JPH07260096A - 高圧ガス容器弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塩化水素を充填する高圧ガス容器に使用され
る容器弁について、長い使用寿命を得ること。 【構成】 ガス流路に連通するシリンダ部２１内にてプ
ラグ３を螺合しつつ回動させてガス流路を開閉すると共
に、シリンダ部２１とボンネット４との間をガスケット
によりシールするパックタイプの容器弁において、少な
くとも容器弁本体２とプラグ３とをハステロイにより構
成して、水分の侵入による酸化性ガス雰囲気下において
これらの互いのネジのかじり現象を防止する。またシリ
ンダ部内にて、コイルバネに組み合わされた開閉子を、
ダイヤフラムと呼ばれる板バネにより押圧してガス流路
を開閉するタイプの容器弁については、少なくとも板バ
ネと容器弁本体をハステロイにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧ガス容器に装着さ
れる高圧ガス容器弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の高圧ガス容器弁１の一例で
ある、パックタイプなどと呼ばれるものを示す断面図で
ある。このタイプの容器弁１は、高圧ガス容器Ｇの開口
部に装着されており、例えばＳＵＳ３１６よりなる容器
弁本体２の上部側はシリンダ部２１を構成している。こ
のシリンダ部２１内には、例えばＳＵＳ３０４よりなる
プラグ３が螺合して設けられており、このプラグ３の昇
降により、Ｌ字状のガス流路２２が開閉される。このガ
ス流路２２の両端は、夫々容器Ｇの開口部及び図示しな
い配管の接続口に連通する。２３はアウトレットキャッ
プである。

【０００３】前記シリンダ部２１の上端部にはこれを外
側から覆うようにボンネット４が螺合されており、ボン
ネット４の中央にはシリンダ部２１内に連通する貫通孔
４１がシリンダ部２１の長さ方向に形成されている。ボ
ンネット４はシリンダ部２１の管壁の上端面２０及び外
周面に接合するように構成されており、前記管壁の上端
面２０に接合される接合面５１の内方側には、前記貫通
孔４１を囲むように凹部５が形成されると共に、この凹
部５の外縁（接合面５１の内縁）は前記管壁の上端面２
０のほぼ中央に位置している。

【０００４】前記ボンネット４の貫通孔４１内には、上
部にハンドル６０が係合されたスピンドル６がシリンダ
部２１内に突入されるように気密に嵌入されており、ス
ピンドル６の下端部は、プラグ３を回動させかつプラグ
３に対して相対的に上下動できるようにプラグ３の上端
部に係合している。例えばプラグ３側には横断面四角形
の係合孔が形成され、スピンドル６の下端部がこの係合
孔に適合する形状に作られている。また図４にも示すよ
うにプラグ３の外周面にはネジ部３１が形成される一
方、シリンダ部２１内にも、前記ネジ部３１に螺合する
ネジ部が形成されており、プラグ３はシリンダ部２１に
対して螺合しつつ回動することになる。図３中３２は螺
合部分、３３は樹脂よりなるシートディスクである。

【０００５】前記ボンネット４の凹部５には、リング状
のガスケット５０がスピンドル６に外嵌された状態で接
合されている。一方前記スピンドル６には、フランジ部
６１が形成されているが、ハンドル６０とスピンドル６
との間に組み込まれたバネ６２によってスピンドル６が
常時上方側に付勢されているためフランジ部６１はガス
ケット５０を介してボンネット４側に押し付けられてい
る。このような構成の容器弁１では、ハンドル６０を操
作してスピンドル６を回動することによりプラグ３が回
動しながらシリンダ部２１内を上下動し、これにより開
閉動作が行われる。

【０００６】次に従来の高圧ガス容器弁の他の例につい
て述べると、図５はダイヤフラムタイプなどと呼ばれる
ものである。例えばＳＵＳ３０４よりなる容器弁本体７
の上部側はシリンダ部７１を構成している。このシリン
ダ部７１内には、後述のダイヤフラムにより下方側に押
圧され、僅かなクリアランスを上下することによりＬ字
状のガス流路７２を開閉する開閉子７３が設けられてい
る。この開閉子７３は、コイルバネ７４（図６参照）に
よって、ガス流路７２を開くように上限位置に維持され
ている。７０はアウトレットキャップである。シリンダ
部７１の上端開口部は、円形状のダイヤフラムと呼ばれ
る板バネ８によって気密に塞がれており、この板バネ８
は、容器弁本体７に螺合されているボンネット８１によ
り、周縁部がシリンダ部７１の上端に続く段部に押し付
けられている。前記開閉子７３、コイルバネ７４及び板
バネ８はＳＵＳ３０４により構成されている。ボンネッ
ト８１内には、操作部であるハンドル８２により回動さ
れるスピンドル８３が螺合挿入されている。このスピン
ドル８３により板バネ８の中央部が下方に押圧され、こ
れにより開閉子７３がコイルバネ７４の弾性力に抗して
押圧されてガス流路７２が閉じられる。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】ところで半導体製
造プロセスなどにおいて無水塩化水素が使用されるが、
塩化水素は、水分が存在すると強い酸化性がある。無水
塩化水素を高圧ガス容器に充填する場合、容器弁を開い
ておき、ガスの充填後に容器弁を閉じ、アウトレットキ
ャップによりガス流路の出口側を塞ぐようにしている。
ここで塩化水素ガスは、シリンダ部２１（または７）と
プラグ３（または開閉子７３）との間の狭い隙間からシ
リンダ部２１の内部空間に入り込んで溜まる。一方ガス
の充填時や配管との接続時にアウトレットキャップを外
さなければならないが、このとき大気がガス流路２３
（または７２）を介してやはり前記内部空間に入り込む
ため、大気中の水分と塩化水素とが反応してシリンダ内
部が強い酸化性雰囲気となる。この結果次のような問題
がある。 （１）パックタイプの容器弁においては、プラグ３とシ
リンダ部２１とのネジ部がステンレス製のため、ネジ山
が腐食してネジかじりなどと呼ばれる相互の食い込みが
起こりやすい。この現象はネジ幅が小さいとかなり早い
時期に起こってしまうため、ネジ幅を例えば１．８１４
３ｍｍとかなり大きくとり、更に頻繁に分解して洗浄す
るようにしているが、それでもネジのかじりを避けるこ
とができない。そしてネジのかじりが一旦起こるとガス
流路の開閉ができなくなってしまい、メンテナンスもで
きなくなるため、その容器弁を破棄しなければならず、
結局使用寿命が短いという問題があった。また螺合部分
３２のネジ幅を大きくとっていることから、シリンダ部
２１の径及び長さが大きくなり、容器弁が大型になると
いう問題もあった。 （２）またダイヤフラムタイプの容器弁においては、シ
リンダ部７１の上端の段部と板バネ８との隙間に水分を
含んだ塩化水素が入り込み、板バネの下面及びこれに対
向する前記段部の段面が腐食し、ボンネット８１と容器
弁本体７との間の気密性を長期間維持できない。この場
合容器弁を破棄しなければならずやはり使用寿命が短い
という問題があった。またシリンダ部７を頻繁に洗浄し
なければならないが、このとき開閉子７３及びコイルバ
ネ７４についても互に分離して洗浄しなければならず、
洗浄作業が面倒である上再組立時の気密性の確保が困難
であるという問題もあった。

【０００８】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、長い使用寿命が得られる高
圧ガス容器弁を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、高圧
ガス容器に装着される容器弁であって、ガス流路及びこ
のガス流路に、連通するシリンダ部が形成された容器弁
本体と、前記シリンダ部に螺合しつつ回動し、前記ガス
流路を開閉するプラグと、を備えた高圧ガス容器弁にお
いて、少なくとも前記容器弁本体と、前記プラグとをハ
ステロイにより構成したことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、高圧ガス容器に装着さ
れる容器弁であって、ガス流路及びこの通気路に連通す
るシリンダ部が形成された容器弁本体と、前記シリンダ
部の一端側に設けられ、当該シリンダ部を気密にシール
する板バネと、前記シリンダ部内において弾性体に組み
合わせて設けられた開閉子と、を備え、前記開閉子が前
記板バネを介して、前記弾性体の弾性力に抗して押圧さ
れ、これによりガス流路が閉じられる高圧ガス容器弁。
少なくとも前記容器弁本体と弾性体とをハステロイによ
り構成したことを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、弾性体と開閉子とをハステロイにより構成したこと
を特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１の発明では、シリンダ部とプラグとの
ネジ部において、ネジ幅を小さくしても、シリンダ内部
に溜まる酸化性ガスに対する耐食性が極めて大きいの
で、いわゆるネジのかじりが抑えられ、使用寿命が長
い。しかもネジ自体を小さくできるため、シリンダ部を
小さくでき、容器弁の小型化が図られる。

【００１３】請求項２の発明では、板バネ及びこれに圧
接される容器弁本体の部分の腐食が抑えられるので、シ
リンダ部の気密性を長期間維持でき、使用寿命が長い。
この場合請求項３の発明の如く構成すれば、開閉子及び
コイルバネなどの弾性体についての洗浄がほとんど不要
になり、頻わしいメンテナンス作業を省略できる。

【００１４】

【実施例】図１及び図２は本発明の第１実施例を示す図
である。この実施例に係る高圧ガス容器弁は、無水塩化
水素を充填する高圧ガス容器に使用されるものであっ
て、いわゆるパックタイプのものであり、機械的構造に
関しては従来技術の項の説明で用いた図３と略同一であ
る。この実施例の特徴とする点は、容器弁の金属部分を
全てハステロイ例えばハステロイＣ２２により構成した
ことである。ハステロイＣ２２の成分については、Ｃｒ
が２２％、Ｍｏが１３％、Ｔｅが５％、Ｗが３％、残部
がほとんどＮ_i であり、この材質は酸化性環境において
非常に耐局部腐食性が優れている。そしてプラグ３のネ
ジ部のネジ幅（ネジ山間の距離）は、例えば１．５ｍｍ
とされ、ネジ部における外径及びネジ部の長さは、夫々
外径１６ｍｍ及び有効長さ９ｍｍとされる。

【００１５】更にこの実施例では、ボンネット４とシリ
ンダ部２１との間をシールしているガスケットの装着構
造が図３の構造と異なる。即ちガスケットを２個のリン
グに分け、一方のガスケット５０ａをスピンドルの下端
のフランジ部６１とボンネット４との間に介装すると共
に、他方のガスケット５０ｂをシリンダ部２１の上端面
とボンネット４の下面との間に、夫々の凹部４２、４３
の中に密入された状態で介装されている。これらガスケ
ットは例えばテフロンにより作られる。

【００１６】上述の容器弁においては、シリンダ部２１
内に、塩化水素ガスが溜まり、またガスの充填時や配管
接続時に大気がシリンダ部２１内に侵入して、この中は
極めて強い酸化性ガス雰囲気となるが、シリンダ部２１
及びプラグ３は、ハステロイで構成されているため、ネ
シ部のネジ幅を小さくしてもいわゆるネジのかじり現象
か起こりにくい。

【００１７】従ってプラグ３を小さく作れるので容器弁
を小型化することができ、そして長い使用寿命が得られ
る。従来のようにステンレス製の場合には例えば１〜２
年でネジのかじりにより容器弁を破棄していたが、ハス
テロイ製の場合には、例えば３年以上の使用できるもの
と期待できる。また本発明では、シリンダ部２１を備え
た容器弁本体２及びプラグ３以外の部分に関してはハス
テロイを用いずに例えばステンレス製としてもよいが、
全体をハステロイにより構成することが他の部位の腐食
を抑えられる点で望ましい。なおハステロイとしては、
ハステロイＣ２２に限らず、その他のハステロイを用い
ることができる。

【００１８】更にボンネット４とシリンダ部２１との間
のガスケットをこの実施例のように分離すれば、大きな
シール効果が得られ、特にボンネット４と容器弁本体２
との間から外部へのガスの漏洩を長期に亘って確実に防
止できる。

【００１９】次に本発明の第２の実施例であるダイヤフ
ラムタイプの高圧ガス容器弁について述べると、機械的
構造については従来技術の項で説明に用いた図５及び図
６の構造と同じであるため、これらの図に基づいて説明
する。即ちこの実施例の容器弁は、容器弁本体の板バネ
８、開閉子７３及び弾性体であるコイルバネ７４、並び
にその他の金属部分が例えばハステロイＣ２２により構
成される。このようにハステロイを用いれば、シリンダ
部７１内が塩化水素と水分とを含む腐食性ガス雰囲気に
なっても板バネ８及びこれに接する容器弁本体７の段部
の段面の腐食か抑えられ、板バネ８による容器弁本体７
とボンネット８１との間の気密性を長期間維持でき、長
い使用寿命が得られる。

【００２０】また開閉子７３及びコイルバネ７４につい
てもハステロイで構成されているので、ほとんど洗浄の
必要がなく頻わしいメンナンス作業が格段に軽減され
る。なお前記その他の金属部分例えばアウトレットキャ
ップ７０などについてはステンレスを用いてもよいがハ
ステロイを用いる方が望ましい、なお本発明は無水塩化
水素に限らず水分の存在下で大きな腐食性をもつガスの
供給、停止を行うものであれば大きな効果がある。

【００２１】

【発明の効果】以上のように例えば無水塩化水素を充填
する高圧ガス容器用の容器弁においては、大気中の水分
の侵入によりシリンダ部内が強い酸化性雰囲気となる
が、この雰囲気に接する部材を、酸化性環境において強
い腐食性をもつハステロイを用いることにより、ネジの
かじりや、板バネと容器弁本体との間の気密性の低下を
抑えることができ、長い使用寿命が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例の要部を示す断面図である。

【図３】従来のバックタイプの容器弁を示す断面図であ
る。

【図４】プラグを示す斜視図である。

【図５】従来のダイヤフラムタイプを示す断面図であ
る。

【図６】開閉子及び板バネを示す斜視図である。

【符号の説明】

２ 容器弁本体 ２１ シリンダ部 ２２ ガス流路 ３ プラグ ３１ ネジ部 ４ ボンネット ５０ａ、５０ｂ ガスケット ７ 容器弁本体 ７１ シリンダ部 ７３ 開閉子 ７４ コイルバネ ８ 板バネ ８１ ボンネット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧ガス容器に装着される容器弁であっ
   て、ガス流路及びこのガス流路に連通するシリンダ部が
   形成された容器弁本体と、前記シリンダ部に螺合しつつ
   回動し、前記ガス流路を開閉するプラグと、を備えた高
   圧ガス容器弁において、 少なくとも前記容器弁本体と、前記プラグとをハステロ
   イにより構成したことを特徴とする高圧ガス容器弁。
2. 【請求項２】 高圧ガス容器に装着される容器弁であっ
   て、ガス流路及びこのガス流路に連通するシリンダ部が
   形成された容器弁本体と、前記シリンダ部の一端側に設
   けられ、当該シリンダ部を気密にシールする板バネと、
   前記シリンダ部内において弾性体に組み合わせて設けら
   れた開閉子と、を備え、前記開閉子が前記板バネを介し
   て、前記弾性体の弾性力に抗して押圧され、これにより
   ガス流路が閉じられる高圧ガス容器弁において、 少なくとも前記容器弁本体と板バネとをハステロイによ
   り構成したことを特徴とする高圧ガス容器弁。
3. 【請求項３】 弾性体と開閉子とをハステロイにより構
   成したことを特徴とする請求項２記載の高圧ガス容器
   弁。