特許 7552001 液化炭酸ガスの製造における製造制御装置、液化炭酸ガスの製造における製造システム、液化炭酸ガスの製造における製造制御方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】液化炭酸ガスの製造における製造制御装置、液化炭酸ガスの製造における製造システム、液化炭酸ガスの製造における製造制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   F25J 1/00 20060101AFI20240910BHJP

   F25J 3/02 20060101ALI20240910BHJP

   F25J 3/08 20060101ALI20240910BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F25J1/00 D

F25J3/02 A

F25J3/08

C01B32/50

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023062079

(22)【出願日】2023-04-06

【審査請求日】2023-06-23

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 〔１〕 販売・納品日（公開日） 令和４年６月１５日 販売先 大崎クールジェン株式会社 広島県豊田郡大崎上島町中野６２０８番地１ 〔２〕 実証実験開始日（公開日） 令和４年７月２７日 実験場所 世羅菜園株式会社 トマト温室（広島県世羅郡世羅町重永６０８－２５） ＜資 料＞ 実証実験 ニュースリリース 資料

(73)【特許権者】

【識別番号】591107034

【氏名又は名称】日本液炭株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593027967

【氏名又は名称】大陽日酸エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100181722

【弁理士】

【氏名又は名称】春田 洋孝

(72)【発明者】

【氏名】矢島 弘

(72)【発明者】

【氏名】土佐 真輝

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 拓也

【審査官】太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１０４７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３８２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３０９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２７１３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１３９６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｊ １／００ － ５／００

Ｃ０１Ｂ ３２／００ － ３２／９９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料を圧縮する圧縮部による圧縮工程と、前記圧縮工程よりも後段の工程であって原料から不要な成分を取り除く除去部による除去工程と、を含む複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置であって、
前記圧縮部によって圧縮された原料の圧力値を取得する取得部と、
前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された圧力値が所定値以上になると、前記除去部を起動する制御部と、
を備える、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項2】

前記除去工程よりも後段の工程であって、原料を液化する液化工程に係る液化部を含み、
前記制御部は、前記取得部によって取得された圧力値に基づいて、前記液化部を起動する、
請求項１に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項3】

液化した原料を一時的に貯液する液化貯槽工程に係る液化貯槽部と、
前記液化貯槽工程よりも後段の工程であって、前記液化貯槽部に貯液された原料を精留部へ送出する第１送出工程に係る第１送出部と、
を含み、
前記取得部は、前記液化貯槽部に貯液された原料の量を取得し、
前記制御部は、前記取得部によって取得された原料の量に基づいて、前記第１送出部を起動する、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項4】

液化した原料を精製する精製工程後に原料の純度を検出する純度検出工程に係る純度検出部と、
前記純度検出工程の後段の工程であって、原料を再利用するために前記圧縮部へ送出する第２送出工程に係る第２送出部と、
を含み、
前記取得部は、前記純度検出部によって検出された純度を取得し、
前記制御部は、前記取得部によって取得された純度に基づいて、前記第２送出部を起動させる、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項5】

液化した原料を精製した液化炭酸ガスを一時的に貯液する精製貯槽工程に係る精製貯槽部と、
前記精製貯槽工程よりも後段の工程であって、前記精製貯槽部に貯液された液化炭酸ガスを製品貯槽タンクに送出する第３送出工程に係る第３送出部と、
を含み、
前記取得部は、前記精製貯槽部に貯液された液化炭酸ガスの量を取得し、
前記制御部は、前記取得部によって取得された液化炭酸ガスの量に基づいて、前記第３送出部を起動する、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項6】

液化した原料を精製前に加熱する加熱工程に係る加熱部と、
前記加熱工程の後段の工程であって、精製した液化炭酸ガスを一時的に貯液するとともに前記加熱部によって加熱された原料の通過に伴って液化炭酸ガスの蒸気を精留部へ送出する精製貯槽工程に係る精製貯槽部と、
を含み、
前記取得部は、前記精製貯槽部に貯液された液化炭酸ガスの量を取得し、
前記制御部は、前記取得部によって取得された液化炭酸ガスの量に基づいて、前記加熱部を起動させる、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項7】

前記製造装置は、
前記圧縮部から、圧縮された原料に基づいて製造される液化炭酸ガスを貯液する貯槽工程に係る貯槽ユニットまでを連結する配管内の圧力値を検出する圧力検出部を含み、
前記取得部は、前記配管内の圧力値を取得し、
前記制御部は、前記取得部によって取得された圧力値に基づいて、前記配管内の圧力を制御する、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項8】

前記複数の工程のうち一部の工程における温度または液面を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記温度または前記液面に関する画面を表示部に表示させる表示処理部と、
を備える、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項9】

前記制御部による制御内容に基づく画面を表示部に表示させる表示処理部を備える、
請求項１または２に記載の、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置。

【請求項10】

原料を圧縮する圧縮部による圧縮工程と、前記圧縮工程よりも後段の工程であって原料から不要な成分を取り除く除去部による除去工程と、を含む複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置と、前記製造装置を制御する製造制御装置と、を含む製造システムであって、
前記製造制御装置は、
前記圧縮部によって圧縮された原料の圧力値を取得する取得部と、
前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された圧力値が所定値以上になると、前記除去部を起動する制御部と、
を備える、液化炭酸ガスの製造における製造システム。

【請求項11】

原料を圧縮する圧縮部による圧縮工程と、前記圧縮工程よりも後段の工程であって原料から不要な成分を取り除く除去部による除去工程と、を含む複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置のコンピュータが、
前記圧縮部によって圧縮された原料の圧力値を取得する取得ステップと、
前記製造装置の起動時に、前記取得ステップにおいて取得された圧力値が所定値以上になると、前記除去部を起動する制御ステップと、
を含む処理を実行する、液化炭酸ガスの製造における製造制御方法。

【請求項12】

原料を圧縮する圧縮部による圧縮工程と、前記圧縮工程よりも後段の工程であって原料から不要な成分を取り除く除去部による除去工程と、を含む複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置のコンピュータを、
前記圧縮部によって圧縮された原料の圧力値を取得する取得部、
前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された圧力値が所定値以上になると、前記除去部を起動する制御部、
として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液化炭酸ガスの製造における製造制御装置、液化炭酸ガスの製造における製造システム、液化炭酸ガスの製造における製造制御方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、食品用や工業用に液化炭酸ガスが用いられている。液化炭酸ガスは、工場の製造装置で、複数の工程を経て製造される。例えば、不純物を含む粗製炭酸ガスを圧縮した後に水分等の不純物を除去し、さらに、水素の存在下で触媒反応により窒素酸化物を分解し、分解により発生した水分等の不純物を吸着除去して、液化精留分離によって酸素等の低沸点成分不純物を分離する装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

【0003】

また、二酸化炭素を含有するガスから液体炭素ガスを回収する装置が知られている。例えば、当該ガスから、水分の除去、濃縮および圧縮をし、圧縮ガスを膨張機からの膨張ガスを用いて熱交換器によって冷却し、冷却した圧縮ガスを液化して精留塔に導入し、精留塔からの不凝集ガスを膨張機および熱交換器を介して濃縮装置に還流するとともに、精留塔から液体炭素ガスを回収する装置が知られている（例えば、下記特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１３０００９号公報

【文献】特開平４－３５９７８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術では、液化炭酸ガスの製造装置を起動する場合、所定の工程に係る装置を起動させるために、監視用の作業スタッフの配置を要していたため、製造装置を簡単且つ迅速に起動させることができないことがあった。このため、製造装置を効率よく安全に起動させることができないことがある、という問題があった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、製造装置を効率よく安全に起動させることができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様である液化炭酸ガスの製造における製造制御装置は、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置であって、前記複数の工程のうち、工程ごとに原料の物理量を取得する取得部と、前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された一の工程に係る物理量に基づいて、前記一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニットを起動する制御部と、を備える製造制御装置である。

【0008】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様である液化炭酸ガスの製造における製造システムは、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置と、前記製造装置を制御する製造制御装置とを含む製造システムであって、前記製造制御装置は、前記複数の工程のうち、工程ごとに原料の物理量を取得する取得部と、前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された一の工程に係る物理量に基づいて、前記一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニットを起動する制御部と、を備える製造システムである。

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様である液化炭酸ガスの製造における製造制御方法は、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置のコンピュータが、前記複数の工程のうち、工程ごとに原料の物理量を取得する取得ステップと、前記製造装置の起動時に、前記取得ステップにおいて取得された一の工程に係る物理量に基づいて、前記一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニットを起動する制御ステップと、を含む処理を実行する製造制御方法である。

【0010】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様であるプログラムは、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置を制御する製造制御装置のコンピュータを、前記複数の工程のうち、工程ごとに原料の物理量を取得する取得部、前記製造装置の起動時に、前記取得部によって取得された一の工程に係る物理量に基づいて、前記一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニットを起動する制御部、として機能させるプログラムである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、液化炭酸ガスの製造装置を効率よく安全に起動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係る製造システムＳｔの構成例を示す図である。

【図2】製造システムＳｔのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図3】製造制御装置２００が行う処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】製造制御装置２００が行う処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】ディスプレイ２０５に表示される画面例を示す図である。

【図6】ディスプレイ２０５に表示される画面例を示す図である。

【図7】製造システムＳｔの機能的構成の一例を示すブロック図である。一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施形態）
（製造システムＳｔの構成）
図１は、実施形態に係る製造システムＳｔの構成例を示す図である。製造システムＳｔは、液化炭酸ガスを製造する製造工場（プラント）に適用される。図１に示すように、製造システムＳｔは、製造装置１と、製造制御装置２００とを含む。製造装置１が製造する液化炭酸ガスは、様々な用途で使用される。本実施形態に係る製造装置１は、例えば、炭酸飲料などの食品用の液化炭酸ガスを製造する。ただし、製造装置１が製造する液化炭酸ガスは、食用品に限らず、例えば、アーク溶接などの金属溶接用、排水の中和処理などの化学用、農園等における殺虫用などとすることも可能である。

【0014】

製造装置１は、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する。具体的には、製造装置１は、受入ユニット１０と、圧縮ユニット２０と、除去ユニット３０と、精製ユニット４０と、貯槽ユニット５０とを備え、各装置ユニット１０～５０による工程を経て、液化炭酸ガスを製造する。

【0015】

また、製造装置１は、各装置ユニット１０～５０をそれぞれ連結して、原料ガスを搬送する配管１９０を含む。配管１９０は、低圧配管１９０ａと、高圧配管１９０ｂとを含む。低圧配管１９０ａは、受入ユニット１０から圧縮ユニット２０において圧縮される前の所定圧力（低圧）のガスが通過する配管である。高圧配管１９０ｂは、圧縮ユニット２０において圧縮された以降の所定圧力よりも大きい圧力（高圧）のガスが通過する配管である。

【0016】

さらに、製造装置１は、各種検出器（各計器類）と、各種弁１３０（１３０ａ～１３０ｇ）とを含む。各種検出器は、圧力計６０（６０ａ～６０ｍ）と、温度計７０（７０ａ～７０ｒ）と、流量計８０（８０ａ、８０ｂ）と、液面計９０（９０ａ、９０ｂ）と、純度計１００ａ、１００ｂと、分析計１１０とを含む。各種検出器は、発信器を備え、検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、各種検出器から取得した検出結果を逐次記憶する。また、製造制御装置２００は、各種検出器からの検出結果をリアルタイムに表示したり、所定の検索条件に応じて表示したりすることが可能である。

【0017】

圧力計６０、温度計７０、および流量計８０は、各配管１９０上に配置される。
圧力計６０は、配置される配管１９０上における原料ガスの圧力を検出する。
温度計７０は、配置される配管１９０上における原料ガスの温度を検出する。
流量計８０（８０ａ、８０ｂ）は、配置される配管１９０上における原料ガスの流量を検出する。
液面計９０は、気液分離槽４２およびリボイラ４５に配置され、それぞれの液面を検出する。
純度計１００ａは、液化器４１および気液分離槽４２に連結する第１排出管１２０ａ内の液化炭酸ガスの純度を検出する。
純度計１００ｂは、リボイラ４５に連結する配管１２２内の液化炭酸ガスの純度を検出する。
分析計１１０は、リボイラ４５から貯槽ユニット５０へ送出される液化炭酸ガスの成分を分析する。

【0018】

各種弁１３０は、流量調節弁１３０ａと、圧力調節弁１３０ｂ、１３０ｆ、１３０ｇと、スピルバック弁１３０ｃと、液面調節弁１３０ｄ、１３０ｅとを含む。各種弁１３０は、製造制御装置２００の制御によって、開度が制御される。

【0019】

製造制御装置２００は、製造装置１（各装置ユニット１０～５０）が配置される製造現場から離れた中央制御室２１０に配置され、各装置ユニット１０～５０を遠隔操作することが可能である。具体的には、各種検出器の検出結果は、製造制御装置２００へ出力される。製造制御装置２００は、各種検出器の検出結果に基づいて、各装置ユニット１０～５０や各種弁１３０の監視および制御を行う。なお、各装置ユニット１０～５０は、製造制御装置２００の遠隔操作によって動作することに加えて、各装置ユニット１０～５０が備える操作ボタン等の入力デバイスから、現場の作業スタッフの操作（近接操作）に応じて動作することも可能である。製造制御装置２００は、遠隔操作と、近接操作との設定を切り替えることも可能である。

【0020】

製造制御装置２００は、遠隔操作で製造装置１を起動する場合、起動操作を受け付けると、所定の装置ユニット（例えば、圧縮ユニット２０、除去ユニット３０、および精製ユニット４０）に対して運転許可の指示を行う。また、製造制御装置２００は、所定の装置ユニット２０～４０について、それぞれ一定の条件が成立すると、運転指令を出力してそれぞれを起動させる。以下、各装置ユニット１０～５０について詳述する。

【0021】

（受入ユニット１０について）
受入ユニット１０は、ガスクーラ１１、および水洗塔１２の各装置を含む。

【0022】

（原料ガスについて）
原料ガスの温度は、所定温度（例えば、１８０℃）である。原料ガスは、製造制御装置２００の制御により、ガスクーラ１１へ送出される。ガスクーラ１１の前段部分には、受入圧力計６０ａ、流量計８０ａ、および流量調節弁１３０ａなどが設けられている。

【0023】

受入圧力計６０ａは、製造装置１に流入するガスの圧力を検出する。
流量計８０ａは、原料ガスの受入流量を検出する。
流量調節弁１３０ａは、原料ガスの受入流量を調節する弁である。
製造制御装置２００は、流量計８０ａの検出結果に基づいて、流量調節弁１３０ａを制御して、受入流量を調節する。

【0024】

ここで、流量調節弁１３０ａを設ける主な理由は、原料ガスの受入量を安定させることにある。ただし、受入圧力は、所定圧力（例えば、３０ｋＰａ）であり、非常に低い。このため、製造制御装置２００は、流量調節弁１３０ａの開度を全開に近い状態（例えば、８０％）にして、圧縮機２２の起動時にのみ、入口が負圧になることを防止している。また、この状態において、流量計８０ａによって検出される流量が所定流量（例えば、３０Ｎｍ^３／ｈ）以下になるようにしている。

【0025】

（ガスクーラ１１について）
ガスクーラ１１は、原料ガスを所定温度（例えば、１８０℃）から所定温度（例えば、４０℃）まで冷却させる。ガスクーラ１１は、冷却装置（チラー）を備える。冷却装置は、製造制御装置または自装置の制御によって、例えば、所定温度（例えば、１０℃）になるように設定されている。所定温度まで冷却された原料ガスは、水洗塔１２へ送出される。

【0026】

（水洗塔１２について）
水洗塔１２は、ガスクーラ１１から送出された原料ガスを洗浄する。具体的には、水洗塔１２は、原料ガスから、ダストや微量の水溶性物質等を除去する。水洗塔１２は、洗浄した原料ガスを圧縮機２２へ送出する。製造装置１の起動時には、受け入れた原料ガスは、ガスクーラ１１および水洗塔１２を経て、圧縮ユニット２０へ送出される。

【0027】

（圧縮ユニット２０について）
圧縮ユニット２０は、一段吸入スナッバ２１と、圧縮機２２と、二段吐出スナッバ２３と、アフタークーラ排出タンク２４と、スピルバック弁１３０ｃとを備える。一段吸入スナッバ２１は、ガス脈動や騒音抑制、ミスト分離を行う機能を備える。一段吸入スナッバ２１は、水洗塔１２から送出された原料ガスを圧縮機２２へ送出する。一段吸入スナッバ２１は、吸入圧力計６０ｄを備える。吸入圧力計６０ｄは、一段吸入スナッバ２１に流入する原料ガスの圧力を検出する。吸入圧力計６０ｄは、圧力の検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、吸入圧力計６０ｄによって検出される圧力が所定圧力（例えば、３０ｋＰａ）になると、圧縮機２２に運転指令を出力して、圧縮機２２を起動させる。より具体的には、圧縮機２２は、以下の条件が成立すると、起動する。
・圧力が所定圧力になること。
・原料ガスの流量が所定流量（例えば、３０Ｎｍ^３／ｈ）以下になること。
・流量調節弁１３０ａの開度を全開に近い状態（例えば、８０％）になること。

【0028】

圧縮機２２は、一段吸入スナッバ２１から送出がされた原料ガスを圧縮し、凝縮水の分離を行う。圧縮機２２は、圧縮した原料ガスを二段吐出スナッバ２３へ送出する。二段吐出スナッバ２３は、ガス脈動や騒音を抑制する機能を備える。二段吐出スナッバ２３は、圧縮機２２から送出された原料ガスをアフタークーラ排出タンク２４へ出力する。アフタークーラ排出タンク２４は、二段吐出スナッバ２３から送出された原料ガスを冷却して凝縮水の分離を行い、除去ユニット３０へ送出する。アフタークーラ排出タンク２４は、排出圧力計６０ｅを備える。排出圧力計６０ｅは、アフタークーラ排出タンク２４に流入する原料ガスの圧力を検出する。排出圧力計６０ｅは、圧力の検出結果を製造制御装置２００へ出力する。

【0029】

スピルバック弁１３０ｃは、排出側の原料ガスの一部を吸い込み側にリサイクルさせる。具体的に説明すると、スピルバック弁１３０ｃは、エアー駆動式のバルブを備える。バルブの種類は、例えば、グローブ弁であり、流量調整のために用いられる一般的なバルブである。スピルバック弁１３０ｃは、計装空気（圧縮空気）が供給されることにより、開方向に作動する。より具体的には、スピルバック弁１３０ｃは、吸入圧力計６０ｄによって検出される圧力が３０ｋＰａ未満になった際に、または、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力が所定値（例えば、２．４５ＭＰａ）を超えた際に、開方向に作動する。これにより、後段の圧力上昇と、入口側の負圧とを防ぎ、圧縮機を安定的に運転する。

【0030】

スピルバック弁１３０ｃは、吸入圧力計６０ｄの検出結果と、排出圧力計６０ｅの検出結果とに基づく製造制御装置２００の制御により、開度を調節する。圧縮機２２の圧力が所定値（例えば、２．０ＭＰａ）になると、圧縮ユニット２０は、原料ガスを除去ユニット３０へ送出する。

【0031】

（除去ユニット３０について）
除去ユニット３０は、除湿塔３１と、脱臭塔３２とを備える。除湿塔３１は、圧縮ユニット２０から送出された原料ガスの水分を除去する。除湿塔３１は、除湿した原料ガスを脱臭塔３２へ送出する。
脱臭塔３２は、除湿塔３１から送出された原料ガスの脱臭を行う。脱臭塔３２は、脱臭した原料ガスを精製ユニット４０へ送出する。

【0032】

ここで、除湿塔３１および脱臭塔３２の起動条件について説明する。上述したように、排出圧力計６０ｅは、アフタークーラ排出タンク２４に流入する原料ガスの圧力に係る検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力値が所定圧力（例えば、２．０ＭＰａ）以上になると、製造制御装置２００は、除湿塔３１および脱臭塔３２の各装置に運転指令を送信して、除湿塔３１および脱臭塔３２を起動させる。これにより、人手を要さずに、除湿塔３１および脱臭塔３２を起動させることができる。

【0033】

なお、除湿塔３１および脱臭塔３２は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力値に基づいて起動することに限らず、除湿塔３１に設けられる除湿塔圧力計６０ｆによって検出される圧力値に基づいて起動してもよい。具体的に説明すると、除湿塔圧力計６０ｆは、除湿塔３１内のガスの圧力を検出し、検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、除湿塔圧力計６０ｆによって検出される圧力値が所定圧力になると、除湿塔３１および脱臭塔３２に運転指令を送信することにより、各装置を起動させるようにしてもよい。

【0034】

（精製ユニット４０について）
精製ユニット４０は、液化器４１、気液分離槽４２、移送ポンプ４３、精留塔４４、リボイラ４５、およびヒータ４６と、過冷却器４７とを備える。

【0035】

（液化器４１について）
液化器４１は、脱臭塔３２から送出された原料ガスを冷却して、液化された炭酸ガス（液化炭酸ガス）を生成する。なお、脱臭塔３２から送出された原料ガスは、ヒータ４６およびリボイラ４５を経由して、液化器４１へ送出される。液化器４１は、液化炭酸ガスを気液分離槽４２へ送出する。
ここで、液化器４１の起動条件について説明する。液化器４１の起動条件は、除湿塔３１および脱臭塔３２の起動条件と同様である。すなわち、液化器４１は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力値が所定圧力以上になると、製造制御装置２００の制御によって受信する運転指令に基づいて起動する。これにより、人手を要さずに、液化器４１の装置を起動させることができる。

【0036】

なお、液化器４１は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力値に基づいて起動することに限らず、液化器４１に設けられる液化器圧力計６０ｉによって検出される圧力値に基づいて起動してもよい。具体的に説明すると、液化器圧力計６０ｉは、液化器４１のオフガス（後述）の圧力を検出し、検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、液化器圧力計６０ｉによって検出される圧力値が所定圧力以上になると、液化器４１に運転指令を送信することにより、各装置を起動させるようにしてもよい。

【0037】

（気液分離槽４２について）
気液分離槽４２は、液化器４１から送出された液化炭酸ガスを気体と液体とに分離させて一時的に貯液する。気液分離槽４２は、貯液する液化炭酸ガスが移送ポンプ４３によって吸い上げられる際に、キャビテーション（泡）を発生させないようにするために、移送ポンプの吸入ヘッドを確保させることを目的としている。

【0038】

気液分離槽４２には、分離槽液面計９０ａが設けられている。分離槽液面計９０ａは、槽内に貯液される液化炭酸ガスの液面を検出する。分離槽液面計９０ａは、液面の検出結果を製造制御装置２００へ送信する。製造制御装置２００は、液化器４１が通常運転している場合において、分離槽液面計９０ａによって検出される液面が所定液面レベル（例えば、５０％）以上になると、移送ポンプ４３を起動する。

【0039】

また、移送ポンプ４３と、精留塔４４との間には、分離槽液面調節弁１３０ｄが設けられる。分離槽液面調節弁１３０ｄは、気液分離槽４２の液化炭酸ガスの液面および精留塔４４へ送出する液化炭酸ガスの送出量を調節する。製造制御装置２００は、分離槽液面計９０ａの検出結果に基づいて、分離槽液面調節弁１３０ｄの開状態を制御する。これにより、気液分離槽４２から精留塔４４への液化炭酸ガスの送出量が調節されて、気液分離槽４２内の液化炭酸ガスのうち、適量が精留塔４４の上方へ送出される。

【0040】

（精留塔４４について）
精留塔４４は、移送ポンプ４３によって気液分離槽４２から吸い上げられた液化炭酸ガスを上方から下方へ流下させるとともに、リボイラ４５からの液化炭酸ガスの蒸気を下方から上昇させる。これにより、流下する液体と、上昇する蒸気とによる気液接触が行われ、液化炭酸ガスの純度を上げることができる。純度が上がった液化炭酸ガスは、精留塔４４からリボイラ４５へ送出される。

【0041】

（リボイラ４５について）
リボイラ４５は、精留塔４４から送出された液化炭酸ガスを一時的に貯液する。リボイラ４５は、精留塔４４の底部から送出された液化炭酸ガスを、加熱および沸騰させて、液化炭酸ガスの蒸気を再び精留塔４４に返す。

【0042】

リボイラ４５には、リボイラ液面計９０ｂが設けられている。リボイラ液面計９０ｂは、リボイラ４５内に貯液される液化炭酸ガスの液面を検出する。
また、リボイラ４５と貯槽ユニット５０とを繋ぐ配管１９０には、過冷却器４７と、リボイラ液面調節弁１３０ｅと、流量計８０ｂとが設けられている。
過冷却器４７は、リボイラ４５から送出される液化炭酸ガスを過度に冷却させる。
リボイラ液面調節弁１３０ｅは、リボイラ４５内の液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出させるための弁である。
流量計８０ｂは、リボイラ４５から送出された液化炭酸ガスの流量を検出し、検出結果を製造制御装置２００へ送信する。
製造制御装置２００は、リボイラ液面計９０ｂによって検出される液面が５０％以上になると、流量計８０ｂが示す流量を監視しながら、リボイラ液面調節弁１３０ｅを開状態にして、リボイラ４５内の液化炭酸ガスの一部を貯槽ユニット５０へ送出させる。

【0043】

また、リボイラ４５内から送出される液化炭酸ガスの一部は、分析計１１０に送出される。これにより、リボイラ４５から貯槽ユニット５０へ送出される液化炭酸ガスの一部は、分析計１１０によって成分の分析が行われる。分析計１１０は、分析結果を製造制御装置２００へ出力する。

【0044】

（ヒータ４６について）
ヒータ４６は、リボイラ４５の前段に設けられており、原料ガスを加温するガスヒータである。リボイラ４５内には、加温された原料ガスが通過する通過配管が設けられる。加熱された原料ガスは、当該通過配管を通過することにより、リボイラ４５に貯液される液化炭酸ガスの蒸気量を増加させる。これにより、液化炭酸ガスの精留塔４４への取り込みを促すことができる。

【0045】

ここで、各装置ユニット１０～５０の起動直後など、リボイラ４５内の液化炭酸ガスの貯槽量が少ない場合に、ヒータ４６によって加温された原料ガスが通過配管を通過したとする。この場合、リボイラ４５内の液化炭酸ガスが蒸発してしまい、リボイラ４５内に液化炭酸ガスが溜まらなくなってしまう。

【0046】

そこで、本実施形態では、リボイラ４５内に所定の条件が成立することにより、ヒータ４６の起動および停止を制御するようにしている。

【0047】

ヒータ４６を運転させる条件は、例えば、以下（１）～（４）の条件を全て満たすことである。
（１）リボイラ液面計９０ｂによって検出される液面が４０％以上であること。
（２）リボイラ液面調節弁１３０ｅが開いていること。
（３）ヒータ４６の温度が所定値未満であること。
（４）ヒータ４６が停止状態であること。

【0048】

また、ヒータ４６を停止させる条件は、例えば、以下（５）～（７）の条件のうち、いずれかの条件と（８）の条件とを全て満たすことである。
（５）リボイラ液面計９０ｂによって検出される液面が３０％未満であること。
（６）リボイラ液面調節弁１３０ｅの開度が０％であること（閉じていること）。
（７）ヒータ４６の温度が所定値以上であること。
（８）ヒータ４６が運転状態であること。

【0049】

（貯槽ユニット５０について）
貯槽ユニット５０は、貯槽タンク５１を含む。貯槽タンク５１は、リボイラ４５に貯液される液化炭酸ガスが所定量になると、リボイラ４５から送出される液化炭酸ガスを貯液する。貯槽タンク５１は、第１貯槽タンク５１ａと、第２貯槽タンク５１ｂとを含む。

【0050】

（低純度の液化炭酸ガスの再利用について）
本実施形態では、低純度の液化炭酸ガスの再利用（再液化）することとしている。具体的に説明すると、リボイラ４５と、過冷却器４７との間には、純度計１００ｂが設けられている。純度計１００ｂは、リボイラ４５から過冷却器４７に向けて送出される液化炭酸ガスの純度を検出する。純度計１００ｂは、検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、純度計１００ｂによって検出された純度が所定純度以上（高純度）である場合には、圧力調節弁１３０ｇを制御して、液化炭酸ガスを過冷却器４７に送出させる。これにより、高純度の液化炭酸ガスを貯槽タンク５１に貯液させることができる。

【0051】

一方で、製造制御装置２００は、純度計１００ｂによって検出された純度が所定純度未満（低純度）である場合には、圧力調節弁１３０ｇを制御して、液化炭酸ガスを配管１２２へ送出させる。配管１２２には、気化器１４が設けられる。気化器１４は、液化炭酸ガスを気化させて原料ガスにする。気化器１４によって気化された原料ガスは、圧縮ユニット２０へ送出され、再度、原料ガスとして用いられる。これにより、低純度の液化炭酸ガスを貯槽タンク５１タンクに貯液させずに、再度、原料ガスとして用いることができる。

【0052】

（オフガスの回収について）
次に、オフガスの回収について説明する。オフガスは、各装置ユニット１０～２０、４０～５０から定常的に排出されるガスである。製造装置１には、原料ガスの流量が所定流量（例えば、１４０Ｎｍ^３／ｈ）である通常の状態において、オフガスを回収する機構が設けられている。具体的には、配管１９０は、排出管１２０（１２０ａ、１２０ｂ）を含む。排出管１２０は、一のオフガス配管１２１に合流する。オフガス配管１２１は、排出管１２０から送出されたオフガスを、再利用するために、圧縮ユニット２０へ送出する。以下、各排出管１２０について詳述する。

【0053】

第１排出管１２０ａは、液化器４１と、気液分離槽４２において発生したオフガスを排出する。第１排出管１２０ａには、オフガス圧力調節弁１３０ｆが配置されている。オフガス圧力調節弁１３０ｆは、液化器圧力計６０ｉによって検出されるオフガスの圧力が所定圧力（例えば、２．３ＭＰａ）以上になると、開状態となり、オフガスを排出させる。オフガス圧力調節弁１３０ｆは、系内（高圧配管１９０ｂおよび装置ユニット２０～５０）の圧力を一定に保ち、すなわち、圧力の上昇を防止させることができる。このため、圧力上昇による異常に伴って製造装置１が停止してしまうことを抑えることができる。

【0054】

また、第１排出管１２０ａには、純度計１００ａが設けられている。純度計１００ａは、第１排出管１２０ａ内の液化炭酸ガスの純度を検出する。純度計１００ａは、検出結果を製造制御装置２００へ出力する。製造制御装置２００は、純度計１００ａによって検出された純度が所定純度未満（低純度）である場合には、圧力調節弁１３０ｆを制御して、液化炭酸ガスをオフガス配管１２１へ送出させる。一方、製造制御装置２００は、純度計１００ａによって検出された純度が所定純度以上である場合には、オフガスとして放出させる。

【0055】

第２排出管１２０ｂは、受入ユニット１０（水洗塔１２）と、圧縮ユニット２０（一段吸入スナッバ２１）との間で発生したオフガスを排出する。第２排出管１２０ｂには、吸入圧力調節弁１３０ｂが配置されている。吸入圧力調節弁１３０ｂは、水洗塔１２と一段吸入スナッバ２１との間における圧力に応じて開状態となり、オフガスを排出させる。第２排出管１２０ｂによって排出されるオフガスは、低圧であるため、そのままオフガス配管１２１に排出される。

【0056】

なお、図示した排出管１２０や各種弁１３０の他にも、その他の装置ユニット間には、適宜、排出管や、不図示の安全弁が設けられるようにして、オフガスが排出されるようにしてもよい。例えば、製造装置１には、不図示の安全弁や分析計１１０から放出されたガスが排出される排出管が設けられるようにし、当該排出管がオフガス配管１２１に合流するようにすればよい。また、発生したオフガスが高圧である場合には、当該装置ユニットに設けられているコントロールバルブで低圧にされるようにし、オフガス配管１２１に排出されるようにすればよい。また、発生したオフガスが低圧である場合には、そのままオフガス配管１２１に排出されるようにすればよい。

【0057】

ここで、液化器４１から排出された液化炭酸ガスは、冷却されていることから、そのまま圧縮ユニット２０へ送出されてしまうと、圧縮ユニット２０が備える配管や機器を損傷し兼ねない。そこで、オフガス配管１２１の経路上（圧縮機２２の前）に、加温器１５を設けるようにし、オフガス配管１２１によって回収された低純度ガスを加温するようにしている。このように、本実施形態では、気化器１４を用いた低純度ガスの再利用とは別に、従来では廃棄していた低純度ガス（オフガス）についても、再利用することができるようになっている。

【0058】

（製造システムＳｔのハードウェア構成）
図２は、製造システムＳｔのハードウェア構成の一例を示す図である。図２において、製造システムＳｔは、製造制御装置２００と、各種検出器３００と、各装置ユニット１０～５０とを含む。製造制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、メモリ２０２と、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）２０３と、入力デバイス２０４と、ディスプレイ２０５とを備える。

【0059】

ＣＰＵ２０１は、製造制御装置２００の全体の制御をつかさどる。
メモリ２０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの各種記憶媒体を含む。ＲＯＭは、各種プログラムを記憶する。例えば、ＲＯＭは、本実施形態に係る製造制御プログラムを記憶する。ＲＡＭは、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。メモリ２０２は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリを含む。メモリ２０２は、製造制御装置２００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、通信Ｉ／Ｆ２０３等のインタフェースを介して製造制御装置２００に接続される外部メディアであってもよい。また、プログラムが通信Ｉ／Ｆ２０３によって製造制御装置２００に配信される場合、配信を受けた製造制御装置２００が当該プログラムをメモリ２０２に展開し、処理を実行してもよい。

【0060】

通信Ｉ／Ｆ２０３は、通信回線を通じてネットワークに接続され、ネットワークを介して他の装置や機器（例えば、各種検出器３００）に接続される。
入力デバイス２０４は、文字、数字、各種指示などの入力を行う。入力デバイス２０４は、タッチパネル式の入力パッド、テンキー、キーボード、マウス、マイク、カメラなどを含む。
ディスプレイ２０５は、液晶ディスプレイなど、画像を表示する表示装置である。

【0061】

各種検出器３００は、圧力計６０と、温度計７０と、流量計８０と、液面計９０と、純度計１００と、分析計１１０とを含む。
各装置ユニット１０～５０は、各種弁１３０や、各種ポンプを含む。各種ポンプは、移送ポンプ４３を含むほか、液化炭酸ガスを貯液する他のタンクに設けられるポンプを含む。
各装置ユニット１０～５０は、それぞれ起動部を備える。それぞれの起動部は、製造制御装置２００からの運転指令に応じて、自装置を起動させる。

【0062】

（製造制御装置２００が行う処理の一例）
図３および図４は、製造制御装置２００が行う処理の一例を示すフローチャートである。図３において、製造制御装置２００は、製造装置１（各装置ユニット１０～５０）の起動開始となるまで待機する（ステップＳ３０１）。製造装置１の起動開始とは、製造装置１が停止している状態において、例えば、入力デバイス２０４（図２）によって作業スタッフから起動開始に係る所定の操作を受け付けることである。ステップＳ３０１において、製造装置１の起動開始になると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、水洗塔１２に対して運転指令を行う（ステップＳ３０２）。

【0063】

当該運転指令により、水洗塔１２が起動する。そして、製造制御装置２００は、流量計８０ａの検出結果を取得するとともに（ステップＳ３０３）、原料ガスの流量が３０Ｎｍ^３／ｈ以下となるように、流量調節弁１３０ａの流量設定値に合わせて開度が追従するように流量調節弁１３０ａを制御する（ステップＳ３０４）。

【0064】

次に、製造制御装置２００は、圧縮機２２の起動条件となるまで待機する（ステップＳ３０５）。圧縮機２２の起動条件は、原料ガスの流量が３０Ｎｍ^３／ｈ以上であり且つ、吸入圧力計６０ｄによって検出される圧力（一段吸入スナッバ２１に流入する原料ガスの圧力）が３０ｋＰａ以上になることである。製造制御装置２００は、圧縮機２２の起動条件になると、圧縮機２２に対し運転指令を行う（ステップＳ３０６）。当該運転指令により、圧縮機２２が起動する。

【0065】

そして、製造制御装置２００は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力（アフタークーラ排出タンク２４に流入する原料ガスの圧力）が所定値（例えば、２．０ＭＰａ）になったか否かを判断する（ステップＳ３０７）。製造制御装置２００は、当該圧力が所定値になるまで待機し（ステップＳ３０７：ＮＯ）、当該圧力が所定値になると（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、除湿塔３１、脱臭塔３２、および液化器４１に対して、それぞれ運転指令を行う（ステップＳ３０８～Ｓ３１０）。当該運転指令により、除湿塔３１、脱臭塔３２、および液化器４１が起動する。

【0066】

この後、図４に示すように、製造制御装置２００は、分離槽液面計９０ａによって検出される気液分離槽４２の液面が５０％以上になると（ステップＳ４０１）、移送ポンプ４３に対して運転指令を行い、移送ポンプ４３を起動する（ステップＳ４０２）。

【0067】

そして、製造制御装置２００は、気液分離槽４２の液面が３０％以下である場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、すなわち、起動直後で当該液面が３０％を超えない場合、製造制御装置２００は、移送ポンプ４３の停止指令を行い（ステップＳ４０４）、ステップＳ４０１に戻る。

【0068】

一方、当該液面が３０％以下ではない場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、すなわち、当該液面が３０％を超える場合、分離槽液面調節弁１３０ｄを制御して（ステップＳ４０５）、液化炭酸ガスを精留塔４４へ送出させる。そして、製造制御装置２００は、リボイラ液面調節弁１３０ｅの制御を開始する（ステップＳ４０６）。これにより、製造制御装置２００は、リボイラ４５内の液化炭酸ガスの量に応じて、液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出させることが可能になる。この後、製造制御装置２００は、ステップＳ４１３およびステップＳ４１４の処理に進む。

【0069】

また、ステップＳ４０５の処理の後、製造制御装置２００は、精留塔バイパス運転が選択されている場合（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、上記（１）～（４）に示したヒータ４６の運転条件が成立に応じて（ステップＳ４０８）、ステップＳ４１３およびステップＳ４１４の処理に進む。精留塔バイパス運転とは、機器の本来の機能を停止する運転である。

【0070】

精留塔バイパス運転が選択されていない場合（ステップＳ４０８：ＮＯ）、製造制御装置２００は、ヒータ４６に対して運転指令を行い、ヒータ４６を起動させる（ステップＳ４０９）。そして、製造制御装置２００は、リボイラ液面計９０ｂによって検出されるリボイラ４５の液面が３０％以下ではなく（ステップＳ４２４：ＮＯ）、さらに、ヒータ４６の温度が所定温度以上ではない場合（ステップＳ４２５：ＮＯ）、ステップＳ４１３およびステップＳ４１４の処理に進む。

【0071】

一方で、リボイラ４５の液面が３０％以下である場合や（ステップＳ４２４：ＹＥＳ）、ヒータ４６の温度が所定温度以上である場合には（ステップＳ４２５：ＹＥＳ）、製造制御装置２００は、ヒータ４６に対して停止指令を行うことにより、ヒータ４６を停止させ（ステップＳ４１２）、ステップＳ４０７に戻る。

【0072】

ステップＳ４１３において、製造制御装置２００は、第１貯槽タンク５１ａの液面が８０％以上となると（ステップＳ４１３）、第１貯槽タンク５１ａの貯槽液面をディスプレイ２０５に表示し（ステップＳ４１５）、一連の処理を終了する。同様に、ステップＳ４１４において、製造制御装置２００は、第２貯槽タンク５１ｂの液面が８０％以上となると（ステップＳ４１４）、第２貯槽タンク５１ｂの貯槽液面をディスプレイ２０５に表示し（ステップＳ４１５）、一連の処理を終了する。

【0073】

（ディスプレイ２０５に表示される画面例）
次に、ディスプレイ２０５に表示される画面の一例について説明する。
図５および図６は、ディスプレイ２０５に表示される画面例を示す図である。図５に示す画面は、製造装置１の全体を示す統括画面５００である。統括画面５００は、第１操作指示ボタン群５１０と、表示対象選択ボタン群５２０と、状況画面５３０と、第２操作指示ボタン群５４０とを含む。

【0074】

第１操作指示ボタン群５１０は、各種操作指示を受け付ける複数のボタンを備える。複数のボタンのうち、いずれかが押下されると、受け付けた指示内容に応じた画面への切替えや、装置ユニット１０～５０に対する制御が行われる。例えば、「軽故障一括」ボタンは、過去の履歴のうち、軽故障の一覧表示画面への切替えを受け付ける。また、「非常停止」ボタンは、製造装置１が備える装置ユニット１０～５０の停止を受け付ける。

【0075】

表示対象選択ボタン群５２０は、状況画面５３０に表示される表示対象の切替えを受け付ける複数のボタンを備える。図示では、複数のボタンのうち、「全体図」ボタンが選択されていることを示しており、また、状況画面５３０には全体図が表示されている。例えば、「水洗塔ユニット」ボタンが押下されると、水洗塔１２の詳細画面に切り替わる。

【0076】

第２操作指示ボタン群５４０は、各種操作指示を受け付ける複数のボタンを備える。複数のボタンのうち、いずれかが押下されると、受け付けた指示内容に応じた画面に切替わる。例えば、「配管系統図」ボタンは、配管１９０の系統を示す詳細画面への切替えを受け付ける。また、「電力量」ボタンは、製造装置１に係る各種の電力量の一覧表示画面への切替えを受け付ける。

【0077】

このような統括画面５００を表示することにより、作業スタッフは、中央制御室２１０で各装置ユニット１０～５０の運転状況を把握したり、各装置ユニット１０～５０を遠隔操作したりすることができる。

【0078】

図６は、一覧表示画面の一例を示す図である。図６の一覧表示画面６００は、例えば、図５に示した第１操作指示ボタン群５１０の「軽故障一括」ボタンが押下されることによって表示される。一覧表示画面６００は、軽故障の一覧を示す。具体的には、一覧表示画面６００には、軽故障が発生した日時や、対象の装置ユニット１０～５０や、軽故障が発生した際の状況などが表示される。例えば、弁の開閉に係る制御内容や、温度の状況（ＨまたはＬ）や、液面の状況（ＨまたはＬ）などが表示される。また、一覧表示画面６００には、現在発生中のアラームも表示される。

【0079】

なお、一覧表示画面６００では、故障等に係る画面に限らず、通常の運転時おける各種検出器３００によって検出された検出結果や、各装置ユニット１０～５０に対する制御内容などをリアルタイムに表示することも可能である。また、例えば、起動時に除湿塔３１等を起動させた時間や、ヒータ４６をオンまたはオフにした時間を含む制御内容を表示することも可能である。

【0080】

このような一覧表示画面６００を表示することにより、作業スタッフは、各装置ユニット１０～５０についての現在の状況や過去の履歴を容易に確認することができる。

【0081】

（製造システムＳｔの機能的構成）
次に、実施形態の総括として、製造システムＳｔの機能的構成について説明する。
図７は、製造システムＳｔの機能的構成の一例を示すブロック図である。図７において、製造システムＳｔは、装置ユニット１０～５０と、製造制御装置２００とを含む。
装置ユニット１０～５０は、圧縮部７０１と、除去部７０２ａと、液化部７０２ｂと、液化貯槽部７０３と、第１送出部７０４と、純度検出部７０５と、第２送出部７０６と、精製貯槽部７０７と、第３送出部７０８と、加熱部７０９と、圧力検出部７１０とを備える。

【0082】

製造制御装置２００は、取得部７２１と、制御部７２２と、表示処理部７２３とを備える。取得部７２１と、制御部７２２と、表示処理部７２３とは、ＣＰＵ２０１によって実現される。すなわち、ＣＰＵ２０１がメモリ２０２に記憶される製造制御プログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。

【0083】

（各工程における物理量の取得、および、製造装置１の全体に係る制御について）
取得部７２１は、液化炭酸ガスの製造に係る複数の工程のうち、工程ごとに原料ガスの物理量を取得する。複数の工程は、上述した各装置ユニット１０～５０に係る工程に加えて、各装置ユニット１０～５０の間の原料ガスの伝達に係る工程を含む。物理量は、例えば、圧力、温度、純度、貯槽量（液面量）、分析値などを含む。

【0084】

制御部７２２は、製造装置１の起動時に、取得部７２１によって取得された一の工程に係る物理量に基づいて、当該一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニット１０～５０を起動する。以下に、後段の工程に係る装置ユニット１０～５０の起動について具体例を挙げて説明する。

【0085】

（除去部７０２ａおよび液化部７０２ｂの起動に係る制御について）
圧縮部７０１は、例えば、圧縮ユニット２０である。具体的には、圧縮部７０１は、原料ガスを圧縮する圧縮工程に係る圧縮機２２を含む。除去部７０２ａは、例えば、除去ユニット３０である。具体的には、除去部７０２ａは、原料ガスから不要な成分を取り除く除去工程に係る除湿塔３１および脱臭塔３２を含む。除去工程は、圧縮工程よりも後段の工程である。液化部７０２ｂは、例えば、原料を液化する液化工程に係る液化器４１である。液化工程は、除去工程の後段の工程である。

【0086】

取得部７２１は、一の工程の物理量として、圧縮部７０１によって圧縮された原料ガスの圧力値を取得する。具体的に取得部７２１は、排出圧力計６０ｅによって検出される圧力値（アフタークーラ排出タンク２４に流入する原料ガスの圧力値）を取得する。

【0087】

制御部７２２は、取得部７２１によって取得された圧力値に基づいて、除去部７０２ａを起動する。具体的には、制御部７２２は、当該圧力値が所定値（例えば、２．０ＭＰａ）以上になると、除湿塔３１および脱臭塔３２を起動させるための運転指令を除湿塔３１および脱臭塔３２へ出力する。これにより、除湿塔３１および脱臭塔３２は、自動で起動する。

【0088】

また、制御部７２２は、取得部７２１によって取得された圧力値に基づいて、液化部７０２ｂを起動する。具体的には、制御部７２２は、当該圧力値が所定値（例えば、２．０ＭＰａ）以上になると、液化器４１を起動させるための運転指令を液化器４１へ出力する。これにより、液化器４１は、自動で起動する。

【0089】

（移送ポンプ４３の起動に係る制御について）
液化貯槽部７０３は、液化した原料ガスを一時的に貯液する液化貯槽工程に係る気液分離槽４２を含む。第１送出部７０４は、第１送出工程に係る移送ポンプ４３を含む。第１送出工程は、液化貯槽部７０３に貯液された原料ガスを精留部（精留塔４４）へ送出する工程である。第１送出工程は、液化貯槽工程よりも後段の工程である。

【0090】

なお、第１送出部７０４は、移送ポンプ４３に代えて、パージコンデンサ（凝縮器）であってもよい。パージコンデンサは、リボイラにより炊きあげられた蒸気を凝縮し、高純度の液として貯液する。パージコンデンサは、精留塔４４の上部に設けられ、精留塔４４の上部に溜まった不純物を含有する蒸気を凝縮（コンデンス）し、液については精留塔４４に降らせるようにする。パージコンデンサを設けた場合、発生したイナートガスについては、放出させることができる。

【0091】

第１送出部７０４に移送ポンプ４３を用いた場合のメリットについて補足する。移送ポンプ４３を用いた場合、パージコンデンサを用いた場合と比較して、移送ポンプ４３の不使用時における電力消費の低減を図ることができるため、省電力化を図ることができる。また、パージコンデンサの場合、精留塔４４の上部に設けられるため、設置時やメンテナンス時等に架構を要してしまう。一方で、移送ポンプ４３は精留塔の下部に設置することができるため、設置等において架構を不要とすることができる。また、移送ポンプ４３は、パージコンデンサに比べて圧損しにくい。

【0092】

取得部７２１は、一の工程の物理量として、液化貯槽部７０３に貯液された原料ガスの量を取得する。具体的には、取得部７２１は、分離槽液面計９０ａによって検出される気液分離槽４２の液面の検出結果を取得する。なお、当該原料ガスの量は、液面に限らず、重量としてもよい。

【0093】

制御部７２２は、取得部７２１によって取得された原料ガスの量に基づいて、第１送出部７０４を起動する。具体的には、制御部７２２は、分離槽液面計９０ａによって検出される液面が５０％以上になると、移送ポンプ４３を起動させるための運転指令を移送ポンプ４３へ出力する。これにより、移送ポンプ４３は、自動で起動する。

【0094】

（低純度の液化炭酸ガスの再利用について）
純度検出部７０５は、液化した原料ガスの純度を検出する純度検出工程に係る純度計１００ａ、１００ｂを含む。第２送出部７０６は、第２送出工程に係る圧力調節弁１３０ｆ、１３０ｇを含む。第２送出工程は、原料ガスを再利用するために圧縮部７０１へ送出する工程である。具体的には、第２送出工程は、圧力調節弁１３０ｆを制御することにより、当該原料ガスを加温器１５へ送出する工程を含む。また、第２送出工程は、圧力調節弁１３０ｇを制御することにより、当該原料ガスを気化器１４へ送出する工程を含む。第２送出工程は、純度検出工程の後段の工程である。なお、第２送出部７０６は、圧力調節弁１３０ｆ、１３０ｇに限らず、それぞれポンプであってもよい。

【0095】

一例として、気化器１４への送出について説明すると、取得部７２１は、一の工程の物理量として、純度検出部７０５によって検出された純度を取得する。具体的には、取得部７２１は、純度計１００ｂによって検出される純度（リボイラ４５から過冷却器４７に向けて送出される液化炭酸ガスの純度）の検出結果を取得する。

【0096】

制御部７２２は、取得部７２１によって取得された純度に基づいて、第２送出部７０６を起動させる。具体的には、制御部７２２は、純度計１００ａによって検出された純度が所定純度未満（低純度）である場合には、圧力調節弁１３０ｇを制御して、液化炭酸ガスを気化器１４へ送出させる。これにより、低純度の液化炭酸ガスを再度圧縮ユニット２０へ流入させて、再利用することができる。

【0097】

（リボイラ４５の液面に応じて液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出することについて）
精製貯槽部７０７は、精製した液化炭酸ガスを一時的に貯液する精製貯槽工程に係るリボイラ４５を含む。第３送出部７０８は、第３送出工程に係るリボイラ液面調節弁１３０ｅを含む。第３送出工程は、精製貯槽部７０７に貯液された液化炭酸ガスを製品貯槽タンク（貯槽タンク５１）に送出する工程である。第３送出工程は、精製貯槽工程よりも後段の工程である。なお、第３送出部７０８は、リボイラ液面調節弁１３０ｅに限らず、ポンプであってもよい。

【0098】

取得部７２１は、一の工程の物理量として、精製貯槽部に貯液された液化炭酸ガスの量を取得する。具体的には、取得部７２１は、リボイラ液面計９０ｂによって検出されるリボイラ４５の液面の検出結果を取得する。なお、当該液化炭酸ガスの量は、液面に限らず、重量や体積としてもよい。

【0099】

制御部７２２は、取得部７２１によって取得された液化炭酸ガスの量に基づいて、第３送出部７０８を起動する。具体的には、制御部７２２は、リボイラ液面計９０ｂによって検出される液面が５０％以上になると、リボイラ液面調節弁１３０ｅを起動させるための運転指令をリボイラ液面調節弁１３０ｅへ出力する。これにより、リボイラ４５内の液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出することができる。

【0100】

（ヒータ４６の起動）
加熱部７０９は、加熱工程に係るヒータ４６を含む。加熱工程は、精製前の原料ガスを加熱する工程である。精製貯槽部７０７は、リボイラ４５を含む。上述したように、リボイラ４５は、精製した液化炭酸ガスを一時的に貯液するとともに、加熱部７０９によって加熱された原料ガスの通過に伴って、液化炭酸ガスの蒸気を精留部（精留塔４４）へ送出する精製貯槽工程を行う。

【0101】

取得部７２１は、一の工程の物理量として、精製貯槽部７０７に貯液された液化炭酸ガスの量を取得する。具体的には、取得部７２１は、リボイラ液面計９０ｂによって検出されるリボイラ４５の液面の検出結果を取得する。

【0102】

制御部７２２は、取得部７２１によって取得された液化炭酸ガスの量に基づいて、加熱部７０９を起動させる。具体的には、制御部７２２は、リボイラ液面計９０ｂによって検出される液面の検出結果を含む所定条件（上記（１）～（４））の成立により、ヒータ４６を起動させるための運転指令をヒータ４６へ出力する。

【0103】

（製造装置１の高圧制御）
圧力検出部７１０は、配管（高圧配管１９０ｂ）内の圧力値を検出する。高圧配管１９０ｂは、原料ガスを圧縮する圧縮工程に係る装置ユニット（圧縮ユニット２０）から、圧縮された原料ガスに基づいて製造される高圧の液化炭酸ガスを貯液する貯槽工程に係る装置ユニット（貯槽ユニット５０）まで連結する配管である。圧力検出部７１０は、圧縮機２２の後段に配置される圧力計６０であり、例えば、液化器圧力計６０ｉである。

【0104】

取得部７２１は、高圧配管１９０ｂ内の圧力値を取得する。具体的には、取得部７２１は、液化器圧力計６０ｉによって検出される圧力値を取得する。制御部７２２は、取得部７２１によって取得された圧力値に基づいて、高圧配管１９０ｂの圧力を制御する。具体的には、制御部７２２は、液化器圧力計６０ｉによって検出されるオフガスの圧力が所定圧力（例えば、２．３ＭＰａ）以上になると、オフガス圧力調節弁１３０ｆを開状態にし、オフガスを排出させる。これにより、高圧配管１９０ｂ内の圧力を一定に保ち、すなわち、圧力の上昇を防止させることができる。

【0105】

（表示に係る制御）
表示処理部７２３は、取得部７２１によって取得された工程ごとの物理量に基づく画面をディスプレイ２０５（表示部）に表示させる。具体的には、表示処理部７２３は、図６に示したように、温度の状況（HighまたはLow）や、液面の状況（HighまたはLow）などを表示することが可能である。また、表示処理部７２３は、警告を報知することも可能である。

【0106】

また、表示処理部７２３は、制御部７２２による装置ユニット１０～５０に対する制御内容に基づく画面をディスプレイ２０５に表示させる。具体的には、表示処理部７２３は、図６に示したように、弁の開閉に係る制御内容等を表示することが可能である。

【0107】

（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態に係る製造制御装置２００は、製造装置１の起動時に、取得した一の工程に係る物理量に基づいて、当該一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニット１０～５０を起動する。これにより、後段の工程に係る装置ユニット１０～５０を起動させるために、監視用の作業スタッフを配置しなくても、後段の工程に係る装置ユニット１０～５０を起動させることができる。したがって、製造装置１を簡単且つ迅速に起動させることができる。よって、本実施形態によれば、製造装置１を効率よく安全に起動させることができる。

【0108】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、圧縮ユニット２０によって圧縮された原料ガスの圧力値に基づいて、除去ユニット３０を起動する。これにより、圧力値を確認する作業スタッフや、除去ユニット３０を起動させる作業スタッフを、圧縮ユニット２０や除去ユニット３０にそれぞれ配置しなくても、除去ユニット３０を簡単且つ迅速に起動させることができる。

【0109】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、圧縮ユニット２０によって圧縮された原料ガスの圧力値に基づいて、液化器４１を起動する。これにより、圧力値を確認する作業スタッフや、液化器４１を起動させる作業スタッフを液化器４１近傍に配置しなくても、液化器４１を簡単且つ迅速に起動させることができる。

【0110】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、気液分離槽４２に貯液された原料ガスの量に基づいて、移送ポンプ４３を起動する。これにより、気液分離槽４２に貯液された原料ガスの量を確認する作業スタッフや、移送ポンプ４３を起動させる作業スタッフを、気液分離槽４２や移送ポンプ４３にそれぞれ配置しなくても、液化炭酸ガスを精留塔４４へ送出することができる。

【0111】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、純度計１００ａ、１００ｂによって検出された純度に基づいて、圧力調節弁１３０ｆ、１３０ｇを起動させて、液化炭酸ガスを再利用するために圧縮機２２へ送出させる。これにより、低純度の液化炭酸ガスを、再度原料ガスとして利用することができる。特に、起動直後に生じやすい低純度の液化炭酸ガスを廃棄せずに、再度原料ガスとして用いることができるため、原料ガスの有効活用を図ることができる。

【0112】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、リボイラ４５に貯液された液化炭酸ガスの量に基づいて、リボイラ液面調節弁１３０ｅを起動させて、液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出させる。これにより、リボイラ４５に貯液された原料ガスの量を確認する作業スタッフや、リボイラ液面調節弁１３０ｅを起動させる作業スタッフを、リボイラ４５やリボイラ液面調節弁１３０ｅにそれぞれ配置しなくても、液化炭酸ガスを貯槽タンク５１へ送出することができる。

【0113】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、リボイラ４５に貯液された液化炭酸ガスの量に基づいて、ヒータ４６を起動させる。これにより、リボイラ４５内の液化炭酸ガスが蒸発してしまい、リボイラ４５内に液化炭酸ガスが溜まらなくなってしまうことを抑えることができる。また、リボイラ４５に貯液された原料ガスの量を確認する作業スタッフや、ヒータ４６を起動させる作業スタッフを、リボイラ４５やヒータ４６にそれぞれ配置しなくても、ヒータ４６を起動させることができる。

【0114】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、高圧配管１９０ｂの圧力値に基づいて、高圧配管１９０ｂの圧力を制御する。これにより、高圧配管１９０ｂ内の圧力を一定に保ち、すなわち、圧力の上昇および低下を監視することができる。したがって、例えば、圧力の低下に伴ってドライアイスが発生してしまうことを防止することができる。

【0115】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、工程ごとの物理量に基づく画面をディスプレイ２０５に表示させる。これにより、作業スタッフは、中央制御室２１０において各装置ユニット１０～５０を容易に監視することができる。

【0116】

また、本実施形態に係る製造制御装置２００は、装置ユニット１０～５０に対する制御内容に基づく画面をディスプレイ２０５に表示させる。これにより、作業スタッフは、中央制御室２１０において各装置ユニット１０～５０に対する制御内容を容易に把握することができる。

【0117】

なお、本実施形態では、製造システムＳｔは、純度計１００ａ、１００ｂの検出結果に基づく純度検出工程と、液化炭酸ガスの再利用に係る第２送出工程とを含むようにしたが、これらの工程を含まないようにしてもよい。すなわち、原料の再利用については、必須の構成ではなく、追加可能な構成としてもよい。

【0118】

なお、以上に説明した製造制御装置２００を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0119】

Ｓｔ…製造システム、１…製造装置、１０…受入ユニット、１１…ガスクーラ、１２…水洗塔、２０…圧縮ユニット、２１…一段吸入スナッバ、２２…圧縮機、２３…二段吐出スナッバ、２４…アフタークーラ排出タンク、３０…除去ユニット、３１…除湿塔、３２…脱臭塔、４０…精製ユニット、４１…液化器、４２…気液分離槽、４３…移送ポンプ、４４…精留塔、４５…リボイラ、４６…ヒータ、５０…貯槽ユニット、５１…貯槽タンク、６０…圧力計、７０…温度計、８０…流量計、９０…液面計、１００ａ、１００ｂ…純度計、１１０…分析計、１３０…各種弁、２００…製造制御装置、７０１…圧縮部、７０２ａ…除去部、７０２ｂ…液化部、７０３…液化貯槽部、７０４…第１送出部、７０５…純度検出部、７０６…第２送出部、７０７…精製貯槽部、７０８…第３送出部、７０９…加熱部、７１０…圧力検出部、７２１…取得部、７２２…制御部、７２３…表示処理部

【要約】

【課題】液化炭酸ガスの製造装置を効率よく安全に起動させること。
【解決手段】製造制御装置２００は、複数の工程を経て、原料から液化炭酸ガスを製造する製造装置１を制御する。製造制御装置２００は、取得部と、制御部とを備える。取得部は、前記複数の工程のうち、工程ごとに原料の物理量を取得する。制御部は、前記製造装置１の起動時に、前記取得部によって取得された一の工程に係る物理量に基づいて、前記一の工程よりも後段の工程に係る装置ユニット１０～５０を起動する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】