JPH055851U - 熱処理炉へのアルコール供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脈動を生じることなくアルコール供給を行
い、しかも流量制御装置へ気泡となった気体成分が流入
することを防止して流量を高精度に計量し、供給量が正
確に制御できる、熱処理炉へのアルコール供給装置を提
供する。 【構成】 アルコール供給装置(１)を、液体アルコール
の貯蔵タンク(２)と、この貯蔵タンク(２)内に加圧窒素
ガスを供給する窒素ガス供給源(３)と、貯蔵タンク(２)
と熱処理炉(５)とを連通連結する供給路(４)とから構成
し、供給路(４)の中間部に流量制御装置(６)を配設する
とともに、この流量制御装置(６)と前記の貯蔵タンク
(２)との間の供給路上流側部分(4a)に、流量制御装置
(６)の配設位置よりも高い高位置部(７)を設けて、ここ
に気液分離装置(８)を配設した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、浸炭炉などの熱処理炉へアルコールを浸炭用炭素源や燃料として供 給する、熱処理炉へのアルコール供給装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

一般に、浸炭処理用の熱処理炉に供給される炭素供給源は、流量制御のし易さ などからプロパンガスが多用されているが、コスト低下を図るうえでプロパンガ スに比べて安価なメタノールなど、アルコールの利用が望まれている。 このアルコールを熱処理路へ供給する装置としては、これが液体であることか ら、ポンプを用いて供給するものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

これらの供給装置は、熱処理炉を運転するうえで供給量を制御する必要があり 、特に、浸炭炉など炭素供給源として用いる場合には、供給量を高精度に計量し て正確に制御する必要がある。 しかし、従来のポンプを用いた供給装置では、ポンプの駆動により脈動が生じ るため供給量を正確に制御することが極めて困難であった。また、供給装置の起 動時に供給路中に残っていた空気など、気体成分が液体のアルコール中に混入し やすく、この結果、アルコールが流量制御装置を通過する際にこれらの気体成分 の気泡が生じるため流量を高精度に計量できず、この点からもアルコール供給量 を正確に制御できない問題があった。

【０００４】 本考案はこのような点に着目してなされたもので、アルコール流量を高精度に 計量し、供給量を正確に制御できるアルコール供給装置を提供することを目的と する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案では、上記の目的を達成するために、アルコール供給装置を、液体アル コールを収容した貯蔵タンクと、この貯蔵タンク内に加圧窒素ガスを供給する窒 素ガス供給源と、一端を貯蔵タンクに他端を熱処理炉に連通連結して窒素ガスの 圧力によりアルコールを熱処理炉へ供給する供給路とから構成し、この供給路の 中間部に流量制御装置を配設するとともに、この流量制御装置と貯蔵タンクとの 間の供給路上流側部分に流量制御装置の配設位置よりも高く配管した高位置部を 設け、この高位置部に気液分離装置を配設して、気液分離装置の気液流入口を上 記の供給路上流側部分を介して貯蔵タンクに連通するとともに、液体流出口を供 給路及び流量制御装置を介して熱処理炉に連通したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案では、液体アルコールを収容した貯蔵タンクに窒素供給源を連通させ、 この窒素ガスの圧力により供給路を介して熱処理炉へアルコールを供給すること から、アルコールの供給に際して脈動が生じない。

【０００７】 また、流量制御装置よりも上流側の供給路に高位置部を設け、この高位置部に 気液分離装置を配設したので、貯蔵タンクから送給される液体アルコール中に発 生した気泡は全て除去されるうえ、アルコール中に溶け込んだ加圧用の窒素ガス もこの高位置部の気液分離装置内で気化し分離される。 しかも、気液分離装置と流量制御装置との配設高さの違いによる水頭圧により 、流量制御装置に送給されるアルコールは途中で気化することがなく、また、加 圧用の窒素ガスがアルコール中に溶け込んでいてもこれが気泡とならないので、 液体アルコールのみが流量制御装置に流入して計量・制御される。

【０００８】

【実施例】

図面は本考案の実施例を示し、図１はアルコール供給路の配管系を示す流れ図 、図２は気液分離装置の縦断面図である。

【０００９】 このアルコール供給装置(１)は、図１に示すように、液体のメタノールを収容 した貯蔵タンク(２)と、この貯蔵タンク(２)に窒素ガス供給路(18)を介して連通 する窒素ボンベ(３)と、上記の貯蔵タンク(２)と浸炭処理を行う浸炭炉(５)とを 連通連結する供給路(４)とから構成されている。

【００１０】 そして、上記の窒素ガスボンベ(３)から窒素ガスが窒素ガス供給路(18)を介し て貯蔵タンク(２)内に導入され、この窒素ガスの圧力により貯蔵タンク(２)内の メタノールが送り出されて、ポンプで供給するような脈動を発生することなく、 一定の供給圧力で供給路(４)を介し浸炭炉(５)へ供給される。

【００１１】 上記の供給路(４)の中間部にはメタノールの流量を制御する流量制御装置(６) が配設されており、浸炭処理に必要な炭素源供給量に応じて適量を計量し、浸炭 炉(５)への供給量を制御するように構成されている。 なお、符号(5b)は浸炭炉(５)の下部に設けた油槽を示している。

【００１２】 上記の流量制御装置(６)は制御操作を容易にするため床面(Ｇ)上に配設されて いるが、上記の貯蔵タンク(２)からこの流量制御装置(６)に至る間の供給路上流 側部分(4a)には、この流量制御装置(６)よりも高く立上げた立上管(4b)が配管さ れており、この立上管(4b)の頂部、即ち高位置部(７)にフロート型の気液分離装 置(８)が配設してある。

【００１３】 この気液分離装置(８)は、図２に示すように、比較的容積の大きい気液分離室 (９)の内部に球形のフロート(10)が配置され、分離室(９)内に貯溜するメタノー ルの液面(Ｌ)の上下に伴って上下揺動するようフロート支持腕(15)により支持さ れている。この分離室(９)の容積は、液体メタノールの流入や流出に伴う流動圧 でフロート(10)が揺動しない程度に大きくしておくことが望ましい。また、分離 室(９)には、側壁(9a)上方に気体排出口(11)が、側壁(9a)下方に気液流入口(12) が、下壁(9b)に液体流出口(13)がそれぞれ設けてある。

【００１４】 上記の気体排出口(11)には開閉弁(14)が付設されており、上記のフロート支持 腕(15)の揺動支点(16)がこの開閉弁(14)の取付フランジに設けられるとともに、 支持腕(15)には揺動支点(16)近傍部に開閉弁(14)の操作部(17)が設けてある。

【００１５】 上記のように構成された気液分離装置(８)は、分離室(９)内に溜まる気体成分 が増えてメタノールの液面(Ｌ)が低下すると、これに伴いフロート(10)が下方へ 揺動移動して気体排出口(11)の開閉弁(14)が開弁し、この結果、分離室(９)内の 気体成分が排出されてメタノールの液面(Ｌ)が上昇する。そして、メタノールの 液面(Ｌ)が上昇するとフロート(10)が上方に揺動移動して開閉弁(14)が閉じ、気 体排出口(11)から液体メタノールが流出したり供給圧力が低下したりすることが 防止される。

【００１６】 また、上記の気液流入口(12)は、供給路上流側部分(4a)中に配管された前記の 立上管(4b)の頂部に連結して貯蔵タンク(２)に連通させてあり、一方、液体流出 口(13)はアルコール供給路(４)及び流量制御装置(６)を介して浸炭炉(５)に連通 させてある。

【００１７】 本考案のアルコール供給装置(１)は上記のように構成されているので、設備の 起動時に配管中に残っていた空気やメタノールに溶解した加圧用窒素ガスなど、 メタノール中に混在する気体成分は、高位置部(７)に配置した気液分離装置(８) 内で分離して気体排出口(11)から排出される。一方、液体流出口(13)からは気液 分離された液体成分のメタノールのみが送り出される。

【００１８】 このとき、上記の立上管(4b)として直径の太い管、例えば直径２０ｍｍの管を 使用すると、配管中に発生した気泡が上方の気液分離装置(８)へ抜け易く、一層 効果的に気液分離することができる。

【００１９】

【効果】

本考案では、窒素ガスの圧力で液体のアルコールを供給するので、供給に際し て脈動を生じることがなく、一定の圧力で供給することができる。 しかも、気液分離装置で分離された液体成分のアルコールのみが流量制御装置 へ送り出されるうえ、この流量制御装置が気液分離装置よりも下方に配設されて いることから配設位置の高低差による水頭圧が加わるので、流量制御装置に送ら れるアルコールが気化したり、アルコールに溶け込んだ加圧用の窒素ガスが気泡 を生じたりすることがない。この結果、流量制御装置に気泡となった気体成分が 流入することがなく、液体アルコールを高精度に計量することができ、供給量を 正確に制御することができる。

【提出日】平成４年７月３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、浸炭炉などの熱処理炉へアルコールを浸炭用炭素源や燃料として供 給する、熱処理炉へのアルコール供給装置に関する。

【０００２】

【従来技術】

一般に、浸炭処理用の熱処理炉に供給される炭素供給源は、流量制御のし易さ などからプロパンガスが多用されているが、コスト低下を図るうえでプロパンガ スに比べて安価なメタノールなど、アルコールの利用が望まれている。 このアルコールを熱処理路へ供給する装置としては、これが液体であることか ら、ポンプを用いて供給するものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

これらの供給装置は、熱処理炉を運転するうえで供給量を制御する必要があり 、特に、浸炭炉など炭素供給源として用いる場合には、供給量を高精度に計量し て正確に制御する必要がある。 しかし、従来のポンプを用いた供給装置では、ポンプの駆動により脈動が生じ るため供給量を正確に制御することが極めて困難であった。また、供給装置の起 動時に供給路中に残っていた空気など、気体成分が液体のアルコール中に混入し やすく、この結果、アルコールが流量制御装置を通過する際にこれらの気体成分 の気泡が生じるため流量を高精度に計量できず、この点からもアルコール供給量 を正確に制御できない問題があった。

【０００４】 本考案はこのような点に着目してなされたもので、アルコール流量を高精度に 計量し、供給量を正確に制御できるアルコール供給装置を提供することを目的と する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案では、上記の目的を達成するために、アルコール供給装置を、液体アル コールを収容した貯蔵タンクと、この貯蔵タンク内に加圧窒素ガスを供給する窒 素ガス供給源と、一端を貯蔵タンクに他端を熱処理炉に連通連結して窒素ガスの 圧力によりアルコールを熱処理炉へ供給する供給路とから構成し、この供給路の 中間部に流量制御装置を配設するとともに、この流量制御装置と貯蔵タンクとの 間の供給路上流側部分に流量制御装置の配設位置よりも高く配管した高位置部を 設け、この高位置部に気液分離装置を配設して、気液分離装置の気液流入口を上 記の供給路上流側部分を介して貯蔵タンクに連通するとともに、液体流出口を供 給路及び流量制御装置を介して熱処理炉に連通したことを特徴としている。

【０００６】

【作用】

本考案では、液体アルコールを収容した貯蔵タンクに窒素供給源を連通させ、 この窒素ガスの圧力により供給路を介して熱処理炉へアルコールを供給すること から、アルコールの供給に際して脈動が生じない。

【０００７】 また、流量制御装置よりも上流側の供給路に高位置部を設け、この高位置部に 気液分離装置を配設したので、貯蔵タンクから送給される液体アルコール中に発 生した気泡は全て除去されるうえ、アルコール中に溶け込んだ加圧用の窒素ガス もこの高位置部の気液分離装置内で気化し分離される。 しかも、気液分離装置と流量制御装置との配設高さの違いによる水頭圧により 、流量制御装置に送給されるアルコールは途中で気化することがなく、また、加 圧用の窒素ガスがアルコール中に溶け込んでいてもこれが気泡とならないので、 液体アルコールのみが流量制御装置に流入して計量・制御される。

【０００８】

【実施例】

図面は本考案の実施例を示し、図１はアルコール供給路の配管系を示す流れ図 、図２は気液分離装置の縦断面図である。

【０００９】 このアルコール供給装置（１）は、図１に示すように、液体のメタノールを収 容した貯蔵タンク（２）と、この貯蔵タンク（２）に窒素ガス供給路（１８）を 介して連通する窒素ボンベ（３）と、上記の貯蔵タンク（２）と浸炭処理を行う 浸炭炉（５）とを連通連結する供給路（４）とから構成されている。

【００１０】 そして、上記の窒素ガスボンベ（３）から窒素ガスが窒素ガス供給路（１８） を介して貯蔵タンク（２）内に導入され、この窒素ガスの圧力により貯蔵タンク （２）内のメタノールが送り出されて、ポンプで供給するような脈動を発生する ことなく、一定の供給圧力で供給路（４）を介し浸炭炉（５）へ供給される。

【００１１】 上記の供給路（４）の中間部にはメタノールの流量を制御する流量制御装置（ ６）が配設されており、浸炭処理に必要な炭素源供給量に応じて適量を計量し、 浸炭炉（５）への供給量を制御するように構成されている。 なお、符号（５ｂ）は浸炭炉（５）の下部に設けた油槽を示している。

【００１２】 上記の流量制御装置（６）は制御操作を容易にするため床面（Ｇ）上に配設さ れているが、上記の貯蔵タンク（２）からこの流量制御装置（６）に至る間の供 給路上流側部分（４ａ）には、この流量制御装置（６）よりも高く立上げた立上 管（４ｂ）が配管されており、この立上管（４ｂ）の頂部、即ち高位置部（７） にフロート型の気液分離装置（８）が配設してある。

【００１３】 この気液分離装置（８）は、図２に示すように、比較的容積の大きい気液分離 室（９）の内部に球形のフロート（１０）が配置され、分離室（９）内に貯溜す るメタノールの液面（Ｌ）の上下に伴って上下揺動するようフロート支持腕（１ ５）により支持されている。この分離室（９）の容積は、液体メタノールの流入 や流出に伴う流動圧でフロート（１０）が揺動しない程度に大きくしておくこと が望ましい。また、分離室（９）には、側壁（９ａ）上方に気体排出口（１１） が、側壁（９ａ）下方に気液流入口（１２）が、下壁（９ｂ）に液体流出口（１ ３）がそれぞれ設けてある。

【００１４】 上記の気体排出口（１１）には開閉弁（１４）が付設されており、上記のフロ ート支持腕（１５）の揺動支点（１６）がこの開閉弁（１４）の取付フランジに 設けられるとともに、支持腕（１５）には揺動支点（１６）近傍部に開閉弁（１ ４）の操作部（１７）が設けてある。

【００１５】 上記のように構成された気液分離装置（８）は、分離室（９）内に溜まる気体 成分が増えてメタノールの液面（Ｌ）が低下すると、これに伴いフロート（１０ ）が下方へ揺動移動して気体排出口（１１）の開閉弁（１４）が開弁し、この結 果、分離室（９）内の気体成分が排出されてメタノールの液面（Ｌ）が上昇する 。そして、メタノールの液面（Ｌ）が上昇するとフロート（１０）が上方に揺動 移動して開閉弁（１４）が閉じ、気体排出口（１１）から液体メタノールが流出 したり供給圧力が低下したりすることが防止される。

【００１６】 また、上記の気液流入口（１２）は、供給路上流側部分（４ａ）中に配管され た前記の立上管（４ｂ）の頂部に連結して貯蔵タンク（２）に連通させてあり、 一方、液体流出口（１３）はアルコール供給路（４）及び流量制御装置（６）を 介して浸炭炉（５）に連通させてある。

【００１７】 本考案のアルコール供給装置（１）は上記のように構成されているので、設備 の起動時に配管中に残っていた空気やメタノールに溶解した加圧用窒素ガスなど メタノール中に混在する気体成分は、高位置部（７）に配置した気液分離装置（ ８）内で分離して気体排出口（１１）から排出される。一方、液体流出口（１３ ）からは気液分離された液体成分のメタノールのみが送り出される。

【００１８】 このとき、上記の立上管（４ｂ）として直径の太い管、例えば直径２０ｍｍの 管を使用すると、配管中に発生した気泡が上方の気液分離装置（８）へ抜け易く 、一層効果的に気液分離することができる。

【００１９】

【効果】

本考案では、窒素ガスの圧力で液体のアルコールを供給するので、供給に際し て脈動を生じることがなく、一定の圧力で供給することができる。 しかも、気液分離装置で分離された液体成分のアルコールのみが流量制御装置 へ送り出されるうえ、この流量制御装置が気液分離装置よりも下方に配設されて いることから配設位置の高低差による水頭圧が加わるので、流量制御装置に送ら れるアルコールが気化したり、アルコールに溶け込んだ加圧用の窒素ガスが気泡 を生じたりすることがない。この結果、流量制御装置に気泡となった気体成分が 流入することがなく、液体アルコールを高精度に計量することができ、供給量を 正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルコール供給装置の配管系を示す流れ図であ
る。

【図２】気液分離装置の縦断面図である。

【符号の説明】

２…貯蔵タンク、 ３…窒素ガス供給源（窒素ガスボン
ベ）、 ４…供給路、４ａ…供給路上流側部分、 ５…
熱処理炉（浸炭炉）、 ６…流量制御装置、７…高位置
部、 ８…気液分離装置、 ９…気液分離室、 １０…
フロート、１１…気体排出口、 １２…気液流入口、
１３…液体流出口、 １４…開閉弁、１５…フロートの
支持腕、 １７…開閉弁の操作部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体アルコールを収容した貯蔵タンク
   (２)と、この貯蔵タンク(２)内に加圧窒素ガスを供給す
   る窒素ガス供給源(３)と、一端を貯蔵タンク(２)に他端
   を熱処理炉(５)に連通連結して窒素ガスの圧力によりア
   ルコールを熱処理炉(５)へ供給する供給路(４)とからな
   り、 この供給路(４)の中間部に流量制御装置(６)を配設する
   とともに、この流量制御装置(６)と前記の貯蔵タンク
   (２)との間の供給路上流側部分(4a)に流量制御装置(６)
   の配設位置よりも高く配管した高位置部(７)を設け、 この高位置部(７)に気液分離装置(８)を配設して、気液
   分離装置(８)の気液流入口(12)を上記の供給路上流側部
   分(4a)を介して貯蔵タンク(２)に連通するとともに、液
   体流出口(13)を供給路(４)及び流量制御装置(６)を介し
   て熱処理炉(５)に連通したことを特徴とする熱処理炉へ
   のアルコール供給装置。
2. 【請求項２】 上記の気液分離装置(８)を、液体アルコ
   ールを貯溜する分離室(９)と、この分離室(９)内に配置
   して上下揺動可能に支持したフロート(10)とで構成し、 この分離室(９)への上記気液流入口(12)を分離室(９)の
   下方に開口するとともに、液体流出口(13)を分離室(９)
   の下壁(9b)に開口し、 分離した気体成分排出用の気体排出口(11)を上記の液体
   流出口(13)よりも上方に開口して、この気体排出口(11)
   に開閉弁(14)を取付け、 この開閉弁(14)の操作部(17)を上記のフロート(10)の支
   持腕(15)に設けた、請求項１に記載の熱処理炉へのアル
   コール供給装置。