(57)【要約】  本発明は、複数基の水分発生用反応炉を並列運転することにより高純度水供給量の増大の要請に対応する場合に、Ｈ2とＯ2の混合ガスの分流供給を極く簡単なオリフィスの利用によって可能とすることにより、混合ガス（原料ガス）分流装置の簡素化と設備費の大幅な引下げとを可能にするものである。  即ち、本発明に係る水分発生用反応炉の並列運転方法は、並列に接続した複数の水分発生用反応炉の各混合ガス入口側に所定の口径のオリフィス孔を備えたオリフィスを配設し、混合器からの水素と酸素の混合ガスＧを前記各オリフィスを通して各水分発生用反応炉へ供給すると共に、各水分発生用反応炉で生じた水分を合流させて高純度水の使用装置へ供給するようにしたものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の水分発生用反応炉の各混合ガス入口側にオリフィスを配設すると共に各オリフィスの入口側を混合ガス供給ラインへ並列状に接続し、水素と酸素の混合ガスを各オリフィスを通して各水分発生用反応炉へ分流供給する構成としたことを特長とする水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項２】
複数の水分発生用反応炉の各混合ガス入口側にオリフィスを配設すると共に、各オリフィスの入口側を混合ガス供給ラインへ並列状に接続し、水素と酸素の混合ガスを各オリフィスを通して各水分発生用反応炉へ分流供給し、また、各水分発生用反応炉の水分ガス出口側を並列に接続して、各水分発生用反応炉で発生した水分を水分供給ラインを通して水分使用装置へ供給する構成とした水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項３】
水分使用装置を大気圧に近い圧力下で使用されるプロセスチャンバとした請求項２に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項４】
水分使用装置を１〜７００Ｔｏｒｒの圧力下で使用されるプロセスチャンバとすると共に、各水分発生用反応炉からの発生水分の水分供給ラインに減圧用オリフィスを設けるようにした請求項２に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項５】
並列に接続する水分発生用反応炉を２基とすると共に、各水分発生用反応炉の混合ガス入口側に配設するオリフィスを同じ口径のオリフィスとし、混合ガス供給ラインからほぼ等量の混合ガスを各水分発生用反応炉へ供給する構成とした請求項１又は請求項２に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項６】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、各水分発生用反応炉の定格水分発生量を５ＳＬＭ〜１０ＳＬＭとすると共に、混合ガス入口側に配設するオリフィスの口径を０．８〜０．６ｍｍφとするようにした請求項５に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項７】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、水分発生用反応炉の内圧を２００Ｔｏｒｒ以上の圧力値とするようにした請求項６に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【請求項８】
水分発生用反応炉を、入口側炉本体部材と出口側炉本体部材とを対向状に組み合せて内部空間を形成すると共に、入口側炉本体部材に混合ガス入口を、また出口側炉本体部材に水分ガス出口を夫々設け、更に出口側炉本体部材の内壁面に白金コーティング被膜を設けると共に、内部空間内にリフレクタを設け、混合ガス内の水素ガスと酸素ガスを前記内部空間内で非燃焼状態下で白金コーティング被膜の触媒作用によって反応させ、水分を発生する構成の水分発生用反応炉とするようにした請求項１又は請求項２に記載の水分発生用反応炉の並列運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造設備や化学品製造設備等において使用されるものであり、特別な原料ガスの分流供給装置を用いることなしに、並列運転をする複数の水分発生用反応炉の各原料ガス供給管路に適宜の口径を有するオリフィスを挿入するだけで、各水分発生用反応炉を所定の水分発生量でもって安定して並列運転できるようにした水分発生用反応炉の並列運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備の水分酸化法によるシリコン酸化膜付け処理等においては、高純度水の供給が必要となり、通常は、図８に示す如き水分発生用反応炉を用いて必要な高純度水分の供給が行われている。【０００３】
即ち、当該水分発生用反応炉は、国際公開番号ＷＯ９７／２８０８５号や日本国特許第３６３９４６９号に開示されているように、入口側炉本体部材２と出口側炉本体部材３とを対向状に組み付けて内部に空間部４を有する反応炉本体１を形成すると共に、原料ガス入口５と水分ガス出口６とリフレクタ７及びリフレクタ８とを反応炉本体１に設け、更に、出口側炉本体部材３の内表面に白金コーティング被膜９を形成することにより構成されている。【０００４】
また、水分を発生させる際には、先ず、原料ガス入口５から酸素Ｏ2と水素Ｈ2との混合ガスＧを空間部４内へ供給し、リフレクター７，８によって混合ガスＧを攪拌すると共に白金コーティング被膜９の触媒作用によってＯ2及びＨ2を活性化させる。次に、活性化されたＯ2とＨ2を、温度４５０℃以下の非燃焼状態下で瞬時に反応させることにより、水が生成される。この生成された水は、水分ガスＷの形態で水分ガス出口６から反応炉本体１の外部へ放出されて行く。【０００５】
上記図８に示した構造の水分発生用反応炉は、極く小型（例えば外径約１１４ｍｍ、厚さ約３５ｍｍ）であるにも拘わらず、４００℃以下の温度下で触媒反応により、約２ＳＬＭ（０℃・１気圧の標準状態下に換算した水分ガス量）程度の水分ガスＷを連続して発生することができ、優れた実用的効用を有するものである。【０００６】
しかし、図８に示した水分発生用反応炉では、原料ガスＧの供給量を増してその水分発生量を増加すると、出口側炉本体部材３の温度上昇が激しくなると共に、反応炉本体１の内部空間温度が上昇し、Ｈ2とＯ2の混合ガスである原料ガスＧの爆発可能温度に近づくため、極めて危険な状態となる。また、原料ガスＧの供給量を増加させると、水素Ｈ2と酸素Ｏ2の反応率が低下して、酸素Ｏ2及び又は水素Ｈ2が未反応のまま水分ガスＧＷ内へ混入してくることになり、水分ガスＷを使用するプロセス側に様々な不都合が生ずることになる。
更に、反応炉本体１の温度が上昇することにより、出口側炉本体部材３の内壁面に形成した白金コーティング被膜９が剥離脱落を起すことになり、触媒作用の大幅な低下を来たすことになる。【０００７】
一方、上述のような不都合の発生を避けるため、図９に示したような冷却用フィン１０、１１を入口側炉本体部材２及び出口側炉本体部材の外壁面に設け、反応炉本体１からの熱放散を促進するようにした構造の水分発生用反応炉が開発されている。尚、図９において、１２は電気ヒータであり、水分発生用反応炉１の起動時に、水分発生用反応炉１１の温度を３００℃近くに上昇させるためのものである。【０００８】
しかし、冷却用フィン１０、１１を設けると、水分発生用反応炉１の外形寸法が大幅に増加することになり、例えば、水分発生量を１．３倍にしようとすれば、反応炉１の容積が約３倍に増すことになり、水分発生用反応炉１の小型化の要請に対応することが出来ないと云う問題がある。
又、冷却フィン１０、１１を使用することなしに水分発生量を増加させるには、反応炉本体１自体の外形寸法を大きくする方策が考えられる。しかし、白金コーティング被膜９の形成面積が一定面積以上になると、水分発生時に出口側炉本体部材３の内表面の温度分布に班が生ずることになり、その結果、白金コーティング被膜９の剥離が生じ易くなる。例えば、反応炉本体１の内径寸法を２倍以上にすると、白金コーティング被膜９の剥離頻度が著しく高くなることが判っており、水分発生量の増加の要請にうまく対応できないと云う問題がある。【０００９】
そのため、従前のこの種水分ガスＷの供給設備にあっては、複数台の水分発生用反応炉を並列に接続すると共に、高精度な混合ガス分流供給装置を用いて、各水分発生用反応炉へ供給する混合ガスＧの流量を制御することにより、水分発生量（供給水分量）の増加の要請に対応するようにしている。【００１０】
しかし、高精度な混合ガスＧの分流供給装置を設けることは、設備量の高騰を招くだけでなく、その設置のために大きなスペースを必要とし、更には、混合ガス分流供給装置の保守管理等にも費用を要すると云う問題がある。【００１１】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ９７／２８０８５号
【特許文献２】日本国特許  第３６３９４６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従前の水分発生用反応炉を用いた高純度水分の供給設備における上述のような問題、即ちイ．水分発生用反応炉の大型化（又は大容量化）でもって供給水量の増加の要請に対応することは、白金コーティング触媒被膜の耐久性等の構造的な面から水分発生用反応炉の大型化に限度があるため、一定の制約があること、ロ．混合ガスＧの分流供給装置を設け、混合ガス分流供給装置から複数台の並列運転をする発生用反応炉へ混合ガスＧを供給することにより、供給水量の増加の要請に対応する場合には、混合ガスＧの分流供給装置の設備費や管理費の高騰を招くうえ、大きな設置スペースを必要とすること、等の問題を解決せんとするものであり、複雑な混合ガスＧの分流供給装置を必要とすることなしに、並列運転をする各水分発生用反応炉への混合ガス供給管路に所定の内径を有するオリフィスを介設することにより、簡単な機構でもって安価に、しかも正確に、並列運転をする各水分発生用反応炉へ所定量の混合ガスＧを供給できるようにし、これによって水分発生量の増加の要請に容易に対応することができるようにした水分発生用反応炉の並列運転方法を提供することを、発明の主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、複数の水分発生用反応炉の各混合ガス入口側にオリフィスを配設すると共に各オリフィスの入口側を混合ガス供給ラインへ並列状に接続し、水素と酸素の混合ガスを各オリフィスを通して各水分発生用反応炉へ分流供給することを発明の基本構成とするものである。【００１４】
請求項２の発明は、複数の水分発生用反応炉の各混合ガス入口側にオリフィスを配設すると共に、各オリフィスの入口側を混合ガス供給ラインへ並列状に接続し、水素と酸素の混合ガスを各オリフィスを通して各水分発生用反応炉へ分流供給し、また、各水分発生用反応炉の水分ガス出口側を並列に接続して、各水分発生用反応炉で発生した水分を水分供給ラインを通して水分使用装置へ供給することを発明の基本構成とするものである。【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、水分使用装置を大気圧に近い圧力下で使用されるプロセスチャンバとしたものである。【００１６】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、水分使用装置を１〜７００Ｔｏｒｒの圧力下で使用されるプロセスチャンバとすると共に、各水分発生用反応炉からの発生水分の水分供給ラインに減圧用オリフィスを設けるようにしたものである。【００１７】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、並列に接続する水分発生用反応炉を２基とすると共に、各水分発生用反応炉の混合ガス入口側に配設するオリフィスを同じ口径のオリフィスとし、混合ガス供給ラインからほぼ等量の混合ガスを各水分発生用反応炉へ供給する構成としたものである。【００１８】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、各水分発生用反応炉の定格水分発生量を５ＳＬＭ〜１０ＳＬＭとすると共に、混合ガス入口側に配設するオリフィスの口径を０．８〜０．６ｍｍφとするようにしたものである。【００１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、水分発生用反応炉の内圧を２００Ｔｏｒｒ以上の圧力値とするようにしたものである。【００２０】
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２の発明に於いて、水分発生用反応炉を、入口側炉本体部材と出口側炉本体部材とを対向状に組み合せて内部空間を形成すると共に、入口側炉本体部材に混合ガス入口を、また出口側炉本体部材に水分ガス出口を夫々設け、更に出口側炉本体部材の内壁面に白金コーティング被膜を設けると共に、内部空間内にリフレクタを設け、混合ガス内の水素ガスと酸素ガスを前記内部空間内で非燃焼状態下で白金コーティング被膜の触媒作用によって反応させ、水分を発生する構成の水分発生用反応炉とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明では、並列に接続した水分発生用反応炉の混合ガス入口側に所定の口径のオリフィスを配置しただけの簡単な構成の分流構造でもって、水分発生用の原料ガスである混合ガスを極めて正確に分流することができ、従前の白金被膜触媒を用いた非燃焼式の水分発生用反応炉を用いて、高純度水の大量供給を行うことが可能となる。
即ち、本願発明によれば、複雑な構造の高価な混合ガス分流装置を用いることなしに、従前の非燃焼式水分発生用反応炉を用いてより安全且つより安価に、しかも設備の大型化を招くことなしに、高純度水を大量に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態を示す水分発生用反応炉の並列運転の系統図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す水分発生用反応炉の並列運転の系統図である。
【図３】混合ガスＧに替えてＮ2ガスを供給して、各水分発生用反応炉への分流状態を測定する系統図を示すものである。
【図４】表３の各演算値をグラフ化したものであり、（ａ）は流量（ＭＦＭ1）に対する分流誤差の関係を、（ｂ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2に対する分流誤差の関係を、（ｃ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2と計算圧力との関係を、（ｄ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2と流量の相対分流誤差（％）との関係を夫々示すものである。
【図５】図５は、常圧用チャンバーＣＨへ１７ＳＬＭの水分ガスを２台の水分発生用反応炉から供給する場合の系統図である。
【図６】２基の水分発生用反応炉（定格５ＳＬＭ）を用いた現実の並列運転による水分供給状態を示す系統図である。
【図７】図６の系統図における試験結果の一例を示す線図である。
【図８】従前の水分発生用反応炉の一例を示す断面図である。
【図９】従前の冷却フイン付き水分発生用反応炉の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｈ2は水素ガス。
Ｏ2は酸素ガス。
Ｎ2は窒素ガス。
ＭはＨ2とＯ2のガス混合器。
Ｇは混合ガス（原料ガス）。
ＷＧ1、ＷＧ2は水分発生用反応炉。
ＯＲ1、ＯＲ2、ＯＲ3はオリフィス。
ＳはＨ2ガスセンサ。
Ｆはフィルタ。
ＣＨはプロセスチャンバ。
Ｐ1，ＰW1，ＰW2，Ｐｃは圧力計。
Ｗ1，Ｗ2，Ｗは水分（水分ガス）。
Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4は配管路。
ＭＦＣ1，ＭＦＭ1，ＭＦＭ2は質量流量計。
ＨＴＣ1〜ＨＴＣ4は温度制御器。
ＲＧ1〜ＲＧ4圧力調整器。
Ｖ1〜Ｖ4はバルブ。
ＦＡ1，ＦＡ2は冷却用ファン。
ＨＴＭ１，ＨＴＭ２は温度モニタ。
１は反応炉本体。
２は入口側炉本体部材。
３は出口側炉本体部材。
４は炉本体の内部空間。
５は混合ガス（原料ガス）入口。
６は水分ガス出口。
７、８はリフレクタ。
９は白金コーティング被膜。
１０、１１は冷却用フィン。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示すものであり、常圧のプロセスチャンバＣＨへ２台の水分発生用反応炉ＷＧ１、ＷＧ２を用いて水分Ｗを供給する場合を示すものである。【００２５】
図１において、Ｈ2は水素ガス、Ｏ2は酸素ガス、Ｎ2は窒素ガス、ＭはＨ2とＯ2のガス混合器、Ｇは混合ガス、ＷＧ１，ＷＧ２は水分発生用反応炉、ＯＲ1，ＯＲ2はオリフィス、ＳはＨ2センサ、Ｆはフィルター、ＣＨはプロセスチャンバ、Ｐ1，ＰＷ1，ＰＷ2，Ｐｃは圧力計、Ｗ1，Ｗ2，Ｗは水分、Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4は配管路である。【００２６】
前記水分発生用反応炉ＷＧ１，ＷＧ２には、同一仕様の水分発生用反応炉が２台使用されえおり、ステンレス鋼製であってその外径寸法は約１８０ｍｍφ及び厚さは約３７ｍｍであり、出口側炉本体部材の内壁面は白金コーティング被膜が形成されている。
尚、本実施形態に於いては、同一仕様の水分発生用反応炉を２台並列に接続しているが、２台以上例えば３〜５台を、並列に接続することも可能である。【００２７】
前記オリフィスＯＲ1、ＯＲ2は、外径約１２ｍｍφ、厚さ０．２〜１．０ｍｍのステンレス鋼薄板に所定のオリフィス孔（円形孔）を穿孔したものであり、オリフィス挿着器（図示省略）内に交換自在に挿着されている。尚、本実施形態においては、後述するように０．５〜１．０ｍｍφのオリフィス孔を有するオリフィスＯＲ1、ＯＲ2を使用している。【００２８】
前記配管路Ｌ1〜Ｌ4は内径４．３ｍｍφ、外径６．３５ｍｍφのステンレス鋼製パイプから形成されており、また、発生水分Ｗを消費するプロセスチャンバＣＨは常圧（７６０Ｔｏｒｒ）下で各種の半導体処理が行われるものとしている。【００２９】
図１を参照して、ガス混合器Ｍから供給された混合ガスＧは、混合ガス供給ラインＬ1、各オリフィス（０．６ｍｍφ又は０．７ｍｍφ）ＯＲ1、ＯＲ2、を通して各水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2へ供給され、ここで発生した水分Ｗ1、Ｗ2が水分供給ラインＬ4を通して常圧チャンバへＣＨへ供給されて行く。
尚、混合ガスＧの分流供給が円滑に行われるためには、各部の圧力Ｐ1、ＰW、Ｐｃの間にＰ1＞ＰW＞ＰＣの関係が成立している必要があり、また、圧力Ｐｃは、圧力Ｐｗよりも配管路の圧力損失分だけ低下（約０．０２〜０．０３ＭＰａ）することになる。【００３０】
表１は、オリフィスＯＲ1、ＯＲ2の口径を０．６又は０．７ｍｍφとして、Ｈ2とＯ2の混合比及び常圧（７６０Ｔｏｒｒ）のプロセスチャンバＣＨへの水分供給流量（ｓｃｃｍ）を変えた場合のオリフィスＯＲ1、ＯＲ2の上流側圧力Ｐ1の試算の一例を示すものであり、圧力の概算値を知ることが出来る。尚、圧力の演算式は、後述する式（２）及び（３）を使用しており、且つ配管路は内径４ｍｍφのステンレス鋼管とし、その亘長はｌは６００〜８００ｍｍとしている。また、表１中の供給水分量は、１台当りの供給量を示すものである。【００３１】
【表１】
2008136042.tif 000003
【００３２】
図２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、１〜１００Ｔｏｒｒの減圧状態で使用されているプロセスチャンバＣＨへ２台の水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2から発生水分Ｗを供給する場合を示すものである。
尚、図２において、ＯＲ3はフィルタＦの下流側に設置したオリフィスであり、チャンバＣＨへ供給する発生水分Ｗの減圧用に設けられている。【００３３】
本実施形態においても、前記図１に示した第１実施形態の場合と同様に、混合ガスＧの分流供給が円滑に行われて、両水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2から所定量の発生水分Ｗ1、Ｗ2が供給されるためには、水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の圧力は２００Ｔｏｒｒ〜９００Ｔｏｒｒを必要とする。何故なら、水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の内圧が２００Ｔｏｒｒ以下になると、Ｈ2ガスの爆発限界温度（爆発可能温度）が約３５０℃〜４００℃の温度にまで低下するからである。【００３４】
表２は、減圧用オリフィスＯＲ3の口径を０．８ｍｍφ及び１．０ｍｍφとした場合の水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の内圧Ｐｗ等の演算値の一例を示すものであり、使用した圧力の演算式等は、前記表１の場合と同様である。【００３５】
【表２】
2008136042.tif 000004
【００３６】
また、表３は、表２の場合と混合ガスＧの混合条件等が同一の場合に、上流側オリフィスＯＲ1，ＯＲ2の口径を０．７ｍｍφとした場合のオリフィスＯＲ1、ＯＲ2の上流側の圧力値を演算した一例を示すものであり、オリフィスＯＲ1、ＯＲ2上流側の圧力値Ｐ1の概要を知ることが出来る。【００３７】
【表３】
2008136042.tif 000005
【００３８】
図３は、前記図１に示した第１実施形態における水分発生用反応炉の並列運転において、混合ガスＧの代替としてＮ2ガスを供給した場合のＮ2ガスの分流状態を調査した回路を示すものであり、図３に於いてＭＦＣ1、ＭＦＭ1、ＭＦＭ2は夫々質量流量計を示すものである。【００３９】
図３において、ＭＦＭ1及びＭＦＭ2の各測定値は水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2への混合ガスＧの流入量に直接比例するものであるから、当該ＭＦＭ1及びＭＦＭ2の測定値から、各水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2における水分発生量を知ることができる。【００４０】
表４は、図３におけるオリフィスＯＲ1、ＯＲ2の口径を０．７、０．６、０．５ｍｍφとした場合の各測定値からの分流誤差や圧力誤差の演算値を示すものである。【００４１】
【表４】
2008136042.tif 000006
【００４２】
また、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、前記表３の各演算値をグラフ化したものであり、（ａ）は流量ＭＦＭ1に対する分流誤差の関係を、（ｂ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2に対する分流誤差の関係を、（ｃ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2と計算圧力との関係を、（ｄ）はオリフィス上流側圧力Ｐ2と流量の相対分流誤差％との関係を、夫々示すものである。【００４３】
表４及び図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）からも明らかなように、分流誤差（図４の（ａ））は約５％以下となり、また、ばらつき（ＭＦＭ1−ＭＦＭ2／ＭＦＣ1）も３％以下となる。従って、オリフィスＯＲ1、ＯＲ2による分流は、実用上何等問題を生ずることなく使用することが出来、極く簡単な分流装置でもって、混合ガスＧの各水分発生用反応炉ＧＷ1、ＧＷ2への分流供給が可能なことが判る。
【実施例１】
【００４４】
図５は、常圧（７６０Ｔｏｒｒ）で使用するチャンバＣＨへ２台の水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2を用いて１７ＳＬＭの水分ガスＷを供給する場合の系統図であり、また、表５は、図５の系統図において、オリフィスＯＲ1、ＯＲ2の上・下流間に臨界条件が成立していると仮定して、流量Ｑ及び断面積Ｓから演算したオリフィス上流側圧力を示すものである。【００４５】
尚、式（１）は流量Ｑの演算式を表すものであり、
【数１】
2008136042.tif 000007
但し、Ｑは流量、Ｓはオリフィス断面積、ＴHは温度、ＰHは上流圧力、Ｃは定数187021、Ｃ´は実流量から換算した補正値（Ｃ×０．８２）である。【００４６】
【表５】
2008136042.tif 000008
【実施例２】
【００４７】
前記図５と同じ系統図において、１７ＳＬＭの水分発生に対応するＨ2とＯ2の混合ガスＧを流通させた場合の質量流量計ＭＦＣの上流側（チューブ上流側）と下流側（オリフィスＯＲ1、ＯＲ2の上流側）の圧力Ｐ1、Ｐ2を夫々演算したものであり、式（２）及び（３）はその演算式を示すものである。【００４８】
【数２】
2008136042.tif 000009
【数３】
2008136042.tif 000010
但し、（２）及び（３）式において、Ｑは流量、Ｐ1は上流圧力、Ｐ2は下流圧力、ａはオリフィス半径、ηは粘性係数であり、また、配管圧力損失の計算（Ｈ2／Ｏ2）のときは、混合ガスＧの粘性係数が計算できないため、表６に示す如くＨ2の場合とＯ2の場合の両方で計算している（Ｈ2の粘性係数ηは０．８８×１０-5Ｐａ・ｓｅｃ、Ｏ2の粘性係数ζは１．７５×１０-5Ｐａ・ｓｅｃである）。【００４９】
【表６】
2008136042.tif 000011
【実施例３】
【００５０】
図６は、本発明により２基の水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の並列運転を実施した系統図であり、図６においてＲＧ1〜ＲＧ4は圧力調整器、Ｖ1〜Ｖ4はバルブ、ＦＡ1、ＦＡ2は冷却ファン、ＨＴＣ1、ＨＴＣ2、ＨＴＣ3、ＨＴＣ4は温度制御器、ＨＴＭ1、ＨＴＭ2は温度モニタであり、水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の出口側は大気へ開放されている。【００５１】
尚、前記温度制御器ＨＴＣ1及びＨＴＣ4は水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2の温度を３５０℃に保持するものであり、必要な場合には冷却ファンＦＡ1、ＦＡ2の運転制御が行われる。また、ＨＴＣ2及びＨＴＣ3は配管路の温度を夫々１４０℃に保持するためのものである。更に、オリフィスＯＲ1、ＯＲ2には口径０．７ｍｍφのオリフィスが、また、水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2には外径１８０ｍｍφの５ＳＬＭ型反応炉が夫々使用されている。【００５２】
図６の系統図に於いて、ガス混合器Ｍから混合ガスＧ（Ｈ2＝６〜１０ＳＬＭ、Ｏ2＝７ＳＬＭ）を両オリフィスＯＲ1、ＯＲ2を通して両水分発生用反応炉ＷＧ1、ＷＧ2へ流し、水分発生時の温度変化、未反応Ｈ2濃度、Ｏ2及びＨ2ガスの供給圧力ＰH、ＰOを夫々測定した。尚、水分発生量は、１台の水分発生用反応炉当り６ＳＬＭ〜１０ＳＬＭの間とした。【００５３】
表７は、前記図６に於ける水分発生試験の結果を示すものであり、また、図７は試験結果の概要を示す線図である。【００５４】
【表７】
2008136042.tif 000012
【００５５】
図７及び表７からも明らかなように、分流により各水分反応炉ＷＧ1、ＷＧ2へは均等量の混合ガスＧが流入し、両水分反応炉は略同等の水分発生反応により同等の温度上昇を生ずることが判る。また、未反応Ｈ2の濃度も低い値に安定していることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、半導体製造設備や化学品製造設備のみならず、食品産業や医薬品産業等における高純度水供給設備等へも適用できるものである。
【図１】
2008136042.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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