JP2001065799A - 液状原料加圧供給方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧下で貯蔵されている液状原料を、原料
供給量が極端に少ないような場合であっても、弁での付
着物による流量変動や弁体の摩耗を防止しつつ、加圧し
た反応器等の機器内へ安定供給する。 【解決手段】 原料タンク１に大気圧下で貯蔵された液
状の原料をシリンダ内へ充填した後、原料戻りライン３
５の原料を加圧用ガスにより原料タンク１へ押し出し、
加圧用ガスをシリンダ内に封入して加圧し、加圧が完了
した時点で、シリンダと反応器３とを連通せしめ且つ更
に加圧用ガスをシリンダ内へ供給することにより、加圧
された原料を加圧用ガス流量に見合った体積流量でシリ
ンダから反応器３へ押し出し、この後、シリンダ内に残
った原料を加圧用ガスにより原料タンク１へ排出し、こ
れらの操作を複数系統のシリンダ３０Ａ，３０Ｂにおい
て順次繰り返すことにより、連続的に原料を反応器３内
へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧下で貯蔵さ
れている液状原料（均一な液体、エマルジョン、スラリ
等）を加圧した反応器内へ安定供給する液状原料加圧供
給方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】斯かる液状原料加圧装置としては、従来
は、図７に示される如く、原料タンク１（大気圧）の近
くに、原料の性状や揚程に応じた形式のポンプ２を備
え、該ポンプ２により加圧された原料を反応器３へ供給
するものが一般的に使われており、この場合、通常、ポ
ンプ２の吐出流量を反応器３で必要な原料供給量より多
く設定し、流量調節弁４により反応器３へ導く原料の流
量を調節すると共に、ポンプ吐出量の一部を圧力調節弁
５で減圧して原料タンク１に戻すのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試験装
置等のように原料供給量が極端に少ない場合、ポンプ２
の選定が難しいばかりでなく、流量を調節するための流
量調節弁４が小さくなり、スラリ等の固形分を含む液状
原料では、固形分が弁ポートに付着して流量が安定しな
いばかりでなく、閉塞等のトラブルの原因にもなる。
又、弁等の絞られた部分は、固形分によって摩耗し、長
時間安定して使用することが困難な場合がある。

【０００４】本発明は、斯かる実情に鑑み、大気圧下で
貯蔵されている液状原料を、原料供給量が極端に少ない
ような場合であっても、弁での付着物による流量変動や
弁体の摩耗を防止しつつ、加圧した反応器等の機器内へ
安定供給し得る液状原料加圧供給方法及び装置を提供し
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、加圧された機
器内へ液状の原料を圧入する液状原料加圧供給方法であ
って、原料タンクに大気圧下で貯蔵された液状の原料を
シリンダから原料戻りラインを介して原料タンクへ循環
させつつシリンダ内に充填する原料張り込みと、シリン
ダ内へ原料を充填した後、加圧用ガスを原料戻りライン
を介して原料タンクへ導き、原料戻りラインに満たされ
ていた原料を原料タンクへ押し出す原料戻りラインパー
ジと、加圧用ガスをシリンダ内に封入することにより、
シリンダ内を加圧するシリンダ昇圧と、シリンダ内の圧
力が機器内の圧力と略同圧になった時点で、シリンダと
機器とを連通せしめ且つ更に加圧用ガスをシリンダ内へ
供給することにより、シリンダ内で加圧された原料を加
圧用ガス流量に見合った体積流量でシリンダから機器へ
押し出す原料供給と、シリンダから機器への原料供給完
了後、シリンダ内に残った原料を加圧用ガスにより原料
タンクへ排出するシリンダ内パージとを複数系統のシリ
ンダにおいて順次繰り返すことにより、連続的に原料を
機器内へ供給することを特徴とする液状原料加圧供給方
法にかかるものである。

【０００６】前記液状原料加圧供給方法においては、二
系統のシリンダを有するユニットを複数設け、一つのユ
ニットの二系統における原料供給の切換時期に対して、
他のユニットの二系統における原料供給の切換時期をず
らすことにより切換時の液状原料の流量変動を小さくす
ることができる。

【０００７】又、本発明は、加圧された機器内へ液状の
原料を圧入する液状原料加圧供給装置であって、大気圧
下で液状の原料が貯蔵された原料タンクと、複数系統の
シリンダと、原料タンクに大気圧下で貯蔵された液状の
原料をシリンダから原料戻りラインを介して原料タンク
へ循環させつつシリンダ内に充填するための循環ポンプ
と、シリンダ内へ原料を充填した後、加圧用ガスを原料
戻りラインを介して原料タンクへ導き、原料戻りライン
に満たされていた原料を原料タンクへ押し出す一方、加
圧用ガスをシリンダ内に封入することにより、シリンダ
内を加圧し、シリンダ内の圧力が機器内の圧力と略同圧
になった後、シリンダと機器とを連通せしめた状態で更
に加圧用ガスをシリンダ内へ供給することにより、シリ
ンダ内で加圧された原料を加圧用ガス流量に見合った体
積流量でシリンダから機器へ押し出し、又、シリンダか
ら機器への原料供給完了後、シリンダ内に残った原料を
加圧用ガスにより原料タンクへ排出するための加圧用ガ
ス系統とを備えたことを特徴とする液状原料加圧供給装
置にかかるものである。

【０００８】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【０００９】原料タンクに大気圧下で貯蔵された液状の
原料がシリンダから原料戻りラインを介して原料タンク
へ循環されつつシリンダ内に充填され、原料張り込みが
行われ、シリンダ内へ原料が充填された後、加圧用ガス
が原料戻りラインを介して原料タンクへ導かれ、原料戻
りラインに満たされていた原料が原料タンクへ押し出さ
れ、原料戻りラインパージが行われ、加圧用ガスがシリ
ンダ内に封入されることにより、シリンダ内が加圧さ
れ、シリンダ昇圧が行われ、シリンダ内の圧力が機器内
の圧力と略同圧になった時点で、シリンダと機器とが連
通され且つ更に加圧用ガスがシリンダ内へ供給されるこ
とにより、シリンダ内で加圧された原料が加圧用ガス流
量に見合った体積流量でシリンダから機器へ押し出さ
れ、原料供給が行われ、シリンダから機器への原料供給
完了後、シリンダ内に残った原料が加圧用ガスにより原
料タンクへ排出され、シリンダ内パージが行われ、これ
らの操作が複数系統のシリンダにおいて順次繰り返され
ることにより、連続的に原料が機器内へ供給される。

【００１０】この結果、試験装置等のように原料供給量
が極端に少なくても、循環ポンプの選定は容易となり、
原料の流量を調節するための流量調節弁は不要で、スラ
リ等の固形分を含む液状原料であっても、固形分が弁ポ
ートに付着して流量の安定性を損うことはなく、閉塞等
のトラブルも発生せず、又、弁等の絞られた部分が固形
分によって摩耗し、長時間安定して使用することが困難
となる心配もなく、加圧した機器内へ安定して原料が供
給可能となると共に、いずれかの経路で常時原料の流れ
が形成され且つ流れを止める必要のある経路は加圧用ガ
スによるパージを行うことにより、配管各部に液状の原
料が滞留しない。

【００１１】又、二系統のシリンダを有するユニットを
複数設け、一つのユニットの二系統における原料供給の
切換時期に対して、他のユニットの二系統における原料
供給の切換時期をずらすようにすると、一つのユニット
の二系統における原料供給の切換時期には、他のユニッ
トのいずれかの系統における原料供給或いは原料張り込
みが継続的に行われる形となり、原料の流れが止まるこ
とが回避され、循環ポンプの吐出流量や機器への供給量
の変動が生じにくくなり、該循環ポンプや機器の運転に
影響を与える可能性が低くなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１３】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同
一物を表わしている。

【００１４】本図示例においては、複数系統（図の例で
はＡ，Ｂの二系統）のシリンダ３０Ａ，３０Ｂを設け、
該各シリンダ３０Ａ，３０Ｂに対し、原料タンク１（必
要に応じて撹拌機を設置してある）に貯蔵された液状の
原料を循環ポンプ２０の作動により、充填ライン３１か
ら四方弁Ｖ４、途中に遮断弁Ｖ５が設けられた充填ライ
ン３２、四方弁Ｖ３、充填・圧入ライン３３Ａ，３３Ｂ
を介して充填し得るようにしてある。

【００１５】前記シリンダ３０Ａ，３０Ｂには、その底
面に前記充填・圧入ライン３３Ａ，３３Ｂを接続し、頂
面に空気或いは窒素等の加圧用ガスを導入する加圧用ガ
ス系統３４を接続し、上側部所要位置に原料タンク１へ
通じる原料戻りライン３５を接続し、該原料戻りライン
３５途中には、遮断弁Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂと制限オリフィス
３６とを設けてある。

【００１６】前記加圧用ガス系統３４は、加圧用ガスが
貯留された圧力源３７から延長せしめた加圧用ガスライ
ン３８途中に、圧力調節弁３９と、圧力計４０とを設け
ると共に、加圧用ガスライン３８からシリンダ３０Ａ，
３０Ｂへ分岐して延びる加圧用ガスライン３８Ａ，３８
Ｂ途中に、手動開閉弁４４Ａ，４４Ｂと、容積式流量計
４５Ａ，４５Ｂと、流量調節弁Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂとを設け
てなる構成を有している。ここで、前記圧力計４０で検
出された加圧用ガスの圧力４１は圧力コントローラ４２
へ入力され、該圧力コントローラ４２に予め設定された
圧力設定値と等しくなるよう圧力調節弁３９へ開度指令
４３が出力されるようにしてあり、又、前記容積式流量
計４５Ａ，４５Ｂで検出された加圧用ガスの流量４６
Ａ，４６Ｂは流量コントローラ４７Ａ，４７Ｂへ入力さ
れ、該流量コントローラ４７Ａ，４７Ｂに予め設定され
た流量設定値と等しくなるよう流量調節弁Ｖ１Ａ，Ｖ１
Ｂへ開度指令４８Ａ，４８Ｂが出力されるようにしてあ
る。尚、前記圧力設定値並びに流量設定値は、操作員が
運転状況から判断して適宜手動設定するようにしてあ
る。

【００１７】前記充填・圧入ライン３３Ａ，３３Ｂに
は、四方弁Ｖ３を介して反応器３へつながる圧入ライン
４９を接続し、該圧入ライン４９途中には、質量流量計
５０と、反応器３の運転停止時に原料の供給を完全に停
止するための手動開閉弁５１とを設けてある。

【００１８】前記充填ライン３１には、原料タンク１へ
つながる循環ライン５２を四方弁Ｖ４を介して遮断或い
は連通状態に切換可能となるよう接続すると共に、前記
充填ライン３２には、原料タンク１へつながるシリンダ
内パージ用原料戻りライン５３を四方弁Ｖ４を介して遮
断或いは連通状態に切換可能となるよう接続し、前記循
環ライン５２途中には、制限オリフィス５４を設け、前
記シリンダ内パージ用原料戻りライン５３途中には、遮
断弁Ｖ７と制限オリフィス５５とを設けてある。

【００１９】前記四方弁Ｖ４と遮断弁Ｖ７との間におけ
るシリンダ内パージ用原料戻りライン５３途中には、空
気或いは窒素等の加圧用ガスをパージ用として導入する
パージ用ガス系統５６を接続してある。

【００２０】前記パージ用ガス系統５６は、加圧用ガス
が貯留された圧力源３７から延長せしめたパージ用ガス
ライン５７途中に、圧力調節弁５８と、圧力計５９と、
ガスホルダ６３と、遮断弁Ｖ６と、逆止弁６４とを設け
てなる構成を有している。ここで、前記圧力計５９で検
出された加圧用ガスの圧力６０は圧力コントローラ６１
へ入力され、該圧力コントローラ６１に予め設定された
圧力設定値と等しくなるよう圧力調節弁５８へ開度指令
６２が出力されるようにしてある。尚、前記圧力設定値
は、操作員が運転状況から判断して適宜手動設定するよ
うにしてある。

【００２１】前記シリンダ３０Ａ，３０Ｂには、該シリ
ンダ３０Ａ，３０Ｂ内の圧力６５Ａ，６５Ｂを検出する
圧力計６６Ａ，６６Ｂを設け、又、前記反応器３には、
該反応器３内の圧力６７を検出する圧力計６８を設けて
あり、更に、前記圧力計６６Ａ，６６Ｂで検出されたシ
リンダ３０Ａ，３０Ｂ内の圧力６５Ａ，６５Ｂと、前記
質量流量計５０で検出された反応器３へ供給される原料
の流量６９と、前記圧力計６８で検出された反応器３内
の圧力６７とが入力され、これらの検出値に基づき、図
２に示すようなシーケンスで、遮断弁Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂへ
開閉指令７０Ａ，７０Ｂを出力し、四方弁Ｖ３へポジシ
ョン切換指令７１を出力し、四方弁Ｖ４へポジション切
換指令７２を出力し、遮断弁Ｖ５へ開閉指令７３を出力
し、遮断弁Ｖ６へ開閉指令７４を出力し、遮断弁Ｖ７へ
開閉指令７５を出力する制御装置７６を設けてある。

【００２２】前記シリンダ３０Ａ，３０Ｂは、反応器３
の圧力より若干高い圧力に耐えられるような材質を使用
し、内部の容量を１サイクル、シリンダ一本当りの原料
送出量（反応器３への時間当りの供給量に１サイクルの
１／２の時間を掛けた容量）より大きく（例えば、１サ
イクル、シリンダ一本当りの原料送出量のおよそ１．５
倍程度）設定するようにしてある。

【００２３】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２４】本図示例の場合、図２に示す如く、原料
張り込みと、原料戻りラインパージと、シリンダ昇
圧と、原料供給と、シリンダ内パージとをＡ，Ｂ二
系統のシリンダ３０Ａ，３０Ｂにおいて順次繰り返すこ
とにより、連続的に原料が反応器３内へ供給される。

【００２５】尚、加圧用ガス系統３４においては、圧力
計４０で検出された加圧用ガスの圧力４１が圧力コント
ローラ４２へ入力され、該圧力コントローラ４２に予め
設定された圧力設定値と等しくなるよう圧力調節弁３９
へ開度指令４３が出力されると共に、前記容積式流量計
４５Ａ，４５Ｂで検出された加圧用ガスの流量４６Ａ，
４６Ｂが流量コントローラ４７Ａ，４７Ｂへ入力され、
該流量コントローラ４７Ａ，４７Ｂに予め設定された流
量設定値と等しくなるよう流量調節弁Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂへ
開度指令４８Ａ，４８Ｂが出力され、これにより、シリ
ンダ３０Ａ，３０Ｂには、予め設定された圧力設定値と
等しい圧力で且つ予め設定された流量設定値と等しい流
量の加圧用ガスが常時供給されている。

【００２６】Ａ系統のシリンダ３０Ａについての手順は
概略以下の通りである。

【００２７】Ａ−原料張り込み Ａ系統の原料張り込み時には、制御装置７６から出力さ
れる開閉指令７０Ａにより遮断弁Ｖ２Ａが開放され、制
御装置７６から出力されるポジション切換指令７１によ
り四方弁Ｖ３が充填ライン３２と充填・圧入ライン３３
Ａとを連通させる（ａ→ｂをつなぐ）ポジションに切り
換えられ、制御装置７６から出力されるポジション切換
指令７２により四方弁Ｖ４が充填ライン３１と充填ライ
ン３２とを連通させる（ａ→ｂをつなぐ）ポジションに
切り換えられ、制御装置７６から出力される開閉指令７
３により遮断弁Ｖ５が開放され、これにより、原料タン
ク１→四方弁Ｖ４→遮断弁Ｖ５→四方弁Ｖ３→シリンダ
３０Ａ→遮断弁Ｖ２Ａ→原料タンク１の順で比較的低い
圧力で原料が循環し、シリンダ３０Ａ内に原料が満たさ
れる。

【００２８】Ａ−原料戻りラインパージ シリンダ３０Ａ内に原料が満たされると、制御装置７６
から出力されるポジション切換指令７２により四方弁Ｖ
４が充填ライン３１と循環ライン５２とを連通させる
（ａ→ｃをつなぐ）ポジションに切り換えられ、制御装
置７６から出力される開閉指令７３により前記遮断弁Ｖ
５が閉鎖され、原料の流れは、原料タンク１→四方弁Ｖ
４→原料タンク１の系統に切り換えられ、シリンダ３０
Ａへの原料供給は停止される。一方、流量調節弁Ｖ１Ａ
を通じ常時一定量でシリンダ３０Ａへ供給されている加
圧用ガスは、該シリンダ３０Ａから開放されている遮断
弁Ｖ２Ａを通じて原料タンク１へ放出される。その際、
原料戻りライン３５に満たされていた原料を加圧用ガス
が押し出すため、原料戻りライン３５内からは原料が除
去され、ここでの固形分沈降を防止することができる。
尚、この時、四方弁Ｖ３のｂ→ａへの管路はつくられて
いるが、遮断弁Ｖ５が閉鎖されているため原料の流れは
生じない。

【００２９】Ａ−シリンダ昇圧 前記原料戻りライン３５のパージ終了後、制御装置７６
から出力される開閉指令７０Ａにより遮断弁Ｖ２Ａが閉
鎖され、加圧用ガスをシリンダ３０Ａ内に閉じ込めるこ
とにより、流量調節弁Ｖ１Ａからの加圧用ガスの供給量
に応じた速度でシリンダ３０Ａ内が加圧される。圧力計
６６Ａで検出されるシリンダ３０Ａ内の圧力６５Ａが圧
力計６８で検出される反応器３内の圧力６７と略同圧に
なると、制御装置７６から出力されるポジション切換指
令７１により四方弁Ｖ３が充填・圧入ライン３３Ａと圧
入ライン４９を連通させる（ｂ→ｄをつなぐ）ポジショ
ンに切り換えられ、加圧中のシリンダ３０Ａから反応器
３への原料の送出が開始される。尚、前述の如くシリン
ダ３０Ａに圧力計６６Ａを取り付け、該圧力計６６Ａで
検出されるシリンダ３０Ａ内の圧力６５Ａが圧力計６８
で検出される反応器３内の圧力６７より若干高くなった
時点で四方弁Ｖ３の切り換えが行われるよう設定すれ
ば、反応器３からの原料の逆流、又はシリンダ３０Ａ内
の圧力が反応器３より高くなることによる一時的な原料
流量の増加が発生する心配はないが、より簡便な方法と
しては、加圧用ガスの流量とシリンダ３０Ａ上部の空間
（原料が満たされていない部分の容積）から計算される
加圧所用時間をタイマーでセットして前記四方弁Ｖ３の
切り換えを行うようにすることも可能である。

【００３０】Ａ−原料供給 シリンダ３０Ａ内の加圧完了後、前記四方弁Ｖ３の切り
換えにより、流量調節弁Ｖ１Ａから供給される加圧用ガ
ス流量に応じて、原料がシリンダ３０Ａから反応器３へ
押し出される。原料をシリンダ３０Ａから反応器３へ送
出する際、シリンダ３０Ａの上流側からは加圧用ガスの
圧力が、下流側からは反応器３内の圧力がかかってお
り、加圧用ガスの流量がゼロの場合は、双方の圧力バラ
ンスにより、原料はシリンダ３０Ａ内に留まろうとする
が、加圧用ガスを反応器３内の圧力より若干高く保った
状態で該加圧用ガスを一定流量で供給し続けると、加圧
用ガスの実流量（ガスが置かれている圧力、温度条件下
での実際の体積流量）に見合った体積流量で原料が反応
器３内へ送出されることになる。

【００３１】Ａ−シリンダ内パージ シリンダ３０Ａから反応器３への原料供給が開始されて
から、質量流量計５０で検出される原料の流量６９がト
ータルで所定量に達すると、制御装置７６から出力され
るポジション切換指令７１により四方弁Ｖ３が充填・圧
入ライン３３Ａと充填ライン３２とを連通させる（ｂ→
ａをつなぐ）ポジションに切り換えられ、シリンダ３０
Ａから反応器３への流路が遮断されると共に、制御装置
７６から出力される開閉指令７３により遮断弁Ｖ５が開
放され、制御装置７６から出力されるポジション切換指
令７２により四方弁Ｖ４が充填ライン３２とシリンダ内
パージ用原料戻りライン５３とを連通させる（ｂ→ｄを
つなぐ）ポジションに切り換えられ、制御装置７６から
出力される開閉指令７５により遮断弁Ｖ７が開放され、
原料タンク１へ原料を排出するラインが作られる。ここ
で、シリンダ３０Ａの容量は、１サイクルでの原料供給
量（時間当り流量×１サイクルの時間）より多く設定し
てあるので、シリンダ３０Ａ内に残った原料は原料タン
ク１への排出ライン、即ち充填・圧入ライン３３Ａと充
填ライン３２とシリンダ内パージ用原料戻りライン５３
とを通じて放出される。流量調節弁Ｖ１Ａからはシリン
ダ３０Ａに対して常時加圧用ガスが供給されているの
で、シリンダ３０Ａ内に残った原料は全て押し出され、
シリンダ３０Ａ内は一時的に空になる。

【００３２】Ａ−原料再張り込み 弁の切り換えによりＡ−と同じラインが作られ、以上
の操作が繰り返される。

【００３３】又、Ｂ系統のシリンダ３０Ｂについての手
順は概略以下の通りである。

【００３４】Ｂ−原料張り込み Ｂ系統の原料張り込み時には、制御装置７６から出力さ
れる開閉指令７０Ｂにより遮断弁Ｖ２Ｂが開放され、制
御装置７６から出力されるポジション切換指令７１によ
り四方弁Ｖ３が充填ライン３２と充填・圧入ライン３３
Ｂとを連通させる（ａ→ｃをつなぐ）ポジションに切り
換えられ、制御装置７６から出力されるポジション切換
指令７２により四方弁Ｖ４が充填ライン３１と充填ライ
ン３２とを連通させる（ａ→ｂをつなぐ）ポジションに
切り換えられ、制御装置７６から出力される開閉指令７
３により遮断弁Ｖ５が開放され、これにより、原料タン
ク１→四方弁Ｖ４→遮断弁Ｖ５→四方弁Ｖ３→シリンダ
３０Ｂ→遮断弁Ｖ２Ｂ→原料タンク１の順で比較的低い
圧力で原料が循環し、シリンダ３０Ｂ内に原料が満たさ
れる。

【００３５】Ｂ−原料戻りラインパージ シリンダ３０Ｂ内に原料が満たされると、制御装置７６
から出力されるポジション切換指令７２により四方弁Ｖ
４が充填ライン３１と循環ライン５２とを連通させる
（ａ→ｃをつなぐ）ポジションに切り換えられ、制御装
置７６から出力される開閉指令７３により前記遮断弁Ｖ
５が閉鎖され、原料の流れは、原料タンク１→四方弁Ｖ
４→原料タンク１の系統に切り換えられ、シリンダ３０
Ｂへの原料供給は停止される。一方、流量調節弁Ｖ１Ｂ
を通じ常時一定量でシリンダ３０Ｂへ供給されている加
圧用ガスは、該シリンダ３０Ｂから開放されている遮断
弁Ｖ２Ｂを通じて原料タンク１へ放出される。その際、
原料戻りライン３５に満たされていた原料を加圧用ガス
が押し出すため、原料戻りライン３５内からは原料が除
去され、ここでの固形分沈降を防止することができる。
尚、この時、四方弁Ｖ３のｃ→ａへの管路はつくられて
いるが、遮断弁Ｖ５が閉鎖されているため原料の流れは
生じない。

【００３６】Ｂ−シリンダ昇圧 前記原料戻りライン３５のパージ終了後、制御装置７６
から出力される開閉指令７０Ｂにより遮断弁Ｖ２Ｂが閉
鎖され、加圧用ガスをシリンダ３０Ｂ内に閉じ込めるこ
とにより、流量調節弁Ｖ１Ｂからの加圧用ガスの供給量
に応じた速度でシリンダ３０Ｂ内が加圧される。圧力計
６６Ｂで検出されるシリンダ３０Ｂ内の圧力６５Ｂが圧
力計６８で検出される反応器３内の圧力６７と略同圧に
なると、制御装置７６から出力されるポジション切換指
令７１により四方弁Ｖ３が充填・圧入ライン３３Ｂと圧
入ライン４９を連通させる（ｃ→ｄをつなぐ）ポジショ
ンに切り換えられ、加圧中のシリンダ３０Ｂから反応器
３への原料の送出が開始される。尚、前述の如くシリン
ダ３０Ｂに圧力計６６Ｂを取り付け、該圧力計６６Ｂで
検出されるシリンダ３０Ｂ内の圧力６５Ｂが圧力計６８
で検出される反応器３内の圧力６７より若干高くなった
時点で四方弁Ｖ３の切り換えが行われるよう設定すれ
ば、反応器３からの原料の逆流、又はシリンダ３０Ｂ内
の圧力が反応器３より高くなることによる一時的な原料
流量の増加が発生する心配はないが、より簡便な方法と
しては、加圧用ガスの流量とシリンダ３０Ｂ上部の空間
（原料が満たされていない部分の容積）から計算される
加圧所用時間をタイマーでセットして前記四方弁Ｖ３の
切り換えを行うようにすることも可能である。

【００３７】Ｂ−原料供給 シリンダ３０Ｂ内の加圧完了後、前記四方弁Ｖ３の切り
換えにより、流量調節弁Ｖ１Ｂから供給される加圧用ガ
ス流量に応じて、原料がシリンダ３０Ｂから反応器３へ
押し出される。原料をシリンダ３０Ｂから反応器３へ送
出する際、シリンダ３０Ｂの上流側からは加圧用ガスの
圧力が、下流側からは反応器３内の圧力がかかってお
り、加圧用ガスの流量がゼロの場合は、双方の圧力バラ
ンスにより、原料はシリンダ３０Ｂ内に留まろうとする
が、加圧用ガスを反応器３内の圧力より若干高く保った
状態で該加圧用ガスを一定流量で供給し続けると、加圧
用ガスの実流量（ガスが置かれている圧力、温度条件下
での実際の体積流量）に見合った体積流量で原料が反応
器３内へ送出されることになる。

【００３８】Ｂ−シリンダ内パージ シリンダ３０Ｂから反応器３への原料供給が開始されて
から、質量流量計５０で検出される原料の流量６９がト
ータルで所定量に達すると、制御装置７６から出力され
るポジション切換指令７１により四方弁Ｖ３が充填・圧
入ライン３３Ｂと充填ライン３２とを連通させる（ｃ→
ａをつなぐ）ポジションに切り換えられ、シリンダ３０
Ｂから反応器３への流路が遮断されると共に、制御装置
７６から出力される開閉指令７３により遮断弁Ｖ５が開
放され、制御装置７６から出力されるポジション切換指
令７２により四方弁Ｖ４が充填ライン３２とシリンダ内
パージ用原料戻りライン５３とを連通させる（ｂ→ｄを
つなぐ）ポジションに切り換えられ、制御装置７６から
出力される開閉指令７５により遮断弁Ｖ７が開放され、
原料タンク１へ原料を排出するラインが作られる。ここ
で、シリンダ３０Ｂの容量は、１サイクルでの原料供給
量（時間当り流量×１サイクルの時間）より多く設定し
てあるので、シリンダ３０Ｂ内に残った原料は原料タン
ク１への排出ライン、即ち充填・圧入ライン３３Ｂと充
填ライン３２とシリンダ内パージ用原料戻りライン５３
とを通じて放出される。流量調節弁Ｖ１Ｂからはシリン
ダ３０Ｂに対して常時加圧用ガスが供給されているの
で、シリンダ３０Ｂ内に残った原料は全て押し出され、
シリンダ３０Ｂ内は一時的に空になる。

【００３９】Ｂ−原料再張り込み 弁の切り換えによりＢ−と同じラインが作られ、以上
の操作が繰り返される。

【００４０】図２に示すように、Ａ系統において原料供
給が行われている間は、Ｂ系統においてシリンダ内パー
ジと原料張り込みと原料戻りラインパージとシリンダ昇
圧が順次行われており、逆にＢ系統において原料供給が
行われている間は、Ａ系統においてシリンダ内パージと
原料張り込みと原料戻りラインパージとシリンダ昇圧が
順次行われており、これにより、連続的に原料が反応器
３内へ供給される。

【００４１】又、Ａ系統において原料供給が行われてい
る間に、Ｂ系統において原料張り込みが開始されると、
図２に示すように、遮断弁Ｖ７が開放された状態で遮断
弁Ｖ６が開放されるため、パージ用ガス系統５６からの
加圧用ガスによりシリンダ内パージ用原料戻りライン５
３のパージが行われ、この後、四方弁Ｖ４がシリンダ内
パージ用原料戻りライン５３と循環ライン５２とを連通
させる（ｄ→ｃをつなぐ）ポジションに切り換えられて
いる状態で遮断弁Ｖ７が閉鎖されるため、パージ用ガス
系統５６からの加圧用ガスがシリンダ内パージ用原料戻
りライン５３側から四方弁Ｖ４を介して循環ライン５２
へ導かれ、該循環ライン５２のパージが行われる。同様
に、Ｂ系統において原料供給が行われている間に、Ａ系
統において原料張り込みが開始されると、図２に示すよ
うに、遮断弁Ｖ７が開放された状態で遮断弁Ｖ６が開放
されるため、パージ用ガス系統５６からの加圧用ガスに
よりシリンダ内パージ用原料戻りライン５３のパージが
行われ、この後、四方弁Ｖ４がシリンダ内パージ用原料
戻りライン５３と循環ライン５２とを連通させる（ｄ→
ｃをつなぐ）ポジションに切り換えられている状態で遮
断弁Ｖ７が閉鎖されるため、パージ用ガス系統５６から
の加圧用ガスがシリンダ内パージ用原料戻りライン５３
側から四方弁Ｖ４を介して循環ライン５２へ導かれ、該
循環ライン５２のパージが行われる。

【００４２】本図示例の場合、密閉されたシリンダ３０
Ａ，３０Ｂ内に原料を満たした後、加圧用ガス（空気、
窒素等）で圧力をかけ、加圧された反応器３内へ原料を
圧入するため、回転機器としての循環ポンプ２０の特性
に左右されることなく、安定した原料供給が可能とな
る。

【００４３】又、原料の流路には流量制御のための弁等
は設けず、原料を満たしたシリンダ３０Ａ，３０Ｂを加
圧用ガスで加圧することにより間接的に原料流量を制御
するため、流量調節弁で発生する流量変動や閉塞トラブ
ルが回避可能となる。

【００４４】更に又、原料が沈降性のあるスラリ等の場
合、密閉されたシリンダ３０Ａ，３０Ｂ内に原料を一時
的に蓄えるようにすると、その間に原料の固形分が沈降
する可能性があるが、本図示例では、以下のような対策
を施しているため、安定した供給が確保される。 シリンダ３０Ａ，３０Ｂへの原料の充填は、循環ポン
プ２０（特に高揚程を必要としない）からの吐出の全量
を通じることにより、シリンダ３０Ａ，３０Ｂ内で原料
が長時間停滞しない。 二系統のシリンダ３０Ａ，３０Ｂを設けて、これらを
短時間で切り換えて使用することにより、反応器３への
原料供給過程でシリンダ３０Ａ，３０Ｂ内の液流れは短
時間一時的に沈静化するが、長時間沈静化することはな
いので、原料の固形分の沈降は防止される。 原料が流れる配管系は、切換操作によって常時流れが
保持されるか、又は流れが停止する場合においても、窒
素等の加圧用ガスによってパージされるため、配管内に
液が静止した状態で残留することはない。

【００４５】この結果、試験装置等のように原料供給量
が極端に少なくても、循環ポンプ２０の選定は容易とな
り、原料の流量を調節するための流量調節弁４は不要
で、スラリ等の固形分を含む液状原料であっても、固形
分が弁ポートに付着して流量の安定性を損うことはな
く、閉塞等のトラブルも発生せず、又、弁等の絞られた
部分が固形分によって摩耗し、長時間安定して使用する
ことが困難となる心配もなく、加圧した反応器３内へ安
定して原料が供給可能となると共に、いずれかの経路で
常時原料の流れが形成され且つ流れを止める必要のある
経路は加圧用ガスによるパージを行うことにより、配管
各部に液状の原料が滞留しない。

【００４６】こうして、大気圧下で貯蔵されている液状
原料を、原料供給量が極端に少ないような場合であって
も、弁での付着物による流量変動や弁体の摩耗を防止し
つつ、加圧した反応器３内へ安定供給し得ると共に、い
ずれかの経路で常時原料の流れができ且つ流れを止める
必要のある経路は加圧用ガスによるパージを行うことに
より、配管各部に液状の原料が滞留しないようにするこ
とができる。

【００４７】図３及び図４は本発明を実施する形態の他
の例であって、図中、図１及び図２と同一の符号を付し
た部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１及
び図２に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とす
るところは、図３に示す如く、仮想線で囲んだシリンダ
３０Ａ，３０Ｂ並びに配管系統を含むユニットをＮＯ．
１ユニットとし、該ＮＯ．１ユニットと全く同様の構成
を有するＮＯ．２ユニットを、原料タンク１及び循環ポ
ンプ２０をＮＯ．１ユニットと共用する形で並設し、図
４に示す如く、ＮＯ．１ユニットのＡ系統とＢ系統にお
ける原料供給の切換時期に対して、ＮＯ．２ユニットの
Ａ系統とＢ系統における原料供給の切換時期を１／４サ
イクルだけずらすよう構成した点にある。

【００４８】各ユニットにおける原料供給能力はそれぞ
れ、図１に示す例の約１／２とし、トータルで図１に示
す例における原料供給能力と略等しくなるようにしてあ
る。

【００４９】尚、制御装置７６からＮＯ．２ユニットの
各弁へ出力される指令やＮＯ．２ユニットの圧力計から
制御装置７６へ入力されるシリンダ内の圧力等について
は図示を省略してある。

【００５０】このようにすると、ＮＯ．１ユニットのＡ
系統とＢ系統における原料供給の切換時期には、ＮＯ．
２ユニットのＡ系統或いはＢ系統における原料供給或い
は原料張り込みが継続的に行われる形となる。ここで、
図１に示す例の場合には、四方弁Ｖ３の切り換え作動中
に原料の流れが一瞬止まるため、循環ポンプ２０の吐出
流量や反応器３への供給量の変動が生じ、該循環ポンプ
２０や反応器３の運転に影響を与える可能性があるが、
図３及び図４に示すように一方のユニットが切り換え操
作を行っている間、他方のユニットが一定量で原料供給
やシリンダへの原料張り込みを継続することにより、原
料流量の変動を約半分に軽減することが可能となる。

【００５１】尚、更に原料流量の変動を小さくする必要
がある場合は、ユニット数を適宜増加させることで対応
可能となる。

【００５２】図５及び図６は本発明を実施する形態の更
に他の例であって、図中、図１及び図２と同一の符号を
付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図
１及び図２に示すものと同様であるが、本図示例の特徴
とするところは、図５に示す如く、仮想線で囲んだシリ
ンダ３０Ａ，３０Ｂ並びに配管系統を含むユニット（但
し、図１の例における四方弁Ｖ４と遮断弁Ｖ５と遮断弁
Ｖ６を含むパージ用ガス系統５６と制限オリフィス５４
を含む循環ライン５２と遮断弁Ｖ７及び制限オリフィス
５５を含むシリンダ内パージ用原料戻りライン５３とを
なくし、代わりに、四方弁Ｖ３と質量流量計５０との間
における圧入ライン４９途中に遮断弁Ｖ８と三方弁Ｖ９
とを設け、該三方弁Ｖ９のｃポートに、原料タンク１へ
つながり且つ途中に制限オリフィス７７が設けられたシ
リンダ内パージ用原料戻りライン７８を接続してある）
をＮＯ．１ユニットとし、該ＮＯ．１ユニットと全く同
様の構成を有するＮＯ．２ユニットを並設し、更に、前
述した例（図１〜図４参照）の場合はＡ，Ｂ各系統にお
いてそれぞれ１／２サイクルとしていた原料供給の過程
を、図６に示す如く、１／４サイクルに短縮し、その
分、前述した例（図１〜図４参照）の場合はＡ，Ｂ各系
統においてそれぞれ１／４サイクルとしていた原料張り
込みの過程を１／２サイクルに延ばすと共に、ＮＯ．１
ユニットのＡ系統における原料供給、ＮＯ．２ユニット
のＢ系統における原料供給、ＮＯ．１ユニットのＢ系統
における原料供給、ＮＯ．２ユニットのＡ系統における
原料供給を順次繰り返すことにより、連続的に原料を反
応器３内へ供給するよう構成した点にある。

【００５３】尚、制御装置７６からＮＯ．２ユニットの
各弁へ出力される指令やＮＯ．２ユニットの圧力計から
制御装置７６へ入力されるシリンダ内の圧力等について
は図示を省略してある。

【００５４】図５及び図６に示す例の場合、ＮＯ．１ユ
ニットのＡ系統における原料張り込み時には、遮断弁Ｖ
２Ａが開放され且つ四方弁Ｖ３がａ→ｂのポジションに
切り換えられた状態で、原料タンク１→四方弁Ｖ３→シ
リンダ３０Ａ→遮断弁Ｖ２Ａ→原料タンク１の順で比較
的低い圧力で原料が循環し、シリンダ３０Ａ内に原料が
満たされ、原料戻りラインパージ時には、四方弁Ｖ３が
ｂ→ｄ，ａ→ｃのポジションに切り換えられ且つ遮断弁
Ｖ８が閉鎖され、原料の流れは、原料タンク１→四方弁
Ｖ３→シリンダ３０Ｂ→遮断弁Ｖ２Ｂ→原料タンク１の
系統（Ｂ系統への原料張り込みの系統）に切り換えら
れ、シリンダ３０Ａへの原料供給は停止される一方、流
量調節弁Ｖ１Ａを通じ常時一定量でシリンダ３０Ａへ供
給されている加圧用ガスは、該シリンダ３０Ａから開放
されている遮断弁Ｖ２Ａを通じて原料タンク１へ放出さ
れ、シリンダ昇圧時には、遮断弁Ｖ２Ａが閉鎖され、加
圧用ガスをシリンダ３０Ａ内に閉じ込めることにより、
流量調節弁Ｖ１Ａからの加圧用ガスの供給量に応じた速
度でシリンダ３０Ａ内が加圧され、原料供給時には、四
方弁Ｖ３がｂ→ｄのポジションに切り換えられた状態で
遮断弁Ｖ８が開放され且つ三方弁Ｖ９がａ→ｂのポジシ
ョンに切り換えられ、流量調節弁Ｖ１Ａから供給される
加圧用ガス流量に応じて、原料がシリンダ３０Ａから反
応器３へ押し出され、シリンダ内パージ時には、三方弁
Ｖ９がａ→ｃのポジションに切り換えられ、シリンダ３
０Ａから反応器３への流路が遮断されると共に、原料タ
ンク１へ原料を排出するラインが作られ、シリンダ３０
Ａ内に残った原料が、流量調節弁Ｖ１Ａからシリンダ３
０Ａに対して常時供給されている加圧用ガスにより、シ
リンダ内パージ用原料戻りライン７８を介して原料タン
ク１へ全て押し出され、シリンダ３０Ａ内は一時的に空
になり、この後、再び原料張り込みが行われ、以上の操
作が繰り返される。

【００５５】又、ＮＯ．１ユニットのＢ系統における原
料張り込み時には、遮断弁Ｖ２Ｂが開放され且つ四方弁
Ｖ３がａ→ｃのポジションに切り換えられた状態で、原
料タンク１→四方弁Ｖ３→シリンダ３０Ｂ→遮断弁Ｖ２
Ｂ→原料タンク１の順で比較的低い圧力で原料が循環
し、シリンダ３０Ｂ内に原料が満たされ、原料戻りライ
ンパージ時には、四方弁Ｖ３がｃ→ｄ，ａ→ｂのポジシ
ョンに切り換えられ且つ遮断弁Ｖ８が閉鎖され、原料の
流れは、原料タンク１→四方弁Ｖ３→シリンダ３０Ａ→
遮断弁Ｖ２Ａ→原料タンク１の系統（Ａ系統への原料張
り込みの系統）に切り換えられ、シリンダ３０Ｂへの原
料供給は停止される一方、流量調節弁Ｖ１Ｂを通じ常時
一定量でシリンダ３０Ｂへ供給されている加圧用ガス
は、該シリンダ３０Ｂから開放されている遮断弁Ｖ２Ｂ
を通じて原料タンク１へ放出され、シリンダ昇圧時に
は、遮断弁Ｖ２Ｂが閉鎖され、加圧用ガスをシリンダ３
０Ｂ内に閉じ込めることにより、流量調節弁Ｖ１Ｂから
の加圧用ガスの供給量に応じた速度でシリンダ３０Ｂ内
が加圧され、原料供給時には、四方弁Ｖ３がｃ→ｄのポ
ジションに切り換えられた状態で遮断弁Ｖ８が開放され
且つ三方弁Ｖ９がａ→ｂのポジションに切り換えられ、
流量調節弁Ｖ１Ｂから供給される加圧用ガス流量に応じ
て、原料がシリンダ３０Ｂから反応器３へ押し出され、
シリンダ内パージ時には、三方弁Ｖ９がａ→ｃのポジシ
ョンに切り換えられ、シリンダ３０Ｂから反応器３への
流路が遮断されると共に、原料タンク１へ原料を排出す
るラインが作られ、シリンダ３０Ｂ内に残った原料が、
流量調節弁Ｖ１Ｂからシリンダ３０Ｂに対して常時供給
されている加圧用ガスにより、シリンダ内パージ用原料
戻りライン７８を介して原料タンク１へ全て押し出さ
れ、シリンダ３０Ｂ内は一時的に空になり、この後、再
び原料張り込みが行われ、以上の操作が繰り返される。

【００５６】ＮＯ．２ユニットのＡ，Ｂ系統において
も、前述と同様の操作が繰り返され、これにより、Ｎ
Ｏ．１ユニットのＡ系統における原料供給、ＮＯ．２ユ
ニットのＢ系統における原料供給、ＮＯ．１ユニットの
Ｂ系統における原料供給、ＮＯ．２ユニットのＡ系統に
おける原料供給が順次繰り返され、連続的に原料が反応
器３内へ供給される。尚、図５及び図６に示す例におい
ては、一つの系統で原料戻りラインパージ、シリンダ昇
圧、或いはシリンダ内パージが行われている時、他のい
ずれかの系統で原料張り込みが行われ、循環ポンプ２０
による原料の流れは他のいずれかの系統で原料タンク１
へ循環される形となるため、図１の例における循環ライ
ン５２等をなくしても何ら問題はない。

【００５７】液状の原料の固形分の沈降性が非常に大き
い場合、シリンダ内での原料の流れが最も遅くなる原料
供給の過程での沈降が問題となるが、図５及び図６に示
す例のようにすると、シリンダ一本当りの原料供給の過
程は、前述した例（図１〜図４参照）の場合の半分に短
縮することが可能となり、原料における固形分の沈降を
抑制する効果が期待される。又、ＮＯ．１ユニットとＮ
Ｏ．２ユニットの四方弁Ｖ３をそれぞれ少しずらして切
り換え作動させることにより、原料供給が途切れずに行
われるようにすることも可能である。

【００５８】尚、本発明の液状原料加圧供給方法及び装
置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、反
応器に限らず加圧された各種機器にも適用可能なこと
等、その他、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。

【００５９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の液状原料
加圧供給方法及び装置によれば、大気圧下で貯蔵されて
いる液状原料を、原料供給量が極端に少ないような場合
であっても、弁での付着物による流量変動や弁体の摩耗
を防止しつつ、加圧した反応器等の機器内へ安定供給し
得ると共に、いずれかの経路で常時原料の流れができ且
つ流れを止める必要のある経路は加圧用ガスによるパー
ジを行うことにより、配管各部に液状の原料が滞留しな
いようにすることができるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。

【図２】図１に示す例における運転時の各過程、並びに
各弁の開閉或いはポジションを表わすシーケンス図であ
る。

【図３】本発明を実施する形態の他の例の全体概要構成
図である。

【図４】図３に示す例における運転時の各過程を表わす
概略シーケンス図である。

【図５】本発明を実施する形態の更に他の例の全体概要
構成図である。

【図６】図５に示す例における運転時の各過程、並びに
各弁の開閉或いはポジションを表わすシーケンス図であ
る。

【図７】従来例の全体概要構成図である。

【符号の説明】

１ 原料タンク ３ 反応器（機器） ２０ 循環ポンプ ３０Ａ シリンダ ３０Ｂ シリンダ ３１ 充填ライン ３２ 充填ライン ３３Ａ 充填・圧入ライン ３３Ｂ 充填・圧入ライン ３４ 加圧用ガス系統 ３５ 原料戻りライン ４９ 圧入ライン ７６ 制御装置 Ｖ１Ａ 流量調節弁 Ｖ１Ｂ 流量調節弁 Ｖ２Ａ 遮断弁 Ｖ２Ｂ 遮断弁 Ｖ３ 四方弁 Ｖ４ 四方弁 Ｖ５ 遮断弁 Ｖ６ 遮断弁 Ｖ７ 遮断弁 Ｖ８ 遮断弁 Ｖ９ 三方弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧された機器内へ液状の原料を圧入す
   る液状原料加圧供給方法であって、 原料タンクに大気圧下で貯蔵された液状の原料をシリン
   ダから原料戻りラインを介して原料タンクへ循環させつ
   つシリンダ内に充填する原料張り込みと、 シリンダ内へ原料を充填した後、加圧用ガスを原料戻り
   ラインを介して原料タンクへ導き、原料戻りラインに満
   たされていた原料を原料タンクへ押し出す原料戻りライ
   ンパージと、 加圧用ガスをシリンダ内に封入することにより、シリン
   ダ内を加圧するシリンダ昇圧と、 シリンダ内の圧力が機器内の圧力と略同圧になった時点
   で、シリンダと機器とを連通せしめ且つ更に加圧用ガス
   をシリンダ内へ供給することにより、シリンダ内で加圧
   された原料を加圧用ガス流量に見合った体積流量でシリ
   ンダから機器へ押し出す原料供給と、 シリンダから機器への原料供給完了後、シリンダ内に残
   った原料を加圧用ガスにより原料タンクへ排出するシリ
   ンダ内パージとを複数系統のシリンダにおいて順次繰り
   返すことにより、連続的に原料を機器内へ供給すること
   を特徴とする液状原料加圧供給方法。
2. 【請求項２】 二系統のシリンダを有するユニットを複
   数設け、一つのユニットの二系統における原料供給の切
   換時期に対して、他のユニットの二系統における原料供
   給の切換時期をずらすことにより切換時の液状原料の流
   量変動を小さくした請求項１記載の液状原料加圧供給方
   法。
3. 【請求項３】 加圧された機器内へ液状の原料を圧入す
   る液状原料加圧供給装置であって、 大気圧下で液状の原料が貯蔵された原料タンクと、 複数系統のシリンダと、 原料タンクに大気圧下で貯蔵された液状の原料をシリン
   ダから原料戻りラインを介して原料タンクへ循環させつ
   つシリンダ内に充填するための循環ポンプと、 シリンダ内へ原料を充填した後、加圧用ガスを原料戻り
   ラインを介して原料タンクへ導き、原料戻りラインに満
   たされていた原料を原料タンクへ押し出す一方、加圧用
   ガスをシリンダ内に封入することにより、シリンダ内を
   加圧し、シリンダ内の圧力が機器内の圧力と略同圧にな
   った後、シリンダと機器とを連通せしめた状態で更に加
   圧用ガスをシリンダ内へ供給することにより、シリンダ
   内で加圧された原料を加圧用ガス流量に見合った体積流
   量でシリンダから機器へ押し出し、又、シリンダから機
   器への原料供給完了後、シリンダ内に残った原料を加圧
   用ガスにより原料タンクへ排出するための加圧用ガス系
   統とを備えたことを特徴とする液状原料加圧供給装置。