JP2004047888A - ガス供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外に敷設したガス供給管用いて原料ガスを供給するに際し、原料ガスの凝縮、液化を防止する手軽なガス供給方法を提供する。
【解決手段】内管３と外管５とからなる二重管構造のガス供給管１１の内管３に原料ガスを、内管３と外管５との間に加温ガスをそれぞれ流し、前記加温ガスによって内管３を流れる原料ガスを凝縮温度以上に保持するガス供給方法。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場など各種工場内に設置されたガス消費設備に原料ガスを供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体工場では、工場内の各種のガス消費設備（各種半導体製造装置など）に原料ガスが供給されるが、通常はガス供給設備からガス供給管を介して供給されている。
【０００３】
従来は、同じ建屋内にガス消費設備とガス供給設備が配置するのが一般的であったが、近年では、半導体製造における製造装置の大型化に伴ってガス供給設備も大型化し、両設備を同一の建屋内に配置することが困難となり、ガス供給設備を収納する建屋と、ガス消費設備を収納する建屋と分離することが増えてきた。
【０００４】
このような場合、ガス消費設備側で精密なガス流量の制御を行っていても、突然に流量制御ができなくなるという重大な事態が発生することがあった。この事態は、種々考究の末、原料ガスとして、Ｃ_３Ｆ_８（フロン２１８）のような蒸気圧が低いガスを消費しているときに発生することが判明した。フロン２１８の消費時に流量制御が不能になるのは、ガス供給設備とガス消費設備とを繋げているガス供給管が屋外にあり、冬場など、屋外を通っているガス供給管内でフロン２１８が低温になり一部が凝縮、液化して体積が急減するためであることが判明した。
そこで、このような、原料ガスの凝縮、液化を防止するため、ガス供給管にヒータを巻きつけ、更にその外側を断熱材で被覆して、ヒータによってガス供給管を加熱することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ヒータによる保温では、ヒータとして用いる市販の電熱線は、長さが数ｍのものが普通なので、屋外を通るガス供給管が長い場合には、複数のヒータを巻き付け、各々のヒータを個別に温度制御することが必要となり、取付費、設備費の両面で負担であった。
更に、ヒータは断線する可能性があり、断線した場合、屋外を通すガス供給管は、通常、高所（高さ３〜５ｍの位置）に敷設されるため、メンテナンスに手間がかかる不都合もあった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、従来より手軽に原料ガスの凝縮を防止し、かつコストやメンテナンスの点でも優れたガス供給方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス供給方法は、内管と外管とからなる二重管構造のガス供給管の内管に原料ガスを、内管と外管との間に加温ガスをそれぞれ流し、前記加温ガスによって内管を流れる原料ガスを凝縮温度以上に保持することを特徴とし、原料ガスの流れ方向と加温ガスの流れ方向を対向させたことを特徴とし、前記外管の内周面に断熱層を形成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態を示す配置図で、ガス供給設備１を収納する建屋Ａ（一点鎖線で示す）と、ガス消費設備２を収納する建屋Ｂ（一点鎖線で示す）は離れており、両設備１、２は、屋外に敷設されたガス供給管１１によって接続されている。
ガス供給管１１は内管３と外管５とからなる二重管構造で、内管３の一端はガス供給設備１に、他端はガス消費設備２に各々接続され、原料ガスが流れるようになっている。また、内管３と外管５との間の流路１０は加温ガスを流す部分で、外管５の一端側は連絡管６を介して加温ガス供給源４に接続され、他端側は連絡管７を介してフィルタ８に接続され、その後大気開放となっている。加温ガス供給源４は、例えば空気などを加温して流路１０に供給するもので、汎用の熱風発生機や任意の温風送風手段を採用することができる。
【０００９】
上記の構成において、建屋Ａ内のガス供給設備１から原料ガスを内管３に流してガス消費設備２に供給し、併せて加温ガス供給源４から連絡管６を介して加温ガス（例えば加温空気）を流路１０に流して連絡管７、フィルタ８を介して建屋Ｂ内に放出すると、内管３を流れる原料ガスは暖かな加温ガスに囲まれた状態でガス消費設備２に供給されるので、外気温度が低下しても原料ガスを凝縮温度以上に保持することができ、ガス消費設備側で精密なガス流量の制御を行なっている最中に突然に流量制御ができなくなるという事態の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
このようにして供給すべき原料ガスとしては、Ｃ_３Ｆ_８（フロン２１８）、Ｃ_４Ｆ_８（フロンＣ３１８）、Ｃｌ_２、ＮＨ_３など、蒸気圧が低く凝縮し易いガスが挙げられる。
【００１１】
また、内管３を外管５で被う構成としているので、強風時などに何らかの飛来物が衝突しても内管３の損傷を防止することができる。
【００１２】
また、本発明のガス供給管の構成によれば、内管３が長くても、内管３に併せて外管５を長くすれば良く、ヒータを各所に巻き付ける従来法に比べ設置方法が手軽であり、設備的にも簡易な構成となり経済的である。また、ヒータのような、断線に伴うメンテナンスも不要になるので、メンテナンスの点でも優れている。
更に、本発明方法は、ガス供給設備、加温ガス供給源が建屋内に設置されず、屋外にそのまま設置されている場合でも適用でき、応用範囲が広いという利点もある。
【００１３】
また、内管３の外面に、経路に沿って適宜の位置に温度センサ９、９を設けて内管５外面の温度を測定できるようにした場合は、外気温度が著しく低くなり、加温ガスの温度を高めるか、または、加温ガスの流量を増やしたいときなどに、温度センサ９によって内管５外面の温度を監視しながら適宜調整することができる。
【００１４】
図２はガス供給管１１の切り欠き斜視図で、外管５の内周面にはウレタンフォーム、珪酸カルシウムでなる断熱層５ａが形成されている。このような断熱層５ａによって、外気からの冷気が内管３に伝熱するのを最小限にすることができる。また、断熱層５ａを形成することによって外管５の強度が高まるので、飛来物による内管３の損傷を防止機能がより向上する。
【００１５】
なお、断熱層５ａの設置位置は、外管５の内周面だけでなく、外管５の外周面に形成しても良く、更には外管５の内周面と外周面の両方に形成しても良い。一方、外気温度がそれ程低くならない環境下では、本発明の二重管構造により一定の保温効果が得られるので、断熱材を設けない構成とすることも考えられる。
【００１６】
以上の実施形態において、加温ガスは、フィルタ８を介して建屋Ｂ内に排気したが、これは、加温ガスが断熱材５ａと接触して流れるので加温ガスがパーティクルを同伴することと、建屋Ｂ内がクリーンルームであることに配慮したもので、建屋Ｂ内における加温ガス排出部がクリーンな環境を必要としないときは、フィルタ８を設けない構成とすることができ、さらに、加温ガスを建屋内で放出せず、建屋近傍の屋外に放出するときもフィルタ８は不要である。
【００１７】
更に、前記実施形態では、原料ガスの流れ方向と加温ガスの流れ方向を同方向としたので、加温ガス供給源４をガス供給設備１とともに別棟に一緒に配置することができ、ガス消費設備を収容する建屋Ｂの有効利用を高めることができる。
【００１８】
一方、原料ガスの流れ方向と加温ガスの流れ方向を対向させることも原料ガスの凝縮を防止する上で有効である。
例えば、図３に示すように、加温ガス供給源４からの加温ガスを、原料ガスの流れ方向に対向する方向に向けて流路１０に流すことができる。
原料ガスは、上流側から下流側に流れる過程で徐々に温度が低下するので、下流側で凝縮が発生する可能性がある。このとき、加温ガスが原料ガスの下流側から流入してくれば、加温ガスは流入初期が最も高温なので原料ガスの下流側における凝縮を効果的に防止することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のガス供給方法によれば、
（１）屋外に敷設されたガス供給管の内管を流れる原料ガスを常時凝縮温度以上に保持することができるので、ガス消費設備側でガスの流量を制御している場合などにおいて、突然に流量制御が行えなくなるような事態の発生を確実に防止することができる。
（２）ヒータを用いる従来法に比べ手軽であり、設備費やメンテナンス性の点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス供給方法の一実施形態を示す配置図である。
【図２】本発明のガス供給管の切り欠き斜視図である。
【図３】本発明のガス供給方法の他の実施形態を示す配置図である。
【符号の説明】
１・・・ガス供給設備、２・・・ガス消費設備、３・・・内管、４・・・加温ガス供給源、５・・・外管、５ａ・・・断熱層、１１・・・ガス供給管

Claims (3)

1. 内管と外管とからなる二重管構造のガス供給管の内管に原料ガスを、内管と外管との間に加温ガスをそれぞれ流し、前記加温ガスによって内管を流れる原料ガスを凝縮温度以上に保持することを特徴とするガス供給方法。
2. 原料ガスの流れ方向と加温ガスの流れ方向を対向させたことを特徴とする請求項１記載のガス供給方法。
3. 前記外管の内周面に断熱層を形成したことを特徴とする請求項１記載のガス供給方法。

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