JP3768970B2 - ガス検知器用ガス熱分解器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス検知器用ガス熱分解器に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば半導体の製造工場において用いられるガス検知装置としては、ガス検知器と、検知対象ガスを熱分解処理するためのガス検知器用ガス熱分解器を備えてなり、検知対象ガスをガス熱分解器によって熱分解処理し、この熱分解処理によって生成する検知対象ガスに由来のガス(以下、「分解ガス」ともいう。)をガス検知器が検知することにより、間接的に検知対象ガスを検知するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
このようなガス検知装置に用いられるガス検知器用ガス熱分解器の或る種のものとしては、例えばガス熱分解反応用触媒が充填された触媒充填領域が形成された、一端にガス検知装置における検知対象ガスである熱分解対象ガスを導入するガス導入口および他端に分解ガスを排出するガス排出口を有する石英ガラス製の円筒体よりなる触媒管と、当該触媒管の外周面に巻回された電熱線を備えたヒーターよりなる加熱源と、電熱線が巻回されている触媒管を覆うよう設けられた断熱材とよりなる組み立て体を備えてなり、この一体的な組み立て体がハウジング内に収納されてなる構成を有するものが用いられている。
【0004】
しかしながら、このような構成のガス検知器用ガス熱分解器においては、触媒管における触媒充填領域に充填されているガス熱分解反応用触媒が他の構成部材に比して劣化しやすく、更にこのガス熱分解反応用触媒が劣化するに従って熱分解性能が低下してしまうこととなるため、ガス熱分解反応用触媒が劣化した場合には、他の構成部材が所期の性能を有していても、実用上必要とされる熱分解性能によって熱分解処理を行うことができなくなる、という問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−292138号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、長期間にわたって信頼性の高いガスの熱分解処理を行うことのできるガス検知器用ガス熱分解器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス検知器用ガス熱分解器は、ガス熱分解反応用触媒が充填されてなる触媒充填領域が形成された、一端に熱分解対象ガスを導入するガス導入口および他端に熱分解処理されたガスを排出するガス排出口を有する筒状の触媒管と、当該触媒管を加熱するためのガス熱分解器本体とを備えてなり、
前記触媒管がガス熱分解器本体に対して着脱自在に設けられており、
ガス熱分解器本体に触媒管の触媒充填領域が挿通される加熱空間が形成されており、
触媒管において、触媒充填領域が、その一端部からガス導入口までの距離が他端部からガス排出口までの距離よりも大きくなる位置に形成されており、当該触媒管が、ガス熱分解器本体の加熱空間内において、触媒充填領域が熱分解対象ガスの流動方向における下流側に変位した状態で配置されていることを特徴とする。
【0009】
本発明のガス検知器用ガス熱分解器は、ガス熱分解器本体に設けられた触媒管の外径よりも大径の内径を有する加熱空間形成用部材によって区画される加熱空間内に、その外周面が当該加熱空間形成用部材の内周面に接触しない状態に挿入され、加熱空間から突出している両端の各々に装着された触媒管支持体によって支持されている触媒管が、触媒管支持体を取り外し、加熱空間から取り出すことによりガス熱分解器本体から取り外されるものであることが好ましい。
【0010】
【作用】
本発明のガス検知器用ガス熱分解器によれば、ガス熱分解器本体に対して着脱自在に設けられているため、触媒管におけるガス熱分解反応用触媒が劣化することに起因してガス検知器用ガス熱分解器の熱分解性能が低下した場合には、触媒管のみを交換することによって所望の熱分解性能を得ることができることから、当該ガス検知器用ガス熱分解器自体に長い使用寿命が得られる。
従って、本発明のガス検知器用ガス熱分解器によれば、長期間にわたって信頼性の高いガスの熱分解処理を行うことができる。
そして、ガス熱分解器本体の加熱空間内において、触媒管が、触媒充填領域が熱分解対象ガスの流動方向における下流側に変位した状態で配置されているため、熱分解対象ガスが触媒管の被加熱部分を通過して触媒充填領域に至る過程において十分に加熱され、その結果、触媒充填領域において熱分解対象ガスが熱分解温度にまで加熱されることとなるから、熱分解対象ガスの熱分解処理を確実に行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明のガス検知器用ガス熱分解器の構成の一例を示す説明図であり、図2は、図1のガス検知器用ガス熱分解器の説明用横断面図であり、図3は、図1のガス検知器用ガス熱分解器を構成するガス熱分解器本体を示す説明用縦断面図であり、図4は、図1のガス検知器用ガス熱分解器を構成する触媒管を示す説明用断面図である。
このガス検知器用ガス熱分解器10は、ガス熱分解反応用触媒34が充填されてなる触媒充填領域35が形成されている、一端(図1において左端)に熱分解対象ガスを導入するためのガス導入口32Aおよび他端(図1において右端)に熱分解処理された熱分解対象ガスに由来のガス(分解ガス)を排出するガス排出口32Bを有する円筒状の触媒管30と、この触媒管30の触媒充填領域35を含む被加熱部分が挿通される加熱空間23Aを有し、この加熱空間23Aにおいて被加熱部分を加熱するガス熱分解器本体20と、加熱空間23Aから突出している触媒管30の両端の各々において当該触媒管30を支持する第1の触媒管支持体13および第2の触媒管支持体15とにより構成されている。
【0012】
この例において、第1の触媒管支持体13は、例えばボンデ鋼板(SPCC)などの金属板加工体よりなるシャーシ11の側面11Bに固定され、触媒管挿入用孔(図示せず)および当該触媒管挿入用孔に連結するガス流路用孔(図示せず)が形成されたホルダー14により構成されており、また、第2の触媒管支持体15は、触媒管挿入用孔(図示せず)および当該触媒管挿入用孔に連結するガス流路用孔(図示せず)が形成されたホルダー16と、当該触媒ホルダー16に固着されている、シャーシ11の底面11Aに固定用ネジ18によって固定されたL字状の金属板よりなる連結部材17とにより構成されている。
【0013】
ガス熱分解器本体20は、例えばアルミニウムよりなる箱状の本体ケース21を備え、この本体ケース21内に、当該本体ケース21の対向する側面21A、21Bの各々に開口を形成し、加熱空間23Aを区画するよう設けられた、触媒管30の外径よりも大径の内径を有する、例えばアルミナ製の円筒体よりなる加熱空間形成用部材23と、当該加熱空間形成用部材23の中央部分の外周面に巻回されてなる、例えばニクロム線などの電熱線25を備えたヒーターよりなる加熱源と、この電熱線25が巻回されている加熱空間形成用部材23を覆うよう設けられた断熱材27とが収容されてなる構成を有するものである。
【0014】
この例においては、加熱源であるヒーターにおける電熱線25は、本体ケース21上に設けられたコネクター26を介してヒーター電源装置(図示せず)に接続されている。
また、断熱材27としては、電熱線25が巻回されている加熱空間形成用部材23の中央部分(以下、「加熱源接触部分」ともいう。)を覆うよう設けられた、セラミックファイバーボードよりなる第1の断熱材27Aと、当該第1の断熱材27Aが設けられている加熱空間形成用部材23の外周全体を覆うよう設けられた、シリカおよびチタニアを主成分とするマイクロサームよりなる第2の断熱材27Bと、当該第2の断熱材27Bを覆うよう設けられた、セラミックファイバーよりなる第3の断熱材27Cとの合計3種の断熱材が用いられている。
なお、このガス熱分解器本体20には、加熱空間形成用部材23の加熱源接触部分に形成された貫通孔24を介してその先端41Aが触媒管30の触媒充填領域35が位置する加熱空間23Aを臨むよう配置された熱電対41が設けられている。
【0015】
ガス熱分解器本体20における加熱空間23Aは、触媒管30における触媒充填領域35の全長Sよりも大きい全長を有するものとされる。
【0016】
触媒管30は、例えば石英ガラス製の円筒体よりなる触媒管本体31の触媒充填領域形成用領域に、ガス熱分解反応用触媒34が充填されることによって触媒充填領域35が形成されてなる構成を有するものである。
ここに、ガス熱分解反応用触媒34としては、熱分解対象ガスに対応するものを適宜に用いることができるが、粒径範囲1〜2mmの粒子状体を好適に用いることができる。
【0017】
この例の触媒管30の触媒充填領域35においては、例えば粒子状体よりなるガス熱分解反応用触媒34の粒径よりも小さい編み目を有する金網を、触媒管本体31の内径に適合した碗状に変形加工することによって得られた通気性を有する2個の触媒ホルダー36、36によって、各々、一端部35A、他端部35Bが形成されている。
なお、図4において、矢印は熱分解対象ガスの流動方向を示す。
【0018】
触媒管本体31の具体的な一例としては、外径6mm、内径4mm、全長180mmの寸法のものが挙げられ、このような構成の触媒管本体31においては、触媒充填領域35の全長Sは、例えば熱分解対象ガスの種類、ガス熱分解反応用触媒34の種類、触媒管本体31の形状などによって異なるが、例えば50mmとされる。
【0019】
触媒管30は、ガス熱分解器本体20の加熱空間23A内において、触媒充填領域35が、熱分解対象ガスの流動方向(図1において左右方向)における下流側(図1において右側)に変位した状態で配置されている。
この例においては、触媒管30において、触媒充填領域35が、その一端部35Aからガス導入口32Aまでの距離が他端部35Bからガス排出口32Bまでの距離よりも大きくなる位置に形成されており、この触媒管30がガス熱分解器本体20から突出する両端部分の長さが同一となるよう配置されることによって変位状態が構成されている。
また、図2に示すように、触媒管30は、被加熱領域の外周面がガス熱分解器本体20に係る加熱空間形成用部材23の内周面に接触しない状態で挿入されている。
【0020】
そして、触媒管30は、固定用ネジ12によってシャーシ11の底面11Aに固定されているガス熱分解器本体20に対して着脱自在に設けられている。
【0021】
この触媒管30は、第2の触媒管支持体15を固定している固定用ネジ18を取り外し、当該第2の触媒管支持体15を、ホルダー16の触媒管挿入用孔から触媒管30を引き抜くよう取り外した後、触媒管30を第1の触媒管支持体13におけるホルダー14の触媒管挿入用孔から引き抜き、その全体をガス熱分解器本体20の加熱空間23Aから取り出すことにより、ガス熱分解器本体20から取り外される。
【0022】
一方、ガス検知器用ガス熱分解器10の組み立ては、前述のガス熱分解器本体20から触媒管30を取り外す場合と逆の要領により、ガス熱分解器本体20の加熱空間23A内に触媒管30を挿入し、この加熱空間23Aに被加熱部分が挿通された状態の触媒管30の両端の各々に第1の触媒管支持体13および第2の触媒管支持体15を装着し、触媒管30をガス熱分解器本体10に対する所期の位置に配置することにより行われる。
【0023】
このような構成を有するガス検知器用ガス熱分解器10は、ガス熱分解器本体20における加熱空間23A内に、触媒管30における被加熱部分が挿通されることによってガス熱分解動作が可能となるものであり、そのガス熱分解動作中においては、ガス熱分解器本体20によって触媒管30の被加熱部分が加熱されており、ガス導入口32Aを介して触媒管30内に熱分解対象ガスが導入されると、この熱分解対象ガスが触媒充填領域35においてガス熱分解反応用触媒34に接触して熱分解反応し、この反応によって生成した分解ガスがガス排出口32Bから排出される。
【0024】
ガス検知器用ガス熱分解器10においては、熱分解処理が、温度5〜35℃、相対湿度30〜90%RHの環境条件で行われることが好ましい。
【0025】
以上のガス検知器用ガス熱分解器10によれば、他の構成要素に比して使用寿命の短い触媒管30が、ガス熱分解器本体20に対して着脱自在に設けられているため、触媒管30におけるガス熱分解反応用触媒34が劣化することに起因してガス検知器用ガス熱分解器10の熱分解性能が低下した場合には、触媒管30のみを交換することによって所望の熱分解性能を得ることができることから、ガス検知器用ガス熱分解器10自体に長い使用寿命が得られる。
従って、ガス検知器用ガス熱分解器10によれば、長期間にわたって信頼性の高いガスの熱分解処理を行うことができる。
【0026】
このガス検知器用ガス熱分解器10においては、ガス熱分解器本体20の加熱空間23A内において、触媒管30が、触媒充填領域35が熱分解対象ガスの流動方向における下流側に変位した状態で配置されているため、熱分解対象ガスが触媒管30の被加熱部分を通過して触媒充填領域35に至る過程において十分に加熱され、その結果、触媒充填領域35において熱分解対象ガスが熱分解温度にまで加熱されることとなるから、熱分解対象ガスの熱分解処理を確実に行うことができる。
【0027】
更に、このガス検知器用ガス熱分解器10によれば、ガス熱分解動作中においては、具体的に触媒管として、全長180mm、外径6mm、内径4mmの触媒管本体を備え、粒径範囲1〜2mmの粒子状体よりなるガス熱分解反応用触媒が充填されてなる触媒充填領域の全長が50mmであって、ガス導入口から触媒充填領域の一端までの距離が70mm、ガス排出口から触媒充填領域の他端までの距離が60mmであるものを用い、ガス熱分解器本体として、全長110mm、内径7mmのアルミナ製の加熱空間形成用部材と、当該加熱空間形成用部材の外周面に巻回されたニクロム線を備えたヒーターを加熱源として有するものを用いる場合には、ガス導入口32Aを介して触媒管30内に導入される熱分解対象ガスの流量が150〜350ミリリットル/分、特に250ミリリットル/分であることが好ましい。
【0028】
以上のようなガス検知器用ガス熱分解器10は、検知すべきガスを、ガス検知器に対応するガスに熱分解するためのガス熱分解器として用いられるものであり、例えば検知対象ガスをガス熱分解器によって熱分解処理し、この熱分解処理によって生成する分解ガスをガス検知器が検知することにより、間接的に検知対象ガスを検知するガス検知装置を構成するガス熱分解器として好適に用いられる。このようなガス検知装置を構成するガス検知器としては、テープ式ガス測定装置(特開平11−223627号公報等参照)を好適に用いることができる。
【0029】
以上において、本発明のガス検知器用ガス熱分解器について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0030】
【発明の効果】
本発明のガス検知器用ガス熱分解器によれば、ガス熱分解器本体に対して着脱自在に設けられているため、触媒管におけるガス熱分解反応用触媒が劣化することに起因してガス検知器用ガス熱分解器の熱分解性能が低下した場合には、触媒管のみを交換することによって所望の熱分解性能を得ることができることから、当該ガス検知器用ガス熱分解器自体に長い使用寿命が得られる。
従って、本発明のガス検知器用ガス熱分解器によれば、長期間にわたって信頼性の高いガスの熱分解処理を行うことができる。
そして、ガス熱分解器本体の加熱空間内において、触媒管が、触媒充填領域が熱分解対象ガスの流動方向における下流側に変位した状態で配置されているため、熱分解対象ガスが触媒管の被加熱部分を通過して触媒充填領域に至る過程において十分に加熱され、その結果、触媒充填領域において熱分解対象ガスが熱分解温度にまで加熱されることとなるから、熱分解対象ガスの熱分解処理を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス検知器用ガス熱分解器の構成の一例を示す説明図である。
【図2】図1のガス検知器用ガス熱分解器の説明用横断面図である。
【図3】図1のガス検知器用ガス熱分解器を構成するガス熱分解器本体を示す説明用縦断面図である。
【図4】図1のガス検知器用ガス熱分解器を構成する触媒管を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
10 ガス検知器用ガス熱分解器
11 シャーシ
11A 底面
11B 側面
12 固定用ネジ
13 第1の触媒管支持体
14 ホルダー
15 第2の触媒管支持体
16 ホルダー
17 連結部材
18 固定用ネジ
20 ガス熱分解器本体
21 本体ケース
21A、21B 側面
23 加熱空間形成用部材
23A 加熱空間
24 貫通孔
25 電熱線
26 コネクター
27 断熱材
27A 第1の断熱材
27B 第2の断熱材
27C 第3の断熱材
30 触媒管
31 触媒管本体
32A ガス導入口
32B ガス排出口
34 ガス熱分解反応用触媒
35 触媒充填領域
35A 一端部
35B 他端部
36 触媒ホルダー
41 熱電対
41A 先端
Claims (2)
- ガス熱分解反応用触媒が充填されてなる触媒充填領域が形成された、一端に熱分解対象ガスを導入するガス導入口および他端に熱分解処理されたガスを排出するガス排出口を有する筒状の触媒管と、当該触媒管を加熱するためのガス熱分解器本体とを備えてなり、
前記触媒管がガス熱分解器本体に対して着脱自在に設けられており、
ガス熱分解器本体に触媒管の触媒充填領域が挿通される加熱空間が形成されており、
触媒管において、触媒充填領域が、その一端部からガス導入口までの距離が他端部からガス排出口までの距離よりも大きくなる位置に形成されており、当該触媒管が、ガス熱分解器本体の加熱空間内において、触媒充填領域が熱分解対象ガスの流動方向における下流側に変位した状態で配置されていることを特徴とするガス検知器用ガス熱分解器。 - ガス熱分解器本体に設けられた触媒管の外径よりも大径の内径を有する加熱空間形成用部材によって区画される加熱空間内に、その外周面が当該加熱空間形成用部材の内周面に接触しない状態に挿入され、加熱空間から突出している両端の各々に装着された触媒管支持体によって支持されている触媒管が、触媒管支持体を取り外し、加熱空間から取り出すことによりガス熱分解器本体から取り外されることを特徴とする請求項1に記載のガス検知器用ガス熱分解器。
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