(57)【要約】【課題】  高圧ガス圧縮システムにおいて、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集すること。【解決手段】  高圧ガス圧縮システム１００は、高圧のプロセスガスを吸込みライン３１から吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機３０と、圧縮機３０から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタ３６と、ガスフィルタ３６を通過した吐出ライン３８のプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集システム２０とを備える。油分捕集システム２０は、その流入側を吐出ライン３８に接続すると共に、その流出側を吸込みライン３１に接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部２を有する。【選択図】  図１
2005113722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、
前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムにおいて、
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集システムを設け、
前記油分捕集システムは、その流入側を前記吐出ラインに接続すると共に、その流出側を前記吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有する
ことを特徴とする高圧ガス圧縮システム。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧ガス圧縮システムにおいて、前記油分捕集システムを減圧装置を介して前記吐出ラインに接続したことを特徴とする高圧ガス圧縮システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の高圧ガス圧縮システムにおいて、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部を設けたことを特徴とする高圧ガス圧縮システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の高圧ガス圧縮システムにおいて、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部を設けたことを特徴とする高圧ガス圧縮システム。
【請求項５】
高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに使用され、
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集装置において、
前記吐出ラインに接続する流入部と、前記吸込みラインに接続する流出側と、流入するプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部とを備える
ことを特徴とする油分捕集装置。
【請求項６】
請求項５に記載の油分捕集装置において、前記低温冷却捕集部と、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部と、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部とをこの順に一体に形成したことを特徴とする油分捕集装置。
【請求項７】
高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに用いられ、
前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集方法において、
前記吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、前記低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを前記吸込みラインに流出する
ことを特徴とする油分捕集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法に係り、特に可燃性ガスや毒性ガスなどのプロセスガスを５ＭＰａ以上の高圧で取扱う運転条件下で、プロセスガス中の極少油分を捕集して検証する場合に好適な高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮ガス中油分測定装置として、特開平１０−２２１２２０号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この特許文献１には、次のようなことが開示されている。
【０００３】
特許文献１の油冷式圧縮機においては、吸入ガスを圧縮して圧縮ガスを排出する圧縮部が非常に高温となるため、油冷部によって圧縮部内に油を循環させることにより冷却される。上記圧縮部から排出され、油回収部により油が回収された後の圧縮ガスにも、まだある程度の量の油が混入しているため、油分離部を通すことによって残りの油が取り除かれる。上記油分離部によって油分の除去された圧縮ガスは、冷却部によって冷却されるが、その冷却により圧縮ガスからは水ドレンが析出する。析出した水ドレンは水ドレン除去部によって除去され、ドレントラップを介して外部に排出され、水ドレン除去後の圧縮ガスはそれぞれの用途に用いられる。
【０００４】
ところが、上記油分離部を用いても、圧縮ガス中から油を完全に取り除くことは不可能であり、排出される圧縮ガスは極微量の油分（数ｐｐｍ程度）が含まれたまま様々な用途に用いられる。従って、その排出圧縮ガス中に含まれる油の量を規定値以下に抑えることは非常に重要であり、例えば圧縮ガスの用途が食品、半導体関係等の場合には特に慎重に行われなければならない。
【０００５】
そこで、上記排出圧縮ガス中に含まれる油分量を監視するため、圧縮ガス中の油分量を測定する必要がある。その油分量測定方法として、例えば、圧縮ガスの一部を取り出して赤外線吸収式、炭化水素計等で測定する方法や、水晶振動式センサを圧縮ガスの管内に設置して油分を吸着させてその振動数を測る方法や、圧縮ガス供給管に接続された水ドレン除去手段により除去された水ドレンの油分含有率を油分センサで測定する方法等がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２２１２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の圧縮ガス中油分測定装置は、圧縮ガス中に含まれる数ｐｐｍ程度の油分量を測定するものであって、それよりも極少の油分量を測定することについては開示されていない。例えば、特許文献１に示された水晶振動式センサを圧縮ガスの管内に設置して油分を吸着させてその振動数を測る方法では、排出された圧縮ガスの高温状態における油分の水晶振動式センサへの吸着であり、高温状態で極少油分量を精度良く測定することは困難である。特に、５ＭＰａ以上の高圧ガスを油冷式圧縮機に吸込んで圧縮された圧縮ガスの場合には、その圧縮ガス中の極少油分量を精度良く測定することは極めて困難である。
【０００８】
また、特許文献１の圧縮ガスの一部を取り出して赤外線吸収式、炭化水素計等で測定する方法においては、測定後の圧縮ガスの処理に関しては開示されていない。例えば、測定後の圧縮ガスを大気中に放出すると、ガスの損失になると共に、可燃性ガスや毒性ガスなどのガスでは引火や大気汚染などの原因となるおそれがある。このため、極少油分量を測定するために長時間にわたって圧縮ガスを放出することは安全性に問題があり、この点からも極少油分量を精度良く測定することが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる高圧ガス圧縮システム並びに油分捕集装置及び油分捕集方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムにおいて、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集システムを設け、前記油分捕集システムは、その流入側を前記吐出ラインに接続すると共に、その流出側を前記吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有する構成にしたことにある。
【００１１】
前記発明において、好ましくは、前記油分捕集システムを減圧装置を介して前記吐出ラインに接続したものである。
【００１２】
また、前記発明において、好ましくは、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部を設けたものである。
【００１３】
また、前記発明において、好ましくは、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部を設けたものである。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに使用され、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集装置において、油分捕集システムを設け、前記吐出ラインに接続する流入部と、前記吸込みラインに接続する流出側と、流入するプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部とを備える構成にしたことにある。
【００１５】
前記発明において、好ましくは、前記低温冷却捕集部と、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部と、前記低温冷却捕集部の流出側に前記吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部とをこの順に一体に形成したものである。
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明は、高圧のプロセスガスを吸込みラインから吸込んで圧縮する油潤滑式圧縮機と、前記圧縮機から吐出されたプロセスガス中の油分を濾過して吐出ラインに送出するガスフィルタとを備える高圧ガス圧縮システムに用いられ、前記ガスフィルタを通過した前記吐出ラインのプロセスガスを流入させてそのプロセスガス中の油分を捕集する油分捕集方法において、前記吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、前記低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを前記吸込みラインに流出するようにしたことにある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、油分捕集システムの流入側を吐出ラインに接続すると共に、その流出側を吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる高圧ガス圧縮システムを提供することができる。
【００１８】
本発明の好ましい例によれば、油分捕集システムを減圧装置を介して吐出ラインに接続したので、油分捕集システムを吐出ラインの圧力より吸込みラインの圧力に近づけて油分の捕集を行なうことができることとなり、低温冷却捕集部を簡単で安価なものとすることができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部を設けたので、簡単で安価な構造で油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。
【００２０】
また、本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部を設けたので、低温冷却捕集部に対するプロセスガスの予冷と後加温を簡単で安価な構造で効率よく行なうことができる。
【００２１】
本発明によれば、油分捕集装置の流入側を吐出ラインに接続すると共に、その流出側を吸込みラインに接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる油分捕集装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の好ましい例によれば、低温冷却捕集部と、低温冷却捕集部への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部と、低温冷却捕集部の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部とをこの順に一体に形成したので、簡単で安価な構造で、低温冷却捕集部に対する流入プロセスガスの予冷と流出プロセスガスの加温を行なうことができると共に、油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。
【００２３】
本発明によれば、吐出ラインからプロセスガスを低温冷却捕集部に流入させ、低温冷却捕集部で流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集した後、そのプロセスガスを吸込みラインに流出するようにしているので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる油分捕集方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例を、図１から図４を用いて説明する。
【００２５】
最初に、本実施例の高圧ガス圧縮システムの全体構成に関して、図１を参照しながら説明する。図１は本実施例の高圧ガス圧縮システムの構成及びプロセスガスの流れを説明する図である。
【００２６】
本実施例の高圧ガス圧縮システム１００は、水素供給ステーション用システムであり、水素供給ステーション用水素圧縮機３０Ａを有する本体システム３０と、油分捕集装置２０Ａを有する油分捕集システム２０とを備えて構成されている。油分捕集システム２０は、本体システム３０に閉ループを構成するように接続されている。
【００２７】
圧縮機３０Ａは、両側に１段圧縮機３２及び２段圧縮機３３が設けられ、中央部にこれらを駆動する圧縮駆動機３４が設けられている。１段圧縮機３２及び２段圧縮機３３は、プランジャシール部にシールオイルを注入するプランジャ式圧縮機（油潤滑式圧縮機）である。このプランジャ式圧縮機は、オイルフリー式ダイアフラム圧縮機に対して信頼性が高いものである。
【００２８】
本体システム３０において、吸込みライン３１に設けられた吸込みバルブ３１ａが開路すると、吸込みライン３１から約５〜２０ＭＰａの圧力の水素ガスであるプロセスガスが圧縮機３０Ａの一側に設けられた１段圧縮機３２吸込まれて圧縮された後、ガスクーラ３５に吐出されて冷却される。冷却されたプロセスガスは、次に、圧縮機３０Ａの一側に設けられた２段圧縮機３３で圧縮され、吐出圧力が約４０〜８４ＭＰａで吐出される。１段圧縮機３２及び２段圧縮機３３に油が用いられるために、これらによって圧縮されたプロセスガスには油が混入されてしまう。この圧縮されたプロセスガスは、ガスクーラ３５で冷却された後、フィルター装置３６を通過して油分が濾過され、吐出ライン３８に至る。ここで、吐出ライン３８に設けられた吐出バルブ３８ａが開路している場合には、プロセスガスはプラントなどに吐出バルブ３８ａを通して供給される。
【００２９】
油分捕集システム２０は、流入側が吐出ラインに接続されると共に、流出側が吸込みラインに接続され、高圧プロセスガスラインに対して閉ループで使用されるものである。即ち、吐出ライン３８のプロセスガスは、吐出絞り弁で構成される減圧装置３７で吸込圧力（約５〜２０ＭＰａ）まで減圧された後に、油分捕集システム２０に流入され、油分捕集システム２０で油分が捕集された後に、吸込みライン３１に戻され、閉ループが形成される。
【００３０】
油分捕集システム２０において、吐出ライン３８から取り込まれたプロセスガスは、油分捕集のための被冷却捕集ガス１６と、捕集後のガスを加温するための加温ガス１７とに分配される。被冷却捕集ガス１６は、油分捕集装置２０Ａに流入され、油分捕集装置２０Ａの下部の低温冷却捕集部２で液体窒素２２により冷却されて低温とされ、この低温状態で油分が捕集される。油分が捕集されたガスは、油分捕集装置２０Ａの上部の混合加温部３で加温ガス１７と混合されて混合ガス１８として温度上昇された後、吸込みライン３１に戻される。なお、吸込みライン３１には、０℃以上に加温されたガスが戻される。
【００３１】
また、特に低温のガスを低温冷却捕集部２で得る必要があれば、被冷却捕集ガス１６が油分捕集装置２０Ａに流入する前に予備冷却するプリクーラ２１を設けるようにしてもよい。この場合、プリクーラ２１の冷却ガスには、低温冷却捕集部２の液体窒素容器内で低温部冷却のために与えられた潜熱によって気化した低温の窒素ガス１２ｂを用いることが好ましい。
【００３２】
また、吸込みライン３１に戻されるガスの加温がさらに必要であれば、油分捕集装置２０Ａから流出するガスを加熱するヒータ２３を設けるようにしてもよい。この混合後のガスを更に加温するヒータ２３としては、圧縮空気や水等が使用される。また、油分補集装置２０Ａから吸込みライン３１に至るガス配管を長くして自然加温するようにすれば、特別な加温源を必要とせず、簡単で安価な構造とすることができる。
【００３３】
なお、油分捕集装置２０Ａは予冷却後加温部１を備えており、予冷却後加温部１に流入されるガスと流出するガスとが熱交換されるようになっている。これによって、低温冷却捕集部２に流入されるガスが予冷却されると共に、低温冷却捕集部２から流出するガスが後加温される。これによれば、油分捕集装置２０Ａのみで必要温度までのガス冷却、必要吸込み温度への回復を狙った加温を行なわせることが可能となる。
【００３４】
本実施例によれば、油分捕集システム２０（換言すれば、油分補集装置２０Ａ）の流入側を吐出ライン３８に接続すると共に、その流出側を吸込みライン３１に接続し、流入したプロセスガスを低温に冷却してそのプロセスガス中の油分を捕集する低温冷却捕集部２を有するので、高圧ガス中の極少油分量を精度良く安全に捕集することができる。即ち、吐出ライン３８から取り込まれたプロセスガスは、極少油分量が捕集できる油分飽和蒸気圧力が得られる低温に冷却されてその油分が捕集されるので、高圧のプロセスガス中の極少油分量を捕集することができる。また、油分が捕集されたプロセスガスは、吸込みライン３１に戻されるので、大気中に放出される場合と比較して、ガスの損失を招くことなく、可燃性ガスや毒性ガスのなどのガスを用いても、引火や大気汚染などを招くことなく安全性に優れている。さらには、油分捕集システム２０を本体システム３０に対して閉ループを構成するようになっているので、長時間の油分捕集動作を行なうことができ、極少油分量を精度良く捕集することができる。
【００３５】
また、油分捕集システム２０を減圧装置３７を介して吐出ライン３８に接続したので、油分捕集システム２０を吐出ライン３８の圧力より吸込みライン３１の圧力に近づけて油分の捕集を行なうことができることとなり、予冷却後加温部１、低温冷却捕集部２及び混合加温部３（換言すれば、油分補集装置２０Ａ）を簡単で安価なものとすることができる。
【００３６】
さらには、低温冷却捕集部２の流出側に吐出ガスライン３８から流入するプロセスガスの一部を分岐して混合する混合加温部３を設けたので、プロセスガスを熱源としても用いることができることとなり、簡単で安価な構造で油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みライン３１に戻すことができる。
【００３７】
さらには、低温冷却捕集部２への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部２からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させる予冷却後加温部１を設けたので、低温冷却捕集部２に対するプロセスガスの予冷と後加温を簡単で安価な構造で効率よく行なうことができる。
【００３８】
次に、油分捕集装置２０Ａに関して、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は図１の油分捕集装置の縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００３９】
油分補集装置２０Ａは、混合加温部３、予冷却後加温部１及び低温冷却捕集部２から構成され、上からこの順に一体に直線状に配列されている。予冷却後加温部１、低温冷却捕集部２、及び混合加温部３を形成する容器６、４、１５は、締結具４１、４２により着脱可能に接続されている。また、油分補集装置２０Ａを構成する部品の中で、プロセスガスが流れる部品は全て耐圧性を有する部材で形成されている。
【００４０】
予冷却後加温部１は、予冷却後加温部容器４と、チューブ５の上部と、混合加温部内筒１４の下部と、チューブ支持部品８と、チューブ固定部片１２と、ガス温度計１３とを備えて構成されている。
【００４１】
予冷却後加温部容器４は、中央に上下に貫通した穴が形成され、上下部の周縁にはフランジ部４ａ、４ｂが形成されている。フランジ部４ａには、被冷却捕集ガス１６を流入する通路が側面から中央穴に至るように形成されている。
【００４２】
銅製チューブ５は、その上部が外側容器４の中央穴に、隙間を有して挿入されている。チューブ５内は低温冷却捕集部２への被冷却捕集ガス１６の通路として構成され、チューブ５と予冷却後加温部容器４との隙間は低温冷却捕集部２からのプロセスガスの通路として構成されている。これによって、低温冷却捕集部２への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部からの流出側通路のプロセスガスとをチューブ５を介して熱交換させることができる。チューブ５の上部の外周には、上下に延びる複数のフィン５ｂが設けられている。
【００４３】
チューブ固定部片１２は、チューブ５の上端部に取り付けられ、混合加温部内筒１４に支持されている。これによって、チューブ５の上部はチューブ固定部片１２を介して混合加温部内筒１４に支持されている。チューブ固定部片１２には、被冷却捕集ガス１６をチューブ５内に導入する通路が形成されている。
【００４４】
チューブ支持部品８は、低温冷却捕集部２と予冷加温熱交部１との合せ面付近でチューブ５に溶接され、予冷却後加温部容器４に支持されている。これによって、チューブ５の中央部はチューブ支持部品８を介して混合加温部内筒１４に支持されている。チューブ支持部品８には、ガス通過孔が形成されている。
【００４５】
混合加温部内筒１４は、その下部が予冷却後加温部容器４の中央穴に挿入され、Ｏリングを介して装着されている。混合加温部内筒１４には、フランジ部１５ａの通路とチューブ固定部片１２の通路とを連通する通路が形成されている。これによって、被冷却捕集ガス１６は、フランジ部４ａの通路から混合加温部内筒１４の通路及びチューブ固定部片１２の通路を介してチューブ５内の通路に流入される。
【００４６】
低温冷却捕集部２は、低温冷却捕集部容器６、フランジ９と、チューブ５の下部と、粒状物７とを備えて構成されている。低温冷却捕集部２は、液体窒素容器１０中に注入された液体窒素１１中に浸漬され、液体窒素１１により低温に冷却されるように構成されている。チューブ５は、低温冷却捕集部２と予冷却後加温部１とにまたがって共用して用いられている。
【００４７】
低温冷却捕集部容器６は、中央に上面が開口すると共に下端部まで延びる穴が形成され、上部外周にフランジ９が一体に固定されている。外側容器６は熱伝導率の大きな材料程好適であるが、一方で高圧ガスに対応できる強度或いは構造も必要である。そこで外側容器６の支持固定を強度材料であるＳＵＳ材を用いたフランジ９によって行なっている。これによって、外側容器６に掛る荷重を単純な引張り荷重のみとすることができると共に、形状寸法（ここでは外径）を小さくして銅合金材料の適用を可能としている。
【００４８】
また、フランジ９は、締結具４１によりフランジ部４ｂと着脱可能に設けられていると共に、締結具４３により液体窒素容器１０と着脱可能に設けられている。従って、締結具４１、４３を外すことにより、予冷却後加温部１と低温冷却捕集部２と液体窒素容器１０を分離することができると共に、低温冷却捕集部２と液体窒素容器１０とも分離することができる。
【００４９】
チューブ５の下部は、低温冷却捕集部２の外側容器６の中央穴内に隙間を有して挿入され、中央穴の下端部に届くように延びている。なお、チューブ５の上部と下部とは１本のチューブで形成されている。チューブ５の先端付近には多数の細孔５ｃが設けられている。外側容器６とチューブ５の下部との空隙部には、例えばガラスビーズのような粒状物７が詰め込まれている。この粒状物７は液体窒素１１の液面付近まで収納されている。なお、粒状物７は、ガラスビーズの代わりに、熱伝導による冷却性能向上を狙ってＳＵＳ製の球を用いてもよい。粒状物７でのプロセスガスの通過速度を抑え、且つ図３に示すように粒状物７のプロセスガスとの接触表面積を大きくすることで、液化または固化した油分を捕捉することができる。
【００５０】
混合加温部３は、混合加温部外側容器１５と、混合加温部内筒１４の上部とを備えて構成されている。混合加温部内筒１４は予冷却後加温部１と混合加温部３とに共用されている。
【００５１】
混合加温部外側容器１５は、中央に上下に貫通した穴が形成され、下部の周縁にはフランジ部１５ａが形成されている。フランジ部１５ａには、加温ガス１７を流入する通路が側面から中央穴に至るように形成されている。また、混合加温部外側容器１５の上面には、混合ガス１８を流出する通路が形成されている。
【００５２】
混合加温部内筒１４は、その上部が混合加温部外側容器１５の中央穴に挿入され、Ｏリングを介して装着されている。混合加温部内筒１４の上端部は混合加温部外側容器１５内に隙間を有して配置されている。混合加温部内筒１４には、フランジ部１５ａの通路と混合加温部外側容器１５内の隙間とを連通する通路が形成されている。これによって、加温ガス１７は、フランジ部１５ａの通路から混合加温部内筒１４の通路を介して混合加温部外側容器１５内の隙間に流入される。また、混合加温部内筒１４には、予冷却後加温部容器４内の隙間と混合加温部外側容器１５内の隙間とを連通する通路が形成されている。これによって、後加温されたプロセスガスは、予冷却後加温部容器４内の隙間から混合加温部内筒１４の通路を介して混合加温部外側容器１５内の隙間に流入される。従って、後加温されたプロセスガスは、加温ガス１７と混合されてさらに加温される。
【００５３】
次に、油分捕集システム２０におけるプロセスガスの冷却、捕集に係わる動作に関して図４も参照しながら説明する。図４は本実施例の油分捕集システム２０の冷却・加温バランスの説明図である。
【００５４】
吐出ライン３８より減圧装置３７を通って減圧されたプロセスガス（水素ガス）は、約４０℃で油分捕集システム２０に取り込まれた後、被冷却捕集ガス１６と加温ガス１７との半分づつに分岐される。
【００５５】
分岐された被冷却捕集ガス１６は、プリクーラ２１により約１１℃まで冷却された後、予冷却後加温部１の上部からチューブ５内部に流入する。この被冷却捕集ガス１６は、予冷却後加温部１で既に冷却されて戻ってきたプロセスガスによって冷却されながらチューブ５内を液体窒素１１の液面まで流下し、約−１６℃まで冷却される。
【００５６】
この被冷却捕集ガス１６は、液体窒素１１の液面より下方に流下する際に、冷却されて戻ってきたプロセスガスによって冷却されながら、また、詰め込まれた粒状物７から液体窒素１１へと経由する熱伝導によって冷却されながら、チューブ５の先端まで到達し、約−４１℃まで冷却される。
【００５７】
さらにチューブ５先端付近の細孔５ｃを通過した被冷却捕集ガス１６は、粒状物７間の空隙を通過しながら、粒状物７の上面（即ち、液体窒素１１の液面）まで上昇する。この時、被冷却捕集ガス１６は、液体窒素１１により約−４１℃の低温に冷却されながら、極少油分が粒状物７の表面に付着して捕集される。本実施例によれば、５ＭＰａ以上の圧力下で運転しながらガス温を-４０℃以下にできるので、一般的な潤滑油であればガス中の飽和油分量を０.０１ｐｐｍ以下とできる温度まで冷却でき、少なくとも０.１ｐｐｍオーダの混入油分量を捕集、測定することができる。
【００５８】
粒状物７より上方に流出した被冷却捕集ガス１６は、低温冷却捕集部２及び予冷却後加温部１におけるチューブ５の外周を上昇しながら、チューブ５内の被冷却捕集ガス１６と熱交換して約−１３℃まで加温された後、混合加温部３に流入される。
【００５９】
混合加温部３に流入した被冷却捕集ガス１６は、混合加温部３に流入する加温ガス１７と混合されて約１１℃に加温され、混合ガス１８となって油分補集装置２０Ａから流出される。流出された混合ガス１８は、ヒータ２３で約３０℃まで過熱されて吸込みライン３１に戻され、１段圧縮機３２に吸込まれる。
【００６０】
低温冷却捕集部２の粒状物７のガス温度が測定したい許容油分混入量の少なくとも１０分の１以下の油分飽和蒸気圧力が得られる温度まで冷却できるように、かつ圧縮機入口の吸込み温度が少なくとも０℃以上になるように、各部署が設定されている。
【００６１】
本実施例によれば、低温冷却捕集部２と、低温冷却捕集部２への流入側通路のプロセスガスと低温冷却捕集部２からの流出側通路のプロセスガスとを熱交換させるように設けた予冷却後加温部１と、低温冷却捕集部２の流出側に吐出ガスラインから流入するプロセスガスの一部を分岐して混合するように設けた混合加温部３とをこの順に一体に形成したので、簡単で安価な構造で、低温冷却捕集部２に対する流入プロセスガスの予冷却と流出プロセスガスの加温を行なうことができると共に、油分捕集後のプロセスガスを温度上昇させて吸込みラインに戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例の高圧ガス圧縮システムの構成及びプロセスガスの流れを説明する図である。
【図２】図１の油分捕集装置の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の油分捕集システムの冷却・加温バランスの説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…予冷却後加温部、２…低温冷却捕集部、３…混合加温部、４…予冷却後加温部容器、５…チューブ、５ｂ…フィン、５ｃ…細孔、６…低温冷却捕集部容器、７…粒状物、８…チューブ支持部品、９…フランジ、１０…液体窒素容器、１１…液体窒素、１２…チューブ固定部片、１３…ガス温度計、１４…混合加温部内筒、１５…混合加温部外側容器、１６…被冷却捕集ガス、１７…加温ガス、１８…混合ガス、２０…油分捕集システム、２０Ａ…油分補集装置、２１…プリクーラ、（２２ｂ…低温窒素ガス、）２３…ヒータ、２４…加温流体、３０…本体システム、３０Ａ…圧縮機、３１…吸込みライン、３２…１段圧縮機、３３…２段圧縮機、３４…圧縮駆動機、３５…ガスクーラ、３６…ガスフィルタ、３７…減圧装置、３８…吐出ライン、４１、４２、４３…締結具。
【図１】
2005113722.tif 000003
【図２】
2005113722.tif 000004
【図３】
2005113722.tif 000005
【図４】
2005113722.tif 000006