WO2022230766A1 - ガス処理システム - Google Patents

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WO2022230766A1
WO2022230766A1 PCT/JP2022/018537 JP2022018537W WO2022230766A1 WO 2022230766 A1 WO2022230766 A1 WO 2022230766A1 JP 2022018537 W JP2022018537 W JP 2022018537W WO 2022230766 A1 WO2022230766 A1 WO 2022230766A1
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gas
way valve
pressure
line
gate valve
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PCT/JP2022/018537
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錦泉 管
正宏 田中
光智 阿部
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エドワーズ株式会社
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    • F17D3/01—Arrangements for supervising or controlling working operations for controlling, signalling, or supervising the conveyance of a product

Definitions

  • the present invention relates to gas processing systems.
  • Vacuum pumps are used to create a high degree of vacuum inside these devices.
  • the exhaust gas discharged from the vacuum pump contains detoxified gases that need to be detoxified. Therefore, the exhaust gas is sent through the exhaust line to the abatement device and is abated.
  • a three-way valve may be arranged in the exhaust line, and the main exhaust line and the bypass line may branch from the three-way valve (see Patent Document 1, for example).
  • An abatement device is arranged downstream of the main exhaust line, and an emergency abatement device is connected to a downstream side of the bypass line for temporarily abatement processing when an abnormality occurs in the abatement device.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust line is not sent to the bypass line by the three-way valve, but is sent through the main exhaust line to the abatement device and is abated.
  • the three-way valve is switched so that the exhaust gas is sent to the emergency abatement device through the bypass line instead of the main exhaust line, and is simply ablated.
  • the exhaust line and three-way valve are set to a high temperature so that the abatement gas does not solidify and accumulate inside. That is, by increasing the temperature of the target abatement gas, the state of the abatement gas is positioned on the gas phase side of the vapor pressure curve, thereby suppressing the solidification of the abatement gas.
  • the sealing performance of the three-way valve may deteriorate and internal leaks may occur.
  • the three-way valve is open to the main exhaust line side in order to detoxify the detoxifying gas, a phenomenon occurs in which the detoxifying gas flows into the bypass line.
  • the emergency abatement equipment connected to the bypass line basically does not have high abatement performance, so if a large amount of abatement gas flows in, there is a possibility that it cannot be treated.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of accurately detecting an internal leak in a three-way valve that branches an exhaust gas flow path, and also detecting leakage of exhaust gas from the three-way valve to a bypass line. It is an object of the present invention to provide a controllable gas treatment system.
  • the bypass line includes a gate valve, a gas introduction pipe that introduces a second gas between the three-way valve and the gate valve, and detects pressure between the three-way valve and the gate valve.
  • the gate valve when the three-way valve serves as exhaust to the main exhaust line, the gate valve is closed to form a closed flow path between the gate valve and the three-way valve, and An internal leak in the three-way valve can be detected from a change in pressure detected by the pressure gauge while the second gas is introduced into the closed flow path from the gas introduction pipe. .
  • the gas processing system configured as described above can accurately detect the internal leak in the three-way valve from the change in the pressure of the closed flow path detected by the pressure gauge, and the second gas introduced into the closed flow path can be detected.
  • the gas can suppress leakage of exhaust gas into the bypass line.
  • the gas introduction pipe has a second sluice valve, and after the second gas is introduced from the gas introduction pipe, the second sluice valve is closed to maintain the pressure in the closed flow path. and an internal leak at the three-way valve may be detectable from a change in pressure within the closed flow path detected by the pressure gauge. Since the gas processing system can maintain the pressure in the closed channel by closing the second gate valve, it is easier to detect the pressure change in the closed channel caused by the internal leak, and the internal leak at the three-way valve can be detected accurately. detectable.
  • the second gas may be continuously introduced from the gas introduction pipe in a state in which the internal leak in the three-way valve can be detected.
  • the gas processing system can prevent the pressure in the closed channel from decreasing with time, and can appropriately maintain a state in which changes in the pressure in the closed channel can be detected even after the passage of time.
  • the second gas may be introduced from the gas introduction pipe only for a predetermined time while the internal leak in the three-way valve is detectable. This allows the gas handling system to detect changes in closed channel pressure caused by internal leaks, as the pressure in the closed channel does not need to be maintained continuously, but only for a limited time. This makes it easier to detect internal leaks in the three-way valve with high accuracy.
  • the gas introduction pipe may have a throttle mechanism for adjusting the flow rate of the second gas.
  • the gas processing system is such that the flow rate of the second gas is restricted to a small amount by the throttling mechanism. For this reason, the time change of the pressure in the closed flow path caused by the inflow of the second gas becomes gentle. Therefore, the pressure change in the closed channel caused by the leak in the three-way valve is less likely to be submerged in the pressure change in the closed channel caused by the inflow of the second gas, making it easier to identify. Therefore, the gas processing system can detect internal leaks in the three-way valve with high accuracy.
  • the gate valve may be a normally open valve. As a result, when a problem arises in the structure for operating the gate valve, the gate valve is automatically opened, and the gas flowing through the bypass line is urgently released to equipment other than the gas treatment apparatus. Therefore, the gas processing system can ensure high safety.
  • FIG. 4 is a configuration diagram when an internal leak occurs in the three-way valve of the gas processing system according to the present embodiment; It is a block diagram when trouble arises in the abatement device of the gas processing system which concerns on this embodiment. It is a block diagram of the modification of the gas processing system which concerns on this embodiment.
  • a gas processing system 10 as shown in FIG. , a main exhaust line 22 arranged downstream of the upstream exhaust line 21, a three-way valve 23 arranged between the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22, and a three-way valve 23 arranged downstream of the main exhaust line 22. and a harm abatement device 40.
  • the gas processing system 10 further comprises a bypass line 30 connected to the three-way valve 23 and an emergency abatement device 50 arranged downstream of the bypass line 30 .
  • the upstream exhaust line 21, the main exhaust line 22 and the bypass line 30 have a piping structure that forms a flow path through which the exhaust gas flows.
  • the upstream side exhaust line 21 is connected to, for example, a back pump 11 to which exhaust gas is sent from a vacuum pump, and exhaust gas is sent from the back pump 11 .
  • a back pump 11 to which exhaust gas is sent from a vacuum pump, and exhaust gas is sent from the back pump 11 .
  • the configuration arranged on the upstream side of the upstream exhaust line 21 is not limited to the back pump 11 .
  • Exhaust gas flowing through the upstream exhaust line 21 contains detoxified gas that needs to be detoxified.
  • the harm-removing gas is a highly volatile substance that sublimates when heated, such as ammonium chloride, but is not limited to this.
  • a downstream end of the upstream exhaust line 21 is connected to a three-way valve 23 .
  • the upstream end of the main exhaust line 22 is connected to the three-way valve 23 , and the downstream end of the main exhaust line 22 is connected to the abatement device 40 .
  • At least one of the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22 has a pipe heater 24 .
  • the piping heater 24 heats at least one of the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22 to prevent the abatement gas flowing inside the piping from accumulating in the piping.
  • the set temperature of the piping heater 24 is appropriately set according to conditions such as the type and pressure of the abatement gas, and may be, for example, 200° C. or higher, but is not limited to this.
  • the three-way valve 23 is connected to the upstream side exhaust line 21 , the main exhaust line 22 and the bypass line 30 .
  • the three-way valve 23 can switch between a state in which the flow paths of the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22 are communicated, and a state in which the flow paths of the upstream exhaust line 21 and the bypass line 30 are communicated.
  • the switching operation of the three-way valve 23 is performed by an actuator operated by air pressure supplied from the air pressure supply source 12, for example. Note that the method of switching the three-way valve 23 is not limited to this, and may be performed by a hydraulic or electric actuator, for example.
  • the detoxification device 40 is a gas treatment device that detoxifies the detoxification gas in order to prevent air pollution.
  • the structure of the detoxifying device 40 is not particularly limited, but the detoxifying gas can be detoxified by, for example, a combustion method, a thermal decomposition method, a wet method, a catalytic method, a plasma decomposition method, an adsorption method, or the like.
  • the gas treatment device to which the exhaust gas is transported may not be the abatement device 40 .
  • the bypass line 30 is a first bypass line 31, a second bypass line 32, a gate valve 33, and a gas introduction pipe that introduces a second gas into the first bypass line 31 between the three-way valve 23 and the gate valve 33.
  • 34 and a pressure gauge 35 for detecting the pressure between the three-way valve 23 and the gate valve 33 .
  • the upstream end of the first bypass line 31 is connected to the three-way valve 23 , and the downstream end of the first bypass line 31 is connected to the gate valve 33 .
  • the upstream end of the second bypass line 32 is connected to the gate valve 33 , and the downstream end of the second bypass line 32 is connected to the emergency abatement device 50 .
  • the emergency abatement device 50 is a gas treatment device that detoxifies the abatement gas instead of the abatement device 40 when an abnormality occurs in the abatement device 40 .
  • the emergency abatement device 50 is a gas treatment device with a simple structure that performs treatment mainly by dilution, and basically has low abatement performance.
  • the gate valve 33 is a valve that can open and close the flow path between the first bypass line 31 and the second bypass line 32 .
  • the opening/closing switching operation of the gate valve 33 is performed by an actuator operated by air pressure supplied from the air pressure supply source 12, for example, like the three-way valve 23.
  • the switching method of the gate valve 33 is not limited to this, and may be performed by a hydraulic or electric actuator, for example.
  • the gate valve 33 is opened and closed in synchronization with the three-way valve 23 . That is, when the upstream exhaust line 21 of the three-way valve 23 and the first bypass line 31 is opened, the gate valve 33 is opened, and when the upstream exhaust line 21 of the three-way valve 23 and the first bypass line 31 is closed. Then, the gate valve 33 is closed.
  • the gate valve 33 is preferably a normally open valve that automatically opens when no force is applied to close the valve.
  • the gate valve 33 is, for example, a spring return type valve that is automatically opened by the action of an internal spring.
  • the gas introduction pipe 34 is a pipe that supplies the second gas to the bypass line 30 .
  • the gas introduction pipe 34 includes a pressure regulator 36 for adjusting the pressure of the second gas supplied from the gas supply source 14, and a second gate valve arranged between the pressure regulator 36 and the first bypass line 31. 37.
  • the second gas supplied from the gas supply source 14 is used to increase the pressure in the closed flow path C of the bypass line 30 closed by the three-way valve 23, the gate valve 33 and the second gate valve 37. be.
  • the second gas supplied from the gas supply source 14 is preferably nitrogen gas, but is not particularly limited as long as it is an inert gas, and may be, for example, argon gas.
  • the second gate valve 37 is a valve that can open and close the flow path between the pressure regulator 36 and the first bypass line 31 .
  • the opening/closing switching operation of the second gate valve 37 is performed manually, but may be performed by a pneumatic, hydraulic, or electric actuator, for example.
  • the pressure gauge 35 is connected to the pipe between the three-way valve 23 and the gate valve 33 of the bypass line 30 and closer to the first bypass line 31 than the second gate valve 37, and measures the pressure inside the bypass line 30. to detect That is, the pressure gauge 35 detects the pressure inside the closed flow path C of the bypass line 30 closed by the three-way valve 23 , the gate valve 33 and the second gate valve 37 . A pressure detection result by the pressure gauge 35 is used to detect an internal leak to the bypass line 30 in the three-way valve 23 .
  • the pressure gauge 35 is connected to the gas introduction pipe 34 communicating with the first bypass line 31 in this embodiment, it may be connected to the first bypass line 31 .
  • the pressure gauge 35 transmits a signal representing the detected result to the display device 13 .
  • the display device 13 displays the pressure detection result received from the pressure gauge 35 so that the operator can visually recognize it.
  • the three-way valve 23 allows the passages of the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22 to communicate, and closes the passages of the upstream exhaust line 21 and the bypass line 30 .
  • the gate valve 33 is closed.
  • the second gate valve 37 is opened to supply the second gas from the gas supply source 14 to the closed flow path C of the bypass line 30 through the pressure regulator 36 .
  • the operator closes the second gate valve 37 .
  • the pressure of the closed flow path C of the bypass line 30 is maintained at the predetermined pressure P0.
  • the pressure of the second gas supplied from the gas supply source 14 is about 10 kPa to 100 kPa
  • the predetermined pressure P0 of the closed flow path C is set to about 1 kPa to 100 kPa.
  • the worker heats at least one of the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 with the piping heater 24 .
  • the exhaust gas from the back pump 11 flows to the abatement device 40 through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 .
  • the exhaust gas that has reached the abatement device 40 is subjected to a detoxification process and is released to the outside.
  • the pressure of the exhaust gas flowing through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 is several kPa.
  • the pressure P in the closed flow path C is higher than the pressure of the exhaust gas flowing through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 .
  • the second gas inside the closed flow path C leaks through the three-way valve 23 to the main exhaust line 22, as shown in FIG. Since the leaking second gas is nitrogen gas, the effect on the gas processing system 10 is small.
  • the pressure P in the closed channel C drops below the initially set predetermined pressure P0 (P ⁇ P0).
  • the operator monitors the pressure P of the closed flow path C using the display device 13 and determines whether or not the three-way valve 23 is leaking. For example, when the pressure P of the closed flow path C becomes equal to or less than a preset threshold value lower than the predetermined pressure P0 (or less than the threshold value), the operator determines that an internal leak has occurred in the three-way valve 23. can.
  • the gas treatment system 10 includes the main exhaust line 22 that guides the exhaust gas to the gas treatment device (abatement device 40) and equipment other than the abatement device 40 (emergency abatement device 50).
  • an upstream exhaust line 21 that guides exhaust gas to the main exhaust line 22 and the bypass line 30;
  • a gas treatment system 10 comprising a three-way valve 23 that can be switched to a gas that introduces a second gas between the gate valve 33 and between the three-way valve 23 and the gate valve 33 It has an introduction pipe 34 and a pressure gauge 35 that detects the pressure between the three-way valve 23 and the gate valve 33, and when the three-way valve 23 is exhausting to the main exhaust line 22, the gate valve 33 is closed.
  • a closed flow path C is formed between the gate valve 33 and the three-way valve 23, and the second gas is introduced into the closed flow path C from the gas introduction pipe 34.
  • the pressure detected by the pressure gauge 35 is An internal leak in the three-way valve 23 can be detected from the change in .
  • the gas processing system 10 configured as described above can accurately detect an internal leak in the three-way valve 23 from changes in the pressure in the closed flow path C detected by the pressure gauge 35, and can introduce gas into the closed flow path C. Leakage of the exhaust gas to the bypass line 30 can be suppressed by the second gas.
  • the pressure P in the closed flow path C is higher than the pressure of the exhaust gas flowing through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22, the second gas inside the closed flow path C passes through the three-way valve 23. Since the second gas leaks to the main exhaust line 22 , leakage of the exhaust gas to the bypass line 30 can be more effectively suppressed.
  • the gas introduction pipe 34 has a second gate valve 37, and after introducing the second gas from the gas introduction pipe 34, the second gate valve 37 is closed to reduce the pressure in the closed flow path C. can be maintained, and an internal leak in the three-way valve 23 can be detected by a change in the pressure inside the closed flow path C detected by the pressure gauge 35 . Since the gas processing system 10 can maintain the pressure in the closed channel C by closing the second gate valve 37, it becomes easier to detect changes in the pressure in the closed channel C caused by internal leaks. Accurate detection of internal leaks.
  • the gate valve 33 is a normally open type valve. As a result, when a problem occurs in the structure that operates the gate valve 33, the gate valve 33 automatically opens, and the gas flowing through the bypass line 30 is directed to equipment other than the gas treatment device (emergency abatement device 50 in this embodiment). urgently released. Therefore, the gas processing system 10 can ensure high safety.
  • the gas processing system 10 has a throttle mechanism 38 between the pressure regulator 36 of the bypass line 30 and the second gate valve 37 for adjusting the flow rate of the second gas. may be placed.
  • the diaphragm mechanism 38 is an orifice plate.
  • the orifice plate has, for example, a through hole with an inner diameter of about 1/4 inch, but the inner diameter of the through hole is not particularly limited.
  • the configuration of the throttle mechanism 38 is not particularly limited as long as it can throttle the flow rate of passing gas, and may be, for example, a needle valve.
  • the three-way valve 23 is connected to flow paths of the upstream exhaust line 21 and the main exhaust line 22 so that the upstream exhaust line 21 and the bypass line are connected.
  • 30 is closed.
  • the gate valve 33 is closed.
  • the second gate valve 37 is opened to supply the second gas from the gas supply source 14 to the closed flow path C of the bypass line 30 through the pressure regulator 36 and throttle mechanism 38 .
  • the pressure P in the closed flow path C is prevented from gradually decreasing with time, and the pressure P is maintained at the desired predetermined pressure P0.
  • the exhaust gas from the back pump 11 is sent to the abatement device 40 through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 .
  • the exhaust gas that has reached the abatement device 40 is subjected to a detoxification process and is released to the outside.
  • the pressure P of the closed flow path C is higher than the pressure of the exhaust gas flowing through the upstream side exhaust line 21 and the main exhaust line 22 . Therefore, if an internal leak occurs in the seal of the three-way valve 23 , the second gas inside the closed flow path C leaks through the three-way valve 23 to the main exhaust line 22 .
  • the pressure P in the closed channel C drops below the initially set predetermined pressure P0 (P ⁇ P0).
  • the operator can monitor the pressure P of the closed flow path C using the display device 13 and compare the pressure P with a threshold value to determine whether or not there is a leak in the three-way valve 23 .
  • the modified example of the gas processing system 10 continuously introduces the second gas through the gas introduction pipe 34 in a state where the internal leak in the three-way valve 23 can be detected.
  • the gas processing system 10 can prevent the pressure P of the closed flow path C from decreasing with time. can be maintained at
  • the gas introduction pipe 34 also has a throttle mechanism 38 that adjusts the flow rate of the second gas.
  • the gas processing system 10 limits the flow rate of the second gas to a small amount by the throttle mechanism 38 . Therefore, the time change of the pressure in the closed flow path C caused by the inflow of the second gas becomes gentle. Therefore, the pressure change in the closed channel C caused by the internal leak in the three-way valve 23 is less likely to be submerged in the pressure change in the closed channel C caused by the inflow of the second gas, making it easier to identify. Therefore, the gas processing system 10 can detect an internal leak in the three-way valve 23 with high accuracy.
  • the presence or absence of leakage from the three-way valve 23 is determined by the operator, but it may be determined by a control unit such as a computer having an arithmetic function.
  • the control unit receives the pressure detection result from the pressure gauge 35 and compares the pressure P of the closed flow path C with a preset threshold value, thereby determining whether or not there is an internal leak in the three-way valve 23 .
  • the second gas continues to be continuously introduced from the gas introduction pipe 34 in a state in which the internal leak in the three-way valve 23 can be detected.
  • the second gas may be introduced through the gas introduction pipe 34 only for a predetermined period of time.
  • the pressure P in the closed flow path C In order to detect a change in the pressure P in the closed flow path C caused by the internal leak in the three-way valve 23, it is necessary to keep the pressure P in the closed flow path C constant, but it is difficult to keep it constant. be. Furthermore, the low pressure P in the closed flow path C makes it more difficult to keep the pressure P constant.
  • the gas processing system 10 periodically (for example, multiple times a day) closes the closed flow path C in order to make it possible to detect internal leaks in the three-way valve 23.
  • the second gate valve 37 is opened so that the pressure P becomes the predetermined pressure P0, and the second gas for inspection is supplied from the gas supply source 14 to the closed flow path C through the pressure regulator 36 and the gas introduction pipe 34. to introduce That is, the gas processing system 10 does not need to continuously maintain the pressure P of the closed flow path C, and maintains the pressure P of the closed flow path C at the predetermined pressure P0 only for a limited short period of time during which the inspection is performed.
  • the gas processing system 10 can easily detect changes in the pressure P in the closed flow path C caused by internal leaks, and can detect internal leaks in the three-way valve 23 with high accuracy. Therefore, the operator can monitor the pressure P of the closed flow path C using the display device 13 and compare the pressure P with the threshold value to determine the presence or absence of leakage of the three-way valve 23 with high accuracy.
  • At least one of the periodically performed opening and closing of the second gate valve 37, the control of the adjustment by the pressure regulator 36, and the determination of the presence or absence of internal leakage of the three-way valve 23 is performed by a computer or the like having an arithmetic function. It may be done automatically by the controller.

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Abstract

【課題】三方弁における内部リークを正確に検知できるとともに、バイパスラインへの排気ガスのリークを抑制できるガス処理システムを提供する。 【解決手段】排気ガスを除害装置４０へ導く主排気ライン２２と、緊急除害装置５０へ排気ガスを導くバイパスライン３０と、上流側排気ライン２１と、上流側排気ライン２１からの排気ガスの流れを主排気ライン２２またはバイパスライン３０に切り替え可能な三方弁２３と、を備えたガス処理システム１０であって、バイパスライン３０は、仕切弁３３と、第２のガスを導入するガス導入管３４と、圧力を検出する圧力計３５と、を有し、三方弁２３が主排気ライン２２への排気となっている場合、仕切弁３３と三方弁２３との間の閉流路Ｃにガス導入管３４から第２のガスを導入した状態で、圧力計３５により検出される圧力の変化によって、三方弁２３における内部リークを検知可能である。

Description

ガス処理システム
　本発明は、ガス処理システムに関する。
　半導体製造装置は、装置内の環境を高度の真空状態にすることが必要である。これらの装置の内部を高度の真空状態とするために、真空ポンプが用いられている。真空ポンプから排出される排気ガスは、除害する必要がある除害ガスを含んでいる。このため、排気ガスは、排気ラインを通って除害装置へ送られて除害処理される。
　排気ラインには、三方弁が配置されて、三方弁から主排気ラインとバイパスラインが分岐する場合がある（例えば、特許文献１を参照）。主排気ラインの下流側には除害装置が配置され、バイパスラインの下流側には、除害装置の異常発生時に一時的に除害処理を行う緊急除害装置が接続される。排気ラインを流れる排気ガスは、通常時には、三方弁によってバイパスラインへ送られずに、主排気ラインを通って除害装置へ送られて除害処理される。そして、除害装置の異常発生時に三方弁が切り替えられて、排気ガスが主排気ラインではなくバイパスラインを通って緊急除害装置へ送られて、簡易的に除害処理される。
特開２０２０－２５０９６号公報
　ところで、排気ラインおよび三方弁は、除害ガスが内部で固化して堆積しないように、高温に設定されている。すなわち、対象の除害ガスを高温とすることで、蒸気圧曲線での気相側に除害ガスの状態を位置させて、除害ガスの固化を抑制している。
　三方弁が高温になると、三方弁のシール性能が低下して内部リークが生じる可能性がある。この場合、除害ガスを除害処理するために、三方弁を主排気ライン側に開いているにも関わらず、バイパスラインに除害ガスが流れてしまう現象が生じる。バイパスラインに接続される緊急除害装置は、基本的に除害性能が高くないため、大量の除害ガスが流入すると処理しきれない可能性がある。
　三方弁の内部リークを抑制するために、三方弁のシールの耐熱温度を高くする対策も可能であるが、耐熱温度を高くしても、三方弁の高温化によるシール性能の低下は必ず発生する。このため、三方弁の内部リークを正確に検知できることが望まれる。
　本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、排気ガスの流路を分岐させる三方弁における内部リークを正確に検知できるとともに、三方弁からバイパスラインへの排気ガスのリークを抑制できるガス処理システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成する本発明に係るガス処理システムは、排気ガスをガス処理装置へ導く主排気ラインと、前記ガス処理装置以外の設備へ前記排気ガスを導くバイパスラインと、前記主排気ラインおよび前記バイパスラインへ前記排気ガスを導く上流側排気ラインと、前記上流側排気ラインからの前記排気ガスの流れを前記主排気ラインまたは前記バイパスラインに切り替えることが可能な三方弁と、を備えたガス処理システムであって、前記バイパスラインは、仕切弁と、前記三方弁および前記仕切弁の間へ第２のガスを導入するガス導入管と、前記三方弁および前記仕切弁の間の圧力を検出する圧力計と、を有し、前記三方弁が前記主排気ラインへの排気となっている場合、前記仕切弁を閉じて前記仕切弁と前記三方弁との間に閉流路を形成し、更に前記閉流路内に前記ガス導入管から前記第２のガスを導入した状態で、前記圧力計により検出される圧力の変化によって、前記三方弁における内部リークを検知可能であることを特徴とする。
　上記のように構成したガス処理システムは、圧力計により検出される閉流路の圧力の変化によって、三方弁における内部リークを正確に検知可能であるとともに、閉流路へ導入される第２のガスによって、バイパスラインへの排気ガスのリークを抑制できる。
　前記ガス導入管は、第２の仕切弁を有し、前記ガス導入管から前記第２のガスを導入した後、前記第２の仕切弁を閉じることで、前記閉流路内の圧力を維持でき、かつ前記圧力計により検出される前記閉流路内の圧力の変化によって、前記三方弁における内部リークを検知可能であってもよい。ガス処理システムは、第２の仕切弁を閉じることで閉流路内の圧力を維持できるため、内部リークにより生じる閉流路の圧力の変化を検出しやすくなり、三方弁における内部リークを正確に検知できる。
　前記三方弁における内部リークを検知可能とした状態において、前記第２のガスを前記ガス導入管より連続的に導入し続けてもよい。これにより、ガス処理システムは、閉流路内の圧力が経時的に低下することを防止できるため、時間が経過しても、閉流路の圧力の変化を検出できる状態を適切に維持できる。
　前記三方弁における内部リークを検知可能とした状態において、前記第２のガスを前記ガス導入管より所定時間のみ導入してもよい。これにより、ガス処理システムは、閉流路内の圧力を継続的に維持する必要がなく、限られた時間のみ一定に維持すればよいため、内部リークにより生じる閉流路の圧力の変化を検出しやすくなり、三方弁における内部リークを高い精度で検知できる。
　前記ガス導入管は、前記第２のガスの流量を調整する絞り機構を有してもよい。これにより、ガス処理システムは、第２のガスの流量が絞り機構によって少量に制限される。このため、第２のガスの流入により生じる閉流路内の圧力の時間変化が緩やかになる。このため、三方弁におけるリークにより生じる閉流路内の圧力の変化が、第２のガスの流入により生じる閉流路内の圧力の変化に埋没しにくくなり、特定しやすくなる。このため、ガス処理システムは、三方弁における内部リークを高精度に検知できる。
　前記仕切弁は、ノーマルオープン型の弁であってもよい。これにより、仕切弁を動作させる構造に不具合が生じると仕切弁が自動的に開き、バイパスラインを流れるガスが、ガス処理装置以外の設備へ緊急的に放出される。このため、ガス処理システムは、高い安全性を確保できる。
本実施形態に係るガス処理システムの構成図である。 本実施形態に係るガス処理システムの三方弁に内部リークが生じた際の構成図である。 本実施形態に係るガス処理システムの除害装置に不具合が生じた際の構成図である。 本実施形態に係るガス処理システムの変形例の構成図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面の寸法は、説明の都合上、誇張されて実際の寸法とは異なる場合がある。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本発明の実施形態に係るガス処理システム１０は、図１に示すように、半導体製造装置等に接続された真空ポンプ（図示せず）から排気される排気ガスが送られる上流側排気ライン２１と、上流側排気ライン２１の下流側に配置される主排気ライン２２と、上流側排気ライン２１と主排気ライン２２の間に配置される三方弁２３と、主排気ライン２２の下流側に配置される除害装置４０とを備えている。ガス処理システム１０は、さらに、三方弁２３に接続されるバイパスライン３０と、バイパスライン３０の下流側に配置される緊急除害装置５０とを備えている。上流側排気ライン２１、主排気ライン２２およびバイパスライン３０は、排気ガスが流れる流路を形成する配管構造を有している。
　上流側排気ライン２１は、真空ポンプから排気ガスが送られる例えばバックポンプ１１に接続されて、バックポンプ１１から排気ガスを送られる。なお、上流側排気ライン２１の上流側に配置される構成は、バックポンプ１１に限定されない。上流側排気ライン２１を流れる排気ガスは、除害する必要がある除害ガスを含んでいる。除害ガスは、温めることで昇華する揮発性の高い物質であり、例えば塩化アンモニウムであるが、これに限定されない。上流側排気ライン２１の下流側端部は、三方弁２３に接続されている。
　主排気ライン２２の上流側端部は、三方弁２３に接続され、主排気ライン２２の下流側端部は、除害装置４０に接続されている。上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の少なくとも一方は、配管ヒータ２４を備えている。配管ヒータ２４は、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の少なくとも一方の配管を加熱して、配管の内部を流れる除害ガスが、配管内に堆積することを抑制する。配管ヒータ２４の設定温度は、除害ガスの種類や圧力等の条件によって適宜設定され、例えば２００℃以上になることもあるが、これに限定されない。
　三方弁２３は、上流側排気ライン２１、主排気ライン２２およびバイパスライン３０に接続される。三方弁２３は、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の流路を連通させる状態と、上流側排気ライン２１およびバイパスライン３０の流路を連通させる状態とを切り替えることができる。三方弁２３の切り替え動作は、例えば空気圧供給源１２から供給される空気圧により作動するアクチュエータにより行われる。なお、三方弁２３の切り替え方法は、これに限定されず、例えば油圧式または電動式などのアクチュエータにより行われてもよい。
　除害装置４０は、大気汚染を防止するために除害ガスを除害処理するガス処理装置である。除害装置４０の構造は特に限定されないが、例えば、燃焼式、加熱分解式、湿式、触媒式、プラズマ分解式または吸着式等の方法により、除害ガスを除害処理できる。なお、排気ガスが搬送されるガス処理装置は、除害装置４０でなくてもよい。
　バイパスライン３０は、第１バイパスライン３１と、第２バイパスライン３２と、仕切弁３３と、三方弁２３および仕切弁３３の間の第１バイパスライン３１へ第２のガスを導入するガス導入管３４と、三方弁２３および仕切弁３３の間の圧力を検出する圧力計３５とを備えている。第１バイパスライン３１の上流側端部は三方弁２３に接続され、第１バイパスライン３１の下流側端部は仕切弁３３に接続されている。第２バイパスライン３２の上流側端部は仕切弁３３に接続され、第２バイパスライン３２の下流側端部は緊急除害装置５０に接続されている。緊急除害装置５０は、除害装置４０の異常発生時に除害装置４０に代わって除害ガスを除害処理するガス処理装置である。なお、緊急除害装置５０は、主に希釈によって処理を行う簡便な構造のガス処理装置であり、基本的に除害性能が低い。
　仕切弁３３は、第１バイパスライン３１と第２バイパスライン３２の間で流路を開閉可能な弁である。仕切弁３３の開閉の切り替え動作は、三方弁２３と同様に、例えば空気圧供給源１２から供給される空気圧により作動するアクチュエータにより行われる。なお、仕切弁３３の切り替え方法は、これに限定されず、例えば油圧式または電動式などのアクチュエータにより行われてもよい。仕切弁３３は、三方弁２３と同期して開閉される。すなわち、三方弁２３の上流側排気ライン２１と第１バイパスライン３１の間が開く際に、仕切弁３３が開き、三方弁２３の上流側排気ライン２１と第１バイパスライン３１の間が閉じる際に、仕切弁３３が閉じる。仕切弁３３は、弁を閉じるための力が作用していない状態では自動的に開状態となるノーマルオープン型の弁であることが好ましい。仕切弁３３は、例えば、内部のスプリングの作用で自動的に開状態となるスプリングリターン型の弁である。これにより、仕切弁３３を動作させる構造に不具合が生じると仕切弁３３は自動的に開き、バイパスライン３０を流れるガスが緊急除害装置５０へ放出されて、安全性が確保される。
　ガス導入管３４は、バイパスライン３０へ第２のガスを供給する配管である。ガス導入管３４は、ガス供給源１４から供給される第２のガスの圧力を調整する圧力調整器３６と、圧力調整器３６と第１バイパスライン３１の間に配置される第２の仕切弁３７とを備えている。ガス供給源１４から供給される第２のガスは、三方弁２３、仕切弁３３および第２の仕切弁３７で閉じられたバイパスライン３０の閉流路Ｃ内の圧力を上昇させるために利用される。ガス供給源１４から供給される第２のガスは、窒素ガスが好ましいが、不活性ガスであれば特に限定されず、例えばアルゴンガス等であってもよい。
　第２の仕切弁３７は、圧力調整器３６と第１バイパスライン３１の間で流路を開閉可能な弁である。第２の仕切弁３７の開閉の切り替え動作は、手動で行われるが、例えば空気圧式、油圧式または電動式などのアクチュエータにより行われてもよい。
　圧力計３５は、バイパスライン３０の三方弁２３と仕切弁３３の間であって、第２の仕切弁３７よりも第１バイパスライン３１側の配管に接続されて、バイパスライン３０の内部の圧力を検出する。すなわち、圧力計３５は、三方弁２３、仕切弁３３および第２の仕切弁３７で閉じられたバイパスライン３０の閉流路Ｃ内の圧力を検出する。圧力計３５による圧力の検出結果は、三方弁２３におけるバイパスライン３０への内部リークを検知するために利用される。本実施形態では、圧力計３５は、第１バイパスライン３１に連通するガス導入管３４に接続されるが、第１バイパスライン３１に接続されてもよい。圧力計３５は、検出した結果を表す信号を、表示装置１３へ送信する。表示装置１３は、圧力計３５から受信する圧力検出結果を、作業者が視覚で認識できるように表示させる。
　次に、本実施形態に係るガス処理システム１０の作用を説明する。
　初めに、三方弁２３により、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の流路を連通させて、上流側排気ライン２１およびバイパスライン３０の流路を閉じる。これに同期して、仕切弁３３は閉じられる。次に、第２の仕切弁３７を開き、ガス供給源１４から第２のガスを、圧力調整器３６を通してバイパスライン３０の閉流路Ｃへ供給する。バイパスライン３０の閉流路Ｃの圧力Ｐは、所定圧力Ｐ０に設定される（Ｐ＝Ｐ０）。この後、作業者は、第２の仕切弁３７を閉じる。これにより、バイパスライン３０の閉流路Ｃの圧力は、所定圧力Ｐ０で維持される。一例として、ガス供給源１４から供給される第２のガスの圧力は１０ｋＰａから１００ｋＰａ程度であり、閉流路Ｃの所定圧力Ｐ０は１ｋＰａから１００ｋＰａ程度で設定される。
　次に、作業者は、配管ヒータ２４により上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の少なくとも一方を加熱する。この後、バックポンプ１１からの排気ガスが、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を介して除害装置４０へ流される。除害装置４０へ到達した排気ガスは、除害ガスを除害処理されて、外部へ放出される。一例として、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を流れる排気ガスの圧力は数ｋＰａである。閉流路Ｃの圧力Ｐは、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を流れる排気ガスの圧力よりも大きい。したがって、三方弁２３のシールに内部リークが生じると、図２に示すように、閉流路Ｃの内部の第２のガスが、三方弁２３を通って主排気ライン２２へリークする。リークする第２のガスは、窒素ガスであるため、ガス処理システム１０への影響は小さい。閉流路Ｃの内部の第２のガスが三方弁２３から主排気ライン２２へ内部リークすると、閉流路Ｃの圧力Ｐは、初めに設定した所定圧力Ｐ０より低下する（Ｐ＜Ｐ０）。作業者は、表示装置１３により閉流路Ｃの圧力Ｐをモニタリングし、三方弁２３のリークの有無を判別する。作業者は、例えば、閉流路Ｃの圧力Ｐが、所定圧力Ｐ０よりも低い予め設定した閾値以下（または閾値未満）となった場合に、三方弁２３に内部リークが発生していると判別できる。
　除害装置４０の異常発生時には、図３に示すように、作業者は、三方弁２３を切り替えて上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の流路を閉じ、上流側排気ライン２１およびバイパスライン３０の流路を開いて連通させる。これに同期して、仕切弁３３が開く。これにより、上流側排気ライン２１を流れる排気ガスは、主排気ライン２２へ流れずにバイパスライン３０へ流れて、緊急除害装置５０へ送られて除害処理される。
　以上のように、本実施形態に係るガス処理システム１０は、排気ガスをガス処理装置（除害装置４０）へ導く主排気ライン２２と、除害装置４０以外の設備（緊急除害装置５０）へ排気ガスを導くバイパスライン３０と、主排気ライン２２およびバイパスライン３０へ排気ガスを導く上流側排気ライン２１と、上流側排気ライン２１からの排気ガスの流れを主排気ライン２２またはバイパスライン３０に切り替えることが可能な三方弁２３と、を備えたガス処理システム１０であって、バイパスライン３０は、仕切弁３３と、三方弁２３および仕切弁３３の間へ第２のガスを導入するガス導入管３４と、三方弁２３および仕切弁３３の間の圧力を検出する圧力計３５と、を有し、三方弁２３が主排気ライン２２への排気となっている場合、仕切弁３３を閉じて仕切弁３３と三方弁２３との間に閉流路Ｃを形成し、更に閉流路Ｃ内にガス導入管３４から第２のガスを導入した状態で、圧力計３５により検出される圧力の変化によって、三方弁２３における内部リークを検知可能である。
　上記のように構成したガス処理システム１０は、圧力計３５により検出される閉流路Ｃの圧力の変化によって、三方弁２３における内部リークを正確に検知可能であるとともに、閉流路Ｃへ導入される第２のガスによって、バイパスライン３０への排気ガスのリークを抑制できる。閉流路Ｃの圧力Ｐが、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を流れる排気ガスの圧力よりも大きい場合には、閉流路Ｃの内部の第２のガスが、三方弁２３を通って主排気ライン２２へリークするため、第２のガスによって、バイパスライン３０への排気ガスのリークをより効果的に抑制できる。
　また、ガス導入管３４は、第２の仕切弁３７を有し、ガス導入管３４から第２のガスを導入した後、第２の仕切弁３７を閉じることで、閉流路Ｃ内の圧力を維持でき、かつ圧力計３５により検出される閉流路Ｃ内の圧力の変化によって、三方弁２３における内部リークを検知可能である。ガス処理システム１０は、第２の仕切弁３７を閉じることで閉流路Ｃ内の圧力を維持できるため、内部リークにより生じる閉流路Ｃの圧力の変化を検出しやすくなり、三方弁２３における内部リークを正確に検知できる。
　また、仕切弁３３は、ノーマルオープン型の弁である。これにより、仕切弁３３を動作させる構造に不具合が生じると仕切弁３３が自動的に開き、バイパスライン３０を流れるガスが、ガス処理装置以外の設備（本実施形態では緊急除害装置５０）へ緊急的に放出される。このため、ガス処理システム１０は、高い安全性を確保できる。
　なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更や組合せが可能である。例えば、図４に示す変形例のように、ガス処理システム１０は、バイパスライン３０の圧力調整器３６と第２の仕切弁３７の間に、第２のガスの流量を調整する絞り機構３８が配置されてもよい。絞り機構３８は、オリフィス板である。オリフィス板は、例えば、内径が１／４インチ程度の貫通孔を有しているが、貫通孔の内径は特に限定されない。また、絞り機構３８の構成は、通過するガスの流量を絞ることができれば特に限定されず、例えばニードル弁であってもよい。
　上述したガス処理システム１０の変形例を使用する際には、初めに、三方弁２３を、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２の流路を連通させて、上流側排気ライン２１およびバイパスライン３０の流路を閉じる。これに同期して、仕切弁３３は閉じられる。次に、第２の仕切弁３７を開き、ガス供給源１４から第２のガスを、圧力調整器３６および絞り機構３８を通してバイパスライン３０の閉流路Ｃへ供給する。バイパスライン３０の閉流路Ｃの圧力Ｐは、所定圧力Ｐ０に設定される（Ｐ＝Ｐ０）。この後、第２の仕切弁３７を開いたままで、第２のガスを供給し続ける。これにより、閉流路Ｃの圧力Ｐが経時的に徐々に低下することを防止して、圧力Ｐが望ましい所定圧力Ｐ０に維持される。この後、バックポンプ１１からの排気ガスが、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を通って除害装置４０へ送られる。除害装置４０へ到達した排気ガスは、除害ガスを除害処理されて、外部へ放出される。閉流路Ｃの圧力Ｐは、上流側排気ライン２１および主排気ライン２２を流れる排気ガスの圧力よりも高い。したがって、三方弁２３のシールに内部リークが生じると、閉流路Ｃの内部の第２のガスが、三方弁２３を通って主排気ライン２２へリークする。閉流路Ｃの内部の第２のガスが三方弁２３から主排気ライン２２へリークすると、閉流路Ｃの圧力Ｐは、初めに設定した所定圧力Ｐ０より低下する（Ｐ＜Ｐ０）。作業者は、表示装置１３により閉流路Ｃの圧力Ｐをモニタリングし、圧力Ｐを閾値と比較することで、三方弁２３のリークの有無を判別できる。
　以上のように、ガス処理システム１０の変形例は、三方弁２３における内部リークを検知可能とした状態において、第２のガスをガス導入管３４より連続的に導入し続ける。これにより、ガス処理システム１０は、閉流路Ｃの圧力Ｐが経時的に低下することを防止できるため、時間が経過しても、閉流路Ｃの圧力Ｐの変化を検出できる状態を適切に維持できる。
　また、ガス導入管３４は、第２のガスの流量を調整する絞り機構３８を有している。これにより、ガス処理システム１０は、第２のガスの流量が絞り機構３８によって少量に制限される。このため、第２のガスの流入により生じる閉流路Ｃ内の圧力の時間変化が緩やかになる。このため、三方弁２３における内部リークにより生じる閉流路Ｃ内の圧力の変化が、第２のガスの流入により生じる閉流路Ｃ内の圧力の変化に埋没しにくくなり、特定しやすくなる。このため、ガス処理システム１０は、三方弁２３における内部リークを高精度に検知できる。
　また、上述した各々の実施形態において、三方弁２３のリークの有無の判別は作業者により行われるが、演算機能を有するコンピュータ等の制御部によって行われてもよい。制御部は、圧力計３５から圧力の検出結果を受信し、閉流路Ｃの圧力Ｐを予め設定された閾値と比較することで、三方弁２３の内部リークの有無を判別できる。
　また、上述したガス処理システム１０の変形例では、三方弁２３における内部リークを検知可能とした状態において、第２のガスをガス導入管３４より連続的に導入し続けているが、他の変形例として、第２のガスをガス導入管３４より所定時間のみ導入してもよい。三方弁２３における内部リークにより生じる閉流路Ｃの圧力Ｐの変化を検出するためには、閉流路Ｃの圧力Ｐを一定に維持する必要があるが、一定に維持し続けることは困難である。さらに、閉流路Ｃの圧力Ｐが低いことが、圧力Ｐを一定にすることをより困難としている。これに対し、他の変形例では、ガス処理システム１０は、三方弁２３における内部リークを検知可能とした状態とするために、定期的に（例えば一日に複数回数）、閉流路Ｃの圧力Ｐが所定圧力Ｐ０となるように、第２の仕切弁３７を開いて、ガス供給源１４から圧力調整器３６およびガス導入管３４を介して閉流路Ｃへ検査用の第２のガスを導入する。すなわち、ガス処理システム１０は、閉流路Ｃの圧力Ｐを継続的に維持する必要がなく、検査を行う限られた短時間のみ、閉流路Ｃの圧力Ｐを所定圧力Ｐ０に維持する。検査を行う際の短時間であれば、閉流路Ｃの圧力Ｐを所定圧力Ｐ０に維持することは容易である。このため、ガス処理システム１０は、内部リークにより生じる閉流路Ｃの圧力Ｐの変化を検出しやすくなり、三方弁２３における内部リークを高い精度で検知できる。したがって、作業者は、表示装置１３により閉流路Ｃの圧力Ｐをモニタリングし、圧力Ｐを閾値と比較することで、三方弁２３のリークの有無を高い精度で判別できる。なお、定期的に行われる第２の仕切弁３７の開閉や、圧力調整器３６による調整の制御や、三方弁２３の内部リークの有無の判別の少なくとも１つは、演算機能を有するコンピュータ等の制御部によって自動的に行われてもよい。
　　１０　　ガス処理システム
　　２１　　上流側排気ライン
　　２２　　主排気ライン
　　２３　　三方弁
　　３０　　バイパスライン
　　３１　　第１バイパスライン
　　３２　　第２バイパスライン
　　３３　　仕切弁
　　３４　　ガス導入管
　　３５　　圧力計
　　３６　　圧力調整器
　　３７　　第２の仕切弁
　　３８　　絞り機構
　　４０　　除害装置（ガス処理装置）
　　５０　　緊急除害装置（緊急ガス処理装置）
　　Ｃ　　閉流路

Claims (6)

  1. 　排気ガスをガス処理装置へ導く主排気ラインと、
    　前記ガス処理装置以外の設備へ前記排気ガスを導くバイパスラインと、
    　前記主排気ラインおよび前記バイパスラインへ前記排気ガスを導く上流側排気ラインと、
    　前記上流側排気ラインからの前記排気ガスの流れを前記主排気ラインまたは前記バイパスラインに切り替えることが可能な三方弁と、を備えたガス処理システムであって、
    　前記バイパスラインは、
    　仕切弁と、
    　前記三方弁および前記仕切弁の間へ第２のガスを導入するガス導入管と、
    　前記三方弁および前記仕切弁の間の圧力を検出する圧力計と、を有し、
    　前記三方弁が前記主排気ラインへの排気となっている場合、前記仕切弁を閉じて前記仕切弁と前記三方弁との間に閉流路を形成し、更に前記閉流路内に前記ガス導入管から前記第２のガスを導入した状態で、前記圧力計により検出される圧力の変化によって、前記三方弁における内部リークを検知可能であることを特徴とするガス処理システム。
  2. 　前記ガス導入管は、第２の仕切弁を有し、
    　前記ガス導入管から前記第２のガスを導入した後、前記第２の仕切弁を閉じることで、前記閉流路内の圧力を維持でき、かつ前記圧力計により検出される前記閉流路内の圧力の変化によって、前記三方弁における内部リークを検知可能であることを特徴とする請求項１に記載のガス処理システム。
  3. 　前記三方弁における内部リークを検知可能とした状態において、前記第２のガスを前記ガス導入管より連続的に導入し続けることを特徴とする請求項１に記載のガス処理システム。
  4. 　前記三方弁における内部リークを検知可能とした状態とするために、前記第２のガスを前記ガス導入管より所定時間のみ導入することを特徴とする請求項１に記載のガス処理システム。
  5. 　前記ガス導入管は、前記第２のガスの流量を調整する絞り機構を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のガス処理システム。
  6. 　前記仕切弁は、ノーマルオープン型の弁であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のガス処理システム。
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