[發明專利]一種微反應器

有效

• 申請號: 201810964357.X
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN108993341B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 賈建洪
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學上虞研究院有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 朱孔妙

本發明公開了一種微反應器，包括殼體和設于所述殼體內的反應裝置；所述反應裝置包括多個用于供流體通過的螺旋加速結構、與所述螺旋加速結構相配合的沖擊結構及與所述沖擊結構相配合的混流結構；本發明通過螺旋加速結構、沖擊結構及混流結構的設置，使得流體能形成螺旋狀的渦流，從而使得流體能被更好的混合，進而提高了流體的反應速率。

技術領域

本發明屬于反應設備技術領域，尤其是涉及一種微反應器。

背景技術

微反應器，是指利用例如精密加工技術等手段制造的微型反應器，其特征尺寸通常在10到3000μm之間。如本領域的技術人員所理解的，微反應器的“ 微”不是特指微反應器設備的外形尺寸小，也不是指微反應器設備產品的產量小，而是表示工藝流體(反應介質)的反應通道在微米級別(至多到毫米級別)，即，反應通道為微型反應通道。微反應器中可以包含有成百萬上千萬的這樣的微型反應通道，因此也能夠實現很高的產量。

然而現有的微反應器多數僅采用設置多個連續的反應腔的方式來提高流體的混合程度，該種方式對流體的混合程度較低，容易導致混合不均勻和反應不充分。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種流體混合均勻、反應充分的微反應器。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種微反應器，包括殼體和設于所述殼體內的反應裝置；所述反應裝置包括多個用于供流體通過的螺旋加速結構、與所述螺旋加速結構相配合的沖擊結構及與所述沖擊結構相配合的混流結構；通過螺旋加速結構的設置，使得流體的流速增加，再通過沖擊結構的設置，使得被加速后的流體在沖擊結構的作用下被分散開來，形成紊流，從而使得流體混合的更為均勻，加快反應速率；再通過混流結構的設置，將被分散開來的流體重新匯聚起來并混合，進一步促進了流體的混合程度的同時，也加快了反應速率。

進一步的，所述螺旋加速結構包括用于供流體通過的進液通道、與所述進液通道相連通的噴射通道及設于所述進液通道的內壁和所述噴射通道的內壁上的螺旋槽；通過進液通道與噴射通道的相連，使得流體能被噴射通道噴出，從而起到了增大流體流速的作用，令流體能被更好的混合；通過螺旋槽的設置，使得流體在螺旋槽的作用下形成螺旋狀的渦流，從而使得流體的流速增大的同時，可以將流體混合的更加均勻；且流體會在螺旋槽的作用下從噴射通道中螺旋噴出，從而使得流體會更容易被沖擊結構打散，進一步促進流體的混合程度。

進一步的，所述進液通道的進液口的直徑大于所述進液通道的出液口的直徑；所述噴射通道與所述進液通道的出液口相連通；通過由于進液口設置的較大，起到方便流體流入的作用；而由于出液口較小，從而使得進液通道整體呈直徑從大到小的形狀，進而起到了令流體在壓力的作用下加速的目的，使得流體混合的更為均勻。

進一步的，所述螺旋槽呈逆時針盤旋向下設置；由于在地心引力的作用下，北半球的水流在進入下水道時會形成逆時針方向的渦流，所以將螺旋槽設置為逆時針方向的，從而使得流體進入螺旋槽內后，在螺旋槽和地心引力的雙重作用下，能更好的形成渦流，從而使流體混合的更為均勻的同時，起到了加快流體流速的作用。

進一步的，所述沖擊結構包括設于相鄰兩所述進液通道之間的抗沖部，該抗沖部包括與所述噴射通道相對應的散流平面和與所述散流平面相配合的抗壓弧面；通過散流平面的設置，使得從噴射通道中螺旋噴出的流體在沖擊在散流平面上后，被散流平面打散，從而使得流體被分成多股支流，更便于流體的混合；抗壓弧面的設置則起到了增強抗沖部的結構強度的作用，從而延長了設備的使用壽命。

進一步的，所述混流結構包括設于相鄰兩螺旋加速結構之間的混流腔、設于所述抗沖部上的左導流部及與所述左導流部相配合的右導流部；通過左右導流部的設置，形成了一個有開口的反應腔，從而使得支流在反應腔內相互碰撞，起到令流體混合更為均勻的作用的同時，混流腔的設置，則使得從左右導流部中流出的支流又能重新在混流腔內發生碰撞，并混合在一起，進一步促進了流體的混合，使得反應更為充分。