JPS58500601A - 加圧された流体の音響脱気方法 - 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】 加圧された流体の音響脱気方法 先行技術の説明 整流拡散は溶存気体を脈動気泡に変える質量の輸送方法である。脈動は気体−液 体系に音響の場を印加することにより発生する。流体に対して音響の場がつくら れると　、存在している静水圧の周りで圧力が正弦曲線変化する。圧縮位相の間 は気泡が収縮する。気泡の容積が減少することにより気体の濃度が増し℃気体を 気泡から液中へ追い出そうとする。希薄相の間気泡は膨張し、気体濃度が減少し て気体を気泡へ追込もうとする。整流拡散は限界値プロセスである。ある値以上 に圧力が変化すると、包泡が成長する。あるレベル以下では気泡は液体に戻され る。気釣が成長しより大きな気泡へと合体していくと、圧縮過程中の液体への吸 収速度は希薄過程での気泡の成長速度よりはるかに遅くなる。この限界値に影響 する他の要因としては、静水圧、気泡の半径、振動周波数である。また、電流拡 散は処理している流体の物性によっても大いに左右される。

水、油、粘性流体および溶融材料を含む楚々の液体の脱気について前記の基本的 な方法が提案されてきた。しかしながら、この技術は系の設計上の制限があるた め商業的な適用はほとんどなされず、実験用途に止っていた。

先行技術の多くが、チャンバ内の中心に位置させた平担面の変換器を使用してい る。前記の平担な変換器の面に気泡が形成され、これが変換器と液体との間の音 響インビーグンスの不整合を発生させ、変換器から液体へのエネルギの移ｊに干 渉する。したがって、平担な変換器を使用した整流拡散は放射面近くでのみしか 発生しない。

出力を増してみても、音が最初の気泡の層を通過しえないので整流拡散を行う液 体の量は比較的不変のままである。

整流拡散による別の重大な作用は固体面に蒸気のキャビテーションが発生すれば 常にそれに随伴する浸食である。固体面近くで気泡が形成され、それが潰れると 、表面に孔ができ浸食する。これはキャビテーションによる損傷として知られて いる。浸食速度は、地球の圧力を受けた帯水層からの、昇温した高温のブライン （塩水）、イオン塩および懸濁物体のように浸食を加速させるものの中では速い 。このため、ブライン中で作動している平担な変換器の寿命は極めて短いものと 思われる一公表されたテークでは数分間の作動で表面が損傷することを示してい る。

音響脱気の工業的な応用が多年（でわたり望まれてきたが、実際には比較的数な い流れ装置が開発されたのみである。シーメンス　シューカートベルケ　ア・ゲ ー（Ｓｉｅｍｅｎｓ　Ｓｃｈｕｋｅｒｔｗｅｒｋｅ　Ａ−Ｇ・）は圧電式の円筒 状変換器を使用し壬数少ない大型の流体処理装置の１つを開発した。エツシエと ランガー（Ｅｓｃｈｅ　ａｎｄ　Ｌａｎｇｅｒ　’）は用途に応じて水装置は厚 さ、あるいはラジアルモードのいづれかで作動しうると報告している〔シーメン ス　レビュー（Ｓ’ｉｅｍｅｎｓＲｅｖｉｅｗ）５．　１４７　（１９６０）　 〕。この装置は、９１　ｂｂｌ１日に相当する１日６００リツトルの処理を行う ことができる圧電式の変換器を用いたこの比較的大型の装置でさえも１日Ａ　Ｏ ，０００ｂＭ以上のブラインを処理する生産用井戸に必要な量よりもまだまだ小 さい量である。この装置は直列に配置した２４個のセラミック・シリンダから構 成され℃いる。この装置では、脱気装置には必要でない、加圧されむ冷却装置を 必要とする。処理すべき液体はシリンダの全体断面部分を通過せず、むしろシリ ンダの中心に位置した肉厚の薄いチューブに流体を入れている。次いで、冷却水 がシリンダの残りの内部の部分と外側とを通っている。

本発明の分野 本発明は液体を脱気する新規な方法に関する。詳細には、本発明は液体内に集中 させた音響エネルギを供給して整流拡散を発生させて溶存気体の小さい泡を合体 させ成長させることにより液体から溶解した気体を分離させることに関する。大 きくなりつつある泡の浮力が気泡を液体の表面に集める。本発明は主として水あ るいはブライン溶液から溶存した炭化水素を除去するために使用するものとして 設計したものではあるが、本発明、あるいはその簡単な修正は液体から気体を回 収したり、液体を浄化したり、あるいはその双方に対しても使用可能であって、 その若干の例としては植物油、粘性流体、油圧流４ 体、溶融プラスチック、溶融ガラス、溶鋼および写真用薬品の脱気である。

要　約 本発明は溶存気体を含有する液体がその中を通過する中空チャンバに音響エネル ギを導くことにより先行技術による欠点を克服する。前記チャンバは・ξイブ、 球形あるいはその他の何らかの形状の収容容器であればよい。

この方法は連続した貫流形態の作動あるいはバッチ形態の作動の双方によく適し ている。この脱気装置は基本的には外壁に音響変換器を具備した中空チャンバで ある。

この脱気装置の設計概念は数々の利点を有している。構成が比較的簡単なことで ある。中空チャンバは通常の作動圧力、温度および生産井戸のブラインの腐蝕性 に耐えるよう選定できる。この装置の形状は簡単で効果的な装置を提供する。

音響変換器は圧電水晶を利用し、電気信号を機械的な変化に変換する。最も一般 的に使用される水晶は石英、鉛−ジルコン−チタン塩酸、アンモニウムニ水素リ ン酸塩、ロッシェル塩、バリウムチタン塩酸である。効果的な整流拡散を促進さ せ、即ち小さな泡が中空チャンバの中心部分内で形成され、その中心の周りで液 体中で成長していくように振動の周波数を選定し、かつ調整する。

本装置は音響エネルギを集中させて、そのピークの強度を中空チャンバの中心近 くで発生させることによりチャンバの内壁面でのキャビテーションを排除する。

気泡が５　丁−表昭５８−５囲６０１（３） 拡大し又液面へ集まるにつれ℃その気泡を分離するため　パに機械的な装置が使 用される。第１図に示すように円形配置で一群の変換器が中空チャンバに装着さ れる。４個の変換器からなる群か６群示され℃いるが、その数はいくらでもよい 。中空チャンバに沿った長手方向での前記変換器の間隔は重要である。変換器が 中空チャンバの同じ位相におい℃波腹位置に位置され７、チャンバと同じ周波数 で共振するよう同調させられた場合に最良の結果が得られる。

本装置は１００から５００，０００サイクル／秒の周波数範囲で作動するよう設 計されているが、好適な範囲は１０、ＯＤＤから５０．０００サイクル／秒であ る。

１つの大きな利点は、本発明による装置は大気圧、あるいは大気圧以上で２８０ 　ｋｇ／＋ｕ＋！　（４０００ｐｓｉｇ）まであるいはそれ以上の著しい高圧で も作動できることである。このことは水圧、あるいは潜在的に地球の圧力がかか った液体から溶存気体を分離するのに極めて重要なことである。もし水、プライ ン、あるいは原油のようなこれらの液体が、フラッシングにより脱気する大気圧 までもってこなければならず、かつ次に液面下処理のため、再加圧するのであれ ば著しいエネルギが浪費される。

別の利点は本発明が、液体中に２種類以上の気体が溶解されている場合も使用で きることである。２種類の気体が溶液中に溶解しており、本発明によって処理さ れる場合、前記気体は一時に順次溶液から排出される。溶液はその他の溶存気体 を除去するために再処理されねばならない。液体から出℃くる最初の気体は、気 体類の相対濃度、拡散常数、部分圧力、大気圧および音響エネルギの大きさによ って変ることが予想される。予備試験において、メタンと空気の双方を水中に溶 解させ如みた。空気が水から排出されるまでに９０から１００パーセントのメタ ンが除去された。

本発明の別の利点は、それが溶存気体を除去する主要な方法であり、従来の脱気 装置と関連し℃作動でき、あるいは直列に一連の装置と共に使用して作動動産を 上げることのできることである。一連の装置が直列で使用される場合、一連の装 置に対して周波数を変えることが好ましく、周波数の選定は流れ方向における気 泡の寸法によって変る。気泡の寸法が大きければ周波数は低い。また、液体から 色々な気体を良好に分離するために、種々の作動パラメータ（例えば周波数、出 力）に一連の装置を合わせることができる、。

本発明の前述およびその他の利点は以下の説明をみれば当該技術分野の専問家に は容易に判る。

図面の簡単な説明 第１図は脱気装置の好適実施例の概略図、第２図は音響変換器の概略組立図、 第６図は発電装置を脱気装置に整合させるための経験的な試みのブロック図、 第４図は脱気装置の音響変移量を決めるために使用する装置のブロック図、 第５α図は時間の関数としての除去量を示すグラフ、第５ｂ図は出力の関数とし ての除去速度を示すグラフ、第６図は中空チャンバの断面図を含む、実用的な音 響脱気装置の全体構造の概略図、 第７図は流れの実験に使用した試験設備の基本形状を示す図面である。

好適実施例の説明 一般的に、本発明は音響エネルギを使用して加圧された液体から溶存気体を除去 する方法を含む。音響変換器は中空チャンバの外面に装着される。選定した試験 装置はパイプであるが、その選定は便宜上からのものであつ℃、この装置が他の 形状より作動が良好であると℃・う理由からではない。同様に、本装置は連続し た流れを含むが、本発明はバッチでも作動する。脱気装置を回転させ音響エネル ギを集中させることがこの新規な方法における主要な要素である。このように同 調させることは、圧電水晶、反応マス、動力供給装置を含む音響変換器の周波数 と、液体を入れた中空チャンバとを整合させ、脱気装置が共振して作動するよう にする。中空チャンバが振動して、そのため発生した音響エネルギを中空チャン バの中心に向かって導く際にエネルギの集中が起り、一方チャンバの内壁面で発 生する音響エネルギが最小となる。

本発明による方法を実施した脱気装置を第１図と第２図とに示す。本装置はパイ プ１と、適当な取付は要素４８ と、パイプの外面の周りに配設された蝮数の変換器２より構成されている。励振 器は出力を中空チャンバに送る変換器である。圧電ディスク５より構成される励 振器を取り付けるには、銀ろうサドル８をパイプに合わせて機械加工する。圧電 ディスクは＃ＰＺＴ−４モデルのセラミックであって、これはオハイオ州ベット ８フォート５（Ｂｅｄ−ｆｏｒｄ、　０ｈｉｏ）のバーニトロン・ピエゾイレク トリック・テイビジョｙ　（Ｖｅｒｎｉｔｒｏｎ　Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ 　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）＋Ｋ。

より製作されている標準品である。各組の圧電ディスクに対して１個の反応マス ９が装着されている。／８イブの両端には２・１固のナツト６が位置している。

脱気装置の取付けを便ならしめるためにナツトにアイホルトがねじ込まれている 。これらのナツトを振動の節に位置させることにより共振周波数と振動の節のパ ターンに対してナツトによる支持が与える作用を最小にさせる。

第２図は音響励振器組立体を示す。励振器はまづ圧電ディスク５の表面に若干の シリコングリースを供給することにより組立てられる。次にディスクはスタット 寅図示せず）に位置され、続いて黄銅のシート６が入れられる。次にシリコンを 塗布した別のディスク５を取り付ける。圧電方向は双方共黄銅１（向かうか、あ るいは離れるかのいづれかの方向を指さねばならない。絶縁材として′５個のテ フロンスリーブ７が使用され、圧電ディスク５がスタッドと確実に接触しな（・ ようにする。

この形態の励振器はランゲビン（Ｌａｎｇｅｖｉｎ）スイッチ９１己−Ｆ、１３ ５８−５００ＧＯ１（４）と称されている。この励振器は給電において単一のエ レメントからなるものより多くの利点を有している。１つの実用的な利点は安全 性である。前述のスイッチを作動させるに要する電圧は激しい電気ショックや焼 付けを起すに十分な高電圧である。したがって高電圧に接続された装置はできる だけ露出を小さくすることが好ましい。

この構造であれば高電圧は黄銅のシートに接続されるのみである。前記金属部材 の残りの部分は信号接地に接続される。

（ＰＺＴ−４のような）圧電エレメントの電力処理能力は以下によって左右され る。

１、機械的強度 ２、機械的ロス ろ、誘電ロス ４、電気性減極 ５、熱性減極 全てが弾性材料である場合のように、圧電エレメントの共振の間の動的な歪が応 力な発生させる、はとんどのセラミックは引張りに弱いが圧縮には強い。ＰＺＴ −４の引張強度は７００ｋｇ／ｃＪ　（’１０，０００ｐｓｉ）であるがその圧 縮強度は約５２５０ｋｇ／ＣＪ　（７５，０００ｐｓｉ）である。元応力が作動 中の引張りによるセラミックの損傷の危険性を排除する。

圧電エレメントにおける機械的ロスは誘電ロスに較べると極めて小さいので実用 上からは無視できる。ＰＺＴ−０ ４の電気的減極は１０００Ｖ／闘あるいはそれ以上の電界において発生する。１ ０００　ｖ／ｉｎ以下の電界強度においてさえ、２０ＫＨｚ以上の周波数におけ る電気的ロスは許容されなくなる。

したがって、ＰＺＴ−４の電力処理能力に対する制限要素は誘電ロスとその結果 発生する熱的減極である。ころらのことを考慮すれば、ＰＺＴ−４の圧縮モード の電力処理能力は５．６　Ｗ　／ｃｉｌ／　ＫＨ２であって、電気エネルギの約 ９５％が機械的エネルギに変換される。（デー・イルリンコートによる、フレバ イト・コーポレーションのテクリカルレ４ぞ一ト＋ＴＰ−２２１．１９−６１０ 「圧電セラミックの電力処理能力」を参照のこと。”Ｐｏｗｅｒ　Ｇａｐａｃｉ ｆｉｅＳｏｆ　Ｐｊ、ｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ″、　Ｄ、Ｂ ｅｒｌｉｎｃｏｕｒｔ、Ｃ１ｅｖｉｔｅＣｏｒ＋：＋、Ｔｅｃｂｎｉｃａｌ　Ｒ ｅｐｏｒｔ　＃ＴＰ−２２１，１９−６１）ディスクの容量は４．８７　ｃｒｄ であると計算され、かつエレメントレマ約３７ＫＨｚで作動するので、各ディス クの処理能力は、 ”ｍａｙ＝（５，６）（４，８７）（３７）之１キｏ７；’トである。

それぞれ２個のディスクを備えた４個の励振器から構成されるアレイにおいて、 脱気装置の全体電力処理能力は８キロワツトである。この数値は絶対最大と考え られる。

安全性、長寿命、連続運転に対して安全惠を適用すべきである。任意の安全係数 ２を適用すると、各ディスクは５００ワツトで安全に作動できる。

理想的には、本装置は共振時リアクタンスおよび抵抗が零であればよい。実際に はＰＺＴ−４のエレメントは本質的には誘電材料を有する２個の銀製接点プレー トであり、その間にキヤ・ξシタンスがあるのでそのようにはならない。液柱に 伝達されるエネルギの他に、実際にはエレメントと鋼成分とにエネルギ損失があ ってインピーダンスがある具体的な数値になる。したがって、電気エネルギが最 大限機械エネルギに変換されるように、発電装置と脱気装置との間にさらに２個 の装置が必要である。

それらは変圧器と誘導器である。インダクタンスが励振器のアレイのキャパシタ ンスを同調させねばならない。

変圧器は共振時の脱気装置の有効抵抗を出力増幅器の出力抵抗に整合されるため に使用される。

音響エネルギ源はＥＮＩのパワーオシレータである。

この装置は低レイルの信号発生装置とＡクラスの電力増幅器とから構成されてい る。この装置の出力抵抗は５０Ωである。

脱気装置のキャパシタンスや抵抗を測定するのでなくさらに経験的な力先がとら れている。ＥＮＩの「整合箱」（ｍａｔｃｈ−ｂＯＸ”）が最高の整合を行う（ 第６図参照）。この装置は変圧器と、一連の誘導器と第２の変圧器とから構成さ れている。これら要素の価値は選択可能な切換えである。前進電力に対する負荷 電力の比が１となると、本装置は完全に整合していることになる。これは発生器 によって送られた電力が全て負荷（脱気装置）によって消費されたことを意味す る。この値は１を越えることば１２ ない。この比率が低ければ低いほど整合が不具合ということである。

２個の変圧器と一連の誘導器との値は、パイプの共振周波数において０．９以上 の整合比を達成するよう選択される。この比率はＥＮＩの前面パネルで、前進電 力と負荷電力の２つの計測値を読取ることにより容易に計算される。整合箱での スイッチ位置から変圧器の比とインダクタンスとを計算できる。比が約２の逓昇 変圧器が使用される。空心誘導器は必要なインダクタンスを得るよう構成される 。第６図に示すように、回路は均等である。

変圧器と誘導器とによる設計周波数では整合比は０．９以上である。

カマンテイスプレースメントユニツ）　（ｋａｍａｎ　Ｄｉｓｐｌ−ａｃｅｍｅ ｎｔ　Ｕｎｉｔ）が本装置の性能を測定する（第４図参照）。

プローブの位置づけおよび較正にはマイクロマニピュレータが使用される。バイ パスフィルタが任意の振動から低値の人工的な振動周波数を除去する。周囲の騒 音を除１　去するよう高周波数遮断装置がセットされる。次に電力が入れられ、 本装置が始動して共振する。

ピーク間の偏位置は電力レベルの関数として測定される。データによれば、電力 が増加すると偏位量が増加する。しかしながら電力しばルが高くなればなるはど 偏位量の増加は少ない。

整流拡散からの気泡の成長を制御する主要な、ａラメータの１つは大気圧に対す る音響圧の比率である。限界比１３１４表昭５８−５（ｉｏＧＯｌ（５）末以上 に前記の比率が窩ければ高いほど気泡の成長は速い。出力オシレータのゲインを 増加させることにより達成されるが、音響圧を増加させることにより前記圧力比 を増加させることができる。したかつ℃、気泡を成長させるために、変化する第 １のパラメータは電力レベルであつ１、この結果を第５ａ図に示す。曲線の初期 の傾斜が示すように、電力がより多く供給されると、気泡除去速度が増加する。

初期の傾斜を第５ｂ図にプロットしている。電力レベルが増加するにつれ℃、気 泡除去の初期速度は連続的に増加する。しかしながら電力レベルがそれ以上増加 すると、初期除去速度は傾斜が緩くなる傾向がある。したがって、電力がより多 くなれば気泡除去速度を増加させる一方、その増加は電力の増力旧で比例はしな い。

励振器のアレイは１位相の合った（共振時の振動の最大の大きさの位置である） 波腹に位置せねばならない。

これらの位置を探るためにパイプの振動モードを使用しうるが、経験的な方法が とられている。中心のアレイはすでに装着しているので、パイプはパイプに沿っ た節−波腹パターンをつくるよう共振させて励県させることができる。このパタ ーンを見るために、パイプの表面に水と粉末酸化アルミニウムよりなるスラリー を供給する。

粉末は（振動の大きさが零の位置である）波腹におい℃集る。波腹は中間近くで 隣接する励振器の間のどこかの個所に位置される。中心を外れた励振器を中央の 励振器４ のアレイから離れた偶数の波腹である波腹に装着する。

液柱の振動の半径方向モードと長手方向モードとは極めてよく連結されるので、 半径方向の圧力変動の他に長手方向の圧力変動がある。長手方向の定常波が軸線 に沿って波腹な発生させる。このよ５にして、気泡は液面へ浮上するに十分な浮 力を得るまでこれらの位置に集ろうとする。この気泡の位置を「固定」させる現 象が、流れのない場合に単一の気泡の半径の変化を実際に視察するために利用す る現象である。

前記の固定作用をなくするには、電力を連続的に供給する代りにオンオフを繰返 して供給することができる。

論理的には、気泡を著しく成長さるに十分長く電力を供供し、シリンダの底部の 小さい気泡が頂部まで上昇するに十分の長さ遮断させるべきである。

周期を一秒に固定し、電力をオンする時間を１秒（即ち連続運転）から０．１０ 秒まで変えて一連の試験を行った。想像した通り、連続運動では最高の気泡除去 速度をもたらされなかった。オンの時間を０．９０秒とした場合の曲線は連続運 転の場合と略同じであった。オンの時間を５０係にした場合、気泡除去効率を約 ７５係にした。

除去速度は増加しなかったが、電気所要量が減少した一見 バイブ式脱気装置の構造は第１図に示すものである。

パイプはスケジュール８０の１．？ｌ（４フイート）物で直径が９７．６　ミリ （４インチ）のステンレス鋼パイプである。装着を便ならしめるため・・プを・ ξイブの各端に溶接した。溶接後パイプは１７５に９／ｃｒｌ　（２５Ｄ　Ｏｒ ＋ｓｉ　）で水圧テストを行った。４個からなる１アレイの励振器を第１図に示 すようにパイプの中心に装着し、さらに２アレイ分を中心の各側に均等距離をお いて取り付けた。

マス９（第２図参照）の長さを選定するためて、励振器をパイプの共振に合わせ る実験を行った。一連の長さを決定した後、それぞれ機椋加工を行い取り付けた 。音の通路の特性上の長さについて行った想定によりマスの長さを変えた。それ ぞれ共振と、振動の鋭さとを決定するため励振させた。最終的如け、８１．３　 ミリ（３，２インチ）の長さが最良の結果をもたらした。エネルギのより良好な 伝達はノミイブの種々の共振周波数において発生する。

このように、所定の入力に対して最良の脱気は共振状態の１つにおいて発生する 。脱気量はそれぞれの共振において等しくはなく、これはあるモートゝを組合せ るとそうでない場合より流体柱へのエネルギ伝達がよりよくあることを示した。

・２４７式脱気装置の作動を第６図に示す。実用的、かつ効果的な脱気装置を設 計して、溶存気泡の回収と、音響圧力変動を発生させるに要する電力量の観点か ら効率的な整流拡散を促進させねばならない。設計上の主要な配慮は、 ・　効率的な整流拡散を促進させる有効周波数範囲の１６ 決定 ・　前記の周波数範囲内で共振し、かつ流体柱も共振するようにさせる構造の中 空チャンバを選定すること。

・　ピーク強度が中心で発生するよう、中空チャンバの中心線に音響の場を集中 させること。

−壁面で−のキャビテーションを排除すること。

・　最少のエネルギで最大量の流体が整流拡散を行うよう電力レベルを決定する こと。

・　全体効率を高い状態に保つために音響励振器を中空チャンバの共振に合わせ ること。

・　中空チャンバに沿った並列の多数の励振器のアレイに対して励振器は位相の 合った波腹に装着すること。

・　出力オシレータの出力抵抗を共振状態の全体装置の有効抵抗値に整合させる こと。

・　オシレータと励振器の間に誘導器を挿入して圧電エレメントのキャノξシタ ンスを合せることである。

基本装置のレイアウトを第７図に示す。脱気装置は床面から約４５度の角度をつ けて天井から支持した。脱気装置への入口は一連のポンプに、出口は２２．８１ （５ガロン）のオートクレーブの頂部に接続した。

フローテスト用ノ試料を１３６．５１（３０ガロン）の送りタンク中で調製した 。タンクをカバーで密封した。

タンクの上方にミキサーを蓋壁させ、シャフトをカバーのゴム製シールを通し又 挿入した。家庭用のメタンガスを６，２ミリ（１７８インチ）の鋼管を介してタ ンクへ底部から入れた。パイプの開口はミキサーの羽根の丁度下に来た。過剰の メタンを屋根の排気口から除去するためにカバーにパイプ接続を追加した。試料 を調製するために、タンクには最初水道水で充満させた。ミキサーと、屋根の排 出口のブロワ−の双方を始動させた。次に２から４時間かけて液を通しメタンを 気泡にした。

タンクの底部で出口を遠心ポンプに接続させた。このポンプの出口を別のピスト ンポンプに接続させた。前記ポンプを１２．７ミリ（１７２インチ）の直径のポ ンプを介して脱気装置に接続した。次に脱気装置の出口を短い・ξイブ（２５４ ミリ＝１０インチ）を介して２２．８７（５ガロン）のオートクレーブに接続し た。前記オートクレーブは気体と液体の分離機として作用した。

オートクレーブに対して数個の接続を行った。圧力計をオートクレーブの頂部に 接続した。オートクレーブの底部から排出配管を出し、制御弁に接続した。また 、サンプリングのためにオートクレーブの底部に手動弁を接続した。制御弁の出 口は手動の玉弁を介しｉ４５５　／（１００ガロン）の溜めタンクに接続した。

前記潜めタンクな密閉するために該タンクにカバーを追加した。浮遊メタンを除 去するために屋根の排気装置への接続を行った。時々底部の手動弁を開放して床 の排出口を介してタンクを空にした。

８ 送りタンクは電子秤上眞位置させ、容器重量を相殺した。タンクが満タンの時、 重量は約１１７に？２６０＝ｄンド）であった。実験中、数回間隔をおいて時間 と重量とをメモした。このデータからマスと、対応する流量とが計算された。

本装置の圧力は制御弁と溜めタンクとの間にある手動弁により制御された。この 調整は実際の実験運転の前に本装置に水を貫流させること如より行った。

ガスクロマトグラフを使用して液体から除去された気体の量を測定した。クロマ トグラフは水、メタンおよび試料の寸法に対して調整する必要があった。できる だけ小さい試料で出力の十分な感度が得られるまでクロマトグラフのセツティン グと試料の寸法を変えた。

オートクレーブをその底部にある弁を介して排出し、実験を始める前に送りタン クの試料を採集した。次にポンプを回し、４５ｋｇ（１００ポントカ（約５４． ６１−１２ガロン）の液体が本装置を貫流して汲み出された。

オートクレーブの底部で第２の試料を採集した。次にポンプを止め本装置を排出 した。音響脱気装置への電力をオンてした。実験用として１０００ワツトの音響 電力が頂部のアレイに対してのみ供給された。このアレイはオートクレーブに対 して最も近く位置しているため選定したのであって、したがってオートクレーブ が位相分離する前に最小の再吸収が発生したのみであった。脱気装置が共振に合 わされた後、本装置を通して別の４５ｋＱ（１ｏｏ、ｐンド）め試料を流した。

第６の試料を採集しクロマトグラフで処理した。

送りタンクの試料の含有するメタンが最大量であった。

音響なしに本装置を貫流した後の試料の含むメタンが最も少ない。このように、 本装置を通し℃液体を流すことにより若干のメタンは遊離した。脱気装置を作動 させると、液中に含まれるメタン量は最少であった。それぞれの場合について、 各試材を２回分析し２個の値をリストアツブした。第１の組の読取り値と第２の 組の読取り値との間の唯一の差異は、第１の組の読取り後６０〜６０分おいて第 ２の組の読取りを行ったことであった。その結果、電力をオフにした場合と比較 してオンにした場合遊離したメタンはほとんど２倍になったことを示し℃いる。

クロマトグラフによる結果の差異は好ましくない。しかし６何カ試料についてい えば、一致した傾向があるようである。６回の全ての場合について第２の試験結 果は第１のそれより低い。これは、メタンが試料からゆっくりと解放されつつあ ることを示している。クロマトグラフの処理時間はざっと６０から６０秒であつ ℃、全体の実験は６０分継続するのみである。このように実験の完了後ある試料 は１〜２時間処理せねばならない。試料中のメタンは、それが得られたときより 少なくなる。

フローデータ 試験条件 ２０ 温度　２０８Ｃ（６８Ｆ） 圧力　０７ゆ１ｔｙｌ　（１０ｐｓｉｇ）電　力　１００ワツト 変換器　トップアレイ 流　量　４．５５１１分（１ガロン／分）ガスクロマトグラフ　１０００μリツ トル試料寸法 読取り値　除去量係 送りタンク　３０．０　１６．５−一 本明細書では本発明の可能な均等形態の全てを述べる意図はない。本明細書で使 用した用語は限定的でなく、単なる説明用と理解すべきである。本発明は好適実 施例について詳細て説明されてきたが、当該技術分野の専問家にはここに開示し た概念の別個その他多くの修正や変更が想起されようがそれらは本発明の範囲と 、請求の範囲内に入るものと考えられる。

ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、３ 時開（府） 葦３股うｊ艶１へりづ共象俗ｑしη（ツー７）　）・啼１？力の関１１交′ヒ仁 ての庫］７期＃六通（ＦＩＧ、　５ｂ ＦＩＧ、　７ 手続補正書（方式） １．事件の表示 ヵＶ１βぐ昨ｆ璽６Ｌ−イトめ」酎％　］１乞玩デク久３補正をする者 事件との関係　出　願　人 糸イトノいたし　角へｒ７０メ／ト　コー「レー　ン−３／田悴祖杏４ｉ４失

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体から溶存気体を分離する方法において、α）中空チャンバに、第１の波 腹点において、その外面に少なくとも１個の音響変換器を装着させて設けｈ）溶 存気体を含有する液体を前記中空チャンバへ導き、 Ｃ）各音響変換器を液体を含んだ前記中空チャンバとｄ）前記中空チャンバの中 心近くで一゛−り強度が発生するよう各音響変換器からの音響エネルギーを集中 させて、前記中空チャンバの内面でのキャビテーションによる損傷を排除し、 ｅ）音響エネルギによって前記中空チャンノＳを振動させて溶存気体の気泡が液 体中で形成され、かつ成長するようにさせ ｆ）液体から気泡を分離する ことを特徴とする液体から、溶存気体を分離する方法。 ２、請求の範囲第１項に記載の方法において、前記中空チャンバの別の波腹点に おいて少なくとも１個の音響変換器を装着し、前記の別の波腹点の各々が前記第 １の波腹点と同位相にあることを特徴とする液体から溶存気体を分離する方法。 ６、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法において、前記音響変換器が間 欠的に閉鎖することを特徴とする液体から溶存気体を分離する方法。 ４　液体から第２の溶存気体を除去する方去におい℃、第１の溶存気体を除去す るために請求の範囲第１項に記載の方法によって処理した液体を、第２の溶存気 体を除去するために異った作動パラメータにおいて請求の範囲第１項に記載の１ ａ」から「ｆ」までの処理を行うことを特徴とする第２の溶存気体を除去する方 法。 ５、　内面と外面との双方を有する一連の中空チャンバを使用し℃液体から溶存 気体を分離する方法において、α）第１の波腹点において、各中空チャンバの外 面に少なくとも１個の音響変換器を装着させた１個以上の中空チャンを直列に設 け、 ｂ）溶存気体を含む液体を一連の中空チャンバへ導きＣ）液体を含んでいる間に 変換器が装着されている中間チャンバと、変換器の電源とに対して共振するよう 各音響変換器を廻し、 ｄ）ピーク強度を一連の中：廿チャンバの中心近くで発生させるよう各音響変換 器からの音響エネルギを集中さることにより前記一連の中間チャンバの内面でキ ャビテーションによる損傷を排除し、ｅ）音響エネルギによつ又一連の中間チャ ンバを振動させて溶存気体の気泡が液中で形成し、かつ成長するようにさせ、 ｆ）液体から気泡を分離する ことを特徴とする液体がら溶存気体を分離する方法。 ６、請求の範囲第５項に記載の方法において、中空チャ２３ ンバの各々の別の波腹点において、前記中空チャンバの各々に少なくとも１個の 音響変換器を装着し、前記の各々の別の波腹点が第１の波腹点と同位相にあるこ とを特徴とする液体から溶存気体を分離する方法。 ７、液体から溶存気体を分離する方法において、ａ）中空パイプへの流体の流れ 方向に対して垂直の平面におげろ波腹点にお℃・て前記中空パイプに１個以上の 音響変換器を設け、かつ円周方向罠隔置させて別の波腹点において全℃の変換器 を働位相に位置させて別の音響変換器を設け、 ｂ）少なくとも一種類の溶存気体を含有し、連続的に流れる液体を前記中空パイ プに導き、 Ｃ）貫流する液体を入れた中空パイプと変換器の電源に対して各音響変換器を共 振させるよう回転させ、ｄ）ピーク強度が前記中空パイプの中心付近で発生する よう各音響変換器からの音響エネルギを集中させることによつ℃前記中空パイプ の内面のキャビテーションによる損傷を排除し、 ｅ）音響エネルギにより又前記中空パイプを振動させることにより少なくとも一 種類の溶存気体の気泡を液体中で形成させ、かつ成長させ、 ｆ）液体から気泡を分離する ことを特徴とする液体から溶存気体を分離する方法。