(57)【要約】【課題】  貯蔵ガス量が変化しても内圧を一定に保つことができ、また、その圧力を必要に応じて自在にきめ細かく変えるのに適したガスホルダを提供する。【解決手段】  本発明のガスホルダは、筒状の容器状に構成されたガスホルダ本体１と、ガスホルダ本体１の内部に収容され、ガスホルダ本体１との間のガスシール状態を維持しつつ昇降可能とされた昇降部材２と、を備え、昇降部材２の昇降にともない、ガスホルダ本体１および昇降部材２によって区画されたガス収容部１４に収容されるガスの量が変化する、ガスホルダであって、昇降部材２に支持され、かつ液体を収容する液体収容部３を備えており、液体収容部３内の液体の量を増減させることが可能に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の容器状に構成されたガスホルダ本体と、上記ガスホルダ本体の内部に収容され、上記ガスホルダ本体との間のガスシール状態を維持しつつ昇降可能とされた昇降部材と、を備え、
上記昇降部材の昇降にともない、上記ガスホルダ本体および上記昇降部材によって区画されたガス収容部に収容されるガスの量が変化する、ガスホルダであって、
上記昇降部材に支持され、かつ液体を収容する液体収容部を備えており、
上記液体収容部内の液体の量を増減させることが可能に構成された、ガスホルダ。
【請求項２】
上記液体収容部内の上記液体の液面高さを測定するための液面測定手段と、上記ガス収容部の内圧を測定する内圧測定手段と、上記ガスホルダ本体に設けられ、上記液体収容部に対して液体を出し入れするための液体導出入部と、を備える、請求項１に記載のガスホルダ。
【請求項３】
上記液体導出入部は、上記ガスホルダ本体の頂部もしくは側壁上部に設けられた液体導出入口と、一端が液体導出入口につながり、他端が上記液体収容部内の上記液体に浸かる液体導出入ノズルと、を含み、
上記液体収容部に対する上記液体の導出入は、上記ガスホルダ本体の外部において上記液体収容部よりも下位に位置し、かつ液体導出入路を介して上記液体導出入口に通じており、液体の導出入を切り換えるための液体導出入切換手段によって行う、請求項２に記載のガスホルダ。
【請求項４】
上記液体導出入部は、上記ガスホルダ本体の頂部もしくは側壁上部に設けられた液体導出口および液体導入口と、一端が上記液体導出口および上記液体導入口にそれぞれつながり、他端が上記液体収容部内の上記液体に浸かる液体導出ノズルおよび液体導入ノズルと、を含み、
上記液体収容部からの上記液体の導出は、上記液体導出口と、上記ガスホルダ本体の外部において上記液体を貯蔵する液体貯蔵タンクと、の間をつなぐ液体導出路を介して行い、
上記液体収容部への上記液体の導入は、上記液体導入口と上記液体貯蔵タンクとの間をつなぐ液体導入路を介して行う、請求項２に記載のガスホルダ。
【請求項５】
上記液体貯蔵タンクは、上記ガスホルダ本体よりも上位に位置し、
上記液体導入路には、開状態と閉状態とに切換え可能な自動弁が設けられており、
上記液体収容部には、上記液体導出ノズルを通じて上記液体を上記液体貯蔵タンクに送るための液中ポンプが設けられている、請求項４に記載のガスホルダ。
【請求項６】
上記液面測定手段は、上記ガスホルダ本体の頂部に設けられた液面計と、上記液体収容部の高さ位置を測定する位置測定機構とを含んで構成される、請求項２ないし５のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項７】
上記液面測定手段は、上記液体収容部に支持された液面計を含んで構成される、請求項２ないし５のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項８】
上記液面計は、超音波式液面計、静電容量式液面計、電波式液面計、またはフロート式液面計のいずれかである、請求項６または７に記載のガスホルダ。
【請求項９】
上記液面測定手段は、上記液体貯蔵タンク内の上記液体の液面高さを検出する液面計を含んで構成される、請求項４または５に記載のガスホルダ。
【請求項１０】
上記内圧測定手段によって測定された上記ガス収容部の内圧に基づき、当該ガス収容部の内圧を低くする場合には上記液面測定手段により上記液面高さを測定しながら上記液体収容部から上記液体を導出し、上記ガス収容部の内圧を高くする場合には上記液面測定手段により上記液面高さを測定しながら上記液体収容部に上記液体を導入するように構成される、請求項２ないし９のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項１１】
上記ガスホルダ本体の外部に位置し、液体を収容するための追加の液体収容部と、
中間部が上記ガスホルダ本体に支持されることにより上記中間部において折り返され、一端が上記追加の液体収容部につながり、かつ他端が上記液体収容部につながる、接続部材と、を備え、
上記追加の液体収容部内の液体の量を増減させることが可能に構成された、請求項１ないし１０のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項１２】
上記追加の液体収容部に対して液体を出し入れするための追加の液体導出入部を備える、請求項１１に記載のガスホルダ。
【請求項１３】
上記追加の液体導出入部は、上記追加の液体収容部に接続され、可撓性を有する追加の液体導出入路を含む、請求項１２に記載のガスホルダ。
【請求項１４】
上記ガスホルダ本体には回転自在な回転部材が設けられており、
上記接続部材の上記中間部は上記回転部材に支持されている、請求項１１ないし１３のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項１５】
上記追加の液体収容部は、上記ガスホルダ本体の周方向に間隔を隔てて設けられる複数の液体収容容器と、これら液体収容容器の隣接するものどうしの下部を連通させる連通路と、を含む、請求項１１ないし１４のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項１６】
上記ガスホルダ本体は、円筒容器状とされており、
上記昇降部材は、上下に延びる円筒状部と、当該円筒状部の下端を塞ぐ底部と、を有し、上記ガスホルダ本体に固定されたダイヤフラムによって構成されており、
上記液体収容部は、上記円筒状部の内側に配置され、上記ダイヤフラムに支持される円筒容器状のピストンによって構成される、請求項１ないし１５のいずれかに記載のガスホルダ。
【請求項１７】
上記ダイヤフラムは、上記ガス収容部に収容されるガスが接する第１のダイヤフラム部材と、上記第１のダイヤフラム部材と隙間を介して重なる第２のダイヤフラム部材と、を含み、
上記第１および第２ダイヤフラム部材間の隙間のガスを検出する検出手段を更に備える、請求項１６に記載のガスホルダ。
【請求項１８】
上記第１のダイヤフラム部材は、上記第２のダイヤフラム部材よりも耐溶剤性に優れる、請求項１７に記載のガスホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンなどの昇降部材が昇降する可変容量式のガスホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所から排出されるコークス炉ガスなどの可燃性ガスは、燃料として利用されている。この可燃性ガスの需要変動に対応するために、製鉄所から排出された可燃性ガスは、例えば可変容量式のガスホルダに一旦貯蔵される。このような可変容量式のガスホルダは、製鉄所のコークス炉ガスなどの貯蔵の他に、畜産廃棄物、し尿処理汚泥などから発生するバイオガスを貯蔵し、或いは、排出されたアルゴンやヘリウムなどの有用な工業用ガスを回収するのに際し、バッファタンクとして使用するといった用途が見込まれている。
【０００３】
可変容量式のガスホルダは、一般に、密閉構造を有する円筒容器状のガスホルダ本体の内部に昇降可能な蓋状のピストンが設けられた構造のものが多く使用されている（例えば、特許文献１を参照）。また、ダイヤフラム（可撓性膜材）を袋状にして、そのダイヤフラムを膨らませたり萎めたりすることでガスの容量を可変させているガスホルダが知られている（例えば、特許文献２，３を参照）。
【０００４】
特許文献１には、ガスホルダ本体、ピストン、およびピストンとガスホルダ本体との間をシールするダイヤフラム、を備えて構成されたガスホルダが開示されている。特許文献１では、特にピストンを２重構造とすることによってガス収容量を増大する工夫がなされている。しかしながら、ピストンの荷重は一定であり、機械的にガスホルダ本体をピストンで蓋をした構造でしかないので、内圧を変えることはできない。
【０００５】
特許文献２には、スレート製、金属製などの貯槽構造物の中に、可撓性膜材で平坦形状の底膜と、円筒状の側膜と、ドーム状形状の屋根膜とを一体形状の袋体に形成し、上記屋根膜上面に、環状の重錘バランサを載置し、これにバランスワイヤを介して貯槽構造物の外側に垂下するカウンターウエイトを設けることによりガス貯蔵量の変化に対応して操業圧力を確保できるようになっている。しかしながら、側膜は完全な円筒状ではなく外側に膨らんだ形状をしており、また可撓性膜材を使用しているためにガス圧によって更に側膜の膨らみがおこる。さらに、内圧力は、全て重錘バランサを支えているわけではなく、側膜が外側に向かう張力として一部が費やされる。したがって、重錘バランサだけがガス圧力と拮抗しているわけではなく、袋体にかかる力は錘の重量を用いて相対的に大きくしたり小さくしたりすることはできるものの、内圧を常に一定に調整できるようにはなっていない。また、錘の重量は人為的に調整できるが、内圧を自在にきめ細かく可変することはできない。
【０００６】
特許文献３には、強化プラスチック材、金属材などからなる剛構造のボックスの中に、可撓性膜材からなる袋体で形成されたガスの出し入れ可能なガス貯蔵バッグを収納する構造を有するガスホルダが開示されており、当該貯蔵バッグの上面に環状の重錘バランサを載置し、これにバランスワイヤをボックスの外側に垂下するカウンターウエイトを設けることによりガス貯蔵量の変化に対応して操業圧力を確保できるようになっている。しかしながら、カウンターウエイトの錘の重量を変えることによって、操業圧力の変更や調整を簡単にすることはできるが、ガス貯蔵バッグの形状が円筒状横型である。このため、特許文献３の図６（ｃ）から明らかなように、錘の重量が下部方向に押さえる断面積が、上下部で小さく中央部で最も大きくなる構造になっている。したがって、単位断面積あたりの荷重は常に変化することになり、ガス貯蔵バッグにかかる力は錘の重量を用いて相対的に大きくしたり小さくしたりすることはできるものの、内圧を常に一定に調整できるようにはなっていない。また、錘の重量は人為的に調整できるが、内圧を自在にきめ細かく可変することはできない。
【０００７】
可変容量式（ピストン式）のガスホルダは、内圧がその貯蔵ガス量に応じて常に変化する固定式ガスホルダとは異なり、内圧を常に一定に保ちながらガスを出し入れできることが特徴であり、そこに利便性がある。しかしながら、特許文献１のように、ガスホルダ本体内の圧力はピストンの荷重が一旦決まると固定されてしまう。また、特許文献２，３のように、袋体にかかる荷重を重錘バランサでホルダ外部から手動で調整しても、段階的にしか調整できず、連続的にきめ細かく調整することはできなかった。したがって、ガスホルダ本体内の圧力を変化させてガスホルダ本体内へのガス貯蔵速度やガスホルダ本体内からのガス排出速度を随時速めたり遅くしたりする調節もできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８４９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０５２５号公報
【特許文献３】特開２００４−３５３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであって、貯蔵ガス量が変化しても内圧を一定に保つことができ、また、その圧力を必要に応じて自在にきめ細かく変えるのに適したガスホルダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によって提供されるガスホルダは、筒状の容器状に構成されたガスホルダ本体と、上記ガスホルダ本体の内部に収容され、上記ガスホルダ本体との間のガスシール状態を維持しつつ昇降可能とされた昇降部材と、を備え、上記昇降部材の昇降にともない、上記ガスホルダ本体および上記昇降部材によって区画されたガス収容部に収容されるガスの量が変化する、ガスホルダであって、上記昇降部材に支持され、かつ液体を収容する液体収容部を備えており、上記液体収容部内の液体の量を増減させることが可能に構成されている。
【００１１】
好ましくは、上記液体収容部内の上記液体の液面高さを測定するための液面測定手段と、上記ガス収容部の内圧を測定する内圧測定手段と、上記ガスホルダ本体に設けられ、上記液体収容部に対して液体を導出入するための液体導出入部と、を備える。
【００１２】
好ましくは、上記液体導出入部は、上記ガスホルダ本体の頂部もしくは側壁上部に設けられた液体導出入口と、一端が液体導出入口につながり、他端が上記液体収容部内の上記液体に浸かる液体導出入ノズルと、を含み、上記液体収容部に対する上記液体の導出入は、上記ガスホルダ本体の外部において上記液体収容部よりも下位に位置し、かつ液体導出入路を介して上記液体導出入口に通じており、液体の導出入を切り換えるための液体導出入切換手段によって行う。
【００１３】
好ましくは、上記液体導出入部は、上記ガスホルダ本体の頂部もしくは側壁上部に設けられた液体導出口および液体導入口と、一端が上記液体導出口および上記液体導入口にそれぞれつながり、他端が上記液体収容部内の上記液体に浸かる液体導出ノズルおよび液体導入ノズルと、を含み、上記液体収容部からの上記液体の導出は、上記液体導出口と、上記ガスホルダ本体の外部において上記液体を貯蔵する液体貯蔵タンクと、の間をつなぐ液体導出路を介して行い、上記液体収容部への上記液体の導入は、上記液体導入口と上記液体貯蔵タンクとの間をつなぐ液体導入路を介して行う。
【００１４】
好ましくは、上記液体貯蔵タンクは、上記ガスホルダ本体よりも上位に位置し、上記液体導入路には、開状態と閉状態とに切換え可能な自動弁が設けられており、上記液体収容部には、上記液体導出ノズルを通じて上記液体を上記液体貯蔵タンクに送るための液中ポンプが設けられている。
【００１５】
好ましくは、上記液面測定手段は、上記ガスホルダ本体の頂部に設けられた液面計と、上記液体収容部の高さ位置を測定する位置測定機構とを含んで構成される。
【００１６】
好ましくは、上記液面測定手段は、上記液体収容部に支持された液面計を含んで構成される。
【００１７】
好ましくは、上記液面計は、超音波式液面計、静電容量式液面計、電波式液面計、またはフロート式液面計のいずれかである。
【００１８】
好ましくは、上記液面測定手段は、上記液体貯蔵タンク内の上記液体の液面高さを検出する液面計を含んで構成される。
【００１９】
好ましくは、上記内圧測定手段によって測定された上記ガス収容部の内圧に基づき、当該ガス収容部の内圧を低くする場合には上記液面測定手段により上記液面高さを測定しながら上記液体収容部から上記液体を導出し、上記ガス収容部の内圧を高くする場合には上記液面測定手段により上記液面高さを測定しながら上記液体収容部に上記液体を導入するように構成される。
【００２０】
好ましくは、上記ガスホルダ本体の外部に位置し、液体を収容するための追加の液体収容部と、中間部が上記ガスホルダ本体に支持されることにより上記中間部において折り返され、一端が上記追加の液体収容部につながり、かつ他端が上記液体収容部につながる、接続部材と、を備え、上記追加の液体収容部内の液体の量を増減させることが可能に構成されている。
【００２１】
好ましくは、上記追加の液体収容部に対して液体を出し入れするための追加の液体導出入部を備える。
【００２２】
好ましくは、上記追加の液体導出入部は、上記追加の液体収容部に接続され、可撓性を有する追加の液体導出入路を含む。
【００２３】
好ましくは、上記ガスホルダ本体には回転自在な回転部材が設けられており、上記接続部材の上記中間部は上記回転部材に支持されている。
【００２４】
好ましくは、上記追加の液体収容部は、上記ガスホルダ本体の周方向に間隔を隔てて設けられる複数の液体収容容器と、これら液体収容容器の隣接するものどうしの下部を連通させる連通路と、を含む。
【００２５】
好ましくは、上記ガスホルダ本体は、円筒容器状とされており、上記昇降部材は、上下に延びる円筒状部と、当該円筒状部の下端を塞ぐ底部と、を有し、上記ガスホルダ本体に固定されたダイヤフラムによって構成されており、上記液体収容部は、上記円筒状部の内側に配置され、上記ダイヤフラムに支持される円筒容器状のピストンによって構成される。
【００２６】
好ましくは、上記ダイヤフラムは、上記ガス収容部に収容されるガスが接する第１のダイヤフラム部材と、上記第１のダイヤフラム部材と隙間を介して重なる第２のダイヤフラム部材と、を含み、上記第１および第２ダイヤフラム部材間の隙間のガスを検出する検出手段を更に備える。
【００２７】
好ましくは、上記第１のダイヤフラム部材は、上記第２のダイヤフラム部材よりも耐溶剤性に優れる。
【００２８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図６】図５に示すガスホルダにおけるバランサの取付状態を示す概略平面図である。
【図７】図５に示すガスホルダの部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係るガスホルダの概略構成図である。
【図９】本発明に係るガスホルダの他の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスホルダを示している。図１に示すように、本実施形態のガスホルダは、ガスホルダ本体１と、ダイヤフラム２と、ピストン３とを備えて構成されている。
【００３２】
ガスホルダ本体１は、下部本体１１および上部本体１２を有し、これらが一体に組み合わされることにより、円筒容器状をなしている。下部本体１１は、円盤状の底壁１１１と、底壁１１１の外周縁から上向きに延びる円筒状の側壁１１２とを有する。側壁１１２の上端部の外周には円環状の第１フランジ１１３が一体的に設けられている。下部本体１１の下端寄りの適所には、ガス導入口１１Ａおよびガス排出口１１Ｂが設けられている。詳細は後述するが、下部本体１１の適所にはまた、圧力計６００が取り付けられている。
【００３３】
上部本体１２は、ドーム状の天井壁１２１（本発明でいう頂部）と、天井壁１２１の周縁から下向きに延びる円筒状の側壁１２２とを有する。側壁１２２の下端部の外周には円環状の第２フランジ１２３が一体的に設けられている。詳細は後述するが、天井壁１２１には、液体導出入口１２１ａおよびケーブル用孔１２１ｂが設けられている。なお、液体導出入口１２１ａおよびケーブル用孔１２１ｂを設ける位置としては、天井壁１２１に限定されるものではなく、例えば、天井壁１２１の近くにスペースがあれば上部本体１２の側壁１２２の上部に設けてもよい。また、天井壁１２１の形状としては、上記したドーム状に限定されるものではなく、コーン状（円錐状）や平板状などの他の形状を採用してもよい。
【００３４】
第１フランジ１１３と第２フランジ１２３とは、これらの間に後述するダイヤフラム２の鍔部２１を挟んだ状態にて、ボルト１３によって接合される。これにより、下部本体１１と上部本体１２とは、相互に密封状態にて固定されている。なお、本実施形態では、側壁１１２の内径と側壁１２２の内径とが同一の設計寸法とされており、第１フランジ１１３，第２フランジ１２３が接合された状態において側壁１１２の内周面と側壁１２２の内周面とは上下方向において同一面状となっている。
【００３５】
ダイヤフラム２は、鍔部２１と、円筒状部２２と、底部２３とを有し、一連のシート状に形成されている。ダイヤフラム２は、ゴム布を用いて構成されている。鍔部２１は、第１フランジ１１３，第２フランジ１２３に挟まれる部分であり、円環状とされている。本実施形態では、鍔部２１の幅は第１および第２フランジ１１３，１２３の幅よりも大とされている。
【００３６】
円筒状部２２は、鍔部２１の内周縁につながって延びている。本実施形態では、円筒状部２２は、ピストン３を囲むように上方に延びており、その先端寄りの部位が外側に折り返されて、鍔部２１に向かって下方に延びている。円筒状部２２の内径寸法は、例えば約１０００ｍｍである。
【００３７】
底部２３は、円筒状部２２の下端を塞いでいる。底部２３の上面には、先端が上方を向く丸棒状の突起２４が設けられている。本実施形態では、例えば４つの突起２４が設けられており、所定のピッチ円に沿って等間隔に配置されている。
【００３８】
上記構成により、一連のシート状に形成されたダイヤフラム２については、鍔部２１がガスホルダ本体１の第１および第２フランジ１１３，１２３間に密封状態で挟まれている。このようなことから理解されるように、ダイヤフラム２は、ガスホルダ本体１との間でガスシール状態を維持したまま昇降可能とされており、本発明でいう昇降部材に相当する。
【００３９】
ピストン３は、ダイヤフラム２の円筒状部２２の内側に配置され、ダイヤフラム２に支持されている。ピストン３は、上下方向に延びる円筒状のピストン筒部３１と、ピストン筒部３１の下端内側を塞ぐピストン底部３２とを有し、円筒容器状とされている。ピストン筒部３１は、ダイヤフラム２の円筒状部２２に囲まれている。ピストン３は、本発明でいう液体収容部に相当し、ピストン３の内部には液体３４０が収容されている。ピストン３の材質としては、例えば金属製あるいは樹脂製を採用することができるが、内部に液体３４０を収容し荷重調整されるため、強度のあるＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）を使用することが好ましい。また、ピストン３内に収容される液体３４０としては、例えば水を挙げることができるが、これに限定されない。液体３４０の比重を大きくするために食塩水や硫酸ソーダ溶液などの塩類溶液、或いはシリコン油などの不活性な油類を用いてもよく、安全上許容されるのであれば液体３４０の種類は限定されない。
【００４０】
ピストン底部３２には、４つの孔部３２ａが形成されている。本実施形態では、これら孔部３２ａは、ピストン底部３２の厚み方向に貫通状に形成されており、ダイヤフラム２に設けられた突起２４に対応するように、突起２４が配置されたピッチ円と同一のピッチ円に沿って等間隔に位置している。このような構成により、ピストン３がダイヤフラム２に支持された状態においては、ピストン底部３２の孔部３２ａには突起２４が各々嵌入しており、ピストン底部３２はダイヤフラム２の底部２３に重ね合わされている。これにより、ダイヤフラム２に対してピストン３が適切に位置決めされる。また、図示説明は省略するが、ピストン底部３２とダイヤフラム２の底部２３との間には適宜のシール手段が施されており、ピストン３内部の液体３４０がピストン底部３２とダイヤフラム２の底部２３との間から漏洩することはない。
【００４１】
ピストン筒部３１の上端近傍には、取付具３１１を介してガイドローラ３１２が設けられている。ガイドローラ３１２は少なくとも３つ設けられており、これらガイドローラ３１２は、ピストン筒部３１における周方向の異なる位置に配されている。ガイドローラ３１２は、好ましくは、ピストン筒部３１の周方向において一定間隔を隔てて配される。各ガイドローラ３１２は、上部本体１２の側壁１２２の内周面に接触するとともに水平軸周りに回転自在とされている。ピストン筒部３１の外径寸法は、例えば約１０００ｍｍである。ピストン筒部３１の外周面と上部本体１２の内周面との間の隙間は、例えば５０〜２００ｍｍとされ、好ましくは１００〜１５０ｍｍとされる。詳細は後述するが、ダイヤフラム２およびこのダイヤフラム２に支持されたピストン３は、ガイドローラ３１２によって略一定姿勢を維持しながら、上下動する。
【００４２】
ピストン筒部３１の取付具３１１の下部には、支持部材４００が取り付けられている。支持部材４００は、例えば多孔板もしくはアングル部材からなり、ピストン３に収容された液体３４０よりも上位において、略水平方向（当該液体の液面と略平行な方向）に延びている。
【００４３】
本実施形態において、支持部材４００には、液体導出入配管４２１ａ、ホース４２１ｂ、および液面計５００が取り付けられている。液体導出入配管４２１ａは、ピストン３内の液体３４０をガスホルダ本体１の外部に導出し、あるいはガスホルダ本体１外部からピストン３内に液体３４０を導入するための通路である。液体導出入配管４２１ａは、鉛直方向にピストン底部３２付近まで延びており、ピストン３内の液体３４０に浸かっている。ホース４２１ｂは、一端が液体導出入配管４２１ａに連通するとともに、他端が天井壁１２１の液体導出入口１２１ａに通じており、ゴム製または樹脂製などの可撓性材料からなる。これにより、ピストン３が上下動すると、その動作に応じてホース４２１ｂは伸縮する。
【００４４】
液体導出入口１２１ａは、天井壁１２１に貫通状に設けられており、液体導出入口１２１ａには、ガスホルダ本体１の外部に延びる液体導出入外部配管４２１ｃが接続されている。液体導出入外部配管４２１ｃは、下方に延びており、ガスホルダ本体１の下端付近の低位置まで通じている。液体導出入外部配管４２１ｃにおいて、ガスホルダ本体１の下端付近の低位置には、弁４２１ｄが設けられている。上記したように、液体導出入配管４２１ａは、ピストン３内の液体３４０に浸かっており、この液体導出入配管４２１ａ、ホース４２１ｂ、および液体導出入外部配管４２１ｃの内部は液封された状態にある。そして、弁４２１ｄは、ピストン３内の液体３４０の液面よりも常に低い位置にあるので、弁４２１ｄを開くと、サイフォンの原理により、落差を利用してピストン３内の液体３４０が液体導出入配管４２１ａ、ホース４２１ｂ、および液体導出入外部配管４２１ｃを通じて外部に導出され、ピストン３内の液体３４０の量は減少する。一方、ピストン３内に液体３４０を導入する場合には、例えば液体導出入外部配管４２１ｃに通じる図外の水道配管により水道水を供給する。そうすると、水道水の水圧により、液体導出入外部配管４２１ｃ、ホース４２１ｂ、および液体導出入配管４２１ａを通じて液体３４０がピストン３内に導入され、ピストン３内の液体３４０の量は増加する。なお、弁４２１ｄを閉じておくと、ピストン３内の液体３４０の量は変化しない。また、上記の液体導出入配管４２１ａおよびホース４２１ｂは、本発明でいう液体導出入ノズルを担う。
【００４５】
液面計５００は、ピストン３内の液体３４０の液面高さを測定するために使用されるものである。液面計５００としては、例えば超音波式センサ、静電容量式センサ、電波（マイクロ波）式センサが好適に用いられ、その他にも機械式として浮き子を利用したフロート式を用いてもよい。図１においては、液面計５００がマイクロ波式センサである場合を例示しており、アンテナ５１０から液体３４０の液面に向けて発信される発信波と、液面で反射されてアンテナ５１０で受信される受信波との関係により液面計５００から液面までの距離が測定され、当該距離に基づいて液面高さが求められる。液面計５００には、伸縮自在なキャブタイヤケーブル５００ａの一端が接続されている。キャブタイヤケーブル５００ａの他端は、天井壁１２１のケーブル用孔１２１ｂを貫通している。キャブタイヤケーブル５００ａは、液面計５００によって測定された液面高さについての信号をガスホルダ本体１の外部に引き出すためのものであり、ピストン３が上下に動くとそれに合わせて上下に伸縮する。
【００４６】
キャブタイヤケーブル５００ａの端部は、ガスホルダ本体１の外部において固定ケーブル５００ｂの一端に接続されており、固定ケーブル５００ｂの他端は、指示計５００ｃにつながれている。かかる構成により、液面計５００によって測定された液面高さを指示計５００ｃによって読み取ることができる。
【００４７】
圧力計６００は、下部本体１１の側壁１１２に取り付けられている。圧力計６００は、ガスホルダ本体１およびダイヤフラム２によって区画されたガス収容部１４（本実施形態では、ガスホルダ本体１内においてガス導入口１１Ａおよびガス排出口１１Ｂに通じる領域）の内部圧力（内圧）を測定するためのものであり、本発明でいう内圧測定手段に相当する。この圧力計６００については、目視で使用するのであればダイヤフラム式圧力計を用いてもよいが、ピストン３への液体３４０の出し入れを自動化するのであれば電気信号を発することができる電気式圧力計を用いるのが好ましい。
【００４８】
本実施形態のガスホルダの使用時には、ガス導入口１１Ａを介してガスが導入されつつガス排出口１１Ｂを通じてガスが排出される。ここで、ガス導入量がガス排出量を上回ると、ガスホルダ本体１内においてダイヤフラム２によって仕切られた下側領域（ガス収容部１４）の内部圧力（内圧）が上昇しようとする。そうすると、ピストン３と液体３４０および取付具３１１や支持部材４００などピストン３に積載されている各部品の総重量に抗して、ダイヤフラム２およびこのダイヤフラム２に囲まれたピストン３が押し上げられ、ガスが蓄えられる。ダイヤフラム２については、上昇にともない、円筒状部２２における内側部分がその上端から順次外側に折り返されて反転していく。図１においては、ピストン３が上昇した状態を仮想線で示している。一方、ガス排出量がガス導入量を上回ると、ピストン３が下降し、元の位置に戻る。このように、ガスホルダの使用時には、ガス量の変化によってピストン３がガスホルダ本体１内において上下動する。
【００４９】
本実施形態のガスホルダにおいて、ピストン３に収容された液体３４０の荷重がガス収容部１４の内圧（以下、ガスホルダ内圧という）に与える影響について説明する。例えばピストン筒部３１の外径寸法が１０００ｍｍで、ピストン筒部３１の外周面と下部本体１１および上部本体１２の内周面との間の間隙を１００ｍｍとして、液体３４０が収容されていない空状態におけるガスホルダ内圧を１０ｋＰａとなるようにピストン３の総重量を決める。ピストン３の下部面の直径に、ピストン筒部３１と下部本体１１および上部本体１２の内周面との平均間隙寸法を加算すると、Ａ＝（１００＋１０）ｃｍとなる。Ａはガス内圧によってピストン３を上部に押し上げようと働く力がかかる円形の面の直径に相当する。この面にＰ1＝１０ｋＰａ＝０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の力が加わるとして計算するとπ／４×（１００＋１０）2×０．１＝９４９．９ｋｇ重の力が加わっていることになる。なお、上記のＡについての式において上記平均隙間寸法を加えているのは、ピストン筒部３１と下部本体１１および上部本体１２の内周面との間においてダイヤフラム２が折れ曲がっているため、当該ダイヤフラム２の折れ曲がり部分でのガス内圧によって押し上げる力が垂直方向成分以外に分散していることによる。
【００５０】
ここに、ピストン３内に液体３４０としての水を高さ３００ｍｍ収容した場合を考える。ピストン筒部３１の板厚みｔを３ｍｍとするとピストン筒部３１の内径寸法φは１０００−３×２＝９９４ｍｍとなる。水の重量は水の密度を１．０ｇ／ｃｍ3としてπ／４×９９．４2×３０×１／１０００＝２３２．７ｋｇ重となる。したがってガスホルダ内圧Ｐについての式、π／４×（１００＋１０）2×Ｐ＝９４９．９＋２３２．７＝１１８２．６が成り立ち、Ｐ＝０．１２４５ｋｇｆ／ｃｍ2が得られる。したがって、ピストン３内に水を入れたことによって、ガスホルダ内圧は２．４５ｋＰａ上昇することになる（Ｐ−Ｐ1＝０．０２４５ｋｇｆ／ｃｍ2）。
【００５１】
以上の説明から理解されるように、本実施形態のガスホルダにおいて、ピストン３内の液体３４０の量を増減することができる。そして、ガスホルダ内にガスを導入したい場合には、ピストン３内の液体３４０を外部に導出してピストン３全体（ピストン３の重量および内部の液体３４０の重量の合計、以下同じ）を軽くすると、ガスホルダ内圧が比較的低圧になる。これにより、ピストン３が上昇し、ガスホルダ内にガスが導入される。一方、ガスホルダからガスを排出したい場合には、ピストン３内に液体３４０を導入してピストン３全体を重くすると、ガスホルダ内圧が比較的高圧になる。これにより、ピストン３が下降し、ガスホルダからガスが排出される。このような操作により、ガスホルダにおけるガスの吸入排気を、送風機を使わずにスムーズにできるようになる。
【００５２】
本実施形態においては、ピストン３全体の重量を調整するための媒体として液体３４０を用いている。このため、必要に応じてピストン３内から液体３４０を導出し、またはピストン３内に液体を導入することにより、ガスホルダの内圧調整を自在にきめ細かく行うことができる。
【００５３】
ガスホルダ内圧（ガス収容部１４の内圧）は、圧力計６００よって測定することができる。また、ピストン３内の液体３４０の液面高さは、液面計５００によって測定することができる。これにより、ガスホルダ内圧を低くする場合には、圧力計６００によって測定されたガスホルダ内圧に基づき、液面計５００によりピストン３内の液体３４０の液面高さを測定しながら、目的とするガス圧力に見合う液面高さとなるまで、ピストン３内から液体３４０を導出する。一方、ガスホルダ内圧を高くする場合には、圧力計６００によって測定されたガスホルダ内圧に基づき、液面計５００によりピストン３内の液体３４０の液面高さを測定しながら、目的とするガス圧力に見合う液面高さとなるまで、ピストン３内に液体３４０を導入する。このような構成は、ガスホルダの内圧調整を自在にきめ細かく行うのに適している。
【００５４】
ピストン３に対する液体の出し入れは、弁４２１ｄの開閉状態を切り換えることにより、液体導出入配管４２１ａ、ホース４２１ｂ、液体導出入口１２１ａ、液体導出入外部配管４２１ｃを通じて行うことができる。上述したように、液体導出入配管４２１ａはピストン３内の液体３４０に浸かっており、この液体導出入配管４２１ａ、ホース４２１ｂ、および液体導出入外部配管４２１ｃの内部は液封された状態にある。また、弁４２１ｄはピストン３内の液体３４０の液面よりも常に低い位置にあるので、弁４２１ｄを開くことにより、動力源を使うことなく落差を利用してピストン３内の液体３４０を外部に導出することができる。なお、弁４２１ｄを閉じておくと、ピストン３内の液体３４０の量は変化しないので、ガスホルダ内圧を一定に保つことが可能である。
【００５５】
ピストン３（ピストン筒部３１）には、上部本体１２の側壁１２２の内周面に周方向の異なる位置にて接触しつつ水平軸周りに回転自在なガイドローラ３１２が設けられている。これにより、ピストン３が上下動する際には、ガイドローラ３１２は、側壁１２２の内面に接触する状態を維持しつつ上下方向に転がりながら移動する。したがって、ピストン３はガイドローラ３１２を介してガスホルダ本体１（上部本体１２）に支えられており、上下動にともなってピストン３が傾くのを防止することができる。その結果、ピストン３は略一定姿勢を維持しながら上下動することとなるので、液面計５００による液面高さの測定値についても、より正確な値が得られる。
【００５６】
また、このようにガイドローラ３１２を設けた構成において、ピストン筒部３１の外周面と上部本体１２の内周面との間の隙間は、５０〜２００ｍｍと比較的狭くされている。このように上記隙間を狭くすれば、ピストン３の傾きを抑制するうえで好ましく、また、ガスホルダの小型化を図るのに適している。
【００５７】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るガスホルダを示している。本実施形態のガスホルダにおいて、ガスホルダ本体１にはピストン３の高さ位置を外部から測定するレベル計５５０が取り付けられている。レベル計５５０にはワイヤ５５０ａの一端が接続されており、当該ワイヤ５５０ａはガスホルダ本体１の外部において保護管５５０ｃの内部に通されている。ワイヤ５５０ａは、ガスホルダ本体１の天井壁１２１を貫通してガスホルダ本体１内部に引き込まれ、他端がピストン３の取付具３１１に接続されている。
【００５８】
また、本実施形態において、液面計５００は、ガスホルダ本体１の天井壁１２１に取り付けられている。本実施形態によれば、ピストン３内の液体３４０の液面高さは、液面計５００による測定値とレベル計５５０によって測定されたピストン３の高さ位置とを組み合わせることによって、測定することができる。このような構成によれば、天井壁１２１に取り付けられた液面計５００については、ガスホルダ本体１の外部から直接取り外しができるようになる。なお、レベル計５５０は、ピストン３の高さ位置を測定するために一般に設けられるものであるが、他の実施形態に係る図面においては、発明の課題とは関係ないので、その記載を省略した。
【００５９】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るガスホルダを示している。本実施形態のガスホルダにおいては、ピストン３に対して出し入れされる液体３４０は、ガスホルダ本体１の外部において液体３４０を貯蔵する液体貯蔵タンク７５０との間で循環するように構成されている。本実施形態において、液体貯蔵タンク７５０は、ガスホルダ本体１よりも上位に設置されている。
【００６０】
ガスホルダ本体１の天井壁１２１には、液体導入口１２１ｃおよび液体導出口１２１ｄが設けられている。支持部材４００には、液体導入配管４２２ａ、ホース４２２ｂ、液体導出配管４２３ａ、およびホース４２３ｂが取り付けられている。液体導入配管４２２ａは、ガスホルダ本体１外部からピストン３内に液体３４０を導入するための通路である。液体導出配管４２３ａは、ピストン３内の液体３４０をガスホルダ本体１の外部に導出するための通路である。液体導入配管４２２ａは、鉛直方向にピストン底部３２付近まで延びており、ピストン３内の液体３４０に浸かっている。液体導出配管４２３ａは、ピストン３内の液体３４０に浸かっており、その先端部は液中ポンプ７００に接続されている。ホース４２２ｂ（ホース４２３ｂ）は、一端が液体導入配管４２２ａ（液体導出配管４２３ａ）に連通するとともに、他端が天井壁１２１の液体導入口１２１ｃ（液体導出口１２１ｄ）に通じており、ゴム製または樹脂製などの可撓性材料からなる。これにより、ピストン３が上下動すると、その動作に応じてホース４２２ｂ（ホース４２３ｂ）は伸縮する。本実施形態において、液体導入配管４２２ａ、ホース４２２ｂ、および液体導入外部配管４２２ｆ、ならびに液体導出配管４２３ａ、ホース４２３ｂ、および液体導出外部配管４２３ｃの内部は、液封された状態にある。なお、液体導入口１２１ｃおよび液体導出口１２１ｄを設ける位置としては、天井壁１２１に限定されるものではなく、例えば、天井壁１２１の近くにスペースがあれば上部本体１２の側壁１２２の上部に設けてもよい。
【００６１】
液体導入口１２１ｃおよび液体導出口１２１ｄは、天井壁１２１に貫通状に設けられており、液体導入口１２１ｃおよび液体導出口１２１ｄには、ガスホルダ本体１の外部に延びる液体導入外部配管４２２ｆおよび液体導出外部配管４２３ｃが接続されている。液体導入外部配管４２２ｆの端部は、液体貯蔵タンク７５０の底壁部に接続されている。液体導入外部配管４２２ｆには、開状態と閉状態とに切り換え可能な自動弁４２２ｅが設けられている。液体導出外部配管４２３ｃの端部は、液体貯蔵タンク７５０の側壁部に接続されている。
【００６２】
液中ポンプ７００には、伸縮自在なキャブタイヤケーブル７００ａの一端が接続されている。キャブタイヤケーブル７００ａの他端は、天井壁１２１のケーブル用孔１２１ｂを貫通している。キャブタイヤケーブル７００ａは、液中ポンプ７００に動力源である電力を供給するためのものであり、ピストン３が上下に動くとそれに合わせて上下に伸縮する。キャブタイヤケーブル７００ａの端部は、ガスホルダ本体１の外部において固定ケーブル７００ｂの一端に接続されている。
【００６３】
本実施形態において、液体貯蔵タンク７５０には当該液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０の液面高さを検出する液面計８００が取り付けられている。本実施形態では、液面計８００によって液体貯蔵タンク７５０の液面高さを検出することにより、ピストン３内に収容された液体３４０の量（液面高さ）を間接的に測ることができる。
【００６４】
本実施形態では、ピストン３内の液体３４０の量（液面高さ）の調節は、ガスホルダ本体１内の圧力を測定する圧力計６００からの信号により行うことができる。例えば、圧力計６００からの信号に基づき、液面計８００によりピストン３内の液体３４０の液面高さを測定しながら、自動弁４２２ｅおよび液中ポンプ７００の動作を制御する。ガスホルダ本体１内の圧力を下げたい場合には、液中ポンプ７００を動かして液体貯蔵タンク７５０内の液面を上げる（換言するとピストン３から液体３４０を外部に導出する）ように調節する。一方、ガスホルダ本体１内の圧力を上げたい場合には、自動弁４２２ｅを開けることによって、液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０を、落差を利用して、液体導入外部配管４２２ｆ、ホース４２２ｂ、液体導入配管４２２ａを通じてピストン３内に導入する。
【００６５】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るガスホルダを示している。本実施形態のガスホルダにおいては、上記第３の実施形態と同様に、ピストン３に対して出し入れされる液体３４０は、ガスホルダ本体１の外部において液体３４０を貯蔵する液体貯蔵タンク７５０との間で循環するように構成されている。ただし、本実施形態において、液体貯蔵タンク７５０は、ガスホルダ本体１と同じ高さ位置に設置されている。
【００６６】
上記第３の実施形態では、ピストン３内に液体３４０を導入する際には、液体導入外部配管４２２ｆを通じて落差を利用して行うことができ、自動弁４２２ｅの開閉状態を切り換えることにより制御することができた。一方、本実施形態では、液体導入外部配管４２２ｆにはガスホルダ本体１側に液体３４０を圧送するための液体ポンプ４２５が設けられており、ピストン３内への液体３４０の導入は、液体ポンプ４２５を駆動させることにより行う。
【００６７】
本実施形態においても、上記第３の実施形態と同様に、液体貯蔵タンク７５０には当該液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０の液面高さを検出する液面計８００が取り付けられている。本実施形態では、液面計８００によって液体貯蔵タンク７５０の液面高さを検出することにより、ピストン３内に収容された液体３４０の量（液面高さ）を間接的に測ることができる。
【００６８】
本実施形態においても、ピストン３内の液体３４０の量（液面高さ）の調節は、ガスホルダ本体１内の圧力を測定する圧力計６００からの信号により行うことができる。例えば、圧力計６００からの信号に基づき、液面計８００によりピストン３内の液体３４０の液面高さを測定しながら、液中ポンプ７００および液体ポンプ４２５の動作を制御する。ガスホルダ本体１内の圧力を下げたい場合には、液中ポンプ７００を動かして液体貯蔵タンク７５０内の液面を上げる（換言するとピストン３から液体３４０を外部に導出する）ように調節する。一方、ガスホルダ本体１内の圧力を上げたい場合には、液体ポンプ４２５を動かして液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０を、液体導入外部配管４２２ｆ、ホース４２２ｂ、液体導入配管４２２ａを通じてピストン３内に導入する。
【００６９】
図５は、本発明の第５の実施形態に係るガスホルダを示している。本実施形態のガスホルダにおいては、基本的な構成は図１に示した上記第１の実施形態と同様であるが、バランサを備える点において上記第１の実施形態と大きく異なる。また、本実施形態では、ダイヤフラム２の構成が上記実施形態と異なる。
【００７０】
図５に示すように、バランサ９は、ガスホルダ本体１の外部に設けられており、金属製或いは樹脂製の容器状とされており、内部に液体を収容可能である。
【００７１】
バランサ９には、ワイヤ９５０の一端がつながっており、当該ワイヤ９５０の他端は、取付具３１１を介してピストン３につながっている。ガスホルダ本体１の上部には、水平軸周りに回転自在なプーリ１２４（回転部材）が設けられており、ワイヤ９５０はその中間部がプーリ１２４に掛け回されて当該プーリ１２４に支持されている。このように、ワイヤ９５０の両端にバランサ９およびピストン３が吊り下げられている。これにより、ピストン３が上下方向に移動すると、そのピストン３の移動にともなってバランサ９が上下方向に移動する。
【００７２】
図６に示すように、バランサ９はガスホルダ本体１の周方向に間隔を隔てて複数（本実施形態では４つ）設けられている。図６を参照すると理解できるように、例えば各バランサ９においてガスホルダ本体１と対向する外側面には、断面Ｔ字状のガイド部材９１０が設けられている。ガスホルダ本体１（上部本体１２）の外側面には、ガイド部材９１０を上下に案内するためのガイド溝１２５が上下方向に沿って設けられている。これにより、各バランサ９は、横揺れすることなく上下に移動可能となっている。詳細は後述するが、複数のバランサ９については、隣接するものどうしの下部が連通路９４０を介して連通している。なお、図６においては、バランサ９の取付状態を説明するのに必要な要素のみを示しており、他の要素については省略している。
【００７３】
図５に示すように、バランサ９（図中左側のバランサ９）には、液体導入口９２０および液体導出口９３０が設けられている。本実施形態では、液体導入口９２０はバランサ９の側壁上部に設けられ、液体導出口９３０はバランサ９の底壁に設けられている。液体導入口９２０には液体導入路９２１が接続されており、液体導出口９３０には液体導出路９３１が接続されている。液体導入路９２１には例えば図外の水道配管により水道水を供給可能であり、水道水の水圧により液体導入路９２１を介してバランサ９内に液体を補給可能である。また、液体導入路９２１には弁９２２が設けられており、当該弁９２２を開くとバランサ９に液体が補給され、弁９２２を閉じるとバランサ９への液体の補給は停止する。液体導出路９３１には弁９３２が設けられるとともに、液体導出路９３１の端部は開放している。弁９３２を開くとバランサ９内の液体は液体導出路９３１を介して外部に排出される。かかる構成によれば、弁９２２，９３２の開閉状態を切り換えることにより、バランサ９に対する液体の出し入れを行うことができ、バランサ９内の液体の量を増減させることができる。また、上述したようにバランサ９間が連通路９４０によって連通しているため、バランサ９に補給される液体はすべてのバランサ９に均等に行き渡り、すべてのバランサ９内の液体の液面高さは同一となる。
【００７４】
本実施形態において、液体導入路９２１および液体導出路９３１は、例えば可撓性を有するホースを含んで構成される。これにより、バランサ９が上下に移動する際、液体導入路９２１および液体導出路９３１はバランサ９の動きに追従する。
【００７５】
図７に示すように、ダイヤフラム２は、シート状の２枚のダイヤフラム部材２０１，２０２を備えている。ダイヤフラム部材２０１は相対的に下方に位置しており、ガス収容部１４に収容されるガスに接する。ダイヤフラム部材２０２は、ダイヤフラム部材２０１との間に隙間２０３を介して当該ダイヤフラム部材２０１に重なっている。ダイヤフラム部材２０１，２０２の双方の外周部（鍔部）は、ガスホルダ本体１の第１および第２フランジ１１３，１２３間において重なり合った状態でボルト１３を締めることにより密着させられる。これにより、ダイヤフラム部材２０１，２０２の間の隙間は密封状態にある。
【００７６】
ダイヤフラム部材２０２は、上記した第１の実施形態におけるダイヤフラム２と実質的に同一の材料からなり、例えばゴム布を用いて構成される。このダイヤフラム部材２０２上にピストン３が配置される。ダイヤフラム部材２０１は、例えばダイヤフラム部材２０２よりも耐溶剤性に優れた樹脂シートからなる。そのような樹脂シートの材料としては、例えばデュポン社のカルレッツ（登録商標）等を挙げることができる。
【００７７】
ダイヤフラム部材２０２には、外周部の近傍においてガス検出用ライン２０４が接続されている。ガス検出用ライン２０４は、ガスホルダ本体１（上部本体１２）の側壁１２２に形成された孔１２６を通じてガスホルダ本体１の外部に延びている。ガス検出用ライン２０４は、ガス収容部１４に収容されるガス成分を検知するためのガス検出センサ（図示略）に接続されている。なお、このようなガス検出用ライン２０４を含むガス検出手段は、必要に応じてガスホルダ本体１の周囲の２〜６箇所に設けられる。
【００７８】
本実施形態のガスホルダにおいては、上記実施形態のようにピストン３内の液体３４０の量を増減することができるのに加え、バランサ９内の液体の量をも増減することができる。例えば、ピストン３内の液体３４０を減らしてピストン３全体を軽くするとともに、ピストン３の重量に見合う程度の液体をバランサ９内に溜める。ここで、ダイヤフラム２に作用するピストン３全体による実質的な重量については、ワイヤ９５０の一端に吊り下げられたバランサ９全体（バランサ９の重量および内部の液体の重量の合計、以下同じ）の重量がワイヤ９５０の他端に吊り下げられたピストン３全体の重量から差し引かれることになる。したがって、ピストン３全体とバランサ９全体の重量差を小さくすると、ガスホルダ内圧（ガス収容部１４の圧力）は、１ｋＰａ以下程度の低い圧力にまで設定することができる。
【００７９】
本実施形態においては、バランサ９内の液体の量を増減することにより、バランサ９全体の重量をきめ細かく調整することができる。このため、ガスホルダのガス圧をより低い圧力に正確に設定することができる。したがって、本実施形態のガスホルダは、例えば局所排気や空調設備などにおけるより低い圧力のガスについても用いることができ、多種類のガスに適用することができる。
【００８０】
複数のバランサ９ついて隣接するものどうしの下部が連通路９４０を介して連通しているため、バランサ９に補給される液体はすべてのバランサ９に均等に行き渡る。このような構成によれば、ガスホルダ本体１の周方向において、バランサ９による重量がほぼ均一にピストン３に作用することとなる。その結果、ダイヤフラム２に作用するピストン全体３による実質的な重量もほぼ均一となる。
【００８１】
また、本実施柄形態のガスホルダでは、ダイヤフラム２は隙間２０３を介して重なるダイヤフラム部材２０１，２０２を含み、当該隙間２０３のガスを検出することができるように構成されている。このような構成によれば、例えばガス収容部１４に接するダイヤフラム部材２０１の劣化、破損等により、ガス収容部１４のガスが部材２０１，２０２間にリークすると、当該隙間２０３のガスは、ガス検出用ライン２０４を介してガス検出センサに導かれ、検出される。したがって、ガスホルダ内（ガス収容部１４）のガスが外部に流出することを未然に防止することができる。かかる構成は、例えば大気への放出が制限されるガスを取り扱ううえで有用である。
【００８２】
さらに、ダイヤフラム部材２０１は、耐溶剤性に優れた材料からなる。このため、ガスホルダに収容されるガスが例えば有機溶剤系ガスであっても、当該溶剤系ガスによるダイヤフラム部材２０１の腐食を効果的に抑制することができる。
【００８３】
図８は、本発明の第６の実施形態に係るガスホルダを示している。本実施形態のガスホルダにおいては、基本的な構成は図３に示した上記第３の実施形態と同様であるが、バランサを備える点において上記第３の実施形態と大きく異なる。
【００８４】
本実施形態のバランサ９は、上記第５の実施形態におけるバランサ９とほぼ同様の構成を有するのでその説明を省略する。本実施形態では、液体導入口９２０はバランサ９の天井壁に設けられ、液体導出口９３０はバランサ９の側壁上部に設けられている。
【００８５】
液体導入口９２０には液体導入路９２１の一端が接続されている。液体導入路９２１の他端は液体導入外部配管４２２ｆの適所に分岐状に接続されている。液体導入路９２１には自動弁９２４が設けられており、当該自動弁９２４を開くと液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０は、落差により液体導入外部配管４２２ｆ、液体導入路９２１を介してバランサ９内に導入される。自動弁９２４を閉じるとバランサ９への液体３４０の導入は停止する。
【００８６】
液体導出口９３０には液体導出路９３１の一端が接続されている。液体導出路９３１の他端は液体貯蔵タンク７５０の側壁部に接続されている。図示説明は省略するが、バランサ９の内部には液中ポンプが設置されており、当該液中ポンプが作動するとバランサ９内の液体が液体導出口９３０を介して液体導出路９３１に送られるように構成されている。
【００８７】
本実施形態においては、バランサ９内の液体の量を増減することにより、バランサ９全体の重量をきめ細かく調整することができる。このため、ガスホルダのガス圧をより低い圧力に正確に設定することができる。
【００８８】
本実施形態では、バランサ９内の液体の量の調節は、ガスホルダ本体１内の圧力を測定する圧力計６００からの信号により行うことができる。例えば、圧力計６００からの信号に基づき、自動弁９２４の動作を制御する。ガスホルダ本体１内の圧力をより低い圧力に下げたい場合には、液中ポンプ７００を動かしてピストン３内の液体３４０を導出するとともに、自動弁９２４を開けることによって、液体貯蔵タンク７５０内の液体３４０を、落差を利用して、液体導入外部配管４２２ｆ、液体導入路９２１を通じてバランサ９内に導入する。
【００８９】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。本発明に係るガスホルダの各部の具体的な構成については、上記実施形態に限定されない。
【００９０】
上記実施形態においては、ダイヤフラム２を備える構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイヤフラムを具備しないピストン式のガスホルダに適用することもできる。図９は、ピストン式のガスホルダの一例を示す。図９に示されたガスホルダは、昇降部材としてのピストン２００と、ピストン２００上に設けられた容器体３００（液体収容部）とを備える。ガスホルダ本体１は、概略円筒容器状とされている。ピストン２００の外周部には、取付具２１０を介してガイドローラ２２０が設けられている。また、取付具２１０の外周部には、潤滑油ケース２３０が取り付けられており、この潤滑油ケース２３０の外周にシール材２４０が装着されている。潤滑油ケース２３０には、潤滑油２３１が収容されており、この潤滑油２３１がシール材２４０の表面部に供給されるようになっている。シール材２４０は、ガスホルダ本体１の側壁１０２の内周面に圧接している。かかる構成により、ピストン２００は、ガスホルダ本体１との間のガスシール状態を維持しつつ昇降可能とされている。図９においては、ピストン２００が上昇した状態を仮想線で示している。容器体３００の内部には液体３４０が収容されている。詳細な図示説明は省略するが、容器体３００に収容される液体３４０の量を増減させることが可能に構成されている。容器体３００内の液体３４０の量を増減させるための構成としては、上述した実施形態と同様の構成を適宜採用することができる。
【００９１】
さらに、図９に示されるダイヤフラムを具備しない構成において、ガスホルダ本体１の外部にバランサ（追加の液体収容部）を設けてもよい。バランサを設ける場合、図示説明は省略するが、図５等を参照した上述したように、ワイヤ（接続部材）の両端にバランサおよび容器体３００が吊り下げられる。バランサは内部に液体を収容可能であり、収容される液体の量を増減させることが可能に構成されている。バランサ内の液体の量を増減させるための構成としては、上述した実施形態と同様の構成を適宜採用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１            ガスホルダ本体
１１          下部本体
１１Ａ        ガス導入口
１１Ｂ        ガス排出口
１０２        側壁
１１１        底壁
１１２        側壁
１１３        第１フランジ
１２          上部本体
１２１        天井壁
１２１ａ      液体導出入口
１２１ｂ      ケーブル用孔
１２１ｃ      液体導入口
１２１ｄ      液体導出口
１２２        側壁
１２３        第２フランジ
１２４        プーリ（回転部材）
１２５        ガイド溝
１２６        孔
１３          ボルト
１４          ガス収容部
２            ダイヤフラム（昇降部材）
２００        ピストン（昇降部材）
２０１        ダイヤフラム部材（第１のダイヤフラム部材）
２０２        ダイヤフラム部材（第２のダイヤフラム部材）
２０３        隙間
２０４        ガス検出用ライン
２１          鍔部
２１０        取付具
２２          円筒状部
２２０        ガイドローラ
２３          底部
２３０        潤滑油ケース
２３１        潤滑油
２４          突起
２４０        シール材
３            ピストン（液体収容部）
３００        容器体（液体収容部）
３１          ピストン筒部
３１１        取付具
３１２        ガイドローラ
３２          ピストン底部
３２ａ        孔部
３４０        液体
４００        支持部材
４２１ａ      液体導出入配管
４２１ｂ      ホース
４２１ｃ      液体導出入外部配管
４２１ｄ      弁
４２２ａ      液体導入配管
４２２ｂ      ホース
４２２ｅ      自動弁
４２２ｆ      液体導入外部配管
４２３ａ      液体導出配管
４２３ｂ      ホース
４２３ｃ      液体導出外部配管
４２５        液体ポンプ
５００        液面計
５１０        アンテナ
５００ａ      キャブタイヤケーブル
５００ｂ      固定ケーブル
５００ｃ      指示計
５５０        レベル計
５５０ａ      ワイヤ
５５０ｃ      保護管
６００        圧力計
７００        液中ポンプ
７００ａ      キャブタイヤケーブル
７００ｂ      固定ケーブル
７５０        液体貯蔵タンク
８００        液面計
９            バランサ（追加の液体収容部、液体収容容器）
９１０        ガイド部材
９２０        液体導入口
９２１        液体導入路
９２２        弁
９２４        自動弁
９３０        液体導出口
９３１        液体導出路
９３２        弁
９４０        連通路
９５０        ワイヤ（接続部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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