JP2006172411A - 表示器を備えた減圧装置、及びそのような減圧装置用表示器とガス源とからなる構成機器キット - Google Patents

Abstract

【課題】ガス中に望ましくない成分が存在することを知らせるための手段を備えている減圧装置を提供する。
【解決手段】ガスボンベ、コンプレッサ又はガス発生装置のようなガス源１に接続するための入口側接続部と、別のガス管路系に接続するための出口側接続部とを備える減圧装置２が高圧チャンバと低圧チャンバとを備え、使用中に低圧チャンバ内のガス圧が高圧チャンバ内の圧力より低くなるようにこれらの高圧チャンバと低圧チャンバは減圧弁で相互に連結されており、減圧装置は交換可能な表示器用の接続部を備え、この接続部はガス源から来るガスが表示器を通って流れる。
【選択図】図１

Description

本発明はガス源に接続するための入口側接続部と別のガス管路系に接続するための出口側接続部とを備え、さらに、使用中に低圧チャンバ内のガス圧が高圧チャンバ内の圧力より低くなるように減圧弁によって相互に連結されている高圧チャンバと低圧チャンバとを備えている減圧装置に関する。

そのような減圧装置は実務において公知であり、本願の図２に示されている。そのような減圧装置は、通常、例えば、ガスボンベ、ガス発生装置又はコンプレッサのようなガス源に直接接続される。一般に、ガスボンベは殆どの場合屋外に設置されているいわゆるガスキャビネット中に設けられる。このガスキャビネットには、ガスボンベをそれぞれ接続可能な減圧装置が多数ある。これらの減圧装置は、例えば、数十〜数百バールのオーダーであるガス源の圧力を、数バール又は１バール未満の範囲の圧力であるプロセスに必要な圧力に下げる。この減圧装置の下流側にはガス管路系が延設されており、このガス管路系を通ってガスを必要とする下流側のプロセスにガスが流れる。

さまざまな用途において、ガスの供給先であるプロセスに有害なガス成分によって上記ガス管路系が汚染されていないことが特に重要である。そのようなプロセスの例として、ガスクロマトグラフィ、質量分析、ウエハ、ＤＶＤ、表示画面などの製造のための製造方法のような調整したガス条件下における製造プロセスが挙げられる。また、圧縮空気で作動している駆動装置にとって、駆動装置が信頼性や耐久性をもって確実に作動するためにはこの圧縮空気が湿気や油を全く含んでいないことが重要であると考えられる。圧縮空気による駆動装置は、例えば、ＣＮＣ（コンピュータによる数値制御）機械又はそれらに類似する製造装置に使用されている。さらに、溶接用途において、溶接雰囲気を遮蔽するように作用するガスは非常に純度の高いものであって、酸素を一切含んでいないことが重要であると考えられる。

ガス源、より具体的には、ガスボンベには常に特定の純度のガスが入っている。このことはガス源が下流側のプロセスに有害な成分も含んでいることを意味している。これらの成分がガス管路系に侵入した場合、このガス管路系を純ガスで長時間フラッシュすることによってガス管路系を清浄することがしばしば必要になる。ガス管路系が汚染されてその清浄が必要となり、清浄なガスの供給が不可能なので、清浄を行なっている間は下流側のプロセスを継続することができない。本発明の目的はこれらの問題を解決することの可能な減圧装置を提供することである。

この目的のために、本発明によれば、本明細書の冒頭部に記載した形式の減圧装置は交換可能な表示器用の接続部を備え、この接続部はガス源から流入するガスが前記表示器を通って流れるようになっており、前記表示器は該表示器を通って流れるガス中に望ましくない成分が存在することを知らせる手段を備えていることを特徴とする。

好ましくは、ガスボンベのような新しいガス源が前記減圧装置に接続されたとき、その減圧装置に新しい表示器も取り付けられるようにする。ガスボンベに清浄度の十分なガスが入っている場合、表示器が使用不能になることなく、すなわち、望ましくない成分が下流側のガス管路系に過度に侵入することなく、表示器を通ってガスボンベの内容物を実質的にすべて流すことが可能である。しかしながら、ガスボンベ又はコンプレッサ若しくはガス発生装置から流入するガスが設定されている要件を満たさないことや、そのガスが望ましくない成分を予想外に多量に含んでいることも起こり得る。そのような場合、望ましくないガス成分が下流側のガス管路系に侵入する恐れのあることを前記表示器は迅速に知らせてくれることになる。

本発明の別の態様によると、この表示器を通って流れるガス中に望ましくない成分が存在することを知らせる前記手段は、そのような望ましくない成分に接触すると変色する表示材料を含み、この表示材料を透明な表示材料用ハウジング中に収納することが可能である。そのような表示材料自体はろ過装置の実務のおいて公知である。例えば、二クロム酸カリウム、シリカゲル、硫酸、及びそれらに類する物質が挙げられる。

前記減圧装置を通って前記ガス管路系中に流出するガスが必要な純度を保有しているか否かを確認し得るためには、使用者は定期的に前記表示材料の色を確認しなければならない。

本発明のさらに別の態様によると、前記表示器は前記表示材料の色を感知するために少なくとも１つのセンサを備えることが可能である。そのようなセンサによって、色の点検を使用者が実施するのではなく、自動化することが可能である。

また、本発明のさらに別の態様によると、望ましくない成分が存在することを知らせる前記手段は温度センサと表示材料とを含むことが可能で、この表示材料は表示材料用ハウジング中に収納され、そのような望ましくない成分に接触すると温度が上昇し、この温度センサはそのような温度上昇を測定するように設けられている。

前記望ましくない成分が前記表示材料と反応して行くにつれ、少なくとも幾つかの場合においてエネルギーが熱の形で放出される。この熱は前記温度センサによって知らせることが可能である。前記表示材料が収納されている表示器ハウジングの下流側端部に隣接してこの温度センサが設けられている場合、そのセンサの温度上昇は前記表示器が間もなく使用不能になることを意味している。その場合には、対応するセンサから発生された信号を利用して下流側のプロセスを停止し、また、前記ガス源からのガスの供給を中断することが可能である。

本発明は、さらに、ガスボンベのようなガス源と、本発明による減圧装置に使用する表示器とからなる構成機器キットにも関する。

本発明は、また、本発明による表示器を備えた減圧装置と、ガスボンベのようなガス源とからなる構成機器キットにも関する。

本発明のさらに別の態様によると、前記ガスボンベはトランスポンダを備えることが可能である。

図面を参照しながら、例示的な実施態様に基づいて本発明を以下に説明する。

図１はガスボンベ、ガス管路系、及び表示器を備えた減圧装置の組立て状態を概略的に示し、図２は本発明の技術水準から公知の減圧装置を示し、図３は表示装置の例示的な実施態様の断面図を示す。

図１は、減圧装置２とこの減圧装置２の一部である表示器１７とを介してガス管路系４に接続されているガスボンベ１を概略的に示している。表示器１７、すなわち、カートリッジ１７は、減圧装置２の一部である基部１６に取外し可能に接続可能な迅速交換式結合部２６を備えている。

ガスボンベ１の代わりに、コンプレッサ又はガス発生装置を設けることも可能である。供給源から、本実施態様の場合にはガスボンベ１からガスを供給するために、前記ガス管路系４はプロセス装置５まで延設されている。このプロセス装置５の直ぐ上流側に迅速交換式フィルタ７を備えたろ過装置６を設けることも任意に可能である。そのような迅速交換式フィルタ７を備えたろ過装置６は、例えば、先願であるオランダ特許出願番号第ＮＬ−１０２３５２０号に記載されている。

本発明の技術水準による減圧装置２の一例が図２に示されている。この減圧装置２は入口側接続部８を備え、それによって減圧装置２をガスボンベ１に接続することができる。また、前記減圧装置２は別のガス管路系４に接続するための出口側接続部９も備えている。 減圧装置ハウジング１０内には、高圧チャンバと低圧チャンバとがある。図示されていないが本発明の技術水準から広く知られている減圧弁により、これらの２つのチャンバは相互に連結されている。圧力計１１は高圧チャンバと連通し、圧力計１２は低圧チャンバと連通している。回転ノブ１３によって、前記低圧チャンバ、従って、前記ガス管路系４の圧力を設定できる。さらに、前記減圧装置にはコントロールノブ１５で操作可能な遮断弁１４も設けられている。

本発明による減圧装置２には表示器１７が設けられていることにより、本発明による減圧装置２は図２に示されている減圧装置から区別される。表示器１７、すなわち、カートリッジ１７は、固着ナット１８を介して前述の基部１６に取外し可能の接続されている迅速交換式結合部２６を含んでいる。この基部１６は前記減圧装置ハウジング１０の一部としてそれと一体に設けることも可能である。しかしながら、図３に示されている例示的な実施態様は、減圧装置ハウジング１０の低圧チャンバに接続されているパイプ部１９内に挿入された状態で設けられている基部１６を示している。この基部１６にはガス供給ライン２０とガス排出ライン２１とが設けられている。カートリッジ１７が基部１６に装着されていないときは閉位置にある弁体２２、２３によって両ラインは遮断可能である。カートリッジ１７を基部１６に装着する際には、これらの弁体２２，２３が下方向に押圧されて、前記カートリッジ１７の内部とガス供給ライン２０及びガス排出ライン２１との間に開かれた連通路が形成される。固着ナット１８を緩めてカートリッジ１７を基部１６から取外すと、スプリング２４，２５は弁体２２，２３を閉位置に引き上げるので、ガス供給ライン２０とガス排出ライン２１との間の連通が遮断される。固着ナット１８には、基部１６のおねじに係合するめねじが設けられている。この固着ナット１８は手で容易に緩めたり締めたりすることができる。

前記カートリッジ１７は迅速交換式結合部２６を備え、その結合部にはハウジング２７が装着されている。このハウジングは透明であるのが好ましい。このハウジング２７は、例えば、ガラスで製造可能である。前記ハウジング２７内には、前記表示材料２９を収納している表示材料用ハウジングがさらにある。この表示材料２９は通過していくガス中の望ましくない成分と接触すると変色する。ガスはガス供給ライン２０を通って入り、弁体２２を介して、表示材料用ハウジング２８の外側をその表示材料用ハウジングに沿ってハウジング２７内に流入する。弁体２３を介して、ガス排出ライン２１を離れ、ガス管路系４を通ってさらに給送される。安全上の理由から、ハウジング２７の周囲には保護スリーブ３０が設けられ、この保護スリーブは例えばアクリル酸樹脂で製造可能である。

環境的な理由から、ハウジング２７が取外し可能に迅速交換式結合部２６に連結されていることが望ましい。また、表示材料用ハウジング２８が取外し可能に迅速交換式結合部２６に連結されていることも望ましい。この表示器１７にはさらにトランスポンダ３１を設けることが好ましい。例示的な本実施態様においては、このトランスポンダ３１はハウジング２７上に設けられている。しかしながら、表示材料用ハウジング２８、保護スリーブ３０又は迅速交換式結合部２６にトランスポンダ３１を取り付けることも可能である。

表示材料２９の変色を測定するために又は表示材料２９の温度上昇を検知するためにセンサ３２‘、３２を表示材料用ハウジング２８に設けることも任意に可能である。

これらのセンサ３２‘、３２の発生する信号を、例えば、トランスポンダ３１を介して制御装置２４へ自動的に送信することができる。それにより、この制御装置３４は音声及び／又は光信号によって使用者に警告を与えることが可能である。この制御装置３４は、例えば、該当するガスボンベ１を交換しさらに対応するカートリッジ１７も交換するよう使用者に通知することを含む動作を実行することも可能である。また、前記動作には、ガス管路系４へのガスの供給を阻止するように遮断弁１４を自動閉成することを含めることも可能である。この目的のためには前記遮断弁１４は自動的な作動を円滑に許容するようなものであるべきで、一例として、電磁遮断弁が挙げられる。

また、前記表示材料用ハウジング２８に沿って目盛り３３を設けることも任意に可能である、この目盛りによって、使用者はガスボンベ１を新しいガスボンベ１と交換することが既に必要になっているかどうかを確認することができる。実際のところ、ガスボンベ１が空になって行くにつれて多種の汚染成分の濃度が上昇することがわかっている。結果として、満タンのガスボンベより、より空になっているガスボンベの方が、前記表示材料の変色がより速く起こり、望ましくない成分の存在を知らせるだけでなく、それらの成分を吸収してガス流からそれらを除去する表示材料２９がより速く飽和状態になってしまうこととなる。このことが、図３の例示的な実施態様における目盛り３３が線形でなく、対数になっている理由である。

ほぼ飽和状態になっている表示装置３は、少なくとも一般的には、ガスボンベ１がほぼ空であることも意味しているので、前記センサ３２によって発生された信号を制御装置３４を介して新しいガスボンベを納入業者に自動的に注文するために使用することも可能である。制御装置３４と交信するトランスポンダ３５をこのガスボンベ１に設けることも任意に可能である。したがって、例えば、減圧装置２への接続を意図しているガスを各ガスボンベ１が実際に含んでいるかどうかを確認可能なので、保護対策として含めることができる。事実、使用者が誤ったガスボンベ１を減圧装置２に接続することは実務上稀ではない。その場合、下流側のガス管路系４を正しいガスで非常に長時間フラッシュする必要があるので、惨たんたる結果になり得ることは明白である。トランスポンダ３５を備えたガスボンベ１が実際に適切なものであって、トランスポンダ３１を備えた表示器３に設けられている減圧装置２への接続を意図されているものかどうかを制御装置に確認させることによって、そのような誤りを避ける、少なくとも、事前に発見することが可能である。間違いの起こる危険性をさらに低減するために、前記ガス管路系４にトランスポンダ３６を設けることも可能である。そうすると、前記制御装置３４はトランスポンダ３５を備えたボンベ１からのガスがトランスポンダ３１を備えたカートリッジ１７に合致するのかどうか、また、トランスポンダ３６を備えたガス管路系４に合致するのかどうかを確認することができる。間違いのないことが確認されれば、誤ったガス源又は誤ったカートリッジ１７を各ガス管路系４に接続するリスクを排除できる。ガスボンベ１を交換する人がそのような交換を行なうことを実際に認められているかどうかを制御装置３４が確認できるように、ガスボンベを交換する作業者にトランスポンダ付きバッジを付けることも可能である。

さらに、トランスポンダ３５を備えたガスボンベ１は納入業者や使用者がガスボンベを容易に発見できるという利点も有する。実際のところ、実務において、少なくとも１０パーセントのガスボンベの行方がわからなくなってしまうことがわかっている。トランスポンダ３５を備えたガスボンベ１により、このパーセンテージを劇的に減少させることが可能である。

本発明が上記の例示的な実施態様に限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲においてさまざまな改変が可能であることは明らかである。

本発明による減圧装置の別の利点は、前記表示器１７がろ過機能をある程度備えていることと、前記表示材料２９が飽和して使用不能になるまで望ましくない成分を吸収することである。これにより、例えば溶接用としては、少し低品質のガスを詰めたガスボンベをガス管路系に接続しながら、設定されている要件に合っているガスだけをプロセス部に到達させることができる。従って、比較的低価格のガスボンベにより、通常はより高価格で高品質のガスボンベを必要とするプロセスを実施することが可能である。

ガスボンベ、ガス管路系、及び表示器を備えた減圧装置の組立て状態を概略的に示す図である。 本発明の技術水準から公知の減圧装置を示す図である。 表示装置の例示的な実施態様を示す断面図である。

Claims (17)

1. 例えば、ガスボンベ、コンプレッサ又はガス発生装置のようなガス源（１）に接続するための入口側接続部（８）と、別のガス管路系に接続するための出口側接続部（９）とを備え、前記減圧装置（２）が高圧チャンバと低圧チャンバとを備え、使用中に低圧チャンバ内のガス圧が高圧チャンバ内の圧力より低くなるようにこれらの高圧チャンバと低圧チャンバは減圧弁で相互に連結されている減圧装置において、前記減圧装置（２）は交換可能な表示器（１７）用の接続部（１６）を備え、この接続部（１６）は前記ガス源（１）から来るガスが前記表示器（１７）を通って流れるようになっており、前記表示器（１７）は前記表示器（１７）を通って流れるガス中に望ましくない成分が存在することを知らせるための手段を備えていることを特徴とする減圧装置。
2. 前記表示器（１７）を通って流れるガス中に望ましくない成分が存在することを知らせるための前記手段が、前記望ましくない成分と接触すると変色する表示材料（２９）からなり、この表示材料（２９）が透明な表示材料用ハウジング（２８）内に収納されている請求項１に記載の減圧装置。
3. 望ましくない成分が存在することを知らせるための前記手段が色センサ（３２‘）からなり、この色センサ（３２‘）は前記表示材料（２９）の変色を検知するために設けられている請求項２に記載の減圧装置。
4. 望ましくない成分が存在することを知らせるための前記手段が温度センサ（３２）と表示材料（２９）とからなり、前記表示材料（２９）が表示材料用ハウジング（２８）内に収納され、前記表示材料（２９）は前記望ましくない成分と接触すると温度が上昇し、温度センサ（３２）はこの温度上昇を測定するために設けられている請求項１に記載の減圧装置。
5. 前記接続部が、表示器（１７）の入口（３９）と出口（４０）とがそれぞれ接続可能な出口側開口（３７）と入口側開口（３８）とが設けられている迅速交換式接続部（１６）からなり、前記表示器（１７）が前記表示材料（２９）を含んでいる請求項１又は２に記載の減圧装置。
6. 前記表示器（１７）がトランスポンダ（３１）を備えている前記各請求項のうちの何れか１項に記載の減圧装置。
7. 前記トランスポンダ（３１）が前記色センサ及び温度センサもそれぞれ含んでいる請求項３又は４及び６に記載の減圧装置。
8. 前記トランスポンダ（３１）がさらに変色センサも含んでいる請求項６又は７に記載の減圧装置。
9. 前記表示器（１７）が、前記表示材料用ハウジング（２８）に沿って設けられている目盛り（３３）を備えている前記各請求項のうちの何れか１項に記載の減圧装置。
10. 前記表示器（１７）が前記表示材料用ハウジング（２８）に沿って別々の位置に設けられたセンサ（３２，３２‘）を備え、前記センサ（３２，３２‘）が前記表示器（１７）の前記位置において前記表示材料用ハウジング（２８）内の前記表示材料（２９）の状態の変化を検知するために設けられ、前記センサ（３２，３２’）に接続されて、前記センサ（３２，３２‘）によって発生された信号に基づき動作を行なう制御装置（３４）が設けられている前記各請求項のうちの何れか１項に記載の減圧装置。
11. 前記動作が対応するガス源（１）の交換を使用者に知らせることからなる請求項１０に記載の減圧装置。
12. 前記動作が対応する表示器（１７）の交換を使用者に知らせることからなる請求項１０又は１１に記載の減圧装置。
13. 前記動作が前記ガス管路系（４）へのガスの供給を阻止するように遮断弁（１４）を自動的に閉成する請求項１０に記載の減圧装置。
14. 前記減圧装置（２）が遮断弁（１４）を備えている前記各請求項のうちの何れか１項に記載の減圧装置。
15. ガス源（１）のようなガス源と、前記各請求項のうちの何れか１項に記載の減圧装置（２）に使用するための表示器（１７）とからなる構成機器キット。
16. 請求項１〜１４の何れか1項に記載の表示器（１７）を備えた減圧装置（２）と、ガスボンベのようなガス源（１）とからなる構成機器キット。
17. 前記ガス源（１）がトランスポンダ（２５）を備えている請求項１５又は１６に記載の構成機器キット。

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