JP2012143758A - 重力送り装置を用いた液体の脱ガス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体が膜接触器に重力により供給される液体の脱ガスのための装置および方法を提供する。
【解決手段】液体入口１４、液体出口１６および真空ポート１８を有するシェル側液体流路膜接触器１２、近位端２４および遠位端２６を有し、前記近位端２４は前記膜接触器１２の前記液体入口１４に接続されている第１の管２２、および前記第１の管２２の前記遠位端２６に接続される容器接続具３４、近位端３０および遠位端３２を有し、前記近位端３０は前記膜接触器１２の前記液体出口１６に接続されている第２の管２８を含み、使用の間、前記第１の管２２の前記遠位端２６は前記膜接触器１２の上に位置され、前記第２の管２８の前記遠位端３２は前記膜接触器１２の下に位置され、液体は重力により前記膜接触器１２を通る。
【選択図】図１

Description

本発明は、膜接触器を含む重力送り装置を使用する脱ガス方法に関するものである。

膜接触器を使用する液体の脱ガス方法は公知である。例えば、米国特許第６７９０２６２号、第６５５８４５０号、第６５０３２２５号、第６４０２８１８号、第６２６７９２６号、第６６１６８４１号、第５６９５５４５号、第５３５２３６１号、第５２８４５８４号、第５２６４１７１号および第５１８６８３２号明細書、米国特許公開第２００５０１９４３０５号、第２００５０２１８０６４号および第２００６００８１５２４号、および米国特許出願第１１／０４３３５１号（２００６年１月２６日出願）、第１１／４４７１８８号（２００５年６月５日出願）参照。

しかしながら、液体が重力により膜接触器に供給される液体の脱ガス方法は知られていない。通常、液体はポンプにより接触器に供給される。

米国特許６５０３２２５においては、管内の液体が膜接触器に重力により供給される内腔側還流型膜接触器を使用して管内の液体が脱ガスされている。
米国特許６５０３２２５号明細書

液体が膜接触器に重力により供給される液体の脱ガスのための装置および方法が必要とされている。

液体が重力によって装置を通過する、膜接触器を含む装置によって、液体が脱ガスされる。

図面の参照において、同じ番号は同じ構成要素を示している。図１には、液体が重力によって供給される本発明の液体の脱ガス装置の第１の実施態様１０が示されている。

装置１０は、通常、膜接触器１２、第１の管２２および第２の管２８を含む。図１に示される実施態様において、この装置は、第２の管２８に作動可能に（ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ）結合される随意的な流量調節機構３６を更に含む。図２に示される実施態様において、装置１０’は第１の管２２に作動可能に結合される随意的な流量調節機構３６を更に含む。

膜接触器１２は、液体を脱ガスするために使用される膜接触器であってもよい。このような膜接触器は、平坦なシート状の膜または中空繊維膜を有してもよい。図１および２に示される実施態様において、膜接触器はシェル側液体流中空繊維接触器（ｓｈｅｌｌ−ｓｉｄｅ ｌｉｑｕｉｄ ｆｌｏｗ ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）である。図１において、中空繊維は接触器１２の径方向（ｒａｄｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に方向付けられている（すなわち、横断流（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｆｌｏｗ））。例えば、本明細書に引用文献として組み込まれる２００６年１月２６日付け出願の米国特許出願第１１／０４３３５１号および２００５年６月５日付け出願の米国特許出願１１／４４７１８８号参照。図２において、中空繊維は接触器１２’の長手方向（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に方向付けられている（すなわち、放射状の流れ（ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ））。例えば、引用文献として本明細書に組み込まれる、米国特許第６７９０２６２号、第６５５８４５０号、第６５０３２２５号、第６４０２８１８号、第６２６７９２６号、第６６１６８４１号、第５６９５５４５号、第５３５２３６１号、第５２８４５８４号、第５２６４１７１号および第５１８６８３２号明細書、米国特許公開第２００５０１９４３０５号、第２００５０２１８０６４号および第２００６００８１５２４号参照。

膜接触器１２および１２’は、液体入口１４、液体出口１６、真空ポート１８および補助ポート２０をさらに含む。一般的に、膜接触器は「シェル側（ｓｈｅｌｌ−ｓｉｄｅ）」および「内腔側（ｌｕｍｅｎ−ｓｉｄｅ）」（図示しない）を有する。このシェル側および内腔側は、膜によって互いに分離される接触器内の区別されたチャンバーである。脱ガスの操作においては、液体はシェル側に閉じ込められ、真空または真空／掃引ガス（ｓｗｅｅｐ ｇａｓ）が内腔側に閉じ込められる。液体の成分（例えばガス）が、拡散によって定量化される原理により膜を横切って駆動されるように、拡散駆動力（例えば圧力差または濃度勾配）が、これらチャンバー間に発生する。入口１４および出口１６はシェル側に作動可能に結合されていてもよい。真空ポート１８および補助ポート２０は、作動可能に内腔側に結合されていてもよい。

第１の管２２は、近位端（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｅｎｄ）２４と遠位端（ｄｉｓｔａｌ ｅｎｄ）２６を有する。近位端は接触器１２の入口１４に接続されている。接続は、永久接続であっても、または管２２および接触器１２が容易に分離できるように分離可能な接続であってもよい。このような接続は周知である。管２２は柔軟性であっても堅固であってもよい。柔軟な管は従来公知のプラスチック管を含む。

容器接続具３４は第１の管の遠位端に位置する。容器接続具３４は、装置１２または１２’を、同伴ガス（ｅｎｔｒａｉｎｅｄ ｇａｓ）（図示しない）を有する液体の容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）に接続する。接続具３４は従来技術のものである。容器はどんな液体貯蔵装置でもよい。容器は、タンク、漏斗またはシリンダーであってもよい。

第２の管２８は近位端３０および遠位端３２を有する。近位端３０は接触器１２の出口１６に接続されている。接続は、永久接続または管２８および接触器１２が容易に分離できるように分離可能な接続であってもよい。このような接続は周知である。管２８は柔軟性であっても堅固であってもよい。柔軟な管は従来公知のプラスチック管を含む。

第１の管２２または第２の管２８に作動可能に結合されてもよい流量調節機構３６は、接触器からのまたは接触器への液体の流れを制御するように適用される。流量調節機構３６はオリフィスまたはバルブであってもよい。バルブは従来のどんなバルブであってもよい。バルブは、ゲートバルブ、ボールバルブ、ニードルバルブ、グローブバルブ、ダイヤフラムバルブおよびバタフライバルブであってもよい。

作動中、装置１０は、装置が容器に含有された液体の下になるように、容器（図示しない）に接続される。この配置は、液体が装置１０の膜接触器１２／１２’を通過するのに十分な圧力を得るために、必要である。膜接触器１２／１２’は、真空ポート１８またはポート１８／２０により、真空の供給源または真空／掃引ガスの供給源に接続される。使用される場合には、流量調節機構３６（例えば、バルブ）は開かれる。次いで、真空または真空／掃引ガスが供給される間、ガスを同伴する液体が、接触器１２／１２’を通って流れる。次いで、同伴ガスが液体から除去される。脱ガスされた液体は、第２の管の遠位端より装置から排出される。

本発明は、本発明の精神および本質的な属性を逸脱せずに、他の特定な形で実施されてもよく、従って、本発明の範囲を示すものとして、明細書よりも特許請求の範囲を参照すべきである。

本発明を例示する目的で、現在好ましい形を図面で示す。しかし、本発明は、図示した配置と機器に限定されるものでないことは理解される。
本発明の第１の実施態様を示す。 本発明の第２の実施態様を示す。

１０ 液体脱ガス装置
１０’ 液体脱ガス装置
１２ 膜接触器
１２’ 膜接触器
１４ 液体入口
１６ 液体出口
１８ 真空ポート
２０ 補助ポート
２２ 第１の管
２４ 近位端
２６ 遠位端
３０ 近位端
３２ 遠位端
３４ 容器接続具
３６ 流量調節機構

Claims (14)

1. 液体の脱ガスのための装置であって、
   液体入口、液体出口および真空ポートを有するシェル側液体流膜接触器（ｓｈｅｌｌ−ｓｉｄｅ ｌｉｑｕｉｄ ｆｌｏｗ ｈｏｌｌｏｗ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）、
   近位端および遠位端を有し、前記近位端は前記膜接触器の前記液体入口に接続されている第１の管、
   前記第１の管の前記遠位端に接続される容器接続具、および
   近位端および遠位端を有し、前記近位端は前記膜接触器の前記液体出口に接続されている第２の管
   を含み、
   使用の間、前記第１の管の前記遠位端は前記膜接触器の上に位置され、前記第２の管の前記遠位端は前記膜接触器の下に位置され、液体が重力により前記膜接触器を通る、
   装置。
2. 前記第１の管または前記第２の管に作動可能に結合されている流量調節機構をさらに含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記流量調節機構が前記第１の管に作動可能に結合されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記流量調節機構が前記第２の管に作動可能に結合されている、請求項２に記載の装置。
5. 前記流量調節機構は、ゲートバルブ、ボールバルブ、ニードルバルブ、グローブバルブ、ダイヤフラムバルブおよびバタフライバルブからなる群より選択されるバルブである、請求項２に記載の装置。
6. 前記容器接続具に接続される容器をさらに含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記容器は、タンク、漏斗およびシリンダーからなる群より選択される、請求項６に記載の装置。
8. 前記膜接触器は横断流または放射状流を有する、請求項１に記載の装置。
9. 液体の脱ガスのための方法であって、
   液体を脱ガスするための装置であってシェル側液体流膜接触器を有する装置に、同伴ガスを含む液体を重力により供給する工程、
   前記装置の膜を横切って前記同伴ガスが拡散することによって、前記同伴ガスを含む液体を脱ガスする工程、および
   前記装置から、前記同伴ガスを含む液体と比べて少ない同伴ガスを含む液体を放出する工程
   を含む方法。
10. 脱ガスする工程は前記装置に真空を供給する工程を含む、請求項９に記載の方法。
11. 脱ガスする工程は前記装置に真空および掃引ガスを供給する工程を含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記液体を脱ガスするための装置は、
    液体入口、液体出口および真空ポートを有する膜接触器、
    近位端および遠位端を有し、前記近位端は前記膜接触器の前記液体入口に接続されている第１の管、
    前記第１の管の前記遠位端に接続される容器接続具、および
    近位端および遠位端を有し、前記近位端は前記膜接触器の前記液体出口に接続されている第２の管
    を含み、
    使用の間、前記第１の管の前記遠位端は前記膜接触器の上に位置され、前記第２の管の前記遠位端は前記膜接触器の下に位置される、
    請求項９に記載の方法。
13. 前記装置は、前記第１の管または前記第２の管に作動可能に結合される流量調節バルブをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記装置は横断流または放射状流を有する、請求項１３に記載の方法。

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