JP5576577B1 - Gas extraction device - Google Patents
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Abstract
【課題】対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すにあたって、上記ガスが可燃性ガスである場合でも、引火させずに気体の状態で、確実にガスを取出し可能なガス取出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ガスの成分が液体の状態で含有された対象液を補助的に加熱する補助加熱部2と、補助加熱部2で加熱された対象液が導入され且つ該導入された対象液を加熱して気化させる本加熱部3とを備え、前記補助加熱部2は、熱媒体用の液体である液媒体を保持する液媒体保持手段11と、該液媒体と熱交換可能であって且つ該液媒体と混同しない状態で上記対象液を保持する対象液保持手段8とを有し、上記液媒体の熱を前記対象液に伝導させる。
【選択図】図1When extracting a gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid, even if the gas is a flammable gas, the gas is reliably in a gaseous state without being ignited. It is an object of the present invention to provide a gas extraction device that can extract a gas.
An auxiliary heating unit that auxiliaryly heats a target liquid containing a gas component in a liquid state, and the target liquid heated by the auxiliary heating unit is introduced into the target liquid. A main heating unit 3 that heats and vaporizes, and the auxiliary heating unit 2 includes a liquid medium holding unit 11 that holds a liquid medium that is a liquid for a heat medium, heat exchange with the liquid medium, and A target liquid holding means for holding the target liquid in a state not confused with the liquid medium, and conducts heat of the liquid medium to the target liquid.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、ガスの成分が含有された対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すガス取出装置に関する。 The present invention relates to a gas extraction device that takes out a gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid containing a gas component.
ガスの成分が含有された対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すガス取出装置が公知になっている(例えば、特許文献1を参照。)。 2. Description of the Related Art A gas extraction device that takes out a gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid containing a gas component is known (for example, see Patent Document 1).
上記文献のガス取出装置では、対象液がタンクから加熱部に圧送され、該加熱部で加熱され、その後、減圧室に送られて気化される。このような手法では、取出すガスが可燃性ガスである場合、加熱部で対象液を直接加熱する際に、引火する虞があり、安全性の点で、問題がある。 In the gas extraction device of the above document, the target liquid is pumped from the tank to the heating unit, heated by the heating unit, and then sent to the decompression chamber for vaporization. In such a technique, when the gas to be taken out is a combustible gas, there is a risk of ignition when the target liquid is directly heated by the heating unit, which is problematic in terms of safety.
本発明は、対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すにあたって、上記ガスが可燃性ガスである場合でも、引火させずに気体の状態で、確実にガスを取出し可能なガス取出装置を提供することを課題とする。 In the present invention, when the gas is taken out from the target liquid by heating and evaporating the target liquid, even if the gas is a flammable gas, the gas is surely kept in a gaseous state without being ignited. It is an object of the present invention to provide a gas extraction device that can extract gas.
上記課題を解決するため、ガスの成分が含有された対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すガス取出装置であって、ガスの成分が液体の状態で含有された対象液を補助的に加熱する補助加熱部と、補助加熱部で加熱された対象液が導入され且つ該導入された対象液を加熱して気化させる本加熱部とを備え、前記補助加熱部は、熱媒体用の液体である液媒体が内部に注がれた液槽と、上記対象液が内部に注がれた容器とを有し、液槽内に注がれた液媒体と混同しない状態で熱交換可能なように前記容器の少なくとも一部を該液媒体に浸すことにより、該液媒体の熱を該容器内の対象液に伝導させて該対象液を補助的に加熱する構造とし、前記容器内の対象液内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を設け、該不活性ガス導入手段は、容器内の対象液に浸されて不活性ガスを気泡の状態で導入する導入ノズルを有し、前記容器内における対象液の液面の上方には、上記不活性ガス導入手段によって導入された不活性ガスによって圧力が上昇するとともに液媒体から伝導される熱によって加熱されてミスト化された対象液が該導入された不活性ガスと混合される空間であるスペースが形成され、前記本加熱部は、不活性ガス雰囲気が形成されて上記ミスト化された対象液を加熱する加熱空間を有し、不活性ガス及びミスト状の対象液を本加熱部の上記加熱空間側に移送する移送管を、該スペースにおける対象液の液面に達しない位置まで配管したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a gas extraction device that takes out a gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid containing the gas component, wherein the gas component is in a liquid state An auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the target liquid contained in the liquid, and a main heating unit that introduces the target liquid heated by the auxiliary heating unit and heats and vaporizes the introduced target liquid, auxiliary heating unit includes a liquid tank which liquid medium is poured inside a liquid heat-transfer medium, and a container in which the object liquid was poured therein, was poured into the liquid bath liquid by immersing at least a portion of said container so as to allow heat exchange to the liquid medium in a state not to be confused with the medium, the heat of the liquid medium by conducting the object liquid within said vessel the subject solution supplementally a structure to heat, inert gas introduction hand for introducing an inert gas into the target-liquid in the container The inert gas introduction means has an introduction nozzle that introduces the inert gas in a bubble state by being immersed in the target liquid in the container, and above the liquid level of the target liquid in the container, In the space where the pressure rises by the inert gas introduced by the inert gas introduction means and the target liquid heated and misted by the heat conducted from the liquid medium is mixed with the introduced inert gas. A certain space is formed, and the main heating unit has a heating space in which an inert gas atmosphere is formed to heat the mist target liquid, and the inert gas and the mist target liquid are supplied to the main heating unit. The transfer pipe for transferring to the heating space side is piped to a position not reaching the liquid level of the target liquid in the space .
ガスの成分が含有された対象液を加熱して気化させることにより該対象液中から気体の状態でガスを取出すガス取出装置であって、ガスの成分が液体の状態で含有された対象液を補助的に加熱する補助加熱部と、補助加熱部で加熱された対象液が導入され且つ該導入された対象液を加熱して気化させる本加熱部とを備え、前記補助加熱部は、熱媒体用の液体である液媒体が内部に注がれた液槽と、上記対象液が内部に注がれた容器とを有し、液槽内に注がれた液媒体と混同しない状態で熱交換可能なように前記容器の少なくとも一部を該液媒体に浸すことにより、該液媒体の熱を該容器内の対象液に伝導させて該対象液を補助的に加熱する構造とし、前記容器内の対象液内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を設け、前記容器内における対象液の液面の上方には、上記不活性ガス導入手段によって導入された不活性ガスによって圧力が上昇するとともに液媒体から伝導される熱によって加熱されてミスト化された対象液が該導入された不活性ガスと混合される空間であるスペースが形成され、前記本加熱部は、不活性ガス雰囲気が形成されて上記ミスト化された対象液を加熱する加熱空間を有し、上記ミスト化された対象液を前記加熱空間に導入する構造とし、前記補助加熱部は、上記液槽内の液媒体を加熱する加熱手段を有するとともに、該液媒体を冷却する冷却手段を有するものとしてもよい。 A gas extraction device that takes out a gas in a gaseous state from the target liquid by heating and vaporizing the target liquid containing the gas component, and the target liquid containing the gas component in a liquid state An auxiliary heating unit for auxiliary heating; and a main heating unit that introduces the target liquid heated by the auxiliary heating unit and heats and vaporizes the introduced target liquid. A liquid tank in which a liquid medium, which is a liquid for use, is poured, and a container in which the target liquid is poured, and is heated without being confused with the liquid medium poured in the liquid tank. The container has a structure in which at least a part of the container is immersed in the liquid medium so as to be exchanged, whereby the heat of the liquid medium is conducted to the target liquid in the container to supplementally heat the target liquid. An inert gas introduction means for introducing an inert gas into the target liquid is provided in the container. Above the liquid surface of the target liquid to be heated, the target liquid that is heated and heated by heat conducted from the liquid medium and mist is introduced by the inert gas introduced by the inert gas introduction means. A space which is a space mixed with the inert gas formed is formed, and the main heating unit has a heating space in which an inert gas atmosphere is formed and heats the mist target liquid, and the mist formation The auxiliary target heating unit may have a heating unit that heats the liquid medium in the liquid tank and a cooling unit that cools the liquid medium. .
不活性ガス導入手段は、対象液よりも温度が高い状態の不活性ガスを、対象液内に導入するものとしてもよい。 The inert gas introduction means may introduce an inert gas having a temperature higher than that of the target liquid into the target liquid .
本加熱部によって加熱されて気化されたガスの流路の途中に配置され且つ該ガスの温度調整を行う温度調整手段を備えたものとしてもよい。 It is good also as what was provided in the middle of the flow path of the gas heated and vaporized by this heating part, and provided with the temperature adjustment means which adjusts the temperature of this gas .
上記ガスが可燃性の還元ガスであるものとしてもよい。 The gas may be a combustible reducing gas .
上記液媒体が水、或いは上記対象液を中和する液体であるものとしてもよい。 The liquid medium may be water or a liquid that neutralizes the target liquid .
対象液は、補助加熱部で、液媒体により、間接的に補助加熱された後、本加熱部において本加熱されて気化されるため、上記ガスが可燃性ガスである場合でも、引火させずに気体の状態で、確実にガスを取出し可能である。 Since the target liquid is indirectly heated by the liquid medium in the auxiliary heating unit and then indirectly heated and vaporized in the main heating unit, even if the gas is a flammable gas, it is not ignited. The gas can be reliably taken out in the gaseous state.
図1,図2は、本発明を適用したガス取出装置の正面図及び側面図である。図示するガス取出装置1は、気化させようとするガスの成分が液体の状態で含有された対象液から、該ガスを気化させた状態で取出す装置であり、ガスは、本例では、可燃性の還元ガスであるギ酸ガスであり、対象液は、ギ酸水溶液である。
1 and 2 are a front view and a side view of a gas extraction device to which the present invention is applied. The
このガス取出装置1は、ギ酸水溶液を補助的に加熱するとともにミスト化する補助加熱部2と、該補助加熱部2で補助加熱され且つミスト化されたギ酸水溶液を、本加熱して気化させる本加熱部3と、補助加熱部2で補助加熱されたギ酸水溶液を本加熱部3に移送する移送管4と、本加熱装置3において加熱されて気化されたギ酸ガスを、このガス取出装置1の外部に出力する出力管6と、マイコン等が内装されて各種制御を行う制御ボックス(制御部)7とを備えている。
The
上述した補助加熱部2は、ギ酸水溶液が内部に注がれた圧力容器(容器、対象液保持手段)8と、該圧力容器8内に収容されたギ酸水溶液内に不活性ガス(具体的には窒素ガス)を導入する不活性ガス導入手段9と、熱を伝導する液体状の熱媒体である水(液媒体)が内部に注がれた水槽(対象液保持手段,液槽)11と、水槽11内に収容された水を加熱するヒータ等である加熱装置(加熱手段)12と、水槽11内に収容された水を冷却する冷却装置(冷却手段)13とを含んでいる。
The
上記ギ酸水溶液は、本例では、その濃度が90%未満のものを用いる。ギ酸は、沸点が107℃であり、引火温度が65℃であり、50℃以上の温度になると激しく蒸発する特性を有している。 In this example, the formic acid aqueous solution has a concentration of less than 90%. Formic acid has a boiling point of 107 ° C., a flash temperature of 65 ° C., and has a characteristic of evaporating vigorously when the temperature reaches 50 ° C. or higher.
前記水槽11は、上方が開放された有底の容器であり、開放された上端側が蓋11aによって塞がれており、その内部に、水が収容保持されている。この水槽11の内部側には、内部に注がれた水の温度を検知する温度検出手段である水槽側温度センサ14が設けられている。この水槽側温度センサ14の検知結果は、制御ボックス7に入力される。
The
水槽11内の水は、制御ボックス7側に設置された循環ポンプ15によって、水槽11内→循環ポンプ15→水槽11内→・・・と循環し、この循環によって、水槽11内の水の温度が全体に亘り均一化される。この循環ポンプ15の作動は、制御ボックス7によって制御される。
The water in the
前記加熱装置12は、水槽11内の底側に位置し、該水槽11内の水に浸漬された状態で、設置され、該加熱装置12によって、水槽11内の水を加熱することが可能であり、その作動は、制御ボックス7によって制御される。ちなみに、この加熱の際にも、循環用ポンプ15によって、水が循環するため、温度が水槽11内の水の温度が均一化された状態で保持される。
The
前記冷却装置13は、気化熱等の原理によって液体を冷却する機能を有する装置本体13aと、水槽11の底側から装置本体13aに配管される冷却用流出管13bと、装置本体13aから水槽11の天井側に配管される冷却用流入管13cと、水槽11内の水を装置本体13aに流動させるとともに装置本体13aで冷却された水を水槽11に流動させる冷却循環用ポンプ13dとを備えている。
The
冷却装置13では、冷却循環用ポンプ13dの動力によって循環流動する水槽11内の水が、冷却用流出管13bを介して、まず装置本体13aに送られ、該装置本体13aによって冷却され、この冷却された水は、冷却用流入管13cを介して、水槽11内に戻される。以下、水槽11→冷却用流出管13b→装置本体13a→冷却用流入管13c→水槽11→・・・の冷却サイクルが繰返され、これによって、水槽11内の水が順次冷却される。
In the
ちなみに、装置本体13a及び冷却循環用ポンプ13dの作動は、制御ボックス7によって制御され、上記した循環用ポンプ15が作動している最中は、この冷却循環用ポンプ13dの作動は停止される一方で、該冷却循環用ポンプ13dが作動している最中は、上記循環用ポンプ15の作動が停止される。
Incidentally, the operations of the apparatus
そして、上述した通り、水槽側温度センサ14によって、水槽11内の水の温度が検知できるため、制御ボックス7は、水の温度が予め設定された所定の温度となるように、加熱装置12及び冷却装置13を介して、温度制御を行う。
And as above-mentioned, since the temperature of the water in the
前記圧力容器8は、上下方向に長い有底筒状に形成された構造の容器であり、開放された上端側が閉塞蓋(閉塞キャップ)8aによって閉塞されて内部の気密性が高められており、該気密構造によって、圧力容器8の内部を、外部に対して高圧とすることが可能である。この圧力容8器の内部には、上述した通り、ギ酸水溶液が注入され、この圧力容器8内におけるギ酸水溶液の液面と、閉塞キャップ8aとの間には、気密性の高いスペースSが形成される。
The
圧力容器8は、上端部を除く中途部及び下端部が水槽11内の水に浸漬された状態で、該水槽11の内部側に固定設置され、該圧力容器8の上端部が水槽11の蓋11aを貫通して上方に突出している。また、この圧力容器8内のギ酸水溶液からの熱は、該圧力容器8の周壁8bを介して、水槽11内の水に放出される一方で、該水側の熱は、この周壁8bを介して、上記ギ酸水溶液に伝導される。
The
言換えると、圧力容器8は、内部のギ酸水溶液と、水槽11内の水との間で、互いを混合させずに熱交換させることが可能な状態で、該ギ酸水溶液を、収容して保持している。このため、水槽11内の水を加熱することにより、圧力容器8内のギ酸水溶液を間接的に加熱する一方で、水槽11内の水を冷却することにより、圧力容器8内のギ酸水溶液を間接的に冷却する。
In other words, the
この圧力容器8の内部側には、内部に注がれたギ酸水溶液の温度を検知する温度検出手段である容器側温度センサ16が設けられ、この温度センサ16の検知結果は、制御ボックス7に入力される。
A container-
すなわち、制御ボックス7は、ギ酸水溶液からギ酸ガスを取出さない本ガス取出装置1の未使用時には、冷却装置13を利用して、水槽11内の水を、圧力容器8内のギ酸水溶液を蒸発しない程度の予め定めた所定範囲の温度(低温)に冷却又は保持し、この液体の状態を安定的に保持させる一方で、ギ酸水溶液からギ酸ガスを取出す本ガス取出装置1の使用時には、水槽11内の水を、加熱装置12によって、予め定めた所定範囲の温度(高温)に加熱することにより、圧力容器8内のギ酸水溶液を、間接的に、蒸発する程度の予め定めた所定範囲の温度に加熱する。
That is, the
例えば、このギ酸水溶液を、液体の状態で安定的に保持させておく場合には、水槽11内の水温を25℃程度に制御して、圧力容器8内のギ酸水溶液の温度を27℃以下に調整する。一方で、ギ酸水溶液を、気化させる場合には、水槽11内の水温を60〜70℃程度(より好ましくは、70℃)とし、ギ酸水溶液を湯煎によって加熱して蒸発させる。
For example, when the formic acid aqueous solution is stably held in a liquid state, the water temperature in the
ちなみに、ギ酸は、50℃以上になると激しく蒸発する特性を有し、その沸点は107℃、引火点は65℃であり、ギ酸水溶液中のギ酸の濃度が78%以下になると引火性がなくなり、2%以下で人体にも無害になる。 By the way, formic acid has the property of evaporating violently when it is 50 ° C. or higher, its boiling point is 107 ° C., and its flash point is 65 ° C. When the concentration of formic acid in the formic acid aqueous solution is 78% or less, the flammability is lost Less than 2% is harmless to human body.
前記不活性ガス導入手段9は、本ガス取出装置1の外部から送られてくる不活性ガスである窒素ガスを、このガス取出装置1の内部に引込む引込パイプ17と、該引込パイプ17からの窒素ガスを直接的に加熱する不活性ガス加熱装置(不活性ガス加熱手段)18と、不活性ガス加熱装置18で加熱されたガスを圧力容器8側に流動させる導入側パイプ19と、導入側パイプ19からの窒素ガスを圧力容器8の内部に導入する導入ノズル21と、圧力容器8から引込パイプ17側への気体及び液体の逆流を防止する逆流防止弁(図示しない)とを有している。
The inert
言換えると、窒素ガスは、引込パイプ17と導入側パイプ19と導入ノズル21とによって形成される流路を経由して、圧力容器8内に導入され、この流動経路の途中に、不活性ガス加熱装置18が配設され、該不活性ガス加熱装置18によって加熱された不活性ガスが、圧力容器8内に流入する。この不活性ガス加熱装置18の作動は、制御ボックス7によって制御され、導入時にギ酸水溶液よりも高い温度の窒素ガスが、該ギ酸水溶液に導入されるように、該窒素ガスを、加熱・保温する。
In other words, nitrogen gas is introduced into the
この際、ガス取出装置1の外部に設置され且つ窒素ガスが高圧で収容されたボンベ(図示しない)から、その圧力差を利用して、ガス取出装置1内に窒素ガスを引込んでもよい。また、液化された不活性ガスである液化窒素が収容された液化ガス収容タンク(図示しない)内の該液化窒素を、該液化ガス収容タンクに接続された蒸発機器によって蒸発させて窒素ガスとし、該窒素ガスを、その圧力差を利用して、ガス取出装置1の内部に引込んでもよい。
At this time, nitrogen gas may be drawn into the
導入ノズル21は、閉塞キャップ8aを上下に貫通して、その下端寄り部分が、圧力容器8内のギ酸水溶液に浸された状態になり、このギ酸水溶液には、窒素ガスが導入され、該窒素ガスにより、圧力容器8内のスペースSの圧力が上昇する他、該圧力容器8に収められているギ酸水溶液が加熱される。
The
そして、上記スペースSには、蒸発してミスト化されたギ酸水溶液(具体的には、ギ酸ミスト状のギ酸及びミスト状の水、さらに具体的には、多量のミスト状のギ酸及び少量の水蒸気)と、不活性ガス導入手段9によって導入された窒素ガスとが、混同される。ちなみに、窒素ガスの温度は、ギ酸水溶液を加熱する機能を付与するため、不活性ガス加熱装置18において、90〜100℃の温度に加熱される。
In the space S, the formic acid aqueous solution evaporated to mist (specifically, formic acid mist-like formic acid and mist-like water, more specifically, a large amount of mist-like formic acid and a small amount of water vapor) ) And the nitrogen gas introduced by the inert gas introduction means 9 are confused. Incidentally, the temperature of the nitrogen gas is heated to a temperature of 90 to 100 ° C. in the inert
上述した移送管4は、圧力容器8内のスペースS側に配管され、その下端部は、内部に収容されているギ酸水溶液の水面までは達していない。この移送管4には、制御ボックス7によって制御される電磁式の開閉バルブ(図示しない)を設けてもよく、気体やミスト状の液体を、圧力容器8内から本加熱部3に流動させる必要がない場合には、この開閉バルブによって、移送管4の流路を遮断する。また、この流路の遮断によって、移送管4側からスペースS内に意図しない流体が逆流することも防止できる。
The transfer pipe 4 described above is piped to the space S side in the
圧力容器8内で混合された窒素ガス及びミスト状のギ酸水溶液は、この移送管4を介して、本加熱部3に送られる。この際、スペースSが昇圧されているため、窒素ガス及びミスト状のギ酸水溶液が本加熱部3にスムーズに流動する。
Nitrogen gas and mist of aqueous formic acid are mixed in the
上述した本加熱部3は、水平方向に延びるヒータ22と、ヒータ22の周囲に螺旋状に配管され且つ耐熱性を備えた被加熱パイプ23と、ヒータ22及び被加熱パイプ23等を支持する支持フレーム24とがユニット化されることにより、構成されている。ちなみに、ヒータ22の作動は、制御ボックス7によって制御される。
The
被加熱パイプ23は、その内部に流体を流動させる流路が形成され、該流路内にヒータ22の熱を伝導し易い材料から構成されている。被加熱パイプ23の流動上流側端部は、上記移送管4の流動下流側端部と接続されるとともに、被加熱パイプ23の流動下流側端部は、上記出力管6と接続されている。
The
この本加熱部3では、流動経路を長くした被加熱パイプ23を、ヒータ22で直接加熱し、該被加熱パイプ23の内部(加熱空間)において、ミスト化された霧状のギ酸水溶液及び窒素ガスからなる混同流体を流動させることにより、ミスト状のギ酸水溶液を気化させてギ酸ガスとし、上述した出力管6から出力する。ちなみに、この本加熱部3の加熱では、ギ酸の沸点である107℃以上に加熱して、ギ酸水溶液を完全に気化させる。
In the
このようにして気化されたギ酸ガスは、不活性ガスである窒素ガスと混同されるため、仮に、被加熱パイプ23の亀裂等に起因して、この被加熱パイプ23内のギ酸ガスが外部に漏出て直接ヒータ22に接触しても、窒素ガスと混同された状態であるため、引火のリスクが大幅に低減される。
Since the formic acid gas thus vaporized is confused with nitrogen gas, which is an inert gas, temporarily, the formic acid gas in the
これを言換えると、被加熱パイプ23の内部の加熱空間には、窒素ガスによって、不活性雰囲気が形成され、引火のリスクは大幅に低減されるか、或いは殆ど無くなる。この他、一度、補助加熱部2で所定温度まで加熱されているため、急激な温度上昇が抑制され、この点でも、引火のリスクが低減される。
In other words, an inert atmosphere is formed in the heating space inside the
上述した出力管6から出力されたギ酸ガスは、このギ酸ガスを用いて作業を行う作業スペースに順次送られるが、その流路の途中(出力管6の配管経路の途中)には、気化したギ酸ガスの温度を調整する温度調整手段である温度調整装置25(図3参照)を設けてもよい。
The formic acid gas output from the
冬場等の気温が低い場合や、出力管6の配管経路が長い場合は、気化したギ酸ガスの温度が低下してミスト状態に戻り易くなるため、出力管6の途中に温度調整装置25を設け、これを再加熱して、気化した状態を保持させる。
When the temperature is low, such as in winter, or when the piping path of the
このように、温度調整装置25は、出力されるギ酸ガスを、気化状態が保持される程度の一定の範囲内(適温温度)に制御するために用いられ、この作動は、制御ボックス7によって制御される。
As described above, the
上述した制御ボックス7は、上述したように各種制御を行う他、作業者が各種操作を操作パネル26が設置され、作業者は、この操作パネル26を介して、各種設定や操作を行う。
The
次に、図3及び図4に基づいて、本ガス取出装置1を用いたガス取出方法について詳述する。
Next, based on FIG.3 and FIG.4, the gas extraction method using this
図3は、図1,2に示すガス取出装置の要部構成を概念的に説明する説明図であり、図4は、図1,2に示すガス取出装置を用いてガスを取出す手順を示すフロー図である。ガス取出装置1の未使用時には、水槽11内の水を、冷却装置13等によって低温に保持して、圧力容器8内のギ酸水溶を、液体の状態で、安定的に保持する。
FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually illustrating the main configuration of the gas extraction device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 shows a procedure for extracting gas using the gas extraction device shown in FIGS. FIG. When the
このガス取出装置1を用いたガス取出方法は、補助加熱部2での補助加熱工程と、本加熱部での本加熱工程と、温度調整装置での温度調整工程とを有している。
The gas extraction method using the
上記補助加熱工程では、水槽11内の水を、加熱装置12によって加熱することにより、温度を上昇させ、この水の熱を、圧力容器8内のギ酸水溶液に伝導させ、湯煎により加熱する。また、不活性ガス導入手段9によって、ギ酸水溶液中に窒素ガスを気泡の状態で導入し、これによってもギ酸水溶液を加熱するとともに、スペースS内の圧力を上昇させる。
In the auxiliary heating step, the water in the
この際、ギ酸水溶液は、圧力容器8内に収容され、火元がない状態で、加熱されるので、引火の可能性は低い。また、窒素ガスによる加熱でも、窒素ガスが不活性であるため、引火のリスクを大幅に低減可能である。
At this time, the formic acid aqueous solution is accommodated in the
上記湯煎による加熱及び窒素ガス導入による加熱によって、ギ酸水溶液を蒸発させ、霧状のギ酸水溶液にすることにより、圧力容器8から本加熱部3へのギ酸水溶液の移送を容易化させる。発生したミスト状のギ酸水溶液は、上記スペースS内で、窒素ガスと混同されて混同流体になる。この混同流体は、スペースS内の圧力を上昇させ、この圧力上昇によって、該ミスト状のギ酸水溶液を含む混同流体が、移送管4を介して、本加熱部3に圧送される。
The formic acid aqueous solution is evaporated by heating by the hot water bath and the introduction of nitrogen gas to form a mist-like formic acid aqueous solution, thereby facilitating the transfer of the formic acid aqueous solution from the
すなわち、圧力容器8、不活性ガス導入手段9及び水槽11等が、ギ酸水溶液を蒸発によってミスト化するミスト化手段27を構成している。
That is, the
上記本加熱工程では、混同流体に含まれる窒素ガスによって、本加熱部3内(具体的には、被加熱パイプ23内の加熱空間)に不活性ガス雰囲気を形成し、ギ酸ガスの可燃性を低下(さらに具体的には相殺)させる不活性ガス雰囲気下で、導入されたミスト状のギ酸水溶液を、加熱して気化させ、この気化されたギ酸ガスは、窒素ガスと混同された状態で、出力管6から出力される。
In the main heating step, an inert gas atmosphere is formed in the main heating unit 3 (specifically, the heating space in the heated pipe 23) by the nitrogen gas contained in the mixed fluid, and the flammability of the formic acid gas is increased. Under an inert gas atmosphere that lowers (more specifically, cancels), the introduced mist-like formic acid aqueous solution is heated and vaporized, and the vaporized formic acid gas is confused with nitrogen gas, Output from the
具体的に説明すると、本加熱部3では、ヒータ22からの熱は、上記被加熱パイプ23の周壁を介して、被加熱パイプ23内に形成された加熱空間に伝導され、これによって加熱空間の温度が上昇する。ミスト状態のギ酸水溶液は、この昇温された加熱空間に導入されることによって加熱され、気化される。この際、被加熱パイプ23の隙間や亀裂から、ギ酸ガスが漏れ出て、ヒータ22に触れることも考えられるが、このような場合でも、不活性ガスである窒素ガスと混合された状態で、ヒータ22に触れるため、引火が効率的に防止される。
More specifically, in the
ギ酸水溶液は、補助加熱部2で既に補助的に加熱されているため、緩やかな加熱で済むため、引火のリスクを低減できる他、不活性ガス雰囲気下での加熱であるため、この点からも引火のリスクが大幅に低減できる。
Since the aqueous formic acid solution is already supplementarily heated by the
上記温度調整工程では、温度調整装置25によって、出力管6を流動するギ酸ガスの温度を適切に制御し、この制御によって、ギ酸ガスの温度は、気体の状態で保持される予め定めた所定範囲内で保持される。
In the temperature adjusting step, the temperature of the formic acid gas flowing through the
このようにして、適切な温度で保持されたギ酸ガスは、還元ガスとして利用可能であり、このギ酸ガスを用いて作業を行う作業装置に送られる。例えば、図示する例では、作業装置がリフロー半田付けを行う加熱炉28であり、ガス取出装置1で取出されたギ酸ガスは、出力管1を介して、該加熱炉28に出力される。
In this way, the formic acid gas maintained at an appropriate temperature can be used as a reducing gas, and is sent to a working apparatus that performs work using this formic acid gas. For example, in the illustrated example, the working device is a
加熱炉28に送られたギ酸ガスは、上記加熱炉28内の加熱室(作業スペース)に導入され、この加熱室に還元雰囲気を形成し、その還元作用によって、半田溶融時の濡れ性を向上させ、半田接続の品質向上を図っている。
The formic acid gas sent to the
また、この際、窒素ガスも併せて、加熱室に導入されるが、窒素ガス自体も不活性ガスであり、酸化を防止するという機能を有するため、この窒素ガスによっても、半田の濡れ性が向上する。 At this time, nitrogen gas is also introduced into the heating chamber, but the nitrogen gas itself is also an inert gas and has a function of preventing oxidation. improves.
なお、出力管6の作業装置側の端部寄り部分(図示する例では端部)には、作業装置へのギ酸ガス供給量を検出するガス流量計(ガス流量検出手段)29を設けてもよく、この計測結果は、制御ボックス2に入力させてもよいし、目盛り等によって、その場で作業者が目視可能としてもよい。
Note that a gas flow meter (gas flow rate detecting means) 29 for detecting the amount of formic acid gas supplied to the working device may be provided near the end of the
以上のように構成されるガス取出装置1によれば、引火のリスクの大幅に低減した状態で気化させたガスを、安全に取出すことが可能であるため、利便性が高い。しかも、取出されたガスも、不活性ガスと混同されるため、この状態でも、引火のリスクが回避され、扱い易いものになっている。
The
なお、対象液は、その濃度が90%以上のギ酸水溶液であってもよい。さらに、取出すガスの種類は、ギ酸ガスに限定されるものではなく、可燃性の還元ガスや、その他のガスであってもよい。 The target liquid may be a formic acid aqueous solution having a concentration of 90% or more. Further, the type of gas to be taken out is not limited to formic acid gas, and may be combustible reducing gas or other gas.
ちなみに、上述した例では液媒体として水を用いている。ただし、液媒体は、昇温された状態で、対象液を温められるのではあれば、何れの種類でもよく、例えば、オイル等であてもよいが、好ましくは、圧力容器に収容された対象液を中和する液体や、その濃度を低下させ且つ熱交換が可能な種類の液体がよい。このように液媒体の液体の種類を選定することにより、圧力容器8から万が一対象液が漏れた場合でも、高い安全性が確保できる。
Incidentally, in the above-described example, water is used as the liquid medium. However, the liquid medium may be of any type as long as the target liquid can be warmed in a heated state, and may be, for example, oil or the like, but preferably the target liquid contained in the pressure vessel A liquid that neutralizes the liquid or a liquid that can reduce the concentration and exchange heat is preferable. By selecting the liquid type of the liquid medium in this way, high safety can be ensured even if the target liquid leaks from the
また、不活性ガス導入手段9によって導入される不活性ガスは、窒素ガスに限定されるものではなく、アルゴンガス等の希ガスであってもよい。 Further, the inert gas introduced by the inert gas introduction means 9 is not limited to nitrogen gas, and may be a rare gas such as argon gas.
さらに、上記した例では、本加熱部3の加熱空間を、被加熱パイプ23内に設けたが、別途、加熱室のような専用スペースを設けてもよい。
Furthermore, in the above-described example, the heating space of the
また、上述の例では、被加熱パイプ23をヒータ22の輻射熱によって加熱しているが、対流熱によって加熱するようにしてもよい。この場合、本加熱部3が、エアーを循環流動させる流路と、該流路内でエアーを循環流動させるファンと、該流路内を対流するエアーを加熱するエアー加熱装置とを有し、この循環している流路の途中に上記被加熱パイプ23を配置し、エアーを流路で循環流動させることにより熱を対流させ、これによって被加熱パイプ23を加熱する。
Moreover, in the above-mentioned example, although the to-
また、対象液であるギ酸水溶液が補助加熱部2において十分に加熱可能である場合には、不活性ガス導入手段9の不活性ガス加熱装置18は、省略してもよい。
Further, when the formic acid aqueous solution that is the target liquid can be sufficiently heated in the
1 ガス取出装置
2 補助加熱部
3 本加熱部
8 圧力容器(対象液保持手段,容器)
9 不活性ガス導入手段
11 水槽(液媒体保持手段,液槽)
12 加熱装置(加熱手段)
13 冷却装置(冷却手段)
25 温度調整手段(温度調整手段)
27 ミスト化手段
DESCRIPTION OF
9 Inert gas introduction means 11 Water tank (liquid medium holding means, liquid tank)
12 Heating device (heating means)
13 Cooling device (cooling means)
25 Temperature adjusting means (temperature adjusting means)
27 Mistification means
Claims (6)
ガスの成分が液体の状態で含有された対象液を補助的に加熱する補助加熱部と、
補助加熱部で加熱された対象液が導入され且つ該導入された対象液を加熱して気化させる本加熱部とを備え、
前記補助加熱部は、熱媒体用の液体である液媒体が内部に注がれた液槽と、上記対象液が内部に注がれた容器とを有し、
液槽内に注がれた液媒体と混同しない状態で熱交換可能なように前記容器の少なくとも一部を該液媒体に浸すことにより、該液媒体の熱を該容器内の対象液に伝導させて該対象液を補助的に加熱する構造とし、
前記容器内の対象液内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を設け、
該不活性ガス導入手段は、容器内の対象液に浸されて不活性ガスを気泡の状態で導入する導入ノズルを有し、
前記容器内における対象液の液面の上方には、上記不活性ガス導入手段によって導入された不活性ガスによって圧力が上昇するとともに液媒体から伝導される熱によって加熱されてミスト化された対象液が該導入された不活性ガスと混合される空間であるスペースが形成され、
前記本加熱部は、不活性ガス雰囲気が形成されて上記ミスト化された対象液を加熱する加熱空間を有し、
不活性ガス及びミスト状の対象液を本加熱部の上記加熱空間側に移送する移送管を、該スペースにおける対象液の液面に達しない位置まで配管した
ことを特徴とするガス取出装置。 A gas extraction device for extracting gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid containing a gas component,
An auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the target liquid containing the gas component in a liquid state;
A main heating unit that introduces the target liquid heated in the auxiliary heating unit and heats and vaporizes the introduced target liquid;
The auxiliary heating unit includes a liquid tank which liquid medium is a liquid heat-transfer medium is poured therein, and a container in which the object liquid was poured therein,
By immersing at least a portion of said container so as to allow heat exchange conditions not be confused with the liquid medium that is poured in the liquid tank to the liquid medium, transferred to the target liquid in the vessel to heat the liquid medium by a structure for heating the object liquid subsidiarily,
An inert gas introduction means for introducing an inert gas into the target liquid in the container is provided,
The inert gas introduction means has an introduction nozzle that introduces the inert gas in a bubble state by being immersed in the target liquid in the container,
Above the liquid surface of the target liquid in the container, the target liquid is misted by being heated by heat conducted from the liquid medium while the pressure is increased by the inert gas introduced by the inert gas introducing means. A space is formed which is a space mixed with the introduced inert gas,
The main heating unit has a heating space in which an inert gas atmosphere is formed to heat the mist target liquid.
A gas take-out device , wherein a transfer pipe for transferring an inert gas and a mist-like target liquid to the heating space side of the main heating unit is piped to a position that does not reach the liquid level of the target liquid in the space .
ガスの成分が液体の状態で含有された対象液を補助的に加熱する補助加熱部と、
補助加熱部で加熱された対象液が導入され且つ該導入された対象液を加熱して気化させる本加熱部とを備え、
前記補助加熱部は、熱媒体用の液体である液媒体が内部に注がれた液槽と、上記対象液が内部に注がれた容器とを有し、
液槽内に注がれた液媒体と混同しない状態で熱交換可能なように前記容器の少なくとも一部を該液媒体に浸すことにより、該液媒体の熱を該容器内の対象液に伝導させて該対象液を補助的に加熱する構造とし、
前記容器内の対象液内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を設け、
前記容器内における対象液の液面の上方には、上記不活性ガス導入手段によって導入された不活性ガスによって圧力が上昇するとともに液媒体から伝導される熱によって加熱されてミスト化された対象液が該導入された不活性ガスと混合される空間であるスペースが形成され、
前記本加熱部は、不活性ガス雰囲気が形成されて上記ミスト化された対象液を加熱する加熱空間を有し、
上記ミスト化された対象液を前記加熱空間に導入する構造とし、
前記補助加熱部は、上記液槽内の液媒体を加熱する加熱手段を有するとともに、該液媒体を冷却する冷却手段を有する
ことを特徴とするガス取出装置。 A gas extraction device for extracting gas in a gaseous state from the target liquid by heating and evaporating the target liquid containing a gas component,
An auxiliary heating unit that auxiliaryly heats the target liquid containing the gas component in a liquid state;
A main heating unit that introduces the target liquid heated in the auxiliary heating unit and heats and vaporizes the introduced target liquid;
The auxiliary heating unit includes a liquid tank in which a liquid medium that is a liquid for a heat medium is poured, and a container in which the target liquid is poured.
By immersing at least a part of the container in the liquid medium so that heat exchange is possible without being confused with the liquid medium poured into the liquid tank, the heat of the liquid medium is conducted to the target liquid in the container. And a structure for supplementarily heating the target liquid,
An inert gas introduction means for introducing an inert gas into the target liquid in the container is provided,
Above the liquid surface of the target liquid in the container, the target liquid is misted by being heated by heat conducted from the liquid medium while the pressure is increased by the inert gas introduced by the inert gas introducing means. A space is formed which is a space mixed with the introduced inert gas,
The main heating unit has a heating space in which an inert gas atmosphere is formed to heat the mist target liquid.
The structure that introduces the mist target liquid into the heating space,
The auxiliary heating unit includes a heating unit that heats the liquid medium in the liquid tank and a cooling unit that cools the liquid medium.
A gas extraction device characterized by that .
請求項1又は2の何れかに記載のガス取出装置。 The inert gas introduction means introduces an inert gas having a temperature higher than that of the target liquid into the target liquid.
The gas extraction device according to claim 1 or 2 .
請求項1乃至3の何れかに記載のガス取出装置。 A temperature adjusting means is provided in the middle of the flow path of the gas heated and vaporized by the main heating unit and adjusts the temperature of the gas.
The gas extraction device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至4の何れかに記載のガス取出装置。 The above gas is a flammable reducing gas
The gas extraction device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至5の何れかに記載のガス取出装置。 The liquid medium is water or a liquid that neutralizes the target liquid
The gas extraction device according to any one of claims 1 to 5 .
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