JPS627431A - 反応装置 - Google Patents
反応装置Info
- Publication number
- JPS627431A JPS627431A JP14582385A JP14582385A JPS627431A JP S627431 A JPS627431 A JP S627431A JP 14582385 A JP14582385 A JP 14582385A JP 14582385 A JP14582385 A JP 14582385A JP S627431 A JPS627431 A JP S627431A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contraction
- flow
- expansion nozzle
- nozzle
- expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45582—Expansion of gas before it reaches the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45585—Compression of gas before it reaches the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00054—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2219/00056—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2219/00065—Pressure measurement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、例えばガスや、の気相中に浮遊された液体又
は固体の微粒子等、実質的に気相流とし得る原料の反応
装置に関するもので、更に詳しくは、縮小拡大ノズルを
有する流れ制御系を備えた反応装置に関する。
は固体の微粒子等、実質的に気相流とし得る原料の反応
装置に関するもので、更に詳しくは、縮小拡大ノズルを
有する流れ制御系を備えた反応装置に関する。
本明細書において、縮小拡大ノズルとは、流入口側から
中間部に向って徐々に開口面積が絞られてのど部となり
、こののど部から流出口に向って徐々に開【コ面積が拡
大されているノズルをいう。
中間部に向って徐々に開口面積が絞られてのど部となり
、こののど部から流出口に向って徐々に開【コ面積が拡
大されているノズルをいう。
また、反応とは、化学反応だけでなく、気相、液相及び
固相間の原料の相変化、クラスターの生成、更には原料
の活性化子、化学反応は伴なわない物性変化をも含むも
のである。
固相間の原料の相変化、クラスターの生成、更には原料
の活性化子、化学反応は伴なわない物性変化をも含むも
のである。
[従来の技術]
従来、SiO蒸気を発生させるf段と捕集筒との間に末
広ノズルを設けたアモルファス状SiOの製造装置が知
られている(特公昭59−50601号)。この装置は
、発生したSiO蒸気を、末広ノズルを通して、窒化、
炭化又は酸化雰囲気にある捕集箱内へ断8膨張下で噴射
し、少なくとも表面が窒化、炭化又は酸化されたアモル
ファス状SiOの超微粒子を生成させるものである。
広ノズルを設けたアモルファス状SiOの製造装置が知
られている(特公昭59−50601号)。この装置は
、発生したSiO蒸気を、末広ノズルを通して、窒化、
炭化又は酸化雰囲気にある捕集箱内へ断8膨張下で噴射
し、少なくとも表面が窒化、炭化又は酸化されたアモル
ファス状SiOの超微粒子を生成させるものである。
L記装置における末広ノズルは、流過する気相が、流過
時の断熱膨張と共に急冷されることを利用して、流過す
るSiOを急冷し、SiOがSiと5i02に分解して
しまうのを防止するものである。また、末広ノズルが、
流過する気相を超音速にまで加速できるという、流過す
る気相の広い速度調整領域を有することを利用して、得
られるアモルファス状SiOの粒径を調整するものでも
ある。即ち、前述の装置における末広ノズルは、反応場
たる捕集箱内へ原料たるSiOを導入するまでの、原料
の反応抑止系並びに、生成されるアモルファス状SiO
の粒径調整系として利用されているもので、原料や反応
生成物を処理しやすい流れ状態とする、流れ制御系とし
て利用されているものではない。
時の断熱膨張と共に急冷されることを利用して、流過す
るSiOを急冷し、SiOがSiと5i02に分解して
しまうのを防止するものである。また、末広ノズルが、
流過する気相を超音速にまで加速できるという、流過す
る気相の広い速度調整領域を有することを利用して、得
られるアモルファス状SiOの粒径を調整するものでも
ある。即ち、前述の装置における末広ノズルは、反応場
たる捕集箱内へ原料たるSiOを導入するまでの、原料
の反応抑止系並びに、生成されるアモルファス状SiO
の粒径調整系として利用されているもので、原料や反応
生成物を処理しやすい流れ状態とする、流れ制御系とし
て利用されているものではない。
[発明が解決しようとする問題点コ
ところで、末広ノズルを用いて、反応抑止に適した温度
まで急冷することや、生成物を所望の粒径に整えるに適
した速度に加速することは、末広ノズルを流過した気相
の流れ状態とは無関係である。
まで急冷することや、生成物を所望の粒径に整えるに適
した速度に加速することは、末広ノズルを流過した気相
の流れ状態とは無関係である。
末広ノズルののど部の圧力が臨界圧力未満であると、末
広ノズルから噴出される気相の流れは減速流となって噴
出後拡散され、その噴出速度が音速を越えることもない
。末広ノズルののど部の圧力が臨界圧以上となった場合
、末広ノズルからの噴出速度は超音速となり得るが、末
広ノズルから噴出された流れの状態は、噴出時の気相流
の圧力P)と末広ノズルの下流側の圧力Pがほぼ一致す
るか否かによって左右される。Pj=Pのときが適正膨
張、Pl>Pのときが不足膨張、Pj <Pのときが過
膨張と称せられている。適正膨張の場合、末広ノズルを
流過する気相は、末広ノズルの流出口内壁面方向に沿っ
て、断面方向に均一・な速度分布を有する流れとして噴
出される。また、不足膨張や過膨張の場合、減速流とな
って噴出されて拡散を生ずることになる。
広ノズルから噴出される気相の流れは減速流となって噴
出後拡散され、その噴出速度が音速を越えることもない
。末広ノズルののど部の圧力が臨界圧以上となった場合
、末広ノズルからの噴出速度は超音速となり得るが、末
広ノズルから噴出された流れの状態は、噴出時の気相流
の圧力P)と末広ノズルの下流側の圧力Pがほぼ一致す
るか否かによって左右される。Pj=Pのときが適正膨
張、Pl>Pのときが不足膨張、Pj <Pのときが過
膨張と称せられている。適正膨張の場合、末広ノズルを
流過する気相は、末広ノズルの流出口内壁面方向に沿っ
て、断面方向に均一・な速度分布を有する流れとして噴
出される。また、不足膨張や過膨張の場合、減速流とな
って噴出されて拡散を生ずることになる。
しかしながら、従来の装置における末広ノズルは、前述
のように、」ユ記適正膨張流を形成することとは無関係
に用いられており、末広ズルから噴出される流れが拡散
流となってしまうことを避けることができない。この拡
散流を生じると、例えば前記従来の装置においては、
SiO微粉が捕集箱全体に拡散し、一部がその内壁面と
接触してそのまま付着したり活性を消失するようなこと
が生じる。これは1反応生成物の収率低下や、反応生成
物中への未反応物質の混入等の問題を引き起こす。また
、拡散流として反応生成物が送られて来たのでは所望の
位置に捕集しにくく、これも収率を低下させる原因とな
る。更には、原料や反応生成物の種類によっては、末広
ノズルを流過した原料や反応生成物を、例えばレーザー
光の照射やプラズマによって活性化させて捕集する必要
も生じるが、拡rf!1.流ではこのようなエネルギー
付与を効率的に行いにくく、汎用性のある反応装置とし
にくい問題もある。
のように、」ユ記適正膨張流を形成することとは無関係
に用いられており、末広ズルから噴出される流れが拡散
流となってしまうことを避けることができない。この拡
散流を生じると、例えば前記従来の装置においては、
SiO微粉が捕集箱全体に拡散し、一部がその内壁面と
接触してそのまま付着したり活性を消失するようなこと
が生じる。これは1反応生成物の収率低下や、反応生成
物中への未反応物質の混入等の問題を引き起こす。また
、拡散流として反応生成物が送られて来たのでは所望の
位置に捕集しにくく、これも収率を低下させる原因とな
る。更には、原料や反応生成物の種類によっては、末広
ノズルを流過した原料や反応生成物を、例えばレーザー
光の照射やプラズマによって活性化させて捕集する必要
も生じるが、拡rf!1.流ではこのようなエネルギー
付与を効率的に行いにくく、汎用性のある反応装置とし
にくい問題もある。
[問題点を解決するための手段」
上記問題点を解決するために講じられた手段を、本発明
の一実施例に対応する第1図で説明すると、縮小拡大/
ズル1による流れ制御系を備えている反応装置とし、原
料又は反応生成物の流れをビーム化できるようにしたこ
とによって」二記問題点を解決したものである。
の一実施例に対応する第1図で説明すると、縮小拡大/
ズル1による流れ制御系を備えている反応装置とし、原
料又は反応生成物の流れをビーム化できるようにしたこ
とによって」二記問題点を解決したものである。
第1図においては、説明の便宜上、縮小拡大ノズル1の
上流側と下流側は、各々密閉系である上流室2と下流室
3に連結されている。しかし、本発明における縮小拡大
ノズル1の上流側と下流側は、上流側の圧力Po と下
流側の圧力Pの圧力比P/P、を、適正膨張流を形成す
る臨界圧力未満ドの圧力比にできれば、密閉系であって
も開放系であってもよく、更には真空系でも加圧系でも
よい。
上流側と下流側は、各々密閉系である上流室2と下流室
3に連結されている。しかし、本発明における縮小拡大
ノズル1の上流側と下流側は、上流側の圧力Po と下
流側の圧力Pの圧力比P/P、を、適正膨張流を形成す
る臨界圧力未満ドの圧力比にできれば、密閉系であって
も開放系であってもよく、更には真空系でも加圧系でも
よい。
[作 用J
本発明においては、原料又は反応生成物が、縮小拡大ノ
ズルlの流入口1aがらそののど部1bを通り、流出口
1cがら適正膨張流として噴出させることができる。こ
こで適正膨張流とは、組手拡大ノズル1から噴出される
流れであって、噴出時の圧力PJが縮小拡大ノズルlの
下流側の圧力Pとほぼ等しくなる流れをいう。
ズルlの流入口1aがらそののど部1bを通り、流出口
1cがら適正膨張流として噴出させることができる。こ
こで適正膨張流とは、組手拡大ノズル1から噴出される
流れであって、噴出時の圧力PJが縮小拡大ノズルlの
下流側の圧力Pとほぼ等しくなる流れをいう。
例えば、流れが縮小拡大ノズルl内で断8膨張すると仮
定し、流れの速度をU、その点における音速をa、流れ
の比熱比をγとすると、流れの到達マツハ数Mは、」二
流室2の圧力P・と下流室3の圧力Pとから次式で定ま
る。
定し、流れの速度をU、その点における音速をa、流れ
の比熱比をγとすると、流れの到達マツハ数Mは、」二
流室2の圧力P・と下流室3の圧力Pとから次式で定ま
る。
尚、音速aは局所温度をT、気体定数をRとすると、次
式で求めることができる。
式で求めることができる。
a=「〒RT
また、流出口1cの開口面積A及びのど部1bの開口面
積A°と到達マツハ数Mとの間には次の関係がある。
積A°と到達マツハ数Mとの間には次の関係がある。
そして、上流室2の圧力Poと下流室3の圧力Pの圧力
比P/P、から(1)式で定まるマツハ数Mと、流出口
ICの開口面積Aとのど部1bの開口面積A’ とから
(2)式で定まるマツハ数とが一致するとき、流れは適
正膨張流となる。この場合、P/P、は臨界圧力比以下
で、Mは1以上となる。この流れの速度Uは、次の(3
)式で求めることができる。
比P/P、から(1)式で定まるマツハ数Mと、流出口
ICの開口面積Aとのど部1bの開口面積A’ とから
(2)式で定まるマツハ数とが一致するとき、流れは適
正膨張流となる。この場合、P/P、は臨界圧力比以下
で、Mは1以上となる。この流れの速度Uは、次の(3
)式で求めることができる。
u = M 61下(1+ 千M2) ’ ・(3)縮
小拡大ノズルlの流出口ICから噴出されるaれは・適
正膨張流となると、腟小拡大ノズル1の流出[11C内
壁面方向に沿った。断面方向にはホ均一 す速度分布を
有する流れとなり、ビーム化される・ここでビームとは
、はぼ−・定の軌跡をもって流れる直線的な流れをいう
、モして、流れがビーム化されて拡散が最小限に抑えら
れるので、縮小拡大ノズルlから噴出される原料や反応
生成物を、下流室3の壁面と干渉のない空間的に独立状
態におくことができ、壁面との接触による悪影響を防止
できる。また、ビーム化された流れを維持している間に
、例えば基体4.1:に捕集するようにすれば、拡散に
よる収率の低下を防止できる。更には、原料や反応生成
物を、例えばレーザー光の照射やプラズマによって活性
化する場合にも、ビーム化された流れに対してこれらの
エネルギー付テを行うことによって、無駄なく効率的に
行うことができる。
小拡大ノズルlの流出口ICから噴出されるaれは・適
正膨張流となると、腟小拡大ノズル1の流出[11C内
壁面方向に沿った。断面方向にはホ均一 す速度分布を
有する流れとなり、ビーム化される・ここでビームとは
、はぼ−・定の軌跡をもって流れる直線的な流れをいう
、モして、流れがビーム化されて拡散が最小限に抑えら
れるので、縮小拡大ノズルlから噴出される原料や反応
生成物を、下流室3の壁面と干渉のない空間的に独立状
態におくことができ、壁面との接触による悪影響を防止
できる。また、ビーム化された流れを維持している間に
、例えば基体4.1:に捕集するようにすれば、拡散に
よる収率の低下を防止できる。更には、原料や反応生成
物を、例えばレーザー光の照射やプラズマによって活性
化する場合にも、ビーム化された流れに対してこれらの
エネルギー付テを行うことによって、無駄なく効率的に
行うことができる。
一方、流れの持つ熱エネルギーをt、運動エネルギーを
Vとすると、tとVは次の関係にある。
Vとすると、tとVは次の関係にある。
t2 1
一+y2 = 一定 ・・・・・・(4)γ−
12 従って、ビーム化される流れの速度に応じて流れの温度
を調整でき、特に本発明では、流れは超音速となるので
、原料や反応生成物の凍結状態や過冷却状態を作り出す
ことができる。
12 従って、ビーム化される流れの速度に応じて流れの温度
を調整でき、特に本発明では、流れは超音速となるので
、原料や反応生成物の凍結状態や過冷却状態を作り出す
ことができる。
前記(1)及び(2)式は、流れが断熱膨張するときに
成立するもので、縮小拡大ノズルl内で流れに発熱又は
吸熱があるときには成立しない。しかし、このような場
合でも、この発熱又は吸熱量に合わせてP/PoやA/
A−を調整することによって適正膨張流とすることがで
きる。
成立するもので、縮小拡大ノズルl内で流れに発熱又は
吸熱があるときには成立しない。しかし、このような場
合でも、この発熱又は吸熱量に合わせてP/PoやA/
A−を調整することによって適正膨張流とすることがで
きる。
縮小拡大ノズル1を流過する流れの質量流置市は、次の
(5)式で求められるもので、上流室2の圧力Poと温
度Toが一足だとすると、のど部ibの開口面積A”で
決定され、逆にのど部1bの開口面積A”が一定だとす
ると、上流室2の圧力Pa と温度で決定される。
(5)式で求められるもので、上流室2の圧力Poと温
度Toが一足だとすると、のど部ibの開口面積A”で
決定され、逆にのど部1bの開口面積A”が一定だとす
ると、上流室2の圧力Pa と温度で決定される。
従って、連続的に一定量ずつの反応生成物を容易に得ら
れ、また反応量に見合った量の原料の供給も容易である
。
れ、また反応量に見合った量の原料の供給も容易である
。
[実施例]
第1図は、本発明の一実施例の概略図で、図中1は縮小
拡大ノズル、2は1流室、3は下流室である。
拡大ノズル、2は1流室、3は下流室である。
E流室2と下流室3は、棉小拡大ノズル1を介して連結
されており、上流室2には原料Aを供給するためのバル
ブ5aと、上流室2内の圧力を検出する圧力センサーS
1が接続されている。
されており、上流室2には原料Aを供給するためのバル
ブ5aと、上流室2内の圧力を検出する圧力センサーS
1が接続されている。
′FR室3には、原料Aと反応する原料Bを供給するた
めのバルブ5bが接続されていると共に。
めのバルブ5bが接続されていると共に。
縮小拡大ノズル1の流出口1c と向き合う位置には、
原料AとBの反応によって得られる反応生成物Cを捕集
するための基体4が設けられている。
原料AとBの反応によって得られる反応生成物Cを捕集
するための基体4が設けられている。
基体4は、駆動部10によって移動可能に支持されてい
るものである。また、下流室3には、下流室3内を排気
するポンプ6がバルブ5Cを介して接続され、更に下流
室3内の圧力を検出する圧力センサーS2が接続されて
いる。
るものである。また、下流室3には、下流室3内を排気
するポンプ6がバルブ5Cを介して接続され、更に下流
室3内の圧力を検出する圧力センサーS2が接続されて
いる。
縮小拡大ノズル1は、上流室2に流入口1dを開口させ
、下流室3に流出口1cを開口させて取付けられている
。そして、その流出口lc付近には、噴出時の流れの圧
力を検出するための圧力センサーS3が接続されている
。
、下流室3に流出口1cを開口させて取付けられている
。そして、その流出口lc付近には、噴出時の流れの圧
力を検出するための圧力センサーS3が接続されている
。
下流室3内をポンプ6で排気しながら原料AとBを供給
すると、原料Aは上流室2から縮小拡大ノズル1を通っ
て下流室3内に噴出し、下流室3内の原料Bと接触反応
して、反応生成物Cとなって基体4に捕集される。この
とき、圧力センサーS3で検出される圧力P」と圧力セ
ンサーS?で検出される圧力Pとがほぼ等しくなるよう
圧力センサーS1 と82で検出される圧力P、とPを
調整することにより、流れは適正膨張流となってビーム
化される。また、必要な圧力P。とPに合わせてのど部
1bの開口面積A” と流出口1cの開口面積の比A/
A” を調整した縮小拡大ノズル1を設けるようにして
もよい。
すると、原料Aは上流室2から縮小拡大ノズル1を通っ
て下流室3内に噴出し、下流室3内の原料Bと接触反応
して、反応生成物Cとなって基体4に捕集される。この
とき、圧力センサーS3で検出される圧力P」と圧力セ
ンサーS?で検出される圧力Pとがほぼ等しくなるよう
圧力センサーS1 と82で検出される圧力P、とPを
調整することにより、流れは適正膨張流となってビーム
化される。また、必要な圧力P。とPに合わせてのど部
1bの開口面積A” と流出口1cの開口面積の比A/
A” を調整した縮小拡大ノズル1を設けるようにして
もよい。
原料Aがビーム化された流れとして下流室3内へ噴出さ
れ、ビーム流として下流室3内を流れる間に原料Bと接
触して、反応生成物C−となってそのまま基体4に捕集
されるので、原料A及び反応生成物Cは、はとんど下流
室3内に拡散されることがなく、収率よく反応物Cを連
続的に得ることができる。原料Bの一部はポンプ6によ
って系外へ排出されるが、これは循環利用することが可
能である。
れ、ビーム流として下流室3内を流れる間に原料Bと接
触して、反応生成物C−となってそのまま基体4に捕集
されるので、原料A及び反応生成物Cは、はとんど下流
室3内に拡散されることがなく、収率よく反応物Cを連
続的に得ることができる。原料Bの一部はポンプ6によ
って系外へ排出されるが、これは循環利用することが可
能である。
ところで、ビーム化した流れとなる原料Aと、下流室3
内の原料Bを十分接触反応させる必要がある。原料Bを
気体として、下流室3内におけるその気体分子の平均自
由行程長を交とすると、気体分子は文の間隔で下流室3
内に存在すると考えることができる。従って、下流室3
内における気体分子の平均自由行程長を一定であるとす
ると、下流室3内を移送される間に原料Aが原料Bの分
子と接触する度合は、下流室3内における流路長を調整
することによって制御できる。この流路長の制御は、例
えば駆動部10で基体4を流路方向に移動させることに
よって行うことができる・また、下流室3内における流
路長を一定とすると、気体分子の平均自由行程長文を調
整することによって上記制御を行うこともできる。
内の原料Bを十分接触反応させる必要がある。原料Bを
気体として、下流室3内におけるその気体分子の平均自
由行程長を交とすると、気体分子は文の間隔で下流室3
内に存在すると考えることができる。従って、下流室3
内における気体分子の平均自由行程長を一定であるとす
ると、下流室3内を移送される間に原料Aが原料Bの分
子と接触する度合は、下流室3内における流路長を調整
することによって制御できる。この流路長の制御は、例
えば駆動部10で基体4を流路方向に移動させることに
よって行うことができる・また、下流室3内における流
路長を一定とすると、気体分子の平均自由行程長文を調
整することによって上記制御を行うこともできる。
ここで、下流室3内の原料Bの気体分子の直径をσ、単
位体積当りの分子数をnとすると、その平均自由行程長
文は近似的に次の(6)式で求められる。
位体積当りの分子数をnとすると、その平均自由行程長
文は近似的に次の(6)式で求められる。
また、気体分子の質量をmとすると、その密度ρはρ=
mnであるので、上記(6)式は下記(B′)式に変形
できる。
mnであるので、上記(6)式は下記(B′)式に変形
できる。
上記(6′)式において、mとσは気体の種類によって
定まる一定値であるので、文はρによって調整でき、こ
れによって原料Aと原料Bの分子の衝突度合を制御でき
るものである。また、ρを一定に保つことによって文を
一定に保つことができる。
定まる一定値であるので、文はρによって調整でき、こ
れによって原料Aと原料Bの分子の衝突度合を制御でき
るものである。また、ρを一定に保つことによって文を
一定に保つことができる。
一方、ρは、気体定数をR1下流室3内の温度をt′と
すると、次の(7)式によって求められる。
すると、次の(7)式によって求められる。
ρ=8,7 ・・・・・・(7)従って
、ρの制御は、下流室3の圧力P又は温度t′を調整す
ることによって行うことができる。
、ρの制御は、下流室3の圧力P又は温度t′を調整す
ることによって行うことができる。
また、前述のように、上流室2内の温度が一定であれば
、同一の縮小拡大ノズルlから噴出される流れの速度は
P/Poによって決まる。従って、気体分子密度ρを一
定に制御するに際してP/P、を一定に保つようにすれ
ば、同一の流れの速度を維持できる。特に原料Aの活性
寿命が短かいときに、A/A” とP/Poから定まる
速度で、この寿命内に流過できる下流室3内の流路長さ
とし、原料Bの気体分子密度ρの制御と共にP/P、を
一定に保つようにすれば、原料Aの活性状態において十
分原料Bを接触させることができる。
、同一の縮小拡大ノズルlから噴出される流れの速度は
P/Poによって決まる。従って、気体分子密度ρを一
定に制御するに際してP/P、を一定に保つようにすれ
ば、同一の流れの速度を維持できる。特に原料Aの活性
寿命が短かいときに、A/A” とP/Poから定まる
速度で、この寿命内に流過できる下流室3内の流路長さ
とし、原料Bの気体分子密度ρの制御と共にP/P、を
一定に保つようにすれば、原料Aの活性状態において十
分原料Bを接触させることができる。
縮小拡大ノズル1としては、前述のように、流入口1a
から徐々に開口面積が絞られてのど部1bとなり、再び
徐々に開口面積が拡大して流出1−+ 1 cとなって
いるものであればよいが、第2図(a)に拡大して示し
であるように、流出口1cの内周面が、中心軸に対して
ほぼ平行であることが好ましい。これは、噴出流の流れ
方向が、流出口ICの内周面の方向に沿った方向となる
ので、できるだけ乎行流にさせやすくするためである。
から徐々に開口面積が絞られてのど部1bとなり、再び
徐々に開口面積が拡大して流出1−+ 1 cとなって
いるものであればよいが、第2図(a)に拡大して示し
であるように、流出口1cの内周面が、中心軸に対して
ほぼ平行であることが好ましい。これは、噴出流の流れ
方向が、流出口ICの内周面の方向に沿った方向となる
ので、できるだけ乎行流にさせやすくするためである。
しかし、第2図(b)に示されるように、のど部1bか
ら流出口ICへ至る内周面の中心軸に対する角度αを、
7°以下好ましくは5°以下とすれば、剥離現象を生じ
に<<、噴出流の流れはほぼ直線状に維持されるので、
この場合はことさら上記平行部を形成しなくともよい。
ら流出口ICへ至る内周面の中心軸に対する角度αを、
7°以下好ましくは5°以下とすれば、剥離現象を生じ
に<<、噴出流の流れはほぼ直線状に維持されるので、
この場合はことさら上記平行部を形成しなくともよい。
平行部の形成を省略することにより、縮小拡大ノズル1
の作製が容易となる。また、縮小拡大ノズル1を第2図
(C)に示されるような矩形のものとすれば、スリット
状の流れとして噴出させることができる。
の作製が容易となる。また、縮小拡大ノズル1を第2図
(C)に示されるような矩形のものとすれば、スリット
状の流れとして噴出させることができる。
ここで、前記剥離現象とは縮小拡大ノズルlの内面に突
起物等があった場合に、縮小拡大ノズル1の内面と流過
流体間の境界層が太き−くなって、流れが不拘=−にな
る現象をいい、噴出流が高速になるほど生じやすい。前
述の角度αは、このスフ離現象防止のために、縮小拡大
ノズルlの内面仕トげ精度が劣るものほど小さくするこ
とが好まし。
起物等があった場合に、縮小拡大ノズル1の内面と流過
流体間の境界層が太き−くなって、流れが不拘=−にな
る現象をいい、噴出流が高速になるほど生じやすい。前
述の角度αは、このスフ離現象防止のために、縮小拡大
ノズルlの内面仕トげ精度が劣るものほど小さくするこ
とが好まし。
い。縮小拡大ノズルlの内面は、JIS B 0801
に定められる、表面仕上げ精度を表わす逆三角形マーク
で三つ以上、最適には四つ以上が好ましい。特に、縮小
拡大ノズルlの拡大部における剥離現象が、その後の流
れに大きく影響するので、上記仕上げ精度を、この拡大
部を重点にして定めることによって、縮小拡大ノズル1
の作製を容易にできる。また、やはりi離現象の発生防
止のため、のど部1bは滑らかな湾曲面とし、断面積変
化率における微係数が中とならないようにする必要があ
る。
に定められる、表面仕上げ精度を表わす逆三角形マーク
で三つ以上、最適には四つ以上が好ましい。特に、縮小
拡大ノズルlの拡大部における剥離現象が、その後の流
れに大きく影響するので、上記仕上げ精度を、この拡大
部を重点にして定めることによって、縮小拡大ノズル1
の作製を容易にできる。また、やはりi離現象の発生防
止のため、のど部1bは滑らかな湾曲面とし、断面積変
化率における微係数が中とならないようにする必要があ
る。
縮小拡大ノズル1の材質としては、例えば鉄、ステンレ
ススチールその他の金属の他、アクリル樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン
等の合成榴脂、セラミック材料、石英、ガラス等、広く
用いることができる。この材質の選択は、原料A、Bや
反応生成物Cとの非反応性、加工性、減圧系内における
ガス放出性等を考慮して行えばよい。また、縮小拡大ノ
ズル1の内面に1反応を生じにくい材料をメッキ又はコ
ートすることもできる。具体例としては、ポリフッ化エ
チレンのコート’Jを挙げることができる。
ススチールその他の金属の他、アクリル樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン
等の合成榴脂、セラミック材料、石英、ガラス等、広く
用いることができる。この材質の選択は、原料A、Bや
反応生成物Cとの非反応性、加工性、減圧系内における
ガス放出性等を考慮して行えばよい。また、縮小拡大ノ
ズル1の内面に1反応を生じにくい材料をメッキ又はコ
ートすることもできる。具体例としては、ポリフッ化エ
チレンのコート’Jを挙げることができる。
縮小拡大ノズル1の長さは、装置の大きさ笠によって任
意に定めることができる。ところで、縮小拡大ノズル1
を流過するときに、流れは、保有する熱エネルギーが運
動エネルギーに変換される。そして、速度を大きくして
熱エネルギーを小さくすれば、過冷却状態を作り出すこ
ともできる。従って、原料A中に凝縮成分が含まれてい
る場合、上記温度降下によって積極的にこれらを凝縮さ
せ、これによって微粒子を形成させることも可能である
。また、この場合、十分な凝縮を行うために、縮小拡大
ノズル1は長い方が好ましい。
意に定めることができる。ところで、縮小拡大ノズル1
を流過するときに、流れは、保有する熱エネルギーが運
動エネルギーに変換される。そして、速度を大きくして
熱エネルギーを小さくすれば、過冷却状態を作り出すこ
ともできる。従って、原料A中に凝縮成分が含まれてい
る場合、上記温度降下によって積極的にこれらを凝縮さ
せ、これによって微粒子を形成させることも可能である
。また、この場合、十分な凝縮を行うために、縮小拡大
ノズル1は長い方が好ましい。
一方、上記のような凝縮を生ずると、しれによって熟エ
ネルギーが増加して速度エネルギーは低下する。従って
、高速噴出の維持を図る上では、W1小拡大ノズル1は
短い方が好ましい。
ネルギーが増加して速度エネルギーは低下する。従って
、高速噴出の維持を図る上では、W1小拡大ノズル1は
短い方が好ましい。
第4図に示されるように、縮小拡大ノズル1ののど部1
bより流入口la寄りに供給孔9を形成し、1iii小
拡大ノズルl内を流れる原料と反応する他の原料を供給
することもできる。供給孔9の縮小拡大ノズル1内開口
位置を、のど部1bから七分離しておくことによって、
縮小拡大ノズル1から噴出される流れの乱れを防止する
ことができ、ビーム化が維持される。このような供給孔
9を設けた縮小拡大ノズル1とすれば、例えば2種以上
の原料をビーム状流れ内で反応させるときに、上流室2
内で全原料を供給混合する必要がないので、上流室2内
で反応が開始されてその壁面に付着してしまうのを防止
できる。
bより流入口la寄りに供給孔9を形成し、1iii小
拡大ノズルl内を流れる原料と反応する他の原料を供給
することもできる。供給孔9の縮小拡大ノズル1内開口
位置を、のど部1bから七分離しておくことによって、
縮小拡大ノズル1から噴出される流れの乱れを防止する
ことができ、ビーム化が維持される。このような供給孔
9を設けた縮小拡大ノズル1とすれば、例えば2種以上
の原料をビーム状流れ内で反応させるときに、上流室2
内で全原料を供給混合する必要がないので、上流室2内
で反応が開始されてその壁面に付着してしまうのを防止
できる。
更に縮小拡大ノズルlは、第5図に示されるように、二
以上ののど部1b 、lb・・・を有するものとするこ
ともできる。このような多段の縮小拡大ノズル1で適正
膨張流を形成すれば、縮小拡大ノズル1内で流れは加速
と減速を繰返し、これに伴って流れの温度も降下と上昇
を繰返すことになる。従って、このような温度変化を利
用して反応を促すこと笠も可能となる。
以上ののど部1b 、lb・・・を有するものとするこ
ともできる。このような多段の縮小拡大ノズル1で適正
膨張流を形成すれば、縮小拡大ノズル1内で流れは加速
と減速を繰返し、これに伴って流れの温度も降下と上昇
を繰返すことになる。従って、このような温度変化を利
用して反応を促すこと笠も可能となる。
必要に応じて、例えば原料Aを縮小拡大ノズル1内又は
噴出後に活性化することもできる。縮小拡大ノズル1内
で活性化エネルギーを付与するには、縮小拡大ノズルl
を石英簿の絶縁体で形成し、マイクロ波を付与してプラ
ズマをたてたり、縮小拡大ノズルlを透光体で形成して
、紫外、赤外、レーザー光等の各種の波長を持つ光を流
れに照射することが挙げられる。また、第3図(a)。
噴出後に活性化することもできる。縮小拡大ノズル1内
で活性化エネルギーを付与するには、縮小拡大ノズルl
を石英簿の絶縁体で形成し、マイクロ波を付与してプラ
ズマをたてたり、縮小拡大ノズルlを透光体で形成して
、紫外、赤外、レーザー光等の各種の波長を持つ光を流
れに照射することが挙げられる。また、第3図(a)。
(b)に示されるように、縮小拡大/ズル1を、電気的
絶縁体製の絶縁部7を介して組合わされた、電気的良導
体製の二分割片8a、8bで形成し、両片8a、8bを
一対の電極として、これに高周波又は直流電流を付グー
してプラズマを発生させることもできる。縮小拡大ノズ
ル1から噴出後に活性化を図る場合、ビームに対して光
やプラズマを付ゲするようにすればよい 縮小拡大ノズル1を上下左右へ傾動−させたり一定間隔
でスキャン可能とすれば、基体4の任意の範囲に反応生
成物Cを捕集することができる。これは1反応生成物C
で基体4の表面に成膜する場合に有益で、特に第2図(
c)の矩形ノズルと組合わせると効果的である。
絶縁体製の絶縁部7を介して組合わされた、電気的良導
体製の二分割片8a、8bで形成し、両片8a、8bを
一対の電極として、これに高周波又は直流電流を付グー
してプラズマを発生させることもできる。縮小拡大ノズ
ル1から噴出後に活性化を図る場合、ビームに対して光
やプラズマを付ゲするようにすればよい 縮小拡大ノズル1を上下左右へ傾動−させたり一定間隔
でスキャン可能とすれば、基体4の任意の範囲に反応生
成物Cを捕集することができる。これは1反応生成物C
で基体4の表面に成膜する場合に有益で、特に第2図(
c)の矩形ノズルと組合わせると効果的である。
基体4を、駆動部10によって、縮小拡大ノズル1方向
へ前進後退可能とすれば、原料Aが原料Bと反応して基
体4に捕集されるまでのタイミングを調整することがで
きる。従って、活性寿命の著しく短かい原料や反応生成
物であっても、その活性化位置に基体4を近ずけること
によって、活性状態での捕集も可能となる。また、捕集
しやすい状態とするために、基体4を加熱又は冷却する
こともできる。特に基体4を冷却しておけば、基体4の
表面で成分を凝縮させたり固化させて補集することもで
きる。
へ前進後退可能とすれば、原料Aが原料Bと反応して基
体4に捕集されるまでのタイミングを調整することがで
きる。従って、活性寿命の著しく短かい原料や反応生成
物であっても、その活性化位置に基体4を近ずけること
によって、活性状態での捕集も可能となる。また、捕集
しやすい状態とするために、基体4を加熱又は冷却する
こともできる。特に基体4を冷却しておけば、基体4の
表面で成分を凝縮させたり固化させて補集することもで
きる。
基体4を、駆動部10によって、上下左右に移動可能又
は回転可能に保持し、広い範囲に亘ってビームを受けら
れるようにすることもできる。また、基体4をロール状
に巻取って、これを順次送り出しながらビームを受ける
ようにすることによって、長尺の基体4に反応生成物C
による処理を施すこともできる。更には、ドラム状の基
体4を回転させながら反応生成物Cによる処理を施して
もよい。
は回転可能に保持し、広い範囲に亘ってビームを受けら
れるようにすることもできる。また、基体4をロール状
に巻取って、これを順次送り出しながらビームを受ける
ようにすることによって、長尺の基体4に反応生成物C
による処理を施すこともできる。更には、ドラム状の基
体4を回転させながら反応生成物Cによる処理を施して
もよい。
縮小拡大ノズル1を開閉する弁を設け、この弁を断続的
に開閉しながら反応を行うこともできる。同一の排気条
件下とすれば、この断続的開閉の方が、下流室3を高頁
空に保持しやすい利点がある。逆に上流室2を加圧する
場合には、この高圧を保持しやすくなる。縮小拡大ノズ
ルl内やその下流側で活性化等のためのエネルギー付与
を行う場合、この断続的開閉と同期させて付与を行えば
無駄なくエネルギー付与を行うことができる。
に開閉しながら反応を行うこともできる。同一の排気条
件下とすれば、この断続的開閉の方が、下流室3を高頁
空に保持しやすい利点がある。逆に上流室2を加圧する
場合には、この高圧を保持しやすくなる。縮小拡大ノズ
ルl内やその下流側で活性化等のためのエネルギー付与
を行う場合、この断続的開閉と同期させて付与を行えば
無駄なくエネルギー付与を行うことができる。
第6図(a)〜(d)は各々本発明の他の実施例の概略
図である。
図である。
(a)の場合、上流室2に供給された原料Aは、縮小拡
大ノズルl内又はその後のビーム化された流れ状態にあ
るときに、えばエネルギー付与による活性化反応によっ
て、物性変化したA′となって、下流室3内の基体4に
補集される。
大ノズルl内又はその後のビーム化された流れ状態にあ
るときに、えばエネルギー付与による活性化反応によっ
て、物性変化したA′となって、下流室3内の基体4に
補集される。
(b)の場合、上流室2内に互に反応する原料A、Bが
供給され、これが縮小拡大ノズル1内を通って下流室3
内の基体4に捕集されるまでに反応生成物Cが生成され
て捕集されることになる。
供給され、これが縮小拡大ノズル1内を通って下流室3
内の基体4に捕集されるまでに反応生成物Cが生成され
て捕集されることになる。
この場合、縮小拡大ノズルlの少なくとも内面を、原料
A、Hの反応を促す触媒で構成しておくこともできる。
A、Hの反応を促す触媒で構成しておくこともできる。
(c)の場合、上流室2に供給された原料Aは、そのま
まビーム化されて下流室3の基体4へと至る。基体4の
表面は、yX料Aと反応する原料Bとなっていて、原料
Aはビームとして基体4の表面に衝突し、原料Bと反応
して、反応生成物Cとして捕集される。この様に基体4
の表面で反応を得る場合、流れがビームとなって超音速
で基体4に衝突する運動エネルギーを反応に利用するこ
とができる。また、基体4上の原料Bは固体であっても
、また基体4に含浸させた液体であってもよい。
まビーム化されて下流室3の基体4へと至る。基体4の
表面は、yX料Aと反応する原料Bとなっていて、原料
Aはビームとして基体4の表面に衝突し、原料Bと反応
して、反応生成物Cとして捕集される。この様に基体4
の表面で反応を得る場合、流れがビームとなって超音速
で基体4に衝突する運動エネルギーを反応に利用するこ
とができる。また、基体4上の原料Bは固体であっても
、また基体4に含浸させた液体であってもよい。
(d)の場合、原料AとBは、各々別々の上流室2.2
に供給され、別々の縮小拡大ノズル1.1を通ってビー
ム化されて同じ下流室3へ流入する。そして、下流室3
内で両ビームが交差することによって原料AとBが反応
し、反応生成物Cが基体4に捕集される。このようにす
れば、原料AとBの反応開始位置を、下流室3内の任意
の位置に定めることができる。
に供給され、別々の縮小拡大ノズル1.1を通ってビー
ム化されて同じ下流室3へ流入する。そして、下流室3
内で両ビームが交差することによって原料AとBが反応
し、反応生成物Cが基体4に捕集される。このようにす
れば、原料AとBの反応開始位置を、下流室3内の任意
の位置に定めることができる。
[発明の効果]
本発明によれば、原料や反応生成物がビーム化されて一
定方向に移送されるので、下流室の壁面との干渉や流れ
の拡散による収率低下を最小限に抑えることができるば
かりか、空間的に独立した領域で何らの干渉も受けずに
反応を行うことができ、理想的な反応場による純度の高
い生成物を得ることもできる。また、流れの拡散が抑え
られているので、反応に関かするエネルギー付与−を行
いやすく、流量制御がしやすいことも相俟って、反応量
に見合うだけのエネルギー付与を行って、エネルギーの
蕉駄な消費を防止することもできる。
定方向に移送されるので、下流室の壁面との干渉や流れ
の拡散による収率低下を最小限に抑えることができるば
かりか、空間的に独立した領域で何らの干渉も受けずに
反応を行うことができ、理想的な反応場による純度の高
い生成物を得ることもできる。また、流れの拡散が抑え
られているので、反応に関かするエネルギー付与−を行
いやすく、流量制御がしやすいことも相俟って、反応量
に見合うだけのエネルギー付与を行って、エネルギーの
蕉駄な消費を防止することもできる。
特に、未発iuiにおいては、原料ばかりか、活性化エ
ネルギー等の反応開始手段も外部から継続的に加えるこ
とができるので、長期に亘る連続処理が可能で、工業的
量産方法としても効果的である。
ネルギー等の反応開始手段も外部から継続的に加えるこ
とができるので、長期に亘る連続処理が可能で、工業的
量産方法としても効果的である。
適正膨張流とすれば、ビーム化された流れによる大きな
運動エネルギーが得られると共に、その照射領域を特定
できるので、これらを活した中性粒子の打ち込みや、切
削、エツチングも可能となる。
運動エネルギーが得られると共に、その照射領域を特定
できるので、これらを活した中性粒子の打ち込みや、切
削、エツチングも可能となる。
一方、本発明によれば、原料や反応生成物を超音速で移
送することになるので、活性寿命の極めて短かい原料や
反応生成物を活性状態のま基体に受ける必要がある場合
にも、1−分これを満足し得る。加えて、縮小拡大ノズ
ル1内で流れを凍結状態にすることができるので、流れ
中の分子のミクロな状態を規定し、一つの状態からある
状態への遷移を取り扱うことも可能である。即ち、分子
の持つ各種のエネルギー準位までも規定し、その準位に
相当するエネルギーを付与するという、新たな方式によ
る気相の化学反応が可能である。また、従来とは異なる
エネルギー授受の場が提供されることにより、水素結合
やファンデアワールス結合等の比較的弱い分子間力で形
成される分子間化合物を容易に生み出すこともできる。
送することになるので、活性寿命の極めて短かい原料や
反応生成物を活性状態のま基体に受ける必要がある場合
にも、1−分これを満足し得る。加えて、縮小拡大ノズ
ル1内で流れを凍結状態にすることができるので、流れ
中の分子のミクロな状態を規定し、一つの状態からある
状態への遷移を取り扱うことも可能である。即ち、分子
の持つ各種のエネルギー準位までも規定し、その準位に
相当するエネルギーを付与するという、新たな方式によ
る気相の化学反応が可能である。また、従来とは異なる
エネルギー授受の場が提供されることにより、水素結合
やファンデアワールス結合等の比較的弱い分子間力で形
成される分子間化合物を容易に生み出すこともできる。
第1図は本発明に係る反応装置の一実施例を示す概略図
、第2図(a)〜(C)は各々組手拡大ノズルの形状例
を示す図、第3図(a)、 (b)、第4図及び第5図
は各々縮小拡大ノズルの他の実施例を示す図、第6図(
a)〜(d)は各々本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 1:縮小拡大ノズル、1a:流入口、 1b:のど部、IC二流出口、2二上流室、3:下流室
、4:基体、5a〜5c :バルブ、6:ポンプ、7:
絶縁部、8a、8b:電極、9:供給孔、lO:駆動部
、 31〜S3 :圧力センサー。
、第2図(a)〜(C)は各々組手拡大ノズルの形状例
を示す図、第3図(a)、 (b)、第4図及び第5図
は各々縮小拡大ノズルの他の実施例を示す図、第6図(
a)〜(d)は各々本発明の他の実施例を示す概略図で
ある。 1:縮小拡大ノズル、1a:流入口、 1b:のど部、IC二流出口、2二上流室、3:下流室
、4:基体、5a〜5c :バルブ、6:ポンプ、7:
絶縁部、8a、8b:電極、9:供給孔、lO:駆動部
、 31〜S3 :圧力センサー。
Claims (1)
- 1)縮小拡大ノズルによる流れ制御系を備えていること
を特徴とする反応装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14582385A JPS627431A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 反応装置 |
CA000504936A CA1272661A (en) | 1985-05-11 | 1986-03-24 | Reaction apparatus |
DE3610295A DE3610295C2 (de) | 1985-05-11 | 1986-03-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung von Rohmaterialien |
GB8607603A GB2175708B (en) | 1985-05-11 | 1986-03-26 | Reaction apparatus |
US07/053,555 US4909914A (en) | 1985-05-11 | 1987-05-21 | Reaction apparatus which introduces one reacting substance within a convergent-divergent nozzle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14582385A JPS627431A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 反応装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS627431A true JPS627431A (ja) | 1987-01-14 |
JPH043254B2 JPH043254B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=15393951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14582385A Granted JPS627431A (ja) | 1985-05-11 | 1985-07-04 | 反応装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS627431A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05115773A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-14 | Daikin Ind Ltd | 膜形成装置 |
JP2012516268A (ja) * | 2009-01-29 | 2012-07-19 | ザ・ボーイング・カンパニー | 非晶質金属リブレット |
JP2015522397A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-08-06 | リアクティブ・メタル・パーティクルズ・アーエスReactive Metal Particles As | 粒子を製造する装置及び方法 |
JP2018513015A (ja) * | 2015-04-21 | 2018-05-24 | アーク・アロマ・ピュア・アーベー | パルス電界生成チャンバ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4827962A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-13 | ||
JPS544869A (en) * | 1977-06-15 | 1979-01-13 | Babcock Hitachi Kk | Mixer for reducing agent and diluting agent |
JPS60145824A (ja) * | 1984-01-07 | 1985-08-01 | Nichiman Gomme Kogyo Kk | 二色幾何模様タイルの製造法 |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14582385A patent/JPS627431A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4827962A (ja) * | 1971-08-16 | 1973-04-13 | ||
JPS544869A (en) * | 1977-06-15 | 1979-01-13 | Babcock Hitachi Kk | Mixer for reducing agent and diluting agent |
JPS60145824A (ja) * | 1984-01-07 | 1985-08-01 | Nichiman Gomme Kogyo Kk | 二色幾何模様タイルの製造法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05115773A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-14 | Daikin Ind Ltd | 膜形成装置 |
JP2012516268A (ja) * | 2009-01-29 | 2012-07-19 | ザ・ボーイング・カンパニー | 非晶質金属リブレット |
JP2015522397A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-08-06 | リアクティブ・メタル・パーティクルズ・アーエスReactive Metal Particles As | 粒子を製造する装置及び方法 |
JP2018513015A (ja) * | 2015-04-21 | 2018-05-24 | アーク・アロマ・ピュア・アーベー | パルス電界生成チャンバ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH043254B2 (ja) | 1992-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4909914A (en) | Reaction apparatus which introduces one reacting substance within a convergent-divergent nozzle | |
JPS6380843A (ja) | 反応装置 | |
JPS627431A (ja) | 反応装置 | |
JPS6291233A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS6316043A (ja) | 微粒子の捕集方法 | |
JPS62155934A (ja) | 気相励起装置 | |
JPS61218815A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS6320483A (ja) | 超微粒子による多層膜の形成方法 | |
JPS6263205A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS62116771A (ja) | 成膜装置 | |
JPS6242414A (ja) | 気相励起装置 | |
JPS6335779A (ja) | 成膜装置 | |
JPS6369538A (ja) | 反応装置 | |
JPS627442A (ja) | 反応装置 | |
JPS61218813A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS62115825A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS62131510A (ja) | 微粒子の吹き付け装置 | |
JPS6242412A (ja) | 気相励起装置 | |
JPS63240940A (ja) | 対象物の処理方法 | |
JPS6295126A (ja) | 微粒子の吹き付け装置 | |
JPS61223313A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS61220769A (ja) | 微粒子流のエネルギ−付与方法 | |
JPS61220732A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS61223308A (ja) | 微粒子流の流れ制御装置 | |
JPS62115699A (ja) | 気相励起装置 |