(57)【要約】  弁アセンブリであって、弁アセンブリを通る第１のガスを送出可能な流路を含む弁体と、流路を通る流れが最大流量となる開位置と流路を通る流れが最小流量となる閉位置との間で弁体に対して可動である弁流制御要素であって、弁流制御要素は、弁体と弁流制御要素との間に第１のガスが流動可能な制御ギャップが設けられるような形状となっており、制御ギャップの寸法が、弁体に対する弁流制御要素の位置に依存して変化する、弁流制御要素と、弁アセンブリを用いて、流路を通る第１のガスの流れを制御する際に、制御ギャップ内に第２のガスを選択的に噴射するためのガス噴射器配置と、を備える。弁流制御要素がその閉位置またはその近くにある時に第２のガスを噴射することにより、弁流制御要素上の凝結物の成長を最小限にしやすくなるとともに、弁が閉じている時のコンダクタンスが低減しやすくなる。
2016509172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁アセンブリであって、
前記弁アセンブリを通る第1のガスを送出可能な流路を含む弁体と、
前記流路を通る流れが最大流量となる開位置と前記流路を通る流れが最小流量となる閉位置との間で前記弁体に対して可動である弁流制御要素であって、当該弁流制御要素は、前記弁体と前記弁流制御要素との間に前記第１のガスが流動可能な制御ギャップが設けられる形状となっており、前記制御ギャップの大きさが、前記弁体に対する前記弁流制御要素の位置に依存して変化する、弁流制御要素と、
前記流路を通る前記第１のガスの流れを制御するために前記弁アセンブリを用いる際に、前記制御ギャップ内に第２のガスを選択的に噴射するためのガス噴射器配置と、
を備えることを特徴とする弁アセンブリ。
【請求項２】
前記弁アセンブリは蝶形弁であり、前記弁流制御要素は可動式フラッパであることを特徴とする、請求項１に記載の弁アセンブリ。
【請求項３】
前記弁アセンブリは振り子式弁であり、前記弁流制御要素は可動式ディスクであることを特徴とする、請求項１に記載の弁アセンブリ。
【請求項４】
前記弁アセンブリは、前記弁体に対する前記弁流制御要素の位置に依存するバルブコンダクタンスを有し、前記ガス噴射器配置は、前記弁流制御要素が前記閉位置またはこれに近い時の、前記弁のバルブコンダクタンスを低減するように、前記制御ギャップ内に前記第２のガスを噴射することを特徴とする、請求項１に記載の弁アセンブリ。
【請求項５】
前記第２のガスは、前記第１のガスの凝結温度よりも高い温度で前記第１のガスと前記第２のガスとが混合するように、前記第１のガスよりも高い温度であることを特徴とする、請求項１に記載の弁アセンブリ。
【請求項６】
前記ガス噴射器配置は、前記第２のガスを前記制御ギャップへ導くための第２の流路を、前記弁流制御要素内に備えることを特徴とする、請求項１に記載の弁アセンブリ。
【請求項７】
前記弁流制御要素は、前記ガス噴射機配置における少なくとも前記第２の流路の部分を規定するように、構成および配置された少なくとも二枚の板を備えることを特徴とする、請求項６に記載の弁アセンブリ。
【請求項８】
前記二枚の板の間に配設されたスペーサをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の弁アセンブリ。
【請求項９】
前記ガス噴射器配置は、前記第２のガスを前記制御ギャップ内へ導くための開口を前記弁流制御要素内に備えることを特徴とする、請求項６に記載の弁アセンブリ。
【請求項１０】
前記弁流制御要素内の前記開口は、前記第２のガスを前記弁流制御要素から径外側方向に導くように配置されることを特徴とする、請求項９に記載の弁アセンブリ。
【請求項１１】
前記弁流制御要素内の前記開口は、前記第２のガスを、前記第１のガスの前記流れと同一の下流方向へ導くように配置されることを特徴とする、請求項９に記載の弁アセンブリ。
【請求項１２】
弁体と、弁アセンブリを通る第１のガスの流量を制御するのに用いる弁流制御要素とを備える前記弁アセンブリをそのままで洗浄する方法であって、
流路を通る前記第１のガスの流量を制御するために前記弁アセンブリが用いられる時、弁流制御要素と前記弁体との間における前記第１のガスが通過可能な制御ギャップへ、第２のガスを選択的に噴射する工程を備えることを特徴とする。
【請求項１３】
前記第２のガスは、前記第１のガスと反応しないガスであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記弁アセンブリは蝶形弁であり、前記弁流制御要素は可動式フラッパであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記弁アセンブリは振り子式弁であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記弁アセンブリは、前記弁体に対する前記弁流制御要素の位置に依存するバルブコンダクタンスを有し、選択的に噴射する工程は、前記弁流制御要素が閉位置またはこれに近い時の、前記弁のバルブコンダクタンスを低減するように、前記制御ギャップ内に前記第２のガスを噴射することを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のガスは、前記第１のガスの凝結温度よりも高い温度で前記第１のガスと前記第２のガスとが混合するように、前記第１のガスよりも高い温度であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２のガスを前記制御ギャップへ導くように、前記弁流制御要素内の第２の流路を通じて前記ガスを送出する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記弁流制御要素は、少なくとも前記第２の流路の部分を規定するように、構成および配置された少なくとも二枚の板を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記二枚の板の間にスペーサを配設する工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記制御ギャップへ前記第２のガスを噴射する工程は、前記弁流制御要素内の開口を通る前記第２のガスを、前記制御ギャップ内へ導くことを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のガスを噴射する工程は、前記開口を通る前記第２のガスを、前記弁流制御要素から径外側方向に導くことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２のガスを噴射する工程は、前記開口を通る前記第２のガスを、前記第１のガスの流れと同一の下流方向へ導くことを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１３年１月２９日出願の米国特許出願第１３／７５３，０１９号に対して、米国特許法１１９条の優先権の利益を主張するものであり、この出願の全開示をここに参照して援用する。
【０００２】
本願は、広く、導管を通る流体の流れを規制するための制御弁に関するものであり、より具体的には、弁流制御要素と弁体との間のギャップおよびその隣接物を、（ａ）凝縮物がないように保つとともに、（ｂ）弁流制御要素の結露面における凝縮を防止するように高い温度を維持し、使用時にそのまま弁の洗浄が可能であるように構成された弁に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
「ガス」という用語が用いられる場合、「ガス」と「蒸気」とが異なると考えられるときでも、「ガス」という用語によって、「ガス」および「蒸気」の両方を意味するものとする。
【０００４】
当該技術において制御弁は、導管を通るガスの流速を規制する手段としてよく知られている。制御弁の一つのタイプに「フラッパ」弁（「絞り」または「蝶形」弁と呼ばれることもある）があり、このタイプでは、「フラッパ」または板状の弁流制御要素が、流体流路の内側に配設されるとともに、流路内部を横方向に通る回転シャフトの中心または中心近くに載置されている。フラッパの面の姿勢は、一般的に、時計回りおよび/または反時計回り方向にシャフトを回転させることによって調整可能である。フラッパの面がガスの流れを遮断する０°位置の姿勢の時に、流体の流れを停止または少なくとも実質的に最小流量へ低減するために、流路を閉鎖かつ事実上密閉しうるように、フラッパは正確に寸法出しされている。また、フラッパの面が完全な閉位置から完全な開位置へ動くように、シャフトおよびフラッパを０°から９０°付近の間で回転させることは、約ゼロまたは最小から最大流量までの間でフラッパの位置を制御することで、流路を通るガスの流動速度を制御することが可能であることになる。このようなフラッパ弁の動作における簡潔かつ容易さは、ガスを正確な量で送出することが求められる制御システムにおけるガス流量の規制に、特に適している。
【０００５】
ガス流量の規制に有用な別のタイプの弁に、振り子式またはゲート式の弁がある。一般に、振り子式またはゲート式の弁アセンブリは、振り子式またはゲート式の弁流制御要素、内部空間、および、ガスを内部空間へ流入かつ内部空間から流出させることができる一組の開口を含む、ハウジングを備える。
【０００６】
その名が示すように、弁流制御要素（通常は「ゲート」と呼ばれる）は、完全な開位置と完全な閉位置との間を動くことができる。弁流制御要素は、通常はディスクの形態であり、旋回アームによって回転シャフトに接続されている。完全な開位置では、振り子式弁のディスクは、流体がハウジングの内部空間に流入および内部空間から流出できるように、開口によって規定される流路の外側に典型的には位置する。完全な閉位置では、流体が弁を通過することができないように、開口の一つを囲む弁座の密着面にディスクが移動する。
【０００７】
ゲートの動作は、通常、完全な開位置と中間位置との間での回転（つまり、旋回または横方向）動作を必要とし、そして少なくとも、中間位置から、ゲートディスクが弁座の密着面に位置する完全な閉位置までの、何らかの長手方向（つまり、並進、直線または軸方向）動作を必要とする。この回転動作と移行動作との組み合わせを得るために、振り子式弁は典型的にある種の回転と軸移動との変換機構を用いて、その動作の全範囲にわたり所望の移動方向に弁体を動かす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５４８５５４２号
【特許文献２】米国特許第５５６４６７９号
【特許文献３】米国特許第６０８９５３７号
【特許文献４】米国特許第６４３９２５５号
【特許文献５】米国特許第６７７６３９４号
【特許文献６】米国特許第５４６２０８０号
【特許文献７】米国特許第５８２７３７０号
【特許文献８】米国特許第６０９０２０６号
【特許文献９】米国特許出願公開公報第２００２／０１８５０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
絞り弁および振り子弁の両タイプの弁は、ＣＶＤ（化学気相成長）システムのようなプロセス制御システムへ送出されるガスの流速を制御することに用いることができる。プロセス制御システムによって実行される処理工程に用いられるガスは多種多様である。このような処理工程に用いられる重要な工業用化学物質の多くは、通常の室温および圧力またはそれに近い室温および圧力では、液相状態で存在するが、昇温時には通常の気圧下で気相へ遷移する。多くの工業用途で、これらの化学薬品は気相中で取り扱うことが好ましいが、同時に、熱エネルギーの過度に不要な入力を最小限にすることが好ましい。しかしこの均衡を図ることにより、これらの気相化学薬品の流れを規制する絞り弁と振り子式弁について、特殊な問題が引き起こされる。規制される化学物質の液体・蒸気間の凝結温度よりも高い温度に、弁の全ての結露面を維持しない限り、弁操作に悪影響を与えるかもしれない、弁の腐食、液体流の汚染、および液体の淀みを、弁内部の表面上の凝縮が引き起こす危険がある。図１および２に示すように、フラッパ弁の弁流制御要素の周囲のガス流は、符号１８に示す弁流制御要素上のみならず、符号２０に示す弁体の内部流路壁上でも凝結しうる。
【００１０】
その結果、弁流制御要素および弁体の表面が、凝結物で汚染され、弁の操作に干渉し、弁のその寿命が短くなって保守点検および／または交換を要するようになる可能性がある。しばしば弁は、弁の本体の周囲を外部から加熱される。フラッパを暖かい状態に維持するため、弁シャフトを直接加熱可能に設計した弁も入手可能である。同様に、フラッパ本体を拭き取って汚染がなくなるように、フラッパを余計に回転させることも知られている。
【００１１】
フラッパ弁の場合、弁を通って流れる処理ガスを、そのガス相に維持するために必要な温度よりも高い温度でフラッパを加熱するため、弁内にヒータを設置しても、その問題は常に解決するするとは限らない。それは費用が掛かり、電力が必要で、なおかつ、ガス流によるフラッパの冷却のため、フラッパを完全には保護できないことが時折ある。ガス流の流体力学によって（大きな圧力降下、および冷却の可能性）、フラッパの前縁の下流で汚染が発生する場合もある。過剰回転法は、欠くことのできないフラッパ面全てを、汚染から保護することができるとは、必ずしも限らない。
【００１２】
どちらのタイプの弁の場合も、弁を通る漏出を最小限にするために、弁が閉じている時のコンダクタンスが最小となるように、弁を設計することが重要である。以下でより明らかとなるように、弁流制御要素と弁体との間に制御ギャップがある結果、弁体が完全な閉位置にある時に、コンダクタンスが相対的に大きくなる。閉じている時のコンダクタンスを低減する一般的な方法は、ギャップを閉じるために、柔軟性のある密閉材料の使用を含む多数の機械的手法によって、小さなギャップを生成すること（またはギャップの長さを伸長すること）である。しかし、どのような手段によってでも小さなギャップを生成すると、たいていの場合、結果として、部品および機構がより高価なものとなり、小さなギャップは汚染されやすいものとなる。制御ギャップを何らかの密閉物で満たすと、摩耗（定期的な交換を必要とする）、微粒子の発生、および操作制御の不良（摩擦およびヒステリシスに起因する）という結果になることが多い。制御弁の閉じている時のコンダクタンスは、そのような機械部品を用いなくても、制御および低減することが望ましい。さらに、弁流制御要素の汚染を低減して、保守点検を要する以前の弁の寿命を伸ばすことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
開示技術の一態様によれば、弁アセンブリは、前記弁アセンブリを通る第1のガスを送出可能な流路を含む弁体を備える。弁流制御要素は、前記流路を通る流れが最大流量となる開位置と前記流路を通る流れが最小流量となる閉位置との間で前記弁体に対して可動である。当該弁流制御要素は、前記弁体と弁流制御要素との間に前記第１のガスが流動可能な制御ギャップが設けられるような形状となっている。前記制御ギャップの前記寸法は、前記弁体に対する前記弁流制御要素の前記位置に依存して変化可能である。前記弁アセンブリを用いて、前記流路を通る前記第１のガスの前記流れを制御する際に、前記制御ギャップ内に第２のガスを選択的に噴射するためのガス噴射器配置が設けられる。
【００１４】
開示技術の第二の態様によれば、弁体と、弁アセンブリを通る第１のガスの前記流量を制御するのに用いる弁流制御要素とを備える前記弁アセンブリを原位置で洗浄する方法が、前記弁体と、前記弁アセンブリが前記流路を通る前記第１のガスの前記流量を制御するために用いられる時、前記第１のガスが通過可能な弁流制御要素との間の制御ギャップへ、第２のガスを選択的に噴射する工程を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、ここに記載の実施例によって対処したある問題を図示する意図で、絞り弁を部分的に切り取った簡略な側面図である。
【図２】図２は、ここに記載の実施例によって対処したある問題を図示する意図で、絞り弁を部分的に切り取った簡略な側面図である。
【図３】図３は、弁が完全に閉位置にある場合の本件技術を組み込んだフラッパ弁の実施例のひとつの平面立面図である。
【図４】図４は、弁が完全な開位置にある場合の、図３の実施例のフラッパ弁の平面立面図である。
【図５】図５は、図３の実施例のフラッパ弁のフラッパを一部切り欠いた平面立面図である。
【図６】図６は、図３の実施例のフラッパの部品の斜視図である。
【図７】図７は、図３の実施例のフラッパの部品の斜視図である。
【図８】図８は、図３の実施例のフラッパの部品の斜視図である。
【図９】図９は、図３の実施例の弁体内に位置するフラッパを、一部切り欠いた側面図を図示する。
【図１０】図１０は、フラッパの構造および加熱されたガスの流量の制御の多様な例の、切り欠いた側面図を図示する。
【図１１】図１１は、フラッパの構造および加熱されたガスの流量の制御の多様な例の、切り欠いた側面図を図示する。
【図１２】図１２は、フラッパの構造および加熱されたガスの流量の制御の多様な例の、切り欠いた側面図を図示する。
【図１３】図１３は、フラッパの構造および加熱されたガスの流量の制御の多様な例の、切り欠いた側面図を図示する。
【図１４】図１４は、本件技術を組み込んだ振り子式弁の実施例のひとつで、弁流制御要素が完全な開位置と完全に閉位置との間に位置する状態の、斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に図示する振り子式弁の断面側面図である。
【図１６】図１６は、図１４に図示する振り子式弁の複数部分の断面側面図である。
【図１７】図１７は、ここに記載のタイプの流量制御弁を利用したＣＶＤシステムの簡略な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図３および４において、符号３０によって一般的に同定された、図示されたフラッパ弁は、それぞれ閉位置および開位置で示されている。フラッパ３２は、弁ハウジング３８の側壁３６によって規定される流体流路３４内に配設されている。フラッパは、適切な締結具４２によって回転シャフト４０上に載置される。フラッパ３２、側壁３６を含むハウジング３８、回転シャフト４０、および締結具４２は、（ａ）比較的高い熱伝導性があり、（ｂ）ステンレス鋼などの耐食性金属または金属合金の形態の、一つ以上の材料からなることが(必ずというわけではないが)好ましい。弁ハウジング３８はさらに、注入口４８を備えた少なくともひとつのガス導管４４を備える。ガス導管に向かうとともにここを通ってフラッパ３２の内部へ流入する加熱されたガスが注入口４８に導入されるように、フラッパは内側に構築されている。図示されるように、導管４４は、弁ハウジング３８を通って、フラッパの内部４６へ直接延在することが可能である。シャフト４０を通りフラッパ３２の内部に直接結合された導管とともにシャフト４０の端部に注入口を設ける、他の配置も可能である。
【００１７】
図５〜８に示す図示された実施形態において、フラッパ３２の内部４６は、注入口４８に導入された加熱されたガスの流れを、フラッパの外周面またはその近くに設けられた開口へ導くのに、適した構造を備えている。図６および７に最も良く示されるように、図示したフラッパ３２は、中空内部を形成するように互いに組み合わされる、比較的に平坦な二枚の円板６０，６２を含むように形成することができる。図４および５にて最も良く解るように、各板はそれぞれ外周リム６４，６６とともに構築されており、各リムには径方向に向いた孔７０が設けられ、二枚の板を組み合わせると、孔７０が互いに揃って、径方向に向いた開口７２を形成する。板同士を一旦組み付けてしまえば、フラッパ幅を基準にして中央に開口７２の位置を配置する（フラッパの前および後を形成する板の間を通過し、これらの板に平行であり、なおかつこれらの板から等間隔で離間する中央面にかかるように位置させる）ことができるように、板および孔を構成することができる。または、組み立てる弁の所望のガス流力学によって、中央面の一方または他方の側上に一部あるいは全ての孔７０を位置させることも可能である。フラッパ板は、（図４および５において、板６２および６４のそれぞれにおいて、３つが示されている）載置孔７４を備えることもできる。
【００１８】
フラッパの内部４６内の加熱されたガスの流れを開口７２へ向ける付加的な構造を設けることができる。その構造を、例えばトロイドのような、フラッパ３２の内部４６の内周の周囲の（図５および８において符号５８で示す）マニホールド形状とすることができる。マニホールドは、板６２と板６４との間にちょうど適合するように設計する。マニホールド５８は、板同士を組み付ける際に板同士の間に位置し且つ支持された個別の部品として、板同士を組み付ける前の板の一枚として形成してもよいし、（例えば図8に５８として示すように）板のような付加的な支持構造に固定し、それを二枚の板６２と板６４との間に固定してもよい。マニホールドは、フラッパの内部４６と開口７２との間を流体接続する、一つ以上の流路またはガス分配路を備える。流路は、開口７２を通る流れが実質的に均等となるように配置される。図示の例において、トロイド形状のマニホールド５８は、内部４６からマニホールドの流路へ向かう加熱されたガスを受け入れるための少なくとも１つの（図８中に符号８０で示すような）注入開口を、内部４６の流体接続に備える。マニホールドは、フラッパが組み付けられた時にフラッパ内で開口７２と繋がる、複数の開口８２も備えている。このようにして、符号４８に導入されたガスは、フラッパの内部４６へ流入する。ガスは、内部からマニホールドのガス分配流路を通って注入開口８０へ流入し、マニホールドの開口８２を通ってフラッパの開口７２の外へ流出する。
【００１９】
示した実施形態において、弁が完全に閉じている時でも、加熱されたガスが開口７２から流出して制御ギャップ５６へ（フラッパの外周面と内側側壁３６との間に）、流入するようにフラッパ３２の外周面と側壁３６との間に、（図９および１０に示すように）小さい制御ギャップ５６を設ける。制御ギャップ５６の大きさは、側壁３６に対するフラッパ３２の位置に依存して変化する。図９に示すように、密閉するのではなく、弁を通る第１のガスの流量を制御するために弁アセンブリが用いられる際に、制御ギャップ５６内のフラッパの外側部分の周囲の選択した位置へ、第２のガスを選択的に噴射するためのガス噴射器配置を、開口７２は提供する。加熱されたガスが、フラッパの周面全体の周囲に、実質的に均等に供給されることが確実になされるように、開口７２を互いに径方向に近くなるようにすべきである。以下で明らかとなるように、第２のガス流は、弁が閉じている時のコンダクタンスを低減することを手助けする。
【００２０】
典型的な操作では、弁を用いて、ＣＶＤシステムのような多様なプロセス制御システムにおいて実施される処理中のガスの流速を制御する。これらの処理に用いられるガスは多種多様である。使用される多数の重要な工業用化学物質は、通常の室温および圧力またはそれに近い室温および圧力では、液相状態で存在するが、約２５０℃以上の温度に加熱されると通常の気圧で気相へ遷移する。多くの工業用途では、これらの化学物質を気相で取り扱うと同時に過度に不要な熱エネルギーの入力を最小限にすることが好ましい。しかし、この均衡を図ることにより、これらの気相の化学物質の流れを規制する絞り弁と振り子式弁の場合に、特殊な問題が引き起こされる。規制されている化学薬品の液体・蒸気間の凝結温度よりも高い温度に、弁の全ての結露面を維持しない限り、弁操作に悪影響を与えるかもしれない、弁の腐食、流体流の汚染、および液体の淀みを、弁内部の表面上の凝縮が引き起こす危険がある。この点で、フラッパから噴射される第２のガスは、制御されたガスが気相のままとなるように、弁を通って流れる制御されたガスが凝結する温度よりも、高い温度でなくてはならない。通常、これは、制御されたガスが気相のままであることを確実にするために、加熱された第２のガスの温度が、制御されたガスの温度よりも高い温度であることを必要とする。さらに、第２のガスは、制御されたガスと反応しないように、また制御されたガスが用いられる制御された処理と干渉しないように、不活性でなくてはならない。
【００２１】
図示された加熱されたフラッパ弁の構造および操作全般は、図３，４，５、および９〜１３をさらに参照することにより、よりよく理解することができる。フラッパ３２は、図３において完全に「閉じた」位置にて示され、図４において完全に「開いた」位置にて示されている。フラッパ３２は、シャフト４０を二つの位置の間を約９０°回転させることによって、二つの位置の間で回転される。開位置では、フラッパ３２の中央面は、流路３４の長手軸におよそ平行となる。図３に示すようにフラッパ３２を閉位置へ回転させると、孔７２と側壁３６との間に制御ギャップ５６がある状態で、孔７２が側壁３６の表面に隣接する。これにより、加熱された不活性ガスが側壁３６に対して噴射されて、その領域から凝結物を除去することができる。多くの場合、加熱されたガスは、弁を通るガスの流量を制御する際に供給され、よってシールドガスとして機能することができる。制御されたガスは、例えば制御された処理中に弁を通って流れる処理ガスであってもよいが、多様な成長工程中に用いられるパージガスであってもよい。または、加熱されたガスは処理実行中に供給されてもよい。
【００２２】
図３〜８より、フラッパの内部３６およびマニホールドを通り開口７２を出た加熱されたガスによって生成される熱エネルギーは、フラッパ３２および側壁３６を通る熱伝導によって効率よく伝わることが明らかであろう。
【００２３】
加熱されたガスの流れをどの方向に噴射するようにも開口７２を形成することができる。図１０に示すように、制御されたガスは、フラッパ３２と側壁３６との間に形成されたギャップ５６を通って、フラッパ３２の周囲を流れる。図示例では、開口７２は、加熱されたガスが下流方向へより多く噴射されて、凝結物が最も蓄積しそうな側壁３６へ向かうように、形成されている。あるいは、加熱されたガスを、上流方向または側壁３６に垂直に、より多く噴射するように、開口７２を形成してもよい。
【００２４】
フラッパに多様な改変を行ってもよく、その場合も所望の結果を得る。例えば、図１２に示すように、異なる外形寸法の複数のフラッパの板を用いて、フラッパを３つの主要部品に構築してもよい。図示のように、図１２のフラッパ設計は、フラッパ９０の上流板９２および下流板９４を含む。上流板９２は、下流板９４よりも大きな外径としてもよい。二枚の板９２と板９４とは、ガスが噴射されて通る開口１０２を形成するために、径方向にエッチングされたチャンネルを備えるスペーサリング９６によって隔てられている。この構造の結果、上流板９２と側壁３６との間に形成された制御ギャップ９８は、下流板９４と側壁との間に形成された制御ギャップ１００よりも小さい。このような構造は、シールドガスが、弁よりも上流の処理システムへ移動する可能性を低減するのに役立つ。
【００２５】
他の例では、図１３に示すように、フラッパ１１０を二枚の主要板で構築してもよい。図示のように、上流板１１２および下流板１１４は、スペーサを要することなく組み合わされる。この例では、下流板１１４は、板の外周の近くおよびその周囲に、二枚の板を組み合わせたときに分配経路を形成するように、輪環状溝１１６を備える。この点で、ガス噴射孔１２０を創出するように、複数枚の板の一つのリム１１８を、薄くしてもよい。さらに、上流板１１２は外径を下流板１１４の外径よりも大きくしてもよい。
【００２６】
前述の改良はフラッパ弁について説明したが、この改良を他のタイプの弁に適用できることは明白である。例えば図１４〜１６を参照すると、ここに記載の原理が振り子式またはゲート式の弁に適用されている。
【００２７】
図示例において、振り子式またはゲート弁アセンブリ１２０は、内部空間１２４と、流体が通って内部空間１２４へ流入するとともに内部空間１２４から流出可能な、一組の開口１２６，１２８を有するハウジング１２２と、を備える。弁座１３０は、開口１２８の端部の周囲の内部空間内に配設されている。で完全な開位置と完全な閉位置との間で内部空間１２４の中をディスクが可動するように、ディスク１３２の形状をしたゲートが、ハウジング１２２に対して載置されている。加熱されたガスをギャップへ噴射し得るギャップ１４２を提供するように、ディスクが閉位置へ移動したときにディスクと弁座１３０との間に隙間を開けて、ディスク１３２は構築されている。長手軸１３８を規定する長手シャフト（図１５に１３４で示す）は、旋回アーム１３６およびディスク１３２に固定して結合されるとともに、ハウジング１２２内に少なくとも部分的に載置される。回転と軸移動との変換機構１４０（図１５に示す）は、（ａ）軸１３４およびディスク１３２が、ディスクが完全な開位置にある第１の角度位置とディスクが開口１２８と実質的に軸方向に揃うが、ディスクが弁座１３０から離れている第２の角度位置との間で、長手軸１３８を中心に回転可能であり、かつ、（ｂ）シャフト１３４が回転し続けると、長手軸に実質的に平行な方向に、シャフトおよびディスクが軸移動し、ディスクが第２の角度位置と閉位置との間でディスクが移動可能であるように、設けられる。回転と軸移動との変換機構１４０は、シャフトとハウジングとの結合に用いられるとともに、第１の角度位置と第２の角度位置との間でのシャフトおよびディスクの回転動作、ならびに第２の角度位置と閉位置との間（ここでディスク１３２が制御ギャップ１４２によって座１３０から離される）での、シャフトおよびディスクの長手方向動作および継続した回転動作を制御するように配置される。例えば、その内容を参照して援用する米国特許６，０８９，５３７号を参照のこと。
【００２８】
図１６に示すように、ディスク１３２は、ディスク１３２の周部の周囲に輪環状ガス分配流路１４４を備える。加熱されたガスは、流路と流体接続するシャフト１３４内の流路１４６を通って、内側分配流路１４４へ導入可能である。ひとたび閉位置となれば、シールドガスを制御ギャップ１４２内へ噴射することができる。弁座１３０と接触しないディスクの外周面には、ディスクが閉位置またはこれに近い位置で、各ガスを弁座１３０で噴射可能となるように、開口１４８が設けられている。
【００２９】
上昇した温度では気相状態となる液相物質の流れを規制するために、特別に設計されているが、加熱された弁アセンブリをガス状および液状の流れの両用に適応させてもよい。異なる流体の流速に対処するために、弁を小さく、または大きくしてもよい。
【００３０】
改良した弁アセンブリの応用形態のひとつを図１７に示す。図示のように、このシステムは、図１３〜１６に関して図示ならびに説明するタイプの振り子式弁アセンブリを採用する高純度ガス送出システムである。図１７に図示する振り子式弁アセンブリ１２０は、完全な開位置と完全な閉位置との間で、ディスク１３２の位置を制御することにより、処理チャンバ１５０と真空ポンプ１５２との間のガス流量の制御に役立つ。閉位置にある時、ディスク１３２は、シールドガスをその空間内に噴射可能なように、制御ギャップ１４２によって弁座１３０から離される。
【００３１】
このように、弁制御本体がその閉位置またはこれに近い位置にある時に、噴射され加熱されたガスを供給することにより、弁体の汚染を低減し、弁が保守点検を要する寿命が延びる。あるレベルの汚染後は、流動特性が影響を受け（結果として処理パラメータが繰り返し不可能となり）、最終的には、弁流制御要素を適切に位置決めすることができなくなり、弁の保守点検および洗浄が必要になる。洗浄のためのアプローチは、簡単かつ比較的低コストである。弁アセンブリ内にヒータを設ける必要はない。弁流制御要素および弁体を洗浄するために大きなモータトルクは必要ないため、コストが低減する。加熱が必要な場合は、必要な流領域へ（加熱されたガスによって）送熱されることになる。
【００３２】
さらに、コンダクタンス制御ギャップ（フラッパおよび振り子式弁の両方）への噴射ガス流の導入により、シールおよび電気ヒータのような機械式およびまたは電気式装置を用いることなく、弁が閉じている時のコンダクタンスを制御および低減する技法が得られる。噴射され加熱されたガスは、処理ガスの流量を増加させ、制御ギャップ内における全体の質量流量を増加させる。この増加した質量流量は、制御ギャップ前後でのより大きなデルタＰ（差圧）を生成し、閉じている時の処理チャンバへのコンダクタンスが明らかに低くなる。この弁アセンブリを排出ラインに用いる場合、ガスは弁にて排出ラインへ導入されるので、ガスは、処理チャンバへはほとんど到達しない（弁の上流の流体の性質に依存する）。加熱されたガスが提供される必要があるのは、弁が閉じた、またはほとんど閉じた時にのみであることに留意されたい。高コンダクタンス（チャンバを減圧する際のように）を確立するために弁を開く時には、ガス流を止めることができる。
【００３３】
上述の装置及び処理においては、ここに含まれる本発明の範囲から逸脱しない限り、他の変更および改変が可能であり、上記説明に含まれるすべての事項は、例示的な意味に解釈されるべきであり、限定的な意味に解釈されるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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