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課題・解決手段

流体充填された貯蔵室と該貯蔵室(13)に接続可能な圧力ガスアキュムレータ(14)とを有する、供給管路(10)を備えた容器(1)に流体を供給するための給送ステムにおいて、貯蔵室(13)及び圧力ガスアキュムレータ(14)が、互いに密接して配置されており、貯蔵室(13)が、接続部材(11,12)を介して必要に応じて供給管路(10)に接続可能である。

概要

背景

概要

流体充填された貯蔵室と該貯蔵室(13)に接続可能な圧力ガスアキュムレータ(14)とを有する、供給管路(10)を備えた容器(1)に流体を供給するための給送ステムにおいて、貯蔵室(13)及び圧力ガスアキュムレータ(14)が、互いに密接して配置されており、貯蔵室(13)が、接続部材(11,12)を介して必要に応じて供給管路(10)に接続可能である。

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請求項1

流体充填された貯蔵室と該貯蔵室(13)に接続可能な圧力ガスアキュムレータ(14)とを有する、供給管路(10)を備えた容器(1)に流体を供給するための給送ステムにおいて、貯蔵室(13)及び圧力ガスアキュムレータ(14)が、互いに密接して配置されており、貯蔵室(13)が、接続部材(11,12)を介して必要に応じて供給管路(10)に接続可能であることを特徴とする、容器に流体を供給するための給送システム。

請求項2

流体用の貯蔵室(13)と圧力ガスアキュムレータ(14)との間に、減圧手段が設けられている、請求項1記載の給送システム。

請求項3

貯蔵室(13)及び圧力ガスアキュムレータ(14)が、走行可能なユニットとして構成されている、請求項1又は2記載の給送システム。

請求項4

貯蔵容器内部の圧力が、10バール、有利には6バールを越えない、請求項1から3までのいずれか1項記載の給送システム。

請求項5

接続部材(11,12)が、圧力ガスアキュムレータ(14)が開放された場合ですら容器(1)の供給管路(10)に接続可能である、請求項1から4までのいずれか1項記載の給送システム。

請求項6

水力直径(d)に対する、接続部材(11,12)に力を伝達するために有効な直径(D)の比が、少なくとも2:1である、請求項5記載の給送システム。

0001

容器流体を供給するための給送ステムは特に、通常容器又はストックタンク内にストックされかつ不所望の化学反応、例えば早期の重合又はその他の物理反応、例えば結晶化を起こし易い物質を後で安定化させるために使用される。

0002

固体形状又は溶解形状の所定の物質又は組合せ物質が、不所望の時点に反応する重合可能な物質を再び安定化させるのに適することは、公知である。前記物質は従来の形式で、ストック材料内に導入されかつ次いでタンクストック装置のために一般的なポンプ(タンクに対する注入及び注出のために設けられている)によってタンク内容物と混合される。この場合不都合には、ポンプ自体が、ポンプの閉塞を生ぜしめる早期の重合の出発点を成し得る。従って必要な場合に混合課題が最早満たされない。更に別の欠点は、ポンプの駆動するための外部のエネルギ源依存性にあり、該ポンプは、緊急時に又は任意に使用できず、従って液状安定剤の導入を行うことができない。

0003

従って、外部のエネルギ源に依存しないようにするために、ガス吹き込みによる混合法も使用される。しかし不都合にはこのために、タンク自体内に又はタンク自体において付加的な組込み体を必要とする。大抵このような組込み体は、通常の作動中に損傷又は亀裂が生じないようにするために、定置にタンクに固着されねばならない。ガスを押し込むための組込み体は、有効に機能できるようにするために、即ち、良好な混合を得るために、通常タンクの底部近くに設けられる。前記組込み体が使用されない場合には、反応物質は組込み体内に進入しかつそこで低レベル物質交換に基づき徐々に重合され、従って必要な場合にガス供給が使用できなくなる。従って、僅かな空気流管路を介して供給され、この場合管路は自由に保持される。しかしこのような空気流は、タンク内にストックされた液体戻り上昇を阻止しかつ管路を開放状態で維持するために、同様に機械的な監視手段を必要とする。このような構成は、課せられた課題を確実に満たすために多額の費用を必要とする。

0004

ヨーロッパ特許第0064628号明細書から抑制剤溶液の添加により閉じられた反応容器内で重合反応を緊急停止するための装置が公知である。添加は、容器の中央領域でラプチャディスクによって閉じられた接続フランジを介して行われる。接続フランジには、圧力ガス管路が接続される上側のフランジに向けて折り曲げられた上昇管路が取り付けられている。上昇管路は抑制剤溶液で充填されていて、該抑制剤溶液は、必要な場合に高圧下の圧力ガスにより容器内に押し込まれる。この場合、圧力ガスは、圧力ガス管路を介して上昇管路に接続されている圧力ガスボンベから供給される。

0005

容器に密接した抑制剤溶液によって、特に危険が生じた場合に抑制剤溶液自体が容器内に導入される前に既に損害を受け、これにより抑制剤溶液が本来の機能を満たせなくなる。更に、公知のラプチャディスク取付けの場合にはラプチャディスクが早期に破壊されかつタンク内にストックされたモノマー使用不能になるという、危険が生ずる。これによって生ぜしめられるストック装置の汚染によって、抑制剤の高い有効性に基づき時間のかかる浄化措置が必要である。

0006

更に、上昇管路内部での抑制剤溶液のコントロールは面倒である。それというのも、このために上昇管路が空にされかつ新たに充填されねばならないからである。このことは、特に多数の容器が設けられる場合には、重大な欠点である。更に、温度が著しく低下した場合には、抑制剤溶液の凍結の危険も生ずる。

0007

本発明の課題は、供給管路を備えた容器に流体を供給するための給送システムを改良して、同様に確実でしかも簡単な構造を有しかつ投資費用が僅かで済むようにすることにある。

0008

前記課題は本発明によれば、流体で充填された貯蔵室と該貯蔵室に接続可能な圧力ガスアキュムレータとを有する、供給管路を備えた容器に流体を供給するための給送システムにおいて、貯蔵室及び圧力ガスアキュムレータが互いに密接して配置されていてかつ貯蔵室が接続部材を介して必要に応じて供給管路に接続可能であることによって、解決された。

0009

給送システムはいつでも容器に取付けもしくは容器から取外すことができる。これによって、簡単な形式で規則的な機能チェックを行うことができる。給送システムの構造に基づき、給送システムは構造寸法を変えることなしに極めて異なる容積を有する容器において使用可能である。

0010

本発明による給送システムでは液状又はガス状の物質が材料内に導入されかつ物質が同時に材料と混合される。高圧をかけられた流体は、容器内を占める内容物を安定化させるために容器内に導入できかつガスと液体との混合物である。

0011

有利な構成を以下に説明する。

0012

容器内への流体の供給時間を延長するために、流体用の貯蔵室と圧力ガスアキュムレータとの間に減圧手段が設けられていて、該減圧手段によって、貯蔵室に作用する圧力ガスの圧力が、流体の所望の流れ速度を越えないように減少可能である。この場合同様に、貯蔵室から流体を押出した後で流れる圧力ガスが同様に所定の流れ速度を越えないようにし、これにより流出圧力ガスが液体で充填された容器内で容器内容物の混合のために使用できるようにすることが、重要である。

0013

有利には、貯蔵室及び圧力ガスアキュムレータは走行可能なユニットとして構成されている。これによって、給送システムを多数の容器のために使用できる。

0014

貯蔵室内貯蔵された流体は、少なくとも部分的に供給管路内に残留しかつ圧力ガスによって容器に供給されないので、容器に対する供給管路の長さが500mを越えずしかも安全性の理由から少なくとも10mである場合には、有利にはコンパクトな給送システムが維持される。

0015

容器内を占める液体内部に流体を供給して良好な混合を得るために、貯蔵容器内部の圧力が10バール、有利には6バールを越えないと、有利である。

0016

容器内を占める液体内部に圧力ガスもしくは流体が供給される場合には、比較的大きな気泡形成によって良好な混合が行われる。著しく高い圧力が選択される場合には、気泡は小さく維持されかつ上昇する気泡の混合効率は僅かである。

0017

供給管路内の圧力が比較的僅かであることの別の利点は、給送システムが接続部材によって圧力ガスアキュムレータが開放された場合ですら容器の供給管路に接続可能であり、この場合このために著しくエネルギ消費しなくて済むということにある。

0018

水力直径に対する、接続部材に力を伝達するために有効な直径の伝達比が少なくとも2:1であることによって、エネルギ消費が一層減少される。

0019

次に図示の実施例につき本発明による給送システムを説明する。

0020

第1図では、容器1に接続される本発明による給送システムが概略的に図示されている。容器1は、垂直な接続フランジ3を備えた開口2を有している。開口2を介して、容器1の内室5内に流体を導入するための装置の管4が突入している。

0021

管4は、内室5内に位置する第1図拡大図示された端部6に、ラプチャディスク(破裂板)8用の保持体7を備えている。ラプチャディスク8は、少なくとも作動状態で、容器液体内にしかも容器底部の近くに配置されているので、ガス導入により気泡上昇に基づき上向きの流れが生ぜしめられる(矢印A参照)。管4の領域におけるこのような上昇流によって、隣接領域でも相応の流れが誘導される(矢印B参照)。

0022

管4の他端には、容器1のフランジ3に固定される支持フランジ9が設けられていて、この場合、固定は直接的に又は中間フランジを使用して行なわれる。管4には、内室5内に導入される流体用の供給管路10が接続されている。

0023

本発明による給送システムは、支持フランジ9に接続される供給管路10を介して導入すべき流体を供給する。所定量の流体は、所定の圧力をかけられて給送システム内で準備されかつ危険が生じた場合に初めて供給管路10に接続される。このために連結又は接続部材11,12が設けられている。通常導入すべき流体は、貯蔵室13内を占める液体である。前記貯蔵室13は、推進ガスボンベ14の形状の圧力ガスアキュムレータに不変に接続されている。推進ガスボンベ14の開放によって、まず液体が貯蔵室13から押し出されかつ管4を介して容器内容物内に導入される。後から流入する過剰のガスは、上昇する気泡により生ぜしめられる垂直方向の流れによって、注入された流体と容器液体との集中的な混合を生ぜしめる。この場合、圧力容器ガスボンベを開放する直前に迅速連結又は接続部材11,12によって供給管路10に接続されれば、十分である。

0024

迅速連結又は接続部材11,12は、フレキシブルチューブ15を介して貯蔵室13に接続されている。貯蔵室13の内部には、一端でほぼ貯蔵室13の底部にまで延びる取出し管16が設けられていて、この場合他端はチューブ15に接続されている。貯蔵室13は抑制剤溶液17で充填されているが、上側領域では圧力ガスアキュムレータ14に接続される圧力ガス供給管路19用の接続部18を有している。

0025

貯蔵室13は、ローラ又はホイール20,21及びグリップ22を備えているので、給送システムは手により走行させることができる。

0026

給送システムが作動されると、管4内で圧力が形成される。ラプチャディスク8を破壊するために必要な圧力に達すると、流体は管4を介して容器1の内室5内に膨張する。継続する後続流流体が液体とガスとの混合物である場合には、継続する後続流ガス圧入された液体と容器内容物とを混合する。

0027

第2図では、給送システムが側面図で図示されている。図面から明らかなように、ホイール20,21のうちホイール20は、ほぼ給送システムの重量を支持しかつホイール21は、キャスターとして構成されている。操作を改善するために、グリップ22は貯蔵室13に取り付けられている。

0028

同様に貯蔵室13には圧力ガスアキュムレータ14が取り付けられていて、該圧力ガスアキュムレータは、接続管路19を介して貯蔵室13の上端に接続されている。貯蔵室13と圧力ガスアキュムレータ14との間には、減圧弁23が接続されていて、該減圧弁によって、高圧をかけられて圧力ガスアキュムレータ14から流出するガスがほぼ6バールのコンスタントな圧力に弛緩される。貯蔵室13は充填開口を有していて、該充填開口の閉鎖部材24は安全圧力制御弁を備えている。

0029

第3図では給送システムは、第2図で図示のほぼ9度の傾斜位置とは異なって、直立位置で図示されている。第4図では、直立の給送システムの平面図を図示している。図面では、貯蔵室13、貯蔵室に固定された圧力ガスアキュムレータ14、ホイール20,21及びU字形のグリップ22が明瞭に示されている。貯蔵室13の周りにはチューブ15が巻き付けられていて、該チューブの端部は接続部材12を備えている。前記接続部材12は、接続を生ぜしめるために必要な力導入が、水力直径に比して少なくとも2倍の大きさである直径Dに亘って及ぼされるように、構成されている。従って、ほぼ6バールの所定の圧力範囲では、既に圧力ガスアキュムレータが開放されている場合ですら及びこれに伴って貯蔵室13が圧力負荷された場合ですら、供給管路10とチューブ15との接続を手により行うことができる。

0030

この場合、取出しは外側に位置する管路25を介して行われ、該管路は、貯蔵室の底部で抑制剤溶液を受容する。管路25はチューブ15に接続されている。

0031

大型容器の場合容積の増大に伴って方形横断面の構造形式が有利であるので、本発明の有利な使用範囲は、3乃至11メータの垂直方向の管長さに相応して、20乃至1000m3 の容積を有する容器に関連する。全体的に、液状安定剤を収容するための適当な容器及び適当な迅速連結又は接続部材に関連して、特に反応物質をストックするための、確実に作業ししかも保守の必要のない安価な給送システムが準備される。

0032

特に給送システムは、ラジカル重合系フェノチアジン(PTZ)を含有する抑制剤溶液を添加することによりラジカル重合を即座に終了するための方法を実施するのに適する。この場合、抑制剤溶液の溶剤はその質量の少なくとも45%をN・アルキルピロリドンから形成される。この場合、N・アルキルピロリドンはN・メチルピロリドン及び/又はN・エチルピロリドンであってよい。

0033

更に、抑制剤溶液のフェノーチアジン含有量が、抑制剤溶液の質量に関連して、少なくとも10質量%、有利にはほぼ45乃至55質量%であると、有利である。この場合装置は特に有利には、ラジカル重合系が物質内でラジカル重合される(メタアクリルモノマーである場合に、使用可能であり、この場合、(メタ)アクリルモノマーは(メタ)アクリル酸及び特に(メタ)アクリル酸エステルであってよい。

0034

ラジカル重合を即座に終了するための所要量のフェノーチアジンは、反応に関与するラジカルの量に関連している。実験により、危険を生ぜしめないように重合を制限するために、多くの場合濃度は200乃至300ppmフェノーチアジンで十分である。

0035

N・アルキルピロリドン内のフェノーチアジンの50%の溶液のために、−10℃の温度まで実際使用のために十分な流動性が得られる。更に、−20℃までの温度の場合ですら凍結が生じないことが、確認された。これにも拘わらず、溶液ひいては給送システムのストックは加熱されたストック部内で行われねばならない。この場合、爆発又は火災の危険に関し特別な措置を講ずる必要はない。

0036

50%・溶液フェノーチアジン/N・アルキルピロリドン(w/w)は、通常のストック条件の場合ほぼ5年のストック能を有している。酸素を排除した6ヶ月期間に亘る60℃のテストによって、僅かばかりの変化が生じたにすぎない。

0037

ラジカル重合を即座に終了するために250ppmフェノーチアジンの濃度で十分であることによって、小数の給送システムによって全ての可能な容器サイズ防護できる。

0038

以下の表1では、高さ/直径比(H/D)及びその都度の容器容積に関連した所要量が示されていて、この場合、混合ガスの容積もしくは混合時間が表示されている。

0039

6バールの供給圧力で10m長さの上昇管路を有する100m長さの水平な管路を介した50%PTZ溶液の供給時間は、表2で示されている。供給継続時間は全注入時間よりも短い。

0040

表2では、容器内への流体の供給時間は100m3 容器のために50lの量でかつ1000m3 容器のために500lの量で実施される。この場合、管路損失は100m長さの水平な供給管路のためにかつ10m長さの垂直な供給管路のために考慮された。供給時間は、管路の長さもしくは直径以外に調量された量にも関連している。この場合、実際の条件に基づき増大した管路横断面にもかかわらず増大した調量量によって供給時間が長くなることから出発する。

0041

溶液の高い濃度に基づき、小型の給送システムを使用できる。フェノーチアジン・溶液の保管のために、有利には特殊鋼から成る貯蔵室が使用され、この場合、溶液は通常の鋼には作用しないが、錆により影響を及ぼされる。使用された給送システムは僅かな重量に基づき走行可能である。従って、給送システムは防護された場所でストックされかつ緊急の場合に直ちに走行させることができる。このことは維持費に有利な影響を及ぼす。1つ以上の容器を有するストック部のために、単一の又は小数の給送システムで十分である。これによって、従来行われていたようなそれぞれ1つの給送システム又は中央の給送システムに対するそれぞれの容器の個々の連結とは異なって、投資費用が僅かに維持される。

0042

重合を即座に終了させるためには容器内容物の良好な混合が重要である。このために、大きな気泡を形成するために、ガスが比較的僅かな流量で供給されると、有利である。表面に向けて気泡が上昇している間に、容器内容物の定常的な対流流が生ぜしめられる。供給されるガスの圧力は10バール、有利には6バールに制限される。この場合減圧は、特別な減圧弁を介して所定の帯域幅内で調節されるか又は定置に組み込まれた絞りディスクによって生ぜしめられる。

0043

給送システムの利点は、有利には10乃至500mである大きな距離を容器から置いて確実な場所から流体を注入できるということにある。供給管路の直径は、容器のサイズに関連していてかつ100m3 までの容器のために25乃至40mmでありかつ100m3 乃至1000m3 の容器のために少なくとも50mmである。この場合、過剰寸法の供給管路が管路内部での流体の不完全な搬送に基づき流体及び混合のために使用されるガスの損失を生ぜしめることが、考慮されねばならない。

0044

圧力ガスアキュムレータから流出する圧力ガスは、まず貯蔵室内を占める流体のみを管路内に圧入する。これによって、管路内を占めるガスは既に圧縮されかつ場合によっては容器内に流出させられる。流体が完全に貯蔵室13から供給管路10内に搬送された場合には、圧力ガスが流体を栓のように押しずらすのではなく、流体を継続搬送することなく供給管路10の内壁と流体との間を擦過するという危険が生ずる。このことは、圧力ガスが取出し管16内に流入し得るまで、貯蔵室13内を占める流体が流出する場合に初めて起こり得る。

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