(57)【要約】  圧縮空気生成器と窒素ガス分離器との間に、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターが設けられる。窒素ガス分離器から排出される窒素ガスは、質量分析計等の分析装置に供給される。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターは、ガス導入口と、ガス排出口と、前記ガス導入口と前記ガス排出口とを結ぶ配管と、前記配管の途中に設けられた遮断バルブと、前記配管の途中に設けられ、前記配管を流れるガスの水分を濾過する水フィルタと、前記水フィルタにより濾過された水を検知する水センサと、前記センサで水が検知されたときに前記遮断バルブを閉じる制御部と、を備える。前記制御部は、前記遮断バルブを閉じた日時を記録してもよい。前記制御部により前記遮断バルブが閉じられたことを報知する報知手段をさらに備えてもよい。
2017029764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口と、
ガス排出口と、
前記ガス導入口と前記ガス排出口とを結ぶ配管と、
前記配管の途中に設けられた遮断バルブと、
前記配管の途中に設けられ、前記配管を流れるガスの水分を濾過する水フィルタと、
前記水フィルタにより濾過された水を検知する水センサと、
予め定めた量以上の水が前記水センサで検知されたときに前記遮断バルブを閉じる制御部と、
を備えるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項２】
前記制御部は、前記遮断バルブを閉じた日時を記録する請求項１に記載のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項３】
前記制御部により前記遮断バルブが閉じられたことを報知する報知手段をさらに備える請求項１に記載のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項４】
前記制御部は電源オンがあった日時を記録する請求項１に記載のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項５】
前記配管に設けられた圧力センサと、
前記配管に設けられた湿度センサと、
前記ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターの雰囲気温度を計測する温度センサと、
を備え、
前記制御部は、あらかじめ定めた時間が経過する毎に前記圧力センサ、前記湿度センサ、および前記温度センサのそれぞれのセンサ出力値を記録する請求項１に記載のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項６】
電源電圧を計測する電圧計をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧計の計測値をあらかじめ定めた時間が経過する毎に記録する請求項１に記載のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター。
【請求項７】
大気導入口と、前記大気導入口から導入した大気から圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサの圧縮空気を冷やすガス冷却器と、前記ガス冷却器で冷却した後の圧縮空気の水分を濾過する第１水フィルタと、を有し、前記第１水フィルタで水分を濾過した圧縮空気を排出する圧縮空気生成器と、
前記圧縮空気生成器で生成された圧縮空気から窒素を生成する窒素分離膜と、前記窒素分離膜で分離された窒素ガスを排出するための窒素出口と、を有する窒素ガス分離器と、
前記圧縮空気生成器と前記窒素ガス分離器との間または前記窒素ガス分離器の前記窒素出口に設けられた遮断バルブと、
前記圧縮空気生成器と前記窒素ガス分離器との間または前記窒素ガス分離器の前記窒素出口に設けられた第２水フィルタと、
前記第２水フィルタにより濾過された水を検知する水センサと、
予め定めた量以上の水が前記水センサで検知されたときに前記遮断バルブを閉じる制御部と、
を備える窒素ガス生成装置。
【請求項８】
前記遮断バルブは、前記窒素分離膜と前記第２水フィルタとの間に設けられた請求項７に記載の窒素ガス生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＳ（Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）用窒素ガス安全供給モニターおよび窒素ガス生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、日本特開２０１５−０２４４０８号公報に開示されているように、コンプレッサおよびガス分離膜を備えるガス生成装置が知られている。日本特開２００３−１５９５１７号公報には、ガス分離膜の一例として中空糸分離膜モジュールが記載されている。さらに、日本特開２０１２−２３２２８１号公報には、流体中に含まれる塵埃等を除去するフィルタ装置に関する技術が記載されており、特に段落０１１４には、フィルタで分離された水分が、フィルタのインナーケース内周面に沿って下方へと移動した後、インナーケース底部に溜まってドレン水となる旨の記載がある。日本特開２００８−１８８４８９号公報にも、類似するフィルタ装置の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本特開２０１５−０２４４０８号公報
【特許文献２】日本特開２００３−１５９５１７号公報
【特許文献３】日本特開２０１２−２３２２８１号公報
【特許文献４】日本特開２００８−１８８４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水分を含むガスをコンプレッサが圧縮した後に、圧縮された高圧高温ガスが冷えることで、ドレン水が発生する。ドレン水は、気体である蒸気が液体である水に変化したものである。ドレン水への対策として、圧縮空気の水分を濾過する機能を持つ水フィルタを、コンプレッサとガス分離膜の間などに設けることができる。しかしながら、万が一この水フィルタが故障した場合には、取り除かれるべきだった水、特に水滴が水フィルタの下流へと流れ出す。そのような水分がガス分離膜に到達してしまうことは好ましくないし、さらにはそのような水分がガス分離膜の下流にある分析計等に到達してしまうことも好ましくない。【０００５】
本願発明者がこのような問題に関連して鋭意研究した対象装置の一つとして、窒素ガス生成装置がある。窒素ガスは不活性ガスとして有用なので、さまざまな分析計、例えば質量分析計等に導入されうる。質量分析計は、Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙと称されるものであり、これを簡略化して「ＭＳ」とも称する。分析計等の種類によって、要求される窒素ガスの品質は異なり、窒素濃度および水分量などに厳しい制限が課されることもある。窒素ガス生成装置が高品質乾燥窒素ガスを要求する分析計と接続している場合であれば、窒素ガス生成装置の排出する窒素ガスに水分、特に液滴水が僅かでも含まれることは防止したい。そこで、本願発明者は、コンプレッサの圧縮ガスに伴うドレン水からガス分離膜あるいは分析計等をいかにして保護するかという点について鋭意研究を行った。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水分過剰なガスからガス分離膜あるいは分析計等を守ることができるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターおよび窒素ガス生成装置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】
【０００７】
本発明にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターは、ガス導入口と、ガス排出口と、前記ガス導入口と前記ガス排出口とを結ぶ配管と、前記配管の途中に設けられた遮断バルブと、前記配管の途中に設けられ、前記配管を流れるガスの水分を濾過する水フィルタと、前記水フィルタにより濾過された水を検知する水センサと、予め定めた量以上の水が前記水センサで検知されたときに前記遮断バルブを閉じる制御部と、を備える。【０００８】
前記制御部は、前記遮断バルブを閉じた日時を記録してもよい。前記制御部により前記遮断バルブが閉じられたことを報知する報知手段をさらに備えてもよい。前記報知手段は、視覚的な報知を行う発光手段、聴覚的な報知を行う発音手段などであってもよい。前記報知手段は、前記制御部と接続しており、前記制御部は前記遮断バルブを閉じたときに報知手段を作動させる。【０００９】
前記制御部は電源オンがあった日時を記録してもよい。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターには、操作を受け付ける電源スイッチが設けられている。電源スイッチが操作されることで電源オンされると、システム起動処理が実行され、そのときに制御部内のメモリに今回のシステム起動処理実行日時が保存されるようにあらかじめプログラムが作成されている。このように前記制御部は電源オンオフの履歴つまりシステムオンオフ履歴を記録してもよい。【００１０】
前記配管に設けられた圧力センサと、前記配管に設けられた湿度センサと、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターの雰囲気温度を計測する温度センサと、がさらに備えられてもよい。前記制御部は、あらかじめ定めた時間が経過する毎に前記圧力センサ、前記湿度センサ、および前記温度センサのそれぞれのセンサ出力値を記録してもよい。これにより上記ＭＳ用窒素ガス安全供給モニターが「データロガー装置」としても機能するものであってもよい。【００１１】
電源電圧を計測する電圧計がさらに備えられ、前記制御部が前記電圧計の計測値をあらかじめ定めた時間が経過する毎に記録するものであってもよい。【００１２】
前記制御部は、具体例としては、入出力インターフェース（Ｉ／ＯＩＦ）、演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリおよびタイマを含んでいてもよい。前記制御部は、システムの起動日時およびシャットダウン日時を記憶するプログラムを実行してもよい。【００１３】
前記制御部は、起動時刻を前記メモリに記録する第１ステップと、前記遮断バルブを開く第２ステップと、前記タイマの計測によりカウント基準時刻から予め定めた所定時間が経過したか否かを判定し、前記所定時間が経過したと判定されない場合に前記所定時間が経過するまで処理を待機する第３ステップと、前記所定時間が経過したと判定された場合にセンサ出力信号を取り込み前記メモリに記録する第４ステップと、水検出がされたか否かを判定し、水検出がされない場合に後述する第８ステップの電源オフ判定へと処理がジャンプする第５ステップと、水検出がされた場合に前記遮断バルブを閉じる第６ステップと、報知手段を作動させることで報知を行う第７ステップと、電源オフ操作があったか否かを判定し、電源オフ操作がなかった場合には所定時間の経過を判定する前記第３ステップへと処理がループする第８ステップと、電源オフ操作があった場合に前記遮断バルブを閉じた状態に保持してシャットダウン日時を記憶する第９ステップと、を備える制御処理を実行してもよい。【００１４】
本発明にかかる窒素ガス生成装置は、大気導入口と、前記大気導入口から導入した大気から圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記コンプレッサの圧縮空気を冷やすガス冷却器と、前記ガス冷却器で冷却した後の圧縮空気の水分を濾過する第１水フィルタと、を有し、前記第１水フィルタで水分を濾過した圧縮空気を排出する圧縮空気生成器と、前記圧縮空気生成器で生成された圧縮空気から窒素を生成する窒素分離膜と、前記窒素分離膜で分離された窒素ガスを排出するための窒素出口と、を有する窒素ガス分離器と、前記圧縮空気生成器と前記窒素ガス分離器との間または前記窒素ガス分離器の前記窒素出口に設けられた遮断バルブと、前記圧縮空気生成器と前記窒素ガス分離器との間または前記窒素ガス分離器の前記窒素出口に設けられた第２水フィルタと、前記第２水フィルタにより濾過された水を検知する水センサと、予め定めた量以上の水が前記水センサで検知されたときに前記遮断バルブを閉じる制御部と、を備える。【００１５】
前記遮断バルブは、前記水フィルタと前記コンプレッサとの間のガス経路の途中に設けられていてもよい。前記遮断バルブは、前記窒素分離膜と前記水フィルタとの間のガス経路の途中に設けられていてもよい。前記遮断バルブは、窒素出口と窒素分離膜との間に設けられていてもよい。【００１６】
前記遮断バルブの構造にはさまざまなバリエーションが想定される。たとえば電磁弁、電動弁、あるいは油圧弁を用いてもよい。【００１７】
前記水フィルタの構造にはさまざまなバリエーションが想定される。一例としては、光透過性材料からなり両端が閉塞した筒状ケースと、この筒状ケースの側面に設けられた２つの開口と、これら２つの開口を通じてガスが流れるときに筒状ケース内でガスの水分を捕集するフィルタ膜（メンブレンエレメント）と、を含むものであってもよい。【００１８】
前記水センサの構造および検知方式にはさまざまなバリエーションが想定される。既に公知の各種水分計に使用されている技術が転用でき、実用化された各種水分計を転用することができる。例えば、電気を利用するものでもよく、光を利用するものでもよい。【００１９】
前記圧縮空気生成器は、一例として、前記コンプレッサの吐出口に連通するエアタンクと、前記エアタンクに連通する第１エアフィルタを有していてもよい。前記第１エアフィルタを通過した圧縮空気が前記ガス冷却器に流入する。また、第１水フィルタよりも下流に、活性炭フィルタおよびマイクロミストフィルタがさらに設けられていてもよい。さらに、前記コンプレッサの吐出口側の圧力、具体的にはエアタンク内の圧力を検知する圧力センサが設けられていてもよい。前記コンプレッサの吐出口側の圧力が異常に高くなったときに作動して圧縮ガスを抜くための安全弁が設けられていてもよい。好ましい形態として、エアタンク内の圧力が予め定めた上限値に達したら、前記コンプレッサが自動的に運転停止するようになっていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターを、圧縮空気生成器と窒素分離膜との間に介在させたり、窒素分離膜と分析装置との間に介在させたりすることで、分析装置等の水安全性を向上させることができる。圧縮空気内に一定量以上の液滴水が検出されたときに、バルブを閉じて配管を閉じることができる。ガス排出口と接続した下流側の窒素分離膜が水の悪影響によって故障するのを防ぐことができる。【００２１】
本発明にかかる窒素ガス生成装置によれば、圧縮空気を生成するコンプレッサと、窒素分離膜との間に、水フィルタおよび水センサを介在させることができる。圧縮空気内に一定量以上の液滴水が検出されたときに、バルブを閉じてガス流通を遮断することができる。その結果、窒素出口からの窒素を期待する分析装置等が水の悪影響を受けるのを防ぐことができる。例えば窒素分離膜の下流に接続して高純度窒素ガスを受けるはずの分析装置等に液滴水が到達すると動作不良を引き起こすおそれがあるが、このような事態を防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターおよび窒素ガス生成装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターを示す上面斜視透視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターを示す側面斜視透視図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターが実行する制御内容を示すフローチャートの一例である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニターが実行する制御内容を示すフローチャートの他の例である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる窒素ガス生成装置の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０および窒素ガス生成装置１を示すブロック図である。窒素ガス生成装置１は、圧縮空気生成器１０と、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０と、窒素ガス分離器７０と、を備えている。窒素ガス生成装置１は、外部の電源４と接続している。電源４は、例えば商用交流電源である。窒素ガス生成装置１は、一例として、質量分析計（Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＭＳ）２に乾燥した高純度窒素ガスを供給する。ただしこれは一例であり、質量分析計２以外のさまざまな分析装置および計測装置などに窒素ガス生成装置１を利用することもできる。
【００２４】
（質量分析計）
質量分析計２の基本的な原理は、物質をイオン化し、そのイオンを分離して、検出器で分離されたイオンより質量電荷比（ｍ／ｚ）におけるイオンの個数（強度）を検出することにより、定性・定量分析を行うというものである。質量分析計２は、物質を分離するためのクロマトグラフィーと組み合わされて使用される。例えば、液体を使用するＬＣ−ＭＳ（高速液体クロマトグラフィー質量分析）でもよく、気体を使用するＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー質量分析）でもよい。ＬＣ−ＭＳにおいて物質（溶液）をイオン化する方式として、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）などの、大気圧イオン化法（ＡＰＩ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）と総称される方法が多く使用されている。
【００２５】
質量分析計２は、物質をイオン化する際に窒素ガスを使用する。窒素ガスは不活性であるため、イオン化において不必要な反応を避ける役割がある。使用する窒素ガスに求められる条件として、高純度であること、乾燥していること、安定した一定圧力であること、安定した一定流量であることが挙げられる。窒素ガスの純度が低かったり（具体的には、酸素などの他のガスが混入していたり）、湿気が含まれたりすると、正常なイオン化が行われず分析結果に異常をきたす。また、ガスの圧力や流量が不安定になっても、同様に分析結果に異常をきたす。
【００２６】
（圧縮空気生成器）
圧縮空気生成器１０は、大気導入口と、大気導入口から導入した大気から圧縮空気を生成するコンプレッサ１２と、コンプレッサ１２の圧縮空気を冷やすガス冷却器１４と、ガス冷却器１４で冷却した後の圧縮空気の水分を濾過する第２エアフィルタ１８およびマイクロミストフィルタ１５と、を有する。マイクロミストフィルタ１５および第２エアフィルタ１８で水分が濾過された後の圧縮空気が、圧縮空気生成器１０から排出される。マイクロミストフィルタ１５および第２エアフィルタ１８は、上記課題を解決する手段における「第１水フィルタ」に相当している。
【００２７】
圧縮空気生成器１０は、一例として、図１に示すように、コンプレッサ１２の吐出口に連通するエアタンク１９と、エアタンク１９に連通する第１エアフィルタ１７と、を備えていてもよい。第１エアフィルタ１７はガス冷却器１４に連通する。ガス冷却器１４は、例えば熱交換器であり、より具体的にはラジエータとすることができる。ガス冷却器１４に連通する第２エアフィルタ１８のさらに下流には、活性炭フィルタが設けられていてもよい。さらに、コンプレッサ１２の吐出口側の圧力、具体的にはエアタンク１９内の圧力を検知する圧力センサ１３が設けられていてもよい。コンプレッサ１２の吐出口側の圧力が異常に高くなったときに作動して圧縮ガスを抜くための安全弁が設けられていてもよい。好ましい形態として、エアタンク１９内の圧力が予め定めた上限値に達したら、コンプレッサ１２が自動的に運転停止するようになっていてもよい。電源回路１１は、商用交流電源等の電源４と接続し、コンプレッサ１２の駆動電源を生成する。
【００２８】
水分を含む大気が圧縮されると、高温高圧の圧縮空気となる。この高温高圧の圧縮空気がガス冷却器１４で冷やされると、水滴（いわゆるドレン水）が発生する。この水滴を取り除くために第２エアフィルタ１８およびマイクロミストフィルタ１５が設けられている。第２エアフィルタ１８およびマイクロミストフィルタ１５は、それぞれ、ハウジングとしての筒型ケースおよびドレン水排出機構を備えている。実施の形態では、第２エアフィルタ１８、マイクロミストフィルタ１５、および水フィルタ４１が、類似した構造を有しているものとして説明する。ただし、これらのフィルタは互いに異なる方式で水分濾過を達成するものであってもよく、具体的な形状および構造が互いに相違していてもよい。
【００２９】
圧縮空気生成器１０は、大気導入口から導入した大気つまり空気を圧縮する。コンプレッサ１２が圧縮することで空気の圧力および温度が上昇するので、圧縮空気は飽和水蒸気が多い。このためガス冷却器１４を通して冷却されるとドレン水が水滴として発生する。圧縮空気に含まれる水、油、および異物などを取り除くために、第１エアフィルタ１７、第２エアフィルタ１８、活性炭フィルタ１８ａ、およびマイクロミストフィルタ１５が圧縮空気の上流から下流に向かってこの順に設けられている。
【００３０】
第１エアフィルタ１７、第２エアフィルタ１８、活性炭フィルタ１８ａ、およびマイクロミストフィルタ１５の詳細な具体的構成については、公知の各種フィルタ装置を利用すればよく、例えば日本特開２０１２−２３２２８１号公報あるいは日本特開２００８−１８８４８９号公報に記載されたフィルタ装置を利用してもよい。このため、これ以上の説明は省略する。
【００３１】
（窒素ガス分離器）
窒素ガス分離器７０は、圧縮空気入口と、窒素分離膜７４と、窒素出口７５とを有する。実施の形態では、好ましい形態として、窒素分離膜７４の下流に、圧力安定化のための窒素ガスレギュレータ７１、および窒素ガスの圧力値を計測表示する圧力メータ７２も設けられている。圧縮空気入口は、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０のガス排出口２４と連通して、圧縮空気を受け取る。窒素分離膜７４は、圧縮空気生成器１０で生成された圧縮空気から窒素を生成する。窒素分離膜７４の一例として、日本特開２００３−１５９５１７号公報に記載された中空糸分離膜モジュールを利用しても良い。窒素ガスレギュレータ７１のさらに下流は、流量計７３を介して、質量分析計２に接続している。窒素出口７５は、窒素分離膜７４で分離された窒素ガスを排出するための穴である。圧縮空気生成器１０で生成された圧縮空気がＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０を経由して窒素ガス分離器７０に供給される。圧縮空気を窒素分離膜７４に通すことで、乾燥した窒素ガスを取り出すことができる。
【００３２】
（ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター）
図１のブロック図に記載したＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の構成について、図２および図３も参照しつつ以下説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０を示す上面斜視透視図である。図３は、本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０を示す側面斜視透視図である。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、全体として略直方体形状を有しその内部が空洞である筐体５と、フロントカバー６と、ガス導入口２２と、ガス排出口２４と、ガス導入口２２とガス排出口２４とを結ぶ配管２６と、を備える。ガス導入口２２およびガス導入口２４は、図示しない外部配管を介して、圧縮空気生成器１０および窒素ガス分離器７０にそれぞれ接続される。配管２６は、配管２６ａ、２６ｂ、２６ｃの３つの部位で構成されている。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、配管２６ｃの途中（具体的には出口端部）に設けられた遮断バルブ４４と、配管２６ｃの途中に設けられ、配管２６ｃを流れるガスの水分を濾過する水フィルタ４１と、水フィルタ４１により濾過された水を検知する水センサ３８と、水センサ３８で水が検知されたときに遮断バルブ４４を閉じる制御部５０と、を備える。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、さらに、配管２６ａに設けられた圧力センサ３０と、配管２６ｂに設けられた湿度センサ３２と、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の雰囲気温度を計測する温度センサ３４と、を備える。フロントカバー６の上部には凹部が設けられ、この凹部にガス導入口２２およびガス排出口２４が並べて配置されている。上記構成が一体化されたＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０によれば、圧縮空気生成器１０と窒素ガス分離器７０との間に介在させるように、簡単な取り付けが可能であるという利便性がある。また、既に設置した圧縮空気生成器１０と窒素ガス分離器７０との間に事後的に設置することが容易であるという利点もある。なお、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０には設けていないが、変形例として、配管２６内のガスの温度を計測する温度センサを設けることで、圧縮空気の温度を計測してもよい。
【００３３】
ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、さらに、電源回路４８および電源スイッチ２８を備えている。電源回路４８は、電源スイッチ２８を介して外部の電源４と接続している。一例を説明すると、電源回路４８は、その内部に公知のコンバータ回路を含んでおり、電源４からの商用交流電圧を直流電圧に変換して、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が内蔵する各構成の直流電源を作り出すものであってもよい。電源スイッチ２８は、ユーザからの手動操作を受け付けるものであり、形状は問わない。電源スイッチ２８をユーザが操作することで、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の電源オンオフを切り替えることができる。電源スイッチ２８がオンに操作されたときには、そのオン指令が制御部５０にも伝達され、制御部５０は遮断バルブ４４を開くことで配管２６を開放する。電源スイッチ２８がオフに操作されたときには、そのオフ指令が制御部５０にも伝達され、制御部５０は遮断バルブ４４を強制的に閉じ状態に切り替えて配管２６を閉塞する。具体例を挙げると、ここでいう「オン指令」「オフ指令」は、実際には、電源スイッチ２８の切替操作を表す切替信号であり、ハイとローの２値を取る信号である。
【００３４】
図１に示した実施の形態では、遮断バルブ４４は、圧縮空気生成器１０と窒素ガス分離器７０との間に設けられる。圧縮空気生成器１０から窒素出口７５までのガスの経路の途中、具体的には窒素分離膜７４と水フィルタ４１との間に、遮断バルブ４４が設けられている。水フィルタ４１は、圧縮空気生成器１０と窒素分離膜７４との間を流れるガスの水分を濾過する。遮断バルブ４４を閉じると、窒素分離膜７４と水フィルタ４１との間のガスの流通が閉塞される。水センサ３８、水フィルタ４１、ドレン水蓋４２、および遮断バルブ４４は、ガス安全供給部４０を構成している。
【００３５】
ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、圧縮空気を生成するコンプレッサ１２と窒素分離膜７４との間に、事後的に且つ取り外し可能に介在させることができる。ガス導入口２２から導入した圧縮空気内に一定量以上の液滴水が検出されたときに、遮断バルブ４４を閉じて配管２６を塞ぐことができる。ガス排出口２４と接続した下流側の窒素分離膜７４が水の悪影響によって故障するのを防ぐことができる。さらに、窒素分離膜７４の下流に接続して高純度窒素ガスを受けるはずの分析装置等に液滴水が到達すると動作不良を引き起こすおそれがあるという問題があるが、このような問題の発生を防ぐこともできる。
【００３６】
好ましい形態として、制御部５０は、遮断バルブ４４を閉じた日時を記録する。この記録動作を実現する手段の具体例には、メモリ５６に記録されたプログラムを制御部５０が実行するという形態が含まれる。
【００３７】
好ましい形態として、制御部５０により遮断バルブ４４が閉じられたことを報知する「報知手段」をさらに備える。実施の形態では、報知手段は、一例として視覚的な報知を行うランプ４６を設けている。ランプ４６は制御部５０と接続されており、制御部５０は遮断バルブ４４を閉じたときにこれらのランプ４６を作動させて光を発する。ただし、ランプ４６の代わりに、あるいはランプ４６に加えて、聴覚的な報知を行うブザーなどを設けてもよい。あるいは、追加された無線通信部を通じて制御部５０がユーザが使用する各種端末に警告信号あるいは警告メッセージを送信するものであってもよい。これら報知動作を実現する手段の具体例には、報知が必要な場合に予めメモリ５６に記録されたプログラムを制御部５０が実行するという形態が含まれる。
【００３８】
好ましい形態として、制御部５０は、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の電源オンがあった日時を記録する。電源スイッチ２８が操作されることで電源オンされると、システム起動処理が実行され、そのときに制御部５０内のメモリ５６に今回のシステム起動処理実行日時が保存されるようにあらかじめプログラムが作成されている。このように制御部５０は電源オンオフの履歴つまりシステムオンオフ履歴を記録する。この履歴記録動作を実現する手段の具体例には、メモリ５６に記録されたプログラムを制御部５０が実行するという形態が含まれる。
【００３９】
好ましい形態として、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、配管２６内のガスの物理状態を評価するための物理量を計測する少なくとも１つのセンサを有している。実施の形態では、そのようなセンサの具体例として、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が、配管２６に設けられた圧力センサ３０と、配管２６に設けられた湿度センサ３２と、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の雰囲気温度を計測する温度センサ３４と、を備える。圧力センサ３０および湿度センサ３２は、配管２６内のガス、より具体的には圧縮空気生成器１０から供給される圧縮空気を対象にして、その圧力値および湿度を計測することができる。制御部５０は、好ましい形態として、あらかじめ定めた時間が経過する毎に圧力センサ３０、湿度センサ３２、および温度センサ３４のそれぞれの値を記録する。さらに好ましい形態として、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、電源電圧を計測する電圧計３６を備えている。電圧計３６は、具体的には電源回路４８と接続していてもよく、電源回路４８が生成する直流電圧の大きさを計測するものであってもよい。なお、実施の形態では、説明の簡略化のために、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が備える上記の圧力センサ３０などをまとめて「各センサ」と称することがある。
【００４０】
好ましい形態として制御部５０が電圧計３６の計測値をあらかじめ定めた時間が経過する毎に記録することは、次の利点をもたらす。電源回路４８は電源４と接続しており、圧縮空気生成器１０の電源である電源回路１１も同じく電源４と接続している。電源４の電圧が不安定になった場合には電源回路４８および電源回路１１の両方に対してその電源不安定の影響が及ぶので、電源４の不安定動作は圧縮空気生成器１０のコンプレッサ１２の動作にも影響を与える。電源４の不安定の一例は、瞬間的な停電（いわゆる瞬停）である。コンプレッサ１２の動作が不安定になれば、圧縮空気の圧力および流量にも影響が及び、最終的に窒素ガス分離器７０を介して生成される窒素ガスに対して質的および量的に影響が及ぶ。窒素ガスの質とは純度（窒素密度）等であり、窒素ガスの量とは圧力および流量を指している。この点、電圧計３６により測定される電圧を記録していくことで、電源４に不安定な動作があったか否かを事後的に確認できる。その結果、窒素ガスが質的あるいは量的に不安定な状態となった原因を、事後的に検討することができる。
【００４１】
実施の形態において、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が有するセンサの出力を記録する手段は、具体的には、メモリ５６に記録されたプログラムを制御部５０が実行するというものである。
【００４２】
制御部５０は、図３に示すように、回路基板本体５１を備えている。回路基板本体５１には、図１のブロック図で具体的に示す各構成部品が実装されている。すなわち、制御部５０は、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース５２と、演算処理装置（ＣＰＵ）５４と、不揮発性メモリ５６（以下、単にメモリ５６とも称す）と、タイマ５８と、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換回路５３と、を備えている。これらの部品は、回路基板本体５１上に実装されている。
【００４３】
入出力インターフェース５２は、入力端子（ピン）が設けられた入力コネクタおよび出力端子（ピン）が設けられた出力コネクタ等を含んでいる。入出力インターフェース５２は、制御部５０の外部とのデータ信号入出力を行うために設けられている。入出力インターフェース５２は、上述した圧力センサ３０、湿度センサ３２、温度センサ３４、電圧計３６、および水センサ３８と接続している。また、入出力インターフェース５２は、遮断バルブ４４およびランプ４６とも接続している。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換回路５３により、制御部５０と接続した圧力センサ３０等の各センサのアナログ出力信号がディジタル値に変換される。
【００４５】
ＣＰＵ５４は、入出力インターフェース５２、メモリ５６、Ａ／Ｄ変換回路５３、およびタイマ５８と接続している。ＣＰＵ５４は、入出力インターフェース５２、Ａ／Ｄ変換回路５３、およびメモリ５６を介して電子データを取得する。ＣＰＵ５４は、メモリ５６に記憶されたプログラムを実行することによってこの電子データに演算処理を施す。ＣＰＵ５４は、この演算結果を、メモリ５６に格納したり、入出力インターフェース５２から外部に出力したりする。この電子データには、例えば、各センサからのセンサ出力信号がディジタル値に変換された情報であったり、ライトを点灯させるべきか否かを設定するライト点灯フラグであったり、遮断バルブ４４を閉じるか開くかを設定するバルブ開閉フラグなども含まれている。
【００４６】
不揮発性メモリ５６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）であるかＲＯＭ（Read Only Memory）であるかは問わず、例えばフラッシュメモリ（FLASH EEPROM）などのＥＥＰＲＯＭ（Electric Erasable Programmable Read Only Memory）を用いてもよい。なお、揮発性メモリが演算処理の用途に使うためにさらに設けられていてもよい。また、補助記憶装置（ストレージデバイス）が設けられていてもよく、この補助記憶装置にデータが格納されてもよい。メモリおよび補助記憶装置を包括的に「記憶手段」と表現した場合には、ＣＰＵ５４がこの記憶手段との電子データのやり取りにより、演算処理および記録などを行う。
【００４７】
タイマ５８は、時間計測を行うためのものである。ＣＰＵ５４が実行すべきプログラムの中には、プログラム実行中に一定時間間隔を置いて周期的に実行すべき処理ステップがある。例えば、上述した圧力センサ３０、湿度センサ３２、および温度センサ３４のそれぞれの値を記録するための処理、および電圧計３６の計測値をあらかじめ定めた時間が経過する毎に記録する処理である。ほかにも、水センサ３８の計測値を予め定めた時間が経過する毎に記録する処理が設けられてもよい。ＣＰＵ５４は、タイマ５８からの時間計測値を参照することで、そのような処理ステップを正確な時間間隔をおいて実行することができる。
【００４８】
Ａ／Ｄ変換回路５３でディジタル値に変換された各センサの出力値は、ＣＰＵ５４で処理される。ＣＰＵ５４が実行するプログラムには、あらかじめ設定した一定時間ごと（たとえば１分毎）に各センサの出力値をメモリ５６の所定記憶領域に追加保存する処理ステップが含まれている。これによりＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が「データロガー装置」として機能することもできる。
【００４９】
ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）コネクタ６０を備えている。ＵＳＢコネクタ６０は制御部５０と接続しており、メモリ５６に記憶した電子情報を読み出せるようになっている。これにより、ＵＳＢコネクタ６０を介して引き出した電子データを、パーソナルコンピュータ等の外部端末で閲覧、加工、あるいは編集して活用することができる。また、メモリ５６内のプログラムデータが書換可能に記録されているのであれば、ＵＳＢコネクタ６０を介してメモリ５６にアクセスすることで、プログラムを修正、加工することもできる。書換可能に記録とは、例えば不揮発性メモリ５６が、ＲＯＭとＲＡＭを含む場合に、プログラムがＲＡＭに記憶されている場合などを意味している。ここで述べたようにＵＳＢコネクタ６０は「電子情報取出手段」として機能する。そこで、ＵＳＢコネクタ６０以外の「電子情報取出手段」をＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０に設けてもよい。例えば、ＵＳＢ以外の各種汎用通信インターフェースを採用してもよく、コネクタ形状も各規格に合わせて設ければよい。また、通信方式は有線に限らず、無線通信ユニットを設けてもよく、その場合にはコネクタは不要である。
【００５０】
実施の形態にかかる各構成には多数のバリエーションが想定される。そのいくつかについて以下説明する。
【００５１】
遮断バルブ４４の構造にはさまざまなバリエーションが想定される。たとえば電磁弁を用いてもよい。電磁弁はソレノイド弁とも呼ばれ、電磁石の磁力を用いてプランジャを動かすことで弁開閉を行う仕組みを持ち、流体を通す配管２６内の開閉制御に用いられる。電磁弁は応答性の速さに利点があり、水センサ３８による水検知後に直ちに配管２６を塞ぐことができるという点で好ましい。また、電磁弁のほかにも、電動機（モータ）駆動の電動弁を用いてもよい。また、電気式に限られるものでもなく、油圧式などを用いることも妨げられない。遮断バルブ４４は、いかなる駆動方式、機械的仕組みを有するであってもよく、制御部５０からの電気信号に従って少なくとも全開と全閉とを切替可能なものであればよい。なお、変形例として、遮断バルブ４４が、全開と全閉との間で、連続的に開度調整が可能であってもよく、不連続的つまり複数段階に開度を切替可能なものを用いてもよい。そのような変形例における開度調整も、制御部５０からの制御信号に従って達成されればよい。
【００５２】
水フィルタ４１の構造にはさまざまなバリエーションが想定される。実施の形態では、一例として、両端が閉塞した筒状ケース４１ａと、この筒状ケース４１ａ側面の対抗する二箇所に設けられた２つの開口と、筒状ケース４１ａ内でガスの水分を捕集するフィルタ膜（メンブレンエレメント）と、を含んでいる。筒状ケース４１ａに設けられた一方の開口は配管２６ｃと接続しており、筒状ケース４１ａに設けられた他方の開口は遮断バルブ４４に接続している。配管２６ｃから筒状ケース４１ａ内にガスが流入し、ガス中に含まれる水分がフィルタ膜で濾過された後、他方の開口から遮断バルブ４４へと水分濾過済ガスが流出する。フィルタ膜で濾過された水分が、筒状ケース４１ａの底部に水滴として溜まる。筒状ケース４１ａの底部には、水抜き穴としてのドレン水穴が設けられ、このドレン水穴を手動で開け閉めするドレン水蓋４２が設けられている。更なる具体的構成については、例えば、日本特開２０１２−２３２２８１号公報あるいは日本特開２００８−１８８４８９号公報に記載されたフィルタ装置を適用したり、これを適宜に変形したものを利用したりすることもできるので、これ以上の説明は省略する。
【００５３】
なお、本実施の形態では、筒状ケース４１ａが光透過性樹脂あるいはガラスにより形成されている。これは、後述するように、本実施の形態では水センサ３８が光学検知方式のものだからである。しかしながら、水センサ３８の検知方式が電気的なものであるなどの理由から筒状ケース４１ａに光透過性が必要ない場合もあり、その場合には筒状ケース４１ａは非透明でもよい。また、一定量の水が溜まったときにドレン水蓋が開く機構（いわゆるオートドレン水）が設けられていてもよく、その場合には、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の外部にこの水を排出するチューブを導いてもよい。
【００５４】
水センサ３８の構造および検知方式には、さまざまなバリエーションが想定される。本実施の形態では、一例として、光学的検知を行うための光検出器を水センサ３８として利用する。光検出器は、例えばフォトダイオードなどからなる発光部３８ｂと、光検知部（フォトディテクタ）３８ａとを含んでいる。光検知部３８ａは、発光部３８ｂ水フィルタ４１を透過してきた光を受光する。光学方式の水センサ３８は、水分量に応じた光の吸収度合いの違いを利用して、光検知部３８ａの受光強度等に基づいて、水分の有無および水分量を検知することができる。
【００５５】
なお、水フィルタ４１には、既に公知の各種水分計に使用されている技術が転用でき、実用化された各種水分計を転用することができる。例えば、光を利用するものに限らず、電気を利用するものでもよい。電気方式の水センサは、水分量に応じた電気抵抗値の変化あるいは電気容量の変化を測定することで、水分の有無および水分量を検知することができる。また、大型のセンサを搭載できる場合にはマイクロ波水分計などを用いてもよい。これら光学方式以外の方式の水センサを用いる場合であっても、上記と同様にメモリ５６に計測値を記憶しておくことで、水フィルタ４１内の水量が予め定めた一定量に達したか否かを検知すればよい。
【００５６】
本実施形態では、水フィルタ４１の内部に液体の水が一定水量溜まったかどうかを、遮断バルブ４４を閉じる判定基準としている。「一定水量」とは前述したように、筒状ケース４１ａ内の半分、１／３、１／５、或いは１／１０などの量であり、僅かな量の水滴ではないことが好ましい。その理由について説明すると、そもそも窒素分離膜７４は、流入する気体の水分を分離、除去して乾燥窒素ガスを作り出すための膜である。このため、窒素分離膜７４は、湿度が許容範囲内にある水蒸気が流入しても直ちに故障するものではない。一方、僅かな水分が検知されることで遮断バルブ４４が直ちに閉じられると、安定した流量および圧力での圧縮空気供給が高頻度に邪魔されてしまうので、好ましくない。そこで、実施の形態では、水フィルタ４１の筒状ケース４１ａ内に溜まった液体の水が予め定めた量に達したときに、制御部５０が遮断バルブ４４を閉じるようにしている。そのために、実施の形態では、液体の水が水フィルタ４１内部に予め定めた水量だけ溜まったときの水センサ３８（具体的には光検知部３８ａ）の出力信号を予め測定しておき、これを遮断バルブ４４閉塞判断のための判定値として制御部５０のメモリ５６に記憶しておいてもよい。「予め定めた水量」とは、例えば満杯状態の半分、１／３、１／５、或いは１／１０などである。後述するフローチャートにおける水検知処理（ステップＳ１０８）を行うときには、水センサ３８における光検知部３８ａの出力信号と予め記憶した受光強度との間で比較を行う。これにより、水フィルタ４１内の水が予め定めた量に達したことを検知することができる。
【００５７】
遮断バルブ４４の取り付け位置についても様々なバリエーションが想定される。遮断バルブ４４は、圧縮空気生成器１０から窒素出口７５までのガスの経路の途中における任意の箇所、あるいは窒素出口７５下流に設けることができる。具体的には、図１〜図３に示す実施の形態においては、遮断バルブ４４は、窒素分離膜７４と水フィルタ４１との間に設けられている。遮断バルブ４４を閉じることで、窒素分離膜７４に水分過剰な圧縮空気が流れ込むのを防ぐことができるとともに、さらに、内部に水が蓄積された水フィルタ４１と窒素分離膜７４との間を閉塞できる。よって、水フィルタ４１内の貯留水が窒素分離膜７４に到達する事態を確実に防止できる。また、遮断バルブ４４は、水フィルタ４１とコンプレッサ１２との間のガス経路の途中、つまり配管２６のいずれかの場所に設けられていてもよい。これにより、窒素分離膜７４に水分過剰な圧縮空気が流れ込むのを防ぐことができる。また、遮断バルブ４４は、後述する図５の変形例のごとく窒素出口７５に設けられていてもよい。これにより、少なくとも窒素ガス生成装置１から水分過剰な窒素ガスが排出されることを防ぐことができるからである。水フィルタ４１と遮断バルブ４４は必ずしも隣接していなくともよく、離れて配置されてもよく、水フィルタ４１と遮断バルブ４４の間に他のセンサがはさまれていてもよい。実施の形態におけるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０においては、遮断バルブ４４は単に流量調整ができるのみでは不足である。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０においては、水安全確保の観点から、少なくとも質量分析計２に至る手前で、好ましくは窒素分離膜７４の圧縮空気入口よりも上流において、必要時に遮断バルブ４４が配管２６のいずれかの箇所を完全閉塞するものである。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が実行する制御内容を示すフローチャートの一例である。図４に示すフローチャートに従って作成されたプログラムが、制御部５０のメモリ５６に予め記憶されている。ＣＰＵ５４は、電源スイッチ２８の操作によりＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が電源オンとなるのに応答して、メモリ５６からこのプログラムを読み出して実行する。
【００５９】
図４のフローチャートに示すルーチンでは、まず、制御部５０が起動時刻を記録する処理ステップを実行する（Ｓ１００）。制御部５０は、続いて遮断バルブ４４を開く処理ステップを実行する（Ｓ１０２）。
【００６０】
制御部５０は、次に、タイマ５８の計測により、カウント基準時刻から所定時間が経過したか否かを判定する処理ステップを実行する（Ｓ１０４）。この処理ステップは、予め定めた時間間隔を測るための処理であり、時間間隔は例えば１分（つまり６０秒）としてもよく、１分より短くとも或いは長くともよい。制御部５０がタイマ５８を制御することで、カウント基準時刻を起算点としてタイマ５８が時間を計測する。タイマ５８の計測時間が６０秒に達したら、この処理ステップＳ１０４の判定条件は肯定となる。ここで、もし起動直後の初回の判定であればこのカウント基準時刻は起動時刻であり、起動時刻から予め定めた時間が経過したときにこの処理ステップの判定結果は肯定となる。もし、起動直後ではなく一度この処理ステップの判定結果が肯定となった場合には、その肯定判定に応答してタイマ５８の時間計測値がゼロにリセットされ、その肯定判定の時刻が最新のカウント基準時刻となる。これにより、処理ステップＳ１０４の判定結果が肯定となるたびにタイマ５８の時間計測がリセットされ、予め定めた時間（例えば６０秒）となるたびにこの処理ステップＳ１０４の判定条件が肯定となり、これより後のセンサ信号取込を行う処理ステップなどへと進むことができる。なお、ここで述べた処理ステップＳ１０４の処理は一例であり、予め定めた時間間隔を測るプログラムであれば具体的な処理は問わない。
【００６１】
カウント基準時刻から所定時間が経過したと判定されない場合には処理ステップＳ１０４に処理が戻り、所定時間が経過するまで処理が待機状態となる。制御部５０は、カウント基準時刻から所定時間が経過したと判定された場合に、続いて圧力センサ３０等のセンサ出力信号を取り込んでメモリ５６に記録する処理ステップを実行する（Ｓ１０６）。制御部５０は、次に、水検出がされたか否かを判定する処理ステップを実行する（Ｓ１０８）。このステップでは、制御部５０が、水センサ３８の光検知部３８ｂから受け取った出力信号に基づいて水フィルタ４１内の水が予め定めた水量に達したか否かを判定し、水が予め定めた水量に達したときに判定結果を肯定とする。ステップＳ１０８の判定結果が肯定である場合には、制御部５０は、次に、水検出がされた場合に遮断バルブ４４を閉じる処理ステップを実行する（Ｓ１１０）。制御部５０は、さらに、ランプ４６を点灯させることで報知を行う処理ステップを実行する（Ｓ１１２）。
【００６２】
制御部５０は、ステップＳ１０８で水検出がされない場合には、電源オフ判定（Ｓ１１４）へと処理をジャンプさせる。
【００６３】
制御部５０は、電源スイッチがオフ操作され電源オフとする指令があったか否かを判定する処理ステップを実行する（Ｓ１１４）。制御部５０は、電源オフ操作がなかった場合には所定時間経過判定処理ステップへと処理をループさせる。制御部５０は、電源オフ操作があった場合には、遮断バルブ４４を閉じた状態に保持して、処理をシステムシャットダウン処理へと進め、システムシャットダウン日時を記録する処理ステップを実行する（Ｓ１１６）。その後、今回のルーチンが終了とともに、システムがシャットダウンする。
【００６４】
以上説明した実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０および窒素ガス生成装置１の効果をまとめると、例えば次のように説明される。
【００６５】
質量分析を行う際には、質量分析計２（Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）の試料導入に伴って、窒素ガスが必要となる。その窒素ガスは窒素ガス生成装置１により提供される。空気を圧縮する際に水分が圧縮空気生成器１０内に溜まるので、時折その水分を外部に排出することを自動で行う。この自動排水は、第２エアフィルタ１８およびマイクロミストフィルタ１５が備えるオートドレン機能により実現される。
【００６６】
圧縮空気生成器１０内の第２エアフィルタ１８あるいはマイクロミストフィルタ１５が故障した場合、圧縮空気生成器１０から水分過剰ガスが流れ出す。この水が流れ込むと窒素分離膜７４を故障させてしまう可能性が高く、故障すれば高価な窒素分離膜７４を交換することになってしまう。そこで、窒素分離膜７４の前段に設けた水フィルタ４１、水センサ３８、および遮断バルブ４４を利用して、水分の検知時に遮断バルブ４４を閉じ、コンプレッサ１２からの圧縮空気の遮断を行う。なお、実施の形態では、遮断バルブ４４を閉じることで配管２６が閉塞した後には、コンプレッサ１２の吐出口側の圧力が上昇し、その圧力上昇を圧力センサ３０か感知することで自動的にコンプレッサ１２が運転停止する。
【００６７】
さらに、もし窒素分離膜７４を通過した水が質量分析計２へ流れ込むと、質量分析計２の分析結果や質量分析計２の内部構造に悪影響を与えてしまう。また、電源４の電圧が不安定であると、窒素ガスの圧力や流量が変動し、分析精度が低下してしまう。この点、実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０はデータロガー装置としても働くので、遮断バルブ４４を閉じる事態が発生した原因となる要素（電源異常、周囲温度、湿度、あるいは圧力）を、常時記録することもできる。ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０は、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の電源オンがあった日時、水検出が水検出をして遮断した日時、および圧力、湿度、温度、電源電圧の定期的情報を記録することができる。これらの情報を記録することにより、その記録結果を後に参照することができる。この記録結果を参照することで、分析結果の異常や質量分析計２の故障等の原因解明に役立てることができる。記録した内容はＵＳＢコネクタ６０を介して、あるいは無線で外部（例としてパソコン）に転送できるようにしてもよく、運用管理にも役立ててもよい。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態にかかるＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が実行する制御内容を示すフローチャートの他の例である。図４で説明したステップＳ１０８において水検出がされたときに、制御部５０は、遮断バルブ４４を閉じる処理ステップ（Ｓ１１０）およびランプ４６の点灯処理ステップ（Ｓ１１０）を順次実行した後、強制電源オフ処理を実行して（Ｓ２００）、ルーチン終了とともにシステムがシャットダウンしてもよい。
【００６９】
なお、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０にデータロガー機能を設けずに、水センサ３８、遮断バルブ４４およびこれらを制御する制御部５０などによる水検知時遮断保護機能のみを設けてもよい。その場合、圧力センサ３０、湿度センサ３２、温度センサ３４、および電圧計３６を省略し、図４のフローチャートにおけるステップＳ１０４およびＳ１０６の処理を省略してもよい。また、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が、データロガー装置機能を有さず、かつ質量分析計２と窒素ガス分離器７０との間に配置されていてもよい。
【００７０】
なお、実施の形態では、水フィルタ４１、水センサ３８、遮断バルブ４４、および圧力センサ３０等の構成部品を筐体５の内部に集約したＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が提供されている。しかし、実施の形態にかかる窒素ガス生成装置１を提供するうえでは、かならずしも構成部品が１つの筐体５に集約されていなくともよい。つまり、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０内の各構成部品が部品単位で配置され、全体として実施の形態のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０の機能を備えた窒素ガス生成装置１が提供されてもよい。
【００７１】
図６は、本発明の実施の形態の変形例にかかる窒素ガス生成装置１０１を示すブロック図である。この変形例では、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０を、記録装置１２０に置換し、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０を追加している。この変形例ではＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０を窒素出口７５に接続しており、言い換えるとＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０を質量分析計２と窒素ガス分離器７０の間に設けている。これらの相違点以外の構成については、窒素ガス生成装置１０１は図１〜図３で述べた窒素ガス生成装置１と同様であるため、対応する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。窒素ガス生成装置１０１は、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が有する機能のうち水検知遮断機能のハードウェア部分を担当するＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０を抜き出して、窒素ガス生成装置１０１の下流側に設けている。これはつまり、図１におけるガス安全供給部４０を窒素ガス生成装置１０１の下流側に設けたものである。その一方で、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０が有する機能のうち遮断バルブ４１の制御等およびデータロガー機能を担当する記録装置１２０を設けている。この変形例では図６に示すように記録装置１２０に内蔵した制御部５０を用いてＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０の制御を行っているが、図６をさらに変形して、制御部５０のうち水センサ３８の出力信号に基づく遮断バルブ４１の開閉制御を行う「他の制御部」をＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０に内蔵してもよい。この「他の制御部」は、少なくとも、図４および図５におけるステップＳ１０２、Ｓ１０８、Ｓ１１０の処理を実行し、さらに、ステップＳ１１６のバルブ閉塞制御も行うことが好ましい。また、ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター１４０にランプ４６などの報知手段を設けてもよく、その場合にはこの「他の制御部」がステップＳ１１２の処理も行うことが好ましい。
【００７２】
なお、実施の形態とは異なる他の装置へと上記実施の形態にかかる装置を変形することもでき、他の用途へと実施の形態の構成の一部を転用することもできる。以下、この変形転用について説明する。
【００７３】
なお、実施の形態を窒素以外のガス生成装置に転用することもできる。つまり、大気などの水分を含む気体を圧縮し、その圧縮ガスから乾燥ガスを生成する乾燥ガス生成装置に、上記のＭＳ用窒素ガス安全供給モニター２０を転用することができる。コンプレッサで気体を圧縮すると凝縮によりドレン水が発生する。そのドレン水を含む水分過剰ガスを分離膜に供給されると、分離膜にとって好ましくないケースが想定される。さらに、分離膜のさらに下流に設けた質量分析計２などの装置にとっても、水分過剰ガスは好ましくない。このような事情から、窒素ガス生成装置１の内部にある窒素分離膜７４の代わりに、他のガス分離膜を設けることもできる。実用化されている窒素分離膜の一例として、ポリイミド製の中空糸が空気中の窒素より酸素を透過しやすい性質を利用したものがある。圧縮空気が窒素分離膜（中空糸）の内側を流れていく間に、酸素が選択的に膜を透過し、その結果、中空糸膜出口に窒素富化ガスが得られるという仕組みになっている。このような酸素を選択的に透過する膜が酸素分離膜として転用されることも想定され、その場合にはこの酸素分離膜に水分過剰ガスが流入することは好ましくない。窒素分離膜７４に水分過剰ガスが好ましくないのと同様である。例えば日本特開２００３−１５９５１７号公報には、「混合ガスから少なくともひとつのガスを選択的に透過させる中空糸分離膜モジュール」および「富化窒素空気、富化酸素空気、乾燥空気、二酸化炭素、水素、または、有機蒸気のいずれかを分離回収するための中空糸分離膜モジュール」が記載されている。公知技術に基づいて、「混合ガス分離膜」あるいは「富化窒素空気、富化酸素空気、乾燥空気、二酸化炭素、水素、または、有機蒸気のいずれかを分離するガス分離膜」を、窒素分離膜７４と置換してもよい。この場合、実施の形態の「窒素ガス分離器」は、ガスの種類が限定されない単なる「ガス分離器」と読み替えられる。
【符号の説明】
【００７４】
１、１０１  窒素ガス生成装置
２  質量分析計
４  電源
５  筐体
６  フロントカバー
１０  圧縮空気生成器
１１、４８  電源回路
１２  コンプレッサ
１３、３０  圧力センサ
１４  ガス冷却器
１５  マイクロミストフィルタ
１７  第１エアフィルタ
１８  第２エアフィルタ
１８ａ  活性炭フィルタ
１９  エアタンク
２０、１４０  ＭＳ用窒素ガス安全供給モニター
２２  ガス導入口
２４  ガス排出口
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ  配管
２８  電源スイッチ
３０  圧力センサ
３２  湿度センサ
３４  温度センサ
３６  電圧計
３８  水センサ
３８ａ  光検知部
３８ｂ  発光部
４０  ガス安全供給部
４１  水フィルタ
４１ａ  筒状ケース
４２  ドレン水蓋
４４  遮断バルブ
４６  ランプ
４８  電源回路
５０  制御部
５１  回路基板本体
５２  入出力インターフェース
５３  Ａ／Ｄ変換回路
５４  ＣＰＵ
５６  メモリ
５８  タイマ
６０  コネクタ
７０  窒素ガス分離器
７１  窒素ガスレギュレータ
７２  圧力メータ
７３  流量計
７４  窒素分離膜
７５  窒素出口
１２０  記録装置
【図１】
2017029764.tif 000003
【図２】
2017029764.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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