(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備の第１端において、多孔性ライニングを通して液体相およびガス相の吸引によって泡を発生し、発生した泡を前記設備に挿入しかつ前記設備を通して前記設備の第２端まで循環させる工程からなっており、前記第２端の後方の前記設備内を低圧力に設定することによって吸引が行われることを特徴とする設備中での泡循環方法。
【請求項２】
前記泡が洗浄泡であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法を使用する設備を洗浄するための設備洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄泡が汚染除去泡であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の設備洗浄方法。
【請求項４】
前記泡を前記設備の前記第２端から集め、集めた泡を不安定化させることで液体にし、前記液体の少なくとも１部分を前記設備中で循環させる泡を発生させるための液体相として使用する工程からなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記液体が前記泡を発生するための液体相として使用される前に純化されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。
【請求項６】
前記液体相が、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記液体相が、
−３ないし６ｍｏｌ．ｌ-１の硫酸，
−０．１ないし１重量％の粘性化合物、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記液体相が、
−３ないし５ｍｏｌ．ｌ-１のＮａＯＨ、
−０．１ないし１重量％の粘性化合物、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含むことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ガス相が、空気、窒素、酸素、アルゴンまたはヘリウムの中から選ばれ、単独または組み合わせて使用されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
−少なくとも１つの入口開口と少なくとも１つの出口開口を備えた室、
−前記室の前記入口開口および出口開口との間に置かれた多孔性ライニング、
−少なくとも１つの前記入口開口を通して液体相およびガス相を前記室内に挿入するための手段、
−前記多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引するための手段からなっており、発生した泡が、少なくとも１つの前記出口開口を通って前記吸引手段によって前記室から排出されることを特徴とする泡発生装置。
【請求項１１】
設備が第１端および第２端からなり、泡が内部で循環する前記設備の少なくとも１部分を前記第１端および第２端が画成する前記設備中での泡循環装置において、該泡循環装置が、
−請求の範囲第１０項に記載の泡発生装置、および
−前記室の少なくとも１つの出口開口と前記設備の前記第１端との間にある密封された接続手段からなっており、
前記多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引するための前記手段が、前記泡を内部で循環させる前記設備の前記画成部分を低圧力にするように前記設備の前記第２端に位置決めされていることを特徴とする設備中での泡循環装置。
【請求項１２】
前記泡発生装置は、液体相を前記室中に噴霧するための少なくとも１つの噴霧手段を有していることを特徴とする請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記噴霧手段がノズルまたはグリッドであることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。
【請求項１４】
前記多孔性ライニングが、金属グリッドの積み重ね、編成合成繊維、砂、珪藻、パーライト、同じ大きさの固形ビーズおよび隙間のある材料の中から選ばれた材料によって作られることを特徴とする請求の範囲第１０項ないし第１３項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記室へガス相を添加するための前記挿入手段が周囲雰囲気用の少なくとも１つの入口開口であることを特徴とする請求の範囲第１０項ないし第１４項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの入口開口を通して前記室へ液体相を添加するための前記挿入手段が測定ポンプおよび流量測定手段からなっていることを特徴とする請求の範囲第１０項ないし第１５項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記多孔性ライニングを通る前記液体相および前記ガス相用の前記吸引手段が真空ポンプからなることを特徴とする請求の範囲第１０項ないし第１６項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記真空ポンプが凝縮トラップを備えていることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。
【請求項１９】
前記設備の前記第２端に泡収集タンクが置かれていることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。
【請求項２０】
前記泡収集タンクは、その中で泡を不安定化させることで得られる液体用の収集手段、および前記泡発生装置の前記室への前記液体相挿入手段まで回収された前記液体を汲み上げるための手段と連結されていることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の装置。
【請求項２１】
回収された前記液体を純化するための手段からなる純化手段が前記泡収集タンクの下流にかつ前記泡発生装置の前記室への液体相挿入手段から上流に置かれていることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、液体相およびガス相から泡を発生するための方法、設備中で泡を循環させる方法、および泡を循環させることにより設備を洗浄する方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、また、泡を発生するための装置および設備中に泡を発生しかつそれを循環させるための装置に関する。
【０００３】
本発明の方法は、例えば、泡によって設備を洗浄および／または汚染除去するための方法において使用することができる。例えば、内部が複雑な形状の大容量設備用の液体相での洗浄および／または汚染除去方法はかなりの量の液体が浪費される。１またはそれ以上の洗浄および／または汚染除去剤を含んでいる泡の使用は浪費される液体量の顕著な減少をもたらす。設備の洗浄および／または汚染除去は洗浄および／または汚染除去されるべき設備の内部への泡の注入によって、かつ時々、これらの設備中に泡を循環させることにより行われる。
【０００４】
本発明の方法は、放射能汚染を受けた通気回路またはパイプに向けられる分析用サンプルの空気式搬送ネットワークのごとき低圧力で運転している設備の洗浄および／または汚染除去にとくに好都合である。
【０００５】
（背景技術）
泡の発生は、一般に、液体を機械的に振動させるか、液体中に可溶したガスを急激に減圧するか、または静止状態の多孔性媒体に圧力下でガスおよび液体を注入することによって実施される。
【０００６】
例えば、ヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０  ５２６  ３０５は、泡を形成するのに適した溶液とガスを用い、まず、溶液の存在中で圧力下のガスを焼結板に通過させることからなる泡発生方法を記載している。
また、泡を発生するのに使用されるガスによって圧力をかけ、設備に泡を押し込む設備洗浄方法を記載している。ガスおよび液体の流量は、洗浄されるべき設備の特性に関係なく、設備に入るとき泡を発生するように設定される。この文献に記載された泡発生および装置洗浄方法は高感度の装置、とくに、大気圧より大きい圧力が禁止される設備を洗浄するのに適さない。
【０００７】
それゆえ、大気圧またはそれ以下の圧力で運転する泡発生および泡循環用装置を提供する必要がある。
【０００８】
（発明の開示）
本発明の目的は、空気ポケット（air pockets）が僅かかまたは全くない均質の泡を発生させることができる液体相およびガス相から泡を発生するための泡発生方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の方法は、多孔性ライニング（porous lining）を通しての液体相およびガス相の吸引によって泡を発生する工程からなっていることにより特徴付けられる。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の原理は、多孔性のライニングを通して液体およびガス相をもはや圧力をかけ注入することはしないが、このライニングから下流を一定の低圧力に設定することによってライニングの孔または隙間を通して液体およびガス相を排出することからなっている。
【００１１】
ガス相および液体相は低圧力の効果によりライニングを通して同時に吸引される。それゆえ、多孔性ライニングはガス相と液体相との間の接触子（contacter）として作用する。
【００１２】
ガス相−液体相の混合は、多孔性ライニングにおいて行われるが、多孔性ライニング中ではガス相−液体相の境界面が生まれ、その結果泡が作られる。この混合および境界面の発生に必要とされるエネルギーは低圧力の作用によるライニング中への液体相およびガス相の流れによって供給される。
【００１３】
ライニングを出るとき一定の品質の泡を得るために、上述された発生方法の間中作用する種々の変数が制御される必要がある。これらの変数は、泡溶液とも呼ばれる液体相の化学的組成、多孔性ライニングに達する液体相の流量、吸引によって引き出されたガス相の流量、室内に置かれた多孔性ライニングの形状、および前記室の形状である。
【００１４】
泡溶液の化学的組成は発生させる泡の意図される用途に関連して決められる。泡は、例えば、設備用の洗浄および／若しくは汚染除去泡、並びに／またはスカーリング泡（scouring foam）、濯ぎ泡、例えば界面活性剤若しくは細菌特性を有するフィルムに塗布するのに向けられる泡であってもよい。
【００１５】
泡の品質は、例えば、寿命、水分含量、またはその膨張度によって決定される。泡の寿命は、一定量の泡が全て液体およびガスへ変わるのに必要とされる時間として定義される。泡の水分含量は、液体相容量と泡容量との比として定義される。泡の膨張度Ｆは、標準の温度および圧力条件下で、以下の比（１）によって、定義される。
Ｆ＝（Ｖgas＋Ｖliquid）／Ｖliquid  ＝  Ｖfoam／Ｖliquid
式中、
−Ｆ＝膨張度
−ＶGAS＝泡中のガス相の容量
−Ｖliquid＝泡中の液体相の容量
−Ｖfoam＝泡の容量
である。
【００１６】
一定の品質を備えている泡は一定の膨張度を有する。一般に、従来の方法によって発生された泡は１０ないし１５程度の膨張度を有している。膨張度は、また、泡が設備を洗浄するのに使用されるとき、例えば、発生された液体廃物の量が減少する度合いでもある。
膨張度により、また、泡中に存在する空気ポケットの量を評価でき、したがってこの泡の品質の評価が可能になる。
【００１７】
泡が、本発明の方法によって、洗浄および／または汚染除去および／またはスカーリングを実施するのに向けられるならば、液体相は、また、泡を発生するのに通常使用される少なくとも１つの泡界面活性剤、泡の寿命若しくはその水分含量の変更を可能にする少なくとも１つの泡安定化若しくは不安定化剤、および／または少なくとも１つの設備用洗浄剤、および／または少なくとも１つの設備用汚染除去剤、および／または少なくとも１つの設備用スカーリング剤からなってもよい。
【００１８】
泡が設備の濯ぎを行うのに向けられるならば、液体相は少なくとも１つの界面活性剤および少なくとも１つの泡不安定化剤からなる水溶液であってもよい。
【００１９】
本発明の方法を実行するのに使用される泡組成において、液体相、特に泡不安定化剤の成分および量は、泡の寿命が１５ないし３０分および水分含量が２ないし２０％になるように決められる。
【００２０】
本発明の方法を実行するための適切な液体相の例はヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０  ５２６  ３０５に記載されている。
【００２１】
不安定化剤は、表面張力に作用することにより泡を不安定化する有機化合物、例えば、好ましくは、水の沸点より僅かに高い沸点、例えば、１１０℃〜１３０℃の沸点を有するアルコールであってもよい。好ましくは、ペンタノール−２のごとき、炭素数５〜６の二価アルコールが使用される。
【００２２】
一般に、不安定化剤の量は液体相の０．２から１重量％に相当する。
【００２３】
泡の液体相において汚染除去試薬は、湿式過程の汚染除去方法においてごく普通に使用される試薬から作られてもよい。汚染除去されるべき物体が金属からなるならば、無機若しくは有機酸または塩基から作られた試薬がとくに使用される。酸性試薬の例として、塩酸、硝酸、硫酸および燐酸を単独または組み合わせて使用するのが挙げられる。また、クエン酸またはシュウ酸のごとき有機試薬を使用することもできる。
【００２４】
塩基性試薬の例として、ＮａＯＨ，ＫＯＨおよびそれらの混合物が引用されることができ、それに対して、例えば、Ｈ2Ｏ2または過マンガン酸イオンのごとき酸化剤が添加されてもよい。
【００２５】
酸性試薬の場合に、液体相中での試薬濃度は、例えば、１０ｍｏｌ．ｌ-1までの範囲にすることが可能であり；塩基性試薬の場合、試薬濃度は、例えば、５ｍｏｌ．ｌ-1まで可能である。
【００２６】
酸性試薬が３ｍｏｌ．ｌ-1以上の濃度でＨ2ＳＯ4から作られて使用される場合に、好ましくは、ポリエチレングリコール、例えば、６０００の平均分子量を有するポリエチレングリコールのごとき液体相に粘性化合物が添加される。硫酸は泡と気泡を分離している境界面を通して液体相が直接沈殿する現象を促進するが、これはこの粘性化合物によって弱められる。
【００２７】
一般に、液体相中の粘性化合物の濃度は１重量％を超えない。
【００２８】
泡の液体相は、また、泡形成を促進するために少なくとも１つの界面活性剤を含んでおり、好ましくは、２つの界面活性剤、それぞれ、ベタイン特にサルフォベタイン、およびオリゴ糖アルキルエーテルが使用される。これら２つの界面活性剤の会合はｐＨに関係なく表面活性のままであるので利点があり、かつそれゆえ例えば装置の濯ぎに用いる中性媒体と、酸性または塩基性媒体、すなわち酸性または塩基性汚染除去試薬との両方に適する。
【００２９】
一般に、ベタインの濃度は０．２ないし０．５重量％であり、オリゴ糖アルキルエーテルの濃度は０．３ないし１重量％である。
【００３０】
例えば、商品名アモニル（ＡＭＯＮＹＬ）（登録商標）としてセピック（ＳＥＰＰＩＣ）によって販売されたサルフォベタインを使用することが可能である。
【００３１】
２つ目の界面活性剤として使用されてもよいオリゴ糖アルキルエーテルの例として、商品名オラミックスＣＧ１１０（ＯＲＡＭＩＸ  ＣＧ１１０）（登録商標）としてセピックによって販売されたオリゴ糖アルキルエーテル、および商品名トリトンＣＧ６０（ＴＲＩＴＯＮ  ＣＧ６０）（登録商標）としてローム・アンド・ハス（ＲＯＨＭ  ａｎｄ  ＨＡＳＳ）によって市場に出たオリゴ糖アルキルエーテルを挙げることができる。
【００３２】
上記から理解されるように、界面活性剤、および／または安定化若しくは不安定化剤の含量は得ようとする泡の寿命に関連して選ばれる。泡が装置を洗浄および／または汚染除去することに向けられるならば、洗浄および／または汚染除去試薬の含量は洗浄および／または汚染除去されるべき品目の種類、並びに所望の洗浄および／または汚染除去の様式若しくは範囲に関連して選ばれる。
【００３３】
例として、泡、例えば、本発明の方法にしたがって使用され得る濯ぎ泡の液体相は、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができる。
【００３４】
さらに他の例において、泡、例えば、本発明にしたがって使用され得る汚染除去泡の液体相は、
−３ないし６ｍｏｌ．ｌ-1の硫酸、
−０．１ないし１重量％の粘性化合物、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができる。
【００３５】
他の例において、泡、例えば、本発明にしたがって使用され得るスカーリング泡の液体相は、
−３ないし５ｍｏｌ．ｌ-1のＮａＯＨ、
−０．１ないし１重量％の粘性化合物、
−０．２ないし０．５重量％のベタイン、
−０．３ないし１重量％のオリゴ糖アルキルエーテル、および任意に、
−０．２ないし１重量％の不安定化剤を含んでいる水溶液から作ることができる。
【００３６】
本発明の方法により発生される泡の品質に寄与する他の変数は、多孔性ライニングに達する液体相の流量である。この流量は測定ポンプによって設定することができる。所望の泡の品質に依存して、液体相の流量はガス相の流量並びに多孔性ライニングを通る液体相およびガス相の吸引に関連して調整される。液体相の流量は、また、多孔性ライニングに関連して、特にこのライニングの孔の大きさに関連して調整されねばならない。
【００３７】
泡の品質は、また、液体が多孔性ライニングに接触する方法に依存する；多孔性ライニングに接触後直ちに粗い泡の形成を促進することにより、発生された泡の品質を上げることができる。それゆえ、液体をライニングの表面上に噴霧する方法が、また、均質な分布が良くなるか悪くなるかに影響を与える。液体相のライニングとの接触は、例えば、噴霧ノズルによって、または室内へ液体相が入る個所と多孔性ライニングとの間、すなわち、多孔性ライニングの上方にグリッドを挿入することによっても行うことができる。
【００３８】
発生した泡の品質に作用する他の変数は多孔性ライニングから下流を支配している低圧力である。この低圧力により、多孔性ライニングを通して液体相およびガス相の吸引が行われる。また、発生した泡の流量は多孔性ライニングから下流のこの低圧力に関係する。実際には、低圧力の値が選択される際は多孔性ライニング中の圧力の損失を考慮しなければならない。このために、泡の流量は泡が多孔性ライニングを離れるとき流量計によって制御することができ、この流量は低圧力調整装置によって調整される。
【００３９】
本発明の方法によって発生する泡の品質に作用するさらに他の変数は、この発生に使用されるライニングの型式である。このライニングは液体相およびガス相の混合を保証するために多孔性ライニングを通って液体相およびガス相が流れることができる専用通路を提供するどのような媒体であってもよい。多孔性ライニングの孔開口は、好ましくは、ライニング容積内に均一に分布され、これらの開口は、液体相およびガス相の混合を促進しかつ泡中の空気ポケットの発生を回避するために、小さな大きさ、例えば、１００μｍから数ｍｍになっているのが好ましい。しかしながら、余りにも細かい孔はかなりの圧力損失を発生する恐れがある。
【００４０】
例として、多孔性ライニングは、金属グリッドの積み重ね、フォラフロン（ＦＯＲＡＦＬＯＮ）型（登録商標）の編成合成繊維、砂、珪藻またはパーライト、同じ大きさの固形ビーズ、泡発生のために適切な隙間を有している他の材料から選択することが可能である。
【００４１】
本発明の方法によれば、同じ大きさのビーズ、例えば、同じ大きさのガラスビーズが使用されるのが好ましい。多孔性媒体中の圧力損失の値はビーズ床の厚さおよびビーズ直径によって、正確かつ再現可能な方法で制御される。同じ大きさのガラスビーズの床に対しては、まず、基礎として、非圧縮均質なニュートン型流体に有効である定型的な２つの比を使用することができる。
【００４２】
第１に、液体相の流量Ｕまたは速度（ｍ／ｓ）、液体相とガス相が通過する多孔性ライニングの厚さｚ（ｍ）、液体相の粘度μ、および多孔性ライニングから上流の圧力Ｐ１と多孔性ライニングから下流の圧力Ｐ２との間の圧力差ΔＰ（Ｐａ）に関して、ダルシー比（ＤＡＲＣＹ  ｒａｔｉｏ）はＵ＝Ｂ・ΔＰ／μ・ｚで表される。ここでΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２およびＰ１＞Ｐ２である。
【００４３】
係数Ｂ（ｍ2）は透過率と呼ばれる。この係数Ｂは多孔性媒体の特性でありその形状に関連付けられる。
【００４４】
第２に、コゼニー−カーマンモデル（ＫＯＺＥＮＹ−ＣＡＲＭＡＮ  ｍｏｄｅｌ）から同じ大きさの球体から作られる多孔性媒体の透過率Ｂが計算できる。このモデルの数学的表現については詳述しない。簡単に言えば、非圧縮なニュートン流体では、透過率が床を形成する球体の直径の２乗に逆比例するということである。
【００４５】
例えば、直径１．６ｍｍのガラスビーズからなる厚さ０．０８ｍｍの多孔性ライニングを通過する液体相の流量が１００ｌ／ｈまで、好ましくは５〜５０ｌ／ｈに対しては、多孔性ライニングから下流に設定された低圧力の値は５×１０3ないし８０×１０3Ｐａの間、好ましくは、３０×１０3ないし６０×１０3Ｐａの間にすることができる。
【００４６】
発生した泡の品質に作用するさらに他の変数は多孔性ライニングが置かれる室の形状である。例えば、ガス混合物を増すためには、ライニング厚さ、液体相流量および低圧力値が一定である室の自由な領域の表面積を増加させることが考えられる。室は泡の発生のため選択したガスが流入できるように少なくとも１つの開口を有する蓋で覆われていてもよいし、または泡を発生するのに使用されるガスが大気であるならば覆われてなくてもよい。多孔性ライニングを出てくる泡の流量は、それゆえ、また、室の形状に関連付けられる。
【００４７】
本発明の方法によれば、５ないし４０の膨張度を有する泡を発生することが可能である。
【００４８】
本発明によれば、本発明の方法を実行するのに使用されるガス相には、空気、窒素、酸素またはアルゴン若しくはヘリウムのごとき中性のガスを、単独または組み合わせて使用してもよい。
【００４９】
本発明は、また、設備の第１端において多孔性ライニングを通して適切な液体相および適切なガス相の吸引によって泡を発生して、発生した泡が前記設備に挿入されかつ前記設備を通して前記設備の第２端まで進む工程からなっており、前記第２端から後方の設備内を低圧力に設定することによって吸引が行われる。
【００５０】
この方法によれば、前記第２端から後方の設備内で設定された低圧力により、多孔性ライニングを通して液体相およびガス相が吸引されかつ続いて設備内の泡の循環が始まる。
【００５１】
本発明によれば、設備内のこの泡の循環方法は洗浄泡を用いる設備洗浄方法に適用されてもよい。液体相はその場合に１またはそれ以上の洗浄剤からなる。
【００５２】
洗浄が、また、スカーリングからなるならば、液体相は、また、スカーリンググ剤を含んでもよい。
【００５３】
本発明によれば、洗浄泡が、また、汚染除去泡であってもよく、かつその場合に、１またはそれ以上の汚染除去泡からなっている。
【００５４】
これらの汚染除去剤は、例えば、放射性または細菌性汚染除去剤であってもよく、洗浄する設備に依存する。
【００５５】
洗浄および汚染除去剤は前述されたものである。
【００５６】
本発明の方法の第１の実施例によれば、泡は設備の第２端の後で収集タンク内に受容されかつ自然に、化学的におよび／または機械的に不安定化される。自然に不安定化させるには、寿命が有限の泡を使用することにより行われ、化学的に不安定化させるのは、この収集タンクにおいて、泡に、前に引用された不安定化剤の１つを添加することによって達成され、および機械的に不安定化させるのは超音波発生器、例えば、遠心力機またはブレードタービンによって行うことができる。
【００５７】
泡を設備内で循環させる方法の第２の実施例によれば、加えて、設備の第２端の後方で泡を集め、液体を得るように集められた泡を不安定化させ、そして液体の少なくとも１部分を、前記設備中で循環させる泡を発生するような液体相として使用する工程からなっている。この実施例は、また、リサイクリングモードとも呼ばれる。
【００５８】
直前に記載した本発明の第２の実施例の好適な１変形例によれば、液体は泡を発生するような液体相として使用される前に純化されてもよい。この純化の目的は、例えば、設備洗浄および／または汚染除去方法に関して、設備内の泡の循環によって運ばれた廃棄物を除去することである。この純化は、例えば、適切なフィルタによって行われることができる。
【００５９】
本発明は、また、本発明の方法を適用するための泡発生装置に関する。この装置は、
−少なくとも１つの入口開口と少なくとも１つの出口開口からなる室、
−前記室の前記入口および出口開口との間に置かれた多孔性ライニング、
−少なくとも１つの前記入口開口を通して液体相およびガス相を前記室内に挿入するための手段、
−前記多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引するための手段からなっており、発生した泡が、少なくとも１つの前記出口開口を通って前記吸引手段によって前記室から排出される。
【００６０】
室はどのような形状、例えば、丸い形状からなってもよく、かつ使用される多孔性ライニング、液体相およびガス相に関連して、かつ泡を発生するのに印加される低圧力に関連して決められる。この室は、好ましくは、不浸透性である。
【００６１】
使用されるガスが大気であるならば、室は覆われなくてもよい。
【００６２】
使用する可能性のある多孔性ライニングは上記で説明されている。
少なくとも１つの入口開口を通して前記室に液体相を添加するのに使用される挿入手段は、例えば、室へ液体相を流入させる測定ポンプからなることができ、このポンプは、液体相の流量を測定するための手段、例えば、流量計を備えることができる。このポンプは液体相用の調整および貯蔵タンクに接続されることができる。
【００６３】
多孔性ライニング全体に渡って均一に液体相を分布するために、噴霧ノズルまたはグリッド、好ましくは、噴霧ノズルが使用される。このノズルまたはこのグリッドは、液体の適切な分布を保証することにより、液体相がこのライニングに入ると直ぐに多孔性ライニングの上方に粗い泡の発生を促進することができ、それにより、発生した泡の品質を増大する。
【００６４】
前記室へのガス相の流入を許容する手段は前記室へのガスの流入圧力を調整するための調整手段および任意に前記ガス用容器からなることができる。
【００６５】
ガス相が大気から作られるならば、多孔性ライニングを通る液体相およびガス相の吸引は大気の吸引を生じ、その場合に、多孔性ライニングから上流に、任意に流量計を備えた、少なくとも１つの入口が大気用ガス溜めに設けられる。
【００６６】
多孔性ライニングを通して前記液体相および前記ガス相を吸引する手段、または低圧力を設定するための手段は、例えば、凝縮トラップを任意に備えた真空ポンプであってもよく、このポンプは室から発生された泡の排出を行うことが可能になっている。
【００６７】
装置は室内のライニングから下流を低圧力に設定しかつ調整するのに使用される弁またはソレノイド弁を備えることができる。本発明の装置は、また、前記室内の低圧力値を測定するための測定手段を備えてもよい。
【００６８】
本発明は、また、設備内に泡を循環させる泡循環装置に関し、設備は第１端および第２端からなり、泡が内部で循環する前記設備の少なくとも１部分を前記第１端および第２端が画成し、この泡循環装置は、
−前述されたような泡発生装置、および
−前記室の少なくとも１つの前記出口開口と前記設備の前記第１端との間にある密封された接続手段からなっており、
前記多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引するための吸引手段は、前記泡が内部で循環する前記設備の前記部分を低圧力に設定するように前記設備の前記第２端に位置決めされている。
【００６９】
設備内で泡を循環させるための泡循環装置は前記設備を洗浄および／または汚染除去するのにとくに好都合である。
【００７０】
室、ライニング、液体相を前記室へ添加するための挿入手段、およびガス相を前記室へ添加するための挿入手段は以前に記載されたものであってもよい。密封された接続手段は、例えば、発生した泡の化学的組成に耐えるように、かつ多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引することによって泡を発生するのに必要とされる低圧力に耐えるように設計された密封体である。
【００７１】
多孔性ライニングを通して液体相およびガス相を吸引しかつ泡が循環することができる設備の前記部分を低圧力に設定するための吸引手段は以前に記載されたものであってもよく、かつ加えて凝縮トラップからなってもよい。この泡循環装置は、また、以前に記載された調整および測定手段からなってもよい。
【００７２】
本発明による泡を発生しかつ設備内で泡を循環させるための泡発生および循環装置は、また、発生された泡の量を測定しかつ設備内の低圧力値および室へのガスおよび液体相の流入量を調整することができるように多孔性ライニングから下流に置かれる泡流量計からなってもよい。
【００７３】
この泡発生および循環装置は、さらに、設備の第２端に配置された泡収集タンクからなることができる。この装置は、また、圧力センサ、前記泡の不安定化により生じた液体相の放出または収集弁からなることも可能である。
【００７４】
本発明によれば、泡発生および循環装置は、泡収集タンク内で、泡の不安定化により生じた液体相を収集するための手段および泡発生装置の室に液体相を加えるための手段まで前記液体相を汲み上げる手段からなってもよい。
【００７５】
その場合に、この泡発生および循環装置は隔離弁、泡を発生するのに使用される液体相用の調整および貯蔵タンクまで泡収集タンクから液体を汲み上げるための装置からなることも可能である。前記液体は、その場合に、液体相用挿入手段を介して、例えば、測定ポンプによって、液体相調整および貯蔵タンクから、多孔性ライニングを含んでいる室に加えられ得る。
【００７６】
本発明によれば、泡発生および循環装置は、この場合に、単一流動モードまたはリサイクリングモードにおいて運転することができる。
【００７７】
本発明の泡発生および循環装置が単一流動モードにおいて作動するとき、泡が液体状態へ戻るのを促進するように泡を不安定化するための手段を備えてもよい収集タンクに泡は集められかつ貯蔵される。不安定化は自然に、または、例えば、前述されたもののごとき機械的装置を使用して促進されるかまたは、例えば、アルコールのごとき不安定化剤を使用する化学的手段によって促進されてもよい。その場合に、タンクは弁によって連続的または周期的な方法で空にされる。
【００７８】
また、リサイクリングモードと呼ばれる、回収モードにおいて、例えば、汚染除去または洗浄する装置を最初に流れた後、泡を自然にまたは積極的に不安定化させることで得られた液体は、回収ポンプまたはリサイクリングポンプによって収集タンクから周期的にまたは連続して回収され、液体相用測定ポンプに接続された液体相の調整および貯蔵タンクに再び注入される。
【００７９】
本発明によれば、リサイクリング運転モードは、ここで提案した汚染除去装置の工業的用途に関してとくに好適である。
【００８０】
本発明によれば、リサイクリングモードが使用されるとき、回収された液体を純化するための手段は、収集タンクから下流にかつ泡発生装置の室に液体相を加えるための挿入手段（例えば、液体相調整および貯蔵タンク）から上流に配置されることができる。
【００８１】
本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照して、非限定的な例示として付与される以下の説明を読むとき明らかとなる。
【００８２】
図１は、本発明にしたがって泡を発生するための装置１の実施例を示している概略図である。室３、この室３内に置かれた多孔性ライニング５、液体相およびガス相をそれぞれ、前記室に入れるために用い、泡の発生に適した手段９および１１、および多孔性ライニング５を通して前記液体相および前記ガス相を吸引するための吸引手段１５からなっており、発生された泡がこれらの吸引手段１５によって室３から排出される。
【００８３】
多孔性ライニング５は、同じ大きさのガラスビーズから作られているが、液体相がそれを通って染み出る退出間隙７を残している。
【００８４】
液体相およびガス相それぞれの室への流入を許容する手段９および１１、特に液体相を室に加えるための手段９は多孔性ライニング上に室内で液体相を噴霧するための噴霧手段１３からなっている。
【００８５】
図２は設備２０を泡で洗浄するための装置を示す概略図であり、設備２０は第１端２０ａおよび第２端２０ｂからなり、この第１端２０ａおよび第２端２０ｂは泡によって洗浄されるべき設備２０の部分を画成する。洗浄装置は、前述されたような泡を発生するための装置１、泡を発生するための装置１と洗浄されるべき設備との間にある密封された接続手段、および前記設備内を低圧力に設定するための手段３０、３２および３４からなっている。これらの手段３０、３２および３４は、それぞれ、圧力センサ、圧力隔離および調整弁、並びに設備２０および装置１内を低圧力に設定するのに向けられる真空ポンプである。
【００８６】
この洗浄装置は、また、液体相を調整および貯蔵するための容器４４からなっている。測定ポンプ４８は、下降パイプ４６によって、この容器４４から液体相を引き出しかつ泡を発生するために装置１に向かってこの液体相を動かすのに使用される。流量計５０はこの装置１に入れられる液体相の流量を制御するために泡発生装置から上流に置かれる。
【００８７】
この洗浄装置は、また、装置１と設備２０との間に置かれた隔離弁２４、この隔離弁と設備２０との間に置かれた泡流量計２２、および設備２０の第２端２０ｂでの泡収集タンク２６を備えている。
【００８８】
泡収集タンク２６は設備を大気圧下に置くための弁３６からなっている。
【００８９】
真空ポンプ３４によって多孔性ライニングを通して適切な液体相およびガス相の吸引によって、装置１中に発生した後、泡は第１端２０ａから設備２０を通過し、次いで第２端２０ｂの後、下降配管２８によって収集タンク２６の底部に導かれる。
【００９０】
本発明の第１の実施例によれば、泡はこの収集タンク２６に貯蔵され、前述したように化学的不安定化剤および／または機械的装置により不安定化して液体への還元が促進される。タンクはその場合に弁３８によって空にされる。
【００９１】
第２の実施例によれば、泡は収集タンク２６において化学的および／または機械的手段により不安定化して液体となり、リサイクリングまたは回収手段と呼ばれる手段により噴霧手段９に戻され、再び泡の液体相を形成する。
【００９２】
これらのリサイクリング手段は、例えば、弁３８、リサイクリングポンプ４２および導管４０からなっており、液体を液体相調整および貯蔵容器４４に導いている。次いで液体は下降パイプ４６、測定ポンプ４８および流量計５０によって装置１へ戻される。
【００９３】
本発明のこの第２実施例、またはリサイクリングモードは、本発明の汚染除去および／または洗浄装置の工業的用途にとくに好適である。
【００９４】
この第２実施例の１変形例によれば、装置は、また、洗浄および／または汚染除去廃棄物が貯蔵タンク４４に達する前にこれらの廃棄物を除去するために、収集タンク２６を出ている液体を通過させて液体廃棄物を純化する装置５２を備えてもよい。純化装置５２に出入の液体廃棄物の流入および流出は、例えば、弁５３によって制御され得る。
【００９５】
本発明の装置１によって発生された泡を設備内で循環させる装置の運転例。
以下の例において、使用される液体相は、
−０／８重量％のオラミックスＣＧ１１０（登録商標）、
−０．３重量％のアモニル（登録商標）、
−０．２５重量％のペンタノール−２
を含んでいる水溶液であり、そして
ガス相は空気である。
【００９６】
泡発生のためにこれらの例において使用される室は３０ｍｍの内径を有し、そして設備は室の直径と実質上同一の内径を備えている筒状パイプである。
【００９７】
例１：一定の低圧力で泡の循環速度への多孔性ライニング厚さの影響
この例において、多孔性ライニングは直径１．６ｍｍの球状ガラスビーズの床であり、そして筒状パイプの長さは４ｍである。試験は、０．０５ｍおよび０．０８ｍのビーズ床の厚さｚそれぞれについて、かつ一定の低圧力１５×１０3Ｐａで実施された。
【００９８】
各試験ごとに、泡の循環速度Ｖm（ｍ／ｓ）が、多孔性ライニングを横切っている液体相の流量Ｑｌ（ｌ／ｈ）に対して測定された。
【００９９】
以下の表１はこの例において得られた結果をグループに分けている。
【０１００】
【表１】
0004166945.tif 000002
【０１０１】
図３はこれらの結果を示しているグラフであり、その際、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６２ａ、６２ｂおよび６２ｃは同じ参照符号の試験を示しており、Ｖmは泡速度（ｍ／ｓ）およびｚはビーズ床の厚さ（ｍ）である。
【０１０２】
これらの結果は、泡の循環速度が多孔性ライニングの厚さに逆比例することを示している。
【０１０３】
例２：一定の低圧力で泡の循環速度への多孔性ライニングのビーズ直径の影響  この例において、多孔性ライニングのガラスビーズの直径は３ｍｍまたは１．６ｍｍであり、ライニング厚さｚは０．０８ｍ、一定の低圧力１５×１０3Ｐａであり、そして筒状パイプの長さは４ｍである。
【０１０４】
筒状パイプ中の泡の循環速度Ｖm（ｍ／ｓ）が測定される。
【０１０５】
使用される液体およびガス相は例１に記載されたそれらと同一である。
【０１０６】
種々の試験が多孔性ライニングを横切っている液体相の流量Ｑ１（ｌ／ｈ）を変化することにより実施された。
【０１０７】
以下の表２はこの例において取られた測定の結果をグループに分けている。
【０１０８】
【表２】
0004166945.tif 000003
【０１０９】
図４はこれらの結果を示しているグラフであり、その際参照符号７０ａ〜７０ｄおよび６２ａ〜６２ｄは表２の試験において示された参照符号に関連する。
【０１１０】
これらの結果は、泡の循環速度がより大きいければ、多孔性ライニングのビーズの直径が益々大きくなることを示している。
【０１１１】
例３：泡膨張への液体相流量の影響
この例において、使用される液体およびガス相は先行の例において記載されたそれらと同一であり、筒状パイプの長さは４ｍである。
【０１１２】
この例における試験は多孔性ライニングの２つの厚さｚ、すなわち、０．０８ｍ（試験８０）および０．１１ｍ（試験８２）に関して実施された。多孔性ライニングのビーズ直径はすべての試験に関して０．００３ｍであり、低圧力は１５×１０3Ｐａで一定である。
【０１１３】
試験の各グループにおいて観察された泡の循環速度は一定、すなわち、試験８０に関して０．１５ｍｍ／ｓ、そして試験８２に関して０．１２ｍ／ｓである。
【０１１４】
循環路を出るときの泡の膨張度Ｆが液体相の流量Ｑｌ（ｌ／ｈ）に対して測定される。
【０１１５】
以下の表３はこの例において得られた結果をグループ分けしている。
【０１１６】
【表３】
0004166945.tif 000004
【０１１７】
図５は表３の結果を示すグラフであり、そのさい参照符号８０および８２はそれぞれ試験８０および８２に関連している。
【０１１８】
これらの結果は、一定の低圧力下で、泡の膨張度Ｆが液体相の流量Ｑｌが増加するとき減少することを示している。それゆえ、液体相の流量を選ぶことにより、泡の品質を決定することができる。
【０１１９】
例４：泡の循環速度への低圧力の影響
この例において、例１の液体およびガス相が使用され、筒状パイプの長さは１５ｍ、ビーズ直径は０．００３ｍそして多孔性ライニングの厚さは０．０８ｍである。
【０１２０】
泡の循環速度は循環路中に印加された低圧力に対して測定される。
【０１２１】
以下の表４はこの例において得られた結果をグループ分けしている。
【０１２２】
【表４】
0004166945.tif 000005
【０１２３】
図６は表４の結果を示すグラフである。
【０１２４】
この図において、点Ａは曲線９５を直線として外挿することによって得られた。
【０１２５】
この点Ａは泡が、大気圧に対して測定される循環路中の最小の低圧力ΔＰに対応しており、ニュートン型の流動行動を示す出発点である。この例に記載された条件下で、ΔＰ＝４３×１０2Ｐａである。
【０１２６】
これらの結果は、泡発生器の一定の特性（多孔性ライニングのビーズ直径、多孔性ライニングの厚さ）に関して、泡の循環速度が減じた圧力の直線関数であることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による泡発生装置の１実施例を示す断面図である。
【図２】  図１に概略された泡発生装置を使用して泡を循環させる設備用洗浄装置の実施例を示す概略図である。
【図３】  本発明の泡発生器を出るとき、一定の低圧力下で、泡の循環速度へ多孔性ライニングのビーズ床の厚さが与える影響を示すグラフである。
【図４】  本発明の泡発生器を出るとき本発明の方法にしたがって発生させた泡の、一定の低圧力下での、循環速度へ多孔性ライニングのビーズ直径が与える影響を示すグラフである。
【図５】  多孔性ライニングの２つのビーズ直径に関して測定された、一定の低圧力下での、泡膨張についての液体相流量の影響を示しているグラフである。
【図６】  本発明の方法にしたがって発生させた泡の循環速度に多孔性ライニングから下流の低圧力が与える影響を示すグラフである。
【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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