JPWO2017122342A1 - 窒素ガス発生装置の電源制御装置 - Google Patents
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Abstract
コンプレッサのメンテナンスを行うまでの時間を長くすることができる窒素ガス発生装置の電源制御装置を提供する。窒素ガス発生装置の電源制御装置は、コンプレッサにより空気を圧縮して当該空気から窒素ガスを分離する窒素ガス発生装置から窒素ガスの入力を受け付ける窒素ガス入口と前記窒素ガス入口が入力を受け付けた窒素ガスを外部へ出力する窒素ガス出口とを有した配管と、前記配管の内部の圧力を計測する圧力計と、前記配管の内部を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計と、前記圧力計および前記流量計の少なくとも一方の計測結果に応じて前記コンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断を制御する制御部と、を備えた。
Description
この発明は、窒素ガス発生装置の電源制御装置に関する。
特許文献１は、窒素ガス発生装置を開示する。当該窒素ガス発生装置は、コンプレッサにより空気を圧縮して当該空気から窒素ガスを分離する。コンプレッサについては、本来の仕様を満足させるために定期的なメンテナンスが必要となる。
コンプレッサのメンテナンスは、コンプレッサの累積稼働時間に基づいて行われる。このため、窒素ガスが使用されていないときに窒素ガス発生装置を稼動させておくと、コンプレッサのメンテナンスを行うまでの時間が短くなる。
この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、コンプレッサのメンテナンスを行うまでの時間を長くすることができる窒素ガス発生装置の電源制御装置を提供することである。
この発明に係る窒素ガス発生装置の電源制御装置は、コンプレッサにより空気を圧縮して当該空気から窒素ガスを分離する窒素ガス発生装置から窒素ガスの入力を受け付ける窒素ガス入口と前記窒素ガス入口が入力を受け付けた窒素ガスを外部へ出力する窒素ガス出口とを有した配管と、前記配管の内部の圧力を計測する圧力計と、前記配管の内部を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計と、前記圧力計および前記流量計の少なくとも一方の計測結果に応じて前記コンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断を制御する制御部と、を備えた。
この発明によれば、圧力計および流量計の少なくとも一方の計測結果に応じてコンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断が制御される。このため、コンプレッサのメンテナンスを行うまでの時間を長くすることができる。
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステム構成図である。
図１はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステム構成図である。
図１において、質量分析装置１は、物質をイオン化する。質量分析装置１は、イオンを分離する。質量分析装置１は、分離されたイオンより質量電荷比（ｍ／ｚ）におけるイオンの個数（強度）を検出器で検出する。質量分析装置１は、検出器の検出結果に基づいて定性および定量分析を行う。
質量分析装置１は、物質を分離するためのクロマトグラフィーと組み合わされて使用される。例えば、質量分析装置１は、液体を使用するＬＣ−ＭＳである。例えば、質量分析装置１は、気体を使用するＧＣ−ＭＳである。
ＬＣ−ＭＳにおいて物質（溶液）をイオン化する方式として、大気圧イオン化法（ＡＰＩ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）と総称される方法が使用される。例えば、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）が使用される。例えば、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）が使用される。
窒素ガス発生装置２は、質量分析装置１が物質をイオン化する際に使用する窒素ガスを生成する。窒素ガスは、不活性である。このため、窒素ガスは、イオン化において不必要な反応を避ける。窒素ガスに求められる条件として、高純度であること、乾燥していること、安定した一定圧力であること、安定した一定流量であることが挙げられる。
窒素ガスの純度が低かったり、窒素ガスに湿気が含まれたりすると、正常なイオン化が行われずに分析結果が異常となる。質素ガスの圧力または流量が不安定になっても、同様に分析結果が異常となる。
電源制御装置３は、質量分析装置１による窒素ガスの使用状況に応じて窒素ガス発生装置２への電源の供給および電源の供給の遮断を制御する。
次に、図２を用いて、窒素ガス発生装置２を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用された窒素ガス発生装置の構成図である。
図２はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用された窒素ガス発生装置の構成図である。
図２に示すように、窒素ガス発生装置２は、圧縮空気生成器４と窒素ガス分離器５とを備える。
例えば、圧縮空気生成器４は、配管４ａと大気入口４ｂとコンプレッサ４ｃとエアタンク４ｄとガス冷却器４ｅと圧縮空気出口４ｆとを備える。
配管４ａは、筒状に形成される。大気入口４ｂは、配管４ａの入側に形成される。コンプレッサ４ｃは、大気入口４ｂよりも下流側において配管４ａの流路上に設けられる。エアタンク４ｄは、コンプレッサ４ｃよりも下流側において配管４ａの流路上に設けられる。ガス冷却器４ｅは、エアタンク４ｄよりも下流側において配管４ａの流路上に設けられる。圧縮空気出口４ｆは、配管４ａの出側に形成される。圧縮空気出口４ｆは、ガス冷却器４ｅよりも下流側において配管４ａの出側に設けられる。
大気入口４ｂは、大気の入力を受け付ける。コンプレッサ４ｃは、大気入口４ｂから入力された大気から高温高圧の圧縮空気を生成する。エアタンク４ｄは、コンプレッサ４ｃにより生成された圧縮空気を溜める。ガス冷却器４ｅは、圧縮空気を冷やす。この際、ドレン水が水滴として発生する。圧縮空気出口４ｆは、圧縮空気を出力する。
例えば、圧縮空気生成器４は、第１エアフィルタ４ｇと第２エアフィルタ４ｈと活性炭フィルタ４ｉとマイクロミストフィルタ４ｊとを備える。
第１エアフィルタ４ｇは、エアタンク４ｄとガス冷却器４ｅとの間において配管４ａの流路上に設けられる。第２エアフィルタ４ｈは、ガス冷却器４ｅと圧縮空気出口４ｆとの間において配管４ａの流路上に設けられる。活性炭フィルタ４ｉは、第２エアフィルタ４ｈと圧縮空気出口４ｆとの間において配管４ａの流路上に設けられる。マイクロミストフィルタ４ｊは、活性炭フィルタ４ｉと圧縮空気出口４ｆとの間において配管４ａの流路上に設けられる。
第１エアフィルタ４ｇと第２エアフィルタ４ｈと活性炭フィルタ４ｉとマイクロミストフィルタ４ｊとは、圧縮空気に含まれる水、油、および異物などを取り除く。
例えば、圧縮空気生成器４は、圧力センサ４ｋと電源回路４ｌとを備える。
圧力センサ４ｋは、エアタンク４ｄに設けられる。電源回路４ｌの入力側は、電源制御装置３（図２においては図示せず）の電源の出力側に接続される。電源回路４ｌの出力側は、コンプレッサ４ｃの入力側に接続される。
圧力センサ４ｋは、エアタンク４ｄの内部の圧力を検知する。電源回路４ｌは、電源制御装置３（図２においては図示せず）からの電源の入力を受け付けてコンプレッサ４ｃの駆動電源を生成する。
コンプレッサ４ｃの吐出口側の圧力が異常に高くなったときに作動して圧縮ガスを抜くための安全弁が設けられていてもよい。エアタンク４ｄの内部の圧力が予め設定された上限値に達した場合に、コンプレッサ４ｃが自動的に運転停止するようになっていてもよい。
例えば、窒素ガス分離器５は、配管５ａと圧縮空気入口５ｂと窒素分離膜５ｃと窒素ガスレギュレータ５ｄと窒素ガス出口５ｅとを備える。
配管５ａは、筒状に形成される。圧縮空気入口５ｂは、配管５ａの入側に設けられる。圧縮空気入口５ｂは、圧縮空気生成器４の圧縮空気出口４ｆの下流側に設けられる。窒素分離膜５ｃは、圧縮空気入口５ｂよりも下流側において配管５ａの流路上に設けられる。窒素ガスレギュレータ５ｄは、窒素分離膜５ｃよりも下流側において配管５ａの流路上に設けられる。窒素ガス出口５ｅは、窒素ガスレギュレータ５ｄの下流側において配管５ａの出側に設けられる。
圧縮空気入口５ｂは、圧縮空気生成器４の圧縮空気出口４ｆから圧縮空気の入力を受け付ける。窒素分離膜５ｃは、圧縮空気から窒素ガスを分離する。窒素ガスレギュレータ５ｄは、窒素ガスの圧力を安定させる。窒素ガス出口５ｅは、窒素ガスを出力する。
例えば、窒素ガス分離器５は、圧力メータ５ｆと流量計５ｇとを備える。
圧力メータ５ｆは、窒素ガスレギュレータ５ｄに設けられる。流量計５ｇは、窒素ガスレギュレータ５ｄの下流側において配管５ａの流路上に設けられる。
圧力メータ５ｆは、窒素ガスの圧力値を計測表示する。流量計５ｇは、配管５ａの内部を流れる窒素ガスの流量を計測する。
次に、図３を用いて、電源制御装置３を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置の構成図である。
図３はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置の構成図である。
例えば、電源制御装置３は、配管６ａと窒素ガス入口６ｂと窒素ガスタンク６ｃと窒素ガス出口６ｄとを備える。
配管６ａは、筒状に形成される。窒素ガス入口６ｂは、配管６ａの入側に設けられる。窒素ガス入口６ｂは、窒素ガス分離器５の窒素ガス出口５ｅの下流側に設けられる。窒素ガスタンク６ｃは、窒素ガス入口６ｂよりも下流側において配管６ａの流路上に設けられる。窒素ガス出口６ｄは、窒素ガスタンク６ｃよりも下流側において配管６ａの出側に設けられる。窒素ガス出口６ｄは、質量分析装置１の入側に接続される。
窒素ガス入口６ｂは、窒素ガス分離器５の窒素ガス出口５ｅから窒素ガスの入力を受け付ける。窒素ガスタンク６ｃは、配管６ａの内部の圧力の低下を遅延させる。窒素ガス出口６ｄは、窒素ガスを質量分析装置１に向けて出力する。
例えば、電源制御装置３は、制御弁７ａと減圧弁７ｂと逆止弁７ｃとを備える。
制御弁７ａは、窒素ガスタンク６ｃと窒素ガス出口６ｄとの間において配管６ａの流路上に設けられる。減圧弁７ｂは、窒素ガス入口６ｂと窒素ガスタンク６ｃとの間において配管６ａの流路上に設けられる。逆止弁７ｃは、減圧弁７ｂと窒素ガスタンク６ｃとの間において配管６ａの流路上に設けられる。
制御弁７ａは、窒素ガス出口６ｄからの窒素ガスの出力を制御する。減圧弁７ｂは、窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口６ｂまでの流路の内部の窒素ガスを強制排気する際に使用される。逆止弁７ｃは、減圧弁７ｂにより窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口６ｂまでの窒素ガスの流路の内部の窒素ガスが強制排気される際に窒素ガスタンク６ｃから窒素ガス出口６ｄでの圧力の低下を抑制する。
例えば、電源制御装置３は、圧力計８ａと流量計８ｂとを備える。
圧力計８ａは、窒素ガスタンク６ｃと制御弁７ａとの間において配管６ａに接続される。流量計８ｂは、窒素ガスタンク６ｃと制御弁７ａとの間において配管６ａの流路上に設けられる。
圧力計８ａは、配管６ａの内部の圧力を計測する。流量計８ｂは、配管６ａの内部を流れる窒素ガスの流量を計測する。
例えば、電源制御装置３は、電源入力部９ａと電源出力部９ｂと電源開閉器９ｃとを備える。
電源入力部９ａは、外部電源から電源制御装置３への電源供給を受け付ける。電源出力部９ｂは、電源入力部９ａから得た電源を圧縮空気生成器４の電源回路４ｌに供給し得る。電源開閉器９ｃは、オンの場合に電源出力部９ｂから圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給を維持する。電源開閉器９ｃは、オフの場合に電源出力部９ｂから圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給を遮断する。
例えば、電源制御装置３は、モードスイッチ１０ａと日付タイマ１０ｂと表示器１０ｃとブザ１０ｄと記録用メモリ１０ｅとＣＰＵ１０ｆとを備える。
モードスイッチ１０ａは、外部からの操作を受け付ける。日付タイマ１０ｂは、日時を把握し得る。表示器１０ｃは、電源制御装置３の稼動状態を示す表示を行う。例えば、表示器１０ｃは、電源制御装置３の電源投入状態を示す表示を行う。例えば、表示器１０ｃは、電源開閉器９ｃの状態を示す表示を行う。ブザ１０ｄは、表示器１０ｃと連動して電源制御装置３の稼動状態を音で示す。記録用メモリ１０ｅは、不揮発性のメモリである。記録用メモリ１０ｅは、電源制御装置３の稼動状況の情報を記録する。ＣＰＵ１０ｆは、電源制御装置３全体を制御する。
例えば、電源制御装置３は、外部信号入力部１１ａと外部信号出力部１１ｂと外部通信部１１ｃとを備える。
外部信号入力部１１ａは、外部の装置から信号の入力を受け付ける。外部信号出力部１１ｂは、外部の装置へ信号を出力する。例えば、外部信号出力部１１ｂは、電源制御装置３の動作状況に対応した信号を出力する。外部通信部１１ｃは、外部の装置との通信時に使用される。例えば、外部通信部１１ｃは、記録用メモリ１０ｅに記録された情報を転送する際に使用される。例えば、外部通信部１１ｃは、外部の装置から電源制御装置３を制御する際に使用される。
質量分析装置１が窒素ガスを使用していない場合、質量分析装置１の流路は、閉じられる。圧力計８ａの値が予め設定された値未満の場合のときに電源が投入されると、ＣＰＵ１０ｆは、電源開閉器９ｃをオンにする。電源開閉器９ｃがオンになると、圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給が開始される。その結果、コンプレッサ４ｃが稼働する。
その後、コンプレッサ４ｃが稼動すると、窒素ガスが窒素ガスタンク６ｃに溜まる。その結果、圧力計８ａの値が予め設定された値以上になる。この際、ＣＰＵ１０ｆは、電源開閉器９ｃをオフにする。電源開閉器９ｃがオフになると、圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給が遮断される。その結果、コンプレッサ４ｃが停止する。
その後、ＣＰＵ１０ｆは、圧力計８ａの値に基づいて電源開閉器９ｃを制御する。コンプレッサ４ｃは、電源開閉器９ｃの状態に基づいて稼働状態または停止状態となる。その結果、配管６ａの内部の圧力の値は、規定の範囲内に収まる。
この状態において、質量分析装置１が窒素ガスを使用すると、流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出する。窒素ガスの圧力の値が予め設定された値に上昇するまで待ってから質量分析装置１に窒素ガスを供給する場合、ＣＰＵ１０ｆは、流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出した直後に制御弁７ａを閉じる。その後、ＣＰＵ１０ｆは、圧力計８ａの値が予め設定された値になった際に制御弁７ａを開く。
流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出している間は、ＣＰＵ１０ｆは、電源開閉器９ｃをオンの状態に維持する。電源開閉器９ｃがオンの状態に維持されると、圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給が維持される。その結果、コンプレッサ４ｃは、稼動状態を維持する。
その後、質量分析装置１が窒素ガスを使用しなくなると、流量計８ｂが流量を検出しなくなる。この際に圧力計８ａの値が予め設定された値以上の場合、ＣＰＵ１０ｆは、電源開閉器９ｃをオフにする。電源開閉器９ｃがオフになると、圧縮空気生成器４の電源回路４ｌへの電源の供給が遮断される。その結果、コンプレッサ４ｃが停止する。
コンプレッサ４ｃが停止している際、ＣＰＵ１０ｆは、減圧弁７ｂを制御することにより窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口までの配管の内部の窒素ガスを強制排気する。その結果、窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口までの配管の内部の圧力が低下する。
ＣＰＵ１０ｆは、電源制御装置３の電源投入とモードスイッチ１０ａの操作と電源開閉器９ｃの状態と圧力計の検出状況と流量計の検出状況との情報を記録用メモリ１０ｅに記録させる。この際、ＣＰＵ１０ｆは、それぞれの情報に日付タイマ１０ｂに基づいた日時の情報を対応付けて記録させる。
次に、図４を用いて、電源制御装置３の動作の概要を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。
図４はこの発明の実施の形態１における窒素ガス発生装置の電源制御装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。
ステップＳ１では、ＣＰＵ１０ｆは、圧力計８ａの値が予め設定された値未満か否かを判定する。ステップＳ１で圧力計８ａの値が予め設定された値以上の場合は、ステップＳ１が繰り返される。ステップＳ１で圧力計８ａの値が予め設定された値未満の場合は、ステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、ＣＰＵ１０ｆは、電源開閉器９ｃをオンにする。その後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ１０ｆは、圧力計８ａの値に基づいて電源開閉器９ｃを制御する。その後、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＣＰＵ１０ｆは、流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出しているか否かを判定する。
ステップＳ４で流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出していない場合は、ステップＳ３に戻る。ステップＳ４で流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出している場合は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＣＰＵ１０ｆは、制御弁７ａを閉じる。その後、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ＣＰＵ１０ｆは、圧力計８ａの値が予め設定された値未満か否かを判定する。
ステップＳ６で圧力計８ａの値が予め設定された値未満の場合は、ステップＳ６が繰り返される。ステップＳ６で圧力計８ａの値が予め設定された値以上の場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ＣＰＵ１０ｆは、制御弁７ａを開く。その後、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、ＣＰＵ１０ｆは、流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出しているか否かを判定する。ステップＳ８で流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出している場合は、ステップＳ８が繰り返される。ステップＳ８で流量計８ｂが窒素ガスの流れを検出していない場合は、ステップＳ３に戻る。
以上で説明した実施の形態１によれば、圧力計８ａおよび流量計８ｂの少なくとも一方の計測結果に応じてコンプレッサ４ｃへの電源の供給および電源の供給の遮断が制御される。具体的には、圧力計８ａおよび流量計８ｂの少なくとも一方の計測結果に応じて窒素ガス発生装置２への電源の供給および電源の供給の遮断が制御される。このため、コンプレッサ４ｃの稼働時間を節約することができる。コンプレッサ４ｃのメンテナンスを行うまでの時間を長くすることができる。
例えば、流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されていない際に圧力計８ａにより計測された圧力の値が予め設定された値未満の場合、コンプレッサ４ｃへの電源の供給を維持すればよい。例えば、流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されていない際に圧力計８ａにより計測された圧力の値が予め設定された値以上の場合、コンプレッサ４ｃへの電源の供給を遮断すればよい。この場合、配管６ａの内部の圧力の値を規定の範囲内に収めることができる。
例えば、流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されている場合、コンプレッサ４ｃへの電源の供給を維持すればよい。例えば、流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されなくなった場合、コンプレッサ４ｃへの電源の供給を遮断すればよい。この場合、窒素ガスが使用されていないときにコンプレッサ４ｃが無駄に稼動することを抑制できる。
例えば、流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されていない場合、制御弁７ａを開いておけばよい。流量計８ｂにより計測された流量に基づいて窒素ガスの流れが検出されていない状態から窒素ガスの流れが検出される状態に変化した際、制御弁７ａを閉じればよい。制御弁７ａが閉じた状態で圧力計８ａにより計測された圧力の値が予め設定された値に達した際に制御弁７ａを開けばよい。この場合、窒素ガスの圧力の値が予め設定された値に上昇するまで待ってから質量分析装置１に窒素ガスを供給することができる。
また、コンプレッサ４ｃへの電源の供給を遮断する制御を行った後、減圧弁７ｂを動作させることにより窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口６ｂまでの窒素ガスの流路の内部の圧力を下げさせればよい。この場合、コンプレッサ４ｃの稼動を容易に再開させることができる。
また、逆止弁７ｃにより、窒素ガスタンク６ｃから窒素ガス出口６ｄまでの圧力の低下が抑制される。このため、質量分析装置１に対して窒素ガスを早急に供給することができる。
また、記録用メモリ１０ｅは、電源制御装置３の稼動状況の情報を記録する。このため、コンプレッサ４ｃの稼働状況を推定することができる。
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステム構成図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には、同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
図５はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステム構成図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には、同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
実施の形態２の窒素ガス発生装置２は、実施の形態１の窒素ガス発生装置２にＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２を付加した窒素ガス発生装置２である。ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２は、外部電源の供給を受ける。
実施の形態２において、電源制御装置３は、ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２からの停止信号に基づいて窒素ガス発生装置２への電源の供給を遮断する。
次に、図６を用いて、ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２を説明する。
図６はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステムの窒素ガス安定供給モニターの構成図である。
図６はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステムの窒素ガス安定供給モニターの構成図である。
図６に示すように、ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２は、ガス安定供給部１３と制御部１４とを備える。
ガス安定供給部１３は、配管１３ａと水フィルタ１３ｂと遮断バルブ１３ｃとドレン水蓋１３ｄと水センサ１３ｅとを備える。
配管１３ａは、圧縮空気生成器４の圧縮空気出口４ｆと窒素ガス分離器５の圧縮空気入口５ｂとをつなぐ。水フィルタ１３ｂは、配管１３ａの流路上に設けられる。遮断バルブ１３ｃは、水フィルタ１３ｂよりも下流側において配管１３ａの流路上に設けられる。ドレン水蓋１３ｄは、水フィルタ１３ｂに接続される。水センサ１３ｅは、水フィルタ１３ｂに設けられる。
水フィルタ１３ｂは、水を濾過する。遮断バルブ１３ｃは、配管１３ａの内部における圧縮空気の流れを制御する。ドレン水蓋１３ｄは、水フィルタ１３ｂにより濾過された水の排出を制御する。水センサ１３ｅは、水フィルタ１３ｂにより濾過された水を検知する。
水センサ１３ｅの構造および検知方式においては、さまざまなバリエーションが想定される。本実施の形態では、光検出器が水センサ１３ｅとして利用される。例えば、光検出器は、フォトダイオードなどからなる発光部１５と光検知部（フォトディテクタ）１６とを含む。光検知部１６は、発光部１５から水フィルタ１３ｂを透過してきた光を受光する。光学方式の水センサ１３ｅは、水分量に応じた光の吸収度合いの違いを利用して、光検知部１６の受光強度等に基づいて、水分の有無および水分量を検知する。
例えば、電気方式の水センサは、水分量に応じた電気抵抗値の変化あるいは電気容量の変化を測定することで、水分の有無および水分量を検知する。大型のセンサを搭載できる場合、マイクロ波水分計などを水センサ１３ｅとして利用してもよい。いずれの方式の水センサ１３ｅにおいても、水フィルタ１３ｂの内部の水量が予め設定された量に達したか否かが検知されればよい。
遮断バルブ１３ｃの取り付け位置についても様々なバリエーションが想定される。例えば、窒素ガスの流路の途中における任意の箇所に遮断バルブ１３ｃを設けてもよい。例えば、窒素ガス出口５ｅよりも下流側に遮断バルブ１３ｃを設けてもよい。
水フィルタ１３ｂの内部の水量が予め設定された量に達した場合、制御部１４は、遮断バルブ１３ｃを閉じる。その結果、窒素ガスの流れが遮断される。この際、制御部１４は、電源制御装置３の信号入力部に向けて停止信号を出力する。
以上で説明した実施の形態２によれば、外部からの停止信号に基づいてコンプレッサ４ｃへの電源の供給が遮断される。具体的には、ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター１２からの停止信号に基づいてコンプレッサ４ｃへの電源の供給が遮断される。このため、必要に応じてコンプレッサ４ｃへの電源の供給を遮断することができる。
次に、図７を用いて、窒素ガス安定供給モニターの変形例を説明する。
図７はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステムの窒素ガス安定供給モニターの変形例の構成図である。
図７はこの発明の実施の形態２における窒素ガス発生装置の電源制御装置が適用されたシステムの窒素ガス安定供給モニターの変形例の構成図である。
図７に示すように、窒素ガス分離器５よりも下流側にガス安定供給部１３を設けてもよい。この場合も、必要に応じてコンプレッサ４ｃへの電源の供給を遮断することができる。
以上のように、この発明に係る窒素ガス発生装置の電源制御装置は、コンプレッサへの電源の供給を遮断するシステムに利用できる。
１ 質量分析装置、 ２ 窒素ガス発生装置、 ３ 電源制御装置、 ４ 圧縮空気生成器、 ４ａ 配管、 ４ｂ 大気入口、 ４ｃ コンプレッサ、 ４ｄ エアタンク、 ４ｅ ガス冷却器、 ４ｆ 圧縮空気出口、 ４ｇ 第１エアフィルタ、 ４ｈ 第２エアフィルタ、 ４ｉ 活性炭フィルタ、 ４ｊ マイクロミストフィルタ、 ４ｋ 圧力センサ、 ４ｌ 電源回路、 ５ 窒素ガス分離器、５ａ 配管、 ５ｂ 圧縮空気入口、 ５ｃ 窒素分離膜、 ５ｄ 窒素ガスレギュレータ、 ５ｅ 窒素ガス出口、 ５ｆ 圧力メータ、 ５ｇ 流量計、 ６ａ 配管、 ６ｂ 窒素ガス入口、 ６ｃ 窒素ガスタンク、 ６ｄ 窒素ガス出口、 ７ａ 制御弁、 ７ｂ 減圧弁、 ７ｃ 逆止弁、 ８ａ 圧力計、 ８ｂ 流量計、 ９ａ 電源入力部、 ９ｂ 電源出力部、 ９ｃ 電源開閉器、 １０ａ モードスイッチ、 １０ｂ 日付タイマ、 １０ｃ 表示器、 １０ｄ ブザ、 １０ｅ 記録用メモリ、 １０ｆ ＣＰＵ、 １１ａ 外部信号入力部、 １１ｂ 外部信号出力部、 １１ｃ 外部通信部、 １２ ＭＳ用窒素ガス安定供給モニター、１３、 ガス安定供給部、 １３ａ 配管、 １３ｂ 水フィルタ、 １３ｃ 遮断バルブ、 １３ｄ ドレン水蓋、 １３ｅ 水センサ、 １４ 制御部、 １５ 発光部、 １６ 光検知部
この発明に係る窒素ガス発生装置の電源制御装置は、コンプレッサにより空気を圧縮して当該空気から窒素ガスを分離する窒素ガス発生装置から窒素ガスの入力を受け付ける窒素ガス入口と前記窒素ガス入口が入力を受け付けた窒素ガスを外部へ出力する窒素ガス出口とを有した配管と、前記窒素ガス入口と前記窒素ガス出口との間において前記配管の流路上に設けられた制御弁と、前記窒素ガス入口と前記制御弁との間において前記配管の内部の圧力を計測する圧力計と、前記窒素ガス入口と前記制御弁との間において前記配管の内部を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計と、前記圧力計および前記流量計の少なくとも一方の計測結果に応じて前記コンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断を制御し、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出していない場合に前記制御弁を開く制御部と、を備えた。
窒素ガスの純度が低かったり、窒素ガスに湿気が含まれたりすると、正常なイオン化が行われずに分析結果が異常となる。窒素ガスの圧力または流量が不安定になっても、同様に分析結果が異常となる。
制御弁７ａは、窒素ガス出口６ｄからの窒素ガスの出力を制御する。減圧弁７ｂは、窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口６ｂまでの流路の内部の窒素ガスを強制排気する際に使用される。逆止弁７ｃは、減圧弁７ｂにより窒素ガス発生装置２から窒素ガス入口６ｂまでの窒素ガスの流路の内部の窒素ガスが強制排気される際に窒素ガスタンク６ｃから窒素ガス出口６ｄまでの圧力の低下を抑制する。
Claims (10)
- コンプレッサにより空気を圧縮して当該空気から窒素ガスを分離する窒素ガス発生装置から窒素ガスの入力を受け付ける窒素ガス入口と前記窒素ガス入口が入力を受け付けた窒素ガスを外部へ出力する窒素ガス出口とを有した配管と、
前記配管の内部の圧力を計測する圧力計と、
前記配管の内部を流れる窒素ガスの流量を計測する流量計と、
前記圧力計および前記流量計の少なくとも一方の計測結果に応じて前記コンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断を制御する制御部と、
を備えた窒素ガス発生装置の電源制御装置。 - 前記制御部は、前記圧力計および前記流量計の少なくとも一方の計測結果に応じて前記窒素ガス発生装置への電源の供給および電源の供給の遮断を制御することにより前記コンプレッサへの電源の供給および電源の供給の遮断を制御する請求項１に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
- 前記制御部は、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出していない際に前記圧力計により計測された圧力の値が予め設定された値未満の場合に前記コンプレッサへの電源の供給を維持する制御を行い、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出していない際に前記圧力計により計測された圧力の値が予め設定された値以上の場合に前記コンプレッサへの電源の供給を遮断する制御を行う請求項１に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
- 前記制御部は、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出している場合に前記コンプレッサへの電源の供給を維持する制御を行い、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出しなくなった場合に前記コンプレッサへの電源の供給を遮断する制御を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
- 前記窒素ガス入口と前記窒素ガス出口との間において前記配管の流路上に設けられた制御弁、
を備え、
前記圧力計は、前記窒素ガス入口と前記制御弁との間において前記配管の内部の圧力を計測し、
前記流量計は、前記窒素ガス入口と前記制御弁との間において前記配管を流れる窒素ガスの流量を計測し、
前記制御部は、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出していない場合に前記制御弁を開き、前記流量計により計測された流量に基づいて窒素ガスの流れを検出していない状態から窒素ガスの流れを検出する状態に変化した際に前記制御弁を閉じ、前記制御弁を閉じた状態で前記圧力計により計測された圧力の値が予め設定された値に達した際に前記制御弁を開く請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。 - 前記制御弁よりも前記窒素ガス入口の側において前記配管の流路上に設けられた減圧弁、
を備え、
前記圧力計は、前記減圧弁と前記制御弁との間において前記配管の内部の圧力を計測し、
前記流量計は、前記減圧弁と前記制御弁との間において前記配管を流れる窒素ガスの流量を計測し、
前記制御部は、前記コンプレッサへの電源の供給を遮断する制御を行った後、前記減圧弁を動作させることにより前記窒素ガス発生装置から窒素ガス入口までの窒素ガスの流路の内部の圧力を下げさせる請求項５に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。 - 前記減圧弁と前記制御弁との間において前記配管の流路上に設けられた窒素ガスタンクと、
前記減圧弁と前記窒素ガスタンクとの間において前記配管の流路上に設けられ、前記窒素ガスタンクから前記窒素ガス出口までの圧力の低下を抑制する逆止弁と、
を備えた請求項６に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。 - 前記制御部は、外部からの停止信号に基づいて前記コンプレッサへの電源の供給を遮断する制御を行う請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
- 前記制御部は、窒素ガス安定供給モニターが窒素ガスの流れを遮断した際に出力する停止信号からの停止信号に基づいて前記窒素ガス発生装置を停止させる請求項８に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
- 当該電源制御装置の稼働状況の情報を記録する記録用メモリ、
を備えた請求項１または請求項２に記載の窒素ガス発生装置の電源制御装置。
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