(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスを供給することができる炭酸ガス供給装置と、この炭酸ガス供給装置からの炭酸ガスを連結管を介して供給される高温高圧流体処理装置と、前記連結管に介装された上流と下流部に弁が設けられた熱交換器と、この熱交換器内へ供給された炭酸ガスを温度制御された冷ブラインで冷却させた後、温度制御された温ブラインで高温高圧流体にする冷ブライン温ブライン切換装置とからなることを特徴とする高温高圧流体処置試験装置において、前記冷ブライン温ブライン切換装置は温度制御された冷却水製造装置(１６)より冷ブラインを開閉弁(１７)を介した導入管(１８)より前記下流側の外管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(１９)を介した排出管(２０)で前記冷却水製造装置(１６)へ導く冷ブライン装置(２１)と、温度制御された温水製造装置(２２)より温ブラインを開閉弁(２３)を介した導入管(２４)より前記下流側管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(２５)を介した排出管(２６)で前記温水製造装置(２２)へ導く温ブライン装置(２７)と、この温ブライン装置(２７)の導入管(２４)の開閉弁(２３)と排出管(２６)の開閉弁(２５)をほぼ同時に、同じように開閉するとともに、前記冷ブライン装置(２１)の導入管(１８)の開閉弁(１７)と排出管(２０)の開閉弁(１９)を前記温ブライン装置(２７)の開閉弁(２３)、(２５)と逆に開閉する開閉弁開閉制御装置(２８)とで構成されていることを特徴とする高温高圧流体処置試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超臨界流体をはじめとする高温高圧の炭酸ガスを用いて洗浄、乾燥、修飾、反応、加工等が可能かどうかを試験する高温高圧流体処理試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気電子部品や光学部品およびそれらの検査部品、樹脂成型品やその原材料および高機能化のための反応物質や微粒子、塗装や化粧品の原料、活性炭をはじめとする様々な多孔性物質等、多くの産業分野において、部品や材料の高品質化や微細化がめざましく発展している。
超臨界流体をはじめとする高温高圧の炭酸ガスは高密度、高拡散性、高浸透性を併せ持ち、その物理的な特徴に加えて、様々な化学物質との溶解特性を利用することにより、前述の部品や材料の微細な立体構造や分子構造に対して、他の技術では困難とされる洗浄、乾燥、修飾、反応、加工等を実現できる可能性を非常に大きく秘めている。
【０００３】
しかしながら、従来の高温高圧流体処理装置は原動機付きポンプやエアー駆動式ポンプ等の構造が複雑であったり、異物が混入する恐れがあったり、別途にユーティリティを用意する必要があるものであった。電気ヒーターやスチームによる熱膨張式においても、過昇温防止対策として別途に材料設計や制御設計が必要であるという欠点があった。
また、高温高圧流体処理は多くの場合、流体の持つ物理的化学的な特性が諸条件により不安定となることも多いため、様々な観点から処理条件を変化させた時に、現象を簡便に確認することが困難であるという難点があった。
さらに、高温高圧流体処理において、処理対象物に対して、炭酸ガス以外の固体あるいは液体である物質を添加する際に、高圧部への添加等の方法に問題があった。
また、高温高圧流体処理において、排出流体中に固体あるいは液体である物質が混在する場合や、急速減圧を必要とする際に排出流体の処理に問題があった。
【特許文献１】特になし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、構造が単純で、安価に製造することができるとともに、異物の混入する恐れがなく、電気以外のユーティリティが必要なく、特別な過昇温防止対策が必要なく、高温高圧流体を発生させ、高温高圧流体処理の現象を簡便に確認でき、炭酸ガス以外の固定あるいは液体である物質の自由な添加と排出流体の簡便な処理が可能な高温高圧流体処理試験装置を提供することを目的としている。
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は炭酸ガスを供給することができる炭酸ガス供給装置と、この炭酸ガス供給装置からの炭酸ガスを連結管を介して供給される高温高圧流体処理装置と、前記連結管に介装された上流と下流部に弁が設けられた熱交換器と、この熱交換器内へ供給された炭酸ガスを温度制御された冷ブラインで冷却させた後、温度制御された温ブラインで高温高圧流体にする冷ブライン温ブライン切換装置とからなることを特徴とする高温高圧流体処置試験装置において、前記冷ブライン温ブライン切換装置は温度制御された冷却水製造装置(１６)より冷ブラインを開閉弁(１７)を介した導入管(１８)より前記下流側の外管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(１９)を介した排出管(２０)で前記冷却水製造装置(１６)へ導く冷ブライン装置(２１)と、温度制御された温水製造装置(２２)より温ブラインを開閉弁(２３)を介した導入管(２４)より前記下流側管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(２５)を介した排出管(２６)で前記温水製造装置(２２)へ導く温ブライン装置(２７)と、この温ブライン装置(２７)の導入管(２４)の開閉弁(２３)と排出管(２６)の開閉弁(２５)をほぼ同時に、同じように開閉するとともに、前記冷ブライン装置(２１)の導入管(１８)の開閉弁(１７)と排出管(２０)の開閉弁(１９)を前記温ブライン装置(２７)の開閉弁(２３)、(２５)と逆に開閉する開閉弁開閉制御装置(２８)とで構成されたものを使用して高温高圧流体処置試験装置を構成している。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【０００８】
（１）炭酸ガスを供給することができる炭酸ガス供給装置と、この炭酸ガス供給装置からの炭酸ガスを連結管を介して供給される高温高圧流体処理装置と、前記連結管に介装された上流と下流部に弁が設けられた熱交換器と、この熱交換器内へ供給された炭酸ガスを温度制御された冷ブラインで冷却させた後、温度制御された温ブラインで高温高圧流体にする冷ブライン温ブライン切換装置とからなることを特徴とする高温高圧流体処置試験装置において、前記冷ブライン温ブライン切換装置は温度制御された冷却水製造装置(１６)より冷ブラインを開閉弁(１７)を介した導入管(１８)より前記下流側の外管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(１９)を介した排出管(２０)で前記冷却水製造装置(１６)へ導く冷ブライン装置(２１)と、温度制御された温水製造装置(２２)より温ブラインを開閉弁(２３)を介した導入管(２４)より前記下流側管(１５)内へ導き、上流側の外管(１５)より開閉弁(２５)を介した排出管(２６)で前記温水製造装置(２２)へ導く温ブライン装置(２７)と、この温ブライン装置(２７)の導入管(２４)の開閉弁(２３)と排出管(２６)の開閉弁(２５)をほぼ同時に、同じように開閉するとともに、前記冷ブライン装置(２１)の導入管(１８)の開閉弁(１７)と排出管(２０)の開閉弁(１９)を前記温ブライン装置(２７)の開閉弁(２３)、(２５)と逆に開閉する開閉弁開閉制御装置(２８)とで構成されたものを使用しているので、従来のように原動機付きポンプやエアー駆動式ポンプを使用しなくてもよく、構造が単純で、製造が容易で、異物の混入する恐れがなく、高温高圧流体で洗浄、乾燥、修飾、反応、加工等の作業の試験を行なうことができる。
【０００９】
（２）前記（１）によって、電気以外のユーティリティが必要なく、特別な過昇温防止対策が必要なく、小型で、安全で、安価に製造することができる。
【００１０】
（３）前記（１）、（２）によって、小型で、安価なため、本格的な高温高圧流体処理装置の導入前に試験する場合に使用でき、高価な高温高圧流体処理装置の導入を経済的に選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
図１ないし図３に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１は炭酸ガスを用いた本発明の高温高圧流体処理試験装置で、この高温高圧流体処理試験装置１はサイホン付液化炭酸ガス容器を用いた炭酸ガス供給装置２と、この炭酸ガス供給装置２からの炭酸ガスを連結管３を介して供給される高温高圧流体処理装置４と、前記連結管３に介装された上流と下流部に上流弁５と下流弁６が設けられた熱交換器７と、この熱交換器７内へ供給された炭酸ガスを温度制御された冷ブラインで冷却させた後、温度制御された温ブラインで高温高圧流体にする冷ブライン温ブライン切換装置８とで構成されている。
【００１３】
前記高温高圧流体処理装置４は一端部が前記連結管３に接続された開閉蓋９が設けられた試料取出口１０が形成された、箱状の高温高圧流体処理装置本体１１と、この高温高圧流体処理装置本体１１の他端部に設けられた開閉弁１２が設けられた排出管１３とで構成されている。
【００１４】
前記熱交換器７は図２に示すように、両端部に前記連結管３と接続される上流弁５と下流弁６が設けられた螺旋状の炭酸ガスが供給される内管１４と、この内管１４の外周部を覆う冷ブラインと温ブラインが供給される冷ブライン温ブライン切換装置８に接続された外管１５とで構成されている。
なお、前記内管１４の容量は前記高温高圧流体処理装置本体１１の容量より大きいものが使用される。
【００１５】
前記冷ブライン温ブライン切換装置８は図３に示すように、温度制御された冷却水製造装置１６より冷ブラインを開閉弁１７を介した導入管１８より前記下流側の外管１５内へ導き、上流側の外管１５より開閉弁１９を介した排出管２０で前記冷却水製造装置１６へ導く冷ブライン装置２１と、温度制御された温水製造装置２２より温ブラインを開閉弁２３を介した導入管２４より前記下流側の外管１５内へ導き、上流側の外管１５より開閉弁２５を介した排出管２６で前記温水製造装置２２へ導く温ブライン装置２７と、この温ブライン装置２７の導入管２４の開閉弁２３と排出管２６の開閉弁２５をほぼ同時に、同じように開閉するとともに、前記冷ブライン装置２１の導入管１８の開閉弁１７と排出管２０の開閉弁１９を前記温ブライン装置２７の開閉弁２３、２５と逆に開閉する開閉弁開閉制御装置２８とで構成されている。
【００１６】
上記構成の高温高圧流体処理試験装置１は、熱交換器７の下流弁６を閉弁状態にして、内管１４内へ炭酸ガス供給装置２より炭酸ガスを供給し、冷ブライン装置２１によって冷却させた後、上流弁５を閉弁し、液化した炭酸ガスを温ブライン装置２７によって温めて高温高圧流体にして、排出管１３の開閉弁１２が閉じられ、内部に試験する試料が収納された高温高圧流体処理装置４内へ下流弁６を開放して供給することにより、高温高圧流体処理装置４内で、高温高圧流体を用いた洗浄、乾燥、修飾、反応、加工等の処理の試験を行なうことができる。
[発明を実施するための異なる形態]
【００１７】
次に、図４ないし図９に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１８】
図４および図５に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、冷ブライン装置２１が閉弁状態の時、冷水を循環させる開閉弁２９を介装したバイパス通路３０と、温ブライン装置２７が閉弁状態の時、温水を循環させる開閉弁３１を介装したバイパス通路３２とを設けた冷ブライン温ブライン切換装置８Ａを用いた点で、このような冷ブライン温ブライン切換装置８Ａを用いた高温高圧流体処理試験装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１９】
図６に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、排出管１３に高温高圧流体処理装置本体１１より排出される流体中の気液または固液を分離することができる遠心分離器３３を介装した高温高圧流体処理装置４Ａを用いた点で、このような高温高圧流体処理装置４Ａを用いた高温高圧流体処理試験装置１Ｂにしても、前記本発明を実施するための第２の形態と同様な作用効果が得られる。
なお、本発明を実施する形態では遠心分離器３３に代えて、気液または固液分離機構を用いてもよい。
【００２０】
図７に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第３の形態と主に異なる点は、連結管３に複数個、本発明を実施する形態では２個の熱交換器７、７および冷ブライン温ブライン切換装置８Ａ、８Ａを並列状態で介装した点で、このように構成した高温高圧流体処理試験装置１Ｃにしても、前記本発明を実施するための第３の形態と同様な作用効果が得られる。
【００２１】
図８に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための第４の形態と主に異なる点は、高温高圧流体処理装置本体１１に炭酸ガス以外の液体物質添加機構３４を使用した高温高圧流体処理装置４Ｂを用いた点で、このような炭酸ガス以外の液体物質添加機構３４を使用した高温高圧流体処理装置４Ｂを用いた高温高圧流体処理試験装置１Ｄにすることにより、前記本発明を実施するための第４の形態と同様な作用効果が得られるとともに、炭酸ガス以外の液体物質を、炭酸ガス以外の液体物質添加機構３４によって添加して試験を行なうことができる。
【００２２】
図９に示す本発明を実施するための第６の形態において、前記本発明を実施するための第５の形態と主に異なる点は、高温高圧流体処理装置本体１１内に炭酸ガス以外の固体物質を添加することができる固体物質添加機構３５をおよび高温高圧流体処理装置本体１１より急速に排出することができる急速排出機構１２Ａ
を備えた高温高圧流体処理装置４Ｃにした点で、このような高温高圧流体処理装置４Ｃを用いた高温高圧流体処理試験装置１Ｅにすることにより、前記本発明を実施するための第５の形態と同様な作用効果が得られるとともに、炭酸ガス以外の固体物質を添加して試験を行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は高温高圧流体処理試験装置を製造する産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施するための最良の第１の形態の概略説明図。
【図２】本発明を実施するための最良の第１の形態の熱交換器の説明図。
【図３】本発明を実施するための最良の第１の形態の冷ブライン温ブライン切換装置の説明図。
【図４】本発明を実施するための第２の形態の概略説明図。
【図５】本発明を実施するための第２の形態の冷ブライン温ブライン切換装置の説明図。
【図６】本発明を実施するための第３の形態の概略説明図。
【図７】本発明を実施するための第４の形態の概略説明図。
【図８】本発明を実施するための第５の形態の概略説明図。
【図９】本発明を実施するための第５の形態の概略説明図。
【符号の説明】
【００２５】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ：高温高圧流体処理試験装置、
２：炭酸ガス供給装置、    ３：連結管、
４、４Ａ、４Ｃ：高温高圧流体処理装置、
５：上流弁、        ６：下流弁、
７：熱交換器、
８、８Ａ：冷ブライン温ブライン切換装置、
９：開閉蓋、        １０：試料取出口、
１１：高温高圧流体処理装置本体、
１２：開閉弁、      １３：排出管、
１４：内管、        １５：外管、
１６：冷却水製造装置、    １７：開閉弁、
１８：導入管、      １９：開閉弁、
２０：排出管、      ２１：冷ブライン装置、
２２：温水製造装置、    ２３：開閉弁、
２４：導入管、      ２５：開閉弁、
２６：排出管、      ２７：温ブライン装置、
２８：開閉弁開閉制御装置、  ２９：開閉弁、
３０：バイパス通路、    ３１：開閉弁、
３２：バイパス通路、    ３３：遠心分離器、
３４：炭酸ガス以外の液体物質添加装置、
３５：炭酸ガス以外の固体物質添加機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005435875.tif 000008
【図８】
0005435875.tif 000009
【図９】
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