JPS6150608A - 超音波脱泡装置 - 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〕 本発明は超音波脱泡装置に関するものである。

一般に成る種の液体については、これを脱泡処理するこ
とが必要である。例えば感光フィルム用の感光乳剤は、
気泡が含まれたままフィルム材に塗布されると感光フィ
ルムに均一な感光膜を形成することができないため、フ
ィルム材に塗布される前に脱泡処理を行うことが必要で
ある。

〔従来技術〕

斯かる脱泡処理を行うための装置の一例としては、従来
特公昭５７−６３６５号公報に開示されている装置が知
られている。ところがこの装置は十分な脱泡を行うよう
にすると、同時に新たな泡が発生する等の問題点を有し
ている。

又、特開昭５６−２８６１１号公報に開示されているよ
うな、超音波を照射しない、スパイラル管による気泡除
去装置も知られているが、このような装置では界面活性
剤を含む写真用感光乳剤中に存在するような微細気泡を
遠心力の作用で旋回半径内側に集めることができず、脱
泡効率が低い欠点がある。

このような事情から、最近第３図に示す構成の超音波脱
泡装置が提案されている。第３図において、１は保温槽
であって温水供給管２及び溢流型排水管３とを有し、超
音波を伝播させる保温用媒体として例えば温水Ｗが充満
される。１７，１は温水Ｗの水面レベルを示す。この保
温槽１に対し、−に方に拡開する円錐状の下方部分４を
有する筒状の脱泡槽５が、その上端部分以外が前記温水
Ｗ中に浸漬されるよう、その外周から外方に延びるカバ
ー板６を保温槽ｌの上端に接続することにより支持固定
されると共に、保温槽１が密閉される。脱泡槽５には、
前記保温槽１の温水Ｗ中を−１−力に向って直線状に伸
びる被脱泡液導入管７の先端が、水面レベル１．Ｗより
低いレベルにおいて当該脱泡槽５の接線方法の開ロアＡ
により連１１ｆｌされる。そして、前記導入管７及び脱
泡槽５の直下に位置するよう、それぞれ第１の超音波発
生器８及び第２の超音波発生器９が保温槽１内に設けら
れている。

１０は脱泡槽５の下端から伸びる被脱泡液排出管、１１
は脱泡槽５内の液面レベルＬ、を検出するフローＩ・、
１３は空気抜き弁、３Ａは溢流１−１．１・’は被脱泡
液である。

このような構成の装置によれば、被脱泡液は導入管７を
流れるときに第１の超音波発生器８により例えばキャビ
テーションが生ずるような高エネルギーの超音波の照射
を受け、これにより被脱泡液中の微小気泡及びキャビテ
ーションによる気泡が群集化し或いは更に大きな気泡と
なって脱泡槽５内に流入し、この脱泡槽５において、大
きな気泡はそのまま自らの浮力によって７１上、分離す
るようになる。同時にこの被脱泡液Ｆには、第２の超音
波発生器９によりたとえば低エネルギーの超音波が照射
されることにより、この超音波の放射圧により被脱泡液
Ｆ中の微小気泡に上向きの力が作用されるので、これに
より、微小気泡が浮ＩＬＬで分離されるようになり、以
って脱泡が行われる。

しかしながら、上記の如き構成の超音波脱泡装置におい
ては、導入管７における気泡の群集化の程度が相当に低
く、このため脱泡効率を１分高いものとすることができ
ない欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は以Ｉ−の如き事情に基いてなされたものであっ
て、脱泡槽に流入せしめる被脱泡液が導入管内を流通す
る間に、被脱泡液の微小気泡の群集化を大きく１１＃進
することができ、結局高い脱泡効率で脱泡を行うことの
できる超音波脱泡装置を提供することにある。

［発明の構成］ 本発明超音波脱泡装置の特徴とするところは、保温槽と
、この保温槽内に設けた脱泡槽と、前記保温槽内におい
て、旋回しながら次第に上方に向うよう螺旋状に伸びて
その、ト端が前記脱泡槽に接続された、断面形状が扁平
な円管より成る被脱泡液導入管と、この被脱泡液導入管
及び前記脱泡槽に超音波を作用さセる超音波発生器とよ
り成る点にある。

以下図面によって本発明の一実施例について説明する。

本発明においては、第１図及び第２図に示すように、保
温槽１内においζ、被脱泡液導入管７を、旋回しながら
次第に−Ｆ方に向いかつ上方に向うに従って旋回半径が
次第に小さくなるよういわば円錐螺旋状に伸びる状態に
設け、或いは図示はしないが、旋回しながら次第にに方
に向いかつ上方に向うに従って旋回半径が次第に大きく
なるよういわば逆円錐螺旋状に伸びる状態に設け、その
上端を接線方法の開［］７Ａにおいて連通させる。当該
導入管７は、第４図及び第５図に示すように、その断面
が全体に横方向に扁平な円管（この図の例では、断面楕
円形管）Ｐより成るものとし、この扁平円管Ｐの長軸方
向Ｘを水平方向１１に対して傾斜させ、当該扁平円管Ｐ
の螺旋の内周線ａが外周ｗＡｂより上方に位置される状
態とする。そして導入管７の全体にその下方から超音波
を照射する第１の超音波発生器８を設けると共に脱泡槽
５の上方に第２の超音波発生器９を設け、他は従来と同
様にして超音波脱泡装置を構成せしめる。なお、前記扁
平円管Ｐの形状は自由であり、例えば、第６図（イ）ま
たは（ロ）に示すような断面形状のものであってもよい
。

以上において、導入管７を構成する扁平円管■）の長軸
方向Ｘと水平方向Ｈとがなす角度αは１５〜３０度の範
囲内とするのが好ましい。また当該導入管７の円錐螺旋
状における円錐形の頂角θまたは逆円錐螺旋状に設ける
場合の円錐形の頂角の大きさは特に制限されるものでは
ないが、下方の第１の超音波発生器８に対して扁平円管
Ｉ）が上下に重ならないようにするのが好ましい。

本発明における導入管７の材質としては、超音波振動減
衰の少ない金属、例えばステンレス等を用いるのが好ま
しいが、ポリエチレンやポリ塩化ビニル等の合成高分子
量材料を用いてもよい。

また、第１の超音波発生器８または第２の超音波発止器
９としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛の圧電式振動
子を有する防水タイプのものを好適に用いることができ
る。これらの超音波発止器８及び９は、導入管７及び脱
泡槽５のエロージョンを防止するため、それらより１５
０ｍ１程度以上離間せしめることが好ましい。

本発明においては、例えば、次のようにして被脱泡液の
脱泡処理がなされる。

龜　　　　　　　　先ず、保温用の媒体として例えば温
水を温水供給管２より保温槽ｌ内に供給し、排水管３の
溢流Ｄ３Ａより溢流せしめ、これによって温水Ｗの水面
レベルＬ、ｌが溢流口３Ａのレベルに維持され、被脱泡
液導入管７及び脱泡槽５の上端部分以外が温水中に浸漬
された状態とし、第１の超音波発生器８及び第２の超音
波発生器９を駆動する。次に空気抜き弁１３を開放した
状態で導入管７より被脱泡液を脱泡槽５内に供給する。

このとき排出管１０の下流側の一部のレベルを、予定の
液面レベルと同一の高さ以上としておくことにより、脱
泡槽５内に被脱泡液Ｆが満たされて行く。そしてフロー
ト１１により検出される液面レベル＋−Ｆが予定の高さ
となったときに空気抜き弁１３を閉じ、脱泡槽５内を密
閉状態とする。これにより、その後脱泡槽５の内圧と排
出管１０における圧力が一致するようになり、それ以後
においては、導入管７により脱泡槽５に流入する量と同
量の被脱泡液が排出管１０より排出されることとなり、
連続して被脱泡液が脱泡槽５を流過するようになる。

そして、第１の超音波発生器８を強力に駆動してたとえ
ば０．３５　Ｗ／ｃｍ”以上の高エネルギー超音波を発
振させ、これを導入管７内の被脱泡液に照射してキャビ
テーションを発生させるようにし、一方第２の超音波発
生器９を比較的に弱く駆動して例えば０．３５Ｗ／＋が
以下の低エネルギー超音波を発振させ、これを脱泡槽５
内の被脱泡液に照射してキャビテーションを発生させる
ことなしに脱泡処理を行なう。

以上の方法によれば、次のようにして脱泡が行なわれる
。即ち、被脱泡液には、脱泡槽５に向がって導入管７内
を流通するときに先ず高エネルギー超音波が照射され、
これによってキャビテーションが起り、被脱泡液中の気
泡は相互に、或いはキャビテーションによって生じた気
泡と群集するようになる。

然るに導入管７は扁平円管Ｐにより構成された上方に向
う螺旋状であるため、当該導入管７において被脱泡液に
は遠心力が作用し、この結果、微小気泡は、旋回する扁
平円管Ｐ内空間における旋回半径方向内片側、即ち内周
線ａに対応する内壁面側に群集されるようになる。そし
て群集した気泡は、導入管７が次第に上方に伸びるもの
であるので、独自に或いは被脱泡液の流れの力を受けて
上昇して行く。

この被脱泡液は次いで脱泡槽５内に流入し、大きなもの
は自らの浮力によって浮上して被脱泡液から分離される
と共に、当該脱泡槽５内の被脱泡液Ｆには第２の超音波
発生器９により低エネルギー超音波が照射されているの
で、その放射圧により、凝集した気泡には上向きの力が
作用しそのため、凝集した気泡の浮上が促進されて自ら
の浮力とこの放射圧の作用によって浮上し分離するよう
になる。これらの結果、被脱泡液について極めて大きな
脱泡効果をもって脱泡処理を行なうことができる。そし
て、脱泡槽５内の被脱泡液Ｆにおいては、キャビテーシ
ヨンが発生しないので新たな気泡の発生もな（、従って
排出管１０よりの排出液を気泡が混入していないものと
することができる。なお、脱泡処理の継続により脱泡槽
５の上部空間Ｓの容積が増加すると液面レベルＬ、が下
がり、フロート１１によって空気抜き弁１３が開放され
、これによって放圧が行なわれ、液面レベルＬ、が上昇
し、限定の位置で空気抜き弁１３が閉じられて脱泡処理
が継続される。なお、脱泡槽５の液面レベル■４．を保
温槽ｌの温水Ｗの水面レベルＬｗより低くなる状態とす
ると、脱泡槽５内のすべての被脱泡液に超音波が照射さ
れるので好ましい。

以上、第１の超音波発生器８よりの超音波は、被脱泡液
にキャビテーションを発生させる、いわゆる限界強度以
上のエネルギーの超音波とし、また第２の超音波発生器
９よりの超音波を限界強度以下のエネルギーの超音波と
する場合について説明したが、本発明においてはこれに
限られることなく、第１の超音波発生器８及び第２の超
音波発生器９より好ましい大きさのエネルギーの超音波
を発生させるようにしてもよい。なお、前記限界強度の
値は、圧力及び温度により変化し、０．３５Ｗ　／　ｃ
＋ｎ　”は、通常の静水圧（］Ｋｇ／ｃｓＪにおける限
界強度である。

また脱泡槽５内における被脱泡液Ｆの下向流速は、気泡
の浮上が阻害されない大きさとすることが必要である。

実際上は、被脱泡液の粘度が１０〜５０ｃｐであるとき
は０．１〜０．５ｃ１１／秒程度の流速となるようにす
ればよい。

而して本発明においては、導入管７内において当該導入
管７が扁平円管より成りかつ螺旋状であることによる微
小気泡の群集化が行なわれ、しかも導入管７の全長を大
きいものとすることが容易であるので、脱泡槽５に流入
される被脱泡液を微小気泡の群集化が非常に促進された
ものとすることができ、従って脱泡槽５において気泡が
十分に分離されるようになり、高い脱泡効率が得られる
。

またこのように微小気泡の十分な群集化が達成され、こ
のことより十分な脱泡効果を得ることができるにもかか
わらず、導入管７は螺旋状であるので、占有面積が小さ
くて第１の超音波発生器として小型のものを用いること
ができ、また占有面積が小さいので装置全体を小型のも
のとするごとができる。

更に、保温槽１中を伸びる導入管７に対しては他に弊害
を伴なわないために当該超音波を高いエネルギーのもの
とすることができ、従って大きな脱泡効果を得ることが
できる。

また本発明においては、導入管７を構成する扁平円管Ｐ
の長軸方向Ｘを水平方向Ｈに対して傾斜したものとする
ことにより、気泡の群集が生ずる円管Ｐの旋回半径方向
内片側位置が当該円管Ｐの内部空間における最上部若し
くはこれに近い位置となるから、気泡の当該部分への群
集が促進され、かつ一度群集した気泡が確実に当該旋回
半径方向内片側部分を辿って上昇するようになり、微小
気泡の群集化効率が大きくなるので好ましい。

なお、図示の例におけるように、導入管７よりの被脱泡
液を脱泡槽５内にその接線方向に沿って流入せしめるよ
うにすると、当該脱泡槽５内において被脱泡液の短絡流
路が形成されることが防止されるので好ましい。また、
導入管の上端を、扁平円管の内周線が脱泡槽の内壁面に
接するように脱泡槽へ接続させると、導入管の内壁で群
集化した気泡が脱泡槽の壁面上を上昇して分離され、脱
泡槽の中央部分への気泡巻込み現象が大幅に軽減できる
ので更に好ましい状態となる。

次に本発明の詳細な説明すると、図示の例に従う構成の
超音波脱泡装置を用い、以下のような条件で脱泡処理を
行ない、被脱泡液の流量を増加せしめて排出管よりの被
脱泡液に気泡が現われない最大の限界流速を求めたとこ
ろ、２０１／分であった。

〔脱泡処理条件〕

保温槽の温水　　温度：３８℃ 流速：ｏ、ｓｚＺ分 被脱泡液　　　　組成＝６重量％ゼラチン液粘度：３Ｑ
ｃｐ 気泡含有割合：　３ｃｊ／１００ａＪ 第１の超音波発生器の 超音波のエネルギー：０．３５Ｗ／ｃｄ第２の超音波発
生器の 超音波のエネルギー：０．１５Ｗ／ｃｄ以上のように本
発明によれば、簡単な装置を用いる簡単な方法により大
きな脱泡効率で脱泡処理を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明による超音波脱泡装
置の一例を示す説明用断面図及びその一部を省略して示
す平面図、第３図は従来の超音波脱泡装置の構成を示す
説明用断面図、第４図及び第５図は本発明における導入
管についての説明用平面図、第６図（イ）及び（ロ）は
本発明において導入管として用いられる他の扁平円管の
例を示す断面図である。 １・・・保温槽　　　　　２・・・温水供給管３・・・
溢流型排水管　　４・・・下部部分５・・・脱泡槽　　
　　　６・・・カバー板７・・・導入管　　　　　８・
・・第１の超音波発生器９・・・第２の超音波発生器 １１・・・フロート　　　　Ｐ・・・扁平円管１０・・
・排出管 龜 図面の４書（内容：こ変更なし） ×　　　　　　　　　　　　× 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 超音波脱泡装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称
　　（＋２７）小西六写真工業株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付（発送日） 昭和５９年１１月２７日 ７、補正の内容 ｌ）願書に最初に添付した明細書の浄書・別紙のとおり
　（内容に変更なし） ２Ｈａ書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり（
内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）保温槽と、この保温槽内に設けた脱泡槽と、前記保
   温槽内において、旋回しながら次第に上方に向うよう螺
   旋状に伸びてその上端が前記脱泡槽に接続された、断面
   形状が扁平な円管より成る被脱泡液導入管と、この被脱
   泡液導入管及び前記脱泡槽に超音波を作用させる超音波
   発生器とより成ることを特徴とする超音波脱泡装置。 ２）被脱泡液導入管の断面形状における長径方向が、螺
   旋の内周線が外周線より上方となるよう水平方向に対し
   て傾いていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の超音波脱泡装置。