[發明專利]螺旋式流體混合器和使用螺旋式流體混合器的裝置

無效

• 申請號: 200980141661.3
• 申請日: 2009-07-29
• 公開（公告）號: CN102186570A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 花田敏廣
• 申請（專利權）人: 旭有機材工業株式會社
• 主分類號: B01F5/00
• 分類號: B01F5/00;A47J43/00;B01F3/00;B29B7/32;C10L1/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;田欣

技術領域

本發明涉及在化學工廠、半導體制造領域、食品領域、醫療領域、生物領域等各種產業中的流體輸送配管中使用的螺旋式流體混合器，特別涉及可以以流體的流動方向的濃度分布、溫度分布均勻化、消除參差的方式進行混合的螺旋式流體混合器和使用螺旋式流體混合器的裝置。

技術領域

過去，作為安裝在配管內使管內流動的流體均勻混合的方法，一般使用圖12所示的扭轉葉片狀靜態混合器單元81(例如，參照日本特開2001-205062號公報)。通常靜態混合器單元81具有下述結構：將以長度軸線作為基線扭轉180°的矩形板作為最小單位部件，將多個最小單位部件以扭轉方向交替朝向不同方向的方式一體化串聯結合。將該靜態混合器單元81配置在管82內，在管82的兩端部安裝陽螺紋接頭83，安裝擴口85，并擰緊緊固螺母84，由此形成靜態混合器。此時，設計上使靜態混合器單元81的外徑與管82的內徑基本相等，由此使流體有效被攪拌。

但上述以往的使用靜態混合器混合流體的方法，由于流動的流體沿著流動方向被攪拌，所以雖然可以如圖13(a)所示，使配管的徑向的濃度分布均勻化，消除參差，但如圖13(b)所示，不能使軸向(流動方向)的濃度分布均勻化，不能消除參差。因此，例如當在靜態混合器的上游側混合流動水和藥液時，當藥液的混合比一時間增加時，以流路內局部濃度變濃的狀態流過靜態混合器。此時即使徑向被均勻化，水和藥液被攪拌，在軸向(流動方向)上，流路內局部濃度變濃的位置幾乎未被稀釋，以變濃的狀態直接流向下游側(參照圖13(b))。由此產生下述問題：在與半導體洗凈裝置連接，特別是與要在半導體器件的表面上直接涂布藥液、進行各種處理的裝置連接的情況中，濃度不同的藥液被涂布在半導體器件的表面上，這成為不良品的原因。

作為避免軸向(流動方向)的濃度分布參差的方法，可以列舉出在流路的中途設置罐，將流體暫時存在罐內，使罐內的濃度均勻化，然后使流體流出的方法(圖中未示出)等。但存在下述問題：需要用于設置罐的較大空間，裝置變大；還需要用于從罐內再次輸送流體的泵、配管等，使用的部件數量多；產生用于安裝配管管線的成本。此外，該方法中將流體滯留在罐內。這樣會產生以下問題：流體一滯留就會產生細菌，在罐內產生的細菌流入到配管管線中，在半導體制造管線中附著在半導體器件上，導致出現不良品。

作為避免軸向(流動方向)的濃度分布參差的其它方法，有圖14所示的使流路分支，進行流體稀釋的分支稀釋裝置(參照例如日本特開平8-146008號公報)。該裝置是用于分析以固定的速度流到細管91中的樣品溶液的裝置，其通過在流路中途設置分成多個流路的分支部92，流動的樣品被分批，并改變各分支流路的細管93、94的內徑、長度，在檢測器95緊前面的合流部96再次合流，利用檢測樣品溶液的時間差進行稀釋。

現有技術文獻：

日本特開2001-205062號公報和特開平8-146008號公報

發明內容

但在將圖14的以往的分支稀釋裝置技術用于流體輸送配管中時，需要設置在管路的中途分支出的長度不同的管路，并設置用于再次合流的配管管線。因此，要使軸向(流動方向)的濃度分布消除參差，在流路內均勻化，必須設置大量分支流路，這種情況下，存在分支出的配管管線的設置空間增大的問題。此外，要設置這樣的配管管線，部件數量必須很多，很復雜，存在耗費時間的問題。

本發明鑒于上述現有技術的問題，目的在于，提供可以消除流體的流動方向的濃度分布、溫度分布參差，進行均勻化混合，緊湊的、容易進行配管安裝的螺旋式流體混合器和使用螺旋式流體混合器的裝置。

若對解決上述課題的本發明的構成進行說明，則螺旋式流體混合器的第一特征在于，包括：流體入口、與該流體入口連接的第一流路、與該第一流路連接的第一螺旋流路、從該第一螺旋流路分支出的多個分支流路、與該多個分支流路中的每一個均連接的第二螺旋流路、與該第二螺旋流路連接的第二流路、和與該第二流路連接的流體出口，上述多個分支流路分別從上述第一螺旋流路的不同位置分支出，并分別在上述第二螺旋流路的不同位置與上述第二螺旋流路連接。