JP2014226644A

JP2014226644A - 脱泡装置

Info

Publication number: JP2014226644A
Application number: JP2013110514A
Authority: JP
Inventors: 野元　一宏; Kazuhiro Nomoto; 一宏野元
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2014-12-08

Abstract

【課題】例えばシール材やワニスなどの高粘性液体中の気泡を連続的に効率良く除去する脱泡装置を得る。【解決手段】容器１と、前記容器の内部空間を上部室１１と下部室１２に区分するように設置され、上下方向に貫通する多数の穴２ａが設けられた仕切板２と、前記上部室に設けられた被処理液注入口１１ａと、前記下部室を減圧させる減圧装置４と、前記仕切板に設けられ前記穴から前記下部室に流下する前記被処理液の性状を液滴３ａの状態にする液滴形成手段５と、前記下部室の下部に設けられた処理液排出部６を備えたことを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

この発明は、高粘度の液体中の気泡を連続的に除去する脱泡装置に関するものである。

例えばシール材やワニス等の粘度の高い液体は、注入容器に入れる際に多量の空気を巻き込み、そのまま使用すると均一の厚さとならなかったり、欠陥（す）が生じたりする。そのため、品質の点から液体中の気泡を除去する脱泡が必要である。脱泡装置には例えば下記特許文献１〜６のような多種の手法がある。
（１）特許文献１は減圧容器内で回転する攪拌羽根により気泡を液体から分離し脱泡を行う方式を利用した装置である。
（２）特許文献２は減圧容器内で振動により気泡を液体から分離する方式を用いた装置である。
（３）特許文献３は減圧容器内に高粘度の液体を微細な糸状に押し出して脱泡する装置である。
（４）特許文献４は減圧容器内で液体を入れた容器を自転・公転させて脱泡を行う方法及び装置である。
（５）特許文献５は減圧容器内で回転体の回転による遠心力で気泡を壊す方式を利用した装置である。
（６）特許文献６は周波数帯域の異なる複数の超音波によって脱泡を行う方法及び装置である。

特開２００３−１０１０号公報（第１頁、図１）特許第３９３４３０２号公報（第２〜３頁、図１）特開２００４−３７９３５号公報（第１頁、図１）特許第３６２７２２０号公報（第１頁、図１）特開２００５−２０５３２２号公報（第１頁、図１）特開２００５−１６１１６４号公報（第１頁、図１）

上記のような従来の脱泡装置の問題点として以下が挙げられる。
減圧下で液体中の気泡を膨張させ浮力により液表面に気泡を集めて除去するものは簡素であるが、処理量が多かったり、小さい気泡を除去するには非常に時間がかかるという課題があった。
攪拌羽根を使うものは、処理量が増えるに従って脱泡に時間がかかることと、バッチ方式であるため連続的な処理ができないといった問題点がある。また、液量に応じた処理を行うためには羽根の大きさや枚数を変更する必要があり、柔軟な処理が出来ない。
振動や超音波を使用するもの、また容器を自転・公転させるものも攪拌羽根を使うものと基本的な手法は同じであり、同様の問題点がある。
糸状に液を押し出すものは、連続処理可能であるが、粘度の高い液体になると設備が大きくなってしまうことと、小さい気泡を除去しようとすると貫通孔を小さくする必要があり、脱泡処理に時間がかかる。
回転の遠心力によるものは連続処理可能であり、他の手法に比べると利点が多いが、回転部の磨耗による容器の気密性能の劣化、また液中への磨耗粉の混入といった問題がある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、脱泡効率が良く連続処理が可能で、小さな気泡も除去可能な脱泡装置を得ることを目的としている。

本発明に係る脱泡装置は、容器と、前記容器の内部空間を上部室と下部室に区分するように設置され、上下方向に貫通する多数の穴が設けられた仕切板と、前記上部室に設けられた被処理液注入口と、前記下部室を減圧させる減圧装置と、前記仕切板の穴から前記下部室に流下する前記被処理液を液滴状態にする液滴形成手段と、前記下部室の下部に設けられた処理液排出部を備えるようにしたものである。

本発明においては、被処理液を減圧下で液滴状にして脱泡することで、減圧下での液体の表面積が大きくなり脱泡効率が高まり、しかも多数の穴を用いて液滴化するので連続的に処理することが可能となり脱泡に要する時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態１に係る脱泡装置を模式的に示す構成図である。本発明の実施の形態２に係る脱泡装置を模式的に示す構成図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る脱泡装置を模式的に示す構成図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は図１（ａ）に示された仕切板を示す平面図である。図において、脱泡装置は、略円筒タンク状で下側部分がロート状に窄まった形状の容器１と、容器１の内部空間を上部室１１と下部室１２に区分するように設置されて、上下方向に貫通する多数の穴２ａが設けられた仕切板２と、上部室１１の上部に設けられ、被処理液３を上部室１１内に注ぎ入れるための注入口１１ａと、下部室１２を減圧させるための真空ポンプを用いた減圧装置４と、仕切板２の近傍に設けられ、穴２ａから下部室１２に流下する被処理液３の性状を液滴３ａの状態にする液滴形成手段５と、下部室１２の下部に設けられた処理液排出部６を備えている。

液滴形成手段５は、仕切板２の中心に設けられた貫通孔２ｂに貫通され、上端部が上部室１１の上方に突き出るように設けられた回転軸５１と、回転軸５１の上端に接続されて回転軸５１を回転させる駆動モータ５２と、仕切板２の下面部直下に配設され、回転軸５１の下端部に固定された回転羽根５３によって構成されている。回転羽根５３は、回転中心から放射状に複数の羽根（図示省略）が突設され、その羽根の上面部は仕切板２の下面を摺動するようにスクレーパ様に形成されており、穴２ａから流下する被処理液３をせん断する如く液滴化する。下部室１２の下端の処理液排出部６は開閉蓋６ａを用いて形成されているが、処理液７を連続的に送出するようにパイプなどを接続しても良い。

なお、本発明の脱泡装置で好適に脱泡処理できる液体としては、例えば液状のシール材、接着材、絶縁ワニスや塗装用のワニス、電気絶縁油、油圧機器の作動油などの工業用途の各種液体を挙げることができるが、用途や種類などは特に限定されるものではなく、脱泡を必要とする液状体や液体一般に適用することができる。また、仕切板２に設ける穴２ａは一般的には円形で、その直径は、被処理液３の種類や粘度などに応じて、例えば粘度が低いものでは微細径とし、粘度が高いものではそれよりも大きい直径とするように適宜選択することができる。具体的には、穴２ａの直径は、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度の大きさに形成されるが、前記範囲内に限定されず、穴の形状も特に限定されるものではない。このために、仕切板２を交換可能に設置し、穴２ａの直径が異なる複数の仕切板２を用意しておくことは望ましく、さらに温度による粘度の変化に対応するために被処理液３を所望の温度に加熱制御する加熱手段などを設けておくことも好ましい。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。注入口１１ａから注入された高粘度の液体は容器１の仕切板２の上側の上部室１１内に被処理液３として溜まる。仕切板２には多数の微小な穴２ａが開けられており、穴２ａを通って落ちる液体は仕切板２の直下で回転する回転羽根５３によってせん断分離され、多数の液滴３ａとなる。液滴３ａは、減圧装置４によって、例えば０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度に減圧された仕切板２より下側の下部室１２を落下する間に脱泡され、下部室１２の底に脱泡された処理液７として溜まる。溜まった脱泡済みの処理液７は処理液排出部６から取り出される。なお、脱泡処理する液体の粘度に応じて、駆動モータ５２の回転速度と仕切板２の穴２ａの直径を調整することで、液滴を小さくすることができ、その結果、減圧下での液体の表面積が大きくなり脱泡効率が高まる。

従来の遠心力による脱泡方式では、高粘度の液体に対しては回転速度を高める、または液体の表面積を増やすために容器を大きくする、などの対応が必要であった。これに対して、上記実施の形態１では容器を大きくすることなく、液滴形成手段５の回転羽根５３の回転速度と仕切板２の穴２ａの直径の変更だけで高粘度の液体に対応可能である。また他の従来方式に比べると連続処理が可能であり、短時間で多くの液体の処理が可能である。また、従来の糸状に高粘度の液体を押し出す脱泡方式と比べて、実施の形態１では高粘度の液体を液滴化することで、表面積を大きくすることができるため脱泡の効率も高まる。

上記のように、実施の形態１によれば、被処理液を減圧下で液滴状にして脱泡するようにしたので、減圧下での液体の表面積を大きくすることができ、これにより脱泡効率が高まり、しかも多数の穴２ａを用いて液滴化するようにしているので、連続的に処理することが可能となり、脱泡に要する時間を短縮することができる。また、液滴形成手段５を回転羽根５３を用いて構成するようにしたので、構成が簡素で部品点数が少ないため、装置の製造も容易で製造コストを抑えることができる。

実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２に係る脱泡装置を模式的に示す構成図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は図２（ａ）に示された押出板を示す平面図である。図において、液滴形成手段５Ａは、仕切板２の上面部に設置された、外周部のサイズが仕切板２よりも小さい押出板５４と、この押出板５４の中心穴５４ａを貫通し、かつ中心穴５４ａに固定された揺動軸５５を介して接続され、押出板５４を、矢印Ａで示すように上下に所定寸法揺動させる駆動装置５６を用いて構成されている。なお、揺動軸５５が貫通される上部室１１の天井部分には上部室１１の内部に塵などが侵入するのを防ぐベローズ５７が設けられている。液滴形成手段５Ａを除く、他の構成は前記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

上記実施の形態２においては、上部室１１に注入された被処理液３の内部を押出板５４が短周期で上下に揺動されることで上部室１１に収容された被処理液３が穴２ａを通じて下部室１２に間欠的に落下されることで液滴化される。押出板５４が上昇するときに押出板５４の外周面と上部室１１の内周面との隙間から被処理液３が押出板５４の下面部に供給される。なお、押出板５４が下降するときに一部の被処理液３が前記隙間から押出板５４の上面部に逃げるように移動するが、仕切板２の下面部の下部室１２が真空状態に減圧されているので、所望の量が穴２ａを通じて下部室１２に落下するように制御できる。

なお、押出板５４を上下動させる際に、下方向への移動速度を上方向への移動速度よりも早めるようにすることが望ましい。なお、この実施の形態２では、押出板５４の下面と仕切板２の上面との最小間隔を２ｍｍ〜３ｍｍ、押出板５４を上下動させるときの振幅に相当する寸法を１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、前記上下動のサイクルを、約６０Ｈｚとしたが、特に前記した範囲や値に限定されるものではない。例えば、被処理液３の粘度などに応じて、振幅を２０〜１２０Ｈｚ程度の範囲で適宜選択することができ、また、前記範囲や値を超えるように変更しても差し支えない。

上記のように構成された実施の形態２によれば、実施の形態１における回転羽根５３の回転による摺動部分が無いため、磨耗粉の発生が抑えられ、気密性能の劣化も起きないという利点が得られる。また、被処理液３の液滴化はミクロ的には間欠的であるが、押出板５４が短周期で上下に揺動されているので、見かけ上連続動作と同様に液滴化されて、脱泡処理が進行しているので、特に効率が下がることなく脱泡処理される。
なお、押出板５４と上部室１１の内周面との隙間を実質的に無くすか、上述の場合よりも小さくすると共に、押出板５４に上下方向の貫通孔と、その貫通孔を押出板５４の上昇時には開き、下降時には閉じるように動作するポンプ方式の開閉弁を設け、その開閉弁から被処理液３を押出板５４と仕切板２の間に供給するようにしても良い。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１容器、１１上部室、１１ａ注入口、１２下部室、２仕切板、２ａ穴、２ｂ貫通孔、３被処理液、３ａ液滴、４減圧装置、５液滴形成手段、５Ａ液滴形成手段、５１回転軸、５２駆動モータ、５３回転羽根、５４押出板、５４ａ中心穴、５５揺動軸、５６駆動装置、５７ベローズ、６処理液排出部、６ａ開閉蓋、７処理液。

Claims

容器と、前記容器の内部空間を上部室と下部室に区分するように設置され、上下方向に貫通する多数の穴が設けられた仕切板と、前記上部室に設けられた被処理液注入口と、前記下部室を減圧させる減圧装置と、前記仕切板の穴から前記下部室に流下する前記被処理液を液滴状態にする液滴形成手段と、前記下部室の下部に設けられた処理液排出部を備えたことを特徴とする脱泡装置。
前記液滴形成手段は、前記仕切板の下面部に設置された回転羽根と、前記回転羽根を回転させる駆動モータを用いて構成され、前記穴から前記仕切板の下面に流れ出た前記被処理液を前記回転羽根によってせん断する如く液滴化するものであることを特徴とする請求項１に記載の脱泡装置。
前記液滴形成手段は、前記仕切板の上面部に設置された、外周部のサイズが前記仕切板よりも小さい押出板と、前記押出板を上下に揺動させる駆動装置を用いて構成され、前記上部室に収容された前記被処理液の内部を前記押出板が上下に揺動されることで前記上部室に収容された前記被処理液を前記穴を通じて前記下部室に間欠的に落下させ液滴化するものであることを特徴とする請求項１に記載の脱泡装置。
前記下部室は、下方に向けて内径を窄めたロート状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の脱泡装置。