特許 7210803 ガス精製装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-13

(45)【発行日】2023-01-23

(54)【発明の名称】ガス精製装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/04 20060101AFI20230116BHJP

   B01J 8/06 20060101ALI20230116BHJP

【ＦＩ】

B01D53/04 110

B01J8/06 301

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022160118

(22)【出願日】2022-10-04

【審査請求日】2022-10-04

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591036572

【氏名又は名称】レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 献児

(72)【発明者】

【氏名】三尾 秀星

(72)【発明者】

【氏名】富田 伸二

【審査官】太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－００３００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２９２１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／３４ － ５３／７３

Ｂ０１Ｄ ５３／７４ － ５３／８５

Ｂ０１Ｄ ５３／９２

Ｂ０１Ｄ ５３／９６

Ｂ０１Ｊ １０／００ － １２／０２

Ｂ０１Ｊ １４／００ － １９／３２

Ｂ０１Ｊ ８／００ － ８／４６

Ｂ０１Ｊ ２０／００ － ２０／２８

Ｂ０１Ｊ ２０／３０ － ２０／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料ガスの不純物を除去する不純物除去部と、
前記不純物除去部が収容された精製容器と、
前記不純物除去部と接触しない状態で前記精製容器の内側に設けられると共に前記精製容器を内側から加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部は、前記精製容器の外側から前記精製容器に、前記不純物除去部と接触しないように着脱可能であり、
前記不純物除去部は、前記加熱部の少なくとも一部においてその周囲を取り囲むように設けられている、ガス精製装置。

【請求項2】

前記精製容器は、前記不純物除去部がその周囲を取り囲むように配置されており、前記加熱部が着脱可能に収容される内筒部を備える、請求項１に記載のガス精製装置。

【請求項3】

前記精製容器の内側で且つ前記不純物除去部よりも上流側に配置されるバッフル板を備える、請求項１に記載のガス精製装置。

【請求項4】

前記精製容器に原料ガスを供給する供給部と、
前記不純物除去部を通過した精製ガスを前記精製容器から排出する排出部と、を備え、
前記供給部及び前記排出部は、前記精製容器の一方端に配置されている、請求項１に記載のガス精製装置。

【請求項5】

前記精製容器に原料ガスを供給する供給部と、
一端が前記供給部と接続されると共に他端が前記精製容器の内部で開口する内部配管と、を備え、
前記加熱部は、前記内部配管に所定の間隔を有した状態で配置されている、請求項１に記載のガス精製装置。

【請求項6】

前記精製容器は、前記内部配管に配置された前記加熱部が着脱可能に収容される内筒部を備える、請求項５に記載のガス精製装置。

【請求項7】

前記内筒部と前記内部配管との間に、原料ガスの不純物を除去する管内不純物除去部を備える、請求項６に記載のガス精製装置。

【請求項8】

前記精製容器を外側から加熱する外側加熱部と、前記精製容器から熱が逃げることを抑制する断熱部と、のうち少なくとも一方を備え、
前記外側加熱部及び／又は前記断熱部は、前記精製容器の周囲を覆うように配置されている、請求項１～７の何れか１項に記載のガス精製装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、原料ガスから高純度な精製ガスを精製するガス精製装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体の製造などに用いられるガスを高純度(例えば、不純物を１ｐｐｂ以下にするなど)にする精製するガス精製装置が求められている。高純度なガスを精製するために、ゲッター材、触媒、吸着材などを単一又は複数組み合わせた充填材が用いられる（特許文献１～４）。充填材は、加熱して用いられることがあり、特許文献５には、ガスの精製容器の外側に加熱部が設けられたガス精製装置が開示されている。また、精製容器の内側に加熱部が設けられたガス精製装置もある。

【0003】

ところで、加熱部が故障した際、加熱部の修理や交換が必要になる。しかしながら、加熱部が精製容器の内側に設けられている場合、密封された精製容器を設置場所で開けることや精製容器から加熱部を取り出すことが容易ではない。そのため、加熱部の修理や交換は、精製容器を設置場所から別の場所に移動して行うか、加熱部などが収容された精製容器自体を交換することによって行われるが、どちらの場合もコストがかかる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０５－１１６９１４号公報

【文献】特開平０６－５８６６３号公報

【文献】米国特許第４７１３２２４号明細書

【文献】米国特許出願公開２０１４／２５２２６６号明細書

【文献】特開平０２－１２０２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の目的は、精製容器の内側に設けられた加熱部を容易に修理や交換することが可能なガス精製装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のガス精製装置は、原料ガスの不純物を除去する不純物除去部と、前記不純物除去部が収容された精製容器と、前記不純物除去部と接触しない状態で前記精製容器の内側に設けられると共に前記精製容器を内側から加熱する加熱部と、を備え、前記加熱部は、前記精製容器に着脱可能に取り付けられている。

【0007】

斯かる構成によれば、精製容器の内側に設けられた加熱部を精製容器から容易に取り外すことができ、加熱部を精製容器に容易に取り付けることができる。これにより、精製容器の内側に設けられた加熱部の修理や交換を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係るガス精製装置を示す断面図である。

【図2】図２は、第２実施形態に係るガス精製装置を示す断面図である。

【図3】図３は、第３実施形態に係るガス精製装置を示す断面図である。

【図4】図４は、第４実施形態に係るガス精製装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
第１実施形態に係るガス精製装置１について、図１を参照しながら説明する。なお、各図（図１～図４）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面間での寸法比も、必ずしも一致していない。図１は、第１実施形態に係るガス精製装置１を示す断面図である。

【0010】

図１に示すように、ガス精製装置１は、原料ガスの不純物を除去する不純物除去部２と、不純物除去部２が収容された精製容器３と、精製容器３を内部（不純物除去部２を内側）から加熱する加熱部４と、を備えている。ガス精製装置１は、精製容器３などを複数備えていてもよい。複数の精製容器３が設けられた場合は、各精製容器３を並列に接続してもよく、直列に接続してもよい。

【0011】

ガス精製装置１によって精製される精製ガスは、例えば、空気、酸素、窒素、アルゴン、二酸化炭素、水素、ヘリウム、ネオン、クリプトン及びキセノンのうち少なくとも１つを含むガスである。不純物とは、原料ガスに含まれる成分のうち精製しようとしているガスを除く成分である。

【0012】

不純物除去部２は、精製容器３及び／又は後述する内筒部３４に取り付けられている。不純物除去部２は、内筒部３４の周囲を取り囲むように設けられている。本実施形態において、不純物除去部２は、円環状に形成されているが、これに限られない。不純物除去部２は、触媒、ゲッター材及び吸着材のうち少なくとも１つを含む充填材２１を備えている。

【0013】

充填材２１は、除去する不純物の種類などによって適宜設定される。触媒としては、例えば、貴金属触媒（例えば、パラジウムなど）や遷移金属触媒（例えば、ニッケル、銅、マンガンなど）などを用いることができる。ゲッター材としては、例えば、ジルコニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、チタン及びアルミニウムのうち少なくとも１種以上の金属を含む合金などを用いることができる。吸着材としては、例えば、活性炭、活性アルミナ、ゼオライト（例えば、モレキュラーシーブなど）などを用いることができる。充填材２１の温度は、充填材の構成などによって適宜設定される。充填材２１の温度は、例えば、８０度以上で且つ７００度以下である。

【0014】

精製容器３は、円筒状に形成された容器である。精製容器３は、第１端部３１と、第２端部３２と、第１端部３１と第２端部３２とを接続する側部３３と、を備えている。本実施形態において、第１端部３１は、精製容器３の上部であり、第２端部３２は、精製容器３の下部であるが、これに限られない。例えば、第１端部３１は、精製容器３の下部であり、第２端部３２は、精製容器３の上部であってもよい。

【0015】

精製容器３は、精製容器３の中心軸Ｌ１方向（軸方向Ｄ１）に沿って延びる内筒部３４を備えている。軸方向Ｄ１において、第２端部３２から第１端部３１に向かう方向を第１軸方向Ｄ１１といい、第１端部３１から第２端部３２に向かう方向を第２軸方向Ｄ１２という。本実施形態において、第１軸方向Ｄ１１は上方向を示し、第２軸方向Ｄ１２は下方向を示す。

【0016】

内筒部３４は、筒状に形成されている。内筒部３４は、熱膨張係数の低い材料で形成されていることが好ましい。これにより、加熱部４の熱によって内筒部３４が膨張し、内筒部３４に収容（挿入）された加熱部４と内筒部３４との間の隙間が大きくなることを抑制できる。また、内筒部３４は、伝熱性の良好な材料で形成されていることが好ましい。これにより、加熱部４の熱を精製容器３の内部に伝えやすくすることができる。

【0017】

内筒部３４は、一端３４１が精製容器３の外側に開口し、他端３４２が精製容器３の内部で閉塞している。本実施形態において、内筒部３４は、円筒状に形成され、精製容器３の第１端部３１に接合されているが、これに限られない。例えば、内筒部３４は、角筒状に形成されていてもよく、精製容器３の第２端部３２に接合されていてもよい。

【0018】

内筒部３４の一端３４１は、精製容器３の第１端部３１よりも第１軸方向Ｄ１１に突出した位置に設けられていることが好ましい。これにより、内筒部３４の接合代を確保することができる。内筒部３４の他端３４２は、不純物除去部２よりも第２軸方向Ｄ１２側に設けられていることが好ましい。これにより、不純物除去部２と内筒部３４との接触部分を増やすことができ、充填材２１を加熱部４で効率よく加熱することができる。

【0019】

内筒部３４の中心軸は、精製容器３の中心軸Ｌ１と実質的に一致していることが好ましい。これにより、加熱部４を精製容器３の中央に設けることができ、精製容器３の内部（充填材２１）を効率よく加熱することができる。本実施形態において、内筒部３４は、１つであるが、複数設けられていてもよい。

【0020】

加熱部４（内側加熱部４ともいう）は、不純物除去部２と接触しない状態で精製容器３の内側に設けられている。加熱部４としては、例えば、電熱器、シーズヒーター、セラミックヒーター、ハロゲンランプなどを用いることができる。本実施形態において、加熱部４は、１つであるが、複数設けられていてもよい。

【0021】

加熱部４は、精製容器３に着脱可能に取り付けられている。斯かる構成によれば、精製容器３の内側に設けられた加熱部４を精製容器３から容易に取り外すことができ、加熱部４を精製容器３に容易に取り付けることができる。これにより、精製容器３の内側に設けられた加熱部４の修理や交換を容易にすることができる。その結果、精製容器３自体の交換や精製容器３の設置場所からの移動が不要となり、加熱部４の修理や交換にかかるコストを削減することができる。

【0022】

本実施形態において、加熱部４は、棒状に形成され、内筒部３４に着脱可能に収容（挿入）されている。これにより、加熱部４を内筒部３４に収容することによって加熱部４を精製容器３に取り付けることができ、加熱部４を内筒部３４から取り出す（引き抜く）ことによって加熱部４を精製容器３から取り外すことができる。また、精製容器３に蓋を設けることなく精製容器３内のガスが漏れることを防止できる。加熱部４は、内筒部３４の他端３４２まで挿入されていることが好ましい。ガス精製装置１は、加熱部４を内筒部３４に固定する固定手段を備えていてもよい。

【0023】

加熱部４は、精製容器３への着脱時に不純物除去部２（充填材２１）と接触しない（非接触である）ことが好ましい。加熱部４が着脱時に充填材２１と接触すると、充填材２１の充填状態が変化し、不純物の除去能力が変化する恐れがあるためである。本実施形態においては、内筒部３４を設けることによって、着脱時における加熱部４と充填材２１との接触を防止している。後述する管内充填材９１（図４参照）についても同様である。

【0024】

加熱部４の外径は、内筒部３４の内径よりも小さい。加熱部４は、内筒部３４と密着していてもよい。また、加熱部４と内筒部３４との隙間が大きい場合、加熱部４と内筒部３４との間に加熱部４を支持する支持部を設けてもよい。

【0025】

加熱部４の軸方向Ｄ１の長さ寸法は、内筒部３４の軸方向Ｄ１の長さ寸法よりも大きいことが好ましい。即ち、加熱部４を内筒部３４に挿入した状態において、加熱部４は、内筒部３４よりも突出していることが好ましい。これにより、加熱部４を内筒部３４から取り出すことが容易になる。

【0026】

本実施形態に係るガス精製装置１は、精製容器３を外側から加熱する外側加熱部５、及び、精製容器３から熱が逃げることを抑制する断熱部（不図示）のうち少なくとも一方と、精製容器３に原料ガスを供給する供給部６と、不純物除去部２を通過した精製ガスを精製容器３から排出する排出部７と、を備えているが、これに限られない。

【0027】

外側加熱部５は、精製容器３の周囲に配置されている。本実施形態において、外側加熱部５は、電熱線を有するパッドやバンドヒーターなどであり、精製容器３の側部３３に取り付け（貼り付け）られているが、これに限られない。例えば、外側加熱部５は、加熱部４と同じものであってもよい。

【0028】

断熱部は、精製容器３の周囲に配置されている。断熱部は、例えば、精製容器３の側部３３や外側加熱部５の外側に取り付けられる。断熱部は、断熱材を備えている。断熱材としては、例えば、グラスウールやロックウールなどの高温用断熱材を用いることができる。

【0029】

外側加熱部５及び／又は断熱部は、精製容器３の周囲を覆うように配置されている。本実施形態において、外側加熱部５及び断熱部は、精製容器３の側部３３を覆うように精製容器３に取り付けられているが、これに限られない。例えば、外側加熱部５及び／又は断熱部は、精製容器３の第１端部３１や第２端部３２に取り付けられていてもよく、精製容器３から離れた位置に配置されていてもよい。

【0030】

供給部６は、精製容器３に取り付けられている。本実施形態において、供給部６は、精製容器３の第２端部３２に取り付けられているが、これに限られない。例えば、供給部６は、精製容器３の第１端部３１や側部３３に取り付けられていてもよい。供給部６は、径方向Ｄ２の中央（中心軸Ｌ１上）に配置されているが、これに限られない。径方向Ｄ２は、中心軸Ｌ１と直交し且つ中心軸Ｌ１から離れる方向である。

【0031】

排出部７は、精製容器３に取り付けられている。本実施形態において、排出部７は、精製容器３の第１端部３１に取り付けられているが、これに限られない。例えば、排出部７は、精製容器３の第２端部３２や側部３３に取り付けられていてもよい。供給部６は、内筒部３４よりも径方向Ｄ２の外側に配置されているが、これに限られない。

【0032】

ガス精製装置１は、精製容器３の内側で且つ不純物除去部２よりも上流側に配置される不図示のバッフル板（邪魔板ともいう）を備えていることが好ましい。これにより、不純物除去部２よりも上流側において、 原料ガスの流路をバッフル板によってコントロールすることができ、原料ガスの流速が増え、且つ、原料ガスと加熱部４との接触時間も増える。その結果、加熱効率が向上して原料ガスの温度を高めることができ、精製ガスの精製純度を高めることができる。バッフル板は、例えば、供給部６と不純物除去部２との間に配置される。

【0033】

本実施形態において、供給部６から供給された原料ガスは、加熱部４及び外側加熱部５によって加熱された充填材２１を通過して不純物が除去され、精製ガスとして排出部７から排出される。精製容器３内のガスは、第１軸方向Ｄ１１（一方向）に流れている。

【0034】

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本開示のガス精製装置１の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るガス精製装置１は、以下に説明する構成の他は、第１実施形態に係るガス精製装置１と同様に構成できるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。図２は、第２実施形態に係るガス精製装置１を示す断面図である。

【0035】

図２に示すように、精製容器３は、開口部３５と、開口部３５からガスが漏れることを抑制する蓋部３６と、を備えている。本実施形態において、開口部３５は、第１端部３１に設けられ、蓋部３６は、開口部３５に設けられた筒部３７に取り付けられているが、これに限られない。例えば、開口部３５は、第２端部３２に設けられてもよく、蓋部３６は、開口部３５に取り付けられてもよい。本実施形態おいて、精製容器３は、第１実施形態における内筒部３４（図１参照）を備えていない。

【0036】

筒部３７は、円筒状に形成された筒部本体３７１と、筒部本体３７１の第１軸方向Ｄ１１の端部に設けられた第１フランジ部３７２と、を備えている。第１フランジ部３７２の外径は、筒部本体３７１の外径よりも大きい。蓋部３６は、第１フランジ部３７２に取り付けられている（例えば、ボルト止め）。

【0037】

精製容器３は、加熱部４を保持するための保持部３８を備えている。保持部３８は、円環状に形成されている。保持部３８の外径は、筒部本体３７１の外径よりも大きい。本実施形態において、保持部３８は、筒部本体３７１の第２軸方向Ｄ１２の端部（下端部）に接合されているが、これに限られない。

【0038】

加熱部４は、保持部３８に着脱可能に取り付けられている。加熱部４は、保持部３８に保持された状態で、保持部３８よりも第１軸方向Ｄ１１に飛び出していることが好ましい。これにより、加熱部４を保持部３８から取り外すことが容易になる。本実施形態において、加熱部４の中心軸は、精製容器３の中心軸Ｌ１と実質的に一致するように配置されているが、これに限られない。

【0039】

ガス精製装置１は、精製容器３の内部に設けられた（収容された）内部配管８を備えている。内部配管８は、一端８１が供給部６と接続され、他端８２が精製容器３の内部で開口している。本実施形態において、内部配管８は、直管であり、内部配管８の中心軸は、精製容器３の中心軸Ｌ１（加熱部４の中心軸）と実質的に一致しているが、これに限られない。

【0040】

内部配管８の他端８２は、不純物除去部２と保持部３８との間に設けられている。即ち、内部配管８の他端８２は、不純物除去部２よりも第１軸方向Ｄ１１に設けられている。内部配管８の他端８２には、第２フランジ部８３が設けられている。第２フランジ部８３の外径は、保持部３８の外径と実質的に同じである。第２フランジ部８３は、不純物除去部２から軸方向Ｄ１に離れた位置に設けられている。

【0041】

不純物除去部２は、精製容器３及び／又は内部配管８に取り付けられている。加熱部４は、内部配管８の他端８２から内部配管８に挿通されている。内部配管８を設けることによって、着脱時における加熱部４と充填材２１との接触を防止している。本実施形態において、加熱部４は、精製容器３の内部に設けられている。

【0042】

加熱部４は、内部配管８に所定の間隔を有した状態で配置されている。即ち、内部配管８の内径Ｄｍ１は、加熱部４の外径Ｄｍ２よりも大きい。これにより、内部配管８と加熱部４との間に隙間を設けることができ、原料ガスを流すことができる。なお、ガス精製装置１は、例えば、加熱部４を支持するための支持部を備えていてもよい。その場合、支持部は、内部配管８の配管内に設けられる。支持部は、加熱部４の第２軸方向Ｄ１２の端部側に設けられていることが好ましい。

【0043】

供給部６及び排出部７は、精製容器３の一方端（第１端部３１又は第２端部３２）に配置されている。供給部６及び排出部７は、保持部３８と軸方向Ｄ１の反対側に位置する精製容器３の端部に配置されていることが好ましい。本実施形態において、供給部６及び排出部７は、精製容器３の第２端部３２に配置されているが、これに限られない。供給部６は、精製容器３の径方向Ｄ２の中央に配置され、排出部７は、供給部６よりも径方向Ｄ２の外側に配置されているが、これに限られない。

【0044】

バッフル板は、例えば、加熱部４の内側又は外側に取り付けられ 、加熱部４と共に内部配管８ に挿入 される。バッフル板は、取り外し可能なように構成されてもよい。

【0045】

本実施形態において、供給部６から供給された原料ガスは、内部配管８で加熱部４に加熱された後に、保持部３８と第２フランジ部８３との間から充填材２１に流れる。そして、原料ガスは、充填材２１を通過して不純物が除去され、精製ガスとして排出部７から排出される。充填材２１は、例えば、外側加熱部５及び原料ガスによって加熱される。精製容器３内のガスは、第１軸方向Ｄ１１（一方向）に流れた後に、第２軸方向Ｄ１２（他方向）に流れている。即ち、精製容器３内のガスは、軸方向Ｄ１に沿って往復して流れている。

【0046】

（第３実施形態）
次に、図３を参照して、本開示のガス精製装置１の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係るガス精製装置１は、以下に説明する構成の他は、第２実施形態に係るガス精製装置１と同様に構成できるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。図３は、第３実施形態に係るガス精製装置１を示す断面図である。

【0047】

精製容器３は、内部配管８に配置された加熱部４が着脱可能に収容される内筒部３４を備えている。内筒部３４は、内部配管８の配管内に配置されている。内筒部３４の中心軸は、精製容器３の中心軸Ｌ１と実質的に一致する。内部配管８の内径Ｄｍ１は、内筒部３４の外径Ｄｍ３よりも大きい。本実施形態において、内筒部３４は、円筒状に形成され、保持部３８に接合されているが、これに限られない。

【0048】

本実施形態において、精製容器３は、蓋部３６を備えておらず、筒部３７は、第１フランジ部３７２を備えていないが、これに限られない。ガス精製装置１は、例えば、加熱部４における内筒部３４から突出した部分を覆うカバーを備えていてもよい。精製容器３内のガス流れは、第２実施形態と同様である。

【0049】

（第４実施形態）
次に、図４を参照して、本開示のガス精製装置１の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係るガス精製装置１は、以下に説明する構成の他は、第３実施形態に係るガス精製装置１と同様に構成できるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。図４は、第４実施形態に係るガス精製装置１を示す断面図である。

【0050】

図４に示すように、ガス精製装置１は、内部配管８に挿通された加熱部４の周囲を覆う管内不純物除去部９を備えている。管内不純物除去部９は、内部配管８において原料ガスの不純物を除去している。管内不純物除去部９は、内筒部３４と内部配管８との間に配置されている。管内不純物除去部９は、環状に形成され、管内不純物除去部９の内側に内筒部３４が挿通されている。管内不純物除去部９は、内部配管８及び／又は内筒部３４に取り付けられている。本実施形態において、管内不純物除去部９は、円環状に形成されているが、これに限られない。

【0051】

内筒部３４（加熱部４）の第２軸方向Ｄ１２の端部は、管内不純物除去部９の第２軸方向Ｄ１２の端部よりも第２軸方向Ｄ１２側に配置されている。管内不純物除去部９の軸方向Ｄ１に沿った長さは、不純物除去部２の軸方向Ｄ１に沿った長さと実質的に同じである。管内不純物除去部９の軸方向Ｄ１の端部は、軸方向Ｄ１において、不純物除去部２の軸方向Ｄ１の端部と実質的に同じ位置に配置されている。

【0052】

管内不純物除去部９は、触媒、ゲッター材及び吸着材のうち少なくとも１つを含む管内充填材９１を備えている。管内充填材９１は、充填材２１と実質的に同じであってもよく、異なってもよい。ガス精製装置１は、供給部６を流れる原料ガスを加熱する加熱部をさらに備えていてもよい。

【0053】

本実施形態において、供給部６から供給された原料ガスは、管内充填材９１を通過して不純物が除去された後に、充填材２１を通過してさらに不純物が除去され、精製ガスとして排出部７から排出される。管内充填材９１は、例えば、加熱部４によって加熱される。充填材２１は、例えば、外側加熱部５及び管内充填材９１を通過したガスによって加熱される。精製容器３内のガス流れは、第２実施形態と同様である。

【0054】

［１］
以上、本開示のガス精製装置１は、原料ガスの不純物を除去する不純物除去部２と、不純物除去部２が収容された精製容器３と、不純物除去部２と接触しない状態で精製容器３の内側に設けられると共に精製容器３を内側から加熱する加熱部４と、を備え、加熱部４は、精製容器３に着脱可能に取り付けられている。

【0055】

斯かる構成によれば、精製容器３の内側に設けられた加熱部４を精製容器３から容易に取り外すことができ、加熱部４を精製容器３に容易に取り付けることができる。これにより、精製容器３の内側に設けられた加熱部４の修理や交換を容易にすることができる。

【0056】

［２］
上記実施形態［１］に係るガス精製装置１おいて、精製容器３は、不純物除去部２がその周囲を取り囲むように配置されており、加熱部４が着脱可能に収容される内筒部３４を備える、という構成が好ましい。

【0057】

斯かる構成によれば、加熱部４の抜き差しによって、加熱部４を内筒部３４（精製容器３）に容易に着脱することができる。また、加熱部４の着脱時に加熱部４が不純物除去部２と接触することを防止することができる。

【0058】

［３］
上記実施形態［１］に係るガス精製装置１は、精製容器３の内側で且つ不純物除去部２よりも上流側に配置されるバッフル板を備える、という構成が好ましい。

【0059】

斯かる構成によれば、不純物除去部２よりも上流側において、原料ガスの流路をバッフル板によってコントロールすることができ、原料ガスの流速が増え、且つ、原料ガスと加熱部４との接触時間も増える。 これにより、加熱効率が向上して原料ガスの温度を高めることができ、精製ガスの精製純度を高めることができる。

【0060】

［４］
上記実施形態［１］～［３］の何れか１つに係るガス精製装置１は、精製容器３に原料ガスを供給する供給部６と、不純物除去部２を通過した精製ガスを精製容器３から排出する排出部７と、を備え、供給部６及び排出部７は、精製容器３の一方端に配置されている、という構成が好ましい。

【0061】

斯かる構成によれば、ガス精製装置１と供給部６の配管との接続点と、ガス精製装置１と排出部７の配管との接続点と、を同一平面上に設けることができる。これにより、配管の計画および施工が容易になり、ガス精製装置１と供給部６及び排出部７の配管構成が簡素化される。

【0062】

［５］
上記実施形態［１］、［３］又は［４］に係るガス精製装置１は、精製容器３に原料ガスを供給する供給部６と、一端８１が供給部６と接続されると共に他端８２が精製容器３の内部で開口する内部配管８と、を備え、加熱部４は、内部配管８に所定の間隔を有した状態で配置されている、という構成が好ましい。

【0063】

斯かる構成によれば、内部配管８を流れる原料ガスを加熱部４で加熱することができる。これにより、加熱された原料ガスが通過した際に、不純物除去部２（充填材２１）を加熱することができ、不純物除去部２（充填材２１）の加熱効率を高めることができる。その結果、例えば、精製ガスの純度を高めることができる。また、加熱部４の着脱時に加熱部４が不純物除去部２と接触することを防止することができる。

【0064】

［６］
上記実施形態［５］に係るガス精製装置１おいて、精製容器３は、内部配管８に配置された加熱部４が着脱可能に収容される内筒部３４を備える、という構成が好ましい。

【0065】

斯かる構成によれば、加熱部４の抜き差しによって、加熱部４を内筒部３４（精製容器３）に容易に着脱することができる。

【0066】

［７］
上記実施形態［６］に係るガス精製装置１は、内筒部３４と内部配管８との間に、内部配管８に挿通された加熱部４の周囲を覆うと共に原料ガスの不純物を除去する管内不純物除去部９を備える、という構成が好ましい。

【0067】

斯かる構成によれば、原料ガスが管内不純物除去部９を通過することによって不純物が除去され、管内不純物除去部９を通過したガスが不純物除去部２を通過することによってさらに不純物が除去される。即ち、原料ガスが不純物除去部２，９を通過する距離を増やすことによって、不純物と充填材２１，９１との接触率を高めることができる。これにより、精製ガスの純度を高めることができる。

【0068】

［８］
上記実施形態［１］～［７］の何れか１つに係るガス精製装置１は、精製容器３を外側から加熱する外側加熱部５と、精製容器３から熱が逃げることを抑制する断熱部と、のうち少なくとも一方を備え、外側加熱部５及び／又は断熱部は、精製容器３の周囲を覆うように配置されている、という構成が好ましい。

【0069】

斯かる構成によれば、外気によって精製容器３の内側温度が下がることを抑制、即ち、精製容器３を保温することができる。外側加熱部５を設けた場合、精製容器３に収容された不純物除去部２（充填材２１）の加熱効率を高めることができる。

【0070】

なお、ガス精製装置１は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、ガス精製装置１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成等を任意に採用して組み合わせてもよく、さらに、下記する各種の変更例に係る構成等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成等に採用してもよいことは勿論である。

【0071】

（Ａ）上記第２実施形態において、内部配管８の他端８２は、精製容器３の内側で開口している、という構成であるが、これに限られない。例えば、内部配管８は、不純物除去部２と保持部３８との間に複数の貫通孔又はスリットを備え、内部配管８の他端８２は、保持部３８と接続されている、という構成であってもよい。斯かる構成においては、複数の貫通孔又はスリットから原料ガスが流れ出る。

【0072】

（Ｂ）上記第２実施形態において、内部配管８は、直管であるが、これに限られない。例えば、内部配管８は、Ｔ字管であってもよい。斯かる構成においては、内部配管８の第１軸方向Ｄ１１の端部（上端部）に加熱部４を挿通するための貫通孔が設けられ、その端部が加熱部４の保持部３８となる。また、例えば、内部配管８は、クロス管であってもよい。斯かる構成においては、内部配管８の第１軸方向Ｄ１１側（上側）が筒部３７となる。

【符号の説明】

【0073】

１…ガス精製装置、２…不純物除去部、２１…充填材、３…精製容器、３１…第１端部、３２…第２端部、３３…側部、３４…内筒部、３５…開口部、３６…蓋部、３７…筒部、３７１…筒部本体、３７２…第１フランジ部、３８…保持部、４…加熱部、５…外側加熱部、６…供給部、７…排出部、８…内部配管、８３…第２フランジ部、９…管内不純物除去部、９１…管内充填材、Ｌ１…中心軸

【要約】

【課題】精製容器の内側に設けられた加熱部を容易に修理や交換することが可能なガス精製装置を提供する。
【解決手段】ガス精製装置１は、原料ガスの不純物を除去する不純物除去部２と、不純物除去部２が収容された精製容器３と、不純物除去部２と接触しない状態で精製容器３の内側に設けられると共に精製容器３を内側から加熱する加熱部４と、を備え、加熱部４は、精製容器３に着脱可能に取り付けられている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】