JPH03157104A - 液体脱気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水道水等の液体から溶存酸素等の気体を除去
する液体脱気装置に係り、ビル等における水道水の赤水
防止装置、船舶の機関部の冷却水あるいは空調機器、ガ
ス圧縮機、ボイラー、燃焼装置等に使用する水から溶存
酸素を除去して配管等の酸化を防止する装置、食品、飲
料等の製造工程に使用される水から溶存酸素を除去する
ことにより、当該製品の酸化を防止する装置等として利
用できる。

〔背景技術〕

近年、高分子膜の気体透過性を利用して、各種液体中か
ら溶存ガスを除去して溶存ガスによる不都合を排除する
ことが行われている。例えば、液体クロマトグラフィに
用いられる溶媒では、高感度の検出器を用いる場合、ご
く微量の溶存ガスでもノイズとなるため、完全に近い状
態まで溶存ガスを除去しなければならない。また、薬品
やオイル等に溶存ガスがあると、その劣化が早まるため
、この場合も溶存ガスを排除しなければならない。

このため、従来は、簡易な方法として液体を煮沸したり
、減圧して脱気したりしている。しかし、これらの方法
では完全には溶存ガスを除去できないため、より完全な
除去方法が望まれている。

これに対し、特開昭５７−１６５００７号公報、特開昭
５９−２１６６０６号公報及び特開昭６０−２５５１４
号公報によれば、高分子からなる毛細管すなわち気体透
過チューブを用いて十分な脱気を行う装置が示されてい
る。

これらの装置によれば、合成樹脂製の気体透過チューブ
を多数回螺旋状に巻回するとともに、この巻回されたチ
ューブを減圧雰囲気中に配置し、このチューブ内に液体
を流通させることにより、液体中の溶存ガスをチューブ
を介して除去して脱気を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記公報に記載の装置においては、きわ
めて長いチューブを多数回螺旋状に巻回しているため、
チューブ同志が互いに重なり合って減圧雰囲気への接触
が少なくなり、脱気効率が悪く、しかも、積み重ねられ
たチューブの下側の部分は自重により潰されて液体の流
通抵抗が増加してしまうという問題点がある。また、こ
の流通抵抗の増加は、チューブそのものが極端に長いこ
とによっても生じ、チューブ内に液体を流通させるため
のポンプが大型化するという問題点もある。

ところで、本発明者の実験によると、ビル等の水道水が
赤く濁るいわゆる赤水は、ビル内配管が赤く錆びること
により生ずるものであり、この赤水防止のためには、水
道水中の溶存酸素を除去することが有効であることが判
った。

従って、水道水中の溶存酸素を除去してやれば、水道水
の赤水を有効に防止できるものであるが、前記公報に記
載されたような装置を用いて水道水中の溶存酸素を除去
しようとしても、前述のように流通抵抗が大きいため、
実用的でないという問題点が生じる。

一方、短くて細い合成樹脂製の気体透過チューブを用い
ようとすれば、所定量の流量を確保するため、その本数
がきわめて多くなり、これらのチューブを複数本づつま
とめたものを用いたとしても各チューブの取付構造が複
雑となる。しかも、チューブの長さがあまり短いと、減
圧雰囲気中を通過する距離が短（なるため、液体からの
溶存酸素の脱気効率が低下し、この点からも問題点が生
ずる。

更に、気体透過チューブをある程度長くして用いようと
すると、少なくともチューブの長さ分の長さを有する減
圧用の容器が必要となって、装置がきわめて大きなスペ
ースを要し、ビル等への組み込みが不可能となる欠点が
ある。

本発明の目的は、十分な脱気効率を有するとともに、装
置を小型化できる液体脱気装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、気体透過部材をＵ字状に配置することによっ
て、減圧雰囲気下での気体透過部材の長さを確保でき、
かつ、装置の長さ（高さ）もあまり大きくならない（約
半分）ことに着目してなされたものである。

具体的には、上端部を開口された気体透過部材収納容器
と、この気体透過部材収納容器の上端開口部を閉塞可能
かつ中空に形成されるとともに内部を仕切板により２室
に仕切られ一方の入液室に被処理液入側配管を接続され
るとともに他方の出液室に被処理液出側配管を接続され
た蓋体と、この蓋体の入液室及び出液室に両端の各端部
を着脱可能に取付けられて前記気体透過部材収納容器内
に略Ｕ字状に垂下された合成樹脂製の複数本の気体透過
チューブを有する気体透過部材と、前記気体透過部材収
納容器内を減圧する減圧手段とを具備したことを特徴と
する液体脱気装置である。

本発明は、液体クロマトグラフィ程には溶存ガスの除去
を要求されない水道水の赤水防止装置、各種機器あるい
は飲食品に使用される水からの酸素除去装置に好適であ
る。

〔作用〕

このような構成において、減圧手段により気体透過部材
収納容器内を減圧するとともに、蓋体の入液室に被処理
液を供給すると、この被処理液は複数本の気体透過チュ
ーブを有する気体透過部材内を介して蓋体の出液室側へ
と流通する。この気体透過部材の通過時に、収納容器内
の減圧雰囲気により被処理液からは溶存ガスが除去され
、出液室内に入った状態では、十分脱気された液となっ
ている。

この際、気体透過部材は気体透過部材収納容器内でＵ字
型に垂下されているため、気体透過部材が十分に減圧雰
囲気下におかれ、かつ、その装置の高さもそれ程高くな
らない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本実施例に係る液体脱気装置ｌの全体構造
が示されている。この液体脱気装置１は、有底円筒状の
気体透過部材収納容器ＩＯを備えている。この収納容器
ｌＯの下部は、複数本の脚体１１により支持されるとと
もに、底部には脱気口１２が開口されている。この脱気
口１２には、真空ポンプ等からなる減圧手段１８が接続
され、収納容器ＩＯ内を減圧できるようになっている。

また、収納容器１０の周面途中には、複数個ののぞき窓
１３が必要に応じて設けられる。

前記収納容器ｌＯの上端開口部外周には、フランジ１４
が溶着されるとともに、この開口部を閉塞するように中
空の蓋体２０が設けられている。

蓋体２０は、第２〜４図にも拡大して示されるように、
断面略楕円状で全体として略球面状とされた鏡板２１と
、この鏡板２１の内面に一端を気密に溶着されて鏡板２
１の内部を２室に仕切る仕切板２２と、この仕切板２２
により仕切られた鏡板２２の略半円状の開口部をそれぞ
れ閉塞するように配置され外周を鏡板２１の開口部と仕
切板２２の側面とにそれぞれ気密に溶着された２枚の半
円盤状の端板２３と、これらの端板２３と略同−平面位
置において鏡板２１の外周に溶着され前記収納容器ＩＯ
のフランジ１４に対向されるフランジ２４とを含んで構
成されている。

これにより、蓋体２０内には仕切板２２により仕切られ
た２室、すなわち、入液室２５と出液室２６とが形成さ
れている。これらの入液室２５には被処理液入側配管２
７が、出液室２６には被処理液出側配管２８がそれぞれ
接続されている。また、入液室２５と出液室２６との間
には差圧計２９が接続され、入液室２５と出液室２６と
の圧力差が常時検出できるようになっている。

前記各端板２３には、第３，４図からも判るように、そ
れぞれ同数づつ多数の貫孔３１が形成されるとともに、
端板２３の内面（上面）において、これらの各貫孔３１
の周囲には、所定間隔を離して円周溝からなる溶接熱の
放熱用にげ部３２が形成されている。

前記各貫孔３１には、それぞれ段付き筒状の管台４０の
小径部４１が挿入されるとともに、これらの小径部４１
の先端がそれぞれ端板２３に溶接により気密に固着され
ている。この際、端板２３の貫孔３１の周囲には、それ
ぞれにげ部３２が形成されているから、各管台４０の溶
接熱は十分に放熱され、溶接による熱歪みが端板２３に
生じないようにされている。

従って、端板２３が鏡板２１及び仕切板２３に溶接され
るのに先立って行われる各管台４０の溶接によって、端
板２３は曲がり等を生ずることがなく、端板２３と鏡板
２１等との溶接が前記管台４１の溶接によって影響を受
けることがない。このため、端板２３と鏡板２１等との
溶接が良好に行え、十分な気密性を保つことができるよ
うになっている。

前記各管台４０は、第５図からも判るように、その大径
部４２の外周にそれぞれ雄ねじ部４３が形成され、一方
、内周に０リング４４が装着されている。

第５図において、前記各管台４０には、それぞれ気体透
過部材５０の端部が着脱可能に取付けられている。気体
透過部材５０は、合成樹脂製であって液体を透過不能か
つ気体を透過可能な複数本、例えば１００〜２００本の
気体透過チューブ５１と、これらの気体透過チューブ５
１の両側の各端部を結束する結束部材としての熱収縮チ
ューブ５２と、この熱収縮チューブ５２が挿入される貫
通孔５３を有するとともに接着剤注入用の大径孔５４及
びこの大径孔５４と外周とを連通させる接着剤にげ孔５
５を有する端部取付部材５６と、前記各チューブ５１の
端部外周間及び端部取付部材５６の大径孔５４内に充填
され、各チューブ５１同志及び気体透過チューブ５１側
である熱収縮チューブ５２と端部取付部材５６の内周と
の間を気密に接着する接着剤５７と、前記管台４０の雄
ねじ部４３に螺合されるとともに端部取付部材５６のつ
ば部５８を管台４０に押圧固定する袋す・ソト５９とを
含んで構成されている。

この際、前記各気体透過部材５０の両端部の端板２３へ
の取付は、一端が蓋体２０の人波室２５に、他端が出液
室２６にそれぞれ連通ずるようにされている。これによ
り、気体透過チューブ５；からなる気体透過部材５０は
、気体透過部材収納容器１０内に略Ｕ字状に垂下される
ようになっている。

なお、前記気体透過チューブ５１としては、例えば外径
が０．５〜１０ｍｍ、内径が０．２〜８胴、好ましくは
外径が１〜５ｍｍ、内径が０．３〜４．５ｍｍのシリコ
ン樹脂チューブが好適である。また、前記接着剤５７と
しては、硬化後弾性を有する接着剤、例えば、ＲＴＶシ
リコンゴム等が好ましい。

第６図（Ａ）〜（Ｄ）には、前記実施例に用いられる気
体透過部材５０の端部の製造方法が示されている。

第６図（Ａ）において、所定本数の気体透過チューブ５
１の端部には、接着剤５７が塗布された状態で結束部材
としての熱収縮チューブ５２が被嵌され、かつ、加熱さ
れて気体透過チューブ５１の端部は略円柱状に結束され
ている。この際、熱収縮チューブ５２の収縮状態の外径
は端部取付部材の内径５３よりわずかに小さい径になる
ように前記気体透過チューブ５１の本数が設定されてい
る。

前記熱収縮チューブ５２を被嵌された気体透過チューブ
５１の端部は、第６図（Ｂ）に示されるように、その端
部が所定量突出するように端部取付部材５６の貫通孔５
３を貫通して挿入される。

次いで、第６図（Ｃ）に示されるように、端部取付部材
５６の接着剤注入用の大径孔５４内に接着剤５７が注入
され、熱収縮チューブ５２と端部取付部材５６とが固定
される。この際、端部取付部材５６には接着剤にげ孔５
５が形成されているため、接着剤５７の充填は十分に行
われる。

前記接着剤５７が硬化した後、第６図（Ｄ）に示される
ように、端部取付部材５６から突出した気体透過チュー
ブ５１は、熱収縮チューブ５２とともにカッタ６１によ
り切り落とされ、気体透過部材５０の端部処理が完了す
る。

次に、本実施例の作用につき説明する。

第１図において、減圧手段１８を作動して気体透過部材
収納容器１０内を減圧するとともに、被処理液入側配管
２７から被処理液を蓋体２０の人波室２５内に所定の圧
力で供給する。この人波室２５内に供給された被処理液
は、各管台４０内を通って各気体透過部材５０内に流入
し、更に、蓋体２０の出液室２６内を経て被処理液出側
配管２８から流出される。

前記気体透過部材５０内を流通する際、収納容器１０内
は前述のように減圧されているため、各気体透過部材５
０の気体透過チューブ５１内を通過する液体から溶存ガ
スがチューブ５１の皮膜を透過して収納容器ＩＯ内に抜
き出され、被処理液の脱気が行われることとなる。

このようにして被処理液の脱気を継続するが、被処理液
中に含まれるスライム（水垢）等の不純物が気体透過チ
ューブ５１の気体透過孔に詰まって目詰まりを生じさせ
ると、人波室２５と出液室２６との圧力差が大きくなる
ため、この圧力差を差圧計２９により検知し、所定の差
圧よりも太きくなった場合は、液体脱気装置ｌの運転を
停止し、蓋体２０を取り外して蓋体２０の各管台４０に
取付けられた気体透過部材５０を交換する。

この後、再び前述と同様にして被処理液の脱気を行う。

また、気体透過部材５０の一部に破断等が生じた場合に
は、人波室２５と出液室２６との差圧が無くなるため、
この場合も液体脱気装置ｌの運転を停止し、破断した気
体透過部材５０の交換を行う。

前述のような本実施例によれば、次のような効果がある
。

すなわち、気体透過部材５０として多数の気体透過チュ
ーブ５１を用いたので、被処理液体からの溶存ガスの脱
気を十分に行うことができる。この際、気体透過部材５
０は、蓋体２０の端板２３にＵ字状に垂下されているた
め、各気体透過部材５０を構成する気体透過チューブ５
１は、互いに重なり合う事がないから、十分にその周囲
を減圧され、脱気効果をより十分に行うことができる。

また、各気体透過部材５０がＵ字状であることから、収
納容器１０内で十分な長さだけ減圧雰囲気下におかれて
、この点からも十分な脱気が行なえる一方、収納容器１
０の長さ寸法は、気体透過部材５０の全長の約半分でよ
（、液体脱気装置１の高さも低くできる。更に、各気体
透過部材５０は、袋ナツト５９と管台４０とのねじ込み
を外すだけで容易に交換できるから、気体脱気チューブ
５１の目詰まりや破損に対して迅速な交換処理を行うこ
とができる。また、管台４０は一箇所、すなわち、蓋体
３０の端板２３に集中配置されているから、この点から
も交換処理を容易に行なえる。

更に、蓋体２０の２枚の端板２３には、管台４０の溶接
時の熱を放散するにげ部３２が形成されているから、多
数の管台４０の溶接によっても端板２３が歪みを生ずる
ことがない。従って、端板２３と鏡板２１及び仕切板２
２との溶接も端板２３の修正作業等を伴うことなく行な
える。

また、各端板２３は、半円盤状に形成されて鏡板２１と
仕切板２２との間に溶着されるから、１枚の円盤状の端
板を溶接する場合と異なり、各端板２３と鏡板２１及び
仕切板２２、特に仕切板２２との溶接を十分に行うこと
ができる。従って、人波室２５と出液室２６との気密性
を十分に保つことができるため、溶存ガスを脱気されて
いない人波室２５内の被処理液が出液室２６に漏洩する
ことを完全に防止できる。

更に、各気体透過部材５０を構成する気体透過チューブ
５１は、結束部材としての熱収縮チューブ５２で一旦ま
とめられて端部取付部材５６の貫通孔５３に挿入される
から、貫通孔５３の内径に略−杯に気体透過チューブ５
１を挿入でき、スペース効率を向上できる。しかも、結
束部材は熱収縮チューブ５２であるから、結束作業が容
易である。

また、端部取付部材５６と熱収縮チューブ５２との間に
は、硬化後弾性を有する接着剤５７を用いているため、
気体透過チューブ５１の端部での破損を有効に防止でき
る。しかも、端部取付部材５６には、接着剤にげ孔５５
が設けられているから、端部取付部材５６の接着剤注入
用の台形孔５４内に十分に接着剤５７を注入することが
できる。

第７図には、前記実施例の液体脱気装置ｌを水道水の赤
水防止装置に適用した応用例が示されている。

第７図において、前記液体脱気装置１は、建物２内の１
階に配置されている。この建物２の地下には、水道本管
３からの水道水を貯蔵するための大型の地下貯水槽４が
設けられている。この地下貯水槽４には、途中に送水ポ
ンプ５を有する立上がり配管６の一端が連結されるとと
もに、この立上がり配管６の他端は、小型の屋上貯水タ
ンク７に連結されている。この屋上貯水タンク７には建
物２内の各部に送水するための分配管８が接続されてい
る。

前記立上がり配管６の途中には本実施例に係る液体脱気
装置１が接続されている。従って、立上がり配管６のう
ち、蓋体２０の人波室２５に接続される側すなわち送水
ポンプ５側が被処理液入側配管２７とされ、一方、蓋体
２０の出液室２６に接続される側すなわち屋上貯水タン
ク７側が被処理液出側配管２８とされる。

前記液体脱気装置１に接続される減圧装置１８は、水封
式の真空ポンプが用いられている。

このような構成において、水道水の溶存酸素を脱気して
建物２内の配管６，８及び屋上貯水タンク７内の赤錆の
発生を防止するには、減圧手段１８を駆動するとともに
、送水ポンプ５を駆動して予め地下貯水槽４内に貯蔵さ
れている水道水を液体脱気装置ｌに供給する。この液体
脱気装置１では、前記実施例で説明したように、水道水
中に溶は込んでいる溶存ガスすなわち溶存酸素を脱気し
ながら、溶存酸素のない水道水を立上がり配管６の出側
配管２８側へ送水する。

このため、立上がり配管６、屋上貯水タンク７及び分配
管８内には、溶存酸素のない水道水が供給されることと
なって、これらを錆びさせることがなく、従って、赤水
が分配管８から吐出されることもない。

前述のような本応用例によれば、水道水の赤水を有効に
防止でき、特に、屋上貯水タンク７に至る立上がり配管
６をも錆びさせることがないという効果がある。

また、液体脱気装置１を立上がり配管６に直接設けてい
るから、水道水の使用が集中する時間帯、例えば住居用
ビルでは朝、夕等の時間帯であっても、水道水は液体脱
気装置１を必ず通過することとなる。このため、屋上貯
水タンク７にバイパス配管を設けて脱気するような構成
と異なり、集中使用時であっても溶存酸素に富んだ水道
水が建物２内の各配管６，８等に流入することを有効に
防止でき、赤水防止をより良く行なえる。

更に、減圧手段１８として水封式の真空ポンプを用いた
から、液体脱気装置ｌの気体透過部材５０から脱気され
る酸素を含んだガスが減圧手段Ｉ８の軸受等を酸化させ
たり、あるいは、従来一般に用いられている油回転式の
真空ポンプのように、油の酸素による可燃性を心配する
必要もない。この際、油回転ポンプの油として不燃性の
オイルを用いたとしても、本実施例の液体脱気装置１が
水通水を扱うものであるため、水封式の真空ポンプでな
いと、水が脱気用の油を乳化させる可能性があり、排気
能力を低下させることがあるのに反して、本応用例では
そのような不都合は発生しない。

また、本応用例においては、前記実施例で述べた各効果
をそのまま達成することができる。

なお、本発明は前記実施例及び応用例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形及び
改良は、本発明に含まれるものである。

例えば、本発明の液体脱気装置１は前記応用例のように
水道水の赤水防止装置に限らず、各種機器あるいは飲食
品に使用される水からの酸素除去装置等あらゆる種類の
液体の脱気装置として使用することができる。しかし、
装置の規模からして、水道水の赤水防止装置として実用
的効果は、きわめて大きいものである。

また、気体透過部材５０の端板２３への取付構造も前記
実施例に限らず、ピン止め、バンド止め等地の構成でも
よ（、要するに着脱可能であればよい。更に、蓋体２０
の形状も前記実施例のように断面楕円状の鏡板２１に限
らず、角型の鏡板等でもよく、その形状は問わない。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、液体中の溶存ガスを小型
な装置で効率良く脱気できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は装置全体の断面図、第２図はその蓋体の部分の
拡大断面図、第３図は第４図の■−■線に沿う蓋体単品
の断面図、第４図は第３図の底面図、第５図は管台と気
体透過部材との取付構造を示す拡大断面図、第６図は気
体透過部材の端部の製造方法を示す説明図、第７図は前
記実施例を赤水防止装置に適用した応用例を示す概略断
面図である。 ｌ・・・液体脱気装置、１０・・・気体透過部材収納容
器、１８・・・減圧手段、２０・・・蓋体、２２・・・
仕切板、２５・・・人液室、２６・・・出液室、２７・
・・被処理液入側配管、２８・・・被処理液出側配管、
５０・・・気体透過部材、５１・・・気体透過チューブ
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上端部を開口された気体透過部材収納容器と、こ
   の気体透過部材収納容器の上端開口部を閉塞可能かつ中
   空に形成されるとともに内部を仕切板により２室に仕切
   られ一方の入液室に被処理液入側配管を接続されるとと
   もに他方の出液室に被処理液出側配管を接続された蓋体
   と、この蓋体の入液室及び出液室に両端の各端部を着脱
   可能に取付けられて前記気体透過部材収納容器内に略Ｕ
   字状に垂下された合成樹脂製の複数本の気体透過チュー
   ブを有する気体透過部材と、前記気体透過部材収納容器
   内を減圧する減圧手段とを具備したことを特徴とする液
   体脱気装置。
2. （２）請求項１において、前記被処理液は水道水とされ
   るとともに、前記蓋体の入液室及び出液室は建物の屋上
   貯水タンクに水道水を供給する立上がり配管の途中に接
   続されたことを特徴とする液体脱気装置。