(57)【要約】  断熱環状空間(108)を実質的に除湿するための装置が提供される。この装置は、断熱された周囲包材(106)と、内側の円筒体デバイス(107)と、少なくとも2つの多孔質領域(101)を含む部分的な環状円筒体(100)を含む。この装置は、前記断熱された周囲包材(106)内に配置された前記内側の円筒体デバイス(107)によって作られる前記断熱環状空間(108)内に、前記部分的な環状円筒体(100)を配置する。この部分的な環状円筒体(100)は吸着剤を保持する。
2011501794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱環状空間を実質的に除湿するための装置であって、
・断熱された周囲包材(106)と、
・内側の円筒体デバイス(107)と、
・前記内側の円筒体デバイス(107)を前記断熱された周囲包材(106)内に配置することによって作られる断熱環状空間(108)と、
・少なくとも2つの多孔質領域(101)を含む部分的な環状円筒体(100)と
を含み、
・前記部分的な環状円筒体(100)は前記断熱環状空間(108)内に配置され、
・前記部分的な環状円筒体(100)が吸収材を保持する
ことを含む装置。
【請求項２】
前記内側の円筒体デバイス(107)が、前記断熱された周囲包材(106)内に同心円状に配置される請求項１の装置。
【請求項３】
前記部分的な環状円筒体(100)が、前記環状断面によって規定される径方向軸(A1)と、前記長軸(A2)によって規定される2つの縦断面(110)を持ち、前記長軸(A2)が前記径方向軸(A1)の法線である請求項１または２の装置。
【請求項４】
前記切取られた環状断面が半円を含む請求項３の装置。
【請求項５】
前記切取られた環状断面が優弧を含む請求項３の装置。
【請求項６】
前記優弧が180〜270°の円周角(β)を持つ請求項５の装置。
【請求項７】
前記優弧が200〜250°の円周角(β)を持つ請求項５の装置。
【請求項８】
前記優弧が200〜230°の円周角(β)を持つ請求項５の装置。
【請求項９】
前記内側の円筒体デバイス(107)が、単一の蒸留カラムである先行する請求項のいずれかの装置。
【請求項１０】
前記断熱環状空間(108)が実質的に真空にされている先行する請求項のいずれかの装置。
【請求項１１】
前記少なくとも2つの多孔質領域(101)が、前記縦断面(110)に位置する請求項３の装置。
【請求項１２】
前記多孔質領域(101)が、透過性メッシュバリア(103)を含む請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記透過性メッシュバリア(103)が、前記多孔質領域(101)の周囲に沿って配置される複数の固定具(102、104)によって前記部分的な環状円筒体(100)に固定される請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記固定具(102、104)が、リベット、ボルトおよびネジからなる群より選択され得る請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記部分的な環状円筒体(100)が、少なくとも0.03立方メートル、好ましくは0.04立方メートル、さらにより好ましくは0.05立方メートル、さらには0.06立方メートル、可能ならば0.07立方メートルの内部体積を持つ先行する請求項のいずれかの装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
断熱領域を組込んだ多くのデバイスまたはアセンブリが存在する。しばしば、この断熱領域内は、この領域から水蒸気を減らすか、または除去する目的を持つ活性な要素である。この断熱領域が真空状態に維持される場合、真空排気に伴う問題を避けるために、水蒸気を減らすか、または除去することが重要である。真空断熱領域の乾燥を確保する水蒸気除去デバイスについての、産業上の需要が存在する。
【０００２】
本出願におけるプロセスは、真空断熱領域の乾燥を確保する水蒸気除去デバイスについての、社会一般的な需要を満足する水蒸気除去デバイスに向けられる。
【０００３】
US 3,108,706は、不完全な真空断熱空間が環状区域内に作られるシステムを開示する。この特許が解決する課題は、真空中への、金属自体による水素の放出である。水素の吸着に特に選択性のある吸着剤が、この断熱空間に導入される。
【０００４】
UK 2,139,311は、真空中への、金属自体による水素の放出も解決するシステムを開示する。吸着デバイスは、面の一方の周りに螺旋状に巻かれるか、または吸着材料が焼結体に成形されてこの空間中に導入されるかのいずれかである。いずれのシステムも、吸着剤を再生するために外部から加熱されるように設計される。このシステムは、特注の加工、造りおよび制御手順、ならびに耐用年数の終了時に容易に交換することができない特注の吸収材を必要とする。それは、現存のシステムに組込むことは容易でない。
【０００５】
US 4,704,068は、不完全な真空断熱空間が環状区域内に作られるシステムを開示する。吸着剤がガス-水蒸気気密容器中に封入され、この断熱空間中に導入され、不完全真空断熱空間の最終排気の際に破られる。このシステムは特注の加工、および吸着剤が耐用年数の終わりに至る度に繰り返さなければならない操作手順を必要とする。全ての現行のシステムに後付けするのも容易でないであろう。
【０００６】
US 6,087,581は、不完全な真空断熱空間が環状区域内に作られるシステムを開示し、ここで、吸着剤は、熱的に再生可能な吸着剤を外側の格納壁を通じて加熱し、吸着剤を再生し得るように、外側の格納壁と物理的かつ熱的に接触して配置される。このシステムは特注の加工、造りおよび操作手順、ならびに、耐用年数の終了時に容易に交換することができない特注の吸着剤を要する。それは現行のシステムに後付けすることが難しい。
【０００７】
本発明の目的は、従来既知のシステムを改良することである。本発明は、断熱環状空間を実質的に除湿するための装置であって、
・断熱された周囲包材と、
・内側の円筒状デバイスと、
・少なくとも2つの多孔質領域を含む部分的な環状円筒体と
を含み、
・前記部分的な環状円筒体は、前記断熱された周囲包材内に配置された前記内側の円筒体デバイスによって形成される断熱環状空間内に配置され、
・前記部分的な環状円筒体が吸収材を保持する
ことを特徴とする装置に本質的に特徴付けられる。
【０００８】
このような装置は、真空断熱領域の乾燥を確保する水蒸気除去デバイスについての需要の問題を解決する。このような装置は、現行のシステムに容易に後付けすることができ、特注の加工および操作手順を必要とせず、吸着剤がその耐用年数の終わりに至ったときに、容易な取り外しおよび交換を可能とする。このようなシステムは、必要な場合は、吸着剤の外部からの再生を可能にし、吸着剤を再生するためのインサイチュ(in situ)での加熱を何ら必要としないであろう。
【０００９】
さらに、他の態様は、以下の特徴の1つ以上を含み得る。
【００１０】
前記内側の円筒体デバイスは、前記断熱された周囲包材内に同心円状に配置され得る。前記部分的な環状円筒体は、環状断面によって規定される径方向軸(radial axis)と、長軸によって規定される2つの縦断面とを有し、前記長軸は前記径方向軸の法線である。
【００１１】
前記環状断面は内径と外径によってさらに規定され得る。前記縦断面は、内側エッジ、外側エッジ、末端エッジおよび近接エッジ(proximal edge)によってさらに規定され得る。
【００１２】
前記切取られた環状断面は、半円を含み得る。前記切取られた環状断面は優弧(major arc)を含み得る。前記優弧は、180〜270°の円周角を持ち得る。前記優弧は、200〜250°の円周角を持ち得る。前記優弧は、200〜230°の円周角を持ち得る。
【００１３】
前記環状空間内に存在する任意のガスまたは蒸気が、前記吸収材に接触し得る。前記ガスまたは蒸気は空気を含み得る。前記内側の円筒体デバイスは、単一の蒸留カラムを含み得る。前記断熱環状空間は、実質的に真空にされ得る。前記少なくとも2つの多孔質領域は、前記縦断面に位置し得る。前記多孔質領域は、透過性のメッシュバリアを含み得る。
【００１４】
前記浸透性のメッシュバリアは、前記多孔質領域の周囲に沿って配置された複数の固定具によって前記部分的な環状円筒体に固定され得る。前記固定具は、リベット、ボルトおよびネジからなる群より選択され得る。
【００１５】
前記部分的な環状円筒体は、0.03立方メートル、好ましくは0.04立方メートルの内部体積を持ち得る。前記部分的な環状円筒体は、0.04立方メートル、好ましくは0.05立方メートルの内部体積を持ち得る。前記部分的な環状円筒体は、0.06立方メートル、好ましくは0.07立方メートルの内部体積を持ち得る。
【００１６】
本発明は、添付図と組合された以下の記述を参照することによって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１aは、本発明の一つの態様の模式的な正面図であり、図１bは本発明の一つの態様の模式的な上面図であり、図１cは本発明の一つの態様の末端部の、模式的な詳細図である。
【図２】図２aは本発明の一つの態様の模式的な上面図であり、図２bは本発明の一つの態様の模式的な正面図である。
【図３】図３は、本発明の一つの態様の等角図である。
【図４】図４は、本発明の一つの態様の正面図である。
【００１８】
具体例を以下に記載する。本出願のプロセスは種々の変形および代替の形態を許容するが、その具体的な態様は図中の例によって示され、ここで詳細に記述される。
【００１９】
以下の例は、限定されないが、空気分離ユニットの単一のカラム蒸留装置に向けられる。
【００２０】
ここで使用される「実質的に除湿する」という表現は、存在し得る任意の雰囲気から十分な水蒸気を除去し、5 %未満、好ましくは1 %未満、さらにより好ましくは0.1 %未満の相対湿度をもたらすものとして定義される。
【００２１】
ここで使用される「実質的に真空にされる」という表現は、雰囲気を十分に除去し、10 Pa未満、好ましくは1 Pa未満、さらにより好ましくは0.1 Pa未満の圧力をもたらすものとして定義される。
【００２２】
図１a、１bおよび１cを参照すると、本発明の態様による吸着ボックス100が図示される。吸着ボックス100は、多孔質領域101、固定具102、104、フレーム105、および透過性メッシュバリア103を含む。
【００２３】
図１aに示すように、多孔質領域101は、透過性メッシュバリア103によって覆われる吸着ボックス100の末端における開口を含む。この透過性メッシュバリア103は、吸着剤を吸着ボックス100内に含みながら、ガスおよび蒸気の通過を可能にする。この吸着剤は、シリカゲルまたは活性化されたアルミナであり得る。透過性のメッシュバリア103は、固定具102および104によって吸着ボックス100に強固に固定されたフレーム105によって、吸着ボックス103に取付けられる。
【００２４】
透過性のメッシュバリア103は、当業者に既知の任意の適切な材料を含み得る。透過性のメッシュバリア103はフレーム105の一部として構築され得、したがって、固定具102、104による吸着ボックス100の体部への確実な取付けを容易にする。
【００２５】
図１bは、吸着ボックス100の一つの態様の切取られた環状円筒型の径方向断面(radial cross section)を示す、本発明の一つの態様の模式的な上面図である。この図は、吸着剤110を吸着ボックス100中に充填するために使用される充填口109を図示する。この図から、縦断面110は、切取られた環状円筒体の面(face)として図示される。多孔質領域101は、これらの縦断面110に位置する。
【００２６】
図１cは、図１b中に図示される多孔質領域101の詳細図を示す、本発明の一つの態様の模式図である。この図から、吸着ボックス100の体部への透過性バリア103の取付けの一つの態様がわかるであろう。吸着ボックス100の体部とフレーム105の間に位置する透過性メッシュバリア103について、固定具102および104(明確性のために図示せず)が、吸着ボックス100の体部にフレームおよび透過性バリアを固定するために使用される。
【００２７】
図２aおよび２bに示したように、吸着ボックス100は、環状の径方向断面を持つ中空の環状円筒体を含む。図２aは、図１bに示した図と同様の、本発明の一つの態様の模式的な上面図を表す。この環状円筒体は、環状断面が半円の形状となるように径方向に切られる。この環状断面は優弧を含み得、前記優弧は180〜270°の円周角βを持つ。前記優弧は200〜250°の円周角βを持ち得る。前記優弧は200〜230°の円周角βを持ち得る。この環状断面は劣弧(minor arc)を持ち得、前記劣弧は90〜180°の円周角βを持つ。
【００２８】
図２bは、図１aに示した図と同様の、本発明の一つの態様の正面模式図を示す。この環状円筒体表面は、環状断面の径方向軸A1に垂直に位置する長軸A2を含む。一つの態様において、前記切取られた環状円筒体の表面の内側エッジE1および外側エッジE2沿いに固定具が配置される。一つの態様において、内側エッジE1、外側エッジE2、末端エッジE3および近接エッジE4沿いに固定具が配置される。固定具102および104は、リベット、ボルト、ネジ、または当業者に既知の任意の取り付け手段であり得る。
【００２９】
図２aおよび３に示すように、吸着ボックス100は、内径R1および外径R2によって規定される。切取られた端部は縦断面110によって規定され、前記縦断面110は、内側エッジE1、外側エッジE2、末端エッジE3、および近接エッジE4によってさらに規定される。
【００３０】
図４に示すように、吸着ボックス100は、L1の長手方向の環状円筒体の長さによって規定される。切取られた端部は、幅L3を持つ末端エッジE3、近接エッジE4のいずれか、またはその両方によって規定される。一つの態様において、末端エッジE3の幅は近接エッジE4の幅と等しくない。図４にも示すように、透過性メッシュバリア103は、L2の長手方向長さびL4の軸幅によって規定される。
【００３１】
図３に示すように、一つの態様による、この特定の例のカラム中で稼動しているユニット(operative unit)107は、この特定の例においてはコールドボックスである周囲包材106内に保持される。稼動中のユニット107の外側にあり、かつ周囲包材106の内側にある体積を含む環状区域108は、実質的に真空にされる。吸収ボックス100は、この真空領域108内の減圧に先立って、コールドボックス106内に存在し得るあらゆる湿気を吸収するために使用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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