JP5002540B2 - 気化性液体のポンプ圧送システム - Google Patents

Description

この発明は、気化性液体のポンプ圧送システムに関し、特に気化性液体を圧送するにあたり、マグネットポンプを使用した安価で高速な圧送を可能する気化性液体のポンプ圧送システムに関する。

従来、例えば、マシニングセンターなどの工作機械を用いて種々の製品を製作する生産工場、あるいは他の製品を製作する工場などの設備から種々の排水や廃液（以下、単に「排水」という）が排出される。これらの排水は無公害とするためにしかるべき排水処理を行う必要がある。そのために、上記の排水は大きな回収タンクへ貯留されてから、しかるべき排水処理が行われることになる。なお、前記回収タンクは地上に設けられている。

工場から排出された排水は、排水管路により地下に設けた中継タンクへ重力落下で流されて、予め設定した量になるまで貯留される。中継タンクの排水は、その設定量を液面レベル計などで制御するために圧送ポンプによって断続的に前記回収タンクへ圧送されることになる。

上記の排水の中には、例えば過酸化水素水などのように気化性を有する液体（以下、この明細書では「気化性液体」という）がある。

従来、前記気化性液体を圧送ポンプによって前記回収タンクへ圧送するためのポンプ圧送システムには、ガスロック対策を施した高価なポンプを使用している。

一般的に安価なポンプとしての例えばマグネットポンプでは、通常、気化性液体の５〜６％が気化してしまうために、断続的な運転ではポンプが空回りしてしまう。つまり、バッチ運転をマグネットポンプで行うと、気化性液体が気化することで、ポンプの空運転を発生させる。たとえ自給式マグネットポンプを使用しても同様な現象が発生する。すなわち、バッチ運転で止まっている間に、液体が気化し、呼び水が必要になってしまうという現象が発生する。

そこで、上記の気化性液体を問わず、脱気する必要のある液体を処理するポンプという観点で調べたところ、圧送ポンプの上流側に、液体を貯留するためのバッファタンクを設けたものとして特許文献１が知られている。これは、レジスト液等の薬液をポンプにより吸引して処理ユニットに圧送する際、薬液内の気泡を極力除去するための薬液供給システムに関するものである。
特開２０００−１１４１５４号公報

ところで、従来のポンプ圧送システムにおいては、前述したように気化性液体のポンプ圧送にはガスロック対策を施した高価なポンプを使用する必要があるという問題点があった。

また、従来ではダイヤフラムポンプが用いられているものがあるが、このダイヤフラムポンプでは少量の液体しか圧送できないという問題点があった。

また、特許文献１の場合は、エア配管の開閉弁の制御により、バッファタンクの上部と前記エア配管とを連通する分岐管を介してバッファタンク内を減圧することで、バッファタンクの薬液内の混入気体を前記エア配管に排出して除去するものである。したがって、前記エア配管や分岐管などの脱気手段を必要とするので、複雑な制御や装置などの高価な設備を必要とするという問題点があった。

この発明は、気化性液体を圧送するにあたり、複雑で高価な脱気手段が無くてもマグネットポンプなどの安価なポンプを使用して高速な圧送を可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の気化性液体のポンプ圧送システムは、気化性液体が流れる第１流路管を連通せしめて前記気化性液体を中継的に貯留する密閉式のバッファタンクと、
このバッファタンクの上部に連通した第２流路管へオーバフローして流れる気化性液体を前記バッファタンクより下方位置で貯留するメインタンクと、
前記第１流路管の途中に前記バッファタンクへの気化性液体の流れを開閉するように設けた電磁弁と、
前記第１流路管の前記電磁弁より上流側の途中に、常時は前記バッファタンクへ流れるように設けた分岐管に連結して、前記電磁弁を閉にした時に第１流路管の気化性液体をバイパスしてメインタンクに流すように設けた第３流路管と、
前記バッファタンクの下部に連通してバッファタンクの気化性液体を圧送して排出する圧送ポンプと、
で構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の気化性液体のポンプ圧送システムは、前記気化性液体のポンプ圧送システムにおいて、圧送ポンプが、マグネットポンプであることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、圧送ポンプとメインタンクとの間に前記メインタンクより高い位置にバッファタンクを設け、バッチ運転の停止時には、圧送される気化性液体そのものをバッファタンクヘ常に供給することで、自給式となるシステムになる。これにより、脱気手段を設けること無く排水を行うことができる。

また、バッファタンクとメインタンク及び各流路管の配置高さと、電磁弁のＯＮ、ＯＦＦ操作だけのシンプルな構成で、気液分離を確実に行うことができ、しかも、圧送ポンプとしてマグネットポンプを使用できるので、安価な高速排水ができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１ないしは図３を参照するに、この実施の形態に係る気化性液体のポンプ圧送システム１は、特に、気化性液体を圧送するにあたり、安価で大容量の圧送が可能なマグネットポンプの利用を可能にするポンプ圧送システムである。

この実施の形態では、生産工場３などから排出される排水としての例えば過酸化水素水などの気化性液体を例にとって説明する。図３に示されているように、生産工場３から排出された気化性液体は、第１流路管５により地下に設けた中継タンクとしてのメインタンク７へ重力落下で流されて、予め設定した量になるまで貯留される。前記メインタンク７は、例えば約０．５ｍ^３（５００Ｌ）程度の貯留量を有する。

メインタンク７の気化性液体は、その設定量を液面レベル計９などで制御するために圧送ポンプ１１によって断続的に回収タンク１３へ圧送されることになる。回収タンク１３は、例えば約４ｍ^３（４ｋＬ）程度の貯留量を有するもので、地上に設けられている。つまり、気化性液体は回収タンク１３へ貯留されてから、しかるべき排水処理が行われることになる。

この実施の形態におけるポンプ圧送システム１は、気化性液体をメインタンク７で貯留し、このメインタンク７の気化性液体を圧送ポンプ１１によって前記回収タンク１３へ圧送するためのシステムである。

図１及び図２を参照するに、ポンプ圧送システム１は、密閉式のバッファタンク１５がメインタンク７より高い位置に配置され、生産工場３などから排出される気化性液体が流れる第１流路管５はバッファタンク１５の上部壁から内部に連通している。気化性液体は第１流路管５を経てバッファタンク１５へ流入してバッファタンク１５に中継的に貯留される。

なお、第１流路管５のバッファタンク１５より上流側の途中には電磁弁１７が設けられ、この電磁弁１７のＯＮ、ＯＦＦにより第１流路管５の開閉が行われる。すなわち、第１流路管５の気化性液体がバッファタンク１５へ流れるのを遮断あるいは開放の切り換えが行われる。なお、電磁弁１７は制御装置１９に接続されている。

また、前記バッファタンク１５の側面の上部には第２流路管２１が連通されており、この第２流路管２１の他端はメインタンク７内の気化性液体に没入するようにして連通している。つまり、バッファタンク１５内の気化性液体が第２流路管２１の連通箇所からオーバフローしてメインタンク７に流れたり、その逆にメインタンク７内の気化性液体がバッファタンク１５へ吸い上げられる構成である。

また、前記第１流路管５の前記電磁弁１７より上流側の途中には、分岐管２３が設けられている。この分岐管２３は第１流路管５の断面の頂点部分から上方へ分岐する構成であり、上方に向いた管は横向きコ字状に曲げられて下方に向けられている。この下方向に向けた端部には第３流路管２５が連結され、その下端はメインタンク７に連通している。

すなわち、分岐管２３は第１流路管５の気化性液体が常時はバッファタンク１５へ流れるように設けられており、前記電磁弁１７を閉塞した時に第１流路管５の気化性液体が第３流路管２５を経てバイパスしてメインタンク７に流れるように構成したものである。

また、前記バッファタンク１５の側面の下部には、ポンプ用連結管路２７を介して圧送ポンプ１１としての例えばマグネットポンプが連通されている。したがって、バッファタンク１５の気化性液体は圧送ポンプ１１の運転により、図３に示されているように、第４流路管２９を経て回収タンク１３へ圧送されることになる。

なお、圧送ポンプ１１の運転はメインタンク７に設けた液面レベル計９（センサ）で制御される構成である。液面レベル計９は制御装置１９に接続されており、液面レベル計９による液面の検出信号が制御装置１９に入力される。

圧送ポンプ１１は制御装置１９に接続されており、制御装置１９の指令が与えられてＯＮ、ＯＦＦとなる。つまり、運転開始と運転停止の動作が行われる。また、圧送ポンプ１１がＯＦＦの時は電磁弁１７が開放され、その逆に圧送ポンプ１１がＯＮの時は電磁弁１７が閉塞される構成である。

上記構成により、メインタンク７の液面が液面レベル計９より下がっている時は、図１に示されているように、制御装置１９の指令により圧送ポンプ１１がＯＦＦで運転停止している。この時は電磁弁１７が開となっているので、生産工場３から排出される気化性液体は第１流路管５を経てバッファタンク１５へ流入する。バッファタンク１５内に中継的に貯留される。気化性液体はバッファタンク１５からオーバフローして第２流路管２１を経てメインタンク７に流入する。

その後、図２に示されているように、メインタンク７の液面が上がり、液面レベル計９により液面が検出されると、制御装置１９の指令により圧送ポンプ１１がＯＮされて運転開始となる。これ同時に、電磁弁１７が閉となることで、バッファタンク１５内が真空状態になるので、メインタンク７内の気化性液体がバッファタンク１５内へ引き上げられて圧送ポンプ１１の運転による圧送が可能になる。つまり、メインタンク７内の気化性液体は圧送ポンプ１１の運転によって第４流路管２９を経て回収タンク１３へ圧送されることになる。

一方、上記のように電磁弁１７が閉になると、生産工場３から排出される第１流路管５内の気化性液体は分岐管２３から第３流路管２５を経てバイパスされてメインタンク７に流入することになる。

また、圧送ポンプ１１の運転によってメインタンク７内の気化性液体が回収タンク１３へ圧送されると、メインタンク７の液面が下がり、液面レベル計９による液面の検出がなくなると、制御装置１９の指令により圧送ポンプ１１がＯＦＦされて運転停止となる。同時に、電磁弁１７が開となることで、生産工場３から排出される第１流路管５内の気化性液体は再びバッファタンク１５を経由して、バッファタンク１５からオーバフローして第２流路管２１を経てメインタンク７に流入することになる。以上のようにしてバッチ運転が繰り返されることになる。

ちなみに、バッファタンク１５の上部への気化性液体の流入ルートが無い場合は、バッチ運転を数回繰り返すと、圧送ポンプ１１が停止するたびに気化性液体が気化するために、バッファタンク１５内の液体は無くなってしまう事態が発生する。

以上のように、圧送ポンプ１１とメインタンク７との間に前記メインタンク７より高い位置にバッファタンク１５を設け、バッチ運転の停止時には、圧送される気化性液体そのものをバッファタンク１５ヘ常に供給することで、自給式となるシステムになる。これにより、脱気手段を設けること無く排水を行うことができる。

また、バッファタンク１５とメインタンク７及び各流路管５，２１，２３，２５の配置高さと、電磁弁１７のＯＮ、ＯＦＦ操作だけのシンプルな構成で、気液分離を確実に行うことができ、しかも、圧送ポンプ１１としてマグネットポンプを使用できるので、安価な高速排水が可能となる。

なお、この発明は気化性液体をポンプ圧送できるシステムであると共に、気化性液体の排水処理設備へも利用することができる。

この発明の実施の形態のポンプ圧送システムにおいて、圧送ポンプがＯＦＦ時の気化性液体の流れを示す概略的な説明図である。 この発明の実施の形態のポンプ圧送システムにおいて、圧送ポンプがＯＮ時の気化性液体の流れを示す概略的な説明図である。 この発明の実施の形態のポンプ圧送システムを用いた排水処理を示す全体的な概略図である。

符号の説明

１ 気化性液体のポンプ圧送システム
３ 生産工場
５ 第１流路管
７ メインタンク
９ 液面レベル計
１１ 圧送ポンプ
１３ 回収タンク
１５ バッファタンク
１７ 電磁弁
１９ 制御装置
２１ 第２流路管
２３ 分岐管
２５ 第３流路管
２７ ポンプ用連結管路
２９ 第４流路管

Claims (2)

1. 気化性液体が流れる第１流路管を連通せしめて前記気化性液体を中継的に貯留する密閉式のバッファタンクと、
   このバッファタンクの上部に連通した第２流路管へオーバフローして流れる気化性液体を前記バッファタンクより下方位置で貯留するメインタンクと、
   前記第１流路管の途中に前記バッファタンクへの気化性液体の流れを開閉するように設けた電磁弁と、
   前記第１流路管の前記電磁弁より上流側の途中に、常時は前記バッファタンクへ流れるように設けた分岐管に連結して、前記電磁弁を閉にした時に第１流路管の気化性液体をバイパスしてメインタンクに流すように設けた第３流路管と、
   前記バッファタンクの下部に連通してバッファタンクの気化性液体を圧送して排出する圧送ポンプと、
   で構成されていることを特徴とする気化性液体のポンプ圧送システム。
2. 圧送ポンプが、マグネットポンプであることを特徴とする請求項１記載の気化性液体のポンプ圧送システム。

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