説明

製品回収方法並びにその装置

【課題】反応生成物を長期にわたって安定よく反応器から回収できるようにする。
【解決手段】シリンダチューブ2と、該シリンダチューブ2内を摺動可能であり、該シリンダチューブ2の内部を第1室3と第2室4とに区画するピストン5とを備えた複動式流体圧シリンダ6を用意する。第1室3又は第2室4の一方の室へ反応器側の高圧力で反応生成物を、他方の室へ高圧用ポンプ21で高圧水を交互に供給することで反応生成物を反応器13から製品タンク13へ回収する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製品回収方法並びにその装置に関し、特に、高温高圧の熱水の存在下で金属酸化物等の微粒子を生成する水熱合成における反応生成物を長期にわたって安定よく反応器から回収することのできる製品回収方法並びにその装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高温高圧水を用いて微粒子を製造する装置として、先に、同一出願人により提案したものがある(特許文献1参照。)。
そこでは、反応器で生成された金属酸化物等の微粒子(製品)を回収するにあたって、反応器の下流側に流体排出路を設け、この流体排出路にインラインフィルターを設けている。インラインフィルターへは流体を下方から上方へ向けて通過させ、このインラインフィルターの下方に粒子溜(製品タンク)を設置してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−21724号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、金属酸化物の微粒子等の反応生成物(製品)をインラインフィルターで回収する上記水熱合成装置では、インラインフィルターに微粒子が詰まりやすく、頻繁なフィルター交換を余儀なくされるという問題があった。このような問題は、上記水熱合成装置に限られた問題ではない。このような問題は、反応性生物をある程度高い圧力で圧送する装置に共通する問題である。
【0005】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、反応生成物を長期にわたって安定よく反応器から回収することのできる、製品回収方法並びにその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の製品回収方法は、反応器から反応生成物(製品)を回収するに際し、シリンダチューブと、該シリンダチューブ内を摺動可能であり、該シリンダチューブ内部を第1室と第2室とに区画するピストンとを備えた複動式流体圧シリンダを用意し、前記第1室又は第2室の一方の室へ反応器側の圧力で反応生成物を、他方の室へポンプで水を交互に供給することで反応器から反応生成物を回収することに特徴を有するものである。
【0007】
これによると、反応生成物は反応器側の圧力で複動式流体圧シリンダの一方の室へ圧送され、この一方の室内の反応生成物は複動式流体圧シリンダの他方の室へポンプで送り込まれる水の圧力でピストンが一方の室側へ動くことにより一方の室から押出され回収されるので、従来のような目詰まりを起こしやすいインラインフィルターを用いることなく、反応器から反応生成物を回収することができる。すなわち、水を複動式流体圧シリンダへ送り込むポンプは微粒子を含まない水を送るので、該ポンプ内のシール部への微粒子のかみ込み等の問題が発生する可能性は極めて低くなる。
【0008】
本発明の製品回収装置は、反応器から反応生成物(製品)を回収する装置において、シリンダチューブと、該シリンダチューブ内を摺動可能であり、該シリンダチューブ内部を第1室と第2室とに区画するピストンとを備えた複動式流体圧シリンダと、反応器と、前記第1室又は第2室の他方の室へ水を供給するポンプと、を備え、前記第1室又は第2室の一方の室へ反応器側の圧力で反応生成物を、他方の室へポンプで水を交互に供給することで反応器から反応生成物を回収するように構成してあることに特徴を有するものである。この場合において、前記第1室と第2室とのうち前記反応生成物が供給される側の内部を攪拌する攪拌装置をさらに備えることが好ましい。
【0009】
これによると、反応生成物は反応器側の圧力で複動式流体圧シリンダの一方の室へ圧送され、この一方の室内の反応生成物は複動式流体圧シリンダの他方の室へポンプで送り込まれる水の圧力でピストンが一方の室側へ動くことにより一方の室から押出され回収されるので、従来のような目詰まりを起こしやすいインラインフィルターを用いることなく、反応器から反応生成物を回収することができる。すなわち、水を複動式流体圧シリンダへ送り込むポンプは微粒子を含まない水を送るので、該ポンプ内のシール部への微粒子のかみ込み等の問題が発生する可能性は極めて低くなる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、複動式流体圧シリンダを採用することによって、製品である反応生成物を反応器から安定良く長期にわたって回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施例を示す水熱合成における製品回収装置のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
【0013】
図1に示すように、本実施形態にかかる製品回収装置1は、水熱合成に用いられる。本実施形態にかかる製品回収装置1は、円筒状のシリンダチューブ2と、該シリンダチューブ2内を摺動可能であり、該シリンダチューブ2内部を第1室3と第2室4とに区画するピストン5とを備えた複動式流体圧シリンダ6と、該複動式流体圧シリンダ6と同様の構成を有する複動式流体圧シリンダ6´と、金属塩水溶液等の流体原料を水熱合成反応させる反応器7とを備える。第1室3および第2室4の各端部にはそれぞれ出入口(給排口)9,10を設けている。第1室3の中に、攪拌装置27が取り付けられている。
【0014】
シリンダチューブ2の第1室3の出入口9と反応器7とはシリンダへの反応生成物供給路11で接続される。シリンダへの反応生成物供給路11には第1開閉弁12を設けている。シリンダチューブ2の第1室3の出入口9と製品タンク13とは製品タンク13への反応生成物回収路14で接続され、該反応生成物回収路14には第2開閉弁15を設けている。
【0015】
シリンダチューブ2の第2室4の出入口10と充填水タンク16とは、低圧水供給路17および高圧水供給路18で接続される。低圧水供給路17には第2室4へ低圧水を供給する低圧用ポンプ19を設けている。低圧水供給路17の途中にはバルブ26が設けられている。高圧水供給路18には第2室4へ高圧水を供給する高圧用ポンプ21を設けている。
【0016】
次に、上記のように構成した製品回収装置1を用いて反応器7側から反応生成物(製品)を回収する方法について説明する。
【0017】
まず、稼動する当初において、低圧ポンプ19を駆動して充填水タンク16から低圧水を第2室4側へ出入口10を介して供給し、低圧水の圧力がピストン5に働いてピストン5が第1室3の端部に取り付けた磁気近接スイッチ等よりなるセンサ20の設置箇所にまで達して水が第2室4に充満したころ、作業者がバルブ26を閉じると共に低圧用ポンプ19を停止させる。
【0018】
次いで、第1開閉弁12が開き、第2開閉弁15が閉じ、反応器7側の高圧力で反応器7側から反応生成物(製品)が複動式流体圧シリンダ6の常圧下にある第1室3へ出入口9を介して圧送供給される。これにより第1室3側に反応生成物が満杯または満杯近くになると、第1開閉弁12が閉じ、第2開閉弁15が開いて、高圧用ポンプ21が駆動して充填水タンク16から高圧水を第2室4側へ出入口10を介して供給し、高圧水の圧力がピストン5に働いてピストン5が第1室3の方へ動くことにより第1室3の出入口9から反応生成物が製品タンク13へ向けて押出し供給される。第1開閉弁12が閉じ、第2開閉弁15が開いて、第1室3の出入口9から反応生成物が製品タンク13へ向けて押出される間、第1室3の中の反応生成物は、攪拌装置27によって攪拌される。これにより、第1室3の中で反応生成物が沈殿することは回避される。
【0019】
第1室3から反応生成物を押出し終えると、ピストン5がセンサ20の設置箇所にまで達して水が第2室4に充満するや否や、第4開閉弁25が高圧水の供給経路を切り替える。これにより、その高圧水は複動式流体圧シリンダ6´の第2室4に供給され始める。これと同時に、複動式流体圧シリンダ6に接続されている第1開閉弁12が開き、複動式流体圧シリンダ6に接続されている第2開閉弁15が閉じて反応器7から反応生成物が第1室3へ圧送供給される。一方、複動式流体圧シリンダ6´に接続されている第1開閉弁12が閉じ、複動式流体圧シリンダ6´に接続されている第2開閉弁15が開くので、複動式流体圧シリンダ6´の第1室3の出入口9から反応生成物が製品タンク13へ向けて押出し供給される。複動式流体圧シリンダ6´の第1室3の出入口9から反応生成物が製品タンク13へ向けて押出される間、複動式流体圧シリンダ6´の第1室3中の反応生成物は、攪拌装置27によって攪拌される。これにより、複動式流体圧シリンダ6´の第1室3中で反応生成物が沈殿することは回避される。
【0020】
このように複動式流体圧シリンダ6の第1室3へ反応生成物を、第2室4へ高圧水を交互に供給することで、インラインフィルターを用いることなく、反応生成物を反応器7から製品タンク13へ回収することができる。
【0021】
図示例の水熱合成における製品回収装置では、上記複動式流体圧シリンダ6にはもう一つの同じ複動式流体圧シリンダ6´を並列に配設することにより、一つの複動式流体圧シリンダ6内の反応生成物が製品タンク13へ供給されて残り少なくなると、引き続いてもう一つの複動式流体圧シリンダ6´から反応生成物を製品タンク13へ回収することができるようにしているが、一つの複動式流体圧シリンダ6のみで製品回収装置を構成するものであってもよい。また、稼動当初において低圧ポンプ19による複動式流体圧シリンダ6への低圧水供給工程は必ずしも必要とする工程ではない。なお、図中、22は複動式流体圧シリンダ6のピストン5の位置を検出し、その検出信号を複動式流体圧シリンダ6´の第1開閉弁12に出力するように、複動式流体圧シリンダ6の第2室4の端部に設けた磁気近接スイッチ等よりなるセンサであり、23は第3開閉弁、24は背圧弁である。また、シリンダチューブ2の第2室4の出入口10と製品タンク13とが製品タンク13への反応生成物回収路14で接続され、シリンダチューブ2の第1室3の出入口9と充填水タンク16とが、低圧水供給路17および高圧水供給路18で接続されてもよい。また、本実施形態にかかる製品回収装置1は、水熱合成以外の用途に用いられてもよい。この場合にも、スラリーその他微粒子を含む反応性生物(製品)を反応器から安定良く長期にわたって回収することができる。
【0022】
複動式流体圧シリンダ6の攪拌装置27と複動式流体圧シリンダ6´の攪拌装置27とは必ずしも必要なものではない。
【符号の説明】
【0023】
1 水熱合成における製品回収装置
2 シリンダチューブ
3 第1室
4 第2室
5 ピストン
6,6´ 複動式流体圧シリンダ
7 反応器
13 製品タンク
19 低圧用ポンプ
21 高圧用ポンプ
27 攪拌装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
反応器から反応生成物を回収するに際し、シリンダチューブと、該シリンダチューブ内を摺動可能であり、該シリンダチューブ内部を第1室と第2室とに区画するピストンとを備えた複動式流体圧シリンダを用意し、前記第1室又は第2室の一方の室へ反応器側の圧力で反応生成物を、他方の室へポンプで水を交互に供給することで反応生成物を反応器から回収することを特徴とする、製品回収方法。
【請求項2】
反応器から反応生成物を回収する装置において、シリンダチューブと、該シリンダチューブ内を摺動可能であり、該シリンダチューブ内部を第1室と第2室とに区画するピストンとを備えた複動式流体圧シリンダと、反応器と、前記第1室又は第2室の他方の室へ水を供給するポンプと、を備え、前記第1室又は第2室の一方の室へ反応器側の圧力で反応生成物を、他方の室へポンプで水を交互に供給することで反応器から反応生成物を回収するように構成してあることを特徴とする、製品回収装置。
【請求項3】
前記製品回収装置が、前記第1室と第2室とのうち前記反応生成物が供給される側の内部を攪拌する攪拌装置をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の原料供給装置。

【図1】
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【公開番号】特開2010−188271(P2010−188271A)
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−34483(P2009−34483)
【出願日】平成21年2月17日(2009.2.17)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)国等の委託研究の成果に係る特許出願(平成20年度 独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「超ハイブリッド材料技術開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願)
【出願人】(598084895)株式会社アイテック (24)
【出願人】(504157024)国立大学法人東北大学 (2,297)
【Fターム(参考)】