低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システム
【課題】 低温物質の移送手段の異常モードが発生しても、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能な低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムを提供すること。
【解決手段】 出力調整可能な移送手段２ａ，２ｂが並列的に配設され、移送手段２ａ，２ｂが定格出力よりも低い低出力モードで作動され、移送手段２ａ，２ｂの出力合計が所定量となるように制御されるとともに、移送手段２ａ，２ｂのいずれかあるいは２以上が、または移送手段２ａ，２ｂの出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が所定量となるように制御されることを特徴とする。
【解決手段】 出力調整可能な移送手段２ａ，２ｂが並列的に配設され、移送手段２ａ，２ｂが定格出力よりも低い低出力モードで作動され、移送手段２ａ，２ｂの出力合計が所定量となるように制御されるとともに、移送手段２ａ，２ｂのいずれかあるいは２以上が、または移送手段２ａ，２ｂの出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が所定量となるように制御されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムに関し、例えば、深冷分離法を用いた低温液化ガス供給システムにおける低温物質の移送装置に関するものである。ここで、「低温物質」とは、常温常圧条件下（一般に約２０〜３０℃，約０．１ＭＰａ）で、移送可能な安定状態を維持する温度が常温以下の物質をいい、液体のみならず気体を含む。具体的には、液体窒素，液体酸素あるいは液体アルゴン等の低温液化ガス等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒素、酸素及びアルゴン等の液化ガスの製造装置としては、低温空気分離プラントが広く知られており、一般に複数の蒸留塔を使用して順次分離効率を上げて、最終製品として、高圧の液化窒素、酸素及びアルゴンを生産している。こうした製造装置においては、高純度の液化ガスを取り出すために、塔長の大きな１つの精留塔ではなく、精製段階や内部圧力に応じて低圧塔や中圧塔あるいは高圧塔等に分離した複数の精留塔が用いられる。このとき、還流される液化空気あるいは製品液化ガスの移送が行なわれる。また、こうした液化ガスは、半導体プロセスを含めた各種プロセスにおいて大きな需要があることから、比較的大容量の低温液化ガス貯槽に貯留され、所望の量の液化ガスが供給される。
【０００３】
例えば、図６に示すような低温液化ガス移送装置を挙げることができる（例えば特許文献１参照）。具体的には、当該低温液化ガス移送装置において、複数の低温液化ガス貯槽１１１，１１１内に貯留した低温液化ガスを、低温液化ガスポンプ１１２により所定圧力に昇圧してタンクローリー等の送液先に移送するものであって、各低温液化ガス貯槽１１１には、出口弁１１３Ｖを有する底部の出口管１１３と、手動弁１１４Ｖ、加圧蒸発器１１４Ｅ及び圧力設定弁１１４Ｐを有し、槽下部と槽上部とを接続する圧力調整経路１１４と、圧力設定弁１１５Ｐを有する頂部の放圧経路１１５とがそれぞれ設けられている。低温液化ガスポンプ１１２には、ポンプ吸入側から各低温液化ガス貯槽１１１の前記出口管１１３に吸入弁１１６Ｖを介して接続する吸入管１１６と、ポンプ吐出側からタンクローリー等の送液先に送液弁１１７Ｖを介して接続する送液管１１７とが設けられている。この送液管１１７の送液弁１１７Ｖより上流側からは、ブロー弁１１８Ｖを有するブロー管１１８と、各低温液化ガス貯槽１１１の上部にバイパス弁１１９Ｖを介して接続するバイパス管１１９とが分岐している。ここで、１２０は放液溜、１２０ａは排気口、１２１は圧力スイッチを示す。
【０００４】
また、図７に示すようなアルゴン製造装置を挙げることができる（例えば特許文献２参照）。具体的には、主精留塔２１０の側方に第１粗アルゴン塔２１６及び第２粗アルゴン塔２２８を並設する。両粗アルゴン塔２１６，２２８の総理論段数を、主精留塔２１０で精製されたアルゴン濃縮ガス中の酸素濃度を十分低下させるだけの段数に設定する。第１粗アルゴン塔２１６の理論段数は、第２粗アルゴン塔２２８の理論段数よりも小さくし、第１粗アルゴン塔２１６の底部が主精留塔上塔２１４の底部より高く、第２粗アルゴン塔２２８の底部が第１粗アルゴン塔２１６の底部よりも低くなるように両塔２１６，２２８を設置する。ここで、この第２粗アルゴン塔２２８の下部は、ガス移送通路２２２を介して上記第１粗アルゴン塔２１６の頂部に接続されており、第２粗アルゴン塔２２８の底部は還流液供給通路２２４を介して上記第１粗アルゴン塔２１６の頂部に接続されている。還流液供給通路２２４の途中にはポンプ２２６が設けられており、このポンプ２６及び還流液供給通路２２４により、第２粗アルゴン塔２２８の塔底液を汲み上げて第１粗アルゴン塔２１６の頂部に還流液として供給するための還流液供給手段が構成されている。２１２は下塔、２１８はガス移送通路、２２０は液体供給通路、２３２はガス移送通路、２３４は精製アルゴン塔、２３６は塔底リボイラ、２３８は塔頂コンデンサ３８を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７５７０５号公報
【特許文献２】特開平０６−３０７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような低温液化ガス移送装置や液化ガスの製造装置では、以下のような種々の課題が生じることがあった。
（ｉ）上述した低温液化ガスポンプ等の移送手段は、こうした移送装置や製造装置の機能を維持する非常に重要な要素であることから、一般に予備として同等の移送手段を別途準備することが多い。しかしながら、移送手段の異常状態あるいは移送手段の出力に係る計装部材の異常状態（以下「移送手段の異常モード」ということがある）の発生時に、予備機への切換えを行なった場合、再起動における低温液化ガスの移送条件、特に温度条件の安定に時間が必要になる。このとき、結果として低温液化ガス貯槽からの低温液化ガスの移送を停止する必要が生じる事態や、所望の条件と異なる低温液化ガスを移送せざるを得ない事態を招来するという問題点があった。
（ii）一方、上記（ｉ）の事態を回避するために、複数の移送手段を並列的に作動させ、必要量以外をバイパスあるいは循環させる方法を採用することも可能であるが、移送に対するエネルギー効率の低下を招くとともに、その低減・改善は非常に困難であった。
（iii）また、こうした移送手段の異常モードを予め検知する方法があれば、予備の移送手段のスタンバイを検討することが可能であるが、低温液化ガスの操作の特殊性等から、実用性の高い異常モードの予知および異常モードへの対応は十分ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、低温物質の供給システムにおいて、低温物質の移送手段の異常モードが発生しても、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能な低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示す低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムによって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明は、移送手段を用い、供給源から消費設備へ、低温物質を連続的に移送する移送装置であって、出力調整可能な前記移送手段が複数並列的に配設され、前記各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、前記移送手段のいずれか、あるいは前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が、または前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が前記所定量となるように制御されることを特徴とする。
【００１０】
低温液化ガス等低温物質の供給システムの多くが連続運転を要求されることから、こうしたシステムに用いられる移送手段の異常モードの発生を回避することが難しい。本発明は、異常モードの発生時における既述のような課題を、以下の構成によって解決することを見出した。
（ｉ）移送手段が複数並列的に配設された構成とする
（ii）予め複数の移送手段を定格出力よりも低い低出力モードで作動させる
（iii）いずれかあるいは２以上の移送手段が異常モードとなった場合、該移送手段を停止モードとし、他の移送手段によってその出力低下分をカバーする
こうした構成によって、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能な低温物質の移送装置を提供することが可能となった。
【００１１】
本発明は、上記低温物質の移送装置であって、前記各移送手段の出力調整が、インバータを介して行われるとともに、前記移送手段に、電力計，シールガス流量計およびケーシング温度計、あるいは該移送手段からの供出流路に、温度計，圧力計および流量計、のうちのいずれかまたはいくつかの計器が配設され、各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を前記異常モードと認定し、前記各移送手段の出力調整が行われることを特徴とする。
移送手段の異常モードは、例えば給送ポンプの能力低下に伴う吐出圧力の低下等移送手段自体の異常だけではなく、例えば給送ポンプ収容容器の異常発熱等移送手段の出力に係る計装部材のいずれかの異常によっても生じる。特に、低温物質の移送においては、通常の移送手段における異常要因だけではなく、いくつかの検出端からの出力を指標として加えて判断することが好ましいことを見出した。具体的には、移送される低温物質に直接関係する移送流路の温度，圧力および流量に加え、移送手段に係る電力，シールガス流量およびケーシング温度を指標とすることによって、前者から現実の移送状態の異常モードを判断し、後者から近い将来の移送状態の異常モードを判断することができる。本発明は、このように多面的な指標を基に異常モードを判断することによって、停止状態あるいは移送量の低下や低温物質の一時的な温度上昇等を回避し、低温物質の連続的に安定した移送の確保を図ることができる。
【００１２】
本発明は、上記低温物質の移送装置であって、前記各移送手段からの供出流路、あるいは並列的に配設された複数の移送手段からの供出流路が集合された集合流路を分岐して設けられたバイパス流路を介して、移送される前記低温物質の一部を前記供給源に還流させるとともに、前記異常モードにおいて、前記バイパス流路を流通させる還流量を調整し、前記消費設備へ移送される低温物質の移送量が所定量となるように制御されることを特徴とする。
低温物質の移送装置であっては、消費設備の運転状況に応じた移送量の調整や、給送ポンプ等における供出側での脈動の発生防止等の観点から、移送手段からの供出流路にバイパス流路を設け、供給源に低温物質の一部を還流しながら所定量の移送を行なうことが好ましいことがある。本発明においては、設定されたバイパス流路をこうした観点だけではなく、異常モード発生時の安定化操作における過渡的な状態を、迅速に解消する観点から利用することを特徴とする。例えば、いずれかの移送手段が異常モードとなった場合、該移送手段を停止モードとする（該移送手段のバイパスも停止する）と同時に、他の移送手段のバイパスの一部を消費設備への移送量として移送することによって、異常モードの移送手段の出力低下分をカバーすることが可能となる。このように、異常モードにおいて、移送手段のバイパスを利用し、還流量を調整することによって、安定的な低温物質の移送量を確保することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、上記いずれかに記載の低温物質の移送装置を用いた低温液化ガス供給システムであって、１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガスつまり前記低温物質とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、低出力モードにおいて、前記ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする。
上記のような低温物質の移送装置は、低温物質の移送手段の異常モードが発生しても、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能であることから、低温物質である窒素，酸素あるいはアルゴン等を大量に消費する半導体製造プロセス等の空気分離装置に用いられることが好適である。具体的には、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることによって、大量の移送量が必要な空気分離による低温物質であっても、一時的な移送量の低下や移送される物質の温度上昇等を防止し、連続的に安定的な低温物質を移送することができる低温液化ガス供給システムを提供することが可能となった。
【００１４】
本発明は、上記低温液化ガス供給システムであって、前記給送ポンプからの供出流路あるいは２以上の供出流路が集合された集合流路を分岐し、前記低温液化ガスの一部を前記空気分離装置に還流させるバイパス流路が設けられ、前記異常モードにおいて、前記定格モードに係る給送ポンプからバイパス流路を流通させる還流量が、ステップ的に調整されると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御されることを特徴とする。
上記のように、移送手段の供出流路へのバイパス流路の配設は、連続的に安定な低温物質の移送において、非常に有用である。本発明者は、さらに検証を進めた結果、バイパス流路の停止操作あるいはバイパス流量の減量操作が、移送の安定化に大きな寄与をすることを見出した。つまり、異常モードの移送手段の停止に伴うこうした操作を、ステップ的に行った場合（以下「パルス的制御」という）、移送量や低温物質の温度に対するオーバーシュートとアンダーシュートを伴う過渡現象を回避することが難しい一方、所定の応答速度を有するＰＩあるいはＰＩＤ制御による操作を行なった場合、移送量の低下や低温物質の一時的な温度上昇等を回避することが難しいことが判った。本発明は、異常モードが発生した場合であっても、これに応答して、パルス的制御とＰＩあるいはＰＩＤ制御による自動制御を組合せて同時に行うことによって、過渡的あるいは一時的に生じる異常な状態を大幅に軽減し、迅速に安定化された移送状態を確保することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る低温物質の移送装置の第１構成例を示す概略図
【図２】本発明に係る低温物質の移送装置の第２構成例を示す概略図
【図３】第２構成例における異常モードから定格モードへの移行に伴う移送量の変動を例示する説明図
【図４】本発明に係る低温液化ガス供給システムの１の構成例を示す概略図
【図５】本発明に係る低温液化ガス供給システムの他の構成例を示す概略図
【図６】従来技術に係る低温液化ガス移送装置の構成例を示す概略図
【図７】従来技術に係るアルゴン製造装置の構成例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る低温物質の移送装置（以下「本装置」という）は、出力調整可能な移送手段が複数並列的に配設され、各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、移送手段のいずれかあるいは２以上が、または移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が所定量となるように制御されることを特徴とする。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜本装置の基本構成例＞
本装置の基本構成例の概要を、図１に示す（第１構成例）。本装置は、低温物質Ｓを貯留する１つの供給源１、低温物質Ｓを移送する２つの移送手段２ａ，２ｂ、低温物質Ｓの移送を制御する制御部３を有し、低温物質Ｓが、その消費設備（図示せず）へ連続的に移送される。ここで、低温物質Ｓが流通する流路および部材は、低温を維持するための保温処理あるいは冷温処理（特に供給源１の低温物質Ｓの貯留部については冷温処理される）される。以下、低温物質Ｓが、低温液化ガスである場合を例に説明する。ここでは、移送手段が２つの場合を例示するが、３つ以上を並列的に配設された構成も可能である。特定の移送手段の異常モードが発生しても、低温物質Ｓの連続的に安定した移送を確保するためである。また、消費設備において、液化ガスを気体状で使用する場合には、気化器４が設けられる。
【００１８】
ここで、「低温物質」には、上記液体窒素等の低温液化ガス等のみならず、石油精製プロセスにおいて作製される液化水素や各種炭化水素あるいは各種プロセスにおいて作製される液化アンモニアや液化塩素等々種々の物質を挙げることができる。また上記のように、常温常圧下において液体のみならず気体を含み、特に熱容量の大きい気体（例えば炭化水素化合物や二酸化炭素等）のように、常温状態から移送可能な低温状態への移行に所定の時間を必要となる物質が対象となる。
【００１９】
本装置は、供給源１から移送手段２ａ，２ｂによって低温物質Ｓ（低温液化ガス）が移送され、移送手段２ａ，２ｂの供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃに気化器４が設けられた構成を有する。低温液化ガスを液体で直接あるいは輸送手段を介して消費設備に移送される場合には、気化器４を用いない場合がある。移送手段２ａ，２ｂの入力側には、流量調整可能な弁Ｎａ，Ｎｂが設けられる。移送手段２ａ，２ｂの作動時の供給源１に対する脈動や逆流等の影響を緩和・防止することができる。移送手段２ａ，２ｂの出力側の供出流路Ｌａ，Ｌｂには、開閉弁Ｖａ，Ｖｂが設けられる。移送手段２ａ，２ｂのいずれかが異常モードの場合に、当該移送手段に係る開閉弁を閉として当該供出流路を遮蔽し、正常モードの他の移送手段を定格モードに変更することによって、集合流路Ｌｃから供出される低温物質Ｓの移送を一定に維持することができる。
【００２０】
貯留型の供給源１の場合には、低温物質Ｓを安定的に貯留するために、外周を保温材あるいは内部を所定温度に冷却・温度制御可能な構造を有する容器が好ましい。ただし、供給源１は、貯留のみを担うタンクである場合だけではなく、後述する空気分離装置のような低温物質Ｓを作製する装置の生成物貯留部をも含む。
【００２１】
移送手段２ａ，２ｂは、出力調整可能であることが好ましく、例えば、遠心式ポンプやクライオジェニックポンプ，あるいはブースタポンプやサンクションポンプ等の液化ガス用ポンプを用いることができる。出力調整は、制御部３によって、インバータ（図示せず）を介して行われる。本装置では、インバータが制御部３に内蔵された場合を例示するが、これに限定されるものではない。
【００２２】
本装置は、移送手段２ａ，２ｂに対する管理指標を得るために、電力計Ｍａ，Ｍｂ、シールガス流量計Ｇａ，Ｇｂおよびケーシング温度計Ｃａ，Ｃｂ、あるいは移送手段２ａ，２ｂの供出流路Ｌａ，Ｌｂに、温度計Ｔａ，Ｔｂ、圧力計Ｐａ，Ｐｂおよび流量計Ｆａ，Ｆｂ、のうちのいずれか、またはいくつかの計器が配設される。各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を、異常モードと認定し、移送手段２ａ，２ｂの出力調整が行われる。移送手段２ａ，２ｂの能力低下に伴う出力側の圧力の低下等移送手段自体の異常だけではなく、例えば移送手段２ａ，２ｂの収容容器の異常発熱等移送手段２ａ，２ｂの出力に係る計装部材のいずれかの異常を判断することによって、現実の異常モードを判断するとともに、近い将来の移送状態の異常モードを判断することができる。
【００２３】
〔本装置における移送手段の管理指標〕
本装置における移送手段の管理指標に対し、各計器は、以下のような役割を有する。ただし、本装置においては、以下の各指標全てを管理指標とする場合を設定しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、これらの指標のいくつか、あるいはこれら以外の指標を追加して、指標とすることも可能である。
（１）低温液化ガスの温度
温度計Ｔａ，Ｔｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの温度を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの入力側の低温液化ガスの異常温度、あるいは移送手段２ａ，２ｂの過熱等による異常モードの発生を検知することができる。所望の温度条件から、適正な温度範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（２）低温液化ガスの圧力
圧力計Ｐａ，Ｐｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの圧力を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの能力低下や過圧運転、あるいは移送手段２ａ，２ｂの出力側に圧力調整機構がある場合の、該機構の作動異常等による異常モードの発生を検知することができる。所望の圧力条件から、適正な圧力範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（３）低温液化ガスの流量
流量計Ｆａ，Ｆｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの流量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの能力低下や過圧運転、あるいは移送手段２ａ，２ｂの入出力側に流量調整機構がある場合の、該機構の作動異常等による異常モードの発生を検知することができる。所望の流量条件から、適正な流量範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（４）移送手段の供給電力量
電力計Ｍａ，Ｍｂは、移送手段２ａ，２ｂに供給される電力量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの過剰負荷や内部配線の短絡等による過剰電力供給、あるいは内部配線の断線等による電力供給不足等を検知することができる。適正な供給電力の範囲を設定することによって、移送手段２ａ，２ｂ自体の異常モードを判断することができる。現実の低温液化ガスの移送流量や圧力等に変動がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
（５）移送手段の収容容器に供給されるシールガス流量
シールガス流量計Ｇａ，Ｇｂは、移送手段２ａ，２ｂが収容される容器に供給されるシールガスの流量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂを外気から遮蔽するシール機能の低下等を検知することができる。適正な流量の範囲を設定することによって、例えば移送手段２ａ，２ｂからの低温液化ガスの漏洩時の２次被害（腐食や火気等）を未然に防止することができる。現実に異常がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
（６）移送手段の収容容器の温度
ケーシング温度計Ｃａ，Ｃｂは、移送手段２ａ，２ｂが収容される容器の温度、つまり移送手段２ａ，２ｂからの発熱量を監視することによって、過剰負荷や内部配線の短絡等による移送手段２ａ，２ｂの過熱、あるいは内部配線の断線等による能力低下等を検知することができる。適正な温度の範囲を設定することによって、移送手段２ａ，２ｂ自体の作動状態を判断することができる。現実に異常がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
【００２４】
〔通常モード（低出力モード）での本装置の動作〕
本装置において、低温物質Ｓは、供給源１に貯留される。通常モード（低出力モード）において、貯留された低温物質Ｓは、移送手段２ａ，２ｂによって２つの供出流路Ｌａ，Ｌｂを介して各々所定量移送され、集合流路Ｌｃにおいて合流して消費設備に移送される（気化器４によって気化される場合を含む）。このとき、供出流路Ｌａ，Ｌｂには、ほぼ同量の低温物質Ｓが流通するように、移送手段２ａ，２ｂの出力が調整される。つまり、移送手段２ａ，２ｂが、定格出力よりも低い低出力モード（例えば定格の５０％）で作動され、移送手段合計の出力が所定量（例えば１つの移送手段の定格の１００％）となるように調整される。所望の移送量に増減がある場合には、最大移送量を１つの移送手段の定格の１００％となるように設定し、通常の低出力モードにおいて、移送手段２ａ，２ｂを例えば定格の３０〜５０％で作動させることによって、移送手段に過大な負荷が掛からずに、所望の移送量の確保を図ることができる。このとき、最大移送量は、移送手段の選定、あるいは移送手段の数量によって設定することができる。
【００２５】
このとき、温度計Ｔａ，Ｔｂ等移送手段２ａ，２ｂの管理指標に係る各計器からの出力は、制御部３に送信される。これらを受信した制御部３において、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあるとき、通常モード（低出力モード）と認定し、本装置の作動開始あるいは作動継続を行なう。例えば低温液化ガスを液体窒素とし、供給流路Ｌａ，Ｌｂの設定温度範囲を−１９５〜−２００℃とした場合において、温度計Ｔａ，Ｔｂからの出力がその範囲内、例えば−１９６℃（液体窒素の沸点）であれば、移送手段２ａの「低温液化ガスの温度」について、通常モードと認定する。他の指標についても同様に設定範囲内にあるときを通常モードと認定する。
【００２６】
〔異常モードでの本装置の動作〕
本装置において、上記管理指標に係る各計器から出力のいずれかが、予め設定された範囲を外れる場合を、移送手段の異常モードとする。以下、予め定格の５０％で設定され、作動していた移送手段２ａにおいて異常モードが生じた場合を例に説明する。本装置は、移送手段２ａの異常モードにおいて、移送手段２ａを停止モードとし、移送手段２ｂを定格の１００％で作動させて移送手段２ａの移送量の低下分をカバーする。
（ｉ）異常モードの認定
移送手段２ａの管理指標に係る各計器からの出力を受信した制御部３において、予め設定された指標の設定範囲を外れる場合を、移送手段２ａの異常モードと認定する。例えば低温液化ガスを液体窒素とし、供給流路Ｌａの設定温度範囲を−１９５〜−２００℃とした場合において、温度計Ｔａからの出力が−１９５℃以上、例えば−１９０℃となった場合、供給流路Ｌａ内での突沸のおそれがあり、移送圧力あるいは移送流量の異常にも繋がることから移送手段２ａの異常モードと認定する。
（ii）停止モードの設定
移送手段２ａの異常モードが認定されると、制御部３から移送手段２ａの停止モードに係る停止信号が出力される。具体的には、移送手段２ａの駆動電源を停止し、開閉弁Ｖａを閉状態にする。と同時に、移送手段２ａの各指標について、停止モード時の相当値であること、あるいは停止モード時の相当値へ変化していることを確認する。例えば、移送手段２ａの「低温液化ガスの流量」について、流量が０（ゼロ）あるいは減少して０へ変化している場合を、停止モードと認定する。
（iii）定格モードへの変更
移送手段２ａの異常モードが認定されると、移送手段２ａの停止信号の出力と同時に、制御部３から移送手段２ｂの定格モードへの変更が出力される。具体的には、移送手段２ｂの出力が定格モードとなるように移送手段２ｂのインバータ出力を制御し、制御部３から移送手段２ｂへ出力される。と同時に、通常モード（低出力モード）から定格モードへの移行時に変化する移送手段２ｂの各指標について、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあることを確認する。例えば、移送手段２ｂの「低温液化ガスの流量」について、低出力モードの流量を「α」としたとき、定格モードへの移行に伴い「２α」（つまり本装置「通常モード」の移送量）へ変化している場合を、定格モードと認定する。
【００２７】
以上は、２つの移送手段２ａ，２ｂが配設された構成における動作を例示したが、３つ以上（ｎ個）の移送手段を並列的に配設された構成においては、次の通りに動作させることによって、同様の機能を確保することができる。以下同様である。
（ｉ）通常モードにおいてｎ個の移送手段のそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させる。
（ii）複数（ｍ個）の移送手段に異常モードが発生した場合には、ｍ個の移送手段を停止モードとし、他の（ｎ−ｍ）個の移送手段を定格の［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させる。
【００２８】
＜本装置の他の構成例＞
本装置の他の構成例として、移送手段の出力側にバイパスを設けた装置の概要を、図２に示す（第２構成例）。本装置を種々の用途に利用する場合において、通常モードにおける移送圧力や流量の安定性を図るとともに、異常モード時の本装置のモード変更に伴い発生する過渡的な状態の緩和を図る目的から、移送手段の出力側にバイパスを設けることが好ましい場合がある。第２構成例にあっては、各移送手段２ａ，２ｂからの供出流路Ｌａ，Ｌｂに、各々バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる。バイパス流路Ｂａ，Ｂｂには、それぞれの流路の還流量を調整するための調整器Ｒａ，Ｒｂが設けられる。集合流路Ｌｃには、消費設備（図示せず）に移送される低温物質Ｓの移送量を検知するための流量計Ｆｃが設けられる。異常モードにおいて、供出流路Ｌａ，Ｌｂを流通させる低温物質Ｓの移送量が調整されるとともに、バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを流通させる還流量が調整され、消費設備へ移送される低温物質Ｓの移送量が所定量となるように制御される。なお、こうした構成に代え、集合流路Ｌｃを分岐して１つのバイパス流路（図示せず）を設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる構成を用いること、あるいは各供出流路Ｌａ，Ｌｂおよび集合流路Ｌｃを分岐してそれぞれにバイパス流路（図示せず）を設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる構成を用いることも可能である。
【００２９】
バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを設け、供給源１に低温物質Ｓの一部を還流しながら所定量の移送を行なうことによって、消費設備の運転状況に応じた移送量の微調整や、移送手段２ａ，２ｂの供出側での脈動の発生防止を行うことができる。さらに、異常モード発生時の安定化操作における過渡的な状態を大幅に軽減し、短時間で定格モードに移行することができる。以下、第２構成例に係る本装置の動作を説明する。なお、第１構成例と共通する点については省略することがある。
【００３０】
〔通常モードでの本装置の動作〕
本装置において、低温物質Ｓは、供給源１から移送手段２ａ，２ｂによって２つの供出流路Ｌａ，Ｌｂを介して各々所定量移送され、バイパス流路Ｂａ，Ｂｂにその一部を流出させながら、集合流路Ｌｃにおいて合流して消費設備に移送される。このとき、供出流路ＬａとＬｂに、ほぼ同量の低温物質Ｓが流通するように移送手段２ａ，２ｂの出力が調整され、バイパス流路ＢａとＢｂに、それぞれの低温物質Ｓの一部が、ほぼ同量流通するように調整器Ｒａ，Ｒｂによって調整される。つまり、移送手段２ａ，２ｂが、定格出力よりも低い低出力モード（例えば定格の５０％）で作動され、移送手段合計の出力が所定量（例えば１つの移送手段の定格の１００％）となるように調整される。低出力モードでの移送量の一部（例えば定格の１０％）をバイパス流路ＢａとＢｂに還流し、残量を消費設備への移送量とする（例えば定格の８０％）。所望の移送量に増減がある場合には、最大移送量を１つの移送手段の定格の１００％となるように設定し、通常の低出力モードにおいて、移送手段２ａ，２ｂを例えば定格の５０％で作動させ、バイパス流路ＢａとＢｂの還流量を、所望の移送量の最大変動量よりも多くするとともに、所望の移送量の変動を、その還流量で調整することによって、移送手段に過大な負荷が掛からずに、所望の移送量の確保を図ることができる。このとき、還流量は、異常モードでの調整が容易となるように、各バイパス流路ＢａとＢｂにほぼ均等に増減することが好ましい。
【００３１】
このとき、消費設備へ移送される低温物質Ｓの移送量は、流量計Ｆｃによって検知されるとともに、バイパス流路ＢａとＢｂの還流量が調整器Ｒａ，Ｒｂによって調整されることから、調整器Ｒａ，Ｒｂによって微調整することができる。流量計Ｆｃの出力は、移送手段２ａ，２ｂの管理指標となる。また、消費設備へ移送される低温物質Ｓの圧力についても、圧力計Ｐａ，Ｐｂによって検知されるとともに、調整器Ｒａ，Ｒｂの調整によって、微調整することができる。その他、温度計Ｔａ，Ｔｂ等移送手段２ａ，２ｂの管理指標に係る各計器からの出力に基づく制御部３における通常モードの認定、および本装置の作動開始あるいは作動継続操作は、基本的に第１構成例と同様である。
【００３２】
〔異常モードでの本装置の動作〕
本装置において、上記管理指標に係る各計器から出力のいずれかが、予め設定された範囲を外れる場合を、移送手段の異常モードとする。以下、バイパス流路Ｂａに定格の約１０％を還流し、予め定格の５０％で設定されて作動していた移送手段２ａにおいて異常モードが生じた場合を例に説明する。本装置は、移送手段２ａの異常モードにおいて、移送手段２ａを停止モードとし、移送手段２ｂを定格の１００％で作動させて移送手段２ａの移送量の低下分をカバーする。
（ｉ）異常モードの認定
第１構成例と同様、移送手段２ａの管理指標に係る各計器からの出力を受信した制御部３において、予め設定された指標の設定範囲を外れる場合を、移送手段２ａの異常モードと認定する。
（ii）停止モードの設定
第１構成例と同様、移送手段２ａの異常モードが認定されると、制御部３から移送手段２ａの停止モードに係る停止信号が出力され、移送手段２ａの駆動電源を停止し、開閉弁Ｖａを閉状態にする。
（iii）定格モードへの変更
移送手段２ａの異常モードが認定されると、移送手段２ａの停止信号の出力と同時に、制御部３から移送手段２ｂの定格モードへの変更が出力される。具体的には、移送手段２ｂの出力が定格モードとなるように移送手段２ｂのインバータ出力を制御し、制御部３から移送手段２ｂへ出力される。と同時に、バイパスＢｂに還流されている低温物質Ｓの一部を、消費設備への移送量として移送することによって、移送手段２ａの出力低下分をカバーすることができる。
併せて、通常モードから定格モードへの移行に伴う移送手段２ｂの各指標について、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあることを確認する。例えば、低出力モードにおける、移送手段２ｂの流量を「α」とし、バイパスの還流量を「β」としたとき、定格モードへの移行に伴い、前者が「２α」（つまり本装置「通常モード」の移送量）へ変化し、後者が「２β」へ変化している場合を、定格モードと認定する。
【００３３】
上記操作における、移送手段２ａの停止モードと同時に行う、移送手段２ｂの低出力モード（定格の５０％）から定格モード（定格の１００％）への移行操作に伴う移送量（流量計Ｆｃ出力），移送手段２ａの出力（流量計Ｆａ出力），移送手段２ｂの出力（流量計Ｆｂ出力），バイパス流路Ｂｂの還流量の変動について、以下に詳述する。
【００３４】
（ア）調整器Ｒｂを操作せずに、移送手段２ｂを、低出力モードから定格モードに変更した場合
移送手段２ｂの出力（流量計Ｆｂ出力）は、図３（Ａ）の破線（ａ）のように、所定の応答遅れと応答速度を有する応答となり、バイパス流路Ｂｂの還流量も、図３（Ａ）の破細線（ｂ）のように、同様の応答となる。一方、停止モードとなった移送手段２ａの出力（流量計Ｆａ出力）は、図３（Ａ）の一点鎖線（ｃ）のように、短時間の応答遅れと応答速度を有する応答となり、バイパス流路Ｂａの還流量も、図３（Ａ）の一点鎖細線（ｄ）のように、同様の応答となる。両移送手段２ａ，２ｂの出力からバイパス流路Ｂａ，Ｂｂの還流量を減算した消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、図３（Ａ）の実線（ｅ）のような応答となる。過渡的に移送量の低下が見られるが、低温物質Ｓの温度上昇を招くことなく、異常モードの解消を図ることができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、移送手段２ａの停止モードにおける出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、軽減することができる。
【００３５】
（イ）調整器Ｒｂを移送手段２ｂと同様に自動制御しながら、移送手段２ｂを低出力モードから定格モードに変更した場合
調整器Ｒｂを操作して、還流量の減量あるいはバイパス流路Ｂｂの停止を行ない、移送手段２ａの停止に伴う移送量の低下を抑制する。移送手段２ｂと同様に自動制御することによって、図３（Ｂ）の破線（ｂ）のように、バイパス流路Ｂｂの還流量を減少させて、消費設備への移送量を補充し、所望の移送量となった時点で、還流量を増加させ、所望の移送量を維持する。このとき、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、上記（ア）における消費設備への移送量（図３（Ｂ）の実細線（ｅ））に、バイパス流路Ｂｂの還流量減量分が加算された移送量となり、図３（Ｂ）の実線（ｆ）のような応答となる。こうした操作によって、過渡的な移送量の低下を軽減した移送量を確保することができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、停止モードにおける移送手段２ａの出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、さらに軽減することができる。
【００３６】
（ウ）移送手段２ｂの低出力モードから定格モードへの変更を、パルス的制御と自動制御の組合せによって行った場合
バイパス流路Ｂｂを流通させる還流量を、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）を指標として、調整器Ｒｂをステップ的に調整すると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御することによって、移送手段２ａの停止に伴う移送量の低下を抑制する。定格モードへの切換と同時に、調整器Ｒｂをステップ的に閉状態とし、移送手段２ａの停止直後の移送量の減少をカバーする。と同時に、直ちに調整器Ｒｂを自動制御し、移送量のオーバーシュートを抑制する。このとき、図３（Ｃ）の破線（ｂ）のように、バイパス流路Ｂｂの還流量は、一旦短時間で減少して消費設備への移送量を補充すると同時に、所望の移送量を超えないように減少量が緩和される。迅速でパルス的な応答が期待できる一方、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を軽減することができる。その後、所望の移送量になるまで還流を停止し、所望の移送量となった時点で、還流量を増加させ、所望の移送量を維持する。この還流量の増加操作も、パルス的制御と自動制御の組合せによって、より迅速に還流量を確保し、安定な低温物質Ｓの移送を可能とする。また、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、図３（Ｃ）の実線（ｆ）のような応答となる。上記（イ）よりも、さらに過渡的な移送量の低下を軽減した移送量を確保することができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、停止モードにおける移送手段２ａの出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、さらに軽減することができる。
【００３７】
＜本装置を用いた低温液化ガス供給システム＞
次に、上記いずれかの本装置を用いた低温液化ガス供給システム（以下「本システム」という）の概要を説明する。本システムの実施態様として、アルゴン精製プロセスを含む空気分離システムを取り上げる。１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガス（低温物質、以下「液体窒素等」という）とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、低出力モードにおいて、ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする。空気分離装置に用いられることによって、大量の液体窒素等の移送量が必要な場合であっても、一時的な移送量の低下や移送される液体窒素等の温度上昇等を防止し、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能である。
【００３８】
〔本システムの１の構成例〕
本システムの１の構成例の具体的な実施態様を、図４に示す（システム構成例１）。本装置１０は、上記第２構成例を構成し、１つの空気分離装置（精留塔）５の上塔部５ａの底部５ｂから取り出される、システム構成例１の低温物質の１つである液化酸素を、熱交換器６に移送し、製品酸素として供出する構成部分に用いられる。底部５ｂからの液化酸素は、流路Ｌ１を介して分岐されて給送ポンプ（移送手段）２ａ，２ｂに移送され、供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃ、および流路Ｌ２を介して熱交換器６に移送される。熱交換器６には、原料となる空気が導入され、液化酸素と熱交換される。加熱された液化酸素は、製品酸素ガスとして供出される。液化された空気は、流路Ｌ３を介して精留塔５の下塔部５ｃ下部に導入される。また、移送される液化酸素の一部も、供出流路Ｌａ，Ｌｂから分岐したバイパス流路Ｂａ，Ｂｂ、およびこれらが合流した流路Ｌ４を介して精留塔５の上塔部５ａ上部に導入され、精留塔５の還流を形成し、高純度液化酸素が作製される。
【００３９】
システム構成例１において、本装置１０は、精留塔５からの製品酸素を供出するルートの一部を構成するだけではなく、下記の機能を有することによって、非常に効率のよい空気分離システムを形成することができる。
（ｉ）低温液化酸素の移送において、給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常発生に伴う本システムへの障害を回避することができる。
（ii）バイパス流路Ｂａ，Ｂｂから流路Ｌ４を介して高純度液化酸素の一部を精留塔５上塔部５ａに還流することによって、精留塔５における還流機能を高くする。
【００４０】
システム構成例１は、本装置１０についての上記第２構成例における〔通常モードでの本装置の動作〕および〔異常モードでの本装置の動作〕を適用することが可能である。具体的には、低出力モードにおいて、給送ポンプ２ａ，２ｂのそれぞれを定格の５０％で作動させ、１の給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常モードにおいて、該１の給送ポンプ２ａまたは２ｂを停止モードとし、他の給送ポンプ２ｂまたは２ａを定格の１００％％で作動させる。特に、システム構成例１では、上記（ii）のように、精留塔５への高純度酸素の還流によって、精留塔５のみならず、システム全体の機能および製品の品質が確保されていることから、こうした制御操作によって、異常モードにおける製品酸素の移送量の安定性を確保するとともに、迅速に還流量を確保することができる。このとき、定格モードへの移行段階において、上記（ii）の精留塔５への高純度酸素の還流量の低下は、製品酸素のみならず製品窒素の純度に影響する。こうした定格モードへの移行において、通常モードでの還流条件を変更せずに移行するか否かは、精留塔５の運転条件によって定められる。
【００４１】
〔本システムの他の構成例〕
本システムの他の構成例の具体的な実施態様を、図５に示す（システム構成例２）。主精留塔５１，第１粗アルゴン塔５２，第２粗アルゴン塔５３および精製アルゴン塔５４という，４つの空気分離装置（精留塔）によって、原料空気から高純度の窒素，酸素およびアルゴンが製品として作製される。本装置１０は、上記第２構成例を構成し、第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂの底部５３ａから取り出される、システム構成例２の低温物質の１つである液化粗アルゴンを、第１粗アルゴン塔５２上部に移送する構成部分に用いられる。つまり、第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂの底部５３ａからの液化粗アルゴンは、流路Ｌ１を介して分岐されて給送ポンプ２ａ，２ｂに移送され、その一部がバイパス流路Ｂａ，Ｂｂに移送されるとともに、供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃ、および流路Ｌ２を介して第１粗アルゴン塔５２上部に移送される。本装置１０のバイパス流路Ｂａ，Ｂｂに移送された液化粗アルゴンは、第１粗アルゴン塔５２の塔頂部５２ａから供出された粗アルゴン（以下「第１粗アルゴン」という）と合流し、流路Ｌ４を介して第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂ下部に還流される。ここでいう「粗アルゴン」は、例えば組成的には定常時には約９８％のアルゴンと約２％の窒素で構成され、「第１粗アルゴン」は、例えばアルゴン約９６％、酸素約４％の組成をいう。なお、かかる組成は一例であり、これに限定されないことはいうまでもなく、以下の成分・組成についても同様である。
【００４２】
システム構成例２において、流路Ｌ３を介して原料空気が、３段塔を構成する主精留塔５１の下塔部５１ａ（中圧塔）下部に導入される。主精留塔５１の下塔部５１ａ上部からは、流路Ｌ５を介して中圧窒素ガスが製品として取り出され、中塔部５１ｂ底部からは、流路Ｌ６を介して製品液化酸素が取り出され、上塔部５１ｃ（低圧塔）の塔頂部５１ｄからは、流路Ｌ７を介して低圧窒素ガスが製品として取り出される。このとき、上塔部５１ｃ下部には、低濃度の酸素および窒素を含むアルゴンリッチな液化空気が形成されることから、これをアルゴン原料として流路Ｌ８を介して取り出され、第１粗アルゴン塔５２下部に移送される。ここでいう「アルゴン原料」は、例えばアルゴン約７％、酸素約９３％で構成される。
【００４３】
移送されたアルゴン原料は、第１粗アルゴン塔５２において精製され、塔頂部５２ａから、第１粗アルゴンとして供出され、本装置１０から還流される液化粗アルゴンとともに、流路Ｌ４を介して第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂ下部に移送される。また、第１粗アルゴン塔５２の底部５２ｂに形成される液体組成は大まかに酸素９２％，アルゴン８％なので、酸素リッチな液化成分は、流路Ｌ９を介して主精留塔５１の上塔部５１ｃ下部に還流される。
【００４４】
第２粗アルゴン塔５３において精留され、さらにアルゴンリッチとなった液化成分（以下「第２粗アルゴン」という）が、下塔部５３ｂ上部から、流路Ｌ１０を介して精製アルゴン塔５４中央部に移送される。下塔部５３ｂに形成された液化粗アルゴンは、流路Ｌ１，本装置１０，流路Ｌ２を介して第１粗アルゴン塔５２上部に還流される。また、上塔部５３ｃには酸素リッチな成分が形成され、そのガス成分は、塔頂部５３ｄから流路Ｌ１１を介して、その液化成分は、底部５３ｅから流路Ｌ１２を介して、主精留塔５１の上塔部５１ｃに還流される。ここでいう「第２粗アルゴン」は、例えばアルゴン約９８％、酸素約２％で構成され、「酸素リッチな液化成分」は、例えば窒素約６１％、アルゴン約２％、酸素約３７％の酸素リッチな液化成分で構成される。
【００４５】
移送された第２粗アルゴンは、精留アルゴン塔５４においてさらに高純度に精製され、高純度液化アルゴンが、精留アルゴン塔５４の塔底部５４ａから流路Ｌ１３を介して製品アルゴンとして供出されるとともに、一部は、流路Ｌ１４を介して精留アルゴン塔５４中央部に還流される。精留アルゴン塔５４上部の窒素富化ガスは、塔頂部５４ｂから排ガスとして流路Ｌ１５を介して排出される。
【００４６】
システム構成例２において、本装置１０は、第２粗アルゴン塔５３からの液化粗アルゴンを第１粗アルゴン塔５２へ移送するルートの一部を構成するだけではなく、下記の機能を有することによって、非常に効率のよい空気分離システムを形成することができる。
（ｉ）低温液化粗アルゴンの移送において、給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常発生に伴う本システムへの障害を回避することができる。
（ii）バイパス流路Ｂａ，Ｂｂから流路Ｌ４を介して液化粗アルゴンの一部を第２粗アルゴン塔５３下塔部５３ｂに還流することによって、第２粗アルゴン塔５３における還流機能を高くする。
【００４７】
なお、システム構成例２について、図５においては、本装置１０を第２粗アルゴン塔５３によって形成された液化粗アルゴンの第１粗アルゴン塔５２へ移送する構成を例示したが、本装置１０（第１構成例を含む）を他の液化成分の移送流路に用いる構成をとることが可能である。具体的には、以下の構成を挙げることができる。
（ｉ）流路１２に第１構成例の本装置１０を設け、第２粗アルゴン塔５３上塔部５３ｃによって形成された空気リッチな液化成分を主精留塔５１の上塔部５１ｃへ移送する構成
（ii）流路１４に第１構成例の本装置１０を設け、精製アルゴン塔５４底部５４ａから供出された高純度液化アルゴンを精製アルゴン塔５４中央部へ移送する構成
【００４８】
システム構成例２は、システム構成例１と同様、本装置１０についての上記第２構成例における〔通常モードでの本装置の動作〕および〔異常モードでの本装置の動作〕を適用することが可能である。具体的には、低出力モードにおいて、給送ポンプ２ａ，２ｂのそれぞれを定格の５０％で作動させ、１の給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常モードにおいて、該１の給送ポンプ２ａまたは２ｂを停止モードとし、他の給送ポンプ２ｂまたは２ａを定格の１００％％で作動させる。特に、システム構成例２では、上記（ii）のように、第２粗アルゴン塔５３への液化粗アルゴンの還流によって、第２粗アルゴン塔５３のみならず、システム全体の機能および製品の品質が確保されていることから、こうした制御操作によって、異常モードにおける製品アルゴンの移送量と品質の安定性を確保するとともに、迅速に還流量を確保することができる。このとき、定格モードへの移行段階において、上記（ii）の第２粗アルゴン塔５３への液化粗アルゴンの還流量の低下は、製品アルゴンのみならず製品窒素や製品酸素の純度や収量に影響する。こうした定格モードへの移行において、通常モードでの還流条件を変更せずに移行するか否かは、主精留塔５１，第１粗アルゴン塔５２，第２粗アルゴン塔５３あるいは精製アルゴン塔５４の運転条件によって定められる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 供給源
２ａ，２ｂ 移送手段（給送ポンプ）
３ 制御部
４ 気化器
５，（５１〜５４） 精留塔
５１ 主精留塔
５２ 第１粗アルゴン塔
５３ 第２粗アルゴン塔
５４ 精製アルゴン塔
６ 熱交換器
Ｂａ，Ｂｂ バイパス流路
Ｃａ，Ｃｂ ケーシング温度計
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ 流量計
Ｇａ，Ｇｂ シールガス流量計
Ｌａ，Ｌｂ 供出流路
Ｌｃ 集合流路
Ｍａ，Ｍｂ 電力計
Ｎａ，Ｎｂ 弁
Ｐａ，Ｐｂ 圧力計
Ｒａ，Ｒｂ 調整器
Ｓ 低温物質
Ｔａ，Ｔｂ 温度計
Ｖａ，Ｖｂ 開閉弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムに関し、例えば、深冷分離法を用いた低温液化ガス供給システムにおける低温物質の移送装置に関するものである。ここで、「低温物質」とは、常温常圧条件下（一般に約２０〜３０℃，約０．１ＭＰａ）で、移送可能な安定状態を維持する温度が常温以下の物質をいい、液体のみならず気体を含む。具体的には、液体窒素，液体酸素あるいは液体アルゴン等の低温液化ガス等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒素、酸素及びアルゴン等の液化ガスの製造装置としては、低温空気分離プラントが広く知られており、一般に複数の蒸留塔を使用して順次分離効率を上げて、最終製品として、高圧の液化窒素、酸素及びアルゴンを生産している。こうした製造装置においては、高純度の液化ガスを取り出すために、塔長の大きな１つの精留塔ではなく、精製段階や内部圧力に応じて低圧塔や中圧塔あるいは高圧塔等に分離した複数の精留塔が用いられる。このとき、還流される液化空気あるいは製品液化ガスの移送が行なわれる。また、こうした液化ガスは、半導体プロセスを含めた各種プロセスにおいて大きな需要があることから、比較的大容量の低温液化ガス貯槽に貯留され、所望の量の液化ガスが供給される。
【０００３】
例えば、図６に示すような低温液化ガス移送装置を挙げることができる（例えば特許文献１参照）。具体的には、当該低温液化ガス移送装置において、複数の低温液化ガス貯槽１１１，１１１内に貯留した低温液化ガスを、低温液化ガスポンプ１１２により所定圧力に昇圧してタンクローリー等の送液先に移送するものであって、各低温液化ガス貯槽１１１には、出口弁１１３Ｖを有する底部の出口管１１３と、手動弁１１４Ｖ、加圧蒸発器１１４Ｅ及び圧力設定弁１１４Ｐを有し、槽下部と槽上部とを接続する圧力調整経路１１４と、圧力設定弁１１５Ｐを有する頂部の放圧経路１１５とがそれぞれ設けられている。低温液化ガスポンプ１１２には、ポンプ吸入側から各低温液化ガス貯槽１１１の前記出口管１１３に吸入弁１１６Ｖを介して接続する吸入管１１６と、ポンプ吐出側からタンクローリー等の送液先に送液弁１１７Ｖを介して接続する送液管１１７とが設けられている。この送液管１１７の送液弁１１７Ｖより上流側からは、ブロー弁１１８Ｖを有するブロー管１１８と、各低温液化ガス貯槽１１１の上部にバイパス弁１１９Ｖを介して接続するバイパス管１１９とが分岐している。ここで、１２０は放液溜、１２０ａは排気口、１２１は圧力スイッチを示す。
【０００４】
また、図７に示すようなアルゴン製造装置を挙げることができる（例えば特許文献２参照）。具体的には、主精留塔２１０の側方に第１粗アルゴン塔２１６及び第２粗アルゴン塔２２８を並設する。両粗アルゴン塔２１６，２２８の総理論段数を、主精留塔２１０で精製されたアルゴン濃縮ガス中の酸素濃度を十分低下させるだけの段数に設定する。第１粗アルゴン塔２１６の理論段数は、第２粗アルゴン塔２２８の理論段数よりも小さくし、第１粗アルゴン塔２１６の底部が主精留塔上塔２１４の底部より高く、第２粗アルゴン塔２２８の底部が第１粗アルゴン塔２１６の底部よりも低くなるように両塔２１６，２２８を設置する。ここで、この第２粗アルゴン塔２２８の下部は、ガス移送通路２２２を介して上記第１粗アルゴン塔２１６の頂部に接続されており、第２粗アルゴン塔２２８の底部は還流液供給通路２２４を介して上記第１粗アルゴン塔２１６の頂部に接続されている。還流液供給通路２２４の途中にはポンプ２２６が設けられており、このポンプ２６及び還流液供給通路２２４により、第２粗アルゴン塔２２８の塔底液を汲み上げて第１粗アルゴン塔２１６の頂部に還流液として供給するための還流液供給手段が構成されている。２１２は下塔、２１８はガス移送通路、２２０は液体供給通路、２３２はガス移送通路、２３４は精製アルゴン塔、２３６は塔底リボイラ、２３８は塔頂コンデンサ３８を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７５７０５号公報
【特許文献２】特開平０６−３０７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような低温液化ガス移送装置や液化ガスの製造装置では、以下のような種々の課題が生じることがあった。
（ｉ）上述した低温液化ガスポンプ等の移送手段は、こうした移送装置や製造装置の機能を維持する非常に重要な要素であることから、一般に予備として同等の移送手段を別途準備することが多い。しかしながら、移送手段の異常状態あるいは移送手段の出力に係る計装部材の異常状態（以下「移送手段の異常モード」ということがある）の発生時に、予備機への切換えを行なった場合、再起動における低温液化ガスの移送条件、特に温度条件の安定に時間が必要になる。このとき、結果として低温液化ガス貯槽からの低温液化ガスの移送を停止する必要が生じる事態や、所望の条件と異なる低温液化ガスを移送せざるを得ない事態を招来するという問題点があった。
（ii）一方、上記（ｉ）の事態を回避するために、複数の移送手段を並列的に作動させ、必要量以外をバイパスあるいは循環させる方法を採用することも可能であるが、移送に対するエネルギー効率の低下を招くとともに、その低減・改善は非常に困難であった。
（iii）また、こうした移送手段の異常モードを予め検知する方法があれば、予備の移送手段のスタンバイを検討することが可能であるが、低温液化ガスの操作の特殊性等から、実用性の高い異常モードの予知および異常モードへの対応は十分ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、低温物質の供給システムにおいて、低温物質の移送手段の異常モードが発生しても、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能な低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示す低温物質の移送装置およびこれを用いた低温液化ガス供給システムによって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明は、移送手段を用い、供給源から消費設備へ、低温物質を連続的に移送する移送装置であって、出力調整可能な前記移送手段が複数並列的に配設され、前記各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、前記移送手段のいずれか、あるいは前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が、または前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が前記所定量となるように制御されることを特徴とする。
【００１０】
低温液化ガス等低温物質の供給システムの多くが連続運転を要求されることから、こうしたシステムに用いられる移送手段の異常モードの発生を回避することが難しい。本発明は、異常モードの発生時における既述のような課題を、以下の構成によって解決することを見出した。
（ｉ）移送手段が複数並列的に配設された構成とする
（ii）予め複数の移送手段を定格出力よりも低い低出力モードで作動させる
（iii）いずれかあるいは２以上の移送手段が異常モードとなった場合、該移送手段を停止モードとし、他の移送手段によってその出力低下分をカバーする
こうした構成によって、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能な低温物質の移送装置を提供することが可能となった。
【００１１】
本発明は、上記低温物質の移送装置であって、前記各移送手段の出力調整が、インバータを介して行われるとともに、前記移送手段に、電力計，シールガス流量計およびケーシング温度計、あるいは該移送手段からの供出流路に、温度計，圧力計および流量計、のうちのいずれかまたはいくつかの計器が配設され、各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を前記異常モードと認定し、前記各移送手段の出力調整が行われることを特徴とする。
移送手段の異常モードは、例えば給送ポンプの能力低下に伴う吐出圧力の低下等移送手段自体の異常だけではなく、例えば給送ポンプ収容容器の異常発熱等移送手段の出力に係る計装部材のいずれかの異常によっても生じる。特に、低温物質の移送においては、通常の移送手段における異常要因だけではなく、いくつかの検出端からの出力を指標として加えて判断することが好ましいことを見出した。具体的には、移送される低温物質に直接関係する移送流路の温度，圧力および流量に加え、移送手段に係る電力，シールガス流量およびケーシング温度を指標とすることによって、前者から現実の移送状態の異常モードを判断し、後者から近い将来の移送状態の異常モードを判断することができる。本発明は、このように多面的な指標を基に異常モードを判断することによって、停止状態あるいは移送量の低下や低温物質の一時的な温度上昇等を回避し、低温物質の連続的に安定した移送の確保を図ることができる。
【００１２】
本発明は、上記低温物質の移送装置であって、前記各移送手段からの供出流路、あるいは並列的に配設された複数の移送手段からの供出流路が集合された集合流路を分岐して設けられたバイパス流路を介して、移送される前記低温物質の一部を前記供給源に還流させるとともに、前記異常モードにおいて、前記バイパス流路を流通させる還流量を調整し、前記消費設備へ移送される低温物質の移送量が所定量となるように制御されることを特徴とする。
低温物質の移送装置であっては、消費設備の運転状況に応じた移送量の調整や、給送ポンプ等における供出側での脈動の発生防止等の観点から、移送手段からの供出流路にバイパス流路を設け、供給源に低温物質の一部を還流しながら所定量の移送を行なうことが好ましいことがある。本発明においては、設定されたバイパス流路をこうした観点だけではなく、異常モード発生時の安定化操作における過渡的な状態を、迅速に解消する観点から利用することを特徴とする。例えば、いずれかの移送手段が異常モードとなった場合、該移送手段を停止モードとする（該移送手段のバイパスも停止する）と同時に、他の移送手段のバイパスの一部を消費設備への移送量として移送することによって、異常モードの移送手段の出力低下分をカバーすることが可能となる。このように、異常モードにおいて、移送手段のバイパスを利用し、還流量を調整することによって、安定的な低温物質の移送量を確保することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、上記いずれかに記載の低温物質の移送装置を用いた低温液化ガス供給システムであって、１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガスつまり前記低温物質とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、低出力モードにおいて、前記ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする。
上記のような低温物質の移送装置は、低温物質の移送手段の異常モードが発生しても、特別な装置や複雑な操作を用いずに、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能であることから、低温物質である窒素，酸素あるいはアルゴン等を大量に消費する半導体製造プロセス等の空気分離装置に用いられることが好適である。具体的には、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることによって、大量の移送量が必要な空気分離による低温物質であっても、一時的な移送量の低下や移送される物質の温度上昇等を防止し、連続的に安定的な低温物質を移送することができる低温液化ガス供給システムを提供することが可能となった。
【００１４】
本発明は、上記低温液化ガス供給システムであって、前記給送ポンプからの供出流路あるいは２以上の供出流路が集合された集合流路を分岐し、前記低温液化ガスの一部を前記空気分離装置に還流させるバイパス流路が設けられ、前記異常モードにおいて、前記定格モードに係る給送ポンプからバイパス流路を流通させる還流量が、ステップ的に調整されると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御されることを特徴とする。
上記のように、移送手段の供出流路へのバイパス流路の配設は、連続的に安定な低温物質の移送において、非常に有用である。本発明者は、さらに検証を進めた結果、バイパス流路の停止操作あるいはバイパス流量の減量操作が、移送の安定化に大きな寄与をすることを見出した。つまり、異常モードの移送手段の停止に伴うこうした操作を、ステップ的に行った場合（以下「パルス的制御」という）、移送量や低温物質の温度に対するオーバーシュートとアンダーシュートを伴う過渡現象を回避することが難しい一方、所定の応答速度を有するＰＩあるいはＰＩＤ制御による操作を行なった場合、移送量の低下や低温物質の一時的な温度上昇等を回避することが難しいことが判った。本発明は、異常モードが発生した場合であっても、これに応答して、パルス的制御とＰＩあるいはＰＩＤ制御による自動制御を組合せて同時に行うことによって、過渡的あるいは一時的に生じる異常な状態を大幅に軽減し、迅速に安定化された移送状態を確保することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る低温物質の移送装置の第１構成例を示す概略図
【図２】本発明に係る低温物質の移送装置の第２構成例を示す概略図
【図３】第２構成例における異常モードから定格モードへの移行に伴う移送量の変動を例示する説明図
【図４】本発明に係る低温液化ガス供給システムの１の構成例を示す概略図
【図５】本発明に係る低温液化ガス供給システムの他の構成例を示す概略図
【図６】従来技術に係る低温液化ガス移送装置の構成例を示す概略図
【図７】従来技術に係るアルゴン製造装置の構成例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る低温物質の移送装置（以下「本装置」という）は、出力調整可能な移送手段が複数並列的に配設され、各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、移送手段のいずれかあるいは２以上が、または移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が所定量となるように制御されることを特徴とする。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
＜本装置の基本構成例＞
本装置の基本構成例の概要を、図１に示す（第１構成例）。本装置は、低温物質Ｓを貯留する１つの供給源１、低温物質Ｓを移送する２つの移送手段２ａ，２ｂ、低温物質Ｓの移送を制御する制御部３を有し、低温物質Ｓが、その消費設備（図示せず）へ連続的に移送される。ここで、低温物質Ｓが流通する流路および部材は、低温を維持するための保温処理あるいは冷温処理（特に供給源１の低温物質Ｓの貯留部については冷温処理される）される。以下、低温物質Ｓが、低温液化ガスである場合を例に説明する。ここでは、移送手段が２つの場合を例示するが、３つ以上を並列的に配設された構成も可能である。特定の移送手段の異常モードが発生しても、低温物質Ｓの連続的に安定した移送を確保するためである。また、消費設備において、液化ガスを気体状で使用する場合には、気化器４が設けられる。
【００１８】
ここで、「低温物質」には、上記液体窒素等の低温液化ガス等のみならず、石油精製プロセスにおいて作製される液化水素や各種炭化水素あるいは各種プロセスにおいて作製される液化アンモニアや液化塩素等々種々の物質を挙げることができる。また上記のように、常温常圧下において液体のみならず気体を含み、特に熱容量の大きい気体（例えば炭化水素化合物や二酸化炭素等）のように、常温状態から移送可能な低温状態への移行に所定の時間を必要となる物質が対象となる。
【００１９】
本装置は、供給源１から移送手段２ａ，２ｂによって低温物質Ｓ（低温液化ガス）が移送され、移送手段２ａ，２ｂの供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃに気化器４が設けられた構成を有する。低温液化ガスを液体で直接あるいは輸送手段を介して消費設備に移送される場合には、気化器４を用いない場合がある。移送手段２ａ，２ｂの入力側には、流量調整可能な弁Ｎａ，Ｎｂが設けられる。移送手段２ａ，２ｂの作動時の供給源１に対する脈動や逆流等の影響を緩和・防止することができる。移送手段２ａ，２ｂの出力側の供出流路Ｌａ，Ｌｂには、開閉弁Ｖａ，Ｖｂが設けられる。移送手段２ａ，２ｂのいずれかが異常モードの場合に、当該移送手段に係る開閉弁を閉として当該供出流路を遮蔽し、正常モードの他の移送手段を定格モードに変更することによって、集合流路Ｌｃから供出される低温物質Ｓの移送を一定に維持することができる。
【００２０】
貯留型の供給源１の場合には、低温物質Ｓを安定的に貯留するために、外周を保温材あるいは内部を所定温度に冷却・温度制御可能な構造を有する容器が好ましい。ただし、供給源１は、貯留のみを担うタンクである場合だけではなく、後述する空気分離装置のような低温物質Ｓを作製する装置の生成物貯留部をも含む。
【００２１】
移送手段２ａ，２ｂは、出力調整可能であることが好ましく、例えば、遠心式ポンプやクライオジェニックポンプ，あるいはブースタポンプやサンクションポンプ等の液化ガス用ポンプを用いることができる。出力調整は、制御部３によって、インバータ（図示せず）を介して行われる。本装置では、インバータが制御部３に内蔵された場合を例示するが、これに限定されるものではない。
【００２２】
本装置は、移送手段２ａ，２ｂに対する管理指標を得るために、電力計Ｍａ，Ｍｂ、シールガス流量計Ｇａ，Ｇｂおよびケーシング温度計Ｃａ，Ｃｂ、あるいは移送手段２ａ，２ｂの供出流路Ｌａ，Ｌｂに、温度計Ｔａ，Ｔｂ、圧力計Ｐａ，Ｐｂおよび流量計Ｆａ，Ｆｂ、のうちのいずれか、またはいくつかの計器が配設される。各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を、異常モードと認定し、移送手段２ａ，２ｂの出力調整が行われる。移送手段２ａ，２ｂの能力低下に伴う出力側の圧力の低下等移送手段自体の異常だけではなく、例えば移送手段２ａ，２ｂの収容容器の異常発熱等移送手段２ａ，２ｂの出力に係る計装部材のいずれかの異常を判断することによって、現実の異常モードを判断するとともに、近い将来の移送状態の異常モードを判断することができる。
【００２３】
〔本装置における移送手段の管理指標〕
本装置における移送手段の管理指標に対し、各計器は、以下のような役割を有する。ただし、本装置においては、以下の各指標全てを管理指標とする場合を設定しているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、これらの指標のいくつか、あるいはこれら以外の指標を追加して、指標とすることも可能である。
（１）低温液化ガスの温度
温度計Ｔａ，Ｔｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの温度を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの入力側の低温液化ガスの異常温度、あるいは移送手段２ａ，２ｂの過熱等による異常モードの発生を検知することができる。所望の温度条件から、適正な温度範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（２）低温液化ガスの圧力
圧力計Ｐａ，Ｐｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの圧力を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの能力低下や過圧運転、あるいは移送手段２ａ，２ｂの出力側に圧力調整機構がある場合の、該機構の作動異常等による異常モードの発生を検知することができる。所望の圧力条件から、適正な圧力範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（３）低温液化ガスの流量
流量計Ｆａ，Ｆｂは、移送手段２ａ，２ｂの出力側の低温液化ガスの流量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの能力低下や過圧運転、あるいは移送手段２ａ，２ｂの入出力側に流量調整機構がある場合の、該機構の作動異常等による異常モードの発生を検知することができる。所望の流量条件から、適正な流量範囲が設定される。現実の低温液化ガス移送の異常事態に、迅速に対応することができる。
（４）移送手段の供給電力量
電力計Ｍａ，Ｍｂは、移送手段２ａ，２ｂに供給される電力量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂの過剰負荷や内部配線の短絡等による過剰電力供給、あるいは内部配線の断線等による電力供給不足等を検知することができる。適正な供給電力の範囲を設定することによって、移送手段２ａ，２ｂ自体の異常モードを判断することができる。現実の低温液化ガスの移送流量や圧力等に変動がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
（５）移送手段の収容容器に供給されるシールガス流量
シールガス流量計Ｇａ，Ｇｂは、移送手段２ａ，２ｂが収容される容器に供給されるシールガスの流量を監視することによって、移送手段２ａ，２ｂを外気から遮蔽するシール機能の低下等を検知することができる。適正な流量の範囲を設定することによって、例えば移送手段２ａ，２ｂからの低温液化ガスの漏洩時の２次被害（腐食や火気等）を未然に防止することができる。現実に異常がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
（６）移送手段の収容容器の温度
ケーシング温度計Ｃａ，Ｃｂは、移送手段２ａ，２ｂが収容される容器の温度、つまり移送手段２ａ，２ｂからの発熱量を監視することによって、過剰負荷や内部配線の短絡等による移送手段２ａ，２ｂの過熱、あるいは内部配線の断線等による能力低下等を検知することができる。適正な温度の範囲を設定することによって、移送手段２ａ，２ｂ自体の作動状態を判断することができる。現実に異常がない場合であっても、近い将来の異常事態を回避することができる。
【００２４】
〔通常モード（低出力モード）での本装置の動作〕
本装置において、低温物質Ｓは、供給源１に貯留される。通常モード（低出力モード）において、貯留された低温物質Ｓは、移送手段２ａ，２ｂによって２つの供出流路Ｌａ，Ｌｂを介して各々所定量移送され、集合流路Ｌｃにおいて合流して消費設備に移送される（気化器４によって気化される場合を含む）。このとき、供出流路Ｌａ，Ｌｂには、ほぼ同量の低温物質Ｓが流通するように、移送手段２ａ，２ｂの出力が調整される。つまり、移送手段２ａ，２ｂが、定格出力よりも低い低出力モード（例えば定格の５０％）で作動され、移送手段合計の出力が所定量（例えば１つの移送手段の定格の１００％）となるように調整される。所望の移送量に増減がある場合には、最大移送量を１つの移送手段の定格の１００％となるように設定し、通常の低出力モードにおいて、移送手段２ａ，２ｂを例えば定格の３０〜５０％で作動させることによって、移送手段に過大な負荷が掛からずに、所望の移送量の確保を図ることができる。このとき、最大移送量は、移送手段の選定、あるいは移送手段の数量によって設定することができる。
【００２５】
このとき、温度計Ｔａ，Ｔｂ等移送手段２ａ，２ｂの管理指標に係る各計器からの出力は、制御部３に送信される。これらを受信した制御部３において、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあるとき、通常モード（低出力モード）と認定し、本装置の作動開始あるいは作動継続を行なう。例えば低温液化ガスを液体窒素とし、供給流路Ｌａ，Ｌｂの設定温度範囲を−１９５〜−２００℃とした場合において、温度計Ｔａ，Ｔｂからの出力がその範囲内、例えば−１９６℃（液体窒素の沸点）であれば、移送手段２ａの「低温液化ガスの温度」について、通常モードと認定する。他の指標についても同様に設定範囲内にあるときを通常モードと認定する。
【００２６】
〔異常モードでの本装置の動作〕
本装置において、上記管理指標に係る各計器から出力のいずれかが、予め設定された範囲を外れる場合を、移送手段の異常モードとする。以下、予め定格の５０％で設定され、作動していた移送手段２ａにおいて異常モードが生じた場合を例に説明する。本装置は、移送手段２ａの異常モードにおいて、移送手段２ａを停止モードとし、移送手段２ｂを定格の１００％で作動させて移送手段２ａの移送量の低下分をカバーする。
（ｉ）異常モードの認定
移送手段２ａの管理指標に係る各計器からの出力を受信した制御部３において、予め設定された指標の設定範囲を外れる場合を、移送手段２ａの異常モードと認定する。例えば低温液化ガスを液体窒素とし、供給流路Ｌａの設定温度範囲を−１９５〜−２００℃とした場合において、温度計Ｔａからの出力が−１９５℃以上、例えば−１９０℃となった場合、供給流路Ｌａ内での突沸のおそれがあり、移送圧力あるいは移送流量の異常にも繋がることから移送手段２ａの異常モードと認定する。
（ii）停止モードの設定
移送手段２ａの異常モードが認定されると、制御部３から移送手段２ａの停止モードに係る停止信号が出力される。具体的には、移送手段２ａの駆動電源を停止し、開閉弁Ｖａを閉状態にする。と同時に、移送手段２ａの各指標について、停止モード時の相当値であること、あるいは停止モード時の相当値へ変化していることを確認する。例えば、移送手段２ａの「低温液化ガスの流量」について、流量が０（ゼロ）あるいは減少して０へ変化している場合を、停止モードと認定する。
（iii）定格モードへの変更
移送手段２ａの異常モードが認定されると、移送手段２ａの停止信号の出力と同時に、制御部３から移送手段２ｂの定格モードへの変更が出力される。具体的には、移送手段２ｂの出力が定格モードとなるように移送手段２ｂのインバータ出力を制御し、制御部３から移送手段２ｂへ出力される。と同時に、通常モード（低出力モード）から定格モードへの移行時に変化する移送手段２ｂの各指標について、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあることを確認する。例えば、移送手段２ｂの「低温液化ガスの流量」について、低出力モードの流量を「α」としたとき、定格モードへの移行に伴い「２α」（つまり本装置「通常モード」の移送量）へ変化している場合を、定格モードと認定する。
【００２７】
以上は、２つの移送手段２ａ，２ｂが配設された構成における動作を例示したが、３つ以上（ｎ個）の移送手段を並列的に配設された構成においては、次の通りに動作させることによって、同様の機能を確保することができる。以下同様である。
（ｉ）通常モードにおいてｎ個の移送手段のそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させる。
（ii）複数（ｍ個）の移送手段に異常モードが発生した場合には、ｍ個の移送手段を停止モードとし、他の（ｎ−ｍ）個の移送手段を定格の［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させる。
【００２８】
＜本装置の他の構成例＞
本装置の他の構成例として、移送手段の出力側にバイパスを設けた装置の概要を、図２に示す（第２構成例）。本装置を種々の用途に利用する場合において、通常モードにおける移送圧力や流量の安定性を図るとともに、異常モード時の本装置のモード変更に伴い発生する過渡的な状態の緩和を図る目的から、移送手段の出力側にバイパスを設けることが好ましい場合がある。第２構成例にあっては、各移送手段２ａ，２ｂからの供出流路Ｌａ，Ｌｂに、各々バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる。バイパス流路Ｂａ，Ｂｂには、それぞれの流路の還流量を調整するための調整器Ｒａ，Ｒｂが設けられる。集合流路Ｌｃには、消費設備（図示せず）に移送される低温物質Ｓの移送量を検知するための流量計Ｆｃが設けられる。異常モードにおいて、供出流路Ｌａ，Ｌｂを流通させる低温物質Ｓの移送量が調整されるとともに、バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを流通させる還流量が調整され、消費設備へ移送される低温物質Ｓの移送量が所定量となるように制御される。なお、こうした構成に代え、集合流路Ｌｃを分岐して１つのバイパス流路（図示せず）を設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる構成を用いること、あるいは各供出流路Ｌａ，Ｌｂおよび集合流路Ｌｃを分岐してそれぞれにバイパス流路（図示せず）を設け、移送される低温物質Ｓの一部を供給源１に還流させる構成を用いることも可能である。
【００２９】
バイパス流路Ｂａ，Ｂｂを設け、供給源１に低温物質Ｓの一部を還流しながら所定量の移送を行なうことによって、消費設備の運転状況に応じた移送量の微調整や、移送手段２ａ，２ｂの供出側での脈動の発生防止を行うことができる。さらに、異常モード発生時の安定化操作における過渡的な状態を大幅に軽減し、短時間で定格モードに移行することができる。以下、第２構成例に係る本装置の動作を説明する。なお、第１構成例と共通する点については省略することがある。
【００３０】
〔通常モードでの本装置の動作〕
本装置において、低温物質Ｓは、供給源１から移送手段２ａ，２ｂによって２つの供出流路Ｌａ，Ｌｂを介して各々所定量移送され、バイパス流路Ｂａ，Ｂｂにその一部を流出させながら、集合流路Ｌｃにおいて合流して消費設備に移送される。このとき、供出流路ＬａとＬｂに、ほぼ同量の低温物質Ｓが流通するように移送手段２ａ，２ｂの出力が調整され、バイパス流路ＢａとＢｂに、それぞれの低温物質Ｓの一部が、ほぼ同量流通するように調整器Ｒａ，Ｒｂによって調整される。つまり、移送手段２ａ，２ｂが、定格出力よりも低い低出力モード（例えば定格の５０％）で作動され、移送手段合計の出力が所定量（例えば１つの移送手段の定格の１００％）となるように調整される。低出力モードでの移送量の一部（例えば定格の１０％）をバイパス流路ＢａとＢｂに還流し、残量を消費設備への移送量とする（例えば定格の８０％）。所望の移送量に増減がある場合には、最大移送量を１つの移送手段の定格の１００％となるように設定し、通常の低出力モードにおいて、移送手段２ａ，２ｂを例えば定格の５０％で作動させ、バイパス流路ＢａとＢｂの還流量を、所望の移送量の最大変動量よりも多くするとともに、所望の移送量の変動を、その還流量で調整することによって、移送手段に過大な負荷が掛からずに、所望の移送量の確保を図ることができる。このとき、還流量は、異常モードでの調整が容易となるように、各バイパス流路ＢａとＢｂにほぼ均等に増減することが好ましい。
【００３１】
このとき、消費設備へ移送される低温物質Ｓの移送量は、流量計Ｆｃによって検知されるとともに、バイパス流路ＢａとＢｂの還流量が調整器Ｒａ，Ｒｂによって調整されることから、調整器Ｒａ，Ｒｂによって微調整することができる。流量計Ｆｃの出力は、移送手段２ａ，２ｂの管理指標となる。また、消費設備へ移送される低温物質Ｓの圧力についても、圧力計Ｐａ，Ｐｂによって検知されるとともに、調整器Ｒａ，Ｒｂの調整によって、微調整することができる。その他、温度計Ｔａ，Ｔｂ等移送手段２ａ，２ｂの管理指標に係る各計器からの出力に基づく制御部３における通常モードの認定、および本装置の作動開始あるいは作動継続操作は、基本的に第１構成例と同様である。
【００３２】
〔異常モードでの本装置の動作〕
本装置において、上記管理指標に係る各計器から出力のいずれかが、予め設定された範囲を外れる場合を、移送手段の異常モードとする。以下、バイパス流路Ｂａに定格の約１０％を還流し、予め定格の５０％で設定されて作動していた移送手段２ａにおいて異常モードが生じた場合を例に説明する。本装置は、移送手段２ａの異常モードにおいて、移送手段２ａを停止モードとし、移送手段２ｂを定格の１００％で作動させて移送手段２ａの移送量の低下分をカバーする。
（ｉ）異常モードの認定
第１構成例と同様、移送手段２ａの管理指標に係る各計器からの出力を受信した制御部３において、予め設定された指標の設定範囲を外れる場合を、移送手段２ａの異常モードと認定する。
（ii）停止モードの設定
第１構成例と同様、移送手段２ａの異常モードが認定されると、制御部３から移送手段２ａの停止モードに係る停止信号が出力され、移送手段２ａの駆動電源を停止し、開閉弁Ｖａを閉状態にする。
（iii）定格モードへの変更
移送手段２ａの異常モードが認定されると、移送手段２ａの停止信号の出力と同時に、制御部３から移送手段２ｂの定格モードへの変更が出力される。具体的には、移送手段２ｂの出力が定格モードとなるように移送手段２ｂのインバータ出力を制御し、制御部３から移送手段２ｂへ出力される。と同時に、バイパスＢｂに還流されている低温物質Ｓの一部を、消費設備への移送量として移送することによって、移送手段２ａの出力低下分をカバーすることができる。
併せて、通常モードから定格モードへの移行に伴う移送手段２ｂの各指標について、予め設定された各指標の上限値および下限値と対比され、設定範囲内にあることを確認する。例えば、低出力モードにおける、移送手段２ｂの流量を「α」とし、バイパスの還流量を「β」としたとき、定格モードへの移行に伴い、前者が「２α」（つまり本装置「通常モード」の移送量）へ変化し、後者が「２β」へ変化している場合を、定格モードと認定する。
【００３３】
上記操作における、移送手段２ａの停止モードと同時に行う、移送手段２ｂの低出力モード（定格の５０％）から定格モード（定格の１００％）への移行操作に伴う移送量（流量計Ｆｃ出力），移送手段２ａの出力（流量計Ｆａ出力），移送手段２ｂの出力（流量計Ｆｂ出力），バイパス流路Ｂｂの還流量の変動について、以下に詳述する。
【００３４】
（ア）調整器Ｒｂを操作せずに、移送手段２ｂを、低出力モードから定格モードに変更した場合
移送手段２ｂの出力（流量計Ｆｂ出力）は、図３（Ａ）の破線（ａ）のように、所定の応答遅れと応答速度を有する応答となり、バイパス流路Ｂｂの還流量も、図３（Ａ）の破細線（ｂ）のように、同様の応答となる。一方、停止モードとなった移送手段２ａの出力（流量計Ｆａ出力）は、図３（Ａ）の一点鎖線（ｃ）のように、短時間の応答遅れと応答速度を有する応答となり、バイパス流路Ｂａの還流量も、図３（Ａ）の一点鎖細線（ｄ）のように、同様の応答となる。両移送手段２ａ，２ｂの出力からバイパス流路Ｂａ，Ｂｂの還流量を減算した消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、図３（Ａ）の実線（ｅ）のような応答となる。過渡的に移送量の低下が見られるが、低温物質Ｓの温度上昇を招くことなく、異常モードの解消を図ることができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、移送手段２ａの停止モードにおける出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、軽減することができる。
【００３５】
（イ）調整器Ｒｂを移送手段２ｂと同様に自動制御しながら、移送手段２ｂを低出力モードから定格モードに変更した場合
調整器Ｒｂを操作して、還流量の減量あるいはバイパス流路Ｂｂの停止を行ない、移送手段２ａの停止に伴う移送量の低下を抑制する。移送手段２ｂと同様に自動制御することによって、図３（Ｂ）の破線（ｂ）のように、バイパス流路Ｂｂの還流量を減少させて、消費設備への移送量を補充し、所望の移送量となった時点で、還流量を増加させ、所望の移送量を維持する。このとき、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、上記（ア）における消費設備への移送量（図３（Ｂ）の実細線（ｅ））に、バイパス流路Ｂｂの還流量減量分が加算された移送量となり、図３（Ｂ）の実線（ｆ）のような応答となる。こうした操作によって、過渡的な移送量の低下を軽減した移送量を確保することができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、停止モードにおける移送手段２ａの出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、さらに軽減することができる。
【００３６】
（ウ）移送手段２ｂの低出力モードから定格モードへの変更を、パルス的制御と自動制御の組合せによって行った場合
バイパス流路Ｂｂを流通させる還流量を、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）を指標として、調整器Ｒｂをステップ的に調整すると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御することによって、移送手段２ａの停止に伴う移送量の低下を抑制する。定格モードへの切換と同時に、調整器Ｒｂをステップ的に閉状態とし、移送手段２ａの停止直後の移送量の減少をカバーする。と同時に、直ちに調整器Ｒｂを自動制御し、移送量のオーバーシュートを抑制する。このとき、図３（Ｃ）の破線（ｂ）のように、バイパス流路Ｂｂの還流量は、一旦短時間で減少して消費設備への移送量を補充すると同時に、所望の移送量を超えないように減少量が緩和される。迅速でパルス的な応答が期待できる一方、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を軽減することができる。その後、所望の移送量になるまで還流を停止し、所望の移送量となった時点で、還流量を増加させ、所望の移送量を維持する。この還流量の増加操作も、パルス的制御と自動制御の組合せによって、より迅速に還流量を確保し、安定な低温物質Ｓの移送を可能とする。また、消費設備への移送量（流量計Ｆｃ出力）は、図３（Ｃ）の実線（ｆ）のような応答となる。上記（イ）よりも、さらに過渡的な移送量の低下を軽減した移送量を確保することができる。また、こうした過渡的に移送量の低下は、停止モードにおける移送手段２ａの出力を、所定の応答遅れと応答速度を有するように制御することによって、さらに軽減することができる。
【００３７】
＜本装置を用いた低温液化ガス供給システム＞
次に、上記いずれかの本装置を用いた低温液化ガス供給システム（以下「本システム」という）の概要を説明する。本システムの実施態様として、アルゴン精製プロセスを含む空気分離システムを取り上げる。１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガス（低温物質、以下「液体窒素等」という）とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、低出力モードにおいて、ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする。空気分離装置に用いられることによって、大量の液体窒素等の移送量が必要な場合であっても、一時的な移送量の低下や移送される液体窒素等の温度上昇等を防止し、エネルギー効率が高く、低温物質の連続的に安定した移送が可能である。
【００３８】
〔本システムの１の構成例〕
本システムの１の構成例の具体的な実施態様を、図４に示す（システム構成例１）。本装置１０は、上記第２構成例を構成し、１つの空気分離装置（精留塔）５の上塔部５ａの底部５ｂから取り出される、システム構成例１の低温物質の１つである液化酸素を、熱交換器６に移送し、製品酸素として供出する構成部分に用いられる。底部５ｂからの液化酸素は、流路Ｌ１を介して分岐されて給送ポンプ（移送手段）２ａ，２ｂに移送され、供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃ、および流路Ｌ２を介して熱交換器６に移送される。熱交換器６には、原料となる空気が導入され、液化酸素と熱交換される。加熱された液化酸素は、製品酸素ガスとして供出される。液化された空気は、流路Ｌ３を介して精留塔５の下塔部５ｃ下部に導入される。また、移送される液化酸素の一部も、供出流路Ｌａ，Ｌｂから分岐したバイパス流路Ｂａ，Ｂｂ、およびこれらが合流した流路Ｌ４を介して精留塔５の上塔部５ａ上部に導入され、精留塔５の還流を形成し、高純度液化酸素が作製される。
【００３９】
システム構成例１において、本装置１０は、精留塔５からの製品酸素を供出するルートの一部を構成するだけではなく、下記の機能を有することによって、非常に効率のよい空気分離システムを形成することができる。
（ｉ）低温液化酸素の移送において、給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常発生に伴う本システムへの障害を回避することができる。
（ii）バイパス流路Ｂａ，Ｂｂから流路Ｌ４を介して高純度液化酸素の一部を精留塔５上塔部５ａに還流することによって、精留塔５における還流機能を高くする。
【００４０】
システム構成例１は、本装置１０についての上記第２構成例における〔通常モードでの本装置の動作〕および〔異常モードでの本装置の動作〕を適用することが可能である。具体的には、低出力モードにおいて、給送ポンプ２ａ，２ｂのそれぞれを定格の５０％で作動させ、１の給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常モードにおいて、該１の給送ポンプ２ａまたは２ｂを停止モードとし、他の給送ポンプ２ｂまたは２ａを定格の１００％％で作動させる。特に、システム構成例１では、上記（ii）のように、精留塔５への高純度酸素の還流によって、精留塔５のみならず、システム全体の機能および製品の品質が確保されていることから、こうした制御操作によって、異常モードにおける製品酸素の移送量の安定性を確保するとともに、迅速に還流量を確保することができる。このとき、定格モードへの移行段階において、上記（ii）の精留塔５への高純度酸素の還流量の低下は、製品酸素のみならず製品窒素の純度に影響する。こうした定格モードへの移行において、通常モードでの還流条件を変更せずに移行するか否かは、精留塔５の運転条件によって定められる。
【００４１】
〔本システムの他の構成例〕
本システムの他の構成例の具体的な実施態様を、図５に示す（システム構成例２）。主精留塔５１，第１粗アルゴン塔５２，第２粗アルゴン塔５３および精製アルゴン塔５４という，４つの空気分離装置（精留塔）によって、原料空気から高純度の窒素，酸素およびアルゴンが製品として作製される。本装置１０は、上記第２構成例を構成し、第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂの底部５３ａから取り出される、システム構成例２の低温物質の１つである液化粗アルゴンを、第１粗アルゴン塔５２上部に移送する構成部分に用いられる。つまり、第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂの底部５３ａからの液化粗アルゴンは、流路Ｌ１を介して分岐されて給送ポンプ２ａ，２ｂに移送され、その一部がバイパス流路Ｂａ，Ｂｂに移送されるとともに、供出流路Ｌａ，Ｌｂが合流した集合流路Ｌｃ、および流路Ｌ２を介して第１粗アルゴン塔５２上部に移送される。本装置１０のバイパス流路Ｂａ，Ｂｂに移送された液化粗アルゴンは、第１粗アルゴン塔５２の塔頂部５２ａから供出された粗アルゴン（以下「第１粗アルゴン」という）と合流し、流路Ｌ４を介して第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂ下部に還流される。ここでいう「粗アルゴン」は、例えば組成的には定常時には約９８％のアルゴンと約２％の窒素で構成され、「第１粗アルゴン」は、例えばアルゴン約９６％、酸素約４％の組成をいう。なお、かかる組成は一例であり、これに限定されないことはいうまでもなく、以下の成分・組成についても同様である。
【００４２】
システム構成例２において、流路Ｌ３を介して原料空気が、３段塔を構成する主精留塔５１の下塔部５１ａ（中圧塔）下部に導入される。主精留塔５１の下塔部５１ａ上部からは、流路Ｌ５を介して中圧窒素ガスが製品として取り出され、中塔部５１ｂ底部からは、流路Ｌ６を介して製品液化酸素が取り出され、上塔部５１ｃ（低圧塔）の塔頂部５１ｄからは、流路Ｌ７を介して低圧窒素ガスが製品として取り出される。このとき、上塔部５１ｃ下部には、低濃度の酸素および窒素を含むアルゴンリッチな液化空気が形成されることから、これをアルゴン原料として流路Ｌ８を介して取り出され、第１粗アルゴン塔５２下部に移送される。ここでいう「アルゴン原料」は、例えばアルゴン約７％、酸素約９３％で構成される。
【００４３】
移送されたアルゴン原料は、第１粗アルゴン塔５２において精製され、塔頂部５２ａから、第１粗アルゴンとして供出され、本装置１０から還流される液化粗アルゴンとともに、流路Ｌ４を介して第２粗アルゴン塔５３の下塔部５３ｂ下部に移送される。また、第１粗アルゴン塔５２の底部５２ｂに形成される液体組成は大まかに酸素９２％，アルゴン８％なので、酸素リッチな液化成分は、流路Ｌ９を介して主精留塔５１の上塔部５１ｃ下部に還流される。
【００４４】
第２粗アルゴン塔５３において精留され、さらにアルゴンリッチとなった液化成分（以下「第２粗アルゴン」という）が、下塔部５３ｂ上部から、流路Ｌ１０を介して精製アルゴン塔５４中央部に移送される。下塔部５３ｂに形成された液化粗アルゴンは、流路Ｌ１，本装置１０，流路Ｌ２を介して第１粗アルゴン塔５２上部に還流される。また、上塔部５３ｃには酸素リッチな成分が形成され、そのガス成分は、塔頂部５３ｄから流路Ｌ１１を介して、その液化成分は、底部５３ｅから流路Ｌ１２を介して、主精留塔５１の上塔部５１ｃに還流される。ここでいう「第２粗アルゴン」は、例えばアルゴン約９８％、酸素約２％で構成され、「酸素リッチな液化成分」は、例えば窒素約６１％、アルゴン約２％、酸素約３７％の酸素リッチな液化成分で構成される。
【００４５】
移送された第２粗アルゴンは、精留アルゴン塔５４においてさらに高純度に精製され、高純度液化アルゴンが、精留アルゴン塔５４の塔底部５４ａから流路Ｌ１３を介して製品アルゴンとして供出されるとともに、一部は、流路Ｌ１４を介して精留アルゴン塔５４中央部に還流される。精留アルゴン塔５４上部の窒素富化ガスは、塔頂部５４ｂから排ガスとして流路Ｌ１５を介して排出される。
【００４６】
システム構成例２において、本装置１０は、第２粗アルゴン塔５３からの液化粗アルゴンを第１粗アルゴン塔５２へ移送するルートの一部を構成するだけではなく、下記の機能を有することによって、非常に効率のよい空気分離システムを形成することができる。
（ｉ）低温液化粗アルゴンの移送において、給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常発生に伴う本システムへの障害を回避することができる。
（ii）バイパス流路Ｂａ，Ｂｂから流路Ｌ４を介して液化粗アルゴンの一部を第２粗アルゴン塔５３下塔部５３ｂに還流することによって、第２粗アルゴン塔５３における還流機能を高くする。
【００４７】
なお、システム構成例２について、図５においては、本装置１０を第２粗アルゴン塔５３によって形成された液化粗アルゴンの第１粗アルゴン塔５２へ移送する構成を例示したが、本装置１０（第１構成例を含む）を他の液化成分の移送流路に用いる構成をとることが可能である。具体的には、以下の構成を挙げることができる。
（ｉ）流路１２に第１構成例の本装置１０を設け、第２粗アルゴン塔５３上塔部５３ｃによって形成された空気リッチな液化成分を主精留塔５１の上塔部５１ｃへ移送する構成
（ii）流路１４に第１構成例の本装置１０を設け、精製アルゴン塔５４底部５４ａから供出された高純度液化アルゴンを精製アルゴン塔５４中央部へ移送する構成
【００４８】
システム構成例２は、システム構成例１と同様、本装置１０についての上記第２構成例における〔通常モードでの本装置の動作〕および〔異常モードでの本装置の動作〕を適用することが可能である。具体的には、低出力モードにおいて、給送ポンプ２ａ，２ｂのそれぞれを定格の５０％で作動させ、１の給送ポンプ２ａまたは２ｂの異常モードにおいて、該１の給送ポンプ２ａまたは２ｂを停止モードとし、他の給送ポンプ２ｂまたは２ａを定格の１００％％で作動させる。特に、システム構成例２では、上記（ii）のように、第２粗アルゴン塔５３への液化粗アルゴンの還流によって、第２粗アルゴン塔５３のみならず、システム全体の機能および製品の品質が確保されていることから、こうした制御操作によって、異常モードにおける製品アルゴンの移送量と品質の安定性を確保するとともに、迅速に還流量を確保することができる。このとき、定格モードへの移行段階において、上記（ii）の第２粗アルゴン塔５３への液化粗アルゴンの還流量の低下は、製品アルゴンのみならず製品窒素や製品酸素の純度や収量に影響する。こうした定格モードへの移行において、通常モードでの還流条件を変更せずに移行するか否かは、主精留塔５１，第１粗アルゴン塔５２，第２粗アルゴン塔５３あるいは精製アルゴン塔５４の運転条件によって定められる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 供給源
２ａ，２ｂ 移送手段（給送ポンプ）
３ 制御部
４ 気化器
５，（５１〜５４） 精留塔
５１ 主精留塔
５２ 第１粗アルゴン塔
５３ 第２粗アルゴン塔
５４ 精製アルゴン塔
６ 熱交換器
Ｂａ，Ｂｂ バイパス流路
Ｃａ，Ｃｂ ケーシング温度計
Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ 流量計
Ｇａ，Ｇｂ シールガス流量計
Ｌａ，Ｌｂ 供出流路
Ｌｃ 集合流路
Ｍａ，Ｍｂ 電力計
Ｎａ，Ｎｂ 弁
Ｐａ，Ｐｂ 圧力計
Ｒａ，Ｒｂ 調整器
Ｓ 低温物質
Ｔａ，Ｔｂ 温度計
Ｖａ，Ｖｂ 開閉弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送手段を用い、供給源から消費設備へ、低温物質を連続的に移送する移送装置であって、
出力調整可能な前記移送手段が複数並列的に配設され、前記各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、
前記移送手段のいずれかあるいは２以上が、または前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が前記所定量となるように制御されることを特徴とする低温物質の移送装置。
【請求項２】
前記各移送手段の出力調整が、インバータを介して行われるとともに、
前記移送手段に、電力計，シールガス流量計およびケーシング温度計、あるいは該移送手段からの供出流路に、温度計，圧力計および流量計、のうちのいずれかまたはいくつかの計器が配設され、各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を前記異常モードと認定し、前記各移送手段の出力調整が行われることを特徴とする請求項１記載の低温物質の移送装置。
【請求項３】
前記各移送手段からの供出流路、あるいは並列的に配設された複数の移送手段からの供出流路が集合された集合流路を分岐して設けられたバイパス流路を介して、移送される前記低温物質の一部を前記供給源に還流させるとともに、
前記異常モードにおいて、前記バイパス流路を流通させる還流量を調整し、前記消費設備へ移送される低温物質の移送量が所定量となるように制御されることを特徴とする請求項１または２記載の低温物質の移送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の低温物質の移送装置を用い、
１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガスつまり前記低温物質とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、
低出力モードにおいて、前記ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、
１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする低温液化ガス供給システム。
【請求項５】
前記給送ポンプからの供出流路あるいは２以上の供出流路が集合された集合流路を分岐し、前記低温液化ガスの一部を前記空気分離装置に還流させるバイパス流路が設けられ、前記異常モードにおいて、前記定格モードに係る給送ポンプからバイパス流路を流通させる還流量が、ステップ的に調整されると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御されることを特徴とする請求項４記載の低温液化ガス供給システム。
【請求項１】
移送手段を用い、供給源から消費設備へ、低温物質を連続的に移送する移送装置であって、
出力調整可能な前記移送手段が複数並列的に配設され、前記各移送手段が定格出力よりも低い低出力モードで作動され、各移送手段の出力合計が所定量となるように制御されるとともに、
前記移送手段のいずれかあるいは２以上が、または前記移送手段の出力に係る計装部材のいずれかあるいは２以上が異常モードとなった場合において、該異常モードに係る移送手段を停止モードとし、該停止モードに係る移送手段以外の特定の移送手段あるいは複数の移送手段の出力を定格モードに変更し、作動する移送手段の出力合計が前記所定量となるように制御されることを特徴とする低温物質の移送装置。
【請求項２】
前記各移送手段の出力調整が、インバータを介して行われるとともに、
前記移送手段に、電力計，シールガス流量計およびケーシング温度計、あるいは該移送手段からの供出流路に、温度計，圧力計および流量計、のうちのいずれかまたはいくつかの計器が配設され、各計器の指示値のいずれかが予め設定された所定の範囲を超えた場合を前記異常モードと認定し、前記各移送手段の出力調整が行われることを特徴とする請求項１記載の低温物質の移送装置。
【請求項３】
前記各移送手段からの供出流路、あるいは並列的に配設された複数の移送手段からの供出流路が集合された集合流路を分岐して設けられたバイパス流路を介して、移送される前記低温物質の一部を前記供給源に還流させるとともに、
前記異常モードにおいて、前記バイパス流路を流通させる還流量を調整し、前記消費設備へ移送される低温物質の移送量が所定量となるように制御されることを特徴とする請求項１または２記載の低温物質の移送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の低温物質の移送装置を用い、
１または２以上の空気分離装置を供給源とし、該空気分離装置からの液相の窒素，酸素あるいはアルゴンを低温液化ガスつまり前記低温物質とし、２以上ｎ個の給送ポンプを移送手段として並列的に配設するとともに、
低出力モードにおいて、前記ｎ個の給送ポンプのそれぞれを定格の［１００／ｎ］％で作動させ、
１またはｍの給送ポンプの異常モードにおいて、該１またはｍの給送ポンプを停止モードとし、他の給送ポンプを定格の［１００／（ｎ−１）］％または［１００／（ｎ−ｍ）］％で作動させることを特徴とする低温液化ガス供給システム。
【請求項５】
前記給送ポンプからの供出流路あるいは２以上の供出流路が集合された集合流路を分岐し、前記低温液化ガスの一部を前記空気分離装置に還流させるバイパス流路が設けられ、前記異常モードにおいて、前記定格モードに係る給送ポンプからバイパス流路を流通させる還流量が、ステップ的に調整されると同時に、ＰＩあるいはＰＩＤ制御によって自動制御されることを特徴とする請求項４記載の低温液化ガス供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２４３７６（Ｐ２０１３−２４３７６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２２４４（Ｐ２０１１−１６２２４４）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１０９４２８）日本エア・リキード株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００１０９４２８）日本エア・リキード株式会社 (53)
【Ｆターム（参考）】
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