JPH0228362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、液体中に溶存している気体（溶存ガ
ス）を除去するための脱気装置に関し、更に詳し
くは気体のみを通し液体の透過を阻止する合成樹
脂材で成形したチユーブを真空チヤンバ内に収容
し、そのチユーブ内に溶存ガスを含む液体を流通
させながら脱気するようにした脱気装置に関する
ものである。

＜従来の技術＞ この種脱気装置としては特開昭54−123785号公
報に開示された如きものが知られている。斯る脱
気装置において脱気効率を向上させるには、チユ
ーブの内径を細く肉厚を薄くして長く形成させれ
ば良いが、チユーブの内径を細くし長くするとチ
ユーブ内を流通する被脱気液体の管抵抗が増して
流れにくくなるので、所要の流量が得られなくな
る。そこで所要の流量を得るために被脱気液体に
圧力を加えると、余計な設備を必要とするだけで
なくチユーブが破裂しやすくなるので加える圧力
にも自ずと限界があり、従つてこの種脱気装置
は、液体クロマトグラフの移動相等、比較的少流
量で済むものしか適用されていないのが現状であ
る。

他方、被脱気液体の用途によつて、脱気の程度
と、その要求される流量が異なる。即ち、例えば
液体クロマトグラフに用いる場合には、ほぼ完全
に脱気したものを数ml常に一定量供給できればよ
く、IC半導体製造プロセスに用いる洗浄用超純
水の場合には0.3ppM以下に脱気したものを毎時
１トン以上必要とし、また薬用ビンを洗浄する洗
浄用水の場合は、毎分数mlから数の範囲で所定
時に所要量を連続して必要とする。しかし乍ら、
従来のこの種脱気装置では上述した通り、所要の
脱気量は得られても、連続して毎時１トンもの多
量の流量が得られるものや、毎分数mlから数の
範囲で所定時に所要量の流量が連続して得られる
ものはない為、IC半導体製造プロセスに用いる
洗浄用超純水のように多量を必要とする場合に
は、大規模な真空脱気塔を設備していた。そこ
で、被脱気液体を流通させるチユーブを複数用い
て並列に接続させて大流量の脱気処理を行なうこ
とが考えられるが、複数のチユーブを単に並列に
接続させただけでは流量変動による脱気量の変動
が著しく、所要脱気量のものを安定して得ること
が出来ず、しかもチユーブ数の増加に伴つて流量
及び脱気量の変動が一層著しくなると共に、装置
全体が大型化してしまう不具合があつた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明はこの様な従来の不具合に鑑みてなされ
たものであり、同じ脱気量の液体が0.1mlから理
論的には無限大迄の範囲で所定時に所定量の流量
が安定して連続して得られると同時に、小型コン
パクトで設置場所をとらず、且つその製造並びに
取扱いが容易で安価な脱気装置を提供せんとする
ものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 斯る目的を達成する本発明脱気装置は、真空チ
ヤンバ内に、気体のみを通し液体の透過を阻止す
る合成樹脂材で各々ほぼ同ぞ内径、肉厚、長さに
形成した複数のチユーブを収容設置せしめ、該各
チユーブの一端口を１つの流入口と複数の分配口
を備えた流入用分配盤の上記分配口に夫々連通接
続すると共に各チユーブの他端口を１つの流出口
と複数の集積口を備えた流出用集積盤の上記集積
口に夫々連通接続させて各チユーブ内を流通する
液体の流通抵抗に微少な差を付与させ、前記流入
用分配盤の流入口から各チユーブ内に被脱気液体
を分配流通させ前記流出用集積盤の流出口で集積
するようにした事を特徴としたものである。

＜実施例＞ 以下、本発明実施の一例を図面に基づいて説明
する。

本発明脱気装置は基本的に、１個の真空チヤン
バ１と、複数のチユーブ２，２…と、１個の流入
用分配盤３及び流出用集積盤４とで構成される。

真空チヤンバ１は堅牢な金属材を用いて円筒形
状に成形すると共に、その上下に上蓋板１ａと下
蓋板１ｂを一体に被蓋して内部を気密状に形成し
てなり、その上蓋板１ａに真空ポンプ（図示せ
ず）の接続管７と接続する接続口８と、圧力セン
サ９の取付口１０を各々真空チヤンバ１内部と連
通状に一体突設すると共に、流入用分配盤３の流
入口３ａと流出用集積盤４の流出口４ａを突出さ
せ、真空ポンプでもつて当該真空チヤンバ１の内
部を減圧させる。又、真空チヤンバ１の内部には
チユーブ２を収容設置すると共に、多数のチユー
ブ２をブロツク毎に支持する仕切板５を設置す
る。この仕切板５は真空チヤンバ１の内径とほぼ
同径の円形板状に成形し、その中央を支柱１１に
よつて水平状に支持せしめ、適当な箇所に各チユ
ーブ２を導出させる為の切欠き溝１２及び気体導
通孔１３を穿設する。

チユーブ２は被脱気液体（脱気すべき液体）ａ
を流通させ流通している過程で被脱気液体から溶
存ガスを脱気するためのものであり、気体のみを
通し液体の透過を阻止する合成樹脂材、例えば四
弗化エチレン樹脂材やシリコン樹脂材等を用いて
成形するが、その内径や肉厚や長さは被脱気液体
の性質や流量及び材質や要求される脱気量（脱気
の程度）によつて設定される。実験の結果では、
チユーブ２の内径を0.2〜12mm、肉厚を0.2〜1.0
mm、長さを10〜45ｍとし、被脱気液体の流量を毎
分0.1〜10.0mlとした時、完全に近い状態にまで
脱気することが出来た。従つて、要求される脱気
量を基準にした場合、チユーブ２の材質と内径及
び肉厚を定めた後、チユーブ２の長さは実測に基
づいて選択設定される。実験例では、チユーブ２
を四弗化エチレン樹脂材で成形し、0.3ppM（mg
O₂／）以下の脱気量を求められた場合に、チ
ユーブ２の内径を1.0〜2.0mmとし、肉厚を0.2〜
0.5mmとし、長さを50〜100ｍとした時、被脱気液
体の最大流量（チユーブの内をほとんど抵抗なく
流れる最大流量）は毎分10〜20mlとなり、所要の
脱気量が得られた。又、チユーブ２をシリコン樹
脂材で成形した場合には、四弗化エチレン樹脂材
の場合より内径及び肉厚を大きくし、しかも長さ
を10ｍに短くしても、所要の脱気量の液体が最大
毎分20〜40ml得られた。次いで被脱気液体の要求
流量に基づいてチユーブ２の必要な本数を決定す
る。即ち、脱気された液体を例えば毎分最大500
ml要求された場合に、一本のチユーブ２内をほと
んど抵抗なく流れる最大流量が例えば一分間当り
20mlであるとすれば、25本（500÷20＝25）のチ
ユーブ２を用意すれば、毎分0.1mlから最大500ml
の脱気された液体が連続して得られることにな
る。また例えば、被脱気液体を毎時１トン要求さ
れた場合には、チユーブ１本の最大流量が毎分25
mlであるとすれば、チユーブ１本当り毎時1.5
（25×60＝1500ml）となるから667本（1000÷1.5
＝667）以上のチユーブ２を用意すれば、毎時１
トンの脱気された液体が連続して得られることに
なる。

然して、チユーブ２の材質、内径、肉厚、長さ
及び必要な本数が決定され、各チユーブ２を全て
同じ長さに成形し、その一端口を流入用分配盤３
の分配口３ｂに連通接続し、その他端口を流出用
集積盤４の集積口４ｂに連通接続すると共に、渦
巻状に巻回して真空チヤンバ１内に収容設置し、
各チユーブ２，２…内を流通する被脱気液体の流
通抵抗に微少な差を付与させる。その際、各チユ
ーブ２が折れ曲つたり捩れたりすることがないよ
うに注意すると共に、効率よく収容設置し得るよ
うに、各チユーブ２の渦巻束２ａ，２ｂ，２ｃ…
の直径や高さを違えて同芯状に積み重ね状に収容
設置する。即ち、図示実施例では中心の渦巻束２
ａの外周に、その渦巻束２ａの半分の高さの渦巻
束２ｂと２ｃを同芯状態に積み重ね、これを１つ
のブロツクとして真空チヤンバ１内に仕切板５を
介して順次積み重ね状に収容設置したものであ
る。

又、各チユーブ２を真空チヤンバ１内に収容設
置した際、各チユーブにおける脱気効率を損なわ
ないようにする為に、チユーブ２同士及びチユー
ブ２と真空チヤンバ１との接触をできるだけなく
することが望ましく、その為にチユーブ２を真空
チヤンバ１の内壁及び仕切板５との間並びに各チ
ユーブ２相互間にスペーサ材６を介在させる。ス
ペーサ材６としては連続気泡を有する樹脂発泡材
等を用いて平板形状或いは小片形状に形成し、例
えば平板形状のスペーサ材６を真空チヤンバ１の
上下内壁と周壁内壁及び仕切板５の上下表面に沿
わせて設置し、小片形状のスペーサ材をチユーブ
２の相互間に設置するものである。

流入用分配盤３は被脱気液体ａを受け入れる為
の１つの流入口３ａと、受け入れた流体ａを複数
の各分配口３ｂ，３ｂ…に分配する為の分配通路
３ｃ及びその分配通路３ｃと連通して被脱気液体
ａを複数本の各チユーブ２，２…に分配する為の
複数の分配口３ｂ，３ｂ…を備えてなり、流入用
分配盤３自体は略円盤形状に成形し、各分配口３
ｂ，３ｂ…は流入用分配盤３の周面にほぼ放射状
に配置形態されている。尚、各分配口３ｂ，３ｂ
…は流入用分配盤３の下面位置に配置形成するよ
うにしてもよい。

流出用集積盤４は流入用分配盤３とほぼ同様の
形状に成形し、脱気された液体ｂを受け入れる為
の複数の集積口４ｂ，４ｂ…と、各集積口４ｂ，
４ｂ…と連通した集積路４ｃ及びその集積路４ｃ
と連通した１つの流出口４ａを備えてなる。

そして、流入用分配盤３の分配口３ｂと流出用
集積盤４の集積口４ｂとは夫々同数配置形成し、
各分配口３ｂと集積口４ｂとを１本１本のチユー
ブ２で連通接続することにより各チユーブ２，２
…内を流通する被脱気液体ａの流通抵抗に微少な
差を付与させるものである。又、図示実施例では
流入用分配盤３と流出用集積盤４とを互いに一部
を重ね合せ一体にして真空チヤンバ１の内側上部
に設置したが、流入用分配盤３と流出用集積盤４
とを別々に成形してもよいと共に、その流入用分
配盤３と流出用集積盤４を真空チヤンバ１の内側
又は外側の上又は下位置に夫々分離して設置して
もよい。

而して、被脱気液体ａを流入用分配盤４の流入
口３ａから供給すると、分配通路３ｃから各分配
口３ｂ，３ｂ…に分配されて各々のチユーブ２，
２…内を流通するようになるが、各チユーブ２，
２…内を流通する被脱気液体の流通抵抗に微少な
差を付与させてあるので、被脱気体ａの供給流量
が少ない場合には、被脱気液体ａが流通している
チユーブ２と流通していないチユーブ２とが存在
する。即ち、１本当りの最大流量が例えば一分間
当り10mlのチユーブ２を20本使用した場合、脱気
された液体ｂは一分間当り最大200ml（10ml×20
本）得られるが、今ここで被脱気液体ａを流入用
分配盤３の流入口３ａから一分間当り20ml供給し
たとすると、流入用分配盤３の各分配口３ｂ，３
ｂ…（この場合、流入用分配盤の分配口３ｂは20
箇ある）に均等に１mlずつ分配（20ml÷20本＝１
ml）されるのではなく、２乃至３箇の分配口３ｂ
のみを通して夫々のチユーブ２を流通するように
なる。この現象は、各チユーブ２…が真空チヤン
バ１内に収容設置されている状態、すなわち各チ
ユーブ２…の高低差や巻回具合が同一でない事、
流入用分配盤３の流入口３ａから各分配口３ｂ，
３ｂ…までの距離、並びに流出用集積盤４の流出
口４ａから各集積口ｂ，４ｂ…までの距離が夫々
均等でなく、更にはチユーブ２の内径や材質によ
る摩擦係数、各分配口３ｂの口径等が微妙に異な
る事等の相剰的作用により各チユーブ２…内を流
通する被脱気液体の流通抵抗が各チユーブによつ
て微妙に相違するので、被脱気液体の流量に応じ
て流通抵抗が小さいチユーブ２から順に流通する
ようになる為である。但し、この各チユーブ２に
おける流通抵抗の差はさほど大きいものではな
く、チユーブ１本当りに流通する流量が増加し或
いは一定量に達すると、上記差異の占る流通抵抗
全体に対する割合は無視できる程度のものとな
り、流通抵抗差によりほとんど流通しなかつた他
のチユーブ２にも流通するようになる。この様
に、各チユーブの流通抵抗の微少な差が、流量の
増減によつて脱気に有効となるチユーブの本数を
自助自動的に選定する機能を有し、全体の流通に
より圧力損失自体もほぼ一定に調整されるわけで
ある。

然して、被脱気液体ａは各チユーブ２…が真空
チヤンバ１内に収容されているので、各チユーブ
２…内を流通している過程で、溶存ガスがチユー
ブ２を透過して真空チヤンバ１内に排出され脱気
され、脱気された液体ｂは流出用集積盤４の各集
積口４ｂ，４ｂ…から集積路４ｃに集められて流
出口４ａからホース等により所定の場所に配給さ
れる。

＜発明の効果＞ 本発明脱気装置は斯様に構成したので、被脱気
液体はその流量に応じて各チユーブ内を適当に流
通し、各チユーブ内を流通している過程で脱気さ
れ、且つチユーブ１本当りの脱気量は各チユーブ
とも同じであるから、同じ脱気量の液智体が0.1
mlから理論的には無限大迄の範囲で所定時に所要
量の流量が安定して連続して得られるようにな
る。

本発明の脱気装置を用いて脱気したデータの一
例を第７図ａと第７図ｂに示す。図中、縦軸は脱
気量で、１の液体中に溶存している酸素の量
（mgO₂／）で現わし、横軸は被脱気液体の１分
間当りの流量（ml／min）を現わす。そして、第
７図ａは被脱気液体として蒸留水を使用した例で
あり、第７図ｂは一般水道水を使用した例であ
る。このデータ表から明らかな如く、被脱気液体
の流量が増ると多少脱気量は落ちるが、ほとんど
同じ脱気量の液体が毎分0.1mlから1300mlまで連
続して得られることが解る。又、第７図ｃは第７
図ａと同様な蒸溜水を用い、従来の脱気装置（特
開昭54−123785号公報で開示された装置）で脱気
したデータ表である。但し、従来の脱気装置では
流通抵抗の増大により同量の流量での比較ができ
ない為、小流量でのみ行なつた。図中イはチユー
ブの長さが短かい場合、ロはチユーブが長い場合
を示す。このデータ表から明らかな通り、流量の
増加と共に脱気量が大巾に変動しており、第７図
ａのデータ表との比較によつ本発明の有用性が理
解されるだろう。

しかも、本発明脱気装置は装置全体が非常に小
型コンパクトになり（実施例のものは真空チヤン
バの高さが360mm、内径が240mmである）、設置場
所をとらず、その経済的効果は大なるものがあ
る。

更に、構造が簡単で製造が容易であり、従来の
脱気塔に比較して非常に安価に提供し得ると同時
に、その保守点検が容易となる。

よつて、所期の目的を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明脱気装置の１実施例を示し、第１
図は真空チヤンバとチユーブを切欠して示す正面
図、第２図は第１図の２−２線断面図、第３図は
第２図の３−３線断面図、第４図は第１図の４−
４線断面図、第５図は流入用分配盤と流出用集積
盤及び各チユーブとの関係を説明する模式図、第
６図は仕切板の平面図、第７図ａ及び第７図ｂは
本発明脱気装置により脱気したデータのグラフ図
で、第７図ａは被脱気液体として蒸留水を使用し
た例、第７図ｂは一般水道水を使用した例であ
る。第７図ｃは従来の脱気装置で脱気したデータ
のグラフ図である。 図中、１は真空チヤンバ、２はチユーブ、３は
流入用分配盤、３ａは流入口、３ｂは分配口、４
は流出用集積盤、４ｂは集積口、４ａは流出口で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空チヤンバ内に、気体のみを通し液体の透
   過を阻止する合成樹脂材で各々ほぼ同じ内径、肉
   厚、長さに形成した複数のチユーブを渦巻状に巻
   回して収容設置せしめ、該各チユーブの一端口を
   １つの流入口と複数の分配口を備えた流入用分配
   盤の上記分配口に夫々連通接続すると共に各チユ
   ーブの他端口を１つの流出口と複数の集積口を備
   えた流出用集積盤の上記集積口に夫々連通接続さ
   せ、且つ前記各チユーブの渦巻束の直径や高さを
   互いに違えて各チユーブ内を流通する液体の流通
   抵抗に微少な差を付与させ、前記流入用分配盤の
   流入口から各チユーブ内に被脱気液体を分配流通
   させ前記流出用集積盤の流出口で集積するように
   した事を特徴とする脱気装置。