JPH09228964A - 脱泡処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアーロックを防止することのできる脱泡処
理装置を提供すること。 【解決手段】 ポンプから吐出される流体を本管に導入
する注入管に設けられ、切替操作により、ポンプと本管
とを導通状態に、かつポンプと排出管とを不通状態に
し、またはポンプと本管とを不通状態に、かつポンプと
排出管とを導通状態にすることの可能な流路切替手段
と、エアーロック検出手段とを備えてなることを特徴と
する脱泡処理装置。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は脱泡処理装置に関
し、さらに詳述すると、この発明は、エアーロックを防
止することのできる脱泡処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学プラント、発電プラント、上下水道
プラント等において、ポンプによる薬液等の溶液の注入
は次のようにして行われる。

【０００３】まず、溶液等の液体が入っている容器、例
えばタンクから、ポンプによってポンプの出口側から溶
液が吐出される。吐出された溶液は、注入管を通り、本
管に注入される。

【０００４】しかし、上記においては、図２に示される
ように、ポンプの出口側のボール弁１０１で溶液が気化
し易く、溶液が気化すると出口側の逆止弁１０２に気泡
が蓄積されて滞留し、滞留した気泡が溶液の流れを遮断
し、エアーロックが発生する。前記ボール弁１０１に
は、この溶液よりも比重の大きなボール１０３が用いら
れ、かつ本管の液圧により、このボールが常に下向きに
押しつけられているので、エアーロックの原因である気
泡を排除することができない。エアーロックが起こる
と、本管に溶液を注入することができなくなる。特に、
微少流量タイプのポンプにおいては、プランジャー１０
４のストロークが小さく、内部溶液の置換量が少ないの
でエアーロックが発生しやすい。

【０００５】従来では、エアーロックを防止するため
に、図３に示されるようにエアー抜きのできる特殊ポン
プを使用する。この特殊ポンプは、従来のポンプの溶液
の流れと逆方向に溶液を流し、かつこの溶液よりも比重
の小さなボールを使用して、気泡が下から上に逃げるこ
とが可能に形成されている。

【０００６】しかしながら、一般的な従来のポンプを使
用している既存のプラントにおいて、前記したようなエ
アーロックの発生を防止するためには、単に部品交換で
は済まずポンプ全体の交換が必要になるので交換作業が
大掛かりになり、又特別の配管工事も必要になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、エ
アーロックを防止することのできる脱泡処理装置を提供
することにある。

【０００８】この発明の目的は、配管等のシステム変更
を最小限にし、かつ簡単に設置することのできる脱泡処
理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に記載の発明は、ポンプから吐出される流体
を本管に導入する注入管に設けられ、切替操作により、
ポンプと本管とを導通状態に、かつポンプと排出管とを
不通状態にし、またはポンプと本管とを不通状態に、か
つポンプと排出管とを導通状態にすることの可能な流路
切替手段と、エアーロック検出手段とを備えてなること
を特徴とする脱泡処理装置であり、請求項２に記載の発
明は、前記流路切替手段を作動させる流路切替駆動手段
と、前記エアーロック検出手段から出力される検出信号
により前記流路切替駆動手段を作動させる制御手段とを
有する前記請求項１に記載の脱泡処理装置であり、前記
流路切替手段は、ポンプと本管とが導通状態に、かつポ
ンプと排出管とが不通状態になった状態から、ポンプと
本管とが不通状態に、かつポンプと排出管とが不通状態
になる状態に切り替え、所定時間の経過後にポンプと本
管とが不通状態に、かつポンプと排出管とが導通状態に
なるように切り替える動作可能に形成されてなる前記請
求項１または２に記載の脱泡処理装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の脱泡処理装置は、流路
切替手段と、エアーロック検出手段とを有する。

【００１１】この発明における流路切替手段は、ポンプ
から吐出される流体を本管に導入する注入管に設けら
れ、切替操作により、(1) ポンプと本管とを導通状態
に、かつポンプと排出管とを不通状態にし、または(2)
ポンプと本管とを不通状態に、かつポンプと排出管とを
導通状態にすることが可能に形成されてなる。

【００１２】好適な流路切替手段は、(1) ポンプと本管
とを導通状態に、かつポンプと排出管とを不通状態に
し、または(2) ポンプと本管とを不通状態に、かつポン
プと排出管とを導通状態にする切替弁を有する。

【００１３】この流路切替手段は、ポンプから本管に流
体を流通させるときには、排出管へは不通状態にし、エ
アー抜きをするときにはポンプから本管へは不通状態に
してポンプから配管へは導通状態にすることができれば
良いのであるから、ポンプから本管に至る注入管の途中
に排出管を分岐させ、排出管との分岐点から本管に至る
注入管の途中に設けた開閉弁と排出管に設けた開閉弁と
の組み合わせで形成されることができるし、あるいは注
入管の途中に排出管を分岐させるその分岐点に３方切替
弁で形成されることもできる。

【００１４】この流路切替手段は手動により切替操作が
なされても良いし、後述するように自動的に切替操作が
なされても良い。

【００１５】この発明におけるエアーロック検出手段
は、少なくともポンプ内で発生するエアーロックを検出
する機能を有する。エアーロックが発生すると、たとえ
ばポンプから本管までの注入管中の流体の圧力の低下、
あるいは流体の流量減少等が発生する。したがって、エ
アーロックの検出は、注入管内を流通する流体の圧力の
測定、注入管内を流通する流体の流量の測定等により行
うことができる。流体の圧力の測定には、圧力測定手段
たとえば圧力センサを有する圧力計等が、流体の流量の
測定には流量測定手段たとえば流量センサを有する流量
計等が、好適に使用される。エアーロック検出手段を設
ける箇所は、前記機能を達成することのできる適宜の位
置でよいのであるが、通常は、注入管内に圧力センサー
あるいは流量センサーが配置される。なお、エアーロッ
ク検出手段においては、圧力測定手段および流量測定手
段のいずれか、あるいは両方を備えていてもよい。

【００１６】この発明におけるエアーロック検出手段
は、前記検出機能によって検出信号を出力する。この検
出信号は、このエアーロック検出手段自体が表示手段を
有するときには、前記表示手段に出力される。また、こ
のエアーロック検出手段自体が表示手段を備えていない
ときには、前記検出信号が外部の表示手段に出力され
る。

【００１７】前記表示手段としては、視覚的表示手段た
とえば警報ランプ、ＣＲＴ等が、聴覚的表示手段として
は警報ブザー等が挙げられる。

【００１８】また、この発明の好適な脱泡処理装置は、
流路切替手段と、エアーロック検出手段と、流路切替駆
動手段と、制御手段とを備える。

【００１９】好適な脱泡処理装置における流路切替手段
及びエアーロック検出手段は前述したのと同様である。

【００２０】好適な脱泡処理装置における制御手段は、
前記エアーロック検出手段から出力されるところの、エ
アーロック発生を検出する検出信号を入力して、前記流
路切替駆動手段に制御信号を出力する機能を有する。こ
のような機能を有する制御手段として、リレー制御を利
用した制御手段およびコンピュータ制御を利用した制御
手段等を挙げることができる。簡単な装置構成の自動制
御を目的とするときには、この制御手段としては、コン
ピュータを利用した手段であるのが望ましい。

【００２１】流路切替駆動手段は前記流路切替手段を駆
動して切替動作を可能とする機能を有し、モータ、ソレ
ノイド等を用いて形成することができ、前記流路切替手
段が３方切替弁であるときには、この切替弁を駆動する
モータである。この流路切替駆動手段は、前記制御手段
により制御される。

【００２２】この発明の脱泡処理装置はたとえば以下の
ような組立体である。

【００２３】流体が収納されている容器たとえばタンク
に、送液管を介して、ポンプが接続される。前記ポンプ
と本管との間には、ポンプから吐出される流体を前記本
管に注入する注入管が接続される。前記注入管の適宜の
位置に流路切替手段が結合され、この流路切替手段に排
出管が結合されている。前記注入管の適宜の位置にエア
ーロック検出手段が設置されている。この発明の好適な
脱泡処理装置においては、前記流路切替手段に対して流
路切替駆動手段が、前記流路切替駆動手段およびエアー
ロック検出手段に対して制御手段が結合される。

【００２４】この発明の脱泡処理装置は以下のように動
作する。

【００２５】ポンプを駆動すると、前記容器からポンプ
内に流体が吸引され、ポンプから注入管に流体が吐出さ
れる。吐出された流体は、通常、注入管を通り、本管に
注入される。このとき、流路切替手段においては、注入
管と排出管とは遮断状態である。

【００２６】この発明の脱泡処理装置が制御手段および
流路切替駆動手段を有していない場合には、エアーロッ
ク検出手段がポンプ内でのエアーロック発生を検知する
と、たとえば表示手段によりエアーロック発生が表示さ
れる。その表示にしたがって、流路切替手段を手動で切
り替えて、ポンプと本管とを不通状態に、かつポンプと
排出管とを導通状態にする。その結果、ポンプから吐出
される流体が気泡と共に排出管に排出されることができ
る。

【００２７】エアーロックの原因となった気泡をより一
層確実に排出するには、次のように動作させるのがよ
い。すなわち、エアーロック検出手段がポンプ内でのエ
アーロック発生を検知すると、流路切替手段を手動で切
り替えて、ポンプと本管とを不通状態にし、かつポンプ
と排出管とをも不通状態にする。流路切替手段をこのよ
うに切り替えた後においてもポンプの駆動を継続する。
ポンプの駆動を継続すると、ポンプ内に発生している気
泡が圧縮され、しかもポンプから流路切替手段までの注
入管内に流体が圧入される。次いで、手動により流路切
替手段を切り替えて、ポンプと本管とを不通状態に、か
つポンプと排出管とを導通状態にする。そうすると、あ
る程度高圧になった流体が気泡と共に排出管に効率的
に、かつ確実に排出される。流路切替手段によって、ポ
ンプと本管とを不通状態にし、かつポンプと排出管とを
も不通状態にする期間は、場合により相違するので一概
に決定することはできないが、ポンプから流路切替手段
までの注入管中の流体の圧力が１０〜３０ｋｇ／ｃｍ²
程度に達するまでの時間である。

【００２８】この発明の脱泡処理装置が制御手段および
流路切替駆動手段を有している場合には、エアーロック
検出手段がポンプ内でのエアーロック発生を検知する
と、検知手段がエアーロック検知手段から制御手段に出
力される。制御手段から制御信号が流路切替駆動手段に
入力される。制御信号を入力した流路切替駆動手段は流
路切替手段を駆動して、ポンプと本管とを不通状態に、
かつポンプと排出管とを導通状態にする。その結果、ポ
ンプから吐出される流体が気泡と共に排出管に排出され
ることができる。

【００２９】エアーロックの原因となった気泡をより一
層確実に排出するには、次のように動作させるのがよ
い。すなわち、エアーロック検出手段がポンプ内でのエ
アーロック発生を検知すると、流路切替駆動手段を駆動
して流路切替手段を自動的に切り替えて、ポンプと本管
とを不通状態にし、かつポンプと排出管とをも不通状態
にする。流路切替手段をこのように切り替えた後におい
てもポンプの駆動を継続する。ポンプの駆動を継続する
と、ポンプ内に発生している気泡が圧縮され、しかもポ
ンプから流路切替手段までの注入管内に流体が圧入され
る。次いで、流路切替駆動手段により流路切替手段を自
動的に切り替えて、ポンプと本管とを不通状態に、かつ
ポンプと排出管とを導通状態にする。そうすると、ある
程度高圧になった流体が気泡と共に排出管に効率的に、
かつ確実に排出される。

【００３０】なお、流路切替駆動手段および制御手段を
備えたこの発明の脱泡処理装置においては、表示手段に
よりエアーロックの発生を伝達可能にしてもよい。

【００３１】以上、この発明の脱泡処理装置により、エ
アーロックの発生を防止することができる。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。

【００３３】なお、この発明は、以下の実施例に限定さ
れるものでないことは言うまでもない。

【００３４】図１はこの発明の一実施例である脱泡処理
装置を備えた流体注入装置を示す概略図である。図１に
示されるように、この流体注入装置１は、脱泡処理装置
２と、流体収容タンク３と、ポンプ４と、注入管５と、
本管６とを有し、前記流体収容タンク３と前記本管６と
が前記注入管５によって結合され、前記脱泡処理装置２
およびポンプ４が前記注入管５の途中に設置されてい
る。

【００３５】前記脱泡処理装置２は、流路切替手段７
と、エアーロック検出手段８と、制御手段９と、流路切
替駆動手段１０とを有する。

【００３６】前記流路切替手段７は、入口弁７ａ、出口
弁７ｂおよび排出弁７ｃを有し、前記ポンプ４と本管６
との間に結合されている注入管５の適宜な位置に設置さ
れている。前記排出弁７ｃには、排出管であるドレン管
１１が結合されている。

【００３７】この流路切替手段７により、流体の流路が
注入管５およびドレン管１１のいずれかに切り替えられ
るようになっている。

【００３８】前記エアーロック検出手段８は、圧力計８
ａおよび流量計８ｂを有し、前記ポンプ４と本管６との
間に結合されている注入管５の適宜な位置に設置されて
いる。

【００３９】前記圧力計８ａは、ポンプ４から流路切替
手段７までの注入管５内の圧力を測定し、測定した圧力
を示す圧力測定信号を制御手段１０に、前記流量計８ｂ
は、ポンプ４から本管６までの注入管５内の流量を測定
し、測定した流量を示す流量測定信号を制御手段１０
に、出力するようになっている。

【００４０】前記制御手段９は、制御装置９ａと表示装
置９ｂとを有し、前記エアーロック検出手段８および前
記流路切替駆動手段１０に電気的に結合されている。

【００４１】前記制御装置９ａは前記圧力計８ａから出
力される圧力測定信号および流量計８ｂから出力される
流量測定信号を入力し、入力する圧力測定信号により示
される測定圧力値が所定圧力値よりも小さく、かつ、入
力する流量測定信号により示される測定流量値が所定流
量値よりも小さいと判別するときには、前記流路切替駆
動手段１０に対して制御信号を出力するようになってい
る。

【００４２】前記表示装置９ｂは、制御装置９ａにおい
てエアーロックが発生したと判断されたときに、制御装
置９ａから出力される信号に基づいて、エアーロックの
発生したことを表示するようになっている。この表示装
置９ｂはＣＲＴで形成するのが好都合であるが、場合に
よっては、単なる警報ブザー等であっても良い。

【００４３】前記流路切替駆動手段１０は、駆動モータ
（図示せず。）を有し、前記制御装置９ａからの制御信
号を入力して駆動モータを作動させ、前記流路切替手段
７の切替動作をさせるようになっている。

【００４４】前記ポンプ４は前記制御装置９ａと電気的
に結合され、前記制御装置９ａからの制御信号を入力し
て作動するようになっている。

【００４５】次に以上構成の作用を説明する。

【００４６】制御装置９ａから出力される制御信号（駆
動信号）を入力することにより、ポンプ４が作動する。

【００４７】ポンプ４の作動により、流体収容タンク３
内の流体が注入管５を通って本管６に注入される。この
とき、流路切替手段７における入口弁７ａおよび出口弁
７ｂが開放され、排出弁７ｃが遮断されている。

【００４８】一定時間、流体を本管６に注入している
と、流体内の気泡が蓄積されて注入管５内の流量が減少
し、エアーロックが発生する。

【００４９】流量切替手段７から本管６までの注入管５
内の流量が流量計８ｂにより測定され、流量に対応する
電気信号である流量測定信号が制御装置９ａに出力され
る。また、ポンプ４から流量切替手段７までの注入管５
内の流体の圧力が圧力計８ａにより測定され、流体の圧
力に対応する電気信号である圧力測定信号が制御装置９
ａに出力される。制御装置９ａにおいては、入力する流
量測定信号により示される流量が所定の流量よりも少な
くなったと判断し、かつ、入力する圧力測定信号により
示される圧力が所定の圧力よりも小さくなったと判断す
ると、ポンプ４内でエアーロックが発生したと判断す
る。

【００５０】エアーロックが発生したと判断する制御装
置９ａは、エアーロック検出信号を前記流路切替駆動手
段１０に制御信号を出力する。前記流路切替駆動手段１
０は制御信号を入力し、流路切替手段７を駆動させて出
口弁７ｂを遮断し、排出弁７ｃを開放状態にする。

【００５１】排出弁７ｃが開放されると、ポンプ４から
吐出される流体が気泡と共に、ドレン管１１を通過して
排出され、エアーロックが解消される。

【００５２】より効率的に、かつ確実にエアーロックを
解消するときには、制御装置９ａは、入力する流量測定
信号により示される流量が所定の流量よりも少なくなっ
たと判断し、かつ、入力する圧力測定信号により示され
る圧力が所定の圧力よりも小さくなったと判断すると、
ポンプ４内でエアーロックが発生したと判断して流路切
替駆動手段１０に制御信号を出力して前記流路切替駆動
手段１０により流路切替手段７を駆動させて出口弁７ｂ
を遮断する。出口弁７ｂおよび排出弁７ｃが遮断された
状態のままにポンプ４が継続的に駆動されると、ポンプ
４から流路切替手段７までの注入管５内の流体圧力が高
まる。この流体圧力を測定する圧力計８ａから出力され
る圧力測定信号が制御装置９ａに入力され、この制御装
置９ａは、圧力測定信号により示される圧力値が所定の
高圧になるまで、制御信号を出力し続けて出口弁７ｂお
よび排出弁７ｃを遮断状態にしておく。入力する圧力信
号により示される圧力値が所定の圧力値を越えると制御
装置９ａが判断すると、制御信号を流路切替駆動手段１
０に出力して排出弁７ｃを開放状態に切替させる。排出
弁７ｃが開放状態に切り替わると、所定の高圧に高めら
れた流体が気泡と共に排出管１１に一挙に流出する。

【００５３】前記の排出作業を一定時間行い、ポンプ４
から流路切替手段７までの注入管５内の流体の圧力が通
常の圧力値に復すると制御装置９ａが判断すると、前記
制御装置９ａは流路切替駆動手段１０に制御信号を出力
する。前記流路切替駆動手段１０は制御信号を入力し、
流路切替手段７を駆動させて前記排出弁７ｃを遮断し、
出口弁７ｂを開放する。

【００５４】これにより、本管６と流体収容タンク３と
が注入管５で接続され、流体の注入が再開する。

【００５５】以上により、この発明の脱泡処理装置はエ
アーロックを防止することができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明によると、エアーロックを防止
することのできる脱泡処理装置を提供することができ
る。

【００５７】この発明によると、配管等のシステム変更
を最小限にし、かつ簡単に設置することのできる脱泡処
理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例である脱泡処理装置
を備えた流体注入装置を示す概略図である。

【図２】図２は従来のポンプを示す概略断面図である。

【図３】図３は従来の特殊ポンプを示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・流体注入装置、２・・・脱泡処理装置、３・・
・流体収容タンク４・・・ポンプ、５・・・注入管、６
・・・本管、７・・・流路切替手段、７ａ・・・入口
弁、７ｂ・・・出口弁、７ｃ・・・排出弁、８・・・エ
アーロック検出手段、８ａ・・・圧力計、８ｂ・・・流
量計、９・・・制御手段、９ａ・・・制御装置、９ｂ・
・・表示装置、１０・・・流路切替駆動手段、１１・・
・ドレン管、１２・・・残量メーター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプから吐出される流体を本管に導入
   する注入管に設けられ、切替操作により、ポンプと本管
   とを導通状態に、かつポンプと排出管とを不通状態に
   し、またはポンプと本管とを不通状態に、かつポンプと
   排出管とを導通状態にすることの可能な流路切替手段
   と、エアーロック検出手段とを備えてなることを特徴と
   する脱泡処理装置。
2. 【請求項２】 前記流路切替手段を作動させる流路切替
   駆動手段と、前記エアーロック検出手段から出力される
   検出信号により前記流路切替駆動手段を作動させる制御
   手段とを有する前記請求項１に記載の脱泡処理装置。
3. 【請求項３】 前記流路切替手段は、ポンプと本管とが
   導通状態に、かつポンプと排出管とが不通状態になった
   状態から、ポンプと本管とが不通状態に、かつポンプと
   排出管とが不通状態になる状態に切り替え、所定時間の
   経過後にポンプと本管とが不通状態に、かつポンプと排
   出管とが導通状態になるように切り替える動作可能に形
   成されてなる前記請求項１または２に記載の脱泡処理装
   置。