WO2014080875A1 - 気液分離装置 - Google Patents

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WO2014080875A1
WO2014080875A1 PCT/JP2013/081097 JP2013081097W WO2014080875A1 WO 2014080875 A1 WO2014080875 A1 WO 2014080875A1 JP 2013081097 W JP2013081097 W JP 2013081097W WO 2014080875 A1 WO2014080875 A1 WO 2014080875A1
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gas
liquid
separation tank
liquid separation
pipe
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Inventor
宜之 吉尾
直宏 赤松
隆志 大橋
Original Assignee
株式会社クレハ
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a gas-liquid separator that removes a gas component from a liquid in which the gas component is mixed.
  • gas-liquid separator that separates gas mixed in the liquid has been developed.
  • a degassing device using a vacuum such as Degasser (registered trademark) can be cited.
  • Patent Document 1 describes an ozone reduction device that reduces ozone remaining in ballast water after ozone is injected. In order to promote ozone reduction, this ozone reduction device is provided with a dispersion means for creating a turbulent state.
  • Patent Document 2 discloses ozone water production provided with gas-liquid separation means for blowing a gas containing ozone gas into water to dissolve the ozone gas and separating a gas component containing undissolved ozone gas from the obtained ozone-containing water. The system is described.
  • a plurality of partition plates having a plurality of through holes are arranged in parallel inside a gas-liquid separation chamber that performs gas-liquid separation. Thereby, the gas-liquid mixture is decelerated and the residence time of the gas-liquid mixture is lengthened.
  • Japanese Patent Publication Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-115737 (published on June 16, 2011)” Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2004-188246 (published July 8, 2004)”
  • the ozone reduction device described in Patent Document 1 has a problem that the pressure loss increases because it is necessary to create a turbulent state by the dispersing means.
  • the gas-liquid separation means described in Patent Document 2 has a problem that the apparatus becomes larger than necessary because it is necessary to provide a plurality of partition plates in the gas-liquid separation chamber.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an apparatus for performing gas-liquid separation with a simple configuration.
  • a gas-liquid separation device includes a gas-liquid separation tank having a drain, a liquid input pipe for supplying a liquid to be processed into the gas-liquid separation tank, and the gas-liquid Adjusting means for adjusting the amount of the liquid in the separation tank, and the liquid input pipe is provided in the gas-liquid separation tank with its liquid discharge opening facing vertically upward,
  • the adjusting means adjusts the amount of the liquid in the gas-liquid separation tank so that the liquid level of the liquid in the gas-liquid separation tank is positioned vertically above the liquid discharge opening.
  • the liquid to be treated is introduced into the gas-liquid separation tank from the liquid introduction pipe in which the liquid discharge opening is placed in the gas-liquid separation tank. Since the liquid discharge opening of the liquid supply pipe is provided vertically upward, the liquid to be processed is discharged vertically upward from the liquid discharge opening of the liquid supply pipe.
  • the amount of the liquid in the gas-liquid separation tank can be adjusted by the adjusting means so that the liquid level is positioned vertically above the liquid discharge opening of the liquid input pipe. That is, the liquid discharge opening of the liquid input tube can be placed in the liquid. Thereby, the liquid supply tube can discharge the liquid to be processed from the lower side of the liquid level toward the liquid level.
  • the liquid to be treated released toward the liquid surface collides with the liquid surface, and the liquid to be treated that collided with the liquid surface is dispersed to the surroundings and descends vertically, and finally discharged from the drain outlet.
  • Part of the gas contained in the liquid to be treated is released into the gas phase when the liquid released toward the liquid surface collides with the liquid surface, that is, when it collides with the interface with the gas phase.
  • the remaining gas contained in the liquid to be treated rises in the downward flow while the liquid descends after the collision, and is released to the gas phase when it reaches the liquid level. Therefore, gas can be efficiently removed from the liquid with a simple configuration.
  • the gas-liquid separation device includes a liquid input pipe in which a liquid discharge opening is provided vertically upward in the gas-liquid separation tank, and a liquid surface in the gas-liquid separation tank is more than the liquid discharge opening. Since the adjusting means capable of adjusting the amount of the liquid so as to be positioned on the upper side is provided, gas-liquid separation can be performed with a simpler configuration.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of a gas-liquid separator.
  • a gas-liquid separation device 100 includes a gas-liquid separation tank 1, a liquid injection nozzle (liquid injection pipe) 2 provided through the side wall of the gas-liquid separation tank 1, and a gas-liquid separation tank 1.
  • a mesh (net-like member) 5 provided inside and a drain pipe 11 (adjusting means) are provided.
  • the liquid level assumed when the gas-liquid separation tank 1 is used is also illustrated.
  • the liquid to be used by the gas-liquid separation device 100 is not particularly limited as long as it is a liquid that requires gas-liquid separation.
  • the gas-liquid separator 100 can be used as a pretreatment for efficiently performing liquid-liquid separation for separating two kinds of liquids that do not mix with each other.
  • the gas-liquid separation tank 1 is a cylindrical tank that retains a liquid that performs gas-liquid separation.
  • a drain port 4 for discharging the liquid in the gas-liquid separation tank 1 is provided at the lowermost part of the gas-liquid separation tank 1, and the uppermost part of the gas-liquid separation tank 1 is disposed above the gas-liquid separation tank 1.
  • An exhaust port 8 for discharging the gas in the gas phase space to be formed is provided.
  • the drain port 4 is connected to the drain pipe 11.
  • the bubble vent pipe 6 communicating with the gas-liquid separation tank 1 at different height positions at both ends, and the gas-liquid separation tank 1 at both height positions different from each other.
  • a bypass pipe 7 is provided in communication with.
  • the liquid injection nozzle 2 is a cylindrical nozzle that supplies a liquid for gas-liquid separation into the gas-liquid separation tank 1.
  • the liquid injection nozzle 2 is provided through a part of the side wall of the gas-liquid separation tank 1 so that a nozzle opening (liquid discharge opening) 3 for discharging liquid is placed in the gas-liquid separation tank 1. Yes.
  • the nozzle opening 3 is formed so that its opening surface is orthogonal to the liquid injection nozzle 2.
  • the liquid injection nozzle 2 penetrating into the gas-liquid separation tank 1 from the side surface of the gas-liquid separation tank 1 is bent upward in the gas-liquid separation tank 1. Thereby, the nozzle opening part 3 which discharge
  • the height position of the nozzle opening 3 in the gas-liquid separation tank 1 maintains the liquid level 22 of the liquid in the gas-liquid separation tank 1 above the nozzle opening 3 when the gas-liquid separation device 100 is used.
  • the height can form a gas phase space outside the liquid surface 22.
  • the difference between the assumed position of the liquid surface 22 and the height position of the nozzle opening 3 is larger than H (jet height) calculated from the Torrichelli theorem (the following equation). It is preferable to be a value.
  • v represents the flow velocity of the liquid discharged from the nozzle opening 3
  • g represents the weight acceleration
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG. 1 showing the state in which the gas-liquid separator 100 is cut.
  • the nozzle opening 3 is located at the center in the gas-liquid separation tank 1 in the horizontal cross section including the nozzle opening 3. That is, the central axis of the cylinder of the bent tip of the liquid injection nozzle 2 (the part including the nozzle opening 3) is the same as the central axis of the cylinder of the gas-liquid separation tank 1.
  • the nozzle opening 3 may be in a position off the center in the gas-liquid separation tank 1 in the horizontal cross section of the gas-liquid separation device 100.
  • Gas-liquid separation tank diameter R 1 of the cylinder 1 is about 1.4 (more strictly, a second positive square root) diameter R 2 of the nozzle opening 3 is preferably times, the gas-liquid separator 100 Is 3 times.
  • the area in the gas-liquid separation tank 1 excluding the nozzle opening 3 in the horizontal section is larger than the area of the nozzle opening 3. .
  • drain port 4 In order to keep the amount of liquid in the gas-liquid separation tank 1 constant while the liquid is being injected into the gas-liquid separation tank 1 by the liquid injection nozzle 2, the drain port 4 It is an opening for discharging.
  • the drain port 4 is provided at the lowermost part of the gas-liquid separation tank 1.
  • the drain port 4 In the gas-liquid separator 100 according to the present embodiment, the drain port 4 is provided at the lowermost part of the gas-liquid separation tank 1, but the drain port 4 is formed below the nozzle opening 3 and the mesh 5. If it is on the side, it does not have to be the bottom.
  • the drain port 4 is connected to the drain pipe 11.
  • the drainage pipe 11 connected to the drainage port 4 is bent from the lower horizontal part 11b and the lower horizontal part 11b which are bent from the joint part 11a, which is connected to the drainage port 4 and extends in the vertical direction, and which extends in the horizontal direction. It has a rising portion 11c extending vertically upward, and an upper horizontal portion 11d that is bent again from the rising portion 11c and extends in the horizontal direction.
  • the upper horizontal portion 11d is such that the central axis of the pipe in the upper horizontal portion 11d is above the nozzle opening 3, and specifically, the central axis of the pipe in the upper horizontal portion 11d is above the nozzle opening 3.
  • the central axis of the pipe in the upper horizontal portion 11d is the liquid level 22 in the gas-liquid separation tank 1 when the gas-liquid separation device 100 is used so that it is below the communication portion 15 described later. It is comprised so that it may become the same height as the assumed position of.
  • the liquid level 23 is also formed in the upper horizontal portion 11d of the drain pipe 11.
  • the height position of the liquid level 23 is in principle the same as the height position of the liquid level 22. Thereby, the position of the liquid level 22 in the gas-liquid separation tank 1 can be kept constant.
  • FIG. 3 is a principle explanatory view showing the flow of liquid in the gas-liquid separator 100, and shows only a part of the gas-liquid separator 100.
  • the flow of the liquid is indicated by arrows.
  • the liquid containing the gas component to be subjected to the gas-liquid separation process is directed toward the liquid surface from the nozzle opening 3 of the liquid injection nozzle 2 placed below the liquid surface 22 toward the center of the liquid surface 22. Released vertically (arrow f 1 ).
  • the discharged liquid collides with the liquid surface 22, it is uniformly dispersed from the vicinity of the center to the periphery thereof (arrow f 2 ), and changes to a downward flow (arrow f 3 ) directed vertically downward.
  • Part of the gas component (larger bubbles) contained in the liquid discharged from the nozzle opening 3 is discharged from the liquid surface 22 to the gas phase when the discharged liquid collides with the liquid surface 22. . Further, the remaining gas components (smaller bubbles) contained in the discharged liquid rise in the downward flow while the liquid descends as the downward flow and reach the liquid level 22 when the liquid level 22 is reached. 22 is released into the gas phase.
  • a two-stage gas-liquid separation process is performed.
  • the liquid discharged from the nozzle opening 3 is discharged vertically toward the vicinity of the center of the liquid surface 22, is uniformly distributed from the vicinity of the center of the liquid surface 22 to the periphery thereof, and then descends vertically downward. Therefore, the flow rate of downflow f 3 becomes uniform irrespective to its horizontal position. That is, a more uniform downward flow is formed.
  • a non-uniform flow i.e., when there is a drift
  • there are locally fast and slow locations In this case, bubbles are caught in a place where the flow is fast and are accompanied. For this reason, the uniform speed of the downward flow prevents the formation of locally fast and slow locations and, as a result, prevents bubbles from being entrained in the locally fast flow. be able to.
  • the area in the gas-liquid separation tank 1 excluding the nozzle opening 3 is larger than the area of the nozzle opening 3, so that the liquid is larger than the area of the nozzle opening 3.
  • the region where the downward flow is formed becomes larger. All of the liquid discharged from the nozzle opening 3 reaches the liquid level 22, and then is dispersed to the surroundings and changes to a downward flow. For this reason, when the area where the liquid descending flow is formed is larger than the area of the nozzle opening 3, if the amount of liquid charged from the liquid injection nozzle 2 is constant, the area from the nozzle opening 3
  • the downward flow is slower than the velocity of the liquid as it is discharged. When the downward flow is gentle, the gas contained in the downward flow liquid is more likely to rise.
  • the liquid that has descended is discharged to the outside through a drain port 4 provided at the bottom of the gas-liquid separation tank 1. Since the drain port 4 is provided at the lowermost part of the gas-liquid separation tank 1, the charged liquid can be retained in the gas-liquid separation tank 1 for a longer time.
  • a mesh 5 Inside the gas-liquid separation tank 1, a mesh 5 is provided for capturing gas bubbles contained in the downward flow passing therethrough.
  • the mesh 5 is a disk-shaped metallic mesh that is entirely flat.
  • the mesh size in the mesh 5 is not particularly limited, and a mesh size of 10 to 200 mesh can be used.
  • the mesh 5 in the present embodiment uses a mesh size of 50 mesh.
  • the mesh 5 is provided in the gas-liquid separation tank 1 so that the liquid charging nozzle 2 penetrates at a position below the nozzle opening 3 and a position above the bent portion of the liquid charging nozzle 2. . Therefore, a hole for penetrating the liquid injection nozzle 2 is provided in the central portion of the mesh 5.
  • the mesh 5 and a communication portion 12 described later may be provided below the bent portion of the liquid injection nozzle 2 so that the liquid injection nozzle 2 does not penetrate the mesh 5.
  • the gas-liquid separation device 100 can be made more compact by providing the mesh 5 at a position where the liquid injection nozzle 2 penetrates.
  • the outer periphery of the mesh 5 is all in contact with the inner wall surface of the gas-liquid separation tank 1. Further, the edge of the hole in the central portion of the mesh 5 is all in contact with the liquid injection nozzle 2. Therefore, the mesh 5 is provided in the gas-liquid separation tank 1 so that all downward flows pass through the mesh 5. Thereby, all the gas bubbles contained in the downward flow collide with the mesh member. Therefore, it is possible to prevent bubbles from short-passing without passing through the mesh member.
  • the mesh 5 is provided in the gas-liquid separation tank 1 in an inclined state with respect to the horizontal plane. Therefore, a lower part and a higher part are formed in the mesh 5. In this case, the bubbles attached to the lower surface of the mesh 5 move further along the mesh 5 along the lower surface of the mesh 5. Therefore, the bubbles captured by the mesh 5 are finally concentrated at the highest position on the lower surface of the mesh 5.
  • a communication portion that communicates with a later-described bubble vent pipe 6 is formed immediately below a portion where the highest portion of the mesh 5 is in contact.
  • the bubbles can move from the communicating portion into the bubble removal pipe 6, rise through the bubble removal pipe 6, and be discharged from the other end of the bubble removal pipe 6.
  • the bubbles attached to the upper surface of the mesh 5 grow as the bubbles adhere to each other, and when the size increases, the bubbles naturally move away from the mesh 5 and rise in the downward flow, and finally the liquid level 22. To the gas phase.
  • the mesh 5 is provided at a position above the bent portion of the liquid injection nozzle 2, that is, a position through which the liquid injection nozzle 2 penetrates. There is no particular limitation as long as it is lower than 3. Therefore, as another aspect of the present embodiment, the mesh 5 may be provided below the bent portion of the liquid charging nozzle 2. In this case, no hole is provided in the central portion of the mesh 5.
  • the air bubble removal pipe 6 is a pipe for separating the gas bubbles in the downward flow captured by the mesh 5 from the downward flow, moving the gas bubbles upward, and discharging them to the gas phase space.
  • One end of the bubble vent pipe 6 communicates with the inside of the gas-liquid separation tank 1 on the lower side of the mesh 5.
  • the other end of the bubble removal pipe 6 communicates with the gas-liquid separation tank 1 at a position higher than the nozzle opening 3.
  • the communication part 13, which is a connecting part between the bubble vent pipe 6 and the gas-liquid separation tank 1 at a position higher than the nozzle opening 3, is not limited as long as it is a position higher than the nozzle opening 3. However, in order to ensure that the communicating part 13 is in the gas phase space when the gas-liquid separation device 100 is used, it is preferable that the communicating part 13 is at a higher position. From the communication part 13, gas bubbles captured by the mesh 5 are released. Therefore, when the communication portion 13 is in the gas phase space, the gas can be released into the gas phase space without disturbing the flow of the liquid in the gas-liquid separation tank 1.
  • the communicating part 12, which is a connecting part between the bubble vent pipe 6 and the gas-liquid separation tank 1, on the lower side of the mesh 5 is located directly below the highest part of the mesh 5 provided in an inclined manner. As described above, since the air bubbles trapped in the mesh 5 eventually gather at the highest position on the lower surface of the mesh 5, the collected air bubbles move directly from the communicating portion 12 into the air bubble removal pipe 6. Become. The bubbles that have moved into the bubble removal pipe 6 rise through the bubble removal pipe 6 and are discharged from the communication portion 13 located on the upper side.
  • the bubble removal pipe 6 is also effective in discharging bubbles generated in the initial stage of operation.
  • the bubble removal pipe 6 is made of a transparent material such as glass.
  • the communication portion 12 is below the mesh 5 and is in the liquid phase when the gas-liquid separator 100 is used.
  • the communication part 13 is in the gas phase space when the gas-liquid separator 100 is used. Therefore, a liquid level is also formed in the bubble removal pipe 6.
  • the height position of the liquid level formed in the bubble removal pipe 6 is the same as the height position of the liquid level 22 in the gas-liquid separation tank 1. Since the air bubble removal pipe 6 is formed of a transparent material, the height position of the liquid level in the air bubble removal pipe 6 can be confirmed, whereby the height position of the liquid level 22 in the gas-liquid separation tank 1 can be determined. Can be confirmed. That is, the air bubble removal pipe 6 also functions as a liquid level gauge. In addition, you may provide separately the piping for discharging
  • the bypass pipe 7 is a pipe for preventing the liquid in the gas-liquid separation tank 1 from overflowing when the mesh 5 is clogged and the mesh 5 is closed.
  • One end of the bypass pipe 7 communicates with the gas-liquid separation tank 1 on the lower side of the mesh 5.
  • the other end of the bypass pipe 7 communicates with the gas-liquid separation tank 1 at a position higher than the nozzle opening 3.
  • the bypass pipe 7 should be used when the mesh 5 is in a closed state.
  • the bypass pipe 7 is formed by a cylindrical pipe, and the diameter of the cylinder is the same as the diameter of the nozzle opening 3. As a result, even when the mesh 5 is completely closed, the same amount of liquid that is supplied from the liquid injection nozzle 2 per unit time is supplied via the bypass pipe 7 per unit time. Can be moved down.
  • the formation position of the communication part 14 which is a connection part of the bypass pipe 7 and the gas-liquid separation tank 1 on the lower side of the mesh 5 is not particularly limited as long as it is on the lower side of the mesh 5.
  • gas-liquid separator 100 having the above configuration, it is possible to realize a gas-liquid separator that is low in pressure loss, small, and efficient.
  • the drain pipe 11 connected to the drain port 4 has a gas-liquid at the time of use. It does not have a structure in which a part of the drain pipe 11 is located at the same height as the assumed position of the liquid level 22 in the separation tank 1. Instead, the drainage pipe 11 is provided with a drainage valve (adjusting means) 9 that regulates the amount of drainage from the gas-liquid separation tank 1. Gas-liquid separation is achieved by adjusting the amount of drainage by the drainage valve 9 so that the amount of liquid per unit time introduced from the liquid injection nozzle 2 and the amount of liquid per unit time discharged from the drainpipe 11 are the same. The amount of liquid in the tank 1 can be kept constant. That is, the position of the liquid level 22 in the gas-liquid separation tank 1 can be kept constant.
  • the liquid injection nozzle 2 has a part of the bottom 10 of the gas-liquid separation device 101. It is provided through. More specifically, the liquid injection nozzle 2 penetrates substantially the center of the bottom surface 10 and extends in the vertical direction without being bent in the gas-liquid separation tank 1. The shape and height position of the nozzle opening 3 are the same as those of the gas-liquid separator 100 in the first embodiment. With the above configuration, the nozzle opening 3 is positioned facing upward in the gas-liquid separation tank 1. In the gas-liquid separation tank 1, the liquid injection nozzle 2 can maintain the flow of the downward flow more uniformly because there is no portion crossing the downward flow.
  • the drain port 4 is provided on the side surface near the bottom surface 10 of the gas-liquid separator 101.
  • the gas-liquid separation device includes a gas-liquid separation tank having a drain port, a liquid input pipe for supplying a liquid to be processed into the gas-liquid separation tank, and the gas-liquid separation tank.
  • the liquid to be treated is introduced into the gas-liquid separation tank from the liquid introduction pipe in which the liquid discharge opening is placed in the gas-liquid separation tank. Since the liquid discharge opening of the liquid supply pipe is provided vertically upward, the liquid to be processed is discharged vertically upward from the liquid discharge opening of the liquid supply pipe.
  • the amount of the liquid in the gas-liquid separation tank can be adjusted by the adjusting means so that the liquid level is positioned vertically above the liquid discharge opening of the liquid input pipe. That is, the liquid discharge opening of the liquid input tube can be placed in the liquid. Thereby, the liquid to be processed can be discharged from the lower side of the liquid level toward the liquid level.
  • the liquid to be treated that has collided with the liquid surface is dispersed to the surroundings, descends vertically downward, and is discharged from the drain outlet. Part of the gas contained in the liquid to be treated is released into the gas phase when the liquid released toward the liquid surface collides with the liquid surface, that is, when it collides with the interface with the gas phase. . Further, the remaining gas contained in the liquid to be treated rises in the downward flow while the liquid descends after the collision, and is released to the gas phase when it reaches the liquid level. Therefore, gas can be efficiently removed from the liquid with a simple configuration.
  • the liquid discharge opening is located in the center of the gas-liquid separation tank in a horizontal section including the liquid discharge opening.
  • the liquid discharged from the liquid discharge opening is discharged perpendicularly to the liquid surface from the liquid discharge opening toward the vicinity of the center of the liquid surface.
  • the liquid is uniformly dispersed from the vicinity of the center of the liquid surface to the periphery thereof and is changed to a downward flow directed vertically downward. Therefore, the flow velocity of the downward flow can be made uniform regardless of the horizontal position.
  • there is a non-uniform flow i.e., when there is a drift
  • there are locally fast and slow locations In this case, bubbles are caught in a place where the flow is fast and are accompanied.
  • the uniform speed of the downward flow prevents the formation of locally fast and slow locations and, as a result, prevents bubbles from being entrained in the locally fast flow. be able to.
  • the area in the gas-liquid separation tank excluding the liquid discharge opening in a horizontal section including the liquid discharge opening is larger than the area of the liquid discharge opening. It is preferable.
  • the liquid input pipe penetrates into the gas-liquid separation tank from a side surface of the gas-liquid separation tank, and bends vertically upward in the gas-liquid separation tank. It is preferable.
  • the entire liquid input pipe in the gas-liquid separation tank can be placed below the liquid level of the liquid in the gas-liquid separation tank.
  • a net-like member is provided in the gas-liquid separation tank below the liquid discharge opening, and the peripheral end of the net-like member is It is preferable to be in contact with the inner wall of the gas-liquid separation tank.
  • the mesh member captures the gas bubbles contained in the downward flow. Therefore, the gas in the liquid can be removed more reliably. Further, since the peripheral end portion of the mesh member is in contact with the inner wall of the gas-liquid separation tank, no gap is generated between the mesh member and the gas-liquid separation tank. Therefore, all the gas bubbles contained in the downward flow collide with the mesh member. Therefore, it is possible to prevent bubbles from short-passing without passing through the mesh member.
  • the gas-liquid separation tank communicates with the outside of the gas-liquid separation tank at both ends thereof through the side walls of the gas-liquid separation tank.
  • the net member is a flat member as a whole, and is inclined with respect to a horizontal plane, and one end of the first pipe is Directly below the highest position of the mesh member, it communicates with the gas-liquid separation tank, and the other end of the first pipe is in the gas-liquid separation tank above the liquid discharge opening. It is preferable to communicate.
  • the gas bubbles trapped by the mesh member move to the higher position of the mesh member along the mesh member, and finally reach the highest position of the mesh member.
  • the bubbles that have reached the highest position of the mesh member will then move into the pipe from one end of the first pipe.
  • the bubbles that have moved into the pipe move toward the other end in the first pipe, and are discharged from the other end. Therefore, the bubbles trapped by the mesh member can be easily collected and discharged.
  • the gas-liquid separation tank communicates with the outside of the gas-liquid separation tank at both ends thereof through the side walls of the gas-liquid separation tank.
  • one end of the second pipe communicates with the gas-liquid separation tank below the mesh member, and the second pipe has a second pipe. The other end is in communication with the gas-liquid separation tank above the liquid discharge opening, and the area in the cross section of the second pipe is the opening area of the liquid discharge opening. Is preferably the same.
  • the gas-liquid separation device can be prevented from overflowing.
  • the gas-liquid separation tank is provided with an exhaust port for discharging the gas separated from the liquid to be treated.
  • the gas discharge since the gas released into the gas phase passes through the exhaust port and is discharged out of the apparatus, the gas discharge can be managed.
  • the present invention can be used in a technical field where it is necessary to remove gas mixed in a liquid.
  • Gas-liquid separation tank Liquid input nozzle (liquid input tube) 3 Nozzle opening (liquid discharge opening) 4 Drainage port 5 Mesh (network member) 6 Air vent piping (first piping) 7 Detour piping (second piping) 8 Exhaust port 9 Drain valve (adjustment means) 10 Bottom 11 Drain pipe (adjustment means) 22 Liquid level 23 Liquid level 100 Gas-liquid separator

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Abstract

　気液分離装置（１００）は、気液分離槽（１）と、液体を気液分離槽（１）内に投入する液投入ノズル（２）と、気液分離槽（１）内の液体の量を調節する排水バルブ（９）とを備えており、液投入ノズル（２）のノズル開口部（３）は、気液分離槽（１）内において鉛直上方を向いており、排水バルブ（９）は、液体の液面（２２）がノズル開口部（３）よりも上側に位置するように、気液分離槽（１）内の液体の量を調節できる構成である。

Description

気液分離装置
　本発明は、気体成分が混入している液体中から気体成分を除去する気液分離装置に関する。
　液体中に気体が混入していると、その液体を使用する際に問題となる場合がある。例えば、互いに混ざり合わない２種の液体を分離する液液分離において、気体が混入していると効率的に分離できない場合がある。そのため、液体中に混入する気体を分離する気液分離装置が開発されている。このような気液分離装置としては、例えば、デガッサー（登録商標）のように真空を利用した脱気装置が挙げられる。
　しかしこのような脱気装置は大型化することが困難であり、コスト面などから工業生産の現場で用いることは不可能に近い。大型化が可能な気液分離装置として、例えば特許文献１には、オゾン注入された後のバラスト水中に残留するオゾンを低減するオゾン低減装置が記載されている。このオゾン低減装置には、オゾン低減化を促進するために、乱流状態を作り出す分散化手段が設けられている。また、特許文献２には、オゾンガスを含む気体を水中に吹き込んでオゾンガスを溶解し、得られたオゾン含有水から未溶解のオゾンガスを含む気体成分を分離する気液分離手段を備えたオゾン水製造システムが記載されている。このオゾン水製造システムにおける気液分離手段では、気液分離を行う気液分離室の内部に、貫通孔を複数有する複数の仕切り板が平行に配列して設けられている。これにより、気液混合体を減速し、気液混合体の滞留時間を長くしている。
日本国公開特許公報「特開２０１１－１１５７３７号公報（２０１１年６月１６日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００４－１８８２４６号公報（２００４年７月８日公開）」
　しかしながら特許文献１に記載されているオゾン低減装置では、分散化手段によって乱流状態を作り出す必要があるため、圧力損失が大きくなるといった問題がある。また、特許文献２に記載されている気液分離手段では、気液分離室に複数の仕切り板を設ける必要があるため、装置が必要以上に大型化してしまうといった問題がある。
　そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成でもって気液分離を行う装置を提供することにある。
　本発明に係る気液分離装置は、上記課題を解決するために、排水口を有する気液分離槽と、処理対象の液体を上記気液分離槽内に投入する液投入管と、上記気液分離槽内の上記液体の量を調節する調節手段とを備えており、上記液投入管は、上記気液分離槽内において、その液放出開口部が鉛直上方を向いて設けられており、上記調節手段は、上記気液分離槽内における上記液体の液面が上記液放出開口部よりも鉛直上方に位置するように、上記気液分離槽内の上記液体の量を調節するものである。
　上記構成によれば、処理対象の液体は、液放出開口部が気液分離槽内に置かれた液投入管から、気液分離槽内に投入される。液投入管の液放出開口部は鉛直上方を向いて設けられているため、処理対象の液体は、液投入管の液放出開口部から鉛直上方に向けて放出されることになる。気液分離槽内の液体は、調節手段によりその量を調節され、液体の液面が液投入管の液放出開口部よりも鉛直上方に位置するように、調節され得る。すなわち、液投入管の液放出開口部が液体中に置かれるようにすることができる。これにより、液投入管は、処理対象の液体を、液面の下側から液面に向かって放出することができる。液面に向かって放出された処理対象の液体は液面に衝突し、液面に衝突した処理対象の液体は、周囲に分散するとともに、鉛直下方に下降し、最終的には排水口から排出されることになる。処理対象の液体に含まれる気体の一部は、液面に向けて放出された液体が液面に衝突した際に、すなわち、気相との界面に衝突した際に、気相に放出される。また、処理対象の液体に含まれる残りの気体は、衝突後、液体が下降していく間に、下降流中を上昇し、液面に到達した際に、気相に放出される。したがって、簡易な構成でもって、液体中から気体を効率的に取り除くことができる。
　本発明に係る気液分離装置は、気液分離槽内において液放出開口部が鉛直上方を向いて設けられている液投入管と、気液分離槽内における液面が液放出開口部よりも上側に位置するように液体の量を調節できる調節手段とを備えているため、より簡素な構成でもって、気液分離を行うことができる。
気液分離装置の第１の実施形態における概略構成を示す断面図である。 気液分離装置の矢視断面図である。 気液分離処理の原理説明図である。 気液分離装置の第２の実施形態における概略構成を示す断面図である。 気液分離装置の第３の実施形態における概略構成を示す断面図である。
　（実施の形態１）
　本発明に係る気液分離装置の一実施形態について、図１～図３に基づいて説明すれば以下の通りである。
　図１は、気液分離装置の概略構成を示す垂直断面図である。図１に示すように、気液分離装置１００は、気液分離槽１、気液分離槽１の側壁を貫通して設けられている液投入ノズル（液投入管）２、気液分離槽１内に設けられているメッシュ（網状部材）５、および排水管１１（調節手段）を備えている。なお、図１では、説明の便宜上、気液分離槽１の使用時に想定される液面も含めて図示している。気液分離装置１００の使用対象となる液体は、気液分離を必要とする液体であれば特に制限はない。例えば、互いに混ざり合わない２種の液体を分離する液液分離を効率的に行うための前処理として、気液分離装置１００を用いることができる。
　〔気液分離槽１〕
　気液分離槽１は、気液分離を行う液体を滞留させる円筒状の槽である。気液分離槽１の最下部には、気液分離槽１内の液体を排出する排水口４が設けられており、気液分離槽１の最上部には、気液分離槽１の上部に形成される気相空間の気体を排出する排気口８が設けられている。排水口４は排水管１１につながっている。また、気液分離槽１の側面外側には、両端が異なる高さ位置で気液分離槽１内と連通している気泡抜き配管６、および両端が異なる高さ位置で気液分離槽１内と連通している迂回配管７が設けられている。気液分離槽１の大きさに制限はないが、本実施形態の気液分離槽１は、２８Ｌの容積を有する槽である。
　〔液投入ノズル２〕
　液投入ノズル２は、気液分離を行う液体を気液分離槽１内に投入する円筒状のノズルである。液投入ノズル２は、液体を放出するノズル開口部（液放出開口部）３が気液分離槽１内に置かれるように、気液分離槽１の側壁の一部を貫通して設けられている。ノズル開口部３は、その開口面が、液投入ノズル２に直交するように形成されている。気液分離槽１の側面から気液分離槽１内に貫入している液投入ノズル２は、気液分離槽１内で、鉛直上方に屈曲している。これにより、液投入ノズル２の末端に形成されている液体を放出するノズル開口部３は、鉛直上方を向いた状態となっている。
　気液分離槽１内におけるノズル開口部３の高さ位置は、気液分離装置１００の使用時において、気液分離槽１内の液体の液面２２をノズル開口部３よりも上側に維持することができ、液面２２の外側に気相空間を形成できる高さであれば、特に制限はない。しかしながら液体の噴流を考慮して、液面２２の想定位置と、ノズル開口部３の高さ位置との差が、トリチェリの定理（下記式）から算出されるＨ（噴流高さ）よりも大きい値となるようにすることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
なお、上記式中、ｖはノズル開口部３から放出される液体の流速、ｇは重量加速度を表す。
　図２は、図１のＡ－Ａ’切断線において気液分離装置１００を切断した状態を示した矢視断面図である。図２に示されるように、ノズル開口部３は、ノズル開口部３を含む水平断面において、気液分離槽１内の中心に位置している。すなわち、液投入ノズル２の屈曲した先の部分（ノズル開口部３を含む部分）の円筒の中心軸は、気液分離槽１の円筒の中心軸と同一である。ただし別の態様として、ノズル開口部３は、気液分離装置１００の水平断面において、気液分離槽１内の中心から外れた位置にあってもよい。
　気液分離槽１の円筒の直径Ｒ１は、ノズル開口部３の直径Ｒ２の約１．４（厳密には、２の正の平方根）倍以上であることが好ましく、気液分離装置１００においては３倍である。これにより、水平断面における、ノズル開口部３を除いた気液分離槽１内の面積（図２において、メッシュ５が図示されている部分の面積）は、ノズル開口部３の面積よりも大きくなる。
　〔排水口４〕
　排水口４は、液投入ノズル２によって液体を気液分離槽１内に投入している間も、気液分離槽１内の液体の量を一定に保つために、気液分離された液体を排出するための開口である。排水口４は、気液分離槽１の最下部に設けられている。なお、本実施の形態における気液分離装置１００では、排水口４は気液分離槽１の最下部に設けられているが、排水口４の形成位置は、ノズル開口部３およびメッシュ５より下側であれば最下部でなくてもよい。
　排水口４は排水管１１と連結している。
　〔排水管１１〕
　排水口４につながっている排水管１１は、排水口４につながる鉛直方向に短く延びる接合部１１ａ、接合部１１ａから屈曲して水平方向に延びる下部水平部１１ｂ、下部水平部１１ｂから屈曲して鉛直上方に延びる上昇部１１ｃ、および上昇部１１ｃから再度屈曲して水平方向に延びる上部水平部１１ｄを有している。上部水平部１１ｄは、上部水平部１１ｄにおける配管の中心軸がノズル開口部３よりも上側にあるように、具体的には、上部水平部１１ｄにおける配管の中心軸がノズル開口部３よりも上側かつ後述する連通部１５よりも下側にあるように、より具体的には、上部水平部１１ｄにおける配管の中心軸が気液分離装置１００の使用時における気液分離槽１内の液面２２の想定位置と同じ高さとなるように構成されている。
　気液分離装置１００の使用時において、液面２２が使用時の想定位置近傍にあるときには、排水管１１の上部水平部１１ｄ内にも液面２３が形成されることになる。この液面２３の高さ位置は、原理的に液面２２の高さ位置と同じである。これにより、気液分離槽１内における液体の液面２２の位置を一定に保つことができる。
　〔気液分離の流れ〕
　ここで、気液分離装置１００のさらなる部材の説明を行う前に、気液分離装置１００を用いた気液分離の流れについて図３を参照して説明する。図３は、気液分離装置１００における液体の流れを示す原理説明図であり、気液分離装置１００の一部分のみを図示している。図３中、液体の流れを矢印で示している。
　気液分離処理に供する気体成分を含む液体は、液面２２より下側に置かれている液投入ノズル２のノズル開口部３から、液面２２の中心付近に向かって、液面に対して垂直に放出される（矢印ｆ１）。放出された液体が液面２２に衝突すると、中心付近からその周囲に一様に分散する（矢印ｆ２）とともに、鉛直下方に向かう下降流（矢印ｆ３）へと変化する。
　ノズル開口部３から放出された液体中に含まれている気体成分の一部（より大きな気泡）は、放出された液体が液面２２に衝突した際、液面２２から気相に放出される。また、放出された液体に含まれる残りの気体成分（より小さな気泡）は、液体が下降流として下降していく間に、下降流中を上昇し、液面２２に到達した際に、液面２２から気相に放出される。このように、気液分離装置１００を用いた場合には、２段の気液分離処理が実施される。
　ノズル開口部３から放出される液体は、液面２２の中心付近に向かって垂直に放出され、液面２２の中心付近からその周囲に一様に分散した後、鉛直下方に下降していく。そのため、下降流ｆ３の流速は、その水平位置に因らず均一になる。すなわちより均一な下降流が形成される。均一でない流れがある場合、すなわち、偏流している場合には、局所的に流れが速い場所と遅い場所とが存在することになる。この場合、気泡が流れの速い場所に巻き込まれ、同伴されてしまうことになる。そのため、下降流の速度が均一になることにより、局所的に流れが速い場所と遅い場所とが形成されることを防止し、その結果、局所的な速い流れに気泡が同伴されることを防ぐことができる。
　また、ノズル開口部３を含む水平断面において、ノズル開口部３を除いた気液分離槽１内の面積は、ノズル開口部３の面積よりも大きいため、ノズル開口部３の面積よりも、液体の下降流が形成される領域の方が大きくなる。ノズル開口部３から放出された液体はすべて、液面２２に到達した後、周囲に分散して下降流へと変化する。そのため、ノズル開口部３の面積よりも、液体の下降流が形成される領域の方が大きい場合には、液投入ノズル２から投入する液体の量が一定であれば、ノズル開口部３からの放出される際の液体の速度よりも下降流の方が緩やかな速度になる。下降流が緩やかであると、下降流の液体中に含まれる気体が、より上昇しやすくなる。
　下降してきた液体は、気液分離槽１の最下部に設けられた排水口４から外部に排出されることになる。排水口４は気液分離槽１の最下部に設けられているため、投入された液体を、より長い時間にわたって気液分離槽１内に滞留させることができる。
　〔メッシュ５〕
　気液分離槽１の内部には、通過する下降流中に含まれる気体の気泡を捕捉するメッシュ５が設けられている。メッシュ５は、全体が平坦な円盤状の金属性メッシュである。メッシュ５におけるメッシュサイズに特に制限はなく、１０メッシュ～２００メッシュのものを用いることができる。本実施形態におけるメッシュ５は、メッシュサイズが５０メッシュのものを用いている。
　メッシュ５は、ノズル開口部３よりも下側の位置、液投入ノズル２の屈曲部分よりも上側の位置で、液投入ノズル２が貫通するように、気液分離槽１内に設けられている。そのため、メッシュ５の中心部分には、液投入ノズル２を貫通させるための孔が設けられている。なお、別の態様として、液投入ノズル２がメッシュ５を貫通しないように、液投入ノズル２の屈曲部分よりも下側にメッシュ５および後述の連通部１２を設けてもよい。しかしながら液投入ノズル２が貫通するような位置にメッシュ５を設けることにより気液分離装置１００をよりコンパクトにできる。
　図１および２に示されるように、メッシュ５の外周は全て気液分離槽１の内壁面に接している。また、メッシュ５の中心部分にある孔の縁は全て液投入ノズル２に接している。したがって、メッシュ５は、全ての下降流がメッシュ５を通過するように気液分離槽１内に設けられている。これにより、下降流中に含まれる気体の気泡はすべて、網状部材と衝突することになる。したがって、気泡が網状部材を通過せずにショートパスすることを防ぐことができる。
　またメッシュ５は、図１に示されるように、水平面に対して傾斜した状態で気液分離槽１内に設けられている。したがって、メッシュ５内に、より低い部分と、より高い部分とが形成される。この場合、メッシュ５の下側面に付着した気泡は、メッシュ５の下側面を、メッシュ５に沿って、より上方へと移動する。そのため、メッシュ５に捕捉された気泡は、最終的に、メッシュ５の下側面における最も高い位置に集中することになる。ここで、気液分離槽１の壁面における、メッシュ５の最も位置の高い部分が接している部分の直下には、後述する気泡抜き配管６と連通する連通部が形成されている。そのため、気泡は、当該連通部から気泡抜き配管６内に移動し、気泡抜き配管６内を通って上昇し、気泡抜き配管６の他端から排出され得る。一方、メッシュ５の上側面に付着した気泡は、気泡同士がくっつくことで成長し、そのサイズが大きくなると、自然とメッシュ５から離れて下降流中を上昇してゆき、最終的に液面２２から気相に放出される。
　本実施形態においては、液投入ノズル２の屈曲部分よりも上側の位置、すなわち液投入ノズル２が貫通することになる位置にメッシュ５を設けているが、メッシュ５の設置位置は、ノズル開口部３よりも下側であれば特に制限されるものではない。したがって、本実施形態の別の態様として、液投入ノズル２の屈曲部分よりも下側にメッシュ５が設けられていてもよい。この場合には、メッシュ５の中心部分には孔が設けられていない。
　〔気泡抜き配管６〕
　気泡抜き配管６は、メッシュ５に捕捉された下降流中の気体の気泡を、下降流から分離して上方に移動させ、気相空間に放出するための配管である。気泡抜き配管６の一方の端部は、メッシュ５の下側において、気液分離槽１内と連通している。気泡抜き配管６の他方の端部は、ノズル開口部３よりも高い位置において、気液分離槽１内と連通している。
　ノズル開口部３よりも高い位置における、気泡抜き配管６と気液分離槽１との連結部分である連通部１３は、ノズル開口部３よりも高い位置であれば制限はない。しかしながら、気液分離装置１００の使用時に連通部１３が気相空間内にあることを確保するために、連通部１３は、より高い位置にあることが好ましい。連通部１３からは、メッシュ５で捕捉された気体の気泡が放出される。そのため、連通部１３が気相空間にあることにより、気液分離槽１内の液体の流れを乱すことなく、気体を気相空間に放出することができる。
　メッシュ５の下側における、気泡抜き配管６と気液分離槽１との連結部分である連通部１２は、傾斜して設けられたメッシュ５における最も位置の高い部分の直下に位置している。上述の通り、メッシュ５に捕捉された気泡は、最終的に、メッシュ５の下側面における最も高い位置に集まるため、集まった気泡は、そのまま連通部１２から気泡抜き配管６内に移動することになる。気泡抜き配管６内に移動した気泡は、気泡抜き配管６内を通って上昇し、より上側にある連通部１３から排出されることになる。
　気液分離装置１００の運転初期段階においては、気液分離槽１内が空の状態から液体を導入するため、メッシュ５の下側に多くの気泡が付着することになる。気泡抜き配管６はこのような運転初期段階に生じる気泡の排出にも効果を奏する。
　気泡抜き配管６は、ガラス等の透明材料によって形成されている。連通部１２は、メッシュ５の下側にあり、気液分離装置１００の使用時には液相内にある。一方、連通部１３は、気液分離装置１００の使用時には気相空間内にある。そのため、気泡抜き配管６内にも液面が形成される。気泡抜き配管６内に形成される液面の高さ位置は、気液分離槽１内の液面２２の高さ位置と同じである。気泡抜き配管６は透明材料によって形成されているため、気泡抜き配管６内における液面の高さ位置を確認することができ、これにより気液分離槽１内の液面２２の高さ位置を確認することができる。すなわち、気泡抜き配管６は、液面計としても機能するものである。なお、気泡を排出するための配管と、液面計として機能する配管とを別々に設けるものであってもよい。
　〔迂回配管７〕
　迂回配管７は、メッシュ５に目詰まりが生じてメッシュ５が閉塞状態となったときに、気液分離槽１内の液体の溢水を防ぐための配管である。迂回配管７の一方の端部は、メッシュ５の下側において、気液分離槽１内と連通している。迂回配管７の他方の端部は、ノズル開口部３よりも高い位置において、気液分離槽１内と連通している。これにより、目詰まり等によりメッシュ５が閉塞状態となって、液体がメッシュ５を通過できず、メッシュ５よりも上側の液体の量が増加した場合であっても、増加した液体を、メッシュ５を介さずに迂回配管７を通してメッシュ５の下側に迂回させることができる。したがって、メッシュ５が閉塞状態となっても、液体の溢水を防ぐことができる。
　このように迂回配管７はメッシュ５が閉塞状態となったときに使用されるべきものである。そのため、ノズル開口部３よりも高い位置における、迂回配管７と気液分離槽１との連結部分である連通部１５は、気液分離装置１００の使用時において、気液分離槽１内の気相空間内に位置するように設けられている。これにより、通常の使用時において、液体が迂回配管７からメッシュ５の下側に移動してしまうことを防ぐことができる。
　迂回配管７は円筒状の配管によって形成されており、円筒の直径は、ノズル開口部３の直径と同じである。これにより、メッシュ５が完全に閉塞状態となったときであっても、液投入ノズル２から単位時間あたりに投入される液体と同じ量を、単位時間あたりに、迂回配管７を介してメッシュ５の下側に移動させることができる。
　メッシュ５の下側における、迂回配管７と気液分離槽１との連結部分である連通部１４の形成位置は、メッシュ５の下側にある限り特に制限はない。
　上記構成を有する気液分離装置１００によれば、圧力損失が低く、小型で、効率のよい気液分離装置を実現できる。
　（実施の形態２）
　本発明に係る気液分離装置の他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
　図４に示されるように、本実施の形態における気液分離装置１０１では、実施の形態１における気液分離装置１００と異なり、排水口４に連結された排水管１１は、使用時における気液分離槽１内の液面２２の想定位置と同じ高さとなるような位置に排水管１１の一部があるような構造を有していない。代わりに、排水管１１には、気液分離槽１からの排水量を調節する排水バルブ（調節手段）９が設けられている。液投入ノズル２から投入される単位時間あたりの液量と、排水管１１から排出させる単位時間あたりの液量とが同一量となるように排水量を排水バルブ９によって調節することにより、気液分離槽１内の液体の量を一定に保つことができる。すなわち、気液分離槽１内における液体の液面２２の位置を一定に保つことができる。
　（実施の形態３）
　本発明に係る気液分離装置の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
　図５に示されるように、本実施の形態における気液分離装置１０２では、実施の形態１における気液分離装置１００と異なり、液投入ノズル２が気液分離装置１０１の底面１０の一部を貫通して設けられている。より具体的には、液投入ノズル２は、底面１０のほぼ中心部を貫通し、気液分離槽１内で屈曲することなく鉛直方向に延びている。ノズル開口部３の形状および高さ位置は、実施の形態１における気液分離装置１００のものと同じである。以上の構成により、気液分離槽１内においてノズル開口部３が鉛直上方を向いて位置することになる。液投入ノズル２は、気液分離槽１内において、下降流を横断する箇所が存在しないため、下降流の流れをより均一に保つことができる。
　また、排水口４は、実施の形態１における気液分離装置１００と異なり、気液分離装置１０１の底面１０付近の側面に設けられている。
　（まとめ）
　以上のように、本発明に係る気液分離装置は、排水口を有する気液分離槽と、処理対象の液体を気液分離槽内に投入する液投入管と、上記気液分離槽内の上記液体の量を調節する調節手段とを備えており、上記液投入管は、上記気液分離槽内において、その液放出開口部が鉛直上方を向いて設けられており、上記調節手段は、上記気液分離槽内における上記液体の液面が上記液放出開口部よりも鉛直上方に位置するように、上記気液分離槽内の上記液体の量を調節するものである。
　上記構成によれば、処理対象の液体は、液放出開口部が気液分離槽内に置かれた液投入管から、気液分離槽内に投入される。液投入管の液放出開口部は鉛直上方を向いて設けられているため、処理対象の液体は、液投入管の液放出開口部から鉛直上方に向けて放出されることになる。気液分離槽内の液体は、調節手段によりその量を調節され、液体の液面が液投入管の液放出開口部よりも鉛直上方に位置するように、調節され得る。すなわち、液投入管の液放出開口部が液体中に置かれるようにすることができる。これにより、処理対象の液体を、液面の下側から液面に向かって放出することができる。液面に衝突した処理対象の液体は、周囲に分散するとともに、鉛直下方に下降し、排水口から排出されることになる。処理対象の液体に含まれる気体の一部は、液面に向けて放出された液体が液面に衝突した際に、すなわち、気相との界面に衝突した際に、気相に放出される。また、処理対象の液体に含まれる残りの気体は、衝突後、液体が下降していく間に、下降流中を上昇し、液面に到達した際に、気相に放出される。したがって、簡易な構成でもって、液体中から気体を効率的に取り除くことができる。
　また、本発明に係る気液分離装置では、上記液放出開口部を含む水平断面において、上記液放出開口部は、上記気液分離槽内の中心に位置していることが好ましい。
　上記構成によれば、液放出開口部から放出される液体は、液放出開口部から液面の中心付近に向かって、液面に対して垂直に放出されることになる。放出された液体が液面に衝突すると、液体は、液面の中心付近からその周囲に一様に分散するとともに、鉛直下方に向かう下降流へと変化する。そのため、下降流の流速を、その水平位置に因らず均一にすることができる。均一でない流れがある場合、すなわち、偏流している場合には、局所的に流れが速い場所と遅い場所とが存在することになる。この場合、気泡が流れの速い場所に巻き込まれ、同伴されてしまうことになる。そのため、下降流の速度が均一になることにより、局所的に流れが速い場所と遅い場所とが形成されることを防止し、その結果、局所的な速い流れに気泡が同伴されることを防ぐことができる。
　また、本発明に係る気液分離装置では、上記液放出開口部を含む水平断面における、上記液放出開口部を除く上記気液分離槽内の面積は、上記液放出開口部の面積よりも大きいことが好ましい。
　上記構成によれば、下降流が形成される領域の大きさが大きくなるため、下降流の速度がより緩やかになる。そのため、下降流中の気体が、より上昇しやすくなる。
　また、本発明に係る気液分離装置において、上記液投入管は、上記気液分離槽の側面から上記気液分離槽内に貫入しており、上記気液分離槽内で鉛直上方に屈曲していることが好ましい。
　上記構成によれば、気液分離槽内における液投入管全体を、気液分離槽内の液体の液面よりも下側に置くことができる。
　また、本発明に係る気液分離装置において、上記気液分離槽内には、上記液放出開口部よりも下側に、網状部材が設けられており、上記網状部材の周端部は、上記気液分離槽の内壁に接していることが好ましい。
　上記構成によれば、下降流中に含まれる気体の気泡を網状部材が捕捉することになる。そのため、より確実に液体中の気体を取り除くことができる。また、網状部材の周端部は、気液分離槽の内壁に接していることにより、網状部材と気液分離槽との間に隙間が生じていない。そのため、下降流中に含まれる気体の気泡はすべて、網状部材と衝突することになる。したがって、気泡が網状部材を通過せずにショートパスすることを防ぐことができる。
　また、本発明に係る気液分離装置において、上記気液分離槽は、上記気液分離槽の外側に、両端部が上記気液分離槽の側壁を介して上記気液分離槽内に連通している第１の配管を有しており、上記網状部材は、全体が平坦な部材であって、水平面に対して傾斜して設けられており、上記第１の配管の一方の端部は、上記網状部材の最も高い位置の直下において上記気液分離槽内に連通しており、上記第１の配管の他方の端部は、上記液放出開口部よりも上側において上記気液分離槽内に連通していることが好ましい。
　上記構成によれば、網状部材に捕捉された気体の気泡は、網状部材に沿って網状部材のより高いほうに移動し、最終的に網状部材の最も高い位置に到達することになる。網状部材の最も高い位置に到達した気泡は、その後、第１の配管の一方の端部から配管内に移動することになる。配管内に移動した気泡は、第１の配管内を他方の端部に向かって移動し、他方の端部から排出されることになる。したがって、網状部材に捕捉された気泡を容易に回収し、排出することができる。
　また、本発明に係る気液分離装置において、上記気液分離槽は、上記気液分離槽の外側に、両端部が上記気液分離槽の側壁を介して上記気液分離槽内に連通している第２の配管を有しており、上記第２の配管の一方の端部は、上記網状部材よりも下側において上記気液分離槽内に連通しており、上記第２の配管の他方の端部は、上記液放出開口部よりも上側において上記気液分離槽内に連通しており、上記第２の配管の横断面の配管内の面積は、上記液放出開口部の開口面積と同じであることが好ましい。
　上記構成によれば、目詰まり等により網状部材が閉塞状態となって、液体が網状部材を通過できず、網状部材よりも上側の液体の量が増加した場合であっても、増加した液体を、網状部材を介さずに第２の配管を通して網状部材の下方に迂回させることができる。したがって、網状部材が閉塞状態となった場合でも気液分離装置のオーバーフローを防止することができる。
　また、本発明に係る気液分離装置において、上記気液分離槽には上記処理対象の液体から分離された気体を排出する排気口が設けられていることが好ましい。
　上記構成によれば、気相に放出された気体は排気口を通って、装置外に排出されるため、気体の排出を管理することができる。
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は、液体中に混入した気体を除去する必要がある技術分野に利用することができる。
　１　　　気液分離槽
　２　　　液投入ノズル（液投入管）
　３　　　ノズル開口部（液放出開口部）
　４　　　排水口
　５　　　メッシュ（網状部材）
　６　　　気泡抜き配管（第１の配管）
　７　　　迂回配管（第２の配管）
　８　　　排気口
　９　　　排水バルブ（調節手段）
　１０　　底面
　１１　　排水管（調節手段）
　２２　　液面
　２３　　液面
　１００　気液分離装置

Claims (8)

  1. 　排水口を有する気液分離槽と、
    　処理対象の液体を上記気液分離槽内に投入する液投入管と、
    　上記気液分離槽内の上記液体の量を調節する調節手段とを備えており、
    　上記液投入管は、上記気液分離槽内において、その液放出開口部が鉛直上方を向いて設けられており、
    　上記調節手段は、上記気液分離槽内における上記液体の液面が上記液放出開口部よりも鉛直上方に位置するように、上記気液分離槽内の上記液体の量を調節するものであることを特徴とする気液分離装置。
  2. 　上記液放出開口部を含む水平断面において、上記液放出開口部は、上記気液分離槽内の中心に位置していることを特徴とする請求項１に記載の気液分離装置。
  3. 　上記液放出開口部を含む水平断面における、上記液放出開口部を除く上記気液分離槽内の面積は、上記液放出開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の気液分離装置。
  4. 　上記液投入管は、上記気液分離槽の側面から上記気液分離槽内に貫入しており、上記気液分離槽内で鉛直上方に屈曲していることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の気液分離装置。
  5. 　上記気液分離槽内には、上記液放出開口部よりも下側に、網状部材が設けられており、
    　上記網状部材の周端部は、上記気液分離槽の内壁に接していることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の気液分離装置。
  6. 　上記気液分離槽は、上記気液分離槽の外側に、両端部が上記気液分離槽の側壁を介して上記気液分離槽内に連通している第１の配管を有しており、
    　上記網状部材は、全体が平坦な部材であって、水平面に対して傾斜して設けられており、
    　上記第１の配管の一方の端部は、上記網状部材の最も高い位置の直下において上記気液分離槽内に連通しており、
    　上記第１の配管の他方の端部は、上記液放出開口部よりも上側において上記気液分離槽内に連通していることを特徴とする請求項５に記載の気液分離装置。
  7. 　上記気液分離槽は、上記気液分離槽の外側に、両端部が上記気液分離槽の側壁を介して上記気液分離槽内に連通している第２の配管を有しており、
    　上記第２の配管の一方の端部は、上記網状部材よりも下側において上記気液分離槽内に連通しており、
    　上記第２の配管の他方の端部は、上記液放出開口部よりも上側において上記気液分離槽内に連通しており、
    　上記第２の配管の横断面の配管内の面積は、上記液放出開口部の開口面積と同じであることを特徴とする請求項５または６に記載の気液分離装置。
  8. 　上記気液分離槽には上記処理対象の液体から分離された気体を排出する排気口が設けられていることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の気液分離装置。
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JP2000126507A (ja) * 1998-10-22 2000-05-09 Nikkiso Co Ltd 脱泡装置

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