JP5405693B1 - Method and apparatus for degassing foam-containing liquid - Google Patents
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Abstract
本発明は、液体を筒内に移動させる際に生ずる層流現象を利用して層流中の気泡を集合拡大させて吐出口より噴出分離させて脱泡させるようにしたもので、含泡液体を加圧供給する含泡液体加圧供給工程、加圧供給される含泡液体を環管状に薄層整流できる一層ないし多層の環管整流工程、前記環管整流工程中に移送中の含泡液体中の気泡を整流加圧して合流拡大させる気泡拡大工程、排出口より絞り開放させて気泡を液体分より分離排出させる気体分離工程、及び前記気泡と分離された液体分を放射状の傘状に拡開させる液体拡散工程とより成ることを特徴とする含泡液体の脱気方法。The present invention uses a laminar flow phenomenon that occurs when a liquid is moved into a cylinder, collects and expands bubbles in the laminar flow, ejects and separates them from a discharge port, and removes bubbles. Foam-containing liquid pressurized supply step, one-layer or multi-layer ring rectification step capable of thin-film rectification of the bubble-containing liquid supplied under pressure, bubble-containing liquid being transferred during the ring-tube rectification step Bubble expansion process for rectifying and pressurizing bubbles in the liquid to expand the confluence, gas separation process for separating and discharging the bubbles from the liquid by opening the throttle from the discharge port, and the liquid component separated from the bubbles in a radial umbrella shape A degassing method for a foam-containing liquid, comprising a liquid diffusion step of spreading.
Description
本発明は、ミルク、豆乳、果汁などの各種食品、健康補助食品又は栄養剤、ドリンク剤等の医薬品或は、美顔液、洗髪料等の化粧品、更には塗料、バッテリーペースト、その他の化成品、高分子樹脂等の粘性のある液状体を含む種々の液状体中に混在する気泡を除去排除する含泡液体の脱気方法及びその装置に関する。 The present invention includes various foods such as milk, soy milk, fruit juice, health supplements or nutritional agents, pharmaceuticals such as drinks, cosmetics such as facial liquids, hair washings, paints, battery pastes, other chemicals, The present invention relates to a degassing method and apparatus for a bubble-containing liquid that removes and eliminates bubbles mixed in various liquid materials including viscous liquid materials such as polymer resins.
液体を最終製品とする技術分野は、食品、医療を始め高分子化学品など、その範囲はあらゆる物に及ぶ。 The technical field of using liquids as final products covers a wide range of products, including food, medicine, and polymer chemicals.
そして、液体製品であるため、濃度、精度などの物性上、混入又は発生する気泡は本質的に品質上多くの問題があり、排除することが不可避である。 And since it is a liquid product, the bubble which mixes or generate | occur | produces from a physical property, such as a density | concentration and an accuracy, has many problems on quality essentially, and it is inevitable to eliminate.
化学的に消泡剤を用いて行う場合もあるが、液体製品の品質管理上、悪影響を及ぼす場合が多く、一般的ではない。そこで多くの場合、機械的方法で脱泡する方法、装置が用いられている。 Although it may be performed chemically using an antifoaming agent, it often has an adverse effect on the quality control of liquid products and is not general. Therefore, in many cases, a method and an apparatus for defoaming by a mechanical method are used.
具体的には、サイクロンないし遠心分離方式と呼ばれる含泡液体の脱気方法やその装置が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Specifically, a degassing method and apparatus for a foam-containing liquid called a cyclone or a centrifugal separation method are known (see, for example,
さらに、気泡分離装置に関し、含泡液体を回転タンクの回転軸とその周囲の貫通孔との間隙より流入させ、回転タンクの上面のガイド部材上を流下させることで、液体中の気泡を取り出し、また、気泡が取り除かれた液体を回収することが知られている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, regarding the bubble separation device, the bubble-containing liquid is caused to flow from the gap between the rotation shaft of the rotating tank and the surrounding through hole, and the bubbles in the liquid are taken out by flowing down on the guide member on the upper surface of the rotating tank, In addition, it is known to recover a liquid from which bubbles have been removed (see, for example, Patent Document 3).
さらにまた、塗布装置に用いられる真空脱泡装置に関し、含泡液体を先端が縮径した液膜形成ノズルから放出し、なんらかの部材に衝突させた上で平面視円形状の液膜を形成し、減圧により液体中の気泡を取り出し、また、気泡が取り除かれた液体を回収することが知られている(例えば、特許文献4参照)。 Furthermore, regarding a vacuum defoaming apparatus used for a coating apparatus, a foam-containing liquid is discharged from a liquid film forming nozzle whose tip is reduced in diameter, and a liquid film having a circular shape in a plan view is formed after colliding with some member, It is known to take out bubbles in the liquid by reducing the pressure and collect the liquid from which the bubbles have been removed (see, for example, Patent Document 4).
なおまた、各種の気液を分離する文献も知られている(例えば、特許文献5,6,7,8参照。) In addition, literatures for separating various gas-liquids are also known (see, for example,
上記した特許文献1,2は、いずれも含泡液体を容器内へ導入するに際し、円周方向に旋回させて、その旋回流通路に塞板として網板を配設して気泡を分離させていたり、中央に設けた円筒状の濾過体を配設して気泡を分離させて液体分と分離させて脱泡しており、単に網の目や濾過体の目の大きさによって脱気分が規制されるという問題は避けられない。
In both of
また、上記特許文献3の気泡分離装置においては、間隙を通過した液体が回転軸の方向へと曲折されるような構成を有するものではない。
Further, the bubble separation device of
さらに、上記特許文献4の真空脱泡装置においては、液膜形成ノズル内において、液体が環管状に流れる構成を有するものではない。
Further, the vacuum defoaming device of
さらにまた、特許文献5,6,7及び8は、いずれも、本発明の脱泡機構を備えた構成を具備するものではない。Furthermore,
これに対し、本出願人は、押圧加圧された被含泡液体を一層以上の多重環管状に形成される円筒管状の流路に導通させて液体中の気泡分を長尺かつ隣り合う気泡分を重合させて拡開させた状態に変位させ、直接又は中央で一旦凝集させた後、軸中心に対して水平方向、円周方向に拡張して液体分と気泡分とを有効に分離して、排出後は気体分を除去させると共に、脱気状態の液体分を取り出せるようにした含泡液体の脱気方法及びその装置を開発した事実がある(PCT/JP2012/063939 特願2012−540190)。 On the other hand, the present applicant conducts the bubble-containing liquid that has been pressed and pressurized through a cylindrical tubular channel formed in one or more multi-annular tubular shapes so that bubbles in the liquid are long and adjacent bubbles. Disperse the polymer component into an expanded state, and once agglomerate directly or in the center, then expand it horizontally and circumferentially with respect to the center of the shaft to effectively separate the liquid component and the bubble component. In addition, there is a fact that a gas-containing liquid degassing method and an apparatus for removing the gas content after discharging and a degassed liquid content can be taken out (PCT / JP2012 / 063939) have been developed. ).
本発明は上述した開発した発明をさらに発展させて、押圧加圧された被含泡液体を一層ないし一層以上の多重環管状に形成される円筒管状の直状の流路に導通させて液体中の気泡分を長尺かつ隣り合う気泡分を重合させて拡開させた過程で外周方向に変位させ、かつ吐出開口部分を絞り構成として吐出させ、液体中の気泡部分を分離吐出排気し、簡単効率的に脱気状態の液体分を取り出せるようにした含泡液体の脱気方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention further develops the above-described developed invention, and allows the bubble-containing liquid that has been pressed and pressurized to pass through one or more cylindrical tubular straight channels formed in a multi-ring shape so as to be contained in the liquid. Displace the bubbles in the outer circumference in the process of expanding and expanding the bubbles of the adjacent bubbles in an elongated manner, and discharging the discharge opening as a constricted configuration, separating and discharging the bubbles in the liquid, and easily It is an object of the present invention to provide a degassing method and apparatus for a foam-containing liquid that can efficiently remove a degassed liquid.
この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。 The present invention can solve the above problems by providing the following configuration.
(1)含泡液体を加圧供給する含泡液体加圧供給工程、加圧供給される含泡液体を環管状に薄層整流できる一層ないし多層の環管整流工程、前記環管整流工程中に移送中の含泡液体中の気泡を整流加圧して合流拡大させる気泡拡大工程、排出口より絞り開放させて気泡を液体分より分離排出させる気体分離工程、及び前記気泡と分離された液体分を放射状の傘状に拡開させる液体拡散工程とより成ることを特徴とする含泡液体の脱気方法。 (1) foamed liquid pressure supplied foamed liquid pressurized feed step, further to multilayer collar rectifying step a foamed liquid can thin layer rectified ring tubular supplied under pressure, the ring tube rectification process in A bubble expanding step for rectifying and pressurizing bubbles in the bubble-containing liquid being transferred to the expanded liquid, a gas separating step for separating and discharging the bubbles from the liquid by opening the throttle from the discharge port, and a liquid component separated from the bubbles A degassing method for a foam-containing liquid, characterized by comprising a liquid diffusion step of expanding the liquid into a radial umbrella shape.
(2)含泡液体を加圧供給する含泡液体加圧供給機構と、
加圧供給される含泡液体を導入する筒体の層流形成管体と、該層流形成管体は、外筒を形成できる円筒管と、この円筒管の中央に形成される内層体を備え、一以上の間隙を介して形成されて内部に配設される環管状の含泡液体の管状層流路機構と、
該管状層流路機構の吐出側に含泡液体を絞る、狭少にした気液分離吐出口機構と、
前記機構で吐出された気泡を排気分離した液体分を流下させる拡散板機構と、
脱気液体を静止回収貯溜する液体回収貯溜槽機構と、
を備えることを特徴とする含泡液体の脱気装置。
(2) a foam-containing liquid pressurizing and supplying mechanism for supplying foam-containing liquid under pressure;
A cylindrical laminar flow forming tube for introducing a bubble-containing liquid to be supplied under pressure, the laminar flow forming tube includes a cylindrical tube capable of forming an outer cylinder, and an inner layer formed at the center of the cylindrical tube. A tubular layer flow path mechanism of an annular tubular foam-containing liquid formed through one or more gaps and disposed therein;
A narrow gas-liquid separation outlet mechanism that squeezes the foam-containing liquid to the discharge side of the tubular layer flow path mechanism;
A diffusion plate mechanism for flowing down a liquid component obtained by exhausting and separating bubbles discharged by the mechanism;
A liquid recovery and storage tank mechanism for stationary recovery and storage of degassed liquid;
A degassing device for a foam-containing liquid, comprising:
(3)含泡液体の管状層流路機構の導入部には含泡液体を導入保持する含泡液体貯溜部を設けて成ることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (3) The degassing of the foam-containing liquid according to (2), wherein the foam-containing liquid storage section for introducing and holding the foam-containing liquid is provided in the introduction section of the tubular layer flow path mechanism of the foam-containing liquid. apparatus.
(4)含泡液体の管状層流路機構の間隙には、一層ないし多層の含泡液体の流路を形成して成ることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (4) The bubble-containing liquid degassing apparatus according to (2), wherein a single-layer or multi-layer flow path of the bubble-containing liquid is formed in the gap of the tubular layer flow path mechanism of the bubble-containing liquid. .
(5)気液分離吐出口機構には、気体を分離された液体を流下させる傘機構を備えて成ることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (5) The bubble-containing liquid deaeration device according to (2), wherein the gas-liquid separation / discharge port mechanism is provided with an umbrella mechanism for flowing down the liquid from which the gas has been separated.
(6)気液分離吐出口機構は、円筒管又は内層体のいずれか一方を拡幅又は縮径させて絞り構成として成ることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (6) The bubble-containing liquid deaeration apparatus according to (2), wherein the gas-liquid separation / discharge port mechanism has a throttle configuration by expanding or reducing the diameter of either the cylindrical tube or the inner layer body.
(7)含泡液体の管状層流路機構は、断面円形、楕円形、三角形、五角形のいずれか一つであることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (7) a tubular layer flow channel mechanism of bubble-containing liquid, a circular cross-section, an oval, a triangle, a, which is a one of pentagon-shaped (2) degassing apparatus foamed liquid according.
(8)液体回収貯溜槽機構には、排気された気体を吸引排除する減圧機構を備えて成ることを特徴とする前記(2)記載の含泡液体の脱気装置。 (8) The bubble-containing liquid deaeration device according to (2), wherein the liquid recovery and storage tank mechanism is provided with a pressure reducing mechanism for sucking and exhausting the exhausted gas.
本発明に拠れば、含泡流体を加圧移送させる際、環管状の1層ないし2以上の多層に分流させて液体中の気泡を伸長させ、かつ整流させているので、隣り合う気泡同士が合流合体して拡張し、吐出排出口部分の絞り作用を経て、液体分中の気泡は圧縮されると同時に噴出作用を経て、液体より分離して気化状態となり、極めて有効に液体と分離される。 According to the present invention, when the bubble-containing fluid is pressurized and transferred, the bubbles in the liquid are extended and rectified by diverting them into one or more annular tubular layers, so that adjacent bubbles are Combined and expanded, and through the squeezing action of the discharge / discharge port, the bubbles in the liquid are compressed and simultaneously ejected to separate from the liquid into a vaporized state, which is very effectively separated from the liquid. .
含泡液体の層流状態が2以上であれば層流作用は拡大し、各層流での気体分の重合拡大が促進され、それぞれの吐出部での分流作用が増大して効率的な泡体、液体との分離取り出しを行うことが可能となる。 If laminar flow of foamed liquid is 2 or more laminar action expanded, polymerization expanding gas partial in laminar flows is promoted, efficient foam diversion effects of each of the ejection portions is increased The body and liquid can be separated and taken out.
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
はじめに、図1及び図2の構成について説明する。 First, the configuration of FIGS. 1 and 2 will be described.
1は、含泡液体を加圧供給する含泡液体供給機構2の供給管、3は供給管1より供給される含泡液体を層流に整流するために必要な含泡液体滞溜部、4は前記含泡液体滞溜部3より比較的長尺に形成される層流形成管体であって、外壁を形成する円筒管5及びこの円筒管5の中央に形成される内層体6を備え、この内層体6と前記円筒管5との間に間隙gに相当する管状層流路機構7を形成する。
8は、前記層流形成管体4の含泡液体の吐出側に形成される気液分離吐出口であって、間隙gを狭少にすべく絞り構造として形成してある。この絞り構造は、狭少絞り吐出機構であって、円筒管5又は内層体6のいずれか一方を拡幅又は縮径させて形成できる。9は内層体6の気液分離吐出口8において外方に突出させた弧状突出部であって、気液分離吐出口8より吐出される気液分離状態の含泡液体を、外方円周方向に案内させるための働きを呈する。
10は、前記気液分離吐出口8の円筒管5に沿って設けた、傘状の分離液体を流下させるための拡散板機構、11は、前記拡散板機構10の外周に配設される脱泡された液体を収容できる液体回収貯溜槽であって、この液体回収貯溜槽11の開口部12は大気開放となっているが、必要に応じて蓋による遮蔽構造とし図示しないが、減圧モータなどにより減圧吸引することも可能である。13は排出口であって、液体回収貯溜槽11内の水位を計測して順次排水可能としている。
A
また、上記構成において、層流形成管体4の円筒管5は、基盤14と中間部材などを介して固定起立され、前記円筒管5内に挿通される内層体6は、先端の円錐状部15を凹状型円錐状受体16に係入させ、かつ中心に挿通させた固定棒17を、基盤14内に挿通させてナットなどの止環18で固定して組立てることができる。
Further, in the above configuration, the cylindrical tube 5 of the laminar
なお、19は前記拡散板機構10を支持する支持杆、20はその蝶ねじ、21は基盤14を支持する止杆であって、移動可能な自在滑車を付設することもできる。
The support rod for supporting the
叙上の構成に基づいて、作用を説明する。 The operation will be described based on the above configuration.
気泡を混入する含泡液体は、含泡液体供給機構2を経て、供給管1に供給されて、層流形成管体4へ導入される。含泡液体は直ちに含泡液体滞溜部3に入り、外周の間隔gに相当する管状層流路機構7に導入され、層流作用を受け、液体内の気泡は互いに隣り合う気泡同士が結合し、拡大されて気液分離吐出口8に達し、ここで間隔gがより狭少で絞り効果が働き、含泡液体が圧縮凝集して噴霧吐出される。気体分は液体分より離散し、液体回収貯溜槽11の開口部12より大気開放される。液体分は、弧状突出部9によって外方外周に向かって導出され、脱気された状態で傘状の拡散板機構10に沿って流下し、液体回収貯溜槽11内に流下し貯溜され、一定量貯溜後、排出口13より脱気状態の液体を得ることができる。
The bubble-containing liquid mixed with bubbles is supplied to the
つぎに、図3及び図4の実施例について説明する。 Next, the embodiment of FIGS. 3 and 4 will be described.
この実施例は間隙gが2層構成としたもので、内層体6を中心として外周に二重の内径を異にした円筒管5a,5bを配設したもので、之等の内筒管5a,5bの端縁には略同径同大の傘状の拡散板機構10a,10bを設けるものである。
This embodiment is intended gap g has a two-layer structure, in which is disposed a
そして、層流形成管体4Aの外周部分に二重の間隙g1,g2を設けた管状層流路機構7a,7bを形成し、多量の含泡液体に適応した脱泡処理を短時間に能率よく行わせることができる。その他の機構構成は、前記実施例と同一であるので、同一符号を施し説明の詳細を省く。ここで、二重の間隙g1,g2の大きさは同一でも異なっても良く、何等限定されない。
Then, the outer peripheral portion in a double gap g 1, g 2 a provided tubular layer
なお、上記実施例において、層流形成管体4,4Aの長さは長尺であることが好ましく、その長さは何等特定されず、また、同層流形成管体4,4Aの断面形状も円形,楕円形は勿論のこと、三角形,四角形などの多角形状について実施できる。
In the above-described embodiment , the length of the laminar
そして、傘状の拡散板機構10,10a,10bの外周端より流出する脱泡された回収液体は流下状態で液体回収貯溜槽11内に供給されるものであるが、滴下の場合を避けるため、液体の流下を助ける吊下板(図示せず)を付設して気泡を発生する虞れのある滴下状況の形成を防止することもできる。
The defoamed recovered liquid flowing out from the outer peripheral ends of the umbrella-shaped
さらに、支持杆19に代えて、支持杆19aを液体回収貯溜槽11に上端を固着して保持している。
Further, instead of the
また、三重以上の層流を形成する場合も同様の構成で実施できる。 Moreover, it can implement by the same structure also when forming a laminar flow more than triple.
1 供給管
2 含泡液体供給機構
3 含泡液体滞溜部
4,4A 層流形成管体
5,5a,5b 円筒管
6 内層体
7,7a,7b 管状層流路機構
8 気液分離吐出口
9 弧状突出部
10,10a,10b 拡散板機構
11 液体回収貯溜槽
12 開口部
13 排出口
14 基盤
15 円錐状部
16 凹状型円錐状受体
17 固定棒
18 止環
19,19a 支持杆
20 蝶ねじ
21 止杆
g,g1,g2 間隙
DESCRIPTION OF
Claims (8)
加圧供給される含泡液体を導入する筒体の層流形成管体と、該層流形成管体は、外筒を形成できる円筒管と、この円筒管の中央に形成される内層体を備え、一以上の間隙を介して形成されて内部に配設される環管状の含泡液体の管状層流路機構と、
該管状層流路機構の吐出側に含泡液体を絞る、狭少にした気液分離吐出口機構と、
前記機構で吐出された気泡を排気分離した液体分を流下させる拡散板機構と、
脱気液体を静止回収貯溜する液体回収貯溜槽機構と、
を備えることを特徴とする含泡液体の脱気装置。 A foam-containing liquid pressurizing and supplying mechanism for supplying foam-containing liquid under pressure;
A cylindrical laminar flow forming tube for introducing a bubble-containing liquid to be supplied under pressure, the laminar flow forming tube includes a cylindrical tube capable of forming an outer cylinder, and an inner layer formed at the center of the cylindrical tube. A tubular layer flow path mechanism of an annular tubular foam-containing liquid formed through one or more gaps and disposed therein;
A narrow gas-liquid separation outlet mechanism that squeezes the foam-containing liquid to the discharge side of the tubular layer flow path mechanism;
A diffusion plate mechanism for flowing down a liquid component obtained by exhausting and separating bubbles discharged by the mechanism;
A liquid recovery and storage tank mechanism for stationary recovery and storage of degassed liquid;
A degassing device for a foam-containing liquid, comprising:
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