JP6408502B2

JP6408502B2 - ガスサンプリング容器

Info

Publication number: JP6408502B2
Application number: JP2016044772A
Authority: JP
Inventors: 雅弘中川; 隆裕上村
Original assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Current assignee: Taiyo Nippon Sanso Corp
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: JP2017161312A

Description

本発明は、ガスサンプリング容器に関し、詳しくは、低温液化ガスを気化させてサンプリングするためのガスサンプリング容器に関する。

液化酸素、液化窒素、液化アルゴン、液化天然ガスなどの低温液化ガスの品質検査は、低温液化ガスを気化させたガスを分析することによって行われている。低温液化ガスを気化させてサンプリングする手段として、サンプリング対象となる低温液化ガスを伝熱管内に導入して気化させる気化器と、該気化器で気化したガスを導入して貯蔵するサンプリングシリンダとを備えた低温液化ガス用ガス化サンプリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

実開平１−１２０６４７号公報

しかし、特許文献１に記載されたサンプリング装置では、気化器の部分の構成が複雑であり、サンプリングが高精度で行えないという問題があった。

そこで本発明は、簡単な構成で低温液化ガスを気化させたガスを効率よくサンプリングすることができるガスサンプリング容器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のガスサンプリング容器は、筒状容器の一端に入口弁を、他端に出口弁を有するガスサンプリング容器において、前記入口弁の下流側に、焼結金属フィルタを設けたことを特徴としている。

さらに、本発明のガスサンプリング容器は、前記入口弁がパージ弁と導入弁とを一体化した２連３方弁であること、また、前記焼結金属フィルタが前記入口弁に一体的に設けられていることを特徴としている。

本発明のガスサンプリング容器によれば、低温液化ガスが焼結金属フィルタを通過することにより、数μｍあるいはそれ以下の大きさに細分化された液滴となるので、筒状容器内に流入した時点で速やかに気化して容器内に貯蔵される。したがって、伝熱管や加熱手段などを備えた気化器を設けることなく、極めて簡単な装置構成で、低温液化ガスを気化させたガスを容器内にサンプリングすることができる。また、気化後のガスは、そのまま容器内に貯蔵された状態になるため、低温液化ガス中に含まれる不純物を確実に容器内に保持することができる。

本発明のガスサンプリング容器を使用した低温液化ガスサンプリング装置の一形態例を示す説明図である。

図１は、本発明のガスサンプリング容器を使用した低温液化ガスサンプリング装置の一形態例を示している。まず、ガスサンプリング容器１１は、金属製、例えばステンレス鋼製の円筒状容器１２の一端に入口弁１３を、他端に出口弁１４を、それぞれ有するとともに、前記入口弁１３の下流側に、焼結金属フィルタ１５を設けたものである。また、入口弁１３には、該入口弁１３までの経路のパージをより確実に行えるように、パージ弁１３ａと導入弁１３ｂとを一体化した２連３方弁を使用している。

焼結金属フィルタ１５は、金属製の粉体を溶融点前後の温度で焼き固めることにより、数μｍ程度、あるいはそれ以下の大きさの微細孔を形成したものであって、周知のように、各種流体中から微細固形物を分離するためのフィルタとして広く用いられている。このような焼結金属フィルタ１５の上流側から液体状態を保持可能な温度、即ち沸点以下の温度で低温液化ガスを供給し、低温液化ガスが液体状態を保持できない温度、即ち沸点以上の温度の円筒状容器１２内に放出することにより、焼結金属フィルタ１５の微細孔を通過することによって数μｍあるいはそれ以下の大きさに細分化された液滴となった低温液化ガスを円筒状容器１２内で速やかに気化させることができ、気化したガスを円筒状容器１２内に貯蔵することができる。

これにより、分析対象となる低温液化ガス中に含まれる各種不純物成分、特に、硫黄成分や水分などの不純物も確実に円筒状容器１２内に取り込むことができる。

前記ガスサンプリング容器１１を使用した低温液化ガスサンプリング装置２０は、コールドエバポレーター２１内に貯留された低温液化ガスの一部を抜き出し、気化させたガスを円筒状容器１２内に貯蔵するためのものであって、予冷用、パージ用などの各種配管、各種弁及び各種機器を備えている。

すなわち、ガスサンプリング容器１１の入口弁１３とコールドエバポレーター２１との間の上流側配管には、上流側から順に、コールドエバポレーター出口弁２２と、放出弁２３と、入口側遮断弁２４とが設けられ、ガスサンプリング容器１１の出口弁１４の下流側の下流側配管には、上流側から順に、圧力計２５、安全弁２６、出口側遮断弁２７及び流量計２８が設けられている。

以下、低温液化ガスサンプリング装置２０によってコールドエバポレーター２１内の低温液化ガスを気化させてガスサンプリング容器１１の円筒状容器１２内に貯蔵する手順を説明する。

まず、全ての弁を閉じた状態で、入口弁１３に上流側配管を接続するとともに、出口弁１４に下流側配管を接続する。次に、円筒状容器１２内に残留しているガスを放出するため、出口弁１４、出口側遮断弁２７の順に開き、円筒状容器１２内のガスを大気圧まで放出する。円筒状容器１２内が大気圧になったら、出口弁１４、出口側遮断弁２７の順に閉じる。

次に、上流側配管内から空気成分などの不純物を除去するとともに、上流側配管を冷却するための予備パージ操作を行う。このとき、コールドエバポレーター２１の出口圧が０．０１〜２０ＭＰａＧであることを、適宜な圧力計（図示せず）で確認し、出口圧が１ＭＰａＧを超えている場合には、適宜なレギュレーター（図示せず）を用いて１ＭＰａＧ以下の圧力に減圧する。

配管内のパージは、コールドエバポレーター出口弁２２、放出弁２３、入口側遮断弁２４及びパージ弁１３ａを開き、所定時間経過後、例えば１分経過後にパージ弁１３ａ及び入口側遮断弁２４を閉じる。配管が十分に冷却されるまでは、放出弁２３から気化ガスが放出され、次第に連続して低温液化ガスが放出される状態になる。

予備パージ操作終了後、円筒状容器１２内から不純物を排出するためのパージ操作を行う。最初に、円筒状容器１２内の昇圧と降圧とを繰り返すバッチパージ操作を行う。このバッチパージ操作では、まず、入口側遮断弁２４、導入弁１３ｂ、出口弁１４の順で開き、放出弁２３を閉じる。これにより、コールドエバポレーター２１から上流側配管を通して円筒状容器１２内に、低温液化ガスが焼結金属フィルタ１５で気化したガスが導入され、円筒状容器１２内の圧力が次第に上昇する。圧力計２５の指示圧が所定圧力に上昇したら、入口側遮断弁２４を閉じて出口側遮断弁２７を開き、円筒状容器１２内のガスを下流側配管から排出する。円筒状容器１２内の圧力が所定圧力まで低下したら、出口側遮断弁２７を閉じて入口側遮断弁２４を開く。

入口側遮断弁２４及び出口側遮断弁２７を交互に開いて円筒状容器１２内の昇圧と降圧とを繰り返すバッチパージ操作を所定回数繰り返した後、円筒状容器１２内にガスを流通させる流通パージ操作を行う。流通パージ操作では、入口側遮断弁２４、導入弁１３ｂ及び出口弁１４が開いているのを確認した後、出口側遮断弁２７を開く。これにより、コールドエバポレーター２１からの低温液化ガスが焼結金属フィルタ１５で気化し、気化したガスが円筒状容器１２内を満たしながら通過して下流側配管から排出される状態になる。このとき、流量計２８によって測定したガス流量が所定の流量になるように適宜調節する。

前記バッチパージ操作と前記流通パージ操作との合計ガス量が所定量、例えば、円筒状容器１２の内容積の１００〜２００倍程度に達したところで、出口側遮断弁２７を閉じる。これにより、低温液化ガスから気化したガスを円筒状容器１２内に充填する充填操作が行われる。そして、圧力計２５の指示圧が所定の圧力、例えば、０．０１〜０．９ＭＰａＧの間で安定し、かつ、安全弁２６の噴出し圧、例えば０．９８ＭＰａＧまで達していないことを確認したら、出口弁１４、導入弁１３ｂの順で閉じる。

このように、予備パージ操作、バッチパージ操作及び流通パージ操作を行った後に充填操作を行うことにより、上流側配管や円筒状容器１２に滞留しているガス不純物や付着している不純物を容易かつ確実に除去することができ、コールドエバポレーター２１内に貯留された低温液化ガスを抜き出して焼結金属フィルタ１５で気化させたガスのみをガスサンプリング容器１１の円筒状容器１２内に貯蔵した状態にすることができる。その後、上流側配管及び下流側配管をそれぞれ取り外したガスサンプリング容器１１を分析場所に搬送して気化ガスに含まれる不純物の分析を行うことにより、低温液化ガス中の不純物を精度よく分析することができる。

なお、焼結金属フィルタは、入口弁と一体的に設けることもでき、円筒状容器のガス入口部に設けることもできる。また、入口弁の部分に焼結金属フィルタを設けることにより、通常のガスサンプリング容器を低温液化ガス用サンプリング容器に改造することができる。

１１…ガスサンプリング容器、１２…円筒状容器、１３…入口弁、１３ａ…パージ弁、１３ｂ…導入弁、１４…出口弁、１５…焼結金属フィルタ、２０…低温液化ガスサンプリング装置、２１…コールドエバポレーター、２２…コールドエバポレーター出口弁、２３…放出弁、２４…入口側遮断弁、２５…圧力計、２６…安全弁、２７…出口側遮断弁、２８…流量計

Claims

筒状容器の一端に入口弁を、他端に出口弁を有するガスサンプリング容器において、前記入口弁の下流側に、焼結金属フィルタを設けたことを特徴とするガスサンプリング容器。
前記入口弁は、パージ弁と導入弁とを一体化した２連３方弁であることを特徴とする請求項１記載のガスサンプリング容器。
前記焼結金属フィルタは、前記入口弁に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のガスサンプリング容器。