JP2009287992A - フロート式微差圧表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】数パスカル程度の超微差圧の検出が可能で、視認性のよいフロート式微差圧表示器を提供する。
【解決手段】区画壁３により区画された陽圧側の空間１と陰圧側の空間２との圧力差を検出すべく、区画壁３に通気孔４を貫通する一方、透明な中空パイプ８と連通する取付用基部６に設けられた通気路５の一端が通気孔４に連結され、更に中空パイプ８内にフロート１１が装入され、２空間の圧力差により、通気路５と中空パイプ８内に発生する気流でフロート１１を上下動させる方式のフロート式微差圧表示器において、フロート１１をカップ状の半球体とすることにより、フロート重量の軽量化を図り、陽圧側の空間１と陰圧側の空間２との僅かな圧力差による空気流でも、フロート１１の球面側が常に下側を向き、安定して浮上するようにして、該フロート１１の状況を外部より視認できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、微差圧表示器に関するもので、特に半導体製造、薬品製造工程中のクリーンルームにおいて、２つの空間の圧力差を維持するための微差圧の検出に適用することができるフロート式微差圧表示器に関するものである。

最近、クリーンルーム内で作業する、例えば、半導体製造、薬品製造工程においては、製造ラインが細かく区切られて、該細かく区切られた部屋ごとに、圧力差が設けられ、各部屋間のコンターミネーションを防止する必要が出てきている。

前記クリーンルーム内で作業する、例えば、半導体製造、薬品製造工程において、圧力差を検出するため、従来は、フロート式の差圧表示器が主に使用され、場合によっては、ダイヤクラムを使用した差圧表示器も使用されていた。

また、前記クリーンルーム内で作業する、例えば、半導体製造、薬品製造工程において、圧力差を検出するためのフロート式差圧表示器につき、過去の特許文献を遡及検索しても、１件の先行特許文献をも発見することができなかった。

前記従来使用されているフロート式差圧表示器は、図６に示すような構成を備えている。すなわち、図６に示すように、テーパ付きのガラス管３１に平板状をしたフロート３２が装入されており、該フロート３２の下方より送気される空気量に応じて、前記フロート３２が浮き上がり、前記ガラス管３１に付けた目盛りで、流量を読み取り、２つの部屋間の圧力差を検出していた。

しかしながら、クリーンルーム内で作業されている、例えば、半導体製造、薬品製造工程における各部屋間の圧力差は、１パスカルから２パスカルと極めて小さく、前記図６に示す従来のフロート式差圧表示器は、フロート３２が平板状であるので空気抵抗が大きく、且つ重量が重いため、前記１パスカルから２パスカル程度の超微差圧の検出が困難であるという課題があった。

更に、前記クリーンルーム内で作業する、例えば、半導体製造、薬品製造工程で使用されているダイヤクラム式微差圧計は、表示が読み取りにくく、且つ構造が複雑で、高価であるという課題があった。

本発明は前記課題を解決すべくなされたもので、１パスカルから２パスカルの数パスカル程度の超微差圧を、視認性よく検出できるフロート式微差圧表示器を提供しようとするものである。

本発明は、 区画壁により区画された陽圧側の空間と陰圧側の空間との圧力差を検出できるよう、前記区画壁に通気孔を貫通する一方、透明な中空パイプと連通する取付用基部に設けられた通気路の一端が、前記通気孔に連結され、更に前記中空パイプ内にフロートが装入され、２空間の圧力差により、前記通気路と中空パイプ内に発生する気流でフロートを上下動させる方式のフロート式微差圧表示器において、フロートをカップ状の半球体により形成することにより、フロート重量の軽量化を図り、区画された陽圧側の空間と陰圧側の空間との僅かな圧力差による空気流でも、前記フロートの球面側が常に下側を向き、安定して浮上するように構成することにより、前記課題を解決した。

本発明によれば、外部から視認可能な透明中空パイプ内に軽量化したフロートを装入し、陽圧側の空間と陰圧側の空間との圧力差から発生する空気流により、フロートを浮上させることで、数パスカルの超微差圧を視認して検出できると共に、陽圧側の空間の陽圧が維持されていないことを視認したときは、直ちに対応処置を採ることができ、且つ構造が簡単で、フロートの状況を迅速に確認できるという優れた効果を奏する。

本発明は、クリーンルーム内で作業する半導体製造、薬品製造工程で、例えば、高清浄空間の部屋と低清浄空間の部屋間の圧力差を検出して、陽圧側である高清浄空間の部屋が、陰圧側である低清浄空間の部屋よりも陽圧に維持されていることを、陽圧側の空間、または陰圧側の空間から、フロートの浮上状況を視認して確認することができるようにしたフロート式微差圧表示器である。以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明フロート式微差圧表示器Ｍを、陽圧側の空間１と、陰圧側の空間２とを区画する区画壁３であって、陰圧側の空間２側に面する壁面に設置した実施例を示す縦断面図である。すなわち、図１は、陰圧側の空間２内において、陽圧側の空間１が陰圧側の空間２よりも陽圧に維持されていることを、フロートの浮き上がり状況を視認して確認することができるよう形成されている。

前記フロート式微差圧表示器Ｍは、図１に示すように、陽圧側の空間１と陰圧側の空間２の圧力差を検出できるよう、前記区画壁３に通気孔４を貫通すると共に、Ｌ字状の通気路５を備えた取付用基部６を、前記通気孔４に通気路５の一端部を連通して、前記陰圧側の空間２に面する区画壁３に一体に固定されている。

前記区画壁３に一体に固定された取付用基部６の通気路５の他端部には、通気通路７を備えた透明な中空パイプ８の一端部が密に連通して固定されると共に、該中空パイプ８の他端部は蓋体９を取付けて密封される一方、該蓋体９に近接した中空パイプ８の外周壁面には、前記通気通路７に連通する複数個の通気小孔１０が穿設されている。

そして、前記中空パイプ８の通気通路７内には、該通気通路７よりは、小径のフロート１１が装入されると共に、前記空間１から通気孔４および通気路５を経て陽圧空気が流入し、前記フロート１１を押し上げるが、前記中空パイプ８の通気通路７の一端部には、該フロート１１の下限ストッパ１２が設けられると共に、該パイプ８の通気通路７の他端部には、前記フロート１１の上限ストッパ１３が設けられている。

前記下限ストッパ１２は、前記フロート１１の底部を載置保持してそれ以上の下動を阻止すると共に、前記空間１から、１パスカルから２パスカル程度の僅かな圧力差による陽圧空気が、中空パイプ８の通気通路７内へほとんど抵抗がなく流れ込むよう、前記通気通路７の一端部中央に小径のストッパ杆１４を支架固定して形成されている。そして、該ストッパ杆１４を除いた空間を通気面積の大なる通気開口１５とすることによって、該通気開口１５より前記陽圧空気が、ほとんど抵抗がなく前記フロート１１の下面へ流れる。

また、上限ストッパ１３は、前記空間１からの陽圧空気が下限ストッパ１２の通気開口１５から中空パイプ８の通気通路７内に流入して、フロート１１を浮上させて上動したとき、該中空パイプ８の他端部分で該フロート１１のそれ以上の上動を阻止するよう、前記中空パイプ８の蓋体９の下面に、該蓋体９より小径の略逆截頭円錐形状をしたストッパ突起１６が垂設固定されて形成されている。なお、図中、１７は、取付用基部６を区画壁３に固定するための取付用ボルトである。

そして、前記中空パイプ８の通気通路７内に装入されるフロート１１は、１パスカルから２パスカル程度の僅かな圧力差による気流であっても、浮上することができるような軽量化されたものであることが要求され、またその形状は、特に限定する必要はないが、好ましくは、図４（ａ）に示すようなカップ状の半球体１１a、図４（ｂ）に示すカップ状の円錐体１１ｂ、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように、内部に水素等、空気よりも軽い気体が充填された中空球体、あるいは中空柱体等の密閉形状体１１ｃ・１１ｄを使用することが推奨される。

前記図１、図３に示す実施例においては、フロート１１として、カップ状の半球体１１ａを例に挙げて説明しているが、該カップ状の半球体１１ａは、重心が下方にあるため、これらを中空パイプ８の通気通路７内に装入すると、常に球面側が下側を向くようになっている。

前記構成より成る本発明フロート式微差表示器Ｍの作用について説明する。陽圧側の空間１が、陰圧側の空間２に比べて陽圧を維持している場合は、空間１内の陽圧空気は、図１において矢印で示すように、通気孔４および通気路５を経て、通気通路７へ流入する。

前記通気通路７へ流入した陽圧空気は、図３において矢印で示すように、ストッパ杆１４の両側の面積の大なる通気開口１５から、ほとんど抵抗がなく、フロート１１の下面および中空パイプ８の通気通路７の内周壁面に沿って上方へ流れ、前記フロート１１を浮き上がらせる。

そして、前記フロート１１が下限ストッパ１２から離れて、該下限ストッパ１２より上方に浮上状況は、透明な中空パイプ８の外部より視認することができる。すなわち、少なくとも、該フロート１１が下限ストッパ１２から離れて浮き上がっているときは、陽圧側の空間１の陽圧が維持されていることになり、正常な状態で半導体製造、薬品製造が可能である。

なお、陽圧側の空間１の陽圧が強い場合、前記フロート１１は、該強い陽圧空気により上方へ浮上し、該フロート１１が上限ストッパ１３のストッパ突起１６に当接して停止するが、前記強い陽圧空気は、中空パイプ８の上方に穿設された複数の通気小孔１０を経て空間２内へ排気される。

一方、陰圧側の空間２の方の圧力が、陽圧側の空間１より高くなり、空間２より空気が中空パイプ８の通気小孔１０より通気通路７内に流入して、該中空パイプ８内のフロート１１を押下げて、下限ストッパ１２に載置されたまま浮上していないときは、陽圧側の空間１の陽圧が維持されていないこととなり、この状況を作業者が視認したときは、直ちに図示していないファンフィルタユニットのファンの回転数を上げて、送気量を増やすことにより、前記陽圧側の空間１の陽圧を回復することができる。

図５は、本発明フロート式微差圧表示器Ｍを、陽圧側の空間１と、陰圧側の空間２とを区画する区画壁３であって、前記図１〜図３と異なり、陽圧側の空間１側に面する壁面に設置した他の実施例を示す縦断面図である。すなわち、図５は、陽圧側の空間１内において、陽圧側の空間１が陰圧側の空間２よりも陽圧に維持されていることを、フロートの浮上状況を視認して確認することができるよう形成されている。

図５に示す他の実施例においては、前記図１〜図３に示す実施例によるフロート式微差圧表示器Ｍを、上下を逆にするだけで、そのまま使用することができるものである。従って、本他の実施例においても、基本的に前記実施例と同一の符号を用いて説明するが、他の実施例においては図１のものとは、逆に設置して使用するため、図1における下限ストッパ１２、および上限ストッパ１３は、他の実施例においては、上限ストッパ１２ａ、および下限ストッパ１３ａとそれぞれ読み替えて説明すると共に、前記実施例と同一構成を有し、且つ同様の作用を有する部材については、説明を省略する。

本発明の他の実施例によるフロート式微差圧表示器Ｍは、図５に示すように、陽圧側の空間１と陰圧側の空間２の圧力差を検出できるよう、前記区画壁３に通気孔４を貫通すると共に、Ｌ字状の通気路５を備えた取付用基部６を、前記通気孔４に通気路５を連通する一方、中空パイプ８を下方側に位置せしめて、前記陽圧側の空間１に面する区画壁３に一体に固定されている。

そして、前記中空パイプ８の通気通路７内には、該通気通路７よりは、小径のフロート１１が装入されると共に、前記空間１から複数個の通気小孔１０を経て陽圧空気が流入し、前記フロート１１を押し上げるが、前記中空パイプ８の通気通路７の一端部には、該フロート１１の下限ストッパ１３ａが設けられると共に、該パイプ８の通気通路７の他端部には、前記フロート１１の上限ストッパ１２ａが設けられている。

前記下限ストッパ１３ａは、前記フロート１１の底部を載置保持してそれ以上の下動を阻止すると共に、前記空間１から、１パスカルから２パスカル程度の僅かな圧力差による陽圧空気が、中空パイプ８の通気通路７内へほとんど抵抗がなく流れ込むよう、前記通気通路７の他端部中央に蓋体９より小径の、下方に行くに従い漸次大径となる略截頭円錐形状に形成されている。従って、複数個の通気小孔１０を経て通気通路７内に流入した陽圧空気は、前記略截頭円錐形状の下限ストッパ１３ａの周壁面に沿って上昇し、前記陽圧空気がほとんど抵抗がなく前記フロート１１の下面へ流れる。

また、上限ストッパ１２ａは、前記空間１からの陽圧空気が下限ストッパ１３ａの周壁面に沿って中空パイプ８内に流入して、フロート１１を浮き上がらせて上動したとき、ストッパ杆１４に当接して、それ以上の上動を阻止する。

前記構成より成る本発明他の実施例によるフロート式微差表示器Ｍの作用について説明する。陽圧側の空間１が、陰圧側の空間２に比べて陽圧を維持している場合は、空間１内の陽圧空気は、図５において矢印で示すように、通気小孔１０を経て中空パイプ８の通気通路７内へ流入する。

前記通気通路７へ流入した陽圧空気は、図５において矢印で示すように、ほとんど抵抗がなく、略截頭円錐形状の下限ストッパ１３ａの周壁面に沿って上方へ流れ、前記フロート１１を浮上させる。

そして、前記フロート１１が下限ストッパ１３ａから離れて、該下限ストッパ１３ａより上方に浮上している状況は、透明な中空パイプ８の外部より視認することができる。すなわち、少なくとも、該フロート１１が下限ストッパ１３ａから離れて浮上しているときは、陽圧側の空間１の陽圧が維持されていることになり、正常な状態で半導体製造、薬品製造が可能である。

なお、陽圧側の空間１の陽圧が強い場合、前記フロート１１は、該強い陽圧空気により上方へ浮かび上がり、該フロート１１が上限ストッパ１２ａのストッパ杆１４に当接して停止するが、前記強い陽圧空気は中空パイプ８の上方の、通気開口１５、通気路５および通気孔４を経て、空間２内へ排気される。

一方、陰圧側の空間２の方の圧力が、陽圧側の空間１より高くなり、空間２より空気が、通気路５および通気開口１５より通気通路７内に流入して、該中空パイプ８内のフロート１１を押下げて、下限ストッパ１３ａに載置されたまま浮上していないときは、陽圧側の空間１の陽圧が維持されていないこととなり、この状況を作業者が視認したときは、直ちに図示していないファンフィルタユニットのファンの回転数を上げて、送気量を増やすことにより、前記陽圧側の空間１の陽圧を回復することができる。

本発明フロート式微差圧表示器を陰圧側の空間に面する区画壁に取付けた実施例を示す縦断面図である。 同フロート式微差圧表示器の左側面図である。 本発明フロート式微差圧表示器において、フロートの浮上状況を示す要部の縦断面図である。 本発明フロート式微差圧表示器におけるフロートの形状を示す斜視図である。 本発明フロート式微差圧表示器を陽圧側の空間に面する区画壁に取付けた他の実施例を示す縦断面図である。 従来のフロート式微差圧表示器において、フロートの浮上状況を示す要部の縦断面図である。

符号の説明

Ｍ フロート式微差圧表示器
１ 陽圧側の空間
２ 陰圧側の空間
３ 区画壁
４ 通気孔
５ 通気路
６ 取付用基部
７ 通気通路
８ 透明な中空パイプ
９ 蓋体
１０ 通気小孔
１１ フロート
１２ 下限ストッパ
１２ａ 上限ストッパ
１３ 上限ストッパ
１３ａ 下限ストッパ
１４ ストッパ杆
１５ 通気開口
１６ ストッパ突起

Claims (3)

1. 区画壁により区画された陽圧側の空間と陰圧側の空間との圧力差を検出できるよう、前記区画壁に通気孔を貫通する一方、透明な中空パイプと連通する取付用基部に設けられた通気路の一端が、前記通気孔に連結され、更に前記中空パイプ内にフロートが装入され、２空間の圧力差により、前記通気路と中空パイプ内に発生する気流でフロートを上下動させる方式のフロート式微差圧表示器において、フロートをカップ状の半球体により形成することにより、フロート重量の軽量化を図り、区画された陽圧側の空間と陰圧側の空間との僅かな圧力差による空気流でも、前記フロートの球面側が常に下側を向き、安定して浮上するようにしたことを特徴とするフロート式微差圧表示器。
2. 請求項１記載のカップ状の半球体より成るフロートに代えて、カップ状の円錐体より成るフロートを用いることを特徴とするフロート式微差圧表示器。
3. 請求項１記載のカップ状の半球体より成るフロートに代えて、中空の内部に空気より軽い気体を充填した密閉構造体より成るフロートを用いることを特徴とするフロート式微差圧表示器。
   

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