JPH0411904A - 液体中の気泡除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、宇宙利用関連機器用等の微小重力環境におい
ても気泡を液体から除去することができる液体の気泡除
去装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、地上用機器では重力の効果を利用して気泡を液体
と分離する方法が一般的であるが、特に宇宙空間の微小
重力環境用として適した気泡除去装置として、さきに本
出願人は平成１年特許願第１７１２２８号の特許出願を
行った。

以下この本出願人の先願に係る液体の気泡除去装置を説
明する。第２図に示すように、表面張力を利用して、気
液混合流体０２内の気泡Ｋを流体の流路を横切って容器
Ｏ１内に設けられた円錐状のメツシュ０３により分離し
て、液体のみをメツシュ３を通過させ一方気泡にはこれ
を集めて気泡塊０７とし、気相選択透過膜０１０を通し
て気体のみを系外に取り出す構成を備えている。この装
置においては、メツシュ０３で分離され、液体の動圧で
１つの塊として形成された気泡塊０７を外部へ抜き出す
ために気相選択透過膜０１０を設けて、この外側を気体
吸収用ダクト０９によって減圧して気泡を抜く構造を採
用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

航空機を用いた微小重力実験によって、前記の本出願人
の先願に係る気泡除去装置の性能評価を行ったところ、
下記の問題点があることが判明した。

即ち、微小重力下での気泡塊０７の形状は第３図に示す
ように期待通り１つの大きな塊りになるものの、この気
泡塊０７と気相選択透過ｌｌ０１０の間に薄い液膜０１
２が残り、この液膜０１２により気相選択透過１１０１
０の気相透過速度が低下するという問題点がある。

本発明は、前記問題点を除くことができる液体の気泡除
去装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液体中の気泡除去装置は、気泡を含む液体の流
れに旋回成分を与える旋回手段、及び同旋回手段の下流
側の前記気泡を含む液体の流路中央部に設けられ気相選
択透過膜によって形成され減圧された吸引室を備えてい
る。

〔作用］ 本発明では、気泡を含んだ液体の流れに旋回成分が与え
られ、この旋回成分による液体に加わる）遠心力の反作
用としての向心力によって、液体中の気泡は流路の中心
部に集められ気相（気泡塊）が形成される。この流路中
心部には、気相選択透過膜によって形成され減圧された
吸引室が配置されており、前記の向心力によって気相選
択透過膜に押し付けられ、その結果、気相と気相選択透
過膜との間に入った液膜が押し出される。また、液体の
旋回成分により、気相と気相選択透過膜の間の液膜にも
旋回成分が与えられ、その結果遠心力にまり液膜が気相
選択透過膜を離れて外周側へ移動する。このようにして
気相と気相選択透過膜との間の液膜が消滅し、気泡は高
い速度で同気相選択透過膜を通過して定常的にかつ連続
的に吸引室に吸引される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図によって説明する。

第１図において、３はガイドベーン、５は気泡分離メソ
シュ、１０は気相選択透過膜、１１は気相吸引ダクトを
示す。

容器１は、内壁にガイドベーン３を螺旋状に設けた円筒
状の気液混合流体の入口部１ａと、該入口部１ａよりお
おきい円筒状の大径部１ｂからなり、同大径部１ｂの内
壁の周囲には、下流に向って縮減した円錐状の気液分離
メツシュ５の上縁が取付けられ、同分離メンシュ５の内
部には前記容器１の大径部１ｂの中心軸に沿って円筒状
の気相選択透過膜１０が配置されている。前記気相選択
透過１１０の上端は塞板１０ａで閉じられており、かつ
同透過膜１０の下端は、容器１を貫通し図示しない吸引
装置に接続された気相吸引ダクト１１の上端のフランジ
１１ａに取付けられていて、気相選択透過膜ｌＯの内側
の部分に吸引室１２が形成される。前記、気泡分動メン
シュ５の下縁は、前記気相吸引ダク目１のフランジＩｌ
ａの周縁に取付けられている。また、容器ｌの入口部１
ａと大径部１ｂとは、円錐状の部分で接続されている。

また更に、上記気液分離メンシュ５の開口の大きさは、
前記混合流体２中の気泡は表面張力によって同メッンエ
５に付着し、液体のみがこれを通過できるように設定さ
れている。

本実施例において、入口部１ａに流入した気液混合流体
２の流れにガイドベーン３によって旋回成分４が与えら
れる。容器ｌの大径部１ｂの内部に流入した気泡と液体
の混合流体２は、メツシュ５で分離され、液体は気液分
離メツシュ５を通過して下流側へ抜けていく。ここで液
体の流れを符号６で示す、このように気液分離メツシュ
５によって分離された気泡７は、液体の動圧で衝突して
気泡塊８となるとともに、液体に加わる遠心力の反力に
より、容器ｌ内の中心方向に押しつけられる。

ここで遠心力の反作用によって気泡７に働く向心力を符
号９で示す。

本実施例では、前記のように、容器１の大径部ｌｂの中
心部に気相選択透過膜ｌＯが配置されているために、気
泡塊８と気相選択透過膜ＩＯの間に残る液膜（第３図参
照のこと）を気泡７に作用する向心力９によって押し出
すとともに、万一液膜が残る場合にも、容器ｌ内にガイ
ドベーン３で発生する旋回力が作用して液膜自身に働く
遠心力で液膜が排除される。

このように、本実施例では、分離された気泡が集まって
生成される気泡塊８と気相選択透過ｌ１１１０の間に残
りやすい液膜を排除することができ、気相選択透過１１
１１０の気相の吸引機能を維持することができる。

このようにして、選択透過膜ｌＯと直接に接する気泡塊
８は気相吸引ダクト１１内を減圧することにより、選択
透過膜ＩＯを透過して吸引室１２内へ入り、気相吸引ダ
クト１１を経て外部へ連続的に排出されている。

なお、前記実施例では、気相選択透過膜で形成される吸
引室の外側に、気泡分離メツシュを設け、旋回手段によ
る液体の旋回成分に加えて、同メツシュで液体と気泡を
分離するようにしているが、本発明においては、ガイド
ベーン等の旋回手段による旋回成分のみによって、流路
の中心部に気相（気泡塊）を形成させるようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、気泡を含む液体の流れ
に旋回成分を与え、気泡を流路の中心部へ集め、これを
気相選択透過膜を通って吸引することによって、重力を
用いることなく液体中の気泡を定常的かつ連続的に分離
除去することができ、微小重力環境となる宇宙空間にお
いても、液体中の気泡を分離除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る気泡分離装置の断面図
、第２図は本出願の先出願に係る気泡分離装置の断面図
、第３図ｔａ＋は微小重力下での気泡塊形成の説明図、
第３図中）は第３［ｆａｌＯＡ部の拡大図である。 １・・・容器、　　　　　　　ｌａ・・・入口部１ｂ・
・・大径部、　　　　　　２・・・気液混合体３・・・
ガイドベーン、　　　４・・・旋回成分。 ５・・・気泡分離メツシュ、６・・・液体の流れ。 ７・・・気泡、　　　　　　　８・・・気泡塊９・・・
向心力、１０・・・気相選択透過膜。 １０ａ・・・塞板、　　　　　　　１１・・・気相吸引
ダクト］２・・・吸引室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気泡を含む液体の流れに旋回成分を与える旋回手段、及
   び同旋回手段の下流側の前記気泡を含む液体の流路中央
   部に設けられ気相選択透過膜によって形成され減圧され
   た吸引室を備えたことを特徴とする液体中の気泡除去装
   置。