグ流を生成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、スラグ流生成装置を示す斜視図である。

【図2】図２は、スラグ流生成装置を液体および流体と共に示す断面図である。

【図3】図３は、スラグ流生成装置により生成されたスラグ流の状態を観察する実験装置を模式的に示す図である。

【図4】図４は、別態様のスラグ流生成装置を示す断面図である。

【図5】図５は、別態様の吐出管の吐出端を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、本願発明に係るスラグ流生成装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係るスラグ流生成装置の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本願発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本願発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

【0026】

また、図面は、本願発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

【0027】

図１は、スラグ流生成装置を示す斜視図である。

【0028】

図２は、スラグ流生成装置を液体および流体と共に示す断面図である。

【0029】

これらの図に示すように、スラグ流生成装置１００は、液体スラグ２０１と流体スラグ２０２とが交互に並んで流路を進行するスラグ流２００を生成する装置であって、吐出管１０１と、筐体１０２と、供給管１０３と、排出管１０４と、調整手段１０５とを備えている。

【0030】

吐出管１０１は、液体２１１を吐出する管状の部材である。吐出管１０１を形成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、ステンレススチールなどの金属（合金）、樹脂などを例示することができる。また、吐出管１０１の形状も生成するスラグ流２００によって変化するものであるため、限定されるものではないが、例えば、マイクロリアクターに供給されるスラグ流２００を生成する場合、内径が１ｍｍ程度の大きさの円管を例示できる。

【0031】

ここで、液体２１１とは、スラグ流２００を構成する液体スラグ２０１の材料となる液体であり、所望のスラグ流２００を形成するために任意に選定される流体のひとつである。具体的に例えば、液体２１１としては、水、アセトン、グリセリンなどを例示できる。

【0032】

また、本実施の形態の場合、液体２１１が吐出される吐出管１０１の端部である吐出端１１１の肉厚は、吐出管１０１の基端側の肉厚よりも薄くなっている。本実施の形態の場合は、吐出管１０１の内径を維持しながら吐出管１０１の外径が吐出端１１１に向かって先細りするテーパー面が吐出管１０１の先端部に形成されている。

【0033】

このように、吐出端１１１の肉厚が薄くなることで、吐出端１１１に液体２１１が付着することをできる限り防止し、吐出管１０１から液体２１１を安定した状態で吐出させることができる。

【0034】

筐体１０２は、吐出管１０１の吐出端１１１から吐出される液体２１１が飛行する閉鎖的な空間である飛行空間１２０を形成する箱状の部材である。筐体１０２を形成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、ステンレススチールなどの金属（合金）、樹脂などを例示することができる。

【0035】

ここで、飛行空間１２０とは、筐体１０２により囲まれた空間であり、液体２１１、および、流体２２１が流入しスラグ流２００として排出される以外は、流体の出入りがない閉鎖的な空間である。

【0036】

また、液体２１１が「飛行」とは、液体２１１が液滴として飛行空間１２０内を飛ぶ状態ばかりでなく、図２に示すように、吐出管１０１の吐出端１１１から筐体１０２の内面まで液体２１１が連続している状態も含む意味で用いている。

【0037】

本実施の形態の場合、筐体１０２は、漏斗のような形状の第一筐体部１２１と第二筐体部１２２の大きな径の開口である大開口部をそれぞれ対向状態で付き合わせて一体とした形状である。第一筐体部１２１の小さな径の開口である小開口部には排出管１０４が取り付けられている。第二筐体部１２２の小開口部には、吐出管１０１が同軸状態で挿通され、吐出管１０１と第二筐体部１２２の小開口部との間に形成される環状の開口は流体２２１が飛行空間１２０に流入する供給端１３１となっている。

【0038】

このように配置することにより、飛行空間１２０内において液体２１１の流れる方向（図中Ｚ軸負の方向）と流体２２１の流れる方向とを一致させることが可能となる。さらに、供給端１３１の形状、および、配置により、流体２２１が液体２１１の周囲を包むように同軸上に流れるため、流体２２１が液体２１１と共に飛行空間１２０内を安定して流れ、スラグ流２００を安定して生成することが可能となる。

【0039】

また本実施の形態の場合、筐体１０２は、吐出管１０１から吐出される液体２１１の吐出方向と排出管１０４に流れ込む液体２１１の流入方向とが一軸上に揃うように吐出管１０１と排出管１０４とが接続されている。また、筐体１０２の第一筐体部１２１は、液体２１１の飛行方向に沿って排出管１０４の流入端１４１に向かうに従い液体２１１の飛行方向に直交する面における第一筐体部１２１の開口面積が徐々に小さくなるテーパー面部１２３が設けられている。このような流入端１４１に向かって徐々に狭くなるテーパー面部１２３を設けることで、液体２１１、および、流体２２１が排出管１０４にスムーズに流れ込むことができる。スラグ流生成装置１００の寸法精度をある程度落としても、生成するスラグ流２００の状態を高い再現性で調整することが可能となる。

【0040】

ここで、テーパー面部１２３の角度は、排出管１０４の流入端１４１における管軸に垂直な面に対し４５°以下であることが好ましい。４５°よりも大きくなると、例えば、吐出管１０１の軸がずれることにより吐出端１１１と筐体１０２の内面との距離が大きく変化してしまい、安定したスラグ流２００の生成が困難となる。

【0041】

供給管１０３は、飛行空間１２０に液体２１１とは種類の異なる流体２２１を飛行空間１２０に供給する部材である。供給管１０３を形成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、ステンレススチールなどの金属（合金）、樹脂などを例示することができる。また、供給管１０３の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、供給管１０３の筐体１０２に接続される部分である供給端１３１の位置は、排出管１０４の流入端１４１の位置に対し吐出管１０１の吐出端１１１よりも遠い位置に配置されている。本実施の形態の場合、供給管１０３の端部に吐出管１０１が同軸上に刺し通された状態で配置されており、吐出管１０１の端部が供給端１３１よりも飛行空間１２０に突出することで、吐出端１１１と供給端１３１との位置関係を実現している。

【0042】

また、供給管１０３は、吐出管１０１と同軸上に配置される同軸部１３２と同軸部１３２に交差し同軸部１３２に連通する供給部１３３とを備えている。また、同軸部１３２と供給部１３３との接続部分と供給端１３１との距離は、同軸部１３２に流れる流体２２１の流れが安定する距離に設定されている。これにより、流体２２１が飛行空間１２０に安定した状態で流入し、スラグ流２００を安定して生成できる。

【0043】

また、供給管１０３の同軸部１３２には、吐出管１０１が貫通状態で配置されており、供給端１３１に対し、供給部１３３と交差する部分よりも遠くの位置には同軸部１３２に対する吐出管１０１のスライドを可能とし、かつ、吐出管１０１と同軸部１３２との間から流体２２１の漏出を防止する密閉部１３４が備えられている。

【0044】

このように、同軸部１３２は、吐出管１０１の往復動をガイドし、また、筐体１０２を封止する機能を担っており、この機能を確保するための十分な長さを備えることが好ましい。これによれば、各部材の寸法精度が悪い場合でも安定した所望のスラグ流を生成することが可能となる。

【0045】

密閉部１３４の構造は、特に限定されるものではないが、例えばグリスによりスライドと密閉とを実現してもよく、また、Ｏリングなどによりスライドと密閉とを実現してもよい。

【0046】

ここで、流体２２１とは、スラグ流２００を構成する流体スラグ２０２の材料となる流体であり、所望のスラグ流２００を形成するために液体２１１とは混じり合いにくい任意に選定される物質である。なお、混じり合いにくいとは、ある程度の長さスラグ流２００として流れればよく、完全に混じり合わないことを意味するものではない。例えば、飽和状態であるため、それ以上に流体２２１が液体２１１に溶け込まないような状態も混じり合いにくい状態に含まれる。

【0047】

具体的に例えば、流体２２１としては、酸素、一酸化炭素、空気などの気体やシリコンオイルや植物油などの液体を例示することができる。

【0048】

排出管１０４は、液体２１１からなる液体スラグ２０１と流体２２１からなる流体スラグ２０２とを交互に並んだ状態で排出する管状の部材である。排出管１０４を形成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、ステンレススチールなどの金属（合金）、樹脂などを例示することができる。また、排出管１０４の形状も生成するスラグ流２００によって変化するものであるため、限定されるものではないが、本実施の形態の場合、排出管１０４は、スラグ流２００の下流に向かうに従い流入端１４１の内径から徐々に内径が広がる拡径部１４２を備えている。これにより、液体スラグ２０１と流体スラグ２０２との接触面積を増加させることができ、液体スラグ２０１と流体スラグ２０２とを反応させる場合などにおいて、反応性を高めることが可能となる。

【0049】

また、排出管１０４は、湾曲部１４３を備えている。スラグ流２００生成の高効率化を図るため、飛行空間１２０における液体２１１の吐出方向を鉛直下向きとし、吐出管１０１の吐出端１１１の下方に排出管１０４の流入端１４１を配置し、一方で、マイクロリアクターにスラグ流２００を供給するためにスラグ流２００の流れる方向（図中Ｘ軸正の方向）を水平面内に変更するために湾曲部１４３が設けられている。

【0050】

調整手段１０５は、吐出管１０１の液体２１１の吐出方向（図中Ｚ軸方向）において、飛行空間１２０を飛行した液体２１１が当たる筐体１０２の内面である到達面１２４と吐出管１０１の吐出端１１１との距離ｄを調整する装置である。本実施の形態の場合、到達面１２４の位置と流入端１４１の位置は一致している。

【0051】

本実施の形態の場合、調整手段１０５は、供給管１０３の同軸部１３２を介して筐体１０２に固定的に接続される第一接続部１５１と、同軸部１３２から突出して露出している吐出管１０１に固定的に接続される第二接続部１５２と、第一接続部１５１に対し位置が変わることなく自在に回転し、第二接続部１５２に貫通状に設けられた雌ねじと螺合する雄ねじ部を備えた軸体１５３と、軸体１５３を指などで回転させるためのつまみ１５４とで構成されている。

【0052】

この調整手段１０５のつまみ１５４を回転させることで軸体１５３が回転し第一接続部１５１と第二接続部１５２との距離を変更することができ、これらに固定的に接続される吐出管１０１の吐出端１１１と筐体１０２の到達面１２４との距離を任意に変更することができる。

【0053】

なお、調整手段１０５は、上記のような機構に限定されるものではなく、筐体１０２に対し吐出管１０１を手動で移動する場合でも、飛行空間１２０の密閉状態を維持しつつ吐出管１０１の突出状態を調整できる機構部分は調整手段１０５となる。また、つまみ１５４を自動で回転させることができるように、モータのような回転手段を接続することで、距離ｄを、制御することができる。

【実施例】

【0054】

図３は、スラグ流生成装置により生成されたスラグ流の状態を観察する実験装置を模式的に示す図である。

【0055】

同図に示すように、実験装置３００は、貯留槽３０２に貯留されている液体２１１を所定の流量で連続してスラグ流生成装置１００の吐出管１０１に供給することのできるポンプ３０１と、流体２２１を所定の流量で連続してスラグ流生成装置１００の供給管１０３に供給することのできる流量調整手段３０３と、スラグ流生成装置１００により生成されるスラグ流２００の状態を撮像できる高速度カメラ３０４とを備えている。

【0056】

本実施例において用いる液体２１１は、アセトン、水、グリセリンの３種類である。また、流体２２１としては、気体である酸素を用いている。

【0057】

ポンプ３０１については、いずれの液体２１１についても３ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給できるように設定した。

【0058】

流量調整手段３０３については、ボンベに貯蔵されている気体の酸素を減圧し２０ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給できるように設定した。

【0059】

以上の条件の下、筐体１０２の内面である到達面１２４と吐出管１０１の吐出端１１１との距離ｄを３．８ｍｍにした場合のスラグ流２００の状態、および、距離ｄを２．０ｍｍにした場合のスラグ流の状態を高速度カメラ３０４により観察した。

【0060】

観察した結果を表１に示す。

【0061】

【表1】

【0062】

以上に示すように、スラグ流生成装置１００に供給される液体２１１と流体２２１との流量が一定の場合において、到達面１２４と吐出端１１１との距離ｄを変化させることにより、液体スラグ２０１と流体スラグ２０２のスラグ長を調整することができ、また、液体スラグ２０１のスラグ長と流体２２１のスラグ長との比を調整することができる。

【0063】

また、液体２１１の粘性が比較的高いグリセリンの場合、到達面１２４と吐出端１１１との距離ｄを微調整することにより、下記表２に示すように、様々な状態のスラグ流２００を生成することができた。

【0064】

【表2】

【0065】

なお、従来のＴ字状やＹ字状で交差する流路からなるスラグ流生成部材を用い二つの流路に流量が一定の液体２１１と流体２２１とをそれぞれ供給した場合、各スラグ長やスラグ長の比を変化させることはできない。

【0066】

以上、説明したスラグ流生成装置１００によれば、供給される液体２１１、および、流体２２１の流量や圧力ばかりでなく、飛行空間１２０を飛行した液体２１１が当たる到達面１２４と吐出管１０１の吐出端１１１との距離ｄをパラメータにすることができ、液体スラグ２０１のスラグ長や流体スラグ２０２のスラグ長を個々に設定することも可能である。さらに、複数のスラグ流生成装置を準備することなく、様々な状態のスラグ流２００を生成することが可能となる。

【0067】

従って、スラグ流生成装置１００により生成されるスラグ流２００をマイクロリアクターに供することにより、液体スラグ２０１と流体スラグ２０２との反応を任意に操作することが可能となる。

【0068】

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。

【0069】

例えば、図４に示すように、筐体１０２は、有底の円筒形状等でもかまわない。また、飛行した液体２１１が当たる筐体１０２の内面である到達面１２４は、液体２１１の飛行方向に対し交差（直交）する平面でもかまわない。

【0070】

また、筐体１０２の形状は中空の球体や中空の立方体など任意の形状を採用することができる。

【0071】

また、供給管１０３は、筐体１０２に直接的に接続され、液体２１１の飛行方向と交差、または、捩れの方向に流体２２１を供給するものでもかまわない。

【0072】

また、排出管１０４は、拡径部１４２を備えることなく筐体１０２に直接的に接続されてもかまわない。またこの場合、供給管１０３の管軸と排出管１０４の管軸とを同軸上に配置してもかまわない。

【0073】

また図５に示すように、吐出管１０１を通過する液体２１１において、吐出管１０１を構成する材質のぬれ性よりもぬれ性が悪い材質からなる撥液部１１２が少なくとも吐出端１１１に設けられてもかまわない。これにより、吐出管１０１から吐出される液体２１１の液離れが良好となり、生成するスラグ流２００の状態を安定させることが可能となる。撥液部１１２の材質は特に限定されるものではないが、例えばフッ素樹脂を例示することができる。

【0074】

また、吐出管１０１による液体２１１の吐出方向は鉛直下向きに限定されるものではなく、水平方向や水平面に対し斜め方向など任意の方向に設定されてもかまわない。

【0075】

また、流体２２１が液体の場合においても、筐体１０２によって形成される空間は飛行空間１２０であり、吐出管１０１から吐出される液体２１１は、飛行空間１２０内を飛行するとして表現している。

【産業上の利用可能性】

【0076】

スラグ流生成装置は、マイクロリアクターに利用されるスラグ流を生成することができる。また、配管内の洗浄に適したスラグ流を生成して配管の洗浄、例えばミルクラインの洗浄などに利用することができる。

【符号の説明】

【0077】

１００ スラグ流生成装置
１０１ 吐出管
１０２ 筐体
１０３ 供給管
１０４ 排出管
１０５ 調整手段
１１１ 吐出端
１１２ 撥液部
１２０ 飛行空間
１２１ 第一筐体部
１２２ 第二筐体部
１２３ テーパー面部
１２４ 到達面
１３１ 供給端
１３２ 同軸部
１３３ 供給部
１３４ 密閉部
１４１ 流入端
１４２ 拡径部
１４３ 湾曲部
１５１ 第一接続部
１５２ 第二接続部
１５３ 軸体
２００ スラグ流
２０１ 液体スラグ
２０２ 流体スラグ
２１１ 液体
２２１ 流体
３００ 実験装置
３０１ ポンプ
３０２ 貯留槽
３０３ 流量調整手段
３０４ 高速度カメラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】