JPH0221100A - 試料用流体の流量及び圧力の調整装置 - 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】 本発明は、流体の流量及び圧力を一定に保つ装置に関し
、より詳細には、化学モニターへの流体の流量及び圧力
を一定に保つと共に試料用流体を無駄にしたり喪失させ
たりしないようにする装置に関する。

高純度の水の試料採取システムは、代表的な試料の採取
及び分析が行えるよう注意深く設計する必要がある。一
般に、試料採取システムは、試料の正確度を維持できる
ようにするためには流量及び圧力が一定であることを必
要条件とする流体モニター又は分析器を含む。流量が一
定であることを必要条件とする試料採取システムの例は
、米国特許節４，４７２，３５４号及び本出願人により
、１９８８年４月１５日に出願された米国特許出願に基
づく優先権を主張して平成元年４月１５日、日本国特許
庁に出願された特許出願（発明の名称：「化学モニタ一
方法および装置」）に見出すことができる。もしかかる
システム内の流量が一定でなければ、試料ライン中に在
る粒状の沈積物が、攪拌され、−気に試料ラインの端ま
で運ばれることがある。また、沈積物の攪拌により、可
溶性不純物の濃度が変化することもある。その理由は、
通常の粒状沈積物はイオン交換特性を有することが知ら
れているからである。試料採取システムに関するもう一
つの問題は、モニターへの出力圧力を一定にすべきこと
にある。また、モニターは、流量の変化に起因して過渡
応答性が変化し易い。

市販のモニターの中には、ニードル弁にの調節により流
量を制御するものがあるが、この方法を入口圧力の変化
の補償に用いることはできない。

従来型システムはこれらの問題に対し２つの方法で対処
している。第１は、モニターによる一定流星の維持に努
め、モニターを非使用状態にするときの流量変化を許容
する方法である。この方法はモニター２０のニードル弁
により実施されるが、その結果、擾乱を受けた流体がモ
ニターを通過している間、システムに関し長い整定時間
を取る必要がある。この整定期間中にモニターによって
得られた値には信用が置けない、第２の方法では、第１
図に示すような低ヘッド装置が用いられる。

源１０からの流体は管系１２を通って移動する。

管系１２は、モニター２０への試料ライン入口の上方へ
成る特定の高さ位置１８に在る、大気に通じる開口又は
出口１６を備えたヘッドライン１４を有する。過剰な試
料流体が開口１６から流出し、ドレン２２により処分さ
れる。したがって、このシステムは適用可能な圧力に限
度がある。１５ボンド／平方インチ（約１．０５ｋｇ／
ｃｄ）の圧力を発生させるためには、ライン１４の高さ
を約３０フイート（約９ｍ）にする必要がある。このシ
ステムを用いると、流量が比較的一定の状態で一定の圧
力が得られるが、試料流体が無駄になる。このシステム
は、モニターのニードル弁によって圧力変化の調整を行
う方式を利用している。もしモニター２０がニードル弁
を有していなければ、試料は、流体流量の誤差に起因し
て誤差のある状態になる。出口１６から出た流体は大気
に触れて汚染状態になるので、この流体を再循環させて
ａＸＯに戻すことは出来ない。高純度の水は非常に高価
であるにもかかわらず、かかるシステムはこの高価な水
を無駄にする。

上記特許出願に開示しているように、多重配管構成を用
いぞモニターを種々の源へ頻繁に接続したり切り離した
りする場合、一定の流量及び圧力を維持する問題が深刻
化するが、その主たる理由は、多重切換え装置による切
換えが可能な速度が、システムのモニターのうち幾つか
のものの整定時間と同程度であることに求められる。も
し切換えが整定時間で、又は、はぼ整定時間で生じると
、一貫性のある試料が得られない。

本発明の目的は、システム条件が頻繁に変化している環
境であっても、一定の流量及び圧力を維持する試料用流
体の流量及び圧力の調整装置を提供することにある。

この目的に鑑みて、本発明の要旨は、加圧流体供給手段
からの流体の流量を制御する試料用流体の流量及び圧力
の調整装置であって、加圧流体供給手段からの流体ライ
ン中に位置した圧力調整弁と、圧力調整弁の下流側で流
体ライン中に位置した絞り弁と、絞り弁の下流側で流体
ライン中に位置した背圧調整弁とを有し、定圧定流量の
試料用流体の供給手段が、絞り弁と背圧調整弁との間で
流体ラインに連結されていることを特徴とする装置にあ
る。

流体を絞り弁と背圧調整弁との間からモニターへ供給す
る本装置によれば、一定の流体流量及び圧力がモニター
へ供給される。背圧調整弁により本装置から流出した流
体は、再循環用ドレンにより源に戻される。第１段の圧
力又は第２段の圧力状態で圧力調整をもう一度行うと、
圧力の安定性を高くすることができる。

本発明は、添付の図面に例示として示すに過ぎない好ま
しい実施例についての以下の説明を読むと一層容易に理
解できよう。

流体を損失又は汚染させることなく、一定の圧力及び一
定の流量を流体源からモニター２４〜２６に供給する装
置が第２図に示されている。源２８が莫気タービン発電
機の流体管である場合、源２８からの人口圧力は、２０
０ボンド／平方インチ（約１４．０６　ｋｇ／ｄ＞以上
である。源２８は管３２により圧力調整弁３０に連結さ
れている。

圧力調整弁３０は、テスコム（Ｔｅ５ｃｏ■）社からモ
デル４４−３４６２５２４として市販されており、管３
４内の圧力を、例えば、３．５ｋｇ＃４に維持する。管
３４内の一定圧力の流体を、例えば、ニュープロ（Ｎｅ
−Ｐｒｏ）社から入手できるシリーズＭ又はし、或いは
、ホーク（Ｈｏｋｅ　）社から入手できる２３００シリ
ーズのような絞り弁３６に供給する。

力調整弁３０と絞り弁３６との間に、約５０ボンド／平
方インチ（約３．５２ｋｇ／ｃｄ）の圧力が生じる。絞
り弁３６の出力は背圧調整弁４０に連結された管３８に
入力され、背圧調整弁４０ば再循環用ドレン４１に流体
を移す、再循環用ドレン４１は過剰の流体を源２８に戻
す。背圧調整弁４０はテスコム社からモデル２６−３２
２５−４４として市販されている。背圧調整弁４０は、
管３８内を一定の圧力、例えば、３０ポンド／平方イン
チ（約２．１１ｋｇ／ｃｊ）に保つよう調節されている
。

絞り弁３Ｂを成る一定の開き度に調節すると、この弁構
成により流体が一定流量で入口管３４から引き出される
ことになる。流量の大きさは絞り弁３６の開き度で定ま
るが、成る一定の開き度にすると、弁３６はこれを通る
流量に関連のある圧力降下を生ぜしめることになる。絞
り弁３６を通る流体の人口圧力及び出口圧力が調節され
るので、絞り弁３６を通る流体の流量及び圧力の決定及
び調節が行われる。モニターのための流体試料を、り弁
３６と背圧調整弁３４との間で管３８／Ｐき取ることが
できる。圧力調整弁４５及びコレクション（ｃｏｔ　Ｉ
ｅｃｔｉｏｎ　）弁、即ち、止め弁又は遮断弁もしくは
閉止弁４６．４８により第２段階の圧力調整が行われる
。圧力調整弁４５は好ましくは、背圧調整弁４０と同一
形式の弁であるが、圧力設定値が異なっており、一方、
遮断弁４６．４８は多くの製造業者から入手できる。こ
の第２段階の圧力調整は必ずしも必要ではなく、それ故
、任意的なものである。とはいうものの、この第２段階
の圧力調整を行うと、モニター２４．２６に供給される
圧力の不変性の度合いが向上し、それ故、モニター２４
．２６を通る流体流量の不変性の度合い及び正確度が向
上する。さらに、この第２段階の圧力調整により、第１
段階の利点を全て保持した上で第２段階における出口圧
力を異ならしめることができる。モニター２４．２６は
それぞれ、コレクシボン弁４６．４８の下流側に連結さ
れており、モニター２６の上流には３：１多重弁５０が
設けられ、該多重弁によりモニター２６は幾つかの異な
る圧力及び流量調整ソースラインから試料を採取できる
ことになる。上記特許出願に記載されているような多重
モニターシステムでは、数個の弁５０がコンピューター
で操作されるが、各多重弁５０の開放回数及び特定の開
放時期は予測できないので、一般的には、疑似乱数的な
ばらつきがあると考えられる。作動中、試料をモニター
２４．２５又は２６に抜き取ると、背圧調整弁４０にお
ける圧力は僅かながら低下するが、この弁４０の絞りを
徐々に効かせてこれを通る流体の流量を減少させると、
圧力減少分が補償される。

この移行時に、絞り弁３６は一定流量を維持する。

モニターへの人力流量は背圧調整弁４０による流量減少
により迅速に補償されると共に、圧力が所望の圧力に戻
される。

上述の装置により、良好な試料採取法に必要な試料の一
定流量及び、モニターを一定流量の流体が通るのに必要
な一定の出力圧力が得られる。本装置は、この利点を得
るに当たり、大気に向かって開放する必要がなく、しか
も弁４０を通過した試料用流体を集め、源２８に圧送し
て戻す必要も無い。本装置によれば、もしモニターが、
高い圧力をｆｉＷＩ用カラムにかける必要のあるイオン
交換クロマトグラフィーであったり、ポンプが必要な場
合に特に重要となる圧力調整弁によって得られる圧力を
適切に選択すると、モニターへの所望の入力圧力が生じ
ることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、流体を大気に暴露させる圧力の調整が制限さ
れた従来法を示す図である。 第２図は、一定の圧力及び一定の流体流量を源２日から
モニター２４〜２６へ供給する本発明の装置を示す図で
ある。 〔主要な参照番号の説明］ ２日・・・源、３０・・・圧力調整弁、３６・・・絞り
弁、４０．４５・・・背圧調整弁、４６・・・止め弁、
５０・・・３：ｌ多重弁。 特許出願人：ウェスチングハウス・エレクトリック・コ
ーポレーション 代　理　人：加藤　紘一部（外１名） 咲１暉ポ↑

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加圧流体供給手段からの流体の流量を制御する試
   料用流体の流量及び圧力の調整装置であって、加圧流体
   供給手段からの流体ライン中に位置した圧力調整弁と、
   圧力調整弁の下流側で流体ライン中に位置した絞り弁と
   、絞り弁の下流側で流体ライン中に位置した背圧調整弁
   とを有し、定圧定流量の試料用流体の供給手段が、絞り
   弁と背圧調整弁との間で流体ラインに連結されているこ
   とを特徴とする装置。
2. （２）前側圧力調整弁が前記試料用流体供給手段中に設
   けられ、止め弁が、定圧流体の出力安定性を高めるため
   、前側圧力調整弁に連結されていることを特徴とする請
   求項第（１）項記載の装置。