(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に形成された脱気塔内に気液接触材の充填層を形成し、前記脱気塔の上方から被処理水を供給し、前記脱気塔の下方から処理水移送ポンプにより処理水を排出するとともに、真空手段により前記脱気塔内の気体を排出するようにした真空脱気装置において、前記脱気塔の処理水排出口と前記処理水移送ポンプの吸引口とを連結管により接続するとともに、運転時の吸込水面を前記連結管内に位置するよう設定し、かつ、前記連結管内の水面と処理水移送ポンプのポンプ軸中心間の高さが有効吸込揚程より大きくされてなることを特徴とする真空脱気装置。
【請求項２】
前記脱気塔と前記処理水移送ポンプは、複数階で構成される建造物の上階と下階に設置されていることを特徴とする請求項１記載の真空脱気装置。
【請求項３】
前記連結管には、該連結管内の処理水の水位を検出する水位検出器が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の真空脱気装置。
【請求項４】
前記脱気塔の下部には実質的に処理水貯溜部が設けられていないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中に溶存する気体を減圧除去する真空脱気装置に係り、特に、脱気塔の占める占有空間を減少させた省スペース型の真空脱気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば超純水の製造プロセスにおいて水中の溶存酸素を除去する手段として、一般に真空脱気装置が用いられている。
【０００３】
図２は、従来の真空脱気装置の一例を概略的に示したものである。
【０００４】
同図に示すように、この真空脱気塔は、直立された円筒状の脱気塔１内に、気液接触材の充填された充填層２を配置し、その下方に処理水貯溜部３を配置し、上方から真空ポンプ４により内部の空気を吸引して減圧状態にしつつ上方に配置した噴射ノズル５から被処理水を噴射して、被処理水が充填層２を流下する過程で溶存酸素を除去している。
【０００５】
処理水貯溜部３には水位検知器６が設置され、処理水が一定水位となるよう水位制御装置７により被処理水の給水バルブ８の開度が調節される。
【０００６】
処理水貯溜部３に貯溜された処理水は、処理水移送ポンプ９により排出されるが、従来の真空脱気装置では、この処理水貯溜部３に常に処理水が貯溜されており、処理水貯溜部３における水面のレベルと処理水移送ポンプ９のポンプ軸中心間の距離が有効吸込揚程（Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｎ．Ｐ．Ｓ．Ｈ）となっている。
【０００７】
ところで、このような従来の真空脱気装置では、前記処理水貯溜部３より処理水を処理水移送ポンプ９にて排出する際、該処理水貯溜部３の上部空問が減圧されているため、処理水移送ポンプ９より要求される有効吸込揚程は処理水移送ポンプ９の大きさと種類にもよるが４ｍ以上になる。さらに、処理水の水位コントロールの安全マージンを考慮すると、実際の処理水貯溜部３の高さは６ｍ程度以上になるのが普通である。
【０００８】
一般的な真空脱気塔の全高はおよそ１０ｍ程度であるから、従来の真空脱気装置では、被処理水からの脱気動作に無関係な空間が真空脱気装置全体の半分以上を占めているということになる。
【０００９】
なお、本明細書において、「有効吸込揚程」とは、次の式により計算された吸込揚程をいう。
【００１０】
【式１】
0004119022.tif 000002
有効吸込揚程が不足するとキャビテーションが発生して、ポンプが異常音や振動を発生し、所定の容量を移送できなくなり、ポンプ部品に悪影響を来すようになる。このため、従来の真空脱気装置では、処理水貯溜部３における水面のレベルと処理水移送ポンプ９のポンプ軸中心間を有効吸込揚程より大きくとっているが、脱気塔を地上に設けた基台上に据え付けているため脱気塔の下部とポンプ軸中心間は有効吸込揚程より小さくなっている。
【００１１】
すなわち、従来の真空脱気塔では、処理水貯溜部という脱気というプロセスにとって意味のないスペースを有しており、これが設備コストを高くする要因となっていた。
【００１２】
また、建物の内部に真空脱気塔を設置する場合には、真空脱気装置の高さを確保するため２階のフロアの一部をくり貫く必要があり、これが工事コストの増大と工事期間の長期化を招くという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来の真空脱気装置は、脱気塔の下部に脱気のプロセスに寄与しない処理水貯溜部が設けられており、この処理水貯溜部の高さが真空脱気装置全体の半分以上を占めるためこれが設備コストを高くするという問題があった。
【００１４】
また、建物の内部に真空脱気塔を設置する場合には、真空脱気装置の高さを確保するため２階のフロアの一部をくり抜く必要があり、これが工事コストの増大と工事期間の長期化を招くという問題があった。
【００１５】
本発明は、かかる従来の問題を解消すべくなされたもので、真空脱気装置設置の占有空間を低減するとともに、屋内に設置する場合の工事コストの低減と工事期間の短縮を可能とした省スペース型の真空脱気装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空脱気装置は、気密に形成された脱気塔内に気液接触材の充填層を形成し、前記脱気塔の上方から被処理水を供給し、前記脱気塔の下方から処理水移送ポンプにより処理水を排出するとともに、真空手段により前記脱気塔内の気体を排出するようにした真空脱気装置において、前記脱気塔の処理水排出口と前記処理水移送ポンプの吸引口とを連結管により接続するとともに運転時の吸込水面を前記連結管内に位置するよう設定して成ることを特徴としている。
【００１７】
この真空脱気装置の脱気塔と処理水移送ポンプは、複数階で構成される建造物の上階と下階に設置されていることが好ましく、より好ましくは、この真空脱気装置の脱気塔と処理水移送ポンプは、複数階で構成される建造物の屋内の上階と下階に設置される。
【００１８】
前記連結管には、該連結管内の処理水の水位を検出する水位検出器が設けられており、この水位検出器の信号は水位制御装置に供給されて連結管内に形成される吸込水面を一定の範囲に維持すべく、例えば給水バルブの開度が制御される。なお、本発明は既存の公知のすべての真空脱気塔に適用することが可能であり、例えば真空脱気塔内に不活性ガスを連続的にリークさせるタイプの真空脱気装置にも問題なく適用することが可能である。
【００１９】
なお、脱気塔内の真空度は通常１０〜４０Ｔｏｒｒ程度であり、不活性ガスを脱気塔内にリークする場合の注入量は、被処理水の供給体積流量１に対し、０．００１〜０．５の体積流量程度である。
【００２０】
【作  用】
本発明の真空脱気装置には処理水貯溜部は不要であるから設備コストが低減される。そして、処理水移送ポンプの有効吸込揚程が６ｍ以下であれば、脱気塔本体（充填層部）を有効吸込揚程より高い位置に設置することになるが、この場合、処理水貯溜部が不要であるので重量が軽くなり、かつスペースが小さくなるので真空脱気装置を設置する建造物の強度、大きさ等を低減することができる。
【００２１】
また、建造物の上階に脱気塔本体を設置した場合には、充填層部の重量をフロアで支えることができるため連結管には脱気塔（充填層部）の荷重が作用しない。
【００２２】
特に、真空脱気装置を屋内に設置する場合には、スペースを少なくできるので設置コストを低減することができ、また、フロアの一部をくり抜く必要がないので工事コストを低減し、工事期間を短縮することができる。
【００２３】
また、上階に設置された脱気塔の充填層部の下部と下階に設置された処理水移送ポンプの吸引側とを連結管で接続したので、処理水移送ポンプの有効吸込揚程も満足することができる。また、連結管内に水位検出器を設けて連結管内の水位制御を行った場合には、処理水移送ポンブの空引きを防止できるとともに、真空脱気装置の連続安定運転が可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の真空脱気装置の全体構成を概略的に示す図である。
【００２６】
図１において、脱気塔１１内には空隙率の大きい気液接触材が多数充填された充填層１２が配設されており、この充填層１２の下方には従来の真空脱気装置に設けられている処理水貯溜部は実質的に設けられておらず、充填層１２の下部は脱気塔１１の底部を構成する鏡板による空間であり、鏡板の中央部には処理水排水口１３が開口している。
【００２７】
符号１４は被処理水の給水管であり、給水量はこの給水管１４に介装された空気動作弁１５により制御されるようになっている。この被処理水は図示を省略した充填層１２上に設置されたシャワーヘッドから充填層１２に注下されるようになっている。
【００２８】
符号２４は真空引き用の脱気管であり、真空ポンプ１６により脱気塔内の気体を吸引脱気するようになっている。
【００２９】
この脱気塔１１は、建造物の２階フロア１７に設置固定されており、この脱気塔１１の真下の１階フロア１８には処理水移送ポンプ１９が設置されている。
【００３０】
２階フロア１７の高さは１階フロア１８から６ｍ以上とされ、脱気塔１１の処理水排水口１３と処理水移送ポンプ１９の吸込口２０とは連結管２１により接続されている。
【００３１】
連結管２１には高低２箇所に差圧式水位検出器２２ａ，２２ｂが取付けられている。これらの差圧式水位検出器２２ａ，２２ｂは両者の検出した水圧の微小な圧力差を水位に換算するような機構とされている。
【００３２】
そして、連結管２１内の水位が、処理水移送ポンプ１９のポンプ軸中心から有効吸込揚程に相当する高さ以上の所定の高さを維持するように、水位制御装置２３が空気動作弁１５の制御を行うようになっている。
【００３３】
このように構成された本発明の真空脱気装置では、真空ポンプ１６により脱気塔１１内を１０〜４０Ｔｏｒｒ程度の真空にした状態で給水管１４から脱気塔１１内に被処理水を注下すると、注下された被処理水に溶解していた酸素のような溶存ガスは充填層１２を通過する過程で脱気され処理水排水口１３から連結管２１内に充填される。そして、処理水移送ポンプ１９のポンプ軸中心から有効吸込揚程に相当する高さ以上の所定の高さの水位が維持されるように、空気動作弁１５の開度が制御される。
【００３４】
すなわち、このときの設定水位レベルを両差圧式水位検出器２２ａ，２２ｂ間の８０％の位置とした場合（有効吸込揚程はその高さより下にある）、差圧式水位検出器２２ａ，２２ｂが水位がこれより高くなると空気動作弁１５の開度を絞り、これより低くなると空気動作弁１５の開度を大きくするように水位制御装置２３が空気動作弁１５を無段階で制御する。
【００３５】
この状態で処理水移送ポンプ１９を運転することにより、処理水が図示されていない後段のプロセスに移送される。
【００３６】
このとき、連結管２１内の水位が処理水移送ポンプ１９の有効吸込揚程に相当する高さ以上に維持されているので、処理水移送ポンプ１９も円滑に運転させることができる。
【００３７】
なお、例えば有効吸込揚程を両差圧式水位検出器２２ａ，２２ｂ間の６０％の位置とすると、水位レベルが６０％以下になると処理水移送ポンプ１９は停止される。
【００３８】
以上の実施例では、脱気塔内の充填層が１段の例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、シャワーヘッドと充填層の組を複数段設けたものにも適用することができる。また、酸素の除去効率を高めるため不活性ガスを脱気塔内に少量リークさせるようにした真空脱気装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を概略的に示す図である。
【図２】従来の真空脱気装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１１……脱気塔、１２……充填層、１３……処理水排水口、１４……給水管、１５……空気動作弁、１６……真空ポンプ、１７……２階フロア、１８……１階フロア、１９……処理水移送ポンプ、２０……吸込口、２１……連結管、２２ａ，２２ｂ……差圧式水位検出器、２３……水位制御装置、２４……脱気管。
【図１】
0004119022.tif 000003
【図２】
0004119022.tif 000004