液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器
【課題】本発明の目的は、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、液化高圧ガスを導入するときの処理室昇圧時の試料破損を防止できる液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器を提供することにある。
【解決手段】本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な液化高圧ガス供給とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、特許文献１に示される従来の液化高圧ガス供給装置の一例を示す装置の模式断面図である。処理室６０１は液化高圧ガス６０９を充填できる強度を有する圧力容器であり、内部に被処理物６０７を内包できる容積と、内部に処理物６０７を設置できる開閉機構を有している。
【０００３】
液化高圧ガス貯蔵容器６０３はサイフォン管を有し、内部に液化高圧ガス６０４を貯蔵している。サイフォン管６０５は逆止機能付き開閉弁６０６を介して高圧ポンプ６０２に配管されており、更に処理室６０１に配管される。
【０００４】
図５において、液化高圧ガス貯蔵容器６０３のバルブ６０６を開放すると、サイフォン管６０５を介して液化高圧ガス６０４は処理室６０１の内部に導入される。このとき、高圧ポンプ６０２の液化高圧ガス貯蔵容器６０３との接続口の圧力は、液化高圧ガス貯蔵容器６０３の内部圧力と同じ圧力である。
【０００５】
また、処理室６０１内部空間への被処理物６０７の設置は、大気下で行うため、バルブ６０６開放直前、処理室内部は大気圧である。液化高圧ガス６０４は、処理室６０１内部と高圧液化ガス貯蔵容器６０３の圧力差で膨張し、一部又は大半が気化しながら液化高圧ガス貯蔵容器６０３と同じ圧力まで充填される。
【０００６】
液化高圧ガス貯蔵容器６０３と処理室６０１の圧力差はほぼ同じとなった時点から高圧ポンプ６０２を駆動して液化高圧ガス６０４を処理室６０１の圧送（吐出）して、高圧ガス貯蔵容器６０３の内部圧力以上の所定の圧力へ昇圧する。
【０００７】
図６（ａ）は、高圧ポンプ動作中の、ピストンが下死点の位置の高圧ポンプの断面図である。シリンダー２０８は、液化高圧ガス２０６とその飽和蒸気で満たされるが、液化高圧ガスの占有比率が著しく低い状態を示している。図６（ｂ）は、この状態でピストン２０７が上死点まで移動した場合の断面を示す。
【０００８】
基本的に、ピストン２０７が上死点にある場合と、下死点にある場合のシリンダー２０６の容積差の分だけポンプ外に吐出されるため、シリンダー２０７の気液比率をポンプの吐出能力に乗じた圧送液量しか得ることができないことが、前述した、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない原因である。
【０００９】
従って、この問題は、ピストン２０７が下死点に在る場合の、シリンダー２０８内の液化高圧ガス２０６の占有率を高くすれば解決できる。具体的には、液化高圧ガス貯蔵容器６０３には逆止機能（逆止弁）を内蔵した逆止機能付開閉弁６０６を有し、液化高圧ガス貯蔵容器６０３と処理室６０１の圧力が同じになると、高圧ポンプ６０２の逆止弁２０４の作動圧差によって閉じた状態となり、シリンダー２０８に供給される液化高圧ガスが著しく少なくなり、具体的には数パーセント以下の液化高圧ガス占有率となることが原因である。
【００１０】
液化高圧ガス６０４を処理室６０１に導入する際に、液化高圧ガス貯蔵容器６０３の逆止機能付開閉弁６０６を開放すると、サイフォン管６０５を介して液化高圧ガス６０４は処理室６０１の内部に導入される。導入の初期段階（特には、高圧ガス貯蔵容器の内部圧力と処理室の圧力差が高圧ガス貯蔵容器の２０％程度以上存在する間）において、液化高圧ガスが被処理物に噴射され破損する問題があった。
【００１１】
バルブ６０６と処理室６０１を接続する配管に流路抵抗を設置すれば液化高圧ガスの噴射による衝撃を回避できるが、衝撃を回避できるだけの流路抵抗は、液化高圧ガスを処理室に導入・供給するときには妨げとなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２-３１８０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、液化高圧ガスを設定圧力まで処理室に充填するには、液化高圧ガス貯蔵容器に貯蔵している液化高圧ガスを、高圧ポンプや圧縮機（コンプレッサー）を用いて液化高圧ガスを設定圧力まで処理室に圧送していた。しかし、処理室へ液化高圧ガスを充填する場合には以下に示す問題が存在していた。
（１）設定圧力まで昇圧するために時間を要する。
【００１４】
具体的な例として、純度９９．９９％以上の高純度液化二酸化炭素を３０ｋｇ充填したサイフォン式液化二酸化炭素ボンベから、最大４００ｍｌ／分の液送能力を有するプランジャー式の高圧ポンプを使用して、４００ｍl／分の液化二酸化炭素を圧送して、容積２０００ｍｌの処理室を１０ＭＰａまで昇圧するために約７分から３０分間程度の時間を要している。昇圧時間の差は、ボンベの充填率とボンベを設置する周囲温度に起因する差である。
（２）設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない。
【００１５】
具体的な例として、（１）と同様の構成で、容積２０００ｍｌの処理室を１０ＭＰａまで昇圧した後、同ポンプの流量設定を１００ｍｌ／分に変更する。処理室は背圧弁を装備してあり、設定圧力を超えて処理室に圧送される液化二酸化炭素と同じ量の処理室内の二酸化炭素は背圧弁から処理室外に排出され、処理室内は設定圧力で保持される。
【００１６】
高圧ポンプと処理室の間にコリオリ式流量計を接続して、設定圧力（１０ＭＰａ）到達後の高圧ポンプが圧送する液化二酸化炭素の流量（質量）を測定したところ、１〜５ｍｌ／分（温度２３℃の液化二酸化炭素換算）程度の流量しか得られないことが分かった。（１）の問題点と同じ原因である。
（３）液化高圧ガス貯蔵容器内圧までの処理室の昇圧時の試料破損。
【００１７】
液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力までの処理室の昇圧は、基本的に液化高圧ガス貯蔵容器と処理室間の配管、配管継手、バルブ等の部品の流路抵抗に依存する。昇圧時間の短縮を図るために流路抵抗を小さくすると、処理室内に設置した試料への液化高圧ガスの衝撃が大きくなり試料が破損すことがあった。他方、流路抵抗を大きくすると、液化高圧ガスの衝撃は実用上問題ない程度に低減できるが昇圧に時間を要するという問題があった。
【００１８】
以上のように、従来技術においては、設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、及び設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できないという課題と、液化高圧ガス貯蔵容器内圧までの処理室の昇圧時の試料破損を回避ができないものであった。
【００１９】
本発明の目的は、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、液化高圧ガスを導入するときの処理室昇圧時の試料破損を防止できる液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することを特徴とする。
【００２１】
前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器に設けられた非逆止機能開閉弁を通して前記第１系統及び前記第２系統に流出させること、又、前記液化高圧ガスを前記第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が前記液化高圧ガス貯蔵容器内の圧力よりやや低い同等になった後、前記第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することができる。
【００２２】
前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器内の底部より流入し、前記第１系統及び第２系統に流出させること、又、前記処理室に設けられた背圧弁等の圧力調整機能により、前記高圧ポンプによって前記液化高圧ガスを供給している間も前記設定圧力を保持することができる。
【００２３】
本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理装置において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを前記処理室に流路抵抗を介して流入させる第１系統と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統とを有することを特徴とする。
【００２４】
前記液化高圧ガス貯蔵容器は、その外部に突出しその内部の底部に達するサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有すること、又、前記高圧ポンプはその高圧力部を冷却する冷却構造を有することができる。
【００２５】
前記高圧ポンプと処理室との間の配管に加熱機能を設け液化高圧ガスを気化させてから前記設定圧力まで前記処理室に充填すること、前記処理室は背圧弁等の圧力調整機能を有すること、前記前記高圧ポンプ及び流路抵抗には前記液化高圧ガス貯蔵容器側にコントローラからの指示によって自動的に駆動する自動弁を設けることができる。
【００２６】
本発明は、液化高圧ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器に設けられその外に突出しその内部の底部に達するサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とする液化高圧ガス貯蔵容器にある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、処理室に液化高圧ガスを導入するときの昇圧に際し、試料破損を防止できる液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は本発明の液化高圧ガス供給装置の一例を示す断面図である。処理室４０１は、液化高圧ガスを設定圧力で充填できる強度を有する圧力容器であり、内部に被処理物６０７を内包できる容積と、内部に被処理物４０７を設置できる支持台と、その容器を下部と上部の蓋を有する開閉機構を有している。
【００２９】
本実施例の液化高圧ガス供給装置は、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と、液化高圧ガス貯蔵容器４０３内に設けられたサイフォン管４０５と、サイフォン管４０５に設けられた逆止機能の無い開閉弁である非逆止機能開閉弁４０６と、開閉ハンドル４１５とを有し、更に、コントローラからの指示により圧縮空気によって自動的に駆動する自動弁４１１、コントローラからの指示により駆動するニードル弁により構成される流路抵抗４１０を介して処理室６０１に配管接続され、処理室４０１に配管される第１系統と、コントローラからの指示により圧縮空気によって自動的に駆動する自動弁４１２を介して高圧ポンプ４０２に配管接続され、処理室４０１に配管される第２系統との処理室４０１への二つの高圧液化ガス供給流路を装備している。液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内部には液化高圧ガス４０４を貯蔵している。
【００３０】
処理室４０１は、背圧弁４０８に接続してあり、設定圧力を超えて処理室４０１に圧送される液化高圧ガス４０９と同じ量の処理室４０１内の液化高圧ガス４０９を背圧弁４０８から処理室４０１外に排出され、処理室４０１内は設定圧力を保持できる機能を有している。
【００３１】
高圧ポンプ４０２と処理室４０１との間の配管に加熱ヒータを巻きつけ、処理室４０１を超臨界状態にした後に、加熱によって液化高圧ガスを気化させて設定圧力まで処理室４０１に充填することができる。
【００３２】
以下、液化高圧ガスを液化二酸化炭素、液化高圧ガス貯蔵容器をサイフォン式液化二酸化炭素ボンベとした場合を例に説明する。
【００３３】
図２は、処理室へ液化二酸化炭素を充填して、液化二酸化炭素で洗浄または乾燥する場合の各工程の処理室における圧力変化の例を示す図である。図２の圧力変化と図１の液化高圧ガス供給装置を用いて一連の工程との関係を以下説明する。
【００３４】
図２において、Ａ点では、大気圧下で被処理物４０７を処理室４０１に設置した後、処理室４０１を密閉状態にする。自動弁４１２を閉じ、自動弁４１１を開く。流路抵抗４１０は約０．０１のＣＶ値を持たせてあるが、この値の０〜１００％の範囲で可変としてある。
【００３５】
図２において、Ａ点からのＢ点までの昇圧工程の圧力変化は、液化二酸化炭素ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器ボンベ４０３の頭部に設けられた開閉ハンドル４１５によって頭上弁４０６を開くと、液化二酸化炭素の液化高圧ガス４０４はサイフォン管４０５を通り流路抵抗４１０を介する第１系統を通して徐々に処理室４０１に充填される。処理室４０１の容積を１０００ｍｌとした場合、約６０秒程度で処理室４０１の内部圧力は液化高圧ガス貯蔵容器４０３と同じ約６ＭＰａとなる。処理室４０１は室温（約２５℃）であり、このとき処理室４０１は約７０％の液化二酸化炭素とその飽和蒸気である高圧二酸化炭素との液化高圧ガス４０９で充填される。図に示すように、処理室４０１の圧力は、最初は緩やかに上昇するがその後急激に上昇する。
【００３６】
図２のＢ点からＣ点までの高圧ポンプ４０２による昇圧工程の圧力変化は、処理室４０１の内部圧力が液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内圧６ＭＰａよりやや低いがほぼ同じ圧力５ＭＰａとなったら自動弁４１１を閉じ、自動弁４１２を開いてから高圧ポンプ４０２を使用する第２系統を通して、液化二酸化炭素を処理室４０１へ圧送し１０ＭＰａまで昇圧する。
【００３７】
高圧ポンプ４０２の吐出能力は４００ｍｌ／分であるが、高圧ポンプ４０２内のシリンダー内で一部が気化するため吐出効率が低下するが、高圧ポンプ４０２の高圧力部の外部は室温の水を循環させて冷却することで、吐出効率の低下を低減して、１０ＭＰａまでの昇圧に約６０秒を要する。図に示すように、処理室４０１の圧力は、最初は緩やかに上昇するがその後急激に上昇する。
【００３８】
Ａ点からのＢ点までの昇圧工程及びＢ点からＣ点までの昇圧工程の圧力変化はいずれも放物線に沿って上昇する。
【００３９】
図２のＣ点からＤ点までの処理工程は、更に高圧ポンプ４０２で処理室４０１に液化二酸化炭素の供給を１０分間継続させる。設定圧力の１０ＭＰａを超えて処理室４０１に供給される液化二酸化炭素は、背圧弁４０８から排出され、処理室４０１は設定圧力で保たれる。この処理工程で、液化二酸化炭素の温度を３１．１℃以上に加熱すると、処理室４０１内の液化二酸化炭素は超臨界状態となり、所謂、超臨界乾燥または超臨界洗浄と言われる処理を行うことができる。
【００４０】
図２のＤ点からＥ点までの減圧工程の圧力変化は、処理工程での１０分経過後、自動弁４１１、４１２を閉じ、高圧ポンプ４０２を停止した後、自動弁４１３を開いて減圧弁４１４から徐々に二酸化炭素が排出され、３００秒で大気圧となり、一連の処理工程が終了する。
【００４１】
図３は液化高圧ガスを圧送するための高圧ポンプの断面図である。高圧ポンプボディ１０１は、液化高圧ガスを充填できる強度を有しており、液化高圧ガス貯蔵容器４０３との接続口１０２、処理室４０１との接続口１０３、液化高圧ガス１０６を一時的に充填する円柱状の空間を持つシリンダー１０８、シリンダー内の高圧液化ガス１０６を充填したままシリンダー１０８の容積を可変にすることでシリンダ内の液化高圧ガス１０６を吐出させるピストン１０７から構成される。
【００４２】
シリンダー１０８と液体高圧ガス貯蔵容器４０３側との接続口１０２の間には逆止弁１０４を、シリンダー１０８と処理室４０１との接続口１０３の間には逆止弁１０５をそれぞれ装備しており、いずれの逆止弁１０４、１０５も同じ方向に液化高圧ガス１０６を流出すれように動作するものである。又、図中の高圧ポンプボディ１０１は、ピストン１０７の往復運動に伴う摩擦熱と液化高圧ガス１０６の吐出に伴う圧縮熱によって高温になり、液化高圧ガス１０６の圧送効率が低下するので、その頭部に冷媒を流通させて冷却する冷却体を設け、その温度を低めることにより圧送効率を高めることができる。
【００４３】
図３（ａ）は、ピストン１０７が下死点の位置に有る場合、図３（ｂ）はピストン１０７が上死点に有る場合を示している。ピストン１０７が上死点にある場合と下死点にある場合のシリンダー１０８の容積差の分だけポンプ外に吐出される構造であることを示す。シリンダー１０６の容器とピストン１０７の単位時間あたりのストローク数で設定量の吐出量すなわちポンプ流量が得られる。
【００４４】
図４は、逆止弁の基本構造を示す断面図である。図３の高圧ポンプに装備している逆止弁１０４、１０５、逆止弁２０４、２０５の基本構造を示す断面図である。逆止弁のボディ３０４は、液化高圧ガスを充填できる強度を有しており、シール３０１、バネ３０３を介して逆止弁ボディ３０４に装着されるプレート３０２から構成される。
【００４５】
図４（ａ）は、位置Ａより位置Ｂの方が圧力が高い場合のプレート３０２の位置を示している。圧力差によりプレート３０２は、シール３０１に押付けられ、位置Ｂから位置Ａ方向への流れを発生させない。
【００４６】
図４（ｂ）は、位置Ａより位置Ｂの方が圧力が低い場合のプレート３０２の位置を示している。プレート３０２は、シール３０１に押付けられることなく、位置Ａから位置Ｂの方向への流れを妨げることは無い。
【００４７】
前述の図６に示すように、ピストン２０７が上死点にある場合と下死点にある場合のシリンダー２０６の容積差の分だけポンプ外に吐出されるため、シリンダー２０７の気液比率をポンプの吐出能力に乗じた圧送液量しか得ることができないことが、前述した、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない原因である。従って、この問題は、ピストン２０７が下死点に在る場合の、シリンダー２０８内の液化高圧ガス２０６の占有率を高くすれば解決できる。
【００４８】
即ち、液化高圧ガス４０４を貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器４０３と、その液化高圧ガス４０４を処理室４０１に圧送する高圧ポンプ４０２とを有する高圧ガス処理装置において、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と高圧ポンプ４０２を接続する配管に逆止弁を無くせばよいので、前述の図１に示す逆止機能の無い開閉弁である頭上弁４０６とするものである。
【００４９】
また、高圧ポンプ４０２による脈動は、図１の構成において、高圧ポンプ４０２を複数に並列設置して位相を変えることで解消できる。
【００５０】
高圧ポンプ４０２はピストン１０７とシリンダー１０６の擦動による摩擦によりシリンダー１０６の温度が上昇して、液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内部圧力と同じであっても、温度差に起因する気液比率が低下するため高圧ポンプ４０２の高圧ポンプボディー１０１を冷却するのは有効である。
【００５１】
液化高圧ガス４０４を処理室４０１に導入する際の液化高圧ガス４０３の被処理物４０７への衝撃の大きさは、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と処理室４０１の圧力差に依存する。従って、液化高圧ガス４０４を処理室４０１へ導入を開始した瞬間が最も大きく、以後、圧力差が小さくなるに従い衝撃は問題とならなくなる。液化高圧ガス貯蔵容器４０３と処理室４０１内の圧力差が被処理物４０７を破壊する圧力差を有している間のみ、液化高圧ガス４０４を第１系統の流路抵抗４１０を介して処理室４０１へ導入し、圧力差が被処理物４０７の破損に至らない圧力差となった場合には流路抵抗４１０を設けていない第２系統に切り換えて高圧ポンプ４０２を通して液化高圧ガス４０４を処理室４０１へ供給するように２系統以上有することで、液化高圧ガス貯蔵容器４０３内圧までの処理室４０１の昇圧時の被処理物４０７の破損を解決できる。
【００５２】
本実施例は、液化高圧ガス貯蔵容器４０３から液化二酸化炭素を吐出能力４００ｍｌ／分の高圧ポンプ４０２を用いた小規模かつ単純な装置構成で、大気圧から１０ＭＰａまでの昇圧を１２０から２００秒程度の短時間で行うことができ、且つ、液化二酸化炭素を処理室４０１に導入するときの衝撃による被処理物４０７の破壊を防ぐことができるものである。
【００５３】
以上のように、本実施例によれば、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、処理室に液化高圧ガスを導入するときの昇圧に際し、試料破損を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の液化高圧ガス供給装置の断面図である。
【図２】本発明の液化高圧ガス供給時の処理室の圧力変化を示す処理工程との関係を示す線図である。
【図３】本発明に係る高圧ポンプの断面図である。
【図４】本発明に係る逆止弁の模式断面図である。
【図５】従来の液化高圧ガス供給装置の断面図である。
【図６】高圧ポンプの吐出機構に供給される液化高圧ガスの大半が気化することを示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１…高圧ポンプボディ、１０２、１０３、２０２、２０３…接続口、１０４、１０５…逆止弁、１０８、２０８…シリンダー、１０７、２０７…ピストン、２０１…高圧ポンプボディ、１０６、２０６、２０９、４０４、４０９、６０４、６０９…液化高圧ガス、３０１…シール、３０２…プレート、３０３…バネ、３０４…逆止弁ボディ、４０１、６０１…処理室、４０２、６０２…高圧ポンプ、４０３、６０３…液化高圧ガス貯蔵容器、４０５、６０５…サイフォン管、４０６…非逆止機能開閉弁、４０７、６０７…被処理物、４０８、６０８…背圧弁、４１０…流路抵抗、４１１、４１２、４１３…自動弁、４１４…減圧弁、４１５…開閉ハンドル、６０７…逆止機能付き開閉弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な液化高圧ガス供給とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、特許文献１に示される従来の液化高圧ガス供給装置の一例を示す装置の模式断面図である。処理室６０１は液化高圧ガス６０９を充填できる強度を有する圧力容器であり、内部に被処理物６０７を内包できる容積と、内部に処理物６０７を設置できる開閉機構を有している。
【０００３】
液化高圧ガス貯蔵容器６０３はサイフォン管を有し、内部に液化高圧ガス６０４を貯蔵している。サイフォン管６０５は逆止機能付き開閉弁６０６を介して高圧ポンプ６０２に配管されており、更に処理室６０１に配管される。
【０００４】
図５において、液化高圧ガス貯蔵容器６０３のバルブ６０６を開放すると、サイフォン管６０５を介して液化高圧ガス６０４は処理室６０１の内部に導入される。このとき、高圧ポンプ６０２の液化高圧ガス貯蔵容器６０３との接続口の圧力は、液化高圧ガス貯蔵容器６０３の内部圧力と同じ圧力である。
【０００５】
また、処理室６０１内部空間への被処理物６０７の設置は、大気下で行うため、バルブ６０６開放直前、処理室内部は大気圧である。液化高圧ガス６０４は、処理室６０１内部と高圧液化ガス貯蔵容器６０３の圧力差で膨張し、一部又は大半が気化しながら液化高圧ガス貯蔵容器６０３と同じ圧力まで充填される。
【０００６】
液化高圧ガス貯蔵容器６０３と処理室６０１の圧力差はほぼ同じとなった時点から高圧ポンプ６０２を駆動して液化高圧ガス６０４を処理室６０１の圧送（吐出）して、高圧ガス貯蔵容器６０３の内部圧力以上の所定の圧力へ昇圧する。
【０００７】
図６（ａ）は、高圧ポンプ動作中の、ピストンが下死点の位置の高圧ポンプの断面図である。シリンダー２０８は、液化高圧ガス２０６とその飽和蒸気で満たされるが、液化高圧ガスの占有比率が著しく低い状態を示している。図６（ｂ）は、この状態でピストン２０７が上死点まで移動した場合の断面を示す。
【０００８】
基本的に、ピストン２０７が上死点にある場合と、下死点にある場合のシリンダー２０６の容積差の分だけポンプ外に吐出されるため、シリンダー２０７の気液比率をポンプの吐出能力に乗じた圧送液量しか得ることができないことが、前述した、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない原因である。
【０００９】
従って、この問題は、ピストン２０７が下死点に在る場合の、シリンダー２０８内の液化高圧ガス２０６の占有率を高くすれば解決できる。具体的には、液化高圧ガス貯蔵容器６０３には逆止機能（逆止弁）を内蔵した逆止機能付開閉弁６０６を有し、液化高圧ガス貯蔵容器６０３と処理室６０１の圧力が同じになると、高圧ポンプ６０２の逆止弁２０４の作動圧差によって閉じた状態となり、シリンダー２０８に供給される液化高圧ガスが著しく少なくなり、具体的には数パーセント以下の液化高圧ガス占有率となることが原因である。
【００１０】
液化高圧ガス６０４を処理室６０１に導入する際に、液化高圧ガス貯蔵容器６０３の逆止機能付開閉弁６０６を開放すると、サイフォン管６０５を介して液化高圧ガス６０４は処理室６０１の内部に導入される。導入の初期段階（特には、高圧ガス貯蔵容器の内部圧力と処理室の圧力差が高圧ガス貯蔵容器の２０％程度以上存在する間）において、液化高圧ガスが被処理物に噴射され破損する問題があった。
【００１１】
バルブ６０６と処理室６０１を接続する配管に流路抵抗を設置すれば液化高圧ガスの噴射による衝撃を回避できるが、衝撃を回避できるだけの流路抵抗は、液化高圧ガスを処理室に導入・供給するときには妨げとなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２-３１８０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、液化高圧ガスを設定圧力まで処理室に充填するには、液化高圧ガス貯蔵容器に貯蔵している液化高圧ガスを、高圧ポンプや圧縮機（コンプレッサー）を用いて液化高圧ガスを設定圧力まで処理室に圧送していた。しかし、処理室へ液化高圧ガスを充填する場合には以下に示す問題が存在していた。
（１）設定圧力まで昇圧するために時間を要する。
【００１４】
具体的な例として、純度９９．９９％以上の高純度液化二酸化炭素を３０ｋｇ充填したサイフォン式液化二酸化炭素ボンベから、最大４００ｍｌ／分の液送能力を有するプランジャー式の高圧ポンプを使用して、４００ｍl／分の液化二酸化炭素を圧送して、容積２０００ｍｌの処理室を１０ＭＰａまで昇圧するために約７分から３０分間程度の時間を要している。昇圧時間の差は、ボンベの充填率とボンベを設置する周囲温度に起因する差である。
（２）設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない。
【００１５】
具体的な例として、（１）と同様の構成で、容積２０００ｍｌの処理室を１０ＭＰａまで昇圧した後、同ポンプの流量設定を１００ｍｌ／分に変更する。処理室は背圧弁を装備してあり、設定圧力を超えて処理室に圧送される液化二酸化炭素と同じ量の処理室内の二酸化炭素は背圧弁から処理室外に排出され、処理室内は設定圧力で保持される。
【００１６】
高圧ポンプと処理室の間にコリオリ式流量計を接続して、設定圧力（１０ＭＰａ）到達後の高圧ポンプが圧送する液化二酸化炭素の流量（質量）を測定したところ、１〜５ｍｌ／分（温度２３℃の液化二酸化炭素換算）程度の流量しか得られないことが分かった。（１）の問題点と同じ原因である。
（３）液化高圧ガス貯蔵容器内圧までの処理室の昇圧時の試料破損。
【００１７】
液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力までの処理室の昇圧は、基本的に液化高圧ガス貯蔵容器と処理室間の配管、配管継手、バルブ等の部品の流路抵抗に依存する。昇圧時間の短縮を図るために流路抵抗を小さくすると、処理室内に設置した試料への液化高圧ガスの衝撃が大きくなり試料が破損すことがあった。他方、流路抵抗を大きくすると、液化高圧ガスの衝撃は実用上問題ない程度に低減できるが昇圧に時間を要するという問題があった。
【００１８】
以上のように、従来技術においては、設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、及び設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できないという課題と、液化高圧ガス貯蔵容器内圧までの処理室の昇圧時の試料破損を回避ができないものであった。
【００１９】
本発明の目的は、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、液化高圧ガスを導入するときの処理室昇圧時の試料破損を防止できる液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することを特徴とする。
【００２１】
前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器に設けられた非逆止機能開閉弁を通して前記第１系統及び前記第２系統に流出させること、又、前記液化高圧ガスを前記第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が前記液化高圧ガス貯蔵容器内の圧力よりやや低い同等になった後、前記第２系統に切り換えて前記液化高圧ガスを前記処理室に充填することができる。
【００２２】
前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器内の底部より流入し、前記第１系統及び第２系統に流出させること、又、前記処理室に設けられた背圧弁等の圧力調整機能により、前記高圧ポンプによって前記液化高圧ガスを供給している間も前記設定圧力を保持することができる。
【００２３】
本発明は、被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理装置において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを前記処理室に流路抵抗を介して流入させる第１系統と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統とを有することを特徴とする。
【００２４】
前記液化高圧ガス貯蔵容器は、その外部に突出しその内部の底部に達するサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有すること、又、前記高圧ポンプはその高圧力部を冷却する冷却構造を有することができる。
【００２５】
前記高圧ポンプと処理室との間の配管に加熱機能を設け液化高圧ガスを気化させてから前記設定圧力まで前記処理室に充填すること、前記処理室は背圧弁等の圧力調整機能を有すること、前記前記高圧ポンプ及び流路抵抗には前記液化高圧ガス貯蔵容器側にコントローラからの指示によって自動的に駆動する自動弁を設けることができる。
【００２６】
本発明は、液化高圧ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器に設けられその外に突出しその内部の底部に達するサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とする液化高圧ガス貯蔵容器にある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、処理室に液化高圧ガスを導入するときの昇圧に際し、試料破損を防止できる液化高圧ガス供給方法とその装置及び液化高圧ガス貯蔵容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は本発明の液化高圧ガス供給装置の一例を示す断面図である。処理室４０１は、液化高圧ガスを設定圧力で充填できる強度を有する圧力容器であり、内部に被処理物６０７を内包できる容積と、内部に被処理物４０７を設置できる支持台と、その容器を下部と上部の蓋を有する開閉機構を有している。
【００２９】
本実施例の液化高圧ガス供給装置は、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と、液化高圧ガス貯蔵容器４０３内に設けられたサイフォン管４０５と、サイフォン管４０５に設けられた逆止機能の無い開閉弁である非逆止機能開閉弁４０６と、開閉ハンドル４１５とを有し、更に、コントローラからの指示により圧縮空気によって自動的に駆動する自動弁４１１、コントローラからの指示により駆動するニードル弁により構成される流路抵抗４１０を介して処理室６０１に配管接続され、処理室４０１に配管される第１系統と、コントローラからの指示により圧縮空気によって自動的に駆動する自動弁４１２を介して高圧ポンプ４０２に配管接続され、処理室４０１に配管される第２系統との処理室４０１への二つの高圧液化ガス供給流路を装備している。液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内部には液化高圧ガス４０４を貯蔵している。
【００３０】
処理室４０１は、背圧弁４０８に接続してあり、設定圧力を超えて処理室４０１に圧送される液化高圧ガス４０９と同じ量の処理室４０１内の液化高圧ガス４０９を背圧弁４０８から処理室４０１外に排出され、処理室４０１内は設定圧力を保持できる機能を有している。
【００３１】
高圧ポンプ４０２と処理室４０１との間の配管に加熱ヒータを巻きつけ、処理室４０１を超臨界状態にした後に、加熱によって液化高圧ガスを気化させて設定圧力まで処理室４０１に充填することができる。
【００３２】
以下、液化高圧ガスを液化二酸化炭素、液化高圧ガス貯蔵容器をサイフォン式液化二酸化炭素ボンベとした場合を例に説明する。
【００３３】
図２は、処理室へ液化二酸化炭素を充填して、液化二酸化炭素で洗浄または乾燥する場合の各工程の処理室における圧力変化の例を示す図である。図２の圧力変化と図１の液化高圧ガス供給装置を用いて一連の工程との関係を以下説明する。
【００３４】
図２において、Ａ点では、大気圧下で被処理物４０７を処理室４０１に設置した後、処理室４０１を密閉状態にする。自動弁４１２を閉じ、自動弁４１１を開く。流路抵抗４１０は約０．０１のＣＶ値を持たせてあるが、この値の０〜１００％の範囲で可変としてある。
【００３５】
図２において、Ａ点からのＢ点までの昇圧工程の圧力変化は、液化二酸化炭素ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器ボンベ４０３の頭部に設けられた開閉ハンドル４１５によって頭上弁４０６を開くと、液化二酸化炭素の液化高圧ガス４０４はサイフォン管４０５を通り流路抵抗４１０を介する第１系統を通して徐々に処理室４０１に充填される。処理室４０１の容積を１０００ｍｌとした場合、約６０秒程度で処理室４０１の内部圧力は液化高圧ガス貯蔵容器４０３と同じ約６ＭＰａとなる。処理室４０１は室温（約２５℃）であり、このとき処理室４０１は約７０％の液化二酸化炭素とその飽和蒸気である高圧二酸化炭素との液化高圧ガス４０９で充填される。図に示すように、処理室４０１の圧力は、最初は緩やかに上昇するがその後急激に上昇する。
【００３６】
図２のＢ点からＣ点までの高圧ポンプ４０２による昇圧工程の圧力変化は、処理室４０１の内部圧力が液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内圧６ＭＰａよりやや低いがほぼ同じ圧力５ＭＰａとなったら自動弁４１１を閉じ、自動弁４１２を開いてから高圧ポンプ４０２を使用する第２系統を通して、液化二酸化炭素を処理室４０１へ圧送し１０ＭＰａまで昇圧する。
【００３７】
高圧ポンプ４０２の吐出能力は４００ｍｌ／分であるが、高圧ポンプ４０２内のシリンダー内で一部が気化するため吐出効率が低下するが、高圧ポンプ４０２の高圧力部の外部は室温の水を循環させて冷却することで、吐出効率の低下を低減して、１０ＭＰａまでの昇圧に約６０秒を要する。図に示すように、処理室４０１の圧力は、最初は緩やかに上昇するがその後急激に上昇する。
【００３８】
Ａ点からのＢ点までの昇圧工程及びＢ点からＣ点までの昇圧工程の圧力変化はいずれも放物線に沿って上昇する。
【００３９】
図２のＣ点からＤ点までの処理工程は、更に高圧ポンプ４０２で処理室４０１に液化二酸化炭素の供給を１０分間継続させる。設定圧力の１０ＭＰａを超えて処理室４０１に供給される液化二酸化炭素は、背圧弁４０８から排出され、処理室４０１は設定圧力で保たれる。この処理工程で、液化二酸化炭素の温度を３１．１℃以上に加熱すると、処理室４０１内の液化二酸化炭素は超臨界状態となり、所謂、超臨界乾燥または超臨界洗浄と言われる処理を行うことができる。
【００４０】
図２のＤ点からＥ点までの減圧工程の圧力変化は、処理工程での１０分経過後、自動弁４１１、４１２を閉じ、高圧ポンプ４０２を停止した後、自動弁４１３を開いて減圧弁４１４から徐々に二酸化炭素が排出され、３００秒で大気圧となり、一連の処理工程が終了する。
【００４１】
図３は液化高圧ガスを圧送するための高圧ポンプの断面図である。高圧ポンプボディ１０１は、液化高圧ガスを充填できる強度を有しており、液化高圧ガス貯蔵容器４０３との接続口１０２、処理室４０１との接続口１０３、液化高圧ガス１０６を一時的に充填する円柱状の空間を持つシリンダー１０８、シリンダー内の高圧液化ガス１０６を充填したままシリンダー１０８の容積を可変にすることでシリンダ内の液化高圧ガス１０６を吐出させるピストン１０７から構成される。
【００４２】
シリンダー１０８と液体高圧ガス貯蔵容器４０３側との接続口１０２の間には逆止弁１０４を、シリンダー１０８と処理室４０１との接続口１０３の間には逆止弁１０５をそれぞれ装備しており、いずれの逆止弁１０４、１０５も同じ方向に液化高圧ガス１０６を流出すれように動作するものである。又、図中の高圧ポンプボディ１０１は、ピストン１０７の往復運動に伴う摩擦熱と液化高圧ガス１０６の吐出に伴う圧縮熱によって高温になり、液化高圧ガス１０６の圧送効率が低下するので、その頭部に冷媒を流通させて冷却する冷却体を設け、その温度を低めることにより圧送効率を高めることができる。
【００４３】
図３（ａ）は、ピストン１０７が下死点の位置に有る場合、図３（ｂ）はピストン１０７が上死点に有る場合を示している。ピストン１０７が上死点にある場合と下死点にある場合のシリンダー１０８の容積差の分だけポンプ外に吐出される構造であることを示す。シリンダー１０６の容器とピストン１０７の単位時間あたりのストローク数で設定量の吐出量すなわちポンプ流量が得られる。
【００４４】
図４は、逆止弁の基本構造を示す断面図である。図３の高圧ポンプに装備している逆止弁１０４、１０５、逆止弁２０４、２０５の基本構造を示す断面図である。逆止弁のボディ３０４は、液化高圧ガスを充填できる強度を有しており、シール３０１、バネ３０３を介して逆止弁ボディ３０４に装着されるプレート３０２から構成される。
【００４５】
図４（ａ）は、位置Ａより位置Ｂの方が圧力が高い場合のプレート３０２の位置を示している。圧力差によりプレート３０２は、シール３０１に押付けられ、位置Ｂから位置Ａ方向への流れを発生させない。
【００４６】
図４（ｂ）は、位置Ａより位置Ｂの方が圧力が低い場合のプレート３０２の位置を示している。プレート３０２は、シール３０１に押付けられることなく、位置Ａから位置Ｂの方向への流れを妨げることは無い。
【００４７】
前述の図６に示すように、ピストン２０７が上死点にある場合と下死点にある場合のシリンダー２０６の容積差の分だけポンプ外に吐出されるため、シリンダー２０７の気液比率をポンプの吐出能力に乗じた圧送液量しか得ることができないことが、前述した、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで昇圧するために時間を要すること、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給できない原因である。従って、この問題は、ピストン２０７が下死点に在る場合の、シリンダー２０８内の液化高圧ガス２０６の占有率を高くすれば解決できる。
【００４８】
即ち、液化高圧ガス４０４を貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器４０３と、その液化高圧ガス４０４を処理室４０１に圧送する高圧ポンプ４０２とを有する高圧ガス処理装置において、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と高圧ポンプ４０２を接続する配管に逆止弁を無くせばよいので、前述の図１に示す逆止機能の無い開閉弁である頭上弁４０６とするものである。
【００４９】
また、高圧ポンプ４０２による脈動は、図１の構成において、高圧ポンプ４０２を複数に並列設置して位相を変えることで解消できる。
【００５０】
高圧ポンプ４０２はピストン１０７とシリンダー１０６の擦動による摩擦によりシリンダー１０６の温度が上昇して、液化高圧ガス貯蔵容器４０３の内部圧力と同じであっても、温度差に起因する気液比率が低下するため高圧ポンプ４０２の高圧ポンプボディー１０１を冷却するのは有効である。
【００５１】
液化高圧ガス４０４を処理室４０１に導入する際の液化高圧ガス４０３の被処理物４０７への衝撃の大きさは、液化高圧ガス貯蔵容器４０３と処理室４０１の圧力差に依存する。従って、液化高圧ガス４０４を処理室４０１へ導入を開始した瞬間が最も大きく、以後、圧力差が小さくなるに従い衝撃は問題とならなくなる。液化高圧ガス貯蔵容器４０３と処理室４０１内の圧力差が被処理物４０７を破壊する圧力差を有している間のみ、液化高圧ガス４０４を第１系統の流路抵抗４１０を介して処理室４０１へ導入し、圧力差が被処理物４０７の破損に至らない圧力差となった場合には流路抵抗４１０を設けていない第２系統に切り換えて高圧ポンプ４０２を通して液化高圧ガス４０４を処理室４０１へ供給するように２系統以上有することで、液化高圧ガス貯蔵容器４０３内圧までの処理室４０１の昇圧時の被処理物４０７の破損を解決できる。
【００５２】
本実施例は、液化高圧ガス貯蔵容器４０３から液化二酸化炭素を吐出能力４００ｍｌ／分の高圧ポンプ４０２を用いた小規模かつ単純な装置構成で、大気圧から１０ＭＰａまでの昇圧を１２０から２００秒程度の短時間で行うことができ、且つ、液化二酸化炭素を処理室４０１に導入するときの衝撃による被処理物４０７の破壊を防ぐことができるものである。
【００５３】
以上のように、本実施例によれば、液化高圧ガス貯蔵容器の内部圧力以上の設定圧力まで短時間で昇圧でき、設定圧力で所定の流量の液化高圧ガスを処理室に供給でき、かつ、処理室に液化高圧ガスを導入するときの昇圧に際し、試料破損を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の液化高圧ガス供給装置の断面図である。
【図２】本発明の液化高圧ガス供給時の処理室の圧力変化を示す処理工程との関係を示す線図である。
【図３】本発明に係る高圧ポンプの断面図である。
【図４】本発明に係る逆止弁の模式断面図である。
【図５】従来の液化高圧ガス供給装置の断面図である。
【図６】高圧ポンプの吐出機構に供給される液化高圧ガスの大半が気化することを示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１…高圧ポンプボディ、１０２、１０３、２０２、２０３…接続口、１０４、１０５…逆止弁、１０８、２０８…シリンダー、１０７、２０７…ピストン、２０１…高圧ポンプボディ、１０６、２０６、２０９、４０４、４０９、６０４、６０９…液化高圧ガス、３０１…シール、３０２…プレート、３０３…バネ、３０４…逆止弁ボディ、４０１、６０１…処理室、４０２、６０２…高圧ポンプ、４０３、６０３…液化高圧ガス貯蔵容器、４０５、６０５…サイフォン管、４０６…非逆止機能開閉弁、４０７、６０７…被処理物、４０８、６０８…背圧弁、４１０…流路抵抗、４１１、４１２、４１３…自動弁、４１４…減圧弁、４１５…開閉ハンドル、６０７…逆止機能付き開閉弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項２】
請求項１において、前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器に設けられた非逆止機能開閉弁を通して前記第１系統及び前記第２系統に流出させることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記液化高圧ガスを前記第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が前記液化高圧ガス貯蔵容器内の圧力よりやや低い同等になった後、前記第２系統に切り換えて前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器内の底部より流入し、前記第１系統及び第２系統に流出させることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記処理室に設けられた背圧弁により、前記高圧ポンプによって前記液化高圧ガスを供給している間も前記設定圧力を保持することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記液化高圧ガスが液化炭酸ガスであることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項７】
被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理装置において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを前記処理室に流路抵抗を介して流入させる第１系統と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統とを有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項８】
請求項７において、前記液化高圧ガス貯蔵容器は、サイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とした液化高圧ガス供給装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記高圧ポンプは、その高圧力部を冷却する冷却構造を有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかにおいて、前記高圧ポンプと処理室との間の配管に加熱機能を設け、液化高圧ガスを気化させてから前記設定圧力まで前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかにおいて、前記処理室は、背圧弁を有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかにおいて、前記前記高圧ポンプ及び流路抵抗は、前記液化高圧ガス貯蔵容器側にコントローラによって自動的に駆動する自動弁が設けられていることを特徴とした液化高圧ガス供給装置。
【請求項１３】
液化高圧ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器に設けられたサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とする液化高圧ガス貯蔵容器。
【請求項１】
被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理方法において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に流路抵抗を介する第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が所定の圧力になった後、前記第１系統を前記液化高圧ガス貯蔵容器からの前記液化高圧ガスを前記処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統に切り換えて前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項２】
請求項１において、前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器に設けられた非逆止機能開閉弁を通して前記第１系統及び前記第２系統に流出させることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記液化高圧ガスを前記第１系統によって流入させ、前記処理室内の圧力が前記液化高圧ガス貯蔵容器内の圧力よりやや低い同等になった後、前記第２系統に切り換えて前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記液化高圧ガスを前記液化高圧ガス貯蔵容器内の底部より流入し、前記第１系統及び第２系統に流出させることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記処理室に設けられた背圧弁により、前記高圧ポンプによって前記液化高圧ガスを供給している間も前記設定圧力を保持することを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記液化高圧ガスが液化炭酸ガスであることを特徴とする液化高圧ガス供給方法。
【請求項７】
被処理物が収納された処理室に液化高圧ガスを設定圧力まで充填する高圧ガス処理装置において、前記液化高圧ガスを貯蔵する液化高圧ガス貯蔵容器と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを前記処理室に流路抵抗を介して流入させる第１系統と、前記液化高圧ガス貯蔵容器から前記液化高圧ガスを処理室に高圧ポンプによって圧送する第２系統とを有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項８】
請求項７において、前記液化高圧ガス貯蔵容器は、サイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とした液化高圧ガス供給装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記高圧ポンプは、その高圧力部を冷却する冷却構造を有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかにおいて、前記高圧ポンプと処理室との間の配管に加熱機能を設け、液化高圧ガスを気化させてから前記設定圧力まで前記処理室に充填することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかにおいて、前記処理室は、背圧弁を有することを特徴とする液化高圧ガス供給装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかにおいて、前記前記高圧ポンプ及び流路抵抗は、前記液化高圧ガス貯蔵容器側にコントローラによって自動的に駆動する自動弁が設けられていることを特徴とした液化高圧ガス供給装置。
【請求項１３】
液化高圧ガスを貯蔵する貯蔵容器と、該貯蔵容器に設けられたサイフォン管と、該サイフォン管の前記液化高圧ガスの流出側に設けられた非逆止機能開閉弁とを有することを特徴とする液化高圧ガス貯蔵容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２９２２５９（Ｐ２００７−２９２２５９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２３０９３（Ｐ２００６−１２３０９３）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００２３３５５０）株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ (112)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【出願人】（０００２３３５５０）株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ (112)
【Ｆターム（参考）】
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