(57)【要約】【課題】簡便で確実な脱泡が行える遠心分離式脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法を提供する。【解決手段】容器内に泡を含む液体を導入して該容器を回転させると共に排気管を該容器の回転方向と逆向きに回転させて脱泡する脱泡装置の製造方法であって、回転可能な円筒状容器の上端に容器内に液を導入するための液入れ管と、容器の下端に容器内の液を排出するための液出し管とを、容器と液入れ管と液出し管の回転軸とを一致させて配し、液入れ管の内側に液入れ管より小径の排気管を容器内部まで延長して配すると共に排気管の容器内部に位置した側面に排気管の回転軸と略直角の方向に複数の円盤を設け、複数の円盤を排気口に連結して接続する。【選択図】図１
2007289814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に泡を含む液体を導入して該容器を回転させると共に排気管を該容器の回転方向と逆向きに回転させて脱泡する脱泡装置の製造方法であって、
前記方法は、
回転可能な円筒状容器の上端に該容器内に液を導入するための液入れ管と、該容器の下端に該容器内の液を排出するための液出し管とを、前記容器と前記液入れ管と前記液出し管の回転軸とを一致させて配し、
前記液入れ管の内側に該液入れ管より小径の排気管を該容器内部まで延長して配すると共に該排気管の前記容器内部に位置した側面に該排気管の回転軸と略直角の方向に複数の円盤を設け、
前記複数の円盤を排気口に連結して接続することを特徴とする脱泡装置の製造方法。
【請求項２】
さらに前記容器の液出し管が設けられた容器内の下端面上に分離板を設けることを特徴とする請求項１に記載の脱泡装置の製造方法。
【請求項３】
前記容器内の側面にドーナツ板が該容器に固定して設けられ、前記排気管と前記ドーナツ板が設けられる側面との間に間隙部を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の脱泡装置の製造方法。
【請求項４】
前記容器内の側面に突起を設けることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の脱泡装置の製造方法。
【請求項５】
前記排気管に配された複数の円盤の両面上に突起を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の脱泡装置の製造方法。
【請求項６】
前記排気管に配された複数の円盤の回転方向と同方向に螺旋状突起を設けるか、または、前記排気管に配された複数の円盤の回転方向と同方向に多条螺旋状突起を設けることを特徴とする請求項５に記載の脱泡装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を用いて得られる脱泡装置。
【請求項８】
脱泡装置を用いて気泡の混入した液体から気泡を除去する脱泡方法であって、
回転可能な円筒状容器の上端に該容器内に液を導入するための液入れ管と、該容器の下端に該容器内の液を排出するための液出し管とを、前記容器と前記液入れ管と前記液出し管の回転軸とを一致させて配され、前記液入れ管の内側に該液入れ管より小径の排気管を該容器内部まで延長して配されると共に該排気管の前記容器内部に位置した側面に該排気管の回転軸と略直角の方向に複数の円盤が設けられ、前記複数の円盤が排気口に連結して接続され、前記容器の液出し管が設けられた容器内の下端面上に分離板が設けられた前記脱泡装置の前記容器内に泡を含む液体を導入して該容器を回転させると共に前記排気管を該容器の回転方向と逆向きに回転させて脱泡する脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体からそれに混じり種々の障害を生む泡を取り除く脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法に関し、詳しくは簡便で確実な脱泡が行える遠心分離式脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体から泡を取り除く装置の多くは遠心力を利用して構成されている。中でも特許文献１に記載の遠心分離式脱泡装置は、構造が簡便で送液系に容易に組み込むことが可能であり、また、条件が合えば脱泡効率もよいことから、近年広く使われるようになってきた。
【０００３】
しかしながら、このような装置は液の旋回流で遠心力を生じさせるために、流速を常にある値以上に保つ必要があり、送液系に組み込んで使用する際に送液量を自由に設定できないという欠点がある。また、旋回流で得られる遠心力には限界があり、粘度の高い液の場合には所望の脱泡効果を得難いという欠点がある。
【０００４】
そこで本発明者らは、送液系に容易に組み込める構造であり、かつその組み込みの簡便さを保ちながら、前記特許文献１に記載された遠心分離式脱泡装置の持つ送液量の制限や、粘度の高い液での脱泡効率低下という不具合を解消することを目的として、特許文献２の明細書中の図９に示すような、回転可能な容器１の一端面に回転軸と同心の液を該容器１内に導き入れるための液入れ管２、他端面に該容器１内の液を該容器１の外に出すための液出し管３をそれぞれ配し、且つ該液入れ管２の内側に該液入れ管２より小径の泡抜き管４０を容器１内部まで延長して配し、さらに該泡抜き管４の容器内部に位置する側面に泡流入口５０を設けた脱泡装置を提案した（特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−１７６２０４号公報
【特許文献２】特開２０００−００１０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この脱泡装置によれば送液系に組み込んでも流量や液性の制約を受けない脱泡が可能で、粘度の高い液での脱泡効率を向上できたが、排気の際に泡の間に毛細管力で捕捉された液も排出してしまう不具合があった。
【０００６】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、送液系に組み込んでも流量や液性の制約を受けない脱泡が可能となるのみならず、粘度の高い液での脱泡効率が向上すると共に排気の中に混じる液の割合を格段に低下させることができる脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、容器内に泡を含む液体を導入して該容器を回転させると共に排気管を該容器の回転方向と逆向きに回転させて脱泡する脱泡装置の製造方法であって、前記方法は、回転可能な円筒状容器の上端に該容器内に液を導入するための液入れ管と、該容器の下端に該容器内の液を排出するための液出し管とを、前記容器と前記液入れ管と前記液出し管の回転軸とを一致させて配し、前記液入れ管の内側に該液入れ管より小径の排気管を該容器内部まで延長して配すると共に該排気管の前記容器内部に位置した側面に該排気管の回転軸と略直角の方向に複数の円盤を設け、前記複数の円盤を排気口に連結して接続することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の脱泡装置の製造方法において、さらに前記容器の液出し管が設けられた容器内の下端面上に分離板を設けることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の脱泡装置の製造方法において、前記容器内の側面にドーナツ板が該容器に固定して設けられ、前記排気管と前記ドーナツ板が設けられる側面との間に間隙部を設けることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の脱泡装置の製造方法において、前記容器内の側面に突起を設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の脱泡装置の製造方法において、前記排気管に配された複数の円盤の両面上に突起を設けることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の脱泡装置の製造方法において、前記排気管に配された複数の円盤の回転方向と同方向に螺旋状突起を設けるか、または、前記排気管に配された複数の円盤の回転方向と同方向に多条螺旋状突起を設けることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を用いて得られる脱泡装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、脱泡装置を用いて気泡の混入した液体から気泡を除去する脱泡方法であって、回転可能な円筒状容器の上端に該容器内に液を導入するための液入れ管と、該容器の下端に該容器内の液を排出するための液出し管とを、前記容器と前記液入れ管と前記液出し管の回転軸とを一致させて配され、前記液入れ管の内側に該液入れ管より小径の排気管を該容器内部まで延長して配されると共に該排気管の前記容器内部に位置した側面に該排気管の回転軸と略直角の方向に複数の円盤が設けられ、前記複数の円盤が排気口に連結して接続され、前記容器の液出し管が設けられた容器内の下端面上に分離板が設けられた前記脱泡装置の前記容器内に泡を含む液体を導入して該容器を回転させると共に前記排気管を該容器の回転方向と逆向きに回転させて脱泡することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法によれば、送液系に組み込んでも流量や液性の制約を受けない脱泡が可能となるのみならず、粘度の高い液での脱泡効率が向上すると共に排気の中に混じる液の割合を格段に低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本実施形態の脱泡装置の製造方法、脱泡装置及び脱泡方法を詳細に説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
【００１７】
図１は本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置を示す図であり、図１（Ａ）はその概略断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ部分の円盤と排気管の部分を拡大した部分断面図である。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の脱泡装置は回転可能な容器１の上部端面に液入れ管２、下端面に液出し管３が設けられている。また、液入れ管２と液出し管３は、図示していないロータリージョイントを介して回転しない送液配管と繋がっている。また、液入れ管２に接続する送液配管には液量を制御するバルブが配されている。さらに、液出し管（排出管）３に接続される送液配管に、減圧された容器から液を抜き出すためのポンプが接続されている。また、液入れ管２の内側には回転可能な容器１の内部まで達する排気管４が設けられており、この排気管４の容器１内の側面には、この排気管４と略直角方向に複数の円盤５が配置されている。また、これら複数の円盤は図１（Ｂ）に示すように、排気口６を有する排気管を介して接続されており、さらに、この排気管４には容器１の回転方向と逆向きに回転する機構と容器１の内部を負圧に保つための排気手段である排気装置が付加されている。図１（Ｂ）に示す例では、各円盤５間の排気管４には、孔部が存在した構造となっており、孔部の大きさは適宜変化させるようにしてもよい。円盤５間の排気管４には、排気口６が存在している。
また、液出し管３の上部に設けられる分離板７は容器１内の下端部に、液流域の隙間を確保しつつ容器１に（部分）固定されている。
【００１８】
図２は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置の略式断面図である。ドーナツ板８は容器１の内壁との間に液流可能な空間（隙間）を保ち、容器１に複数枚（部分）固定されている。たとえばこれはドーナツ板の円周（端部）を、隙間形成部材を介して接合する。
【００１９】
図３は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置の概略断面図であり、図３（ａ）は断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。突起９は、容器１の側面内側に回転軸を挟んで対称となるよう複数設けてある。
【００２０】
図４は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、放射状の突起を設けた円盤部分の概略概念を示す図であり、図４（ａ）はその部分の平面図であり、図４（ｂ）はその部分の側面図である。円盤５にはその両面に、当該円盤の中心に対して対称的に放射状に突起１０が複数設けられている。
【００２１】
図５は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、円盤５の回転方向と同方向に螺旋状の突起を設けた円盤５の概念図であり、図５（ａ）はその部分の平面図を示し、図５（ｂ）はその部分の側面図を示している。円盤５にはその両面に円盤の中心を挟んで対称な螺旋状の突起１１が設けられている。
【００２２】
図６は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、円盤５の回転方向と同方向の多条螺旋状突起を設けた円盤５の概念図であり、図６（ａ）はその平面図を示し、図６（ｂ）はその側面図を示している。円盤５には、その両面に円盤の中心を挟んで対称な螺旋状突起１２が２本設けられている。なお図６では、螺旋状の突起は２である例を示しているが、本実施形態においては、この螺旋状突起１１をその始点がこの円盤の中心に対して対称的に、例えば円盤の全角２πをｎ（３以上の整数）で分割した角度毎に複数各配置するようにすることもできる。本実施形態では、このような単数あるいは複数の螺旋状突起を有する構成も含んでいる。
【００２３】
以下に、本実施形態の脱泡装置の製造方法及びそれによって得られる脱泡装置について説明する。
図７は、本実施形態の脱泡装置の製造方法によって得られる脱泡装置を用いた装置容器内の液の状態を模式的に示したものである。矢印ａから容器１内に送られた泡を含んだ液体（原料液体：気液混合液体）は、容器１の回転力の作用を受けて容器１と同様の回転をしようと動作し始める。この回転動作により原料液体に遠心力が働いて、比重の小さい泡１４は容器１の上部方向に集まるようになり、泡を含まない比重の大きい液１３は容器１の底部側に沈むように寄せ集められる。また、容器１は排気管４からの排気ｂによって減圧されており、泡の体積を増すので液と泡との気液分離を促進する効果を生む。
【００２４】
泡が除かれた液１３は、液出し管３に接続するポンプによって容器１の外に排出される（図７のｃ参照）。このときの液排出量は、排出される液の許容される残泡度によって調整される。また、矢印ａから容器１内に供給する液量は、液入れ管２に配された流量制御バルブにより容器１内に液部と空隙部の両方が存在するように調整される。
【００２５】
分離された泡１４は時間が経つとその量が増すが、回転する排気管４に配された円盤５により破壊されるので増加し続けることはない。破壊された泡の液分は容器１内に留まり、気体分のみが排気管４の側面に明いた排気口６を経て容器１の外に排出される（図７のｂ参照）。
【００２６】
分離板７は、容器１内で分離された泡の一部が液出し管３に流入しないようにするためのものであり、気液分離された液側に再び混入することを防止する。図７はその状況を概念的に示している。この作用能力を適宜調整することにより、液出し管３から排出される液の脱泡度をさらに上げたりすることができ、本実施形態では気液分離能を調整可能となっている。
【００２７】
また図では示さなかったが、排気口に泡が達する過程で分離板から遠心力を受けるようにすることができる。さらに、容器と排気管に配された分離板の逆向きの回転で容器の相対的な速度を増して泡に遠心力を自在に増大するように印加すると、比重の大きい液を外側に飛ばして排気口にさらに達することができないようにすることができる。そのため、排気（減圧装置）に液が混じる割合を、従来より格段に低下させることができる。このようにすると、排気系ポンプへの液体の混入を防止できるので、排気圧力（減圧度）を大きくすることができるため、脱泡効率、脱泡時間の短縮、ひいては、減圧系への液体混入を防止することにより、減圧ポンプの錆の発生を防止でき、減圧度の急激な変化によるポンプへの負荷を防止できるため、オイルミストの発生の防止や、時間短縮によるコストの低減など、地球環境の点からもＣＯ2削減の観点からも望ましい発明である。
【００２８】
図８は、本実施形態において、ドーナツ板を設けたときの作用を模式的に示すもので、図８（ａ）は脱泡装置の概略断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の丸で囲んだ部分の一部拡大図である。本実施形態の脱泡装置では、よく脱泡された液ほど容器１の側面近くに存在する。ドーナツ板８は、容器１の側面近くにある泡を含まない液を選択的に液出し管がある矢印ｇの方向に送る作用を有する。この作用により、液出し管３から送り出される液の脱泡度合いを大きく向上させることが可能になる。
【００２９】
本実施形態の容器１の側面内側に設けられた突起９は、液入れ管２から容器１内に入った液が容器１の回転と同じ速度で回転するまでの時間を短くする働きをする。この作用により処理能力を上げることができる。
【００３０】
また、本実施形態の放射状突起や、螺旋状突起、さらに多条螺旋状の突起は、泡の破壊効率を向上させ、排気管４からの排気に液分が混じる不具合を低減させる。
【００３１】
［実施例］
本実施形態の脱泡装置の実施例として、複数の円盤の両面に放射状の突起を有する排気管を配置した脱泡装置を用いて、泡を含み密度が０．７６ｇ／ｃｃに下がった液を下記の条件で処理したところ、液出し管から送り出される液の密度は０．９８ｇ／ｃｃまで上がった。
また、本実施形態の脱泡装置の実施例として、複数の円盤の両面に螺旋状の突起を有する排気管を配置した脱泡装置、並びに、複数の円盤の両面に多条の螺旋状突起を有する排気管を配置した脱泡装置によっても同様の脱泡効果が得られた。
【００３２】
さらに、上記各試験において、排気に混じる液の割合が少ないことが認められた。
１）液：１０ｗｔ％ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）水溶液（粘度：１１００ｍＰａ・ｓ）  泡を含まない状態での液密度１．０２ｇ／ｃｃ
２）容器回転数：５３０ｒｐｍ
３）液供給量：４００ｃｃ／ｍｉｎ
【００３３】
［比較例］
図９に示すような脱泡装置、すなわち、容器１と、液入れ管２と、液出し管３と、泡抜き管４０と、泡流入口５０と、分離板７と、ドーナツ板８と、容器側面の突起９と、加速板２０と、放射状突起１０とからなる脱泡装置（特許文献２の図１４参照）を用いて、実施例と同様の条件で脱泡処理を行った。
その結果、本実施例と同様の脱泡効果が得られたが、排気に混じる液の量が多く、排気系の各所に液カスが付着する不具合などが発生した。
【００３４】
以上、本実施形態の脱泡装置の製造方法、脱泡装置および脱泡方法によれば、本実施形態の配置により排気管を容器の回転方向とは逆向きに回転させることから、まず、容器を回転することにより容器内の液に遠心力が与えられるので、液流量による脱泡効果の変動がなく、また液粘度や泡の状況に応じて必要な遠心力を発生させることができるので、この方法を送液系に用いても流量や液性の制約を受けない脱泡が可能になる。さらに排気によって該容器内が減圧されて泡の体積が増加し、液と泡の分離が促進されるので、粘度の高い液でも脱泡効率を向上することができる。
また、排気口に泡が達する過程で分離板により確実に遠心力を受け、さらに容器と排気管に配された分離板の逆向きの回転で容器の相対的な速度が増し泡に掛かる遠心力は増大するので比重の大きい液が外側に飛ばされて排気口に達することができない。そのため、排気に混じる液の割合を従来より格段に低下させることができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、容器の側面内側にドーナツ板を設けたことから、容器の側面近くにある泡を含まない（泡の含有率を減少させた液）を液出し管の方向に送る効果があり、脱泡作用を向上させること（気液分離液あるいは気泡を減少させた液の生成）が可能である。
【００３６】
また、本実施形態によれば、容器の側面内側に突起を設けて、容器内に入った液が容器の回転と同じ回転速度で回転するまでの時間を短縮させて気液混合液体の脱泡処理能力を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、排気管に配された円盤の両面に放射状の突起や、螺旋状の突起、多条螺旋状突起などの突起を設けて、泡の分離効率を高め、さらに円盤の回転力で気液混合している原料の中の比重の大きい部分（液体部分）に遠心力が作用した液部分が円盤外周方向に作用を受けて飛ばされることから、排気管からの排気に液分が混じる不具合を低減させることができる。
【００３８】
さらに本実施形態によれば、この脱泡装置を送液系に組み込んでも流量や液性の制約を受けない確実な脱泡が行われ、特に高粘度の液体で高脱泡率で行うことができ、また排気に混じる液の割合を格段に低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１（Ａ）は本実施形態の脱泡方法に基づく脱泡装置の構造を示す概略断面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のａ部分の円盤と排気管の部分を拡大した部分断面図である。
【図２】本実施形態の脱泡方法に基づく脱泡装置の概略断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置の概略断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、放射状の突起を設けた円盤部分の概略の平面図であり、図４（ｂ）はその部分の側面図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、円盤５の回転方向と同方向に螺旋状の突起を設けた円盤５の概略の平面図を示し、図５（ｂ）はその部分の側面を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、本実施形態の脱泡装置の製造方法により得られる脱泡装置において、円盤５の回転方向と同方向の多条螺旋状突起を設けた円盤５の概略平面図を示し、図６（ｂ）はその側面を示す図である。
【図７】図１の脱泡装置における容器内の液の状態を模式的に示した図である。
【図８】図２のドーナツ板を設けた脱泡装置の作用を模式的に示した図である。
【図９】従来の脱泡装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    容器
２    液入れ管
３    液出し管
４    排気管
５    円盤
６    排気口
７    分離板
８    ドーナツ板
９    容器側面の突起
１０    放射線状突起
１１    螺旋状突起
１２    ２条螺旋状突起
１３    泡抜きした液
１４    泡
２０    加速板
４０    泡抜き管
５０    泡流入口
【図１】
2007289814.tif 000003
【図２】
2007289814.tif 000004
【図３】
2007289814.tif 000005
【図４】
2007289814.tif 000006
【図５】
2007289814.tif 000007
【図６】
2007289814.tif 000008
【図７】
2007289814.tif 000009
【図８】
2007289814.tif 000010
【図９】
2007289814.tif 000011