本發(fā)明涉及一種電氣安裝單元，在該電氣安裝單元的內(nèi)部設(shè)置有：控制各種氣體的提純裝置或回收裝置的操作面板、半導(dǎo)體繼電器與程序裝置等的控制設(shè)備，具體來說，本發(fā)明涉及一種電氣安裝單元，其用于防爆、并且具有耐爆結(jié)構(gòu)，該電氣安裝單元用于防止因來自氣體提純裝置、氣體回收裝置的氫的泄漏而造成的單元內(nèi)部的爆炸，即使在萬一于單元之外發(fā)生爆炸的場(chǎng)合，仍防止或抑止控制設(shè)備的損傷。

背景技術(shù)：

在過去，于半導(dǎo)體制造工藝中，高純度的氫氣和不活潑氣體作為氣氛氣體而大量地使用。對(duì)于這些氣體，因半導(dǎo)體的集成度的提高，要求雜質(zhì)的濃度為極低濃度。

作為獲得高純度的氫氣的方法，人們知道有下述的方法，其中，將包含雜質(zhì)的原料氫供給到由鈀合金的薄膜形成的氫分離膜，利用氫氣的選擇透過性，僅僅使氫透過，將其取出。這樣的用于氫提純的單元為下述的氫提純裝置，其中，比如，像專利文獻(xiàn)1～3所示的那樣，包括包含雜質(zhì)的原料氫的導(dǎo)入口、與純氫的取出口、以及在該導(dǎo)入口和該取出口之間的氣體流路中設(shè)置鈀合金的薄膜。

另外，作為獲得高純度的不活潑氣體的方法，人們知道有下述的方法，其中，比如像專利文獻(xiàn)4、5所示的那樣，使包含雜質(zhì)的不活潑氣體與鎳催化劑接觸、捕獲而去除作為雜質(zhì)的氧，接著與合成沸石接觸，去除作為雜質(zhì)的水和二氧化碳。在這樣的雜質(zhì)氣體提純方法中，對(duì)于鎳催化劑和合成沸石，在去除一定量的雜質(zhì)后，其去除能力消失，但是，在加熱條件下，使氫或氫與不活潑氣體的混合氣體流過填充有鎳催化劑和合成沸石的吸接筒，由此，氧作為水而與鎳催化劑脫離，水和二氧化碳相對(duì)合成沸石而脫離，可進(jìn)行它們的再生。

此外，公開有下述方法，其中，像前述那樣，高純度地提純的各種氣體在用于半導(dǎo)體制造步驟之后，進(jìn)行回收。比如，具有下述的氨和氫的回收方法，在該方法中，對(duì)從氮化鉀類化合物半導(dǎo)體的制造步驟排出的包含氨、氫、與氮的排氣，進(jìn)行加壓處理和基于熱泵的冷卻處理，使包含于排氣中的氨液化，與氫和氮分離，回收氨，另外，使氨去除處理后的排氣中包含的氮被液化，與氫分離，回收氫。

專利文獻(xiàn)1：jp特開昭62—128903號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：jp特開平1—145302號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：jp特開平1—145303號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：jp特開平1—115806號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：jp特開平2—120212號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：jp特開2014—154792號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在前述那樣的氫提純方法和惰性方法中，采用高溫(150～500℃)的氫，另外在氨和氫的回收方法中，對(duì)包含氫的高壓力的氣體進(jìn)行處理。在進(jìn)行處理的單元的周邊采用電氣安裝單元，在該電氣安裝單元的內(nèi)部設(shè)置操作面板、半導(dǎo)體繼電器與程序裝置等的控制設(shè)備，但是，具有因故障、雷擊等，在半導(dǎo)體繼電器等中產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)。另外，在氣體提純裝置或氣體回收裝置中，即使在萬一氫泄漏而流入電氣安裝單元中，其濃度超過爆炸界限濃度的下限值的情況下，仍還具有于電氣安裝單元的內(nèi)部，對(duì)氫點(diǎn)火、發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

在上述的控制設(shè)備中，特別是在程序裝置的內(nèi)部設(shè)置各種氣體流量、閥的開閉等的控制程序、數(shù)據(jù)等的重要的資料，具有因丟失，造成重大的損失的危險(xiǎn)。

于是，本發(fā)明要解決的課題在于提供一種具有防爆結(jié)構(gòu)的電氣安裝單元，其中，針對(duì)上述那樣的氣體提純裝置或氣體回收裝置，即使在萬一發(fā)生氫的泄漏的場(chǎng)合，于單元內(nèi)部仍不對(duì)氫發(fā)生點(diǎn)火；另外提供一種具有耐爆結(jié)構(gòu)的電氣安裝單元，其中，該耐爆結(jié)構(gòu)用于即使在于單元之外產(chǎn)生因氫而造成的爆炸的情況下，仍可減少控制設(shè)備的損傷。

用于解決課題的技術(shù)方案

作為為了解決上述課題而深入分析的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，程序裝置接納于耐爆結(jié)構(gòu)的金屬容器的內(nèi)部，并且具有空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口和排出口的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于單元的接納容器中，如果可將單元內(nèi)部設(shè)定在高于周邊的氣體壓力，則在產(chǎn)生氫的泄漏的場(chǎng)合，可防止單元內(nèi)部的氫的點(diǎn)火造成的爆炸，即使在于單元之外發(fā)生因?yàn)闅涠斐傻谋ǖ那闆r下，仍可減少控制設(shè)備，特別是程序裝置的損傷，由此，得到本發(fā)明的電氣安裝單元。

即，本發(fā)明涉及一種電氣安裝單元，在該電氣安裝單元的內(nèi)部設(shè)置有：控制氣體提純裝置或氣體回收裝置的操作面板、半導(dǎo)體繼電器與程序裝置，其特征在于，該程序裝置接納于金屬容器中，該金屬容器具有設(shè)在該單元內(nèi)部的耐爆結(jié)構(gòu)，具有空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口和排出口的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在該單元的接納容器中。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的電氣安裝單元中，由于具有空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口和排出口的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于該單元的接納容器中，故通過將該單元內(nèi)部設(shè)定為高于周邊的氣體壓力，即使在從設(shè)置于附近的氣體提純裝置等發(fā)生氫泄漏的情況下，其仍不會(huì)流入到該單元的內(nèi)部。其結(jié)果是，在產(chǎn)生氫的泄漏的場(chǎng)合，可防止單元內(nèi)部的氫的爆炸。另外，可減少以氫的泄漏為原因的單元之外的爆炸造成的操作面板、半導(dǎo)體繼電器與程序裝置等的控制設(shè)備的損傷。另外，由于程序裝置接納于設(shè)在該單元內(nèi)部的具有耐爆結(jié)構(gòu)的金屬容器中，故可特別減少損傷。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的電氣安裝單元的一個(gè)例子的垂直方向結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖2為表示本發(fā)明的電氣安裝單元與氣體(氫)提純裝置的組合的一個(gè)例子的水平方向結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為表示本發(fā)明的電氣安裝單元與氣體(不活潑氣體)提純裝置的組合的一個(gè)例子的水平方向結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖4為表示本發(fā)明的電氣安裝單元與氣體回收裝置的組合的一個(gè)例子的水平方向結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明用于電氣安裝單元，在該電氣安裝單元的內(nèi)部設(shè)置有控制氣體提純裝置或氣體回收裝置的操作面板、半導(dǎo)體繼電器與程序裝置。

下面根據(jù)圖1～圖4，具體地對(duì)本發(fā)明的電氣安裝單元進(jìn)行說明，但是，本發(fā)明不受到它們的限定。

另外，圖1為表示本發(fā)明的電氣安裝單元的一個(gè)例子的垂直方向結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，圖2和圖3為表示本發(fā)明的電氣安裝單元與氣體提純裝置的組合的一個(gè)例子的水平方向結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖4為表示本發(fā)明的電氣安裝單元與氣體回收裝置的組合的一個(gè)例子的水平方向結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

本發(fā)明的電氣安裝單元像圖1所示的那樣，為下述的電氣安裝單元，在該電氣安裝單元的內(nèi)部設(shè)置有控制氣體提純裝置或氣體回收裝置的操作面板2、半導(dǎo)體繼電器3與程序裝置4，該程序裝置4接納于設(shè)在該單元內(nèi)部的具有耐爆結(jié)構(gòu)的金屬容器5中，具有空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口6和排出口7與壓力調(diào)節(jié)器8的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在該單元的外壁9上。在本發(fā)明的電氣安裝單元中，通常設(shè)置控制電源斷路器10、加熱器溫度調(diào)節(jié)器11、安全屏障12、電源13、加熱器斷路器14。

對(duì)于具有用于本發(fā)明的電氣安裝單元的具有耐爆結(jié)構(gòu)的金屬容器5，可列舉有下述的容器，該容器的比如頂面、底面與側(cè)面的結(jié)構(gòu)材料具有厚度2～20mm的金屬板。作為金屬材料，可列舉錳鋼、鉻鋼、鉬鋼、不銹鋼、鎳鋼、鈦鋼、鋁、銅等，但在它們中，從重量輕的方面來說，最好采用鋁。金屬容器5的形狀通常為立方體或長(zhǎng)方體，但是并不限定于它們。金屬容器5比如為下述的容器，在該容器中，在上部具有可開閉的蓋，在關(guān)閉蓋的狀態(tài)具有非通氣性，通常該容器設(shè)置于單元的底側(cè)。

在本發(fā)明中，在程序裝置4的內(nèi)部設(shè)置有：用于氣體提純裝置或氣體回收裝置的各種氣體流量、該裝置的閥的開閉等的控制程序、該裝置的各種數(shù)據(jù)等的重要資料，即使在萬一于單元之外發(fā)生氫造成的爆炸的情況下，仍不破壞它們的性能，可通過上述那樣的結(jié)構(gòu)的金屬容器5而保護(hù)。另外，最好，在金屬容器5中接納有程序裝置4與加熱器斷路器14，在該加熱器斷路器14中，在平時(shí)流過較大的電流，在緊急時(shí)可安全地切斷流過加熱器的電流。

在本發(fā)明的電氣安裝單元中，像圖1所示的那樣，于接納容器9中設(shè)置空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口6和排出口7，在排出口7附近或排出口7的下游側(cè)的任何的場(chǎng)所設(shè)置非通氣性金屬壁內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)器8?？諝饣虿换顫姎怏w的導(dǎo)入口6和排出口7通常設(shè)置于單元的內(nèi)側(cè)的側(cè)壁上。作為壓力調(diào)節(jié)器8，如果可維持使單元內(nèi)部的氣體壓力高于周圍的壓力的狀態(tài)，則沒有特別的限制，比如，可列舉有流量控制閥、安全閥、它們的組合等。另外，單元內(nèi)部的氣體壓力通常維持在110～200kpa(abs)的范圍內(nèi)。

構(gòu)成本發(fā)明的電氣安裝單元的控制的對(duì)象的氣體提純裝置為氫的提純裝置、不活潑氣體的提純裝置，該不活潑氣體的提純裝置采用可通過包括氫的氣體的流通而再生的催化劑或吸接材料。

在本發(fā)明中，作為氫的提純裝置，可列舉圖2所示的那樣的提純裝置，該提純裝置由氫的提純筒16和熱交換器17構(gòu)成。氫的提純筒16為下述的結(jié)構(gòu)的提純筒16，在該結(jié)構(gòu)中，比如對(duì)于一端封閉的多根鈀合金細(xì)管，在其另一端的開口部支承于管板上，接納于盒(cell)的內(nèi)部，通過該鈀合金細(xì)管和管板，將盒的內(nèi)部劃分為一次側(cè)空間(包含雜質(zhì)的原料氫的供給側(cè)空間)和二次側(cè)空間(純氫的取出側(cè)空間)的兩個(gè)空間，在盒的外側(cè)設(shè)置加熱器。另外，作為其它的氫的提純裝置，可列舉下述的提純裝置，該提純裝置由填充有以鎳和/或氧化鎳為有效成分的催化劑的提純筒、與設(shè)置于其下游側(cè)的填充有吸氣材料的提純筒構(gòu)成。

另外，作為不活潑氣體的提純裝置，可列舉圖3所示的那樣的由不活潑氣體的提純筒16’和熱交換器17構(gòu)成的提純裝置。對(duì)于不活潑氣體的提純筒16’，可列舉比如下述的提純筒，在該提純筒中填充有以鎳或銅為有效成分的催化劑和以合成沸石為有效成分的吸接材料。另外，作為其它的不活潑氣體的提純裝置，可列舉下述的提純裝置，該提純裝置由填充有以鎳和/或氧化鎳為有效成分的催化劑的提純筒、與設(shè)置于其下游側(cè)的填充有吸氣材料的提純筒構(gòu)成。

此外，在包含氧、水、二氧化碳等的雜質(zhì)的不活潑氣體的提純方法中，對(duì)于以鎳或銅為有效成分的催化劑，在去除一定量的氧后，其去除能力消失，對(duì)于合成沸石，在去除一定量的水和二氧化碳后，其去除能力消失。但是，通過在加熱條件下，使氫或氫與不活潑氣體的混合氣體流過填充了上述催化劑和合成沸石的吸接筒，氧作為水而與催化劑脫離開，水和二氧化碳相對(duì)合成沸石脫離開，可進(jìn)行它們的再生，為此采用氫。

構(gòu)成本發(fā)明的電氣安裝單元的控制的對(duì)象的氣體回收裝置為下述的單元，該單元比如從由氮化鉀類化合物半導(dǎo)體的制造步驟排出的包含氨、氫與氮的排氣中，回收氨和/或氫。

在本發(fā)明中，作為氨回收裝置，像圖4所示的那樣，可列舉由氣體壓縮機(jī)18、熱泵式冷卻機(jī)19、制冷劑運(yùn)送器20、壓力調(diào)節(jié)器21等構(gòu)成的回收裝置。另外，作為氫回收裝置，不但有前述的單元，還可列舉有由不同于前述的氣體壓縮機(jī)、熱交換器、深冷分離器、壓力調(diào)節(jié)器等構(gòu)成的回收裝置。

在采用前述那樣的回收裝置的回收方法中，由于對(duì)排氣進(jìn)行加壓處理和加熱泵的冷卻處理，故該排氣中包含的氨發(fā)生液化，可與氫和氮分離，故可回收氨。另外，使氨去除處理后的排氣中包含的氮發(fā)生液化，可與氫分離，以回收氫。另外，在從氮化鉀類化合物半導(dǎo)體的制造步驟排出的排氣中，通常包含氫，其含量在10～40vol％的范圍內(nèi)。

實(shí)施例

下面通過實(shí)施例具體地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但是，本發(fā)明不受到它們的限定。

實(shí)施例1

氣體提純裝置用的電氣安裝單元像下述那樣制作。

采用厚度為10mm的鋁制的金屬板制作金屬容器，該金屬容器具有橫向尺寸為25cm、高度為40cm、進(jìn)深為18cm的長(zhǎng)方體狀的外形，在上部設(shè)置可開閉的蓋。于該金屬容器的內(nèi)側(cè)設(shè)置多個(gè)支架狀的支承體，該多個(gè)支承體用于保持機(jī)器類，在最上部設(shè)置加熱器斷路器(breaker)，在其下部設(shè)置程序裝置等。

在設(shè)置于不銹鋼制的接納容器(橫向尺寸為30cm、高度為160cm、進(jìn)深為22cm)的內(nèi)側(cè)的側(cè)壁上的空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口和排出口用的連接孔中連接導(dǎo)入管和排出管，并且在排出口的附近設(shè)置流量控制閥和安全閥。接著，將半導(dǎo)體繼電器、控制電源斷路器(breaker)、加熱器溫度調(diào)節(jié)器，安全保持器等接納于上述接納容器中，將操作面板設(shè)置于該接納容器的前面，然后，通過電線將它們連接，完成電氣安裝單元。另外，上述半導(dǎo)體繼電器采用加熱器用高電流半導(dǎo)體閘流管。

在該電氣安裝單元中確認(rèn)了下述情況，可從空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口導(dǎo)入空氣，并且通過流量控制閥控制從排出口排出的空氣的流量，可將單元內(nèi)部的氣體壓力維持在130kpa(abs)。

標(biāo)號(hào)的說明：

標(biāo)號(hào)1表示電氣安裝單元；

標(biāo)號(hào)2表示操作面板；

標(biāo)號(hào)3表示半導(dǎo)體繼電器；

標(biāo)號(hào)4表示程序裝置；

標(biāo)號(hào)5表示具有耐爆結(jié)構(gòu)的金屬容器；

標(biāo)號(hào)6表示空氣或不活潑氣體的導(dǎo)入口；

標(biāo)號(hào)7表示空氣或不活潑氣體的排出口；

標(biāo)號(hào)8表示壓力調(diào)整器；

標(biāo)號(hào)9表示接納容器；

標(biāo)號(hào)10表示控制電源斷路器；

標(biāo)號(hào)11表示加熱器溫度調(diào)節(jié)器；

標(biāo)號(hào)12表示安全保持器；

標(biāo)號(hào)13表示電源；

標(biāo)號(hào)14表示加熱器斷路器；

標(biāo)號(hào)15表示控制設(shè)備；

標(biāo)號(hào)16表示氫的提純筒；

標(biāo)號(hào)16’表示不活潑氣體的提純筒；

標(biāo)號(hào)17表示熱交換器；

標(biāo)號(hào)18表示氣體壓縮機(jī)；

標(biāo)號(hào)19表示熱泵冷卻機(jī)；

標(biāo)號(hào)20表示制冷劑運(yùn)送器；

標(biāo)號(hào)21表示壓力調(diào)整裝置。