JP2000342903A - 脱気方法およびその装置 - Google Patents
脱気方法およびその装置Info
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Abstract
ができるとともに、省エネルギー化を図った脱気方法お
よびその装置を提供することである。 【解決手段】 脱気手段1を用いて真空脱気する脱気方
法において、真空吸引手段5の吸引側における真空圧力
と蒸気分圧とに基づいて、前記真空吸引手段5の運転を
制御する脱気方法である。脱気手段1と真空吸引手段5
とを真空吸引ライン4で接続し、前記真空吸引ライン4
に圧力検出手段9を設けるとともに、前記真空吸引手段
5の作動用流体の温度検出手段10を設け、前記圧力検
出手段9からの圧力検出値と前記温度検出手段10から
の温度検出値に基づいて、前記真空吸引手段5の運転を
制御する制御器12を設けた脱気装置である。
Description
て真空脱気する脱気方法およびその装置に関するもので
ある。
でいる空気(以下、「溶存空気」という)を除去する脱
気方法の一つに、脱気手段を用いて真空脱気する,所謂
真空脱気方法がある。この真空脱気方法を採用した脱気
装置においては、脱気手段内に被脱気液を導入し、この
脱気手段を真空吸引することで、被脱気液中の溶存空気
を除去している。このような脱気装置において、所望の
脱気度(たとえば、被脱気液に残留する溶存酸素濃度で
示される。)の脱気液を得るために、真空吸引の圧力
(以下、「真空圧力」という)が所定の値または所定の
範囲を維持するように真空吸引手段の運転を制御してい
る。
空吸引手段として水封式真空ポンプや水エゼクタ式真空
ポンプを用いたものでは、時刻や季節によって脱気度に
ばらつきが生じることがあった。また、このような脱気
装置においては、真空吸引手段の吸引側における真空圧
力に応じて真空吸引手段の運転を制御し、省エネルギー
化を図ったものがあるが、時刻や季節によって、運転の
制御に違いが生じ、省エネルギー化の効果を十分に発揮
できないことがあった。
とする課題は、所望の脱気度の脱気液を確実に得ること
ができるとともに、省エネルギー化を図った脱気方法お
よびその装置を提供することである。
解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明
は、脱気手段を用いて真空脱気する脱気方法において、
真空吸引手段の吸引側における真空圧力と蒸気分圧とに
基づいて、前記真空吸引手段の運転を制御することを特
徴としている。
を、前記真空吸引手段の作動用流体の温度に基づいて求
めることを特徴としている。
段と真空吸引手段とを真空吸引ラインで接続し、前記真
空吸引ラインに圧力検出手段を設けるとともに、前記真
空吸引手段の作動用流体の温度検出手段を設け、前記圧
力検出手段からの圧力検出値と前記温度検出手段からの
温度検出値とに基づいて、前記真空吸引手段の運転を制
御する制御器を設けたことを特徴としている。
明すると、この発明は、脱気手段と真空吸引手段とを真
空吸引ラインで接続し、脱気手段に被脱気液を導入する
とともに、脱気手段を真空吸引手段によって真空吸引す
ることによって脱気を行う脱気装置において実現され
る。真空吸引ラインには、真空圧力を検出するための圧
力検出手段を設けてあり、この圧力検出手段を、真空吸
引手段の運転を制御する制御器に接続してある。ここに
おいて、脱気手段は、中空糸膜などの気体透過膜を用い
た膜脱気手段や脱気塔などである。
ける真空圧力と蒸気分圧とに基づいて、真空吸引手段の
運転を制御する。すなわち、脱気装置の制御器は、真空
圧力と蒸気分圧とから求めた空気分圧が、所定の脱気度
を得る真空圧力となるように真空吸引手段の運転を制御
する。たとえば、制御器により、予め設定した真空圧力
の設定値(または設定範囲)を蒸気分圧によって調整
し、圧力検出手段によって検出した真空圧力が、この調
整された設定値を維持するように真空吸引手段の運転を
制御する。
めの空気分圧を設定値(または設定範囲)として設定し
ておき、圧力検出手段によって検出した真空圧力と蒸気
分圧とから求めた空気分圧が、この空気分圧の設定値を
維持するように、真空吸引手段の運転を制御する。真空
吸引手段の運転の制御は、オン−オフ制御,真空吸引力
を段階的に調整する多段階制御,真空吸引力を連続的に
調整する比例制御などである。
ける真空圧力と蒸気分圧とに基づいて、真空吸引手段の
運転を制御することにより、脱気液の脱気度を一定にす
ることができ、しかも真空吸引手段を過度に運転する必
要がなくなるため、省エネルギー化を図ることができ
る。この理由を、水から溶存空気を除去する場合の例に
ついて説明すると、以下のとおりである。
は、脱気手段を真空吸引することによって水から溶存空
気を分離しているため、真空吸引手段による真空圧力で
脱気度が決まる。しかし、真空吸引手段の吸引側に水蒸
気(蒸気)が存在すると、真空圧力が一定でも、脱気度
が低下する。これは、真空脱気方法においては、水にお
ける溶存空気の分圧(空気分圧)と、真空吸引手段の吸
引側における空気の分圧(空気分圧)との差に基づい
て、水から溶存空気が分離するためである。したがっ
て、真空吸引手段の吸引側における空気分圧が所定の値
となるように、蒸気分圧に基づいて吸引側における真空
圧力を調整することにより、所望の脱気度を得ることが
できる。また、過度の脱気が行われることも防止できる
ため、真空吸引手段の省エネルギー化も達成することが
できる。
が、液封式真空ポンプやエゼクタ式真空ポンプなどのよ
うに、真空吸引作用を生じさせるために作動用流体を用
いる真空吸引手段の場合には、蒸気分圧を、真空吸引手
段の作動用流体の温度に基づいて求めることができる。
すなわち、真空吸引手段へ作動用流体を供給するための
供給ラインや、真空吸引手段から使用後の作動用流体を
排出する排出ライン(排気ラインと兼用される場合もあ
る)に温度検出手段を設け、この温度検出手段によって
作動用流体の温度を検出し、この検出した作動用流体の
温度に対応する飽和蒸気圧を求めて、この飽和蒸気圧を
蒸気分圧とする。
接設けて、真空吸引手段内部の作動用流体の温度を検出
する構成とすることもできる。たとえば、真空吸引手段
が液封式真空ポンプの場合、作動用流体としての封液
は、インペラの回転に伴ってポンプ室周面に沿って周回
する流れを形成するため、この周回する封液の温度を検
出するように温度検出手段を設ける。また、液封式真空
ポンプの場合には、温度検出手段は、供給ラインからポ
ンプ室へ至るまでの流路や、ポンプ室から排出ライン
(または排気ライン)へ至る流路に設ける。また、真空
吸引手段が、エゼクタ式真空ポンプの場合には、作動用
流体を噴出するノズル部や、その下流側の排気ラインへ
至る流路に設ける。
置の具体的実施例について、図1〜図3を参照しながら
説明する。図1は、この発明に係る脱気装置の一実施例
の概略的な説明図であり、図2は、この発明に係る脱気
装置における真空吸引手段の運転の制御の一例を示す説
明図であり、また図3は、この発明に係る脱気装置にお
ける真空吸引手段の運転の制御の他の一例を示す説明図
である。
ら空気(溶存空気)を除去する脱気装置としてある。図
1において、脱気手段1は、たとえば膜脱気手段を用い
る。この脱気手段1には、被脱気水の導入ライン2と脱
気水の導出ライン3とを接続してある。前記脱気手段1
には、真空吸引ライン4を介して真空吸引手段としての
水封式真空ポンプ5を接続してある。この水封式真空ポ
ンプ5には、作動用流体としての封水を供給する封水供
給ライン6を接続してある。また、前記水封式真空ポン
プ5には、排気ライン7を接続してある。前記真空吸引
ライン4には、前記水封式真空ポンプ5の上流側に、前
記水封式真空ポンプ5の停止時においても前記脱気手段
1における真空圧力を維持するための逆止弁8を設けて
ある。
の上流側に圧力検出手段9を設けてあり、また前記封水
供給ライン6には、温度検出手段10を設けてある。前
記水封式真空ポンプ5,前記圧力検出手段9および前記
温度検出手段10は、回線11を介してそれぞれ制御器
12に接続してある。
の設定範囲に基づき、前記各検出手段9,10によって
検出した真空圧力および封水温度とに応じて前記水封式
真空ポンプ5の運転を制御する。この実施例において
は、前記制御器12は、前記温度検出手段10によって
検出した封水温度に基づいて前記設定範囲を調整しなが
ら、前記真空吸引ライン4における真空圧力が前記設定
範囲を維持するように、前記水封式真空ポンプ5の運転
を制御する構成としてある。前記制御器12における前
記水封式真空ポンプ5の運転の制御は、検出された真空
圧力が前記設定範囲の下限値以下になると前記水封式真
空ポンプ5を低速運転させ、前記設定範囲の上限値を超
えると前記水封式真空ポンプ5を高速運転させる制御を
行う。前記水封式真空ポンプ5の運転を低速運転と高速
運転とに切り替える制御は、たとえばインバータ手段を
用いることによって行う。
整は、前記温度検出手段10によって検出した封水温度
に基づいて蒸気分圧を求め、この蒸気分圧に基づいて前
記設定範囲の上限値および下限値を増減することによっ
て行う。前記制御器12において、封水温度から蒸気分
圧を求める機能は、前記制御器12に、封水温度から飽
和蒸気圧への変換表をデータとして記憶させ、このデー
タを参照して飽和蒸気圧を求める構成によって実現する
こともできるし、また所定の変換式を記憶させ、この変
換式に基づいて封水温度から飽和蒸気圧を求める構成に
よって実現することもできる。
に、前記脱気装置の機能について説明する。まず、前記
封水供給ライン6から前記水封式真空ポンプ5へ封水の
供給を開始し、前記水封式真空ポンプ5の運転を開始す
るとともに、前記導入ライン2から前記脱気手段1へ被
脱気水を供給する。前記脱気手段1内では、被脱気水
は、前記水封式真空ポンプ5によって発生する真空圧力
によって真空脱気され、得られた脱気水は、前記導出ラ
イン3から取り出される。
における真空圧力を前記圧力検出手段9からの圧力検出
値として入力し、また前記封水供給ライン6における封
水温度を前記温度検出手段10からの温度検出値として
入力している。前記制御器12は、前記温度検出手段1
0によって検出した封水温度に基づいて封水の飽和蒸気
圧を求める。そして、この飽和蒸気圧を前記真空吸引ラ
イン4における蒸気分圧とし、この蒸気分圧に基づいて
前記設定範囲の上限値および下限値を調整し、この調整
された前記上限値および前記下限値と検出された真空圧
力とを比較することにより前記水封式真空ポンプ5の運
転を制御する。
期に所定の脱気度の脱気水を得るために、前記設定範囲
の上限値を、冬期上限設定値A,たとえば10.67k
Pa(80torr)に設定し、前記設定範囲の下限値を、
冬期下限設定値B,たとえば5.33kPa(40tor
r)に設定した場合の例について、図2を参照しながら
説明する。ここにおいて、冬期における封水の温度を1
0℃とすると、飽和蒸気圧は1.23kPa(9.2to
rr)であり、また夏期における封水の温度を35℃とす
ると、飽和蒸気圧は5.63kPa(42.2torr)で
ある。
2に実線で示すように、前記圧力検出手段9によって検
出した真空圧力が、前記冬期下限設定値B以下になると
前記水封式真空ポンプ5を低速運転へ移行させ、前記冬
期上限設定値A以上になると前記水封式真空ポンプ5を
高速運転へ移行させる。前記真空圧力が前記冬期下限設
定値Bに達したとき、前記真空吸引ライン4における空
気分圧は、5.33−1.23=4.1kPa(30.
8torr)である。ここで、夏期においては、前記のよう
に、蒸気分圧が5.63kPaとなるため、前記冬期上
限設定値Aおよび前記冬期下限設定値Bのそれぞれを、
蒸気分圧の変化分,すなわち5.63−1.23=4.
4kPa(33torr)増加させる。
囲の上限値を、前記蒸気分圧の変化分増加させた夏期上
限調整値C,すなわち15.07kPa(113torr)
に調整するとともに、前記設定範囲の下限値を前記蒸気
分圧の変化分増加させた夏期下限調整値D,すなわち
9.73kPa(73torr)に調整する。すると、前記
制御器12は、この調整後の前記設定範囲の上限値およ
び下限値に基づき、図2に点線で示すように、前記真空
圧力が、前記夏期下限調整値D以下になると前記水封式
真空ポンプ5を低速運転へ移行させ、前記夏期上限調整
値C以上になると前記水封式真空ポンプ5を高速運転へ
移行させる。
限値の調整により、前記冬期下限設定値Bにおける空気
分圧と前記夏期下限調整値Dにおける空気分圧とが同じ
になる。また、前記設定範囲の上限値および下限値の調
整では、前記冬期上限設定値Aと前記冬期下限設定値B
との差と、前記夏期上限調整値Cと前記夏期下限調整値
Dとの差とが同じになっている。したがって、前記水封
式真空ポンプ5は、常に前記脱気手段1を所定の空気分
圧の範囲で真空吸引するため、季節の変化による封水温
度の変化に関係なく、所望の脱気度の脱気水を得ること
ができる。
下限調整値D(9.73kPa)に調整して制御するこ
とにより、前記水封式真空ポンプ5を早めに低速運転へ
移行させることができるため、前記水封式真空ポンプ5
を無駄に高速運転させるのを回避できる。たとえば、前
記設定例において、夏期においても前記冬期下限設定値
B(5.33kPa)をそのまま用いたとすると、夏期
においては、蒸気分圧(5.63kPa)だけで前記冬
期下限設定値Bを超えているため、前記水封式真空ポン
プ5は、高速運転から低速運転へ移行せず、高速運転を
維持するので、無駄な運転となる。
気度の脱気水を得るために、前記設定範囲の上限値を、
夏期上限設定値E,たとえば12.67kPa(95to
rr)に設定し、前記設定範囲の下限値を、夏期下限設定
値F,たとえば7.33kPa(55torr)に設定した
場合の例について説明する。この設定の場合、前記制御
器12は、図3に実線で示すように、前記圧力検出手段
9によって検出した真空圧力が、前記夏期下限設定値F
以下になると前記水封式真空ポンプ5を低速運転へ移行
させ、前記夏期上限設定値E以上になると前記水封式真
空ポンプ5を高速運転へ移行させる。この設定の場合、
夏期においては、前記水封式真空ポンプ5は、真空圧力
が前記夏期下限設定値Fに達したときの空気分圧,すな
わち7.33−5.63=1.7kPa(12.8tor
r)の空気分圧で真空吸引を行う。
は、前記夏期上限設定値Eおよび前記夏期下限設定値F
を、前記のように、封水温度の変化に応じた蒸気分圧の
変化に基づいて調整する。すなわち、前記制御器12
は、前記設定範囲の上限値を前記蒸気分圧の変化分減少
させて冬期上限調整値G,すなわち8.27kPa(6
2torr)に調整するとともに、前記設定範囲の下限値も
前記蒸気分圧の変化分減少させて冬期下限調整値H,す
なわち2.93kPa(22torr)に設定する。
することにより、前記制御器12は、図3に二点鎖線で
示すように、前記真空圧力が、前記冬期下限調整値H以
下になると前記水封式真空ポンプ5を低速運転へ移行さ
せ、前記冬期上限調整値G以上になると前記水封式真空
ポンプ5を高速運転へ移行させる。前記制御器12は、
冬期においては、前記冬期下限調整値Hに基づいて前記
水封式真空ポンプ5を制御することにより、夏期と同様
に2.93−1.23=1.7kPa(12.8torr)
の空気分圧の状態で脱気を行うことができ、所定の脱気
度の脱気水を得ることができる。ここで、この設定例に
おいて、冬期においても、前記夏期下限設定値Fをその
まま用いたとすると、前記水封式真空ポンプ5は、7.
33−1.23=6.1kPa(45.8torr)の空気
分圧の状態で低速運転へ移行してしまうため、それ以上
真空圧力が下がらないので、脱気性能が低下する。
常に前記脱気手段1を所定の空気分圧で真空吸引するた
め、季節の変化による封水温度の変化に関係なく、所望
の脱気度の脱気水を得ることができる。しかも、前記水
封式真空ポンプ5を無駄に高速運転することなく、適切
な運転を行えるので、省エネルギー化を達成する。した
がって、前記水封式真空ポンプ5は、常に前記脱気手段
1を所定の空気分圧で真空吸引するため、季節の変化に
よる封水温度の変化に関係なく、所望の脱気度の脱気水
を得ることができる。
水温度から蒸気分圧を求め、この蒸気分圧に基づいて、
前記水封式真空ポンプ5の運転を制御するための前記設
定範囲の上限値および下限値を調整することにより、封
水温度の変化に起因する脱気度の変化を防止することが
でき、しかも脱気度に応じた最適な前記水封式真空ポン
プ5の運転を可能とするため、省エネルギー化も同時に
達成する。
設定範囲の上限値および下限値の調整は、一定時間ごと
(たとえば1時間ごと)に行うこともできるし、封水温
度が所定温度(たとえば5℃)変化するごとに行うこと
もできる。さらに、飽和蒸気圧が所定圧力,たとえば
0.67kPa(5torr)変化する封水の温度域を設定
しておき、この温度域を越えるごとに前記設定範囲の上
限値および下限値を調整するように構成することもでき
る。
器12によって、前記真空吸引ライン4内の空気分圧が
前記所望の脱気度に対応する所定の値(または所定の範
囲)を維持するように前記水封式真空ポンプ5の運転を
制御する構成とすることもできる。すなわち、前記圧力
検出手段9によって検出した真空圧力から、前記温度検
出手段10によって検出した封水温度に基づいて求めた
蒸気分圧を差し引くことにより、空気分圧を求め、この
空気分圧が、所定の脱気度を得るのに必要な空気分圧と
なるように、前記水封式真空ポンプ5の回転数を増減さ
せる制御とすることもできる。
気方法およびその装置によれば、真空吸引手段の吸引側
における真空圧力と蒸気分圧とに基づいて、真空吸引手
段の運転を制御することにより、所望の脱気度の脱気液
を安定して得ることができる。しかも、真空吸引手段
は、過度の脱気や脱気不足を生じることなく、所望の脱
気度の脱気液を得るために適切な運転が行われるため、
省エネルギー化を達成することができる。
説明図である。
の運転の制御の一例を示す説明図である。
の運転の制御の他の一例を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 脱気手段1を用いて真空脱気する脱気方
法において、真空吸引手段5の吸引側における真空圧力
と蒸気分圧とに基づいて、前記真空吸引手段5の運転を
制御することを特徴とする脱気方法。 - 【請求項2】 前記蒸気分圧を、前記真空吸引手段5の
作動用流体の温度に基づいて求めることを特徴とする請
求項1に記載の脱気方法。 - 【請求項3】 脱気手段1と真空吸引手段5とを真空吸
引ライン4で接続し、前記真空吸引ライン4に圧力検出
手段9を設けるとともに、前記真空吸引手段5の作動用
流体の温度検出手段10を設け、前記圧力検出手段9か
らの圧力検出値と前記温度検出手段10からの温度検出
値とに基づいて、前記真空吸引手段5の運転を制御する
制御器12を設けたことを特徴とする脱気装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15894299A JP4214620B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 脱気装置における脱気方法 |
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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JP4214620B2 JP4214620B2 (ja) | 2009-01-28 |
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ID=15682718
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15894299A Expired - Fee Related JP4214620B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 脱気装置における脱気方法 |
Country Status (1)
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- 1999-06-07 JP JP15894299A patent/JP4214620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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