(57)【要約】  高度な脱泡、脱気等の気液分離作用を奏することができ、又、サニタリー仕様を満足できる定置洗浄や分解洗浄が容易に行える構造も備えた、高性能で取扱い容易な気液分離装置を得る。  流体吸込口と流体吐出口と排気口とを備えたケーシング内で回転する軸に取付けられた羽根車の遠心力によって気液を分離する装置であって、該羽根車の回転周辺部には気液遠心分離を行う分離羽根部が形成されると共に、その分離羽根部の一部が拡径されて通過流体に吐出力を与える吐出羽根部が形成され、この吐出羽根部に相対する該ケーシング部位に該流体吐出口が設けられ、該排気口の該ケーシング内への開口部は該羽根車の回転中央部近傍に臨む位置に設けられ、該排気口は真空装置に連通され、該流体吸込口の該ケーシング内への開口部は該ケーシングの内周壁面から内側に所定距離離れた位置に設けられたことを主な特徴とする。
2016121659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体吸込口と流体吐出口と排気口とを備えたケーシング内で回転する軸に取付けられた羽根車の遠心力によって気液を分離する装置であって、
該羽根車の回転周辺部には気液遠心分離を行う分離羽根部が形成されると共に、その分離羽根部の一部が拡径されて通過流体に吐出力を与える吐出羽根部が形成され、この吐出羽根部に相対する該ケーシング部位に該流体吐出口が設けられ、
該排気口の該ケーシング内への開口部は該羽根車の回転中央部近傍に臨む位置に設けられ、該排気口は真空装置に連通され、
該流体吸込口の該ケーシング内への開口部は該ケーシングの内周壁面から内側に所定距離離れた位置に設けられたことを特徴とする気液分離装置。
【請求項２】
前記流体吸込口の前記ケーシング内への開口部、又はこの流体吸込口開口部に臨む前記羽根車部位の少なくとも一方が、該流体吸込口から流入する流体の飛散を促進する形状に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の気液分離装置。
【請求項３】
前記回転軸近傍の流体が前記排気口に直進的に侵入することを妨げる邪魔部材が、前記羽根車中に少なくとも１つ付設されたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の気液分離装置。
【請求項４】
外径の異なる複数の前記邪魔部材が付設されたことを特徴とする、請求項３に記載の気液分離装置。
【請求項５】
前記羽根車の少なくとも片方の軸方向端部が前記ケーシングの内壁に対して滑動するよう形成され、この滑動する羽根車端部に相対する該ケーシング部位に前記排気口が設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の気液分離装置。
【請求項６】
前記羽根車に、該羽根車と同芯の円筒状部材が少なくとも１つ装着されたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の気液分離装置。
【請求項７】
前記ケーシング上に、洗浄液注入口が設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の気液分離装置。
【請求項８】
通過流体の流路中に、流体の絞り手段、流体の加熱手段、流体の滞留手段、流体の保持手段、キャビテーション発生手段、流量・圧力・温度のいずれかの自動制御手段、の内の少なくとも１つが介設されたことを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の気液分離装置。
【請求項９】
前記排気口から真空装置への排気通路中に、気体の通過は許容し液体の通過は阻止する保護手段が介設されたことを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の気液分離装置。
【請求項１０】
前記流体吐出口からの吐出流体の少なくとも一部が、前記流体吸込口に還流されることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱泡、脱気等の高度な気液分離を行うことができ、且つ洗浄、分解が簡単でサニタリー仕様にも適する気液分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、脱泡、脱気等の気液分離を行う装置としては、液を入れた容器を加熱または減圧する方式、気体のみを通す分離膜を用いる方式、遠心分離する方式などが知られている。
この内、加熱式や減圧式は、主としてバッチ処理となり連続処理がしにくい上、多大なスペースをとる欠点があり、分離膜式は、液中に粒子や固形物があると膜が目詰まりしやすくその交換費用が嵩む欠点がある。
一方、遠心分離式は連続処理に適しており、混入粒子や固形物も障害とならないという利点があるが、同時に次のような解決すべき問題があった。【０００３】
即ち、まず第一に、高度な脱泡、脱気に適用しようとすれば、気液分離性能が不足する場合があった。
遠心分離式においては、気体と液体の質量の差のみを利用して分離するため、強力な真空装置に接続すると遠心分離能力が真空装置の吸引力に負けて液が真空装置に侵入する場合があり、気体分のみを強力に抜き取ることは容易ではない。高度な脱泡、脱気性能を追求しようとすれば、それだけ真空装置も強力なものとする必要があるが、それは揚液が気体に混じって真空装置に引き込まれやすくなることも意味するものであり、これが高度な脱泡、脱気に適用する際の制約となって、気液分離性能が不足する場合があった。【０００４】
そして第二に、食品や高純度液を取り扱うプロセスに適用する場合に、定置洗浄（分解しないまま内部洗浄）や分解洗浄が容易でないという問題があった。
通常このような目的に使用される装置は、「サニタリー仕様」として、接液表面が平滑に仕上げされるのみならず、定置洗浄、分解洗浄及び再組立が簡単に行える構造となっていることが必須である。ところが、遠心分離式の装置では、回転体を備えた複雑な構造とならざるを得ず、分解作業は煩雑であり、又、流路も複雑なため定置洗浄により接液部を影なく洗浄することも困難である。
これら問題のうち、第一の問題、即ち気液分離性能の問題の解決を主目的として提案されたのが、国際公開第ＷＯ０１／０２７３２号（特許文献１）の発明である。（以下、この発明を「原発明１」と呼称する。）【０００５】
原発明１の装置の構造は、図２７に例示したように、送液用の主ポンプ３１の流路中に気液分離装置が介設されており、入口３２ａと出口３２ｂとを備えた気液分離装置の容器３２の中には、原動機３４によって回転する気液分離用羽根車３３が設けられ、又、その回転により発生する竜巻状空洞ｓの尾底部を受け止めて、該竜巻状空洞ｓが伸展して主ポンプ３１に吸い込まれることを阻止する空洞受け３５が設けられている。その空洞受け３５と容器３２内壁との間の間隙部ｔは、気液分離用羽根車３３の回転に伴う遠心力によって容器３２内壁に押し付けられた揚液のみが通過できる流路面積まで狭めてあり、そして、竜巻状空洞ｓの中央部近傍には排気管３６が開口し、空洞気体は排気管３６から排気通路ｒを経由して真空装置３７により吸引排出される。
又、排出される気体中に揚液が混入した場合に、その揚液の通過を阻止して気体のみを真空装置３７に向けて通過させる保護手段３８が、排気通路ｒ中に介設されている。更に、主ポンプ３１による送液の後で排出気体を再び揚液に混入させ、揚液の元の状態に復帰させるという特殊用途のための還気路ｕ及び昇圧手段３９も備えている。【０００６】
この原発明１の装置においては、気液分離用羽根車３３の回転によって揚液中の気泡は強制的に遠心分離され、そこで発生する竜巻状空洞ｓは、その尾底部が伸展して下流側に抜け出ることが空洞受け３５によって阻止され、又、容器３２内壁に押し付けられて回転している液分が間隙部ｔを優先的に流過するため、その間隙部ｔから気泡分が抜け出る可能性も少なく、従って、気体は効率良く集められて真空装置３７により吸引排出されるものである。このため、前述の第一の問題、即ち気液分離性能については、ほぼ解決されていると言える。【０００７】
しかし、この原発明１の装置においては、前述の第二の問題、即ち洗浄が容易でないという問題に関しては、何ら解決されていない。むしろ、気液分離性能の向上のために設けた空洞受け３５や間隙部ｔの存在によって、却って空洞受け３５の裏側や排気管３６取付部などの洗浄しにくい影や隘路を新たに発生させる結果ともなっている。なお、隘路があることによって、液体食品などの粒子や塊の混在する液の場合には目詰まりを起こす可能性もあるので多様な液質には対応しにくく、更には、排気管３６の開口部から単純に空洞を吸引しているに過ぎないから、形成空洞が不安定になって揚液が混入して来る場合に気液分離装置内では防ぐことはできず、従って混入液分の除去は別途付設される保護手段３８の方に頼らざるを得ない、などの問題も派生する。
そこで、第一の問題、即ち気液分離性能の問題を解決すると共に、第二の問題、即ち洗浄性能の問題をも同時に解決するものとして提案されたのが、国際公開第ＷＯ２００４／０５８３８０号（特許文献２）の発明である。（以下、この発明を「原発明２」と呼称する。）【０００８】
原発明２の装置の構造は、図２８及び図２９に例示したように、ケーシング１ａ，１ｂは略円筒状の１つの室を構成するよう形成され、その中には、原動機によって回転する羽根車２が設けられている。羽根車２は、その回転周辺部全域にわたって気液分離作用を行う分離羽根部２ｓが形成されているが、特に片方の軸方向端部２ｒの近傍の部位は揚液に吐出圧力を与えるよう拡径されて吐出羽根部２ｄが形成されている。又、この吐出羽根部２ｄに相対するケーシング１ａ部位には流体吐出口ｂが設けられている。
一方、羽根車２の他方の軸方向端部２ｆはケーシング１ａの内壁に対してなるべく少ない所定間隙を保ちつつ滑動するよう形成されている。又、この滑動する羽根車部位に相対するケーシング１ａ部位の中央部近傍には、気液分離により発生する空洞気体を排出するための排気口ｅが設けられ、該排気口ｅは真空装置に連通されている。そして、ケーシング１ａの流体吐出口ｂと排気口ｅの間には、流体吸込口ａが設けられている。
なお、回転軸３の軸封部４の近傍には、内部洗浄用の洗浄液注入口ｃも備えている。【０００９】
本装置を運転すると、揚液は絞り手段７を経て流体吸込口ａから流入し、分離羽根部２ｓの回転によって揚液中の気泡は強制的に遠心分離され、液分はケーシング１ａの内周壁上に薄い層を形成しつつ流体吐出口ｂ方向へ移動し、一方、気体分は羽根車２の中央部近傍に集積して空洞を形成する。そして、この空洞気体は、回転中央部近傍に臨んで設けられた排気口ｅから真空装置により吸引排出される。
たとえ排気口ｅに向かう気体に揚液が混入してきたとしても、気体より質量の大きい液分は分離羽根部２ｓの遠心力によって周辺に振り飛ばされ、又、羽根車端部２ｆのケーシング１ａとの滑動間隙が小さいので、ここから液分が侵入することもできない。従って、真空装置には揚液が行かないので、真空装置は安全であり、強力な真空装置を用いた高度な気液分離を行い得るものである。【００１０】
本装置を定置洗浄する場合には、本装置を運転しながら流体吸込口ａ，洗浄液注入口ｃから洗浄液を注入して流体吐出口ｂ，排気口ｅ，ドレン口ｄから排出させることにより、接液部を影なく洗浄することができる。又、本装置を分解洗浄する場合には、ケーシングが１ａと１ｂとに簡単に分割でき、分割時には羽根車２が全て露出し、更に羽根車２は簡単に回転軸３から引き抜くことができるので、洗浄は容易であり、再組立も容易である。【００１１】
このようにして、原発明２の装置は、高度な脱泡、脱気等の気液分離作用を奏することができ、又、サニタリー仕様を満足できる定置洗浄や分解洗浄も容易に行うことができて、実用上極めて有用であるが、しかし、用途によっては、次のような未解決の課題が残っている。【００１２】
即ち、羽根車２の回転によって強制的に遠心分離するという本装置の構造上、回転数の高いまま運転を続けた場合は、揚液が羽根車２のエッジ部分やケーシング１ａの内周壁との摩擦等によって過度に撹拌、破砕、剪断されることがある。液体食品、含粒液、高粘度液、発泡液などの気液分離処理においては、過度に撹拌刺激されて却って余計に発泡したり、過度に破砕、剪断されて粒子分が破壊されたり、撹拌熱や摩擦熱による温度上昇によって揚液に変性が起こるのを嫌う場合があり、これらの用途に対応するためには、揚液を過度に刺激しない穏やかな気液分離を行いつつ高い気液分離性能を満足させなければならないという課題があった。
揚液を過度に刺激しない穏やかな気液分離を行うためには、端的な方法として羽根車２の回転数を落とす方法があるが、これは同時に気液分離性能を劣化させる原因ともなり、二律背反となる。多様な液質に対応するためには、この二律背反を解決して、回転数を落とした状態でもなお脱泡、脱気性能を維持、向上できる方法が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０２７３２号パンフレット
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００４／０５８３８０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、簡潔な構成で安定的且つ確実に作動する気液分離機構を備えて、強力な真空装置の適用も可能にし、気液分離作動中の過度な撹拌、破砕、剪断、昇温、変性等を抑制しつつ高度な脱泡、脱気等の気液分離作用を奏することができ、又、サニタリー仕様を満足できる定置洗浄や分解洗浄が容易に行えて、多様な液質にも対応できる、高性能で取扱い容易な気液分離装置を得ることを目的とする。又、耐久力があって大型化が容易に実施でき、分解洗浄や点検時の各構成部材の着脱が最小限の労力で済む、耐久性と作業性に優れた気液分離装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、この発明は、流体吸込口と流体吐出口と排気口とを備えたケーシング内で回転する軸に取付けられた羽根車の遠心力によって気液を分離する装置であって、該羽根車の回転周辺部には気液遠心分離を行う分離羽根部が形成されると共に、その分離羽根部の一部が拡径されて通過流体に吐出力を与える吐出羽根部が形成され、この吐出羽根部に相対する該ケーシング部位に該流体吐出口が設けられ、該排気口の該ケーシング内への開口部は該羽根車の回転中央部近傍に臨む位置に設けられ、該排気口は真空装置に連通され、該流体吸込口の該ケーシング内への開口部は該ケーシングの内周壁面から内側に所定距離離れた位置に設けられたことを主な特徴としている。【００１６】
本発明においては、前記流体吸込口の前記ケーシング内への開口部、又はこの流体吸込口開口部に臨む前記羽根車部位の少なくとも一方が、該流体吸込口から流入する流体の飛散を促進する形状に形成されてもよい。
又、前記回転軸近傍の流体が前記排気口に直進的に侵入することを妨げる邪魔部材が、前記羽根車中に少なくとも１つ付設されてもよい。
又、外径の異なる複数の前記邪魔部材が付設されてもよい。
又、前記羽根車の少なくとも片方の軸方向端部が前記ケーシングの内壁に対して滑動するよう形成され、この滑動する羽根車端部に相対する該ケーシング部位に前記排気口が設けられてもよい。
又、前記羽根車に、該羽根車と同芯の円筒状部材が少なくとも１つ装着されてもよい。【００１７】
又、前記ケーシング上に、洗浄液注入口が設けられてもよい。
又、通過流体の流路中に、流体の絞り手段、流体の加熱手段、流体の滞留手段、流体の保持手段、キャビテーション発生手段、流量・圧力・温度のいずれかの自動制御手段、の内の少なくとも１つが介設されてもよい。
又、前記排気口から真空装置への排気通路中に、気体の通過は許容し液体の通過は阻止する保護手段が介設されてもよい。
又、前記流体吐出口からの吐出流体の少なくとも一部が、前記流体吸込口に還流されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
これらの構成によって、本発明の装置は、強力な真空装置を用いた高度な気液分離を行い得るものである。真空装置への揚液の侵入等による故障がなく、耐久力があって大型化が容易に実施できる。又、定置洗浄の際には接液部を影なく洗浄することができ、分解洗浄及び再組立も容易である。分解洗浄や点検時の各構成部材の着脱も最小限の労力で済む。そして、気液分離作動中の過度な撹拌、破砕、剪断、昇温、変性等を抑制して、食品や化学品等の多様な液質、仕様にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図５】本発明の実施例２を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図６】本発明の実施例３を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図７】図６におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図８】本発明の実施例４を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図９】本発明の実施例５を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１０】図９におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図１１】図９におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１２】本発明の実施例６を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１３】本発明の実施例７を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１４】本発明の実施例８を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１５】本発明の実施例９を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１６】図１５におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図１７】図１５におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１８】本発明の実施例１０を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図１９】図１８におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図２０】本発明の実施例１１を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２１】図２０におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図２２】本発明の実施例１２を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２３】本発明の実施例１３を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２４】本発明の実施例１４を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２５】本発明の実施例１５を示す説明図（一部断面図）である。
【図２６】本発明の実施例１６を示す説明図（一部断面図）である。
【図２７】従来技術例を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２８】従来技術例を示す縦断面図（一部側面図）である。
【図２９】図２８におけるＩ−Ｉ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、各図にわたって共通の部分には同じ符号を付すものとし、本発明の各実施例について詳細を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の実施例１を示したものであり、図２は図１におけるＩ−Ｉ断面、図３は図１におけるＩＩ−ＩＩ断面、図４は図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す。
流体吸込口ａと流体吐出口ｂと排気口ｅとを備えたケーシングは１ａと１ｂとに分割可能で、且つそれらが接合されたときには略円筒状の１つの室を構成するように形成され、このケーシング１ａ，１ｂの中には、適宜の枚数の羽根を備えた羽根車２が設けられている。羽根車２は、ケーシング１ａの内周壁との間隙が少ない外径を持つよう形成され、回転軸３の一端に装着されている。その装着方法はねじ込み式でもよいが、本実施例においては羽根車ナット２ｎにより固定するものを例示している。回転軸３は、軸受部５に支持され、軸封部４によりケーシング１ａを密封的に貫通しており、図示しない原動機によって回転駆動される。【００２２】
羽根車２は、その回転周辺部全域にわたって気液分離作用を行う分離羽根部２ｓが形成され、その分離羽根部２ｓを挟んで羽根車端部２ｆ，２ｒを有しているが、羽根車端部２ｆの周辺の部位は揚液に吐出力（吐出圧力）を与えるよう拡径されて吐出羽根部２ｄが形成されている。又、この吐出羽根部２ｄに相対するケーシング１ａ部位には流体吐出口ｂが設けられている。
又、気液分離により発生する空洞気体を排出するための排気口ｅが回転中央部近傍に臨む位置で開口するように形成され、該排気口ｅは図示しない真空装置に連通されている。本図中の排気口ｅについては、その開口部は回転中心部付近の空洞気体を的確に捉えるよう極力回転軸中心に近い箇所まで伸ばすのが好ましいが、分解時に羽根車２と干渉するのを避けるために、ケーシング１ａに対して抜き差し可能な構造にしたものを例示した。【００２３】
そして、流体吸込口ａがケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れた位置で開口するように形成されている。本図ではその配置例として、ケーシング１ａの軸封部４の近傍に流体吸込口ａが開口しているものを示した。
このように、流体吸込口ａがケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れ、回転中心部に近づいた位置で開口する構成とすることによって、その開口部の少なくとも一部は環状液層（遠心分離によりケーシング１ａの内周壁上に形成される環状の液層）を突き抜けて空洞中に露出するので、流入する揚液は環状液層に遮られることなく空洞中に飛散でき、その結果、液分と気体分の境界面積（液分が真空装置の負圧に哂される表面積）の急激な拡大によって、脱気性能が向上できるものである【００２４】
流体吸込口ａについては、その流入角度等は適宜選択してよいのであるが、本図中には、スムーズな流入を促進するために、流体吸込口ａの流路がケーシング１ａの内周壁から中心部に向かって羽根車２の回転方向に沿って巻き込まれる形状に形成されたものが例示されている。【００２５】
本実施例においては、回転軸３近傍の流体が排気口ｅに直進的に侵入することを妨げる邪魔部材２ｐ，２ｑ（本実施例においては板状部材）が、羽根車２中の排気口ｅ近傍の部位に付設されている。
邪魔部材２ｐは、吐出羽根部２ｄ周りの強度を上げる側板（シュラウド）としての機能も兼ねている。又、図に例示したように、側板の外周とケーシング１ａ内周との間隙を、遠心分離により生成される環状液層の厚みに見合った間隙とすることによって、環状液層の液分のみを流体吐出口ｂに向けて送り出し、気体分は回転軸３中心近くに設けられた適宜の個数の孔やスリットを通して排気させて、気液を明確に仕分けすることができる。【００２６】
邪魔部材２ｑは、図に例示したように、その外径をケーシング１ａの内径よりも小さくすることによって、環状液層を形成しつつ流体吐出口ｂ方向へ移動する液分は通過可能とし、排気口ｅに直進的に侵入しようとする液分のみを効果的に阻止することができる。更に、この外径を邪魔部材２ｐよりも小さく設定することによって、気体分がこの邪魔部材２ｑの外周縁を越えて通過することもできるし、回転軸３中心近くに設けられた適宜の個数の孔やスリットを通しても通過できるようにして、十分な排気量を確保することもできる。
このように、邪魔部材が複数設置されることによって、液分の排気口ｅへの侵入は確実に阻止されるので、気体分のみを強力に吸引排出させることができる。【００２７】
流体吸込口ａの前の流路中には、揚液を減圧する絞り手段７ａが介設されている。液体の流れを絞って減圧すると、溶存気体が気泡となって析出しやすいことが知られており、本実施例においては、この絞り手段７ａを絞って減圧することにより揚液中で析出した気泡を強制的に遠心分離して、気液分離性能を向上させることができるようになっている。又、流体吐出口ｂの後の流路中には絞り手段７ｂが介設され、絞り手段７ａと併せ操作することによって、通過流量や圧力を制御できるようになっている。
なお、真空装置は、液封式真空ポンプでもよいし、その他の形式の真空ポンプでも負圧発生装置でもよい。【００２８】
本装置を管路中に介装して運転すると、吐出羽根部２ｄのポンプ作用によって揚液は流体吸込口ａから流体吐出口ｂへと導かれるが、その際に、分離羽根部２ｓの回転によって揚液中の気泡は強制的に遠心分離され、液分はケーシング１ａの内周壁上に薄い層を形成しつつ流体吐出口ｂ方向へ移動し、一方、気体分は羽根車２の中央部近傍に集積して空洞を形成する。そして、この空洞気体は、回転中央部近傍に臨んで設けられた排気口ｅから真空装置により吸引排出される。
この気液分離プロセスは、羽根車２の回転周辺部全域にわたって広範囲に形成されている分離羽根部２ｓによって揚液が強制的に回転させられて発生する強力な遠心力に基づいているので、単なるサイクロン式等に比べるとはるかに液分の少ない良質な空洞が得られ、強力な気液分離が行われる。【００２９】
又、本発明においては、流体吸込口ａのケーシング１ａ内への開口部が、ケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離離れた位置に設けられることによって、脱気効率の向上が図られている。
気液分離装置の脱気効率を向上させる重要な要素の一つとして、気液境界面積（液分が真空装置の負圧に哂される表面積）を増やすことがある。その具体的方法としては、流入量を絞ることによって、遠心分離により生成される環状の液層を薄くして境界層の直径を拡大する方法や、ケーシング１ａそのものをラジアル方向や軸方向に拡大して製作する方法があるが、前者の方法では処理可能流量との二律背反となり、後者の方法では装置のコンパクト化に逆行することとなり、いずれも実施には制約があった。
そこで、更に気液境界面積を増やすためのより効率的な方法として、流体吸込口ａの開口部の構造に着目したものである。【００３０】
即ち、強制的に遠心分離された液分は、ケーシング１ａの内周壁上に薄い環状の液層を形成するが、このとき、流体吸込口ａが単にケーシング１ａの内周壁面に開口しただけであれば、流入してくる揚液はその環状液層に遮られてそれに合流するだけであるが、本実施例のように流体吸込口ａがケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れ、突き出て、回転中心部に近づいた位置で開口していれば、その開口部の少なくとも一部は環状液層を突き抜けて空洞中に露出しているので、流入する揚液は環状液層に遮られることなく空洞中に飛散できる。その結果、気液境界面積の急激な拡大によって、脱気性能が向上できるものである。
又、飛散した揚液は環状液層の内側から該液層に合流することになるが、その合流地点は、該液層の中では回転中心部に近くて周速度の低い地点なので、揚液は過度に撹拌、破砕、剪断されることなく穏やかに気液分離されることとなり、又、液温の上昇による変性等も抑制され、多様な液質にも対応することができる。【００３１】
そして、分離羽根部２ｓが真空装置の吸引力に打ち勝つだけの遠心力を持つよう羽根径や回転数を設定しておけば、たとえ排気口ｅに向かう気体に揚液が混入してきたとしても、気体より質量の大きい液分は分離羽根部２ｓの遠心力によって周辺に振り飛ばされ、その液分は再び排気口ｅに向かうことはできない。更に、本実施例においては、回転中心部付近の空洞気体中に揚液が混入した場合でも、その液分が排気口ｅに向かって直進的に侵入しようとすると、邪魔部材２ｐ，２ｑによって遮られ、振り切られて通過を阻止されるので、回転軸３中心近くに設けられた孔やスリット等を通して通過できる気体分のみが吸引排出されることとなる。従って、この運転中は真空装置には揚液が行かないので、真空装置は安全であり、強力な真空装置を用いた高度な気液分離を行い得るものである。なお、以上の構成から、本装置は高度な自吸性能を有するポンプとしても使用できることがわかる。【００３２】
本実施例においては、羽根車２は、軸受部５から遠い方の軸方向端部（図１中の左側の端面）２ｆに吐出羽根部２ｄが設けられており、このため回転軸３のラジアル方向の偏荷重に対しては耐久力があり安定性が高い。
そもそも、ラジアル方向の偏荷重は、流体吸込口ａから流入する揚液の流れが不均一・不安定となって発生することが多く、特に揚液が高粘度液であったり、塊状のものを含む場合には、この偏荷重が更に強まる可能性がある。しかし本実施例においては、不均一な流れによる偏荷重の発生しやすい流体吸込口ａが、比較的流れが均一で偏荷重の発生しにくい流体吐出口ｂよりも軸受部５に近く配置されているため、回転軸３のラジアル方向の偏荷重に対して強靭であり、大型化する場合も回転軸３や軸受部５まわりの拡大強化などの特別な考慮は不要で、装置の大型化が容易である。【００３３】
そして、本装置は、サニタリー仕様を満足できる定置洗浄や分解洗浄が容易に行える。
本装置を定置洗浄する場合には、ケーシング１ａ，１ｂが一体的で仕切り壁や狭隘部のないわずか１つの室空間を形成しているため、簡単にしかも隅々までくまなく洗浄することができる。具体的には、本装置を運転しながら流体吸込口ａから洗浄液を注入して流体吐出口ｂ，排気口ｅ，ドレン口（図示は省略）から排出させるなどして、接液部を影なく洗浄することができる。
又、本装置を分解洗浄する場合には、ケーシングが１ａと１ｂとに簡単にしかも引っ掛かりなく分割でき、更に、重量の嵩張らないケーシング１ｂ及び抜き差し可能な排気口ｅを取り外した後、一体的に形成された羽根車２は何ら他の部材に邪魔されることなく簡単に回転軸３から引き抜くことができるので、羽根車２やケーシング１ａ，１ｂの接液部を洗浄することは容易であり、再組立も容易である。【００３４】
本装置の用途は、例えば食品、油、薬液、化学品等の液体の脱泡、消泡、脱気の他、純水や高純度液の製造、発錆防止用の脱酸素水の製造、その他の脱気水の製造など、広い分野にわたる。又、脱気の後に所望のガス（例えばオゾン等）を混入させるという使い方もある。本発明は機械的に作用するものであって、化学添加剤を一切使用しなくてもよいという点にも実用上の大きな利点がある。
【実施例２】
【００３５】
図５は実施例２を示したものである。
本実施例は、実施例１の装置における流体吸込口ａについて、その開口部を、揚液がより空中飛散しやすいノズル状やスプレー形状に形成することによって、更に気液境界面積を拡大させ、脱気性能の向上を図ったものである。
このノズルやスプレーについては、揚液の絞りを兼ねさせてもよい。なお、その開口部が分解時に羽根車２と干渉するのを避けるために、ケーシング１ａに対して抜き差し可能な構造にしたものを図示した。
その他の構成及び作用は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００３６】
図６は実施例３を示したものであり、図７は図６におけるＩ−Ｉ断面を示す。
本実施例は、羽根車２について、ケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離離れた位置で開口している流体吸込口ａに相対する部位に切り欠きを設けて、揚液の流入の邪魔にならぬようにすると同時に、流体吸込口ａに臨むこの羽根車部分の形状が揚液の飛散を促進するように形成して、脱気効率の向上を図るものである。
この流体吸込口ａの開口部と羽根車２の間の間隙を適宜に狭めることによって、この二者間で異物を破砕することも可能となる。
そして本実施例は、排気口ｅについて、ケーシング１ａの部材中に穿設した通路を経由して、ケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れた位置で開口するように形成したものである。図中ではその典型例として、回転軸３が貫通するケーシング１ａの軸封部４の近傍に排気口ｅが開口している。又、羽根車端部２ｒがケーシング１ａの内壁に対してなるべく少ない所定間隙を保ちつつ滑動するよう形成され、この滑動する羽根車端部２ｒに相対するように該排気口ｅが開口している。【００３７】
ここで、羽根車端部２ｒ近辺の羽根部が真空装置の吸引力に打ち勝つだけの遠心力を持つよう羽根径や回転数を設定しておけば、たとえ排気口ｅに向かう気体に揚液が混入してきたとしても、気体より質量の大きい液分は羽根車端部２ｒ近辺の遠心力によって周辺に振り飛ばされ、又、その周辺にはこの液分を中央部に押し戻す圧力も存在しないので、この液分は再び排気口ｅに向かうことはできない。又、羽根車端部２ｒのケーシング１ａとの滑動間隙が小さいので、ここから液分が侵入することもできない。従って、この運転中は真空装置には揚液が行かないので、真空装置は安全である。
更に、本実施例においては、回転中心部付近の空洞気体中に揚液が混入した場合でも、その液分が排気口ｅに向かって直進的に侵入しようとすると、邪魔部材２ｐ，２ｑによって遮られ、振り切られて通過を阻止されるので、真空装置は更に安全であり、回転軸３中心近くに設けられた孔やスリット等を通して通過できる気体分のみを、強力に吸引排出させることができる。【００３８】
なお、邪魔部材２ｑについては、本装置の分解時に羽根車２が流体吸込口ａと干渉することなく、容易に回転軸３から引き抜けるように配慮した外径としたものが図示されている。
又、排気口ｅは、本装置を定置洗浄する場合には、軸封部４の近傍を内部洗浄するための洗浄液注入口として兼用することもできる。このため、洗浄液が排気口ｅの開口部内で旋回して隅々まで良く行き渡るように、排気口ｅから該開口部にかけての流路形状を、該開口部に接線方向から巻き込まれるように形成したものが例示されている。【００３９】
本装置を分解洗浄する場合には、ケーシングが１ａと１ｂとに簡単にしかも引っ掛かりなく分割でき、重量の嵩張らないケーシング１ｂを取り外すだけで内部が露出するので、より重量の嵩張るケーシング１ａの方は据え付けのままで作業ができる上、流体吸込口ａ，流体吐出口ｂ，排気口ｅへの配管もケーシング１ａに装着のままで取り外しが不要なので、たとえ装置が大型であっても分解作業は極めて容易である。更に、ケーシング１ｂを取り外した後、一体的に形成された羽根車２は何ら他の部材に邪魔されることなく簡単に回転軸３から引き抜くことができるので、羽根車２やケーシング１ａ，１ｂの接液部を洗浄することは容易であり、再組立も容易である。
本装置の羽根車２が一体化されコンパクト化されていることから、一体鋳物での製作も可能となり、装置全体のシンプル化、コストダウンが図れるほか、装置の大型化が容易となることから、装置の大型化に見合った回転数に低減させて液温の上昇を抑制することが可能となる等、製作や運転における選択の余地が広がる。
その他の構成及び作用は実施例２と同様である。
【実施例４】
【００４０】
図８は実施例４を示したものである。
本実施例は、流体吸込口ａについて、ケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れた位置で開口するように形成した一つの典型例として、羽根車端部２ｆに相対するケーシング１ｂ部位の中央部近傍に流体吸込口ａが開口しているものである。
本実施例のように流体吸込口ａが回転中心部に極めて近い位置で開口していれば、その開口部は、気液遠心分離により生成される環状液層を確実に突き抜けて空洞中に露出し、揚液はより自由に飛散できるので、脱気性能を更に向上させることができる。
又、流体吸込口ａの開口部がケーシング１ａの内周壁面から突出したものではなく、環状液層の流れの邪魔をしないので、環状液層の流れは乱れが少なくスムーズであり、更には、飛散した揚液は環状液層の内側から該液層に合流することになるが、その合流地点は、該液層の中では最も回転中心部に近くて周速度の低い地点なので、揚液は過度に撹拌、破砕、剪断されることなく穏やかに気液分離されることとなり、多様な液質にも対応することができる。
なお、邪魔部材２ｐは円筒状にしたものが例示されている。又、流体吸込口ａの開口部は洗浄の容易性にも配慮した形状とすることが望ましく、本実施例においてはその一例として、該開口部を液が滞留しにくいテーパー状に形成したものが例示されている。
その他の構成及び作用は実施例３と同様である。
【実施例５】
【００４１】
図９は実施例５を示したものであり、図１０は図９におけるＩ−Ｉ断面、図１１は図９におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す。
本実施例は、羽根車２について、軸受部５（図示は省略）から遠い方の軸方向端部２ｆが排気口ｅに臨むと共に、この端部２ｆの周辺に形成された吐出羽根部２ｄが流体吐出口ｂに臨むようにしたものであり、それとは反対側の羽根車端部２ｒに近い箇所に設けられた流体吸込口ａから流入した揚液中の液分と気体分が、羽根車２の遠心力によって分離された後、いずれも羽根車端部２ｆ近辺で排出されるようになっている。
羽根車端部２ｆ近辺には邪魔部材２ｐを設けると共に、羽根車端部２ｆがケーシング１ｂの内壁に対してなるべく少ない所定間隙を保ちつつ滑動するよう形成されている。又、この滑動する羽根車端部２ｆに相対するケーシング１ｂ部位の中央部近傍には、気液分離により発生する空洞気体を排出するための開口部が設けられ、そこから排気口ｅを経由して、図示しない真空装置に連通されている。
これによって、回転中心部付近の空洞気体中に揚液が混入した場合でも、その液分は排気口ｅに向かって侵入しようとすると、邪魔部材２ｐによって遮られ、振り切られて通過を阻止され、更に液分は羽根車端部２ｆ近辺の遠心力によっても周辺に振り飛ばされ、又、羽根車端部２ｆのケーシング１ｂとの滑動間隙が小さいので、ここから液分が侵入することもできない。従って、この運転中は真空装置には揚液が行かないので、真空装置は安全であり、気体分のみを強力に吸引排出させることができる。【００４２】
本実施例の装置においては、羽根車２における吐出の機能を果たす部分と排気処理の機能を果たす部分とが、共に片方の羽根車端部２ｆ近辺で隣接一体化されコンパクト化されているため、軸方向のスペースが小さく、回転軸３のオーバーハングが小さくて済む。このため回転軸３のラジアル方向の偏荷重に対しては耐久力があり安定性が高い。
このようにラジアル方向の偏荷重の影響を受けにくい構造となっていることに加え、不均一な流れによる偏荷重の発生しやすい流体吸込口ａが、比較的流れが均一で偏荷重の発生しにくい流体吐出口ｂよりも軸受部５に近く配置されているため、回転軸３のラジアル方向の偏荷重に対して強靭であり、大型化する場合も回転軸３や軸受部５まわりの拡大強化などの特別な考慮は不要で、装置の大型化が容易である。
なお、図中の邪魔部材２ｐ，２ｑについては、液分の排気口ｅへの直進的な侵入を阻止する目的は邪魔部材２ｐにより殆ど達成されるので、邪魔部材２ｑは省略も可能である。
その他の構成及び作用は実施例１及び実施例４と同様である。
【実施例６】
【００４３】
図１２は実施例６を示したものである。
本実施例は、実施例５の装置における流体吸込口ａについて、ケーシング１ａの部材中に穿設した通路を経由して、ケーシング１ａの内周壁面から内側に所定距離だけ離れた位置で開口するように形成したものである。本図ではその典型例として、軸封部４の近傍に流体吸込口ａが開口しているものを示した。
本実施例のように流体吸込口ａが回転中心部に極めて近い位置で開口していれば、その開口部は、気液遠心分離により生成される環状液層を確実に突き抜けて空洞中に露出し、揚液はより自由に飛散できるので、脱気性能を更に向上させることができる。
又、流体吸込口ａの開口部にかけての通路がケーシング１ａの部材中に内蔵されており、環状液層の流れの邪魔をしないので、環状液層の流れは乱れが少なくスムーズであり、更には、飛散した揚液は環状液層の内側から該液層に合流することになるが、その合流地点は、該液層の中では最も回転中心部に近くて周速度の低い地点なので、揚液は過度に撹拌、破砕、剪断されることなく穏やかに気液分離されることとなり、多様な液質にも対応することができる。
なお、この流体吸込口ａの開口部は洗浄の容易性にも配慮した形状とすることが望ましく、本実施例においてはその一例として、該開口部を液が滞留しにくいコーン状にすると共に、定置洗浄の際に流体吸込口ａから注入する洗浄液が該開口部内で旋回して隅々まで良く行き渡るように、流体吸込口ａから該開口部にかけての流路形状を、該開口部に接線方向から巻き込まれるように形成したものが例示されている。
その他の構成及び作用は実施例５と同様である。
【実施例７】
【００４４】
図１３は実施例７を示したものである。
本実施例は、排気口ｅについて、その開口部がケーシング１ｂの内壁面から内側に所定距離離れた位置に設けられたものである。
本実施例においても前述の各実施例と同様に、回転中心部付近の空洞気体中に揚液が混入した場合でも、その液分が排気口ｅに向かって侵入しようとすると、邪魔部材２ｐによって遮られ、振り切られて通過を阻止され、更に液分は分離羽根部２ｓの遠心力によっても周辺に振り飛ばされ、又、羽根車端部２ｆのケーシング１ｂとの滑動間隙が小さいので、ここから液分が侵入することもできないようになっている。
しかし、それでも回転軸中心に極めて近い箇所においては、回転による遠心力が十分に及ばずに液分がそのまま残ったり、あるいは浮遊していたミストが結露したりして、回転軸３近傍に液分の滴が残る場合がある。そこで念のため、排気口ｅの開口部を、ケーシング１ｂの内壁面から内側に突き出させ防壁とすることによって、回転軸３近傍に残る液分の滴がケーシング１ｂ内壁面から排気口ｅへと伝わって侵入するのを防ぐものである。
その他の構成及び作用は実施例３及び実施例６と同様である。
【実施例８】
【００４５】
図１４は実施例８を示したものである。
本実施例は、排気口について、排気口ｅ１に加えて、ケーシング１ａの軸封部４に近い箇所に排気口ｅ２を追加設置し、かつ、排気口ｅ２周辺の構造を排気口ｅ１周辺と同様の構成としたものである。即ち、羽根車端部２ｒ近辺には邪魔部材２ｑを設けると共に、羽根車端部２ｒがケーシング１ａの内壁に対してなるべく少ない所定間隙を保ちつつ滑動するよう形成されている。又、この滑動する羽根車端部２ｒに相対するケーシング１ａ部位の中央部近傍には、気液分離により発生する空洞気体を排出するための開口部が設けられ、そこから排気口ｅ２を経由して、図示しない真空装置に連通されている。このように、排気口を複数箇所に設けることによって排気効率を上げるものである。
その他の構成及び作用は実施例３及び実施例７と同様である。
【実施例９】
【００４６】
図１５は実施例９を示したものであり、図１６は図１５におけるＩ−Ｉ断面、図１７は図１５におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す。
本実施例は、実施例５の装置における羽根車２について、ケーシング１ａの流体吸込口ａと流体吐出口ｂの間の部位に相対する羽根車２の部位に、該羽根車２と同芯の円筒状部材２ｃを装着したものである。
この構成によって、流体吸込口ａから流入した揚液は、回転する円筒状部材２ｃの内周壁に押し付けられ、同時に粘性によって該内周壁から連れ回りの回転力を与えられて気体分が遠心分離され、そして液分のみが吐出羽根部２ｄによって流体吐出口ｂから押し出される。即ち、この間、羽根車２のエッジ部分やケーシング１ａの内周壁との摩擦等によって過度に撹拌、破砕、剪断されることなく、穏やかに気液分離されることとなる。【００４７】
円筒状部材２ｃの内側には、揚液の連れ回り促進のための凸状部、リブ、羽根等を配設してもよい。例えば、図中では分離羽根部２ｓが円筒状部材２ｃの支持も兼ねている訳であるが、この支持部２ｓを延長して、円筒状部材２ｃの内側全体に羽根を形成すれば、液の連れ回りは大いに促進され、より強い気液分離用遠心力が発生することとなる。その羽根の高さも適宜選択してよい。
円筒状部材２ｃは複数段設けてもよく、これによって気液分離における液分と気体分の境界面積を増やしてより効率的に気体分を引き抜くことが可能となる。又、これら円筒状部材に、更に境界面積を増やすための手段（多孔性や凹凸性を持たせる加工や素材装着など）を講じてもよい。
なお、この羽根車２について、図中では、ケーシング１ｂの内壁に相対する部分の羽根タイプとして、円弧羽根の代わりに放射羽根を採用したものを例示した。
その他の構成及び作用は実施例５と同様である。
【実施例１０】
【００４８】
図１８は実施例１０を示したものであり、図１９は図１８におけるＩ−Ｉ断面を示す。
本実施例は、実施例９の装置における円筒状部材２ｃを変形させたもので、流体吸込口ａから流入した揚液は、ケーシング１ａと円筒状部材２ｃとの間を流体吐出口ｂ方向へ移動する間に、この回転する円筒状部材２ｃの外周壁から粘性による連れ回りの回転力を与えられて気体分が遠心分離され、そして液分のみが吐出羽根部２ｄによって流体吐出口ｂから押し出される。これにより、揚液を過度に刺激しない穏やかな気液分離が可能となる。
本実施例においては、円筒状部材２ｃはその全体が邪魔部材２ｐとしても機能している。即ち、遠心分離された液分は排気口ｅに向かって侵入しようとすると、邪魔部材２ｐによって遮られ、振り切られて通過を阻止され、一方、気体分は遠心力の影響を受けずに、邪魔部材２ｐに設けられた適宜の個数の孔やスリットを通過して排気口ｅに向かうことができるので、気体分のみを強力に吸引排出させることができる。
なお、邪魔部材２ｐについては、揚液の遠心分離の促進に役立つよう適宜に小羽根を付設してもよいことが図示されている。
その他の構成及び作用は実施例９と同様である。
【実施例１１】
【００４９】
図２０は実施例１１を示したものであり、図２１は図２０におけるＩ−Ｉ断面を示す。
本実施例は、羽根車２の軸受部５に近い方の軸方向端部２ｒの周辺に吐出羽根部２ｄを設け、それに相対するケーシング１ｂ部位に流体吐出口ｂを設けたものである。
この吐出羽根部２ｄについては、吐出圧力の得やすい側板（シュラウド）付きのものを例示した。又、その側板によって軸封部４周りに揚液が滞留しやすくなることを考慮して、定置洗浄が容易に行える構成も例示した。即ち、軸封部４の近傍には、本装置を分解しないままで内部洗浄できるよう空洞部が形成され、洗浄液注入口ｃが設けられている。
洗浄液注入口ｃに繋がる軸封部４近傍の空洞部の形状については、要するに洗浄液が滞留しにくい形状であればよいのであるが、本実施例においてはその一例として、コーン状にしたものが例示されている。この空洞の縮径部近辺に洗浄液注入口ｃを設ければ、注入洗浄液は縮径部から拡径部を経てドレン口ｄに液切れよく排出される。又、この洗浄液注入口ｃを該空洞に接線方向から巻き込まれる流路形状に形成しておけば、注入洗浄液が該空洞内を舐めるようにくまなく洗浄した上で排出されるので、洗浄効果を更に向上させることができる。
なお、吐出羽根部２ｄの側板の周縁部には適宜の形状、個数の切り欠きを形成し、側板前後を連通させることによって、定置洗浄の際に洗浄液注入口ｃから注入される洗浄液が滞留することなくスムーズにドレン口ｄに向かって流れて行けるよう配慮したものを例示した。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【実施例１２】
【００５０】
図２２は実施例１２を示したものである。
前述の各実施例においては、説明の便宜上、回転軸３を水平方向にした横軸型のものを図示したが、回転軸３の方向については、横軸型に限らず、適宜に立軸型や斜軸型を選択してもよい。その好ましい一例として、排気口ｅを上側にして回転軸３を鉛直方向にした立軸型としたものをこの実施例１２で示している。
この構成とした場合には、気液遠心分離において重力の影響による気液境界面の偏りの少ない均一な分離作用が得られる上、気体の自然浮上による気液分離効果も利用でき、更には、排気口ｅが上側にあることから液分の排気口ｅへの侵入を阻止しやすくなるなどの利点がある。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【実施例１３】
【００５１】
図２３は実施例１３を示したものである。
本実施例は、羽根車２を挟む両側に軸受部５を配置することによって、ラジアル方向の偏荷重による軸振れの問題の起こらない構造としたものである。又、排気口ｅは２箇所に設けて排気効率を上げられることも例示した。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【実施例１４】
【００５２】
図２４の実施例１４は、実施例５の装置を例にとって、本発明の装置をより具体的に製作実施する例を示したものである。
本実施例においては、揚液の温度を上げることも気液分離効率の向上に役立つので、流体吸込口ａの前の流路中に加熱手段８を介設してもよいことを例示した。この加熱手段８は、ヒーター式、熱交換器式等、適宜に選択してよい。
又、この揚液流路中の適宜の箇所にキャビテーション発生手段９を介設してもよいことも例示した。適切な度合のキャビテーションを発生させることによって、液中の溶存気体の析出を促進して気液分離効率を上げ得るほか、そのキャビテーションの崩壊時の衝撃を利用することによって、装置内部にこびり付いた異物の除去、滅菌、脱臭、含有粒子の微粒化、混入不純物の組成破壊、水クラスター分解などの作用効果が期待できる。キャビテーションを発生させる方法としては、超音波発振式や回転プロペラ式等があり、適宜に選択してよい。キャビテーション発生手段９の装着箇所については、特に滅菌等の作用を目的とする場合は、流体吐出口ｂの後でもよい。
なお、キャビテーション発生手段９を介設する方法のほかにも、本装置の羽根車２自体をキャビテーションを発生しやすい形状（例えば、平板状、くさび状、局所的な凹凸付きなど、渦や乱流による圧力変動を引き起こしやすい羽根形状）に形成する方法を選択してもよい。【００５３】
本発明の装置においては、排気口ｅから真空装置６への排気通路ｆ中に揚液が混入することは、羽根車２の羽根部や邪魔部材により十分に防いでくれるので、排気通路ｆをそのまま真空装置６に直結させても実用上ほぼ差し支えないのであるが、それでも万一排気通路ｆ中に揚液が混入した場合に、その揚液の通過を阻止する保護手段を設けておけば更に好ましく、本実施例では、その一例として、排気通路ｆ中に、気体の通過は許容し液体の通過は阻止する保護手段１０，１１，１２が介設されている。【００５４】
即ち、排気通路ｆ中には、本装置の起動の時点から遅延して開弁する緩作動弁１０と、本装置の停止の時点に直ちに閉鎖する急作動弁１１とが直列に介設されている。緩作動弁１０の遅延開弁作動によって、本装置起動の瞬間に揚液が真空装置６に引き込まれるのを防止し、急作動弁１１の即閉鎖作動によって、本装置停止の瞬間に揚液が真空装置６に引き込まれたり真空装置６側の作動液が本装置に引き込まれたりするのを防止する。本図においては、説明の簡単のために緩作動弁１０も急作動弁１１も電気的に開閉タイミングが制御（制御系統の図示は省略）されるものを例示している。この緩作動弁１０と急作動弁１１を、開弁は遅延時間をもって行い閉鎖は瞬時に行うよう制御された１個の弁に形成してもよい。
そしてもう一つの保護手段として、液溜槽１２が排気通路ｆ中に介装されている。この液溜槽１２は、容器の上部に入口と出口とを備え、排気通路ｆ経由で侵入した揚液が容器底部に滞留し、気体分のみが通過できるよう形成されており、特に、気液分離性能を上げるために、入口の流路を容器内壁に対して接線方向にして、遠心分離効果を発生させるようにしたものが例示されている。容器の底部には滞留液を排出するためのドレン口を設け、手動または自動で適宜排出すればよい。【００５５】
このほかにも、例えば、フロート弁によって排気通路ｆ中の液面が上昇した場合に排気通路ｆを強制的に閉鎖するなど、追加の保護手段を排気通路ｆ中に介設してもよい。これらの保護手段によって、万一排気通路ｆ中に揚液が侵入した場合にも、その通過を阻止して、装置の安全を期すことができる。これら保護手段は、それぞれに有効な作用をするものであり、それらの内の一部のみを適用してもよい。
又、各種運転条件、多様な用途に適応するために、流量・圧力・温度の内の少なくとも１つを制御する各種自動制御手段を介設してもよい。例えば、吸込側の絞り手段７ａと吐出側の絞り手段７ｂとを自動制御して一定の通過流量を維持するなどである。【００５６】
一方、本実施例においては、定置洗浄や分解洗浄が容易に行える構成も例示した。
回転軸３が貫通するケーシング１ａの軸封部４の近傍には、本装置を分解しないままで内部洗浄できるよう、空洞部が形成され、洗浄液注入口ｃが設けられている。
洗浄液注入口ｃに繋がる軸封部４近傍の空洞部の形状については、要するに洗浄液が滞留しにくい形状であればよいのであるが、本実施例においてはその一例として、コーン状にしたものが例示されている。この空洞の縮径部近辺に洗浄液注入口ｃを設ければ、注入洗浄液は縮径部から拡径部を経てドレン口ｄに液切れよく排出される。又、この洗浄液注入口ｃを該空洞に接線方向から巻き込まれる流路形状に形成しておけば、注入洗浄液が該空洞内を舐めるようにくまなく洗浄した上で排出されるので、洗浄効果を更に向上させることができる。【００５７】
本装置を定置洗浄する場合には、ケーシング１ａ，１ｂが一体的で仕切り壁や狭隘部のないわずか１つの室空間を形成しているため、簡単にしかも隅々までくまなく洗浄することができる。具体的には、本装置を運転しながら流体吸込口ａ，洗浄液注入口ｃ等から洗浄液を注入して流体吐出口ｂ，排気口ｅ，ドレン口ｄ等から排出させればよく、このようにして接液部を影なく洗浄することができる。なお、洗浄液注入口ｃ及びドレン口ｄには弁１３，１４を付設して、洗浄時以外は閉めておくようにすれば操作上便利である。
又、本装置を分解洗浄する場合には、ケーシングが１ａと１ｂとに簡単にしかも引っ掛かりなく分割でき、更に、重量の嵩張らないケーシング１ｂを取り外した後、一体的に形成された羽根車２は何ら他の部材に邪魔されることなく簡単に回転軸３から引き抜くことができるので、羽根車２やケーシング１ａ，１ｂの接液部を洗浄することは容易であり、再組立も容易である。
その他の構成及び作用は実施例５と同様である。
なお、上記の各種の付設手段は、本実施例のみならず、本発明の全ての実施例に対して適用可能であることは言うまでもない。
【実施例１５】
【００５８】
図２５の実施例１５は、本発明の気液分離装置Ａを組み込んだ脱気用のシステム例を示したものである。
ここでは、気液分離装置Ａの流体吐出口からの吐出液が、貯溜槽１５を経由して流体吸込口に還流されるようになっている。これは、特に高度な脱気処理において、一過性では脱気性能が不足する場合に有効な手段であり、処理液を循環させ気液分離を繰り返させて所定の脱気性能を得るものである。この循環は、貯溜槽１５を経由させずに流体吐出口から直接流体吸込口に還流させてもよいのであるが、ここでは流量制御を容易にするために貯溜槽１５を経由させてある。
入口配管１７から貯溜槽１５に流入する液は、図示のフロート弁１６や図示しない流量制御弁等により貯溜槽１５内の液面レベルをほぼ一定に制御されるものとする。この貯溜槽１５内の液は、気液分離装置Ａを通過して再び貯溜槽１５内に戻され、新たに入口配管１７から流入してくる液と混ざり合い、貯溜槽１５内の全体としての気体含有量を下げて行く。こうして貯溜槽１５内に蓄積された脱気液は、ブースターポンプ１９によって出口配管１８からユースポイントに圧送される。なお、適宜に追加の貯溜槽などの保持手段や、流量、圧力、温度等を自動制御するための装置機器類を付設してもよい。【００５９】
又、図中には、絞り手段７ａから気液分離装置Ａの流体吸込口にかけての減圧された流路中に、滞留手段２０を介設してもよいことが例示されている。これは、気液分離装置Ａが小型で気液分離における液分と気体分の境界面積が少ない場合に、境界面積を増やして脱気効率を上げるための一つの補助的手段である。この滞留手段２０の容器の入口を適宜にスプレー形状にしたり、該容器内に更に境界面積を増やすための多孔性素材や凹凸材などを配設してもよい。
【実施例１６】
【００６０】
図２６の実施例１６は、実施例１５のシステムにおけるブースターポンプ１９の代わりに、気液分離装置Ａ自身の吐出圧力を利用してユースポイントへの圧送を行う例を示したものである。この場合、弁２１，２２を適宜に絞り調節することによって、気液分離装置Ａからの吐出流を分流し、一部を貯溜槽１５経由還流させている。
その他の構成及び作用は実施例１５と同様である。【００６１】
次に、各実施例に共通の技術事項について説明する。【００６２】
ケーシング１ａ，１ｂの分割箇所については、各図に図示した箇所に限らず、設計上適宜の箇所を選択してよい。分割数についても、２分割に限らず、分解及び洗浄の上で問題がなければ３分割以上にしてもよい。
羽根車２の吐出羽根部２ｄの形状については、ノンクロッグ型、オープン型、セミオープン型、クローズド型など、種々公知の形状が適用でき、又、側板（シュラウド）付きの場合でも、適宜に前後面を連通させる連通路や切り欠きを設けるなどしてよく、更に羽根タイプも、円弧羽根にしても放射羽根にしてもよい。又、この吐出羽根部２ｄの作用を、各実施例にある遠心ポンプ形式以外の形式、例えば斜流ポンプ、軸流ポンプ、渦流ポンプ、ダイヤフラムポンプ、ギヤーポンプ等の形式で代用させてもよい。分離羽根部２ｓについても、種々公知の形状が適用でき、羽根タイプも、円弧羽根にしても放射羽根にしてもよい。【００６３】
邪魔部材２ｐ，２ｑについては、その形状は板状、塊状など、適宜の形状を選択してよく、又、仕様によっては省略してもよい。
絞り手段７ａ，７ｂについては、固定式オリフィスでも各種開閉弁でも適宜に選択してよく、遠隔操作や自動操作式にしてもよい。又、本装置の揚液流路中に、混入異物の破砕手段や濾過手段を介設してもよい。
内部洗浄のための洗浄液注入口やドレン口等を、適宜の位置に追加配設してもよい。【００６４】
回転軸３を回転させる原動機については、使用条件に応じて適宜選択してよい。例えば、本装置を水中モーターと一体構造にしてそのモーターの回転軸を本装置の回転軸３としてそのまま用いる方法をとれば、本装置の軸受部５は不要となってコンパクトになる上、洗浄時のモーター防水対策も不要となり、更には、本装置をモーターと共に液中に沈めて設置することも可能となる。
本装置の気液分離性能やポンプとしての性能（揚程、吐出量など）を更に向上させる方法として、ケーシング及び羽根車を多段構造としてもよいし、本装置を複数台連結配管して直列運転あるいは並列運転してもよい。又、真空装置６は、各種公知のものが適用でき、個数も１つに限らず任意の真空装置を追加してもよい。
その他、本発明の趣旨の範囲内で、その構成要素の個数、配置、組合わせを変更したり、従来技術手段を追加するなど、種々設計変更可能であり、更に素材材質も適宜選択可能であり、本発明を前記の各実施例に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、簡潔な構成で安定的且つ確実に作動する気液分離機構を備えて、強力な真空装置の適用も可能にし、気液分離作動中の過度な撹拌、破砕、剪断、昇温、変性等を抑制しつつ高度な脱泡、脱気等の気液分離作用を奏することができ、又、サニタリー仕様を満足できる定置洗浄や分解洗浄が容易に行えて、食品や化学品等の多様な液質にも対応できる、高性能で取扱い容易な気液分離装置を得たものである。真空装置への揚液の侵入等による故障がなく、耐久力があって大型化が容易に実施でき、完全自動運転ができて管理上の手が掛からず、分解洗浄や点検時の各構成部材の着脱も最小限の労力で済み、設備及び管理コストも極めて経済的であり、その実施効果は極めて大きい。
【符号の説明】
【００６６】
Ａ  本発明の気液分離装置
１ａ，１ｂ  ケーシング
２    羽根車
２ｆ  羽根車端部
２ｒ  羽根車端部
２ｄ  吐出羽根部
２ｓ  分離羽根部
２ｐ，２ｑ  邪魔部材
２ｃ  円筒状部材
２ｎ  羽根車ナット
３    回転軸
４    軸封部
５    軸受部
６    真空装置
７，７ａ，７ｂ  絞り手段
８    加熱手段
９    キャビテーション発生手段
１０  保護手段（緩作動弁）
１１  保護手段（急作動弁）
１２  保護手段（液溜槽）
１３，１４  弁
１５  貯溜槽
１６  弁
１７，１８  配管
１９  ブースターポンプ
２０  滞留手段
２１，２２  弁
ａ    流体吸込口
ｂ    流体吐出口
ｃ    洗浄液注入口
ｄ    ドレン口
ｅ，ｅ１，ｅ２  排気口
ｆ    排気通路
３１  主ポンプ
３２  気液分離装置容器
３２ａ  気液分離装置入口
３２ｂ  気液分離装置出口
３３  気液分離用羽根車
３４  原動機
３５  空洞受け
３６  排気管
３７  真空装置
３８  保護手段（液溜槽）
３９  昇圧手段
ｒ    排気通路
ｓ    竜巻状空洞
ｔ    空洞受け間隙部
ｕ    還気路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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