WO2003076059A1 - Gas mixer, gas reactor and surface modifying device - Google Patents
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- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
- B01F25/421—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions by moving the components in a convoluted or labyrinthine path
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- B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
- B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
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- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
Definitions
- Gas mixing device gas reaction device and surface reforming device
- the present invention relates to a gas mixing device, a gas reaction device, and a semiconductor well used in a chemical reaction process in a chemical plant, a semiconductor manufacturing process, and the like.
- the present invention relates to a surface modification device used for surface treatment of glass substrates such as glass and glass substrates, and for surface treatment of parts and tools.
- the gas When reacting gas in a reaction furnace, the gas is allowed to flow in a fixed amount using a flow meter or a mass flow, and then reacted in the reaction furnace.
- a mixed gas consisting of a plurality of gases is uniformly mixed and stirred, and at the same time, the entire gas is adjusted to a uniform temperature. If not, it is difficult to generate a uniform reaction product.
- the reaction in the reactor may be performed quickly unless the plurality of gases are adjusted to their own uniform temperatures. Can not.
- the reactor must be made of a material that can withstand high temperatures and large enough to accommodate the object, and the larger the object, the lower the cost of the reactor. growing .
- Such a surface modification apparatus includes a processing gas, which is often used for surface modification of an object to be treated, such as a method using thermal ionization, discharge, or laser light. Since the reaction temperature of the gas is high, the energy consumption is large and the object to be treated is limited to materials that can withstand high temperatures. Disclosure of the invention
- the present invention is directed to an annular flow path communicating in the circumferential direction, and a position of an inlet and an outlet in the annular flow path in the circumferential direction.
- a plurality of inlets and outlets formed in the annular channel so as to deviate from each other; and the inlet or the above-mentioned channel formed in the annular channel.
- a mixed flow path composed of a plurality of communication flow paths connected to the outlet, and a supply flow path and a discharge flow path of the fluid connected to the mixed flow path It is a gas mixing device equipped with a gas mixture.
- a mixed flow path consisting of a plurality of communication flow paths connecting the outlet and the outlet, and a supply flow path for a fluid connected to the mixed flow path.
- Gas mixture with exhaust and discharge channels It may be an integrated device.
- a gas reaction flow path comprising an inflow port and an outflow port of the above, and a plurality of communication channels formed in an annular flow path and communicating with the inflow port or the outflow port; and
- the gas reactor may be provided with a supply flow path and a discharge flow path for the fluid that is communicated with the reaction channel.
- a plurality of annular flow passages arranged in a state of being parallel to each other and communicating in the circumferential direction, and the annular shape such that the positions of the inlet and the outlet in the annular flow passage are shifted in the circumferential direction.
- a plurality of inflow and outflow ports formed in the flow path; and a plurality of communication flow paths communicating the inflow port and the outflow port formed in different annular flow paths.
- the gas reaction device may be provided with a gas reaction flow path as described above, and a supply flow path and a discharge flow path of a fluid connected to the gas reaction flow path.
- the inlet and the outlet are respectively provided in the annular flow path, and the gas flows into the annular flow path and the annular flow path force. Means the outlet from which the gas flows out.
- gas flows into or out of the communication channel.
- the terms of the inlet 28 and outlet 29 of the communication channel, which is the mouth, are also used.
- the gas supply device is connected to the supply channel of the gas mixing device or the gas reaction device, or a heating means for heating the mixing channel and the gas reaction channel is provided. It is advisable to install a tank in the supply flow path and the discharge flow path. It is good to connect the gas discharge port of the vacuum ejector that flows in multiple gases and discharges the mixed gas to the supply flow path of the gas mixing device.
- a pump may be connected to the reaction gas discharge port of the gas reactor connected to the gas mixing device.
- the gas flowing through the gas reaction channel is a single or a plurality of gases, which react in the reaction channel.
- the discharge channel of the gas reactor may be a surface reformer connected to the accumulation chamber.
- the gas to be treated by the gas mixing device and gas reaction device of the present invention is not limited to gas at normal temperature, but also includes liquefied gas that becomes gas when heated. It is a thing.
- the gas By heating the mixing device, the gas can be heated to a uniform temperature.
- the gas is further mixed by the high-speed collisional turbulence of the gas in the mixing flow path so that the plurality of gases are uniformly stirred.
- the gas passes through the flow path, it collides with the wall at multiple points, so that a plurality of gases are further finely and uniformly agitated and are discharged from the discharge flow path.
- a plurality of gases input to the vacuum ejector are mixed, and the mixed gas is discharged.
- the reaction gas whose reaction has been completed is discharged from the reaction furnace by the pump.
- the same type or a plurality of processing gases are sent to the gas reaction channel, the same type or a plurality of types may be generated by the high-speed collisional turbulence of the gas in the channel.
- the processing gas collides with each other many times. In the gas, molecules and atoms move around at a high speed, and repeatedly collide with each other and run around irregularly. At that time, when the flow path is heated, the processing gas is also heated.
- the treated gas will react. Even if the amount of processing gas flowing in the flow passage is increased, the flow velocity of the gas in the flow passage is increased, the number of collisions with the wall surface is increased, and more heat is given from the wall surface. Therefore, even if the amount of the processing gas is increased, the heating reaction can be efficiently performed in the same reaction channel.
- the plurality of processing gases are uniformly mixed and stirred, so that a reaction gas mixed in a uniform state can be generated.
- the reaction gas heated to the reaction temperature is discharged from the discharge channel by the pressure of the processing gas.
- the gas is uniformly heated to a temperature close to the reaction temperature in the furnace. Can be supplied.
- the reaction gas having a uniform temperature can be produced only by flowing the processing gas into the gas reaction channel heated to the reaction temperature. It can be manufactured.
- FIG. 1 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a perspective view of a case where a mixing channel and a reaction channel used in the apparatus according to the embodiment of the present invention are manufactured by piping.
- FIG. 8 is a perspective view showing a case where a mixed flow path and a reaction flow path used in the apparatus according to the embodiment of the present invention are manufactured by blocking.
- Fig. 9 shows the mixing channel and the reaction channel used in the device of the embodiment of the present invention, which were partially made using a tube material and partially made into a block. It is a perspective view of the case.
- FIG. 10 is a perspective view showing an exploded state of a connecting portion between the mixing channel, the annular channel of the reaction channel, and the communication channel shown in FIG.
- FIG. 11 is a system diagram showing a gas reaction apparatus according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 12 shows a gas reactor and surface modification of another embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a system diagram showing an apparatus (thin film forming apparatus).
- FIG. 13 is a system diagram showing a gas reaction apparatus and a surface reforming apparatus (thin film forming apparatus) according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a system diagram showing a gas reaction apparatus and a surface reforming apparatus (thin film forming apparatus) according to another embodiment of the present invention.
- the superheated steam generated by heating up to the reaction temperature is sent to the accumulation chamber 17.
- the superheated steam heated to each reaction temperature is used in the accumulation chamber 17 for forming an oxide film on a wafer for a semiconductor as the object 16 to be processed.
- the superheated steam generated here corresponds to reaction gas A.
- the explanation of the symbols used in the figure is as follows.
- Example Ru Oh down Gurley had snare query the gas species, air, N 2 (nitrogen), 0 2 (oxygen), H 2 (hydrogen), Ar (General gases such as argon (Argon), He (Hermium), II 20 (Water), CO 2 (Carbon oxide), CO (Carbon oxide), NH 3 (Ammonia) A), CF 4 (Te preparative La off Ruo b meth emissions), SF 6 (six full Tsu sulfur), CH 4 (meth emissions), S i (0 C 2 H 5) 4 ( Te DOO La et It may be a liquefied gas such as Tokishiran) or any mixed gas.
- the processing gas suitable for the processing purpose can be freely selected from gases other than the above.
- the embodiment shown in FIG. 1 is capable of supplying a plurality of gases to the reactor.
- This embodiment shows a case in which three types of gas A, gas B, and gas C are used.
- the mass flow 3, mixing device 2, and reactor 1 are connected by piping.
- Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the gas A, gas B, and gas C are flow-regulated by each mass flow 3 and sent to each mixing device 2 by the pressure of each gas itself. .
- Any force of gas A, gas B and gas C can be supplied to the reactor by the force S.
- the mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIG. 7 to FIG. 9 which will be described later in detail.
- Each gas enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the mixing device 2.
- the gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26 and flows out of the outlet 2 of the arrest passage.
- 9 enters the annular channel 24 from the inlet 31 of the first annular channel 24, collides with the wall surface of the annular channel 24, and from a different inlet 31.
- the entered gas collides.
- the high-speed gas flows from the outlet 32 of the first-stage annular channel 24 to the inlet 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the annular channel 24. Through the outlet 29 of the communication flow path, it enters the annular flow path 24 through the inflow port 31 of the second-stage annular flow path 24, and enters the annular flow path 24.
- gas from different inlets collides.
- Gas A, gas B, and gas C which have been uniformly heated to a temperature immediately before the reaction temperature, are sent to a reaction furnace 1 installed in a container 7 through a pipe.
- the reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature.
- the gas A, gas B, and gas G entering the reactor 1 are further heated by the electric heater 5 and the like in the reactor, and can quickly reach the reaction temperature. .
- thermo power from a panner such as oil or natural gas, microwave heating, induction heating, etc. You can use it.
- reaction gas is released out of the reaction furnace 1 by the pressure of the gas itself.
- FIG. 2 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except that a vacuum pump 8 is connected to the gas outlet of the reactor 1. 1 Same as the embodiment shown in FIG.
- the mass flow 3, the mixing device 2, the reactor 1, and the vacuum pump 8 are surrounded by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the mixing device 2, and the reactor 1 are evacuated by the vacuum pump 8, a plurality of gases can be easily mixed with the mass flow 3 from the mass flow device 2. Then, it can flow into the reactor 1.
- the reaction gas is sucked out of the reaction furnace by the vacuum pump 8.
- the embodiment shown in FIG. 3 is capable of supplying a plurality of gases to the reactor.
- This embodiment shows a case in which three types of gas A, gas B, and gas C are used.
- Gas A, Gas: B, Gas C are flow-regulated by each mass flow 3 and one pipe before mixing device 2 by the pressure of each gas itself. And sent to the mixing device 2.
- Any gas of gas A, gas B, and gas C can be supplied to the reactor.
- the mass flow 3, the mixing device 2, the reaction furnace 1, and the vacuum pump 8 are connected by piping and run. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the mixing device 2, and the reactor 1 are evacuated by the vacuum pump 8, a plurality of gases can be mixed and mixed easily from the mass flow 3.
- the flow S can be applied to the reactor 2 and the reactor 1.
- the mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
- a plurality of gas A, gas B, and gas C enter the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the same mixing device 2.
- the gas mixture of gas A, gas B, and gas C that collided in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26.
- the inlet 31 of the first annular flow path 24 from the outflow port 29 of the communication flow path enters the annular flow path 24 through the force, and collides with the wall surface of the annular flow path 24.
- the mixed gases entering from different inlets 31 collide with each other.
- the high-speed mixing gas flows from the outlet 32 of the first-stage annular channel 24 to the inlet 2 of the plurality of communication channels 25 connected to the annular channel 24. 8, through the outlet port 29 of the communication flow path, through the inlet port 31 of the second-stage annular flow path 24 from the outlet port 29, enters the annular flow path 24 through the inlet port 31, and then enters the annular flow path 24.
- the mixed gas from different inflow loca- tions collide with each other.
- the mixed gas having collided with the inner surface of the tank 27 is uniformly mixed and discharged from the discharge channel 23 and discharged.
- the mixing device 2 installed in the container 6 ⁇ is heated by the electric heater 4, the mixed gas in the mixing channel 21 is uniformly heated by the turbulent motion of the gas. .
- the temperature of the mixed gas can be heated to just before the reaction temperature of the reactor 1.
- Mixing device 2 and container 6 are made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures. It is produced.
- the mixed gas is uniformly mixed and stirred up to the temperature immediately before the reaction temperature at the same time, and the uniformly heated mixed gas is sent to the reactor 1 installed in the vessel 7 through the pipe.
- the reactor 1 and the container 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature.
- the mixed gas uniformly heated up to the temperature just before the reaction temperature in the reactor 1 is further heated by the electric heater 5 in the reactor and quickly reaches the reaction temperature. This can be done.
- electric heater 4 instead of electric heater 4 or electric heater 5, it is also possible to use the heat of a panner such as petroleum or natural gas, microwave heating, induction heating, etc. Ray.
- a panner such as petroleum or natural gas, microwave heating, induction heating, etc. Ray.
- the reaction gas is sucked out of the reactor by the vacuum pump 8.
- a plurality of gases can be supplied to the reactor.
- the drawing shows the case where three types of gas A, gas B, and gas C are used.
- the gas A whose flow rate has been adjusted by the mass flow 3 enters the vacuum injector 9.
- the mask opening 13, the vacuum injector 9, the mixing device 2, and the reactor 1 are connected by piping.
- Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- Any gas of gas B and gas C connected to the gas A and the vacuum line of the vacuum injector 9 can be supplied to the reactor.
- Gas B and gas C flow into the mixing device 2 through the vacuum cutter 9 due to the suction force generated when the gas A flows. In this way, even when there is no vacuum pump, it becomes possible to easily flow a plurality of gases into the same mixing device 2.
- the mixing apparatus 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
- the gas A, gas B, and gas C whose flow rates have been adjusted by the respective mass flows 3 are gathered by the vacuum ejector 9 to form the same mixing device 2.
- the mixed gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the tank 26, and flows out of the communication channel 25 through the inlets 2 of the communication channels 25.
- the mixed gases that have entered collide with each other.
- the high-speed mixing gas flows from an outlet 32 of the first-stage annular flow path 24 to an inlet of a plurality of communication flow paths 25 connected to the annular flow path 24.
- the inlet port 31 of the second-stage annular flow path 24 from the outlet port 29 of the communication flow path, and enters the annular flow path 24 through the annular flow path 24.
- the mixed gas that has entered from different inlet rockers collides with each other.
- the mixing device 2 installed in the vessel 5 is heated by the electric heater 4, the mixed gas in the mixing channel 21 is uniformly heated by the turbulent motion of the gas. It is done. By adjusting the temperature of the electric heater, the temperature of the mixed gas can be heated to just before the reaction temperature of the reactor.
- the mixing device 2 and the container 6 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand high temperatures.
- the mixed gas uniformly heated to a temperature immediately before the reaction temperature is sent to a reaction furnace 1 installed in a container 7 through a pipe.
- the reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature.
- the mixed gas entering the reactor 1 is further heated by an electric heater 5 in the reactor, and can quickly reach the reaction temperature.
- burners of oil, natural gas, etc., or microwave heating, induction heating, etc. may be used.
- a vacuum pump may be connected to the gas outlet of the reactor 1 as in the embodiment shown in FIG.
- the plurality of gases be of two or more types.
- the gas A and the gas B are flow-adjusted by the respective mass flows 3 and sent to the mixing device 2 by the pressures of the respective gases themselves.
- the mass flow 3, mixing device 2, and reactor 1 are connected by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
- Each gas enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the mixing device 2.
- the gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26 and flows out of the outlets 29 of the communication passages.
- the first stage enters the annular channel 24 from the inlet 31 of the annular channel 24, collides with the wall of the annular channel 24, and enters from a different inlet 31.
- the gases collide with each other.
- the high-speed gas flows from the outlet 32 of the first annular passage 24 to the inlet 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the annular passage 24.
- step 27 The gas colliding with the inner surface of the tank 27 is discharged through the discharge channel 23.
- the mixing device 2 installed in the vessel 6 is heated by an electric heater 4 or the like, the gas A and the gas B in the mixing channel 21 are caused by the gas turbulent motion. It is evenly heated.
- the reaction temperature of gas A and gas B differ by independent temperature control of gas A and gas B electric heaters. It can be heated up to.
- the mixing device 2 and the container 6 are made of a metal, ceramic or the like that can withstand the high temperature of the electric heater 14.
- Gas A and Gas B which have been independently heated up to just before the optimal temperature for the reaction in the reactor, are sent to the reactor 1 installed in the vessel 7 through the piping.
- the reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature.
- the gas A and gas B that have entered the reactor 1 are further heated by the electric heater 5 in the reactor and can reach the reaction temperature to the speed and force. .
- thermo power from a partner such as oil or natural gas, or microwave heating or induction heating. Ray.
- the reaction gas is discharged out of the reaction furnace 1 by the pressure of the gas itself.
- the embodiment shown in FIG. 6 is the same as the embodiment shown in FIG. 5 except that a vacuum pump 8 is connected to the gas outlet of the reactor 1. Otherwise, the embodiment shown in FIG. 5 Same as the embodiment described in FIG.
- the mass flow 3, the mixing device 2, the reaction furnace 1, and the vacuum pump 8 are connected by piping and run. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the gas A and gas B can be easily mixed with the mass flow 3. It can be flowed to the joint device 2 and the reaction furnace 1.
- the reaction gas is sucked out of the reaction furnace by the vacuum pump 8.
- reaction channel is used because the reaction takes place in the channel, but the configuration of the channel is mixed. It is similar to a channel.
- a mixing channel will be described, but if the mixing channel is replaced with a reaction channel, the description of the reaction channel will be made.
- FIG. 7 is a perspective view of a case where the mixing channel used in the apparatus of the above-mentioned embodiments of the present invention is manufactured by piping.
- Tubing is made of, for example, metal or ceramic.
- the mixing device 2 of the present embodiment includes a mixing channel 21, a supply channel 22 for supplying gas to the mixing channel 21, and a discharge channel 23 for discharging the gas.
- the mixing flow path 21 includes an annular flow path 24 and a communication flow path 25, a tank 26 for introducing gas from the supply flow path 22 into the communication flow path 25, and a communication flow path. 25 Tank for introducing gas from 5 into discharge channel 23 Yes.
- Each of the annular flow paths is provided with an inlet 31 and an outlet 32 of the annular flow path, and the inlet 31 is connected to an outlet 29 of the communication flow path.
- the inflow port 28 of the communication flow path is connected to the outflow port 32 of the flow path.
- annular channels Any number of one or more annular channels may be used.
- the number of communication channels may be any number of 2 or more.
- the one shown in FIG. 7 uses 5 annular passages and 6 communication passages.
- the annular flow path is 2 and the communication flow path is 6 and the one in FIG. 9 is the annular flow path 1 and the communication flow path is 4. Review using
- FIG. 8 is a view showing a gas mixing device and a gas mixing device used in a gas reaction device according to an embodiment of the present invention, which are manufactured by blocking the mixing channel.
- the mixing channel is manufactured by sequentially connecting the member 51 to the member 58.
- the members 54 and 56 are cylindrical members as shown in the figure, but a convex portion is provided in the center of the adjacent members 55 and 57, and the other
- the annular flow paths 24, 24 are formed by the members adjacent to each other.
- Each of the members 53, 55, and 57 is provided with a communication channel 25 having an inlet 28 and an outlet 29. Further, the members 57 and 58 form the supply-side tank 26, and the members 51, 52 and 53 form the discharge-side tank 27.
- the inflow port 28 of the communication channel 25 of the member 53 becomes the outlet 32 of the annular channel 24 formed by the members 53, 54, 55, and the connection of the member 55.
- the outlet 29 of the passage 25 is to be the inlet 31 of the annular passage.
- the inlet 28 of the communication flow path 25 of the member 55 becomes the outlet 32 of the annular flow path 24 formed by the members 55, 56, 57.
- the outlet 29 of the communication channel 25 of the member 57 serves as the inlet 31 of the annular channel.
- Fig. 9 shows a gas mixing device used in one embodiment of the present invention, in which a mixing channel used in a gas reaction device was partially made into a tube and partially made into a block.
- the mixing flow path is manufactured by sequentially connecting members 51 to 50 to the member 60.
- the member 56 is a cylindrical member as shown in the figure, a convex portion is provided at the center of the adjacent member 57, and this and the other adjacent member 5 are provided. 5 Tsu by the annular channel 2 4 that have One Do Ni Let 's is that is formed.
- the members 53, 55, 57, and 59 are provided with connection holes 30 for communicating with the communication flow passages. Further, the members 59 and 60 form a tank 26 force S on the supply side, and the members 51, 52 and 53 form a tank 27 on the discharge side.
- the member 54 and the member 58 serve as a communication channel 25 having an inlet 28 and an outlet 29.
- connection port 30 of the member 55 becomes the outlet port 32 of the annular channel 24, and the connection port 30 of the member 57 becomes the inlet port 31 of the annular channel 24. It is.
- Fig. 8 In the mixing flow path shown in Fig. 9, the method of engraving the flow path in a material such as ceramic or metal, squeezing the metal plate, A method of cooling and solidifying fluids such as foreign matter and glass by using a mold, etc., excluding only the space in the flow path. A fluid such as ceramics is pressed and solidified from the outside except for the space in the channel, dried, or sintered, and then solidified. There is a method of forming a flow path by using such a method. In addition, in the configuration shown in Fig. 9, a part of the pipe is used to facilitate the manufacture of the communication channel. This makes it possible to mass-produce the mixing flow path and reduce the cost of the apparatus.
- the gas reactor 12 and the mass flow 13 are connected by piping and run.
- the flow rate of gas A is adjusted by the mass flow 13, sent to the gas reactor 12 by the pressure of the gas itself, and calorifically heated by the electric heater 14. It is.
- the electric heater 14 is temperature-controlled by a heater control unit 15.
- the reaction gas A from the gas reactor 12 is supplied to the point of use by piping or the like.
- the piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
- the reaction gas generated by the gas reaction device shown in FIG. 11 is supplied to the material surface of the object 16 in the accumulation chamber 17 to be processed.
- Form a thin film on the surface of the body 7 to improve strength (abrasion resistance, hardness, etc.) ⁇ improve environmental resistance (corrosion resistance, heat resistance, etc.) Insulation, magnetism, etc.) can be imparted.
- the reaction gas or the N 2 (nitrogen), nitride of N 2 (nitrogen) and NH 3 (A down mode Yoo A) mixed Ri by the reaction gas to be processed,
- the film can be formed, and the strength of parts and tools can be improved. It can also be used for the formation of nitride films on semiconductor wafers.
- N 2 (nitrogen) and Ar (A Le Gore-down), etc. of the reaction gas was or, N 2 (nitrogen), Ar (A Le Gore-down), CF 4 (Te door La full O Russia menu ) And SF 6 (sulfur hexafluoride) can be used to clean the surface of the object to be treated, and the surface of components and tools can be cleaned. can do . In addition, cleaning of the surface of semiconductor wafers and glass substrates can be performed.
- Ar Ri by the and (A Le Gore-down) and CH 4 this Ru use physicians the reaction gas of the mixed gas of (meth emissions), etc., part product This will allow for some carburizing of tooling Abrasion resistance Surface hardening becomes possible.
- H 2 0 water
- Ru Oh H 2 0 (water) and H 2 (hydrogen), and water (H 2 0)
- Si (C 2 H 5 0) 4 Te preparative La et key Sorted sheet run-) reaction gas forces these are ⁇ e Doha chromatography, etc. as a protective film for a semiconductor, insulating film, etc. functions It is possible to form a thin film having the following properties.
- the gas reactor 12 and the mass flow 13 are connected by piping.
- the flow rate of the gas A is adjusted by the mass flow 13, sent to the gas reactor 12 by the pressure of the gas itself, and added by the electric heater 14. It gets heated.
- the electric heater 14 is temperature-controlled by a heater control unit 15.
- the reaction gas A heated to the reaction temperature in the gas reaction device 12 is supplied to the accumulation chamber 17 through the pipe by the pressure of the gas itself, and is supplied to the accumulation chamber 17.
- the object is sent up to the object 16 set to. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures. In the accumulation chamber 17, since heating of the gas is not particularly required, the surface of the object 16 can be reformed as it is. For this reason, the object 16 can be surface-modified at a low temperature.
- the accumulation chamber 17 can be manufactured even if it is not made of a high-temperature-resistant material such as the container 11, and it is not always necessary to maintain a vacuum degree. Since a reactor is not required, the energy consumed in the reactor at the same time is not required.
- the reaction gas is exhausted out of the accumulation chamber 17 by the pressure of the gas itself.
- the gas A enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the gas reaction apparatus 12.
- the gas A colliding in the tank 26 passes through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the tank 26, and flows out of the outflow port 2 of the communication channel.
- the liquid From the inlet 31 of the first annular passage 24, the liquid enters the annular passage 24 from the inlet 31, collides with the wall surface of the annular passage 24, and has a different inlet.
- the high-speed gas is supplied from the outlet 32 of the first annular flow path 24 to the inlet 2 of the plurality of non-connected flow paths 25 connected to the annular flow path 24. 8 through the outlet of the communication channel 2 9 and the inflow of the second annular channel 24 from the 9
- the gas A enters the annular channel 24 through the port 31, collides with the wall of the annular channel 24, and the gas A enters from a different inlet. .
- This is repeated in the same manner to pass through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the final annular flow path 24, and through the outflow ports 29 of the communication flow paths.
- the gas A colliding with the inner surface of the tank 27 is discharged from the discharge channel 23.
- the gas A in the flow path 21 becomes impinging turbulent motion of the gas.
- the electric heater 14 is controlled to a temperature appropriate for the reaction by the heater control unit 15.
- the gas reactor 12 and the container 11 are made of metal, ceramic, etc., which can withstand the high temperature of the electric heater 14.
- the reactivity of gas A can be controlled by adjusting the number of stages in the annular flow path and the temperature of the electric heater.
- heat from a burner such as oil or natural gas, or microwave heating or induction heating may be used. If it is not particularly necessary to control the temperature of the reaction gas, various exhaust heats from engines, fuel cells, and other power sources can be used.
- the embodiment described in Fig. 13 is the same as the embodiment described in Fig. 12 except that a plurality of accumulation chambers 17 are provided in the embodiment described in Fig. 12.
- FIG. 14 The embodiment described in FIG. 14 is the same as the embodiment shown in FIG. This is a system that enables the surface modification of the object 16 even if the accumulation chamber 17 is omitted by using the object 16.
- a reaction gas from a gas reactor 12 is directly supplied to the inner surface of a workpiece 16 such as a single pipe or a plurality of pipes to improve the inner surface of the pipe.
- Quality, and the strength (abrasion resistance, hardness, etc.) of only the necessary parts ⁇ Improve the environmental resistance (corrosion resistance, heat resistance, etc.) and improve the function (conductive, insulating) , Magnetism, etc.). According to this method, it becomes possible to make the surface modification selectively only in the portion that requires the function or the function, if the accumulation chamber 17 is not required.
- the gas reaction apparatus of the embodiment shown in FIGS. 11 to 14 is provided with the gas reaction flow path shown in FIG. 10 and FIG. 10. .
- the configuration of the gas reaction channel is the same as the configuration of the mixing channel used in the gas mixing device.
- the situation in which gas flows through the inside is the same as that described for the embodiment of the gas mixing apparatus described in FIGS. 1 to 6. .
- the gas mixing device, the gas reaction device, and the surface reforming device according to the present invention are used as devices for mixing and reacting gases in various applications, and are used to reform the surface of a material.
- Gas mixing equipment, gas reaction equipment, semiconductor wafers, glass substrates, etc. which are particularly useful in chemical reaction processes and semiconductor manufacturing processes. It is suitable for a surface reforming device used for surface treatment of parts and for surface treatment of parts and tools.
Landscapes
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Abstract
Description
明 細 書 Specification
ガ ス 混合装置 、 ガ ス 反応装置及 び表面改質装置 Gas mixing device, gas reaction device and surface reforming device
技術分 野 Technical field
本発 明 は 、 化 学プ ラ ン ト 等 に お け る 化 学反応 工程や 、 半導体製 造工程等 で用 い る 、 ガ ス の 混合装置 、 ガ ス の 反応装置及 び半導 体 ウ エ ノ、一や ガ ラ ス 基板 な ど の 表面処理 を し た り 、 部 品 、 工 具類 の 表面処理 な ど に 用 い る 表面改質装置 に 関す る 。 The present invention relates to a gas mixing device, a gas reaction device, and a semiconductor well used in a chemical reaction process in a chemical plant, a semiconductor manufacturing process, and the like. The present invention relates to a surface modification device used for surface treatment of glass substrates such as glass and glass substrates, and for surface treatment of parts and tools.
背 景技術 ' Background technology ''
反応 炉で ガ ス を 反応 さ せ る 場合 、 ガ ス を 流 量計やマ ス フ ロ ー な ど で規 定量流 し て 反応炉 内 で反応 さ せ る よ う に し て レヽ る 。 When reacting gas in a reaction furnace, the gas is allowed to flow in a fixed amount using a flow meter or a mass flow, and then reacted in the reaction furnace.
し か し な が ら 供給 さ れ る ガ ス の 多 く は 反応 炉 内 で 初 め て 加 熱 さ れ る の で反応温度 に達す る ま で の 時 間 が 長 く か か る 。 そ の た め 炉 内 の ガ ス に 温度差が 生 じ て ガ ス 全体 が 均一 の 温度 に な ら な い の で 均 一 な 反応物 が 生成 さ れ に く い。 However, much of the supplied gas is heated for the first time in the reactor, so that it takes a long time to reach the reaction temperature. As a result, a temperature difference occurs in the gas in the furnace, and the entire gas does not reach a uniform temperature, so that it is difficult to generate a uniform reactant.
ま た 複数 の ガ ス を 反 応 炉 内 で 反応 さ せ る 場合 、複 数 の ガ ス よ り な る 混合 ガ ス は均一 に 混合撐拌 さ れ 同 時 に ガ ス 全体が 均一 温度 に 調整 さ れ て い な い と 反応物 が均一 に 生成 さ れ に く い。 When a plurality of gases are reacted in a reaction furnace, a mixed gas consisting of a plurality of gases is uniformly mixed and stirred, and at the same time, the entire gas is adjusted to a uniform temperature. If not, it is difficult to generate a uniform reaction product.
複数 の ガ ス を 反応炉 内 で 反応 さ せ る 場合 、 複数 の ガス は 各 々 独 自 な均 一温度 に 調整 さ れ な い と 、 反応炉 で の 反応 を速や か に 行 う こ と が 出 来 な い。 When a plurality of gases are reacted in the reactor, the reaction in the reactor may be performed quickly unless the plurality of gases are adjusted to their own uniform temperatures. Can not.
反応 炉 は 高温 に 耐 え ら れ る 材質で被処理体 を 入れ ら れ る 大 き さ が 必要 で あ り 、 被処理体が 大 き く な れ ばそ の た め に 反応炉 の 費 用 が 大 き く な る 。 The reactor must be made of a material that can withstand high temperatures and large enough to accommodate the object, and the larger the object, the lower the cost of the reactor. growing .
反応 炉で 処理 ガ ス を 反応 さ せ る 場合 、 多 く は反応 室 内 の 全体 の 処理ガ ス を加 熱 し て 反応 さ せ る の で 、 反応 の た め の 消 費 エ ネ ル ギ 一 が 大 き く な る 。 ま た処理ガ ス 全体 に 温度差が 生 じ る の で被処 理 体 に 温度斑 が 生 じ 均一 な反応処理 が 出 来 に く い欠 点 が あ っ た。 被処理体 の 表 面処理 に利 用 さ れ る 表面処理 装置 な ど は 、 処理 ガ ス の 反応炉 を 設 け て 反応炉 内 の 処理 ガ ス を 熱 電離、 放電、 レ ー ザ 光 の 照射 な ど の 方法 に よ り 処理 ガ ス を 反応 さ せ 、 反応炉 内 で被処 理体 の 表面処理 し て い る 。 When the processing gas is reacted in the reaction furnace, often the entire gas in the reaction chamber is Since the treated gas is heated and reacted, the energy consumed for the reaction is increased. In addition, since a temperature difference is generated in the entire processing gas, a temperature unevenness is generated in the object to be processed, and there is a defect that uniform reaction processing is difficult to come and go. Surface treatment equipment used for the surface treatment of the object to be treated, for example, is provided with a reactor for processing gas, and the processing gas in the reactor is subjected to thermal ionization, discharge, and irradiation of laser light. The treated gas is reacted by any method, and the surface of the object to be treated is treated in the reactor.
こ う し た 、 表面 改 質装置 に つ い て は 、 被処理体 の 表面改 質用 に 多 く 利 用 さ れ る 熱電離 、 放電 、 レ ー ザ光 に よ る 方法 な ど は 、 処理 ガ ス の 反応温度 が 高温で あ る の で 、 消 費 エ ネ ル ギ一 が 大 き く 被処 理体 も 高温 に 耐 え ら れ る 材料 に 限 ら れ る 。 発 明 の 開 示 Such a surface modification apparatus includes a processing gas, which is often used for surface modification of an object to be treated, such as a method using thermal ionization, discharge, or laser light. Since the reaction temperature of the gas is high, the energy consumption is large and the object to be treated is limited to materials that can withstand high temperatures. Disclosure of the invention
上記課題 を解決す る た め 本発 明 は 、 周 方 向 に 連通 し た 環 状 流 路 と 、 こ の 環 状 流 路 に お け る 流 入 口 と 流 出 口 の 位置 が 周 方 向 に ず れ る よ う に 前 記 環 状 流 路 に 形 成 さ れ た 複 数 の 流 入 口 及 び 流 出 口 と 、 環 状 流 路 に 形 成 さ れ た 前 記 流 入 口 又 は 前記 流 出 口 に 連通 し た 複 数 の 連 通 流 路 と か ら な る 混 合 流 路 と 、 該混 合 流 路 に 連 通 さ れ た 流 体 の 供 給 流 路 お よ び 排 出 流 路 と を 備 え た ガ ス 混 合 装 置 と し た も の で あ る 。 In order to solve the above problems, the present invention is directed to an annular flow path communicating in the circumferential direction, and a position of an inlet and an outlet in the annular flow path in the circumferential direction. A plurality of inlets and outlets formed in the annular channel so as to deviate from each other; and the inlet or the above-mentioned channel formed in the annular channel. A mixed flow path composed of a plurality of communication flow paths connected to the outlet, and a supply flow path and a discharge flow path of the fluid connected to the mixed flow path It is a gas mixing device equipped with a gas mixture.
複 数 並 列 状 態 で 配 置 さ れ 周 方 向 に 連 通 し た 複 数 の 環 状 流 路 と こ の 環 状 流 路 に お け る 流 入 口 と 流 出 口 の 位 置 が 周 方 向 に ず れ る よ う に 前 記 環 状 流 路 に 形 成 さ れ た 複 数 の 流 入 口 及 び 流 出 口 と 、 異 な る 環 状 流 路 に 形 成 さ れ た 前 記 流 入 口 と 前 記 流 出 口 と を 連 通 し た 複 数 の 連 通 流 路 と か ら な る 混 合 流 路 と 、 該 混 合 流 路 に 連 通 さ れ た 流 体 の 供 給 流 路 お よ び排 出 流 路 と を 備 え た ガ ス 混 合 装 置 と し て も よ い 。 A plurality of annular flow paths arranged in a parallel arrangement and communicating in the circumferential direction, and the positions of the inlet and the outlet in the annular flow path are circumferential. A plurality of inlets and outlets formed in the annular channel so as to be deviated from each other, and an inlet formed in a different annular channel. A mixed flow path consisting of a plurality of communication flow paths connecting the outlet and the outlet, and a supply flow path for a fluid connected to the mixed flow path. Gas mixture with exhaust and discharge channels It may be an integrated device.
周 方 向 に 連通 し た環状流 路 と 、 こ の 環 状流 路 に お け る 流入 口 と 流 出 口 の位置が 周 方 向 に ずれ る よ う に 前記環状流路 に形成 さ れ た 複数 の 流入 ロ 及 ぴ流 出 口 と 、 環状 流路 に 形成 さ れ た前記流入 口 又 は前記 流 出 口 に 連通 し た複数 の連通 流路 と か ら な る ガ ス 反応流 路 と 、 該 ガ ス 反応 流路 に連通 さ れ た 流体 の 供給流 路 お よ び排 出 流 路 と を備 え た ガ ス 反応装置 と す る と よ い。 An annular flow path communicating in the circumferential direction; and a plurality of annular flow paths formed in the annular flow path such that the positions of the inlet and the outlet in the annular flow path are shifted in the circumferential direction. A gas reaction flow path comprising an inflow port and an outflow port of the above, and a plurality of communication channels formed in an annular flow path and communicating with the inflow port or the outflow port; and The gas reactor may be provided with a supply flow path and a discharge flow path for the fluid that is communicated with the reaction channel.
複数並列 状態 で配置 さ れ周 方 向 に 連通 し た 複数 の 環状流 路 と 、 こ の 環状流路 に お け る 流入 口 と 流 出 口 の位置 が 周 方 向 にずれ る よ う に 前記環状流路 に形成 さ れ た 複数 の 流入 ロ 及 ぴ流 出 口 と 、 異 な る 環状 流 路 に形成 さ れた 前記流入 口 と 前記流 出 口 と を 連通 し た 複 数 の 連通 流路 と か ら な る ガ ス 反応 流路 と 、 該ガ ス 反応流路 に 連 通 さ れ た 流体 の供給流路 お よ び排 出 流路 と を 備 え た ガ ス 反応 装置 と し て も よ レヽ 。 A plurality of annular flow passages arranged in a state of being parallel to each other and communicating in the circumferential direction, and the annular shape such that the positions of the inlet and the outlet in the annular flow passage are shifted in the circumferential direction. A plurality of inflow and outflow ports formed in the flow path; and a plurality of communication flow paths communicating the inflow port and the outflow port formed in different annular flow paths. The gas reaction device may be provided with a gas reaction flow path as described above, and a supply flow path and a discharge flow path of a fluid connected to the gas reaction flow path.
請求 の 範 囲 の 記載 に お い て 、 流入 口 、 流 出 口 は 、 そ れ ぞれ環状 流 路 に 設 け ら れ 、 該環状流路 に ガ ス が 流入す る 口 及び該環状流 路 力 ら ガ ス が 流 出 す る 口 を 意 味す る 。 実施例 に お い て は 、 こ の 意 味 で の 流入 口 3 1 、 流 出 口 3 2 の他 に 、 連通 流 路 へ ガ ス が 流入又 は 連通 流 路 か ら ガ ス が 流 出 す る 口 で あ る 連通 流 路 の 流入 口 2 8 、 流 出 口 2 9 の 語 も 用 レヽ て レヽ る 。 In the scope of the claims, the inlet and the outlet are respectively provided in the annular flow path, and the gas flows into the annular flow path and the annular flow path force. Means the outlet from which the gas flows out. In the embodiment, in addition to the inflow port 31 and the outflow port 32 in this sense, gas flows into or out of the communication channel. The terms of the inlet 28 and outlet 29 of the communication channel, which is the mouth, are also used.
ガ ス の 供給装置 を上記 ガ ス 混合装置や ガ ス 反応 装置 の 供給流 路 に接続 し た り 、 混合流路ゃ ガ ス 反応 流路 を加熱す る 加 熱手段 を 設 け た り 、 ガ ス の 供給流路ゃ排 出 流路 に タ ン ク を 設 け る と よ い。 複数 の ガ ス を 流 入 し 混合 ガ ス を 排 出 す る 真空 ェ ジ ェ ク タ の ガ ス 排 出 口 を ガ ス 混合装置 の 供給流路 に接続す る と よ い。 The gas supply device is connected to the supply channel of the gas mixing device or the gas reaction device, or a heating means for heating the mixing channel and the gas reaction channel is provided. It is advisable to install a tank in the supply flow path and the discharge flow path. It is good to connect the gas discharge port of the vacuum ejector that flows in multiple gases and discharges the mixed gas to the supply flow path of the gas mixing device.
ガ ス 混合装置 の 排 出 流路 に ガ ス 反応 炉 を 接続 し た ガ ス 反応装 置 と し て も よ い。 Gas reactor with a gas reactor connected to the discharge channel of the gas mixer It is good.
ガ ス 混合装置 に 接続 さ れ た ガ ス 反応 炉 の 反応 ガ ス 排 出 口 に ボ ン プ を接続す る と よ い。 A pump may be connected to the reaction gas discharge port of the gas reactor connected to the gas mixing device.
ガ ス 反応 流路 に 流す ガ ス は 、 単 一又 は複数の ガ ス で あ り 、 そ れ が 反応 流路 内 で反応す る 。 The gas flowing through the gas reaction channel is a single or a plurality of gases, which react in the reaction channel.
ガ ス 反応 装置 の 排 出 流 路 を集積室 に 接続 し た 表 面 改質装置 と し て も よ い。 The discharge channel of the gas reactor may be a surface reformer connected to the accumulation chamber.
本発 明 の ガ ス 混合装置 、 ガ ス 反 応装置 で処理 の 対 象 と な る ガ ス と は 常温で の ガ ス に 限 ら ず 、 加熱す る と ガ ス 化す る 液化 ガ ス を も 含 む も の で あ る 。 The gas to be treated by the gas mixing device and gas reaction device of the present invention is not limited to gas at normal temperature, but also includes liquefied gas that becomes gas when heated. It is a thing.
混合装置 を加 熱すれ ば、 ガ ス を均一 温度 に加 熱で き る 。 By heating the mixing device, the gas can be heated to a uniform temperature.
複数 の ガ ス を 一 つ の 混合装置 に 送 る 場合 に は 、 混合流 路 内 で 高 速 の ガ ス の 衝突乱流運動 に よ っ て複数 の ガ ス が 均一 に撹拌 さ れ る 更 に 混合流 路 を 通 る 際 に複数箇 所 で壁面 に衝突す る こ と に よ り 、 複数 の ガス が 更 に 細 カゝ く 均一 に 撹拌 さ れ排 出 流 路 ょ り 放 出 さ れ る 真空 ェ ジ ェ ク タ を備 え た 構成 で は 、 真 空ェ ジ ェ ク タ に 入力 さ れ た複数 の ガ ス が 混合 さ れ て 、 混合 ガ ス が 放 出 さ れ る 。 When a plurality of gases are sent to one mixing device, the gas is further mixed by the high-speed collisional turbulence of the gas in the mixing flow path so that the plurality of gases are uniformly stirred. When the gas passes through the flow path, it collides with the wall at multiple points, so that a plurality of gases are further finely and uniformly agitated and are discharged from the discharge flow path. In the configuration provided with the ejector, a plurality of gases input to the vacuum ejector are mixed, and the mixed gas is discharged.
ガ ス 反応 炉 の 反応 ガ ス 排 出 口 に ポ ン プ を 接続 し た 構成 で は 、 ポ ン プ に よ り 反応 が 終 わ っ た 反応 ガ ス が 反応 炉か ら 排 出 さ れ る 。 同 種 あ る い は複数 の 処理 ガ ス を ガ ス 反応 流路 に 送 る 場合 に は 、 流路 内 で高 速 の ガ ス の衝突乱流運動 に よ っ て 、 同種 あ る い は複 数 の 処理 ガ ス 同士 が 互 い に 何度 も 衝突す る 。 ガ ス 中 で は分子や原 子 が 速 い速度 で動 き 回 り 、 互 い に何度 も 衝突 を繰 り 返 し て 不規則 に 走 り 回 っ て い る 。 そ の と き 流路 が カ P 熱 さ れ る と 処理 ガ ス も カ卩 熱 さ れ る 。 In a configuration in which a pump is connected to a reaction gas discharge port of a gas reaction furnace, the reaction gas whose reaction has been completed is discharged from the reaction furnace by the pump. When the same type or a plurality of processing gases are sent to the gas reaction channel, the same type or a plurality of types may be generated by the high-speed collisional turbulence of the gas in the channel. The processing gas of collides with each other many times. In the gas, molecules and atoms move around at a high speed, and repeatedly collide with each other and run around irregularly. At that time, when the flow path is heated, the processing gas is also heated.
加熱温度 を 上 げ る と 処理 ガ ス は反応化す る よ う に な る 。 流路 内 に 流す処理 ガ ス の 量 を 多 し て も 、 流 路 内 の ガス の 流速 が 高 速化 さ れ 、 壁面へ の衝突 回数が増 え壁面 か ら 多 く 熱 を 与 え ら れ る の で 、 処理 ガ ス の 量 を 増 や し て も 同 じ 反応 流 路 で効 率 よ く 加 熱 反応 を す る こ と が 出 来 る 。 If the heating temperature is increased, the treated gas will react. Even if the amount of processing gas flowing in the flow passage is increased, the flow velocity of the gas in the flow passage is increased, the number of collisions with the wall surface is increased, and more heat is given from the wall surface. Therefore, even if the amount of the processing gas is increased, the heating reaction can be efficiently performed in the same reaction channel.
環状 流路 の数 を 増 やす だ け で 処理 ガ ス の 衝突乱 流運動 の 回数 を 増 やす こ と が 出 来 、 よ り 高密 度 に 処理ガ ス を 反応化す る こ と が 出 来 る 。 It is possible to increase the number of collisional turbulence motions of the processing gas by simply increasing the number of annular flow paths, and it is possible to react the processing gas with higher density.
更 に 複数 の 処理 ガ ス の 反応 に お い て は 、 複数 の 処理 ガ ス が 均一 に 混合撹拌 さ れ る た め 、 均一状態 に 混合 さ れ た 反応 ガ ス の発生 が 可能 に な る 。 Further, in the reaction of a plurality of processing gases, the plurality of processing gases are uniformly mixed and stirred, so that a reaction gas mixed in a uniform state can be generated.
こ の 時処 理 ガ ス の 反 応 温度 ま で 流 路 を 加 熱す れ ば 、処理 ガ ス の 持つ圧力 下 の も と に 大量 の 均一温度 、 均一混合 さ れ た反 応 ガ ス を 製造す る こ と が 出 来 る If the flow path is heated to the reaction temperature of the treated gas, a large amount of uniform temperature and uniform mixed reaction gas is produced under the pressure of the treated gas. Rukoto can
反応 温度 ま で加 熱 さ れ た 反応 ガ ス は 、 処理 ガ ス の 持つ 圧力 に よ り 排 出 流路 よ り 放 出 さ れ る 。 The reaction gas heated to the reaction temperature is discharged from the discharge channel by the pressure of the processing gas.
上 記 の よ う に 構成 さ れ た 本発 明 に よ れ ば、 混合装置 を 加 熱す る 構成 で は 、 ガ ス を 炉 内 反応 温度 に 近 い温度 ま で均 一 に加 熱 さ せ て 供給す る こ と が で き る 。 According to the present invention configured as described above, in the configuration in which the mixing device is heated, the gas is uniformly heated to a temperature close to the reaction temperature in the furnace. Can be supplied.
さ ら に複 数 の ガ ス を 一 つ の 混合 流路 内 に 送 る 構成 で は 、 こ れ に よ り 、 反応炉 内 に 供給す る 複数 の ガ ス を 均一 に撹拌す る こ と が で き る 。 Further, in a configuration in which a plurality of gases are sent into one mixing channel, this allows a plurality of gases to be supplied into the reaction furnace to be uniformly stirred. Wear .
上記 の よ う に構成 さ れ た 本発 明 に よ れ ば 、 反応 温度 ま で加 熱 さ れ た ガ ス 反応 流路 に 処理 ガ ス を 流す構成 だ け で 、 均一温度 の 反 応 ガ ス を製造す る こ と が 出来 る 。 According to the present invention configured as described above, the reaction gas having a uniform temperature can be produced only by flowing the processing gas into the gas reaction channel heated to the reaction temperature. It can be manufactured.
さ ら に複 数 の 処理 ガス を 一 つ の ガ ス 反応 流路 内 に送 る 構成 で は 均 一 に混合 さ れた 均一温度 の 反応 ガ ス を製造す る こ と が 出 来 る 。 図 面 の 簡 単 な 説 明 Further, in a configuration in which a plurality of processing gases are sent into a single gas reaction channel, a uniformly mixed reaction gas having a uniform temperature can be produced. Brief explanation of drawings
第 1 図 は 、 本発 明 の一実施例 の ガ ス 混合装置及 びガ ス 反応装置 を 示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 1 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to one embodiment of the present invention.
第 2 図 は 、 本発 明 の他 の 実施例 の ガ ス 混合装置及 び ガ ス 反応 装 置 を示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 2 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
第 3 図 は 、 本発 明 の他 の 実施例 の ガ ス 混合装置及 びガ ス 反応 装 置 を示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 3 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
第 4 図 は 、 本発 明 の 他 の 実施例 の ガ ス 混合装置及 び ガ ス 反応 装 置 を示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 4 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
第 5 図 は 、 本発 明 の他 の 実施例 の ガ ス 混合装置及 びガ ス 反応 装 置 を 示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 5 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
第 6 図 は 、 本発 明 の 他 の 実施例 の ガ ス 混合装置及 びガ ス 反応 装 置 を示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 6 is a system diagram showing a gas mixing device and a gas reaction device according to another embodiment of the present invention.
第 7 図 は 、 本発 明 の 実施例 に お け る 装置 で使用 す る 混合 流 路 、 反応流 路 を 配 管 で製作 し た場合 の斜視 図 で あ る 。 FIG. 7 is a perspective view of a case where a mixing channel and a reaction channel used in the apparatus according to the embodiment of the present invention are manufactured by piping.
第 8 図 は 、 本発 明 の 実施 例 に お け る 装置 で 使用 す る 混合流 路 、 反応流路 を ブ ロ ッ ク 化 し て 製作 し た場合 の 斜視 図 で あ る 。 FIG. 8 is a perspective view showing a case where a mixed flow path and a reaction flow path used in the apparatus according to the embodiment of the present invention are manufactured by blocking.
第 9 図 は 本発 明 の 実施例 に お け る 装置 で使用 す る 混合 流路 、 反 応 流路 を 一部 に は 管材 を利用 し 、 一部 を ブ ロ ッ ク 化 し て製作 し た 場合 の斜視 図 で あ る 。 Fig. 9 shows the mixing channel and the reaction channel used in the device of the embodiment of the present invention, which were partially made using a tube material and partially made into a block. It is a perspective view of the case.
第 1 0 図 は 、 第 7 図 記載 の 混合 流路 、 反応 流路 の 環状流路 と 連 通 流路 の 接続部分 を 分解 し た 状態 を示す斜視 図 で あ る 。 FIG. 10 is a perspective view showing an exploded state of a connecting portion between the mixing channel, the annular channel of the reaction channel, and the communication channel shown in FIG.
第 1 1 図 は 、 本発 明 の 1 実施例 の ガ ス 反応 装置 を 示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 11 is a system diagram showing a gas reaction apparatus according to one embodiment of the present invention.
第 1 2 図 は 、 本発 明 の他 の 実施例 の ガ ス 反応装置及 び表面改 質 装置 (薄膜形成装置) を 示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 12 shows a gas reactor and surface modification of another embodiment of the present invention. FIG. 2 is a system diagram showing an apparatus (thin film forming apparatus).
第 1 3 図 は 、 本発 明 の 他 の 実施例 の ガ ス 反応装置及 び表面改 質 装置 (薄膜形成装置) を 示す シ ス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 13 is a system diagram showing a gas reaction apparatus and a surface reforming apparatus (thin film forming apparatus) according to another embodiment of the present invention.
第 1 4 図 は 、 本発 明 の 他 の 実施 例 の ガ ス 反応装置及 び表面改 質 装置 (薄膜形成装置) を 示す シス テ ム 図 で あ る 。 FIG. 14 is a system diagram showing a gas reaction apparatus and a surface reforming apparatus (thin film forming apparatus) according to another embodiment of the present invention.
第 1 5 図 は 、 第 1 2 図 の フ ロ ー に 於 レ、 て 0 2 (酸素 ) と H 2 0 ( 水 ) と の 混合ガ ス を 流量計 1 3 か ら 反応装置 1 2 に 送 り 、 ヒ ー タ 制 御 部 1 5 に よ り 電気 ヒ ー タ 1 4 を 制 御す る こ と に よ り 、 反応 温度 ま で加熱 し発 生 し た過 熱蒸気 を集積室 1 7 に 送 る 場合 の 温度 特性 図 で あ る 。 各反応 温度 ま で加 熱 さ れ た 過 熱蒸気 は 、 集積室 1 7 内 で 被処理体 1 6 と し て の 半導体用 の ウ ェ ハ ー の酸化膜形成用 な ど に 利用 さ れ る 。 こ こ で発 生す る 過 熱蒸気 は反応ガ ス A に 相 当 す る 。 図 で使用 し て い る 符号 の 説 明 は 次 の通 り で あ る 。 The first 5 figures at the full B over the first 2 Figure les, Te 0 2 (oxygen) and H 2 0 (water) and mixing feed the gas to the flow meter 1 3 or et reactor 1 2 Ri By controlling the electric heater 14 by the heater control section 15, the superheated steam generated by heating up to the reaction temperature is sent to the accumulation chamber 17. It is a temperature characteristic diagram in the case. The superheated steam heated to each reaction temperature is used in the accumulation chamber 17 for forming an oxide film on a wafer for a semiconductor as the object 16 to be processed. The superheated steam generated here corresponds to reaction gas A. The explanation of the symbols used in the figure is as follows.
1 反応 炉 1 Reactor
2 混合装置 2 Mixing device
3 マ ス フ 口 一、 流量計 な ど 3 Mass outlet, flow meter, etc.
4 電気 ヒ ー タ ー 、 マ イ ク ロ 波力 P熱 誘導加 熱 な ど 4 Electric heater, micro wave power, heat induction heating, etc.
5 電気 ヒ ー タ ー 、 マ イ ク ロ 波カ卩熱 誘導加 熱 、 バ ー ナ ー な ど 6 ¾| 5 Electric heater, micro wave heating, induction heating, burner, etc.
7 容器 7 containers
8 真空 ポ ン プ 8 Vacuum pump
9 真空 ェ ジ ェ ク タ 9 Vacuum injector
1 1 容器 1 1 container
1 2 ガ ス 反応装置 1 2 Gas reactor
1 3 マ ス フ ロ ー 、 流量計 な ど 1 3 Mass flow, flow meter, etc.
1 4 電気 ヒ ー タ 、 マ イ ク ロ 波加熱、 誘 導加熱 、 パ ー ナ 一 な ど 1 5 ヒ ー タ 制御部 14 Electric heater, microwave heating, induction heating, panner, etc. 1 5 Heater control section
1 6 被処理体 1 6 Workpiece
1 7 集積室 1 7 Stack room
2 1 混合流路 、 反応 流路2 1 Mixing channel, reaction channel
2 2 供給流路 2 2 Supply channel
2 3 排 出 流路 2 3 Drain flow path
2 4 環状流路 2 4 Annular channel
2 5 連通 流 路 2 5 Communication channel
2 6 供給側 の タ ン ク 2 6 Supply side tank
2 7 排 出 側 の タ ン ク2 7 Discharge side tank
2 8 連通 流路 の 流入 口2 8 Inflow port of communication channel
2 9 連通 流路 の 流 出 口2 9 Communication channel outlet
3 0 接続 口 3 0 Connection port
3 1 環状流路 の 流入 口 3 2 環状流路 の 流 出 口 5 1 部材 3 1 Inlet of annular channel 3 2 Outlet of annular channel 5 1 Member
5 2 部材 5 2 members
5 3 部材 5 3 members
5 4 部材 5 4 members
5 5 部材 5 5 members
5 6 部材 5 6 members
5 7 部材 5 7 Members
5 8 部材 5 8 Members
5 9 部材 5 9 members
6 0 部材 発 明 を 実施す る た め の最良 の形態 6 0 members Best mode for carrying out the invention
以下、 本発 明 の 実施 の形態 につ い て 図面 を参照 し な が ら 説明 す る 。 実施例 で は処理ガス と し て の ガス はガス 種を 問 わ な い がー例 を あ げ る と 、 空気、 N 2 (窒素)、 0 2 (酸素)、 H 2 (水素)、 Ar (ァ ル ゴ ン )、 H e (ヘ リ ゥ ム ) な ど の一般ガス 、 II 2 0 (水)、 C O 2 (炭 酸ガ ス )、 C O (—酸化炭素)、 NH 3 ( ア ン モ ニ ア )、 C F 4 ( テ ト ラ フ ルォ ロ メ タ ン)、 S F 6 (六 フ ッ 化硫黄)、 C H 4 ( メ タ ン)、 S i ( 0 C 2 H 5 ) 4 (テ ト ラ エ ト キ シ シ ラ ン) な ど の液化 ガス 、 お よ びい ずれ か の任 意 の 混合ガ ス で も よ い。処理 目 的 に 合 っ た処理ガス が 上記以外の ガ ス カゝ ら も 自 由 に選択で き る 。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. When the gas as a process gas in Example Ru Oh down Gurley had snare query the gas species, air, N 2 (nitrogen), 0 2 (oxygen), H 2 (hydrogen), Ar ( General gases such as argon (Argon), He (Hermium), II 20 (Water), CO 2 (Carbon oxide), CO (Carbon oxide), NH 3 (Ammonia) A), CF 4 (Te preparative La off Ruo b meth emissions), SF 6 (six full Tsu sulfur), CH 4 (meth emissions), S i (0 C 2 H 5) 4 ( Te DOO La et It may be a liquefied gas such as Tokishiran) or any mixed gas. The processing gas suitable for the processing purpose can be freely selected from gases other than the above.
第 1 図記載 の 実施例 は、 複数の ガス を反応炉 に供給す る こ と が で き る も の で あ る 。 The embodiment shown in FIG. 1 is capable of supplying a plurality of gases to the reactor.
こ の 実施例 で は ガス A、 ガス B、 ガス C の 3 種類 を用 い る 場合 を 示 し て あ る 。 マ ス フ ロ ー 3 、 混合装置 2 、 反応炉 1 は配管 に よ り 接続 さ れて い る 。配管 は高温に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 This embodiment shows a case in which three types of gas A, gas B, and gas C are used. The mass flow 3, mixing device 2, and reactor 1 are connected by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
ガス A、 ガ ス B、 ガス C は 各 々 の マ ス フ ロ ー 3 に よ り 流量調整 さ れ各 々 の ガ ス 自 身 の 持つ圧力 に よ り 各 々 の混合装置 2 に送 ら れ る 。 The gas A, gas B, and gas C are flow-regulated by each mass flow 3 and sent to each mixing device 2 by the pressure of each gas itself. .
ガス A、 ガ ス B、 ガス C の任意の ガス を反応炉 に供給す る こ と 力 S で き る 。 Any force of gas A, gas B and gas C can be supplied to the reactor by the force S.
混合装置 2 に は 、 後 で詳述す る 第 7 図 力ゝ ら 第 9 図 に記載 さ れ た よ う な 混合流路が設 け ら れて い る 。 The mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIG. 7 to FIG. 9 which will be described later in detail.
各 ガ ス は 、混合装置 2 の 供給流路 2 2 よ り 供給側 の タ ン ク 2 6 に入 る 。 タ ン ク 2 6 内 で衝突 し た ガス は、タ ン ク 2 6 に接続 さ れた 複数 の 連通 流路 2 5 の流入 口 2 8 を通 っ て 該逮通流路の流 出 口 2 9 よ り 1 段 目 の環状流路 2 4 の流入 口 3 1 か ら 該環状流路 2 4 に 入 り 、環状流路 2 4 の壁面 に衝突 し、又異 な る 流入 口 3 1 か ら 入 つ た ガス 同 士 が衝突す る 。 Each gas enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the mixing device 2. The gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26 and flows out of the outlet 2 of the arrest passage. 9 enters the annular channel 24 from the inlet 31 of the first annular channel 24, collides with the wall surface of the annular channel 24, and from a different inlet 31. The entered gas collides.
同様 に高速 の ガス は、 1 段 目 の環状流路 2 4 の流 出 口 3 2 力ゝ ら 、 該環状流路 2 4 に接続 さ れた複数の連通流路 2 5 の流入 口 2 8 を 通 っ て該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り 2 段 目 の環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 を 通 っ て該環状流路 2 4 に 入 り 、環 状流路 2 4 の 壁面 に 衝 突す る と と も に異な る 流入 口 か ら 入 っ た ガス 同 士が衝突す る 。 Similarly, the high-speed gas flows from the outlet 32 of the first-stage annular channel 24 to the inlet 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the annular channel 24. Through the outlet 29 of the communication flow path, it enters the annular flow path 24 through the inflow port 31 of the second-stage annular flow path 24, and enters the annular flow path 24. When the gas collides with the wall, gas from different inlets collides.
こ れ を 同様 に繰 り 返 し て最終 の環状流路 2 に接続 さ れた複数 の 連通 流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通 流路 の 流 出 口 2 9 よ り タ ン ク 2 7 に入 る 。 タ ン ク 2 7 の 内 面 に衝突 した ガス は排 出 流 路 2 3 よ り 排 出 さ れ る 。 そ の と き 容器 6 内 に設置 さ れた複数 の 混 合装置 2 を電気 ヒ ー タ ー 4 な ど に よ り 加熱す る と 混合流路 2 1 内 の ガス A、 ガス B、 ガス C はガス の 衝突乱流運動 に よ り 均一 に加 熱 さ れ る 。 電気 ヒ ー タ ー の 温度調整 をす る こ と で ガ ス A、 ガ ス B、 ガス C の 温度 を反応炉 の反応温度直前 ま で加 熱す る こ と が で き る 混合装置 2 及 ぴ容器 6 は電気 ヒ ー タ ー 4 の高温に耐 え ら れ る 金属 セ ラ ミ ッ ク な どで製作 さ れ る 。 This is repeated in the same manner, so that the fluid flows through the inlets 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the final annular channel 2, and the outlet 29 of the communication channel passes through the ports 28. Enter into link 27. The gas colliding with the inner surface of the tank 27 is discharged through the discharge channel 23. At this time, when the plurality of mixing devices 2 installed in the container 6 are heated by the electric heater 4 or the like, the gas A, the gas B, and the gas C in the mixing channel 21 are changed. The gas is heated uniformly by the impinging turbulent motion of the gas. A mixing device 2 that can heat the gas A, gas B, and gas C to just before the reaction temperature of the reaction furnace by adjusting the temperature of the electric heater. The container 6 is made of a metal ceramic or the like that can withstand the high temperature of the electric heater 4.
反応温度直前の温度 ま で均一 に加熱 さ れた ガス A、 ガス B、 ガ ス C は、配管 を通 っ て容器 7 内 に設置 さ れ た反応炉 1 ま で送 ら れ る 。反応炉 1 及ぴ容器 7 は高温の反応温度 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 反応炉 1 に入 っ た ガス A、 ガス B、 ガ ス G は反応炉 内 の 電気 ヒ ー タ ー 5 な ど に よ り 更 に加熱 さ れ速やか に反応温度 ま で達す る こ と が で き る 。 Gas A, gas B, and gas C, which have been uniformly heated to a temperature immediately before the reaction temperature, are sent to a reaction furnace 1 installed in a container 7 through a pipe. The reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature. The gas A, gas B, and gas G entering the reactor 1 are further heated by the electric heater 5 and the like in the reactor, and can quickly reach the reaction temperature. .
電気 ヒ ー タ ー 4 や電気 ヒ ー タ ー 5 の代わ り に石油 、 天然ガス な ど のパ ーナ一 に よ る 火力 や、 マイ ク ロ 波加熱、 誘導加熱な ど を使 用 し て も よ い。 Instead of electric heater 4 or electric heater 5, use thermal power from a panner such as oil or natural gas, microwave heating, induction heating, etc. You can use it.
反応 が終 わ っ た後 の反応ガス は ガス 自 身の 持つ圧力 に よ り 反応 炉 1 の外へ放出 さ れ る 。 After the reaction is completed, the reaction gas is released out of the reaction furnace 1 by the pressure of the gas itself.
第 2 図記載の 実施例 は 、 第 1 図記載の 実施例 に お いて 、 反応炉 1 の ガ ス の排出 口 に真空 ポ ンプ 8 を接続 し た も の で あ り 、 そ れ 以 外 は第 1 図記載 の 実施例 と 同様で あ る 。 The embodiment shown in FIG. 2 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except that a vacuum pump 8 is connected to the gas outlet of the reactor 1. 1 Same as the embodiment shown in FIG.
マ ス フ ロ ー 3 、 混合装置 2 、 反応炉 1 、 真空ポ ン プ 8 は配管 に よ り 接繞 さ れて い る 。配管 は高温 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 The mass flow 3, the mixing device 2, the reactor 1, and the vacuum pump 8 are surrounded by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
マ ス フ ロ ー 3 と 混合装置 2 と 反応炉 1 が真空 ポ ンプ 8 に よ り 寘 空 引 き さ れて い る と 複数の ガス を容易 にマ ス フ ロ ー 3 力 ら 混合装 置 2 、 反応炉 1 へ と 流す こ と が で き る 。 When the mass flow 3, the mixing device 2, and the reactor 1 are evacuated by the vacuum pump 8, a plurality of gases can be easily mixed with the mass flow 3 from the mass flow device 2. Then, it can flow into the reactor 1.
反応が 終 わ っ た 後 の反応ガス は真空ポ ン プ 8 に よ り 反応炉の外へ 吸 引 さ れ る 。 After the reaction is completed, the reaction gas is sucked out of the reaction furnace by the vacuum pump 8.
第 3 図 記載の 実施例 は複数の ガス を反応炉 に供給す る こ と が で き る 。 こ の実施例で は ガス A、 ガス B、 ガ ス C の 3 種類 を用 い る 場合 を 示 し て い る 。 The embodiment shown in FIG. 3 is capable of supplying a plurality of gases to the reactor. This embodiment shows a case in which three types of gas A, gas B, and gas C are used.
ガス A、 ガス : B、 ガス C は各 々 の マ ス フ ロ ー 3 に よ り 流量調整 さ れ、 各 々 の ガ ス 自 身 の持つ圧力 に よ り 混合装置 2 の手前で一 つ の配管 に集約 さ れて混合装置 2 に送 ら れ る 。 Gas A, Gas: B, Gas C are flow-regulated by each mass flow 3 and one pipe before mixing device 2 by the pressure of each gas itself. And sent to the mixing device 2.
ガス A、 ガス B、 ガス C の任意の ガス を反応炉 に 供給す る こ と が で き る 。 マ ス フ ロ ー 3 、 混合装置 2 、 反応炉 1 、 真空 ポ ン プ 8 は配管 に よ り 接続 さ れて レヽ る 。配管 は高温に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 Any gas of gas A, gas B, and gas C can be supplied to the reactor. The mass flow 3, the mixing device 2, the reaction furnace 1, and the vacuum pump 8 are connected by piping and run. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
マ ス フ ロ ー 3 と 混合装置 2 と 反応炉 1 が真空ポ ン プ 8 に よ り 真 空引 き さ れて い る と 複数の ガス を容易 にマ ス フ ロ ー 3 か ら 混合装 置 2 、 反応炉 1 へ と 流す こ と 力 S で き る 。 When the mass flow 3, the mixing device 2, and the reactor 1 are evacuated by the vacuum pump 8, a plurality of gases can be mixed and mixed easily from the mass flow 3. The flow S can be applied to the reactor 2 and the reactor 1.
混合装置 2 に は 、 後で詳述す る 第 7 図 か ら 第 9 図 に記載 さ れた よ う な混合流路が 設 け ら れて い る 。 The mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
複数の ガ ス A、 ガ ス B、 ガ ス C は 同 じ混合装置 2 の供給流路 2 2 よ り 供給側 の タ ン ク 2 6 に入 る 。 タ ン ク 2 6 内 で衝突 した ガ ス A、 ガス B、 ガス C よ り な る 混合ガス は、タ ン ク 2 6 に接続 さ れた 複数の連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通流路 の 流出 口 2 9 よ り 1 段 目 の 環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 力ゝ ら 該環状流路 2 4 に 入 り 、環状流路 2 4 の壁面 に衝突 し 、又異な る 流入 口 3 1 か ら 入 つ た混合ガス 同士 が衝突す る 。 A plurality of gas A, gas B, and gas C enter the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the same mixing device 2. The gas mixture of gas A, gas B, and gas C that collided in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26. As a result, the inlet 31 of the first annular flow path 24 from the outflow port 29 of the communication flow path enters the annular flow path 24 through the force, and collides with the wall surface of the annular flow path 24. In addition, the mixed gases entering from different inlets 31 collide with each other.
同様 に高 速 の 混合 ガ ス は 、 1 段 目 の 環状 流路 2 4 の 流 出 口 3 2 か ら 、 該環状流路 2 4 に接続 さ れた複数の 連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り 2 段 目 の 環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 を 通 っ て 該環状流 路 2 4 に入 り 、環状流 路 2 4 の壁 面 に衝突す る と と も に異 な る 流入 ロ カゝ ら 入 っ た混合ガ ス 同士が 衝 突す る 。 Similarly, the high-speed mixing gas flows from the outlet 32 of the first-stage annular channel 24 to the inlet 2 of the plurality of communication channels 25 connected to the annular channel 24. 8, through the outlet port 29 of the communication flow path, through the inlet port 31 of the second-stage annular flow path 24 from the outlet port 29, enters the annular flow path 24 through the inlet port 31, and then enters the annular flow path 24. When the gas collides with the wall of the vehicle, the mixed gas from different inflow loca- tions collide with each other.
こ れ を 同様 に繰 り 返 し て最終 の環状流路 2 4 に接続 さ れた複数 の連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り タ ン ク 2 7 に 入 る 。 This is repeated in the same manner, so that the fluid flows through the inlets 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the final annular channel 24, and from the outlets 29 of the communication channels. Enter tank 27.
タ ン ク 2 7 の 内 面 に衝突 した混合ガス は排出流路 2 3 よ り 均 一 に 撹拌混合 さ れ て排 出 さ れ る 。 The mixed gas having collided with the inner surface of the tank 27 is uniformly mixed and discharged from the discharge channel 23 and discharged.
容器 6 內 に設置 さ れた混合装置 2 を電気 ヒ ー タ ー 4 に よ り 加熱す る と 混合流路 2 1 内 の混合ガス は ガス の衝突乱流運動 に よ り 均 一 に加熱 さ れ る 。 電気 ヒ ー タ 一 4 の 温度調整 をす る こ と で 混合ガ ス の 温度 を反応炉 1 の反応温度直前ま で加熱す る こ と が で き る 。 混 合 装置 2 及 び容器 6 は高 温 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で 製作 さ れ る 。 When the mixing device 2 installed in the container 6 內 is heated by the electric heater 4, the mixed gas in the mixing channel 21 is uniformly heated by the turbulent motion of the gas. . By adjusting the temperature of the electric heater 14, the temperature of the mixed gas can be heated to just before the reaction temperature of the reactor 1. Mixing device 2 and container 6 are made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures. It is produced.
均一 に混合撹拌 さ れ 同 時 に反応温度直前 の温度 ま で.均一 に加熱 さ れた 混合 ガ ス は 、配 管 を 通 っ て容器 7 内 に設置 さ れ た 反応炉 1 ま で送 ら れ る 。 反応炉 1 及び容器 7 は高温の 反応温度 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。反応炉 1 に入 っ た反応温度 直前 の 温度 ま で均一 に加熱 さ れた混合ガ ス は反応炉 内 の電気 ヒ ー タ ー 5 に よ り 更 に加熱 さ れ速やか に反応温度 ま で達す る こ と が で さ る 。 The mixed gas is uniformly mixed and stirred up to the temperature immediately before the reaction temperature at the same time, and the uniformly heated mixed gas is sent to the reactor 1 installed in the vessel 7 through the pipe. . The reactor 1 and the container 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature. The mixed gas uniformly heated up to the temperature just before the reaction temperature in the reactor 1 is further heated by the electric heater 5 in the reactor and quickly reaches the reaction temperature. This can be done.
電気 ヒ ー タ ー 4 や電気 ヒ ー タ ー 5 の代わ り に石油 、 天然ガ ス な ど の パ ーナ一 の火力 や、 マ イ ク ロ 波加熱、 誘導加熱な ど を使用 し て も よ レヽ。 Instead of electric heater 4 or electric heater 5, it is also possible to use the heat of a panner such as petroleum or natural gas, microwave heating, induction heating, etc. Ray.
反応 が 終 わ っ た後 の 反応 ガ ス は真空 ポ ンプ 8 に よ り 反応炉 の外へ 吸 引 さ れ る 。 After the reaction is completed, the reaction gas is sucked out of the reactor by the vacuum pump 8.
第 4 図記載 の実施例 は複数の ガス を反応炉に供給す る こ と が で き る 。 図面で はガ ス A、 ガ ス B、 ガ ス C の 3 種類 を用 い る 場合 を 示 し て レヽ る 。 In the embodiment shown in FIG. 4, a plurality of gases can be supplied to the reactor. The drawing shows the case where three types of gas A, gas B, and gas C are used.
マ ス フ ロ ー 3 に よ り 流量調整 さ れた ガス Aは真空ェ ジ ヱ ク タ 9 に 入 る 。 マ ス フ 口 一 3 、 真空ェ ジ ェ ク タ 9 、 混合装置 2 、 反応炉 1 は配管 に よ り 接続 さ れて い る 。配管 は高温に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 The gas A whose flow rate has been adjusted by the mass flow 3 enters the vacuum injector 9. The mask opening 13, the vacuum injector 9, the mixing device 2, and the reactor 1 are connected by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
ガ ス A と 真空ェ ジ ェ ク タ 9 の真空 ラ イ ン につ な が っ て い る ガ ス B、 ガ ス C の任意 の ガス を反応炉 に供給す る こ と が で き る 。 ガ ス A が 流れ る 際 に発生す る 吸 引 力 に よ り ガ ス B、 ガス C は真空ェ ジ 工 ク タ 9 を通 っ て混合装置 2 に流れ る よ う に な る 。 こ の よ う に し て真空ポ ン プが な い場合で も 複数の ガス を 同 じ混合装置 2 に容 易 に 流す こ と が可能 に な る 。 混合装置 2 に は、 後 で詳述す る 第 7 図 か ら 第 9 図 に記載 さ れ た よ う な混合流路が設 け ら れて い る 。 Any gas of gas B and gas C connected to the gas A and the vacuum line of the vacuum injector 9 can be supplied to the reactor. Gas B and gas C flow into the mixing device 2 through the vacuum cutter 9 due to the suction force generated when the gas A flows. In this way, even when there is no vacuum pump, it becomes possible to easily flow a plurality of gases into the same mixing device 2. The mixing apparatus 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
各 々 の マ ス フ ロ ー 3 に よ り 流量調整 さ れた ガ ス A、 ガ ス B、 ガ ス C は真空ェ ジ ェ ク タ 9 に よ り 集約 さ れて 同 一 の混合装置 2 の 供 給流路 2 2 よ り 供給側 の タ ン ク 2 6 に入 る 。 タ ン ク 2 6 内 で衝突 し た混合ガ ス は、タ ン ク 2 6 に接続 さ れ た 複数 の 連通 流 路 2 5 の 流入 口 2 8 を 通 っ て該連通流路 の流 出 口 2 9 よ り 1 段 目 の環状 流 路 2 4 の 流入 口 3 1 か ら 該環状流路 2 4 に 入 り 、環状流 路 2 4 の 壁面 に衝突 し 、又異 な る 流入 口 3 1 か ら 入 っ た 混合ガ ス 同士 が 衝 突す る 。 The gas A, gas B, and gas C whose flow rates have been adjusted by the respective mass flows 3 are gathered by the vacuum ejector 9 to form the same mixing device 2. Enter tank 26 on the supply side from supply flow path 22. The mixed gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication channels 25 connected to the tank 26, and flows out of the communication channel 25 through the inlets 2 of the communication channels 25. 9 enters the annular channel 24 from the inlet 31 of the annular channel 24 of the first stage, collides with the wall surface of the annular channel 24, and from the different inlet 31. The mixed gases that have entered collide with each other.
同 様 に 高 速 の混合 ガ ス は、 1 段 目 の 環状 流路 2 4 の 流 出 口 3 2 か ら 、 該環状流路 2 4 に接続 さ れた複数の連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り 2 段 目 の環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 を通 っ て 該環状流 路 2 4 に入 り 、環状流路 2 4 の 壁 面 に衝突す る と と も に 異 な る 流入 ロ カゝ ら 入 っ た混合ガス 同士 が 衝 突す る 。 Similarly, the high-speed mixing gas flows from an outlet 32 of the first-stage annular flow path 24 to an inlet of a plurality of communication flow paths 25 connected to the annular flow path 24. , Through the inlet port 31 of the second-stage annular flow path 24 from the outlet port 29 of the communication flow path, and enters the annular flow path 24 through the annular flow path 24. When it collides with the wall surface of No. 4, the mixed gas that has entered from different inlet rockers collides with each other.
こ れ を 同様 に繰 り 返 し最終 の環状流路 2 4 に接続 さ れた複数の 連 通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を 通 っ て該連通流路 の流 出 口 2 9 よ り タ ン ク 2 7 に入 る 。 タ ン ク 2 7 の 内 面 に衝突 し た混合ガス は排 出 流 路 2 3 よ り 均一 に撹拌混合 さ れた状態で排 出 さ れ る 。 This is repeated in the same manner, so that the fluid flows through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the final annular flow path 24, and from the outflow ports 29 of the communication flow paths. Enter tank 27. The mixed gas that has collided with the inner surface of the tank 27 is discharged from the discharge channel 23 while being uniformly stirred and mixed.
容器 5 内 に 設置 さ れた 混合装置 2 を電気 ヒ ー タ ー 4 に よ り 加 熱 す る と 混合流路 2 1 内 の 混合ガス は ガ ス の衝突乱流運動 に よ り 均 一 に加熱 さ れ る 。 電気 ヒ ー タ ー の温度調整 をす る こ と で混合ガ ス の温度 を反応炉の反応温度直前ま で加熱す る こ と が で き る 。 混合 装置 2 及 ぴ容器 6 は高 温 に 耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製 作 さ れ る 。 反応温度 直前 の 温度 ま で均一 に加熱 さ れ た混合 ガ ス は 、配管 を 通 っ て容器 7 内 に設置 さ れた反応炉 1 ま で送 ら れ る 。 反応炉 1 及 ぴ容器 7 は高温 の 反応温度 に 耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で 製作 さ れ る 。 反応炉 1 に入 っ た混合ガス は反応炉 内 の電気 ヒ ー タ — 5 な ど に よ り 更 に加熱 さ れ速やかに反応温度 ま で達す る こ と が で き る 。 When the mixing device 2 installed in the vessel 5 is heated by the electric heater 4, the mixed gas in the mixing channel 21 is uniformly heated by the turbulent motion of the gas. It is done. By adjusting the temperature of the electric heater, the temperature of the mixed gas can be heated to just before the reaction temperature of the reactor. The mixing device 2 and the container 6 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand high temperatures. The mixed gas uniformly heated to a temperature immediately before the reaction temperature is sent to a reaction furnace 1 installed in a container 7 through a pipe. The reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature. The mixed gas entering the reactor 1 is further heated by an electric heater 5 in the reactor, and can quickly reach the reaction temperature.
電気 ヒ ー タ ー 4 や電気 ヒ ー タ ー 5 の代わ り に石油 、 天然 ガス な ど の バーナー の火力 や、 マ イ ク ロ 波加熱 、 誘導加熱な ど を使用 し て も よ い。 Instead of the electric heater 4 and the electric heater 5, burners of oil, natural gas, etc., or microwave heating, induction heating, etc. may be used.
反応 が 終わ っ た後 の反応ガス はガス 自 身の 持つ圧力 に よ り 反応 炉 1 の外へ放 出 さ れ る 。 なお 、 第 2 図 記載の 実施例 の よ う に反応 炉 1 の ガス 出 口 に真空 ポ ン プ を接続 し て も よ い。 After the reaction is completed, the reaction gas is discharged out of the reaction furnace 1 by the pressure of the gas itself. Incidentally, a vacuum pump may be connected to the gas outlet of the reactor 1 as in the embodiment shown in FIG.
第 5 図記載 の 実施例 は複数 の ガス は 2 種類以上で あれば よ い が こ こ で は ガス A、 ガ ス B の 2 種類 を 用 レヽ る 。 In the embodiment shown in FIG. 5, it suffices that the plurality of gases be of two or more types.
ガ ス A、 ガ ス B は 各 々 の マ ス フ ロ ー 3 に よ り 流量調整 さ れ各 々 の ガス 自 身の持つ圧力 に よ り 混合装置 2 に送 ら れ る 。 マ ス フ ロ ー 3 、 混合装置 2 、 反応炉 1 は配管 に よ り 接続 さ れて い る 。 配管 は 高温 に 耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な どで製作 さ れ る 。 The gas A and the gas B are flow-adjusted by the respective mass flows 3 and sent to the mixing device 2 by the pressures of the respective gases themselves. The mass flow 3, mixing device 2, and reactor 1 are connected by piping. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
混合装置 2 に は 、 後 で詳述す る 第 7 図 か ら 第 9 図 に記載 さ れ た よ う な混合流路 が設 け ら れてい る 。 The mixing device 2 is provided with a mixing channel as described in FIGS. 7 to 9 described later in detail.
各ガ ス は 、混合装置 2 の供給流路 2 2 よ り 供給側 の タ ン ク 2 6 に入 る 。 タ ン ク 2 6 内 で衝突 し た ガス は 、タ ン ク 2 6 に接続 さ れた 複数の 連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り 1 段 目 の環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 か ら 該環状流路 2 4 に 入 り 、環状流路 2 4 の壁面 に衝突 し 、又異な る 流入 口 3 1 カゝ ら 入 つ た ガス 同士 が衝突す る 。 同様 に高速 の ガス は、 1 段 目 の環状流路 2 4 の 流 出 口 3 2 力ゝ ら 、 該環状流路 2 4 に接続 さ れた複数の 連通 流路 2 5 の 流入 口 2 8 を 通 っ て該連通 流路 の 流 出 口 2 9 よ り 2 段 目 の環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 を 通 っ て該環状流路 2 4 に 入 り 、環状流路 2 4 の壁面 に 衝 突す る と と も に異 な る 流入 ロ カゝ ら 入 っ た ガ ス 同 士 が衝突す る 。 Each gas enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the mixing device 2. The gas colliding in the tank 26 passes through the inlets 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the tank 26 and flows out of the outlets 29 of the communication passages. The first stage enters the annular channel 24 from the inlet 31 of the annular channel 24, collides with the wall of the annular channel 24, and enters from a different inlet 31. The gases collide with each other. Similarly, the high-speed gas flows from the outlet 32 of the first annular passage 24 to the inlet 28 of the plurality of communication passages 25 connected to the annular passage 24. Through the outlet 29 of the communicating flow path, enters the annular flow path 24 through the inlet 31 of the second annular flow path 24 from the outlet 29, and enters the wall of the annular flow path 24. At the same time, gas from a different inflow locomotive collides.
こ れ を 同様 に繰 り 返 し最終の環状流路 2 4 に接続 さ れた複数 の 連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て該連通 流路 の 流出 口 2 9 よ り タ ン ク 2 7 に入 る 。 タ ン ク 2 7 の 内 面 に衝突 し た ガス は排 出流 路 2 3 よ り 排 出 さ れ る 。 容器 6 内 に設置 さ れた混合装置 2 を 電気 ヒ 一タ ー 4 な ど に よ り 加熱す る と 混合流路 2 1 内 の ガ ス A、 ガ ス B は ガス の衝突乱流運動 に よ り 均一 に加熱 さ れ る 。 ガス A、 ガ ス B の 電気 ヒ ー タ ー の温度調整 を独立にす る こ と で反応温度 が 異 な る ガ ス A、 ガ ス B の温度 を反応炉 内 で の反応 に最適 な温度直前 ま で 加熱す る こ と が で き る 。 混合装置 2 及 ぴ容器 6 は電気 ヒ ー タ 一 4 の 高温 に耐 え ら れ る 金属、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 This is repeated in the same manner, and the flow passes through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the final annular flow path 24, so that the flow path is changed from the outflow port 29 of the communication flow path to the final flow path. Enter into step 27. The gas colliding with the inner surface of the tank 27 is discharged through the discharge channel 23. When the mixing device 2 installed in the vessel 6 is heated by an electric heater 4 or the like, the gas A and the gas B in the mixing channel 21 are caused by the gas turbulent motion. It is evenly heated. The reaction temperature of gas A and gas B differ by independent temperature control of gas A and gas B electric heaters. It can be heated up to. The mixing device 2 and the container 6 are made of a metal, ceramic or the like that can withstand the high temperature of the electric heater 14.
反応炉 内 で の 反応 に最適 な温度直前 ま で独 自 に加熱 さ れた ガ ス A、 ガス B は、配管 を通 っ て容器 7 内 に設置 さ れた反応炉 1 ま で送 ら れ る 。反応炉 1 及ぴ容器 7 は高温の反応温度 に 耐 え ら れ る 金属 、 セ ラ ミ ッ ク な どで製作 さ れ る 。 反応炉 1 に入 っ た ガス A、 ガス B は反応炉 内 の 電気 ヒ ー タ ー 5 な ど に よ り 更 に加熱 さ れ速や 力 に 反 応温度 ま で逹す る こ と が で き る 。 Gas A and Gas B, which have been independently heated up to just before the optimal temperature for the reaction in the reactor, are sent to the reactor 1 installed in the vessel 7 through the piping. . The reactor 1 and the vessel 7 are made of a metal, ceramic, or the like that can withstand a high reaction temperature. The gas A and gas B that have entered the reactor 1 are further heated by the electric heater 5 in the reactor and can reach the reaction temperature to the speed and force. .
電気 ヒ ー タ ー 4 や電気 ヒ ー タ ー 5 の代 わ り に石油 、 天然ガス な ど のパーナ一 に よ る 火力や 、 マイ ク ロ 波加熱 、 誘導加熱な ど を使 用 し て も よ レヽ 。 Instead of electric heater 4 or electric heater 5, it is possible to use thermal power from a partner such as oil or natural gas, or microwave heating or induction heating. Ray.
反応が終わ っ た後 の反応 ガス はガス 自 身の 持つ圧力 に よ り 反応 炉 1 の外へ放 出 さ れ る 。 第 6 図記載の 実施例 は 、 第 5 図記載 の 実施例 に お い て 、 反応 炉 1 の ガ ス の排出 口 に真空 ポ ンプ 8 を接続 し た も の で あ り 、 それ以 外 は第 5 図 記載 の実施例 と 同様で あ る 。 After the reaction is completed, the reaction gas is discharged out of the reaction furnace 1 by the pressure of the gas itself. The embodiment shown in FIG. 6 is the same as the embodiment shown in FIG. 5 except that a vacuum pump 8 is connected to the gas outlet of the reactor 1. Otherwise, the embodiment shown in FIG. 5 Same as the embodiment described in FIG.
マ ス フ ロ ー 3 、 混合装置 2 、 反応炉 1 、 真空 ポ ン プ 8 は配管 に よ り 接続 さ れて レヽ る 。配管 は高温 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 The mass flow 3, the mixing device 2, the reaction furnace 1, and the vacuum pump 8 are connected by piping and run. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
マ ス フ ロ ー 3 と 混合装置 2 と 反応炉 1 が真空 ポ ン プ 8 に よ り 真 空 引 き さ れて い る と ガス A、 ガス B を容易 に マ ス フ ロ ー 3 力 ら 混 合装置 2 、 反応 炉 1 へ と 流す こ と が で き る 。 If the mass flow 3, the mixing device 2, and the reactor 1 are evacuated by the vacuum pump 8, the gas A and gas B can be easily mixed with the mass flow 3. It can be flowed to the joint device 2 and the reaction furnace 1.
反応が 終 わ っ た 後 の反応ガス は真空 ポ ンプ 8 に よ り 反応炉 の外へ 吸 引 さ れ る 。 After the reaction is completed, the reaction gas is sucked out of the reaction furnace by the vacuum pump 8.
第 7 図 か ら 第 1 0 図 は、 以上 の各実施例 の混合装置 2 で使用 す る 混合 流路及び第 1 1 図以下の 各実施例 の ガス 反応装置 1 2 で使 用 す る 反応流路 の 具体的構成 を示す も の で あ る 。 第 1 1 図 以 下 の 各実施例 の ガス 反応装置で使用 す る 場合 に は 、 流路 で反応 が 起 こ る た め 反応流路 の語 を用 いて い る が 、 流路 の構成 は混合流路 と 同 様で あ る 。 以下 、 混合流路 の場合 に つ いて説 明 す る が 、 混合流路 を反応 流路 と 置 き 換 えれ ば反応流路 の説 明 と な る 。 7 to 10 show the mixing flow path used in the mixing apparatus 2 of each of the above embodiments and the reaction flow used in the gas reaction apparatus 12 of each of the embodiments shown in FIG. 11 and below. It shows the specific structure of the road. When used in the gas reactors of the embodiments shown in Fig. 11 and below, the term "reaction channel" is used because the reaction takes place in the channel, but the configuration of the channel is mixed. It is similar to a channel. Hereinafter, the case of a mixing channel will be described, but if the mixing channel is replaced with a reaction channel, the description of the reaction channel will be made.
第 7 図 は本発 明 の 以 上 の実施例 の装置 で使用 す る 混合流路 を 配 管で製作 し た場合 の斜視図 で あ る 。 FIG. 7 is a perspective view of a case where the mixing channel used in the apparatus of the above-mentioned embodiments of the present invention is manufactured by piping.
管材 は、た と え ば金属 、 セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 Tubing is made of, for example, metal or ceramic.
本実施例 の混合装置 2 は 、 混合流路 2 1 、 こ れ に ガス を 供給す る 供給流路 2 2 、 排 出す る 排出流路 2 3 と カゝ ら な っ て い る 。 混合 流路 2 1 は環状 流路 2 4 と 連通流路 2 5 、 供給流路 2 2 か ら の ガ ス を連通流路 2 5 に導入す る た め の タ ン ク 2 6 、 連通流路 2 5 か ら の ガス を排出 流路 2 3 に導入す る た め の タ ン ク 2 7 力 ら な っ て い る 。 各環状流路 に は、 環状流路 の流入 口 3 1 、 流 出 口 3 2 が 設 け ら れ、 該流入 口 3 1 に は、 連通流路 の 流 出 口 2 9 が接続 さ れ 、 環状流路 の流 出 口 3 2 に は、 連通流路 の 流入 口 2 8 が接続 さ れ て い る 。 The mixing device 2 of the present embodiment includes a mixing channel 21, a supply channel 22 for supplying gas to the mixing channel 21, and a discharge channel 23 for discharging the gas. The mixing flow path 21 includes an annular flow path 24 and a communication flow path 25, a tank 26 for introducing gas from the supply flow path 22 into the communication flow path 25, and a communication flow path. 25 Tank for introducing gas from 5 into discharge channel 23 Yes. Each of the annular flow paths is provided with an inlet 31 and an outlet 32 of the annular flow path, and the inlet 31 is connected to an outlet 29 of the communication flow path. The inflow port 28 of the communication flow path is connected to the outflow port 32 of the flow path.
環状流路 は 1 以上 の任意の数で よ い。 連通 流路 は 2 以上の任意 の 数で よ い。 本発明 の実施例 に お いて は 、 第 7 図記載 の も の で は 、 環状流路 は 5 、 連通流路 は 6 の も の を使用 し て い る 。 Any number of one or more annular channels may be used. The number of communication channels may be any number of 2 or more. In the embodiment of the present invention, the one shown in FIG. 7 uses 5 annular passages and 6 communication passages.
第 8 図記載 の も の で は、 環状流路 は 2 、 連通流路 は 6 の も の を 、 第 9 図記載 の も の で は、 環状流路 は 1 、 連通流路 は 4 の も の を 使 用 し て レヽ る 。 In FIG. 8, the annular flow path is 2 and the communication flow path is 6 and the one in FIG. 9 is the annular flow path 1 and the communication flow path is 4. Review using
第 8 図 は本発明 の一実施例 に お け る ガス 混合装置 、 ガ ス 反応装 置で使用 す る 混合流路 を ブ ロ ッ ク ィヒ し て製作 した も の を示す図 で あ る 。 FIG. 8 is a view showing a gas mixing device and a gas mixing device used in a gas reaction device according to an embodiment of the present invention, which are manufactured by blocking the mixing channel.
図 で は部材 5 1 か ら 部材 5 8 へ と 順 に結合 し て混合流路 を製作 す る 。 部材 5 4 、 5 6 は 図 の よ う な 円 筒状 の部材で あ る が 、隣接す る 部材 5 5 、 5 7 の 中 央 に 凸部が 設 け ら れ てお り 、 こ れ と 他方 の 隣接す る 部材 に よ っ て環状流路 2 4 、 2 4 が形成 さ れ る よ う に な つ て レ、 る 。 ま た部材 5 3 、 5 5 、 5 7 に は 、 流入 口 2 8 、流 出 口 2 9 を有す る 連通流路 2 5 が設 け ら れて い る 。 さ ら に部材 5 7 、 5 8 で供給側 の タ ン ク 2 6 が 、 部材 5 1 、 5 2 、 5 3 で排 出側 の タ ン ク 2 7 が形成 さ れ る 。 In the figure, the mixing channel is manufactured by sequentially connecting the member 51 to the member 58. The members 54 and 56 are cylindrical members as shown in the figure, but a convex portion is provided in the center of the adjacent members 55 and 57, and the other The annular flow paths 24, 24 are formed by the members adjacent to each other. Each of the members 53, 55, and 57 is provided with a communication channel 25 having an inlet 28 and an outlet 29. Further, the members 57 and 58 form the supply-side tank 26, and the members 51, 52 and 53 form the discharge-side tank 27.
部材 5 3 の 連通流路 2 5 の流入 口 2 8 は、 部材 5 3 、 5 4 、 5 5 で形成 さ れ る 環状流路 2 4 の 流 出 口 3 2 と な り 、 部材 5 5 の 連 通流路 2 5 の流 出 口 2 9 は 、 該環状流路 の 流入 口 3 1 と な る も の で あ る 。 ま た 、 部材 5 5 の連通流路 2 5 の 流入 口 2 8 は 、 部材 5 5 、 5 6 、 5 7 で形成 さ れ る 環状流路 2 4 の流 出 口 3 2 と な り 、 部材 5 7 の連通流路 2 5 の流 出 口 2 9 は、 該環状流路 の流入 口 3 1 と な る も の で あ る 。 The inflow port 28 of the communication channel 25 of the member 53 becomes the outlet 32 of the annular channel 24 formed by the members 53, 54, 55, and the connection of the member 55. The outlet 29 of the passage 25 is to be the inlet 31 of the annular passage. Also, the inlet 28 of the communication flow path 25 of the member 55 becomes the outlet 32 of the annular flow path 24 formed by the members 55, 56, 57. The outlet 29 of the communication channel 25 of the member 57 serves as the inlet 31 of the annular channel.
なお 当 然で あ る が 、 供給側 と 排出側 を逆 に し て も よ い。 It should be noted that the supply side and the discharge side may be reversed.
第 9 図 は本発 明 の一実施例 に お け る ガ ス 混合装置、 ガス 反応 装 置で使用 す る 混合流路 を一部 を 管、 一部 を ブ ロ ッ ク 化 して製作 し た も の を示す 図 で あ る 。 Fig. 9 shows a gas mixing device used in one embodiment of the present invention, in which a mixing channel used in a gas reaction device was partially made into a tube and partially made into a block. FIG.
第 9 図 の も の で は部材 5 1 カゝ ら 部材 6 0 へ と 順 に結合 し て混合 流路 を 製作す る 。 部材 5 6 は 図 の よ う な 円 筒 状 の部材 で あ る が 、 隣接す る 部材 5 7 の 中 央に 凸部が設 け ら れて お り 、 こ れ と 他方 の 隣接す る 部材 5 5 に よ っ て環状流路 2 4 が形成 さ れ る よ う に な つ て い る 。 ま た部材 5 3 、 5 5 、 5 7 、 5 9 に は、 連通流路 と の接 続孔 3 0 が 設 け ら れ てレ、 る 。 さ ら に部材 5 9 、 6 0 で供給側 の タ ン ク 2 6 力 S 、 部材 5 1 、 5 2 、 5 3 で排 出側 の タ ン ク 2 7 が形成 さ れ る 。 部材 5 4 と 部材 5 8 は流入 口 2 8 、 流 出 口 2 9 を有す る 連通流路 2 5 と な る 。 In the case of FIG. 9, the mixing flow path is manufactured by sequentially connecting members 51 to 50 to the member 60. Although the member 56 is a cylindrical member as shown in the figure, a convex portion is provided at the center of the adjacent member 57, and this and the other adjacent member 5 are provided. 5 Tsu by the annular channel 2 4 that have One Do Ni Let 's is that is formed. The members 53, 55, 57, and 59 are provided with connection holes 30 for communicating with the communication flow passages. Further, the members 59 and 60 form a tank 26 force S on the supply side, and the members 51, 52 and 53 form a tank 27 on the discharge side. The member 54 and the member 58 serve as a communication channel 25 having an inlet 28 and an outlet 29.
部材 5 5 の接続 口 3 0 は、 環状流路 2 4 の 流 出 口 3 2 と な り 、 部材 5 7 の接続 口 3 0 は、 環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 と な る も の で あ る 。 The connection port 30 of the member 55 becomes the outlet port 32 of the annular channel 24, and the connection port 30 of the member 57 becomes the inlet port 31 of the annular channel 24. It is.
な お 当 然で あ る が 、 供給側 と 排 出側 を逆 に し て も よ い。 Of course, the supply side and the discharge side may be reversed.
第 8 図 第 9 図 記載の混合流路 に お いて は 、セ ラ ミ ッ ク 、金属 な ど の材質 内 に 流路 を彫 り 込んだ り す る 方法、金属板 を絞 っ た り 、プ レ ス し だ り す る 方法、鎳型な ど を利用 し て鎳物 、ガ ラ ス な どの 流動体 を 流路 の 空 間部 だ け を 除いて冷却 し て 固 め た り す る 方法、 セ ラ ミ ッ ク な ど の 流動 体 を 流 路 の 空間 部 だ け を 除い て 、外部 か ら 押 し 固 め て乾燥 さ せ た り 、焼結 し た り し て 固ィヒす る こ と に よ っ て 流路 を 形成す る 方法 な ど が あ る 。 ま た第 9 図記載 の も の で は 、 一部 に は管材 を利用 し連通 流路 を 容易 に製造で き る よ う に し て い る 。 こ れ に よ つ て混合流路 を 大量 生産 し装置 を 低 コ ス ト 化す る こ と が可能 に な る 。 同 時に混合流 路 を小型化す る こ と で装置 を小型化す る こ と が 可能 に な る 。 ま た 全 部 を プ ロ ッ ク ィヒ し た部材 を用 い る 場合 に比 べて 、 熱交換性能 を 保 つ た ま ま 小形 で量産が容易 な も の が 作成可能で あ る 。 第 1 1 図記載 の 実施例 の 場合 の利用 例 と し て は C H 4 ( メ タ ン) と H 2 0 (水蒸気) と の混合ガ ス の反応 に よ り 、 C O (—酸化炭 素) と H 2 (水素 ) の混合 ガ ス の製造が 可能 に な り 、 C H 4 ( メ タ ン ) の 改質が可能 に な る 。 H 2 (水素) と C O (—酸化炭素) と の混合 ガ ス の反応 で は C H 3 O H ( メ タ ノ ール ) の合成が可能 に な る 。 Fig. 8 In the mixing flow path shown in Fig. 9, the method of engraving the flow path in a material such as ceramic or metal, squeezing the metal plate, A method of cooling and solidifying fluids such as foreign matter and glass by using a mold, etc., excluding only the space in the flow path. A fluid such as ceramics is pressed and solidified from the outside except for the space in the channel, dried, or sintered, and then solidified. There is a method of forming a flow path by using such a method. In addition, in the configuration shown in Fig. 9, a part of the pipe is used to facilitate the manufacture of the communication channel. This makes it possible to mass-produce the mixing flow path and reduce the cost of the apparatus. At the same time, it is possible to reduce the size of the device by reducing the size of the mixing channel. Also, compared to the case where all parts are block-formed, it is possible to create a small-sized product that can easily be mass-produced while maintaining the heat exchange performance. An example of use in the embodiment shown in FIG. 11 is that CO (—carbon oxide) is produced by the reaction of a mixed gas of CH 4 (methane) and H 20 (steam). The production of gas mixture of H 2 (hydrogen) becomes possible, and the reforming of CH 4 (methane) becomes possible. The reaction of a mixed gas of H 2 (hydrogen) and CO (—carbon oxide) enables the synthesis of CH 3 OH (methanol).
そ の 他種 々 の処理ガ ス の組み合わせ に よ り 種 々 の化学反応生成 物 を製造す る こ と が 出来 る 。 Various chemical reaction products can be produced by a combination of various other processing gases.
ガス 反応装置 1 2 、 マ ス フ ロ ー 1 3 は配管 に よ り 接続 さ れて レヽ る 。 ガ ス A はマ ス フ ロ ー 1 3 に よ り 流量調整 さ れガス 自 身の持つ 圧力 に よ り ガ ス 反応装置 1 2 に 送 ら れ、 電気 ヒ ー タ 1 4 に よ り カロ 熱 さ れ る 。 電気 ヒ ー タ 1 4 は ヒ ー タ 制御部 1 5 に よ っ て 温度制 御 さ れ る 。 The gas reactor 12 and the mass flow 13 are connected by piping and run. The flow rate of gas A is adjusted by the mass flow 13, sent to the gas reactor 12 by the pressure of the gas itself, and calorifically heated by the electric heater 14. It is. The electric heater 14 is temperature-controlled by a heater control unit 15.
ガス 反応装置 1 2 力ゝ ら の反応 ガス Aは配管 な ど に よ り 利用 個所 に供給 さ れ る 。配管 は高温 に耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製 作 さ れ る 。 The reaction gas A from the gas reactor 12 is supplied to the point of use by piping or the like. The piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures.
第 1 2 図記載 の 実施例 は 、第 1 1 図 記載 の ガ ス 反応装 置で生成 さ れ た反応ガ ス を集積室 1 7 内 の被処理体 1 6 の材料表面 に供給 し 、 被処理体 7 表面に薄膜を形成 さ せ、 強度 (耐摩耗性、 硬 さ 等) ゃ耐環境性 (耐食性、 耐熱性等) を 向 上 さ せた り 、 機能 (導電性、 絶縁性、磁性等) を付与す る こ と が 出 来 る も の で あ る 。 利用 例 と し て は 、 N2 ( 窒素 ) の 反応 ガ ス ま た は 、 N2 ( 窒素 ) と NH3 ( ア ン モ ユ ア ) の 混合 し た 反応 ガ ス に よ り 被処理体 の 窒化膜 の形成 が 可 能 に な り 、 部 品 、 工具類 の 耐強度性 を持 たせ る こ と が 出来 る 。 ま た 半導体 ウ ェ ハ ー の 窒化膜形成 な ど に利用 す る こ と が 出来 る 。 In the embodiment shown in FIG. 12, the reaction gas generated by the gas reaction device shown in FIG. 11 is supplied to the material surface of the object 16 in the accumulation chamber 17 to be processed. Form a thin film on the surface of the body 7 to improve strength (abrasion resistance, hardness, etc.) ゃ improve environmental resistance (corrosion resistance, heat resistance, etc.) Insulation, magnetism, etc.) can be imparted. Is a use example, the reaction gas or the N 2 (nitrogen), nitride of N 2 (nitrogen) and NH 3 (A down mode Yoo A) mixed Ri by the reaction gas to be processed, The film can be formed, and the strength of parts and tools can be improved. It can also be used for the formation of nitride films on semiconductor wafers.
N 2 (窒素 ) や Ar ( ア ル ゴ ン ) な ど の 反応 ガ ス 、 ま た は 、 N 2 (窒 素 )、 Ar ( ア ル ゴ ン )、 CF4 ( テ ト ラ フ ル ォ ロ メ タ ン )、 SF6 ( 六 フ ツ イヒ硫黄) な ど の いずれ か の 混合 し た 反応 ガ ス に よ り 、 被処理 体 の 表面洗浄 が 可能 に な り 部 品 、 工 具類 の 表面洗浄 をす る こ と が で き る 。 ま た 、 半導体 ゥ ヱ ハ ーや ガ ラ ス 基板 な ど の 表面洗浄 な ど も 可能 と な る 。 N 2 (nitrogen) and Ar (A Le Gore-down), etc. of the reaction gas, was or, N 2 (nitrogen), Ar (A Le Gore-down), CF 4 (Te door La full O Russia menu ) And SF 6 (sulfur hexafluoride) can be used to clean the surface of the object to be treated, and the surface of components and tools can be cleaned. can do . In addition, cleaning of the surface of semiconductor wafers and glass substrates can be performed.
ま た 、 Ar ( ア ル ゴ ン ) や CH 4 ( メ タ ン ) な ど の 混合ガ ス の 反応 ガ ス を 用 い る こ と に よ り 、部 品 、工具類 の 浸炭 が可能 に な り 耐磨耗 表面硬化 が 可能 に な る 。 Also, Ar Ri by the and (A Le Gore-down) and CH 4 this Ru use physicians the reaction gas of the mixed gas of (meth emissions), etc., part product This will allow for some carburizing of tooling Abrasion resistance Surface hardening becomes possible.
H2 0 (水 )、 あ る い は H2 0 (水) と H2 (水素 )、 水 ( H2 0) とH 2 0 (water), have Ru Oh is H 2 0 (water) and H 2 (hydrogen), and water (H 2 0)
02 (酸素 ) の 混合 ガ ス な ど を加熱す る こ と に よ り 発 生す る 水蒸気 力 ら は 、 酸化膜 の 生成が 可能 に な り 、 半導体用 の ウ ェ ハー な ど の 酸化膜成形 な ど に利用 さ れ る 。 0 2 mixed gas, etc. steam force et al that forms by Ri onset in and this you heating the (oxygen) This will allow for some generation of oxide film, c E hard, etc. oxide film for a semiconductor It is used for molding.
Si ( C 2 H 5 0) 4 ( テ ト ラ エ キ ト シ シ ラ ン ) の 反 応 ガ ス 力 ら は 、 半導体用 の ゥ エ ーハ ー な ど に保護膜 、 絶縁膜 な ど の機能 を 持 っ た 薄膜 を 成形 さ せ る こ と が 出 来 る 。 Si (C 2 H 5 0) 4 ( Te preparative La et key Sorted sheet run-) reaction gas forces these are © e Doha chromatography, etc. as a protective film for a semiconductor, insulating film, etc. functions It is possible to form a thin film having the following properties.
ガ ス 反応 装置 1 2 、 マ ス フ ロ ー 1 3 は配管 に よ り 接続 さ れ て い る 。 ガ ス A は マ ス フ ロ ー 1 3 に よ り 流量調整 さ れ ガ ス 自 身 の 持 つ 圧力 に よ り ガ ス 反応装置 1 2 に 送 ら れ、 電気 ヒ ー タ 1 4 に よ り 加 熱 さ れ る 。 電気 ヒ ー タ 1 4 は ヒ ー タ 制御部 1 5 に よ っ て温度制 御 さ れ る 。 ガ ス 反応装置 1 2 で反応温度 ま で加熱 さ れ た反応 ガ ス A は 、 ガ ス 自 身 の持つ圧力 に よ り 配管 を通 っ て集積室 1 7 に 供給 さ れ 、 集 積室 1 7 に 設定 さ れ た被処理体 1 6 ま で送 ら れ る 。 配管 は 高温 に 耐 え ら れ る 金属 、 セ ラ ミ ッ ク な ど で 製作 さ れ る 。 集積室 1 7 で は 、 特 に ガ ス の 加 熱 を 必要 と し な い た め 、 そ の ま ま で 、 被処理体 1 6 の表 面改質が 可能 に な る 。 こ の た め 、 被処理体 1 6 は低温度 で の 表面改質が 可能 で あ る 。 ま た 、 集積室 1 7 は容器 1 1 の よ う な 耐 高温 の材質で な く て も 製作す る こ と が 可能 に な り 、 真空度 を 保 持 す る 必要 は必ず し も な い。反応 炉 を必要 と し な い の で 、同 時 に 反応 炉 で 消 費す る エ ネ ル ギ ー を 不用 と す る 。 The gas reactor 12 and the mass flow 13 are connected by piping. The flow rate of the gas A is adjusted by the mass flow 13, sent to the gas reactor 12 by the pressure of the gas itself, and added by the electric heater 14. It gets heated. The electric heater 14 is temperature-controlled by a heater control unit 15. The reaction gas A heated to the reaction temperature in the gas reaction device 12 is supplied to the accumulation chamber 17 through the pipe by the pressure of the gas itself, and is supplied to the accumulation chamber 17. The object is sent up to the object 16 set to. Piping is made of metal, ceramic, etc. that can withstand high temperatures. In the accumulation chamber 17, since heating of the gas is not particularly required, the surface of the object 16 can be reformed as it is. For this reason, the object 16 can be surface-modified at a low temperature. In addition, the accumulation chamber 17 can be manufactured even if it is not made of a high-temperature-resistant material such as the container 11, and it is not always necessary to maintain a vacuum degree. Since a reactor is not required, the energy consumed in the reactor at the same time is not required.
こ の フ ロ ー で は 開 放系 で の 表面改 質処理 が 可能 に な り 、 被処理 体 1 6 の 大気圧 下 で の 連続処理 が 可能 に な る 。 In this flow, surface modification treatment in an open system is possible, and continuous treatment of the object 16 under atmospheric pressure becomes possible.
被処理体 1 6 の 表面処理が 終 わ っ た 後 の 反応 ガ ス は ガ ス 自 身 の 持 つ圧力 に よ り 集積室 1 7 の 外へ排気 さ れ る 。 After the surface treatment of the object 16 is completed, the reaction gas is exhausted out of the accumulation chamber 17 by the pressure of the gas itself.
第 1 1 図 、 第 1 2 図 いず れ の 実施例 に お い て も 、 ガ ス 反応装 置 In each of the embodiments shown in FIGS. 11 and 12, the gas reaction apparatus is used.
1 2 に は 、 先 に 混合流路 の構造 と し て詳述 し た 図 7 か ら 図 1 0 に 記載 さ れ た も の と 同様 の ガ ス 反応 流 路 が 設 け ら れ て い る 。 12 is provided with a gas reaction flow channel similar to that described in FIGS. 7 to 10 described in detail above as the structure of the mixing flow channel.
ガ ス A は 、ガ ス 反応装置 1 2 の供給流路 2 2 よ り 供給側 の タ ン ク 2 6 に入 る 。 タ ン ク 2 6 内 で衝突 し た ガ ス A は 、 タ ン ク 2 6 に 接続 さ れた複数 の 連通 流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て 該連通 流 路 の 流 出 口 2 9 よ り 一段 目 の 環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 か ら 該環 状 流路 2 4 に 入 り 、 環状流路 2 4 の壁面 に衝突 し 、 又 異 な る 流入 口 The gas A enters the tank 26 on the supply side from the supply flow path 22 of the gas reaction apparatus 12. The gas A colliding in the tank 26 passes through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the tank 26, and flows out of the outflow port 2 of the communication channel. 9 From the inlet 31 of the first annular passage 24, the liquid enters the annular passage 24 from the inlet 31, collides with the wall surface of the annular passage 24, and has a different inlet.
3 1 力 ら 入 っ た ガ ス A 同 士 が衝突す る 。 3 1 Gas A, who came in, collided.
同 様 に 高速 の ガ ス は 、一段 目 の環状流路 2 4 の 流 出 口 3 2 力ゝ ら 、 該環状流路 2 4 に接続 さ れ た複数の 違通 流路 2 5 の 流入 口 2 8 を 通 っ て 該連通 流路 の 流 出 口 2 9 よ り 2 段 目 の 環状流路 2 4 の 流入 口 3 1 を 通 っ て 該環状流 路 2 4 に 入 り 、 環状流路 2 4 の 壁面 に 衝 突す る と と も に 異 な る 流入 口 か ら 入 っ た ガス A 同 士 が衝突す る 。 こ れ を 同様 に繰 り 返 し て 最終 の 環状流 路 2 4 に接続 さ れ た複数 の 連通 流路 2 5 の 流入 口 2 8 を通 っ て 該連通流路 の 流 出 口 2 9 よ り タ ン ク 2 7 に 入 る 。 タ ン ク 2 7 の 内 面 に衝突 し た ガ ス A は排 出 流 路 2 3 よ り 排 出 さ れ る 。 Similarly, the high-speed gas is supplied from the outlet 32 of the first annular flow path 24 to the inlet 2 of the plurality of non-connected flow paths 25 connected to the annular flow path 24. 8 through the outlet of the communication channel 2 9 and the inflow of the second annular channel 24 from the 9 The gas A enters the annular channel 24 through the port 31, collides with the wall of the annular channel 24, and the gas A enters from a different inlet. . This is repeated in the same manner to pass through the inflow ports 28 of the plurality of communication flow paths 25 connected to the final annular flow path 24, and through the outflow ports 29 of the communication flow paths. Enter tank 27. The gas A colliding with the inner surface of the tank 27 is discharged from the discharge channel 23.
容器 1 1 内 に 設置 さ れ た ガ ス 反応装置 1 2 を 電気 ヒ ー タ 1 4 な ど に よ り 加 熱す る と 、 流 路 2 1 内 の ガ ス A は ガ ス の衝突乱流運動 に よ り 均一 に加 熱 さ れ る の で 、 均一混合 、 均一温度 の 大量 の 反応 ガ ス を 効 率 よ く 発 生 さ せ る こ と が 出 来 る 。 電気 ヒ ー タ 1 4 は ヒ ー タ 制 御部 1 5 に よ り 反応 に適正 な 温度 に 制御 さ れ る 。 When the gas reactor 12 installed in the vessel 11 is heated by an electric heater 14 or the like, the gas A in the flow path 21 becomes impinging turbulent motion of the gas. As a result, a large amount of reaction gas with uniform mixing and uniform temperature can be generated efficiently. The electric heater 14 is controlled to a temperature appropriate for the reaction by the heater control unit 15.
ガ ス 反応装置 1 2 及 び容器 1 1 は 電気 ヒ ー タ 1 4 の 高温 に 耐 え ら れ る 金属 、セ ラ ミ ッ ク な ど で製作 さ れ る 。 The gas reactor 12 and the container 11 are made of metal, ceramic, etc., which can withstand the high temperature of the electric heater 14.
環状流路 の 段数 、電気 ヒ ー タ の 温度調整 を す る こ と で ガ ス A の 反応度 を 制 御 で き る 。 The reactivity of gas A can be controlled by adjusting the number of stages in the annular flow path and the temperature of the electric heater.
電気 ヒ ー タ 1 4 の 代 わ り に石油 、 天然 ガス な ど の バ ー ナー に よ る 火力 や 、 マ イ ク ロ 波加 熱、 誘導加 熱 な ど を使用 し て も よ い 。 ま た 特 に 反応 ガ ス の 温度 の 制 御 を必要 と し な い場合 は 、 エ ン ジ ン 、 燃料電池 な ど 力ゝ ら の 各種排熱 も 利 用 で き る 。 In place of the electric heater 14, heat from a burner such as oil or natural gas, or microwave heating or induction heating may be used. If it is not particularly necessary to control the temperature of the reaction gas, various exhaust heats from engines, fuel cells, and other power sources can be used.
第 1 3 図 .記載 の 実施例 は 、 第 1 2 図 記載 の 実施例 に お い て 、 集 積室 1 7 を 複数設置 し た 以外 は第 1 2 図 記載 の 実施例 と 同様で あ る 。 The embodiment described in Fig. 13 is the same as the embodiment described in Fig. 12 except that a plurality of accumulation chambers 17 are provided in the embodiment described in Fig. 12.
ガ ス 反応装置 1 2 の 特性 に よ り 大量 の 反応 ガ ス の発生 が 可能 で あ る の で 、 一 つ の ガ ス 反応装置 1 2 で集積室別 に 同種 あ る レヽ は別 種 の 被処理体 の 表面改質処理 な ど が 可能 に な る 。 Since a large amount of reaction gas can be generated due to the characteristics of the gas reactor 12, the same type of gas in each accumulation chamber can be treated by a single gas reactor 12 in different types of processing. Surface modification treatment of the body becomes possible.
第 1 4 図 記載 の 実施例 は 、 第 1 2 図 記載 の 実施例 に お い て 、 被 処理体 1 6 を利 用 し て集積室 1 7 を省 略 し て も 被処理体 1 6 の 表 面改質 を 可能 に す る シ ス テ ム で あ る 。 1 例 と し て 単数 あ る い は 複 数 の配 管 な ど の 被処理体 1 6 の 内表面 に 、 ガ ス 反応装置 1 2 力 ら の 反応 ガ ス を 直接供給 し て 管 内 の 表面改質 を 行 い 、 必要 と す る 部 分 だ け の 強度 (耐摩耗性、 硬 さ 等) ゃ耐環境性 ( 耐食性、 耐熱性 等) を 向 上 さ せ た り 、 機能 (導電性、 絶縁性、 磁性等) を 付与 す る こ と が 出 来 る 。 こ の 方法 に よ り 集積室 1 7 を 不用 と す る ば 力 り か 、 機能 を 必要 と す る 部分 だ け に 選択 的 に 表面改質 を さ せ る こ と が 可能 に な る 。 The embodiment described in FIG. 14 is the same as the embodiment shown in FIG. This is a system that enables the surface modification of the object 16 even if the accumulation chamber 17 is omitted by using the object 16. As an example, a reaction gas from a gas reactor 12 is directly supplied to the inner surface of a workpiece 16 such as a single pipe or a plurality of pipes to improve the inner surface of the pipe. Quality, and the strength (abrasion resistance, hardness, etc.) of only the necessary parts ゃ Improve the environmental resistance (corrosion resistance, heat resistance, etc.) and improve the function (conductive, insulating) , Magnetism, etc.). According to this method, it becomes possible to make the surface modification selectively only in the portion that requires the function or the function, if the accumulation chamber 17 is not required.
以上 の 第 1 1 図 か ら 第 1 4 図 記載 の 実施例 の ガ ス 反応装置 に は 第 7 図 力ゝ ら 第 1 0 図 に記載 し た ガ ス 反応 流路 が 設 け ら れて い る 。 ガ ス 反応流路 の 構成 に つ い て は 、 ガ ス 混合装置 に 用 い る 混合流 路 の 構成 と 同様 で あ る 。 ま た 、 そ の 内 部 を ガ ス が 流れ る 状況 は 第 1 図 か ら 第 6 図 に 記載 し た ガ ス 混合装置 の 実施例 に つ い て説 明 し た と こ ろ と 同様 で あ る 。 産 業上 の利用 可能性 The gas reaction apparatus of the embodiment shown in FIGS. 11 to 14 is provided with the gas reaction flow path shown in FIG. 10 and FIG. 10. . The configuration of the gas reaction channel is the same as the configuration of the mixing channel used in the gas mixing device. The situation in which gas flows through the inside is the same as that described for the embodiment of the gas mixing apparatus described in FIGS. 1 to 6. . Industrial availability
以上の よ う に、 本発明 にかかる ガス混合装置、 ガス反応装置及び表 面改質装置は、 様々 な用途においてガス の混合、 反応を させ る 装置 と して、 ま た材料の表面を改質する 装置 と して有用 であ り 、 特に化学反 応 工程や半導体製造工程等 で用 い る 、 ガ ス の 混合装置、 ガ ス の 反 応装置及び半 導体 ウ ェ ハーや ガ ラ ス 基板 な ど の表面処理 を し た り 部 品 、工具類 の表面処理 な ど に 用 い る 表面改質装置 に適 し て い る 。 As described above, the gas mixing device, the gas reaction device, and the surface reforming device according to the present invention are used as devices for mixing and reacting gases in various applications, and are used to reform the surface of a material. Gas mixing equipment, gas reaction equipment, semiconductor wafers, glass substrates, etc., which are particularly useful in chemical reaction processes and semiconductor manufacturing processes. It is suitable for a surface reforming device used for surface treatment of parts and for surface treatment of parts and tools.
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