JP2013535321A - 水性媒体を脱ガスするための装置および方法 - Google Patents

Abstract

脱ガスすべき媒体を含む第一の容器と、第一の容器と第一の導管を介して接続している脱ガスモジュールと、脱ガスモジュールと第二の導管を介して接続している、脱ガス媒体を収容するための第二の容器とを備えた水性媒体を脱ガスするための装置および方法であって、
第一の導管内で、脱ガスモジュールから第一の容器への還流を阻止する逆止弁が配置されている装置および方法において、
第二の導管内に、ガスの貫流を阻止する親水性の薄膜が配置されていること、
脱ガスモジュールと親水性の薄膜の間に、排出するための疎水性の脱ガスフィルタを備えたガスを分岐管が配置されていること、
第三の導管が設けられており、この第三の導管が、第一の容器と第一の逆止弁の間で第一の導管と接続しており、
第二の容器と親水性の薄膜の間で第二の導管と接続していること、
そして
第一の逆止弁と親水性の薄膜の間の第三の導管内に、第二の容器の方向への流れを阻止する第二の逆止弁が配置されていることを特徴とする。

Description

本発明は、脱ガスすべき媒体を含む第一の容器と、第一の容器と第一の導管を介して接続している脱ガスモジュールと、脱ガスモジュールと第二の導管を介して接続している、脱ガス媒体を収容するための第二の容器とを備えた水性媒体を脱ガスするための装置であって、第一の導管内で、脱ガスモジュールから第一の容器への還流を阻止する逆止弁が配置されている装置に関する。

さらに本発明は、水性媒体を脱ガスするための方法であって、脱ガスモジュールに、第一の容器から脱ガスすべき水性媒体が逆止弁を経由して供給され、脱ガスモジュールを抜けた後、脱ガスした水性媒体が無圧状態の第二の容器内に誘導される方法に関する。

特許文献１から、水性媒体を脱ガスするための装置および方法が知られている。この場合、第一の容器から、後続するポンプと逆浸透設備を使用して、脱ガスすべき媒体は、逆止弁を経由して脱ガスモジュールに供給される。脱ガスモジュールから流出する水性媒体は、リリーフ弁を経由して第二の容器に供給される。

この公知の装置における短所は、第二の容器から第一の容器への液体の戻りが可能でないことである。それにより、例えば第一の容器に下流側で後続する逆浸透モジュールを、第二の容器からの媒体を一時的に戻すことにより流すことも可能ではない。脱ガスモジュールに上流側で配置された逆止弁をなくすと、ガスはシステム内に都合よく入らない。

特開２００８−００６３９３号公報

従って、本発明の課題は、ガスをシステムに入れること無く、少なくとも一時的に液体を第二の容器から第一の容器内に還元する明白な可能性があるように、水性媒体を脱ガスするための公知の装置および方法を改善することである。

装置に関するこの課題は、請求項１の上位概念と関連して、第二の導管内に、ガスの貫流を阻止する親水性の薄膜が配置されていること、
脱ガスモジュールと親水性の薄膜の間に、排出するための疎水性の脱ガスフィルタを備えたガスを分岐管が配置されていること、
第三の導管が設けられており、この第三の導管が、第一の容器と第一の逆止弁の間で第一の導管と接続しており、
第二の容器と親水性の薄膜の間で第二の導管と接続していること、
そして
第一の逆止弁と親水性の薄膜の間の第三の導管内に、第二の容器の方向への流れを阻止する第二の逆止弁が配置されていることにより解決される。

第二の逆止弁を配設し、かつ親水性の薄膜と疎水性の薄膜を組合せることにより、負圧が脱ガスモジュールあるいはその薄膜にかかると同時に、脱ガスモジュールは停止することが確実に達せられる。それにより、圧力が変化する設備の場合、ガスは気泡のない保持すべきシステム内に達しない。このような装置は、電気的な流量制御をせずに機能する。

本発明の好ましい実施形態によれば、親水性の薄膜と疎水性の脱ガスフィルタが、共通のフィルタケーシング内に配置されている。疎水性の脱ガスフィルタは、疎水性の薄膜として形成されているのが好ましい。その際に、疎水性の薄膜を備えた、襞を付された並列式チューブフィルタが配置されていることにより、構成部品はフィルタケーシングから成っていてもよい。この薄膜がいわゆる泡立ち点未満で運転されるうちは、この水で湿った薄膜はガス泡が透過しない。しかし、場合によっては生じるガスの影響を薄膜に与えないように、ろ過側（Ｕｍｆｉｌｔｒａｔｓｅｉｔｅ）のフィルタケーシングには、分岐管内に疎水性のフィルタあるいは疎水性の薄膜が配置されている。薄膜ろ過を阻止するガスは、このいわゆる脱ガスフィルタを介して容易に除去できる。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、脱ガスモジュールは、疎水性の薄膜中空糸を備えており、この薄膜中空糸を経由して脱ガスすべき水性媒体は通じやすく、薄膜の外側に負圧がかかりやすく、あるいはキャリアガスは薄膜を経由して通じやすい。第一の逆止弁の上流側の圧力が、脱ガスモジュール内での圧力よりも高い間、第一の逆止弁は開放しており、水性媒体は親水性の薄膜を介して第二の容器内に搬送することができる。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、第一の容器は逆浸透設備の一部であり、脱ガスすべき媒体は、ＣＯ_２から解放された水である。その際に、逆浸透設備は逆浸透モジュールを備えており、この逆浸透モジュールにより第三の導管を経由して第二の容器からの媒体は流して戻すことが可能である。この場合、本発明による装置には、ガスをシステム内に吸引することなく、逆浸透モジュールに流して戻すことが可能であるという長所がある。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、第二の容器は液面センサを備えており、この液面センサは逆浸透設備の電子制御装置と接続している。第二の容器内の液面センサにより、逆浸透設備の逆浸透モジュールに流して戻すことは、第二の容器内の液面レベルに応じて行うことができる。

方法に関する課題は、請求項８の上位概念に関連して、脱ガスされた水性媒体を親水性の薄膜を経由して第二の容器に供給し、親水性の薄膜の上流側に配置された疎水性の薄膜を経由して、ガスを漏出できること、そして必要のある場合に、脱ガスモジュールを迂回することにより、水性媒体を第二の容器から第二の逆止弁を経由して第一の容器内に戻すことができることにより解決される。

水性媒体が第二の容器から第一の容器に戻さねばならない場合、上流側に配置されたポンプにより、第一の逆止弁を閉鎖する負圧が生じる。同時に、脱ガスモジュールにより、後続している親水性の薄膜の下流側では、第三の導管内にある吸引圧力により、脱ガスモジュールからのガスは、親水性の薄膜の下流側に位置するシステムの領域内には吸引されないことが保証される。相応するように、第二の逆止弁により、ポンプ圧力が変動する際に、すなわち負圧の際には、脱ガスすべき水性媒体は第一の逆止弁と脱ガスモジュールを経由して案内され、脱ガスすべき水性媒体は第二の容器内には直接流れることはできない。

本発明の好ましい実施形態によれば、水性媒体が、逆浸透設備を形成している、第一の容器に後続して配置されたポンプとポンプに後続して配置された逆浸透モジュールを経由して脱ガスモジュールに第一の逆止弁を経由して供給される。

所定の充填状態に達した後、第二の容器内では、逆浸透設備が流れサイクルを開始し、逆浸透モジュールに流して戻すための水性媒体が第二の容器から吸引される。

本発明の他の詳細は、本発明の好ましい実施形態が好適に示してある、後述の詳しい明細書と添付した図から明らかである。

逆浸透設備の一部である、第一の容器により水性媒体を脱ガスするための装置のブロックダイヤグラムである。 親水性の薄膜と疎水性の脱ガスフィルタが、フィルタケース内に配置されている、図１のＡ点とＢ点の間の部分において水性媒体を脱ガスするための別の装置を示す図である。 脱ガス状態における、矢印で示した移送方向による、Ａ点とＢ点の間の図１の装置のブロックダイヤグラムである。 可逆状態における、矢印で示した移送方向による、図３の装置のブロックダイヤグラムである。

水性媒体を脱ガスするための装置１は、実質的に第一の容器１、第一の逆止弁３、脱ガスモジュール４、親水性の薄膜５、第二の逆止弁６および第二の容器７から成る。

第一の実施例に相応して、第一の容器２は逆浸透設備８の一部であり、この逆浸透設備を経由して容器は装置１の導管点Ａと接続している。第一の容器２あるいは導管点Ａは、第一の逆止弁３が配置されている第一の導管９を経由して脱ガスモジュール４と接続している。脱ガスモジュール４は、親水性の薄膜５が配置されている第二の導管１０を経由して第二の導管点Ｂ、さらに第二の容器７と接続している。第三の導管１１は、第一の導管点Ａと第一の逆止弁３の間の第一の導管９を、第二の導管点Ｂと親水性の薄膜５の間の第二の導管１０と接続している。

脱ガスモジュール４と親水性の薄膜５の間には、第二の導管１０の分岐管１２を経由して疎水性の薄膜１３を備えた疎水性の脱ガスフィルタ２４が配置されている。第一の逆止弁３は、第一の容器２の方向で上流側に第一の逆止弁のバリア効果を有している間、第二の逆止弁６は、第二の容器７の方向で下流側に第二の逆止弁のバリア効果を有する。

親水性の薄膜５がガスの貫流を阻止している間、疎水性の薄膜１３は水性媒体の貫流を阻止する。

逆浸透設備８は、第一の容器２の下流側にポンプ導管１５を経由して逆浸透モジュール１６と接続しているポンプ１４を備えており、この逆浸透モジュールはその下流側で第一の導管点Ａと接続している。逆浸透設備８は、電子制御装置１７を備えており、この電子制御装置は別のポンプ１４の下で制御し、かつ信号ケーブル１８を経由して第二の容器７に配置された液面センサ１９と接続している。

脱ガスモジュール４は、いわゆる薄膜コントラクタ（Ｍｅｍｂｒａｎｋｏｎｔｒａｋｔｏｒ）として形成されている。その際に、脱ガスすべき水性媒体は疎水性の薄膜中空糸２０を経由して案内される。薄膜の外側には負圧がかかっているか、あるいはキャリアガス（ストリップガス）は薄膜を経由して案内される。基本的に、負圧の際にストリップガスを使用することも可能である。二酸化炭素ＣＯ_２の分圧により限定した状態で、水性媒体内には薄膜を通ってガスが流れる。従って、逆浸透設備の水性媒体あるいは水は、ＣＯ_２および別の溶存ガスから分解される（ａｂｒｅｉｃｈｅｒｎ）。液体のために、疎水性の薄膜中空糸２０の疎水性の薄膜はバリアである。

図２の実施例に対応して、親水性の薄膜５’と疎水性の脱ガスフィルタ２４’あるいは疎水性の薄膜１３’は、共通のフィルタケーシング２１内に配置されている。

脱ガスモジュール４には、供給管２２を介して、ストリップガスが供給され、このストリップガスは排出管を介して再度排出される。

図３はＡ点での圧力が脱ガスモジュール４でのガス圧よりも大きい脱ガス経過を示す。すなわち、水性媒体はＡ点から逆止弁３を経由し、脱ガスモジュール４と疎水性の薄膜１３を通ってＢ点まで流れる。疎水性の薄膜１３は水性媒体に対してバリアを形成する。

図４の実施例は、可逆過程を示す。第一の導管点Ａでの圧力が、ガスモジュール４でのガス圧よりも小さいと、水性媒体は第二の導管点Ｂから脱ガスモジュール４を通り過ぎ、第二の逆止弁６を経由して直接第一の導管点Ａまで流れる。その際に、脱ガスモジュール４には、ガスを脱ガスモジュールの疎水性の薄膜中空糸２０を通じて吸引する負圧がかかる。これは気相が親水性の薄膜５，５’に達するまで生じる。

１ 装置
２ 第一の容器
３ 第一の逆止弁
４ 脱ガスモジュール
５ 親水性の薄膜
５’ 親水性の薄膜
６ 第二の逆止弁
７ 第二の容器
８ 逆浸透設備
９ 第一の導管
１０ 第二の導管
１１ 第三の導管
１２ 分岐管
１３ 疎水性の薄膜
１３’ 疎水性の薄膜
１４ 逆浸透設備８のポンプ
１５ ポンプ導管
１６ 逆浸透モジュール
１７ 電子制御装置
１８ 信号ケーブル
１９ 液面センサ
２０ 疎水性の薄膜中空糸
２１ 親水性の薄膜５’，疎水性の薄膜１３’のフィルタケーシング
２２ 供給管
２３ 排出管
２４ 脱ガスフィルタ
２４’ 脱ガスフィルタ
Ａ 第一の導管点
Ｂ 第二の導管点

Claims (10)

1. 脱ガスすべき媒体を含む第一の容器（２）と、第一の容器（２）と第一の導管（９）を介して接続している脱ガスモジュール（４）と、脱ガスモジュール（４）と第二の導管（１０）を介して接続している、脱ガス媒体を収容するための第二の容器（７）とを備えた水性媒体を脱ガスするための装置（１）であって、
   第一の導管（９）内で、脱ガスモジュール（４）から第一の容器（２）への還流を阻止する逆止弁（３）が配置されている装置において、
   第二の導管（１０）内に、ガスの貫流を阻止する親水性の薄膜（５，５’）が配置されていること、
   脱ガスモジュール（４）と親水性の薄膜（５）の間に、排出するための疎水性の脱ガスフィルタ（２４、２４’）を備えたガスを分岐管が配置されていること、
   第三の導管（１１）が設けられており、この第三の導管が、第一の容器（２）と第一の逆止弁（３）の間で第一の導管（９）と接続しており、
   第二の容器（７）と親水性の薄膜（５）の間で第二の導管（１０）と接続していること、
   そして
   第一の逆止弁（３）と親水性の薄膜（５）の間の第三の導管（１１）内に、第二の容器（７）の方向への流れを阻止する第二の逆止弁（６）が配置されていることを特徴とする装置。
2. 親水性の薄膜（５’）と疎水性の脱ガスフィルタ（１３’）が、共通のフィルタケーシング（２１）内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 疎水性の脱ガスフィルタ（２４）が、疎水性の薄膜（１３）として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 脱ガスモジュール（４）が、疎水性の薄膜中空糸（２０）を備えており、この薄膜中空糸を経由して脱ガスすべき水性媒体が通じやすく、薄膜の外側に負圧がかかりやすく、あるいはキャリアガスが薄膜を経由して通じやすいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
5. 第一の容器（２）が逆浸透設備（８）の一部であり、脱ガスすべき媒体が、ＣＯ_２から解放された水であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
6. 逆浸透設備（８）が逆浸透モジュール（１６）を備えており、この逆浸透モジュールにより第三の導管（１１）を経由して第二の容器（７）からの媒体を戻すことが可能であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 第二の容器（７）が液面センサ（１９）を備えており、この液面センサが
   逆浸透設備（８）の電子制御装置（１７）と接続していることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. 水性媒体を脱ガスするための方法であって、
   脱ガスモジュール（４）に、第一の容器（２）から脱ガスすべき水性媒体が、逆止弁（３）を経由して供給され、脱ガスモジュール（４）を抜けた後、脱ガスした水性媒体が無圧状態の第二の容器（７）内に誘導される方法において、
   脱ガスされた水性媒体を親水性の薄膜（５）を経由して第二の容器（７）に供給し、
   親水性の薄膜（５）の上流側に配置された疎水性の薄膜（１３）を経由して、ガスを漏出できること、そして
   必要のある場合に、脱ガスモジュール（４）を迂回することにより、水性媒体を第二の容器（７）から第二の逆止弁（６）を経由して第一の容器（２）内に戻すことができることを特徴とする方法。
9. 水性媒体が、逆浸透設備（８）を形成している、第一の容器（２）に後続して配置されたポンプ（１４）とポンプ（１４）に後続して配置された逆浸透モジュール（１６）を経由して脱ガスモジュール（４）に第一の逆止弁（３）を経由して供給されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 所定の充填状態に達した後、第二の容器（７）内では、逆浸透設備（８）が流れサイクルを開始し、水性媒体を逆浸透モジュール（１６）へ戻し流すために第二の容器（７）から吸引することを特徴とする請求項９に記載の方法。

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