JPH10277380A - 液化ガスの制御配給システム及び方法 - Google Patents
液化ガスの制御配給システム及び方法Info
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- JPH10277380A JPH10277380A JP9321696A JP32169697A JPH10277380A JP H10277380 A JPH10277380 A JP H10277380A JP 9321696 A JP9321696 A JP 9321696A JP 32169697 A JP32169697 A JP 32169697A JP H10277380 A JPH10277380 A JP H10277380A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い流速でガスキャビネットから液化ガスを制
御配給することを可能とする。半導体プロセスツールに
ガスを配給するのに特に有用である装置および方法を提
供する。 【解決手段】液体状態からガスを配給する新規なシステ
ムおよび方法を提供する。このシステムは、（ａ）ガス
が引かれるガスラインを有する圧縮液化ガスシリンダー
と，（ｂ）ガスシリンダーが収容されるガスシリンダー
キャビネットと，（ｃ）環境とガスシリンダーとの間の
伝熱速度を，ガスシリンダー中の液体温度が環境温度を
越えて増えることなく、増加する手段とを備えている。
御配給することを可能とする。半導体プロセスツールに
ガスを配給するのに特に有用である装置および方法を提
供する。 【解決手段】液体状態からガスを配給する新規なシステ
ムおよび方法を提供する。このシステムは、（ａ）ガス
が引かれるガスラインを有する圧縮液化ガスシリンダー
と，（ｂ）ガスシリンダーが収容されるガスシリンダー
キャビネットと，（ｃ）環境とガスシリンダーとの間の
伝熱速度を，ガスシリンダー中の液体温度が環境温度を
越えて増えることなく、増加する手段とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液化状態からの
ガスの制御配給システム、及びこれを備えた半導体処理
システムに関する。本発明は又液化状態からのガスの制
御配給方法に関する。
ガスの制御配給システム、及びこれを備えた半導体処理
システムに関する。本発明は又液化状態からのガスの制
御配給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工業では、シリンダーに貯え
られた高純度ガスが処理ツールに供給され、各種半導体
製造プロセスを行うようになっている。このようなプロ
セスの例として、拡散、化学的気相蒸着（ＣＶＤ）、エ
ッチング、スパッタリング、及びイオンフプレーティン
グが挙げられる。ガスシリンダーは通常ガスキャビネッ
ト内に収容されている。これらガスキャビネットは、
又、シリンダーをマニホールドを介して夫々のプロセス
ガスラインに安全に接続する手段を備えている。プロセ
スガスラインは、ガスが各種プロセスツールに導入され
る導管を備えている。
られた高純度ガスが処理ツールに供給され、各種半導体
製造プロセスを行うようになっている。このようなプロ
セスの例として、拡散、化学的気相蒸着（ＣＶＤ）、エ
ッチング、スパッタリング、及びイオンフプレーティン
グが挙げられる。ガスシリンダーは通常ガスキャビネッ
ト内に収容されている。これらガスキャビネットは、
又、シリンダーをマニホールドを介して夫々のプロセス
ガスラインに安全に接続する手段を備えている。プロセ
スガスラインは、ガスが各種プロセスツールに導入され
る導管を備えている。
【０００３】半導体製造プロセスに使用される各種のガ
スのうち、多くは液化状態でシリンダーに貯蔵されてい
る。この方法で貯えられる化学品の部分的なリスト、及
びこれらが貯えられる圧力は以下の表１に示す。
スのうち、多くは液化状態でシリンダーに貯蔵されてい
る。この方法で貯えられる化学品の部分的なリスト、及
びこれらが貯えられる圧力は以下の表１に示す。
【０００４】
【表１】
【０００５】ガスキャビネットの第一の目的は、１若し
くは二以上のガスをシリンダーからプロセスツールに配
給する安全な運搬具を提供することにある。ガスキャビ
ネットは、通常、安全な方法で、シリンダーの変更及び
／又は構成要素の取り替え可能な配置として、各種流量
制御装置を備えたガスパネル、バルブ、その他を有して
いる。
くは二以上のガスをシリンダーからプロセスツールに配
給する安全な運搬具を提供することにある。ガスキャビ
ネットは、通常、安全な方法で、シリンダーの変更及び
／又は構成要素の取り替え可能な配置として、各種流量
制御装置を備えたガスパネル、バルブ、その他を有して
いる。
【０００６】キャビネットは、従来、シールが壊れる前
に不活性ガス（例えば、窒素又はアルゴン）を備えたガ
ス配給システムをパージするシステムを備えている。パ
ージ操作の制御及び自動化は公知である。例えば、米国
特許4,989,160 、Garrett らに開示されている。この特
許は、異なるタイプのガスに対して異なるパージプロセ
スが要求されることが示されているが、液化ガスシリン
ダーに関して特別の考慮が必要であることが認識されて
いない。
に不活性ガス（例えば、窒素又はアルゴン）を備えたガ
ス配給システムをパージするシステムを備えている。パ
ージ操作の制御及び自動化は公知である。例えば、米国
特許4,989,160 、Garrett らに開示されている。この特
許は、異なるタイプのガスに対して異なるパージプロセ
スが要求されることが示されているが、液化ガスシリン
ダーに関して特別の考慮が必要であることが認識されて
いない。
【０００７】ＨＣｌの場合、ジュール−トンプソン効果
(Joule-Thompsom Expansion and Corrosion in HCl sy
stem, Solid State Technology，July 1992, 53-57
頁、参照) による濃縮が起こる。液化ＨＣｌは、その蒸
気形態よりもより腐食性が強い。同様に、上記表１の化
学品の多くは、液体の形態が対応する気体の形態よりも
腐食性が強い。これは、水蒸気などの不純物によるもの
で、これらは液相内にトラップされて、ガス分配システ
ムの表面に存在する。従って、ガス配給システム中にこ
れら材料が濃縮すると、腐食を導いてしまう。このこと
はシステムの構成要素にとって有害である。更に、腐食
生成物は、高純度プロセスガスの汚染を導いてしまう。
この汚染は、操業プロセスに関して有害であり、結局、
製造される半導体装置に有害となる。
(Joule-Thompsom Expansion and Corrosion in HCl sy
stem, Solid State Technology，July 1992, 53-57
頁、参照) による濃縮が起こる。液化ＨＣｌは、その蒸
気形態よりもより腐食性が強い。同様に、上記表１の化
学品の多くは、液体の形態が対応する気体の形態よりも
腐食性が強い。これは、水蒸気などの不純物によるもの
で、これらは液相内にトラップされて、ガス分配システ
ムの表面に存在する。従って、ガス配給システム中にこ
れら材料が濃縮すると、腐食を導いてしまう。このこと
はシステムの構成要素にとって有害である。更に、腐食
生成物は、高純度プロセスガスの汚染を導いてしまう。
この汚染は、操業プロセスに関して有害であり、結局、
製造される半導体装置に有害となる。
【０００８】ガス配給システム中の液体の存在は、ま
た、流量制御に際し不正確さを導くと評価されていた。
すなわち、各種流量制御制御装置中に液体が蓄積する
と、流速及び圧力制御の問題を引き起こすとともに構成
要素の破損を引き起こし、処理上の問題を生じる。この
ような挙動の一つの例は、液体塩素によるバルブシート
の膨張である。これによりバルブは、永久的に閉じられ
てしまう。
た、流量制御に際し不正確さを導くと評価されていた。
すなわち、各種流量制御制御装置中に液体が蓄積する
と、流速及び圧力制御の問題を引き起こすとともに構成
要素の破損を引き起こし、処理上の問題を生じる。この
ような挙動の一つの例は、液体塩素によるバルブシート
の膨張である。これによりバルブは、永久的に閉じられ
てしまう。
【０００９】典型的なガス配給システムでは、シリンダ
ーを離れた後、ガスが通過する最初の構成要素は、圧力
調整器やオリフィスなどの減圧装置である。しかし、比
較的低い蒸気圧を有する材料（ＷＦ６，ＢＣｌ３，Ｈ
Ｆ，ＳｉＨ２Ｃｌ２など）を含むシリンダーでは、調整
器は適切ではない。この場合、第一の構成要素はバルブ
とすることができる。これらの調整器又はバルブは、し
ばしばサービスや必要な取り替え中に故障する。これら
の構成要素の故障は、この要素中の液体の存在にしばし
ば起因する。このような故障は、故障パーツの取り替え
やこれに続くリークのチェック中でのプロセスのシャッ
トダウンを必要とする。
ーを離れた後、ガスが通過する最初の構成要素は、圧力
調整器やオリフィスなどの減圧装置である。しかし、比
較的低い蒸気圧を有する材料（ＷＦ６，ＢＣｌ３，Ｈ
Ｆ，ＳｉＨ２Ｃｌ２など）を含むシリンダーでは、調整
器は適切ではない。この場合、第一の構成要素はバルブ
とすることができる。これらの調整器又はバルブは、し
ばしばサービスや必要な取り替え中に故障する。これら
の構成要素の故障は、この要素中の液体の存在にしばし
ば起因する。このような故障は、故障パーツの取り替え
やこれに続くリークのチェック中でのプロセスのシャッ
トダウンを必要とする。
【００１０】米国特許5,359,787,Mostowy,Jr.etal で
は、ＨＣｌのような吸湿、腐食化学品をバルクソース
（例えばチューブトレイラー）から使用場所に配給する
装置が記載されている。この特許は、不活性ガスのパー
ジと真空サイクルとバルク貯蔵コンテナの下流にある、
加熱される清浄器の使用を開示している。減圧下で加熱
することにより、配給ラインでの腐食性ガスの濃縮を防
ぐことができる。米国特許5,359,787 は、バルク貯蔵シ
ステムに関し、貯蔵される化学品の体積は実質的にガス
キャビネット中に貯蔵されるシリンダーの通常の体積よ
りも大きい。バルク貯蔵システムが大きな体積を有する
結果、バルク貯蔵コンテナ内の温度と圧力とは、コンテ
ナ内の液体が実質的に空になるまで、一般に一定であ
る。このようなコンテナ内の圧力は、第一に環境温度の
季節的な変動により制御される。
は、ＨＣｌのような吸湿、腐食化学品をバルクソース
（例えばチューブトレイラー）から使用場所に配給する
装置が記載されている。この特許は、不活性ガスのパー
ジと真空サイクルとバルク貯蔵コンテナの下流にある、
加熱される清浄器の使用を開示している。減圧下で加熱
することにより、配給ラインでの腐食性ガスの濃縮を防
ぐことができる。米国特許5,359,787 は、バルク貯蔵シ
ステムに関し、貯蔵される化学品の体積は実質的にガス
キャビネット中に貯蔵されるシリンダーの通常の体積よ
りも大きい。バルク貯蔵システムが大きな体積を有する
結果、バルク貯蔵コンテナ内の温度と圧力とは、コンテ
ナ内の液体が実質的に空になるまで、一般に一定であ
る。このようなコンテナ内の圧力は、第一に環境温度の
季節的な変動により制御される。
【００１１】逆に、ガスキャビネット内に貯蔵される比
較的少ない体積のシリンダーの圧力変動は、シリンダー
から引かれるガスの速度（及び気化に必要な熱の排出）
とともにシリンダーへの環境エネルギーの移動に依存す
る。このような影響は、バルク貯蔵システムでは一般に
存在しない。バルク貯蔵システムでは、貯蔵化学品の熱
量が十分大きく、液体温度変化は比較的ゆっくり生じ
る。バルクシステム中のガス圧は液体の温度により制御
される。すなわち、コンテナ内の圧力は、コンテナ内に
収容されている液体の温度での化学品の蒸気圧と等し
い。シリンダーに基づくガス配給システムでは、シリン
ダー温度に関して液体温度を制御することによりシリン
ダー圧力を制御する必要性が従来から認識されている。
ガスシリンダー加熱／冷却ジャケットとして、シリンダ
ー温度の制御を通してシリンダー圧力を制御することが
提案されている。このような場合、加熱／冷却ジャケッ
トは、ガスシリンダーと直接接触するように置かれる。
このジャケットは、流体を循環することにより一定温度
に維持される。この温度は、外部のヒーター／冷却ユニ
ットにより制御される。このような加熱／冷却ジャケッ
トは、例えば、アキュレート ガス コントロール シ
ステム 社から市販されている。
較的少ない体積のシリンダーの圧力変動は、シリンダー
から引かれるガスの速度（及び気化に必要な熱の排出）
とともにシリンダーへの環境エネルギーの移動に依存す
る。このような影響は、バルク貯蔵システムでは一般に
存在しない。バルク貯蔵システムでは、貯蔵化学品の熱
量が十分大きく、液体温度変化は比較的ゆっくり生じ
る。バルクシステム中のガス圧は液体の温度により制御
される。すなわち、コンテナ内の圧力は、コンテナ内に
収容されている液体の温度での化学品の蒸気圧と等し
い。シリンダーに基づくガス配給システムでは、シリン
ダー温度に関して液体温度を制御することによりシリン
ダー圧力を制御する必要性が従来から認識されている。
ガスシリンダー加熱／冷却ジャケットとして、シリンダ
ー温度の制御を通してシリンダー圧力を制御することが
提案されている。このような場合、加熱／冷却ジャケッ
トは、ガスシリンダーと直接接触するように置かれる。
このジャケットは、流体を循環することにより一定温度
に維持される。この温度は、外部のヒーター／冷却ユニ
ットにより制御される。このような加熱／冷却ジャケッ
トは、例えば、アキュレート ガス コントロール シ
ステム 社から市販されている。
【００１２】これら加熱／冷却ジャケットは、一般に、
ジボラン（Ｂ２Ｈ６）等の熱的に不安定なガスの温度制
御に使用される。加熱／冷却ジャケットの他の使用方法
は、ＢＣｌ３、ＷＦ６、ＨＦ，ＳｉＨ２Ｃｌ２などの低
い蒸気圧ガスを含むシリンダーの加熱である。これらガ
スのシリンダー圧力が低いため、液体温度を下げて更な
る減圧をすると、流量制御問題を引き起こす。
ジボラン（Ｂ２Ｈ６）等の熱的に不安定なガスの温度制
御に使用される。加熱／冷却ジャケットの他の使用方法
は、ＢＣｌ３、ＷＦ６、ＨＦ，ＳｉＨ２Ｃｌ２などの低
い蒸気圧ガスを含むシリンダーの加熱である。これらガ
スのシリンダー圧力が低いため、液体温度を下げて更な
る減圧をすると、流量制御問題を引き起こす。
【００１３】全てのガス配管システムの熱調整と協同し
てシリンダー温度を制御して、ガス配給システム中の濃
縮を防止することが、低い蒸気圧を有するガスに対して
提案されている。配管システムの熱調整を要求すると、
シリンダーが加熱／冷却ジャケットに起因して環境温度
よりもより大きくなる結果となる。もし、ガスラインが
熱的に制御されないと、加熱ゾーンから、より低い温度
ゾーンを通過したときに、そこを通るガス流の再濃縮が
起こってしまう。しかし、熱調整器と協同した加熱／冷
却ジャケットは、システムメンテナンス（例えばシリン
ダー取り替え中）での煩雑さや費用の増加が生じるた
め、好ましくはない。更に加えて、加熱／冷却ジャケッ
トは、ジャケットがシリンダー回りを被覆し、また全て
のシステムが加熱され、そして加熱温度になるために、
過熱に対して大きなポテンシャルを有している。このよ
うな過熱は、シリンダーの下流にあるガス分配システム
中のより低い温度に起因して、再濃縮を引き起こす。そ
の結果、ガスシリンダーから使用場所へ分配する全ての
分配システムを加熱する場合は、このような再濃縮を阻
止する必要がある。
てシリンダー温度を制御して、ガス配給システム中の濃
縮を防止することが、低い蒸気圧を有するガスに対して
提案されている。配管システムの熱調整を要求すると、
シリンダーが加熱／冷却ジャケットに起因して環境温度
よりもより大きくなる結果となる。もし、ガスラインが
熱的に制御されないと、加熱ゾーンから、より低い温度
ゾーンを通過したときに、そこを通るガス流の再濃縮が
起こってしまう。しかし、熱調整器と協同した加熱／冷
却ジャケットは、システムメンテナンス（例えばシリン
ダー取り替え中）での煩雑さや費用の増加が生じるた
め、好ましくはない。更に加えて、加熱／冷却ジャケッ
トは、ジャケットがシリンダー回りを被覆し、また全て
のシステムが加熱され、そして加熱温度になるために、
過熱に対して大きなポテンシャルを有している。このよ
うな過熱は、シリンダーの下流にあるガス分配システム
中のより低い温度に起因して、再濃縮を引き起こす。そ
の結果、ガスシリンダーから使用場所へ分配する全ての
分配システムを加熱する場合は、このような再濃縮を阻
止する必要がある。
【００１４】さらに、シリンダー加熱／冷却ジャケット
は、熱的に有効ではない。例えば、典型的なシリンダー
加熱／冷却ジャケットは、約１５００Ｗの加熱と冷却の
容量を持っている。表２は、シリンダーから１０ｓｌｍ
の流速で各種ガスを連続的に気化するためのエネルギー
要求を要約している。このデータは、気化のためのエネ
ルギー要求は、実質的にシリンダージャケットの加熱／
冷却速度よりも低いことを示している。
は、熱的に有効ではない。例えば、典型的なシリンダー
加熱／冷却ジャケットは、約１５００Ｗの加熱と冷却の
容量を持っている。表２は、シリンダーから１０ｓｌｍ
の流速で各種ガスを連続的に気化するためのエネルギー
要求を要約している。このデータは、気化のためのエネ
ルギー要求は、実質的にシリンダージャケットの加熱／
冷却速度よりも低いことを示している。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】加熱／冷却ジャケット
及びガス分配システムの厳格な熱調節器を用いると上記
の欠点があるため、その使用は好ましくない。
及びガス分配システムの厳格な熱調節器を用いると上記
の欠点があるため、その使用は好ましくない。
【００１７】半導体処理工業の要望に適合させるため
に、本発明の目的は、液化状態からガスを制御配給する
新規なシステムを提供するもので、このシステムは液化
ガスを含むシリンダーの圧力を正確に制御し、これと同
時にシリンダーから引かれるガス中に入った液滴を最小
にするものである。従って、単一相のプロセスガス流
は、実質的に流速増加を伴って得られる。その結果、各
種のプロセスツールを単一のガスキャビネットにより提
供することができる。あるいは、個々のプロセスツール
に、より高い流速で配給することができる。更に、扱い
にくい加熱／冷却ジャケツの使用を避け、かつプロセス
ラインの厳格な熱管理を避けることができる。
に、本発明の目的は、液化状態からガスを制御配給する
新規なシステムを提供するもので、このシステムは液化
ガスを含むシリンダーの圧力を正確に制御し、これと同
時にシリンダーから引かれるガス中に入った液滴を最小
にするものである。従って、単一相のプロセスガス流
は、実質的に流速増加を伴って得られる。その結果、各
種のプロセスツールを単一のガスキャビネットにより提
供することができる。あるいは、個々のプロセスツール
に、より高い流速で配給することができる。更に、扱い
にくい加熱／冷却ジャケツの使用を避け、かつプロセス
ラインの厳格な熱管理を避けることができる。
【００１８】さらに本発明の目的は、液化ガスからガス
を制御配給する進歩性のあるシステムを備えた半導体プ
ロセスシステムを提供することにある。
を制御配給する進歩性のあるシステムを備えた半導体プ
ロセスシステムを提供することにある。
【００１９】さらに本発明の目的は、液化ガスからガス
を制御配給するための方法で、これは進歩性あるシステ
ム及び方法と組み合わされて使用できるものを提供する
ことにある。
を制御配給するための方法で、これは進歩性あるシステ
ム及び方法と組み合わされて使用できるものを提供する
ことにある。
【００２０】さらに本発明の目的は、ガス流を調整す
る、加熱されるバルブを提供することにある。
る、加熱されるバルブを提供することにある。
【００２１】さらに本発明の目的は、進歩性のあるシス
テム及び方法に使用できる、加熱されるスケールカバー
を提供することにある。
テム及び方法に使用できる、加熱されるスケールカバー
を提供することにある。
【００２２】本発明の別の目的及び事項は、ここに示さ
れた明細書、図面、請求範囲を見ることにより、当業者
であれば、容易に理解できる。
れた明細書、図面、請求範囲を見ることにより、当業者
であれば、容易に理解できる。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明の
システム及び方法に適合される。本発明の最初の形態に
よれば、液化状態からガスを配給する新規なシステムを
提供する。このシステムは、(a) ガスが引かれるガスラ
インを接続した圧縮液化ガスシリンダー、（ｂ）ガスシ
リンダーが収容されるガスシリンダーキャビネット、及
び(c) ガスシリンダー内の液体の温度が環境温度より高
くならないように、環境とシリンダー間の伝熱速度を増
加する手段を備えている。
システム及び方法に適合される。本発明の最初の形態に
よれば、液化状態からガスを配給する新規なシステムを
提供する。このシステムは、(a) ガスが引かれるガスラ
インを接続した圧縮液化ガスシリンダー、（ｂ）ガスシ
リンダーが収容されるガスシリンダーキャビネット、及
び(c) ガスシリンダー内の液体の温度が環境温度より高
くならないように、環境とシリンダー間の伝熱速度を増
加する手段を備えている。
【００２４】本発明の第二の形態によれば、半導体プロ
セスシステムが提供される。このシステムは、半導体処
理装置と、液化状態からガスを配給する進歩性あるシス
テムとを備えている。
セスシステムが提供される。このシステムは、半導体処
理装置と、液化状態からガスを配給する進歩性あるシス
テムとを備えている。
【００２５】本発明の第三の形態は、液化状態からガス
を配給する方法である。この方法は、（ａ）ガスライン
を接続したガスシリンダー中に圧縮液化ガスを定起用す
る工程と、（ｂ）ガスシリンダー内の液体の温度が環境
温度より高くならないように、環境とシリンダー間の伝
熱速度を増加する工程を備えている。
を配給する方法である。この方法は、（ａ）ガスライン
を接続したガスシリンダー中に圧縮液化ガスを定起用す
る工程と、（ｂ）ガスシリンダー内の液体の温度が環境
温度より高くならないように、環境とシリンダー間の伝
熱速度を増加する工程を備えている。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の目的及び利点は、添付図
面と関連する好適な実施の形態の詳細な説明から明確で
ある。
面と関連する好適な実施の形態の詳細な説明から明確で
ある。
【００２７】すなわち、この発明は、シリンダー加熱／
冷却ジャケットを使用することなく、シリンダー内の圧
力を制御する有効な方法を提供し、同時にシリンダーか
ら引かれるガス中に同伴される液滴を最小にする方法を
提供する。
冷却ジャケットを使用することなく、シリンダー内の圧
力を制御する有効な方法を提供し、同時にシリンダーか
ら引かれるガス中に同伴される液滴を最小にする方法を
提供する。
【００２８】驚くべきかつ予想し得なかったことに、環
境とガスシリンダーとの間の伝熱速度の増加が明確にな
された。これは、環境とシリンダーとの間の温度差を減
少し、シリンダー加熱／冷却ジャケットを使用したとき
に、ガスラインで要求されるのと同様の厳格な熱調整が
要求されることはない。伝熱速度の増加によりシリンダ
ー温度が増加することはないので、このような厳格な調
整は要求されない。
境とガスシリンダーとの間の伝熱速度の増加が明確にな
された。これは、環境とシリンダーとの間の温度差を減
少し、シリンダー加熱／冷却ジャケットを使用したとき
に、ガスラインで要求されるのと同様の厳格な熱調整が
要求されることはない。伝熱速度の増加によりシリンダ
ー温度が増加することはないので、このような厳格な調
整は要求されない。
【００２９】ここに使用されるように、「環境」(ambie
nt) なる用語は、ガスシリンダーを囲む雰囲気に関す
る。
nt) なる用語は、ガスシリンダーを囲む雰囲気に関す
る。
【００３０】ノーマルなシリンダー使用中に、プロセス
ガス中にいかに同伴液滴が見出されるかを示すために、
シリンダー中の熱変化を図１、２を参照して以下に示
す。
ガス中にいかに同伴液滴が見出されるかを示すために、
シリンダー中の熱変化を図１、２を参照して以下に示
す。
【００３１】図１は、３ｌ／ｍの流速の７ｌのＣｌ２シ
リンダーについて、各種位置での外部シリンダー壁温度
を時間の関数で示す。シリンダー内の蒸気圧力も時間の
関数として示す。シリンダーの操作中、外部シリンダー
温度は、実質的に環境温度よりも低くなった。シリンダ
ー表面の最も低い温度は、液体−蒸気界面の位置に対応
する。何故なら、この領域で気化プロセスが生じるため
である。
リンダーについて、各種位置での外部シリンダー壁温度
を時間の関数で示す。シリンダー内の蒸気圧力も時間の
関数として示す。シリンダーの操作中、外部シリンダー
温度は、実質的に環境温度よりも低くなった。シリンダ
ー表面の最も低い温度は、液体−蒸気界面の位置に対応
する。何故なら、この領域で気化プロセスが生じるため
である。
【００３２】Ｃｌ２蒸気圧力曲線に基づき、シリンダー
内部の圧力は、最も低い外部壁温度よりも低い液体温度
を示す。このような効果は、図２に明確に示される。こ
れは、シリンダー中の液体温度の関数として塩素蒸気圧
を示す（実線）。また、測定外部シリンダー温度の関数
として、流速が０．１６，１，及び３ｌ／ｍ（個々の
点）に対するシリンダー圧力を示す。液体の温度は最も
低い外部シリンダー温度よりも低くなければならないの
で、自然対流流動が引き起こされる。これらの自然対流
流動により、液相の温度の均一化が促進される。
内部の圧力は、最も低い外部壁温度よりも低い液体温度
を示す。このような効果は、図２に明確に示される。こ
れは、シリンダー中の液体温度の関数として塩素蒸気圧
を示す（実線）。また、測定外部シリンダー温度の関数
として、流速が０．１６，１，及び３ｌ／ｍ（個々の
点）に対するシリンダー圧力を示す。液体の温度は最も
低い外部シリンダー温度よりも低くなければならないの
で、自然対流流動が引き起こされる。これらの自然対流
流動により、液相の温度の均一化が促進される。
【００３３】シリンダー温度と圧力の変化速度は、シリ
ンダーに対する伝熱速度、流速による特定のエネルギー
要求及びシリンダーの熱容量のバランスである。環境と
ガスシリンダーとの間の伝熱速度は、（１）総合伝熱係
数，（２）伝熱に有効な表面領域，（３）環境とガスシ
リンダーとの間の温度差により支配される。概略的にい
うと、無限に長いシリンダーとしてのガスシリンダー
は、総合伝熱係数が以下の式１により計算される。
ンダーに対する伝熱速度、流速による特定のエネルギー
要求及びシリンダーの熱容量のバランスである。環境と
ガスシリンダーとの間の伝熱速度は、（１）総合伝熱係
数，（２）伝熱に有効な表面領域，（３）環境とガスシ
リンダーとの間の温度差により支配される。概略的にい
うと、無限に長いシリンダーとしてのガスシリンダー
は、総合伝熱係数が以下の式１により計算される。
【００３４】
【数１】
【００３５】上記式において、Ｕは、総合伝熱係数（Ｗ
／ｍ２Ｋ）、ｒｏは、シリンダーの外径（ｍ），ｒｉは
シリンダーの内径(m),ｈｉシリンダーと液体との間の内
部伝熱係数（Ｗ／ｍ２Ｋ）、ｋは、シリンダー材料の熱
伝導率（Ｗ／ｍ２Ｋ）、ｈ０は、シリンダーと環境との
間の外部伝熱係数（Ｗ／ｍ２Ｋ）である。
／ｍ２Ｋ）、ｒｏは、シリンダーの外径（ｍ），ｒｉは
シリンダーの内径(m),ｈｉシリンダーと液体との間の内
部伝熱係数（Ｗ／ｍ２Ｋ）、ｋは、シリンダー材料の熱
伝導率（Ｗ／ｍ２Ｋ）、ｈ０は、シリンダーと環境との
間の外部伝熱係数（Ｗ／ｍ２Ｋ）である。
【００３６】総合的な伝熱係数Ｕは、伝熱に対する個々
の抵抗値のもっとも小さい値（すなわち、式Ｉの分母中
の各項）よりも少ない値である。通常使用されるシリン
ダーの寸法（例えば、内容積５５ｌ以下）では、総合的
な伝熱係数は、第一に、外部伝熱係数ｈ０の値によって
制御される。この事は以下の例により示される。ここ
で、ｒｉ＝３インチ、ｒ０＝３．２インチ、ｋ＝４０Ｗ
／ｍ２Ｋ，ｈｉ＝８９０Ｗ／ｍ２Ｋ，ｈ０＝４．５Ｗ／
ｍ２Ｋである。伝熱係数の値は、ジェイ ピーホルマン
の伝熱の表１−２基づき、これは内部と外部の両方の
伝熱に対して、第一のメカニズムとして自然対流を用い
ている。総合的な伝熱係数Ｕは４．４７Ｗ／ｍ２Ｋに等
しく、この値は外部伝熱係数ｈ０に大変近い。
の抵抗値のもっとも小さい値（すなわち、式Ｉの分母中
の各項）よりも少ない値である。通常使用されるシリン
ダーの寸法（例えば、内容積５５ｌ以下）では、総合的
な伝熱係数は、第一に、外部伝熱係数ｈ０の値によって
制御される。この事は以下の例により示される。ここ
で、ｒｉ＝３インチ、ｒ０＝３．２インチ、ｋ＝４０Ｗ
／ｍ２Ｋ，ｈｉ＝８９０Ｗ／ｍ２Ｋ，ｈ０＝４．５Ｗ／
ｍ２Ｋである。伝熱係数の値は、ジェイ ピーホルマン
の伝熱の表１−２基づき、これは内部と外部の両方の
伝熱に対して、第一のメカニズムとして自然対流を用い
ている。総合的な伝熱係数Ｕは４．４７Ｗ／ｍ２Ｋに等
しく、この値は外部伝熱係数ｈ０に大変近い。
【００３７】以下の例は、外部伝熱係数ｈ０は、強制対
流の場合総合的な伝熱係数式をも支配することを示して
いる。ガスキャビネットは、通常、キャビネットの底部
内に空気を引き込み、例えば頂部から排気をすることに
よりパージがなされる。その結果、空気は連続的にガス
シリンダーの表面に沿って連続的に流れる。強制対流伝
熱係数が１２Ｗ／ｍ２Ｋとすると（正方形板上を２ｍ／
ｓで流れる空気の特徴）、このようなシステムの総合的
な伝熱係数は、１１．８Ｗ／ｍ２Ｋである。従って、伝
熱に対する第一の抵抗は環境とシリンダーとの間に生じ
る。
流の場合総合的な伝熱係数式をも支配することを示して
いる。ガスキャビネットは、通常、キャビネットの底部
内に空気を引き込み、例えば頂部から排気をすることに
よりパージがなされる。その結果、空気は連続的にガス
シリンダーの表面に沿って連続的に流れる。強制対流伝
熱係数が１２Ｗ／ｍ２Ｋとすると（正方形板上を２ｍ／
ｓで流れる空気の特徴）、このようなシステムの総合的
な伝熱係数は、１１．８Ｗ／ｍ２Ｋである。従って、伝
熱に対する第一の抵抗は環境とシリンダーとの間に生じ
る。
【００３８】外部伝熱係数ｈ０は、シリンダーの全ての
表面に沿って一定ではない。空気がキャビネット底部に
近いキャビネットに入るので、流れ方向はキャビネット
のその領域内でシリンダーを横切る（すなわち、シリン
ダーの長手軸に対して横断する）。キャビネットの頂部
に近い領域では、空気は第一に垂直方向に移動する（す
なわち、シリンダーの長手軸に平行）。
表面に沿って一定ではない。空気がキャビネット底部に
近いキャビネットに入るので、流れ方向はキャビネット
のその領域内でシリンダーを横切る（すなわち、シリン
ダーの長手軸に対して横断する）。キャビネットの頂部
に近い領域では、空気は第一に垂直方向に移動する（す
なわち、シリンダーの長手軸に平行）。
【００３９】図３及び４は、シリンダーの長手軸301,40
1 を横切る二つの異なる面300,400でのガスキャビネッ
ト内での空気速度ベクトルを示す。図３の面300 は、キ
ャビネットの底部から約0.15m の位置でガスキャビネッ
ト内に空気を引き込む位置である。一方、面400 は、図
４のガスキャビネットの底部から約1mである。図３に示
されるように、流れは第一にシリンダーを横切って、ガ
スキャビネットの底部に近いシリンダーの長手軸301 を
横断する。逆に、図４は、空気流が第一にガスシリンダ
ーの頂部に近いシリンダー長手軸401 に平行である。
1 を横切る二つの異なる面300,400でのガスキャビネッ
ト内での空気速度ベクトルを示す。図３の面300 は、キ
ャビネットの底部から約0.15m の位置でガスキャビネッ
ト内に空気を引き込む位置である。一方、面400 は、図
４のガスキャビネットの底部から約1mである。図３に示
されるように、流れは第一にシリンダーを横切って、ガ
スキャビネットの底部に近いシリンダーの長手軸301 を
横断する。逆に、図４は、空気流が第一にガスシリンダ
ーの頂部に近いシリンダー長手軸401 に平行である。
【００４０】ガスキャビネット中の空気流パターンは、
外部伝熱係数ｈ０の局地的な値により決定される。シリ
ンダーの長さに沿う外部伝熱係数ｈ０の等高線図を図５
に示す。外部伝熱係数ｈ０の値は負であり、エネルギー
は環境からシリンダーに流れることを示している。しか
し、全ての伝熱係数Ｕを計算するのに絶対値を使用して
いる。従って、伝熱係数間でなされる比較はその絶対値
に基づく。よって、−５０Ｗ／ｍ２Ｋの伝熱係数は、−
２５Ｗ／ｍ２Ｋの伝熱係数よりも大きいとする。外部伝
熱係数ｈ０の値は、約−３６から約−２Ｗ／ｍ２Ｋの範
囲にあり、外部伝熱係数ｈ０の平均値は−１０．５Ｗ／
ｍ２Ｋである。図５に示される結果に基づき、外部伝熱
係数は、環境空気がキャビネット内に引かれる位置と逆
の点で最大である。これは、この領域での空気の方向と
速度の大きさによる。
外部伝熱係数ｈ０の局地的な値により決定される。シリ
ンダーの長さに沿う外部伝熱係数ｈ０の等高線図を図５
に示す。外部伝熱係数ｈ０の値は負であり、エネルギー
は環境からシリンダーに流れることを示している。しか
し、全ての伝熱係数Ｕを計算するのに絶対値を使用して
いる。従って、伝熱係数間でなされる比較はその絶対値
に基づく。よって、−５０Ｗ／ｍ２Ｋの伝熱係数は、−
２５Ｗ／ｍ２Ｋの伝熱係数よりも大きいとする。外部伝
熱係数ｈ０の値は、約−３６から約−２Ｗ／ｍ２Ｋの範
囲にあり、外部伝熱係数ｈ０の平均値は−１０．５Ｗ／
ｍ２Ｋである。図５に示される結果に基づき、外部伝熱
係数は、環境空気がキャビネット内に引かれる位置と逆
の点で最大である。これは、この領域での空気の方向と
速度の大きさによる。
【００４１】外部伝熱係数ｈ０の増加と、その結果とし
て生じる伝熱速度の増加に伴い、外部シリンダー温度も
また増加する（同一のプロセスガス流速とする）。ま
た、より高いプロセスガスの流速とすることもできる。
そのことにより、環境とシリンダーとの間の温度に同様
の差を維持することができる。しかし、材料を環境とシ
リンダー間の温度差が大きすぎるシリンダー（類推すれ
ば、シリンダーとシリンダーに貯蔵された液体との間）
から引くことは好ましくない。その理由は、異なる沸騰
現象に起因して、シリンダーから引かれるガス中の液滴
を同伴する可能性があるためである。シリンダーと液体
との間の温度差が増加するので、蒸発プロセスは、界面
蒸発の一つから沸騰タイプの現象に変化する。
て生じる伝熱速度の増加に伴い、外部シリンダー温度も
また増加する（同一のプロセスガス流速とする）。ま
た、より高いプロセスガスの流速とすることもできる。
そのことにより、環境とシリンダーとの間の温度に同様
の差を維持することができる。しかし、材料を環境とシ
リンダー間の温度差が大きすぎるシリンダー（類推すれ
ば、シリンダーとシリンダーに貯蔵された液体との間）
から引くことは好ましくない。その理由は、異なる沸騰
現象に起因して、シリンダーから引かれるガス中の液滴
を同伴する可能性があるためである。シリンダーと液体
との間の温度差が増加するので、蒸発プロセスは、界面
蒸発の一つから沸騰タイプの現象に変化する。
【００４２】図６は、シリンダーＴｗとシリンダーに貯
蔵された液体Ｔsat との間の温度差ΔＴｘを有する内部
伝熱係数ｈｉの質的変動を示す。小さな温度差では、蒸
発プロセスは、液体−蒸気界面で起こる。大きな温度差
では、少しの度合だけ大きくても、液体中での蒸気沸騰
の形成を通して蒸発プロセスが進行する。沸騰が界面で
起こるので、ごく微細な液滴はガス流中に同伴されるこ
とが可能である。この液滴の同伴は観察され、図７での
３ｓｌｍ流速のＣｌ２シリンダーについて定量化され
る。この図は、時間の関数として、３ｓｌｍのＣｌ２ガ
ス流中の液滴の濃度を示す。液滴濃縮中の初期腐食は、
シリンダーのヘッドスペース内の液滴をパージすること
に関するものであるが、この後、液滴数は時間経過によ
りゼロに落ちた。Ｃｌ２シリンダーの温度は低下し続け
るので、沸騰現象は最終的に変化する。この変化は、液
滴カウント数の急激な増加により証明される。
蔵された液体Ｔsat との間の温度差ΔＴｘを有する内部
伝熱係数ｈｉの質的変動を示す。小さな温度差では、蒸
発プロセスは、液体−蒸気界面で起こる。大きな温度差
では、少しの度合だけ大きくても、液体中での蒸気沸騰
の形成を通して蒸発プロセスが進行する。沸騰が界面で
起こるので、ごく微細な液滴はガス流中に同伴されるこ
とが可能である。この液滴の同伴は観察され、図７での
３ｓｌｍ流速のＣｌ２シリンダーについて定量化され
る。この図は、時間の関数として、３ｓｌｍのＣｌ２ガ
ス流中の液滴の濃度を示す。液滴濃縮中の初期腐食は、
シリンダーのヘッドスペース内の液滴をパージすること
に関するものであるが、この後、液滴数は時間経過によ
りゼロに落ちた。Ｃｌ２シリンダーの温度は低下し続け
るので、沸騰現象は最終的に変化する。この変化は、液
滴カウント数の急激な増加により証明される。
【００４３】図８は、例示したブロックバルブを用いた
とき、時間の関数として、１ｓｌｍＣｌ２ガス流中の液
体液滴の濃縮を示す。ヘッドスペースからガス流内の多
数の液滴は、シリンダーバルブを開いたときに、はじめ
から存在する。これら液滴は、過飽和状態でヘッドスペ
ースに存在する。ガスの流れが連続しているので、液滴
は最終的にはヘッドスペースからパージされる。従っ
て、ガス流の液滴数は、減少する。初期の段階で検出さ
れた液滴は、部分的な膨張プロセスにより形成される
が、これはシリンダーバルブが開いたときに生じ、及び
／又は液滴がシリンダーのヘッドスペース内に懸濁され
た平衡液滴の数に寄与できると思われる。形成メカニズ
ムを考慮することなく、これら液滴が出口ガス中にある
時間の長さは、シリンダーの液体レベル（または換言す
れば、ヘッドスペース容積）とシリンダーから除去され
るガスのガス流速に関係する。仮に、液滴を同伴するガ
スが一定圧力で加熱される場合、液滴は蒸発されること
が分かった。
とき、時間の関数として、１ｓｌｍＣｌ２ガス流中の液
体液滴の濃縮を示す。ヘッドスペースからガス流内の多
数の液滴は、シリンダーバルブを開いたときに、はじめ
から存在する。これら液滴は、過飽和状態でヘッドスペ
ースに存在する。ガスの流れが連続しているので、液滴
は最終的にはヘッドスペースからパージされる。従っ
て、ガス流の液滴数は、減少する。初期の段階で検出さ
れた液滴は、部分的な膨張プロセスにより形成される
が、これはシリンダーバルブが開いたときに生じ、及び
／又は液滴がシリンダーのヘッドスペース内に懸濁され
た平衡液滴の数に寄与できると思われる。形成メカニズ
ムを考慮することなく、これら液滴が出口ガス中にある
時間の長さは、シリンダーの液体レベル（または換言す
れば、ヘッドスペース容積）とシリンダーから除去され
るガスのガス流速に関係する。仮に、液滴を同伴するガ
スが一定圧力で加熱される場合、液滴は蒸発されること
が分かった。
【００４４】ガス配送システム中の液体が存在するの
は、シリンダーからガスを引くプロセス、環境変動によ
る局部的な冷却、若しくは膨張プロセス中の液滴形成の
結果である。図９を参照すると、２９５Ｋで飽和蒸気か
らＨＣｌの等エンタルピー減圧を伴い、材料は二つの相
領域内を通る。表１，２の他のガスは、等エンタルピー
減圧に関して二つの相領域内を通ることはない。しか
し、膨張過程で伴う熱力学的な経路は、断熱ではなく
（実際の膨張プロセスは、運動エネルギーに対して初期
エネルギーを変換するために、等エントロピーに近
い）、以下の不等式を満たした場合、二つの相領域に入
る可能性を持つ。
は、シリンダーからガスを引くプロセス、環境変動によ
る局部的な冷却、若しくは膨張プロセス中の液滴形成の
結果である。図９を参照すると、２９５Ｋで飽和蒸気か
らＨＣｌの等エンタルピー減圧を伴い、材料は二つの相
領域内を通る。表１，２の他のガスは、等エンタルピー
減圧に関して二つの相領域内を通ることはない。しか
し、膨張過程で伴う熱力学的な経路は、断熱ではなく
（実際の膨張プロセスは、運動エネルギーに対して初期
エネルギーを変換するために、等エントロピーに近
い）、以下の不等式を満たした場合、二つの相領域に入
る可能性を持つ。
【００４５】
【数２】
【００４６】ここで、不等式の左側は、一定エントロピ
ーでの温度変化を伴う圧力の変化を示す。不等式の右側
は、温度の関数としての蒸気圧の導関数を示す。
ーでの温度変化を伴う圧力の変化を示す。不等式の右側
は、温度の関数としての蒸気圧の導関数を示す。
【００４７】上記関係は、表１、２の各ガスに対して満
足する。膨張プロセスの局部的な制御が困難なので、膨
張経路が２相領域に入ることを防ぐために、膨張前にガ
スを加熱する必要がある。ガスがシリンダーから引かれ
る前に加熱されると、圧力は上がらず、要求される厳格
な熱管理の困難性を未然に防ぐ。
足する。膨張プロセスの局部的な制御が困難なので、膨
張経路が２相領域に入ることを防ぐために、膨張前にガ
スを加熱する必要がある。ガスがシリンダーから引かれ
る前に加熱されると、圧力は上がらず、要求される厳格
な熱管理の困難性を未然に防ぐ。
【００４８】上述したシステム中にガスを流す液相の存
在に対して信頼性のある三つのメカニズムの組合わせ
（すなわち、シリンダーから引かれる液滴、シリンダー
の下流にある第一要素内の膨張過程での形成、及び流れ
の開始過程で存在する液滴のパージ）は、個々のガスキ
ャビネットマニフォールドにより信頼性をもって供給さ
れるガス流速を有効に制限する。現在、これらの制限
は、単位分当り、数標準リットルに達し、これは連続ベ
ースで測定される。プロセスガス中でこれらの液滴が消
失するので、より多くのプロセスツールを単一のガスキ
ャビネットに接続することができ、また、単一のプロセ
スツールに対する流速が実質的に上昇することが見出さ
れた。
在に対して信頼性のある三つのメカニズムの組合わせ
（すなわち、シリンダーから引かれる液滴、シリンダー
の下流にある第一要素内の膨張過程での形成、及び流れ
の開始過程で存在する液滴のパージ）は、個々のガスキ
ャビネットマニフォールドにより信頼性をもって供給さ
れるガス流速を有効に制限する。現在、これらの制限
は、単位分当り、数標準リットルに達し、これは連続ベ
ースで測定される。プロセスガス中でこれらの液滴が消
失するので、より多くのプロセスツールを単一のガスキ
ャビネットに接続することができ、また、単一のプロセ
スツールに対する流速が実質的に上昇することが見出さ
れた。
【００４９】図１０を参照して、液化状態からガスを配
送する進歩性のあるシステム及び方法の好適な具体例を
以下に示す。しかし、特定のシステムの形態は、一般
に、コスト、安全性、及びキャビネットの流動性に依存
する。
送する進歩性のあるシステム及び方法の好適な具体例を
以下に示す。しかし、特定のシステムの形態は、一般
に、コスト、安全性、及びキャビネットの流動性に依存
する。
【００５０】このシステムは、ガスキャビネット003 内
に収容される一又は二以上の圧縮液化ガスシリンダー00
2 を備えている。液化ガスシリンダー内に充填される特
定の材料は、限定されないが、プロセスに依存する。典
型的な材料は表１、２に示すもので、ＮＨ３、Ａｓ
Ｈ３、ＢＣｌ３、ＣＯ２、Ｃｌ２、ＳｉＨ２Ｃｌ２、Ｓ
ｉ２Ｈ６、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｎ２Ｏ、Ｃ３Ｆ８、
ＳＦ６、ＰＨ３、ＷＦ６である。ガスキャビネット003
は、格子004 を有し、ここを通ってパージ空気がキャビ
ネットに入る。このパージ空気は、好ましくは乾燥し、
排気ダクト005 を通って、ガスキャビネットから排気さ
れる。
に収容される一又は二以上の圧縮液化ガスシリンダー00
2 を備えている。液化ガスシリンダー内に充填される特
定の材料は、限定されないが、プロセスに依存する。典
型的な材料は表１、２に示すもので、ＮＨ３、Ａｓ
Ｈ３、ＢＣｌ３、ＣＯ２、Ｃｌ２、ＳｉＨ２Ｃｌ２、Ｓ
ｉ２Ｈ６、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｎ２Ｏ、Ｃ３Ｆ８、
ＳＦ６、ＰＨ３、ＷＦ６である。ガスキャビネット003
は、格子004 を有し、ここを通ってパージ空気がキャビ
ネットに入る。このパージ空気は、好ましくは乾燥し、
排気ダクト005 を通って、ガスキャビネットから排気さ
れる。
【００５１】環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度
は、ガスシリンダー中の液体温度が環境温度を超える値
に増加しないように、増加する。伝熱速度を増加させる
適切な手段の例は、ガスキャビネット003 内の一又は二
以上のプレナム板(plenum plates) 、又はスリット列00
6 で、ここを通って、空気が強制的にシリンダーを横切
るようになっている。空気がプレナム板又はスリットを
強制的に通すのに、空気吹込み器又はファン007 を使用
できる。吹込み器又はファンは可変速度で操作出来るも
のが好ましい。
は、ガスシリンダー中の液体温度が環境温度を超える値
に増加しないように、増加する。伝熱速度を増加させる
適切な手段の例は、ガスキャビネット003 内の一又は二
以上のプレナム板(plenum plates) 、又はスリット列00
6 で、ここを通って、空気が強制的にシリンダーを横切
るようになっている。空気がプレナム板又はスリットを
強制的に通すのに、空気吹込み器又はファン007 を使用
できる。吹込み器又はファンは可変速度で操作出来るも
のが好ましい。
【００５２】所定の減圧（吹込み器またはファン特性で
決る）に対して最大伝熱係数を持つ適切なプレナム板
は、Holger Martin で市販されている。このような構成
要素は、ガスキャビネット寸法で最小の又は増加しない
ガスキャビネット内に容易に組み込むことができる。
決る）に対して最大伝熱係数を持つ適切なプレナム板
は、Holger Martin で市販されている。このような構成
要素は、ガスキャビネット寸法で最小の又は増加しない
ガスキャビネット内に容易に組み込むことができる。
【００５３】プレナム板またはスリットは、空気の流れ
を設定することができるフィンを加えることにより、選
択的に修正することができる。フィンは、液体−蒸気界
面の近傍で第一にシリンダーに向けて空気の流れを設定
するものが好ましい。
を設定することができるフィンを加えることにより、選
択的に修正することができる。フィンは、液体−蒸気界
面の近傍で第一にシリンダーに向けて空気の流れを設定
するものが好ましい。
【００５４】上述したスケールカバー／ヒーターは、ガ
スシリンダーを無視できる程度に移動することにより、
出口ガスキャビネット内に適合することができるので、
特に有効である。従って、出口ガスキャビネット又はガ
ス配管を再適合したり修正することは不要となる。
スシリンダーを無視できる程度に移動することにより、
出口ガスキャビネット内に適合することができるので、
特に有効である。従って、出口ガスキャビネット又はガ
ス配管を再適合したり修正することは不要となる。
【００５５】プレナム面又はスリットの温度は、また、
伝熱速度を更に増加するために環境よりもやや高い値に
電気的に制御することができる。しかし、プレナム面ま
たはスリットの温度は、液体−蒸気界面でのみ蒸発が生
じるように限定されなければならない。そして、環境を
越える温度にシリンダー内側の液体を加熱するのを避け
るようにしなければならない。
伝熱速度を更に増加するために環境よりもやや高い値に
電気的に制御することができる。しかし、プレナム面ま
たはスリットの温度は、液体−蒸気界面でのみ蒸発が生
じるように限定されなければならない。そして、環境を
越える温度にシリンダー内側の液体を加熱するのを避け
るようにしなければならない。
【００５６】付加的又はこれとは別に、シリンダーの下
にある放射パネルヒーターまたはヒーター（例えば、そ
の上にシリンダーがセツトされるホットプレートタイプ
のヒーター）は、環境とガスシリンダーと間の伝熱速度
を増加するように使用できる。特に好ましい本発明の具
体例では、ホットプレートタイプのヒーターを使用する
ことにより伝熱速度が増加される。
にある放射パネルヒーターまたはヒーター（例えば、そ
の上にシリンダーがセツトされるホットプレートタイプ
のヒーター）は、環境とガスシリンダーと間の伝熱速度
を増加するように使用できる。特に好ましい本発明の具
体例では、ホットプレートタイプのヒーターを使用する
ことにより伝熱速度が増加される。
【００５７】図１１Ａ及び１１Ｂは、実施例のホットプ
レートタイプのヒーターの側断面および平面図をそれぞ
れ示す。ヒーター100 は、重量測定スケール用のカバー
の形をとっており、このスケールはヒーターにより囲わ
れることができる。このようなスケールは公知であり、
通常はガスキャビネットの床上に置かれる。液化ガスを
充填するシリンダーは、一般にスケール上に直接乗せら
れ、このスケールでシリンダー内に残っている材料の量
を測定する。図１１Ａ、１１Ｂで例示される加熱される
スケールカバーを使用する時、シリンダーは、カバーさ
れたスケール上に直接置かれる。
レートタイプのヒーターの側断面および平面図をそれぞ
れ示す。ヒーター100 は、重量測定スケール用のカバー
の形をとっており、このスケールはヒーターにより囲わ
れることができる。このようなスケールは公知であり、
通常はガスキャビネットの床上に置かれる。液化ガスを
充填するシリンダーは、一般にスケール上に直接乗せら
れ、このスケールでシリンダー内に残っている材料の量
を測定する。図１１Ａ、１１Ｂで例示される加熱される
スケールカバーを使用する時、シリンダーは、カバーさ
れたスケール上に直接置かれる。
【００５８】ヒーター100 は、センタースペーサー手段
106 、多数のサイドスペーサー108、及びスクリュー110
により、底部面すなわち底部板104 に取付けられた頂
部面即ち頂部板102 を有する。ヒーターは、さらに加熱
要素（図示せず）を入れる空隙を有する。適切な加熱要
素には、これに限定されるものではないが、電気加熱タ
イプにような抵抗型ヒーターまたはヒートトレスのよう
な自己調節型ヒーターが挙げられる。加熱要素は、好ま
しくは、空隙112 内に巻かれることができるものが良
い。加熱要素は、環境温度〜約２２０゜Ｆの温度で操作
できるべきである。
106 、多数のサイドスペーサー108、及びスクリュー110
により、底部面すなわち底部板104 に取付けられた頂
部面即ち頂部板102 を有する。ヒーターは、さらに加熱
要素（図示せず）を入れる空隙を有する。適切な加熱要
素には、これに限定されるものではないが、電気加熱タ
イプにような抵抗型ヒーターまたはヒートトレスのよう
な自己調節型ヒーターが挙げられる。加熱要素は、好ま
しくは、空隙112 内に巻かれることができるものが良
い。加熱要素は、環境温度〜約２２０゜Ｆの温度で操作
できるべきである。
【００５９】面内の好適な加熱要素の一端を保持するた
めに、端部はセンタースペーサー106 内で遮断部114 に
固定でき、熱要素は、所望の領域がカバーされるまでセ
ンタースペーサーの回りに、及び選択的にサイドスペー
サーの回りに巻回することができる。熱要素はガスシリ
ンダーとスケールとの間の接触領域をカバーするのが好
ましい。熱要素の有効な長さ、例えば１６フィートまた
はそれ以上の長さが、ヒーター内で巻かれる。２０ワッ
ト／１フィートの熱要素の１６フィート長さを考える
と、３２０ワットの熱がヒーターから得られる。
めに、端部はセンタースペーサー106 内で遮断部114 に
固定でき、熱要素は、所望の領域がカバーされるまでセ
ンタースペーサーの回りに、及び選択的にサイドスペー
サーの回りに巻回することができる。熱要素はガスシリ
ンダーとスケールとの間の接触領域をカバーするのが好
ましい。熱要素の有効な長さ、例えば１６フィートまた
はそれ以上の長さが、ヒーター内で巻かれる。２０ワッ
ト／１フィートの熱要素の１６フィート長さを考える
と、３２０ワットの熱がヒーターから得られる。
【００６０】空隙112 の底部は、絶縁層116 を使用して
絶縁され、熱要素からの熱が直接上方のガスシリンダー
の底部に向けるのが好ましい。絶縁層はまた、熱要素と
頂部面102 との間の接触を維持するように働く。ヒータ
ーは、さらに前後部パネル118 、サイドパネル120 及び
ブリッジ122 を有し、ヒーターがシリンダースケール上
に適合することができるようにしている。
絶縁され、熱要素からの熱が直接上方のガスシリンダー
の底部に向けるのが好ましい。絶縁層はまた、熱要素と
頂部面102 との間の接触を維持するように働く。ヒータ
ーは、さらに前後部パネル118 、サイドパネル120 及び
ブリッジ122 を有し、ヒーターがシリンダースケール上
に適合することができるようにしている。
【００６１】ヒーター100 の構成材料は、有効な伝熱が
ガスシリンダーの底部に成されるものでなければならな
い。頂部板102 は好ましくはステンレススチールで作ら
れ、前後部パネル、サイドパネル、ブリッジは好ましく
はアルミニウムまたは炭素鋼で構成されるのがよい。
ガスシリンダーの底部に成されるものでなければならな
い。頂部板102 は好ましくはステンレススチールで作ら
れ、前後部パネル、サイドパネル、ブリッジは好ましく
はアルミニウムまたは炭素鋼で構成されるのがよい。
【００６２】使用される特定のタイプのヒーターに依存
して、各種の方法で温度制御できる。本発明の好適な形
態によれば、ヒーターの出力は、ガスシリンダーの要求
エネルギーに基づいて、オン、オフできる。この目的の
ための好適な制御方法及びアルゴリズムを以下に述べ
る。
して、各種の方法で温度制御できる。本発明の好適な形
態によれば、ヒーターの出力は、ガスシリンダーの要求
エネルギーに基づいて、オン、オフできる。この目的の
ための好適な制御方法及びアルゴリズムを以下に述べ
る。
【００６３】本発明の更なる形態によれば、ヒーター10
0 は、ヒーターの頂部面102 に取付けられた窪みまたは
カップ形状部分を有することができる。窪み部分は、好
ましくは、シリンダーに対するより有効な伝熱が可能と
なるように、ガスシリンダーの底部の形に従うのがよ
い。窪み部分は比較的硬くてガスシリンダーとの接触に
関して変形抵抗があり、シリンダーに対して熱を移動す
るのに有効である材料で形成されるべきである。このよ
うな材料には、例えば、炭素鋼、ステンレススチールが
ある。
0 は、ヒーターの頂部面102 に取付けられた窪みまたは
カップ形状部分を有することができる。窪み部分は、好
ましくは、シリンダーに対するより有効な伝熱が可能と
なるように、ガスシリンダーの底部の形に従うのがよ
い。窪み部分は比較的硬くてガスシリンダーとの接触に
関して変形抵抗があり、シリンダーに対して熱を移動す
るのに有効である材料で形成されるべきである。このよ
うな材料には、例えば、炭素鋼、ステンレススチールが
ある。
【００６４】図１２は、時間の関数として、ガス流の中
での液滴の存在に関するヒーター温度の影響を示すグラ
フである。試験は、流速５ｓｌｍで、Ｃ３Ｆ８で行な
い、ヒーター温度を約７８゜Ｆ〜１１２゜Ｆ(25.6-44
℃) で変化させた。使用したヒーターは、上述したホッ
トプレート型のヒーターである。ヒーター温度の上昇に
より、液滴濃度中の有意義な減少が得られた。
での液滴の存在に関するヒーター温度の影響を示すグラ
フである。試験は、流速５ｓｌｍで、Ｃ３Ｆ８で行な
い、ヒーター温度を約７８゜Ｆ〜１１２゜Ｆ(25.6-44
℃) で変化させた。使用したヒーターは、上述したホッ
トプレート型のヒーターである。ヒーター温度の上昇に
より、液滴濃度中の有意義な減少が得られた。
【００６５】上述した伝熱速度を増加する手段の結合も
また、この発明で考えることができる。例えば、放射ヒ
ーターまたはホットプレート型ヒーターは吹き込み器ま
たはファンと組合わせて、さらには上述のプレナム板ま
たはスリットと組合わせて使用できる。
また、この発明で考えることができる。例えば、放射ヒ
ーターまたはホットプレート型ヒーターは吹き込み器ま
たはファンと組合わせて、さらには上述のプレナム板ま
たはスリットと組合わせて使用できる。
【００６６】発明によるシステムの操作は、図１３を参
照してここに述べる。接続されたガスラインを通ってシ
リンダー302 から引かれる。ガスラインを構成する好適
な材料は、ガスに腐食性があるため、電気研磨されたス
テンレススチール、ハステロイ、またはモネルが挙げら
れる。
照してここに述べる。接続されたガスラインを通ってシ
リンダー302 から引かれる。ガスラインを構成する好適
な材料は、ガスに腐食性があるため、電気研磨されたス
テンレススチール、ハステロイ、またはモネルが挙げら
れる。
【００６７】ガスラインは、更にシリンダーから引かれ
るガスの圧力を下げる手段304 を含む。上述のように、
圧力調整器、またはバルブはこの減圧工程に適切であ
る。このような構成要素は例えば、ＡＰ Ｔｅｃｈから
市販のルートで入手できる。
るガスの圧力を下げる手段304 を含む。上述のように、
圧力調整器、またはバルブはこの減圧工程に適切であ
る。このような構成要素は例えば、ＡＰ Ｔｅｃｈから
市販のルートで入手できる。
【００６８】システムは、更にシリンダーから引かれる
ガスを過熱する手段306 を備えることができる。過熱手
段は、減圧手段の上流側に置かれている。ガスの過熱は
シリンダーヘッドスペース内の液滴またはミストの移動
で生じる有害な影響を防止することができ、これはシリ
ンダーからの初期ガス流中に独特なものである。過熱手
段は、この蒸気の過熱を最小の度合いとして、これに続
く膨脹プロセスで液滴が形成される可能性を確実に避け
る。
ガスを過熱する手段306 を備えることができる。過熱手
段は、減圧手段の上流側に置かれている。ガスの過熱は
シリンダーヘッドスペース内の液滴またはミストの移動
で生じる有害な影響を防止することができ、これはシリ
ンダーからの初期ガス流中に独特なものである。過熱手
段は、この蒸気の過熱を最小の度合いとして、これに続
く膨脹プロセスで液滴が形成される可能性を確実に避け
る。
【００６９】過熱手段は、加熱されるラインのように、
ガス流に同伴される液滴を有効に除去するユニットであ
ればどのようなものでもよい。このラインは、例えば、
ガスラインの長さに沿って設けた、電気加熱型のような
抵抗型ヒーター、ヒートトレースのような自己調整型ヒ
ーターが使用できる。
ガス流に同伴される液滴を有効に除去するユニットであ
ればどのようなものでもよい。このラインは、例えば、
ガスラインの長さに沿って設けた、電気加熱型のような
抵抗型ヒーター、ヒートトレースのような自己調整型ヒ
ーターが使用できる。
【００７０】本発明の好適な具体例によれば、過熱手段
は修正ブロックバルブの形態を取ることができる。図１
４Ａ、１４Ｂを参照して、ブロックバルブ400 は、適切
なガス配管および付属品（図示せず）を通ってガスシリ
ンダーに接続されている。配管は、入口部402 でブロッ
クバルブに接続されている。ブロックバルブは、さら
に、パージガス入口部404 を有し、ここを通って、窒素
やアルゴンなどの不活性ガスがバルブ内に導入される。
入口部402 を通って導入されるプロセスガスは、出口部
406 を通ってバルブを出る。この出口部406 は、適切な
ガス配管、付属品、バルブなどを通って、使用場所、た
とえば、プロセスツールに接続されている。ブロックバ
ルブは、アクチュエータ408,410 により操作され、これ
らはバルブ内でガス流経路を開いたり、閉じたりする。
バルブ内のガス圧力は、圧力変換機などの圧力測定機器
によりモニターされる。
は修正ブロックバルブの形態を取ることができる。図１
４Ａ、１４Ｂを参照して、ブロックバルブ400 は、適切
なガス配管および付属品（図示せず）を通ってガスシリ
ンダーに接続されている。配管は、入口部402 でブロッ
クバルブに接続されている。ブロックバルブは、さら
に、パージガス入口部404 を有し、ここを通って、窒素
やアルゴンなどの不活性ガスがバルブ内に導入される。
入口部402 を通って導入されるプロセスガスは、出口部
406 を通ってバルブを出る。この出口部406 は、適切な
ガス配管、付属品、バルブなどを通って、使用場所、た
とえば、プロセスツールに接続されている。ブロックバ
ルブは、アクチュエータ408,410 により操作され、これ
らはバルブ内でガス流経路を開いたり、閉じたりする。
バルブ内のガス圧力は、圧力変換機などの圧力測定機器
によりモニターされる。
【００７１】熱は、ブロックバルブに取り付けられ、ま
たはブロックバルブ内に挿入された一または二以上の加
熱要素414 によりブロックバルブ400 に提供される。加
熱要素は、ブロックバルブに対して一定の熱流動を提供
できるものとすべきである。適切な熱要素には、これに
限定するものではないが、ヒートトレースのような自己
調整型ヒーター、電気加熱型のような抵抗型ヒーター、
若しくはカートリッジヒータが挙げられる。図示した具
体例に示されるように、ヒートトレース414 の一または
二以上のストリップは、この目的のために、ブロックバ
ルブの後ろ側に取り付けることができる。ヒートトレー
スのような自己調整型ヒーターの場合、ヒーターは全時
間維持できる。逆に、カートリッジヒータを使用した場
合、ブロックバルブ内、例えば位置416 内に挿入でき
る。
たはブロックバルブ内に挿入された一または二以上の加
熱要素414 によりブロックバルブ400 に提供される。加
熱要素は、ブロックバルブに対して一定の熱流動を提供
できるものとすべきである。適切な熱要素には、これに
限定するものではないが、ヒートトレースのような自己
調整型ヒーター、電気加熱型のような抵抗型ヒーター、
若しくはカートリッジヒータが挙げられる。図示した具
体例に示されるように、ヒートトレース414 の一または
二以上のストリップは、この目的のために、ブロックバ
ルブの後ろ側に取り付けることができる。ヒートトレー
スのような自己調整型ヒーターの場合、ヒーターは全時
間維持できる。逆に、カートリッジヒータを使用した場
合、ブロックバルブ内、例えば位置416 内に挿入でき
る。
【００７２】伝熱効率を改善するために、ブロックバル
ブには、好ましくは、出口部分406に加えられた焼結金
属ディスク418 が挙げられる。金属ディスク418 は、孔
サイズが例えば約１〜６０ミクロン、好ましくは５〜３
０ミクロンの孔サイズを有するフィルターの形態を取る
ことができる。金属ディスク418 は加熱要素により加熱
されるので、ガスが接触するための付加的な加熱表面領
域を設ける。したがって、金属ディスク418 は必要なエ
ネルギーを提供して、ガス流中の任意の液体が確実に気
化するのを助ける。
ブには、好ましくは、出口部分406に加えられた焼結金
属ディスク418 が挙げられる。金属ディスク418 は、孔
サイズが例えば約１〜６０ミクロン、好ましくは５〜３
０ミクロンの孔サイズを有するフィルターの形態を取る
ことができる。金属ディスク418 は加熱要素により加熱
されるので、ガスが接触するための付加的な加熱表面領
域を設ける。したがって、金属ディスク418 は必要なエ
ネルギーを提供して、ガス流中の任意の液体が確実に気
化するのを助ける。
【００７３】金属ディスクは、出口部内の場所に溶接で
きる。金属ディスクの構成材料は、バルブを流通するプ
ロセスガスに基づいて選択される。すなわち、構成材料
は、プロセスガスと適合して、プロセスガスの汚染を防
ぎ、同時に各種ガスライン構成要素のダメージを防ぐも
のでなければならない。金属ディスクの典型的な材料と
して、これに限定されるものではないが、ステンレスス
チール（例えば、３１６Ｌ）、ハステロイ及びニッケル
が挙げられる。
きる。金属ディスクの構成材料は、バルブを流通するプ
ロセスガスに基づいて選択される。すなわち、構成材料
は、プロセスガスと適合して、プロセスガスの汚染を防
ぎ、同時に各種ガスライン構成要素のダメージを防ぐも
のでなければならない。金属ディスクの典型的な材料と
して、これに限定されるものではないが、ステンレスス
チール（例えば、３１６Ｌ）、ハステロイ及びニッケル
が挙げられる。
【００７４】上述の構造に加えて、過熱手段は、空気ま
たは不活性ガス、好ましくは乾燥したガスを加熱するユ
ニットを備えることができ、これは吹込み器またはファ
ンによりガスラインのセクション上に吹かれる。加熱さ
れる空気または不活性ガスは共軸ライン構造の使用によ
り、ガス流を加熱するのにも使用される。
たは不活性ガス、好ましくは乾燥したガスを加熱するユ
ニットを備えることができ、これは吹込み器またはファ
ンによりガスラインのセクション上に吹かれる。加熱さ
れる空気または不活性ガスは共軸ライン構造の使用によ
り、ガス流を加熱するのにも使用される。
【００７５】付加的又はこれとは別に、過熱手段は、ラ
イン中に加熱ガスフィルターおよび／または加熱ガス浄
化器を有することができる。上述した焼結金属ディスク
は、そのようなタイプのフィルターの一つである。加熱
ガスフィルターはガス中の粒子を除去し、伝熱のために
大きな表面領域を提供する。加熱ガス浄化器は、シリン
ダー内のガスからの不所望な汚染物を除去することがで
き、伝熱のために大きな表面領域を提供する。
イン中に加熱ガスフィルターおよび／または加熱ガス浄
化器を有することができる。上述した焼結金属ディスク
は、そのようなタイプのフィルターの一つである。加熱
ガスフィルターはガス中の粒子を除去し、伝熱のために
大きな表面領域を提供する。加熱ガス浄化器は、シリン
ダー内のガスからの不所望な汚染物を除去することがで
き、伝熱のために大きな表面領域を提供する。
【００７６】図１５Ａ及び１５Ｂは、最初にガスシリン
ダーバルブを開くときに観察される多数の液滴を減少す
るのに過熱器の有効性を示すものである。試験は、５ｓ
ｌｍで過熱器を用いない場合（図１５Ａ）と過熱器を用
いた場合（図１５Ｂ）とで行われた。使用された過熱器
は、上述した加熱ブロックバルブであった。過熱器を用
いない場合、約３８００／ｌ〜約１９, ０００／ｌの範
囲の数の液滴がガス流中に観察された。これら液滴は、
過熱器を使用したときに、有効に消失された。
ダーバルブを開くときに観察される多数の液滴を減少す
るのに過熱器の有効性を示すものである。試験は、５ｓ
ｌｍで過熱器を用いない場合（図１５Ａ）と過熱器を用
いた場合（図１５Ｂ）とで行われた。使用された過熱器
は、上述した加熱ブロックバルブであった。過熱器を用
いない場合、約３８００／ｌ〜約１９, ０００／ｌの範
囲の数の液滴がガス流中に観察された。これら液滴は、
過熱器を使用したときに、有効に消失された。
【００７７】図１３の概略ダイヤグラムに戻って、この
システムは、伝熱速度増加手段308と過熱手段306 とを
統括的に制御する手段をさらに備えることができる。こ
の制御手段は、シリンダーの圧力と温度とを、また、減
圧手段304 の上流側のシリンダーから引かれたガスを過
熱する度合いを正確に制御することができる。従って、
一定のシリンダー圧力、環境温度もしくは環境温度より
もやや低いシリンダー温度、および膨脹前のガス過熱の
所望する度合いを全て得ることができる。
システムは、伝熱速度増加手段308と過熱手段306 とを
統括的に制御する手段をさらに備えることができる。こ
の制御手段は、シリンダーの圧力と温度とを、また、減
圧手段304 の上流側のシリンダーから引かれたガスを過
熱する度合いを正確に制御することができる。従って、
一定のシリンダー圧力、環境温度もしくは環境温度より
もやや低いシリンダー温度、および膨脹前のガス過熱の
所望する度合いを全て得ることができる。
【００７８】適切な制御手段は公知であり、例えば、一
又は二以上のプログラム可能な論理制御器（ＰＬＣｓ）
またはマイクロプロセッサーがある。圧力センサー310
は、シリンダー310 の出口で圧力をモニターする。圧力
センサーで読まれる圧力は、気化が生じる圧力を示し、
さらに伝熱速度増加手段を調整するコントローラー314
に入力する。この調整は、例えば、瞬間的な圧力値とそ
の履歴に基づくことができる。選択的に、シリンダー過
熱センサー316 をも設けて、所定の温度リミットを越え
たときにコントローラーを無視するようにすることもで
きる。
又は二以上のプログラム可能な論理制御器（ＰＬＣｓ）
またはマイクロプロセッサーがある。圧力センサー310
は、シリンダー310 の出口で圧力をモニターする。圧力
センサーで読まれる圧力は、気化が生じる圧力を示し、
さらに伝熱速度増加手段を調整するコントローラー314
に入力する。この調整は、例えば、瞬間的な圧力値とそ
の履歴に基づくことができる。選択的に、シリンダー過
熱センサー316 をも設けて、所定の温度リミットを越え
たときにコントローラーを無視するようにすることもで
きる。
【００７９】過熱手段306 と減圧機器304 の上流側の直
接のガス温度は、上述したのと同様の仕方で制御され
る。
接のガス温度は、上述したのと同様の仕方で制御され
る。
【００８０】過熱手段の制御システムは、温度センサー
318 を有し、これは過熱手段306 の下流側と減圧手段31
0 の上流側に位置している。温度センサーの出力に基づ
き、コントローラー314 は、制御信号を過熱器306 に送
り、このことによりガス温度を調整する。
318 を有し、これは過熱手段306 の下流側と減圧手段31
0 の上流側に位置している。温度センサーの出力に基づ
き、コントローラー314 は、制御信号を過熱器306 に送
り、このことによりガス温度を調整する。
【００８１】過熱制御温度のセットポイントは、例え
ば、その時点のシリンダー圧力およびシリンダー壁温度
に依存する。シリンダー壁温度と液体温度（上気圧曲線
により定義される）との間の示唆された差が増加する時
に、多数の液滴が引かれるので、過熱器で要求されるエ
ネルギー量が増加する。
ば、その時点のシリンダー圧力およびシリンダー壁温度
に依存する。シリンダー壁温度と液体温度（上気圧曲線
により定義される）との間の示唆された差が増加する時
に、多数の液滴が引かれるので、過熱器で要求されるエ
ネルギー量が増加する。
【００８２】過熱の度合は、エネルギー出力又は温度の
関数として制御することができる。エネルギー出力の関
数として過熱の度合いを制御するのが望ましい場合、以
下の式が過熱器の出力を支配する。
関数として制御することができる。エネルギー出力の関
数として過熱の度合いを制御するのが望ましい場合、以
下の式が過熱器の出力を支配する。
【００８３】
【数３】
【００８４】ここで、Ａ及びＢは定数で、含有される特
定のガスに対する蒸気圧曲線に依存し、Ｔliq は、蒸気
圧曲線によるシリンダー圧力測定値から導かれる。同様
の式は、温度の関数として過熱の度合いを制御する場合
に適用可能である。或るガスの場合、過熱セットポイン
トはシリンダー圧力で変化しないことが可能である。こ
のことは、低い圧力ガスでほとんど正しいといえる。
定のガスに対する蒸気圧曲線に依存し、Ｔliq は、蒸気
圧曲線によるシリンダー圧力測定値から導かれる。同様
の式は、温度の関数として過熱の度合いを制御する場合
に適用可能である。或るガスの場合、過熱セットポイン
トはシリンダー圧力で変化しないことが可能である。こ
のことは、低い圧力ガスでほとんど正しいといえる。
【００８５】図１６を参照して、以下は、本発明の液化
ガス配給用のさらなる制御システムに関する記述であ
る。特定の加熱構成要素に限定されることなく、この例
示された制御システムは、スケール602 、底部ヒーター
／スケールカバー604 とともに上述したブロックバルブ
加熱器606 を有するガス配給システムと結合して使用さ
れる。
ガス配給用のさらなる制御システムに関する記述であ
る。特定の加熱構成要素に限定されることなく、この例
示された制御システムは、スケール602 、底部ヒーター
／スケールカバー604 とともに上述したブロックバルブ
加熱器606 を有するガス配給システムと結合して使用さ
れる。
【００８６】好適には、ブロックバルブは、ヒートトレ
ースのような自己調整加熱要素で加熱される。その結
果、さらに制御することなく、ブロックバルブヒーター
に出力を連続的に供給することができる。制御システム
は、ガスシリンダーのエネルギー要求量を決定する。例
示した制御システムは、他の公知のコンピューター制御
の形態も可能であるが、一または二以上のプログラム可
能な論理コントローラー（ＰＬＣｓ）608 に基づく。
ースのような自己調整加熱要素で加熱される。その結
果、さらに制御することなく、ブロックバルブヒーター
に出力を連続的に供給することができる。制御システム
は、ガスシリンダーのエネルギー要求量を決定する。例
示した制御システムは、他の公知のコンピューター制御
の形態も可能であるが、一または二以上のプログラム可
能な論理コントローラー（ＰＬＣｓ）608 に基づく。
【００８７】気相がガスシリンダ610 からのみ流れるこ
とを確認するために、ＰＬＣで使用するためにアルゴリ
ズムを作り、シリンダーのエネルギー要求量を決定する
ようにする。アルゴリズムのステップを図１７に示し、
フローチャートを図１８に示す。
とを確認するために、ＰＬＣで使用するためにアルゴリ
ズムを作り、シリンダーのエネルギー要求量を決定する
ようにする。アルゴリズムのステップを図１７に示し、
フローチャートを図１８に示す。
【００８８】アルゴリズムは、変可入力値として、とり
わけ、ガスシリンダー圧力Ｐおよびガスシリンダー容積
（すなわち自重）Ｍｔを必要とする。シリンダー圧力
は、加熱ブロックバルブ内の圧力変換器などの圧力測定
機器で測定される。シリンダー容量は、下部ヒーターに
よりカバーされたスケールで測定され、シリンダーは、
この下部ヒーター上でガスシリンダーキャビネット内に
セットされている。シリンダー圧力と容量は、ＰＬＣに
より読まれる。そして、シリンダーのエネルギー要求量
は従ってシリンダーの使用により直接制御される。
わけ、ガスシリンダー圧力Ｐおよびガスシリンダー容積
（すなわち自重）Ｍｔを必要とする。シリンダー圧力
は、加熱ブロックバルブ内の圧力変換器などの圧力測定
機器で測定される。シリンダー容量は、下部ヒーターに
よりカバーされたスケールで測定され、シリンダーは、
この下部ヒーター上でガスシリンダーキャビネット内に
セットされている。シリンダー圧力と容量は、ＰＬＣに
より読まれる。そして、シリンダーのエネルギー要求量
は従ってシリンダーの使用により直接制御される。
【００８９】特に、シリンダー内に残る生成物の重量Ｍ
ｐは、スケールで測定されるように、シリンダー重量Ｍ
から自重（すなわち空のシリンダー重量で、可変入力
値）を減算することにより算出される。全ての重量はポ
ンドで測定される。
ｐは、スケールで測定されるように、シリンダー重量Ｍ
から自重（すなわち空のシリンダー重量で、可変入力
値）を減算することにより算出される。全ての重量はポ
ンドで測定される。
【００９０】次にＭｐは、不等式、（ρｇ／１０００．
０＊Ｖ＊ｓ）＊２．２と比較される。ここでρｇは、Ｐ
ＬＣ内に入力される表により提供される。Ｖ（可変入力
値）はリットルで示すシリンダーの容積で、ｓは安全係
数である。不純物がシリンダーの底部で残りの液体中に
濃縮する傾向があるので、安全係数は、ガスシリンダー
中の液体の完全な減少を防ぐために使用される。このよ
うな不純物は、ガス配給システムの構成要素と共に、作
られる半導体装置にとって潜在的に有害である。これに
限定されるものではないが、安全係数ｓの典型的な値は
１．１〜１．３である。
０＊Ｖ＊ｓ）＊２．２と比較される。ここでρｇは、Ｐ
ＬＣ内に入力される表により提供される。Ｖ（可変入力
値）はリットルで示すシリンダーの容積で、ｓは安全係
数である。不純物がシリンダーの底部で残りの液体中に
濃縮する傾向があるので、安全係数は、ガスシリンダー
中の液体の完全な減少を防ぐために使用される。このよ
うな不純物は、ガス配給システムの構成要素と共に、作
られる半導体装置にとって潜在的に有害である。これに
限定されるものではないが、安全係数ｓの典型的な値は
１．１〜１．３である。
【００９１】結局、Ｍｐは、上述した不等式よりも少な
く、「出力」関数は、零の値が割り当てられる。このよ
うな場合、「分数」関数（分数＝出力／最大出力）もま
た零に等しい。
く、「出力」関数は、零の値が割り当てられる。このよ
うな場合、「分数」関数（分数＝出力／最大出力）もま
た零に等しい。
【００９２】逆に、もしＭｐが上述した不等式よりも大
きければ、液体温度Ｔldk （゜Ｋ）は式Ｔldk ＝（Ｂ／
（ｌｎ（Ｐ）−Ａ）から計算される。ここで、Ａおよび
Ｂは、特定の材料の蒸気圧曲線から決定される定数であ
る。Ａは蒸気圧曲線のｙ遮断(intercept) で、一方Ｂは
蒸気圧曲線の傾斜である。Ａ、Ｂ値の値のテーブルは、
ＰＬＣ内に予めプログラムされる。圧力Ｐ（ｐｓｉａ）
は、圧力センサーで測定される。
きければ、液体温度Ｔldk （゜Ｋ）は式Ｔldk ＝（Ｂ／
（ｌｎ（Ｐ）−Ａ）から計算される。ここで、Ａおよび
Ｂは、特定の材料の蒸気圧曲線から決定される定数であ
る。Ａは蒸気圧曲線のｙ遮断(intercept) で、一方Ｂは
蒸気圧曲線の傾斜である。Ａ、Ｂ値の値のテーブルは、
ＰＬＣ内に予めプログラムされる。圧力Ｐ（ｐｓｉａ）
は、圧力センサーで測定される。
【００９３】次に、液体温度Ｔldk は、式Ｔld＝１．８
＊Ｔldk により温度Ｔld（゜Ｆ）に変換される。温度Ｔ
ldは、温度セットポイントＴsp（゜Ｆ）（入力値）と比
較される。温度差（「誤差」"error" ）は、式、誤差＝
Ｔsp−Ｔldで計算される。
＊Ｔldk により温度Ｔld（゜Ｆ）に変換される。温度Ｔ
ldは、温度セットポイントＴsp（゜Ｆ）（入力値）と比
較される。温度差（「誤差」"error" ）は、式、誤差＝
Ｔsp−Ｔldで計算される。
【００９４】「総和」"sume"関数は、次に式、総和"sum
e"＝総和"sume"＋誤差"error" ＊ｄｔで計算される。こ
こで、ｄｔはサンプル時間（総和関数は制御アルゴリズ
ムの初期化の後、最初は零の値にセットされた）。「総
和」"sume"は、誤差"error"、すなわち温度差の総和を
示す。
e"＝総和"sume"＋誤差"error" ＊ｄｔで計算される。こ
こで、ｄｔはサンプル時間（総和関数は制御アルゴリズ
ムの初期化の後、最初は零の値にセットされた）。「総
和」"sume"は、誤差"error"、すなわち温度差の総和を
示す。
【００９５】「誤差」"error" 関数の値は次にチェック
される。もし値が零よりも少ないと、「出力」"output"
関数は零の値が割り当てられる。しかし、もしこの値が
零未満ではないとするとＫｃ値は、式、Ｋｃ＝Ｔgain＊
Ｍで計算される。ここで、Ｔgainは、Ｗ／゜Ｆ−ｌｂ単
位中の、ガスシリンダーとここに充填されている１秒当
りの(per second)液体の熱容量を示す。この値に限定さ
れるものではないが、Ｔgainは、例えば、１０〜１００
Ｗ／゜Ｆ−ｌｂの値をとることができる。例示するシス
テムでは、Ｔgainは、約３０Ｗ／゜Ｆ−ｌｂに等しい。
Ｋｃはシステム（シリンダーおよび液体）の温度を１゜
Ｆ上昇するのに要求される出力を示し、Ｗ／゜Ｆの単位
をもつ。
される。もし値が零よりも少ないと、「出力」"output"
関数は零の値が割り当てられる。しかし、もしこの値が
零未満ではないとするとＫｃ値は、式、Ｋｃ＝Ｔgain＊
Ｍで計算される。ここで、Ｔgainは、Ｗ／゜Ｆ−ｌｂ単
位中の、ガスシリンダーとここに充填されている１秒当
りの(per second)液体の熱容量を示す。この値に限定さ
れるものではないが、Ｔgainは、例えば、１０〜１００
Ｗ／゜Ｆ−ｌｂの値をとることができる。例示するシス
テムでは、Ｔgainは、約３０Ｗ／゜Ｆ−ｌｂに等しい。
Ｋｃはシステム（シリンダーおよび液体）の温度を１゜
Ｆ上昇するのに要求される出力を示し、Ｗ／゜Ｆの単位
をもつ。
【００９６】「出力」"output"関数の値は、次に式、出
力"output"＝Ｋｃ＊誤差"error" ＋Ｋｃ／tau ＊総和"s
ume"で計算される。tau は，制御システムに対するヒー
ターの応答の遅れ時間に基づく定数である。
力"output"＝Ｋｃ＊誤差"error" ＋Ｋｃ／tau ＊総和"s
ume"で計算される。tau は，制御システムに対するヒー
ターの応答の遅れ時間に基づく定数である。
【００９７】「分数」"fraction on" 関数は、次に式、
分数"fraction on" ＝出力"output"／最大出力"maxoutp
ut" により決められる。「分数」"fraction on" 関数
は、ヒーターがオンする時間を示す。「最大出力」"mas
output" は、ワットでヒーターの最大出力を示す。制御
システムを通して、ヒーターへの出力は、「分数」"fra
ction on" 関数で計算された時間、オンされる。
分数"fraction on" ＝出力"output"／最大出力"maxoutp
ut" により決められる。「分数」"fraction on" 関数
は、ヒーターがオンする時間を示す。「最大出力」"mas
output" は、ワットでヒーターの最大出力を示す。制御
システムを通して、ヒーターへの出力は、「分数」"fra
ction on" 関数で計算された時間、オンされる。
【００９８】制御ループは、不等式，Ｍｐ＜ρｇ／１０
００．０＊Ｖ＊ｓ）＊２．２に適合するまで続けられ
る。この時間、ガスシリンダーは、置き換えられ、アル
ゴリズムは再度初期化されるべきである。
００．０＊Ｖ＊ｓ）＊２．２に適合するまで続けられ
る。この時間、ガスシリンダーは、置き換えられ、アル
ゴリズムは再度初期化されるべきである。
【００９９】ガスシリンダーから気相のみを配送する容
量を最大とすることに加えて、上述したアルゴリズムお
よび制御システムは、ガス流速とともにシリンダーがこ
のような高い流量を配給できる時間の長さを最大とする
ことができる。
量を最大とすることに加えて、上述したアルゴリズムお
よび制御システムは、ガス流速とともにシリンダーがこ
のような高い流量を配給できる時間の長さを最大とする
ことができる。
【０１００】上述した制御システムの特別な有益な形態
はバルク貯蔵容器やトレイラーのような，シリンダーよ
りも大きな相当大きな液化ガス源ガスから、ガスを全べ
て確実に気相配給するまで、システムを評価することが
できる。
はバルク貯蔵容器やトレイラーのような，シリンダーよ
りも大きな相当大きな液化ガス源ガスから、ガスを全べ
て確実に気相配給するまで、システムを評価することが
できる。
【０１０１】発明の結果として、シリンダー内の液化ガ
スからプロセスガス流速の実質的な増加は、ガスシステ
ム中の同伴液滴の最小化もしくは完全な不存在を達成す
ることができる。シリンダーから除去される液滴は、有
効に消失され、膨脹プロセスで形成される液滴の可能性
もまた最小化され、消失される。
スからプロセスガス流速の実質的な増加は、ガスシステ
ム中の同伴液滴の最小化もしくは完全な不存在を達成す
ることができる。シリンダーから除去される液滴は、有
効に消失され、膨脹プロセスで形成される液滴の可能性
もまた最小化され、消失される。
【０１０２】シリンダー温度に関してシリンダーの内側
の液体の温度が環境温度と等しいかまたはやや低い値に
維持されるので、ヒーター下流での厳格な熱管理は、不
必要となる。また、進歩性のあるシステムおよび方法に
関連する任意の熱駆動力により，シリンダーキャビネッ
トの下流の配管システム中での濃縮が避けられる。
の液体の温度が環境温度と等しいかまたはやや低い値に
維持されるので、ヒーター下流での厳格な熱管理は、不
必要となる。また、進歩性のあるシステムおよび方法に
関連する任意の熱駆動力により，シリンダーキャビネッ
トの下流の配管システム中での濃縮が避けられる。
【０１０３】進歩性のあるシステム及び方法により得ら
れる外部伝熱係数ｈo の増加は、約100 Ｗ／ｍ２Ｋと推
定される。これは，液体温度を環境温度を越えて増加す
ることなく、環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度の
実質的な増加に転換される。その結果、ガス流速は約１
０のファクターで増加することができる。
れる外部伝熱係数ｈo の増加は、約100 Ｗ／ｍ２Ｋと推
定される。これは，液体温度を環境温度を越えて増加す
ることなく、環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度の
実質的な増加に転換される。その結果、ガス流速は約１
０のファクターで増加することができる。
【０１０４】発明はその特定の具体例を参照することに
より詳細に記載されているが、当業者であれば、請求項
の発明の範囲を逸脱しないで、各種変更や修正を行い、
均等物を適用することができる。
より詳細に記載されているが、当業者であれば、請求項
の発明の範囲を逸脱しないで、各種変更や修正を行い、
均等物を適用することができる。
【図１】シリンダーに沿う各種の位置で測定された外部
シリンダー壁温度と、Ｃｌ２シリンダーに対する時間の
関数としてのシリンダー内の蒸気圧力を示すグラフ。
シリンダー壁温度と、Ｃｌ２シリンダーに対する時間の
関数としてのシリンダー内の蒸気圧力を示すグラフ。
【図２】各種流速における、シリンダー内の液体温度の
関数としてシリンダー内の蒸気圧と、最も低い外部シリ
ンダー温度に対応する理論蒸気圧を示す図。
関数としてシリンダー内の蒸気圧と、最も低い外部シリ
ンダー温度に対応する理論蒸気圧を示す図。
【図３】ガスキャビネット中の第１の面での空気速度ベ
クトルを示す図。
クトルを示す図。
【図４】ガスキャビネット中の第１の面から垂直に置か
れた第二の面内での空気速度ベクトルを示す図。
れた第二の面内での空気速度ベクトルを示す図。
【図５】ガスシリンダーの外側表面に沿う外部伝熱速度
中の変動を示す概略図。
中の変動を示す概略図。
【図６】シリンダーとシリンダー内の液体との間の温度
差の関数としてシリンダー内部伝熱係数の量的変動を示
す図。
差の関数としてシリンダー内部伝熱係数の量的変動を示
す図。
【図７】時間の関数として、３ｓｌｍでのＣｌ２シリン
ダーから引かれるガス流内に検知される液体液滴の濃度
を示す図。
ダーから引かれるガス流内に検知される液体液滴の濃度
を示す図。
【図８】時間の関数として、１ｓｌｍでのＣｌ２シリン
ダーから引かれるガス流内に検知される液体液滴の濃度
を示す図。
ダーから引かれるガス流内に検知される液体液滴の濃度
を示す図。
【図９】無水ＨＣｌの状態図。
【図１０】この発明の第一の形態による、ガスキャビネ
ットと環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度を増加す
る手段を示すダイアグラム。
ットと環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度を増加す
る手段を示すダイアグラム。
【図１１】１１Ａ及び１１Ｂは、本発明のガスシリンダ
ーヒーターの側断面図及び平面図。
ーヒーターの側断面図及び平面図。
【図１２】時間の関数として、液体液滴の存在に関する
ヒーター温度の影響を示すグラフ。
ヒーター温度の影響を示すグラフ。
【図１３】本発明の第一の形態による、液化ガスの配給
を制御するシステムを示す概略図。
を制御するシステムを示す概略図。
【図１４】１４Ａ及び１４Ｂは、本発明の第一の形態に
よる、ガス流を過熱する手段を示す図。
よる、ガス流を過熱する手段を示す図。
【図１５】１５Ａ及び１５Ｂは、ガス流中の液滴の存在
を除去する過熱器の有効性を示す図。
を除去する過熱器の有効性を示す図。
【図１６】この発明の第一の形態による、液化ガスの配
給を制御する好適なシステムを示す概略図。
給を制御する好適なシステムを示す概略図。
【図１７】本発明の第一の形態によるヒーターを制御す
るコントロールアルゴリズムを示す図。
るコントロールアルゴリズムを示す図。
【図１８】図１７の制御アルゴリズムのフローチャー
ト。
ト。
002 …圧縮液化ガスシリンダー 003 …ガスキャビネット 004 …格子 006 …プレナム板(plenum plates) 、又はスリット列 007 …空気吹込み器又はファン 100 …ヒーター 102 …頂部板 104 …底部板 106 …センタースペーサー手段 108 …サイドスペーサー 110 …スクリュー 112 …空隙 114 …遮断部 116 …絶縁層 118 …前後部パネル 120 …サイドパネル 122 …ブリッジ 301,401 …シリンダーの長手軸 300,400 …二つの異なる面 302 …シリンダー 304 …減圧手段 306 …過熱手段 308 …伝熱速度増加手段 310 …圧力センサー 314 …コントローラー 316 …シリンダー過熱センサー 318 …温度センサー 400 …ブロックバルブ 402 …入口部 404 …パージガス入口部 406 …出口部 408,…410 アクチュエータ 414 …加熱要素 416 …位置 418 …金属ディスク 602 …スケール 604 …底部ヒーター／スケールカバー 606 …ブロックバルブ加熱器 610 …ガスシリンダ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/22 ５０１ 21/22 ５０１Ｓ (72)発明者 リチャード・ユーディシャス アメリカ合衆国、イリノイ州 60632、シ カゴ、エス・トロイ 5132 (72)発明者 ホァ − チ・ワン アメリカ合衆国、イリノイ州 60540、ナ パービル、カルペッパー・ドライブ 1582
Claims (59)
- 【請求項１】 液化状態からガスを配給するシステムで
あつて、(a) ガスが引かれるガスラインを有する圧縮液
化ガスシリンダーと、(b) ガスシリンダーが収容されて
いるガスシリンダーキャビネットと、(C) ガスシリンダ
ー内の液体温度が環境温度を超えないで、環境とガスシ
リンダーとの間の伝熱速度を増加する手段と、を備えた
システム。 - 【請求項２】 (d) ガスシリンダーから引かれるガスの
減圧手段と、(e) 減圧手段の上流に置かれている、ガス
シリンダーから引かれたガスを過熱する手段と、をさら
に備えた請求項１に記載のガス配給システム。 - 【請求項３】 (f) 伝熱速度増加手段と過熱手段を統合
可能に制御して、ガスシリンダーの圧力と温度、及び減
圧手段の上流にあるガスシリンダーから引かれるガスを
過熱する度合を制御できるようにする手段、をさらに備
えた請求項１に記載のガス配給システム。 - 【請求項４】 伝熱速度増加手段は、ガスキャビネット
中の１若しくはそれ以上の開口と、伝熱ガスが１若しく
はそれ以上の開口を通るようにする手段と、を備えた請
求項１に記載のガス配給システム。 - 【請求項５】 伝熱ガスは、空気又は不活性ガスである
請求項４に記載のガス配給システム。 - 【請求項６】 ガスキャビネット中の１若しくはそれ以
上の開口は、１若しくはそれ以上のプレナム板又はスリ
ットを備えている請求項４に記載のガス配給システム。 - 【請求項７】 １若しくはそれ以上のプレナム板又はス
リットは、伝熱ガスの流れ方向を定めるためのフィンを
備えている請求項６に記載のガス配給システム。 - 【請求項８】 伝熱速度増加手段は、１若しくはそれ以
上のプレナム板又はスリットの温度を環境温度よりもや
や高い値に電気的に制御する手段をさらに備えた請求項
６に記載のガス配給システム。 - 【請求項９】 伝熱速度増加手段は、空気の流れを実質
的に液体−蒸気界面に相当するシリンダー上の位置に向
けることができる請求項１に記載のガス配給システム。 - 【請求項１０】 伝熱速度増加手段は、一又はそれ以上
の放射パネルヒーターを備えた請求項１に記載のガス配
給システム。 - 【請求項１１】 伝熱速度増加手段は、シリンダーの下
に置かれたヒーターを備えた請求項１に記載のガス配給
システム。 - 【請求項１２】 シリンダーの下に置かれたヒーター
は、加熱されるスケールカバーで、このスケールカバー
は、上面と、下面と、上記上下面間に形成された中空部
内に置かれた加熱要素とを備えた請求項１１に記載のガ
ス配給システム。 - 【請求項１３】 スケールカバーは、上面に取付けられ
た窪み形状の部材をさらに備えた請求項１２に記載のガ
ス配給システム。 - 【請求項１４】 シリンダー圧力と重量の入力に基づい
て、加熱されるスケールカバーからの熱出力を制御する
手段をさらに備えた請求項１１に記載のガス配給システ
ム。 - 【請求項１５】 過熱手段は、加熱されるガスフィルタ
ー又は加熱される清浄器を備えた請求項１に記載のガス
配給システム。 - 【請求項１６】 過熱手段は、ラインと接触しているヒ
ーターを備えている請求項１に記載のガス配給システ
ム。 - 【請求項１７】 ラインと接触している過熱手段は、電
気的な加熱タイプである請求項１６に記載のガス配給シ
ステム。 - 【請求項１８】 過熱手段は、空気を加熱する手段と、
ガスが流れるチューブ部分上に、加熱される空気を吹き
込む手段をさらに備えた請求項１に記載のガス配給シス
テム。 - 【請求項１９】 過熱手段は、ガス入口、ガス出口、バ
ルブを開閉するアクチュエータ、及びバルブと熱接触す
るヒーターとを備えた、加熱されるバルブをさらに具備
した請求項１に記載のガス配給システム。 - 【請求項２０】 加熱されるバルブは、ブロックバルブ
である請求項１９に記載のガス配給システム。 - 【請求項２１】 加熱されるバルブは、更に第二のガス
入口を備え、ここを通ってパージガスがバルブ内に入る
ことができるようになっている請求項１９に記載のガス
配給システム。 - 【請求項２２】 加熱されるバルブは、これに接続され
た圧力測定装置をさらに備えた請求項１に記載のガス配
給システム。 - 【請求項２３】 ヒーターは、自動調整タイプのヒータ
ーと、抵抗型のタイプのヒーターと、カートリッジヒー
ターとからなる群から選択される請求項１９に記載のガ
ス配給システム。 - 【請求項２４】 ヒーターはヒートトレースである請求
項２３に記載の加熱されるバルブ。 - 【請求項２５】 半導体処理装置と請求項１に記載のガ
ス配給システムとを備えた半導体処理システム。 - 【請求項２６】 液化状態からガスを配給する方法であ
って、この方法は、 (a) ガスシリンダーキャビネットに収容され、ガスライ
ンを有するガスシリンダー内に、圧縮液化ガスを供給す
る工程と、 (b) ガスシリンダー内の液体温度を環境温度を超えるこ
となく環境とガスシリンダーとの間の伝熱速度を増加す
る工程と、を備えた方法。 - 【請求項２７】 (c) ガスの膨脹前にガスシリンダーか
ら引かれるガスを過熱する工程を更に備えた請求項２６
に記載のガス供給方法。 - 【請求項２８】 (d) 伝熱速度の増加と過熱工程を統合
可能に制御して、ガスシリンダーの圧力と温度、及びガ
スの任意の膨脹前にガスシリンダーから引かれるガスを
過熱する度合を制御する工程を更に備えた請求項２６に
記載のガス供給方法。 - 【請求項２９】 ガスはＮＨ3 ，ＡｓＨ3 ，ＢＣｌ3 ，
ＣＯ2 ，Ｃｌ2 ，ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，Ｓｉ2 Ｈ6 ，ＨＢ
ｒ，ＨＣｌ，ＨＦ，Ｎ2 Ｏ，Ｃ3 Ｆ8 ，ＳＦ6，Ｐ
Ｈ3 ，及びＷＦ6 から選択される請求項２６に記載のガ
ス供給方法。 - 【請求項３０】 伝熱ガスをガスキャビネット中の１若
しくはそれ以上の開口を通すことにより、伝熱速度を増
加する請求項２６に記載のガス供給方法。 - 【請求項３１】 伝熱ガスは、空気又は不活性ガスであ
る請求項３０に記載のガス供給方法。 - 【請求項３２】 １若しくはそれ以上の開口は、１若し
くはそれ以上のプレナム板又はスリットを備えている請
求項３０に記載のガス供給方法。 - 【請求項３３】 伝熱速度増加工程は、１若しくはそれ
以上のプレナム板又はスリットの温度を環境温度よりも
やや高い値に電気的に制御する工程を更に備えている請
求項３２に記載のガス供給方法。 - 【請求項３４】 伝熱速度増加工程は、空気の流れを実
質的に液体−蒸気界面に相当するシリンダー上の位置に
向ける工程を備えている請求項２６に記載のガス供給方
法。 - 【請求項３５】 伝熱速度増加工程は、ガスキャビネッ
ト中に１若しくはそれ以上のプレナム板又はスリットを
用意する工程を備え、１若しくはそれ以上のプレナム板
又はスリットは空気の流れ方向を決めるためのフィンを
備えている請求項２６に記載のガス供給方法。 - 【請求項３６】 伝熱速度増加工程は、一又はそれ以上
の放射パネルヒーターを備えたシリンダーを加熱する工
程を備えた請求項２６に記載のガス供給方法。 - 【請求項３７】 伝熱速度増加工程は、ガスシリンダー
の下のヒーターでシリンダーを加熱する工程を備えた請
求項２６に記載のガス供給方法。 - 【請求項３８】 シリンダーの下に置かれたヒーター
は、加熱されるスケールカバーで、このスケールカバー
は、上面と、下面と、上記上下面間に形成された中空部
内に置かれた加熱要素とを備え、この方法は更にスケー
ルを有するシリンダーの重量を測定する工程を備えた請
求項３７に記載のガス供給方法。 - 【請求項３９】 シリンダー圧力と重量の入力に基づい
て加熱されるスケールカバーからの熱出力を制御する工
程を更に備えた請求項３８に記載のガス供給方法。 - 【請求項４０】 ガスシリンダーから引かれるガスを過
熱する工程は、加熱されるガスフィルター又は加熱され
る清浄器でガスを過熱する工程を備えた請求項２６に記
載のガス供給方法。 - 【請求項４１】 ガスシリンダーから引かれるガスを過
熱する工程は、ラインと接触しているヒーターでガスを
過熱する工程を備えた請求項２６に記載のガス供給方
法。 - 【請求項４２】 ラインと接触しているヒーターは、電
気的な加熱タイプを備えた請求項４１に記載のガス供給
方法。 - 【請求項４３】 ガスシリンダーから引かれるガスを過
熱する工程は、空気を加熱する工程と、ガスが流れるチ
ューブ部分上に、加熱される空気を吹き込む工程とを備
えた請求項２６に記載のガス供給方法。 - 【請求項４４】 ガスシリンダーから引かれるガスを過
熱する工程は、バルブと熱接触するヒーターを備えたバ
ルブ内でガス流を加熱する工程を備えた請求項２６に記
載のガス供給方法。 - 【請求項４５】 加熱されるバルブは、ブロックバルブ
である請求項４４に記載のガス供給方法。 - 【請求項４６】 ヒーターは、自動調整タイプのヒータ
ーと、抵抗型のタイプのヒーターと、カートリッジヒー
ターとの群から選択される請求項４４に記載のガス供給
方法。 - 【請求項４７】 ヒーターはヒートトレースである請求
項４６に記載のガス供給方法。 - 【請求項４８】 ガスがバルブに入ることができるガス
入口、ガスがバルブから出ることができるガス出口、バ
ルブを開閉するアクチュエータ、及びバルブと熱接触す
るヒーターとを備えた、ガス流量調整用の、加熱される
バルブ。 - 【請求項４９】 バルブは、ブロックバルブである請求
項４８に記載の加熱されるバルブ。 - 【請求項５０】 更に第二のガス入口を備え、ここを通
ってパージガスがバルブに入ることができるようになっ
ている請求項４８に記載の加熱されるバルブ。 - 【請求項５１】 バルブに接続された圧力測定装置をさ
らに備えた請求項４８に記載の加熱されるバルブ。 - 【請求項５２】 ヒーターは、自動調整タイプのヒータ
ーと、抵抗型のタイプのヒーターと、カートリッジヒー
ターとの群から選択される請求項４８に記載の加熱され
るバルブ。 - 【請求項５３】 ヒーターはヒートトレースである請求
項５２に記載の加熱されるバルブ。 - 【請求項５４】 ヒーターと熱接触している焼結金属デ
ィスクを更に備え、このディスクは、ガスと接触する付
加的な加熱表面領域を提供している請求項４８に記載の
加熱されるバルブ。 - 【請求項５５】 上面と、下面と、上記上下面間に形成
された中空部内に置かれた熱要素とを備えた加熱される
スケールカバー。 - 【請求項５６】 加熱要素はこの中空部内に巻かれてい
る請求項５５に記載の加熱されるスケールカバー。 - 【請求項５７】 加熱要素は２２０゜Ｆ（１０４℃）ま
での温度で操作できる請求項５５に記載の加熱されるス
ケールカバー。 - 【請求項５８】 中空部の下に更に絶縁層を備え、この
絶縁層は加熱要素から上面に熱を向ける有効なものであ
る請求項５５に記載の加熱されるスケール。 - 【請求項５９】 上面に取付けられた窪み形状の部材を
更に備えた請求項５５に記載の加熱されるスケール。
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