(57)【要約】      （修正有）【課題】送出原料ガスに混ざるミストの供給を抑え、パーティクルが発生し難い液体原料気化用の気化器ユニットおよびこれを含むガス輸送路そして半導体処理システムを提供する。【解決手段】気化器１を原料ガス輸送配管の一部とし、これに接続された加熱装置とともに配管型の気化器ユニット１０を構成する。気化室４は、外側に加熱部材２１ｂを有する配管２１ａの入口側端部に霧化部５を配設することで形成し、気化室４の出口にサイクロン流生成部材３２を配設してサイクロン流を生成することで加熱効率を向上させ残留ミストの発生を防止する。これにより気化器ユニット１０を小型化して反応炉周辺での占有面積を低減し、反応炉から１ｍ以下の近傍において気化器ユニット１０を配置可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体原料を霧化し霧化した液体原料を加熱することで気化する気化器と気化された原料ガスを反応炉へと輸送するために前記気化器に接続されたガス輸送管とを有する気化ユニットにおいて、
前記気化器は、外側に加熱部材を有する配管路の一部として第１の管路の端部に前記液体原料を霧化する霧化器が設けられて形成され、
前記ガス輸送管は、前記配管路の他の一部あるいは前記第１の管路の一部として前記気化器において前記気化された前記原料ガスを加熱し、
前記気化器から前記ガス輸送管に流れる前記原料ガスの流れがサイクロン流にされる前記ガス輸送管に流れる気化ユニット。
【請求項２】
前記ガス輸送管は、前記第１の管路の一部として前記気化器の出口に接続され、この出口と前記ガス輸送管の接続部には前記原料ガスの流れをサイクロン流に変える第１のサイクロン流生成部材が装着されている請求項１記載の気化ユニット。
【請求項３】
前記霧化器のノズルは、第１の管路の管軸に対する噴射角が２０°以下の角度になっている請求項２記載の気化ユニット。
【請求項４】
前記第１のサイクロン流生成部材は、板状の部材とこの板状の部材から突出する筒状ノズルとを有し前記ガス輸送管と前記気化器の出口との間に設けられたガスケット、継手管あるいは前記板状の部材に管接続部を有する継手管本体であって、
前記筒状ノズルは、その頭部が閉塞され、これが挿入されている管の内径より小さい外径と開口した底部とを有し、前記筒状ノズルの外側または内側に前記原料ガスが吹出す吹出口がその側面に形成され、前記吹出口から吹出す前記原料ガスが前記挿入されている管の円形内壁面あるいは前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たってサイクロン流が生成される請求項２記載の気化ユニット。
【請求項５】
前記継手管本体は、前記ガス輸送管と前記気化器の出口との間に設けられ、前記板状の部材は、前記ガス輸送管あるいは前記気化器の出口が接続される前記管接続部と一体的に形成され、前記吹出口から吹出す前記原料ガスが当たる前記挿入されている管の円形内壁面は、前記ガス輸送管あるいは前記気化器の円形内壁面である請求項４記載のサイクロン流生成継手管。
【請求項６】
前記第１のサイクロン流生成部材は、前記接続部に装着され管軸方向に沿って捩れた捩れ板であって、前記送出される原料ガスが前記捩れ板の捩れに沿って流れることでサイクロン流が生成される請求項２記載の気化ユニット。
【請求項７】
前記捩れ板は、入口側の板端部と出口側の板端部とが１８０°捩られたものであり、前記原料ガスが常温で液体もしくは固体の低蒸気圧材料である請求項６記載の気化ユニット。
【請求項８】
前記気化器と前記ガス輸送管は周囲に加熱ブロックを有し、温度制御可能な加熱輸送路になっている請求項４又は６記載の気化ユニット。
【請求項９】
前記吹出口から吹出す前記原料ガスが前記挿入されている管の円形内壁面に斜め方向から当たるときには、前記筒状ノズルの筒軸は、前記挿入されている管、前記継手管あるいは前記継手管本体の管軸に対して前記円形内壁面の側に所定量オフセットし、前記原料ガスは、前記原料ガスの吹出し位置に対応する前記円形内壁面の円周に沿うように前記筒状ノズルの筒軸方向に対して横方向に吹出される請求項４記載のサイクロン流が生成される気化ユニット。
【請求項１０】
前記吹出口から吹出す前記原料ガスが前記筒状ノズルの円形内壁面に斜め方向から当たるときには、前記筒状ノズルの筒軸は、前記挿入されている管の管軸に一致するように配置され、前記吹出口は、前記筒状ノズルの側面に斜めに穿孔されている請求項４記載のサイクロン流生成ガスケット。
【請求項１１】
前記吹出口は、前記筒状ノズルの筒軸に直交する面に沿ってかつ前記筒状ノズルの円形内壁面に接線方向で接続するように穿孔され、複数個設けられている請求項１０記載のサイクロン流生成ガスケット。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか記載の気化ユニットと、この気化ユニットから反応炉までの間に設けられたバルブとを有し、前記バルブにおいてあるいは前記バルブより手前において前記気化ユニットから送出された前記原料ガスの流れをサイクロン流に変えて前記バルブ内部に前記原料ガスのサイクロン流を流す気化ユニットを含むガス輸送路。
【請求項１３】
さらに、前記気化ユニットより後段における、外側に加熱部材を有する第２の管路と、この第２の管路との端部に設けられ前記原料ガスを濾過する筒形フィルタと、前記サイクロン流を前記バルブに流す第２のサイクロン流生成部材とを有し、前記筒形フィルタは、前記第２の管路の管軸に沿って設けられ前記第２の管路の内径より小さい内径で頭部から側面までフィルタ材で構成され、前記頭部側から前記原料ガスのサイクロン流を受ける請求項１２記載の気化ユニットを含むガス輸送路。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか記載の気化ユニットと、反応炉と、前記気化ユニットから前記反応炉までの間に設けられたバルブとを有し、前記気化ユニットから送出された前記原料ガスの流れをサイクロン流に変えて前記バルブに前記原料ガスのサイクロン流を流す半導体処理システム。
【請求項１５】
さらに、前記気化ユニットより後段における、外側に加熱部材を有する第２の管路と、この第２の管路との端部に設けられ前記原料ガスを濾過する筒形フィルタと、前記サイクロン流を前記バルブに流す第２のサイクロン流生成部材とを有し、前記筒形フィルタは、前記第２の管路の管軸に沿って設けられ前記第２の管路の内径より小さい内径で頭部から側面までフィルタ材で構成され、前記頭部側から前記原料ガスのサイクロン流を受ける請求項１４記載の半導体処理システム。
【請求項１６】
前記筒形フィルタは、ガスケットと一体的に形成された筒形フィルタ付きガスケットとして前記第２の管路と前記反応炉との間に装着され、前記筒形フィルタが前記第２の管路に提供され、前記筒形フィルタの底部にはトラップ領域が形成されている請求項１５記載の半導体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、気化器ユニット、これを含むガス輸送路および半導体処理システムに関し、詳しくは、液体半導体原料を気化させて原料ガスとしてＣＶＤ装置等の反応炉に供給する気化器ユニットおよびこれを含むガス輸送路において、反応炉に送る原料ガスに混ざるミストの供給を抑え、原料ガスの再凝縮によるフレークあるいはパーティクルの発生を抑止しかつ気化器ユニットを反応炉の近傍１ｍ以下に配置をすることも可能な液体原料気化用の気化器ユニットおよびそのガス輸送路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＤ装置等の半導体製造装置のプロセス材料となる液体原料は気化器により気化されてガス化されてＣＶＤ装置等の反応炉に送出される。その気化器として霧化器と加熱気化室とを組み合わせたものが公知である。
気化器としては、まず、加圧キャリアガスによるスプレー式の霧化器を利用するものが公知である（特許文献１，２）。これは、加熱気化室の入口にスプレー式の霧化器を設けて霧化したミストを加熱気化室の内部空間に噴射して液体原料を蒸発させて気化するものである。
また、加圧キャリアガスによるサイクロン式の霧化器も公知である（特許文献３）。これは、スプレー式の霧化器に対して円形の内壁を持つ加熱気化室の入口から接線方向に加圧キャリアガスを噴射し、霧化したミストを加熱気化室の側壁に吹きつけて付着させ、側壁面でミストを加熱蒸発させて気化するものである。
さらに、球状（円筒形＋椀型等）の気化室において超音波振動素子により霧化した液体原料に対してキャリアガスの旋回流を加えて加熱気化する気化器が公知である（特許文献４）。これは、加熱保温の球形バッファタンク、加熱保温のガス供給ライン（保温配管ライン）等を経て気化器で気化された原料ガスをＣＶＤ装置等の反応炉に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１２６８７２号公報
【特許文献２】特開平６−２９１０４０号公報
【特許文献３】特開平９−２５５７８号公報
【特許文献４】特開平１１−１１１６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の気化器での問題点は、気化器でガス化された原料ガスが十分に気化されることなくミストが残ることである。そのために後段には加熱装置が必要となる。その結果、加熱装置を含む気化ユニットの占有面積が増加して気化ユニットを反応炉から離れた位置に配置せざるを得なくなる。
特に、スプレー式の霧化器を用いる特許文献１，２の気化器は、原料ガスの中に残る霧化したミストが気化器に接続されたガス供給ラインに層流となって流れるため、この層流に乗って反応炉にミストが送出されてしまう問題がある。そのため加熱装置，保温配管ライン、フィルタ等が必須になる。
また、ガス供給ラインにおける層流の流れは、配管壁面側でガスが停滞する問題がある。ガスの一部が壁面で停留したときには壁面への原料ガスによる再凝縮の付着が生じる。それにより高誘電率材料、低誘電率材料、低抵抗材料、強誘電体材料などの温度制御条件が厳しい、いわゆる低蒸気圧材料の液体原料の原料ガスにあっては、保温配管ラインの壁面で再凝縮されてフレーク、パーティクルが発生し易い欠点がある。
【０００５】
反応炉の近傍にはフィルタ、バルブ、排気系等の各種の装置が必要になる。その関係で気化器＋加熱装置の気化器ユニットを反応炉の近傍に配置することは難しく、これらは反応炉から離れた位置に置かざるを得ない。その結果、反応炉までのガス供給ライン（保温配管ライン）が長くならざるを得ず、その分、原料ガス再凝縮の危険性が高くなる。
また、サイクロン式の霧化器を用いる特許文献３の気化器は、加熱された円筒の側壁面に霧化した原料を被着するために長期間使用すると壁面で液体原料による成膜が生じる問題がある。サイクロン流により成膜された原料は、剥がれてフレークを生じる。このフレークの一部は、パーティクルとなって反応炉にあるいは輸送路の層流に乗って反応炉に送出される。
さらに、超音波振動素子を利用して霧化し、キャリアガスの旋回流を利用して加熱気化する特許文献４の気化器にあっては、十分な気化を求めるために加熱保温の球形バッファタンクが補助タンクとして必要になる。しかも、保温配管ラインに流れるガスは層流となるので、壁面で再凝縮されてフレーク、パーティクルとなる可能性が高い。
【０００６】
加熱保温の球形バッファタンクは、補助気化器として気化器全体の構造を大きくする。そのため反応炉周辺での占有面積が増加し、この気化ユニットも反応炉から離れた位置に置かざるを得ない。その結果、気化器ユニットから反応炉までの距離を１ｍ以下に短縮することは不可能に近い。
反応炉までのガス供給ラインが１ｍ以上に長くなると、輸送途中に原料ガスが再凝縮される可能性が高くなり、それによるフレークやパーティクルの発生の危険性が増加する。
さらに、原料ガスの層流輸送はバルブでも問題を生じる。バルブは、通常、ダイヤフラムによりガス通路の開閉を行う。この関係で開閉時の動的圧力変化が大きい。低圧から高圧への圧力変化は、低蒸気圧液体材料を再凝縮させてダイヤフラムに付着させ、それがフレーク、パーティクルを発生させる原因になる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、反応炉に送る原料ガスに混ざるミストの供給を抑え、パーティクルが発生し難い液体原料気化用の気化器ユニットおよびこれを含むガス輸送路を提供することにある。
また、この発明の他の目的は、原料ガスの再凝縮によるフレークあるいはパーティクルの発生を抑止しかつ気化器ユニットを反応炉の近傍１ｍ以下に配置をすることも可能な半導体処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するためのこの第１の発明の気化器ユニットの特徴は、液体原料を霧化し霧化した液体原料を加熱することで気化する気化器と気化された原料ガスを反応炉へと輸送するためにこの気化器に接続されたガス輸送管とを有する気化ユニットにおいて、
外側に加熱部材を有する配管路の一部として第１の管路の端部に液体原料を霧化する霧化器が設けられて気化器が形成され、ガス輸送管が配管路の他の一部あるいは第１の管路の一部として気化器において気化された原料ガスを加熱し、気化器からガス輸送管に流れる原料ガスの流れがサイクロン流にされるものである。
【０００８】
また、第２の発明の気化器ユニットを含むガス輸送路および半導体処理システムの特徴は、前記の気化ユニットと、この気化ユニットから反応炉までの間に設けられたバルブとを有し、バルブにおいてあるいはバルブより手前において気化ユニットから送出された原料ガスの流れをサイクロン流に変えてバルブ内部に原料ガスのサイクロン流を流すものである。
さらに、第３の発明の気化器ユニットを含むガス輸送路および半導体処理システムの特徴は、気化ユニットより後段における、外側に加熱部材を有する第２の管路と、この第２の管路との端部に設けられ前記原料ガスを濾過する筒形フィルタとサイクロン流をバルブに送出する第２のサイクロン流生成部材とを有し、筒形フィルタが第２の管路の管軸に沿って設けられ、この筒形フィルタが第２の管路の内径より小さい内径で頭部から側面までフィルタ材で構成され、頭部側から原料ガスのサイクロン流を受けるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、気化器を配管の一部とし、これに接続された加熱装置をガス輸送管として形成することで配管型の気化器ユニットを実現している。それにより気化器ユニットを配管路に対応するように小型化して反応炉周辺での占有面積を低減でき、反応炉から１ｍ以下の近傍において配置することを可能にする。
ここで、配管型の気化器ユニットの気化器は、配管路の一部として外側に加熱部材を有する配管の端部に霧化器が設けられることで形成される。
しかも、気化器から送出される原料ガスは、その流れがサイクロン流に変えられることでサイクロン流において効率よくガス輸送管により加熱することができる。これにより気化器で気化されていないミストをサイクロン状態で断面円形の輸送管の加熱壁面において十分に気化させることが可能になる。
原料ガスの流れをサイクロン流に変えるものとして、例えば、気化器の出口とガス輸送管との間にサイクロン流を生成するサイクロン流生成部材を設ける。これにより、保温配管ラインの形状を維持したまま、ガス輸送路の形状を変更することなくサイクロン流が生成できる。
ガス輸送管は、加熱器も兼ねた配管路を形成する配管型の加熱ユニットとなっているので、別途加熱装置を設ける必要がなく、配管の一部となっている気化器とともに気化器ユニットの占有面積を低下させ、しかも反応炉周辺における反応炉までの原料ガスの輸送路を短くすることができる。ガス輸送管の後段にもサイクロン流を生成するサイクロン流生成部材を設ければ、輸送される原料ガスは、反応炉の近くまで層流輸送にならないので、フレークやミストの発生が十分に抑制される。
【００１０】
また、バルブの入口側（流体供給口側）にサイクロン流を生成するサイクロン流生成部材を設けて保温配管ラインにバルブを挿入するようにすれば、ダイヤフラムの円板に沿って円形にサイクロン流が流れるので、ダイヤフラムの円板によるバルブ開閉時に発生する動的圧力変化を低減できる。さらにガス開閉時の円板に対するガス衝撃力をも低下させることができる。
これらにより、保温配管ラインにおいて加熱されるバルブの開閉によるフレークやパーティクルの生成を抑えることができる。
さらに、フィルタをサイクロン流を通過させ易い筒形フィルタとして配管型のフィルタユニットを構成すれば、さらり占有面積を低減でき、配管路、反応炉周辺機器の小型化が可能となる。特に、反応炉の手前にこの配管型のフィルタユニットを設けることで、よりクリーンな原料ガスを反応炉に供給できる。
なお、配管型のフィルタユニットは、頭部から側面まで多孔層のフィルタ材で構成された筒形フィルタを配管の内部に設けたものであって、頭部側から原料ガスのサイクロン流を受けるものである。
【００１１】
その結果、反応炉に送る原料ガスに混ざるミストの供給を抑えかつ気化効率が高く、パーティクルが発生し難い気化器ユニットを実現できる。
さらに、この気化ユニットと反応炉との間に接続されるガス輸送路およびこのガス輸送路を利用する半導体処理システムにおいては、気化器ユニットが小型化でき、その占有面積が低減されることから気化器ユニットを反応炉の近傍に配置することが可能となり、保温状態での原料ガス輸送距離として１ｍ以下に短縮することも可能になる。その上、フレークやパーティクルの生成が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、この発明を適用した一実施例の配管型気化器ユニットの配管構造についての断面説明図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の気化器におけるジェット噴射のスプレーヘッドの説明図、図２（ｂ）は、配管型気化器ユニットにおけるガスケット型のサイクロン流成部材の正面図、図２（ｃ）は、その縦断面説明図、図２（ｄ）は、その筒状ノズルの横断面説明図である。
【図３】図３は、この発明を適用した一実施例の気化器ユニットより後段の配管構造についての断面説明図である。
【図４】図４（ａ）は、サイクロン流成部材としてのリボン付きガスケットの正面図、図４（ｂ）は、その側面図、図４（ｃ）は、その平面図である。
【図５】図５（ａ）は、エルボ型バルブの弁部ブロックの部分断面図、図５（ｂ）は、その平面図である。
【図６】図６（ａ）は、サイクロン流成部材として円筒ノズルを有するライン型バルブの弁部ブロックの部分断面図、図６（ｂ）は、その平面図である。
【図７】図７（ａ）は、ガスケットフィルタ管の管端部に設けられた筒形ガスケットフィルタの部分断面説明図であって、図７（ｂ）は、筒形フィルタ付きガスケットが組込まれたガスケットフィルタ管の断面説明図である。
【図８】図８は、この発明を適用した他の一実施例の配管型の気化器ユニットの構造についての断面説明図である。
【図９】図９（ａ）は、筒状ノズルによる継手管型のサイクロン流成部材の斜視図、図９（ｂ）は、その断面説明図、図９（ｃ）は、捩れリボン継手管型のサイクロン流成部材の説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は、サイクロン流生成溶接継手の側面図および底面図であり、図１０（ｂ）は、その縦断面図、そして図１０（ｃ）は、筒状ノズルの横断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、他のガスケット型のサイクロン流成部材を使用した配管型気化器ユニットのガスケット結合部分の断面説明図、図１１（ｂ）は、そのガスケット型のサイクロン流成部材の正面図、図１１（ｃ）は、その縦断面説明図、図１１（ｄ）は、その筒状ノズルの横断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１において、１０は、配管型の気化器ユニットであり、配管の端部に霧化器が設けられた配管型の気化器１とこれの出口１ａにコネクタ接続された加熱輸送管２とを有し、気化器１の出口１ａと加熱輸送管２の入口との接続部にはサイクロン流を生成するガスケット３が装着されている。
気化器１は、配管路を形成する細長い円筒形の気化室４と液体原料導入側の管端部に設けられた霧化器５とからなる。気化器１の反対側の原料ガス９の出口側の端部にはＶＣＲコネクタの継手ナット（袋ナット）１ｂが設けられている。
ここでは、ＶＣＲコネクタの結合において気化器１と加熱輸送管２とが結合されてガス輸送の配管路が形成されている。
【００１４】
霧化器５は、スプレーノズル６と、液体原料とキャリアガスとを導入する液体・ガス導入管ユニット７とからなる。
スプレーノズル６は、配管路を形成する気化室４の円形の端部に設置され、気化室４の内部を臨むように、気化室４の細長い円筒の筒軸にその中心軸（噴射口）が一致するように固定されている。
霧化器５は、細長い円筒形の気化室４の壁面に霧化した原料の多くが付着し難いように筒軸に沿って細長く噴射する、いわゆるジェット噴射型（噴射速度は除く）のスプレーノズル６が霧化器５の先端側に設けられている。
スプレーノズル６は、図２（ａ）に示すように、外筒６ａの先端が少し前に出たジェットノズルであって、外筒と内筒の間隙からキャリアガスを噴射することで内筒に供給された原料液を霧化して配管路を形成する細長い円筒の気化室４の内部空間に噴射する。
図２（ａ）に示すように二重管の内側にある内筒の原料液側のスプレーノズル６ａは、外筒のスプレーノズル６ｂより２ｍｍ〜３ｍｍ程度後退した位置にある。これにより管軸を基準とした噴射角度を１５〜２０°程度までに抑えることができ、噴射領域を絞り、かつ、気化室４の管軸方向により長い距離に亙って霧化された液体原料を噴射することができる。
【００１５】
霧化器５とは反対側の接合部に設けられたガスケット３は、サイクロン流生成部材になっていて、層流をサイクロン流に変換する変換器である。
図２（ｂ）に示すように、ガスケット３は、円板部材３１とこの円板部材３１から加熱輸送管２の管軸方向に沿って突出し、頭部が閉塞された筒状ノズル３２とからなる。筒状ノズル３２には、側面に吹出口３３（図１，図２（ｃ）参照）が設けられ、吹出し流が横方向（筒状ノズル３２の筒軸方向ではなく、これに対してほぼ直交する方向）に噴射される。
円板部材３１は、その外周が気化器１と加熱輸送管２とに挟まれることで流体の漏れ止めとして流体輸送路に装着されてガスケットとしての役割を果たす。この実施例では筒状ノズル３２が原料ガス９の流れにおいて下流となる加熱輸送管２側に挿入されている。
図２（ｄ）は、筒状ノズル３２の横断面図であり、これに示すように、筒状ノズル３２の外形は、気化器１の出口１ａとの加熱輸送管２の接続部における内径よりも小さく、その筒軸は、加熱輸送管２の管軸の中心より加熱輸送管２の内壁面２ａ側にシフトして所定量Δｄ分オフセットしている。
ガスケット３の筒状ノズル３２は、加熱輸送管２の内径より小さくかつこの内径の１／２以上の外径を有し、その内径は、加熱輸送管２の内径の１／４以上である。より好ましくは、外径を１／２より大きくしておき、その内径を加熱輸送管２の内径の１／２程度か、それ以上とするのがよい。これにより、吹出し量を多く採りかつ流体抵抗を低減できる。
【００１６】
気化器１と加熱輸送管２、そして後段の配管路を形成する管は、それぞれＳＵＳ（ステンレス・スチール）製であり、袋ナット１ｂは、コネクタ管８ｂに装着され、溶接線Ｓ2の位置においてこのコネクタ管８ｂを管本体８に溶接接合して気化器１の管路が形成されている。
また、同様に霧化器５側も溶接線Ｓ1の位置で霧化器５を搭載結合したコネクタ管８ａを管本体に溶接して形成されている。
以下、加熱輸送管２の溶接線Ｓ3、Ｓ4も同様に袋ナットあるいはボルトナットを装着したコネクタ管を管本体に溶接接合してこれの管路が形成されている。
袋ナット１ｂは、管結合コネクタとして実質的に標準化されているＣＡＪＯＮ社製の商品名ＶＣＲといわれる袋ナットであり、これと加熱輸送管２のガス導入側の端部に設けられたボルトナット２ｂとによりＶＣＲの管継手コネクタが形成されて、ガスケット３を介して気化器１と加熱輸送管２とがコネクタ結合されて気化ユニット１０の配管路が構築される。
このような管接続構造は、後述する温度センサ管１１、ガス圧検出管１２、Ｔ字型分岐管１３、ガスケットフィルタ管１６、バイパス管１７においても同様である。
なお、１ｄは、袋ナット１ｂとコネクタ管８ｂのエッジフランジ１ｃとの間に設けられたスラストベアリングであり、コネクタの螺合結合を確実にするためのものである。以下の各管の袋ナットにおいても同じである。
【００１７】
２１ａは、気化器１の筒外周に装着された円筒状のアルミニュウム製の均熱熱伝導管（ヒータブロック）であり、これの外側にはリボンヒータ等を内蔵したジャケットヒータ２１ａが設けられている。これにより均熱熱伝導管２１ａが被覆され、これら均熱熱伝導管２１ａとジャケットヒータ２１ｂとにより気化器１の外側にこれの加熱装置が形成される。
一方、加熱輸送管２側にはこれの筒外周に装着された均熱熱伝導管２２ａと、均熱熱伝導管２２ａの外側に設けられたジャケットヒータ２２ｂとが設けられている。
【００１８】
液体・ガス導入管ユニット７は、同心円状に配置された二重管構造をした管であって、これの内筒が内筒ノズル６ａに連通した液体原料導入管７ａと、これの外筒が外筒ノズル６ｂに連通したキャリアガス導入管７ｂとからなる。
キャリアガス導入管７ｂは、液体・ガス導入管ユニット７の外筒に接続Ｔ字継手７ｃを介して接続されている。キャリアガス導入管７ｂの端部には管継手７ｄが設けられ、これを介してキャリアガス源（図示せず）に接続される。
一方、液体原料導入管７ａは、端部に管継手７ｆが設けられ、これを介して液体原料源（図示せず）に接続されている。
【００１９】
ここで、ガスケット３の筒状ノズル３２について説明すると、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、円板部材３１から突出した胴部３２ａと半球状に形成された頭部３２ｂ、そして円板部材３１を貫通して開口した底部３２ｃとからなる。底部３２ｃは気化器１の出口１ａに連通している。
図２（ｄ）に示すように、吹出口３３は、接線方向に対してθ＝１５°程度傾斜して設けられている。この角度は、５°〜３０°程度の範囲から選択される。なお、接線方向は、筒状ノズル３２において加熱輸送管２の内壁面２ａに最も接近した位置において引かれたものである。
サイクロン流の吹き出し速度は、筒状ノズル３２の開口の大きさと反応炉１９（図３参照）側あるいは排気系２０（図３参照）の負圧値、そして気化器１の内圧とに応じて増減する。それに応じて最適な角度と吹出口３３の孔の大きさを選択するとよい。
【００２０】
吹出口３３は、吹出す原料ガス９が加熱輸送管２の円形の内壁面２ａに斜めから当たってサイクロン流となるように筒状ノズル３２に長楕円形に穿孔されている。ここでの吹出口３３は、サイクロン流生成のために吹出し位置に対応する加熱輸送管２の円形内壁の円周における接線方向に沿うように形成されている訳ではないが、筒状ノズル３２の筒軸が加熱輸送管２の内壁面２ａ側にシフトして所定量Δｄ分オフセットしていることで、サイクロン流が生成され易くなっている。
言い換えれば、図２（ｄ）に示すように、筒状ノズル３２の中心の位置を加熱輸送管２の中心Ｏに対して内壁面２ａ側に偏心させて筒状ノズル３２の外壁面と加熱輸送管２の内壁面２ａとの間隔を狭くすることで間隔での圧力を高くして円形に吹き出し易くして内壁面２ａに対して斜めから当るようにしている。
なお、以上の場合、筒状ノズル３２の外壁面と加熱輸送管２の内壁面２ａとは間隙がなく、これらが接触していてもよい。
これにより、吹出す原料ガス９は、加熱輸送管２の円形内壁面２ａに斜めから当たってサイクロン流となる。その結果、気化器１の内部を層流となって流れる原料ガス９がガスケット３を経ることで、図示するように加熱輸送管２にサイクロン流となって流れ込む。
【００２１】
加熱輸送管２の溶接線Ｓ4で溶接された原料ガス９の出口側のコネクタ管には袋ナット２ｃがその端部に装着されている。
この加熱輸送管２の後段には温度センサ管１１が設けられ、温度センサ管１１には管中央部にＴ字継手１１ａが設けられている。このＴ字継手１１ａは、Ｔ字の足の部分内部に熱電対が挿着され、熱電対の先端側を温度センサ管１１のガス輸送管路に臨ませ、その熱電対接続端子１１ｂを足上部において固定する熱電対支持管になっている。
温度センサ管１１は、加熱輸送管２の後段においてガス輸送路を形成してガス輸送路に流れる原料ガス９の温度を検出する管である。この温度センサ管１１の両側端部にはそれぞれボルトナット１１ｃと袋ナット１１ｄとが設けられていて、ボルトナット１１ｃが加熱輸送管２の袋ナット２ｃにガスケット３ａを介して螺合結合してガス輸送管路を形成している。
なお、温度センサ管１１の外側には、均熱熱伝導管２３ａとジャケットヒータ２３ｂとが設けられている。
温度センサ管１１の熱電対接続端子１１ｂは、制御装置４０に入力されて、温度制御回路４１（図１参照）を経て各ジャケットヒータ２１ｂａ，２２ｂの電力制御が行われることで、ガス輸送路の温度調整が行われる。
なお、各管路の温度調整は、個別に熱電対を内蔵するジャケットヒータによって自動調整されてもよい。
【００２２】
図３は、気化器ユニット１０より後段の配管構造についての断面説明図である。
図３において、温度センサ管１１の後段にはガス圧検出管１２が設けられている。
ガス圧検出管１２は、温度センサ管１１の後段においてガス輸送路を形成してガス輸送路に流れる原料ガス９の圧力を検出する管である。このガス圧検出管１２の両側端部にはそれぞれボルトナット１２ｃと袋ナット１２ｄとが設けられていて、ボルトナット１２ｃが温度センサ管１１の袋ナット１１ｄにリボン付きガスケット３０を介して螺合結合している。
ガス圧検出管１２は、ダイアフラムにより圧力を検出するものであり、そのために管中央部にＴ字継手１２ａが設けられている。このＴ字継手１２ａに内装されたダイアフラム型圧力計１２ｂは、Ｔ字の接続管がガス圧検出管１２のガス輸送管路に連通することでそのダイアフラムの面がガス輸送管路に接している。
ガス圧検出管１２の外側には、均熱熱伝導管２４ａとジャケットヒータ２４ｂとが設けられている。
ここでのリボン付きガスケット３０は、後述するようにガス輸送管路を流れる原料ガス９に対して緩やかなサイクロン流を形成するサイクロン形成部材である。
ガス圧検出管１２の圧力計の検出信号は、制御装置４０に入力されて、圧力制御回路４２（図１参照）を経て液体・ガス導入管ユニット７への液体原料あるいはキャリアガスの圧力が制御され、ガス輸送路の圧力制御が行われる。
【００２３】
ガス圧検出管１２の後段にはＴ字型分岐管１３が設けられている。Ｔ字型分岐管１３は、反応室１９側につながるガスケットフィルタ管１６と排気系２０につながるバイパス管１７とにそれぞれバルブ１４，１５を介して接続されている。
Ｔ字型分岐管１３は、これの管本体１３ａの管中央部にＴ字継手１３ｂが設けられている。このＴ字継手１３ｂの入口側端部にはボルトナット１３ｃが装着され、ボルトナット１３ｃがガス圧検出管１２の袋ナット１２ｄにガスケット３ｂを介して螺合結合している。
また、管本体１３ａの反応室側の端部にはバルブ１４の入力ポート（流体供給口）１４ａに螺合する袋ナット１３ｄが装着され、これが入力ポート１４ａにリボン付きガスケット３０ａを介して結合されている。一方、管本体１３ａの排気側の端部にはバルブ１５の入力ポート１５ａに螺合する袋ナット１３ｅが装着され、これが入力ポート１５ａにリボン付きガスケット３０ｂを介して螺合結合されている。
なお、入力ポート１４ａと入力ポート１５ａとの外周には袋ナットが螺合する雄ねじが切られている。
【００２４】
ガスケットフィルタ管１６の両端には袋ナット１６ａ，１６ｂが装着されている。袋ナット１６ａは、バルブ１４の出力ポート（流体排出口）１４ｂにリボン付きガスケット３０ｃを介して螺合結合し、袋ナット１６ｂは、反応炉１９の入力ポート１９ａにガスケットフィルタ１８を介して螺合結合している。
バイパス管１７にも両端に袋ナット１７ａ，１７ｂが装着されている。袋ナット１７ａは、バルブ１５の出力ポート１５ｂにリボン付きガスケット３０ｄを介して螺合結合し、袋ナット１７ｂは、排気系２０の管路２０ａにガスケット３ｃを介して螺合結合している。
なお、出力ポート１４ｂと出力ポート１５ｂとの外周にも袋ナットが螺合する雄ねじが切られている。また、それぞれの管の外側には、バルブ１４，１５を除き均熱熱伝導管２５ａ，２８ａ，２９ａが設けられ、バルブ１４，１５を含めてジャケットヒータ２５ｂ〜２９ｂとがそれぞれに設けられている。
【００２５】
ここで、制御装置４０を介してバルブ駆動回路４３によりバルブ１４が開となり、バルブ１５が閉となるバルブ制御が行われたときときには、リボン付きガスケット３０ｃによりガスケットフィルタ管１６に流れる原料ガス９サイクロン流となり、このガスの流れたそのままガスケットフィルタ管１６の出口側の管端部に設けられたガスケットフィルタ１８に供給される。
制御装置４０を介してバルブ駆動回路４３によりバルブ１４が閉となり、バルブ１５が開となるバルブ制御が行われたときには、リボン付きガスケット３０ｄによりバイパス管１７にも同様に原料ガス９のサイクロン流が流れる。このときには、初期状態で気化器１の気化が安定するまで、排気系２０に気化器１から供給される原料ガスが排気されることになる。あるいは、気化器１を洗浄するためにパージガスが流されるときも同様である。
なお、溶接線Ｓ5〜Ｓ8は、それぞれのコネクタ管と管本体との溶接接合部である。
【００２６】
ここで、温度センサ管１１とガス圧検出管１２の和を１本のセンサ管ユニットとし、Ｔ字型分岐管１３とバルブ１４，１５を１つの分岐管ユニットと考えて、気化器１から加熱輸送管２、センサ管ユニット（温度センサ管１１＋ガス圧検出管１２）、分岐管ユニット（Ｔ字型分岐管１３＋バルブ１４，１５）、そしてガスケットフィルタ管１６あるいはバイパス管１７までの各管ユニット長について考えてみる。
それぞれの管ユニット長は、１５０ｍｍ〜２００ｍｍの長さの範囲で収まり、図１と図３で説明した気化器ユニット１０から反応炉１９あるいは排気系２０までの配管路は、ここでは５段管ユニットの管接続システムで構成されることになる。
この５段管ユニット接続システムは、１５０ｍｍ×５〜２００ｍｍ×５の範囲に収まり、１ｍ以下にすることができる。
原料ガス９が流れる各管ユニットの内径は、２０ｍｍφ〜３０ｍｍφ程度であるが、気化器ユニット１０の内径は、他の管ユニットの内径よりも少し大きく、４０ｍｍφ程度であってももよい。
【００２７】
次にリボン付きガスケット３０，３０ａ〜３０ｄの構造をリボン付きガスケット３０を代表として図４において説明する。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、サイクロン流成部材としてのリボン付きガスケットの正面図、その側面図、そしてその平面図である。
図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、リボン付きガスケット３０は、ガスケット３００の円板の孔３０１の径が各配管の配管路の内径に対応していて、孔３０１の内周に捩れリボン３０２を溶接接合したものである。
捩れリボン３０２は、一方の直線状の端部と他方の直線状の端部とを管軸に対応する中心軸を中心として両端部を１８０°捩った平板でその幅が配管路の内径に対応しているＳＵＳ製の捩れ板である。
これにより、ガスケット３と同様に原料ガス９の層流の流れあるいは弱いサイクロン流に落ちてしまった原料ガス９を緩やかなサイクロン流に変換して後段の輸送路へと送出することができる。
リボン付きガスケット３０は、捩れリボン３０２の捩れに沿って原料ガス９を管軸方向に案内することでサイクロン流を生成する構造となっているので、ガスケット３のような強いサイクロン流を生成するものではない。
【００２８】
図１のガスケット３によるサイクロン流生成は、気化器ユニット１０の加熱輸送管２のように気化器１で気化されていないミストをサイクロン状態で効率よく気化させるときには配管路に流れる原料ガス９を強いサイクロン流に変換して効率的な熱交換を行う方が好ましい。しかし、単に管路の壁面側での原料ガスの停滞を防止して原料ガス９が再凝縮しないようにするためには、この捩れリボン３０２の捩れにより生成される緩やかなサイクロン流を生成することが原料ガス９の圧力変化を伴わない点で好ましい。
したがって、リボン付きガスケットは、再凝縮し易い原料ガスの再凝縮防止輸送に適している。
ただし、バルブ１４，１５の入力ポート１４ａ，１５ａに設けられたリボン付きガスケット３０ａ，３０ｂは、サイクロン流生成という点ではこれとは別の作用効果をバルブ１４，１５のダイアフラムに対して与えている。以下、これについて説明する。
【００２９】
図３に戻り、バルブ１４，１５は、エルボ型バルブであって、アクチュエータブロック１４０，１５０と弁ブロック１４１、１５１とからなる。
アクチュエータブロック１４０，１５０の下側には、円盤状のダイアフラム１４２，１５２（図５（ａ）参照）がそれぞれ設けられている。
図５（ａ）は、エルボ型バルブの弁部ブロックの部分断面図、図５（ｂ）は、その平面図である。
バルブ１４を代表してエルボ型バルブについて図５（ａ）を参照して説明すると、図５（ａ）に示すダイアフラム１４２が装着される面には、図５（ｂ）に示すように円形の縁１４３が設けられた円筒孔１４４が形成され、円筒孔１４４の中心部には円形の隔壁１４５が設けられている。
隔壁１４５の内側にあるガス導入孔１４５ａがガス導入管１４６に連通して接続されている。隔壁１４５の外側の円形溝１４７にはガス排気用の孔１４８が形成されていて、これが排出管１４９に接続されている。
円板のダイアフラム１４２は、図５（ａ）に示すように、縁１４３に保持されて隔壁１４５の上部を被う形で湾曲して装着されている。ダイアフラム１４２の中心部には、隔壁１４５の円形（外径）より一回り大きい径の円柱のロッド１４０ａがダイアフラム１４２の中央部を介して隔壁１４５に接触する。
これら縁１４３と隔壁１４５との高さは等しく、アクチュエータブロック１４０の駆動によりロッド１４０ａが降下し、このときダイアフラム１４２は、その中心部の上部が押圧されて隔壁１４５の上部に密着する。これによりバルブ１４の弁が閉となる。アクチュエータブロック１４０の駆動が解除されると、ダイアフラム１４２は湾曲して元の体勢に戻り、これによりバルブ１４の弁が開となり、隔壁１４５の上部に間隙流路が形成される。
【００３０】
そこで、ダイアフラム１４２は、弁が閉じられたときに隔壁１４５の上部に密着してガス導入孔１４５ａの上部を被い、溝１４７とガス導入孔１４５ａとを隔絶して流体通路が閉じられる。弁が開かれたたときには隔壁１４５の上部に間隙流路が形成されてガス導入孔１４５ａと溝１４７とが連通してガス導入管１４６から導入された原料ガス９が溝１４７へと導かれる。そして、円形溝１４７からガス排気用の孔１４８を通って排出管１４９へと原料ガスが排出される。
ガス導入孔１４５ａは、図５（ｂ）に示す導入管１４６を通してリボン付きガスケット３０ａのある入力ポート１４ａに接続されている。ガス導入管１４６には、入力ポート１４ａに接続される途中において管路がテーパとなるテーパ部１４６ａが設けられている。
そこで、リボン付きガスケット３０ａによりサイクロン流となった原料ガス９は、導入管１４６からサイクロン流としてガス導入孔１４５ａに送出され、それが矢印で示すように隔壁１４５へと拡散していく。
【００３１】
一方、弁が閉じられたときにはサイクロン流となった原料ガス９は、隔壁１４５に沿って流れてその流れが遮断される。このとには原料ガス９がダイアフラム１４２の開閉面に沿って平行に流れているのでガス遮断時の圧力変化が抑えられる。同様に、弁が開かれたときにはサイクロン流となった原料ガス９の流れが隔壁１４５に沿って流れてその流れが溝１４７に沿って円形に流れ出す。このときにも原料ガス９がダイアフラム１４２の開閉面に平行に原料ガス９が流れているのでガス開放時の圧力変化は小さくて済む。
これにより、バルブ１４での原料ガス９の再凝縮が低減され、ダイアフラム１４２の開閉面には原料ガス９による付着物が発生しにくい。そこで、特に、低蒸気圧原料のときにはこのようなサイクロン流開閉によるバルブの構造が有効になる。
なお、バルブ１５の構造も同様であるので、その説明は割愛する。
【００３２】
図６（ａ）は、ライン型バルブの弁部ブロックの部分断面図、図６（ｂ）は、その平面図である。これは、気化器ユニット１０より後段の配管構造においてより強いサイクロン流をもって原料ガス９を送り出し、その際のバルブ開閉をする場合に有効となる。
なお、図６（ａ）では、図５（ａ）の弁部ブロックとはガス入力側と出力側とが左右反転している。
入力側のポート１４ａにリボン付きガスケット３０ａに換えてガスケット３が設けれ、入力側のポート１４ａが出力側のポート１４ｂと対向して配置されている以外は、図５（ａ），図５（ｂ）に示す弁構造と実質的な相違はない。図６（ｂ）における各部の符号は、図１（ｂ）のものと対応している。そこでその詳細説明は割愛する。
【００３３】
図７（ａ）は、ガスケットフィルタ管１６の管端部に設けられた筒形ガスケットフィルタ１８の部分断面説明図であって、図７（ｂ）は、筒形フィルタ付きガスケット１８が組込まれたガスケットフィルタ管１６の断面説明図である。
図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、円筒のガスケットフィルタ１８は、ガスケットフィルタ管１６の内径より小さい内径で頭部から側面まで多孔層のフィルタ材で構成された筒状のガスケットフィルタである。
ガスケットフィルタ１８は、ガスケット１８ａとフィルタ円筒１８ｂとからなり、ガスケット１８ａの円板の孔１８ｃの径がフィルタ円筒１８ｂの筒孔に対応している。フィルタ円筒１８ｂの外径が配管の配管路の内径より小さく、孔１８ｃの内周にフィルタ円筒１８ｂの円形底面をフィルタ台座１８ｄを介して溶接接合して形成される。
フィルタ台座１８ｄは、ガスケットフィルタ管１６を流れる原料ガス９を通過させないものであり、ガスケット１８ａの中心開口１８ｃａの内周部分から起立して設けられ、多孔質部材（フィルタ材）にはなっていない、円筒フィルタ１８ｂと結合するこれの台座である。ガスケット１８ａの中心開口１８ｃの径がフィルタ台座１８ｄの内径と円筒フィルタ１８ｂの筒孔に対応している。
孔１８ｃの径は、フィルタ円筒１８ｂの底部の孔径に対応し、孔１８ｃの中心とフィルタ円筒１８ｂの筒軸とが一致している。
【００３４】
図７（ｂ）に示すように、ガスケット１８ａは、フィルタ円筒１８ｂの筒軸がガスケットフィルタ管１６の管軸に一致するように管軸に沿ってガスケットフィルタ管１６の反応炉１９側の端部に装着され、フィルタ円筒１８ｂの頭部側がバルブ１４の出力ポート１４ｂに向き、出力ポート１４ｂからの原料ガス９のサイクロン流を受けるものである。
ガスケットフィルタ１８は、原料ガス９のサイクロン流がガスケットフィルタ管１６の内壁とフィルタ円筒１８ｂの外壁との間に入ることで、ここにミストあるいはパーティクルを導き、ミストあるいはパーティクルを反応炉１９側に通過させずにガスケット１８ａの円形の底に堆積させる機能がある。しかも、クリーンな原料ガス９は、優先的にフィルタ円筒１８ｂの頭部と側壁から通過して反応炉１９へと導かれる。
なお、フィルタ台座１８ｄを側面は、所定の幅で閉塞されていて、閉塞した端部とともにガスケットフィルタ管１６を流れる原料ガス９を通過させない領域とされ、この部分にミスト、フレーク、パーティクル、その他のゴミ、不純物等をトラップするトラップ領域１８ｅ（図７（ｂ）参照）が形成されている。
なお、長い円筒フィルタを形成しておき、その底部側面を所定の幅、例えば、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の幅に亙って閉塞して、台座と同様な領域を作成し、ガスケットフィルタ管１６の閉塞した管端部とともにトラップ領域１８ｅを形成することができるからである。
【００３５】
図８は、この発明を適用した他の一実施例の配管型の気化器ユニットの構造についての断面説明図である。
図１では気化器１の出口と加熱輸送管２との接続箇所にガスケット３が挿入されているが、図８では、このガスケット３がサイクロン流を生成するリボン付きガスケット３０ｆに置き換えられている。
これは、加熱輸送管２に導入されるサイクロン流の流速を緩やかにすることで、サイクロン輸送される原料ガスの圧力変化を抑える目的があってのことである。これは、特に、低蒸気圧材料の液体原料の原料ガスを輸送する場合に適した構造である。
この場合、図１に示すガスケット３を使用した場合よりも加熱輸送管２における原料ガスの加熱効率は低下するが、その分は、必要に応じて加熱輸送管２の長さを長くすれば済むことである。これにより、加熱輸送管２でのフレームやパーティクルの発生を抑制することができる。
【００３６】
図９（ａ）は、筒状ノズルによる継手管型のサイクロン流成部材の斜視図、図９（ｂ）は、その断面説明図である。
３４は、サイクロン流生成溶接継手管であって、図１に示すガスケット３に換えて使用される。気化器１の出口１ａと加熱輸送管２の入口との間に挿入され、溶接接合されてこれらを結合する。
サイクロン流生成継手管３４は、短い円筒管であって、その内部には、ガスケット３に対応する構造のサイクロン流生成ユニット３５が設けられている。
なお、図９（ａ）では、サイクロン流生成溶接継手管３４の内部構造を説明するために外側を透明として図示してある。
サイクロン流生成ユニット３５は、円板部材３６とこの円板部材３６から円筒管の流体流出方向に沿って突出し、頭部が閉塞された筒状ノズル３７とからなり、サイクロン流生成継手管３４の内壁面３４ａに円板部材３６の周面が溶接固定されてサイクロン流生成継手管３４に内装される。筒状ノズル３７には吹出口３８が設けられている。
【００３７】
円板部材３６と筒状ノズル３７、そしてその吹出口３８の構造は、それぞれガスケット３の円板部材３１と筒状ノズル３２、そして吹出口３３とにそれぞれ対応している。サイクロン流生成継手管３４の内壁面３４ａに対する吹出口３８の形成位置は、前記した加熱輸送管２の内壁面２ａに対する吹出口３３との関係と同じである。
なお、サイクロン流生成継手管３４と加熱輸送管２の内径は等しい。
これにより、図９（ｂ）に示すように、加熱輸送管２に流入した原料ガス９は、空間周期の短い強いサイクロン流となって、加熱輸送管２を流れる。
したがって、ガスケット３に換えてこのサイクロン流生成継手管３４が気化器１の出口と加熱輸送管２との接続箇所、あるいはその他のガス輸送路の結合箇所に溶接接合により設けることができる。
【００３８】
図９（ｃ）は、捩れリボン継手管型のサイクロン流成部材の断面説明図である。
図９（ｃ）の断面図に示すように、捩れリボン継手管型のサイクロン流成部材３９は図９（ａ）の筒状ノズル３７をリボン３０ｇに置換え、継手管の管内径に対応する板幅のリボンリボン３０ｇを継手管に装着したものである。その詳細説明は割愛する。
【００３９】
図１０は、この発明のサイクロン流生成継手管を適用した他の実施例のサイクロン流生成溶接継手の説明図である。
図１０（ａ）は、その側面図および底面図であり、図１０（ｂ）は、その縦断面図、そして図１０（ｃ）は、筒状ノズルの横断面図である。
各図において、８４は、サイクロン流生成継手管であり、ガスケット３と同様に図１における気化器１と加熱輸送管２との間に狭持され、溶接接合されて気化器１と加熱輸送管２とを結合するガスケット形継手管である（図１０（ｂ）の二点鎖線参照）。
サイクロン流生成継手管８４は、継手管本体８５と筒状ノズル８６とからなる。筒状ノズル８６は、図１０（ｃ）に示すように加熱輸送管２の内径より小さくかつこの内径の１／２以上の外径を有し、その内径は、１／２よりも少し小さく、１／４よりも大きい。
【００４０】
継手管本体８５は、図１，図２（ｂ）に示す筒状ノズル付きガスケット３に対応して流体輸送路に装着されるものであって、継手管本体８５の管軸方向の中央位置にはこれの外周に沿ってフランジ８５ａが設けられている。このフランジ８５ａが流体の漏れ止めとして流体輸送路に装着されるガスケットと同様な役割を果たしている。
この点で継手管本体８５のフランジ８５ａがガスケット３の円板部材３１に相当し、これに管接続部８５ｃ，８５ｄが一体化して厚さの厚い円板部材が形成されている。なお、管接続部８５ｃは、管接続のための部材であり、サイクロン生成には直接関係しておらず、フランジ８５ａの両側の管接続部８５ｃ，８５ｄの径が気化器１と加熱輸送管２の内径に対応している。その管接続部８５ｃ，８５ｄが管嵌合部となって、フランジ８５ａを挟んで気化器１と加熱輸送管２の端部がそれぞれ嵌合してこれらに溶接接合される（図１０（ｂ）の二点鎖線参照）。これにより加熱輸送管２に内装固定される。
このとき、継手管本体８５の中心は、図１における気化器１と加熱輸送管２との管軸に一致するように配置されるが、筒状ノズル８６の筒軸は、図１，図２（ｂ）に示すガスケット３と同様に継手管本体８５の中心より継手管本体８５の内壁面側に偏位（オフセット）している。
この実施例では、気化器１と管加熱輸送管２の端部が図２（ｂ）における円板部材３１に対応するフランジ８５ａを介して継手管本体８５に溶接結合することでサイクロン流生成溶接継手が形成されている。言い換えれば、気化器１と管加熱輸送管２の端部がサイクロン流生成溶接継手管の一部をなしている実施例である。
気化器１と管加熱輸送管２の端部をサイクロン流生成溶接継手管の一部とするために円板部材から突出する筒状ノズル８６の形態を管接続部８５ｃ，８５ｄを有する階段状の円筒にして継手管本体８５を形成し、その両端で流体輸送管を溶接接合できるようにしてある。そこで両端の径を気化器１と加熱輸送管２の内径に対応させている。
【００４１】
継手管本体８５は、厚さの厚い板状の部材であって、中心から偏心した位置に継手管本体８５を貫通して貫通孔８５ｂが穿孔されている。この貫通孔８５ｂに連通して筒状ノズル８６が貫通孔８５ｂの中心に筒軸を一致させて接合形成されている。
筒状ノズル８６には、ガスケット３と同様にサイクロン流生成のための吹出口８６ａが形成されていて、頭部は半球状に閉塞されている。吹出口８６ａの形成位置は、前記した加熱輸送管２の内壁面２ａに対する吹出口１３あるいは吹出口１３ａとの関係と同様であるが、ここでは、さらに吹出口８６ａは、加熱輸送管２の内径の１／２の径が作る円よりも外側に位置している。これにより、加熱輸送管２の内壁面２ａに吹出流が当たるとき当たる位置での接線に対する吹出流の傾斜角をより小さくできる。
これにより、図１の実施例と同様にサイクロン流生成管路が形成される。
【００４２】
図１１（ａ）は、他のガスケット型のサイクロン流成部材を使用した配管型気化器ユニットのガスケット結合部分の断面説明図、図１１（ｂ）は、そのガスケット型のサイクロン流成部材の正面図、図１１（ｃ）は、その縦断面説明図、図１１（ｄ）は、その筒状ノズルの横断面説明図である。
図１１（ａ）の横断面図に示すように、ガスケット１００は、図１と図２（ｂ）〜（ｄ）に示すガスケット３と同様に袋ナット１ｂとボルトナット２ｂとによる管継手コネクタにより結合された気化器１と加熱加熱輸送管２との間に挿入されている。
１０１は、図２（ｂ）の筒状ノズル３２に対応するガスケット１００の筒状ノズルであって、筒状ノズル１０１の側面には吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ（図１１（ｄ）参照）が穿孔されている。
円筒ノズル１０１は、図１の場合と異なり、この例では筒状ノズル１０１が原料ガス９の流れにおいて上流となる気化器１の出口１ａ側に挿入されている。
【００４３】
ここでは、加熱加熱輸送管２と気化器１の内径は等しく２０ｍｍφ〜３０ｍｍφ程度としている。そこで、図１１（ｂ）に示すように、円板部材１０４は、図２（ａ）の円板部材３１ａに対応していて厚さが１．６ｍｍであり、外径が３０ｍｍφ〜４０ｍｍφ程度の円板である。吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、円板部材１０４の表面から２．５ｍｍ〜５ｍｍの高さ位置に形成されている。円板部材１０４の表面から孔径の倍以上吹出口の位置が離れていないと、筒状ノズル１０１の円形内壁面にガス４の吹出流が十分に当たらなくなるからである。筒状ノズル１０１の外径は９．５ｍｍφである。
円板部材１０４に結合する位置での筒状ノズル１０１の外径は、加熱加熱輸送管２との気化器１の接続部となる出口１ａの内径の１／２の径よりも大きく、筒状ノズル１０１の頭部１０３が半球状に閉塞されて筒状ノズル１０１が帽子形状になっている。その高さは８ｍｍであり、吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの孔径は、例えば１．０ｍｍφであって、これは、０．５ｍｍφ〜３ｍｍφの範囲から選択される。
筒状ノズル１０１の内径は８．８ｍｍφであり、筒状ノズル１０１の厚さは０．７ｍｍである。
なお、気化器１の出口１ａの内径は、筒状ノズル１０１の外径より大きく、筒状ノズル１０１の内径は、加熱加熱輸送管２の内径と等しいか、これより小さいものであればよい。
【００４４】
図１１（ｃ）の断面図に示すように、吹出口１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、筒状ノズル１０１の筒軸に直交する面に沿ってかつ筒状ノズル１０１の円形内壁面に接線方向で接続するように側面において筒状ノズル１０１の外周に対して等間隔で穿孔された３個の孔である。
この３個の各孔の接線方向での接合は、筒状ノズル１０１の内径が８．８ｍｍφのときには筒状ノズル１０１の筒軸に直交する面内で接続箇所に立てた法線Ｎに対して傾斜角θがθ＝６０°程度の傾斜になる。
このように背が低く、頭部が半球状のものは、特に、流体が流れる上流側の加熱加熱輸送管２が機器等の管状の出口ポート（流体送出口）であっても出口ポートに装着し易い利点がある。これによりガスケット１００の利用範囲がより拡大する。言い換えれば、加熱加熱輸送管２は、機器，バルブ等の管状の出口ポートなどガスケットとして装着可能な管状のポートであってもよい。もちろん、図２（ｂ）に示すガスケット３も前記のような出口ポートへの装着は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明してきたが、実施例では、多くの管接合箇所にサイクロン流生成ガスケットあるいはリボン付きガスケットを設けて、ガス輸送管路全体にサイクロン流が流れるようにしているが、この発明にあっては、実施例のように主要な接合部にサイクロン流生成部材を設ける必要はない。
この発明は、少なくとも気化器１から送出される原料ガスの流れをサイクロン流に変えて加熱加熱輸送管２に流せるような箇所に設けられていればよい。
また、実施例の捩れリボンの捩れ角度は、１８０°になっているが、この発明の捩れは、これに限定されるものではなく、３６０°を越えた捩れであってもよいことはもちろんである。
さらに、実施例におけるサイクロン流生成部材は、サイクロン流生成のガスケット、サイクロン流生成の継手管等を挙げているが、この発明は、これらのほか各種のサイクロン生成部材、あるいはサイクロン生成構造を用いて配管路においてサイクロンを生成してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００４６】
１…気化器、２…加熱輸送管、
３，３ａ，３ｂ，３ｃ…ガスケット、４…気化室、
５…霧化器、６…スプレーノズル、
７…液体・ガス導入管ユニット、８…管本、
８ａ，８ｂ…コネクタ管、９…原料ガス、１０…気化器ユニット、
１１…温度センサ管、１２…ガス圧検出管、
１３…Ｔ字型分岐管、１４，１５…バルブ、
１６…ガスケットフィルタ管、１７…バイパス管、
１８…ガスケットフィルタ、１９…反応炉、２０…排気系、
２１ａ〜２５ａ，２８ａ，２９ａ…均熱熱伝導管、
２１ｂ〜２９ｂ…ジャケットヒータ、
３０，３０ａ〜３０ｆ…リボン付きガスケット、３１，３６…円板部材、
３２，３７…筒状ノズル、３３，３８…吹出口、
３４…サイクロン流生成溶接継手管、３５…サイクロン流生成ユニット、
４０…制御装置、４１…温度制御回路、４２…圧力制御回路、４３…バルブ駆動回路。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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