(57)【要約】【課題】流体中に含まれる気泡を構成する気体のみを分離除去できるように改良した気泡分離除去装置を提供する。【解決手段】流入口Ｐ１から流入した気泡除去対象液体を該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離し、第１の液体を第１の流出口Ｐ１から流出し、第２の液体を第２の流出口Ｐ２から流出する気泡分離装置１２０と、第２の流出口Ｐ２から流出される第２の液体が流入し、上部にフロートバルブ１４２が設けられたサブタンク１３０と、第１の流出口Ｐ１に接続された第１の気泡除去流体流出配管１４５に配置される下流調整バルブ１４３と、一端がサブタンク１３０の底部に接続され、他端が第１の気泡除去流体流出配管１４５の下流調整バルブ１４３の下流側に接続された第２の気泡除去流体流出配管１４６に配置される戻り調節バルブ１４４と、を具備する。【選択図】図１
2020157191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口から流入した気泡除去対象液体を該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離し、前記第１の液体を第１の流出口から流出し、前記第２の液体を第２の流出口から流出する気泡分離装置と、
前記第２の流出口から流出される第２の液体が流入し、上部にフロートバルブが設けられたサブタンクと、
前記第１の流出口に接続された第１の気泡除去流体流出配管に配置される下流調整バルブと、
一端が前記サブタンクの底部に接続され、他端が前記第１の気泡除去流体流出配管の前記下流調整バルブの下流側に接続された第２の気泡除去流体流出配管に配置される戻り調節バルブと、
を具備することを特徴とする気泡分離除去装置。
【請求項２】
前記気泡分離装置は、前記サブタンク内に設けられ、
前記第１の気泡除去流体流出配管は、前記サブタンクの底面を通って前記気泡分離装置の前記第１の流出口に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の気泡分離除去装置。
【請求項３】
前記気泡分離装置は、
前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、
前記第１の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管と、
前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、
を具備し、
前記第２の流体室に前記第１の流出口が設けられ、前記放気管に前記第２の流出口が設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡分離除去装置。
【請求項４】
前記気泡分離装置は、
前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、
前記第１の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に突出する放気管と、
前記放気管の突出部周縁に形成され、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁と、
前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、
を具備し、
前記第２の流体室に前記第１の流出口が設けられ、前記放気管に前記第２の流出口が設けられる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡分離除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中に含まれる気泡を旋廻流を利用して分離除去する気泡分離除去装置に関し、詳しくは液体中から気泡を構成する気体のみを分離除去できるように改良した気泡分離除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中から気泡を除去する要求は各種分野において存在する。例えば、食品、薬品の製造過程において、原料となる液体中に気泡が混入してしまうと好ましくない場合があり、この場合は原料となる液体から効率よく気泡を分離除去する必要がある。
【０００３】
従来、この種の気泡分離除去装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００４】
この特許文献１に開示された「液体中の気泡除去装置」においては、１端に少なくとも１個の流入口と他端に流出口とを有する流体室から構成され、前記流入口が液体に流体室の内壁に対して接線流れを生ぜしめる気泡除去装置において、前記流体室は前記流入口から流出口方向へ直径が漸次連続して減少する第１流体室と、該第１流体室に接続し、直径が他端方向へ漸次連続して増大する第２流体室とから形成されていることと、前記第１流体室の前記流入口側の端面から、前記第１流体室と前記第２流体室との接合位置付近までの間に開口する放気口、または前記位置までの間に開口する気体放気細管が、前記流体室の軸心に対して共軸に設けられて構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−８４４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載された「液体中の気泡除去装置」において、放気口又は気体放気細管からは気泡を構成する気体と若干の液体が排出されるが、この排出される若干の液体も気泡除去液体の中に取り込みたいという要望がある。
【０００７】
そこで、この発明は、流体中に含まれる気泡を構成する気体のみを分離除去できるように改良した気泡分離除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、流入口から流入した気泡除去対象液体を該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離し、前記第１の液体を第１の流出口から流出し、前記第２の液体を第２の流出口から流出する気泡分離装置と、前記第２の流出口から流出される第２の液体が流入し、上部にフロートバルブが設けられたサブタンクと、前記第１の流出口に接続された第１の気泡除去流体流出配管に配置される下流調整バルブと、一端が前記サブタンクの底部に接続され、他端が前記第１の気泡除去流体流出配管の前記下流調整バルブの下流側に接続された第２の気泡除去流体流出配管に配置される戻り調節バルブと、を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記気泡分離装置は、前記サブタンク内に設けられ、前記第１の気泡除去流体流出配管は、前記サブタンクの底面を通って前記気泡分離装置の前記第１の流出口に接続されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記気泡分離装置は、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、前記第１の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に開口する放気管と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、を具備し、前記第２の流体室に前記第１の流出口が設けられ、前記放気管に前記第２の流出口が設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記気泡分離装置は、前記流入口から流入された前記気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部と、前記旋回流形成部で形成された旋回流の下流側に向かって漸次径が小となる第１の流体室と、前記第１の流体室の中心軸上に設けられ、一端が該第１の流体室内に突出する放気管と、前記放気管の突出部周縁に形成され、前記旋回流の下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁と、前記第１の流体室の下流側に設けられた第２の流体室と、を具備し、前記第２の流体室に前記第１の流出口が設けられ、前記放気管に前記第２の流出口が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、流入口から流入した気泡除去対象液体を該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離し、前記第１の液体を第１の流出口から流出し、前記第２の液体を第２の流出口から流出する気泡分離装置と、前記第２の流出口から流出される第２の液体が流入し、上部にフロートバルブが設けられたサブタンクと、前記第１の流出口に接続された第１の気泡除去流体流出配管に配置される下流調整バルブと、一端が前記サブタンクの底部に接続され、他端が前記第１の気泡除去流体流出配管の前記下流調整バルブの下流側に接続された第２の気泡除去流体流出配管に配置される戻り調節バルブと、を具備して構成したので、流体中に含まれる気泡を構成する気体のみを分離除去できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この発明に係わる気泡分離除去装置を用いて構成した気泡分離除去システムの一例を示す流体回路図である。
【図２】図２は、図１に示した流体回路図で使用する気泡分離除去装置の一例の概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示した気泡分離装置の一例及び他の例を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明に係わる気泡分離除去装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明に係わる気泡分離除去装置を用いて構成した気泡分離除去システムの一例を示す流体回路図である。
【００１６】
図１において、メインタンク１１０は、この気泡分離除去装置１００で気泡が分離除去される気泡除去対象液体が収容される。メインタンク１１０に収納された気泡除去対象液体は、１４１で加圧されて、気泡分離装置１２０の流入口Ｐ０に流入する。
【００１７】
気泡分離除去装置１００は、気泡分離装置１２０、サブタンク１３０、フロートバルブ１４２、下流調整バルブ１４３、戻り調節バルブ１４４を具備して構成される。
【００１８】
ここで、気泡分離装置１２０は、流入口Ｐ０から流入した気泡除去対象液体を該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離し、第１の液体を第１の流出口Ｐ１から流出し、第２の液体を第２の流出口Ｐ２から流出する。この気泡分離装置１２０の詳細は、後に図３を参照して説明する。
【００１９】
気泡分離装置１２０の第２の流出口Ｐ２から流出した気泡を含む第２の液体は、サブタンク１３０に導かれる。サブタンク１３０は、上部にフロートバルブ１４２が設けられており、気泡分離装置１２０の第２の流出口Ｐ２から流入した気泡を含む第２の液体から気泡を集め、この気泡を集めた気体をフロートバルブ１４２を介して外部に放気する。なお、サブタンク１３０の内部には、気泡の除去性能を上げるためのバッフルプレート１３１を設けてもよい。
【００２０】
気泡分離装置１２０の第１の流出口Ｐ１から流出する気泡が除去された第１の液体は、第１の流出口Ｐ１の流出口Ｐ１に接続された第１の気泡除去流体流出配管１４５に流れ、この第１の気泡除去流体流出配管１４５には下流調整バルブ１４３が設けられている。
【００２１】
サブタンク１３０の底部には、サブタンク１３０で気泡が分離された液体が流れる第２の気泡除去流体流出配管１４６が接続され、この第２の気泡除去流体流出配管１４６には、戻り調節バルブ１４４が設けられている。
【００２２】
下流調整バルブ１４３を通過した気泡が除去された液体及び戻り調節バルブ１４４を通過した気泡が除去された液体は気泡除去流体排出配管１４７に合流して排出される。
【００２３】
上記気泡分離除去装置１００の動作を説明すると以下のようになる。
【００２４】
１）気泡分離装置１２０は、流入口Ｐ０から気泡除去対象液体を流入し、該気泡除去対象液体の旋回流を利用して気泡が除去された第１の液体と気泡を含む第２の液体とに分離する。
【００２５】
２）気泡分離装置１２０で分離された第１の液体は第１の流出口Ｐ１から第１の気泡除去流体流出配管１４５、下流調整バルブ１４３を通って気泡除去流体排出配管１４７から排出される。
【００２６】
３）気泡分離装置１２０で分離された第２の液体は第２の流出口Ｐ２からサブタンク１３０に導かれる。
【００２７】
４）そして、サブタンク１３０内が気泡が分離された液体で満たされるまでフロートバルブ１４２は開になっていて、サブタンク１３０内で集められた気体はフロートバルブ１４２を通って外部に放気される。
【００２８】
５）しばらくすると、サブタンク１３０内が気泡が分離された液体で満たされフロートバルブ１４２のフロートは上昇してフロートバルブ１４２は閉じられる。この状態でサブタンク１３０内の気泡が分離された液体は、第２の気泡除去流体流出配管１４６、戻り調節バルブ１４４を通り、気泡除去流体排出配管１４７から排出される。
【００２９】
気泡分離除去装置１００は運転状態において、上記４）と５）の動作を繰り返し、気泡除去対象液体から分離除去した気体のみを大気放出する。
【００３０】
ここで、下流調整バルブ１４３は、この気泡分離除去装置１００の気泡除去具合を調整し、戻り調節バルブ１４４は、サブタンク１３０内の液面保持圧力の調整を行う。
【００３１】
図２は、図１に示した流体回路図で使用する気泡分離除去装置の一例の概略断面図である。この図２に示す気泡分離除去装置１００は、サブタンク１３０内に気泡分離装置１２０を収容して構成される。この構成において、第１の気泡除去流体流出配管１４５は、サブタンク１３０の底面を通って気泡分離装置１００の第１の流出口Ｐ１に接続される。また、気泡分離装置１００の第２の流出口Ｐ２は、サブタンク１３０に設けられ、第２の液体をサブタンク１３０内に直接流出させる。その他の構成は図１に示した気泡分離除去装置１００と同様である。
【００３２】
図３は、図１及び図２に示した気泡分離装置１２０の一例（図３（Ａ））及び他の例（図３（Ｂ））を示す略図である。
【００３３】
図３において、この発明に係わる気泡分離除去装置１００の気泡分離装置１２０詳細の一例は図３（Ａ）に示される。図３（Ａ）に示される気泡分離装置１２０は、図１及び図２に示す流入口Ｐ０から流入された気泡除去対象液体から気泡除去対象液体の旋回流を形成する旋回流形成部１２２と、第１の流体室１２３と、第１の流体室１２３の下流側に設けられた第２の流体室１２４と、第１の流体室１２３内に一端が開口している放気管１２５とを具備している。
【００３４】
ここで、旋回流形成部１２２は、この旋回流形成部１２２の外周に沿って形成された環流路１２１と、この環流路１２１に接続される２か所に設けた図示しない吐出口を具備して構成される。
【００３５】
第１の流体室１２３は、下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａに囲まれた空間からなり、旋回流形成部１２２で形成された気泡除去対象液体Ｐ０は、この内周壁１２３ａに囲まれた空間内に流される。
【００３６】
第２の流体室１２４は、円筒形状からなり、一端は、第１の流体室１２３の下流側に接続され、他端は、この気泡分離除装置１００で気泡が除去された第１の液体を流出する流出口Ｐ１を形成している。
【００３７】
放気管１２５は、第１の流体室１２３の中心軸上に設けられ、一端に、第１の流体室１２３内に突出して開口する開口部が設けられ、他端は、この気泡分離装置１００で分離した気泡を含む第２の液体を排出する流出口Ｐ２を形成している。
【００３８】
すなわち、流入口Ｐ１から流入された気泡除去対象液体は、旋回流形成部１２２の環流路１２１内を流れ、環流路１２１に接続された吐出口第１の流体室１２３の周壁の接線方向に沿って気泡除去対象液体Ｐ０を第１の流体室１２３内に吐出し、第１の流体室１２３内に気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流を形成する。
【００３９】
第１の流体室１２３内に形成された気泡除去対象液体Ｐ０の旋回流は、第１の流体室１２３の下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａに囲まれた空間内を流れる。
【００４０】
ここで、気泡除去対象液体の旋廻流の遠心力により、気泡を含まない流体は第１の流体室１２３の周壁１２３ａ側へ、気泡は、図３（Ａ）に気泡Ｂで示すように、第１の流体室１２３内の放気管１２５の開口部周辺に集められる。
【００４１】
そして、第１の流体室１２３内の放気管１２５の開口部周辺に集められた気泡Ｂは、第２の流体室１２４側から加わる背圧により放気管１２５内に引き込まれ、この気泡Ｂを含む第２の液体は放気管１２５の他端の流出口Ｐ２から排出される。
【００４２】
一方、放気管１２５により第１の流体室１２３内で気泡が除去された第２の液体は、第２の流体室１２４を通って、流出口Ｐ１から流出される。
【００４３】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した気泡分離装置１２０の他の例を示す略図である。図３（Ｂ）に示す気泡分離装置１２０においては、図３（Ａ）の気泡分離装置１２０の放気管１２５の突出部周縁にテーパー壁１２６が形成されており、第１の流体室１２３内に形成された気泡除去対象液体の旋回流は、第１の流体室１２３の下流側に向かって漸次径が小となる円錐台形状の内周壁１２３ａと放気管１２５の突出部周縁に形成された下流側に向かって漸次径が小さくなるテーパー壁１２６とにより囲まれた空間内を流れる。
【００４４】
このテーパー壁１２６の存在により、テーパー壁１２６がない図３（Ａ）場合に比較して、気泡Ｂを更に効率よく放気管１２５の開口部周辺に集めることが可能になるので、気泡除去率を高くすることができり、かつ圧力損失を小さくすることができる。
【００４５】
これは、テーパー壁１２６により、旋回流形成部１２２により形成された気泡除去対象液体の旋廻流が流れる無駄な空間がなくなるので、第１の流体室１２３における気泡除去対象液体の乱流が大幅に減少し、また、気泡除去対象液体の流速の減衰量が小さくなるためであると考えられる。その他の構成は、図３（Ａ）に示した気泡分離装置１２０と同様である。
【００４６】
以上がこの発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記実施例及び図面に示す実施例に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１００    気泡分離除去装置
１１０    メインタンク
１２０    気泡分離装置
１２２    旋回流形成部
１２３    第１の流体室
１２４    第２の流体室
１２５    放気管
１２６    テーパー壁
１３０    サブタンク
１３１    バッフルプレート
１４１    供給ポンプ
１４２    フロートバルブ
１４３    下流調整バルブ
１４４    戻り調節バルブ
１４５    第１の気泡除去流体流出配管
１４６    第２の気泡除去流体流出配管
１４７    気泡除去流体排出配管
Ｐ０    流入口
Ｐ１    第１の流出口
Ｐ２    第２の流出口
【図１】
2020157191.tif 000003
【図２】
2020157191.tif 000004
【図３】
2020157191.tif 000005