(57)【要約】【課題】真空負圧環境のタンクの中で被処理水を壁面に高圧噴射して水中の揮発性気体を除去した脱気水を下流側に設けた大気圧環境の貯水タンクに移送しなからユーザに配水する脱気水に関して大気汚染を防止して安定に供給出来る脱気水の低廉な連続製造供給装置とシステムの提供。【解決の手段】真空負圧にした脱気タンクとその下流に貯水タンクを配し、原水を脱気タンクに送りながら壁面に噴流衝突脱気した後の脱気水をオリフィスを通して脱気しながら貯水タンクに移送される脱気水に大気から混入する揮発性気体を除去する貯水タンク側のオリフィスにより再脱気して貯水する脱気水の連続製造と供給する低廉なシステムを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置外部に設けた真空装置により真空負圧を維持する有蓋円筒状の脱気タンクとその下流側に常圧で使用する貯水タンクを、同一平面架台上に設けた脱気装置に於いて、上流側脱気タンク上蓋の中心部にて脱気筒内部に向け凸出して堅固且つ気密を保持するように螺着する噴射筒の外周壁に複数個の高圧で噴射する噴射口（ノズル）を水平、等間隔に設け、本体装置外部にある原水タンクから被処理水を吸引送水するポンプと導水配管と該脱気タンク上蓋の外部で連結し、その脱気タンクの内周壁面に被処理水を噴射衝突させて脱気する手段と該脱気タンクの脱気処理水を下流の貯水タンクに常時移送するポンプ手段とその導出管と貯水タンクの上蓋の外部中心部にて螺着して設ける移送水筒とを接続してなす脱気水の移送手段と貯水タンクの処理水をユーザに配水する配水ポンプ手段と、ユーザへの供給が停止されると配水ポンプ出口に設けた配水電磁弁の作動により前記送水ポンプの吸水口サクション側の間に設けた復水配管を介し余剰溢流水を循環させる手段を備え常時純度の高い脱気水を連続して製造供給する事を特徴とする脱気水の連続製造供給装置。
【請求項２】
前記真空負圧環境下にある脱気タンクと大気圧下の貯水タンクの内部に水平に敷設する複数枚の金属円盤に三角形の尖端を円盤の中心に向け、底辺を円周に向けた、複数の開口部を併設して設け、水の通路を構成するようにオリフィス円盤を、上述の両タンク内部で処理水に水没する部位に水平に重ねてタンク周辺と支承し、タンク内を流下する脱気水中の残存気体を分離することで前記真空ポンプの負荷を軽減するように構成し、又、貯水タンクの処理水に大気から混入する気体を上記オリフィス円盤で分離して脱気するように構成されている事を特徴とする請求項１記載の脱気水の連続製造供給装置。
【請求項３】
平面架台上に併設した脱気タンクと貯水タンクの底部からタンク下部床面まで縦に抜き出す処理水配管の端末に頭部を上に向けた切頭円錐体状の水溜室を設け対応するポンプを同型式に統一し等容量運転にてポンプの吸込側押込揚程を短縮し、そのＮＰＳＨを軽減するように構成されている事を特徴とする請求項１記載の脱気水の連続製造供給装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】本発明は水に溶存する気体を除去した脱気水を連続して製造供給する方法とその装置に関し、更に詳述すればボイラ、食品工場、薬品そのた各工場で使用する水又は純水製造のための原水の製造等に好適な脱気水の連続製造供給方法に関するものである。
【背景技術】
【背景技術】
【０００２】食品産業で使用する脱気水、医薬品工場で使用する純水または超純水の製造方法に於いて、二酸化炭素ガスや酸素ガスを除去する目的では従来、脱炭酸塔，又陰イオン交換樹脂による脱炭酸塔、真空脱気装置、加熱脱気装置、窒素液ガス等の曝気装置、触媒を坦持した膜脱気装置等が用いられている。これらの中で、真空脱気と加熱脱気装置では水中に溶存する揮発性ガスの全てを除去することが出来るものである。【０００３】しかしこれらの脱気水の製造装置にはバッチ式製造方法が多く、そのため完全な貯水タンクを必要とする。それに起因して、これらの脱気水を貯水するタンクには大気から気体が溶解するのを防止するために、処理水の貯水タンクに窒素ガスを封入し外部大気を遮断する方法が広くもちられている。然し、このような方法を用いている貯水タンクでは、次のような問題点がある。【０００４】常時窒素ガスを封入する場合には、処理水の脱気度と窒素の混合に不具合が生じ多量に混入される事が起きるため弊害がおきている。又不経済的である。それゆえ酒造工場での窒素ガス封入は、酒の蒸化による変色等のため品質低下の要因として考えられ、無添加で安価な脱気手段を求めている。【０００５】又、最近特に半導体製造工場では、使用する超純水に全く気体の混入していない処理水を強く求め、処理水に窒素ガスのないものも求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】一般的には水温２５℃、の場合、脱気後の溶存酸素は０．５ｐｐｍ以下の脱気水を連続して製造供給する脱気装置とそのシステムの提供が求められている。従って、一般市場に適した装置の提供が課題である。【０００７】先の出願に係わる下記先願特許
出願番号：  ２００６−２７３４６３
提出日  ：  平成１８年０９月０６日
整理番号：  ＳＰ００１１
による発明では水中の溶存気体を除去する目的を達成するための脱気手段として常時同じ真空負圧にした上流側脱気タンクと下流側脱気タンクにおいて、そのタンク内周壁面に被処理水を高圧噴射して壁面に生ずる薄膜効果に係わる脱気手段を用い、又、脱気プロセスとして、上流側脱気タンクで処理された脱気水を下流側脱気タンクに移送し、処理水を再度脱気しながらその処理水を貯水する脱気式の貯水タンクとし、そしてその底部から導出配管を通し配水ポンプによりユーザに配水するポンプ手段を用いて真空脱気装置を構成した。而して、この１対の脱気タンクを一平面架台上に設置し、且つ上流側脱気タンクには外部に設置されている原水タンクから送水ポンプ手段により水を吸引加圧して上流側脱気タンクの噴射筒に送水して噴射脱気し、そしてその脱気水を脱気タンクの底部から移送配管を通じ下流側脱気タンクの噴射筒に圧力移送する。この送水ポンプと移送ポンプと後記の配水ポンプとを同型式のポンプとし、等量の水を処理すると、それらポンプの固有ＮＰＳＨは等しくなり、最小の吸込側押込揚程Ｈｓメートル、だけで装置の構築が可能となり、従って又、外部に真空ポンプを設け、この一対の脱気タンクを連通して所定の高真空負圧に維持すると高真空脱気水の連続製造供給装置を構成する事が容易になる。その一過性の脱気手段は系全体が大気と遮断されているから処理工程中に不純物の混入することがないから脱気性能が向上される。例えば、原水の給水温度２４℃：  真空圧：４０トル、原水の溶存酸素濃度９ｐｐｍ前後の原水は、これを脱気処理すると脱気後の溶存酸素０．２３ｐｐｍ以下になり、良質の脱気水を連続供給する事が可能である。
更に、ユーザの希望処理量をＸ，ｌ／ｍｉｎとした場合、その約１．５倍の処理水量を設定すると過剰量は自然にオーバフロー配管を通じ再脱気されるため水中の溶存酸素は非常に低下する事が確認された。
然し、そのために必要とする真空ポンプの真空度を高くすると、真空ポンプは高額になる結果を招いた。それにつれて、移送・配水等の水ポンプも更に大型化されるため全体のコストアップになり一般市場には適さない結果、毎時１００〜２００ｔ／ｈクラスの市場向けのものとなった。
従って、一般市場向けとして出来るだけ真空度を低くし、真空ポンプ及び水ポンプを小型化し、性能は上記の脱気性能を維持する装置はボイラの無薬注管理等の目的に適合すると評価された。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  この解決の手段として上流側脱気タンクと従属して、下流には大気開放型の貯水タンクを設け、それぞれのタンクの中に設けたオリフィス円盤を複数枚重ねて位相をずらして設け、オリフィス面積を可変調整可能に構成した円盤（第２図参照）を水中に水没する位置にてタンクと支承し、そのオリフィスに処理水を通過させると水の流速が高速になる。従って、オリフィス円盤を設けていない箇所の水の流速ととの差に対応する圧力差分だけ真空ポンプの真空負荷を軽減し水中の気体成分を液相から気相に分離する結果、低真空処理を可能としトータルコストを軽減したユニークな手段を提供する。【０００９】更に、ユーザの給水要求が停止されるとユーザ側からの電気信号を受け、即、配水ポンプの出口にある三方向電磁弁の配水ポートは閉され  復水ポートから送水ポンプのサクション側入口近くに接続した循環型の復水回路を介し、その余剰溢流処理水は送水ポンプにより吸引加圧されて噴流筒から噴射され再度噴流脱気処理される、然して、脱気処理水には貯水タンクで大気から若干混入するガスはオリフィスで脱気され、更に、噴流脱気される事により、脱気性能の低下が防止される機構を備え常時良質の脱気水を供給する手段を提供する。【００１０】更に又、特に高純度の脱気水の要求される現場の場合には、下流の貯水タンクを噴流貯水型タンクに改変するために、下流タンクの螺着された移水筒を螺着型噴流筒に交換し、真空ポンプからの予備配管を接続設置するだけで溶存ガスを最小限度に低減する高度脱気装置に改造する手段を提供することにより本装置設置後であってもユーザの作業工程変更に起因して発生する特殊な要求を達成することが出来る経済性の高い装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】脱気タンクの中に夫々のオリフィス円盤の心軸に対し若干位相をずらして重ねることにより開口部の面積を絞ると、オリフィスを通過する水の流速が高速になる。円盤のオリフィスに入る前とオリフィスを通過する水の速度との差に対応した圧力差分だけ真空ポンプの負荷が減る。然しながら、そのため、水はそれだけ高い真空環境に晒された時と同じに水中の気体は気相に移行する。結果として低真空環境で高真空と同じ脱気効果が期待できる。又下流の貯水タンクを大気開放型にしてタンク内に設けたオリフィス円盤により水に大気から浸入する気体を除去する効果は製作コストを軽減した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】本発明が実施されるための最良の形態としては、原水タンクから吸引される被処理水を真空減圧された上流側の脱気タンクで噴流脱気し下流側の貯水タンクに移送する装置と、脱気タンク内に複数枚重ねて組み合わせたオリフィス円盤を常時処理水に水没するように水平に設け、更に、真空度を高めた時と同様な効果を造るオリフィス円盤を貯水タンクの内部に複数枚重ねて組み合わせて設け、水路の面積を絞り大気から浸入した気体を除去し、更に、脱気タンクと同型同寸法に製作された貯水タンクに送水と移送ポンプと同じ型式ポンプを装備し常時略等量の水が脱気され貯水タンクに移送される処理工程を構成してユーザに連続配水される脱気水の製造装置において、若し、ユーザの使用する量が突然減少又は停止した場合でも、その過剰分の水量は自動的に復水配管５を通じ、送水ポンプのサクシヨン側にフィードバックされる機構を備えた脱気タンクと貯留タンクの構成が好ましい。【００１３】更に又、特殊ユーザ向けとして下流側貯水タンクを脱気式貯水タンクに改変するために螺着式移送水筒と螺着式噴流筒との交換、及び、真空ポンプのサクション側と貯水タンクを接続するためＴ型短管の一方の口を目盲にしたＴ型短管２９を備えて構成する事が好ましい。
【実施例】
【００１４】本発明に係わる真空脱気水連続製造供給装置の好適な実施形態を図面に基づいて説明すると、この装置は、原水タンク１から供給される被処理水を処理するための上流側脱気タンク１３で脱気された処理水を貯水タンク１６に送り込んで、ユーザに配水されるまでの間、処理水の脱気状態を維持しながら貯留するための貯水タンク１６とにより基本的に構成されている。【００１５】前記上流側脱気タンク１３の上蓋中央部の外部には噴射ノズル１５を備えた噴射筒１４が上蓋に気密を保って螺着され又上蓋には圧力計が内臓された圧力調整弁２５が、又側面外部にはタンク内が所定の水位Ｌ１に達したときと、水位が最高水位Ｌ２と最低水位Ｌ３になったときとを電気信号として取り出す電極式水位計２２を備え、このタンク内に送られ噴流脱気後の処理水から残留ガスを分離するための複数枚のオリフィス円盤（１）２３を円盤に穿った開口部２４が水路を構成するように重ねて水中に水平に設けている。【００１６】又、前記下流側の貯水タンク１６は、前記脱気タンク１３と隣接して配置された同寸方のタンクであり、タンク１６の上蓋中央部には気密に螺着される移送水筒２０と上蓋外側には空気調製弁１９と側面外部には電極式水位計２７を備え、更にタンク内部には前記と同じ複数枚のオリフィス円盤（２）１８を重ねて水中に没するようにして設けている。【００１７】前記、両タンク１３，１６の外側上方には脱気タンクを真空負圧にする真空ポンプ２１が配置されていて、そのサクション側の配管には片方の口を目盲にしたＴ型短管２９を備え、更に又、特殊用途に対応する場合として、両タンクを同じ真空負圧タンクにする事を必要とする用途のため、点線で図示した配管３０’をもって対応可としてある。同様に螺着されている移送水筒２０の交換部品として噴流筒１４と同じ噴流筒に交換して螺着するだけで下流側タクを貯水式真空脱気タンクに改変使用可能としている。【００１８】上流側脱気タンク１３の外側下方には、原水タンク１から供給される被処理水を脱気処理する脱気タンク１３へ送水する送水ポンプ６が配置されていて、原水タンク１は導水配管２と電磁弁（２方向式）４をへて送水ポンプ６に接続し、送水ポンプ６は導水配管２’を介して噴射筒１４に接続されている。而して、脱気タンク１３の外側下部に設けられた移送ポンプ７は移送配管８と移送配管８’を介して移送水筒２０に接続されている。更に貯水タンク１６の下部から導出管１２を介し配水ポンプ９が接続され、その出口には電磁弁（３方向式）１０が設けられ１方は管路１１を経てユーザに配水、他方は余剰水を復水配管５を介し送水ポンプ６のサクション側入口近くに接続されている。【００１９】上記の構成に於いて、真空ポンプ２１を作動して、脱気タンク１３が所定の真空圧に達すると空気調整弁２５の圧力センサーが作動し電磁弁４を開き送水ポンプ６が原水タンク１からの原水を導水管２と２’を介し被処理水を噴射筒１４に高圧送水する。【００２０】所定の真空負圧環境に達しているタンク１３内では噴流筒１４のノズル１５から高速で噴射される被処理水はタンク内壁面に衝突し薄膜となり水中の気体は真空負圧環境で急激に膨張し、被処理水から分離、液相から気相に瞬時に移動するから分離された気体は真空ポンプ２１の排気となり排出される。【００２１】又脱気後の水がオリフィス円盤２３を通過してタンク１３内に溜まりオリフィス円盤を水没させる所定の水深（Ｌ１）に達すると電極式水位計２２が作動し移送ポンプ７を作動させる。移送ポンプ７は同型の送水ポンプ６と等量ｌ／ｍｉｎの水を移送配管８と切頭円錐体３２を介し８’を通じ移送水筒２０に処理水を移送する。そのとき前記オリフィス円盤を通過する処理水の流速は高速になるため、その速度成分の差に対応する圧力分だけオリフィスの入口と出口に差が生じそれだけ真空度が高くなったのと同じ効果を起し処理水中の残留気体は脱気されて真空ポンプにより排気される。従って、その真空ポンプはその相当分だけ真空圧が軽減される。又移送ポンプ７のサクション側の床面に移送ポンプ７と同じレベルで設けられた切頭円錐体３２は水溜室を構成しポンプの吸込側押込揚程を短縮する効果とオリフィス円盤が真空度を高めたときと同じ結果をもたらす効果との相乗効果はＮＰＳＨを低くする。【００２２】更に空気圧調整弁１９により大気圧に調整されている貯水タンク１６内に上記の脱気処理水が送られて所定の水位に達すると電極式水位計２７が作動し移送ポンプ７と同じ型式の配水ポンプ９が作動し等量ｌ／ｍｉｎの処理水を配水するが、このとき、ユーザが処理水を要求していなければ、（ユーザ側の装置の図示してない圧力センサーの作動により）ユーザのポンプのサクション配管に設置されている圧力計が作動し、その電気信号を受け、電磁弁（３方向式）１０の配水ポートが閉ざされ全量の高圧の処理水は復水配管５を経由して、送水ポンプ６に吸引される。この時送水ポンプと同じ型式の配水ポンプは等量ｌ／ｍｉｎの処理水を送水ポンプのサクション側に循環送水するからその全量は送水ポンプに吸引され導水配管２’を介し噴流筒１４を経て脱気タンクの内壁に高圧噴射され再度脱気される。【００２３】因みに、噴射圧力が高圧のため高揚程ポンプが選定されている本装置に於いて、ユーザの必要処理水量が１００Ｌ／ｍｉｎである場合を例として説明すると、送水ポンプ６、移送ポンプ７、配水ポンプ９に、その処理量を１５０Ｌ／ｍｉｎに設定するとユーザ先のポンプは１００Ｌ／ｍｎに設定されているため復水循環量として５０Ｌ／ｍｉｎが残り自然に復水配管５を介して余剰水は送水ポンプに吸引される。このとき、同一型式に統一された送水、移送、配水のポンプは処理量を１５０Ｌ／ｍｉｎに設定されているため、各ポンプのＮＰＳＨｒｅｑが等しくなるから統一架台に、ＮＰＳＨｒｅｑに対応する持ち上げ高さを等して並べて設けられる。従って、外部機器装置をタンクの下部に配置出来るから、工場内に於ける設置面積を最小限度に止める経済的汎用効果が期待される。【００２４】更に、上記の構成に於ける一例として、水温２５℃、水中の溶存酸素８．４５ｐｐｍ（溶存酸素計３で計測）の場合の出口溶存酸素濃度０．１３ｐｐｍ（溶存酸素計１７で計測）の計測結果から貯水タンクに窒素ガスの封入を必要とせず、貯水タンクの大気開放型の脱気装置としての提供が期待できる。【００２５】前記のように、上流側の脱気タンクと下流の貯水タンクが連動して運転されていたとき、何らかの理由により貯水タンク１６の水位がＳ２に達すると電極式水位計２７が作動し電磁弁４が閉まり原水の供給を遮断する。この状態の発生要因は電磁弁１６のユーザへの配水ポートが閉の場合であるが、処理水は復水配管５を介し循環するため、ユーザの要求が復活するまで脱気は繰り返されるから大気で汚染される事は起きない。【００２６】更に又、何らかの理由により移送ポンプ７が故障すると脱気タンクの水位はＬ２に達するため電極式水位計２２が作動し電磁弁１０の復水ポートを閉め、同時に送水ポンプを停止する。従って、ユーザからの要求は貯水タンクの水量だけ配水できる。然し、３台のポンプが同じ型式であるため、ユーザが予備としてポンプ１台を常備するだけで交換対応の可能な安心度の高い装置を提供する。
【産業上の利用の可能性】
【００２７】本発明に係わる真空脱気水連続製造供給装置はその製造供給機構が連続しているから大気に汚染されることがなく、機構が簡単で３台の同一ポンプと真空ポンプだけの単純構造はめ故障を少なくし、予備品点数も少ないためユーザに利点が多い。又用途に応じて大気開放型の貯水タンクを簡単に真空脱気貯水タンクに改変可能型であるため、脱気度を更に高脱気度に変更可能な装置となり活用市場の拡張が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係わる処理装置の好適な実施例の構成を示した説明図である。
【図２】オリフィス円盤の説明のための平面図である。
【符号の説明】
【００２９】１    原水タンク
２，２‘  導水配管
３    溶存酸素計１
４    電磁弁（２方向式）
５    復水配管
６    送水オンプ
７    移送ポンプ
８，８‘  導出配管
９        配水ポンプ
１０  電磁弁（３方向式）
１１、１２  配水配管
１３  上流側  脱気タンク
１４  噴流筒
１５  ノズル
１６  下流側貯水タンク
１７  溶存酸素計２
１８  オリフィス円盤２      （貯水タンク内）
１９  空気調整弁
２０  移送水筒
２１  真空ポンプ
２２  電極式水位計１
２３  オリフィス円盤１      （脱気タンク内）
２４  オリフィス  開口部を示す
２５  空気調整弁
２６  真空度調整電磁弁
２６’予備真空度調整電磁弁
２７  電極式水位計２
２９  片方目盲にしたＴ型短管
３０    真空排気管
３０’  予備配管（真空度調整電磁弁を含む）
３２    脱気タンク側切頭円錐体
３３    貯水タンク側切頭円錐体
３４    配管接続口
Ｌ１    所定の水位
Ｌ２    最大水位
Ｌ３    最低水位
Ｓ１    所定水位
Ｓ２    最大水位
【図１】
2008086984.tif 000002
【図２】
2008086984.tif 000003