JPS6025514A - 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】 本発明は液体中に溶存している気体（溶存ガス）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ューブを減圧室内に収
容し、そのチューブ内に溶存ガスを含む液体を流通さμ
ながら脱気するにうにした脱気装置に関するものである
。

この種脱気装置におりる脱気量は、１；１気づべき液体
を流通させるチューブの月質ど、その内径と肉厚及び長
さ、並びに脱気ずべき液体の流量等によって大きく左右
される。脱気量を左右する因子の中でデユープの内径は
よりＩＩＩ　＜、肉厚はより簿い方が脱気しやすいこと
は容易に理解されるが、デユープの成形上自ずと限界が
あり、現在のチューブ成形技術では四弗化エチレン樹脂
材を用いた場合、内径１．８ｍｎ＋、肉厚０．２ｍｍが
限界である。そこで、チューブの材質ど内径及び肉厚を
同じにした場合、脱気量はデユープの長さと脱気すべき
液体の流量とによって決定される。即ち、デユープが長
い稈脱気債は向上づるが、逆にデユープが長い程ヂコー
ブ内を流通する脱気すべぎ液体の管抵抗が増して流れに
くくなるので、所要の流ｍ／ｆｉ得られなくなる。

そこで所要の流量を得るためには脱気づべぎ液体に圧力
を加えるか、チューブを短く１ればよいが、前者の場合
余計な設備を必要とするだけでなくチューブが破裂しや
すくなるので加える圧力にも自ずと限界があり、後者の
場合は所要の脱気圏が得られなくなることがある。結局
、脱気すべき液体の最大流量はチューブの長さによって
決定され、脱気すべき液体の流量によって脱気闇が変る
ので、所要の脱気伍を得るにはチューブの材質と内径及
び肉厚を決定した後、実測によりチューブの長さを適当
に選択設定すればよいことになる。

使方、脱気すべき液体の用途によって、脱気の程度と、
その要求される流量が異なる。即ら、例えば液体クロマ
トグラフィに用いる溶媒の場合には、はぼ完全に脱気し
たものを数ｍｌ常に一定崖供給できればよく、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０．３
０１）Ｍ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ターる洗浄用水の場合は、毎分数
ｍ１から数１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所要の脱気ｍは
得られても、連続して毎時１１−ンもの多量の流量が得
られるものはなか・〕だ。モの為に、ＩＧ半導体製造プ
ロレ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ｌこ。この
真空脱気塔は設備費が非常にかさむと同時に広い敷地を
必要とし、安価で省スペースで済む１１；２気装冒の出
現が待ち望まれていた。

本発明は、この様な小情に鑑みなされたもので、その目
的とする処は、所要の同じ脱気色の液体が数ｍｌから理
論的には無限大違の範囲で所定時に所要ｍの流量が連続
して得られると同ｌＮに、小型コンバク１−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Ｉ！ｌυとするにある。

係る目的を達成する本発明の基本的構成は、脱気すべき
液体を受け入れる１つの流入し１と受け入れた液体を複
数本の各チューブに分配づる為の複数の分配口を備えて
なる流入用分配盤及び、脱気された液体を集積する為の
複数の集積口と１つの流出口を備えた流出用集積盤及び
、上記流入用分配盤の各分配口と流出用集積盤の各集積
口とを相互に連通接続させて脱気すべき液体を流通させ
ながら■Ｑ気する為の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同じ長さに成形し７ｊ複数のチュ
ーブ及び、該複数のチューブを渦巻状に巻回収容し真空
ポンプと接続して各チューブを流通している脱気づ°べ
き液体から溶存ガスを脱気する為の減圧タンクとからな
る脱気ユニットを適宜数配置すると共に、各脱気ユニッ
トの流入口同志と流出口同志を互いに並列に連通接続せ
しめてなるものである。

以下、本発明実施の一例を図面に基づいて説明する。

第１図は１つの脱気ユニツＩ−（Ａ）の詳細を現わす正
面図であり、減圧タンク（１）とデユープ（２）及び流
入用分配盤（３）と流出用集ｌ盤（４）を一部切欠して
示す。

流入用分配盤（３）は脱気すべき液体（ａ）を受【ノ入
れる為の１つの流入口（３ａ）と、受り入れた液体＜ａ
　）を複数の各分配口（３ｂ）　（３ｂ）・・・に分装
置る為の分配通路（３Ｃ）及びその分配通路（３Ｃ）と
連通して脱気づべき液体（ａ　）を複数本の各チューブ
＜２）（２）・・・に分配り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（３ｂ）　（３ｂ
）・・・は流入用分配盤（３）の下面位置に配置形成す
る。

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（Ｉ＋）を受【プ入れる
為の複数の集積口（４ｂ）　（／ｌｂ）・・・と、各集
積口（４ｂ）　（４ｂ）・・・と連通しＩＣ集積路（４
ｃ）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＜３１１）と流出
用集積盤（４）の集積口〈４ｂ）とは大々同数配置形成
し、各分配口（３ｂ）と集積口（４ｂ）とを１本１本の
チューブ（２）で連通接続りるものである。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
減圧タンク（１）の内側上部に設置ηしたが、流入用分
配盤（３）と流出用集積盤（４）とを減圧タンク（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。

チューブは（２）は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
樹脂拐等を用いて成形するが、その内径や肉厚や長さは
前述した通り、脱気すべぎ液体の性質や流量及び材質や
要求される脱気吊（脱気の程度）によって異なる。実験
の結果では、チューブ（２）の内径を０．２〜１２ｎｖ
、肉厚を０．２〜１．Ｏｎ＋ｍ、長さを１０〜４５Ｉ１
１とし、脱気すべぎ液体の流量を毎分０．１〜１０．０
ｍｌ　とした時、完全に近い状態にまで脱気することが
出来た。従って、要求される脱気ｆｆｌを基準にした場
合、チューブ（２）の材質と内径及び肉厚を定めた後、
チューブ（２）の長さは実測に基づいて選択設定するも
のである。

実験例では、チューブ（２）を四弗化エチレン樹脂材で
成形し、０．３１）ｌ）Ｍ　（Ｉｔ（１０２／　Ｉ　）
以下の脱気吊をめられた場合に、チューブ（２）の内径
を１．０〜２．０ＩＩＩＩ１１とし、肉厚を０．２〜０
．５ＩＩ１ｍとＩノ、長さを５０〜１００ＩＩｌとした
時、１１１（気すべき液体の最大流量（チューブの内を
抵抗なく流れる最大流量）は毎分１０〜２０ｍ１となり
、所要の脱気ｍが得られた。又、チューブ（２）をシリ
コン樹脂材で成形した場合に（よ、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ｍの液体が最大毎分２
０〜４０ｍ１得られた。

次いで脱気すべき液体の要求流量に基づいてチューブ（
２）の必要な本数を決定づる。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、デユープ（２）
１本の最大流量が１ｎ分２５ｍ１であるとすれば、チュ
ーブ（２）１本当り毎時１．５１　（２５ｘ　ｅｏ＝　
１５００＋１１　Ｉ　）となるから６６７本（ｉｏｏｏ
÷１．５＝　６６７）以上のチューブ（２）を用意づれ
ば、毎時１トンの脱気されだ液体が連続して得られるこ
とになるわ然して、チューブ（２）の材質、内径、肉厚
、長さ及び必要な本数が決定され、各チューブ（２）を
全て同じ長さに成形し、その一端を流入用分配盤（３）
の分配口（３ｂ）に連通接続し、その細端を流出用集積
盤（４）の集積口（４ｂ）に連通接続すると共に、渦巻
状に巻回させて減圧タンク（１）内に収容設置する。そ
の際、各チューブ（２）が折れ曲っ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、各チューブ（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つのブロックとして減圧タンク（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、各チューブ（２）を減圧タンク（１）内に収容設置
した際、各チューブにおける脱気効率を損なわないよう
にする為に、チューブ（２）同士及びデユープ（２）と
減圧タンク（１）との接触をできるだけなくすることが
望ましく、その為にデユープ（２）と減圧タンク（１）
の内壁及び仕切板（６）との間並びに各チューブ（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Ｎ続気泡を有Ｊ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）を減圧タンク（１）の上下内
壁と周壁内壁及びイ」切板（５）の上下表面に沿わせて
設置し、小ｊ１形状のスペーサ材をチューブ（２）の相
Ｕ間に設置するものである。

減圧タンク（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ｒｉ板（１ａ）と下蓋板（
１ｂ）を一体に波器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）と接続づる接続口（８）と、圧力センサ（９）の
取付口（１０）を各々減圧タンク（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
せる。又、減圧タンク〈′ｌ）の内部にはチューブ（２
）を収容設置すると共に、多数のデユープ（２）をブロ
ック毎に支持する仕切板（５）を設置する。

この仕切板（５）は減圧タンク（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Ｊ：っ
て水平状に支持せしめ、適当な箇所に各デユープ（２）
を０出させる為の切欠ぎ溝（１２）及び気体り９通孔（
１３）を穿設する。

然して、１つの流入口（３ａ）と複数の分配口（３ｂ）
　３ｂ）・・・を備えた流入用分配盤（３）と、複数の
集積口（４ｂ）　（４ｂ）・・・と１つの流出口（４ａ
）を備えた流出用集積盤（４）と、上記各分配口＜４ｂ
）　（３ｂ）・・・と集積口（４ｂ）　（４ｂ）・−・
とを相互に連通接続させる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同じ長さに成形した複数のチ
ューブ（２＞（２）・・・と、該チューブを渦巻状に巻
回収容し真空ポンプと接続した減圧タンク（１）と、か
らなるＩＩＩＪ気ユーツ１〜（Ａ）を脱気すべき液体の
要求流量に以づいて適宜数配置組合せて脱気装置を構成
Ｊる。

即ち、ＩＢＪ気された液体を例えば毎時１］−ン要求さ
れた場合に、１基の脱気ユニツ１〜（Ａ）で毎時１２５
１の処理能力があると１−れば、８基の脱気ユニット（
Ａ＞を用意し、各脱気ユニツ］〜（Ａ）・・・の流入口
（３ａ）同志と流出口（４ａ）同志を接続チューブ（１
４）で互いに並列に連通接続するものである。

各脱気ユニツ１−（Ａ）・・・の流入Ｄ（３ａ）同志ど
流出口（４ａ）同志を互いに並列に連通接続Ｊる場合、
各脱気ユニット（Ａ）・・・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
各脱気ユニツ１〜（Ａ）（Ａ１、Ａ２、Ａ３・・−）を
積み重ねて設置りるとよい。この場合、各脱気ユニット
（Ａ１）（Ａ２）・・・を同一に構成して積み重ねても
よいが、図示実施例の場合は、上側の脱気ｊニラ１−（
Ａ２）の減圧タンク（１）と下側の脱気ユニッｌ”（Ａ
＋）の減圧タンク（１）とを違いにその内部を連通させ
て積み重ね、上側の脱気ユニット（Ａ１）にのみ真空ポ
ンプの接続管（７）と圧力センザ（９）を共に、各脱気
ユニット（Ａ）の流入用分配盤（３）及び流出用集ｆｔ
ｒ４盤（４）とほぼ同様に構成した分配盤（１５）と集
積盤（１６）を設置し、上下の脱気ユニット（Ａ１）と
（Ａ２）の流入口（３ａ）を接続チューブ（１４ａ）で
分配！（（１５）に連通接続させ、流出口（４ａ）をデ
ユープ（１４ａ）で集積盤（１６）に連通接続させ、か
くして上側の脱気ユニット（Ａ＋）’（Ａ３　）　＜Ａ
５　）　・＝（Ｄ分配Ｗ　（１５）　Ｊｉ５Ｊ志と集積
ａ８（１６）同志とを接続チューブ（１４）で互いに並
列に連通接続しである。従って、ｆＩＱ気ユニット＜Ａ
＋）　（Ａ２＞・・・がいくつあっても１１ｊ２気すぺ
ぎ流体（ａ　）の入口と、脱気された液体（ｂ）の出口
は各々１つとなる。

本発明は斯様に、１つの流入口（３ａ）と複数の分配口
（３１））　（３ｂ）・・・を備えた流入用分配盤（３
）と、複数の集積ｏ（４ｂ）（４ム）・・・ど１つの流
出口（４ａ）を備えた流出用集積盤（４）と、上記各分
配Ｄ　（４ｂ）　＜３ｂ）−ト集ｖｉ＋−１（４１）＞
（４ｂ）・・・とを相互に連通接続させる気体のみを通
し液体の透過を阻止する合成樹脂材で各々同じ長さに成
形した複数のチューブ（２）＜２）・・・と、該チュー
ブを渦巻状に巻回収容し真苧ポンプと接続した減圧タン
ク（１）とからなる脱気ユニット（Ａ＞を適宜数配置゛
りると共に、各脱気ユニット（ＡＩ　）　（Ａ２　）・
・・の流入口（３ａ）同志と流出口（４ａ）同志をＵい
に並列に連通接続せしめてなるので、脱気すべき液体（
ａ　）は順次各脱気ユニット（ＡＩ　）　（Ａ２　）・
・・に分配され、各脱気ユニット（Ａ　ｓ　）　、（’
Ａ’２　）・・・の流入用分配盤（４）の流入口（３ａ
）から分配通路（３Ｃ）に入り、そこから各分配口（３
ｂ）　（３ｂ）・・・に分配されて各々のチューブ（２
＞（２）・・・内を流通するようになる。この際、脱気
づべき液体（ａ）の流量によっては、脱気１べき液体（
ａ）が流通している脱気ユニッ１−（Δ）と流通してい
ない脱気ユニット（ｌ′、メ存在し、更に１基の脱気ユ
ニツ１〜（Ａ）でも脱気すべき液体（ａ　）が流通して
いるデユープ（２）と流通していないデユープ（２）と
が存在する。即ち、１基の脱気ユニット（Ａ）に１本当
りの最大流量が例えば−分間当り２０ｍ１のチューブ（
２）を４０本使用した場合、脱気された液体（ｂ）は１
１４の脱気ユニツ１〜（Ａ）で−分間当り最大８００ｍ
１　（２０ｍ　ｌ　ｘ４０本）得られるが、今ここで脱
気ずべき液体（ａ）を−分間当り６００ｍ１供給し仮に
その全量が１基の脱気ユニット（Ａ）のみ流通ずるもの
とすると、その脱気ユニツ１〜（Ａ）における流入用分
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１５　ｍｌずつ分配（６００＋ｎｌ÷４０本−１
５ｍ１）されるのではなく、３０乃至３５箇の分配口（
３ｂ）のみを通して夫々のチューブ（２）を流通゛する
にうになる。

この現象は、各チューブ（２）・・・の内径や長さが厳
密には同一でない事、及び各チューブ（２）・・・を渦
巻状に巻回して減圧タンク（１）内に収容設置されてい
る状態が厳密には同一でない１Ｙ等により、各デユープ
（２）・・・内を流通する液体の管抵抗が各デユープに
よって微妙に相違ηるので、脱気ずべき液体の流量に応
じ゛（管抵抗が小さいチューブ（２）がら順に流通ずる
為ど思われる。

従って、今脱気ずべき液体＜ａ　＞の全ｍが１基の脱気
ユニット（Ａ）にのみ流通づるとして説明したが、複数
（図示例ぐは８基）の脱気−１ニツト（Ａ＋　）（Ａ２
　）・・・をＵいに並列に連通接続しであるので、１基
の脱気ユニットの処理能力より少ない母の１１５２気づ
べき液体（ａ　）を供給した場合でも、実際にはその全
量が１阜の１１１１気ユニツ１〜（Ａ＞にのみ流通ずる
ことはなく、管抵抗がにり小さいチューブ（２）を持っ
ている複数の脱気ユニット（Ａ）のチューブ（２）を流
通−リ゛るようになる。

然して、脱気すべき液体（ａ　）は接続ヂＵ、　−ブ（
１４ａ＞から各脱気ユニット（Δ）・・・に分配され、
各脱気ユニット（Ａ）・・・の各チューブ（２）・・・
内を流通している過程で、その溶在ガスのみがチューブ
（２）を透過して減圧タンク（１）内に排出され脱気さ
れ、脱気された液体（ｂ）は各脱気ユニット（Ａ）・・
・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
）から接続デユープ（１４ｂ）　（１４’）を経て所定
の場所に供＼給される。

本発明はこの様に、脱気すべぎ液体はその流量に応じて
各脱気ユニットの各チューブ内を適当に流通し、各チュ
ーブ内を流通している過程で脱気され、且つチューブ１
本当りの脱気口は各チューブとも同じであるから、同じ
脱気量の液体が数１から理論的には無限大造の範囲で所
定時に所要量の流量が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　７中、縦軸は脱気
Ｑで、１１の液体中に溶存している酸素の聞（ｍｇＯｚ
／Ｉ）で現わし、横軸は脱気量べき液体の１分間当りの
流＠　（ｍｌ／１ｌｌｉ１１　）を現わす。そして、第
８図（ａ　）は脱気り゛べき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、脱気すべぎ液
体の流量が増ると多少脱気口は落ちるが、はとｌυど同
じ脱気量の液体が毎分０．１ｍ　ｌから１３００ｍ　ｌ
まで連続して得られることが解る。

しかも、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１基の脱気ユニツ１−の減圧タンクの高さが
３６０ｍｍ、内径が２４０ｍｍである）設置場所をとら
ず、従来の真空脱気塔と比較しても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ぐあり、従来の真空脱気
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。

よって、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図は減圧
タンクとチューブ及び流入用分配盤、流出用集積盤を切
欠して示１（下側）脱気ユニットの正面図、第２図は第
１図の（２）−＜２＞５１［ｇｉ面図、第３図は第１図
の（３）−（３）線断面図、第４図は流入用分配盤と流
出用集積盤及び各チューブとの関係を説明する模式図、
第５図はく上側）脱気ユニットの一部切欠正面図、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　）及び第８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
８図（ａ　）は脱気すべき液体どして蒸留水を使用しｌ
Ｃ例、第８図（１））は一般水道水を使用した例である
。 図中、（１）は減圧タンク、（２）はチューブ、（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、（Ａ）は脱気ユニットである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １つの流入口と複数の分配口を備えた流入用分配盤と、
   １つの流出口と複数の集積口を備えた流出用集積盤と、
   上記各分配口と集積口とを相互に連通接続させる気体の
   みを通し液体の透過を阻止する合成樹脂材で各々同じ長
   さに成形した複数のデユープと、該デユープを渦巻状に
   巻回収容し真空ポンプと接続した減圧タンクとからなる
   ル（気ユニットを適宜数配置すると共に、各脱気ユニツ
   ］−の流入口同志と流出口同志を互いに並列に連通接続
   せしめてなる事を特徴とづる脱気装置。