JP6644364B1 - 流体吸引装置及び流体吸引方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】気体、液体、気液混合物を効果的に吸引するための、構造が簡単で保守・管理が容易という特徴を持つ、流体吸引装置を提供する。【解決手段】液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を吸引しようとする流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転することにより、容器内にある液体の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという現象を連続的に行わせるために、複数の容器、ポンプ、切換え弁、逆止弁及びこれらを接続する配管と制御装置を備えることを特徴とする、流体吸引装置。【選択図】図３
Description
本発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置に係わり、（１）基本原理は、液体が入っている真空状態でも変形しない容器の上部に接続された配管の先端を気体、液体、気液混合物などの流体に接続（挿入）し、液体が入っている容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転することにより、容器内の液体がポンプに吸引されて液面が低下することにより発生する負圧によって流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるというもので、（２）ポンプ以外に摺動部が無いため構造が簡単で保守・管理が容易かつ長寿命という特徴を持っている。（３）また、これに複数のレベルセンサー付容器、切替え弁、逆止弁、ポンプ及び制御装置を加えることにより、連続して流体を吸引することが出来るようになる。（４）さらに、密閉された容器にこの装置を接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができるという特性を有する装置の提供に関する。
流体を吸引する場合、装置内に負圧を発生させて圧力差により吸引する方法が多く用いられ、通常これをポンプと呼んでいる。ポンプはその原理と構造により、ターボ型ポンプと容積式ポンプに大別される。ターボ型ポンプは羽根車をケーシング内で回転させるもので、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどがある。容積式ポンプには、ピストンポンプ、プランジャポンプなどの往復ポンプと、歯車ポンプ、ベーンポンプ、ねじポンプなどがある。これに対し、真空ポンプと呼ばれるポンプは真空状態（ある空間における気圧の大きさが大気圧よりも低くなっている状態）を作り出すことが出来るため、液体、気体、気液混合物などの流体を吸引することが可能となる。真空ポンプは、油回転真空ポンプ、ルーツ型及びスクリュー式ドライ真空ポンプなどがある。
これらの方法のうち、例えば、特許文献１、２に記載されているように、油回転式真空ポンプなどの真空発生装置を用いて液体、気体、既遂混合物などの流体を吸引する方法があるが、吸引した流体を貯液槽などに留めて処理をした後に、再び真空状態を造りだして流体を吸引するという操作を繰り返すため、連続した吸引ができない。また、文献１においては、真空発生装置に吸引する流体はストレーナーを経た空気のみとなっている。
これに加えて、特許文献３に示されているように、代表的な真空発生装置である油回転式真空ポンプは、作動油の取扱いが複雑であるため、その管理に注意を要する。
ターボ型ポンプは連続的に液体を吸引してそれを目的の場所まで移送することができるが、吸引力が比較的低く、負荷によって流量が変化する。容積式ポンプはケーシングとピストン・プランジャ・歯車・ベーン・ねじとの摺動面の経年劣化（摩耗等による隙間の増大等）に注意を要する。また、ポンプは、通常、最初の運転に際し「呼び水」と呼ばれるシール作用をする液体が必要であり、吸引する液体中に気体が混合した場合、その能力が著しく低下するという特性を持つ。これに対し、真空ポンプは容易に真空状態を作り出すことが出来るが、構造が複雑で保守・管理に特殊な技術を要する。
さらに、吸引しようとする流体の状態は、温度、粘度、形態（気体、液体、気液混合体など）、混合物の有無など様々な状態が考えられるが、背景技術において記載した一般的なポンプや先行技術文献で示した技術では、これら全てに対応することは困難である。
さらに、吸引しようとする流体の状態は、温度、粘度、形態（気体、液体、気液混合体など）、混合物の有無など様々な状態が考えられるが、背景技術において記載した一般的なポンプや先行技術文献で示した技術では、これら全てに対応することは困難である。
そこで本発明は、「大気圧よりも低い圧力を発生させる（真空状態を作り出す）ことにより、流体を吸引する」というポンプの基本原理を、液体が入っている容器の上部に接続された配管の先端を吸引しようとする気体、液体、気液混合物などの流体に接続（挿入）し、液体が入っている容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転し、液体が入っている容器の液面を低下させることにより発生する負圧により流体が容器内に吸引されるという構造と機能を持つ装置で実用化させたもので、この装置を構成するポンプが常に液体で満たされている（呼び水を必要としない）ため、流体の状態（温度、粘度、形態、混合物の有無）に適したポンプが選定（使用）できるとともに、吸引ポンプ以外の摺動部が無いため構造が簡単で保守点検が容易かつ長寿命という特徴を持っている。また、これに複数の容器、切替え弁、逆止弁、レベルセンサー及び制御装置を加えることにより、連続して流体を吸引・吐出することが出来るようになる。さらに、吸引しようとする流体の温度、粘度、形態（気体、液体、気液混合体など）、混合物の有無など様々な状態に影響を受けることなく安定した吸引ができる。これに加えて、密閉された容器にこの装置を接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができるような構造と機能を有する装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を吸引しようとする流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器内にある液体の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を吸引しようとする流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器内にある液体の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、液体が入ったレベルセンサー付の複数の容器、切替え弁、逆止弁、ポンプ及びこれらを接続する配管と、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える制御装置を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、液体が入ったレベルセンサー付の複数の容器、切替え弁、逆止弁、ポンプ及びこれらを接続する配管と、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える制御装置を有することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、吸引する液体（気液混合物を含む）と液体が入っている各レベルセンサー付容器の上部を連結する配管の途中に設置された逆流防止機能付流路切替え弁、この切替え弁と各容器を連結する配管から分岐した圧力調整機能付逆止弁、各容器の底部とポンプを連結する配管の途中に設置された逆流防止機能付流路切替え弁を備え、各容器の液面が各容器に設置されたレベルセンサーの設定位置まで下降したときに発せられる信号により各切替え弁の流路を切替えるための制御装置を装備することを特徴とする。
具体的には、まず、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ａ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＡ−２）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＡ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）を備えることを特徴とする。
次に、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ｂ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸入口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＢ−２）の途中に設置された切り替弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＢ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）を備えることを特徴とする。
さらに、吸引した流体（気液混合物を含む）を装置内から外部に排出させるために、逆止弁（ＮＲＶ−１）の流出側に設置された配管（ＬＢ−４）と逆止弁（ＮＲＶ−２）の流出側に設置された配管（ＬＡ−４）及びこの2つの配管（ＬＢ−４とＬＡ−４）が合流して装置の外部に通じる配管（ＤＬ）を備えるとともに、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える機能を持つ制御装置を備えることを特徴とする。
具体的には、まず、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ａ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＡ−２）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＡ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）を備えることを特徴とする。
次に、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ｂ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸入口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＢ−２）の途中に設置された切り替弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＢ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）を備えることを特徴とする。
さらに、吸引した流体（気液混合物を含む）を装置内から外部に排出させるために、逆止弁（ＮＲＶ−１）の流出側に設置された配管（ＬＢ−４）と逆止弁（ＮＲＶ−２）の流出側に設置された配管（ＬＡ−４）及びこの2つの配管（ＬＢ−４とＬＡ−４）が合流して装置の外部に通じる配管（ＤＬ）を備えるとともに、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える機能を持つ制御装置を備えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、請求項１に記載された負圧による吸引作用を連続して行わせるために、吸引する液体（気液混合物を含む）と液体が入っている各レベルセンサー付容器の上部を連結する配管の途中に設置された逆流防止機能付切替え弁、この切替え弁と各容器を連結する配管から分岐した圧力調整機能付逆止弁、各容器の底部とポンプを連結する配管の途中に設置された逆流防止機能付切替え弁を備え、各容器の液面が各容器に設置されたレベルセンサーの設定位置まで下降したときに発せられる信号により各切替え弁の流路を切替えるための制御装置を装備することを特徴とする。
具体的には、まず、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ａ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＡ−２）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＡ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）を備えることを特徴とする。
次に、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ｂ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸入口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＢ−２）の途中に設置された切り替弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＢ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）を備えることを特徴とする。
さらに、吸引した流体（気液混合物を含む）を装置内から外部に排出させるために、逆止弁（ＮＲＶ−１）の流出側に設置された配管（ＬＢ−４）と逆止弁（ＮＲＶ−２）の流出側に設置された配管（ＬＡ−４）及びこの2つの配管（ＬＢ−４とＬＡ−４）が合流して装置の外部に通じる配管（ＤＬ）を備えるとともに、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える機能を持つ制御装置を備えることを特徴とする。
具体的には、まず、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ａ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＡ−２）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＡ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）を備えることを特徴とする。
次に、真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器（ＣＴＮ−Ｂ）とこの容器に接続されたポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引するために、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸入口から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＳＬ）と、切替え弁（ＳＷＶ−１）から容器（ＣＴＮ−Ｂ）に至る配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）と、容器（ＣＴＮ−Ｂ）からポンプ（ＰＵＭＰ）に至る配管（ＬＢ−２）の途中に設置された切り替弁（ＳＷＶ−２）と、ポンプ（ＰＵＭＰ）から容器（ＣＴＮ−Ａ）に至る配管（ＬＢ−３）の途中に設置された切替え弁（ＳＷＶ−３）と、容器（ＣＴＮ−Ａ）から切替え弁（ＳＷＶ−１）に至る配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）を備えることを特徴とする。
さらに、吸引した流体（気液混合物を含む）を装置内から外部に排出させるために、逆止弁（ＮＲＶ−１）の流出側に設置された配管（ＬＢ−４）と逆止弁（ＮＲＶ−２）の流出側に設置された配管（ＬＡ−４）及びこの2つの配管（ＬＢ−４とＬＡ−４）が合流して装置の外部に通じる配管（ＤＬ）を備えるとともに、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える機能を持つ制御装置を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を密閉された容器に接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を密閉された容器に接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を減圧蒸留装置の一部として使用するために、複数の容器に減圧蒸留された液体を入れて容器を冷却しながら運転することにより、この装置に真空ポンプと凝縮器という２つの役割を持たせることができることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を減圧蒸留装置の一部として使用するために、複数の容器に減圧蒸留された液体を入れて容器を冷却しながら運転することにより、この装置に真空ポンプと凝縮器という２つの役割を持たせることができることを特徴とする。
本発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置で、基本原理は、液体が入っている容器の上部に接続された配管の先端を流体に接続（挿入）し、液体が入っている容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転すると、液体が入っている容器の液面が低下することにより容器内が負圧となるため流体が容器内に吸引されるという吸引ポンプの原理を実用化したものである。この負圧による吸引作用を連続して行わせるために、液体が入った複数の容器とポンプ、切替え弁と逆止弁及びこれらを接続する配管のみによって構成することにより、構造が簡単で保守・整備が容易という特徴を有する。また、ポンプ以外に摺動部が無いため構造が簡単で保守点検が容易かつ長寿命という特徴を有する。さらに、密閉された容器にこの装置を接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができるという特性を有する装置を提供することができる。
以下に、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る基本原理を示した概念図である。
液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引される。
図１は、本発明の実施の形態に係る基本原理を示した概念図である。
液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引される。
図２は、本発明の実施の形態に係る流体（気液混合物を含む）を連続して吸引するための装置の工程の一例を示したフローチャートである。
Ｓ１において、液体が入っている真空状態でも変形しない容器Ａの上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引される。
Ｓ２において、容器内に吸引された流体は容器の下部に接続された配管を経て吸引ポンプの入口に至り、そのポンプの出口から配管を経て真空状態でも変形しない容器Ｂに注入される。
Ｓ３において、容器Ｂに注入された流体は、その容器の上部に設置された逆止弁を経て容器Ｂの外に排出される。
Ｓ４において、吸引ポンプにより吸引された流体中に気体を含む（気体または気液混合物であった）場合、容器Ａの液面レベルが低下する。
Ｓ５において、下部に設置されたレベルセンサーがこれを検知して、制御装置により装置に設置された全ての切替え弁を逆方向に切替える。
Ｓ６において、装置に設置された切替え弁が逆方向になったことにより、流体は容器Ｂ内に吸引され、ポンプ、容器Ａ、逆止弁を経て装置の外に排出される。
Ｓ７において、容器Ｂの液面レベルが容器の下部に設置されたレベルセンサーの位置まで低下すると、制御装置により装置に設置された全ての切替え弁が逆方向に切り替わる。
Ｓ８において、これらの動作を交互に行わせることにより、装置は流体を連続的に吸引するとともに、それを装置外に排出することができる。
Ｓ１において、液体が入っている真空状態でも変形しない容器Ａの上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続してポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引される。
Ｓ２において、容器内に吸引された流体は容器の下部に接続された配管を経て吸引ポンプの入口に至り、そのポンプの出口から配管を経て真空状態でも変形しない容器Ｂに注入される。
Ｓ３において、容器Ｂに注入された流体は、その容器の上部に設置された逆止弁を経て容器Ｂの外に排出される。
Ｓ４において、吸引ポンプにより吸引された流体中に気体を含む（気体または気液混合物であった）場合、容器Ａの液面レベルが低下する。
Ｓ５において、下部に設置されたレベルセンサーがこれを検知して、制御装置により装置に設置された全ての切替え弁を逆方向に切替える。
Ｓ６において、装置に設置された切替え弁が逆方向になったことにより、流体は容器Ｂ内に吸引され、ポンプ、容器Ａ、逆止弁を経て装置の外に排出される。
Ｓ７において、容器Ｂの液面レベルが容器の下部に設置されたレベルセンサーの位置まで低下すると、制御装置により装置に設置された全ての切替え弁が逆方向に切り替わる。
Ｓ８において、これらの動作を交互に行わせることにより、装置は流体を連続的に吸引するとともに、それを装置外に排出することができる。
図３は、本発明の実施の形態に係る流体（気液混合物を含む）を連続して吸引するための装置の一例を示したブロック線図である。
まず、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器Ａとポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引する方法について説明する。切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＳＬ）から配管（ＬＡ−１）の方向に切替えられている。切替え弁（ＳＷＶ−２）は配管（ＬＡ−２）からポンプ（ＰＵＭＰ）の方向に切替えられている。切替え弁（ＳＷＶ−３）はポンプ（ＰＵＭＰ）から配管（ＬＡ−３）の方向に切替えられている。
この状態でポンプを運転することにより容器Ａの液面が低下し、配管（ＳＬ）及び配管（ＬＡ−１）の内部は負圧となるため、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から吸入された流体は切替え弁（ＳＷＶ−１）、配管（ＬＡ−１）を経て容器Ａに至る。この時、配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）は、配管（ＬＡ−１）が負圧になっているため閉じられた状態となっており、吸引された流体は全て容器Ａに流入する。
容器Ａに入っていた液体及び容器Ａに流入した液体は、配管（ＬＡ−２）、切替え弁（ＳＷＶ−２）を経てポンプ（ＰＵＭＰ）に流入された後、切替え弁（ＳＷＶ−３）、配管（ＬＡ−３）を経て容器Ｂに至る。
ポンプ（ＰＵＭＰ）から吐出された液体が流入することにより容器Ｂの液面は上昇して上部に設置された配管（ＬＢ−１）に達するが、この配管（ＬＢ−１）に接続された切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＬＢ−１）に対しては閉じた状態になっている。これに対し、配管（ＬＢ−１）に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）は配管（ＬＢ−１）に対しては開いた状態となるため、容器Ｂから流出して液体は逆止弁（ＮＲＶ−２）、配管（ＬＡ−４）、配管（ＤＬ）を経て装置外に排出される。
この状態でポンプを運転することにより容器Ａの液面が低下し、配管（ＳＬ）及び配管（ＬＡ−１）の内部は負圧となるため、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から吸入された流体は切替え弁（ＳＷＶ−１）、配管（ＬＡ−１）を経て容器Ａに至る。この時、配管（ＬＡ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）は、配管（ＬＡ−１）が負圧になっているため閉じられた状態となっており、吸引された流体は全て容器Ａに流入する。
容器Ａに入っていた液体及び容器Ａに流入した液体は、配管（ＬＡ−２）、切替え弁（ＳＷＶ−２）を経てポンプ（ＰＵＭＰ）に流入された後、切替え弁（ＳＷＶ−３）、配管（ＬＡ−３）を経て容器Ｂに至る。
ポンプ（ＰＵＭＰ）から吐出された液体が流入することにより容器Ｂの液面は上昇して上部に設置された配管（ＬＢ−１）に達するが、この配管（ＬＢ−１）に接続された切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＬＢ−１）に対しては閉じた状態になっている。これに対し、配管（ＬＢ−１）に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）は配管（ＬＢ−１）に対しては開いた状態となるため、容器Ｂから流出して液体は逆止弁（ＮＲＶ−２）、配管（ＬＡ−４）、配管（ＤＬ）を経て装置外に排出される。
次に、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器Ｂとポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）を吸引する方法について説明する。切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＳＬ）から配管（ＬＢ−１）の方向に切替えられている。切替え弁（ＳＷＶ−２）は配管（ＬＢ−２）からポンプ（ＰＵＭＰ）の方向に切替えられている。切替え弁（ＳＷＶ−３）はポンプ（ＰＵＭＰ）から配管（ＬＢ−３）の方向に切替えられている。
この状態でポンプを運転することにより容器Ｂの液面が低下し、配管（ＳＬ）及び配管（ＬＢ−１）の内部は負圧となるため、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から吸入された流体は切替え弁（ＳＷＶ−１）、配管（ＬＢ−１）を経て容器Ｂに至る。この時、配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）は、配管（ＬＢ−１）が負圧になっているため閉じられた状態となっており、吸引された流体は全て容器Ｂに流入する。
容器Ｂに入っていた液体及び容器Ｂに流入した液体は、配管（ＬＢ−２）、切替え弁（ＳＷＶ−２）を経てポンプ（ＰＵＭＰ）に流入された後、切替え弁（ＳＷＶ−３）、配管（ＬＢ−３）を経て容器Ａに至る。
ポンプ（ＰＵＭＰ）から吐出された液体が流入することにより容器Ａの液面は上昇して上部に設置された配管（ＬＡ−１）に達するが、この配管（ＬＡ−１）に接続された切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＬＡ−１）に対しては閉じた状態になっている。これに対し、配管（ＬＡ−１）に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）は配管（ＬＡ−１）に対しては開いた状態となるため、容器Ａから流出して液体は逆止弁（ＮＲＶ−１）、配管（ＬＢ−５）、配管（ＤＬ）を経て装置外に排出される。
この状態でポンプを運転することにより容器Ｂの液面が低下し、配管（ＳＬ）及び配管（ＬＢ−１）の内部は負圧となるため、流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）した吸引口から吸入された流体は切替え弁（ＳＷＶ−１）、配管（ＬＢ−１）を経て容器Ｂに至る。この時、配管（ＬＢ−１）の途中に設置された逆止弁（ＮＲＶ−２）は、配管（ＬＢ−１）が負圧になっているため閉じられた状態となっており、吸引された流体は全て容器Ｂに流入する。
容器Ｂに入っていた液体及び容器Ｂに流入した液体は、配管（ＬＢ−２）、切替え弁（ＳＷＶ−２）を経てポンプ（ＰＵＭＰ）に流入された後、切替え弁（ＳＷＶ−３）、配管（ＬＢ−３）を経て容器Ａに至る。
ポンプ（ＰＵＭＰ）から吐出された液体が流入することにより容器Ａの液面は上昇して上部に設置された配管（ＬＡ−１）に達するが、この配管（ＬＡ−１）に接続された切替え弁（ＳＷＶ−１）は配管（ＬＡ−１）に対しては閉じた状態になっている。これに対し、配管（ＬＡ−１）に設置された逆止弁（ＮＲＶ−１）は配管（ＬＡ−１）に対しては開いた状態となるため、容器Ａから流出して液体は逆止弁（ＮＲＶ−１）、配管（ＬＢ−５）、配管（ＤＬ）を経て装置外に排出される。
この２つの動作を連続して行わせるために、容器Ａと容器Ｂの下部にはレベルセンサーが設置されている。
まず、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器Ａとポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）が容器Ａに吸引される場合について説明する。
容器Ａに吸引された流体（気液混合物を含む）が液体の場合、容器Ａの液面は低下しないため連続して流体を吸引することができる。
容器Ａに吸引された流体（気液混合物を含む）中に気体を含んでいた場合又は吸引された流体が気体の場合、容器Ａの液面は低下し、放置すると気体成分がするポンプ（ＰＵＭＰ）に達してその性能が低下する可能性がある。
これを防止するために、容器Ａの液面が容器Ａの下部に設置されたレベルセンサーの位置に達した場合、装置内の全ての切替え弁の流れ方向を切替えることにより、容器Ａの液面の低下は止まり、逆に上昇し始めることになる。
容器Ａに吸引された流体（気液混合物を含む）が液体の場合、容器Ａの液面は低下しないため連続して流体を吸引することができる。
容器Ａに吸引された流体（気液混合物を含む）中に気体を含んでいた場合又は吸引された流体が気体の場合、容器Ａの液面は低下し、放置すると気体成分がするポンプ（ＰＵＭＰ）に達してその性能が低下する可能性がある。
これを防止するために、容器Ａの液面が容器Ａの下部に設置されたレベルセンサーの位置に達した場合、装置内の全ての切替え弁の流れ方向を切替えることにより、容器Ａの液面の低下は止まり、逆に上昇し始めることになる。
次に、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器Ｂとポンプ（ＰＵＭＰ）を用いて流体（気液混合物を含む）が容器Ｂに吸引される場合について説明する。
容器Ｂに吸引された流体（気液混合物を含む）が液体の場合、容器Ｂの液面は低下しないため連続して流体を吸引することができる。
容器Ｂに吸引された流体（気液混合物を含む）中に気体を含んでいた場合又は吸引された流体が気体の場合、容器Ｂの液面は低下し、放置すると気体成分がするポンプ（ＰＵＭＰ）に達してその性能が低下する可能性がある。
これを防止するために、容器Ｂの液面が容器Ｂの下部に設置されたレベルセンサーの位置に達した場合、装置内の全ての切替え弁の流れ方向を切替えることにより、容器Ｂの液面の低下は止まり、逆に上昇し始めることになる。
容器Ｂに吸引された流体（気液混合物を含む）が液体の場合、容器Ｂの液面は低下しないため連続して流体を吸引することができる。
容器Ｂに吸引された流体（気液混合物を含む）中に気体を含んでいた場合又は吸引された流体が気体の場合、容器Ｂの液面は低下し、放置すると気体成分がするポンプ（ＰＵＭＰ）に達してその性能が低下する可能性がある。
これを防止するために、容器Ｂの液面が容器Ｂの下部に設置されたレベルセンサーの位置に達した場合、装置内の全ての切替え弁の流れ方向を切替えることにより、容器Ｂの液面の低下は止まり、逆に上昇し始めることになる。
これらの動作を交互に行わせることにより、吸引しようとする流体の温度、粘度、形態（気体、液体、気液混合体など）、混合物の有無などの状態に影響を受けることなく連続的に安定した吸引が可能となる。
本発明は、気体、液体、気液混合物などの流体を連続的かつ安定的に吸引する場合に適用可能である。
CTN-A：容器Ａ（レベルセンサー付）
CTN-B：容器Ｂ（レベルセンサー付）
PUMP：ポンプ
CTR ：制御装置
SWV-1：切換え弁―１
SWV-2：切換え弁―２
SWV-3：切換え弁―３
NRV-1：逆止弁−１
NRV-2：逆止弁−２
SL ：吸引配管
DL ：排出配管
LA-1 ：配管Ａ−１
LA-2 ：配管Ａ−２
LA-3 ：配管Ａ−３
LA-4 ：配管Ａ−４
LB-1 ：配管Ｂ−１
LB-2 ：配管Ｂ−２
LB-3 ：配管Ｂ−３
LB-4 ：配管Ｂ−４
CTN-B：容器Ｂ（レベルセンサー付）
PUMP：ポンプ
CTR ：制御装置
SWV-1：切換え弁―１
SWV-2：切換え弁―２
SWV-3：切換え弁―３
NRV-1：逆止弁−１
NRV-2：逆止弁−２
SL ：吸引配管
DL ：排出配管
LA-1 ：配管Ａ−１
LA-2 ：配管Ａ−２
LA-3 ：配管Ａ−３
LA-4 ：配管Ａ−４
LB-1 ：配管Ｂ−１
LB-2 ：配管Ｂ−２
LB-3 ：配管Ｂ−３
LB-4 ：配管Ｂ−４
Claims (10)
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を吸引しようとする流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器内にある液体の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されることを特徴とする、流体吸引装置。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を吸引しようとする流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器内にある液体の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されることを特徴とする、流体吸引方法。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、液体が入ったレベルセンサー付の複数の容器、切替え弁、逆止弁、ポンプ及びこれらを接続する配管と、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える制御装置を有することを特徴とする、流体吸引装置。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、液体が入ったレベルセンサー付の複数の容器、切替え弁、逆止弁、ポンプ及びこれらを接続する配管と、レベルセンサーからの信号により切替え弁の流路を切替える制御装置を有することを特徴とする、流体吸引方法。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、吸引する液体（気液混合物を含む）と液体が入っている各レベルセンサー付容器の上部を連結する配管の途中に逆流防止機能付流路切替え弁を備え、この切替え弁と各容器を連結する配管の途中から分岐した配管に圧力調整機能付逆止弁を備え、各容器の底部とポンプを連結する配管の途中に逆流防止機能付流路切替え弁を備えるとともに、各容器の液面が各容器に設置されたレベルセンサーの設定位置まで下降したときに発せられる信号により各切替え弁の流路を切替えるための制御装置を装備することを特徴とする、流体吸引装置。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を連続して行わせるために、吸引する液体（気液混合物を含む）と液体が入っている各レベルセンサー付容器の上部を連結する配管の途中に設置された逆流防止機能付流路切替え弁を備え、この切替え弁と各容器を連結する配管の途中から分岐した配管に圧力調整機能付逆止弁を備え、各容器の底部とポンプを連結する配管の途中に逆流防止機能付流路切替え弁を備え、各容器の液面が各容器に設置されたレベルセンサーの設定位置まで下降したときに発せられる信号により各切替え弁の流路を切替えるための制御装置を装備することを特徴とする、流体吸引方法。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を密閉された容器に接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができることを特徴とする、請求項１，請求項３又は請求項５に記載された流体吸引装置。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を密閉された容器に接続して運転させることにより、接続された容器内の真空度を上昇させることができることを特徴とする、請求項２，請求項４又は請求項６に記載された流体吸引方法。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する装置であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を減圧蒸留装置の一部として使用するために、複数の容器に減圧蒸留された液体を入れて容器を冷却しながら運転することにより、この装置に真空ポンプと凝縮器という２つの役割を持たせることができることを特徴とする、請求項３又は請求項５に記載された流体吸引装置。
- 気体、液体、気液混合物などの流体を負圧により吸引する方法であって、液体が入っている真空状態でも変形しないレベルセンサー付容器の上部に接続された配管を被吸引流体（気液混合物を含む）に接続（挿入）し、この容器の下部に接続された配管をポンプの吸入側に接続して、容器内の液面がレベルセンサーの位置に達するまでポンプを運転することにより、この容器の液面が低下して発生する負圧により流体（気液混合物を含む）が容器内に吸引されるという作用を有する装置を減圧蒸留装置の一部として使用するために、複数の容器に減圧蒸留された液体を入れて容器を冷却しながら運転することにより、この装置に真空ポンプと凝縮器という２つの役割を持たせることができることを特徴とする請求項４又は請求項６に記載された流体吸引方法。
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