JPS6365189A - 気体の輸送方法および装置 - 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】 本発明は液体リングポンプ（ｌｉｑｕｉｄ　ｒｉｎｇ　
ｐｕｍｐ）によって気体を輸送するための方法に関する
ものである。

本発明はさらに上記方法を実施するための装置に関する
ものである。

液体リングポンプは気体、特に化学的に反応性のある気
体や茂気の輸送にしばしば用いられる。このポンプは気
体の輸送用に用いられる場合には通常８植型ポンプであ
る自己吸引ポンプである。ポンプハウジング内部に偏心
して１反付けられたパケットホイール（中輪）はその片
側がポンプハウジングの内壁に極めて１２ＥＪｕしてい
て、ポンプハウジング中の機能流体にポンプハウジング
の内壁へ向う遠心力をシーえて実質的に同心状の流体リ
ングを形成し、パケットホイールの屯−セルはＩｉいに
放射方向に閉じられる。

パケットホイールの単一セル中には中空空間が形成され
る。これらの中空空間はパケットホイールの回転によっ
て各々が吸引作用と圧縮作用を行う、気体の取り入れ【
１は吸引作用をする′ｌト間に結合され、ポンプの出１
１は圧縮作用をする中空空間に結合される。

液体リングポンプは主として真空ポンプと圧縮材として
適用され、高速回転で運転される。

このポンプのノ、（末的な問題点は輸送すべき気体がポ
ンプ内で機ｔＥｆＮ、体と直ちに接触し、それによって
気体または気体中の成分のかなりのｊｔが機能流体、特
に加圧下にあるこの部分の流体中に溶解してしまうこと
である。この場合には液体リングポンプを別に冷却する
ことができる。すなわち、機部流体を作動液と分離冷却
液とに外港する。この１−１的のために作動液は冷却液
１例えば水で冷却される表面凝縮器を介して循環される
。

」−記の状況ドでは、吸収された気体のＣ度がプロセス
パラメータによって決まる飽和限界に達するまで作動液
が被輸送気体を取り込む、この飽和限界に到達後は気体
は作動液によってそれ以ｌ−吸収されない。

気体の輸送用に液体リングポンプを用いた場合の他の問
題点は大抵の場合被輸送気体が付加的に水基気を含んで
いて、これが圧縮中に液体リングポンプ中で凝縮すると
いうことである。

凝１δする水）へ気の場はポンプ取り入れ口での被輸送
気体の温度によって決まる。被輸送気体中の水以外の蒸
気も同様な挙動をする。

液体リングポンプ中で）ＭＭｔ＋物が生じる場合には、
そのｖｂ物を常に作動液から除去しなければならない、
除去された凝縮物には飽和に対応したｔ、３で溶解した
気体とその成分とが含まれている０作動液と凝縮物とが
同一成分１例えば水であるか否か、あるいは作動液と凝
縮物とが分配′＋衡状態にあるか否かは問題でない。

ポンプの作動中に表面凝縮器で生じる凝縮物の除去によ
り必然的に起る被輸送気体のロスは比較的少なく、大抵
の場合は許容可能なものである。従って、被輸送気体が
作動液中にかなりの：５溶解する場合には、液体リング
ポンプ中の作動液の表面冷却を行うか否かは選択の問題
である。しかし、表面冷却を行う場合にはそれにより分
＃５れた２つの液体の間で熱交換する必要があり、これ
は運転コストと投資コストのがかるという欠点がある。

作動液の表面冷却を行う場合の他の欠点はポンプにより
吸引される気体のｊｔが冷却液の温度に依存するという
点である。冷却液の温度が高くなると液体リングポンプ
の吸引力が低トする０通常、極低温でない最大温度の冷
却液を用いてポンプの所定吸引力を達成しなければなら
ない場合には、液体リングポンプを大型にして冷却液の
最大温１バでも必要な吸引力を出すようにしなければな
らない、この点に関して重＋Ａｉな点は表面凝縮器を用
いた場合には作動液の温度が表面凝縮器を用いずに回−
ｊｌｌの冷却液とポンプへ送られる冷却液の同一温度で
ポンプを直接冷却した場合よりも約５〜ｌＯ℃だけ高く
するという点である。この５〜ｌＯ℃の温度増加は液体
リングポンプの吸引力のほぼ２５ｚ増加に対応する。こ
れらの１９実にもかかわらず、作動油と冷用液を外刃す
る液体リングポンプは一股に原車（／＜ランスが良いた
め良く用いられている。この・気を示すために以ドー例
を詳細に説明する：レーヨンステーブルの製造で用いら
れる紡糸浴は低圧下の容器中で脱気しなければならない
、このプロセルでは主として硫化水素と二硫化炭素が放
出される。放出された気体は吸引力が７００〜８００ｍ
３／時で温度が約３０℃で■［つ圧力が１２０ミリ八−
ルで液体リングポンプによって吸引排気される。この条
ヂ１ドで直接冷却をする場合には液体リングポンプを冷
却するために温度２０℃の冷却水が２１１３／峙必要で
ある。この条４’ｌＦでは気体が飽和した冷却水流に約
４Ｋｇ／時の二硫化炭素と約６Ｋｇ／時の硫化水素が溶
けている。この気体のロスは原本１のロスという観点か
らだけでなく冷却水のコンディショニングの観点からも
許されない０作動液と冷却液を別々に循環させる場合の
前記欠点にもかかわらず、Ｌ：（津Ｉバランスの１２、
−から後者の方法を利用することが要求される。液体リ
ングポンプ中では巾に３０〜４０Ｋｇ／時の水〕＾気が
凝縮されるだけで、このプロセスを表面凝縮器により与
えられる冷却力を回−にし且つ回−パラメータで運転す
る場合にはこの水茂気を作動液から除去しなければなら
ない、この水ノヘ気ｊｃ−は気体を圧縮する時の温度と
圧力と気体の含水ｊ４とによって決まる典型的な値であ
る。二硫化炭素と硫化水素で飽和された３０〜４０Ｋｇ
／時の凝縮物は約６０〜８０８７時の二硫化炭素と９０
〜１２０ｇ／時の硫化水素を溶解している。換言すると
、液体リングポンプによって作動液中にかなりのｌ、ｔ
が溶解するような気体を輸送するプロセスにおいて作動
液を直接冷却した場合には、作動液と冷却液を分離する
ために両方の液の間で表面凝縮器を切り換えるプロセス
および装置に比へて気体のロスが８０倍になる。このロ
スの観点から直接冷却する液体リングポンプによる気体
の輸送プロセスでは比較的大９ｐの液体リングポンプと
付加的表面ＭＷ器に対して高い運転コストと投資が訂さ
れる。

本発明の目的は液体リングポンプを用いて気体を輸送す
るプロセスと装置において、このプロセスの欠点、特に
冷却水の利用が不十分であるためにポンプを必要量［−
に大きくするという欠点無しに作動液と冷却液とを分離
した場合に得られる気体のロスを少なくできるプロセス
と装置を提供することにある。

本発明の提供する液体リングポンプを用いて気体を輸送
するプロセスは、冷却水をポンプを介して連続的に供給
し１つ作動液として働かせ、ポンプから出た冷却液を脱
気して冷却液を排出する市に溶解した気体を回収し、こ
の回収した気体を輸送管路中へ１１１循環させることを
特徴としている０本発明はざらに脱気装置を備えた冷却
液用取り入れ口と出口とを有する特殊な液体リングポン
プを提供する。１−記説気装置の取り入れ「１はポンプ
の出口に結合され、その気体出口は輸送管路に結合され
ている。

すなわち１本発明は気体を輸送するための液体リングポ
ンプ中で作動液と冷却液とを分離するのではなく、冷却
液をポンプを介して直ちに導くという思想によって構成
されている。このことは冷却液が作動液として（動くと
いうことを〕３、味している。

木９：、ＩＪｉの好ましい実施例では、ポンプを出た冷
却液を排気槽（ベント槽）中で排気し、次いで低圧の脱
気装置中へ輸送し、この脱気装置をポンプの気体取り入
れ１１に導かれた輸送管路に結合する。こうすることに
よって、排気および脱気によって冷却液から分離した気
体をポンプの取り入れ［−１と輸送管路に直ちにｌｌｒ
循環させることができる。ｌ記のポンプ、排気槽、脱気
装置および脱気装置の出口は排気槽中の液体の高さを調
節するための調ｎ器に結合することができる気圧ループ
を形成するように配置するのが奸ましい。

以ド、図面を用いて実施例を説Ｉｊｌする。

第１１４に示す液体リングポンプｌは気体取り入れ＋＋
２と圧縮された気体用の気体用「１２゛とを備えている
。冷却水はライン３を介して連続的にポンプハウジング
中へ供給され、排出冷却液は出口４を介して連続的に除
去されて排気槽５へ輸送される。ポンプ中へ供給された
冷却液は作動液として働く、排気槽は排出冷却水の排気
の役ｌ］をする。そのために、この槽すなわち容器５に
は分＃部材６、例えば分離壁が備えられ、この分離壁の
ｌ一端縁はこの容器５中の冷却液の高さを規定しており
、出口４はこの分＃壁６の上端縁より下方で容器中に導
かれている。

これによって空気の泡が分離された冷却液は分は壁６の
Ｉ一方をのり超えた後、管状ループ７を介して脱気装置
８中へ輸送される。この脱気装置の頂部はライン９を介
して液体リングポンプｌの気体取り入れｃ＋　２に結合
されている。ポンプ１によって生しる低圧Ｆで脱気装置
中で解放された気体はライン９を介して輸送管２，２′
中へ戻される。脱気装置８中でノズルによって冷却液を
噴霧するか、脱気装置に公知の流水−１段を備えること
もできる。公知のこれらの方法によって作動水としても
作用する冷却水は約２０ｍｇ／父のイ、？１まで脱気で
きる。

既に述へた条ヂ１．すなわち、ポンプの吸引力を７００
〜８００Ｉ＋３／時にし、温度を３０℃にし、圧力を＋
２０ｍｂａｒにし、冷却水の温度を２０℃にし、排出本
州を約２０００文／蒔にした時、ラインｌＯを介して脱
気装置８からは４０ｇ／時の二値化水、もと４０ｇ／峙
の硫化水素が除去されてドレインタンクｌｌ中に、次い
でライン１２中に輸送される。換言すると１未発ＩＩの
プロセスと装置により冷却水を作動水として用いること
によって追加工不ルキーの必霊無しに冷却液と作動液と
を分離するプロセスよりも気体のロスを少なくすること
ができる。特に、第１図に示す装置は脱気装置８からの
排出冷却水が落ドライン１０と、気圧的に配列された容
器１１と、ライン１２とを介して抜き出されるので、装
置のエネルキーバランスが極めて好ましい、すなわち、
ライン４．７．１０は閉した気圧ループを形成するよう
に配列されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体リングポンプによって気体を輸送するため
の本発明袋この４旧念図、 １−・・液体リングポンプ、 ２・・・気体取り入れｎ、２’・・・気体１旧１．３・
・・冷却水ライン、　　４・・・１１冒」、５・・・排
気槽、　　　　６・φφ分＃ｆ段、７・・・管状ループ
、　　８・・・脱気装置、９・・ｅライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体リングポンプを用いて気体を輸送する方法にお
   いて、上記ポンプを通って連続的に導かれる冷却液を作
   動液として働かせ、ポンプから出た冷却液を脱気して溶
   解気体を回収してから冷却液を放出し、上記で回収され
   た気体を輸送管路中に再循環させることを特徴とする方
   法。 ２、ポンプを出た冷却液が脱気前に排気（ベント）され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、脱気がポンプの取り入れ側で得られる負圧を用いて
   行われ且つ回収気体の輸送管路への再循環も行われるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、ポンプを出た冷却液が気圧ループを介して脱気装置
   へ供給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ５、冷却液用の取り入れ口（３）と出口（４）とを有す
   る液体リングポンプ（１）を用いて特許請求の範囲第１
   項記載の方法を実施するための装置において、脱気装置
   （８）を有し、この脱気装置の取り入れ口がポンプ（１
   ）の出口に結合され、その気体出口（９）がポンプの取
   り入れ口（２）に結合されていることを特徴とする装置
   。 ６、排気槽（５）がポンプ（１）の冷却液出口（４）と
   脱気装置の取り入れ口（７）との間に挿入されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、ポンプの冷却液出口（４）と、排気槽（５）と脱気
   装置（８）とが気圧ループ（４、７、１０）を形成する
   ように配列されているような特許請求の範囲第６項記載
   の装置。 ８、排気槽（５）と脱気装置の入口（８）とを直結する
   管路（７）と、排気槽中の液体レベルを一定レベルに制
   御するレベル調整ユニット（８）とを特徴とする特許請
   求の範囲第６項記載の装置。