JP5962708B2 - 脱泡槽 - Google Patents

Description

本発明は、プロセス用濁度計等の前処理に用いる脱泡槽に係り、特に、低濁度の測定水を対象とした高感度濁度計に適した脱泡槽に関する。

水の濁り具合を表わす指標である濁度を測定する濁度計では、水中の気泡が測定に影響を与えるため、計器の前段に脱泡槽を設置することが多い。脱泡槽の方式としては、大気開放型、加圧型、旋回流型等が実用化されている。

大気開放型の脱泡槽は、水中の気泡が大気圧下で自然に上昇して液面に達することを利用するもので、脱泡槽内に測定水を滞留させて気液を分離する。槽が大きいほど、測定水の滞留時間が長くなり、脱泡効果も高くなる。

加圧型の脱泡槽は、脱泡槽から濁度計の出口までを加圧状態にすることにより、微細気泡を測定水に溶け込ませ、濁度計中で気泡として現われないようにするものである。加圧型の脱泡槽は、大気開放型の脱泡槽では取り除けない微細気泡を取り除けるため、低濁度の測定水を対象とした高感度濁度計に適している。

旋回流型の脱泡槽は、図１１に示すように、大気圧下で脱泡槽４０１の円周方向に向けて測定水を流入させることで旋回流を発生させる。旋回流が発生すると、旋回流中心の圧力が降下するため、測定液中に溶け込んでいる微小な気泡も、分離し易くなり、大気開放の条件下においても微小な気泡まで除去することができる

特開２００６−２３９６５８号公報

従来の旋回流型の脱泡槽は、一般的な濁度の測定水については、測定に影響を与えるような気泡を効果的に除去することができる。しかしながら、上水等の低濁度の水を測定する高感度濁度計では、より微細な気泡も測定に影響を与えるため、微細な気泡も十分取り除く必要があるところ、従来の旋回流型の脱泡槽では、流速と気泡の大きさとの兼ね合いで、微細な気泡の浮力よりも流れ方向の力が大きくなり、一部の微細気泡が取り除かれきれずに濁度計に流出してしまう場合がある。

脱泡槽を大型にしたり、流速を最適化することで微細気泡の除去を図ることも可能であるが、設置スペースが増大したり、測定数の流入制御が複雑化したりする。このため、従来の旋回流型の脱泡槽は、簡便性という観点からは高感度濁度計の前段には必ずしも適したものではない。

加圧型の脱泡槽を用いることで、高感度濁度計の測定に影響を与えるような微細な気泡も取り除くことができるが、脱泡槽から濁度計に至るまで耐圧構造が求められるため、装置が大がかりとなり、コストも上昇する。

そこで、本発明は、高感度濁度計の前段に適した脱泡槽を簡易な構成で実現することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の脱泡槽は、測定水中の気泡を取り除く脱泡槽であって、漏斗部と、前記漏斗部の上部に測定水を導く円状の旋回流路と、前記漏斗部から流出する測定水を水平方向の第１方向に導く管部とを備えた旋回流発生部と、前記漏斗部と管部とを収容し、前記第１方向と反対側の第２方向が低くなるように傾斜した底と前記第２方向側に形成された第１流出口とを備えた第１脱泡槽と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記第１脱泡槽を収容し、前記第１方向が低くなるように傾斜した底と前記第１方向に形成された第２流出口とを備えた第２脱泡槽をさらに備えてもよい。
また、前記漏斗部および前記旋回流路を覆う蓋部をさらに備えてもよい。
また、前記管部の内部を通る棒をさらに備えてもよい。
また、前記管部は、下部先端が前記第１方向に向いて斜め形状となっていてもよい。

本発明によれば、高感度濁度計の前段に適した脱泡槽を簡易な構成で実現することができる。

本実施形態に係る脱泡槽の構成を示す図である。 旋回流発生部を示す図である。 第１脱泡槽を示す図である。 第２脱泡槽を示す図である。 蓋部を示す図である。 旋回流発生部、第１脱泡槽、第２脱泡槽、蓋部の組み合わせを説明する図である。 旋回流発生部、第１脱泡槽、第２脱泡槽、蓋部の組み合わせた状態を示す図である。 脱泡槽の断面図である。 脱泡槽における測定水の流れを説明する図である。 脱泡槽の別例を示す図である。 従来の旋回流型の脱泡槽を説明する図である。

本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は、本実施形態に係る脱泡槽１００の構成を示す図である。本実施形態の脱泡槽１００は、特に、低濁度の測定水を対象とした高感度濁度計の前段に適しているが、他の濁度計の前段に用いることもできる。また、濁度計に限られず、色度計、水質モニタ、ｐＨ計、導電率計、残留塩素系等の測定のために気泡を除去する必要がある測定器の前段に用いることができる。

本図に示すように、本実施形態の脱泡槽１００は、配管接続口１１１を有する旋回流発生部１１０、第１脱泡槽１２０、流出口１３１を有する第２脱泡槽１３０、蓋部１４０を備えて構成される。具体的には、バケツ状の第２脱泡槽１３０の内側に第１脱泡槽１２０を組み込み、さらに第１脱泡槽１２０に旋回流発生部１１０を組み込んで、上部を蓋部１４０で覆った構造となっている。なお、便宜的に本図に示す矢印の方向で正面、左側面、上面を定めるものとする。

図２は、旋回流発生部１１０を示す図であり、図２（ａ）は上面斜視図、図２（ｂ）は正面図である。旋回流発生部１１０は、測定水を円状に流す旋回流路１１２と漏斗部１１３と管部１１４とが連結した形状をしている。旋回流路１１２は、漏斗部１１３の上部外周に位置し、管部１１４は、漏斗部１１３の出口から下方に繋がっている。

測定水は、旋回流路１１２の先端に位置する配管接続口１１１から流入し、旋回流となって漏斗部１１３の上部に導かれる。旋回流となった測定水は、漏斗部１１３で渦を巻きながら下方に流れ、この際に、気泡が旋回流の中心に集まって、微細気泡は凝集して大きな気泡となる。そして、大部分の気泡は液面に上昇して大気に抜け、残りの微細な気泡は流れに乗って漏斗部１１３の先に繋がる管部１１４に流入する。

管部１１４は、管部１１４から出る測定水の流れに方向性を与えるため、斜めに切り取られた形状となっている。旋回流路１１２は、配管接続口１１１から漏斗部１１３に向けて低くなるように傾斜を形成してもよい。

旋回流路１１２の先端領域には、流路の壁部分よりも低い堰１１５が形成されており、漏斗部１１３への流入量過多を防ぐオーバーフロー機構となっている。また、旋回流路１１２と漏斗部１１３との境界部分には、第１脱泡槽１２０と組み合わせるときの位置決めとなる突起部１１６が形成されている。

図３は、第１脱泡槽１２０を示す図であり、図３（ａ）は上面斜視図、図３（ｂ）は右側面図、図３（ｃ）は正面図である。第１脱泡槽１２０は、底が傾いたバケツ状となっており、底の傾斜の先に中間流出口１２１が形成されている。中間流出口１２１は、管部１１４の切れ込み側と反対側に位置するようになっている。本実施例では、底の傾斜は右側が低くなるように形成され、中間流出口１２１は右側面に形成されている。第１脱泡槽１２０の底は、旋回流路１１２を組み合わせたときに管部１１４の先端部が触れる程度か多少の隙間ができる程度の深さとする。

第１脱泡槽１２０の上部は、旋回流発生部１１０を載せるとともに、第２脱泡槽１３０に置かれるための鍔部１２２が形成されている。鍔部１２２には、旋回流発生部１１０の突起部１１６を嵌め込むための凹部１２３と、第２脱泡槽１３０と組み合わせるときの位置決めとなる突起部１２４が形成されている。図示していないが、第１脱泡槽１２０の上部にはオーバーフロー機構を備えることが望ましい。

図４は、第２脱泡槽１３０を示す図であり、図４（ａ）は上面斜視図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は左側面図、図４（ｄ）は正面から見た断面図である。第２脱泡槽１３０は、バケツ状となっており、図４（ｄ）に示すように底が斜めに取り付けられている。底の傾斜の先には流出口１３１が形成されている。流出口１３１は、中間流出口１２１の反対側に位置するようになっている。本実施例では、底の傾斜は左側が低くなるように形成され、流出口１３１は左側面に形成されている。流出口１３１の先には、濁度計等を接続する。

第２脱泡槽１３０の上部には、第１脱泡槽１２０の突起部１２４を嵌め込むための凹部１３２が形成されている。第２脱泡槽１３０の深さは、第１脱泡槽１２０を組み合わせたときに、第１脱泡槽１２０の底と第２脱泡槽１３０の底との間に多少の隙間ができる程度とする。図示していないが、第２脱泡槽１３０の上部にはオーバーフロー機構を備えることが望ましい。

図５は、蓋部１４０を示す図である。蓋部１４０は、測定水へのゴミの混入を防ぐために旋回流発生部１１０全体を覆う形状となっている。

旋回流発生部１１０、第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０、蓋部１４０の各部は、例えば、樹脂、金属等を用いて構成することができ、光を透過しない色の材料を使うことにより藻の発生を防ぐことができる。

図６は、旋回流発生部１１０、第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０、蓋部１４０の組み合わせを説明する図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は右側面図である。本図に示すように、突起部１２４と凹部１３２とを合わせるようにして第２脱泡槽１３０の内側に第１脱泡槽１２０を組み込み、さらに突起部１１６と凹部１２３とを合わせるようにして第１脱泡槽１２０に旋回流発生部１１０を組み込む。そして、上部に蓋部１４０を被せるようにする。

図７は、旋回流発生部１１０、第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０、蓋部１４０を組み合わせた状態を示す図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は右側面図である。本実施形態の脱泡槽１００は、旋回流発生部１１０、第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０、蓋部１４０を重ねて組み立てる構造のため、メンテナンスの際には容易に取り外して個別に洗浄が可能である。また、第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０の底は斜めになっているため、よどみが少なく、槽内に汚れが溜まりにくい構造となっている。

図８は、脱泡槽１００の断面図である。本図に示すように、旋回流発生部１１０の漏斗部１１３と管部１１４とが第１脱泡槽１２０に収容され、第１脱泡槽１２０が第２脱泡槽１３０に収容される形になる。

本図の例では、旋回流発生部１１０の管部１１４内に気泡抜きの補助機構として棒１６０を配置している。棒１６０は、旋回流で渦の中心に集まった気泡が上方に抜けやすくなるように作用する。棒１６０は、例えば、第１脱泡槽１２０の底から立てるようにする。棒１６０の長さ、形状、大きさ、表面加工等は適宜調整することができる。なお、棒１６０は補助的な機構であり、必須ではない。

図９は、脱泡槽１００における測定水の流れを説明する図である。図９（ａ）は漏斗部１１３における旋回流を横方向から示し、図９（ｂ）は第１脱泡槽１２０、第２脱泡槽１３０における測定水の流れを上方向から示している。

図９（ａ）に示すように、配管接続口１１１から流入した測定水は、旋回流路１１２に沿って流れ、旋回流となって、漏斗部１１３で渦を巻きながら下方に流れる。この際に、気泡が旋回流の中心に集まって、微細気泡は凝集して大きな気泡となる。上述のように、大部分の気泡は液面に上昇して大気に抜け、残りの微細な気泡は測定水とともに管部１１４を通って第１脱泡槽１２０の底付近でａ方向に流出する。

図９（ｂ）に示すように、管部１１４からａ方向に流出した測定水は、第１脱泡槽１２０に中心部分から流れ込み、速度を落とし、底の傾斜に沿ってｂ方向、ｃ方向に流れていく。この間に、気泡は測定水の上方に浮上していく。気泡は、液面から大気に抜け、測定水は、第１脱泡槽１２０の中間流出口１２１からｄ方向に流出する。

中間流出口１２１からｄ方向に流出した測定水は、第２脱泡槽１３０に流れ込み、底の傾斜に沿ってｅ方向、ｆ方向に流れていく。その間に、第１脱泡槽１２０で取り切れなかった気泡が測定水の上方に浮上し、液面から大気に抜けることで脱気が進む。この結果、流出口１３１からｇ方向に流出する測定液からは微細な気泡も取り除かれていることになる。

このように、本実施形態の脱泡槽１００は、簡易な構造ながら、旋回流による微細気泡凝集効果と、２段階の大気開放型脱泡とを組み合わせることにより、加圧することなく微細気泡を取り除くことができる。脱泡槽１００の各部材は、容易に取り外し可能で、個別に洗浄することができるため、メンテナンス性に優れている。また、漏斗部１１３を設けていることにより、配管接続口１１１からの流入速度が低くても安定した旋回流を生成することができる。このとき、旋回流の動力源も不要である。

なお、大気開放型脱泡は、２段階に限られず、１段階あるいは３段階以上としてもよい。図１０は、本実施形態の別例を示す図であり、旋回流型脱泡に加え、４段階の大気開放型脱泡を行なう脱泡槽２００の断面図である。

本図の例では、旋回流発生部１１０の旋回流路１１２を２周としている。これにより、流れの方向性をより強くするとともに、初期に大きな気泡を取り除く大気脱泡効果を付与している。

そして、第１脱泡槽１２０の外側に第２脱泡槽１３０を配置し、さらに外側に第３脱泡槽１７０を配置し、さらに外側に第４脱泡槽１８０を配置している。各脱泡槽の底の傾き方向および流出口は、隣接する脱泡槽で互い違いになるように１８０度反対側に形成する。また、気泡抜きの補助機構である棒１４１を蓋部１４０に取り付けている。

１００…脱泡槽、１１０…旋回流発生部、１１１…配管接続口、１１２…旋回流路、１１３…漏斗部、１１４…管部、１１５…堰、１１６…突起部、１２０…第１脱泡槽、１２１…中間流出口、１２２…鍔部、１２３…凹部、１２４…突起部、１３０…第２脱泡槽、１３１…流出口、１３２…凹部、１４０…蓋部、１４１…棒、１６０…棒、１７０…第３脱泡槽、１８０…第４脱泡槽、２００…脱泡槽

Claims (5)

1. 測定水中の気泡を取り除く脱泡槽であって、
   漏斗部と、前記漏斗部の上部に測定水を導く円状の旋回流路と、前記漏斗部から流出する測定水を水平方向の第１方向に導く管部とを備えた旋回流発生部と、
   前記漏斗部と管部とを収容し、前記第１方向と反対側の第２方向が低くなるように傾斜した底と前記第２方向側に形成された第１流出口とを備えた第１脱泡槽と、
   を備えたことを特徴とする脱泡槽。
2. 前記第１脱泡槽を収容し、前記第１方向が低くなるように傾斜した底と前記第１方向に形成された第２流出口とを備えた第２脱泡槽をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の脱泡槽。
3. 前記漏斗部および前記旋回流路を覆う蓋部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の脱泡槽。
4. 前記管部の内部を通る棒をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱泡槽。
5. 前記管部は、下部先端が前記第１方向に向いて斜め形状となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱泡槽。