(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧検査で使用した水をガス容器内から排水した後、そのガス容器内に加熱気体を供給して内壁が１００℃以上になるまで加熱し、次いでそのガス容器内の少なくとも底部近傍から乾燥気体を供給して前記加熱気体の置換と水分除去を行った後、外気の流入を遮断するガス容器内の水分除去方法。
【請求項２】
前記乾燥気体が、前記ガス容器に充填されるガスと同一のガス成分の１つである請求項１記載のガス容器内の水分除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐圧検査で使用した水をガス容器内から排水した後に、残留する水分を除去するためのガス容器内の水分除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧ガス保安法により、ガス容器（ボンベ）に対して３年毎に耐圧検査を行うことが、高圧ガスの取扱者に義務付けられている。その際、ガス容器に注水して耐圧検査を行うため、検査終了後に排水し、ガス容器内を乾燥させる必要があった。その方法として、水蒸気や加熱空気等の加熱気体を導入してガス容器内を加熱乾燥した後、圧縮空気で水蒸気等を追い出し、次いでガス容器を冷却し密閉する方法等がとられていた（図３参照）。
【０００３】
しかし、この方法では、乾燥が不十分であったり、また密閉後にガス容器内に空気が残存するため、それに含まれる徴量水分が内壁表面に付着又は吸着して残存することが多い。このため、純度の高い製品ガスを充填する場合、残存水分により製品ガスの純度が維持できず、前記乾燥工程の終了後又は製品ガスの充填前に再び容器内の水分を除去する必要があった。
【０００４】
一方、ガス容器は使用年数や使用状況により、内壁表面が酸化又は腐食している場合があり、その場合、特に残存する水分を除去するのが困難になることが知られている。従って、上記水分除去を行うに際し、加熱と減圧により水分を効率よく蒸発させるべく、ガス容器を約１００℃以上に加熱しながら真空引きを行う加熱真空乾燥により、容器内の水分を十分除去していた。
【０００５】
このような製品ガスの充填前の加熱真空乾燥工程は、例えば、以下のようにして行われる。まず、加熱真空洗浄台と呼ばれる設備にボンベを取り付け、ヒーターを内蔵した加温器にボンベを入れ、温度が１００℃以上になるまで加熱する。次に注入兼注出弁（バルブ）を開き、真空ポンプによりボンベ室内に残る空気及びボンベ内壁表面から蒸発してくる水分を排気し、その効果を上げるために、真空乾燥の途中で不活性ガスを何度か注入していた（図３参照）。このような方法によると、ボンベ室内及びボンベ内壁表面上の水分はほぼ完全に除去できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法では、加熱真空洗浄台でのボンベの加熱開始から、充填準備のためのボンベ真空乾燥終了までに４〜５時間を要し、このボンベ加熱のための設備費、電力費、人手費等も必要であった。また、排水後の水蒸気加熱に加えて、ヒーターにより再びボンベを１００℃以上まで加熱しており、熱のロスが大きいという欠点も有る。さらに、数本あるいは数十本のボンベをまとめて使用するために組み込んだカードルの場合、加熱真空洗浄終了後でないと、カードルとして組むことができず、作業効率も悪くなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、充填前の加熱真空乾燥を行わなくても、製品ガスの充填まで十分な乾燥状態を維持でき、このため従来法と比較して、作業時間の短縮とコストの削減を図ることができるガス容器内の水分除去方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、加熱真空乾燥以外の水分除去方法について鋭意研究したところ、加熱状態のガス容器内の少なくとも底部近傍から窒素ガス等を供給して加熱気体の置換と水分除去を行うという簡易な方法で、意外にも迅速且つ完全に水分を除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明のガス容器内の水分除去方法は、耐圧検査で使用した水をガス容器内から排水した後、そのガス容器内に加熱気体を供給して内壁が１００℃以上になるまで加熱し、次いでそのガス容器内の少なくとも底部近傍から乾燥気体を供給して前記加熱気体の置換と水分除去を行った後、外気の流入を遮断することを特徴とする。
【００１０】
上記において、前記ガス容器に充填されるガスと同一のガス成分の１つであることが好ましい。
【００１１】
［作用効果］
本発明の水分除去方法によると、ガス容器内に加熱気体を供給して加熱を行うため、ガス容器の迅速な加熱が行え、しかも内壁を１００℃以上とするため、水滴等の蒸発及び吸着した水分の除去を促進できる。また、ガス容器内の少なくとも底部近傍から乾燥気体を供給するため、底部から開口部への流動により前記加熱気体の置換が効率良く行え、その流動と残存する内壁の熱により水分除去も効果的に行うことができる。更にその後、外気の流入を遮断するため、ガス容器内の乾燥状態を良好に維持することができる。従って、充填前の加熱真空乾燥を行わなくても、充填まで十分な乾燥状態を維持することができ、このため従来法と比較して作業時間の短縮とコストの削減を図ることができる。
【００１２】
前記乾燥気体が前記ガス容器に充填されるガスと同一のガス成分の１つである場合、充填前の真空洗浄（排気）時間を短縮することができ、更に作業時間の短縮とコストの削減を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、耐圧検査時の注水からガス容器内の水分除去までを自動化した連続工程で行う例について述べる。なお、図１は本実施形態の工程流れ図であり、図２は使用する自動化装置の概略構成図である。
【００１４】
第一工程は、ガス容器１ａ（ボンベ）に、耐圧検査時に使用する水を注水する工程である。ガス容器１ａは複数の回転自在なローラ２上に置かれており、予め所定の位置まで手動搬送する。ガス容器１ａへの注水は、供水ホース４ａと注水ノズル４ｂを備える注水ヘッド４により行われる。注水完了後、アーム３により次工程の位置までガス容器１ａが搬送され、次のガス容器１ａへの注水が可能になる。
【００１５】
第二工程は、水槽式耐圧膨張試験装置により耐圧検査を行う工程である。まず、高圧水供給ホース６ａと昇降機能とを備える水槽蓋６をガス容器１ｂに取付け、それを水槽５の水中に下降させ、水槽５を水槽蓋６により密閉する。この状態でガス容器１ｃ内に高圧水供給ホース６ａから高圧水を圧入して所定の圧力とし、このときに生ずるガス容器１ｃの膨張によって水槽５から排出される水の量を、水槽５に連通して設けたビュレット（図示省略）により測定する。測定終了後、水槽５より引き上げられたガス容器１ｃは、ローラ２上に置かれて、再びアーム３により次工程の位置まで搬送される。
【００１６】
第三工程は、耐圧検査で使用した水をガス容器１ｄ内から排水する工程である。ガス容器１ｄは把持アーム７により上下逆さまに向けられ、圧縮空気供給ホース８ａと水蒸気供給ホース８ｂと排出ホース８ｃと供給ガスの切換用電磁弁とを備えるガス供給ヘッド８に取付られる。排水は、コンプレッサーで圧縮された圧縮空気を圧縮空気供給ホース８ａより供給して排出ホース８ｃより排水することで行う。
【００１７】
第四工程は、ガス容器１ｄ内に加熱気体である水蒸気を供給して内壁が１００℃以上になるまで加熱する工程である。水蒸気の供給は、水蒸気を水蒸気供給ホース８ｂより供給しつつ排出ホース８ｃより排出することで行う。水蒸気としては、例えば０．８〜０．９ＭＰａの１７０℃程度のものが使用され、１００秒程度の供給により、ガス容器１ｄの外表面の温度を約１１０℃まで加熱することができる。供給された水蒸気は、顕熱と潜熱によりガス容器１ｄを加熱し、一部が液化しつつ排出される。
【００１８】
加熱気体としては、１００℃以上に加熱した加熱空気などが何れも使用可能であるが、潜熱による加熱効果が高いため、特に水蒸気が連続工程で行う上で有利である。なお、加熱が終了すると、ガス容器１ｄは把持アーム７により上下が元に戻され、ローラ２上に置かれて、再びアーム３により次工程の位置まで搬送される。
【００１９】
第五〜六工程は、ガス容器１ｅ内の少なくとも底部近傍から乾燥気体である窒素ガスを供給して、水蒸気の置換と水分除去を行う工程である。窒素ガスの供給は、窒素ガス供給ヘッド９に取付られた供給ノズル１０を介して行う。窒素ガスの供給は、ガス容器１ｅの温度が高い時期に開始し、開始温度が９０℃以上が好ましく、１００℃以上がより好ましい。供給する窒素ガスは、予熱しなくてもよく、室温の窒素ガスを使用する場合でも、容量０．０４８ｍ3 のガス容器１ｅに対し、３分間程度（流量０．５ｍ3 程度）の供給で完全な水分除去が可能となる。
【００２０】
乾燥気体としては、水分を実質的に含まない各種ガスが何れも使用可能であるが、窒素ガス、乾燥空気、希ガス等が好ましい。
【００２１】
供給ノズル１０は、先端に開口端部を有すると共に、矢印の高さに対応する位置に各々複数の開口を有する管状体である。供給ノズル１０は、順次拡径して略同芯状に配置可能な複数の管を備えると共に、隣接する管同士は伸長状態にて相互に係止する係止端部を各々有する伸縮型気体注入具であって、最内側に配置される最内管は、軸方向に垂直な平面に当接した状態で開口を維持する先端部を有すると共に、その最内管の何れかの位置にはその最内管の少なくとも引き込みが可能な線条部材を連結してあり、前記係止端部は、外側管の内周側に保持した環状シール部材と、内側管の端部近傍に設けられて伸長状態で前記環状シール部材に当接可能な拡径部とで構成されるものが好ましい。
【００２２】
このような伸縮型気体注入具によると、伸長状態において、外側管の環状シール部材と内側管の拡径部とが当接し、気体の注入時に両者が圧接するため、複数の管の係止端部からの気体の漏れを生じにくくできる。また、先端部がガス容器の底部に当接した状態でも開口を維持するため、先端部を底部に当接させることで、異なる深さのガス容器に対しても気体の安定した供給が可能になる。更に、最内管に少なくともその引き込みが可能な線条部材を連結してあるため、自重等により伸長した気体注入具を、線条部材により短縮でき、伸縮を自動化することができる。従って、本発明の水分除去方法に使用する場合、短縮状態で伸縮型気体注入具の位置決めが容易に行え、自重等により伸長した後、伸長状態にてガス容器内の少なくとも底部近傍から乾燥気体を好適に供給することができ、その後、線条部材により再び短縮して、一連の工程の繰り返しを自動化することができる。
【００２３】
第七工程は、ガス容器１ｅへの外気の流入を遮断する工程であり、例えばバルブの仮付けが行われる。仮付けされるのは、放置冷却時の熱収縮による弊害を考慮したものであるが、例えばバルブの手締めを行った場合でも、外気の流入は十分遮断できる。また、放置冷却時の熱収縮による弊害の少ないタイプのバルブを用いて、第七工程で規定トルクまでバルブの締付けをしてもよい。
【００２４】
その後、ガス容器１ｅは放置冷却され（第八工程）、次いで規定トルクまでバルブの締付けが行われる（第九工程）。ガスの充填前には、ガス容器１ｄ内の窒素ガスを排気するための真空洗浄が行われる（第十工程）。その際、洗浄効率を高めるため、真空排気と窒素ガス注入による大気圧迄の圧戻しとを複数回行う。
【００２５】
上記の第一工程と第二工程と第三〜四工程とは、何れも１８０秒以内で終了するため、同時並行して行うことができる。一方、第五〜六工程も１８０秒で終了するため、これらの工程を同時並行して行うことができる。従って、従来２時間以上行っていた充填前の加熱真空乾燥を行わなくても、１つのガス容器１ａ〜１ｅ当たり、４分間ほど工程時間を増加させるだけで、製品ガスの充填まで十分な乾燥状態を維持できる。このため従来法と比較して、作業時間の短縮とコストの削減を図ることができる。
【００２６】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、耐圧検査時の注水からガス容器内の水分除去までを自動化した連続工程で行う例を示したが、その一部又は全部を手動で行ってもよい。また、自動化する際の搬送手段、ガス等の供給手段、水槽なども、前述の実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
（２）前述の実施形態では、バルブの仮付け後に放置冷却を行う例を示したが、仮付け状態で空気の進入を防止すべく、再び窒素ガス等の乾燥気体を供給して容器内部を加圧状態にしてもよい。
【００２８】
（３）前述の実施形態では、自動化した窒素ガス供給ヘッド９に取付られた供給ノズル１０を介して、窒素ガスを供給する例を示したが、第五〜六工程を手動で行う場合、可撓性の供給ホースにノズルとなるパイプを接続したもの等が使用できる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するための実施例等について説明する。
【００３０】
実施例
ガス容器の内壁の状態により、製品充填時のガスの露点が変化するため、内壁の状態を次の３種に分けてテストした。
【００３１】
【表１】
0003995372.tif 000002
図１に示す工程に従って、容量０．０４８ｍ3 のガス容器Ａ〜Ｃ内から水を圧縮空気で完全に排水した後、１７０℃の水蒸気を１００秒間ガス容器内に供給して内壁を１１０℃とした。次いで、ガス容器内の底部近傍から窒素ガスを３分間（流量０．５ｍ3 ）供給して、水蒸気の置換と水分除去を行った。その後、バルブの仮付けを行い、室温まで放置冷却した後、規定トルクまでバルブの締付けを行った。
【００３２】
製品窒素ガスの充填前に、容器内部の窒素ガスを真空ポンプで１時間排気した。このガス容器に窒素ガスを１．０ＭＰａで充填し、充填した窒素ガスをパージ減圧して、順次露点（℃）を測定した。
【００３３】
従来例
図３に示す工程に従って、ガス容器Ａ〜Ｃ内から水を圧縮空気で完全に排水した後、１７０℃の水蒸気を１００秒間ガス容器内に供給して内壁を１１０℃とした。次いで、ガス容器の開口部から圧縮空気を４０秒間供給して、水蒸気の置換と水分除去を行った。このガス容器を室温まで放置冷却した後、規定トルクまでバルブの締付けを行った。
【００３４】
製品窒素ガスの充填前に、加温器にてガス容器を設定温度１００℃にて１時間加熱し、引き続き加熱しながら容器内部の窒素ガスを真空ポンプで１時間排気した。このガス容器に窒素ガスを１．０ＭＰａで充填し、充填した窒素ガスをパージ減圧して、順次露点（℃）を測定した。
【００３５】
比較例
従来例において、加温器による加熱を行わずに真空ポンプで１時間排気する以外は、従来例と同じ操作により、製品窒素ガスの露点測定まで行った。
【００３６】
以上の実施例、従来例、比較例のガス容器Ａ〜Ｃについての結果を、各々表２〜表４に示す。
【００３７】
【表２】
0003995372.tif 000003
【表３】
0003995372.tif 000004
【表４】
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以上の結果が示すように、比較例のように加熱真空洗浄を行わない場合には、特にサビや腐食の有るガス容器の水分除去が十分行えず、製品の露点が大きく上昇する。一方、実施例や従来例では、十分な水分除去効果が得られるが、サビや腐食の有るガス容器の場合、実施例の方が水分除去効果が大きい。また、実施例では従来例と比較して、大幅な作業時間の短縮とコストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス容器内の水分除去方法の一例を示す工程流れ図
【図２】ガス容器内の水分除去方法に使用する装置の一例を示す概略構成図
【図３】従来のガス容器内の水分除去方法を示す工程流れ図
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ  ガス容器
８          ガス供給ヘッド
９          窒素ガス供給ヘッド
１０        供給ノズル
【図１】
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【図２】
0003995372.tif 000007
【図３】
0003995372.tif 000008