JPH09271652A - 混合ガス供給装置 - Google Patents

混合ガス供給装置

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JPH09271652A
JPH09271652A JP8081516A JP8151696A JPH09271652A JP H09271652 A JPH09271652 A JP H09271652A JP 8081516 A JP8081516 A JP 8081516A JP 8151696 A JP8151696 A JP 8151696A JP H09271652 A JPH09271652 A JP H09271652A
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JP
Japan
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mixed gas
gas
gas supply
pressure
buffer tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP8081516A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidetoshi Ota
英俊 太田
Naoko Takeuchi
直子 竹内
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Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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Publication date
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 間欠的に混合ガスを製造する際にも、常に所
定濃度の混合ガスを製造・供給することができる混合ガ
ス供給装置を提供する。 【解決手段】 複数の原料ガス供給系1,2からの原料
ガスをガス合流部6で合流させてバッファータンク8に
蓄圧した後に使用先に供給するとともに、バッファータ
ンク内の圧力に応じて遮断弁4a,4bを開閉し、混合
ガスを間欠的にバッファータンクに蓄圧する混合ガス供
給装置において、複数の原料ガス供給系における各遮断
弁からガス合流部までの容積比率を、混合ガスにおける
各原料ガスの混合比率に対応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合ガス供給装置
に関し、詳しくは、複数の原料ガス供給系からそれぞれ
供給される複数の原料ガスを所定の混合比率で混合した
混合ガスを製造して供給する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数種類の単一成分ガスを所定の割合で
混合した混合ガスとして、例えば、酸素と窒素とを大気
と略同等の割合になるように混合した合成空気が病院で
用いられており、複数の特殊な成分を含む雰囲気ガス
が、溶接や浸炭等の金属処理に用いられている。
【0003】図3は、特公昭48−6053号公報に記
載された混合ガス供給方法を示すもので、第1原料ガス
供給系1及び第2原料ガス供給系2から供給される第1
成分ガスと第2成分ガスとを所定の混合比率で製造・供
給するものである。両供給系1,2には、圧力調整弁3
a,3b、遮断弁4a,4b、ニードル弁5a,5bが
それぞれ設けられており、両供給系1,2が合流するガ
ス合流部6から下流の混合ガス供給系7には、生成した
混合ガスを貯留蓄圧するバッファータンク8と、該バッ
ファータンク8内の混合ガスを使用先に供給する供給遮
断弁9とが設けられている。
【0004】第1原料ガス供給系1からの第1成分ガス
と、第2原料ガス供給系2からの第2成分ガスとは、圧
力調整弁3a,3bで二次側の圧力が略同等になるよう
にそれぞれ調整された後、ニードル弁5a,5bでそれ
ぞれの流量が所定の混合比率に相当する流量になるよう
に調整され、ガス合流部6で合流して所定の混合ガスと
なる。この混合ガスは、混合ガス供給系7のバッファー
タンク8に蓄圧された後、供給遮断弁9を介して混合ガ
ス供給系7aから使用先に供給される。
【0005】また、前記バッファータンク8には、タン
ク内の圧力を検出する圧力計(P)10が設けられてお
り、該圧力計10の測定値があらかじめ設定されている
上限圧力を超えると、圧力計10からの信号で前記遮断
弁4a,4bが閉じて混合ガスの製造が停止し、下限圧
力よりタンク内の圧力が低くなると、圧力計10からの
信号で遮断弁4a,4bが開いて再び混合ガスの製造が
始まり、混合ガスをバッファータンク8内に蓄圧するよ
うに形成されている。
【0006】このように、通常の使用時には、バッファ
ータンク8内の圧力に応じて遮断弁4a,4bが自動的
に開閉し、所定の混合比率の混合ガスを所定圧力で供給
するように形成されているが、何らかの異常事態によ
り、例えば、圧力調整弁や遮断弁等の機器の経年劣化に
より、一方のガスの供給量が変化すると、混合ガスの組
成が所定の管理範囲から外れてしまうおそれがある。
【0007】このため、従来の混合ガス供給装置では、
バッファータンク8から使用先に供給する混合ガスの組
成を分析計(A)11で測定し、組成が管理範囲から外
れたときには、該分析計11からの信号で供給遮断弁9
を閉じ、使用先に不良な混合ガスが供給されないように
している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
では、圧力計10からの信号によって遮断弁4a,4b
が閉じている状態でバッファータンク8内の混合ガスが
消費され、バッファータンク8内の圧力が低下すると、
これに伴って混合ガス供給系7の圧力も低下し、遮断弁
4a,4bとガス合流部6との間に残留している両供給
系1,2のガスがガス合流部6を経て混合ガス供給系7
内に流入してくる。このとき、ガスの混合比率や配管の
容積等によっては、混合ガスの組成が管理範囲から外れ
ることがあり、バッファータンク8を介して使用先に供
給する混合ガスの組成に影響を与えることがあった。
【0009】このことは、混合ガスの組成の管理幅が広
い場合や、混合比率が等量に近い場合にはそれほど問題
とはならないが、管理幅が極めて狭い混合ガスや、組成
に大きな偏りがある場合には大きな問題となる。
【0010】また、分析計11で組成に異常が発見され
たときには、バッファータンク8内の混合ガス全体が既
に不良品になっており、これを所定の混合ガスとして使
用することができなくなっているため、組成に異常が発
生した場合には、バッファータンク8内のガスを全てブ
ロー弁12から外部に放出しなければならず、相当量の
原料ガスが無駄に廃棄されることになる。
【0011】そこで本発明は、間欠的に混合ガスを製造
する際にも、常に所定濃度の混合ガスを製造・供給する
ことができる混合ガス供給装置を提供することを目的と
している。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の混合ガス供給装置は、圧力調整弁,遮断弁
及び流量調整弁をそれぞれ有する複数の原料ガス供給系
からの複数の原料ガスをガス合流部で合流させて混合ガ
スとし、該混合ガスをバッファータンクに蓄圧した後に
使用先に供給するとともに、前記バッファータンク内の
圧力を圧力計で検出し、検出した圧力に応じて圧力計か
らの信号で前記遮断弁を開閉することにより、前記混合
ガスを間欠的にバッファータンクに蓄圧するように構成
した混合ガス供給装置において、前記複数の原料ガス供
給系における各遮断弁からガス合流部までの容積比率
を、混合ガスにおける各原料ガスの混合比率に対応させ
たことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
さらに詳細に説明する。図1は、本発明の混合ガス供給
装置の一例を示すもので、構成機器は、従来と同様のも
のとしている。すなわち、圧力調整弁3a,3b、遮断
弁4a,4b及び流量調整弁であるニードル弁5a,5
bをそれぞれ有する第1原料ガス供給系1及び第2原料
ガス供給系2と、両供給系1,2の2種類のガスが合流
するガス合流部6の下流の混合ガス供給系7に設けられ
たバッファータンク8及び供給遮断弁9と、バッファー
タンク8内の圧力に応じて遮断弁4a,4bを開閉する
圧力計10と、混合ガスの組成が管理範囲から外れたと
きに供給遮断弁9を閉じる分析計11と、バッファータ
ンク8内のガスを放出するブロー弁12とを備えてい
る。
【0014】そして、本形態例の混合ガス供給装置で
は、両供給系1,2における遮断弁4a,4bからガス
合流部6に至る間の配管1a,2aの長さを変えたり、
径を変えたりして、各遮断弁4a,4bからガス合流部
6に至るまでの配管1a,2aの容積(ニードル弁5
a,5bの容積も含む)比率を、製造する混合ガスにお
ける各原料ガスの混合比率に対応させている。
【0015】例えば、混合ガスとして、酸素22%、窒
素78%の合成空気を製造する場合、酸素を供給する第
1原料ガス供給系1の配管1aの容積Q1と、窒素を供
給する第2原料ガス供給系2の配管2aの容積Q2との
比率が、Q1:Q2=22:78になるようにする。
【0016】同様にして、3種類の原料ガスをC1%,
C2%,C3%の混合比率で混合する場合は、3系統の
原料ガス供給系における各遮断弁からガス合流部に至る
までの配管の容積Q1,Q2,Q3を、Q1:Q2:Q
3=C1:C2:C3の比になるようにする。以下、同
様に、n種類のガスを混合して所定の混合比率の混合ガ
スを製造する場合、混合ガスにおけるn種類のガスの組
成割合が「C1:C2:……:Cn」のときには、各ガ
スの供給系における遮断弁とガス合流部との間のそれぞ
れの容積Q1,Q2,……,Qnの関係を、Q1:Q
2:……:Qn=C1:C2:……:Cnとなるように
設定すればよい。
【0017】図2は、配管1a,2aの長さを変えた
り、径を変えたりすることに代えて、配管1a,2aの
適当な位置に補助タンク13を設け、該補助タンク13
の容積を適当に設定することにより、両配管1a,2a
の容積比率を、上記のように製造する混合ガスにおける
各原料ガスの混合比率に対応させるようにしたものであ
る。
【0018】この場合、各配管に設ける補助タンク13
の容積を変更可能にすることにより、例えば補助タンク
13をシリンダーで形成してピストン位置を変えること
により、各配管の容積比率を任意の混合比率に対応させ
ることが可能となる。
【0019】なお、本発明において、各種機器は、その
目的に応じて任意の構造のものを使用することが可能で
あり、例えば、前記圧力調整弁には、二次側圧力を一定
に保持できるものであれば、自力式,他力式等の任意の
圧力制御手段を用いることができる。また、遮断弁とし
ても、流路を急速に開放・閉塞できるものであれば任意
の形式の弁を用いることができ、原料ガス供給系の任意
の位置に設けることが可能である。さらに、流量調整弁
には、上記ニードル弁以外のものも使用でき、流量調整
弁は、流体に所定の抵抗を与える抵抗体の一種であるか
ら、圧力や混合比率が決まっている場合には、オリフィ
スや細管等を用いることもできる。また、ガス合流部の
下流側に、合流したガスを確実に混合させるための混合
器を設けてもよい。
【0020】さらに、図2に想像線で示すように、合流
後の混合ガスの組成を分析する分析計11aを、ガス合
流部6とバッファータンク8との間の混合ガス供給系7
の途中に設け、この分析計11aで製造中の混合ガスの
組成に異常を発見したときに、該分析計11aからの異
常発生信号により、自動的あるいは手動で遮断弁4a,
4bを閉じるようにしてもよい。これにより、異常な組
成の混合ガスがバッファータンク8内に流入することを
防止でき、異常が発生したときにも、バッファータンク
8内の混合ガスを廃棄することなくそのまま使用するこ
とができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を説明す
る。 比較例1 図1に示す構成の混合ガス供給装置により酸素と窒素と
を混合して酸素22%、窒素78%の合成空気を製造し
た。圧力等の諸条件は、次の通りである。
【0022】 圧力調整弁3a,3bの二次側圧力 7.0kgf/cm2 圧力計10の設定上限値 5.5kgf/cm2 〃 下限値 5.0kgf/cm2 酸素濃度管理値 22.0±0.2% 遮断弁4aとガス合流部6との間の容積 0.3リットル 遮断弁4bとガス合流部6との間の容積 0.3リットル ガス合流部6と分析計11との間の容積 0.3リットル バッファータンク8の容量 30リットル 流量 5m3 /h
【0023】第1原料ガス供給系1から酸素を、第2原
料ガス供給系2から窒素をそれぞれ供給し、バッファー
タンク8内の圧力が上限値を超えて圧力計10の信号に
より両遮断弁4a,4bが閉じられると、混合ガス供給
系7内の合成空気の酸素濃度が上昇し、混合ガス供給系
7aから使用先に供給する合成空気の酸素濃度が酸素濃
度管理値の上限を僅かに超えたため、分析計11からの
信号で供給遮断弁9が自動的に遮断された。なお、酸素
濃度管理値を22.0±1.0%に広げたときは、酸素
濃度が上限を超えることがなく、問題なく運転を継続で
きた。
【0024】実施例1 比較例1において、配管1a,2aの長さを調節するこ
とにより、遮断弁4aとガス合流部6との間の配管1a
の容積を0.22リットル、遮断弁4bとガス合流部6
との間の配管2aの容積を0.78リットルとした以外
は比較例1と同様にして合成空気を製造したところ、圧
力計10の信号で両遮断弁4a,4bが閉じてから再び
開くまでの間、混合ガス供給系7内の合成空気の酸素濃
度は、設定濃度の22.0%からほとんど変動すること
はなかった。
【0025】比較例2 供給する混合ガスの組成を酸素1%、アルゴン99%と
し、酸素濃度管理値を1.0±0.1%とした以外は、
比較例1と同様にして実験を行った。その結果、両遮断
弁4a,4bが閉じると、混合ガス供給系7内の酸素濃
度が設定値から急激に上昇し、バッファータンク8から
混合ガス供給系7aを介して使用先に供給する混合ガス
中の酸素濃度も大幅に上昇してしまった。
【0026】実施例2 比較例2において、配管2aの途中に補助タンクを設置
し、配管1aの容積と配管2aの容積との比率を、1:
99にした以外は比較例2と同様にして混合ガスを製造
した。その結果、両遮断弁4a,4bが閉じてから再び
開くまでの間、混合ガス供給系7内の混合ガスの酸素濃
度は、設定濃度の1.0%からほとんど変動することは
なかった。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の混合ガス
供給装置によれば、運転の一時停止中でも所定濃度の混
合ガスを得ることができるので、組成の管理幅が狭い混
合ガスや微量成分の濃度管理が厳しい混合ガスを製造・
供給するのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の混合ガス供給装置の一例を示す系統
図である。
【図2】 同じく混合ガス供給装置の他の例を示す系統
図である。
【図3】 従来の混合ガス供給装置の一例を示す系統図
である。
【符号の説明】
1…第1原料ガス供給系、2…第2原料ガス供給系、1
a,2a…遮断弁からガス合流部に至るまでの配管、3
a,3b…圧力調整弁、4a,4b…遮断弁、5a,5
b…ニードル弁、6…ガス合流部、7…混合ガス供給
系、8…バッファータンク、10…圧力計、11…分析
計、13…補助タンク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力調整弁,遮断弁及び流量調整弁をそ
    れぞれ有する複数の原料ガス供給系からの複数の原料ガ
    スをガス合流部で合流させて混合ガスとし、該混合ガス
    をバッファータンクに蓄圧した後に使用先に供給すると
    ともに、前記バッファータンク内の圧力を圧力計で検出
    し、検出した圧力に応じて圧力計からの信号で前記遮断
    弁を開閉することにより、前記混合ガスを間欠的にバッ
    ファータンクに蓄圧するように構成した混合ガス供給装
    置において、前記複数の原料ガス供給系における各遮断
    弁からガス合流部までの容積比率を、混合ガスにおける
    各原料ガスの混合比率に対応させたことを特徴とする混
    合ガス供給装置。
JP8081516A 1996-04-03 1996-04-03 混合ガス供給装置 Pending JPH09271652A (ja)

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Cited By (3)

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