JP5885564B2 - Vaporizer - Google Patents

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    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles

Description

本発明は、気化装置に関する。   The present invention relates to a vaporizer.

従来より、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等の材料をガス状にしてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等に供給するために、材料の微小液滴（以下、「材料液滴」という。）とキャリアガスとの混合流体を加熱することにより、材料液滴を気化させて材料ガスを得る装置が利用されている。 Conventionally, in order to supply a material such as tetraethoxysilane (TEOS) in a gaseous state to a CVD ( Chemical Vapor Deposition) apparatus or the like, fine droplets of the material (hereinafter referred to as “material droplets”) and a carrier gas. A device for obtaining a material gas by vaporizing material droplets by heating a fluid mixture with the above is utilized.

例えば、特許文献１では、軸方向に延びる複数の加熱流路を通過する混合流体をヒータにより加熱し、材料液滴を気化させる装置が開示されている。当該装置では、複数の加熱流路が設けられた２つのブロックが、チャンバ内において軸方向に離間して配列される。これにより、チャンバ内において混合流体の一部を逆流させて混合流体の移動距離を長くし、材料液滴の加熱時間を長くすることが可能となる。   For example, Patent Document 1 discloses an apparatus that heats a mixed fluid passing through a plurality of heating channels extending in the axial direction by a heater to vaporize material droplets. In the apparatus, two blocks provided with a plurality of heating channels are arranged in the chamber so as to be separated in the axial direction. Thereby, a part of the mixed fluid is caused to flow backward in the chamber to increase the moving distance of the mixed fluid and to increase the heating time of the material droplet.

米国特許出願公開第２００５／０１４７７４９号明細書US Patent Application Publication No. 2005/0147749

ところで、特許文献１の装置では、装置内における混合流体の攪拌が不足し、混合流体中における材料液滴の分布に偏りが生じるおそれがある。材料液滴の分布に偏りが生じると、材料液滴の一部が気化されず、多数の材料液滴がフィルタ部に到達する可能性がある。この場合、気化装置に供給された液状の材料に対し、気化装置から得られる材料ガスの量が少なくなってしまう。また、フィルタ部に付着した材料液滴が固化し、フィルタ部の目詰まりが発生するおそれがある。   By the way, in the apparatus of Patent Document 1, stirring of the mixed fluid in the apparatus is insufficient, and the distribution of material droplets in the mixed fluid may be biased. If the distribution of the material droplets is biased, a part of the material droplets may not be vaporized and a large number of material droplets may reach the filter unit. In this case, the amount of material gas obtained from the vaporizer decreases with respect to the liquid material supplied to the vaporizer. In addition, the material droplets adhering to the filter unit may solidify and the filter unit may be clogged.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、気化装置における気化効率を向上することを目的としている。   This invention is made | formed in view of the said subject, and aims at improving the vaporization efficiency in a vaporizer.

請求項１に記載の発明は、気化装置であって、キャリアガスと材料の微小液滴との混合流体が供給される供給口と、中心軸に平行な軸方向に延びる複数の加熱流路が設けられる加熱流路部と、前記軸方向に延び、前記加熱流路部を通過した前記混合流体を攪拌するスタティックミキサ部と、前記中心軸を中心とする径方向において前記加熱流路部および前記スタティックミキサ部の外側に配置され、前記加熱流路部および前記スタティックミキサ部を加熱する加熱部と、前記スタティックミキサ部を通過した前記混合流体のうち気体を通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した前記気体が排出される排出口とを備える。   The invention according to claim 1 is a vaporization device, comprising: a supply port to which a mixed fluid of a carrier gas and a fine droplet of material is supplied; and a plurality of heating channels extending in an axial direction parallel to the central axis. A heating channel provided, a static mixer unit that stirs the mixed fluid that has passed in the axial direction and passed through the heating channel, the heating channel in the radial direction centered on the central axis, and the A heating unit that is disposed outside the static mixer unit and that heats the heating flow channel unit and the static mixer unit, a filter unit that allows gas to pass through the mixed fluid that has passed through the static mixer unit, and the filter unit. And an exhaust port through which the gas that has passed is exhausted.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の気化装置であって、前記供給口が前記中心軸上に配置され、前記複数の加熱流路が、前記中心軸を中心とする円柱状の領域内に配置され、前記スタティックミキサ部が、前記加熱流路部の外周部と対向する位置にて前記中心軸を中心とする筒状であり、前記軸方向において前記複数の加熱流路に連続する拡散空間が設けられ、前記加熱流路部を通過した前記混合流体が、前記拡散空間内において前記径方向外方へと拡散して前記スタティックミキサ部へと導かれる。 Invention of Claim 2 is the vaporization apparatus of Claim 1, Comprising: The said supply port is arrange | positioned on the said center axis | shaft, and these heating flow paths are the column shape centering on the said center axis | shaft. The static mixer portion is in a cylindrical shape centered on the central axis at a position facing the outer peripheral portion of the heating flow path portion , and the plurality of heating flow paths are arranged in the axial direction. A continuous diffusion space is provided, and the mixed fluid that has passed through the heating flow path portion diffuses outward in the radial direction in the diffusion space and is guided to the static mixer portion.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の気化装置であって、前記複数の加熱流路が、前記中心軸上に配置される第１流路と、それぞれの断面積が前記第１流路の断面積よりも小さく、前記第１流路を中心として前記第１流路の周囲に配置される複数の第２流路とを含む。   Invention of Claim 3 is a vaporization apparatus of Claim 2, Comprising: These heating flow paths are the 1st flow paths arrange | positioned on the said central axis, and each cross-sectional area is the said 1st. A plurality of second flow paths that are smaller than the cross-sectional area of one flow path and are arranged around the first flow path with the first flow path as a center.

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の気化装置であって、前記拡散空間が、前記加熱流路部からの前記混合流体が流れる方向に向かってドーム状に凸となる補助空間を含む。   Invention of Claim 4 is a vaporization apparatus of Claim 2 or 3, Comprising: The said diffusion space becomes convex in the shape of a dome toward the direction where the said mixed fluid from the said heating flow path part flows. Includes auxiliary space.

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の気化装置であって、前記スタティックミキサ部を有し、前記中心軸を中心とする柱状の中央部と、前記供給口と前記加熱流路部とを有し、前記中央部の前記軸方向の一方の端面に取り付けられる第１蓋部材と、前記フィルタ部と前記排出口とを有し、前記中央部の前記軸方向の他方の端面に取り付けられる第２蓋部材とを備える。 Invention of claim 5, a vaporizer according to any of claims 1 to 4, and wherein a static mixer, wherein you the center axis pillar-shaped central portion, said A first cover member attached to one end surface of the central portion in the axial direction, the filter portion, and the discharge port; A second lid member attached to the other end surface in the axial direction.

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の気化装置であって、前記スタティックミキサ部が、前記径方向に関して前記複数の加熱流路よりも外側に設けられる。   A sixth aspect of the present invention is the vaporization apparatus according to the first aspect, wherein the static mixer portion is provided outside the plurality of heating channels in the radial direction.

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の気化装置であって、前記加熱流路部の少なくとも一部が、前記径方向において前記スタティックミキサ部と重なり、前記加熱流路部を通過した前記混合流体が、前記加熱流路部と前記スタティックミキサ部との間に設けられた間隙を通過して、前記スタティックミキサ部へと導かれる。   Invention of Claim 7 is a vaporization apparatus of Claim 6, Comprising: At least one part of the said heating flow path part overlaps with the said static mixer part in the said radial direction, and passes the said heating flow path part The mixed fluid passes through a gap provided between the heating flow path section and the static mixer section and is guided to the static mixer section.

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の気化装置であって、前記スタティックミキサ部を有し、前記中心軸を中心とする柱状の中央部と、前記供給口と前記加熱流路部とを有し、前記中央部の前記軸方向の一方の端面に取り付けられる第１蓋部材と、前記フィルタ部と前記排出口とを有し、前記中央部の前記軸方向の他方の端面に取り付けられる第２蓋部材とを備え、前記中央部が、前記一方の端面から前記他方の端面に向かって窪む第１凹部と、前記他方の端面から前記一方の端面に向かって窪む第２凹部とを備え、前記スタティックミキサ部が、前記第１凹部および前記第２凹部よりも前記径方向の外側に位置し、前記加熱流路部が、前記第１凹部内に配置され、前記フィルタ部が、前記第２凹部内に配置される。 The invention described in claim 8 is the vaporizer of claim 7, comprising the static mixer unit, and the bar-shaped central portion you around said central axis, said heating and the supply port A first lid member attached to one end surface of the central portion in the axial direction, the filter portion and the discharge port, and the other of the central portion in the axial direction. A second lid member attached to the end surface, wherein the central portion is recessed from the one end surface toward the other end surface and from the other end surface toward the one end surface. A second recess, wherein the static mixer portion is positioned more radially outward than the first recess and the second recess, the heating channel is disposed in the first recess, A filter part is disposed in the second recess.

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の気化装置であって、前記第２蓋部材が、前記中心軸を中心とする貫通孔を有し、前記中央部の前記他方の端面に取り付けられる蓋部本体と、前記排出口を有し、前記貫通孔および前記第２凹部内に配置される前記フィルタ部を支持し、前記蓋部本体に取り付けられるフィルタ支持部材とを備える。   Invention of Claim 9 is a vaporization apparatus of Claim 8, Comprising: A said 2nd cover member has a through-hole centering on the said center axis | shaft, and it is in said other end surface of the said center part. A lid main body to be attached; and a filter support member that has the discharge port, supports the filter part disposed in the through hole and the second recess, and is attached to the lid main body.

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の気化装置であって、前記スタティックミキサ部が、前記中心軸を中心とする周方向に等間隔にて配置される複数のスタティックミキサを備える。   A tenth aspect of the present invention is the vaporizer according to any one of the first to ninth aspects, wherein a plurality of the static mixer portions are arranged at equal intervals in a circumferential direction around the central axis. Equipped with a static mixer.

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の気化装置であって、前記フィルタ部を加熱するもう１つの加熱部と、前記加熱部の温度と前記もう１つの加熱部の温度とを個別に制御する温度制御部とをさらに備える。   Invention of Claim 11 is the vaporization apparatus in any one of Claim 1 thru | or 10, Comprising: Another heating part which heats the said filter part, The temperature of the said heating part, and the said another heating And a temperature control unit for individually controlling the temperature of the unit.

本発明では、気化効率を向上することができる。   In the present invention, the vaporization efficiency can be improved.

第１の実施の形態に係る気化装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the vaporization apparatus which concerns on 1st Embodiment. 気化装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a vaporizer. 気化装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of a vaporizer. 第２の実施の形態に係る気化装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the vaporization apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る気化装置１を示す縦断面図である。図１では、気化装置１の中心軸Ｊ１を含む縦断面を示す。気化装置１は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等の材料を加熱することにより当該材料を気化する装置である。気化装置１により気化された材料は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置へと供給される。以下の説明では、中心軸Ｊ１に沿って図１中の右側を「後側」と呼び、図１中の左側を「前側」という。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a vaporizer 1 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the longitudinal cross section containing the central axis J1 of the vaporizer 1 is shown. The vaporizer 1 is an apparatus that vaporizes a material such as tetraethoxysilane (TEOS) by heating. The material vaporized by the vaporization apparatus 1 is supplied to a CVD ( Chemical Vapor Deposition) apparatus, for example. In the following description, the right side in FIG. 1 along the central axis J1 is referred to as “rear side”, and the left side in FIG. 1 is referred to as “front side”.

気化装置１は、略円柱状の本体部７と、本体部７を加熱する本体加熱部５と、本体部７および本体加熱部５を内部に収容する筐体６とを備える。本体加熱部５は、本体部７の外周面７５に巻き付けられるバンドヒータであり、中心軸Ｊ１を中心とする周方向のおよそ全周に亘って外周面７５を被覆する。筐体６では、中心軸Ｊ１に平行な内周面のおよそ全面に亘って断熱材６１が設けられる。   The vaporizer 1 includes a substantially cylindrical main body 7, a main body heating part 5 that heats the main body part 7, and a housing 6 that accommodates the main body part 7 and the main body heating part 5 therein. The main body heating unit 5 is a band heater wound around the outer peripheral surface 75 of the main body unit 7 and covers the outer peripheral surface 75 over substantially the entire circumference in the circumferential direction centering on the central axis J1. In the housing 6, a heat insulating material 61 is provided over substantially the entire inner peripheral surface parallel to the central axis J1.

本体部７は、供給口１１と、加熱流路部２と、スタティックミキサ部３と、フィルタ部４と、排出口１２とを備える。本体部７では、供給口１１が中心軸Ｊ１に平行な軸方向の前側に配置され、排出口１２が軸方向後側に配置される。   The main body portion 7 includes a supply port 11, a heating channel portion 2, a static mixer portion 3, a filter portion 4, and a discharge port 12. In the main body 7, the supply port 11 is disposed on the front side in the axial direction parallel to the central axis J1, and the discharge port 12 is disposed on the rear side in the axial direction.

供給口１１は、中心軸Ｊ１を中心とする円形開口であり、中心軸Ｊ１上に配置される。供給口１１には、ガス供給管１３と、材料供給管１４とが接続される。ガス供給管１３は、図示省略のガス供給源に接続されており、ガス供給源から供給されたキャリアガスは、ガス供給管１３により供給口１１に向けて導かれる。材料供給管１４は、図示省略の材料供給源に接続されており、材料供給源から供給された液状の材料は、材料供給管１４により供給口１１に向けて導かれる。供給口１１近傍では、材料とキャリアガスとが混合されることにより、材料の微小液滴が生成される。そして、キャリアガスと材料の微小液滴との混合流体が供給口１１に供給される。本実施の形態では、材料としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）が利用され、キャリアガスとして窒素（Ｎ２）が利用される。 The supply port 11 is a circular opening centered on the central axis J1, and is disposed on the central axis J1. A gas supply pipe 13 and a material supply pipe 14 are connected to the supply port 11. The gas supply pipe 13 is connected to a gas supply source (not shown), and the carrier gas supplied from the gas supply source is guided toward the supply port 11 through the gas supply pipe 13. The material supply pipe 14 is connected to a material supply source (not shown), and the liquid material supplied from the material supply source is guided toward the supply port 11 through the material supply pipe 14. In the vicinity of the supply port 11, the material and the carrier gas are mixed to generate micro droplets of the material. Then, a mixed fluid of the carrier gas and the material fine droplets is supplied to the supply port 11. In the present embodiment, tetraethoxysilane (TEOS) is used as a material, and nitrogen (N 2 ) is used as a carrier gas.

図２は、図１中のＡ−Ａの位置にて気化装置１を切断した横断面図である。図２では、気化装置１の前側から後側を見ており、断面の奥（すなわち、後側）にある構造も併せて示している。図１および図２に示すように、加熱流路部２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、供給口１１の後方に配置される。供給口１１と加熱流路部２との間には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の第１拡散空間１６が設けられる。第１拡散空間１６の中心軸Ｊ１に垂直な断面の直径は、加熱流路部２の中心軸Ｊ１に垂直な断面の直径におよそ等しい。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the vaporizer 1 taken along the line AA in FIG. In FIG. 2, the rear side is seen from the front side of the vaporization apparatus 1, and the structure in the back of a cross section (namely, back side) is also shown collectively. As shown in FIGS. 1 and 2, the heating channel portion 2 has a substantially columnar shape centered on the central axis J <b> 1 and is disposed behind the supply port 11. Between the supply port 11 and the heating flow path portion 2, a substantially cylindrical first diffusion space 16 centering on the central axis J1 is provided. The diameter of the cross section perpendicular to the central axis J1 of the first diffusion space 16 is approximately equal to the diameter of the cross section perpendicular to the central axis J1 of the heating flow path section 2.

以下、単に「断面」および「断面積」という場合はそれぞれ、中心軸Ｊ１に垂直な断面、および、当該断面の面積を意味する（他の構成においても同様）。また、中心軸Ｊ１に垂直な断面の直径、内径および外径をそれぞれ、単に、「直径」、「内径」および「外径」という。加熱流路部２および第１拡散空間１６の直径は、本体部７の直径の約２／３である。   Hereinafter, the terms “cross-section” and “cross-sectional area” respectively mean a cross-section perpendicular to the central axis J1 and the area of the cross-section (the same applies to other configurations). The diameter, inner diameter and outer diameter of the cross section perpendicular to the central axis J1 are simply referred to as “diameter”, “inner diameter” and “outer diameter”, respectively. The diameters of the heating channel portion 2 and the first diffusion space 16 are about 2/3 of the diameter of the main body portion 7.

図１および図２に示すように、加熱流路部２には、軸方向に延びる複数の加熱流路２４が設けられる。複数の加熱流路２４は、１つの第１流路２１と、複数の第２流路２２とを含む。第１流路２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、中心軸Ｊ１上に配置される。複数の第２流路２２は、第１流路２１を中心として第１流路２１の周囲に配置される。複数の加熱流路２４、すなわち、第１流路２１および複数の第２流路２２は、互いに平行に軸方向に延び、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の領域内に配置される。各第２流路２２も略円柱状であり、各第２流路２２の断面積は、第１流路２１の断面積よりも小さい。第１流路２１の直径は、供給口１１の直径におよそ等しい。第１流路２１および複数の第２流路２２は、軸方向において第１拡散空間１６の後側に位置し、第１拡散空間１６に連続する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the heating channel portion 2 is provided with a plurality of heating channels 24 extending in the axial direction. The plurality of heating channels 24 include one first channel 21 and a plurality of second channels 22. The first flow path 21 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1, and is disposed on the central axis J1. The plurality of second flow paths 22 are arranged around the first flow path 21 with the first flow path 21 as the center. The plurality of heating channels 24, that is, the first channel 21 and the plurality of second channels 22 extend in the axial direction in parallel with each other, and are disposed in a substantially cylindrical region centered on the central axis J1. Each second flow path 22 is also substantially cylindrical, and the cross-sectional area of each second flow path 22 is smaller than the cross-sectional area of the first flow path 21. The diameter of the first flow path 21 is approximately equal to the diameter of the supply port 11. The first flow path 21 and the plurality of second flow paths 22 are located on the rear side of the first diffusion space 16 in the axial direction and are continuous with the first diffusion space 16.

図３は、図１中のＢ−Ｂの位置にて気化装置１を切断した横断面図である。図３でも、図２と同様に、気化装置１の前側から後側を見ており、断面の奥（すなわち、後側）にある構造も併せて示している。図１および図３に示すように、スタティックミキサ部３は、加熱流路部２の後方に配置される。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the vaporizer 1 taken along the line BB in FIG. In FIG. 3, as in FIG. 2, the rear side from the front side of the vaporizer 1 is seen, and the structure at the back of the cross section (that is, the rear side) is also shown. As shown in FIGS. 1 and 3, the static mixer unit 3 is disposed behind the heating channel unit 2.

加熱流路部２の後側には、中心軸Ｊ１を中心とする第２拡散空間１７が設けられる。第２拡散空間１７は、加熱流路部２とスタティックミキサ部３との間に位置する主拡散空間１７１と、主拡散空間１７１の後側に位置する補助拡散空間１７２とを含む。主拡散空間１７１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。主拡散空間１７１の直径は、加熱流路部２の直径におよそ等しい。主拡散空間１７１は、軸方向において、第１流路２１および複数の第２流路２２の後側に位置し、第１流路２１および複数の第２流路２２に連続する。   A second diffusion space 17 centering on the central axis J1 is provided on the rear side of the heating flow path section 2. The second diffusion space 17 includes a main diffusion space 171 located between the heating flow path portion 2 and the static mixer portion 3 and an auxiliary diffusion space 172 located on the rear side of the main diffusion space 171. The main diffusion space 171 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1. The diameter of the main diffusion space 171 is approximately equal to the diameter of the heating channel portion 2. The main diffusion space 171 is located on the rear side of the first flow path 21 and the plurality of second flow paths 22 in the axial direction, and is continuous with the first flow path 21 and the plurality of second flow paths 22.

補助拡散空間１７２は、軸方向の前側から後側に向かって（すなわち、加熱流路部２からの混合流体が流れる方向に向かって）ドーム状に凸となっており、主拡散空間１７１に連続する。換言すれば、補助拡散空間１７２の断面は略円形であり、当該断面の面積は、主拡散空間１７１から軸方向に離れるに従って漸次減少する。補助拡散空間１７２の前側のエッジの直径は、加熱流路部２の直径（すなわち、主拡散空間１７１の直径）のおよそ２／３であり、第１流路２１の直径のおよそ４倍である。   The auxiliary diffusion space 172 is convex in a dome shape from the front side to the rear side in the axial direction (that is, in the direction in which the mixed fluid flows from the heating flow path portion 2 flows), and is continuous with the main diffusion space 171. To do. In other words, the cross section of the auxiliary diffusion space 172 is substantially circular, and the area of the cross section gradually decreases as the distance from the main diffusion space 171 increases in the axial direction. The diameter of the front edge of the auxiliary diffusion space 172 is approximately 2/3 of the diameter of the heating channel portion 2 (that is, the diameter of the main diffusion space 171), and is approximately four times the diameter of the first channel 21. .

スタティックミキサ部３は、中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる略円筒状の部位である。詳細には、スタティックミキサ部３は、第２拡散空間１７の主拡散空間１７１の後側のエッジよりも中心軸Ｊ１を中心とする径方向の内側、かつ、補助拡散空間１７２の前側のエッジよりも径方向の外側の略円環面を、軸方向後側に延ばした略円筒状の部位である。したがって、スタティックミキサ部３の外径は、第２拡散空間１７の主拡散空間１７１の直径に等しい。また、第２拡散空間１７の補助拡散空間１７２は、スタティックミキサ部３の径方向内側に配置される。   The static mixer unit 3 is a substantially cylindrical portion that extends in the axial direction about the central axis J1. Specifically, the static mixer unit 3 has a radial inner side centered on the central axis J1 and a front edge of the auxiliary diffusion space 172 with respect to the rear side edge of the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17. Is a substantially cylindrical portion in which the substantially annular surface on the outer side in the radial direction extends to the rear side in the axial direction. Therefore, the outer diameter of the static mixer unit 3 is equal to the diameter of the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17. Further, the auxiliary diffusion space 172 of the second diffusion space 17 is disposed on the radially inner side of the static mixer unit 3.

スタティックミキサ部３は、加熱流路部２の外周部と軸方向に対向する位置にて、中心軸Ｊ１を中心として周状に設けられる。スタティックミキサ部３は、複数（本実施の形態では、１２個）のスタティックミキサ３１を備える。複数のスタティックミキサ３１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等間隔にて配置される。複数のスタティックミキサ３１はそれぞれ、互いに平行に軸方向に延びる略円柱状であり、互いに同様の構造を有する。中心軸Ｊ１から複数のスタティックミキサ３１のそれぞれの中心軸までの距離は互いに等しい。   The static mixer unit 3 is provided in a circumferential shape around the central axis J1 at a position facing the outer peripheral part of the heating flow path unit 2 in the axial direction. The static mixer unit 3 includes a plurality (12 in this embodiment) of static mixers 31. The plurality of static mixers 31 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the central axis J1. Each of the plurality of static mixers 31 has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction in parallel with each other, and has the same structure as each other. The distances from the central axis J1 to the central axes of the plurality of static mixers 31 are equal to each other.

図１に示すように、複数のスタティックミキサ３１は、軸方向において第２拡散空間１７の主拡散空間１７１の後側に位置し、第２拡散空間１７に連続する。各スタティックミキサ３１では、軸方向に延びる略円柱状の流路内に、複数（本実施の形態では、５個）の混合素子３１２が軸方向に配列される。各混合素子３１２は、長方形の板状部材の軸方向の一方の端部を、軸方向に平行な中心軸を中心として１８０°捻ったものである。スタティックミキサ３１では、時計回りに捻って形成された混合素子３１２と、反時計回りに捻って形成された混合素子３１２とが、軸方向に交互に配列される。また、軸方向に隣接する各２つの混合素子３１２は、軸方向の端縁が直交するように配置される。   As shown in FIG. 1, the plurality of static mixers 31 are located on the rear side of the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17 in the axial direction and are continuous with the second diffusion space 17. In each static mixer 31, a plurality of (five in the present embodiment) mixing elements 312 are arranged in the axial direction in a substantially cylindrical channel extending in the axial direction. Each mixing element 312 is obtained by twisting one end portion in the axial direction of a rectangular plate-shaped member by 180 ° around a central axis parallel to the axial direction. In the static mixer 31, the mixing elements 312 formed by twisting clockwise and the mixing elements 312 formed by twisting counterclockwise are alternately arranged in the axial direction. In addition, each of the two mixing elements 312 adjacent in the axial direction is arranged so that the axial edges are orthogonal.

フィルタ部４は、中心軸Ｊ１を中心として軸方向に延びる略円柱状であり、スタティックミキサ部３よりも後側に配置される。フィルタ部４の直径は、スタティックミキサ部３の内径よりも小さく、フィルタ部４の前側の端部は、スタティックミキサ部３の後端部の軸方向内側に位置する。換言すれば、フィルタ部４の前端部は、スタティックミキサ部３の後端部と径方向に重なっており、フィルタ部４の前端部の外側面は、スタティックミキサ部３の後端部の内側面と径方向に対向する。フィルタ部４の側壁部（すなわち、中心軸Ｊ１に略平行な側面）は、気体のみが通過可能な焼結フィルタである。   The filter unit 4 has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction about the central axis J1 and is disposed on the rear side of the static mixer unit 3. The diameter of the filter unit 4 is smaller than the inner diameter of the static mixer unit 3, and the front end of the filter unit 4 is positioned on the inner side in the axial direction of the rear end of the static mixer unit 3. In other words, the front end of the filter unit 4 overlaps the rear end of the static mixer unit 3 in the radial direction, and the outer surface of the front end of the filter unit 4 is the inner surface of the rear end of the static mixer unit 3. And facing in the radial direction. The side wall portion (that is, the side surface substantially parallel to the central axis J1) of the filter portion 4 is a sintered filter through which only gas can pass.

排出口１２は、中心軸Ｊ１を中心とする円形開口であり、フィルタ部４の後方にて中心軸Ｊ１上に配置される。フィルタ部４を通過した気体は、排出口１２から本体部７の外部へと排出される。排出口１２には配管１２１が接続されており、排出口１２から排出された気体は、配管１２１を介してＣＶＤ装置等に供給される。 The discharge port 12 is a circular opening centered on the central axis J1, and is disposed on the central axis J1 behind the filter unit 4. The gas that has passed through the filter unit 4 is discharged from the discharge port 12 to the outside of the main body unit 7. A pipe 121 is connected to the discharge port 12, and the gas discharged from the discharge port 12 is supplied to the CVD apparatus or the like through the pipe 121.

本体部７は、第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３が、軸方向の前側から後側へと配列されてボルト等で固定されることにより形成される。第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の部材である。中央部７２は、スタティックミキサ部３を有する。中央部７２は、軸方向前側の端面７２１から軸方向後側の端面７２２に向かって窪む第１凹部７２３と、軸方向後側の端面７２２から軸方向前側の端面７２１に向かって窪む第２凹部７２４とを備える。スタティックミキサ部３は、第１凹部７２３および第２凹部７２４よりも径方向の外側に位置する。第１凹部７２３の前側の部位は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、第１凹部７２３の後側の部位は、中心軸Ｊ１を中心とするドーム状である。第２凹部７２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。   The main body portion 7 is formed by arranging the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73 from the front side to the rear side in the axial direction and fixing them with bolts or the like. Each of the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73 is a substantially columnar member centered on the central axis J1. The central part 72 has a static mixer part 3. The central portion 72 has a first recess 723 that is recessed from the end surface 721 on the axial front side toward the end surface 722 on the rear side in the axial direction, and a first recess that is recessed from the end surface 722 on the rear side in the axial direction toward the end surface 721 on the front side in the axial direction. 2 recesses 724. The static mixer unit 3 is located on the outer side in the radial direction than the first recess 723 and the second recess 724. The front portion of the first recess 723 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1, and the rear portion of the first recess 723 has a dome shape centered on the central axis J1. The second recess 724 has a substantially cylindrical shape with the central axis J1 as the center.

第１蓋部材７１は、中央部７２の前側の端面７２１に取り付けられる。第１蓋部材７１が中央部７２に取り付けられることにより、中央部７２の第１凹部７２３が第２拡散空間１７となり、中央部７２の第１凹部７２３の前側および後側の部位がそれぞれ、第２拡散空間１７の主拡散空間１７１および補助拡散空間１７２となる。第１蓋部材７１は、中央部７２の前側の端面７２１に取り付けられる第１蓋部本体７１１と、第１蓋部本体７１１の前側に取り付けられる第１蓋部端部７１２とを有する。第１蓋部本体７１１は中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、第１蓋部端部７１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。   The first lid member 71 is attached to the front end surface 721 of the central portion 72. By attaching the first lid member 71 to the central portion 72, the first concave portion 723 of the central portion 72 becomes the second diffusion space 17, and the front and rear portions of the first concave portion 723 of the central portion 72 are the first and second portions, respectively. The main diffusion space 171 and the auxiliary diffusion space 172 of the two diffusion spaces 17 are formed. The first lid member 71 includes a first lid main body 711 attached to the front end surface 721 of the central portion 72 and a first lid end 712 attached to the front side of the first lid main body 711. The first lid main body 711 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1, and the first lid end 712 has a substantially disk shape centered on the central axis J1.

第１蓋部本体７１１は、径方向の中央部に加熱流路部２を有し、加熱流路部２の前側には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の凹部が設けられる。当該凹部は、第１蓋部本体７１１の前側の端面に第１蓋部端部７１２が取り付けられることにより、第１拡散空間１６となる。第１蓋部端部７１２は、径方向の中央部に供給口１１を有する。   The first lid main body 711 has the heating channel portion 2 in the central portion in the radial direction, and a substantially cylindrical recess centering on the central axis J1 is provided on the front side of the heating channel portion 2. The concave portion becomes the first diffusion space 16 by attaching the first lid end portion 712 to the front end face of the first lid main body 711. The first lid end 712 has a supply port 11 at the center in the radial direction.

第２蓋部材７３は、中央部７２の後側の端面７２２に取り付けられる。第２蓋部材７３は、中央部７２の後側の端面７２２に取り付けられる第２蓋部本体７３１と、第２蓋部本体７３１の後側に取り付けられる第２蓋部端部７３２と、上述のフィルタ部４とを有する。第２蓋部本体７３１は中心軸Ｊ１を中心とする貫通孔７３３を有する略円筒状である。   The second lid member 73 is attached to the rear end surface 722 of the central portion 72. The second lid member 73 includes a second lid main body 731 attached to the rear end surface 722 of the central portion 72, a second lid end 732 attached to the rear side of the second lid main body 731, and the above-mentioned. And a filter unit 4. The second lid body 731 has a substantially cylindrical shape having a through hole 733 centered on the central axis J1.

貫通孔７３３は、第２蓋部本体７３１の前端部に位置する大径部７３４と、第２蓋部本体７３１の後端から前端部近傍に至る小径部７３６と、大径部７３４と小径部７３６とを連結する傾斜部７３５とを有する。大径部７３４の直径はおよそ一定であり、スタティックミキサ部３の外径、第２拡散空間１７の主拡散空間１７１の直径、および、加熱流路部２の直径におよそ等しい。大径部７３４は、スタティックミキサ部３の複数のスタティックミキサ３１、および、中央部７２の第２凹部７２４に連続する。   The through hole 733 includes a large diameter portion 734 positioned at the front end of the second lid main body 731, a small diameter portion 736 extending from the rear end of the second lid main body 731 to the vicinity of the front end, a large diameter portion 734, and a small diameter portion. 736 and an inclined portion 735 that connects 736. The diameter of the large diameter portion 734 is approximately constant, and is approximately equal to the outer diameter of the static mixer portion 3, the diameter of the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17, and the diameter of the heating flow path portion 2. The large diameter portion 734 is continuous with the plurality of static mixers 31 of the static mixer portion 3 and the second concave portion 724 of the central portion 72.

小径部７３６の直径はおよそ一定であり、大径部７３４の直径よりも小さい。小径部７３６の直径は、中央部７２の第２凹部７２４の直径におよそ等しい。小径部７３６の直径、および、中央部７２の第２凹部７２４の直径は、フィルタ部４の直径よりも大きい。傾斜部７３５の断面の直径は、軸方向の前側から後側に向かうに従って漸次減少する。   The diameter of the small diameter portion 736 is approximately constant and is smaller than the diameter of the large diameter portion 734. The diameter of the small diameter portion 736 is approximately equal to the diameter of the second recess 724 in the central portion 72. The diameter of the small diameter portion 736 and the diameter of the second concave portion 724 of the central portion 72 are larger than the diameter of the filter portion 4. The diameter of the cross section of the inclined portion 735 gradually decreases from the front side to the rear side in the axial direction.

第２蓋部端部７３２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状であり、径方向の中央部に排出口１２を有する。第２蓋部端部７３２の前側の端面には、フィルタ部４が取り付けられる。第２蓋部端部７３２が第２蓋部本体７３１に取り付けられた状態では、フィルタ部４が、第２蓋部端部７３２に支持されて、第２蓋部本体７３１の貫通孔７３３、および、中央部７２の第２凹部７２４内に位置する。第２蓋部端部７３２は、フィルタ部４を支持するフィルタ支持部である。フィルタ部４は、第２蓋部本体７３１および中央部７２に、直接的には接触しない。フィルタ部４の外周面は、貫通孔７３３の内周面、および第２凹部７２４の内周面と径方向に対向する。また、フィルタ部４の前側の端面は、第２凹部７２４の底部と軸方向に対向する。   The second lid end 732 has a substantially disc shape centered on the central axis J1, and has a discharge port 12 in the central portion in the radial direction. The filter unit 4 is attached to the front end surface of the second lid end portion 732. In a state where the second lid portion end 732 is attached to the second lid portion main body 731, the filter portion 4 is supported by the second lid portion end portion 732, and the through hole 733 of the second lid portion main body 731, and , Located in the second recess 724 of the central portion 72. The second lid part end 732 is a filter support part that supports the filter part 4. The filter part 4 does not directly contact the second lid part main body 731 and the central part 72. The outer peripheral surface of the filter unit 4 is opposed to the inner peripheral surface of the through hole 733 and the inner peripheral surface of the second recess 724 in the radial direction. The front end face of the filter unit 4 faces the bottom of the second recess 724 in the axial direction.

本体加熱部５は、第１加熱部５１と、第２加熱部５２と、温度制御部５３とを備える。第１加熱部５１は、本体部７の軸方向中央から前側において、本体部７の外周面７５を周方向のおよそ全周に亘って被覆する。第１加熱部５１は、径方向において、供給口１１、第１拡散空間１６、加熱流路部２、第２拡散空間１７およびスタティックミキサ部３の外側に配置される。第１加熱部５１の後縁は、軸方向において、スタティックミキサ部３の前端からスタティックミキサ部３の長さの約２／３の位置に位置する。第１加熱部５１により、供給口１１、第１拡散空間１６、加熱流路部２、第２拡散空間１７、および、スタティックミキサ部３の前側から約２／３の部位が加熱される。   The main body heating unit 5 includes a first heating unit 51, a second heating unit 52, and a temperature control unit 53. The first heating unit 51 covers the outer peripheral surface 75 of the main body 7 over the entire circumference in the circumferential direction from the center in the axial direction of the main body 7 to the front side. The first heating unit 51 is disposed outside the supply port 11, the first diffusion space 16, the heating flow path unit 2, the second diffusion space 17, and the static mixer unit 3 in the radial direction. The rear edge of the first heating unit 51 is located at a position about 2/3 of the length of the static mixer unit 3 from the front end of the static mixer unit 3 in the axial direction. The first heating unit 51 heats the supply port 11, the first diffusion space 16, the heating channel unit 2, the second diffusion space 17, and about 2/3 of the portion from the front side of the static mixer unit 3.

第２加熱部５２は、本体部７の軸方向中央から後側において、本体部７の外周面７５を周方向のおよそ全周に亘って被覆する。第２加熱部５２は、径方向において、スタティックミキサ部３、第２凹部７２４、貫通孔７３３、フィルタ部４および排出口１２の外側に配置される。第２加熱部５２の前縁は、軸方向において、スタティックミキサ部３の後端からスタティックミキサ部３の長さの約１／３の位置に位置する。第２加熱部５２の前縁は、第１加熱部５１の後縁と軸方向に僅かに離間している。第２加熱部５２により、スタティックミキサ部３の後側から約１／３の部位、第２凹部７２４、貫通孔７３３、フィルタ部４および排出口１２が加熱される。   The second heating unit 52 covers the outer peripheral surface 75 of the main body 7 over the entire circumference in the circumferential direction from the center in the axial direction to the rear side of the main body 7. The second heating unit 52 is disposed outside the static mixer unit 3, the second recess 724, the through hole 733, the filter unit 4, and the discharge port 12 in the radial direction. The front edge of the second heating unit 52 is located at about 1/3 of the length of the static mixer unit 3 from the rear end of the static mixer unit 3 in the axial direction. The front edge of the second heating unit 52 is slightly separated from the rear edge of the first heating unit 51 in the axial direction. The second heating unit 52 heats about one third of the portion from the rear side of the static mixer unit 3, the second recess 724, the through hole 733, the filter unit 4, and the discharge port 12.

本体加熱部５では、温度制御部５３により、第１加熱部５１の温度と第２加熱部５２の温度とが個別に制御され、それぞれ所定の温度に維持される。本実施の形態では、第１加熱部５１の温度が、第２加熱部５２の温度よりも低くなるように、温度制御部５３による制御が行われる。   In the main body heating unit 5, the temperature control unit 53 individually controls the temperature of the first heating unit 51 and the temperature of the second heating unit 52, and each is maintained at a predetermined temperature. In the present embodiment, control by the temperature control unit 53 is performed so that the temperature of the first heating unit 51 is lower than the temperature of the second heating unit 52.

気化装置１では、供給口１１から供給された上述の混合流体（すなわち、材料の微小液滴およびキャリアガス）の一部は、第１拡散空間１６から、加熱流路部２の第１流路２１、および、第１流路２１近傍の複数の第２流路２２を通過して第２拡散空間１７に流入し、主拡散空間１７１から補助拡散空間１７２へと流入する。補助拡散空間１７２に流入した混合流体は、補助拡散空間１７２の内面に沿って、径方向外方かつ軸方向前方へと拡散されつつ主拡散空間１７１に戻る。第２拡散空間１７の混合流体の一部は、主拡散空間１７１において径方向外方へと拡散し、主拡散空間１７１の外周部へと導かれる。   In the vaporizer 1, a part of the above-described mixed fluid (that is, microdroplets of material and carrier gas) supplied from the supply port 11 passes from the first diffusion space 16 to the first flow path of the heating flow path section 2. 21 and a plurality of second flow paths 22 in the vicinity of the first flow path 21, flows into the second diffusion space 17, and flows from the main diffusion space 171 into the auxiliary diffusion space 172. The mixed fluid that has flowed into the auxiliary diffusion space 172 returns to the main diffusion space 171 while being diffused radially outward and axially forward along the inner surface of the auxiliary diffusion space 172. A part of the mixed fluid in the second diffusion space 17 diffuses radially outward in the main diffusion space 171 and is guided to the outer peripheral portion of the main diffusion space 171.

第２拡散空間１７の混合流体の他の一部は、複数の第２流路２２を軸方向の後側から前側へと通過して第１拡散空間１６へと戻り、第１拡散空間１６において径方向外方へと拡散する。また、供給口１１から供給された混合流体の他の一部（すなわち、第１拡散空間１６から加熱流路部２に流入しなかった混合流体）も、第１拡散空間１６において径方向外方へと拡散する。第１拡散空間１６の外周部では、混合流体は、複数の第２流路２２を軸方向の前側から後側へと通過して第２拡散空間１７の主拡散空間１７１の外周部へと導かれる。主拡散空間１７１の外周部の混合流体は、スタティックミキサ部３の複数のスタティックミキサ３１に流入する。   The other part of the mixed fluid in the second diffusion space 17 passes through the plurality of second flow paths 22 from the rear side to the front side in the axial direction and returns to the first diffusion space 16. Diffuses radially outward. In addition, another part of the mixed fluid supplied from the supply port 11 (that is, the mixed fluid that has not flowed into the heating flow path portion 2 from the first diffusion space 16) is also radially outward in the first diffusion space 16. Spreads to. In the outer periphery of the first diffusion space 16, the mixed fluid passes through the plurality of second flow paths 22 from the front side to the rear side in the axial direction and is guided to the outer periphery of the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17. It is burned. The fluid mixture on the outer periphery of the main diffusion space 171 flows into the plurality of static mixers 31 of the static mixer unit 3.

加熱流路部２を通過してスタティックミキサ部３へと流入した混合流体は、複数のスタティックミキサ３１を通過することにより攪拌される。気化装置１では、第１拡散空間１６、加熱流路部２および第２拡散空間１７により構成される空間（以下、「前部空間２０」という。）、および、スタティックミキサ部３を流れる混合流体が、第１加熱部５１および第２加熱部５２により加熱される。これにより、混合流体中の材料の微小液滴（以下、「材料液滴」という。）が気化して材料ガスとなる。   The mixed fluid that has flowed into the static mixer section 3 through the heating flow path section 2 is agitated by passing through the plurality of static mixers 31. In the vaporizer 1, a mixed fluid that flows through the first diffusion space 16, a space constituted by the heating channel portion 2 and the second diffusion space 17 (hereinafter referred to as “front space 20”), and the static mixer portion 3. Is heated by the first heating unit 51 and the second heating unit 52. Thereby, fine droplets of material in the mixed fluid (hereinafter referred to as “material droplets”) are vaporized to become material gas.

スタティックミキサ部３を通過した混合流体は、貫通孔７３３の大径部７３４を介して、貫通孔７３３全体および第２凹部７２４へと広がる。上述のように、フィルタ部４の側壁部は気体のみが通過可能であり、スタティックミキサ部３を通過した混合流体のうちキャリアガスおよび材料ガスのみが、フィルタ部４の側壁部を通過してフィルタ部４の内部へと流入し、排出口１２から排出される。スタティックミキサ部３を通過した混合流体中に、気化していない材料液滴が僅かに残っている場合、当該材料液滴はフィルタ部４の内部には流入せず、貫通孔７３３および第２凹部７２４において第２加熱部５２により加熱されて材料ガスとなった後、フィルタ部４の内部へと流入する。   The mixed fluid that has passed through the static mixer portion 3 spreads to the entire through-hole 733 and the second recess 724 via the large-diameter portion 734 of the through-hole 733. As described above, only the gas can pass through the side wall of the filter unit 4, and only the carrier gas and the material gas out of the mixed fluid that has passed through the static mixer unit 3 pass through the side wall of the filter unit 4 to be filtered. It flows into the inside of the part 4 and is discharged from the discharge port 12. If a small amount of material vapor that has not been vaporized remains in the mixed fluid that has passed through the static mixer unit 3, the material droplet does not flow into the filter unit 4, and the through hole 733 and the second recess In 724, the material gas is heated by the second heating unit 52 and then flows into the filter unit 4.

以上に説明したように、気化装置１では、前部空間２０において混合流体が上述のように様々な方向に流れるため、混合流体が効率的に攪拌される。これにより、混合流体中における材料液滴の分布の均一性を向上させることができ、その結果、材料液滴の気化効率を向上することができる。また、前部空間２０では、上述のように混合流体が様々な方向に流れるため、材料ガスとキャリアガスとが攪拌され、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性も向上される。   As described above, in the vaporizer 1, since the mixed fluid flows in various directions in the front space 20 as described above, the mixed fluid is efficiently stirred. Thereby, the uniformity of the distribution of the material droplets in the mixed fluid can be improved, and as a result, the vaporization efficiency of the material droplets can be improved. Moreover, in the front space 20, since the mixed fluid flows in various directions as described above, the material gas and the carrier gas are stirred, and the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid is also improved.

また、混合流体は、スタティックミキサ部３においてさらに効率的に攪拌される。これにより、混合流体中における材料液滴の分布の均一性をより一層向上させることができ、その結果、材料液滴の気化効率をさらに向上することができる。また、スタティックミキサ部３では、材料ガスおよびキャリアガスが効率的に攪拌されるため、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性をさらに向上することもできる。   Further, the mixed fluid is further efficiently stirred in the static mixer unit 3. Thereby, the uniformity of the distribution of the material droplets in the mixed fluid can be further improved, and as a result, the vaporization efficiency of the material droplets can be further improved. In the static mixer unit 3, since the material gas and the carrier gas are efficiently stirred, the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid can be further improved.

上述のように、前部空間２０では、加熱流路部２の軸方向後側にて加熱流路部２に連続する第２拡散空間１７が設けられ、加熱流路部２を通過した混合流体が、第２拡散空間１７において径方向外方へと拡散してスタティックミキサ部３へと導かれる。第２拡散空間１７では、混合流体が効率的に攪拌されるため、材料液滴の気化効率がより一層向上されるとともに、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性もより一層向上される。   As described above, in the front space 20, the second diffusion space 17 that is continuous with the heating channel portion 2 is provided on the axially rear side of the heating channel portion 2, and the mixed fluid that has passed through the heating channel portion 2. Is diffused radially outward in the second diffusion space 17 and guided to the static mixer unit 3. In the second diffusion space 17, since the mixed fluid is efficiently stirred, the vaporization efficiency of the material droplets is further improved, and the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid is further improved.

また、第２拡散空間１７の主拡散空間１７１に連続する補助拡散空間１７２が設けられることにより、補助拡散空間１７２から主拡散空間１７１に戻る混合流体と、加熱流路部２から主拡散空間１７１に流入する混合流体とが、主拡散空間１７１において衝突する。これにより、第２拡散空間１７における混合流体の攪拌が促進されるため、材料液滴の気化効率をさらに向上することができるとともに、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性もさらに向上することができる。また、補助拡散空間１７２が上述のドーム状であることにより、混合流体を径方向外方に効率良く拡散させることができる。   Further, by providing an auxiliary diffusion space 172 continuous to the main diffusion space 171 of the second diffusion space 17, a mixed fluid that returns from the auxiliary diffusion space 172 to the main diffusion space 171, and the main diffusion space 171 from the heating channel portion 2. The mixed fluid that flows into the cylinder collides in the main diffusion space 171. Thereby, since stirring of the mixed fluid in the second diffusion space 17 is promoted, the vaporization efficiency of the material droplets can be further improved, and the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid is further improved. Can do. Further, since the auxiliary diffusion space 172 has the above-mentioned dome shape, the mixed fluid can be efficiently diffused radially outward.

その上、補助拡散空間１７２から主拡散空間１７１へと戻った混合流体が加熱流路部２を軸方向の後側から前側へと通過して第１拡散空間１６に流入し、供給口１１から径方向外方へと広がる混合流体と衝突する。これにより、第１拡散空間１６における混合流体の攪拌が促進されるため、材料液滴の気化効率をより向上することができるとともに、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性もより向上することができる。さらに、加熱流路部２を軸方向の前側から後側へと一度通過した混合流体が、加熱流路部２を軸方向の後側から前側へと通過することにより、前部空間２０における混合流体の移動距離を長くすることができる。これにより、気化装置１の大型化を抑制しつつ、混合流体の加熱時間を増大させることができ、材料液滴の気化効率をより一層向上することができる。   In addition, the mixed fluid that has returned from the auxiliary diffusion space 172 to the main diffusion space 171 passes through the heating channel portion 2 from the rear side to the front side in the axial direction, flows into the first diffusion space 16, and is supplied from the supply port 11. It collides with the mixed fluid spreading radially outward. Thereby, since the stirring of the mixed fluid in the first diffusion space 16 is promoted, the vaporization efficiency of the material droplets can be further improved, and the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid can be further improved. Can do. Furthermore, the mixed fluid that has once passed through the heating flow path portion 2 from the front side in the axial direction to the rear side passes through the heating flow path portion 2 from the rear side in the axial direction to the front side, thereby mixing in the front space 20. The moving distance of the fluid can be increased. Thereby, the heating time of the mixed fluid can be increased while suppressing an increase in the size of the vaporizer 1, and the vaporization efficiency of the material droplets can be further improved.

加熱流路部２では、径方向の中央部に、周囲の複数の第２流路２２よりも断面積が大きい第１流路２１が設けられる。これにより、供給口１１から供給された混合流体を、迅速に第２拡散空間１７に導くことができる。その結果、混合流体を径方向外方に迅速に拡散させることができるとともに、気化装置１の流量を増大させることができる。また、補助拡散空間１７２の前側のエッジの直径が、第１流路２１の直径よりも大きいため、第１流路２１を通過した混合流体を径方向外方に容易に拡散させることができる。   In the heating flow path portion 2, a first flow path 21 having a larger cross-sectional area than the plurality of surrounding second flow paths 22 is provided in the central portion in the radial direction. As a result, the mixed fluid supplied from the supply port 11 can be quickly guided to the second diffusion space 17. As a result, the mixed fluid can be rapidly diffused radially outward, and the flow rate of the vaporizer 1 can be increased. Moreover, since the diameter of the front edge of the auxiliary diffusion space 172 is larger than the diameter of the first flow path 21, the mixed fluid that has passed through the first flow path 21 can be easily diffused radially outward.

気化装置１では、本体部７の外周面７５が、第１加熱部５１および第２加熱部５２により被覆されており、加熱流路部２の複数の加熱流路２４（第１流路２１および複数の第２流路２２）が、外周面７５から径方向内側に離れて中心軸Ｊ１近傍に集中的に設けられる。これにより、複数の加熱流路２４において、径方向の位置による温度のばらつきを抑制することができる。その結果、加熱流路部２の一部が過剰に高温になり、材料液滴が固化して二酸化珪素等の固体の副生成物が生成されてしまうことが抑制される。   In the vaporizer 1, the outer peripheral surface 75 of the main body 7 is covered with the first heating unit 51 and the second heating unit 52, and the plurality of heating channels 24 (the first channel 21 and the first channel 21 and the heating channel unit 2). A plurality of second flow paths 22) are provided intensively in the vicinity of the central axis J1 away from the outer peripheral surface 75 inward in the radial direction. Thereby, in the some heating flow path 24, the dispersion | variation in the temperature by the position of radial direction can be suppressed. As a result, it is suppressed that a part of the heating flow path portion 2 becomes excessively high in temperature and the material droplets are solidified to generate a solid by-product such as silicon dioxide.

気化装置１では、スタティックミキサ部３を、加熱流路部２の外周部と対向する位置にて周状に設けることにより、スタティックミキサ部３を第１加熱部５１および第２加熱部５２近傍に配置し、スタティックミキサ部３における混合流体の効率的な加熱を実現することができる。また、各スタティックミキサ３１の断面の各位置において、本体部７の外周面７５からの距離に大きな差がないため、スタティックミキサ３１内を流れる混合流体をほぼ均一に加熱することができる。さらに、スタティックミキサ部３において、混合流体が流れる流路面積を大きく確保することができる。   In the vaporizer 1, the static mixer unit 3 is provided in a circumferential shape at a position facing the outer peripheral part of the heating flow path unit 2, so that the static mixer unit 3 is located near the first heating unit 51 and the second heating unit 52. It can arrange | position and can implement | achieve the efficient heating of the mixed fluid in the static mixer part 3. FIG. Further, since there is no great difference in the distance from the outer peripheral surface 75 of the main body portion 7 at each position in the cross section of each static mixer 31, the mixed fluid flowing in the static mixer 31 can be heated almost uniformly. Furthermore, in the static mixer unit 3, a large flow path area through which the mixed fluid flows can be secured.

本体加熱部５では、前部空間２０およびスタティックミキサ部３の前部を加熱する第１加熱部５１の温度と、スタティックミキサ部３の後部およびフィルタ部４を加熱する第２加熱部５２の温度とが、温度制御部５３により個別に制御される。これにより、気化装置１の前部および後部において、混合流体をそれぞれ適切に加熱することができる。その結果、二酸化珪素等の副生成物の生成を抑制することができ、フィルタ部４の目詰まりを抑制することができる。   In the main body heating unit 5, the temperature of the first heating unit 51 that heats the front space 20 and the front part of the static mixer unit 3, and the temperature of the second heating unit 52 that heats the rear part of the static mixer unit 3 and the filter unit 4. Are individually controlled by the temperature control unit 53. Thereby, the mixed fluid can be appropriately heated at the front part and the rear part of the vaporizer 1. As a result, generation of by-products such as silicon dioxide can be suppressed, and clogging of the filter unit 4 can be suppressed.

気化装置１では、中央部７２の前側および後側に、第１蓋部材７１および第２蓋部材７３を取り付けることにより本体部７が形成される。また、加熱流路部２は第１蓋部材７１に設けられ、スタティックミキサ部３は中央部７２に設けられ、フィルタ部４は第２蓋部材７３に設けられる。このため、第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３を分離することにより、加熱流路部２、スタティックミキサ部３およびフィルタ部４のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。また、加熱流路部２、スタティックミキサ部３およびフィルタ部４の種類や大きさを、それぞれ容易に変更することができる。例えば、第２蓋部本体７３１の長さを変更することにより、フィルタ部４の軸方向の長さの変更に容易に対応することができる。その結果、様々な種類の材料の気化処理に容易に対応することができる。   In the vaporizer 1, the main body portion 7 is formed by attaching the first lid member 71 and the second lid member 73 to the front side and the rear side of the central portion 72. Further, the heating flow path unit 2 is provided in the first lid member 71, the static mixer unit 3 is provided in the central portion 72, and the filter unit 4 is provided in the second lid member 73. For this reason, by separating the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73, the heating channel portion 2, the static mixer portion 3 and the filter portion 4 can be easily maintained and replaced. Moreover, the kind and magnitude | size of the heating flow path part 2, the static mixer part 3, and the filter part 4 can each be changed easily. For example, by changing the length of the second lid main body 731, it is possible to easily cope with a change in the axial length of the filter unit 4. As a result, it is possible to easily cope with vaporization processing of various types of materials.

気化装置１では、複数のスタティックミキサ３１を周方向に配置することによりスタティックミキサ部３が形成されるため、市販品のスタティックミキサ等を利用してスタティックミキサ部３を容易に形成することができる。   In the vaporizer 1, since the static mixer unit 3 is formed by arranging a plurality of static mixers 31 in the circumferential direction, the static mixer unit 3 can be easily formed using a commercially available static mixer or the like. .

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る気化装置１ａの本体部７ａおよび本体加熱部５を示す縦断面図である。図４では、気化装置１ａの中心軸Ｊ１を含む縦断面を示す。本体部７ａは、加熱流路部２ａがスタティックミキサ部３の径方向内側に配置される点を除き、図１に示す気化装置１の本体部７とおよそ同様の構造を有する。本体加熱部５は、図１に示す本体加熱部５と同様の構造を有する。以下の説明では、気化装置１の各構成と対応する構成に同符号を付す。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the main body portion 7a and the main body heating portion 5 of the vaporizer 1a according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a longitudinal section including the central axis J1 of the vaporizer 1a. The main body 7a has substantially the same structure as the main body 7 of the vaporizer 1 shown in FIG. 1 except that the heating flow path 2a is disposed on the radially inner side of the static mixer 3. The main body heating unit 5 has the same structure as the main body heating unit 5 shown in FIG. In the following description, components corresponding to the components of the vaporizer 1 are denoted by the same reference numerals.

加熱流路部２ａは、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、加熱流路部２ａの直径は、スタティックミキサ部３の内径よりも小さい。加熱流路部２ａでは、互いに断面積が等しい複数の加熱流路２３が軸方向に延びる。複数の加熱流路２３は、中心軸Ｊ１を中心として、加熱流路部２ａに略均等に分布するように配置される。加熱流路２３と供給口１１との間には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の第１拡散空間１６ａが設けられる。第１拡散空間１６ａの直径は、加熱流路２３の直径よりも僅かに小さい。第１拡散空間１６ａもスタティックミキサ部３の径方向内側に配置される。換言すれば、加熱流路部２ａおよび第１拡散空間１６ａは、径方向においてスタティックミキサ部３と重なっている。   The heating flow path portion 2 a has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J <b> 1, and the diameter of the heating flow path portion 2 a is smaller than the inner diameter of the static mixer portion 3. In the heating channel portion 2a, a plurality of heating channels 23 having the same cross-sectional area extend in the axial direction. The plurality of heating passages 23 are arranged so as to be distributed substantially evenly in the heating passage portion 2a with the central axis J1 as the center. Between the heating flow path 23 and the supply port 11, a substantially cylindrical first diffusion space 16a centering on the central axis J1 is provided. The diameter of the first diffusion space 16 a is slightly smaller than the diameter of the heating flow path 23. The first diffusion space 16a is also arranged inside the static mixer unit 3 in the radial direction. In other words, the heating channel portion 2a and the first diffusion space 16a overlap the static mixer portion 3 in the radial direction.

加熱流路部２ａの軸方向の後側には、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の第２拡散空間１７ａが設けられる。第２拡散空間１７ａの直径は、加熱流路部２ａの直径よりも僅かに大きい。加熱流路部２ａの外周面、および、第１拡散空間１６ａを形成する円筒部１６１の外周面は、スタティックミキサ部３の内周面と径方向に対向する。スタティックミキサ部３の内周面と、加熱流路部２ａおよび円筒部１６１の外周面との間には、間隙１９が設けられる。間隙１９の後端部は、第２拡散空間１７ａの外周部に連続する。また、間隙１９の前端部は、中心軸Ｊ１を中心とする軸方向が短い円筒状の空間１９１を介して、スタティックミキサ部３の複数のスタティックミキサ３１に連続する。   A substantially cylindrical second diffusion space 17a centering on the central axis J1 is provided on the rear side in the axial direction of the heating flow path portion 2a. The diameter of the second diffusion space 17a is slightly larger than the diameter of the heating flow path portion 2a. The outer peripheral surface of the heating channel portion 2a and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 161 forming the first diffusion space 16a are opposed to the inner peripheral surface of the static mixer portion 3 in the radial direction. A gap 19 is provided between the inner peripheral surface of the static mixer unit 3 and the outer peripheral surfaces of the heating flow path unit 2 a and the cylindrical unit 161. The rear end portion of the gap 19 continues to the outer peripheral portion of the second diffusion space 17a. Further, the front end portion of the gap 19 continues to the plurality of static mixers 31 of the static mixer unit 3 through a cylindrical space 191 having a short axial direction centered on the central axis J1.

本体部７ａは、第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３が、軸方向の前側から後側へと配列されてボルト等で固定されることにより形成される。第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状の部材である。中央部７２は、軸方向前側の端面７２１から軸方向後側の端面７２２に向かって窪む第１凹部７２３と、軸方向後側の端面７２２から軸方向前側の端面７２１に向かって窪む第２凹部７２４とを備える。第１凹部７２３および第２凹部７２４はそれぞれ、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状である。第１凹部７２３の直径と第２凹部７２４の直径とはおよそ等しい。   The main body portion 7a is formed by arranging the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73 from the front side to the rear side in the axial direction and fixing them with bolts or the like. Each of the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73 is a substantially columnar member centered on the central axis J1. The central portion 72 has a first recess 723 that is recessed from the end surface 721 on the axial front side toward the end surface 722 on the rear side in the axial direction, and a first recess that is recessed from the end surface 722 on the rear side in the axial direction toward the end surface 721 on the front side in the axial direction. 2 recesses 724. Each of the first recess 723 and the second recess 724 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1. The diameter of the first recess 723 and the diameter of the second recess 724 are approximately equal.

また、中央部７２は、スタティックミキサ部３を有する。スタティックミキサ部３は、第２凹部７２４の後側のエッジよりも径方向の外側、かつ、後述する貫通孔７３３の大径部７３４の前側のエッジよりも径方向の内側の略円環面を、軸方向前側に延ばした略円筒状の部位である。換言すれば、スタティックミキサ部３は、第１凹部７２３および第２凹部７２４よりも径方向の外側に位置する。   The central portion 72 has the static mixer portion 3. The static mixer portion 3 has a substantially annular surface on the outer side in the radial direction from the rear edge of the second recess 724 and on the inner side in the radial direction from the front edge of the large-diameter portion 734 of the through hole 733 described later. This is a substantially cylindrical portion extending forward in the axial direction. In other words, the static mixer unit 3 is located on the outer side in the radial direction than the first recess 723 and the second recess 724.

第１蓋部材７１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の第１蓋部本体７１１と、第１蓋部本体７１１から後側に突出する上述の円筒部１６１および加熱流路部２ａとを有する。第１蓋部材７１は、径方向の中央部に供給口１１を有する。第１蓋部材７１は、加熱流路部２ａおよび円筒部１６１を中央部７２の第１凹部７２３に挿入しつつ、中央部７２の前側の端面７２１に取り付けられる。第１蓋部材７１が中央部７２に取り付けられた状態では、円筒部１６１および加熱流路部２ａが、第１蓋部本体７１１に支持されて第１凹部７２３内に配置される。第１蓋部本体７１１は、円筒部１６１および加熱流路部２ａを支持する加熱流路支持部である。   The first lid member 71 includes a substantially disc-shaped first lid main body 711 centering on the central axis J1, and the above-described cylindrical portion 161 and the heating channel portion 2a protruding rearward from the first lid main body 711. And have. The first lid member 71 has a supply port 11 in the central portion in the radial direction. The first lid member 71 is attached to the front end surface 721 of the central portion 72 while inserting the heating channel portion 2 a and the cylindrical portion 161 into the first concave portion 723 of the central portion 72. In a state where the first lid member 71 is attached to the central portion 72, the cylindrical portion 161 and the heating flow path portion 2 a are supported by the first lid portion main body 711 and disposed in the first concave portion 723. The first lid body 711 is a heating channel support unit that supports the cylindrical unit 161 and the heating channel unit 2a.

第２蓋部材７３の構造は、第１の実施の形態とおよそ同様であり、第２蓋部材７３は、中央部７２の後側の端面７２２に取り付けられる。第２蓋部材７３は、中央部７２の後側の端面７２２に取り付けられる第２蓋部本体７３１と、第２蓋部本体７３１の後側に取り付けられる第２蓋部端部７３２と、フィルタ部４とを有する。第２蓋部本体７３１は中心軸Ｊ１を中心とする貫通孔７３３を有する略円筒状である。   The structure of the second lid member 73 is substantially the same as that of the first embodiment, and the second lid member 73 is attached to the end surface 722 on the rear side of the central portion 72. The second lid member 73 includes a second lid main body 731 attached to the rear end surface 722 of the central portion 72, a second lid end 732 attached to the rear side of the second lid main body 731, and a filter portion. 4. The second lid body 731 has a substantially cylindrical shape having a through hole 733 centered on the central axis J1.

貫通孔７３３は、第１の実施の形態と同様に、大径部７３４と、傾斜部７３５と、小径部７３６とを有する。大径部７３４は、スタティックミキサ部３の複数のスタティックミキサ３１、および、中央部７２の第２凹部７２４に連続する。小径部７３６の直径はおよそ一定であり、大径部７３４の直径よりも小さい。小径部７３６の直径は、中央部７２の第２凹部７２４の直径におよそ等しい。小径部７３６の直径、および、中央部７２の第２凹部７２４の直径は、フィルタ部４の直径よりも大きい。傾斜部７３５の断面の直径は、軸方向の前側から後側に向かうに従って漸次減少する。   The through hole 733 includes a large diameter part 734, an inclined part 735, and a small diameter part 736, as in the first embodiment. The large diameter portion 734 is continuous with the plurality of static mixers 31 of the static mixer portion 3 and the second concave portion 724 of the central portion 72. The diameter of the small diameter portion 736 is approximately constant and is smaller than the diameter of the large diameter portion 734. The diameter of the small diameter portion 736 is approximately equal to the diameter of the second recess 724 in the central portion 72. The diameter of the small diameter portion 736 and the diameter of the second concave portion 724 of the central portion 72 are larger than the diameter of the filter portion 4. The diameter of the cross section of the inclined portion 735 gradually decreases from the front side to the rear side in the axial direction.

第２蓋部端部７３２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状であり、径方向の中央部に排出口１２を有する。第２蓋部端部７３２の前側の端面には、フィルタ部４が取り付けられる。第２蓋部端部７３２が第２蓋部本体７３１に取り付けられた状態では、第１の実施の形態と同様に、フィルタ部４が、第２蓋部端部７３２に支持されて、第２蓋部本体７３１の貫通孔７３３、および、中央部７２の第２凹部７２４内に配置される。第２蓋部端部７３２は、フィルタ部４を支持するフィルタ支持部である。   The second lid end 732 has a substantially disc shape centered on the central axis J1, and has a discharge port 12 in the central portion in the radial direction. The filter unit 4 is attached to the front end surface of the second lid end portion 732. In the state in which the second lid end 732 is attached to the second lid main body 731, the filter unit 4 is supported by the second lid end 732, as in the first embodiment. Arranged in the through hole 733 of the lid body 731 and the second recess 724 of the central portion 72. The second lid part end 732 is a filter support part that supports the filter part 4.

本体加熱部５の第１加熱部５１および第２加熱部５２はそれぞれ、第１の実施の形態と同様に、本体部７の軸方向中央から前側および後側において、本体部７の外周面７５を周方向のおよそ全周に亘って被覆する。第１加熱部５１は、径方向において、供給口１１、第１拡散空間１６ａ、加熱流路部２ａ、第２拡散空間１７ａ、間隙１９およびスタティックミキサ部３の外側に配置される。第１加熱部５１の後縁は、軸方向において、スタティックミキサ部３のおよそ中央に位置する。第１加熱部５１により、供給口１１、第１拡散空間１６ａ、加熱流路部２ａ、第２拡散空間１７ａ、間隙１９、および、スタティックミキサ部３の前部が加熱される。   As in the first embodiment, the first heating unit 51 and the second heating unit 52 of the main body heating unit 5 are respectively arranged on the outer peripheral surface 75 of the main body unit 7 from the axial center to the front side and the rear side. Is covered over the entire circumference in the circumferential direction. The first heating unit 51 is disposed outside the supply port 11, the first diffusion space 16 a, the heating flow path unit 2 a, the second diffusion space 17 a, the gap 19, and the static mixer unit 3 in the radial direction. The rear edge of the first heating unit 51 is located approximately at the center of the static mixer unit 3 in the axial direction. The first heating part 51 heats the supply port 11, the first diffusion space 16 a, the heating flow path part 2 a, the second diffusion space 17 a, the gap 19, and the front part of the static mixer part 3.

第２加熱部５２は、径方向において、スタティックミキサ部３、第２凹部７２４、貫通孔７３３およびフィルタ部４の外側に配置される。第２加熱部５２の前縁は、軸方向において、スタティックミキサ部３のおよそ中央に位置する。第２加熱部５２の前縁は、第１加熱部５１の後縁と軸方向に僅かに離間している。第２加熱部５２により、スタティックミキサ部３の後部、第２凹部７２４、貫通孔７３３およびフィルタ部４が加熱される。   The second heating unit 52 is disposed outside the static mixer unit 3, the second recess 724, the through hole 733, and the filter unit 4 in the radial direction. The front edge of the second heating unit 52 is located approximately at the center of the static mixer unit 3 in the axial direction. The front edge of the second heating unit 52 is slightly separated from the rear edge of the first heating unit 51 in the axial direction. The second heating unit 52 heats the rear part of the static mixer unit 3, the second recess 724, the through hole 733, and the filter unit 4.

本体加熱部５では、温度制御部５３により、第１加熱部５１の温度と第２加熱部５２の温度とが個別に制御され、それぞれ所定の温度に維持される。本実施の形態では、第１加熱部５１の温度が、第２加熱部５２の温度よりも低くなるように、温度制御部５３による制御が行われる。   In the main body heating unit 5, the temperature control unit 53 individually controls the temperature of the first heating unit 51 and the temperature of the second heating unit 52, and each is maintained at a predetermined temperature. In the present embodiment, control by the temperature control unit 53 is performed so that the temperature of the first heating unit 51 is lower than the temperature of the second heating unit 52.

気化装置１ａでは、供給口１１から供給された混合流体（すなわち、材料の微小液滴およびキャリアガス）が、第１拡散空間１６ａから、加熱流路部２ａの複数の加熱流路２３へと流入する。加熱流路部２ａを軸方向前側から軸方向後側へと通過した混合流体は、第２拡散空間１７ａにおいて径方向に拡散され、加熱流路部２ａとスタティックミキサ部３との間に設けられた間隙１９を、軸方向後側から軸方向前側へと通過してスタティックミキサ部３へと導かれる。   In the vaporizer 1a, the mixed fluid supplied from the supply port 11 (i.e., micro droplets of material and carrier gas) flows from the first diffusion space 16a into the plurality of heating channels 23 of the heating channel 2a. To do. The mixed fluid that has passed through the heating flow path portion 2a from the axial front side to the axial rear side is diffused in the radial direction in the second diffusion space 17a, and is provided between the heating flow path portion 2a and the static mixer portion 3. The gap 19 is guided from the rear side in the axial direction to the front side in the axial direction to the static mixer unit 3.

スタティックミキサ部３へと流入した混合流体は、複数のスタティックミキサ３１を通過することにより攪拌される。気化装置１ａでは、第１拡散空間１６ａ、加熱流路部２ａ、第２拡散空間１７ａおよび間隙１９により構成される空間（以下、「内側空間２０ａ」という。）、および、スタティックミキサ部３を流れる混合流体が、第１加熱部５１および第２加熱部５２により加熱される。これにより、混合流体中の材料液滴が気化して材料ガスとなる。   The mixed fluid that has flowed into the static mixer unit 3 is stirred by passing through the plurality of static mixers 31. In the vaporizer 1a, the first diffusion space 16a, the heating channel portion 2a, the second diffusion space 17a and the gap 19 (hereinafter referred to as “inside space 20a”) and the static mixer portion 3 flow. The mixed fluid is heated by the first heating unit 51 and the second heating unit 52. As a result, the material droplets in the mixed fluid are vaporized into a material gas.

スタティックミキサ部３を通過した混合流体は、第１の実施の形態と同様に、貫通孔７３３および第２凹部７２４へと広がり、混合流体中のキャリアガスおよび材料ガスのみが、フィルタ部４の側壁部を通過してフィルタ部４の内部へと流入し、排出口１２から排出される。   Similar to the first embodiment, the mixed fluid that has passed through the static mixer unit 3 spreads to the through-hole 733 and the second recess 724, and only the carrier gas and the material gas in the mixed fluid are side walls of the filter unit 4. It passes through the part and flows into the filter part 4 and is discharged from the outlet 12.

以上に説明したように、気化装置１ａでは、内側空間２０ａを通過した混合流体が、スタティックミキサ部３において効率的に攪拌される。これにより、混合流体中における材料液滴の分布の均一性を向上することができ、その結果、材料液滴の気化効率を向上することができる。また、スタティックミキサ部３では、材料ガスおよびキャリアガスが効率的に攪拌されるため、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性を向上することもできる。   As described above, in the vaporizer 1a, the mixed fluid that has passed through the inner space 20a is efficiently stirred in the static mixer unit 3. Thereby, the uniformity of the distribution of the material droplets in the mixed fluid can be improved, and as a result, the vaporization efficiency of the material droplets can be improved. In the static mixer unit 3, since the material gas and the carrier gas are efficiently stirred, the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid can be improved.

上述のように、加熱流路部２ａは、径方向においてスタティックミキサ部３と重なり、加熱流路部２ａを通過した混合流体が、加熱流路部２ａとスタティックミキサ部３との間に設けられた間隙１９を通過して、スタティックミキサ部３へと導かれる。これにより、気化装置１ａの大型化を抑制しつつ、加熱流路部２ａからスタティックミキサ部３へと流れる混合流体の移動距離を長くして、混合流体の加熱時間を増大させることができ、材料液滴の気化効率をより一層向上することができる。   As described above, the heating channel portion 2a overlaps with the static mixer unit 3 in the radial direction, and the mixed fluid that has passed through the heating channel unit 2a is provided between the heating channel unit 2a and the static mixer unit 3. It passes through the gap 19 and is guided to the static mixer unit 3. Thereby, while suppressing the enlargement of the vaporizer 1a, the moving distance of the mixed fluid flowing from the heating flow path portion 2a to the static mixer portion 3 can be lengthened, and the heating time of the mixed fluid can be increased. The vaporization efficiency of the droplets can be further improved.

なお、気化装置１ａでは、加熱流路部２ａの少なくとも一部が、径方向においてスタティックミキサ部３と重なっていれば、当該一部とスタティックミキサ部３との間に設けられた間隙１９を混合流体が通過することにより、上記と同様に、気化装置１ａの大型化を抑制しつつ材料液滴の気化効率をより一層向上することができる。   In the vaporizer 1a, if at least a part of the heating flow path part 2a overlaps the static mixer part 3 in the radial direction, the gap 19 provided between the part and the static mixer part 3 is mixed. By passing the fluid, the vaporization efficiency of the material droplets can be further improved while suppressing an increase in the size of the vaporizer 1a as described above.

気化装置１ａでは、スタティックミキサ部３が、径方向に関して複数の加熱流路２３よりも外側に設けられる。これにより、スタティックミキサ部３を第１加熱部５１および第２加熱部５２近傍に配置し、スタティックミキサ部３における混合流体の効率的な加熱を実現することができる。また、各スタティックミキサ３１の断面の各位置において、本体部７ａの外周面７５からの距離に大きな差がないため、スタティックミキサ３１内を流れる混合流体をほぼ均一に加熱することができる。さらに、スタティックミキサ部３において、混合流体が流れる流路面積を大きく確保することができる。   In the vaporizer 1a, the static mixer unit 3 is provided outside the plurality of heating channels 23 in the radial direction. Thereby, the static mixer part 3 is arrange | positioned in the 1st heating part 51 and the 2nd heating part 52 vicinity, and the efficient heating of the mixed fluid in the static mixer part 3 is realizable. Moreover, since there is no great difference in the distance from the outer peripheral surface 75 of the main body part 7a at each position in the cross section of each static mixer 31, the mixed fluid flowing in the static mixer 31 can be heated almost uniformly. Furthermore, in the static mixer unit 3, a large flow path area through which the mixed fluid flows can be secured.

気化装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、加熱流路部２ａの複数の加熱流路２３が、第１加熱部５１および第２加熱部５２から径方向内側に離れて中心軸Ｊ１近傍に集中的に設けられる。これにより、複数の加熱流路２３において、径方向の位置による温度のばらつきを抑制することができる。その結果、加熱流路部２ａの一部が過剰に高温になり、材料液滴が固化して二酸化珪素等の固体の副生成物が生成されてしまうことが抑制される。   In the vaporizer 1a, similarly to the first embodiment, the plurality of heating channels 23 of the heating channel unit 2a are separated from the first heating unit 51 and the second heating unit 52 inward in the radial direction by the central axis J1. It is provided intensively in the vicinity. Thereby, in the some heating flow path 23, the dispersion | variation in the temperature by the position of radial direction can be suppressed. As a result, a part of the heating channel portion 2a becomes excessively high in temperature, and the material droplets are solidified and solid byproducts such as silicon dioxide are prevented from being generated.

本体加熱部５では、内側空間２０ａおよびスタティックミキサ部３の前部を加熱する第１加熱部５１の温度と、スタティックミキサ部３の後部およびフィルタ部４を加熱する第２加熱部５２の温度とが、温度制御部５３により個別に制御される。これにより、気化装置１ａの前部および後部において、混合流体をそれぞれ適切に加熱することができる。その結果、二酸化珪素等の副生成物の生成を抑制することができ、フィルタ部４の目詰まりを抑制することができる。   In the main body heating unit 5, the temperature of the first heating unit 51 that heats the inner space 20 a and the front part of the static mixer unit 3, and the temperature of the second heating unit 52 that heats the rear part of the static mixer unit 3 and the filter unit 4 Are individually controlled by the temperature control unit 53. Thereby, the mixed fluid can be appropriately heated at the front part and the rear part of the vaporizer 1a. As a result, generation of by-products such as silicon dioxide can be suppressed, and clogging of the filter unit 4 can be suppressed.

気化装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、第１蓋部材７１、中央部７２および第２蓋部材７３を分離することにより、加熱流路部２ａ、スタティックミキサ部３およびフィルタ部４のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。また、加熱流路部２ａ、スタティックミキサ部３およびフィルタ部４の種類や大きさを、それぞれ容易に変更することができる。例えば、第２蓋部本体７３１の長さを変更することにより、フィルタ部４の軸方向の長さの変更に容易に対応することができる。その結果、様々な種類の材料の気化処理に容易に対応することができる。   In the vaporizer 1a, as in the first embodiment, the heating channel portion 2a, the static mixer portion 3 and the filter portion 4 are separated by separating the first lid member 71, the central portion 72, and the second lid member 73. Can be easily maintained and replaced. Moreover, the kind and magnitude | size of the heating flow path part 2a, the static mixer part 3, and the filter part 4 can each be changed easily. For example, by changing the length of the second lid main body 731, it is possible to easily cope with a change in the axial length of the filter unit 4. As a result, it is possible to easily cope with vaporization processing of various types of materials.

気化装置１では、複数のスタティックミキサ３１を周方向に配置することによりスタティックミキサ部３が形成されるため、市販品のスタティックミキサ等を利用してスタティックミキサ部３を容易に形成することができる。   In the vaporizer 1, since the static mixer unit 3 is formed by arranging a plurality of static mixers 31 in the circumferential direction, the static mixer unit 3 can be easily formed using a commercially available static mixer or the like. .

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

第１の実施の形態に係る気化装置１では、スタティックミキサ部３は、必ずしも加熱流路部２の外周部に軸方向に対向する位置に設けられる必要はなく、例えば、中心軸Ｊ１を中心として周状に設けられたスタティックミキサ部３が、径方向に関して複数の加熱流路よりも外側に配置されてもよい。この場合であっても、加熱流路部２を通過した混合流体が、スタティックミキサ部３において攪拌されることにより、混合流体中における材料液滴の分布の均一性が向上され、材料液滴の気化効率が向上される。また、混合流体中の材料ガスの濃度の均一性を向上することもできる。   In the vaporizer 1 according to the first embodiment, the static mixer unit 3 is not necessarily provided at a position facing the outer peripheral portion of the heating flow channel unit 2 in the axial direction. For example, the static mixer unit 3 is centered on the central axis J1. The static mixer portion 3 provided in a circumferential shape may be disposed outside the plurality of heating channels in the radial direction. Even in this case, the mixed fluid that has passed through the heating channel portion 2 is agitated in the static mixer portion 3, so that the uniformity of the distribution of the material droplets in the mixed fluid is improved, and Vaporization efficiency is improved. It is also possible to improve the uniformity of the concentration of the material gas in the mixed fluid.

スタティックミキサ部３では、必ずしも複数のスタティックミキサ３１が周方向に配列される必要はなく、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の１つのスタティックミキサ３１が設けられてもよい。また、スタティックミキサ３１の構造は、必ずしも流路内に混合素子が設けられるものには限定されず、例えば、混合流体が通過する流路内にスチールウールが収容されたスタティックミキサが利用されてもよい。   In the static mixer unit 3, the plurality of static mixers 31 are not necessarily arranged in the circumferential direction, and one substantially cylindrical static mixer 31 centering on the central axis J <b> 1 may be provided. The structure of the static mixer 31 is not necessarily limited to that in which the mixing element is provided in the flow path. For example, a static mixer in which steel wool is accommodated in the flow path through which the mixed fluid passes may be used. Good.

上記実施の形態に係る気化装置１，１ａでは、様々な種類の材料の気化が行われてよく、また、様々な種類のキャリアガスが利用されてよい。   In the vaporizers 1 and 1a according to the above-described embodiments, various types of materials may be vaporized, and various types of carrier gases may be used.

本体加熱部５では、気化される材料の特性等に合わせて、第１加熱部５１の温度が第２加熱部５２の温度よりも高くなるように温度制御が行われてもよく、第１加熱部５１の温度と第２加熱部５２との温度が等しくなるように温度制御が行われてもよい。   In the main body heating unit 5, temperature control may be performed so that the temperature of the first heating unit 51 is higher than the temperature of the second heating unit 52 in accordance with the characteristics of the material to be vaporized, etc. The temperature control may be performed so that the temperature of the part 51 and the temperature of the second heating part 52 become equal.

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。   The configurations in the above-described embodiments and modifications may be combined as appropriate as long as they do not contradict each other.

１，１ａ 気化装置
２，２ａ 加熱流路部
３ スタティックミキサ部
４ フィルタ部
１１ 供給口
１２ 排出口
１６，１６ａ 第１拡散空間
１７，１７ａ 第２拡散空間
１７１ 主拡散空間
１７２ 補助拡散空間
１９ 間隙
２１ 第１流路
２２ 第２流路
２３，２４ 加熱流路
３１ スタティックミキサ
５１ 第１加熱部
５２ 第２加熱部
５３ 温度制御部
７１ 第１蓋部材
７２ 中央部
７３ 第２蓋部材
７２１ 前側の端面
７２２ 後側の端面
７２３ 第１凹部
７２４ 第２凹部
７３１ 第２蓋部本体
７３２ 第２蓋部端部
７３３ 貫通孔
Ｊ１ 中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1a Vaporizer 2,2a Heating flow path part 3 Static mixer part 4 Filter part 11 Supply port 12 Outlet port 16,16a First diffusion space 17, 17a Second diffusion space 171 Main diffusion space 172 Auxiliary diffusion space 19 Gap 21 1st flow path 22 2nd flow path 23,24 Heating flow path 31 Static mixer 51 1st heating part 52 2nd heating part 53 Temperature control part 71 1st cover member 72 Center part 73 2nd cover member 721 Front end surface 722 Rear end surface 723 1st recessed part 724 2nd recessed part 731 2nd cover part main body 732 2nd cover part edge part 733 Through-hole J1 Central axis

Claims (11)

気化装置であって、
キャリアガスと材料の微小液滴との混合流体が供給される供給口と、
中心軸に平行な軸方向に延びる複数の加熱流路が設けられる加熱流路部と、
前記軸方向に延び、前記加熱流路部を通過した前記混合流体を攪拌するスタティックミキサ部と、
前記中心軸を中心とする径方向において前記加熱流路部および前記スタティックミキサ部の外側に配置され、前記加熱流路部および前記スタティックミキサ部を加熱する加熱部と、
前記スタティックミキサ部を通過した前記混合流体のうち気体を通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した前記気体が排出される排出口と、
を備えることを特徴とする気化装置。 A vaporizer,
A supply port to which a mixed fluid of a carrier gas and a fine droplet of material is supplied;
A heating channel portion provided with a plurality of heating channels extending in the axial direction parallel to the central axis;
A static mixer section that extends in the axial direction and stirs the mixed fluid that has passed through the heating flow path section; and
A heating unit that is disposed outside the heating channel unit and the static mixer unit in a radial direction centered on the central axis, and that heats the heating channel unit and the static mixer unit;
A filter unit that allows gas to pass through the mixed fluid that has passed through the static mixer unit;
An exhaust port through which the gas that has passed through the filter unit is exhausted;
A vaporizing device comprising: 請求項１に記載の気化装置であって、
前記供給口が前記中心軸上に配置され、
前記複数の加熱流路が、前記中心軸を中心とする円柱状の領域内に配置され、
前記スタティックミキサ部が、前記加熱流路部の外周部と対向する位置にて前記中心軸を中心とする筒状であり、
前記軸方向において前記複数の加熱流路に連続する拡散空間が設けられ、前記加熱流路部を通過した前記混合流体が、前記拡散空間内において前記径方向外方へと拡散して前記スタティックミキサ部へと導かれることを特徴とする気化装置。 The vaporizer according to claim 1,
The supply port is disposed on the central axis;
The plurality of heating channels are disposed in a cylindrical region centered on the central axis,
The static mixer part is cylindrical with the central axis at the position facing the outer peripheral part of the heating channel part,
A diffusion space that is continuous to the plurality of heating flow paths in the axial direction is provided, and the mixed fluid that has passed through the heating flow path portion diffuses outward in the radial direction in the diffusion space, and thus the static mixer. A vaporizer characterized by being guided to a section. 請求項２に記載の気化装置であって、
前記複数の加熱流路が、
前記中心軸上に配置される第１流路と、
それぞれの断面積が前記第１流路の断面積よりも小さく、前記第１流路を中心として前記第１流路の周囲に配置される複数の第２流路と、
を含むことを特徴とする気化装置。 The vaporizer according to claim 2,
The plurality of heating channels are
A first flow path disposed on the central axis;
A plurality of second flow paths each having a cross-sectional area smaller than a cross-sectional area of the first flow path and arranged around the first flow path with the first flow path as a center;
A vaporizer characterized by including. 請求項２または３に記載の気化装置であって、
前記拡散空間が、前記加熱流路部からの前記混合流体が流れる方向に向かってドーム状に凸となる補助空間を含むことを特徴とする気化装置。 The vaporizer according to claim 2 or 3,
The vaporizing apparatus, wherein the diffusion space includes an auxiliary space that is convex in a dome shape in a direction in which the mixed fluid from the heating flow path portion flows. 請求項１ないし４のいずれかに記載の気化装置であって、
前記スタティックミキサ部を有し、前記中心軸を中心とする柱状の中央部と、
前記供給口と前記加熱流路部とを有し、前記中央部の前記軸方向の一方の端面に取り付けられる第１蓋部材と、
前記フィルタ部と前記排出口とを有し、前記中央部の前記軸方向の他方の端面に取り付けられる第２蓋部材と、
を備えることを特徴とする気化装置。 A vaporizer according to any one of claims 1 to 4,
Said having a static mixer portion, the pillar-shaped central portion around said central axis,
A first lid member having the supply port and the heating flow path portion and attached to one end surface of the central portion in the axial direction;
A second lid member having the filter portion and the discharge port and attached to the other end surface of the central portion in the axial direction;
A vaporizing device comprising: 請求項１に記載の気化装置であって、
前記スタティックミキサ部が、前記径方向に関して前記複数の加熱流路よりも外側に設けられることを特徴とする気化装置。 The vaporizer according to claim 1,
The vaporizer characterized by the above-mentioned. The said static mixer part is provided outside the said several heating flow path regarding the said radial direction. 請求項６に記載の気化装置であって、
前記加熱流路部の少なくとも一部が、前記径方向において前記スタティックミキサ部と重なり、
前記加熱流路部を通過した前記混合流体が、前記加熱流路部と前記スタティックミキサ部との間に設けられた間隙を通過して、前記スタティックミキサ部へと導かれることを特徴とする気化装置。 The vaporizer according to claim 6,
At least a part of the heating channel portion overlaps the static mixer portion in the radial direction,
Vaporization characterized in that the mixed fluid that has passed through the heating channel section is guided to the static mixer section through a gap provided between the heating channel section and the static mixer section. apparatus. 請求項７に記載の気化装置であって、
前記スタティックミキサ部を有し、前記中心軸を中心とする柱状の中央部と、
前記供給口と前記加熱流路部とを有し、前記中央部の前記軸方向の一方の端面に取り付けられる第１蓋部材と、
前記フィルタ部と前記排出口とを有し、前記中央部の前記軸方向の他方の端面に取り付けられる第２蓋部材と、
を備え、
前記中央部が、
前記一方の端面から前記他方の端面に向かって窪む第１凹部と、
前記他方の端面から前記一方の端面に向かって窪む第２凹部と、
を備え、
前記スタティックミキサ部が、前記第１凹部および前記第２凹部よりも前記径方向の外側に位置し、
前記加熱流路部が、前記第１凹部内に配置され、
前記フィルタ部が、前記第２凹部内に配置されることを特徴とする気化装置。 The vaporization device according to claim 7,
Said having a static mixer portion, the pillar-shaped central portion around said central axis,
A first lid member having the supply port and the heating flow path portion and attached to one end surface of the central portion in the axial direction;
A second lid member having the filter portion and the discharge port and attached to the other end surface of the central portion in the axial direction;
With
The central part is
A first recess recessed from the one end surface toward the other end surface;
A second recess recessed from the other end surface toward the one end surface;
With
The static mixer portion is located on the outer side in the radial direction than the first recess and the second recess,
The heating channel is disposed in the first recess;
The vaporizing apparatus, wherein the filter unit is disposed in the second recess. 請求項８に記載の気化装置であって、
前記第２蓋部材が、
前記中心軸を中心とする貫通孔を有し、前記中央部の前記他方の端面に取り付けられる蓋部本体と、
前記排出口を有し、前記貫通孔および前記第２凹部内に配置される前記フィルタ部を支持し、前記蓋部本体に取り付けられるフィルタ支持部材と、
を備えることを特徴とする気化装置。 A vaporizing device according to claim 8,
The second lid member is
A lid body having a through-hole centered on the central axis and attached to the other end face of the central portion;
A filter support member that has the discharge port, supports the filter unit disposed in the through-hole and the second recess, and is attached to the lid body;
A vaporizing device comprising: 請求項１ないし９のいずれかに記載の気化装置であって、
前記スタティックミキサ部が、前記中心軸を中心とする周方向に等間隔にて配置される複数のスタティックミキサを備えることを特徴とする気化装置。 A vaporizer according to any one of claims 1 to 9,
The vaporizer characterized by the said static mixer part being provided with the several static mixer arrange | positioned at equal intervals in the circumferential direction centering on the said center axis | shaft. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の気化装置であって、
前記フィルタ部を加熱するもう１つの加熱部と、
前記加熱部の温度と前記もう１つの加熱部の温度とを個別に制御する温度制御部と、
をさらに備えることを特徴とする気化装置。 A vaporizer according to any one of claims 1 to 10,
Another heating unit for heating the filter unit;
A temperature control unit for individually controlling the temperature of the heating unit and the temperature of the other heating unit;
A vaporizer characterized by further comprising.
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