JPH07306721A - 圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイアフラムの破損で圧力調整室にガスが流
出したとき、ただちに検知できるようにする。 【構成】 圧力調整弁１の内部はダイアフラム８でダイ
アフラム室１１と圧力調整室１２に区画され、ダイアフ
ラム室１１には弁口１５Ａを介して一次流路５が接続さ
れ、また、二次流路６も接続され、圧力調整室１２内の
ばね１９等による圧力調整手段２６の圧力調整力を受け
るニードル弁１４が弁口１５Ａの開度を調整することに
より、流路５から流路６に流れるガスの圧力が調整され
る。圧力調整弁１には圧力調整室１２に接続された圧力
センサ２８が取り付けられ、ダイアフラム８の破損によ
る圧力調整室１２へのガスの流出が圧力センサ２８で検
知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力調整弁にかかり、
特に、半導体製造分野において半導体材料ガスが流通す
る配管中に設けられる圧力調整弁に関する。

【０００２】

【背景技術】ＩＣやＬＳＩ等の半導体製造分野では、特
殊ガス、例えばモノシラン、ホスフィン、アルシン、ジ
ボラン、セレン化水素、モノゲルマン、ジシラン等の毒
性ガスが使用され、このような特殊ガスは、クリーンル
ーム内にボンベ収納庫から配管を通して供給され、また
は、クリーンルーム内のシリンダキャビネットと称され
る特殊ガス供給装置から供給され、この供給は一次圧を
所定の二次圧に減圧して行われ、このために圧力調整弁
が用いられる。

【０００３】機械式の圧力調整弁は、弁内部にダイアフ
ラムで区画されたダイアフラム室と圧力調整室とが設け
られ、ダイアフラム室には一次流路と二次流路とが接続
されている。ダイアフラム室と一次流路との間にニード
ル弁で開度が調整される弁口が設けられ、また、圧力調
整室にはねじとばねとを含んで構成された圧力調整手段
が配置されている。この圧力調整手段のねじを回転操作
してばねが伸縮することにより、ダイアフラムを介して
ニードル弁に作用する圧力調整力が変化し、一次流路か
ら弁口を経て二次流路に流れるガスの圧力が圧力調整力
と対応した大きさに調整される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上において、金属製
の薄膜であるダイアフラムが腐食や疲労等で破損した場
合には、ガスはダイアフラム室から圧力調整室を通って
そのまま大気に漏洩してしまうおそれがある。このた
め、圧力調整弁に圧力調整室と連通した配管を接続し、
この配管を通してガスを所定の除去装置等へ排出するよ
うにしているものがあるが、この従来技術では、ダイア
フラムの破損でガスが圧力調整室に流出した場合、ガス
供給ラインが圧力低下したり、所定の除去装置にガスが
達して漏洩検知器が作動するまで、ガスの漏洩がわから
ないという問題がある。また、漏洩箇所の特定が困難で
あり、かつ、そのための時間もかかるという問題があっ
た。

【０００５】本発明は以上の従来の問題を解決するため
になされたもので、本発明の目的は、ダイアフラムの破
損でガスが圧力調整室に流出すると、これをただちに検
知できるようになる圧力調整弁を提供するところにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部がダイア
フラム室と圧力調整室とにダイアフラムで区画され、ダ
イアフラム室に一次流路および二次流路が接続され、ダ
イアフラムと一次流路との間にニードル弁で開度が調整
される弁口が設けられているとともに、圧力調整室に、
ねじでばねが伸縮されてダイアフラムを介しニードル弁
に作用する圧力調整力を変化させる圧力調整手段が設け
られた圧力調整弁において、圧力調整室に接続された圧
力センサが取り付けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】以上において、圧力センサは、ダイアフラ
ム形ストレンゲージで構成され、本質安全防爆構造にな
っていることが望ましい。

【０００８】

【作用】ダイアフラムが腐食、疲労等で破損し、一次流
路からダイアフラム室に供給されたガスが圧力調整室に
流出すると、圧力調整室の圧力が高まるため、ガスの流
出は圧力センサでただちに検知される。

【０００９】圧力センサをダイアフラム形ストレンゲー
ジとし、本質安全防爆構造とした場合には、ガスが引火
性のものであっても、ストレンゲージに高圧電流が流れ
ることはないため、安全性を確保できる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、圧力調整弁１の本体２には一次配
管３、二次配管４が接続され、これらの配管３，４は本
体２内の一次流路５、二次流路６と連通する。本体２の
上面に形成された凹部２Ａには、ダイアフラム保持部材
７が嵌合され、この保持部材７には溶接でダイアフラム
８が取り付けられている。ダイアフラム保持部材７上に
ベル状のカバー９を載せ、締付ナット部材１０を本体２
に螺合して締め付けると、カバー９が本体２に締め付け
固定されるとともに、カバー９の下面とダイアフラム保
持部材７の上面シール部７Ａとが密着してシールされ
る。

【００１１】以上により、圧力調整弁１の内部はダイア
フラム８でダイアフラム室１１と圧力調整室１２とに区
画される。本体２には、ばね１３でダイアフラム室１１
側に常に付勢されているニードル弁１４が配置され、こ
のニードル弁１４のテーパ部１４Ａから延びる細軸部１
４Ｂは、本体２とダイアフラム保持部材７との間に配置
された弁部材１５の弁口１５Ａに挿通され、その先端は
ダイアフラム８に取り付けられた受け部材１６に当接し
ている。

【００１２】ダイアフラム室１１と一次流路５は、弁口
１５Ａ、ニードル弁室１７を介して連通し、弁口１５Ａ
はニードル弁室１７のニードル弁１４のテーパ部１４Ａ
で開度が調整される。またダイアフラム室１１と二次流
路６は、ダイアフラム保持部材７に設けられた通路１８
を介して連通している。

【００１３】圧力調整室１２には、ばね１９と、このば
ね１９の上下両側のばね座部材２０，２１とが収納さ
れ、カバー９に先部がねじ込まれたねじ軸２２を操作部
材２３で回転操作して進退させると、受け部材２４、ベ
アリング２５、ばね座部材２０を介してばね１９が伸縮
され、ダイアフラム８に当接しているばね座部材２１に
作用するばね力が変化することにより、ニードル弁１４
が受ける圧力調整力が変更される。このため、ばね１
９、ばね座部材２０，２１等により圧力調整手段２６が
構成されている。

【００１４】カバー９の側面上部にはジョイント部材２
７が接続され、ジョイント部材２７の先端には圧力セン
サ２８が取り付けられている。この圧力センサ２８は、
図２に示す通り、段付き状の筒部材２９と、筒部材２９
の前面に設けられたダイアフラム３０と、ダイアフラム
３０に蒸着固定されたストレンゲージ３１とを有する。
図１の通り、ジョイント部材２７には圧力調整室１２と
連通する通路３２が形成され、この通路３２を介して圧
力調整室１２と圧力センサ２８内のダイアフラム３０で
遮断された圧力室３３とが接続されている。ストレンゲ
ージ３１は導線３４でコネクタ３５に接続され、図３の
通り、これらのストレンゲージ３１と導線３４は、圧力
センサ２８に設けられたカバー２８Ａ内のポッティング
材２８Ｂで保護固定されており、コネクタ３５にリード
線３６の一端が接続される。リード線３６の他端は、図
４の通り、ＬＥＤランプ７を備えた圧力スイッチ装置３
８に接続され、この装置３８には、電源３９、ブザー４
０が接続されている。

【００１５】なお、圧力スイッチ装置３８には、装置３
８側の二次回路になんらかの原因による高圧電流が生じ
た時に一次回路側であるストレンゲージ３１にこの高圧
電流が流れるのを遮断する例えばツェナーダイオード等
による遮断回路が設けられており、このため、圧力セン
サ２８は本質安全防爆構造になっている。

【００１６】次に作用について説明する。半導体製造材
料ガスは一次配管３から一次流路５に流入し、このガス
は弁口１５Ａからダイアフラム室１１に流通するときに
ニードル弁１４に作用している圧力調整手段２６の圧力
調整力と対応した圧力に減圧され、この後、ガスは二次
流路６から二次配管４に供給され、所定の箇所に送られ
る。圧力調整弁１の長期の使用等により、ダイアフラム
８に腐食、疲労等が生じ、ダイアフラム８が破損したと
きには、ガスは圧力調整室１２に流出する。このため、
圧力センサ２８の圧力室３３は圧力上昇し、この圧力上
昇はストレンゲージ３１からの信号を受ける圧力スイッ
チ装置３８で検知され、ランプ３７が点灯し、ブザー４
０が鳴動する。

【００１７】以上の実施例によれば、圧力調整弁１に圧
力調整室１２と接続された圧力センサ２８を取り付けた
ため、ダイアフラム８が腐食等によって破損し、ガスが
圧力調整室１２に流出した時には、これを圧力センサ２
８でただちに検出できるようになり、迅速に事後対策を
施せる。

【００１８】また、圧力センサ２８は本質安全防爆構造
であるため、ガスが引火性のあるもので、圧力スイッチ
装置３８側になんらかの原因で高圧電流が生じた場合で
も、この高圧電流はストレンゲージ３１側に流れず、安
全性を確保できる。

【００１９】図５は本発明の別実施例にかかる圧力スイ
ッチ装置１’を示す。前記実施例と同一または同じ機能
の部材には同じ符号を付している。前記実施例では、ガ
スの漏洩を報知する圧力スイッチ装置３８は、圧力調整
弁１から離れた場所に設けられていたが、この実施例で
は、ガスの漏洩を報知する手段は圧力調整弁１’に設け
られている。すなわち、圧力センサ２８が収納されたジ
ョイント部材５０の先端にカバー５１が設けられ、この
カバー５１の内部に、圧力センサ２８のストレンゲージ
に導線５２で接続された計測回路５３と、小型電池５４
とが配置され、カバー５１にはガス漏洩時に点灯するＬ
ＥＤランプ５５が取り付けられている。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、圧力調整弁に圧力セン
サを取り付けたため、ダイアフラムが腐食等で破損した
場合、ガスの圧力調整室への流出をただちに検知できる
ようになり、この結果、ガス供給ラインの安全性を確保
できるとともに、従来よりも短時間でガス漏洩を検出で
き、また、圧力調整弁に圧力センサを取り付けるだけで
よいため、全体を小型にでき、かつ、安価に製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例にかかる圧力調整弁を示す
断面図である。

【図２】図１で示された圧力センサを示す斜視図であ
る。

【図３】図１の一部拡大図である。

【図４】図１の圧力調整弁の圧力センサに接続される圧
力スイッチ装置を示す図である。

【図５】本発明の第二実施例にかかる圧力調整弁を示す
図１と同様の図である。

【符号の説明】

１，１’ 圧力調整弁 ２ 本体 ５ 一次流路 ６ 二次流路 ８ ダイアフラム １１ ダイアフラム室 １２ 圧力調整室 １４ ニードル弁 １９ ばね ２２ ねじ軸 ２６ 圧力調整手段 ２８ 圧力センサ ３１ ストレンゲージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にダイアフラムで区画されたダイア
   フラム室と圧力調整室とが設けられ、前記ダイアフラム
   室に一次流路と二次流路とが接続されているとともに、
   前記ダイアフラム室と前記一次流路との間にニードル弁
   で開度が調整される弁口が設けられ、前記圧力調整室
   に、ねじでばねが伸縮されて前記ダイアフラムを介し前
   記ニードル弁に作用する圧力調整力を変化させる圧力調
   整手段が設けられた圧力調整弁において、前記圧力調整
   室に接続された圧力センサが取り付けられていることを
   特徴とする圧力調整弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の圧力調整弁において、
   前記圧力センサは、ダイアフラム形ストレンゲージで構
   成され、本質安全防爆構造になっていることを特徴とす
   る圧力調整弁。