(57)【要約】  本発明は、加圧ガスタンク（１）、特に保護エアバッグタイプの系のための加圧ガスタンクに、ガスまたはガス混合物を充填するための方法に関する。上記方法は、定められた第１の量（Ｑ１）の液体状態にあるガスまたはガス混合物をタンク（１）中に導入する第１の工程を含む。本発明の方法は、上記第１の導入工程が、中間量（Ｑ３）の液体状態にあるガスまたはガス混合物をタンクに導入する中間工程（Ａ）を含み、この中間量（Ｑ３）は第１の量（Ｑ１）よりも多い。本発明の方法は、また、タンク（１）に液体状態にあるガスの第１の量（Ｑ１）を与えるように、タンク（１）から第１の量を超えている液体状態にあるガスの一部を除去するための工程（Ｂ）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガス貯蔵器（１）、特にエアバッグタイプの保護システムのための加圧貯蔵器にガスまたはガス混合物を充填するための方法であって、前記貯蔵器（１）に液体状態にあるガスまたはガス混合物の第１の固定量（Ｑ１）の導入の第１の工程を含み、前記第１の導入工程は、
前記貯蔵器（１）に液体状態にあるガスまたはガス混合物の中間量（Ｑ３）の中間導入の工程（Ａ）であって、この中間量（Ｑ３）が前記第１の量（Ｑ１）よりも多い工程（Ａ）と、
前記貯蔵器（１）中の液体状態にあるガスの前記第１の量（Ｑ１）を計量するために、前記第１の量（Ｑ１）よりも過剰量の液体状態にあるガスの一部の貯蔵器（１）からの抜き取り工程（Ｂ）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記貯蔵器（１）を、少なくとも前記中間導入工程（Ａ）の前および／または間に冷却することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記中間量（Ｑ３）が、実質的に、前記貯蔵器（１）の完全な充填に対応することを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記中間導入工程（Ａ）は、液体状態にある前記ガスまたはガス混合物の、源から前記貯蔵器（１）の内部への、前記貯蔵器（１）のオリフィスを介したフローの操作を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記中間導入工程（Ａ）は、前記貯蔵器（１）に充填するための液体状態にある前記ガスまたはガス混合物から成る浴に前記貯蔵器（１）を浸漬し、前記浴から前記貯蔵器（１）の内部への前記液体のフローを可能にする工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記抜き取り工程（Ｂ）が、前記固定量（Ｑ１）に対応する前記貯蔵器（１）の液体レベルの決定の操作を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記抜き取り工程（Ｂ）が、前記貯蔵器（１）内部の液体状態にある前記ガスの吸引の操作を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の導入工程中に前記貯蔵器（１）に導入される液体状態にある前記ガスがアルゴンを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記貯蔵器（１）にガス状態にあるガスまたはガス混合物のさらなる第２の固定量（Ｑ２）の導入の第２の工程（Ｃ）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の導入工程（Ｃ）中に前記貯蔵器（１）にガス状態で導入される前記さらなるガスまたはガス混合物がヘリウムを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、加圧ガス貯蔵器に充填するための方法に関する。
【０００２】
本発明はより具体的には、加圧ガス貯蔵器、とりわけエアバッグタイプの保護システムのための加圧ガス貯蔵器にガスまたはガス混合物を充填するための方法に関し、貯蔵器に液体状態にある第１の固定量のガスまたはガス混合物を導入する第１の工程を含む。
【０００３】
本充填方法によれば、１種以上のガスを低温液体状態で貯蔵器中に導入する。液体状態にあるガスの導入後に、場合によりガス状態にあるさらなるガスの導入が続き、その後貯蔵器を密閉し、加熱する（この加熱は、積極的な加熱により、または貯蔵器の冷却を止めて周囲温度において放置することにより行うことができる）。このようにして、ガスまたはガス混合物を貯蔵器中で気化させて、高圧、例えば５００ｂａｒ、７００ｂａｒまたはこれ以上を発生させる。
【０００４】
このような方法は、特に文献 WO 2005/59431 に記載されている。
【０００５】
このような方法において、貯蔵器に導入される、液体状態にあるガスの量の正確な計量を制御することが非常に重要である。事実、貯蔵器が室温にある場合には、この計量が、充填される貯蔵器の動作特性および特には含まれるガスの圧力を決定する。
【０００６】
この計量を行うための公知の方法は、貯蔵器に導入されるガスの量を、例えば圧力計または流量検出手段により正確に計測することから成る。他の方法は、導入される液体の体積を、液体源と充填される貯蔵器との間にある緩衝タンクを用いることにより正確に計測することから成る。緩衝タンクは、充填させる貯蔵器に送給されるガスの体積を制御する働きをする体積特性を有する。
【０００７】
しかしながら、これらの方法は比較的複雑で、コストがかかり、大スケールで、特に速い生産速度で工業的に実施するには困難である。
【０００８】
さらに、液体状態にあるガスの導入直後に貯蔵器を密閉せずに、さらなる操作（例えばさらなるガスまたはガス混合物の導入）を受ける必要がある場合には、液化ガスの一部が蒸発し、貯蔵器から漏れる危険性がある。これらの可能性のあるリークは、貯蔵器を気密シールするために溶接機械に運ぶ際に起こり得る。こうして起こる離散は、最終的な貯蔵器の特性を変更する。
【０００９】
上記した従来技術の欠点の全てまたは一部を克服することが本発明の目的である。
【００１０】
この目的のために、本発明による加圧ガス貯蔵器に充填するための方法であって、上記導入部に示した包括的な定義に適合する方法は、上記第１の導入工程が、貯蔵器に、中間量の液体状態にあるガスまたはガス混合物の中間導入の工程であって、この中間量が上記第１の量よりも多い工程と、貯蔵器中の液体状態にあるガスの第１の量を計量するために、第１の量よりも過剰量の液体状態にあるガスの一部を貯蔵器から抜き取る工程とを含むことを本質的に特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明は以下の特徴の１つ以上を含み得る：
貯蔵器を、少なくとも中間導入工程前および／または工程中に冷却し、
中間量は、貯蔵器の完全な充填に実質的に対応し、
中間導入工程は、液体状態にあるガスまたはガス混合物の、源から貯蔵器内部への、貯蔵器のオリフィスを介したフロー操作を含み、
中間導入工程は、貯蔵器に充填するための液体状態にあるガスまたはガス混合物から成る浴に貯蔵器を浸漬し、浴から貯蔵器の内部への液体のフローを可能にする工程を含み、
抜き取り工程は、固定量に相当する貯蔵器内の液体レベルの決定操作を含み、
抜き取り工程は、貯蔵器内部の液体状態にあるガスの吸引操作を含み、
第１の導入工程中に貯蔵器に導入される液体状態にあるガスはアルゴンを含み、
本方法は、貯蔵器に、さらなる第２の固定量の、ガス状態にあるガスまたはガス混合物の導入工程を含み、
上記第２の導入工程中に貯蔵器にガス状態で導入されるさらなるガスまたはガス混合物はヘリウムを含む。
【００１２】
他の特徴および利点は、本明細書に添付した図面に関して与える以下の記載を読めば明らかであろう。
【００１３】
アルゴン／ヘリウムガス混合物を貯蔵器１に充填する例を、図１〜３に関連して記載する。この例において、第１の量Ｑ１のアルゴンを液体状態でまず導入し、続いて第２の量Ｑ２のヘリウムをガス状態で導入する。
【００１４】
第１の固定量Ｑ１の液体アルゴンを貯蔵器１に導入するために、第１の工程Ａ（図１）は、第１の量Ｑ１よりも多い量Ｑ３の液体アルゴンを貯蔵器１に導入することから成る。第２の工程Ｂ（図３）において、第１の量Ｑ１を超えている貯蔵器１の液体アルゴンを貯蔵器１から抜き取る。
【００１５】
第１の工程Ａは、貯蔵器１を、例えば完全に、液化低温アルゴン（ＬＡｒ、−１８６℃以下の温度）の浴３中に浸漬させることから成り得る。このことは、空の貯蔵器１を少なくとも１つのオリフィス４の位置で開き、液体アルゴンの浴３に浸漬させて、アルゴンが内容積中に浸入することを意味する。好ましくは、貯蔵器１は液体アルゴンで完全に充填されているとよい。
【００１６】
有利には、貯蔵器１を、液体アルゴンの浴３中に浸漬させる前に予備冷却することができる。例えば、図４〜６に関して以下により詳細に記載する通り、貯蔵器１をアルゴン浴３の温度よりも低い温度にまで予備冷却することができる。例えば、貯蔵器１を−１９６℃以下の温度にある液体窒素の浴５中に部分的に浸漬する。この浸漬は、好ましくは、貯蔵器１中に液体窒素が入り込むことを防止するように構成されている（特に、浸漬レベルを制御することによる、および／または窒素の跳ねかかり防止手段による）。デフレクタまたはスクリーンのような防止手段１４は、特に、浴１０中に貯蔵器１を保持するフレーム１１に設けられている。防止手段１４は、浴１０の表面と貯蔵器１の流入口との間にスクリーンを形成していてもよい（図６）。
【００１７】
変形または組合せとして、液体アルゴンの浴３を、液体アルゴンの沸点よりも低い温度（−１８６℃以下）に保つことが可能である。例えば、液体アルゴンの浴３を、第２のより低い温度の外部浴（例えば液体窒素）により冷却することができる。
【００１８】
アルゴン浴３中での充填（量Ｑ３）後に、貯蔵器１をアルゴン浴３から取り出し、他の取扱い／操作の対象としてもよいし、または周囲温度（または浴３の温度よりも少なくとも温かい温度）に放置してもよい。つまり、浴３から取り出した直後の時間とより遅い時間ｔ１との間に、ある量の液体アルゴンが貯蔵器１の内容積から蒸発し得る（図３）。この蒸発は、貯蔵器１中のガスの最終的な計量に害をなさない。事実、貯蔵器１は第１のかつ必要量のＱ１よりも多い量Ｑ３のアルゴンを含んでいるため、従って貯蔵器１はその体積の外へのアルゴンの蒸発という過度な危険に対して、より高い自律性、およびより高い熱慣性を有している。このようにして、液体アルゴンを含む低温の貯蔵器１は、より延長されたプロセスにおいてより柔軟に用いることができる。
【００１９】
操作および／または待ち時間（図３のｔ０とｔ１の間）後であって、貯蔵器１へのヘリウムの導入時間ｔ４の直前に、第１の量Ｑ１よりも過剰量の液体アルゴンを貯蔵器１から抜き取る（図３の時間ｔ２）。実際に、第１の量Ｑ１よりも過剰の液体アルゴンは、好ましくは、貯蔵器１の密閉の直前に貯蔵器１から抜き取られる。このようにして、密閉された貯蔵器１は、所望の第１の量Ｑ１のアルゴンを正確に含む。
【００２０】
過剰量の液体アルゴンの抜き取りを、例えば、貯蔵器１から液体アルゴンを吸引することにより行うことができる。例えば、図２および３に示すように、吸引ライン６を過剰量の液体アルゴンを抜き取るために設けることができる。吸引ライン６は、負圧手段または真空手段Ｖに接続される第１の端部と、オリフィスを通して貯蔵器１に浸漬させるための第２の端部を含み得る。これら２つの端部の間に、吸引ライン６は、貯蔵器１から吸引したアルゴンを収集するための容器を含み得る（例えば、そのリサイクルのためである）。貯蔵器１中の過剰量の液体アルゴンを正確に吸引し、それ以上は吸引しないために、吸引ライン６の第２の端部は吸引制限手段８を含むことができ、これは液体レベルを制限するのに役立ち、このレベル以下では液体は貯蔵器１からもはや吸引されない。例えば、吸引制限手段８は、貯蔵器１の端部（例えばオリフィスの高さにおける）での押し上げと協働する。これらの吸引制限手段８は、好ましくは、高さｈに調節可能であり、貯蔵器１中に貯蔵されている液体の量の正確な調節を可能にする。この調節は、特に、吸引を種々の形状／体積の貯蔵器１に、および種々の量の液体Ｑ１に適合させるに役立つ。
【００２１】
吸引後（図３の時間ｔ３）、貯蔵器１は所望の第１の量Ｑ１のアルゴンを正確に含む。貯蔵器１は圧縮ガス充填場に運ばれ得る。その際、続く工程（図３の時間ｔ４）の間に、第２の量Ｑ２のヘリウムガスを貯蔵器１中に導入することができる。ヘリウムガスを、例えば、周囲温度において、５〜５０ｂａｒの圧力で、好ましくは約１０〜２０ｂａｒの圧力で導入する。その後、貯蔵器１をすばやく密閉する。好ましくは、貯蔵器１のオリフィスをヘリウム充填場の段階で閉じる。密閉された貯蔵器１を積極的に加熱してもよいし、または周囲温度に放置しておいてもよい。
【００２２】
好ましくは、貯蔵器１に充填される液体アルゴンの量Ｑ１とヘリウムの量Ｑ２を、周囲温度（例えば１５℃）で、以下の体積割合：アルゴン９７％およびヘリウム３％で貯蔵器１中でガス混合物を生成するように選択する。
【００２３】
明らかに、本発明は、あらゆる他のタイプのガスまたはガス混合物（アルゴン、ヘリウム、ＣＯ2、Ｎ2、Ｎ2Ｏ、Ｈ2、Ｏ2等）にあらゆる可能性のある相対比率で適用することができる。
【００２４】
工業的スケールで貯蔵器の充填を行うために、上記した工程の全てまたは一部を、好ましくは、同時におよび／または連続して、複数の貯蔵器１について行う。例えば、８〜１２個の貯蔵器１の１組を共通支持体９の上に配置する（図４〜６を参照のこと）。このようにして、本発明による充填の操作の数と時間を減ずることができる。
【００２５】
ここで図４を参照すると、本方法の４つの工程が、同じ支持体９に配置した９つの貯蔵器１の１組について表されている。４つの工程は、図４において経時的に左から右へと示されている。第１の工程において、貯蔵器１を支持体９に周囲温度（Ｔ＝Ｔａｍｂ）で配置する。続いて、貯蔵器１を収容する支持体９を予備冷却浴（温度＝Ｔ＝ＴＬＩＮ＝液体窒素浴の温度）に浸漬する。その後、貯蔵器１を収容する支持体９を液体アルゴン浴（温度Ｔ＝ＴＬＡＲ）に浸漬して、ここで貯蔵器１に液体アルゴンを充填する。最終的に、第４の工程において、貯蔵器１を液体アルゴン浴から取り出し（Ｔ＝周囲温度Ｔａｍｂ）、その液体アルゴンの一部を抜き出した後、ヘリウムガスを充填して密閉する。
【００２６】
図５と６は、貯蔵器１の予備冷却の工程の実施形態を示す。実際に、複数の貯蔵器１の同時の予備冷却、特に、複数の支持体９の貯蔵器１の同時の予備冷却を提供することが可能である。示すように、予備冷却浴１０（液体窒素等）は、同時に貯蔵器１の複数の支持体９を収容するに適した、浸漬され可動なフレーム１１を含み得る。フレーム１１が回転し、６つの支持体９を収容できる場合には、連続して、続けざまに、浴にフレームを浸漬させ／浴からフレームを取り出すことが可能である（６０度の回転ごとにローディング／アンローディング）。
【００２７】
このような限定されない態様において、貯蔵器１は、支持体９のローティング／アンローディングの時間よりも５倍長い時間、浴１０中に存在することができる。
【００２８】
有利な特徴によれば、貯蔵器１を操作する手段は、低温に敏感であるその構成要素（モーター、潤滑油をさしたヒンジ、擦れ合う可動機械部品、電気部品等）が、貯蔵器１から、および低温浴３、１０から比較的離れているように配置されている。例えば、貯蔵器１の操作および／または処理手段は、低温部分（低温の貯蔵器、低温浴）に対して２の離れたレベルに配置されている。つまり、操作／処理要素は低温部分に近接して、および／または接触して配置されている。これらの操作／処理要素、例えばマニピュレータアーム１２は、好ましくは、低温により影響を受けないステンレス鋼および／または低熱伝導率材料（図７）から作られている。
【００２９】
低温に敏感である要素１３は、低温要素から離れた距離、例えば約１．５〜２ｍだけ離れて配置されている。図７において、低温に敏感であるこれらの要素１３は、低温による影響を受けない部分１２の上に位置しており、破線により示される。
【００３０】
このようにして、低温に耐えることができる部分のみが、これらの低温に曝される。低温に敏感である部分１３には、低温部により引き起こされる直接のまたは間接的な冷却の危険が及ばない。
【００３１】
操作／処理要素１２は、低温部と接触して、霜または氷が堆積する傾向にある。有利には、霜取り領域を、浸漬場と低温浴との間に提供することができる。これらの霜取り領域（図示せず）は、例えば、操作／処理要素を、例えば吹きつけにより加熱するための手段を含み得る。
【００３２】
従って、本発明による方法は、単純な構造を有するものの、特に高生産率での大規模生産に適する、貯蔵器の効果的な充填を可能にするということを理解するのは容易である。
【００３３】
本発明は、特に有利には、エアバッグの加圧ガス貯蔵器またはシリンダの充填に適用される。明らかに、本発明による方法は、いかなる他の均等な用途にも適用できる。
【００３４】
さらに、本発明は記載した実施形態に限定されるものではない。つまり、貯蔵器の予備冷却工程はいずれの他の均等な手段（例えば、貯蔵器の外壁に対する低温液体の噴出またはフロー）により行うことができよう。
【００３５】
同様に、この予備冷却工程を省略することも可能である。この場合には、貯蔵器１の冷却は、もっぱら浴３の液体状態にあるガスにより行われる（液体アルゴンによる外部および内部冷却）。
【００３６】
さらに、導入される第１の量Ｑ１のガスは、固体状態にあるガスを含んでいてもよい（液体／固体混合物）。同様に、ガス状態にある第２の量Ｑ２のガスは、貯蔵器１へのその導入前に冷却されていてもよい。変形として、この第２の量Ｑ２のガス（任意）は、液体および／または固体状態にあるガスから成っていてもよいし、または液体および／または固体状態にあるガスを含んでいてもよい。
【００３７】
さらに、貯蔵器１への液体状態にある量Ｑ３のガスの中間導入の工程Ａを、いずれの他の均等な既知の手段により行ってもよい。例えば、貯蔵器１に液体アルゴンを、液体アルゴン源により供給されるラインを介して導入することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による充填方法の導入工程の実施形態の構造および操作を示す側面概略図。
【図２】本発明による充填方法の抜き取り工程中での使用に適した吸引システムの実施形態の構造および操作を示す概略図。
【図３】本発明による充填方法の抜き取り工程の実施形態の構造および操作を示す側面概略図。
【図４】複数の貯蔵器に対して適用される本発明による充填方法の実施形態の構造および操作を示す斜視概略図。
【図５】本発明による貯蔵器冷却場の実施形態の構造および操作の平面図。
【図６】図５の冷却場の側面図。
【図７】本発明による方法を実現するための貯蔵器操作場の実施形態の構造および操作の側面図。
【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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【国際調査報告】
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2009505007.tif 000011
2009505007.tif 000012
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