(57)【要約】【課題】  内部圧力が大気圧以下で供給されるガスボンベを用いたガス供給システムにおいて、パージガス、空気など大気圧以上のガスが前記ガスボンベに逆流することを防止する【解決手段】  ガスボンベ遮断弁ＭＶ１とガス分岐点２０との間に、逆流防止用遮断弁ＡＶ２を設けて、また、逆流防止用遮断弁ＡＶ２の開閉の判断を行うために、逆流防止用遮断弁ＡＶ２の前後にガスラインの圧力測定用の圧力計を設けた逆流防止監視付きガス供給システムとした。【選択図】図１
2006242309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着型ガスボンベのボンベバルブにつながる第１のガスラインと、ガス消費装置へつながる第２のガスラインと、パージラインとがガス分岐点から分岐しているガス供給システムにおいて、前記第1のガスラインに逆流防止用遮断弁を設け、前記ボンベバルブと前記逆流防止用遮断弁との間に第１の圧力計を設け、前記逆流防止用遮断弁と前記ガス分岐点との間に第２の圧力計を設けた逆流防止監視付きガス供給システム。
【請求項２】
前記パージラインに第３の圧力計を設けた請求項１に記載された逆流防止監視付きガス供給システム
【請求項３】
請求項１に記載された逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法において、
前記第２の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した圧力比を求め、開閉判定指数と比較する工程と、
前記圧力比が前記開閉判定指数より小さい場合に前記逆流防止用遮断弁を開く工程と、
からなる逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法。
【請求項４】
請求項１に記載された逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法において、
前記第２の圧力計の圧力を求め開閉閾値圧力と比較する工程と、
前記第２の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した圧力比を求め、開閉判定指数と比較する工程と、
前記圧力が前記開閉閾値圧力より小さく、かつ前記圧力比が前記開閉判定指数より小さい場合に、前記逆流防止用遮断弁を開く工程と、
からなる逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法。
【請求項５】
請求項２に記載された逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法において、
前記第３の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した第１の圧力比を求め、予備開閉指数と比較する工程と、
前記第２の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した第２の圧力比を求め、開閉判定指数と比較する工程と、
前記第１の圧力比が前記予備開閉指数より小さく、かつ前記第２の圧力比が前記開閉判定指数より小さい場合に、前記逆流防止用遮断弁を開く工程と、
からなる逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法。
【請求項６】
請求項２に記載された逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法において、
前記第２の圧力計の圧力を求め開閉閾値圧力と比較する工程と、
前記第３の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した第１の圧力比を求め、予備開閉指数と比較する工程と、
前記第２の圧力計の示す値を前記第１の圧力計の示す値で除した第２の圧力比を求め、開閉判定指数と比較する工程と、
前記圧力が前記開閉閾値圧力より小さく、かつ前記第１の圧力比が前記予備開閉指数より小さく、かつ前記第２の圧力比が前記開閉判定指数より小さい場合に、前記逆流防止用遮断弁を開く工程と、
からなる逆流防止監視付きガス供給システムの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスボンベ内の充填剤にガスを物理吸着させることにより、常用の温度でガスボンベ内圧力が大気圧以下で供給される吸着型ガスボンベを用いたガス供給システムにおいて、パージガス、空気など大気圧以上のガスが前記ガスボンベに逆流することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に、ガスボンベ内の充填剤にガスを物理吸着させることにより、常用の温度でガスボンベ内圧力が大気圧以下の状態でガスを供給できるガスボンベの従来のガス供給システムを示す。
【０００３】
ガスボンベ内圧力が大気圧以下であるガスボンベ１０と図示されていないガス消費装置との差圧を利用して、ガスボンベ１０からガス消費装置へ所望のガスを供給するシステムにおいて、ガスボンベ１０には、ボンベバルブＭＶ１が設けられており、第１のガスライン３０は、ガス分岐点２０において、ガス消費装置へつながる第２のガスライン４１と第1のパージライン５1に分岐されている。第２のガスライン４１上には圧力計Ｐ０が設けられ、中間遮断弁ＡＶ１を経て装置ガスライン４２に接続されており、装置ガスライン４２にはマスフローコントローラーＭＦＣなどが設けられてガス消費装置へ接続されており、また、パージライン５１はパージラインバルブＭＶ２と接続されており、パージラインバルブＭＶ２は、パージライン５２に接続されている。
【０００４】
ガスボンベ１０の交換、取り付けを行った後には、ボンベバルブＭＶ１と第１のガスライン３０との取り付け部分のリークの有無を確認するために、ボンベバルブＭＶ１と中間遮断弁ＡＶ１を閉じた状態でパージラインバルブＭＶ２を開き、第１のガスライン３０および第２のガスライン４１およびパージライン５１に機密チェック用のパージガス（例えば、アルゴン、窒素、ヘリウム等）を導入した後にパージラインバルブＭＶ２を閉じて、第１のガスライン３０および第２のガスライン４１およびパージライン５１に機密チェック用のガスを封じ込み、圧力計Ｐ０を用いて第１のガスライン３０および第２のガスライン４１およびパージライン５１の機密チェックを行った後に、中間遮断弁ＡＶ１を開けて第１のガスライン３０および第二のガスライン４１およびパージライン５１にある機密チェック用のパージガスをガスライン４２を介して真空引きし、第１のガスライン３０および第二のガスライン４１およびパージライン５１を真空状態にした後に、ボンベバルブＭＶ１を開けている。
【特許文献１】特開平８−３１３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のガスラインの構成では、機密チェック終了後に、機密チェック用のパージガスを真空引きし、第１のガスライン３０および第２のガスライン４１およびパージライン５１を真空状態にした後に、ボンベバルブＭＶ１を開けているが、パージラインのパージラインバルブＭＶ２に不具合があったり、人為的な操作ミスによりパージラインバルブＭＶ２が開いてしまうと、パージライン５２のパージガスがパージライン５１を経てガスライン３０およびガスライン２２に流入してしまい、その結果、ガスボンベ１０にパージガスが逆流してしまうトラブルが起きる危険性を有していた。また、通常の使用時においても、パージラインバルブＭＶ２の故障によりパージガスや大気が逆流する危険性を有していた。
【０００６】
本発明の目的は、パージガスあるいは大気のガスボンベへの逆流を確実に検知して、逆流によるトラブルを防ぐガス供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記で述べた課題を解決するために、以下の手段を用いた。吸着型ガスボンベのボンベバルブＭＶ１につながる第１のガスラインと、ガス消費装置へつながる第２のガスラインと、パージラインとがガス分岐点で分岐されているガス供給システムにおいて、第1のガスラインには逆流防止用遮断弁ＡＶ２を設け、ボンベバルブＭＶ１と逆流防止用遮断弁ＡＶ２を結ぶ第1のガスラインには第１の圧力計Ｐ１を設け、逆流防止用遮断弁ＡＶ２とガス分岐点を結ぶ第1のガスラインには第２の圧力計Ｐ２を設けた逆流防止監視付きガス供給システムとした。
【発明の効果】
【０００８】
逆流防止用遮断弁ＡＶ２とボンベバルブＭＶ１との間の圧力より、前記逆流防止用遮断弁ＡＶ２とガス分岐点との間の圧力の方が高い場合は、前記逆流防止用遮断弁ＡＶ２が閉じるように制御しておけば、万が一、ガスボンベの圧力より高いパージガスが、ガスライン上に混入しても、前記逆流防止用遮断弁ＡＶ２が閉じるので、ガスボンベへのパージガスの逆流を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図１から図６に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムを示す概念図である。ガスボンベ１０は、ボンベ内の充填剤にガスを物理吸着させることにより、常用の温度でボンベ内圧力が大気圧以下であり、図示されていないガス消費装置は真空ポンプを備えていることにより、ガスボンベ１０のガスボンベ内圧力より低い圧力に保てるようになっている。ガスボンベ１０にはボンベバルブＭＶ１が設置されており、ボンベバルブＭＶ１は第1のガスライン３０を経て、ガス分岐点２０と接続されている。第1のガスライン３０には、逆流防止用遮断弁ＡＶ２が接続されており、逆流防止用遮断弁ＡＶ２の両端近傍には、第1の圧力計Ｐ１と第2の圧力計Ｐ２が設置されている。ガス分岐点２０は、第二のガスライン４１とパージライン５１とに分岐されている。第２のガスライン４１は中間遮断弁ＡＶ１と接続されており、中間遮断弁ＡＶ１は、ガス消費装置へつながるガスライン４２と接続されている。ガスライン４２上にはマスフローコントローラーＭＦＣが接続され、ガス消費装置へ供給されるガスの流量を調節している。パージライン５１はパージラインバルブＭＶ２と接続されており、パージラインバルブＭＶ２は、パージライン５２に接続されている。なお、本実施例では、第２の圧力計Ｐ２が図７の圧力計Ｐ０の働きを兼ねている。
【００１１】
ガスボンベ１０の内部圧力は、室温においては大気圧以下であるため、ガス消費装置を真空ポンプで減圧してガスボンベ１０の内部圧力より低くすることにより、ガスボンベ１０とガス消費装置との差圧を利用して、ガスボンベ１０からガス消費装置へ、ガスを供給することになるが、第１の圧力計Ｐ１の圧力ｐ１と第２の圧力計Ｐ２の圧力ｐ２とを確認した逆流防止監視を行い、ガスを供給する。
【００１２】
次に、図２に示す第１のフロチャートを用いて、本発明の第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給を用いたガスボンベ１０からガス消費装置へガスを供給する第二の方法を説明する。
【００１３】
まず、第１の圧力計Ｐ１と第２の圧力計Ｐ２により逆流防止監視を開始したら、中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮかＣＬＯＳＥかを判定する。中間遮断弁ＡＶ１がＣＬＯＳＥの場合、直ちに逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮの場合、第１の圧力計Ｐ１の圧力ｐ１と第２の圧力計Ｐ２の圧力ｐ２の第１第２圧力比ｃ１２（＝ｐ２／ｐ１）を求める。この時、予め開閉判定指数αを０＜α≦１で設定しておき、α＞ｃ１２（α≧ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２はＯＰＥＮとし、一方α≦ｃ１２（α＜ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。
【００１４】
開閉判定指数αの値は、小さければ小さいほど、逆流防止用遮断弁ＡＶ２がＣＬＯＳＥしている時間が多くなり、逆流防止の効果は大きくなる。例えば、半導体製造で使用するイオン注入装置のガス源としてＡｓＨ３ガスを使用する場合、ガス消費装置にて必要とされるＡｓＨ３ガスの流量は、1分間におよそ０．５ｃｃ〜２．０ｃｃである。ガスボンベ１０は、ガス充填圧力がおよそ１気圧＝1013ＨＰａ（ヘクト・パスカル）で充填されており、ガスを消費するとボンベ内のガスの圧力は減少していき、実用上問題が無い流量がとれるガスの圧力範囲は、おおよそ１０ＨＰａ以上までとなっている。開閉判定指数αの下限としては、実際には、α＞０ではなく、α＞０．０１程度となる。また、逆流防止効果と経済性の観点から考えると、開閉判定指数αは、０．９〜０．９５くらいが望ましいと考えられる。
【００１５】
次に、図３に示す第２のフロチャートを用いて、本発明の第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給を用いたガスボンベ１０からガス消費装置へガスを供給する方法の他の例を説明する。
【００１６】
まず、第１の圧力計Ｐ１と第２の圧力計Ｐ２により逆流防止監視を開始したら、中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮかＣＬＯＳＥかを判定する。中間遮断弁ＡＶ１がＣＬＯＳＥの場合、直ちに逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮの場合、第２の圧力計Ｐ２の圧力と予め設定した開閉閾値圧力ｐｔｈとを比較する。ｐ２＞ｐｔｈ（またはｐ２≧ｐｔｈ）の時には、逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし逆流防止監視を継続し、ｐ２＜ｐｔｈ（またはｐ２≦ｐｔｈ）の時には、第２の圧力計Ｐ２の圧力ｐ２を第１の圧力計Ｐ１の圧力ｐ１で除した第１第２圧力比ｃ１２と開閉判定指数α（０＜α≦１で設定）とを比較する。α＞ｃ１２（またはα≧ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２はＯＰＥＮとし、一方α≦ｃ１２（またはα＜ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。αの値としては、逆流防止効果と経済性の観点から考えると、開閉判定指数αは、０．９〜０．９５くらい、が望ましいと考えられる。開閉閾値圧力ｐｔｈの値としては、実用上問題の無い流量を確保できる圧力値を設定するが、固定値でも良いし、変数値でも良い。例えば、半導体製造で使用するイオン注入装置のガス源としてＡｓＨ３ガスを使用する場合は、ガスの拡散速度を考慮に入れると、ｐｔｈ＝３０ＨＰａ程度が望ましい。
【実施例２】
【００１７】
図４に本発明の第２の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムを示す概念図である。図１で説明した本発明の実施例の概念図において、パージライン５１に第３の圧力計Ｐ３を別途設けたものである。パージライン５１に第３の圧力計Ｐ３を設けることにより、パージライン５２からのパージガスの逆流を逸早く検知することにより、逆流防止の効果を高めるものである。
【００１８】
次に、図５に示すフロチャートを用いて、本発明の第２の実施例である逆流防止監視付きガス供給を用いたガスボンベ１０からガス消費装置へガスを供給する方法を説明する。
まず、逆流防止監視を開始したら、中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮかＣＬＯＳＥかを判定する。中間遮断弁ＡＶ１がＣＬＯＳＥの場合、直ちに逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。中間遮断弁ＡＶ１がＯＰＥＮの場合、第１の圧力計Ｐ１の圧力ｐ１と第３の圧力計Ｐ３の圧力ｐ３の第１第３圧力比ｃ１３（＝ｐ３／ｐ１）を求める。予め予備開閉指数βを０＜β≦１で設定しておき、β≦ｃ１３（またはβ＜ｃ１３）の時には、逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、β＞ｃ１３（またはβ≧ｃ１３）の時には、逆流防止用遮断弁ＡＶ２の開閉状態は保持したまま、次に第１の圧力計Ｐ１の圧力ｐ１と第２の圧力計Ｐ２の圧力ｐ２の第１第２圧力比ｃ１２（＝ｐ２／ｐ１）を求める。この時、予め開閉判定指数αを０＜α≦１で設定しておき、α＞ｃ１２（α≧ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２はＯＰＥＮとし、一方α≦ｃ１２（α＜ｃ１２）の時には逆流防止用遮断弁ＡＶ２をＣＬＯＳＥとし、逆流防止監視を継続する。逆流防止効果と経済性の観点から考えると開閉判定指数α及び予備開閉指数βの値としては、α＝０．９〜０．９５くらい、β＝０．９〜０．９５くらいが望ましいと考えられる。開閉閾値圧力ｐｔｈの値としては、実用上問題の無い流量を確保できる圧力値を設定するが、固定値でも良いし、変数値でも良い。例えば、半導体製造で使用するイオン注入装置のガス源としてＡｓＨ３ガスを使用する場合は、ガスの拡散速度を考慮に入れると、開閉閾値圧力ｐｔｈは３０ＨＰａ程度が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの一例を示す概念図
【図２】第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの逆流防止監視方法を示す第１のフロチャート
【図３】第１の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの逆流防止監視方法を示す第２のフロチャート
【図４】本発明の第２の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの一例を示す概念図
【図５】第２の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの逆流防止監視方法を示す第１のフロチャート
【図６】第２の実施例である逆流防止監視付きガス供給システムの逆流防止監視方法を示す第２のフロチャート
【図７】従来のガス供給システムを示す概念図
【符号の説明】
【００２０】
１０    ガスボンベ
２０    ガス分岐点
３０    第１のガスライン
４１    第２のガスライン
４２    装置ガスライン
５１    パージライン
５２    パージライン
ＭＶ１  ボンベバルブ
ＭＶ２  パージラインバルブ
ＡＶ１  中間遮断弁
ＡＶ２  逆流防止用遮断弁
Ｐ０    圧力計
Ｐ１    第１の圧力計
Ｐ２    第２の圧力計
Ｐ３    第３の圧力計
ＭＦＣ  マスフローコントローラー
【図１】
2006242309.tif 000003
【図２】
2006242309.tif 000004
【図３】
2006242309.tif 000005
【図４】
2006242309.tif 000006
【図５】
2006242309.tif 000007
【図６】
2006242309.tif 000008
【図７】
2006242309.tif 000009