ガス供給装置
【課題】多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑える。
【解決手段】ガス供給装置１００は、液化ガスが充填されたガスシリンダー２と、そのガスシリンダー２から排出されたガスを供給するためのガス供給流路１１と、導風ガイド３と、温風循環流路４とを備えている。温風循環流路４には、途上に設けられた温風発生器により生成された温風が循環する。導風ガイド３は、ガスシリンダー２を覆う筒状の遮蔽板であり、温風循環流路４の吐出口４ａからの温風が流入するガイド吸引口と、温風循環流路４の吸引口４ｂに吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、ガイド吸引口から流入した温風が、ガスシリンダー２との間の空隙を流れて、ガイド吐出口から排出されるように構成されている。
【解決手段】ガス供給装置１００は、液化ガスが充填されたガスシリンダー２と、そのガスシリンダー２から排出されたガスを供給するためのガス供給流路１１と、導風ガイド３と、温風循環流路４とを備えている。温風循環流路４には、途上に設けられた温風発生器により生成された温風が循環する。導風ガイド３は、ガスシリンダー２を覆う筒状の遮蔽板であり、温風循環流路４の吐出口４ａからの温風が流入するガイド吸引口と、温風循環流路４の吸引口４ｂに吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、ガイド吸引口から流入した温風が、ガスシリンダー２との間の空隙を流れて、ガイド吐出口から排出されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置に関し、特に、温風により熱を供給して液化ガスの気化を促進するタイプのガス供給装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工場等においては、その製造工程で、特有のガス（例えば、毒性を有するガス）を使用しており、通常、そのガスは液化されてシリンダー等の容器に充填されている。また、その液化ガス充填容器は、そのガスが漏洩した場合に備えてシリンダーキャビネットに収納されている。そして、そのガスは、ステンレス鋼製配管等により半導体製造装置に送られ、使用される。
【０００３】
上記液化ガス充填容器内に充填された液化ガスは、通常、液相部と、内圧に応じて生じた気相部とに分離しており、ガスはその気相部から供給される。そのように気相部からガスが供給されると、そのガス供給により消費した気相部を補うため、液相から新たに気化が生じる。その際、気化潜熱により熱を奪われて、液化ガス充填容器内の液化ガスの液温が低下する。そして、この液温の低下に伴って、液化ガスの蒸気圧の低下、すなわち液化ガスの供給圧力が低下するという現象が生じることが知られている。
【０００４】
ここで、液化ガス充填容器内の液化ガスの液温の低下は、「外部からの入熱量」と「気化潜熱分の熱量損失」との比較において後者が大きいときに生じてしまう。このため、液化ガス充填容器内からのガス供給量が多いほど、気化潜熱による熱量損失が大きくなり、液温低下や供給圧力低下が著しくなる。したがって、液化ガス充填容器内からのガス供給圧力を一定に保持しながら多くのガスを供給し続けるためには、「気化潜熱分の熱量損失」を補うことが必要であり、「外部からの入熱量」を増加させることが重要である。
【０００５】
ところで、「外部からの入熱量」を増加させる方法として、加熱源として温水又は温風等を液化ガス容器外面に接触させ、入熱量を増加させる方法が一般に行なわれている（例えば、特許文献１参照）。ここで、交換頻度が高い液化ガス充填容器の場合に、温水による加温システムを使用すると、温水ジャケットの取り付け及び取り外しの労力が多大となるので、温風による加温が一般的であった。
【０００６】
図５は、温風により容器に対して外部から熱を供給する構成を有する従来のガス供給装置の一例を示す全体構成図である。同図において、従来のガス供給装置１００Ｐは、その外枠がガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）１Ｐで構成されている。また、ガス供給装置１００Ｐの内部は、それぞれがガスシリンダーキャビネット１Ｐを外枠とする第１の空間ＳＰ１と、第２の空間ＳＰ２とで構成されている。
【０００７】
第１の空間ＳＰ１には、所定の液化ガスが充填されている第１乃至第４ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々から排出された各ガスのいずれかが供給可能なように合流経路をなしているガス供給流路１１と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に対応してガス供給経路１１の分岐部分に介在し、各ガスシリンダー２−１〜２−４からのガスの流量を調整するための第1乃至第4弁１０−１〜１０−４と、第２の空間ＳＰ２から延設され、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対して分岐して温風を供給するための温風供給流路４Ｐの一部と、が配設されている。また、ガスシリンダーキャビネット１Ｐの、第１の空間ＳＰ１を画定する所定の位置には、外部から換気用空気（環境大気）ＥＡを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１Ｐａと、内部の空気（筐体排気）ＣＥを外部へ排出するための排気口（筐体排気口）１Ｐｂと、が設けられている。
【０００８】
第２の空間ＳＰ２には、上述のようにその一部が第１の空間ＳＰ１に延設される温風供給流路４Ｐと、温風供給流路４Ｐの途上に介在し、温風を発生させる温風発生器（加温装置）５と、温風供給流路４Ｐ上の温風発生器５の上流に設けられ、温風発生器５で発生した温風を温風供給流路４Ｐに流すためのファン６とが配設されている。また、ガスシリンダーキャビネット１Ｐの、第２の空間ＳＰ２を画定する所定の位置には、外部から温風供給用空気（温風用環境大気）ＥＡＨを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃが設けられている。
【０００９】
温風供給流路４Ｐの、第２の空間ＳＰ２内の一端は、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃから取り込まれる温風供給用空気ＥＡＨを、ファン６により温風供給流路４Ｐ内に吸引できるような位置に配設されている。一方、温風供給流路４Ｐの、第１の空間ＳＰ１内の他端は、前述のように第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対応して分岐し、排出される温風が各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられるような位置に配設されている。
【００１０】
次に、上述のような構成のガス供給装置１００Ｐの動作を簡単に説明する。
前述のように、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に充填されたガスは、対応する第１乃至第４弁１０−１〜１０−４の開閉による流量制御のもとで、ガス供給流路１１を経て、半導体製造装置等に供される。
【００１１】
一方、前述のように、各ガスシリンダー２−１〜２−４内において、液化ガスが気化する過程で熱量が奪われて温度が低下し、ひいてはガス供給圧力の低下を引き起こしてしまう。そこで、各ガスシリンダー２−１〜２−４を外部から加熱して内部圧力を保持すべく、前述のように、ファン６による吸引力により、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃからの温風供給用空気ＥＡＨが、温風供給流路４Ｐ内に取り込まれて、温風発生器５に送られる。温風発生器５に送られた温風供給用空気ＥＡＨは、そこで加熱され温風として温風供給流路４Ｐの下流に送られる。そしてその温風は、温風供給流路４Ｐの上記他端の各々から排出されて各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられる。それによりガスシリンダー２−１〜２−４は暖められ、その内部は昇圧する。
【００１２】
第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた温風は、その後、排気口（筐体排気口）１Ｐｂから排気される。一方、各ガスシリンダー２−１〜２−４に充填されたガスが第１の空間ＳＰ１内に漏れてしまうこともあるため、吸気口（環境大気取込口）１Ｐａという構成を加えられて、第１の空間ＳＰ１内の空気の換気を行っている。従って、排気口（筐体排気口１Ｐｂ）から排出される総量は、理論上、吸気口（環境大気取込口）１Ｐａから流入する空気ＥＡの量と、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃからの温風供給用空気ＥＡＨの量の和である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−３３８５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、温風を利用した各ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４の加熱方法では、温風発生器５により発生させた温風を当該各ガスシリンダー２−１〜２−４に接触させることによって熱交換を行っており、吹き付け後の温風は、概ね排気口（筐体排気口）１Ｐｂから排気される。これはガスシリンダーキャビネット１Ｐ内の内圧を負圧に保つためである。
【００１５】
ここで、基本的には、温風温度を上昇させることにより、液化ガス容器への入熱量を増加することが可能であり、結果として所定の供給圧力を維持したまま、より多くの供給流量を払い出すことが可能になるが、高圧ガス保安法の観点から、通常、温風温度は４０℃以下に設定される。従って、それに対応した風量が必要となる。
【００１６】
また、ガス供給装置によっては、多量の温風、すなわちより多くの「外部からの入熱量」を必要とする場合やときがある。例えば、トータルに多量のガスが必要で、上述のように複数のガスシリンダーや、大型のガスシリンダーを備えた場合、また、短時間に多量のガスが送出される場合である。また、一時的には、ガスシリンダー内の液化ガスが比較的減少した場合（加熱源との接触熱交換面積が減少している）である。
【００１７】
従って、これらの場合、温風、言い換えれば外部から温風供給用空気、の量に比例して、筐体排気量も大きくなり、後段の工場設備ブロワー排気量負担を増加させてしまう。
【００１８】
ここで、半導体工場の設備（全体もしくは１区画）の排気を請け負うスクラバー（あるいはブロワーを併せたもの）が賄うことができるトータル排気能力には限りがあり、本来は初期設置時に各設備の排気風量バランスを考慮して所定の排気量が与えられる。従って、ガス供給装置の排気風量のみを大幅に増加させることは他設備の排気風量低下を招くため、排気風量変更には工場内他設備の排気風量調節が必要であり、多くの労力が必要とされる。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温風により熱を与えつつ液化ガスを気化して供給するガス供給装置において、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、経済性に富んだガス供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、液化ガスが充填された液化ガス充填容器と、
その液化ガス充填容器から排出されたガスを供給するためのガス供給流路と、
途上に設けられた温風発生器により生成された温風を、前記液化ガス充填容器に吹き付けるための吐出口をその上流端部に有し、前記液化ガス充填容器に吹き付けられ、前記液化ガス充填容器により熱量を奪われた後の温風を、吸い込むための吸引口をその下流端部に有して、前記温風が循環する温風循環流路と、を備えることを特徴とするガス供給装置である。
【００２１】
請求項２にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を覆う筒状の遮蔽板であり、前記温風循環流路の吐出口からの温風が流入するガイド吸引口と、前記温風循環流路の吸引口に吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、前記ガイド吸引口から流入した温風が、前記液化ガス充填容器との間の空隙を流れて、前記ガイド吐出口から排出されるように構成されている導風ガイドを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置である。
【００２２】
請求項３にかかる発明は、前記ガイド吸引口が、前記導風ガイドの下端側に設けられ、前記ガイド吐出口は、前記導風ガイドの下端側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置である。
【００２３】
請求項４にかかる発明は、前記温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２４】
請求項５にかかる発明は、前記温風循環流路上の前記ガス漏洩検知手段の下流に設けられ、前記温風の下流への流れを遮断するためのダンパーを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のガス供給装置である。
【００２５】
請求項６にかかる発明は、前記温風循環流路上の前記温風発生器の上流に設けられ、前記漏洩ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２６】
請求項７にかかる発明は、外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを有するガス供給装置筐体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２７】
請求項８にかかる発明は、前記ガス供給装置筐体の内部が、隔壁により２つの空間に画定され、前記液化ガス充填容器、前記吸気口、及び前記排気口が、一方の空間に配設され、前記温風発生器は、他方の空間に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のガス供給装置である。
【００２８】
請求項９にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の液化ガス充填容器に対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２９】
請求項１０にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を複数備えると共に、その複数の液化ガス充填容器に対応して前記導風ガイドを複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の導風ガイドに対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のガス供給装置によれば、温風循環流路を備えることにより、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑え、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、経済性を高めることができる。
【００３１】
また、導風ガイドを設けることにより、温風により効率的に液化ガス充填容器に熱量を与えることができる。そのとき、ガイド吸引口を下部に設け、ガイド吐出口を上部に設けることにより、その効果が更に顕著となる。
【００３２】
また、温風循環流路上にガス漏洩検知手段を設ければ、温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出することができる。また、ガス漏洩検知手段に加えて、ダンパーを設ければ、漏洩ガスの検出に応じて、温風循環流路を遮断し、漏洩ガスが温風発生器に到達することを防止して、火災発生を未然に防ぎ、また、腐食も防止できる。更に、除害塔を設ければ、ガス漏洩検知手段による漏洩ガスの検出までに温風循環流路に混入してしまった、漏洩ガスを吸着除害することができる。
【００３３】
また、ガス供給装置筐体に、外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを設ければ、基本的に漏洩ガスを排出できる。
【００３４】
また、ガス供給装置筐体の内部を、隔壁により２つの空間に画定し、液化ガス充填容器、吸気口、及び排気口を、一方の空間に配設し、温風発生器を、他方の空間に配設することにより、液化ガス充填容器から漏れたガスが、容易には温風発生器に到達しない。
【００３５】
また、複数の液化ガス充填容器及び複数の導風ガイドを設ける場合にも対処でき、複数の液化ガス充填容器を暖める大量の熱量が必要な場合でも、排気を多量としないという効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明を適用した一実施形態であるガス供給装置の全体構成図である。
【図２】図２は、ガス供給装置の第１の空間部分の斜視図である。
【図３】図３は、ガス供給装置の第１の空間部分の側面図である。
【図４】図４は、ガス供給装置の第１の空間部分の平面図である。
【図５】図５は、温風により容器に対して外部から熱を供給する構成を有する従来のガス供給装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を適用した一実施形態であるガス供給装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態におけるガス供給装置１００の全体構成図である。図２は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分の斜視図である。図３は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分の側面図である。図４は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分のである。但し、図２乃至図４においては、図１に示したものとは異なり、ガスシリンダーを２本に省略して示している。これらの数の相違は、本発明の本質に影響を与えない。
【００３９】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るガス供給装置１００は、その外枠（筐体）がガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）１で構成されている。また、ガス供給装置１００の内部は、それぞれがガスシリンダーキャビネット１を外枠とする第１の空間ＳＰ１と、第２の空間ＳＰ２とで構成されている。
【００４０】
第１の空間ＳＰ１には、所定の液化ガスが充填されている第１乃至第４ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々から排出された各ガスのいずれかが供給可能なように合流経路をなしているガス供給流路１１と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に対応してガス供給経路１１の分岐部分に介在し、各ガスシリンダー２−１〜２−４からのガスの流量を調整するための第1乃至第4弁１０−１〜１０−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対応して設けられた第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４と、第２の空間ＳＰ２に跨る温風循環流路４の一部とが配設されている。なお、本実施形態のガス供給装置１００に適用する弁１０として、減圧弁、流量調整弁、エアー弁等の流量調整可能な機器を用いてもよい。
【００４１】
ここで、第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４の各々は、対応したガスシリンダー２−１〜２−４の下部から胴部を概ね覆う筒状の遮蔽板であり、その下端側に、温風が流入する吸引口が設けられ、その上端側に、温風を排出する吐出口が設けられ、その吸引口から流入した温風が、当該ガイドと対応するガスシリンダー２との間を流れて、吐出口から排出されるような構成になっている。
【００４２】
また、第１の空間ＳＰ１内の温風循環流路４は、その下流端部と上流端部の部分であり、その中央部分は、後述のように、第２の空間ＳＰ２に属している。上記下流端部は、各ガスシリンダー２−１〜２−４に対応して分岐しており、それぞれの先端の吐出口４ａ−１〜４ａ−４は、その各々から排出される温風が、上述の導風ガイド３−１〜３−４の吸引口に流入するような位置に配置されている。一方、上記上流端部は、上述の導風ガイド３−１〜３−４の吐出口から排出された温風が流入するように配置された吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４をその先端に有する各分岐路と、それらが合流して形成される合流路とで構成されている。
【００４３】
なお、各導風ガイド３−１〜３−４の吸引口と、温風循環流路４の吐出口４ａ−１〜４ａ−４は、各ガスシリンダー２−１〜２−４の底部の中心に形成され、また位置付けされることが好ましい。また、温風循環流路４の吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４は、対応する導風ガイド３−１〜３−４の上端部の側面に位置付けされてもよいし、その上端部の上方に位置付けられてもよい。また、基本的には、温風循環流路４の吐出口４ａ−１〜４ａ−４から吐出される温風の量と、吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引される温風の量は、等しい。
【００４４】
また、ガスシリンダーキャビネット１の、第１の空間ＳＰ１を画定する所定の位置には、外部から換気用空気（環境大気）ＥＡを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１ａと、内部の空気（筐体排気）ＣＥを外部へ排出するための排気口（筐体排気口）１ｂと、が設けられている。
【００４５】
一方、第２の空間ＳＰ２には、温風循環流路４の中央部分と、温風循環流路４の途上に介在し、温風を発生させる温風発生器（加温装置）５と、温風循環流路４上の温風発生器５の上流に設けられ、温風発生器５で発生した温風を温風循環流路４に流すためのファン６と、温風循環流路４に流入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知器７と、温風循環流路４上のガス漏洩検知器７の下流に設けられ、温風の下流への流れを遮断するためのダンパー８と、温風循環流路４上のファン６の上流に設けられ、対象ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔９と、が配設されている。
【００４６】
次に、上述のような構成のガス供給装置１００の動作を説明する。
前述のように、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に充填されたガスは、対応する第１乃至第４弁１０−１〜１０−４の開閉による流量制御のもとで、ガス供給流路１１を経て、半導体製造装置等に供される。なお、かかるガスの供給は、予めプログラムされた過程に沿うように自動制御により実現可能である。
【００４７】
一方、前述のように、各ガスシリンダー２−１〜２−４内において、液化ガスが気化する過程で熱量が奪われて温度が低下し、ひいてはガス供給圧力の低下を引き起こしてしまう。そこで、各ガスシリンダー２−１〜２−４を外部から加熱して内部圧力を保持すべく、前述のように、温風発生器５で発生した温風を、ファン６により各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付ける。詳細には、温風発生器５で発生した温風は、温風循環流路４を下流に流れ、各吐出口４ａ−１〜４ａ−４から排出される。各吐出口４ａ−１〜４ａ−４から排出された温風は、各導風ガイド３−１〜３−４の吸引口から流入し、各ガスシリンダー２−１〜２−４の下部に吹き付けられる。
【００４８】
第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた温風は、その後、各ガスシリンダー２−１〜２−４と、対応する各導風ガイド３−１〜３−４の間を上昇し、その上昇の過程で、各ガスシリンダー２−１〜２−４を暖める。つまり、導風ガイド３−１〜３−４は、ガスシリンダー２−１〜２−４を効率よく暖める機能を果たしている。各ガスシリンダー２−１〜２−４が暖められると、その内部は昇圧し、液化ガスの気化が促進される。
【００４９】
各ガスシリンダー２−１〜２−４と、各導風ガイド３−１〜３−４の間を上昇しきって熱量が奪われた温風は、各導風ガイド３−１〜３−４の上端にある吐出口から流出し、温風循環流路４の上流端の各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引される。各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引された温風は、ファン６の機能により、再び温風発生器５に送られ、そこで再び昇温され、循環を繰り返す。
【００５０】
なお、換気用空気（環境大気）ＥＡは、第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４のそれぞれの間を上昇する。
【００５１】
本発明の一実施形態のかかる構成によれば、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた後の温風を、排気口（筐体排気口）１ｂから排出させることなく、循環させて利用しているので、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがない。因みに、この場合、排気口（筐体排気口）１ｂから排出される排気ＣＥは、理論的には、温風循環流路４を循環する温風の量に関わらず、吸気口（環境大気取込口）１ａから流入させる換気用空気（環境大気）ＥＡの量に等しいことになる。
【００５２】
加えて、外気を吸引して加熱するよりも、少ない熱量で温風を調整することができるので、温風発生器５が消費する電力を抑えることが可能となる。
【００５３】
ところで、各ガスシリンダー２−１〜２−４に充填されたガスが第１の空間ＳＰ１内に漏れてしまうこともあるため、従来と同様、吸気口１ａという構成を加えて、第１の空間ＳＰ１内の空気の換気を行っている。また、その漏れたガスが温風発生器５に容易に到達しないように２つの空間ＳＰ１及びＳＰ２を設けて、温風発生器５を第２の空間ＳＰ２に配設している。
【００５４】
しかしながら、上述のように温風循環流路４を構成すると、少量にしても、かかる漏れたガスが各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から流入して温風循環流路４内の温風に混入してしまう可能性がある。このとき、供給ガスが可燃性ガスであるときに、温風発生器５が着火源となり火災発生のリスクが生じる。また、供給ガスが腐食性ガスの場合には設備腐食するリスクもある。従って、本発明では、前述のように、以下の構成を備えるようにした。
【００５５】
すなわち、温風循環流路４の第２の空間ＳＰ２内の最上流に設けられたガス漏洩検知器７が、温風循環流路４に流入した漏洩ガスがあれば、それを検出する。ガス漏洩検知器７により温風循環流路４内に漏洩ガスが検出された場合には、その漏洩ガスが、温風発生器５に達するのを阻止すべく、ダンパー８により、温風の循環を遮断する。あるいは、又は併せて、温風発生器５を停止させる。
【００５６】
また、ガス漏洩検知の際には、筐体排気風量を調整しエネルギー効率を上昇させていた筐体排気風量調整用ダンパー１２を全開にする機能も持たせることで、漏洩ガスを速やかに筐体外へと排気させることが可能である。つまり、筐体排気風量調整用ダンパー１２の調整により、温風循環流路４に回収する温風と、換気用空気（環境大気）ＥＡの吸引量とに比率が調整可能となっている。
【００５７】
一方、一般的なガス漏洩検知器７による漏洩検知においては、検出にある程度（およそ３０〜６０秒）の時間を要する。従って、検出と判定された時点においては、既に下流に流れて温風発生器５に到達している危険性もある。そこで、ガス漏洩検知器７の検出時間のおよそ２倍以上を許容する量の除害剤を充填した除害塔９を温風発生器５の直前に設置することにより、ガス漏洩検知器７がガス漏洩検知結果出力に要する時間に、その漏洩可燃性ガスが温風発生器５（着火源）と接触するリスクを低減させる。
【００５８】
なお、上述の一実施形態のガス供給装置においては、温風循環流路４からの温風が、一律に第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられる構成となっているが、温風循環流路４の下流端部の分岐部分の各々に弁を設けて、例えばガス供給プログラムによる弁１０−１〜１０−４の制御に同期させて、必要なガスシリンダーのみに温風を供給するような構成としてもよい。
【００５９】
また、図２乃至図４に示した、ガスシリンダーキャビネット１内の各ガスシリンダー２の配置は、一例であり、これに限定されることはない。ただ、交換作業を考慮すると、キャビネットに設けられた図示略の開口部から、各シリンダーが目視できるように、直列に配置することが好ましい。加えて、ガスシリンダー２と導風ガイド３との間の流路（温風の流路）と、導風ガイド３のそれぞれの間の流路（換気用空気の流路）とのバランスを考慮して、配置することが好ましい。
【００６０】
更に、温風循環流路４を温風が流れる際の熱量損失を軽減するため、その上流端部及び下流端部に断熱材を巻くことが好適である。
【００６１】
＜実施例１＞
以下の具体的データのもとで、上述の一実施形態たるガス供給装置を実際に検証した。すなわち、ガスシリンダーキャビネット１の容量を１ｍ３とし、温風発生器５から発生させる温風の設定温度を３５℃とし、その温風を、１ｍ３／ｍｉｎで各ガスシリンダー２−１〜２−４の下部に吹き付けて接触熱交換させる。
【００６２】
また、従来と同様、ガスシリンダーキャビネット内の圧力が負となるように、少なくとも換気率を１０回／ｈｒ（筐体体積×１０回／１時間）とし、吸気口（環境大気取込口）１ａから流入させる換気用空気（環境大気）ＥＡの量を、０．２ｍ３／ｍｉｎに設定した。
【００６３】
そこで、従来においては、１ｍ３／ｍｉｎの環境大気（およそ２０℃）を、温風発生器５により３５℃まで加熱して吐出し、およそ１．２ｍ３／ｍｉｎの筐体排気を行っていたが、本発明の実施形態において上述の条件を設定すると、温風発生時に温風発生器５に戻される循環温風は２７〜２９℃であり、３５℃の温風を発生させるために温風発生器５が加えなければならない熱量は大幅に減少した。その結果、全体の電力消費量としておよそ３０％の削減がなされた。
【００６４】
以上のように、本発明のガス供給装置の一実施形態によれば、温風により熱を与えつつ液化ガスを気化して供給するガス供給装置１００において、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、それにより経済性が増す。
【００６５】
また、温風を温風循環流路４によりガスシリンダーキャビネット１内で循環させることによる漏洩ガスの循環という事態に対処すべく、ガス漏洩検知器７、ダンパー８、及び除害塔９を設けたので、火災発生や設備腐食等のリスクを抑えている。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のガス供給装置は、温風によりガスシリンダーに熱を与えて液化ガスの気化を促進するタイプのガス供給装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００・・・ガス供給装置
１・・・ガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）
１ａ・・・吸気口（環境大気取込口）
１ｂ・・・筐体排気口
２・・・ガスシリンダー（液化ガス充填容器）
３・・・導風ガイド
４・・・温風循環流路
５・・・温風発生器
６・・・ファン
７・・・ガス漏洩検知器
８，１２・・・ダンパー
９・・・除害塔
１０・・・弁
１１・・・ガス供給流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置に関し、特に、温風により熱を供給して液化ガスの気化を促進するタイプのガス供給装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工場等においては、その製造工程で、特有のガス（例えば、毒性を有するガス）を使用しており、通常、そのガスは液化されてシリンダー等の容器に充填されている。また、その液化ガス充填容器は、そのガスが漏洩した場合に備えてシリンダーキャビネットに収納されている。そして、そのガスは、ステンレス鋼製配管等により半導体製造装置に送られ、使用される。
【０００３】
上記液化ガス充填容器内に充填された液化ガスは、通常、液相部と、内圧に応じて生じた気相部とに分離しており、ガスはその気相部から供給される。そのように気相部からガスが供給されると、そのガス供給により消費した気相部を補うため、液相から新たに気化が生じる。その際、気化潜熱により熱を奪われて、液化ガス充填容器内の液化ガスの液温が低下する。そして、この液温の低下に伴って、液化ガスの蒸気圧の低下、すなわち液化ガスの供給圧力が低下するという現象が生じることが知られている。
【０００４】
ここで、液化ガス充填容器内の液化ガスの液温の低下は、「外部からの入熱量」と「気化潜熱分の熱量損失」との比較において後者が大きいときに生じてしまう。このため、液化ガス充填容器内からのガス供給量が多いほど、気化潜熱による熱量損失が大きくなり、液温低下や供給圧力低下が著しくなる。したがって、液化ガス充填容器内からのガス供給圧力を一定に保持しながら多くのガスを供給し続けるためには、「気化潜熱分の熱量損失」を補うことが必要であり、「外部からの入熱量」を増加させることが重要である。
【０００５】
ところで、「外部からの入熱量」を増加させる方法として、加熱源として温水又は温風等を液化ガス容器外面に接触させ、入熱量を増加させる方法が一般に行なわれている（例えば、特許文献１参照）。ここで、交換頻度が高い液化ガス充填容器の場合に、温水による加温システムを使用すると、温水ジャケットの取り付け及び取り外しの労力が多大となるので、温風による加温が一般的であった。
【０００６】
図５は、温風により容器に対して外部から熱を供給する構成を有する従来のガス供給装置の一例を示す全体構成図である。同図において、従来のガス供給装置１００Ｐは、その外枠がガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）１Ｐで構成されている。また、ガス供給装置１００Ｐの内部は、それぞれがガスシリンダーキャビネット１Ｐを外枠とする第１の空間ＳＰ１と、第２の空間ＳＰ２とで構成されている。
【０００７】
第１の空間ＳＰ１には、所定の液化ガスが充填されている第１乃至第４ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々から排出された各ガスのいずれかが供給可能なように合流経路をなしているガス供給流路１１と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に対応してガス供給経路１１の分岐部分に介在し、各ガスシリンダー２−１〜２−４からのガスの流量を調整するための第1乃至第4弁１０−１〜１０−４と、第２の空間ＳＰ２から延設され、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対して分岐して温風を供給するための温風供給流路４Ｐの一部と、が配設されている。また、ガスシリンダーキャビネット１Ｐの、第１の空間ＳＰ１を画定する所定の位置には、外部から換気用空気（環境大気）ＥＡを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１Ｐａと、内部の空気（筐体排気）ＣＥを外部へ排出するための排気口（筐体排気口）１Ｐｂと、が設けられている。
【０００８】
第２の空間ＳＰ２には、上述のようにその一部が第１の空間ＳＰ１に延設される温風供給流路４Ｐと、温風供給流路４Ｐの途上に介在し、温風を発生させる温風発生器（加温装置）５と、温風供給流路４Ｐ上の温風発生器５の上流に設けられ、温風発生器５で発生した温風を温風供給流路４Ｐに流すためのファン６とが配設されている。また、ガスシリンダーキャビネット１Ｐの、第２の空間ＳＰ２を画定する所定の位置には、外部から温風供給用空気（温風用環境大気）ＥＡＨを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃが設けられている。
【０００９】
温風供給流路４Ｐの、第２の空間ＳＰ２内の一端は、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃから取り込まれる温風供給用空気ＥＡＨを、ファン６により温風供給流路４Ｐ内に吸引できるような位置に配設されている。一方、温風供給流路４Ｐの、第１の空間ＳＰ１内の他端は、前述のように第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対応して分岐し、排出される温風が各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられるような位置に配設されている。
【００１０】
次に、上述のような構成のガス供給装置１００Ｐの動作を簡単に説明する。
前述のように、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に充填されたガスは、対応する第１乃至第４弁１０−１〜１０−４の開閉による流量制御のもとで、ガス供給流路１１を経て、半導体製造装置等に供される。
【００１１】
一方、前述のように、各ガスシリンダー２−１〜２−４内において、液化ガスが気化する過程で熱量が奪われて温度が低下し、ひいてはガス供給圧力の低下を引き起こしてしまう。そこで、各ガスシリンダー２−１〜２−４を外部から加熱して内部圧力を保持すべく、前述のように、ファン６による吸引力により、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃからの温風供給用空気ＥＡＨが、温風供給流路４Ｐ内に取り込まれて、温風発生器５に送られる。温風発生器５に送られた温風供給用空気ＥＡＨは、そこで加熱され温風として温風供給流路４Ｐの下流に送られる。そしてその温風は、温風供給流路４Ｐの上記他端の各々から排出されて各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられる。それによりガスシリンダー２−１〜２−４は暖められ、その内部は昇圧する。
【００１２】
第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた温風は、その後、排気口（筐体排気口）１Ｐｂから排気される。一方、各ガスシリンダー２−１〜２−４に充填されたガスが第１の空間ＳＰ１内に漏れてしまうこともあるため、吸気口（環境大気取込口）１Ｐａという構成を加えられて、第１の空間ＳＰ１内の空気の換気を行っている。従って、排気口（筐体排気口１Ｐｂ）から排出される総量は、理論上、吸気口（環境大気取込口）１Ｐａから流入する空気ＥＡの量と、吸気口（環境大気取込口）１Ｐｃからの温風供給用空気ＥＡＨの量の和である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−３３８５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、温風を利用した各ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４の加熱方法では、温風発生器５により発生させた温風を当該各ガスシリンダー２−１〜２−４に接触させることによって熱交換を行っており、吹き付け後の温風は、概ね排気口（筐体排気口）１Ｐｂから排気される。これはガスシリンダーキャビネット１Ｐ内の内圧を負圧に保つためである。
【００１５】
ここで、基本的には、温風温度を上昇させることにより、液化ガス容器への入熱量を増加することが可能であり、結果として所定の供給圧力を維持したまま、より多くの供給流量を払い出すことが可能になるが、高圧ガス保安法の観点から、通常、温風温度は４０℃以下に設定される。従って、それに対応した風量が必要となる。
【００１６】
また、ガス供給装置によっては、多量の温風、すなわちより多くの「外部からの入熱量」を必要とする場合やときがある。例えば、トータルに多量のガスが必要で、上述のように複数のガスシリンダーや、大型のガスシリンダーを備えた場合、また、短時間に多量のガスが送出される場合である。また、一時的には、ガスシリンダー内の液化ガスが比較的減少した場合（加熱源との接触熱交換面積が減少している）である。
【００１７】
従って、これらの場合、温風、言い換えれば外部から温風供給用空気、の量に比例して、筐体排気量も大きくなり、後段の工場設備ブロワー排気量負担を増加させてしまう。
【００１８】
ここで、半導体工場の設備（全体もしくは１区画）の排気を請け負うスクラバー（あるいはブロワーを併せたもの）が賄うことができるトータル排気能力には限りがあり、本来は初期設置時に各設備の排気風量バランスを考慮して所定の排気量が与えられる。従って、ガス供給装置の排気風量のみを大幅に増加させることは他設備の排気風量低下を招くため、排気風量変更には工場内他設備の排気風量調節が必要であり、多くの労力が必要とされる。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温風により熱を与えつつ液化ガスを気化して供給するガス供給装置において、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、経済性に富んだガス供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、液化ガスが充填された液化ガス充填容器と、
その液化ガス充填容器から排出されたガスを供給するためのガス供給流路と、
途上に設けられた温風発生器により生成された温風を、前記液化ガス充填容器に吹き付けるための吐出口をその上流端部に有し、前記液化ガス充填容器に吹き付けられ、前記液化ガス充填容器により熱量を奪われた後の温風を、吸い込むための吸引口をその下流端部に有して、前記温風が循環する温風循環流路と、を備えることを特徴とするガス供給装置である。
【００２１】
請求項２にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を覆う筒状の遮蔽板であり、前記温風循環流路の吐出口からの温風が流入するガイド吸引口と、前記温風循環流路の吸引口に吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、前記ガイド吸引口から流入した温風が、前記液化ガス充填容器との間の空隙を流れて、前記ガイド吐出口から排出されるように構成されている導風ガイドを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置である。
【００２２】
請求項３にかかる発明は、前記ガイド吸引口が、前記導風ガイドの下端側に設けられ、前記ガイド吐出口は、前記導風ガイドの下端側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置である。
【００２３】
請求項４にかかる発明は、前記温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２４】
請求項５にかかる発明は、前記温風循環流路上の前記ガス漏洩検知手段の下流に設けられ、前記温風の下流への流れを遮断するためのダンパーを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のガス供給装置である。
【００２５】
請求項６にかかる発明は、前記温風循環流路上の前記温風発生器の上流に設けられ、前記漏洩ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２６】
請求項７にかかる発明は、外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを有するガス供給装置筐体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２７】
請求項８にかかる発明は、前記ガス供給装置筐体の内部が、隔壁により２つの空間に画定され、前記液化ガス充填容器、前記吸気口、及び前記排気口が、一方の空間に配設され、前記温風発生器は、他方の空間に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のガス供給装置である。
【００２８】
請求項９にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の液化ガス充填容器に対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【００２９】
請求項１０にかかる発明は、前記液化ガス充填容器を複数備えると共に、その複数の液化ガス充填容器に対応して前記導風ガイドを複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の導風ガイドに対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載のガス供給装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のガス供給装置によれば、温風循環流路を備えることにより、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑え、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、経済性を高めることができる。
【００３１】
また、導風ガイドを設けることにより、温風により効率的に液化ガス充填容器に熱量を与えることができる。そのとき、ガイド吸引口を下部に設け、ガイド吐出口を上部に設けることにより、その効果が更に顕著となる。
【００３２】
また、温風循環流路上にガス漏洩検知手段を設ければ、温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出することができる。また、ガス漏洩検知手段に加えて、ダンパーを設ければ、漏洩ガスの検出に応じて、温風循環流路を遮断し、漏洩ガスが温風発生器に到達することを防止して、火災発生を未然に防ぎ、また、腐食も防止できる。更に、除害塔を設ければ、ガス漏洩検知手段による漏洩ガスの検出までに温風循環流路に混入してしまった、漏洩ガスを吸着除害することができる。
【００３３】
また、ガス供給装置筐体に、外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを設ければ、基本的に漏洩ガスを排出できる。
【００３４】
また、ガス供給装置筐体の内部を、隔壁により２つの空間に画定し、液化ガス充填容器、吸気口、及び排気口を、一方の空間に配設し、温風発生器を、他方の空間に配設することにより、液化ガス充填容器から漏れたガスが、容易には温風発生器に到達しない。
【００３５】
また、複数の液化ガス充填容器及び複数の導風ガイドを設ける場合にも対処でき、複数の液化ガス充填容器を暖める大量の熱量が必要な場合でも、排気を多量としないという効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明を適用した一実施形態であるガス供給装置の全体構成図である。
【図２】図２は、ガス供給装置の第１の空間部分の斜視図である。
【図３】図３は、ガス供給装置の第１の空間部分の側面図である。
【図４】図４は、ガス供給装置の第１の空間部分の平面図である。
【図５】図５は、温風により容器に対して外部から熱を供給する構成を有する従来のガス供給装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を適用した一実施形態であるガス供給装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態におけるガス供給装置１００の全体構成図である。図２は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分の斜視図である。図３は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分の側面図である。図４は、ガス供給装置１００の第１の空間ＳＰ１部分のである。但し、図２乃至図４においては、図１に示したものとは異なり、ガスシリンダーを２本に省略して示している。これらの数の相違は、本発明の本質に影響を与えない。
【００３９】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るガス供給装置１００は、その外枠（筐体）がガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）１で構成されている。また、ガス供給装置１００の内部は、それぞれがガスシリンダーキャビネット１を外枠とする第１の空間ＳＰ１と、第２の空間ＳＰ２とで構成されている。
【００４０】
第１の空間ＳＰ１には、所定の液化ガスが充填されている第１乃至第４ガスシリンダー（液化ガス充填容器）２−１〜２−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々から排出された各ガスのいずれかが供給可能なように合流経路をなしているガス供給流路１１と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に対応してガス供給経路１１の分岐部分に介在し、各ガスシリンダー２−１〜２−４からのガスの流量を調整するための第1乃至第4弁１０−１〜１０−４と、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に対応して設けられた第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４と、第２の空間ＳＰ２に跨る温風循環流路４の一部とが配設されている。なお、本実施形態のガス供給装置１００に適用する弁１０として、減圧弁、流量調整弁、エアー弁等の流量調整可能な機器を用いてもよい。
【００４１】
ここで、第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４の各々は、対応したガスシリンダー２−１〜２−４の下部から胴部を概ね覆う筒状の遮蔽板であり、その下端側に、温風が流入する吸引口が設けられ、その上端側に、温風を排出する吐出口が設けられ、その吸引口から流入した温風が、当該ガイドと対応するガスシリンダー２との間を流れて、吐出口から排出されるような構成になっている。
【００４２】
また、第１の空間ＳＰ１内の温風循環流路４は、その下流端部と上流端部の部分であり、その中央部分は、後述のように、第２の空間ＳＰ２に属している。上記下流端部は、各ガスシリンダー２−１〜２−４に対応して分岐しており、それぞれの先端の吐出口４ａ−１〜４ａ−４は、その各々から排出される温風が、上述の導風ガイド３−１〜３−４の吸引口に流入するような位置に配置されている。一方、上記上流端部は、上述の導風ガイド３−１〜３−４の吐出口から排出された温風が流入するように配置された吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４をその先端に有する各分岐路と、それらが合流して形成される合流路とで構成されている。
【００４３】
なお、各導風ガイド３−１〜３−４の吸引口と、温風循環流路４の吐出口４ａ−１〜４ａ−４は、各ガスシリンダー２−１〜２−４の底部の中心に形成され、また位置付けされることが好ましい。また、温風循環流路４の吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４は、対応する導風ガイド３−１〜３−４の上端部の側面に位置付けされてもよいし、その上端部の上方に位置付けられてもよい。また、基本的には、温風循環流路４の吐出口４ａ−１〜４ａ−４から吐出される温風の量と、吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引される温風の量は、等しい。
【００４４】
また、ガスシリンダーキャビネット１の、第１の空間ＳＰ１を画定する所定の位置には、外部から換気用空気（環境大気）ＥＡを取り入れるための吸気口（環境大気取込口）１ａと、内部の空気（筐体排気）ＣＥを外部へ排出するための排気口（筐体排気口）１ｂと、が設けられている。
【００４５】
一方、第２の空間ＳＰ２には、温風循環流路４の中央部分と、温風循環流路４の途上に介在し、温風を発生させる温風発生器（加温装置）５と、温風循環流路４上の温風発生器５の上流に設けられ、温風発生器５で発生した温風を温風循環流路４に流すためのファン６と、温風循環流路４に流入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知器７と、温風循環流路４上のガス漏洩検知器７の下流に設けられ、温風の下流への流れを遮断するためのダンパー８と、温風循環流路４上のファン６の上流に設けられ、対象ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔９と、が配設されている。
【００４６】
次に、上述のような構成のガス供給装置１００の動作を説明する。
前述のように、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に充填されたガスは、対応する第１乃至第４弁１０−１〜１０−４の開閉による流量制御のもとで、ガス供給流路１１を経て、半導体製造装置等に供される。なお、かかるガスの供給は、予めプログラムされた過程に沿うように自動制御により実現可能である。
【００４７】
一方、前述のように、各ガスシリンダー２−１〜２−４内において、液化ガスが気化する過程で熱量が奪われて温度が低下し、ひいてはガス供給圧力の低下を引き起こしてしまう。そこで、各ガスシリンダー２−１〜２−４を外部から加熱して内部圧力を保持すべく、前述のように、温風発生器５で発生した温風を、ファン６により各ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付ける。詳細には、温風発生器５で発生した温風は、温風循環流路４を下流に流れ、各吐出口４ａ−１〜４ａ−４から排出される。各吐出口４ａ−１〜４ａ−４から排出された温風は、各導風ガイド３−１〜３−４の吸引口から流入し、各ガスシリンダー２−１〜２−４の下部に吹き付けられる。
【００４８】
第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた温風は、その後、各ガスシリンダー２−１〜２−４と、対応する各導風ガイド３−１〜３−４の間を上昇し、その上昇の過程で、各ガスシリンダー２−１〜２−４を暖める。つまり、導風ガイド３−１〜３−４は、ガスシリンダー２−１〜２−４を効率よく暖める機能を果たしている。各ガスシリンダー２−１〜２−４が暖められると、その内部は昇圧し、液化ガスの気化が促進される。
【００４９】
各ガスシリンダー２−１〜２−４と、各導風ガイド３−１〜３−４の間を上昇しきって熱量が奪われた温風は、各導風ガイド３−１〜３−４の上端にある吐出口から流出し、温風循環流路４の上流端の各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引される。各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から吸引された温風は、ファン６の機能により、再び温風発生器５に送られ、そこで再び昇温され、循環を繰り返す。
【００５０】
なお、換気用空気（環境大気）ＥＡは、第１乃至第４導風ガイド３−１〜３−４のそれぞれの間を上昇する。
【００５１】
本発明の一実施形態のかかる構成によれば、第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４の各々に吹き付けられた後の温風を、排気口（筐体排気口）１ｂから排出させることなく、循環させて利用しているので、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがない。因みに、この場合、排気口（筐体排気口）１ｂから排出される排気ＣＥは、理論的には、温風循環流路４を循環する温風の量に関わらず、吸気口（環境大気取込口）１ａから流入させる換気用空気（環境大気）ＥＡの量に等しいことになる。
【００５２】
加えて、外気を吸引して加熱するよりも、少ない熱量で温風を調整することができるので、温風発生器５が消費する電力を抑えることが可能となる。
【００５３】
ところで、各ガスシリンダー２−１〜２−４に充填されたガスが第１の空間ＳＰ１内に漏れてしまうこともあるため、従来と同様、吸気口１ａという構成を加えて、第１の空間ＳＰ１内の空気の換気を行っている。また、その漏れたガスが温風発生器５に容易に到達しないように２つの空間ＳＰ１及びＳＰ２を設けて、温風発生器５を第２の空間ＳＰ２に配設している。
【００５４】
しかしながら、上述のように温風循環流路４を構成すると、少量にしても、かかる漏れたガスが各吸引口４ｂ−１〜４ｂ−４から流入して温風循環流路４内の温風に混入してしまう可能性がある。このとき、供給ガスが可燃性ガスであるときに、温風発生器５が着火源となり火災発生のリスクが生じる。また、供給ガスが腐食性ガスの場合には設備腐食するリスクもある。従って、本発明では、前述のように、以下の構成を備えるようにした。
【００５５】
すなわち、温風循環流路４の第２の空間ＳＰ２内の最上流に設けられたガス漏洩検知器７が、温風循環流路４に流入した漏洩ガスがあれば、それを検出する。ガス漏洩検知器７により温風循環流路４内に漏洩ガスが検出された場合には、その漏洩ガスが、温風発生器５に達するのを阻止すべく、ダンパー８により、温風の循環を遮断する。あるいは、又は併せて、温風発生器５を停止させる。
【００５６】
また、ガス漏洩検知の際には、筐体排気風量を調整しエネルギー効率を上昇させていた筐体排気風量調整用ダンパー１２を全開にする機能も持たせることで、漏洩ガスを速やかに筐体外へと排気させることが可能である。つまり、筐体排気風量調整用ダンパー１２の調整により、温風循環流路４に回収する温風と、換気用空気（環境大気）ＥＡの吸引量とに比率が調整可能となっている。
【００５７】
一方、一般的なガス漏洩検知器７による漏洩検知においては、検出にある程度（およそ３０〜６０秒）の時間を要する。従って、検出と判定された時点においては、既に下流に流れて温風発生器５に到達している危険性もある。そこで、ガス漏洩検知器７の検出時間のおよそ２倍以上を許容する量の除害剤を充填した除害塔９を温風発生器５の直前に設置することにより、ガス漏洩検知器７がガス漏洩検知結果出力に要する時間に、その漏洩可燃性ガスが温風発生器５（着火源）と接触するリスクを低減させる。
【００５８】
なお、上述の一実施形態のガス供給装置においては、温風循環流路４からの温風が、一律に第１乃至第４ガスシリンダー２−１〜２−４に吹き付けられる構成となっているが、温風循環流路４の下流端部の分岐部分の各々に弁を設けて、例えばガス供給プログラムによる弁１０−１〜１０−４の制御に同期させて、必要なガスシリンダーのみに温風を供給するような構成としてもよい。
【００５９】
また、図２乃至図４に示した、ガスシリンダーキャビネット１内の各ガスシリンダー２の配置は、一例であり、これに限定されることはない。ただ、交換作業を考慮すると、キャビネットに設けられた図示略の開口部から、各シリンダーが目視できるように、直列に配置することが好ましい。加えて、ガスシリンダー２と導風ガイド３との間の流路（温風の流路）と、導風ガイド３のそれぞれの間の流路（換気用空気の流路）とのバランスを考慮して、配置することが好ましい。
【００６０】
更に、温風循環流路４を温風が流れる際の熱量損失を軽減するため、その上流端部及び下流端部に断熱材を巻くことが好適である。
【００６１】
＜実施例１＞
以下の具体的データのもとで、上述の一実施形態たるガス供給装置を実際に検証した。すなわち、ガスシリンダーキャビネット１の容量を１ｍ３とし、温風発生器５から発生させる温風の設定温度を３５℃とし、その温風を、１ｍ３／ｍｉｎで各ガスシリンダー２−１〜２−４の下部に吹き付けて接触熱交換させる。
【００６２】
また、従来と同様、ガスシリンダーキャビネット内の圧力が負となるように、少なくとも換気率を１０回／ｈｒ（筐体体積×１０回／１時間）とし、吸気口（環境大気取込口）１ａから流入させる換気用空気（環境大気）ＥＡの量を、０．２ｍ３／ｍｉｎに設定した。
【００６３】
そこで、従来においては、１ｍ３／ｍｉｎの環境大気（およそ２０℃）を、温風発生器５により３５℃まで加熱して吐出し、およそ１．２ｍ３／ｍｉｎの筐体排気を行っていたが、本発明の実施形態において上述の条件を設定すると、温風発生時に温風発生器５に戻される循環温風は２７〜２９℃であり、３５℃の温風を発生させるために温風発生器５が加えなければならない熱量は大幅に減少した。その結果、全体の電力消費量としておよそ３０％の削減がなされた。
【００６４】
以上のように、本発明のガス供給装置の一実施形態によれば、温風により熱を与えつつ液化ガスを気化して供給するガス供給装置１００において、多量のガス供給のために多量の温風が必要な場合でも、筐体からの多量の排気を抑えて、ブロワー排気量負担を増加させることがなく、それにより経済性が増す。
【００６５】
また、温風を温風循環流路４によりガスシリンダーキャビネット１内で循環させることによる漏洩ガスの循環という事態に対処すべく、ガス漏洩検知器７、ダンパー８、及び除害塔９を設けたので、火災発生や設備腐食等のリスクを抑えている。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のガス供給装置は、温風によりガスシリンダーに熱を与えて液化ガスの気化を促進するタイプのガス供給装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００・・・ガス供給装置
１・・・ガスシリンダーキャビネット（ガス供給装置筐体）
１ａ・・・吸気口（環境大気取込口）
１ｂ・・・筐体排気口
２・・・ガスシリンダー（液化ガス充填容器）
３・・・導風ガイド
４・・・温風循環流路
５・・・温風発生器
６・・・ファン
７・・・ガス漏洩検知器
８，１２・・・ダンパー
９・・・除害塔
１０・・・弁
１１・・・ガス供給流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスが充填された液化ガス充填容器と、
その液化ガス充填容器から排出されたガスを供給するためのガス供給流路と、
途上に設けられた温風発生器により生成された温風を、前記液化ガス充填容器に吹き付けるための吐出口をその上流端部に有し、前記液化ガス充填容器に吹き付けられ、前記液化ガス充填容器により熱量を奪われた後の温風を、吸い込むための吸引口をその下流端部に有して、前記温風が循環する温風循環流路と、を備えることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記液化ガス充填容器を覆う筒状の遮蔽板であり、前記温風循環流路の吐出口からの温風が流入するガイド吸引口と、前記温風循環流路の吸引口に吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、前記ガイド吸引口から流入した温風が、前記液化ガス充填容器との間の空隙を流れて、前記ガイド吐出口から排出されるように構成されている導風ガイドを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記ガイド吸引口は、前記導風ガイドの下端側に設けられ、前記ガイド吐出口は、前記導風ガイドの下端側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記温風循環流路上の前記ガス漏洩検知手段の下流に設けられ、前記温風の下流への流れを遮断するためのダンパーを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のガス供給装置。
【請求項６】
前記温風循環流路上の前記温風発生器の上流に設けられ、前記漏洩ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項７】
外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを有するガス供給装置筐体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項８】
前記ガス供給装置筐体の内部は、隔壁により２つの空間に画定され、前記液化ガス充填容器、前記吸気口、及び前記排気口は、一方の空間に配設され、前記温風発生器は、他方の空間に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のガス供給装置。
【請求項９】
前記液化ガス充填容器を複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の液化ガス充填容器に対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１０】
前記液化ガス充填容器を複数備えると共に、その複数の液化ガス充填容器に対応して前記導風ガイドを複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の導風ガイドに対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１】
液化ガスが充填された液化ガス充填容器と、
その液化ガス充填容器から排出されたガスを供給するためのガス供給流路と、
途上に設けられた温風発生器により生成された温風を、前記液化ガス充填容器に吹き付けるための吐出口をその上流端部に有し、前記液化ガス充填容器に吹き付けられ、前記液化ガス充填容器により熱量を奪われた後の温風を、吸い込むための吸引口をその下流端部に有して、前記温風が循環する温風循環流路と、を備えることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記液化ガス充填容器を覆う筒状の遮蔽板であり、前記温風循環流路の吐出口からの温風が流入するガイド吸引口と、前記温風循環流路の吸引口に吸引されるように温風を排出するガイド吐出口とが設けられ、前記ガイド吸引口から流入した温風が、前記液化ガス充填容器との間の空隙を流れて、前記ガイド吐出口から排出されるように構成されている導風ガイドを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記ガイド吸引口は、前記導風ガイドの下端側に設けられ、前記ガイド吐出口は、前記導風ガイドの下端側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記温風循環流路に混入した漏洩ガスを検出するためのガス漏洩検知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記温風循環流路上の前記ガス漏洩検知手段の下流に設けられ、前記温風の下流への流れを遮断するためのダンパーを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載のガス供給装置。
【請求項６】
前記温風循環流路上の前記温風発生器の上流に設けられ、前記漏洩ガスを吸着除害する除害剤が充填された除害塔を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項７】
外部から換気用空気を取り入れるための吸気口と、内部の空気を外部へ排出するための排気口とを有するガス供給装置筐体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項８】
前記ガス供給装置筐体の内部は、隔壁により２つの空間に画定され、前記液化ガス充填容器、前記吸気口、及び前記排気口は、一方の空間に配設され、前記温風発生器は、他方の空間に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のガス供給装置。
【請求項９】
前記液化ガス充填容器を複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の液化ガス充填容器に対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【請求項１０】
前記液化ガス充填容器を複数備えると共に、その複数の液化ガス充填容器に対応して前記導風ガイドを複数備え、前記温風循環流路は、前記複数の導風ガイドに対応して、前記上流端部及び前記下流端部が分岐していることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載のガス供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６４５６（Ｐ２０１３−９６４５６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３７８２５（Ｐ２０１１−２３７８２５）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【Ｆターム（参考）】
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