JP2006297267A - 気泡除去装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】気泡を発生し易い薬液を薬液ポンプで混合槽に送る場合、薬液ポンプが気泡を吸い込んでエアロックを起こし、薬液の注入量が不正になったり、薬液が注入されなくなる問題を解決しようとする点である。
【解決手段】装置本体と、該装置本体内に薬液を供給する薬液供給管と、該装置本体内の気体を抜き取る脱気ポンプと、該装置本体内に設けられた脱泡細管とを備え、該装置本体は、該薬液供給管が連結している薬液供給口と、該脱気ポンプが連結している脱気口と、装置本体内の薬液を排出させる薬液排出口とを備え、該脱泡細管の一方の端部は該薬液供給口において薬液供給管と連通し、減圧下において、薬液を細管から吐出させて気泡を破裂・除去させる
【選択図】図２
【解決手段】装置本体と、該装置本体内に薬液を供給する薬液供給管と、該装置本体内の気体を抜き取る脱気ポンプと、該装置本体内に設けられた脱泡細管とを備え、該装置本体は、該薬液供給管が連結している薬液供給口と、該脱気ポンプが連結している脱気口と、装置本体内の薬液を排出させる薬液排出口とを備え、該脱泡細管の一方の端部は該薬液供給口において薬液供給管と連通し、減圧下において、薬液を細管から吐出させて気泡を破裂・除去させる
【選択図】図２
Description
本発明は、例えば次亜塩素酸塩(NaClO,KClO,etc)水溶液や塩酸溶液等の薬液中の気泡を除去する気泡除去装置に関するものである。
医療施設や食品業では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（原液）を水道水などで一定濃度に希釈して形成した次亜塩素酸ナトリウム希釈水が殺菌水として広く使用されている。そして、この次亜塩素酸ナトリウム希釈水はｐＨを弱酸性域に保つことでその殺菌力が大幅に増強されることが知られている。
このようなｐＨを弱酸性域に保った次亜塩素酸ナトリウム希釈水は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（原液）と水を混合して希釈次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、塩酸と水を混合して希塩酸を生成し、これら希釈次亜塩素酸ナトリウム水溶液と希塩酸とを混合する方法で得られている。
ここで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（原液）と水を混合して希釈次亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成する工程や、塩酸と水を混合して希塩酸を生成する工程では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（原液）や塩酸をタンクから吸い上げて一定の流量で混合槽に送給している。
次亜塩素酸ナトリウム水溶液は、次亜塩素酸が少しずつ分解し、分解によって発生した酸素ガスが溶液中に溶解し、余剰の酸素ガスは小さな気泡の状態で溶液中に浮遊しているので、タンクから吸い上げた溶液中にはかなりの量の気泡が含まれている。そして、気温が上がっている場合はこの傾向が強くなる。塩酸の場合も気温が上がると溶液中に気泡が含まれてくる。
このため、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や塩酸を薬液ポンプで送給する場合、この気泡が薬液ポンプ内に蓄積され、いわゆるエアロックを生じ、薬液の注入量が不正になったり、薬液ポンプが空転してしまうことがある。そこで、このような不具合を解消するため、これらの溶液を送給する場合は、一般に、薬液ポンプの手前に、例えば、特開２００１−３４０７０２号公報に記載されたような気泡除去装置を設けて、薬液中の気泡を除去している。
この気泡除去装置は、図３に示すように、縦長の脱泡筒５０に被処理液の導入口５２と、処理液の排出口５４と、排気口５６とが設けられ、上記脱泡筒の内部を底から立つ仕切板５８により第一室６０と第二室６２とに区画すると共に、上記第一、第二両室６０，６２の上部を連通する連通空間６４を形成し、第一室６０に被処理液の導入口５２、第二室６２に処理液の排出口５４を設け、上記連通空間６４に排気口５６を設けたものである。
しかし、この気泡除去装置では、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の粘性が高く、気泡の浮力では気泡が次亜塩素酸ナトリウム水溶液と浮遊分離し難いので、気泡が次亜塩素酸ナトリウム水溶液とともに仕切板５８を超えて第二室６２に移り易く、特に、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の流量が大きくなった場合、この傾向が強く、次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含まれている気泡が充分に除去されないという問題があった。
特開２００１−３４０７０２号公報
解決しようとする問題点は、気泡を発生し易い薬液を薬液ポンプで混合槽に送る場合、薬液ポンプが気泡を吸い込んでエアロックを起こし、薬液の注入量が不正になったり、薬液が注入されなくなる点である。
本発明に係る気泡除去装置は、減圧下において、薬液を細管から吐出させて気泡を破裂・除去させることを最も主要な特徴とする。
すなわち、本発明に係る気泡除去装置は、密閉容器からなる装置本体と、該装置本体内に薬液を供給する薬液供給管と、該装置本体内の気体を抜き取る脱気ポンプと、該装置本体内に設けられた脱泡細管とを備え、該装置本体は、該薬液供給管が連結している薬液供給口と、該脱気ポンプが連結している脱気口と、装置本体内の薬液を排出させる薬液排出口とを備え、該脱泡細管の一方の端部は該薬液供給口において薬液供給管と連通していることを特徴とするものである。
ここで、前記装置本体の脱気口及び前記脱泡細管の他方の端部は、該装置本体が設置された状態で、前記薬液排出口より上に位置している。前記薬液排出口には、前記装置本体内の薬液を排出させる薬液ポンプが接続されている。前記装置本体が設置された状態で、該装置本体の内部、前記脱泡細管の他方の端部の下方位置に泥溜を設けてもよい。前記脱気ポンプの吐出口から薬液供給源に薬液を戻す薬液戻管を設けてもよい。前記脱気口と前記脱気ポンプの間に逆止弁を設けてもよい。
また、前記装置本体は、主管と、該主管の側部に設けられた枝管とからなり、該主管の一方の端部に前記薬液供給口が設けられ、該主管の他方の端部に前記脱気口が設けられ、該枝管の端部に前記薬液排出口が設けられ、該主管の内部に前記脱泡細管が設けられているものでもよい。前記脱泡細管の内径はφ２〜φ４の範囲が好ましい。
また、薬液中の気泡を検知して気泡検知信号を発する気泡センサーと、気泡センサーの気泡検知信号によって脱気ポンプを駆動させる脱気ポンプ制御装置とを備え、該気泡センサーは前記薬液排出口と前記薬液ポンプの間に設けてもよい。前記薬液としては次亜塩素酸ナトリウム水溶液又は塩酸溶液を挙げることができるが、気泡を含む溶液であれば如何なるものにもこの発明を適用できる。
本発明の気泡除去装置によれば、脱泡細管内に吸い込まれた液が脱泡細管から出る際に、液中の気泡が破裂して除去されるので、薬液の中に含まれていた気泡は確実に除去され、薬液ポンプが気泡によりエアロックを生ずることがなくなくなり、薬液が正確に注入できるようになるという利点がある。
また、本発明の気泡除去装置によれば、細管内を薬液が通過する際には動水摩擦が生じ、薬液中に陰圧が生じ、薬液に溶けていた気体が気泡として強制的に遊離させられるので、気泡除去後に発生した気泡が薬液ポンプに蓄積してエアロックを生ずるおそれがなくなり、薬液が正確に注入できるようになるという利点がある。
また、本発明の気泡除去装置によれば、泥溜を設けた場合、薬液中に含まれていた固体の微粒子からなる不純物が気泡除去装置内で沈殿除去されるので、ポンプや電磁弁への不純物による悪影響が解消されるという利点がある。
また、本発明の気泡除去装置によれば、前記脱気ポンプの吐出口から薬液タンクに薬液を戻す薬液戻管を設けた場合、脱気ポンプによって吸い上げた薬液を廃棄しなくて済み、従って、薬液を無駄にしなくて済むという利点がある。
また、本発明の気泡除去装置によれば、前記脱気口と前記脱気ポンプの間に逆止弁を設けた場合、脱気ポンプの停止しても脱気ポンプから装置本体内へ薬液及びガスが逆流しないので、脱気ポンプを停止させることができ、従って、脱気ポンプの運転時間を短くして脱気ポンプの寿命を長くすることができるという利点がある。
また、本発明の気泡除去装置によれば、前記脱泡細管の内径をφ２〜φ４とした場合、薬液中の気泡を効率良く除去することができるという利点がある。
薬液中の気泡を確実に除去するという目的を、簡単な構成で、安価に実現した。
図１は本発明に係る気泡除去装置の一実施例を示す説明図、図２は本発明に係る気泡除去装置の一実施例の要部を示す説明図である。
これらの図において、１０は密閉容器からなる装置本体であり、装置本体１０は、主管１０ａと、主管１０ａの側部に設けられた枝管１０ｂとからなる。主管１０ａは装置本体１０が設置された状態で垂直になっており、枝管１０ｂは装置本体１０が設置された状態で横方向に突出している。主管１０ａの内部で、枝管１０ｂより低い部分は泥溜１０ｃになっている。
主管１０ａの一方の端部には薬液供給口１２が設けられ、主管１０ａの他方の端部には脱気口１４が設けられ、枝管１０ｂの端部に薬液排出口１６が設けられ、主管１０ａの内部に脱泡細管１８が設けられている。主管１０ａの内部に設けられている脱泡細管１８は１本でも良いし、複数本でも良い。また、脱気口１４は装置本体１０が設置された状態で薬液排出口１６より上に位置している。
なお、装置本体１０は上述の形状のものに限らず、密閉された容器であって、脱気口１４が装置本体１０が設置された状態で薬液排出口１６より上に位置していれば、他の形状のものでも良い。また、装置本体１０の大きさは、後述する薬液ポンプ４０の容量に応じて変化させることができる。
薬液供給口１２には薬液供給管２０が接続され、薬液供給管２０の先端部にはフートバルブ２２が取り付けられ、薬液供給管２０はフートバルブ２２とともに薬液タンク２４内に挿入されている。
薬液供給管２０と脱泡細管１８とは連通しており、脱泡細管１８の一方の端部（図の上側の端部）は装置本体１０が設置された状態で薬液排出口１６より上に位置している。脱泡細管１８の内径はφ２〜φ４の範囲が好まし。実用上は、薬液ポンプの吐出容量が５ｍＬ／ｍｉｎ〜１３５ｍＬ／ｍｉｎの時、脱泡細管１８の内径はφ２で支障なく、薬液ポンプの吐出容量が６４０〜１２００ｍＬ／ｍｉｎの時、脱泡細管１８の内径はφ４を用いるのが良い。
脱気口１４には脱気管２６が接続され、脱気管２６には脱気ポンプ２８の吸引口３０が接続されている。脱気管２６の途中には逆止弁３２が設けられている。脱気ポンプ２８の排出口３４には戻し管３６が接続され、戻し管３６は薬液タンク２４内に挿入されている。
脱気ポンプ２８としては薬液に対して耐食性のある、チューブポンプ、ギアポンプ、ダイアフラムポンプ、真空ポンプなどを使用することができるが、薬液吐出量として１２００ｍＬ／ｍｉｎ程度のものが必要な場合は、小型で安価なチューブポンプが逆止機能もしっかりしているので望ましい。
薬液排出口１６には薬液排出管３８を介して薬液ポンプ４０が接続されている。薬液排出管３８の途中には気泡センサー（図示せず）が設けられ、脱気ポンプ２８には脱気ポンプ制御装置（図示せず）が取り付けられ、気泡センサーが薬液中の気泡を検知して気泡検知信号を発すると、脱気ポンプ制御装置が気泡検知信号を受け取って脱気ポンプ２８を駆動させるようになっている。
次に、本発明に係る気泡除去装置の動作について説明する。
まず、薬液ポンプ４０を駆動させると、装置本体１０内が減圧され、薬液タンク２４内の薬液が薬液供給管２０を通って薬液供給口１２に至り、そこから脱泡細管１８を通って脱泡細管１８の先端に至り、脱泡細管１８の先端から溢れ、脱泡細管１８を伝わって下方に流れ落ち、装置本体１０の下方に溜まる。
ここで、脱泡細管１８内を薬液が通過する際に動水摩擦が生じ、薬液中に陰圧が生じ、薬液中に溶けていた気体が分離され、気泡となる。脱泡細管１８内の気泡は脱泡細管１８の先端から出る時に破裂し、気泡内の気体は装置本体１０内の上部に溜まり、気泡が破裂して生まれた液滴は装置本体１０内の下方に落ち、装置本体１０の下方の薬液に混ざる。
気泡が破裂して溜まった装置本体１０の上方の気体が所定の量を超えた時点で脱気ポンプ２８を駆動させると、装置本体１０内のガス及び飛沫状態の薬液は脱気管２６、脱気ポンプ２８及び戻し管３６を通って薬液タンク２４に戻される。脱気ポンプ２８の運転間隔は、薬液ポンプ４０駆動時中の全てまたは一定時間ごとに設定することができる。
３５℃のボイラー室での次亜塩素酸ナトリウム１２％溶液の脱泡事例では、３２０ｍＬ／ｍｉｎのチューブポンプを脱気に用いた場合、２０秒脱気、８０秒停止の運転で薬注ポンプのエアロックは１年間２４時間稼働で１回も起きていない。なお、従来型の気泡除去装置では１日に十数回エアロックが発生している。
装置本体１０の下方に溜まっている薬液は薬液ポンプ４０の引圧で薬液排出口１６から薬液排出管３８を通って薬液ポンプ４０に至り、薬液ポンプ４０から薬液を注入する先である混合槽（図示せず）内に注入される。
なお、上記実施例では薬液が次亜塩素酸ナトリウムの場合について説明したが、薬液が希塩酸の場合でも同様にエアロックの解消に役立つ。
気泡を生じ易い薬液を薬液ポンプでエアロックを生じさせることなく円滑に送給、注入させる用途だけでなく、気体が溶け込んだ液体から気体を分離・除去する用途にも適用できる。更に、溶融している金属中に溶け込んでいる気体成分を分離・除去する用途にも適用できる。
１０ 装置本体
１０ａ 主管
１０ｂ 枝管
１０ｃ 泥溜
１２ 薬液供給口
１４ 脱気口
１６ 薬液排出口
１８ 脱泡細管
２０ 薬液供給管
２２ フートバルブ
２４ 薬液タンク
２６ 脱気管
２８ 脱気ポンプ
３０ 吸引口
３２ 逆止弁
３４ 排出口
３６ 戻し管
３８ 薬液排出管
４０ 薬液ポンプ
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１０ｂ 枝管
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２８ 脱気ポンプ
３０ 吸引口
３２ 逆止弁
３４ 排出口
３６ 戻し管
３８ 薬液排出管
４０ 薬液ポンプ
Claims (10)
- 密閉容器からなる装置本体と、該装置本体内に薬液を供給する薬液供給管と、該装置本体内の気体を抜き取る脱気ポンプと、該装置本体内に設けられた脱泡細管とを備え、該装置本体は、該薬液供給管が連結している薬液供給口と、該脱気ポンプが連結している脱気口と、装置本体内の薬液を排出させる薬液排出口とを備え、該脱泡細管の一方の端部は該薬液供給口において薬液供給管と連通していることを特徴とする気泡除去装置。
- 前記装置本体の脱気口及び前記脱泡細管の他方の端部は、該装置本体が設置された状態で、前記薬液排出口より上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の気泡除去装置。
- 前記装置本体内の薬液を排出させる薬液ポンプが前記薬液排出口に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡除去装置。
- 前記装置本体が設置された状態で、該装置本体の、前記脱泡細管の他方の端部の下方位置に泥溜が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 前記脱気ポンプの吐出口から薬液供給源に薬液を戻す薬液戻管が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 前記脱気口と前記脱気ポンプの間に逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 前記装置本体が、主管と、該主管の側部に設けられた枝管とからなり、該主管の一方の端部に前記薬液供給口が設けられ、該主管の他方の端部に前記脱気口が設けられ、該枝管の端部に前記薬液排出口が設けられ、該主管の内部に前記脱泡細管が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 前記脱泡細管の内径がφ２〜φ４であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 薬液中の気泡を検知して気泡検知信号を発する気泡センサーと、気泡センサーの気泡検知信号によって脱気ポンプを駆動させる脱気ポンプ制御装置とを備え、該気泡センサーは前記薬液排出口と前記薬液ポンプの間に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の気泡除去装置。
- 前記薬液が次亜塩素酸ナトリウム水溶液又は塩酸溶液であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の気泡除去装置。
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