JP3392051B2 - 最小圧力と、主成分を含む組成物とを有するガスを最終用途に提供するための方法及び装置 - Google Patents

最小圧力と、主成分を含む組成物とを有するガスを最終用途に提供するための方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、選択成分が実質的
に一定濃度を有するガスを用途に提供するための方法及
びシステムに関し、詳しくは、バックアップ用及びある
いは補償用のガス供給システムのための方法及びシステ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、製綱、アルミニューム製造、製
薬、ガラス製造のような多様な用途での酸素や窒素のよ
うな工業ガスに対する需要が高まってきている。そうし
た用途のためのガスは従来、極低温貯蔵容器に現場貯蔵
した液体（“バルク”）酸素あるいはバルク窒素を気化
させることにより供給されているが、それらのガスは、
真空及びあるいは圧力スゥイング吸着（Ｖ／ＰＳＡ）式
の空気分離システム、あるいは膜空気分離システムを使
用して現場で発生させるほうがしばしばコスト効率的で
ある。ガス供給を支障無く確実に行うために、そのよう
な現場ガス供給システムでは、停電、機械的故障などに
よりこの現場ガス供給システムが機能停止した際に、現
場発生ガスに代替させる（即ちバックアップする）もの
として、気化された液化ガスが代表的に使用される。更
には、そうした気化された液化ガスを発生するための液
体気化システムは、用途でのガス要求量が現場ガス供給
システムの能力を超えた時に現場発生ガスを補償するた
めにも使用される。残念なことに、現場発生ガスとバッ
クアップ／補償用の気化された液化ガスとは組成が相違
するために、この液体気化システムはある用途のために
は適さずそれが、こうした現場ガス供給システムでの、
現場発生ガスの使用に関連するコスト削減の実現を妨げ
ている。例えば、代表的には９０〜９５重量パーセント
（容積％）の酸素（残余分は実質的に窒素及びアルゴ
ン）であるＶ／ＰＳＡプラントの酸素生成物を、代表的
には少なくとも９９．５容積％の液体酸素を使用してバ
ックアップすると、Ｖ／ＰＳＡプラントの停止中に、こ
の現場ガス供給システムからの生成物中の酸素濃度は突
然、４．５及び１０容積％の間で変化する。
【０００３】酸素濃度の実質的な変化あるいは材料的変
化はガラス仕上げにおいては受容しがたいものである。
ガラス仕上げには、ガラス形成、研磨、エッジ焼成、施
柚、水晶加工が含まれ、また代表的には、手動で燃焼を
制御して調節する数多くの酸素−燃料バ−ナーが使用さ
れる。こうした作業では、燃焼酸化体の酸素濃度が先に
説明したように変動すると火炎温度が変化し、ガラスの
二次成形特性が影響を受け、火炎の化学量論が変化し、
それらがある種のガラスの色には悪影響を与える。燃焼
プロセスを調節して酸化体の組成変化を補償することも
できるが、そうした調節は、手動の制御数が多いこと、
オペレータの数が限られていること及びあるいは酸化体
の組成変化が予め殆どあるいは全く分からないことのた
めに、操作的にはしばしば実用的ではない。かくして、
組成鋭敏性を有する用途のための、非極低温式の現場ガ
ス供給システムをバックアップあるいは補償するため
の、高信頼性且つコスト効率的な手段に対する要望が斯
界に存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、解決しようと
する課題は、現場ガス製造設備をバックアップあるいは
補償するための改良システムを提供することであり、用
途に提供されるガスの選択成分の濃度が、バックアップ
／補償プロセスが実行された場合にも変化しないことを
保証するようなシステムを提供することであり、ガス組
成に鋭敏な用途のためのバックアップ／補償システムを
提供することであり、信頼性があり且つコスト効率的な
システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、最小圧力及び
主成分を含む組成物とを有するガスを最終用途に提供す
るための方法を含んでいる。詳しくは、好ましい方法に
は以下の段階、即ち、 ａ）第１の濃度での前記主成分を有する第１のガスを前
記最終用途に提供すること、 ｂ）前記最終用途に提供される第１のガスの圧力を測定
するための手段を提供すること、 ｃ）少なくとも前記最小圧力と、前記第１の濃度よりも
高い第２の濃度での前記第１のガスの主成分とを有する
第２のガスを提供すること、 ｄ）少なくとも前記最小圧力と、前記第１の濃度よりも
低い第３の濃度での前記第１のガスの主成分とを有する
第３のガスを提供すること、 ｅ）前記第２のガス及び第３のガスを混合し、第４の濃
度での前記主成分と、少なくとも前記最小圧力とを有す
る第４のガスを創出するための手段を提供すること、が
含まれ、 ｆ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
測定するための手段が前記最小圧力に関する不足を検出
した場合に、該不足が前記第４のガスを追加することに
より補償される。
【０００６】好ましい実施例では第１のガスは前記主成
分として酸素を含み、別の実施例では第２のガスが酸素
を含み、より好ましくは気化された液体酸素を含む。他
の好ましい実施例では、第１のガスが前記主成分として
窒素を含む。別の好ましい実施例では第２のガスが窒素
を含み、より好ましくは気化された液体窒素を含む。更
に別の好ましい実施例では、第３のガスは気化された液
体窒素、気化された液体酸素あるいは気化された液体ア
ルゴンである。更に別の実施例では、第１のガスはＶ／
ＰＳＡから提供される酸素生成物であり、あるいは、膜
分離システムから提供される窒素生成物である。
【０００７】本発明の他の実施例には、最小圧力と、主
成分（即ち、選択された成分）を含む組成物とを有する
ガスを最終用途に提供するための装置が含まれる。詳し
く説明すると、好ましい装置には、 ａ）第１の濃度での前記主成分を有する第１のガスを最
終用途に提供するための手段と、 ｂ）最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を測定
するための手段と、 ｃ）前記最終圧力と、前記第１のガスの濃度よりも高い
第２の濃度での前記主成分とを有する第２のガスを提供
するための手段と、 ｄ）前記最小圧力と、前記第１の濃度よりも低い第３の
濃度での前記第１のガスの主成分とを有する第３のガス
を提供するための手段と、 ｅ）前記第２のガス及び第３のガスを混合し、前記最小
圧力と、第４の濃度での前記主成分とを有する第４のガ
スを創生するための手段と、が含まれ、 ｆ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
測定するための手段が前記最小圧力に関する不足を検出
した場合に、該不足が前記第４のガスを追加することに
より補償される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、非極低温式の現場ガス
供給装置をバックアップあるいは補償する従来からのバ
ルクガス貯蔵及び気化システムを改変するものである。
本改変によれば、用途に供給されるガスの選択成分の圧
力と濃度とが、バックアップ／補償システムを連動させ
た場合でさえも材料的に不変のままであることが保証さ
れる。本発明によればガスの選択成分の濃度変化を容易
に最小化することができるが、当業者には認識されるよ
うに、異なる最終使用用途の鋭敏性は一般に異なるもの
でありそれ故、濃度変化の最小化の程度は特定プロセス
での許容度に依存する。好ましい１実施例では、酸素濃
度の変化は４．５容積％（例えば従来からの対Ｖ／ＰＳ
Ａバックアップあるいは補償システムで経験される最小
変化よりも小さい）である。
【０００９】特に好ましい実施例では、Ｖ／ＰＳＡ酸素
プラントが通常のバルク酸素貯蔵／気化バックアップシ
ステムを使用して、また小型の、バルク窒素貯蔵／気化
システム及びガス混合設備をも使用して補償される。気
化されたバルク窒素と、気化されたバルク酸素とは適正
比率下に混合されてバッファタンクに送られそこで、特
定のＶ／ＰＳＡ酸素プラントの酸素生成物の公称容積％
での酸素を有するガスを生成する。次いでこの混合組成
ガスは、Ｖ／ＰＳＡ酸素プラントの酸素生成物を用途に
送るパイプライン中に放出する圧力調節器の入り口に送
られる。この圧力調節器は、このパイプラインの公称圧
力よりも若干低い圧力を送るように設定される。かくし
て、Ｖ／ＰＳＡ酸素プラントが異常を来しあるいは機能
不全を生じてパイプラインの圧力が全部或は部分的に失
われると、混合組成ガスが必要に応じてパイプライン中
に自動的に追加され、パイプライン圧力が復旧される。
【００１０】あるいはまた、本発明の方法及びシステム
は、空気分離膜窒素プラントをバックアップあるいは補
償するために使用することができる。そうしたプラント
は、代表的にはバルク窒素貯蔵／気化バックアップシス
テムによりバックアップあるいは補償され、当業者には
認識されるように、前述のＶ／ＰＳＡ酸素プラントの改
変と類似の方法で改変することができる。
【００１１】本発明のシステムによれば、混合組成ガス
を、この混合組成ガスを使用する最終使用用途での条件
に基づき、所望の広範な圧力範囲で供給することができ
る。所望の広範な圧力範囲とは、一般的には、約１０〜
約２１０ｐｓｉｇ（ゲージ圧での、１平方センチメート
ル当たり約０．７〜１４．７ｋｇ）であり、より代表的
には約４０〜１００ｐｓｉｇ（ゲージ圧での、１平方セ
ンチメートル当たり約２．８〜７．０ｋｇ）である。本
システムを使用して送達することのできる最大ガス圧力
は、バルクガスを供給するタンクの運転圧力により設定
される。この運転圧力は、代表的には約２１０ｐｓｉｇ
（ゲージ圧での、１平方センチメートル当たり約１４．
７ｋｇ）であるが、極低温貯蔵タンクでは更に高い運転
圧力を入手することができる。
【００１２】本発明の好ましいシステムでは、気化され
た液体酸素が気化された液体窒素と混合され、酸素富化
ガスあるいは窒素富化ガスが創出される。しかしなが
ら、本発明は酸素と窒素との混合に限定されるものでは
ない。例えば、窒素に代えて、清浄な、乾燥した圧縮空
気かあるいは、気化された液体アルゴンを、気化された
液体純酸素と混合して酸素富化ガスを生成することもで
きる。同様に、清浄な、乾燥した圧縮空気かあるいは、
気化された液体アルゴンを、気化された液体純窒素と混
合して窒素富化ガスを生成することも可能である。
【００１３】後者の実施例はあまり好ましいものではな
い。なぜなら、酸素としてあるいは窒素希釈ガスとして
圧縮空気を使用すると、空気を浄化、圧縮及び乾燥する
設備のための、また、恐らくは、Ｖ／ＰＳＡプラントあ
るいは膜プラントが停電によって停止した場合に圧縮空
気を確実に入手するための電気的バックアップ設備のた
めの莫大な投下資本が必要だからである。そうした投下
資本は時間の大きな無駄であり、コスト効率性に欠けて
いる。用途に必要でなければ、気化された液体アルゴン
を希釈ガスとして使用するのも現在のところあまり好ま
しくない。なぜなら、そのための実質的なコストが、液
体酸素あるいは液体窒素に関連して増大するからであ
る。
【００１４】本明細書で“酸素富化”ガスあるいは“窒
素富化”ガスとは、約２２容積％濃度から１００容積％
濃度の間、あるいは約７８容積％濃度から１００容積％
濃度の間の酸素あるいは窒素を有するガスのことを意味
する。酸素富化ガスのためには、容積％濃度は約９０％
よりも大きく且つ９９．５％未満であり、最も好ましく
は９０％及び９５％の間である。窒素富化ガスのために
は好ましい容積％濃度は約９５％から１００％の間であ
る。
【００１５】本発明のガス混合設備では、バルクガス貯
蔵タンクでの代表的な作用圧力である約２１０ｐｓｉｇ
（ゲージ圧での、１平方センチメートル当たり約１４．
７ｋｇ）の直ぐ下の圧力を有するプロセスガスを使用し
それにより、ガス混合流れのための構成部分を比較的小
型化できるようにして投下資本を最小化している。更
に、バルクガス貯蔵及び気化設備は代表的にはシンプル
且つ分かりやすい設計形状を有し、しかも電力必要量は
僅かでありあるいは全く必要としない。ガス混合設備は
簡易設計形状を有し、また、例えば、小型の、電池駆動
式の、連続電力供給源（ＵＰＳ）により、必要に応じて
容易にバックアップされる。従って、本発明のシステム
は全体的に高い信頼性と無駄な資本の最小化とを共に満
足させるものである。
【００１６】図１には、Ｖ／ＰＳＡ酸素プラントのバッ
クアップに関して本発明を実施するための好ましい装置
のダイヤグラムが示される。本ダイヤグラムには、気化
された液体酸素の供給源２及び気化された液体窒素の供
給源３に接続されたガス混合装置１が示される。本ガス
混合装置１は、最終使用用途４ｂのための、Ｖ／ＰＳＡ
プラント４からのガスを含む、バックアップ用のあるい
は補償用のガス混合物をパイプライン４ａに提供する。
通常、このガス混合装置１を、バルク酸素タンク５ａ及
びバルク窒素貯蔵タンク５ｂ並びに、それぞれのタンク
のための気化システム６ａ、６ｂにとなり合わせて位置
付けるのが最も実用的である。気化システム６ａ、６ｂ
から提供されるガスは代表的には約２１０ｐｓｉｇ（ゲ
ージ圧での、１平方センチメートル当たり約１４．７ｋ
ｇ）までの圧力を有する。下流側のガス流れ成分を、気
化システムの機能不全時に生じるような危険な流体温度
低下から保護するために、温度保護弁７ａ、７ｂを使用
することができる。
【００１７】ガス混合装置１の詳細を以下に説明する。
弁８ａ、８ｂ及び３０は、ガス混合装置を、例えば維持
目的のために気化システム及びパイプラインから隔絶す
るために使用することができる。フィルタ９ａ及び９ｂ
は、下流側の流れ成分の作用を妨害するダストその他の
固形物を除去するために使用される。ボックス１２に例
示されるガス比制御システムはフィードバックループ制
御を使用し、以下に説明するように運転される。
【００１８】圧力制御体１０ａ、１０ｂは、圧力インジ
ケータ１１ａ、１１ｂと共に使用され、下流側の比−制
御成分の設計酸素ガス圧力及び設計窒素ガス圧力をそれ
ぞれ確立する。流量コントローラ１３はガス比制御シス
テム１４と共に自動弁１５を操作して、窒素流量トラン
スミッタ１６からの信号を、酸素流量トランスミッタ１
７からの信号と予めプログラムされた流量比とを使用し
て内部算出された要求値とする。
【００１９】この流量比は当業者は容易に判断すること
ができる。酸素容積％が９２％である酸素／窒素ガス混
合物を製造するための製造方法を以下に説明する。同製
造方法はこれに限定するものではない。気化された液体
酸素ガス及び気化された液体窒素ガスを純基材として取
り扱うと、所望の窒素／酸素流量比は、（１００／Ｃ
ｍ）−１の式で与えられる。ここで、流量は同一の標準
温度及び圧力（ＳＴＰ）に対して参照される容量であ
り、Ｃｍは混合物中の所望の酸素容積％である。かくし
て、酸素容積％が９２％である前記混合物は、標準容積
酸素当たり０．０８７の窒素標準容積を使用して製造さ
れる。
【００２０】図１を再度参照するに、本ダイヤグラム上
のガス混合装置の全ての信号は電気的なものであるが、
例示されたように自動弁１５は、３方弁１８を通して流
れ−圧力変換器１９に供給される気化された液体窒素を
使用してガス的に操作される。この、供給される液体窒
素は安定しており、システムの制御電力要件は最小であ
り、必要であればＵＰＳを通して容易にバックアップす
ることができる。
【００２１】ガス混合装置に入る気化された酸素及び窒
素の温度は、周囲条件、気化システム６ａ、６ｂ、酸素
及び窒素の瞬間流量の影響を受ける。混合物の、そうし
た温度変化が予想される成分を安定化させるために、ボ
ックス１２内に例示されるガス比制御システムは酸素ガ
ス及び窒素ガスの入り口温度を適切に考慮するべきであ
る。詳しく言うと、流量トランスミッタ１７及び１６
は、コリオリ効果、熱的原理、あるいは超音速原理で作
動するような質量流れ装置である。別様には流量トラン
スミッタ１７及び１６は温度トランスミッタにより補償
され、コンピュータによる算出流量は、温度保護弁７
ａ、７ｂの設定温度（代表的には約−３０°Ｆ（セ氏約
−３４．４度））まで温度補償される。別の実施例で
は、バッファタンク２２から送られる混合物をサンプリ
ングする酸素アナライザからの出力信号を使用すること
により、ガス比制御システム１４の流量比設定点を混合
物組成を制御する必要に応じて自動的且つ連続的に補正
しそれにより、ガス温度が変化することで生じた流量測
定値エラーが補償される。
【００２２】逆止弁２０及び２１は、酸素及び窒素供給
システムの相互汚染を防止することを意図したものであ
る。バッファタンク２２が、このバッファタンクから送
り出される混合物の圧力あるいは組成の変化量あるいは
変動量を、ガス比制御システムからバッファタンクに送
り込まれる混合物のそれらの変動量と比較して低減させ
る。バッファタンクはリリーフ弁により、また必要であ
れば破裂ディス２４により過剰圧力から保護される。弁
２５が、バッファタンクからの生成物の、監視／調節目
的のための酸素アナライザを通しての引き抜きを可能と
する。弁２５はまた、ガス混合装置のセットアップ及び
あるいはオフラインでの試験を可能とするために、混合
物を大気に通気させるためにも使用することができる。
【００２３】ガス混合装置から送られるガス混合物は、
圧力調節器２６を介してＶ／ＰＳＡのパイプライン４ａ
に接続される。圧力調節器２６が、圧力インジケータ２
７を使用して送達圧力をパイプライン４ａ内の、代表的
には４０〜１００ｐｓｉｇ（ゲージ圧で１平方センチメ
ートル当たり約２．８〜７．０ｋｇ）である通常圧力の
直前の圧力に維持するように調節される。従って、パイ
プライン４ａ内の圧力が失なわれると、圧力調節器２６
がバッファタンク２２からのガス混合物をパイプライン
４ａに提供する。かくして、比較的高価な液化ガスは、
Ｖ／ＰＳＡが不十分な生成物を生成する、あるいはオフ
ラインとなることによりパイプライン圧力が降下した場
合にのみ、混合物を製造するために使用される。ガス混
合装置の流れ構成部品は、バルク貯蔵タンクとＶ／ＰＳ
Ａとの間で入手することのできる圧力差を使用する、必
要混合容量を有するような寸法形状のものとされる。逆
止弁２８及び２９がＶ／ＰＳＡとガス混合装置の流れと
の相互汚染を防止する。
【００２４】図２には別態様での実施例が示される。図
２の実施例では、図１のボックス１２内に示す比制御シ
ステムの詳細が示される。図２の番号２２から２５で示
す特徴部分の機能は図１の実施例の同じ部分の機能と同
一である。
【００２５】本実施例では、混合されるべき２つのガス
の各流れは制御オリフィスを通過してバッファタンクに
入り、ここで確立された流量比は、上流側及び下流側の
各流量制限体での圧力を固定することにより維持され
る。詳しく言うと、圧力調節器４４ａ及び４４ｂが、流
れオリフィス４８ａ及び４８ｂのそれぞれに流入するガ
スの圧力を維持する。各流れオリフィスから排出される
ガスはバッファタンク２２に流入して混合され、その圧
力が、ソレノイド弁４５ａ及び４５ｂと組み合わせた高
圧限界スイッチ４１、低圧限界スイッチ４２の差動によ
り設定される範囲内に保持される。詳しく説明すると、
空気圧信号ライン４０がバッファタンク２２の圧力をこ
れらの高圧限界スイッチ４１、低圧限界スイッチ４２に
伝達する。高圧限界スイッチ４１は、圧力が設定高圧に
達したときにソレノイド弁４５ａ及び４５ｂを開放させ
る。現場のＶ／ＰＳＡ酸素プラントをバックアップする
上で、例えば、弁２５に接続した酸素アナライザを使用
して図２に示す設備を立ち上げ、一方、酸素／窒素混合
物をバッファタンク２２から大気に通気させ、次いで、
流れ制限体３８ａ及び４８ｂ及びあるいは圧力制御体４
４ａ及び４４ｂからの送り圧力を調節して、混合物内に
予め選択された酸素濃度を確立する。引き続く操作に際
して、バッファタンクの圧力が用途的に引き下げられた
場合には常に、酸素ガス及び窒素ガスがバッファタンク
２２内に適正比率で流入する。逆止弁４６ａ及び４６ｂ
は酸素ガス及び窒素ガスの相互混合を防止する。パネル
４３のステータスライト及び圧力インジケータ４７ａ、
４７ｂ、４９ａ、４９ｂが、プロセス監視のために使用
される。
【００２６】図２の装置はそれほど好ましいものではな
い。なぜならこの図２の装置は、先に説明した手順に基
づいて初期設定した後に使用するに際して、流入するガ
ス流量（ＳＴＰとして参照される）を、このガス流れの
絶対温度の平方根に近似的に逆比例して変化させる傾向
があるからである。かくして、この図２の装置での、例
えば、気化されたバルクガスの温度が３０°Ｆから９０
°Ｆ（セ氏約−１．１度から約３２．２度、即ち、ラン
キン絶対温度スケールでの４９０°から５５０°）変化
すると、所定の流れ制限用のオリフィスの上流側及び下
流側での所定の各圧力に対する流量（ＳＴＰと参照され
る）は、ほぼ５．９％増大する。流れ制限用のオリフィ
スの材料構造や温度変化に基づく熱的収縮がこの密度効
果を幾分補償する。図１の質量流れ制御装置に関し、図
２の、あまり好ましくないずっと簡単な装置は、セット
アップ後のガスの温度変化を自動補償することができな
い。従って、図２の装置は、予想される温度的な影響を
分析することにより、装置が特定用途の、組成的に受け
入れ得る許容度を満足することが示された場合にのみ、
選択するべきである。
【００２７】上述の実施例は限定的なものではない。例
えば、窒素膜システムをバックアップするために、当業
者の認識するところの類似のシステムを使用することが
できる。混合物の主成分あるいは少量成分として酸素を
使用するＶ／ＰＳＡ酸素プラントかあるいは膜窒素プラ
ントに対するバックアップのためには、ａ）中間的な流
量比制御を使用することなく、主成分あるいは少量成分
のための流れ制御弁を操作して混合物濃度を制御するル
ープコントローラ及び酸素アナライザの出力信号を使用
すること、ｂ）酸素アナライザを使用して混合物の酸素
濃度を監視し、適当であれば警告を発すること、が含ま
れる。
【００２８】本発明の方法の更に別の実施例には、ａ）
圧力調節器２６を、圧力トランスミッタ、自動圧力制御
弁、ルーコントローラ、を含む圧力制御システムと代替
させること、ｂ）バイパス弁を追加し、用途的には、バ
ルク純度に戻るよりはずっと有害なガス混合装置の機能
停止中に、気化された主成分をガス混合装置の周囲に逸
らすこと、が含まれる。その他の実施例も使用すること
ができる。
【００２９】所定用途のためのガスの分量、流量、そし
て成分的な各条件は用途に応じて変化するが、本発明の
システムによればこうした条件に対する柔軟性が提供さ
れる。特定例として、本発明のシステムは、酸素供給シ
ステムの条件が約４０〜１００ｐｓｉｇ（ゲージ圧で
の、１平方センチメートル当たり約２．８〜７．０ｋ
ｇ）の間の圧力、並びに、酸素濃度が約９０〜９５容積
％である場合の１時間当たりの流量が約５０００及び４
５０００標準立方フィートであるガラス仕上げプロセス
において有益である。
【００３０】Ｖ／ＰＳＡプラントあるいは膜供給システ
ムからの生成物が所定の現場で複合用途に供給される場
合、本発明の装置は、予想される成分変化による悪影響
を受けない任意の用途と関連して寸法付けあるいは適用
する必要がない。しかしながら、本発明のシステムは
尚、これに限定するものではないが、Ｖ／ＰＳＡ酸素プ
ラント及び膜窒素プラントを含む任意の形式での現場ガ
ス供給システムをバックアップあるいは補償するため
の、簡易且つ信頼性がありしかもコスト効率的な方法を
提供するものである。以下に、Ｖ／ＰＳＡ式の現場ガス
供給システムに対するものとしての限定的ではない一例
を説明する。
【００３１】例 仮に、Ｖ／ＰＳＡ酸素プラントが、９２容積％の酸素濃
度を有する酸素生成物を送達する場合、バルク窒素を希
釈ガスとして使用するガス混合システムは、図１の説明
中に言及された式に従い、ガス状の酸素１００ＳＣＦ
（約０．３立方メートル）当たり約８．７標準立方フィ
ート（約０．２５立方メートル）のガス状窒素を使用す
る。この場合、窒素ガス及び酸素ガスは純基材であると
仮定する。１時間当たり２５０００ＳＣＦ（約７００立
方メートル）の酸素流量を使用する用途では、Ｖ／ＰＳ
Ａ酸素プラントのバックアップ中に約２１７５ＳＣＦ
（約６０．９標準立方メートル）のガス状窒素が使用さ
れる。かくして、標準の９００ガロンの液体窒素貯蔵タ
ンク（窒素の正味容量は約８２５００ＳＣＦ（約２３３
立方メートル））は、そうした条件での窒素流量を約３
８時間供給することができる。
【００３２】以上、本発明を実施例を参照して説明した
が、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解され
たい。
【００３３】
【発明の効果】現場ガス製造設備をバックアップあるい
は補償するための改良システムが提供され、用途に提供
される選択ガス成分の濃度が、バックアップ／補償プロ
セスが実行された場合にも変化しないことを保証するよ
うなシステムが提供され、ガス組成鋭敏性の用途のため
のバックアップ／補償システムが提供され、信頼性があ
り且つコスト効率的なシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの特定の運転モードを示す実
施例の概略ダイヤグラム図である。
【図２】本発明のシステムの別態様での運転モードを示
す実施例の概略ダイヤグラム図である。
【符号の説明】
１ ガス混合装置 ２ 液体酸素 ３ 気化された液体窒素 ４ｂ 最終使用用途 ４ Ｖ／ＰＳＡプラント ４ａ パイプライン ５ａ バルク酸素タンク ５ｂ バルク窒素貯蔵タンク ６ａ、６ｂ 気化システム ７ａ、７ｂ 温度保護弁 ９ａ、９ｂ フィルタ １２ ボックス １０ａ、１０ｂ 圧力制御体 １１ａ、１１ｂ 圧力インジケータ １３ 流量コントローラ １４ ガス比制御システム １５ 自動弁 １６ 窒素流量トランスミッタ １７ 酸素流量トランスミッタ １８ ３方弁 １９ 流れ−圧力変換器 ２０、２１、２８、２９ 逆止弁 ２２ バッファタンク ２４ 破裂ディス ２６ 圧力調節器 ２７ 圧力インジケータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−136094（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−44721（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 4/00 - 4/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最小圧力と、主成分を含む組成物とを有
    するガスを最終用途に提供するための方法であって、 ａ）第１の濃度での前記主成分を有する第１のガスを前
    記最終用途に提供すること、 ｂ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
    測定するための手段を提供すること、 ｃ）前記第１の濃度よりも高い第２の濃度での前記主成
    分を有する第２のガスを提供すること、 ｄ）前記第１の濃度よりも低い第３の濃度での前記主成
    分を有する第３のガスを提供すること、 ｅ）前記第２のガス及び第３のガスを混合して、少なく
    とも前記最小圧力を有する第４のガスにして、第４の濃
    度での前記主成分を有する第４のガスを創出するための
    手段を提供すること、を含み、 ｆ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
    測定するための前記手段が、前記最小圧力に関する不足
    を検出した場合に、該不足が前記第４のガスを追加する
    ことにより補償されるようになっている、最小圧力と、
    主成分を含む組成物とを有するガスを最終用途に提供す
    るための方法。
  2. 【請求項２】 第１のガスが、主成分として酸素かある
    いは窒素の何れかを含み、非極低温式の供給装置から提
    供される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 最小圧力と、主成分を含む組成物とを有
    するガスを最終用途に提供するための装置であって、 ａ）第１の濃度での前記主成分を有する第１のガスを前
    記最終用途に提供するための手段と、 ｂ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
    測定するための手段と、 ｃ）前記第１の濃度よりも高い第２の濃度での前記主成
    分を有する第２のガスを提供するための手段と、 ｄ）前記第１の濃度よりも低い第３の濃度での前記主成
    分を有する第３のガスを提供するための手段と、 ｅ）前記第２のガス及び第３のガスを混合し、少なくと
    も前記最小圧力と、第４の濃度での前記主成分とを有す
    る第４のガスを創出するための手段と、を含み、 ｆ）前記最終用途に提供される前記第１のガスの圧力を
    測定するための前記手段が、前記最小圧力に関する不足
    を検出した場合に、該不足が前記第４のガスを追加する
    ことにより補償されるようにしてなる、最小圧力と、主
    成分を含む組成物とを有するガスを最終用途に提供する
    ための装置。
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