JP2007152182A - 脱気装置および脱気システム - Google Patents

Abstract

【課題】液漏れの検知を速やかに行える脱気装置を提供する。
【解決手段】本発明の脱気装置１は、底部２３と開口部２４を有するチャンバー本体２２と、そのチャンバー本体２２の開口部２４に取り付けられた蓋部２１とを含み、被脱気液体が出入する流入口１１および流出口１２、ならびに、減圧装置を接続する真空引き口１３が形成された減圧チャンバー２を備えている。減圧チャンバー２内には、一方の端部が流入口１１に接続され、他方の端部が流出口１２に接続され、流入口１２から流入した被脱気液体が内部を通過する気体透過性チューブ３が配置されている。真空引き口１３は、チャンバー本体２２の底部２３に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体からガスを取り去る脱気装置と、それを用いた脱気システムに関する。

液体中の溶存ガスは、液体が流通する管の腐食、気泡の発生による圧力や熱交換率の低下、発生した気泡による液体の塗布ムラなどの原因となる。このため、液体の使用方法や使用目的によっては、脱気が必要である。

液体の脱気には、例えば、特許文献１に開示されている脱気装置（図６参照）を用いることができる。図６に示す脱気装置１０１は、被脱気液体の流入口１１１および流出口１１２を有する減圧チャンバー１０２内に気体透過性チューブ１０３が収容され、その気体透過性チューブ１０３の一端が流入口１１１、他端が流出口１１２に接続された構造となっている。また、減圧チャンバー１０２には、減圧チャンバー１０２内の底部に達する真空引き管１０４が取り付けられており、真空引き管１０４は減圧チャンバー１０２が有する真空引き口１１３に接続されている。このような脱気装置１０１では、流入口１１１から被脱気液体を流入させて気体透過性チューブ１０３内を通液させるとともに、真空引き口１１３に接続した減圧装置により減圧チャンバー１０２内を減圧して、被脱気液体の脱気を行うことができる。
特開平１１−３３３２０６号公報

減圧チャンバー内に液漏れが生じると、その量によっては安定した脱気を行うことが困難となる。このため、被脱気液体を脱気する際には、所定量以上の液漏れをできるだけ速やかに検知し、脱気装置の運転を停止することが重要である。

図６に示す脱気装置１０１では、漏れた液体が真空引き管１０４を介して脱気装置１０１の外部に吸引されることにより、液漏れが検知される。真空引き管１０４の一方の端部は、減圧チャンバー１０２の底部近傍に配置されており、液漏れが始まってから、漏れた液体が真空引き管１０４に吸引されるまでの時間の短縮化が図られている。しかし、この方法では、液体が実際に検知されるまでの時間の短縮には限界があり、より速やかに液漏れを検知できる脱気装置が求められている。

そこで本発明では、液漏れの検知を速やかに行える脱気装置を提供することを目的とする。また、その脱気装置を備えた脱気システムを提供することを目的とする。

本発明は、底部と開口部を有するチャンバー本体と、そのチャンバー本体の開口部に取り付けられた蓋部とを含み、被脱気液体が出入する流入口および流出口、ならびに、減圧装置を接続する真空引き口が形成された減圧チャンバーと、一方の端部が流入口に接続され、他方の端部が流出口に接続された状態で減圧チャンバー内に収容され、流入口から流入した被脱気液体が内部を通過する気体透過性チューブとを備え、真空引き口がチャンバー本体の底部に形成されている脱気装置を提供する。

好適な態様において、上記チャンバー本体の底部は、真空引き口に向かって下るテーパ形状が付与されている。

また、本発明は、上記脱気装置と、脱気装置の減圧チャンバー内を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧装置と、減圧装置と脱気装置とを接続する真空引き管と、真空引き管によって形成される真空ライン上であって、減圧装置の配置位置よりも脱気装置寄りに設けられた漏液センサと、を備えた脱気システムを提供する。

上記本発明の脱気装置によれば、万が一、気体透過性チューブから被脱気液体が漏れた場合、漏れた被脱気液体はチャンバー本体の底部に貯まろうとする。しかしながら、チャンバー本体の底部には真空引き口を形成しているので、漏れた被脱気液体はその真空引き口に素早く流れ込む。真空引き口に流れ込んだ被脱気液体を漏液センサ等で検知するようにすれば、液漏れを迅速に検知することが可能となる。

また、上記本発明の脱気システムは、上記脱気装置を備えるものである。脱気装置において被脱気液体に漏れが生ずると、漏れた被脱気液体は、チャンバー本体の底部に形成された真空引き口に素早く流れ込む。減圧装置よりも脱気装置寄りに漏液センサを配置しているので、この漏液センサによって液漏れを迅速に検知することが可能であり、液漏れの検知に基づいて脱気装置の運転が自動停止するようにすれば、減圧装置や真空計に大がかりな液漏れ対策を講ずる必要性がなくなる。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１に本発明の脱気装置の一例を示す。脱気装置１は、被脱気液体が流通する流入口１１および流出口１２、ならびに、減圧装置を接続する真空引き口１３が形成された減圧チャンバー２を備えている。減圧チャンバー２は、底部２３と開口部２４を有する筒状のチャンバー本体２２と、蓋部２１とから構成されている。減圧チャンバー２内の気密が保持されるように、チャンバー本体２２の開口部２４に蓋部２１が固定されている。真空引き口１３はチャンバー本体２２に形成され、流入口１１および流出口１２は蓋部２１に形成されている。減圧チャンバー２内には、一方の端部が流入口１１に接続され、他方の端部が流出口１２に接続された気体透過性チューブ３が収容されている。流入口１１から流入した被脱気液体は、気体透過性チューブ３の内部を通過した後に、流出口１２から流出する。

上記のような脱気装置１では、真空引き口１３に真空ポンプ等の減圧装置を接続し、減圧チャンバー２内を大気圧よりも低い所定圧力に減圧した状態で気体透過性チューブ３内に被脱気液体を流通させることにより、その被脱気液体の脱気を行うことができる。

減圧チャンバー２の蓋部２１およびチャンバー本体２２は、共に、金属、ガラス、プラスチックを所定形状に成形したものである。金属であれば、化学的な耐性に優れることからステンレスが好ましい。プラスチックであれば、フッ素樹脂やポリオレフィンを用いることができる。真空引き口１３等を形成する必要性や耐久性を考慮すれば、減圧チャンバー２は金属製であることが望ましい。

気体透過性チューブ３には、脱気装置に一般的に用いられるチューブを用いればよい。具体的には、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレンなどのフッ素樹脂類からなるチューブ、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類からなるチューブを用いればよい。単位容積あたりの膜面積を広くするためには、多数本の中空糸体を集束したチューブであることが好ましく、この場合、１つの中空糸体の径は、通常、内径にして数十μｍ〜数ｍｍ程度の範囲であり、その集束本数は、通常、数本〜数百本程度の範囲である。

減圧チャンバー２内において気体透過性チューブ３が収容される形状は特に限定されないが、脱気装置１の脱気能力を向上させる観点からは、図１に示すように、多重コイル状に収容されていることが好ましい。

気体透過性チューブ３の流出口１１および流入口１２への接続には、一般的な方法を用いればよい。例えば、図３に示すように、気体透過性チューブ３の端部に、楔５２と袋ナット５１とを用いて口金具５５を固定した後に、気体透過性チューブ３を固定した口金具５５を、Ｏリング５３とナット５４とを用いて蓋部２１の開口部に固定する。また、口金具５５と気体透過性チューブ３とは、熱溶着性を有するフッ素樹脂系粉末を介して溶着するようにしてもよい。また、流入口１１および流出口１２を蓋部２１ではなく、チャンバー本体２２の側部２５に形成することも可能である。

図１に示す脱気装置１においては、真空引き口１３をチャンバー本体２２の底部２３のほぼ中央に形成している。チャンバー本体２２の底部２３に真空引き口１３を形成しておくと、減圧チャンバー２内で被脱気液体の漏れが発生した場合、漏れた被脱気液体が底部２３に貯まることなく真空引き口１３に流れ込むようになる。そして、真空引き口１３の近傍に液漏れを検知する漏液センサを配置しておけば、少量の液漏れでも迅速に検知できるようになる。また、減圧チャンバー２内に漏れた被脱気液体が貯まらないので、気体透過性チューブ３が被脱気液体に漬かり脱気性能が低下した状態で運転が継続することもなくなる。

後述するように、本実施形態では被脱気液体の漏れを検知する漏液センサを、減圧チャンバー２と真空ポンプとの経路上に設けるようにしている。迅速な液漏れ検知を行うために、漏液センサは、真空ポンプよりも減圧チャンバー２に近い位置に配置することが望ましい。もちろん、真空引き口１３内に漏液センサを組み込むことも不可能ではなく、そのようにすれば、より迅速な液漏れ検知に資する。

図１に示すごとく、チャンバー本体２２の底部２３には、真空引き口１３に向かって下るテーパ形状を付与することが好ましい。言い換えれば、チャンバー本体２２の底部２３はすり鉢状になっている。チャンバー本体２２の底部２３が鉛直下方、蓋部２１が鉛直上方となるように減圧チャンバー２の姿勢を保持すると、チャンバー本体２２の底面２３ｐが水平面に対して傾く。このようにすれば、チャンバー本体２２内に漏れた被脱気液体をスムーズに真空引き口１３に案内できるので、より迅速な液漏れ検知を行えるようになる。

図２に示すごとく、真空引き口１３には、脱気装置１と真空ポンプ３３とを接続する真空引き管３８を取り付けるための取付構造が付与されている。具体的には、真空引き口１３の内周面にネジ１４ｋを形成し、同じくネジ切りした真空引き管３８をねじ込んで固定できるようにしている。チャンバー本体２２は、軽量化のため薄肉であるが、底部２３の中央部に外向きに凸の円筒部２３１を設け、この円筒部２３１を真空引き口１３として利用して、ネジ１４ｋを形成できるようになっている。

真空引き管３８が減圧チャンバー２内に突き出ていると、減圧チャンバー２内に漏れた被脱気液体はその突き出た高さまで貯まらないと真空引き口１３に流れこまない。そのため、少量の液漏れであっても迅速に検知するという点において不利である。他方、本実施形態では、底部２３に外向きに凸の円筒部２３１を設け、その円筒部２３１を真空引き口１３に用いることにより、真空引き口１３に真空引き管３８を接続したとき、その真空引き管３８が減圧チャンバー２内に突き出ないようにしている。真空引き管３８の端３８ｔは、チャンバー本体２２内における真空引き口１３の開口端１３ｔよりも外側に引き下がって位置している。このような配置によれば、漏れた被脱気液体が底部２３に貯まることなくスムーズに真空引き口１３に流れ込むようになるので、その真空引き口１３の近傍に配置した漏液センサ等によって迅速に液漏れを検知することが可能となる。

なお、真空引き管３８は、単一の配管である必要はなく、例えば、配管と継ぎ手とを組み合わせたもの真空引き管３８として用いることができる。また、真空引き口１３に真空引き管３８を接続するための構造としては、ネジ構造に限定されるものではなく、減圧チャンバー２内の気密を保持できれば、接続の仕方は問わない。また、真空引き管３８をチャンバー本体２２の底部２３に取り付ける構造の場合、減圧チャンバー２を自立させることが難しくなって、使い勝手が悪くなるおそれがある。この問題は、図４Ａに示すように、チャンバー本体２２に脚部２７，２７を設けた脱気装置１Ａによって解決することが可能である。

また、図４Ｂに示すような構造の脱気装置１Ｂも考えられる。脱気装置１Ｂにおいて、減圧チャンバー２’のチャンバー本体２２’は、外側の底面２９ｐが平坦面になっている底部２９を含む。底部２９は、内側の底面２３ｐが真空引き口１３に向かって下るテーパ面となっている一方、外側の底面２９ｐが真空引き口１３の出口に面一である。このような脱気装置１Ｂによれば、床等に据え置く場合に高い安定性が得られる。例えば、支持体６０等で底部２９の外周部分を支えるようにすれば、脱気装置１Ｂは、真空引き口１３に配管を接続した状態で床等にそのまま据え置きできる。

次に、図５に示すのは、図１の脱気装置を用いた脱気システムの構成図である。脱気システム３０は、脱気前の液体を収容したタンク３４と、脱気された液体のユースポイント３６との間に配置されており、脱気装置１と、脱気装置１の減圧チャンバー２内を大気圧よりも低い圧力に減圧するための真空ポンプ３３（減圧装置）と、真空ポンプ３３と脱気装置１とを接続して真空ラインを形成する真空引き管３８と、真空引き管３８内の圧力を計測する真空計３２と、真空ラインにおける真空計３２の配置位置よりも脱気装置１寄りに設けられた漏液センサ３１とを備えている。脱気装置１は、真空引き口１３の形成されている底部２３が鉛直下方に位置し、流入口１１および流出口１２の形成されている蓋部２１が鉛直上方に位置する姿勢で設置されている。ポンプ３５でタンク３４の液体を汲み上げて脱気システム３０に送り、脱気処理した液体をユースポイント３６に送る仕組みである。

図５に示す脱気システム３０においては、脱気装置１と真空ポンプ３３との間の減圧ライン上に配置した真空計３２の変動をモニタすることにより、液漏れの有無を判断することが可能である。しかしながら、少量の液漏れの場合には、真空計３２の変動のみから迅速に判断することは困難である。したがって、漏液センサ３１の検知結果に基づいて漏液の有無を判断し、脱気処理を停止するか継続するかを決定できるようにするのが好ましい。漏液センサ３１の種類は特に問わないが、例えば、２本の導線間の抵抗値の変化を検知する方式のものや、光ファイバ方式のものを使用することが可能である。なお、脱気装置１の減圧チャンバー２内に、漏液センサや真空計などの検知器を配置することも可能である。

また、図５に示すように、脱気システム３０においては、脱気装置１と真空ポンプ３３との間の真空ライン上に液体トラップ３７を配置するようにしてもよい。液体トラップ３７は、真空引き口１３を通じて真空引き管３８に流れ込んだ被脱気液体が、真空ポンプ３３に吸い込まれたり真空計３２に接触したりすることを阻止する役割を担う。このようにすれば、真空計３２や真空ポンプ３３を故障から保護できる。

上記のような液体トラップ３７には、液体を貯留できる小さいチャンバーや、気体の通過は許容するが液体の通過は阻止する通気フィルタを含む部品を適用することができる。通気フィルタの具体例は、フッ素樹脂やポリオレフィン樹脂等の多孔質膜を含む多孔質フィルタである。なお、真空ライン上における液体トラップ３７の具体的な配置位置としては、漏液センサ３１と真空ポンプ３３との間、好ましくは漏液センサ３１と真空計３２との間とすることができる。

本発明の脱気装置の一例を示す断面図。 真空引き口の拡大断面図。 本発明の脱気装置における気体透過性チューブの接続方法の一例を示す断面図。 脱気装置の変形例を示す断面図。 脱気装置の他の変形例を示す断面図。 本発明の脱気システムの構成図。 従来の脱気装置の一例を模式的に示す断面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 脱気装置
２ 減圧チャンバー
３ 気体透過性チューブ
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 真空引き口
２１ 蓋部
２２ チャンバー本体
２３ 底部
２４ 開口部
３０ 脱気システム
３１ 漏液センサ
３２ 真空計
３３ 真空ポンプ
３８ 真空引き管

Claims (3)

1. 底部を有するチャンバー本体と、そのチャンバー本体の開口部に取り付けられた蓋部とを含み、被脱気液体が出入する流入口および流出口、ならびに、減圧装置を接続する真空引き口が形成された減圧チャンバーと、
   一方の端部が前記流入口に接続され、他方の端部が前記流出口に接続された状態で前記減圧チャンバー内に収容され、前記流入口から流入した前記被脱気液体が内部を通過する気体透過性チューブとを備え、
   前記真空引き口が前記チャンバー本体の底部に形成されている、脱気装置。
2. 前記チャンバー本体の底部は、前記真空引き口に向かって下るテーパ形状が付与されている、請求項１記載の脱気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の脱気装置と、
   前記脱気装置の前記減圧チャンバー内を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧装置と、
   前記減圧装置と前記脱気装置とを接続する真空引き管と、
   前記真空引き管によって形成される真空ライン上であって、前記減圧装置の配置位置よりも前記脱気装置寄りに設けられた漏液センサと、
   を備えた、脱気システム。

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