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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-27
(45)【発行日】2024-09-04
(54)【発明の名称】回転流発生装置及び半導体製造装置
(51)【国際特許分類】
F04F 5/10 20060101AFI20240828BHJP
【ＦＩ】
F04F5/10 H
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020557397
(86)(22)【出願日】2018-11-22
(86)【国際出願番号】 JP2018043255
(87)【国際公開番号】W WO2020105188
(87)【国際公開日】2020-05-28
【審査請求日】2021-05-07
【審判番号】
【審判請求日】2022-12-27
(73)【特許権者】
【識別番号】501138046
【氏名又は名称】株式会社コンタミネーション・コントロール・サービス
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(72)【発明者】
【氏名】進藤 豊彦
【合議体】
【審判長】窪田 治彦
【審判官】西 秀隆
【審判官】長馬 望
(56)【参考文献】
【文献】実開平１－１６０２００（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００２－８９４９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１４１０２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F04F5/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１流体が内部を流れる管部材に着脱可能で、前記管部材に装着されたときに、前記管部材の中心軸線と平行になる流体流通孔を複数備え、
前記流体流通孔のぞれぞれにチューブが挿入され、前記チューブの先端は前記管部材の内部に突出した突出部で、
前記突出部は、前記チューブごとに、
前記中心軸線と平行な平面上でみたときの、前記中心軸線と平行な直線に対する角度θ１、及び／又は
下流側から見た平面図において、前記中心軸線から前記突出部の始点へと径方向に延びる直線に対する角度θ２が異なる、
回転流発生装置。
【請求項2】
請求項１に記載の回転流発生装置を備える半導体製造装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転流発生装置、配管システム、半導体製造装置及び熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば、反応ガスを用いる処理を行う半導体製造装置のガス排出用の管部材は、反応副生成物等が排気ガスに含まれるため、詰まり易い。その詰まりを防止するため、管部材の外部に面状ヒータを巻きつけて加熱し、生成物を付着しにくくしているものがある（特許文献１参照）。
また、管部材の内部に高温希釈ガスを流し、生成物を分解して希釈ガスとともに流出す方法もある（特許文献２参照）。
さらに、軸部と、軸部に固定された案内羽根と、を備え、管内に回転流を発生させるものもある（特許文献３参照）。
また、管部材の内部に高温希釈ガスを流し、生成物を分解して希釈ガスとともに流出す方法もある（特許文献２参照）。
さらに、軸部と、軸部に固定された案内羽根と、を備え、管内に回転流を発生させるものもある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－２５０６９６号公報
【文献】特開２００４－１６５５８４号公報
【文献】特開２０１１－１４１０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の従来技術によると、原理的には、高温にすれば管部材の内壁への付着はなくなる。しかし、実際には種々の部品があるために内壁への付着を防止できるほどの高温にはできず、詰まりが発生してしまう。
また、特許文献２に記載の従来技術によると、内壁での流速が非常に遅くなるため、内壁においては温度が下がり、詰まりが発生してしまう。
さらに、特許文献３に記載の従来技術によると内壁の付着物は低減されるが、長期間使用すると、内壁に沈着物が生じる場合がある。
また、特許文献２に記載の従来技術によると、内壁での流速が非常に遅くなるため、内壁においては温度が下がり、詰まりが発生してしまう。
さらに、特許文献３に記載の従来技術によると内壁の付着物は低減されるが、長期間使用すると、内壁に沈着物が生じる場合がある。
【0005】
本発明の課題は、管部材の詰まりを、より良好に防止可能な回転流発生装置、配管システム、半導体製造装置及び熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために本発明は、第１流体が流れる管部材に着脱可能で、前記管部材の中心軸線に対して傾いた方向に第２流体を噴射する噴射口を備える回転流発生装置を提供する。
前記方向は、前記回転流発生装置の軸線に対して、ねじれの位置関係にある方向であることが好ましい。
前記方向は、前記回転流発生装置の前記軸線を中心とした円の接線に沿い、且つ前記軸線と平行な平面上における、前記軸線に対して傾いて設けられている方向であってもよい。
前記噴射口は、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管壁に沿って前記第２流体を噴射するように設けられていてもよい。
前記方向は、前記第１流体の流路の下流側へ向かうにつれて、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管の外径側に向かうように傾いていてもよい。
前記方向は、前記第１流体の流路の下流側へ向かうにつれて、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管の内径側に向かうように傾いていてもよい。
前記第１流体の流路の外周を囲むとともに、前記第２流体が流入する流入口が設けられた第２流体室を備え、前記噴射口は、前記第２流体室における、前記第２流体室と前記流路とを隔てる側壁部に設けられた貫通孔に設けられていてもよい。
前記貫通孔が前記第１流体の流れる方向に対して傾いて設けられていてもよい。
前記貫通孔は、前記第１流体の流れる方向と平行で、前記貫通孔にはチューブが挿入され、前記チューブの先端は、前記側壁部から前記流路側に突出し、且つ前記第１流体の流れる方向に対して傾いた突出部を有していてもよい。
前記方向は、前記回転流発生装置の軸線に対して、ねじれの位置関係にある方向であることが好ましい。
前記方向は、前記回転流発生装置の前記軸線を中心とした円の接線に沿い、且つ前記軸線と平行な平面上における、前記軸線に対して傾いて設けられている方向であってもよい。
前記噴射口は、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管壁に沿って前記第２流体を噴射するように設けられていてもよい。
前記方向は、前記第１流体の流路の下流側へ向かうにつれて、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管の外径側に向かうように傾いていてもよい。
前記方向は、前記第１流体の流路の下流側へ向かうにつれて、前記噴射口が設けられている部分の下流側に位置する管の内径側に向かうように傾いていてもよい。
前記第１流体の流路の外周を囲むとともに、前記第２流体が流入する流入口が設けられた第２流体室を備え、前記噴射口は、前記第２流体室における、前記第２流体室と前記流路とを隔てる側壁部に設けられた貫通孔に設けられていてもよい。
前記貫通孔が前記第１流体の流れる方向に対して傾いて設けられていてもよい。
前記貫通孔は、前記第１流体の流れる方向と平行で、前記貫通孔にはチューブが挿入され、前記チューブの先端は、前記側壁部から前記流路側に突出し、且つ前記第１流体の流れる方向に対して傾いた突出部を有していてもよい。
【0007】
また、本発明は、上記の回転流発生装置を備える配管システムを提供する。
【0008】
さらに、本発明は、上記の回転流発生装置を備える半導体製造装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記の回転流発生装置を備える熱交換器を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、管部材の詰まりを、より良好に防止可能な回転流発生装置、配管システム、半導体製造装置及び熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態の回転流発生装置１の概略斜視図である。
【図2】回転流発生装置１の断面斜視図である。
【図3】軸線Ａを中心とした円の接線であるＢ－Ｂ線を含み、軸線Ａと平行で、且つ第２流体流通孔１４を通る平面Ｓで切断した回転流発生装置１の断面図である。
【図4】実施形態の回転流発生装置１を、半導体製造装置１００に適用した例を示した図である。
【図6】第２実施形態の回転流発生装置１Ａを示した図である。
【図7】第２実施形態の回転流発生装置１Ａを下流側から見た図である。
【図8】本発明をベンチュリー管に適用した形態を説明する図である。
【図10】マンションなどの下水処理配管に実施形態の回転流発生装置を適用した形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、第１実施形態の回転流発生装置１の概略斜視図である。回転流発生装置１は、第１流体の流路Ｆの途中に配置される略円筒部材である。
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、第１実施形態の回転流発生装置１の概略斜視図である。回転流発生装置１は、第１流体の流路Ｆの途中に配置される略円筒部材である。
【0013】
回転流発生装置１は、回転流発生部１０と、回転流発生部１０における、第１流体の流路Ｆの下流側に延びる下流側円筒部２０と、上流側に延びる上流側円筒部３０と、下流側円筒部２０の下流側端部に取り付けられた下流側フランジ部２１と、上流側円筒部３０の上流側端部に取り付けられた上流側フランジ部３１と、を備える。下流側フランジ部２１及び上流側フランジ部３１には、それぞれボルト孔２１ａ，３１ａが設けられている。
【0014】
（回転流発生部１０）
図２は回転流発生装置１の断面斜視図である。回転流発生装置１の回転流発生部１０は、第１流体が流れる流路Ｆの外周を囲む円環状部材である。
図２は回転流発生装置１の断面斜視図である。回転流発生装置１の回転流発生部１０は、第１流体が流れる流路Ｆの外周を囲む円環状部材である。
【0015】
回転流発生部１０は、外側円管１０ａと、外側円管１０ａと同じ長さで、外側円管１０ａと同軸に配置された内側円管１０ｂと、外側円管１０ａの外径と同じ外径且つ内側円管１０ｂの内径と同じ内径を有する前側円板１０ｃと、外側円管１０ａの外径と同じ外径且つ内側円管１０ｂの内径と同じ内径を有する後側円板１０ｄと、を備える。
そして、同軸に配置された外側円管１０ａと内側円管１０ｂとの前側を前側円板１０ｃ、後側を後側円板１０ｄで覆うことにより、間に第２流体室１１が形成されている。
そして、同軸に配置された外側円管１０ａと内側円管１０ｂとの前側を前側円板１０ｃ、後側を後側円板１０ｄで覆うことにより、間に第２流体室１１が形成されている。
【0016】
（流入管１３）
外側円管１０ａには流入口１２が開口形成され、流入口１２から外径方向に流入管１３が延びている。
外側円管１０ａには流入口１２が開口形成され、流入口１２から外径方向に流入管１３が延びている。
【0017】
（第２流体流通孔１４）
前側円板１０ｃは、第２流体室１１と第１流体の流路Ｆとを隔てる側壁部であり、厚さ方向に貫通し、第１流体側が噴射口１４ａである第２流体流通孔１４が設けられている。第２流体流通孔１４は、前側円板１０ｃにおいて、回転流発生部１０の軸線Ａを中心とした円周上に互いに均等な間隔で６カ所設けられている。ただし、数は６以上でも以下でもよい。なお、軸線Ａは、第１流体の流路Ｆと平行である。
前側円板１０ｃは、第２流体室１１と第１流体の流路Ｆとを隔てる側壁部であり、厚さ方向に貫通し、第１流体側が噴射口１４ａである第２流体流通孔１４が設けられている。第２流体流通孔１４は、前側円板１０ｃにおいて、回転流発生部１０の軸線Ａを中心とした円周上に互いに均等な間隔で６カ所設けられている。ただし、数は６以上でも以下でもよい。なお、軸線Ａは、第１流体の流路Ｆと平行である。
【0018】
図３は、軸線Ａを中心とした円の接線であるＢ－Ｂ線を含み、軸線Ａと平行で、且つ第２流体流通孔１４を通る平面Ｓで切断した回転流発生装置１の断面図である。
【0019】
図示するように、第２流体流通孔１４は、回転流発生部１０の軸線Ａに対して傾いている。実施形態では、さらに、第２流体流通孔１４と軸線Ａとは、ねじれの関係にある。ねじれの関係とは、第２流体流通孔１４と軸線Ａとが平行でなく、かつ、交差していない時の、位置関係のことである。
第２流体流通孔１４と軸線Ａとの関係を別の言い方で表現すると、第２流体流通孔１４は、第２流体流通孔１４を含み、且つ軸線Ａと平行な平面上において、軸線Ａと平行な直線Ａ’に対して角度θ１で傾いている。
さらに、別の言い方で表現すると、第２流体流通孔１４は、軸線Ａを中心とした円の接線であるＢ－Ｂ線に沿い、且つ軸線Ａと平行な平面（接平面、接点において、円に「触れるだけ」の平面）Ｓ上において、軸線Ａと平行な直線Ａ’に対して角度θ１で傾いて設けられている。
また、角度θ１は２０度から７０度が好ましく、３０から６０度がさらに好ましい。２０度未満では洗浄効果が劣り、７０度を超えると製作が難しい。実施形態では３０度である。
第２流体流通孔１４と軸線Ａとの関係を別の言い方で表現すると、第２流体流通孔１４は、第２流体流通孔１４を含み、且つ軸線Ａと平行な平面上において、軸線Ａと平行な直線Ａ’に対して角度θ１で傾いている。
さらに、別の言い方で表現すると、第２流体流通孔１４は、軸線Ａを中心とした円の接線であるＢ－Ｂ線に沿い、且つ軸線Ａと平行な平面（接平面、接点において、円に「触れるだけ」の平面）Ｓ上において、軸線Ａと平行な直線Ａ’に対して角度θ１で傾いて設けられている。
また、角度θ１は２０度から７０度が好ましく、３０から６０度がさらに好ましい。２０度未満では洗浄効果が劣り、７０度を超えると製作が難しい。実施形態では３０度である。
【0020】
（半導体装置への適用例）
図４は実施形態の回転流発生装置１を、半導体製造装置１００に適用した例を示した図である。図５は図４の半導体製造装置１００における回転流発生装置１が接続されている部分の拡大図である。
図４は実施形態の回転流発生装置１を、半導体製造装置１００に適用した例を示した図である。図５は図４の半導体製造装置１００における回転流発生装置１が接続されている部分の拡大図である。
【0021】
半導体製造装置１００は、ガス供給管１０２とガス排出管(管部材）１０３とが接続された基板処理室１０１と、ガス排出管１０３に取り付けられた実施形態の回転流発生装置１と、排気トラップ１０６と、除害装置１０７と、真空ポンプ１０５と、回転流発生装置１に第２流体を供給する第２流体供給設備２００とを備える。
【0022】
（基板処理室１０１）
基板処理室１０１は、石英等によって形成され、開口部を介して処理される基板１０４が出し入れされる。
基板処理室１０１は、石英等によって形成され、開口部を介して処理される基板１０４が出し入れされる。
【0023】
（ガス供給管１０２）
ガス供給管１０２は、基板処理室１０１の一方に接続されている。ガス供給管１０２は、基板処理室１０１に処理ガスを供給する。
ガス供給管１０２は、基板処理室１０１の一方に接続されている。ガス供給管１０２は、基板処理室１０１に処理ガスを供給する。
【0024】
（ガス排出管１０３）
ガス排出管１０３は、基板処理室１０１の他方に接続されている。ガス排出管１０３は、流路Ｆの下流側において真空ポンプ１０５に接続されている。真空ポンプ１０５と基板処理室１０１との間には、実施形態に係る回転流発生装置１と、排気トラップ１０６と、除害装置１０７とが配置されている。図４において回転流発生装置１が２つ設けられているが、これに限定されず、１つでよく、３以上でもよい。
ガス排出管１０３は、基板処理室１０１の他方に接続されている。ガス排出管１０３は、流路Ｆの下流側において真空ポンプ１０５に接続されている。真空ポンプ１０５と基板処理室１０１との間には、実施形態に係る回転流発生装置１と、排気トラップ１０６と、除害装置１０７とが配置されている。図４において回転流発生装置１が２つ設けられているが、これに限定されず、１つでよく、３以上でもよい。
【0025】
（真空ポンプ１０５）
真空ポンプ１０５は、基板処理室１０１での処理ガスの反応によって生成された処理済みガス（第１流体）等を、ガス排出管１０３を介して排気する。
真空ポンプ１０５は、基板処理室１０１での処理ガスの反応によって生成された処理済みガス（第１流体）等を、ガス排出管１０３を介して排気する。
【0026】
（排気トラップ１０６）
排気トラップ１０６は、基板処理室１０１から排出されてガス排出管１０３を流れる処理済みガスから、反応副生成物等を除去する。排気トラップ１０６は交換可能で、捕集した反応副生成物等を回収できるようになっている。
排気トラップ１０６は、基板処理室１０１から排出されてガス排出管１０３を流れる処理済みガスから、反応副生成物等を除去する。排気トラップ１０６は交換可能で、捕集した反応副生成物等を回収できるようになっている。
【0027】
（除害装置１０７）
除害装置１０７は、後述する洗浄ガスを含む処理済みガスに含まれる有害成分を無害化する。
除害装置１０７は、後述する洗浄ガスを含む処理済みガスに含まれる有害成分を無害化する。
【0028】
（第２流体供給設備２００）
第２流体供給設備２００は、洗浄ガス源２０１と、蓄圧部２０２とを備え、洗浄ガス源２０１から蓄圧部２０２を通って流入管１３へ接続される第１洗浄ガス流路Ｒ１と、洗浄ガス源２０１から蓄圧部２０２を通らずに流入管１３へ接続される第２洗浄ガス流路Ｒ２とを備える。
第１洗浄ガス流路Ｒ１には第１バルブＢ１と第２バルブＢ２とが設けられ、第２洗浄ガス流路Ｒ２には第３バルブＢ３と逆止弁Ｂ４とが設けられている。
洗浄ガスとしては、用途に応じて、反応副生成物を除去可能な、例えばＮ２ガス，ホットＮ２ガス，Ｎ２ガスとＦ２ガスとの混合ガス等である。
第２流体供給設備２００は、洗浄ガス源２０１と、蓄圧部２０２とを備え、洗浄ガス源２０１から蓄圧部２０２を通って流入管１３へ接続される第１洗浄ガス流路Ｒ１と、洗浄ガス源２０１から蓄圧部２０２を通らずに流入管１３へ接続される第２洗浄ガス流路Ｒ２とを備える。
第１洗浄ガス流路Ｒ１には第１バルブＢ１と第２バルブＢ２とが設けられ、第２洗浄ガス流路Ｒ２には第３バルブＢ３と逆止弁Ｂ４とが設けられている。
洗浄ガスとしては、用途に応じて、反応副生成物を除去可能な、例えばＮ２ガス，ホットＮ２ガス，Ｎ２ガスとＦ２ガスとの混合ガス等である。
【0029】
上記構成の半導体製造装置１００において、基板処理室１０１内に基板１０４を載置して、ガス供給管１０２を介して基板処理室１０１に処理ガスを供給する。そして、基板処理室１０１に供給された処理ガスにより、例えば、基板１０４の表面に膜を生成する。
【0030】
基板処理室１０１で反応した後の処理済みガスは、真空ポンプ１０５の駆動によってガス排出管１０３を介して吸引されて排出される。その際、処理済みガスに含まれる反応副生成物等は、排気トラップ１０６によって捕集して回収される。
しかし、処理済みガスの流路Ｆは、ガス排出管１０３の中央部で最も流速が速く、内壁に近づくにつれて遅くなる。この場合、後述する実施形態の洗浄ガスの流れがない場合、内壁近傍では処理済みガスが停滞して反応副生成物が内壁に付着する可能性がある。
しかし、処理済みガスの流路Ｆは、ガス排出管１０３の中央部で最も流速が速く、内壁に近づくにつれて遅くなる。この場合、後述する実施形態の洗浄ガスの流れがない場合、内壁近傍では処理済みガスが停滞して反応副生成物が内壁に付着する可能性がある。
【0031】
実施形態では、このような内壁近傍での反応副生成物の付着を以下のように防止することができる。
【0032】
（定常状態）
まず、第２流体供給設備２００において、バルブＢ１，Ｂ３が開いた状態且つバルブＢ２が閉じた状態（常流状態）にする。
この状態において、洗浄ガスは、所定圧力で第２洗浄ガス流路Ｒ２を通って流入管１３より回転流発生装置１の第２流体室１１に流入する。第２流体室１１に流入した洗浄ガスは、第２流体流通孔１４より噴射される。
このとき、噴射される洗浄ガスは、軸線Ａに対して角度が付いているため、図５に示すように軸線Ａを中心とした回転しながら下流方向に流れる回転流（旋回流、螺旋流）を形成する。ガス排出管１０３を回転流となって流れる洗浄ガスは、ガス排出管１０３の内壁面に衝突してその表面に形成される境界層を破壊する（または境界層の形成を防ぐ）。このため、境界層による流速および温度の低下に起因して生ずる、処理済みガスに含まれる反応副生成物の析出を抑制することができる。
まず、第２流体供給設備２００において、バルブＢ１，Ｂ３が開いた状態且つバルブＢ２が閉じた状態（常流状態）にする。
この状態において、洗浄ガスは、所定圧力で第２洗浄ガス流路Ｒ２を通って流入管１３より回転流発生装置１の第２流体室１１に流入する。第２流体室１１に流入した洗浄ガスは、第２流体流通孔１４より噴射される。
このとき、噴射される洗浄ガスは、軸線Ａに対して角度が付いているため、図５に示すように軸線Ａを中心とした回転しながら下流方向に流れる回転流（旋回流、螺旋流）を形成する。ガス排出管１０３を回転流となって流れる洗浄ガスは、ガス排出管１０３の内壁面に衝突してその表面に形成される境界層を破壊する（または境界層の形成を防ぐ）。このため、境界層による流速および温度の低下に起因して生ずる、処理済みガスに含まれる反応副生成物の析出を抑制することができる。
【0033】
その結果、反応副生成物等の内壁面への付着に起因するガス排出管１０３の詰まりを抑制することができ、メンテナンスの頻度およびそのための休止時間を少なくでき、半導体製造装置１００の稼働効率を向上させることが可能となる。
【0034】
（大流量状態）
上述の定常状態ではバルブＢ１が開いて、バルブＢ２が閉じているため、蓄圧部２０２において洗浄ガスが蓄圧される。そして、定期的にバルブＢ２を開くと、蓄圧部２０２に蓄圧された洗浄ガスがガス排出管１３に一気に流入される。これにより、大流量の洗浄ガスが１４より噴射されるので、定常状態において仮に反応副生成物が析出した場合であっても、析出した反応生成物を一気に洗い流すことができる。
上述の定常状態ではバルブＢ１が開いて、バルブＢ２が閉じているため、蓄圧部２０２において洗浄ガスが蓄圧される。そして、定期的にバルブＢ２を開くと、蓄圧部２０２に蓄圧された洗浄ガスがガス排出管１３に一気に流入される。これにより、大流量の洗浄ガスが１４より噴射されるので、定常状態において仮に反応副生成物が析出した場合であっても、析出した反応生成物を一気に洗い流すことができる。
【0035】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態の回転流発生装置１Ａを示した図で、上半分が断面図、下半分が側面図である。図７は、第２実施形態の回転流発生装置１Ａを下流側から見た図である。
第１実施形態と異なる点は、第２流体流通孔１４Ａが回転流発生部１０Ａの軸線Ａに対して平行であり、第２流体流通孔１４Ａに、第２流体室１１Ａから流路Ｆまで延びるチューブ１５Ａが挿入されている点である。そして、チューブ１５Ａは前側に向って流路Ｆ側に突出し、その突出部１５ａは第１流体の流れる方向に対して傾いている。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態の回転流発生装置１Ａを示した図で、上半分が断面図、下半分が側面図である。図７は、第２実施形態の回転流発生装置１Ａを下流側から見た図である。
第１実施形態と異なる点は、第２流体流通孔１４Ａが回転流発生部１０Ａの軸線Ａに対して平行であり、第２流体流通孔１４Ａに、第２流体室１１Ａから流路Ｆまで延びるチューブ１５Ａが挿入されている点である。そして、チューブ１５Ａは前側に向って流路Ｆ側に突出し、その突出部１５ａは第１流体の流れる方向に対して傾いている。
【0036】
突出部１５ａは、突出部１５ａを含み、且つ軸線Ａと平行な平面上において、軸線Ａと平行な直線Ａ’に対して角度θ１で傾いている。軸線Ａに対する傾きの角度θ１は、１５度から８０度が好ましく、４５度から８０度がより好ましい。１５度未満では、ガスの旋回流のピッチが大きすぎて洗浄効果がまだらになりやすく、８０度を超えるとガスの旋回流のピッチが小さすぎ、長い距離の洗浄が難しい。
また、図７に示すように、回転流発生装置１Ａを下流側から見た平面図おいて、中心点（軸線Ａ）から突出部１５ａの始点へと径方向に延びる直線と、突出部１５ａとの角度θ２は、２０度から１７０度が好ましく、４０度から１３０度がさらに好ましく、５０度から７０度が特に好ましい。２０度未満あるいは１７０度を超えると洗浄効果が低くなる。
また、図７に示すように、回転流発生装置１Ａを下流側から見た平面図おいて、中心点（軸線Ａ）から突出部１５ａの始点へと径方向に延びる直線と、突出部１５ａとの角度θ２は、２０度から１７０度が好ましく、４０度から１３０度がさらに好ましく、５０度から７０度が特に好ましい。２０度未満あるいは１７０度を超えると洗浄効果が低くなる。
【0037】
また、回転流発生部１０は、下流側円筒部２０及び上流側円筒部３０と別体に製造されていない。上流側円筒部３０の下流側を肉厚にし、肉厚部の外周側に凹部を形成し、下流側円筒部２０の上流側でその凹部を覆うようにすることで第２流体室１１を形成している。そして、第２流体流通孔１４Ａも上流側円筒部３０の下流側端部に軸線Ａと平行な溝を形成し、その外周を下流側円筒部２０により覆うことで形成している。
【0038】
第２実施形態の場合も、回転流発生装置１Ａは第１実施形態の回転流発生装置１と同様に機能するため、第１実施形態と同様の効果を有する。
さらに、第２実施形態によると、第２流体流通孔１４Ａを斜めに形成する必要がないため、第２流体流通孔１４Ａの製造が容易である。
そして、第２流体流通孔１４Ａに、例えば金属製のチューブ１５Ａを挿入して、突出部１５ａを流路Ｆに対して斜めに折り曲げることにより、ガス排出管１０３の内壁へ向かう方向に第２流体を噴射する噴射口を容易に製造することができる。
また、回転流発生部１０を、下流側円筒部２０及び上流側円筒部３０と別体に製造していないので、製造が容易となる。
さらに、第２実施形態によると、第２流体流通孔１４Ａを斜めに形成する必要がないため、第２流体流通孔１４Ａの製造が容易である。
そして、第２流体流通孔１４Ａに、例えば金属製のチューブ１５Ａを挿入して、突出部１５ａを流路Ｆに対して斜めに折り曲げることにより、ガス排出管１０３の内壁へ向かう方向に第２流体を噴射する噴射口を容易に製造することができる。
また、回転流発生部１０を、下流側円筒部２０及び上流側円筒部３０と別体に製造していないので、製造が容易となる。
【0039】
さらに、チューブ１５Ａごとに軸線Ａに対する傾きの角度θ１及び／又はθ２を変えることにより、容易に様々な方向（ピッチ）に流れる回転流（旋回流、螺旋流）を容易に形成することができる。このように様々な方向に流れる回転流を発生させることにより、より反応副生成物等の内壁面への付着防止、付着物の除去をより効果的に行なうことができる。
【0040】
（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
【0041】
上述したように第２流体流通孔１４又はチューブ１５Ａの突出部１５ａと軸線Ａとが、ねじれの関係であることが好ましい。しかし、第２流体流通孔１４又は突出部１５ａは、回転流発生装置１，１Ａの軸線Ａに対して傾いていれば、流路Ｆを流れる流体を管壁に押し付ける効果が得られるので、第２流体流通孔１４又は突出部１５ａと軸線Ａとは、ねじれの関係でなくてもよい。
【0042】
また、第２流体流通孔１４又は突出部１５ａは平面Ｓと平行でなくてもよく、平面Ｓに対して傾いていてもよい。傾く場合、第２流体流通孔１４又は突出部１５ａは、第１流体の流路Ｆの下流側へ向かうにつれて外径側に傾いていてもよく、また、第１流体の流路Ｆの下流側へ向かうにつれて内径側に傾いていてもよい。
【0043】
上述の回転流発生装置は、回転流発生部の両端に、それぞれ、第１流体が流れる管部材との接続用のフランジを有する下流側円筒部と上流側円筒部を取り付けた形態であるが、これに限定されない。例えば、回転流発生部の前側円板１０ｃと、後ろ側円板１０ｄとの外径を外側円管１０ａの外径より大きくして、フランジを兼用し、下流側円筒部と上流側円筒部を設けない形状であっても良い。
【0044】
上述の回転流発生装置は、回転流発生部の両端に、それぞれ径が一定の下流側円筒部と上流側円筒部を取り付けた形態であるがこれに限定されない。図８は、本発明をベンチュリー管に適用した形態を説明する図である。図９は図８のＳ部分の拡大図である。
【0045】
図８に示すように下流側円筒部２０Ｂと上流側円筒部３０Ｂとが、回転流発生部１０Ｂに向って径が小さくなっている。すなわち、ベンチュリー管に回転流発生部１０Ｂを取り付けた構造である。このように、ベンチュリー管に回転流発生部１０Ｂを設けたことにより、ベンチュリー管においても、付着物を防止することができる。
なお、このように、回転流発生部１０Ｂの下流側の管２０Ｂの管壁が斜め（下流側に向って管径が拡大又は縮小している）の場合、第２流体流通孔１４ｂは、軸線Ａに対してねじれの関係であり且つ、図９に示すように回転流発生部１０Ｂの下流側の管壁に沿って傾いていることが好ましい。
なお、このように、回転流発生部１０Ｂの下流側の管２０Ｂの管壁が斜め（下流側に向って管径が拡大又は縮小している）の場合、第２流体流通孔１４ｂは、軸線Ａに対してねじれの関係であり且つ、図９に示すように回転流発生部１０Ｂの下流側の管壁に沿って傾いていることが好ましい。
【0046】
本実施形態は、回転流発生装置１によって生成する回転流によって、ガス排出管１０３の内壁への、処理済みガスに含まれる反応副生成物等の付着を抑制するものである。しかし、本発明の回転流発生装置１は、熱交換器における熱媒体の管路に適用しても良い。熱交換器に適用することにより、回転流によって管路内壁面の境界層を破壊することが可能であるため、熱交換効率を向上させることができる。
【0047】
また、実施形態の回転流発生装置１は、例えば、温泉供給配管、下水処理配管などの分野においても配管のつまりを防止することができる。図１０は、マンションなどの下水処理配管に実施形態の回転流発生装置１を適用した形態を示した図である。
【0048】
例えば、各戸から延びる下水管２０３の途中に回転流発生装置１を取り付け、また、下水管の本流２０４にも回転流発生装置１を取り付ける。それぞれの回転流発生装置１には、逆止弁及びバルブを介して加圧タンク２０５が取り付けられている。加圧タンク２０５には水とエアとの供給源が連結されている。
【0049】
水と加圧タンク２０５との間のバルブｃと、加圧タンク２０５と回転流発生装置１との間のバル部ａを開いて、定常的に少量の水を流し続けることにより、各戸からの下水管２０３内に回転流を発生させる。これにより、下水管２０３のつまりを防止することができる。
【0050】
また、少量の水を流していた場合において仮につまりが発生した場合などは、バルブｂを開いてエアーを加圧タンク２０５に供給することで、水圧を上げた状態で水を回転流発生装置１に流入することで、下水管２０３，２０４に強力な回転流を発生させ、これによりつまりを解消させることができる。
【0051】
なお、上述した実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【0052】
１ 回転流発生装置
１０ 回転流発生部
１０ｃ 前側円板
１１ 第２流体室
１２ 流入口
１３ 流入管
１４ 第２流体流通孔
１４ａ 噴射口
２０ 下流側円筒部
３０ 上流側円筒部
１００ 半導体製造装置
１０１ 基板処理室
１０２ ガス供給管
１０３ ガス排出管
１０４ 基板
１０５ 真空ポンプ
１０６ 排気トラップ
１０７ 除害装置
２００ 第２流体供給設備
２０１ 洗浄ガス源
２０２ 蓄圧部
１０ 回転流発生部
１０ｃ 前側円板
１１ 第２流体室
１２ 流入口
１３ 流入管
１４ 第２流体流通孔
１４ａ 噴射口
２０ 下流側円筒部
３０ 上流側円筒部
１００ 半導体製造装置
１０１ 基板処理室
１０２ ガス供給管
１０３ ガス排出管
１０４ 基板
１０５ 真空ポンプ
１０６ 排気トラップ
１０７ 除害装置
２００ 第２流体供給設備
２０１ 洗浄ガス源
２０２ 蓄圧部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】