液体窒素を低温でとりだすにはどうすれば良いですか？

質問

現在、液体窒素を蒸発器を通し、配管より取り出していますが、この配管からでる窒素ガスを低温で、（-20°ぐらいで十分）取り出すにはどうすれば良いのでしょうか？ガス屋さんに聞きましたが無理だといわれました。尚、必要な流量は、最大で100Nl/min、配管長さは約30メートル、取り出し口は4個所あります。
宜しくお願いします。

回答No.12

noname#230359 · ベストアンサー

何人かの方が答えられているのですが、液体窒素の取り扱いが心配なので老婆心ながらアドバイスします。

　液体窒素の取り扱いは十分注意して下さい。
　かつて、某大学で部屋を冷やすために液体窒素を床にまき、作業者が窒息死した痛ましい事故がありました。大量に使う場合は換気が必要です。開け放たれた工場などでは問題なさそうですがね。
　それと、液体窒素と液体酸素はほぼ同じ温度で、僅かに酸素の方が温度が高いことから、液体窒素は空気中の酸素を液化して混入させます。酸化防止のために窒素ガスを使うのであれば液体酸素混入は避けなければなりません。不燃ガスと思って排気をかけたら激しく燃え上がるという事故もありました。
　また、ヒーターに予想以上の電力が供給されると急激に気化したり、供給口が霜で詰まったり、バルブで閉じられるなどすると、容器の圧力が上がり、耐圧を超えて最悪爆発ということにもなりまねません。安全弁などが設置されていれば安心ですが・・・
　以上のように、液体窒素の取り扱いは、少量ならば問題ないのですが、大量に使われるようなので、労働安全衛生法、高圧ガス取締法などを参考に、安全対策をしっかり取っておいて下さい。

　液体窒素タンクにヒーターを入れて電流をコントロールすれば適度の流量で窒素ガスを得ることができますが、４カ所から一定温度のガ窒素スを得ることは不可能と思います。周囲の条件が異なるので発生側ではコントロールできません。
　取り出し口が一カ所で流量が一定なら、ノズル近くに温度計を入れて、ヒーターの電流をコントロールすれば良が・・・この場合も安全弁などお忘れなく！
　どなたかおっしゃっていたように、単に窒素タンクからレギュレータを介して一度－２０℃にストレージするというやり方、あるいは４個の取り出し口に別々に－２０℃のストレージを設けるしかないように思います。
　何れも簡単にはいきませんね。

お礼

中途半端な知識で液体窒素を取り扱う事がいかに危険か大変良くわかりました。
又、簡単にはできないと言う事もつくずく感じております。（すでにあきらめモード）
アドバイス有難うございました。

回答No.2

noname#230359

液体から気体になるときの気化熱で冷却しますので、そのままの状態で窒素を冷却するのは難しいです。（エアコンも冷蔵庫も同じ原理で冷却しています。）
流量が増えてくれば蒸発器が冷えるはずなのですが、流量に対してかなり余裕があるのかもしれませんね。
気化器を取っ払っても流量が少なければ冷却は出来ません。
細い配管で、液体のまま流して直前で膨張放出させれば－50度ぐらいには簡単になるはずですが・・・

冷凍車もこの原理で冷却しているものもありますよ。（液体窒素放出による冷却（冷凍）

ちなみに炭酸ガスは、気化器を通さずに断熱容器内に放出すると、容器内が冷却されて、しまいにはドライアイスになりますよ。

お礼

気化器の出口ではかなり低温と言う事ですね。
配管を断熱材で処理すれば、そこそこいけるでしょうか？

回答No.1

noname#230359

液体で流して取り出し口直前に膨張室を作れば可能かも知れません。
気化する時に温度が下がりますので直前気化でしたらかなり低温な気体が取り出せるはずです。
（今の状態で蒸発器は相当冷却されていると思いますが・・・）
ご参考まで。

お礼

早速の御回答有難うございます。
液体で流すと言う事は蒸発器をとってしまうと言う事でしょうか？
尚、蒸発器は手でさわってもそんなに冷たくありません。