JP6195082B2 - Method for removing moisture from high-pressure gas container - Google Patents
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Description
本発明は、高圧ガス容器内の水分除去方法に関する。 The present invention relates to a method for removing moisture in a high-pressure gas container.
新たに製品ガスが投入される高圧ガス容器や水圧による耐圧検査が行われた高圧ガス容器(以下、単に「ガス容器」と記載する場合がある)では、大気中で容器弁の容器本体への取り付け作業が行われる。このため、ガス容器の内部に大気中の水分が混入してしまう。ガス容器内に水分が混入した状態のまま製品ガスを充填すると、製品ガスに要求される純度規格を満足することができない。 In a high-pressure gas container into which product gas is newly added or a high-pressure gas container that has been pressure-resistant tested by water pressure (hereinafter sometimes simply referred to as “gas container”), the container valve is connected to the container body in the atmosphere. Installation work is performed. For this reason, the water | moisture content in air | atmosphere will mix in the inside of a gas container. If the product gas is filled with moisture mixed in the gas container, the purity standard required for the product gas cannot be satisfied.
中でも、水分に関しては、製品純度規格が0.5ppm以下であるにも関わらず、その吸着性によって除去しにくいため、ガス容器内を十分に乾燥させる必要があった。 In particular, regarding the moisture, it was difficult to remove due to its adsorptivity even though the product purity standard was 0.5 ppm or less, and thus the inside of the gas container had to be sufficiently dried.
ところで、ガス容器内を乾燥させる方法としては、特許文献1が知られている。この特許文献1には、水蒸気や加熱空気等の加熱気体を導入してガス容器内を加熱乾燥し、圧縮空気によって水蒸気等を追い出した後、ガス容器を冷却して密閉する方法が開示されている。 Incidentally, Patent Document 1 is known as a method for drying the inside of a gas container. This Patent Document 1 discloses a method of introducing a heated gas such as water vapor or heated air to heat and dry the inside of the gas container, expelling the water vapor or the like with compressed air, and then cooling and sealing the gas container. Yes.
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、容器弁を取り付ける前にガス容器内を加熱乾燥するため、容器弁を取りつける際にガス容器内に空気が混入してしまい、空気中に含まれる徴量水分がガス容器の内壁表面に付着又は吸着して残存してしまうという問題があった。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, the inside of the gas container is heated and dried before the container valve is attached. Therefore, when the container valve is attached, air is mixed in the gas container and is included in the air. There was a problem that a quantity of moisture remained attached to or adsorbed on the inner wall surface of the gas container.
このため、ガス容器内に純度の高い製品ガスを充填する場合、ガス容器内に残存する水分によって製品ガスの純度が維持できず、加熱乾燥工程の終了後や製品ガスの充填前に、再び容器内の水分を除去する工程を繰り返す必要があった。また、容器内の水分を除去する工程を繰り返して行ったとしても、製品ガスの純度について製品規格を満足することは困難であるのが実状であった。 For this reason, when a high-purity product gas is filled in the gas container, the purity of the product gas cannot be maintained due to the moisture remaining in the gas container, and the container is again used after the heating and drying process or before filling the product gas. It was necessary to repeat the process of removing the moisture inside. Moreover, even if the process of removing the water in the container is repeated, it is actually difficult to satisfy the product standard for the purity of the product gas.
他方で、高圧ガス容器に用いられる容器弁には、高圧ガスを確実に遮断する機能が求められており、容器弁が全開になる際の開度が限られている。そのため、ガス容器に容器弁を取り付けた後、この容器弁を介してガス容器内の真空引きを行うと真空引きの効率が悪くなるという課題があった。 On the other hand, a container valve used for a high-pressure gas container is required to have a function of reliably blocking high-pressure gas, and the opening degree when the container valve is fully opened is limited. For this reason, there has been a problem that the efficiency of evacuation deteriorates if the gas container is evacuated through the container valve after the container valve is attached to the gas container.
特にガス容器内を真空引きする工程においては、残留不純物を低くするために高真空領域が好ましいものの、中真空領域よりも低い圧力領域においてはガス容器内の水蒸気の排気速度も遅くなるため、長時間の真空引きが必要であった。さらには、ボンベの加熱を含めた設備、電力、人手など多くのエネルギーを必要とするという課題があった。 Particularly in the process of evacuating the gas container, a high vacuum region is preferable in order to reduce residual impurities. However, in the pressure region lower than the medium vacuum region, the exhaust rate of water vapor in the gas container is also slowed down. An evacuation of time was required. Furthermore, there is a problem that a lot of energy such as equipment including heating of the cylinder, electric power, and manpower is required.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、効率よく短時間で充分な乾燥状態を実現することが可能な、高圧ガス容器内の水分除去方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the water | moisture-content removal method in a high pressure gas container which can implement | achieve sufficient dry state efficiently in a short time.
かかる課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、請求項1に係る発明は、容器弁が取り付けられた高圧ガス容器内の水分を除去する方法であって、前記高圧ガス容器内の圧力が1〜500Paとなるまで、前記容器弁を介して前記高圧ガス容器内を排気する第1ステップと、前記高圧ガス容器内の圧力が2kPa以上100kPa未満となるまで、前記容器弁を介して前記高圧ガス容器内に洗浄ガスを充填する第2ステップと、を含み、前記高圧ガス容器を加熱した状態で、前記第1ステップと前記第2ステップとを繰り返す、高圧ガス容器内の水分除去方法である。
In order to solve this problem, the present invention has the following configuration.
That is, the invention according to claim 1 is a method for removing moisture in a high-pressure gas container to which a container valve is attached, through the container valve until the pressure in the high-pressure gas container becomes 1 to 500 Pa. And a second step of filling the high-pressure gas container with the cleaning gas through the container valve until the pressure in the high-pressure gas container becomes 2 kPa or more and less than 100 kPa. And removing the water in the high-pressure gas container by repeating the first step and the second step in a state where the high-pressure gas container is heated.
請求項2に係る発明は、前記高圧ガス容器の外部表面の温度が60〜70℃の範囲となるように加熱する、請求項1に記載の高圧ガス容器内の水分除去方法である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、前記洗浄ガスの含有水分量が0.1ppm未満である、請求項1又は2に記載の高圧ガス容器内の水分除去方法である。
The invention according to
請求項4に係る発明は、前記第1ステップと前記第2ステップとを3回以上繰り返す、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の高圧ガス容器内の水分除去方法である。
The invention according to
本発明の高圧ガス容器内の水分除去方法は、容器弁が取り付けられた高圧ガス容器を加熱した状態で、高圧ガス容器内の圧力が1〜500Paとなるまで、容器弁を介して高圧ガス容器内を排気する第1ステップと、高圧ガス容器内の圧力が2kPa以上100kPa未満となるまで、容器弁を介して高圧ガス容器内に洗浄ガスを充填する第2ステップと、繰り返して行うことにより、効率よく短時間で高圧ガス容器内を充分に乾燥させることができる。 The method for removing moisture in a high-pressure gas container according to the present invention comprises a high-pressure gas container through a container valve until the pressure in the high-pressure gas container becomes 1 to 500 Pa in a state where the high-pressure gas container to which the container valve is attached is heated. By repeatedly performing the first step of exhausting the inside and the second step of filling the high-pressure gas container with the cleaning gas through the container valve until the pressure in the high-pressure gas container becomes 2 kPa or more and less than 100 kPa, The inside of the high-pressure gas container can be sufficiently dried efficiently and in a short time.
以下、本発明を適用した一実施形態である高圧ガス容器内の水分除去方法について、これを用いる高圧ガス容器内の水分除去装置とともに図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a water removal method in a high-pressure gas container, which is an embodiment to which the present invention is applied, will be described in detail with reference to the drawings together with a water removal device in a high-pressure gas container using the same. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
図1は、本発明を適用した一実施形態である高圧ガス容器内の水分除去方法(以下、単に「水分除去方法」ということがある)に適用可能な高圧ガス容器内の水分除去装置(以下、単に「水分除去装置」ということがある)の構成を示す系統図である。
図1に示すように、水分除去装置1は、容器弁2Aが取り付けられたガス容器(高圧ガス容器)2を処理対象とするものであり、ガス容器2を加熱するための加熱装置(加熱手段)3と、ガス容器2の表面温度を測定する温度計(温度測定手段)4(4A,4B,4C)と、容器弁2Aに接続されてガス容器2内と連通する主経路L1と、ガス容器2の内部の圧力を測定するための圧力計(圧力測定手段)5と、ガス容器2内及び主経路L1内を真空排気する真空ポンプ(減圧手段)6と、ガス容器2内及び主経路L1内に洗浄ガスを供給する洗浄ガス供給経路L2と、ガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガスを放出する洗浄ガス放出経路L3と、主経路L1に接続されてガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガスの一部を取得するサンプリング経路L4と、サンプリング経路L4に設けられた水分計(水分測定手段)7と、を備えて、概略構成されている。
FIG. 1 shows a water removal apparatus (hereinafter referred to as a water removal device) in a high pressure gas container that can be applied to a water removal method in a high pressure gas container (hereinafter sometimes simply referred to as “moisture removal method”) that is an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 2 is a system diagram showing the configuration of the “water removal device”.
As shown in FIG. 1, the moisture removing device 1 is for processing a gas container (high pressure gas container) 2 to which a
ガス容器2は、高圧ガスを充填して保管するための容器であり、新たに製品ガスが投入される前の高圧ガス容器や、水圧による耐圧検査が行われた高圧ガス容器が処理対象となる。
The
ガス容器2の材質としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ステンレス鋼、マンガン鋼、アルミニウム等が挙げられる。
Although it does not specifically limit as a material of the
ガス容器2のサイズとしては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、10〜48Lのものが挙げられる。
Although it does not specifically limit as a size of the
容器弁2Aは、特に限定されるものではないが、ガス容器2内に充填される製品ガスの成分に応じて、材質、口金部の外径、ネジ方向等を適宜選択することができる。
The
加熱装置3は、少なくともガス容器2の全体を加熱することができるものであれば、特に限定されるものではない。このような加熱装置3としては、具体的には、例えば、ガス容器2の全体を収納して内部空間を加熱することができる加熱炉や、ガス容器2の表面に直接巻き付けるヒータ等が挙げられる。
The
温度計4は、ガス容器2の表面温度を測定することができるものであれば、特に限定されるものではない。また、温度計4は、ガス容器2の表面の複数の場所を同時に測定するために、複数設けることが好ましい。具体的には、例えば、図1に示すように、ガス容器2の外部表面のうち、肩部を測定する温度計4Aと、胴部を測定する温度計4Bと、底部を測定する温度計4Cと、をそれぞれ設けることが好ましい。これにより、ガス容器2内の温度分布に対応して、ガス容器2をより適切に加熱することができる。
The
主経路L1は、ガス容器2内を乾燥させるための主たる経路である。この主経路L1は、一端が容器弁2Aに接続されており、他端が真空ポンプ6と接続されている。これにより、主経路L1とガス容器2内とが連通されるとともに、真空ポンプ6によってガス容器2内及び主経路L1内を真空排気することができる。また、主経路L1には、一端側に開閉弁V1が、他端側に開閉弁V5がそれぞれ設けられている。
The main path L1 is a main path for drying the inside of the
主経路L1の材質としては、耐熱性、耐圧性及び耐腐食性を有するものであれば、特に限定されるものではない。このような材質としては、具体的には、例えば、ステンレス配管等が挙げられる。また、主経路L1の径としては、排気効率を考慮すると1/2インチ以上のものを用いることが好ましい。 The material of the main path L1 is not particularly limited as long as it has heat resistance, pressure resistance, and corrosion resistance. Specific examples of such a material include stainless steel piping. Further, as the diameter of the main path L1, it is preferable to use a diameter of 1/2 inch or more in consideration of exhaust efficiency.
圧力計5は、ガス容器2の内部の圧力を測定するために、開閉弁V3を介して主経路L1に接続されている。圧力計5の設置場所としては、ガス容器2の内部の圧力を測定可能であれば、特に限定されるものではない。例えば、図1に示すように主経路L1に設けて主経路L1内の圧力を測定することによってガス容器2内の圧力を監視(モニター)する構成としてもよいし、容器弁2Aに接続してガス容器2内の圧力を直接測定する構成としてもよい。
Pressure gauge 5, in order to measure the pressure inside of the
真空ポンプ6は、ガス容器2内及び主経路L1内を中真空領域(具体的には、1Pa以下)になるまで真空排気することができるものであれば、特に限定されるものではない。このような真空ポンプ6としては、具体的には、例えば、ドライポンプ式のものが挙げられる。
The vacuum pump 6 is not particularly limited as long as the vacuum pump 6 can evacuate the inside of the
洗浄ガス供給経路L2は、ガス容器2内及び主経路L1内に洗浄ガスを供給するための配管経路である。この洗浄ガス供給経路L2は、一端が図示略の洗浄ガス供給源に接続されており、他端が主経路L1に接続されている(あるいは、主経路L1から分岐されている)。また、洗浄ガス供給経路L2には、開閉弁V2が設けられている。
The cleaning gas supply path L2 is a piping path for supplying the cleaning gas into the
洗浄ガスとしては、含有水分量が少なく、ガス容器2内の水分を除去することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、含有水分量が0.1ppm未満の高純度窒素、高純度ヘリウム等が挙げられる。
The cleaning gas is not particularly limited as long as it contains a small amount of moisture and can remove moisture in the
洗浄ガス放出経路L3は、ガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガスを放出するための配管経路である。この洗浄ガス放出経路L3は、一端が主経路L1に接続されており(あるいは、主経路L1から分岐されており)、他端が大気開放されている。また、洗浄ガス放出経路L3には、開閉弁V4が設けられている。この洗浄ガス放出経路L3によれば、ガス容器2内及び主経路L1内の圧力が大気圧よりも高い場合に開閉弁V4を開放状態とすることにより、ガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガスを系外に放出することができる。
The cleaning gas discharge path L3 is a piping path for discharging the cleaning gas filled in the
サンプリング経路L4は、ガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガスの一部を取得するための配管経路である。このサンプリング経路L4は、一端が主経路L1に接続されており(あるいは、主経路L1から分岐されており)、他端が大気開放されている。また、サンプリング経路L4には、開閉弁V6が設けられている。
The sampling path L4 is a piping path for acquiring a part of the cleaning gas filled in the
水分計7は、サンプリング経路L4において、開閉弁V6の二次側に設けられている。水分計7は、ガス容器2内及び主経路L1内に充填された洗浄ガス中の水分濃度を測定することができるものであれば、特に限定されるものではない。このような水分計7としては、具体的には、例えば、水晶発振式やキャビティリングダウン式等が挙げられる。
Moisture meter 7, the sampling path L4, is provided on the secondary side of the opening and closing valve V 6. The moisture meter 7 is not particularly limited as long as it can measure the moisture concentration in the cleaning gas filled in the
また、水分除去装置1は、図示略の制御装置(制御手段)を備えている。この制御装置によって、温度計4(4A,4B,4C)及び圧力計5の指示値に従って、開閉弁V1〜V6をそれぞれ開閉動作させるように構成されている。 Further, the moisture removing device 1 includes a control device (control means) (not shown). This control device is configured to open and close the on-off valves V 1 to V 6 according to the indicated values of the thermometer 4 (4A, 4B, 4C) and the pressure gauge 5, respectively.
次に、上述した水分除去装置1を用いた本実施形態の水分除去方法について、詳細に説明する。図2は、本実施形態の水分除去方法を含む、高圧ガス容器への製品ガスの充填準備工程を示すフローチャートである。 Next, the water removal method of this embodiment using the water removal apparatus 1 described above will be described in detail. FIG. 2 is a flowchart showing a preparation process for filling a product gas into a high-pressure gas container, including the water removal method of the present embodiment.
高圧ガス容器への製品ガスの充填方法は、先ず、図2中のステップS1に示すように、第1工程としてガス容器2内の目視観察を行う。具体的には、先ず、未だ容器弁2Aをガス容器2に取り付けていない状態において、必要に応じて内視鏡など用いて、容器の内面の錆びや汚れについて、目視にて確認する。錆びや汚れの程度が目視で一定以上確認できた場合、廃棄処理となる。一方、再利用可能と判断された場合は、別途酸洗浄などが行われ、改めて目視により観察される。なお、この第1工程において、ガス容器2には、容器弁2Aが取り付けられていないため、ガス容器2の内部は大気雰囲気と同じ状態となっている。
In the method of filling the high-pressure gas container with the product gas, first, as shown in step S1 in FIG. 2, the inside of the
次に、図2中のステップS2に示すように、第2工程としてガス容器2に容器弁2Aの取り付けを行う。具体的には、規定トルクとなるまでバルブの締付けが行われて、ガス容器2に容器弁2Aが取り付けられる。これにより、ガス容器2の内部と外部とが容器弁2Aによって仕切られる(遮断される)。
Next, as shown in step S2 in FIG. 2, the
次に、図2中のステップS3に示すように、第3工程としてガス容器2内の乾燥(すなわち、本実施形態の水分除去方法)を行う。 Next, as shown in step S <b> 3 in FIG. 2, drying in the gas container 2 (that is, the water removal method of the present embodiment) is performed as a third step.
ガス容器2内の乾燥は、図2中に示すように、第1〜第5サブ工程によって行う。
先ず、図2中のステップS3−1に示す第1サブ工程は、ガス容器2内及び主経路L1内の洗浄ガスによる置換を行う工程である。具体的には、先ず、ガス容器2の容器弁2Aが閉の状態で、開閉弁V1を開状態、開閉弁V2、V3、V4、V5、V6を閉状態とする。次に、ガス容器2内の残留ガスを放出させるために容器弁2Aを開状態、開閉弁V4を開状態にする。次に、ガスの流れが無くなったことを確認したら、開閉弁V4及び容器弁2Aを閉状態にする。
Drying in the
First, the first sub-process shown in step S3-1 in FIG. 2 is a process of performing replacement with the cleaning gas in the
次に、ガス容器2への容器弁2A取り付け時に配管系内に混入し、配管内の表面に吸着した水分を低減させるために、洗浄ガスとして含有水分量が0.1ppm未満の高純度窒素による置換作業を行う。具体的には、先ず、開閉弁V2を開状態とし、ガス容器2内及び主経路L1内に高純度窒素をあらかじめ設定されている圧力(例えば、2〜3MPa)で導入した後、開閉弁V2を閉状態とする。次に、ガス容器2内及び主経路L1内が大気圧となるまで高純度窒素を放出するために、開閉弁V4を開状態とし、放出が完了した後、開閉弁V4を閉状態とする。このように、開閉弁V2及び開閉弁V4の開閉作業により、高純度窒素による置換作業を複数回(例えば10回)実施することにより、ガス容器2内及び主経路L1内に混入した水分量を低減させる。
Next, in order to reduce the moisture mixed in the piping system and adsorbed on the surface of the piping when the
次に、図2中のステップS3−2に示す第2サブ工程は、ガス容器2を加熱する工程である。具体的には、加熱装置3を作動させて加熱を開始する。ここで、加熱装置3による高圧ガス容器の加熱温度は、60℃以上100℃未満とすることが好ましい。次に、ガス容器2の外部表面の肩部、胴部及び底部のそれぞれの温度を温度計4A〜4Cで測定し、それぞれの温度が60〜70℃の範囲に入ったら、制御装置(図示略)によってこの温度域を維持するように、加熱装置3の出力(加熱温度)を制御する。このように、加熱装置3によってガス容器2を加熱することにより、ガス容器2内の表面に吸着した水分を脱着させることができる。
Next, the 2nd sub process shown to step S3-2 in FIG. 2 is a process of heating the
次に、図2中のステップS3−3に示す第3サブ工程は、ガス容器2内(及び主経路L1内)を真空排気する工程(第1ステップ)である。具体的には、先ず、真空ポンプ6を起動させ、開閉弁V1及び開閉弁V5を開状態にし、ガス容器2内及び主経路L1内の真空排気を開始する。次に、真空排気が開始された後に開閉弁V3を開状態とし、圧力計5によってガス容器2内及び主経路L1内の真空度の測定を開始する。ここでは、ガス容器2内及び主経路L1内の圧力が、中真空領域(1〜500Pa)の任意の設定値(例えば、1Pa)となるまで真空排気を行う。このように、ガス容器2内を真空排気することにより、加熱によって脱着した水分を高圧ガス容器2内及び主経路L1内から排出することができる。
Next, the third sub-process shown in step S3-3 in FIG. 2 is a process (first step) for evacuating the inside of the gas container 2 (and the main path L1). Specifically, first activates the vacuum pump 6, and the opening and closing valve V 1 and closing valve V 5 to the open state and starts the evacuation of the
なお、容器弁2Aが取り付けられた状態で(すなわち、容器弁2Aを介して)ガス容器2内の圧力を1Pa未満の高真空領域まで到達させようとすると、排気時間が非常に長くなり、その間の各エネルギーが無駄となる。このため、本実施形態の水分除去方法における第3サブ工程では、中真空領域まで真空排気すれば充分である。これにより、排気時間を短縮することができる。
If the pressure in the
次に、図2中のステップS3−4に示す第4サブ工程は、ガス容器2内及び主経路L1内を、洗浄ガスによる充填と真空排気とを繰り返して行う、真空領域回分置換工程である。具体的には、先ず、開閉弁V5を閉状態にしてガス容器2内の真空排気を止める。次に、開閉弁V2を開状態にして、洗浄ガスとして高純度窒素をガス容器2内(及び主経路L1内)に導入し、ガス容器2内の圧力が2kPa以上100kPa未満の任意の設定値(例えば、10kPa)に到達するまで充填する(第2ステップ)。次いで、圧力計5の指示値によって、ガス容器2内の圧力が任意の設定値に到達したことを確認したら、開閉弁V2を閉状態とし、ガス容器2内への高純度窒素ガス(洗浄ガス)の充填を止める。
Next, the fourth sub-process shown in step S3-4 in FIG. 2 is a vacuum region batch replacement process in which the inside of the
次に、開閉弁V5を開状態とし、ガス容器2内及び主経路L1内の圧力が1〜500Paの任意の設定値(例えば、100Pa)となるまで真空排気を行なって、ガス容器2内及び主経路L1内の洗浄ガスを排出する(第1ステップ)。次いで、圧力計5の指示値が任意の設定値に到達したことを確認したら、開閉弁V5を閉状態としてガス容器2内の真空排気を止める。このような操作を、3回以上(例えば5回)繰り返すことで、ガス容器2の加熱温度が60℃から70℃の範囲であっても、ガス容器2内の水分を十分に低減することができる。
Next, the opening and closing valve V 5 to the open state, any set value of the pressure in the
ところで、真空領域回分置換工程における真空側(低圧側)圧力の設定値(上記例では、100Pa)をより低い圧力領域で実施した場合、水分を除去する能力は高まるが、真空排気に必要な時間が長くなる。このため、真空ポンプの稼働や加熱に必要な総エネルギーは上昇し、総工程時間も長くなってしまう。 By the way, when the set value (100 Pa in the above example) of the vacuum side (low pressure side) pressure in the vacuum region batch replacement step is performed in a lower pressure region, the ability to remove moisture is increased, but the time required for evacuation Becomes longer. For this reason, the total energy required for operation and heating of the vacuum pump increases, and the total process time also becomes longer.
また、真空領域回分置換工程における加圧側(高圧側)圧力の設定値(上記例では、10kPa)をより高い圧力領域で実施した場合、水分希釈倍率は高くなるが、水分のガス容器2内壁への再吸着も同時に起き、かつ次工程の真空排気に要する時間も長くなるため、効率的ではない。したがって、真空領域回分置換工程において、低圧側圧力と高圧側圧力との差の幅を広げるよりも、複数回の操作を繰り返すほうが効率を高くすることができる。
Moreover, when the set value (10 kPa in the above example) of the pressure side (high pressure side) pressure in the vacuum region batch replacement process is performed in a higher pressure region, the water dilution ratio increases, but the
次に、図2中のステップS3−4に示す第5サブ工程は、ガス容器2を冷却する工程である。具体的には、先ず、上記第4サブ工程(真空領域回分置換工程)が完了した後、引き続き開閉弁V5を開状態にして、ガス容器2内の真空排気を継続する。次に、圧力計5の指示値が例えば、1Paに達したことを確認したら、加熱装置3によるガス容器2の加熱を停止して、冷却を開始する。温度計4A〜4Cのそれぞれが50℃未満になったら、開閉弁V5を閉状態とし、次いで開閉弁V3を閉状態として、真空排気を終了する。
Next, the 5th sub process shown to step S3-4 in FIG. 2 is a process of cooling the
次に、加熱装置3からガス容器2を取り出して放熱させる。例えば、従来のガス容器の水分除去方法では、ガス容器を100℃以上で加熱していたが、本実施形態の水分除去方法では60〜70℃で加熱するため、取り扱いも安全で、冷却時間も短くなる。これにより、生産効率を上げることができる。
Next, the
次に、図2中のステップS4に示すように、第4工程として、水分除去が完了した高圧ガス容器2に、所望の製品ガスを充填する。以上の工程により、水分含有量が0.5ppm以下となり、製品ガスに要求される純度規格を満たすことができる。
Next, as shown in step S <b> 4 in FIG. 2, as a fourth step, the high-
以上説明したように、本実施形態の水分除去方法によれば、容器弁2Aが取り付けられたガス容器2を加熱した状態で、ガス容器2内の圧力が1〜500Paとなるまで、容器弁2Aを介してガス容器2内を排気する工程と、ガス容器2内の圧力が2kPa以上100kPa未満となるまで、容器弁2Aを介してガス容器2内に洗浄ガスを充填する工程と、繰り返して行うことにより、ガス容器2内を充分な乾燥状態に維持することができる。したがって、作業時間の短縮、加熱エネルギーの削減を図ることができるため、生産性を向上することができる。
As described above, according to the water removal method of the present embodiment, the
以下に、実施例及び比較例を用いて、本発明の効果を示す。 The effects of the present invention will be described below using examples and comparative examples.
(実施例1)
図1に示す水分除去装置1を用いるとともに、図2に示す水分除去方法を行った。
図2中のステップS3−1に示す第1サブ工程では、洗浄ガスとして含有水分量が0.1ppm未満の高純度窒素を用い、高純度窒素による置換作業を10回行った。
次に、図2中のステップS3−2に示す第2サブ工程では、ガス容器2の外部表面の肩部、胴部及び底部のそれぞれの温度を温度計4A〜4Cで測定し、それぞれの温度が60〜70℃の範囲となるように、加熱温度を制御した。
次に、図2中のステップS3−3に示す第3サブ工程では、ガス容器2内及び主経路L1内の圧力が、1Paとなるまで真空排気を行った。
次に、図2中のステップS3−4に示す第4サブ工程(真空領域回分置換工程)では、真空側(低圧側)圧力の設定値を100Paとして真空排気を行うと共に、加圧側(高圧側)圧力の設定値を10kPaとして洗浄ガスの充填を行った。なお、洗浄ガスには、含有水分量が0.1ppm未満の高純度窒素を用いた。また、真空領域回分置換工程の繰り返し回数は5回とした。
次に、図2中のステップS3−5に示す第4サブ工程では、ガス容器2内の圧力が1Paとなったときに加熱を停止して、冷却を開始した。次いで、ガス容器2の温度が50℃未満となった際に、真空排気を終了した。
Example 1
While using the water removal apparatus 1 shown in FIG. 1, the water removal method shown in FIG. 2 was performed.
In the first sub-process shown in step S3-1 in FIG. 2, high-purity nitrogen having a water content of less than 0.1 ppm was used as the cleaning gas, and the replacement operation with high-purity nitrogen was performed 10 times.
Next, in the second sub-process shown in step S3-2 in FIG. 2, the respective temperatures of the shoulder, trunk, and bottom of the outer surface of the
Next, in the third sub-process shown in Step S3-3 in FIG. 2, vacuum evacuation was performed until the pressure in the
Next, in the fourth sub-process (vacuum area batch replacement process) shown in step S3-4 in FIG. 2, the vacuum side (low-pressure side) pressure is set to 100 Pa, the vacuum is evacuated, and the pressure side (high-pressure side) ) The pressure was set to 10 kPa and the cleaning gas was filled. Note that high purity nitrogen having a water content of less than 0.1 ppm was used as the cleaning gas. In addition, the number of repetitions of the vacuum region batch replacement step was five.
Next, in the 4th sub process shown to step S3-5 in FIG. 2, when the pressure in the
冷却完了後、開閉弁V2を開状態として、高純度窒素ガスをガス容器2に0.5MPaで充填した。次に、開閉弁V6を開状態として、充填された高純度窒素ガス中に含有される水分量を水分計7によって測定したところ、水分量は90ppb未満であった。また、加熱開始から、冷却終了までの総工程時間は2時間30分であった。
結果を下記表1に示す。
After completion of cooling, the on-off valve V 2 is opened condition, a high purity nitrogen gas was charged with 0.5MPa to
The results are shown in Table 1 below.
(比較例1)
上記実施例1において、真空領域回分置換工程を実施する圧力領域の下限を10Pa、上限を100kPaに変更した以外は同様の条件を用いて処理を行った。
冷却完了後、実施例1と同様にして高純度窒素ガスを0.5MPaで充填したところ、水分計7によって0.7ppmの水分量が検出された。また、加熱開始から、冷却終了までの総工程時間は2時間30分であった。
結果を下記表1に示す。
(Comparative Example 1)
In the said Example 1, it processed using the same conditions except having changed the lower limit of the pressure area | region which implements a vacuum area | region batch substitution process to 10 Pa, and an upper limit to 100 kPa.
After completion of cooling, high-purity nitrogen gas was charged at 0.5 MPa in the same manner as in Example 1. As a result, a moisture content of 0.7 ppm was detected by the moisture meter 7. The total process time from the start of heating to the end of cooling was 2 hours 30 minutes.
The results are shown in Table 1 below.
(比較例2)
従来のガス容器内の水分除去方法として、上述した特許文献1に記載された実施例では、0.5MPaまで充填した時の水分濃度は−74.0℃(1.4ppm)であった。また、加熱開始から、冷却終了までの総工程時間は26時間以上であった。
結果を下記表1に示す。
(Comparative Example 2)
As a conventional method for removing moisture in a gas container, in the example described in Patent Document 1 described above, the moisture concentration when filling up to 0.5 MPa was −74.0 ° C. (1.4 ppm). The total process time from the start of heating to the end of cooling was 26 hours or more.
The results are shown in Table 1 below.
表1に示すように、比較例1のような圧力範囲では、ガス容器の水分除去が十分行えず、製品の露点が大きく上昇することが確認された。 As shown in Table 1, in the pressure range as in Comparative Example 1, it was confirmed that the moisture in the gas container could not be sufficiently removed, and the dew point of the product was greatly increased.
これに対して、実施例1では、比較例1及び比較例2と比較して桁違いの水分除去能力を有すると共に、真空排気を含めた、加熱から冷却までに要する時間を大幅に短縮することができることが確認された。 On the other hand, in Example 1, compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it has an extraordinary water removal capability, and the time required from heating to cooling including vacuum evacuation is greatly reduced. It was confirmed that
1…水分除去装置、2…ガス容器(高圧ガス容器)、2A…容器弁、3…加熱装置(加熱手段)、4,4A,4B,4C…温度計(温度測定手段)、5…圧力計(圧力測定手段)、6…真空ポンプ(減圧手段)、7…水分計(水分測定手段)、L1…主経路、L2…洗浄ガス供給経路、L3…洗浄ガス放出経路、L4…サンプリング経路、V1〜V6…開閉弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water | moisture-content removal apparatus, 2 ... Gas container (high pressure gas container), 2A ... Container valve, 3 ... Heating device (heating means), 4, 4A, 4B, 4C ... Thermometer (temperature measurement means), 5 ... Pressure gauge (Pressure measuring means), 6 ... vacuum pump (pressure reducing means), 7 ... moisture meter (moisture measuring means), L1 ... main path, L2 ... cleaning gas supply path, L3 ... cleaning gas discharge path, L4 ... sampling path, V 1 to V 6 ... Open / close valve
Claims (4)
前記高圧ガス容器内の圧力が1〜500Paとなるまで、前記容器弁を介して前記高圧ガス容器内を排気する第1ステップと、
前記高圧ガス容器内の圧力が2kPa以上100kPa未満となるまで、前記容器弁を介して前記高圧ガス容器内に洗浄ガスを充填する第2ステップと、を含み、
前記高圧ガス容器を加熱した状態で、前記第1ステップと前記第2ステップとを繰り返す、高圧ガス容器内の水分除去方法。 A method for removing moisture in a high-pressure gas container to which a container valve is attached,
A first step of evacuating the high-pressure gas container through the container valve until the pressure in the high-pressure gas container becomes 1 to 500 Pa;
Filling the high-pressure gas container with a cleaning gas through the container valve until the pressure in the high-pressure gas container is 2 kPa or more and less than 100 kPa, and
A method for removing moisture in a high-pressure gas container, wherein the first step and the second step are repeated while the high-pressure gas container is heated.
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