JPWO2005119115A1 - 液体タンク取付用コネクター及びそれを備えた液体タンク - Google Patents

Abstract

液体供出用プラグとガス送り込み用プラグの２種類のプラグをコンパクトに一体化し、プラグ設置の手間を軽減し、また、コスト的にも有利で誤接続を防止し得る液体タンク取付用コネクターを提供することを課題とするものであって、液体タンクに内部液体の供出のために取り付けられるコネクターであって、前記タンクに固定されるプラグ１とこれに連結されるソケット２とから成り、前記プラグ１は液体通路８とガス通路１２とを有し、前記ソケット２は、前記液体通路８に連通する液体通路３８及びこれに連通する液体流路接続ピース２１と、前記ガス通路１２に連通するガス通路３４及びこれに連通するガス流路接続ピース３７とを有することを特徴とする。

Description

この発明は、半導体高純度薬品や一般化学薬品などの液体が貯留されるタンクに取り付けられる、液体供出のためのプラグとソケットとから成るコネクター、及び、それを備えた液体タンクに関するものである。

一般に、半導体高純度薬品や一般化学薬品は、これら薬品に充分耐え得るタンク内に貯留されている。従来より、図１１に示すように、このタンク７０には、二つの口栓部７１、７１ａが形成されており、これら口栓部７１、７１ａには、それぞれ図示しないプラグ部を有するプラグ７２、７２ａが取り付けられている。これらプラグ７２、７２ａは、口栓部７１、７１ａを塞ぐ蓋の機能も有しており、一方が液体流路接続用プラグ７２とされ、他方がガス流路接続用プラグ７２ａとされており、一方の液体流路接続用プラグ７２には、タンク７０の底部近傍まで延びたサイホン管７３が接続されている。

また、この種のタンク７０には、その口栓部７１、７１ａに取り付けられたそれぞれのプラグ７２、７２ａのプラグ部にキャップが装着され、このキャップによってプラグ部に形成された貫通孔が閉鎖された状態とされており、この状態にて、搬送あるいは保管されるようになっている。

このタンク７０に貯留された液体を引き出す場合は、まず、タンク７０の口栓部７１、７１ａに設けられたプラグ７２、７２ａのプラグ部に装着されたキャップを取り外した後、これらプラグ７２のプラグ部にホース７４が接続されたソケット７５、７５ａを連結させ、ポンプＰによってタンク７０内の液体をサイホン管７３を介してホース７４へ引き出す。その際、タンク７０内が負圧とならないように、他方側のプラグ７２ａのプラグ部に連結したホース７４ａから不活性ガスが送り込まれる。

上記タンク７０内の液体は、時間の経過に伴って気化する場合があり、使用時に内圧が高くなっているおそれがあるので、使用時に内圧によって液体が流出するようなことがない、安全性の高いタンク及びそれに用いるプラグが提示されている（特開２００２−１１４２４２号公報）。

また、特開２００２−５４７８２号公報には、ソケットとプラグの接続時における空気の混入量を極めて少なくし、分離時における液だれを防止し得る管接手が開示されている。

なお、近時は、タンク内において薬液中の固化したスラッジが凝集肥大化すること等を防止するために、タンク内の薬液の非供出時において、薬液を循環させるという要請がある。この薬液の循環は、液プラグのサイホン管から吸い上げたタンク内の薬液を、タンク内に戻すものであるが、上記従来のタンクの場合、ガスプラグはガスの圧送のみを想定していたために内孔の径が小さく、これを薬液循環用として用いるには小径過ぎて、スムーズな薬液循環に利用することができない。

特開２００２−１１４２４２号公報 特開２００２−５４７８２号公報

以上いずれのタンクないしプラグにおいても、タンクには液体供出用とガス送り込み用の２つの開口が別個に形成され、また、そのそれぞれの開口に液体供出用プラグとガス送り込み用プラグが設置されるため、各プラグ設置の手間とコストがかかっていた。また、上記従来のタンクの場合は、タンク内液体を循環させることができないという問題もある。

そこで本発明は、そのような欠点のない、即ち、上記２種類のプラグをコンパクトに一体化し、プラグ設置の手間を軽減し、コスト的にも有利で誤接続を防止でき、また、タンク内液体を循環させることが可能で、更には防塵作用がある液体タンク取付用コネクター、並びに、それを備えた液体タンクを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明に係る液体タンク取付用コネクターは、液体タンクに内部液体の供出のためにその口栓部に取り付けられるコネクターであって、前記タンクに固定されるプラグとこれに連結されるソケットとから成り、前記プラグは液体通路とガス通路とを有し、前記ソケットは、前記液体通路に連通する液体通路及びこれに連通する液体流路接続ピースと、前記ガス通路に連通するガス通路及びこれに連通するガス流路接続ピースとを有することを特徴とする。

また、上記課題を解決するための本発明に係る液体タンク取付用コネクターは、液体タンクに内部液体の供出のためにその口栓部に取り付けられるコネクターであって、前記タンクに固定されるプラグとこれに連結されるソケットとから成り、前記プラグは、前記ソケットとの係合手段を備えたプラグ部とサイホン管と前記タンクへの固定手段とを有していて、前記プラグ部には、液体通路とガス通路とが形成され、前記ソケットは、前記プラグ部との係合手段と、バルブ装置と、液体通路及びこれに連通する液体流路接続ピースと、ガス通路及びこれに連通するガス流路接続ピースとを備え、前記バルブ装置は、下部に弁座を有する筒体と、前記筒体内に配置されるバルブと、前記弁座を付勢するスプリングとから成り、前記筒体の外側に沿って上下方向に延びて前記ガス流路接続ピースに連通する前記ガス通路が形成され、以て、前記バルブの開時に、前記プラグ部側液体通路と前記ソケット側液体通路とが連通可能になると共に、前記ソケット側ガス通路と前記プラグ部側ガス通路とが連通可能になることを特徴とする。

好ましくは、前記プラグは、前記ソケットの非連結時に前記プラグ部に被着するプラグキャップを有し、前記プラグの上面開口部に、前記タンク内液体の種類に対応して色分けしたカラーリングが嵌め付けられ、前記プラグの上面開口部に、前記タンク内液体の種類に対応して設置位置を変えてキーが形成され、また、前記プラグ部に形成されるガス通路の上端を、前記プラグ部の上部側面に開口させる。

更に、前記ソケットは、スリーブと、前記スリーブ内に摺動可能に挿入されて内周面に前記ガス通路が形成された内筒と、前記内筒内に設置されるバルブ装置と、前記内筒の上面からネジ込まれて、前記バルブ装置の上面を支持する前記液体流路接続ピースと、前記内筒の上部に取り付けられる前記ガス流路接続ピースとから構成することができ、また、好ましくは、前記ベローズ筒の外側のガス通路は複数形成され、それらの上端は、前記内筒と前記液体流路接続ピースとの間に形成される環状間隙に開口される。

前記プラグは、その中間部に、タンク上面の口栓部にネジ付けるためのオネジ部を有すると共に、その上部に、前記口栓部の縁部上に張り出す張出部を有し、前記張出部に防塵キャップを被着可能にすることができる。

上記課題を解決するための本発明に係る液体タンクは、上面に２つの口栓部を有し、少なくともその一方に上記コネクターのいずれかを備えたものである。

本発明に係るコネクターは、液体流路接続用のプラグ及びソケットと、ガス流路接続用のプラグ及びソケットとがコンパクトに一体化されている。そのため、図１１に示すような従来のシステムによる場合のように、ガス側のプラグ及びソケットと液体側のプラグ及びソケットの双方の接続をする必要がなく、液体側に対する一度の接続のみで液体供出が可能となるので、接続の手間を半減でき、コスト的にも有利となる。また、上記従来のシステムにおいて、液体側は従来のシステムのままとして、ガス側に本発明に係るコネクターを接続することにより（後述の図１０）、タンク内液体の循環を実現できるという効果が得られる。

特に請求項４及び５に記載の発明においては、確実に誤接続を防止し得る効果があり、請求項９に記載の発明においては、特にドラムの輸送中にプラグ内に粉塵が入り込むことが防止される効果があり、請求項１０及び１１に記載の発明においては、タンク内液体の循環が可能で、当該液体の純度及び濃度を保持することができ、後続のプロセスを安定化し得る効果がある。

本発明を実施するための好ましい形態につき、添付図面に依拠して説明する。図１は本発明に係るプラグ１とソケット２とから成るコネクターの構成を示す縦断面図、図２はプラグ１の縦断面図、図３はその平面図、図４はソケット２の縦断面図である。

先ず、図１乃至図３を参照しつつ、プラグ１の構成について説明する。プラグ１は、上部にタンク上面４７の口栓部４８にネジ付けるためのオネジ部４を備えると共に底面中央部に下方に延びるサイホン管５を備えた、カップ状のボディ３で構成される。サイホン管５はボディ３に一体成形され、あるいは、別成形として溶着され、本コネクターのタンク取付時において、タンクの底近くにまで達する長さに延ばされる。

ボディ３の凹陥部７の中央部には、プラグ筒６が立設される。プラグ筒６は、サイホン管５に連通する貫通孔８を有する円筒状に形成され、その中間部の外周面に環状の係止溝９と係止突条１０とが形成され、下部外周面にオネジ１１が形成される。係止溝９には、後出のソケット２の施錠ボール２６が嵌まり込む。プラグ筒６には、上下に貫通し、ボディ３の底部に抜けるガス通路１２が１又は複数穿設される。ガス通路１２の上端は、プラグ筒６の上部側面に抜けるように開口される。

ボディ３の上面開口部には、カラーリング１３が嵌め付けられる。カラーリング１３は、タンク内収納液を表示するために、予め定められた収納液に対応する色に色付けされたものである。また、カラーリング１３には、やはり収納液ごとに設置位置を変えるようにして複数のキー１４が形成される。このキー１４も、色分けの場合と同様に収納液の識別機能を果たすが、その主な目的は、プラグ１に接続されるソケット２の誤接防止というところにある。即ち、ソケット２に、キー１４に対応するキー溝が形成され、ある色のカラーリング１３の嵌め付けられたプラグ１には、所定のソケット２しか接続することができないようになっている。

図２において１５はプラグキャップで、ソケット２の非接続時にプラグ筒６に被着してプラグ筒６を保護するためのものである。プラグキャップ１５は下部内周面にメネジが切られていて、プラグ筒６のオネジ部１１にネジ付けることにより取り付ける。

次いで、図１及び図４を参照しつつ、ソケット２の構成について説明する。ソケット２は、上端にフランジを有するスリーブ１８と、スリーブ１８内に摺動可能に挿入される内筒１９と、内筒１９内に設置されるバルブ２０と、内筒１９にネジ付けられる液体流路用接続ピース２１を有する。

内筒１９の下部外周面は薄肉化されて段部２２が形成され、その薄肉部の上半部にスプリング２３が巻装される。スプリング２３の上面は段部２２で受け、スプリング２３の下面は、スリーブ１８の下部に嵌め込まれたスプリング受けリング２４で受ける。

内筒１９の薄肉部下半部には、外に向かって拡開する長円のボール係止孔２５が適宜間隔置きに並設され、各ボール係止孔２５内にボール２６が嵌め入れられる。内筒１９内には、上部が接続ピース２１の下端部に取付固定された筒体２７が配備される。通例、筒体２７は中間部にベローズ２８を有していて、その部分が伸縮する。筒体２７の下部は、内にすぼまってバルブヘッド３０を受ける弁座２９となっている。弁座２９は下方に拡開するすり鉢形状を呈していて、そのテーパ面にバルブヘッド３０を着座させ、あるいは、離すことにより、バルブの開閉を行なう。また、弁座２９は、その上面でバルブスプリング３１を受ける。

接続ピース２１は上方から内筒１９にネジ込むことによって取り付けられ、その下底面にバルブ２０が固定され、また、そのバルブ固定部を囲むように、複数の通液路３３が形成される。通液路３３は、接続ピース２１の内部空間と筒体２７の内部空間とを連通させる。

また、接続ピース２１は、その下底面において、バルブスプリング３１を押止する。かくして、バルブスプリング３１の弾発力が常時弁座２９に加わることになり、弁座２９はバルブヘッド３０に密着してその部の液シールを達成する。そして、後に詳述するように、弁座２９が押し上げられることによってバルブヘッド３０から離れると、その部における液の通流が可能となる。

筒体２７が摺接する内筒１９の内側面には、上下方向に延びる縦溝が１又は複数形成されて、ガス通路３４とされる。ガス通路３４の下端開口部は、バルブ２０の閉時においては開放され、プラグ１のガス通路１２と連通することになる。

ガス通路３４の上端開口部は、内筒１９のヘッド部内周面と接続ピース２１の外周面との間に形成される環状間隙３５に向けて開放される。内筒１９のヘッド部には、環状間隙３５に連通する栓孔３６が形成され、そこに、ガス流路用接続ピース３７がネジ付けられる。

図５乃至図８は、上記構成のプラグ１とソケット２を連結する方法を示すものである。プラグ１は、予めタンク上面４７の口栓部４８にネジ付け固定され、プラグ筒６にプラグキャップ１５が被せられた状態にある。そこで先ず、プラグキャップ１５を外し（図５）、ソケット２を上方から嵌め入れる（図６）。

これによりプラグ筒６が内筒１９の下部内に嵌まり込み（図７）、やがてボール係止孔２５から少し内方にはみ出しているボール２６がプラグ筒６の係止突条１０に当たり（図８）、一旦外方に押しやられるが、更にソケット２を押し込むことにより、ボール２６は係止突条１０を乗り越えて係止溝９内に滑り込む（図１）。かくしてソケット２はボール２６によってロックされ、プラグ１から容易には抜けなくなる。

このロックを解除するには、内筒１９に対してスリーブ１８を、その上端フランジを持ってスプリング２３の弾発力に抗して引上げ、そのボール受け部１８ａでボール２６をずり上げればよい。

通例ソケット２には、予め接続ピース２１に液体流路が、また、接続ピース３７にはガス流路がそれぞれ接続され、その状態でプラグ１に連結される。

ソケット２のプラグ１への連結完了時において、プラグ筒６の頭面が弁座２９に当たり、バルブスプリング３１の弾発力に抗してこれを押し上げるよう作用する。弁座２９がこの作用を受けると、その上側のベローズ２８が縮まることによって上方に変位し、バルブヘッド３０から離れ、バルブヘッド３０との間に液体通路３８を形成する（図１参照）。かくして、サイホン管５から、プラグ筒６の貫通孔８、液体通路３８、筒体２７内部、通液路３３、そして、接続ピース２１に至る液体通路が形成され、タンク内の液体の供出が可能となる。

また、ソケット２のプラグ１への連結時において、タンク内に開口するプラグ筒６のガス通路１２とガス通路３４及びこれに接続された接続ピース３７とが連通する。従って、接続ピース３７からこれらのガス通路を通してタンク内に不活性ガスを供給し、タンク内の負圧発生を防止することが可能となる。

上述した実施形態においては、図面からも明らかなように、プラグ１の上面は、タンク上面４７から突出することなく、タンク上面４７と面一となっている。そのような構成の場合、プラグ１にソケット２を接続していない状態のときに、プラグ１内に塵埃が入り込んで貯まるおそれがある。即ち、図２に示されるように、ソケット２の非接続時には、プラグ筒６にプラグキャップ１５が被せられるが、プラグキャップ１５はあくまでプラグ筒６を保護するものであるに過ぎず、これによって凹陥部７が閉塞される訳ではないので、これによって塵埃が凹陥部７内へ入り込むことを防ぐことはできない。

図９に示す実施形態は、この塵埃問題を解決するものである。この実施形態においては、タンク上面４７の口栓部４８にネジ付けるためのオネジ部４はプラグ１の中間部に配置され、プラグ１の上部は外方に張り出し、口栓部４８の内径よりも大径の張出部３９とされ、これに防塵キャップ４１が被着される。

防塵キャップ４１は、内面に滑り止めリブを形成する等して単に嵌め付けるタイプのものであってもよいが、好ましくは、張出部３９の外周面にオネジ４２を切ってこれにネジ付けるようにしたもの（図９参照）、あるいは、張出部３９の外周面に１条ないし数条の係止リングを周設し、これに防塵キャップ４１の内側面に形成した係止突条を押し込んで係止させるようにしたタイプのもの（所謂スナップフィット式）が好ましい。

上記いずれかのタイプの防塵キャップ４１を張出部３９に被着した場合には、張出部３９全体がカバーされるため、プラグ１内へ塵埃が入り込むことが確実に防止される。また、張出部３９があるため、これが、プラグ１を口栓部４８にネジ込む際に、口栓部４８の縁部に当接してストッパーとして機能するので、プラグ１のネジ込み過ぎが防止される。

上記防塵手段は主に、口栓部４８がタンク上面４７から突出していない場合のものであるが、口栓部４８が突出している場合にも採り得る構成である。なお、口栓部４８が突出している場合には、張出部３９を設けることなく、口栓部４８の外周面に螺設する等してそこに防塵キャップ４１を被着するようにすることもできる。

また、上記防塵手段は、図９（Ａ）に示す本発明に係るコネクターに限らず、他の形態のコネクターにも採用し得るものである。即ち、図９（Ｂ）は他の形態のガス側のプラグに採用した例を示すものであり、また、図示していないが、その他の形態の液体側のプラグについても同様に採用することができる。

図１０は、上記本発明に係るコネクター４５を備えた本発明に係る液体タンク４６の構成例を示すものである。この液体タンク４６は上面４７に２つの口栓部４８、４８ａを有していて、少なくともその一方に、本発明に係るコネクター４５を接続したものである。

図１０に示す例は、一方の口栓部４８ａに一般的構成の液体流路接続用コネクター４９を接続し、他方の口栓部４８に、本発明に係るコネクター４５を接続したものである。この場合、液体流路への接続ピース２１とコネクター４９とを結ぶ循環用液路５０が設置される。循環用液路５０には、バルブ５１とポンプ５２とフィルター５３が組み込まれ、また、メイン液路５４にバルブ５５が付加される。

この液体タンク４６の場合、通常の液体供出運転の場合には、メイン液路５４のバルブ５５が開かれると共にバルブ５１が閉じられ、ポンプ５２は停止して、循環用流路５０への通液が絶たれる。そして、コネクター４５はガス供給用としてのみ機能し、液体タンク４６内の液体は、メイン液路５４側のポンプ５６の動作に伴って供出される。

循環運転の場合は、バルブ５５が閉じてポンプ５６が停止し、逆に循環用液路５０の側のバルブ５１が開いてポンプ５２が作動する。かくして、コネクター４９を介して汲み上げられた液体は循環用液路５０に導かれ、フィルター５３を経ることによってその純度を保ちつつ、コネクター４５を介して液体タンク４６内に戻される。

この循環操作により、沈殿性の強いスラリー液等の沈殿を防止して拡散させることができ、フィルター５３によって液体の純度を保ち、また、濃度を一定に保つことができ、以てその後のプロセスを安定させることが可能となる。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施態様について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施態様を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施態様に制約されるものではない。

［図１］本発明に係るコネクターのプラグとソケットの接続状態を示す図である。
［図２］本発明に係るコネクターのプラグの縦断面図である。
［図３］本発明に係るコネクターのプラグの平面図である。
［図４］本発明に係るコネクターのソケットの縦断面図である。
［図５］本発明に係るコネクターのプラグとソケットの接続過程（第１段階）を示す図である。
［図６］本発明に係るコネクターのプラグとソケットの接続過程（第２段階）を示す図である。
［図７］本発明に係るコネクターのプラグとソケットの接続過程（第３段階）を示す図である。
［図８］本発明に係るコネクターのプラグとソケットの接続過程（第４段階）を示す図である。
［図９］防塵キャップを備えたプラグの構成例を示す図である。
［図１０］本発明に係る液体タンクの構成例を示す図である。
［図１１］従来のタンクへの液体流路接続用プラグとガス流路接続用プラグの配置例を示す図である。

Claims (11)

1. 液体タンクに内部液体の供出のために取り付けられるコネクターであって、前記タンクに固定されるプラグとこれに連結されるソケットとから成り、前記プラグは液体通路とガス通路とを有し、前記ソケットは、前記液体通路に連通する液体通路及びこれに連通する液体流路接続ピースと、前記ガス通路に連通するガス通路及びこれに連通するガス流路接続ピースとを有することを特徴とする液体タンク取付用コネクター。
2. 液体タンクに内部液体の供出のために取り付けられるコネクターであって、前記タンクに固定されるプラグとこれに連結されるソケットとから成り、前記プラグは、前記ソケットとの係合手段を備えたプラグ部とサイホン管と前記タンクへの固定手段とを有していて、前記プラグ部には、液体通路とガス通路とが形成され、前記ソケットは、前記プラグ部との係合手段と、バルブ装置と、液体通路及びこれに連通する液体流路接続ピースと、ガス通路及びこれに連通するガス流路接続ピースとを備え、前記バルブ装置は、下部に弁座を有する筒体と、前記筒体内に配置されるバルブと、前記弁座を付勢するスプリングとから成り、前記筒体の外側に沿って上下方向に延びて前記ガス流路接続ピースに連通する前記ガス通路が形成され、以て、前記バルブの開時に、前記プラグ部側液体通路と前記ソケット側液体通路とが連通可能になると共に、前記ソケット側ガス通路と前記プラグ部側ガス通路とが連通可能になることを特徴とする液体タンク取付用コネクター。
3. 前記プラグは、前記ソケットの非連結時に前記プラグ部に被着するプラグキャップを有する請求項１又は２に記載の液体タンク取付用コネクター。
4. 前記プラグの上面開口部に、前記タンク内液体の種類に対応して色分けしたカラーリングが嵌め付けられる請求項１乃至３のいずれかに記載の液体タンク取付用コネクター。
5. 前記プラグの上面開口部に、前記タンク内液体の種類に対応して設置位置を変えてキーを形成した請求項１乃至４のいずかに記載の液体タンク取付用コネクター。
6. 前記プラグ部に形成されるガス通路の上端を、前記プラグ部の上部側面に開口させた請求項１乃至５のいずれかに記載の液体タンク取付用コネクター。
7. 前記ソケットは、スリーブと、前記スリーブ内に摺動可能に挿入されて内周面に前記ガス通路が形成された内筒と、前記内筒内に設置されるバルブ装置と、前記内筒の上面からネジ込まれて、前記バルブ装置の上面を支持する前記液体流路接続ピースと、前記内筒の上部に取り付けられる前記ガス流路接続ピースとから成る請求項１乃至６のいずれかに記載の液体タンク取付用コネクター。
8. 前記筒体の外側のガス通路は１又は複数形成され、それらの上端は、前記内筒と前記液体流路接続ピースとの間に形成される環状間隙に開口される請求項７に記載の液体タンク取付用コネクター。
9. 前記プラグは、その中間部に、タンク上面の口栓部にネジ付けるためのオネジ部を有すると共に、その上部に、前記口栓部の縁部上に張り出す張出部を有し、前記張出部に防塵キャップを被着可能にした請求項１乃至６のいずれかに記載の液体タンク取付用コネクター。
10. 上面に２つの口栓部を有し、少なくともその一方に請求項１乃至９のいずれかに記載のコネクターが接続され、前記２つのコネクターを結ぶ循環用流路が設置された液体タンク。
11. 前記循環用液路に、バルブとポンプとフィルターとが設置された請求項１０に記載の液体タンク。

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