JP2003010604A - 脱気装置 - Google Patents
脱気装置Info
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- JP2003010604A JP2003010604A JP2001200806A JP2001200806A JP2003010604A JP 2003010604 A JP2003010604 A JP 2003010604A JP 2001200806 A JP2001200806 A JP 2001200806A JP 2001200806 A JP2001200806 A JP 2001200806A JP 2003010604 A JP2003010604 A JP 2003010604A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引火性ガス雰囲気中でも使用が可能であり、
且つ、腐食性ガス雰囲気中でも腐食を起こさず、低メン
テナンスコストの脱気装置を供給すること。 【解決手段】 膜を用いて減圧処理を行って脱気する装
置であって、減圧手段として流体駆動の真空ポンプを用
いると、電気的動力を必要としないため、引火性ガス雰
囲気中でも使用が可能である。また、駆動用流体として
気体、中でも空気を用いると、普遍に存在するため取り
扱い性に優れている。さらに、真空ポンプの脱気液と接
する部材を４弗化樹脂等とすると、溶剤等の脱気に好適
に用いることができる。
且つ、腐食性ガス雰囲気中でも腐食を起こさず、低メン
テナンスコストの脱気装置を供給すること。 【解決手段】 膜を用いて減圧処理を行って脱気する装
置であって、減圧手段として流体駆動の真空ポンプを用
いると、電気的動力を必要としないため、引火性ガス雰
囲気中でも使用が可能である。また、駆動用流体として
気体、中でも空気を用いると、普遍に存在するため取り
扱い性に優れている。さらに、真空ポンプの脱気液と接
する部材を４弗化樹脂等とすると、溶剤等の脱気に好適
に用いることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を脱気及び／
あるいは脱泡する液体の処理装置及び処理方法に関す
る。
あるいは脱泡する液体の処理装置及び処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】液体に溶解している溶存ガス濃度を減少
させる方法としては、例えば、充填塔やスプレー塔内を
減圧するいわゆる真空脱気、加熱脱気、超音波脱気、酸
素・窒素以外のガスをバブリングする方法、遠心分離を
利用する方法、加圧する方法、消泡剤などを添加する方
法等が知られている。その中でも、気体が透過し液体は
透過しない膜の一方に液体を通し他の側を減圧する膜式
真空脱気法が、装置が小型であること、取扱が容易であ
ること、高度の脱気が可能であるなどの特徴を持ってお
り、化学品、食品、医療、半導体等種々の分野で分析、
洗浄、製造に使用される液体の脱気及び／あるいは脱泡
に広く利用されている。
させる方法としては、例えば、充填塔やスプレー塔内を
減圧するいわゆる真空脱気、加熱脱気、超音波脱気、酸
素・窒素以外のガスをバブリングする方法、遠心分離を
利用する方法、加圧する方法、消泡剤などを添加する方
法等が知られている。その中でも、気体が透過し液体は
透過しない膜の一方に液体を通し他の側を減圧する膜式
真空脱気法が、装置が小型であること、取扱が容易であ
ること、高度の脱気が可能であるなどの特徴を持ってお
り、化学品、食品、医療、半導体等種々の分野で分析、
洗浄、製造に使用される液体の脱気及び／あるいは脱泡
に広く利用されている。
【0003】真空脱気の減圧に用いる真空ポンプとして、油
回転式真空ポンプ、水封式真空ポンプ、ルーツブロワ式
真空ポンプ、ダイアフラム式真空ポンプ、スクロール式
真空ポンプなどが知られている。特開平０６−２７３８
９７号公報ではダイアフラム式真空ポンプが、特開平０
９−４５６１５号公報では水封式真空ポンプが記載され
ている。
回転式真空ポンプ、水封式真空ポンプ、ルーツブロワ式
真空ポンプ、ダイアフラム式真空ポンプ、スクロール式
真空ポンプなどが知られている。特開平０６−２７３８
９７号公報ではダイアフラム式真空ポンプが、特開平０
９−４５６１５号公報では水封式真空ポンプが記載され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】脱気が必要な分野とし
て溶剤系の洗浄剤があるが、ＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）などの引火性液体に従来の技術を適用する場
合、駆動源が電気である真空ポンプの接点のショートに
より引火爆発する危険性があった。その対策として、引
火性ガスの雰囲気中でも使用可能な防爆構造の真空ポン
プを用いる方法が考えられるが、ポンプが大容量モータ
ーを搭載した大型のものとなり、脱気装置全体の重量、
形状が大きくなり、扱い難く、場所を取り、且つ多大な
施工、並びにメンテナンスコストが必要であった。
て溶剤系の洗浄剤があるが、ＩＰＡ（イソプロピルアル
コール）などの引火性液体に従来の技術を適用する場
合、駆動源が電気である真空ポンプの接点のショートに
より引火爆発する危険性があった。その対策として、引
火性ガスの雰囲気中でも使用可能な防爆構造の真空ポン
プを用いる方法が考えられるが、ポンプが大容量モータ
ーを搭載した大型のものとなり、脱気装置全体の重量、
形状が大きくなり、扱い難く、場所を取り、且つ多大な
施工、並びにメンテナンスコストが必要であった。
【0005】また、脱気装置の脱気用配管を工場内の別な場
所にある真空ポンプまで接続して脱気装置を減圧する方
法もあるが、真空ポンプまでの配管長が長く複雑化して
コストがかかる。さらに、配管抵抗の増大による吸引能
力の低下を回避するために、配管径を大きくして配管抵
抗を減らしたり、排気速度の大きな真空ポンプを選定し
たりする必要があり、設備が大型化して多大なコストが
必要であった。さらには、配管のリーク等による排気能
力の低減が発生する場合もあり、多大な配管のメンテテ
ナンスコストが必要であった。
所にある真空ポンプまで接続して脱気装置を減圧する方
法もあるが、真空ポンプまでの配管長が長く複雑化して
コストがかかる。さらに、配管抵抗の増大による吸引能
力の低下を回避するために、配管径を大きくして配管抵
抗を減らしたり、排気速度の大きな真空ポンプを選定し
たりする必要があり、設備が大型化して多大なコストが
必要であった。さらには、配管のリーク等による排気能
力の低減が発生する場合もあり、多大な配管のメンテテ
ナンスコストが必要であった。
【0006】また、油回転式真空ポンプを用いる場合、排気
中にオイルミストが発生するのでオイルミストトラップ
が必要となる。また、洗浄剤との反応による油劣化及
び、水分吸引による油の乳化の問題があり、真空ポンプ
とは別に油水分離器を設けなければならず、その設置や
維持管理に多大なコストがかかるという問題がある。
中にオイルミストが発生するのでオイルミストトラップ
が必要となる。また、洗浄剤との反応による油劣化及
び、水分吸引による油の乳化の問題があり、真空ポンプ
とは別に油水分離器を設けなければならず、その設置や
維持管理に多大なコストがかかるという問題がある。
【0007】また、水封式真空ポンプを用いる場合、他のポ
ンプに比べて真空能力が低く、さらには水温管理が必要
という問題がある。また、水蒸気、水以外の有害ガスま
たは液体を吸引する場合、封水にそれらが溶解してその
ままでは封水を排水できないので封水の密閉循環を行う
必要がある。更にその封水を排水する場合、封水に溶解
した成分の分離装置が必要となり、その設置や維持管理
に多大なコストがかかるという問題があった。
ンプに比べて真空能力が低く、さらには水温管理が必要
という問題がある。また、水蒸気、水以外の有害ガスま
たは液体を吸引する場合、封水にそれらが溶解してその
ままでは封水を排水できないので封水の密閉循環を行う
必要がある。更にその封水を排水する場合、封水に溶解
した成分の分離装置が必要となり、その設置や維持管理
に多大なコストがかかるという問題があった。
【0008】また、膜式真空脱気により脱気する場合には、
液体の飽和蒸気圧力よりも低い圧力で減圧した場合に
は、液体の気化が促進され液体の蒸気が系外に大量に排
出されることもあり、減圧するポンプへ流入し易くな
る。真空ポンプの材質に鉄やアルミニウムあるいはＮＢ
Ｒ（ニトリルブタジエンゴム）などを使用した場合、ポ
ンプ内部が吸引された溶剤や水と接触することで腐食を
起こして、真空ポンプが故障を起こす問題があった。
液体の飽和蒸気圧力よりも低い圧力で減圧した場合に
は、液体の気化が促進され液体の蒸気が系外に大量に排
出されることもあり、減圧するポンプへ流入し易くな
る。真空ポンプの材質に鉄やアルミニウムあるいはＮＢ
Ｒ（ニトリルブタジエンゴム）などを使用した場合、ポ
ンプ内部が吸引された溶剤や水と接触することで腐食を
起こして、真空ポンプが故障を起こす問題があった。
【0009】本発明は、このような問題に鑑みてなされたも
のであり、引火性ガス雰囲気中でも使用が可能であり、
且つ、腐食性ガス雰囲気中でも腐食を起こさず、低メン
テナンスコストの脱気装置を供給することを目的とす
る。
のであり、引火性ガス雰囲気中でも使用が可能であり、
且つ、腐食性ガス雰囲気中でも腐食を起こさず、低メン
テナンスコストの脱気装置を供給することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
膜を用いて減圧処理を行って脱気する装置であって、減
圧手段として流体駆動の真空ポンプを用いることを特徴
とする脱気装置、である。
膜を用いて減圧処理を行って脱気する装置であって、減
圧手段として流体駆動の真空ポンプを用いることを特徴
とする脱気装置、である。
【0011】前記真空ポンプの脱気液と接する部材が４弗化
樹脂、弗素ゴム、ステンレス鋼、の少なくとも一つの素
材からなるか、若しくは４弗化樹脂コーティング、Ｎｉ
メッキ、カチオン塗装、の少なくとも一つの表面処理が
なされていると、耐久性に優れ好ましい。前記真空ポン
プが往復式もしくは回転式であると、効率的に減圧処理
を行うことができ好ましい。前記真空ポンプが空気駆動
であると、設置場所を選ばず使用することができ好まし
い。前記膜が非多孔質膜の両側を多孔質の支持層で挟み
込んだ三層中空糸膜からなると、効率的な脱気が可能と
なり好ましい。前記膜及び前記真空ポンプを収納し、か
つ貫通口を有するケーシングを設け、前記真空ポンプか
ら排気される駆動用空気を前記ケーシング内部に一旦排
気し、前記貫通口を通して前記ケーシング外部に排気す
るように構成すると、溶剤の脱気を行った際に、装置に
溶剤の侵入が起こらないため好ましい。
樹脂、弗素ゴム、ステンレス鋼、の少なくとも一つの素
材からなるか、若しくは４弗化樹脂コーティング、Ｎｉ
メッキ、カチオン塗装、の少なくとも一つの表面処理が
なされていると、耐久性に優れ好ましい。前記真空ポン
プが往復式もしくは回転式であると、効率的に減圧処理
を行うことができ好ましい。前記真空ポンプが空気駆動
であると、設置場所を選ばず使用することができ好まし
い。前記膜が非多孔質膜の両側を多孔質の支持層で挟み
込んだ三層中空糸膜からなると、効率的な脱気が可能と
なり好ましい。前記膜及び前記真空ポンプを収納し、か
つ貫通口を有するケーシングを設け、前記真空ポンプか
ら排気される駆動用空気を前記ケーシング内部に一旦排
気し、前記貫通口を通して前記ケーシング外部に排気す
るように構成すると、溶剤の脱気を行った際に、装置に
溶剤の侵入が起こらないため好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面をもとに本発明の脱気
装置について説明する。図１は、本発明の脱気装置の一
例を示したフロー図であり、図２および図３は本発明で
用いられる脱気膜の一態様を示した断面図である。図１
において、液体は脱気装置１の液体導入口６から導入さ
れ、脱気膜２で脱気されて液体導出口７から導出され
る。
装置について説明する。図１は、本発明の脱気装置の一
例を示したフロー図であり、図２および図３は本発明で
用いられる脱気膜の一態様を示した断面図である。図１
において、液体は脱気装置１の液体導入口６から導入さ
れ、脱気膜２で脱気されて液体導出口７から導出され
る。
【0013】ここで、図1に示す減圧手段とは、膜の液相側
の圧力以下に膜の気相側の圧力を減圧させることができ
るものであればよいが、電気火花を発生させる電気的な
接点のない流体駆動の真空ポンプを用いることが必要で
あり、本発明の脱気装置を用いることで、引火性雰囲気
中で脱気することが可能となる。
の圧力以下に膜の気相側の圧力を減圧させることができ
るものであればよいが、電気火花を発生させる電気的な
接点のない流体駆動の真空ポンプを用いることが必要で
あり、本発明の脱気装置を用いることで、引火性雰囲気
中で脱気することが可能となる。
【0014】本発明でいう流体駆動の真空ポンプとは、減圧
するための原動力として流体を用いるものを言い、ピス
トン、ダイアフラム、スクリュー等を、液体や気体の力
で移動や回転させるものを言う。もちろん、これらに類
するもので減圧可能な方式であれば使用することがで
き、例えば、水流アスピレーター、ベンチュリー管等液
体や気体の流れを利用した減圧手段等を挙げる事が出来
る。
するための原動力として流体を用いるものを言い、ピス
トン、ダイアフラム、スクリュー等を、液体や気体の力
で移動や回転させるものを言う。もちろん、これらに類
するもので減圧可能な方式であれば使用することがで
き、例えば、水流アスピレーター、ベンチュリー管等液
体や気体の流れを利用した減圧手段等を挙げる事が出来
る。
【0015】流体駆動の真空ポンプの作動方式は特に限定さ
れるものではないが、往復式または回転式が好ましく用
いられる。ここで、往復式とは、往復運動させることで
減圧する方式であり、例えばピストン方式やダイアフラ
ム方式が該当する。また回転式とは、回転運動により減
圧する方式であり、例えばスクロール方式、スクリュー
方式が該当する。
れるものではないが、往復式または回転式が好ましく用
いられる。ここで、往復式とは、往復運動させることで
減圧する方式であり、例えばピストン方式やダイアフラ
ム方式が該当する。また回転式とは、回転運動により減
圧する方式であり、例えばスクロール方式、スクリュー
方式が該当する。
【0016】駆動用流体としては、気体が好ましく、水等の
液体の場合と比べて、タンクに液体を予め用意しておく
必要がなく、また排液用配管を設置して排液を行う必要
もない。更には、気体の中でも空気は普遍に存在し、取
り扱い性に優れているので特に好ましく、コンプレッサ
等を用いて大気中から容易に供給可能であり、且つ大気
中に直接排気することができる。したがって、本発明の
脱気装置では、空気駆動の真空ポンプを用いることが好
ましい。
液体の場合と比べて、タンクに液体を予め用意しておく
必要がなく、また排液用配管を設置して排液を行う必要
もない。更には、気体の中でも空気は普遍に存在し、取
り扱い性に優れているので特に好ましく、コンプレッサ
等を用いて大気中から容易に供給可能であり、且つ大気
中に直接排気することができる。したがって、本発明の
脱気装置では、空気駆動の真空ポンプを用いることが好
ましい。
【0017】ポンプの種類としては、ピストン式真空ポン
プ、ダイアフラム式真空ポンプ、スクロール式真空ポン
プ、スクリュー式真空ポンプなどのいわゆるドライ型の
真空ポンプを使用することが好ましく、油回転式真空ポ
ンプを用いる場合のオイルミスト対策、ポンプ油の劣化
や乳化の対策、あるいは水封式真空ポンプを用いる場合
の、封水の温度管理、封水の水質管理などの問題がなく
なり、メンテナンスコストを低減できる。
プ、ダイアフラム式真空ポンプ、スクロール式真空ポン
プ、スクリュー式真空ポンプなどのいわゆるドライ型の
真空ポンプを使用することが好ましく、油回転式真空ポ
ンプを用いる場合のオイルミスト対策、ポンプ油の劣化
や乳化の対策、あるいは水封式真空ポンプを用いる場合
の、封水の温度管理、封水の水質管理などの問題がなく
なり、メンテナンスコストを低減できる。
【0018】本発明に使用する膜の形態は必ずしも限定はさ
れず、平膜、中空糸膜、チューブラー膜等を用いること
もできるが、単位体積当たりの膜面積を大きくでき、装
置のコンパクト化が容易な中空糸膜の形態がより好まし
い。本発明で利用される中空糸膜は、内径が５０〜５０
０μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜を用い
ることが好ましい。内径がこの範囲より小さいと、中空
糸膜内部に液体を通液する場合、圧力損失が大きくなり
すぎ、大きいと脱泡、脱気の効率が低下する。また、膜
厚がこの範囲より薄いと機械的強度が低くなり、圧力の
変動によって中空糸膜が振動して中空糸膜の損傷を招き
やすくなり、厚くなるとガス透過性が低下するので脱
気、脱泡の効率が低下する。
れず、平膜、中空糸膜、チューブラー膜等を用いること
もできるが、単位体積当たりの膜面積を大きくでき、装
置のコンパクト化が容易な中空糸膜の形態がより好まし
い。本発明で利用される中空糸膜は、内径が５０〜５０
０μｍ、膜厚が１０〜１５０μｍである中空糸膜を用い
ることが好ましい。内径がこの範囲より小さいと、中空
糸膜内部に液体を通液する場合、圧力損失が大きくなり
すぎ、大きいと脱泡、脱気の効率が低下する。また、膜
厚がこの範囲より薄いと機械的強度が低くなり、圧力の
変動によって中空糸膜が振動して中空糸膜の損傷を招き
やすくなり、厚くなるとガス透過性が低下するので脱
気、脱泡の効率が低下する。
【0019】中空糸膜の構造は、非多孔質層の両面に多孔質
層が配された三層構造を有する複合中空糸膜がさらに好
ましい。このような複合中空糸膜を用いると、液体が直
接非多孔質層に接触し難いため非多孔質層が液体で侵さ
れ難く、効率よく液体の脱気、脱泡を行うことができ
る。複合中空糸膜としては、非多孔質層の厚みが０．３
〜３μｍであり、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜１００
μｍである複合中空糸膜を用いると、機械的強度が高
く、かつ脱気、脱泡を行う際の気体の透過量を向上させ
ることができる。
層が配された三層構造を有する複合中空糸膜がさらに好
ましい。このような複合中空糸膜を用いると、液体が直
接非多孔質層に接触し難いため非多孔質層が液体で侵さ
れ難く、効率よく液体の脱気、脱泡を行うことができ
る。複合中空糸膜としては、非多孔質層の厚みが０．３
〜３μｍであり、多孔質層の厚みがそれぞれ５〜１００
μｍである複合中空糸膜を用いると、機械的強度が高
く、かつ脱気、脱泡を行う際の気体の透過量を向上させ
ることができる。
【0020】この様な複合中空糸膜の非多孔質層を構成する
ポリマーとしては、ポリジメチルシロキサン、シリコン
とポリカーボネートの共重合体等のシリコンゴム系ポリ
マー、ポリ（４−メチルペンテン−１）、低密度ポリエ
チレンなどのポリオレフィン系ポリマー、パーフルオロ
アルキル系ポリマー等のフッ素含有ポリマー、エチルセ
ルロース等のセルロース系ポリマー、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリ（４−ビニルピリジン）、ウレタン系ポ
リマーが挙げられ、これらのポリマー素材の共重合体あ
るいはブレンドポリマー等も用いることができる。
ポリマーとしては、ポリジメチルシロキサン、シリコン
とポリカーボネートの共重合体等のシリコンゴム系ポリ
マー、ポリ（４−メチルペンテン−１）、低密度ポリエ
チレンなどのポリオレフィン系ポリマー、パーフルオロ
アルキル系ポリマー等のフッ素含有ポリマー、エチルセ
ルロース等のセルロース系ポリマー、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリ（４−ビニルピリジン）、ウレタン系ポ
リマーが挙げられ、これらのポリマー素材の共重合体あ
るいはブレンドポリマー等も用いることができる。
【0021】特に、この中でも、効率良く液体の脱気、脱泡
の処理が行える非多孔質層の素材として、ウレタン系ポ
リマーや、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリオレ
フィンから構成される素材が好ましい。特に、スチレン
系熱可塑性エラストマーとポリオレフィンの組み合わせ
は薬品に対する耐久性に優れ、薬品に接触しても素材が
損なわれたり、性能が低下したりしにくい点で好まし
い。
の処理が行える非多孔質層の素材として、ウレタン系ポ
リマーや、スチレン系熱可塑性エラストマーとポリオレ
フィンから構成される素材が好ましい。特に、スチレン
系熱可塑性エラストマーとポリオレフィンの組み合わせ
は薬品に対する耐久性に優れ、薬品に接触しても素材が
損なわれたり、性能が低下したりしにくい点で好まし
い。
【0022】スチレン系熱可塑性エラストマーの具体的な素
材としては、スチレンとブタジエンの共重合体、スチレ
ンとエチレン−ブチレンの共重合体、スチレンとイソプ
レンの共重合体、スチレンとエチレン−プロピレンの共
重合体等が挙げられる。これらのポリマーやエラストマ
ーは単独で用いても構わないし、複数の素材を組み合わ
せて用いても構わない。
材としては、スチレンとブタジエンの共重合体、スチレ
ンとエチレン−ブチレンの共重合体、スチレンとイソプ
レンの共重合体、スチレンとエチレン−プロピレンの共
重合体等が挙げられる。これらのポリマーやエラストマ
ーは単独で用いても構わないし、複数の素材を組み合わ
せて用いても構わない。
【0023】複合中空糸膜の多孔質層を構成するポリマー素
材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（３
−メチルブテン−１）、ポリ（４−メチルペンテン−
１）等のポリオレフィン系ポリマー、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマ
ー、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
エーテルケトン等のポリマーを用いることができる。非
多孔質層を構成するポリマー素材と、多孔質層を構成す
るポリマー素材との組み合わせについては特に限定され
ず、異種のポリマーはもちろん、同種のポリマーであっ
ても構わない。
材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（３
−メチルブテン−１）、ポリ（４−メチルペンテン−
１）等のポリオレフィン系ポリマー、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマ
ー、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
エーテルケトン等のポリマーを用いることができる。非
多孔質層を構成するポリマー素材と、多孔質層を構成す
るポリマー素材との組み合わせについては特に限定され
ず、異種のポリマーはもちろん、同種のポリマーであっ
ても構わない。
【0024】中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の中空部に
液体を通し、中空糸膜の外側を減圧する方式でもいい
し、中空糸膜の外側に液体を通し、中空部を減圧する方
式でも、どちらとも採用できる。図２は中空糸膜内部に
液体を通す時の中空糸膜モジュールの一例であり、中空
糸膜１の両端の開口状態を保持したまま、固定部材２で
液体が流れる側と減圧される側とが液密に封止されてい
る。図３は中空糸膜の外部に液体を通すときの中空糸膜
モジュールの一例であり、ケース３に液体導入口４と液
体導出口５を設けた他は図２の構成と同様である。ただ
し、減圧口６は必ずしも両端に存在する必要はなく、片
方のみから減圧することも可能であり、その際には減圧
しない側の中空糸端部は閉じていることが好ましい。
液体を通し、中空糸膜の外側を減圧する方式でもいい
し、中空糸膜の外側に液体を通し、中空部を減圧する方
式でも、どちらとも採用できる。図２は中空糸膜内部に
液体を通す時の中空糸膜モジュールの一例であり、中空
糸膜１の両端の開口状態を保持したまま、固定部材２で
液体が流れる側と減圧される側とが液密に封止されてい
る。図３は中空糸膜の外部に液体を通すときの中空糸膜
モジュールの一例であり、ケース３に液体導入口４と液
体導出口５を設けた他は図２の構成と同様である。ただ
し、減圧口６は必ずしも両端に存在する必要はなく、片
方のみから減圧することも可能であり、その際には減圧
しない側の中空糸端部は閉じていることが好ましい。
【0025】使用する液体の蒸気が膜を透過する性質を有す
る場合には、減圧度の下限はその液体の蒸気圧程度であ
ることが好ましい。液体の蒸気圧よりも低い減圧度にな
った場合には、液体の蒸気が膜を透過して、真空ポンプ
へ導かれ易くなり、真空ポンプの性能低下を引き起こす
ことがある。このため図１には図示されていないが、中
空糸膜モジュール２と真空ポンプ９との間にトラップを
設けることが好ましい。通常の状態においても、脱気モ
ジュール２から真空ポンプ側へ極く少量の液体が滲み出
すことがあり、また、真空用配管内で結露が生じること
もあるが、トラップを設けることは真空ポンプ９の内部
へ液体が流入することを防ぐことが可能となるため好ま
しい方法である。
る場合には、減圧度の下限はその液体の蒸気圧程度であ
ることが好ましい。液体の蒸気圧よりも低い減圧度にな
った場合には、液体の蒸気が膜を透過して、真空ポンプ
へ導かれ易くなり、真空ポンプの性能低下を引き起こす
ことがある。このため図１には図示されていないが、中
空糸膜モジュール２と真空ポンプ９との間にトラップを
設けることが好ましい。通常の状態においても、脱気モ
ジュール２から真空ポンプ側へ極く少量の液体が滲み出
すことがあり、また、真空用配管内で結露が生じること
もあるが、トラップを設けることは真空ポンプ９の内部
へ液体が流入することを防ぐことが可能となるため好ま
しい方法である。
【0026】溶剤のような腐食性ある液体を脱気処理する場
合、鉄やアルミニウムあるいはＮＢＲ（ニトリルブタジ
エンゴム）といった素材でできた真空ポンプを用いる
と、ポンプの内部が腐食を起こし故障の原因となるの
で、真空ポンプ９の脱気液と接する部材に、４弗化樹
脂、弗素ゴム、ステンレス鋼の少なくとも一つからなる
部材を使用するか、あるいは、真空ポンプの脱気液と接
する部材の表面へ４弗化樹脂のコーティング、Ｎｉメッ
キ、カチオン塗装の少なくとも一つの表面処理を施すこ
とが好ましい。また、これに限定されず、脱気される液
体の腐食性等の性質に応じた材料の選定を行うことが好
ましい。
合、鉄やアルミニウムあるいはＮＢＲ（ニトリルブタジ
エンゴム）といった素材でできた真空ポンプを用いる
と、ポンプの内部が腐食を起こし故障の原因となるの
で、真空ポンプ９の脱気液と接する部材に、４弗化樹
脂、弗素ゴム、ステンレス鋼の少なくとも一つからなる
部材を使用するか、あるいは、真空ポンプの脱気液と接
する部材の表面へ４弗化樹脂のコーティング、Ｎｉメッ
キ、カチオン塗装の少なくとも一つの表面処理を施すこ
とが好ましい。また、これに限定されず、脱気される液
体の腐食性等の性質に応じた材料の選定を行うことが好
ましい。
【0027】また液体の送液手段に関しては図示していない
が、送液手段の配置や方法に特に限定されるものではな
いが、例えば、脱気装置とは別に設置してある液体タン
クおよび送液ポンプから送られてくる非処理液体を脱気
装置の液体導入口６へ導入し、脱気装置で脱気された脱
気液を液体導出口７から超音波洗浄槽などの供給先へ配
管を介して供給する方法がある。また、液体タンクと脱
気装置の間で循環ポンプにより液体の循環を行わせる方
法がある。
が、送液手段の配置や方法に特に限定されるものではな
いが、例えば、脱気装置とは別に設置してある液体タン
クおよび送液ポンプから送られてくる非処理液体を脱気
装置の液体導入口６へ導入し、脱気装置で脱気された脱
気液を液体導出口７から超音波洗浄槽などの供給先へ配
管を介して供給する方法がある。また、液体タンクと脱
気装置の間で循環ポンプにより液体の循環を行わせる方
法がある。
【0028】また、本発明の脱気装置では、中空糸膜モジュ
ール２と真空ポンプ９の間に仕切弁１１とリーク弁１２
を介設することが好ましい。脱気運転を行う場合、仕切
弁１１を開き、リーク弁１２を閉じることで、中空糸膜
モジュール２と真空ポンプ９が連通し、中空糸膜モジュ
ール内部の減圧が行われる。ここで、仕切弁１１および
リーク弁１２は、手動式または空気駆動式であることが
好ましく、電動式の駆動弁を用いる場合の引火爆発の危
険性がない。また、弁の種類は、特に限定はされない
が、例えば、ボール弁、ダイアフラム弁、ニードル弁を
用いることができる。本発明の脱気装置では、真空ポン
プの起動前に、リーク弁１２を開くことで、大気を導入
して真空ポンプの吸引側を大気圧とすることが好まし
く、真空ポンプの吸引側が負圧状態から起動を行う場合
に比べて起動動力を軽減でき、少動力の小型真空ポンプ
を選定することが可能となる。また、リーク弁１２の前
段にフイルタ１３を設けることが好ましく、中空糸膜モ
ジュールあるいは真空ポンプの内部へ粉塵が流入するこ
とによるそれらの損傷を未然に防ぐことができる。
ール２と真空ポンプ９の間に仕切弁１１とリーク弁１２
を介設することが好ましい。脱気運転を行う場合、仕切
弁１１を開き、リーク弁１２を閉じることで、中空糸膜
モジュール２と真空ポンプ９が連通し、中空糸膜モジュ
ール内部の減圧が行われる。ここで、仕切弁１１および
リーク弁１２は、手動式または空気駆動式であることが
好ましく、電動式の駆動弁を用いる場合の引火爆発の危
険性がない。また、弁の種類は、特に限定はされない
が、例えば、ボール弁、ダイアフラム弁、ニードル弁を
用いることができる。本発明の脱気装置では、真空ポン
プの起動前に、リーク弁１２を開くことで、大気を導入
して真空ポンプの吸引側を大気圧とすることが好まし
く、真空ポンプの吸引側が負圧状態から起動を行う場合
に比べて起動動力を軽減でき、少動力の小型真空ポンプ
を選定することが可能となる。また、リーク弁１２の前
段にフイルタ１３を設けることが好ましく、中空糸膜モ
ジュールあるいは真空ポンプの内部へ粉塵が流入するこ
とによるそれらの損傷を未然に防ぐことができる。
【0029】本発明の脱気装置１は、膜２及び真空ポンプ９
を収納し、貫通口１７を有するケーシング１８を設け、
駆動用空気入口１４から真空ポンプ９へ供給され駆動用
空気出口１５から排気される空気を、ケーシング１８内
部に一旦排気し、貫通口１７を通してケーシング１８外
部に排気するように構成することが好ましい。このよう
な構成により、溶剤などの蒸気の雰囲気中に脱気装置１
を設置し運転した場合に、装置内部へ溶剤蒸気が流入す
ることを防止することを可能とし、装置内部が溶剤など
の蒸気と接触回数を大幅に低減できることから、装置内
部の各種構成部材の寿命を伸長させ、メンテナンス等も
低減させることが可能となる。また、同様の理由から、
真空ポンプで吸引して排出されるガスまたはガスと液体
の混合物は、配管を用い脱気ガス排出口１６から直接装
置外へ排出することが好ましい。また、前記貫通口１７
を空気駆動式真空ポンプより排出された駆動用空気によ
る内圧の解放用貫通口として用いることは、脱気装置の
構造を簡易化させる面で好ましい。さらに貫通口１７
は、真空ポンプ等の発熱による内部蓄熱を放出させる効
果も有している。
を収納し、貫通口１７を有するケーシング１８を設け、
駆動用空気入口１４から真空ポンプ９へ供給され駆動用
空気出口１５から排気される空気を、ケーシング１８内
部に一旦排気し、貫通口１７を通してケーシング１８外
部に排気するように構成することが好ましい。このよう
な構成により、溶剤などの蒸気の雰囲気中に脱気装置１
を設置し運転した場合に、装置内部へ溶剤蒸気が流入す
ることを防止することを可能とし、装置内部が溶剤など
の蒸気と接触回数を大幅に低減できることから、装置内
部の各種構成部材の寿命を伸長させ、メンテナンス等も
低減させることが可能となる。また、同様の理由から、
真空ポンプで吸引して排出されるガスまたはガスと液体
の混合物は、配管を用い脱気ガス排出口１６から直接装
置外へ排出することが好ましい。また、前記貫通口１７
を空気駆動式真空ポンプより排出された駆動用空気によ
る内圧の解放用貫通口として用いることは、脱気装置の
構造を簡易化させる面で好ましい。さらに貫通口１７
は、真空ポンプ等の発熱による内部蓄熱を放出させる効
果も有している。
【0030】以下、実施例を基に本発明を具体的に説明す
る。 ＜実施例１＞図１のフロー図に示す構成に基づき脱気装
置を製作した。真空ポンプは、空気駆動のダイアフラム
式を用い、電気部品は一切用いなかった。また、ステン
レス製のケーシングを用い、これに貫通口を設けるとと
もに、を空気駆動真空ポンプの駆動部からケーシング内
部に一旦排気し、貫通口からケーシング外部に排気する
構成とした。さらに、真空ポンプから排出されるガスま
たはガスと液体の混合物を、脱気ガス排出口を設けて脱
気ガス排出口から直接ケーシング外へ排出されるように
した。中空糸膜モジュールには、内径２００μｍ、外径
２５４μｍ（膜厚２７μｍ）の三層構造中空糸膜（三菱
レイヨン製、ＭＨＦ２００ＴＬ）を用い、その中空糸膜
の両端部の開口を保持したまま両端を固定し、膜面積
０．６４ｍ２の中空糸膜モジュールを製作して使用し
た。
る。 ＜実施例１＞図１のフロー図に示す構成に基づき脱気装
置を製作した。真空ポンプは、空気駆動のダイアフラム
式を用い、電気部品は一切用いなかった。また、ステン
レス製のケーシングを用い、これに貫通口を設けるとと
もに、を空気駆動真空ポンプの駆動部からケーシング内
部に一旦排気し、貫通口からケーシング外部に排気する
構成とした。さらに、真空ポンプから排出されるガスま
たはガスと液体の混合物を、脱気ガス排出口を設けて脱
気ガス排出口から直接ケーシング外へ排出されるように
した。中空糸膜モジュールには、内径２００μｍ、外径
２５４μｍ（膜厚２７μｍ）の三層構造中空糸膜（三菱
レイヨン製、ＭＨＦ２００ＴＬ）を用い、その中空糸膜
の両端部の開口を保持したまま両端を固定し、膜面積
０．６４ｍ２の中空糸膜モジュールを製作して使用し
た。
【0031】製作した脱気装置を屋内に設置し、エタノール
８８％の水溶液を４８時間連続で脱気処理を行った。こ
のとき液体の流量は３００ｍｌ／ｍｉｎであり、脱気前
の溶存酸素濃度と脱気後の溶存酸素濃度から溶存酸素除
去率を測定した。また、装置近傍におけるエタノールの
蒸気濃度を、ガステック社製のガステックＧＶ−１００
Ｓおよびエタノール用検知管を用いて１０分間隔で測定
した。液体の温度は２５℃であった。
８８％の水溶液を４８時間連続で脱気処理を行った。こ
のとき液体の流量は３００ｍｌ／ｍｉｎであり、脱気前
の溶存酸素濃度と脱気後の溶存酸素濃度から溶存酸素除
去率を測定した。また、装置近傍におけるエタノールの
蒸気濃度を、ガステック社製のガステックＧＶ−１００
Ｓおよびエタノール用検知管を用いて１０分間隔で測定
した。液体の温度は２５℃であった。
【0032】その結果、溶存酸素除去率は常に８０％以上で
あり、安定した運転が可能であることを確認できた。ま
た、検知管を貫通口から装置内部へ挿入して測定した装
置内部のエタノール蒸気濃度は、運転開始から終了まで
常に０％を示した。一方、脱気ガス排出口で測定したエ
タノール蒸気濃度は、真空ポンプの排気中に含まれるエ
タノールの蒸気により平均で約５％であった。運転終了
後の観察では、装置内部にエタノールや水による濡れは
認められず、構成部材が腐食している様子も認められな
かった。以上、空気駆動の真空ポンプの駆動部から排気
される空気を用いて装置内部をパージし常に新しい空気
で満たすことにより、装置内部の腐食性ガスとの接触を
防いで運転を行えることを確認できた。
あり、安定した運転が可能であることを確認できた。ま
た、検知管を貫通口から装置内部へ挿入して測定した装
置内部のエタノール蒸気濃度は、運転開始から終了まで
常に０％を示した。一方、脱気ガス排出口で測定したエ
タノール蒸気濃度は、真空ポンプの排気中に含まれるエ
タノールの蒸気により平均で約５％であった。運転終了
後の観察では、装置内部にエタノールや水による濡れは
認められず、構成部材が腐食している様子も認められな
かった。以上、空気駆動の真空ポンプの駆動部から排気
される空気を用いて装置内部をパージし常に新しい空気
で満たすことにより、装置内部の腐食性ガスとの接触を
防いで運転を行えることを確認できた。
【0033】＜実施例２＞ケーシングを設けないこと以外
は、実施例１と同様にして脱気処理を行った。その結
果、溶存酸素除去率は常に８０％以上であり、安定した
運転が可能であることを確認できた。なお、真空ポンプ
近辺でのエタノール蒸気濃度は、真空ポンプの排気中に
含まれるエタノールの蒸気が拡散することにより除々に
増加し、１０時間後に４．４％を示し、真空ポンプの脱
気ガス排出口でのエタノール蒸気濃度は、約５％を示し
たものの、空気駆動の真空ポンプであるため、引火爆発
の懸念はなかった。また、運転終了後の観察では、装置
内部にエタノールや水による濡れが認められ、構成部材
の一部に濡れを原因とする腐食が観察された。以上、構
成部材の腐食を除けば、エア駆動の真空ポンプを用いる
ことで引火性ガスの雰囲気中でも安定して運転を行える
ことを確認できた。
は、実施例１と同様にして脱気処理を行った。その結
果、溶存酸素除去率は常に８０％以上であり、安定した
運転が可能であることを確認できた。なお、真空ポンプ
近辺でのエタノール蒸気濃度は、真空ポンプの排気中に
含まれるエタノールの蒸気が拡散することにより除々に
増加し、１０時間後に４．４％を示し、真空ポンプの脱
気ガス排出口でのエタノール蒸気濃度は、約５％を示し
たものの、空気駆動の真空ポンプであるため、引火爆発
の懸念はなかった。また、運転終了後の観察では、装置
内部にエタノールや水による濡れが認められ、構成部材
の一部に濡れを原因とする腐食が観察された。以上、構
成部材の腐食を除けば、エア駆動の真空ポンプを用いる
ことで引火性ガスの雰囲気中でも安定して運転を行える
ことを確認できた。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の脱気装置
は、流体駆動の真空ポンプを用いているので、引火性ガ
ス雰囲気中で装置を使用することが可能となる。また、
空気駆動の真空ポンプの駆動部から排気される空気を用
いてケーシング内部をパージし常に新しい空気で満たす
ことにより、腐食性ガスとの接触回数を大幅に低減する
ことが可能となり、装置の腐食や故障等が起こり難く、
メンテナンスコストを低減できる。また、装置を小型化
できるので、供給先の装置近傍に設置して配管施工コス
トおよびメンテナンスコストを大幅に低減することが可
能となる。
は、流体駆動の真空ポンプを用いているので、引火性ガ
ス雰囲気中で装置を使用することが可能となる。また、
空気駆動の真空ポンプの駆動部から排気される空気を用
いてケーシング内部をパージし常に新しい空気で満たす
ことにより、腐食性ガスとの接触回数を大幅に低減する
ことが可能となり、装置の腐食や故障等が起こり難く、
メンテナンスコストを低減できる。また、装置を小型化
できるので、供給先の装置近傍に設置して配管施工コス
トおよびメンテナンスコストを大幅に低減することが可
能となる。
【図１】本発明の脱気装置の一例を示したフロー図であ
る。
る。
【図２】本発明で用いられる中空糸膜モジュールの一態
様を示した断面図である。
様を示した断面図である。
【図３】本発明で用いられる中空糸膜モジュールの一態
様を示した断面図である。
様を示した断面図である。
１ 脱気装置
２ 中空糸膜モジュール
３ 中空糸膜
４ 固定部材
５ 容器
６ 液体導入口
７ 液体導出口
８ 減圧口
９ 真空ポンプ
１０ 圧力計
１１ 仕切弁
１２ リーク弁
１３ フィルタ
１４ 駆動用空気入口
１５ 駆動用空気出口
１６ 脱気ガス排出口
１７ 貫通口
１８ ケーシング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田阪 広
愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号
三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内
(72)発明者 高山 仁史
愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号
三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内
Ｆターム(参考） 4D006 GA32 HA02 HA18 HA19 JA03A
JA53A JA53C JA54A JA54C
JA63A KA12 KB17 MA01
MA09 MA31 MA33 MB03 MC16
MC22 MC30 MC53 MC65 MC68
PA01 PB12 PB70 PC11 PC41
4D011 AA17 AC04 AC10
4D037 AA11 AB11 BA23 BB07 CA03
Claims (7)
- 【請求項１】 膜を用いて減圧処理を行って脱気する装
置であって、減圧手段として流体駆動の真空ポンプを用
いることを特徴とする脱気装置。 - 【請求項２】 前記真空ポンプの脱気液と接する部材
が、４弗化樹脂、弗素ゴム、ステンレス鋼、の少なくと
も一つの素材からなることを特徴とする請求項１記載の
脱気装置。 - 【請求項３】 前記真空ポンプの脱気液と接する部材の
表面が、４弗化樹脂コーティング、Ｎｉメッキ、カチオ
ン塗装、の少なくとも一つの表面処理がなされているこ
とを特徴とする請求項１記載の脱気装置。 - 【請求項４】 前記真空ポンプが往復式もしくは回転式
である請求項１〜３ずれかに記載の脱気装置。 - 【請求項５】 前記真空ポンプが空気駆動であることを
特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の脱気装置。 - 【請求項６】 前記膜が非多孔質膜の両側を多孔質の支
持層で挟み込んだ三層中空糸膜からなることを特徴とす
る請求項１〜５いずれかに記載の脱気装置。 - 【請求項７】 前記膜及び前記真空ポンプを収納し、か
つ貫通口を有するケーシングを設け、前記真空ポンプか
ら排気される駆動用空気を該ケーシング内部に一旦排気
し、該貫通口を通して該ケーシング外部に排気するよう
に構成したことを特徴とする請求項５又は６記載の脱気
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200806A JP4587428B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 脱気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001200806A JP4587428B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 脱気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003010604A true JP2003010604A (ja) | 2003-01-14 |
| JP4587428B2 JP4587428B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=19037866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001200806A Expired - Fee Related JP4587428B2 (ja) | 2001-07-02 | 2001-07-02 | 脱気装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4587428B2 (ja) |
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- 2001-07-02 JP JP2001200806A patent/JP4587428B2/ja not_active Expired - Fee Related
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