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| 空気分離プラントから採取したレアガスが、お客様の手元に届くまでの間には、ガスの精製、容器への充填、他のガスとの混合、さらには品質保証のための分析等の作業が行われます。 このページでは、どのような作業と品質管理を経て、お客様のお手元に届けられるかをご紹介しましょう。 |
1.東京レアガス株式会社(TRG)
日本で初めてのレアガス専門の製造会社(総販売元は東京ガスケミカル(株))です。
この会社の製造現場を覗いてみます。
会社の概要は、次のバナーをクリックして下さい。
2.製造のフロー図
TRGで行われているレアガス製造の流れを見てみましょう。
まずは、高純度ガスのフロー図です。
原料各々のレアガスは、圧縮され、精製され、容器に充填されます。もちろん、充填する容器は高純度を維持できるように処理されています。充填後は考えられる不純物を全て分析して、品質の保持を期しています。
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次は、混合ガスを作る場合のフロー図です。
お客様の要求に応じた成分ガスと濃度を、オーダーメイドで製造しています。 純度維持のための精製や、混合ガスの均一化とその分析がポイントです。
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3.製造の各工程
上記フロー図の代表的な工程を紹介します。
(1)原料右の写真は、米国から輸入された液化ネオンです。この中に、ー246℃の液体が封入されています。 これを気化して、次の圧縮行程に運ばれます。 もちろん、低温を利用のお客様には、この容器から直接小分けして配送されます。 |
(2)圧縮 左の画像は、クリプトン専用の圧縮機です。圧縮能力は2m3/hで吐出圧力は14.7MPaあります。 次の精製工程への負荷を軽くするため、ダイヤフラム形式を採用し、高い純度を維持しています。 |
右の画像はキセノン(Xe)専用の圧縮機です。Xeは沸点が高いため、右図の下部容器に液化窒素を溜めて、上部Xe容器を冷却して液化します。 充分な液化Xeを溜めた後、今度はXe容器を常温に戻してやれば圧力が上がります。これをボンベに移充填することにより、所定量の製品が出来ます。 この方式の利点は、圧縮時に駆動部が全くないため、汚染の心配がないことと、充填ロスが極めて少ないことです。 上記の理由より、Xeガスは精製された後に、この圧縮機にかけられます。 |
(3)ガスの精製 左はネオンの低温吸着精製塔です。圧縮されたネオンガスは、ここに送られ、活性炭を中心とした吸着剤を液化窒素に漬けた中を通されます。 ネオンの沸点が低いことを利用して、高い圧力と極低温により、ほとんどの不純物が極限まで除去されます。 |
![]() 右の画像は、クリプトンの精製器です。 不活性ガスという特徴を利用し、触媒燃焼とゲッター反応を組み合わせて、精製されます。 キセノンも、同じタイプの精製器が利用されています。 |
(4)容器処理 いくら純度の高いガスを作っても、入れる容器が汚染されていればなにもなりません。そこで、容器は高度に内面処理した物を用い、さらに、加熱真空排気を行って仕上げます。 |
| (5)充填架台 充填は容器の取付取り外しの操作が入るため、どうしても、空気との接触が避けられないところです。 そこで、容器への充填架台は、非常に注意深く作製されています。 下左図に見られるように、架台は高純度用ステンレス配管とダイヤフラムバルブで組み立てられており、容器接続後の配管パージには、下右図のような分子ターボポンプが採用されています。 ![]() ![]() |
(6)分析
TRGでは、レアガスの専用分析計を揃えています。
大きく分けると、不純物の存在を見分けるための極微量成分を分析する装置群と、混合ガスの成分分析を行う装置の二つに分けられます。
主要な分析装置とその分析対象ガスの一覧は次の通りです。
| 分析装置 | 分析対象ガス |
| PID−ガスクロマトグラフ | Ar,N2,Kr,Xe等の微量分析 |
| FID−ガスクロマトグラフ | CH4,CO2等の微量分析 |
| 還元性ガス分析計 | H2,COの微量分析 |
| 質量分析計 | Heの微量分析 |
| 微量酸素濃度計 | O2の微量分析 |
| 微量水分計 | H2Oの微量分析 |
| TCD−ガスクロマトグラフ | 混合ガスの混合比分析 |
高い純度を保証するためには、どれだけ微量な不純物を検出できるかがポイントです。一方、研究室ではないのですから、簡易で、なおかつサンプル量をいかに少なくするかも、考慮しなくてはなりません。 その意味で、ここの作業はノウハウの固まりです。 |
キャリアーガスやサンプルを常に清浄な状態で流しておくとか、サンプリングに際して如何に空気汚染を避けるか等がポイントのようです。 |
混合ガスの成分分析では、その濃度が重要な意味を持ちます。そこで、単に標準ガスとの比較をするだけでなく、東京ガスケミカル(株)の分析センターとのクロスチェック等が定期的に行われています。 |
分析に合格した製品は、出荷検査へと運ばれます。ここでは、漏洩検査や圧力検査等を行った後、右上のようなラベルに充填量や充填年月日が記入されます。 そして、実際の出荷に際しては、右のような分析表が添付されて、お客様の手元に届けられます。 |