JPH0590100U - 圧縮ガス容器用バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス供給配管等に損傷を受けてガスが漏れ出
ても、ガスの漏洩量を最小限に抑えることができるとと
もに、圧縮ガス容器にガスを充填する場合等に支障が生
じることがない圧縮ガス容器用バルブを提供する。 【構成】 圧縮ガスを貯蔵する圧縮ガス容器の吐出口に
連結される容器側連結部と、上記圧縮ガスを吐出する外
部配管に連結される配管側連結部と、上記容器側連結部
から配管側連結部にいたるガス通路の中間部を遮断しう
るバルブ機構とを備える圧縮ガス容器用バルブであっ
て、上記バルブ機構ないし上記配管側連結部におけるガ
ス通路に、外部配管に吐出される圧縮ガスの流量を制限
するオリフィスを備えるオリフィスプラグを着脱可能に
設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本願考案は、圧縮ガス容器用バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、燃料ガス等のガスは、球状あるいは円柱状の圧縮ガス容器に圧入され て貯蔵されあるいは搬送されることが多い。そして、上記圧縮ガス容器に圧入さ れたガスを使用する場合には、圧縮ガス容器の出口等に減圧弁を設け、必要な圧 力まで減圧して種々の用途に供給される。 上記圧縮ガス容器に圧入されるガスが、窒素、アルゴン等の不活性で無害なガ スの場合には、圧縮ガス容器あるいはこれに接続される配管等からガスが多少漏 れ出ても安全上の問題はほとんどない。

【０００３】 ところが、シランガス等の自然発火性ガス、ホスフィンガス等の有毒ガスの場 合には、大気中に漏れ出ると重大な災害を起こすおそれがある。 このため、これらの有毒ガスを貯蔵する圧縮ガス容器の出口には、ダイヤフラ ムバルブ等を用いてガスの漏洩が生じないように構成するとともに、圧縮ガス容 器を含むガス供給配管全体をキャビネットに収容し、キャビネット内の換気を行 うことにより、万一ガス漏れが生じた場合にも、ガス濃度を危険値以下に低下さ せて、災害を未然に防止できるように構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記供給配管が何らかの原因で損傷を受けると、上記圧縮ガス容器 に充填された高圧ガスが、圧縮ガス容器内の高い圧力でキャビネット内に大量に 噴出することになる。このため、換気装置等によってガス濃度を危険値以下に低 下させることは困難となる。したがって、シランガス、ホスフィンガス等の自然 発火性ガスあるいは毒性ガスの場合には、上記供給配管の損傷は、大きな災害に つながる恐れがある。

【０００５】 上記問題を解決するために、圧縮ガス容器の吐出口に吐出ガスの流量を制限す るオリフィス等を設け、事故の場合の噴出ガス量を抑えることも考えられる。 ところが、上記オリフィスは、これを通過するガスに流動抵抗を与えるもので あるため、圧縮ガス容器にガスを充填する場合、あるいは圧縮ガス容器のガスを 置換する場合等にも流動抵抗が発生することとなり、ガスの充填作業等に支障を きたすことになる。

【０００６】 本願考案は、上述の事情のもとで考え出されたものであって、上記従来の問題 を解決し、万一、圧縮ガス容器に接続される供給配管等が損傷を受けてガスが漏 れ出ても、ガスの漏洩量を最小限に抑えることができるとともに、上記圧縮ガス 容器にガスを充填する場合等に支障が生じることがない圧縮ガス容器用バルブを 提供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本願考案では、次の技術的手段を講じている。 すなわち、本願の請求項１に記載した考案は、圧縮ガスを貯蔵する圧縮ガス容 器の吐出口に連結される容器側連結部と、上記圧縮ガスを吐出する外部配管に連 結される配管側連結部と、上記容器側連結部から配管側連結部にいたるガス通路 の中間部を遮断しうるバルブ機構とを備える圧縮ガス容器用バルブであって、 上記バルブ機構ないし上記配管側連結部におけるガス通路に、外部配管に吐出 される圧縮ガスの流量を制限するオリフィスを備えるオリフィスプラグを着脱可 能に設けたことを特徴とする。

【０００８】 また、本願の請求項２に記載した考案は、上記圧縮ガス容器用バルブにおける 上記オリフィスプラグは、軸孔内に、所定径のオリフィス開口と、一端が上記オ リフィス開口出口側に連通するとともに他端がガス通路に開口する断面六角形状 の工具係合穴とを備える一方、 外周部に、上記バルブ機構ないし上記配管側連結部におけるガス通路内周部に 形成した内周ネジ部に螺合させられる外周ネジ部を備えることを特徴とする。

【０００９】

【考案の作用および効果】

通常、圧縮ガス容器には、ガスの充填量を増大させるため、できるだけ高圧で ガスが圧入される。このため、上記圧縮ガス容器が接続されるガス供給配管等に 損傷が生じた場合には、圧縮ガス容器内のガスが、圧縮ガス容器内の圧力によっ て短時間に大量に噴出してしまうという問題があった。 一方、上記ガスが供給される機器においては、供給すべきガスの圧力および流 量は比較的少ない。

【００１０】 本願考案に係る圧縮ガス容器用バルブにおいては、上記バルブ機構ないし上記 配管側連結部におけるガス通路に、外部配管に吐出される圧縮ガスの流量を制限 するオリフィスを備えるオリフィスプラグを着脱可能に設けている。 上記オリフィスプラグを設けることにより、万一、供給配管等が損傷を受けて ガスが噴出した場合にも、その流量を最小限に抑えることが可能となり、大きな 災害を未然に防止することができる。

【００１１】 一方、上述したように、上記ガスが供給される機器等においては、必要なガス 圧力およびガス流量は少なく、上述のようにガス容器吐出口に流量を制限するオ リフィスを設けてもガスの供給を受ける場合の障害が生じることはない。

【００１２】 また、本願考案におけるオリフィスは、圧縮ガス容器用バルブ内に装着される オリフィスプラグ内に設けられており、上記オリフィスプラグをバルブ本体に容 易に着脱することができる。 このため、圧縮ガス容器にガスを充填しあるいは置換等する際には、上記オリ フィスプラグを容易に取り外して作業を行うことができる。したがって、ガスの 充填作業等に支障が生じることはない。 しかも、本願考案に係る上記オリフィスプラグは、バルブのガス通路内に着脱 可能に設けられるため、バルブが大型化するといった問題も生じない。

【００１３】 特に、本願の請求項２に記載した考案のように、バルブのガス通路内周部に内 周ねじ部を形成するとともにオリフィスプラグの外周部に外周ねじ部を形成し、 六角レンチを用いて上記オリフィスプラグをガス通路内に組付けるように構成す ることにより、オリフィスプラグの着脱作業がきわめて容易となり、圧縮ガス容 器にガスを充填する場合等における作業性を大幅に向上させることができる。

【００１４】

【実施例の説明】

以下、本願考案に係る実施例を図１ないし図４に基づいて具体的に説明する。 図１に、本願考案に係る圧縮ガス容器用バルブ１を装着した圧縮ガス容器２を 含むガス供給配管の概要を示す。 図１は、半導体製造工程における化学蒸着法（ＣＶＤ）を行うためのＣＶＤ装 置にガスを供給するガス供給配管における配管回路を示したものであり、ガスと しては、自然発火性ガスであるシランガスが用いられ、圧縮ガス容器２内に約１ ５０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で圧入されている。

【００１５】 半導体製造工程におけるＣＶＤ装置に供給されるシランガス中に大気成分等の 不純物が混入すると半導体の品質を大きく低下させることになる。このため、ガ ス供給配管をガス置換するガス置換回路が設けられ、供給配管全体をガス置換し て純度の高いシランガスを供給できるように構成される。 本実施例に係る洗浄回路３は、ＣＶＤ装置までのガス供給配管に洗浄ガスとし て窒素ガス（Ｎ₂ ），アルゴンガス（Ａｒ）を供給するとともに、配管内を真空 にすることができるように構成されている。 上記構成により、まず供給配管全体を真空状態にし、その後、窒素ガスあるい はアルコンガスを配管内に供給することにより、配管内の不純物を取り除くこと ができる。

【００１６】 また、本実施例における使用ガスは自然発火性のシランガスであるため、圧縮 ガス容器２を含むガス供給回路全体をキャビネット４内に収容し、このキャビネ ット４内の空気を排出する排気装置３１および吸気口３１ａを設けることにより 、キャビネット４内をたえず換気し、万一、ガスが漏れ出てもその濃度を危険値 以下に低下させて事故が生じないように構成している。

【００１７】 さて、本実施例に係る圧縮ガス容器用バルブ１は、図１および図２に示すよう に、圧縮ガスを貯蔵する圧縮ガス容器２の吐出口５に連結される容器側連結部６ と、上記圧縮ガスを吐出する外部配管７に連結される配管側連結部８と、上記容 器側連結部６から配管側連結部８にいたるガス通路９の中間部を遮断しうるバル ブ機構１０とを備えて構成されている。

【００１８】 上記容器側連結部６は、圧縮ガス容器２の吐出口５に設けられた内周ねじ部１ １に螺合される外周ねじ部１２を備え、上記圧縮ガス容器２の吐出口５にガス漏 れが生じないように螺合されている。 一方、上記配管側連結部８は、上記容器側連結部６の軸心と直角方向に設けら れており、外周部に外部配管７の内周ねじ部１３が螺合される外周ねじ部１４を 備える。 上記容器側連結部６と上記配管側連結部８の間には、ガス通路９が貫通状に設 けられており、その中間部にバルブ機構１０が設けられている。

【００１９】 本実施例に係る上記バルブ機構１０は、中心部に上記容器側連結部６から連通 するガス通路が開口する短円筒状の弁座１５を形成するとともに、回転操作体１ ６の回転により螺進退させられる弁棒１７の先端部に設けた三フッ化塩化エチレ ン樹脂（商品名：ダイフロン）製ディスク１８を上記弁座１５に押圧することが できるように構成されている。 上記弁棒１７は、ダイヤフラム１９を介して上下に２分割されており、圧縮ガ ス容器２内のガスが、上記弁棒１７と上記弁棒１７を収容するケーシング２０と の間のすきまから漏れ出ることがないように構成されている。

【００２０】 なお、図２において、符号２１で示されるのは、圧縮ガス容器２が高温にさら された場合に、圧縮ガス容器２内のガスを逃がす安全プラグであり、圧縮ガス容 器２内に連通する軸孔２２内に所定温度で溶融する可溶合金２２ａを充填して構 成している。

【００２１】 本実施例に係る上記圧縮ガス容器用バルブ１においては、上記バルブ機構１０ ないし上記配管側連結部８におけるガス通路９に、外部配管７に吐出される圧縮 ガスの流量を制限するオリフィス２３を備えるオリフィスプラグ２４を着脱可能 に設けている。 上記オリフィスプラグ２４は、ステンレス素材等によって形成することができ 、接ガス部を複合電解研磨すること等により高清浄度に形成されている。

【００２２】 本実施例においては、図３に示すように、上記バルブ機構１０ないし配管側連 結部８におけるガス通路９の内周部に内周ねじ部２５を設ける一方、上記オリフ ィスプラグ２４の外周に外周ねじ部２６を設け、上記外周ねじ部２６を上記内周 ねじ部２５に螺合させることにより、上記オリフィスプラグ２４を上記圧縮ガス 容器用バルブ１に対して組付けている。

【００２３】 上記オリフィスプラグ２４の軸孔２７には、所定径のオリフィス開口２８と、 一端が上記オリフィス開口２８の出口側に連通するとともに、他端がガス通路９ に開口する断面六角形状の工具係合穴２９とが形成されている。通常、上記オリ フィス開口２８の内径は、０．２ｍｍないし１ｍｍに設定され、その長さは、０ ．３ｍｍないし４ｍｍに設定される。 また、上記オリフィスプラグ２４のバルブ機構１０側外側面には、ガス通路９ の内面との間のシールを行う、テフロン等で形成された環状のパッキン３０が嵌 め込まれている。

【００２４】 上記構成の圧縮ガス容器用バルブ１において、回転操作体１６を閉方向に回転 させると、上記ディスク１８が上記弁座１５に当接させられることにより上記ガ ス通路９が遮断される一方、上記回転操作体１６を開方向に回動操作することに より、上記ディスク１８が上記弁座１５から離間させられ、上記容器側連結部６ ないし上記配管側連結部８におけるガス通路９が連通させられるように構成され ている。

【００２５】 上記オリフィス開口２８は、上記外部配管７が万一損傷を受けた場合に、上記 圧縮ガス容器に充填されたガスの噴出量を制限し、上記排気装置３１と協働して 上記キャビネット４内のガス濃度が危険値以上にならないように構成される。 すなわち、たとえば、圧縮ガス容器２に充填されるガスが圧力１００ｋｇ／ｃ ｍ² のシラン１０％／Ｎ₂ の場合には、オリフィス径を０．３ｍｍに設定すると 、ガスの最大流出量が約７０Ｌ／ｍｉｎとなる。シランガスの自然燃焼濃度の下 限界は約１％であるため、上記割合でシランガスがキャビネット４内に漏れ出た と仮定した場合、キャビネット内に漏れ出たガスが爆発を起こさないためには、 キャビネット４における排気装置３１の排気量を４２Ｎｍ³ ／Ｈとすればよい。

【００２６】 もし、上記オリフィスを設けていない場合には、ガスの流出量が１２０Ｎｍ³ ／Ｈ以上となり、キャビネット４内の排気量は少なくとも１２００Ｎｍ³ ／Ｈと しなければならず、上記排気装置３１の能力によっては、ガスの爆発を避けるこ とはできなくなる。 また、純シランガスを充填した場合には、上記と同様のオリフィス径の場合に は、最大流出量は約５０Ｌ／ｍｉｎとなる。したがって、上記割合でシランガス が流出した場合にも、キャビネット内の排気量を３００Ｎｍ³ ／Ｈにすればよく 、排気装置３１の能力で爆発を防止することができる。

【００２７】 上述したように、上記構成の圧縮ガス容器用バルブ１においては、万一、キャ ビネット４内において配管９の損傷が生じても、ガスの噴出を最小限に抑えると ともに、排気装置３１によってキャビネット内の換気を速やかに行い、ガスの濃 度を安全な値まで低下させることが可能となる。このため、安全性を格段に高め ることが可能となる。 また、本実施例に係る圧縮ガス容器用バルブ１においては、オリフィスを、ガ ス通路９にオリフィスプラグ２４を組付けることによって設けることができるた め、バルブが大型化するといったおそれもない。

【００２８】 さらに、上記オリフィスプラグ２４は、六角レンチによって容易に着脱するこ とができるように構成されているため、圧縮ガス容器２にガスを充填する際、あ るいは圧縮ガス容器２内の残留ガスを不活性ガスと置換する際に上記オリフィス プラグ２４を取り外して作業を行うことが可能となる。このため、ガスの充填作 業等に支障が生じるといったこともない。

【００２９】 しかも、本実施例に係る圧縮ガス容器用バルブ１においては上記オリフィスプ ラグ２４をガス通路に嵌め込むという極めて簡単な構成でオリフィスを形成する ことができるため、アルゴン等の置換ガスによって上記圧縮ガス容器用バルブ１ 内のガス置換を完全に行うことでき、半導体製造工程におけるＣＶＤ装置に不純 物が混じったガスを供給するといったおそれもなくなる。

【００３０】 本願考案は上述した実施例に限定されることはない。 実施例においては、ダイヤフラム１９を用いた圧縮ガス容器用バルブ１に本願 考案を適用したが、ダイヤフラムを用いない通常の構造のバルブに本願考案を適 用することもできる。 また、バルブ機構１０の構造も実施例に限定されることはなく、プレッシャー シールバルブ等他のバルブ機構を備える圧縮ガス容器用バルブに本願考案を適用 することができる。 また、オリフィス開口２８の内径も実施例に限定されることはなく、安全性を 確保しうるように適宜設定すればよい。

【００３１】 さらに、実施例においては、オリフィスプラグ２４をねじによってバルブに組 付けたが、他の方法によってガス通路に組付けてもよい。 さらに、実施例は、本願考案を、半導体製造工程におけるＣＶＤ装置にシラン ガスを提供する圧縮ガス容器用バルブ１に本願考案を適用したものであるが、他 のガスを供給するために用いられる圧縮ガス容器用バルブにも本願考案を適用す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案に係る圧縮ガス容器用バルブを装着し
たガス容器を含むガス供給回路の全体構成を示す模式図
である。

【図２】本願考案に係る圧縮ガス容器用バルブの断面図
である。

【図３】図２における要部の拡大図である

【図４】図３におけるIV−IV線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮ガス容器用バルブ ２ 圧縮ガス容器 ５ 吐出口 ６ 容器側連結部 ７ 外部配管 ８ 配管側連結部 ９ ガス通路 １０ バルブ機構 ２４ オリフィスプラグ ２５ 内周ねじ部 ２６ 外周ねじ部 ２７ 軸孔 ２８ オリフィス開口 ２９ 工具係合穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐々木 等 東京都世田谷区船橋５−24−４ 有限会社 幸田シリンダーバルブ工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮ガスを貯蔵する圧縮ガス容器の吐出
   口に連結される容器側連結部と、上記圧縮ガスを吐出す
   る外部配管に連結される配管側連結部と、上記容器側連
   結部から配管側連結部にいたるガス通路の中間部を遮断
   しうるバルブ機構とを備える圧縮ガス容器用バルブであ
   って、 上記バルブ機構ないし上記配管側連結部におけるガス通
   路に、外部配管に吐出される圧縮ガスの流量を制限する
   オリフィスを備えるオリフィスプラグを着脱可能に設け
   たことを特徴とする、圧縮ガス容器用バルブ。
2. 【請求項２】 上記オリフィスプラグは、軸孔内に、所
   定径のオリフィス開口と、一端が上記オリフィス開口出
   口側に連通するとともに他端がガス通路に開口する断面
   六角形状の工具係合穴とを備える一方、 外周部に、上記バルブ機構ないし上記配管側連結部にお
   けるガス通路内周部に形成した内周ネジ部に螺合させら
   れる外周ネジ部を備えることを特徴とする、請求項１に
   記載した圧縮ガス容器用バルブ。