JPH0776668B2 - Gas introduction device - Google Patents
Gas introduction deviceInfo
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- JPH0776668B2 JPH0776668B2 JP2402844A JP40284490A JPH0776668B2 JP H0776668 B2 JPH0776668 B2 JP H0776668B2 JP 2402844 A JP2402844 A JP 2402844A JP 40284490 A JP40284490 A JP 40284490A JP H0776668 B2 JPH0776668 B2 JP H0776668B2
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Landscapes
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ヘリウム、水素等の液
化装置にガスを導入するためのガス導入装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas introducing device for introducing gas into a liquefying device for helium, hydrogen and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ヘリウムガスや水素ガス等を冷却
し、液化する装置は数々知られている。ところが、この
ような液化装置にガスをそのまま導入すると、このガス
中に含まれる不純物が低温の熱交換路中で凝固し、熱交
換路を塞いでしまう。このような事態が生じた場合に
は、上記熱交換路を加温して不純物を溶解させるいわゆ
る再生動作が必要となるが、上記ガス中の不純物が多い
ほど、上記再生動作を頻繁に行わなければならず、液化
効率が著しく低減する不都合が生じる。2. Description of the Related Art Conventionally, various devices for cooling and liquefying helium gas, hydrogen gas and the like have been known. However, if the gas is introduced into such a liquefying device as it is, the impurities contained in the gas are solidified in the low temperature heat exchange passage and block the heat exchange passage. When such a situation occurs, a so-called regenerating operation of heating the heat exchange passage to dissolve impurities is required. However, the more impurities in the gas, the more frequently the regenerating operation must be performed. Inevitably, the liquefaction efficiency is significantly reduced.
【0003】そこで、特公昭52−4517号公報に
は、ガスの液化を行う熱交換器に導入する前に、このガ
ス中の不純物を熱交換によって除去するガス浄化システ
ムを設置したものが示されている。Therefore, Japanese Patent Publication No. 52-4517 discloses that a gas purifying system for removing impurities in the gas by heat exchange is installed before the gas is introduced into a heat exchanger for liquefying the gas. ing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記公報の装置では、
熱交換器によってガスの浄化を行っているので、この浄
化用の熱交換器自身の内部で不純物が凍結するおそれが
ある。この場合には、ガス浄化用の熱交換器について結
局再生動作を要し、しかも、上記不純物が多いほど再生
動作を頻繁に行わなければならない不都合がある。すな
わち、この装置では、浄化システムも含めた液化システ
ム全体における再生頻度を低減させることは困難であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION In the device of the above publication,
Since the gas is purified by the heat exchanger, impurities may freeze inside the heat exchanger for purification itself. In this case, there is an inconvenience that the gas purifying heat exchanger eventually requires a regenerating operation, and the regenerating operation must be performed more frequently as the amount of the impurities increases. That is, with this device, it is difficult to reduce the regeneration frequency in the entire liquefaction system including the purification system.
【0005】本発明は、このような事情に鑑み、簡単な
構成で、液化システム全体における熱交換器の再生頻度
を大幅に削減することができるガス導入装置を提供する
ことを目的とする。In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a gas introduction device which has a simple structure and can greatly reduce the frequency of regeneration of the heat exchanger in the entire liquefaction system.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、導入されたガ
スを冷却により液化する液化装置にガスを導入するため
のガス導入装置において、ガスを圧送する圧送手段と、
圧送されるガスの成分のうち液化を目的とするガス成分
を優先的に透過させる分離膜とを備え、上記圧送手段の
下流側に、上記分離膜が設けられた第1の通路と、上記
分離膜をバイパスする第2の通路とを設けるとともに、
両通路を開閉する開閉切換手段と、導入ガスにおける液
化目的成分の濃度を検出し、この検出濃度が一定値以上
の場合に上記第1の通路に導入ガスを通し、上記検出濃
度が一定値未満の場合に上記第2の通路に導入ガスを通
すように上記開閉切換手段の切換制御を行う切換制御手
段とを備えたものである(請求項1)。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a gas introducing device for introducing a gas into a liquefying device for liquefying the introduced gas by cooling;
A separation membrane that preferentially permeates a gas component for the purpose of liquefaction out of the components of the gas to be pumped, the first passage having the separation membrane provided downstream of the pumping means, and the separation And a second passage that bypasses the membrane,
An open / close switching means for opening and closing both passages, and the concentration of the liquefaction target component in the introduced gas are detected, and when the detected concentration is a certain value or more, the introduced gas is passed through the first passage and the detected concentration is less than the certain value. In this case, switching control means for controlling the switching of the open / close switching means so as to pass the introduced gas through the second passage is provided (Claim 1).
【0007】また本発明は、導入されたガスを冷却によ
り液化する液化装置にガスを導入するためのガス導入装
置において、ガスを圧送する圧送手段と、圧送されるガ
スの成分のうち液化を目的とするガス成分を優先的に透
過させる分離膜とを備え、上記圧送手段の下流側に、ガ
スをそのまま液化装置に導入するための導入通路と、途
中に分離膜が設けられ、ガスを上記圧送手段の上流側に
戻すための還流通路とを設けるとともに、両通路を開閉
する開閉切換手段と、導入ガスにおける液化目的成分の
濃度を検出し、この検出濃度が一定値以上の場合に上記
導入通路に導入ガスを通し、上記検出濃度が一定値未満
の場合に上記還流通路に導入ガスを通すように上記開閉
切換手段の切換制御を行う切換制御手段とを備えたもの
である(請求項2)。Another object of the present invention is to provide a gas introducing device for introducing a gas into a liquefying device for liquefying the introduced gas by cooling, and a pumping means for pumping the gas and a liquefaction of the components of the gas to be pumped. And a separation membrane that preferentially permeates the gas component, and an introduction passage for introducing the gas into the liquefaction device as it is on the downstream side of the pressure-feeding means, and a separation membrane in the middle, and the gas is fed by the pressure-feeding means. A return passage for returning to the upstream side of the means is provided, and an opening / closing switching means for opening and closing both passages, and the concentration of the liquefaction target component in the introduced gas are detected. And a switching control means for controlling the switching of the opening / closing switching means so that the introduced gas is passed through the reflux passage when the detected concentration is less than a certain value. .
【0008】[0008]
【作用】まず、請求項1記載の装置によれば、導入ガス
が分離膜を通る際に、このガスにおいて液化を目的とす
る成分ガスが優先的に透過されるので、これによりガス
の純度が高まり、このような高純度の状態でガスが液化
装置に導入されることにより、この液化装置内での不純
物の凍結が大幅に減り、再生頻度も削減される。しか
も、ガスの浄化には熱交換を用いていないので、ガス導
入装置での再生動作は不要である。According to the apparatus of the first aspect, when the introduced gas passes through the separation membrane, the component gas for the purpose of liquefaction is preferentially permeated in this gas, so that the purity of the gas is improved. By introducing the gas into the liquefaction device in such a high purity state, the freezing of impurities in the liquefaction device is significantly reduced, and the regeneration frequency is also reduced. Moreover, since heat exchange is not used for purifying the gas, the regeneration operation in the gas introduction device is unnecessary.
【0009】そして、回収ガスの不純物濃度が一定値未
満の場合には同ガスが直接液化装置に導入され、上記不
純物濃度が一定値以上の場合にのみ、上記ガスが分離膜
を通った後に液化装置に導入される。When the impurity concentration of the recovered gas is less than a certain value, the gas is directly introduced into the liquefaction device, and only when the impurity concentration is more than the certain value, the gas is liquefied after passing through the separation membrane. Introduced into the device.
【0010】また、請求項2記載の装置によれば、回収
ガスの不純物濃度が一定値未満の場合には同ガスが直接
液化装置に導入され、上記不純物濃度が一定値以上の場
合にのみ、このガスは分離膜を通りながら還流される。Further, according to the apparatus of claim 2, when the impurity concentration of the recovered gas is less than a certain value, the gas is directly introduced into the liquefaction device, and only when the impurity concentration is more than the certain value. This gas is refluxed while passing through the separation membrane.
【0011】[0011]
【実施例】本発明の第1実施例を図1および図2に基づ
いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0012】図2は、ヘリウム液化システム全体の構成
を示したものであり、このシステムは、液化装置10、
ガス循環装置12、およびガス回収装置(本発明のガス
導入装置に対応)14を備えている。FIG. 2 shows the configuration of the entire helium liquefaction system. This system comprises a liquefaction device 10,
A gas circulation device 12 and a gas recovery device (corresponding to the gas introduction device of the present invention) 14 are provided.
【0013】上記ガス循環装置12は、純ヘリウムガス
を供給するためのヘリウムガス供給用マニホ―ルド1
6、このヘリウムガスを圧送するヘリウム圧縮機18、
運転中のガス圧力変動を吸収するリカバリタンク20、
およびバラストタンク22を備え、システムの始動時
に、上記ヘリウムガス供給マニホ―ルド16内の純ヘリ
ウムガスが上記ヘリウム圧縮機18によって圧縮され、
通路24を通じて液化装置10の液化装置本体25に供
給されるようになっている。The gas circulation device 12 is a helium gas supply manifold 1 for supplying pure helium gas.
6, a helium compressor 18 for pumping this helium gas,
A recovery tank 20 that absorbs gas pressure fluctuations during operation,
And a ballast tank 22, and when the system is started, the pure helium gas in the helium gas supply manifold 16 is compressed by the helium compressor 18.
The liquid is supplied to the liquefaction device main body 25 of the liquefaction device 10 through the passage 24.
【0014】この通路24を流れるガスは、第1熱交換
器26で液化窒素との熱交換により予冷された後、不純
ガス除去用の吸着器32を通り、さらに第2〜第5熱交
換器27〜30を通って冷却され、さらにJT弁40を
通って液化された後、デリバリ―チュ―ブ42内の供給
通路44を介して液化ヘリウム容器46内に供給され
る。この液化ヘリウム容器46内のガスは戻り通路48
を通って上記熱交換器26〜30で供給ガスと熱交換さ
れ、前記ガス還流装置12に戻される。また、上記通路
24中のガスは、弁34が適宜開かれることにより膨脹
機36,38に導かれ、上記戻り通路48に合流する。
このようなガス還流が繰返されることにより、ヘリウム
ガスの液化が進行される。The gas flowing through the passage 24 is pre-cooled by heat exchange with liquefied nitrogen in the first heat exchanger 26, then passes through the adsorber 32 for removing impure gas, and then the second to fifth heat exchangers. After being cooled through 27 to 30 and further liquefied through the JT valve 40, it is supplied into the liquefied helium container 46 through the supply passage 44 in the delivery tube 42. The gas in the liquefied helium container 46 returns to the return passage 48.
Through which heat is exchanged with the supply gas in the heat exchangers 26 to 30 and returned to the gas recirculation device 12. Further, the gas in the passage 24 is guided to the expanders 36 and 38 by opening the valve 34 appropriately, and joins the return passage 48.
By repeating such gas recirculation, liquefaction of the helium gas proceeds.
【0015】さて、上記液化ヘリウム容器46内の液体
ヘリウムは、トランスファチュ―ブ50を通じて外部に
引出され、ユ―ザ―側で使用されることになるが、この
ような使用によってガス化した後、このガスはガス回収
装置14に回収され、上記液化装置10に再導入される
ようになっている。The liquid helium in the liquefied helium container 46 is drawn to the outside through the transfer tube 50 and used by the user side, but after being gasified by such use, The gas is recovered by the gas recovery device 14 and reintroduced into the liquefaction device 10.
【0016】このガス回収装置14は、図1に示すよう
に、回収したガスを貯留するエアバック62を備え、そ
の下流側に、回収ガス圧縮機(圧送手段)52およびク
―ラ―54が設けられている。このク―ラ―54の下流
側で、ガス通路は、液化装置へ向かう通路55と、回収
ガスカ―ドル58へ向かう通路とに分岐しており、回収
ガスカ―ドル58へ向かう通路には開閉切換弁56が設
けられている。この開閉切換弁56と回収ガスカ―ドル
58との間の通路は、開閉切換弁60を介して上記ガス
タンク62に連通されている。As shown in FIG. 1, the gas recovery device 14 includes an air bag 62 for storing the recovered gas, and a recovered gas compressor (pressure feeding means) 52 and a cooler 54 are provided on the downstream side thereof. It is provided. On the downstream side of the cooler 54, the gas passage is branched into a passage 55 toward the liquefaction device and a passage toward the recovery gas cradle 58, and the passage toward the recovery gas cradle 58 is opened / closed. A valve 56 is provided. The passage between the open / close switching valve 56 and the recovered gas cradle 58 is connected to the gas tank 62 via the open / close switching valve 60.
【0017】上記通路55は、上記液化装置10に直接
通ずる第2の通路63と、途中に分離膜ユニット70が
設けられた第1の通路64とに分岐しており、各通路6
3,64には開閉切換弁66,68がそれぞれ設けられ
ている。The passage 55 is branched into a second passage 63 which directly communicates with the liquefaction device 10 and a first passage 64 which is provided with a separation membrane unit 70 on the way, and each passage 6
Opening / closing switching valves 66 and 68 are provided at 3 and 64, respectively.
【0018】上記分離膜ユニット70は、適当なハウジ
ングを有し、このハウジング内に酢酸セルロ―ス等の繊
維からなる半透性膜が載置されたものであり、この半透
性膜には、流れるガス中のヘリウムを優先的に透過させ
る性質をもったものが用いられている。なお、この分離
膜ユニット70自体については既に公知のところであ
り、例えば特公昭63−44410号公報に示されるも
の等、種々のものが適用可能である。The separation membrane unit 70 has an appropriate housing, and a semipermeable membrane made of fibers such as cellulose acetate is placed in the housing. , Which has the property of preferentially permeating helium in the flowing gas is used. The separation membrane unit 70 itself is already known, and various types such as that disclosed in JP-B-63-44410 can be applied.
【0019】また、この分離膜ユニット70から延びる
排出路には開閉切換弁72が設けられている。An open / close switching valve 72 is provided in the discharge passage extending from the separation membrane unit 70.
【0020】さらに、上記回収ガス圧縮機52の下流側
通路には、この通路内を流れるガスの不純物濃度を検出
する濃度計(切換制御手段)74、および同ガスの圧力
に応じてオンオフされる圧力スイッチ76が設けられて
いる。そして、これらの検出結果に基づき、次のような
切換制御が実行されるようになっている。Further, in the downstream passage of the recovered gas compressor 52, a concentration meter (switch control means) 74 for detecting the impurity concentration of the gas flowing in this passage, and on / off depending on the pressure of the gas. A pressure switch 76 is provided. Then, based on these detection results, the following switching control is executed.
【0021】(a) ガス導入中、検出濃度が所定値未満
(この実施例では2%未満)の場合は、開閉切換弁66
を開き、開閉切換弁68を閉じる。逆に、検出濃度が所
定値以上(2%以上)の場合は、開閉切換弁66を閉
じ、開閉切換弁68を開く。(A) During gas introduction, if the detected concentration is less than a predetermined value (less than 2% in this embodiment), the open / close switching valve 66
To open and close the open / close switching valve 68. On the contrary, when the detected concentration is equal to or higher than the predetermined value (2% or more), the open / close switching valve 66 is closed and the open / close switching valve 68 is opened.
【0022】(b) 検出圧力が所定値未満(この実施例
では50気圧未満)、すなわち導入ガスとして直接使用
できる圧力に達していない場合には、開閉切換弁56を
閉じ、開閉切換弁60を開く。これにより、ガスはガス
バッグ62に戻され、回収ガス圧縮機52により再圧縮
される。これ以外の場合には、開閉切換弁56を開き、
開閉切換弁60を閉じる。(B) When the detected pressure is less than a predetermined value (less than 50 atm in this embodiment), that is, the pressure that can be directly used as the introduced gas has not been reached, the open / close switching valve 56 is closed and the open / close switching valve 60 is opened. open. As a result, the gas is returned to the gas bag 62 and recompressed by the collected gas compressor 52. In other cases, open the switching valve 56,
The open / close switching valve 60 is closed.
【0023】(c) 検出濃度が一定値以上となった時点
で開閉切換弁72を開く。(C) The open / close switching valve 72 is opened when the detected concentration exceeds a certain value.
【0024】なお、図1において78〜80は補圧弁で
ある。Incidentally, reference numerals 78 to 80 in FIG. 1 are pressure compensation valves.
【0025】このガス回収装置14から出されたガス
は、上記液化装置10内に設けられた熱交換器(内部精
製器)82,84に導入され、ここで冷却された後、通
路24に導かれるようになっている。The gas discharged from the gas recovery device 14 is introduced into the heat exchangers (internal purifiers) 82 and 84 provided in the liquefaction device 10, cooled there, and then introduced into the passage 24. It is designed so that it can be eaten.
【0026】次に、上記ガス回収装置14の作用を説明
する。Next, the operation of the gas recovery device 14 will be described.
【0027】まず、初期の段階では開閉切換弁60,6
6,68が閉じられ、かつ開閉切換弁56が開かれる。
一方、回収された不純ガスはガスバッグ62内に一時滞
留し、その後回収ガス圧縮機52で約150気圧まで圧
縮され、回収ガスカ―ドル58内に貯留される。First, in the initial stage, the open / close switching valves 60, 6
6, 68 are closed, and the open / close switching valve 56 is opened.
On the other hand, the recovered impure gas temporarily stays in the gas bag 62, is then compressed to about 150 atm by the recovered gas compressor 52, and is stored in the recovered gas cradle 58.
【0028】このガスが少しずつ払い出されながら、そ
の濃度が濃度計74により監視される。この濃度が2%
未満の場合には、開閉切換弁68が閉じられ、開閉切換
弁66が開かれるので、ガスは第2の通路63を通じて
直接、すなわち分離膜ユニット70をバイパスして、液
化装置10内の熱交換器82,84に導入される。この
とき、ガスの不純物濃度は2%未満であるため、熱交換
器82,84内で不純物が凍結する量も極めて僅かに抑
えられる。While this gas is gradually discharged, its concentration is monitored by the densitometer 74. This concentration is 2%
In the case of less than, the open / close switching valve 68 is closed and the open / close switching valve 66 is opened, so that the gas directly passes through the second passage 63, that is, bypasses the separation membrane unit 70, and the heat exchange in the liquefaction device 10 is performed. It is introduced into the vessels 82 and 84. At this time, since the impurity concentration of the gas is less than 2%, the amount of impurities frozen in the heat exchangers 82 and 84 can be suppressed to an extremely small amount.
【0029】ここで、開閉切換弁66を通して使用する
のは、分離膜70を使用する時にいくらかのガスが不純
物とともに開閉切換弁72を通して消費されるのを防ぐ
とともに分離膜70の寿命を延ばすためである。Here, the opening / closing switching valve 66 is used to prevent some gas from being consumed together with impurities through the opening / closing switching valve 72 when the separation membrane 70 is used and to extend the life of the separation membrane 70. is there.
【0030】これに対し、上記検出濃度が2%以上の場
合には、切換弁66が閉じられ、かつ切換弁68が開か
れるので、ガスは第1の通路64に設けられた分離膜ユ
ニット70に導かれる。この分離膜ユニット70では、
他の不純物に比してヘリウムガスが優先的に透過される
ので、この分離膜ユニット70を透過したガスはヘリウ
ム純度が高められた状態となる。例えば、分離膜に上記
酢酸セルロ―スからなるものを用いた場合、これを通過
する前のガスの不純成分濃度を10%とすると、通過後に
は上記濃度が2%まで低減されることが判明している。
このようにして純度が高められた後にガスが熱交換器8
2,84に導入されることにより、やはり熱交換器8
2,84内での凍結は微小に抑えられ、この熱交換器8
2,84での再生頻度は大幅に低減される。On the other hand, when the detected concentration is 2% or more, the switching valve 66 is closed and the switching valve 68 is opened, so that the gas is separated into the separation membrane unit 70 provided in the first passage 64. Be led to. In this separation membrane unit 70,
Since the helium gas is preferentially permeated as compared with other impurities, the gas that permeates the separation membrane unit 70 is in a state in which the helium purity is increased. For example, when the separation membrane made of the above-mentioned cellulose acetate was used, it was found that if the concentration of the impure component of the gas before passing through this was 10%, the above-mentioned concentration would be reduced to 2% after passing. is doing.
After the purity is increased in this way, the gas is passed through the heat exchanger 8
The heat exchanger 8 is also introduced by introducing the heat exchangers 2 and 84.
Freezing in 2, 84 is suppressed to a very small level, and this heat exchanger 8
The playback frequency at 2,84 is greatly reduced.
【0031】なお、分離膜ユニット70において分離膜
の上流側に溜った不純ガスは、純度を保つため入口濃度
で開閉切換弁72を通じて適宜排出される。In the separation membrane unit 70, the impure gas accumulated on the upstream side of the separation membrane is appropriately discharged at the inlet concentration through the open / close switching valve 72 to maintain the purity.
【0032】次に、第2実施例を図3に基づいて説明す
る。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
【0033】この実施例では、回収ガス圧縮機52の下
流側に2つの回収ガスカ―ドル86,87が並列に接続
され、各回収ガスカ―ドル86,87の上流側に開閉切
換弁88,89が配設されている。In this embodiment, two recovery gas cradle 86, 87 are connected in parallel on the downstream side of the recovery gas compressor 52, and an open / close switching valve 88, 89 is provided on the upstream side of each recovery gas cradle 86, 87. Is provided.
【0034】上流側の回収ガスカ―ドル86と開閉切換
弁88との間の通路は還流通路91を介してガスバッグ
62に連通されており、この還流通路91の途中に前記
実施例と同様の分離膜ユニット70、開閉切換弁72、
およびこの開閉切換弁72を開閉制御する濃度計90が
設けられている。これに対し、下流側の回収ガスカ―ド
ル87と開閉切換弁89との間の通路には、上記液化装
置10の熱交換器82,84に直接至る導入通路92が
接続されている。The passage between the upstream recovered gas cradle 86 and the open / close switching valve 88 is connected to the gas bag 62 via the recirculation passage 91, and in the middle of the recirculation passage 91 the same as in the above-described embodiment. Separation membrane unit 70, open / close switching valve 72,
Further, a densitometer 90 for controlling the opening / closing of the opening / closing switching valve 72 is provided. On the other hand, an introduction passage 92 directly connected to the heat exchangers 82 and 84 of the liquefaction device 10 is connected to the passage between the downstream gas recovery card 87 and the open / close switching valve 89.
【0035】この実施例装置においても、上記回収ガス
圧縮機52の下流側に濃度計74が設けられており、こ
の濃度計74により次のような開閉制御が実行される。Also in the apparatus of this embodiment, a densitometer 74 is provided on the downstream side of the recovered gas compressor 52, and the following opening / closing control is executed by the densitometer 74.
【0036】まず、回収ガスは上記実施例と同様にガス
バッグ62に溜められ、回収ガス圧縮機52で約150
気圧まで圧縮されるが、このガスの不純物濃度が2%以
上である場合には、開閉切換弁89が閉じられるととも
に開閉切換弁88が開かれ、不純ガスは一旦回収ガスカ
―ドル86に貯留される。この回収ガスカ―ドル86内
のガスは、分離膜ユニット70を通過して浄化された
後、ガスタンク62に戻され、再び回収ガス圧縮機52
による圧縮操作を受ける。First, the recovered gas is stored in the gas bag 62 in the same manner as in the above embodiment, and is recovered by the recovered gas compressor 52 to about 150.
Although compressed to atmospheric pressure, when the impurity concentration of this gas is 2% or more, the open / close switching valve 89 is closed and the open / close switching valve 88 is opened, and the impure gas is temporarily stored in the recovered gas cradle 86. It The gas in the recovered gas card 86 is passed through the separation membrane unit 70 and purified, and then returned to the gas tank 62 to recover the recovered gas compressor 52 again.
Received a compression operation by.
【0037】これに対し、上記不純物濃度が2%未満で
ある場合には、開閉切換弁88が閉じられるとともに開
閉切換弁89が開かれ、回収ガスは回収ガスカ―ドル8
6で貯留され、そのまま導入通路29を通じて液化装置
10内の熱交換器82,84に導入される。On the other hand, when the impurity concentration is less than 2%, the open / close switching valve 88 is closed and the open / close switching valve 89 is opened, and the collected gas is the collected gas card 8
It is stored in No. 6 and is directly introduced into the heat exchangers 82 and 84 in the liquefaction device 10 through the introduction passage 29.
【0038】このような装置においても、液化装置10
内には常に高純度に保たれたヘリウムガスが導入される
ので、熱交換器82,84における不純物の凍結は大幅
に抑制される。Even in such an apparatus, the liquefaction apparatus 10
Since the helium gas kept in high purity is always introduced therein, the freezing of impurities in the heat exchangers 82 and 84 is greatly suppressed.
【0039】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。The present invention is not limited to such an embodiment, and the following modes can be adopted as an example.
【0040】(1) 本発明において、液化の対象となる
ガスはヘリウムガスに限らず、例えば水素ガスやアルゴ
ンガスの液化にも容易に適用が可能であり、これらの浄
化に適した分離膜、すなわち上記ガスを優先的に透過さ
せる半透性膜を使用することにより、上記と同様の効果
を得ることができる。(1) In the present invention, the gas to be liquefied is not limited to helium gas, but can be easily applied to liquefaction of, for example, hydrogen gas or argon gas. That is, by using a semipermeable membrane that preferentially permeates the gas, the same effect as described above can be obtained.
【0041】(2) 本発明のガス導入装置が適用される
液化装置は、その具体的な構成を問わず、本発明は、導
入されたガスを冷却によって液化する種々の装置につい
て適用が可能である。(2) The liquefaction device to which the gas introduction device of the present invention is applied is applicable to various devices for liquefying the introduced gas by cooling, regardless of the specific configuration thereof. is there.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明は、圧送するガスの
成分のうち液化を目的とするガス成分を優先的に透過さ
せる分離膜を用いてガスの浄化を行い、液化装置に導入
するものであるので、液化装置における熱交換器内での
不純物の凍結による詰まりを抑えることができ、これに
より再生頻度を低減させるとともに、ガス導入装置自身
での再生操作をも不要にすることにより、このガス導入
装置を含めたガス液化システム全体の熱交換器の再生頻
度を従来に比して大幅に低減させることができる効果が
ある。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention purifies gas by using the separation membrane that preferentially permeates the gas component for the purpose of liquefaction among the components of the gas to be pumped, and introduces it into the liquefaction device. Therefore, it is possible to suppress clogging due to freezing of impurities in the heat exchanger in the liquefaction device, thereby reducing the regeneration frequency and eliminating the need for the regeneration operation in the gas introduction device itself. There is an effect that the regeneration frequency of the heat exchanger of the entire gas liquefaction system including the gas introduction device can be significantly reduced compared to the conventional case.
【0043】しかも、請求項1記載の装置によれば、回
収ガスの濃度が一定値以上の場合には、分離膜が設けら
れた第1の通路を通して導入ガスの純度を高め、回収ガ
スの濃度が一定値未満の場合には第2の通路を通して直
接液化装置にガスを導入することにより、上記分離膜を
真に必要な場合にのみ用いることができ、その寿命を延
ばすことができる効果がある。Further, according to the apparatus of the first aspect, when the concentration of the recovered gas is equal to or higher than a certain value, the purity of the introduced gas is increased through the first passage provided with the separation membrane to increase the concentration of the recovered gas. When is less than a certain value, the gas can be directly introduced into the liquefier through the second passage, so that the separation membrane can be used only when it is truly necessary, and its life can be extended. .
【0044】また、請求項2記載の装置においても、回
収ガスの濃度が一定値以上の場合にのみこのガスを分離
膜を通して還流させることにより、分離膜の寿命を延ば
すことができる効果がある。Also, in the apparatus according to the second aspect, the life of the separation membrane can be extended by refluxing this gas through the separation membrane only when the concentration of the recovered gas is equal to or higher than a certain value.
【図1】本発明の第1実施例におけるガス回収装置の全
体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas recovery device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】上記ガス回収装置を備えたガス液化システムの
全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a gas liquefaction system including the gas recovery device.
【図3】本発明の第2実施例におけるガス回収装置の全
体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a gas recovery device according to a second embodiment of the present invention.
10 液化装置 14 ガス回収装置(ガス導入装置) 52 回収ガス圧縮機(圧送手段) 63 第1の通路 64 第2の通路 66,68,88,89 開閉切換弁(開閉切換手段) 70 分離膜ユニット 74 濃度計(切換制御手段) 91 還流通路 92 導入通路 10 Liquefaction device 14 Gas recovery device (gas introduction device) 52 Recovery gas compressor (pressure feeding means) 63 First passage 64 Second passage 66, 68, 88, 89 Open / close switching valve (open / close switching means) 70 Separation membrane unit 74 Concentration meter (switch control means) 91 Reflux passage 92 Introduction passage
Claims (2)
化装置にガスを導入するためのガス導入装置において、
ガスを圧送する圧送手段と、圧送されるガスの成分のう
ち液化を目的とするガス成分を優先的に透過させる分離
膜とを備え、上記圧送手段の下流側に、上記分離膜が設
けられた第1の通路と、上記分離膜をバイパスする第2
の通路とを設けるとともに、両通路を開閉する開閉切換
手段と、導入ガスにおける液化目的成分の濃度を検出
し、この検出濃度が一定値以上の場合に上記第1の通路
に導入ガスを通し、上記検出濃度が一定値未満の場合に
上記第2の通路に導入ガスを通すように上記開閉切換手
段の切換制御を行う切換制御手段とを備えたことを特徴
とするガス導入装置。1. A gas introducing device for introducing gas into a liquefying device for liquefying the introduced gas by cooling,
A pressure-feeding means for pressure-feeding the gas and a separation membrane for preferentially permeating a gas component for the purpose of liquefaction among the components of the gas to be pressure-fed are provided , and the separation membrane is provided downstream of the pressure-feeding means.
The first passage, which is cut off, and the second passage, which bypasses the separation membrane.
And the switching of opening and closing both passages
And the concentration of the target liquefaction component in the introduced gas
However, if the detected concentration is above a certain level, the first passage
When the introduced gas is passed through the
The opening / closing switching hand is provided so that the introduced gas is passed through the second passage.
A gas introduction device, comprising: a switching control unit that controls switching of stages .
化装置にガスを導入するためのガス導入装置において、
ガスを圧送する圧送手段と、圧送されるガスの成分のう
ち液化を目的とするガス成分を優先的に透過させる分離
膜とを備え、上記圧送手段の下流側に、ガスをそのまま
液化装置に導入するための導入通路と、途中に分離膜が
設けられ、ガスを上記圧送手段の上流側に戻すための還
流通路とを設けるとともに、両通路を開閉する開閉切換
手段と、導入ガスにおける液化目的成分の濃度を検出
し、この検出濃度が一定値以上の場合に上記導入通路に
導入ガスを通し、上記検出濃度が一定値未満の場合に上
記還流通路に導入ガスを通すように上記開閉切換手段の
切換制御を行う切換制御手段とを備えたことを特徴とす
るガス導入装置。2. A liquid for liquefying the introduced gas by cooling
In the gas introduction device for introducing gas into the gasification device,
The pumping means for pumping the gas and the component of the gas to be pumped
Separation that preferentially permeates gas components for liquefaction
It is equipped with a membrane, and the gas is left as it is on the downstream side of the pumping means.
An introduction passage for introducing into the liquefaction device and a separation membrane in the middle
Is provided to return the gas to the upstream side of the pumping means.
A flow passage is provided , an open / close switching means for opening and closing both passages, and the concentration of the liquefaction target component in the introduced gas are detected. When the detected concentration is a certain value or more, the introduced gas is passed through the introduction passage to detect the above. A gas introduction device comprising: a switching control means for controlling the switching of the opening / closing switching means so that the introduction gas is passed through the reflux passage when the concentration is less than a certain value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402844A JPH0776668B2 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Gas introduction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402844A JPH0776668B2 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Gas introduction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217777A JPH04217777A (en) | 1992-08-07 |
| JPH0776668B2 true JPH0776668B2 (en) | 1995-08-16 |
Family
ID=18512625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402844A Expired - Lifetime JPH0776668B2 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Gas introduction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776668B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10106483A1 (en) * | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Linde Ag | Method and device for liquefying hydrogen |
| WO2011036581A2 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | System and method for liquefying and storing a fluid |
| US9689607B2 (en) * | 2009-09-28 | 2017-06-27 | Koninklijke Philips N.V. | System and method for liquefying and storing a fluid |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244686U (en) * | 1988-09-17 | 1990-03-27 |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2402844A patent/JPH0776668B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04217777A (en) | 1992-08-07 |
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