(57)【要約】【課題】  ガスの供給系や排気系で高温状態で使用することができ、しかも優れた断熱性能によって大幅な小型、コンパクト化を可能とした真空断熱バルブを提供する。【解決手段】  バルブ本体とアクチエータを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於いて、前記真空断熱箱（Ｓ）を側面に筒状の真空断熱配管受部（Ｊ）を備えた上面が開放した角形の下部真空ジャケット（Ｓ5 ）と、当該下部真空ジャケット（Ｓ5 ）へ上方より気密に嵌合させる下面が開放した角形の上部真空ジャケット（Ｓ4 ）とから形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体とアクチエータを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於いて、前記真空断熱箱（Ｓ）を側面に筒状の真空断熱配管受部（Ｊ）を備えた上面が開放した角形の下部真空ジャケット（Ｓ5 ）と、当該下部真空ジャケット（Ｓ5 ）へ上方より気密に嵌合させる下面が開放した角形の上部真空ジャケット（Ｓ4 ）とから形成し、前記下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の上端部の内・外壁（８ｂ）、（８ａ′）を内側へ鍔状に折り曲げして接合部（２ｄ′）を形成すると共に、当該下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の側部の外壁の高さ方向の中間部を外方へ鍔状に折り曲げて接合部（２ｄ）を形成し、更に、前記上部真空ジャケット（Ｓ4 ）の下端部の内・外壁（７ｂ）、（７ａ）を外方へ鍔状に折り曲げて接合部（２ｃ）を形成すると共に、前記下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の真空断熱側壁の外方に上部真空ジャケット（Ｓ4 ）の真空断熱側壁を位置させて両者を組み合せ、前記上部真空ジャケット（Ｓ4 ）の下端部の接合部（２ｃ）と下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の外壁側の接合部（２ｄ）とを断熱材層（Ｋ）を介設して、また、上部真空ジャケット（Ｓ4 ）の天井部内壁（７ｂ）と下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の上端部の接合部（２ｄ′）とを断熱材層（Ｋ）を介設して、夫々気密に接当させる構成としたことを特徴とする真空断熱バルブ。
【請求項２】
バルブ（Ｖ）を、複数個のバルブのバルブ本体（Ｖ10）、（Ｖ20）…を一体的に連結して成るバルブユニット本体（Ｖ1 ）を備えたバルブユニット（Ｖ）とした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項３】
バルブ本体に加熱用ヒータ（Ｈ）を設けると共に当該加熱用ヒータ（Ｈ）をバルブ本体に固定した面状ヒータとした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項４】
バルブ本体を、外表面に面状の加熱用ヒータ（Ｈ）を固定すると共にその内方部に弁座及び弁シート部を有する構成とした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項５】
断熱材層（Ｋ）をシリコンスポンジ製とした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項６】
上部真空ジャケット（Ｓ4 ）の外壁（７ａ）の厚さを２ｍｍに、また内壁（７ｂ）の厚さを１．５ｍｍにすると共に、下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の内壁（８ｂ）の厚さを２ｍｍに、外壁（８ａ）の下方部の厚さを２ｍｍに及び外壁（８ａ）の側壁上方の厚さ（８ａ′）を１．５ｍｍとし、且つその材質をステンレス鋼製とするようにした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項７】
下部真空ジャケット（Ｓ5 ）の側部に設けた真空断熱配管受部（Ｊ）を厚さ１．２ｍｍのステンレス鋼板より成る長さ５０ｍｍ〜１５０ｍｍの円筒形の真空ジャケットとすると共に、外方より当該真空断熱配管受部（Ｊ）内へ挿入する真空断熱配管（３）の先端部（３ａ）の一端又は両端の外周面に断熱材製Ｏリング（４ａ）を挿着し、真空断熱配管受部（Ｊ）との間で前記断熱材製Ｏリング（４ａ）を挾着する構成とした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項８】
対向状に組み合せた上・下両真空ジャケット（Ｓ4 ）、（Ｓ5 ）の側壁の各接合部（２ｃ）、（２ｄ）を複数の挾圧クリップ（５）により挾圧する構成とした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項９】
真空断熱箱（Ｓ）の側壁の上・下両真空ジャケット（Ｓ4 ）、（Ｓ5 ）の組み合せ重合部（Ｗ）の高さ寸法を１００ｍｍ以上とするようにした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【請求項１０】
上・下両真空ジャケット（Ｓ4 ）、（Ｓ5 ）の真空断熱空間（２ａ）、（２ｂ）、（２ｂ′）の内壁面にメッキ後熱処理を施すようにした請求項１に記載の真空断熱バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として半導体製造装置や化学関係プラント等に於けるガス供給系やガス排気系に使用する真空断熱バルブの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液化ガスを気化して供給するガス供給系に於いては、従前から供給ガスが配管路内で再凝縮するのを防止するために配管路を所定温度以上に加熱することが行なわれている。同様に、半導体製造装置やプラズマ発生装置等のガス排気系に於いても、排気ガスの管路内に於けるガスの凝縮を防止するために配管路や配管路に介設したバルブ装置等の加熱が行なわれている。
【０００３】
例えば、半導体製造装置のプロセスチャンバーは、チャンバーの内圧がプロセスの種類に応じて１０-4〜１０2 ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、チャンバーの排気側は真空ポンプによって連続的に排気されている。
【０００４】
一方、チャンバー内では各種の腐食性ガスや有害性ガスを用いて必要な処理が行なわれているため、排気系内を流通する排気ガス内には、多くの腐食性ガス等が含まれることになる。
そのため、プロセスチャンバーの排気系では、その管路やバルブユニットを加熱して腐食性ガス等の凝縮を防止し、これによって排気系を構成する各機器の腐食を防止するようにしている。何故なら、腐食性ガスが凝縮して液化すると、腐食作用が大幅に増加するからである。
【０００５】
一方、半導体製造装置では、プロセスチャンバーの排気系を含めて装置全体のより一層の小型化が強く要請されている。そのためプロセスチャンバーの真空排気系に於いても、排気用管路の細径化や真空排気ポンプの小型化、使用するバルブ類の小型化等が強く求められている。
また、これ等の要請に対応するため各種の工夫が重ねられており、特に真空排気系では、断熱性能をより高めることにより管路やバルブ類の一層の小型化を図る努力が重ねられている。
【０００６】
而して、半導体製造装置等の真空排気系の管路については、真空断熱配管の採用により初期の目的はほぼ達成された域に達している。
しかし、真空排気系を構成するバルブユニットについては、未だ様々な問題が残されており、断熱性や小型化及び省エネルギー等の点に多くの問題が存在する。
【０００７】
尚、ここでは半導体製造装置の真空排気系を例に挙げて問題点を説明しているが、これ等の問題は、上流側のガス供給系や他の化学装置等のガス供給系やガス排気系にも共通する問題であることは、勿論である。従って、以下の説明に於いては、半導体製造装置等のガス供給系や排気系を例にして、その問題点等を説明する。
【０００８】
従前から、半導体製造装置等では、バルブそのものの小型コンパクト化を図るため、図１７乃至図２０の如き構成の所謂ユニットバルブＶが多く利用されており、例えば図１７及び図１８のユニットバルブＶは、横幅１５０〜５００ｍｍ、高さ１３０〜１５０ｍｍ、奥行８０〜１００ｍｍの外形寸法を有している。
即ち、ユニットバルブＶは複数のバルブ本体Ｖ10、Ｖ20…を組み合せて形成したバルブユニット本体Ｖ1 と、各バルブ本体Ｖ10、Ｖ20…に夫々設けたアクチエータＤとから形成されており、単位となるバルブそのものはバルブ本体Ｖ10とアクチエータＤとから形成されたメタルダイヤフラム型バルブである。
また、前記ユニットバルブＶは、内部を流通する腐食性ガスの凝縮を防止するため、ヒータ（図示省略）により通常約１５０℃の温度に加熱されている。
【０００９】
ところで、この加熱されたユニットバルブＶは、極力コンパクトな構造であって、外部から人手で触れられる程度の温度（約４０℃）以下に保持されており、しかも、熱気が外部へ直接漏洩しないように断熱されている必要があり、ロックウール断熱材等を使用して断熱をした場合には、必要なウール厚さが片側３０〜５０ｍｍとなり、コンパクト化の要請に応ずることが困難であった。
【００１０】
同様に、ユニットバルブＶを、二重壁構造の空気断熱式箱体（内壁面に輻射伝熱を抑えるための銀メッキ層を備え、空気層厚さを１０ｍｍとしたもの）でもって囲繞する断熱構造とした場合でも、空気層の対流による熱伝導のために、断熱箱の外表面温度を約４０℃以下に低減させることが困難であった。
【００１１】
そこで、本願発明者等は、真空断熱を利用した図２１の如き真空断熱箱Ｓを用い、この真空断熱箱Ｓ内にユニットバルブＶのバルブユニット本体Ｖ1 を収容するようにした。しかし、当該方法にあっては、外部表面温度（中央部・アクチエータ）が規定温度（４０℃）以上となり、実用化が困難なことが判明した。
そのため、本願発明者等は、図２２〜図２５に示す如く、三個の真空ジャケットＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の組み合せから成る真空断熱箱Ｓを形成し、これを用いて各種の断熱試験を実施した。
【００１２】
尚、第１、第２、第３の三つの真空ジャケットＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 に分けたのは、真空断熱配管受部Ｊの形成加工を容易なものにすること及び固体伝熱距離を長くすることがその主な理由である。
また、図２２〜図２５に於いて、Ｋはシリコンスポンジ製断熱層（厚さｔ＝２ｍｍ）、Ｈは加熱用面状ヒータ、Ｇはゲッターケース、Ｏはシールオフ弁、Ｑはケーブル取出口、ＯＵＴ及びＩＮは温度測定点である。
更に、図２２〜図２５に於いては、真空ジャケットＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を構成する金属板材として厚さ２ｍｍのステンレス鋼板が用いられている。また、真空ジャケットＳ1 〜Ｓ3 の内壁面の全面には、無電解Ａｇメッキが施されており、当該銀メッキ層には、輻射率を向上させるため、５５０℃×２ｈｒの真空加熱処理が行なわれている。
【００１３】
図２５には、前記図２２〜図２４に記載されている測温点ＩＮ及びＯＵＴとは別に設けた測温点の位置が示されている。また、図２６及び図２７は第１真空ジャケットＳ1 及び第２真空ジャケットＳ2 の各測温点に於ける温度計測結果を示すものである。
【００１４】
尚、真空断熱箱Ｓの断熱性能は、真空断熱箱Ｓ内を所定温度に保持するのに必要な電力を対比することにより表示することが出来る。
本願発明者等は先ず、面状ヒータＨ（１００Ｖ・２００Ｗ・５０Ω×２枚）への印加電圧を調整可能とし、バルブユニット本体Ｖ1 の温度が１５０℃に平衡した時（加熱開始後約３時間）の消費電力を、真空断熱箱Ｓを挿着した時と真空断熱箱Ｓを挿着しない時の夫々について測定した。
【００１５】
その結果、真空断熱箱Ｓを挿着した時の入力電力が８１Ｗ（４５ｖに於いて、１５０℃に安定、従って入力Ｗ＝４５2 ／５０×２＝８１Ｗ）であるのに対して、真空断熱箱Ｓを挿着しない場合には２１３Ｗ（７３ｖに於いて、１５０℃に安定、従って入力Ｗ＝７３2 ／５０×２＝２１３Ｗ）となった。この結果から、真空断熱箱Ｓの断熱性によって、入力電力を８１／２１３に減少させ得ることが判明した。
【００１６】
また、上記真空断熱箱Ｓの断熱性を推定する消費電力Ｗの算定は、面状ヒータＨへ電力を供給する温調器のリレーの作動時間及び作動電圧から算定することも可能である。何故なら、面状ヒータＨへの供給電力は、温調器リレーの出力電圧に比例するから、温調器リレーの出力電圧と出力時間をオッシログラムによって測定すると共に、オッシログラムのピーク面積積算機能を用いてピーク面積（ピーク積算値）を求めることにより、面状ヒータＨへの供給電力を求めることが出来る。
即ち、前記ピーク面積（ピーク積算値）＝出力電圧×出力時間の関係にあるから、出力時間＝ピーク積算値／出力電圧となり、出力％＝出力時間×１００／測定時間＝ピーク積算値×１００／測定時間×出力電圧として求められる。
【００１７】
例えば、今、温調器リレーの出力電圧を１２Ｖ、測定時間を５０ｓｅｃとすると出力％＝ピーク積算値×１００／１２×５０＝ピーク積算値／６として求めることができる。
【００１８】
試験の結果によれば、真空断熱箱Ｓを挿着した時のバルブユニット本体Ｖ1 の温度が１５０℃に安定した状態に於けるオッシログラムのピーク積算値（５点平均）は、平均して１１９．０（Ｖ・ｓｅｃ）であった。従って、この時の出力％は１１９／６＝１９．８３％となり、面状ヒータＨの定格容量が４００Ｗであるから、面状ヒータＨの出力は４００×１９．８３％＝７９．３Ｗとなる。
また、真空断熱箱Ｓを取り外した時のバルブユニット本体Ｖ1 の温度が１５０℃に安定した状態におけるオッシログラム上のピーク積算値（５点平均）は、３３１．６（ｖ・ｓｅｃ）であった。従って、この時の出力％は３３１．６／６＝５５．２７％となり、面状ヒータＨの出力は４００Ｗ×５５．２７％＝２２１．１Ｗとなる。
【００１９】
前記印加電圧の調整により求めた入力電力比（真空断熱箱を用いた場合／真空断熱箱なし＝８１／２１３）と、オッシログラム上のピーク積算値から求めた出力電力比（７９．３／２２１．１）とを対比したとき、両者の間に殆んど差異の無いことが判る。
尚、真空断熱箱Ｓの断熱性能の測定は、前者の面状ヒータＨへの入力電圧の調整による方法の場合の方がより簡単であるため、本発明の実施例に於いては、当該入力電圧の調整による方法によって真空断熱特性の確認試験を行なうものとする。
【００２０】
【特許文献１】特開昭６１−２６２２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記図２２〜図２５に示した３個の真空ジャケットＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の組み合せに係る真空断熱箱Ｓを用いた場合には、面状ヒータＨへの入力電力で表わした断熱性能が８１／２１３であって、十分な断熱性能が得られないと云う問題がある。
【００２２】
また、当該図２２〜図２５の真空断熱箱Ｓでは三個のセグメントの組み合せ構造としているため、固体伝熱による熱伝導が大きくなり、断熱性が低下すると云う難点がある。
【００２３】
更に、前記図２２〜図２５の真空断熱箱Ｓに於いては、機械的な強度の点から厚さ２ｍｍのステンレス鋼を使用しているため、固体伝熱による熱伝導が相対的に高くなると云う難点がある。
【００２４】
本発明は、先きに本願発明者等が基礎的な開発を行なった図２２〜図２５の如き真空断熱箱Ｓに於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、真空ジャケットのセグメントを２個として断熱性能をより高めたジャケット型の真空断熱箱ＳとバルブユニットＶとの組み合せから成る小型で且つ高い真空断熱性能を備えた真空断熱バルブを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１の発明は、  バルブ本体とアクチエータを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於いて、前記真空断熱箱Ｓを側面に筒状の真空断熱配管受部Ｊを備えた上面が開放した角形の下部真空ジャケットＳ5 と、当該下部真空ジャケットＳ5 へ上方より気密に嵌合させる下面が開放した角形の上部真空ジャケットＳ4 とから形成し、前記下部真空ジャケットＳ5 の上端部の内・外壁８ｂ、８ａ′を内側へ鍔状に折り曲げして接合部２ｄ′を形成すると共に、当該下部真空ジャケットＳ5 の側部の外壁の高さ方向の中間部を外方へ鍔状に折り曲げて接合部２ｄを形成し、更に、前記上部真空ジャケットＳ4 の下端部の内・外壁７ｂ、７ａを外方へ鍔状に折り曲げて接合部２ｃを形成すると共に、前記下部真空ジャケットＳ5 の真空断熱側壁の外方に上部真空ジャケットＳ4 の真空断熱側壁を位置させて両者を組み合せ、前記上部真空ジャケットＳ4 の下端部の接合部２ｃと下部真空ジャケットＳ5 の外壁側の接合部２ｄとを断熱材層Ｋを介設して、また、上部真空ジャケットＳ4 の天井部内壁７ｂと下部真空ジャケットＳ5 の上端部の接合部２ｄ′とを断熱材層Ｋを介設して、夫々気密に接当させる構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２６】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いてバルブＶを、複数個のバルブのバルブ本体Ｖ10、Ｖ20…を一体的に連結して成るバルブユニット本体Ｖ1 を備えたバルブＶとしたものである。
【００２７】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、バルブ本体に加熱用ヒータＨを設けると共に当該加熱用ヒータＨをバルブ本体に固定した面状ヒータとしたものである。
【００２８】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、バルブ本体を、外表面に面状の加熱用ヒータＨを固定すると共にその内方部に弁座及び弁シート部を有する構成としたものである。
【００２９】
請求項５の発明は、請求項１の発明に於いて、断熱材層Ｋをシリコンスポンジ製としたものである。
【００３０】
請求項６の発明は、請求項１の発明に於いて、上部真空ジャケットＳ4 の外壁７ａの厚さを２ｍｍに、また内壁７ｂの厚さを１．５ｍｍにすると共に、下部真空ジャケットＳ5 の内壁８ｂの厚さを２ｍｍに、外壁８ａの下方部の厚さを２ｍｍに及び外壁８ａの側壁上方の厚さ８ａ′を１．５ｍｍとし、且つその材質をステンレス鋼製とするようにしたものである。この肉厚により、真空時の平板の変形が防止される。
【００３１】
請求項７の発明は、請求項１の発明に於いて、下部真空ジャケットＳ5 の側部に設けた真空断熱配管受部Ｊを厚さ１．２ｍｍのステンレス鋼板より成る長さ５０ｍｍ〜１５０ｍｍの円筒形の真空ジャケットとすると共に、外方より当該真空断熱配管受部Ｊ内へ挿入する真空断熱配管３の先端部３ａの一端又は両端の外周面に断熱材製Ｏリング４ａを挿着し、真空断熱配管受部Ｊとの間で前記断熱材製Ｏリング４ａを挾着する構成としたものである。
【００３２】
請求項８の発明は、請求項１の発明に於いて、対向状に組み合せた上・下真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の側壁の各接合部２ｃ、２ｄを複数の挾圧クリップ５により挾圧する構成としたものである。
【００３３】
請求項９の発明は、請求項１の発明に於いて、真空断熱箱Ｓの側壁の上・下両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の組み合せ重合部Ｗの高さ寸法を１００ｍｍ以上とするようにしたものである。
【００３４】
請求項１０の発明は、請求項１の発明に於いて、上・下両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の真空断熱空間２ａ、２ｂ、２ｂ′の内壁面にメッキ後熱処理を施すようにしたものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に於いては、真空断熱箱Ｓを上・下両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の組み合せにより形成すると共に、両者の組み合せ重合部Ｗの長さ寸法を真空断熱箱Ｓの高さ寸法の約半分以上（約１００ｍｍ以上）とすると共に、両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の前記重合部Ｗを形成する一方の壁材７ｂ、８ａ′の厚さを他の部分の壁材の厚さよりも薄くしているため、固体伝熱量が大幅に減少し、これによって真空断熱性が大幅に向上する。
【００３６】
また、本願発明にあっては、シリコンスポンジ製断熱材層Ｋを用いて、両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の組み合せ重合部の気密性の向上と固体伝熱の減少を図ると共に両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の端部等に接合部２ｃ、２ｄ、２ｄ′を夫々形成する構成としているため、真空断熱箱Ｓ内部からの熱気漏れも皆無となり、より高い断熱性能が得られる。
【００３７】
更に、本願発明では、バルブユニット本体Ｖ1 を用いると共に、当該バルブユニット本体Ｖ1 を面状ヒータＨで加熱するようにしているため、バルブユニット本体Ｖ1 内でガスの凝縮を生ずる恐れは全く無く、小型でコンパクトな真空断熱バルブを安価に供給することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る真空断熱バルブの一部を破断した正面図であり、図２はその左側面図、図３は右側面図、図４は平面図である。また、図５は、本発明を構成する真空断熱箱Ｓの斜面図である。
【００３９】
図１乃至図５を参照して、本発明に係る真空断熱バルブ１は、バルブＶとこれを囲繞する真空断熱箱Ｓとから形成されている。
また、前記バルブＶはバルブユニット本体Ｖ1 と複数のアクチエータＤとヒータから形成されており、更に真空断熱箱Ｓは上部真空ジャケットＳ4 と下部真空ジャケットＳ5 とから形成それている。
【００４０】
前記バルブＶは、図１５及び図１７に示す如く複数個のバルブ本体Ｖ10、Ｖ20、Ｖ30を解離自在に一体的に連結して成るバルブユニット本体Ｖ1 と、各バルブ本体Ｖ10、Ｖ20、Ｖnoに固定したアクチエータＤ、Ｄ…等から形成されている。また、前記バルブ本体Ｖ10、Ｖ20…には公知の金属ダイヤフラム型バルブが、更にアクチエータＤ、Ｄ…としては空気圧作動シリンダや電動型駆動機構が多く使用されている。
尚、当該バルブＶそのものは公知であるため、ここではその詳細な説明を省略するが、本発明で使用する各バルブ本体Ｖ10、Ｖ20の弁座及び弁シート部は、ヒータＨによって容易に加熱されるようにするために、本体Ｖ10、Ｖ20の内方に位置して形成されている。
【００４１】
真空断熱箱Ｓは、上部真空ジャケットＳ4 と下部真空ジャケットＳ5 とを組み合せ固着することにより形成されている。即ち、上部真空ジャケットＳ4 及び下部真空ジャケットＳ5 は、図６に示すように厚さ１．５ｍｍのステンレス鋼板７ｂ、８ａ′と厚さ２．０ｍｍのステンレス鋼板７ａ、８ａ、８ｂとを二重壁状に組み合せることにより形成されており、上部真空ジャケットＳ4 の真空断熱空間２ａ（間隔約４．５ｍｍ）は真空度が１０-2〜１０-4ｔｏｒｒ程度に保持されている。また、高温下１０-4ｔｏｒｒ以下の真空度は、ゲッターによって保持されている。
【００４２】
また、下部真空ジャケットＳ5 の下方部の真空層２ｂの間隔寸法は１３ｍｍに選定されており、且つ上部真空ジャケットＳ4 が嵌合する部分Ｗ（上・下真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の組み合せ重合部分Ｗ）は、その真空層２ｂ′の空間距離が約４．５ｍｍとなっている。
尚、伝熱影響部を構成する両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の嵌合部（組み合せ重合部Ｗ）の高さ寸法（即ち、伝熱距離）は約１００ｍｍに選定されている。
【００４３】
より具体的には、上部真空ジャケットＳ4 の外壁７ａの厚さ寸法は２ｍｍに、また内壁７ｂの厚さ寸法は１．５ｍｍに選定されており、ステンレス鋼板が用いられている。
一方、下部真空ジャケットＳ5 は、外壁８ａの下方部（底面を含めて）が厚さ２ｍｍに、また、内壁８ｂの厚さが２ｍｍに、外壁の側壁上方（重合部Ｗ）８ａ′の厚さが１．５ｍｍに選定されており、ステンレス鋼板が使用されている。
【００４４】
前記上部真空ジャケットＳ4 及び下部真空ジャケットＳ5 にはゲッタケースＧ及びシャットオフ弁Ｏが夫々取り付けられており、更に、前者にはケーブルや弁駆動用空気管の取出し口Ｑがまた、後者には真空断熱配管（図示省略）を接続するための真空断熱配管受部（継手部）Ｊが、夫々設けられている。
【００４５】
上記上部真空ジャケットＳ4 の下端部を形成する内壁７ｂ及び外壁７ａは夫々外方へ向けて鍔状に折り曲げされており、両者は接合されて鍔状の接合部２ｃを形成している。
同様に、下部真空ジャケットＳ5 の上端部は、内・外壁８ｂ、８ａ′が夫々内方へ折り曲げされており、鍔状の接合部２ｄ′が形成されている。
更に、下部真空ジャケットＳ5 の側壁の中間部には、外壁８ａ′の下端部と外壁８ａの上端部を夫々外方へ折り曲げして重ねることにより、外方へ突出した接合部２ｄが形成されている。
【００４６】
また、前記外方へ突出させた各鍔状の接合部２ｃ、２ｄ、２ｄ′の端面は夫々溶接２ｅ、２ｆにより気密状に固定されている。
更に、両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 を組み合せした際の真空ジャケットＳ4 の内壁７ｂと接合部２ｄ′との間及び接合部２ｄ、２ｃ間には、図６に示す如くシリコンスポンジ製の断熱材層Ｋが配設されており、これにより内外真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 間の気密性の保持と固体伝熱の阻止が図られている。
【００４７】
前記下部真空ジャケットＳ5 の側面に設けた真空断熱配管受部Ｊは、厚さ１．２ｍｍのステンレス鋼板を用いて、図７に示す如き構成の所謂バヨネット継手方式の真空断熱部に形成されている。
即ち、真空断熱配管３の先端部の細径部３ａを受部Ｊ内へ挿入し、受部Ｊの先端面を真空断熱配管３の先端部３ａ内方の段部３ｂへ断熱材製リング４を介して接当させることにより、両者Ｊ、３を気密に連結するように構成されており、受部Ｊの長さ寸法は約１００ｍｍに選定されている。
【００４８】
尚、図７に於いて、６はヒーター、９は金属パイプ、１０はパイプ継手である。
また、当該真空断熱配管受部Ｊ及びパイプ継手１０等の構造は公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４９】
次に、本発明に係る真空断熱バルブ１の断熱特性試験とその結果について説明する。
先ず、図８乃至図１１に示すように、横幅約４００ｍｍ、高さ約１９０ｍｍ、奥行約１８０ｍｍ、受部Ｊの長さ約１００ｍｍ、上・下真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の重合部Ｗの高さ約１００ｍｍの真空断熱箱Ｓ内へ５連型のバルブユニットＶを収納し、バルブユニット本体Ｖ1 へ４００Ｗ（２００Ｗ×２枚）の面状ヒータＨを取り付けすると共に、図８乃至図１１に示す各位置ＩＮ及びＯＵＴに温度測定センサ（株式会社岡崎製作所製）を設置した。
【００５０】
次に、面状ヒータＨへ予かじめ実測により求めたバルブユニット本体Ｖ1 を約１５０℃の温度にまで上昇させる電圧を印加し、各温度センサの時間と検出温度との関係を調査した。
【００５１】
その結果は図１２の通りであり、室温が約２６．３℃のときに、上部真空ジャケットＳ4 の上面側の温度（ＯＵＴ−６点）は約３４．３℃までしか、また、下部真空ジャケットＳ5 の側面の温度（ＯＵＴ−８）は４４．７℃にまでしか夫々上昇しないことが判明した。
【００５２】
次に、バルブユニット本体Ｖ1 の温度を１５０℃に安定させたあと、この状態下に於いて上部真空ジャケットＳ4 及び下部真空ジャケットＳ5 の外側の各測温点（ＯＵＴ）の温度を計測した。
図１３及び図１４はその結果を示すものであり、前記各測定値と両真空ジャケットＳ4 、Ｓ5 の重合部Ｗからの距離との関係を示すものである。
【００５３】
また、当該図１乃至図４に示した二分割型の真空断熱箱Ｓを用いた場合について、バルブユニット本体Ｖ1 を１５０℃に加熱保持するのに必要な入力電力を入力電圧調整法により求めた。尚、バルブユニット本体Ｖ1 の加熱用面状ヒータＨは２００Ｗ×２枚である。  試験結果によれば、入力電圧３７Ｖに於いて、バルブユニット本体Ｖ1 は、１５０℃に保持された。従って、この時の入力は（３７2 ／５０）×２＝５４．８Ｗとなり（尚、真空断熱箱Ｓを使用しないときの入力は２１３Ｗ）、前記３分割型の真空断熱箱Ｓの場合の入力電力８１Ｗに比較して、真空断熱性能が大幅に向上していることが判る。
【００５４】
図１５は、本発明の他の実施例を示すものであり、当該実施例に於いては、上・下真空断熱ジャケットＳ4 、Ｓ5 を組み合せ挿着したあと、両者の鍔状の接合部２ｃ・２ｄを断面コ型の挾圧クリップ５により、断熱材層Ｋを介して挾圧する構成としたものである。
当該挾圧クリップ５を用いて、適宜の間隔で鍔状接合部２ｃ・２ｄを挾圧することにより、両者の気密性がより向上し、その結果、前記バルブユニット本体Ｖ1 を１５０℃に保持するための消費電力が５４．８Ｗから４３．０Ｗに減少することが実験により確認されている。
【００５５】
また、図１６は、本発明の更に他の実施例を示すものであり、受部Ｊ内へ挿入する真空断熱配管３の細径部３ａの先端部に段部３ｃを設け、この段部へシリコンゴム製のＯリング４ｂを嵌着する構成としたものである。
当該構成とすることにより、真空断熱配管３の先端部３ａと継手部Ｊの内壁面間の気密性がより向上し、所謂真空断熱箱Ｓ内部の熱気が外部へ漏出するのが、熱源側で遮断されることになり、断熱性能がより一層向上する。
【００５６】
尚、本発明に於いて前記断熱層材Ｋにシリコンゴム製スポンジを利用したり、或いは断熱用Ｏリング４ａ、４ｂにシリコンゴム製断熱材を利用するのは、耐熱性及び気密性に特に優れているからであり、本実施例に於いては信越ポリマー株式会社製の低分子シロキサン対策品を使用している。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る真空断熱バルブは、主として半導体製造装置やプラズマ発生装置のガス供給系や真空排気系に於いて利用されるが、その利用対象は上記半導体製造装置等に限定されるものではなく、化学産業や薬品産業、食品産業等の各種装置に於けるガス供給系やガス排気系の構成材として利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る真空断熱バルブの一部を破断した正面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図１の平面図である。
【図５】本発明に係る真空断熱バルブを形成する真空断熱箱の斜面図である。
【図６】上部真空断熱ジャケットと下部真空断熱ジャケットとの組合せ部分の部分拡大断面図である。
【図７】下部真空断熱ジャケットの継手部と真空断熱配管部との接合部分を示す部分拡大断面図である。
【図８】本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（正面図）。
【図９】本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（左側面図）。
【図１０】本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（平面図）。
【図１１】本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（左側面図）。
【図１２】バルブユニット本体Ｖ1 の温度を１５０℃としたときの各測定点の温度分布を示す曲線である。
【図１３】各測定点の温度とジャケット接合部からの距離との関係を示す線図である（上部ジャケット）。
【図１４】各測定点の温度とジャケット接合部からの距離との関係を示す線図である（下部ジャケット）。
【図１５】上部ジャケットと下部ジャケットとの接合部を示す断面図である。
【図１６】継手部の他の例を示す部分断面図である。
【図１７】本発明を形成するユニットバルブの一例を示す正面図である。
【図１８】図１７の流路の構成図である。
【図１９】本発明を形成するユニットバルブの他の例を示す正面図である。
【図２０】図１９の流路の構成図である。
【図２１】真空断熱箱の一例を示す斜面図である。
【図２２】三個の真空ジャケットから形成した真空断熱箱の正面図である。
【図２３】図２２の真空断熱箱の左側面図である。
【図２４】図２２の真空断熱箱の平面図である。
【図２５】図２２の真空断熱箱の測定点を示す図面である。
【図２６】図２２の真空断熱箱の各測定点の温度と内壁面からの距離との関係を示す線図である。（第１真空ジャケット）。
【図２７】図２２の真空断熱箱の各測定点の温度と内壁面からの距離との関係を示す線図である。（第２真空ジャケット）。
【符号の説明】
【００５９】
Ｖはユニットバルブ、Ｖ1 はバルブユニット本体、Ｖ10はバルブ本体、Ｖ20はバルブ本体、Ｖn0はバルブ本体、Ｄはアクチエータ、Ｓは真空断熱箱、Ｓ1 は第１真空ジャケット、Ｓ2 は第２真空ジャケット、Ｓ3 は第３真空ジャケット、Ｓ4 は上部真空ジャケット、Ｓ5 は下部真空ジャケット、Ｗは上・下真空ジャケットの組合せ重合部、Ｊは真空断熱配管受部、Ｋはシリコンスポンジ製断熱材層、Ｈは加熱用ヒータ、Ｇはゲッターケース、Ｏはシャットオフ弁、Ｑはケーブル取出口、ＯＵＴ・ＩＮは温度測定点、１は真空断熱バルブ、２ａ・２ｂ・２ｂ′は真空断熱空間、２ｃは上部真空ジャケットの下端部の接合部、２ｄは下部真空ジャケットの外側壁の接合部、２ｄ′は下部真空ジャケットの上端部の接合部、２ｅ・２ｆは溶接部、３は真空断熱配管、３ａは先端部、３ｂ・３ｃは段部、４ａ・４ｂは断熱材製Ｏリング、５は挾圧クリップ、６はパイプヒーター、７ａは上部真空ジャケットの外壁、７ｂは上部真空ジャケットの内壁、８ａは下部真空ジャケットの外壁、８ａ′は下部真空ジャケットの中間部より上方の外壁、８ｂは下部真空ジャケットの内壁、９は金属パイプ、１０はパイプ継手。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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