KR101544618B1 - 클로로실란액의 수납 용기 및 이 수납 용기용 폐지 덮개 - Google Patents
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Abstract
이 클로로실란액의 수납 용기는, 상기 클로로실란액을 수납하는 탱크와, 상기 탱크에 장착되고, 또한 외부 배관을 착탈할 수 있게 접속되는 밸브와, 상기 외부 배관이 상기 밸브로부터 떼어내어질 때, 상기 밸브를 밀봉하는 폐지 덮개를 갖는다. 상기 밸브는 하우징과 상기 하우징 중에 형성되는 밸브체를 갖는다. 상기 폐지 덮개는, 상기 접속 플랜지의 상기 접속면에 접하는 폐지면을 갖는 덮개체와, 상기 폐지 덮개와 상기 밸브체 사이의 상기 하우징 내의 공간으로 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관과, 상기 공급관을 개폐하는 공급 밸브와, 상기 공간으로부터 가스를 배기하는 배기관과, 상기 배기관을 개폐하는 배기 밸브를 구비한다.
Description
본 발명은 클로로실란액의 수납 용기 및 이 수납 용기용 폐지 덮개에 관한 것이다.
본원은 2008년 8월 13일에 출원된 일본 특허출원 제2008-208320호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
트리클로로실란, 테트라클로로실란 등의 클로로실란류는, 다결정 실리콘이나 실리콘 웨이퍼의 에피택셜막 등의 반도체용, 광파이버의 원재료 등에 사용되고 있다. 통상적으로 클로로실란류는 제조 공장에서 컨테이너 혹은 봄베에 충전되어, 반도체ㆍ광파이버 등의 제조 공장까지 운반되어 사용된다. 이들 클로로실란류는 공기 등에 함유된 수분과 반응하면 부식성 가스 및 실리카를 발생시킨다. 이 부식성 가스 및 실리카는 설비를 부식시켜 품질의 열화, 배관의 폐색을 초래하는 등의 문제를 발생시키기 때문에, 용기 내의 클로로실란류를 공기나 물에 접촉시키지 않을 것이 요구되고 있다.
용기 내의 클로로실란과 공기를 접촉시키지 않게 하는 제안으로서, 종래, 예 를 들어 일본 공개특허공보 평5-231598호 및 일본 공개특허공보 2008-116044호에 기재된 바와 같은 폐지 구조가 채용되고 있다.
일본 공개특허공보 평5-231598호의 가스 충전 용기에서는, 밸브가 느슨해졌을 때에 누출된 실란 가스가 공기중에서 자연발화되거나, 구금부를 오염시키거나, 구금부나 가스 공급계를 부식시키거나 하는 것을 방지하기 위해, 구금부를 기밀하게 밀봉하는 캡이 형성되어 있음과 함께, 이 캡 내에 수분 및 산소를 흡착하는 흡착제나 실란 가스를 흡착하는 흡착제가 형성되어 있다. 일본 공개특허공보 평5-231598호에는, 이 흡착제에 의해 구금부 및 캡 내의 분위기가 질소 가스 등을 주성분으로 하는 불활성 가스로 치환되기 때문에, 실란 가스가 누출되어도 부식을 억제할 수 있다고 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2008-116044호에는, 용기의 출구 개구에 접속된 유체 플로우 부품을 둘러싸도록 억제 포위체를 형성하여 누설된 반응성 기체를 수집할 수 있다는 누설 억제 장치가 기재되어 있다.
그러나, 액상 클로로실란류의 수납 용기에는 가스의 누출 방지를 과제로 삼고 있는 상기 일본 공개특허공보 평5-231598호 및 일본 공개특허공보 2008-116044호의 기술을 적용할 수 없다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 평5-231598호의 가스 충전 용기의 경우, 액상 클로로실란이 누설된 경우, 흡착제로는 흡수할 수 없다. 또, 일본 공개특허공보 2008-116044호의 장치의 경우, 배관 접속부에 있어서의 누설에 관해서는 유효한 수단이지만, 밸브의 시일성 열화에 따른 누설이 발생된 경우에는 유효한 수단이 되 지 못한다.
특히 클로로실란류는 공기에 닿으면 반응하여 밸브에 녹을 발생시키거나 실리카를 부착시키거나 하여 밸브의 작동을 저해하게 된다. 밸브의 단부 (端部) 를 폐지 덮개로 폐지한 경우에, 그 사이에 형성되는 밀폐된 공간에는 수분을 함유하는 공기가 존재하고 있어, 밸브의 시일성의 열화에 따른 클로로실란의 누설이 발생되면, 내부를 부식시키거나 하는 문제가 발생된다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 간이한 구조로 밸브의 건전성을 유지하여, 내용물의 누출에 따른 부식성 가스의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 클로로실란액의 수납 용기 및 이 수납 용기용 폐지 덮개의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 클로로실란액의 수납 용기는, 상기 클로로실란액을 수납하는 탱크와, 상기 탱크에 장착되고, 또한 외부 배관을 착탈할 수 있게 접속되는 밸브와, 상기 외부 배관이 상기 밸브로부터 떼어내어질 때, 상기 밸브를 밀봉하는 폐지 덮개를 갖고, 상기 밸브가 하우징과 상기 하우징 중에 형성되는 밸브체를 갖고, 상기 하우징이 상기 외부 배관을 접속시키기 위한 접속면을 갖는 접속 플랜지를 가지며, 상기 폐지 덮개가 상기 접속 플랜지의 상기 접속면에 접하는 폐지면을 갖는 덮개체와, 상기 폐지 덮개와 상기 밸브체 사이의 상기 하우징 내의 공간으로 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관과, 상기 공급관을 개폐하는 공급 밸브와, 상기 공간으로부터 가스를 배기하는 배기관과, 상기 배기관을 개폐하는 배기 밸브를 구비한다.
이 발명에 의하면, 밸브의 밸브체와 폐지 덮개 사이에 형성되는 공간을 클로로실란액과 반응하지 않는 불활성 가스로 채울 수 있기 때문에, 부식성 가스나 실리카의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이 공간을 수납 용기 내보다 양압으로 할 수 있기 때문에, 밸브의 시일성을 강화시켜 밸브로부터의 누출을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 클로로실란액 수납 용기용 폐지 덮개는, 클로로실란액을 수납하는 탱크에 고정된 밸브의 접속 플랜지에 착탈할 수 있게 장착되는 클로로실란액 수납 용기용 폐지 덮개로서, 상기 접속 플랜지의 접속면에 접하는 폐지면을 갖는 덮개체와, 상기 폐지 덮개와 상기 밸브의 밸브체 사이의 공간에 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관과, 상기 공급관을 개폐하는 공급 밸브와, 상기 공간으로부터 가스를 배기하는 배기관과, 상기 배기관을 개폐하는 배기 밸브를 구비하고, 상기 폐지 덮개가 상기 접속 플랜지에 고정됨으로써 상기 공간을 밀봉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 클로로실란액의 수납 용기 및 이 수납 용기용 폐지 덮개에 의하면, 부식성 가스나 실리카의 발생이 억제되기 때문에, 밸브 주변 부재의 부식에 따른 밸브의 시일성의 저하나 클로로실란액의 누설을 방지할 수 있음과 함께, 폐지 덮개를 떼어냈을 때의 위험성도 저하시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 관련된 클로로실란액의 수납 용기의 일 실시형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 에 본 발명의 클로로실란액 (L) 의 수납 용기 (10), 이 수납 용기 (10) 에 불활성 가스 (예를 들어 아르곤 가스) 를 공급하는 불활성 가스 공급 수단 (20), 및 수납 용기 (10) 로부터 취출한 클로로실란액 (L) 을 수납하는 용기 (30) 의 모식도를 나타낸다.
수납 용기 (10) 는 탱크 (11) 와, 탱크 (11) 의 내외를 연통하는 관로를 가지며, 이 관로를 개폐하는 2 개의 밸브 (40A, 40B) 를 구비한다. 이들 밸브 (40A, 40B) 는 이른바 볼 밸브로서, 일방의 밸브 (40A) 는 탱크 (11) 에 대한 불활성 가스 공급용으로서, 클로로실란액 (L) 을 취출하는 동안에는, 그 접속 플랜지 (42) 에 불활성 가스 (예를 들어 아르곤 가스) 를 공급하는 불활성 가스 공급 수단 (20) 으로부터 연장되는 외부 배관 (21) 에 구비된 장착용 플랜지 (22) 가 접속되어 있다. 또, 타방의 밸브 (40B) 는 탱크 (11) 로부터의 클로로실란액 (L) 의 취출용으로서, 그 접속 플랜지 (42) 에 외부 용기 (30) 로부터 연장되는 외부 배관 (31) 에 구비된 장착용 플랜지 (32) 가 접속되어 있다.
이 수납 용기 (10) 로부터 클로로실란액 (L) 을 취출할 때에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 볼 밸브 (40A) 및 외부 배관 (21) 을 통하여 불활성 가스 공급 수단 (20) 으로부터 불활성 가스를 탱크 (11) 안으로 주입함으로써, 탱크 (11) 로부터 볼 밸브 (40B) 및 외부 배관 (31) 을 통하여 용기 (30) 로 클로로실란액 (L) 이 송출된다. 그리고, 각 볼 밸브 (40A, 40B) 를 폐지시킴으로써 클로로실란액 (L) 의 송출이 정지된다.
클로로실란액 (L) 을 취출하지 않는 동안에는, 양 볼 밸브 (40A, 40B) 의 접속 플랜지 (42) 로부터 외부 배관 (21) 의 장착용 플랜지 (22) 및 외부 배관 (31) 의 장착용 플랜지 (32) 가 각각 떼어내어지고, 대신에 볼 밸브 (40A, 40B) 의 관로를 폐지시키는 폐지 덮개 (60) 가 접속 플랜지 (42) 에 고정된다. 이로써, 클로로실란액 (L) 의 취출을 반복한 경우에도, 볼 밸브 (40A, 40B) 로부터 클로로실 란액 (L) 이 누설되는 것을 방지할 수 있다.
이 볼 밸브 (40A, 40B) 의 상세한 구조를 도 2 에 나타낸다. 이하에서는, 2 개의 볼 밸브 (40A, 40B) 를 특별히 구별하지 않는 경우에는, 부호를 40 으로서 통일하여 설명한다.
이 볼 밸브 (40) 는 구면 형상의 밸브 시트 (41a) 를 갖는 하우징 (41), 하우징 (41) 의 양단에 형성된 접속 플랜지 (42, 43), 밸브 시트 (41a) 에 회전 운동할 수 있게 유지되며 관로 (41b) 를 개폐하는 대략 구 형상의 밸브체 (44), 및 밸브체 (44) 의 조작부 (45) 를 구비하고, 일방의 접속 플랜지 (43) 가 탱크 (11) 측 고정 플랜지 (12) 에 볼트 (51) 및 너트 (52) 에 의해 고정됨으로써 탱크 (11) 에 장착되어 있다. 또, 타방의 접속 플랜지 (42) 에 상기 서술한 불활성 가스 공급 수단 (20) 으로부터 연장하는 외부 배관 (21) 의 장착용 플랜지 (22), 외부 용기 (30) 로부터 연장하는 외부 배관 (31) 의 장착용 플랜지 (32), 혹은 폐지 덮개 (60) 중 어느 것이 볼트 (51) 및 너트 (52) 에 의해 고정되도록 되어 있다.
이 볼 밸브 (40) 에서는, 밸브체 (44) 에 관통공 (44a) 이 형성되어 있고, 도 2 에 나타내는 바와 같이 관통공 (44a) 을 밸브 (40) 의 관로 (41b) 와 직교하는 방향으로 배치함으로써 관로 (41b) 가 차단되고, 조작부 (45) 를 회전 운동시켜 이 관통공 (44a) 을 쇄선으로 나타내는 바와 같이 밸브 (40) 의 관로 (41b) 와 일치시킴으로써 관로 (41b) 가 개방된다.
폐지 덮개 (60) 는 개스킷 (66) 을 통하여 접속면 (42a) 에 접하는 폐지면 (61a) 을 갖는 덮개체 (61) 와, 이 덮개체 (61) 의 폐지면 (61a) 에 개구되어 있는 공급관 (62) 및 이 공급관 (62) 에 형성된 공급 밸브 (63) 와, 덮개체 (61) 의 폐지면 (61a) 에 개구되어 있는 배기관 (64) 및 이 배기관 (64) 에 형성된 배기 밸브 (65) 를 구비한다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 볼 밸브 (40) 의 접속 플랜지 (42) 의 단면 (端面) 에는, 그 중앙부에 관로 (41b) 를 둘러싸도록 원형 링판 형상으로 돌출부 (46) 가 일체로 형성되어 있으며, 그 돌출부 (46) 의 선단면이 접속면 (42a) 이 되어, 이 접속면 (42a) 상에 테트라플루오로에틸렌 등으로 이루어지는 개스킷 (66) 을 통하여 폐지 덮개 (60) 에 있어서의 덮개체 (61) 의 폐지면 (61a) 이 접합되고, 이 상태에서 덮개체 (61) 와 접속 플랜지 (42) 가 볼트 (51) 와 너트 (52) 에 의해 고정되도록 되어 있다. 또, 접속 플랜지 (42) 에 있어서의 돌출부 (46) 의 접속면 (42a) 및 덮개체 (61) 의 폐지면 (61a) 에는, 도시예에서는 2 개씩 단면이 V 자 형상인 링홈 (67) 이 개스킷 (66) 을 통하여 대향하도록 형성되어 있다. 이 링홈 (67) 은, 덮개체 (61) 의 폐지면 (61a) 및 접속 플랜지 (42) 의 접속면 (42a) 과 개스킷 (66) 의 면 사이로부터 클로로실란이 스며나올 때에, 개스킷 (66) 을 링홈 (67) 의 모서리부 부분에서 단단히 조이는 압력에 의해 파고 들어가게 하여 면압이 확보되어 스며나오는 것을 방지하고, 아울러 개스킷 (66) 의 상기 면 사이에서의 위치 어긋남을 방지할 수 있어 시일성이 향상되어, 외부로 스며나오는 것을 확실하게 방지하는 것으로 되어 있다.
그리고, 이 폐지 상태에서, 볼 밸브 (40) 내부의 관로 (41b) 에 밸브체 (44) 와 덮개체 (61) 사이에서 밀폐된 공간 (S) 이 형성된다.
이 공간 (S) 에는 폐지 덮개 (60) 의 공급관 (62) 및 공급 밸브 (63) 를 통하여 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 주입할 수 있으며, 공간 (S) 내의 기체는 배기관 (64) 및 배기 밸브 (65) 를 통하여 배기할 수 있다. 이로써, 공간 (S) 내를 불활성 분위기로 할 수 있기 때문에, 공간 (S) 내의 클로로실란액 (L) 의 잔류에 따른 공기 중의 수분과의 반응을 방지하여 부식성 가스의 발생이나 실리카의 생성 (예：SiHCl3 ＋ 2H2O → SiO2 ＋ H2 ＋ 3HCl) 을 방지할 수 있다. 또한, 공간 (S) 으로부터의 배기는, 스크러버 등의 제해 수단을 배기관 (64) 에 접속시킴으로써 제해 처리할 수 있다.
도 4 에 의해 구체적으로 설명한다. 이 도 4 에서는, 각 밸브 (40, 63, 65) 에 대하여 흑색 상태를 닫은 상태, 백색 상태를 개방한 상태로서 나타내고 있다. 먼저, 도 4a 에 나타내는 바와 같이, 볼 밸브 (40) 를 폐지시킨 상태에서 공급 밸브 (63) 및 배기 밸브 (65) 를 개방하여, 공급관 (62) 을 통하여 공간 (S) 내로 불활성 가스를 주입한다. 이 동안에 배기 밸브 (65) 가 개방되어 있기 때문에, 공간 (S) 내의 기체는 밀려 나와 불활성 가스로 치환되어, 클로로실란 가스를 함유하는 불활성 가스는 배기관 (64) 으로부터 스크러버 (70) 로 송출된다.
공간 (S) 내가 불활성 가스로 치환되면, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 불활성 가스의 주입을 계속하면서 배기 밸브 (65) 를 폐지시켜 공간 (S) 내의 압력을 상승시킨다. 공간 (S) 내가 탱크 (11) 내보다 고압이 되면, 도 4c 에 나타내는 바와 같이 공급 밸브 (63) 를 폐지시킨다.
이와 같이, 공간 (S) 내를 탱크 (11) 내에 비하여 양압의 불활성 분위기로 함으로써, 이 공간 (S) 내로 밸브체 (44) 를 통하여 반대측 탱크 (11) 로부터 클로로실란액 (L) 이 누설되거나, 공간 (S) 내로 폐지 덮개 (60) 의 덮개체 (61) 와의 사이를 통하여 외부로부터 공기가 혼입되거나 하지 않는다. 따라서, 부식성 가스나 실리카 등의 발생이 방지되어, 볼 밸브 (40) 의 시일성의 저하를 방지할 수 있다.
또, 수납 용기 (10) 로부터 클로로실란액 (L) 을 취출할 때에는, 폐지 덮개 (60) 를 사용하여 밸브 (40) 의 공간 (S) 을 불활성 가스로 퍼지하고 나서 폐지 덮개 (60) 를 떼어내면, 클로로실란 가스와 공기의 급격한 반응에 의한 위험성도 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 구성인 것에 한정되지 않으며, 세부 구성에서는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경할 수 있다. 예를 들어, 밸브 (40) 에 장착하는 폐지 덮개 (60) 는, 적어도 액 취출측 밸브 (40B) 에 장착되어 있으면 된다. 그러나, 폐지 덮개 (60) 를 불활성 가스 공급측 밸브 (40A) 에도 장착함으로써, 이 밸브 (40A) 에 있어서의 부식 등도 방지할 수 있다.
또, 불활성 가스 공급 수단으로부터 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 것으로 하고 있지만, 아르곤 가스 등을 대신하여 질소 가스를 공급하도록 해도 되고, 본 발명에서 불활성 가스에는 질소도 포함하는 것으로 한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 수납 용기 (10) 의 탱크 (11) 에 볼 밸브 (40) 를 형성했지만, 이들은 볼 밸브 이외의 밸브 기구이어도 된다. 또, 공급 밸브 (63), 배기 밸브 (65) 의 밸브 기구에 대해서도 특별히 한정되지 않는다.
또, 탱크 (11) 나 덮개체 (61) 의 재질로서는 SUS304, SUS316 등의 스테인리스강이 사용된다. 밸브 (40) 및 배관류에 대해서도 동일한 스테인리스강이 사용되지만, 그 구성 부품에 따라서는 탄소강 등도 사용할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 클로로실란액의 수납 용기의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 수납 용기의 폐지 덮개가 장착된 상태의 볼 밸브의 근방을 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 접속 플랜지와 폐지 덮개의 덮개체의 접합부 부근을 나타내는 확대도이다.
도 4 는 도 2 에 나타내는 볼 밸브를 폐지시킬 때의 순서를 a ∼ c 의 순으로 나타내는 모식도이다.
Claims (3)
- 클로로실란액의 수납 용기로서,상기 클로로실란액을 수납하는 탱크와,상기 탱크에 장착되고, 또한 외부 배관을 착탈할 수 있게 접속되는 밸브와,상기 외부 배관이 상기 밸브로부터 떼어내어질 때, 상기 밸브를 밀봉하는 폐지 덮개를 갖고,상기 밸브가 하우징과 상기 하우징 중에 형성되는 밸브체를 갖고, 상기 하우징이 상기 외부 배관을 접속시키기 위한 접속면을 갖는 접속 플랜지를 가지며,상기 폐지 덮개가 상기 접속 플랜지의 상기 접속면에 접하는 폐지면을 갖는 덮개체와, 상기 폐지 덮개와 상기 밸브체 사이의 상기 하우징 내의 공간으로 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관과, 상기 공급관을 개폐하는 공급 밸브와, 상기 공간으로부터 가스를 배기하는 배기관과, 상기 배기관을 개폐하는 배기 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 클로로실란액의 수납 용기.
- 제 1 항에 있어서,상기 접속 플랜지의 상기 접속면과 상기 폐지 덮개의 상기 폐지면 사이에 껴 있는 개스킷과, 적어도 상기 접속면과 상기 폐지면 중 어느 일방이 적어도 1 개의 링홈을 갖는 클로로실란액의 수납 용기.
- 클로로실란액을 수납하는 탱크에 고정된 밸브의 접속 플랜지에 착탈할 수 있게 장착되는 클로로실란액 수납 용기용 폐지 덮개로서,상기 접속 플랜지의 접속면에 접하는 폐지면을 갖는 덮개체와,상기 폐지 덮개와 상기 밸브의 밸브체 사이의 공간에 불활성 가스를 공급하기 위한 공급관과,상기 공급관을 개폐하는 공급 밸브와,상기 공간으로부터 가스를 배기하는 배기관과,상기 배기관을 개폐하는 배기 밸브를 구비하고,상기 폐지 덮개가 상기 접속 플랜지에 고정됨으로써 상기 공간을 밀봉하는 클로로실란액 수납 용기용 폐지 덮개.
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