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JP4916018B2 - Deaerator - Google Patents

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JP4916018B2 JP2007176364A JP2007176364A JP4916018B2 JP 4916018 B2 JP4916018 B2 JP 4916018B2 JP 2007176364 A JP2007176364 A JP 2007176364A JP 2007176364 A JP2007176364 A JP 2007176364A JP 4916018 B2 JP4916018 B2 JP 4916018B2
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Description

本発明は、酸素や炭酸ガス等の液体中の溶存気体を除去し、溶存気体量の少ない液体を得るための脱気装置に関するものである。   The present invention relates to a deaeration device for removing a dissolved gas in a liquid such as oxygen or carbon dioxide gas to obtain a liquid with a small amount of dissolved gas.

従来より、例えば酸素や炭酸ガス等の気体を溶存する気体溶存液から、気体を分離して排出し、液中の溶存気体濃度を下げる脱気装置は、液体を扱う産業分野では広く使用されており、種々の技術が用いられている。
例えば飲料においては、飲料の溶存酸素濃度が高いと、飲料の風味や色調を害したり、また缶詰飲料の場合には容器内面を腐食したり剥離させるため、溶存酸素濃度を下げる必要がある。
水においては、溶存酸素濃度が低い水は洗浄水や食品製造用の水として使用することができ、また溶存酸素濃度が低い水を使用することで水と触れる状態で使用する金属部品、装置表面の腐食防止に効果があり、その他にも溶存酸素濃度が低い水は広く使用されており、従来から水の溶存濃度を下げることが広く行われている。
Conventionally, degassing devices that lower the concentration of dissolved gas in a liquid by separating and discharging the gas from a gas-dissolved liquid that dissolves a gas such as oxygen or carbon dioxide gas have been widely used in industrial fields that handle liquids. Various techniques are used.
For example, in beverages, if the concentration of dissolved oxygen in the beverage is high, the flavor and color of the beverage are impaired, and in the case of canned beverages, the inner surface of the container is corroded or peeled, so the dissolved oxygen concentration must be lowered.
In water, water with low dissolved oxygen concentration can be used as washing water or water for food production, and metal parts and equipment surfaces used in contact with water by using water with low dissolved oxygen concentration In addition, water having a low dissolved oxygen concentration is widely used, and reducing the dissolved concentration of water has been widely performed.

図3は従来の代表的な脱気装置の概略を示す模式図であり、気体を溶存する水から気体を分離して排出し、水中の溶存気体濃度を下げる脱気装置である。30は円筒形に造られた脱気槽である。脱気槽30の側面には、給排気管31が取り付けられているとともに、該給排気管31の途中には脱気槽30内を減圧する真空ポンプ32が設けられている。また、脱気槽30上部には気体を溶存した水(以下原液という)を脱気槽30に供給する給液管33が取り付けられており、該給液管33の先端であり、脱気槽30内には下向きのスプレーノズル34aが取り付けられていて、脱気層30内に原液を噴射することができるように構成されている。また、脱気槽30下部には脱気槽30内で脱気された脱気処理済みの水35(以下脱気水という)を排出する排出管36が取り付けられているとともに、該排出管36の途中には排出ポンプ37が設けられている。また排出ポンプ37の下流側で排出管36は、循環管38と外部排出管40に分岐しており、循環管38は下流側を脱気槽30の上部に取り付けられるとともにその下流端にはスプレーノズル34bが取り付けられており、循環管38を設けることで脱気水35を再度噴射して、溶存気体の濃度を更に下げることができる。外部排出管40は脱気処理済液を外部に排出するための管である。
また、前記循環管38及び外部排出管40にはそれぞれバルブ39及び41が設けられており、該バルブ39及び41の開閉によって排出ポンプ37によって送液される脱気水の流路を調整することができるようになっており、該バルブ39及び41の少なくとも一方を流量調節弁として循環管38及び外部排出管40へ流れる脱気処理済液の流量を調整することもある。
このような脱気装置は、例えば特許文献1、特許文献2に開示されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of a typical conventional deaeration device, which is a deaeration device that separates and discharges gas from water in which gas is dissolved, and lowers the concentration of dissolved gas in water. A deaeration tank 30 is formed in a cylindrical shape. A supply / exhaust pipe 31 is attached to a side surface of the deaeration tank 30, and a vacuum pump 32 for reducing the pressure in the deaeration tank 30 is provided in the middle of the supply / exhaust pipe 31. A liquid supply pipe 33 for supplying water in which gas is dissolved (hereinafter referred to as a stock solution) to the deaeration tank 30 is attached to the upper part of the deaeration tank 30, and is a tip of the liquid supply pipe 33. A downward spray nozzle 34 a is attached to the inside 30, so that the stock solution can be injected into the deaeration layer 30. A discharge pipe 36 for discharging degassed water 35 (hereinafter referred to as degassed water) deaerated in the deaeration tank 30 is attached to the lower part of the deaeration tank 30, and the discharge pipe 36 A discharge pump 37 is provided in the middle. Further, on the downstream side of the discharge pump 37, the discharge pipe 36 is branched into a circulation pipe 38 and an external discharge pipe 40. The circulation pipe 38 is attached to the upper part of the deaeration tank 30 on the downstream side and sprayed at the downstream end thereof. The nozzle 34b is attached, and by providing the circulation pipe 38, the deaerated water 35 can be reinjected and the concentration of dissolved gas can be further lowered. The external discharge pipe 40 is a pipe for discharging the degassed liquid to the outside.
The circulation pipe 38 and the external discharge pipe 40 are provided with valves 39 and 41, respectively, and the flow path of the deaerated water fed by the discharge pump 37 is adjusted by opening and closing the valves 39 and 41. The flow rate of the degassed liquid flowing to the circulation pipe 38 and the external discharge pipe 40 may be adjusted by using at least one of the valves 39 and 41 as a flow control valve.
Such a deaeration device is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.

また、図3に示したような脱気装置において、脱気性能を向上させるための手段として、原液と脱気槽内の気体との気液接触面積を増すこと、液体(液滴)中心部と表面との距離を小さくすること、気液接触時間を長くすること、が挙げられる。これらはスプレーノズルから噴射される原液を微細化することによって達成することができ、特許文献3には原液を加圧噴射して平均粒子径50μm以上1000μm以下の微粒子とする脱気装置が開示されている。   Further, in the deaeration apparatus as shown in FIG. 3, as a means for improving the deaeration performance, increasing the gas-liquid contact area between the stock solution and the gas in the deaeration tank, the center of the liquid (droplet) Reducing the distance between the surface and the surface, and increasing the gas-liquid contact time. These can be achieved by refining the stock solution sprayed from the spray nozzle, and Patent Document 3 discloses a deaeration device that pressurizes and sprays the stock solution to form fine particles having an average particle size of 50 μm to 1000 μm. ing.

特開平5−38402号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-38402 特開平8−108005号公報JP-A-8-108005 特開2005−304390号公報JP 2005-304390 A

しかしながら、特許文献3に開示された技術では、通常0.1〜0.25MPaである原液の供給管の圧力を例えばブースタポンプ等を用いて更に昇圧する必要があり、そのため装置構成が複雑化し、装置設置面積が増大するとともに、装置の設置コストが大きくなるという課題がある。また、脱気装置の処理能力を大きくするためにはスプレーノズルの本数を増やす必要があり、脱気槽を大きくしなくてはならない。   However, in the technique disclosed in Patent Document 3, it is necessary to further increase the pressure of the supply pipe of the stock solution, which is usually 0.1 to 0.25 MPa, for example using a booster pump or the like. There is a problem that the installation area of the apparatus increases and the installation cost of the apparatus increases. Further, in order to increase the processing capacity of the deaeration device, it is necessary to increase the number of spray nozzles, and the deaeration tank must be enlarged.

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、ブースタポンプ等の特別な装置を追加することなく、原液を脱気槽中に噴射する態様を代えることによって脱気性能を従来よりも向上することができる脱気装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、装置構成が複雑化することなく、装置設置面積が無用に増大することもなく、しかも装置設置コストを従来よりも低減することができる脱気装置を提供することにある。
Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention can improve the deaeration performance by replacing the mode of injecting the stock solution into the deaeration tank without adding a special device such as a booster pump. An object of the present invention is to provide a deaeration device capable of performing the above.
Another object of the present invention is to provide a deaeration device that does not complicate the device configuration, does not unnecessarily increase the device installation area, and can reduce the device installation cost as compared with the conventional device. is there.

上記課題を解決するため本発明においては、内部を減圧する減圧装置を備えた脱気槽と、該脱気槽に気体溶存液を供給する給液管と、該脱気槽内で脱気された脱気処理液を排出する排出管とからなり、前記給液管から供給された気体溶存液を前記脱気槽内で脱気し、脱気された脱気処理液を前記排出管から排出するように構成した脱気装置において、前記脱気槽内に上下に対向配置した一対のスプレーノズルを設け、該一対のスプレーノズルより前記気体溶存液を噴射させ、それぞれのスプレーノズルから噴射された噴流を衝突させることを特徴とする。
ここで、スプレーノズルとは前記気体溶存液を小さい液滴にして噴出させるノズルのことをいう。
In order to solve the above problems, in the present invention, a deaeration tank equipped with a pressure reducing device for reducing the pressure inside, a liquid supply pipe for supplying a gas-dissolved liquid to the deaeration tank, and deaeration in the deaeration tank. A discharge pipe for discharging the degassed treatment liquid, degassing the gas dissolved liquid supplied from the liquid supply pipe in the degassing tank, and discharging the degassed degassed treatment liquid from the discharge pipe. In the deaeration apparatus configured to perform, a pair of spray nozzles disposed vertically opposite to each other in the deaeration tank is provided, and the gas-dissolved liquid is ejected from the pair of spray nozzles, and is ejected from each spray nozzle. It is characterized by making jets collide.
Here, the spray nozzle refers to a nozzle that ejects the gas-dissolved liquid into small droplets.

脱気槽内に上下に対向配置した一対のスプレーノズルを設け、該一対のスプレーノズルより前記気体溶存液(原液)を小さい液滴として噴射させ、それぞれのスプレーノズルから噴射された液滴を衝突させることによって、それぞれのスプレーノズルから噴出された液滴は球状から扁平状に変形して、表面積が広がるとともに、液滴中心部から表面に至る平均距離が小さくなって脱気槽内で気体と接触するため、原液中の溶存気体が気化しやすくなる。また、前記液滴の球状から扁平状への変形の過程において液滴内の液体に流動が生じ、液滴内で攪拌が行われるため溶存気体の気化が促進される。
なお、このときの液滴の径は通常の水頭圧で得られる程度に小さければよく、給液管にブースタポンプ等の特別な昇圧装置を設ける必要はない。
A pair of spray nozzles arranged vertically opposite to each other are provided in the deaeration tank, the gas dissolved liquid (raw solution) is ejected as small droplets from the pair of spray nozzles, and the droplets ejected from each spray nozzle collide. As a result, the droplets ejected from each spray nozzle are deformed from a spherical shape to a flat shape, increasing the surface area and reducing the average distance from the center of the droplet to the surface. Because of the contact, the dissolved gas in the stock solution is likely to vaporize. Further, in the process of deformation of the droplet from the spherical shape to the flat shape, a liquid is generated in the droplet, and stirring is performed in the droplet, so that vaporization of the dissolved gas is promoted.
Note that the diameter of the liquid droplets at this time only needs to be small enough to be obtained with a normal water head pressure, and it is not necessary to provide a special booster such as a booster pump in the liquid supply pipe.

さらに、衝突によって液滴の落下が一旦停止し、その後液滴が自由落下するため、液滴の平均落下速度が衝突を行わない場合よりも小さくなり、脱気槽内で下部に達するまでの時間が従来よりも長くなる。従って気液接触時間が長くなるため従来よりも脱気性能が向上する。
また、上下に対向配置したスプレーノズルそれぞれから噴射された液滴の衝突面は水平面となり、水平面状で鉛直方向に落下するため、気液接触度が大きくなり溶存気体の気化が促進される。
Furthermore, since the drop of the liquid droplet is temporarily stopped by the collision, and then the liquid droplet freely falls, the average drop speed is smaller than that in the case of not performing the collision, and the time until it reaches the lower part in the deaeration tank Becomes longer than before. Therefore, since the gas-liquid contact time becomes longer, the deaeration performance is improved as compared with the conventional case.
In addition, the collision surface of the droplets ejected from the spray nozzles arranged vertically opposite each other becomes a horizontal plane and falls in a vertical direction in the horizontal plane, so that the degree of gas-liquid contact is increased and the vaporization of dissolved gas is promoted.

また、前記給液管を2つに分岐して各下流端にスプレーノズルを取り付けるとともに、該分岐した給液管下流端に取り付けた2つのスプレーノズルを前記脱気槽内に上下に対向して配設し、前記気体溶存液を前記分岐した給液管下流端に取り付けた2つのスプレーノズルより噴射させ、それぞれのスプレーノズルから噴射させた噴流を衝突させることを特徴とする。
給液管を分岐することによって、給液管を2本設ける必要がなく、給液管設置コストを小さく抑えることができる。
Further, the liquid supply pipe is branched into two and a spray nozzle is attached to each downstream end, and two spray nozzles attached to the branched liquid supply pipe downstream end are vertically opposed to each other in the deaeration tank. It arrange | positions, the said gas dissolved liquid is injected from the two spray nozzles attached to the said branched supply pipe downstream end, The jet injected from each spray nozzle is made to collide.
By branching the liquid supply pipe, it is not necessary to provide two liquid supply pipes, and the liquid supply pipe installation cost can be kept small.

また、前記脱気槽下部より脱気された脱気処理液の少なくとも一部を取り出して再び脱気槽内に戻す循環管を設け、前記給液管下流端と前記循環管下流端にそれぞれスプレーノズルを取り付けるとともに、該それぞれのスプレーノズルを前記脱気槽内に上下に対向して配設し、前記給液管より供給される気体溶存液と、前記循環管より脱気槽内に戻される脱気処理液をそれぞれの管下流端に取り付けたスプレーノズルより噴射させ、該噴射させた噴流を衝突させることを特徴とする。
循環管を設けて脱気処理液を循環させて再度脱気処理を行うため、さらに脱気能力を向上させることができる。
In addition, a circulation pipe is provided for taking out at least a part of the deaeration treatment liquid deaerated from the lower part of the deaeration tank and returning it to the deaeration tank, and sprays the downstream end of the liquid supply pipe and the downstream end of the circulation pipe, respectively. The nozzles are attached and the respective spray nozzles are arranged in the deaeration tank so as to face each other in the vertical direction, and the gas dissolved liquid supplied from the liquid supply pipe and the circulation pipe are returned to the deaeration tank. The degassing treatment liquid is ejected from spray nozzles attached to the downstream ends of the respective tubes, and the ejected jets collide with each other.
Since the deaeration treatment is performed again by circulating the deaeration treatment liquid by providing the circulation pipe, the deaeration ability can be further improved.

また、前記噴流の衝突位置における下側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅が、前記噴流の衝突位置における上側に配設したスプレーノズルのスプレー幅以上となるように、前記一対のスプレーノズルのスプレー角を設定したことを特徴とする。
前記噴流の衝突位置における上側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅が、下側に配設したスプレーノズルのスプレー幅より広いと、上側に配設したスプレーノズルからの液滴の一部が下側からの液滴と衝突せず、従って落下が一旦停止することなく脱気槽下部まで到達してしまうため、本発明の効果が小さくなるが、下側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅を上側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅と同じか広くすることで、上側に配設したスプレーノズルからの液滴は全て下側に配設したスプレーノズルからの液滴と衝突して落下が一旦停止する。なお、下側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅の方が広いと、下側のスプレーノズルから噴射された液滴の一部は衝突しないことになるが、下側のスプレーノズルから噴射され衝突しない液滴は上向きの速度を持っているため、最高点に到達して一旦停止し、その後自由落下する。
ここで、スプレー幅とは噴射された液体(本発明においては気体溶存液)がスプレーノズル先端から到達した距離での広がり幅を示し、スプレー角とはスプレーノズルから噴射された液体(本発明においては気体溶存液)が広がる角度のことを示す。
The spray of the pair of spray nozzles is such that a spray width of the spray nozzle disposed on the lower side at the jet collision position is equal to or greater than a spray width of the spray nozzle disposed on the upper side of the jet collision position. The corner is set.
If the spray width by the spray nozzle disposed on the upper side at the collision position of the jet is wider than the spray width of the spray nozzle disposed on the lower side, a part of the droplets from the spray nozzle disposed on the lower side Therefore, the effect of the present invention is reduced, but the spray width by the spray nozzle arranged on the lower side is increased to the upper side. By making the spray width equal to or wider than the spray width provided by the spray nozzle, all droplets from the upper spray nozzle collide with droplets from the lower spray nozzle and temporarily stop falling. To do. Note that if the spray width of the lower spray nozzle is wider, some of the droplets ejected from the lower spray nozzle will not collide, but will be ejected from the lower spray nozzle and collide. Since the droplets that do not have an upward velocity, they reach the highest point, stop once, and then fall free.
Here, the spray width refers to the spread width at the distance that the sprayed liquid (in the present invention, the gas-dissolved liquid) has reached from the tip of the spray nozzle, and the spray angle refers to the liquid sprayed from the spray nozzle (in the present invention). Indicates the angle at which the dissolved gas) spreads.

以上記載のごとく本発明によれば、ブースタポンプ等の特別な装置を追加することなく、原液を脱気槽中に噴射する態様を代えることによって脱気性能を従来よりも向上することができる。また本発明によれば、装置構成が複雑化することなく、装置設置面積が無用に増大することもなく、しかも装置設置コストを従来よりも低減することができる。   As described above, according to the present invention, the deaeration performance can be improved as compared with the prior art by changing the mode of injecting the stock solution into the deaeration tank without adding a special device such as a booster pump. Further, according to the present invention, the apparatus configuration is not complicated, the apparatus installation area is not increased unnecessarily, and the apparatus installation cost can be reduced as compared with the conventional apparatus.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

図1は、実施例1に係る脱気装置の概略を示す模式図であり、気体を溶存した水(原液)から気体を分離して排出し、水中の溶存気体濃度を下げて脱気水として排出する脱気装置である。
図1を用いて実施例1に係る脱気装置の構成について説明する。
10は円筒形に造られた脱気槽である。脱気槽10の側面には、給排気管11が取り付けられているとともに、該給排気管11の途中には脱気槽10内を減圧する真空ポンプ12が設けられている。また、脱気槽10上部には気体を溶存した水(原液)を脱気槽10に供給する給液管13が取り付けられており、該給液管13は先端部で分岐給液管13aと2つに分岐されている。給液管13と分岐給液管13aの先端にはそれぞれスプレーノズル14aと14bが取り付けられており、該スプレーノズル14a及び14bは脱気槽10内に上下対向して配設され、脱気槽10内で原液を噴射してそれぞれのスプレーノズル(14a、14b)から噴射された液滴を衝突させることができるように構成されている。また、脱気槽10下部には脱気槽10内で脱気された脱気水15を排出する排出管16が取り付けられているとともに、該排出管16の途中には排出ポンプ17が設けられている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a deaeration apparatus according to Example 1, in which gas is separated and discharged from water (stock solution) in which gas is dissolved, and the concentration of dissolved gas in water is reduced to obtain deaerated water. It is a deaeration device to discharge.
The configuration of the deaeration device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
Reference numeral 10 denotes a deaeration tank made in a cylindrical shape. A supply / exhaust pipe 11 is attached to the side surface of the deaeration tank 10, and a vacuum pump 12 for reducing the pressure in the deaeration tank 10 is provided in the middle of the supply / exhaust pipe 11. A liquid supply pipe 13 for supplying water (raw solution) in which gas is dissolved to the degassing tank 10 is attached to the upper part of the degassing tank 10, and the liquid supply pipe 13 is connected to the branch liquid supply pipe 13 a at the tip. It is branched into two. Spray nozzles 14a and 14b are attached to the tips of the liquid supply pipe 13 and the branch liquid supply pipe 13a, respectively, and the spray nozzles 14a and 14b are disposed in the deaeration tank 10 so as to face each other vertically. 10 is configured such that the stock solution can be ejected and the droplets ejected from the respective spray nozzles (14a, 14b) can collide with each other. A discharge pipe 16 for discharging the deaerated water 15 deaerated in the deaeration tank 10 is attached to the lower part of the deaeration tank 10, and a discharge pump 17 is provided in the middle of the discharge pipe 16. ing.

前記スプレーノズル14a及び14bは何れも例えば90〜100°程度の比較的大きなスプレー角で原液を噴射できるものであり、充円錐状に原液を例えば1000μm程度の中程度の液粒として噴射できるものであればよい。
また、上側に配設したスプレーノズル14aと脱気槽10底部の脱気水液面間の距離は、スプレーノズルからの原液の噴射量と、要求される脱気水中の溶存気体濃度を考慮して決定すればよく特に限定されるものではない。
前記スプレーノズル14aと14b間の距離は、それぞれのスプレーノズルから噴射された液滴が衝突する距離であれば特に限定されるものではないが、スプレーノズルの種類とそれぞれのスプレーノズルから噴射された原液の衝突面での変形状態を観察して出来る限り短くすることが好ましい。
Each of the spray nozzles 14a and 14b is capable of injecting a stock solution with a relatively large spray angle of, for example, about 90 to 100 °, and can inject the stock solution in a full conical shape, for example, as a medium droplet of about 1000 μm. I just need it.
In addition, the distance between the spray nozzle 14a disposed on the upper side and the deaerated water level at the bottom of the deaeration tank 10 takes into account the amount of raw liquid sprayed from the spray nozzle and the required dissolved gas concentration in the deaerated water. There is no particular limitation as long as it is determined.
The distance between the spray nozzles 14a and 14b is not particularly limited as long as the droplets ejected from the respective spray nozzles collide with each other, but the type of the spray nozzle and the spray nozzles are ejected from each spray nozzle. It is preferable to observe the deformation state on the collision surface of the stock solution and make it as short as possible.

次に実施例1に係る脱気装置の作用について説明する。
脱気槽10内は給排気管11及び真空ポンプ12を用いて所定の圧力に減圧しておく。前記給液管13及び該給液管13から分岐した分岐給液管13aから原液を供給して、上側に配設したスプレーノズル14aから下向きに、下側に配設したスプレーノズル14bから上向きに原液を小さな液滴として噴射する。上側に配設したスプレーノズル14aから噴射された液滴は下向きに充円錐状に広がりながら且つ重力によって加速されながら下降し、一方下側に配設したスプレーノズル14bから噴射された液滴は上向きに充円錐状に広がりながら且つ重力によって減速されながら上昇し、両者は互いに衝突する。衝突することによって両者は一旦上下方向の速度が0となり、次いで重力によって両者とも自然落下する。このようにして衝突によって液滴の上下方向の速度が一旦0となるため、液滴の平均落下速度は小さくなり、液滴が脱気槽10内で下部に到達するまでの時間が長くなる。従って気液接触時間が長くなるため脱気が促進される。
Next, the operation of the deaeration device according to the first embodiment will be described.
The inside of the deaeration tank 10 is depressurized to a predetermined pressure using an air supply / exhaust pipe 11 and a vacuum pump 12. The stock solution is supplied from the liquid supply pipe 13 and the branched liquid supply pipe 13a branched from the liquid supply pipe 13, and is directed downward from the spray nozzle 14a disposed on the upper side and upward from the spray nozzle 14b disposed on the lower side. The stock solution is ejected as small droplets. The droplets ejected from the spray nozzle 14a disposed on the upper side descend downward while spreading in a full conical shape and accelerated by gravity, while the droplets ejected from the spray nozzle 14b disposed on the lower side are directed upward. As it spreads in a full conical shape and decelerates by gravity, the two rise and collide with each other. When they collide, the velocity in the vertical direction once becomes zero, and then both naturally fall by gravity. Thus, since the vertical velocity of the droplet once becomes 0 by the collision, the average drop velocity of the droplet is decreased, and the time until the droplet reaches the lower portion in the deaeration tank 10 is increased. Accordingly, since the gas-liquid contact time becomes longer, deaeration is promoted.

さらに、前記上下に対向して配置したスプレーノズル14a及び14bから噴射された液滴の衝突によって、液滴は扁平状に変形して表面積が広がるとともに、液滴中心部から表面に至る平均距離が小さくなって脱気槽10内で気液接触し、さらに扁平状への変形の過程において液滴内の液体に流動が生じて攪拌されるため、原液中の溶存気体の気化が促進される。
また、液滴の衝突面は水平面を形成して、水平面状で鉛直方向に落下するため気液接触度が大きくなって溶存気体の気化が促進される。
Further, due to the collision of the droplets ejected from the spray nozzles 14a and 14b arranged opposite to each other, the droplets are deformed into a flat shape to increase the surface area, and the average distance from the center of the droplets to the surface is increased. Since it becomes smaller and comes into gas-liquid contact in the degassing tank 10 and further flows and agitates in the liquid in the droplet in the process of deformation into a flat shape, vaporization of the dissolved gas in the stock solution is promoted.
Further, the collision surface of the droplet forms a horizontal plane and falls in the vertical direction in the horizontal plane, so that the gas-liquid contact degree is increased and the vaporization of the dissolved gas is promoted.

溶存酸素濃度が9mg/lの原液を用いて、図1に示した実施例1に係る脱気装置と図3に示した従来の脱気装置(比較例1)で脱気処理実験を行った。
図1に示した実施例1に係る脱気装置では脱気後の脱気水の溶存酸素濃度は0.14mg/lであったのに対し、図3に示した比較例1に係る脱気装置では脱気後の脱気水の溶存酸素濃度は0.47mg/lであり、実施例1にかかる脱気装置により従来よりも脱気性能が大幅に向上していることが確かめられた。
Using a stock solution having a dissolved oxygen concentration of 9 mg / l, a degassing treatment experiment was performed using the degassing apparatus according to Example 1 shown in FIG. 1 and the conventional degassing apparatus (Comparative Example 1) shown in FIG. .
In the degassing apparatus according to Example 1 shown in FIG. 1, the dissolved oxygen concentration in the degassed water after degassing was 0.14 mg / l, whereas the degassing according to Comparative Example 1 shown in FIG. In the apparatus, the dissolved oxygen concentration in the deaerated water after deaeration was 0.47 mg / l, and it was confirmed that the deaeration performance of the deaeration apparatus according to Example 1 was significantly improved as compared with the conventional apparatus.

図2は、実施例2に係る脱気装置の概略を示す模式図であり、実施例1と同じく気体を溶存した水(原水)から気体を分離して排出し、水中の溶存気体濃度を下げて脱気水として排出する脱気装置である。
図2を用いて実施例2に係る脱気装置の構成について説明する。
図2において、図1と同一符号は同一装置、部品を表している。即ち、10は円筒形に造られた脱気槽、11は脱気槽10側面に取り付けられた給排気管、12は給排気管11の途中に設けられた真空ポンプ、13は脱気槽10上部に取り付けられた給液管、14aは給液管13の先端に取り付けられたスプレーノズル、16は脱気槽10下部に取り付けられた排出管、17は排出管16の途中に設けられた排出ポンプである。また、脱気槽10下部には脱気槽10内で脱気された脱気水の一部を脱気槽10内に循環する循環管18が取り付けられているとともに、該循環管18の途中には循環ポンプ19が設けられており、循環管18の先端にはスプレーノズル14cが取り付けられている。さらに、前記スプレーノズル14aと14cは脱気槽10内に上下対向して配設され、脱気槽10内でそれぞれ原液と循環された脱気水を噴射して、それぞれのスプレーノズルから噴射された液滴を衝突させることができるように構成されている。
なお、前記スプレーノズル14a及び14cの形状、設置位置は実施例1で設けたスプレーノズル14a及び14bと同じ条件とすることが好ましい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of the deaeration apparatus according to the second embodiment. As in the first embodiment, the gas is separated and discharged from the water (raw water) in which the gas is dissolved, and the dissolved gas concentration in the water is lowered. It is a deaeration device that discharges as deaerated water.
The configuration of the deaeration device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
2, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same devices and components. That is, 10 is a cylindrical deaeration tank, 11 is a supply / exhaust pipe attached to the side of the deaeration tank 10, 12 is a vacuum pump provided in the middle of the supply / exhaust pipe 11, and 13 is a deaeration tank 10. A liquid supply pipe attached to the upper part, 14a is a spray nozzle attached to the tip of the liquid supply pipe 13, 16 is a discharge pipe attached to the lower part of the deaeration tank 10, and 17 is a discharge provided in the middle of the discharge pipe 16. It is a pump. In addition, a circulation pipe 18 that circulates a part of the deaerated water deaerated in the deaeration tank 10 to the deaeration tank 10 is attached to the lower part of the deaeration tank 10. Is provided with a circulation pump 19, and a spray nozzle 14 c is attached to the tip of the circulation pipe 18. Further, the spray nozzles 14a and 14c are arranged in the deaeration tank 10 so as to face each other in a vertical direction, and the degassed water and the degassed water circulated in the deaeration tank 10 are injected from the respective spray nozzles. The liquid droplets can collide with each other.
The shape and installation position of the spray nozzles 14a and 14c are preferably set to the same conditions as the spray nozzles 14a and 14b provided in the first embodiment.

次に実施例2に係る脱気装置の作用について説明する。
脱気槽10内は給排気管11及び真空ポンプ12を用いて所定の圧力に減圧しておく。前記給液管13から原液を供給して、上側に配設したスプレーノズル14aから下向きに小さな液滴として噴射する。また、前記循環管18から循環された脱気水を供給して、下側に配設したスプレーノズル14cから上向きに小さな液滴として噴射する。上側に配設したスプレーノズル14aから噴射された液滴は下向きに充円錐状に広がりながら且つ重力によって加速されながら下降し、一方下側に配設したスプレーノズル14cから噴射された液滴は上向きに充円錐状に広がりながら且つ重力によって減速されながら上昇し、両者は互いに衝突する。衝突することによって両者は一旦上下方向の速度が0となり、次いで重力によって両者とも自然落下する。このようにして衝突によって液滴の上下方向の速度が一旦0となるため、液滴の平均落下速度は小さくなり、液滴が脱気槽10内で下部に到達するまでの時間が長くなる。従って気液接触時間が長くなるため脱気が促進される。
Next, the operation of the deaeration device according to the second embodiment will be described.
The inside of the deaeration tank 10 is depressurized to a predetermined pressure using an air supply / exhaust pipe 11 and a vacuum pump 12. The stock solution is supplied from the liquid supply pipe 13 and ejected as small droplets downward from the spray nozzle 14a disposed on the upper side. Further, the deaerated water circulated from the circulation pipe 18 is supplied and ejected as small droplets upward from the spray nozzle 14c disposed on the lower side. The droplets ejected from the spray nozzle 14a disposed on the upper side descend downward while spreading in a full conical shape and accelerated by gravity, while the droplets ejected from the spray nozzle 14c disposed on the lower side are directed upward. As it spreads in a full conical shape and decelerates by gravity, the two rise and collide with each other. When they collide, the velocity in the vertical direction once becomes zero, and then both naturally fall by gravity. Thus, since the vertical velocity of the droplet once becomes 0 by the collision, the average drop velocity of the droplet is decreased, and the time until the droplet reaches the lower portion in the deaeration tank 10 is increased. Accordingly, since the gas-liquid contact time becomes longer, deaeration is promoted.

前記上下に対向して配置したスプレーノズル14a及び14cから噴射された液滴の衝突によって、液滴は扁平状に変形して表面積が広がるとともに、液滴中心部から表面に至る平均距離が小さくなって脱気槽10内で気液接触し、さらに扁平状への変形の過程において液滴内の液体に流動が生じて攪拌されるため、原液中の溶存気体の気化が促進される。
また、液滴の衝突面は水平面を形成して、水平面状で鉛直方向に落下するため気液接触度が大きくなって溶存気体の気化が促進される。
さらに、既に脱気された脱気水を循環管18を用いて循環して再び脱気するので、従来の脱気装置や実施例1に示した脱気装置よりもさらに溶存気体濃度を下げることができる。
Due to the collision of the liquid droplets ejected from the spray nozzles 14a and 14c arranged opposite to each other, the liquid droplet is deformed into a flat shape to increase the surface area, and the average distance from the central portion of the liquid droplet to the surface is reduced. Then, the liquid in the deaeration tank 10 is brought into gas-liquid contact, and in the process of deformation into a flat shape, the liquid in the droplets is flowed and stirred, so that vaporization of the dissolved gas in the stock solution is promoted.
Further, the collision surface of the droplet forms a horizontal plane and falls in the vertical direction in the horizontal plane, so that the gas-liquid contact degree is increased and the vaporization of the dissolved gas is promoted.
Furthermore, since the deaerated water that has already been deaerated is circulated using the circulation pipe 18 and deaerated again, the dissolved gas concentration can be further reduced as compared with the conventional deaerator and the deaerator shown in the first embodiment. Can do.

なお、本実施例2においては、給液管13先端に取り付けたスプレーノズル14aを下向き、循環管18先端に取り付けたスプレーノズル14cを上向きに配置したが、両者を入れ替えて給液管13先端に取り付けたスプレーノズル14aを上向き、循環管18先端に取り付けたスプレーノズル14cを下向きに配置しても同じ効果が得られる。   In the second embodiment, the spray nozzle 14a attached to the tip of the liquid supply pipe 13 is arranged downward and the spray nozzle 14c attached to the tip of the circulation pipe 18 is arranged upward. The same effect can be obtained by arranging the attached spray nozzle 14a upward and the spray nozzle 14c attached to the tip of the circulation pipe 18 downward.

ブースタポンプ等の特別な装置を追加することなく、原液を脱気槽中に噴射する態様を代えることによって脱気性能を従来よりも向上することができる脱気装置として利用することができる。
また、装置構成が複雑化することなく、装置設置面積が無用に増大することもなく、しかも装置設置コストを従来よりも低減することができる脱気装置として利用することができる。
Without adding a special device such as a booster pump, the degassing performance can be improved as compared with the conventional degassing device by changing the mode of injecting the stock solution into the degassing tank.
Further, the apparatus configuration is not complicated, the apparatus installation area is not increased unnecessarily, and the apparatus installation cost can be reduced as compared with the conventional apparatus.

実施例1に係る脱気装置の概略を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an outline of a deaeration device according to Embodiment 1. FIG. 実施例2に係る脱気装置の概略を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating an outline of a deaeration device according to Embodiment 2. FIG. 従来の代表的な脱気装置の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the conventional typical deaeration apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 脱気槽
11 給排気管
12 真空ポンプ
13 給液管
13a 分岐給液管
14a、14b、14c スプレーノズル
16 排出管
17 排出ポンプ
18 循環管
19 循環ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Deaeration tank 11 Supply / exhaust pipe 12 Vacuum pump 13 Supply pipe 13a Branch supply pipe 14a, 14b, 14c Spray nozzle 16 Discharge pipe 17 Discharge pump 18 Circulation pipe 19 Circulation pump

Claims (4)

内部を減圧する減圧装置を備えた脱気槽と、該脱気槽に気体溶存液を供給する給液管と、該脱気槽内で脱気された脱気処理液を排出する排出管とからなり、前記給液管から供給された気体溶存液を前記脱気槽内で脱気し、脱気された脱気処理液を前記排出管から排出するように構成した脱気装置において、
前記脱気槽内に上下に対向配置した一対のスプレーノズルを設け、
該一対のスプレーノズルより前記気体溶存液を噴射させ、それぞれのスプレーノズルから噴射された噴流を衝突させることを特徴とする脱気装置。
A degassing tank equipped with a pressure reducing device for depressurizing the inside, a liquid supply pipe for supplying a gas-dissolved liquid to the degassing tank, and a discharge pipe for discharging the degassing treatment liquid degassed in the degassing tank; A degassing apparatus configured to degas the gas dissolved liquid supplied from the liquid supply pipe in the degassing tank and discharge the degassed degassing treatment liquid from the discharge pipe;
A pair of spray nozzles arranged vertically opposite to each other in the deaeration tank are provided,
A degassing apparatus characterized in that the gas-dissolved liquid is ejected from the pair of spray nozzles and the jets ejected from the spray nozzles collide with each other.
前記給液管を2つに分岐して各下流端にスプレーノズルを取り付けるとともに、
該分岐した給液管下流端に取り付けた2つのスプレーノズルを前記脱気槽内に上下に対向して配設し、
前記気体溶存液を前記分岐した給液管下流端に取り付けた2つのスプレーノズルより噴射させ、それぞれのスプレーノズルから噴射させた噴流を衝突させることを特徴とする請求項1記載の脱気装置。
The liquid supply pipe is branched into two and a spray nozzle is attached to each downstream end, and
Two spray nozzles attached to the downstream end of the branched supply pipe are arranged in the deaeration tank facing each other vertically;
The degassing apparatus according to claim 1, wherein the gas-dissolved liquid is injected from two spray nozzles attached to a downstream end of the branched supply pipe, and jets injected from the respective spray nozzles collide with each other.
前記脱気槽下部より脱気された脱気処理液の少なくとも一部を取り出して再び脱気槽内に戻す循環管を設け、
前記給液管下流端と前記循環管下流端にそれぞれスプレーノズルを取り付けるとともに、
該それぞれのスプレーノズルを前記脱気槽内に上下に対向して配設し、
前記給液管より供給される気体溶存液と、前記循環管より脱気槽内に戻される脱気処理液をそれぞれの管下流端に取り付けたスプレーノズルより噴射させ、該噴射させた噴流を衝突させることを特徴とする請求項1記載の脱気装置。
A circulation pipe is provided that takes out at least a part of the degassing treatment liquid degassed from the lower part of the degassing tank and returns it to the degassing tank again.
A spray nozzle is attached to each of the downstream end of the liquid supply pipe and the downstream end of the circulation pipe, and
The spray nozzles are arranged in the deaeration tank so as to face each other up and down,
The gas dissolved liquid supplied from the liquid supply pipe and the degassing treatment liquid returned to the deaeration tank from the circulation pipe are sprayed from spray nozzles attached to the downstream ends of the pipes, and the jets thus jetted collide with each other. The deaerator according to claim 1, wherein
前記噴流の衝突位置における下側に配設したスプレーノズルによるスプレー幅が、前記噴流の衝突位置における上側に配設したスプレーノズルのスプレー幅以上となるように、前記一対のスプレーノズルのスプレー角を設定したことを特徴とする請求項1〜3何れかに記載の脱気装置。   The spray angle of the pair of spray nozzles is set so that the spray width of the spray nozzle disposed on the lower side in the jet collision position is equal to or greater than the spray width of the spray nozzle disposed on the upper side in the jet collision position. The deaeration device according to claim 1, wherein the deaeration device is set.
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