JPH06205971A - 気体精製方法及びシステム - Google Patents
気体精製方法及びシステムInfo
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- JPH06205971A JPH06205971A JP5226654A JP22665493A JPH06205971A JP H06205971 A JPH06205971 A JP H06205971A JP 5226654 A JP5226654 A JP 5226654A JP 22665493 A JP22665493 A JP 22665493A JP H06205971 A JPH06205971 A JP H06205971A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 使用地点で簡易に水、水素、酸素で汚染され
た高純度ヘリウム族気体を精製することのできるシステ
ムの開発。 【構成】 各乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒を収
納し、同じ圧力及び温度条件で使用される第１容器及び
第２容器を使用。容器は、直列様式（第１容器→第２容
器）又は逆直列様式（第２容器→第１容器）で或いは一
方の容器のみで動作しうるよう弁を介して配管されてい
る。第１容器及び第２容器は簡易迅速に取付け−取外し
できそしてサンプリング結果に応じて新しいものに交換
されるか或いは再生される。高純度ヘリウム族気体の使
用地点において設置するに適当な、効率的で、効果的で
そして廉価な、複雑さの少ない精製システムである。
た高純度ヘリウム族気体を精製することのできるシステ
ムの開発。 【構成】 各乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒を収
納し、同じ圧力及び温度条件で使用される第１容器及び
第２容器を使用。容器は、直列様式（第１容器→第２容
器）又は逆直列様式（第２容器→第１容器）で或いは一
方の容器のみで動作しうるよう弁を介して配管されてい
る。第１容器及び第２容器は簡易迅速に取付け−取外し
できそしてサンプリング結果に応じて新しいものに交換
されるか或いは再生される。高純度ヘリウム族気体の使
用地点において設置するに適当な、効率的で、効果的で
そして廉価な、複雑さの少ない精製システムである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体、特にはヘリウム
族気体（ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キ
セノン或いはその混合物）の精製のために有用な方法及
びシステムに関係する。
族気体（ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キ
セノン或いはその混合物）の精製のために有用な方法及
びシステムに関係する。
【０００２】
【従来の技術】高純度ヘリウム族気体は様々の産業プロ
セスで重要性を増大しつつある。ヘリウム族気体の純度
の改善は、溶接、冷媒、漏れ検出、半導体製造、超電導
等の多くの産業分野でその用途を拡大してきた。これら
気体は一般に、酸素及び窒素の製造のための空気分離中
の副産物として回収される。しかしながら、ヘリウムの
多くはまた、天然ガスから繰り返しての液化と精製によ
り抽出されている。
セスで重要性を増大しつつある。ヘリウム族気体の純度
の改善は、溶接、冷媒、漏れ検出、半導体製造、超電導
等の多くの産業分野でその用途を拡大してきた。これら
気体は一般に、酸素及び窒素の製造のための空気分離中
の副産物として回収される。しかしながら、ヘリウムの
多くはまた、天然ガスから繰り返しての液化と精製によ
り抽出されている。
【０００３】これら気体は、ひとたび濃縮され或いは精
製されると、供給パイプライン、或いは鉄道もしくは自
動車によるガスボンベ乃至貯蔵容器に収納しての輸送に
より使用地点に輸送されるのが通常である。しかし、輸
送中、これら気体は、酸素、水素及び／或いは水分で汚
染される可能性がある。送給地点でのヘリウムは、例え
ば、１ｐｐｍの水分を含んでいるが、それが使用地点に
達するまでには、２〜３ｐｐｍもの水分を含んでいる。
恐らく、この水分は、周囲大気からの漏入、及び／或い
は供給パイプライン、ガスボンベ乃至貯蔵容器を構成す
るのに使用されている金属からの水分の脱着によるもの
である。しかし、汚染を阻止するために金属を交換する
ことは、例えば供給パイプラインは通常極めて長いか
ら、経済的に実施可能ではない。
製されると、供給パイプライン、或いは鉄道もしくは自
動車によるガスボンベ乃至貯蔵容器に収納しての輸送に
より使用地点に輸送されるのが通常である。しかし、輸
送中、これら気体は、酸素、水素及び／或いは水分で汚
染される可能性がある。送給地点でのヘリウムは、例え
ば、１ｐｐｍの水分を含んでいるが、それが使用地点に
達するまでには、２〜３ｐｐｍもの水分を含んでいる。
恐らく、この水分は、周囲大気からの漏入、及び／或い
は供給パイプライン、ガスボンベ乃至貯蔵容器を構成す
るのに使用されている金属からの水分の脱着によるもの
である。しかし、汚染を阻止するために金属を交換する
ことは、例えば供給パイプラインは通常極めて長いか
ら、経済的に実施可能ではない。
【０００４】この問題を解決するために、工業用乾燥器
或いは精製器の使用が考慮されてきた。市販される乾燥
器或いは精製器は、使い捨て型ユニット（ゲッター型ユ
ニット）或いは再生型ユニット（熱／試薬変動型、圧力
変動型或いは両者の組合せ）のいずれかである。
或いは精製器の使用が考慮されてきた。市販される乾燥
器或いは精製器は、使い捨て型ユニット（ゲッター型ユ
ニット）或いは再生型ユニット（熱／試薬変動型、圧力
変動型或いは両者の組合せ）のいずれかである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】こうした乾燥器或いは
精製器を使用地点で設置することは、その複雑性、かさ
高いこと及び非効率性により適当でないことが見出され
ている。工業用使い捨て型ユニットに伴う問題は、例え
ば、オンライン分析設備の使用無く汚染物の除去を保証
することの困難性であり、他方工業用再生型ユニットに
伴う問題は、高価につきそして面倒な自動切替弁、再生
手段及び／或いは恐らく必要とされるコンピューターコ
ントロールと関与する複雑な設備である。
精製器を使用地点で設置することは、その複雑性、かさ
高いこと及び非効率性により適当でないことが見出され
ている。工業用使い捨て型ユニットに伴う問題は、例え
ば、オンライン分析設備の使用無く汚染物の除去を保証
することの困難性であり、他方工業用再生型ユニットに
伴う問題は、高価につきそして面倒な自動切替弁、再生
手段及び／或いは恐らく必要とされるコンピューターコ
ントロールと関与する複雑な設備である。
【０００６】従って、使用地点、即ち高純度ヘリウム族
気体が特定の生成物或いはデバイス等を製造するのに使
用される地点において設置するに適当な精製器或いは乾
燥器システムを設計することへの必要性が存在してい
る。換言すれば、効率的で、効果的でそして廉価な、複
雑さの少ない精製器或いは乾燥器が所望されている。
気体が特定の生成物或いはデバイス等を製造するのに使
用される地点において設置するに適当な精製器或いは乾
燥器システムを設計することへの必要性が存在してい
る。換言すれば、効率的で、効果的でそして廉価な、複
雑さの少ない精製器或いは乾燥器が所望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、使用地
点での設置に適当な有効で且つ効率的な精製器或いは乾
燥器に対する必要性が、ヘリウム族気体の流れを変更し
また逆転することのできる簡易にして融通性に富む精製
システムにより対処される。
点での設置に適当な有効で且つ効率的な精製器或いは乾
燥器に対する必要性が、ヘリウム族気体の流れを変更し
また逆転することのできる簡易にして融通性に富む精製
システムにより対処される。
【０００８】本精製システムは、（ａ）乾燥剤、吸着剤
及び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも２つの容器
と、（ｂ）前記少なくとも２つの容器を連結するための
少なくとも一つの第１導管手段にして、該少なくとも２
つの容器のいずれか一つの少なくとも一つの入口へヘリ
ウム族気体の流れを制御し、変更し或いは差し向けるた
めの少なくとも２つの弁を有する少なくとも一つの第１
導管手段と、（ｃ）第１及び第２端を有する少なくとも
一つのヘリウム族気体入口導管手段にして、該第１端が
前記少なくとも一つの第１導管手段に前記少なくとも２
つの弁の間で接続されそして該第２端が高純度ヘリウム
族気体供給管路、ボンベ或いは貯蔵容器に接続される少
なくとも一つのヘリウム族気体入口導管手段と、（ｄ）
前記少なくとも２つの容器を連結しそして少なくとも２
つの弁を有する少なくとも一つの第２導管手段と、
（ｅ）前記少なくとも２つの容器のいずれか一方の少な
くとも一つの出口からヘリウム族気体の回収のため前記
少なくとも一つの第２導管手段の前記少なくとも２つの
弁の間に配置される少なくとも一つのヘリウム族気体出
口導管手段と、（ｆ）前記少なくとも２つの容器のいず
れか一方の少なくとも一つの出口から前記少なくとも２
つの容器のいずれか一方の少なくとも一つの入口にヘリ
ウム族気体の流れを差し向けるため前記少なくとも一つ
の第１及び第２導管手段に連結される少なくとも一つの
循回導管手段と、（ｇ）ヘリウム族気体のための所望の
流れ順序配列を決定するため前記少なくとも一つの循回
導管手段において位置付けられる少なくとも一つのサン
プリング手段とを備える。
及び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも２つの容器
と、（ｂ）前記少なくとも２つの容器を連結するための
少なくとも一つの第１導管手段にして、該少なくとも２
つの容器のいずれか一つの少なくとも一つの入口へヘリ
ウム族気体の流れを制御し、変更し或いは差し向けるた
めの少なくとも２つの弁を有する少なくとも一つの第１
導管手段と、（ｃ）第１及び第２端を有する少なくとも
一つのヘリウム族気体入口導管手段にして、該第１端が
前記少なくとも一つの第１導管手段に前記少なくとも２
つの弁の間で接続されそして該第２端が高純度ヘリウム
族気体供給管路、ボンベ或いは貯蔵容器に接続される少
なくとも一つのヘリウム族気体入口導管手段と、（ｄ）
前記少なくとも２つの容器を連結しそして少なくとも２
つの弁を有する少なくとも一つの第２導管手段と、
（ｅ）前記少なくとも２つの容器のいずれか一方の少な
くとも一つの出口からヘリウム族気体の回収のため前記
少なくとも一つの第２導管手段の前記少なくとも２つの
弁の間に配置される少なくとも一つのヘリウム族気体出
口導管手段と、（ｆ）前記少なくとも２つの容器のいず
れか一方の少なくとも一つの出口から前記少なくとも２
つの容器のいずれか一方の少なくとも一つの入口にヘリ
ウム族気体の流れを差し向けるため前記少なくとも一つ
の第１及び第２導管手段に連結される少なくとも一つの
循回導管手段と、（ｇ）ヘリウム族気体のための所望の
流れ順序配列を決定するため前記少なくとも一つの循回
導管手段において位置付けられる少なくとも一つのサン
プリング手段とを備える。
【０００９】本発明はまた、酸素、水素或いは水の少な
くとも１種を含む高純度ヘリウム族供給気体を精製する
ための方法であって、（ａ）高純度ヘリウム族気体を約
−４０〜１５０°Ｆ（−４０〜６６℃）の範囲の温度そ
して約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃ
ｍ2 ゲージ圧）の範囲の圧力において乾燥剤、吸着材及
び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも一つの第１容
器を通して流し、（ｂ）前記少なくとも一つの第１容器
からの精製された高純度ヘリウム族気体を約−４０〜１
５０°Ｆ（−４０〜６６℃）の範囲の温度そして約１〜
２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ
圧）の範囲の圧力にして、該少なくとも一つの第１容器
において使用されたのと実質上同等の温度及び圧力にお
いて乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒を収納する少
なくとも一つの第２容器に流し、（ｃ）前記少なくとも
一つの第１容器から導出された精製高純度ヘリウム族気
体を該精製高純度ヘリウム族気体が前記少なくとも一つ
の第２容器に通されるに際して周期的にサンプリング
し、該サンプリングから精製高純度ヘリウム族気体の純
度水準並びに前記高純度ヘリウム族供給気体に対する流
れ順序配列を決定し、そして（ｄ）前記少なくとも一つ
の第２容器から生成するヘリウム族気体生成物を回収す
ることを包含する高純度ヘリウム族供給気体精製方法を
も提供する。
くとも１種を含む高純度ヘリウム族供給気体を精製する
ための方法であって、（ａ）高純度ヘリウム族気体を約
−４０〜１５０°Ｆ（−４０〜６６℃）の範囲の温度そ
して約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃ
ｍ2 ゲージ圧）の範囲の圧力において乾燥剤、吸着材及
び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも一つの第１容
器を通して流し、（ｂ）前記少なくとも一つの第１容器
からの精製された高純度ヘリウム族気体を約−４０〜１
５０°Ｆ（−４０〜６６℃）の範囲の温度そして約１〜
２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ
圧）の範囲の圧力にして、該少なくとも一つの第１容器
において使用されたのと実質上同等の温度及び圧力にお
いて乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒を収納する少
なくとも一つの第２容器に流し、（ｃ）前記少なくとも
一つの第１容器から導出された精製高純度ヘリウム族気
体を該精製高純度ヘリウム族気体が前記少なくとも一つ
の第２容器に通されるに際して周期的にサンプリング
し、該サンプリングから精製高純度ヘリウム族気体の純
度水準並びに前記高純度ヘリウム族供給気体に対する流
れ順序配列を決定し、そして（ｄ）前記少なくとも一つ
の第２容器から生成するヘリウム族気体生成物を回収す
ることを包含する高純度ヘリウム族供給気体精製方法を
も提供する。
【００１０】ヘリウム族気体が水分に加えて所望されざ
る量の酸素及び水素を含有するときは、酸素及び水素を
化学収着しそして／またはそれらと反応する吸着剤及び
／或いは触媒が乾燥剤と併用して使用されうる。乾燥
剤、吸着剤及び／或いは触媒はそれらが輸送或いは再生
中然るべく保持されるように各容器内部で固定的に配置
される。関与する容器は、同等に設計されそして汚染物
の除去中同等の温度及び圧力条件下に置かれる。
る量の酸素及び水素を含有するときは、酸素及び水素を
化学収着しそして／またはそれらと反応する吸着剤及び
／或いは触媒が乾燥剤と併用して使用されうる。乾燥
剤、吸着剤及び／或いは触媒はそれらが輸送或いは再生
中然るべく保持されるように各容器内部で固定的に配置
される。関与する容器は、同等に設計されそして汚染物
の除去中同等の温度及び圧力条件下に置かれる。
【００１１】（用語の定義）ここで使用されるものとし
ての用語「触媒」とは、或る反応条件の下で特定の化学
反応の速度を増大することのできる固体物質を意味す
る。同じく、用語「吸着材」とは、その表面が気体混合
物との接触に際して選択された態様で気体混合物の或る
成分と結合することのできる固体物質を意味する。同じ
く、用語「化学収着」とは気体混合物の成分が化学的な
力の結果として固体表面に選択的に付着するプロセスを
意味する。ここで使用されるものとしての「高純度ヘリ
ウム族気体」とは、所望の純度水準を有する、ヘリウ
ム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン或いはそ
の混合物から選択された任意の気体である。一般に、高
純度ヘリウム族気体は、約２０ｐｐｍ（容積）までの、
水蒸気、酸素及び／或いは水素のような汚染物を有す
る。
ての用語「触媒」とは、或る反応条件の下で特定の化学
反応の速度を増大することのできる固体物質を意味す
る。同じく、用語「吸着材」とは、その表面が気体混合
物との接触に際して選択された態様で気体混合物の或る
成分と結合することのできる固体物質を意味する。同じ
く、用語「化学収着」とは気体混合物の成分が化学的な
力の結果として固体表面に選択的に付着するプロセスを
意味する。ここで使用されるものとしての「高純度ヘリ
ウム族気体」とは、所望の純度水準を有する、ヘリウ
ム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン或いはそ
の混合物から選択された任意の気体である。一般に、高
純度ヘリウム族気体は、約２０ｐｐｍ（容積）までの、
水蒸気、酸素及び／或いは水素のような汚染物を有す
る。
【００１２】
【作用】各々乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒を収
納しそして同じ圧力及び温度条件で操作される第１容器
及び第２容器を使用する。第１容器及び第２容器は、直
列様式（第１容器−第２容器）或いは逆直列様式（第２
容器−第１容器）で或いは一方の容器のみで動作するよ
う弁を介して配管されている。第１容器及び第２容器は
簡易迅速に取付け或いは取り外することができそしてサ
ンプリング手段の分析結果に応じて新しいものに交換さ
れるか或いは再生される。使用地点、即ち高純度ヘリウ
ム族気体が特定の生成物或いはデバイス等を製造するの
に使用される地点において設置するに適当な、融通性の
ある、効率的で、効果的でそして廉価な、複雑さの少な
い精製システムを提供する。
納しそして同じ圧力及び温度条件で操作される第１容器
及び第２容器を使用する。第１容器及び第２容器は、直
列様式（第１容器−第２容器）或いは逆直列様式（第２
容器−第１容器）で或いは一方の容器のみで動作するよ
う弁を介して配管されている。第１容器及び第２容器は
簡易迅速に取付け或いは取り外することができそしてサ
ンプリング手段の分析結果に応じて新しいものに交換さ
れるか或いは再生される。使用地点、即ち高純度ヘリウ
ム族気体が特定の生成物或いはデバイス等を製造するの
に使用される地点において設置するに適当な、融通性の
ある、効率的で、効果的でそして廉価な、複雑さの少な
い精製システムを提供する。
【００１３】
【実施例】本発明は、輸送中汚染された気体、特に高純
度ヘリウム族気体を精製するための方法及びシステムに
関するものである。本システムは特に、高純度ヘリウム
族気体を精製するためのプロセスを実施するに際して融
通性、効率性及び有効性を発揮するように設計されてい
る。これらは、任意の既知の管材料、任意の既知の弁及
び任意の既知の接続部を使用して構成されうる。しか
し、精製システムの性能を向上しそして寿命を延長しま
た効率を改善するために精製システムを構成するに当
り、ダイアフラム弁、電解研磨管並びに「ＶＣＲconnec
tors」の商品名の下で販売されている部品のような高純
度接続部を使用することが好ましい。
度ヘリウム族気体を精製するための方法及びシステムに
関するものである。本システムは特に、高純度ヘリウム
族気体を精製するためのプロセスを実施するに際して融
通性、効率性及び有効性を発揮するように設計されてい
る。これらは、任意の既知の管材料、任意の既知の弁及
び任意の既知の接続部を使用して構成されうる。しか
し、精製システムの性能を向上しそして寿命を延長しま
た効率を改善するために精製システムを構成するに当
り、ダイアフラム弁、電解研磨管並びに「ＶＣＲconnec
tors」の商品名の下で販売されている部品のような高純
度接続部を使用することが好ましい。
【００１４】図面、特に図１〜３を参照すると、高純度
ヘリウム族気体を精製するのに有用な精製システムの概
略図が示されている。例示される精製システムの内で
も、図１の精製システムが最も好ましい。但し、図１の
精製システムに当業者に明らかな多くの変更をなすこと
ができるし、また図２及び３並びにその変更例もまた使
用することができる。高純度ヘリウム族気体の精製は、
これらシステムの超臨界状態で実施されうるし又実施さ
れえないこともある。
ヘリウム族気体を精製するのに有用な精製システムの概
略図が示されている。例示される精製システムの内で
も、図１の精製システムが最も好ましい。但し、図１の
精製システムに当業者に明らかな多くの変更をなすこと
ができるし、また図２及び３並びにその変更例もまた使
用することができる。高純度ヘリウム族気体の精製は、
これらシステムの超臨界状態で実施されうるし又実施さ
れえないこともある。
【００１５】図１〜３において、使用地点への輸送中微
量の水、酸素及び／或いは水素により汚染された高純度
ヘリウム族気体は、アルミニウム或いは鋼枠５０により
支持されうる精製システムの少なくとも一つの入口手段
に送給される。弁１０６と１０８を開きそして弁１１０
と１１２を閉じることにより、汚染された高純度ヘリウ
ム族気体は、入口手段から管路１０２及び１０４を通し
て少なくとも一つの第１容器１００に差し向けられる。
第１容器１００において、汚染されたヘリウム族気体は
約−３０〜１５０°Ｆ（−３５〜６６℃）の温度、好ま
しくは室温そして約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１
７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）の圧力において汚染物除
去手段と接触せしめられる。汚染物除去手段は、水を除
去するための乾燥剤並びに酸素及び水素を化学収着しそ
して／或いはそれらと反応するための吸着剤及び／或い
は酸化触媒である。乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触
媒の使用態様は、水、酸素及び／或いは水素汚染の程度
並びにヘリウム族気体用途へのその影響に依存する。第
１容器１００において吸着剤及び／或いは酸化触媒が乾
燥剤と共に使用されるとき、所望の純度を有するヘリウ
ム族気体を回収するために吸着剤及び／或いは酸化触媒
は乾燥剤とそれらの総容積に基づいて約１０〜７０容積
％、好ましくは約３０〜５０容積％を構成すべきであ
る。これは、高純度ヘリウム族気体は約０．１〜３ｐｐ
ｍ（容積）の水、約０．１〜３ｐｐｍ（容積）の酸素及
び／または約０．１〜３ｐｐｍ（容積）の水素で汚染さ
れていることが多いことが見出されているからである。
量の水、酸素及び／或いは水素により汚染された高純度
ヘリウム族気体は、アルミニウム或いは鋼枠５０により
支持されうる精製システムの少なくとも一つの入口手段
に送給される。弁１０６と１０８を開きそして弁１１０
と１１２を閉じることにより、汚染された高純度ヘリウ
ム族気体は、入口手段から管路１０２及び１０４を通し
て少なくとも一つの第１容器１００に差し向けられる。
第１容器１００において、汚染されたヘリウム族気体は
約−３０〜１５０°Ｆ（−３５〜６６℃）の温度、好ま
しくは室温そして約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜１
７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）の圧力において汚染物除
去手段と接触せしめられる。汚染物除去手段は、水を除
去するための乾燥剤並びに酸素及び水素を化学収着しそ
して／或いはそれらと反応するための吸着剤及び／或い
は酸化触媒である。乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触
媒の使用態様は、水、酸素及び／或いは水素汚染の程度
並びにヘリウム族気体用途へのその影響に依存する。第
１容器１００において吸着剤及び／或いは酸化触媒が乾
燥剤と共に使用されるとき、所望の純度を有するヘリウ
ム族気体を回収するために吸着剤及び／或いは酸化触媒
は乾燥剤とそれらの総容積に基づいて約１０〜７０容積
％、好ましくは約３０〜５０容積％を構成すべきであ
る。これは、高純度ヘリウム族気体は約０．１〜３ｐｐ
ｍ（容積）の水、約０．１〜３ｐｐｍ（容積）の酸素及
び／または約０．１〜３ｐｐｍ（容積）の水素で汚染さ
れていることが多いことが見出されているからである。
【００１６】図４に示されるように、容器１００は好ま
しくは約１〜１２インチ（２．５〜３０．５ｃｍ）の範
囲内の小さな直径を有する円筒形体であり、従って高圧
に耐えるように容易に作製しうることに加えて、精製シ
ステムに容易に装着或いは取り外し可能ならしめる。容
器１００の入口端は、接続部１００ｇ、好ましくは容器
１００の取り出し及び交換を可能ならしめるＶＣＲ型の
接続部、約１／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の
電解研磨管部分１００ｈ、弁１０８及びそれに続く約１
／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研磨管部
分１００ｉから構成される。すべての接続部は容器１０
０の上端ヘッド区画に貫入する最後の管部分に溶接され
る。容器１００の上下において、多孔板１００ｃ／スク
リーン１００ｅ組体及び多孔板１００ｄ／スクリーン１
００ｆ組体が図５に明示されるように位置付けられてい
る。多孔板１００ｃ及び１００ｄは約１５〜２０％の開
口面積を有し、他方スクリーン１００ｅと１００ｆは２
５〜７５メッシュ開口度により特徴づけられる。これら
開口面積及び開口度は内部の床を支持しそして気体流れ
を分配する役目をなす。容器１００の出口端は入口端と
正確に同じであるように設計されている。即ち、容器１
００の下端ヘッド区画に貫入する約１／４〜２インチ
（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研磨管部分１００ｊ、そ
れと溶接される弁１２０、それに続く約１／４〜２イン
チ（６〜５１ｍｍ）の接続部１００ｋを有するもう一つ
の約１／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研
磨管部分１００ｍから構成される。
しくは約１〜１２インチ（２．５〜３０．５ｃｍ）の範
囲内の小さな直径を有する円筒形体であり、従って高圧
に耐えるように容易に作製しうることに加えて、精製シ
ステムに容易に装着或いは取り外し可能ならしめる。容
器１００の入口端は、接続部１００ｇ、好ましくは容器
１００の取り出し及び交換を可能ならしめるＶＣＲ型の
接続部、約１／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の
電解研磨管部分１００ｈ、弁１０８及びそれに続く約１
／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研磨管部
分１００ｉから構成される。すべての接続部は容器１０
０の上端ヘッド区画に貫入する最後の管部分に溶接され
る。容器１００の上下において、多孔板１００ｃ／スク
リーン１００ｅ組体及び多孔板１００ｄ／スクリーン１
００ｆ組体が図５に明示されるように位置付けられてい
る。多孔板１００ｃ及び１００ｄは約１５〜２０％の開
口面積を有し、他方スクリーン１００ｅと１００ｆは２
５〜７５メッシュ開口度により特徴づけられる。これら
開口面積及び開口度は内部の床を支持しそして気体流れ
を分配する役目をなす。容器１００の出口端は入口端と
正確に同じであるように設計されている。即ち、容器１
００の下端ヘッド区画に貫入する約１／４〜２インチ
（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研磨管部分１００ｊ、そ
れと溶接される弁１２０、それに続く約１／４〜２イン
チ（６〜５１ｍｍ）の接続部１００ｋを有するもう一つ
の約１／４〜２インチ（６〜５１ｍｍ）の直径の電解研
磨管部分１００ｍから構成される。
【００１７】乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触媒は、
容器１００の上端ヘッド区画を溶接するに先立って装填
される。乾燥剤１００ａと、吸着剤及び／或いは酸化触
媒１００ｂとを第１容器内部でスクリーン１００ｅ及び
１００ｆをそれぞれ有する２つの多孔板１００ｃ及び１
００ｄの間でそれらが輸送及び再賦活（再生）中然るべ
く保持されるように充填床形態で固定的に置くことが所
望される。乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触媒のいず
れを使用するかはヘリウム族気体からどの汚染物を除去
するかに依存する。例えば水が酸素及び水素と一緒に除
去されるのならば、乾燥剤が底部層としてまず装填され
そして吸着剤及び／或いは酸化触媒がその後上層を形成
するように装填される。約２〜３ｐｐｍ（容積）の流入
濃度をそれぞれ有する水素と水分とが除去されるのなら
ば、乾燥剤層１００ａは約２０〜３０インチ（５０．８
〜７６．２ｃｍ）高さを構成し、他方吸着剤及び／或い
は酸化触媒層１００ｂは３０〜４０インチ（７６〜１０
２ｃｍ）高さを構成する。使用される好ましい乾燥剤は
約０．５〜３．２ｍｍの範囲の直径を有する吸着剤（モ
レキュラーシーブ、シリカゲル、及び／或いは活性アル
ミナ）であり、他方使用される好ましい吸着剤及び／或
いは酸化触媒は約０．５〜３．２ｍｍの範囲内の直径を
有する遷移金属酸化物を含む物質（アルミナ及び／或い
はモレキュラーシーブに担持されるニッケル及び／或い
は銅）である。好ましい寸法を有する好ましい乾燥剤、
吸着剤及び／或いは触媒の使用が汚染物除去作用を増大
する或いは改善するのに有用である。
容器１００の上端ヘッド区画を溶接するに先立って装填
される。乾燥剤１００ａと、吸着剤及び／或いは酸化触
媒１００ｂとを第１容器内部でスクリーン１００ｅ及び
１００ｆをそれぞれ有する２つの多孔板１００ｃ及び１
００ｄの間でそれらが輸送及び再賦活（再生）中然るべ
く保持されるように充填床形態で固定的に置くことが所
望される。乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触媒のいず
れを使用するかはヘリウム族気体からどの汚染物を除去
するかに依存する。例えば水が酸素及び水素と一緒に除
去されるのならば、乾燥剤が底部層としてまず装填され
そして吸着剤及び／或いは酸化触媒がその後上層を形成
するように装填される。約２〜３ｐｐｍ（容積）の流入
濃度をそれぞれ有する水素と水分とが除去されるのなら
ば、乾燥剤層１００ａは約２０〜３０インチ（５０．８
〜７６．２ｃｍ）高さを構成し、他方吸着剤及び／或い
は酸化触媒層１００ｂは３０〜４０インチ（７６〜１０
２ｃｍ）高さを構成する。使用される好ましい乾燥剤は
約０．５〜３．２ｍｍの範囲の直径を有する吸着剤（モ
レキュラーシーブ、シリカゲル、及び／或いは活性アル
ミナ）であり、他方使用される好ましい吸着剤及び／或
いは酸化触媒は約０．５〜３．２ｍｍの範囲内の直径を
有する遷移金属酸化物を含む物質（アルミナ及び／或い
はモレキュラーシーブに担持されるニッケル及び／或い
は銅）である。好ましい寸法を有する好ましい乾燥剤、
吸着剤及び／或いは触媒の使用が汚染物除去作用を増大
する或いは改善するのに有用である。
【００１８】第１容器１００から導出される、生成する
高純度ヘリウム族気体は、管路１１４及び１１６（図
２、３）そして場合によっては可能なら管路１１８、１
１８ａ及び／或いは１４６を通して（図１）少なくとも
一つの第２容器２００に差し向けられる。第２容器２０
０への高純度ヘリウム族気体流れの導入は、弁１２０、
１２２及び１２４そして弁１２６（存在するなら）を開
きそして弁１２８及び／或いは１３０を閉じることによ
り達成される。第２容器２００において、高純度ヘリウ
ム族気体中の第１容器で除去されなかった汚染物の少な
くとも一部は、約−３０°Ｆ〜＋１５０°Ｆ（−３５〜
６６℃）の温度そして約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜
１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）の圧力、好ましくは第
１容器１００と同じ温度及び圧力条件における汚染物除
去手段と接触するに際して除去される。第２容器２００
は好ましくは、第１容器１００と正確に同じ態様で設計
される。例えば、接続部２００ａ、弁１２６及び電解研
磨管部分を備える入口端、接続部２００ｂ、弁１３６及
び電解研磨管部分を備える出口端並びに多孔板及びスク
リーン組体を備える特定の直径を有する円筒形体の容器
とされる。加えて、第１容器におけるのと同等の汚染物
除去手段が第１容器と同じ態様でそれぞれスクリーンを
有する多孔板間に固定的に配置される。
高純度ヘリウム族気体は、管路１１４及び１１６（図
２、３）そして場合によっては可能なら管路１１８、１
１８ａ及び／或いは１４６を通して（図１）少なくとも
一つの第２容器２００に差し向けられる。第２容器２０
０への高純度ヘリウム族気体流れの導入は、弁１２０、
１２２及び１２４そして弁１２６（存在するなら）を開
きそして弁１２８及び／或いは１３０を閉じることによ
り達成される。第２容器２００において、高純度ヘリウ
ム族気体中の第１容器で除去されなかった汚染物の少な
くとも一部は、約−３０°Ｆ〜＋１５０°Ｆ（−３５〜
６６℃）の温度そして約１〜２５０ｐｓｉｇ（０．７〜
１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）の圧力、好ましくは第
１容器１００と同じ温度及び圧力条件における汚染物除
去手段と接触するに際して除去される。第２容器２００
は好ましくは、第１容器１００と正確に同じ態様で設計
される。例えば、接続部２００ａ、弁１２６及び電解研
磨管部分を備える入口端、接続部２００ｂ、弁１３６及
び電解研磨管部分を備える出口端並びに多孔板及びスク
リーン組体を備える特定の直径を有する円筒形体の容器
とされる。加えて、第１容器におけるのと同等の汚染物
除去手段が第１容器と同じ態様でそれぞれスクリーンを
有する多孔板間に固定的に配置される。
【００１９】第２容器２００において第１容器１００か
ら導出した高純度ヘリウム族気体から汚染物を更に除去
した後、高純度ヘリウム族気体生成品は管路１３２に配
置される弁１３６及び１３８を開きそして弁１４０（図
２、３）を閉じることにより出口管路１３４を通して回
収される。出口管路１３４は、特定の製品を生成するの
に特定の純度水準を有するヘリウム族気体を利用する任
意のシステムに接続されうる。接続により、所望の純度
を有する高純度ヘリウム族気体が所望の生成物或いは装
置を製造するのに直接使用されうる。
ら導出した高純度ヘリウム族気体から汚染物を更に除去
した後、高純度ヘリウム族気体生成品は管路１３２に配
置される弁１３６及び１３８を開きそして弁１４０（図
２、３）を閉じることにより出口管路１３４を通して回
収される。出口管路１３４は、特定の製品を生成するの
に特定の純度水準を有するヘリウム族気体を利用する任
意のシステムに接続されうる。接続により、所望の純度
を有する高純度ヘリウム族気体が所望の生成物或いは装
置を製造するのに直接使用されうる。
【００２０】サンプリング手段１４２（図３）が、第１
容器１００からのヘリウム族気体の純度水準を測定しそ
して適正な流れ順序配列を決定するために第１容器１０
０と第２容器２００との間に配置される。純度水準の測
定と適正な流れ順序配列は第１容器から導出された高純
度ヘリウム族気体をそれが第２容器に流入するに際して
周期的に（通常２乃至４週間に１度）サンプリングする
ことによりなされる。第２容器からの高純度ヘリウム族
気体の純度水準もまた、もし第１容器と同等の条件、即
ち同等の設計、同等の汚染物除去手段並びに同等の温度
及び圧力条件に置かれる第２容器が使用されるなら、第
１容器からのヘリウム族気体を分析することから得られ
た分析結果を推定することにより決定されうる。
容器１００からのヘリウム族気体の純度水準を測定しそ
して適正な流れ順序配列を決定するために第１容器１０
０と第２容器２００との間に配置される。純度水準の測
定と適正な流れ順序配列は第１容器から導出された高純
度ヘリウム族気体をそれが第２容器に流入するに際して
周期的に（通常２乃至４週間に１度）サンプリングする
ことによりなされる。第２容器からの高純度ヘリウム族
気体の純度水準もまた、もし第１容器と同等の条件、即
ち同等の設計、同等の汚染物除去手段並びに同等の温度
及び圧力条件に置かれる第２容器が使用されるなら、第
１容器からのヘリウム族気体を分析することから得られ
た分析結果を推定することにより決定されうる。
【００２１】サンプリングの結果が第１容器１００から
のヘリウム族気体の純度水準が実質上落ちていることを
示すなら、第１容器は新しい乾燥剤、吸着剤及び／或い
は触媒を納めた新しい容器と交換するか或いは第１容器
内に存在する少なくとも部分的に失活した乾燥剤、吸着
剤及び／或いは触媒を再生後再使用される。失活した乾
燥剤、吸着剤及び／或いは触媒の再生中或いは第１容器
の新しい容器との交換中、汚染されたヘリウム族気体の
流れは変更される。弁１１０及び１２６（そして場合に
よってはシステムにおいて使用されるなら１４２）を開
きそして弁１０６及び１２４を閉じることにより、ヘリ
ウム族気体は第１容器１００ではなく管路１０２及び１
４６を通して第２容器２００に流れる。その後、第２容
器からの精製されたヘリウム族気体は弁１３６及び１３
８を開きそして弁１２８及び１３０或いは１２８及び１
４０（関与するシステムに応じて）を閉じることにより
管路１３２及び１３４を通して回収される。
のヘリウム族気体の純度水準が実質上落ちていることを
示すなら、第１容器は新しい乾燥剤、吸着剤及び／或い
は触媒を納めた新しい容器と交換するか或いは第１容器
内に存在する少なくとも部分的に失活した乾燥剤、吸着
剤及び／或いは触媒を再生後再使用される。失活した乾
燥剤、吸着剤及び／或いは触媒の再生中或いは第１容器
の新しい容器との交換中、汚染されたヘリウム族気体の
流れは変更される。弁１１０及び１２６（そして場合に
よってはシステムにおいて使用されるなら１４２）を開
きそして弁１０６及び１２４を閉じることにより、ヘリ
ウム族気体は第１容器１００ではなく管路１０２及び１
４６を通して第２容器２００に流れる。その後、第２容
器からの精製されたヘリウム族気体は弁１３６及び１３
８を開きそして弁１２８及び１３０或いは１２８及び１
４０（関与するシステムに応じて）を閉じることにより
管路１３２及び１３４を通して回収される。
【００２２】第１容器を交換或いは再使用するために
は、第１容器がまず弁１０８及び１２０を閉じた後精製
システムから取り出される。もし新しい容器が使用され
るのなら、新しい容器は、その接続部を第１容器が先に
接続されていた精製システム管路、例えば１０４、１１
４に接続することにより容易に使用されうる。もし第１
容器が再使用されるのなら、その乾燥剤、吸着剤及び／
或いは触媒が好ましくは精製システムから離れた場所
で、即ち使用地点から離れた別のところで様々の既知の
方法を使用して再生される。
は、第１容器がまず弁１０８及び１２０を閉じた後精製
システムから取り出される。もし新しい容器が使用され
るのなら、新しい容器は、その接続部を第１容器が先に
接続されていた精製システム管路、例えば１０４、１１
４に接続することにより容易に使用されうる。もし第１
容器が再使用されるのなら、その乾燥剤、吸着剤及び／
或いは触媒が好ましくは精製システムから離れた場所
で、即ち使用地点から離れた別のところで様々の既知の
方法を使用して再生される。
【００２３】例えば、乾燥剤の再生は、間接加熱により
容器の温度を６００〜７５０°Ｆ（３１５〜３９９℃）
に昇温することにより達成されうる。加熱中、窒素やア
ルゴンのような乾燥された不活性気体の少量の掃気流れ
が１〜５ｓｃｆｍ（０．０２８〜０．１４ｍ3 ／分標準
状態）で乾燥剤から脱着した水を吹掃するのに使用され
る。加熱は乾燥剤が充分に水を含まなくなるまで継続さ
れる。再生期間は乾燥剤に吸着した水の量及びヘリウム
族気体生成物の所望の純度水準に依存する。代表的な脱
着時間は約４８〜１６８時間である。
容器の温度を６００〜７５０°Ｆ（３１５〜３９９℃）
に昇温することにより達成されうる。加熱中、窒素やア
ルゴンのような乾燥された不活性気体の少量の掃気流れ
が１〜５ｓｃｆｍ（０．０２８〜０．１４ｍ3 ／分標準
状態）で乾燥剤から脱着した水を吹掃するのに使用され
る。加熱は乾燥剤が充分に水を含まなくなるまで継続さ
れる。再生期間は乾燥剤に吸着した水の量及びヘリウム
族気体生成物の所望の純度水準に依存する。代表的な脱
着時間は約４８〜１６８時間である。
【００２４】脱着段階が完了した後、加熱は停止されそ
して容器は１ｐｐｍ未満の水分しか含まない乾燥不活性
気体の連続掃気、例えば１〜５ｓｃｆｍ（０．０２８〜
０．１４ｍ3 ／分標準状態）、の下で冷却せしめられ
る。容器が周囲条件まで冷却されるとき、出口弁１２０
が閉じられそして容器は約８〜１２ｐｓｉｇ（０．５６
〜０．８４ｋｇ／ｃｍ2 ）まで加圧される。入口弁が続
いて閉じられて使用地点への輸送のために容器内の圧力
を維持する。
して容器は１ｐｐｍ未満の水分しか含まない乾燥不活性
気体の連続掃気、例えば１〜５ｓｃｆｍ（０．０２８〜
０．１４ｍ3 ／分標準状態）、の下で冷却せしめられ
る。容器が周囲条件まで冷却されるとき、出口弁１２０
が閉じられそして容器は約８〜１２ｐｓｉｇ（０．５６
〜０．８４ｋｇ／ｃｍ2 ）まで加圧される。入口弁が続
いて閉じられて使用地点への輸送のために容器内の圧力
を維持する。
【００２５】酸素汚染された吸着剤及び／或いは触媒に
対しては、容器はまず、約４００〜６００°Ｆ（２０４
〜３１６℃）の温度に昇温されそして不活性気体中４〜
５％水素の気体混合物が容器に送給される。容器はその
後、乾燥剤の再生に対して記載したのと同じ手順に置か
れる。
対しては、容器はまず、約４００〜６００°Ｆ（２０４
〜３１６℃）の温度に昇温されそして不活性気体中４〜
５％水素の気体混合物が容器に送給される。容器はその
後、乾燥剤の再生に対して記載したのと同じ手順に置か
れる。
【００２６】水素汚染された吸着剤及び／或いは触媒に
対しては、再生は、再生気体混合物における水素を酸素
と置換する以外は、酸素汚染された吸着剤及び／或いは
触媒に対して記載したのとまったく同じ態様で実施され
る。
対しては、再生は、再生気体混合物における水素を酸素
と置換する以外は、酸素汚染された吸着剤及び／或いは
触媒に対して記載したのとまったく同じ態様で実施され
る。
【００２７】新しい容器を使用するに際して或いは乾燥
剤、吸着剤及び／或いは触媒を再生した第１容器１００
を再使用するに際して、ヘリウム族気体流れ順序配列は
弁１０６、１０８、１２０、１２２、１２４、１２６、
１３６、及び１３８を開きそして弁１１０、１１２、１
２８及び１３０（そして存在するなら弁１４０及び／或
いは１４２）を閉じることにより上述したように直列様
式流れ、即ち第１容器と続いての第２容器への流れに戻
して切り替えられうる。別様には、ヘリウム族気体流れ
順序配列は、弁１１０、１２６、１３６、１１２、１０
８、１２０及び１２８（そして場合によっては弁１３
０、１４０及び１４２が存在するならこれら弁）を開き
そして弁１０６、１２４及び１３８（そして場合によっ
ては弁１２２が存在するならこの弁）を閉じることによ
り逆直列様式流れに切り替えられうる。
剤、吸着剤及び／或いは触媒を再生した第１容器１００
を再使用するに際して、ヘリウム族気体流れ順序配列は
弁１０６、１０８、１２０、１２２、１２４、１２６、
１３６、及び１３８を開きそして弁１１０、１１２、１
２８及び１３０（そして存在するなら弁１４０及び／或
いは１４２）を閉じることにより上述したように直列様
式流れ、即ち第１容器と続いての第２容器への流れに戻
して切り替えられうる。別様には、ヘリウム族気体流れ
順序配列は、弁１１０、１２６、１３６、１１２、１０
８、１２０及び１２８（そして場合によっては弁１３
０、１４０及び１４２が存在するならこれら弁）を開き
そして弁１０６、１２４及び１３８（そして場合によっ
ては弁１２２が存在するならこの弁）を閉じることによ
り逆直列様式流れに切り替えられうる。
【００２８】逆直列様式流れ中、サンプリング手段１５
０が、第２容器２００から導出された高純度ヘリウム族
気体の純度水準を測定しそして適正な新たな流れ順序配
列を決定するのに使用される。サンプリング手段１５０
は、第２容器からの高純度ヘリウム族気体がそれが第１
容器１００に通入されるに際して周期的に（２乃至４週
毎に）サンプリングされうるように第１及び第２容器間
に配置される。サンプリングの結果が純度水準が所望水
準より低下していることを示すとき、ヘリウム族気体流
れの順序配列は、第２容器を新しい汚染物除去手段を収
納する新しい容器との交換或いは第２容器内の汚染物除
去手段の再生に対応するように変更される。この変更
は、弁１０６、１０８、１２０、及び１２８を開きそし
て弁１１０、１１２、１２２及び１３８（或いは図３に
おいては１１０、１２２及び１２４）を閉じることによ
り達成でき、それにより汚染されたヘリウム族気体を第
１容器に流入せしめそして後出口管路１３４に流れるこ
とを許容する。
０が、第２容器２００から導出された高純度ヘリウム族
気体の純度水準を測定しそして適正な新たな流れ順序配
列を決定するのに使用される。サンプリング手段１５０
は、第２容器からの高純度ヘリウム族気体がそれが第１
容器１００に通入されるに際して周期的に（２乃至４週
毎に）サンプリングされうるように第１及び第２容器間
に配置される。サンプリングの結果が純度水準が所望水
準より低下していることを示すとき、ヘリウム族気体流
れの順序配列は、第２容器を新しい汚染物除去手段を収
納する新しい容器との交換或いは第２容器内の汚染物除
去手段の再生に対応するように変更される。この変更
は、弁１０６、１０８、１２０、及び１２８を開きそし
て弁１１０、１１２、１２２及び１３８（或いは図３に
おいては１１０、１２２及び１２４）を閉じることによ
り達成でき、それにより汚染されたヘリウム族気体を第
１容器に流入せしめそして後出口管路１３４に流れるこ
とを許容する。
【００２９】第２容器内の汚染物除去手段を再生するに
際して或いは第２容器を交換するに際して、流れ順序配
列は再度直列流れ様式即ち第１容器に続いての第２容
器、或いは逆直列流れ様式即ち第２容器に続いての第１
容器に切り替えられる。流れ順序配列は、連続した態様
で所望に純度水準を有する高純度ヘリウム族気体を提供
するように上述したようにして周期的に切り替えること
ができる。しかし、図１、２及び３の精製システムはま
たバッチ方式でも使用されうることを理解すべきであ
る。
際して或いは第２容器を交換するに際して、流れ順序配
列は再度直列流れ様式即ち第１容器に続いての第２容
器、或いは逆直列流れ様式即ち第２容器に続いての第１
容器に切り替えられる。流れ順序配列は、連続した態様
で所望に純度水準を有する高純度ヘリウム族気体を提供
するように上述したようにして周期的に切り替えること
ができる。しかし、図１、２及び３の精製システムはま
たバッチ方式でも使用されうることを理解すべきであ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、使用地点、即ち高純度ヘリウ
ム族気体が生成物或いは装置の製作或いは分析に使用さ
れる場所において使用されうる多くの必要とされる融通
性、効率性及び有効性を付与する。精製システムの必要
とされる効率性、有効性及び融通性は、特定の管路順序
配列の使用と併せて特定位置でのサンプリング手段及び
弁を配置することにより達成される。この設計は、この
特定のシステムが端に幾つかの弁を開閉することにより
２様式、即ち直列様式或いは逆直列様式で動作すること
を可能ならしめ、それにより連続した態様で所望の高純
度を有する高純度ヘリウム族気体を得ることを可能なら
しめる。また、操作及び設計の簡易なことは、多くのス
ペースの必要なく手動で容易に操作することを可能とす
るから、精製システムを使用地点で一層適合せしめるこ
とができる。
ム族気体が生成物或いは装置の製作或いは分析に使用さ
れる場所において使用されうる多くの必要とされる融通
性、効率性及び有効性を付与する。精製システムの必要
とされる効率性、有効性及び融通性は、特定の管路順序
配列の使用と併せて特定位置でのサンプリング手段及び
弁を配置することにより達成される。この設計は、この
特定のシステムが端に幾つかの弁を開閉することにより
２様式、即ち直列様式或いは逆直列様式で動作すること
を可能ならしめ、それにより連続した態様で所望の高純
度を有する高純度ヘリウム族気体を得ることを可能なら
しめる。また、操作及び設計の簡易なことは、多くのス
ペースの必要なく手動で容易に操作することを可能とす
るから、精製システムを使用地点で一層適合せしめるこ
とができる。
【００３１】本発明を幾つかの具体例を参照して説明し
たが、本発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘
記されたい。
たが、本発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘
記されたい。
【図１】ヘリウム族気体の流れを変更或いは逆転して所
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
の具体例の流れ図である。
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
の具体例の流れ図である。
【図２】ヘリウム族気体の流れを変更或いは逆転して所
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
の別の具体例の流れ図である。
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
の別の具体例の流れ図である。
【図３】ヘリウム族気体の流れを変更或いは逆転して所
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
のまた別の具体例の流れ図である。
望の流れ模様を与えることのできる本発明精製システム
のまた別の具体例の流れ図である。
【図４】球状の乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化触媒粒
子を収納する容器の説明図である。
子を収納する容器の説明図である。
【図５】図４の丸印５の、容器内に球状の乾燥剤、吸着
材及び／或いは酸化触媒粒子を固定された態様で置くた
め溶接された多孔板／スクリーン組合せ体の詳細図であ
る。
材及び／或いは酸化触媒粒子を固定された態様で置くた
め溶接された多孔板／スクリーン組合せ体の詳細図であ
る。
１００ 第１容器 ２００ 第２容器 １０２ 入口管路 １３４ 出口管路
Claims (11)
- 【請求項１】 酸素、水素或いは水の少なくとも１種を
含む高純度ヘリウム族供給気体を精製するための方法に
して、（ａ）高純度ヘリウム族気体を約−４０〜１５０
°Ｆ（−４０〜６６℃）の範囲の温度そして約１〜２５
０ｐｓｉｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）
の範囲の圧力において乾燥剤、吸着材及び／或いは酸化
触媒を収納する少なくとも一つの第１容器を通して流
し、（ｂ）前記少なくとも一つの第１容器からの精製さ
れた高純度ヘリウム族気体を約−４０〜１５０°Ｆ（−
４０〜６６℃）の範囲の温度そして約１〜２５０ｐｓｉ
ｇ（０．７〜１７．５ｋｇ／ｃｍ2 ゲージ圧）の範囲の
圧力にして、該少なくとも一つの第１容器において使用
されたのと実質上同等の温度及び圧力において乾燥剤、
吸着材及び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも一つ
の第２容器に流し、（ｃ）前記少なくとも一つの第１容
器から導出された精製高純度ヘリウム族気体を該精製高
純度ヘリウム族気体が前記少なくとも一つの第２容器に
通されるに際して周期的にサンプリングし、該サンプリ
ングから精製高純度ヘリウム族気体の純度水準並びに前
記高純度ヘリウム族供給気体に対する流れ順序配列を決
定し、そして（ｄ）前記少なくとも一つの第２容器から
生成するヘリウム族気体生成物を回収することを包含す
る高純度ヘリウム族供給気体精製方法。 - 【請求項２】 汚染されたヘリウム族気体の流れを変更
しまた逆転することのできる精製システムにして、
（ａ）乾燥剤、吸着剤及び／或いは酸化触媒を収納しそ
して高圧に維持されうる少なくとも２つの容器と、
（ｂ）前記第１容器の少なくとも一つの出口と前記第２
容器の少なくとも一つの入口とを連結しそして少なくと
も一つのサンプリング手段を具備する少なくとも一つの
第１導管手段と、（ｃ）前記第１容器の少なくとも一つ
の入口と前記少なくとも一つの第１導管手段とを連結す
るための少なくとも一つの第２導管手段にして、汚染さ
れたヘリウム族気体流れを前記少なくとも一つの第１導
管手段に直接もしくは前記第１容器に直接差し向けるた
めの少なくとも２つの弁を具備する少なくとも一つの第
２導管手段と、（ｄ）第１及び第２端を有する少なくと
も一つのヘリウム族気体入口導管手段にして、該第１端
が前記少なくとも一つの第１導管手段に前記少なくとも
２つの弁の間で接続されそして該第２端が高純度ヘリウ
ム族気体供給管路、ボンベ或いは貯蔵容器に接続される
少なくとも一つのヘリウム族気体入口導管手段と、
（ｅ）前記第２容器の少なくとも一つの出口と前記少な
くとも一つの第２導管手段の一部にして、前記少なくと
も一つの入口導管手段と前記第１容器の少なくとも一つ
との間に配置される第２導管手段部分を連結するための
少なくとも一つの第３導管手段と、（ｆ）前記少なくと
も一つの第３導管手段及び／或いは前記少なくとも一つ
の第１導管手段に配置されるか連結される少なくとも一
つの出口手段とを備える汚染されたヘリウム族気体の精
製システム。 - 【請求項３】 ヘリウム族気体の流れを変更しまた逆転
することのできる精製システムにして、（ａ）乾燥剤、
吸着剤及び／或いは酸化触媒を収納する少なくとも２つ
の容器と、（ｂ）前記少なくとも２つの容器を連結する
ための少なくとも一つの第１導管手段にして、該少なく
とも２つの容器のいずれか一つの少なくとも一つの入口
へヘリウム族気体の流れを制御し、変更し或いは差し向
けるための少なくとも２つの弁を有する少なくとも一つ
の第１導管手段と、（ｃ）第１及び第２端を有する少な
くとも一つのヘリウム族気体入口導管手段にして、該第
１端が前記少なくとも一つの第１導管手段に前記少なく
とも２つの弁の間で接続されそして該第２端が高純度ヘ
リウム族気体供給管路、ボンベ或いは貯蔵容器に止着も
しくは接続されうる少なくとも一つのヘリウム族気体入
口導管手段と、（ｄ）前記少なくとも２つの容器を連結
しそして少なくとも２つの弁を有する少なくとも一つの
第２導管手段と、（ｅ）前記少なくとも２つの容器のい
ずれか一方の少なくとも一つの出口からヘリウム族気体
の回収のため前記少なくとも一つの第２導管手段の前記
少なくとも２つの弁の間に配置される少なくとも一つの
ヘリウム族気体出口導管手段と、（ｆ）前記少なくとも
２つの容器のいずれか一方の少なくとも一つの出口から
前記少なくとも２つの容器のいずれか一方の少なくとも
一つの入口にヘリウム族気体の流れを差し向けるため前
記少なくとも一つの第１及び第２導管手段に連結される
少なくとも一つの循回導管手段と、（ｇ）ヘリウム族気
体のための所望の流れ順序配列を決定するため前記少な
くとも一つの循回導管手段において位置付けられる少な
くとも一つのサンプリング手段とを備えるヘリウム族気
体精製システム。 - 【請求項４】 乾燥剤がモレキュラーシーブ、シリカゲ
ル、活性アルミナ及びその混合物からなる群から選択さ
れ、そして吸着剤及び／或いは酸化触媒がアルミニウム
及び／或いはモレキュラーシーブ上に担持される少なく
とも１種の遷移金属酸化物を含む請求項３の精製システ
ム。 - 【請求項５】 乾燥剤並びに吸着剤及び／或いは酸化触
媒が約０．５〜３．２ｍｍの範囲にある直径を有する球
形態にある請求項４の精製システム。 - 【請求項６】 各容器が乾燥剤並びに吸着剤及び／或い
は酸化触媒を収納しそして該乾燥剤が乾燥剤並びに吸着
剤及び／或いは酸化触媒の総容積に基づいて約３０〜９
０％を構成する請求項４の精製システム。 - 【請求項７】 少なくとも２つの多孔板及び／或いはメ
ッシュスクリーンの間に２０〜３０インチ（５０．８〜
７６．２ｃｍ）層の乾燥剤と３０〜４０インチ（７６〜
１０２ｃｍ）層の吸着剤及び／或いは酸化触媒とが固定
的に置かれる請求項６の精製システム。 - 【請求項８】 少なくとも２つの容器が約１〜１２イン
チ（２．５〜３０．５ｃｍ）の範囲内の直径を有するシ
リンダでありそして高圧下で使用されうる請求項７の精
製システム。 - 【請求項９】 少なくとも一つの第１導管手段及び第２
導管手段が少なくとも部分的に電解研磨されておりそし
て少なくとも一つのダイアフラム弁と高純度接続手段と
を具備する請求項３の精製システム。 - 【請求項１０】 サンプリング手段を有する循回導管手
段が少なくとも一つの第１導管手段の、少なくとも２つ
の容器の入口と該少なくとも一つの第１導管手段におい
て位置付けられる２つの弁との間に位置付けられる２つ
の異なった部分を連結するための少なくとも一つの上方
循回導管と、少なくとも一つの第２導管手段の、少なく
とも２つの容器の出口と該少なくとも一つの第２導管手
段において位置付けられる２つの弁との間に位置付けら
れる２つの異なった部分を連結するための少なくとも一
つの下方循回導管と、前記少なくとも一つの下方導管と
上方導管とを連結するための少なくとも一つの中間循回
導管とを備える請求項３の精製システム。 - 【請求項１１】 高純度ヘリウム族供給気体を精製する
ことができそして高純度ヘリウム族気体使用地点におい
て使用することのできる精製システムであって、（ａ）
水、酸素及び／或いは水素を除去するための汚染物除去
手段を収納しそして少なくとも一つの出口及び入口を有
する少なくとも一つの第１容器と、（ｂ）水、酸素及び
／或いは水素を除去するための汚染物除去手段を収納し
そして少なくとも一つの出口及び入口を有する少なくと
も一つの第２容器と、（ｃ）高純度ヘリウム族気体を前
記少なくとも一つの第１及び第２容器両方の入口に通す
ための導管手段と、（ｄ）高純度ヘリウム族気体の流れ
を前記少なくとも一つの第１容器の少なくとも一つの入
口或いは前記少なくとも一つの第２容器の少なくとも一
つの入口いずれかに差し向けるための弁手段と、（ｅ）
前記少なくとも一つの第１及び／或いは第２容器の少な
くとも一つの出口から高純度ヘリウム族気体を回収する
ための導管手段と、（ｆ）高純度ヘリウム族気体を前記
少なくとも一つの第１容器の出口及び／或いは前記少な
くとも一つの第２容器の出口から前記少なくとも一つの
第２容器の入口及び／或いは前記少なくとも一つの第１
容器の入口へ通すための導管手段と、（ｇ）高純度気体
の純度水準と所望の流れ順序配列を決定するためのサン
プリング手段にして、前記少なくとも一つの第１容器の
出口及び／或いは前記少なくとも一つの第２容器の出口
から前記少なくとも一つの第２容器の入口及び／或いは
前記少なくとも一つの第１容器の入口へ通すための導管
手段に位置付けられるサンプリング手段とを備える高純
度ヘリウム族供給気体精製システム。
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