JP3682431B2 - 脱気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液を分離させる脱気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−３２５７０３号公報には、気液分離タンクを有する脱気装置が示されている。
【０００３】
この従来の脱気装置は、図６に示されるように、液槽11の下部に、開閉弁12および自動３方弁13を介して絞り弁14が接続され、この絞り弁14を持つ通路15は、液体と気体とを分離させる密閉形の気液分離タンク16の下部に接続されている。
【０００４】
この気液分離タンク16は、タンク内の比較的下部に位置する液溜部16aに収容された液体Ｌの液面レベルを管理するためのレベルスイッチ17と、そのタンク内の圧力（真空圧）を測定するための圧力計18とを備えている。
【０００５】
この気液分離タンク16の液溜部16aからは通路21が引出され、この通路21中の自動開閉弁22を介して液循環ポンプ23の吸込口23aが接続されている。この液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、通路26および開閉弁27を介して前記液槽11の上部に接続されている。
【０００６】
また、前記自動３方弁13と前記液循環ポンプ23の吸込口23aとの間には、液循環ポンプ23が液槽11内の液体を気液分離タンク16を経ずに直接吸込む液体吸込用の通路31が配設されている。
【０００７】
さらに、前記自動３方弁25と前記通路21との間には、液循環ポンプ23から吐出された液体を気液分離タンク16に供給する液体供給用の通路32が配設されている。
【０００８】
その上、前記気液分離タンク16の上端部と前記通路26との間には、気液分離タンク16内に供給された液体を気液分離タンク16の上端部から液槽11内に戻すことで、気溜部16bの気体を外部へ排出する排気用の通路33が配設され、この通路33中には自動開閉弁34が設けられている。
【０００９】
そして、脱気運転時の弁状態は、図６に示されたように、液循環ポンプ23の吸込口23aが、自動開閉弁22、気液分離タンク16の液溜部16a、絞り弁14、自動３方弁13および開閉弁12を経て液槽11の下部に連通し、また、液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、通路26および開閉弁27を経て液槽11の上部に連通している。このとき、排気用の通路33は、自動開閉弁34により通路閉止状態にある。
【００１０】
これにより、脱気運転時は、液循環ポンプ23の吸込減圧力が、自動開閉弁22および密閉形の気液分離タンク16を介して、絞り弁14に作用するので、絞り弁14と気液分離タンク16との間で液体中から溶存気体が気泡として析出される。すなわち脱泡される。
【００１１】
この溶存気体の気泡は、気液分離タンク16に入ってから下部の液溜部16aに対する上部の気溜部16bに分離解放され、液循環ポンプ23に到達しない。このため、液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００１２】
一方、気液分離タンク16内の気溜部16bに気体が溜まるにしたがって液面が下降し、多量の気体溜まりにより液面の下降限界でレベルスイッチ17が作動すると、そのセンサ信号により前記二つの自動３方弁13，25がそれぞれ自動的に切換わり、同時に自動開閉弁22が自動的に通路閉止状態に切換わるとともに、自動開閉弁34が自動的に通路開通状態に切換わる。
【００１３】
すなわち、液循環ポンプ23の吸込口23aは、液体吸込用の通路31、自動３方弁13および開閉弁12を経て液槽11の下部に連通し、また、液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、液体供給用の通路32を経て気液分離タンク16の下部に連通し、また、気液分離タンク16の上端部は、通路開通状態に切換わった自動開閉弁34を持つ排気用の通路33および開閉弁27を経て液槽11の上部に連通する。
【００１４】
これにより、脱気時と共通の液循環ポンプ23を用いて、液体吸込用の通路31および液体供給用の通路32により、液槽11内の液体を気液分離タンク16に吐出供給することで、気液分離タンク16内の液面を上昇させ、その液体を排気用の通路33を経て液槽11内へ排出することにより、気液分離タンク16の気溜部16b内に溜った気体を押出すように排気し、密閉形の気液分離タンク16を運転初期状態に戻すようにする。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の装置においては、２つの自動３方弁13，25と２つの自動開閉弁22，34とを用いているが、自動３方弁13，25は高価であり、また、自動３方弁13，25および自動開閉弁22，34は、電気信号により作動する弁であるから、それらの数が多いほど故障率も高くなり、できる限り少なくすることが望ましい。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と排気運転とをできる脱気装置を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口と正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口とが設けられた両方向流れ型の液循環ポンプと、液入口から液循環ポンプの一方の吸吐口にわたって設けられた第１の通路と、液入口から液循環ポンプの他方の吸吐口にわたって設けられた第２の通路と、液循環ポンプの他方の吸吐口から液出口にわたって設けられた第３の通路と、第１の通路中に設けられた絞り手段と、絞り手段と液循環ポンプの一方の吸吐口との間に設けられ減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置と、第１、第２および第３の通路中にそれぞれ設けられ液入口から液循環ポンプを経て液出口に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁と、気液分離装置の気溜部から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００１８】
請求項２に記載された発明は、液入口に連通される第１の通路中に設けられた第１の逆止弁と、液入口に対し第１の逆止弁と並列に接続された第２の通路中に設けられた第２の逆止弁と、第１の逆止弁に連通された絞り手段と、第１の逆止弁および絞り手段を有する第１の通路に接続され液体と気体とを分離させる密閉形の気液分離タンクと、気液分離タンクの液溜部に一方の吸吐口が連通され第２の逆止弁に他方の吸吐口が連通された両方向流れ型の液循環ポンプと、液循環ポンプの他方の吸吐口と液出口とを連通する第３の通路中に設けられた第３の逆止弁と、気液分離タンクの気溜部と排気出口とを連通する排気用の通路中に設けられた排気用の開閉弁とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと、第１、第２および第３の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、従来と同様の気液分離タンクによる脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の脱気装置における気液分離タンクが、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁であるとした脱気装置であり、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプおよび排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止するとともに自動開閉弁を必要最少限としたので、自動弁の故障率を最少限に抑えることができる。
【００２０】
請求項４に記載された発明は、請求項１記載の脱気装置において、液入口に連通される第１の通路中に設けられた液体用の開閉弁と、液体用の開閉弁に接続された絞り手段とを具備し、気液分離装置は、絞り手段に接続され液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる密閉形の気液分離タンクとを有し、脱気タンクと気液分離タンクとの間の第１の通路中に第１の逆止弁が設けられた脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンクおよび気液分離タンクによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００２１】
特に、気液分離装置は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンクとを有し、脱気タンク内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク内に入ると、この気液分離タンク内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、気液分離タンクの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００２２】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の脱気装置における脱気タンクが、タンク本体と、タンク本体の内部に充填された脱気促進用の充填材とを具備した脱気装置であり、絞り手段の絞り作用と液循環ポンプの吸込力とにより減圧された脱気タンクのタンク本体内に入った液体を充填材に接触させることにより、充填材の表面で液体中から気体を効率良く脱気できる。
【００２３】
請求項６に記載された発明は、請求項４または５記載の脱気装置における気液分離タンクが、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、液体用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わる自動開閉弁であり、排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁であるとした脱気装置であり、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプ、液体用の開閉弁および排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１および図２に示された一実施の形態、図３乃至図５に示された他の実施の形態を参照しながら説明する。
【００２５】
先ず、図１および図２に示された一実施の形態を説明する。
【００２６】
図１および図２に示されるように、液入口41の入口弁42に連通される第１の通路43中に第１の逆止弁44が設けられ、また、液入口41の入口弁42に対し第１の逆止弁44と並列に接続された第２の通路45中に第２の逆止弁46が設けられている。
【００２７】
第１の逆止弁44には絞り手段としての流量調整弁47が連通され、第１の逆止弁44および流量調整弁47を有する第１の通路43に、液体と気体とを分離させる気液分離装置としての密閉形の気液分離タンク48の下部が接続されている。
【００２８】
この気液分離タンク48の下部に位置する液溜部51には、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知することで、一定のタンク内気体量を検知するレベルスイッチ52が設けられ、また、気液分離タンク48の上部に位置する気溜部53には、タンク内の一定の減圧状態を検知する表示器付の圧力スイッチ54が設けられている。
【００２９】
気液分離タンク48の液溜部51には、例えば渦流ポンプなどの両方向流れ型の液循環ポンプ55に設けられた一方の吸吐口56が連通され、この液循環ポンプ55に設けられた他方の吸吐口57は、第２の通路45中に設けられた第２の逆止弁46に連通されている。
【００３０】
液循環ポンプ55は、レベルスイッチ52による液面下降検知により、正転から逆転に変化することで、この液循環ポンプ55における気液分離タンク48との接続側の吸吐口56が、吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプである。
【００３１】
液循環ポンプ55の他方の吸吐口57と、液出口61の出口弁62とを連通する第３の通路63中には、第３の逆止弁64が設けられている。
【００３２】
気液分離タンク48の気溜部53と排気出口65とを連通する排気用の通路66中には、排気用の開閉弁67が設けられている。この排気用の開閉弁67は、レベルスイッチ52による液面下降検知により、通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である。
【００３３】
次に、この図１および図２に示された実施形態の作用を説明する。
【００３４】
図１は、脱気運転の状態を示し、排気用の開閉弁67が閉じて、排気用の通路66を遮断するとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転して、気液分離タンク48側をポンプ吸込側とする。
【００３５】
この脱気運転では、液循環ポンプ55の吸込減圧力が、気液分離タンク48を介して、流量調整弁47に作用するので、液入口41の入口弁42から第１の逆止弁44を経て流量調整弁47に吸込まれた液体中から、流量調整弁47と気液分離タンク48との間で溶存気体が気泡として析出される。すなわち脱泡される。
【００３６】
この溶存気体の気泡は、気液分離タンク48に入ってから下部の液溜部51に対する上部の気溜部53に分離解放され、液循環ポンプ55に到達しない。このため、一般的に液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００３７】
液循環ポンプ55から吐出された脱泡済みの液体は、第２の逆止弁46により遮断されるとともに、第３の逆止弁64を経て液出口61より外部へ流出する。
【００３８】
一方、気液分離タンク48内に気体が溜まるにしたがって液面が下降し、レベルスイッチ52が多量の気体溜まりによる液面の下降限界を検知すると、それらのスイッチ信号により、図２に示される分離タンク内の気体を排出する排気運転に切換わる。
【００３９】
この図２に示された排気運転は、前記スイッチ信号により、前記排気用の開閉弁67が通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わるとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転から逆転に自動的に切換わって、液循環ポンプ55における気液分離タンク48との接続側の吸吐口56が、ポンプ吸込側からポンプ吐出側に自動的に切換わる。
【００４０】
このとき、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57は、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に切換わるので、液循環ポンプ55の吸込力は第２の通路45中の第２の逆止弁46に作用し、液体は、液入口41の入口弁42から第２の逆止弁46を経て液循環ポンプ55に吸込まれ、この液循環ポンプ55から吐出された液体は、気液分離タンク48の下部に供給され、気液分離タンク48内の液面を上昇させる。
【００４１】
したがって、気液分離タンク48の気溜部53に溜まった気体は、気液分離タンク48内で上昇する液面により押出されるようにして、通路開通状態に切換わった開閉弁67を有する排気用の通路66を経て、外部に排気される。
【００４２】
このように、脱気運転時と共通の液循環ポンプ55を用いて、液体を気液分離タンク48に吐出供給することで、密閉形の気液分離タンク48を運転初期状態に戻すことができる。
【００４３】
要するに、図１および図２に示された実施の形態は、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口56と正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口57とが設けられた両方向流れ型の液循環ポンプ55と、液入口41から液循環ポンプ55の一方の吸吐口56にわたって設けられた第１の通路43と、液入口41から液循環ポンプ55の他方の吸吐口57にわたって設けられた第２の通路45と、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57から液出口61にわたって設けられた第３の通路63と、第１の通路43中に設けられた流量調整弁47と、流量調整弁47と液循環ポンプ55の一方の吸吐口56との間に設けられ減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置としての気液分離タンク48と、第１、第２および第３の通路43，45，63中にそれぞれ設けられ液入口41から液循環ポンプ55を経て液出口61に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁44，46，64と、気液分離タンク48の気溜部53から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁67とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプ55と複数の逆止弁44，46，64との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離タンク48による脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク48内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００４４】
次に、図３乃至図５は、本発明の他の実施の形態を示す。なお、図１および図２に示された実施の形態と同様の部分には同一符号を付すとともに、その説明を省略する場合もある。
【００４５】
図３および図４に示されるように、両方向流れ型の液循環ポンプ55に、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口56と、正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口57とが設けられ、液入口41から液循環ポンプ55の一方の吸吐口56にわたって第１の通路43が設けられ、液入口41から液循環ポンプ55の他方の吸吐口57にわたって第２の通路45が設けられ、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57から液出口61にわたって第３の通路63が設けられている。
【００４６】
液入口41に連通される第１の通路43中に液体用の開閉弁49が設けられ、この液体用の開閉弁49に絞り手段としての流量調整弁47が接続されている。この流量調整弁47と液循環ポンプ55の一方の吸吐口56との間に、減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置48が設けられている。
【００４７】
この気液分離装置48は、流量調整弁47に接続され液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンク48aと、脱気タンク48aで塊状化された気体を液体上に分離させる密閉形の気液分離タンク48bとを有し、脱気タンク48aと気液分離タンク48bとの間の第１の通路43中に第１の逆止弁44が設けられている。
【００４８】
第１、第２および第３の通路43，45，63中に、液入口41から液循環ポンプ55を経て液出口61に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁44，46，64がそれぞれ設けられ、排気用の通路66中に、気液分離装置48の気溜部53から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁67が設けられている。
【００４９】
気液分離タンク48bは、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチ52を備え、液循環ポンプ55は、レベルスイッチ52による液面下降検知により逆転して気液分離タンク48bとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる渦流ポンプなどの自動切換ポンプであり、排気用の開閉弁67は、レベルスイッチ52による液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である点は、図１および図２に示された実施の形態と同様である。
【００５０】
これらに加えて、液体用の開閉弁49は、レベルスイッチ52による液面下降検知により通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である。
【００５１】
図５（ａ）に示されるように、脱気タンク48aは、タンク本体71と、タンク本体71の内部に充填された脱気促進用の充填材72とを具備したものである。この充填材72は、ステンレス鋼、チタン、ニッケルなどの金属により製作された線構造の不規則充填物である。
【００５２】
そして、流量調整弁47の絞り作用と液循環ポンプ55の吸込力とによって気液分離タンク48bとともに脱気タンク48aが減圧されるので、この減圧下で、図５（ｂ）に示されるように脱気タンク48aのタンク本体71内に入った液体73を充填材72に接触させることにより、充填材72の表面で液体73中から気体74を効率良く脱気できる。
【００５３】
なお、脱気タンク48a内で液体73から脱気された気体74は大きな塊となるので、気液分離タンク48b内で液体上に速やかに分離するため、気液分離タンク48bの径を小さくすることができる。
【００５４】
これに対して、脱気タンク48aを設けないで気液分離タンク48bのみを用いる場合は、減圧下の気液分離タンク48b内で発生する気体は微細な気泡であり、液体上に分離する気体の分離速度も遅いが、減圧下の気液分離タンク48b内で発生した気体が上昇して液体上に分離する速度よりタンク内で移動する液体の流速を遅くして気液を完全に分離する必要があるので、気液分離タンク48bのタンク径を大きくして、タンク内液体の流速を遅くせざるを得ない。
【００５５】
次に、この図３乃至図５に示された実施形態の作用を説明する。
【００５６】
図３は、脱気運転の状態を示し、液体用の開閉弁49が開いて第１の通路43を連通させ、排気用の開閉弁67が閉じて排気用の通路66を遮断するとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転して、気液分離タンク48b側をポンプ吸込側とする。
【００５７】
この脱気運転では、液体の流量を絞る流量調整弁47と液体を吸込む液循環ポンプ55との間に位置する脱気タンク48aおよび気液分離タンク48bに吸込減圧力が作用するので、液入口41の入口弁42から開閉弁49および流量調整弁47を経て脱気タンク48aに吸込まれた液体中から溶存気体が気泡として析出（すなわち脱泡）される。
【００５８】
すなわち、減圧下の脱気タンク48a内に入った液体73を充填材72に接触させることにより、充填材72の表面で液体73中から気体74を効率良く脱気できる。この脱気タンク48a内で液体73から脱気された気体74は大きな塊すなわち気泡として析出される。
【００５９】
この気泡は、液体中に混在したまま、第１の逆止弁44を経て気液分離タンク48bに入ると、下部の液溜部51に対する上部の気溜部53に分離解放され、液循環ポンプ55に到達しない。このため、一般的に液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００６０】
液循環ポンプ55から吐出された脱泡済みの液体は、第２の逆止弁46により遮断されるとともに、第３の逆止弁64を経て液出口61より外部へ流出する。
【００６１】
一方、気液分離タンク48b内に気体が溜まるにしたがって液面が下降し、レベルスイッチ52が多量の気体溜まりによる液面の下降限界を検知すると、そのスイッチ信号により、図４に示される気液分離タンク48b内の気体を排出する排気運転に切換わる。
【００６２】
この図４に示された排気運転は、前記レベルスイッチ52からの液面下降検知信号により、液体用の開閉弁49が、通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わり、排気用の開閉弁67が通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わるとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転から逆転に自動的に切換わって、液循環ポンプ55における気液分離タンク48bとの接続側の吸吐口56が、ポンプ吸込側からポンプ吐出側に自動的に切換わる。
【００６３】
このとき、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57は、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に切換わるので、液循環ポンプ55の吸込力は第２の通路45中の第２の逆止弁46に作用し、液体は、液入口41の入口弁42から第２の逆止弁46を経て液循環ポンプ55に吸込まれ、この液循環ポンプ55から吐出された液体は、気液分離タンク48bの下部に供給され、気液分離タンク48b内の液面を上昇させる。
【００６４】
したがって、気液分離タンク48bの気溜部53に溜まった気体は、気液分離タンク48b内で上昇する液面により押出されるようにして、通路開通状態に切換わった開閉弁67を有する排気用の通路66を経て、外部に排気される。
【００６５】
この排気運転時は、液循環ポンプ55の吸込圧は、開閉弁49により脱気タンク48aに及ばないとともに、液循環ポンプ55の吐出圧は、第１の逆止弁44により脱気タンク48aに及ばない。
【００６６】
そして、脱気運転時と共通の液循環ポンプ55を用いて、液体を気液分離タンク48b内に吐出供給することで、密閉形の気液分離タンク48bを運転初期状態に戻すことができる。
【００６７】
このように、両方向流れ型の液循環ポンプ55と複数の逆止弁44，46，64との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンク48aおよび気液分離タンク48bによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク48b内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００６８】
特に、気液分離装置48は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンク48aと、脱気タンク48aで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンク48bとを有し、脱気タンク48a内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク48b内に入ると、この気液分離タンク48b内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、脱気タンク48aがない場合よりも、気液分離タンク48bの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク48b内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００６９】
また、レベルスイッチ52の液面下降検知による液循環ポンプ55、液体用の開閉弁49および排気用の開閉弁67の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【００７０】
以上のように、一実施の形態および他の実施の形態は、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと、第１、第２および第３の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、従来と同様の気液分離タンクによる脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７３】
請求項３記載の発明によれば、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプおよび排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止するとともに自動開閉弁を必要最少限としたので、自動弁の故障率を最少限に抑えることができる。
【００７４】
請求項４記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンクおよび気液分離タンクによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７５】
特に、気液分離装置は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンクとを有し、脱気タンク内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク内に入ると、この気液分離タンク内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、気液分離タンクの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００７６】
請求項５記載の発明によれば、絞り手段の絞り作用と液循環ポンプの吸込力とにより減圧された脱気タンクのタンク本体内に入った液体を充填材に接触させることにより、充填材の表面で液体中から気体を効率良く脱気できる。
【００７７】
請求項６記載の発明によれば、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプ、液体用の開閉弁および排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱気装置の一実施の形態を示す配管図である。
【図２】同上脱気装置を排気運転に切換えたときの配管図である。
【図３】本発明に係る脱気装置の他の実施の形態を示す配管図である。
【図４】同上脱気装置を排気運転に切換えたときの配管図である。
【図５】（ａ）は同上脱気装置における脱気タンクの断面図、（ｂ）はその脱気タンクに充填された充填材の作用説明図である。
【図６】従来の脱気装置を示す配管図である。
【符号の説明】
41 液入口
43 第１の通路
44 第１の逆止弁
45 第２の通路
46 第２の逆止弁
47 絞り手段としての流量調整弁
48 気液分離装置としての気液分離タンク
48 気液分離装置
48a 脱気タンク
48b 気液分離タンク
49 液体用の開閉弁
51 液溜部
52 レベルスイッチ
53 気溜部
55 両方向流れ型の液循環ポンプ
56 一方の吸吐口
57 他方の吸吐口
61 液出口
63 第３の通路
64 第３の逆止弁
65 排気出口
66 排気用の通路
67 排気用の開閉弁
71 タンク本体
72 充填材
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液を分離させる脱気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−３２５７０３号公報には、気液分離タンクを有する脱気装置が示されている。
【０００３】
この従来の脱気装置は、図６に示されるように、液槽11の下部に、開閉弁12および自動３方弁13を介して絞り弁14が接続され、この絞り弁14を持つ通路15は、液体と気体とを分離させる密閉形の気液分離タンク16の下部に接続されている。
【０００４】
この気液分離タンク16は、タンク内の比較的下部に位置する液溜部16aに収容された液体Ｌの液面レベルを管理するためのレベルスイッチ17と、そのタンク内の圧力（真空圧）を測定するための圧力計18とを備えている。
【０００５】
この気液分離タンク16の液溜部16aからは通路21が引出され、この通路21中の自動開閉弁22を介して液循環ポンプ23の吸込口23aが接続されている。この液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、通路26および開閉弁27を介して前記液槽11の上部に接続されている。
【０００６】
また、前記自動３方弁13と前記液循環ポンプ23の吸込口23aとの間には、液循環ポンプ23が液槽11内の液体を気液分離タンク16を経ずに直接吸込む液体吸込用の通路31が配設されている。
【０００７】
さらに、前記自動３方弁25と前記通路21との間には、液循環ポンプ23から吐出された液体を気液分離タンク16に供給する液体供給用の通路32が配設されている。
【０００８】
その上、前記気液分離タンク16の上端部と前記通路26との間には、気液分離タンク16内に供給された液体を気液分離タンク16の上端部から液槽11内に戻すことで、気溜部16bの気体を外部へ排出する排気用の通路33が配設され、この通路33中には自動開閉弁34が設けられている。
【０００９】
そして、脱気運転時の弁状態は、図６に示されたように、液循環ポンプ23の吸込口23aが、自動開閉弁22、気液分離タンク16の液溜部16a、絞り弁14、自動３方弁13および開閉弁12を経て液槽11の下部に連通し、また、液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、通路26および開閉弁27を経て液槽11の上部に連通している。このとき、排気用の通路33は、自動開閉弁34により通路閉止状態にある。
【００１０】
これにより、脱気運転時は、液循環ポンプ23の吸込減圧力が、自動開閉弁22および密閉形の気液分離タンク16を介して、絞り弁14に作用するので、絞り弁14と気液分離タンク16との間で液体中から溶存気体が気泡として析出される。すなわち脱泡される。
【００１１】
この溶存気体の気泡は、気液分離タンク16に入ってから下部の液溜部16aに対する上部の気溜部16bに分離解放され、液循環ポンプ23に到達しない。このため、液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００１２】
一方、気液分離タンク16内の気溜部16bに気体が溜まるにしたがって液面が下降し、多量の気体溜まりにより液面の下降限界でレベルスイッチ17が作動すると、そのセンサ信号により前記二つの自動３方弁13，25がそれぞれ自動的に切換わり、同時に自動開閉弁22が自動的に通路閉止状態に切換わるとともに、自動開閉弁34が自動的に通路開通状態に切換わる。
【００１３】
すなわち、液循環ポンプ23の吸込口23aは、液体吸込用の通路31、自動３方弁13および開閉弁12を経て液槽11の下部に連通し、また、液循環ポンプ23の吐出口23bは、チェック弁24、自動３方弁25、液体供給用の通路32を経て気液分離タンク16の下部に連通し、また、気液分離タンク16の上端部は、通路開通状態に切換わった自動開閉弁34を持つ排気用の通路33および開閉弁27を経て液槽11の上部に連通する。
【００１４】
これにより、脱気時と共通の液循環ポンプ23を用いて、液体吸込用の通路31および液体供給用の通路32により、液槽11内の液体を気液分離タンク16に吐出供給することで、気液分離タンク16内の液面を上昇させ、その液体を排気用の通路33を経て液槽11内へ排出することにより、気液分離タンク16の気溜部16b内に溜った気体を押出すように排気し、密閉形の気液分離タンク16を運転初期状態に戻すようにする。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の装置においては、２つの自動３方弁13，25と２つの自動開閉弁22，34とを用いているが、自動３方弁13，25は高価であり、また、自動３方弁13，25および自動開閉弁22，34は、電気信号により作動する弁であるから、それらの数が多いほど故障率も高くなり、できる限り少なくすることが望ましい。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と排気運転とをできる脱気装置を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口と正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口とが設けられた両方向流れ型の液循環ポンプと、液入口から液循環ポンプの一方の吸吐口にわたって設けられた第１の通路と、液入口から液循環ポンプの他方の吸吐口にわたって設けられた第２の通路と、液循環ポンプの他方の吸吐口から液出口にわたって設けられた第３の通路と、第１の通路中に設けられた絞り手段と、絞り手段と液循環ポンプの一方の吸吐口との間に設けられ減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置と、第１、第２および第３の通路中にそれぞれ設けられ液入口から液循環ポンプを経て液出口に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁と、気液分離装置の気溜部から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００１８】
請求項２に記載された発明は、液入口に連通される第１の通路中に設けられた第１の逆止弁と、液入口に対し第１の逆止弁と並列に接続された第２の通路中に設けられた第２の逆止弁と、第１の逆止弁に連通された絞り手段と、第１の逆止弁および絞り手段を有する第１の通路に接続され液体と気体とを分離させる密閉形の気液分離タンクと、気液分離タンクの液溜部に一方の吸吐口が連通され第２の逆止弁に他方の吸吐口が連通された両方向流れ型の液循環ポンプと、液循環ポンプの他方の吸吐口と液出口とを連通する第３の通路中に設けられた第３の逆止弁と、気液分離タンクの気溜部と排気出口とを連通する排気用の通路中に設けられた排気用の開閉弁とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと、第１、第２および第３の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、従来と同様の気液分離タンクによる脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００１９】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の脱気装置における気液分離タンクが、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁であるとした脱気装置であり、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプおよび排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止するとともに自動開閉弁を必要最少限としたので、自動弁の故障率を最少限に抑えることができる。
【００２０】
請求項４に記載された発明は、請求項１記載の脱気装置において、液入口に連通される第１の通路中に設けられた液体用の開閉弁と、液体用の開閉弁に接続された絞り手段とを具備し、気液分離装置は、絞り手段に接続され液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる密閉形の気液分離タンクとを有し、脱気タンクと気液分離タンクとの間の第１の通路中に第１の逆止弁が設けられた脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンクおよび気液分離タンクによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００２１】
特に、気液分離装置は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンクとを有し、脱気タンク内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク内に入ると、この気液分離タンク内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、気液分離タンクの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００２２】
請求項５に記載された発明は、請求項４記載の脱気装置における脱気タンクが、タンク本体と、タンク本体の内部に充填された脱気促進用の充填材とを具備した脱気装置であり、絞り手段の絞り作用と液循環ポンプの吸込力とにより減圧された脱気タンクのタンク本体内に入った液体を充填材に接触させることにより、充填材の表面で液体中から気体を効率良く脱気できる。
【００２３】
請求項６に記載された発明は、請求項４または５記載の脱気装置における気液分離タンクが、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、液体用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わる自動開閉弁であり、排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁であるとした脱気装置であり、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプ、液体用の開閉弁および排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図１および図２に示された一実施の形態、図３乃至図５に示された他の実施の形態を参照しながら説明する。
【００２５】
先ず、図１および図２に示された一実施の形態を説明する。
【００２６】
図１および図２に示されるように、液入口41の入口弁42に連通される第１の通路43中に第１の逆止弁44が設けられ、また、液入口41の入口弁42に対し第１の逆止弁44と並列に接続された第２の通路45中に第２の逆止弁46が設けられている。
【００２７】
第１の逆止弁44には絞り手段としての流量調整弁47が連通され、第１の逆止弁44および流量調整弁47を有する第１の通路43に、液体と気体とを分離させる気液分離装置としての密閉形の気液分離タンク48の下部が接続されている。
【００２８】
この気液分離タンク48の下部に位置する液溜部51には、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知することで、一定のタンク内気体量を検知するレベルスイッチ52が設けられ、また、気液分離タンク48の上部に位置する気溜部53には、タンク内の一定の減圧状態を検知する表示器付の圧力スイッチ54が設けられている。
【００２９】
気液分離タンク48の液溜部51には、例えば渦流ポンプなどの両方向流れ型の液循環ポンプ55に設けられた一方の吸吐口56が連通され、この液循環ポンプ55に設けられた他方の吸吐口57は、第２の通路45中に設けられた第２の逆止弁46に連通されている。
【００３０】
液循環ポンプ55は、レベルスイッチ52による液面下降検知により、正転から逆転に変化することで、この液循環ポンプ55における気液分離タンク48との接続側の吸吐口56が、吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプである。
【００３１】
液循環ポンプ55の他方の吸吐口57と、液出口61の出口弁62とを連通する第３の通路63中には、第３の逆止弁64が設けられている。
【００３２】
気液分離タンク48の気溜部53と排気出口65とを連通する排気用の通路66中には、排気用の開閉弁67が設けられている。この排気用の開閉弁67は、レベルスイッチ52による液面下降検知により、通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である。
【００３３】
次に、この図１および図２に示された実施形態の作用を説明する。
【００３４】
図１は、脱気運転の状態を示し、排気用の開閉弁67が閉じて、排気用の通路66を遮断するとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転して、気液分離タンク48側をポンプ吸込側とする。
【００３５】
この脱気運転では、液循環ポンプ55の吸込減圧力が、気液分離タンク48を介して、流量調整弁47に作用するので、液入口41の入口弁42から第１の逆止弁44を経て流量調整弁47に吸込まれた液体中から、流量調整弁47と気液分離タンク48との間で溶存気体が気泡として析出される。すなわち脱泡される。
【００３６】
この溶存気体の気泡は、気液分離タンク48に入ってから下部の液溜部51に対する上部の気溜部53に分離解放され、液循環ポンプ55に到達しない。このため、一般的に液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００３７】
液循環ポンプ55から吐出された脱泡済みの液体は、第２の逆止弁46により遮断されるとともに、第３の逆止弁64を経て液出口61より外部へ流出する。
【００３８】
一方、気液分離タンク48内に気体が溜まるにしたがって液面が下降し、レベルスイッチ52が多量の気体溜まりによる液面の下降限界を検知すると、それらのスイッチ信号により、図２に示される分離タンク内の気体を排出する排気運転に切換わる。
【００３９】
この図２に示された排気運転は、前記スイッチ信号により、前記排気用の開閉弁67が通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わるとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転から逆転に自動的に切換わって、液循環ポンプ55における気液分離タンク48との接続側の吸吐口56が、ポンプ吸込側からポンプ吐出側に自動的に切換わる。
【００４０】
このとき、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57は、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に切換わるので、液循環ポンプ55の吸込力は第２の通路45中の第２の逆止弁46に作用し、液体は、液入口41の入口弁42から第２の逆止弁46を経て液循環ポンプ55に吸込まれ、この液循環ポンプ55から吐出された液体は、気液分離タンク48の下部に供給され、気液分離タンク48内の液面を上昇させる。
【００４１】
したがって、気液分離タンク48の気溜部53に溜まった気体は、気液分離タンク48内で上昇する液面により押出されるようにして、通路開通状態に切換わった開閉弁67を有する排気用の通路66を経て、外部に排気される。
【００４２】
このように、脱気運転時と共通の液循環ポンプ55を用いて、液体を気液分離タンク48に吐出供給することで、密閉形の気液分離タンク48を運転初期状態に戻すことができる。
【００４３】
要するに、図１および図２に示された実施の形態は、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口56と正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口57とが設けられた両方向流れ型の液循環ポンプ55と、液入口41から液循環ポンプ55の一方の吸吐口56にわたって設けられた第１の通路43と、液入口41から液循環ポンプ55の他方の吸吐口57にわたって設けられた第２の通路45と、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57から液出口61にわたって設けられた第３の通路63と、第１の通路43中に設けられた流量調整弁47と、流量調整弁47と液循環ポンプ55の一方の吸吐口56との間に設けられ減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置としての気液分離タンク48と、第１、第２および第３の通路43，45，63中にそれぞれ設けられ液入口41から液循環ポンプ55を経て液出口61に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁44，46，64と、気液分離タンク48の気溜部53から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁67とを具備した脱気装置であり、両方向流れ型の液循環ポンプ55と複数の逆止弁44，46，64との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離タンク48による脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク48内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００４４】
次に、図３乃至図５は、本発明の他の実施の形態を示す。なお、図１および図２に示された実施の形態と同様の部分には同一符号を付すとともに、その説明を省略する場合もある。
【００４５】
図３および図４に示されるように、両方向流れ型の液循環ポンプ55に、正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口56と、正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口57とが設けられ、液入口41から液循環ポンプ55の一方の吸吐口56にわたって第１の通路43が設けられ、液入口41から液循環ポンプ55の他方の吸吐口57にわたって第２の通路45が設けられ、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57から液出口61にわたって第３の通路63が設けられている。
【００４６】
液入口41に連通される第１の通路43中に液体用の開閉弁49が設けられ、この液体用の開閉弁49に絞り手段としての流量調整弁47が接続されている。この流量調整弁47と液循環ポンプ55の一方の吸吐口56との間に、減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置48が設けられている。
【００４７】
この気液分離装置48は、流量調整弁47に接続され液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンク48aと、脱気タンク48aで塊状化された気体を液体上に分離させる密閉形の気液分離タンク48bとを有し、脱気タンク48aと気液分離タンク48bとの間の第１の通路43中に第１の逆止弁44が設けられている。
【００４８】
第１、第２および第３の通路43，45，63中に、液入口41から液循環ポンプ55を経て液出口61に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁44，46，64がそれぞれ設けられ、排気用の通路66中に、気液分離装置48の気溜部53から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁67が設けられている。
【００４９】
気液分離タンク48bは、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチ52を備え、液循環ポンプ55は、レベルスイッチ52による液面下降検知により逆転して気液分離タンク48bとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる渦流ポンプなどの自動切換ポンプであり、排気用の開閉弁67は、レベルスイッチ52による液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である点は、図１および図２に示された実施の形態と同様である。
【００５０】
これらに加えて、液体用の開閉弁49は、レベルスイッチ52による液面下降検知により通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わる電磁作動式の自動開閉弁である。
【００５１】
図５（ａ）に示されるように、脱気タンク48aは、タンク本体71と、タンク本体71の内部に充填された脱気促進用の充填材72とを具備したものである。この充填材72は、ステンレス鋼、チタン、ニッケルなどの金属により製作された線構造の不規則充填物である。
【００５２】
そして、流量調整弁47の絞り作用と液循環ポンプ55の吸込力とによって気液分離タンク48bとともに脱気タンク48aが減圧されるので、この減圧下で、図５（ｂ）に示されるように脱気タンク48aのタンク本体71内に入った液体73を充填材72に接触させることにより、充填材72の表面で液体73中から気体74を効率良く脱気できる。
【００５３】
なお、脱気タンク48a内で液体73から脱気された気体74は大きな塊となるので、気液分離タンク48b内で液体上に速やかに分離するため、気液分離タンク48bの径を小さくすることができる。
【００５４】
これに対して、脱気タンク48aを設けないで気液分離タンク48bのみを用いる場合は、減圧下の気液分離タンク48b内で発生する気体は微細な気泡であり、液体上に分離する気体の分離速度も遅いが、減圧下の気液分離タンク48b内で発生した気体が上昇して液体上に分離する速度よりタンク内で移動する液体の流速を遅くして気液を完全に分離する必要があるので、気液分離タンク48bのタンク径を大きくして、タンク内液体の流速を遅くせざるを得ない。
【００５５】
次に、この図３乃至図５に示された実施形態の作用を説明する。
【００５６】
図３は、脱気運転の状態を示し、液体用の開閉弁49が開いて第１の通路43を連通させ、排気用の開閉弁67が閉じて排気用の通路66を遮断するとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転して、気液分離タンク48b側をポンプ吸込側とする。
【００５７】
この脱気運転では、液体の流量を絞る流量調整弁47と液体を吸込む液循環ポンプ55との間に位置する脱気タンク48aおよび気液分離タンク48bに吸込減圧力が作用するので、液入口41の入口弁42から開閉弁49および流量調整弁47を経て脱気タンク48aに吸込まれた液体中から溶存気体が気泡として析出（すなわち脱泡）される。
【００５８】
すなわち、減圧下の脱気タンク48a内に入った液体73を充填材72に接触させることにより、充填材72の表面で液体73中から気体74を効率良く脱気できる。この脱気タンク48a内で液体73から脱気された気体74は大きな塊すなわち気泡として析出される。
【００５９】
この気泡は、液体中に混在したまま、第１の逆止弁44を経て気液分離タンク48bに入ると、下部の液溜部51に対する上部の気溜部53に分離解放され、液循環ポンプ55に到達しない。このため、一般的に液体より析出された気泡がポンプを通過する際に生ずるポンプ吸引能力の低下やキャビテーションの問題および再溶解の問題が生じない。
【００６０】
液循環ポンプ55から吐出された脱泡済みの液体は、第２の逆止弁46により遮断されるとともに、第３の逆止弁64を経て液出口61より外部へ流出する。
【００６１】
一方、気液分離タンク48b内に気体が溜まるにしたがって液面が下降し、レベルスイッチ52が多量の気体溜まりによる液面の下降限界を検知すると、そのスイッチ信号により、図４に示される気液分離タンク48b内の気体を排出する排気運転に切換わる。
【００６２】
この図４に示された排気運転は、前記レベルスイッチ52からの液面下降検知信号により、液体用の開閉弁49が、通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わり、排気用の開閉弁67が通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わるとともに、両方向流れ型の液循環ポンプ55が正転から逆転に自動的に切換わって、液循環ポンプ55における気液分離タンク48bとの接続側の吸吐口56が、ポンプ吸込側からポンプ吐出側に自動的に切換わる。
【００６３】
このとき、液循環ポンプ55の他方の吸吐口57は、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に切換わるので、液循環ポンプ55の吸込力は第２の通路45中の第２の逆止弁46に作用し、液体は、液入口41の入口弁42から第２の逆止弁46を経て液循環ポンプ55に吸込まれ、この液循環ポンプ55から吐出された液体は、気液分離タンク48bの下部に供給され、気液分離タンク48b内の液面を上昇させる。
【００６４】
したがって、気液分離タンク48bの気溜部53に溜まった気体は、気液分離タンク48b内で上昇する液面により押出されるようにして、通路開通状態に切換わった開閉弁67を有する排気用の通路66を経て、外部に排気される。
【００６５】
この排気運転時は、液循環ポンプ55の吸込圧は、開閉弁49により脱気タンク48aに及ばないとともに、液循環ポンプ55の吐出圧は、第１の逆止弁44により脱気タンク48aに及ばない。
【００６６】
そして、脱気運転時と共通の液循環ポンプ55を用いて、液体を気液分離タンク48b内に吐出供給することで、密閉形の気液分離タンク48bを運転初期状態に戻すことができる。
【００６７】
このように、両方向流れ型の液循環ポンプ55と複数の逆止弁44，46，64との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンク48aおよび気液分離タンク48bによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク48b内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００６８】
特に、気液分離装置48は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンク48aと、脱気タンク48aで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンク48bとを有し、脱気タンク48a内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク48b内に入ると、この気液分離タンク48b内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、脱気タンク48aがない場合よりも、気液分離タンク48bの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク48b内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００６９】
また、レベルスイッチ52の液面下降検知による液循環ポンプ55、液体用の開閉弁49および排気用の開閉弁67の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【００７０】
以上のように、一実施の形態および他の実施の形態は、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、気液分離装置による脱気運転と、脱気運転によって気液分離装置内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと、第１、第２および第３の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、従来と同様の気液分離タンクによる脱気運転と、脱気運転によって気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７３】
請求項３記載の発明によれば、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプおよび排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止するとともに自動開閉弁を必要最少限としたので、自動弁の故障率を最少限に抑えることができる。
【００７４】
請求項４記載の発明によれば、両方向流れ型の液循環ポンプと複数の逆止弁との特有な組合せによって、高価な自動３方弁を用いることなく、脱気タンクおよび気液分離タンクによる脱気効率の良い脱気運転と、この脱気運転により気液分離タンク内に溜まった気体を排出する排気運転とをできる。
【００７５】
特に、気液分離装置は、液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる気液分離タンクとを有し、脱気タンク内で液体から脱気された気体が大きな塊となるので、その気体の塊が液体とともに気液分離タンク内に入ると、この気液分離タンク内で気体の塊は速やかに上昇して液体上に効率良く分離するため、気液分離タンクの径を小さくすることができるとともに、気液分離タンク内の流速を速くすることができ、脱気効率を向上できる。
【００７６】
請求項５記載の発明によれば、絞り手段の絞り作用と液循環ポンプの吸込力とにより減圧された脱気タンクのタンク本体内に入った液体を充填材に接触させることにより、充填材の表面で液体中から気体を効率良く脱気できる。
【００７７】
請求項６記載の発明によれば、レベルスイッチの液面下降検知による液循環ポンプ、液体用の開閉弁および排気用の開閉弁の自動切換によって、脱気運転と排気運転との間の切換を自動的にでき、また、自動３方弁を廃止したので、自動弁の故障率を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る脱気装置の一実施の形態を示す配管図である。
【図２】同上脱気装置を排気運転に切換えたときの配管図である。
【図３】本発明に係る脱気装置の他の実施の形態を示す配管図である。
【図４】同上脱気装置を排気運転に切換えたときの配管図である。
【図５】（ａ）は同上脱気装置における脱気タンクの断面図、（ｂ）はその脱気タンクに充填された充填材の作用説明図である。
【図６】従来の脱気装置を示す配管図である。
【符号の説明】
41 液入口
43 第１の通路
44 第１の逆止弁
45 第２の通路
46 第２の逆止弁
47 絞り手段としての流量調整弁
48 気液分離装置としての気液分離タンク
48 気液分離装置
48a 脱気タンク
48b 気液分離タンク
49 液体用の開閉弁
51 液溜部
52 レベルスイッチ
53 気溜部
55 両方向流れ型の液循環ポンプ
56 一方の吸吐口
57 他方の吸吐口
61 液出口
63 第３の通路
64 第３の逆止弁
65 排気出口
66 排気用の通路
67 排気用の開閉弁
71 タンク本体
72 充填材
Claims (6)
- 正転により吸込口になるとともに逆転により吐出口になる一方の吸吐口と正転により吐出口になるとともに逆転により吸込口になる他方の吸吐口とが設けられた両方向流れ型の液循環ポンプと、
液入口から液循環ポンプの一方の吸吐口にわたって設けられた第１の通路と、
液入口から液循環ポンプの他方の吸吐口にわたって設けられた第２の通路と、
液循環ポンプの他方の吸吐口から液出口にわたって設けられた第３の通路と、
第１の通路中に設けられた絞り手段と、
絞り手段と液循環ポンプの一方の吸吐口との間に設けられ減圧下で液体と気体とを分離させる気液分離装置と、
第１、第２および第３の通路中にそれぞれ設けられ液入口から液循環ポンプを経て液出口に向かう方向の液流れのみを通す複数の逆止弁と、
気液分離装置の気溜部から気体を排出するときに開かれる排気用の開閉弁と
を具備したことを特徴とする脱気装置。 - 液入口に連通される第１の通路中に設けられた第１の逆止弁と、
液入口に対し第１の逆止弁と並列に接続された第２の通路中に設けられた第２の逆止弁と、
第１の逆止弁に連通された絞り手段と、
第１の逆止弁および絞り手段を有する第１の通路に接続され液体と気体とを分離させる密閉形の気液分離タンクと、
気液分離タンクの液溜部に一方の吸吐口が連通され第２の逆止弁に他方の吸吐口が連通された両方向流れ型の液循環ポンプと、
液循環ポンプの他方の吸吐口と液出口とを連通する第３の通路中に設けられた第３の逆止弁と、
気液分離タンクの気溜部と排気出口とを連通する排気用の通路中に設けられた排気用の開閉弁と
を具備したことを特徴とする脱気装置。 - 気液分離タンクは、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、
液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、
排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁である
ことを特徴とする請求項２記載の脱気装置。 - 液入口に連通される第１の通路中に設けられた液体用の開閉弁と、
液体用の開閉弁に接続された絞り手段とを具備し、
気液分離装置は、
絞り手段に接続され液体中の気体を脱気させて塊状化させる脱気タンクと、
脱気タンクで塊状化された気体を液体上に分離させる密閉形の気液分離タンクとを有し、
脱気タンクと気液分離タンクとの間の第１の通路中に第１の逆止弁が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の脱気装置。 - 脱気タンクは、
タンク本体と、
タンク本体の内部に充填された脱気促進用の充填材と
を具備したことを特徴とする請求項４記載の脱気装置。 - 気液分離タンクは、タンク内の一定レベルへの液面下降を検知するレベルスイッチを備え、
液循環ポンプは、レベルスイッチによる液面下降検知により気液分離タンクとの接続側が吸込側から吐出側に自動的に切換わる自動切換ポンプであり、
液体用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路開通状態から通路閉止状態に自動的に切換わる自動開閉弁であり、
排気用の開閉弁は、レベルスイッチによる液面下降検知により通路閉止状態から通路開通状態に自動的に切換わる自動開閉弁である
ことを特徴とする請求項４または５記載の脱気装置。
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