JPH09206572A - 混合ガスの製造方法 - Google Patents
混合ガスの製造方法Info
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- JPH09206572A JPH09206572A JP8040523A JP4052396A JPH09206572A JP H09206572 A JPH09206572 A JP H09206572A JP 8040523 A JP8040523 A JP 8040523A JP 4052396 A JP4052396 A JP 4052396A JP H09206572 A JPH09206572 A JP H09206572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 目的添加ガス濃度の混合ガスを短時間で製造
すること。 【解決手段】 圧縮された添加ガスと圧縮されたベース
ガスから層流素子６、７で構成された混合比率設定器４
を用いて目的添加ガス濃度の混合ガスとなし、スタティ
ックミキサー８で均一に混合したのち、圧縮機９で昇圧
して容器１０に充填する。
すること。 【解決手段】 圧縮された添加ガスと圧縮されたベース
ガスから層流素子６、７で構成された混合比率設定器４
を用いて目的添加ガス濃度の混合ガスとなし、スタティ
ックミキサー８で均一に混合したのち、圧縮機９で昇圧
して容器１０に充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高圧ガス容器に
混合ガスを充填する場合、特別に充填設備を有する充填
所以外、例えば使用場所で充填する場合や車上および船
上でも製造できる混合ガスの製造方法に関する。
混合ガスを充填する場合、特別に充填設備を有する充填
所以外、例えば使用場所で充填する場合や車上および船
上でも製造できる混合ガスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】混合ガスを使用する場合には、高圧ガス
容器に充填した混合ガスを使用目的場所に運搬して使用
する。このような混合ガスとしては、例えば、特殊鋼管
の耐圧テスト時には窒素とヘリウムの混合ガス、潜水呼
吸ガスではヘリウムと酸素またはヘリウムと空気との混
合ガス、溶接シールドガスではアルゴンと二酸化炭素、
アルゴンと酸素、アルゴンとヘリウム等の混合ガスが使
用されている。これらの混合ガスは、ベースガスとして
各々窒素、ヘリウム、アルゴンであり、添加ガスは各々
ヘリウム、酸素または空気、二酸化炭素、酸素、ヘリウ
ム等である。
容器に充填した混合ガスを使用目的場所に運搬して使用
する。このような混合ガスとしては、例えば、特殊鋼管
の耐圧テスト時には窒素とヘリウムの混合ガス、潜水呼
吸ガスではヘリウムと酸素またはヘリウムと空気との混
合ガス、溶接シールドガスではアルゴンと二酸化炭素、
アルゴンと酸素、アルゴンとヘリウム等の混合ガスが使
用されている。これらの混合ガスは、ベースガスとして
各々窒素、ヘリウム、アルゴンであり、添加ガスは各々
ヘリウム、酸素または空気、二酸化炭素、酸素、ヘリウ
ム等である。
【０００３】従来、高圧充填混合ガスの製造は、充填す
べき容器に圧力法または重量法で添加ガスを充填し、つ
ぎにベースガスを加圧充填して目的の圧力に調整してい
る。この場合、容器中に充填した添加ガスとベースガス
は、均一に混合されていないので、長時間に亘って容器
を回転させて中のガスを均一に混合している。
べき容器に圧力法または重量法で添加ガスを充填し、つ
ぎにベースガスを加圧充填して目的の圧力に調整してい
る。この場合、容器中に充填した添加ガスとベースガス
は、均一に混合されていないので、長時間に亘って容器
を回転させて中のガスを均一に混合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記混合ガスの製造方
法は、混合比率の修正がし易い利点を有するが、容器中
のガスの均一混合に長時間、例えば５日ないし１週間程
度容器を回転させる必要があるという大きな不便さがあ
る。
法は、混合比率の修正がし易い利点を有するが、容器中
のガスの均一混合に長時間、例えば５日ないし１週間程
度容器を回転させる必要があるという大きな不便さがあ
る。
【０００５】この発明の目的は、前記従来技術の欠点を
解消し、容器中に充填した添加ガスとベースガスとの均
一混合のための時間を必要とすることなく、圧縮された
ベースガスと添加ガスから直接混合圧縮して所定添加ガ
ス濃度の混合ガスを製造できる混合ガスの製造方法を提
供することにある。
解消し、容器中に充填した添加ガスとベースガスとの均
一混合のための時間を必要とすることなく、圧縮された
ベースガスと添加ガスから直接混合圧縮して所定添加ガ
ス濃度の混合ガスを製造できる混合ガスの製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、特別な計測
装置で流量を計測することもなく、特別な制御装置を必
要とすることなく混合ガスを連続製造するもので、層流
素子で構成された混合比率設定器とスタティックミキサ
ーを用いて目的とする添加ガス濃度の混合ガスを製造
し、圧縮機で昇圧して容器に充填することとしている。
このように層流素子で構成された混合比率設定器を用い
ることによって、目的添加ガス濃度に応じて添加ガス用
の層流素子のガス通過断面積を調節するか、あるいは所
定の添加ガス濃度が得られるよう設計された複数の添加
ガス用の層流素子を切替え弁により選択すれば、目的と
する添加ガス濃度に調整された混合ガスを連続的に得る
ことができる。また、目的とする添加ガス濃度に調整さ
れた混合ガスは、スタティックミキサーにより均一に混
合したのち、圧縮機で昇圧して容器に充填することによ
って、目的添加ガス濃度に調整された混合ガスを連続的
に得ることができる。
装置で流量を計測することもなく、特別な制御装置を必
要とすることなく混合ガスを連続製造するもので、層流
素子で構成された混合比率設定器とスタティックミキサ
ーを用いて目的とする添加ガス濃度の混合ガスを製造
し、圧縮機で昇圧して容器に充填することとしている。
このように層流素子で構成された混合比率設定器を用い
ることによって、目的添加ガス濃度に応じて添加ガス用
の層流素子のガス通過断面積を調節するか、あるいは所
定の添加ガス濃度が得られるよう設計された複数の添加
ガス用の層流素子を切替え弁により選択すれば、目的と
する添加ガス濃度に調整された混合ガスを連続的に得る
ことができる。また、目的とする添加ガス濃度に調整さ
れた混合ガスは、スタティックミキサーにより均一に混
合したのち、圧縮機で昇圧して容器に充填することによ
って、目的添加ガス濃度に調整された混合ガスを連続的
に得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】この発明の混合ガスの製造方法で
は、目的とする添加ガス濃度の混合ガスを得るため、層
流素子で構成された混合比率設定器を用いると共に、ス
タティックミキサーを用いて均一混合したのち、圧縮機
で昇圧して容器に充填する。この場合、ベースガスと添
加ガスを熱交換させ、両者の温度を同一としたのち、そ
れぞれの層流素子に常に同一圧力で供給する。
は、目的とする添加ガス濃度の混合ガスを得るため、層
流素子で構成された混合比率設定器を用いると共に、ス
タティックミキサーを用いて均一混合したのち、圧縮機
で昇圧して容器に充填する。この場合、ベースガスと添
加ガスを熱交換させ、両者の温度を同一としたのち、そ
れぞれの層流素子に常に同一圧力で供給する。
【０００８】層流素子で構成された混合比率設定器の原
理は、図３に示すとおり、断面積一定の円形管２１内を
流体が流れるとき、流れが層流状態であれば下記の
（１）式が成立する（ハーゲン−ポアズイユの法則（Ｈ
ａｇｅｎ−ＰｏｉｓｅｕｉｌｌｅＬａｗ））。
理は、図３に示すとおり、断面積一定の円形管２１内を
流体が流れるとき、流れが層流状態であれば下記の
（１）式が成立する（ハーゲン−ポアズイユの法則（Ｈ
ａｇｅｎ−ＰｏｉｓｅｕｉｌｌｅＬａｗ））。
【０００９】
【数１】
【００１０】上記（１）式に基づくと、体積流量Ｑａ
は、圧力差（ｐ1−ｐ2）に比例することになり、圧力差
の測定により求めることができる。流れが常に層流であ
るためには、円形管内の流れに対するレイノルズ（Ｒｅ
ｙｎｏｌｄｓ）数Ｒｅが、臨界値２３００以下であれば
よい。
は、圧力差（ｐ1−ｐ2）に比例することになり、圧力差
の測定により求めることができる。流れが常に層流であ
るためには、円形管内の流れに対するレイノルズ（Ｒｅ
ｙｎｏｌｄｓ）数Ｒｅが、臨界値２３００以下であれば
よい。
【００１１】また、流路数（円形管数）ｎを必要により
自由に選択して並列に束ねた層流素子とした時には、実
流量Ｑ、圧力差Ｈは、下記（２）式、（３）式となる。
自由に選択して並列に束ねた層流素子とした時には、実
流量Ｑ、圧力差Ｈは、下記（２）式、（３）式となる。
【００１２】
【数２】
【００１３】以上のことから、層流素子は、圧力差Ｈと
流量Ｑの間に比例関係があるという特徴を有している。
流量Ｑの間に比例関係があるという特徴を有している。
【００１４】上記混合比率設定器の層流の流路を形成す
る層流素子は、細管あるいは薄板で作られる。例えば、
細管を並列に並べるか、あるいは、図４に示すとおり、
薄板をプレスした波板３１に、平薄板３２を重ねて渦巻
状に巻いたメリアム形などを用いることができる。
る層流素子は、細管あるいは薄板で作られる。例えば、
細管を並列に並べるか、あるいは、図４に示すとおり、
薄板をプレスした波板３１に、平薄板３２を重ねて渦巻
状に巻いたメリアム形などを用いることができる。
【００１５】層流素子は、長さＬ、流路数ｎやガス流速
Ｖを選択することによって、目的の流量Ｑと圧力差Ｈと
に合わせて製作することができる。したがって、図５に
示すとおり、２つの層流素子４１、４２を圧力差Ｈを同
じにして異なる流量ｑ、Ｑを流せる素子を製作したとす
れば、この層流素子４１、４２に入側を同じ圧力
（Ｐi）で各々流量ｑ、Ｑを供給し、出側を合流すれば
同じ圧力（Ｐ0）となり、流量比率ｑ／Ｑ＝Ａで２成分
が押し出される、すなわち、流量の比率設定が可能とな
る。
Ｖを選択することによって、目的の流量Ｑと圧力差Ｈと
に合わせて製作することができる。したがって、図５に
示すとおり、２つの層流素子４１、４２を圧力差Ｈを同
じにして異なる流量ｑ、Ｑを流せる素子を製作したとす
れば、この層流素子４１、４２に入側を同じ圧力
（Ｐi）で各々流量ｑ、Ｑを供給し、出側を合流すれば
同じ圧力（Ｐ0）となり、流量比率ｑ／Ｑ＝Ａで２成分
が押し出される、すなわち、流量の比率設定が可能とな
る。
【００１６】２つの層流素子４１、４２の入側圧力Ｐi
と出側圧力Ｐ0を同じにする操作をしたときの特性、す
なわち圧力差Ｈを同一とした場合の特性を検討するた
め、２つの層流素子４１、４２の流量Ｑ−圧力差Ｈ特性
は、図６に示すとおりである。２つの層流素子の出側圧
力Ｐ0が変化して層流素子４２の流量ＱａがＱｃに変化
することによって、圧力差ＨａがＨｃに変化したときの
層流素子４１、４２の流量比について計算した。
と出側圧力Ｐ0を同じにする操作をしたときの特性、す
なわち圧力差Ｈを同一とした場合の特性を検討するた
め、２つの層流素子４１、４２の流量Ｑ−圧力差Ｈ特性
は、図６に示すとおりである。２つの層流素子の出側圧
力Ｐ0が変化して層流素子４２の流量ＱａがＱｃに変化
することによって、圧力差ＨａがＨｃに変化したときの
層流素子４１、４２の流量比について計算した。
【００１７】
【数３】
【００１８】すなわち、２つの層流素子４１、４２の入
側圧力Ｐｉを常に同じとする動作をさせると、混合比率
Ａが常に一定となる特徴がある。２つの層流素子４１、
４２の混合比率の変更は、添加ガス用の層流素子のガス
通過断面積（前記（２）式では流路数ｎ）を調整する
か、あるいは所定の添加ガス濃度が得られるよう設計さ
れた複数の添加ガス用の層流素子を用い、目的添加ガス
濃度に応じて切替え弁により添加ガス用の層流素子を選
択することよって行うことができる。
側圧力Ｐｉを常に同じとする動作をさせると、混合比率
Ａが常に一定となる特徴がある。２つの層流素子４１、
４２の混合比率の変更は、添加ガス用の層流素子のガス
通過断面積（前記（２）式では流路数ｎ）を調整する
か、あるいは所定の添加ガス濃度が得られるよう設計さ
れた複数の添加ガス用の層流素子を用い、目的添加ガス
濃度に応じて切替え弁により添加ガス用の層流素子を選
択することよって行うことができる。
【００１９】この発明におけるベースガスと添加ガスの
層流素子の入側圧力を同じに設定するには、添加ガスの
管路に圧力調整弁を設け、ベースガスの管路のガス圧力
を圧力調整弁に作用させ、ベースガスの管路側圧力と同
一圧力に圧力調整することにより実施すれば、電気、空
気等の外部操作源を必要とすることなく、自力制御方式
によりベースガスと添加ガスとの混合比率を設定するこ
とができる。
層流素子の入側圧力を同じに設定するには、添加ガスの
管路に圧力調整弁を設け、ベースガスの管路のガス圧力
を圧力調整弁に作用させ、ベースガスの管路側圧力と同
一圧力に圧力調整することにより実施すれば、電気、空
気等の外部操作源を必要とすることなく、自力制御方式
によりベースガスと添加ガスとの混合比率を設定するこ
とができる。
【００２０】２つの層流素子の出口混合ガスは、一定比
率でガスが供給されるのは保証されても、実際に混合す
るのは合流してからである。したがって、この発明にお
いては、管内の螺旋状エレメント等により流体を分割、
反転、転換させる作用と、乱流による混合作用の相乗効
果を有するスタティックミキサーを用いて撹拌混合す
る。スタティックミキサーにより均一混合された混合ガ
スは、圧縮機で圧縮されて容器に充填される。
率でガスが供給されるのは保証されても、実際に混合す
るのは合流してからである。したがって、この発明にお
いては、管内の螺旋状エレメント等により流体を分割、
反転、転換させる作用と、乱流による混合作用の相乗効
果を有するスタティックミキサーを用いて撹拌混合す
る。スタティックミキサーにより均一混合された混合ガ
スは、圧縮機で圧縮されて容器に充填される。
【００２１】
実施例１ 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１、図２に
基づいて説明する。図１はこの発明の添加ガスのガス通
過断面積を調整できる層流素子を用いた混合ガス製造工
程の全体系統図、図２はこの発明の混合ガスの添加ガス
濃度に応じてガス通過断面積の異なる層流素子を切替え
方式の混合ガス製造工程の全体系統図である。
基づいて説明する。図１はこの発明の添加ガスのガス通
過断面積を調整できる層流素子を用いた混合ガス製造工
程の全体系統図、図２はこの発明の混合ガスの添加ガス
濃度に応じてガス通過断面積の異なる層流素子を切替え
方式の混合ガス製造工程の全体系統図である。
【００２２】図１において、１は添加ガス容器、２はベ
ースガス容器、３は添加ガスとベースガスとを熱交換さ
せるプレート式熱交換器、４は添加ガスの管路に設けた
圧力調整弁５と、ベースガス用の層流素子６と添加ガス
用の層流素子７で構成された混合比率設定器で、ベース
ガスの管路のガス圧力が圧力調整弁５に作用し、添加ガ
スの層流素子７の入側圧力がベースガスの層流素子６の
入側圧力と同一圧力に調整して各層流素子６、７に供給
する。添加ガス用の層流素子７は、図示していないが、
ガス通過断面積を調整できるよう構成されている。
ースガス容器、３は添加ガスとベースガスとを熱交換さ
せるプレート式熱交換器、４は添加ガスの管路に設けた
圧力調整弁５と、ベースガス用の層流素子６と添加ガス
用の層流素子７で構成された混合比率設定器で、ベース
ガスの管路のガス圧力が圧力調整弁５に作用し、添加ガ
スの層流素子７の入側圧力がベースガスの層流素子６の
入側圧力と同一圧力に調整して各層流素子６、７に供給
する。添加ガス用の層流素子７は、図示していないが、
ガス通過断面積を調整できるよう構成されている。
【００２３】８は混合比率設定器４の出側に設けたスタ
ティックミキサーで、各層流素子６、７から流出するベ
ースガスと添加ガスとが合流して流入し、螺旋状エレメ
ント等により流体を分割、反転、転換させる作用と、乱
流による混合作用の相乗効果によって均一に混合する。
９はスタティックミキサー８の出側に設けた圧縮機で、
均一混合された混合ガスを圧縮、例えば、１５０〜２０
０ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して混合ガス容器１０に充
填する。なお、１１は圧縮後の圧力を所定圧、例えば、
１５０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調整するための圧
力指示調節弁、１２は圧縮機９の出側管路に設けた添加
ガス濃度記録計、１３は混合ガス容器１０に設けた添加
ガス濃度計である。
ティックミキサーで、各層流素子６、７から流出するベ
ースガスと添加ガスとが合流して流入し、螺旋状エレメ
ント等により流体を分割、反転、転換させる作用と、乱
流による混合作用の相乗効果によって均一に混合する。
９はスタティックミキサー８の出側に設けた圧縮機で、
均一混合された混合ガスを圧縮、例えば、１５０〜２０
０ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して混合ガス容器１０に充
填する。なお、１１は圧縮後の圧力を所定圧、例えば、
１５０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調整するための圧
力指示調節弁、１２は圧縮機９の出側管路に設けた添加
ガス濃度記録計、１３は混合ガス容器１０に設けた添加
ガス濃度計である。
【００２４】図２において、７ａ、７ｂ、７ｃは目的と
する添加ガス濃度に応じたガス通過断面積の添加ガス用
の層流素子で、切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開閉す
ることによって、目的とする添加ガス濃度に応じて層流
素子７ａ、７ｂ、７ｃを選択できるよう構成されてい
る。
する添加ガス濃度に応じたガス通過断面積の添加ガス用
の層流素子で、切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを開閉す
ることによって、目的とする添加ガス濃度に応じて層流
素子７ａ、７ｂ、７ｃを選択できるよう構成されてい
る。
【００２５】上記のとおり構成したことによって、目的
とする添加ガス濃度の混合ガスを製造する場合は、図１
に示す混合比率設定器４の添加ガス用の層流素子７の図
示していないガス通過断面積調整機構を操作し、目的添
加ガス濃度となるよう層流素子７のガス通過断面積を調
整するか、あるいは目的添加ガス濃度に応じて図２に示
す混合比率設定器４の添加ガス用の層流素子７ａ、７
ｂ、７ｃの一つ、例えば層流素子７ａを切替弁１４ａを
開放し、切替弁１４ｂ、１４ｃを閉止して選択したの
ち、添加ガス容器１およびベースガス容器２からそれぞ
れ所定圧力、例えば添加ガスを９ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ、
ベースガスを７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで供給し、プレート
式熱交換器３で熱交換させて同一温度としたのち、圧力
調整弁５によって添加ガス圧力をベースガス圧力と同じ
７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調整し、ベースガスは層流素子
６を、添加ガスは層流素子７または層流素子７ａを通過
させた。混合比率設定器４の各層流素子６、７または７
ａから流出するベースガスと添加ガスは、合流してスタ
ティックミキサー８に流入して均一に混合される。得ら
れた混合ガスは、圧縮機９で所定圧、例えば、２００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して混合ガス容器１０に充填さ
れる。
とする添加ガス濃度の混合ガスを製造する場合は、図１
に示す混合比率設定器４の添加ガス用の層流素子７の図
示していないガス通過断面積調整機構を操作し、目的添
加ガス濃度となるよう層流素子７のガス通過断面積を調
整するか、あるいは目的添加ガス濃度に応じて図２に示
す混合比率設定器４の添加ガス用の層流素子７ａ、７
ｂ、７ｃの一つ、例えば層流素子７ａを切替弁１４ａを
開放し、切替弁１４ｂ、１４ｃを閉止して選択したの
ち、添加ガス容器１およびベースガス容器２からそれぞ
れ所定圧力、例えば添加ガスを９ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ、
ベースガスを７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇで供給し、プレート
式熱交換器３で熱交換させて同一温度としたのち、圧力
調整弁５によって添加ガス圧力をベースガス圧力と同じ
７ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調整し、ベースガスは層流素子
６を、添加ガスは層流素子７または層流素子７ａを通過
させた。混合比率設定器４の各層流素子６、７または７
ａから流出するベースガスと添加ガスは、合流してスタ
ティックミキサー８に流入して均一に混合される。得ら
れた混合ガスは、圧縮機９で所定圧、例えば、２００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧して混合ガス容器１０に充填さ
れる。
【００２６】したがって、目的に応じて添加ガス濃度を
変更した混合ガスが必要な場合は、添加ガス用の層流素
子７の図示していないガス通過断面積調整機構を操作
し、目的に応じた添加ガス濃度となるよう層流素子７の
ガス通過断面積を調整するか、あるいは目的とする添加
ガス濃度に応じたガス通過断面積の添加ガス用の層流素
子７ａ、７ｂ、７ｃを切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを
開閉して選択することによって、目的とする添加ガス濃
度の混合ガスを得ることができる。
変更した混合ガスが必要な場合は、添加ガス用の層流素
子７の図示していないガス通過断面積調整機構を操作
し、目的に応じた添加ガス濃度となるよう層流素子７の
ガス通過断面積を調整するか、あるいは目的とする添加
ガス濃度に応じたガス通過断面積の添加ガス用の層流素
子７ａ、７ｂ、７ｃを切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを
開閉して選択することによって、目的とする添加ガス濃
度の混合ガスを得ることができる。
【００２７】実施例２ 添加ガスとしての酸素ガス用の外径１２０ｍｍ、長さ６
０ｍｍの層流素子と、ベースガスとしての窒素ガス用と
して外径１２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの層流素子とから
なる混合比率設定器を用い、酸素濃度５％の混合ガスを
製造するに際し、酸素ガスを添加ガス容器から圧力７ｋ
ｇｆ／ｃｍ2・Ｇで、窒素ガスをベースガス容器から圧
力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇでプレート式熱交換器に供給し
て熱交換させ、同一温度（２０℃）としたのち、圧力調
整弁によって酸素ガス圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調
整し、窒素ガスを混合比率設定器の前記層流素子に供給
し、酸素ガスを前記外径１２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの層
流素子に供給した。
０ｍｍの層流素子と、ベースガスとしての窒素ガス用と
して外径１２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの層流素子とから
なる混合比率設定器を用い、酸素濃度５％の混合ガスを
製造するに際し、酸素ガスを添加ガス容器から圧力７ｋ
ｇｆ／ｃｍ2・Ｇで、窒素ガスをベースガス容器から圧
力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇでプレート式熱交換器に供給し
て熱交換させ、同一温度（２０℃）としたのち、圧力調
整弁によって酸素ガス圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに調
整し、窒素ガスを混合比率設定器の前記層流素子に供給
し、酸素ガスを前記外径１２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの層
流素子に供給した。
【００２８】混合比率設定器の各層流素子から流出する
圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇの酸素ガスと窒素ガスを合流
させてスタティックミキサーに流入させ、螺旋状エレメ
ント等により混合ガスを分割、反転、転換させる作用
と、乱流による混合作用の相乗効果によって均一に混合
したのち、圧縮機で１５０ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧し
て混合ガス容器に充填した。また、酸素濃度３％の混合
ガスを製造するに際しては、酸素ガス用として外径１２
０ｍｍ、長さ５０ｍｍの層流素子を用いた以外は、酸素
濃度５％の場合と同条件で混合ガス容器に充填した。
圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇの酸素ガスと窒素ガスを合流
させてスタティックミキサーに流入させ、螺旋状エレメ
ント等により混合ガスを分割、反転、転換させる作用
と、乱流による混合作用の相乗効果によって均一に混合
したのち、圧縮機で１５０ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇに昇圧し
て混合ガス容器に充填した。また、酸素濃度３％の混合
ガスを製造するに際しては、酸素ガス用として外径１２
０ｍｍ、長さ５０ｍｍの層流素子を用いた以外は、酸素
濃度５％の場合と同条件で混合ガス容器に充填した。
【００２９】混合ガス容器に充填した酸素濃度３％、５
％の各混合ガスは、充填２時間以内に大気放出させなが
ら、放出ガスの酸素濃度を連続測定したところ、酸素濃
度５％の混合ガスは、±０．１％の範囲で安定し、ま
た、酸素濃度３％の混合ガスは、±０．１％の範囲で安
定していた。
％の各混合ガスは、充填２時間以内に大気放出させなが
ら、放出ガスの酸素濃度を連続測定したところ、酸素濃
度５％の混合ガスは、±０．１％の範囲で安定し、ま
た、酸素濃度３％の混合ガスは、±０．１％の範囲で安
定していた。
【００３０】
【発明の効果】この発明は、層流素子で構成された混合
比率設定器とスタティックミキサーを用いて目的とする
添加ガス濃度の混合ガスを製造し、圧縮機で昇圧して容
器に充填することによって、目的の添加ガス濃度の混合
ガスを、短時間で連続的に製造することができる。
比率設定器とスタティックミキサーを用いて目的とする
添加ガス濃度の混合ガスを製造し、圧縮機で昇圧して容
器に充填することによって、目的の添加ガス濃度の混合
ガスを、短時間で連続的に製造することができる。
【００３１】また、添加ガス用の層流素子として、ガス
通過断面積調整機構を有する層流素子を用いることによ
って、目的に応じた添加ガス濃度の調整をガス通過断面
積を調整することにより実施できるので、目的に応じて
迅速に混合ガスを製造することができる。
通過断面積調整機構を有する層流素子を用いることによ
って、目的に応じた添加ガス濃度の調整をガス通過断面
積を調整することにより実施できるので、目的に応じて
迅速に混合ガスを製造することができる。
【００３２】さらに、添加ガス用の層流素子として、所
定添加ガス濃度となるよう設計された複数の層流素子を
用いることによって、切替弁の切替えにより任意の層流
素子を選択すれば、目的に応じた添加ガス濃度に変更で
き、実際の目的に応じて迅速に混合ガスを製造すること
ができる。
定添加ガス濃度となるよう設計された複数の層流素子を
用いることによって、切替弁の切替えにより任意の層流
素子を選択すれば、目的に応じた添加ガス濃度に変更で
き、実際の目的に応じて迅速に混合ガスを製造すること
ができる。
【００３３】混合比率設定器の各層流素子からの流出ガ
スを合流してスタティックミキサーに流入させ、分割、
反転、転換させる作用と、乱流による混合作用の相乗効
果によって混合することにより、連続的に混合ガスを均
一混合でき、充填容器を長時間回転させる必要がない。
スを合流してスタティックミキサーに流入させ、分割、
反転、転換させる作用と、乱流による混合作用の相乗効
果によって混合することにより、連続的に混合ガスを均
一混合でき、充填容器を長時間回転させる必要がない。
【図１】この発明の添加ガスのガス通過断面積を調整で
きる層流素子を用いた混合ガス製造工程の全体系統図で
ある。
きる層流素子を用いた混合ガス製造工程の全体系統図で
ある。
【図２】この発明の混合ガスの添加ガス濃度に応じてガ
ス通過断面積の異なる層流素子切替え方式の混合ガス製
造工程の全体系統図である。
ス通過断面積の異なる層流素子切替え方式の混合ガス製
造工程の全体系統図である。
【図３】円形管内の層流流れの説明図である。
【図４】混合比率設定器に用いる層流素子の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図５】混合比率設定器による比率混合の説明図であ
る。
る。
【図６】２個の層流素子の流量と圧力差の変動の一例を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 添加ガス容器 ２ ベースガス容器 ３ プレート式熱交換器 ４ 混合比率設定器 ５ 圧力調整弁 ６、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、４１、４２ 層流素子 ８ スタティックミキサー ９ 圧縮機 １０ 混合ガス容器 １１ 圧力指示調節弁 １２ 添加ガス濃度記録計 １３ 添加ガス濃度計 １４ 切替弁 ２１ 円形管 ３１ 波板 ３２ 平薄板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 基博 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 牧浦 宏文 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 圧縮された添加ガスと圧縮されたベース
ガスを熱交換器で熱交換させて両者の温度を同一とした
のち、層流素子で構成された混合比率設定器に供給して
目的添加ガス濃度の混合ガスとなし、ついでスタティッ
クミキサーで均一に混合したのち、圧縮機で昇圧して容
器に充填することを特徴とする混合ガスの製造方法。 - 【請求項２】 混合比率設定器が、断面積不変のベース
ガス用の層流素子と、ガス通過断面積の調節機能を有す
る添加ガス用の層流素子とからなることを特徴とする請
求項１記載の混合ガスの製造方法。 - 【請求項３】 混合比率設定器が、断面積不変のベース
ガス用の層流素子と、所定の添加ガス濃度が得られるよ
う設計された複数の断面積不変の添加ガス用の層流素子
とからなることを特徴とする請求項１記載の混合ガスの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040523A JPH09206572A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 混合ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8040523A JPH09206572A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 混合ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206572A true JPH09206572A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12582867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8040523A Pending JPH09206572A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 混合ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09206572A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038179A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Yutaka:Kk | ガス混合装置 |
| CN102921338A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-02-13 | 上海天科化工检测有限公司 | 一种常压平衡逐级定容式气体中痕量组分的配制装置 |
| WO2013054844A1 (ja) * | 2011-10-11 | 2013-04-18 | 大陽日酸株式会社 | 低温ガス供給装置、熱媒冷却装置、及び低温反応制御装置 |
| JP2016155077A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 光明理化学工業株式会社 | 試験ガス生成装置 |
| CN109529644A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于可控电磁阀的快速混气方法及系统 |
| KR20230083187A (ko) * | 2021-12-02 | 2023-06-09 | 에이치디한국조선해양 주식회사 | 이산화탄소 처리 시스템 및 이를 포함하는 해양 구조물 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP8040523A patent/JPH09206572A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007038179A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Yutaka:Kk | ガス混合装置 |
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| CN103874898A (zh) * | 2011-10-11 | 2014-06-18 | 大阳日酸株式会社 | 低温气体供给装置、载热体冷却装置及低温反应控制装置 |
| CN103874898B (zh) * | 2011-10-11 | 2016-03-30 | 大阳日酸株式会社 | 低温气体供给装置、载热体冷却装置及低温反应控制装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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