JPS63501587A - マニホルド組立体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 マニホルド組立体 本発明はマニホルド組立体に係り、そして特に流体の混合を達成するためのマニ ホルドに係る。

液体または気体のごとき流体の混合は、広凡な種類の状況例えば半導体装置の組 立てにおいて高精密度を以て達成されることが要求され、そして反応性の成分が 反応に先立って要求濃度の溶液または気体混合物を生成するように不活性キャリ ヤと混合さるべきことがしばしば必要である。

従来、マニホルドはオーバーシュート及びその他の組成異常に関する諸問題を生 じる大きい死空間またはフラッシュ不能容積を有する。さらに、複数の試薬を反 応器内に同時的に放出すること及び配合禁忌材料をタンデムにして取扱うことに 関して問題が直面された。直線マニホルドに関する特別の問題は、同時に切換え られた試薬が買なる時間に反応器に到達して組成遷移を生じることである。

本発明に従えば、マニホルド本体、第１及び第２の吸込ボート、吐出ノズル及び 複数の弁を有するマニホルド組立体において、前記マニホルド本体が少なくとも ２個の実質的に分離された導管システムであってその第１が前記第１の吸込ボー トから前記吐出ノズルに達し、そしてその第２が前記第２の吸込ボートから航記 吐出ノズルに達するものを有し、前記吸込ボートがそれぞれの導管システムに達 するそれぞれの実質的に同心の流路を有し、そして前記吐出ノズルがそれぞれの 導管システムから延びる実質的に同心の管を有し、前記複数の弁が、合弁の試薬 吐出口を導管システムの一つの少なくとも１個の導管と接続させてマニホルド本 体の周囲に半径方向に据付けられるセットとして配列され各導管システムに対し その１セツトが配置され、同じ弁セットにおける合弁から前記吐出ノズルまでの 導管長さが実質的に同じであり、そして前記吸込ボートから前記導管システムを 通って流れるキャリヤ流体が、それぞれの弁セットの弁から放出されるすべての 試薬を捕集して前記吐出ノズルへ送出するようにされたマニホルド組立体が提供 される。

好ましくは、分離された導管システムは、キャリヤ流体と任意の付加された試薬 との混合を促進するように配列される。これら導管システムは急角度のベンド及 びそれに伴う狭搾部を有し得る。

好ましくは、キャリヤ流体の流猷は一定に保たれて組成の精密制御を可能にする 。各導管システム内のキャリヤ流体の圧力は制御システムによって均衡され得る 。ざらに、弁周囲のキャリヤ流体の圧力は別の制御システムによって調整され（ ７る。

好ましくは、もし弁がフラッシュ不能の容積を有するならば、それは可能なかぎ り小さくされるであろう。

次に、本発明のマニホルド組立体の一実施例が添付図面を参照して単に一例とし て説明されるであろう。添付図面においてニー 第１図は本発明に基づくマニホルド組立体の平面図である。

第２図は第１図に示されるマニホルドの端面図である。

第３図は第１図に示されるマニホルド組立体で使用される弁をその開放状態にお いて示′！ｊ、。

第４図は第３図の弁をその閉鎖状態において示す。

第５図は第１図のマニホルドにおいてキャリヤ流体圧力を調節するシステムを示 す。

第６図は第１図のマニホルドにおいてキャリヤ流体圧力及び弁ベント圧力を調節 するシステムを示す。

第１図を参照すると、マニホルド本体１は２個の独立した導管システム（それぞ れ単頭及び双頭の矢印によって示される）を有し、これら導管システムは２個の 独立した弁セット３．４と５．６、同心吸込ボート７及び反応容器９を接続して いる。第１の導管システムは、同心吸込ボート７の中心流路１０を以て始まり、 そして第１の弁セットの合弁の吐出ボート１７ヘシステム内のキャリア流体流れ １５の一部分を分配する枝管１３に達する第１の中心導管１１を有していて、放 出されるあらゆる試薬を収集したのら主ヤリア流体及び前記弁から投入されるあ らゆる試薬を反応容器９へ吐き出す。第２の導管システムは、第２の弁セットの 合弁３または４の吐出ボ−ト２３と接続される導管２１に達する同心吸込ボート ７の外流路１９を以って始まって、第２の導管システム内のキャリヤ流体流れが ６弁３または４によって放出される試薬を捕集してそれらを第２の中心導管２７ へ運びそしてそこからさらに反応容器９へ運ぶ。前記第１と第２のｍＷシステム は、二つのキャリヤ流体流れ１５，２５を接触させそして混合を促進する同心ノ ズル２９において反応容器９の直前で終端する。

弁３．４．５．６を通じて導入される試薬はそれらのそれぞれのキＡ７リヤ流体 流れ内において導管の狭搾部、配置及び急角度ベンドによって生起される流れ及 び激動によって混合される。従って、キャリヤ流体／試薬の流れは極めて拘置で ある。

マニホルド組立体１内の弁は、特定弁セット内に同時に注入される試薬がキャリ ヤ流体流量が一定であるときは同時に反応容器９に到達するように半径方向に据 付けられる（第２図参照）。また、導管の長さを考慮することによって、異なる 弁セットから入る試薬は反応容器９に実質的に同時に到達するようにされ得る。

試薬の同時到達は、２個の導管システム間の導管の直径を異ならせることによっ て、例えば弁３からの試薬が、弁５から放出される試薬が導管１５．２９内を移 動する速度よりも高い速度で導管２３．２５内を移動するようにすることによっ て、さらに促進され得る。

導管システムは互いから独立しているから、互いに反応性である試薬が同じマニ ホルド組立体内に収容されて正しい組成または濃度に混合され得ることは理解さ れるであろう。

キャリヤ流体流れ内において試薬組成の良好な制御を達成するには、使用される 弁は、急速切換え能力及び小さい“比容Ｓ″を有しなくてはならない。これら特 徴を有する弁が第３図及び第４図においてそれぞれ開放状態と閉鎖状態とを以て 示される。弁が開放しているとき（第３図）試薬流れ３１は吸込ボート３３を経 てプランジャ３５に沿って吐出ボート３７（第１図のボート１７゜２３に相当す る）へ達するように、ベント３９が試薬流れ３１に対し密閉されている間、弁を 通過し得る。閉鎖状Ｂ（第４図）においては、吐出ボート３７はプランジャ３５ によって密閉され、一方、試薬流れ３１は吸込ボート３３からベント３９へ達し 、そこから排出室８及びボートへ進む。かくして、弁の”死容積”は吐出ボート ３７の容積に限定される。もし一定の流体流れが組成及び濃度の精密制御を許し つつ達成されることが望まれるならば、すべてのキＡ７リヤ流体流れ及び試薬流 れの圧力は、弁が作動されるとき、圧力サージを防ぐために等しくされなくては ならないことは明らかである。第５図を参照すると、キャリヤ流体圧力を調節す るシステムが図示される。各流れ１５．２５は平均流量計４５と制御弁４７とを 通過したのち、マニホルド組立体１内の弁３゜４または５，６において試薬を捕 集する。導管１３と２１との間には、差圧変換器４９が各導管内の圧力を比較す るように接続されている。もし不一致が確認されたならば、差圧変換器４９はｌ １ｌＪＩＩＩ弁４７を開放しまたは閉鎖し、かくして導管間の圧力を等しくする 。もう一つの弁５１はキャリヤ流体流れと反応後の流体流れとの間に差圧を生じ させる。

次に、キャリヤ流体流れ１５の圧力及び弁６１の吸込ボート−ベント流れ３７の 圧力を調節するシステムを示す第６図を検討する。キャリヤ流体流れ１５は平均 流量計４５を通過した後、マニホルド１に入りそして、その後、反応容器９に入 る。差圧変換器６３がベント３９と導管２５との間におのおのの流体圧力が比較 されるように接続されている。もし不一致が確認されたならば、前記変換器６３ はベントパージ６７に対して制御弁６５を開放しまたは閉鎖してベント３９と導 管２５との間の圧力を正常化す。

疑問を回避するため、第１図のマニホルド１においてすべてのベント３９（それ らの１個が見られるに過ぎない）は導管（例えば、４０）によって１個の排出シ ステムに連結されることがここにおいて指摘される。従って、弁３．４，５．６ を通る試薬流れ３１は、吸込ボート３３が吐出ボート３７またはベント３９に接 続されるか否かに関係なく、一定であり得る。

マニホルド組立体において使用されるキャリヤ流体は、または■族の金属アルキ ル及びＶまたは■族の水素化物から選ばれる得る。

昭和６２年　７月／ダ日

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．マニホルド本体、第１及び第２の吸込ボート、吐出ノズル及び複数の弁を有 するマニホルド組立体において、前記マニホルド本体が少なくとも２個の実質的 に分離された導管システムであつてその第１が前記第１の吸込ボートから前記吐 出ノズルに達し、そしてその第２が前記第２の吸込ボートから前記吐出ノズルに 達するものを有し、前記吸込ボートがそれぞれの導管システムに達するそれぞれ の実質的に同心の流路を有し、そして前記吐出ノズルがそれぞれの導管システム から延びる実質的に同心の管を有し、前記複数の弁が、各弁の試薬吐出口を導管 システムの一つの少なくとも１個の導管と接続させてマニホルド本体の周囲に半 径方向に据付けられるセツトとして配列され各導管システムに対してその１セツ トが配置され、同じ弁セツトにおける合弁から前記吐出ノズルまでの導管長さが 実質的に同じであり、そして前記吸込ボートから前記導管システムを通つて流れ るキヤリヤ流体が、それぞれの弁セツトの弁から放出されるすべての試薬を捕集 して前記吐出ノズルへ送出するようにされたマニホルド組立体。
2. ２．請求の範囲第１項記載のマニホルド組立体において、各分離された導管シス テムが、その内部を流れるキャリヤ流体と任意の付加された試薬との混合を促進 する装置を有するマニホルド組立体。
3. ３．請求の範囲第２項記載のマニホルド組立体において、導管システムが混合を 促進するためのベンドを有するマニホルド組立体。
4. ４．請求の範囲第２項または第３項記載のマニホルド組立体において、導管シス テムが混合を促進するための狭搾部を有するマニホルド組立体。
5. ５．請求の範囲第１項から第４項の何れか一つの項に記載されるマニホルド組立 体において、各導管システム内のキヤリヤ流体流量が、組成の精密制御を促進す るために実質的に一定に保持されるマニホルド組立体。
6. ６．前掲請求の範囲の何れか一つの項に記載されるマニホルド組立体において、 さらに、各導管システム内のキヤリヤ流体圧力を均衡させるように配列された圧 力制御システムを有するマニホルド組立体。
7. ７．請求の範囲第６項記載のマニホルド組立体において、圧力制御システムが弁 周囲のキャリヤ流体の圧力をも調節するマニホルド組立体。
8. ８．請求の範囲第６項記載のマニホルド組立体において、弁周囲のキヤリヤ流体 の圧力が別の圧力制御システムによつて維持されるマニホルド組立体。
9. ９．前掲請求の範囲の何れか一つの項に記載されるマニホルド組立体において、 弁の接続区域においてキャリヤ流体によつてフラツシユされない導管容積が、弁 の１個の閉鎖後に導管システム内に残留する望ましくない試薬量を最小限にする ため実質的に無視され得るマニホルド組立体。
10. １０．前掲請求の範囲の何れか一つの項に記載されるマニホルド組立体において 、導管の横断面寸法が導管システム間において異なり、それら寸法が試薬が１セ ツトの弁から吐出ノズルまで移動するのに要する時間と、試薬が他セツトの弁か ら吐出ノズルまで移動するのに要する時間とを実質的に同等化するように選ばれ ているマニホルド組立体。
11. １１．前掲請求の範囲の何れか一つの項に記載されるマニホルド組立体において 、各弁が吸込ボート、吐出ボート、排出ベント及び運動可能の部材であつて試薬 が吸込ボートから吐出ボートへ移動し得る第１の位置と、試薬が吸込ボートから 排出ベントへ移動し得る第２の位置とを有するものを含むマニホルド組立体。