JPH01220093A

JPH01220093A - シリンダキャビネットのガス漏洩監視装置

Info

Publication number: JPH01220093A
Application number: JP63047010A
Authority: JP
Inventors: Yuji Wakabayashi; 若林　裕治; Yasunori Mori; 森　康修; Yasuhiro Shiratori; 泰宏白鳥
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-09-01
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2575167B2

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】〔産業上の利用分野］本発明は、例えば半導体等の単結晶製造装置に供される
有毒性等の性質を有するガスのシリンダキャビネットの
ガス漏洩監視装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、半導体の単結晶の製造装置では、シラン、ホス
フィン、アルシン等の毒性を有する特殊ガスがシリンダ
（ガスボンベ）から供給されている。かかる特殊ガスを
充填したシリンダはシリンダキャビネット内に保管され
ているが、このガスが万一漏洩し、拡散すると危険であ
る。そこで、例えば、シリンダキャビネット内に常時外
気を供給し、万一特殊ガスが漏れている場合でも、シリ
ンダキャビネットから特殊ガスが屋内に拡散しないよう
に、特殊ガスを空気に混ぜて常時排気している。

また、万一、特殊ガスがシリンダキャビネット内に漏洩
した時には、これを早期に・発見して処置するため、シ
リンダキャビネットのガス漏洩を常時監視する必要があ
る。例えば、第９図に示すように、漏洩ガスの濃度の許
容限界値を設定し、この値以上の時には、漏洩ガスの濃
度をガス漏洩検知手段１０１により検出し、警報装置１
０２に警報指令を送るようになっている。なお、１０３
は、ガス量を測定する重量計で、シリンダ１０４の下側
に設けられている。１０５は流量計で、配管１０６の途
中に設けられている。１０７は圧力計である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の装置にあっては、ガス漏洩検知手段１０　　　’
■により検出された漏洩ガスの濃度が許容限界値以上に
なると、警報装置１０２に警報指令が送られるが、この
許容限界値は、人体に対する影響を考慮してｐｐｒｍ　
レベルの微量の値である。ところが、許容限界値以上で
も警報装置１０２に警報指令が出されないこともあり、
また、許容限界値以下でも警報装置１０２に警報指令が
出される場合もある。これは、許容限界値がｐｐｍレベ
ルの微量の値で、精度が著しく高く、この許容限界値の
精度に対応して漏洩ガスの濃度の真の値を正確に検出す
ることが困難のためである。

ここで、漏洩ガスの濃度の許容限界値の値を大きくすれ
ば、ガス漏洩検知手段１０１のガス漏洩検出能力が高く
なるが、この許容限界値は安全上変更することは出来な
い。

また、ガス漏洩の検出時間を長くすれば、漏洩ガスの濃
度が高くなり、ガス漏洩検知手段１０１のガス漏洩検出
能力が高くなるが、ガス漏洩の発見が遅れることになり
、好ましくない。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その課題は、シリンダキャビネット内において、万
一ガスが漏洩しても、ガスの漏洩を早期に発見すると共
に、精度良くガス漏洩の警報を発するシリンダキャビネ
ットのガス漏洩監視装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、本発明は、有毒性等の性質
を有するガスのシリンダをキャビネット内に配し、この
シリンダに製造装置等の装置にガスを送る配管を接続し
、キャビネットに吸気管及び排気管を接続し、キャビネ
ット内で漏洩したガスを空気に混ぜて排気管に排出させ
、さらに、ガス濃度を検出するガス漏洩検出手段と、シ
リンダまたは配管に設けられてシリンダのガス量を測定
°するガス量測定計と、配管の途中に設けられた流量計
とを備え、少なくともガス漏洩検出手段により検出され
たガス濃度が許容限界値以上の場合には、警報装置によ
り警報が発せられるシリンダキャビネットのガス漏洩監
視装置において、ガス量測定計により検出されたガス量
からシリンダのガス消費量を算出するガス消費量検出手
段と、流量計により検出された流量からガス通過量を算
出するガス通過量検出手段と、さらに、ガス漏洩検出手
段により少なくともガス濃度が許容限界値以下の所定の
設定値と等しいと検出された時には、ガス消費量検出手
段により算出された所定時間当たりガス消費量が、ガス
通過量検出手段によって算、出された所定時間当たりの
ガス通過総流量より大きい時、ガス消費量からガス通過
総流量を引いた差の漏洩ガス算定量があると判断し、こ
の漏洩ガス算定量が、ガス濃度と上記排気管を通過する
空気の排気量の積と等しい時または大きい時、警報装置
に警報指令を送るガス漏洩判断手段とを備えているもの
である。

そして、ガス漏洩判断手段を、ガス濃度が許容限界値と
許容限界値以下の所定の設定値との間にあるとガス漏洩
検出手段により検出されたとき、警報装置に警報指令を
送るように構成することもできる。

また、キャビネット内の空気を循環・撹拌する空気循環
装置と、吸気管の途中に設けたダンパーと、排気管の途
中に設けたダンパーとを有することもできる。

〔作　用〕

本発明においては、警報を発する基準となるガス濃度許
容限界値よりも低い値で、ガス濃度の設定値をあらかじ
め定めている。検出されたガス濃度（測定された値は真
価とは限らず、測定値を真値と一応推定し、測定値を「
推定値」と呼ぶ。）が、この設定値に少なくとも等しく
、且つ、一定の条件を満たせば、検出されたガス濃度（
推定値）が、正しい精度の範囲で検出されたと判断され
、従って、ガス漏洩があると判断され、警報装置に警報
指令が送られる。

上記のガス濃度（推定値）が正しい精度の範囲にあるか
否かの判断は、ガス漏洩判断手段で行なわれる。即ち、
ガス消費量検出手段とガス通過量検出手段とから算出さ
れる漏洩ガス算定量が、漏洩ガス濃度（推定値）と排気
管を通過する空気の排気量との積に等しいか大きい時、
正しい精度の範囲で検出されたと判断される。

漏洩ガス算定量が、漏洩ガス濃度（推定値）と排気管を
通過する空気の排気量との積より小さい時、検出された
漏洩ガス濃度（推定値）が、誤った値で検出されたと判
断される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係るシリンダキャビネットの
ガス漏洩監視装置の構成を示し、第２図は同装置の基本
となる特殊ガス用シリンダキャビネット装置を示し、半
導体製造装置の単結晶製造用反応炉への液性ガスの供給
源に適用した場合を示している。

第２図において、１は特殊ガス用シリンダキャビネット
装置で、キャビネット２の内部にシリンダ３が保管され
、このシリンダ３には、有毒性等の性質を有する液性の
ガスが充填されている。このシリンダ３は重量計２１か
らなるガス量測定計の上に置かれ、配管４を介して単結
晶を成長させる単結晶製造用反応炉５に接続している。

配管４の途中には流量計２２が設けられている。

上記のキャビネット２の下部には吸気管６が接続し、頂
部には排気管７が接続している。吸気管６の途中に第１
ダンパー８が設けられ、排気管７の途中に第２ダンパー
９が設けられている。

１０はガス濃度を検出するガス漏洩検知手段で、排気管
７に設けられている。吸気管６の第１ダンパー下流側の
部分６Ａと排気管７の第２ダンパー上流側の部分７Ａと
は、連通管１１を介して接続している。１２は空気循環
装置を構成する送風機で、連通管１１の途中に配設され
、電動モータ（図示せず）により回転する。なお、図中
、２０は煙検知器である。

次に、第１図により本発明の実′施例に係るシリンダキ
ャビネットのガス漏洩監視装置を説明する。

図において、３Ｉはガス消費量検出手段で、重量計２１
の値からシリンダ３のガス消費量を算出する。３２はガ
ス通過量検出手段で、流量計２２により検出した流量に
より配管４を通過したガス通過量を検出する。３３はガ
ス漏洩判断手段、３４は警報装置である。ガス漏洩判断
手段３３は、ガス漏洩検出手段１０．ガス消費量検出手
段３１゜ガス通過量検出手段３２からの信号により一定
の条件の時警報装置３４に警報信号を送る。

ガス漏洩判断手段３３は、ガス漏洩検出手段１０により
ガス濃度が許容限界値以下の所定の設定値と等しいと検
出された時において、ガス消費量検出手段３１により検
出された所定時間当たりガス消費量が、ガス通過量検出
手段３２によって検出された所定時間当たりのガス通過
総流量より大きい時、ガス消費量からガス通過総流量を
引いた差の漏洩ガス算定量があると判断し、この漏洩ガ
ス算定量が、ガス濃度と上記排気管７を通過する空気の
排気量の積と等しい時または大きい時、警報装置３４に
警報指令を送るものである。ガス漏洩検出手段１０によ
り検出されたガス濃度が許容限界値以上の場合には、警
報装置３４に警報指令を送る。これにより、安全性を向
上させることができる。

次に本実施例の作用を第２図ないし第７図に基づいて説
明する。

第２図において、単結晶製造用反応炉５の運転時、ガス
が漏洩していない状態では、吸気管６の第１ダンパー８
及び排気管７の第２ダンパー９が閉じられている。キャ
ビネット２の内部における空気は、送風機１２により下
から上に上昇し、連通管１１に流れ、再びキャビネット
２の内部に戻る。従って、キャビネット２の内部におい
て、空気が循環し、撹拌されている。従って、万一シリ
ンダ３からガスがキャビネット２の内部に漏洩した時に
は、ガスの濃度が早期に濃（なり、ガス漏洩検知手段１
０により早期に検出される。

ガス濃度を検出した後の手順を第４図に基づき説明する
。先ず、ガス漏洩検知手段１０によりガス濃度を検出す
る（Ｓｌ）。ｓｌから３２に進み、ガス漏洩判断手段３
３において次の判断を行なう。その判断は第３図にも示
されている。即ち、ガス濃度が許容限界値（Ｂ）以上で
あると判断された場合には、警報装置３４に警報指令を
送る。ガス濃度が許容限界値（Ｂ）と設定値（Ａ）との
間にあると検出されたとき警報装置３４に警報指令を送
る。

ガス濃度が設定値（Ａ）に等しい時には、以下の手順が
実行される。

先ず、Ｓ３において、時刻Ｔ、にけるシリンダ３に充填
された重量Ｗ１を測定する（第５図図示）。

次に、Ｓ４において、時刻Ｔ２にけるシリンダ３に充填
された重量Ｗ２を測定する（第６図図示）。

そして、Ｓ５に進み、ガス消費量検出手段３１によりシ
リンダ３で消費したガス消費量Ｗ。（＝ＷＩ−Ｗ２）を
計算する。また、Ｓ６において、時刻Ｔ。

から時刻Ｔ２に至る各時刻における流量を流量計２２に
より測定し、Ｓ７において、時刻Ｔ、から時刻Ｔ２に至
る総流量Ｑをガス通過量検出手段３２により計算する（
第７図図示）。次いで、Ｓ８において、総流量Ｑが通過
総重量Ｗ、に換算される。

そして、ガス漏洩判断手段３３に、ガス消費量検出手段
３１からガス消費量が、ガス通過量検出手段３２から通
過総重量Ｗ、の信号が送られ、Ｓｌｌに進む。５１１に
おいて、上記のガス消費量Ｗ。と通過総重量Ｗｔとが比
較される。ガス消費量ｗ０と通過総重量Ｗｔとが等しい
時にはガス漏洩なしと判断され（５１５）、ｓｌに戻る
。Ｓｌｌにおいて、ガス消費量Ｗｏが通過総重量Ｗ、よ
り大きいと判断された時には、ガス漏洩が有りと判断さ
れ、Ｓ１２に進む。５１２において、漏洩ガス算定量Δ
Ｗ　　（＝Ｗｏ　　Ｗｔ　）が計算される。

一方、Ｓ９では、ガス漏洩検出手段１ｏにより検出れれ
たガス濃度がトレースされ、次に、ガス漏洩判断手段３
３において、このガス濃度と排気管７を通る排気量から
漏洩ガス量が推定される（８１０）。そして、Ｓ１３に
おいて、漏洩ガスの推定量と漏洩ガス算定量ΔＷが比較
される。漏洩ガス算定量Δｗが推定量より大きいがまた
は等しい時には、警報装置３４に警報指令が送られ′る
。漏洩ガス算定量Δｋが推定量より小さい時、推定量の
誤差が大きいと判断され、通常測定に進む（Ｓ１４）。

ここで、時刻Ｔ１から時刻Ｔｚに至る時間を長くすれば
、ガス濃度の検出精度が高くなるが、ガス漏洩発見時期
が遅れることになり好ましくない。

従って、時刻Ｔ、から時刻Ｔ２に至るガスの漏洩発見時
間をできるだけ短かくし、且つ、ガス漏洩の設定値を低
くするには、例えば、時刻Ｔ＋から時刻Ｔ２に至る時間
を短くしてガス漏洩の判断を行ない、さらに、その時間
の所定倍数の時間で再度漏洩ガスの濃度１重量、流量を
測定し、再度ガス漏洩の判断をすることができる。

一方、ガス漏洩検知手段１０によりガスの濃度が所定の
濃度に達したと検出されると、排気管７の第２ダンパー
９が開き、キャビネット２の内部のガスは排気管７に排
出されるとともに、吸気管６の第１ダンパー８が開き、
外気がキャビネット２の内部に供給される。このように
して、キャビネット２において、ガスの濃度を薄められ
る。

所定時間経過すると、キャビネット２の内部のガスは排
気管７を通ってキャビネット２の外部に排出され、排気
管７及び吸気管６が閉じる。

以上の如き構成によれば、警報を発する基準となるガス
濃度許容限界値（Ｂ）よりも低い値で、ガス濃度の設定
値（Ａ）をあらかじめ定めている。

万一ガスが漏洩しても、検出されたガス濃度（推定値）
が、この設定値（Ａ）に少なくとも等しく、且つ、一定
の条件を満たせば、検出されたガス濃度（推定値）が、
正しい精度の範囲で検出されたと判断され、従って、ガ
ス漏洩があると判断され、警報装置３４に警報指令が送
られる。

従って、ガス濃度が許容限界値（Ｂ）以下の設定値（Ａ
）で検出されるので、ガス濃度が検出されるまでの時間
が短くなり、また、ガス濃度の検出値が正しい精度の範
囲にあるか否かが判断されるので、警報を発する精度が
向上する。要するに、ガスの漏洩を早期に発見すると共
に、精度良くガス漏洩の警報を発することができる。

なお、本実施例においては、キャビネット２の内部の空
気は送風機１２により、′連通管１１とキャビネット２
の内部とを循環し、漏洩ガスの濃度を早く発見できるよ
うになっているが、第８図に示すように、かかる場合に
限定されて適用されることなく、連通管１１．送風機１
２を設けず、常時吸気管６からキャビネット２を介して
排気管７に空気を流す場合にも適用することができる。

また、本実施例においては、液性ガスをシリンダ３に充
填した場合について適用し、液性ガスの消費量はシリン
ダ３の下に配置した重量計２１により測定しているが、
高圧の気体のガスをシリンダ３に充填する場合には、第
２図に示すように、配管４の途中に圧力計２５からなる
ガス量測定計を設け、高圧ガスの消費量を圧力計２５の
圧力の変化により換算・算出することもできる。

さらに、本実施例においては、ガス漏洩手段１０は排気
管７の途中に設けられているが、かかる個所に限定され
ず、例えばキャビネッｌ−１の頂部に設けることもでき
る。

加えて、本実施例においては、検出されたガス濃度が設
定値（Ａ）より大きいとガス漏洩判断手段３３により判
断された場合には、条件なしで警報装置３４に警報指令
を送るようになっているが、一定の条件の下で、警報装
置３４に警報指令を送るようにガス漏洩判断手段３３を
構成することもできる。

そして、ガス消費量検出手段３１．ガス通過量検出手段
３２には、あらかじめ、生産時のデータを記憶させ、こ
のデータを２重量計２１６流量計２２で測定された各時
刻のデータと比較させ、ガス漏洩の判断の資料とするこ
ともできる。

そして、また、本実施例においては、第２図に示すよう
に、配管４には流量計２２が設けられているが、流量計
２２Ａを追加し、その流量の測定をより確実にすること
もできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、次の効果を奏する
。

請求項１記載のシリンダキャビネットのガス漏洩監視装
置にあっては、警報を発する基準となるガス濃度の許容
限界値よりも低い値で、ガス濃度の設定値をあらかじめ
定めている。万一ガスが漏洩しても、検出されたガス濃
度（推定値）が、この設定値に少なくとも等しく、且つ
、一定の条件を満たせば、検出されたガス濃度（推定価
）が、正しい精度の範囲で検出されたと判断され、従っ
て、ガス漏洩があると判断され、警報装置に警報指令が
送られる。

従って、ガス濃度が許容限界値以下の設定値で検出され
るので、ガス濃度が検出されるまでの時間が短くなり、
また、ガス濃度の検出値が正しい精度の範囲にあるか否
かが判断されるので、警報を発する精度が向上す？ｙや
要するに、ガスの漏洩を早期に発見すると共に、精度良
くガス漏洩の警報を発することができる効果を奏する。

また、ガス漏洩判断手段を、ガス濃度が許容限界値と許
容限界値以下の所定の設定値との間にあるとガス漏洩検
出手段により検出されたとき、警報装置に警報指令を送
るように構成することにより、安全性を向上させること
ができる。

そして、空気循環装置により、吸気管及び排気管のダン
パーを閉じた状態で、キャビネット内の空気を循環・撹
拌することにより、早期にガス濃度を検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るシリンダキャビネットの
ガス漏洩監視装置の構成を示すブロック図である。第２図は同装置の基本となる特殊ガス用シリンダキャビ
ネット装置の構成図である。第３図はガス漏洩判断手段の説明図である。第４図は同実施例に係るシリンダキャビネットのガス漏
洩監視装置のフローチャート図である。第５図は時刻Ｔ１におけるシリンダのガスの状態を示す
説明図である。第６図は時刻Ｔ２におけるシリンダのガスの状態を示す
説明図である。第７図は流量針による時刻Ｔ、から時刻Ｔ２までのガス
の総流量を求める計算の説明図である。第８図はシリンダキャビネットの他の使用方法を示す説
明図である。第９図は従来におけるシリンダキャビネットでのガス漏
洩の監視を示す説明図である。〔主要な部分の符号の説明〕１・・・特殊ガス用シリンダキャビネット装置２・・・
キャビネット３・・・シリンダ４・・・配管６・・・吸気管７・・・排気管８・・・第１ダンパー９・・・第２ダンパー１０・・・ガス漏洩検出手段１１・・・連通管１２・・・送風機２１・・・重量計２２・・・流量計３１・・・ガス消費量検出手段３２・・・ガス通過量検出手段３３・・・ガス漏洩判断手段３４・・・警報装置。第３図第５図　　　　　　第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有毒性等の性質を有するガスのシリンダをキャビ
ネット内に配し、このシリンダに製造装置等の装置にガ
スを送る配管を接続し、キャビネットに吸気管及び排気
管を接続し、キャビネット内で漏洩したガスを空気に混
ぜて排気管に排出させ、さらに、ガス濃度を検出するガ
ス漏洩検出手段と、シリンダまたは配管に設けられてシ
リンダのガス量を測定するガス量測定計と、配管の途中
に設けられた流量計とを備え、少なくともガス漏洩検出
手段により検出されたガス濃度が許容限界値以上の場合
には、警報装置により警報が発せられるシリンダキャビ
ネットのガス漏洩監視装置において、ガス量測定計によ
り検出されたガス量からシリンダのガス消費量を算出す
るガス消費量検出手段と、流量計により検出された流量
からガス通過量を算出するガス通過量検出手段と、さら
に、ガス漏洩検出手段により少なくともガス濃度が許容
限界値以下の所定の設定値と等しいと検出された時には
、ガス消費量検出手段により算出された所定時間当たり
ガス消費量が、ガス通過量検出手段によって算出された
所定時間当たりのガス通過総流量より大きい時、ガス消
費量からガス通過総流量を引いた差の漏洩ガス算定量が
あると判断し、この漏洩ガス算定量が、ガス濃度と上記
排気管を通過する空気の排気量の積と等しい時または大
きい時、警報装置に警報指令を送るガス漏洩判断手段と
を備えていることを特徴とするシリンダキャビネットの
ガス漏洩監視装置。
（２）ガス漏洩判断手段を、ガス濃度が許容限界値と許
容限界値以下の所定の設定値との間にあるとガス漏洩検
出手段により検出されたとき、警報装置に警報指令を送
るように構成することを特徴とする請求項１記載のシリ
ンダキャビネットのガス漏洩監視装置。
（３）キャビネット内の空気を循環・撹拌する空気循環
装置と、吸気管の途中に設けたダンパーと、排気管の途
中に設けたダンパーとを有することを特徴とする請求項
１記載のシリンダキャビネットのガス漏洩監視装置。