(57)【要約】【課題】構成が簡単で、且つ取付け設置が容易で、給液ポンプの吸込側配管に吸い込まれる液中に残存する気泡を確実に抽出し、給液ポンプの給液性能に悪影響を与えることなく、酸化や腐敗等の品質低下を嫌う食品製造プロセスの給液システムに好適な配管内の気体排気機構を提供すること。【解決手段】給液ポンプの吸込側配管１７、１８内を流れる液体中に残存する気体を排気する配管内の気体排気機構１０であって、吸込側配管に液体中に残存する気体の気泡が浮上できるまで該液体の流速が減速される断面を有する拡径筒体部１１で形成される空間部１２を設け、該空間部１２の上部に排気口１９を設けると共に、該空間部の終端に液体中に浮遊する気泡の進行を遮る遮蔽板２２を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給液ポンプの吸込側配管内を流れる液体中に残存する気体を排気する配管内の気体排気機構であって、
前記吸込側配管に前記液体中に残存する気体の気泡が浮上できるまで該液体の流速が減速される断面を有する空間部を形成し、該空間部の上部に排気口を設けると共に、該空間部の終端から前記給液ポンプ側の前記吸込側配管入り口までの間に前記液体中に浮遊する気泡の進行を遮る遮蔽板を設けたことを特徴とする配管内の気体排気機構。
【請求項２】
請求項１に記載の配管内の気体排気機構において、
前記遮蔽板は、前記液体の流れを遮るように、流体流路に上方から下方に向かって配置されており、該遮蔽板下端は前記吸込側配管の上部から内径の１／４の位置にあることを特徴とする配管内の気体排気機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の配管内の気体排気機構において、
前記空間部は内径が前記吸込側配管の内径より大きい筒状の拡径筒体部で形成されており、該拡径筒体部の両側に内径が前記吸込側配管の内径と同じ筒状の液流入部及び液流出部が一体に形成されており、該液流入部及び液流出部の前記空間部の反対側端部に前記吸込側配管が接続されるフランジが形成されていることを特徴とする配管内の気体排気機構。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の配管内の気体排気機構において、
前記空間部は内径が前記吸込側配管の内径より大きい筒状の拡径筒体部で形成されており、該拡径筒体部の両側に１端から該拡径筒体部に向かって内径が徐々に拡大する筒状の液流入部及び液流出部が一体に形成されており、該液流入部及び液流出部の前記拡径筒体部の反対側端部に前記吸込側配管が接続されるフランジが形成されていることを特徴とする配管内の気体排気機構。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管内の気体排気機構において、
前記拡径筒体部の側部に該空間部内の液体を取り出すための分岐吐出口を設けたことを特徴とする配管内の気体排気機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給水ポンプ等の給液ポンプの吸込側配管内を流れる液中に残存する空気等の気体を排気する配管内の気体排気機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給水ポンプ等の給液ポンプの吸込側配管に送る液体は送る前に、液体中に残存する空気等の気体を、真空式又は加熱式により抜いていた。しかしながらこのような方法によって液体中の空気等の気体を抜いても完全に抜けきれなかった。また、液体中に残存浮遊する空気等の気体は、真空下や加熱下で活性化されて、気泡を生成してしまう。こうして生成された気泡は、高温で、真空下でも安定するため、液体に完全に溶け込むことができず、短時間の間、気泡のまま存在することになる。
【０００３】
上記気泡の存在する液体がそのまま給液ポンプ内に吸い込まれるため、ポンプケーシング内に、この気体が蓄積する。ポンプケーシング内に気体が蓄積すると、ポンプの給液能力に影響を及ぼすことになり、最悪、給液不能の状態に陥ることになる。また、空気を嫌う食品製造プロセスにおいては、給水中に空気が残存すると製品の酸化や腐食等の製品の品質低下につながる結果となる。
【０００４】
また、搬送管路を通して液化水素等の液化燃料を搬送するシステムにおいて、搬送管路を搬送中に気化する燃料ガスを該搬送管路から抽出し、液化燃料自体が有するエネルギーの損失を最小限にとどめつつ、低温の液化燃料を効率的に搬送する液化燃料搬送システムが、特許文献１に開示されている。ここでは、搬送管路に流速が０．５ｍ／ｓ以下となる拡大空間を有するガスセパレータを配置し、該ガスセパレータ内の空間で流速の遅くなった液体燃料中の気化した燃料ガスを浮上させて分離し、該空間上部に取り付けた燃料ガス取出管から排出している。このように搬送管路を搬送中の液体燃料の気化燃料ガスを効率よく抽出する技術はあるが、簡単な構成で且つ取付設置が容易な給液ポンプに吸い込まれる液体中に残存浮遊する空気等の気体を効率よく完全に抽出し、給液ポンプの性能に悪影響を与えないようにするという技術は依然開発されていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−１４０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、構成が簡単で、且つ取付け設置が容易で、給液ポンプの吸込側配管に吸い込まれる液中に残存浮遊する気泡を確実に抽出し、給液ポンプの給液性能に悪影響を与えることなく、酸化や腐敗等の品質低下を嫌う食品製造プロセスの給液システムに好適な配管内の気体排気機構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】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明は、給液ポンプの吸込側配管内を流れる液体中に残存する気体を排気する配管内の気体排気機構であって、前記吸込側配管に前記液体中に残存する気体の気泡が浮上できるまで該液体の流速が減速される断面を有する空間部を形成し、該空間部の上部に排気口を設けると共に、該空間部の終端から前記給液ポンプ側の前記吸込側配管入り口までの間に前記液体中に浮遊する気泡の進行を遮る遮蔽板を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記のように給液ポンプの吸込側配管に液体中に残存する気体の気泡が浮上できるまで該液体の流速が減速される断面を有する空間部を形成し、該空間部の上部に排気口を設けたので、吸込側配管内を流れる液体は前記空間内でその流速が遅くなり、液体中に残存する気体の気泡は浮上（上昇）して該空間部の上部に集まり、該空間部の上部に設けた排気口から外部に排出される。また、液体中の浮遊気体が空間内の液体の流速の影響で、十分に浮上できず排気口まで到達できない場合、空間終端部から給液ポンプ側の吸込側配管入り口までの間に設けた遮蔽板により浮遊する気泡の進行が遮られ、浮遊する気泡は排気口に強制的に導かれる。
【０００８】
また、本発明は、上記配管内の気体排気機構において、前記遮蔽板は、前記液体の流れを遮るように、流体流路に上方から下方に向かって配置されており、該遮蔽板下端は前記吸込側配管の上部から内径の１／４の位置にあることを特徴とする。
【０００９】
上記空間部内での液体の流速の影響で、液体中に浮遊する気泡が十分に上昇できず排気口まで到達できない場合、該浮遊気泡の進行を遮り、強制的に前記排気口に導くためには、遮蔽板の下端は低いほうがよいが、遮蔽板の下端が低すぎると、液体の流路を閉塞することになり、液体の流れを阻害することになるので、液体の流れを阻害する割合が少なく、且つ液体中に浮遊する気泡を効率良く浮上させ排気口に導くためには、遮蔽板下端は吸込配管の上部から内径の１／４の位置（遮蔽板の下端の高さ位置を吸込配管内径の３／４の位置）にすれば最もよいことを実験的に確かめた。
【００１０】
また、本発明は上記配管内の気体排気機構において、前記空間部は内径が前記吸込側配管の内径より大きい筒状の拡径筒体部で形成されており、該拡径筒体部の両側に内径が前記吸込側配管の内径と同じ筒状の液流入部及び液流出部が一体に形成されており、該液流入部及び液流出部の前記空間部の反対側端部に前記吸込側配管が接続されるフランジが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
配管内の気体排気機構を上記構成とすることにより、該気体排気機構をそのフランジを介して給液ポンプの吸込側配管に接続するだけで、吸込側配管内を流れる液体が前記空間部に流れ込むことで、流速が遅くなり液体中に浮遊する気泡が浮上して、液体から分離し、排気口から外部に排出され、液体中に浮遊する気泡が完全に除去される。
【００１２】
また、本発明は上記配管内の気体排気機構において、前記空間部は内径が前記吸込側配管の内径より大きい筒状の拡径筒体部で形成されており、該拡径筒体部の両側に１端から該拡径筒体部に向かって内径が徐々に拡大する筒状の液流入部及び液流出部が一体に形成されており、該液流入部及び液流出部の前記拡径筒体部の反対側端部に前記吸込側配管が接続されるフランジが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記のように拡径筒体部の両側に１端から該拡径筒体部に向かって内径が徐々に拡大する筒状の液流入部及び液流出部が一体に形成しているので、液流入部に流入した液体の流速は空間部に向かって液流に乱れがなく緩やかに減速するので、液体中に浮遊する気泡は効果的に浮上し、空間部の上部の排気口から外部に排出され、液体中に浮遊する気泡が完全に除去される。
【００１４】
また、本発明は上記配管内の気体排気機構において、前記拡径筒体部の側部に該空間部内の液体を取り出すための分岐吐出口を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記のように拡径筒体部の側部に分岐吐出口を設けることにより、気体排気機構は液体中の浮遊気泡の浮上抽出除去機能と液体分岐機能を有することとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、吸込側配管に流れる液体中に残存する気体の気泡が浮上できるまで該液体の流速が減速される断面を有する空間部を形成し、該空間部の上部に排気口を設けると共に、該空間部の終端部から給液ポンプ側の吸込側配管入り口までの間に液体中に浮遊する気泡の進行を遮る遮蔽板を設けたので、簡単で且つ取付け設置が容易な構成で給液ポンプの性能に大きく影響を与えることになる液体中の浮遊気泡を確実に排出させることができる配管内の気体排気機構を提供できる。特に食品製造プロセスのように、水等の液中に残存する空気等の気体に製品が接触し、酸化、腐敗等の製品の品質低下が生じることを嫌う製造プロセスの給液システムにおいて、本発明に係る吸込配管内の気体排気機構を備えることにより、液中の気体を確実に排出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。ここでは配管内の気体排気機構として、給水ポンプの吸込側配管内を流れる水中に残存する空気を排気する排気機構を例に説明する。図１は本発明に係る配管内の気体排気機構の構成例を示す図で、図１（ａ）は正断面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。本気体排気機構１０は、内部に空間部１２を形成する拡径筒体部１１を具備し、該拡径筒体部１１の両側（上流側及び下流側）に、給水ポンプ（図示せず）の吸込側配管１７、１８の内径と同径の内径を有する筒状の給水流入部１３と筒状の給水流出部１４が形成され、該給水流入部１３と給水流出部１４の拡径筒体部１１の反対側に吸込側配管１７、１８を接続するためのフランジ１５、１６を形成している。
【００１８】
ここで、前記空間部１２の断面積及び幅寸法は、吸込側配管１７から給水流入部１３を通って該空間部１２に流れ込んだ水が該空間部１２の上流側端から下流側端まで流れる間に、該水中に残存する空気の気泡が浮上し、該空間部１２の上部に達することができるまで水の流速が減速される断面積（直径Ｌの拡径筒体部１１の断面積）であり、水中に残存する空気が浮上して空間部１２の上部に達することができる時間が得られる幅寸法（拡径筒部１１の幅寸法ｌ）である。また、空間部１２の上部には排気口１９が設けられ、下部にはドレン口２０が設けられ、ここではドレン口２０内に封栓２１が嵌め込まれている。空間部１２の終端部（下流側端部）には水中に浮遊する残存空気の気泡が給水流出部１４内を通って進行するのを（流れるのを）遮るための遮蔽板２２が給水流出部１４の上部から下方に向かって設けられている。
【００１９】
上記のように空間部１２の断面積と幅寸法は、給水ポンプ（図示せず）の吸込側配管１７を流れる水中に残存する空気の気泡が上部まで浮上できる流速と時間が持てるように設定するので、吸込側配管１７内を流れる水は空間部１２内でその流速が遅くなり、水中に残存する気泡は浮上して空間部１２の上部に集まり、排気口１９から外部に排出される。また、水中に浮遊する気泡が空間部１２内の水流の流速の影響で、十分に浮上できず排気口１９まで到達できない場合、空間部１２の終端部に設けた遮蔽板２２により、水中に浮遊する気泡の進行は遮られ排気口１９に強制的に導かれる。なお、ここでは遮蔽板２２を空間部１２の終端部（下流側端部）に設けているが、遮蔽板２２の設ける位置はここに限定されるものではなく該終端部から給水ポンプ側の吸込側配管１８入り口までの間に設けてもよい。
【００２０】
また、遮蔽板２２の下端位は、空間部１２内で水中の気泡が水の流速の影響で、十分に浮上（上昇）できず排気口１９まで到達できない気泡の進行を遮り、強制的に排気口１９に導くためには、遮蔽板２２の下端位置は低いほうがよいが、遮蔽板２２の下端の位置が低すぎると、水の流路を閉塞することになり、水の流れを阻害することになるので、水の流れを阻害することなく、効率良く浮遊する気泡を浮上させ排気口１９に導くためには、遮蔽板２２の下端は給水流出部１４（給水流出部１４の下部から内径の３／４の位置）にすれば最もよいことが実験的に確かめた。
【００２１】
また、上記気体排気機構１０は、拡径筒体部１１の両側に内径が吸込側配管１７、１８の内径と同じ給水流入出部１３、１４が形成され、該給水流入出部１３、１４の拡径筒体部１１の反対側にフランジ１５、１６を形成した比較的簡単な構成であるので、フランジ１５、１６を介して、給水ポンプの吸込側配管１７、１８を接続するだけで簡単に気体排気機構１０を設置でき、吸込側配管１７から給水流入部１３を通って水が空間部１２に流れ込む水中に浮遊する気泡を水中から分離し、排気口１９から外部に排出することができる。なお、図示は省略するが排気口１９には適当な排気管を接続してもよい。
【００２２】
図２は上記気体排気機構の動作を説明するための図で、矢印Ｂに示すように、給水流入部１３を通して空間部１２に流れ込んだ水中に浮遊する気泡２３は浮上（上昇）して空間部１２の上部に集まり、矢印Ｃに示すように、排気口１９を通って、外部に排出される。気泡２３が除去された水は矢印Ｄに示すように、給水流出部１４を通って吸込側配管１８に流入する。
【００２３】
図３は本発明に係る配管内の気体排気機構の他の構成例を示す正断面図である。図３において、図１及び図２と同一符号付した部分は同一又は相当部分を示す（以下、他の図面においても同様とする）。図示するように、本気体排気機構１０は、中央に内部に空間部１２を形成する拡径筒体部２４が配置され、該拡径筒体部２４の両側に片端から内径が徐々に拡大し該拡径筒体部２４に連結する給水流入部２５、給水流出部２６が形成された構成である。拡径筒体部２４内の空間部１２には、図１に示す気体排気機構１０と同様、該空間部１２に流れ込んだ水中に残存する気泡が浮上し、該空間部１２の上部に達することができるまで水の流速が減速される断面積であり、水中に残存する空気が浮上して空間部１２の上部に達することができる時間が得られる幅寸法である。
【００２４】
また、空間部１２の上部（拡径筒体部２４の上部）には排気口１９が設けられ、下部にはドレン口２０が設けられ、ここではドレン口２０内に封栓２１が嵌め込まれている。空間部１２の終端部（下流側端部）には水中に浮遊する残存空気が給水流出部２６内を通って進行する（流れる）を遮るための遮蔽板２２が給水流出部２６の上部から下方に向かって設けられている。ここでも遮蔽板２２の下端は給水流出部２６の出口の上部から吸込側配管１７、１８（図１参照）の内径の１／４とする。
【００２５】
気体排気機構を図３に示すように構成することにより、給水流入部２５に矢印Ｂに示すように流入した水の流速は拡径筒体部２４内の空間部１２に向かって水流が乱れることなく、緩やかに減速し、水中に浮遊する気泡２３は効果的に浮上し、空間部１２の上部に集まり、排気口１９を通って、矢印Ｃに示すように外部に排出される。気泡の除去された水は矢印Ｄに示すように、給水流出部２６を通って吸込側配管１８（図１参照）に流入する。
【００２６】
図４は本発明に係る配管内の気体排気機構の他の構成例を示す断面図（図１のＡ−Ａ断面に相当）である。本気体排気機構１０が、図１に示す気体排気機構１０と異なる点は、拡径筒体部１１の側部に分岐吐出口２７を設け、該分岐吐出口２７から開閉弁Ｖ１を通して、空間部１２内の水を分岐して他の需要場所に導出できるようになっている点である。気体排気機構１０をこのような構成とすることにより、気体排気機構１０を水中の浮遊気泡の浮上抽出機能と給水分岐機能として使用することが可能となる。なお、ドレン口には開閉バルブＶ２を介して、排水管２８を接続している。このようにすることにより、給水ポンプの運転時は開閉バルブＶ２を閉じて、気体排気機構１０で水中の気泡を浮上分離させ、給水ポンプの停止時は開閉バルブＶ２を開いて、空間部１２内の水を排出することができる。
【００２７】
気体排気機構１０を上記のように構成することにより、給水ポンプの吸込側配管１７、１８を流れる水の流速を空間部１２で減速させ、水中に残存浮遊する気泡を空間部１２の上部に浮上（上昇）させて空間部１２の上部に排気口１９を通して外部に排気できるから、水中の気泡は完全に除去され、給水ポンプのケーシング内にポンプ性能を低下させる気泡が滞留することがない。また、給水中の空気を完全に除去することから、食品製造業のように、水中に残存する空気に製品が接触し、酸化等の製品の劣化が生じることを嫌う製造プロセスの給水システムにおいて、上記気体排気機構１０を備えることにより、水中に残存する空気を確実に排出できる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。上記例では給水ポンプの吸込側配管内を流れる水中に残存浮遊する空気の気泡を除去する例を説明したが、水以外の液体を給液する給液システムにおいて、給液ポンプの吸込側配管内を流れる液中に残存浮遊する気体の気泡を除去することにも、本発明に係る気体排気機構は利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る配管内の気体排気機構の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る配管内の気体排気機構の動作を説明するための図である。
【図３】本発明に係る配管内の気体排気機構の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る配管内の気体排気機構の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    気体排気機構
１１    拡径筒体部
１２    空間部
１３    給水流入部
１４    給水流出部
１５    フランジ
１６    フランジ
１７    吸込側配管
１８    吸込側配管
１９    排気口
２０    ドレン口
２１    封栓
２２    遮蔽板
２３    気泡
２４    拡径筒体部
２５    給水流入部
２６    給水流出部
２７    分岐吐出口
Ｖ１    開閉弁
Ｖ２    開閉弁
【図１】
2008281086.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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