JPH0361799A

JPH0361799A - 混合ガス充填装置

Info

Publication number: JPH0361799A
Application number: JP19739789A
Authority: JP
Inventors: Yuji Mesaki; 目崎　有司; フランソワ・ルフォ−ル; オリビエ・ジルソン; フィリップ・デック; ジェラ−ル・バグナ−ル
Original assignee: Teisan KK
Current assignee: Teisan KK
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-18
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JP2675633B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複数種のガスを所望比率にてガスボンベ等の
ガス充填容器の中に充填するときに使用される混合ガス
充填装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の混合ガス充填装置としては、例えば第３図に示す
如く、複数種のガス供給ｆｉ　（１）　、　（２）　。

（３）とガスボンベ（４）・・とを配管（５１）にてｉ
ＵＩ接続すると共に、前記ガス供給源（１）　、　（２
）　、　（３）に手動の開閉弁（５２）　、　（５３）
　、　（５４）を夫々付設し、該開閉弁（５２）　、　
（５３）　、　（５４）の各単独開弁を手動にて順次行
って前記ガスボンベ（４）・・内へ？Ｒ合ガスを所望比
率にて充填するものがあった。なお、図中の（１４）は
、前記ガスボンベ（４）・・内へ混合ガスを充填する前
にその内部の残留ガスをパージすべく管路開閉を行うバ
ルブであり、また（１５）は、特に高純度の混合ガスが
要求される場合に前記混合ガス充填前に前記ガスボンベ
（４）・・内の真空度を上げてその内部を清めるべくそ
の内部ガスを吸引する真空ポンプである。

なお、上述の混合ガス充填装置において、前記ガスボン
ベ（４）・・内へ混合ガスを所望比率にて充填する具体
的手段としては、前記配管（５１）の適宜箇所にその管
内圧を測定するための圧力計（５５）を付設しておき、
該圧力計（５５）の測定結果に基づいて前記ガスボンベ
（４）・・内のガス充填状況を推定し、その推定結果に
基づいて混合ガスの充填を行うという手段が採用されて
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる従来の混合ガス充填装置にてガスボンベ（４）・
・内へ混合ガスを充填する場合、上述の如く圧力計（５
５）の測定結果に基づいてガスボンベ（４）・・内のガ
ス充填状況を推定し、ガスボンベ（４）・・内へ所望比
率のガスを充填しているため、比率的測定誤差の生じ易
い圧力計（５５）の測定結果自体の信頼性が問題になる
ことがある上、周辺の温度変化が前記配管（５１）及び
前記ガスボンベ（４）・・内のガスの体積を変化させて
これが前記圧力計（５５）の測定結果に基づく前記ガス
充填状況の推定に誤差を生せしめることになるという問
題がある。また前記圧力計（５５）の測定結果に基づく
前記ガス充填状況の推定には、ガスボンベ（４）・・内
に充填するガスの種類に応して該ガスに固有で且つ圧力
や温度の影響を受ける圧縮係数を考慮する必要があると
いう問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、混合
ガスをガス充填容器内に充填するに際し、上述した如き
問題を生起させないようにして混合ガスの成分溝底のバ
ラツキを可及的に少なく抑え得る混合ガス充填装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る混合ガス充填装置は、複数種のガス供給源とガス充填容器とを配管にて連通接
続すると共に、前記ガス供給源に開閉弁を夫々付設し、
該開閉弁の各単独開弁を順次行って前記ガス充填容器内
へ混合ガスを所望比率にて充填するｌ昆合ガス充填装置
において、前記配管の中間部にて、前記ガス供給源から
のガスの一部を分流させるべく、支管を分岐させ、前記支管側へのガスと前記ガス充填容器側へのガスとの
流量比を一定にする流量制御手段を設け、前記支管の端末部に、重量センサによる重量測定が可能
なマスター容器を連通接続し、前記支管側へ分流したガ
スの重量を前記マスター容器にて積算測定した結果に基
づいて前記開閉弁の各単独開弁を順次行うように構威し
である点に特徴を有している。

なお、前記混合ガス充填装置が、前記支管の端末部にお
ける前記マスター容器との接続箇所に、前記支管側の支
持及びそれ自体の形状保持機能に基づく保形性を備える
ことによって前記マスター容器に対して無作用状態で接
続されるようになる保形管を設けてある装置である場合
は一層好ましい。

〔作　用〕

かかる本発明装置にあっては、前記配管の中間部にて前
記支管が分岐せしめられており、該支管側には前記流量
制御手段にて前記ガス充填容器側へ流れるガスに比して
一定の比率のガス充填のガスが分流するようになる。そ
して、該支管側へのガスは、前記マスター容器内に導入
された上でその重量が積算測定される。そしてその測定
結果に基づいて前記複数の開閉弁の各単独開弁を順次行
うことができるので、前記ガス充填容器内へ所望比率の
混合ガスが充填されるようになる。

〔発明の効果〕

かくして本発明装置を用いてガス充填容器内へ混合ガス
を充填する場合は、マスター容器内へ導入されるガスの
重量が積算測定され、その測定結果に基づいて前記複数
の開閉弁の各単独開弁を順次行ってガス充填容器内へ混
合ガスを充填することとなるが、前記マスター容器内の
ガスの積算測定は、通常の重量センサでも容易且つ正確
に行える上、周辺の温度変化等の影響も受けず、また従
来のような圧縮係数の考慮も不要となるため、前記複数
の開閉弁の操作のための情報が正確に得られ、もってガ
ス充填容器内の混合ガスの成分構成のバラツキを可及的
に少なく抑えることができるようになるという効果が生
じる。

なお、上述の本発明装置において、前記支管の端末部に
前記保形管を設けてある場合は、該保形管がそれ自体の
形状保持機能及び前記支管側の支持によって一定形状が
保持されるようになって前記マスター管に無作用状態で
接続されるようになり、該保形管を含む支管の重量が前
記マスター容器にかからなくなって前記マスター容器を
用いたガス重量の測定精度が向上し、もって上述の効果
が一層助長されるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、（４）は混合ガスを所望比率にて充填
すべきガス充填容器の一例たるガスボンベであり、該ガ
スボンベ（４）は複数本が並列状態に設置されている。

そして該複数本のガスボンベ（４）・・は、混合ガスの
ガス戒分数に相応する複数種のガス供給源（１）　、　
（２）　、　（３）との間に配管（５）が施工され、も
って複数種のガス供、［、￥源（１）　、　（２）　、
　（３）とガスボンベ（４）・・とは配管（５）にて連
通接続されている。

前記ガス供給源（１）　、　（２）　、　（３）には夫
々、自動開閉が可能な開閉弁（６）　、　（７）　、　
（８）が付設されており、該開閉弁（６）　、　（７）
　、　（８）は後述する制御部（１２）によって夫々、
単独開弁制御が行われるようになっている。

前記配管（５）の中間部（５ａ）においては、前記ガス
供給源（１）　、　（２）　、　（３）からのガスの一
部を分流させるための支管（９）が分岐せしめられてい
る。そして前記配管（５）自体は、前記中間部（５ａ）
よりもガスボンベ（４）・・側が前記支管（９）に対す
る本管（５ｂ）即ちガスボンベ（４）・・ヘガスを多量
に導く本管（５ｂ）となっている。

前記支管（９）及び前記本管（５ｂ）には、前記支管（
９）側へのガスと前記ガスボンベ（４）・・側へのガス
との流量比を一定にする流量制御手段（１０）が設けら
れているが、該流量制御手段（１ｏ）は具体的には、前
記本管（５ｂ）の中途に並列状態で介装された開閉弁（
１０ａ）及び絞り弁（１０ｂ）と、前記支管（９）の中
途に並列状態で介装された開閉弁（１０ｃ）及び絞り弁
（１０ｄ）とから構成されている。そして前記支管（９
〉側へ流れるガス量の前記本管（５ｂ）側へ流れるガス
量に対する比率を一定にするのは、前記本管（５ｂ〉側
の開閉弁（１０ａ）を全開する（本管（５ｂ）側はガス
をガスボンベ（４）・・内へ導くべく多量のガスを送る
必要があるので全開する）一方で前記支管（９）側の開
閉弁（１０ｃ）を全閉すると共に、前記本管（５ｂ）側
の絞り弁（１０ｂ）及び前記支管（９）側の絞り弁（１
０ｄ）の絞り量を適宜調整することで実行される。

前記支管（９）の端末部、即ち前記開閉弁（１０ｃｊ及
び絞り弁（１０ｄ）の介装位置よりも末端側の部分には
、アルミニウム軽合金製で軽量な風袋ボンベ（これを軽
量としたのは、風袋重量のガス重量測定誤差に及ぼす影
響を抑えるため）よりなるマスター容器（１１）が連通
接続されており、該マスター容器（１１）内には前記絞
り弁（１０ｄ）を経由して流れてくるガスが導入される
ようになっている。また前記マスター容器（１１）は、
重量センサの一例としての電子自動秤（１６）の上に載
置されており、該容器（１１）及びその中へ導入される
ガスの総重量が前記電子自動秤（１６）によって測定さ
れるようになっており、その結果に基づいて前記容器（
１１）内へ導かれるガスの重量が求められるようになっ
ている。また前記支管（９）の端末部における前記マス
ター容器（１１）との接続箇所には、前記支管（９）側
の支持及びそれ自体の形状保持機能に基づく保形性を備
えることによって前記マスター容器（１１）に無作用状
態で接続されるようになる保形管（１３）、具体的には
第２図に示す如く、前記支管（９）に直結されて支管（
９）側の支持を受け、且つ、それ自体の形状が水平Ｕ字
状に屈曲した形状を呈すると共にそれ自体の素材が剛性
材料（例えばステンレス鋼）であることによってそれ自
体の形状保持機能を有し、もって前記支管（９）側の支
持及びそれ自体の形状保持機能に基づく保形性を備える
こととなって前記マスター容器（１１）に対して無作用
状態で接続されるようになる保形管（１３）が設けられ
ている。

そして、前記重量センサ（１６）の測定結果は制御部（
１２）へ入力されるが、該制御部（１２）では、前記測
定結果に基づいて前記ガス供給源（１）。

（２）　、　（３）に付設された開閉弁（６）　、　（
７）　、　（８）の各単独開弁を順次行うようになって
いる。

なお、第１図中の（１４）は、前記ガスボンベ（４）・
・内へ混合ガスを充填する前にその内部の残留ガスをパ
ージすべく、制御部（１２）の信号に基づいて管路開閉
を行う開閉弁である。また（１５）は、特に高純度の混
合ガスが要求される場合に前記混合ガス充填前に前記ガ
スボンベ（４）・・内の真空度を上げてその内部を清め
るべくその内部ガスを吸引する真空ポンプである。そし
て該真空ポンプ（１５）と前記配管（５）との接続部に
も前記制御部（１２）にて開閉制御される開閉弁（１８
）が介装されている。また前記開閉弁（１０ｃ）は、マ
スター容器（１１）内に残存する計量済みのガスを新た
な計量のために急速パージすべく前記制御部（１２）に
て制御されて開かれるようになっている。

そしてパージ後は速やかに閉じられるようになっている
。また前記開閉弁（１０ａ）　、　（１０ｃ）も前記制
御部（１２）にて制御されるようになっている。

かかる本発明装置を用いて混合ガスをガスポンへ（４）
・・内へ充填する場合、先ず、開閉弁（１４）を開いて
ガスボンベ（４）・・内の残留ガスをパージする。或い
は、開閉弁（１８）を開くと共に真空ポンプ（１５）を
駆動してガスボンベ（４）・・内のガスを吸引してその
内部を清める。そして同時にマスター容器（１１）の残
留ガスを真空ポンプ（１５）で吸引してその内部を・清
める。そして、例えば第１のガス供給源（１）からガス
ボンベ（４）・・内へ第１のガス供給を行った後、第２
のガス供給源（２）からガスボンへ（４）・・内へ第２
のガス供給を行った後、第３のガス供給源（３）からガ
スボンベ（４）・・内へ第３のガス供給を行う。

かくしてガスボンベ（４）・・内へ混合ガスを充填する
本発明装置を用いる場合、夫々のガス充填時に、前記配
管（５）の中間部（５ａ）にて分岐した前記支管（９）
側の開閉弁（１０ｃ）及び絞り弁（１０ｄ）並びに前記
配管（５）側の開閉弁（１０ａ）及び絞り弁（１０ｂ）
よりなる流量制御手段（１０）にて前記ガスボンベ（４
）・・側へ流れるガスに比して一定の比率のガス流量の
ガスが分流するようになる。そして、該支管（９）側へ
のガスは、前記マスター容器（１１）内に導入された上
でその重量が積算測定される。そして前記制御部（１２
）が前記測定結果に基づいて前記複数の開閉弁（６）　
、　（７）（８）の各単独開弁を順次行うので、前記ガ
スボンベ（４）・・内へ所望比率の混合ガスが、成分溝
底のバラツキを可及的に少なく抑えつつ充填されるよう
になる。

なお、上述の実施例においては、ガス供給源が３つ設け
られたものであったが、混合ガスの成分数に応じてガス
供給源の数を増加し、それに伴って配管（５）の敷設形
態を変化させるのはいうまでもない。

また、混合ガスを充填する容器は、上述の実施例ではガ
スボンベ（４）であったが、タンク状の容器であっても
よい。

また、上述の実施例では、ガス供給ａｍ。

（２）　、　（３）に付設した開閉弁（６）　、　（７
）　、　（８）　、　（１０ａ）　。

（１０ｃ）が制御部（１２）にて開閉制御されるもので
４あったので、これらの操作が自動的に行えて作業性が向
上すると共に人員削減も図れるが、作業性を犠牲にして
人為的作業が許容される場合は、前記重量センサ（１６
）の測定結果を用いて人為的に前記開閉弁（６）　、　
（７）　、　（８）の開閉を行うこともできる。なお第
１図に示す実施例では、絞り弁（１０ｂ）　、　（１０
ａ）が制御部（１２）にて開閉制御されるようになって
いないが、これらも制御部（１２）にて制御できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る混合ガス充填装置の実施例を模式
的に示す配管系統図、第２図はその要部を示す模式的な
説明図、第３図は従来の混合ガス充填装置を模式的に示
す配管系統図である。（１）　、　（２）　、　（３）・・・・・・ガス供給
源、（４）・・・・・・ガス充填容器、（５）・・・・
・・配管、（５ａ）・・・・・・中間部、（６）　、　
（７）　、　（８）・・・・・・開閉弁、（９）・・・
・・・支管、（１０）・・・・・・流量制御手段、（１
１）・・・・・・マスター容器、（１３）・・・・・・
保形管、（１６）・・・・・・重量センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数種のガス供給源（１）、（２）、（３）とガス
充填容器（４）・・とを配管（５）にて連通接続すると
共に、前記ガス供給源（１）、（２）、（３）に開閉弁
（６）、（７）、（８）を夫々付設し、該開閉弁（６）
、（７）、（８）の各単独開弁を順次行って前記ガス充
填容器（４）・・内へ混合ガスを所望比率にて充填する
混合ガス充填装置において、前記配管（５）の中間部（５ａ）にて、前記ガス供給源
（１）、（２）、（３）からのガスの一部を分流させる
べく、支管（９）を分岐させ、前記支管（９）側へのガスと前記ガス充填容器（４）・
・側へのガスとの流量比を一定にする流量制御手段（１
０）を設け、前記支管（９）の端末部に、重量センサ（１６）による
重量測定が可能なマスター容器（１１）を連通接続し、前記支管（９）側へ分流したガスの重量を前記マスター
容器（１１）にて積算測定した結果に基づいて前記開閉
弁（６）、（７）、（８）の各単独開弁を順次行うよう
に構成してある混合ガス充填装置。２、前記支管（９）の端末部における前記マスター容器
（１１）との接続箇所には、前記支管（９）側の支持及
びそれ自体の形状保持機能に基づく保形性を備えること
によって前記マスター容器（１１）に対して無作用状態
で接続されるようになる保形管（１３）を設けてある請
求項１記載の混合ガス充填装置。