高圧ガスの供給方法
【課題】高圧充填された容器から４ＭＰａＧ以上の圧力を有して高圧ガスを供給する場合において、特に容器弁や外部装置中のシール材において、漏れが発生する場合があった。
【解決手段】容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給するガス供給方法において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を通じて外部装置へと導かれることを特徴とする高圧ガスの供給方法。
【解決手段】容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給するガス供給方法において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を通じて外部装置へと導かれることを特徴とする高圧ガスの供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧充填された容器から種々の設備に高圧ガスを供給する場合の高圧ガスの供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここでいう高圧のガスとは、広く用いられている可燃性ガス、支燃性ガス等が含まれる。一般的には、高圧充填された容器から供給されるガスを意味するが、高圧容器に貯蔵される工程にあるガスも含まれる。
【０００３】
高圧充填された容器から供給するガスは、導入するための弁を介して、各装置に供給される。近年、容器の交換による生産ロスを減少させるために高圧容器に充填される高圧ガスの圧力は高くなる傾向にある。また、輸送回数を少なくすることによる生産コストの削減のために、あるいは現場で管理するボンベ数を減少させることができるという管理メリットのために、充填される高圧ガスの圧力は高くなる傾向にある。さらに、高圧充填された高圧ガスを従来よりも高い圧力で使われる方向が顕著となってきている。
【０００４】
このように、使用するガスを高圧化する場合、容器自体、容器弁及び導管の強度を実質上高める必要がある。この対策としては、容器自体、容器弁及び導管については、肉厚の厚い材料を使う方が有効である。しかし、作業性の問題から、導管の径を少しでも細くするか、最低でも現行寸法のままとすることが望まれている。また、導管の径を太くした場合、安全性の面からはその肉厚を厚くする必要があるが、コストの増加を否めない。さらに、従来からある設備をできるだけ活かすという使用者側からの要望は強く、例えば現状多く使われている１／８〜１インチ管をより太い導管に切り替えることは現実的には難しい。
【０００５】
一方、安全性の面から、漏れ防止が極めて重要となる。すなわち、対象となるガスが可燃性ガス、支燃性ガス等であり、漏れは火事や爆発事故等、種々の大きな問題を発生させる。このため、容器自体、容器弁及び導管ボンベからの漏れ防止の他、容器弁、導管等を連結する部分からの漏れ防止が極めて重要である。容器弁や導管等を連結する部分は、複雑な構造を取ることがあり、漏れが発生しやすいので、特に重要である。もしも、容器弁が閉じているとされる場合に、漏れのために結果として容器弁が開放と同様の状態となった場合、大きな事故に繋がることになり得る。容器弁の中にある各種部品の中でも、シール材は漏れの問題が発生しやすい。また、連結部ではパッキン等を利用して、シール性を高めているが、この部分からの漏れの発生も多い。このため、シール材の機密性については特に見直しがなされてきており、その形状追従性が重要なことから、一般的には柔らかな樹脂材料が多く使われる傾向にある。
【０００６】
しかし、形状追従性の良い樹脂材料は、一般的には化学的耐久性や熱的耐久性には弱いという問題がある。すなわち、高圧ガスとその雰囲気によっては、強度劣化やクラックの他、熱変形や溶損現象等が発生することがあり、場合によっては焼損することがある。しかし、このような現象がどのような条件下で発生するのか、不明な点が多く、従ってその対策も十分に打つことができない状況下にあった。
【０００７】
特許文献１には、断熱圧縮に伴って配管内が発熱し、可燃性ガスが発火して爆発する等のトラブルを生じないように、一部のガスボンベのバルブを開いて送気元弁まで高圧ガスを導入しておき、その後残りのガスボンベを開く高圧ガスの導入方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、発泡剤等の高圧ガスをガス状態のまま定量供給できるよう、ガス供給流路とガス循環流路を切り替え手段により短時間サイクルで開閉する高圧ガスの定量供給装置が開示されている。さらに、この文献には流量調整弁により一次側と二次側との差圧を約３ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２）以下に保持することも併せて開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、ジュールトムソン効果の高い高圧ガスをガス容器から安定的かつ長時間に渡りユーザーに供給するため、並列オリフィス装置のおよびその複数の減圧ライン等を利用して圧力制御するガス供給装置およびガス供給方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献４には、２００〜４００℃の高圧水蒸気を瞬間的に噴射させて衝撃波を発生させ、さらに収束させることによって収束衝撃波を生成し、この収束衝撃波によって高温に加熱して反応させる水素製造方法が開示されている。
また、特許文献５には、半導体製造システムに高濃度フッ素ガスを高圧力で供給する容器弁が開示されている。
【００１１】
さらに、特許文献６には、バルブのシール部について、ゴムシーリングの焼損およびシール機能の低下に対応するため、火炎流路から窪んだ箇所にゴムシーリングが配置されるバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−３０８１８５号公報
【特許文献２】特開２００４−４４６５０号公報
【特許文献３】特開２００７−２５５６６６号公報
【特許文献４】特開２００４−２０２４１２号公報
【特許文献５】特開２００５−２０７４８０号公報
【特許文献６】特開２０００−２９１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載される方法の特徴は、複数回に分けてガスボンベのバルブを開放することにあるが、この方法をとったとしても発火現象がなくなる訳ではない。最初に開ける本数が少ないほど、断熱圧縮により上昇する温度を低くすることができることと記載されているが、必ずしもそうとは言えず、逆に発火現象が顕著となることもある。
【００１４】
特許文献２に記載される方法では、安定性では効果が認められるが、高温化する現象を回避できる訳ではない。また、近年では一次側と二次側との差圧を約３ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２）以下とすることができない条件を要求されることが増加している。
【００１５】
特許文献３の方法及び装置でも、安定性では効果が認められるが、下流側で高温化する現象を必ずしも回避することができる訳ではない。
【００１６】
特許文献４により、衝撃波が発生した場合に高温場を伴うことあることは分かるが、高温の水蒸気や収束管が必要であり、高圧で充填されている高圧ガスが高温でもなく、収束管を有しない条件下で衝撃波が発生しているか否かを推察することはできない。
【００１７】
特許文献５に記載の容器弁は、シートディスクでガスの流路を開閉し、外部との気密をダイヤフラムでシールするバルブであるため、弁室内のガスが滞留しやすいデッドスペースが大きくなる。
【００１８】
特許文献６に記載のバルブは、バックファイヤに対して対策されたものであり、このままでは高圧で充填されている高圧ガスに応用することはできない。
【００１９】
以上のように、従来技術では、高圧ガス、特に４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で充填されている高圧ガスの下流側で発生するシール材の溶損や焼損、若しくは劣化に基づく漏れの発生を防止することができなかった。
【００２０】
例えば、フッ素ガスや三フッ化窒素ガスのように腐食性が高くかつ支燃性のあるハロゲンガスが高圧充填された容器から供給弁を介して外部装置に導入される場合、導入側の導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の焼損や溶損が顕著となり、上述した従来のバルブを導入弁に用いても、シール材の焼損や溶損を防止することができなかった。また、連結部からの漏れが発生することも多くあり、この原因としてはシール材の劣化によることは分かっていたが、その対策が十分とは言えない状況にあった。
【００２１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、充填されている高圧ガスを４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の焼損や溶損、もしくはクラック発生のような材料劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
高圧充填された容器から外部装置へ高圧ガスを供給する場合、高圧充填された容器の下流側において単なる断熱圧縮現象では説明できない高温化現象が発生していることを見出したことにより、本発明がなされたものである。この現象は、充填されている高圧ガスを特に４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で外部装置へ導く場合に顕著となる。
【００２３】
本発明は、容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給する場合において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を介して外部装置へと導かれる高圧ガスの供給方法である。
【００２４】
また、本発明は、容器に充填されている高圧ガスが４ＭＰａＧ以上の圧力で外部装置に供給される高圧ガスの供給方法である。
【００２５】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器が容器弁の下流に位置する高圧ガスの供給方法である。
【００２６】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器が衝撃波を音波に変える機構を有する機器である高圧ガスの供給方法である。
【００２７】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器は衝撃波の直進性を妨げる機構を有する機器である高圧ガスの供給方法である。
【００２８】
また、本発明は、衝撃波の進路中に邪魔板を配した、上記の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器である。
【００２９】
また、本発明は、衝撃波の進路中に、球状、楕円状、又は多角形の形状の物体を配した、上記の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高圧充填された容器から外部装置へと供給する場合、高圧充填された容器の下流側においては、衝撃波の発生を防止する衝撃波減衰機構を通じて外部装置へと供給されるため、高圧ガスを外部装置へと導く導入弁や連結部中のシール材等の焼損や劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の概要を説明するための系統図である。
【図２】本発明の実施例１における衝撃波減衰機構を有する機器の外観概略図である。
【図３】本発明の実施例１における衝撃波減衰機構を有する機器の内部概略図である。
【図４】本発明の実施例３を説明するための系統図である。
【図５】本発明の実施例３における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図６】本発明の実施例４における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図７】本発明の実施例５における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図８】比較例４における内部に邪魔板を設置しないタイプの機器の内部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態に係る高圧ガス供給方法においては、高圧充填された容器から外部装置へと供給するものであって、容器から高圧ガスを供給するための供給弁と供給管の下流に設けられた衝撃波減衰機構とを備える。従来、本態様の供給方法や装置では、衝撃波の影響はほとんど考慮されていない。従来は、例えば特許文献１に開示されているように、断熱圧縮のために温度が上がる場合があることは知られているが、衝撃波の影響ではないあるいはその影響は極めて小さいとされてきた。これは、衝撃波の影響が瞬時であることに加え、衝撃波の発生を確認するためには特殊な装置を必要とすることも衝撃波の影響を考慮してこなかった大きな要因のひとつになっていると思われる。本発明は、これまで無視されてきた衝撃波の影響を確認し、従来からの問題点を一挙に解決した画期的なものである。
【００３３】
外部装置とは、高圧ガスを利用してなされる各種の製造設備である。例えば、発泡剤を混入させるための断熱パネル製造装置や半導体製造装置がその代表例であるが、特に限定はされるものではなく、一般的に使われている各種の製造設備と考えて良い。
【００３４】
さらには、高圧ガスの生産整備における貯蔵設備等の関連設備も含まれる。すなわち、高圧ガスが製造される生産設備に対しても、本発明の適用は可能である。すなわち、生産されたガスが容器中に貯蔵され、それが導管を通じて、次の工程に導入される場合にも適用可能である。通常の場合、生産が連続的になされている場合には大きな問題となることは少ないが、突発的に不連続となった場合には本発明が有効となる。生産が永久に続くことは考えられず、定期修理や改造、あるいは予期せぬ事故等により、生産が中断するのが常である。生産を再開する場合、前述したような問題が発生することがあるので、その対策として本発明を利用することは極めて有用である。このような意味では、生産設備の下流側に配された設備、例えば高圧ガスを貯蔵する容器やその関連設備も外部装置に含まれることになる。
【００３５】
本発明でいう高圧ガスは、一般的に用いられる可燃性ガス、支燃性ガス等が含まれる。可燃性ガス源としては、アクリロニトリル、アクロレイン、アセチレン、アセトアルデヒド、アルシン、アンモニア、一酸化炭素、エタン、エチルアミン、エチルベンゼン、エチレン、塩化エチル、塩化ビニル、クロルメチル、酸化エチレン、酸化プロピレン、シアン化水素、シクロプロパン、ジシラン、ジボラン、ジメチルアミン、水素、セレン化水素、トリメチルアミン、二硫化炭素、ブタジエン、ブタン、ブチレン、プロパン、プロピレン、ブロムメチル、ベンゼン、ホスフィン、メタン、モノゲルマン、モノシラン、モノメチルアミン、メチルエーテル、硫化水素がその代表例としてあげられる。
【００３６】
また、支燃性ガス源としては酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、フッ素、塩素、二酸化塩素、三フッ化窒素、三フッ化塩素、四塩化ケイ素、二フッ化酸素、ペルクロリルフルオリド等が含まれる。
【００３７】
前述した高圧ガスは、その代表的なものを列挙したものであり、その特性に限定されるものではない。例えば、多くのハロゲンガスは支燃性の他、毒性をも併せ持つ。
【００３８】
高圧ガス中の各種ガスの濃度にも、特に限定されず、前述した高圧ガスが少なくとも１種類以上含まれていれば、２種類以上の混合ガスであってもよい。例えば、支燃性ガスの場合、フッ素ガス、塩素ガス等のうち少なくともいずれか１種類が０．１ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下の範囲である。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態に係る高圧ガス供給方法について、図１に基づき、詳細に説明する。
【００４０】
高圧ガスが高圧充填された容器１は、開閉弁２を具備し、高圧ガスを密閉できる容器である。容器１は、単独でも複数のものを並列に連結して用いてもよい。容器の数は特に限定されない。容器１の開閉弁２には導管３が接続され、その導管３には容器１からの高圧ガスを外部装置１００に供給するための供給弁４が設けられている。供給弁４の下流には衝撃波減衰機構を有する機器５０が設けられることが多いが、供給弁４は衝撃波減衰機構を有する機器５０の下流に配置しても良い。開閉弁２あるいは供給弁４のいずれか一方は、下流に高圧ガスを供給するときの圧力調整機能も併せもっているものを用いてもよい。さらに、開閉弁２と供給弁４のどちらか一方のみとすることも可能である。容器１から導管６までが高圧ガスの供給設備として構成される。
【００４１】
衝撃波減衰機構を有する機器５０の下流には高圧ガスを外部装置１００へ導入するための導管６があり、外部装置１００の上流には外部装置１００の受入弁１０１が設けられている。受入弁１０１の下流には、導管１０２が接続され、さらにその下流側には外部装置１００に接続される導管１０３と真空排気設備１０５がその開閉弁１０４を介して配置されている。また、外部装置１００の下流側には、導管１１１及び１１２と開閉弁１１０を介して廃ガス処理設備１３０があるのが一般的であるが、取り扱うガスによっては大気等に放出する場合もある。高圧ガスの供給部分と外部装置が極めて近い関係にある場合には、受入弁１０１を削除することも可能である。この場合には、衝撃波減衰機構を有する機器５０は、外部装置１００の上流部のできるだけ近い位置に配することが有用である。
【００４２】
本発明は、以下のように実施される。開閉弁２及び開閉弁１１０を閉とし、供給弁４、受入弁１０１を開とした後、真空排気設備１０５の開閉弁１０４を開として、真空脱気を行う。所定の真空状態となったことを確認し、供給弁４と開閉弁１０４を閉とする。その後、開閉弁２を所定の圧力となるよう調整しながら、開放していく。所定の圧力が得られた後、供給弁４を開放し、外部装置１００に所定のガスを導入し、生産等を行う。開閉弁１１０の開閉は外部装置１００の設備内容や取り扱うガスにより異なるが、生産の状況をみながら開閉を行うことが多く、これに合わせて供給弁４の開閉も適宜行われることになる。
【００４３】
特に、供給弁４を開とした直後に問題が発生していると思われるが、確認されている訳ではない。しかし、衝撃波減衰機構を有する機器５０を介在させることにより、その下流側での問題発生はなくすことができた。すなわち、本発明を実施することにより、従来問題とされていたシール材の溶損や焼損、若しくは劣化に基づく漏れの発生を防止することができた。
【００４４】
衝撃波減衰機構については、衝撃波を大幅に減衰させることを目的としており、完全に消滅させる機構とすることが望ましい。しかし、衝撃波の影響による温度上昇があまり大きくない場合には、わずかな減衰でもその効果が認められることもある。
【００４５】
本発明で用いられる容器、各種弁、導管及び機器等の材質は、その耐圧強度を満足することが重要である。ステンレス鋼が用いられることが多いが、その他の因子は高圧ガスの種類により異なる。例えば、マンガン鋼、ステンレス鋼、ニッケルを含む合金（ハステロイ、インコネル、モネルなど）が用いられる。
【００４６】
容器に充填されている高圧ガスが４ＭＰａＧ以上の圧力で外部装置に供給されることが望ましい。４ＭＰａＧ未満では、衝撃波の発生がほとんどないか無視できる程度であるので、外部装置での温度上昇は小さく、シール材の焼損や劣化等は生じ難いので、本発明の寄与が小さい。なお、現時点においては、１４．７ＭＰａＧが事実上の最大値であり、１４．７ＭＰａＧ超でも、本発明を用いることにより導入弁内部の温度上昇を引き起こさない又は小さくはできるが、衝撃波減衰機構が極めて複雑かつ大きいものとなり、現実的にはその適用は難しいものとなる。また、ガスの種類によっては、接ガス部表面の腐食が生じ易くなるという問題も発生する。従って、好ましくは４．５ＭＰａＧ以上１４．７ＭＰａＧ以下、さらに好ましくは５ＭＰａＧ以上１４．５ＭＰａＧ以下である。
【００４７】
高圧ガスが供給弁より供給された場合、その供給されたガスの移動速度が一定以上になると、衝撃波が発生することがある。この衝撃波発生現象は極めて複雑な現象であり、その発生有無の確認ですら非常に難しい。衝撃波発生による影響の解析となると、特殊な装置を利用しなければ、極めて困難である。
【００４８】
衝撃波減衰機構は、衝撃波の性質を利用して、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構もしくは衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構である。以下、代表的な例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
衝撃波減衰機構を有する機器５０は、ステンレス鋼管などに衝撃波の入口と出口を設けた構造を有する。該機器は容器の開閉弁２の下流に位置していることが望ましい。衝撃波減衰機構が容器弁の上流に位置する場合、ほとんど衝撃波の発生は認められないので、本発明の効果が極めて小さくなるからである。当然ながら、衝撃波減衰機構を有する機器５０は、外部装置１００のシール材損傷の問題が発生しやすい受入弁１０１の上流に設けても良いし、２以上の機器を組み合わせて使うことも可能である。その重要な点は、容器の開閉弁２の下流側に配することである。前述したように、外部装置１００には高圧ガスの生産装置も含まれているが、この場合には高圧ガスの生産設備の下流側もその対象となる。
【００５０】
衝撃波を音波に変える衝撃波減衰機構を有することが望ましい。衝撃波は、一般的にその減衰も顕著ではあるが、衝撃波を音波に変えることで、より有効的に衝撃波の発生を小さくすることができる。すなわち、衝撃波を乱反射させたり、吸収させたりする機構を持たせることにより、音波に変えることができる。具体的な例としては、以下に述べる方法も有効であるが、これらに制限されることはない。
【００５１】
衝撃波減衰機構としては、衝撃波の直進性を妨げる構造を有することが望ましい。一般的にガスの移動によって発生する衝撃波は直進性が高いので、その直進性を抑えることにより、衝撃波の成長を抑制することができる。例えば、衝撃波減衰機構内の衝撃波の進路中に、各種の邪魔板を配することが有効である。また、衝撃波減衰機構内の衝撃波の進路中に、球状の物体を配しても良い。この場合、球状の物体としては、複数配置することがより有効となる。入射した衝撃波は球状の物体に衝突し、反射される。このような反射を繰り返すことにより、衝撃波は減衰して限りなく音波に近づく。もちろん、楕円状の物体や多角形の形状でも良い。また、衝撃波を吸収する機構を取り入れることも効果がある。衝撃波減衰機構に入力した衝撃波が、そのまま直進することなく、何らかの反射等を何度も繰り返して進む配置が有用である。
【００５２】
また、衝撃波減衰機構を有する導管としては、曲部を有する導管を用いることが望ましい。例えば、該導管がコイル状に巻いた構造でも良い。この構造では、導管がコイル状であるため、導管内をガスが直線的に流通しにくくなり、導管内での衝撃波の成長が抑制される傾向にあり、結果として衝撃波が減衰することになる。
【００５３】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５４】
図１に基づき、実施の態様を述べる。フッ素ガスと窒素ガスからなる混合ガスの入った高圧容器１には開閉弁２が装着されている。供給弁４が外部装置１００との間に配置され、開閉弁２と供給弁４の間は内径１０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍの直線状のステンレス鋼製の導管３で結ばれている。供給弁４の下流にはフッ素ガスと窒素ガスを外部装置１００へと導くための導管５、衝撃波減衰機構を有する機器５０、及び導管６がある。導管５、６も内径１０．７ｍｍの直線状のステンレス鋼製であるが、導管５の長さは３００ｍｍある。導管６の下流側に、外部装置１００の上流に設けられている受入弁１０１が装着されている。受入弁１０１の下流には、外部装置１００の他、真空排気設備１０５が開閉弁１０４を介して接続されている。受入弁１０１のシール材はＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）である。真空排気設備１０５は、主に供給弁４よりも下流の配管中と外部装置１００内のガス置換を行うために使用される。なお、本実施例においては、外部装置１００は、高圧容器１と同様の容器とした。さらに、外部装置１００の下流には排気するための開閉弁１１０が接続されている。
【００５５】
供給弁４と受入弁１０１の間には上述した衝撃波減衰機構を有する機器５０が設けられている。図２に機器５０の外観を、図３に機器５０内部の一例を示す。図２に示したように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５、導管６並びに受入弁１０１の内径に合致している。衝撃波減衰機構を有する機器５０と受入弁１０１は導管６で、受入弁１０１と外部装置１００の間は導管１０２並びに１０３で結ばれている。衝撃波減衰機構を有する機器５０としては、図３に示すように長さが１００ｍｍ、内径１２ｍｍのステンレス鋼管５１の中に直径が１０ｍｍのステンレス鋼球５２ａが６個、直径が４ｍｍのステンレス鋼球５２ｂが１０個、それぞれアトランダムに挿入されている。このアトランダムに配されたステンレス鋼球が衝撃波減衰を呈する働きを行っていると推察される。その結果、衝撃波減衰機構５０の出口５０ｂにおいては、衝撃波の発生はほとんど認められないものとなる。
【００５６】
ステンレス鋼製の容器１には、５ＭＰａＧに高圧充填された２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を充填した。先ず、開閉弁２及び排出弁１１０以外のすべての弁を開放して、導管３、５、６、１０２、１０３、１１１、衝撃波減衰機構を有する機器５０内および外部装置１００内を真空状態とした後、すべての弁を閉止した。その後、開閉弁２を開放して導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。次に、供給弁４と受入弁１０１をほぼ同時に開放とし、外部装置１００に２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を導入して３０秒間経過した後に、すべての弁を閉止し、その上で開閉弁１１０を開放し外部装置１００の中に充満した窒素ガスを排気した。
【００５７】
以上の操作を１０回繰り返した後に受入弁１０１を外し、リークディテクター（アルバック社製ＨＥＬＩＯＴ１０２＋）によりその内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は検出下限未満（１．０×１０−７Ｐａ・ｍ３／ｓ未満）であり、リークのないことを確認した。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シール材の溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００５８】
次に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、その代わりとした。その後、先ほどと同様の条件で２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を外部装置１００に導入した。この操作も１０回繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例２】
【００５９】
１０．５ＭＰａに高圧充填された三フッ化窒素ガスを用いた。装置としては、実施例１とほぼ同様としたが、先ず、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を従来の受入弁１０１の位置に挿入し、その代わりとした。実施例１と同様に、開閉弁２及び排出弁１１０以外のすべての弁を開放して、導管３、５、６、１０２、１０３、１１１、衝撃波減衰機構を有する機器５０内および外部装置１００内を真空状態とした後、すべての弁を閉止した。その後、開閉弁２を開放して導管３内の圧力を１０．５ＭＰａＧとした。次に、供給弁４と受入弁１０１をほぼ同時に開放とし、外部装置１００に三フッ化窒素ガスを導入して３０秒間経過した後に、すべての弁を閉止し、開閉弁１１０から外部装置１００の中に充満した三フッ化窒素ガスを排気した。この操作を１０回繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００６０】
次に、シール材をＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）とした受入弁１０１を挿入した。実施例１と同様の操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は１．０×１０−７Ｐａ・ｍ３／ｓ未満であり、リークのないことを確認した。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったが、シール材の溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例３】
【００６１】
実施例１に準じているが、試験のやり方を一部変更した。図４は、説明するための系統図である。フッ素ガスと窒素ガスからなる混合ガスの入った高圧容器１には開閉弁２が装着されている。さらに開閉弁２の下流に、内径１０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍの直線状のステンレス鋼製の導管３介して、供給弁４が装着されている。供給弁４の下流にはフッ素ガスと窒素ガスを導くための導管５がある。導管５は、中間部で隔壁５５の上流に導管５Ａ、下流に導管５Ｂを備えており、隔壁５５を含めた長さは３００ｍｍである。導管５Ａと導管５Ｂも内径１０．７ｍｍの直線状のステンレス鋼製である。隔壁５５の中には、マイラー（隔膜）が挿入できるようになっており、５０μｍ厚のマイラー（ポリエチレンテレフタレート）を使用した。導管５Ｂの下流には、衝撃波減衰機構を有する機器５０介して導管６が装着されている。導管６の下流は、いわゆる大気開放型の状態で密閉容器１４０に挿入されている。この下流には廃ガス処理設備１３０に廃ガス導入の為設けられている導管１１２があり、この導管１１２は導管６と同様に大気開放型の状態で密閉容器１４０に挿入されている。従って、導管６から出たガス流体は一度大気開放され、その後導管１１２を経て、廃ガス処理設備１３０に導かれるが、すべて密閉容器１４０の中でなされる。この密閉容器１４０の容器壁の一部は１４０Ａおよび１４０Ｂのガラス製の窓が対向して具備しており、外部からの光が透過できるようになっている。後述するシュリーレン法による衝撃波発生の観察はこの窓を通して行う。
【００６２】
図５に、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部の邪魔板の配置を示す。図２に示したのと同様のように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。図５から明らかなように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部には、ガスの進行方向に向かって約６０度の角度がついた邪魔板が構成されている。
【００６３】
ステンレス鋼製の容器１には、７ＭＰａＧに高圧充填された２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を充填した。供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放した。導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００６４】
さらに、衝撃波減衰機構を有する機器５０として本試験の邪魔板を有する該機器を用いる以外は実施例１と同様の確認を併せて行った。すなわち、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例４】
【００６５】
容器１に充填するガスを三フッ化窒素ガスとし、邪魔板の構成が異なる衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いる以外は、実施例３と同様の試験を行った。
【００６６】
図６に、本試験に用いる衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部の邪魔板の配置を示す。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。図６から明らかなように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部には邪魔板が構成され、進行方向に向かって約６０度の角度がついているが、実施例３で用いた衝撃波減衰機構を有する機器５０の邪魔板の数は約半分となっている。
【００６７】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放後、供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００６８】
さらに、実施例３と同様、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察も行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例５】
【００６９】
邪魔板の構成が異なる衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いる以外は、実施例３とほぼ同様の試験を行った。本試験では、衝撃波減衰機構を有する機器５０の邪魔板はガスの進行に対して直角方向としており、図７に、内部の邪魔板の配置を示す。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０がある場合には、シュリーレン法での衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００７０】
さらに、実施例３と同様、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察も行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００７１】
［比較例１］
実施例２にて使用した衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いず、衝撃波減衰機構を有する機器５０と長さおよび内径が同じである直線状のステンレス鋼製の管を挿入した。それ以外は、実施例２と同様に実施したが、実施例２と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかった、すなわち衝撃波が発生したことと推察された。
【００７２】
次に、実施例１と同様の受入弁で試験を行った。その結果、リークディテクターにより計測された受入弁１０１の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材が一部変形し、焼損らしき劣化が認められた。
【００７３】
［比較例２］
実施例２にて使用した衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いず、衝撃波減衰機構を有する機器５０と長さおよび内径が同じである直線状のステンレス鋼製の管を挿入した。それ以外は、実施例２と同様に実施したが、実施例２と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。
【００７４】
その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかった、すなわち衝撃波が発生したと推察された。
【００７５】
次に、実施例２と同様の受入弁での試験を行った。その結果、リークディテクターにより計測された受入弁１０１の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材が一部変形し、焼損らしき劣化が認められた。
【００７６】
［比較例３］
衝撃波減衰機構を有する機器５０を設けず、代わりに同じ長さを持つ直線状のステンレス鋼製の導管を配置する以外は、実施例３と同様にシュリーレン法による衝撃波の発生の有無を調べた。
【００７７】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、導管６の先に明確な輪郭線が現われ、衝撃波の発生を可視化することにより確認した。
【００７８】
実施例３と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験を行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかっており、発生した衝撃波が影響していると推察された。
【００７９】
［比較例４］
実施例３で用いた衝撃波減衰機構を有する機器５０に対して、内部の邪魔板を全て除いた機器６０（概略を図８に示す。）を用いる以外は、実施例３と同様にシュリーレン法による衝撃波の発生の有無を調べた。
【００８０】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、導管６の先に明確な輪郭線が現われ、衝撃波の発生を可視化することにより確認した。
【００８１】
実施例３と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかっており、発生した衝撃波が影響していると推察された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の高圧ガスの供給方法は、高圧充填されたガスを下流の各装置に安全に供給するために用いることができるし、高圧ガスの生産上の安全性向上にも寄与できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 高圧容器
２ 開閉弁（圧力調整弁）
３ 導管
４ 供給弁
５ 導管
５Ａ 導管
５Ｂ 導管
６ 導管
５０ 衝撃波減衰機構を有する機器
５０ａ 衝撃波減衰機構を有する機器の流入側
５０ｂ 衝撃波減衰機構を有する機器の流出側
５１ 衝撃波減衰機構を有する機器のステンレス鋼管
５２ａ 衝撃波減衰を有する機器のステンレス鋼球（直径１０ｍｍ）
５２ｂ 衝撃波減衰を有する機器のステンレス鋼球（直径４ｍｍ）
５３ 邪魔板
５５ 隔壁
１００ 外部装置
１０１ 外部処理装置の受入弁
１０２ 導管
１０３ 導管
１０４ 開閉弁
１０５ 真空処理設備
１１０ 開閉弁
１１１ 導管
１１２ 導管
１３０ 廃ガス処理設備（大気）
１４０ 密閉装置
１４０Ａ ガラス窓
１４０Ｂ ガラス窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧充填された容器から種々の設備に高圧ガスを供給する場合の高圧ガスの供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここでいう高圧のガスとは、広く用いられている可燃性ガス、支燃性ガス等が含まれる。一般的には、高圧充填された容器から供給されるガスを意味するが、高圧容器に貯蔵される工程にあるガスも含まれる。
【０００３】
高圧充填された容器から供給するガスは、導入するための弁を介して、各装置に供給される。近年、容器の交換による生産ロスを減少させるために高圧容器に充填される高圧ガスの圧力は高くなる傾向にある。また、輸送回数を少なくすることによる生産コストの削減のために、あるいは現場で管理するボンベ数を減少させることができるという管理メリットのために、充填される高圧ガスの圧力は高くなる傾向にある。さらに、高圧充填された高圧ガスを従来よりも高い圧力で使われる方向が顕著となってきている。
【０００４】
このように、使用するガスを高圧化する場合、容器自体、容器弁及び導管の強度を実質上高める必要がある。この対策としては、容器自体、容器弁及び導管については、肉厚の厚い材料を使う方が有効である。しかし、作業性の問題から、導管の径を少しでも細くするか、最低でも現行寸法のままとすることが望まれている。また、導管の径を太くした場合、安全性の面からはその肉厚を厚くする必要があるが、コストの増加を否めない。さらに、従来からある設備をできるだけ活かすという使用者側からの要望は強く、例えば現状多く使われている１／８〜１インチ管をより太い導管に切り替えることは現実的には難しい。
【０００５】
一方、安全性の面から、漏れ防止が極めて重要となる。すなわち、対象となるガスが可燃性ガス、支燃性ガス等であり、漏れは火事や爆発事故等、種々の大きな問題を発生させる。このため、容器自体、容器弁及び導管ボンベからの漏れ防止の他、容器弁、導管等を連結する部分からの漏れ防止が極めて重要である。容器弁や導管等を連結する部分は、複雑な構造を取ることがあり、漏れが発生しやすいので、特に重要である。もしも、容器弁が閉じているとされる場合に、漏れのために結果として容器弁が開放と同様の状態となった場合、大きな事故に繋がることになり得る。容器弁の中にある各種部品の中でも、シール材は漏れの問題が発生しやすい。また、連結部ではパッキン等を利用して、シール性を高めているが、この部分からの漏れの発生も多い。このため、シール材の機密性については特に見直しがなされてきており、その形状追従性が重要なことから、一般的には柔らかな樹脂材料が多く使われる傾向にある。
【０００６】
しかし、形状追従性の良い樹脂材料は、一般的には化学的耐久性や熱的耐久性には弱いという問題がある。すなわち、高圧ガスとその雰囲気によっては、強度劣化やクラックの他、熱変形や溶損現象等が発生することがあり、場合によっては焼損することがある。しかし、このような現象がどのような条件下で発生するのか、不明な点が多く、従ってその対策も十分に打つことができない状況下にあった。
【０００７】
特許文献１には、断熱圧縮に伴って配管内が発熱し、可燃性ガスが発火して爆発する等のトラブルを生じないように、一部のガスボンベのバルブを開いて送気元弁まで高圧ガスを導入しておき、その後残りのガスボンベを開く高圧ガスの導入方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、発泡剤等の高圧ガスをガス状態のまま定量供給できるよう、ガス供給流路とガス循環流路を切り替え手段により短時間サイクルで開閉する高圧ガスの定量供給装置が開示されている。さらに、この文献には流量調整弁により一次側と二次側との差圧を約３ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２）以下に保持することも併せて開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、ジュールトムソン効果の高い高圧ガスをガス容器から安定的かつ長時間に渡りユーザーに供給するため、並列オリフィス装置のおよびその複数の減圧ライン等を利用して圧力制御するガス供給装置およびガス供給方法が開示されている。
【００１０】
また、特許文献４には、２００〜４００℃の高圧水蒸気を瞬間的に噴射させて衝撃波を発生させ、さらに収束させることによって収束衝撃波を生成し、この収束衝撃波によって高温に加熱して反応させる水素製造方法が開示されている。
また、特許文献５には、半導体製造システムに高濃度フッ素ガスを高圧力で供給する容器弁が開示されている。
【００１１】
さらに、特許文献６には、バルブのシール部について、ゴムシーリングの焼損およびシール機能の低下に対応するため、火炎流路から窪んだ箇所にゴムシーリングが配置されるバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−３０８１８５号公報
【特許文献２】特開２００４−４４６５０号公報
【特許文献３】特開２００７−２５５６６６号公報
【特許文献４】特開２００４−２０２４１２号公報
【特許文献５】特開２００５−２０７４８０号公報
【特許文献６】特開２０００−２９１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載される方法の特徴は、複数回に分けてガスボンベのバルブを開放することにあるが、この方法をとったとしても発火現象がなくなる訳ではない。最初に開ける本数が少ないほど、断熱圧縮により上昇する温度を低くすることができることと記載されているが、必ずしもそうとは言えず、逆に発火現象が顕著となることもある。
【００１４】
特許文献２に記載される方法では、安定性では効果が認められるが、高温化する現象を回避できる訳ではない。また、近年では一次側と二次側との差圧を約３ＭＰａ（３０ｋｇ／ｃｍ２）以下とすることができない条件を要求されることが増加している。
【００１５】
特許文献３の方法及び装置でも、安定性では効果が認められるが、下流側で高温化する現象を必ずしも回避することができる訳ではない。
【００１６】
特許文献４により、衝撃波が発生した場合に高温場を伴うことあることは分かるが、高温の水蒸気や収束管が必要であり、高圧で充填されている高圧ガスが高温でもなく、収束管を有しない条件下で衝撃波が発生しているか否かを推察することはできない。
【００１７】
特許文献５に記載の容器弁は、シートディスクでガスの流路を開閉し、外部との気密をダイヤフラムでシールするバルブであるため、弁室内のガスが滞留しやすいデッドスペースが大きくなる。
【００１８】
特許文献６に記載のバルブは、バックファイヤに対して対策されたものであり、このままでは高圧で充填されている高圧ガスに応用することはできない。
【００１９】
以上のように、従来技術では、高圧ガス、特に４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で充填されている高圧ガスの下流側で発生するシール材の溶損や焼損、若しくは劣化に基づく漏れの発生を防止することができなかった。
【００２０】
例えば、フッ素ガスや三フッ化窒素ガスのように腐食性が高くかつ支燃性のあるハロゲンガスが高圧充填された容器から供給弁を介して外部装置に導入される場合、導入側の導入弁の弁室内の表面腐食やシール材の焼損や溶損が顕著となり、上述した従来のバルブを導入弁に用いても、シール材の焼損や溶損を防止することができなかった。また、連結部からの漏れが発生することも多くあり、この原因としてはシール材の劣化によることは分かっていたが、その対策が十分とは言えない状況にあった。
【００２１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、充填されている高圧ガスを４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で外部装置へと導く導入弁の表面腐食や導入弁に用いられるシール材の焼損や溶損、もしくはクラック発生のような材料劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
高圧充填された容器から外部装置へ高圧ガスを供給する場合、高圧充填された容器の下流側において単なる断熱圧縮現象では説明できない高温化現象が発生していることを見出したことにより、本発明がなされたものである。この現象は、充填されている高圧ガスを特に４ＭＰａＧ（約４０ｋｇ／ｃｍ２）以上の圧力で外部装置へ導く場合に顕著となる。
【００２３】
本発明は、容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給する場合において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を介して外部装置へと導かれる高圧ガスの供給方法である。
【００２４】
また、本発明は、容器に充填されている高圧ガスが４ＭＰａＧ以上の圧力で外部装置に供給される高圧ガスの供給方法である。
【００２５】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器が容器弁の下流に位置する高圧ガスの供給方法である。
【００２６】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器が衝撃波を音波に変える機構を有する機器である高圧ガスの供給方法である。
【００２７】
また、本発明は、衝撃波減衰機構を有する機器は衝撃波の直進性を妨げる機構を有する機器である高圧ガスの供給方法である。
【００２８】
また、本発明は、衝撃波の進路中に邪魔板を配した、上記の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器である。
【００２９】
また、本発明は、衝撃波の進路中に、球状、楕円状、又は多角形の形状の物体を配した、上記の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、高圧充填された容器から外部装置へと供給する場合、高圧充填された容器の下流側においては、衝撃波の発生を防止する衝撃波減衰機構を通じて外部装置へと供給されるため、高圧ガスを外部装置へと導く導入弁や連結部中のシール材等の焼損や劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の概要を説明するための系統図である。
【図２】本発明の実施例１における衝撃波減衰機構を有する機器の外観概略図である。
【図３】本発明の実施例１における衝撃波減衰機構を有する機器の内部概略図である。
【図４】本発明の実施例３を説明するための系統図である。
【図５】本発明の実施例３における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図６】本発明の実施例４における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図７】本発明の実施例５における衝撃波減衰機構を有する機器の邪魔板の配置を示す内部概略図である。
【図８】比較例４における内部に邪魔板を設置しないタイプの機器の内部概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態に係る高圧ガス供給方法においては、高圧充填された容器から外部装置へと供給するものであって、容器から高圧ガスを供給するための供給弁と供給管の下流に設けられた衝撃波減衰機構とを備える。従来、本態様の供給方法や装置では、衝撃波の影響はほとんど考慮されていない。従来は、例えば特許文献１に開示されているように、断熱圧縮のために温度が上がる場合があることは知られているが、衝撃波の影響ではないあるいはその影響は極めて小さいとされてきた。これは、衝撃波の影響が瞬時であることに加え、衝撃波の発生を確認するためには特殊な装置を必要とすることも衝撃波の影響を考慮してこなかった大きな要因のひとつになっていると思われる。本発明は、これまで無視されてきた衝撃波の影響を確認し、従来からの問題点を一挙に解決した画期的なものである。
【００３３】
外部装置とは、高圧ガスを利用してなされる各種の製造設備である。例えば、発泡剤を混入させるための断熱パネル製造装置や半導体製造装置がその代表例であるが、特に限定はされるものではなく、一般的に使われている各種の製造設備と考えて良い。
【００３４】
さらには、高圧ガスの生産整備における貯蔵設備等の関連設備も含まれる。すなわち、高圧ガスが製造される生産設備に対しても、本発明の適用は可能である。すなわち、生産されたガスが容器中に貯蔵され、それが導管を通じて、次の工程に導入される場合にも適用可能である。通常の場合、生産が連続的になされている場合には大きな問題となることは少ないが、突発的に不連続となった場合には本発明が有効となる。生産が永久に続くことは考えられず、定期修理や改造、あるいは予期せぬ事故等により、生産が中断するのが常である。生産を再開する場合、前述したような問題が発生することがあるので、その対策として本発明を利用することは極めて有用である。このような意味では、生産設備の下流側に配された設備、例えば高圧ガスを貯蔵する容器やその関連設備も外部装置に含まれることになる。
【００３５】
本発明でいう高圧ガスは、一般的に用いられる可燃性ガス、支燃性ガス等が含まれる。可燃性ガス源としては、アクリロニトリル、アクロレイン、アセチレン、アセトアルデヒド、アルシン、アンモニア、一酸化炭素、エタン、エチルアミン、エチルベンゼン、エチレン、塩化エチル、塩化ビニル、クロルメチル、酸化エチレン、酸化プロピレン、シアン化水素、シクロプロパン、ジシラン、ジボラン、ジメチルアミン、水素、セレン化水素、トリメチルアミン、二硫化炭素、ブタジエン、ブタン、ブチレン、プロパン、プロピレン、ブロムメチル、ベンゼン、ホスフィン、メタン、モノゲルマン、モノシラン、モノメチルアミン、メチルエーテル、硫化水素がその代表例としてあげられる。
【００３６】
また、支燃性ガス源としては酸素、オゾン、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、フッ素、塩素、二酸化塩素、三フッ化窒素、三フッ化塩素、四塩化ケイ素、二フッ化酸素、ペルクロリルフルオリド等が含まれる。
【００３７】
前述した高圧ガスは、その代表的なものを列挙したものであり、その特性に限定されるものではない。例えば、多くのハロゲンガスは支燃性の他、毒性をも併せ持つ。
【００３８】
高圧ガス中の各種ガスの濃度にも、特に限定されず、前述した高圧ガスが少なくとも１種類以上含まれていれば、２種類以上の混合ガスであってもよい。例えば、支燃性ガスの場合、フッ素ガス、塩素ガス等のうち少なくともいずれか１種類が０．１ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％以下の範囲である。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態に係る高圧ガス供給方法について、図１に基づき、詳細に説明する。
【００４０】
高圧ガスが高圧充填された容器１は、開閉弁２を具備し、高圧ガスを密閉できる容器である。容器１は、単独でも複数のものを並列に連結して用いてもよい。容器の数は特に限定されない。容器１の開閉弁２には導管３が接続され、その導管３には容器１からの高圧ガスを外部装置１００に供給するための供給弁４が設けられている。供給弁４の下流には衝撃波減衰機構を有する機器５０が設けられることが多いが、供給弁４は衝撃波減衰機構を有する機器５０の下流に配置しても良い。開閉弁２あるいは供給弁４のいずれか一方は、下流に高圧ガスを供給するときの圧力調整機能も併せもっているものを用いてもよい。さらに、開閉弁２と供給弁４のどちらか一方のみとすることも可能である。容器１から導管６までが高圧ガスの供給設備として構成される。
【００４１】
衝撃波減衰機構を有する機器５０の下流には高圧ガスを外部装置１００へ導入するための導管６があり、外部装置１００の上流には外部装置１００の受入弁１０１が設けられている。受入弁１０１の下流には、導管１０２が接続され、さらにその下流側には外部装置１００に接続される導管１０３と真空排気設備１０５がその開閉弁１０４を介して配置されている。また、外部装置１００の下流側には、導管１１１及び１１２と開閉弁１１０を介して廃ガス処理設備１３０があるのが一般的であるが、取り扱うガスによっては大気等に放出する場合もある。高圧ガスの供給部分と外部装置が極めて近い関係にある場合には、受入弁１０１を削除することも可能である。この場合には、衝撃波減衰機構を有する機器５０は、外部装置１００の上流部のできるだけ近い位置に配することが有用である。
【００４２】
本発明は、以下のように実施される。開閉弁２及び開閉弁１１０を閉とし、供給弁４、受入弁１０１を開とした後、真空排気設備１０５の開閉弁１０４を開として、真空脱気を行う。所定の真空状態となったことを確認し、供給弁４と開閉弁１０４を閉とする。その後、開閉弁２を所定の圧力となるよう調整しながら、開放していく。所定の圧力が得られた後、供給弁４を開放し、外部装置１００に所定のガスを導入し、生産等を行う。開閉弁１１０の開閉は外部装置１００の設備内容や取り扱うガスにより異なるが、生産の状況をみながら開閉を行うことが多く、これに合わせて供給弁４の開閉も適宜行われることになる。
【００４３】
特に、供給弁４を開とした直後に問題が発生していると思われるが、確認されている訳ではない。しかし、衝撃波減衰機構を有する機器５０を介在させることにより、その下流側での問題発生はなくすことができた。すなわち、本発明を実施することにより、従来問題とされていたシール材の溶損や焼損、若しくは劣化に基づく漏れの発生を防止することができた。
【００４４】
衝撃波減衰機構については、衝撃波を大幅に減衰させることを目的としており、完全に消滅させる機構とすることが望ましい。しかし、衝撃波の影響による温度上昇があまり大きくない場合には、わずかな減衰でもその効果が認められることもある。
【００４５】
本発明で用いられる容器、各種弁、導管及び機器等の材質は、その耐圧強度を満足することが重要である。ステンレス鋼が用いられることが多いが、その他の因子は高圧ガスの種類により異なる。例えば、マンガン鋼、ステンレス鋼、ニッケルを含む合金（ハステロイ、インコネル、モネルなど）が用いられる。
【００４６】
容器に充填されている高圧ガスが４ＭＰａＧ以上の圧力で外部装置に供給されることが望ましい。４ＭＰａＧ未満では、衝撃波の発生がほとんどないか無視できる程度であるので、外部装置での温度上昇は小さく、シール材の焼損や劣化等は生じ難いので、本発明の寄与が小さい。なお、現時点においては、１４．７ＭＰａＧが事実上の最大値であり、１４．７ＭＰａＧ超でも、本発明を用いることにより導入弁内部の温度上昇を引き起こさない又は小さくはできるが、衝撃波減衰機構が極めて複雑かつ大きいものとなり、現実的にはその適用は難しいものとなる。また、ガスの種類によっては、接ガス部表面の腐食が生じ易くなるという問題も発生する。従って、好ましくは４．５ＭＰａＧ以上１４．７ＭＰａＧ以下、さらに好ましくは５ＭＰａＧ以上１４．５ＭＰａＧ以下である。
【００４７】
高圧ガスが供給弁より供給された場合、その供給されたガスの移動速度が一定以上になると、衝撃波が発生することがある。この衝撃波発生現象は極めて複雑な現象であり、その発生有無の確認ですら非常に難しい。衝撃波発生による影響の解析となると、特殊な装置を利用しなければ、極めて困難である。
【００４８】
衝撃波減衰機構は、衝撃波の性質を利用して、発生した衝撃波を減衰させる衝撃波減衰機構もしくは衝撃波の発生を抑制する衝撃波抑制機構である。以下、代表的な例を示すが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
衝撃波減衰機構を有する機器５０は、ステンレス鋼管などに衝撃波の入口と出口を設けた構造を有する。該機器は容器の開閉弁２の下流に位置していることが望ましい。衝撃波減衰機構が容器弁の上流に位置する場合、ほとんど衝撃波の発生は認められないので、本発明の効果が極めて小さくなるからである。当然ながら、衝撃波減衰機構を有する機器５０は、外部装置１００のシール材損傷の問題が発生しやすい受入弁１０１の上流に設けても良いし、２以上の機器を組み合わせて使うことも可能である。その重要な点は、容器の開閉弁２の下流側に配することである。前述したように、外部装置１００には高圧ガスの生産装置も含まれているが、この場合には高圧ガスの生産設備の下流側もその対象となる。
【００５０】
衝撃波を音波に変える衝撃波減衰機構を有することが望ましい。衝撃波は、一般的にその減衰も顕著ではあるが、衝撃波を音波に変えることで、より有効的に衝撃波の発生を小さくすることができる。すなわち、衝撃波を乱反射させたり、吸収させたりする機構を持たせることにより、音波に変えることができる。具体的な例としては、以下に述べる方法も有効であるが、これらに制限されることはない。
【００５１】
衝撃波減衰機構としては、衝撃波の直進性を妨げる構造を有することが望ましい。一般的にガスの移動によって発生する衝撃波は直進性が高いので、その直進性を抑えることにより、衝撃波の成長を抑制することができる。例えば、衝撃波減衰機構内の衝撃波の進路中に、各種の邪魔板を配することが有効である。また、衝撃波減衰機構内の衝撃波の進路中に、球状の物体を配しても良い。この場合、球状の物体としては、複数配置することがより有効となる。入射した衝撃波は球状の物体に衝突し、反射される。このような反射を繰り返すことにより、衝撃波は減衰して限りなく音波に近づく。もちろん、楕円状の物体や多角形の形状でも良い。また、衝撃波を吸収する機構を取り入れることも効果がある。衝撃波減衰機構に入力した衝撃波が、そのまま直進することなく、何らかの反射等を何度も繰り返して進む配置が有用である。
【００５２】
また、衝撃波減衰機構を有する導管としては、曲部を有する導管を用いることが望ましい。例えば、該導管がコイル状に巻いた構造でも良い。この構造では、導管がコイル状であるため、導管内をガスが直線的に流通しにくくなり、導管内での衝撃波の成長が抑制される傾向にあり、結果として衝撃波が減衰することになる。
【００５３】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５４】
図１に基づき、実施の態様を述べる。フッ素ガスと窒素ガスからなる混合ガスの入った高圧容器１には開閉弁２が装着されている。供給弁４が外部装置１００との間に配置され、開閉弁２と供給弁４の間は内径１０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍの直線状のステンレス鋼製の導管３で結ばれている。供給弁４の下流にはフッ素ガスと窒素ガスを外部装置１００へと導くための導管５、衝撃波減衰機構を有する機器５０、及び導管６がある。導管５、６も内径１０．７ｍｍの直線状のステンレス鋼製であるが、導管５の長さは３００ｍｍある。導管６の下流側に、外部装置１００の上流に設けられている受入弁１０１が装着されている。受入弁１０１の下流には、外部装置１００の他、真空排気設備１０５が開閉弁１０４を介して接続されている。受入弁１０１のシール材はＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）である。真空排気設備１０５は、主に供給弁４よりも下流の配管中と外部装置１００内のガス置換を行うために使用される。なお、本実施例においては、外部装置１００は、高圧容器１と同様の容器とした。さらに、外部装置１００の下流には排気するための開閉弁１１０が接続されている。
【００５５】
供給弁４と受入弁１０１の間には上述した衝撃波減衰機構を有する機器５０が設けられている。図２に機器５０の外観を、図３に機器５０内部の一例を示す。図２に示したように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５、導管６並びに受入弁１０１の内径に合致している。衝撃波減衰機構を有する機器５０と受入弁１０１は導管６で、受入弁１０１と外部装置１００の間は導管１０２並びに１０３で結ばれている。衝撃波減衰機構を有する機器５０としては、図３に示すように長さが１００ｍｍ、内径１２ｍｍのステンレス鋼管５１の中に直径が１０ｍｍのステンレス鋼球５２ａが６個、直径が４ｍｍのステンレス鋼球５２ｂが１０個、それぞれアトランダムに挿入されている。このアトランダムに配されたステンレス鋼球が衝撃波減衰を呈する働きを行っていると推察される。その結果、衝撃波減衰機構５０の出口５０ｂにおいては、衝撃波の発生はほとんど認められないものとなる。
【００５６】
ステンレス鋼製の容器１には、５ＭＰａＧに高圧充填された２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を充填した。先ず、開閉弁２及び排出弁１１０以外のすべての弁を開放して、導管３、５、６、１０２、１０３、１１１、衝撃波減衰機構を有する機器５０内および外部装置１００内を真空状態とした後、すべての弁を閉止した。その後、開閉弁２を開放して導管３内の圧力を５ＭＰａＧとした。次に、供給弁４と受入弁１０１をほぼ同時に開放とし、外部装置１００に２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を導入して３０秒間経過した後に、すべての弁を閉止し、その上で開閉弁１１０を開放し外部装置１００の中に充満した窒素ガスを排気した。
【００５７】
以上の操作を１０回繰り返した後に受入弁１０１を外し、リークディテクター（アルバック社製ＨＥＬＩＯＴ１０２＋）によりその内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は検出下限未満（１．０×１０−７Ｐａ・ｍ３／ｓ未満）であり、リークのないことを確認した。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シール材の溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００５８】
次に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、その代わりとした。その後、先ほどと同様の条件で２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を外部装置１００に導入した。この操作も１０回繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例２】
【００５９】
１０．５ＭＰａに高圧充填された三フッ化窒素ガスを用いた。装置としては、実施例１とほぼ同様としたが、先ず、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を従来の受入弁１０１の位置に挿入し、その代わりとした。実施例１と同様に、開閉弁２及び排出弁１１０以外のすべての弁を開放して、導管３、５、６、１０２、１０３、１１１、衝撃波減衰機構を有する機器５０内および外部装置１００内を真空状態とした後、すべての弁を閉止した。その後、開閉弁２を開放して導管３内の圧力を１０．５ＭＰａＧとした。次に、供給弁４と受入弁１０１をほぼ同時に開放とし、外部装置１００に三フッ化窒素ガスを導入して３０秒間経過した後に、すべての弁を閉止し、開閉弁１１０から外部装置１００の中に充満した三フッ化窒素ガスを排気した。この操作を１０回繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００６０】
次に、シール材をＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）とした受入弁１０１を挿入した。実施例１と同様の操作を１０回繰り返した後に、リークディテクターにより導入弁５の内部リーク量の計測を行ったところ、リーク量は１．０×１０−７Ｐａ・ｍ３／ｓ未満であり、リークのないことを確認した。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったが、シール材の溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例３】
【００６１】
実施例１に準じているが、試験のやり方を一部変更した。図４は、説明するための系統図である。フッ素ガスと窒素ガスからなる混合ガスの入った高圧容器１には開閉弁２が装着されている。さらに開閉弁２の下流に、内径１０．７ｍｍ、長さ５０ｍｍの直線状のステンレス鋼製の導管３介して、供給弁４が装着されている。供給弁４の下流にはフッ素ガスと窒素ガスを導くための導管５がある。導管５は、中間部で隔壁５５の上流に導管５Ａ、下流に導管５Ｂを備えており、隔壁５５を含めた長さは３００ｍｍである。導管５Ａと導管５Ｂも内径１０．７ｍｍの直線状のステンレス鋼製である。隔壁５５の中には、マイラー（隔膜）が挿入できるようになっており、５０μｍ厚のマイラー（ポリエチレンテレフタレート）を使用した。導管５Ｂの下流には、衝撃波減衰機構を有する機器５０介して導管６が装着されている。導管６の下流は、いわゆる大気開放型の状態で密閉容器１４０に挿入されている。この下流には廃ガス処理設備１３０に廃ガス導入の為設けられている導管１１２があり、この導管１１２は導管６と同様に大気開放型の状態で密閉容器１４０に挿入されている。従って、導管６から出たガス流体は一度大気開放され、その後導管１１２を経て、廃ガス処理設備１３０に導かれるが、すべて密閉容器１４０の中でなされる。この密閉容器１４０の容器壁の一部は１４０Ａおよび１４０Ｂのガラス製の窓が対向して具備しており、外部からの光が透過できるようになっている。後述するシュリーレン法による衝撃波発生の観察はこの窓を通して行う。
【００６２】
図５に、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部の邪魔板の配置を示す。図２に示したのと同様のように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。図５から明らかなように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部には、ガスの進行方向に向かって約６０度の角度がついた邪魔板が構成されている。
【００６３】
ステンレス鋼製の容器１には、７ＭＰａＧに高圧充填された２０％フッ素ガス（残りは窒素ガス）を充填した。供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放した。導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００６４】
さらに、衝撃波減衰機構を有する機器５０として本試験の邪魔板を有する該機器を用いる以外は実施例１と同様の確認を併せて行った。すなわち、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察を行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例４】
【００６５】
容器１に充填するガスを三フッ化窒素ガスとし、邪魔板の構成が異なる衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いる以外は、実施例３と同様の試験を行った。
【００６６】
図６に、本試験に用いる衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部の邪魔板の配置を示す。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。図６から明らかなように、衝撃波減衰機構を有する機器５０の内部には邪魔板が構成され、進行方向に向かって約６０度の角度がついているが、実施例３で用いた衝撃波減衰機構を有する機器５０の邪魔板の数は約半分となっている。
【００６７】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放後、供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００６８】
さらに、実施例３と同様、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察も行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【実施例５】
【００６９】
邪魔板の構成が異なる衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いる以外は、実施例３とほぼ同様の試験を行った。本試験では、衝撃波減衰機構を有する機器５０の邪魔板はガスの進行に対して直角方向としており、図７に、内部の邪魔板の配置を示す。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０の流入側および流出側には入口５０ａおよび出口５０ｂがあり、それぞれ導管５Ｂおよび導管６の内径に合致している。この場合でも衝撃波減衰機構を有する機器５０がある場合には、シュリーレン法での衝撃波の発生は全く確認されなかった。
【００７０】
さらに、実施例３と同様、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管を受入弁１０１の位置に挿入し、１０回の繰り返した後、ＰＣＴＦＥの目視観察も行ったが、ＰＣＴＦＥの溶損も焼損もクラックの発生も認められなかった。
【００７１】
［比較例１］
実施例２にて使用した衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いず、衝撃波減衰機構を有する機器５０と長さおよび内径が同じである直線状のステンレス鋼製の管を挿入した。それ以外は、実施例２と同様に実施したが、実施例２と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかった、すなわち衝撃波が発生したことと推察された。
【００７２】
次に、実施例１と同様の受入弁で試験を行った。その結果、リークディテクターにより計測された受入弁１０１の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材が一部変形し、焼損らしき劣化が認められた。
【００７３】
［比較例２］
実施例２にて使用した衝撃波減衰機構を有する機器５０を用いず、衝撃波減衰機構を有する機器５０と長さおよび内径が同じである直線状のステンレス鋼製の管を挿入した。それ以外は、実施例２と同様に実施したが、実施例２と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。
【００７４】
その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかった、すなわち衝撃波が発生したと推察された。
【００７５】
次に、実施例２と同様の受入弁での試験を行った。その結果、リークディテクターにより計測された受入弁１０１の内部リーク量は、１．３×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓであり気密不良であった。また、受入弁１０１を解体し、シール材の目視観察を行ったところ、シート材が一部変形し、焼損らしき劣化が認められた。
【００７６】
［比較例３］
衝撃波減衰機構を有する機器５０を設けず、代わりに同じ長さを持つ直線状のステンレス鋼製の導管を配置する以外は、実施例３と同様にシュリーレン法による衝撃波の発生の有無を調べた。
【００７７】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時、導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、導管６の先に明確な輪郭線が現われ、衝撃波の発生を可視化することにより確認した。
【００７８】
実施例３と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験を行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかっており、発生した衝撃波が影響していると推察された。
【００７９】
［比較例４］
実施例３で用いた衝撃波減衰機構を有する機器５０に対して、内部の邪魔板を全て除いた機器６０（概略を図８に示す。）を用いる以外は、実施例３と同様にシュリーレン法による衝撃波の発生の有無を調べた。
【００８０】
実施例３と同様に供給弁４を閉止した状態で開閉弁２を開放し、その後供給弁４を少しずつ開放したところ、導管５Ａ内の圧力が約５ＭＰａＧとなったとき、マイラーが破裂した。この時導管６の端部から衝撃波が発生するか否かをシュリーレン法で調べた。その結果、導管６の先に明確な輪郭線が現われ、衝撃波の発生を可視化することにより確認した。
【００８１】
実施例３と同様に、３ｍｍ厚のＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン）を内部に固定した導管の試験から行った。その結果、ＰＣＴＦＥが焼損していたことが確認された。このため、少なくとも自己燃焼を生じさせる熱的な負荷がかかっており、発生した衝撃波が影響していると推察された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の高圧ガスの供給方法は、高圧充填されたガスを下流の各装置に安全に供給するために用いることができるし、高圧ガスの生産上の安全性向上にも寄与できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 高圧容器
２ 開閉弁（圧力調整弁）
３ 導管
４ 供給弁
５ 導管
５Ａ 導管
５Ｂ 導管
６ 導管
５０ 衝撃波減衰機構を有する機器
５０ａ 衝撃波減衰機構を有する機器の流入側
５０ｂ 衝撃波減衰機構を有する機器の流出側
５１ 衝撃波減衰機構を有する機器のステンレス鋼管
５２ａ 衝撃波減衰を有する機器のステンレス鋼球（直径１０ｍｍ）
５２ｂ 衝撃波減衰を有する機器のステンレス鋼球（直径４ｍｍ）
５３ 邪魔板
５５ 隔壁
１００ 外部装置
１０１ 外部処理装置の受入弁
１０２ 導管
１０３ 導管
１０４ 開閉弁
１０５ 真空処理設備
１１０ 開閉弁
１１１ 導管
１１２ 導管
１３０ 廃ガス処理設備（大気）
１４０ 密閉装置
１４０Ａ ガラス窓
１４０Ｂ ガラス窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給するガス供給方法において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を通じて外部装置へと導かれることを特徴とする高圧ガスの供給方法。
【請求項２】
外部装置へと供給する高圧ガスは、４ＭＰａＧ以上の圧力で供給されることを特徴とする請求項１に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項３】
衝撃波減衰機構を有する機器は、容器弁の下流に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項４】
衝撃波減衰機構は、衝撃波を音波に変える機構を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項５】
衝撃波減衰機構は、衝撃波の直進性を妨げる構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項６】
衝撃波の進路中に邪魔板を配したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器。
【請求項７】
衝撃波の進路中に、球状、楕円状、又は多角形の形状の物体を配したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器。
【請求項１】
容器に高圧充填されている、可燃性ガス又は支燃性ガスを含有する高圧ガスを、該容器の容器弁を通じて外部装置へと供給するガス供給方法において、該ガスは衝撃波減衰機構を有する機器を通じて外部装置へと導かれることを特徴とする高圧ガスの供給方法。
【請求項２】
外部装置へと供給する高圧ガスは、４ＭＰａＧ以上の圧力で供給されることを特徴とする請求項１に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項３】
衝撃波減衰機構を有する機器は、容器弁の下流に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項４】
衝撃波減衰機構は、衝撃波を音波に変える機構を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項５】
衝撃波減衰機構は、衝撃波の直進性を妨げる構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法。
【請求項６】
衝撃波の進路中に邪魔板を配したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器。
【請求項７】
衝撃波の進路中に、球状、楕円状、又は多角形の形状の物体を配したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の高圧ガスの供給方法に用いる衝撃波減衰機構を有する機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６７８１３（Ｐ２０１２−１６７８１３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６９３１３（Ｐ２０１１−２６９３１３）
【出願日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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