JP2001276505A

JP2001276505A - 気泡除去装置

Info

Publication number: JP2001276505A
Application number: JP2000097076A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Usui; 洋基薄井; Takanori Kakazu; 隆敬嘉数; Katsuhisa Tokumitsu; 勝久徳満; Akira Kishimoto; 章岸本; Hitoshi Sugawara; 均菅原; Makoto Yamauchi; 誠山内; Hajime Onoshima; 一小野島
Original assignee: Lion Corp; Obayashi Corp; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Lion Corp; Obayashi Corp; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】配管内を流動する液体に気泡が混入された場
合にも、配管系の作動を停止することなく、気泡の除去
を効率良く行う。【解決手段】配管１１の上部に連通する気泡捕集管１
２を設けて、配管１１内を流動する液体Ｌの上層部分に
集結する気泡Ｂを捕集する。気泡捕集管１２に流入した
気泡混入液体を高流動室１３に導入し、この導入時の流
速で内部液体Ｌを撹拌して気液分離する。高流動室１３
の下部に逆流防止用絞り１４を介して低流動室１５を連
通し、高流動室１３内で気泡Ｂと分離された液体Ｌを逆
流防止用絞り１４を通過させて導入する。低流動室１５
と配管１１の気泡捕集管１２より下流側とを排出管１６
で連通し、低流動室１５内の液体Ｌを配管１１内に還流
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体配管中に混入
された気泡を抜くための気泡除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体が流通する配管系のエア抜
きは、配管系の最上位置に設置された膨張タンクやエア
抜き弁を介して行うようになっている。即ち、膨張タン
クは液面レベルの調整を行って管内圧力を調整するよう
になっており、その上方は大気開放されて、この大気開
放部分から液体中に混入されたエアを放出する。また、
エア抜き弁は通常は閉弁状態にあり、エアが所定量溜ま
った時点で開弁してエアを放出するようになっている。

【０００３】ところで、液体が流通する上記配管系で
は、液体の流動抵抗を低減させることにより、液体供給
ポンプのエネルギー損失を抑制することができる。この
流動抵抗を低減する手法としては、界面活性剤などの抵
抗低減剤を液体に混入する方法があり、このように抵抗
低減剤を用いることにより液体の粘弾性が高められてト
ムズ効果を発揮し、流動抵抗を７０〜８０パーセント程
度低減させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の液体が流通する配管系では、流動抵抗を低減する
ために抵抗低減剤を液体に混入した場合、液体は高い粘
弾性を示して発泡性が高まることになる。このため、液
体中にエアが一旦混入すると、これが気泡として取り込
まれた場合には気泡がはじけにくくなり、上記膨張タン
クやエア抜き弁を用いた場合にも、配管中では気泡の分
離が困難になってしまう。

【０００５】このように、液体中に気泡が分離しにくい
状態で混入されてポンプに吸引された場合、気泡の圧縮
性により該ポンプの圧縮効率が著しく低下してしまう。
従って、流動抵抗を低減するために抵抗低減剤を混入し
たにもかかわらず、ポンプの性能が低下されることによ
りその効果を十分に得ることができない。このため、気
泡が混入された場合には、配管系の液体の流動を停止し
て静止させ、この状態で気泡が液体の上方に集まって除
々にはじけて消失するのを待つ必要があり、運転能率が
著しく低下されるという課題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、抵抗低減剤を混入した液体に気泡が
混入された場合にも、配管系の作動を停止することな
く、気泡の除去を効率良く行うことができる気泡除去装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、配管内を流動する液体中に混入した気泡
を分離・除去する気泡除去装置において、上記配管の上
部に連通され、該配管内を流動する液体の上層部分に集
結する気泡を流入させる気泡捕集管と、該気泡捕集管に
流入された気泡混入液体を導入し、この導入時の流速で
内部液体を撹拌して気液分離する高流動室と、該高流動
室の下部に逆流防止用絞りを介して連通され、該高流動
室内で気泡と分離されて該逆流防止用絞りを通過する液
体を導入する低流動室と、該低流動室と上記気泡捕集管
より下流側の上記配管とを連通し、該低流動室内の液体
を該配管内に還流する排出管と、を備えて構成する。

【０００８】この構成によれば、配管内に混入された気
泡は上方に浮き上がろうとするため、該配管内を流動す
る液体の上層部分に集結した状態で移動し、これが該配
管の上部に連通する気泡捕集管に達することにより、気
泡は自身の浮力で廻りの液体とともに該気泡捕集管に取
り入れられ、この気泡混入液体は高流動室に導入され
る。このとき、気泡捕集管から高流動室に導入される気
泡混入液体は、ある程度の流速をもっているため、この
流速により高流動室内の液体は撹拌されて気液分離が促
進される。一方、上記高流動室で分離された液体は、逆
流防止用絞りを介して低流動室内に導入されるが、該逆
流防止用絞りによる絞り効果によって液体は低流動室内
に安定状態で導入されて、気泡が混入されるのを避ける
ことができる。そして、該低流動室の気泡除去された液
体を、排出管を介して上記気泡捕集管より下流側の配管
に還流することにより、配管系の作動を停止することな
く気泡の除去が可能となる。

【０００９】また、上記高流動室と上記低流動室とを連
通する膨張タンクを設け、該低流動室を該膨張タンクの
圧力調整室に連通するとともに、該高流動室の頂部を該
膨張タンクの大気開放室に連通する構成とする。この構
成によれば、高流動室で分離された気泡は膨張タンクに
送られて、ここから大気に放出されるため、該高流動室
は密閉構造として気液分離過程で異物が混入されるのを
防止できる。また、このとき、気泡に伴って膨張タンク
に送られる液体は、膨張タンクの圧力調整室から低流動
室に戻される。

【００１０】更に、上記気泡捕集管および上記排出管
は、それぞれポンプの吸引側配管に接続する構成とす
る。この構成によれば、ポンプの吸引側で気泡を除去で
きるため、該ポンプに気泡が取り込まれるのを防止し
て、該ポンプの本来の性能を十分に発揮することができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１および図２は本発明
の気泡除去装置の一実施形態を示し、図１は気泡除去装
置の基本構造を示す概略構成図、図２は気泡除去装置の
具体例を示す断面図である。

【００１２】本発明の気泡除去装置１０は図１に示すよ
うに、配管１１内を流動する液体Ｌ中に混入した気泡Ｂ
を分離・除去するようにしたもので、その基本とする構
成は、上記配管１１の上部に連通され、該配管１１内を
流動する液体Ｌの上層部分に集結する気泡Ｂが流入され
る気泡捕集管１２と、該気泡捕集管１２に流入された気
泡混入液体を導入し、この導入時の流速で内部液体Ｌが
撹拌されて気液分離する高流動室１３と、該高流動室１
３の下部に逆流防止用絞り１４を介して連通され、該高
流動室１３内で気泡Ｂと分離されて該逆流防止用絞り１
４を通過する液体Ｌを導入する低流動室１５と、該低流
動室１５と上記気泡捕集管１２より下流側の上記配管１
１とを連通し、該低流動室１５内の液体Ｌを該配管１１
内に還流する排出管１６と、を備えて構成したことにあ
る。

【００１３】即ち、図２は上記気泡除去装置１０の具体
例を示し、該気泡除去装置１０は配管系に設けられるポ
ンプ２０の吸入側の配管１１に設置されて、高流動室１
３と低流動室１５が設けられるタンク２１を備え、該タ
ンク２１に更に膨張タンク２２が接続されるようになっ
ている。また、界面活性剤などの抵抗低減剤が液体Ｌに
混入されることにより、該液体Ｌの流動抵抗が低減され
るようになっている。上記タンク２１内は、その中間部
が逆流防止用絞りとしてのスリット板１４で画成され、
その上方が高流動室１３となり、その下方が低流動室１
５となっている。該スリット板１４は、適宜幅をもって
形成されたスリットが多数平行に形成された平板として
構成される。

【００１４】上記吸入側の配管１１の適宜位置には、該
配管１１の上部に第１開口部１１ａが形成され、該第１
開口部１１ａに気泡捕集管１２が接続される。該気泡捕
集管１２は、上記タンク２１の底部を貫通して上記スリ
ット板１４に固定され、高流動室１３内に開口する。一
方、上記配管１１の上記開口部１１ａより下流側には第
２開口部１１ｂが開口され、この第２開口部１１ｂに上
記タンク２１の底部に固定されて低流動室１５に連通す
る排出管１６が接続される。このとき、上記気泡捕集管
１２より排出管１６の管径を大きくして、該排出管１６
内の流速を気泡捕集管１２より低く抑えてある。

【００１５】上記膨張タンク２２は、内部に圧力調整室
２２ａが設けられて、その上部が大気開放室２２ｂとな
っている。そして、上記タンク２１の頂部と膨張タンク
２２の大気開放室２２ｂとがエア抜き管２３を介して連
通され、高流動室１３で分離された気泡Ｂが該エア抜き
管２３を介して膨張タンク２２に排出されるようになっ
ている。また、タンク２１の低流動室１５の下部と膨張
タンク２２の圧力調整室２２ａとが膨張管２４を介して
連通され、タンク２１内の圧力が膨張タンク２２によっ
て一定化されるとともに、上記エア抜き管２３を介して
膨張タンク２２内に導入された液体Ｌは、該膨張管２４
を介して低流動室１５内に戻される。

【００１６】以上の構成により本実施形態の気泡除去装
置１０は、配管１１内を流動する液体Ｌ内に混入された
気泡Ｂは比重が著しく小さいため、該液体Ｌの上層部に
集結されて流れる。そして、該気泡Ｂが第１開口部１１
ａに到達すると、気泡Ｂは自身の浮力により該第１開口
部１１ａから気泡捕集管１２内に導入され、周囲の液体
Ｌとともに該気泡捕集管１２内を上昇してタンク２１の
高流動室１３の底部に流入される。このとき、気泡捕集
管１２から高流動室１３内に流入される気泡混入液体は
ある程度の流速をもっており、また、気泡Ｂの上昇力も
伴って高流動室１３内の液体Ｌは撹拌される。この撹拌
により高流動室１３内の液体Ｌは効果的に気液分離され
て、気泡Ｂはタンク２１の上部に溜まる。

【００１７】一方、上記高流動室１３で気液分離されて
気泡Ｂが除去された液体Ｌは、スリット板１４を通して
低流動室１５内に流入される。このとき、スリット板１
４の通過抵抗により液体Ｌは安定状態、つまり極低速状
態で低流動室１５に流入されるとともに、該低流動室１
５から高流動室１３に逆流するのが阻止される。

【００１８】そして、上記タンク２１の上部に溜まった
気泡Ｂはエア抜き管２３を介して膨張タンク２２に排出
され、該膨張タンク２２から大気へと放出される。ま
た、気泡Ｂに伴ってエア抜き管２３から膨張タンク２２
内に流入した液体Ｌは、膨張管２４を介して低流動室１
５内に戻される。そして、低流動室１５内の気泡除去さ
れた液体Ｌは、排出管１６から上記配管１１内に還流さ
れ、該配管１１内を上流から流動してきた液体Ｌととも
にポンプ２０に吸引される。

【００１９】このとき、排出管１６内の流速は気泡捕集
管１２より低く抑制されているため、万が一にも低流動
室１５内に気泡Ｂが混入された場合にも、上記排出管１
６から配管１１内にその気泡Ｂが戻されるのを防止する
ことができる。

【００２０】従って、上記配管１１からポンプ２０に吸
引される液体Ｌは気泡Ｂが除去されたものであるため、
該ポンプ２０に気泡Ｂが取り込まれることはなく、該ポ
ンプ２０の本来の性能を十分に発揮することができる。
このため、液体Ｌに抵抗低減剤を混入して流動抵抗を低
減させた場合にも、該抵抗低減剤の効果を十分に引き出
して、液体Ｌの送給距離をより長くするなどの流動効率
を大幅に高めることができる。

【００２１】また、本実施形態の気泡除去装置１０で
は、流動する液体Ｌから気泡Ｂを捕集して除去すること
ができるため、ポンプ２０を稼働停止することなく気泡
Ｂの除去が可能となり、液体Ｌの送給能率を著しく向上
することができる。

【００２２】更に、高流動室１３で分離された気泡Ｂは
膨張タンク２２に送られて、ここから大気に放出される
ため、該高流動室１３のタンク２１を密閉構造とするこ
とができ、気液分離過程で異物が混入されるのを防止す
ることができる。

【００２３】ところで、本実施形態では気泡Ｂが膨張タ
ンク２２を介して放出される場合を開示したが、高流動
室１３から直接に放出するようにしてもよく、また、気
泡捕集管１２は高流動室１３の底部に連通することな
く、該高流動室１３内に連通するようにタンク１２の側
面または頂部に接続してもよい。更に、逆流防止用絞り
としてスリット板１４を用いたが、これは液体Ｌを所定
の抵抗をもって通過させ、かつ、その逆流を阻止する機
能を備えておればよく、例えば、オリフィス状の絞りや
バッフル板によっても構成することができる。更にま
た、本発明の気泡除去装置１０はポンプ２０の吸入側に
限ることなく、一般配管部分や他の機能部品における液
体吸い込み側に設置してもよいことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の気泡除去装
置は、気泡捕集管によって配管内を流動する液体から気
泡を捕集し、これを高流動室に導入して気液分離し、分
離した液体は逆流防止用絞りを介して低流動室に取り込
まれた後、排出管を介して気泡捕集管の下流側に還流さ
れるため、配管系の作動を停止することなく気泡を連続
して除去することができる。また、上記配管で捕集した
気泡混入液体は、ある程度の流速をもって高流動室内に
導入されて液体を撹拌することができるため、該高流動
室内での気液分離を促進することができる。

【００２５】また、高流動室で分離された気泡は膨張タ
ンクに送られて、ここから大気に放出されるため、該高
流動室は密閉構造として気液分離過程で異物が混入され
るのを防止できる。

【００２６】更に、上記気泡捕集管および排出管をポン
プの吸引側配管に接続することにより、ポンプの吸引側
で気泡を除去できるため、該ポンプに気泡が取り込まれ
るのを防止することができる。このため、液体に抵抗低
減剤を混入して流動抵抗を低減した場合にも、これによ
って発生し易くなる気泡が除去されるため、上記ポンプ
の本来の性能を十分に発揮して、抵抗低減剤を用いたこ
とによる効果を十分に引き出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気泡除去装置の基本構造を示す概略構
成図である。

【図２】本発明の気泡除去装置の一実施形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０気泡除去装置１１配管１２気泡捕集管１３高流動室１４逆流防止用絞り１５低流動室１６排出管２０ポンプ２２膨張タンクＢ気泡Ｌ液体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者薄井洋基兵庫県神戸市中央区中山手通２丁目24番中山手合同宿舎112号 (72)発明者嘉数隆敬大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者徳満勝久大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者岸本章大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者菅原均東京都墨田区本所１丁目３番７号ライオン株式会社内 (72)発明者山内誠東京都墨田区本所１丁目３番７号ライオン株式会社内 (72)発明者小野島一東京都清瀬市下清戸４丁目640番地株式会社大林組技術研究所内Ｆターム(参考） 4D011 AA01 AC01 AC04 AC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管内を流動する液体中に混入した気泡
を分離・除去する気泡除去装置において、上記配管の上部に連通され、該配管内を流動する液体の
上層部分に集結する気泡を流入させる気泡捕集管と、該気泡捕集管に流入された気泡混入液体を導入し、この
導入時の流速で内部液体を撹拌して気液分離する高流動
室と、該高流動室の下部に逆流防止用絞りを介して連通され、
該高流動室内で気泡と分離されて該逆流防止用絞りを通
過する液体を導入する低流動室と、該低流動室と上記気泡捕集管より下流側の上記配管とを
連通し、該低流動室内の液体を該配管内に還流する排出
管と、を備えたことを特徴とする気泡除去装置。
【請求項２】上記高流動室と上記低流動室とを連通す
る膨張タンクを設け、該低流動室を該膨張タンクの圧力
調整室に連通するとともに、該高流動室の頂部を該膨張
タンクの大気開放室に連通したことを特徴とする請求項
１に記載の気泡除去装置。
【請求項３】上記気泡捕集管および上記排出管は、そ
れぞれポンプの吸引側配管に接続することを特徴とする
請求項１または２に記載の気泡除去装置。