(57)【要約】【課題】シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、前記シリンダ内を摺動する前記ピストンの運動によって溶液を吸込み、吐出するポンプ機構の摺動部への固形物の蓄積を防止できる溶液移送装置を提供すること。【解決手段】シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、シリンダ内を摺動するピストンの運動によって、溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体と、ポンプ機構本体の外部に設けられ、シリンダとピストンの隙間にパージガスを注入するパージガス注入手段を備えている溶液移送装置であって、ポンプ機構本体の外部に溶媒注入手段を設け、溶媒注入手段の溶媒注入管を、パージガス注入手段のパージガス注入管と流体的に接続し、溶媒をパージガスと同時または間欠的にシリンダとピストンの隙間に注入するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、前記シリンダ内を摺動する前記ピストンの運動によって、溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体と、前記ポンプ機構本体の外部に設けられ、前記シリンダとピストンの隙間にパージガスを注入するパージガス注入手段を備えている溶液移送装置において、
前記ポンプ機構本体の外部に溶媒注入手段を設け、前記溶媒注入手段の溶媒注入管を、前記パージガス注入手段のパージガス注入管と流体的に接続し、前記溶媒を前記パージガスと同時または間欠的に前記シリンダとピストンの隙間に注入するようにしたことを特徴とする溶液移送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の溶液移送装置において、さらに、前記ポンプ機構本体のポンプヘッド部分を加熱するためのヒータを設け、ポンプヘッド部での固形物の析出を防止するようにしたことを特徴とする溶液移送装置。
【請求項３】
シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、カップリング手段を介して伝達されるモータからの動力によって、前記シリンダ内を摺動する前記ピストンの運動によって、溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体と、前記ポンプ機構本体の外部に設けられ、前記シリンダとピストンの隙間にパージガスを注入するパージガス注入手段を備えている溶液移送装置において、
前記ポンプ機構の外部に溶媒注入手段を設け、前記溶媒注入手段の溶媒注入管を、前記パージガス注入手段のパージガス注入管と流体的に接続し、前記溶媒を前記パージガスと同時または間欠的に前記シリンダとピストンの隙間に注入するように構成すると共に、
前記カップリング手段と前記ポンプ機構本体の間に、前記ポンプ機構本体から漏れ出る溶液の揮発成分を吸引するための吸引手段を設けたことを特徴とする溶液移送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の溶液移送装置において、さらに、前記ポンプ機構本体のポンプヘッド部分を加熱するためのヒータを設け、ポンプヘッド部での固形物の析出を防止するようにしたことを特徴とする溶液移送装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の溶液移送装置において、さらに、前記カップリング手段の直下に邪魔板を設け、溶液の揮発成分が前記カップリング手段に付着しないようにしたことを特徴とする溶液移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物が析出し易い溶液を移送するための溶液移送装置に係り、特に、軸封装置を有するポンプの摺動部の固着を防止する機構を備えた溶液移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプを用いたこれまでの溶液移送装置は、特に固形物が析出しやすい溶液を移送する際に、ピストンとシリンダ間の隙間すなわち摺動部に入り込んだ溶液から固形物が析出し、摺動部に付着することにより摺動抵抗が増加し、最悪の場合にはピストンとシリンダが固着する事象が起こり得る。
【０００３】
このような事象は、様々なポンプに共通して生じており、従来、典型的な解決方法として、ポンプ摺動部にパージガスの注入通路を設け、ここから常時又は周期的に窒素ガス等のパージガスを注入し、固形物のポンプ摺動部への付着を防止している（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０１３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ブンゼン反応（硫酸とヨウ化水素の生成反応）、硫酸の熱分解反応、及びヨウ化水素の熱分解反応の３化学反応工程により構成されるＩＳプロセスでは、ポリヨウ化水素酸(HIx溶液：ヨウ化水素、ヨウ素、水の混合物）を移送する際に、温度、濃度によって固体ヨウ素が析出しやすい環境が発生する。このため、このような溶液を移送する際に、ポンプ機構本体の摺動部に入り込んだ溶液から固体ヨウ素が析出し、溶液移送用のポンプを停止させる恐れがあった。また、その漏出物は、蒸気圧が高いため、カップリング部分へも侵入して蓄積し、カップリングの汚損や腐食を引き起こす恐れもあった。
【０００６】
従来から用いられている、ポンプ摺動部へのパージガス注入では、軸封部からの溶液の漏出量を低減できるが、ポンプ摺動部への溶液の侵入を完全に防止することはできず、溶液組成によっては、ヨウ化水素が揮発することで溶液中の固形物（ヨウ素）の溶解度が低下し、ポンプ摺動部への固形物の蓄積が促進されるという大きな問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、シリンダ内を摺動するピストンの運動によって溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体の摺動部への固形物の蓄積を防止できる溶液移送装置を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、上述した摺動部への固形物の蓄積防止に加えて、ポンプ機構の軸封部を介して漏れてくる移送溶液の揮発成分が、ポンプ機構本体外の部品に固着することを防止できる溶液移送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一つの観点に係る溶液移送装置は、シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、前記シリンダ内を摺動する前記ピストンの運動によって溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体と、前記ポンプ機構本体の外部に設けられ、前記シリンダとピストンの隙間にパージガスを注入するパージガス注入手段を備えている溶液移送装置であって、前記ポンプ機構本体の外部に溶媒注入手段を設け、前記溶媒注入手段の溶媒注入管を、前記パージガス注入手段のパージガス注入管と流体的に接続し、前記溶媒を前記パージガスと同時または間欠的に前記シリンダとピストンの隙間に注入するようにしている。
【００１０】
好ましくは、上述の溶液移送装置は、さらに、前記ポンプ機構本体のポンプヘッド部分を加熱するためのヒータを設け、ポンプヘッド部での固形物の析出を防止するようにしている。
【００１１】
また、本発明の別の観点に係る溶液移送装置は、シリンダとピストンの隙間に溶液が入り込まないように軸封され、カップリング手段を介して伝達されるモータからの動力によって、前記シリンダ内を摺動する前記ピストンの運動によって、溶液を吸込み、吐出するポンプ機構本体と、前記ポンプ機構本体の外部に設けられ、前記シリンダとピストンの隙間にパージガスを注入するパージガス注入手段を備えている溶液移送装置であって、前記ポンプ機構本体の外部に溶媒注入手段を設け、前記溶媒注入手段の溶媒注入管を、前記パージガス注入手段のパージガス注入管と流体的に接続し、前記溶媒を前記パージガスと同時または間欠的に前記シリンダとピストンの隙間に注入するように構成すると共に、前記カップリング手段と前記ポンプ機構本体の間に、前記ポンプ機構本体から漏れ出る溶液の揮発成分を吸引するための吸引手段を設けている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、摺動部を有する溶液移送装置において、移送溶液が軸封された摺動部に微量に漏れ出ても、それによって形成される固形物を溶解する作用を持つ溶媒（例えば、ヨウ化水素酸）を注入するので、固形物（例えば、ヨウ素）が溶解吸収され、摺動部の固着が防止される。また、従来のパージガスと併用しているので、溶媒をすぐに排出でき、ポンプ機構本体の上部軸封開口部からの溶媒の漏出分も極めて少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来装置における溶液成分による固形物形成を説明する模式図。
【図２】パージガスを導入している従来装置の概略構成を示す模式図。
【図３】溶媒注入手段を持つ本発明の一実施例の構成を示す模式図。
【図４】ポンプヘッド部分の加熱手段を持つ本発明の他の実施例の構成を示す模式図。
【図５】溶液揮発成分の吸入手段を持つ本発明のさらに他の実施例の構成を示す模式図。
【図６】邪魔板を設けた本発明のさらに他の実施例の構成を示す模式図。
【図７】２個のガス通路を備えた本発明のさらに他の実施例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
はじめに本発明の理解を助けるために、先に説明した従来技術について、図面を用いて簡単に説明する。図１は、従来装置における溶液成分による固形物形成を模式的に説明している図で、図２は、前述の特許文献に示されているような、パージガスを導入している従来装置の概略構成を模式的に示している図である。
【００１５】
図１において、符号１０はポンプ機構本体であり、移送される溶液１はピストン１１の往復運動によってポンプ機構本体１０に吸い込まれ、吐出される。図１では説明のためピストン１１とシリンダ１２の隙間が通常より極端に広く描いてある。移送溶液１が隙間に侵入しないように軸封機構１３が設けられている。しかし、現実にはこの軸封機構１３を介して極微小の溶液１が隙間に侵入する。侵入した溶液の温度は上方に行くにしたがって低くなり、ピストン１１やシリンダ１２の壁面に固形物が析出するようになり、何もしない場合には摺動抵抗が著しく増大し、摺動困難になる。
【００１６】
このため、図２に示されているように、パージガス注入管２を設け、常時または周期的に隙間にパージガスを注入し、侵入して来た溶液をピストン１１とシリンダ１２の隙間から外部に排出するようにしている。しかし、ピストン１１やシリンダ１２の壁面に付着した溶液はパージガスにより揮発成分が蒸発し、固形物が析出しやすくなり、摺動抵抗が著しく増大し、摺動困難になる。
【００１７】
以下、図３乃至図６を参照し、本発明について詳細に説明する。図３は、従来のパージガス注入手段２１に加え、新たに溶媒注入手段２２を設けた本発明の一実施例の構成を模式的に示している。溶媒注入手段２２から注入される溶媒は、当然移送溶液１の種類によって異なる。移送溶液１が、ＩＳプロセスで使用されるポリヨウ化水素（HIx）溶液（ヨウ化水素、ヨウ素、水の混合物）の場合、ヨウ素を溶解可能なヨウ化水素と水の混合物であるヨウ化水素酸である。溶媒注入手段２２からの注入管は、従来からあるパージガス注入手段２１からの注入管に、流体的に接続する。この実施例ではパージガスとして窒素ガス（N2）を用いたが、他の不活性ガスを用いても良い。また、移送溶液１の隙間への侵入を少なくするため、パージガス及び溶媒はある程度加圧して注入することが好ましい。
【００１８】
この溶媒移送装置では、移送開始と同時にパージガス注入手段２１と溶媒注入手段２２を稼働させることにより、ピストン１１とシリンダ１２間の隙間に侵入した溶液１や溶媒によって溶解された固着物が、パージガスと共に排出されるので、摺動部の固着が完全に防止される。
【００１９】
ピストン１１とシリンダ１２間の隙間に侵入した溶液１が、ピストン１１やシリンダ１２の壁面で析出しないように、ポンプ機構本体１０をある程度加温することが好ましい。ポンプヘッド部分の加熱手段を持つ本発明の他の実施例の構成を図４に示す。図４の実施例では、加熱手段はヒータ３０とヒータ用電源３１のみから構成されている。ヒータ３０は、ピストン１１やシリンダ１２の壁面を、固形物の析出温度以上に加温できるものでなければならない。例えば、移送溶液１がポリヨウ化水素酸の場合には、上述の壁面を溶解度以上に加温する必要がある。なお、移送溶液１の種類によっては、移送溶液１をある程度の温度に加温しておくことで、図４のようなヒータを必ずしも設置する必要はない。
【００２０】
ピストン１１とシリンダ１２の隙間には、ラビリンスなどの適切な軸封手段が設けられているが、溶液の揮発成分は蒸気圧が高いためこれを通過し、ポンプ機構本体の上部にある部材に付着してしまう恐れがある。そのような事象を防止するため、本発明の更なる実施例では、ポンプ機構本体１０の上方に逃げる揮発成分を吸入し、回収する手段を設けている。この一例を図５に示す。
【００２１】
図５において、符号４０は揮発成分吸入手段である。この吸入手段４０は、漏出物に耐食のある一般的な吸引ポンプである。溶液１の移送開始時にこの吸引ポンプ（図示せず）を稼働させるようにすることで、軸封手段を通過してきた揮発成分のほとんどを吸引できるので、揮発成分がポンプ機構本体１０上方の各部材に付着することを防止できる。
【００２２】
図６は、どのようなタイプの移送溶液１にも対応可能な、本発明のさらに他の実施例の構成を模式的に示している。この実施例では、これまでの、パージガス注入手段２１、溶媒注入手段２２、加熱手段３０、揮発成分吸入手段４０に加え、さらに邪魔板５０を有する。邪魔板５０は、フッ素樹脂板で構成され、カップリング１５の直下に取り付けられている。邪魔板５０を設けることによって、揮発成分吸入手段４０によって吸引しきれなかった揮発成分が、ピストン１１とシリンダ１２間の隙間の真上にあるカップリング１５の下面に付着することを防止できる。
【００２３】
以上説明した実施例では、シリンダ内をピストンが上下に摺動する装置を例にとって説明したが、本発明は原理的に回転摺動するタイプの溶液移送装置にも適用できることは明らかである。また、以上の実施例は典型的な構成例を示したもので、これに限定されるものではない。例えば、以上の実施例では、パージガス供給手段２１と溶媒供給手段２２を別個の構成で示しているが、これらを一体として構成することもできる。また、上述の説明ではパージガス供給手段２１と溶媒供給手段２２からの配管を接続して1つの配管として、両者のガスを混合して溶液移送装置１０に供給しているが、図７に示すように、両者のガスをそれぞれ別個の配管を介して溶液移送装置１０に供給するようにしても良い。
【符号の説明】
【００２４】
1…移送溶液 
2…パージガス注入管
10…ポンプ機構本体
11…ピストン
12…シリンダ
13…軸封機構
14…モータ
15…カップリング
21…パージガス注入手段
22…溶媒注入手段
30…ヒータ
35…ヒータ用電源
100…固形物
101…揮発成分
【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】
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