脱気装置
【課題】 被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減する。
【解決手段】 処理槽２内へ被処理液を噴出するノズル３と前記処理槽２内の真空吸引手段４とを備えた脱気装置１であって、前記ノズル３へ被処理液を供給する第一ポンプ２０と、被処理液の供給流量を検知する第一流量センサ２２と、前記第一ポンプ２０の回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータ２３と、前記第一流量センサ２２からの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータ２３へ指令信号を出力する制御部１７とを備える。
【解決手段】 処理槽２内へ被処理液を噴出するノズル３と前記処理槽２内の真空吸引手段４とを備えた脱気装置１であって、前記ノズル３へ被処理液を供給する第一ポンプ２０と、被処理液の供給流量を検知する第一流量センサ２２と、前記第一ポンプ２０の回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータ２３と、前記第一流量センサ２２からの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータ２３へ指令信号を出力する制御部１７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中の溶存気体を脱気する真空式の脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理液中の溶存気体，たとえば溶存酸素を低減させる真空式の脱気装置は、給水，洗浄，あるいは食品加工などの用途に広く利用されている。給水用途における例を挙げると、蒸気ボイラや排ガスボイラなどの熱機器は、給水中の溶存酸素によって伝熱管で腐食を生じ、短期間で破損に至る場合がある。また、ビルやマンションなどの建造物は、給水中の溶存酸素によって給水配管で腐食を生じ、赤水が発生する場合がある。このため、前記熱機器や前記建造物では、給水系統に前記脱気装置を設置し、給水中の溶存酸素を低減することが行われている。
【０００３】
前記脱気装置は、特許文献１に開示されているように、まず被処理液を加圧ポンプによって処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって噴出する。そして、前記処理槽内を真空吸引することにより、噴出された液滴から溶存気体を脱気したのち、処理液として貯留し、この処理液を送液ポンプによって前記処理槽内から排出する構成の装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０８００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記脱気装置では、効率のよい脱気を行うため、前記ノズルからの噴出流量と前記処理槽内の液位とを所定範囲に維持することが重要である。前記ノズルからの噴出流量は、被処理液の液滴の大きさに影響し、噴出流量が少なくなるほど液滴が大きくなり、脱気効率が低下する。一方、前記処理槽内の液位は、被処理液の脱気時間に影響し、液位が高くなるほど脱気時間が短くなり、脱気効率が低下する。そこで、前記脱気装置では、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、被処理液の供給流量を予め設定された基準処理流量に調整し、また前記処理槽内の液位が一定となるように、処理液の排出流量を前記基準処理流量に調整し、所定の脱気効率を維持している。
【０００６】
被処理液の供給流量の調整は、通常、前記加圧ポンプの下流側に設けた流量計および手動バルブを使用して行われる。具体的には、前記加圧ポンプは、被処理液の粘性や前記ノズルでの圧力損失などを考慮して、前記基準処理流量よりも過剰の供給流量となるように、事前に運転圧力が高く設定される。そして、試運転やメンテナンスなどの際に、前記流量計で供給流量を計測し、この計測値が前記基準処理流量と一致するように、前記手動バルブの開度を絞っている。
【０００７】
一方、処理液の排出流量の調整は、被処理液の供給流量の調整と同様、通常、前記送液ポンプの下流側に設けた流量計および手動バルブを使用して行われる。具体的には、前記送液ポンプは、処理液の粘性や前記処理槽内の真空度などを考慮して、前記基準処理流量よりも過剰の排出流量となるように、事前に運転圧力が高く設定される。そして、試運転やメンテナンスなどの際に、前記流量計で排出流量を計測し、この計測値が前記基準処理流量と一致するように、前記手動バルブの開度を絞っている。
【０００８】
このように、従来の前記脱気装置では、被処理液の供給流量と処理液の排出流量とを手動で調整する構成となっているため、その作業が極めて煩雑であり、性能維持が容易でな
い。また、前記脱気装置では、前記両ポンプの運転圧力を高く設定し，かつ流量を絞る構成となっているため、前記両ポンプの消費電力が大きく、ランニングコストの増加を招いている。
【０００９】
この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする第一の課題は、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することである。また、この発明が解決しようとする第二の課題は、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記課題を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、処理槽内へ被処理液を噴出するノズルと前記処理槽内の真空吸引手段とを備えた脱気装置であって、前記ノズルへ被処理液を供給する第一ポンプと、被処理液の供給流量を検知する第一流量センサと、前記第一ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータと、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。
【００１２】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプの消費電力が低減される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記処理槽内から処理液を排出する第二ポンプと、前記処理槽内の液位を検知する液位センサと、前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記液位センサからの液位検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。そして、この処理液は、前記第二ポンプによって前記処理槽内から排出される。
【００１５】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。一方、前記第二ポンプの運転は、前記第二インバータによって行われる。前記第二インバータへは、前記液位センサからの液位検知信号が前記
制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第二ポンプは、前記第二インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、前記処理槽内における処理液の液位が予め設定された基準液位と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプの消費電力が同時に低減される。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記処理槽から処理液を排出する第二ポンプと、処理液の排出流量を検知する第二流量センサと、前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記第二流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。そして、この処理液は、前記第二ポンプによって前記処理槽内から排出される。
【００１８】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。一方、前記第二ポンプの運転は、前記第二インバータによって行われる。前記第二インバータへは、前記第二流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第二ポンプは、前記第二インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、処理液の排出流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプの消費電力が同時に低減される。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、この発明によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一実施形態）
以下、この発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第一実施形態に係る脱気装置の概略構成図を示している。第一実施形態に係る脱気装置は、たとえば蒸気ボイラや排ガスボイラ等の熱機器，あるいはビルやマンション等の建造物などの給水系統に設置され、伝熱管や給水配管の防食を目的として給水中の溶存酸素を低減する場合に適用される。図１において、脱気装置１は、処理槽２と、ノズル３と、真空吸引手段４
とを主に備えている。
【００２１】
前記処理槽２は、垂直に立設された筒状の胴部５を有しており、下端開口部を底板６で封鎖するとともに、上端開口部を天板７で封鎖することにより、一体化された密閉容器を構成している。ここにおいて、前記処理槽２は、耐圧性，耐熱性および耐食性を確保する観点から、通常、ステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ３０４など）を使用して形成される。
【００２２】
前記底板６には、被処理液の供給口８と処理液の排出口９とがそれぞれ設けられており、前記供給口８は、前記底板６の中央部，すなわち前記底板６のほぼ中心部に設けられている。一方、前記天板７には、排気口１０が設けられており、この排気口１０には、前記真空吸引手段４が接続されている。この真空吸引手段４の詳細については、後述する。
【００２３】
前記処理槽２内において、前記供給口８には、上方へと延びる供給管１１の一端側が液密に接続されており、この供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が上向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理液が前記天板７へ向かって噴出されるように構成されている。
【００２４】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも上方の空間は、被処理液の脱気部１２に設定されている。この脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理液が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の液滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。一方、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、処理液の貯留部１３に設定されている。ここにおいて、前記処理槽２の上部には、脱気効率を高めるため、前記ノズル３からの噴出液と前記脱気部１２から落下液とを衝突させ、被処理液の前記貯留部１３への落下を遅延させる脱気促進部１４が設けられていてもよい。この脱気促進部１４の具体的な構成と作用については、本願出願人らによる特願２００６−１３５５２号に記載されている。
【００２５】
前記胴部５の側方には、処理液の液位を検出する液位検出筒１５が併設されており、この液位検出筒１５の上部が前記脱気部１２と連通されているとともに、前記液位検出筒１５の下部が前記貯留部１３と連通されている。前記液位検出筒１５には、前記処理槽２内の液位を検知する液位センサ１６が挿入されており、この液位センサ１６は、前記脱気装置１の運転を制御する制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記液位センサ１６は、減圧状態下で前記処理槽２内の液位を連続的に検知可能なものであって、たとえば静電容量式のセンサが利用される。
【００２６】
さて、前記供給口８には、被処理液供給ライン１８が接続されており、この被処理液供給ライン１８には、上流側から順にストレーナ１９，第一ポンプ２０，開閉弁２１および第一流量センサ２２が設けられている。前記第一ポンプ２０は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過された被処理液を前記ノズル３へ供給するためのものであって、第一インバータ２３と接続され、その回転数が前記第一インバータ２３からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００２７】
前記開閉弁２１は、脱気運転の停止時に、前記ノズル３への被処理液の供給を遮断するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。さらに、前記第一流量センサ２２は、前記ノズル３への被処理液の供給流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記第一流量センサ２２から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第一インバータ２３への指令信号の生成に利用される。
【００２８】
前記排出口９には、処理液排出ライン２４が接続されており、この処理液排出ライン２４には、上流側から順に第一逆止弁２５および第二ポンプ２６が設けられている。前記第二ポンプ２６は、前記処理槽２内から処理液を排出するためのものであって、第二インバータ２７と接続され、その回転数が前記第二インバータ２７からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。ここにおいて、前記液位センサ１６から前記制御部１７へ入力される液位検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００２９】
つぎに、前記真空吸引手段４について詳細に説明する。前記真空吸引手段４は、液封式の真空ポンプ２８と、封液回収タンク２９と、封液還流ポンプ３０とを主に備えている。前記真空ポンプ２８は、前記排気口１０と真空吸引ライン３１で接続され、この真空吸引ライン３１には、前記排気口１０側から順に第二逆止弁３２および真空センサ３３が設けられている。
【００３０】
前記真空ポンプ２８は、前記処理槽２内を減圧し、被処理液から分離された気体を排気するものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。前記真空センサ３３は、前記処理槽２内の真空度を検知するものであって、前記制御部１７と接続されている（図示省略）。ここにおいて、前記真空センサ３３から前記制御部１７へ入力される真空度検知信号は、前記真空ポンプ２８への指令信号の生成に利用される。
【００３１】
また、前記真空ポンプ２８は、前記開閉弁２１の下流側の前記被処理液供給ライン１８と封液供給ライン３４で接続されている。この封液供給ライン３４は、被処理液の一部を封液として前記真空ポンプ２８へ供給するためのものであって、前記封液供給ライン３４には、上流側から順に第三逆止弁３５および定流量弁３６が設けられている。前記定流量弁３６は、前記脱気装置１の運転中に、前記真空ポンプ２８へ封液を一定流量で供給することにより、封液の温度上昇を抑制し、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で運転するためのものである。
【００３２】
さらに、前記真空ポンプ２８は、前記封液回収タンク２９と封液回収ライン３７で接続されており、前記真空ポンプ２８からの使用済みの封液が前記封液回収タンク２９内へ回収されるように構成されている。前記封液回収タンク２９は、前記ストレーナ１９の上流側の前記被処理液供給ライン１８と封液還流ライン３８で接続されており、この封液還流ライン３８には、上流側から順に前記封液還流ポンプ３０および第四逆止弁３９が設けられている。前記封液還流ポンプ３０は、前記封液回収タンク２９内に回収された封液を被処理液として返送するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００３３】
以下、第一実施形態に係る前記脱気装置１の脱気運転について説明する。この脱気運転は、たとえば前記脱気装置１の下流側に設置された処理液タンク（図示省略）の液位情報に基づく運転開始信号の入力によって開始される。あるいは、前記脱気運転は、たとえば運転開始時刻および運転終了時刻がそれぞれ設定されたタイマ部（図示省略）からの運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００３４】
前記脱気運転において、被処理液は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理液供給ライン１８および前記供給管
１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理液は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記天板７へ向かって上向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理液は、液滴として前記脱気部１２を上昇しながら脱気される。
【００３５】
つぎに、被処理液の液滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、前記処理槽２の中央部へ向かう落下液となる。落下液となった被処理液は、後続の噴出液と衝突することにより、前記処理槽２の上部に押し上げられ、前記脱気促進部１４に所定量が保有されながらさらに脱気される。
【００３６】
前記脱気促進部１４での落下液の保有量が所定量を超え、噴出液で押し上げることができなくなった落下液の一部は、前記脱気促進部１４の下部から押し出される。押し出された被処理液は、流下液として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。
【００３７】
前記胴部５の側壁に沿って下降した流下液は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理液は、前記貯留部１３において、液面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理液として確保される。そして、この処理液は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００３８】
さて、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能（Ｐ制御：比例制御，Ｉ制御：積分制御，Ｄ制御：微分制御）を使用し、被処理液の供給流量が予め設計された基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。
【００３９】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、図２に示すように、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００４０】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００４１】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、前記処理槽２内における処理液の液位が予め設定された基準液位と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００４２】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、図２に示すように、まず前記制御部１７が前記液位センサ１６からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準液位に対応する電流値または電圧値）と比較
を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００４３】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記処理槽２内における処理液の液位が一定となるように，すなわち前記第一ポンプ２０による被処理液の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理液の排出流量とが等しくなるように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００４４】
さらに、前記脱気運転中には、前記被処理液供給ライン１８を流れる被処理液の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理液は、封液として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封液回収ライン３７を介して前記封液回収タンク２９へ回収される。前記封液回収タンク２９内では、封液と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封液回収タンク２９内の封液が所定液位を超えると、前記封液還流ポンプ３０が駆動され、回収された封液は、前記封液還流ライン３８を介して前記被処理液供給ライン１８へ返送される。
【００４５】
ここにおいて、前記真空ポンプ２８では、封液が連続的に入れ替えられているため、封液の温度上昇が生じない。したがって、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で安定して運転することができる。また、前記封液回収タンク２９では、封液が連続的に入れ替えられながら、封液と気体とが分離されているため、吸引した気体の濃縮が生じない。したがって、前記封液回収タンク２９の腐食を効果的に抑制することができる。さらに、回収された封液は、被処理液として再利用されるので、無駄な廃液も生じない。
【００４６】
以上の第一実施形態によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、第一実施形態によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【００４７】
（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、第二実施形態に係る脱気装置の概略構成図を示している。図３において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
第二実施形態における脱気装置４０では、前記供給口８は、前記天板７に設けられている。前記供給口８は、前記天板７の中央部，すなわち前記天板７のほぼ中心部に設けられている。前記処理槽２内において、前記供給口８には、前記供給管１１の一端側が液密に接続されており、前記供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が下向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理液が前記底板６へ向かって噴出されるように構成されている。
【００４９】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、前記脱気部１２
に設定されている。前記脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理液が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の液滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。また、前記脱気部１２よりも下方の空間は、処理液の貯留部１３に設定されている。
【００５０】
さて、第二実施形態において、前記第二ポンプ２６の下流側の前記処理液排出ライン２４には、第二流量センサ４１が設けられている。この第二流量センサ４１は、前記処理槽２内からの処理液の排出流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続され０ている。ここにおいて、前記第二流量センサ４１から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００５１】
以下、第二実施形態に係る前記脱気装置４０の脱気運転について説明する。この脱気運転は、前記第一実施形態と同様に、運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００５２】
前記脱気運転において、被処理液は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理液供給ライン１８および前記供給管１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理液は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記底板６へ向かって下向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理液は、液滴として前記脱気部１２を下降しながら脱気される。
【００５３】
つぎに、被処理液の液滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、流下液として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。前記胴部５の側壁に沿って下降した流下液は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理液は、前記貯留部１３において、液面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理液として確保される。そして、この処理液は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００５４】
さて、前記脱気運転中には、前記第一実施例と同様に、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能を使用し、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。
【００５５】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、図４に示すように、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００５６】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００５７】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、処理液の排出流量が前記基準処理流量と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００５８】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、図４に示すように、まず前記制御部１７が前記第二流量センサ４１からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００５９】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記第一ポンプ２０による被処理液の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理液の排出流量とがともに前記基準処理流量と等しくなるように，すなわち前記処理槽２内における処理液の液位が一定となるように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００６０】
さらに、前記脱気運転中には、前記第一実施形態と同様に、前記被処理液供給ライン１８を流れる被処理液の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理液は、封液として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封液回収ライン３７を介して前記封液回収タンク２９へ回収される。前記封液回収タンク２９内では、封液と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封液回収タンク２９内の封液が所定液位を超えると、前記封液還流ポンプ３０が駆動され、回収された封液は、前記封液還流ライン３８を介して前記被処理液供給ライン１８へ返送される。
【００６１】
以上の第二実施形態によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、第二実施形態によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【００６２】
（他の実施形態）
前記第一実施形態では、前記処理槽２内における被処理液の噴出方向が上向きになるように構成されているが、前記第二実施形態と同様に、被処理液の噴出方向が下向きになるように構成されていてもよい。また、前記第二実施形態では、前記処理槽２内における被処理液の噴出方向が下向きになるように構成されているが、前記第一実施形態と同様に、被処理液の噴出方向が上向きになるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の第一実施形態に係る脱気装置の概略構成図。
【図２】第一実施形態におけるインバータによる定流量制御の説明図。
【図３】この発明の第二実施形態に係る脱気装置の概略構成図。
【図４】第二実施形態におけるインバータによる定流量制御の説明図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 脱気装置
２ 処理槽
３ ノズル
４ 真空吸引手段
１６ 液位センサ
１７ 制御部
２０ 第一ポンプ
２２ 第一流量センサ
２３ 第一インバータ
２６ 第二ポンプ
２７ 第二インバータ
４０ 脱気装置
４１ 第二流量センサ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中の溶存気体を脱気する真空式の脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理液中の溶存気体，たとえば溶存酸素を低減させる真空式の脱気装置は、給水，洗浄，あるいは食品加工などの用途に広く利用されている。給水用途における例を挙げると、蒸気ボイラや排ガスボイラなどの熱機器は、給水中の溶存酸素によって伝熱管で腐食を生じ、短期間で破損に至る場合がある。また、ビルやマンションなどの建造物は、給水中の溶存酸素によって給水配管で腐食を生じ、赤水が発生する場合がある。このため、前記熱機器や前記建造物では、給水系統に前記脱気装置を設置し、給水中の溶存酸素を低減することが行われている。
【０００３】
前記脱気装置は、特許文献１に開示されているように、まず被処理液を加圧ポンプによって処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって噴出する。そして、前記処理槽内を真空吸引することにより、噴出された液滴から溶存気体を脱気したのち、処理液として貯留し、この処理液を送液ポンプによって前記処理槽内から排出する構成の装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０８００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記脱気装置では、効率のよい脱気を行うため、前記ノズルからの噴出流量と前記処理槽内の液位とを所定範囲に維持することが重要である。前記ノズルからの噴出流量は、被処理液の液滴の大きさに影響し、噴出流量が少なくなるほど液滴が大きくなり、脱気効率が低下する。一方、前記処理槽内の液位は、被処理液の脱気時間に影響し、液位が高くなるほど脱気時間が短くなり、脱気効率が低下する。そこで、前記脱気装置では、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、被処理液の供給流量を予め設定された基準処理流量に調整し、また前記処理槽内の液位が一定となるように、処理液の排出流量を前記基準処理流量に調整し、所定の脱気効率を維持している。
【０００６】
被処理液の供給流量の調整は、通常、前記加圧ポンプの下流側に設けた流量計および手動バルブを使用して行われる。具体的には、前記加圧ポンプは、被処理液の粘性や前記ノズルでの圧力損失などを考慮して、前記基準処理流量よりも過剰の供給流量となるように、事前に運転圧力が高く設定される。そして、試運転やメンテナンスなどの際に、前記流量計で供給流量を計測し、この計測値が前記基準処理流量と一致するように、前記手動バルブの開度を絞っている。
【０００７】
一方、処理液の排出流量の調整は、被処理液の供給流量の調整と同様、通常、前記送液ポンプの下流側に設けた流量計および手動バルブを使用して行われる。具体的には、前記送液ポンプは、処理液の粘性や前記処理槽内の真空度などを考慮して、前記基準処理流量よりも過剰の排出流量となるように、事前に運転圧力が高く設定される。そして、試運転やメンテナンスなどの際に、前記流量計で排出流量を計測し、この計測値が前記基準処理流量と一致するように、前記手動バルブの開度を絞っている。
【０００８】
このように、従来の前記脱気装置では、被処理液の供給流量と処理液の排出流量とを手動で調整する構成となっているため、その作業が極めて煩雑であり、性能維持が容易でな
い。また、前記脱気装置では、前記両ポンプの運転圧力を高く設定し，かつ流量を絞る構成となっているため、前記両ポンプの消費電力が大きく、ランニングコストの増加を招いている。
【０００９】
この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする第一の課題は、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することである。また、この発明が解決しようとする第二の課題は、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、前記課題を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、処理槽内へ被処理液を噴出するノズルと前記処理槽内の真空吸引手段とを備えた脱気装置であって、前記ノズルへ被処理液を供給する第一ポンプと、被処理液の供給流量を検知する第一流量センサと、前記第一ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータと、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力する制御部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。
【００１２】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプの消費電力が低減される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記処理槽内から処理液を排出する第二ポンプと、前記処理槽内の液位を検知する液位センサと、前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記液位センサからの液位検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。そして、この処理液は、前記第二ポンプによって前記処理槽内から排出される。
【００１５】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。一方、前記第二ポンプの運転は、前記第二インバータによって行われる。前記第二インバータへは、前記液位センサからの液位検知信号が前記
制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第二ポンプは、前記第二インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、前記処理槽内における処理液の液位が予め設定された基準液位と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプの消費電力が同時に低減される。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記処理槽から処理液を排出する第二ポンプと、処理液の排出流量を検知する第二流量センサと、前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記第二流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴としている。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、被処理液は、前記第一ポンプによって前記ノズルへ供給される。前記処理槽内は、前記真空吸引手段によって減圧状態に維持されており、前記ノズルからの被処理液は、溶存気体が脱気されたのち、処理液として前記処理槽の下部に順次貯留される。そして、この処理液は、前記第二ポンプによって前記処理槽内から排出される。
【００１８】
ここにおいて、前記第一ポンプの運転は、前記第一インバータによって行われる。前記第一インバータへは、前記第一流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第一ポンプは、前記第一インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、被処理液の供給流量が予め設定された基準処理流量と一致するように運転される。一方、前記第二ポンプの運転は、前記第二インバータによって行われる。前記第二インバータへは、前記第二流量センサからの流量検知信号が前記制御部を介して指令信号としてフィードバックされる。そして、前記第二ポンプは、前記第二インバータの出力周波数に応じてその回転数が制御され、処理液の排出流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズルからの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプの運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプの運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプの消費電力が同時に低減される。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、この発明によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一実施形態）
以下、この発明の第一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第一実施形態に係る脱気装置の概略構成図を示している。第一実施形態に係る脱気装置は、たとえば蒸気ボイラや排ガスボイラ等の熱機器，あるいはビルやマンション等の建造物などの給水系統に設置され、伝熱管や給水配管の防食を目的として給水中の溶存酸素を低減する場合に適用される。図１において、脱気装置１は、処理槽２と、ノズル３と、真空吸引手段４
とを主に備えている。
【００２１】
前記処理槽２は、垂直に立設された筒状の胴部５を有しており、下端開口部を底板６で封鎖するとともに、上端開口部を天板７で封鎖することにより、一体化された密閉容器を構成している。ここにおいて、前記処理槽２は、耐圧性，耐熱性および耐食性を確保する観点から、通常、ステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ３０４など）を使用して形成される。
【００２２】
前記底板６には、被処理液の供給口８と処理液の排出口９とがそれぞれ設けられており、前記供給口８は、前記底板６の中央部，すなわち前記底板６のほぼ中心部に設けられている。一方、前記天板７には、排気口１０が設けられており、この排気口１０には、前記真空吸引手段４が接続されている。この真空吸引手段４の詳細については、後述する。
【００２３】
前記処理槽２内において、前記供給口８には、上方へと延びる供給管１１の一端側が液密に接続されており、この供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が上向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理液が前記天板７へ向かって噴出されるように構成されている。
【００２４】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも上方の空間は、被処理液の脱気部１２に設定されている。この脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理液が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の液滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。一方、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、処理液の貯留部１３に設定されている。ここにおいて、前記処理槽２の上部には、脱気効率を高めるため、前記ノズル３からの噴出液と前記脱気部１２から落下液とを衝突させ、被処理液の前記貯留部１３への落下を遅延させる脱気促進部１４が設けられていてもよい。この脱気促進部１４の具体的な構成と作用については、本願出願人らによる特願２００６−１３５５２号に記載されている。
【００２５】
前記胴部５の側方には、処理液の液位を検出する液位検出筒１５が併設されており、この液位検出筒１５の上部が前記脱気部１２と連通されているとともに、前記液位検出筒１５の下部が前記貯留部１３と連通されている。前記液位検出筒１５には、前記処理槽２内の液位を検知する液位センサ１６が挿入されており、この液位センサ１６は、前記脱気装置１の運転を制御する制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記液位センサ１６は、減圧状態下で前記処理槽２内の液位を連続的に検知可能なものであって、たとえば静電容量式のセンサが利用される。
【００２６】
さて、前記供給口８には、被処理液供給ライン１８が接続されており、この被処理液供給ライン１８には、上流側から順にストレーナ１９，第一ポンプ２０，開閉弁２１および第一流量センサ２２が設けられている。前記第一ポンプ２０は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過された被処理液を前記ノズル３へ供給するためのものであって、第一インバータ２３と接続され、その回転数が前記第一インバータ２３からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００２７】
前記開閉弁２１は、脱気運転の停止時に、前記ノズル３への被処理液の供給を遮断するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。さらに、前記第一流量センサ２２は、前記ノズル３への被処理液の供給流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記第一流量センサ２２から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第一インバータ２３への指令信号の生成に利用される。
【００２８】
前記排出口９には、処理液排出ライン２４が接続されており、この処理液排出ライン２４には、上流側から順に第一逆止弁２５および第二ポンプ２６が設けられている。前記第二ポンプ２６は、前記処理槽２内から処理液を排出するためのものであって、第二インバータ２７と接続され、その回転数が前記第二インバータ２７からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。ここにおいて、前記液位センサ１６から前記制御部１７へ入力される液位検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００２９】
つぎに、前記真空吸引手段４について詳細に説明する。前記真空吸引手段４は、液封式の真空ポンプ２８と、封液回収タンク２９と、封液還流ポンプ３０とを主に備えている。前記真空ポンプ２８は、前記排気口１０と真空吸引ライン３１で接続され、この真空吸引ライン３１には、前記排気口１０側から順に第二逆止弁３２および真空センサ３３が設けられている。
【００３０】
前記真空ポンプ２８は、前記処理槽２内を減圧し、被処理液から分離された気体を排気するものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。前記真空センサ３３は、前記処理槽２内の真空度を検知するものであって、前記制御部１７と接続されている（図示省略）。ここにおいて、前記真空センサ３３から前記制御部１７へ入力される真空度検知信号は、前記真空ポンプ２８への指令信号の生成に利用される。
【００３１】
また、前記真空ポンプ２８は、前記開閉弁２１の下流側の前記被処理液供給ライン１８と封液供給ライン３４で接続されている。この封液供給ライン３４は、被処理液の一部を封液として前記真空ポンプ２８へ供給するためのものであって、前記封液供給ライン３４には、上流側から順に第三逆止弁３５および定流量弁３６が設けられている。前記定流量弁３６は、前記脱気装置１の運転中に、前記真空ポンプ２８へ封液を一定流量で供給することにより、封液の温度上昇を抑制し、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で運転するためのものである。
【００３２】
さらに、前記真空ポンプ２８は、前記封液回収タンク２９と封液回収ライン３７で接続されており、前記真空ポンプ２８からの使用済みの封液が前記封液回収タンク２９内へ回収されるように構成されている。前記封液回収タンク２９は、前記ストレーナ１９の上流側の前記被処理液供給ライン１８と封液還流ライン３８で接続されており、この封液還流ライン３８には、上流側から順に前記封液還流ポンプ３０および第四逆止弁３９が設けられている。前記封液還流ポンプ３０は、前記封液回収タンク２９内に回収された封液を被処理液として返送するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００３３】
以下、第一実施形態に係る前記脱気装置１の脱気運転について説明する。この脱気運転は、たとえば前記脱気装置１の下流側に設置された処理液タンク（図示省略）の液位情報に基づく運転開始信号の入力によって開始される。あるいは、前記脱気運転は、たとえば運転開始時刻および運転終了時刻がそれぞれ設定されたタイマ部（図示省略）からの運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００３４】
前記脱気運転において、被処理液は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理液供給ライン１８および前記供給管
１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理液は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記天板７へ向かって上向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理液は、液滴として前記脱気部１２を上昇しながら脱気される。
【００３５】
つぎに、被処理液の液滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、前記処理槽２の中央部へ向かう落下液となる。落下液となった被処理液は、後続の噴出液と衝突することにより、前記処理槽２の上部に押し上げられ、前記脱気促進部１４に所定量が保有されながらさらに脱気される。
【００３６】
前記脱気促進部１４での落下液の保有量が所定量を超え、噴出液で押し上げることができなくなった落下液の一部は、前記脱気促進部１４の下部から押し出される。押し出された被処理液は、流下液として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。
【００３７】
前記胴部５の側壁に沿って下降した流下液は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理液は、前記貯留部１３において、液面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理液として確保される。そして、この処理液は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００３８】
さて、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能（Ｐ制御：比例制御，Ｉ制御：積分制御，Ｄ制御：微分制御）を使用し、被処理液の供給流量が予め設計された基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。
【００３９】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、図２に示すように、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００４０】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００４１】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、前記処理槽２内における処理液の液位が予め設定された基準液位と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００４２】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、図２に示すように、まず前記制御部１７が前記液位センサ１６からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準液位に対応する電流値または電圧値）と比較
を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００４３】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記処理槽２内における処理液の液位が一定となるように，すなわち前記第一ポンプ２０による被処理液の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理液の排出流量とが等しくなるように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００４４】
さらに、前記脱気運転中には、前記被処理液供給ライン１８を流れる被処理液の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理液は、封液として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封液回収ライン３７を介して前記封液回収タンク２９へ回収される。前記封液回収タンク２９内では、封液と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封液回収タンク２９内の封液が所定液位を超えると、前記封液還流ポンプ３０が駆動され、回収された封液は、前記封液還流ライン３８を介して前記被処理液供給ライン１８へ返送される。
【００４５】
ここにおいて、前記真空ポンプ２８では、封液が連続的に入れ替えられているため、封液の温度上昇が生じない。したがって、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で安定して運転することができる。また、前記封液回収タンク２９では、封液が連続的に入れ替えられながら、封液と気体とが分離されているため、吸引した気体の濃縮が生じない。したがって、前記封液回収タンク２９の腐食を効果的に抑制することができる。さらに、回収された封液は、被処理液として再利用されるので、無駄な廃液も生じない。
【００４６】
以上の第一実施形態によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、第一実施形態によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【００４７】
（第二実施形態）
つぎに、この発明の第二実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、第二実施形態に係る脱気装置の概略構成図を示している。図３において、前記第一実施形態と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
第二実施形態における脱気装置４０では、前記供給口８は、前記天板７に設けられている。前記供給口８は、前記天板７の中央部，すなわち前記天板７のほぼ中心部に設けられている。前記処理槽２内において、前記供給口８には、前記供給管１１の一端側が液密に接続されており、前記供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が下向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理液が前記底板６へ向かって噴出されるように構成されている。
【００４９】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、前記脱気部１２
に設定されている。前記脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理液が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の液滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。また、前記脱気部１２よりも下方の空間は、処理液の貯留部１３に設定されている。
【００５０】
さて、第二実施形態において、前記第二ポンプ２６の下流側の前記処理液排出ライン２４には、第二流量センサ４１が設けられている。この第二流量センサ４１は、前記処理槽２内からの処理液の排出流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続され０ている。ここにおいて、前記第二流量センサ４１から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００５１】
以下、第二実施形態に係る前記脱気装置４０の脱気運転について説明する。この脱気運転は、前記第一実施形態と同様に、運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００５２】
前記脱気運転において、被処理液は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理液供給ライン１８および前記供給管１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理液は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記底板６へ向かって下向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理液は、液滴として前記脱気部１２を下降しながら脱気される。
【００５３】
つぎに、被処理液の液滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、流下液として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。前記胴部５の側壁に沿って下降した流下液は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理液は、前記貯留部１３において、液面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理液として確保される。そして、この処理液は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００５４】
さて、前記脱気運転中には、前記第一実施例と同様に、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能を使用し、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。
【００５５】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、図４に示すように、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００５６】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理液の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００５７】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、処理液の排出流量が前記基準処理流量と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００５８】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、図４に示すように、まず前記制御部１７が前記第二流量センサ４１からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００５９】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記第一ポンプ２０による被処理液の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理液の排出流量とがともに前記基準処理流量と等しくなるように，すなわち前記処理槽２内における処理液の液位が一定となるように運転される。したがって、前記ノズル３からの液滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００６０】
さらに、前記脱気運転中には、前記第一実施形態と同様に、前記被処理液供給ライン１８を流れる被処理液の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理液は、封液として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封液回収ライン３７を介して前記封液回収タンク２９へ回収される。前記封液回収タンク２９内では、封液と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封液回収タンク２９内の封液が所定液位を超えると、前記封液還流ポンプ３０が駆動され、回収された封液は、前記封液還流ライン３８を介して前記被処理液供給ライン１８へ返送される。
【００６１】
以上の第二実施形態によれば、被処理液の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、第二実施形態によれば、被処理液の供給流量および処理液の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【００６２】
（他の実施形態）
前記第一実施形態では、前記処理槽２内における被処理液の噴出方向が上向きになるように構成されているが、前記第二実施形態と同様に、被処理液の噴出方向が下向きになるように構成されていてもよい。また、前記第二実施形態では、前記処理槽２内における被処理液の噴出方向が下向きになるように構成されているが、前記第一実施形態と同様に、被処理液の噴出方向が上向きになるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の第一実施形態に係る脱気装置の概略構成図。
【図２】第一実施形態におけるインバータによる定流量制御の説明図。
【図３】この発明の第二実施形態に係る脱気装置の概略構成図。
【図４】第二実施形態におけるインバータによる定流量制御の説明図。
【符号の説明】
【００６４】
１ 脱気装置
２ 処理槽
３ ノズル
４ 真空吸引手段
１６ 液位センサ
１７ 制御部
２０ 第一ポンプ
２２ 第一流量センサ
２３ 第一インバータ
２６ 第二ポンプ
２７ 第二インバータ
４０ 脱気装置
４１ 第二流量センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内へ被処理液を噴出するノズルと前記処理槽内の真空吸引手段とを備えた脱気装置であって、
前記ノズルへ被処理液を供給する第一ポンプと、
被処理液の供給流量を検知する第一流量センサと、
前記第一ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータと、
前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
前記処理槽内から処理液を排出する第二ポンプと、
前記処理槽内の液位を検知する液位センサと、
前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、
前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記液位センサからの液位検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記処理槽から処理液を排出する第二ポンプと、
処理液の排出流量を検知する第二流量センサと、
前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、
前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記第二流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。
【請求項１】
処理槽内へ被処理液を噴出するノズルと前記処理槽内の真空吸引手段とを備えた脱気装置であって、
前記ノズルへ被処理液を供給する第一ポンプと、
被処理液の供給流量を検知する第一流量センサと、
前記第一ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第一インバータと、
前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力する制御部とを備えることを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
前記処理槽内から処理液を排出する第二ポンプと、
前記処理槽内の液位を検知する液位センサと、
前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、
前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記液位センサからの液位検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記処理槽から処理液を排出する第二ポンプと、
処理液の排出流量を検知する第二流量センサと、
前記第二ポンプの回転数を出力周波数に応じて制御する第二インバータとを備え、
前記制御部は、前記第一流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第一インバータへ指令信号を出力するとともに、前記第二流量センサからの流量検知信号に基づいて、前記第二インバータへ指令信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２６０５２０（Ｐ２００７−２６０５２０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８６８３７（Ｐ２００６−８６８３７）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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