| 【発明の名称】 |
ガス供給装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】菊地 勉
【氏名】佐藤 哲也
【氏名】西名 明
【氏名】君島 哲也
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| 【要約】 |
【課題】複数種類の試料ガスを同一条件で機器に供給することができるガス供給装置を提供する。
【解決手段】ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５に接続したガス供給経路１１〜１５と、一端が分析器Ａに接続した機器接続経路１０と、該機器接続経路の他端から放射状に分岐して前記各ガス供給経路に接続される分岐経路２１〜２５と、ガス供給経路に接続した排気経路３１〜３５とを備え、各分岐経路を、長さ及び内径が略同一の配管で形成し、かつ、前記機器接続経路の他端から略等角度間隔で放射状に分岐させるとともに、前記各排気経路に流量調節手段をそれぞれ設けるかあるいは、各分岐経路に遮断弁を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ガス供給経路から供給されるガスを分析器等の機器に切換供給するためのガス供給装置において、ガス供給部に接続した３経路以上のガス供給経路と、一端が前記機器に接続された機器接続経路と、該機器接続経路の他端から放射状に分岐して前記各ガス供給経路に接続される分岐経路と、前記ガス供給経路に接続した排気経路とを備え、各分岐経路を、長さ及び内径が略同一の配管で形成し、かつ、前記機器接続経路の他端から略等角度間隔で放射状に分岐させるとともに、前記各排気経路に流量調節手段をそれぞれ設けたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】 ガス供給経路から供給されるガスを分析器等の機器に切換供給するためのガス供給装置において、ガス供給部に接続した３経路以上のガス供給経路と、一端が前記機器に接続された機器接続経路と、該機器接続経路の他端から放射状に分岐して前記各ガス供給経路に接続される分岐経路と、前記ガス供給経路に接続した排気経路とを備え、各分岐経路を、長さ及び内径が略同一の配管で形成し、かつ、前記機器接続経路の他端から略等角度間隔で放射状に分岐させるとともに、各分岐経路に切換開閉される遮断弁をそれぞれ設けたことを特徴とするガス供給装置。
【請求項３】 前記機器接続経路と前記分岐経路との分岐部の交差角が９０度以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のガス供給装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス供給装置に関し、詳しくは、微量不純物を測定する分析器のような機器にガスを切換え供給するためのガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年のガス分析の分野では、複数の試料ガスを一つの分析器で連続的に短時間で分析する必要性が増大している。このため、例えば特開平１０−１２２４９８号公報に記載されているようなガス経路切換手段を使用してガス分析器に供給する試料ガスを切換えるようにしている。
【０００３】例えば、図３に示すように、一端が機器５に接続された機器接続経路６に、試料ガスを供給するガス供給経路１〜４を遮断弁Ｓ１〜Ｓ４を介して接続するとともに、各遮断弁Ｓ１〜Ｓ４の上流からパージ経路Ｐ１〜Ｐ４を分岐させ、さらに、機器接続経路６の他端にもパージ経路Ｐ６を設けたガス供給装置が知られている。
【０００４】しかし、このようなガス供給装置では、機器５に近い部分の機器接続経路６に接続されたガス供給経路１と、遠い部分に接続されたガス供給経路４とでは、流路の長さが異なり、ガスの動きに差が出るだけでなく、配管接続部等の通過数も異なるため、同一条件でのガス供給を行うことができなかった。また、パージの最適条件も、各ガス供給経路の接続位置の条件で異なり、特に、バルブ樹脂部との接触面積が大きく異なるため、各経路４毎にパージ時間を調整しなければならなかった。さらに、パージ経路Ｐ６からの排ガス量も大量なものとなっていた。
【０００５】そこで本発明は、複数種類の試料ガスを同一条件で機器に供給することができ、パージも容易に行うことができるガス供給装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明のガス供給装置は、ガス供給経路から供給されるガスを分析器等の機器に切換供給するためのガス供給装置において、ガス供給部に接続した３経路以上のガス供給経路と、一端が前記機器に接続された機器接続経路と、該機器接続経路の他端から放射状に分岐して前記各ガス供給経路に接続される分岐経路と、前記ガス供給経路に接続した排気経路とを備え、各分岐経路を、長さ及び内径が略同一の配管で形成し、かつ、前記機器接続経路の他端から略等角度間隔で放射状に分岐させるとともに、前記各排気経路に流量調節手段をそれぞれ設けたことを特徴としている。
【０００７】また、本発明のガス供給装置は、別の形態として、ガス供給経路から供給されるガスを分析器等の機器に切換供給するためのガス供給装置において、ガス供給部に接続した３経路以上のガス供給経路と、一端が前記機器に接続された機器接続経路と、該機器接続経路の他端から放射状に分岐して前記各ガス供給経路に接続される分岐経路と、前記ガス供給経路に接続した排気経路とを備え、各分岐経路を、長さ及び内径が略同一の配管で形成し、かつ、前記機器接続経路の他端から略等角度間隔で放射状に分岐させるとともに、各分岐経路に切換開閉される遮断弁をそれぞれ設けたことを特徴としている。
【０００８】さらに、前記機器接続経路と前記分岐経路との接続部の交差角が９０度以上であることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明のガス供給装置の第１形態例を示す概略斜視図である。このガス供給装置は、ガスを切換え供給する機器として、不純物成分をｐｐｂレベルからサブｐｐｂレベルまで分析可能なＧＣＭＳ，ＡＰＩＭＳ，ＧＣＰＩＤ，ＧＣＦＩＤ等の高精度な分析器Ａに５種類のガスを切換え供給するように形成したものであって、一端が分析器Ａに接続した機器接続経路１０と、一端が試料ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５に接続したガス供給経路１１〜１５と、機器接続経路１０の他端から放射状に分岐して前記ガス供給経路１１〜１５にそれぞれ接続した分岐経路２１〜２５と、各ガス供給経路１１〜１５に流量調節手段Ｆ１〜Ｆ５を介して接続した排気経路３１〜３５とにより形成されている。
【００１０】前記分岐経路２１〜２５を形成する配管には、長さ及び内径や形状がそれぞれ等しいものが用いられ、機器接続経路１０からの分岐部は、各分岐経路２１〜２５が等角度間隔、この場合は機器接続経路１０の軸線方向から見て７２度間隔で放射状に並ぶように接続されている。これにより、各ガス供給経路１１〜１５から分岐経路２１〜２５を通って機器接続経路１０に至るガスの圧力や流量の状態を均一化することができる。さらに、前記機器接続経路１０と各分岐経路２１〜２５との交差角は、ガスが円滑に流れるように、９０度以上にしておくことが好ましい。
【００１１】また、各試料ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５から各ガス供給経路１１〜１５に供給する試料ガスは、同一圧力、同一流量に設定しておくことが好ましく、各分岐経路２１〜２５に同一の条件で分岐流入させることができるように、ガス供給経路１１〜１５と分岐経路２１〜２５との接続部も、その構造や形状を同一にしておくことが好ましい。
【００１２】このように形成したガス供給装置は、各試料ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５から各ガス供給経路１１〜１５に、所定圧力、所定流量で試料ガスを供給し、流量調節手段Ｆ１〜Ｆ５によって排気経路３１〜３５から排気するガスの流量を調節することにより、ガス供給経路１１〜１５を流れる試料ガスの中の任意の一つを分岐経路２１〜２５に流入させて機器接続経路１０から分析器Ａに供給することができる。
【００１３】例えば、試料ガス供給部Ｇ１、ガス供給経路１１、分岐経路２１、排気経路３１の系に窒素を、試料ガス供給部Ｇ２、ガス供給経路１２、分岐経路２２、排気経路３２の系に酸素を、試料ガス供給部Ｇ３、ガス供給経路１３、分岐経路２３、排気経路３３の系に二酸化炭素を、試料ガス供給部Ｇ４、ガス供給経路１４、分岐経路２４、排気経路３４の系にアルゴンを、試料ガス供給部Ｇ５、ガス供給経路１５、分岐経路２５、排気経路３５の系にヘリウムを、それぞれ試料ガスとして供給した場合で説明する。
【００１４】まず、各試料ガスは、各試料ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５から、例えば２ｋｇ／ｃｍ２の同一圧力で、かつ、例えば毎分１リットルの同一流量に調節されて各ガス供給経路１１〜１５に供給される。この状態で分析器Ａに窒素を供給する場合は、流量調節手段Ｆ１の流量設定値を、例えば毎分０．１リットルに設定し、他の流量調節手段Ｆ２〜Ｆ５の流量設定値を、例えば毎分１．１リットルに設定する。
【００１５】これにより、ガス供給経路１１の窒素は、排気経路３１からの排気量が毎分０．１リットルに絞られるため、過剰の毎分０．９リットルの窒素が分岐経路２１に流入し、他のガス供給経路１２〜１５では、排気経路３２〜３５からの排気量が毎分１．１リットルに増加するため、前記分岐経路２１を流れて機器接続経路１０に至った毎分０．９リットルの窒素の一部が、各分岐経路２２〜２５に毎分０．１リットルずつ分岐して流れ、ガス供給経路１２〜１５に流入して各試料ガスと混合し、合計流量が毎分１．１リットルとなり、各流量調節手段Ｆ２〜Ｆ５を通って各排気経路３２〜３５からそれぞれ排気される。
【００１６】この結果、機器接続経路１０には、毎分０．５リットルの窒素が流れて分析器Ａに供給されることになる。同様に、試料ガス供給部Ｇ２からの酸素を分析器Ａに供給する場合は、流量調節手段Ｆ２の流量設定値を毎分０．１リットルとし、他の流量調節手段Ｆ１，Ｆ３〜Ｆ５の流量設定値を毎分１．１リットルとすることにより、毎分０．５リットルの酸素を分析器Ａに供給することができる。
【００１７】そして、各分岐経路２１〜２５から機器接続経路１０に至る配管や接続（分岐）状態をできるだけ同一条件になるように形成しておくことにより、各試料ガスの分析器Ａへの供給条件を等しくすることができる。また、各試料ガスの分析器Ａへの供給条件が等しいため、ガス種を切換える際のガス置換も全て同一条件で行うことができ、従来に比べて短時間でガス置換を終了させることができる。さらに、分析器Ａに供給する試料ガスの一部が、機器接続経路１０の分岐部から他の分岐管にそれぞれ流入し、ガス供給経路を経て各排気経路から排気される状態となるので、各経路に常にガスが流れた状態となり、経路中にガスが滞留することがなくなる。また、従来のようなパージ経路を設けなくてもよいので、パージ経路から排気されていた分のガス量を節減することができる。
【００１８】図２は、本発明の第２形態例を示すもので、機器接続経路の軸線方向から見た正面図である。なお、前記第１形態例の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１９】本形態例では、各ガス供給経路１１〜１５の排気経路３１〜３５に、前記流量調節手段に代えて排気弁ＥＶ１〜ＥＶ５をそれぞれ設けるとともに、各分岐経路２１〜２５に、試料ガスの切換供給に応じて切換開閉される遮断弁Ｖ１〜Ｖ５を設けたものである。
【００２０】本形態例では、各試料ガス供給部Ｇ１〜Ｇ５から所定圧力、所定流量の試料ガスを各ガス供給経路１１〜１５にそれぞれ供給した状態で、分岐経路２１〜２５の遮断弁Ｖ１〜Ｖ５の一つを開くことにより、任意の一つの試料ガスを機器接続経路１０から分析器Ａに供給することができる。例えば、遮断弁Ｖ１のみを開くことにより、試料ガス供給部Ｇ１から供給される例えば窒素を分析器Ａに供給することができ、遮断弁Ｖ２のみを開くことにより、試料ガス供給部Ｇ２から供給される例えば酸素を分析器Ａに供給することができる。
【００２１】本形態例においても、分岐経路２１〜２５、遮断弁Ｖ１〜Ｖ５及び機器接続経路１０からの分岐状態をできるだけ同一に形成しておくことにより、前記形態例と同様に、各試料ガスを同一条件で分析器Ａに供給することができる。また、各分岐経路２１〜２５が機器接続経路１０の端部に同一の状態で接続しているため、バルブ樹脂部との接触面積が均一となり、同一のパージ条件で確実にガス置換を行うことができる。さらに、従来のようなパージ経路を設ける必要もなくなる。また、遮断弁Ｖ１〜Ｖ５として、ダイヤフラム集積弁を用いることにより、遮断弁部分におけるガス滞留部を極小にできるので、ガス置換を迅速に行うことができるとともに、装置の小型化も図れる。
【００２２】なお、前記流量調節手段Ｆ１〜Ｆ５の流量設定値の変更や遮断弁Ｖ１〜Ｖ５の開閉を、所定のシーケンスで行う制御手段を設けておくことにより、複数の試料ガスの切換供給を所定の順序で自動的に行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス供給装置によれば、切換供給するガスの種類が多くても、各ガスを同一の条件で機器に切換供給することができ、ガス種の切換えも迅速に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３１２３５
【氏名又は名称】日本酸素株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月２１日（１９９９．７．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８６２１０
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 一彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３０００（Ｐ２００１−３３０００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月６日（２００１．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２０６４２２ |
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