JP2002509019A - 設備中での泡の発生および循環方法並びにこの方法の適用装置 - Google Patents

設備中での泡の発生および循環方法並びにこの方法の適用装置

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F25/45241—Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through foam-like inserts or through a bed of loose bodies, e.g. balls through a bed of balls

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は液体相およびガス相から泡を発生するための方法、設備内で泡を循環させる方法、および泡を循環させることにより設備を洗浄する方法を提供することである。 【解決手段】 泡の発生は多孔性ライニング（５）を通して、泡を発生するのに適切な液体相および適切なガス相を吸引することによって行われる。本発明は、また、泡を発生するための装置（１）および泡を発生し設備（２０）内で泡を循環させる装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、液体相およびガス相から泡を発生するための方法、設備中で泡を循
環させる方法、および泡を循環させることにより設備を洗浄する方法に関するも
のである。
【０００２】 本発明は、また、泡を発生するための装置および設備中に泡を発生しかつそれ
を循環させるための装置に関する。
【０００３】 本発明の方法は、例えば、泡によって設備を洗浄および／または汚染除去する
ための方法において使用することができる。例えば、内部が複雑な形状の大容量
設備用の液体相での洗浄および／または汚染除去方法はかなりの量の液体が浪費
される。１またはそれ以上の洗浄および／または汚染除去剤を含んでいる泡の使
用は浪費される液体量の顕著な減少をもたらす。設備の洗浄および／または汚染
除去は洗浄および／または汚染除去されるべき設備の内部への泡の注入によって
、かつ時々、これらの設備中に泡を循環させることにより行われる。
【０００４】 本発明の方法は、放射能汚染を受けた通気回路またはパイプに向けられる分析
用サンプルの空気式搬送ネットワークのごとき低圧力で運転している設備の洗浄
および／または汚染除去にとくに好都合である。
【０００５】 （背景技術） 泡の発生は、一般に、液体を機械的に振動させるか、液体中に可溶したガスを
急激に減圧するか、または静止状態の多孔性媒体に圧力下でガスおよび液体を注
入することによって実施される。
【０００６】 例えば、ヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０ ５２６ ３０５は、泡を形成する
のに適した溶液とガスを用い、まず、溶液の存在中で圧力下のガスを焼結板に通
過させることからなる泡発生方法を記載している。 また、泡を発生するのに使用されるガスによって圧力をかけ、設備に泡を押し
込む設備洗浄方法を記載している。ガスおよび液体の流量は、洗浄されるべき設
備の特性に関係なく、設備に入るとき泡を発生するように設定される。この文献
に記載された泡発生および装置洗浄方法は高感度の装置、とくに、大気圧より大
きい圧力が禁止される設備を洗浄するのに適さない。
【０００７】 それゆえ、大気圧またはそれ以下の圧力で運転する泡発生および泡循環用装置
を提供する必要がある。
【０００８】 （発明の開示） 本発明の目的は、空気ポケット（air pockets）が僅かかまたは全くない均質 の泡を発生させることができる液体相およびガス相から泡を発生するための泡発
生方法を提供することにある。
【０００９】 本発明の方法は、多孔性ライニング（porous lining）を通しての液体相およ びガス相の吸引によって泡を発生する工程からなっていることにより特徴付けら
れる。
【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明の原理は、多孔性のライニングを通して液体およびガス相をもはや圧力
をかけ注入することはしないが、このライニングから下流を一定の低圧力に設定
することによってライニングの孔または隙間を通して液体およびガス相を排出す
ることからなっている。
【００１１】 ガス相および液体相は低圧力の効果によりライニングを通して同時に吸引され
る。それゆえ、多孔性ライニングはガス相と液体相との間の接触子（contacter ）として作用する。
【００１２】 ガス相−液体相の混合は、多孔性ライニングにおいて行われるが、多孔性ライ
ニング中ではガス相−液体相の境界面が生まれ、その結果泡が作られる。この混
合および境界面の発生に必要とされるエネルギーは低圧力の作用によるライニン
グ中への液体相およびガス相の流れによって供給される。
【００１３】 ライニングを出るとき一定の品質の泡を得るために、上述された発生方法の間
中作用する種々の変数が制御される必要がある。これらの変数は、泡溶液とも呼
ばれる液体相の化学的組成、多孔性ライニングに達する液体相の流量、吸引によ
って引き出されたガス相の流量、室内に置かれた多孔性ライニングの形状、およ
び前記室の形状である。
【００１４】 泡溶液の化学的組成は発生させる泡の意図される用途に関連して決められる。
泡は、例えば、設備用の洗浄および／若しくは汚染除去泡、並びに／またはスカ
ーリング泡（scouring foam）、濯ぎ泡、例えば界面活性剤若しくは細菌特性を 有するフィルムに塗布するのに向けられる泡であってもよい。
【００１５】 泡の品質は、例えば、寿命、水分含量、またはその膨張度によって決定される
。泡の寿命は、一定量の泡が全て液体およびガスへ変わるのに必要とされる時間
として定義される。泡の水分含量は、液体相容量と泡容量との比として定義され
る。泡の膨張度Ｆは、標準の温度および圧力条件下で、以下の比（１）によって
、定義される。 Ｆ＝（Ｖgas＋Ｖliquid）／Ｖliquid ＝ Ｖfoam／Ｖliquid 式中、 −Ｆ＝膨張度 −ＶGAS＝泡中のガス相の容量 −Ｖliquid＝泡中の液体相の容量 −Ｖfoam＝泡の容量 である。
【００１６】 一定の品質を備えている泡は一定の膨張度を有する。一般に、従来の方法によ
って発生された泡は１０ないし１５程度の膨張度を有している。膨張度は、また
、泡が設備を洗浄するのに使用されるとき、例えば、発生された液体廃物の量が
減少する度合いでもある。 膨張度により、また、泡中に存在する空気ポケットの量を評価でき、したがっ
てこの泡の品質の評価が可能になる。
【００１７】 泡が、本発明の方法によって、洗浄および／または汚染除去および／またはス
カーリングを実施するのに向けられるならば、液体相は、また、泡を発生するの
に通常使用される少なくとも１つの泡界面活性剤、泡の寿命若しくはその水分含
量の変更を可能にする少なくとも１つの泡安定化若しくは不安定化剤、および／
または少なくとも１つの設備用洗浄剤、および／または少なくとも１つの設備用
汚染除去剤、および／または少なくとも１つの設備用スカーリング剤からなって
もよい。
【００１８】 泡が設備の濯ぎを行うのに向けられるならば、液体相は少なくとも１つの界面
活性剤および少なくとも１つの泡不安定化剤からなる水溶液であってもよい。
【００１９】 本発明の方法を実行するのに使用される泡組成において、液体相、特に泡不安
定化剤の成分および量は、泡の寿命が１５ないし３０分および水分含量が２ない
し２０％になるように決められる。
【００２０】 本発明の方法を実行するための適切な液体相の例はヨーロッパ特許出願ＥＰ−
Ａ−０ ５２６ ３０５に記載されている。
【００２１】 不安定化剤は、表面張力に作用することにより泡を不安定化する有機化合物、
例えば、好ましくは、水の沸点より僅かに高い沸点、例えば、１１０℃〜１３０
℃の沸点を有するアルコールであってもよい。好ましくは、ペンタノール−２の
ごとき、炭素数５〜６の二価アルコールが使用される。
【００２２】 一般に、不安定化剤の量は液体相の０．２から１重量％に相当する。
【００２３】 泡の液体相において汚染除去試薬は、湿式過程の汚染除去方法においてごく普
通に使用される試薬から作られてもよい。汚染除去されるべき物体が金属からな
るならば、無機若しくは有機酸または塩基から作られた試薬がとくに使用される
。酸性試薬の例として、塩酸、硝酸、硫酸および燐酸を単独または組み合わせて
使用するのが挙げられる。また、クエン酸またはシュウ酸のごとき有機試薬を使
用することもできる。
【００２４】 塩基性試薬の例として、ＮａＯＨ，ＫＯＨおよびそれらの混合物が引用される
ことができ、それに対して、例えば、Ｈ2Ｏ2または過マンガン酸イオンのごとき
酸化剤が添加されてもよい。
【００２５】 酸性試薬の場合に、液体相中での試薬濃度は、例えば、１０ｍｏｌ．ｌ-1まで
の範囲にすることが可能であり；塩基性試薬の場合、試薬濃度は、例えば、５ｍ
ｏｌ．ｌ-1まで可能である。
【００２６】 酸性試薬が３ｍｏｌ．ｌ-1以上の濃度でＨ2ＳＯ4から作られて使用される場合
に、好ましくは、ポリエチレングリコール、例えば、６０００の平均分子量を有
するポリエチレングリコールのごとき液体相に粘性化合物が添加される。硫酸は
泡と気泡を分離している境界面を通して液体相が直接沈殿する現象を促進するが
、これはこの粘性化合物によって弱められる。
【００２７】 一般に、液体相中の粘性化合物の濃度は１重量％を超えない。
【００２８】 泡の液体相は、また、泡形成を促進するために少なくとも１つの界面活性剤を
含んでおり、好ましくは、２つの界面活性剤、それぞれ、ベタイン特にサルフォ
ベタイン、およびオリゴ糖アルキルエーテルが使用される。これら２つの界面活
性剤の会合はｐＨに関係なく表面活性のままであるので利点があり、かつそれゆ
え例えば装置の濯ぎに用いる中性媒体と、酸性または塩基性媒体、すなわち酸性
または塩基性汚染除去試薬との両方に適する。
【００２９】 一般に、ベタインの濃度は０．２ないし０．５重量％であり、オリゴ糖アルキ
ルエーテルの濃度は０．３ないし１重量％である。
【００３０】 例えば、商品名アモニル（ＡＭＯＮＹＬ）（登録商標）としてセピック（ＳＥ
ＰＰＩＣ）によって販売されたサルフォベタインを使用することが可能である。
【００３１】 ２つ目の界面活性剤として使用されてもよいオリゴ糖アルキルエーテルの例と
して、商品名オラミックスＣＧ１１０（ＯＲＡＭＩＸ ＣＧ１１０）（登録商標
）としてセピックによって販売されたオリゴ糖アルキルエーテル、および商品名
トリトンＣＧ６０（ＴＲＩＴＯＮ ＣＧ６０）（登録商標）としてローム・アン
ド・ハス（ＲＯＨＭ ａｎｄ ＨＡＳＳ）によって市場に出たオリゴ糖アルキル
エーテルを挙げることができる。
【００３２】 上記から理解されるように、界面活性剤、および／または安定化若しくは不安
定化剤の含量は得ようとする泡の寿命に関連して選ばれる。泡が装置を洗浄およ
び／または汚染除去することに向けられるならば、洗浄および／または汚染除去
試薬の含量は洗浄および／または汚染除去されるべき品目の種類、並びに所望の
洗浄および／または汚染除去の様式若しくは範囲に関連して選ばれる。
【００３３】 例として、泡、例えば、本発明の方法にしたがって使用され得る濯ぎ泡の液体
相は、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができ
る。
【００３４】 さらに他の例において、泡、例えば、本発明にしたがって使用され得る汚染除
去泡の液体相は、 −３ないし６ｍｏｌ．ｌ-1の硫酸、 −０．１ないし１重量％の粘性化合物、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができ
る。
【００３５】 他の例において、泡、例えば、本発明にしたがって使用され得るスカーリング
泡の液体相は、 −３ないし５ｍｏｌ．ｌ-1のＮａＯＨ、 −０．１ないし１重量％の粘性化合物、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができ
る。
【００３６】 本発明の方法により発生される泡の品質に寄与する他の変数は、多孔性ライニ
ングに達する液体相の流量である。この流量は測定ポンプによって設定すること
ができる。所望の泡の品質に依存して、液体相の流量はガス相の流量並びに多孔
性ライニングを通る液体相およびガス相の吸引に関連して調整される。液体相の
流量は、また、多孔性ライニングに関連して、特にこのライニングの孔の大きさ
に関連して調整されねばならない。
【００３７】 泡の品質は、また、液体が多孔性ライニングに接触する方法に依存する；多孔
性ライニングに接触後直ちに粗い泡の形成を促進することにより、発生された泡
の品質を上げることができる。それゆえ、液体をライニングの表面上に噴霧する
方法が、また、均質な分布が良くなるか悪くなるかに影響を与える。液体相のラ
イニングとの接触は、例えば、噴霧ノズルによって、または室内へ液体相が入る
個所と多孔性ライニングとの間、すなわち、多孔性ライニングの上方にグリッド
を挿入することによっても行うことができる。
【００３８】 発生した泡の品質に作用する他の変数は多孔性ライニングから下流を支配して
いる低圧力である。この低圧力により、多孔性ライニングを通して液体相および
ガス相の吸引が行われる。また、発生した泡の流量は多孔性ライニングから下流
のこの低圧力に関係する。実際には、低圧力の値が選択される際は多孔性ライニ
ング中の圧力の損失を考慮しなければならない。このために、泡の流量は泡が多
孔性ライニングを離れるとき流量計によって制御することができ、この流量は低
圧力調整装置によって調整される。
【００３９】 本発明の方法によって発生する泡の品質に作用するさらに他の変数は、この発
生に使用されるライニングの型式である。このライニングは液体相およびガス相
の混合を保証するために多孔性ライニングを通って液体相およびガス相が流れる
ことができる専用通路を提供するどのような媒体であってもよい。多孔性ライニ
ングの孔開口は、好ましくは、ライニング容積内に均一に分布され、これらの開
口は、液体相およびガス相の混合を促進しかつ泡中の空気ポケットの発生を回避
するために、小さな大きさ、例えば、１００μｍから数ｍｍになっているのが好
ましい。しかしながら、余りにも細かい孔はかなりの圧力損失を発生する恐れが
ある。
【００４０】 例として、多孔性ライニングは、金属グリッドの積み重ね、フォラフロン（Ｆ
ＯＲＡＦＬＯＮ）型（登録商標）の編成合成繊維、砂、珪藻またはパーライト、
同じ大きさの固形ビーズ、泡発生のために適切な隙間を有している他の材料から
選択することが可能である。
【００４１】 本発明の方法によれば、同じ大きさのビーズ、例えば、同じ大きさのガラスビ
ーズが使用されるのが好ましい。多孔性媒体中の圧力損失の値はビーズ床の厚さ
およびビーズ直径によって、正確かつ再現可能な方法で制御される。同じ大きさ
のガラスビーズの床に対しては、まず、基礎として、非圧縮均質なニュートン型
流体に有効である定型的な２つの比を使用することができる。
【００４２】 第１に、液体相の流量Ｕまたは速度（ｍ／ｓ）、液体相とガス相が通過する多
孔性ライニングの厚さｚ（ｍ）、液体相の粘度μ、および多孔性ライニングから
上流の圧力Ｐ１と多孔性ライニングから下流の圧力Ｐ２との間の圧力差ΔＰ（Ｐ
ａ）に関して、ダルシー比（ＤＡＲＣＹ ｒａｔｉｏ）はＵ＝Ｂ・ΔＰ／μ・ｚ
で表される。ここでΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２およびＰ１＞Ｐ２である。
【００４３】 係数Ｂ（ｍ2）は透過率と呼ばれる。この係数Ｂは多孔性媒体の特性でありそ の形状に関連付けられる。
【００４４】 第２に、コゼニー−カーマンモデル（ＫＯＺＥＮＹ−ＣＡＲＭＡＮ ｍｏｄｅ
ｌ）から同じ大きさの球体から作られる多孔性媒体の透過率Ｂが計算できる。こ
のモデルの数学的表現については詳述しない。簡単に言えば、非圧縮なニュート
ン流体では、透過率が床を形成する球体の直径の２乗に逆比例するということで
ある。
【００４５】 例えば、直径１．６ｍｍのガラスビーズからなる厚さ０．０８ｍｍの多孔性ラ
イニングを通過する液体相の流量が１００ｌ／ｈまで、好ましくは５〜５０ｌ／
ｈに対しては、多孔性ライニングから下流に設定された低圧力の値は５×１０3 ないし８０×１０3Ｐａの間、好ましくは、３０×１０3ないし６０×１０3Ｐａ の間にすることができる。
【００４６】 発生した泡の品質に作用するさらに他の変数は多孔性ライニングが置かれる室
の形状である。例えば、ガス混合物を増すためには、ライニング厚さ、液体相流
量および低圧力値が一定である室の自由な領域の表面積を増加させることが考え
られる。室は泡の発生のため選択したガスが流入できるように少なくとも１つの
開口を有する蓋で覆われていてもよいし、または泡を発生するのに使用されるガ
スが大気であるならば覆われてなくてもよい。多孔性ライニングを出てくる泡の
流量は、それゆえ、また、室の形状に関連付けられる。
【００４７】 本発明の方法によれば、５ないし４０の膨張度を有する泡を発生することが可
能である。
【００４８】 本発明によれば、本発明の方法を実行するのに使用されるガス相には、空気、
窒素、酸素またはアルゴン若しくはヘリウムのごとき中性のガスを、単独または
組み合わせて使用してもよい。
【００４９】 本発明は、また、設備の第１端において多孔性ライニングを通して適切な液体
相および適切なガス相の吸引によって泡を発生して、発生した泡が前記設備に挿
入されかつ前記設備を通して前記設備の第２端まで進む工程からなっており、前
記第２端から後方の設備内を低圧力に設定することによって吸引が行われる。
【００５０】 この方法によれば、前記第２端から後方の設備内で設定された低圧力により、
多孔性ライニングを通して液体相およびガス相が吸引されかつ続いて設備内の泡
の循環が始まる。
【００５１】 本発明によれば、設備内のこの泡の循環方法は洗浄泡を用いる設備洗浄方法に
適用されてもよい。液体相はその場合に１またはそれ以上の洗浄剤からなる。
【００５２】 洗浄が、また、スカーリングからなるならば、液体相は、また、スカーリング
グ剤を含んでもよい。
【００５３】 本発明によれば、洗浄泡が、また、汚染除去泡であってもよく、かつその場合
に、１またはそれ以上の汚染除去泡からなっている。
【００５４】 これらの汚染除去剤は、例えば、放射性または細菌性汚染除去剤であってもよ
く、洗浄する設備に依存する。
【００５５】 洗浄および汚染除去剤は前述されたものである。
【００５６】 本発明の方法の第１の実施例によれば、泡は設備の第２端の後で収集タンク内
に受容されかつ自然に、化学的におよび／または機械的に不安定化される。自然
に不安定化させるには、寿命が有限の泡を使用することにより行われ、化学的に
不安定化させるのは、この収集タンクにおいて、泡に、前に引用された不安定化
剤の１つを添加することによって達成され、および機械的に不安定化させるのは
超音波発生器、例えば、遠心力機またはブレードタービンによって行うことがで
きる。
【００５７】 泡を設備内で循環させる方法の第２の実施例によれば、加えて、設備の第２端
の後方で泡を集め、液体を得るように集められた泡を不安定化させ、そして液体
の少なくとも１部分を、前記設備中で循環させる泡を発生するような液体相とし
て使用する工程からなっている。この実施例は、また、リサイクリングモードと
も呼ばれる。
【００５８】 直前に記載した本発明の第２の実施例の好適な１変形例によれば、液体は泡を
発生するような液体相として使用される前に純化されてもよい。この純化の目的
は、例えば、設備洗浄および／または汚染除去方法に関して、設備内の泡の循環
によって運ばれた廃棄物を除去することである。この純化は、例えば、適切なフ
ィルタによって行われることができる。
【００５９】 本発明は、また、本発明の方法を適用するための泡発生装置に関する。この装
置は、 −少なくとも１つの入口開口と少なくとも１つの出口開口からなる室、 −前記室の前記入口および出口開口との間に置かれた多孔性ライニング、 −少なくとも１つの前記入口開口を通して液体相およびガス相を前記室内に挿
入するための手段、 −前記多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引するため
の手段からなっており、発生した泡が、少なくとも１つの前記出口開口を通って
前記吸引手段によって前記室から排出される。
【００６０】 室はどのような形状、例えば、丸い形状からなってもよく、かつ使用される多
孔性ライニング、液体相およびガス相に関連して、かつ泡を発生するのに印加さ
れる低圧力に関連して決められる。この室は、好ましくは、不浸透性である。
【００６１】 使用されるガスが大気であるならば、室は覆われなくてもよい。
【００６２】 使用する可能性のある多孔性ライニングは上記で説明されている。 少なくとも１つの入口開口を通して前記室に液体相を添加するのに使用される
挿入手段は、例えば、室へ液体相を流入させる測定ポンプからなることができ、
このポンプは、液体相の流量を測定するための手段、例えば、流量計を備えるこ
とができる。このポンプは液体相用の調整および貯蔵タンクに接続されることが
できる。
【００６３】 多孔性ライニング全体に渡って均一に液体相を分布するために、噴霧ノズルま
たはグリッド、好ましくは、噴霧ノズルが使用される。このノズルまたはこのグ
リッドは、液体の適切な分布を保証することにより、液体相がこのライニングに
入ると直ぐに多孔性ライニングの上方に粗い泡の発生を促進することができ、そ
れにより、発生した泡の品質を増大する。
【００６４】 前記室へのガス相の流入を許容する手段は前記室へのガスの流入圧力を調整す
るための調整手段および任意に前記ガス用容器からなることができる。
【００６５】 ガス相が大気から作られるならば、多孔性ライニングを通る液体相およびガス
相の吸引は大気の吸引を生じ、その場合に、多孔性ライニングから上流に、任意
に流量計を備えた、少なくとも１つの入口が大気用ガス溜めに設けられる。
【００６６】 多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引する手段、また
は低圧力を設定するための手段は、例えば、凝縮トラップを任意に備えた真空ポ
ンプであってもよく、このポンプは室から発生された泡の排出を行うことが可能
になっている。
【００６７】 装置は室内のライニングから下流を低圧力に設定しかつ調整するのに使用され
る弁またはソレノイド弁を備えることができる。本発明の装置は、また、前記室
内の低圧力値を測定するための測定手段を備えてもよい。
【００６８】 本発明は、また、設備内に泡を循環させる泡循環装置に関し、設備は第１端お
よび第２端からなり、泡が内部で循環する前記設備の少なくとも１部分を前記第
１端および第２端が画成し、この泡循環装置は、 −前述されたような泡発生装置、および −前記室の少なくとも１つの前記出口開口と前記設備の前記第１端との間にあ
る密封された接続手段からなっており、 前記多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引するための吸引手段は
、前記泡が内部で循環する前記設備の前記部分を低圧力に設定するように前記設
備の前記第２端に位置決めされている。
【００６９】 設備内で泡を循環させるための泡循環装置は前記設備を洗浄および／または汚
染除去するのにとくに好都合である。
【００７０】 室、ライニング、液体相を前記室へ添加するための挿入手段、およびガス相を
前記室へ添加するための挿入手段は以前に記載されたものであってもよい。密封
された接続手段は、例えば、発生した泡の化学的組成に耐えるように、かつ多孔
性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引することによって泡を発生する
のに必要とされる低圧力に耐えるように設計された密封体である。
【００７１】 多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引しかつ泡が循環すること
ができる設備の前記部分を低圧力に設定するための吸引手段は以前に記載された
ものであってもよく、かつ加えて凝縮トラップからなってもよい。この泡循環装
置は、また、以前に記載された調整および測定手段からなってもよい。
【００７２】 本発明による泡を発生しかつ設備内で泡を循環させるための泡発生および循環
装置は、また、発生された泡の量を測定しかつ設備内の低圧力値および室へのガ
スおよび液体相の流入量を調整することができるように多孔性ライニングから下
流に置かれる泡流量計からなってもよい。
【００７３】 この泡発生および循環装置は、さらに、設備の第２端に配置された泡収集タン
クからなることができる。この装置は、また、圧力センサ、前記泡の不安定化に
より生じた液体相の放出または収集弁からなることも可能である。
【００７４】 本発明によれば、泡発生および循環装置は、泡収集タンク内で、泡の不安定化
により生じた液体相を収集するための手段および泡発生装置の室に液体相を加え
るための手段まで前記液体相を汲み上げる手段からなってもよい。
【００７５】 その場合に、この泡発生および循環装置は隔離弁、泡を発生するのに使用され
る液体相用の調整および貯蔵タンクまで泡収集タンクから液体を汲み上げるため
の装置からなることも可能である。前記液体は、その場合に、液体相用挿入手段
を介して、例えば、測定ポンプによって、液体相調整および貯蔵タンクから、多
孔性ライニングを含んでいる室に加えられ得る。
【００７６】 本発明によれば、泡発生および循環装置は、この場合に、単一流動モードまた
はリサイクリングモードにおいて運転することができる。
【００７７】 本発明の泡発生および循環装置が単一流動モードにおいて作動するとき、泡が
液体状態へ戻るのを促進するように泡を不安定化するための手段を備えてもよい
収集タンクに泡は集められかつ貯蔵される。不安定化は自然に、または、例えば
、前述されたもののごとき機械的装置を使用して促進されるかまたは、例えば、
アルコールのごとき不安定化剤を使用する化学的手段によって促進されてもよい
。その場合に、タンクは弁によって連続的または周期的な方法で空にされる。
【００７８】 また、リサイクリングモードと呼ばれる、回収モードにおいて、例えば、汚染
除去または洗浄する装置を最初に流れた後、泡を自然にまたは積極的に不安定化
させることで得られた液体は、回収ポンプまたはリサイクリングポンプによって
収集タンクから周期的にまたは連続して回収され、液体相用測定ポンプに接続さ
れた液体相の調整および貯蔵タンクに再び注入される。
【００７９】 本発明によれば、リサイクリング運転モードは、ここで提案した汚染除去装置
の工業的用途に関してとくに好適である。
【００８０】 本発明によれば、リサイクリングモードが使用されるとき、回収された液体を
純化するための手段は、収集タンクから下流にかつ泡発生装置の室に液体相を加
えるための挿入手段（例えば、液体相調整および貯蔵タンク）から上流に配置さ
れることができる。
【００８１】 本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照して、非限定的な例示として
付与される以下の説明を読むとき明らかとなる。
【００８２】 図１は、本発明にしたがって泡を発生するための装置１の実施例を示している
概略図である。室３、この室３内に置かれた多孔性ライニング５、液体相および
ガス相をそれぞれ、前記室に入れるために用い、泡の発生に適した手段９および
１１、および多孔性ライニング５を通して前記液体相および前記ガス相を吸引す
るための吸引手段１５からなっており、発生された泡がこれらの吸引手段１５に
よって室３から排出される。
【００８３】 多孔性ライニング５は、同じ大きさのガラスビーズから作られているが、液体
相がそれを通って染み出る退出間隙７を残している。
【００８４】 液体相およびガス相それぞれの室への流入を許容する手段９および１１、特に
液体相を室に加えるための手段９は多孔性ライニング上に室内で液体相を噴霧す
るための噴霧手段１３からなっている。
【００８５】 図２は設備２０を泡で洗浄するための装置を示す概略図であり、設備２０は第
１端２０ａおよび第２端２０ｂからなり、この第１端２０ａおよび第２端２０ｂ
は泡によって洗浄されるべき設備２０の部分を画成する。洗浄装置は、前述され
たような泡を発生するための装置１、泡を発生するための装置１と洗浄されるべ
き設備との間にある密封された接続手段、および前記設備内を低圧力に設定する
ための手段３０、３２および３４からなっている。これらの手段３０、３２およ
び３４は、それぞれ、圧力センサ、圧力隔離および調整弁、並びに設備２０およ
び装置１内を低圧力に設定するのに向けられる真空ポンプである。
【００８６】 この洗浄装置は、また、液体相を調整および貯蔵するための容器４４からなっ
ている。測定ポンプ４８は、下降パイプ４６によって、この容器４４から液体相
を引き出しかつ泡を発生するために装置１に向かってこの液体相を動かすのに使
用される。流量計５０はこの装置１に入れられる液体相の流量を制御するために
泡発生装置から上流に置かれる。
【００８７】 この洗浄装置は、また、装置１と設備２０との間に置かれた隔離弁２４、この
隔離弁と設備２０との間に置かれた泡流量計２２、および設備２０の第２端２０
ｂでの泡収集タンク２６を備えている。
【００８８】 泡収集タンク２６は設備を大気圧下に置くための弁３６からなっている。
【００８９】 真空ポンプ３４によって多孔性ライニングを通して適切な液体相およびガス相
の吸引によって、装置１中に発生した後、泡は第１端２０ａから設備２０を通過
し、次いで第２端２０ｂの後、下降配管２８によって収集タンク２６の底部に導
かれる。
【００９０】 本発明の第１の実施例によれば、泡はこの収集タンク２６に貯蔵され、前述し
たように化学的不安定化剤および／または機械的装置により不安定化して液体へ
の還元が促進される。タンクはその場合に弁３８によって空にされる。
【００９１】 第２の実施例によれば、泡は収集タンク２６において化学的および／または機
械的手段により不安定化して液体となり、リサイクリングまたは回収手段と呼ば
れる手段により噴霧手段９に戻され、再び泡の液体相を形成する。
【００９２】 これらのリサイクリング手段は、例えば、弁３８、リサイクリングポンプ４２
および導管４０からなっており、液体を液体相調整および貯蔵容器４４に導いて
いる。次いで液体は下降パイプ４６、測定ポンプ４８および流量計５０によって
装置１へ戻される。
【００９３】 本発明のこの第２実施例、またはリサイクリングモードは、本発明の汚染除去
および／または洗浄装置の工業的用途にとくに好適である。
【００９４】 この第２実施例の１変形例によれば、装置は、また、洗浄および／または汚染
除去廃棄物が貯蔵タンク４４に達する前にこれらの廃棄物を除去するために、収
集タンク２６を出ている液体を通過させて液体廃棄物を純化する装置５２を備え
てもよい。純化装置５２に出入の液体廃棄物の流入および流出は、例えば、弁５
３によって制御され得る。
【００９５】 本発明の装置１によって発生された泡を設備内で循環させる装置の運転例。 以下の例において、使用される液体相は、 −０／８重量％のオラミックスＣＧ１１０（登録商標）、 −０．３重量％のアモニル（登録商標）、 −０．２５重量％のペンタノール−２ を含んでいる水溶液であり、そして ガス相は空気である。
【００９６】 泡発生のためにこれらの例において使用される室は３０ｍｍの内径を有し、そ
して設備は室の直径と実質上同一の内径を備えている筒状パイプである。
【００９７】 例１：一定の低圧力で泡の循環速度への多孔性ライニング厚さの影響 この例において、多孔性ライニングは直径１．６ｍｍの球状ガラスビーズの床
であり、そして筒状パイプの長さは４ｍである。試験は、０．０５ｍおよび０．
０８ｍのビーズ床の厚さｚそれぞれについて、かつ一定の低圧力１５×１０3Ｐ ａで実施された。
【００９８】 各試験ごとに、泡の循環速度Ｖm（ｍ／ｓ）が、多孔性ライニングを横切って いる液体相の流量Ｑｌ（ｌ／ｈ）に対して測定された。
【００９９】 以下の表１はこの例において得られた結果をグループに分けている。
【０１００】
【表１】
【０１０１】 図３はこれらの結果を示しているグラフであり、その際、６０ａ、６０ｂ、６
０ｃ、６２ａ、６２ｂおよび６２ｃは同じ参照符号の試験を示しており、Ｖmは 泡速度（ｍ／ｓ）およびｚはビーズ床の厚さ（ｍ）である。
【０１０２】 これらの結果は、泡の循環速度が多孔性ライニングの厚さに逆比例することを
示している。
【０１０３】 例２：一定の低圧力で泡の循環速度への多孔性ライニングのビーズ直径の影響 この例において、多孔性ライニングのガラスビーズの直径は３ｍｍまたは１．
６ｍｍであり、ライニング厚さｚは０．０８ｍ、一定の低圧力１５×１０3Ｐａ であり、そして筒状パイプの長さは４ｍである。
【０１０４】 筒状パイプ中の泡の循環速度Ｖm（ｍ／ｓ）が測定される。
【０１０５】 使用される液体およびガス相は例１に記載されたそれらと同一である。
【０１０６】 種々の試験が多孔性ライニングを横切っている液体相の流量Ｑ１（ｌ／ｈ）を
変化することにより実施された。
【０１０７】 以下の表２はこの例において取られた測定の結果をグループに分けている。
【０１０８】
【表２】
【０１０９】 図４はこれらの結果を示しているグラフであり、その際参照符号７０ａ〜７０
ｄおよび６２ａ〜６２ｄは表２の試験において示された参照符号に関連する。
【０１１０】 これらの結果は、泡の循環速度がより大きいければ、多孔性ライニングのビー
ズの直径が益々大きくなることを示している。
【０１１１】 例３：泡膨張への液体相流量の影響 この例において、使用される液体およびガス相は先行の例において記載された
それらと同一であり、筒状パイプの長さは４ｍである。
【０１１２】 この例における試験は多孔性ライニングの２つの厚さｚ、すなわち、０．０８
ｍ（試験８０）および０．１１ｍ（試験８２）に関して実施された。多孔性ライ
ニングのビーズ直径はすべての試験に関して０．００３ｍであり、低圧力は１５
×１０3Ｐａで一定である。
【０１１３】 試験の各グループにおいて観察された泡の循環速度は一定、すなわち、試験８
０に関して０．１５ｍｍ／ｓ、そして試験８２に関して０．１２ｍ／ｓである。
【０１１４】 循環路を出るときの泡の膨張度Ｆが液体相の流量Ｑｌ（ｌ／ｈ）に対して測定
される。
【０１１５】 以下の表３はこの例において得られた結果をグループ分けしている。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】 図５は表３の結果を示すグラフであり、そのさい参照符号８０および８２はそ
れぞれ試験８０および８２に関連している。
【０１１８】 これらの結果は、一定の低圧力下で、泡の膨張度Ｆが液体相の流量Ｑｌが増加
するとき減少することを示している。それゆえ、液体相の流量を選ぶことにより
、泡の品質を決定することができる。
【０１１９】 例４：泡の循環速度への低圧力の影響 この例において、例１の液体およびガス相が使用され、筒状パイプの長さは１
５ｍ、ビーズ直径は０．００３ｍそして多孔性ライニングの厚さは０．０８ｍで
ある。
【０１２０】 泡の循環速度は循環路中に印加された低圧力に対して測定される。
【０１２１】 以下の表４はこの例において得られた結果をグループ分けしている。
【０１２２】
【表４】
【０１２３】 図６は表４の結果を示すグラフである。
【０１２４】 この図において、点Ａは曲線９５を直線として外挿することによって得られた
。
【０１２５】 この点Ａは泡が、大気圧に対して測定される循環路中の最小の低圧力ΔＰに対
応しており、ニュートン型の流動行動を示す出発点である。この例に記載された
条件下で、ΔＰ＝４３×１０2Ｐａである。
【０１２６】 これらの結果は、泡発生器の一定の特性（多孔性ライニングのビーズ直径、多
孔性ライニングの厚さ）に関して、泡の循環速度が減じた圧力の直線関数である
ことを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による泡発生装置の１実施例を示す断面図である。
【図２】 図１に概略された泡発生装置を使用して泡を循環させる設備用洗浄装置の実施
例を示す概略図である。
【図３】 本発明の泡発生器を出るとき、一定の低圧力下で、泡の循環速度へ多孔性ライ
ニングのビーズ床の厚さが与える影響を示すグラフである。
【図４】 本発明の泡発生器を出るとき本発明の方法にしたがって発生させた泡の、一定
の低圧力下での、循環速度へ多孔性ライニングのビーズ直径が与える影響を示す
グラフである。
【図５】 多孔性ライニングの２つのビーズ直径に関して測定された、一定の低圧力下で
の、泡膨張についての液体相流量の影響を示しているグラフである。
【図６】 本発明の方法にしたがって発生させた泡の循環速度に多孔性ライニングから下
流の低圧力が与える影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 フールネル・ブルーノ フランス国 エフ−84120 ペルチュイ、 リュ・ピエール・エ・マリエ・キュリー、 レ・バスティーデ・サン・ジャン（番地な し) (72)発明者 ファウリー・マリア フランス国 エフ−13100 アクサンプロ バンス、ボウルヴァル・ゾーラ、13 (72)発明者 ル・サムディ・ジャン−マリエ フランス国 エフ−04100 マノスク、ロ ティスメン・ドゥ・アドレッシェ、13 Ｆターム(参考） 3B201 AA47 AB53 BB21 BB71 BB92 BB96 BB98 BC00 CD22 CD41 4D077 AA10 AB10 AC07 BA07 BA12 CA04 DC17Z DC19Z DC38X 4G035 AC26 AE13

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多孔性ライニングを通して液体相およびガス相の吸引によっ
    て泡を発生する工程からなることを特徴とする液体相およびガス相からの泡発生
    方法。
  2. 【請求項２】 設備の第１端において請求の範囲第１項に記載の方法により
    泡を発生し、発生した泡を前記設備に挿入しかつ前記設備を通して前記設備の第
    ２端まで循環させる工程からなっており、前記第２端の後方の前記設備内を低圧
    力に設定することによって吸引が行われることを特徴とする設備中での泡循環方
    法。
  3. 【請求項３】 前記泡が洗浄泡であることを特徴とする請求の範囲第２項に
    記載の方法を使用する設備を洗浄するための設備洗浄方法。
  4. 【請求項４】 前記洗浄泡が汚染除去泡であることを特徴とする請求の範囲
    第３項に記載の設備洗浄方法。
  5. 【請求項５】 前記泡を前記設備の前記第２端から集め、集めた泡を不安定
    化させることで液体にし、前記液体の少なくとも１部分を前記設備中で循環させ
    る泡を発生させるための液体相として使用する工程からなることを特徴とする請
    求の範囲第２項ないし第４項のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記液体が前記泡を発生するための液体相として使用される
    前に純化されることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記液体相が、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第６項のいずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記液体相が、 −３ないし６ｍｏｌ．ｌ-1の硫酸， −０．１ないし１重量％の粘性化合物、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第６項のいずれか１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記液体相が、 −３ないし５ｍｏｌ．ｌ-1のＮａＯＨ、 −０．１ないし１重量％の粘性化合物、 −０．２ないし０．５重量％のベタイン、 −０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、 −０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１
    項ないし第６項のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記ガス相が、空気、窒素、酸素、アルゴンまたはヘリウ
    ムの中から選ばれ、単独または組み合わせて使用されることを特徴とする請求の
    範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 −少なくとも１つの入口開口と少なくとも１つの出口開口
    を備えた室、 −前記室の前記入口開口および出口開口との間に置かれた多孔性ライニング、 −少なくとも１つの前記入口開口を通して液体相およびガス相を前記室内に挿
    入するための手段、 −前記多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引するため
    の手段からなっており、発生した泡が、少なくとも１つの前記出口開口を通って
    前記吸引手段によって前記室から排出されることを特徴とする泡発生装置。
  12. 【請求項１２】 設備が第１端および第２端からなり、泡が内部で循環する
    前記設備の少なくとも１部分を前記第１端および第２端が画成する前記設備中で
    の泡循環装置において、該泡循環装置が、 −請求の範囲第１１項に記載の泡発生装置、および −前記室の少なくとも１つの出口開口と前記設備の前記第１端との間にある密
    封された接続手段からなっており、 前記多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引するための前記手段
    が、前記泡を内部で循環させる前記設備の前記画成部分を低圧力にするように前
    記設備の前記第２端に位置決めされていることを特徴とする設備中での泡循環装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記液体相を前記室中に噴霧するための少なくとも１つの
    噴霧手段からなっていることを特徴とする請求の範囲第１１項または第１２項に
    記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記噴霧手段がノズルまたはグリッドであることを特徴と
    する請求の範囲第１３項に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記多孔性ライニングが、金属グリッドの積み重ね、編成
    合成繊維、砂、珪藻、パーライト、同じ大きさの固形ビーズおよび隙間のある材
    料の中から選ばれた材料によって作られることを特徴とする請求の範囲第１１項
    ないし第１４項のいずれか１項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記室へガス相を添加するための前記挿入手段が周囲雰囲
    気用の少なくとも１つの入口開口であることを特徴とする請求の範囲第１１項な
    いし第１５項のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 少なくとも１つの入口開口を通して前記室へ液体相を添加
    するための前記挿入手段が測定ポンプおよび流量測定手段からなっていることを
    特徴とする請求の範囲第１１項ないし第１６項のいずれか１項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記多孔性ライニングを通る前記液体相および前記ガス相
    用の前記吸引手段が真空ポンプからなることを特徴とする請求の範囲第１１項な
    いし第１７項のいずれか１項に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記真空ポンプが凝縮トラップを備えていることを特徴と
    する請求の範囲第１８項に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記設備の前記第２端に泡収集タンクが置かれていること
    を特徴とする請求の範囲第１３項に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記泡収集タンク中で泡を不安定化させることで得られる
    液体用の収集手段、および前記泡発生装置の前記室への前記液体相挿入手段まで
    回収された前記液体を汲み上げるための手段からなっていることを特徴とする請
    求の範囲第２０項に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 回収された前記液体を純化するための手段からなっており
    、前記純化手段が前記泡収集タンクの下流にかつ前記泡発生装置の前記室への液
    体相挿入手段から上流に置かれていることを特徴とする請求の範囲第２１項に記
    載の装置。
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