DE60200524T2

DE60200524T2 - Reaktor zur Herstellung von Feuchtigkeit

Info

Publication number: DE60200524T2
Application number: DE60200524T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Komehana; Yukio Minami; Koji Kawada; Akihiro Morimoto; Nobukazu Ikeda; Osamu Nakamura; Teruo Hon'idenn; Toru Hirai
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: TW520346B; KR20020075202A; SG102028A1; JP2002274812A; DE60200524D1; IL148236A0; EP1243551A2; US20020136676A1; CN1376632A; EP1243551B1; EP1243551A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Erzeugen von Feuchtigkeit zur hauptsächlichen Verwendung in Herstellungseinheiten für Halbleiter sowie damit zusammenhängende Verbesserungen. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit, der die Menge nicht reagierter Gase in dem erzeugten Feuchtigkeitsgas minimieren kann, indem er Wasserstoff und Sauerstoff kraftvoll vermischt, was zu einem verbesserten Reaktionsgrad führt, und der in einem Verfahren verwendet werden kann, bei dem eine relativ geringe Menge an Feuchtigkeit benötigt wird.
Hintergrund der Erfindung
Zur Herstellung von Halbleitern wird üblicherweise eine breite Spanne an Flussraten hochreiner Feuchtigkeit benötigt, die von Zehnteln sccm bis Tausenden sccm reicht. Die erforderliche Flussrate der Feuchtigkeit ist je nach den tatsächlichen Schritten in jedem Herstellungsverfahren unterschiedlich. Die hier verwendete Einheit „sccm" steht für cm³/mm in einem Standardzustand.
Die Erfinder haben intensive Forschung für die Entwicklung eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate betrieben, der nicht weniger als 1000 sccm herstellt, und den in 6 dargestellten Reaktor in der nicht geprüften, unter der Nummer 2000-169110 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung und den in 7 dargestellten Reaktor in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung JP 10297907 offenbart.
6 ist eine vertikale Schnittansicht eines ersten Beispiels eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 91 ein einlassseitiges Strukturelement, 91a eine Innenwand des einlassseitigen Strukturelements, 91b einen Materialgaszufuhrdurchlass, 92 ein auslassseitiges Reaktorstrukturelement, 92a eine Innenwand des auslassseitigen Reaktorstrukturelements, 92b einen Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass, 93 eine Reaktorhülle, 94 einen einlassseitigen Innenraum, 95 einen Reflektor, 95a den Rand des Reflektors, 96 einen zwischen dem Reflektor 95 und dem auslassseitigen Reaktorstrukturelement 92 ausgebildeten Mikrospalt.
Eine Sperrbeschichtung C ist auf der Innenwand 91a des einlassseitigen Strukturelements, und eine platinbeschichtete Katalysatorschicht D auf der Innenwand 92a des auslassseitigen Reaktorstrukturelements gebildet. Die platinbeschichtete Katalysatorschicht D wird hergestellt, indem ein Beschichtungsfilm aus Platin auf einen Sperrfilm aus TiN oder dergleichen laminiert, und der Beschichtungsfilm aus Platin liegt in dem Raum 96 frei.
Als nächstes ist der Betrieb eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate beschrieben. Wasserstoffgas und Sauerstoffgas werden in einem bestimmten Verhältnis in Richtung des Pfeils G zugeführt, und diese Ausgangsmaterialgase gehen von dem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass 91b in den einlassseitigen Innenraum 94 über. Daraufhin strömen die Ausgangsmaterialgase in Richtung des Pfeils H, der eine Stromlinie bildet, und erreichen den schmalen Spalt 96 hinter dem Reflektor 95.
Die Temperatur des gesamten Reaktors wird mittels einer Heizvorrichtung (nicht dargestellt) auf 350 bis 400°C eingestellt und auf eine Temperatur festgelegt, welche die Feuchtigkeitserzeugungsreaktion fördert. Unter diesen Bedingungen kommen die Ausgangsmaterialien Wasserstoffgas und Sauerstoffgas mit der platinbeschichteten Katalysatorschicht D in Kontakt, die auf der Innenwand 92a des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 92 gebildet ist, und werden radikalisiert. Der radikalisierte Wasserstoff und der Sauerstoff sind besonders reaktionsfreudig und verbinden sich augenblicklich bei einer Temperatur, die niedriger ist als der Zündpunkt, um Wasserdampf ohne Verbrennung bei hoher Temperatur zu erzeugen.
Je höher die Wahrscheinlichkeit ist, dass die Moleküle miteinander kollidieren, desto heftiger ist die Reaktion, und die Feuchtigkeitserzeugungsreaktion geht schnell in den schmalen Spalt 96 oder einen Raum mit minimalem Volumen über. Ein Gemisch 1 aus Feuchtigkeitsgas und nicht reagierter Ausgangsmaterialgase wird durch den Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass 92b dem nächsten Prozess zugeführt.
7 ist eine vertikale Schnittansicht eines zweiten Beispiels nach dem Stand der Technik eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate. In dieser Figur sind die Bezugszeichen 91 bis 96, G, C, D, 1 dieselben wie in 6. Der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate ist derart konstruiert, dass der Reaktor aus 7 einen einlassseitigen Reflektor 99 und ein Filter 100 umfasst. Der einlassseitige Reflektor 99 ist durch das Gehäuse 99a, den einlassseitigen Reflektor 99b und die Durchgangsöffnung 99c gebildet. Die Ausgangsmaterialgase, die auf das Gehäuse 99a gespritzt werden, treffen auf den einlassseitigen Reflektor 99b und diffundieren, woraufhin sie durch die Durchgangsöffnung 99c treten und sich in dem gesamten einlassseitigen Innenraum 94 verteilen.
Das Filter 100 ist ein Edelstahlnetz, welches den Durchtritt von Flüssigkeit erlaubt und effektiv die Ausgangsmaterialgase homogenisiert, die in dem einlassseitigen Innenraum 94 diffundieren, und gleichzeitig die Gase stabilisiert. Die Ausgangsmaterialgase, die, nachdem sie durch das Filter 100 getreten sind (in Richtung des unteren Pfeils), homogenisiert und stabilisiert sind, gehen daher in den hinter dem Reflektor 95 ausgebildeten schmalen Spalt 96 über und erzeugen Feuchtigkeitsgas durch die Radikalisierungsreaktion.
Diese zwei Arten von Reaktoren zum Erzeugen von Feuchtigkeit haben beide eine hohe Flussrate. Ein scheibenähnlicher Reflektor 95 ist in dem Innenraum vorgesehen und die Ausgangsmaterialgase strömen vom Rand 95a des Reflektors in einen schmalen Spalt 96. Da der Radius des Reflektors 95r ist, können die Ausgangsmaterialgase vom gesamten Umfang des Rands 95a des Reflektors aus in den schmalen Spalt 96 eintreten, wobei der Umfang durch 2πr gegeben ist. Die Ausgangsmaterialgase können somit dazu veranlasst werden, mit hoher Rate in den schmalen Spalt 96 zu fließen und sich zu radikalisieren, woraufhin das Feuchtigkeitsgas mit hoher Flussrate einem nachfolgenden Schritt zugeführt wird.
Wie in 6 und 7 gezeigt ist, bilden die Ausgangsmaterialgase eine Stromlinie, die in Richtung des Pfeils H außerhalb des Rands 95a des Reflektors leicht gekrümmt ist, und die Ausgangsmaterialgase gehen daher im Wesentlichen in Form einer Laminarströmung in den schmalen Spalt 96 über. Insbesondere bei niedriger Flussrate ist die Wechselwirkung zwischen den Gasmolekülen relativ schwach, verringert sich die Reynoldssche Zahl und die Strömung ist tendenziell laminar.
Befinden sich die Ausgangsmaterialgase in einem Laminarströmungszustand, so verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass die Moleküle des Wasserstoff- und Sauerstoffgases kollidieren, und man geht davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Feuchtigkeit erzeugt wird, geringer ist als bei einer Wirbelströmung. Das bedeutet, dass eine hohe Konzentration nicht reagierter Ausgangsmaterialgase in dem Feuchtigkeitsgasprodukt zurückbleibt. Bleibt entflammbares Wasserstoffgas in einer relativ hohen Konzentration zurück, so besteht die Gefahr, dass das Gas in dem nachfolgenden Prozess explodiert. Die Menge nicht reagierten Gases wird daher ständig überwacht, und es werden, falls die Konzentration der nicht reagierten Gase einen vorbestimmten Wert übersteigt, Notfallmaßnahmen getroffen, wie beispielsweise die Maßnahme, die Zufuhr der Ausgangsmaterialgase zu unterbrechen.
Aus diesem Grund haben die Erfinder verschiedene Maßnahmen getroffen, um die Reaktionsrate in dem Reaktor nach dem Stand der Technik zu verbessern. Beispielsweise haben die Erfinder die platinbeschichtete Katalysatorschicht verbessert, die Innentemperatur in dem gesamten Reaktor gleichmäßig und einheitlich gemacht und das Verhältnis zwischen Wasserstoffgas und Sauerstoffgas in den Ausgangsmaterialgasen eingestellt. Diese Maßnahmen haben jedoch das Reaktionsverhältnis nur geringfügig verbessert.
Desweiteren sind die Reaktoren nach dem Stand der Technik Reaktoren zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate, und das Gesamtvolumen der Reaktoren ist groß. Es dauert einige Zeit, bis Feuchtigkeitsgas erzeugt werden kann, und daher kann der Reaktor nicht schnell genug reagieren, wenn Feuchtigkeit umgehend benötigt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass, wenn Feuchtigkeitsgas nicht länger benötigt wird, es schwierig ist, das Feuchtigkeitsgas schnell durch Edelgas zu ersetzen.
Die Erfinder haben eine ganz andere Idee präsentiert, um die Effizienz der Feuchtigkeitserzeugungsreaktion zu verbessern. Die Idee besteht darin, die Ausgangsmaterialgase in dem Reaktor durch kraftvolles Rühren in einen Wirbelzustand zu versetzen. Die Ausgangsmaterialgase durch Rühren in einen Wirbelzustand zu versetzen würde die Kollisionswahrscheinlichkeit des Wasserstoffgases und des Sauerstoffgases beträchtlich erhöhen und die Feuchtigkeitserzeugung daher effizienter machen. Würde dieses Verfahren zum Erzeugen von Wirbel bei einem Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate angewandt, der dazu tendiert, eine Laminarströmung zu erzeugen, dann sollte sich besonders das Feuchtigkeitserzeugungsverhältnis verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit anzugeben, der insbesondere für eine niedrige Flussrate geeignet ist, indem eine Struktur entwickelt wird, welche die Ausgangsmaterialgase in eine Wirbelströmung in dem Reaktor zwingt, so dass eine hohe Effizienz der Reaktion zum Erzeugen von Feuchtigkeit erzielt wird und die Menge an nicht reagiertem Gas, das in dem Feuchtigkeitsgas zurückbleibt, minimiert wird.
Die Erfindung nach Anspruch 1 ist ein Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit, umfassend ein einlassseitiges Reaktorstrukturelement, das Ausgangsmaterialgase von einem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass zu einem einlassseitigen Innenraum leitet, ein auslassseitiges Reaktorstrukturelement, das erzeugtes Feuchtigkeitsgas von einem Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang zu einem Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass leitet, einen Reflektor, der luftdicht zwischen das einlassseitige Reaktorstrukturelement und das auslassseitige Reaktorstrukturelement geklemmt ist und eine Vielzahl von Blasöffnungen an vorbestimmten Stellen hat, die mit dem Innenraum an der Einlassseite in Verbindung stehen, eine Reaktorkammer, die mit einem schmalen Spalt ausgebildet ist, der zwischen dem Reflektor und dem auslassseitigen Reaktorstrukturelement vorgesehen ist, eine Düsenöffnung, die in dem auslassseitigen Reaktorstrukturelement derart ausgebildet ist, dass die Reaktorkammer mit dem Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang in dem auslasseitigen Reaktorstrukturelement in Verbindung steht, und eine Katalysatorschicht, die auf einer dem Reflektor zugewandten Wandoberfläche der Reaktionskammer gebildet ist, wobei, wenn von dem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass zugeführter Wasserstoff und Sauerstoff durch die Blasöffnungen in dem Reflektor in die Reaktorkammer strömen, Wasserstoff und Sauerstoff reagieren und durch den katalytischen Effekt der Katalysatorschicht Feuchtigkeitsgas auf einem Reaktionsweg der Nichtverbrennung erzeugen.
Die Erfindung nach Anspruch 2 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, bei dem ein einlassseitiger Flansch an der Stirnfläche des einlassseitigen Reaktorstrukturelements gebildet ist, und ein auslassseitiger Flansch an einer Stirnfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements gebildet ist, wobei der Rand des Reflektors fest zwischen den einlassseitigen Flansch und den auslassseitigen Flansch geklemmt ist.
Die Erfindung nach Anspruch 3 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, wobei das einlassseitige Reaktorstrukturelement und das aus lassseitige Reaktorstrukturelement aus einem einlassseitigen Reaktorstrukturrohr und einem auslassseitigen Reaktorstrukturrohr bestehen, und der Reflektor aus einer Reflexionsplatte besteht.
Die Erfindung nach Anspruch 4 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorschicht auf einer Oberfläche des Reflektors gebildet ist, die der Reaktionskammer und/oder der Oberfläche der Düsenöffnung zugewandt ist.
Die Erfindung nach Anspruch 5 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorschicht einen Beschichtungsfilm umfasst, der auf einen Sperrfilm laminiert und fixiert ist.
Die Erfindung nach Anspruch 6 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 5, wobei der Beschichtungsfilm aus Platin und der Sperrfilm aus einer der Substanzen TiN, TiC, TiCN, TiAlN, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂ und CrN besteht.
Die Erfindung nach Anspruch 7 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Rand des Reflektors mittels einer Schraube, die in eine Mutter oder Kopplung greift, welche auf einer Außenumfangsfläche des einlassseitigen Reaktorstrukturelements vorgesehen ist, fest zwischen den einlassseitigen Flansch und den auslassseitigen Flansch geklemmt ist, wobei eine Kopplung oder Mutter auf der Außenumfangsfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements vorgesehen ist.
Die Erfindung nach Anspruch 8 ist der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 7, wobei ein Lager zwischen der Mutter und einer Rückseite des Flansches angeordnet ist, auf der die Mutter vorgesehen ist, um das Drehen der Kopplung und der Schraubenmutter zu vereinfachen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht eines in dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Reflektors.
3 ist eine Schnittansicht eines wichtigen Teils des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Schnittansicht eines membranartigen Gaskonzentrationsdetektors, der mit einem Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate verbunden ist.
5 ist eine Schnittansicht eines Membrandetektors.
6 ist eine vertikale Schnittansicht eines ersten Beispiels nach dem Stand der Technik eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit hoher Flussrate.
7 ist eine vertikale Schnittansicht eines zweiten Beispiels nach dem Stand der Technik eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit der Art mit hoher Flussrate.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1, 2 und 3 zeigen einen Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Schnittansicht des Reaktors zum Erzeugen von Feuchtigkeit. 2 ist eine Perspektivansicht des Reflektors, während 3 eine Schnittansicht des wichtigen Teils ist, die den Betrieb erklärt.
In 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen 2 einen Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit, 4 ein einlassseitiges Reaktorstrukturelement, 6 ein Ausgangsmaterialgaszufuhrrohr, 6a einen Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass, 8 einen einlassseitigen Innenraum, 10 einen einlassseitigen Flansch, 12 einen Reflektor, 12a eine innere Stirnfläche des Reflektors, 12b eine äußere Stirnfläche des Reflektors, 14 einen Rand, 16 eine Blasöffnung, 18 eine Reaktionskammer, 20 ein auslassseitiges Reaktorstrukturelement, 20a eine Stirnfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements, 21 eine Katalysatorschicht, 21a einen Sperrfilm, 21b einen Beschichtungsfilm, 22 einen auslassseitigen Flansch, 22a eine Innenumfangsfläche des auslassseitigen Flansches, 24 eine Düsenöffnung, 26 einen Diffusionsabschnitt, 28 einen Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang, 30 ein Feuchtigkeitsgasentnahmerohr, 30a einen Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass, 32 eine Kopplung, 34 eine Mutter und 36 ein Lager.
Im Folgenden wird detailliert die Wechselbeziehung der vorstehend genannten Teile beschrieben. Ein einlassseitiges Reaktorstrukturelement 4 mit großem Durchmesser, das einen einlassseitigen Flansch 10 an einem Ende hat, ist mit einem Ausgangsmaterialgaszufuhrrohr 6 mit kleinem Durchmesser verbunden, und ein Gemisch aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas wird in einem vorbestimmten Verhältnis von dem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass 6a zugeführt.
Ein auslassseitiger Flansch 22 ist auf dem Rand einer Stirnfläche 20a eines auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 mit großem Durchmesser gebildet. Eine Düsenöffnung 24 ist in der Mitte der Stirnfläche 20a des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 ausgebildet. Diese Düsenöffnung 24 ist mit dem Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang 28 über einen kegelförmigen Diffusionsabschnitt 26 verbunden, der zu dem Durchgang 28 hin nach außen breiter wird.
Ferner ist der Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang 28 mit einem Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass 30a eines Feuchtigkeitsgasentnahmerohrs 30 verbunden, so dass das erzeugte Feuchtigkeitsgas einem nachfolgenden Schritt zugeführt werden kann.
Ein Reflektor 12 ist zwischen dem einlassseitigen Flansch 10 und dem auslassseitigen Flansch 22 vorgesehen, und sein Rand 14 ist zwischen den beiden Flanschen 10, 22 gehalten und zwischen diese geklemmt. Dadurch, dass der Reflektor 12 zwischen die beiden Flansche 10, 22 geklemmt ist, ist der Umfangsbereich des Reflektors 12 abgedichtet und wird luftdicht gehalten. Der Reflektor 12 ist scheibenförmig, und eine Vielzahl kleiner Blasöffnungen 16 ist entlang dem Umfang in bestimmten Abständen auf der Innenseite des Rands 14 ausgebildet. Die Blasöffnungen 16 stehen mit dem einlassseitigen Innenraum 8 in Verbindung.
Die Positionen der Blasöffnungen 16 sind nicht auf Positionen entlang dem Umfang beschränkt. Wichtig ist, dass lediglich Gase, die in die Blasöffnungen 16 strömen werden, einer Reaktion zur Erzeugung von Feuchtigkeit unterzogen werden bevor die Gase die Düsenöffnung 24 erreichen. Die Blasöffnungen 16 können daher zickzackförmig in Umfangsrichtung oder in radialer Richtung angeordnet sein. Eine Verlängerung des Durchgangs zwischen den Blasöffnungen 16 und der Düsenöffnung 24 erhöht effektiv die Wahrscheinlichkeit, dass eine Reaktion stattfindet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Blasöffnungen 16 daher an Positionen nahe dem Umfang vorgesehen. Eine Kopplung 32 ist derart um eine Außenumfangsfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 montiert, dass die Kopplung 32 mit dem auslassseitigen Flansch 22 in Kontakt kommt. Ferner ist ein Lager 26 derart an die Außenumfangsfläche des einlassseitigen Reaktorstrukturelements 4 montiert, dass das Lager 36 mit dem einlassseitigen Flansch 10 in Kontakt kommt. Die Außenfläche weist ferner eine Mutter 34 auf. Die Mutter 34 und die Kopplung 32 sind miteinander verschraubt, um einen Reaktor 2 zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate bereitzustellen, der fest zu einer einzigen Einheit zusammengebaut ist.
Wie bereits beschrieben, sind der Reflektor 12 und die beiden Flansche 10, 22 durch Verschrauben der Mutter 34 und der Kopplung 32 fest miteinander zu einer Einheit verbunden, was die Langlebigkeit des Reaktors 2 zum Erzeugen von Feuchtigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleistet. Bestehen das einlassseitige Reaktorstrukturelement 4 und das auslassseitige Reaktorstrukturelement 20 ferner aus einem Rohr, so können das einlassseitige Reaktorstrukturrohr und das auslassseitige Reaktorstrukturrohr zusammengebaut werden, um den Reaktor 2 zum Erzeugen von Feuchtigkeit zu bilden, indem lediglich die Mutter 34 und die Kopplung 32 gedreht und festgezogen werden.
In 1 ist die Mutter 34 auf der Außenumfangsfläche des einlassseitigen Reaktorstrukturelements 4 vorgesehen, und die Kopplung 32 ist um die Außenumfangsfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 herum angeordnet. Die Mutter 34 und die Kopplung 32 können untereinander ausgewechselt werden, wobei die Kopplung 32 auf der Außenumfangsfläche des einlassseitigen Reaktorstrukturelements 4 und die Mutter 34 auf der Außenumfangsfläche des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 angeordnet ist.
Nachfolgend ist die Strukturreaktionskammer 18 im Wesentlichen beschrieben. Mit Bezug auf 3 sind eine innere Stirnfläche 12a des Reflektors 12 und die Stirnfläche 20a des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 durch einen schmalen Spalt d voneinander beabstandet und einander zugewandt, wodurch sie die Reaktionskammer 18 bilden. Das heißt, der Rand der Einlassseite der Reaktionskammer 18 steht mit der Einlassseite des Innenraums 8 über die Blasöffnungen 16 in Verbindung, und ein zentraler Bereich der Auslassseite der Reaktionskammer 18 steht mit dem Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang 28 über die Düsenöffnung 24 in Verbindung.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der in 2(A) gezeigte Reflektor 12 verwendet. Dieser Reflektor 12 ist mit acht gleichmäßig entlang dem Umfang voneinander beabstandeten Blasöffnungen 16 versehen. Der in 2(B) gezeigte Reflektor 12 ist ein weiteres Beispiel, bei dem vier gleichmäßig entlang dem Umfang voneinander beabstandete Blasöffnungen 16 ausgebildet sind. Die tatsächliche Anzahl an Öffnungen 16 kann, wie dargestellt ist, gewählt werden.
Da der Randbereich des Reflektors 12 luftdicht zwischen den beiden Flanschen gehalten ist, ist es schwierig, die Ausgangsmaterialgase in großen Mengen zuzuführen. Die einzigen Zufuhrdurchlässe sind die Blasöffnungen 16, und die Zufuhrmenge kann durch Wählen der Anzahl der Blasöffnungen 16 sowie der Öffnungsdurchmesser eingestellt werden. Je geringer die Anzahl an Blasöffnungen 16, desto geringer ist die Zufuhrmenge der Ausgangsmaterialgase, wodurch die Flussrate verringert wird. Je größer die Anzahl an Blasöffnungen 16, desto größer ist die Zufuhrmenge der Ausgangsmaterialgase, wodurch die Flussrate erhöht wird.
Der Durchmesser der Blasöffnung 16 und der Düsenöffnung 24 kann frei verändert werden. Um die Flussrate des Feuchtigkeitsgases genau steuern zu können, sollte der Durchmesser bei 0,1 mm bis 3 mm, vorzugsweise bei 0,5 mm bis 2 mm liegen. Wird der Durchmesser innerhalb dieses Bereichs festgelegt, so können die Ausgangsmaterialgase leicht miteinander vermischt werden.
Der Reaktor 2 zum Erzeugen von Feuchtigkeit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht aus Edelstahl, das besonders langlebig, korrosionsbeständig und hitzebeständig ist. Genauer gesagt, bestehen das einlassseitige Reaktorstrukturelement 4, das auslassseitige Reaktorstrukturelement 20, der Reflektor 12, die Kopplung 32 und die Mutter 34 aus Edelstahl mit der JIS-Bezeichnung SUS316L.
Eine Katalysatorschicht 21 ist auf einer Fläche der Strinfläche 20a des auslassseitigen Reaktorstrukturelements 20 gebildet. Ferner ist eine Innenumfangsfläche 22a des auslassseitigen Flansches 22 mit einer Katalysatorschicht 21 beschichtet. Desweiteren können die innere Stirnfläche 12a des Reflektors 12 und die Fläche der Düsenöffnung 24 je nach Gegebenheiten mit einer Katalysatorschicht 21 beschichtet werden. Die Katalysatorschicht 21 auf der inneren Stirnfläche 12a des Reflektors und auf der Fläche der Düsenöffnung 24 ist jedoch nicht immer notwendig. Wie beschrieben, ist die Katalysatorschicht 21 an den Wänden der Reaktionskammer 18 gebildet, um die Wassererzeugungskapazität der Reaktionskammer 18 zu erhöhen.
Die Katalysatorschichten 21 werden wie folgt gebildet. Nachdem ein Sperrfilm 21a auf dem Edelstahl gebildet worden ist, wird ein Beschichtungsfilm 21b auf dem Sperrfilm 21a gebildet. Dieser Beschichtungsfilm 21b wird als oberste Schicht gebildet, um die Ausgangsmaterialgase zu aktivieren. Der Sperrfilm 21a schützt die darunterliegenden Edelstahlmaterialien vor einer Oxidation durch das strömende Gas, stoppt die Diffusion der Oxidationsmittel und widersteht der Abschälung des Beschichtungsfilms 21b.
Der Beschichtungsfilm 21b hat eine katalytische Wirkung bei der Verbesserung der Reaktion der Ausgangsmaterialgase zum Erzeugen von Feuchtigkeitsgas. Die Edelmetalle (Ir, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au) sind hitzebeständige katalytische Metalle. Von diesen hat Platin (Pt) als katalytisches Metall eine hervorragende Hitzebeständigkeit, Stabilität und Effizienz. Ein Beschichtungsfilm aus Platin wird daher häufig als Beschichtungsfilm 21b verwendet. Wird ein Beschichtungsfilm aus Platin verwendet, so wird die Katalysatorschicht 21 als platinbeschichtete Katalysatorschicht bezeichnet. Neben Platin kann jedoch auch ein anderes der vorstehend genannten Edelmetalle oder eine Kombination aus diesen verwendet werden. Der Beschichtungsfilm 21b hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 μm bis 3 μm. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Beschichtungsfilm 21b mit einer Dicke von ca. 1 μm verwendet. Der Sperrfilm 21a hat vorzugsweise eine Dicke von 0,1 μm bis 5 μm. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Sperrfilm 21a aus TiN mit einer Dicke von ca. 2 μm verwendet.
Bei der Bildung des Sperrfilms 21a werden bestimmte Flächenbereiche wie beispielsweise das einlassseitige Reaktorstrukturelement 4, das auslassseitige Reaktorstrukturelement 20 und der Reflektor 12 oberflächenbehandelt, um jeglichen durch verschiedene Metalle auf der Edelstahlfläche natürlich gebildeten Oxidfilm oder passiven Film zu entfernen. Dann wird der Sperrfilm 21a aus TiN gebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Sperrfilm 21a aus TiN von ca. 2 um durch ein Ionenplattierungsverfahren gebildet.
Neben TiN können viele andere Materialien wie Nitride, Carbide und Oxide bei der Bildung des Sperrfilms verwendet werden. Zu diesen Beispielen gehören TiC, TiCN, TiAlN, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂ und CrN. Diese sind nicht katalytisch und besonders oxidations- und reduktionsbeständig. Wie vorstehend erwähnt, hat der Sperrfilm eine Dicke von vorzugsweise 0,1 μm bis 5 μm. Beträgt die Dicke nicht mehr als 0,1 μm, so ist die Sperre nicht effektiv genug. Beträgt die Dicke mehr als 5 μm, so dauert die Bildung des Sperrfilms lange. Ferner besteht das Risiko, dass sich der Sperrfilm bei Erwärmung auf Grund unterschiedlicher Dehnungskoeffizienten abschält.
Zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Ionenplattierungsverfahren gibt es andere Verfahren wie beispielsweise die dem PVD-Verfahren ähnliche Ionenzerstäubung und das Aufdampfen im Vakuum, die chemische Aufdampfung (CVD-Verfahren), das Heißpressen und die Flammenbeschichtung.
Ist die Bildung des Sperrfilms 21a abgeschlossen, so wird der Beschichtungsfilm 21b auf diesem gebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Beschichtungsfilm 21b von ca. 1 μm Dicke durch ein Ionenplattierungsverfahren gebildet. Die Beschichtungsdicke beträgt vorzugsweise 0,1 μm bis 3 μm. Beträgt die Dicke nicht mehr als 0,1 μm, so hält die katalytische Wirkung des Films eventuell nicht lange an. Beträgt die Dicke mehr als 3 μm, so sind die Kosten für den Beschichtungsfilm zu hoch. Desweiteren würde eine Dicke von mehr als 3 μm kaum einen Unterschied in der katalytischen Wirkung und der Retentionsdauer ausmachen. Ferner besteht das Risiko, dass sich der Film bei Erwärmung auf Grund unterschiedlicher Dehnungskoeffizienten abschält.
Der Beschichtungsfilm 21b kann durch ein Ionenplattierungsverfahren und auch durch Verfahren wie Ionenzerstäubung, Aufdampfen im Vakuum, chemische Aufdampfung und Heißpressen gebildet werden. Wird der Sperrfilm 21a ferner aus einem elektrisch leitendem Material wie TiN gebildet, so kann die elektrolytische Plattierung angewandt werden. Die elektrodenlosen Plattierungsverfahren können jedoch ungeachtet der elektrischen Leitfähigkeit des Sperrfilms 21a angewandt werden.
Als nächstes ist der Mechanismus zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Ausgangsmaterialgase oder ein Gemisch aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas werden in einem vorbestimmten Verhältnis von dem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass 6a zugeführt. Die Ausgangsmaterialgase strömen (in Richtung des Pfeils a) in den einlassseitigen Innenraum 8 und treffen auf eine äußere Stirnfläche 12b des Reflektors 12. Beim Auftreffen auf die äußere Stirnfläche diffundieren die Ausgangsmaterialgase und strömen in Richtung des Pfeils b durch die Blasöffnungen 16 in die Reaktionskammer 18. Beim Strömen in die Reaktionskammer 18 stoßen die Ausgangsmaterialgase heftig gegen die Stirnfläche 20a und werden durch kraftvolles Rühren in einen Wirbelzustand in der Reaktionskammer 18 gebracht. Auf Grund von Mehrfachreflektionen in der Reaktionskammer 18 wird die Wirbelbewegung weiter verstärkt, wodurch die Ausgangsmaterialgase sorgfältig vermischt werden.
Da die Wandflächen (Stirnfläche 20a, Innenumfangsfläche 22a) der Reaktorkammer 18 die Katalysatorschicht 21 umfassen, treffen die sich in einem Wirbelzustand befindenden vermischten Gase mehrmals heftig auf die Katalysatorschicht 21. Als Folge dessen werden die Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle schnell in einen aktivierten Zustand radikalisiert. Dann treffen die radikalisierten Wasserstoff- und Sauerstoffradikale wiederholt in einem Wirbelzustand aufeinander und verbinden sich beim Zusammenstoß zu Wassermolekülen.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Ausgangsmaterialgase in einen Wirbelzustand in der Reaktionskammer 18 zu bringen und dadurch die Effizienz und Geschwindigkeit der Radikalreaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff und der Erzeugung von Feuchtigkeit zu erhöhen. Um diesen Wirbelzustand zu verbessern, ist die Reaktorkammer 18 mit einem schmalen Spalt d versehen. Dieser schmale Spalt ist ca. 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 3 mm breit. Die Breite des Spalts hängt von der benötigten Feuchtigkeitsmenge ab.
Erhöht sich dann die Bildungsrate des Feuchtigkeitsgases in der Reaktionskammer 18 wie beschrieben, so wird die Konzentration der nicht reagierten Ausgangsmaterialgase in dem Feuchtigkeitsgas minimiert. Das heißt, die Menge an Wasserstoffgas und Sauerstoffgas, die nicht reagiert ausgelassen wird, wird minimiert, und das erhöht die Sicherheit des Feuchtigkeitsgases, das an einen nachfolgenden Schritt geleitet wird, erheblich. Selbst wenn die Menge nicht reagierter Gase ständig auf Sicherheit hin überwacht wird, falls die Menge an nicht reagierten Gasen minimiert wird, so gibt es keine Möglichkeit, die Zufuhr der Ausgangsmaterialgase zu unterbrechen.
Erzeugtes Feuchtigkeitsgas und eine äußerst geringe Menge nicht reagierter Ausgangsmaterialgase diffundieren und strömen in Richtung des Pfeils c durch einen Diffusionsabschnitt 26. Das Gas wird dann zu einem nachfolgenden Prozess über das Feuchtigkeitsgasentnahmerohr 30 geleitet.
Die Katalysatorschicht 21 kann auf der inneren Stirnfläche 12a des Reflektors 12 gebildet werden, um die Radikalisierungs- und Feuchtigkeitserzeugungsreaktion in der Reaktionskammer 18 zu verbessern. Ferner kann die Innenfläche der Düsenöffnung 24, wo der Gasströmungsweg schmaler wird, mit einer Katalysatorschicht 21 versehen werden.
4 ist eine Schnittansicht eines membranartigen Gaskonzentrationsdetektors 40, der mit einem Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate verbunden ist. Idealerweise werden 100% der Ausgangsmaterialgase reagiert, um Feuchtigkeitsgas zu erzeugen, und es bleiben keine Gase unreagiert. In Wirklichkeit jedoch sind immer nicht reagierte Gase in den ausgelassenen Gasen enthalten.
Vor allem bei den Resten von Wasserstoffgas besteht die Gefahr, dass das Gas in einem nachfolgenden Prozess explodiert. Aus diesem Grund wird der Gaskonzentrationsdetektor 40 zum Erfassen von Wasserstoffgas verwendet. Der Gaskonzentrationsdetektor 40 ist so konzipiert, dass, wenn festgestellt wird, dass die Konzentration an Restwasserstoffgas einen bestimmten Wert übersteigt, Notfallmaßnahmen wie die Unterbrechung der Zufuhr von Ausgangsmaterialgasen getroffen werden können.
Der Gaskonzentrationsdetektor 40 umfasst ein Feuchtigkeitsgaseinlassrohr 42, einen Sensorkörper 44 mit einem Messraum 46, einen Träger 45 und einen Befestigungsflanschkörper 52, um den Membrandetektor 50, einen Befestigungsbolzen 54 und ein Feuchtigkeitsgasleitungsrohr 48 festzuklemmen.
Erzeugtes Feuchtigkeitsgas strömt aus dem Feuchtigkeitsgaseinlassrohr 42 in den Messraum 46 in Richtung des Pfeils e. Nachdem die Konzentration an Restwasserstoffgas durch den Membrandetektor 50 erfasst worden ist, wird das Gas durch das Feuchtigkeitsgasleitungsrohr 48 in Richtung des Pfeils feinem nachfolgenden Prozess zugeführt.
5 ist eine Schnittansicht des Membrandetektors 50. Es ist eine dünne plattenförmige Membran 50b vorgesehen, die von einer Membranbasis 50a umgeben ist, und die Membranbasis 50a ist an einem Thermoelementträger B befestigt. In der Mitte des Thermoelementträges B ist eine Durchgangsöffnung ausgebildet. In diese Durchgangsöffnung ist ein Hüllenkörper 50f eingesetzt, in dem ein Thermoelement 50e montiert ist. Der Hüllenkörper 50f ist mittels eines Kragenkörpers 50g mit dem Thermoelementträger B befestigt.
Das Thermoelement 50e besteht aus zwei Thermoelementmetallen A1, A2. Zu diesen Metallen gehören Chromel-Alumel, Kupfer-Konstantan und Eisen-Konstantan. Ein Kontaktpunkt der Thermoelementmetalle für A1, A2 wird geschmolzen und mit der Rückseite der Membran 50b durch Punktschweißen verbunden, und ein anderer Kontaktpunkt wird so angeordnet, dass er die Raumtemperatur misst. Beim Erfassen der Temperatur wird eine Kompensation für die Raumtemperatur vorgenommen.
Eine Katalysatorschicht wird auf der Oberfläche der Membran 50b gebildet, die mit dem Feuchtigkeitsgas in Kontakt kommt, wobei die Katalysatorschicht eine Basis, oder darunterliegenden Sperrfilm 50c und einen freigelegten Beschichtungsfilm 50d umfasst. Trifft Feuchtigkeitsgas auf die Katalysatorschicht, so werden geringe Mengen Wasserstoffgas und Sauerstoffgas in dem Feuchtigkeitsgas radikalisiert, was eine Feuchtigkeitserzeugungsreaktion bewirkt. Wird Feuchtigkeit erzeugt, so wird die Membran 50b durch die während der Reaktion erzeugte Wärme erhitzt und die Temperatur steigt an. Dieser Temperaturanstieg wird durch das Thermoelement 50e als ein Maß der Konzentration der nicht reagierten Gase in dem Feuchtigkeitsgas erfasst.
Ist die Konzentration des restlichen Wasserstoffgases in dem Feuchtigkeitsgas höher als ein vorbestimmter Wert, so wird ein Alarm ausgelöst und die Zufuhr der Ausgangsmaterialgase wird unterbrochen. Wird eine Korrektur vorgenommen, um die Konzentration des nicht reagierten Gases unter einen vorbestimmten Wert zu bringen, so wird die Feuchtigkeitserzeugungsreaktion erneut gestartet und das erzeugte Gas wird dem nachfolgenden Prozess zugeführt.
Die vorliegende Erfindung kann die vorstehend genannten Wirkungen haben, wenn sie für einen Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit mit niedriger Flussrate eingesetzt wird. Wird jedoch die Anzahl an Blasöffnungen 16 erhöht, so kann der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit der Art mit hoher Flussrate sein. Auch in diesem Fall sind der Gaswirbel und die Vermischung ausreichend, und die Effizienz der Feuchtigkeitserzeugung kann verbessert werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 werden die Ausgangsmaterialgase durch eine Vielzahl von Blasöffnungen 16, die an vorbestimmten Stellen auf dem Reflektor 12 vorgesehen sind, in eine Reaktionskammer 18 mit schmalem Zwischenraum geleitet, und daher befinden sich die Ausgangsmaterialgase in einem Wirbelzustand und werden gleichmäßig vermischt, was die Bildung von Radikalen an der Katalysatorschicht 21 beschleunigt und gleichzeitig die Feuchtigkeitserzeugungsreaktion verbessert. Selbst wenn die Ausgangsmaterialgase mit einer niedrigen Flussrate zugeführt werden, kann die Feuchtigkeit mit hoher Effizienz erzeugt werden, wodurch nicht reagierte Restgase auf ein Minimum reduziert werden können. Dieselben Ergebnisse können bei einer hohen Flussrate erzielt werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Rand des Reflektors 12 fest zwischen den einlassseitigen Flansch 10 und den auslassseitigen Flansch 22 geklemmt und daher können das einlassseitige Reaktorstrukturelement 4 und das auslassseitige Reaktorstrukturelement 20 sicher und luftdicht zusammengesetzt werden, wodurch die Langlebigkeit des gesamten Reaktors verbessert werden kann.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 umfasst der Reaktor ein einlassseitiges Reaktorstrukturrohr und ein auslassseitiges Reaktorstrukturrohr, so dass lediglich dadurch, dass die Kopplung 32 und die Mutter 34 in Eingriff gebracht und festgezogen werden, der Reflektor 12 festgeklemmt und der Reaktor zusammengesetzt werden kann.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 4 ist die Katalysatorschicht 21 auf einer inneren Stirnfläche 12a des Reflektors 12, die der Reaktionskammer zugewandt ist, und/oder der Oberfläche der Düsenöffnung 24 gebildet, und die Radikalisierungsreaktion und die Feuchtigkeitserzeugungsreaktion können daher mit hoher Effizienz durchgeführt werden, und die Konzentration des nicht reagierten Restgases kann auf ein Minimum reduziert werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 5 wird die Katalysatorschicht 21 gebildet, indem ein Beschichtungsfilm 21b auf einen Sperrfilm 21a laminiert und fixiert wird, wodurch es nicht möglich ist, dass sich der Beschichtungsfilm 21b abschält. Der Sperrfilm 21a schützt ferner das darunterliegende Metall vor einer Oxidation, und das Grundmetall diffundiert daher nicht in das Platin. Dadurch erhält man einen langlebigen Reaktor zur Erzeugung von Feuchtigkeit.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 6 besteht der Sperrfilm 21a aus einem der Materialien TiN, TiC, TiCN, TiAlN, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂, CrN. Diese Materialien erhöhen die Langlebigkeit des Beschichtungsfilms 21b und verhindern, dass das Grundmetall oxidiert und diffundiert. Somit kann ein langlebiger Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit bereitgestellt werden.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 7 und 8 kann der Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit zusammengebaut werden, indem lediglich die Mutter 34 und die Kopplung 32 verschraubt werden, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten für den Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit zu senken.

Claims

Reaktor (2) zum Erzeugen von Feuchtigkeit, umfassend: ein erstes einlassseitiges Reaktorstrukturelement (4) und ein zweites auslassseitiges Reaktorstrukturelement (20), wobei das erste und zweite Strukturelement (4, 20) dazu geeignet sind, zusammengebaut zu werden, um einen Innenraum zu definieren; einen Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass (6a) in dem ersten Strukturelement, wobei der Gaszufuhrdurchlass dazu geeignet ist, Ausgangsmaterialgase einer Einlassseite (8) des Innenraums zuzuführen; einen Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang (28) in dem zweiten Strukturelement, der dazu geeignet ist, erzeugtes Gas zu einem Feuchtigkeitsgasentnahmedurchlass 30a abzuleiten; einen Reflektor (12), der luftdicht zwischen das erste und zweite Reaktorstrukturelement (4, 20) geklemmt ist, wobei der Reflektor eine Vielzahl von Blasöffnungen (16) an vorbestimmten Stellen definiert, die mit dem Innenraum an der Einlassseite (8) in Verbindung stehen; eine Reaktorkammer (18), die einen schmalen Spalt zwischen dem Reflektor (12) und dem zweiten Reaktorstrukturelement (20) umfasst; eine Düsenöffnung (24), die in dem zweiten Reaktorstrukturelement (20) derart ausgebildet ist, dass die Reaktorkammmer mit dem Feuchtigkeitsgaszufuhrdurchgang (28) in dem zweiten Reaktorstrukturelement in Verbindung steht; und eine Katalysatorschicht (21), die auf einer dem Reflektor zugewandten Wandoberfläche der Reaktorkammer gebildet ist, wobei, wenn von dem Ausgangsmaterialgaszufuhrdurchlass zugeführter Wasserstoff und Sauerstoff durch die Blasöffnungen in dem Reaktor in die Reaktionskammer strömen, Wasserstoff und Sauerstoff reagieren und durch den katalytischen Effekt der Katalysatorschicht Feuchtigkeitsgas in einem Nichtverbrennungszustand erzeugen.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, wobei ein erster einlassseitiger Flansch (10) an einem Ende des ersten Strukturelements (4) gebildet ist, und ein zweiter auslassseitiger Flansch (22) an einem Ende des zweiten Strukturelements (20) gebildet ist, und der Rand des Reflektors (12) fest zwischen den ersten und zweiten Flansch (10, 22) geklemmt ist.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Strukturelement (4) und das zweite Strukturelement (20) jeweils ein Strukturrohr umfassen, und der Reflektor (12) eine Reflexionsplatte umfasst.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine Katalysatorschicht (21) auf einer Oberfläche des Reflektors (12) gebildet ist, die der Reaktionskammer (18) und/oder einer inneren Oberfläche der Düsenöffnung (24) zugewandt ist.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Katalysatorschicht (21) einen Beschichtungsfilm (21b) umfasst, der auf einen Sperrfilm (21a) laminiert und fixiert ist.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 5, wobei der Beschichtungsfilm (21b) Platin umfasst, und der Sperrfilm (21a) eine der Substanzen TiN, TiC, TiCN, TiAlN, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂, CrN umfasst.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Rand des Reflektors (12) mittels eines mit einem Schraubgewinde versehenen Mutterelements (34), das auf der Außenumfangsfläche des ersten oder zweiten Strukturelements (4, 20) vorgesehen ist, und eines entsprechend mit einem Schraubgewinde versehenen Kopplungselements (32), das auf der Außenumfangsfläche des anderen Strukturelements (20, 4) vorgesehen ist, fest zwischen den ersten und zweiten Flansch (10, 22) geklemmt ist, wobei das Mutterelement dazu geeignet ist, in das Kopplungselement zu greifen.
Reaktor zum Erzeugen von Feuchtigkeit nach Anspruch 7, wobei ein Lager (36) zwischen dem Mutterelement (34) und einer Rückseite des Flansches (10, 22) angeordnet ist, auf der die Mutter vorgesehen ist, wodurch das Drehen der Kopplung (32) und der Mutter (34) vereinfacht ist.