JPH02107900A - 超臨界二酸化炭素を供給する方法及びその装置 - Google Patents

超臨界二酸化炭素を供給する方法及びその装置

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JPH02107900A
JPH02107900A JP1229486A JP22948689A JPH02107900A JP H02107900 A JPH02107900 A JP H02107900A JP 1229486 A JP1229486 A JP 1229486A JP 22948689 A JP22948689 A JP 22948689A JP H02107900 A JPH02107900 A JP H02107900A
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pressure
hydrogen
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supercritical carbon
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フルジヤヴイル，セルジユ
Philippe Mittelman
ミツテルマン，フイリツプ
Claude Rajaonarivello
ラジヤオナリベロ．クロード
Jean-Michel Naud
ノー，ジヤン―ミシエル
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば香粧品工業において、溶媒やプロペ
ラント剤として使用できる超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）
を供給する方法及びそのような液体ｃｏ２を貯蔵・供給
する装置に関するものである。
（従来技術とその問題点） 超臨界ｃｏ２を供給する現在の方法は、数段を有−ｆる
０圧ポンプ及び冷凍装置を備えた一２０°Ｃｌ２Ｏバー
ルで貯蔵された液体ＣＯ２の使用にあり。
高価で複雑なものである。
英国特許筒６２１，０１９号は、取出し手段を備えた容
器内Ｋ、高圧のガス充填物で覆われたＣＯ２充填を行う
ことを提案し、これはほぼ−５０°Ｃという超低温であ
っても、＋６０°Ｃのような高温で過剰圧力を伴なうこ
となしに急速排出を可能にするものである。この文献に
よる容器でのこのよ５な充填の本質的目的は、どんな大
気温度でも正確に作動するようＫした消火システムを提
供することである。そのため、超低温であってもガス状
であるガスが選ばれ、この文献はこうした条件を満たし
ている主要なガスを挙げている。
（本発明の目的と構成） 本発明は、簡単で経済的なやり方で超臨界Ｃ０２を配送
することを提案するもので、この目的はガス状充填物が
約１２０バールより高い圧力の水素によって構成され、
前記超臨界Ｃ０２の供給が、約１２０バールより決して
低くないガス状充填物の圧力を維持しながら取出しＫよ
って行われることで達せられる。
一実施態様によれば、当初約１２０バールより実質的に
高い圧力のガス状水素充填物は、ｃｏ２供給の間その条
件に保たれ、ＣＯ２の全取出しは、その取出しによって
前記ガス状水素充填物の圧力が約１２０バールの値に低
下すると、好ましくは取出し圧力が約１２０バール以下
に落ちる可能性を避けるために直ちに停止される。液体
Ｃ０２は浸漬管ン介して取出され、液体ＣＯ２の充填量
及びこの管の長さは、水素の圧力がＣＯ２取出しの終り
にも約１２０バールより下に落ちないように選ばれる。
液体Ｃ０２は、約１２０バールより低い圧力で自動的に
閉じるように調整された圧力制御弁を備えた導管を介し
て取出すこともできる。
他の実施態様によれば、液体ｃｏ２の充填は、液体取出
し手段を有する第１の耐圧容器に導入され、この容器の
上部は、水素を収容した補助容器と連通されており、そ
れにより水素を約１２０バールより低くない圧力で第１
容器に供給する。この連通は、液体ＣＯ２の取出しの間
保持されている。
本発明は、液体ｃｏ２の貯蔵・供給装置もその目的とし
ている。その装置は、約１２０バールより高い圧力の水
素で構成されたガス状覆いに覆われ。
約７〜８チの溶解水素を含んだ液体Ｃ０２の充填物とと
もに液体取出し手段を有する容器を備えている。
ある実施態様によれば、水素のガス状りいの圧力は＋２
０°Ｃで約１２０バールである。
他の実施態様によれば、容器は、約１２０”−ルより低
い圧力で閉じる圧力制御弁を備えた取出し導管を収容し
ている。
さらに他の実施態様によれば、容器の上部は、約１２０
バールより低くない圧力の水素を収容した補助容器と連
通し、二つの容器は、減圧器を備えた導管によって接続
されるのが好ましい。
本発明の実施例を、添付の図面を参照して以下に述べる
こととする。
実施例 第１図に縦断面を示した鋼製の瓶１は、その頚部に浸漬
管３によって貫通された栓２を備えており、浸漬管芦は
その下端に較正オリフィス４を有している。管３は、明
らかに瓶の底の上方に位置するレベルまで下げられ、こ
れについては後に説明する。
瓶の外で、管３は、コック５が設けられ、使用先への導
管７の接続用継手６で終る。
瓶ｌは１次のようにして充填される。
高純度ガスを受は入れるべき瓶のための従来法による前
処理を行った後、−２０°Ｃｌ２Ｏバールで貯蔵されて
いた超臨界液体ＣＯ２が、循環ポンプ及びＣ０２を０°
Ｃ付近に上げる加温器を用いて、管３によって瓶内に導
入される。前記加温は、瓶１を構成している鋼の衝撃強
さと関連した理由によるものである。Ｃ０２は、９９．
９９８％　の純度を有し。
瓶の秤量によって所定量が測定される。較正オリフィス
４が浸漬されるのに十分でなければならないこの量は、
たとえば瓶の容量のほぼ半分く等しい液体体積に対応す
る。
瓶は、次いで室温に戻され、これは少（とも２時間維持
するｃｏ２の安定段階を構成する。
それから瓶は、適当な操作手段によって転倒させられる
。そのとき較正オリアイスは液面から現われ、１０分間
程度の新しい安定段階の後、液体が十分に集められ、液
体−蒸気平衡が再び達せられるであろう。
そのとき、管３によって高純度水素（水５　ｐｐｍ以下
、酸素５　ｐｐｍ以下）が、約１６０−ｓ−ルの圧力に
達するまで導入される。この圧力は、できるだけ高く、
しかし予想できる最高の大気温度（たとえば＋５０°Ｃ
）に対して、瓶１の使用圧力以下であるように選ばれる
。
最後に瓶は再び転倒されて正常位置となり、約１時間の
新たな安定期の後、単にコック５を開くことくよって超
臨界ＣＯ２を供給できるようくなる。
そのとき瓶は第１図に示された状態にあり１丁なわち。
−ある量の溶解水素を含んだ大量の超臨界液体Ｃ０２，
及び −水素のみで構成された約１６０バールのガス状の覆い により構成された充填物を収容している。
水素の圧力が１６０バールから約１２０バールに低下し
たとき、液体ＣＯ２に溶解された水素含量は少量であり
、７チと８チとの間のほぼ一定値を保ち、一方、この含
量は、圧力が約１２０バールよりも低下したとき、急激
に増加することが１分析で示された。したがって、低水
素含量のｃｏ□のみを取出すことが望まれるならば、液
面の低下に伴なって低下する圧力が、約１２０バールの
この値より小さくない限界値に達したときに取出しが停
止されるであろう。
このため、第１図に示されたように、管３は、約１２０
バールの圧力を供給しているガス状の覆いの容積に対応
した液面までしか下げることができない。液体Ｃ０２の
充填体積が、たとえば上に示したようＫ、あらかじめ瓶
の容量の約半分に等しく選ばれるならば、問題の液面は
計算によって定めることができる。修正形として、全液
体を実際に取出すことが選ばれるならば、管３は、はと
んど瓶の底まで下げられ、液体ＣＯ□の当初の体積は。
対応したやり方で計算されるであろう。
しかしいずれの場合も、導管７は、取出しの終りにはＣ
０２−水素のガス状混合物または純水素を導くであろう
。これを避けるためＫ、第２図忙示された実施例に頼る
ことができる。瓶は当初その容量の約半分の液体Ｃ０２
を収容し、Ｗ３は、ヲマとんど瓶の底まで下げられ、使
用先への導管７は。
圧力が約１２０バールの限界値に低下したとき釦閉じる
圧力制御弁８を備えている。したがって、取出しは自動
的に停止し、次いで瓶は充填される。
第３図には、同一寸法で、それぞれに弁１３゜１４を備
えた２木の瓶１１及び１２で構成された装置が示されて
いる。
第４図に拡大された縮尺で示されている弁１３は、軸Ｘ
−Ｘを有する本体１５及び操作具１６を含んでいる。瓶
１１の顕部に固定された本体１５の下部は、弁座１８で
終り、室１９に開口している入口導管１７を限定する。
主継手２１で終る取出し導管２０は、室１９から横方向
に延び、この室１９は、弁の操作環２２の下端が滑動す
る上部開口を有し、前記操作環の下端は、弁座１８に対
して抑圧できる弁閉止部材２３を備えている。
本体１５の上部は、桿２２と同軸の管２４を含んでいる
。操作具１６は、桿２２の他に、この桿を取囲み、押さ
えナツト２６Ｉ／ｃよって管２４内に押しつけられてい
る気密バッキング２５及び管２４の上端にねじ込まれた
操作ハンドル２７を含んでいる。
はとんど瓶１１の底部まで延びている浸漬管２８は、入
口導管１７にはめ込まれ１本体１５の下部は、瓶の上部
を横方向の補助継手３０と連通している通孔２９を含ん
でいる。
弁１４は、その本体が通孔２９と補助継手３０を有して
いないことを除いて、弁１３と同一である。さらに、瓶
１２は、浸漬管を有していない。
七のため弁１４の入口導９１７は、直接この瓶の上部に
開口している。
第３図に見られるように、弁１３の継手３０は。
圧力計３２及び減圧器３３を備えた導管３１によって弁
１４の継手２１に接続される。さらに止め弁３５を備え
た使用先への導管３４は、瓶１１の継手２１に接続され
る。
最初は、瓶１２は１２０バールより実質的に高い圧力、
たとえば２００バールの水素を収容しており。
瓶１１は、ｉｌ、２図に関して述べたやり方で。
導管３４を介してあらかじめ定められた液面まで液体Ｃ
０２な満たされる。
次いで弁３５が閉じられ、減圧器３３は、少くとも約１
２０バールと等しい出ロ圧力ＰＫ調整され、瓶１２の弁
１４が開かれる。
したがって液体ＣＯ２は、圧力ヱに高められ、超臨界状
態にあるであろう。そのとき瓶１１は、水素のみで構成
されているガス状覆いで覆われて。
約７〜ｇ俤の溶解水素を含んだ多量の超臨界液体ＣＯ２
を収容している。
そのとき弁３５を開くことによって、超臨界Ｃ０２を導
管３４を介して取出すことができる。
液体ＣＯ２の液面が下降するにつれて、水素は瓶！２か
ら瓶１１へ流れ、瓶１１は同じ圧力Ｐにずっと保たれる
。このことは、瓶１２の圧力がＰの値より高く保たれて
いる間は真実であり、したがって瓶１１内の液体ＣＯ２
の最初の液面を適当に選ぶことにより、全ＣＯ２を、こ
の同じ圧カヱで取出すことができる。
修正形として、減圧器３３を省略することができる。そ
のときＣ０２は、瓶１２内に最初に存在した圧力から徐
々に低下する圧力で配送することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は、本発明による方法の二つの実施態
様を示し、第３図は１本発明による装置の一部断面正面
図、第４図は、第３図の装置の細部の縦断面図である。 １・・・鋼製瓶、　２・・・栓、　３・・・浸漬管、　
４・・・オリフィス、　５・・・コック、　６・・・継
手、　７・・・使用先への導管、　８−・圧力制御弁、
　１１゜１２・・・瓶、　１３．１４・・・弁、　１５
・・・弁本体。 １６−・・操作具、　１７・・・入口導管、　１８・・
・弁座、　１９・・・室、　２０−・・取出し導管、２
１・・・主継手、　２２・・・操作桿、　２３・・・弁
閉止部材、　２４・・・管、　２５・・・気密バッキン
グ。 ２６・・・押さえナツト、　２７・・・操作ハンドル。 ２８・・・浸漬管、　２９・・・通孔、　３０・・・補
助継手、　３２・・・圧力計、　３３・・・減圧器、　
３４・・・使用先への導管、　　３５・・・止め弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、取出し手段（３）、（２８）を備えた容器内に、高
    圧のガス状充填物で覆われた二酸化炭素の充填物を備え
    るような種類の超臨界二酸化炭素を供給する方法におい
    て、このガス状充填物が、約１２０バールより高い圧力
    の水素によつて構成され、前記超臨界二酸化炭素の供給
    が、約１２０バールより決して低くないガス状充填物の
    圧力を維持しながら、取出しによつて行われることを特
    徴とする超臨界二酸化炭素を供給する方法。 ２、当初約１２０バールより実質的に高い圧力のガス状
    水素充填物が、二酸化炭素の供給の間は一定に保たれ、
    前記ガス状水素充填物が約１２０バールの値に低下した
    ときに二酸化炭素の全取出しが停止されることを特徴と
    する請求項１記載の超臨界二酸化炭素を供給する方法。 ３、前記取出し圧力が約１２０バールより下に落ちるこ
    とを避けるために、液体二酸化炭素が浸漬管（３）によ
    つて取出され、液体二酸化炭素の充填量及びこの管（３
    ）の長さが、水素の圧力が二酸化炭素取出しの終りにも
    約１２０バールより下に落ちないように選ばれることを
    特徴とする請求項２記載の超臨界二酸化炭素を供給する
    方法。 ４、液体二酸化炭素が約１２０バールより低い圧力で自
    動的に閉じるように調整された圧力制御弁（８）を備え
    た導管（７）を介して取出されることを特徴とする請求
    項２記載の超臨界二酸化炭素を供給する方法。 ５、前記容器（１）が、浸漬管（３）を備えた瓶であり
    、二酸化炭素充填物が浸漬管を介して導入され、次いで
    瓶が転倒され、二酸化炭素の安定期の後、水素充填物が
    、実質的に約１２０バールより高い圧力に浸漬管を介し
    て導入され、次いで新たな安定期の後に二酸化炭素を取
    出すために、瓶が再び転倒されることを特徴とする請求
    項２ないし４のいずれか１項に記載の超臨界二酸化炭素
    を供給する方法。 ６、液体二酸化炭素充填物（３６）が、液体取出し手段
    （２８）を備えた第１の耐圧容器（１１）に導入され、
    この容器の上部が、水素を収容した補助容器（１２）と
    連通されており、それにより約１２０バールより低くな
    い圧力で、水素を第１容器（１１）に供給し、この連通
    は液体二酸化炭素の取出しの間保持されることを特徴と
    する請求項１記載の超臨界二酸化炭素を供給する方法。 ７、水素が、補助水素容器（１２）と二酸化炭素を収容
    した容器（１１）との間で、あらかじめ定められた約１
    ２０バールより低くない圧力に膨張されることを特徴と
    する請求項６記載の超臨界二酸化炭素を供給する方法。 ８、約１２０バールより高い圧力の水素で構成されたガ
    ス状覆いに覆われ、約７〜８％の溶解水素を含んだ液体
    二酸化炭素充填物とともに液体取出し手段（３）、（２
    ８）を有する容器（１）、（１１）を含んでいることを
    特徴とする超臨界二酸化炭素を貯蔵・供給する装置。 ９、水素によつて構成されるガス状覆いの圧力が＋２０
    ℃で約１６０バールであることを特徴とする請求項８記
    載の超臨界二酸化炭素を貯蔵・供給する装置。 １０、容器が、約１２０バールより低い圧力で閉じる圧
    力制御弁（８）を備えた取出し管を含んでいることを特
    徴とする請求項８記載の超臨界二酸化炭素を貯蔵・供給
    する装置。 １１、容器の上部が、約１２０バールより高い圧力の水
    素を収容した補助容器（１２）と連通していることを特
    徴とする請求項８または９記載の超臨界二酸化炭素を貯
    蔵・供給する装置。 １２、２個の容器（１１）、（１２）が、減圧器（３３
    ）を備えた導管（３１）によつて接続されていることを
    特徴とする請求項１１記載の超臨界二酸化炭素を貯蔵・
    供給する装置。
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