JP5680863B2

JP5680863B2 - 流体生成装置および成分抽出方法

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Publication number: JP5680863B2
Application number: JP2010033053A
Authority: JP
Inventors: 田村　和也; 和也田村; 貴樹那須; 慎一朗川▲崎▼
Original assignee: Dai Dan Co Ltd
Current assignee: Dai Dan Co Ltd
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: JP2011167624A

Description

本発明は、所定の物質を超臨界または亜臨界のいずれかの流体にする流体生成装置および被収容物から所定の成分を抽出する成分抽出方法に関する。

超臨界の二酸化炭素洗浄流体を供給する流体供給流路と、二酸化炭素洗浄流体が循環する洗浄流路と、それら流路につながって二酸化炭素洗浄流体が流入する洗浄容器と、流体供給流路に設置された昇圧ポンプと、洗浄流路に設置された循環ポンプと、洗浄容器の下流側に延びる洗浄流路に設置された濾過フィルタとから形成された洗浄装置がある（特許文献１参照）。昇圧ポンプは、洗浄容器に流入する二酸化炭素を所定の温度に昇温するとともに所定の圧力に昇圧する。循環ポンプは、被洗浄物の洗浄中に洗浄容器内部に流通する二酸化炭素洗浄流体の圧力を一定に保持しつつ、その洗浄流体を洗浄流路に循環させる。濾過フィルタは、洗浄流体に含まれる不純物を濾過する。この洗浄装置は、超臨界の二酸化炭素洗浄流体を洗浄流路に循環させ、洗浄容器の内部に収容された被洗浄物を洗浄するから、被洗浄物の洗浄時間を短縮することができる。また、濾過フィルタを洗浄流路に設置することで、洗浄流体に含まれる微細な不純物を取り除くことができ、洗浄流体を清浄に保つことができる。

特開平８−２０６４８５号公報

前記公報に開示の洗浄システムは、昇圧ポンプを利用して二酸化炭素を超臨界の二酸化炭素洗浄流体に変え、その流体を流体供給流路から洗浄容器に供給する。二酸化炭素は、昇圧ポンプによって昇温昇圧され、超臨界の二酸化炭素洗浄流体に変わる。この洗浄システムは、昇圧ポンプを利用して超臨界の洗浄流体を生成するが、二酸化炭素を所定の温度に昇温させつつ所定の圧力に昇圧させるまでの昇温昇圧時間が長く、二酸化炭素を超臨界の洗浄流体に変えるために長時間を要する。この洗浄システムは、二酸化炭素を超臨界の洗浄流体に変えるまでに相当の時間を要するから、洗浄前の準備を短縮することができず、単位時間当たりの洗浄回数を増やすことができない。

本発明の目的は、所定の物質を短時間で昇温昇圧することができ、その物質を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができるとともに、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物に含まれる成分を抽出することができる流体生成装置および成分抽出方法を提供することにある。

前記課題を解決するための本発明の前提は、所定容積の気密容器と、気密容器の後に設置されて第１管路を介して気密容器につながる減圧分離ユニットと、減圧分離ユニットの後に設置されて第１管路を介して減圧分離ユニットにつながる回収供給ユニットと、回収供給ユニットと気密容器との間に延びる第１管路に設置された昇圧ポンプと、コントローラとを備え、コントローラが、昇圧ポンプを利用して所定の物質を昇温昇圧し、物質を超臨界流体または亜臨界流体に変える流体生成手段を行う流体生成装置である。

前記前提における本発明の流体生成装置の特徴として、流体生成装置が、昇圧ポンプと気密容器との間に延びる第１管路に設置された加熱器と、気密容器と減圧分離ユニットとの間に延びる第１管路から分岐して昇圧ポンプと加熱器との間に延びる第１管路につながる第２管路と、第２管路に設置されて流量が昇圧ポンプのそれよりも大きい循環ポンプとを含み、流体生成手段では、昇圧ポンプを利用して第１管路に物質を流入させつつ、昇圧ポンプと加熱器とを利用して物質を昇温昇圧すると同時に、第１管路に流入させる物質の流量よりも多い流量の物質を循環ポンプを利用して第２管路に流入させつつ、循環ポンプと加熱器とを利用して物質を昇温昇圧し、物質を超臨界流体または亜臨界流体に変えることにある。

本発明の流体生成装置の一例としては、コントローラが、所定の成分を含有した被収容物を気密容器に収容し、流体を気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出手段を行う。

本発明の流体生成装置の他の一例として、成分抽出手段では、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに昇圧ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の流体生成装置の他の一例として、成分抽出手段では、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに昇圧ポンプを利用して環流させるとともに、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の流体生成装置の他の一例として、成分抽出手段では、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の流体生成装置の他の一例として、流体生成装置が、循環ポンプと加熱器との間に延びる第２管路から分岐して加熱器と気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、成分抽出手段では、循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させるとともに、流体をバイパス管路を介して気密容器と循環ポンプとを通る第３ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明にかかる成分抽出方法の特徴は、所定の成分を含有した被収容物を収容する所定容積の気密容器と、気密容器の後に設置されて第１管路を介して気密容器につながる減圧分離ユニットと、減圧分離ユニットの後に設置されて第１管路を介して減圧分離ユニットにつながる回収供給ユニットと、回収供給ユニットの後に設置されて第１管路を介して回収供給ユニットにつながる昇圧ポンプと、昇圧ポンプの後に設置されて第１管路を介して昇圧ポンプにつながる加熱器と、気密容器と減圧分離ユニットとの間に延びる第１管路から分岐して昇圧ポンプと加熱器との間に延びる第１管路につながる第２管路と、第２管路に設置されて流量が昇圧ポンプのそれよりも大きい循環ポンプと、コントローラとを備え、コントローラが、昇圧ポンプを利用して第１管路に所定の物質を流入させつつ、昇圧ポンプと加熱器とを利用して物質を昇温昇圧すると同時に、第１管路に流入させる物質の流量よりも多い流量の物質を循環ポンプを利用して第２管路に流入させつつ、循環ポンプと加熱器とを利用して物質を昇温昇圧し、物質を超臨界流体または亜臨界流体に変え、流体を気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出することにある。

本発明の成分抽出方法の一例として、成分抽出方法では、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに昇圧ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の成分抽出方法の他の一例として、成分抽出方法では、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに昇圧ポンプを利用して環流させるとともに、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の成分抽出方法の他の一例として、成分抽出方法では、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明の成分抽出方法の他の一例としては、成分抽出方法が、循環ポンプと加熱器との間に延びる第２管路から分岐して加熱器と気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、成分抽出方法では、循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに循環ポンプを利用して環流させるとともに、流体をバイパス管路を介して気密容器と循環ポンプとを通る第３ルートに循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する。

本発明にかかる流体生成装置によれば、昇圧ポンプを利用して第１管路に所定の物質を流入させつつ、昇圧ポンプと加熱器とを利用してその物質を昇温昇圧すると同時に、循環ポンプを利用して第２管路に物質を流入させつつ、循環ポンプと加熱器とを利用してその物質を昇温昇圧するから、物質の昇温昇圧に循環ポンプおよび加熱器が加わり、昇圧ポンプのみを利用して物質を昇温昇圧する場合や昇圧ポンプおよび加熱器を利用して物質を昇温昇圧する場合と比較し、物質を短時間に昇温昇圧することができ、物質を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができる。

本発明の流体生成装置は、循環ポンプの流量が昇圧ポンプのそれよりも大きく、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる物質の流量が昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる物質の流量よりも多いから、循環ポンプおよび加熱器を利用することで多量の物質を短時間に昇温させることが可能となり、昇圧ポンプおよび加熱器に加え、循環ポンプおよび加熱器によって物質を短時間に昇温昇圧することができ、物質を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができる。

本発明の流体生成装置は、所定の成分を含有した被収容物を気密容器に収容し、超臨界流体または亜臨界流体を気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出するから、所定の物質を短時間に超臨界流体または亜臨界流体に変えることができるのみならず、その流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができる。この流体生成装置は、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

超臨界流体または亜臨界流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する流体生成装置は、被収容物から抽出された成分が含まれる流体を減圧分離ユニットに流入させ、減圧分離ユニットにおいて流体に含まれる成分を分離し、成分が分離された流体を利用して被収容物に含まれる成分を再び抽出するから、成分抽出時における流体を清浄に保持することができ、常に清浄な流体を利用して被収容物から成分を抽出することができる。流体生成装置は、成分抽出時に流体を第１ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この流体生成装置は、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに環流させるとともに、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する流体生成装置は、被収容物から抽出された成分が含まれる流体を第１ルートの減圧分離ユニットに流入させ、減圧分離ユニットにおいて流体に含まれる成分を分離し、成分が分離された流体を利用して被収容物に含まれる成分を再び抽出するから、成分抽出時における流体を清浄に保持することができ、常に清浄な流体を利用して被収容物から成分を抽出することができる。流体生成装置は、第２ルートを通る流体の流量を第１ルートを通る流体のそれよりも多くすることで、第２ルートに環流する流体の単位時間当たりの流量が多くなるから、第２ルートを介して気密容器に多くの流体を流入させることができ、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置は、成分抽出時に流体を第１および第２ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この流体生成装置は、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるのみならず、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する流体生成装置は、多量の流体を第２ルートに短時間に環流させることで、第２ルートを介して短時間に多くの流体を気密容器に流入させることができるから、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置は、成分抽出時に流体を第２ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この流体生成装置は、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるのみならず、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプと加熱器との間に延びる第２管路から分岐して加熱器と気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させるとともに、流体をバイパス管路を介して気密容器と循環ポンプとを通る第３ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する流体生成装置は、多量の流体を第２ルートや第３ルートに短時間に環流させることで、それらルートを介して気密容器に多くの流体を流入させることができるから、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置は、成分抽出時に流体を第３ルートのみならず第２ルートにも環流させ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この流体生成装置は、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるのみならず、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

本発明にかかる成分抽出方法によれば、昇圧ポンプを利用して第１管路に所定の物質を流入させつつ、昇圧ポンプと加熱器とを利用してその物質を昇温昇圧すると同時に、循環ポンプを利用して第２管路に物質を流入させつつ、循環ポンプと加熱器とを利用してその物質を昇温昇圧し、物質を超臨界流体または亜臨界流体に変え、流体を気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出するから、物質の昇温昇圧に循環ポンプおよび加熱器が加わり、昇圧ポンプのみを利用して物質を昇温昇圧する場合や昇圧ポンプおよび加熱器を利用して物質を昇温昇圧する場合と比較し、物質を短時間に昇温昇圧することができ、物質を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

本発明の成分抽出方法は、循環ポンプの流量を昇圧ポンプのそれよりも大きくし、循環ポンプを利用して第２管路に流入させる物質の流量が昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる物質の流量よりも多いから、循環ポンプおよび加熱器を利用することで多量の物質を短時間に昇温させることが可能となり、昇圧ポンプおよび加熱器に加え、循環ポンプおよび加熱器によって物質を短時間に昇温昇圧することができ、物質を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

超臨界流体または亜臨界流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出方法は、被収容物から抽出された成分が含まれる流体を減圧分離ユニットに流入させ、減圧分離ユニットにおいて流体に含まれる成分を分離し、成分が分離された流体を利用して被収容物に含まれる成分を再び抽出するから、成分抽出時における流体を清浄に保持することができ、常に清浄な流体を利用して被収容物から成分を抽出することができる。成分抽出方法は、成分抽出時に流体を第１ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるとともに、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と減圧分離ユニットと回収供給ユニットと昇圧ポンプと加熱器とを通る第１ルートに環流させるとともに、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出方法は、被収容物から抽出された成分が含まれる流体を第１ルートの減圧分離ユニットに流入させ、減圧分離ユニットにおいて流体に含まれる成分を分離し、成分が分離された流体を利用して被収容物に含まれる成分を再び抽出するから、成分抽出時における流体を清浄に保持することができ、常に清浄な流体を利用して被収容物から成分を抽出することができる。成分抽出方法は、第２ルートを通る流体の流量を第１ルートを通る流体のそれよりも多くすることで、第２ルートに環流する流体の単位時間当たりの流量が多くなるから、第２ルートを介して気密容器に多くの流体を流入させることができ、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。成分抽出方法は、成分抽出時に流体を第１および第２ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるとともに、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプを利用して第２管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出方法は、多量の流体を第２ルートに短時間に環流させることで、第２ルートを介して短時間に多くの流体を気密容器に流入させることができるから、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置は、成分抽出時に流体を第２ルートに環流させつつ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるとともに、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

循環ポンプと加熱器との間に延びる第２管路から分岐して加熱器と気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる超臨界流体または亜臨界流体の流量を昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる流体の流量よりも多くし、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させるとともに、流体をバイパス管路を介して気密容器と循環ポンプとを通る第３ルートに環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出方法は、多量の流体を第２ルートや第３ルートに短時間に環流させることで、それらルートを介して気密容器に多くの流体を流入させることができるから、多量の流体を利用して被収容物に含まれる成分を短時間に抽出することができる。成分抽出方法は、成分抽出時に流体を第３ルートのみならず第２ルートにも環流させ、流体の温度を加熱器によって一定に保持するから、流体の温度低下を防ぐことができ、被収容物に含まれる成分を確実に抽出することができる。この成分抽出方法は、超臨界流体または亜臨界流体を利用して被収容物からそれに含まれる各種の成分を抽出することができるのみならず、成分抽出にかかる準備時間を短縮することができるとともに、成分抽出にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの成分抽出回数を増やすことができる。

一例として示す流体生成装置の構成図。流体生成手順の一例を説明するフローチャート。流体生成時における二酸化炭素の流れを示す図。循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦ時における二酸化炭素の昇温昇圧の比較図。循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦ時における洗浄容器に流入する二酸化炭素の流量の比較図。洗浄運転から減圧運転までの手順の一例を示すフローチャート図。洗浄運転における洗浄流体の流れの一例を示す図。洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図。洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図。洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図。

一例として示す流体生成装置１０の構成図である図１等の添付の図面を参照し、本発明に係る流体生成装置および成分抽出方法の最良の形態を説明すると、以下のとおりである。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、気体を濾過した後の使用済のエアフィルタ（被収容物）（被洗浄物）の洗浄（汚れ成分（不純物）の抽出）や液体を濾過した後の使用済のリキッドフィルタ（被収容物）（被洗浄物）の洗浄（汚れ成分（不純物）の抽出）に好適に利用される。それらフィルタの洗浄には、二酸化炭素（物質）を所定の温度および圧力に昇温昇圧させることによって得られた超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体（流体）が使用される。

被洗浄物であるエアフィルタには、セパレータ型エアフィルタやミニプリーツ型エアフィルタ等がある。エアフィルタは、主に空調用フィルタや空気清浄用フィルタ、排気処理用フィルタ、車両用エアフィルタとして使用される。被洗浄物であるリキッドフィルタは、浄水装置用フィルタや浸透圧を利用する膜装置用フィルタとして使用される。エアフィルタやリキッドフィルタは、ガラス繊維や吸着剤、合成樹脂繊維を濾材とし、フィルタカートリッジに収納して使用される。それらフィルタは、蛇腹に折り畳まれた四角柱状の立体構造を有する。なお、この装置１０で洗浄されるフィルタには、立体構造を有するそれの他に、略扁平のものも含まれ、さらに、円柱状や多角柱状のものも含まれる。

超臨界や亜臨界のいずれかの洗浄流体は、気体と液体との性質を有し、エアフィルタやリキッドフィルタを形成する濾材の微細な間隙に容易に進入し、濾材表面に付着した不純物を溶かし込むとともに、濾材内部に浸透して濾材内部に滲入した不純物を溶かし込む。洗浄流体は、それを利用することで、濾材表面に付着した不純物を落とすことができるのみならず、濾材内部に滲入した不純物を落とすことができる。

この流体生成装置１０および成分抽出方法で洗浄される被洗浄物は、フィルタのみならず、超臨界や亜臨界の洗浄流体によって洗浄可能なすべての被洗浄物が含まれる。また、超臨界や亜臨界の流体は被収容物の内部に容易に進入し、対象物（被収容物）の内部に浸透して対象物に含まれる成分を溶かし込むから、流体を利用することで、対象物に含まれる成分を抽出することができる。ゆえに、流体生成装置および成分抽出方法は、フィルタの洗浄のみならず、たとえば、コーヒー豆（対象物）からカフェイン（成分）を抽出するように、対象物から所定の成分を抽出する場合にも利用することができる。流体生成装置１０および成分抽出方法において成分を抽出する対象物（被収容物）に特に限定はなく、超臨界や亜臨界の流体によって成分を抽出可能なすべての対象物が含まれる。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、所定容積の洗浄容器１１（気密容器）、減圧分離ユニット１２、回収供給ユニット１３、昇圧ポンプ１４、加熱器１５、循環ポンプ１６、コントローラ１７（制御装置）から構築されている。洗浄容器１１や減圧分離ユニット１２、回収供給ユニット１３、昇圧ポンプ１４、加熱器１５は、第１管路１８を介して接続されている。洗浄容器１１や加熱器１５、循環ポンプ１６は、第１管路１８および第２管路１９を介して接続されている。洗浄容器１１の内部には、気密構造洗浄室（図示せず）が作られている。洗浄容器１１には、図示はしていないが、温度センサや圧力センサが取り付けられている。温度センサや圧力センサは、インターフェイス（有線または無線）（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。温度センサは、洗浄容器１１出口の温度を計測し、計測した温度をコントローラ１７に出力する。圧力センサは、洗浄容器１１の内部の圧力を計測する。計測された圧力は、コントローラ１７に入力される。

減圧分離ユニット１２は、気密容器１１の後に設置されて第１管路１８を介して気密容器１１につながっている。減圧分離ユニット１２は、図示はしていないが、気液分離器、濾過器から形成されている。減圧分離ユニット１２では、洗浄容器１１の側から気液分離器→濾過器の順に並んでいる。気液分離器や濾過器は、第１管路１８を介して接続されている。洗浄容器１１と気液分離器とを接続する第１管路１８には、圧力制御弁（図示せず）が設置されている。圧力制御弁は、その弁機構の開度を変更することで、洗浄容器１１の内部の二酸化炭素または洗浄流体の圧力を調節可能であり、その弁機構を開閉することで、洗浄容器１１と気液分離器との間に延びる第１管路１８を開閉可能である。圧力制御弁は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。圧力制御弁は、その弁機構の開度をコントローラ１７に出力する。

減圧分離ユニット１２の気液分離器は、不純物の蒸気圧の差を利用して洗浄流体に含まれる不純物を洗浄流体から分離する。気液分離器には、回収タンク（図示せず）が取り付けられている。気液分離器は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。気液分離器は、その内部温度および内部圧力をコントローラ１７に出力する。回収タンクには、気液分離器によって分離された不純物（液体）が回収される。

減圧分離ユニット１２の濾過器は、気液分離器から流出した洗浄流体に微量の不純物が含まれている場合、その不純物を除去（濾過）し、洗浄流体を浄化する。濾過器は、ハウジングとフィルタとフィルタを固定するフィルタカートリッジとから形成されている。濾過装置では、フィルタカートリッジにフィルタを取り付けた後、そのカートリッジをハウジングに装着する。濾過器に使用するフィルタには、活性炭等の多孔性物質を使用することが好ましい。

回収供給ユニット１３は、減圧分離ユニット１２の後に設置されて第１管路１８を介して減圧分離ユニット１２につながっている。回収供給ユニット１３は、図示はしていないが、液化器（冷却器および凝縮器）、バッファータンクから形成され、液化二酸化炭素貯留タンクが附属している。回収供給ユニット１３では、減圧分離ユニット１２の側から液化器→バッファータンクの順に並んでいる。液化器やバッファータンクは、第１管路１８を介して接続されている。液化器とバッファータンクとを接続する第１管路１８には、圧力制御弁（図示せず）が設置されている。圧力制御弁は、その弁機構の開度を変更することで、液化器の内部の洗浄流体の圧力を調節可能であり、その弁機構を開閉することで、液化器とバッファータンクとの間に延びる第１管路１７を開閉可能である。圧力制御弁は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。コントローラ１７は、圧力制御弁の弁機構の開度設定信号を圧力制御弁に出力する。

回収供給ユニット１３の液化器は、洗浄流体を冷却・凝縮して非超臨界や非亜臨界の洗浄流体または液化二酸化炭素に戻し、バッファータンクは、液化二酸化炭素を一時的に貯留する。液化器やバッファータンクは、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。液化器は、その出力（冷却温度）をコントローラ１７に出力し、バッファータンクは、そこから供給される二酸化炭素の量をコントローラ１７に出力する。

液化二酸化炭素貯留タンクは、図示はしていないが、予備管路を介してバッファータンクに接続されている。液化二酸化炭素貯留タンクは、液化二酸化炭素を貯留し、洗浄開始時に液化二酸化炭素をバッファータンクに供給する。予備管路には、移送ポンプ（図示せず）が設置されている。移送ポンプは、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。コントローラ１７は、移送ポンプの出力設定信号を移送ポンプに出力する。

昇圧ポンプ１４は、回収供給ユニット１３の後に設置されて第１管路１８を介して回収供給ユニット１３につながっている。昇圧ポンプ１４は、回収供給ユニット１３（バッファータンク）から供給された二酸化炭素を所定温度および所定圧力に昇温昇圧する。加熱器１５は、昇圧ポンプ１４の後に設置されて第１管路１８を介して昇圧ポンプ１４につながっている。加熱器１５は、二酸化炭素を所定温度に加熱する。昇圧ポンプ１４や加熱器１５は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。

コントローラ１７は、昇圧ポンプ１４の出力設定信号を昇圧ポンプ１４に出力し、加熱器１５の出力設定信号（加熱温度）を加熱器１５に出力する。昇圧ポンプ１４と加熱器１５との間に延びる第１管路１８には、切替弁２７とそこを流れる二酸化炭素や洗浄流体の流量を計測する流量計２０とが設置されている。切替弁２７は、その弁機構を開閉することで第１管路１８を開閉可能であり、二酸化炭素や洗浄流体の経路を変えることができる。切替弁２７や流量計２０は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。コントローラ１７は、切替弁２７の弁機構の開度を切替弁２７に出力する。流量計２０は、第１管路１８の流量信号（昇圧ポンプの流量）をコントローラ１７に出力する。

加熱器１５と洗浄容器１１との間に延びる第１管路１８には、そこを流れる二酸化炭素や洗浄流体の流量を計測する流量計２１が設置されている。流量計２１は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続され、第１および第２管路１８，１９の流量信号（昇圧ポンプ１４および循環ポンプ１６の流量）をコントローラ１７に入力する。循環ポンプ１６は、第１管路１８から分岐した第２管路１９に設置されている。循環ポンプ１６は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。コントローラ１７は、循環ポンプ１６の出力設定信号を循環ポンプ１６に出力する。循環ポンプ１６は、単位時間当たりの流量（出力）が昇圧ポンプ１４の単位時間当たりのそれよりも大きい。第２管路１９は、気密容器１１と減圧分離ユニット１２との間に延びる第１管路１８から分岐して昇圧ポンプ１４と加熱器１５との間に延びる第１管路１８につながっている。

循環ポンプ１６と加熱器１５との間に延びる第２管路１９には、そこを流れる二酸化炭素や洗浄流体の流量を計測する流量計２２が設置されている。流量計２２は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続され、第２管路１９の流量信号（循環ポンプ１６の流量）をコントローラ１７に入力する。第２管路１９には、バイパス管路２３が設置されている。バイパス管路２３は、循環ポンプ１６と加熱器１５との間に延びる第２管路１９から分岐して加熱器１５と気密容器１１との間に延びる第１管路１８につながっている。

第１管路１８と循環ポンプ１６との間に延びる第２管路１９には、切替弁２４が設置されている。循環ポンプ１６と加熱器１５との間に延びる第２管路１９には、切替弁２５が設置されている。バイパス管路２３には、切替弁２６が設置されている。それら切替弁２４〜２６は、その弁機構を開閉することで第２管路１９やバイパス管路２３を開閉可能であり、二酸化炭素や洗浄流体の経路を変えることができる。それら切替弁２４〜２６は、インターフェイス（図示せず）を介してコントローラ１７に接続されている。コントローラ１７は、それら切替弁２４〜２６の弁機構の開度を切替弁２４〜２６に出力する。

この流体生成装置１０では、気密容器１１→減圧分離ユニット１２→回収供給ユニット１３→昇圧ポンプ１４→加熱器１５が第１ルートを形成し、気密容器１１→循環ポンプ１６→加熱器１５が第２ルートを形成するとともに、気密容器１１→循環ポンプ１６が第３ルートを形成している。第１ルートを形成するそれら機器は、第１管路１８を介して接続され、第２ルートを形成するそれら機器は、第１および第２管路１８，１９を介して接続されている。第３ルートを形成するそれら機器は、第１および第２管路１８，１９とバイパス管路２３とを介して接続されている。

コントローラ１７は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリとを備えたコンピュータであり、大容量ハードディスクが内蔵されている。コントローラ１７は、フィルタの洗浄において、昇温昇圧・洗浄・減圧の運転サイクルを繰り返し実行する。コントローラ１７の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリに格納されたアプリケーションを起動し、そのアプリケーションに従って以下の各手段を実行する。コントローラ１７の中央処理部は、二酸化炭素を超臨界または亜臨界の洗浄流体に変える流体生成手段を実行し、洗浄対象のフィルタに含まれる汚れ成分（不純物）を抽出する成分抽出手段を実行するとともに、成分抽出手段を実行してから所定時間経過後に洗浄容器１１に流入する洗浄流体を大気圧にまで減圧する減圧手段を実行する。

コントローラ１７は、液化器の温度、バッファータンクや二酸化炭素貯留タンクからの二酸化炭素供給量、昇圧ポンプ１４や循環ポンプ１６の出力、加熱器１５の出力、圧力制御弁や切替弁２４〜２７の開度を監視する。コントローラ１７は、温度センサや圧力センサ、流量センサ２０〜２２から出力される計測結果に基づいて、二酸化炭素供給量、それら機器の温度や出力、圧力制御弁や切替弁２４〜２７の開度をコントロールする。なお、コントローラ１７には、図示はしていないが、ＯＮ／ＯＦＦスイッチやキーユニット等の入力装置、プリンタやディスプレイ等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。

図２は、流体生成手順の一例を説明するフローチャートであり、図３は、流体生成時における二酸化炭素の流れを示す図である。この流体生成装置１０が実行する流体生成手段の一例を説明すると、以下のとおりである。流体生成装置１０をＯＮにして装置１０を起動させる。流体生成装置１０を起動させると、コントローラ１７は、回収供給ユニット１３の移送ポンプを利用し、あらかじめ設定された量の液化二酸化炭素を貯留タンクからバッファータンクに送る。二酸化炭素は、予備管路を通って貯留タンクからバッファータンクに流入する。

バッファータンクには、貯留タンクから送られた二酸化炭素が一時的に貯留される。所定量の二酸化炭素がバッファータンクに貯まると、コントローラ１７は、移送ポンプを停止し、バッファータンクから二酸化炭素を供給する。その後、切替弁２７の弁機構を開放し、加熱器１５を稼動させ、昇圧ポンプ１４を稼動させるとともに（Ｓ−１０）、減圧分離ユニット１２内の圧力制御弁の弁機構を調節する（Ｓ−１１）。さらに、切替弁２４，２５の弁機構を開放し、切替弁２６の弁機構を閉鎖する。

バッファータンクに貯まった二酸化炭素は、タンクから洗浄容器１１に供給される。コントローラ１７は、二酸化炭素が一定密度に達した後、循環ポンプ１６を稼動させる（Ｓ−１２）。二酸化炭素は、図３に矢印Ｌ１で示すように、バッファータンクから第１管路１８に流出し、昇圧ポンプ１４によって第１ルートを環流するとともに、図３に矢印Ｌ２で示すように、循環ポンプ１６によって第２ルートを環流する。コントローラ１７は、昇圧ポンプ１４や循環ポンプ１６の流量（出力）を調節し、第１および第２ルートを流れる二酸化炭素の流量を調節するとともに、加熱器１５の温度（出力）を調節する。また、コントローラ１７は、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁の弁機構を調節し、第１および第２ルートを流れる二酸化炭素の圧力を調節する。コントローラ１７には、流量計２０〜２２から第１および第２ルートを流れる二酸化炭素の流量が入力され、温度センサや圧力センサから洗浄容器１１の温度、圧力が入力される。

コントローラ１７は、循環ポンプ１６を通過する二酸化炭素の単位時間当たりの流量を昇圧ポンプ１４を通過する二酸化炭素の単位時間当たりのそれよりも多くし、第２ルートを環流する二酸化炭素の量（第２管路１９に流入する二酸化炭素の流量）を第１ルートを環流する二酸化炭素のそれ（第１管路に流入する二酸化炭素の流量）よりも多くしている。ゆえに、流体生成手段では、循環ポンプ１６を利用して第２管路１９に流入させる（第２ルートを循環する）二酸化炭素の流量を昇圧ポンプ１４を利用して第１管路１８に流入させる（第１ルートを循環する）二酸化炭素の流量よりも多くしている（Ｓ−１３）。

第１ルートにおいて二酸化炭素は、バッファータンクから第１管路１８を通って昇圧ポンプ１４に流入し、昇圧ポンプ１４から第１管路１８を通って加熱器１５に流入した後、加熱器１５から第１管路１８を通って洗浄容器１１に流入する。さらに、洗浄容器１１から第１管路１８を通って減圧分離ユニット１２に流入し、減圧分離ユニット１２から第１管路１８を通って回収供給ユニット１３に流入した後、再び昇圧ポンプ１４に流入する。減圧分離ユニット１２において二酸化炭素は、気液分離器に流入するとともに、気液分離器から濾過器に流入する。回収供給ユニット１３において二酸化炭素は、液化器からバッファータンクに流入する。第２ルートにおいて二酸化炭素は、加熱器１５から第１管路１８を通って洗浄容器１１に流入し、洗浄容器１１から第１管路１８および第２管路１９を通って循環ポンプ１６に流入するとともに、循環ポンプ１６から第２管路１９および第１管路１８を通って再び加熱器１５に流入する。

第１ルートでは、二酸化炭素が昇圧ポンプ１４と加熱器１５とによって所定温度に昇温されるとともに、所定圧力に昇圧される（なお、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁によって二酸化炭素の昇圧が調節される）（Ｓ−１４）。第２ルートでは、二酸化炭素が循環ポンプ１６と加熱器１５とによって所定温度に昇温されるとともに、所定圧力に昇圧される（Ｓ−１５）。コントローラ１７は、洗浄容器１１に取り付けられた温度センサや圧力センサからの計測温度、計測圧力によって二酸化炭素が設定温度、設定圧力に昇温昇圧したことを確認した後（昇温昇圧時間か経過した後）（Ｓ−１６）、洗浄運転に移行する。

なお、それらルートを循環する二酸化炭素は、昇圧ポンプ１４や循環ポンプ１６によって５．０〜３０．０ＭＰａの範囲の圧力に加圧され、加熱器１５によって３０〜１２０℃の範囲の温度に加熱され、超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体に変わる（Ｓ−１７）。流体生成手段では、第２ルートを環流する二酸化炭素の流量が第１ルートを環流する二酸化炭素のそれよりも多いから、洗浄容器１１内部の温度が早期に所定温度に昇温され、それによって二酸化炭素が短時間に超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体に変わる。

流体生成運転中、コントローラ１７は、昇圧ポンプ１４、循環ポンプ１６、加熱器１５、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁を最適な運転状態（各ポンプ１４，１６の出力を設置出力に維持した状態、加熱器１５の加熱温度を設定温度に維持した状態、第１および第２管路１８，１９を環流する二酸化炭素の圧力を設定圧力に維持し得るように圧力制御弁の弁機構の開度を所定開度に調節した状態）に保持する。なお、コントローラ１７は、各ポンプ１４，１６の出力が設置出力の範囲から外れると、各ポンプ１４，１６の出力を設置出力の範囲に戻し、加熱器１５の温度が設定温度の範囲から外れると、加熱器１５の温度を設定温度の範囲に戻すとともに、洗浄容器１１内部の二酸化炭素の圧力が設定圧力の範囲から外れると、二酸化炭素の圧力が設定圧力の範囲に戻るように圧力制御弁の弁機構の開度を調節する。

図４は、循環ポンプ１６のＯＮ／ＯＦＦ時における二酸化炭素の昇温昇圧の比較図であり、図５は、循環ポンプ１６のＯＮ／ＯＦＦ時における洗浄容器１１に流入する二酸化炭素の流量の比較図である。図４では、縦軸に洗浄容器１１の内部圧力および洗浄容器１１出口温度を表示し、横軸に時間を表示している。図４では、時間Ａにおいて循環ポンプ１６を稼動させた場合を示す。図５では、時間Ｂにおいて循環ポンプ１６を稼動させた場合を示す。図４において、点線は、循環ポンプ１６を停止させて装置１０を運転した場合の時間と洗浄容器１１の内部圧力との関係を示し、実線は、循環ポンプ１６を稼動させて装置１０を運転した場合の時間と洗浄容器１１の内部圧力との関係を示す。一点鎖線は、循環ポンプを停止させて装置１０を運転した場合の時間と洗浄容器１１出口温度との関係を示し、二点差線は、循環ポンプを稼動させて装置１０を運転した場合の時間と洗浄容器１１出口温度との関係を示す。

図４の時間Ａにおいて循環ポンプ１６を稼動させると、循環ポンプ１６を停止させて装置１０を運転した場合に比較し、二酸化炭素の温度が短時間に大きく上昇し、二酸化炭素の圧力が短時間に上昇する。また、図５の時間Ｂにおいて循環ポンプ１６を稼動させると、循環ポンプ１６を停止させて装置１０を運転した場合に比較し、洗浄容器１１に流入する二酸化炭素の量が大幅に増え、洗浄容器１１内部の二酸化炭素の温度が短時間に大きく上昇する。したがって、循環ポンプ１６を稼動させて装置１０を運転した場合、二酸化炭素が短時間に昇温昇圧し、二酸化炭素が速やかに超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体に変わる。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、昇圧ポンプ１４を利用して第１管路１８に二酸化炭素（物質）を流入させつつ、昇圧ポンプ１４と加熱器１５とを利用して二酸化炭素を昇温昇圧するとともに、循環ポンプ１６を利用して第２管路１９に二酸化炭素を流入させつつ、循環ポンプ１６と加熱器１５とを利用して二酸化炭素を昇温昇圧するから、二酸化炭素の昇温昇圧に循環ポンプ１６および加熱器１５が加わり、昇圧ポンプ１４のみを利用して二酸化炭素を昇温昇圧する場合や昇圧ポンプ１４および加熱器１５を利用して二酸化炭素を昇温昇圧する場合と比較し、二酸化炭素を短時間に昇温昇圧することができ、二酸化炭素を速やかに超臨界または亜臨界のいずれかの洗浄流体に変えることができる。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、循環ポンプ１６の単位時間当たりの二酸化炭素の流量が昇圧ポンプ１４の単位時間当たりの二酸化炭素のそれよりも大きく、循環ポンプ１６を利用して第２管路１９に流入させる二酸化炭素の流量を昇圧ポンプ１４を利用して第１管路１８に流入させる二酸化炭素の流量よりも多くしており、循環ポンプ１６および加熱器１５を利用することで多量の二酸化炭素を短時間に昇温させることが可能となるから、昇圧ポンプ１４および加熱器１５に加え、循環ポンプ１６および加熱器１５によって二酸化炭素を短時間に昇温昇圧することができ、二酸化炭素を速やかに超臨界流体または亜臨界流体に変えることができる。

図６は、洗浄運転から減圧運転までの手順の一例を示すフローチャート図であり、図７は、洗浄運転における洗浄流体の流れの一例を示す図である。二酸化炭素が超臨界または亜臨界の洗浄流体になると、コントローラ１７は洗浄運転（成分抽出手段）を行う。コントローラ１７は、選択された洗浄運転パターンで装置を運転する（Ｓ−１８）。なお、洗浄運転パターンには、第１ルートにおいて洗浄流体を循環させるパターン、第１および第２ルートにおいて洗浄流体を循環させるパターン、第２ルートにおいて洗浄流体を循環させるパターン、第２および第３ルートにおいて洗浄流体を循環させるパターンがある。

図７に示す洗浄運転（成分抽出手段）のパターンにおいてコントローラ１７は、減圧分離ユニット１２や回収供給ユニット１３の圧力制御弁の弁機構を開放し、切替弁２７の弁機構を開放するとともに、切替弁２４〜２６の弁機構を閉鎖した後、昇圧ポンプ１４によって洗浄流体を強制的に洗浄容器１１に供給し、洗浄運転を開始する（Ｓ−１９）。洗浄流体は、洗浄容器１１の気密構造洗浄室に流入し、洗浄室に収容されたフィルタを洗浄する。この洗浄運転において洗浄流体は、図７に矢印Ｌ３で示すように、昇圧ポンプ１４によって第１ルートを環流する。

第１ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８を通って減圧分離ユニット１２に流入し、減圧分離ユニット１２から第１管路１８を通って回収供給ユニット１３に流入した後、回収供給ユニット１３から第１管路１８を通って昇圧ポンプ１４に流入する。さらに、昇圧ポンプ１４から第１管路１８を通って加熱器１５に流入し、加熱器１５から第１管路１８を通って再び洗浄容器１１に流入する。減圧分離ユニット１２において洗浄流体は、気液分離器を流入するとともに、気液分離器から濾過器に流入する。減圧分離ユニット１２では、気液分離器や濾過器によって洗浄流体に含まれる汚れ成分（不純物）が分離され、洗浄流体から分離された汚れ成分が回収器に回収される。回収供給ユニット１３において洗浄流体は、液化器からバッファータンクに流入する。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、加熱器１５の加熱温度を設定温度に保持しつつ、第１ルートを環流する洗浄流体を一定温度に保持する。

コントローラ１７には、流量計２０から第１ルートを流れる二酸化炭素の流量が入力され、温度センサや圧力センサから洗浄容器１１の温度、圧力が入力される。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、フィードバック制御を実行しつつ、洗浄容器１１、減圧分離ユニット１２、回収供給ユニット１３、昇圧ポンプ１４を最適な運転状態（フィルタを最も効率よく洗浄し得る状態）に保持する。洗浄運転においてコントローラ１７は、昇圧ポンプ１４の流量（出力）を調節し、第１ルートを流れる洗浄流体の流量を調節するとともに、洗浄流体の洗浄容器１１への流入量や洗浄容器１１からの流出量を調節する。また、コントローラ１７は、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁の弁機構を調節し、第１ルートを流れる洗浄流体の圧力を調節するとともに、洗浄容器１１に流入する洗浄流体の圧力を調節する。

洗浄運転を開始してから所定時間（洗浄時間）が経過すると（Ｓ−２０）、コントローラ１７は、洗浄が完了したと判断する（Ｓ−２１）。洗浄が完了したと判断すると、コントローラ１７は、洗浄容器１１に流入する洗浄流体を大気圧にまで減圧する減圧運転（減圧手段）を開始する（Ｓ−２２）。減圧運転において洗浄流体は、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁や回収供給ユニット１３の圧力制御弁によって減圧、冷却され、回収供給ユニット１３の液化器によって凝縮・冷却され、非超臨界や非亜臨界の洗浄流体または液化二酸化炭素に戻り、バッファータンクに貯留される。減圧運転を開始してから所定時間が経過し、洗浄容器１１内部の圧力が大気圧になったことを確認すると（Ｓ−２３）、コントローラ１７は、減圧が完了したと判断する（Ｓ−２４）。流体生成手段と成分抽出手段と減圧手段とが終了すると、１回の洗浄サイクルが終了する。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、超臨界または亜臨界の洗浄流体を気密容器１１と減圧分離ユニット１２と回収供給ユニット１３と昇圧ポンプ１４と加熱器１５とを通る第１ルートに環流させ、洗浄対象のフィルタに含まれる汚れ成分（不純物）を抽出するから、二酸化炭素を短時間に超臨界流体または亜臨界流体に変えることができるのみならず、洗浄流体を利用してフィルタからそれに含まれる各種の汚れ成分を抽出することができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、洗浄運転（成分抽出）にかかる準備時間（流体生成時間）を短縮することができ、単位時間当たりの洗浄回数（成分抽出回数）を増やすことができる。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタから抽出された汚れ成分が含まれる洗浄流体を減圧分離ユニット１２に流入させ、減圧分離ユニットの気液分離器や濾過器において洗浄流体に含まれる汚れ成分を分離し、汚れ成分が分離された洗浄流体を利用して再びフィルタを洗浄するから、洗浄運転時（成分抽出時）における洗浄流体を清浄に保持することができ、常に清浄な洗浄流体を利用してフィルタを洗浄することができる。流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタの洗浄運転中に洗浄流体を第１ルートに環流させつつ、洗浄流体の温度を加熱器１５によって一定に保持するから、洗浄流体の温度低下を防ぐことができ、洗浄流体を利用してフィルタに含まれる汚れ成分を確実に抽出することができる。

図８は、洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図である。図８に示す洗浄運転（成分抽出手段）のパターンにおいてコントローラ１７は、減圧分離ユニット１２や回収供給ユニット１３の圧力制御弁の弁機構を開放し、切替弁２４，２５，２７の弁機構を開放するとともに、切替弁２６の弁機構を閉鎖した後、昇圧ポンプ１４および循環ポンプ１６によって洗浄流体を強制的に洗浄容器１１に供給し、洗浄運転を開始する（Ｓ−１９）（図６援用）。洗浄流体は、洗浄容器１１の気密構造洗浄室に流入し、洗浄室に収容されたフィルタを洗浄する。この洗浄運転において洗浄流体は、図８に矢印Ｌ４で示すように、昇圧ポンプ１４によって第１ルートを環流するとともに、図８に矢印Ｌ５で示すように、循環ポンプ１６によって第２ルートを環流する。

第１ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８を通って減圧分離ユニット１２に流入し、減圧分離ユニット１２から第１管路１８を通って回収供給ユニット１３に流入した後、回収供給ユニット１３から第１管路１８を通って昇圧ポンプ１４に流入する。さらに、昇圧ポンプ１４から第１管路１８を通って加熱器１５に流入し、加熱器１５から第１管路１８を通って再び洗浄容器１１に流入する。減圧分離ユニット１２において洗浄流体は、気液分離器を流入するとともに、気液分離器から濾過器に流入する。減圧分離ユニット１２では、気液分離器や濾過器によって洗浄流体に含まれる汚れ成分（不純物）が分離され、洗浄流体から分離された汚れ成分が回収器に回収される。回収供給ユニット１３において洗浄流体は、液化器からバッファータンクに流入する。

第２ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８および第２管路１９を通って循環ポンプ１６に流入し、循環ポンプ１６から第２管路１９および第１管路１８を通って加熱器１５に流入した後、加熱器１５から第１管路１８を通って再び洗浄容器１１に流入する。コントローラ１７は、循環ポンプ１６を通過する洗浄流体の単位時間当たりの流量を昇圧ポンプ１４を通過する洗浄流体の単位時間当たりのそれよりも多くし、第２ルートを環流する洗浄流体の量を第１ルートを環流する洗浄流体のそれよりも多くしている。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、加熱器１５の加熱温度を設定温度に保持しつつ、第１ルートや第２ルートを環流する洗浄流体を一定温度に保持する。

コントローラ１７には、流量計２０〜２２から第１および第２ルートを流れる二酸化炭素の流量が入力され、温度センサや圧力センサから洗浄容器１１の温度、圧力が入力される。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、フィードバック制御を実行しつつ、洗浄容器１１、減圧分離ユニット１２、回収供給ユニット１３、昇圧ポンプ１４、循環ポンプ１６を最適な運転状態（フィルタを最も効率よく洗浄し得る状態）に保持する。洗浄運転においてコントローラ１７は、昇圧ポンプ１４や循環ポンプ１６の流量（出力）を調節し、第１および第２ルートを流れる洗浄流体の流量を調節するとともに、洗浄流体の洗浄容器１１への流入量や洗浄容器１１からの流出量を調節する。また、コントローラ１７は、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁の弁機構を調節し、第１および第２ルートを流れる洗浄流体の圧力を調節するとともに、洗浄容器１１に流入する洗浄流体の圧力を調節する。

洗浄運転を開始してから所定時間が経過すると（Ｓ−２０）、コントローラ１７は、洗浄が完了したと判断する（Ｓ−２１）。洗浄が完了したと判断すると、コントローラ１７は、洗浄容器１１に流入する洗浄流体を大気圧にまで減圧する減圧運転（減圧手段）を開始する（Ｓ−２２）。減圧運転は図７に示す洗浄運転のそれと同一であるから、図７における説明を援用する。減圧運転を開始してから所定時間が経過し、洗浄容器１１内部の圧力が大気圧になったことを確認すると（Ｓ−２３）、コントローラ１７は、減圧が完了したと判断する（Ｓ−２４）。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、超臨界または亜臨界の洗浄流体を気密容器１１と減圧分離ユニット１２と回収供給ユニット１３と昇圧ポンプ１４と加熱器１５とを通る第１ルートに環流させるとともに、流体を気密容器と循環ポンプと加熱器とを通る第２ルートに環流させることで洗浄対象のフィルタに含まれる汚れ成分（不純物）を抽出するから、二酸化炭素を短時間に超臨界流体または亜臨界流体に変えることができるのみならず、洗浄流体を利用してフィルタからそれに含まれる各種の汚れ成分を抽出することができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、洗浄運転（成分抽出）にかかる準備時間（流体生成時間）を短縮することができるのみならず、洗浄運転にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの洗浄回数（成分抽出回数）を増やすことができる。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタから抽出された汚れ成分が含まれる洗浄流体を減圧分離ユニット１２に流入させ、減圧分離ユニットの気液分離器や濾過器において洗浄流体に含まれる汚れ成分を分離し、汚れ成分が分離された洗浄流体を利用して再びフィルタを洗浄するから、洗浄運転時（成分抽出時）における洗浄流体を清浄に保持することができ、常に清浄な洗浄流体を利用してフィルタを洗浄することができる。流体生成装置１０および成分抽出方法は、循環ポンプ１６の流量が昇圧ポンプ１４のそれよりも大きく、循環ポンプ１６を利用して第２ルートを通る洗浄流体の流量を第１ルートを通る洗浄流体のそれよりも多くすることで、第２ルートに環流する流体の単位時間当たりの流量を多くしているから、第２ルートを介して気密容器１１に多くの洗浄流体を流入させることができ、多量の洗浄流体を利用してフィルタを短時間に洗浄することができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタの洗浄運転中に洗浄流体を第１および第２ルートに環流させつつ、洗浄流体の温度を加熱器１５によって一定に保持するから、洗浄流体の温度低下を防ぐことができ、洗浄流体を利用してフィルタに含まれる汚れ成分を確実に抽出することができる。

図９は、洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図である。図９に示す洗浄運転（成分抽出手段）のパターンにおいてコントローラ１７は、切替弁２４，２５の弁機構を開放し、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁や切替弁２７の弁機構を閉鎖するとともに、切替弁２６の弁機構を閉鎖した後、循環ポンプ１６によって洗浄流体を強制的に洗浄容器１１に供給し、洗浄運転を開始する（Ｓ−１９）（図６援用）。洗浄流体は、洗浄容器１１の気密構造洗浄室に流入し、洗浄室に収容されたフィルタを洗浄する。この洗浄運転において洗浄流体は、図９に矢印Ｌ６で示すように、循環ポンプ１６によって第２ルートを環流する。コントローラ１７は、第２ルートにおいて単位時間当たりに多量の洗浄流体を環流させる。

第２ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８および第２管路１９を通って循環ポンプ１６に流入し、循環ポンプ１６から第２管路１９および第１管路１８を通って加熱器１５に流入した後、加熱器１５から第１管路１８を通って再び洗浄容器１１に流入する。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、加熱器１５の加熱温度を設定温度に保持しつつ、第２ルートを環流する洗浄流体を一定温度に保持する。

コントローラ１７には、流量計２２から第２ルートを流れる二酸化炭素の流量が入力され、温度センサや圧力センサから洗浄容器１１の温度、圧力が入力される。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、フィードバック制御を実行しつつ、洗浄容器１１、循環ポンプ１６を最適な運転状態（フィルタを最も効率よく洗浄し得る状態）に保持する。洗浄運転においてコントローラ１７は、循環ポンプ１６の流量（出力）を調節し、第２ルートを流れる二酸化炭素の流量を調節するとともに、洗浄流体の洗浄容器１１への流入量や洗浄容器１１からの流出量を調節する。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、超臨界または亜臨界の多量の洗浄流体を気密容器１１と循環ポンプ１６と加熱器１５とを通る第２ルートに環流させ、第２ルートを介して短時間に多くの洗浄流体を気密容器１１に流入させることができるから、洗浄流体を利用してフィルタに含まれる各種の汚れ成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置１０および成分抽出方法は、洗浄運転にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの洗浄回数（成分抽出回数）を増やすことができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタの洗浄運転中に洗浄流体を第２ルートに環流させつつ、洗浄流体の温度を加熱器１５によって一定に保持するから、洗浄流体の温度低下を防ぐことができ、洗浄流体を利用してフィルタに含まれる汚れ成分を確実に抽出することができる。

図１０は、洗浄運転における洗浄流体の流れの他の一例を示す図である。図１０に示す洗浄運転（成分抽出手段）のパターンにおいてコントローラ１７は、切替弁２４〜２６の弁機構を開放し、減圧分離ユニット１２の圧力制御弁や切替弁２７の弁機構を閉鎖した後、循環ポンプ１６によって洗浄流体を強制的に洗浄容器１１に供給し、洗浄運転を開始する（Ｓ−１９）（図６援用）。洗浄流体は、洗浄容器１１の気密構造洗浄室に流入し、洗浄室に収容されたフィルタを洗浄する。この洗浄運転において洗浄流体は、図１０に矢印Ｌ７で示すように、循環ポンプ１６によって第２および第３ルートを環流する。コントローラ１７は、第２および第３ルートにおいて単位時間当たりに多量の洗浄流体を環流させる。

第２ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８および第２管路１９を通って循環ポンプ１６に流入し、循環ポンプ１６から第２管路１９および第１管路１８を通って再び洗浄容器１１に流入する。さらに、第３ルートにおいて洗浄流体は、洗浄容器１１から第１管路１８および第２管路１９を通って循環ポンプ１６に流入し、循環ポンプ１６からバイパス管路２３および第１管路１８とを通って再び洗浄容器１１に流入する。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、加熱器１５の加熱温度を設定温度に保持しつつ、第２および第３ルートを環流する洗浄流体の混合比を制御し、洗浄流体を一定温度に保持する。

コントローラ１７には、流量計２２から第２および第３ルートを流れる二酸化炭素の流量が入力され、温度センサや圧力センサから洗浄容器１１の温度、圧力が入力される。フィルタの洗浄運転中、コントローラ１７は、フィードバック制御を実行しつつ、洗浄容器１１、循環ポンプ１６を最適な運転状態（フィルタを最も効率よく洗浄し得る状態）に保持する。洗浄運転においてコントローラ１７は、循環ポンプ１６の流量（出力）を調節し、第２および第３ルートを流れる二酸化炭素の流量を調節するとともに、洗浄流体の洗浄容器１１への流入量や洗浄容器１１からの流出量を調節する。

流体生成装置１０および成分抽出方法は、超臨界または亜臨界の多量の洗浄流体を気密容器１１と循環ポンプ１６とを通る第２および第３ルートに環流させ、それらルートを介して短時間に多くの洗浄流体を気密容器１１に流入させることができるから、二酸化炭素を短時間に超臨界流体または亜臨界流体に変えることができるのみならず、洗浄流体を利用してフィルタからそれに含まれる各種の汚れ成分を短時間に抽出することができる。流体生成装置１０および成分抽出方法は、洗浄時に洗浄流体が加熱器１５に流入することはないから、加熱器１５における損失がなく、装置１０のエネルギー効率を向上させることができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、洗浄運転（成分抽出）にかかる準備時間（流体生成時間）を短縮することができるのみならず、洗浄運転にかかる時間を短縮することができ、単位時間当たりの洗浄回数（成分抽出回数）を増やすことができる。この流体生成装置１０および成分抽出方法は、フィルタの洗浄運転中に洗浄流体を第３ルートのみならず第２ルートにも環流させ、それらルートを環流する洗浄流体の混合比を制御し、洗浄流体の温度を加熱器１５によって一定に保持するから、洗浄流体の温度低下を防ぐことができ、洗浄流体を利用してフィルタに含まれる汚れ成分を確実に抽出することができる。

１０流体生成装置
１１洗浄容器（気密容器）
１２減圧分離ユニット
１３回収供給ユニット
１４昇圧ポンプ
１５加熱器
１６循環ポンプ
１７コントローラ
１８第１管路
１９第２管路
２３バイパス管路

Claims

所定容積の気密容器と、前記気密容器の後に設置されて第１管路を介して該気密容器につながる減圧分離ユニットと、前記減圧分離ユニットの後に設置されて前記第１管路を介して該減圧分離ユニットにつながる回収供給ユニットと、前記回収供給ユニットと前記気密容器との間に延びる前記第１管路に設置された昇圧ポンプと、コントローラとを備え、前記コントローラが、前記昇圧ポンプを利用して所定の物質を昇温昇圧し、前記物質を超臨界流体または亜臨界流体に変える流体生成手段を行う流体生成装置において、
前記流体生成装置が、前記昇圧ポンプと前記気密容器との間に延びる第１管路に設置された加熱器と、前記気密容器と前記減圧分離ユニットとの間に延びる第１管路から分岐して前記昇圧ポンプと前記加熱器との間に延びる第１管路につながる第２管路と、前記第２管路に設置されて流量が前記昇圧ポンプのそれよりも大きい循環ポンプとを含み、
前記流体生成手段では、前記昇圧ポンプを利用して第１管路に前記物質を流入させつつ、前記昇圧ポンプと前記加熱器とを利用して前記物質を昇温昇圧すると同時に、前記第１管路に流入させる前記物質の流量よりも多い流量の該物質を前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させつつ、前記循環ポンプと前記加熱器とを利用して前記物質を昇温昇圧し、前記物質を超臨界流体または亜臨界流体に変えることを特徴とする流体生成装置。
前記コントローラが、所定の成分を含有した被収容物を前記気密容器に収容し、前記流体を前記気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出する成分抽出手段を行う請求項１に記載の流体生成装置。
前記成分抽出手段では、前記流体を前記気密容器と前記減圧分離ユニットと前記回収供給ユニットと前記昇圧ポンプと前記加熱器とを通る第１ルートに該昇圧ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項２に記載の流体生成装置。
前記成分抽出手段では、前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記減圧分離ユニットと前記回収供給ユニットと前記昇圧ポンプと前記加熱器とを通る第１ルートに該昇圧ポンプを利用して環流させるとともに、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項２に記載の流体生成装置。
前記成分抽出手段では、前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項２に記載の流体生成装置。
前記流体生成装置が、前記循環ポンプと前記加熱器との間に延びる第２管路から分岐して前記加熱器と前記気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、前記成分抽出手段では、前記循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させるとともに、前記流体を前記バイパス管路を介して前記気密容器と前記循環ポンプとを通る第３ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項２に記載の流体生成装置。
所定の成分を含有した被収容物を収容する所定容積の気密容器と、前記気密容器の後に設置されて第１管路を介して該気密容器につながる減圧分離ユニットと、前記減圧分離ユニットの後に設置されて前記第１管路を介して該減圧分離ユニットにつながる回収供給ユニットと、前記回収供給ユニットの後に設置されて前記第１管路を介して該回収供給ユニットにつながる昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプの後に設置されて前記第１管路を介して該昇圧ポンプにつながる加熱器と、前記気密容器と前記減圧分離ユニットとの間に延びる第１管路から分岐して前記昇圧ポンプと前記加熱器との間に延びる第１管路につながる第２管路と、前記第２管路に設置されて流量が前記昇圧ポンプのそれよりも大きい循環ポンプと、コントローラとを備え、
前記コントローラが、前記昇圧ポンプを利用して第１管路に所定の物質を流入させつつ、前記昇圧ポンプと前記加熱器とを利用して前記物質を昇温昇圧すると同時に、前記第１管路に流入させる前記物質の流量よりも多い流量の該物質を前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させつつ、前記循環ポンプと前記加熱器とを利用して前記物質を昇温昇圧し、前記物質を超臨界流体または亜臨界流体に変え、前記流体を前記気密容器に流入させて被収容物に含まれる成分を抽出することを特徴とする成分抽出方法。
前記成分抽出方法では、前記流体を前記気密容器と前記減圧分離ユニットと前記回収供給ユニットと前記昇圧ポンプと前記加熱器とを通る第１ルートに該昇圧ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項７に記載の成分抽出方法。
前記成分抽出方法では、前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記減圧分離ユニットと前記回収供給ユニットと前記昇圧ポンプと前記加熱器とを通る第１ルートに該昇圧ポンプを利用して環流させるとともに、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項７に記載の成分抽出方法。
前記成分抽出方法では、前記循環ポンプを利用して第２管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項７に記載の成分抽出方法。
前記成分抽出方法が、前記循環ポンプと前記加熱器との間に延びる第２管路から分岐して前記加熱器と前記気密容器との間に延びる第１管路につながるバイパス管路を含み、前記成分抽出方法では、前記循環ポンプを利用して第２管路およびバイパス管路に流入させる前記超臨界流体または亜臨界流体の流量を前記昇圧ポンプを利用して第１管路に流入させる該流体の流量よりも多くし、前記流体を前記気密容器と前記循環ポンプと前記加熱器とを通る第２ルートに該循環ポンプを利用して環流させるとともに、前記流体を前記バイパス管路を介して前記気密容器と前記循環ポンプとを通る第３ルートに該循環ポンプを利用して環流させることで被収容物に含まれる成分を抽出する請求項７に記載の成分抽出方法。