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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrvorrichtung, die in einer
Einrichtung zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen, Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
oder Chemikalien, einer Produktionsstraße für Lebensmittel oder dergleichen
verwendbar ist, sowie auch ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung
aufweist.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In
einem Leitungssystem in einer Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen,
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
oder Chemikalien, einer Produktionsstraße für Lebensmittel oder dergleichen
ist entsprechend dem Zweck des Leitungssystem höhere Integrität erforderlich.
In einem Leitungssystem für
eine Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen erhöht sich
beispielsweise mit dem Fortschreiten der Integration einer Halbleitervorrichtung
die Anzahl der Reinigungsschritte in unterschiedlichen Reinigungseinrichtungen,
die eine Lösung
für ein
Halbleiter-Nassverfahren liefern, immer weiter. Daher ist die Sauberkeit
eines Reinigungsverfahrens zur Erzielung höherer Integrität erforderlich. Dementsprechend
werden an die Technik zur sauberen Zuführung von Reinigungsflüssigkeit,
die hochreines Wasser oder eine Chemikalie enthält, zu einer Reinigungseinrichtung
strengere Anforderungen gestellt. Gemäß dem gegenwärtigen Stand
der Technik wird eine Chemikalie in Verfahren zum Mischen, Verdünnen und
Transport in einem Chemikalienzuleitungssystem kontaminiert. Die
Sauberkeit der Wafer muss jedoch für das Zeitalter der Größenordnungen von
unter einem Viertelmikrometer geeignet sein. Als Chemikalienzuleitungssystem
ist ein System vom Massenpräparationstyp
bekannt. In dem System werden Chemikalien aus einem Aufnahmebehälter zu
einem Verdünnungs-
und Mischbehälter
geleitet, um auf eine gewünschte
Zusammensetzung oder Konzentration eingestellt zu werden, weiter
aus einem Zufuhrbehälter
durch eine Langstreckenleitung zu einem Speicherbehälter in
einer Nassstation gepumpt und dann über eine Pumpe und einen Filter
zu einem Reinigungsbehälter
geleitet (siehe beispielsweise die offengelegten
japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-265945 und
11-70328 ).
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Ein
Beispiel für
unterschiedliche Rohrvorrichtungen, die auf ein Leitungssystem einer
solchen Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
anwendbar sind, ist eine Wärmeaustauscher,
der in
18 und
19 gezeigt
wird. Der Wärmeaustauscher
ist in der Weise ausgestaltet, dass eine ausreichende Dichtungseigenschaft
in einem Gehäuse
71 sichergestellt
ist, durch das Wärmeaustauschleitungen
70 geführt sind,
wodurch ermöglicht
wird, dass das Gehäuse
einem inneren Druck eines geeigneten Niveaus standhält. Der
Wärmeaustauscher
ist folgendermaßen
aufgebaut (siehe beispielsweise die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 10-160362 ).
Der Körper
des Gehäuses
71 ist
durch eine zylindrische Schale
72 ausgebildet. Eine Vielzahl
von Metall-Befestigungselementen
73 wie z. B. Verbindungsstangen
oder durchgängigen
Bolzen sind parallel zueinander am Außenumfang der Schale
72 angeordnet,
um sich in Längsrichtung
der Schale zu erstrecken. Die beiden Endabschnitte jedes der Metall-Befestigungselemente
73 sind
durch Deckelbauelemente
74 hindurchgeführt, die jeweils auf den Endabschnitten
der Schale
72 angeordnet sind. Muttern
75 sind
an Außengewindeabschnitten
der Enden der Metall-Befestigungselemente
73 befestigt,
die von den Deckelbauelementen
74 abstehen, so dass die
Verbindungsstellen zwischen den Enden der Schale
72 und
anliegenden Flächen
der Deckelbauelemente
74 eng abgedichtet sind. Infolgedessen
ist das Gehäuse
71 hermetisch
abgedichtet. Außerdem sind
O-Ringe
76, die als Dichtungselemente dienen, zwischen
den Enden der Schale
72 und den anliegenden Flächen der
Deckelbauelemente
74 eingefügt (siehe die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr.
10-160362 ).
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In
einem solchen Chemikalienzuleitungssystem vom Massenpräparationstyp
wird es als Problem erkannt, dass Partikel oder Metallkontaminationen aus
unterschiedlichen mit Flüssigkeit
in Kontakt stehenden Abschnitten von Komponenten aller Vorrichtungen
erzeugt werden; einschließlich
Speicherbehältern,
Leitungen, Verbindungen, Pumpen, Wärmeaustauschern, Durchflussmessern,
Filtern und Entlüftungsmodulen.
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Andererseits
entsteht durch eine erhöhte Reinigungsgeschwindigkeit
in einer Substratreinigungseinrichtung zum Reinigen eines Halbleiterwafers
oder dergleichen insofern ein Problem, als die gesamte Einrichtung
dadurch größer und
komplizierter wird. Insbesondere wird ein Leitungssystem, das durch
unterschiedliche Vorrichtungen gebildet wird, in einem Reinraum
angeordnet und muss daher miniaturisiert und kompakter gestaltet
werden.
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In
unterschiedlichen Rohrvorrichtungen werden, da häufig Metallwerkstoffe verwendet
werden, Metallkontaminationen erzeugt, und die Form der Vorrichtung
ist fest. Daher bietet das Leitungssystem nur geringe Freiheiten
hinsichtlich der Gestaltung, es entsteht leicht ein toter Raum in
Leitungen, und das Leitungssystem wird tendenziell größer. Infolgedessen
sind in solchen Rohrvorrichtungen, einschließlich Maschinen wie z. B. einer
Reinigungseinrichtung, Verringerungsmöglichkeiten hinsichtlich Größe und Kosten
begrenzt. Außerdem
gibt es keine Vorrichtung, die eine Form aufweist, welche flexibel
die Anforderung erfüllen
kann, ein bestehendes Leitungssystem zu modifizieren. Die Modifikation
eines Leitungssystems ist infolgedessen räumlich stark eingeschränkt.
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Zwischen
dem Wärmeaustauscher
(der Rohrvorrichtung), in dem die Verbindungsstellen zwischen den
Endabschnitten der Schale 72 und den Deckelbauelementen 74 durch
Befestigung der Muttern 75 an den Metall-Befestigungselementen 73 wie z.
B. Verbindungsstangen oder durchgängigen Bolzen abgedichtet sind,
wird zum Erzielen der Abdichtung eine große Anzahl Komponenten verwendet, und
daher erhöhen
sich die Kosten und die Größe der Gehäusestruktur.
In dem Fall, dass der Wärmeaustauscher
an einer Stelle installiert wird, die der Schwefelsäureatmosphäre oder
dergleichen ausgesetzt ist, korrodieren die Metall-Befestigungselemente 73 leicht,
und es kommt unvermeidlich zu Metallverschmutzungen. In jüngerer Zeit
ist es daher dringend erforderlich, die Verwendung solcher Metall-Befestigungselemente
insbesondere auf dem Gebiet der Halbleitervorrichtungen einzuschränken.
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Um
eine Lockerung der Metall-Befestigungselemente 73 zu vermeiden,
ist es notwendig, die Metall-Befestigungselemente 73 periodisch
nachzuziehen. Die Metall-Befestigungselemente 73 werden
jedoch generell in einer Vielzahl oder einer Anzahl von wenigstens
vier verwendet, und daher entsteht leicht eine Streuung des Nachziehgrades
der Metall-Befestigungselemente 73. Diese Streuung kann
zu einer Verformung der Deckelbauelemente 74 und der Schale 72 führen. Wenn
die Deckelbauelemente 74 oder die Schale 72 verformt
sind, kommt es zu Verdrehungen oder Verwerfungen zwischen den Endabschnitten
der Schale 72 und den Deckelbauelementen 74, wodurch
das Problem entsteht, dass es zu lokaler Konzentration von Spannungen
kommt, wodurch die Entwicklung allmählicher Verformung gefördert wird.
Außerdem
stimmt die zentrale Achse einer Metallverbindungsstange, die als
eines der Metall-Befestigungselemente 73 dient, nicht mit
derjenigen einer Metallhülse
für die
Befestigungsstange überein,
und die Stange sowie die Hülse
reiben aneinander, so dass insofern Probleme entstehen, als der Gleitwiderstand
erhöht
wird und Abriebstaub erzeugt wird, der Metallpulver enthält. Wenn
die Schale 72 oder die Deckelbauelemente 74 verformt
sind, muss eine solche Komponente durch eine neue ersetzt werden.
In der Regel sind diese Komponenten als spanend bearbeitete Artikel
ausgebildet und daher relativ teuer. Dementsprechend hat der Wärmeaustauscher
eine Ausgestaltung, bei der eine Wiederverwertung, wobei ein Vorrichtungselement
(beispielsweise die Wärmeaustauschleitungen 70)
auch nach Austausch der Gehäusestruktur
durch eine neue noch zu verwenden ist, kaum durchgeführt wird.
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Bei
dem Wärmeaustauscher
mit der Verbindungsstruktur, bei der die als Dichtungselemente dienenden
O-Ringe 76 zwischen den Endabschnitten der Schale 72 und
den anliegenden Flächen
der Deckelbauelemente 74 eingefügt sind, sind die Korrosionsbeständigigkeit
und der Betriebstemperaturbereich durch die Verwendung der O-Ringe 76 begrenzt.
Eine Chemikalie mit hoher Temperatur kann beispielsweise nicht durch
einen Raum geleitet werden, der mit den O-Ringen 76 in
Kontakt steht. Außerdem
könnte
aus den O-Ringen 76 erzeugter Staub zu einem Verschmutzungsproblem
führen.
In der neueren Halbleitervorrichtungstechnik ist es daher dringend
erforderlich, die Verwendung solcher O-Ringe einzuschränken.
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In
dem Fall, dass ein Wärmeaustauscher dieser
Art für
Chemikalien oder dergleichen verwendet werden soll, bestehen die
Schale 72, die Deckelbauelemente 74 und ähnliche
Komponenten oft aus einem Fluorharz mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigigkeit
wie z. B. PTFE oder PFA. Ein Fluorharz weist jedoch hohe Lubrizität auf, und
daher kommt es in den Verbindungsabschnitten zwischen der Schale 72 und
den Deckelbauelementen 74 zu allmählicher Verformung aufgrund
von Vibrationen oder Wärme einer
Leitung. Infolgedessen entsteht das Problem, dass die Metall-Befestigungselemente 73 wie
z. B. Verbindungsstangen oder durchgängige Bolzen sich lockern und
Fluidaustritt aus den Verbindungsabschnitten in den Enden der Schale 72 entsteht.
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Alternativ
können
als Gehäuseverbindungsstruktur
zwischen der Schale 72 und den Deckelbauelementen 74 Gewindeabdichtung
oder Schweißen verwendet
werden. Diese Maßnahmen
sind jedoch nicht sehr wirksam. In einer Dichtungsstruktur, die einfach
auf Gewinden beruht, kann keine hohe Dichtungseigenschaft erzielt
werden, die Druckbeständigkeit
ist nicht ausreichend hoch, und es kommt leicht zu Undichtigkeiten
durch allmähliche
Verformung. Schweißen
erfordert in der Regel eine qualifizierte Technik und lässt sich
nicht als einfache Arbeit durchführen.
Die durch Schweißen
entstehende Struktur weist daher insofern Probleme auf, als die
Produktionseffizienz niedrig ist, die Durchführbarkeit vor Ort gering ist
sowie Wartung und Inspektion schwierig vor Ort durchzuführen sind.
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Die
Erfindung ist durchgeführt
worden, um die Probleme zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Rohrvorrichtung bereitzustellen,
bei der Metallelemente wie z. B. ein Metall-Befestigungselement
nicht verwendet werden und alle Komponenten aus einem Kunstharz
gefertigt sein können,
wodurch die Probleme der Elution von Metall und der Entstehung von
Metallabriebpulver gelöst
werden können, und
die bevorzugt in einer Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
verwendet wird, und auch ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung
aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrvorrichtung bereitzustellen,
welche die Größen unterschiedlicher
Vorrichtungen verringern kann sowie ein Leitungssystem miniaturisieren
und kompakt ausbilden kann, und die bevorzugt in einer Einrichtung
zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wird, und
auch ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrvorrichtung bereitzustellen,
bei der die Anzahl der Komponenten und die Produktionskosten ohne
Verwendung eines Metall-Befestigungselementes
wie z. B. einer Verbindungsstange oder eines durchgängigen Bolzens
und eines O-Rings verringert werden können, die eine Gehäusestruktur
von hoher Druckbeständigkeit
und eine Dichtungsstruktur von hoher Zuverlässigkeit aufweist und die bevorzugt
in einer Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
verwendet wird, und auch ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung
aufweist.
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Wiederum
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrvorrichtung
bereitzustellen, die auch dann, wenn alle Komponenten aus einem
Fluorharz gefertigt sind, eine hohe Dichtungseigenschaft sicherstellen
kann und in einer chemischen Widerstandsatmosphäre angewendet und installiert werden
kann, und auch ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung
aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Rohrvorrichtung der Erfindung ist eine Rohrvorrichtung gemäß Anspruch
1. Gemäß der Ausgestaltung
ist es möglich,
die Aufgaben zu erfüllen.
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Das
Leitungssystem der Erfindung weist eine Rohrleitung und die oben
genannte Rohrvorrichtung auf, die in der Mitte der Rohrleitung angeordnet ist.
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In
diesem Fall können
das gesamte Rohr, die Deckelbauelemente und die Überwurfmuttern aus einem Fluorharz
geformt sein, das ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Korrosionsbeständigigkeit aufweist,
oder aus einem antistatischen Fluorharz, das ein elektrisch leitendes
Material enthält.
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Folgendes
sind Beispiele für
das Vorrichtungselement. Beispielsweise kann das Vorrichtungselement
ausgestaltet sein durch: ein Wärmeaustauschrohr,
das aus einem Fluorharz gefertigt ist und das durch das Gehäuse hindurchgeführt ist,
und Verbindungsabschnitte, mit denen jeweils Leitungen zum Einleiten
und Auslassen einer Flüssigkeit
verbunden sind, die zwischen einer inneren Seite des Gehäuses und
einer äußeren Seite
des Wärmeaustauschrohrs
hindurchgeleitet wird. Gemäß der Ausgestaltung
kann die Rohrvorrichtung als Wärmeaustauscher
ausgestaltet sein. Ist das Vorrichtungselement ein in dem Gehäuse untergebrachtes
Filterelement, so kann die Rohrvorrichtung als Filtervorrichtung
ausgestaltet sein. Wenn das Vorrichtungselement durch einen Ultraschalloszillator
und einen Ultraschallempfänger
ausgestaltet ist, die als Ultraschalldurchflussmesser verwendet
werden und die jeweils in den Deckelbauelementen in den Enden des Rohrs
aufgenommen sind, kann die Rohrvorrichtung als Ultraschalldurchflussmesser
ausgestaltet sein. Wenn das Vorrichtungselement ein Entlüftungsventil ist,
das in einem der Deckelbauelemente aufgenommen ist, kann die Rohrvorrichtung
als Entlüftungsvorrichtung
ausgestaltet sein. Wenn das Vorrichtungselement durch gaspermeable
Rohre, die durch das Rohr geführt
sind, und eine Entlüftungsöffnung ausgestaltet
ist, die in einem der Deckelbauelemente angeordnet ist, kann die
Rohrvorrichtung als Entlüftungsmodul
ausgestaltet sein. Wenn das Vorrichtungselement durch gaspermeable
Rohre, die durch das Rohr hindurchgeführt sind, und eine Zufuhröffnung für lösliches
Gas ausgestaltet ist, die in einem der Deckelbauelemente angeordnet
ist, kann die Rohrvorrichtung als Gaslösungsvorrichtung ausgestaltet
sein.
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Die
so ausgestaltete Rohrvorrichtung kann durch den Dichtungsabschnitt,
in dem der Endabschnitt des Rohrs und die Dichtungsfläche des Deckelbauelementes
durch einen einfachen Vorgang der Befestigung der Überwurfmutter
an einem Endabschnitt des Deckelbauelementes eng miteinander in
Kontakt gebracht sind, auf sichere Weise hermetisch abgedichtet
sein. Daher ist es möglich,
eine Rohrvorrichtung zu erzielen, in der anders als im herkömmlichen
Stand der Technik die Anzahl der Komponenten und die Produktionskosten
ohne Verwendung eines Metall-Befestigungselementes wie z. B. einer
Verbindungsstange oder eines durchgängigen Bolzens sowie eines
O-Ringes verringert werden können
und die eine Gehäusestruktur
von hoher Druckbeständigkeit
sowie eine Dichtungsstruktur von hoher Zuverlässigkeit aufweist, und auch
ein Leitungssystem, das eine solche Rohrvorrichtung aufweist.
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In
der Rohrvorrichtung kann eine druckdichte Dichtungsstruktur verwendet
werden, bei der anders als bei der herkömmlichen Gehäuseverbindungsstruktur
keine Verbindungsstangen oder durchgängigen Bolzen verwendet werden
und eine schlanke Gehäusestruktur
realisiert werden kann und die Dichtungseigenschaft durch Nachziehen
einer einzelnen Überwurfmutter
einheitlich sichergestellt werden kann. In der Rohrvorrichtung kann
nämlich
eine Dichtungsstruktur, deren Zuverlässigkeit höher ist als in dem Fall, in
dem Verbindungsstangen oder durchgängige Bolzen verwendet werden,
einfach durch Abdichten jedes der Verbindungsabschnitte zwischen
den Endabschnitten des Rohrs und den Deckelbauelementen mit der
einzelnen Überwurfmutter erzielt
werden. Außerdem
ermöglicht
die Rohrvorrichtung mit dem schlanken Gehäuse die Miniaturisierung und
kompakte Gestaltung eines Leitungssystems. In der Rohrvorrichtung
kann die Dichtungseigenschaft jederzeit durch Nachziehen der Überwurfmuttern
sichergestellt werden, und daher wird die Zuverlässigkeit, verglichen mit dem
Fall, in dem die Gewindeabdichtung oder O-Ring-Abdichtung verwendet wird,
länger
auf hohem Niveau gehalten. In der Rohrvorrichtung ist nur die Durchführung der
einfachen Maßnahme
notwendig, dass die einzelne Überwurfmutter
nachgezogen wird. Anders als bei der durch Schweißen erzeugten
Verbindungsstruktur wird daher die Arbeit vor Ort erleichtert, und
Wartung sowie Inspektion vor Ort sind leicht durchführbar.
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Da
kein Metallelement wie z. B. ein Metall-Befestigungselement verwendet
wird, ist es möglich,
die Probleme der Elution von Metall und Entstehung von Metallabriebpulver
zu lösen.
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Wenn
die Überwurfmutter
befestigt ist, kann der gesamte Außenumfang des Endabschnittes
des Rohrs einheitlich gepresst werden, und daher wird eine unabsichtliche
Verformung des Rohrs und des Deckelbauelementes verhindert. Daher
ist es möglich,
die Probleme allmählicher
Verformung und des Auswechselns dieser Elemente zu lösen.
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Wird
die Überwurfmutter
gelockert, so kann das Deckelbauelement leicht von dem Endabschnitt des
Rohrs gelöst
werden. Daher kann stagnierendes Fluid, das in dem Rohr steht, leicht
entfernt werden.
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In
der Rohrvorrichtung, die in einer Rohrleitung des Leitungssystems
anzuordnen ist, kann auch dann, wenn in dem Rohr ein innerer Druck
entsteht, die Luftdichtigkeit einfach durch Befestigen der Überwurfmutter
aufrechterhalten werden, und die Entstehung von Fluidaustritt kann
verhindert werden. Anders als im herkömmlichen Stand der Technik
kann daher die Verwendung eines O-Ringes entfallen, und alle Komponenten
können
aus einem Fluorharz geformt sein. Infolgedessen kann die Rohrvorrichtung für stark
korrosive Chemikalien hoher Temperatur hinreichend geeignet sein
und kann in einer chemischen Widerstandsatmosphäre angewendet und installiert
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, das die gesamte Ausgestaltung einer Einrichtung zum
Reinigen eines Halbleiterwafers (Substrates) zeigt, einschließlich eines
Chemikalienzuleitungssystems, das ein Beispiel für das Leitungssystem der Erfindung
ist;
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2 ist
eine Schnittansicht eines Wärmeaustauschers,
der ein Beispiel für
die Rohrvorrichtung der in 1 gezeigten
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
einer Struktur zum Verbinden eines Endabschnittes eines Rohrs und
eines Deckelbauelementes des Wärmeaustauschers
aus 2;
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4 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für das Wärmeaustauschrohr des Wärmeaustauschers
aus 2 in einer 2 entsprechenden
Weise zeigt;
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5 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für das Wärmeaustauschrohr des Wärmeaustauschers
aus 2 in einer 2 entsprechenden
Weise zeigt;
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6 ist
eine Schnittansicht, die wiederum ein weiteres Beispiel für das Wärmeaustauschrohr des
Wärmeaustauschers
aus 2 in einer 2 entsprechenden
Weise zeigt;
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7 ist
eine Schnittansicht einer Filtervorrichtung, die ein weiteres Beispiel
für die
Rohrvorrichtung gemäß der Ausführungsform
der Erfindung ist;
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8 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für die Filtervorrichtung der
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Schnittansicht eines Ultraschalldurchflussmessers, der ein
weiteres Beispiel für
die Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung ist;
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10 ist
eine Schnittansicht einer manuellen Entlüftungsvorrichtung, die wiederum
ein weiteres Beispiel für
die Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung ist;
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11 ist
eine Schnittansicht einer automatischen Entlüftungsvorrichtung, die wiederum
ein weiteres Beispiel für
die Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung ist;
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12 ist
eine Schnittansicht eines Entlüftungsmoduls,
das wiederum ein weiteres Beispiel für die Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung ist;
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13 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für ein Gehäuse der Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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14 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für das Gehäuse der Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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15 ist
eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für einen Dichtungsabschnitt
der Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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16 ist
eine Schnittansicht, die wiederum ein weiteres Beispiel für den Dichtungsabschnitt
der Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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17 ist
eine Schnittansicht, die wiederum ein weiteres Beispiel für den Dichtungsabschnitt
der Rohrvorrichtung der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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18 ist
eine Vorderansicht einer Rohrvorrichtung (eines Wärmeaustauschers)
eines Beispieles gemäß dem herkömmlichen
Stand der Technik, und
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19 ist
eine Schnittansicht des Wärmeaustauschers
aus 18.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm, das die gesamte Ausgestaltung einer Einrichtung zum
Reinigen eines Halbleiterwafers (Substrates) zeigt, einschließlich eines Chemikalienzuleitungssystems,
das ein Beispiel für
das Leitungssystem der Erfindung ist. In der Figur bezeichnet A
eine Reinigungskammer, in der ein Wafer (Substrat) W angeordnet
ist, um gereinigt zu werden, und B bezeichnet ein Chemikalienzuleitungssystem,
das Reinigungsflüssigkeit
in einer gewünschten
Konzentration produziert und die Flüssigkeit zu der Reinigungskammer
A leitet. Das Chemikalienzuleitungssystem B umfasst: einen Chemikalienspeicherbehälter 100,
der eine Chemikalie in unverdünntem
Zustand enthält,
eine Chemikalienzufuhreinrichtung 101, die mit dem Chemikalienspeicherbehälter 100 verbunden
ist und die Chemikalie zuführt, eine
Zuleitung 102, die mit der Chemikalienzufuhreinrichtung 101 verbunden
ist und die als Bahn für hochreines
Wasser dient, das mit der Chemikalie vermischt ist, ein Paar Ausgabedüsen 103, 104,
die in einem nachgelagerten Abschnitt der Zuleitung 102 angeordnet
sind, so dass sie Flächen
des in der Reinigungskammer A angeordneten Wafers W gegenüberliegen,
und ein Steuerungssystem 105, das unterschiedliche Zustände einstellt,
beispielsweise die Konzentration und die Strömungsmenge der aus den Ausgabedüsen 103, 104 zugeführten Reinigungsflüssigkeit.
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Die
Chemikalienzufuhreinrichtung 101 umfasst: eine Chemikalienzufhrpumpe 106,
eine Verbindungsleitung 107, welche die Zuleitung 102 mit
der Chemikalienzufuhrpumpe 106 verbindet, um einen Strömungsweg
zu bilden, und ein Kapillarelement 108, welches das Innere
des Verbindungsrohrs 107 direkt mit dem Inneren der Zuleitung 102 verbindet. Wenn
die Chemikalienzufuhrpumpe 106 betrieben wird, wird die
Chemikalie aus dem Kapillarelement 108 in das hochreine
Wasser in der Zuleitung 102 ausgegeben.
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In
der Zuleitung 102 sind angeordnet: Strömungsmengeneinstellungsmittel 109 zum
Einstellen der Strömungsmenge
des durch die Zuleitung 102 geleiteten hochreinen Wassers;
Konzentrationseinstellungsmittel 110 zum Einstellen der
Konzentration der durch die Zuleitung 102 geleiteten Reinigungsflüssigkeit
und Mischmittel 111, die in einem Abschnitt angeordnet
sind, wo die Zuleitung 102 und das Kapillarelement 108 miteinander
verbunden sind, um eine Rotationsströmung in der Reinigungsflüssigkeit
zu erzeugen, um diese zu verrühren,
wodurch die Reinigungsflüssigkeit
einförmig
gestaltet wird.
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Das
Steuerungssystem 105 umfasst: Chemikalienzufuhrsteuerungsmittel 112 zum
Einstellen der Menge der Chemikalie, die dem hochreinen Wasser durch
die Chemikalienzufuhrpumpe 106 zuzuführen ist, und zum Betreiben
der Strömungsmengeneinstellungsmittel 109,
sowie Konzentrationssteuerungsmittel 113 zum Betreiben
der Konzentrationseinstellungsmittel 110. Die Chemikalienzufuhrsteuerungsmittel 112 und
die Konzentrationssteuerungsmittel 113 sind miteinander
verbunden. Ein Ergebnis der Konzentrationssteuerung durch die Konzentrationssteuerungsmittel 113 wird
in die Chemikalienzufuhrsteuerungsmittel 112 zurückgegeben,
um die Chemikalienzufuhrpumpe 106 zu steuern, wodurch die
Zufuhrmenge der Chemikalie eingestellt wird.
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Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Rohrvorrichtung,
die aus Rohrvorrichtungen unterschiedlicher Art ausgewählt ist,
an einer geeigneten Stelle der Leitungen in dem Chemikalienzuleitungssystem
B angeordnet ist und die Rohrvorrichtung auf folgende Weise ausgestaltet
ist.
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1 zeigt
eine Ausführungsform,
in der ein Wärmeaustauscher 114,
der eine Rohrvorrichtung ist, in der Mitte der Zuleitung 102 angeordnet
ist, die eine Leitung des Chemikalienzuleitungssystems B ist. Wie
in 2 gezeigt, führt
der Wärmeaustauscher 114 einen
Wärmeaustausch
zwischen einem Fluid, das durch ein Wärmeaustauschrohr 3 geleitet wird,
welches durch das Innere (Wärmeaustauschkammer) 2 eines
Gehäuses 1 hindurchgeführt ist, und
demjenigen aus, das zwischen dem Inneren des Gehäuses 1 und der Außenseite
des Wärmeaustauschrohrs 3 hindurchgeleitet
wird.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt, umfasst das Gehäuse 1:
ein Rohr 4, das den Außenumfang des
Wärmeaustauschrohrs 3 umgibt,
ein Paar Deckelbauelemente 5, welche den einen und den
anderen Endabschnitt des Rohrs 4 jeweils hermetisch verschließen, und Überwurfmuttern 6,
welche die Deckelbauelemente 5 jeweils an den Endabschnitten des
Rohrs 4 befestigen.
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Das
Rohr 4 ist aus einem Kunstharz, beispielsweise einem Fluorharz
mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit
und Korrosionsbeständigigkeit wie
z. B. PFA oder PTFE, oder einem antistatischen Fluorharz, das ein
elektrisch leitendes Material enthält, zu einer zylindrischen
Gestalt geformt. Die Deckelbauelemente 5, die in ähnlicher
Weise aus einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz bestehen, sind in
die Endabschnitte des Rohrs 4 eingeführt und jeweils durch Befestigen
der Überwurfmuttern 6,
die aus einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz bestehen, daran
befestigt.
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Jedes
der Deckelbauelemente 5 ist zu einer Form ausgebildet,
die Folgendes aufweist: einen Körperwandabschnitt 7,
einen Aufnahmeabschnitt 8, der in einem Ende des Körperwandabschnittes 7 geöffnet ist,
und einen Bodenwandabschnitt 9, der das andere Ende des
Körperwandabschnittes 7 verschließt. Wie
in 3 dargestellt, sind erste bis dritte Dichtungsflächen 10 bis 12 innerhalb
des Aufnahmeabschnittes 8 des Deckelbauelementes 5 angeordnet.
Die erste Dichtungsfläche 10 ist
durch eine konisch zulaufende Fläche
ausgestaltet, die weiter innen ausgebildet ist als der Eingang des
Aufnahmeabschnittes 8 des Deckelbauelementes 5,
und bei welcher der Durchmesser allmählich erhöht wird, um sich mit der Achse
C des Deckelbauelementes 5 zu schneiden, oder zu der äußeren Seite
in Richtung der Achse C. Die zweite Dichtungsfläche 11 ist durch eine
konisch zulaufende Fläche
ausgestaltet, die in dem Eingang des Aufnahmeabschnittes 8 ausgebildet
ist und bei welcher der Durchmesser allmählich erhöht wird, um sich mit der Achse
C zu schneiden, oder zu der äußeren Seite
in Richtung der Achse C. Die dritte Dichtungsfläche 12 ist durch eine
ringförmige
Nut 13 ausgestaltet, die in einem inneren Abschnitt des
Aufnahmeabschnittes 8 des Deckelbauelementes 5 und
in der bezüglich
der ersten Dichtungsfläche 10 radial äußeren Seite
ausgebildet ist, und die sich parallel zu der Achse C erstreckt.
Ein Außengewindeabschnitt 14 ist
am Außenumfang
des Aufnahmeabschnittes 8 des Deckelbauelementes 5 ausgebildet.
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Andererseits
sind innere Ringe 15, die aus einem Kunstharz wie z. B.
einem Fluorharz bestehen, jeweils pressend in den einen und den
anderen Endabschnitt des Rohrs 4 eingeführt. Wie in 3 gezeigt,
sind die inneren Ringe 15 zu einer hülsenartigen Form ausgebildet,
die Folgendes aufweist: einen Einpressabschnitt 16, dessen
Abschnittform einer Abakusperle ähnelt
und der pressend in den entsprechenden Endabschnitt des Rohrs 4 einzuführen ist, um
den Durchmesser des Endabschnittes zu erhöhen, wodurch der Endabschnitt
in der Weise erweitert wird, dass er eine bergartige Abschnittform
aufweist, und einen Vorsprungabschnitt 17, der mit dem
Einpressabschnitt 16 kontinuierlich ist und der von dem Endabschnitt
des Rohrs 4 vorstehen soll. In dem Einpressabschnitt 16,
dessen Abschnittform einer Abakusperle ähnelt, ist eine nach außen konisch
zulaufende Fläche 18 auf
einer geneigten Fläche
des Abschnittes ausgebildet, und eine nach innen konisch zulaufende
Fläche 20,
die mit der zweiten Dichtungsfläche 11 zusammenwirkt,
um den Endabschnitt des Rohrs 4 pressend in einem geneigten
Zustand zu halten, um einen zweiten Dichtungsabschnitt 21 auszubilden,
ist auf der anderen geneigten Fläche
ausgebildet. Eine Vorsprungendfläche 22,
die durch eine konisch zulaufende Fläche ausgebildet ist, welche gegen
die erste Dichtungsfläche 10 anliegt,
so dass sie damit in engem Kontakt steht, um einen ersten Dichtungsabschnitt 19 auszubilden,
und ein zylindrischer Abschnitt 24, der in die ringförmige Nut 13 einzupassen
ist, um einen dritten Dichtungsabschnitt 23 auszubilden,
sind in dem Spitzenende des Vorsprungabschnittes 17 angeordnet.
Der innere Durchmesser des inneren Rings 15 ist so eingestellt,
dass er gleich oder im Wesentlichen gleich demjenigen des Rohrs 4 ist,
wodurch ermöglicht
wird, dass das durch den inneren Ring 15 und das Rohr 4 strömende Fluid glatt
strömt,
ohne in der Verbindungsstelle zwischen dem inneren Ring 15 und
dem Rohr 4 zu stagnieren.
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Wie
in 3 gezeigt, ist ein Innengewindeabschnitt 25,
der mit dem Außengewindeabschnitt 14 des
Deckelbauelementes 5 zu verschrauben ist, im Innenumfang
der Überwurfmutter 6 ausgebildet,
ein ringförmiger
Flansch 26 steht von einem Endabschnitt der Überwurfmutter 6 nach
innen vor, und eine Presskante 26a mit einem spitzen oder
rechten Winkel ist in einem axial inneren Ende der Innenumfangsfläche des
ringförmigen
Flansches 26 angeordnet.
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Der
Endabschnitt des Rohrs 4, in den der innere Ring 15 pressend
eingeführt
ist, ist in den Aufnahmeabschnitt 8 des Deckelbauelementes 5 eingeführt, und
der Innengewindeabschnitt 25 der Überwurfmutter 6, der
zuvor lose auf den Außenumfang des
Endabschnittes des Rohrs 4 aufgesetzt ist, wird mit dem
Außengewindeabschnitt 14 des
Deckelbauelementes 5 verschraubt, so dass er befestigt
wird. Entsprechend dieser Befestigung liegt die Presskante 26a der Überwurfmutter 6 gegen
einen Erweiterungs-Basisabschnitt
eines Abschnittes mit langem Durchmesser 27 des Rohrs 4 an,
um den inneren Ring 15 axial zu pressen. Infolgedessen
wird, wie in 3 gezeigt, die Vorsprungendfläche 22 des
inneren Rings 15 gegen die erste Dichtungsfläche 10 des Deckelbauelementes 5 gepresst,
um den ersten Dichtungsabschnitt 19 zu bilden, und der
Endabschnitt des Rohrs 4 wird pressend in einem geneigten
Zustand zwischen der nach innen konisch zulaufenden Fläche 20 des
inneren Rings 15 und der zweiten Dichtungsfläche 11 des
Deckelbauelementes 5 gehalten, wodurch der zweite Dichtungsabschnitt 21 ausgebildet
wird. Außerdem
ist der zylindrische Abschnitt 24 des inneren Rings 15 pressend
in die ringförmige
Nut 13 eingeführt,
um den dritten Dichtungsabschnitt 23 auszubilden. Der erste
bis dritte Dichtungsabschnitt 19, 21, 23 üben eine
Dichtungsfunktion von hoher Zuverlässigkeit aus.
-
Wie
in 2 gezeigt, umfasst das Deckelbauelement 5 in
dem einen Endabschnitt des Rohrs 4 einen Verbindungsabschnitt 29a,
mit dem eine Wärmeaustauschfluid-Einlassleitung 28a,
die eine weitere Leitung ist, zu verbinden ist, und das Deckelbauelement 5 in
dem anderen Endabschnitt umfasst einen Verbindungsabschnitt 29b,
mit dem eine Auslassleitung 28b zu verbinden ist, die eine
weitere Leitung ist. Die Verbindungsabschnitte 29a, 29b,
die mit anderen Leitungen zu verbinden sind, sind auf folgende Weise
ausgestaltet. Eine Einlassöffnung 30 für ein Wärmeaustauschfluid
wie z. B. temperaturkontrolliertes Wasser ist in dem Körperwandabschnitt 7 des
einen Deckelbauelementes 5 ausgebildet, und eine Auslassöffnung 31 ist
in dem Körperwandabschnitt 7 des
einen Deckelbauelementes 5 ausgebildet. Endabschnitte der
Wärmeaustauschfluideinlass-
und -auslassleitungen 28a, 28b sind jeweils über eine Überwurfmutter 32 und
einen inneren Ring 33, die aus einem Kunstharz wie z. B.
einem Fluorharz bestehen, mit den Einlass- und Auslassöffnungen 30, 31 verbunden,
so dass das Wärmeaustauschfluid
durch die Einlassöffnung 30,
die Wärmeaustauschkammer 2 des
Rohrs 4 und die Auslassöffnung 31 in
dieser Reihenfolge strömt.
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Die
inneren Strukturen der Einlassöffnung 30 und
der Auslassöffnung 31 sind
in derselben Weise ausgestaltet wie die inneren Strukturen (mit
Ausnahme der Durchmesser) der Aufnahmeabschnitte 8 der Deckelbauelemente 5.
Die inneren Ringe 33, deren Abschnittform mit derjenigen
der inneren Ringe 15 für die
Endabschnitte des Rohrs 4 identisch ist, sind jeweils pressend
in Endabschnitte der Wärmeaustauschfluideinlass-
und -auslassleitungen 28a, 28b eingeführt. In
den Endabschnitten der Einlass- und Auslassleitungen 28a, 28b sind
die Strukturen zum Verbinden mit der Einlassöffnung 30 und der
Auslassöffnung 31 identisch
mit denjenigen der Endabschnitte des Rohrs 4 zum Verbinden
mit den Aufnahmeabschnitten 8 der Deckelbauelemente 5,
und daher wird auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet. Alternativ
können
andere Mittel wie z. B. dasjenige zum direkten Verschweißen oder
Verschrauben der Endabschnitte der Wärmeaustauschflüssigkeiteinlass-
und -auslassleitungen 28a, 28b mit der Einlassöffnung 30 und
der Auslassöffnung 31 als
Strukturen zum Verbinden der Endabschnitte der Wärmeaustauschfluideinlass- und
-auslassleitungen 28a, 28b mit der Einlassöffnung 30 und
der Auslassöffnung 31 verwendet
werden. Dementsprechend können
die Verbindungsabschnitte 29a, 29b durch Verbindungsmittel
wie z. B. Schweiß-
oder Schraubverbindung realisiert werden.
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Das
Wärmeaustauschrohr 3,
das durch ein Spiralrohr gebildet ist, welches aus einem Kunstharz wie
z. B. einem Fluorharz besteht und durch das Chemikalien strömen sollen,
ist durch das Innere des Rohrs 4 hindurchgeführt. Die
Endabschnitte des Wärmeaustauschrohrs 3 sind
aus Auslassöffnungen 34 herausgeführt, die
jeweils in den Bodenwandabschnitten 9 der Deckelbauelemente 5 geöffnet sind,
und sind dann mit einem mittleren Abschnitt der Zuleitung 102 der
Rohrleitung des Chemikalienzuleitungssystems B verbunden. Überwurfmuttern 35,
die aus einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz bestehen, sind
jeweils auf die herausgeführten Endabschnitte
des Wärmeaustauschrohrs 3 aufgesetzt.
Die Überwurfmuttern 35 sind
an den Auslassöffnungen 34 über Hülsen 36 befestigt,
die aus einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz bestehen, wodurch
die Zwischenräume
zwischen den Auslassöffnungen 34 und
dem Endabschnitt des Wärmeaustauschrohrs 3 hermetisch
abgedichtet sind.
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In
dem so ausgestalteten Wärmeaustauscher
wird ein Wärmeaustausch
zwischen einem Fluid wie z. B. einer Chemikalie, die durch das Innere des
Wärmeaustauschrohrs 3 hindurchgeleitet
wird, und dem Wärmeaustauschfluid
wie z. B. temperaturkontrolliertem Wasser durchgeführt, das
durch die äußere Seite
des Wärmeaustauschrohrs 3 in
dem zylindrischen Gehäusekörper des
Rohrs 4 geleitet wird. Anstelle der Konfiguration, in der
ein Fluid wie z. B. eine Chemikalie durch die innere Seite des Wärmeaustauschrohrs 3 und
das Wärmeaustauschfluid
wie z. B. temperaturkontrolliertes Wasser durch die äußere Seite
des Wärmeaustauschrohrs 3 geleitet
wird, kann eine umgekehrte Ausgestaltung verwendet werden, in der
das Wärmeaustauschfluid
wie z. B. temperaturkontrolliertes Wasser durch die innere Seite
des Wärmeaustauschrohrs 3 geleitet
wird und ein Fluid wie z. B. eine Chemikalie durch die äußere Seite
des Wärmeaustauschrohrs 3 geleitet
wird.
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Wie
in 4 dargestellt, können alternativ die Endabschnitte
des Wärmeaustauschrohrs 3 aus Auslassöffnungen 34 herausgeführt sein,
die in den Körperwandabschnitten 7 der
Deckelbauelemente 5 geöffnet
sind, und die Einlass- und Auslassöffnungen 30, 31 für ein Fluid
wie z. B. eine Chemikalie können jeweils
in den Bodenwandabschnitten 9 der Deckelbauelemente 5 angeordnet
sein.
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Wie
in 5 dargestellt, kann alternativ das Wärmeaustauschrohr 3,
durch welches ein Fluid wie z. B. eine Chemikalie oder das Wärmeaustauschfluid wie
z. B. temperaturkontrolliertes Wasser geleitet wird, durch ein einzelnes
gerades Rohr ausgebildet sein, das aus einem Fluorharz besteht.
Ebenfalls in der Alternative sind wie in dem in 3 gezeigten Fall,
in dem das Wärmeaustauschrohr
durch ein Spiralrohr ausgebildet ist, die Endabschnitte des Wärmeaustauschrohrs 3 aus
Auslassöffnungen 34 herausgeführt, die
in den Bodenwandabschnitten 9 der Deckelbauelemente 5 geöffnet sind. Überwurfmuttern 37,
die aus einem Kunstharz wie z. B. Fluorharz bestehen, sind jeweils
auf die herausgeführten
Endabschnitte des Wärmeaustauschrohrs 3 aufgesetzt. Die Überwurfmuttern 37 sind
an den Auslassöffnungen 34 über Hülsen 38 befestigt,
die aus einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz bestehen, wodurch
die Zwischenräume
zwischen den Auslassöffnungen 34 und
den Endabschnitten des Wärmeaustauschrohrs 3 hermetisch
abgedichtet sind.
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Wie
in 6 gezeigt, kann alternativ das Wärmeaustauschrohr 3,
durch das ein Fluid wie z. B. eine Chemikalie oder das Wärmeaustauschfluid
wie z. B. temperaturkontrolliertes Wasser geleitet wird, durch mehrere
gerade, aus einem Fluorharz bestehende Rohre ausgebildet sein, die
denjenigen aus dem in 19 gezeigten herkömmlichen
Wärmeaustauscher ähnlich sind.
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(Weitere Ausführungsformen der Rohrvorrichtung)
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Anstelle
des Wärmeaustauschers 114 können als
Rohrvorrichtung andere Vorrichtungen verwendet werden, wie z. B.
in 7 und 8 gezeigte Filtervorrichtungen,
ein in 9 gezeigter Ultraschalldurchflussmesser, eine
in 10 gezeigte manuelle Entlüftungsvorrichtung, eine in 11 gezeigte
automatische Entlüftungsvorrichtung
und ein in 12 gezeigtes Entlüftungsmodul.
Jede der Vorrichtungen ist entsprechend ihrer besonderen Funktion
an einer geeigneten Stelle der Rohrleitung in dem Chemikalienzuleitungssystem
B angeordnet.
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Unter
Bezugnahme auf 7 ist in der Filtervorrichtung 115 ein
Filterelement 3, das als Vorrichtungselement dient, in
dem Gehäuse 1 untergebracht.
Beispielsweise ist das Filterelement 3 folgendermaßen ausgestaltet.
Funktionelles Pulver aus Keramik, aktivierter Holzkohle, Titanoxid
oder einem ähnlichen
Material wird in einem Träger
wie z. B. Kunstfasern getragen. Beispielsweise wird reines Wasser,
das aus der in dem Deckelbauelement 5 angeordneten Einlassöffnung 30 in
das Gehäuse strömt, durch
das Filterelement 3 geleitet, um in hochreines Wasser umgewandelt
zu werden. Alternativ kann ein Ionenaustauschharz wie z. B. ein
Siliziumoxidgel in einem Träger
getragen werden, und reines Wasser oder eine Chemikalie, das bzw.
die aus der Einlassöffnung 30 in
das Gehäuse
strömt, wird
durch das Filterelement 3 geleitet, um Metallionen zu entfernen, die
in dem reinen Wasser oder der Chemikalie enthalten sind.
-
Das
Gehäuse 1 der
Filtervorrichtung 115 umfasst: das Rohr 4, die
Deckelbauelemente 5, welche die beiden Endabschnitte des
Rohrs 4 jeweils hermetisch verschließen, und die Überwurfmuttern 6,
welche die Deckelbauelemente 5 jeweils an den Endabschnitten
des Rohrs 4 befestigen. Die Einlassöffnung 30 und die
Auslassöffnung 31,
die in den Deckelbauelementen 5 angeordnet sind, sind mit
geeigneten Stellen der Rohrleitung des Chemikalienzuleitungssystems
B verbunden. Das Rohr 4, die Deckelbauelemente 5 und
die Überwurfmuttern 6 sind
auf dieselbe Weise ausgestaltet wie diejenigen des Wärmeaustauschers 114.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet,
und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
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8 zeigt
ein weiteres Beispiel für
die Filtervorrichtung 115. In der Filtervorrichtung 116 ist
ein Filterelement 3, das durch eine hohle Fasermembran ausgebildet
ist, die als Vorrichtungselement dient, in dem Gehäuse 1 untergebracht,
und beispielsweise wird reines Wasser durch das Filterelement 3 geleitet,
um in hochreines Wasser umgewandelt zu werden. Die übrige Ausgestaltung
ist identisch mit derjenigen der Filtervorrichtung 115.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
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Unter
Bezugnahme auf 9 umfasst in dem Ultraschalldurchflussmesser 117 wie
in dem Fall des Wärmeaustauschers 114 das
Gehäuse 1 Folgendes:
das Rohr 4, die Deckelbauelemente 5, welche die
beiden Endabschnitte des Rohrs 4 jeweils hermetisch verschließen, und
die Überwurfmuttern 6, welche
die Deckelbauelemente 5 jeweils an den Endabschnitten des
Rohrs 4 befestigen. Als Vorrichtungselement ist ein Ultraschalloszillator 51 für den Ultraschalldurchflussmesser
in dem Bodenwandabschnitt 9 eines der Deckelbauelemente 5 für die Enden
des Rohrs 4 des Gehäuses 1 aufgenommen,
und ein Ultraschallempfänger 52 ist
in dem Bodenwandabschnitt 9 des anderen Deckelbauelementes 5 aufgenommen.
-
Der
Ultraschalldurchflussmesser 117 kann die Strömungsmenge
auf der Grundlage des Phänomens
messen, dass eine Doppler-Verschiebung einer Ultraschallwelle durch
das Strömen
von reinem Wasser, hochreinem Wasser, einer Chemikalie oder dergleichen
erfolgt, das bzw. die aus der Einlassöffnung 30, die in
dem Körperwandabschnitt 7 des
einen Deckelbauelements 5 angeordnet ist, in das Gehäuse eintritt
und durch das Rohr 4 zu der Auslassöffnung 31 strömt, die
in dem anderen Deckelbauelement 5 angeordnet ist. Die Einlassöffnung 30 und
die Auslassöffnung 31,
die in den Deckelbauelementen 5 angeordnet sind, sind mit
geeigneten Stellen der Rohrleitung des Chemikalienzuleitungssystems
B verbunden. Die übrigen
Strukturen wie z. B. die Struktur des Gehäuses 1 und die Strukturen
zum Verbinden der Endabschnitte des Rohrs 4 mit den Deckelbauelementen 5 sind
mit denjenigen des Wärmeaustauschers 114 identisch.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
-
Unter
Bezugnahme auf 10 umfasst in der manuellen
Entlüftungsvorrichtung 118 das
Gehäuse 1 Folgendes:
das Rohr 4, das in einer vertikalen Stellung angeordnet
ist, ein Paar oberer und unterer Deckelbauelemente 5, welche
die oberen und unteren Endabschnitte des Rohrs 4 jeweils
hermetisch verschließen,
und die Überwurfmuttern 6,
welche die Deckelbauelemente 5 jeweils an den oberen und
unteren Endabschnitten des Rohrs 4 befestigen. Als Vorrichtungselement
ist die Einlassöffnung 30 in den
Körperwandabschnitt 7 des
oberen Deckelbauelementes 5 aufgenommen, und ein Entlüftungsrohr 53 sowie
ein manuelles Entlüftungsventil 54 sind
in den Bodenwandabschnitt 9 aufgenommen. Die Auslassöffnung 31 ist
in dem Körperwandabschnitt 7 des unteren
Deckelbauelementes 5 angeordnet. Wenn das Entlüftungsventil 54 geöffnet wird,
ist es in der manuellen Entlüftungsvorrichtung 118 möglich, beispielsweise
Luftblasen in reinem Wasser, hochreinem Wasser oder einer Chemikalie
zu entfernen, die aus der Einlassöffnung 30 des oberen
Deckelbauelementes 5 eintritt, in dem Rohr 4 stagniert
und dann durch die Auslassöffnung 31 des
unteren Deckelbauelementes 5 ausströmt. Die Einlassöffnung 30 und die
Auslassöffnung 31,
die in den Deckelbauelementen 5 angeordnet sind, sind mit
geeigneten Stellen der Rohrleitung des Chemikalienzuleitungssystems B
verbunden. Die übrigen
Strukturen wie z. B. die Struktur des Gehäuses 1 und die Strukturen
zum Verbinden der Endabschnitte des Rohrs 4 mit den Deckelbauelementen 5 sind
mit denjenigen des Wärmeaustauschers 114 identisch.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
-
Unter
Bezugnahme auf 11 ist in der automatischen
Entlüftungsvorrichtung 119 ein
automatisches Entlüftungsventil 55,
das in Verbindung mit einem Flüssigkeitspegelsensor 56 funktioniert,
der sich außerhalb
des in einer vertikalen Stellung angeordneten Rohrs 4 befindet,
in dem Entlüftungsrohr 53 angeordnet.
Wenn der Flüssigkeitspegelsensor 56 den Flüssigkeitspegel
in dem Rohr 4 erkennt, wird das Entlüftungsventil 55 geöffnet, so
dass in der Flüssigkeit
stagnierende Luft ausgelassen wird. Die sonstige Ausgestaltung und
Funktion sind identisch mit denjenigen der manuellen Entlüftungsvorrichtung aus 10.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
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Unter
Bezugnahme auf 12 sind in dem Entlüftungsmodul 120 als
Vorrichtungselement mehrere gaspermeable Rohre 57, die
aus einem geschäumten
Fluorharz bestehen, in einem gebündelten
Zustand durch das Rohr 4 geführt, und eine Entlüftungsöffnung 58 ist
in einem der Deckelbauelemente 5 angeordnet. Die beiden
Enden der gaspermeablen Rohre 57 sind kommunizierend mit
einer Einstromleitung 61 und einer Ausströmleitung 62 verbunden,
die durch Einlass- und Auslassöffnungen 59 und 60 geführt sind,
welche jeweils in den Bodenwandabschnitten 9 der Deckelbauelemente 5 an
den Enden des Rohrs 4 angeordnet sind. Die Einströmleitung 61 und
die Ausströmleitung 62 sind
mit geeigneten Stellen der Rohrleitung des Chemikalienzuleitungssystem
B verbunden.
-
In
dem Entlüftungsmodul
wird, während
der Druck des Inneren des Rohrs 4 durch die Entlüftungsöffnung 58 mit
einer Vakuumpumpe oder dergleichen verringert wird, beispielsweise
eine Chemikalie aus der Einströmleitung 61 durch
die gaspermeablen Rohre 57 geleitet, und der Entlüftungsvorgang wird
in der Weise durchgeführt,
dass in der Chemikalie gelöste
Gase wie z. B. Luft durch die peripheren Wände der gaspermeablen Rohre 57 permeieren, um
zu dem Äußeren der
gaspermeablen Rohre 57 abgeführt zu werden. Die Chemikalie,
die dem Entlüftungsprozess
unterzogen wurde, wird in die Ausströmleitung 62 ausgelassen.
Die sonstigen Strukturen wie z. B. die Struktur des Gehäuses 1 sowie
die Strukturen zum Verbinden der Endabschnitte des Rohrs 4 mit
den Deckelbauelementen 5 sind mit denjenigen des Wärmeaustauschers 114 identisch.
Daher sind die identischen Bauteile und Elemente mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
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Das
in 12 gezeigte Entlüftungsmodul 120 kann
auch als Gaslösungsvorrichtung
verwendet werden. Wird das Modul als Gaslösungsvorrichtung verwendet,
so wird die Entlüftungsöffnung 58 als
Zufuhröffnung
für lösliches
Gas verwendet, und beispielsweise hochreines Wasser oder eine Chemikalie werden
aus der Einströmleitung 61 durch
die gaspermeablen Rohre 57 geleitet, während ein lösliches Gas wie z. B. Ozon
unter Druck in das Rohr 4 geleitet wird. Das lösliche Gas
in dem Rohr 4 permeiert durch die periphere Wand der gaspermeablen
Rohre 57, um in dem hochreinen Wasser oder der Chemikalie
in den gaspermeablen Rohren 57 gelöst zu werden. Die zu bearbeitende
Flüssigkeit,
die dem Lösungsprozess
unterzogen wurde, wird in die Ausströmleitung 62 ausgelassen.
-
(Weitere Ausführungsformen des Gehäuses der Rohrvorrichtung)
-
Die
Gesamtform des Gehäuses 1 der
Rohrvorrichtung kann anstelle der Form einer linearen Leitung aus
den oben beschriebenen Ausführungsformen
zu verschiedenen Formen ausgebildet sein, einschließlich einer
in 13 gezeigten L-Form und einer in 14 gezeigten
U-Form. In einem L-förmigen Gehäuse 1,
das in 13 gezeigt wird, werden zwei bzw.
erste und zweite Rohre 4A, 4B, zwei bzw. erste und
zweite Deckelbauelemente 5A, 5B sowie ein Ellenbogenverbindungselement 39 aus
einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz verwendet. In einem U-förmigen Gehäuse 1,
das in 14 gezeigt ist, werden drei
bzw. erstes zweite und dritte Rohre 4A, 4B, 4C,
zwei bzw. erste und zweite Deckelbauelemente 5A, 5B sowie
zwei bzw. erste und zweite Ellenbogenverbindungselemente 39A, 39B aus
einem Kunstharz wie z. B. einem Fluorharz verwendet.
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In
dem in 13 gezeigten L-förmigen Gehäuse 1 sind
die ersten und zweiten Deckelbauelemente 5A, 5B jeweils
durch erste Überwurfmuttern 6 mit
Endabschnitten an einer Seite der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B verbunden,
und die anderen Enden der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B sind durch
das einzelne Ellenbogenverbindungselement 39 und ein Paar
zweiter Überwurfmuttern 40 miteinander
verbunden. In diesem Fall ist die Struktur zum Verbinden der ersten
und zweiten Deckelbauelemente 5A, 5B mit den Endabschnitten
der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B auf dieselbe
Weise ausgestaltet wie diejenige zum Verbinden der Endabschnitte des
Rohrs 4 mit den Deckelbauelementen 5 in den oben
beschriebenen Ausführungsformen.
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In
dem Verbindungselement 39 sind Verbindungsöffnungen 41 in
den Enden geöffnet,
so dass sie rechtwinklig miteinander kommunizieren, und die inneren
Strukturen der Verbindungsöffnungen 41 sind
mit denjenigen der Aufnahmeabschnitte 8 der Deckelbauelemente 5 identisch.
Dementsprechend sind erste bis dritte Dichtungsflächen innerhalb
jeder der Verbindungsöffnungen 41 des
Verbindungselementes 39 angeordnet. Die erste Dichtungsfläche ist durch
eine konisch zulaufende Fläche
ausgestaltet, die weiter innen ausgebildet ist als der Eingang der Verbindungsöffnung 41 und
bei welcher der Durchmesser zu der äußeren Seite in axialer Richtung
allmählich
erhöht
wird. Die zweite Dichtungsfläche
ist durch eine konisch zulaufende Fläche ausgestaltet, bei welcher
der Durchmesser zu der äußeren Seite
in axialer Richtung allmählich
erhöht
wird. Die dritte Dichtungsfläche
ist durch eine ringförmige
Nut ausgestaltet, die in einem inneren Abschnitt der Verbindungsöffnung 41 und
in der hinsichtlich der ersten Dichtungsfläche radial äußeren Seite ausgebildet ist und
die sich parallel zu der Achse erstreckt. Dagegen sind innere Ringe 15 mit
derselben Abschnittform wie innere Ringe 15 in den Endabschnitten
der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B pressend in
die anderen Endabschnitte der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B eingeführt. Daher
ist der andere Endabschnitt des ersten Rohrs 4A mit der
Verbindungsöffnung 41 in dem
einen Ende des Verbindungselementes 39 verbunden, und derjenige
des zweiten Rohrs 4B ist mit der Verbindungsöffnung 41 in
dem anderen Ende verbunden. Diese Verbindungen sind durch Verbindungsstrukturen
ausgeführt,
die identisch mit denjenigen zum Verbinden der Endabschnitte der
ersten und zweiten Rohre 4A, 4B mit den Aufnahmeabschnitten 8 der
ersten und zweiten Deckelbauelemente 5A, 5B sind.
Ein Fluidrohr 3 ist innerhalb des Verbindungselementes 39 rechtwinklig
gebogen.
-
In
dem in 14 gezeigten U-förmigen Gehäuse 1 sind
die Deckelbauelemente 5 durch erste Überwurfmuttern 6 mit
Endabschnitten an einer Seite der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B verbunden,
und das dritte Rohr 4C ist durch die beiden Ellenbogenverbindungselemente 39 und
ein Paar zweiter Überwurfmuttern 40 zwischen
den anderen Endabschnitten der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B verbunden. Auch
in diesem Fall ist die Struktur zum Verbinden der Aufnahmeabschnitte 8 der
ersten und zweiten Deckelbauelemente 5 mit den Endabschnitten
der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B in derselben
Weise ausgestaltet wie diejenige zum Verbinden der Endabschnitte
des Rohrs 4 mit den Deckelbauelementen 5 in den
oben beschriebenen Ausführungsformen.
Die Struktur zum Verbinden der Verbindungsöffnungen 41 der Verbindungselemente 39 mit
den anderen Enden der ersten und zweiten Rohre 4A, 4B und
diejenige zum Verbinden der Verbindungsöffnungen 41 der Verbindungselemente 39 mit
den beiden Enden des dritten Rohrs 4C sind identisch mit
derjenigen zum Verbinden der Endabschnitte der ersten und zweiten
Rohre 4A, 4B mit den Aufnahmeabschnitten 8 der
ersten und zweiten Deckelbauelemente 5A, 5B. Das
Fluidrohr 3 ist innerhalb der Verbindungselemente 39 rechtwinklig
gebogen.
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Alternativ
kann das Gehäuse 1 zu
einer Form ausgebildet sein, in der das L-förmige Gehäuse 1 aus 13 mit
dem U-förmigen
Gehäuse 1 aus 14 kombiniert
ist.
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Wenn
das Gehäuse 1 der
Rohrvorrichtung zu einer L-Form, einer U-Form oder dergleichen ausgebildet
ist, wie oben beschrieben, ist es möglich, ein kompaktes Leitungssystem
zu bauen, in dem ein toter Raum von Rohren effektiv genutzt wird.
Die Vorrichtung kann vorteilhaft zu einer Form ausgebildet sein,
welche die Anforderung der Modifikation eines Rohrsystems erfüllen kann,
beispielsweise eine solche für
eine Neuinstallation einer Rohrvorrichtung in einem vorhandenen
Leitungssystem.
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(Weitere Ausführungsformen des Dichtungsabschnittes)
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In
jedem der Dichtungsabschnitte, die zwischen den Endabschnitten des
Rohrs 4 und den Aufnahmeabschnitten 8 der Deckelbauelemente 5 ausgebildet
sind, wie in der in 3 gezeigten Ausführungsform,
kann die Dichtungseigenschaft sicherer verbessert werden, indem
zusätzlich
zu den ersten und zweiten Dichtungsabschnitten 19, 21 außerdem der
dritte Dichtungsabschnitt 23 durch den zylindrischen Abschnitt 24 des
inneren Rings 15 und die ringförmige Nut 13 des Deckelbauelementes 5 vorgesehen
wird. Die Struktur des Dichtungsabschnittes ist nicht hierauf beschränkt. Wie
in 15 gezeigt, kann beispielsweise eine Struktur
verwendet werden, bei der nur der erste und der zweite Dichtungsabschnitt 19, 21 ausgebildet
sind und der dritte Dichtungsabschnitt 23 entfällt. In
der Struktur ist insbesondere die ringförmige Nut 13 nicht
in einem inneren Abschnitt des Deckelbauelementes 5 ausgebildet, und
der zylindrische Abschnitt 24 ist nicht in dem inneren
Ring 15 angeordnet. In diesem Fall ist die erste Dichtungsfläche 10,
die in einem inneren Abschnitt des Deckelbauelementes 5 angeordnet
ist, durch eine konisch zulaufende Fläche ausgebildet, bei welcher
der Durchmesser allmählich
verringert wird, um sich mit der Achse C in einer entgegengesetzten Richtung
zu derjenigen der zweiten Dichtungsfläche 11 zu überschneiden,
oder zu der äußeren Seite
in der Richtung der Achse C.
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Alternativ
kann eine Dichtungsstruktur so ausgebildet sein, wie in 16 gezeigt.
Ein innerer Ring 45, der aus einem Kunstharz wie z. B.
einem Fluorharz besteht und der eine bogenförmige Abschnittform aufweist,
ist pressend in den Endabschnitt des Rohrs 4 eingeführt, um
den Durchmesser des Endabschnittes zu vergrößern, wodurch der Endabschnitt
erweitert wird, um eine bergartige Abschnittform zu erhalten. Eine Überwurfmutter 6, die
an einen Außengewindeabschnitt 14 des
Deckelbauelementes 5 angeschraubt ist, wird schraubend vorwärtsbewegt,
um den Endabschnitt fest anzubringen. Infolgedessen wird der Endabschnitt
des Rohrs 4 zusammen mit dem inneren Ring 45 gegen
eine konisch zulaufende Dichtungsfläche 46 gepresst, die an
dem Innenumfang des Aufnahmeabschnittes 8 des Deckelbauelementes 5 angeordnet
ist, um eng damit in Kontakt zu stehen, wodurch ein Dichtungsabschnitt 47 gebildet
wird.
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Alternativ
kann eine Dichtungsstruktur wie in 17 gezeigt
ausgestaltet sein. Ein äußerer Ring 48 ist
auf den Endabschnitt des Rohrs 4 aufgesetzt. Der abschließende Abschnitt
des Rohrs 4 ist auf die äußere Fläche des äußeren Ringes 48 zurückgefaltet.
Eine Überwurfmutter 6,
die an einen Außengewindeabschnitt 14 des
Deckelbauelementes 5 angeschraubt ist, wird schraubend
vorwärtsbewegt,
um den abschließenden
Abschnitt fest anzubringen. Infolgedessen wird der Endabschnitt
des Rohrs 4 zusammen mit dem äußeren Ring 48 gegen
eine konisch zulaufende Dichtungsfläche 49 in dem Aufnahmeabschnitt 8 des
Deckelbauelementes 5 gepresst, um eng damit in Kontakt
zu stehen, wodurch ein Dichtungsabschnitt 50 ausgebildet
wird.
-
Es
versteht sich, dass die Erfindung außer einem Chemikalienzuleitungssystem
in einer Einrichtung zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
in ähnlicher
Weise auch auf unterschiedliche Leitungssysteme angewendet werden
kann.