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公開番号2021045728
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210325
出願番号2019171359
出願日20190920
発明の名称相互作用システム
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 19/00 20060101AFI20210226BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】後段処理ユニットの分離容器で分離して前段処理ユニットの処理流路へ送られる流体が通過するポンプを削減することが可能な相互作用システムを提供する。
【解決手段】相互作用システム1は、第3処理ユニット6の第3分離容器99からその第3分離容器99内で分離した抽出剤を第2処理ユニット5の第2相互作用部95の処理流路100へ導く第1抽出剤送り経路80と、第1抽出剤送り経路80に設けられ、第3分離容器99から第1抽出剤送り経路80に導出された抽出剤を貯留する第1及び第2貯留容器12,14と、第1及び第2貯留容器12,14に接続され、第1及び第2貯留容器12,14内に貯留された抽出剤が原料液によって押し出されて第1抽出剤送り経路80を通じて第2相互作用部95の処理流路100へ流れるように第1及び第2貯留容器12,14に送出用流体としての原料液を供給する送出用流体供給部19と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1流体と第2流体との間で相互作用を生じさせる相互作用システムであって、
前記第1流体を貯留する第1流体タンクと、
前記第2流体を貯留する第2流体タンクと、
前記第1流体と前記第2流体とが互いに接触して相互作用を生じるように前記第1流体及び前記第2流体を流通させる処理流路を内部に有する相互作用部、及び、前記処理流路から排出される前記第1流体と前記第2流体との混合流体を受け入れてその混合流体を滞留させることにより前記第1流体と前記第2流体とに分離させる分離容器をそれぞれ有する複数の処理ユニットであって、前記第2流体タンクから前記第2流体が当該複数の処理ユニットに所定の順番で流れるように構成され、当該複数の処理ユニットのそれぞれの前記分離容器で分離した前記第2流体がその処理ユニットに対して次の順番の処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流入するように当該複数の処理ユニットのそれぞれの前記分離容器と対応する次の順番の処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とが接続されたものと、
前記順番において最初の前記処理ユニットである初段処理ユニットよりも後の処理ユニットである後段処理ユニットの前記分離容器からその分離容器内で分離した前記第1流体を前記順番において前記後段処理ユニットよりも前の前記処理ユニットである前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ導く第1流体送り経路と、
前記第1流体送り経路に設けられ、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記第1流体送り経路に導出された前記第1流体を貯留する貯留容器と、
前記貯留容器に接続され、前記貯留容器内に貯留された前記第1流体が送出用流体によって押し出されて前記第1流体送り経路を通じて前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記貯留容器に前記送出用流体を供給する送出用流体供給部と、を備える、相互作用システム。
続きを表示(約 3,600 文字)【請求項2】
前記第2流体タンクから前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第2流体を導くように前記第2流体タンクと前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とを繋ぐ第2流体供給配管をさらに備え、
前記送出用流体供給部は、前記第2流体供給配管に設けられて前記第2流体タンクから前記第2流体が前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記第2流体を送出する第2流体送出ポンプと、前記第2流体送出ポンプにより送出される前記第2流体の一部を前記送出用流体として前記貯留容器へ導くように前記第2流体供給配管のうち前記第2流体送出ポンプの下流側の箇所と前記貯留容器とを繋ぐ送出用流体供給配管と、を有する、請求項1に記載の相互作用システム。
【請求項3】
前記送出用流体供給部は、前記貯留容器内の圧力よりも高い圧力で前記送出用流体が充填された送出用流体タンクと、前記送出用流体タンクに充填された前記送出用流体を前記送出用流体タンクから前記貯留容器へ導くように前記送出用流体タンクと前記貯留容器とを繋ぐ送出用流体供給配管と、を有する、請求項1に記載の相互作用システム。
【請求項4】
前記複数の処理ユニットは、3つ以上の処理ユニットを含み、
前記3つ以上の処理ユニットは、前記後段処理ユニットとして複数の後段処理ユニットを含むとともに、前記前段処理ユニットとして前記複数の後段処理ユニットにそれぞれ対応する複数の前段処理ユニットを含み、
前記相互作用システムは、前記第1流体送り経路として、前記複数の後段処理ユニットのそれぞれの前記分離容器から前記複数の前段処理ユニットの対応するものの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第1流体をそれぞれ導く複数の第1流体送り経路を備えるとともに、前記貯留容器として、前記複数の第1流体送り経路のそれぞれに設けられた複数の貯留容器を備え、
前記送出用流体供給部は、前記複数の貯留容器のそれぞれに前記送出用流体を供給するようにその複数の貯留容器のそれぞれに対して接続されている、請求項1又は2に記載の相互作用システム。
【請求項5】
前記貯留容器として、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記第1流体送り経路に導出される前記第1流体をそれぞれ貯留可能な第1貯留容器及び第2貯留容器を備え、
前記第1流体送り経路は、前記後段処理ユニットの前記分離容器から導出される前記第1流体を前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれへ導くように前記後段処理ユニットの前記分離容器と前記第1貯留容器と前記第2貯留容器とを相互に接続する導入側配管と、前記第1貯留容器に貯留された前記第1流体及び前記第2貯留容器に貯留された前記第1流体をそれぞれ前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ導くように前記第1貯留容器と前記第2貯留容器と前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とを相互に接続する送出側配管と、を有し、
前記送出用流体供給部は、前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれへ前記送出用流体を供給可能となるように前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれと接続され、
前記相互作用システムは、前記導入側配管に設けられた第1流体充填切換装置であって、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記導入側配管へ導出された前記第1流体が前記第1貯留容器に導入されて充填されるのを許容し且つその第1流体が前記第2貯留容器に導入されるのを阻止する第1充填許容状態と、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記導入側配管へ導出された前記第1流体が前記第2貯留容器に導入されて充填されるのを許容し且つその第1流体が前記第1貯留容器に導入されるのを阻止する第2充填許容状態とに切り換え可能に構成されたものと、前記送出側配管に設けられた第1流体送出切換装置であって、前記第1貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを許容し且つ前記第2貯留容器から前記導出側配管へ前記第1流体が送出されるのを阻止する第1送出許容状態と、前記第2貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを許容し且つ前記第1貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを阻止する第2送出許容状態とに切り換え可能に構成されたものと、前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体が前記第1貯留容器に導入されるのを許容し且つその送出用流体が前記第2貯留容器に導入されるのを阻止する第1導入許容状態と、前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体が前記第2貯留容器に導入されるのを許容し且つその送出用流体が前記第1貯留容器に導入されるのを阻止する第2導入許容状態とに切り換え可能に構成された送出用流体導入切換装置と、前記第1貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを許容し且つ前記第2貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを阻止する第1排出許容状態と、前記第2貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを許容し且つ前記第1貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを阻止する第2排出許容状態とに切り換え可能に構成された送出用流体排出切換装置と、をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の相互作用システム。
【請求項6】
前記第1貯留容器内に貯留された前記第1流体の量を示す指標値である第1貯留指標値を検出する第1貯留検出部と、
前記第2貯留容器内に貯留された前記第1流体の量を示す指標値である第2貯留指標値を検出する第2貯留検出部と、
前記第1流体充填切換装置を前記第1充填許容状態と前記第2充填許容状態とに切り換える制御と、前記第1流体送出切換装置を前記第1送出許容状態と前記第2送出許容状態とに切り換える制御と、前記送出用流体導入切換装置を前記第1導入許容状態と前記第2導入許容状態とに切り換える制御と、前記送出用流体排出切換装置を前記第1排出許容状態と前記第2排出許容状態とに切り換える制御とを行う制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記第1貯留検出部によって検出された前記第1貯留指標値が前記第1貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の上限に対応する第1上限指標値に達するという条件と前記第2貯留検出部によって検出された前記第2貯留指標値が前記第2貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の下限に対応する第2下限指標値に達するという条件との少なくとも一方の条件が満たされたときに前記第1流体充填切換装置の前記第1充填許容状態から前記第2充填許容状態への切り換えと前記第1流体送出切換装置の前記第2送出許容状態から前記第1送出許容状態への切り換えと前記送出用流体導入切換装置の前記第2導入許容状態から前記第1導入許容状態への切り換えと前記送出用流体排出切換装置の前記第1排出許容状態から前記第2排出許容状態への切り換えとを行う一方、前記第1貯留検出部によって検出された前記第1貯留指標値が前記第1貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の下限に対応する第1下限指標値に達するという条件と前記第2貯留検出部によって検出された前記第2貯留指標値が前記第2貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の上限に対応する第2上限指標値に達するという条件との少なくとも一方の条件が満たされたときに前記第1流体充填切換装置の前記第2充填許容状態から前記第1充填許容状態への切り換えと前記第1流体送出切換装置の前記第1送出許容状態から前記第2送出許容状態への切り換えと前記送出用流体導入切換装置の前記第1導入許容状態から前記第2導入許容状態への切り換えと前記送出用流体排出切換装置の前記第2排出許容状態から前記第1排出許容状態への切り換えとを行う、請求項5に記載の相互作用システム。
【請求項7】
前記第1流体タンクから前記順番において最後の前記処理ユニットである最終段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第1流体を導く第1流体供給経路と、
前記第1流体供給経路に設けられ、前記第1流体タンクから前記第1流体供給経路に導出された前記第1流体を貯留する供給用容器と、
前記供給用容器内に貯留された前記第1流体が前記送出用流体によって押し出されて前記第1流体供給経路を通じて前記最終段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体を前記供給用容器へ導く送出配管と、をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の相互作用システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の流体の間で相互作用を生じさせるための相互作用システムに関する。
続きを表示(約 10,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、複数の流体の間で相互作用を生じさせるための相互作用システムが知られている。この従来の相互作用システムは、流体同士の相互作用をそれぞれ生じさせる複数段の相互作用部を備えている。下記特許文献1には、このような相互作用システムの一例として、原料流体から特定成分を抽出して抽出剤中に移動させる抽出処理をそれぞれ行う複数段の抽出部を備えた抽出装置が開示されている。
【0003】
具体的に、下記特許文献1には、原料流体が順次流れるように直列に接続された複数段の抽出部を備えた抽出装置であって、前記複数段の抽出部に対して原料流体が順番に流れる向きと逆向きに抽出剤が流れるように構成されたものが開示されている。
【0004】
この抽出装置では、前記複数段の抽出部は、それぞれ、複数の流路を内部に有する流路構造体を備えている。前記複数の流路は、それぞれ、抽出剤と原料流体とを互いに接触した状態で流通させ、その流通過程で原料流体から特定成分が抽出されて抽出剤中へ移動するように構成されている。前記流路構造体の外面には、排出ヘッダが取り付けられ、前記複数の流路のそれぞれの出口が排出ヘッダの内部空間に連通している。これにより、各流路を通って流れた抽出剤と原料流体との混合流体が当該各流路の出口から排出ヘッダの内部空間へ排出され、その内部空間において混合流体が比重差により抽出剤と原料流体とに分離するようになっている。
【0005】
各段の抽出部の排出ヘッダのうち分離した原料流体が溜まる部分は、配管を介して次段の抽出部の流路に繋がっている。これにより、排出ヘッダ内で分離した原料流体が次段の抽出部の流路へ流れる。また、各段の抽出部の排出ヘッダのうち分離した抽出剤が溜まる部分は、配管を介して前段の抽出部の流路に繋がっている。この配管には、排出ヘッダ内で分離した抽出剤を前段の抽出部へ向けて送出するポンプが設けられ、排出ヘッダ内で分離した抽出剤はこのポンプによって送出されることにより前段の抽出部の流路へ流れるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特許第5988504号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、特許文献1に開示された抽出装置のように複数段の処理ユニット(抽出部)に対して一方の流体(原料流体)が順番に流れる向きと逆向きの順番で他方の流体(抽出剤)が流れるように構成された相互作用システムでは、従来、後段の処理ユニットの分離容器からその分離容器内で分離した前記他方の流体を前段の処理ユニットの流路へ導く送り経路にポンプが設けられ、そのポンプによって前記他方の流体を前段の処理ユニットの流路へ送る構成が一般的に採用されている。すなわち、従来の相互作用システムでは、後段の処理ユニットの分離容器で分離した前記他方の流体が前記送り経路に設けられたポンプを通って前段の処理ユニットの流路へ送られる。
【0008】
しかしながら、前記他方の流体の性状等によっては、その流体がポンプを通過することに起因して当該ポンプに不都合な問題が生じる場合がある。このため、前記他方の流体が通過するポンプを削減したいという要望がある。
【0009】
本発明の目的は、後段の処理ユニットの分離容器で分離して前段の処理ユニットの処理流路へ送られる流体が通過するポンプを削減することが可能な相互作用システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明により提供される相互作用システムは、第1流体と第2流体との間で相互作用を生じさせる相互作用システムである。この相互作用システムは、前記第1流体を貯留する第1流体タンクと、前記第2流体を貯留する第2流体タンクと、前記第1流体と前記第2流体とが互いに接触して相互作用を生じるように前記第1流体及び前記第2流体を流通させる処理流路を内部に有する相互作用部、及び、前記処理流路から排出される前記第1流体と前記第2流体との混合流体を受け入れてその混合流体を滞留させることにより前記第1流体と前記第2流体とに分離させる分離容器をそれぞれ有する複数の処理ユニットであって、前記第2流体タンクから前記第2流体が当該複数の処理ユニットに所定の順番で流れるように構成され、当該複数の処理ユニットのそれぞれの前記分離容器で分離した前記第2流体がその処理ユニットに対して次の順番の処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流入するように当該複数の処理ユニットのそれぞれの前記分離容器と対応する次の順番の処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とが接続されたものと、前記順番において最初の前記処理ユニットである初段処理ユニットよりも後の処理ユニットである後段処理ユニットの前記分離容器からその分離容器内で分離した前記第1流体を前記順番において前記後段処理ユニットよりも前の前記処理ユニットである前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ導く第1流体送り経路と、前記第1流体送り経路に設けられ、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記第1流体送り経路に導出された前記第1流体を貯留する貯留容器と、前記貯留容器に接続され、前記貯留容器内に貯留された前記第1流体が送出用流体によって押し出されて前記第1流体送り経路を通じて前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記貯留容器に前記送出用流体を供給する送出用流体供給部と、を備える。
【0011】
この相互作用システムでは、後段処理ユニットの分離容器内で分離した第1流体を第1流体送り経路に設けられた貯留容器に一旦貯留し、その貯留容器に貯留された第1流体を送出用流体供給部から供給される送出用流体によって押し出して前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送ることができる。このため、後段処理ユニットの分離容器内で分離してその分離容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送られる第1流体がポンプを通過することがない。従って、この相互作用システムでは、後段処理ユニットの分離容器で分離して前段処理ユニットの処理流路へ送られる流体が通過するポンプを削減することができる。
【0012】
前記相互作用システムは、前記第2流体タンクから前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第2流体を導くように前記第2流体タンクと前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とを繋ぐ第2流体供給配管をさらに備え、前記送出用流体供給部は、前記第2流体供給配管に設けられて前記第2流体タンクから前記第2流体が前記初段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記第2流体を送出する第2流体送出ポンプと、前記第2流体送出ポンプにより送出される前記第2流体の一部を前記送出用流体として前記貯留容器へ導くように前記第2流体供給配管のうち前記第2流体送出ポンプの下流側の箇所と前記貯留容器とを繋ぐ送出用流体供給配管と、を有していてもよい。
【0013】
この構成によれば、第2流体送出ポンプにより送出される第2流体の一部を送出用流体として利用するとともにその第2流体送出ポンプによる第2流体の送出圧力を利用して、貯留容器に貯留された第1流体を押し出すことができる。このため、後段処理ユニットの分離容器から導出されて貯留容器に貯留された第1流体を前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送出するための圧力を生成するためにポンプを別途設ける必要がない。その結果、相互作用システムが備えるポンプの数を削減することができ、ポンプのメンテナンスに要するコストを削減することができる。
【0014】
前記送出用流体供給部は、前記貯留容器内の圧力よりも高い圧力で前記送出用流体が充填された送出用流体タンクと、前記送出用流体タンクに充填された前記送出用流体を前記送出用流体タンクから前記貯留容器へ導くように前記送出用流体タンクと前記貯留容器とを繋ぐ送出用流体供給配管と、を有していてもよい。
【0015】
この構成によれば、貯留容器に貯留された第1流体を送出用流体タンクから供給される送出用流体の圧力によって押し出して前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送ることができる。このため、後段処理ユニットの分離容器から第1流体送り経路に導出されて貯留容器に貯留された第1流体を前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送出するためにポンプが不要となる。その結果、相互作用システムが備えるポンプの数を削減することができ、ポンプのメンテナンスに要するコストを削減することができる。
【0016】
前記複数の処理ユニットは、3つ以上の処理ユニットを含み、前記3つ以上の処理ユニットは、前記後段処理ユニットとして複数の後段処理ユニットを含むとともに、前記前段処理ユニットとして前記複数の後段処理ユニットにそれぞれ対応する複数の前段処理ユニットを含み、前記相互作用システムは、前記第1流体送り経路として、前記複数の後段処理ユニットのそれぞれの前記分離容器から前記複数の前段処理ユニットの対応するものの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第1流体をそれぞれ導く複数の第1流体送り経路を備えるとともに、前記貯留容器として、前記複数の第1流体送り経路のそれぞれに設けられた複数の貯留容器を備え、前記送出用流体供給部は、前記複数の貯留容器のそれぞれに前記送出用流体を供給するようにその複数の貯留容器のそれぞれに対して接続されていることが好ましい。
【0017】
この構成によれば、複数の貯留容器のそれぞれに対して共通の送出用流体供給部から送出用流体を供給して、それらの複数の貯留容器に貯留された第1流体をそれぞれ対応する前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送出することができる。このため、相互作用システムが有する処理ユニットの数が増加し、それに伴って貯留容器の数が増加した場合であっても、送出用流体供給部の数が増加するのを防ぐことができ、相互作用システムの構成が複雑化するのを防ぐことができる。
【0018】
前記相互作用システムは、前記貯留容器として、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記第1流体送り経路に導出される前記第1流体をそれぞれ貯留可能な第1貯留容器及び第2貯留容器を備え、前記第1流体送り経路は、前記後段処理ユニットの前記分離容器から導出される前記第1流体を前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれへ導くように前記後段処理ユニットの前記分離容器と前記第1貯留容器と前記第2貯留容器とを相互に接続する導入側配管と、前記第1貯留容器に貯留された前記第1流体及び前記第2貯留容器に貯留された前記第1流体をそれぞれ前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ導くように前記第1貯留容器と前記第2貯留容器と前記前段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路とを相互に接続する送出側配管と、を有し、前記送出用流体供給部は、前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれへ前記送出用流体を供給可能となるように前記第1貯留容器及び前記第2貯留容器のそれぞれと接続され、前記相互作用システムは、前記導入側配管に設けられた第1流体充填切換装置であって、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記導入側配管へ導出された前記第1流体が前記第1貯留容器に導入されて充填されるのを許容し且つその第1流体が前記第2貯留容器に導入されるのを阻止する第1充填許容状態と、前記後段処理ユニットの前記分離容器から前記導入側配管へ導出された前記第1流体が前記第2貯留容器に導入されて充填されるのを許容し且つその第1流体が前記第1貯留容器に導入されるのを阻止する第2充填許容状態とに切り換え可能に構成されたものと、前記送出側配管に設けられた第1流体送出切換装置であって、前記第1貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを許容し且つ前記第2貯留容器から前記導出側配管へ前記第1流体が送出されるのを阻止する第1送出許容状態と、前記第2貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを許容し且つ前記第1貯留容器から前記送出側配管へ前記第1流体が送出されるのを阻止する第2送出許容状態とに切り換え可能に構成されたものと、前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体が前記第1貯留容器に導入されるのを許容し且つその送出用流体が前記第2貯留容器に導入されるのを阻止する第1導入許容状態と、前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体が前記第2貯留容器に導入されるのを許容し且つその送出用流体が前記第1貯留容器に導入されるのを阻止する第2導入許容状態とに切り換え可能に構成された送出用流体導入切換装置と、前記第1貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを許容し且つ前記第2貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを阻止する第1排出許容状態と、前記第2貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを許容し且つ前記第1貯留容器から前記送出用流体が排出されるのを阻止する第2排出許容状態とに切り換え可能に構成された送出用流体排出切換装置と、をさらに備えることが好ましい。
【0019】
この構成によれば、第1流体充填切換装置、第1流体送出切換装置、送出用流体導入切換装置及び送出用流体排出切換装置のそれぞれの状態の切換操作により、第1貯留容器と第2貯留容器とのうちの一方の貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送出しているときに第1貯留容器と第2貯留容器とのうちの他方の貯留容器に第1流体を導入して充填することができ、第1流体が送出されている前記一方の貯留容器内の第1流体の貯留量が下限量まで減少するかもしくは第1流体が充填されている前記他方の貯留容器内の第1流体の貯留量が上限量に達した時点で前記他方の貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送出するとともに前記一方の貯留容器に第1流体を導入して充填するようにして第1流体の充填先と前段処理ユニットの相互作用部の処理流路への第1流体の送出元とを入れ換えることができる。このため、第1貯留容器に第1流体を充填するとともに第2貯留容器から第1流体を送出する状態と、第2貯留容器に第1流体を充填するとともに第1貯留容器から第1流体を送出する状態とをある期間ごとに交互に切り換えることができ、第1及び第2貯留容器のいずれかの容器における第1流体の貯留量が減少した後、その容器に第1流体が再充填されるのを待つことなく、相互作用処理を中断せずに継続して実施できる。
【0020】
この場合において、前記相互作用システムは、前記第1貯留容器内に貯留された前記第1流体の量の指標値である第1貯留指標値を検出する第1貯留検出部と、前記第2貯留容器内に貯留された前記第1流体の量の指標値である第2貯留指標値を検出する第2貯留検出部と、前記第1流体充填切換装置を前記第1充填許容状態と前記第2充填許容状態とに切り換える制御と、前記第1流体送出切換装置を前記第1送出許容状態と前記第2送出許容状態とに切り換える制御と、前記送出用流体導入切換装置を前記第1導入許容状態と前記第2導入許容状態とに切り換える制御と、前記送出用流体排出切換装置を前記第1排出許容状態と前記第2排出許容状態とに切り換える制御とを行う制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記第1貯留検出部によって検出された前記第1貯留指標値が前記第1貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の上限に対応する第1上限指標値に達するという条件と前記第2貯留検出部によって検出された前記第2貯留指標値が前記第2貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の下限に対応する第2下限指標値に達するという条件との少なくとも一方の条件が満たされたときに前記第1流体充填切換装置の前記第1充填許容状態から前記第2充填許容状態への切り換えと前記第1流体送出切換装置の前記第2送出許容状態から前記第1送出許容状態への切り換えと前記送出用流体導入切換装置の前記第2導入許容状態から前記第1導入許容状態への切り換えと前記送出用流体排出切換装置の前記第1排出許容状態から前記第2排出許容状態への切り換えとを行う一方、前記第1貯留検出部によって検出された前記第1貯留指標値が前記第1貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の下限に対応する第1下限指標値に達するという条件と前記第2貯留検出部によって検出された前記第2貯留指標値が前記第2貯留容器について設定された前記第1流体の貯留量の上限に対応する第2上限指標値に達するという条件との少なくとも一方の条件が満たされたときに前記第1流体充填切換装置の前記第2充填許容状態から前記第1充填許容状態への切り換えと前記第1流体送出切換装置の前記第1送出許容状態から前記第2送出許容状態への切り換えと前記送出用流体導入切換装置の前記第1導入許容状態から前記第2導入許容状態への切り換えと前記送出用流体排出切換装置の前記第2排出許容状態から前記第1排出許容状態への切り換えとを行うことが好ましい。
【0021】
この構成によれば、第1貯留容器に第1流体を充填するとともに第2貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送出する状態と第2貯留容器に第1流体を充填するとともに第1貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送出する状態との切り換えを自動的に行うことができる。具体的には、この構成では、第1貯留容器に第1流体が充填されてその第1貯留容器内の第1流体の貯留量が増加し、第1貯留検出部によって検出される第1貯留指標値が第1上限指標値に達するか、もしくは、その第1貯留容器への第1流体の充填と同時に第2貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体が送出されてその第2貯留容器内の第1流体の貯留量が減少し、第2貯留検出部によって検出される第2貯留指標値が第2下限指標値に達した場合に、制御部が、第1流体充填切換装置の第1充填許容状態から第2充填許容状態への切り換えと第1流体送出切換装置の第2送出許容状態から第1送出許容状態への切り換えと送出用流体導入切換装置の第2導入許容状態から第1導入許容状態への切り換えと送出用流体排出切換装置の第1排出許容状態から第2排出許容状態への切り換えとを行う。その結果、自動的に、第2貯留容器に第1流体が充填されてその代わりに第2貯留容器から送出用流体が排出されるとともに第1貯留容器に送出用流体が導入されてその送出用流体によって第1貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体が送出される状態になる。一方、第2貯留容器に第1流体が充填されてその第2貯留容器内の第1流体の貯留量が増加し、第2貯留検出部によって検出される第2貯留指標値が第2上限指標値に達するか、もしくは、その第2貯留容器への第1流体の充填と同時に第1貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体が送出されてその第1貯留容器内の第1流体の貯留量が減少し、第1貯留検出部によって検出される第1貯留指標値が第1下限指標値に達した場合に、制御部が、第1流体充填切換装置の第2充填許容状態から第1充填許容状態への切り換えと第1流体送出切換装置の第1送出許容状態から第2送出許容状態への切り換えと送出用流体導入切換装置の第1導入許容状態から第2導入許容状態への切り換えと送出用流体排出切換装置の第2排出許容状態から第1排出許容状態への切り換えとを行う。その結果、自動的に、第1貯留容器に第1流体が充填されてその代わりに第1貯留容器から送出用流体が排出されるとともに第2貯留容器に送出用流体が導入されてその送出用流体によって第2貯留容器から前段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体が送出される状態になる。
【0022】
前記相互作用システムは、前記第1流体タンクから前記順番において最後の前記処理ユニットである最終段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ前記第1流体を導く第1流体供給経路と、前記第1流体供給経路に設けられ、前記第1流体タンクから前記第1流体供給経路に導出された前記第1流体を貯留する供給用容器と、前記供給用容器内に貯留された前記第1流体が前記送出用流体によって押し出されて前記第1流体供給経路を通じて前記最終段処理ユニットの前記相互作用部の前記処理流路へ流れるように前記送出用流体供給部から供給される前記送出用流体を前記供給用容器へ導く送出配管と、をさらに備えることが好ましい。
【0023】
この構成によれば、送出用流体供給部から供給される送出用流体を利用して第1流体タンクから最終段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送ることができる。具体的には、第1流体タンクから第1流体供給経路に導出されて供給用容器に貯留された第1流体を送出用流体供給部から送出配管を通じて供給用容器に導かれる送出用流体によって押し出して最終段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ送ることができる。このため、当該構成では、従来の相互作用システムにおいて第1流体タンクから最終段処理ユニットの相互作用部の処理流路へ第1流体を送るために設けられた第1流体供給ポンプを不要とすることができ、相互作用システムが有するポンプの数をより削減することができるとともに、ポンプのメンテナンスに要するコストをより削減することができる。
【発明の効果】
【0024】
以上のように、本発明によれば、後段の処理ユニットの分離容器で分離した流体を前段の処理ユニットの処理流路へ導く経路においてポンプ以外の手段により流体を前段の処理ユニットの処理流路へ送出することが可能な相互作用システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0025】
本発明の第1実施形態による相互作用システムの模式図である。
本発明の第1実施形態による相互作用システムの制御ブロック図である。
第1実施形態による相互作用システムを用いた抽出方法を説明するための図である。
第1実施形態による相互作用システムを用いた抽出方法を説明するための図である。
本発明の第2実施形態による相互作用システムの模式図である。
本発明の第2実施形態による相互作用システムの制御ブロック図である。
第2実施形態による相互作用システムを用いた抽出方法を説明するための図である。
第2実施形態による相互作用システムを用いた相互作用方法を説明するための図である。
本発明の第3実施形態による相互作用システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0027】
(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態による相互作用システム1の全体構成が示されている。また、図2は、本発明の第1実施形態による相互作用システム1の制御ブロック図である。この第1実施形態による相互作用システム1は、相互作用の一例として、原料液から特定成分を抽出して抽出剤中に移動させる抽出処理を行うものである。抽出剤は、本発明における第1流体の一例であり、原料液は、本発明における第2流体の一例である。抽出剤は、原料液に対して非相溶性の液体である。この第1実施形態で用いられる抽出剤の比重は、原料液の比重よりも小さい。
【0028】
抽出処理としては様々な例があり、その抽出処理の例ごとに原料液と抽出剤の組み合わせも様々である。例えば、抽出処理の一例として、有価金属が溶解した水溶液から特定の金属成分を抽出して分離する処理がある。このような処理では、有価金属が溶解している水溶液が原料液であり、そのような水溶液の一例としてNi及びCo等のレアメタルが溶解している水溶液が挙げられる。この水溶液からNi及びCo等のレアメタルを抽出するための抽出剤としては、例えば、大八化学工業株式会社製のPC88Aをケロシンで希釈した液が用いられる。また、抽出処理の別の例として、ポリマー合成反応後の液中に合成用触媒として溶存している金属成分をその液から抽出して分離除去する処理がある。この処理では、ポリマー合成反応後の液が原料液であり、その液から特定成分としての金属成分を抽出するための抽出剤として例えば水が用いられる。
【0029】
この第1実施形態による相互作用システム1は、図1に示すように、抽出剤タンク2と、原料タンク3と、第1処理ユニット4と、第2処理ユニット5と、第3処理ユニット6と、抽出剤供給ポンプ10と、第1貯留容器12と、第2貯留容器14と、第3貯留容器16と、第4貯留容器18と、送出用流体供給部19と、を備える。
【0030】
また、相互作用システム1は、原料供給流量制御弁24と、第1原料送り流量制御弁25と、第2原料送り流量制御弁26と、原料排出流量制御弁27と、抽出剤供給流量制御弁28と、第1抽出剤送り流量制御弁29と、第2抽出剤送り流量制御弁30と、第1圧力制御弁57と、第2圧力制御弁58と、を備える。
(【0031】以降は省略されています)

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