JP2000266297A - 混合ガスの製造方法および製造システム - Google Patents
混合ガスの製造方法および製造システムInfo
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- JP2000266297A JP2000266297A JP11072325A JP7232599A JP2000266297A JP 2000266297 A JP2000266297 A JP 2000266297A JP 11072325 A JP11072325 A JP 11072325A JP 7232599 A JP7232599 A JP 7232599A JP 2000266297 A JP2000266297 A JP 2000266297A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熟練作業者を必要とすることなく成分ガスの容
器への充填精度を向上し、充填時間を短縮でき、充填コ
ストを低減でき、成分ガスの充填工程の自動化に貢献で
きる混合ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填して混合ガスを製造するに際して、各種類の成分ガ
スを個別に供給源から容器へ、ガス流路において互いに
並列配置された複数の自動開閉弁を介して、容器内の成
分ガス重量を測定しつつ充填する。容器内の成分ガス重
量の設定重量への近接に連れて複数の自動開閉弁を順次
閉鎖し、その成分ガス重量が設定重量に対応した時に全
ての自動開閉弁を閉鎖する。
器への充填精度を向上し、充填時間を短縮でき、充填コ
ストを低減でき、成分ガスの充填工程の自動化に貢献で
きる混合ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填して混合ガスを製造するに際して、各種類の成分ガ
スを個別に供給源から容器へ、ガス流路において互いに
並列配置された複数の自動開閉弁を介して、容器内の成
分ガス重量を測定しつつ充填する。容器内の成分ガス重
量の設定重量への近接に連れて複数の自動開閉弁を順次
閉鎖し、その成分ガス重量が設定重量に対応した時に全
ての自動開閉弁を閉鎖する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば炭酸ガスレ
ーザー発振用ガス、培養システム用ガス、半導体製造用
ガス、各種計器校正用の標準ガス等として用いられる混
合ガスを、２種類以上の成分ガスをボンベ等の容器に充
填することで製造する方法とシステムに関する。
ーザー発振用ガス、培養システム用ガス、半導体製造用
ガス、各種計器校正用の標準ガス等として用いられる混
合ガスを、２種類以上の成分ガスをボンベ等の容器に充
填することで製造する方法とシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、複数種類の成分ガスを設定重量
ずつ容器１０１に充填して製造する従来の混合ガス製造
システムを示す。各成分ガスの供給用ボンベ１０２、１
０３、１０４と容器１０１との間のガス流路に、単一の
自動開閉弁１０５と単一の手動開閉弁１０６とが互いに
並列に配置される。その自動開閉弁１０５の入口側は、
各成分ガスの供給源１０２、１０３、１０４の中の何れ
かに、開閉弁１０７、１０８、１０９の開閉により択一
的に接続される。その容器１０１内の各成分ガス重量は
容器１０１の重量と共に電子台秤１１０により測定され
る。その電子台秤１１０に接続されるコンピュータによ
り構成されるコントローラー１１１は、その測定した容
器１０１内の成分ガス重量が設定重量に対して一定割合
（例えば９０〜９８％）に達したならば、その自動開閉
弁１０５に閉鎖信号を出力する。これにより自動開閉弁
１０５が閉鎖された後に、そのコントローラー１１１に
接続される表示器１１２により表示される電子台秤１１
０による測定重量を目安に、容器１０１内の成分ガス重
量が設定重量になるように、人手により手動開閉弁１０
６を開閉操作しつつ、残りのガスを容器１０１に充填し
ていた。この作業を全ての成分ガス毎に行うことで混合
ガスを製造していた。
ずつ容器１０１に充填して製造する従来の混合ガス製造
システムを示す。各成分ガスの供給用ボンベ１０２、１
０３、１０４と容器１０１との間のガス流路に、単一の
自動開閉弁１０５と単一の手動開閉弁１０６とが互いに
並列に配置される。その自動開閉弁１０５の入口側は、
各成分ガスの供給源１０２、１０３、１０４の中の何れ
かに、開閉弁１０７、１０８、１０９の開閉により択一
的に接続される。その容器１０１内の各成分ガス重量は
容器１０１の重量と共に電子台秤１１０により測定され
る。その電子台秤１１０に接続されるコンピュータによ
り構成されるコントローラー１１１は、その測定した容
器１０１内の成分ガス重量が設定重量に対して一定割合
（例えば９０〜９８％）に達したならば、その自動開閉
弁１０５に閉鎖信号を出力する。これにより自動開閉弁
１０５が閉鎖された後に、そのコントローラー１１１に
接続される表示器１１２により表示される電子台秤１１
０による測定重量を目安に、容器１０１内の成分ガス重
量が設定重量になるように、人手により手動開閉弁１０
６を開閉操作しつつ、残りのガスを容器１０１に充填し
ていた。この作業を全ての成分ガス毎に行うことで混合
ガスを製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のシステムでは、
手動開閉弁１０６の開度の微調整を人手により長時間を
かけて、しかも電子台秤１１０による数グラム単位の測
定重量変化を目視により確認しつつ行っている。そのた
め、充填作業に熟練と長時間を要して充填コストが増大
し、さらに、充填誤差が大きく設定重量からの誤差が±
５％以上にもなり、混合ガスの利用価値を低減してい
た。
手動開閉弁１０６の開度の微調整を人手により長時間を
かけて、しかも電子台秤１１０による数グラム単位の測
定重量変化を目視により確認しつつ行っている。そのた
め、充填作業に熟練と長時間を要して充填コストが増大
し、さらに、充填誤差が大きく設定重量からの誤差が±
５％以上にもなり、混合ガスの利用価値を低減してい
た。
【０００４】一方、その電子台秤１１０による測定重量
が容器１０１内のガス重量の設定重量に一致した時に自
動開閉弁１０５を閉鎖することで、手動開閉弁１０６を
用いることなく容器１０１にガスを充填することも可能
である。しかし、電子台秤１１０による重量測定の時間
遅れや、その測定値が設定重量になってから自動開閉弁
１０５が閉鎖されるまでの時間遅れにより、容器１０１
にガスが過剰に充填されてしまう。そのような時間遅れ
の影響を小さくするためにガス流量を小さくすると、充
填完了までに非常に長時間を要する。
が容器１０１内のガス重量の設定重量に一致した時に自
動開閉弁１０５を閉鎖することで、手動開閉弁１０６を
用いることなく容器１０１にガスを充填することも可能
である。しかし、電子台秤１１０による重量測定の時間
遅れや、その測定値が設定重量になってから自動開閉弁
１０５が閉鎖されるまでの時間遅れにより、容器１０１
にガスが過剰に充填されてしまう。そのような時間遅れ
の影響を小さくするためにガス流量を小さくすると、充
填完了までに非常に長時間を要する。
【０００５】そこで、自動開閉弁１０５に代えて、測定
重量に応じてガス流路の開度を自動調節できる単一の自
動開度調節弁を用い、ガス流量を変更することが考えら
れるかもしれない。しかし、そのような自動開度調節弁
においては開度の設定値と実際の開度との誤差が存在
し、また、一つの開度の設定値に対して同一の開度を繰
り返して再現することは困難である。さらに、開度が設
定値に到達するまでの時間遅れが必ず存在する。そのた
め、充填誤差を小さくするのは困難である。しかも、混
合ガスを構成する複数種類の成分ガスの密度、圧力、充
填重量は互いに異なることから、その相違に応じてガス
流量を調節する必要がある。例えば、通常ガスの充填当
初は開度を大きくし、ガスの充填完了直前は開度を小さ
くする必要がある。そうすると、自動開度調節弁により
調節する開度の最小値と最大値との比を極めて大きくし
なければならず、市販されている標準的な仕様の自動開
度調節弁では充分な開度調節が困難で、特殊仕様の自動
開度調節弁を使用する必要があることから充填コストが
増大する。そのため、混合ガスの各成分ガスの充填工程
の自動化は困難であると考えられていた。
重量に応じてガス流路の開度を自動調節できる単一の自
動開度調節弁を用い、ガス流量を変更することが考えら
れるかもしれない。しかし、そのような自動開度調節弁
においては開度の設定値と実際の開度との誤差が存在
し、また、一つの開度の設定値に対して同一の開度を繰
り返して再現することは困難である。さらに、開度が設
定値に到達するまでの時間遅れが必ず存在する。そのた
め、充填誤差を小さくするのは困難である。しかも、混
合ガスを構成する複数種類の成分ガスの密度、圧力、充
填重量は互いに異なることから、その相違に応じてガス
流量を調節する必要がある。例えば、通常ガスの充填当
初は開度を大きくし、ガスの充填完了直前は開度を小さ
くする必要がある。そうすると、自動開度調節弁により
調節する開度の最小値と最大値との比を極めて大きくし
なければならず、市販されている標準的な仕様の自動開
度調節弁では充分な開度調節が困難で、特殊仕様の自動
開度調節弁を使用する必要があることから充填コストが
増大する。そのため、混合ガスの各成分ガスの充填工程
の自動化は困難であると考えられていた。
【０００６】本発明は、上記問題を解決することのでき
る混合ガスの製造方法および製造システムを提供するこ
とを目的とする。
る混合ガスの製造方法および製造システムを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による混合ガスの
製造方法は、複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填するに際して、各種類の成分ガスを個別に供給源か
ら容器へ、ガス流路において互いに並列配置された複数
の自動開閉弁を介して、容器内の成分ガス重量を測定し
つつ充填し、その測定した容器内の成分ガス重量の設定
重量への近接に連れて複数の自動開閉弁を順次閉鎖し、
その測定した成分ガス重量が設定重量に対応した時に全
ての自動開閉弁を閉鎖することを特徴とする。本発明方
法によれば、容器への成分ガスの充填当初においては全
ての自動開閉弁を介して容器にガスを高速に供給し、容
器内の成分ガス重量が設定重量に近接するに連れて複数
の自動開閉弁を順次閉鎖することでガス流量を少なく
し、成分ガス重量が設定重量に対応した時に全ての自動
開閉弁を閉鎖することで設定重量の成分ガスを容器に充
填できる。そのガス流量の変更を自動開閉弁の開き状態
から閉じ状態への変更だけで行うので、高速かつ精度よ
く変更できる。これにより、高価な自動開度調節弁を用
いることなく、安価な自動開閉弁を用いて、短時間で精
度良く設定重量の成分ガスを容器に充填できる。
製造方法は、複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填するに際して、各種類の成分ガスを個別に供給源か
ら容器へ、ガス流路において互いに並列配置された複数
の自動開閉弁を介して、容器内の成分ガス重量を測定し
つつ充填し、その測定した容器内の成分ガス重量の設定
重量への近接に連れて複数の自動開閉弁を順次閉鎖し、
その測定した成分ガス重量が設定重量に対応した時に全
ての自動開閉弁を閉鎖することを特徴とする。本発明方
法によれば、容器への成分ガスの充填当初においては全
ての自動開閉弁を介して容器にガスを高速に供給し、容
器内の成分ガス重量が設定重量に近接するに連れて複数
の自動開閉弁を順次閉鎖することでガス流量を少なく
し、成分ガス重量が設定重量に対応した時に全ての自動
開閉弁を閉鎖することで設定重量の成分ガスを容器に充
填できる。そのガス流量の変更を自動開閉弁の開き状態
から閉じ状態への変更だけで行うので、高速かつ精度よ
く変更できる。これにより、高価な自動開度調節弁を用
いることなく、安価な自動開閉弁を用いて、短時間で精
度良く設定重量の成分ガスを容器に充填できる。
【０００８】本発明方法においては、各自動開閉弁から
容器に、各自動開閉弁に直列に接続される絞り部を介し
て成分ガスを充填するのが好ましい。すなわち、複数種
類の成分ガスの密度、圧力、充填重量の相違に応じて、
各自動開閉弁と容器との間のガス流路の開度は絞り部に
より設定される。これにより先に閉じられる自動開閉弁
と容器との間の開度と、後に閉じられる自動開閉弁と容
器との間の開度の比を大きくできる。その結果、充填時
間を短縮すると共に充填重量の設定重量からの誤差を低
減できる。特に、最後に閉鎖される自動開閉弁と容器と
の間の絞り部の開度を、その他の自動開閉弁と容器との
間の絞り部の開度よりも小さくするのが好ましい。これ
により、容器へのガス充填時間をより短縮し、且つ充填
重量の誤差をより低減できる。
容器に、各自動開閉弁に直列に接続される絞り部を介し
て成分ガスを充填するのが好ましい。すなわち、複数種
類の成分ガスの密度、圧力、充填重量の相違に応じて、
各自動開閉弁と容器との間のガス流路の開度は絞り部に
より設定される。これにより先に閉じられる自動開閉弁
と容器との間の開度と、後に閉じられる自動開閉弁と容
器との間の開度の比を大きくできる。その結果、充填時
間を短縮すると共に充填重量の設定重量からの誤差を低
減できる。特に、最後に閉鎖される自動開閉弁と容器と
の間の絞り部の開度を、その他の自動開閉弁と容器との
間の絞り部の開度よりも小さくするのが好ましい。これ
により、容器へのガス充填時間をより短縮し、且つ充填
重量の誤差をより低減できる。
【０００９】本発明システムは、複数種類の成分ガスを
設定重量ずつ容器に充填して混合ガスを製造するシステ
ムであって、各成分ガスの供給源と容器との間のガス流
路において、互いに並列に配置される複数の自動開閉弁
と、それら自動開閉弁の入口側を、各成分ガスの供給源
の中の何れかに択一的に接続する手段と、容器内の成分
ガス重量を測定する手段と、各種類の成分ガス毎に、各
自動開閉弁それぞれに対応付けた閉鎖ガス重量を記憶す
る手段と、その測定した容器内の成分ガス重量が記憶し
た閉鎖ガス重量に対応した時に、その閉鎖ガス重量に対
応付けた自動開閉弁に閉鎖信号を出力する手段とを備
え、その記憶される閉鎖ガス重量は、その測定された容
器内の成分ガス重量の設定重量への近接に連れて複数の
自動開閉弁が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重
量が設定重量に対応した時に全ての自動開閉弁が閉鎖さ
れるように定められていることを特徴とする。本発明シ
ステムにおいて、各自動開閉弁と容器との間のガス流路
において、各自動開閉弁に絞り部が直列に接続されてい
るのが好ましい。本発明システムによれば、本発明方法
を実施することができる。
設定重量ずつ容器に充填して混合ガスを製造するシステ
ムであって、各成分ガスの供給源と容器との間のガス流
路において、互いに並列に配置される複数の自動開閉弁
と、それら自動開閉弁の入口側を、各成分ガスの供給源
の中の何れかに択一的に接続する手段と、容器内の成分
ガス重量を測定する手段と、各種類の成分ガス毎に、各
自動開閉弁それぞれに対応付けた閉鎖ガス重量を記憶す
る手段と、その測定した容器内の成分ガス重量が記憶し
た閉鎖ガス重量に対応した時に、その閉鎖ガス重量に対
応付けた自動開閉弁に閉鎖信号を出力する手段とを備
え、その記憶される閉鎖ガス重量は、その測定された容
器内の成分ガス重量の設定重量への近接に連れて複数の
自動開閉弁が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重
量が設定重量に対応した時に全ての自動開閉弁が閉鎖さ
れるように定められていることを特徴とする。本発明シ
ステムにおいて、各自動開閉弁と容器との間のガス流路
において、各自動開閉弁に絞り部が直列に接続されてい
るのが好ましい。本発明システムによれば、本発明方法
を実施することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に示す混合ガスの製造システ
ムにおいては、第１〜第３成分ガス供給源２、３、４か
ら供給される互いに異なる種類の成分ガスを、配管によ
り構成されるガス流路を介して複数の容器１それぞれに
設定重量ずつ充填する。各ガス供給源２、３、４は、そ
れぞれ複数のガスボンベにより構成される。
ムにおいては、第１〜第３成分ガス供給源２、３、４か
ら供給される互いに異なる種類の成分ガスを、配管によ
り構成されるガス流路を介して複数の容器１それぞれに
設定重量ずつ充填する。各ガス供給源２、３、４は、そ
れぞれ複数のガスボンベにより構成される。
【００１１】そのガス流路は、各ガス供給源２、３、４
に接続される第１〜第３流路５、６、７を有し、それら
第１〜第３流路５、６、７の下流側は第４流路８に合流
され、その第４流路８の下流側は第５〜第８流路９、１
０、１１、１２に分流され、それら第５〜第８流路９、
１０、１１、１２の下流側は第９流路１３に合流され、
その第９流路１３の下流側が各容器１に接続される流路
に分流される。
に接続される第１〜第３流路５、６、７を有し、それら
第１〜第３流路５、６、７の下流側は第４流路８に合流
され、その第４流路８の下流側は第５〜第８流路９、１
０、１１、１２に分流され、それら第５〜第８流路９、
１０、１１、１２の下流側は第９流路１３に合流され、
その第９流路１３の下流側が各容器１に接続される流路
に分流される。
【００１２】上記第５流路９における上流側に第１自動
開閉弁２１が下流側に第１絞り部３１が配置され、第６
流路１０における上流側に第２自動開閉弁２２が下流側
に第２絞り部３２が配置され、第７流路１１における上
流側に第３自動開閉弁２３が下流側に第３絞り部３３が
配置され、第８流路１２における上流側に第４自動開閉
弁２４が下流側に第４絞り部３４が配置されている。こ
れにより、そのガス供給源２、３、４と容器１との間の
ガス流路において第１〜第４自動開閉弁２１、２２、２
３、２４は互いに並列に配置され、各自動開閉弁２１、
２２、２３、２４と容器１との間のガス流路において、
各自動開閉弁２１、２２、２３、２４に絞り部３１、３
２、３３、３４が直列に接続されている。各絞り部３
１、３２、３３、３４は、本実施形態では手動可変絞り
弁により構成される可変絞り部であるが、ガス流れ抵抗
を与えることができるものであればよく、例えば固定オ
リフィスにより構成される固定絞り部でもよい。
開閉弁２１が下流側に第１絞り部３１が配置され、第６
流路１０における上流側に第２自動開閉弁２２が下流側
に第２絞り部３２が配置され、第７流路１１における上
流側に第３自動開閉弁２３が下流側に第３絞り部３３が
配置され、第８流路１２における上流側に第４自動開閉
弁２４が下流側に第４絞り部３４が配置されている。こ
れにより、そのガス供給源２、３、４と容器１との間の
ガス流路において第１〜第４自動開閉弁２１、２２、２
３、２４は互いに並列に配置され、各自動開閉弁２１、
２２、２３、２４と容器１との間のガス流路において、
各自動開閉弁２１、２２、２３、２４に絞り部３１、３
２、３３、３４が直列に接続されている。各絞り部３
１、３２、３３、３４は、本実施形態では手動可変絞り
弁により構成される可変絞り部であるが、ガス流れ抵抗
を与えることができるものであればよく、例えば固定オ
リフィスにより構成される固定絞り部でもよい。
【００１３】上記第１流路５における上流側に第１手動
開閉弁４１が下流側に第１減圧弁５１が配置され、第２
流路６における上流側に第２手動開閉弁４２が下流側に
第２減圧弁５２が配置され、第３流路７における上流側
に第３手動開閉弁４３が下流側に第２減圧弁５３が配置
されている。これにより、第１〜第３手動開閉弁４１、
４２、４３を開閉することで、上記第１〜第４自動開閉
弁２１、２２、２３、２４の入口側を、各ガス供給源
２、３、４の中の何れかに択一的に接続することができ
る。
開閉弁４１が下流側に第１減圧弁５１が配置され、第２
流路６における上流側に第２手動開閉弁４２が下流側に
第２減圧弁５２が配置され、第３流路７における上流側
に第３手動開閉弁４３が下流側に第２減圧弁５３が配置
されている。これにより、第１〜第３手動開閉弁４１、
４２、４３を開閉することで、上記第１〜第４自動開閉
弁２１、２２、２３、２４の入口側を、各ガス供給源
２、３、４の中の何れかに択一的に接続することができ
る。
【００１４】一つの容器１内の成分ガス重量を容器１の
重量と共に測定するセンサとして電子台秤６０が設けら
れている。その電子台秤６０と上記第１〜第４自動開閉
弁２１、２２、２３、２４に、コンピュータにより構成
されるコントローラー６１が接続されている。
重量と共に測定するセンサとして電子台秤６０が設けら
れている。その電子台秤６０と上記第１〜第４自動開閉
弁２１、２２、２３、２４に、コンピュータにより構成
されるコントローラー６１が接続されている。
【００１５】そのコントローラー６１は、各種類の成分
ガス毎に、上記第１〜第４自動開閉弁２１、２２、２
３、２４それぞれに対応付けた閉鎖ガス重量を記憶す
る。そのコントローラー６１に、表示装置６２とキーボ
ード等により構成される入力装置６３とが接続される。
そのコントローラー６１は、その電子台秤６０により測
定された容器１内の成分ガス重量が上記記憶した閉鎖ガ
ス重量に対応した時に、その閉鎖ガス重量に対応付けた
自動開閉弁に閉鎖信号を出力する。その記憶される閉鎖
ガス重量は、測定された容器１内の成分ガス重量の設定
重量への近接に連れて複数の自動開閉弁２１、２２、２
３が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重量が設定
重量に対応した時に全ての自動開閉弁２１、２２、２
３、２４が閉鎖されるように定められている。具体的に
は、設定重量から各自動開閉弁に対応した所定の重量を
差し引いた値として定められる。
ガス毎に、上記第１〜第４自動開閉弁２１、２２、２
３、２４それぞれに対応付けた閉鎖ガス重量を記憶す
る。そのコントローラー６１に、表示装置６２とキーボ
ード等により構成される入力装置６３とが接続される。
そのコントローラー６１は、その電子台秤６０により測
定された容器１内の成分ガス重量が上記記憶した閉鎖ガ
ス重量に対応した時に、その閉鎖ガス重量に対応付けた
自動開閉弁に閉鎖信号を出力する。その記憶される閉鎖
ガス重量は、測定された容器１内の成分ガス重量の設定
重量への近接に連れて複数の自動開閉弁２１、２２、２
３が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重量が設定
重量に対応した時に全ての自動開閉弁２１、２２、２
３、２４が閉鎖されるように定められている。具体的に
は、設定重量から各自動開閉弁に対応した所定の重量を
差し引いた値として定められる。
【００１６】上記システムにより複数種類の成分ガスを
設定重量ずつ容器１に充填して混合ガスを製造する手順
を説明する。初期状態において各自動開閉弁２１、２
２、２３、２４は閉鎖される。まず、第１手動開閉弁４
１を開き、第２、第３手動開閉弁４２、４３を閉鎖する
ことで、第１ガス供給源２を各自動開閉弁２１、２２、
２３、２４の入口側に接続する。この状態で入力装置６
３の操作によりコントローラー６１に始動信号を入力す
ることで、コントローラー６１は全ての自動開閉弁２
１、２２、２３、２４を開き、また、電子台秤６０から
送られる測定信号を読み込み、測定した容器重量と充填
開始前の容器重量とから容器１内の成分ガス重量を演算
する。これにより、容器１内の成分ガス重量を測定しつ
つ、第１ガス供給源２から供給される成分ガスを自動開
閉弁２１、２２、２３、２４と絞り部３１、３２、３
３、３４を介して容器１へ充填する。次にコントローラ
ー６１は、その測定された容器１内の成分ガス重量が、
第１ガス供給源２から供給される成分ガスに関して第１
自動開閉弁２１に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に
対応するか否かを判断し、対応しなければ成分ガス重量
を測定しつつ同一判断を繰り返し、対応した時に第１自
動開閉弁２１に閉鎖信号を出力する。これにより第１自
動開閉弁２１が閉鎖される。次にコントローラー６１
は、その測定された容器１内の成分ガス重量が、第１ガ
ス供給源２から供給される成分ガスに関して第２自動開
閉弁２２に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に対応す
るか否かを判断し、対応しなければ成分ガス重量を測定
しつつ同一判断を繰り返し、対応した時に第２自動開閉
弁２２に閉鎖信号を出力する。これにより第２自動開閉
弁２２が閉鎖される。次にコントローラー６１は、その
測定された容器１内の成分ガス重量が、第１ガス供給源
２から供給される成分ガスに関して第３自動開閉弁２３
に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に対応するか否か
を判断し、対応しなければ成分ガス重量を測定しつつ同
一判断を繰り返し、対応した時に第３自動開閉弁２３に
閉鎖信号を出力する。これにより第３自動開閉弁２３が
閉鎖される。次にコントローラー６１は、その測定され
た容器１内の成分ガス重量が、第１ガス供給源２から供
給される成分ガスに関して第４自動開閉弁２４に対応付
けて記憶された閉鎖ガス重量に対応するか否かを判断
し、対応しなければ成分ガス重量を測定しつつ同一判断
を繰り返し、対応した時に第４自動開閉弁２４に閉鎖信
号を出力する。これにより第４自動開閉弁２４が閉鎖さ
れる。その第４自動開閉弁２４に対応付けて記憶される
閉鎖ガス重量は、第１ガス供給源２から供給される成分
ガスの設定重量に対応する。これにより、容器１内にお
ける第１ガス供給源２から供給される成分ガス重量の測
定値の設定重量への近接に連れて自動開閉弁２１、２
２、２３が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重量
が設定重量に対応した時に全ての自動開閉弁２１、２
２、２３、２４が閉鎖される。次に、第２手動開閉弁４
２を開き、第１、第３手動開閉弁４１、４３を閉鎖する
ことで、第２ガス供給源３を各自動開閉弁２１、２２、
２３、２４の入口側に接続する。この状態で入力装置６
３の操作によりコントローラー６１に始動信号を入力す
ることで、上記と同様にして、容器１内における第２ガ
ス供給源３から供給される成分ガス重量の測定値の設定
重量への近接に連れて自動開閉弁２１、２２、２３が順
次閉鎖され、その測定された成分ガス重量が設定重量に
対応した時に全ての自動開閉弁２１、２２、２３、２４
が閉鎖される。次に、第３手動開閉弁４３を開き、第
１、第２手動開閉弁４１、４２を閉鎖することで、第３
ガス供給源４を各自動開閉弁２１、２２、２３、２４の
入口側に接続する。この状態で入力装置６３の操作によ
りコントローラー６１に始動信号を入力することで、上
記と同様にして、容器１内における第３ガス供給源４か
ら供給される成分ガス重量の測定値の設定重量への近接
に連れて自動開閉弁２１、２２、２３が順次閉鎖され、
その測定された成分ガス重量が設定重量に対応した時に
全ての自動開閉弁２１、２２、２３、２４が閉鎖され
る。以上により、複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容
器１に充填して混合ガスを製造することができる。
設定重量ずつ容器１に充填して混合ガスを製造する手順
を説明する。初期状態において各自動開閉弁２１、２
２、２３、２４は閉鎖される。まず、第１手動開閉弁４
１を開き、第２、第３手動開閉弁４２、４３を閉鎖する
ことで、第１ガス供給源２を各自動開閉弁２１、２２、
２３、２４の入口側に接続する。この状態で入力装置６
３の操作によりコントローラー６１に始動信号を入力す
ることで、コントローラー６１は全ての自動開閉弁２
１、２２、２３、２４を開き、また、電子台秤６０から
送られる測定信号を読み込み、測定した容器重量と充填
開始前の容器重量とから容器１内の成分ガス重量を演算
する。これにより、容器１内の成分ガス重量を測定しつ
つ、第１ガス供給源２から供給される成分ガスを自動開
閉弁２１、２２、２３、２４と絞り部３１、３２、３
３、３４を介して容器１へ充填する。次にコントローラ
ー６１は、その測定された容器１内の成分ガス重量が、
第１ガス供給源２から供給される成分ガスに関して第１
自動開閉弁２１に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に
対応するか否かを判断し、対応しなければ成分ガス重量
を測定しつつ同一判断を繰り返し、対応した時に第１自
動開閉弁２１に閉鎖信号を出力する。これにより第１自
動開閉弁２１が閉鎖される。次にコントローラー６１
は、その測定された容器１内の成分ガス重量が、第１ガ
ス供給源２から供給される成分ガスに関して第２自動開
閉弁２２に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に対応す
るか否かを判断し、対応しなければ成分ガス重量を測定
しつつ同一判断を繰り返し、対応した時に第２自動開閉
弁２２に閉鎖信号を出力する。これにより第２自動開閉
弁２２が閉鎖される。次にコントローラー６１は、その
測定された容器１内の成分ガス重量が、第１ガス供給源
２から供給される成分ガスに関して第３自動開閉弁２３
に対応付けて記憶された閉鎖ガス重量に対応するか否か
を判断し、対応しなければ成分ガス重量を測定しつつ同
一判断を繰り返し、対応した時に第３自動開閉弁２３に
閉鎖信号を出力する。これにより第３自動開閉弁２３が
閉鎖される。次にコントローラー６１は、その測定され
た容器１内の成分ガス重量が、第１ガス供給源２から供
給される成分ガスに関して第４自動開閉弁２４に対応付
けて記憶された閉鎖ガス重量に対応するか否かを判断
し、対応しなければ成分ガス重量を測定しつつ同一判断
を繰り返し、対応した時に第４自動開閉弁２４に閉鎖信
号を出力する。これにより第４自動開閉弁２４が閉鎖さ
れる。その第４自動開閉弁２４に対応付けて記憶される
閉鎖ガス重量は、第１ガス供給源２から供給される成分
ガスの設定重量に対応する。これにより、容器１内にお
ける第１ガス供給源２から供給される成分ガス重量の測
定値の設定重量への近接に連れて自動開閉弁２１、２
２、２３が順次閉鎖され、その測定された成分ガス重量
が設定重量に対応した時に全ての自動開閉弁２１、２
２、２３、２４が閉鎖される。次に、第２手動開閉弁４
２を開き、第１、第３手動開閉弁４１、４３を閉鎖する
ことで、第２ガス供給源３を各自動開閉弁２１、２２、
２３、２４の入口側に接続する。この状態で入力装置６
３の操作によりコントローラー６１に始動信号を入力す
ることで、上記と同様にして、容器１内における第２ガ
ス供給源３から供給される成分ガス重量の測定値の設定
重量への近接に連れて自動開閉弁２１、２２、２３が順
次閉鎖され、その測定された成分ガス重量が設定重量に
対応した時に全ての自動開閉弁２１、２２、２３、２４
が閉鎖される。次に、第３手動開閉弁４３を開き、第
１、第２手動開閉弁４１、４２を閉鎖することで、第３
ガス供給源４を各自動開閉弁２１、２２、２３、２４の
入口側に接続する。この状態で入力装置６３の操作によ
りコントローラー６１に始動信号を入力することで、上
記と同様にして、容器１内における第３ガス供給源４か
ら供給される成分ガス重量の測定値の設定重量への近接
に連れて自動開閉弁２１、２２、２３が順次閉鎖され、
その測定された成分ガス重量が設定重量に対応した時に
全ての自動開閉弁２１、２２、２３、２４が閉鎖され
る。以上により、複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容
器１に充填して混合ガスを製造することができる。
【００１７】上記混合ガスの製造方法によれば、容器１
への成分ガスの充填当初においては全ての自動開閉弁２
１、２２、２３、２４を介して容器１に成分ガスを高速
に供給し、測定された容器１内の成分ガス重量が設定重
量に近接するに連れて自動開閉弁２１、２２、２３を順
次閉鎖することでガス流量を少なくし、測定された容器
１内の成分ガス重量が設定重量に対応した時に全ての自
動開閉弁２１、２２、２３、２４を閉鎖することで、設
定重量の成分ガスを容器１に充填できる。また、そのガ
ス流量の変更を自動開閉弁２１、２２、２３、２４の開
き状態から閉じ状態への変更だけで行うので、高速かつ
精度よく変更できる。これにより、高価な自動開度調節
弁を用いることなく、安価な自動開閉弁２１、２２、２
３、２４を用いて、短時間で精度良く設定重量の成分ガ
スを容器１に充填できる。また、複数種類の成分ガスの
密度、圧力、充填重量の相違に応じて、各自動開閉弁２
１、２２、２３、２４と容器１との間のガス流路の開度
を絞り部３１、３２、３３、３４により設定できる。こ
れにより先に閉じられる自動開閉弁と容器１との間の開
度と、後に閉じられる自動開閉弁と容器１との間の開度
の比を大きくできる。その結果、充填時間を短縮すると
共に充填重量の設定重量からの誤差を低減できる。特
に、最後に閉鎖される第４自動開閉弁２４と容器１との
間の絞り部の開度を、その他の第１〜第３自動開閉弁２
１、２２、２３と容器１との間の絞り部の開度よりも小
さくするのが好ましい。これにより、容器へのガス充填
時間をより短縮し、且つ充填重量の誤差をより低減でき
る。各絞り部３１、３２、３３、３４の開度は、ガス流
量が過大になって充填重量が設定重量を超えることがな
く、また、ガス流量が少な過ぎて充填時間が過大になる
ことがないように設定すればよい。例えば、容器１の容
量が４０〜４７リットルであって第１〜第３自動開閉弁
２１、２２、２３が閉鎖された後に、第４自動開閉弁２
４を介して残り２０〜５０ｇのガスを容器１に充填する
場合、第１〜第３絞り部３１、３２、３３の開度は、容
器１本当たりのガス流量が３００ｇ／分以下、好ましく
は３０〜２００ｇ／分になるように設定し、第４絞り部
３４の開度は、容器１本当たりのガス流量が２０ｇ／分
以下、好ましくは２〜１７ｇ／分になるように設定する
のが好ましい。
への成分ガスの充填当初においては全ての自動開閉弁２
１、２２、２３、２４を介して容器１に成分ガスを高速
に供給し、測定された容器１内の成分ガス重量が設定重
量に近接するに連れて自動開閉弁２１、２２、２３を順
次閉鎖することでガス流量を少なくし、測定された容器
１内の成分ガス重量が設定重量に対応した時に全ての自
動開閉弁２１、２２、２３、２４を閉鎖することで、設
定重量の成分ガスを容器１に充填できる。また、そのガ
ス流量の変更を自動開閉弁２１、２２、２３、２４の開
き状態から閉じ状態への変更だけで行うので、高速かつ
精度よく変更できる。これにより、高価な自動開度調節
弁を用いることなく、安価な自動開閉弁２１、２２、２
３、２４を用いて、短時間で精度良く設定重量の成分ガ
スを容器１に充填できる。また、複数種類の成分ガスの
密度、圧力、充填重量の相違に応じて、各自動開閉弁２
１、２２、２３、２４と容器１との間のガス流路の開度
を絞り部３１、３２、３３、３４により設定できる。こ
れにより先に閉じられる自動開閉弁と容器１との間の開
度と、後に閉じられる自動開閉弁と容器１との間の開度
の比を大きくできる。その結果、充填時間を短縮すると
共に充填重量の設定重量からの誤差を低減できる。特
に、最後に閉鎖される第４自動開閉弁２４と容器１との
間の絞り部の開度を、その他の第１〜第３自動開閉弁２
１、２２、２３と容器１との間の絞り部の開度よりも小
さくするのが好ましい。これにより、容器へのガス充填
時間をより短縮し、且つ充填重量の誤差をより低減でき
る。各絞り部３１、３２、３３、３４の開度は、ガス流
量が過大になって充填重量が設定重量を超えることがな
く、また、ガス流量が少な過ぎて充填時間が過大になる
ことがないように設定すればよい。例えば、容器１の容
量が４０〜４７リットルであって第１〜第３自動開閉弁
２１、２２、２３が閉鎖された後に、第４自動開閉弁２
４を介して残り２０〜５０ｇのガスを容器１に充填する
場合、第１〜第３絞り部３１、３２、３３の開度は、容
器１本当たりのガス流量が３００ｇ／分以下、好ましく
は３０〜２００ｇ／分になるように設定し、第４絞り部
３４の開度は、容器１本当たりのガス流量が２０ｇ／分
以下、好ましくは２〜１７ｇ／分になるように設定する
のが好ましい。
【００１８】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、成分ガスの種類数は特に限定されない。自動開閉
弁の数は複数であればよいが３以上であるのが好まし
い。成分ガスが充填される容器の数は特に限定されな
い。上記実施形態では一本の容器内の成分ガス重量を測
定したが、複数本の容器内の成分ガス重量を測定し、そ
の平均値を成分ガス重量の測定値としてもよい。自動開
閉弁の入口側を、自動切り替え弁を介して各成分ガスの
供給源の中の何れかに択一的に接続してもよい。最後に
閉鎖する自動開閉弁の閉鎖ガス重量は、成分ガスの設定
重量としてもよいし、制御遅れを考慮したり、一つの種
類の成分ガスを充填した後に別の種類の成分ガスを充填
するために配管内に残留する成分ガス重量を考慮して定
めてもよい。
えば、成分ガスの種類数は特に限定されない。自動開閉
弁の数は複数であればよいが３以上であるのが好まし
い。成分ガスが充填される容器の数は特に限定されな
い。上記実施形態では一本の容器内の成分ガス重量を測
定したが、複数本の容器内の成分ガス重量を測定し、そ
の平均値を成分ガス重量の測定値としてもよい。自動開
閉弁の入口側を、自動切り替え弁を介して各成分ガスの
供給源の中の何れかに択一的に接続してもよい。最後に
閉鎖する自動開閉弁の閉鎖ガス重量は、成分ガスの設定
重量としてもよいし、制御遅れを考慮したり、一つの種
類の成分ガスを充填した後に別の種類の成分ガスを充填
するために配管内に残留する成分ガス重量を考慮して定
めてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、熟練作業者を必要とす
ることなく成分ガスの容器への充填精度を向上して混合
ガスの利用価値を向上し、充填時間を短縮すると共に省
力化による生産性を向上し、充填コストの大幅低下を達
成でき、成分ガスの充填工程の自動化に貢献できる混合
ガスの製造方法と製造システムを提供できる。
ることなく成分ガスの容器への充填精度を向上して混合
ガスの利用価値を向上し、充填時間を短縮すると共に省
力化による生産性を向上し、充填コストの大幅低下を達
成でき、成分ガスの充填工程の自動化に貢献できる混合
ガスの製造方法と製造システムを提供できる。
【００２０】
【実施例】上記実施形態のシステムと方法により、ＣＯ
2 、Ｎ2 、Ｈｅの炭酸ガスレーザー用混合ガスの各成分
ガスを、１本当たり４７リットル容量のボンベ容器１
に、ゲージ圧で１５０ｋｇ／ｃｍ2 まで１０本同時に充
填した。第１ガス供給源２からＣＯ2 、第２ガス供給源
３からＨｅ、第３ガス供給源４からＮ2 を供給した。容
器１本当りの設定重量をＣＯ2 が５４５ｇ、Ｈｅが９０
２ｇ、Ｎ2 が１０４０ｇとした。第１、第２絞り部３
１、３２を構成するニードル弁は口径９．４ｍｍφで全
開とし、第３絞り部３３を構成するニードル弁は口径
６．５ｍｍφで全開とし、第４絞り部３４を構成するニ
ードル弁は口径６．５ｍｍφで１／４開とした。ＣＯ2
に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を３９
５グラム（設定重量−１５０グラム）、第２自動開閉弁
２２の閉鎖ガス重量を４９５グラム（設定重量−５０グ
ラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を５２５グ
ラム（設定重量−２０グラム）、第４自動開閉弁２４の
閉鎖ガス重量を５４５グラム（設定重量）とした。Ｈｅ
に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を７０
２グラム（設定重量−２００グラム）、第２自動開閉弁
２２の閉鎖ガス重量を８０２グラム（設定重量−１００
グラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を８５２
グラム（設定重量−５０グラム）、第４自動開閉弁２４
の閉鎖ガス重量を９０２グラム（設定重量）とした。Ｎ
2 に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を８
４０グラム（設定重量−２００グラム）、第２自動開閉
弁２２の閉鎖ガス重量を９４０グラム（設定重量−１０
０グラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を９９
０グラム（設定重量−５０グラム）、第４自動開閉弁２
４の閉鎖ガス重量を１０４０グラム（設定重量）とし
た。以下の表１に、混合ガスの目標組成、設定重量、実
際の充填重量、実際組成、充填時間を示す。
2 、Ｎ2 、Ｈｅの炭酸ガスレーザー用混合ガスの各成分
ガスを、１本当たり４７リットル容量のボンベ容器１
に、ゲージ圧で１５０ｋｇ／ｃｍ2 まで１０本同時に充
填した。第１ガス供給源２からＣＯ2 、第２ガス供給源
３からＨｅ、第３ガス供給源４からＮ2 を供給した。容
器１本当りの設定重量をＣＯ2 が５４５ｇ、Ｈｅが９０
２ｇ、Ｎ2 が１０４０ｇとした。第１、第２絞り部３
１、３２を構成するニードル弁は口径９．４ｍｍφで全
開とし、第３絞り部３３を構成するニードル弁は口径
６．５ｍｍφで全開とし、第４絞り部３４を構成するニ
ードル弁は口径６．５ｍｍφで１／４開とした。ＣＯ2
に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を３９
５グラム（設定重量−１５０グラム）、第２自動開閉弁
２２の閉鎖ガス重量を４９５グラム（設定重量−５０グ
ラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を５２５グ
ラム（設定重量−２０グラム）、第４自動開閉弁２４の
閉鎖ガス重量を５４５グラム（設定重量）とした。Ｈｅ
に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を７０
２グラム（設定重量−２００グラム）、第２自動開閉弁
２２の閉鎖ガス重量を８０２グラム（設定重量−１００
グラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を８５２
グラム（設定重量−５０グラム）、第４自動開閉弁２４
の閉鎖ガス重量を９０２グラム（設定重量）とした。Ｎ
2 に関しては、第１自動開閉弁２１の閉鎖ガス重量を８
４０グラム（設定重量−２００グラム）、第２自動開閉
弁２２の閉鎖ガス重量を９４０グラム（設定重量−１０
０グラム）、第３自動開閉弁２３の閉鎖ガス重量を９９
０グラム（設定重量−５０グラム）、第４自動開閉弁２
４の閉鎖ガス重量を１０４０グラム（設定重量）とし
た。以下の表１に、混合ガスの目標組成、設定重量、実
際の充填重量、実際組成、充填時間を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【比較例】従来例で示したシステムと方法により、実施
例と同様の目的で同様の成分ガスを１０本の容器に充填
した結果を表２に示す。
例と同様の目的で同様の成分ガスを１０本の容器に充填
した結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】比較例に対して実施例によれば、充填精度
を大幅に向上でき、且つ充填時間を大幅に短縮できるこ
とを確認できる。
を大幅に向上でき、且つ充填時間を大幅に短縮できるこ
とを確認できる。
【図１】本発明の実施形態の混合ガスの製造システムの
構成説明図
構成説明図
【図２】従来の混合ガスの製造システムの構成説明図
【符号の説明】 １ 容器 ２、３、４ 成分ガス供給源 ２１、２２、２３、２４ 自動開閉弁 ３１、３２、３３、３４ 絞り部 ４１、４２、４３ 手動開閉弁 ６０ 電子台秤 ６１ コントローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J071 AA02 BB14 CC12 CC25 DD26 EE02 EE18 EE28
Claims (5)
- 【請求項１】複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填するに際して、各種類の成分ガスを個別に供給源か
ら容器へ、ガス流路において互いに並列配置された複数
の自動開閉弁を介して、容器内の成分ガス重量を測定し
つつ充填し、その測定した容器内の成分ガス重量の設定
重量への近接に連れて複数の自動開閉弁を順次閉鎖し、
その測定した成分ガス重量が設定重量に対応した時に全
ての自動開閉弁を閉鎖することを特徴とする混合ガスの
製造方法。 - 【請求項２】各自動開閉弁から容器に、各自動開閉弁に
直列に接続される絞り部を介して成分ガスを充填する請
求項１に記載の混合ガスの製造方法。 - 【請求項３】最後に閉鎖される自動開閉弁と容器との間
の絞り部の開度を、その他の自動開閉弁と容器との間の
絞り部の開度よりも小さくする請求項２に記載の混合ガ
スの製造方法。 - 【請求項４】複数種類の成分ガスを設定重量ずつ容器に
充填して混合ガスを製造するシステムであって、各成分
ガスの供給源と容器との間のガス流路において、互いに
並列に配置される複数の自動開閉弁と、それら自動開閉
弁の入口側を、各成分ガスの供給源の中の何れかに択一
的に接続する手段と、容器内の成分ガス重量を測定する
手段と、各種類の成分ガス毎に、各自動開閉弁それぞれ
に対応付けた閉鎖ガス重量を記憶する手段と、その測定
した容器内の成分ガス重量が記憶した閉鎖ガス重量に対
応した時に、その閉鎖ガス重量に対応付けた自動開閉弁
に閉鎖信号を出力する手段とを備え、その記憶される閉
鎖ガス重量は、その測定された容器内の成分ガス重量の
設定重量への近接に連れて複数の自動開閉弁が順次閉鎖
され、その測定された成分ガス重量が設定重量に対応し
た時に全ての自動開閉弁が閉鎖されるように定められて
いることを特徴とする混合ガスの製造システム。 - 【請求項５】各自動開閉弁と容器との間のガス流路にお
いて、各自動開閉弁に絞り部が直列に接続されている請
求項４に記載の混合ガスの製造システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07232599A JP4305691B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 混合ガスの製造方法および製造システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07232599A JP4305691B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 混合ガスの製造方法および製造システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266297A true JP2000266297A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4305691B2 JP4305691B2 (ja) | 2009-07-29 |
Family
ID=13486031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07232599A Expired - Lifetime JP4305691B2 (ja) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | 混合ガスの製造方法および製造システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4305691B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205298A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 標準ガス用原料の充填装置及びその充填方法 |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP07232599A patent/JP4305691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013205298A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | 標準ガス用原料の充填装置及びその充填方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4305691B2 (ja) | 2009-07-29 |
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