JPH05253412A - 真空脱気装置及び方法 - Google Patents

真空脱気装置及び方法

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JPH05253412A
JPH05253412A JP5002239A JP223993A JPH05253412A JP H05253412 A JPH05253412 A JP H05253412A JP 5002239 A JP5002239 A JP 5002239A JP 223993 A JP223993 A JP 223993A JP H05253412 A JPH05253412 A JP H05253412A
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JP
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container
liquid
pressure
tube
degassed
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JP5002239A
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Inventor
Donald E Eaton
イー．イートン ドナルド
Errol S Francis
エス．フランシス エロル
Eric L Dillenbeck
リー ディレンベック エリック
Lawrence D Meston
ディー．メストン ローレンス
Walter Johannes
ジョハネス ウォルター
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • B04B11/082—Skimmers for discharging liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D19/00—Degasification of liquids
    • B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
    • B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B15/00—Other accessories for centrifuges
    • B04B15/08—Other accessories for centrifuges for ventilating or producing a vacuum in the centrifuge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S494/00—Imperforate bowl: centrifugal separators
    • Y10S494/90—Imperforate bowl: centrifugal separators involving mixture containing one or more gases

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は真空脱気装置及び方法に関し、脱気
された液流の圧力変動を抑制することを目的とする。 【構成】 ハウジング４内に遠心容器３が回転自在に配
置され、脱気すべき液体を遠心力で拡開せしめる内面
と、脱気された液体を保持する溝６とを形成する。液体
を容器３に供給する手段12と、脱気された液体を取り出
す手段とが設けられる。この取出手段はチューブ９より
成り、チューブ９はハウジングの外側から細長内端８ま
で延びており、この内端８は容器３の溝６に近接して位
置すると共に、液中に浸漬される。脱気された流出ガス
の圧力を計測する手段(10)を有し、圧力の計測値は容器
(3) への液体の流れを制御するのに使用され、容器(3)
内のレベルは実質的に一定に制御される。取り出された
気体の圧力を大気圧以下に制御する手段(14,15) と、脱
気された液体流の制御を行う手段(16)が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液体からの脱気装置、
より詳しくは大気圧力以下の圧力の液体の脱気のための
装置及び液体からの脱気方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】工業的な生産過程で使用される液体は準
備工程もしくは漉過工程で空気等のガスが混入もしくは
溶解されている。多くの場合はこれらのガスを所期の工
程を実施するために除去する必要があるが、発泡性もし
くは粘稠性のある液体の場合等は脱気を完全に行なうこ
とは容易ではない。写真製品の製造等の場合には発泡性
でかつ粘稠性の準備溶液から気泡を排除することが必須
であり、これにより溶液中に新規な気泡が後で形成され
るのを排除し、かつ所望な厚みの均等でかつ円滑なコー
ティングを得ることができる。
【０００３】米国特許第2,63,907号はガスを連続的に除
去するための遠心方法及び装置を開示しており、この特
許では脱気が必要な液体はシリンダ状ロータの遠心領域
に供給され、脱気された気体は液体シールを介して実質
的にガスが不存在の採集領域に取り出される。ロータチ
ャンバ内の液体レベルは出口に位置するオリフィスプレ
ート内の開口の寸法によって制御されるようになってい
るのが好ましいとされる。
【０００４】米国特許第2,785,765 号が開示する液体か
らの脱気装置は気密にされたハウジング内に全体として
ドーム形状の回転可能部材が部分的真空状態にて配置さ
れ、この回転可能部材内に液体が“バッターリングリン
グ(buttering ring)" を介して供給され、この回転可能
部材から処理後の液体は湾曲した輪郭形状の中空チュー
ブであるスクープ(scoop) によって取り出される。
【０００５】米国特許第3,228,595 号は遠心型の放出手
段を開示しており、この放出手段は細長い本体、及び上
部開口と下部開口とに分離される導入先端とを有したス
キマー(skimmer) である。スキマーは作動時にはその一
部分のみが液体中に浸漬され、液体に気泡が形成される
傾向を抑制しようとしている。脱気が必要となる液体と
して単なる溶液ではなく懸濁液もしくはエマルジョンで
ある場合がある。米国特許第3,996,117 号は液体処理装
置から液体を取り出すための放出装置を開示するが、こ
の装置では液体は流線型流れパターンをもってその収束
側面の周囲を流通せしめられ、表面下方において強い乱
れが生成されて、液体の全体に元から分散されていた粒
子が底部に落下しないように工夫している。この装置
は、更に、その側面に一つもしくはそれ以上の入口ポー
トを具備しており、流体はその処理装置の出口に向けて
流出せしめられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】バキューム型の遠心装
置が理想的に動作するのは定常状態であって、この定常
状態とは遠心容器の環状溝内の脱気された液体のレベル
が実質的に一定に維持された状態のことをいう。このよ
うな条件は流入及び流出速度が全く等しい完全に調和し
た２台のポンプを使用したときに理論的に実現されるに
すぎない。実際問題としては、理論的な平衡条件を阻害
する他の因子が入ってくるとき（例えば、システムのフ
ィルタの変更を行なったとき等）は前記した平衡条件は
現実には達成することができない。このような場合には
遠心容器中の液体レベルを制御するための他の手段が必
要となる。
【０００７】従来採用された液体レベル制御手段ではセ
ンサプローブは遠心容器の溝内に位置させている。特
に、導電性センサは米国特許第3,966,117 号に示すよう
に遠心放出装置の先端エッジに配置されている。採集さ
れた液体内に浸漬される導電センサが露出された状態に
至るとバルブが開かれ余計の液体が容器に導入せしめら
れる。センサが再び浸漬される状態に至るとバルブは再
度閉鎖されて流れは停止せしめられる。
【０００８】遠心容器内の液体のレベルを検出し制御す
る上述の方法はバルブの作動が急激に行なわれ、圧力変
動が大きくなるという欠点がある。圧力変動が大きいと
液圧ハンマー効果が惹起され、システムのフィルタが損
傷される恐れがある。しかしながら圧力変動が小さいと
装置から流出される脱気された液体の流れのスパイク的
な変化が発生し、液体がコーティング用の写真エマルジ
ョンの場合はコーティングの不均一及び欠陥の原因とな
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の連続的に流れ
る液体流供給システムにおける脱気装置は気密にされた
ハウジングを備え、ハウジング内に断面円形の遠心容器
が軸線の回りを回転可能に取り付けられる。この回転軸
線は円形断面の中心を通過しかつ円形断面に直交する。
前記容器は遠心力によって付勢された液体を薄い層状に
拡開せしめる内側表面と、遠心力によって付勢された液
体を容器の回転に際して保持する環状周囲溝とを有して
いる。この発明の装置は更に前記液流を容器に供給する
手段と、前記容器から脱気された液体流を取り出す手段
とを具備し、該容器はハウジングの外側の出口ラインか
ら細長い断面形状の開口端まで延びるチューブを具備し
ており、かつ前記開口端は前記容器の環状周囲溝内に位
置すると共にそこに収容される液体に浸漬されている。
この発明の装置は更に前記チューブを介して前記容器か
ら取り出される脱気された液流の圧力を計測する手段
と、該圧力計測手段に応動し前記容器への液体供給流を
調整して前記容器の環状周囲溝内の液体のレベルを一定
に維持する手段と、ハウジングからガスを取り出しその
内部を大気圧以下の圧力に維持する手段と、脱気された
液流の流れを調整する手段とを具備する。
【００１０】この発明の装置は遠心容器内の液体レベル
を検出する公知方法の前記欠点を解消するために容器内
のレベルが増加すると増加する脱気装置の外側の出口ラ
インの脱気された液体の圧力を計測すると共に、この計
測された圧力値を利用して液体の流入を制御して、遠心
容器内の液体レベルを実質的に一定レベルとなるように
維持している。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明の真空型脱気装置の概略図で
ある。脱気すべき液体は導入ライン１によって遠心容器
(bowl)３の内面２の中心に導入される。遠心容器３は気
密にしたハウジング４内に位置され軸５の回りを回転す
るように取り付けられている。図１では容器は水平な軸
の回りを回転するように配置されている。
【００１２】図１は遠心容器の環状周囲溝６をも示して
いる。この遠心容器は容器が回転する際に遠心力にて付
勢される液体を保持するものである。開放端８を有した
チューブ７が容器の溝内に位置しておりかつ出口ライン
９に接続されている。脱気された液体の圧力の計測手
段、即ち圧力センサ１０が液体供給流の流れ制御手段、
即ち制御エレメント１１及びポンプ１２に連結され、遠
心容器の溝内の液体レベルを実質的一定に維持する。気
体はバキューム制御装置１４及びバキューム源１５によ
ってバキューム配管１３を介して気密ハウジングから取
り出される。計量ポンプ１６は脱気された液体の流れを
制御する。
【００１３】図１において可変速度容積型ポンプ１２は
液体流を容器に供給するように図示されている。他の適
当な手段としては遠心ポンプ、ギヤポンプ、加圧供給タ
ンク、重力供給手段、もしくはこれらの組み合せがあ
る。この発明によれば、配管９内の脱気された液体の圧
力は圧力センサ１０によって計測される。圧力センサ１
０は液体流の圧力を計測することができるものであれば
いかなるものでも良く、例えば、電気式のトランスデュ
ーサがある。他の好適なものとしては空気圧式のトラン
スデューサ、液圧ゲージもしくはこれらの組み合せが挙
げられる。
【００１４】圧力センサ１０に応動する手段、即ち制御
エレメント１１はコンピュータ、プログラム可能なロジ
ックコントローラ、比例積分微分コントローラ、もしく
はこれらの組み合せとすることができる。この発明によ
れば、気密にされたハウジングからガスを取り出す手段
は、バルブより構成されるバキュームコントローラ１
４、コンピュータ、プログラム可能論理コントローラも
しくはその組み合せ、及びバキューム源１５（好ましく
はウォータポンプ）を具備する。他の適当な装置として
は拡散ポンプ、アスピレータ、もしくはその組み合せよ
りなる。
【００１５】図１において容積型ポンプは計量ポンプ１
６として図示してある。しかしながら、脱気された液体
の流れを制御する他の適当な手段としては遠心ポンプ、
ギヤポンプ、バルブもしくはこれらのの組み合せがあ
る。図２及び３はこの発明の実施例の詳細を図示してお
り、入口手段は液体を遠心容器３の内面２に供給するよ
うになっている。そして、この遠心容器３は気密なハウ
ジング４内に配置され、かつ軸５により回転するように
取り付けられている。スプラッシュプレート（はねよけ
板(splash plate)) １７は容器の入口を覆うように取り
付けられている。更に、図示するように環状の周囲溝６
（トラフ(trough)) 及びチューブ７を有する。このチュ
ーブ７はその開口端８が溝６内に位置していると共に、
出口配管９に連結されている。このチューブ７にスプラ
ッシュガード１８が固定されている。
【００１６】図４，５及び６においてチューブ７の好ま
しい実施例が図示されている。即ち、その開口端８は長
寸法に対する端寸法の比率が約１０：１である細長い断
面形状をなすように形成されている。この図にはスプラ
ッシュプレートも図示されている。図７はチューブ８の
面取りした開口端を示しており、この開口端はシャープ
な流線形エッジを有する細長い形状に形成されている。
【００１７】図８に示す好ましい実施例ではチューブ
７′の開口端８′は液体の移動方向と実質的に直交して
おり、かつ、はね（スプラッシング）を減少する目的
で、軸線から遠心容器の最下位置への垂線から計測し
て、９０゜から約４５゜の好ましい角度に位置してい
る。チューブ７の開口端８の形態はこの発明の装置から
出てくる脱気された液体の圧力変動に影響を及ぼす。こ
の点は以下の例において説明される試験によって表され
ている。
【００１８】例 一連の４本のチューブを公称１／２インチの内径のステ
ンレスチューブ材にて形成し、このチューブ材は図３に
示すように曲折された。チューブの開口端の内縁は急峻
ではあるが流線型のエッジが形成されるようにスムーズ
に成形し、かつチューブの端部はかしめることにより種
々の寸法の細長い断面形状とした。各場合におけるかし
めはその長さが2.54 センチメートルであったが、かし
めの長さにおける変動が圧力脈動に有意な影響を及ぼす
ことがないように独立に決定された。このようにして作
られたチューブは細長い断面形状を有し、その長い側の
寸法の短い側の寸法に対する比は夫々５：１，１０：１
及び２０：１である。加えて、丸い形状のかしめていな
いチューブについても試験を行なった。チューブは脱気
試験装置の遠心容器の内部に位置させ、４０CPS の粘度
のゼラチン溶液が約１８キログラム／分の流速で装置に
供給された。脱気装置内でチューブは3.6 メートルの長
さのフレキシブルチューブを介してData Instruments A
B （登録商標）型圧力トランスデューサにレンジを０〜
100 psi(0-689.5KPa) として連結された。トランスデュ
ーサからの信号はKeithley データ取得システム（Keit
hley/Asyst社製）に供給され、このKeithley データ取
得システムは１０秒の間にわたって２５Hzの周波数で圧
力読み取りを行なうように調整された。
【００１９】以下のテーブルは試験サンプルに含まれる
４個のチューブについて決定された出口圧力に標準偏差
を表にしたものである。 チューブの断面形状 出口での液体圧力標準偏差 psi KPa 円形 0.737 5.08 細長（５：１） 0.542 3.74 細長（１０：１） 0.344 2.37 細長（２０：１） 0.252 1.74 これらの結果はチューブの開口断面形状を円形から１
０：１の寸法比の細長い形状とすることで液体圧力変動
の有意な削減が得られることを示している。チューブの
開口を２０：１の細長い断面形状とすることにより圧力
変動は更に縮減することができる。しかしながら、２
０：１の場合は流速が大きく減少され、従って１０：１
の比率が好適であった。
【００２０】遠心容器を流出する脱気された液体の圧力
は、この発明によれば、液流の流れを制御すると共に容
器内レベルを実質的一定に維持するのに使用されるが、
同圧力は前記液体レベル、容器の所定回転速度に基本的
に依存し、またその程度は少ないが液体の粘度に依存す
る。圧力セット点を調整することによってこの発明の装
置を使用して１以下から250 CPに至る粘度の溶液から脱
気することができた。
【００２１】脱気装置の外側での出口配管９での脱気さ
れた液体の圧力を計測し、この計測された圧力を可変容
積型ポンプによりこの発明に従って液体の流入を制御す
ることによって、遠心容器内における液体レベルを実質
的一定に維持することができ、流出液体の圧力における
変動は最小となり、約1.4 から約2.8 KPa の範囲に維持
することができる。即ち、有意な改善効果がこの発明に
より得られたといいえる。即ち、遠心容器内の液体の流
入を容器内に位置する導電性センサによって制御するバ
ルブによって制御した場合に、液体圧力変動が約３５か
ら５０KPa もあったのである。
【００２２】この発明により導電性の計測の代りに圧力
計測を行なうことにより容器内のレベルを一定に制御す
ることの利点として、この発明の装置により有機溶媒等
低導電性の液体の脱気を行なうことができことも挙げら
れる。この発明によれば、バキューム型脱気装置の気密
ハウジング内を大気圧以下の圧力に維持することができ
る。好ましい実施例では、約１０KPa の圧力を得るため
ウォータリング(water ring)ポンプを使用している。
【００２３】この発明を以上実施例に即して説明したが
以上の説明以外にこの発明の範囲内で種々の変形を行な
うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の装置の概略的断面図である。
【図２】図２はこの発明の実施例の遠心容器、チュー
ブ、及びハウジングの一部破断前面図である。
【図３】図３は図２の装置の端部断面図である。
【図４】図４はこの発明の好ましい実施例に採用された
チューブ及びスプラッシュガードの詳細側面図である。
【図５】図５は図４に示すものと同一の部分の側面図で
ある。
【図６】図６は図４の６−６線沿って表す図である。
【図７】図７はチューブの断面図である。
【図８】図８は図２と類似しているがこの発明の好まし
い実施例における遠心容器内のチューブの位置とチュー
ブの開口端部の向きを示している。
【符号の説明】
１…導入配管 ３…遠心容器 ５…軸 ６…溝 ９…出口配管 １０…圧力センサ １１…制御エレメント １２…供給ポンプ １３…負圧配管 １４…負圧装置 １５…負圧源 １７…スプラッシュプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリック リー ディレンベック アメリカ合衆国，ニューヨーク 14613, ロチェスター，クレイ アベニュ 446 (72)発明者 ローレンス ディー．メストン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14543, ラッシュ，ウェスト ヘンリエッタ ロー ド 8281 (72)発明者 ウォルター ジョハネス アメリカ合衆国，ニューヨーク 14615, ロチェスター，ヤーカーデイル ドライブ 171

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続的に流れる液体流供給システムにお
    ける脱気装置において、 気密にされたハウジングと、 該ハウジング内に設けられる断面円形の遠心容器とを具
    備し、該容器は、その円形断面の中心を通過しかつ円形
    断面に直交する軸線の回りを回転可能に取り付けられて
    おり、 前記容器は遠心力によって付勢された液体を薄い層状に
    拡開せしめる内側表面と、遠心力によって付勢された液
    体を容器の回転に際して保持する環状周囲溝とを有して
    おり、 前記液流を容器に供給する手段と、 前記容器から脱気された液体流を取り出す手段とを具備
    し、該容器はハウジングの外側の出口ラインから細長い
    断面形状の開口端まで延びるチューブを具備しており、
    かつ前記開口端は前記容器の環状周囲溝内に位置すると
    共にそこに収容される液体に浸漬されており、 前記チューブを介して前記容器から取り出される脱気さ
    れた液流の圧力を計測する手段と、 該圧力計測手段に応動し前記容器への液体供給流を調整
    して前記容器の環状周囲溝内の液体のレベルを一定に維
    持する手段と、 ハウジングからガスを取り出しその内部を大気圧以下の
    圧力に維持する手段と、 脱気された液流の流れを調整する手段とを具備する真空
    脱気装置。
  2. 【請求項２】 前記容器は水平な軸線の回りを回転可能
    に取り付けられている請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記チューブの開口端は細長い断面形状
    を有している請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記細長い断面形状は長い方の寸法と短
    い方の寸法とが約３：１から２０：１の比である請求項
    ３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記細長い断面形状は長い方の寸法と短
    い方の寸法とが約１０：１である請求項４に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 前記チューブの開口端は前記容器の方向
    と反対の方向に位置している請求項２に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記チューブの開口端は液体の移動方向
    に対して実質的に垂直である請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記チューブの開口端は前記軸線から容
    器の最下位置への垂線から計測して９０度から４５度の
    角度をなす請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 連続的に流れる液体流から脱気する方法
    であって、 前記液体流を遠心容器に供給し、ここに遠心容器は回転
    するように取り付けられていると共に、気密なハウジン
    グ内で回転し、かつ内部は大気圧以下の圧力に維持さ
    れ；前記容器の内面に遠心力にて付勢される薄い液体層
    を形成して、そこに含まれたガスを除去し；前記容器の
    環状周囲溝内の脱気された液体を回収し；前記容器の環
    状溝内に開放端が位置するチューブによって該環状溝か
    ら脱気された液体を取り出し；前記チューブの開放端を
    通して容器内に存在している液体の圧力を計測し；該計
    測圧力値に応じて容器内の液体流れを制御することによ
    り容器の前記周囲溝内の液体のレベルを実質的に一定に
    維持することからなる真空脱気方法。
  10. 【請求項１０】 前記液体は写真用ゼラチンエマルジョ
    ンである請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記液体流は容積型ポンプによって前
    記容器に供給される請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記液体は開口端が細長い断面形状を
    有するチューブによって前記容器から取り出される請求
    項９に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記容器を流出する液体の圧力は温度
    トランスデューサによって計測される請求項９に記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 前記容器の周囲溝内の液体のレベルは
    圧力の計測値に応じて容積型ポンプの回転速度を制御す
    ることによって維持される請求項１１に記載の方法。
JP5002239A 1992-01-13 1993-01-11 真空脱気装置及び方法 Pending JPH05253412A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US820449 1992-01-13
US07/820,449 US5190515A (en) 1992-01-13 1992-01-13 Vacuum degassing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05253412A true JPH05253412A (ja) 1993-10-05

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ID=25230782

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5002239A Pending JPH05253412A (ja) 1992-01-13 1993-01-11 真空脱気装置及び方法

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US (2) US5190515A (ja)
EP (1) EP0552110B1 (ja)
JP (1) JPH05253412A (ja)
DE (1) DE69312334T2 (ja)

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