JPH03232503A

JPH03232503A - 液体から気体を分離する装置

Info

Publication number: JPH03232503A
Application number: JP2312570A
Authority: JP
Inventors: Norman G Lebeck; ノーマン　ジー　レベック
Original assignee: Waukee Engineering Co Inc
Current assignee: Waukee Engineering Co Inc
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-17
Publication date: 1991-10-16
Also published as: US5174944A; EP0436099A1

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】発明の背景炉内部で硬化雰囲気を確立するためにメタノールのよう
な液体を用いる加熱処理炉のような加熱システムにおい
ては、メタノールは加圧窒素ガスシステムにより炉に供
給される。窒素は概して外部に貯蔵され、タンクは高圧
窒素ヘッドで押さえられ加圧されている。圧力は４５ｐ
ｓｉ又はそれ以上のオーダである。メタノールは適当な
内部の配管を通って炉に送られる。加圧気体システムに
より、窒素の一部はメタノールに混合し、この混合窒素
はシステムにおける流量計の性能に悪影響を及ぼす。気
体は流量計に気泡として溜まって、流量計のフロートの
誤動作をもたらし、流量の読出の誤りを助長する。気泡
はまたシステムにおける弁の動作にも悪影響を与える。

従って、液体供給システムの加圧状態を維持しつつ、液
体からこれに混ざった気体即ち窒素を除去する分離器が
必要とされてきた。

発明の概要本発明は液体からそれに混ざった気体を分離する装置に
係り、特に、硬化炉及び類似の燃料システムにおいてメ
タノールから窒素を分離するのに応用される。本発明に
よれば、装置は、それを通って気体を含有した加圧液体
が導入される入口と下端の液体出口とを有する閉じた容
器を有する。

出口から放出される液体の流量は、入口を通って容器へ
導入される液体の流量よりも少なく、一定の量の液体が
容器中に集積する。本発明者は、閉じた容器を含む加圧
システムにかかわらず、気体、特にメタノール中の窒素
は液体から解放されて、容器のヘッドスペース即ち上端
に集積することを見出した。

フロートユニットは容器内部に配置され、集積された液
体上に浮かぶ。スイッチ機構はフロートと協働し、フロ
ートか容器中で所定の位置まで降下すると、ヘッドスペ
ースにおける解放気体状媒体の選択されｔこレベルの集
積により、スイッチ機構は容器の上端の開口部に設けら
れた弁を開くように作用し、容器から気体を排出させる
。

本発明の装置は、システムにおける加圧状態を維持しつ
つ、メタノールのような液体から窒素のような混合気体
を除去するのに役立つ。

装置は液体から気体を除去する簡単かつ小型のユニット
を提供する。

他の目的及び利点は他の記述から明らかとなろう。

実施例図は液体からこれに混ざった気体を分離する装置を含む
硬化炉システムを示し、これは液体メタノールから窒素
ガスを除去するのに特に応用される。装置はチャンバ２
を画成する閉じたハウジング１を有する。混ざった気体
を含んだ液体は入口４に接続されたライン３を通ってチ
ャンバ２に導入される。適当なフィルタ５かライン３に
接続されうる。

容器即ちハウジングｌに入る液体は概ね１０から１５ｐ
ｓｉの範囲の圧力にあり、液体はハウジングｌの壁に沿
って下方に流れ、チャンバ２に溜まる。気体はチャンバ
２において液体から解放され、チャンバの上端すなわち
ヘッドスペースに溜まる。

ハウシングｌの下端に位置するのは、放出ライン７に接
続された液体出口６である。ライン３及び７は、ライン
３を通じて容器ｌに入る液体の流量がライン７を通って
放出される液体の流量よりも大きくなるように構成され
、従って液体がチャンバ２に溜まることになる。

ハウジング１の開口した上端はハウジングの上端内部と
螺合するキャップ８により塞がれる。管９がキャップ８
の底面に固定され、管９の下端は螺合連結部１０により
チャンバ２内に下方に延びる管１１に接続される。ナツ
ト１２は管１１に固定され、管１１の上端を連結部１０
と螺合するのを補助する。

第１図に示される如く、管１１の下端は、ハウジング１
の下端内部に螺合する下部キャップ１４上に載置される
基部１３を有している。連結部１０は、キャップ８及び
１４かハウシングｌの夫々の端部内に螺合される際に基
部１３がキャップ１４と係合てきるよう調節の役割を果
たす。

好ましくはプラスチック材で概ね環状の形状であるフロ
ー）１５かチャンバ２中に取り付けられている。フロー
ト１５は外側円筒壁１６と、内側円筒壁１７とを有し、
壁１６及び１７の両端はヘッド１８及び１９で夫々覆わ
れている。ヘッド１８及び１９は概ね平らであり、管１
１の軸に垂直に延びる。フロート１５の中央開口部は管
１１を受容し、これによりフロートは液体レベルに従っ
てチャンバ２中を垂直方向に移動可能である。

キャップ８には長手方向の通路２０が設けられており、
その内端はチャンバ２の内部と連通ずる。

通路２０の外端にソレノイド作動弁組立体２１が接続さ
れている。弁組立体２１は、外側の概ね円筒形のハウジ
ング２２からなり、弁２３はハウジング２２中を摺動す
るように取り付けられ、弁の軸の回りに円周状に離間さ
れ弁の端壁２５に配置された複数のポート２４を開閉で
きるようにされている。

端壁２５にはまた、螺合ニップル２６を介して通路２０
の上端に接続された中央開口部が設けられている。

１対の電線２７が弁組立体２１のソレノイド（図示せず
）に接続され、線２７はキャップ８の中央開口部２８を
通って下方へ延び、さらに管９の内部を通り、管１１の
閉じた上端での開口部を通じて、フロート１５と協働す
るスイッチ機構に接続される。線２７は開口部中で、ま
たキャップ８及び管１１において、それぞれ適切にシー
ル又は絶縁されている。

スイッチ機構は従来型のものであり、これはフロートが
チャンバ２のヘッドスペースでの気圧の増大により所定
位置まで下げられた際に、電気信号を発生するようにさ
れている。スイッチは、内側壁１７の外面のフロート１
５の内部に設けられた磁気スイッチ接触２９と、管１１
の内面に設けられた第２の磁気スイッチ接触とを含む。

フローｈ１５のスイッチ接触２９か管１１のスイッチ接
触とほぼ半径方向関係になると、電気信号が発生して弁
２３を開き、チャンバ２のヘッドスペースにある気体を
通路２０及びポート２４を通じて排出させる。

本発明の図示の実施例は、メタノール及び窒素の制御さ
れた供給により硬化気体が作られる硬化炉２５の作動用
の典型的なシステムの一部をなし、このシステムはここ
に系統的に示されている。メタノールは概して作業用建
物２７の外部にある大容量の貯蔵タンク２６に貯蔵され
る。窒素のヘッド２８はキャップのされたタンク２６中
に維持され、メタノールと配管システム２９を炉２５へ
向けて加圧する。窒素のヘッド２８は、典型的には４５
から５５ｐｓｉの範囲の圧力を有する。圧力調整器３０
が配管システム２９に接続されてフィルタ５に供給され
るメタノールの圧力を減少させ、それにより炉２５をよ
り低圧力、たとえば１０から１５ｐｓｉにする。気体解
放チャンバ２は調整器３０の放出即ち下流側に接続され
、かくて作動は比較的低圧力レベルで行われる。既知の
手法によると、炉２５への流量を適切にするために、流
量制限装置３がチャンバ２の下流に接続され、所望の硬
化気圧を生成する。チャンバ２の上流端と流量制限器３
１の下流側の間の圧力差は最小であり、所望の流れが加
圧されたシステムを通じて実現され、類２５内で適切な
気圧が保たれる。流量計３２がメタノールの炉への正確
な流量を調整・維持するために設けられる。流量計は好
ましくは１９８９年９月１２日発行の米国特許第４．８
６４．８７０号に示された如く構成され、これは流路３
４とフロート動作読出システムを画成する読出チャンバ
３５との間のフロートユニット３３を含む。続出チャン
バ３５はメタノールの炉への選択的な供給を確立及び維
持するために、流量制御装置３１に連結されて電気的制
御を確立する。窒素もまた制御流ユニット（図示せず）
の下で供給される。

フロートユニット３３は流量計通路３４を通る液体の流
量に従って位置決めされる。読出チャンバ３５は通路３
４としてフローチャンバと連通し、同し液体で満たされ
る。流量計３４及び読出チャンバ３５は液体流で満たさ
れ続けなければならない。空気又は窒素のような他の気
泡が流量計に入り、読出チャンバ３５におけるようにフ
ロートユニット３３に接すると、気泡はフロート、特に
読出ディスクと接することになり、フロートユニット３
３の位置が誤って決まることとなる。フロートと接する
気泡は不適当な流量を表示することが知られており、実
際、流量制御弁（図示せず）を全開位置まで駆動して、
最良でも望ましくない気圧を炉に与え、最悪の場合には
危険な気圧にする。

かくて、窒素の除去は重要である。

本発明は、加圧されたメタノール液体中での窒素又は他
の気体を除去し流量計３２に気体のない真空の液体流を
与え、かくしてメタノールの炉への効果的な供給を確立
するための気体解放装置を提供するものである。

メタノールは言うまでもなく高度に揮発性の生成物であ
り、炉の環境中ではその損失を防止するのに注意が必要
であり、そうでないと非常に危険な状況が発生すること
になる。かくて容器及び／”ｔウジングは、ソレノイド
弁構成２３を含むシールされた構成からの漏れを防ぐた
めに適宜に構成されなければならず、さらにソレノイド
弁２３の開口部はチャンバ２に開き、かくてメタノール
の逃避可能な通路となる。気体解放構成は炉２５のすぐ
隣り又はその近くに設けられることが多くまた便利であ
り、シールされた管３７で示される様にソレノイド弁２
３からトラップ３８までの特別のバイパスシステム３６
が設けられて、周囲の環境にメタノールが放出されない
ようにすることが有利である。

気体解放装置の作動においては、気体含有液体は概ね１
０から１５ｐｓ　ｉの圧力で入口４へ連続的に導入され
、液体はチャンバ２まで下方へ流れ、チャンバ中に溜ま
り、他方これに混ざった気体は解放されチャンバ２のヘ
ッドスペースの上端に集まる。

動作の開始時には、弁２３は開き、フロートが液体の集
積に伴って上昇すると、スイッチ機構が起動されて弁を
閉じ、チャンバ２からの気体の放出を防止する。

フロート１５は液体の量の増加によりチャンバ２中を引
続き上昇し、チャンバに出入りする液体流の均衡を確立
する。本発明者は、メタノール液がチャンバ２中を流れ
る際に、メタノール中の窒素が解放されチャンバ２中を
上昇することを見出した。集積気体は液体を変位させ、
液体レベルを減少させる。フロートは気体集積に従って
下方へ移動し、所定のレベル及びフロート位置において
スイッチ接点２９は管１１のスイッチ接点３０とほぼ近
接関係となるまで移動し、かくして弁２３を開き、チャ
ンバの上端にある気体を通路２０及びポート２４を通じ
て外部に排出させる。

本発明の装置により、混合された気体は液体から分離さ
れ、システムにおける圧力を維持しつつチャンバから構
成される装置は簡単で小型の構成でありながら窒素又は
他の気体の除去を可能にする。

上記の説明は、窒素におおわれ加圧されたメタノール計
量システムから加圧窒素ガスを除去する独特の改善され
たメタノール供給システムを生成する硬化炉についてな
されたが、本発明は最広義では加圧流体システムにおい
て加圧液体から多種多様な気体を分離するのに用いられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す、気体分離装置を含む加工
硬化炉用の供給システムの長手方向の拡大概略図、第２図は弁の長手方向の拡大図、第３図は第２図の線３−３に沿った横断面図である。ｌ・パソ＼ウジング、２°・−チャンバ、６°出口、８
キヤツプ、１０°°連結部、１５−フロート、２３弁、
２４−・′−ポート、２５・−°炉、２９−・′”スイ
ッチ接触、３２−・流量計、３５−・−読出チャンバ。手続補正書（方式）％式％発明の名称液体から気体を分離する装置代表者ロバートシー　オーナン以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体に結合された液体中に気体として部分的に混
合されている加圧気体状媒体を有し加圧状態の供給装置
から液体を押し出す液体供給装置と、該気体状媒体は、
該液体を受容するために加圧された入口とその入口の下
部に配置された出口を有し、該容器を通じて該容器中に
液体を集積するのに充分な量で液体をとぎれなく流す気
体解放容器と、容器の上端の気体出口と、該容器への液
体の該導入による妨げを受けずに容器の上端の所定の集
積に応じて該気体出口を開閉する制御装置とより成り、
該気体は該容器中で液体から解放され該容器の上部に集
積される、液体から気体を分離する装置。
（２）制御装置は気体出口での常閉弁装置であり、容器
のフロートユニットは集積液体上に浮かび、スイッチユ
ニットは弁装置を作動し、該スイッチユニットはフロー
トユニットにより容器の上部での気体の増加を表示する
所定の降下位置で起動される請求項１記載の装置。
（３）該容器は垂直方向に延長され、該液体入口は上部
にあり、液体出口は底部にあり、フロートは容器におけ
る垂直支持上を垂直移動するように設けられ、ユニット
は垂直支持の下端に隣接して配置される請求項１又は２
記載の装置。
（４）該スイッチは該フロート上に第１の接触と、支持
の第２の接触を有する請求項２又は３記載の装置。
（５）該スイッチユニットは、フロート上の磁気接触と
、容器について第１の接触を有する近接スイッチである
請求項２乃至４のうちいずれか一項記載の装置。
（６）気体出口においてソレノイド作動の弁を有する請
求項１乃至５のうちいずれか一項記載の装置。
（７）中空の管の形のフロート支持を有し、電気スイッ
チ接続ワイヤが管を通って弁に延びる請求項５又は６記
載の装置。
（８）メタノールを炉へ供給するために窒素供給タンク
から加圧された液体メタノール供給タンクと結合して加
熱された建物内部に配置されたメタノール及び窒素の充
填された硬化炉用の装置であって、メタノールタンクか
ら炉に隣接して配置され上部入口と底部出口を有する該
容器への高圧低ラインと、メタノール圧力を減少するた
めに液流ラインと容器との間に接続された圧力調整器と
、容器の出力を炉へ接続し、フローチャンバにおいてフ
ロートを有し流量に応じて位置決めされる流量計とより
なり、該流量計はフローチャンバ及びメタノール流量制
御に連結されてフロート位置に従って流量を調節する読
出装置を有し、該メタノールは容器の底部に集積し、該
メタノール中の窒素ガスは解放されて容器の上部に集積
し制御装置により解放される、請求項１記載の装置。
（９）気体出口に接続されてメタノールガスの容器から
の逃避を防止する気体トラップを有する請求項１乃至８
のうちいずれか一項記載の装置。
（１０）窒素ガスタンクから加圧されたメタノールガス
タンクを有し、それに混ざった窒素ガスを含むメタノー
ルを建物へ運ぶ高圧フローラインにより炉に接続された
加熱建物におけるメタノール及び窒素が充填された硬化
炉システムであって、フローラインに接続された圧力調
整器と、入口が調整器に接続された入口と該入口の下部
のメタノール出口とを有するシールされたハウジングを
有するメタノール気体デバブラー容器と、容器を炉へ接
続し流れ通路中に位置するフロートを有する流量計と、
流れ通路と連通しフロートに接続された制御部材を有す
る読出装置と、該流量計の出力に応じて該炉へのメタノ
ールの流れを調整するための該制御部材に連結された流
れ制御と、容器の上端に接続された気体解放装置と、該
容器中で該窒素ガスに連結され、集積ガスに応答し該気
体解放装置を起動させるレベルセンサとよりなり、メタ
ノールは容器の底部に集積し、メタノール中の窒素ガス
は気体状に解放され該容器の上端部分で窒素ガスとして
集積する硬化炉システム。
（１１）該タンクは該建物の外部に取り付けられる請求
項９記載の炉。
（１２）該レベルセンサは、少しの間気体解放装置の起
動のためのスイッチを起動するフロートである請求項９
又は１０記載の炉システム。