流体混合物
２個のガス源（１，４）からの気体を可撓性の物理的障壁（１２）で二分割したチャンバ（１７，１６）にそれぞれ送り、チャンバ（１６，１７）全域で圧力が均一な気体混合装置。各チャンバからそれぞれの気体を同時に混合容器（７）へ開放し、圧力放出による可撓性障壁（１２）の圧力平衡効果によって、望ましい気体混合物の混合特性を適宜管理する。この装置を分配器または希釈器と呼称しても構わない。窒素中、例えば１％の低濃度一酸化炭素をさらに窒素と混合して、０．００１％濃度に希釈するのに使用しても構わない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体混合物の製造に関し、とりわけ、被分析ガス（検体ガス）の濃度が様々なガス混合物の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準的なガス混合物は、ガスシリンダ（ガスボンベ）で入手可能である。シリンダは、マトリックスガス（窒素など）中に一定濃度の被分析ガス（一酸化炭素など）を収めている。シリンダ中の被分析ガス濃度は、混合物の製造中に決定され、その後は調整ができない。ガス混合物は一定濃度の基準として保証されている。
【０００３】
シリンダ内で加圧下に貯蔵されている低濃度ガス混合物は、シリンダの内面との相互作用により、安定しない可能性がある。低濃度のガス混合物を得る場合には、加圧シリンダで貯蔵しても、より安定な高濃度混合物を希釈する方法が、しばしば採用される。
【０００４】
適切な希釈を実行させるのには、被分析ガスのガス流とマトリックスガスのガス流を結合させる。２つのガス流の流量を調整することで、混合ガス流における検体濃度が調整される。こうした機能を果たす現存の様々な技術を利用した各種の装置は、"ガス流希釈器"または"気体分配器"として通常知られる。現在、検体ガス濃度の異なるガス混合物を得る際には、被分析ガス混合物と、マトリックスガスと、ガス流希釈器と、これを一緒に組み合わせる部品が使用されている。
【０００５】
ＤＥ１００６０３２６号は、シリンダ内の多孔質ピストンの動きにより二酸化炭素と窒素の混合具合を調整する装置を開示する。この装置は混合物の濃度を調整できるものの、混合比を精密に調整することはできない。さらに、この装置は１００：１を超える希釈率には不向きである。その理由は、ピストンをその移動範囲の一方の端まで近づけなければならないが、そうすると、精密調整が実行不能になるからである。
【０００６】
ＦＲ２５３２８５８号は、１つのガスの流量を測定し、所定濃度のガス混合物を得るために必要な比率に、他のガスの流量を自動的に調整するところの、質量流量の測定と調整を利用した装置を開示する。この装置は複雑で、電気機械部品や電子要素を内蔵する。さらに、較正基準として使用できるほど正確な濃度のガス混合物を生成するには不向きである。
【０００７】
ＵＳ５，５４４，６７４号には、混合する２つのガスの流量を制御するための第１及び第２制御バルブを備えるガス混合弁が開示されている。この制御バルブは、混合比を変えずに流量の変化を相殺させることを目論むものである。しかし、この目論みの成否は、バルブの流量調整面の形状に依存し、また、バルブの開き具合の調整に使用する２個のカムの相対的位置と形状に依存する。従って、この装置は機械的に複雑であり、ある程度の較正（キャリブレーション）は可能であるものの、較正基準として使用するほど正確ではない。
【０００８】
ＵＳ２００５／０１１５９８７号には、それぞれのシリンダからのガス流量を制御する手段を持つ一つのシリンダと、そのシリンダ内に配置された別の一つのシリンダを備えた装置が開示されている。この装置では、気体混合物の濃度に影響を与えずに、ガスの総出力流量を迅速に調整することができない。流量の制御に、圧力計とオリフィスを備えた圧力調整器が使用されるが、流量制御は、正確な較正基準として使用できるほど精密ではない。
【０００９】
既存のガス流希釈器は複雑である。大多数のものは、カムやその他の機械部品、電気機械部品及び電子部品にプリセット調整を利用しているので、出力されるガスの濃度は、総出力流量とは無関係になる。２つのガス流を別々に調整しなければならない既存の希釈器では、気体混合物の最終濃度が不正確になる可能性が高い。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、改善された流体混合物の生成を目的とする。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、請求項１に記載されているような装置が提供される。
【００１２】
実質的に等圧で第１流体と第２流体が流量調整器に供給されると、流量調整器を通る第１流体と第２流体の流量は、絶対流動値に係わり無く、同じ比率に保たれる。第１流体の圧力は、第２流体の圧力で調整されるので、第２流体の圧力を変えると、第１流体の圧力も自動的に変わる。従って、流量調整器による第１及び第２流体の出力比率を有意に変えなくても、第２流体の圧力（すなわち、流量）を調整するだけで、全体的な流量の調整が可能である。
【００１３】
好ましい態様では、本発明の均圧手段は、容量可変な容器である保持チャンバを含み、その容量可変な容器は、その容量が第２流体の圧力によって変化できるように配置される。この容量可変な容器は、第２流体の圧力が第１流体の圧力に直接影響を及ぼす好適な手段となる。いくつかの事例では、第１流体の量によって容量可変な容器の容量を決まる。
【００１４】
好ましくは、容量可変な容器は、第２流体圧力に応答する可撓性の隔膜を備え、この隔膜の動きが容量可変な容器の容量を変化させる。可撓性隔膜は、第２流体の圧力変化に効率的に応答し、その圧力変化を第１流体の圧力変化に実質的に即座に反映させる。
【００１５】
本発明の第１流量調整器は、好ましくは、保持チャンバの排気口に設けられ、第２流量調整器は、好ましくは、第２流体用チャンバの排気口に設けられる。
【００１６】
上記の流量調整器は、好ましくは、臨界オリフィスである。適当な操作条件の下では、臨界オリフィスを経由するガスの質量流量は、オリフィス出口でのガス圧には関係なく、オリフィス入口にかかるガスの絶対圧に比例するので、ここでの臨界オリフィスの使用は特に好都合である。
【００１７】
好ましくは、複数の流量調整器が、第１流体の出口下流及び／又は第２流体の出口下流に配置される。これら複数の流量調整器のいくつかを選択的に稼働させることで、流体混合物中の第１流体の濃度を変化させることができる。
【００１８】
本発明の装置は、第１及び第２流体の温度を実質的に等しい温度に保つための温度調整手段（均温化手段）を好ましくは備えている。均温化は、第１流量調整器と第２流量調整器とが互いに及び／又は第１及び第２流体と熱的に密に接触するように配置することで、実現可能である。第１流体と第２流体を実質的に同一温度で流量調整器に供給すると、絶対温度に関係なく、第１流体と第２流体の流量は、同じ比率に保たれる。
【００１９】
好ましい態様では、本発明の保持チャンバには、開閉可能で、第１流体の供給源に接続可能で閉鎖可能な入口が設けられる。これにより、本発明の装置には、予め決められた量の第１流体を貯留しておくことができ、また、保持チャンバに第１流体を補充することもできる。
【００２０】
本発明の装置は、第１流体と第２流体を混合して混合物を形成する混合チャンバを備えることができる。
【００２１】
本発明の第２態様によれば、請求項１１に記載したような流体混合物を生成するための方法が提供される。
【００２２】
前記の方法は、第１流体と第２流体を混合チャンバに供給する工程を含むことができる。
【００２３】
好ましくは、保持チャンバは容量可変な容器であり、第１流体及び第２流体のそれぞれの圧力は、容量可変な容器の容量を減少させ、第１流体圧力を上昇させるために、第２流体を用いて選択された圧力に均圧化される。
【００２４】
選択される圧力は、予め設定しておくことができる（プリセット）。
【００２５】
本発明の方法では、保持チャンバに第１流体を充填する。これは、保持チャンバ内の第１流体が使い尽くされても、本発明の装置は再使用できることを意味する。
【００２６】
好ましい具体例では、容量可変な容器に所望量の第１流体が注入されたら、均圧化するまで、容量可変な容器への第１流体の流入を停止する。これにより、所定量の第１流体が本発明の装置に蓄えられる。第１流体を一定流量に保持する必要はない。
【００２７】
本発明の方法によれば、好ましくは、第１流体用に複数の流量調整器が用意され、それらの一つまたはそれ以上を選択して稼働させることにより、得られる流体混合物の濃度を変化させることができる。
【００２８】
一具体例において、第２流体についても複数の流量調整器が用意され、それらの一つまたはそれ以上を選択して稼働させることにより、得られる流体混合物の濃度と総流量を変化させることができる。これにより、出力される流体混合物の濃度調整が付加的に可能になるばかりでなく、全流量の調整も可能になる。この濃度調整と流量調整は、相互依存性であって差し支えない。
【００２９】
第１流体と第２流体は、実質的に等しい温度で、好ましくは、第１流量調整器及び第２流量調整器に供給される。これは、第１及び第２流体の流量が、絶対温度に関係なく、同じ比率に維持されていることを意味する。２つの流量調整器の温度も、好ましくは、第１流体及び第２流体のそれに等しい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
図１は本発明の好ましい実施例の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を例示の形で、以下に説明する。図１は本発明の好ましい実施例の略図である。
【００３２】
純粋な検体ガスの所定量または標準濃度にある希釈された検体ガス（例えば、一酸化炭素濃度１％の窒素／一酸化炭素混合物）は、その所定量が、外部供給源から入口４およびタップ１３経由で検体ガスチャンバ（保持チャンバ）１６に導入される。次いでタップ１３を閉じ、検体ガスチャンバ１６内の検体ガスの圧力を圧力計１８に表示させる。検体ガスチャンバ１６は、ブロック１１'（断面で表示）と可撓性隔膜１２との間に形成され、可撓性隔膜１２は、ブロックの周辺を密閉する。
【００３３】
検体ガスチャンバ１６の一つまたは複数の出口は、臨界オリフィス６，６'で構成されている。臨界オリフィスは、気体が音速で通過するオリフィスである。これは、入口でのガス圧が、出口でのガス圧の少なくとも２倍であるときに起こる。臨界オリフィスは、"音速ノズル"または"ソニック・ベンチュリ"としても知られている。臨界オリフィスから噴出する質量流量は、オリフィスの大きさと、上流側の絶対圧および絶対温度との関数である。
【００３４】
マトリックスガス（例えば窒素）を収めたシリンダ１は、圧力調整器３に接続され、マトリックスガスは、ここを介して調圧された圧力でマトリックスガスチャンバ１７に供給される。マトリックスガスチャンバ１７は、ブロック１１（断面で表示）と可撓性隔膜１２との間に形成され、可撓性隔膜１２は、ブロックの周辺を密閉する。マトリックスガスチャンバ１７の出口は、臨界オリフィス５で構成される。
【００３５】
臨界オリフィス５，６，６'が封じられると、ブロック１１，１１'内に密閉された調整内腔ができ、ここで、検体ガスとマトリックスガスとの良好な熱的接触が実現され、また、臨界オリフィス５，６，６'と、検体ガス及びマトリックスガスとが、実質的に等しい温度に維持される。ブロック１１，１１'は、好ましくは、金属製である。
【００３６】
好ましい実施例では、ブロック１１，１１'が一緒に、可撓性ダイヤフラム１２で分割される容量を取り囲んでいるのが分かる。可撓性ダイヤフラム１２は被分析ガス１６をマトリックスガスチャンバ１７から隔て、それぞれの容量を変化させることを可能とする。
【００３７】
臨界オリフィス５，６，６'は、それぞれの入口でのガス圧に比例する制御されたガス流を提供する。このガス流は、出力圧が入力圧のほぼ半分より小さければ、出口圧には依存しない。タップ１４，１５，１５'は臨界オリフィス５，６，６'の下流側に設けられている。これらのタップが開放されると、臨界オリフィス５，６，６'は制御ガス流を混合チャンバ７に供給する。この実施例では、混合チャンバ７は、３つの入口と、生成された気体混合物用の１つの入口を備えている。
【００３８】
上に説明した装置は、使用する気体種類に適した材料で組み立てられている。
装置の使用に際しては、最初に、所定量の検体ガスが、タップ１３を介して検体ガスチャンバ１６に充填される。検体ガスの充填前に、チャンバ１６とこれに関連する配管内に残留する気体が、外部ポンプ（図示省略）を使って排気、除去される。これは、検体ガスチャンバ１６が過去に保持していた気体によって、検体ガスが汚染されるのを最小限に抑えるためである。この工程は情況によって省略できる場合があり、例えば、同一の検体ガスをガスチャンバ１６に再充填するときがその例である。検体ガスを充填したら、タップ１３を閉める。
【００３９】
マトリックスガスの流量は、圧力調整器３を調整して設定（例えば、圧力５バール（０．５MPa）のガスを毎分１標準リットルの如く）される。この流量が、マトリックスガスチャンバ１７にかかるマトリックスガスの圧力を決める。マトリックスガスの圧力は、隔膜１２がブロック１１，１１'の内壁間を自在に移動できる範囲内に設定すべきであり、このことは当業者であれば理解されよう。タップ１４，１５，１５'を開けると、隔膜の位置が自動的に調整され、検体ガスチャンバ１６内の検体ガス圧とマトリックスガスチャンバ１７内のマトリックスガス圧とが等しくなる。
【００４０】
隔膜１２は極めて可撓性に富み、好ましくは、気体を通さない。隔膜はステンレス鋼などの薄い金属箔から作ることができ、また、ブロック１１，１１'の内面の形状にぴったりフィットするように作られている。この隔膜は、好ましくは、伸長でなく、屈曲及び折り曲げにより動く。従って、全ての臨界オリフィス５，６，６'は、実質的に同じガス入口圧を受け、これは圧力調整器３の出口圧に等しい。また、臨界オリフィス５，６，６'は、実質的に同じ温度にある。
【００４１】
マトリックスガスに添加する検体ガスの量（従って、ガス混合物の濃度）は、タップ１５，１５'を選択的に閉じることで変更することできる。
【００４２】
例えば、典型的なマトリックスガス圧である５バールで操作する場合、臨界オリフィス５を介して、混合チャンバ７に流れるマトリックスガスの流量は、１標準リットル／分である。タップ１５が開いていると、臨界オリフィス６は、１分当たり１標準ミリリットルの検体ガスを混合チャンバ７に送る。タップ１５'が開いていると、臨界オリフィス６'は、１分当たり２標準ミリリットルの検体ガスを混合チャンバ７に送る。タップ１５と１５'が両方開いていると、混合チャンバ７に送られる検体ガスの量は、１分当たり３標準ミリリットルである。
【００４３】
検体ガスチャンバ１６が１０００ユニット濃度の検体ガスで充填されている場合、表１に示す濃度のガス混合物を得ることができる。
【００４４】
【表１】
【００４５】
上記の構成には多様な利点がある。
【００４６】
構造がシンプルで、組み立て中に調整が要らず、操作に電源を必要としない。
【００４７】
検体ガスは装置内に収容され、操作中、別個の検体ガスシリンダを装着しておく必要がない。先行技術による調整器は、最小限の一定流量の検体ガスが必要で、ガスの消費量を増やし、常に検体ガスシリンダを装着させておく必要がある。これとは対照的に、本発明では、検体ガスが検体ガスチャンバ１６に収容されている。本発明の装置は、ごく少量の検体ガスが必要な高度の希釈に特に適している。
【００４８】
検体ガスは、制御された一定割合で、外部供給源からのマトリックスガスの調整可能なガス流に加えられる。この際の割合は、周辺温度やマトリックスガスの圧力や、或る限定条件での出口圧力などに実質的に依存しない。
【００４９】
可撓性の隔膜１２を使用することで、マトリックスガスおよび検体ガスのチャンバ１６，１７の容量が可変になり、そのためにマトリックスガスと検体ガスの圧力を実質的に均等にできる。圧力が等しければ、臨界オリフィス５，６，６'を通過するマトリックスガスと被分析ガスの流量は、絶対流動値に関係なく、実質的に同じ割合に保たれる。総出口流量を増やすためには、圧力だけを、従って、マトリックスガスの流量だけを調整すれば足りる。マトリックスガスチャンバ１７内のマトリックスガスの圧力が変化すると、検体ガスチャンバ１６内のガス圧も自動的に変化する。２つの気体流量を別々に調整する従来技術によるシステムでは、流量の割合に微妙な変化を生じ、生成する気体混合物の最終濃度が不正確になる原因となる。別の従来技術によるシステムでは、検体ガスとマトリックスガスの圧力を均一にするのに差圧調整器を利用する。この類の調整器は、構造が相対的に複雑で、操作に伴う圧力差が不可避であり、正確に、均一圧力を実現することはできない。
【００５０】
可撓性隔膜１２は、曲げと屈曲（伸縮ではない）によって動くため、圧力の均一化に、隔膜１２の表面間の圧力差を特に必要としない。
【００５１】
臨界オリフィス５，６，６'の使用は、気体の質量流量が、上流側の絶対圧に比例して下流側の圧力とは無関係であるという理由で好都合である。従って、生成するガスの濃度は、マトリックスガスの圧力にだけ依存することになる。マトリックスガスの流量と検体ガスの流量は、どちらもマトリックスガスの圧力に比例するので、装置から出る気体の総流量は、両ガスの混合割合を自動的に同じ割合に維持しながら、マトリックスガスの圧力を調整することで変動させることができる。
【００５２】
本発明の装置は、１個のシリンダしか使用しない場合（すなわち、ガス濃度が一律の場合）は、割高であるが、ガス濃度が多岐に亘る場合は、費用効率が順次改善される。その理由は、濃度の異なるガス混合物は、濃度が異なる毎に個別のガス供給源を用いなくても、２つのガス供給源を用いるだけで生成させることができるためである。
【００５３】
本発明の装置は、一つだけで、ガス種及びその濃度が単一である気体混合物を生成できるほか、ガス種が複数で濃度も様々な気体混合物を生成することができる。
【００５４】
装置が適正に較正されれば、検体ガスが添加される予定の気体混合物を、マトリックスガスと置き換えることができる。
【００５５】
圧力計１８は、正確な量の検体ガスが検体ガスチャンバ１６に充填されたことを、プリセットした圧力を表示することで示し、また、全ての検体ガスが排出されたことを、圧力ゼロを表示することで示す。
【００５６】
本発明の装置は、シリンダで安定して保存できる濃度より低濃度の気体混合物を製造できる。
【００５７】
上記の実施例に様々な修正を加えることができる。
【００５８】
本発明の装置は、一部または全ての構成要素を収容するためのハウジングを備えても構わない。例えば、マトリックスガスシリンダ１を除く全ての構成要素を、ハウジングに収めることができる。この場合のハウジングは、マトリックスガスシリンダ１に取付けでこれに支持させるのに好適なボックス型とすることができる。
【００５９】
臨界オリフィス５，６，６'の代わりに、毛細管を使ってガスの流量を制御することもできる。しかし、気体の流量は、上流側の圧力だけでなく下流側の圧力にも依存するので、毛細管の使用はあまり好ましくない。その他の流量制限器を使用することもできる。
【００６０】
非臨界オリフィスも使用できる。これらは音速以下の速度で操作する。
【００６１】
検体ガスチャンバ１６の下流に臨界オリフィスとタップを付加的に設けて、気体混合物の濃度調整範囲を広げることができる。一連の臨界オリフィスを使用する場合、好ましくは、各々のオリフィスは、隣接オリフィスの２倍の流量を通過させる。どの対応タップを開くかを選択することで、より広い範囲で異なる濃度の検体ガスを入手することができる。
【００６２】
マトリックスガスチャンバ１７の下流に臨界オリフィスとタップを付加的に設けて、気体混合物の濃度と総排出量の調整範囲を広げることができる。
【００６３】
上記の可撓性隔膜１２は、検体ガスチャンバ１６の容量を変動させるための好ましい手段であるが、その他の構成も使用できる。
【００６４】
真空ポンプを使わずに検体ガスチャンバ１６を充填する方法では、タップ１３を大気に開き、マトリックスガスの圧力で隔膜１２を検体ガスチャンバ１６内に完全に偏向させる。これにより、検体ガスチャンバの容量が最小となり、当該チャンバに先に収容されていた気体の大部分が排出される。これに続いて、タップ１５，１５'を開き、検体ガスをタップ１３に接続させ、外部供給源から検体ガスチャンバ１６に検体ガスを流入させ、検体ガスチャンバ１６内に残留するガスがそっくり排出されるまで、臨界オリフィス６，６'に検体ガスを通過させる。次に、検体ガス及びマトリックスガスの流通を停止して、タップ１４を開き、マトリックスガスチャンバ１７内の圧力を大気圧まで下げる。次に、タップ１５，１５'を閉じ、検体ガスを所望圧力に達するまでタップ１３を介してチャンバ１６に送る。圧力計１８が所望圧力への到達を表示したら、タップ１３を閉じ、検体ガス供給源との接続を断つ。これで、装置の使用準備が整う。
【００６５】
別の実施例では、所定の圧力および量で検体ガスが収納されているシリンダが、入口４に装着される。この例ではタップ１３を省略することができ、これに代えてシリンダが使用される。検体ガスシリンダを接続する前に、マトリックスガスの圧力で隔膜１２をブロック１１'の内面に押し付け、残留ガスの大部分を排出させる。
【００６６】
ユーザが自分で検体ガスチャンバ１６を充填しても差し支えないが（すなわち、装置の最充填／再使用が可能であるが）、装置は検体ガスで予め充填させられる。予め充填する場合には、ユーザが使用する検体ガスの入口を設けても差し支えない。
【００６７】
マトリックス圧力調整器３は、装置から独立させても構わない。
【００６８】
好ましくは、被分析ガス源は、標準濃度である。
【００６９】
上記した本発明の装置によれば、装置を流れる第２流体に、所定割合の第１流体を添加することで、いろいろな濃度の流体混合物を得ることができる。流体混合物の濃度は、検体ガスの濃度及び流量調整器の特性に正確に合致する。既存の技術では、外部シリンダからの検体ガスを連続的に流す必要があり、ガス流を個別に調整しなければならないので、最終濃度が不正確になる恐れがある。
【００７０】
本願の優先権主張の基礎となる英国特許出願ＧＢ０７０２２７３．４号の記載内容ならびにこの出願の要約の内容を、本明細書に援用する。
【図１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体混合物の製造に関し、とりわけ、被分析ガス（検体ガス）の濃度が様々なガス混合物の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準的なガス混合物は、ガスシリンダ（ガスボンベ）で入手可能である。シリンダは、マトリックスガス（窒素など）中に一定濃度の被分析ガス（一酸化炭素など）を収めている。シリンダ中の被分析ガス濃度は、混合物の製造中に決定され、その後は調整ができない。ガス混合物は一定濃度の基準として保証されている。
【０００３】
シリンダ内で加圧下に貯蔵されている低濃度ガス混合物は、シリンダの内面との相互作用により、安定しない可能性がある。低濃度のガス混合物を得る場合には、加圧シリンダで貯蔵しても、より安定な高濃度混合物を希釈する方法が、しばしば採用される。
【０００４】
適切な希釈を実行させるのには、被分析ガスのガス流とマトリックスガスのガス流を結合させる。２つのガス流の流量を調整することで、混合ガス流における検体濃度が調整される。こうした機能を果たす現存の様々な技術を利用した各種の装置は、"ガス流希釈器"または"気体分配器"として通常知られる。現在、検体ガス濃度の異なるガス混合物を得る際には、被分析ガス混合物と、マトリックスガスと、ガス流希釈器と、これを一緒に組み合わせる部品が使用されている。
【０００５】
ＤＥ１００６０３２６号は、シリンダ内の多孔質ピストンの動きにより二酸化炭素と窒素の混合具合を調整する装置を開示する。この装置は混合物の濃度を調整できるものの、混合比を精密に調整することはできない。さらに、この装置は１００：１を超える希釈率には不向きである。その理由は、ピストンをその移動範囲の一方の端まで近づけなければならないが、そうすると、精密調整が実行不能になるからである。
【０００６】
ＦＲ２５３２８５８号は、１つのガスの流量を測定し、所定濃度のガス混合物を得るために必要な比率に、他のガスの流量を自動的に調整するところの、質量流量の測定と調整を利用した装置を開示する。この装置は複雑で、電気機械部品や電子要素を内蔵する。さらに、較正基準として使用できるほど正確な濃度のガス混合物を生成するには不向きである。
【０００７】
ＵＳ５，５４４，６７４号には、混合する２つのガスの流量を制御するための第１及び第２制御バルブを備えるガス混合弁が開示されている。この制御バルブは、混合比を変えずに流量の変化を相殺させることを目論むものである。しかし、この目論みの成否は、バルブの流量調整面の形状に依存し、また、バルブの開き具合の調整に使用する２個のカムの相対的位置と形状に依存する。従って、この装置は機械的に複雑であり、ある程度の較正（キャリブレーション）は可能であるものの、較正基準として使用するほど正確ではない。
【０００８】
ＵＳ２００５／０１１５９８７号には、それぞれのシリンダからのガス流量を制御する手段を持つ一つのシリンダと、そのシリンダ内に配置された別の一つのシリンダを備えた装置が開示されている。この装置では、気体混合物の濃度に影響を与えずに、ガスの総出力流量を迅速に調整することができない。流量の制御に、圧力計とオリフィスを備えた圧力調整器が使用されるが、流量制御は、正確な較正基準として使用できるほど精密ではない。
【０００９】
既存のガス流希釈器は複雑である。大多数のものは、カムやその他の機械部品、電気機械部品及び電子部品にプリセット調整を利用しているので、出力されるガスの濃度は、総出力流量とは無関係になる。２つのガス流を別々に調整しなければならない既存の希釈器では、気体混合物の最終濃度が不正確になる可能性が高い。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、改善された流体混合物の生成を目的とする。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、請求項１に記載されているような装置が提供される。
【００１２】
実質的に等圧で第１流体と第２流体が流量調整器に供給されると、流量調整器を通る第１流体と第２流体の流量は、絶対流動値に係わり無く、同じ比率に保たれる。第１流体の圧力は、第２流体の圧力で調整されるので、第２流体の圧力を変えると、第１流体の圧力も自動的に変わる。従って、流量調整器による第１及び第２流体の出力比率を有意に変えなくても、第２流体の圧力（すなわち、流量）を調整するだけで、全体的な流量の調整が可能である。
【００１３】
好ましい態様では、本発明の均圧手段は、容量可変な容器である保持チャンバを含み、その容量可変な容器は、その容量が第２流体の圧力によって変化できるように配置される。この容量可変な容器は、第２流体の圧力が第１流体の圧力に直接影響を及ぼす好適な手段となる。いくつかの事例では、第１流体の量によって容量可変な容器の容量を決まる。
【００１４】
好ましくは、容量可変な容器は、第２流体圧力に応答する可撓性の隔膜を備え、この隔膜の動きが容量可変な容器の容量を変化させる。可撓性隔膜は、第２流体の圧力変化に効率的に応答し、その圧力変化を第１流体の圧力変化に実質的に即座に反映させる。
【００１５】
本発明の第１流量調整器は、好ましくは、保持チャンバの排気口に設けられ、第２流量調整器は、好ましくは、第２流体用チャンバの排気口に設けられる。
【００１６】
上記の流量調整器は、好ましくは、臨界オリフィスである。適当な操作条件の下では、臨界オリフィスを経由するガスの質量流量は、オリフィス出口でのガス圧には関係なく、オリフィス入口にかかるガスの絶対圧に比例するので、ここでの臨界オリフィスの使用は特に好都合である。
【００１７】
好ましくは、複数の流量調整器が、第１流体の出口下流及び／又は第２流体の出口下流に配置される。これら複数の流量調整器のいくつかを選択的に稼働させることで、流体混合物中の第１流体の濃度を変化させることができる。
【００１８】
本発明の装置は、第１及び第２流体の温度を実質的に等しい温度に保つための温度調整手段（均温化手段）を好ましくは備えている。均温化は、第１流量調整器と第２流量調整器とが互いに及び／又は第１及び第２流体と熱的に密に接触するように配置することで、実現可能である。第１流体と第２流体を実質的に同一温度で流量調整器に供給すると、絶対温度に関係なく、第１流体と第２流体の流量は、同じ比率に保たれる。
【００１９】
好ましい態様では、本発明の保持チャンバには、開閉可能で、第１流体の供給源に接続可能で閉鎖可能な入口が設けられる。これにより、本発明の装置には、予め決められた量の第１流体を貯留しておくことができ、また、保持チャンバに第１流体を補充することもできる。
【００２０】
本発明の装置は、第１流体と第２流体を混合して混合物を形成する混合チャンバを備えることができる。
【００２１】
本発明の第２態様によれば、請求項１１に記載したような流体混合物を生成するための方法が提供される。
【００２２】
前記の方法は、第１流体と第２流体を混合チャンバに供給する工程を含むことができる。
【００２３】
好ましくは、保持チャンバは容量可変な容器であり、第１流体及び第２流体のそれぞれの圧力は、容量可変な容器の容量を減少させ、第１流体圧力を上昇させるために、第２流体を用いて選択された圧力に均圧化される。
【００２４】
選択される圧力は、予め設定しておくことができる（プリセット）。
【００２５】
本発明の方法では、保持チャンバに第１流体を充填する。これは、保持チャンバ内の第１流体が使い尽くされても、本発明の装置は再使用できることを意味する。
【００２６】
好ましい具体例では、容量可変な容器に所望量の第１流体が注入されたら、均圧化するまで、容量可変な容器への第１流体の流入を停止する。これにより、所定量の第１流体が本発明の装置に蓄えられる。第１流体を一定流量に保持する必要はない。
【００２７】
本発明の方法によれば、好ましくは、第１流体用に複数の流量調整器が用意され、それらの一つまたはそれ以上を選択して稼働させることにより、得られる流体混合物の濃度を変化させることができる。
【００２８】
一具体例において、第２流体についても複数の流量調整器が用意され、それらの一つまたはそれ以上を選択して稼働させることにより、得られる流体混合物の濃度と総流量を変化させることができる。これにより、出力される流体混合物の濃度調整が付加的に可能になるばかりでなく、全流量の調整も可能になる。この濃度調整と流量調整は、相互依存性であって差し支えない。
【００２９】
第１流体と第２流体は、実質的に等しい温度で、好ましくは、第１流量調整器及び第２流量調整器に供給される。これは、第１及び第２流体の流量が、絶対温度に関係なく、同じ比率に維持されていることを意味する。２つの流量調整器の温度も、好ましくは、第１流体及び第２流体のそれに等しい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
図１は本発明の好ましい実施例の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を例示の形で、以下に説明する。図１は本発明の好ましい実施例の略図である。
【００３２】
純粋な検体ガスの所定量または標準濃度にある希釈された検体ガス（例えば、一酸化炭素濃度１％の窒素／一酸化炭素混合物）は、その所定量が、外部供給源から入口４およびタップ１３経由で検体ガスチャンバ（保持チャンバ）１６に導入される。次いでタップ１３を閉じ、検体ガスチャンバ１６内の検体ガスの圧力を圧力計１８に表示させる。検体ガスチャンバ１６は、ブロック１１'（断面で表示）と可撓性隔膜１２との間に形成され、可撓性隔膜１２は、ブロックの周辺を密閉する。
【００３３】
検体ガスチャンバ１６の一つまたは複数の出口は、臨界オリフィス６，６'で構成されている。臨界オリフィスは、気体が音速で通過するオリフィスである。これは、入口でのガス圧が、出口でのガス圧の少なくとも２倍であるときに起こる。臨界オリフィスは、"音速ノズル"または"ソニック・ベンチュリ"としても知られている。臨界オリフィスから噴出する質量流量は、オリフィスの大きさと、上流側の絶対圧および絶対温度との関数である。
【００３４】
マトリックスガス（例えば窒素）を収めたシリンダ１は、圧力調整器３に接続され、マトリックスガスは、ここを介して調圧された圧力でマトリックスガスチャンバ１７に供給される。マトリックスガスチャンバ１７は、ブロック１１（断面で表示）と可撓性隔膜１２との間に形成され、可撓性隔膜１２は、ブロックの周辺を密閉する。マトリックスガスチャンバ１７の出口は、臨界オリフィス５で構成される。
【００３５】
臨界オリフィス５，６，６'が封じられると、ブロック１１，１１'内に密閉された調整内腔ができ、ここで、検体ガスとマトリックスガスとの良好な熱的接触が実現され、また、臨界オリフィス５，６，６'と、検体ガス及びマトリックスガスとが、実質的に等しい温度に維持される。ブロック１１，１１'は、好ましくは、金属製である。
【００３６】
好ましい実施例では、ブロック１１，１１'が一緒に、可撓性ダイヤフラム１２で分割される容量を取り囲んでいるのが分かる。可撓性ダイヤフラム１２は被分析ガス１６をマトリックスガスチャンバ１７から隔て、それぞれの容量を変化させることを可能とする。
【００３７】
臨界オリフィス５，６，６'は、それぞれの入口でのガス圧に比例する制御されたガス流を提供する。このガス流は、出力圧が入力圧のほぼ半分より小さければ、出口圧には依存しない。タップ１４，１５，１５'は臨界オリフィス５，６，６'の下流側に設けられている。これらのタップが開放されると、臨界オリフィス５，６，６'は制御ガス流を混合チャンバ７に供給する。この実施例では、混合チャンバ７は、３つの入口と、生成された気体混合物用の１つの入口を備えている。
【００３８】
上に説明した装置は、使用する気体種類に適した材料で組み立てられている。
装置の使用に際しては、最初に、所定量の検体ガスが、タップ１３を介して検体ガスチャンバ１６に充填される。検体ガスの充填前に、チャンバ１６とこれに関連する配管内に残留する気体が、外部ポンプ（図示省略）を使って排気、除去される。これは、検体ガスチャンバ１６が過去に保持していた気体によって、検体ガスが汚染されるのを最小限に抑えるためである。この工程は情況によって省略できる場合があり、例えば、同一の検体ガスをガスチャンバ１６に再充填するときがその例である。検体ガスを充填したら、タップ１３を閉める。
【００３９】
マトリックスガスの流量は、圧力調整器３を調整して設定（例えば、圧力５バール（０．５MPa）のガスを毎分１標準リットルの如く）される。この流量が、マトリックスガスチャンバ１７にかかるマトリックスガスの圧力を決める。マトリックスガスの圧力は、隔膜１２がブロック１１，１１'の内壁間を自在に移動できる範囲内に設定すべきであり、このことは当業者であれば理解されよう。タップ１４，１５，１５'を開けると、隔膜の位置が自動的に調整され、検体ガスチャンバ１６内の検体ガス圧とマトリックスガスチャンバ１７内のマトリックスガス圧とが等しくなる。
【００４０】
隔膜１２は極めて可撓性に富み、好ましくは、気体を通さない。隔膜はステンレス鋼などの薄い金属箔から作ることができ、また、ブロック１１，１１'の内面の形状にぴったりフィットするように作られている。この隔膜は、好ましくは、伸長でなく、屈曲及び折り曲げにより動く。従って、全ての臨界オリフィス５，６，６'は、実質的に同じガス入口圧を受け、これは圧力調整器３の出口圧に等しい。また、臨界オリフィス５，６，６'は、実質的に同じ温度にある。
【００４１】
マトリックスガスに添加する検体ガスの量（従って、ガス混合物の濃度）は、タップ１５，１５'を選択的に閉じることで変更することできる。
【００４２】
例えば、典型的なマトリックスガス圧である５バールで操作する場合、臨界オリフィス５を介して、混合チャンバ７に流れるマトリックスガスの流量は、１標準リットル／分である。タップ１５が開いていると、臨界オリフィス６は、１分当たり１標準ミリリットルの検体ガスを混合チャンバ７に送る。タップ１５'が開いていると、臨界オリフィス６'は、１分当たり２標準ミリリットルの検体ガスを混合チャンバ７に送る。タップ１５と１５'が両方開いていると、混合チャンバ７に送られる検体ガスの量は、１分当たり３標準ミリリットルである。
【００４３】
検体ガスチャンバ１６が１０００ユニット濃度の検体ガスで充填されている場合、表１に示す濃度のガス混合物を得ることができる。
【００４４】
【表１】
【００４５】
上記の構成には多様な利点がある。
【００４６】
構造がシンプルで、組み立て中に調整が要らず、操作に電源を必要としない。
【００４７】
検体ガスは装置内に収容され、操作中、別個の検体ガスシリンダを装着しておく必要がない。先行技術による調整器は、最小限の一定流量の検体ガスが必要で、ガスの消費量を増やし、常に検体ガスシリンダを装着させておく必要がある。これとは対照的に、本発明では、検体ガスが検体ガスチャンバ１６に収容されている。本発明の装置は、ごく少量の検体ガスが必要な高度の希釈に特に適している。
【００４８】
検体ガスは、制御された一定割合で、外部供給源からのマトリックスガスの調整可能なガス流に加えられる。この際の割合は、周辺温度やマトリックスガスの圧力や、或る限定条件での出口圧力などに実質的に依存しない。
【００４９】
可撓性の隔膜１２を使用することで、マトリックスガスおよび検体ガスのチャンバ１６，１７の容量が可変になり、そのためにマトリックスガスと検体ガスの圧力を実質的に均等にできる。圧力が等しければ、臨界オリフィス５，６，６'を通過するマトリックスガスと被分析ガスの流量は、絶対流動値に関係なく、実質的に同じ割合に保たれる。総出口流量を増やすためには、圧力だけを、従って、マトリックスガスの流量だけを調整すれば足りる。マトリックスガスチャンバ１７内のマトリックスガスの圧力が変化すると、検体ガスチャンバ１６内のガス圧も自動的に変化する。２つの気体流量を別々に調整する従来技術によるシステムでは、流量の割合に微妙な変化を生じ、生成する気体混合物の最終濃度が不正確になる原因となる。別の従来技術によるシステムでは、検体ガスとマトリックスガスの圧力を均一にするのに差圧調整器を利用する。この類の調整器は、構造が相対的に複雑で、操作に伴う圧力差が不可避であり、正確に、均一圧力を実現することはできない。
【００５０】
可撓性隔膜１２は、曲げと屈曲（伸縮ではない）によって動くため、圧力の均一化に、隔膜１２の表面間の圧力差を特に必要としない。
【００５１】
臨界オリフィス５，６，６'の使用は、気体の質量流量が、上流側の絶対圧に比例して下流側の圧力とは無関係であるという理由で好都合である。従って、生成するガスの濃度は、マトリックスガスの圧力にだけ依存することになる。マトリックスガスの流量と検体ガスの流量は、どちらもマトリックスガスの圧力に比例するので、装置から出る気体の総流量は、両ガスの混合割合を自動的に同じ割合に維持しながら、マトリックスガスの圧力を調整することで変動させることができる。
【００５２】
本発明の装置は、１個のシリンダしか使用しない場合（すなわち、ガス濃度が一律の場合）は、割高であるが、ガス濃度が多岐に亘る場合は、費用効率が順次改善される。その理由は、濃度の異なるガス混合物は、濃度が異なる毎に個別のガス供給源を用いなくても、２つのガス供給源を用いるだけで生成させることができるためである。
【００５３】
本発明の装置は、一つだけで、ガス種及びその濃度が単一である気体混合物を生成できるほか、ガス種が複数で濃度も様々な気体混合物を生成することができる。
【００５４】
装置が適正に較正されれば、検体ガスが添加される予定の気体混合物を、マトリックスガスと置き換えることができる。
【００５５】
圧力計１８は、正確な量の検体ガスが検体ガスチャンバ１６に充填されたことを、プリセットした圧力を表示することで示し、また、全ての検体ガスが排出されたことを、圧力ゼロを表示することで示す。
【００５６】
本発明の装置は、シリンダで安定して保存できる濃度より低濃度の気体混合物を製造できる。
【００５７】
上記の実施例に様々な修正を加えることができる。
【００５８】
本発明の装置は、一部または全ての構成要素を収容するためのハウジングを備えても構わない。例えば、マトリックスガスシリンダ１を除く全ての構成要素を、ハウジングに収めることができる。この場合のハウジングは、マトリックスガスシリンダ１に取付けでこれに支持させるのに好適なボックス型とすることができる。
【００５９】
臨界オリフィス５，６，６'の代わりに、毛細管を使ってガスの流量を制御することもできる。しかし、気体の流量は、上流側の圧力だけでなく下流側の圧力にも依存するので、毛細管の使用はあまり好ましくない。その他の流量制限器を使用することもできる。
【００６０】
非臨界オリフィスも使用できる。これらは音速以下の速度で操作する。
【００６１】
検体ガスチャンバ１６の下流に臨界オリフィスとタップを付加的に設けて、気体混合物の濃度調整範囲を広げることができる。一連の臨界オリフィスを使用する場合、好ましくは、各々のオリフィスは、隣接オリフィスの２倍の流量を通過させる。どの対応タップを開くかを選択することで、より広い範囲で異なる濃度の検体ガスを入手することができる。
【００６２】
マトリックスガスチャンバ１７の下流に臨界オリフィスとタップを付加的に設けて、気体混合物の濃度と総排出量の調整範囲を広げることができる。
【００６３】
上記の可撓性隔膜１２は、検体ガスチャンバ１６の容量を変動させるための好ましい手段であるが、その他の構成も使用できる。
【００６４】
真空ポンプを使わずに検体ガスチャンバ１６を充填する方法では、タップ１３を大気に開き、マトリックスガスの圧力で隔膜１２を検体ガスチャンバ１６内に完全に偏向させる。これにより、検体ガスチャンバの容量が最小となり、当該チャンバに先に収容されていた気体の大部分が排出される。これに続いて、タップ１５，１５'を開き、検体ガスをタップ１３に接続させ、外部供給源から検体ガスチャンバ１６に検体ガスを流入させ、検体ガスチャンバ１６内に残留するガスがそっくり排出されるまで、臨界オリフィス６，６'に検体ガスを通過させる。次に、検体ガス及びマトリックスガスの流通を停止して、タップ１４を開き、マトリックスガスチャンバ１７内の圧力を大気圧まで下げる。次に、タップ１５，１５'を閉じ、検体ガスを所望圧力に達するまでタップ１３を介してチャンバ１６に送る。圧力計１８が所望圧力への到達を表示したら、タップ１３を閉じ、検体ガス供給源との接続を断つ。これで、装置の使用準備が整う。
【００６５】
別の実施例では、所定の圧力および量で検体ガスが収納されているシリンダが、入口４に装着される。この例ではタップ１３を省略することができ、これに代えてシリンダが使用される。検体ガスシリンダを接続する前に、マトリックスガスの圧力で隔膜１２をブロック１１'の内面に押し付け、残留ガスの大部分を排出させる。
【００６６】
ユーザが自分で検体ガスチャンバ１６を充填しても差し支えないが（すなわち、装置の最充填／再使用が可能であるが）、装置は検体ガスで予め充填させられる。予め充填する場合には、ユーザが使用する検体ガスの入口を設けても差し支えない。
【００６７】
マトリックス圧力調整器３は、装置から独立させても構わない。
【００６８】
好ましくは、被分析ガス源は、標準濃度である。
【００６９】
上記した本発明の装置によれば、装置を流れる第２流体に、所定割合の第１流体を添加することで、いろいろな濃度の流体混合物を得ることができる。流体混合物の濃度は、検体ガスの濃度及び流量調整器の特性に正確に合致する。既存の技術では、外部シリンダからの検体ガスを連続的に流す必要があり、ガス流を個別に調整しなければならないので、最終濃度が不正確になる恐れがある。
【００７０】
本願の優先権主張の基礎となる英国特許出願ＧＢ０７０２２７３．４号の記載内容ならびにこの出願の要約の内容を、本明細書に援用する。
【図１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体と第２流体の混合物を生成するための装置であって、
第１流体用の保持チャンバ（１６）と、この保持チャンバから混合チャンバ（７）に流れる第１流体の流量を制御する第１流量調整器（６，６'）と、
第２流体用の入口と、混合チャンバ（７）への第２流体の流量を制御する第２流量調整器（５）と、
第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整し、第１流量調整器と第２流量調整器にかかる第１流体の圧力と第２流体の圧力が実質的に等しくなるようにする均圧手段（１１'，１２，１６）と、
を備えた前記の流体混合物生成装置。
【請求項２】
前記の均圧手段が、容量可変な容器である保持チャンバ（１６）を備え、容量可変な容器の容量が、第２流体の圧力によって変化できるように、当該容器が配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
容量可変な容器（１６）が、第２流体の圧力に応答する可撓性隔膜（１２）を含み、当該隔膜の動きが、容量可変な容器の容量を変化させる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第１流量調整器（６，６'）が保持チャンバの出口に設けられ、第２流量調整器（５）が第２流体用のチャンバ（１７）の出口に設けられる請求項１、２、３の何れかに記載の装置。
【請求項５】
流量調整器（５，６，６'）が臨界オリフィスである前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項６】
複数の流量調整器（５，６，６'）が、第１流体用出口及び／又は第２流体用出口の下流に配置される前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項７】
第１及び第２流体の温度を実質的に等しい温度に保つ温度調整手段を含む前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項８】
第１流量調整器と第２流量調整器とが、互いに密に熱的接触するか、あるいは第１流体及び第２流体と密に熱的接触するように配置されている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
保持チャンバ（１６）が、封鎖可能で、第１流体の供給源と接続可能な入口（４）を備える前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１０】
内部で第１流体と第２流体が混合して混合物を形成する混合チャンバ（７）を備える前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１１】
第１及び第２流体の混合物を生成するための方法であって、
第１流体を収容する保持チャンバ（１６）を用意し、保持チャンバ内の第１流体の圧力を第２流体圧力によって調整して第１流体及び第２流体の圧力を実質的に均一化し、実質的に等しい圧力で第１流体及び第２流体をそれぞれ第１流量調整器（６，６'）及び第２流量調整器（５）に供給することで、それぞれの流量調整器から出る第１流体と第２流体の比率を実質的に一定に保つことを包含する前記の混合物生成法。
【請求項１２】
第１流体と第２流体を混合チャンバ（７）への供給することを包含する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
保持チャンバ（１６）が容量可変な容器であり、第２流体を使って第１流体及び第２流体の圧力を選択された圧力に均一化して、容量可変な容器の容量を減少させ、これにより、第１流体圧力を選択された圧力まで上昇させる請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
選択された圧力が予め設定されている請求項１１、１２、１３の何れかに記載の方法。
【請求項１５】
第１流体で保持チャンバ（１６）を満たす請求項１１〜１４の何れかに記載の方法。
【請求項１６】
所望量の第１流体が注入されたら、容量可変な容器（１６）への第１流体の流入を停止し、均圧の間は、容量可変な容器には第１流体を流入させない請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１流体用に複数の流量調整器（６，６'）を設け、稼働させる流量調整器を選択することで、生成する流体混合物の濃度を加減する請求項１１〜１６の何れかに記載の方法。
【請求項１８】
第２流体用に複数の流量調整器（５）を設け、稼働させる流量調整器を選択することで、生成する流体混合物の全流量と濃度を加減する請求項１１〜１７の何れかに記載の方法。
【請求項１９】
第１流体と第２流体を、実質的に等しい温度で第１流量調整器（６，６'）と第２流量調整器（５）に供給する請求項１１〜１８の何れかに記載の方法。
【請求項２０】
流体混合物を生成するための装置であって、
第１流体用の保持チャンバ（１６）と、この保持チャンバから混合チャンバへの第１流体の流量を制御する第１流量調整器（６，６'）と、
第２流体用の出口と、混合チャンバへの第２流体の流量を制御する第２流量調整器（５）と、
第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整し、第１及び第２流量調整器にかかる第１流体及び第２流体の圧力が、実質的に等しくなるようにする均圧手段（１１'，１２，１６）と、
を備えた流体混合物生成装置。
【請求項２１】
流体混合物を生成するための方法であって、第１流体を収容する保持チャンバ（１６）を用意し、第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整することで、第１流体と第２流体の圧力を実質的に均一化し、第１流体及び第２流体を実質的に等しい圧力でそれぞれ第１流量調整器（６，６'）及び第２流量調整器（５）に供給することで、
それぞれの流量調整器から出る第１流体／第２流体の比率を実質的に一定に保つことを包含する前記の流体混合物生成方法。
【請求項１】
第１流体と第２流体の混合物を生成するための装置であって、
第１流体用の保持チャンバ（１６）と、この保持チャンバから混合チャンバ（７）に流れる第１流体の流量を制御する第１流量調整器（６，６'）と、
第２流体用の入口と、混合チャンバ（７）への第２流体の流量を制御する第２流量調整器（５）と、
第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整し、第１流量調整器と第２流量調整器にかかる第１流体の圧力と第２流体の圧力が実質的に等しくなるようにする均圧手段（１１'，１２，１６）と、
を備えた前記の流体混合物生成装置。
【請求項２】
前記の均圧手段が、容量可変な容器である保持チャンバ（１６）を備え、容量可変な容器の容量が、第２流体の圧力によって変化できるように、当該容器が配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
容量可変な容器（１６）が、第２流体の圧力に応答する可撓性隔膜（１２）を含み、当該隔膜の動きが、容量可変な容器の容量を変化させる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第１流量調整器（６，６'）が保持チャンバの出口に設けられ、第２流量調整器（５）が第２流体用のチャンバ（１７）の出口に設けられる請求項１、２、３の何れかに記載の装置。
【請求項５】
流量調整器（５，６，６'）が臨界オリフィスである前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項６】
複数の流量調整器（５，６，６'）が、第１流体用出口及び／又は第２流体用出口の下流に配置される前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項７】
第１及び第２流体の温度を実質的に等しい温度に保つ温度調整手段を含む前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項８】
第１流量調整器と第２流量調整器とが、互いに密に熱的接触するか、あるいは第１流体及び第２流体と密に熱的接触するように配置されている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
保持チャンバ（１６）が、封鎖可能で、第１流体の供給源と接続可能な入口（４）を備える前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１０】
内部で第１流体と第２流体が混合して混合物を形成する混合チャンバ（７）を備える前記請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１１】
第１及び第２流体の混合物を生成するための方法であって、
第１流体を収容する保持チャンバ（１６）を用意し、保持チャンバ内の第１流体の圧力を第２流体圧力によって調整して第１流体及び第２流体の圧力を実質的に均一化し、実質的に等しい圧力で第１流体及び第２流体をそれぞれ第１流量調整器（６，６'）及び第２流量調整器（５）に供給することで、それぞれの流量調整器から出る第１流体と第２流体の比率を実質的に一定に保つことを包含する前記の混合物生成法。
【請求項１２】
第１流体と第２流体を混合チャンバ（７）への供給することを包含する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
保持チャンバ（１６）が容量可変な容器であり、第２流体を使って第１流体及び第２流体の圧力を選択された圧力に均一化して、容量可変な容器の容量を減少させ、これにより、第１流体圧力を選択された圧力まで上昇させる請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
選択された圧力が予め設定されている請求項１１、１２、１３の何れかに記載の方法。
【請求項１５】
第１流体で保持チャンバ（１６）を満たす請求項１１〜１４の何れかに記載の方法。
【請求項１６】
所望量の第１流体が注入されたら、容量可変な容器（１６）への第１流体の流入を停止し、均圧の間は、容量可変な容器には第１流体を流入させない請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１流体用に複数の流量調整器（６，６'）を設け、稼働させる流量調整器を選択することで、生成する流体混合物の濃度を加減する請求項１１〜１６の何れかに記載の方法。
【請求項１８】
第２流体用に複数の流量調整器（５）を設け、稼働させる流量調整器を選択することで、生成する流体混合物の全流量と濃度を加減する請求項１１〜１７の何れかに記載の方法。
【請求項１９】
第１流体と第２流体を、実質的に等しい温度で第１流量調整器（６，６'）と第２流量調整器（５）に供給する請求項１１〜１８の何れかに記載の方法。
【請求項２０】
流体混合物を生成するための装置であって、
第１流体用の保持チャンバ（１６）と、この保持チャンバから混合チャンバへの第１流体の流量を制御する第１流量調整器（６，６'）と、
第２流体用の出口と、混合チャンバへの第２流体の流量を制御する第２流量調整器（５）と、
第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整し、第１及び第２流量調整器にかかる第１流体及び第２流体の圧力が、実質的に等しくなるようにする均圧手段（１１'，１２，１６）と、
を備えた流体混合物生成装置。
【請求項２１】
流体混合物を生成するための方法であって、第１流体を収容する保持チャンバ（１６）を用意し、第２流体の圧力によって保持チャンバ内の第１流体の圧力を調整することで、第１流体と第２流体の圧力を実質的に均一化し、第１流体及び第２流体を実質的に等しい圧力でそれぞれ第１流量調整器（６，６'）及び第２流量調整器（５）に供給することで、
それぞれの流量調整器から出る第１流体／第２流体の比率を実質的に一定に保つことを包含する前記の流体混合物生成方法。
【公表番号】特表２０１０−５１７７４４（Ｐ２０１０−５１７７４４Ａ）
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４７７４６（Ｐ２００９−５４７７４６）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００４８９４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９６１０１
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０９２２０２２０）ザ セクレタリー オブ ステート フォー トレード アンド インダストリー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００４８９４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９６１０１
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０９２２０２２０）ザ セクレタリー オブ ステート フォー トレード アンド インダストリー (1)
【Ｆターム（参考）】
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