JPH0258963B2 - - 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
量で済むものに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課題＞ 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数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。

＜課題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じ内径、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
するように構成した脱気ユニツトを適宜数配置す
ると共に、各脱気ユニツトの流入口同士と流出口
同士を互いに並列に連通接続せしめてなる事を特
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とで構成された複
数の脱気ユニツトA₁，A₂…で構成され、第１図
乃至第５図でもつて先づ脱気ユニツトを詳細に説
明する。

真空チヤンバ１は竪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25ml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２ａ
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と真空
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、受け入れた液体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
に配置形成されている。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。

然して、上述した如くに構成した脱気ユニツト
Ａを、脱気された液体の要求流量に応じて適宜数
組合わせて１つの脱気装置を構成する。即ち、脱
気された液体を例えば毎時１トン要求され、１基
の脱気ユニツトＡで例えば毎時125の処理能力
がある場合、第６図及び第７図に示す如く８基
（125×８＝1000）の脱気ユニツトA₁，A₂…
A₈を用いて、各脱気ユニツトA₁，A₂…の流入口
３ａ…同士と流出口４ａ…同士を夫々接続チユー
ブ１４でもつて互いに並列に連通接続させるもの
である。この際に、各脱気ユニツトA₁，A₂…を
同一平面状に配列したのでは広い設置面積が必要
となるので図示実施例の如く上下に積み重ねて設
置することが好ましく、この場合上側に位置する
脱気ユニツトA₁，A₃，A₅，A₇と下側に位置する
脱気ユニツトA₂，A₄，A₆，A₈を全く同一には構
成しなくとも良い。即ち、上側に設置する脱気ユ
ニツトA₁…の真空チヤンバ１と下側に設置する
脱気ユニツトA₂…の真空チヤンバ１とを互いに
その内部を連通させて積み重ね、第５図に示す如
く上側に設置する脱気ユニツトA₁…にのみ真空
ポンプの接続管７と圧力センサ９を取付けると共
に、流入用分配盤３及び流出用集積盤４とほぼ同
様に構成した分配盤１５と集積盤１６とを設置さ
せるものである。そして、上下各脱気ユニツト
A₁，A₂…内に設置された各流入用分配盤３の流
入口３ａと分配盤１５とを接続チユーブ１４ａで
連通接続させると共に各流出用集積盤４の流出口
４ａと集積盤１６とを接続チユーブ１４ｂで連通
接続させ、更に上側に設置した脱気ユニツトA₁，
A₃…の真空チヤンバ１内に設置した各分配盤１
５同士と集積盤１６同士を夫々接続チユーブ１４
で互いに並列に連通接続させるものである。従つ
て、脱気ユニツトA₁，A₂…がいくつ在つても脱
気すべき液体ａの入口と、脱気された液体ｂの出
口は各々１つとなる。

而して、被脱気液体ａを接続チユーブ１４の入
口から各脱気ユニツトA₁，A₂…へ供給すると、
各脱気ユニツトA₁，A₂…に分配されると共に、
各脱気ユニツトA₁，A₂…においては流入用分配
盤４の流入口３ａから供給された被脱気液体ａが
分配通路３ｃを通して各分配口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。その時、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
せてあるので、被脱気液体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20ml
のチユーブ２を40本使用した場合、脱気された液
体ｂは一分間当り最大800ml（20ml×40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600ml供給したとす
ると、流入用分配盤３の各分配口３ｂ，３ｂ…
（この場合、流入用分配盤の分配口３ｂは40箇あ
る）に均等に15mlずつ分配（600ml÷40本＝15ml）
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，３
ｂ…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４ｂ，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
よる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は接続チユーブ１４から
各脱気ユニツトA₁，A₂…に分配され、各脱気ユ
ニツトにおける各チユーブ２…内を流通している
過程で、溶存ガスのみがチユーブ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は各脱気ユニツトA₁，A₂…ごとに流出用
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から接続チユーブ１４を
通して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脱気ユニツトにおける
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、且つ各脱気ユニツト
におけるチユーブ１本当りの脱気量は各チユーブ
とも同じであるから、同じ脱気量の液体が数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８図ａと第８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
８図ａは被脱気液体として蒸留水を使用した例で
あり、第８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８図ｃは第８
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８図
ａのデータ表との比較によつて本発明の有用性が
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（実施例のものは脱気ユニツ
トの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１つの脱気ユニツトを一部切欠して示す正面
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１つの脱気ユ
ニツトにおける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５図は
上側に設置した脱気ユニツトの他の実施例を示す
一部切欠正面図、第６図は本発明脱気装置の全体
を現わす正面図、第７図は同平面図、第８図ａ，
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８図ａは被脱気液体として蒸留水を使
用した例、第８図ｂは一般水道水を使用した例で
ある。第８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、A₁，A₂，…A₈は脱気ユニツト、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、前記各チユーブの内径や材質による摩擦係数
   並びに高低差や巻回状態及び／又は前記流入用分
   配盤の流入口から流出用集積盤の各集積口までの
   距離の違いに基づい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
   るように構成した脱気ユニツトを適宜数配置する
   と共に、各脱気ユニツトの流入口同士と流出口同
   士を夫々互いに並列に連通接続せしめてなる事を
   特徴とする脱気装置。