(57)【要約】  【課題】  混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができるガス供給方法及びガス供給装置を提供する。  【解決手段】２種のガスをガス供給路２０内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路２０に設けられた吐出部２６から混合ガスを供給する。具体的には、混合ガスを構成する一方のガスを前記ガス供給路２０に設けられた第１ガス導入部２１から導入し、混合ガスを構成する他方のガスを、前記第１ガス導入部２１と前記吐出部２６との間に位置し、前記ガス供給路２０に設けられた複数の第２ガス導入部２２、２３、２４から導入する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給方法において、
混合ガスを構成する一方のガスを前記ガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、
混合ガスを構成する他のガスを、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に位置し、前記ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入することを特徴とするガス供給方法。
【請求項２】
３種以上のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給方法において、
前記混合ガスを構成する１種のガスを前記ガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、
前記混合ガスを構成する他のガスを、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に位置し、前記ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入するとともに、
前記ガス供給路内に導入する前記他のガスの流量を、前記吐出部側に位置する前記第２ガス導入部程多くすることを特徴とするガス供給方法。
【請求項３】
２種のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給装置において、
前記ガス供給路に設けられ、前記混合ガスを構成する一方のガスが前記ガス供給路に導入される第１ガス導入部と、
前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に設けられ、前記混合ガスを構成する他方のガスが前記ガス供給路に導入される複数の第２ガス導入部と
が備えられていることを特徴とするガス供給装置。
【請求項４】
３種以上のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給装置において、
前記ガス供給路に設けられ、前記混合ガスを構成する一方のガスが前記ガス供給路に導入される第１ガス導入部と、
前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に設けられ、前記混合ガスを構成する他のガスが前記ガス供給路に導入される複数の第２ガス導入部と
が設けられており、
前記第２ガス導入部は、前記ガス供給路内に導入される他のガスの流量が前記吐出部側に位置するものほど多くなるようになされていることを特徴とするガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種のガスを混合するガス供給方法及びガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス供給方法では、複数種のガスからなる混合ガスをガス供給路から供給する際において、ガス供給路に設けられた第１ガス導入部と複数の第２ガス導入部からガス供給路にガスの導入を行っていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３４４２６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のガス供給方法では、分子量と流量との積の値が大きいガスから順に、ガス供給路の上流側から順にガスをガス供給路に導入しており、第１ガス導入部よりも上流側から大流量のガスが導入された場合、第１ガス導入部よりも上流側からのガスと第１ガス導入部から導入するガスとの圧力差によって、第１ガス導入部からのガスがガス供給路に一定流量で導入されにくくなり、ガス供給路から供給される混合ガスの濃度が不安定になるという問題があった。
【０００４】
上記問題を解決するために、本発明は、混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができるガス供給方法及びガス供給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】
【０００５】
本発明のガス供給方法は、２種のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給方法において、混合ガスを構成する一方のガスを前記ガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、混合ガスを構成する他のガスを、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に位置し、前記ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入することを特徴としている。
また、本発明のガス供給方法は、前記ガス供給路内に導入する他のガスの流量を、前記吐出部側に位置する第２ガス導入部程多くすることが好ましい。
【０００６】
本発明のガス供給方法は、３種以上のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給方法において、前記混合ガスを構成する１種のガスを前記ガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、前記混合ガスを構成する他のガスを、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に位置し、前記ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入するとともに、前記ガス供給路内に導入する前記他のガスの流量を、前記吐出部側に位置する前記第２ガス導入部程多くすることを特徴としている。
【０００７】
本発明のガス供給装置は、２種のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給装置において、前記ガス供給路に設けられ、前記混合ガスを構成する一方のガスが前記ガス供給路に導入される第１ガス導入部と、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に設けられ、前記混合ガスを構成する他方のガスが前記ガス供給路に導入される複数の第２ガス導入部とが備えられていることを特徴としている。
また、本発明のガス供給装置は、前記ガス供給路内に導入する他のガスの流量を、前記吐出部側に位置する第２ガス導入部程多くすることが好ましい。
【０００８】
本発明のガス供給装置は、
３種以上のガスをガス供給路内で混合して混合ガスとし、前記ガス供給路に設けられた吐出部から混合ガスを供給するガス供給装置において、前記ガス供給路に設けられ、前記混合ガスを構成する一方のガスが前記ガス供給路に導入される第１ガス導入部と、前記第１ガス導入部と前記吐出部との間に設けられ、前記混合ガスを構成する他のガスが前記ガス供給路に導入される複数の第２ガス導入部とが設けられており、前記第２ガス導入部は、前記ガス供給路内に導入される他のガスの流量が前記吐出部側に位置するものほど多くなるようになされていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明のガス供給装置には、第２ガス導入部が３個以上設けられており、前記第１ガス導入部から吐出部側に３個目以降に位置する第２ガス導入部からの流量が、当該第２ガス導入部よりも第１ガス導入部側から導入される２種又は３種以上のガスの総量に対して０．８〜５００倍であることが好ましく、１〜２０倍であることがより好ましい。
また、本発明のガス供給装置は、前記ガス供給路の内部であって、隣り合う前記第２ガス導入部同士の間に、前記ガス供給路の断面積が小さくなされた絞り部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のガス供給装置は、前記第２ガス導入部には、前記ガス供給路の内部に下流端を有する希釈ガス導入路を有していることが好ましく、当該希釈ガス導入路の下流端が、吐出部側を向いていることがより好ましい。
また、本発明のガス供給装置は、前記第１ガス導入部が前記ガス供給路の最上流側に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガス供給方法は、混合ガスを構成する一方のガスをガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、混合ガスを構成する他方のガスを、第１ガス導入部と吐出部との間に位置し、ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入することによって、第１ガス導入部から導入された一方のガスが吐出部から供給されるまでの間に複数回混合されることになり、混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができる。
【００１２】
本発明のガス供給方法は、混合ガスを構成する１種のガスをガス供給路に設けられた第１ガス導入部から導入し、混合ガスを構成する他のガスを、第１ガス導入部と吐出部との間に位置し、ガス供給路に設けられた複数の第２ガス導入部から導入するとともに、前記ガス供給路内に導入する他のガスの流量を、前記吐出部側に位置する第２ガス導入部程多くすることによって、吐出部側に位置する第２ガス導入部から導入するガスの流量を一定にすることができるので、混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができる。
【００１３】
本発明のガス供給装置は、ガス供給路に設けられ、混合ガスを構成する一方のガスを前記ガス供給路に導入する第１ガス導入部と、第１ガス導入部と吐出部との間に設けられ、混合ガスを構成する他方のガスを前記ガス供給路に導入する複数の第２ガス導入部とが備えられていることによって、第１ガス導入部から導入された一方のガスが吐出部から供給されるまでの間に複数回混合されることになり、混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができる。
【００１４】
本発明のガス供給装置は、ガス供給路に設けられ、混合ガスを構成する一方のガスを前記ガス供給路に導入する第１ガス導入部と、第１ガス導入部と吐出部との間に設けられ、混合ガスを構成する他のガスを前記ガス供給路に導入する複数の第２ガス導入部とが設けられており、前記第２ガス導入部は、前記ガス供給路内に導入される他のガスの流量が、前記吐出部側に位置するものほど多いものであることによって、吐出部側に位置する第２ガス導入部から導入するガスの流量を一定にすることができるので、混合ガスの濃度を長時間一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。
図１は本発明のガス供給装置Ｍ１を示す模式的断面図である。
図１に示すガス供給装置Ｍ１は、筐体９０、ガス供給管（ガス供給路）２０、酸素ガス源５１、窒素ガス源５２、５３、５４、酸素ガス導入管３１、窒素ガス導入管３２、３３、３４等を備えている。
【００１６】
１点鎖線で示す筐体９０の内部には、直線状になされたガス供給管２０が設けられており、筐体９０の外部には、酸素ガス源５１、及び窒素ガス源５２、５３、５４が設けられている。
ガス供給管２０の一端側には、ガス供給管２０よりも細くなされたガス吹出口（吐出部）２６が設けられている。また、ガス供給管２０の他端側にはガス供給管２０よりも細くなされた第1導入口（第１ガス導入部）２１が設けられている。第1導入口２１には酸素ガス導入管３１の一端が接続されており、ガス供給管２０と酸素ガス導入管３１とは第1導入口２１を介して連通した状態になっている。
【００１７】
ガス供給管２０の側部には、ガス吹出口２６と第1導入口２１との間に３つの第２導入口（第２ガス導入部）２２、２３、２４が設けられている。これらの第２導入口２２、２３、２４は、第1導入口２１との距離がそれぞれ異なるように、つまり、それぞれ別個に設けられている。第２導入口２２、２３、２４には、窒素ガス導入管３２、３３、３４の一端が接続されている。ガス供給管２０とガス導入管３２、３３、３４とは第２導入口２２、２３、２４を介して連通した状態になっている。
また、ガス導入管３２、３３、３４のガス供給管２０側の先端は、それぞれの第２導入口２２、２３、２４に位置しており、ガス導入管３２、３３、３４の先端がガス供給管２０の内部には位置していない。
【００１８】
酸素ガス導入管３１の他端は酸素ガス源５１と接続されており、窒素ガス導入管３２、３３、３４のそれぞれの他端は窒素ガス源５２、５３、５４と接続されている。それぞれの導入管３１、３２、３３、３４の中途には、導入弁４１、４２、４３、４４が設けられている。
酸素ガス源５１には１００％の濃度の酸素ガスが充填されており、窒素ガス源５２、５３、５４には１００％の濃度の窒素ガスが充填されている。
【００１９】
酸素ガス導入管３１は、導入弁４１を開放することによって酸素ガスをガス供給管２０内に導入可能になされている。ガス供給管２０内に導入された酸素ガスは、第1導入口２１からガス吹出口２６に向かって拡散し、ガス吹出口２６から外部に供給される。以降、説明の便宜上、ガス供給管２０の第1導入口２１側を上流側、ガス吹出口２６側を下流側とする。
【００２０】
窒素ガス導入管３２、３３、３４は、それぞれの窒素ガス導入管に設けられた導入弁４２、４３、４４を開放することによって窒素ガスをガス供給管２０内に導入可能になされている。ガス供給管２０内に導入された窒素ガスは、ガス供給管２０内で上流側から拡散してくる酸素ガスと混合して混合ガスとなり、ガス吹出口２６から外部に供給される。また、窒素ガス導入管３３は窒素ガス導入管３２から導入される窒素ガスよりも多い流量の窒素ガスをガス供給管２０内に導入可能になされており、窒素ガス導入管３４は窒素ガス導入管３３から導入される窒素ガスよりも多い流量の窒素ガスをガス供給管２０内に導入可能になされている。
この構成によって、酸素ガスを導入する第1導入口２１よりも下流側に位置する第２導入口ほど多い流量のガスがガス供給管２０内に導入されるので、ガス供給管２０内での混合ガスの圧力と第２導入口２２、２３、２４での窒素ガスの圧力との差圧を小さくすることができる。このため、第２導入口２２、２３、２４から一定流量の窒素ガスをガス供給管２０内に導入することができ、長時間に渡って混合ガス中の酸素ガス濃度や窒素ガス濃度の変化を小さくすることができる。
【００２１】
ガス供給管２０の内部には、ガス供給管２０の断面積が小さくなされた２つの絞り板（絞り部）７０、７１が設けられている。
絞り板７０は第２導入口２２、２３の間に位置しており、絞り板７１は第２導入口２３、２４の間に位置している。ガス供給管２０の内部の空間は、絞り板７０、７１によって上流側から順に第１の空間６１、第２の空間６２、第３の空間６３に分けられている。
ここで、ガス供給管２０の内部に絞り板７０、７１が設けられていることによって、ガスの流れを遮って絞り板７０、７１周辺で乱流を発生させて各空間６１、６２、６３内におけるガスの混合が促進されるとともに、ガスの逆流を防ぐことができる。
【００２２】
以上の構成のガス供給装置Ｍ１を用いて、混合ガス（酸素ガス濃度：１体積％、窒素ガス濃度：９９体積％）を供給するガス供給方法の一例を図２のフローチャートに従って説明する。
【００２３】
手順１：第１ガス導入部から酸素ガスの導入開始
まず、導入弁４１を開放してガス供給管２０の第１の空間６１に向けて１Ｌ／ｍｉｎの酸素ガスの導入を開始する。
このとき、酸素ガスは、ガス供給管２０の第1導入口２１側から第１の空間６１、第２の空間６２、第３の空間６３を経てガス吹出口２６から外部に供給される。
【００２４】
手順２：最上流側の第２ガス導入部から窒素ガスの導入開始
酸素ガスの導入を開始した後、導入弁４２を開放して窒素ガス導入管３２から第１の空間６１に向けて４Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始する。
このとき、酸素ガスは、第１の空間６１で窒素ガスと混合して混合ガスとなり、第２の空間６２に向けて拡散していく。また、第１の空間６１と第２の空間６２との間には絞り板７０が設けられているので、絞り板７０の周辺で乱流が発生して酸素ガスと窒素ガスとの混合が促進される。
【００２５】
手順３：２番目に上流側の第２ガス導入部から窒素ガスの導入開始
窒素ガス導入管３２から窒素ガスの導入を開始した後、導入弁４３を開放して窒素ガス導入管３３から第２の空間６２に向けて３０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始する。
このとき、第１の空間６１で得られた混合ガスは、第２の空間６２で更に窒素ガスと混合される。第２の空間で得られた混合ガスは第３の空間６３に向けて拡散していく。また、第１の空間６１と第２の空間６２との間には絞り板７０が設けられているので、第２の空間６２側から第１の空間６１側に向けて酸素ガスや窒素ガスが逆流することを防いでいる。
【００２６】
手順４：最下流側の第２ガス導入部から窒素ガスの導入開始
窒素ガス導入管３３から窒素ガスの導入を開始した後、導入弁４４を開放して窒素ガス導入管３４から第３の空間６３に向けて６５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始する。
このとき、第２の空間６２で得られた混合ガスは、第３の空間６３で更に窒素ガスと混合した後、ガス吹出口２６からガス供給装置Ｍ１の外部に供給される。また、第２の空間６２と第３の空間６３との間には絞り板７１が設けられているので、第３の空間６３側から第２の空間６２側に向けて酸素ガスや窒素ガスが逆流することを防いでいる。更に、ガス吹出口２６がガス供給管２０よりも細くなされていることによって、ガス吹出口２６周辺でも乱流が発生して酸素ガスと窒素ガスとの混合が促進され、酸素ガス濃度が一定になった混合ガスがガス吹出口２６からガス供給装置Ｍ１の外部に供給される。
【００２７】
以上手順１〜４によって、ガス吹出口２６から供給される混合ガス中の酸素ガスの濃度を長時間１体積％（窒素ガス濃度は９９体積％）に保つことができる。
以上手順１〜３のように、第1導入口２１とガス吹出口２６との間に位置する複数の第２導入口２２、２３から窒素ガスを導入することによって、ガス供給管２０内で酸素ガスと窒素ガスとが十分に混合し、ガス供給管２０から供給される混合ガス中の酸素ガス（窒素ガス）の濃度を長時間一定に保つことができる。
【００２８】
ここで、本実施形態は上記に限られず、種々の変形を行うことができる。
例えば、手順１と手順２を入れ換え、上流側のガス導入管から窒素ガスの導入を開始した後、酸素ガスの導入を開始してもよい。
また、ガス供給管２０に設けられた第２導入口の数は３つに限られず、２つでもよく、４つ以上でもよい。
【００２９】
第２導入口からガス供給管２０に導入されるガスの種類は、第1導入口から導入されるガス以外の１種類に限られず、２種類以上でもよい。例えば、窒素ガス導入管３２をフッ化炭素ガス導入管とし、ＣＦ4を３０ｍＬ／ｍｉｎ導入すれば、酸素１％、ＣＦ4３０％の混合ガスを作ることができる。
第２導入口からガス供給管２０に１種類のガスが導入される場合、上流側の第２導入口から導入されるガスの流量は、下流側の第２導入口から導入されるガスの流量よりも多くしてもよい。
また、第２導入口からガス供給管２０に２種類以上のガスが導入される場合、それぞれの第２導入口から導入されるガスの流量は、その第２導入口よりも上流側に位置するそれぞれの第２導入口から導入されるガスの流量よりも多くすればよい。このとき、第２導入口から導入すべきある１種類のガスを、複数の第２導入口からガス供給管２０に導入してもよい。
また、ガス供給管２０にガスを導入する際、上流側に位置する第２導入口から順にガスの導入を行わなくてもよく、例えば、下流側に位置する第２導入口２４から窒素ガスの導入を開始し、その後、第２導入口２３、２２の順に窒素ガスの導入を開始し、最後に第1導入口２１から酸素ガスの導入を開始してもよい。
【００３０】
次に、第２の実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は本発明のガス供給装置Ｍ２を示す模式的断面図である。
図３に示すガス供給装置Ｍ２は、筐体９０ａ、ガス供給管（ガス供給路）２０ａ、水素ガス源５１ａ、酸素ガス源５２ａ、窒素ガス源５３ａ、水素ガス導入管３１ａ、酸素ガス導入管３２ａ、窒素ガス導入管３３ａ等を備えている。
【００３１】
１点鎖線で示す筐体９０ａの内部には、直線状になされたガス供給管２０ａが設けられており、筐体９０ａの外部には、水素ガス源５１ａ、酸素ガス源５２ａ、窒素ガス源５３ａが設けられている。
ガス供給管２０ａの一端側には、ガス供給管２０ａよりも細くなされたガス吹出口（吐出部）２６ａが設けられている。また、ガス供給管２０ａの他端側には第1導入口（第１ガス導入部）２１ａが設けられている。第1導入口２１ａには水素ガス導入管３１ａの一端側が接続されており、ガス供給管２０ａと水素ガス導入管３１ａとは第1導入口２１ａを介して連通した状態になっている。
【００３２】
ガス供給管２０ａの側部には、ガス吹出口２６ａと第1導入口２１ａとの間に２つの第２導入口（第２ガス導入部）２２ａ、２３ａが設けられている。これらの第２導入口２２ａ、２３ａには、酸素ガス導入管３２ａ、窒素ガス導入管３３ａの一端が接続されており、ガス供給管２０ａと酸素ガス導入管３２ａ、窒素ガス導入管３３ａとが第２導入口２２ａ、２３ａを介して連通した状態になっている。また、第２導入口２２ａ、２３ａは、第1導入口２１ａとの距離がそれぞれ異なるように、つまり、それぞれ別個に設けられている。
【００３３】
水素ガス導入管３１ａのガス供給管２０側の先端は、水素ガス導入管３１ａとガス供給管２０ａとの第1導入口２１ａに位置しており、水素ガス導入管３１ａの先端がガス供給管２０の内部には位置していない。
また、酸素ガス導入管３２ａ、窒素ガス導入管３３ａのガス供給管２０側の先端部１２ａ、１３ａはガス供給管２０の内部に位置しており、これらの先端部１２ａ、１３ａはそれぞれガス吹出口２６ａ側に向けられている。なお、先端部１２ａ、１３ａはそれぞれガス供給管２０ａの中心に位置している。
【００３４】
水素ガス導入管３１ａの他端は水素ガス源５１ａと接続されており、酸素ガス導入管３２ａの他端は酸素ガス源５２ａと接続されており、窒素ガス導入管３３ａの他端は窒素ガス源５３ａと接続されている。それぞれの導入管３１ａ、３２ａ、３３ａの中途には供給弁４１ａ、４２ａ、４３ａが設けられている。
水素ガス源５１ａには１００％の濃度の水素ガスが充填されており、酸素ガス源５２ａには１００％の濃度の酸素ガスが充填されており、窒素ガス源５３ａには１００％の濃度の窒素ガスが充填されている。
【００３５】
水素ガス導入管３１ａは、導入弁４１ａを開放することによって水素ガスをガス供給管２０ａ内に導入可能になされている。ガス供給管２０ａ内に導入された水素ガスは、第1導入口２１ａからガス吹出口２６ａに向かって拡散し、ガス吹出口２６ａから外部に供給される。以降、説明の便宜上、ガス供給管の第1導入口２１ａ側を上流側、ガス吹出口２６ａ側を下流側とする。
【００３６】
酸素ガス導入管３２ａは導入弁４２ａを開放することによって酸素ガスをガス供給管２０ａに導入可能になされており、窒素ガス導入管３３ａは導入弁４３ａを開放することによって窒素ガスをガス供給管２０ａ内に導入可能になされている。ガス供給管２０ａ内に導入された酸素ガスは、ガス供給管２０ａ内で上流側から拡散してくる水素ガスと混合して混合ガスとなり、更に窒素ガスと混合してガス吹出口２６ａから外部に供給される。また、下流側の第２導入口２３ａに設けられた窒素ガス導入管３３ａは、上流側の第２導入口２２ａに設けられた酸素ガス導入管３２ａよりも多い流量の窒素ガスをガス供給管２０ａ内に導入可能になされている。
この構成によって、水素ガスを導入する第1導入口２１ａよりも下流側に位置する第２導入口ほど多い流量のガスがガス供給管２０ａ内に導入されるので、ガス供給管２０ａ内での混合ガスの圧力と第２導入口２２ａ、２３ａでの酸素ガスや窒素ガスの圧力との差圧を小さくすることができる。このため、第２導入口２２ａ、２３ａから一定流量の酸素ガスや窒素ガスをガス供給管２０ａ内に導入することができ、長時間に渡って混合ガス中の水素ガス濃度、酸素ガス濃度、窒素ガス濃度の変化を小さくすることができる。
【００３７】
また、酸素ガス導入管３２ａや窒素ガス導入管３３ａの先端部１２ａ、１３ａがガス供給管２０ａの内部で下流側であるガス吹出口２６ａ側に向けられているため、ガス供給管２０ａの内部ではガスが流れる方向が一定となり、ガスの逆流を防ぐことができる。
【００３８】
以上の構成のガス供給装置Ｍ２を用いて、混合ガス（水素ガス濃度：３体積％、酸素ガス濃度：１７体積％、窒素ガス濃度：８０体積％）を供給するガス供給方法の一例を図４のフローチャートに従って説明する。
【００３９】
手順１：第１ガス導入部から水素ガスの導入開始
まず、導入弁４１ａを開放してガス供給管２０ａに向けて３Ｌ／ｍｉｎの水素ガスの導入を開始する。
このとき、水素ガスは、ガス供給管２０ａの第1導入口２１ａ側からガス吹出口２６ａまで拡散して外部に供給される。
【００４０】
手順２：上流側の第２ガス導入部から酸素ガスの導入開始
水素ガス導入管３１ａから水素ガスの導入を開始した後、導入弁４２ａを開放してガス供給管２０ａに向けて１７Ｌ／ｍｉｎの酸素ガスの導入を開始する。
このとき、水素ガスは酸素ガス導入管３２ａの先端部１２ａ付近で混合して混合ガスとなり、下流側に向けて拡散していく。また、酸素ガス導入管３２ａの先端部１２ａが下流側のガス吹出口２６ａ側を向いているので、ガス供給管２０ａの内部のガスが逆流せずに下流側のガス吹出口２６ａ側に拡散していく。
【００４１】
手順３：下流側の第２ガス導入部から窒素ガスの導入開始
上流側の酸素ガス導入管３２ａから酸素ガスの導入を開始した後、導入弁４３ａを開放してガス供給管２０ａに向けて８０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始する。
このとき、上流側の酸素ガス導入管３２ａの先端部１２ａ付近で得られた混合ガスは、下流側の窒素ガス導入管３３ａの先端部１３ａ付近で更に窒素ガスと混合される。また、窒素ガス導入管３３ａの先端部１３ａが下流側のガス吹出口２６ａ側を向いているので、ガス供給管２０ａの内部の混合ガスが逆流せずに下流側のガス吹出口２６ａ側に拡散していく。そして、ガス吹出口２６ａまで拡散した混合ガスは、ガス吹出口２６ａがガス供給管２０ａよりも細くなされていることによってガス吹出口２６ａ周辺で更に混合が促進され、ガス吹出口２６ａから外部に供給される。
【００４２】
以上の手順１〜３によって、ガス吹出口２６ａから供給される混合ガス中の水素ガスの濃度を長時間３体積％（酸素ガス濃度：１７体積％、窒素ガス濃度：８０体積％）に保つことができる。
以上手順１〜３のように、水素ガスを導入する第1導入口２１ａよりも下流側に位置する第２導入口ほど多い流量のガスがガス供給管２０ａ内に導入することによって、それぞれの第２導入口２２ａ、２３ａから導入されるガスの圧力と第２導入口２２ａ、２３ａ付近の混合ガスとの差圧を小さくすることができるので、長時間に渡って混合ガス中の水素ガス濃度、酸素ガス濃度、窒素ガス濃度の変化を小さくすることができる。
【００４３】
本発明の実施形態は上記の実施形態のみに限られず、種々の変形を行うことができる。
例えば、手順１と手順２を入れ換え、酸素ガスの導入を開始した後、窒素ガスの導入を開始してもよい。
また、ガス供給管２０に設けられた第２導入口の数は２つに限られず、３つ以上でもよい。
第２導入口からガス供給管２０ａに導入されるガスの種類は、第1導入口から導入されるガス以外の２種類に限られず、３種類以上でもよい。このとき、それぞれの第２導入口から導入されるガスの流量は、その第２導入口よりも下流側に位置するそれぞれの第２導入口から導入されるガスの流量よりも少なくすればよい。このとき、第２導入口から導入すべきある１種類のガスを、複数の第２導入口からガス供給管２０に導入してもよい。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
第１の実施形態において、ガス供給管２０の第１の空間６１に向けて０．５Ｌ／ｍｉｎの酸素ガスの導入を開始（手順１）した後、第１の空間６１に向けて１０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始（手順２）した。その後、第２の空間６２に向けて４０Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始（手順３）し、更に第３の空間６３に向けて４９．５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始（手順４）することによって、ガス吹出口２６から酸素ガスと窒素ガスとの混合ガス１００Ｌ／ｍｉｎの供給を行った。
【００４６】
（比較例１）
図５に示すガス供給装置Ｍ３を用いて比較例１を行った。
なお、ガス供給装置Ｍ３は、ガス供給管２０に対して窒素ガスを導入するガス導入管が１つしか設けられておらず、絞り板７０も設けられていないこと以外はガス供給装置Ｍ１と同じ構造になされている。
【００４７】
ガス供給装置Ｍ３を用いて、ガス供給管２０に向けて０．５Ｌ／ｍｉｎの酸素ガスの導入を開始した後、ガス供給管２０に向けて９９．５Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスの導入を開始することによって、ガス吹出口２６から酸素ガスと窒素ガスとの混合ガス１００Ｌ／ｍｉｎの供給を行った。
【００４８】
酸素ガス濃度の系時変化の測定
実施例１及び比較例１において、ガス吹出口２６から供給される混合ガス中における酸素ガスの濃度を測定した。
測定結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2006021149.tif 000003
【００５０】
実施例１では、ガス吹出口２６から１０分間一定の濃度の酸素ガスが導入されており、第1導入口２１とガス吹出口２６との間に設けられた複数の第２導入口２２、２３から窒素ガスが導入されることによって、混合ガス中の酸素ガスの濃度を長時間一定に保つことができた。
これに対し、比較例１では、ガス吹出口２６から供給された混合ガス中の酸素ガスの濃度が不安定になり、混合ガス中の酸素ガスの濃度を長時間一定に保つことができなかった。これは、酸素ガスと窒素ガスとの流量差が大きすぎて酸素ガスがガス供給管内にスムーズに供給されないからと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施形態におけるガス供給装置を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態におけるガス供給方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態におけるガス供給装置を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態におけるガス供給方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】比較例におけるガス供給装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３    ガス供給装置
１２ａ、１３ａ    先端部
２０、２０ａ    ガス供給管（ガス供給路）
２１、２１ａ    第1導入口（第１ガス導入部）
２２、２３、２２ａ、２３ａ    第２導入口（第２ガス導入部）
２６、２６ａ    ガス吹出口（吐出部）
３１、３２ａ    酸素ガス導入管
３１ａ    水素ガス導入管
３２、３３、３４、３３ａ    窒素ガス導入管
４１、４２、４３、４４、４１ａ、４２ａ、４３ａ    導入弁
５１、５２ａ    酸素ガス源
５１ａ  水素ガス源
５２、５３、５４、５３ａ    窒素ガス源
６１、６２、６３    空間
７０、７１    絞り板
９０、９０ａ    筐体
【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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