JP2006329422A - ガス導管中での改良されたパージ効果 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス供給源を含むベッセル、始端と、使用のポイントへのガスの輸送に適合した終端とを有するピグテール導管、第一端と、ボディーセクションと、第二端とを有するサージチャンバーであって、前記第一端は前記ピグテール導管の始端と連絡されており、前記サージチャンバーの前記ボディーセクションは前記ピグテール導管の断面よりも大きい断面を有し、第二端は前記ガス供給源を含む前記ベッセルと連絡されている、サージチャンバー、前記ピグテール導管内で、前記終端からガス供給源を含むベッセルに向かう方向へのパージガスの輸送のためのパージガス供給源であって、前記パージガスでの前記ピグテールの加圧の交互サイクルの間に用いられるパージガス供給源、及び、前記ピグテール内に保持された不純物ガスの除去を可能にする、前記ピグテール導管内の脱圧源を含む、ガスを輸送するための装置。
【選択図】図2
Description
ガス供給源を含むベッセル、
始端と、使用のポイントへの輸送アタッチメントに適合された終端とを有し、中空で、一般には円筒形の形状のピグテール導管、
第一端と、ボディーと、第二端を有するサージチャンバー、ここで、前記第一端は前記ピグテール導管の始端と連絡しており、前記サージチャンバーの前記ボディーのセクションのボディー直径は前記ピグテール導管の直径よりも大きく、第二端は前記ガス供給源を含むベッセルに連絡している、
場合により、前記ピグテール導管と流体連絡されている真空源、及び、
パージガスを前記ピグテール導管に輸送することが可能なパージガス供給源、
を含み、ここで、前記パージガスによる前記ピグテールの加圧及び場合により真空を課すことによる前記ピグテールの脱圧の交互のサイクルの間に、汚染ガス及び不純物は前記ピグテール導管から除去される。
長いガス輸送導管又はピグテール中でのパージ効率を改良し、ガス輸送装置、すなわち、ピグテール中の安全でかつより低純度の不純物レベルを達成する能力、
より少ないパージサイクルの使用によって、パージガス消費量を低減する能力、
ピグテール中の汚染物レベル低減により、より高純度の製品ガスを得る能力。
パージサイクル数の低減及び不純物レベルの低減におけるサージチャンバーの評価
SF6ガス供給シリンダーの交換の間にピグテール導管内で予め選択されたガス不純物レベルに到達するためのパージサイクル数の低減に関するサージチャンバーの比較有効性を決定するために一連の試験を行った。窒素パージガス中のSF6不純物の初期汚染レベルは100,000ppbを超えた。約5秒以内に80〜100psigの圧力にピグテールを窒素で加圧し、その後、真空を課すことで大気圧を下回る圧力に排気した。図5は結果のプロットである。
グラフに示すとおりのデータセット1は、従来技術のクロスパージ手順を用いた対照パージ手順の結果を示す。それは、4フィート長さで外側直径が0.25インチで壁厚が0.035インチで内側直径が0.180インチである1/4インチピグテール中のSF6の不純物レベルをパージサイクル数の関数として示している。初期SF6レベルは約10,000ppbであり、60サイクルで100ppbの値が得られた。プロットは約60サイクル後に最小のSF6除去レベルを得ることができることを示している。
グラフに示すとおりのデータセット2は、従来技術のディープパージ法を用いた対照パージ手順の結果を示し、SF6不純物レベルvsサイクル数を示している。4フィートピグテールは操作1で用いたものと同一である。結果は、約10サイクルで、SF6レベルは約2,000ppbに低下し、60サイクルで10ppbの値が得られた。プロットは約60サイクル後に最小のSF6除去レベルを得ることができることを示しており、結果は操作1のクロスパージ手順と同様となった。
グラフに示すとおりのデータセット3は、クロスパージを用いた対照パージ手順の結果を示す。この操作はデータセット1から得られるものと同様であるが、ピグテールの直径及び長さが増大されている。ピグテールは、外側直径が1/2インチで壁厚が0.045インチで内側直径が0.410インチである14フィートの1/2インチハードチューブからなる。データセット3は、約50サイクルで、SF6濃度が約98,000ppbであり、約120サイクルで約10,000ppbであった。(操作1、2を含む全ての操作でSF6の初期レベルはほぼ同一であった)。
グラフに示すとおりのデータセット4は、操作3のクロスパージ法に対する一般比較を提供する。しかし、ピグテールは、ここでは、7フィート長さで外側直径が7/8インチで内側直径が1/2インチである1/2インチフレックスチューブに接続された、操作3で用いた14フィートの1/2インチピグテールからなった。1/2インチフレックスチューブはガス供給源に接続され、そのため、1/2インチピグテールとガス供給源の間に挿入された。それは1/2インチ直径ピグテールとの関係でサージチャンバーとして作用することが意図された。フレックスホースの内側直径(D)/14フィートピグテールの内側直径(d)の比は1.22:1であり、フレックスチューブの長さ(L)/その直径(D)の比は168:1であった。パージガスは14フィートピグテールを通して、次いで、7フィートフレックスホースを通して通過され、その後、排気された。
データセット5は、ガス導管が14フィートの1/2インチピグテール、14フィートの1/2インチフレックスチューブからなり、このフレックスチューブがサージチャンバーを表し、図3に示すようにガス供給源に直接的に接続されている場合のパージ方法の効率を示している。(14フィートハードチューブ直径(D))/(1/2インチピグテールの初期直径(d))の比は1.22:1であり、L/Dは336:1に増加している。
ピグテールからの湿分除去におけるサージチャンバーの評価
ガス輸送装置に用いる1/2インチハードチューブピグテール導管からの湿分の除去を促進することにおけるサージチャンバーの有効性を決定するために一連の試験を行った。この試験手順において、各ピグテールを湿潤で飽和した。ピグテール導管から湿分を除去するのが困難であることから湿分を選択した。10回のパージサイクルを行った。より詳細には、各ピグテールを窒素で80〜100psigの圧力に加圧し、その後、大気圧を下回る圧力に排気した。10回のサイクルのパージの最後の工程として、ピグテールの排気の後に、各ピグテールを通してパージガスを通過させ、パージガス中の湿分レベルを時間の関数としてプロットした。曲線の下の面積は10回のパージングサイクルの後にピグテール中に残存した湿分の量を示す。図6のグラフから、曲線の下の面積が最小である手順は他の方法よりも湿潤除去が有効であったことを示す。
データセット1はサージチャンバーがない場合の湿分レベルの時間の関数としての対照ベースラインプロットである。ピグテール導管は、例1、図5の操作3のデータセット3におけるように、15フィートの1/2インチハードチューブからなった。
データセット2は時間の関数としての湿分レベルのプロットであり、図2に示すタイプの1000ccサージチャンバーをピグテールの終端付近に含む。すなわち、サージチャンバーは短いニップルよって、すなわち、1−2インチの間、キャップ化末端から分離されており、ガス供給源に対する接続部をシミュレートしている。サージチャンバーは長さが10.9インチであり、内側直径が3.32インチであり、壁厚が0.18インチであった(D/dは6.6:1であり、L/Dは3.2:1である)。各末端で、サージチャンバーは減径しており、一つの末端で1/2インチ直径のハードチューブピグテール導管と係合するようになっており、もう一つの末端はキャップ化末端に導くニップルと係合するようになっている。
データセット3は体積が150ccであるサージチャンバーがピグテールの末端に近づいているポイントで挿入された場合、すなわち、操作2におけるようなニップルによってガス供給源から分離されている場合の時間の関数としての湿分レベルのプロットである。図2に概略的に示すように、150ccサージチャンバーはボディーセクションに導く1/2インチの開口部サイズを有し、ボディーセクションは2インチの外側直径、0.093インチの壁厚、1.90インチの内側直径を有し(D/dは3.8:1)、2 5/8インチのシリンダーボディー長さ(L/Dは1.3:1)を有した。一つの末端で、1/2インチピグテール導管と係合し、他の末端で操作2におけるような短いニップルと係合した。この操作3と操作2の基本的な違いはサージチャンバーのサイズである。
データセット4はデータセット3で用いた150ccサージチャンバーを、図3に概略的に示されるように、キャップ化末端に直接的に接続した場合の時間の関数としての湿分レベルのプロットである。
Claims (17)
- ガス供給源を含むベッセル、
始端と、使用のポイントへのガスの輸送に適合した終端とを有するピグテール導管、
第一端と、ボディーセクションと、第二端とを有するサージチャンバーであって、前記第一端は前記ピグテール導管の始端と連絡されており、前記サージチャンバーの前記ボディーセクションは前記ピグテール導管の断面よりも大きい断面を有し、第二端は前記ガス供給源を含む前記ベッセルと連絡されている、サージチャンバー、
前記ピグテール導管内で、前記終端からガス供給源を含むベッセルに向かう方向へのパージガスの輸送のためのパージガス供給源であって、前記パージガスでの前記ピグテールの加圧の交互サイクルの間に用いられるパージガス供給源、及び、
前記ピグテール内に保持された不純物ガスの除去を可能にする、前記ピグテール導管内の脱圧源、
を含む、ガス供給ベッセルから使用の輸送ポイントへガスを輸送するための装置。 - 前記サージチャンバーは前記ガス供給源を含むベッセルと隣接している、請求項1記載の装置。
- 前記サージチャンバーは前記ガス供給源を含む前記ベッセルに直接的に連結されている、請求項1記載の装置。
- 前記ピグテールの脱圧を支援するために真空源を用いる、請求項3記載の装置。
- 前記サージチャンバーのボディーセクションの直径(D)/前記ピグテールの直径(d)の比は1.2:1〜10:1である、請求項3記載の装置。
- 前記サージチャンバーはチューブの形態である、請求項5記載の装置。
- 前記サージチャンバーは円筒形である、請求項6記載の装置。
- 前記サージチャンバーの長さ(L)/前記サージチャンバーの直径(D)の比は少なくとも1:1である、請求項7記載の装置。
- 前記サージチャンバーの長さ(L)/前記サージチャンバーの直径(D)の比は0.8:1〜10:1である、請求項7記載の装置。
- 前記ピグテールは直径(d)が1/4〜1/2インチである、請求項7記載の装置。
- ガス供給源を含むベッセルから使用の輸送ポイントへガスを輸送するために用いられるピグテール導管をパージし、該ピグテール導管から不純物を除去するための方法であって、パージガスによって前記ピグテール導管を交互に加圧して、ガス状不純物で汚染された前記パージガスを除去する工程を含む方法において、
ガス供給源を含むベッセルと、前記ベッセルから輸送ポイントへガスを輸送するために用いられるピグテール導管との間に、サージチャンバーを供給すること、ここで、前記サージチャンバーの直径(D)はピグテール導管の直径(d)よりも大きい、
前記使用の輸送ポイントから前記ベッセルに向かう方向に、前記ピグテール及び前記サージチャンバーを通して前記パージガスを通過させること、及び、
前記ガスを含むベッセルから前記使用の輸送ポイントに向かう方向にガスを引き抜くことで、前記ガス状不純物を含むパージガスを除去すること、
を含む、方法。 - 前記サージチャンバーは前記ガス供給源を含む前記ベッセルに直接的に連結されている、請求項8記載の方法。
- 前記ピグテールから不純物で汚染されたパージガスを除去するのを支援するために真空を課す、請求項8記載の方法。
- 前記サージチャンバーのボディーセクションの直径(D)/前記ピグテール導管の直径(d)の比は1.2:1〜10:1である、請求項13記載の方法。
- 前記サージチャンバーは円筒形である、請求項14記載の方法。
- 前記ピグテール導管の直径(d)は1/4〜1/2インチである、請求項14記載の方法。
- 前記サージチャンバーの直径(D)/前記ピグテール導管の直径(d)の比は約1.2〜10であり、前記サージチャンバーの長さ(L)/前記サージチャンバーの直径(D)の比は少なくとも1:1である、請求項16記載の方法。
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