JP3148773B2 - 熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換装置に係り、特
にその熱交換部の薬液等の漏れ検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】強腐食性薬液を一般産業用に用いる場合
は、該液温によって反応速度が大幅に変化するため、常
に、液温の制御には綿密な注意を払う必要がある。

【０００３】そこで、液温の制御を行うために恒温槽等
のいろいろな温度制御装置が開発されている。

【０００４】このような温度制御装置の１つに、図４に
示すように、処理液の充填された反応槽１０１から、配
管１０２を介して、ポンプ１０３によって処理液を循環
せしめ、熱交換部１０４で熱交換を行い、フィルタ１０
５を介して温度制御および不純物除去のなされた処理液
を反応槽に戻すように構成されたものがある。

【０００５】従来の熱交換部は、図５にその一例を示す
如く、ハロゲンランプ２０４と、この周りを覆う円筒状
の石英ガラスからなる内筒２０３と、さらにこの外側に
配設された外筒２０１とからなり、この外筒２０１と内
筒２０３との間に形成される空間２０５に、処理容器か
らパイプ等で導出されてくる液体、例えば半導体処理薬
液に対し温度制御を行なうようになっている。

【０００６】ところで、この装置では流体流路が石英ガ
ラスで形成されているが、長期にわたって使用している
と薬液により劣化が生じ、孔蝕、割れ等を生じることが
ある。このような流路の破損によって熱源であるハロゲ
ンランプに液体がかかると急激な冷却による破損、漏
電、液体の蒸発によるガスの発生、爆発等の危険があっ
た。 これは熱源がハロゲンランプである場合のみなら
ず、薬液により劣化を生じるペルチェ素子等の冷却源な
どの場合にも適用可能である。

【０００７】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、液体の漏れを早期に発見し、漏れた液体がハロゲン
ランプからなる熱源にかかることがないようにした安全
機能を備えた熱交換装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の熱交換
装置は、ハロゲンランプからなる熱源と、前記熱源の周
りに配設された内筒と中間筒とからなり、不活性気体を
気密的に充填した密閉空間部と、前記中間筒との間の空
間に、前記熱源とのエネルギー授受を行う液体の流路を
構成する外筒と、前記密閉空間部の圧力および温度変化
を検出し、前記中間筒または内筒からの液体の漏れを検
出する検出部と、前記検出部の漏れ検出に応じて、前記
ハロゲンランプへの給電を停止する安全装置とを具備し
たことを特徴とする。

【０００９】

【００１０】また望ましくは、安全装置の漏れ検出に対
応して気体制御手段を駆動し、前記密閉空間部への不活
性気体の流入および流出を制御するようにしている。

【００１１】

【作用】上記本発明の構成によれば、流路と熱源との間
に不活性ガスを封入した密閉空間部を設け、この圧力及
び温度を測定し、ボイルシャルルの法則により、密閉空
間内の気体のモル量を検知しているため、液漏れが生じ
て密閉空間で蒸発し気体となり総モル量が上昇するのを
検出すれば、極めて容易に気体の漏れがあるか否かを検
出することが可能となる。また、中間筒は破損して液漏
れが生じても内筒によって熱源との間は遮断されている
ため、熱源に薬液がかかることはない。さたにまた不活
性ガスを用いているため、密閉空間部で漏れてきた薬液
と反応するおそれもない。

【００１２】また、本発明によれば、液漏れを検出し、
液漏れが検出された場合は、安全装置によってハロゲン
ランプへの給電を停止するようにしているため、仮に内
筒が破損して液漏れを生じてもハロゲンランプの点灯が
停止されるため、反応性は低くなり爆発反応等は抑制さ
れる。

【００１３】加えて、液漏れが生じハロゲンランプの点
灯が停止されると密閉空間内の圧力も下がるため、薬液
が流れ込み易くなるが、このとき、密閉空間部への気体
の供給を制御することにより、内部の気体の圧力を一定
に保つようにし、薬液が密閉空間に漏れないようにする
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００１５】図１(a) および(b) は、本発明実施例の液
体加熱装置の要部を示す図であり、図２はこの全体図で
ある。

【００１６】この液体加熱装置は、ハロゲンランプ４
と、液体流路となる空間５との間に窒素ガスを封入した
密閉空間６を介在させ、密閉空間６にとりつけられた温
度センサ９および圧力センサ１０によりこの密閉空間６
の温度と圧力を検出することにより液漏れを検出するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１７】すなわち、この装置は、ハロゲンランプ４
と、この周りを覆う円筒状の石英ガラスからなる内筒３
と、この外側に配設された石英ガラス製の中間筒２と、
さらにこの外側に配設された外筒１とからなり、この外
筒１と内筒３との間に形成される空間５に、処理容器か
らパイプ等で導出されてくる液体、例えば半導体処理薬
液に対し温度制御を行なうようになっている。

【００１８】また、さらにこの装置は安全装置１１およ
び制御部１２を具備しており、この密閉空間６への気体
の供給および排出は供給口７および排出口８を介してな
されるが、温度センサ９および圧力センサ１０の出力
は、制御部１２に接続され、この温度または圧力変化に
よって制御部１２から液漏れ発生信号が発生され、安全
装置１１に信号が伝えられハロゲンランプの点灯が停止
されるようになっている。 一方、ハロゲンランプの点
灯停止により温度が低下して、温度センサ９の出力が低
下すると制御部１２を介して、流量制御装置１３および
圧力調整装置１４に伝えられ、不活性気体供給源１５か
ら気体の供給が開始され、密閉空間６内の圧力が調整さ
れ、流路５内の薬液が密閉空間６に流入するのを防止す
るようになっている。

【００１９】次にこの装置の動作について図３のフロー
チャートを参照しつつ説明する。

【００２０】流路５には半導体処理液が流されているも
のとする。

【００２１】まず、装置の運転に先立ち、ハロゲンラン
プ４を点灯し（ステップ３０１）、不活性気体供給源１
５から流量制御装置１３および圧力調整装置１４を介し
て気体の供給が行われ（ステップ３０２）、密閉空間内
の圧力が定常状態になるまで供給を続行する。

【００２２】そして、温度センサ９および圧力センサ１
０の出力が定常状態にあるか否かを判断し（ステップ３
０３）、定常状態であると判断されると、気体の供給を
停止すると共に、この出力を制御部１２に初期状態とし
て記憶させておく（ステップ３０４）。

【００２３】このようにして熱交換が続行されるが、温
度センサ９および圧力センサ１０の出力が定常状態にあ
るか否かを制御部１２で判断し（ステップ３０５）、気
体のみかけのモル数が上昇すると制御部から液漏れ発生
信号が発生され、安全装置１１に信号が伝えられハロゲ
ンランプの点灯が停止される（ステップ３０６）。

【００２４】そして圧力センサ１０の出力が定常状態に
あるか否かを判断し（ステップ３０７）、温度下降によ
る圧力低下が検出されると再び不活性気体供給源１５か
ら流量制御装置１３および圧力調整装置１４を介して気
体の供給が行われ（ステップ３０８）、密閉空間内の圧
力が初期状態と同一となったか否かを判断し（ステップ
３０９）、密閉空間内の圧力が定常状態になるまで供給
を続行する。

【００２５】この間に流路から半導体処理液を流出さ
せ、液漏れのなくなった状態で中間筒を取り替える（ス
テップ３１０）。

【００２６】このようにして処理液がハロゲンランプ空
間に漏れないようにすることができ、装置の破損、爆発
を防止し、安全性の高い熱交換を行うことができる。

【００２７】なお、前記実施例では、熱エネルギー源と
してハロゲンランプを用いた例について説明したが、こ
れに限定されることなく、ペルチェ素子等、他の熱エネ
ルギー源を用いても良い。

【００２８】また、液漏れが検出されるとハロゲンラン
プの点灯を停止し、気体を供給したが、かならずしもこ
れは不可欠ではない。特に冷却装置の場合は不要であ
る。

【００２９】加えて、装置形状については適宜変更可能
であることはいうまでもない。また密閉空間に供給する
不活性ガスとしては窒素、アルゴンあるいは他のガスで
もよい。またこの装置は熱輻射により半導体処理液を加
熱するものであるため、密閉空間に封入する気体として
は熱吸収率の低い気体であるのがのぞましい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハロゲンランプからなる熱源の周りを内筒で覆うと共
に、内筒と外筒の間に内筒と中間筒とから成る密閉空間
部を設け、該密閉空間部の圧力及び温度変化を検出して
中間筒または内筒からの液体の漏れを検出し、液体の漏
れ検出に応じてハロゲンランプへの給電を停止するよう
にしたため、液体の漏れを早期に検出して装置破損の危
険性を低減できると共に、仮に内筒が破損して液体の漏
れが発生した場合も、この液体の漏れを検出してハロゲ
ンランプへの給電を停止することで、装置の爆発を未然
に防止し、安全性の高い熱交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の熱交換装置を示す図

【図２】同発明実施例の熱交換装置の全体図

【図３】同発明実施例の熱交換装置の動作を示すフロー
チャート図

【図４】従来例の温度制御装置を示す図

【図５】従来例の熱交換装置を示す図

【符号の説明】

１０１ 反応槽、 １０２ 配管、 １０３ ポンプ、 １０４ 熱交換部、 １０５ フィルタ、 ２０１ 外筒、 ２０３ 内筒 ２０４ ハロゲンランプ、 ２０５ 流路、 １ 外筒、 ２ 中間筒 ３ 内筒 ４ ハロゲンランプ、 ５ 流路、 ６ 密閉空間 ７ 供給口 ８ 排出口 ９ 温度センサ １０ 圧力センサ、 １１ ランプ制御装置 １２ 制御装置、 １３ 流量制御装置 １４ 圧力制御装置 １５ 気体供給装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−167697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120090（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−163791（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハロゲンランプからなる熱源と、 前記熱源の周りに配設された内筒と中間筒とからなり、
   不活性気体を気密的に充填した密閉空間部と、 前記中間筒との間の空間に、前記熱源とのエネルギー授
   受を行う液体の流路を構成する外筒と、 前記密閉空間部の圧力および温度変化を検出し、前記中
   間筒または内筒からの液体の漏れを検出する検出部と、 前記検出部の漏れ検出に応じて、前記ハロゲンランプへ
   の給電を停止する安全装置とを具備したことを特徴とす
   る熱交換装置。
2. 【請求項２】 安全装置の漏れ検出に対応して駆動さ
   れ、前記密閉空間部への不活性気体の流入及び流出を制
   御する気体制御手段を具備したことを特徴とする請求項
   １記載の熱交換装置。