脱気装置
【課題】小型化、軽量化をしても、減圧時に減圧チャンバーが変形し難い脱気装置を提供する。
【解決手段】脱気装置１は、減圧チャンバー２と、脱気エレメント４と、を備え、柱状の支持部３を有する。減圧チャンバー２は、液体流入口１１、液体流出口１２および真空吸引口１３を有する。脱気エレメント４は、減圧チャンバー２に収容されている。脱気エレメント４は、液体流入口１１から流入して液体流出口１２から流出する液体が通過する気体透過性チューブ４５を有する。柱状の支持部３は、真空吸引口１３からの吸引により減圧チャンバー２内が減圧されたときの減圧チャンバー２の変形が緩和されるように配置されている。
【解決手段】脱気装置１は、減圧チャンバー２と、脱気エレメント４と、を備え、柱状の支持部３を有する。減圧チャンバー２は、液体流入口１１、液体流出口１２および真空吸引口１３を有する。脱気エレメント４は、減圧チャンバー２に収容されている。脱気エレメント４は、液体流入口１１から流入して液体流出口１２から流出する液体が通過する気体透過性チューブ４５を有する。柱状の支持部３は、真空吸引口１３からの吸引により減圧チャンバー２内が減圧されたときの減圧チャンバー２の変形が緩和されるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる気体を脱気する脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶存ガスを含む液体が管体を流通すると、管体が腐食することがある。また、溶存ガスは、液体から気泡が発生する原因となり、発生した気泡は、液体と他の媒体との間の熱交換量（全体的な熱交換率）を低下させることがある。このため、液体の使用目的によっては液体の脱気が必要となる。
【０００３】
液体（被脱気液体）の脱気には、例えば、特許文献１に開示されている脱気装置（図１１を参照）を用いることができる。図１１に示す脱気装置９０１は、減圧チャンバー９０２と、減圧チャンバー９０２内に収容された気体透過性チューブ９０４とを備える。減圧チャンバー９０２は、気体透過性チューブ９０４の各端部を減圧チャンバー９０２に連結するための液体流入口９１１および液体流出口９１２と、減圧チャンバー９０２内を減圧するための外部のポンプなどを取り付けるための真空吸引口９１３とを有する。この脱気装置９０１では、被脱気液体を気体透過性チューブ９０４に流しつつ減圧チャンバー９０２内を減圧することにより、被脱気液体を脱気できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような脱気装置を小型化および軽量化することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
脱気装置の小型化および軽量化のためには、減圧チャンバーの厚さを薄くすることが考えられる。また、同目的で、減圧チャンバーの材料を、加工し易くかつ軽い材料（例えば樹脂）から選定することも考えられる。しかし、本発明者らが検討したところ、減圧チャンバーの厚さを薄くすると、減圧チャンバー内を減圧する際に減圧チャンバーが変形し（内側に歪み）、減圧チャンバーのシール性が低下する（気密が低下する）ことがあった。減圧チャンバーの材料として樹脂を採用した場合にも、同様の問題が生じることがあった。
【０００７】
本発明者らは、柱状の支持部を利用することにより減圧チャンバーの変形を緩和できることを見出した。本発明は、このような観点からなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、液体流入口、液体流出口および真空吸引口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記液体流入口から流入して前記液体流出口から流出する液体が通過する気体透過性チューブを有する脱気エレメントと、を備え、前記真空吸引口からの吸引により前記減圧チャンバー内が減圧されたときの前記減圧チャンバーの変形が緩和されるように配置された柱状の支持部を有し、前記柱状の支持部が、前記減圧チャンバーの相対する内面に両端面が接するように前記減圧チャンバー内に配置された柱状の支持部材により構成され、または前記減圧チャンバーの相対する内面の一方の一部が当該相対する内面の他方側へと突出して当該相対する内面の他方と接するように前記減圧チャンバーを構成する壁材が変形して形成されている、脱気装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、柱状の支持部が減圧チャンバーの変形を緩和するように作用する。したがって、本発明の脱気装置によれば、減圧チャンバー（特に小型化および軽量化された減圧チャンバー）内の減圧時であっても、減圧チャンバーの変形に伴うシール性の低下が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る脱気装置の第１実施形態を示す斜視図
【図２】図１に示す脱気装置の分解斜視図
【図３】図１に示す脱気装置の半断面図
【図４】図１に示す脱気装置の半断面図
【図５】支持部材の一例の斜視図（図５Ａ）および断面図（図５Ｂ，Ｃ）
【図６】支持部材の別の一例の斜視図（図６Ａ）および断面図（図６Ｂ，Ｃ）
【図７】本発明に係る脱気装置の第２実施形態を示す斜視図
【図８】図７に示す脱気装置の分解斜視図
【図９】図７に示す脱気装置の半断面図
【図１０】図７に示す脱気装置の半断面図
【図１１】従来の脱気装置を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図４に、本発明の第１実施形態に係る脱気装置である脱気装置１を示す。図１は、脱気装置１の斜視図である。図２は、脱気装置１の分解斜視図である。図３は、図１に示す脱気装置１を直線III−IIIで切断した半断面図である。図４は、図１に示す脱気装置１を直線IV−IVで切断した半断面図である。
【００１３】
脱気装置１は、減圧チャンバー２と、支持部材３と、脱気エレメント４とを備えている。減圧チャンバー２には、液体（被脱気液体）が流通する液体流入口１１および液体流出口１２、ならびに減圧装置を接続する真空吸引口１３が形成されている。支持部材３は、減圧チャンバー２内に配置されている。脱気エレメント４は、減圧チャンバー２内に収容されており、筒状のアダプタ１４１，１４２を介して液体流入口１１および液体流出口１２に接続されている。真空ポンプなどの減圧装置を真空吸引口１３に接続し、減圧チャンバー２内を排気しながら脱気エレメント４に液体を流すことにより、液体から溶存ガスが除去される。
【００１４】
脱気エレメント４は、気体透過性チューブ４５を有している（図２参照）。脱気エレメント４は一本の気体透過性チューブ４５により構成されていてもよいが、本実施形態では、脱気エレメント４は、多数本の気体透過性チューブ４５を束ねたチューブ束４０により構成されている。これにより、気体透過性チューブ４５全体の大きな表面積を確保し、減圧チャンバー２の単位容積当たりの液体の大きな脱気量を確保している。各気体透過性チューブ４５は、フッ素樹脂粉末を介してチューブ束４０の両端に被せた樹脂パイプ（図示省略）により互いに熱融着している。
【００１５】
気体透過性チューブ４５の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などが適している。
【００１６】
フッ素樹脂粉末としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥなどの粉末が適している。樹脂パイプは、フッ素樹脂粉末の材料と同じ材料から作製することが好ましい。
【００１７】
脱気エレメント４は、コイル状に巻回されている。これにより、液体の脱気量の向上を図っている。また、本実施形態では、脱気エレメント４は、支持部材３を取り巻くことにより、減圧チャンバー２内における支持部材３の位置を固定している。また、このような形状を有する脱気エレメント４は、支持部材３に巻き付けることにより作製することもできる。これにより、脱気エレメント４の巻回作業が容易となる。ただし、脱気エレメント４と支持部材３とは離間していてもよい。
【００１８】
本実施形態では、脱気エレメント４は、支持部材３の周囲に一周巻回されている。ただし、脱気エレメント４は、支持部材３の周囲に多重に巻回されていてもよい。脱気エレメント４が多重に巻回されていることは、液体の脱気量の向上の観点から好ましい。別の言い方をすれば、所定の脱気量を有する脱気エレメントを作製する場合は、脱気エレメントの巻回数を増やすことにより、脱気エレメント、ひいては脱気装置全体の小型化が可能となる。また、脱気エレメント４が多重に巻回されていることは、支持部材３の位置の安定性の観点からも好ましい。他方、脱気エレメント４の形状の簡素化の観点から、脱気エレメント４は、Ｕ字型などの他の形状を有していてもよい。
【００１９】
アダプタ１４１，１４２は中空の円柱状の形状を有している。アダプタ１４１，１４２の材料は限定されないが、これらはＰＦＡ、ＦＥＰなどの熱可塑性のフッ素樹脂から構成されていることが好ましい。
【００２０】
減圧チャンバー２は、開口部２６を有するチャンバー本体２０と、蓋体２５とを含んでいる。蓋体２５は、開口部２６に嵌め込まれて開口部２６を塞いでいる。本実施形態では、減圧チャンバー２は、全体として略直方体の外観形状を有している。
【００２１】
チャンバー本体２０は、筒状の側部２３と、開口部２６の反対側に配置されている底部２４とから構成されている（図３および図４参照）。側部２３の内面には、段部２７が設けられている。段部２７によれば、蓋体２５が開口部２６に嵌め込まれた際の蓋体２５の位置合わせが容易となる。さらに、段部２７によれば、減圧チャンバー２内が減圧されたときに、蓋体２５が段部２７よりもチャンバー本体２０の中央側に引き込まれるおそれが低減する。
【００２２】
蓋体２５には、液体流入口１１、液体流出口１２および真空吸引口１３が形成されている。液体流入口１１には凹部１１ｄが形成され、凹部１１ｄにはＯリング５１が嵌め込まれている。液体流出口１２には凹部１２ｄが形成され、凹部１２ｄにはＯリング５２が嵌め込まれている。蓋体２５の側面には凹部２５ｄが形成され、凹部２５ｄにはＯリング６０が嵌め込まれている（図２参照）。Ｏリング５１，５２，６０により、減圧チャンバー２の気密性が向上する。また、真空吸引口１３はテーパねじである。
【００２３】
本実施形態では、減圧チャンバー２の材料は樹脂である。耐久性や耐薬品性、軽量化の観点から、減圧チャンバー２の材料として好適な樹脂として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどのフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。ただし、減圧チャンバー２の材料として、発泡体、金属、ガラスなどを採用してもよい。また、減圧チャンバー２の材料として、上記材料を組み合わせた材料を採用してもよい。なお、本実施形態では、減圧チャンバー２を構成しているチャンバー本体２０の材料と蓋体２５の材料とが同じであるが、これらの材料は異なっていてもよい。
【００２４】
チャンバー本体２０の厚さは特に限定されないが、例えば１．５〜６ｍｍである。本実施形態では、支持部材３によりチャンバー本体２０の変形が緩和されるため（詳細は後述）、チャンバー本体２０の厚さを１．５〜４ｍｍにしてもよい。同様に、蓋体２５の厚さは、例えば５〜１２ｍｍであるが、本実施形態によれば、５〜１０ｍｍにすることもできる。つまり、本実施形態によれば、減圧チャンバー２の厚さを１．５〜１０ｍｍにすることができる。
【００２５】
減圧チャンバー２の内面は、平面により構成されている。具体的には、チャンバー本体２０の底部２４は、長方形の内面１２４を有する。また、側部２３は、段部２７よりも底部２４側において、相対する長方形の内面１２３ａ，１２３ｂと、相対する長方形の内面１７３ａ，１７３ｂとを有する。
【００２６】
より具体的には、内面１２４は、短辺の長さがＬ１であり、長辺の長さがＬ２である長方形の形状を有する。内面１２３ａ，１２３ｂは、短辺の長さがＬ２であり、長辺の長さがＬ３である長方形の形状を有する。内面１７３ａ，１７３ｂは、短辺の長さがＬ１であり、長辺の長さがＬ３である長方形の形状を有する。Ｌ１，Ｌ２およびＬ３は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を有する。また、内面１２４の面積Ｓ１、内面１２３ａ（１２３ｂ）の面積Ｓ２および内面１７３ａ（１７３ｂ）の面積Ｓ３は、Ｓ１＜Ｓ３＜Ｓ２の関係を有する。つまり、内面１２３ａ（１２３ｂ）は、減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面である。
【００２７】
支持部材３は、柱状の部材である。支持部材３の材料は、減圧チャンバー２の材料と同様に選定できる。本実施形態では、支持部材３の材料として、減圧チャンバー２の材料と同じ材料を採用している。支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂは、減圧チャンバー２の相対する内面１２３ａ，１２３ｂに接している。支持部材３は、このように配置されることにより、真空吸引口１３からの吸引により減圧チャンバー２内が減圧されたときの減圧チャンバー２の変形を緩和する柱状の支持部として作用する。
【００２８】
支持部材３の形状は特に限定されず、角柱状、円柱状などの形状を採ることができる。ただし、軸方向に垂直な方向の剛性の観点からは、支持部材３は、例えば図５に示すような中空の円柱状（筒状）の形状、または、図６に示すような中実の円柱状の形状を有していることが好ましい。本実施形態では、支持部材３は、中空の円柱状の形状を有している。
【００２９】
なお、支持部材３が中空の円柱状の形状を有する場合と中実の円柱状の形状を有している場合とを比べると、中空の円柱状の形状を有する場合は、脱気装置１を軽量化できる点で有利である。他方、支持部材３が中実の円柱状の形状を有している場合は、減圧チャンバー２内の空間の体積が小さくなり、減圧すべき気体の体積が小さくなるので、減圧チャンバー２内の減圧に要する時間が短くなる点で有利である。
【００３０】
支持部材３の寸法は特に限定されない。減圧チャンバー２の変形の緩和と、脱気エレメント４用の領域の確保とを両立させる観点からは、例えば、支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂが、当該両端面１０３ａ，１０３ｂが接している相対する内面（本実施形態では内面１２３ａ，１２３ｂ）の面積の５〜３０％を占める領域を覆うことができるように、支持部材３の寸法を定めればよい。また、減圧チャンバー２の変形の緩和の観点から、支持部材３が中空の形状を有している場合は、支持部材３は、チャンバー本体２０の厚さ以上の厚さを有していてもよい。
【００３１】
本実施形態では、支持部を構成している支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂが接している相対する内面１２３ａ，１２３ｂがいずれも平面であり、減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面（面積Ｓ２の平面）を含んでいる。すなわち、支持部材３は、最も変形し易い平面を支持しているため、減圧チャンバー２の変形を効果的に緩和することができる。
【００３２】
本実施形態では、相対する内面１２３ａ，１２３ｂの各々が同一面積を有する平面であり、相対する内面１２３ａ，１２３ｂのいずれもが減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面である。したがって、本実施形態では、支持部材３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が特に顕著に現れる。
【００３３】
言い換えると、相対する内面１２３ａ，１２３ｂは、減圧チャンバー２の内面を構成する相対する平面のうち互いの距離が最も短い一対の平面である。このような場合には、支持部材３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が顕著に現れる。
【００３４】
本実施形態では、支持部を構成している支持部材３が、相対する内面１２３ａ，１２３ｂの一方である内面１２３ａの重心部と、他方である内面１２３ｂの重心部との間に介在している。これにより、内面１２３ａ，１２３ｂの変形を効果的に緩和している。なお、本明細書では、重心部とは重心を含む領域を指す。
【００３５】
また、本実施形態では、支持部を構成する支持部材３が平面からなる底面１０３ａ，１０３ｂを有し、底面１０３ａ，１０３ｂが減圧チャンバー２の相対する内面（平面）１２３ａ，１２３ｂの一部に接している。この好ましい形態によれば、内面１２３ａ，１２３ｂの変形が効果的に緩和される。
【００３６】
なお、支持部材３を採用することは、本実施形態のように、減圧チャンバー２の材料が樹脂などの剛性の小さい材料である場合に特に効果的であるが、他の材料を採用する場合であっても効果的である。
【００３７】
また、支持部材３を採用することは、本実施形態のように減圧チャンバー２の内面が、平面のみから構成される場合に特に効果的である。この場合は、減圧チャンバー２の外観形状を略直方体にでき、減圧チャンバー２の外観形状を略直方体にすることは制限されたスペース（装置の内部など）に脱気装置１を配置する際に有利になることが多い。つまり、支持部材３によれば、脱気装置１が占有するスペースの観点で有利な形状を有する減圧チャンバー２を得ながらも、減圧チャンバー２の剛性を確保することができる。ただし、支持部材３を採用することは、減圧チャンバー２の内面が曲面を含む場合（例えば、減圧チャンバー２の側部２３が円筒状の形状を有する場合）であっても効果的である。
【００３８】
（第２実施形態）
図７〜図１０に、本発明の第２実施形態に係る脱気装置である脱気装置３０１を示す。図７は、脱気装置３０１の斜視図である。図８は、脱気装置３０１の分解斜視図である。図９は、図７に示す脱気装置３０１を直線XI−XIで切断した半断面図である。図１０は、図７に示す脱気装置３０１を直線Ｘ−Ｘで切断した半断面図である。
【００３９】
脱気装置３０１は、減圧チャンバー３０２と、脱気エレメント３０４とを備えている。減圧チャンバー３０２には、液体（被脱気液体）が流通する液体流入口３１１および液体流出口３１２、ならびに減圧装置を接続する真空吸引口３１３が形成されている。また、減圧チャンバー３０２には、突出部３０３が形成されている。脱気エレメント３０４は、減圧チャンバー３０２内に収容されており、筒状のアダプタ４４１，４４２を介して液体流入口３１１および液体流出口３１２に接続されている。真空ポンプなどの減圧装置を真空吸引口３１３に接続し、減圧チャンバー３０２内を排気しながら脱気エレメント３０４に液体を流すことにより、液体から溶存ガスが除去される。
【００４０】
脱気エレメント３０４は、気体透過性チューブ３４５を有している（図８参照）。気体透過性チューブ３４５は、気体透過性チューブ４５と同様のチューブである。脱気エレメント３０４は、一本の気体透過性チューブ３４５により構成されていてもよいが、本実施形態では、多数本の気体透過性チューブ３４５を束ねたチューブ束３４０により構成されている。各気体透過性チューブ３４５は、各気体透過性チューブ４５と同様に、フッ素樹脂粉末を介して樹脂パイプにより互いに熱融着している（図示省略）。
【００４１】
脱気エレメント３０４は、コイル状に一周巻回されている。本実施形態では、脱気エレメント３０４は、減圧チャンバー３０２の突出部３０３と離間した状態で一周巻回されている。なお、脱気エレメント３０４は、多重に巻回されていてもよく、Ｕ字型などの他の形状を有していてもよい。また、脱気エレメント３０４は、突出部３０３に接していてもよく、突出部３０３に巻き付けられていてもよい。
【００４２】
アダプタ４４１，４４２は、アダプタ１４１，１４２と同様のアダプタである。
【００４３】
減圧チャンバー３０２は、開口部３２６を有するチャンバー本体３２０と、蓋体３２５とを含んでいる。蓋体３２５は、開口部３２６に嵌め込まれて開口部３２６を塞いでいる。本実施形態では、減圧チャンバー３０２は、全体として略円柱の外観形状を有している。減圧チャンバー３０２の材料としては、減圧チャンバー２の材料と同様の材料を採用可能である。
【００４４】
チャンバー本体３２０は、円筒状の側部３２３と、開口部３２６の反対側に配置されている底部３２４とから構成されている（図１０参照）。側部３２３には、液体流入口３１１、液体流出口３１２および真空吸引口３１３が形成されている。液体流入口３１１には凹部３１１ｄが形成され、凹部３１１ｄにはＯリング３５１が嵌め込まれている。液体流出口３１２には凹部３１２ｄが形成され、凹部３１２ｄにはＯリング３５２が嵌め込まれている。また、チャンバー本体３２０の内面には、蓋体３２５が開口部３２６に嵌め込まれた際の蓋体３２５の位置合わせのための段部３２７が設けられている。また、真空吸引口３１３はテーパねじである。
【００４５】
蓋体３２５には、減圧チャンバー３０２の内側に向かって突出している突出部３０３が形成されている。突出部３０３の周囲には周辺部３３５が形成されている。また、蓋体３２５の側面には凹部３２５ｄが形成され、凹部３２５ｄにはＯリング３６０が嵌め込まれている（図８参照）。
【００４６】
チャンバー本体３２０の厚さは特に限定されないが、例えば４〜１２ｍｍである。本実施形態では、突出部３０３によりチャンバー本体３２０の変形が緩和されるため（詳細は後述）、チャンバー本体３２０の厚さを４〜８ｍｍにしてもよい。同様に、蓋体３２５の厚さは、例えば１．５〜６ｍｍであるが、本実施形態によれば、１．５〜４ｍｍにすることもできる。つまり、本実施形態によれば、減圧チャンバー３０２の厚さを１．５〜８ｍｍにすることができる。
【００４７】
また、減圧チャンバー３０２の内面は、平面と曲面とから構成されている。具体的には、チャンバー本体３２０の底部３２４は、円形の平面である内面４２４を有する。また、側部３２３は、側部３２３の中心軸を取り囲む曲面である内面４２３を有する。
【００４８】
蓋体３２５は、図１０に示すような内面４２５を有する。内面４２５と内面４２４とは、相対する内面４２４，４２５を構成している。内面４２５は、突出部３０３が有する内面４０３と、周辺部３３５が有する内面４３５とを含む。内面４３５は、環状の形状を有する平面である。
【００４９】
図１０に示すように、相対する内面４２４，４２５の一方である内面４２５の一部を構成している内面４０３は、相対する内面４２４，４２５の他方側である内面４２４側へと突出して、相対する内面４２４，４２５の他方である内面４２４に接している。本実施形態では、このように減圧チャンバー３０２における蓋体３２５を構成する壁材が変形することにより、真空吸引口３１３からの吸引により減圧チャンバー３０２内が減圧されたときの減圧チャンバー３０２の変形を緩和する柱状の支持部を形成している。つまり、本実施形態では、突出部３０３が支持部として作用している。
【００５０】
突出部３０３の寸法は特に限定されないが、例えば、突出部３０３の内面４０３が、当該内面４０３が接している、相対する内面の他方（本実施形態では内面４２４）の面積の５〜３０％を占める領域を覆うことができるように、突出部３０３の寸法を定めればよい。また、減圧チャンバー３０２の変形の緩和の観点から、突出部３０３は、チャンバー本体３２０の厚さ以上の厚さを有していてもよい。
【００５１】
減圧チャンバー３０２では、相対する内面４２４，４２５が相対する平面４２４，４３５を含む。また、相対する平面４２４，４３５は、減圧チャンバー３０２の内面における面積が最大の平面である平面４２４（内面４２４）を含んでいる。すなわち、突出部３０３は、最も変形し易い平面を支持しているため、減圧チャンバー３０２の変形を効果的に緩和することができる。
【００５２】
本実施形態では、相対する平面４２４，４３５が、減圧チャンバー３０２の内面における面積が最大の平面とその次に面積が大きい平面とを含んでいる。このような場合は、突出部３０３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が顕著に現れる。
【００５３】
本実施形態では、支持部として作用している突出部３０３が、相対する平面４２４，４３５の一方である平面４２４の重心部と、他方である内面４３５の重心部との間に介在している。これにより、底部３２４および周辺部３３５の変形を効果的に緩和している。
【００５４】
また、本実施形態では、支持部を構成する突出部３０３の内面４０３が平面からなる底面４０３ａを有し、底面４０３ａが減圧チャンバー３０２の相対する内面の他方である平面４２４（内面４２４）の一部に接している。これにより、底部３２４の変形を効果的に緩和している。
【００５５】
また、本実施形態では、チャンバー本体３２０の側部３２３が円筒状の形状を有する。円筒状の形状は高い剛性を有する。すなわち、本実施形態では、側部３２３の形状に基づく高い剛性により、側部３２３の変形が緩和される。ただし、側部３２３は、中空の角柱（角筒状）の形状を有していてもよい。
【００５６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００５７】
（実施例１）
実施例１では、図１〜図４に示す構造を有する脱気装置１を作製した。
【００５８】
まず、内径０．９５ｍｍ、厚さ０．１３ｍｍ、長さ１．０ｍのＰＴＦＥからなる気体透過性チューブ４５を１７本束ねてチューブ束４０を作製した。次に、チューブ束４０の両端部にＰＦＡ粉末をまぶし、両端部にＰＦＡ樹脂パイプを被せた。次に、樹脂パイプを被せた状態のチューブ束４０を、３７０℃の金型内で１０分間加熱することにより、各気体透過性チューブ４５および樹脂パイプを互いに溶着させた。これにより、脱気エレメント４を作製した。次に、脱気エレメント４の両端を加熱して溶融させたアダプタ１４１，１４２につき当てることにより、脱気エレメント４とアダプタ１４１，１４２とを一体化させた。
【００５９】
次に、ポリプロピレン製のブロックを切削することにより、外寸が横１００ｍｍ×高さ１００ｍｍ×奥行き２５ｍｍであり、側部２３および底部２４の厚さが２ｍｍの成形体を作製した。次に、この成形体の開口部を切削加工することにより段部２７を設けた。このようにしてチャンバー本体２０を作製した。
【００６０】
次に、別のポリプロピレン製のブロックを切削することにより、厚さが１０ｍｍで、チャンバー本体２０の開口部に嵌合する寸法を有する成形体を作製した。次に、この成形体に、凹部２５ｄ、φ８．２ｍｍの液体流入口１１、φ８．２ｍｍの液体流出口１２およびＲｃ１／８の真空吸引口１３を形成した。次に、成形体の厚さ方向の中央に凹部１１ｄおよび凹部１２ｄを形成した。これにより、蓋体２５を作製した。蓋体２５を作製した後に、Ｏリング６０を凹部２５ｄに、Ｏリング５１を凹部１１ｄに、Ｏリング５２を凹部１２ｄに、それぞれ嵌め込んだ。
【００６１】
次に、また別のポリプロピレン製のブロックを切削することにより、内径３６ｍｍ、外形φ４０ｍｍ、長さ２１ｍｍの円筒形状の支持部材３を作製した。
【００６２】
次に、脱気エレメント４をコイル状に６周巻回させた。次に、脱気エレメント４のコイル状に巻回させた部分に支持部材３を挿入した。次に、この状態の脱気エレメント４および支持部材３をチャンバー本体２０に収容した。最後に、アダプタ１４１，１４２が蓋体２５から突出するように、蓋体２５をチャンバー本体２０に嵌め合わせて、脱気装置Ａを作製した。
【００６３】
（実施例２）
実施例１で用いた支持部材の代わりに、直径φ４０ｍｍ、長さ２１ｍｍの中実の円柱の支持部材を作製し、支持部材３として用いたこと以外は実施例１と同様にして脱気装置Ｂを作製した。
【００６４】
（比較例）
実施例１における支持部材３を省略したこと以外は実施例１と同様にして脱気装置Ｃを作製した。
【００６５】
（脱気実験）
脱気装置Ａ、脱気装置Ｂおよび脱気装置Ｃを用いて脱気実験を行った。具体的には、各脱気装置の減圧チャンバー２内を、真空吸引口１３に接続した真空ポンプにより圧力５．３ＫＰａまで減圧し、この状態で脱気エレメント４に純水を流し、純水の脱気を行った。
【００６６】
脱気実験中の各脱気装置の変形を目視で調べた。脱気装置Ａおよび脱気装置Ｂには変形が見られなかった。他方、脱気装置Ｃを用いた脱気実験では、減圧チャンバー２が大きく変形した。脱気実験の結果から、本発明によれば、減圧チャンバー２の変形および減圧チャンバー２の変形に伴うシール性の低下を抑制できるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によれば、減圧チャンバーの変形を抑制できる。したがって、減圧チャンバーの厚さを薄くすることができるとともに減圧チャンバーの形状および材料の制約が緩和される。すなわち、本発明によれば、材料コストが低く小型の脱気装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６８】
１，３０１ 脱気装置
２，３０２ 減圧チャンバー
３ 支持部材（支持部）
４，３０４ 脱気エレメント
１１，３１１ 液体流入口
１１ｄ，１２ｄ，２５ｄ，３１１ｄ，３１２ｄ，３２５ｄ 凹部
１２，３１２ 液体流出口
１３，３１３ 真空吸引口
２０．３２０ チャンバー本体
２３，３２３ 側部
２４，３２４ 底部
２５，３２５ 蓋体
２６，３２６ 開口部
２７，３２７ 段部
４０，３４０ チューブ束
４５，３４５ 気体透過性チューブ
５１，５２，６０，３５１，３５２，３６０ Ｏリング
１０３ａ，１０３ｂ，４０３ａ 底面
１２３ａ，１２３ｂ，１２４，１７３ａ、１７３ｂ，４０３，４２３，４２４，４２５，４３５ 内面
１４１，１４２，４４１，４４２ アダプタ
３０３ 突出部（支持部）
３３５ 周辺部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に含まれる気体を脱気する脱気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶存ガスを含む液体が管体を流通すると、管体が腐食することがある。また、溶存ガスは、液体から気泡が発生する原因となり、発生した気泡は、液体と他の媒体との間の熱交換量（全体的な熱交換率）を低下させることがある。このため、液体の使用目的によっては液体の脱気が必要となる。
【０００３】
液体（被脱気液体）の脱気には、例えば、特許文献１に開示されている脱気装置（図１１を参照）を用いることができる。図１１に示す脱気装置９０１は、減圧チャンバー９０２と、減圧チャンバー９０２内に収容された気体透過性チューブ９０４とを備える。減圧チャンバー９０２は、気体透過性チューブ９０４の各端部を減圧チャンバー９０２に連結するための液体流入口９１１および液体流出口９１２と、減圧チャンバー９０２内を減圧するための外部のポンプなどを取り付けるための真空吸引口９１３とを有する。この脱気装置９０１では、被脱気液体を気体透過性チューブ９０４に流しつつ減圧チャンバー９０２内を減圧することにより、被脱気液体を脱気できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような脱気装置を小型化および軽量化することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
脱気装置の小型化および軽量化のためには、減圧チャンバーの厚さを薄くすることが考えられる。また、同目的で、減圧チャンバーの材料を、加工し易くかつ軽い材料（例えば樹脂）から選定することも考えられる。しかし、本発明者らが検討したところ、減圧チャンバーの厚さを薄くすると、減圧チャンバー内を減圧する際に減圧チャンバーが変形し（内側に歪み）、減圧チャンバーのシール性が低下する（気密が低下する）ことがあった。減圧チャンバーの材料として樹脂を採用した場合にも、同様の問題が生じることがあった。
【０００７】
本発明者らは、柱状の支持部を利用することにより減圧チャンバーの変形を緩和できることを見出した。本発明は、このような観点からなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、液体流入口、液体流出口および真空吸引口を有する減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に収容され、前記液体流入口から流入して前記液体流出口から流出する液体が通過する気体透過性チューブを有する脱気エレメントと、を備え、前記真空吸引口からの吸引により前記減圧チャンバー内が減圧されたときの前記減圧チャンバーの変形が緩和されるように配置された柱状の支持部を有し、前記柱状の支持部が、前記減圧チャンバーの相対する内面に両端面が接するように前記減圧チャンバー内に配置された柱状の支持部材により構成され、または前記減圧チャンバーの相対する内面の一方の一部が当該相対する内面の他方側へと突出して当該相対する内面の他方と接するように前記減圧チャンバーを構成する壁材が変形して形成されている、脱気装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、柱状の支持部が減圧チャンバーの変形を緩和するように作用する。したがって、本発明の脱気装置によれば、減圧チャンバー（特に小型化および軽量化された減圧チャンバー）内の減圧時であっても、減圧チャンバーの変形に伴うシール性の低下が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る脱気装置の第１実施形態を示す斜視図
【図２】図１に示す脱気装置の分解斜視図
【図３】図１に示す脱気装置の半断面図
【図４】図１に示す脱気装置の半断面図
【図５】支持部材の一例の斜視図（図５Ａ）および断面図（図５Ｂ，Ｃ）
【図６】支持部材の別の一例の斜視図（図６Ａ）および断面図（図６Ｂ，Ｃ）
【図７】本発明に係る脱気装置の第２実施形態を示す斜視図
【図８】図７に示す脱気装置の分解斜視図
【図９】図７に示す脱気装置の半断面図
【図１０】図７に示す脱気装置の半断面図
【図１１】従来の脱気装置を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図４に、本発明の第１実施形態に係る脱気装置である脱気装置１を示す。図１は、脱気装置１の斜視図である。図２は、脱気装置１の分解斜視図である。図３は、図１に示す脱気装置１を直線III−IIIで切断した半断面図である。図４は、図１に示す脱気装置１を直線IV−IVで切断した半断面図である。
【００１３】
脱気装置１は、減圧チャンバー２と、支持部材３と、脱気エレメント４とを備えている。減圧チャンバー２には、液体（被脱気液体）が流通する液体流入口１１および液体流出口１２、ならびに減圧装置を接続する真空吸引口１３が形成されている。支持部材３は、減圧チャンバー２内に配置されている。脱気エレメント４は、減圧チャンバー２内に収容されており、筒状のアダプタ１４１，１４２を介して液体流入口１１および液体流出口１２に接続されている。真空ポンプなどの減圧装置を真空吸引口１３に接続し、減圧チャンバー２内を排気しながら脱気エレメント４に液体を流すことにより、液体から溶存ガスが除去される。
【００１４】
脱気エレメント４は、気体透過性チューブ４５を有している（図２参照）。脱気エレメント４は一本の気体透過性チューブ４５により構成されていてもよいが、本実施形態では、脱気エレメント４は、多数本の気体透過性チューブ４５を束ねたチューブ束４０により構成されている。これにより、気体透過性チューブ４５全体の大きな表面積を確保し、減圧チャンバー２の単位容積当たりの液体の大きな脱気量を確保している。各気体透過性チューブ４５は、フッ素樹脂粉末を介してチューブ束４０の両端に被せた樹脂パイプ（図示省略）により互いに熱融着している。
【００１５】
気体透過性チューブ４５の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などが適している。
【００１６】
フッ素樹脂粉末としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥなどの粉末が適している。樹脂パイプは、フッ素樹脂粉末の材料と同じ材料から作製することが好ましい。
【００１７】
脱気エレメント４は、コイル状に巻回されている。これにより、液体の脱気量の向上を図っている。また、本実施形態では、脱気エレメント４は、支持部材３を取り巻くことにより、減圧チャンバー２内における支持部材３の位置を固定している。また、このような形状を有する脱気エレメント４は、支持部材３に巻き付けることにより作製することもできる。これにより、脱気エレメント４の巻回作業が容易となる。ただし、脱気エレメント４と支持部材３とは離間していてもよい。
【００１８】
本実施形態では、脱気エレメント４は、支持部材３の周囲に一周巻回されている。ただし、脱気エレメント４は、支持部材３の周囲に多重に巻回されていてもよい。脱気エレメント４が多重に巻回されていることは、液体の脱気量の向上の観点から好ましい。別の言い方をすれば、所定の脱気量を有する脱気エレメントを作製する場合は、脱気エレメントの巻回数を増やすことにより、脱気エレメント、ひいては脱気装置全体の小型化が可能となる。また、脱気エレメント４が多重に巻回されていることは、支持部材３の位置の安定性の観点からも好ましい。他方、脱気エレメント４の形状の簡素化の観点から、脱気エレメント４は、Ｕ字型などの他の形状を有していてもよい。
【００１９】
アダプタ１４１，１４２は中空の円柱状の形状を有している。アダプタ１４１，１４２の材料は限定されないが、これらはＰＦＡ、ＦＥＰなどの熱可塑性のフッ素樹脂から構成されていることが好ましい。
【００２０】
減圧チャンバー２は、開口部２６を有するチャンバー本体２０と、蓋体２５とを含んでいる。蓋体２５は、開口部２６に嵌め込まれて開口部２６を塞いでいる。本実施形態では、減圧チャンバー２は、全体として略直方体の外観形状を有している。
【００２１】
チャンバー本体２０は、筒状の側部２３と、開口部２６の反対側に配置されている底部２４とから構成されている（図３および図４参照）。側部２３の内面には、段部２７が設けられている。段部２７によれば、蓋体２５が開口部２６に嵌め込まれた際の蓋体２５の位置合わせが容易となる。さらに、段部２７によれば、減圧チャンバー２内が減圧されたときに、蓋体２５が段部２７よりもチャンバー本体２０の中央側に引き込まれるおそれが低減する。
【００２２】
蓋体２５には、液体流入口１１、液体流出口１２および真空吸引口１３が形成されている。液体流入口１１には凹部１１ｄが形成され、凹部１１ｄにはＯリング５１が嵌め込まれている。液体流出口１２には凹部１２ｄが形成され、凹部１２ｄにはＯリング５２が嵌め込まれている。蓋体２５の側面には凹部２５ｄが形成され、凹部２５ｄにはＯリング６０が嵌め込まれている（図２参照）。Ｏリング５１，５２，６０により、減圧チャンバー２の気密性が向上する。また、真空吸引口１３はテーパねじである。
【００２３】
本実施形態では、減圧チャンバー２の材料は樹脂である。耐久性や耐薬品性、軽量化の観点から、減圧チャンバー２の材料として好適な樹脂として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどのフッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。ただし、減圧チャンバー２の材料として、発泡体、金属、ガラスなどを採用してもよい。また、減圧チャンバー２の材料として、上記材料を組み合わせた材料を採用してもよい。なお、本実施形態では、減圧チャンバー２を構成しているチャンバー本体２０の材料と蓋体２５の材料とが同じであるが、これらの材料は異なっていてもよい。
【００２４】
チャンバー本体２０の厚さは特に限定されないが、例えば１．５〜６ｍｍである。本実施形態では、支持部材３によりチャンバー本体２０の変形が緩和されるため（詳細は後述）、チャンバー本体２０の厚さを１．５〜４ｍｍにしてもよい。同様に、蓋体２５の厚さは、例えば５〜１２ｍｍであるが、本実施形態によれば、５〜１０ｍｍにすることもできる。つまり、本実施形態によれば、減圧チャンバー２の厚さを１．５〜１０ｍｍにすることができる。
【００２５】
減圧チャンバー２の内面は、平面により構成されている。具体的には、チャンバー本体２０の底部２４は、長方形の内面１２４を有する。また、側部２３は、段部２７よりも底部２４側において、相対する長方形の内面１２３ａ，１２３ｂと、相対する長方形の内面１７３ａ，１７３ｂとを有する。
【００２６】
より具体的には、内面１２４は、短辺の長さがＬ１であり、長辺の長さがＬ２である長方形の形状を有する。内面１２３ａ，１２３ｂは、短辺の長さがＬ２であり、長辺の長さがＬ３である長方形の形状を有する。内面１７３ａ，１７３ｂは、短辺の長さがＬ１であり、長辺の長さがＬ３である長方形の形状を有する。Ｌ１，Ｌ２およびＬ３は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を有する。また、内面１２４の面積Ｓ１、内面１２３ａ（１２３ｂ）の面積Ｓ２および内面１７３ａ（１７３ｂ）の面積Ｓ３は、Ｓ１＜Ｓ３＜Ｓ２の関係を有する。つまり、内面１２３ａ（１２３ｂ）は、減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面である。
【００２７】
支持部材３は、柱状の部材である。支持部材３の材料は、減圧チャンバー２の材料と同様に選定できる。本実施形態では、支持部材３の材料として、減圧チャンバー２の材料と同じ材料を採用している。支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂは、減圧チャンバー２の相対する内面１２３ａ，１２３ｂに接している。支持部材３は、このように配置されることにより、真空吸引口１３からの吸引により減圧チャンバー２内が減圧されたときの減圧チャンバー２の変形を緩和する柱状の支持部として作用する。
【００２８】
支持部材３の形状は特に限定されず、角柱状、円柱状などの形状を採ることができる。ただし、軸方向に垂直な方向の剛性の観点からは、支持部材３は、例えば図５に示すような中空の円柱状（筒状）の形状、または、図６に示すような中実の円柱状の形状を有していることが好ましい。本実施形態では、支持部材３は、中空の円柱状の形状を有している。
【００２９】
なお、支持部材３が中空の円柱状の形状を有する場合と中実の円柱状の形状を有している場合とを比べると、中空の円柱状の形状を有する場合は、脱気装置１を軽量化できる点で有利である。他方、支持部材３が中実の円柱状の形状を有している場合は、減圧チャンバー２内の空間の体積が小さくなり、減圧すべき気体の体積が小さくなるので、減圧チャンバー２内の減圧に要する時間が短くなる点で有利である。
【００３０】
支持部材３の寸法は特に限定されない。減圧チャンバー２の変形の緩和と、脱気エレメント４用の領域の確保とを両立させる観点からは、例えば、支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂが、当該両端面１０３ａ，１０３ｂが接している相対する内面（本実施形態では内面１２３ａ，１２３ｂ）の面積の５〜３０％を占める領域を覆うことができるように、支持部材３の寸法を定めればよい。また、減圧チャンバー２の変形の緩和の観点から、支持部材３が中空の形状を有している場合は、支持部材３は、チャンバー本体２０の厚さ以上の厚さを有していてもよい。
【００３１】
本実施形態では、支持部を構成している支持部材３の両端面１０３ａ，１０３ｂが接している相対する内面１２３ａ，１２３ｂがいずれも平面であり、減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面（面積Ｓ２の平面）を含んでいる。すなわち、支持部材３は、最も変形し易い平面を支持しているため、減圧チャンバー２の変形を効果的に緩和することができる。
【００３２】
本実施形態では、相対する内面１２３ａ，１２３ｂの各々が同一面積を有する平面であり、相対する内面１２３ａ，１２３ｂのいずれもが減圧チャンバー２の内面における面積が最大の平面である。したがって、本実施形態では、支持部材３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が特に顕著に現れる。
【００３３】
言い換えると、相対する内面１２３ａ，１２３ｂは、減圧チャンバー２の内面を構成する相対する平面のうち互いの距離が最も短い一対の平面である。このような場合には、支持部材３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が顕著に現れる。
【００３４】
本実施形態では、支持部を構成している支持部材３が、相対する内面１２３ａ，１２３ｂの一方である内面１２３ａの重心部と、他方である内面１２３ｂの重心部との間に介在している。これにより、内面１２３ａ，１２３ｂの変形を効果的に緩和している。なお、本明細書では、重心部とは重心を含む領域を指す。
【００３５】
また、本実施形態では、支持部を構成する支持部材３が平面からなる底面１０３ａ，１０３ｂを有し、底面１０３ａ，１０３ｂが減圧チャンバー２の相対する内面（平面）１２３ａ，１２３ｂの一部に接している。この好ましい形態によれば、内面１２３ａ，１２３ｂの変形が効果的に緩和される。
【００３６】
なお、支持部材３を採用することは、本実施形態のように、減圧チャンバー２の材料が樹脂などの剛性の小さい材料である場合に特に効果的であるが、他の材料を採用する場合であっても効果的である。
【００３７】
また、支持部材３を採用することは、本実施形態のように減圧チャンバー２の内面が、平面のみから構成される場合に特に効果的である。この場合は、減圧チャンバー２の外観形状を略直方体にでき、減圧チャンバー２の外観形状を略直方体にすることは制限されたスペース（装置の内部など）に脱気装置１を配置する際に有利になることが多い。つまり、支持部材３によれば、脱気装置１が占有するスペースの観点で有利な形状を有する減圧チャンバー２を得ながらも、減圧チャンバー２の剛性を確保することができる。ただし、支持部材３を採用することは、減圧チャンバー２の内面が曲面を含む場合（例えば、減圧チャンバー２の側部２３が円筒状の形状を有する場合）であっても効果的である。
【００３８】
（第２実施形態）
図７〜図１０に、本発明の第２実施形態に係る脱気装置である脱気装置３０１を示す。図７は、脱気装置３０１の斜視図である。図８は、脱気装置３０１の分解斜視図である。図９は、図７に示す脱気装置３０１を直線XI−XIで切断した半断面図である。図１０は、図７に示す脱気装置３０１を直線Ｘ−Ｘで切断した半断面図である。
【００３９】
脱気装置３０１は、減圧チャンバー３０２と、脱気エレメント３０４とを備えている。減圧チャンバー３０２には、液体（被脱気液体）が流通する液体流入口３１１および液体流出口３１２、ならびに減圧装置を接続する真空吸引口３１３が形成されている。また、減圧チャンバー３０２には、突出部３０３が形成されている。脱気エレメント３０４は、減圧チャンバー３０２内に収容されており、筒状のアダプタ４４１，４４２を介して液体流入口３１１および液体流出口３１２に接続されている。真空ポンプなどの減圧装置を真空吸引口３１３に接続し、減圧チャンバー３０２内を排気しながら脱気エレメント３０４に液体を流すことにより、液体から溶存ガスが除去される。
【００４０】
脱気エレメント３０４は、気体透過性チューブ３４５を有している（図８参照）。気体透過性チューブ３４５は、気体透過性チューブ４５と同様のチューブである。脱気エレメント３０４は、一本の気体透過性チューブ３４５により構成されていてもよいが、本実施形態では、多数本の気体透過性チューブ３４５を束ねたチューブ束３４０により構成されている。各気体透過性チューブ３４５は、各気体透過性チューブ４５と同様に、フッ素樹脂粉末を介して樹脂パイプにより互いに熱融着している（図示省略）。
【００４１】
脱気エレメント３０４は、コイル状に一周巻回されている。本実施形態では、脱気エレメント３０４は、減圧チャンバー３０２の突出部３０３と離間した状態で一周巻回されている。なお、脱気エレメント３０４は、多重に巻回されていてもよく、Ｕ字型などの他の形状を有していてもよい。また、脱気エレメント３０４は、突出部３０３に接していてもよく、突出部３０３に巻き付けられていてもよい。
【００４２】
アダプタ４４１，４４２は、アダプタ１４１，１４２と同様のアダプタである。
【００４３】
減圧チャンバー３０２は、開口部３２６を有するチャンバー本体３２０と、蓋体３２５とを含んでいる。蓋体３２５は、開口部３２６に嵌め込まれて開口部３２６を塞いでいる。本実施形態では、減圧チャンバー３０２は、全体として略円柱の外観形状を有している。減圧チャンバー３０２の材料としては、減圧チャンバー２の材料と同様の材料を採用可能である。
【００４４】
チャンバー本体３２０は、円筒状の側部３２３と、開口部３２６の反対側に配置されている底部３２４とから構成されている（図１０参照）。側部３２３には、液体流入口３１１、液体流出口３１２および真空吸引口３１３が形成されている。液体流入口３１１には凹部３１１ｄが形成され、凹部３１１ｄにはＯリング３５１が嵌め込まれている。液体流出口３１２には凹部３１２ｄが形成され、凹部３１２ｄにはＯリング３５２が嵌め込まれている。また、チャンバー本体３２０の内面には、蓋体３２５が開口部３２６に嵌め込まれた際の蓋体３２５の位置合わせのための段部３２７が設けられている。また、真空吸引口３１３はテーパねじである。
【００４５】
蓋体３２５には、減圧チャンバー３０２の内側に向かって突出している突出部３０３が形成されている。突出部３０３の周囲には周辺部３３５が形成されている。また、蓋体３２５の側面には凹部３２５ｄが形成され、凹部３２５ｄにはＯリング３６０が嵌め込まれている（図８参照）。
【００４６】
チャンバー本体３２０の厚さは特に限定されないが、例えば４〜１２ｍｍである。本実施形態では、突出部３０３によりチャンバー本体３２０の変形が緩和されるため（詳細は後述）、チャンバー本体３２０の厚さを４〜８ｍｍにしてもよい。同様に、蓋体３２５の厚さは、例えば１．５〜６ｍｍであるが、本実施形態によれば、１．５〜４ｍｍにすることもできる。つまり、本実施形態によれば、減圧チャンバー３０２の厚さを１．５〜８ｍｍにすることができる。
【００４７】
また、減圧チャンバー３０２の内面は、平面と曲面とから構成されている。具体的には、チャンバー本体３２０の底部３２４は、円形の平面である内面４２４を有する。また、側部３２３は、側部３２３の中心軸を取り囲む曲面である内面４２３を有する。
【００４８】
蓋体３２５は、図１０に示すような内面４２５を有する。内面４２５と内面４２４とは、相対する内面４２４，４２５を構成している。内面４２５は、突出部３０３が有する内面４０３と、周辺部３３５が有する内面４３５とを含む。内面４３５は、環状の形状を有する平面である。
【００４９】
図１０に示すように、相対する内面４２４，４２５の一方である内面４２５の一部を構成している内面４０３は、相対する内面４２４，４２５の他方側である内面４２４側へと突出して、相対する内面４２４，４２５の他方である内面４２４に接している。本実施形態では、このように減圧チャンバー３０２における蓋体３２５を構成する壁材が変形することにより、真空吸引口３１３からの吸引により減圧チャンバー３０２内が減圧されたときの減圧チャンバー３０２の変形を緩和する柱状の支持部を形成している。つまり、本実施形態では、突出部３０３が支持部として作用している。
【００５０】
突出部３０３の寸法は特に限定されないが、例えば、突出部３０３の内面４０３が、当該内面４０３が接している、相対する内面の他方（本実施形態では内面４２４）の面積の５〜３０％を占める領域を覆うことができるように、突出部３０３の寸法を定めればよい。また、減圧チャンバー３０２の変形の緩和の観点から、突出部３０３は、チャンバー本体３２０の厚さ以上の厚さを有していてもよい。
【００５１】
減圧チャンバー３０２では、相対する内面４２４，４２５が相対する平面４２４，４３５を含む。また、相対する平面４２４，４３５は、減圧チャンバー３０２の内面における面積が最大の平面である平面４２４（内面４２４）を含んでいる。すなわち、突出部３０３は、最も変形し易い平面を支持しているため、減圧チャンバー３０２の変形を効果的に緩和することができる。
【００５２】
本実施形態では、相対する平面４２４，４３５が、減圧チャンバー３０２の内面における面積が最大の平面とその次に面積が大きい平面とを含んでいる。このような場合は、突出部３０３が減圧チャンバー２の変形を緩和する効果が顕著に現れる。
【００５３】
本実施形態では、支持部として作用している突出部３０３が、相対する平面４２４，４３５の一方である平面４２４の重心部と、他方である内面４３５の重心部との間に介在している。これにより、底部３２４および周辺部３３５の変形を効果的に緩和している。
【００５４】
また、本実施形態では、支持部を構成する突出部３０３の内面４０３が平面からなる底面４０３ａを有し、底面４０３ａが減圧チャンバー３０２の相対する内面の他方である平面４２４（内面４２４）の一部に接している。これにより、底部３２４の変形を効果的に緩和している。
【００５５】
また、本実施形態では、チャンバー本体３２０の側部３２３が円筒状の形状を有する。円筒状の形状は高い剛性を有する。すなわち、本実施形態では、側部３２３の形状に基づく高い剛性により、側部３２３の変形が緩和される。ただし、側部３２３は、中空の角柱（角筒状）の形状を有していてもよい。
【００５６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
【００５７】
（実施例１）
実施例１では、図１〜図４に示す構造を有する脱気装置１を作製した。
【００５８】
まず、内径０．９５ｍｍ、厚さ０．１３ｍｍ、長さ１．０ｍのＰＴＦＥからなる気体透過性チューブ４５を１７本束ねてチューブ束４０を作製した。次に、チューブ束４０の両端部にＰＦＡ粉末をまぶし、両端部にＰＦＡ樹脂パイプを被せた。次に、樹脂パイプを被せた状態のチューブ束４０を、３７０℃の金型内で１０分間加熱することにより、各気体透過性チューブ４５および樹脂パイプを互いに溶着させた。これにより、脱気エレメント４を作製した。次に、脱気エレメント４の両端を加熱して溶融させたアダプタ１４１，１４２につき当てることにより、脱気エレメント４とアダプタ１４１，１４２とを一体化させた。
【００５９】
次に、ポリプロピレン製のブロックを切削することにより、外寸が横１００ｍｍ×高さ１００ｍｍ×奥行き２５ｍｍであり、側部２３および底部２４の厚さが２ｍｍの成形体を作製した。次に、この成形体の開口部を切削加工することにより段部２７を設けた。このようにしてチャンバー本体２０を作製した。
【００６０】
次に、別のポリプロピレン製のブロックを切削することにより、厚さが１０ｍｍで、チャンバー本体２０の開口部に嵌合する寸法を有する成形体を作製した。次に、この成形体に、凹部２５ｄ、φ８．２ｍｍの液体流入口１１、φ８．２ｍｍの液体流出口１２およびＲｃ１／８の真空吸引口１３を形成した。次に、成形体の厚さ方向の中央に凹部１１ｄおよび凹部１２ｄを形成した。これにより、蓋体２５を作製した。蓋体２５を作製した後に、Ｏリング６０を凹部２５ｄに、Ｏリング５１を凹部１１ｄに、Ｏリング５２を凹部１２ｄに、それぞれ嵌め込んだ。
【００６１】
次に、また別のポリプロピレン製のブロックを切削することにより、内径３６ｍｍ、外形φ４０ｍｍ、長さ２１ｍｍの円筒形状の支持部材３を作製した。
【００６２】
次に、脱気エレメント４をコイル状に６周巻回させた。次に、脱気エレメント４のコイル状に巻回させた部分に支持部材３を挿入した。次に、この状態の脱気エレメント４および支持部材３をチャンバー本体２０に収容した。最後に、アダプタ１４１，１４２が蓋体２５から突出するように、蓋体２５をチャンバー本体２０に嵌め合わせて、脱気装置Ａを作製した。
【００６３】
（実施例２）
実施例１で用いた支持部材の代わりに、直径φ４０ｍｍ、長さ２１ｍｍの中実の円柱の支持部材を作製し、支持部材３として用いたこと以外は実施例１と同様にして脱気装置Ｂを作製した。
【００６４】
（比較例）
実施例１における支持部材３を省略したこと以外は実施例１と同様にして脱気装置Ｃを作製した。
【００６５】
（脱気実験）
脱気装置Ａ、脱気装置Ｂおよび脱気装置Ｃを用いて脱気実験を行った。具体的には、各脱気装置の減圧チャンバー２内を、真空吸引口１３に接続した真空ポンプにより圧力５．３ＫＰａまで減圧し、この状態で脱気エレメント４に純水を流し、純水の脱気を行った。
【００６６】
脱気実験中の各脱気装置の変形を目視で調べた。脱気装置Ａおよび脱気装置Ｂには変形が見られなかった。他方、脱気装置Ｃを用いた脱気実験では、減圧チャンバー２が大きく変形した。脱気実験の結果から、本発明によれば、減圧チャンバー２の変形および減圧チャンバー２の変形に伴うシール性の低下を抑制できるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によれば、減圧チャンバーの変形を抑制できる。したがって、減圧チャンバーの厚さを薄くすることができるとともに減圧チャンバーの形状および材料の制約が緩和される。すなわち、本発明によれば、材料コストが低く小型の脱気装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６８】
１，３０１ 脱気装置
２，３０２ 減圧チャンバー
３ 支持部材（支持部）
４，３０４ 脱気エレメント
１１，３１１ 液体流入口
１１ｄ，１２ｄ，２５ｄ，３１１ｄ，３１２ｄ，３２５ｄ 凹部
１２，３１２ 液体流出口
１３，３１３ 真空吸引口
２０．３２０ チャンバー本体
２３，３２３ 側部
２４，３２４ 底部
２５，３２５ 蓋体
２６，３２６ 開口部
２７，３２７ 段部
４０，３４０ チューブ束
４５，３４５ 気体透過性チューブ
５１，５２，６０，３５１，３５２，３６０ Ｏリング
１０３ａ，１０３ｂ，４０３ａ 底面
１２３ａ，１２３ｂ，１２４，１７３ａ、１７３ｂ，４０３，４２３，４２４，４２５，４３５ 内面
１４１，１４２，４４１，４４２ アダプタ
３０３ 突出部（支持部）
３３５ 周辺部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流入口、液体流出口および真空吸引口を有する減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバー内に収容され、前記液体流入口から流入して前記液体流出口から流出する液体が通過する気体透過性チューブを有する脱気エレメントと、を備え、
前記真空吸引口からの吸引により前記減圧チャンバー内が減圧されたときの前記減圧チャンバーの変形が緩和されるように配置された柱状の支持部を有し、
前記柱状の支持部が、
前記減圧チャンバーの相対する内面に両端面が接するように前記減圧チャンバー内に配置された柱状の支持部材により構成され、または
前記減圧チャンバーの相対する内面の一方の一部が当該相対する内面の他方側へと突出して当該相対する内面の他方と接するように前記減圧チャンバーを構成する壁材が変形して形成されている、脱気装置。
【請求項２】
前記相対する内面が、相対する平面を含み、
前記相対する平面が、前記減圧チャンバーの内面における面積が最大の平面を含む、請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記支持部が、前記相対する平面の一方の重心部と前記相対する平面の他方の重心部との間に介在している、請求項２に記載の脱気装置。
【請求項４】
前記支持部が、平面からなる底面を有し、
前記底面が、前記減圧チャンバーの相対する平面の一部に接している、請求項２または３に記載の脱気装置。
【請求項５】
前記減圧チャンバーの材料が樹脂であり、
前記減圧チャンバーが、１．５〜１０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱気装置。
【請求項１】
液体流入口、液体流出口および真空吸引口を有する減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバー内に収容され、前記液体流入口から流入して前記液体流出口から流出する液体が通過する気体透過性チューブを有する脱気エレメントと、を備え、
前記真空吸引口からの吸引により前記減圧チャンバー内が減圧されたときの前記減圧チャンバーの変形が緩和されるように配置された柱状の支持部を有し、
前記柱状の支持部が、
前記減圧チャンバーの相対する内面に両端面が接するように前記減圧チャンバー内に配置された柱状の支持部材により構成され、または
前記減圧チャンバーの相対する内面の一方の一部が当該相対する内面の他方側へと突出して当該相対する内面の他方と接するように前記減圧チャンバーを構成する壁材が変形して形成されている、脱気装置。
【請求項２】
前記相対する内面が、相対する平面を含み、
前記相対する平面が、前記減圧チャンバーの内面における面積が最大の平面を含む、請求項１に記載の脱気装置。
【請求項３】
前記支持部が、前記相対する平面の一方の重心部と前記相対する平面の他方の重心部との間に介在している、請求項２に記載の脱気装置。
【請求項４】
前記支持部が、平面からなる底面を有し、
前記底面が、前記減圧チャンバーの相対する平面の一部に接している、請求項２または３に記載の脱気装置。
【請求項５】
前記減圧チャンバーの材料が樹脂であり、
前記減圧チャンバーが、１．５〜１０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６３３７０（Ｐ２０１３−６３３７０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２２９８（Ｐ２０１１−２０２２９８）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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