(57)【要約】  本発明は、ガス流を制限且つ隔離するように設計された制限流量オリフィス、ＲＦＯ、ディスク１０１を含む自動遮断装置を対象とする。ＲＦＯディスクは、システム故障に起因して生じる特定の圧力降下に応答して収縮するように設計される。故障が生じた時、ＲＦＯディスクは、排出流路を塞ぐ密閉された位置へと収縮する。このように、ＲＦＯディスクは、ディスクの上流のガスを閉じ込める自動遮断装置として機能する。
2015503709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置であって、
第１の場所に配置された第１のエラストマー部材によって所定位置で密閉された、制限流量オリフィス・ディスクと、
第２の場所に配置された第２のエラストマー部材であって、前記ディスクが弛緩状態にある時に、前記ディスク及び前記第２のエラストマー部材が前記ガス排出流路への流路を形成する前記第２のエラストマー部材と、
前記ディスクの厚さを通って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記ディスクが前記弛緩状態にある時に、前記ガスを前記ガス排出流路に導くように構成される前記流路へ、前記１つ又は複数の開口部を通って前記ガスが流れる前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクは、前記ディスク全体の圧力降下を引き起こす所定の流量に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へ収縮し、且つ、前記ガス排出流路を密閉するために前記第２のエラストマー部材と係合するように構成される、自動遮断装置。
【請求項２】
前記ディスクは、チョーク流れ状況下で、前記弛緩状態から収縮した状態へと移動するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の場所は、前記ディスクの周辺に沿っており、前記第２の場所は、前記第２の場所から内方へ径方向にある前記ディスクの上面に沿っている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ディスクは、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．１２７ｃｍ（０．０５０インチ）までの厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の場所及び前記第２の場所のそれぞれは、前記ディスクの上面に沿っていることで、前記ディスクの、前記第２のエラストマー部材の方への収縮及び軸方向の平行移動を可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置であって、
第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間で静止状態に保持される制限流量オリフィス・ディスクであって、前記ディスクの周辺が前記第１のエラストマー部材に対して密閉されて、前記周辺のガスの流れを防止する、前記制限流量オリフィス・ディスクと、
上記ディスクの上面に沿って配置され、前記第１のエラストマー部材の内方へ径方向に配置された第２のエラストマー部材であって、前記ディスクが弛緩状態にある時に、前記ディスク及び前記第２のエラストマー部材が前記ガス排出流路への流路を形成する前記第２のエラストマー部材と、
前記ディスクの厚さを通って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記ディスクが前記弛緩状態にある時に、前記ガスを前記排出流路へと前記第２のエラストマー部材を超えて内方へ径方向に導くように構成される流路へ、前記１つ又は複数の開口部を通ってガスが流れる前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクは、前記ディスク全体の圧力降下をもたらす所定の流量に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へ収縮して、前記ガス排出流路を密閉するように構成される、自動遮断装置。
【請求項７】
前記ディスクは、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、及びそれらの合金で構成される群から選択される材料から形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスクは、互いから等間隔で離れた複数の開口部を含み、前記複数の開口部は前記ディスクの前記周辺に位置する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のエラストマー部材は底部片内に着座し、前記第２のエラストマー部材は上部片内に着座し、前記底部片及び前記上部片は共に結合される、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスクは、前記流量が約４０ｓｃｃｍ以上の流量を超える時に収縮するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスクは、前記流量が１０ｓｃｃｍ以下の時は弛緩したままである、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
高圧ボンベ内のガスの流れを隔離するためのシステムであって、
加圧ガスを保持するボンベと、
前記ボンベの上部分に取り付けられたバルブ本体によって一部画定されたガス排出路と、
前記バルブ本体の上流に配置された制限流量オリフィス・ディスクであって、閉鎖位置から移動することによって前記バルブを通る流路が塞がれて、開放位置に移動することによって、ガスが前記バルブ本体を流れることが可能になるように構成された密閉部材を前記バルブ本体が含有し、前記ディスクは、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に取り付けられ、前記第１のエラストマー部材は前記ディスク周辺に沿って配置され、前記第２のエラストマー部材は、前記第１のエラストマー部材の内方へ径方向に、且つ、前記ディスクの上面に沿って配置される、前記制限流量オリフィス・ディスクと、
前記第２のエラストマー部材及び前記ディスクの前記上面によって画定される流路であって、前記ディスクが弛緩状態にある時にガスをガス排出流路へ導くように構成された前記流路と、
前記ディスクの厚さに沿って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記流路への入口を形成する前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクが、前記ディスク全体における所定の圧力降下に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へと収縮することによって、前記ガス排出路を密閉するように構成され、前記密閉によって、前記排出路を通るガスの流れが防止される、システム。
【請求項１３】
前記ディスク及び前記流路全体における前記ガス流が、約１０ｓｃｃｍに満たない流量で生じる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バルブ本体は真空駆動式バルブを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ディスクの前記上面上に配置されたばねをさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２のエラストマー部材は前記ディスクの前記上面に沿って配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ディスクは、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．１２７ｃｍ（０．０５０インチ）までの厚さを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のエラストマー部材は底部片内に着座し、前記第２のエラストマー部材は上部片内に着座し、前記底部片及び前記上部片は共に結合される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記開口部のサイズは、約１ミクロンから約１０００ミクロンである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ディスクは、前記所定の圧力降下が約１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）に達すると収縮するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正常動作条件下でガス流を制限することと、下流の破局的故障に応答してガス流を遮断することとを可能にする自動遮断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造などの産業処理製造用途には、典型的には、毒性、腐食性及び／又は可燃性の水素化ガス及びハロゲン化ガス、並びにそれらの混合物を取り扱う際の安全性が必要とされる。例として、半導体産業は、ウエハ処理のためにガス状の水素化物のシラン（ＳｉＨ４）、並びにアルシン（ＡｓＨ３）及びホスフィン（ＰＨ３）などの液化され圧縮されたガスに頼ることが多い。様々な半導体プロセスには、１０．３４ＭＰａＧ（１５００ｐｓｉｇ）と同じ程度の貯蔵圧力を有する容器からＳｉＨ４、ＡｓＨ３又はＰＨ３が利用される。それらの著しい有毒性及び高い蒸気圧に起因して、送出システム構成部品の故障、又はボンベ切り替え手順中の人的ミスによるこれらのガスの制御不能な放出は、破局的な結果につながる可能性がある。例えば、シランなどの可燃性ガスの放出によって、火災、システム損傷、及び／又は人身損害の可能性を引き起こす場合がある。アルシンなどの極めて有毒なガスの漏れは、結果として人身損害又は死亡にさえつながる場合がある。
【０００３】
シランは、有毒ガスが典型的にはどのように半導体産業によって使用されているかについての一つの実例である。シランは、約１０．３４ＭＰａＧ（１５００ｐｓｉｇ）以上で加圧容器内に気相生成物として貯蔵される。シランの１つの１４０グラム・ボンベでの漏れは、３．０５メートル（１０フィート）の高さの天井を有する２，７８７平方メートル（３０，０００平方フィート）の建物の全容積を、生命及び健康に直ちに危険を及ぼす（ＩＤＬＨ：Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ  Ｄａｎｇｅｒ  ｔｏ  Ｌｉｆｅ  ａｎｄ  Ｈｅａｌｔｈ）レベルまで汚染する可能性がある。漏れ速度が十分に大きい場合は、ＩＤＬＨレベルまでの汚染は数分内に生じる可能性があり、これはつまり、流出源近くの範囲で致命的な濃度レベルが長時間にわたって存在することになる。
【０００４】
ガス及び液化され圧縮されたガスの高圧ボンベからの意図的でない放出に伴う安全上の問題に照らして、貯蔵及び送出を改良したいくつかの機械システムが設計且つ開発されているが、そういったシステムは非効率的なままである。例えば、現在のボンベ貯蔵及び送出ボンベによる故障に起因した毒ガスの放出速度は制御されるが、生産環境においてはＩＤＬＨレベルに達するまでの汚染濃度レベルを引き起こすほど、依然十分に高いレベルである。現在のシステムが放出速度を十分に低減させることができないことにより、半導体生産環境において、水素化ガス及びハロゲン化ガスを取り扱う際の安全性は向上していない。
【０００５】
また、ボンベ部分を取り囲む環境の安全性を確実にするためには、流量制限が適切でない場合があり得る。例えば、ガス・ボンベに関連する圧力調節器及びバルブといったボンベ構成部品の破局的なシステム故障、又は、下流のガス・ライン若しくは接続の故障発生時には、流れを完全に隔離する必要がある場合がある。このような故障に起因して毒ガスの流れを隔離することができないことで、危険な濃度レベルが大気へ放出されることもあり得る。
【０００６】
安全なレベルまで流れを適切に制限することと、予め定められた設定点の条件において流れを隔離することとの双方が可能であることが望ましい。本発明の他の態様は、明細書、図面、及び本願に添付の特許請求の範囲を検討することによって、当業者には明らかとなろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，９３７，８９５号
【特許文献２】米国特許第６，００７，６０９号
【特許文献３】米国特許第６，０４５，１１５号
【特許文献４】米国特許第６，９５９，７２４号
【特許文献５】米国特許第７，９０５，２４７号
【特許文献６】米国特許出願第１１／４７７，９０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ガス流を隔離するための自動遮断装置を利用する。自動遮断装置は、制限流量オリフィス（ＲＦＯ：ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  ｆｌｏｗ  ｏｒｉｆｉｃｅ）・ディスクを含む。説明するように、ＲＦＯディスクは、ディスクの所定の開口部又は孔を通るガスの流れが増すことに起因して、ディスク全体に生じる予め定められた圧力降下に応答して収縮するように設計される。ガスの流れが増すと、その結果、下流の破局的故障又は流れ制御の喪失が生じる場合がある。圧力降下によって、ＲＦＯディスクは、開放位置から、閉鎖位置及び密閉位置まで収縮し、それによって排出流路が塞がれるため、ガスはディスクを超えた下流には流れなくなる。このように、ＲＦＯディスクは、ディスクの上流にガスを閉じ込める。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様において、ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置が提供される。当該装置は、第１の場所に配置された第１のエラストマー部材に対して所定位置で密閉された制限流量オリフィス・ディスクと、第２の場所に配置された第２のエラストマー部材であって、ディスクが弛緩状態にある時に、ディスク及び第２のエラストマー部材がガス排出流路への流路を形成する第２のエラストマー部材と、ディスクの厚さを通って伸張し、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部と、を含み、ディスクが弛緩状態にある時に、ガスをガス排出流路に導くように構成される流路へ、１つ又は複数の開口部を通ってガスが流れ、ディスクは、オリフィスからの流れの増加に起因した、ディスク全体の所定の圧力降下に応答して、弛緩状態から第２のエラストマー部材の方へ収縮し、且つ、ガス排出流路を密閉するために第２のエラストマー部材と係合するように構成される。
【００１０】
本発明の第２の態様において、ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置が提供される。当該装置は、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間で静止状態に保持される制限流量オリフィス・ディスクであって、当該ディスクの周辺が第１のエラストマー部材に対して密閉されて、当該周辺のガスの流れを防止する制限流量オリフィス・ディスクと、ディスクの上面に沿って配置され、第１のエラストマー部材の内方へ径方向に配置された第２のエラストマー部材であって、ディスクが弛緩状態にある時に、ディスク及び第２のエラストマー部材がガス排出流路への流路を形成する第２のエラストマー部材と、ディスクの厚さを通って伸張し、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部と、を含み、ディスクが弛緩状態にある時に、ガスを排出流路へと第２のエラストマー部材を超えて内方へ径方向に導くように構成される流路へ、１つ又は複数の開口部を通ってガスが流れ、ディスクは、ディスク全体の所定の圧力降下に応答して、弛緩状態から第２のエラストマー部材の方へ収縮して、ガス排出流路を密閉するように構成される。
【００１１】
本発明の第３の態様において、加圧したボンベ内のガスの流れを隔離するためのシステムが提供される。当該システムは、加圧ガスを保持するボンベと、ボンベの上部分に取り付けられたバルブ本体によって一部画定されたガス排出路であって、前記バルブ本体は、バルブを通る流路が塞がれた閉鎖位置から開放位置に移動することによって、ガスがバルブ本体を流れることが可能になるように構成された密閉部材を含有する、ガス排出路と、バルブ本体の密閉部材の上流に配置された制限流量オリフィス・ディスクであって、前記ディスクは、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に取り付けられ、第１のエラストマー部材はディスク周辺に沿って配置され、第２のエラストマー部材は、第２のエラストマー部材の内方へ径方向に、且つ、ディスクの上面に沿って配置される、制限流量オリフィス・ディスクと、第２のエラストマー部材及びディスクの上面によって画定される流路であって、ディスクが弛緩状態にある時にガスをガス排出流路へ導くように構成された流路と、ディスクの厚さに沿って伸張し、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、流路への入口を形成する１つ又は複数の開口部と、を含み、前記ディスクが、弛緩状態から第２のエラストマー部材の方へと収縮することによってガス排出路を密閉するように構成され、その密閉によって、排出路を通るガスの流れが防止される。
【００１２】
添付の図面と関連した、以下の本発明の好ましい実施例の詳細な説明から、本発明の目的及び利点がより良く理解されよう。図面全体を通して同様の番号は同一の特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の原理を組み入れた自動遮断装置であって、筐体内に含有される可撓性ディスクの開口部を通ってガスが流れるのを可能にする開放状態にある自動遮断装置を示す図である。
【図２】ディスクが、ガスの流れを塞ぐために閉鎖位置へと上方へ収縮した図１の装置を示す図である。
【図３】ばねを利用してディスクの収縮を減殺し得る自動遮断装置の代替的実施例を示す図である。
【図４】内側のエラストマー部材及び外側のエラストマー部材がディスクの上部に沿って配置される自動遮断装置の別の実施例を示す図である。
【図５】収縮した構成にある図４のディスクを示す図である。
【図６】本発明のディスクが、変化するガス流量条件下でどのように応答するかを示すグラフである。
【図７】流量制限器が、変化するガス流量条件下でどのように応答するかを示すグラフである。
【図８】基部片とステム片とが互いに対して螺合されている代替的設計を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の原理に従った自動遮断装置１００の一実施例を示す。装置１００は、ガス供給ボンベ内に、又は、ボンベの下流に位置付けられてよい。好ましくは、装置１００は、ボンベの内部に且つバルブ本体（図示せず）の上流に位置付けられる。装置１００は、正常動作条件下で流量制限器として動作するＲＦＯディスク１０１を含む。一般的に言えば、且つ、より詳細に説明すると、ＲＦＯディスク１０１は、装置１００の下流における破局的故障に起因した、ディスク１０１全体にもたらされた所定の圧力降下に応答して収縮するように設計される。ＲＦＯディスク１０１は、ディスク１０１の下流におけるガスの流れを塞ぐ構成へと収縮する。ガスを閉じ込めるための収縮したディスク１０１の能力によって、安全性のレベルが高められる。
【００１５】
図１は、弛緩状態のディスク１０１の構成を示す。弛緩状態は正常動作条件下で生じ、破局的故障がない範囲に限定される。正常動作条件下で、ディスク１０１全体における圧力降下（Ｐ１−Ｐ２）はわずかである。一実例では、圧力降下は０．０６９ＭＰａＧ（１０ｐｓｉｇ）以下である。ガスは、開口部１３０及び１３１を通ってディスク１０１全体に流れ、その後ガス排出流路１１５に沿って流れる。このような弛緩状態では、ディスク１０１は、ガスが排出路１１５内を流れるようにする流路をもたらす。弛緩したディスク全体における典型的で正常な動作流量は、約１ｓｃｃｍから約２５００ｓｃｃｍまで、好ましくは、約１０ｓｃｃｍから約２００ｓｃｃｍまで、及び、より好ましくは、約３ｓｃｃｍから約５ｓｃｃｍまでとすることができる。このような正常な動作流量でのディスク１０１全体の圧力降下は、ディスク１０１の収縮を引き起こす閾値レベル未満とされる。
【００１６】
ディスク１０１は、第１のエラストマー部材１０２及び第２のエラストマー部材１０３それぞれの間に配置される。第１のエラストマー部材１０２は、基部片１１０においてディスク１０１の周辺に対して密閉されることによって、ディスク１０１の周辺を超えるガスの流れを防止する。第２のエラストマー部材１０３は、第１のエラストマー部材１０２の内方へ配置される。第２のエラストマー部材１０３はディスク１０１に対して密閉されない。よって、図２で説明するように、ディスク１０１は、部材１０３に向かって上向きに収縮可能である。図１の弛緩状態において、ディスク１０１は、予め定められた間隙で第２のエラストマー部材１０３から分離されて、図１のディスク１０１に沿った内方へ導く水平方向の矢印によって示されるように、流路１２２を通るガスの流れを可能にする。開口部１３０及び１３１は、ディスク１０１の全体の厚さに沿って伸張する。開口部１３０及び１３１は、第１のエラストマー部材１０２と第２のエラストマー部材１０３との間に位置する。開口部１３０及び１３１は、図１の開口部１３０及び１３１における垂直方向に導く矢印によって示されるように、ガスがディスク１０１全体を流れることができる通路をもたらす。ガスは、開口部１３０及び１３１を通過後、流路１２２を流れることができる。正常動作条件下で、流路１２２は、ガス流排出路１１５の入口に向かって、ディスク１０１に沿って内方へガスを導く。図１の垂直方向に導く太字の矢印によって示されるように、ガスは、流路１１５の入口に達すると、そこを上方へと流れる。
【００１７】
さらに図１を参照すると、基部片１１０に挿入されたＲＦＯディスク１０１が示されている。基部片１１０内で、ディスク１０１の周辺は、基部片１１０の溝１１７内に配置された第１のエラストマー部材１０２に対して密閉される。基部片１１０は、自動遮断装置１００へのガス注入口１１４において、基部片１１０の底部に位置する粒子フィルタ１７０を含有することができる。ガス注入口１１４は、図１及び２に示される、垂直方向に向けられた太字の矢印によって明示される。
【００１８】
上ステム片１１１は、基部片１１０上及びディスク１０１の上部に結合する。上ステム片１１１は、ステム片１１１の溝１１８内に配置された第２のエラストマー部材１０３を含有する。基部片１１０及び上ステム片１１０は、基部片１１０及び上ステム片１１１が合致した時にガス注入口１１４及びガス排出流路１１５をもたらすように、両方の片は互いに位置合わせされた通路を含有する。
【００１９】
図２は、ガス排出路１１５内へのガスの流れを塞ぐためにディスク１０１が収縮している自動遮断装置１００を示す。ディスク１０１は、流路１２２及び排出路１１５に沿った流れを塞ぐために、第２のエラストマー部材１０３に対して収縮する。ディスク１０１を、限定はされないが、孔のサイズ、孔の数及びディスクの厚さを含むいくつかの設計パラメータに基づいて、任意の流量で収縮するように設計することができる。一実施例では、ディスク１０１を、ディスク１０１全体の流量が約２００ｓｃｃｍから約１０，０００ｓｃｃｍまでにある時に作動させるように設計することができる。別の実施例では、ディスク１０１を、ガス流量が約４５ｓｃｃｍ以上の時に収縮するように設計することができる。正常動作条件下で、ディスク１０１の上流の圧力（Ｐ１）及びディスク１０１の下流の圧力（Ｐ２）は、ディスク１０１全体におけるガスの流量が低いため、実質的に同様になる。しかしながら、ディスク１０１の下流における破局的故障（例えば、ボンベ構成要素の故障又は下流の機構の故障）又は流れ制御の喪失に起因して、ディスク１０１の開口部１３０及び１３１を通る流れが増すと、ディスクの下流の圧力（Ｐ２）は比較的速く減少する。増加させた圧力降下をディスク１０１全体に発生させて、ディスク１０１をエラストマー部材１０３の方へ収縮させる。ディスク１０１は、この圧力差に応答して上方に収縮又は移動するため、上ステム片１１１上に位置する第２のエラストマー部材１０３と接触且つ係合することになる。ディスク１０１が部材１０３と係合すると、ディスク１０１は、ガス排出路１１５への流路１２２及び入口１１４を塞ぐ。その結果、図２に示されるように、排出路１１５に沿ったガス流は停止する。図２のディスク１０１の構成において、ディスク１０１の下流の圧力（Ｐ２）をほぼ大気圧まで降下させることができるが、ディスク１０１の上流の圧力（Ｐ１）は、実質的にほぼボンベ内の圧力のままである。ディスク１０１全体におけるこの大きな圧力降下により、ディスク１０１は第２のエラストマー部材１０３に対して維持される。ディスク１０１は、閉鎖され収縮した位置にある。圧力降下が解消されると、ディスク１０１は、その正常な弛緩した向きへと再構成可能である。
【００２０】
何らかの特定の理論に縛られることのない、破局的故障の場合、オリフィス・ディスク１０１全体におけるチョーク流れ状況（チョークド・フロー・レジム）（ｃｈｏｋｅｄ  ｆｌｏｗ  ｒｅｇｉｍｅ）が発生して、ディスク１０１を収縮させガス流を塞がせるのに必要な力の差を引き起こすことができると考えられている。ディスク１０１の下流で破局的故障が生じると（例えば、ボンベ構成要素が故障する、又はそのボンベの下流の機構が故障する）、ＲＦＯ装置１００の下流において漏れが発生する。正常動作条件下よりも高いガスの流量がＲＦＯディスク１０１全体に、そして最終的には漏れを通してもたらされる。質量の保存には、ＲＦＯディスク１０１全体において、より高い流量でガスを補給することが必要とされる。よって、ガスの流量はディスク１０１全体において増加する。しかしながら、ＲＦＯディスク１０１内の孔１３０及び１３１は、ディスク１０１全体におけるガスの補給を限定する。ガスのチョーク流れ状況として知られる、限定する流量の状態を、最終的には、ディスク１０１全体において発生させることができ、そこで、ディスク１０１の下流の圧力（Ｐ２）のさらなる減少によって、流量はもはや増加することはない。ディスク１０１全体におけるガス流量は、ディスク１０１内のガス流路の孔１３０及び１３１によって要求される最大値に到達する。その結果、Ｐ２は、比較的速く減少し、チョーク流れ状況に起因してガスのより高い流量による補償を無しとすることができる。ディスク１０１全体における所定の圧力降下（Ｐ１−Ｐ２）に達することで、ディスク１０１をエラストマー部材１０３の方へ収縮させる。この圧力差に応答して、ディスク１０１は上方へ収縮又は移動するため、上ステム片１１１上に位置する第２のエラストマー部材１０３と接触且つ係合することになる。ディスク１０１が部材１０３と係合すると、ディスク１０１は、ガス排出路１１５への流路１２２及び入口１１４を塞ぐ。その結果、図２に示されるように、排出路１１５に沿ったガスの流れは停止する。Ｐ１の圧力が解消されるか、ディスクの下流の圧力Ｐ２が加圧されるかどちらかが生じるまで、ディスク１０１は閉鎖され収縮した位置にある。どちらかの状態によって、ディスク１０１は弛緩し、且つ図１に示されるその正常な弛緩した位置へと再構成できるようになる。
【００２１】
図１及び図２に示される実施例に従った、適した自動遮断装置のサイズにする基準は、様々なパラメータに左右されることになる。例えば、ガス・ボンベの内部に配置される自動遮断装置の設計には、好ましくは、正常動作条件下でボンベから出るガスの流量と、それを超えたボンベからの流れを隔離すべき流量の閾値と、ディスクの入口において加えられる最大ボンベ圧力とを考慮することになる。一実例において、正常な流量は、約３ｓｃｃｍから約５ｓｃｃｍまでであり、それを超えた流れを隔離すべき流量は、約４５ｓｃｃｍから約５０ｓｃｃｍまでである。ディスクの入口で加えられる最大ボンベ圧力（Ｐ１）は、約８．６２ＭＰａＧ（１２５０ｐｓｉｇ）である。これらの動作状態を前提として、ディスクの適した設計によって、ディスクは、ディスク全体において約３ｓｃｃｍから約５ｓｃｃｍの流量で実質的に収縮されないままであるか、又は弛緩したままであること、且つ、弛緩した構成から収縮した構成へと変容して、流量が約４５ｓｃｃｍから約５０ｓｃｃｍに達する時にガス流を遮断することが可能とされる。ディスクの１つ又は複数の開口部を通るガス流を、当技術分野で認識されるような、オリフィス・プレート計算を利用して概算することができる。オリフィス・プレート計算に基づくと、１０ミクロンの単一の開口部は、ディスク全体の流量が約４５ｓｃｃｍ以上に達すると、約１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）の圧力降下を引き起こす。従って、この実例では、約１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）の圧力降下で、且つ、４５ｓｃｃｍ以上の流量に対応して収縮可能なディスクを選択するのが好ましい。
【００２２】
種々のパラメータによって、ディスクの収縮作用を決定することができる。１パラメータには、例えば、構築に適した材料の選択、及び、かかる材料を熱処理すべきなのかどうかについて含むことができる。その設計には、例えば、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、及びそれらの合金といった、様々な材料が考慮される。それら材料のそれぞれは、定められた圧力Ｐ１を有する特定のガスに対して、所定のガス流量で収縮させるために異なる厚さを要する。他のパラメータの実例は、ディスクの厚さ、ディスクの強度、ディスク内の孔の数及びサイズ、ディスク全体の孔の正味の実効流れ面積、並びに、ディスク表面に沿って圧力が加えられる場所の全有効面積を含むことができる。一実例では、孔のサイズは、約１ミクロンから約１０００ミクロンまで、好ましくは、約１０ミクロンから約１０００ミクロンまでであってよい。またさらには、他のディスク・パラメータは、ディスクが第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間で収縮するのに必要な距離を含むことができる。第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間の距離が大きいほど、エラストマー１０３と接触することによって流れを隔離するためにディスクをより大きく収縮させることが必要になってくる。
【００２３】
さらにまた、適したディスクの設計には、供給されるガスのタイプも考慮に入れるべきである。供給されるガスのタイプは、ディスクの必要とされる厚さに影響を及ぼす可能性がある。ディスクへの入口における圧力（Ｐ１）が低いことによって、比較的より薄いディスクを利用することが可能になる。例えば、アルシン等のガスは、その蒸気圧によって限定される圧力を有する液化ガスである。アルシンによって、２１．１１℃（７０°Ｆ）でおよそ１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）の蒸気圧が加えられる。このような比較的低い供給圧力によってＲＦＯディスクの底部で少量の力（Ｐ１）が加えられるため、薄いディスクを利用することができる。しかしながら、ＢＦ３又はＳｉＨ４などのガスは、８．６２ＭＰａＧ（１２５０ｐｓｉｇ）以上の圧力でボンベ内に充填されるため、これらの用途には、より厚いディスクを要する場合がある。
【００２４】
自動遮断装置の最適な設計は、破局的故障中にディスク全体にもたらされる所定の流量に応答してディスクが収縮するのを可能にするために、これらのパラメータを均衡化することを伴う。これらのパラメータは、相互に作用して、自動遮断装置の最終的な設計及び構築を決定する。一実例では、熱処理されていない３１６ステンレス鋼から形成される１０ミクロンの単一の開口部を有し、且つ、直径１．９１ｃｍ（０．７５インチ）で２５０ミクロンの厚さを有するディスクを、図１に示されるように、第１のエラストマー部材１０２と第２のエラストマー部材１０３との間に配置するために選択することができる。第１のエラストマー部材１０２は、約１．５６０ｃｍ（０．６１４インチ）の内径及び０．１７７ｃｍ（０．０７０インチ）の厚さを有する。第２のエラストマー部材１０３は、約０．９２５ｃｍ（０．３６４インチ）の内径及び約０．１７７ｃｍ（０．０７０インチ）の厚さを有する。このような設計によって、３１６ステンレス鋼製のディスクは、好ましくは、約３〜５ｓｃｃｍの流量で弛緩したままであるが、約４５ｓｃｃｍ以上のディスクの単一の開口部全体に特定のガスの流量が及ぶ時に、図２の閉鎖された構成へと収縮する。
【００２５】
ディスクの所定の収縮を実現するために、他の設計も利用することができる。図３は、正常な流量の動作条件下でディスク３２０を早まって上方へ収縮させた場合、ディスク３２０の収縮を減殺するためにばね３１０を利用することができる、自動遮断装置３００の代替的実施例を示す。ばね３１０は巻き部において所定の張力を備え、それによって、ディスク３２０が第２のエラストマー部材３３０の方へ上向きに収縮すると、下方への抵抗を加える。従って、ばね３１０を組み入れた自動遮断装置３００によって、薄いディスク３２０の使用が可能になり、正常なガス流量中に生成された比較的わずかな力に起因して早まって収縮させないようにする。しかしながら、ディスク３２０全体の圧力差が十分大きく、所定の閾値に達する場合、ディスク３２０がばね３２０の下方への抵抗を減殺し、且つ、第２のエラストマー部材３３０に対して上方へ収縮して排出路３１５へのガスの流れを塞ぐことができるように、ディスク３２０とばね３１０とを組み合わせて設計するのが好ましい。それに応じて、ばね３１０は、ディスク３２０の収縮を引き起こす場合の応答性を微調整することができる。
【００２６】
収縮に加えて、本発明の自動遮断装置は、軸方向の平行移動によってガス流を塞ぐこともできる。この点で、図４は、内側エラストマー部材４３０と外側エラストマー部材４４０とをディスク４２０の上部に沿って配置する、自動遮断装置４００の別の実施例を示す。適切な位置で外側エラストマー部材４４０に対して固定されたディスク４２０が示されている。通路４１６を形成するために、ディスク４２０と内側エラストマー部材４３０との間に所定の間隙が存在する。図４は、ディスク４２０全体を通る正常なガス流量に対する開放された構成にあるディスク４２０を示す。正常な動作流量条件にある間、ディスク４２０は、ディスク４２０の開口部４５０及び４６０を通って、その後排出路４１５の方へ通路４１６に沿って流れるガスの流れを可能にするために、図４に示されるように開放されている。図３に示される設計と同様に、ばね４５０は、ディスク４２０に対して下方への力を加えて、ディスク４２０が収縮した構成へと早まって移動しないようにする。
【００２７】
図５は、閉鎖条件における図４のディスク４２０を示す。具体的には、所定の過剰な流れ条件が生じると（例えば、５０ｓｃｃｍ以上）、ディスク４２０全体における圧力降下が閾値まで増加して、ディスク４２０の底部に対して十分な上方への力がもたらされる。その力によって、ディスク４２０をばね４５０によって加えられた下方への力に対向させ、それによって、収縮中に内側エラストマー部材４３０へ向かって上方へ軸方向に平行移動させる。ディスク４２０は、ディスク４２０の上部に沿って配置されたエラストマー部材４３０及び４４０双方に起因して、上向きに自由に移動する。最終的に、収縮によるこの軸方向の平行移動によって、ディスク４２０は内側エラストマー部材４３０と接触且つ係合する。ディスク４２０と内側エラストマー部材４３０との係合によって、通路４１６は塞がれ、それによって、排出路４１５へのガス流を防止する。図１の装置１００によって説明した設計パラメータに加えて、図４及び図５に示される装置４００は、装置４００の収縮応答性を適切に微調整するために、外側エラストマー部材４４０の硬度、及びばね４５０の剛性も考慮に入れる場合がある。
【００２８】
「実例」
所定の流量による偏位に応答して流れを隔離する本発明の自動遮断装置の能力を評価するための試験を行った。試験に利用された自動遮断装置は図１に示される装置である。０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）の厚さで成形されたディスクは、円形且つ平坦である。当該ディスクは、熱処理されていないＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）合金から形成され、ディスクの厚さを通り、１０ミクロンのサイズの単一の開口部を有するものであった。ディスクは、図１に示される基部及びステム内に収容され、その後流線に接続された。
【００２９】
自動遮断装置の上流の流線は、８．６２ＭＰａＧ（１２５０ｐｓｉｇ）の圧力で維持された窒素ラインに接続された。自動遮断装置の下流側はマニホールドに接続された。そのマニホールドは、２つの質量流量調整器を含む。流量調整器のうちの１つは、０〜１０ｓｃｃｍの流量を有する（１０ｓｃｃｍのＭＦＣ）。もう１つの流量調整器は、０〜１０００ｓｃｃｍの流量を有する（１０００ｓｃｃｍのＭＦＣ）。バルブは、質量流量調整器それぞれの上流に位置付けられた。
【００３０】
２つの別個の圧力変換器（ＰＴ）を使用して、ＲＦＯディスクの上流及び下流の圧力が測定された。ＭＦＣ及びＰＴは両方ともデータ取得システムに接続された。試験開始時に、１０ｓｃｃｍのＭＦＣが目標流量の５ｓｃｃｍに設定された。１０ｓｃｃｍのＭＦＣの上流のバルブは開放された。図６の破線で示されるように、ディスク全体を流れる５ｓｃｃｍの流量が測定されたが、これは、ディスクが早まって収縮状態に構成されなかったことを示す。図６の水平の実線によって示されるように、８．６２ＭＰａＧ（１２５０ｐｓｉｇ）のままの、ディスクの上流の圧力Ｐ１が測定された。ディスクの下流の圧力Ｐ２は、約８．５８ＭＰａＧ（１２４５ｐｓｉｇ）であると推定された。図６は、正常動作条件下のＰ２がわずかにＰ１に満たなかったことを示す。３〜５ｓｃｃｍの低い流量で動作する時に必要とされる構成であるため、０．０３４ＭＰａＧ（５ｐｓｉｇ）のＰ１−Ｐ２のわずかな圧力降下により、ディスクは収縮しなかった。
【００３１】
高い流量の条件を特徴とする下流の故障をシミュレートするために、１０００ｓｃｃｍのＭＦＣの上流のバルブは、１０００ｓｃｃｍのＭＦＣを通る流れを約２００ｓｃｃｍに設定して開放された。バルブの故障が生じるようにシミュレートされた領域は、図６に示される垂直方向矢印によって画定される。ディスクを通る測定された流量は、図６に示されるように、約５５〜５８ｓｃｃｍに達した。ディスク全体の流量が約５０ｓｃｃｍを超えて増加すると、ディスクの下流の推定圧力Ｐ２は、約７．２４ＭＰａＧ（１０５０ｐｓｉｇ）まで減少した。ディスクの上流の圧力Ｐ１は８．６２ＭＰａＧ（１２５０ｐｓｉｇ）のままで変化しなかった。従って、流量が約５５〜５８ｓｃｃｍまで増加したため、約１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）の圧力降下がディスク全体に生じたことが観察された。このような圧力降下は、ディスクの底部に沿って上方への力を加え、且つ、ディスクが内側エラストマー部材に向かって上方へ収縮する（図２）には十分であった。ディスクと内側エラストマー部材との係合によって、窒素ガスの流れが塞がれた。ディスクが窒素ガスの流れを隔離した後、図６が示すように、急速にゼロへと下がる下流の圧力Ｐ２が計算された。ＭＦＣを通る流量が、それに対応して、図６に示されるようにゼロへと降下することによって、ディスクが収縮し、ガス流路を閉鎖したことが示された。ディスクは、閉鎖され、収縮した位置にとどまった。従って、ディスクは、正常動作条件で約５ｓｃｃｍのガス流を可能にし、約５０〜６０ｓｃｃｍでガス流を隔離する能力を実証した。自動遮断について観察された応答時間が１秒未満だったことで、ボンベから漏れたガス量が最小限に抑えられた。
【００３２】
「比較実例」
流量制限器を利用した比較試験運転を上述と同様の方法で行った。従来のＲＦＯを利用した。図７は試験結果のグラフを示す。１０００ｓｃｃｍのＭＦＣは、その最大能力である１００％に設定された。高い流量の条件を特徴とする下流の故障をシミュレートした時、制限器は流れを遮断しなかった。その代りに、制限器は、ＭＦＣによって測定された２００ｓｃｃｍに流れを安定させた。流れは隔離されず、流量制限器の下流の圧力Ｐ２はゼロまで低減しなかった。従って、かなりの量のガスがボンベから漏れた。
【００３３】
自動遮断装置についての様々な他の設計上の修正が考慮される。例えば、図８は、基部８１０及びステム８２０が互いに対して螺合可能である代替的設計を示す。エラストマー部材８０１及び８０２がエラストマー製Ｏリング部材として示されるが、ディスクを基部８１０及びステム８２０に対して密閉する他の手段が考慮される。例えば、鉛、ニッケル、銅といった軟質金属を利用して、基部８１０とステム８２０とを密閉することができる。或いは、テフロン（登録商標）コートしたステンレス鋼シートなどのポリマー封入金属シールを使用することができる。さらにまた、適切なシールを実現するために、シールの断面を必要に応じて修正することができる。例えば、矩形で楕円形の断面形状の設計を採用することができる。
【００３４】
別の設計変更において、図１に示されるように、基部片１１０に対して密閉された第１のエラストマー部材１０２に隣接したディスク１０１の周辺を配置することとは対照的に、ＲＦＯ装置１００を、中に含有する筐体に所定位置で溶接することができる。
【００３５】
様々な実施例において説明したような自動遮断装置は、潜在的に、破局的な下流の故障に起因して、流量の増加が生じる場合があるガス送出システム内のどこにでも配置可能である。例えば、装置を、ボンベのバルブ本体又はボンベの首いずれかに位置するボンベのバルブ・シートの上流に位置付けることができる。好ましくは、装置は、ボンベ本体の内部に、及び、真空駆動式チェック・バルブ、調節器、質量流量調整器、又は他の流量制御装置といった、自動制御された流通装置の上流に位置付けられる。
【００３６】
自動遮断装置を、例えば、それぞれがその全体において参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第５，９３７，８９５号、同第６，００７，６０９号、同第６，０４５，１１５号、同第６，９５９，７２４号、同第７，９０５，２４７号、及び米国特許出願第１１／４７７，９０６号に開示された真空駆動式バルブ並びに調節装置を含む、様々なバルブ及び調節装置と組み合わせて利用することもできる。一実施例では、自動遮断装置を、ガス・ボンベの内部に配置された真空駆動式装置又は調節器の上流に配置することができる。別の実施例では、自動遮断装置を、米国特許出願第１１／４７７，９０６号に開示されたガラス・キャピラリの代替として使用することができる。
【００３７】
本発明のある実施例であると考えられるものについて示し記載してきたが、当然ながら、本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない限りにおいて、形式又は細部における様々な修正及び変更を容易になすことができることは理解されたい。従って、本発明は、本明細書に示し記載した形式及び細部そのものにも、本明細書に開示され、以降特許請求される本発明の全体よりも狭いいずれのものにも限定されることのないことが意図されている。
【図５】
2015503709.tif 000003
【図８】
2015503709.tif 000004
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第３の態様において、加圧したボンベ内のガスの流れを隔離するためのシステムが提供される。当該システムは、加圧ガスを保持するボンベと、ボンベの上部分に取り付けられたバルブ本体によって一部画定されたガス排出路であって、前記バルブ本体は、バルブを通る流路が塞がれた閉鎖位置から開放位置に移動することによって、ガスがバルブ本体を流れることが可能になるように構成された密閉部材を含有する、ガス排出路と、バルブ本体の密閉部材の上流に配置された制限流量オリフィス・ディスクであって、前記ディスクは、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に取り付けられ、第１のエラストマー部材はディスク周辺に沿って配置され、第２のエラストマー部材は、第１のエラストマー部材の内方へ径方向に、且つ、ディスクの上面に沿って配置される、制限流量オリフィス・ディスクと、第２のエラストマー部材及びディスクの上面によって画定される流路であって、ディスクが弛緩状態にある時にガスをガス排出流路へ導くように構成された流路と、ディスクの厚さに沿って伸張し、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、流路への入口を形成する１つ又は複数の開口部と、を含み、前記ディスクが、弛緩状態から第２のエラストマー部材の方へと収縮することによってガス排出路を密閉するように構成され、その密閉によって、排出路を通るガスの流れが防止される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上ステム片１１１は、基部片１１０上及びディスク１０１の上部に結合する。上ステム片１１１は、ステム片１１１の溝１１８内に配置された第２のエラストマー部材１０３を含有する。基部片１１０及び上ステム片１１１は、基部片１１０及び上ステム片１１１が合致した時にガス注入口１１４及びガス排出流路１１５をもたらすように、両方の片は互いに位置合わせされた通路を含有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ディスクの所定の収縮を実現するために、他の設計も利用することができる。図３は、正常な流量の動作条件下でディスク３２０を早まって上方へ収縮させた場合、ディスク３２０の収縮を減殺するためにばね３１０を利用することができる、自動遮断装置３００の代替的実施例を示す。ばね３１０は巻き部において所定の張力を備え、それによって、ディスク３２０が第２のエラストマー部材３３０の方へ上向きに収縮すると、下方への抵抗を加える。従って、ばね３１０を組み入れた自動遮断装置３００によって、薄いディスク３２０の使用が可能になり、正常なガス流量中に生成された比較的わずかな力に起因して早まって収縮させないようにする。しかしながら、ディスク３２０全体の圧力差が十分大きく、所定の閾値に達する場合、ディスク３２０がばね３１０の下方への抵抗を減殺し、且つ、第２のエラストマー部材３３０に対して上方へ収縮して排出路３１５へのガスの流れを塞ぐことができるように、ディスク３２０とばね３１０とを組み合わせて設計するのが好ましい。それに応じて、ばね３１０は、ディスク３２０の収縮を引き起こす場合の応答性を微調整することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置であって、
第１の場所に配置された第１のエラストマー部材によって所定位置で密閉された、制限流量オリフィス・ディスクと、
第２の場所に配置された第２のエラストマー部材であって、前記ディスクが弛緩状態にある時に、前記ディスク及び前記第２のエラストマー部材が前記ガス排出流路への流路を形成する前記第２のエラストマー部材と、
前記ディスクの厚さを通って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記ディスクが前記弛緩状態にある時に、前記ガスを前記ガス排出流路に導くように構成される前記流路へ、前記１つ又は複数の開口部を通って前記ガスが流れる前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクは、前記ディスク全体の圧力降下を引き起こす所定の流量に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へ収縮し、且つ、前記ガス排出流路を密閉するために前記第２のエラストマー部材と係合するように構成される、自動遮断装置。
【請求項２】
前記ディスクは、チョーク流れ状況下で、前記弛緩状態から収縮した状態へと移動するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の場所は、前記ディスクの周辺に沿っており、前記第２の場所は、前記第１の場所から内方へ径方向にある前記ディスクの上面に沿っている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ディスクは、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．１２７ｃｍ（０．０５０インチ）までの厚さを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の場所及び前記第２の場所のそれぞれは、前記ディスクの上面に沿っていることで、前記ディスクの、前記第２のエラストマー部材の方への収縮及び軸方向の平行移動を可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
ガス排出流路から加圧ガスの流れを隔離するための自動遮断装置であって、
第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間で静止状態に保持される制限流量オリフィス・ディスクであって、前記ディスクの周辺が前記第１のエラストマー部材に対して密閉されて、前記周辺のガスの流れを防止する、前記制限流量オリフィス・ディスクと、
上記ディスクの上面に沿って配置され、前記第１のエラストマー部材の内方へ径方向に配置された第２のエラストマー部材であって、前記ディスクが弛緩状態にある時に、前記ディスク及び前記第２のエラストマー部材が前記ガス排出流路への流路を形成する前記第２のエラストマー部材と、
前記ディスクの厚さを通って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記ディスクが前記弛緩状態にある時に、前記ガスを前記排出流路へと前記第２のエラストマー部材を超えて内方へ径方向に導くように構成される流路へ、前記１つ又は複数の開口部を通ってガスが流れる前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクは、前記ディスク全体の圧力降下をもたらす所定の流量に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へ収縮して、前記ガス排出流路を密閉するように構成される、自動遮断装置。
【請求項７】
前記ディスクは、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、及びそれらの合金で構成される群から選択される材料から形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ディスクは、互いから等間隔で離れた複数の開口部を含み、前記複数の開口部は前記ディスクの前記周辺に位置する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のエラストマー部材は底部片内に着座し、前記第２のエラストマー部材は上部片内に着座し、前記底部片及び前記上部片は共に結合される、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスクは、前記流量が約４０ｓｃｃｍ以上の流量を超える時に収縮するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスクは、前記流量が１０ｓｃｃｍ以下の時は弛緩したままである、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
高圧ボンベ内のガスの流れを隔離するためのシステムであって、
加圧ガスを保持するボンベと、
前記ボンベの上部分に取り付けられたバルブ本体によって一部画定されたガス排出路と、
前記バルブ本体の上流に配置された制限流量オリフィス・ディスクであって、閉鎖位置から移動することによって前記バルブを通る流路が塞がれて、開放位置に移動することによって、ガスが前記バルブ本体を流れることが可能になるように構成された密閉部材を前記バルブ本体が含有し、前記ディスクは、第１のエラストマー部材と第２のエラストマー部材との間に取り付けられ、前記第１のエラストマー部材は前記ディスク周辺に沿って配置され、前記第２のエラストマー部材は、前記第１のエラストマー部材の内方へ径方向に、且つ、前記ディスクの上面に沿って配置される、前記制限流量オリフィス・ディスクと、
前記第２のエラストマー部材及び前記ディスクの前記上面によって画定される流路であって、前記ディスクが弛緩状態にある時にガスをガス排出流路へ導くように構成された前記流路と、
前記ディスクの厚さに沿って伸張し、前記第１のエラストマー部材と前記第２のエラストマー部材との間に位置する１つ又は複数の開口部であって、前記流路への入口を形成する前記１つ又は複数の開口部と、を含み、
前記ディスクが、前記ディスク全体における所定の圧力降下に応答して、前記弛緩状態から前記第２のエラストマー部材の方へと収縮することによって、前記ガス排出路を密閉するように構成され、前記密閉によって、前記排出路を通るガスの流れが防止される、システム。
【請求項１３】
前記ディスク及び前記流路全体における前記ガス流が、約１０ｓｃｃｍに満たない流量で生じる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バルブ本体は真空駆動式バルブを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ディスクの前記上面上に配置されたばねをさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２のエラストマー部材は前記ディスクの前記上面に沿って配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ディスクは、約０．０１３ｃｍ（０．００５インチ）から約０．１２７ｃｍ（０．０５０インチ）までの厚さを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１のエラストマー部材は底部片内に着座し、前記第２のエラストマー部材は上部片内に着座し、前記底部片及び前記上部片は共に結合される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記開口部のサイズは、約１ミクロンから約１０００ミクロンである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ディスクは、前記所定の圧力降下が約１．３８ＭＰａＧ（２００ｐｓｉｇ）に達すると収縮するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【国際調査報告】
2015503709.tif 000011
2015503709.tif 000012