JP5316302B2 - クロロシラン液の収納容器及びこの収納容器用閉止蓋 - Google Patents
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Description
本発明は、クロロシラン液の収納容器及びこの収納容器用閉止蓋に関する。
トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のクロロシラン類は、多結晶シリコンやシリコンウエハのエピタキシャル膜等の半導体用、光ファイバーの原材料等に用いられている。通常、クロロシラン類は製造工場にてコンテナもしくはボンベに充填され、半導体・光ファイバー等の製造工場まで運搬され、使用される。これらクロロシラン類は空気などに含まれる水分と反応すると腐食性ガスおよびシリカを発生する。この腐食性ガスおよびシリカは設備を腐食させて品質の劣化、配管の閉塞を招くなどの問題を生じるため、充填時には容器内に充填されるクロロシラン類を空気や水に接触させないことが求められている。
容器内のクロロシランと空気を接触させないようにする提案として、従来、例えば特許文献１，２に記載のような閉止構造が採用されている。
容器内のクロロシランと空気を接触させないようにする提案として、従来、例えば特許文献１，２に記載のような閉止構造が採用されている。
特許文献１のガス充填容器では、バルブが緩んだ際に漏出したシランガスが大気と反応して発火したり、口金部を汚染したり、口金部やガス供給系を腐食させたりすることを防止するために、口金部を気密に封止するキャップが設けられているとともに、このキャップ内に、水分および酸素を吸着する吸着剤やシランガスを吸着する吸着剤が設けられている。特許文献１には、この吸着剤により、口金部およびキャップ内の雰囲気が窒素ガス等を主成分とする安全なガスに置換されるので、シランガスが漏出しても腐食を抑えることができる、と記載されている。
特許文献２には、容器の出口開口に接続された流体フロー部品を取り囲むように抑制包囲体を設けて、漏洩した反応性気体を収集できるという漏洩抑制装置が記載されている。
特許文献２には、容器の出口開口に接続された流体フロー部品を取り囲むように抑制包囲体を設けて、漏洩した反応性気体を収集できるという漏洩抑制装置が記載されている。
しかしながら、液状のクロロシラン類の収納容器には、ガスの漏出を課題としている前記各特許文献の技術を適用することができない。
例えば、特許文献１のガス充填容器の場合、液状のクロロシランが漏洩した場合、吸着剤では吸収ができない。また、特許文献２の装置の場合、配管接続部における漏洩に関しては有効な手段であるが、バルブのシール性劣化による漏洩が発生した場合には有効な手段とはならない。
特に、クロロシラン類は、空気に触れると反応して、バルブに錆を発生したりシリカを付着させたりして、バルブの作動を阻害することになる。バルブの端部を閉止蓋で閉止した場合に、その間に形成される密閉された空間には水分を含む空気が存在しており、バルブのシール性の劣化によるクロロシランの漏洩が生じると、内部を腐食するなどの問題が生じる。
例えば、特許文献１のガス充填容器の場合、液状のクロロシランが漏洩した場合、吸着剤では吸収ができない。また、特許文献２の装置の場合、配管接続部における漏洩に関しては有効な手段であるが、バルブのシール性劣化による漏洩が発生した場合には有効な手段とはならない。
特に、クロロシラン類は、空気に触れると反応して、バルブに錆を発生したりシリカを付着させたりして、バルブの作動を阻害することになる。バルブの端部を閉止蓋で閉止した場合に、その間に形成される密閉された空間には水分を含む空気が存在しており、バルブのシール性の劣化によるクロロシランの漏洩が生じると、内部を腐食するなどの問題が生じる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易な構造でバルブの健全性を維持して、内容物の漏出による腐食性ガスの発生を確実に防止できるクロロシラン液の収納容器及びこの収納容器用閉止蓋の提供を目的とする。
前記目的を達成するための本発明のクロロシラン液の収納容器は、クロロシラン液を収納するタンクと、このタンクに取り付けられたバルブとを有し、前記バルブを介して外部の配管に着脱可能に接続されるクロロシラン液の収納容器であって、前記バルブのハウジングに設けられ、前記配管を接続するための接続面を有する接続フランジと、前記配管に代えて前記接続フランジに固定されることにより前記バルブの弁体との間の空間を密封する閉止蓋とを有し、この閉止蓋が、前記接続フランジの前記接続面に接する閉止面を有する蓋体と、該蓋体を介して前記空間に不活性ガスを供給するための供給管およびこの供給管を開閉する供給バルブと、前記蓋体を介して前記空間から排気する排気管およびこの排気管を開閉する排気バルブとを備える。
この発明によれば、バルブの弁体と閉止蓋との間に形成される空間を、クロロシラン液と反応しない不活性ガスで満たすことができるので、腐食性ガスやシリカの発生を防止できる。さらに、この空間を収納容器内よりも陽圧にすることができるので、バルブのシール性を強化しバルブからの漏出を防止できる。
この発明によれば、バルブの弁体と閉止蓋との間に形成される空間を、クロロシラン液と反応しない不活性ガスで満たすことができるので、腐食性ガスやシリカの発生を防止できる。さらに、この空間を収納容器内よりも陽圧にすることができるので、バルブのシール性を強化しバルブからの漏出を防止できる。
また、本発明のクロロシラン液収納容器用閉止蓋は、クロロシラン液を収納するタンクに固定されたバルブの接続フランジに着脱可能に取り付けられるクロロシラン液収納容器用閉止蓋であって、前記接続フランジの接続面に接する閉止面を有し、前記接続フランジに固定されることにより前記バルブの弁体との間の空間を密封する蓋体を備え、この蓋体に、前記空間に不活性ガスを供給するための供給管およびこの供給管を開閉する供給バルブと、前記空間から排気する排気管およびこの排気管を開閉する排気バルブとが設けられていることを特徴とする。
本発明のクロロシラン液の収納容器及びこの収納容器用閉止蓋によれば、腐食性ガスやシリカの発生が抑制されるので、バルブ周辺の部材の腐食によるバルブのシール性の低下やクロロシラン液の漏洩を防止できるとともに、閉止蓋を外したときの危険性も低下させることができる。
以下、本発明に係るクロロシラン液の収納容器の一実施形態について、図面に基づいて説明する。図１に、本発明のクロロシラン液Ｌの収納容器１０、この収納容器１０に不活性ガス（例えばアルゴンガス）を供給する不活性ガス供給手段２０、および収納容器１０から取り出したクロロシラン液Ｌを収納する容器３０の模式図を示す。
収納容器１０は、タンク１１と、タンク１１の内外を連通する管路を有してこの管路を開閉する２個のバルブ４０Ａ，４０Ｂとを備える。これらのバルブ４０Ａ，４０Ｂはいわゆるボールバルブであって、一方のバルブ４０Ａはタンク１１への不活性ガス供給用であり、クロロシラン液Ｌを取り出す間は、その接続フランジ４２（図２参照）に、不活性ガス（例えばアルゴンガス）を供給する不活性ガス供給手段２０から伸びる配管２１に備えられた取付用フランジ２２が接続されている。また、他方のバルブ４０Ｂはタンク１１からのクロロシラン液Ｌの取出用であり、その接続フランジ４２に、外部の容器３０から伸びる配管３１に備えられた取付用フランジ３２が接続されている。
この収納容器１０からクロロシラン液Ｌを取り出す際には、図１に示すように、ボールバルブ４０Ａおよび配管２１を介して不活性ガス供給手段２０から不活性ガスをタンク１１内に注入することにより、タンク１１からボールバルブ４０Ｂおよび配管３１を介して容器３０にクロロシラン液Ｌが送出される。そして、各ボールバルブ４０Ａ，４０Ｂを閉じることにより、クロロシラン液Ｌの送出が停止される。
クロロシラン液Ｌの取り出しを行わない間は、両ボールバルブ４０Ａ，４０Ｂの接続フランジ４２から配管２１の取付用フランジ２２および配管３１の取付用フランジ３２がそれぞれ取り外され、代わりにボールバルブ４０Ａ，４０Ｂの管路を閉止する閉止蓋６０が接続フランジ４２に固定される。これにより、クロロシラン液Ｌの取り出しを繰り返した場合でも、ボールバルブ４０Ａ，４０Ｂからクロロシラン液Ｌが漏洩することを防止できる。
このボールバルブ４０Ａ，４０Ｂの詳細構造を図２に示す。以下では、２個のボールバルブ４０Ａ,４０Ｂを特に区別しない場合は、符号を４０として統一して説明する。
このボールバルブ４０は、球面状の弁座４１ａを有するハウジング４１、ハウジング４１の両端に設けられた接続フランジ４２，４３、弁座４１ａに回動可能に保持されて管路４１ｂを開閉する略球状の弁体４４、および弁体４４の操作部４５を備え、一方の接続フランジ４３がタンク１１側の固定フランジ１２にボルト５１およびナット５２によって固定されることによりタンク１１に取り付けられている。また、他方の接続フランジ４２に、前述した不活性ガス供給手段２０から伸びる配管２１の取付用フランジ２２、外部の容器３０から伸びる配管３１の取付用フランジ３２、あるいは閉止蓋６０のいずれかがボルト５１およびナット５２によって固定されるようになっている。
このボールバルブ４０においては、弁体４４に貫通孔４４ａが形成されており、図２に示すように貫通孔４４ａをバルブ４０の管路４１ｂと直交する方向に配置することにより管路４１ｂが遮断され、操作部４５を回動させてこの貫通孔４４ａを鎖線で示すようにバルブ４０の管路４１ｂと一致させることにより、管路４１ｂが開放される。
このボールバルブ４０は、球面状の弁座４１ａを有するハウジング４１、ハウジング４１の両端に設けられた接続フランジ４２，４３、弁座４１ａに回動可能に保持されて管路４１ｂを開閉する略球状の弁体４４、および弁体４４の操作部４５を備え、一方の接続フランジ４３がタンク１１側の固定フランジ１２にボルト５１およびナット５２によって固定されることによりタンク１１に取り付けられている。また、他方の接続フランジ４２に、前述した不活性ガス供給手段２０から伸びる配管２１の取付用フランジ２２、外部の容器３０から伸びる配管３１の取付用フランジ３２、あるいは閉止蓋６０のいずれかがボルト５１およびナット５２によって固定されるようになっている。
このボールバルブ４０においては、弁体４４に貫通孔４４ａが形成されており、図２に示すように貫通孔４４ａをバルブ４０の管路４１ｂと直交する方向に配置することにより管路４１ｂが遮断され、操作部４５を回動させてこの貫通孔４４ａを鎖線で示すようにバルブ４０の管路４１ｂと一致させることにより、管路４１ｂが開放される。
閉止蓋６０は、ガスケット６６を介して接続面４２ａに接する閉止面６１ａを有する蓋体６１と、この蓋体６１の閉止面６１ａに開口している供給管６２およびこの供給管６２に設けられた供給バルブ６３と、蓋体６１の閉止面６１ａに開口している排気管６４およびこの排気管６４に設けられた排気バルブ６５とを備える。
また、図３に示すように、ボールバルブ４０の接続フランジ４２の端面には、その中央部に管路４１ｂを囲むように円形リング板状に突出部４６が一体に設けられており、その突出部４６の先端面が接続面４２ａとされ、この接続面４２ａの上にテトラフルオロエチレン等からなるガスケット６６を介して閉止蓋６０における蓋体６１の閉止面６１ａが接合され、この状態で蓋体６１と接続フランジ４２とがボルト５１とナット５２とにより固定されるようになっている。また、接続フランジ４２における突出部４６の接続面４２ａ及び蓋体６１の閉止面６１ａには、図示例では２本ずつ断面Ｖ字状のリング溝６７がガスケット６６を介して対向するように形成されている。このリング溝６７は、蓋体６１の閉止面６１ａ及び接続フランジ４２の接続面４２ａとガスケット６６の面間からのクロロシランの浸み出しの際に、ガスケット６６をリング溝６７の角部の部分において、締め付けによる圧力で食い込ませることで面圧が確保され、浸み出しを防止し、併せてガスケット６６の上記面間での位置ずれ防止が確保できることでシール性が向上し、外部への浸み出しを確実に防ぐものとなっている。
そして、この閉止状態において、ボールバルブ４０内部の管路４１ｂに、弁体４４と蓋体６１との間で密閉された空間Ｓが形成される。
また、図３に示すように、ボールバルブ４０の接続フランジ４２の端面には、その中央部に管路４１ｂを囲むように円形リング板状に突出部４６が一体に設けられており、その突出部４６の先端面が接続面４２ａとされ、この接続面４２ａの上にテトラフルオロエチレン等からなるガスケット６６を介して閉止蓋６０における蓋体６１の閉止面６１ａが接合され、この状態で蓋体６１と接続フランジ４２とがボルト５１とナット５２とにより固定されるようになっている。また、接続フランジ４２における突出部４６の接続面４２ａ及び蓋体６１の閉止面６１ａには、図示例では２本ずつ断面Ｖ字状のリング溝６７がガスケット６６を介して対向するように形成されている。このリング溝６７は、蓋体６１の閉止面６１ａ及び接続フランジ４２の接続面４２ａとガスケット６６の面間からのクロロシランの浸み出しの際に、ガスケット６６をリング溝６７の角部の部分において、締め付けによる圧力で食い込ませることで面圧が確保され、浸み出しを防止し、併せてガスケット６６の上記面間での位置ずれ防止が確保できることでシール性が向上し、外部への浸み出しを確実に防ぐものとなっている。
そして、この閉止状態において、ボールバルブ４０内部の管路４１ｂに、弁体４４と蓋体６１との間で密閉された空間Ｓが形成される。
この空間Ｓには、閉止蓋６０の供給管６２および供給バルブ６３を介してアルゴンガス等の不活性ガスが注入可能であり、空間Ｓ内の気体は排気管６４および排気バルブ６５を介して排気可能である。これにより、空間Ｓ内を不活性雰囲気とすることができるので、空間Ｓ内のクロロシラン液Ｌの残留に伴う空気中の水分との反応を防ぎ、腐食性ガスの発生やシリカの生成（例：ＳｉＨＣｌ３＋２Ｈ２Ｏ→ＳｉＯ２＋Ｈ２＋３ＨＣｌ）を防止できる。なお、空間Ｓからの排気は、スクラバ等の除害手段を排気管６４に接続することによって除害処理できる。
図４により具体的に説明する。この図４では、各バルブ４０，６３，６５について、黒塗り状態を閉じた状態、白抜き状態を開放した状態として示している。まず図４（ａ）に示すように、ボールバルブ４０を閉止した状態で供給バルブ６３および排気バルブ６５を開放し、供給管６２を通じて空間Ｓ内に不活性ガスを注入する。この間、排気バルブ６５が開放されているので空間Ｓ内の気体は追い出されて不活性ガスに置換され、クロロシランガスを含む不活性ガスは排気管６５からスクラバ７０に送出される。
空間Ｓ内が不活性ガスに置換されたら、図４（ｂ）に示すように、不活性ガスの注入を続けながら排気バルブ６５を閉止し、空間Ｓ内の圧力を上昇させる。空間Ｓ内がタンク１１内よりも高圧となったら、図４（ｃ）に示すように供給バルブ６３を閉じる。
空間Ｓ内が不活性ガスに置換されたら、図４（ｂ）に示すように、不活性ガスの注入を続けながら排気バルブ６５を閉止し、空間Ｓ内の圧力を上昇させる。空間Ｓ内がタンク１１内よりも高圧となったら、図４（ｃ）に示すように供給バルブ６３を閉じる。
このように、空間Ｓ内をタンク１１内に対して陽圧の不活性雰囲気とすることにより、この空間Ｓ内に弁体４４を介して反対側のタンク１１からクロロシラン液Ｌが漏洩したり、空間Ｓ内に閉止蓋６０の蓋体６１との間を介して外部から空気が混入したりすることはない。したがって、腐食性ガスやシリカ等の発生が防止され、ボールバルブ４０のシール性低下が防止できる。
また、収納容器１０からクロロシラン液Ｌを取り出す際には、閉止蓋６０を用いてバルブ４０の空間Ｓを不活性ガスでパージしてから閉止蓋６０を取り外せば、クロロシランガスと空気との急激な反応による危険性も低下させることができる。
また、収納容器１０からクロロシラン液Ｌを取り出す際には、閉止蓋６０を用いてバルブ４０の空間Ｓを不活性ガスでパージしてから閉止蓋６０を取り外せば、クロロシランガスと空気との急激な反応による危険性も低下させることができる。
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、バルブ４０に取り付ける閉止蓋６０は、少なくとも液取り出し側のバルブ４０Ｂに取り付けられていればよい。しかしながら、閉止蓋６０を不活性ガス供給側のバルブ４０Ａにも取り付けることにより、このバルブ４０Ａにおける腐食等も防止することができる。
また、不活性ガス供給手段からアルゴンガス等の不活性ガスを供給するとしているが、アルゴンガス等に代えて窒素ガスを供給するようにしてもよく、本発明において不活性ガスには窒素も含むものとする。
なお、前記実施形態では、収納容器１０のタンク１１にボールバルブ４０を設けたが、これらはボールバルブ以外のバルブ機構であってもよい。また、供給バルブ６３、排気バルブ６５のバルブ機構についても、特に限定されるものではない。
また、タンク１１や蓋体６１の材質としてはＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼が用いられる。バルブ４０及び配管類についても同様のステンレス鋼が用いられるが、その構成部品によっては炭素鋼等も使用可能である。
また、不活性ガス供給手段からアルゴンガス等の不活性ガスを供給するとしているが、アルゴンガス等に代えて窒素ガスを供給するようにしてもよく、本発明において不活性ガスには窒素も含むものとする。
なお、前記実施形態では、収納容器１０のタンク１１にボールバルブ４０を設けたが、これらはボールバルブ以外のバルブ機構であってもよい。また、供給バルブ６３、排気バルブ６５のバルブ機構についても、特に限定されるものではない。
また、タンク１１や蓋体６１の材質としてはＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼が用いられる。バルブ４０及び配管類についても同様のステンレス鋼が用いられるが、その構成部品によっては炭素鋼等も使用可能である。
１０ 収納容器
１１ タンク
１２ 固定フランジ
２０ 不活性ガス供給手段
２１ 配管
２２ 取付用フランジ
３０ 容器
３１ 配管
３２ 取付用フランジ
４０，４０Ａ，４０Ｂ ボールバルブ
４１ ハウジング
４１ａ 弁座
４１ｂ 管路
４２ 接続フランジ
４２ａ 接続面
４３ 接続フランジ
４４ 弁体
４４ａ 貫通孔
４５ 操作部
４６ 突出部
５１ ボルト
５２ ナット
６０ 閉止蓋
６１ 蓋体
６１ａ 閉止面
６２ 供給管
６３ 供給バルブ
６４ 排気管
６５ 排気バルブ
６６ ガスケット
６７ リング溝
７０ スクラバ
Ｌ クロロシラン液
Ｓ 空間
１１ タンク
１２ 固定フランジ
２０ 不活性ガス供給手段
２１ 配管
２２ 取付用フランジ
３０ 容器
３１ 配管
３２ 取付用フランジ
４０，４０Ａ，４０Ｂ ボールバルブ
４１ ハウジング
４１ａ 弁座
４１ｂ 管路
４２ 接続フランジ
４２ａ 接続面
４３ 接続フランジ
４４ 弁体
４４ａ 貫通孔
４５ 操作部
４６ 突出部
５１ ボルト
５２ ナット
６０ 閉止蓋
６１ 蓋体
６１ａ 閉止面
６２ 供給管
６３ 供給バルブ
６４ 排気管
６５ 排気バルブ
６６ ガスケット
６７ リング溝
７０ スクラバ
Ｌ クロロシラン液
Ｓ 空間
Claims (2)
- クロロシラン液を収納するタンクと、このタンクに取り付けられたバルブとを有し、前記バルブを介して外部の配管に着脱可能に接続されるクロロシラン液の収納容器であって、
前記バルブのハウジングに設けられ、前記配管を接続するための接続面を有する接続フランジと、
前記配管に代えて前記接続フランジに固定されることにより前記バルブの弁体との間の空間を密封する閉止蓋とを有し、
この閉止蓋が、前記接続フランジの前記接続面に接する閉止面を有する蓋体と、該蓋体を介して前記空間に不活性ガスを供給するための供給管およびこの供給管を開閉する供給バルブと、前記蓋体を介して前記空間から排気する排気管およびこの排気管を開閉する排気バルブとを備えることを特徴とするクロロシラン液の収納容器。 - クロロシラン液を収納するタンクに固定されたバルブの接続フランジに着脱可能に取り付けられるクロロシラン液収納容器用閉止蓋であって、
前記接続フランジの接続面に接する閉止面を有し、前記接続フランジに固定されることにより前記バルブの弁体との間の空間を密封する蓋体を備え、
この蓋体に、前記空間に不活性ガスを供給するための供給管およびこの供給管を開閉する供給バルブと、前記空間から排気する排気管およびこの排気管を開閉する排気バルブとが設けられていることを特徴とするクロロシラン液収納容器用閉止蓋。
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| JP2008208320 | 2008-08-13 | ||
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