JP2003305304A - 真空脱気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明が解決しようとする課題は、真
空脱気装置の脱気効率を向上させるとともに、真空脱気
装置全体の高さを低くしてコンパクト化することであ
る。 【解決手段】 被脱気液を脱気部２内へ噴出し、この脱
気部２内を真空吸引する脱気装置において、前記脱気部
２を筒状に形成し、その長手方向軸がほぼ水平となるよ
うに構成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、真空脱気装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ボイラ，温水器あるいは
冷却器等の冷熱機器類への給水ラインには、これら機器
類の内部腐食防止を目的とした真空脱気装置が組み込ま
れている。また、近年ではビル，マンション等の建造物
における給水配管の赤水防止対策としても真空脱気装置
が用いられるようになってきている。

【０００３】前記真空脱気装置は、使用機器等への給水
ラインに円筒縦型の脱気塔を設け、この脱気塔内の上方
から下部へ向かって被脱気液である原水，たとえば水道
水，井戸水，その他工業用水等をノズルを介して噴霧す
る。この噴霧過程において前記脱気塔内を真空引きし、
原水中の溶存気体を脱気する構成のものである。

【０００４】この種の真空脱気装置においては、前記脱
気塔内で原水の前記噴霧過程を長くする必要がある。具
体的に説明すると、原水が噴霧されてから真空引きされ
ている滞留時間を長くする必要がある。そのため、前記
脱気塔は、その内部の上方から下部までの長さを長く，
すなわちその噴霧部の高さを高くした塔形式の構成であ
る。

【０００５】そして、前記脱気塔内において噴霧された
原水は、前記脱気塔の壁面と接触すると同時に液膜化す
るため、その表面積が少なくなり、脱気効率がよくなか
った。さらに、前記噴霧部の高さを高くした構成では、
前記脱気塔内での気体流動に伴なう圧力損失があるの
で、真空度が高くなりにくく、脱気効率がよくなかっ
た。

【０００６】また、前記脱気塔から脱気した処理水を抽
出するとき、抽出ポンプのキャビテーションを防止する
ため、前記脱気塔内の水位を高く（たとえば、６〜７メ
ートルの高さ）する必要があり、前記噴霧部の高さに加
えてさらに高く構成されている。したがって、実際に
は、１０メートル位の脱気塔形式の真空脱気装置となっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、真空脱気装置の脱気効率を向上させると
ともに、真空脱気装置全体の高さを低くしてコンパクト
化することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するためになされたものであって、請求項１に記載
の発明は、被脱気液を脱気部内へ噴出し、この脱気部内
を真空吸引する脱気装置において、前記脱気部を筒状に
形成し、その長手方向軸がほぼ水平となるように構成し
たことを特徴としている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、被脱気液を前記
脱気部内へ噴出する噴出手段を前記脱気部の上方に複数
備えたことを特徴としている。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、前記脱
気部内から抽気する抽気口を前記上方に複数備えたこと
を特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明すると、この発明は、ボイラ，温水器あるい
は冷却器等の冷熱機器類の給水ラインにこれら機器類の
内部腐食防止を目的として組み込まれる真空脱気装置に
おいて好適に実施される。また、ビル，マンション等の
建造物における給水配管の赤水防止対策として組み込ま
れる真空脱気装置においても好適に実施される。

【００１２】この真空脱気装置は、脱気処理を行う脱気
部と、被脱気液を前記脱気部内へ噴出する噴出手段と、
前記脱気部内を真空吸引する真空吸引手段およびこれら
を制御する制御器とを備えている。すなわち、前記真空
脱気装置は、前記脱気部の上方，いわゆる天井部に接続
した被脱気液供給ラインから被脱気液を前記噴出手段へ
供給し、被脱気液を前記噴出手段を介して前記脱気部内
へ噴霧し、この噴霧している状態の前記脱気部内を真空
引きして、被脱気液中の溶存気体を脱気する構成であ
る。

【００１３】前記脱気部は、筒状，たとえば円筒状の耐
真空容器として構成され、横置きに配置されている。す
なわち、前記脱気部は、筒状に形成され、その長手方向
軸がほぼ水平となるように構成されている。前記脱気部
は、前記上方に前記噴出手段を複数備えている。また、
前記脱気部は、前記上方に抽気するための複数の抽気口
をそれぞれ備えている。

【００１４】前記脱気部は、この脱気部内の脱気処理さ
れた処理液の液位を制御する液位制御手段を備えるとと
もに、前記脱気部の下部において前記処理液を抽出する
抽出手段と接続されている。

【００１５】ここにおいて、前記脱気部は、その下部に
前記処理液を貯留し、後述する熱交換手段を収容する収
容部を備えることも好適である。そして、この収容部の
下部において前記抽出手段と接続することも好適であ
る。

【００１６】さらに、前記脱気部は、前記真空吸引手段
として液封式の真空ポンプを用いたときには、この脱気
部の側面に前記真空ポンプに用いる封液を貯留する封液
タンクを備えることも好適である。

【００１７】そして、前記脱気部は、前記収容部内に前
記封液タンク内の封液を循環させて熱交換する熱交換手
段を備えることも好適である。

【００１８】つぎに、前記噴出手段は、前記脱気部の上
方に配置されており、複数のノズルにより構成されてい
る。また、前記噴出手段は、前記上方に複数配置される
とともに、千鳥状あるいは碁盤目状にそれぞれ配置され
ることも好適である。ここで、前記噴出手段からの噴霧
を確実にするため、被脱気液を加圧する加圧手段を前記
噴出手段の上流側に備えることも好適である。

【００１９】ここで、前記真空ポンプを用いるとき、こ
の真空ポンプは、前記封液タンクと循環経路で接続され
ている。前記真空ポンプは、前記封液タンクから供給さ
れる封液を封液入口から吸引するとともに、前記脱気部
内の気体を前記各抽気口からそれぞれ吸引し、前記真空
ポンプ内で混合し、混合した気体と封液をともに吐出口
から吐出し、前記循環経路を介して前記封液タンクへ循
環させる。ここにおいて、前記真空ポンプの吸気口は、
前記各抽気口とそれぞれ接続されている。

【００２０】前記液位制御手段は、たとえばフロートス
イツチによる液位制御手段であり、前記脱気部内の液位
の検出を行うものである。そして、脱気された処理液が
所定の液位以上であれば、前記抽出手段を作動させ、前
記処理液を使用機器へ送る信号を前記制御器へ出力する
構成としている。

【００２１】前記抽出手段は、必要有効吸込ヘッド（ r
equired ＮＰＳＨ）が小さい抽出ポンプをもって構成す
ることが好ましい。すなわち、前記脱気部内の液位が低
くても処理液を前記脱気部の下部から抽出することがで
きる構成としている。

【００２２】このような構成の真空脱気装置の作用につ
いて説明する。まず、前記封液タンク内に封液を所定の
液位になるまで貯留する。そして、前記真空ポンプを作
動させ、前記封液タンクから供給される封液を前記封液
入口から吸引するとともに、前記脱気部内の気体を前記
各抽気口からそれぞれ吸引し、前記真空ポンプ内で混合
し、混合した気体と封液をともに前記吐出口から吐出
し、前記循環経路を介して前記封液タンクへ循環させ
る。このようにして、前記脱気部内が所定の真空度を維
持するように、前記真空ポンプの作動を制御する。

【００２３】そして、前記脱気部内が所定の真空度にな
ると、前記被脱気液供給ラインから被脱気液を前記加圧
手段により加圧し、前記各噴出手段へそれぞれ供給し、
この被脱気液を前記噴出手段から前記脱気部内へ噴霧す
る。ここにおいて、被脱気液は、前記加圧手段により加
圧されるので、より微細に，すなわちより表面積を多く
した状態で噴霧される。これにより、被脱気液中の溶存
気体を効率的に脱気する。

【００２４】前記脱気部は、横置きに設置されており、
この脱気部の高さを低くするとともに、前記各噴出手段
から噴出される被脱気液は、まんべんなく前記脱気部内
へ噴霧されるので、前記脱気部内の空間を有効に活用で
き、前記脱気部の内壁面との接触も少なくなる。したが
って、前記内壁面との接触による液膜化を生じることが
なくなり、脱気効率が向上する。

【００２５】また、前記脱気部内の気体を前記各抽気口
からそれぞれ吸引するので、前記脱気部内での気体流動
に伴う圧力損失が少ないことになる。したがって、前記
脱気部内での真空度を高めるとともに、真空度のバラツ
キが生じることを防止することができ、脱気効率がさら
に向上する。

【００２６】そして、脱気された処理液は、前記脱気部
の下部および前記収容部に貯留される。処理液が所定の
液位以上であれば、前記抽出手段を作動させ、前記処理
液を使用機器へ送る。ここで、前記抽出手段は、必要有
効吸込ヘッド（ required ＮＰＳＨ）が小さい抽出ポン
プであるので、前記脱気部内の液位が低くても処理液を
抽出することができる。したがって、前記真空脱気装置
の高さを低くすることができる。

【００２７】さらに、前記熱交換手段により封液を冷却
し、この封液の温度が下がるので、前記真空ポンプの能
力を維持することができる。

【００２８】以上のように、この発明によれば、真空脱
気装置の脱気効率を向上させるとともに、真空脱気装置
全体の高さを低くしてコンパクト化することができる。

【００２９】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。図１は、この発明を実施する真空
脱気装置の概略構成を示す説明図である。この実施例で
は、被脱気液としてボイラに使用される水道水から溶存
気体（たとえば、溶存酸素，溶存窒素，溶存炭酸ガス
等）を脱気する場合について説明する。

【００３０】図１において、この真空脱気装置１は、脱
気処理を行う脱気部２と、水道水を前記脱気部２内へ噴
出する噴出手段３と、前記脱気部２内を真空吸引する水
封式の真空ポンプ４およびこれらを制御する制御器５と
を備えている。前記真空脱気装置１は、水道水供給ライ
ン６から前記脱気部２の上方，いわゆる天井部（符号省
略）に設けた前記噴出手段３へ水道水を供給し、水道水
を前記噴出手段３から前記脱気部２内へ噴霧し、この噴
霧している状態の前記脱気部２内を真空引きして、水道
水中の溶存気体を脱気する構成である。

【００３１】前記脱気部２は、円筒状の耐真空容器とし
て構成され、横置きに配置されている。すなわち、前記
脱気部２は、その長手方向軸がほぼ水平となるように構
成されている。前記脱気部２の内部において、その上部
は水道水を噴霧する空間となる噴霧部７であり、またそ
の下部は脱気された処理水を貯留する貯水部８となる。

【００３２】前記脱気部２は、前記天井部に前記真空ポ
ンプ４と接続されている複数の抽気口９，９，…をそれ
ぞれ備えている。

【００３３】前記脱気部２は、この脱気部２の右側面
（図１の右側の側面）の下部（符号省略）に前記貯水部
８内の脱気処理された処理水の水位を制御する水位制御
手段１０を備えている。そして、前記脱気部２の右側面
（図１の右側の側面）の上方（符号省略）には、オーバ
ーフロー排水配管１１と第一逆止弁１２とを備えてい
る。

【００３４】前記脱気部２は、この脱気部２の底部（符
号省略）において、前記貯水部８と連通する収容部１３
を備えている。この収容部１３内には、後述する熱交換
器２０が設けられている。そして、この収容部１３は、
その下部付近（符号省略）において、処理水を抽出する
抽出ライン１４と接続されている。この抽出ライン１４
には、抽出制御弁１５，第二逆止弁１６および抽出ポン
プ１７がそれぞれ設けられている。

【００３５】前記脱気部２は、この脱気部２の左側面
（図１の左側の側面）の上方（符号省略）に前記真空ポ
ンプ４に用いる封水を貯留する封水タンク１８を備えて
いる。この封水タンク１８内には、封水の水位を制御す
るボールタップ１９を設けている。さらに、前記脱気部
２は、前記収容部１３内に前記封水タンク１８内の封水
を循環させて処理水と熱交換する熱交換器２０を備えて
いる。

【００３６】さらに、前記脱気部２は、前記天井部付近
にこの脱気部２内の圧力を検出する圧力センサ２１を備
えている。

【００３７】つぎに、前記噴出手段３は、前記脱気部２
の上方に配置されており、複数のノズル２２，２２，…
により構成されている。この各ノズル２２の配置につい
て図２〜図４に基づいて説明する。図２〜図４は、前記
脱気部２の中央部付近の概略的な拡大断面説明図であ
る。図２は、図１における前記各ノズル２２の配置を示
しており、前記天井部において、一列に複数配置されて
いる。図３は、第一変形例として、３列にして複数配置
したものである。ここにおいて、２列として複数配置す
ることも好適である。さらに、図４は、第二変形例とし
て、前記水道水供給ライン６を前記脱気部２内に引き込
んで配置し、前記水道水供給ライン６に前記ノズル２２
を複数配置するものである。

【００３８】すなわち、前記各ノズル２２は、実施に応
じ、前記上方に複数配置されるとともに、千鳥状あるい
は碁盤目状にそれぞれ配置することができる。

【００３９】ここで、図１に示すように、前記各ノズル
２２からの噴霧を確実にするため、水道水を加圧する加
圧ポンプ２３を前記各ノズル２２の上流側に備えてい
る。

【００４０】さて、前記真空ポンプ４は、前記封水タン
ク１８と循環経路２４で接続されている。また、前記真
空ポンプ４は、前記封水タンク１８と封水ライン２５お
よび前記熱交換器２０を介して接続されている。さら
に、前記真空ポンプ４は、前記各抽気口９と抽気ライン
２６および第三逆止弁２７とを介してそれぞれ接続され
ている。

【００４１】そして、前記真空ポンプ４は、封水をこの
真空ポンプ４の封水入口２８から吸引するとともに、前
記脱気部２内の気体を吸気口２９から吸引し、その内部
で混合し、混合した気体と封水をともに吐出口３０から
吐出し、前記封水タンク１８へ循環させ、前記脱気部２
内を真空引きする構成としている。

【００４２】ここにおいて、前記各抽気口９は、前記各
ノズル２２と同様、実施に応じ、前記上方に複数配置さ
れるとともに、千鳥状あるいは碁盤目状にそれぞれ配置
することも好適である。

【００４３】つぎに、前記水位制御手段１０は、フロー
トスイッチ（図示省略）による水位制御手段であり、前
記貯水部８内の水位の検出を行うものである。そして、
処理水の水位が抽出する水位以上であれば、前記抽出制
御弁１５および前記抽出ポンプ１７を作動させて処理水
を使用機器であるボイラ（図示省略）へ送る信号を前記
制御器５へ出力する構成としている。また、処理水の水
位が水道水の噴霧を停止する水位であれば、前記加圧ポ
ンプ２３の作動を停止する信号を出力する。さらに、処
理水の水位が抽出を停止する水位であれば、前記抽出制
御弁１５および前記抽出ポンプ１７の作動を停止する信
号を出力する。

【００４４】前記抽出ポンプ１７は、必要有効吸込ヘッ
ド（ required ＮＰＳＨ）が小さいものを使用してお
り、前記貯水部８内の水位が低くても処理水を抽出する
ことができる構成としている。

【００４５】さらに、前記熱交換器２０により封水を冷
却し、この封水の温度を下げて前記真空ポンプ４の能力
を維持する構成としている。

【００４６】前記制御器５は、あらかじめ設定されてい
るプログラムにより前記真空脱気装置１の制御を行う。
前記制御器５は、前記真空ポンプ４，前記水位制御手段
１０，前記抽出制御弁１５，前記抽出ポンプ１７，前記
圧力センサ２１および前記加圧ポンプ２３とそれぞれ回
線（符号省略）を介して接続されている。

【００４７】つぎに、前記真空脱気装置１の作用につい
て説明する。まず、前記封水タンク１８内に封水を前記
ボールタップ１９により決められる所定の水位になるま
で貯留する。そして、前記真空ポンプ４を作動させ、前
記脱気部２内の気体を前記各抽気口９からそれぞれ吸引
し、前記吐出口３０から前記循環経路２４を経由し、前
記封水とともに前記封水タンク１８へ循環させる。この
封水タンク１８は、大気開放されており、前記脱気部２
内の気体は、大気中へ放出され、封水は再利用される。
すなわち、前記制御器５により、前記圧力センサ２１の
検出値に基づいて、前記脱気部２内が所定の真空度を維
持するように前記真空ポンプ４の作動を制御する。

【００４８】そして、前記脱気部２内を所定の真空度に
維持した状態で、前記水道水供給ライン６から水道水を
前記加圧ポンプ２３により加圧し、前記各ノズル２２へ
それぞれ供給し、この水道水を前記各ノズル２２から前
記噴霧部７内へ噴霧する。ここにおいて、水道水は、前
記加圧ポンプ２３により加圧されるので、より微細に，
すなわちより表面積を多くした状態で噴霧される。これ
により、水道水中の溶存気体を効率的に脱気する。

【００４９】また、前記脱気部２は、横置きに設置され
ており、前記各ノズル２２から噴出される水道水は、ま
んべんなく前記噴霧部７内へ噴霧されるので、前記脱気
部２内の空間を有効に活用でき、前記脱気部２の内壁面
（符号省略）との接触も少なくなる。したがって、前記
内壁面との接触による水膜化を生じることがなくなり、
脱気効率が向上する。

【００５０】また、前記脱気部２内の気体を前記各抽気
口９からそれぞれ吸引するので、前記脱気部２内での気
体流動に伴う圧力損失が少ないことになる。したがっ
て、前記脱気部２内での真空度を高めるとともに、真空
度のバラツキが生じることを防止することができ、脱気
効率がさらに向上する。

【００５１】そして、脱気された処理水は、前記貯水部
８および前記収容部１３に貯留される。前記水位制御手
段１０の出力信号に基づいて、処理水が所定の水位以上
であれば、前記抽出制御弁１５および前記抽出ポンプ１
７を作動させ、処理水を前記ボイラへ送る。ここにおい
て、前記抽出ポンプ１７は、必要有効吸込ヘッド（ req
uired ＮＰＳＨ）が小さいポンプであるので、前記貯水
部８内の水位が低くても処理水を抽出することができ
る。したがって、前記真空脱気装置１全体の高さが低く
なる。

【００５２】さらに、前記熱交換器２０により封水を冷
却し、この封水の温度が下がるので、前記真空ポンプ４
の運転を安定して継続することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、真空
脱気装置の脱気効率を向上させるとともに、真空脱気装
置全体の高さを低くしてコンパクト化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施する真空脱気装置の概略構成を
示す説明図である。

【図２】脱気部の中央部付近の概略的な拡大断面説明図
である。

【図３】第一変形例における脱気部の中央部付近の概略
的な拡大断面説明図である。

【図４】第二変形例における脱気部の中央部付近の概略
的な拡大断面説明図である。

【符号の説明】

２ 脱気部 ３ 噴出手段 ９ 抽出口 ２２ ノズル（噴出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井伊 孝文 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 4D011 AA16 AB01 AC01 AC04 AD02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被脱気液を脱気部２内へ噴出し、この脱
   気部２内を真空吸引する脱気装置において、前記脱気部
   ２を筒状に形成し、その長手方向軸がほぼ水平となるよ
   うに構成したことを特徴とする真空脱気装置。
2. 【請求項２】 被脱気液を前記脱気部２内へ噴出する噴
   出手段３，２２を前記脱気部２の上方に複数備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の真空脱気装置。
3. 【請求項３】 前記脱気部２内から抽気する抽気口９を
   前記上方に複数備えたことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の真空脱気装置。