JPH01500047A - 高圧下で無水炭酸を供給する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧下で無水炭酸を供給する方法及び装置不発明は周囲温度よシ低い温度で液体 二酸化炭素を貯蔵している槽から高圧ポンプによシ高圧下で二酸化炭素を供給す る方法に関する。本発明の方法は例えばＣＯ２を８０〜１３０バ一ル程度の圧力 下で供給するのく適用し得る。

高圧下でＣＯ２を得るための慣用の方法は液体ｃｏ２を２つの工程でポンプ輸送 することからなる二通常、−２０°Ｃ及び２０パールの絶対圧で貯蔵されている 液体Ｃ０２を供給ポンプで取出しついでこの液体ＣＯ２を高圧ポンプの入口圧力 である中間圧力にする。従って、供給ポンプは使用条件下で冷却状態で作動させ そして氷で覆うが、このことが上記ポンプの取扱いを厄介なものにしている。

本発明の目的はこの欠点を克服する簡単でかつ確実な方法を提供することである 。従って本発明によれば前記した形式の二酸化炭素の供給方法において、中間容 器に貯槽から来る液体二酸化炭素を完全く充填し−この充填は単に重力の作用に よって行われる一：中間容器の内容物を周囲温度に近い温度とじ：中間容器を上 記と同一の温度に保持しながら、該中間容器から液体二酸化炭素を取出し： この液体二酸化炭素を過冷却しついで高圧ポンプの入口に供給することを一１？ 徴とする二酸化炭素の供給方法が提供される。

本発明の有利な要旨によれば、本発明は中間容器から液体二酸化炭素を取出す前 に、この中間容器を前記温度における二酸化炭素の液体−蒸気平衡圧下にあるガ ス状二酸化炭素の補助的供給源に連結し； ガス状二酸化炭素の補助的供給源として、前記温度に保持された液体二酸化炭素 を含有するシリンダーを使用し： 高圧ポンプの送出圧力と設定圧力とを比較することにより高圧ポンプの送出量を 常に調整しそして高圧ポンプの送出量を変更することにより上記２つの圧力の関 に差が生ずることを排除すること：からなる。

本発明の別の目的はかかる方法を行うための装置を提供することＫある。この装 置は、周囲温度よシ低い温度で液体二酸化炭素を貯蔵するための貯槽、高圧ポン プ及び該高圧ポンプに上記貯槽からの液体二酸化炭素を供給するための装置とか らなる形式のものであって、 前記貯槽内の液体の最低液面より完全に低い位置に設けられたかつ前記貯槽の下 方部と上方部とに連結されている中間容器： ８照温度に近い温度に制御された上記中間容器を加熱するための装置：及び 前記中間容器を前記高圧ポンプの入口に連結するための導管であってかつ該導管 によって運ばれる液体を過冷却するための装置を供えている導管：を有すること を特徴とする。

本発明の態様を図面を参照して説明する；第１図り本発明の装置の略図である。

第２図は上記装置を変更した装置の略図である。

第１図に示す装置は、例えば周囲温度に近い温度において８０〜１３０パ一ル程 度の制御された高圧下で液体ｃｏ２を４管１を経て供給するのに適用される。こ の装置は、主として、−２０”Ｃ及び、２０バールの絶対圧で液体ｃｏ２を貯蔵 するための犬答量貯槽２、容量がより小さい、例えは１００ｔ程哩の容量の２個 の中間容器３、液体ｃｏｚを収容しているシリンダー４、それぞれ中間容器３に 連結している２個の遠心供給ポンプ５、制御装置７を備えた、容ｉｉｔ膜（ｖｏ ｌｕｍｅｔｒｉｃ　ｍｅｍｂｒａｎｅ）　型の高圧ポンプ６、アキュムレーター ８及び高圧液体を過冷却するための装ｆ４ｊ、９からなる。

容器３は貯槽２内の液体の最低液面より完全に低い位置、実際には、貯槽２の底 部よシ完全に低い位置に設けられている。貯槽２の頂部は導管１０を介して２個 の容器３に並列的に連結されており、貯槽２の下方部は導管１１を介して上記２ 個の容儀３に並列的に連結されている。シリンダー４も導管１２を介して２個の 容器３に並列的に連結されている。

高圧ポンプ６の入口は導′ｄ１３を介して、各々供給ポンプ５を備えている２個 の容器３に並列的に連結されている。制流装＠　（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）　 （又は、その変更装置として、検量弁）１５を備えた導管１４Ｆｉ各々のポンプ ５温度に近い一定の温度例えば＋２０°Ｃに保持するＯＫ適した抵抗発熱体１６ を備えている。

アキュムレーター８＃−ｉ膜によって２つの隔室に分割されている：これらの隔 室の一方は所望の高圧（設定圧力〕下にある補助ガス、例えば窒素を収容してい るシリンダー１７に連結されており、他方の隔室はポンプ６の出口に連結されて いる。導管１は上記他方の隔室から誘導されている。

！ｔ１　＠装置７は差圧検出器１８を有しており、この検出器によシボンプ６の 設定圧力と送出圧力を測定する。制御装置は上記の２つの圧力の間の差を示す信 号を周波数変換器１９に送信しそして周波数変換器は、送出圧力が設定圧力より 高いか又は低いかに応じて、ポンプ６を駆動させるモーター速度減少装置２０及 び（又は）そのピストンの移動速度を、これを増加又は減少させることにより、 前記信号に従って制御する。

中間容器３、シリンダー４及び１７、ポンプ５及び６及びアキュムレーター８は 、温度が前記の堰の＋２０°ＣＫ常に保持されている格納施設（ｐｒｅｍｉｓｅ ｓ　）　２１内に投置されている。格納施設から出たとき、導−ｆｌは冷却装置 ９によシ数度、例えば＋１０〜＋１５°Ｃに冷却される。

冷却装置は導管１を包囲するジャケット２２、水調節器（ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｄ ｉｔｉｏｎｅｒ）　２３及びポンプ２４を有するかつ水をジャケット２２内のＣ ０２と向流的く循環させる循環回路から表る。

更罠、貯槽２の上方部は導管２５によシボンプ６の入口と出口とに連結されてお りそして導ｆ１．１０〜１３及び２５は以下に述べる装置の操作を行うための電 気弁を有する。

最初、全ての回路を導管１０，１３，１４及び２５により一２０″０１２０パー ルのガス状ＣＯを用いてパージしついで４管１０の電動弁を開放しておき、導管 １２．１３及び２５の電動弁を閉鎖しそして導管１１の電動弁を開放する。かく して、単に重力の作用により容器３を液体（二酸化炭素）で完全に充満させ、ポ ンプ５に液体を溢流させそして液体を導ｆ１０及び１１の電動弁の位置よ）高い 位置まで上昇させる。

上記４つの電動弁を閉鎖した後、抵抗発熱体１６に電派を導通し、容器３内に収 容されている液体を＋２０°Ｃにし、これに対応して圧力を上昇させる；但し蒸 気圧までは上昇させない。

ついで導管１２の電動弁を開放し、これによって２個の容器３内に収容されてい る液体を＋２０°Ｃ１５８パールの絶対圧におけるその蒸気と平衡状態としつい でポンプ５を始動させる。４管１３の電動弁′５ｒ閉鎖したとき、制流装＠１５ が存在することにより、導’Ｗ１３内によシ高い、例えば７０バ一ル程度の圧力 が生ずる。従って、単相供給（ｍｏｎｏｐｈａｓｅ　５ｕｐｐｌｙ　）が達成さ れる。

ついで導管１３の一方の電動弁を開放しそして高圧ポンプ６を始動させる。この 操作により液体ｃｏ２は高圧下でアキュムレーター８及び導管１〔この導管はそ の内に含有されているガス状ＣＯ２Ｋよりパージされる〕に移行し、導管１内の 圧力は所望の圧力に上昇する。ついで導管１を閉鎖している弁を開放し、液体ｃ ｏ２を使用する。

上記液体は、格納施設２１から出た後、導管ｌ内を流動している間に、冷却１ｆ １１９により過冷却され、これＫより、最初に、導ｆｌ内に存在し得るガス状Ｃ Ｏ２の再凝縮及びついで単相液体の分配が行われる。

高圧ｃｏ２が消費されるや否や、使用中の容器３内で液面が降下する。容器３内 では、＋２０″Ｃに一定に加熱されている液体が気化しその結果、シリンダー４ 内に収容されているＣ０２を消費することなしに圧力は５８バールに保持される 。

前記したごとき方法で装ｆ１７によりポンプ６の送出量を制御することによって 高圧が一定の値に保持される。

更に、アキュムレーター８が存在することによシポンプ６の脈動が導管１に影響 を与えることが々い。

使用している容器３が殆んど空になったとき（これは装置を連続的に操作してい る場合に＃ｉ時限装置によって測定し得る）、導管１３の電動弁を転換しくｃｏ ｍｍｕｔａｔｅ）、これＫよって、他方の容器３の使用を開始し、第１の容器３ のポンプ５を停止しそして付随する導管ｌＯを介して圧力の平衡化を行った後、 前記したごとく、他方の容器３に貯槽２からの液体ＣＯ２を重力によって充填す る。

第２図に示す装置は液体ｃｏ２を該液体が容器３を去るときに過冷却することに おいてのみ第１図に示す装置と相違する。実際この場合、その圧力を一定の温度 で上昇させる代シに１その温度を一定の圧力で減少させる。この目的のために、 ポンプ５、運送導管１４及びその制流装＊１５を省略しそして各々の導管１３を 、装ｆ！＋、　９によって供給される水によって向流的に冷却されるかつ装置９ の上流側でジャケット２２と直列的に連結されている熱交換器２６を経て伸長さ せる。

導管１内に収容されている液体Ｃ０２の全部又は一部を場合によりガス状で使用 するために気化させ得る。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ａｄＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　ＯＮｒ＠ｐｏｒｔ ＵＳ−Ａ−３２８２３０５Ｎｏｎｅ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．周囲温度より低い温度で液体二酸化炭素を貯蔵している貯槽（２）から高圧 ポンプ（６）により高圧で二酸化炭素を供給する方法において、 −中間容器（３）に貯槽（２）から来る液体二酸化炭素を完全に充填すること− この充填は卓に重力の作用で行われる一； −中間容器の内容物を周囲温度に近い温度にすること； −中間容器を上記と同一の温度に保持しながら、この中間容器から液体二酸化炭 素を取出し、該二酸化炭素を過冷却しついでそれを高圧ポンプ（６）の入口に供 給すること；を特徴とする二酸化炭素の供給方法。
2. ２．中間容器（３）から液体二酸化炭素を取出す前に、この中間容器を前記温度 における二酸化炭素の液体−蒸気平衡圧下にあるガス状二酸化炭素の補助的供給 源（４）と連結させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．ガス状二酸化炭素の補助的供給源として液体二酸化炭素を収容しているかつ 前記温度に保持されているシリンダー（４）を使用することを特徴とする特許請 求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．高圧ポンプの送出圧力と設定圧力とを比較することにより高圧ポンプ（６） の送出量を常に調整しそして該ポンプの送出量を変更することにより、上記２つ の圧力の間の差を排除することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい ずれかに記載の方法。
5. ５．取出された液体二酸化炭素を、その圧力を補助ポンプ（５）により上昇させ ることにより過冷却することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいず れかに記載の方法。
6. ６．一方においては中間容器（３）から取出された液体二酸化炭素を、他方にお いては高圧ポンプ（６）によつて送出される液体を過冷却するために、前記温度 より低い温度に保持されている冷却用流体、特に水を使用することを特徴とする 特許請求の範囲第１項〜第４填のいずれかに記載の方法。
7. ７．２つの中間容器（３）を交互に使用することを特徴とする特許請求の範囲第 １項〜第６填のいずれかに記載の方法。
8. ８．周囲温度より低い温度で液体二酸化炭素を貯蔵するための貯槽（２）、高圧 ポンプ（６）及びこのポンプに前記貯槽からの液体二酸化炭素を供給するための 装置（３，４，１３）からなる形式の、二酸化炭素を高圧下で供給するための装 置において、 −貯槽（２）内の液体の最低液面より完全に低い位置に設けられたかつ上記貯槽 の下方部と上方部とに連結されている中間容器（３）； −周囲温度に近い温度に制御されている中間容器を加熱するための装置（１６） ；及び −中間容器をポンプ（６）の入口に連結するためのかつ該ポンプに供給される液 体を過冷却するための装置（５；２６）を備えている導管（１３）；を有するこ とを特徴とする、二酸化炭素の供給装置。
9. ９．中間容器（３）に連結されている、前記温度での二酸化炭素の液体−蒸気平 衡圧下にあるガス状二酸化炭素の補助的供給源（４）を有することを特徴とする 特許請求の範囲第８項記載の装置。
10. １０．高圧下にある補助ガスの供給源（１７）、このガスの圧力と高圧ポンプ（ ６）によつて送出される液体の圧力との差を測定するための差圧検出器（１８） 及び前記２つの圧力の差を表わす信号を上記検出器から受信しそしてこの信号に 応じて前記ポンプの送出量を調整する周波数変換器（１９）を有することを特徴 とする特許請求の範囲第８項又は第９項記載の装置。
11. １１．過冷却装置は補助ポンプ（５）からなることを特徴とする特許請求の範囲 第８項又は第９項記載の装置。
12. １２．一方においては中間容器（３）から取出された液体との熱交換により、他 方においては高圧下で液体二酸化炭素を送出する導管（１）との熱交換により、 前記温度より低い温度に保持されている水循環路（９）を有することを特徴とす る特許請求の範囲第８項〜第１０項のいずれかに記載の装置。
13. １３．交互に作動させるかつ貯槽（２）と高圧ポンプ（６）との間に並列的に挿 入された２つの中間容器（３）を有することを特徴とする特許請求の範囲第８項 〜第１２項のいずれかに記載の装置。