(57)【要約】【課題】脱気された液体を貯溜タンクに脱気状態に保持して貯溜する。【解決手段】脱気装置は、真空タンク１の液体を吸入ポンプ６で吸い出して貯溜タンク９に供給し、貯溜タンク９の液体を真空タンク１に絞りノズルで噴霧して、減圧状態の真空タンク１で液体を脱気し、脱気された液体を貯溜タンク９に貯留する脱気装置であって、貯溜タンク９は気密に密閉された密閉タンクで、内部に溜まる気体を排気する減圧保持弁を備える。【選択図】図１
2018100970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空タンクと、
この真空タンクに連結されて、前記真空タンクから液体を吸い出して減圧する吸入ポンプと、
前記吸入ポンプの排出側に連結されて、前記真空タンクの液体が供給される貯溜タンクと、
前記貯溜タンクに連結されて、減圧状態に維持される前記真空タンク内に前記貯溜タンク内の液体を噴霧する絞りノズルとを備え、
減圧状態の前記真空タンク内で液体が脱気され、脱気された液体が前記貯溜タンクに貯留され、前記貯溜タンクの液体が前記絞りノズルを介して前記真空タンクに供給されて液体を脱気する脱気装置であって、
前記貯溜タンクが気密に密閉された密閉タンクで、内部に溜まる気体を排気する減圧保持弁を設けてなることを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
請求項１に記載される脱気装置であって、
前記貯溜タンクに内部の気体を排気する真空ポンプを連結してなることを特徴とする脱気装置。
【請求項３】
請求項１に記載される脱気装置であって、
前記貯溜タンクは、前記減圧保持弁を介して内部の気体を強制的に排気する真空ポンプを連結してなることを特徴とする脱気装置。
【請求項４】
請求項１に記載される脱気装置であって、
前記減圧保持弁が、減圧される前記貯溜タンク内の最低圧力を０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａに設定することを特徴とする脱気装置。
【請求項５】
請求項１に記載される脱気装置であって、
前記貯溜タンクが前記減圧保持弁を上部に連結してなることを特徴とする脱気装置。
【請求項６】
請求項１に記載される脱気装置であって、
前記減圧保持弁が、貯溜タンク内の液体を強制的に排出する状態又は真空ポンプが貯溜タンク内の気体を排出する状態で開度を調整して前記貯溜タンク内を所定の減圧状態に保持することを特徴とする脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれている酸素、炭酸ガス、窒素ガス等の気体を除去する脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脱気された液体が極めて優れた特性を示すことは実証されている。たとえば、脱気された水は、食品加工、ボイラー用、ビルの赤水対策用等に有効に使用されている。食品加工、たとえば、ジュース、ドリンク、スープなどの水に使用すると、酸化防止による鮮度保持が極めて有効となる。このため、酸化防止剤や安定剤等の食品添加剤等の使用量を削減でき、あるいは無添加にできる効果がある。さらに、旨味の成分として大切なアミノ酸を酸化させない効果もある。アミノ酸が酸化されて旨味が低下するために、グルタミン酸ソーダや色素等を添加して、旨味を多くして、しかも綺麗な色に着色しているのが実状である。また冷凍食品や豆腐等を加工するために脱気された液体を使用すると、酸化防止効果によって品質が向上し、豆腐の製造においては、歩留まりが向上してコストダウンできる効果がある。また、さらに、脱気された液体でご飯を炊いて作ったオニギリは、添加物なしで約１カ月も保存ができることが報告されている。【０００３】
さらに、脱気された液体をボイラー用の水に使用すると、ボイラーの赤錆を有効に防止できる。水道水の中には、平均して８ｐｐｍの酸素が溶解している。溶解される酸素が金属を酸化して赤錆の原因となる。ボイラー用の水の酸素濃度を１ｐｐｍ以下にすると、溶解酸素による酸化を防止してボイラーの寿命を長くできる。【０００４】
さらにまた、脱気された液体は、ビルの赤水対策にも有効である。ひどい赤水が発生しているビルの高架水槽に脱気された液体を供給すると、数日で赤水がなくなる。さらに、脱気された液体は、酸化還元力によって、ご飯やみそ汁をおいしくできる特長がある。また、脱気された液体を飲用にすることにより、健康面においても効果がある。【０００５】
現代は、料理しないでいつでも食べられるインスタント食品が多くなっているが、この種の食品は、主として、冷凍冷蔵等の方法で長期保存されるために、時間と共に酸化したものが多くなっている。酸化食品は、美味でないために、濃い味付けをし、さらに、防腐剤等の添加物を多量に添加しているために、人体に好ましい食品とするのが極めて難しい。酸化した食品は、種々の疾病の原因となることも報告されている。【０００６】
以上の極めて優れた物性を示す脱気された液体の製造装置として、中空糸膜を使用する脱気装置が使用されている。この脱気装置は、気体は通過するが液体は通過しない中空糸膜を気密タンク内に配置し、中空糸膜と気密タンクとの間の液体を真空ポンプで排気して、中空糸膜に通過させる液体を脱気する。この構造の脱気装置は、真空ポンプで気密タンク内の空気を排気して脱気するので、液体を能率よく脱気できない。それは、真空ポンプが減圧された気密タンク内の空気を排気し、また、気体が中空糸膜を透過して脱気されるからである。本発明者は、以上の欠点を解消するために、液体ポンプを使用して脱気する装置を開発した。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１８９７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示す脱気装置は、真空タンク１と、この真空タンク１に吸入側を連結しており、真空タンク１から液体を吸い出して減圧状態とする吸入ポンプ６と、吸入ポンプ６で液体を吸い出して減圧状態となっている真空タンク１に、真空タンク１を減圧状態に保持して液体を供給する絞りノズル７を備える。【０００９】
以上の脱気装置は、吸入ポンプ６が真空タンク１から液体を吸い出して減圧状態とし、減圧状態に保持する真空タンク１に、絞りノズル７から液体を供給して、真空タンク１で液体を脱気して液体と気体とを分離する。すなわち、以上の脱気装置は、真空タンク１を真空ポンプで減圧するのではなくて、吸入ポンプ６で真空タンク１から液体を排出することによって減圧状態に保持し、減圧状態に保持しながら、絞りノズル７から液体を供給して脱気する。【００１０】
以上の脱気装置は、脱気された液体を能率よく製造できる特徴がある。真空ポンプに代わって、液体ポンプで真空タンクの液体を吸い出して減圧し、減圧された真空タンクに絞りノズルから液体を供給して、減圧された真空タンク内で液体に含まれる気体を液体から除去して脱気するからである。とくに、以上の脱気装置は、中空糸膜を使用する脱気装置に比較して、吸入ポンプで液体を排出して真空タンクを減圧状態に保持し、さらに、真空タンクを減圧状態に保持するように絞りノズルで液体を供給して脱気するために、中空糸膜では目詰まりして脱気できないジュースやサスープ等の液体、あるいは、プラスチック製の中空糸膜が溶融するために脱気できない極めて高温の液体も有効に脱気できる。【００１１】
本発明者が先に開発した図１の脱気装置は、以上の優れた特徴を実現するが、脱気された液体を貯溜タンクに蓄える時間が長くなると、貯溜タンク内で液体が溶解された液体の気体含有量が増加する欠点がある。それは、貯溜タンクを開放されたタンクとして、吸入ポンプが運転されて真空タンクの液体が供給される状態では液面レベルをさせるからである。【００１２】
液体と空気との接触を少なくするために、図１の貯溜タンクは、液面に遮蔽プレートを配置している。しかしながら、遮蔽プレートは液面と共に上下に移動するので、周囲を完全な気密構造で貯溜タンクに固定できない。このため、遮蔽プレートと貯溜タンクとの隙間を空気が透過し、空気が液体に接触するのを効果的に阻止できない。したがって、この構造の貯溜タンクは、脱気された液体の気体溶解量が次第に増加して理想的な脱気状態に維持できない欠点がある。【００１３】
本発明は、従来の脱気装置が有するこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造で能率よく脱気された液体を製造しながら、貯溜タンクに蓄えられる液体を長時間にわたって脱気状態に保持し、常に脱気状態の液体を供給できる脱気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１４】
本発明の脱気装置は、真空タンクと、この真空タンク(1)に連結されて前記真空タンク(1)から液体を吸い出して減圧する吸入ポンプ(6)と、吸入ポンプを介して真空タンクに連結されて、真空タンクの液体が供給される貯溜タンクと、貯溜タンクに連結されて、減圧状態に維持される真空タンク内に貯溜タンク内の液体を噴霧する絞りノズルとを備える。この脱気装置は、吸入ポンプで減圧される真空タンク内で液体が脱気され、脱気された液体が貯溜タンクに供給され、貯溜タンク内の脱気された液体が絞りノズルから真空タンクに供給されて、液体が真空タンクと貯溜タンクとに循環して脱気される。さらに、以上の脱気装置は、貯溜タンクを気密に密閉された密閉タンクとして、内部に溜まる気体を排気して減圧状態に保持できる減圧保持弁３３を設けている。
【００１５】
以上の脱気装置は、簡単な構造で能率よく脱気された液体を製造しながら、貯溜タンクに蓄えられる液体を長時間にわたって脱気状態に保持して、常に脱気状態の液体を供給できる特徴がある。それは、以上の脱気装置が、脱気された液体を蓄える貯溜タンクを密閉構造とし、外気の流入を阻止して減圧状態に保持できるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明者が先に開発した脱気装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例の脱気装置を示す概略断面図である。
【図３】図２に示す脱気装置の第１真空タンクで脱気する状態を示す一部断面図
【図４】図２に示す脱気装置の第２真空タンクで脱気する状態を示す一部断面図
【図５】本発明の他の実施例の脱気装置を示す一部断面図
【図６】本発明の他の実施例の脱気装置を示す一部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための脱気装置を例示するものであって、本発明は脱気装置を以下のものに特定しない。
【００１８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
以下、水を脱気して脱気された液体を製造する装置と方法を具体的に記載する。ただし、本発明の脱気装置は、水以外の液体、たとえば、ジュースやスープのように有機物等を含む液体、微粉末等を含む液体、あるいは、油のように粘性のある液体を脱気するのにも使用できる。とくに、本発明の脱気装置は、中空糸膜を使用しないために、油のように粘性のある液体や極めて高温の液体、あるいは有機物等を含む液体も有効に脱気できる。それは、中空糸膜を使用することなく、吸入ポンプで脱気装置を減圧すると共に、真空タンクを減圧状態に保持するように絞りノズルから液体を供給して脱気するからである。
【００２０】
図２に示す、液体に溶解している気体成分を除去する脱気装置は、水を供給して脱気する真空タンク１と、この真空タンク１に吸入側を連結しており、真空タンク１から水を吸い出して減圧状態とする吸入ポンプ６と、吸入ポンプ６で水を吸い出して減圧状態となっている真空タンク１に、真空タンク１を減圧状態に保持しながら水を供給する絞りノズル７と、真空タンク１に水を供給して真空タンク１に溜る気体を排出する給液機８と、吸入ポンプ６や給液機８等の運転を制御するコントローラー１０とを備える。
【００２１】
図２の装置は、交互に切り換えることによって、連続的に水を脱気できるように、ふたつの真空タンク１を設けている。ふたつの真空タンク１は、底部に水の排出口１１を開口している。排出口１１は、排出弁１２を介して吸入ポンプ６の吸入側に連結している。さらに、それぞれの真空タンク１は、液面レベルを外部から確認できるように、レベルゲージ１３を設けている。図のレベルゲージ１３は上下端を真空タンク１に連結している透明筒である。透明筒の液面は、真空タンク１の液面と同じになって、真空タンク１内の液面を表示する。さらに、真空タンク１の底部には、液面を電気的に検出する液面センサー１４を設けている。液面センサー１４は、コントローラー１０に接続されて、液面の電気信号をコントローラー１０に伝送する。
【００２２】
真空タンク１の上端には、溜った気体を排気するための排気口１５と、脱気するときに脱気された液体を供給する給液口１６と、絞りノズル７を連結する吸引口１７とを設け、さらに、真空度を表示する真空圧計１８を連結している。排気口１５は、液体センサー１９を介して排気弁２０を連結している。液体センサー１９は、排気口１５から液体が排出されるようになったことを検出して、真空タンク１の気体が完全に排気されたときに、脱気された液体の供給を停止する。給液口１６は、給液弁２１を介して給液機８に連結している。
【００２３】
吸引口１７には絞りノズル７を設けている。図に示す装置は、絞りノズル７に噴霧ノズルを使用する。噴霧ノズルは、真空タンク１に吸入される水を霧状に噴霧する。この状態で真空タンク１に吸入される水は、小さい微粒子となって、より速やかに脱気できる。
【００２４】
絞りノズル７は、逆止弁２２を介して貯溜タンク９に連結される。さらに、絞りノズル７は、吸入弁２３とフィルター２４と元弁２５を介して水道にも連結される。絞りノズル７は、真空タンク１を減圧状態に保持しながら水を供給する。真空タンク１が減圧状態に保持されないと、水を脱気できなくなるからである。水に溶解される気体の総量は圧力に比例する。このため、たとえば、真空タンク１内の圧力を、大気圧の約１／１０に減圧すると、温度により変化するが、水に溶解される気体量も約１／１０に減少する。水道水には、約８ｐｐｍの酸素が溶解されている。真空タンク１の圧力を１／１０に減圧すると、水に溶解される酸素は約１ｐｐｍ以下となる。真空タンク１内の真空度は、絞りノズル７の流路を細く絞って低くできる。ただ、絞りノズル７を細くするほど、真空タンク１に流入される水量が減少する。したがって、絞りノズル７は、脱気された液体の気体濃度と、処理能力とを考慮して用途に適した状態に設定される。
【００２５】
真空タンク１を減圧できる程度、すなわち、真空タンク１の真空度は、吸入ポンプ６の能力によっても左右される。吸入ポンプ６に高揚程のもの、とくに、吸入揚程の大きいものを使用すると、真空タンク１の圧力を低くできる。吸入ポンプ６は、カスケードポンプを使用する。カスケードポンプは高揚程にできるので、真空タンク１の圧力を低く減圧できる特長がある。ただし、吸入ポンプには、タービンポンプ等も使用できる。タービンポンプは、高能率に真空タンクの水を吸引できる特長がある。カスケードポンプやタービンポンプは、真空タンク内の圧力を、大気圧の１／５〜１／２０に減圧しながら、水を吸い出して排出できる。吸入ポンプには、カスケードポンプやタービンポンプ以外の水ポンプも使用できる。図の装置は、吸入ポンプ６の吐出側に流量センサー３０を連結している。流量センサー３０は、吸入ポンプ６が正常に液体を排出しているかどうかを検出する。吸入ポンプ６が故障して、液体を正常に排出できなくなると、流量センサー３０がこのことを検出して、吸入ポンプ６の運転を停止させる。さらに、流量センサーで、吸入ポンプの運転を制御して、吸入ポンプの流量を調整することもできる。たとえば、流量センサーは、吸入ポンプが一定の流量で液体を排出するように制御する。流量センサーで吸入ポンプを定流量に制御する装置は、単一の真空タンクを有する装置に適している。
【００２６】
図の脱気装置は、給液機８に給液ポンプを使用する。この給液ポンプは、真空タンク１から気体を排気するときに、貯溜タンク９に蓄えている脱気された液体を真空タンク１に供給する。給液ポンプから脱気された液体が供給されると、真空タンク１の液面が上昇して、内部に溜っている気体が排気される。このとき、給液機８は、真空タンク１に溜っていた気体を完全に排出するまで運転される。真空タンク１に気体が残存していると、真空タンク１の液体を吸入ポンプ６で排出して減圧したときに、気体が大きくする膨張して脱気効率が悪くなるからである。図に示す装置は、給液ポンプを使用して、貯溜タンク９に蓄えている脱気された液体を真空タンク１に供給して、気体を排気するので、気体を排気するときに、真空タンク１の脱気された液体に気体が再溶解されるのを防止できる。貯溜タンクの脱気された液体は、給液ポンプを使用しないで、落差と貯溜タンクの減圧された圧力を利用して、真空タンクに供給することもできる。したがって、給液機は必ずしもポンプとする必要はない。貯溜タンクを給液機として使用することもできる。さらに、給液機は、真空タンクに水を供給して、溜っている気体を排気できるすべての機構とすることができる。
【００２７】
貯溜タンク９は、最初に水を流入するために、スタート弁２６とフィルター２４と元弁２５を介して水道に連結している。さらに、貯溜タンク９は、逆止弁２２を介して真空タンク１に連結している。逆止弁２２は、貯溜タンク９から真空タンク１に向かって水を移送するが、この反対には水を移送させない。貯溜タンク９は、蓄える水を外部に供給するために、排出ポンプ２７を連結している。排出ポンプ２７は、貯溜タンク９の脱気された液体を外部に加圧する状態で圧送する。
【００２８】
貯溜タンク９は、脱気された液体を蓄える気密に密閉された密閉タンクである。貯溜タンクは真空タンクよりも大きく、たとえば内容積を真空タンクの３倍以上、好ましくは５倍以上、最適には約１０倍とする。大きい貯溜タンクは、脱気された液体を多量に貯溜しながら、真空タンクを減圧状態に保持しながら真空タンクの液体を供給できる特徴がある。密閉された貯溜タンクは、減圧状態を保持しながら、真空タンクから液体を供給する必要がある。したがって、貯溜タンクは、真空タンクの内容積よりも大きな減圧された空気層を内部に必要とする。密閉された貯溜タンクは、液面レベルの上に「減圧された空気層」を設けている。密閉された貯溜タンクに液体を供給して液面レベルが上昇して空気層がなくなると、真空タンクから貯溜タンクに液体を供給できなくなる。したがって、貯溜タンクは減圧状態の空気層を保持しながら、真空タンクの液体を流入する必要がある。
【００２９】
貯溜タンク９は、内部を減圧状態に保持するために減圧保持弁３３を上部に連結している。減圧保持弁３３は、貯溜タンク内の液体を強制的に排出する状態で、あるいは真空ポンプ３２が貯溜タンク内の気体を排出する状態で開度が調整されて、貯溜タンク内を所定の減圧状態に保持する。
【００３０】
貯溜タンクは、排出ポンプ２７を運転する状態で減圧保持弁３３を閉弁して減圧される。減圧保持弁３３を閉弁して、排出ポンプが液体を強制的に排出するにしたがって、貯溜タンク内の液面レベルが低下して圧力が低下する。貯溜タンク内の圧力が低下するにしたがって、貯溜タンク内に貯溜される液体に気体が溶解されるのを少なくできるが、絞りノズルを介して貯溜タンクから真空タンクに噴霧される液体流量が低下し、また、排出ポンプが外部に排出する液体流量も低下する。絞りノズルが真空タンクに噴霧する液体の流量が低下するのは、貯溜タンクと真空タンクとの圧力差が少なくなるからである。また、排出ポンプが外部に排出する液体流量が低下するのは、排出ポンプの吸入側の圧力が低下するからである。したがって、減圧保持弁３３は、絞りノズルから真空タンクに液体を噴霧でき、かつ排出ポンプが外部に液体を排出できるように、開度をコントロールして、減圧する貯溜タンクの圧力を調整する。
【００３１】
減圧される貯溜タンク内の最低圧力は、０．０１ＭＰａ〜０．０３ＭＰａに設定される。ただし本発明は、貯溜タンクの最低圧力を以上の範囲に特定するものでなく、絞りノズルが真空タンクに液体を噴霧でき、また排出ポンプが液体を排出できる範囲に設定できる。貯溜タンクの減圧時における最低圧力を低くして、貯溜タンクに貯溜する液体の気体溶解量の増加を少なくでき、また、減圧状態における最低圧力を高くして、絞りノズルの噴霧量を多く、また、排出ポンプの排出流量を多くできるからである。減圧状態にある密閉された貯溜タンクは、真空タンクから液体が供給されて圧力が上昇する。貯溜タンクの液面レベルが上昇して空気層の容積が減少して加圧されるからである。したがって、真空タンクから貯溜タンクに液体供給を開始する状態における貯溜タンクの最低圧力と、空気層の内容積は、真空タンクから液体を供給して減圧状態に保持できる値に設定される。
【００３２】
図２の貯溜タンクは減圧保持弁３３を介して内部の気体を強制的に排気する真空ポンプ３２を設けている。真空ポンプ３２を連結している貯溜タンクは、真空タンクから貯溜タンクに液体を供給する状態で、貯溜タンク内の空気を排気できる。したがって、この装置は、貯溜タンクに液体を供給しながら真空ポンプ３２を運転して貯溜タンク内を減圧状態に保持できる。
【００３３】
コントローラー１０は、排出弁１２と、排気弁２０と、給液弁２１と、吸入弁２３と減圧保持弁３３とを制御し、以下のように運転して貯溜タンク９に脱気された液体を蓄える。図の脱気装置は、２連の真空タンク１を備えているので、図において左側の真空タンク１を第１真空タンク１Ａ、右側の真空タンク１を第２真空タンク１Ｂとする。さらに、第１真空タンク１Ａに連結している排出弁１２、排気弁２０、給液弁２１、吸入弁２３、逆止弁２２を、第１排出弁１２Ａ、第１排気弁２０Ａ、第１給液弁２１Ａ、第１吸入弁２３Ａ、第１逆止弁２２Ａとし、第２真空タンク１Ｂに連結している排出弁１２、排気弁２０、給液弁２１、吸入弁２３、逆止弁２２を、第２排出弁１２Ｂ、第２排気弁２０Ｂ、第２給液弁２１Ｂ、第２吸入弁２３Ｂ、第２逆止弁２２Ｂとする。
【００３４】
(1)  最初に運転を開始する工程
元弁２５を開いて、排出弁１２と給液弁２１と吸入弁２３を閉じる。この状態で、排気弁２０とスタート弁２６と減圧保持弁３３を開くと、水道水が、元弁２５→フィルター２４→スタート弁２６→貯溜タンク９→真空タンク１の経路で流入される。この流路で水を供給すると、最初に両方の真空タンク１に水が満たされる。真空タンク１に水がいっぱいになると、排気口１５から水が排出されるようになる。排気口１５から液体が排出されると、このことが液体センサー１９に検出される。液体センサー１９の信号は、コントローラー１０に入力され、コントローラー１０が排気弁２０を閉弁する。貯溜タンク９の液面が最高レベルに達すると、スタート弁２６と減圧保持弁３３を閉じる。貯溜タンク９の水量は、貯溜タンク９に設けた液面センサー２８で検出される。最高レベルは貯溜タンクの上部に空気溜まりができる位置に設定している。
【００３５】
その後、減圧保持弁３３を閉弁する状態で、排出ポンプを運転して貯溜タンクの液体を排出し、貯溜タンクを減圧しながら、貯溜タンクの液面レベルを設定レベルまで低下させる。このとき、減圧保持弁３３の開度を調整して貯溜タンクの液面レベルが設定レベルまで低下する状態で、貯溜タンク内の圧力も最低圧力に調整する。
【００３６】
貯溜タンク９の最高レベルまで水が蓄えられた後、真空タンク１に水が満たされない状態のときに、スタート弁２６と、減圧保持弁３３を閉弁する状態で、給液機８を運転して、貯溜タンク９の水を真空タンク１Ａ、１Ｂに供給して貯溜タンクを減圧することもできる。給液機８は、絞りノズル７Ａ、７Ｂを通過させないで、貯溜タンク９の水を真空タンク１Ａ、１Ｂに供給するので、速やかに水を供給できる。この状態で、真空タンク１Ａ、１Ｂに水を供給するときも、真空タンク１Ａ、１Ｂに水が満たされると、排気口１５から水が排出されるようになる。排気口１５から液体が排出されるようになると、液体センサー１９がこのことを検出して、コントローラー１０で排気弁２０を閉弁する。両方の真空タンク１Ａ、１Ｂに水が満たされると、給液機８の運転を停止する。この状態で、貯溜タンクは液体が排出されて減圧される。貯溜タンクの圧力は、真空ポンプ３２を運転してさらに低下することができる。さらに、貯溜タンクに真空ポンプ３２を連結している装置は、減圧保持弁３３を開弁して貯溜タンクに設定レベルまで液体を供給した後、減圧保持弁３３を閉弁して真空ポンプ３２を運転して貯溜タンク内を最低圧力まで減圧することもできる。
【００３７】
(2)  第１真空タンクで脱気する工程
第１排気弁２０Ａと第２排気弁２０Ｂと減圧保持弁３３を閉じる状態で、吸入ポンプ６を運転して、図３の矢印で示すように、貯溜タンク９→第１逆止弁２２Ａ→第１絞りノズル７Ａ→第１真空タンク１Ａ→第１排出弁１２Ａ→吸入ポンプ６→貯溜タンク９の経路で水を循環させる。この経路に水を循環させるために、水が通過する弁を開弁する。水を循環させない他の弁、すなわち、第２吸入弁２３Ｂ、第２給液弁２１Ｂ、第２排出弁１２Ｂを閉じる。この状態で、減圧状態に保持される貯溜タンク９の水が第１真空タンク１Ａに循環され、第１真空タンク１Ａで減圧して脱気される。この状態で、貯溜タンクの圧力が低下して、絞りノズルから真空タンクに液体が供給されなくなり、あるいは絞りノズルの噴霧量が設定値よりも少なくなると、減圧保持弁３３の開度を調整して減圧された貯溜タンクの圧力を絞りノズルから液体を噴霧できる圧力まで上昇させる。所定の時間にわたって、貯溜タンク９と第１真空タンク１Ａとに水を循環させて、液体を脱気して、真空タンクの液面が液面センサー１４の位置まで低下すると、液面センサー１４がコントローラー１０に信号を送る。コントローラー１０は液面センサー１４の信号で、第１排出弁１２Ａを閉じて、第１真空タンク１Ａと貯溜タンク９との水循環を停止させる。
【００３８】
(3)  第１真空タンクに溜る気体を排気して、第２真空タンクで脱気する工程
第１排出弁１２Ａを閉じ、第１排気弁２０Ａと第１給液弁２１Ａを開く状態で、給液機８である給液ポンプを運転する。給液機８は、貯溜タンク９に蓄える脱気された液体を第１真空タンク１Ａに供給する。この工程で減圧保持弁３３を閉弁して、貯溜タンクを減圧し、あるいは減圧保持弁３３の開度を調整して貯溜タンクの圧力を調整できる。第１真空タンク１Ａは、脱気された液体が供給されて液面が上昇して、上部に溜る気体を第１排気弁２０Ａから外部に排気する。第１真空タンク１Ａの気体が完全に排気されると、第１排気弁２０Ａから水が排出されるようになる。第１排気口１５から液体が排出される状態は、第１液面センサー１９に検出される。第１液面センサー１９の信号で、コントローラー１０は、第１排気弁２０Ａと第１給液弁２１Ａを閉じる。この状態で、第１真空タンク１Ａの気体は完全に排気される。
【００３９】
以上の運転をしているときに、第２排気弁２０Ｂと減圧保持弁３３を閉じて、吸入ポンプ６が、図４の矢印で示すように、貯溜タンク９→第２逆止弁２２Ｂ→第２絞りノズル７Ｂ→第２真空タンク１Ｂ→第２排出弁１２Ｂ→吸入ポンプ６→貯溜タンク９の経路で水を循環させる。この経路に水を循環させるために、水が通過する弁を開弁する。この状態で、貯溜タンク９の水は第２真空タンク１Ｂに循環され、第２真空タンク１Ｂで減圧しながら脱気される。水から脱気された気体は、第２真空タンク１Ｂに溜る。所定の時間にわたって、貯溜タンク９と第２真空タンク１Ｂとに水を循環させて、脱気して、液面が液面センサー１４の位置まで低下すると、液面センサー１４がコントローラー１０に信号を送る。コントローラー１０は液面センサー１４の信号で、第２排出弁１２Ｂを閉じて、第２真空タンク１Ｂと貯溜タンク９との水循環を停止させる。
【００４０】
(4)  第２真空タンクに溜る気体を排気して、第１真空タンクで脱気する工程
第２排出弁１２Ｂを閉じ、第２排気弁２０Ｂと第２給液弁２１Ｂを開く状態で、給液機８である給液ポンプを運転する。給液ポンプは、貯溜タンク９に蓄える脱気された液体を第２真空タンク１Ｂに供給する。第２真空タンク１Ｂは、脱気された液体が供給されて液面が上昇して、上部に溜る気体を第２排気弁２０Ｂから外部に排気する。第２真空タンク１Ｂの気体が完全に排気されると、第２排気弁２０Ｂから水が排出されるようになる。第２排気口１５から液体が排出される状態は、第２液面センサー１９に検出される。第２液面センサー１９の信号で、コントローラー１０は、第２排気弁２０Ｂと第２給液弁２１Ｂを閉じる。この状態で、第２真空タンク１Ｂの気体は完全に排気される。
【００４１】
以上の運転をしているときに、第１排気弁２０Ａを閉じて、吸入ポンプ６が、図３の矢印で示すように、貯溜タンク９→第１逆止弁２２Ａ→第１絞りノズル７Ａ→第１真空タンク１Ａ→第１排出弁１２Ａ→吸入ポンプ６→貯溜タンク９の経路で水を循環させる。この経路に水を循環させるために、水が通過する弁を開弁する。この状態で、貯溜タンク９の水は第１真空タンク１Ａに循環され、第１真空タンク１Ａで減圧しながら脱気される。水から脱気された気体は、第１真空タンク１Ａに溜る。所定の時間にわたって、貯溜タンク９と第１真空タンク１Ａとに水を循環させて、液面が液面センサー１４のレベルまで低下すると、第１排出弁１２Ａを閉じる。
【００４２】
その後、(3)と(4)の運転を繰り返して、貯溜タンク９に脱気された液体を蓄える。以上の運転は、第１排出弁１２Ａと第２排出弁１２Ｂを交互に開閉して、貯溜タンク９の水を、第１真空タンク１Ａと第２真空タンク１Ｂのいずれかに循環して、連続的に水を脱気できる。また、一方の真空タンク１で水を脱気しているときに、他方の真空タンク１に溜る気体を排気できるので、全体的に能率よく脱気できる。
【００４３】
脱気された液体を使用するときには、排出ポンプ２７を運転する。排出ポンプ２７は、貯溜タンク９に蓄える脱気された液体を外部に加圧して供給する。貯溜タンク９の脱気された液体が排出されて液面レベルが低下すると、貯溜タンク９の脱気された液体を循環させている真空タンク１に連結している吸入弁２３を開いて、水道水を吸入弁２３から真空タンク１に吸入して脱気する。この状態で、吸入ポンプ６が運転されて真空タンクの液体を貯溜タンクに供給する。この状態で、貯溜タンクは、排出ポンプで液体が排出され、吸入ポンプで液体が供給される。排出ポンプの流量が吸入ポンプの流量よりも多いと、貯溜タンクは液体の排出量が流量量よりも多くなって液面レベルが低下して圧力が次第に低下する。貯溜タンクの圧力低下は、減圧保持弁３３の開度で調整できる。貯溜タンクの圧力は、吸入ポンプが絞りノズルから液体を真空タンクに噴霧できる圧力にコントロールされる。反対に排出ポンプの流量よりも吸入ポンプの流量が多いと、貯溜タンクは液面レベルが次第に上昇して減圧された圧力が高くなる。この状態になると、真空ポンプ３２を運転して貯溜タンク内の空気を強制的に排気し、いるいは、吸入ポンプの運転を一時的に停止して、貯溜タンクを減圧状態に保持する。
【００４４】
本発明の脱気装置は、必ずしも複数の真空タンクを設ける必要はない。ひとつの真空タンクを設けて、ひとつの真空タンクで、脱気する工程と、気体を排気する工程とを繰り返して脱気された液体を得ることもできる。さらに、図に示す装置は、貯溜タンク９と真空タンク１とに脱気された液体を循環させるので、貯溜タンク９に溜る脱気された液体の気体濃度を相当に低くできる。
【００４５】
さらに、本発明の脱気装置は、図５と図６に示すように、真空タンク１に真空ポンプ２９を連結する構造とすることもできる。この構造の脱気装置は、真空ポンプ３２で、真空タンク１に溜る気体を連続して排気できるので、真空タンク１に溜る気体を排出するための給液機を省略することができる。ただ、図に示すように、貯溜タンク９と給液機８を設けて、運転の最初に、給液機８で貯溜タンク９の水を真空タンク１に供給して真空タンク１を速やかに水で満たすことができる。
【００４６】
真空ポンプ２９で真空タンク１の気体を排気する装置は、図５に示すように、単一の真空タンク１として、連続して液体を脱気できる。このため、真空タンク１をひとつとして能率よく脱気できる。図６に示すように、複数の真空タンク１を連結して、交互に真空タンク１で脱気することもできる。図６に示すように、複数の真空タンク１を備える脱気装置は、いずれかの真空タンク１を減圧状態で水を供給して脱気し、他方の真空タンク１は溜った気体を真空ポンプ２９で排気することができる。
【００４７】
真空ポンプ２９の運転は、コントローラー１０で制御される。コントローラー１０は、液体センサー１９と液面センサー１４の信号で、真空ポンプ２９の運転を制御する。コントローラー１０は、真空タンク１の液面が、液面センサー１４と液体センサー１９の間にあるときに真空ポンプ２９を運転する。真空ポンプ２９が真空タンク１の気体を排気して、液体センサー１９の位置に液体が吸入される状態になると、真空ポンプ２９の運転を停止させる。真空ポンプ２９の運転を停止て、真空タンク１の液面が液面センサー１４の位置まで低下すると、コントローラーは真空ポンプ２９の運転を再開する。
【００４８】
図５に示す脱気装置は、以下のように運転して脱気する。
(1)  最初に運転を開始する工程
元弁２５と減圧保持弁３３を開いて、排出弁１２と給液弁２１と吸入弁２３を閉じる。この状態で、真空ポンプ２９を運転してスタート弁２６を開くと、水道水が、元弁２５→フィルター２４→スタート弁２６→貯溜タンク９→真空タンク１の経路で流入される。この流路で水を供給して真空タンク１を水で満たす。真空タンク１に水がいっぱいになると、このことが液体センサー１９に検出される。液体センサー１９の信号は、コントローラー１０に入力され、コントローラー１０は真空ポンプ２９の運転を停止する。この状態で、貯溜タンク９の液面が設定レベルに達すると、スタート弁２６を閉じる。貯溜タンク９の水量は、貯溜タンク９に設けた液面センサー２８で検出される。
【００４９】
貯溜タンク９に所定量の水が蓄えられた後、真空タンク１に水が満たされない状態のときには、給液機８を運転して、貯溜タンク９の水を真空タンク１に供給することもできる。給液機８は、絞りノズル７を通過させないで、貯溜タンク９の水を真空タンク１に供給するので、速やかに水を供給できる。その後、減圧保持弁３３を閉弁した後、貯溜タンクに連結している真空ポンプ３２を運転し、あるいは排出ポンプを運転して貯溜タンクの液体を排出して減圧する。
【００５０】
(2)  真空タンクで脱気する工程
減圧保持弁３３を閉弁状態に保持して、吸入ポンプ６を運転して、真空タンク１の水を強制的に吸い出して貯溜タンク９に循環させる。この工程で、水は、貯溜タンク９→逆止弁２２→絞りノズル７→真空タンク１→排出弁１２→吸入ポンプ６→貯溜タンク９の経路で循環する。この経路に水を循環させるために、水が通過する弁を開弁する。この状態で、貯溜タンク９の水が真空タンク１に循環され、真空タンク１で減圧して脱気される。水から脱気された気体は、真空ポンプ２９で排気される。真空ポンプ２９は、気体を排出するときに運転される。真空ポンプ２９の排気能力が、真空タンク１に溜る気体を完全に排出できるとき、真空ポンプ２９の運転は、液体センサー１９と液面センサー１４とコントローラー１０で制御されて、断続的に運転される。真空ポンプ２９の排気能力が、真空タンク１に溜る気体を排気できないとき、真空ポンプ２９を運転する状態においても、真空タンク１の液面レベルは次第に低下する。真空ポンプ２９を運転している状態で、真空タンク１の液面が液面センサー１４の位置まで低下すると、液面センサー１４がコントローラー１０に信号を送り、コントローラー１０が排出弁１２を閉じて、吸入ポンプ６の運転を停止し、真空タンク１と貯溜タンク９との水循環を停止して、真空ポンプ２９で真空タンク１の気体を排出する。真空タンク１の液面レベルが上昇して、このことが液面センサー１４に検出されると、吸入ポンプ６でもって、真空タンク１への液体吸入を再開する。この状態においても、真空ポンプ２９は、真空タンク１の液面が液体センサー１９よりも高く上昇したときに停止して、液面センサー１４よりも低いレベルに低下したときに運転を開始させる。
【００５１】
さらに、図６に示すように、ふたつの真空タンクを連結している脱気装置は、たとえば、第１真空タンク１Ａの液面レベルが低下したときに、吸入ポンプ６を第１真空タンク１Ａから第２真空タンク１Ｂに切り換える。吸入ポンプ６で液体を吸入しなくなった第１真空タンク１Ａは、液体を完全に排気するまで、真空ポンプ２９Ａを運転する。第２真空タンク１Ｂは、吸入ポンプ６で液体を排出して、液面レベルが低下すると、第２真空タンクから第１真空タンクに切り換える。その後、この工程を繰り返して、液体を脱気する。
【００５２】
以上の脱気装置は、１台の吸入ポンプを切り換えて、ふたつの真空タンクから液体を交互に吸引している。本発明の脱気装置は、図示しないが、それぞれの真空タンクに別々に吸入ポンプを連結して、専用の吸入ポンプで真空タンクから液体を吸引することもできる。
【００５３】
図に示す液体センサーや液面センサーは、電極で液面を検出しているが、これ等のセンサーは、超音波やフロートで液面を検出することもできる。
【００５４】
ところで、液体は加熱して脱気能率を高くすることができる。図２に示す装置は、流入側に加熱機３１を連結している。加熱機３１には、液体を加熱できるすべての装置、たとえばボイラー等が使用できる。加熱機は真空タンクの吸入側に連結することもできる。加熱機で加熱された液体は、減圧された真空タンクの内部で、効率よく脱気される。
【符号の説明】
【００５５】
１…真空タンク          １Ａ…第１真空タンク    １Ｂ…第２真空タンク
６…吸入ポンプ
７…絞りノズル          ７Ａ…第１絞りノズル    ７Ｂ…第２絞りノズル
８…給液機
９…貯溜タンク
１０…コントローラー
１１…排出口
１２…排出弁            １２Ａ…第１排出弁      １２Ｂ…第２排出弁
１３…レベルゲージ
１４…液面センサー
１５…排気口
１６…給液口
１７…吸引口
１８…真空圧計
１９…液体センサー
２０…排気弁            ２０Ａ…第１排気弁      ２０Ｂ…第２排気弁
２１…給液弁            ２１Ａ…第１給液弁      ２１Ｂ…第２給液弁
２２…逆止弁            ２２Ａ…第１逆止弁      ２２Ｂ…第２逆止弁
２３…吸入弁            ２３Ａ…第１吸入弁      ２３Ｂ…第２吸入弁
２４…フィルター
２５…元弁
２６…スタート弁
２７…排出ポンプ
２８…液面センサー
２９…真空ポンプ
３０…流量センサー
３１…加熱機
３２…真空ポンプ
３３…減圧保持弁
【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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【国際調査報告】
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