JPH07231Y2 - ２段式脱酸素装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、冷熱機器装置等への給水ライン中に適用さ
れる脱酸素装置に関するもので、さらに詳細には、処理
水の溶存酸素濃度をより低減するための装置の改良に係
るものである。

［従来の技術］ 周知のように、ボイラー，温水器あるいは冷却機等の冷
熱機器類への給水は、これら機器類の腐食防止を目的と
する脱酸素装置を組み込んでおく必要がある。この脱酸
素装置は、使用機器への給水ライン中に脱酸素モジュー
ルを接続しておき、この脱酸素モジュール内に原水（水
道水，井戸水，その他工業用水等）を通水し、この通水
過程において、脱酸素モジュール内を真空引きし、原水
中の溶存気体を脱気除去する構成のものである。

従来、このような脱酸素装置において、真空引き処理の
ための手段として、構造が簡単で、安価な水封式真空ポ
ンプが多用されている。この水封式真空ポンプは、たと
えばほぼ円形をしたポンプ室を備えたケーシング内に適
量の封水を入れ、ケーシングの中心と若干偏心したイン
ペラの回転により、遠心力の作用で、封水をケーシング
の内壁に沿わせて流し、ケーシング中心部にほぼ円形の
空間を生ぜしめ、インペラの回転に伴う空間の変位によ
って、吸込みと吐出の作用を行う装置である。

ところで、従来の脱酸素装置は、第２図に示すように、
原水供給源31と処理水給配部32との間の給水ライン33中
に接続した脱酸素モジュール34およびフロースイッチ35
と、給水ライン33と水封式真空ポンプ36との間の封水供
給ライン37中に設けた封水用電磁弁38と、脱酸素モジュ
ール34と水封式真空ポンプ36との間の真空脱気ライン39
中に設けた停止時における真空保持用電磁弁40とを備え
ている。したがって、原水供給源31から給水ライン33に
原水が供給されると、フロースイッチ35が作動して水封
式真空ポンプ36を駆動するとともに、前記両電磁弁38,4
0を開いて、脱酸素モジュール34内を真空脱気する。そ
して、原水の給水が止まると、水封式真空ポンプ36が停
止し、前記両電磁弁38,40が閉じるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、前記従来の脱酸素装置によると、つぎの
ような問題点がある。すなわち、従来の脱酸素装置によ
る処理水の溶存酸素濃度を、脱酸素モジュール34内の中
空糸膜の外側気圧を10torrとし、原水中の酸素濃度約8p
pm（大気温下における通常の濃度）を0.5ppmまで低減す
ることができるが、これを0.1ppm以下の溶存酸素濃度と
するには、原水中の約8ppmの溶存酸素を1torrの真空状
態で吸引することが必要であり、そのためには、従来の
脱酸素装置における水封式真空ポンプの容量は、約10倍
の容量のものが必要となる。したがって、実際には、そ
のような大容量の水封式真空ポンプは望ましくないの
で、溶存酸素濃度を0.1ppm以下に下げることはほとんど
できなかった。

［課題を解決するための手段］ この考案は、前記課題を解決するためになされたもの
で、原水供給源と処理水給配部との間の給水ライン中
に、１段側脱酸素モジュールと２段側脱酸素モジュール
とを直列に接続し、前記１段側脱酸素モジュールに１段
側真空脱気ラインを介して１段側水封式真空ポンプを接
続し、前記２段側脱酸素モジュールに２段側真空脱気ラ
インを介して２段側水封式真空ポンプを接続し、さらに
前記２段側水封式真空ポンプの排出路を前記１段側真空
脱気ラインに接続したことを特徴としている。

［作用］ この考案によれば、原水は、給水ラインにおいて、１段
側脱酸素モジュールと２段側脱酸素モジュールを順次通
過して処理水給配部に至る。１段側水封式真空ポンプ
は、１段側脱酸素モジュール内を真空引きして、１段側
脱酸素モジュールを通過する原水中の溶存酸素の大部分
を脱気除去する。そして、２段側水封式真空ポンプも同
様に、２段側脱酸素モジュール内を真空引きして、２段
側脱酸素モジュールを通過する原水中の溶存酸素をさら
に脱気除去する。２段側水封式真空ポンプで脱気除去さ
れた排気は、２段側水封式真空ポンプの排出路から１段
側真空脱気ラインに流入し、１段側水封式真空ポンプに
よりもう一度真空ポンプ作用を受け、１段側水封式真空
ポンプの１段側排出路から大気中へ排出される。

［実施例］ 以下、この考案の好ましい実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

この考案の一実施例を示す第１図は、この考案に係る２
段式脱酸素装置の各機器の配置を示す説明図である。

第１図に示す２段式脱酸素装置は、原水供給源１と処理
水給配部２との間の給水ライン３中に、上流側より減圧
弁9,1段側脱酸素モジュール4,フロースイッチ10および
２段側脱酸素モジュール６を順次直列に接続してある。

この構成における減圧弁９は、１段側脱酸素モジュール
４と２段側脱酸素モジュール６に一定以上の供給水圧が
加わらないようにするためのもので、両脱酸素モジュー
ル4,6の破損防止を図っている。

前記両脱酸素モジュール4,6は、たとえば多数の中空糸
膜を備え、この中空糸膜の内側に原水を通し、その外側
を真空に引いて、中空糸膜内を原水が通過する過程にお
いて、原水中の溶存酸素を除去するように構成されてい
る中空糸膜酸素モジュールである。

そして、前記フロースイッチ10は、前記給水ライン３中
において、前記１段側脱酸素モジュール４の出口側に接
続されており、前記給水ライン３から前記１段側脱酸素
モジュール４内を通過した水が流通したことを検知して
電気信号を出力するようになっている。

さて、この考案において、前記両脱酸素モジュール4,6
を真空脱気する手段として、水封式真空ポンプを適用し
ている。

まず、前記１段側脱酸素モジュール４について説明する
と、この１段側脱酸素モジュール４には、１段側真空脱
気ライン12を介して１段側水封式真空ポンプ５が流路接
続されている。この１段側水封式真空ポンプ５は、その
封水を導入するために、前記給水ライン３に対して、１
段側封水供給ライン11を介して流路接続されている。ま
た、この１段側水封式真空ポンプ５は、前記フロースイ
ッチ10と電気的に接続されており、前記フロースイッチ
10の出力信号に応答して作動するようになっている。

そして、前記１段側封水供給ライン11には、１段側定流
量弁13と第一電磁弁14とが設けられている。また、前記
１段側真空脱気ライン12には、第二電磁弁15が設けられ
ており、前記第一電磁弁14とともに、前記フロースイッ
チ10に対して電気的に接続している。したがって、前記
フロースイッチ10が水の流通を検知した際、その検知信
号に応答して開弁作動を行う構成となっている。

つぎに、前記２段側脱酸素モジュール６について説明す
ると、この２段側脱酸素モジュール６には、２段側真空
脱気ライン17を介して２段側水封式真空ポンプ７が流路
接続されている。この２段側水封式真空ポンプ７は、そ
の封水を導入するために、前記１段側封水供給ライン11
から分岐した２段側封水供給ライン16を介して流路接続
されている。また、この２段側水封式真空ポンプ７は、
前記フロースイッチ10と電気的に接続されており、前記
フロースイッチ10の出力信号に応答して作動するように
なっている。

そして、前記２段側封水供給ライン16には、２段側定流
量弁18と第三電磁弁19とが設けられている。また、前記
２段側真空脱気ライン17には、第四電磁弁20が設けられ
ており、前記第三電磁弁19とともに、前記フロースイッ
チ10に対して電気的に接続している。したがって、前記
フロースイッチ10が水の流通を検知した際、その検知信
号に応答して開弁作動を行う構成となっている。

さらに、この考案において、前記２段側水封式真空ポン
プ７の排出路８は、前記１段側水封式真空ポンプ５にお
ける前記１段側真空脱気ライン12と連通接続しており、
前記１段側水封式真空ポンプ５の排気とともに、その１
段側排出路21を介して大気中へ排出される。すなわち、
前記排出路８を前記１段側水封式真空ポンプ５の吸引経
路に接続したものであるから、前記２段側水封式真空ポ
ンプ７において真空脱気された排気は、もう一度前記１
段側水封式真空ポンプ５の真空ポンプ作用を受けた後、
大気中へ排出される。

なお、前記の構成において、前記２段側水封式真空ポン
プ７の容量は、前記１段側水封式真空ポンプ５の容量と
同容量のものとしている。

以上のように、前記の構成においては、前記１段側脱酸
素モジュール４の出口では、原水の溶存酸素濃度を約8p
pmから約0.5ppmまで脱気することになり、前記２段側脱
酸素モジュール６内の中空糸膜の外側気圧を、前記１段
側脱酸素モジュール４の10分の１である1torr以下とし
ても、前記２段側水封式真空ポンプ７が吸引する体積
は、前記１段側水封式真空ポンプ５が吸引する体積と同
程度となる。この結果、前記２段側水封式真空ポンプ７
は、特別に大きな容量の水封式真空ポンプは必要ではな
く、前記１段側水封式真空ポンプ５の容量と同じ容量の
ものでよいことになる。また、前記２段側水封式真空ポ
ンプ７の排気を直接大気中に排出すると、その圧力比が
過大（約1000倍）となるため、前記１段側水封式真空ポ
ンプ５における前記１段側真空脱気ライン12に排出する
方が有利である。そのために、前記１段側水封式真空ポ
ンプ５の処理量は約５％程増加するが、処理可能範囲内
で、とくに問題ではない。

つぎに、前記実施例に係る２段式脱酸素装置の作動およ
び作用について説明する。

原水供給源１から減圧弁9,給水ライン３および１段側脱
酸素モジュール４を通過した原水がフロースイッチ10を
流通すると、フロースイッチ10がこれを検知して、流水
検知信号を出力する。この検知信号に応答して、前記第
一電磁弁〜第四電磁弁14,15,19,20がそれぞれ開弁作動
を行うとともに、１段側水封式真空ポンプ５と２段側水
封式真空ポンプ７がそれぞれ駆動する。

前記１段側脱酸素モジュール４は、１段側真空脱気ライ
ン12を介して前記１段側水封式真空ポンプ５により真空
引きされる。この真空引きされた排気と、ポンプ内から
の封水の排水は、１段側排出路21から排出される。

そして、前記２段側脱酸素モジュール６は、前記１段側
脱酸素モジュール４と給水ライン３を介して直列に接続
されているので、前記１段側脱酸素モジュール４で脱気
され、溶存酸素濃度が約0.5ppmに処理された水の給水を
受け、この水をさらに高真空中（1torr以下）で脱気
し、溶存酸素濃度が約0.1ppm以下の処理水とし、これを
処理水給配部２へ供給する。この２段側脱酸素モジュー
ル６は、２段側真空脱気ライン17を介して前記２段側水
封式真空ポンプ７により、前記のように真空引きされ
る。この真空引きされた排気と、ポンプ内からの封水の
排水は、排出路８を介して前記１段側真空脱気ライン12
から前記１段側水封式真空ポンプ５内へ流入し、ここで
もう一度真空ポンプ作用を受け、前記１段側排出路21か
ら排出される。

［考案の効果］ 以上のように、この考案によれば、１段側脱酸素モジュ
ールと２段側脱酸素モジュールとを直列に接続し、両脱
酸素モジュールを真空引きする水封式真空ポンプをそれ
ぞれ接続し、２段側水封式真空ポンプの排出路を、１段
側水封式真空ポンプの吸引経路に接続したものであるか
ら、原水の溶存酸素濃度を大気温下における通常の濃度
である当初の8ppmより１段側脱酸素モジュールで0.5ppm
とし、ついで２段側脱酸素モジュールでさらに脱気し、
溶存酸素濃度を0.1ppm以下とすることができる。

また、両水封式真空ポンプの容量も、従来の水封式真空
ポンプの容量と同程度のものが２台あればよく、特別に
大容量の水封式真空ポンプを必要とすることがない。

そして、溶存酸素濃度を0.1ppm以下とした処理水を得る
ことができるので、水を使用する冷熱機器類の腐食防止
効果を高めることができ、さらには大気汚染で問題とさ
れているフロンの代替として、超精密品（たとえば、半
導体）の洗浄水としても利用することができる。

さらに、簡単な構成で溶存酸素濃度を下げることができ
るので、この種の脱酸素装置としては頗る効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す２段式脱酸素装置
の各機器の配置を示す説明図、第２図は従来の脱酸素装
置の各機器の配置を示す説明図である。 １…原水供給源 ２…処理水給配部 ３…給水ライン ４…１段側脱酸素モジュール ５…１段側水封式真空ポンプ ６…２段側脱酸素モジュール ７…２段側水封式真空ポンプ ８…排出路 ９…減圧弁 10…フロースイッチ 11…１段側封水供給ライン 12…１段側真空脱気ライン 13…１段側定流量弁 14…第一電磁弁 15…第二電磁弁 16…２段側封水供給ライン 17…２段側真空脱気ライン 18…２段側定流量弁 19…第三電磁弁 20…第四電磁弁 21…１段側排出路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】原水供給源１と処理水給配部２との間の給
   水ライン３中に、１段側脱酸素モジュール４と２段側脱
   酸素モジュール６とを直列に接続し、前記１段側脱酸素
   モジュール４に１段側真空脱気ライン12を介して１段側
   水封式真空ポンプ５を接続し、前記２段側脱酸素モジュ
   ール６に２段側真空脱気ライン17を介して２段側水封式
   真空ポンプ７を接続し、さらに前記２段側水封式真空ポ
   ンプ７の排出路８を前記１段側真空脱気ライン12に接続
   したことを特徴とする２段式脱酸素装置。