JP3892958B2

JP3892958B2 - ガス容器用の加熱装置

Info

Publication number: JP3892958B2
Application number: JP33222197A
Authority: JP
Inventors: 和夫横木; 佳宏佐野
Original assignee: ジャパン・エア・ガシズ株式会社
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: JPH11166697A; US6029741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化ガスが封入されたガス容器を加熱するための加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工業の分野においては、ＮＨ₃、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＷＦ₆等のガスが材料ガスとして使用される。これらのガスは、通常、ガスシリンダないしはガスボンベと称される可搬式のガス容器内に液化ガスとして貯蔵され、それをガス容器内で蒸発させながら気化ガスとしてガス消費先にパイピング供給する。このようなガス容器内の液化ガスを蒸発させながら気化ガスとして供給する設備にあっては、液化ガスが気化する際に奪われる気化熱に見合った熱をガス容器の外部から供給されない限り、ガスを使用するに従って液化ガス温度が時間と共に降下する。液化ガス温度が降下すれば、温度の降下と共にその飽和蒸気圧も低下するため、最終的には供給圧力不足によってガス供給ができなくなります。
【０００３】
このため、従来においては、ガス容器１本当たりから供給できるガス流量を制限して使用するか、その制限流量を越えて供給したいときには加熱装置をガス容器に取り付けることによって液化ガスへ強制的に熱の補給を行う方式を採っている。従来一般の加熱装置は、ガス容器の側壁を囲む筒状のウォータジャケットと、このウォータジャケット内に熱源である温水を流す温水サーキュレータとから構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の加熱装置は、熱をガス容器の側壁を介して内部に伝えるものである。この方法では、液化ガスのみならず、その上側に存在するガス（気相部分）にも熱が無駄に伝えられてしまう。また、側方からの熱では、液化ガスに生ずる対流も局所的なものとなり、熱的な効率が悪いという問題点がある。
【０００５】
また、従来の加熱装置に用いられている温水のサーキュレータは大型であり、取扱いや保守、管理も手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来における問題点を解決することのできるガス容器用の加熱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による加熱装置は、ガス容器が載置されるべき載置エリアを有し、且つ、互いに独立した第１及び第２の空間が内部に形成されている載置台と、載置台の第１の空間に、加熱された空気（加熱空気）を供給する加熱空気供給手段とを備え、載置台には、載置エリア内に、第１の空間に連通する第１の貫通孔と、第２の空間に連通する第２の貫通孔とを形成し、且つ、載置エリアの外側に、第２の空間に連通する第３の貫通孔を形成したことを特徴としている。
【０００８】
かかる構成においては、載置台の載置エリアにガス容器が載置されている場合、加熱空気供給手段から送られてきた加熱空気は、第１の空間から第１の貫通孔を経てガス容器の底面に吹き付けられる。ガス容器は圧力容器であり、底面は半球状となっているため、加熱空気を積極的に吹き付けることで、加熱空気の熱はガス容器の底面から液化ガスに効率よく伝えられる。この加熱空気は、その後、ガス容器の底面と載置台の上面とで囲まれる空間から第２の貫通孔を経て、第２の空間に送られ、再度、第３の貫通孔から載置台の外部に導出される。
【０００９】
第３の貫通孔からの空気の温度が高い場合には、ガス容器の側壁外面に沿って流し、熱をガス容器の側壁から液化ガスに伝えることが、より効果的である。このために、載置エリアに載置されたガス容器の側壁外面を間隙をもって取り囲む包囲体を設け、この間隙に第３の貫通孔から導出された加熱空気を供給することが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、図中、同一又は相当部分には同一符号を付することとする。
【００１１】
図１は本発明による加熱装置１０を示す斜視図である。図示の加熱装置１０は、基本的には、ガス容器１２が載置される載置台１４と、この載置台１４に取り付けられ、ガス容器１２を取り囲む包囲体１６と、加熱空気を載置台１４内に供給するエアファンヒータ（加熱空気供給手段）１８とから構成されている。
【００１２】
載置台１４は、図２〜図４に明示するように、円形の凹部２０が形成された下板２２と、この下板２２の凹部２０に配置された中間部材２４と、下板２２の上面であって前記凹部２０を覆うように配置され固定された円形の上板２６とを備えている。図示しないが、これらの構成要素は、ボルト・ナット、リベット或は接着剤等の適当な締結手段により互いに組み付けられている。
【００１３】
中間部材２４は、凹部２０と同心に配置される円板部分２８と、この円板部分２８の外周面から外方に、互いに平行に延びる１対の平板部分３０，３０とから成り、円板部分２８には中心まで延びる切欠き３２が形成されている。切欠き３２は平板部分３０，３０間の間隙と一直線に整列されている。中間部材２４は、載置台の組立完成状態では、図４に示すように、その上面と下面がそれぞれ上板２６の下面及び下板２２の凹部２０の底面に接し、また、平板部分３０，３０の端面は凹部２０の内周面に接する。この結果、凹部２０には、中間部材２４の内側に位置する第１の空間３４と、外側に位置する第２の空間３６とが形成されることになる。
【００１４】
下板２２の一側面には、凹部２０の内周面に延びて第１の空間３４に連通する貫通孔３８が形成されている。この貫通孔３８には、エアファンヒータ１８からの配管４０が接続されるようになっている。
【００１５】
上板２６は、凹部２０及び中間部材２４の円形部分２８と同心に配置される。上板２６の中心には貫通孔（第１の貫通孔）４２が形成されており、従って、この貫通孔４２は中間部材２４の円形部分２８内に形成された第１の空間３４に連通するようになっている。
【００１６】
上板２６の上面の中央エリアは、ガス容器１２を載置すべき載置エリア４４となっており、図３にその境界線を二点鎖線で示す。この載置エリア４４の直径は、適用されるガス容器１２の最大外径に相当するものである。この載置エリア４４内において、上板２６には複数の貫通孔（第２の貫通孔）４６が形成されている。これらの貫通孔４６は中心の貫通孔４２から等距離で配置されており、その距離は、中間部材２４の円形部分２８の半径よりも若干長い距離とされている。従って、これらの貫通孔４６は載置台１４内の第２空間３６と連通することとなる。更に、上板２６には、載置エリア４４よりも外側の部分に、第２の空間３６と連通する複数の貫通孔（第３の貫通孔）４８が形成されている。これらの貫通孔４８も貫通孔４２から等距離で配置されており、好ましくは周方向において互いに等間隔に配置されている。
【００１７】
なお、図示しないが、上板２６を補強、支持するための補強部材を第２の空間３６内に配置することが好適である。
【００１８】
包囲体１６は、金属板から形成された筒状体である。図示の包囲体１６はその内径が載置台１４の上板２６の外径とほぼ等しく、従って、外板２６の外周面に倣って位置決めすることが可能となっている。この包囲体１６は、周方向に４分割されており、第１部分５０と第２部分５２、第２部分５２と第３部分５４、第３部分５４と第４部分５６が、それぞれ、互いにヒンジ結合されている。また、第２部分５２の下端部は、その内面を載置台１４の上板２６の外周面に当接させた状態で、下板２２の上面に固定されている。かかる構成においては、包囲体１６の第２部分５２の両側のヒンジ５８を中心として第１部分５０、第３部分５４及び第４部分５６を開閉することができ、側方からガス容器１２を載置台１４上に載置することができる。ガス容器１２の載置後は、包囲体１６を円筒状にし、第１部分５０と第４部分５６とを適当なロック手段６０で固定すればよい。
【００１９】
エアファンヒータ１８は、空気を送るためのエアファン６２と、エアファン６２からの空気を加熱するための電気抵抗式のヒータ６４とから成る周知構造である。
【００２０】
以上のような構成において、本発明の加熱装置１０の作用について次に説明する。
【００２１】
まず、ガス容器１２を載置台１４の載置エリア４４に正しく載せ、包囲体１６を閉じたならば、エアファンヒータ１８を作動させて、高温の加熱空気を配管４０を経て載置台１４内の第１の空間３４に導入する。ガス容器１２の底面は、図４の二点鎖線で概略的に示すように、半球状の凹面となっているため、載置台１４の上板２６との間で空間６６が形成される。従って、第１の空間３４に導入された加熱空気は貫通孔４２を通って空間６６内に入る。空間６６内に導入された加熱空気の熱は、ガス容器１２の底面全面から、ガス容器１２内の液化ガスに伝えられる。このように下側から熱が加えられた場合には、液化ガスに大きな対流が生じ、熱が液化ガス全体に効率よく伝えられることになる。
【００２２】
ガス容器１２の底面に熱を与えた加熱空気は、空間６６から貫通孔４６を通って載置台１４内の第２の空間３６に送られる。そして、この加熱空気は外周部の貫通孔４８を経て、包囲体１６とガス容器１２との間に形成される環状の間隙６８に導入される。加熱空気の流量或はエアファンヒータ１８により与えられる初期温度を適宜調整することで、ガス容器１２の底面に熱を与えた後の加熱空気の温度を、雰囲気の温度よりも高くすることができる。従って、加熱空気が包囲体１６の内側を流通すると、加熱空気に残存している熱エネルギがガス容器１２の側壁から内部の液化ガスに伝えられ、熱を有効に利用することが可能となる。包囲体１６の内側を流通した空気は、その後、包囲体１６の上部から大気中に放散される。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、載置台１４の内部構造や貫通孔４２，４６，４８の数量等は適宜変更可能である。また、加熱空気を供給する手段も図示のエアファンヒータ１８に限られない。
【００２４】
更に、本発明では、加熱空気をガス容器の底面に吹き付ける構成となっているため、図５に示すような、底面が半球状の凸面であり、縦置きするためのスカート７０を有する形態、その他の形態のものにも適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ガス容器内に封入された液化ガスを効率よく加熱することができる。従って、使用につれてガス供給圧力が著しく低下するような問題がなくなる。
【００２６】
また、本発明では、熱源として加熱された空気を用いているが、空気の取扱いは容易であり、従って、装置のコストや保守、管理の手間の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による加熱装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の加熱装置における載置台を示す分解斜視図である。
【図３】図１の加熱装置の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿っての断面図であり、加熱装置の下部を示す図である。
【図５】本発明による加熱装置に用いられる他のガス容器を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…加熱装置、１２…ガス容器、１４…載置台、１６…包囲体、１８…エアファンタ（加熱空気供給手段）、３４…第１の空間、３６…第２の空間、４２…第１の貫通孔、４４…載置エリア、４６…第２の貫通孔、４８…第３の貫通孔、６８…間隙。

Claims

ガス容器内に貯蔵された液化ガスを加熱するための加熱装置であって、
ガス容器が載置されるべき載置エリアを有し、且つ、互いに独立した第１及び第２の空間が内部に形成されている載置台と、
前記載置台の前記第１の空間に加熱空気を供給する加熱空気供給手段と、
を備え、
前記載置台には、前記載置エリア内に、前記第１の空間に連通する第１の貫通孔と、前記第２の空間に連通する第２の貫通孔とが形成され、且つ、前記載置エリアの外側に、前記第２の空間に連通する第３の貫通孔が形成されており、
前記載置台の前記載置エリアにガス容器が載置されている場合に、前記加熱空気が、前記第１の空間から前記第１の貫通孔を経て前記ガス容器の底面に吹き付けられた後、前記第２の貫通孔を経て前記第２の空間に導入され、再度、前記第３の貫通孔から前記載置台の外部に導出されるようになっていることを特徴とするガス容器用の加熱装置。
前記載置エリアに載置されたガス容器の側壁外面を間隙をもって取り囲み、前記間隙に前記第３の貫通孔から導出された前記加熱空気が供給されるよう構成された包囲体を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のガス容器用の加熱装置。