气柜.pdf

本发明提供一种气柜，即使贮藏气体量变化，该气柜也能够保持内压恒定并且适于根据需要使该压力自由且细微地变化。本发明的气柜包括：构成为筒状的容器状的气柜主体（1）；和收纳于气柜主体（1）的内部，能够一边维持与气柜主体（1）之间的气体密封状态，一边进行升降的升降部件（2）。由气柜主体（1）和升降部件（2）划分而形成的气体收纳部（14）所收纳的气体量随着升降部件（2）的升降而变化。气柜还包括：支承于升降部件（2）且收纳液体的液体收纳部（3）；和用于增减液体收纳部（3）内的液体的量的液体供给排出机构。

权利要求书
1.  一种气柜，其特征在于，包括：
具有筒状容器的形状的气柜主体；和
升降部件，其收纳于所述气柜主体的内部，能够一边维持与所述气柜主体之间的气体密封状态一边进行升降，
由所述气柜主体和所述升降部件划分而形成的气体收纳部所收纳的气体量随着所述升降部件的升降而变化，
所述气柜还包括：
支承于所述升降部件且收纳液体的液体收纳部；和
用于增减所述液体收纳部内的液体量的液体供给排出机构。

2.  如权利要求1所述的气柜，其特征在于，还包括：
用于测定所述液体收纳部内的所述液体的液面高度的液面测定机构；和
测定所述气体收纳部的内压的内压测定机构。

3.  如权利要求2所述的气柜，其特征在于：
所述液体供给排出机构包括：
设置于所述气柜主体的顶部或侧壁上部的液体导出导入口；和
一端与液体导出导入口相连，另一端浸泡在所述液体收纳部内的所述液体中的液体导出导入管，其中，
相对于所述液体收纳部进行的所述液体的导出导入是通过用于切换液体的导出导入的液体导出导入切换机构进行的，该液体导出导入切换机构位于所述气柜主体的外部的比所述液体收纳部低的位置，且经由液体导出导入路径通至所述液体导出导入口。

4.  如权利要求2所述的气柜，其特征在于：
所述液体供给排出机构包括：
设置于所述气柜主体的顶部或侧壁上部的液体导出口和液体导入口；和
一端分别与所述液体导出口和所述液体导入口相连，另一端浸泡在所述液体收纳部内的所述液体中的液体导出管和液体导入管，其中，
所述液体从所述液体收纳部的导出是经由将所述液体导出口与在所述气柜主体的外部贮藏所述液体的液体贮藏罐之间相连的液体导出路径进行的，
所述液体向所述液体收纳部的导入是经由将所述液体导入口与所述液体贮藏罐之间相连的液体导入路径进行的。

5.  如权利要求4所述的气柜，其特征在于：
所述液体贮藏罐位于比所述气柜主体高的位置，
在所述液体导入路径设置有能够切换打开状态和关闭状态的自动阀，
在所述液体收纳部设置有用于将所述液体通过所述液体导出管送至所述液体贮藏罐的液下泵。

6.  如权利要求2所述的气柜，其特征在于：
所述液面测定机构包括：
设置于所述气柜主体的顶部的液面计；和
测定所述液体收纳部的高度位置的位置测定机构。

7.  如权利要求2所述的气柜，其特征在于：
所述液面测定机构包括支承于所述液体收纳部的液面计。

8.  如权利要求6所述的气柜，其特征在于：
所述液面计从超声波式液面计、静电电容式液面计、电波式液面计和浮子式液面计之中选择。

9.  如权利要求4所述的气柜，其特征在于：
所述液体贮藏罐包括用于检测其内部的液体的液面高度的液面计。

10.  如权利要求1～9中的任一项所述的气柜，其特征在于，还包括：
位于所述气柜主体的外部、用于减轻由所述液体收纳部施加的负载的平衡器。

11.  如权利要求10所述的气柜，其特征在于：
所述平衡器包括：
位于所述气柜主体的外部，用于收纳液体的追加的液体收纳部；和
连接部件，其中间部支承于所述气柜主体而在所述中间部折叠，一端与所述追加的液体收纳部相连，且另一端与所述气柜主体内的液体收纳部相连。

12.  如权利要求11所述的气柜，其特征在于：
所述平衡器还包括用于增减所述追加的液体收纳部内的液体量的追加的液体供给排出机构。

13.  如权利要求12所述的气柜，其特征在于：
所述追加的液体供给排出机构包括与所述追加的液体收纳部连接、具有可挠性的追加的液体导出路径和追加的液体导出导入路径。

14.  如权利要求11～13中的任一项所述的气柜，其特征在于：
在所述气柜主体设置有自由旋转的旋转部件，
所述连接部件的所述中间部支承于所述旋转部件。

15.  如权利要求11～13中的任一项所述的气柜，其特征在于：
所述平衡器包括：
在所述气柜主体的周向上隔开间隔地设置的多个液体收纳容器；和
使这些液体收纳容器的相邻的彼此的下部连通的连通路径。

16.  如权利要求1～9中的任一项所述的气柜，其特征在于：
所述气柜主体呈圆筒容器状，
所述升降部件由固定于所述气柜主体的隔膜构成，
所述隔膜具有上下延伸的圆筒状部和堵塞该圆筒状部的下端的底部，
所述液体收纳部由配置于所述圆筒状部的内侧、支承于所述隔膜的圆筒容器状的活塞构成。

17.  如权利要求16所述的气柜，其特征在于：
所述隔膜包括：
收纳于气体收纳部的气体所接触的第一隔膜部件；和
隔着间隙与所述第一隔膜部件重叠的第二隔膜部件，
所述气柜还包括检测所述第一隔膜部件与第二隔膜部件间的间隙的气体的检测机构。

18.  如权利要求17所述的气柜，其特征在于：
所述第一隔膜部件与所述第二隔膜部件相比耐溶剂性优良。

说明书气柜
技术领域
本发明涉及一种活塞等升降部件进行升降的可变容量式的气柜。
背景技术
从制铁厂排出的焦炉气等的可燃性气体被用作燃料。为了应对该可燃性气体的需求变动，从制铁厂排出的可燃性气体例如暂时贮藏在可变容量式气柜中。这种可变容量式的气柜，除贮藏制铁厂的焦炉气等以外，还期望用于诸如以下用途：在贮藏从畜产废弃物、粪尿处理污泥等产生的沼气，或者回收所排出的氩、氦等有用的工业用气体时，作为缓冲罐使用。
一般而言，可变容量式的气柜大多使用在具有密闭构造的圆筒容器状的气柜主体的内部设置有可升降的盖状的活塞的构造（例如参照专利文献1）。另外，已知有一种气柜，使隔膜（diaphragm）（可弯性膜材料）为袋状并使该隔膜膨胀或收缩，由此使气体的容量可变（例如参照专利文献2、3）。
在专利文献1中公开了一种气柜，其构成为具备气柜主体、活塞和对活塞与气柜主体之间进行密封的隔膜。在专利文献1中，特别设法通过使活塞为双层构造而增大气体收纳量。然而，活塞的负载恒定，该气柜是仅机械地利用活塞盖上气柜主体的构造，因此无法变化内压。
在专利文献2中，在石棉瓦制、金属制等贮存槽构造物之中，使用可弯性膜材料将平坦形状的底膜、圆筒状的侧膜和穹顶状的顶膜形成为一体形状的袋体，在上述顶膜上表面，载置环状的重锤平衡器，在此设置经由平衡线悬吊于贮存槽构造物的外侧的配重，由此，使得能够与气体贮藏量的变化对应地确保工作压力。然而，侧膜并不是完整的圆筒状，而是呈向外侧膨胀的形状，另外，因为使用可弯性膜材料，所以侧膜因气压而更加膨胀。进而，内压并不全部支承重锤平衡器，而是作为侧膜朝向外侧的张力被消耗一部分。因此，并不是仅重 锤平衡器与气体压力对抗，而是利用锤的重量能够相对地增加或减小施加于袋体的力，但还是无法将内压调整为恒定。另外，锤的重量能够人为调整，但是无法自由且细微地变化内压。
在专利文献3中公开了一种具有如下结构的气柜：在由强化塑料材料、金属材料构成的刚性构造的箱中，收纳由由可弯性膜材料构成的形成为袋体的能够存取气体的气贮藏包，在该贮藏包的上表面载置环状的重锤平衡器，在此设置将平衡线悬吊在箱的外侧的配重，由此，使得能够与气体贮藏量的变化对应地确保工作压力。然而，虽然能够通过改变配重的锤的重量而使工作压力的变更、调整变得简单，但是气体贮藏包的形状为卧式圆筒状。因此，从专利文献3的图6（c）可以明确，形成为锤的重量向下部方向按压的截面积在上下部较小而在中央部最大的构造。因此，平均单位截面积的负载不断变化，能够利用锤的重量相对地增大或减小施加于气体贮藏包的力，但是无法将内压调整为恒定。另外，锤的重量能够人为调整，但是无法自由且细微地变化内压。
可变容量式（活塞式）的气柜与内压根据其贮藏气体量而不断变化的固定式气柜不同，特征在于能够一边保持内压恒定一边存取气体，其便利性就在于此。然而，如专利文献1所示，一旦活塞的负载确定，气柜主体内的压力就被固定。另外，如专利文献2、3所示，即使使用重锤平衡器从外部手动调整施加于袋体的负载，也只能是阶段性地调整，而无法连续且细微地调整。因此，也不能进行使气柜主体内的压力变化而使贮藏到气柜主体内的气体贮藏速度、从气柜主体内排出的气体排出速度随时加快或减慢的调节。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-18484号公报
专利文献2：日本特开2004-150525号公报
专利文献3：日本特开2004-353834号公报
发明内容
发明想要解决的问题
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种即使贮藏气体量变化也能够保持内压恒定并且适于根据需要将该压力自由且细微地变化的气柜。
用于解决问题的技术方案
本发明所提供的气柜包括：具有筒状容器的形状的气柜主体；和升降部件，其收纳于上述气柜主体的内部，能够一边维持与上述气柜主体之间的气体密封状态一边进行升降，由上述气柜主体和上述升降部件划分而形成的气体收纳部所收纳的气体量随着上述升降部件的升降而变化，上述气柜还包括：支承于上述升降部件且收纳液体的液体收纳部；和用于增减上述液体收纳部内的液体量的液体供给排出机构。
优选气柜还包括：用于测定上述液体收纳部内的上述液体的液面高度的液面测定机构；和测定上述气体收纳部的内压的内压测定机构。
优选上述液体供给排出机构包括：设置于上述气柜主体的顶部或侧壁上部的液体导出导入口；和一端与液体导出导入口相连，另一端浸泡在上述液体收纳部内的上述液体中的液体导出导入管，其中，相对于上述液体收纳部进行的上述液体的导出导入是通过用于切换液体的导出导入的液体导出导入切换机构进行的，该液体导出导入切换机构位于上述气柜主体的外部的比上述液体收纳部低的位置，且经由液体导出导入路径通至上述液体导出导入口。
优选上述液体供给排出机构包括：设置于上述气柜主体的顶部或侧壁上部的液体导出口和液体导入口；和一端分别与上述液体导出口和上述液体导入口相连，另一端浸泡在上述液体收纳部内的上述液体中的液体导出管和液体导入管，其中，上述液体从上述液体收纳部的导出是经由将上述液体导出口与在上述气柜主体的外部贮藏上述液体的液体贮藏罐之间相连的液体导出路径进行的，上述液体向上述液体收纳部的导入是经由将上述液体导入口与上述液体贮藏罐之间相连的液体导入路径进行的。
优选上述液体贮藏罐位于比上述气柜主体高的位置，在上述液体导入路径设置有能够切换打开状态和关闭状态的自动阀，在上述液体收纳部设置有用于将上述液体通过上述液体导出管送至上述液体贮藏罐的液下泵。
优选上述液面测定机构包括：设置于上述气柜主体的顶部的液面计；和测定上述液体收纳部的高度位置的位置测定机构。
优选上述液面测定机构包括支承于上述液体收纳部的液面计。
优选上述液面计从超声波式液面计、静电电容式液面计、电波式液面计和浮子式液面计之中选择。
优选上述液体贮藏罐包括用于检测其内部的液体的液面高度的液面计。
优选气柜还包括：位于上述气柜主体的外部、用于减轻由上述液体收纳部施加的负载的平衡器。
优选上述平衡器包括：位于上述气柜主体的外部，用于收纳液体的追加的液体收纳部；和连接部件，其中间部支承于上述气柜主体而在上述中间部折叠，一端与上述追加的液体收纳部相连，且另一端与上述气柜主体内的液体收纳部相连。
优选上述平衡器还包括用于增减上述追加的液体收纳部内的液体量的追加的液体供给排出机构。
优选上述追加的液体供给排出机构包括与上述追加的液体收纳部连接、具有可挠性的追加的液体导出路径和追加的液体导出导入路径。
优选在上述气柜主体设置有自由旋转的旋转部件，上述连接部件的上述中间部支承于上述旋转部件。
优选上述平衡器包括：在上述气柜主体的周向上隔开间隔地设置的多个液体收纳容器；和使这些液体收纳容器的相邻的彼此的下部连通的连通路径。
优选上述气柜主体呈圆筒容器状，上述升降部件由固定于上述气柜主体的隔膜构成，上述隔膜具有上下延伸的圆筒状部和堵塞该圆筒状部的下端的底部，上述液体收纳部由配置于上述圆筒状部的内侧、支承于上述隔膜的圆筒容器状的活塞构成。
优选上述隔膜包括：收纳于气体收纳部的气体所接触的第一隔膜部件；和隔着间隙与上述第一隔膜部件重叠的第二隔膜部件，上述气柜还包括检测上述第一隔膜部件与第二隔膜部件间的间隙的气体的检测机构。
上述第一隔膜部件与上述第二隔膜部件相比耐溶剂性优良。
本发明的其它的特征和优点通过以下参照附图进行的详细说明进一步明确。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的气柜的概略结构图。
图2是本发明的第二实施方式的气柜的概略结构图。
图3是本发明的第三实施方式的气柜的概略结构图。
图4是本发明的第四实施方式的气柜的概略结构图。
图5是本发明的第五实施方式的气柜的概略结构图。
图6是表示图5所示的气柜的平衡器的安装状态的概略平面图。
图7是图5所示的气柜的部分放大截面图。
图8是本发明的第六实施方式的气柜的概略结构图。
图9是表示本发明的气柜的其它结构例的概略图。
附图标记说明
1 气柜主体
11 下部气缸
11A 气体导入口
11B 气体排出口
102 侧壁
111 底壁
112 侧壁
113 第一凸缘
12 上部气缸
121 顶壁
121a 液体导出导入口
121b 电缆用孔
121c 液体导入口
121d 液体导出口
122 侧壁
123 第二凸缘
124 滑轮（旋转部件）
125 导向槽
126 孔
13 螺栓
14 气体收纳部
2 隔膜（升降部件）
200 活塞（升降部件）
201 隔膜部件（第一隔膜部件）
202 隔膜部件（第二隔膜部件）
203 间隙
204 气体检测用线
21 锷部
210 安装件
22 圆筒状部
220 导辊
23 底部
230 润滑油箱
231 润滑油
24 突起
240 密封材料
3 活塞（液体收纳部）
300 容器体（液体收纳部）
31 活塞筒部
311 安装件
312 导辊
32 活塞底部
32a 孔部
340 液体
400 支承部件
421a 液体导出导入管
421b 软管
421c 液体导出导入外部配管
421d 阀门
422a 液体导入管
422b 软管
422e 自动阀
422f 液体导入外部配管
423a 液体导出管
423b 软管
423c 液体导出外部配管
425 液体泵
500 液面计
510 天线
500a 绝缘橡胶电缆
500b 固定电缆
500c 指示计
550 物位计
550a 金属线
550c 保护管
600 压力计
700 液下泵
700a 绝缘橡胶电缆
700b 固定电缆
750 液体贮藏罐
800 液面计
9 平衡器（追加的液体收纳部、液体收纳容器）
910 引导部件
920 液体导入口
921 液体导入路径
922 阀门
924 自动阀
930 液体导出口
931 液体导出路径
932 阀门
940 连通路径
950 金属线（连接部件）
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行具体说明。
图1表示本发明的第一实施方式的气柜。如图1所示，第一实施方式的气柜包括气柜主体1、隔膜2和活塞3。
气柜主体1具有下部气缸11和上部气缸12，它们一体地组合，由此呈圆筒容器状。下部气缸11具有圆盘状的底壁111和从底壁111的外周壁向上延伸的圆筒状的侧壁112。在侧壁112的上端部的外周一体地设置有圆环状的第一凸缘113。在下部气缸11的下端附近，设置有气体导入口11A和气体排出口11B。在下部气缸11的中间位置，安装有压力计600。气体导入口11A、气体排出口11B和压力计600的设置位置是任意的，并不限制本发明。压力计600的动作将在后面阐述。
上部气缸12具有穹顶状的顶壁121（本发明中所说的顶部）和从顶壁121的周缘向下延伸的圆筒状的侧壁122。在侧壁122的下端部的外周一体地设置有圆环状的第二凸缘123。在顶壁121设置有液体导出导入口121a和电缆用孔121b。作为设置液体导出导入口121a和电缆用孔121b的位置，并不局限于顶壁121，例如只要顶壁121的附近具有空间，也可以设置在上部气缸12的侧壁122的上部。另外，作为顶壁121的形状，并不局限于上述的穹顶状，也可以采用锥体状（圆锥状）、平板状等其他的形状。
第一凸缘113和第二凸缘123在它们之间夹持后述的隔膜2的锷部21的状态下通过螺栓13接合。由此，下部气缸11和上部气缸12相互以密封状态固定。在第一实施方式中，侧壁112的内径和侧壁122的内径为相同的设计尺寸，在第一凸缘113、第二凸缘123接合的状态下，侧壁112的内周面和侧壁122的内周面在上下方向形成为同一面状。
隔膜2具有锷部21、圆筒状部22和底部23，使用胶布形成。锷 部21是夹在第一凸缘113和第二凸缘123的部分，呈圆环状。在第一实施方式中，锷部21的宽度比第一和第二凸缘113、123的宽度大。
圆筒状部22与锷部21的内周缘相连地延伸。在第一实施方式中，圆筒状部22以包围活塞3的方式向上方延伸，靠近其前端的部位向外侧折叠，朝向锷部21，向下方延伸。圆筒状部22的内径尺寸例如为约1000mm。
底部23堵塞圆筒状部22的下端。在底部23的上表面设置有前端朝向上方的圆棒状的突起24。在第一实施方式中，例如设置有四个突起24，沿着规定的节距圆等间隔地配置。
如上所述，隔膜2的锷部21以密封状态夹在气柜主体1的第一凸缘113和第二凸缘123间。利用该结构，隔膜2能够在与气柜1之间维持气体密封状态的状态下升降，作为用于使活塞3上下移动的升降部件发挥作用。
活塞3配置在隔膜2的圆筒状部22的内侧，支承于隔膜2。活塞3作为液体收纳部发挥作用，具有在上下方向延伸的圆筒状的活塞筒部31和堵塞活塞筒部31的下端内侧的活塞底部32。活塞筒部31被隔膜2的圆筒状部22包围。在活塞3的内部收纳液体340。作为活塞3的材质例如能够采用金属制或树脂制。但是，在使活塞3为树脂制的情况下，由于在内部收纳液体340而进行负载调整，因此优选使用具有强度的FRP（玻璃纤维强化塑料）。另外，作为收纳在活塞3内的液体340，例如能够列举水，但不局限于此。为了加大液体340的比重，也能够使用食盐水、硫酸钠溶液等盐类溶液，或者使用硅油等不活泼油类，只要是安全上允许的液体，液体340的种类就不受限制。
在活塞底部32形成有四个孔部32a。在第一实施方式中，这些孔部32a在活塞底部32的厚度方向上贯通，并且以与设置于隔膜2的突起24对应的方式，沿与配置有突起24的节距圆相同的节距圆等间隔地设置。根据这种结构，在活塞3支承于隔膜2的状态下，突起24分别嵌入到活塞底部32的孔部32a，活塞底部32与隔膜2的底部23重合，使活塞3相对于隔膜2适当地定位。另外，在活塞底部32与隔膜2的底部23之间实施有适当的密封方法（未图示），从而活塞3内部的液体340不会从活塞底部32与隔膜2的底部23之间泄漏。
在活塞筒部31的上端附近经由安装件311设置有导辊312。导辊312至少设置有三个，这些导辊312配置于活塞筒部31的周向上的不同位置。导辊312优选在活塞筒部31的周向上隔开一定间隔配置。各导辊312与上部气缸12的侧壁122的内周面接触，并且围绕水平轴旋转自如。活塞筒部31的外径尺寸例如为约1000mm。活塞筒部31的外周面与上部气缸12的内周面之间的间隙例如为50～200mm，优选为100～150mm。隔膜2和支承于该隔膜2的活塞3通过导辊312一边维持大致恒定姿态，一边上下移动。
在活塞筒部31的安装件311的下部安装有支承部件400。支承部件400例如由多孔板或角钢部件构成，在比收纳于活塞3的液体340更高的位置，在大致水平方向（与该液体340的液面大致平行的方向）上延伸。
在第一实施方式中，在支承部件400安装有液体导出导入管421a、软管（hose）421b和液面计500。液体导出导入管421a是用于将活塞3内的液体340导出到气柜主体1的外部或者从气柜主体1外部向活塞3内导入液体340的通路。液体导出导入管421a在铅垂方向（竖直方向）上延伸到活塞底部32附近，部分浸泡在活塞3内的液体340中。软管421b的一端与液体导出导入管421a连通，并且另一端通至顶壁121的液体导出导入口121a，该软管421b由橡胶制或树脂制等的可挠性材料形成。由此，当活塞3上下移动时，软管421b根据该动作发生伸缩。
液体导出导入口121a贯通顶壁121。液体导出到入口121a与延伸到气柜主体1的外部的液体导出导入外部配管421c连接。液体导出导入外部配管421c向下方延伸到气柜主体1的下端附近的较低的位置。在液体导出导入外部配管421c中，在活塞贮存器主体1的下端附近的较低的位置设置有阀门421d。如上所述，液体导出导入管421a浸泡在活塞3内的液体340中，该液体导出导入管421a、软管421b和液体导出导入外部配线421c的内部处于液封的状态。阀门421d始终位于比活塞3内的液体340的液面低的位置，因此当将阀门421d打开时，根据虹吸原理，利用落差，活塞3内的液体340通过液体导出导入管421a、软管421b和液体导出导入外部配管421c被导出到外部，使活塞3内 的液体340的量减少。另一方面，当将液体340导入活塞3内时，例如利用通至液体导出导入外部配管421c的图外的自来水配管供给自来水。这样，利用自来水的水压，液体340通过液体导出导入外部配管421c、软管421b和液体导出导入管421a被导入到活塞3内，使活塞3内的液体340的量增加。在将阀门421d关闭的情况下，活塞3内的液体340的量不变化。这样，上述的液体导出导入管421a和软管421b作为对于活塞3的液体导出导入机构发挥作用。
液面计500用于测定活塞3内的液体340的液面高度。作为液面计500，优选使用例如超声波式传感器、静电电容式传感器、电波（微波）式传感器，但除此以外，也可以使用作为机械式的利用浮子的浮子式传感器。图1表示液面计500为微波式传感器的情况的例子，利用从天线510向液体340的液面发射的发射波与在液面反射而被天线510接收的接收波的关系，测定液面计500到液面的距离，并且基于该距离求出液面高度。液面计500与伸缩自如的绝缘橡胶电缆500a（Cabtire cable）的靠近端连接。绝缘橡胶电缆500a的远离端贯通顶壁121的电缆用孔121b。绝缘橡胶电缆500a将由液面计500测定的有关液面高度的信号引出到气柜主体1的外部，当活塞3上下移动时，与此相应地上下伸缩。
绝缘橡胶电缆500a的远离部在气柜主体1的外部与固定电缆500b的一端连接，固定电缆500b的另一端与指示计500c相连。根据这种结构，能够由指示计500c读取由液面计500测定的液面高度。
压力计600作为内压测定机构发挥作用，安装在下部气缸11的侧壁112。压力计600用于测量被气柜主体1和隔膜2划分的气体收纳部14（在第一实施方式中，在气柜主体1内通至气体导入口11A和气体排出口11B的区域）的内部压力（内压）。作为该压力计600，如果是目视使用的压力计，则可以使用隔膜式压力计。然而，如果液体340对活塞3的出入是自动的，作为压力计600优选使用能够发出电信号的电气式压力计。
在使用第一实施方式的气柜时，经由气体导入口11A导入气体，并且通过气体排出口11B排出气体。此处，当气体导入量超过气体排出量时，在气柜主体1内被隔膜2分隔的下侧区域（气体收纳部14） 的内部压力（内压）趋于上升。这样一来，隔膜2或被隔膜2包围的活塞3抵抗活塞3和液体340以及安装件311、支承部件400等装载于活塞3的各部件的总重量而被抬升，贮存气体。对于隔膜2，随着上升，圆筒状部22的内侧部分从其上端依次向外侧折叠而反转。图1中，用假想线表示活塞3上升的状态。另一方面，当气体排出量超过气体导入量时，活塞3下降，回到初始的位置。这样，在使用气柜时，根据气体量的变化，活塞3在气柜主体1内上下移动。
说明在第一实施方式的气柜中，收纳于活塞3的液体340的负载对气体收纳部14的内压（以下称为气柜内压）带来的影响。例如，使活塞筒部31的外径尺寸为1000mm（100cm），使活塞筒部31的外周面与下部气缸11以及上部气缸12的内周面之间的间隙为100mm（10cm），确定活塞3的总重量，使得不收纳液体340的空状态下的气柜内压成为10kPa。对活塞3的下部面的直径加上活塞筒部31与下部气缸11以及上部气缸12的内周面的平均间隙尺寸时，得到A=（100+10）cm。A相当于利用气体内压将使活塞3抬升到上部的力起作用的圆形的面的直径。当在该面施加P1=10kPa=0.1kgf/cm2的力进行计算时，施加有π/4×（100+10）2×0.1=949.9kg重的力。其中，求出上述A的式中，加上上述平均间隙尺寸的原因在于，隔膜2在活塞筒部31与下部气缸11和上部气缸12的内周面之间弯曲，因此利用该隔膜2的弯曲部分的气体内压抬升（上推）的力向垂直方向成分以外分散。
此处，考虑在活塞3内收纳有高300mm的作为液体340的水的情况。令活塞筒部31的板厚t为3mm，则活塞筒部31的内径尺寸Φ为1000-3×2=994mm（99.4cm）。令水的密度为1.0g/cm3，则水的重量为π/4×99.42×30×1/1000=232.7kg重。因此，关于气柜内压P的式π/4×（100+10）2×P=949.9+232.7=1182.6成立，由此得到P=0.1245kgf/cm2。因此，对活塞3内加入水，由此，气柜内压上升2.45kPa（P-P1=0.0245kgf/cm2）。
从以上的说明可以理解，在第一实施方式的气柜中，能够增减活塞3内的液体340的量。在想要将气体导入气柜内的情况下，将活塞3内的液体340导出到外部而使活塞3整体（活塞3的重量和内部的液 体340的重量之总计，以下相同）减轻时，气柜内压成为较低的压力。由此，活塞3上升，气体被导入到气柜内。另一方面，在想要从气柜排出气体的情况下，将液体340导入活塞3内而使活塞3整体变重时，气柜内压成为较高的压力。由此，活塞3下降，气体从气柜排出。通过这种操作，不使用送风机，就能够顺畅地进行气柜的气体的吸入和排气。
在第一实施方式中，作为用于调整活塞3整体的重量的介质，使用液体340（水）。因此，根据需要从活塞3内导出液体340或将液体导入活塞3内，由此能够自由且细微地进行气柜的内压调整。
气柜内压（气体收纳部14的内压）能够由压力计600测定。另外，活塞3内的液体340的液面高度能够由液面计500测定。由此，当降低气柜内压时，基于由压力计600测定的气体内压，一边利用液面计500测定活塞3内的液体340的液面高度，一边从活塞3内到处液体340，直至成为与目标气体压力对应的液面高度。这种结构适于自由且细微地进行气柜的内压调整。
液体对活塞3的出入，能够通过切换阀门421d的开闭状态，使液体通过液体导出导入管421a、软管421b、液体导出导入口121a、液体导出导入外部配管421c而进行。如上所述，液体导出导入管421a浸泡在活塞3内的液体340中，该液体导出导入管421a、软管421b和液体导出导入外部配管421c的内部处于液封的状态。另外，阀门421d位于始终比活塞3内的液体340的液面低的位置，因此，通过打开阀门421d，能够不使用动力源而利用落差将活塞3内的液体340导出到外部。另外，当关闭阀门421d时，活塞3内的液体340的量不变化，因此能够保持气柜内压恒定。
在活塞3（活塞筒部31）设置有与上部气缸12的侧壁122的内周面在圆周方向的不同位置接触并且围绕水平轴旋转自如的导辊312。由此，当活塞3上下移动时，导辊312维持与侧壁122的内表面接触的状态，一边在上下方向滚动一边移动。因此，活塞3经由滚轮312支承于气柜主体1（上部气缸12），能够防止活塞3随着上下移动而倾斜。其结果是，活塞3一边维持大致恒定姿态一边上下移动，因此对于由液面计500测定的液面高度的测定值，也能够得到更加正确的值。
另外，在设置有导辊312的结构中，活塞筒部31的外周面与上部气缸12的内周面之间的间隙为50～200mm，比较窄。这样，当使上述间隙较窄时，在抑制活塞3的倾斜的方面优选，另外，适于实现气柜的小型化。
图2表示本发明的第二实施方式的气柜。第二实施方式的气柜中，在气柜主体1安装有从外部测定活塞3的高度位置的物位计（level meter）550。物位计550与金属线（wire）550a的一端连接，该金属线550a在气柜主体1的外部通至保护管550c的内部。金属线550a贯通气柜主体1的顶壁121，引入到气柜主体1内部，另一端与活塞3的安装件311连接。
另外，在第二实施方式中，液面计500安装于气柜主体1的顶壁121。根据第二实施方式，活塞3内的液体340的液面高度能够通过组合由液面计500测定的测定值和由物位计550测定的活塞3的高度位置而测定。根据这种结构，安装于顶壁121的液面计500能够直接从气柜主体1的外部拆卸。另外，物位计550一般设定为用于测定活塞3的高度位置，但是在其它实施方式的附图中，与发明的技术问题无关，因此省略其记载。
图3表示本发明的第三实施方式的气柜。在第三实施方式的气柜中，对活塞3出入的液体340，在与气柜主体1的外部的贮藏液体340的液体贮藏罐750之间循环。在第三实施方式中，液体贮藏罐750设置于比液体贮存器主体1高的位置。
在气柜主体1的顶壁121设置有液体导入口121c和液体导出口121d。在支承部件400安装有液体导入管422a、软管422b、液体导出管423a和软管423b。液体导入管422a是用于从气柜主体1外部将液体340导入活塞3内的通路。液体导出管423a是用于将活塞3内的液体340导出到气柜主体1的外部的通路。液体导入管422a在铅垂方向延伸到活塞底部32附近，部分浸泡在活塞3内的液体340中。液体导出管423a部分浸泡在活塞3内的液体340中，其前端部与液下泵700连接。软管422b（软管423b）的一端与液体导入管422a（液体导出管423a）连通，并且另一端通至顶壁121的液体导入口121c（液体导出口121d），该软管由橡胶制或树脂制等可挠性材料形成。由此，当活塞 3上下移动时，根据该动作，软管422b（软管423b）进行伸缩。在本实施方式中，液体导入管422a、软管422b以及液体导入外部配管422f和液体导出管423a、软管423b以及液体导出外部配管423c的内部处于液封的状态。作为设置液体导入口121c和液体导出口121d的位置，并不限定于顶壁121，例如只要在顶壁121的附近有空间，也可以设置在上部气缸12的侧壁122的上部。
液体导入口121c和液体导出口121d贯通顶壁121，液体导入口121c和液体导出口121d与延伸到气柜主体1的外部的液体导入外部配管422f和液体导出外部配管423c连接。液体导入外部配管422f的端部与液体贮藏罐750的底壁部连接。在液体导入外部配管422f设置有用于在打开状态与关闭状态之间切换的自动阀422e。液体导出外部配管423c的端部与液体贮藏罐750的侧壁部连接。
液下泵700与伸缩自如的绝缘橡胶电缆700a的一端连接。绝缘橡胶电缆700a的另一端贯通顶壁121的电缆用孔121b。绝缘橡胶电缆700a用于向液下泵700供给作为动力源的电力，其在活塞3上下移动时与此相应地上下伸缩。绝缘橡胶电缆700a的端部在气柜主体1的外部与固定电缆700b的一端连接。
在第三实施方式中，在液体贮藏罐750安装有检测该液体贮藏罐750内的液体340的液面高度的液面计800。在本实施方式中，由液面计800检测液体贮藏罐750的液面高度，由此能够间接地测量收纳在活塞3内的液体340的量（液面高度）。
在第三实施方式中，能够基于来自测定气柜主体1内的压力的压力计600的信号，进行活塞3内的液体340的量（液面高度）的调节。例如，基于来自压力计600的信号，一边利用液面计800测定活塞3内的液体340的液面高度，一边控制自动阀422e和液下泵700的动作。在想要降低气柜主体1内的压力的情况下，进行调节，使得液下泵700运转，使液体贮藏罐750内的液面升高（换而言之，将液体340从活塞3导出到外部）。另一方面，在想要提高气柜主体1内的压力的情况下，打开自动阀422e，由此利用落差将液体贮藏罐750内的液体340，通过液体导入外部配管422f、软管422b、液体导入管422a导入到活塞3内。
图4表示本发明的第四实施方式的气柜。在第四实施方式的气柜中，与上述第三实施方式同样构成为，相对活塞3出入的液体340在与气柜主体1的外部的贮藏液体340的液体贮藏罐750之间循环。但是，在第四实施方式中，液体贮藏罐750设置于与气柜主体1相同高度位置。
在上述第三实施方式（图3）中，当对活塞3内导入液体340时，能够利用落差通过液体导入外部配管422f而进行，通过切换自动阀422e的开闭状态而进行控制。与此相对，在第四实施方式中，在液体倒入外部配管422f设置有用于向气柜1侧压送（加压输送）液体340的液体泵425，对活塞3内的液体340的导入通过驱动液体泵425进行。
在第四实施方式中，也与上述第三实施方式同样，在液体贮藏罐750安装有检测该液体贮藏罐750内的液体340的液面高度的液面计800。在第四实施方式中，利用液面计800检测液体贮藏罐750的液面高度，由此能够间接测量收纳在活塞3内的液体340的量（液面高度）。
在第四实施方式中，能够基于来自测定气柜主体1内的压力的压力计600的信号，进行活塞3内的液体340的量（液面高度）的调节。例如，基于来自压力计600的信号，一边利用液面计800测定活塞3内的液体340的液面高度，一边控制液下泵700和液体泵425的动作。在想要降低气柜主体1内的压力的情况下，进行调节，使得液下泵700运转，使液体贮藏罐750内的液面升高（换而言之，将液体340从活塞3导出到外部）。另一方面，在想要提高气柜主体1内的压力的情况下，使液体泵425运转，将液体贮藏罐750内的液体340通过液体导入外部配管422f、软管422b、液体导入管422a导入到活塞3内。
图5表示本发明的第五实施方式的气柜。第五实施方式的气柜中，基本结构与图1所示的上述第一实施方式相同，但是在具备平衡器这一点上则与上述第一实施方式区别较大。另外，在第五实施方式中，隔膜2的结构与上述实施方式不同。
如图5所示，平衡器9设置于气柜主体1的外部，呈金属制或树脂制的容器状，内部能够收纳液体。
平衡器9与金属线950的一端相连，该金属线950的另一端经由安装件311与活塞3相连。在气柜主体1的上部设置有围绕水平轴旋 转自如的滑轮124（旋转部件），金属线950的中间部挂绕于滑轮124而支承于该滑轮124。这样，在金属线950的一端和另一端分别悬吊有平衡器9和活塞3。由此，当活塞3在上下方向移动时，平衡器9随着该活塞3的移动而在上下方向移动。
如图6所示，平衡器9在气柜主体1的周向上隔开间隔设置有多个（本实施方式中为四个）。参照图6可知，例如在各平衡器9中与气柜主体1相对的外侧面设置有截面呈T字状的引导部件910。在气柜主体1（上部气缸12）的外侧面沿上下方向设置有用于将引导部件910上下引导的导向槽125。由此，各平衡器9能够不横摇地上下移动。多个平衡器9中，相邻的彼此的下部经由连通路径940连通。另外，图6中，仅表示为了说明平衡器9的安装状态而所必需的构件，省略其它的构件。
如图5所示，在平衡器9（图中左侧的平衡器9）设置有液体导入口920和液体导出口930。在本实施方式中，液体导入口920设置于平衡器9的侧壁上部，液体导出口930设置于平衡器9的底壁。液体导入口920与液体导入路径921连接，液体导出口930与液体导出路径931连接。对液体导入路径921，例如能够通过图外的自来水配管供给自来水，能够利用自来水的水压经由液体导入路径921向平衡器9内补给液体。另外，在液体导入路径921设置有阀门922，当打开该阀门922时，液体被补给到平衡器911，当关闭阀门922时，停止向平衡器9补给液体。在液体导出路径931设置有932，并且液体导出路径931的端部开放。当打开阀门932时，平衡器9内的液体被经由液体导出路径931排出到外部。根据这种结构，通过切换阀门922、932的开闭状态，能够进行对于平衡器9的液体的出入，能够增减平衡器9内的液体量。另外，如上所述，平衡器9之间通过连通路径940连通，因此补给到平衡器9的液体均等地遍及全部的平衡器9，全部的平衡器9内的液体的液面高度变得相等。
在第五实施方式中，液体导入路径921和液体导出路径931例如构成为包含可挠性的软管。由此，在平衡器9上下移动时，液体导入路径921和液体导出路径931追随平衡器9的移动。
如图7所示，隔膜2具备板状的两个隔膜部件201、202。隔膜部 件201相对而言位于下方，与收纳于气体收纳部14的气体接触。隔膜部件202在其与隔膜部件201之间隔着间隙203与该间201重叠。隔膜部件201、202两者的外周部（锷部）在气柜主体1的第一凸缘113与第二凸缘123间重合的状态下，通过紧固螺栓13而紧贴。由此，隔膜部件201、202之间的间隙成为密封状态。
隔膜部件202由与上述的第一实施方式的隔膜2实质上相同的材料构成，例如使用胶布构成。在该隔膜部件202上配置有活塞3。隔膜部件201例如由耐溶剂性优于隔膜部件202的树脂板构成。作为这种树脂板的材料，例如能够列举出杜邦公司（E.l.du Pont de Nemours and Company）的Kalrez（注册商标）等。
隔膜部件202在外周部的附近连接有气体检测用线204。气体检测用线204通过形成于气柜主体1（上部气缸12）的侧壁122的孔126延伸到气柜主体1的外部。气体检测用线204与收纳于气体收纳部14的用于探测气体成分的气体检测传感器（未图示）连接。另外，包含这种气体检测用线204的检测机构根据需要设置于气柜主体1的周围的2～6处。
在第五实施方式的气柜中，除了如上述第一至第四实施方式那样能够增减活塞3内的液体340的量之外，还能够增减平衡器9内的液体的量。例如，减少活塞3内的液体340而使活塞3整体减轻，并且在平衡器9内保留与活塞3的重量相称的程度的液体。此处，作用于隔膜2的活塞3整体的实质的重量为将悬吊在金属线950的一端的平衡器9整体（平衡器9的重量和内部的液体的重量的总计，下同）的重量从悬吊在金属线950的另一端的活塞3整体的重量（活塞3的重量和内部的液体的重量的总计，以下相同）减去。因此，当减小活塞3整体与平衡器9整体的重量差时，气柜内压（气体收纳部14的压力）能够设定为低至1kPa以下程度的压力。
在第五实施方式中，通过增减平衡器9内的液体的量，能够细微地调整平衡器9整体的重量。因此，能够将气柜的气压正确地设定为更低的压力。因此，第五实施方式的气柜例如也能够用于局部排气、空调设备等中的更低压力的气体的情况，能够适用于多种气体。
多个平衡器9的相邻的彼此的下部经由连通路径940连通，因此 补给到平衡器9的液体均等地遍及全部的平衡器9。根据这种结构，在气柜主体1的周向上，平衡器9的重量大致均匀地作用于活塞3。其结果是，作用于隔膜2的活塞整体3的实质重量也大致均匀。
另外，第五实施方式的气柜中，隔膜2包括隔着间隙203重叠的隔膜部件201、202，构成为能够检测该间隙203的气体。根据这种结构，例如由于与气体收纳部14接触的隔膜部件201的劣化、破损等，气体收纳部14的气体在部件201、202间泄漏时，该间隙203的气体经由气体检测用线204被引导至气体检测传感器而被检测。因此，能够提前防止气柜内（气体收纳部14）的气体流出到外部。这种结构例如在处理向大气的排出受到限制的气体的方面有用。
另外，隔膜部件201由耐溶剂性优异的材料形成。因此，即使收纳于气柜的气体例如为有机溶剂类气体，也能够有效地抑制该溶剂类气体导致的隔膜部件201的腐蚀。
图8表示本发明的第六实施方式的气柜。第六实施方式的气柜中，基本结构与图3所示的上述第三实施方式相同，但是在具备平衡器这一点上与上述第三实施方式不同。
第六实施方式的平衡器9具有与上述第五实施方式的平衡器9大致相同的结构，因此省略其说明。在第六实施方式中，液体导入口920设置于平衡器9的顶壁，液体导出口930设置于平衡器9的侧壁上部。
液体导入口920与液体导入路径921的一端连接。液体导入路径921的另一端以分支状与液体导入外部配管422f连接。在液体导入路径921设置有自动阀924，在将该自动发924打开时，液体贮藏罐750内的液体340因落差经由液体导入外部配管422f、液体导入路径921被导入到平衡器9内。当将该自动阀924关闭时，液体340停止向平衡器9导入。
液体导出口930与液体导出路径931的一端连接。液体导出路径931的另一端与液体贮藏罐750的侧壁部连接。在平衡器9的内部设置有液下泵（未图示），其构成为当该液下泵动作时，将平衡器9内的液体经由液体导出口930送到液体导出路径931。
在第六实施方式中，通过增减平衡器9内的液体量，能够细微地调整平衡器9整体的重量。因此，能够将气柜的气压正确地设定为更 低的压力。
在本实施方式中，能够基于来自测定气柜主体1内的压力的压力计600的信号，进行平衡器9内的液体量的调节。例如，基于来自压力计600的信号，控制自动阀924的动作。在想要将气柜主体1内的压力降低到更低的压力的情况下，使液下泵700运转，导出处活塞3内的液体340，并且打开自动阀924，利用落差将液体贮藏罐750内的液体340通过液体导入外部配管422f、液体导入路径921导入到平衡器9内。
以上，说明了本发明的具体实施方式，但是本发明并不限定于此，在不脱离发明思想的范围内能够进行各种变更。本发明的气柜的各部的具体结构不限定于上述实施方式。
在上述第一至第六实施方式中，列举具备隔膜2的结构为例进行了说明，但本发明不限定于此，也能够适用于不具备隔膜的活塞式气柜。图9表示不具备隔膜的活塞式气柜的一个例子。图9所示的气柜包括作为升降部件的活塞200和设置于活塞200上的容器体300（液体收纳部）。气柜主体1呈大致圆筒容器状。在活塞200的外周部经由安装件210设置有导辊220。另外，在安装件210的外周部安装有润滑油箱230，在该润滑油箱230的外周设置有密封件240。在润滑油箱230收纳有润滑油231，该润滑油231能供给到密封材料240的表面部。密封材料240可滑动地与气柜主体1的侧壁102的内周面接触。根据这种结构，活塞200能够一边维持与气柜主体1之间的气体密封状态，一边升降。在图9中，以假想线表示活塞200上升的状态。在容器体300的内部收纳有液体340。虽省略详细的图示说明，但构成为能够增减收纳于容器体300的液体340的量。作为用于增减容器体300内的液体340的量的结构，能够适当采用与上述的实施方式相同的结构。
并且，在图9所示的不具备隔膜的结构中，也可以在气柜主体1的外部设置平衡器（追加的液体收纳部）。在设置平衡器的情况下，虽省略图示说明，但如上参照图5等所述的那样，在金属线（连接部件）的两端悬吊平衡器和容器体300。平衡器能够在内部收纳液体，构成为能够增减所收纳的液体量。作为用于增减平衡器内的液体量的结构，能够适当采用与上述的实施方式相同的结构。