WO1994003397A1

WO1994003397A1 - Improvement to membrane type deaerator

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Publication number: WO1994003397A1
Application number: PCT/JP1993/000138
Authority: WO
Inventors: Yasutoshi Senoo; Hitoshi Shiraishi; Norio Yasu; Yasuhiro Kawakami; Yukinori Tobisaka; Yasuo Ochi; Yasuhito Mitsukami; Toshitaka Shigematsu; Kazuhiro Tachino; Yasuhiro Miyagawa; Kenichiro Takematsu; Nobuaki Yanagihara
Original assignee: Miura Co., Ltd.; Miura Institute Of Research & Development Co., Ltd.
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1993-02-04
Publication date: 1994-02-17
Also published as: US5584914A; CA2141612C; CA2141612A1

Description

明細書膜式脱気装置の改良

〔技術分野〕

この発明は、原水中の溶存気体を除去するための膜式脱気装置の改良に関するものである。この発明の脱気装置は、ボイラゃ温水器、製氷装置、その他の冷熱機器或いは、ビルの給水システム、食品加工装置、各種部品の洗浄装置等に適用されるが、特に、より低レベルの溶存酸素濃度が要求される電子部品の洗浄装置等に適している。

〔背景技術〕

周知のように、ボイラ等の冷熱機器への給水ライン中には、その機器の内部の腐食防止を目的として各種の脱気装置（脱酸素装置）が組み込まれている。それらの脱気装置は、近年では、ビル、マンション等の建築物における給水配管の赤水発生対策としても賞用されている。又、近年においては、フロンによるオゾン層の破壌を免れるために、フロンを用いない洗浄方法が求められた結果、脱気水（特に脱酸素水）よる洗浄システムが注目されつつある。

前述の用途に用いられる従来の膜式脱気装置としては、第 1 9図に示すものが公知である。この装置は、給水ライン（3 ' ) 中に設けた脱気モジュール（Γ ) 及びフロースィツチ（6 ' ) と、給水ライン（3 ' ) と水封式真空ポンプ（Γ ) との間の封水供給ライン（9 ' ) 中に設けた封水用電磁弁（12 ' ) と、脱気モジュール（Γ ) と水封式真空ポンプ (7) 間の真空脱気ライン（10 ' ) 中に設けた真空引き用電磁弁（13) とで構成されている：従って給水ライン（3 ' ) に水（純水、水道水.、井戸水、その他工業用水）が供給されると、フ α—スィッチ（62 ' ) が働いて前記水封式真空ポンプ（？' ) を駆動すると共に、前記 2つの

新たな用紙つの電磁弁（12' ), (13 ' ) が開かれて真空脱気処理が行なわれる。そして、給水が止まると水封式真空ポンプ（7' ) が停止し、前記 2つの電磁弁（12' ), (13 ' ) が閉じられるようになつている。

この構成の脱気装置は、常温での処理が可能であるという利点を持つている力く、脱気レベルは 0. 5 P PM程度である。

脱気モジュールを用いた公知の脱気システムには、特開昭 5 1— 2 8 2 6 1号「脱気装置」ゃ特公平 4 _ 4 0 0 3号「脱気装置」がある他、いくつかの類似の発明が提案されている。

この他、電子工業用水の製造においては、脱気塔を用いた脱気システム（図示されない）が採用されているけれども、このシステムでは、近年の L S I等の電子部品の洗浄に必要な 1 0 P P B以下の脱気レべノレ（脱酸素レベル）の処理水を供給することは困難である。

上述した従来の脱気システムの実用上の問題点に対する有効な対策としては、脱気手段として中空糸から成るモジュールを用いる脱気システムを改良することにより、真空ポンプによる脱気性能を高めることが考えられるが、それには、次のような技術的課題が解決されなければならない。

即ち、脱気モジュールを用いた装置による場合は、例えば処理水の溶存酸素濃度を、脱気モジュール内の中空糸膜の外側気圧を 3 O torr (水蒸気分圧 1 7. 5 to_rr) とすると、原水中の酸素濃度約 8 P PM を 0. 5 P PMまで低減することができる力く (at2 0 ) 、これを 1 0 P P B以下の溶存酸素濃度とするには、原水中の約 8 P PMの酸素を 1 8 torr (水蒸気分圧を舍む、）の真空状態で吸引しなければならない。そのためには、従来のものの約 1 0倍の容量の水封式真空ポンプが必要となる。しかしながら、そのような大容量の水封式真空ポンプは一般には製造されておらず、溶存酸素濃度を 1 0 P P B以下に下げることは現実的に困難である。新たな用紙そこで、この発明は、一般的な比較的小型の（市販の）水封式真空ポンプを使用して、原水の溶存酸素濃度を 1 0 P P B以下にすることのできる改良された膜式脱気システムを提供することを目的とする。上記の目的を達成するための、この発明の主題の 1つは、脱気モジユール及び真空ポンプの組み合わせによって脱気性能を向上させた膜式脱気装置の構造に閬するものである。

この発明の別の主題は、水封式真空ポンプのための封水を冷却する力、、又は原水を加温することによって、脱気効果を高めるように工夫した脱気システムに閔するものである。

この発明の他の主題は、真空ポンプを通して封水を循環させるための循環ラインの利用態様並びに利用方法に関するものである。

この発明のさらに他の主題は、脱気システムを複数個統括的に制御することによって、システム全体の運転効率を高めるよう工夫した脱気装置に関するものである。

この発明のその他の主題は、中空糸モジュールと水封式真空ポンプとの組み合わせに係る各構成要部の改良に関するもので、以下の実施例とともに説明されている。

〔発明の開示〕

この発明による膜式脱気装置は、脱気モジュール及び真空ポンプの組み合わせにより多くの実施例、改良例を包含するものであるが、代表的には、複数の膜式脱気モジュールとこれに接続される水封式真空ポンプの配列並びに接続形態によって特徴ずけることができる。それらのモジュールは、原水の給水ラインと脱気水の供給ラインとの間において、直列状態に接続されており、前記第 1脱気モジュールに対し、脱気ラインを介して第 2真空ポンプがそれぞれ接続されている。これらの真空ポンプには、前記袷水ラインから導いた原水を前記

新たな；！紙第 1及び第 2真空ポンプへ封水として送給するための封水送給ラインが個別に設けられ、前記第 2真空ポンプからの排出水が前記第 1真空ポンプを通ってその排出ラインより流出するように、前記第 2真空ポンプの排出ラインが前記第 1真空ポンプの脱気ラインに対して接続されている。

このように構成された膜式脱気装置においては、大巾な脱気性能の向上が実現され、溶存酸素濃度で数 P P Bのレベルの脱気処理が可能となる。〔図面の簡単な説明〕

第 1図は、脱気モジュール及び真空ポンプを複数個組み合わせて構成した、この発明による膜式脱気装置の実施例を示す配管系統図である。

第 2図は、前記真空ポンプのための封水の循環ラインを備えた実施例を示す同上図である。

第 3図は、前記封水の冷却手段を備えた別の改良例を示す同上図である。

第 4図は、前記脱気モジュールへ導く原水の加温手段を備えたさらに別の改良例を示す同上図である。

第 5図は、前記封水のための冷却システムの他の実施例を示す同上図である。

第 6図は、前記原水の温度を考慮して構成した好ましい封水供給システムを示す同上図である。

第 7図は、原水温度、封水温度及び存酸素濃度の三者の相函関係を示すグラフである。

相 8図は、前記原水の温度を考慮して構成したさらに他の封水供給システムを示す配管系統図である。新たな用紙第 9図は、原水温度のレベルに対応する、処理水溶存酸素濃度と、処理水量との関係を示すグラフである。

第 1 0図は、 0 . 5 P P Mの溶存酸素濃度を維持する場合の、処理水量補正係数と原水温度との関係を示すグラフである。

第 1 1図は、前記封水のための循環ラインの比較的簡単な構成例を示す配管系統図である。

図 1 2は、前記脱気モジュールと前記真空ポンプの配列構造を改良した別の実施例を示す同上図である。

第 1 3図は、前記脱気モジュールと前記真空ポンプの配列構造をさらに改良した他の実施例を示す同上図である。

第 1 4図は、第 1 2図及び第 1 3図の実施例に用いたサブ真空ボンプを有するものと、そうでないものとで処理水の溶存酸素濃度を比較して示すテーブルである。

第 1 5図は、少なくとも各 1個の前記脱気モジュール及び前記真空ポンプの組み合わせから成る脱気システムを複数台運転制御する場合の実施例を示す配管系統図である。

第 1 6図は、前記脱気システムを複数台運転制御する場合の別の実施例を示す同上図である。

第 1 7図は、前記脱気システムを複数台運転制御する場合の別の改良例を示す同上図である。

第 1 8図は、前記脱気システムの運転台数を決定するための指標として、脱気水の使用水量に応じてその運転台数を予め設定して示すグラフである。

第 1 9図は、膜式脱気装置の公知例を示す配管系統図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第 1図は、この発明による望ましい実施例を示すものである。この新たな甩紙実施例においては、互いに直列状態に連結された 2個の脱気モジュ一ル（1) , (2) が用いられている。

符号（3) は、原水を導くための給水ライン、符号（4) は、脱気水の供給ラインを示しているが、これらの間には、図示の位置において、減圧弁（5) 、フロースィツチ（6) が接続されている。前記減圧弁（5) は、前記 1段側（前段側）及び 2段側（後段側）脱気モジュール（1) , (2) に一定以上の供給水圧が加わらないようにするもので、それらのモジュールの破損防止を図っている。

前記 1段側脱気モジュール（1) 及び 2段側脱気モジュール（2) は、好ましくは、多数の中空糸膜から成っていて、その内部に原水を通し、その外側を真空に引くことにより、中空糸膜内を水が通過する過程で原水中の溶存気体を除去するように働く。前記フロースィッチ（6) は、前記給水ライン（3) 中において、前記 1段側脱気モジュール（1) の出口側に接続されていて、給水ライン（3) から 1段側脱気モジュール (4 ) を通過した流水を検知すると、電気信号を出力する。

一方、前記 1段側及び 2段側の脱気モジュール（1) , (2) に対しては、真空脱気する手段として水封式真空ポンプ (7) , (8) が適用されている。前記 1段側（後段側）水封式真空ポンプ (7) は、前記給水ライン（3 ) 対して、封水送給ライン（9) を介して接続され、前記 1段側脱気モジュール（1) に対して、真空脱気ライン（10)を介して接続されている。前記 1段側水封式真空ポンプ（7) は、前記フロースィッチ（6) に対して電気的に接続されていて、このフロースィッチ（6) の出力信号に応答して作動するようになっている（第 1図中には、電気的な制御回路は示されていない）。前記封水送給ライン（9) には、定流量弁 α ι)と第 1 の電磁弁（12)とが組み込まれている。又、前記真空脱気ライン（1 0)には、第 2の電磁弁（13)が組み込まれている _ε これらの電磁弁（12)， (13)は、前記フロースィツチ（6) に対して、電気的に接続されていて、新たな用紙フロースィッチ（6) が流水を検知した際、その検知信号に応答して開弁する。

前記 2段側（後段側）水封式真空ポンプ（8) は、前記給水ライン（3 ) に対して、前記封水送給ライン（9) の中間より分岐した 2段側封水送袷ライン（14)を介して接続され、前記 2段側脱気モジュール (2) に対しては、真空脱気ライン（15)を介して接続されている。さらに前記 2段側水封式真空ポンプ（7) は、前記フロースィッチ（6) に対して電気的に接続されていることにより、このフロースィツチの出力信号に応答して作動するようになっている。

前記 2段側封水供給ライン 4)には、定流量弁（16)と第 3の電磁弁 7)とが組み込まれている。又、前記真空脱気ライン（15)には、第 4 の電磁弁（18)が組み込まれており、前記第 3の電磁弁 Q7)と共に前記フロースィッチ（6) に対して電気的に接続されていることにより、フロースイッチ（6) が流水を検知すると、その検知信号に応答して開弁する。

前記 2段側水封式真空ポンプ (8) の排出路 (20)は、前記 1段側水封式真空ポンプ（6) の真空脱気ライン（10)に連通している。この構成は、 1段側水封式真空ポンプ（7) の排気（排水を舍む）と共に、 2段側水封式真空ポンプ (8) の排気（排水を含む）が、 1段側排出路 (20)を通つて外部へ排出されるのを可能にする。

図示の方式の 2段側水封式真空ポンプ（8) の容量は、 1段側水封式真空ポンプ（7) と同容量のものでよい。

前記実施例においては、 1段側脱気モジュール（1) の出口で原水の溶存気体、例えば溶存酸素の濃度が、約 8 Ρ Ρ Μから約 0 . 5 Ρ Ρ Μ まで脱気されている状況下では、 2段側脱気モジュール（2) 内の、前記中空糸膜の外側気圧を、 1段側の 1 0分の 1の 1 torr以下としても 2段側真空ポンプが吸引する体積は、 1 段側真空ポンプが吸引する体

新たな用紙積と同程度となる。従って、特別に大きな容量の真空ポンプは必要なく、一般的な小型の真空ポンプを 2台連結して使用することができる。しかも、前記 2段側水封式真空ポンプ (8) の排気を直接大気中に排出すると、その圧力比（約 1 0 0 0倍）が過大となるため、 1段側真空ポンプの吸気口に排出する方が有利である。そのために、 1段側真空ポンプの処理量は約 5 %増加するが、処理可能範囲内であり、問題はない。

以下に、前述のごとく直列状態に接続した 2段式脱気装置の作用について説明する。

原水が減圧弁 (5) を経て、給水ライン（3) より 1段側脱気モジュ一ル（1) を通過すると、フロースィッチ（6) が作動し、その検知信号に応答して、前記第 1〜第 4の電磁弁（12) , 3) , (17) , (18) が開弁するとともに、 1段側水封式真空ポンプ (7) 及び 2段側水封式真空ポンプ (8) が駆動する。これにより、前記 1段側脱気モジュール（1) は、真空脱気ライン（10)を介して 1段側水封式真空ポンプ（7) に連通して、真空引きされる。この真空引きした気体の排気と、ポンプ内の封水の排水は、前記 1段側排出路ないしは排出ライン（19)より排出される。その際、前記 2段側脱気モジュール (2) は、前記 1段側脱気モジュール（1) に給水ライン（3) を介して、直列に接続されているので、 1 段側脱気モジュール α) で溶存酸素濃度 0 . 5 Ρ Ρ Μに処理された水を取り入れ、この水を、更に高真空（ 1 torr以下）中で脱気して、溶存酸素濃度 0 . 1 P P M以下の処理水とする。このときの 2段側脱気モジュール (2) は、前記真空脱気ライン（15)を介して 2段側水封式真空ポンプ（8) に連通して、上記と同様に真空引きされている。この真空引きした気体の排気と、ポンプ内の封水の排水は、排出路（20)を介して 1段側水封式真空ポンプ（7) の吸気口よりポンプ内を通って、排出路（19)より流出する新たな用紙第 2図は、第 1図の実施例における真空ポンプの排水を再利用することができるように、貯水槽（21)及び電磁弁（22)を舍む循環ライン

(23)を備えた別の実施例を示すものである。

尚、同図においては、フロースィッチ（6) の配置位置の変更の他、定流量弁（11) , (16) 及び電磁弁（12) , (17) を持たない点が第 1図のものと異なるカ^ 基本的な構成は実質的には同一であるので、同種の構成要素に対しては同一符号が用いられている。

上記の循環ライン（23)は、所定の高さ位置に置かれた貯水槽 (21)の水を第 1段及び第 2段の真空ポンプ（1) , (2) に送る送りライン（23a) と、それら真空ポンプよりの排水を前記貯水槽（21)へ戻す戻りライン

(23b) とから成っている。従って、電磁弁（22)が開いている状況の下では、貯水槽（21)の水は、送りライン（23a) を介して封水送給ライン

(9) より第 1段側の真空ポンプ (7) に、又別の封水送給ライン（14)より第 2段側真空ポンプ（8) へそれぞれ流入する。一方、第 1段側及び第 2段側真空ポンプ (7) , (8) よりそれぞれの排出路（19) , (20) より流出した水は、戻りライン（23b) を介して再び貯水槽（21)内に還流する。このような循環ライン（23)の構成に関連して、第 2図の実施例のように、貯水槽（21)にボールタップ等の補水手段（24)を設け、これに、例えば第 1段側脱気モジュール（1) と第 2段側脱気モジュール (2) との間の給水ライン（3) を補水ライン（25)により接続しておくようにすると、上記の循環ライン（23)中に第 1段側脱気モジュール（1) を通過した水、つまりは脱気水を導入することができる。

これによつて、各段の真空ポンプ（7) , (8) に対し、封水としての脱気水が供給され、使用されたときは、封水中の溶存気体が水封式の真空ポンプの内部で拡散するのを抑制して、脱気モジュール（1) , (2) 内のガス分圧をより一層低下させ、袷水中の溶存酸素濃度をさらに減少させるという利益が得られる。

新たな用紙上記の補水ラィン（25)を介して取り入れる捕水の取り入れ口を脱気効果を促進する上で、第 2段側脱気モジュール (2) の下流側、即ち脱気水の供給ライン（4) に変更してもよいのは勿論である。

第 3図及び第 4図には、膜式脱気装置のための別の改良された構成を舍む実施例が示されている。

これら改良例のうち、第 3図のものは、真空ポンプへ導く封水を冷却するための冷却手段（30)を備えているのに対し、第 4図のものは、給水ライン（3) 中に原水を加温するための加温手段（33)を備えている。第 4図では、第 3図中のほぼ右半分に相当する部分が省略されているけれども、第 4図中の符号（24) , Q3) 及び Q8)により対応個所が第 3 図のものと同様な補水手段（24)、電磁弁（13)及び電磁弁（18)にそれぞれ接続されることを表している。

第 3図についてより詳細に説明すると、この改良例においては、第 1段側と第 2段側の各モジユール（la) , (lb) と第 2段側脱気モジュ一ル（2a) , (2b) とが直列に接続されて 1ユニットとされ、これが 2ュニット並列に、給水ライン（3) 中に設けられた構成となっている。又、第 1段側脱気モジュール（1) は、真空脱気ライン（10)を通して前述の電磁弁（13)に接続され、第 2段側脱気モジュール (2) は、真空脱気ラィン（15)を通して前述の電磁弁（18)に接続されている。

冷却手段（30)は、図示の例では、冷水槽となる貯水槽（21)中に熱交換器（31)を設置して成るものである。

上述の構成により、給水ライン（3) に水が流れることによってフロ一スィッチ（6) が作動すると、その出力信号を受けて第 1段側及び第 2段側の真空ポンプ (7) , (8) が稼動するとともに、電磁弁（13) , (18)， (22)が開き、真空脱気ライン（10) , (15) を通して原水中の溶存酸素が脱気処理される。そして、袷水が止まると、前記真空ポンプ（7) _: (8) が停止し、それら電磁弁も閉じられる。

新たな用紙このような動作が行なわれる過程では、冷却手段（30)により、好ましくは約 5てに冷却された水が、封水として封水供給のための循環ライン（23)を介して真空ポンプ（7) , (8) に流入するが、これにより各真空ポンプ内の水蒸気分圧が低下する。従って、膜の外部圧力が低下し、より高い真空度を得ることができる。加えて、第 1脱気モジュール（1 ) と第 2脱気モジュール（2) とを直列に接続し、水封式真空ポンプ（8 ) の排出ライン（20)を前記の真空ポンプ（7) に接続したことにより、真空度をより高くすることが可能で、数 Ρ Ρ Β程度まで原水中の溶存酸素を低減することができる。即ち、第 1脱気モジュール（1) により、原水中の溶存酸素は 8 Ρ Ρ Μから 0 . 5 Ρ Ρ Μまで低下し、この水が、第 2脱気モジュール (2) を通過することにより、又、水封式真空ライン（7) の排出側圧力が大気圧より低い圧力（約 1 O torr) となることにより、市販の比較的小容量の水封式真空ポンプでも非常に高い真空度（約 l torr) を実現することができる。

水封式真空ポンプ (7) からの排水（冷水）は、循環させずにそのまま捨てることも可能である力循環使用することにより熱を有効に利用することができるだけでなく、冷却手段（30)の容量が小さくなる（約 1 / 6 ) という利点がある。さらに、循環ライン（23)中の封水が水封式真空ポンプの吐出力によって循環されるので、循環ポンプ等の余分の躯動源を必要としない。

次に、第 4図の改良例についてより詳細に説明すると、この例においては、上流位置に加温手段（33)が設けられている。この加温手段は、原水を加温して脱酸素モジュール内での溶存気体の溶解度を減少させ、脱酸素量を増大させることに役立つ。袷水ライン（3) に接続されている温度センサー（36)は、加温された後の給水つまりは原水の温度に応じて開閉弁（37)を制御し、加熱媒体（図示されていない）を流動させるようになつ.ている。尚、同図中の、第 3図のものと同一の符号が付

新たな ffi紙された構成部分については、前述と同様につき説明が割愛されている。このため、原水の温度を温度センサー（36)で検出し、加温装置（33) への加熱媒体の供給を開閉弁（37)の操作により制御して、給水温度を所定の範囲（約 2 0〜3 O 'C ) に保持するようにすれば、常に安定した溶存酸素濃度の水を供給することができる。

又、上記加温手段（33)と前述した封水供給ライン（23)中の冷却手段 (30)とを組み合わせて用いることもでき、そうすることにより、脱酸素量をより一層増大させることができる。

第 5図は、真空ポンプへの封水を経済的に冷却するための好ましい実施例を示すものである。

この例の封水供給システムは、給水ライン（3) から分岐した給水取出しライン（40)と、このラインに挿入した電磁弁（41)と、第 2図並びに第 3図に用いられたと同様な貯水槽（21)と、封水送給ライン（9) と、真空ポンプ（7) 及びその排出ライン Q9)と、このラインに接続された熱交換器入口部 (42a) と，熱交換器（42)及びその出口部（42b ) とから成っている。上記の熱交換器（42)に対しては、原水と真空ポンプ（7) からの排水（使用済みの封水）との間で熱交換が行なわれるように、その熱交換器の両端に給水ライン（3) が接続されている。

従って、原水は、給水ライン（3) を通って脱気モジュール（1) へ流れる過程で、真空ポンプ ) からの排水との間で熱交換された後、脱気モジュール（1) 内に入り、一方、排水は、貯水槽（21)内に流入することになる。冷却手段（30)は、貯水槽（21)内の水が所定の温度レベルを保つように躯勛される力;、上記の熱交換器（42)の働きにより、容量の小型化が図られる。しかも、真空ポンプ（7) からの排水は、捨てられることなく再利用に向けることができる。

第 6図は、封水供铪システムのさらに他の実施例を示すものである。このシステムは、夏期と冬期とで原水温度に大巾な変化があること

新たな用紙に着目してなされたもので、そのような状況下でも処理された脱気水の溶存酸素レベルを一定にすることができるように工夫されている。尚、同図においても、前掲の実施例と同種の構成要素に対しては同種の符号が用いられている。

同図中の符号（51)は、符号の（36)で示されている原水用温度センサであって、符号（9) で示されている封水送紿ライン中に設けられているそれらの 2つのセンサ（36) , (51) は、それぞれの信号線（リード線）（50a) , (50b) を介して、符号（50)のコントロールボックスに対して電気的に接続されている。

従って、運転中において、原水の水温を温度センサ（36)が検知すると、その情報が信号線（50a) を介してコントロールボックス（50)へ送られる。これと同時に貯水槽（21)から封水送給ライン（9) に流れる封水の水温がもう 1つの温度センサ（51)で検知され、信号線（50b) を介してコント π—ルポックス（50)に送られる。コントロールボックス（5 0)は、それらの信号を弁別して、冷却手段（30)を駆動し、貯水槽（21) 内の封水の所定の温度まで冷却するように働く。これにより、水封式真空ポンプ（7) 内の水蒸気の分圧を低下させて、より低い圧力まで真空引きすることが可能になり、処理水の溶存酸素濃度を所定の濃度に調整することができる。

その際には、例えば第 7図に示すような、原水温度と封水温度に閔するデータが利用される。同図は、縦軸に溶存酸素濃度を、又横軸に封水温度をとつて、原水温度が変化した場合の溶存酸素濃度の変化を表したものであるコントロールボックス（50)の内部では、運転中は常時.、上記のデータと前述の 2つの信号との比較演算が実行されてい第 8図には、季節による温度変化の他、周囲の環境によって変化する袷水（原水）温度に対処するためのさらに別の工夫を行なった実施

新たな用紙例が示されている。

同図中、（60)は、上記の脱気モジュール或いは真空ポンプ等の構成部分を総括的に表した、膜式脱気システムである。このシステムに対しては、その上流側の給水ライン（3) 中に温度センサ（61)及びフィードポンプ (62)が接続されている。又、その下流側の脱気水の供給ライン（4) には、水位検出棒（S) , (M) , (いから成る水位検出器（71)を備えた脱気水供給タンク（70)が接続されている。（65)は、コントロールボックスで、温度センサ（61)のための信号線（65a) 、水位検出器（71)のための信号線（65b) 、フィードポンプ（62)のための信号線（65c) 及び膜式脱気システム（60)のための信号線（65d) を備えている。（72)は、脱気水供給タンク（70)の底部に接続された脱気水の取出しライン、 (7 3)は、脱気水の取出しバルブである。

上述の構成においては、フィードポンプ（62)が駆動されて、铪水ライン（3) を原水が流れるのに伴い、温度センサ（61)は原水の温度を検知し、電気信号を信号線（65c) を介してコントロールボックス（65)へ出力する。このと.きのコントロールボックスは、温度センサ（61)よりの原水温度信号を判別し、一定の溶存酸素濃度（ 0 . 5 P P M ) が得られるように、予め設定した原水温度と処理水量との関係数値に基づいて、フィードポンプ（62)の流量を調整するように働く _e 第 9図並びに第 1 0図は、その際に参照されるデータを表したグラフであって、前者のグラフにより、原水温度のレベルに対応する、処理水溶存酸素濃度と処理水量との関係を演算し、又後者のグラフにより、 0 . 5 P P Mの溶存酸素濃度を維持する場合の、処理水量補正係数と原水温度との関係を演算することができる。この結果、脱気システム（60)を通して処理すべき水量が算定され、その水量の原水が給水ライン（3) を流通し、脱気水供給タンク（70)に'流入する。

そして、脱気水（処理水）が脱気水供給タンク（70)の上位電極棒（S

新たな用紙 ) に触れると、その信号が信号線（65b) を経てコントロールボックス (65)へ伝えられ、このコントロールボックスの働きにより、フィードポンプ（62)及び脱気システム（60)が停止する。

脱気水を必要とする機器類への脱気水の供給は、取出しバルブ（73) を介して、取出しライン（72)より取り出される力脱気水供給タンク (70)内の水位が中位電極棒（ ) を切ると、フィードポンプ（62)及び脱気システム（60)が再駆動されることになる。一時的に、脱気水の使用量が増加し、タンク内水位が下位電極棒 Lを切った場合は、コント口一ルポフクス（65)により原水の水温に関係なく、フィ一ドポンプ（62) が最大流量で運転されて、緊急補水がなされ、続いて該水位が下位電極棒 Lに達すると、通常運転に復帰する。

第 1 1図は、比較的簡易な構成により、封水用の貯水槽 (21)内の水の温度を一定化することができるように工夫した別の実施例を示している。

この実施例では、貯水槽（21)内の水温が所定のレベル（3 O 'C ) を越えると作動して、給水ライン（3) の分岐ライン（40)の挿入されている電磁弁（41)を開放するように働くサーモスタット手段（55)が備えられている。（詳細な構成は割愛されている）。このため、貯水槽（21) 内には、所定の温度レベル以上になると、分岐ライン（40)より原水が加えられることとなり、内部の水の温度が一定のレベルに調節される。上述の調節動作が反復されることにより、貯水槽（21)内の水が溢出するようになる場合は、槽内の上部の比較的高い温度の水を取り出せるように、水平上の所望の高さ位置に開口させた溢流ライン（56) (図中、点線で表示）を設けてもよい。さらに、又この溢流ラインの延長 ^をサブタンク（図示していない）へ導入し、ここで自然放熱させた水を再び上記の貯水槽（21)へ返すようにするのも好ましいことである。次に、第 1 2図及び第 1 3図について説明する：

新たな用紙それらの図面には、前記脱気モジユールと前記真空ポンプの配列構造の改良により、脱気性能がより一層高められた実施例が開示されている。

即ち、第 1 2図の例では、脱気モジュール（1) に対し、 2個の水封式真空ポンプ（7) , (7 ' ) が連結されていて、メイン真空ポンプ（7) の排出ライン（19)がサブ真空ポンプ（7 ' ) の脱気口ないしは吸気口（7a) に接綾された状態となっている。

この形態によると、サブ真空ポンプ（7 ' ) においては、前段のメイン真空ポンプ（7) より排出された主として気体を吸引するようになり、従って、サブ真空ポンプ（7 ' ) の負荷が格段に小さくなり、メイン真空ポンプ（7) の真空度が高められる。つまり、サブ真空ポンプ（7 ' ) が設けられていないときは、メイン真空ポンプ（7) によって、例えば、真空圧 3 O torrから 7 6 0 torrまでの排気が行なわれるが、サブ真空ポンプ（7 ' ) が設けられていることより、メイン真空ポンプ（7) の真空圧は 2 5 torrまで低下し、排気圧も 3 6 torrになり、サブ真空ボンプ（7 ' ) では、 3 6 torrから 7 6 0 torrまでの圧縮が行なわれることになる。この場合、メイン真空ポンプ（7) の排気が 2 5 torrから 3 6 torrまで圧縮されているので、サブ真空ポンプ（7 ' ) の排気量は格段に少なくなる。

上述のように、真空ポンプは、排気量が減少すれば圧縮比が逆に向上する特性を有しているため、 2台の真空ポンプを直列に配置したこの発明のシステムでは、前段側のメイン真空ポンプ（7) の到達真空度が格段に向上する。

上記のメイン真空ポンプ Π) 、サブ真空ポンプ（7 ' ) の配列に関連して、それらの高さ位置を、メイン真空ポンプ（7) の方がサブ真空ポンプ（7 ' ) より高いレベルになるように設定しておくのも有効であつて、そうしたときは、その間の高さの差 H分だけ、言い換えると、そ

新たな用鈹の水頭差に相当する圧力 ( r H ; rは気泡を舍む水のみかけの比重）だけ、第 2水封式真空ポンプの吐出圧を高めることができる c

一方、第 1 3図の例においては、直列状態に連結された 2個の脱気モジュール（1) 及び（2) に対し、第 1段側真空ポンプ (7) 及び第 2段側真空ポンプ（8) がそれぞれ脱気ライン（10)及び（15)を介して接続されており、さらに、そのうちの第 1段側真空ポンプ（7) の排出ライン (19)に対して、サブポンプとしての付加的な真空ポンプ（7 ' ) 吸気口 (7a)が接続された形態となっている。

この形態は、第 1図の実施例に閲して説明された脱気モジユール（1 ) , (2) 真空ポンプ（7)，（8) との組み合わせに、前述の第 9図で説明されたサブ真空ポンプ（7 ' ) を加えたものに該当するため、詳細な説明は割愛するが、より低レベルまで水中の溶存酸素濃度を低減することに効果がある。

第 1 4図は、第 1 2図、第 1 3図で示すサブ真空ポンプ（7 ' ) を用いたもの（A) とそうでないもの（B) とで処理水の溶存酸素濃度を比較して示すテーブルであるが、これから、前者の（A) の実施例のものが後者の（B) のそれよりもほぼ 2 0倍の真空圧を実現していることが理解されよう。勿論、上述のサブ真空ポンプの個数を増やしていくと、脱気性能はさらに向上する。

第 1 2図及び第 1 3図に描かれている 2点鎖線（57)は、メイン真空ポンプ（7) から封水を抽出するための抽出ラインであって、必要に応じて設けられることを示している。（58)は、封水抽出用ポンプである。そのような封水の抽出ライン（57)は、比較的小さな容量のサブ真空ポンプ（7 ' ) が用いられた場合に、メイン真空ポンプ（7) からの封水が過剰になり、その間に余剰の圧力損出が発生するの免れることに役立つ - 上記の抽出ポンプ（58)によって取り出された余剰の封水は、例えば封水循環ライン（23)中の貯水タンク（2Γ)へ返して、再利用すること

新たな ¾紙ができる他、サブ真空ポンプ σ' ) の回転軸部分（図示していない）へ供給して、該部のシール性を高めることにも利用され得る。

この発明による膜式脱気システムは、上述の説明から明らかなように、少なくとも各 1個の脱気モジュール及び真空ポンプの組み合わせより成るものであるが、これを複数個並べて自動運転することが可能である。

一般に脱気装置の処置容量を選定する際には、季節や時間帯に応じた、最大使用水量を考慮して、その容量が選択されている。このため、使用水量の多いときには、高い運転効率が得られるけれども、使用量の少ないときには、運転効率が悪化し、電力の損失や寿命の低下を招く等の問題点が生じる。この問題点は、使用水量の多いときと少ないときとの差が大きい程、顕著に現れる。

ここに挙げる複数個の脱気システムの運転システム（自動台数制御システム）は、前述の問題点を解消するためのもので、使用水量に応じて脱気装置の運転台数を制御することができるように構成されている。

第 1 5図〜第 1 7図には、脱気システムが 3台並列に配置される場合の実施例が示されている。

第 1 5図の例では、脱気モジュール（1 ) の一端に分岐管（3a) , (3b) , (3c) を介して原水の給水ライン（3) が又、他端に分岐管（4a) , (4b) , ( 4c) を介して脱気水の供給ライン（4) がそれぞれ接続されている。 (80)は、脱気水の使用量検出用のセンサで、例えば供給ライン（4) に挿入されている。このセンサ（80)により、水の流量を直接検出する代わりに、水の圧力を検出して使用水量に換箕することもできる _t その理由は、両者の間には一定の関係があることにより、水の圧力を測定して使用水量を間接的に検出することができるからである。

(85)は、前記センサ（80)からの出力信号の値に応じて脱気システム

新たな用紙の運転台数を制御する機能を備えた台数制御用のコント π—ラを表している。このコント D—ラにより、脱気水の使用水量に応じて、個々の電磁弁（5) の開閉及び真空ポンプ（7) の O N— O F F制御が行なわれ、脱気システムの運転台数が変化する。そのときの台数決定の指標として、第 1 8図に示すごとく脱気水の使用水量に応じて脱気システムの運転台数を予め設定しておくのは好ましいことである。真空ボンプ（？）は、第 1 5図に示すように、各脱気モジュール（1) に 1台ずつ接続してもよいが、第 1 6図に示すようにそれらに共通の真空ポンプ (7) を 1台設けてもよい。

第 1 7図に示す実施例には、真空ポンプ (7) の封水の温度を調整する封水温度調節手段が（87)及び脱気水供給タンク（21)、温度センサ（3 6)が付加されている。上記封水温度調節手段（87)を舍む循環路の構成並びに作用は、先に説明したものと実質的に同一である。

これら第 1 5図〜第 1 7図の実施例によって、脱気水の使用水量に適合する数の脱気システム（狭義の意味では、脱気装置）を統括的に自動制御するときは、各脱気装置を常に効率良く運転して、システム全体の省エネルギー化 ·長寿命化を図ることができる。

〔産業上の利用可能性〕

この発明による膜式脱気装置は、上述に明らかなような脱気モジュール及び真空ポンプの組み合わせにより、溶存酸素濃度が 0 . 1 P P M〜数 P P B以下のレベルの脱気水の供給に役立つ。

そのようなレベルの脱気水は、ボイラゃ温水器、；製氷装置、その他の冷熱機器のための工業用水に適用されるカ^ 1 0 P P B程度まで脱気処理された水は、特に L S I等の電子部品の洗浄用水として有効である.、又、この発明の膜式脱気装置は、高い脱気性能を有する割に、小型 '軽量化を実現することができ、要すれば、原水の温度が変化す新たな用蛾る場合でも一定の溶存酸素濃度レベルの脱気水を供給することができるために、ビル等の給水システムや食品加工設備にも適用することが可能てある。

さらに、又この発明の装置を複数台配列して自動台数制御システムとするときには、脱気水の使用水量に対応する数の装置を常に効率よく運転して、システム全体の省エネルギー化 ·長寿命化を図ることができる。

この他、この発明の装置は、溶存酸素濃度レベルの調節が容易であるのに加え、調節された一定レベルの脱気水を安定して供給することができるという利点を持っために、フロンその他の洗浄剤を用いる洗浄システムに代えて使用することができ、大気汚染域はオゾン層の破壌の抑制に貢献することができる。

新たな用紙

Claims

一請求の範固

1 . 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に複数の脱気モジュール（1) , (2) を接続して成る膜式脱気装置であって、

前段に位置する第 1脱気モジュール（1) と後段に位置する第 2脱気モジュール（2) とを直列状態に連結し、前記第 1脱気モジュール (1) に対し、脱気ライン（10)を介して第 1真空ポンプ (7) を、又前記第 2脱気モジュール（2) に対し、脱気ライン（15)を介して第 2真空ポンプ（8) をそれぞれ接続し、前記給水ライン（3) から導いた原水を前記第 1及び第 2真空ポンプ（7)，（8) へ封水として送給するための封水送給ライン（9) , (14)を個別に設け、前記第 2真空ポンプ（8 ) からの排出水が前記第 1真空ポンプ（7) を通ってその排出ライン (19)より流出するように、前記第 2真空ポンプの排出ライン（20)を前記第 1真空ポンプの脱気ライン（10)に接続したことを特徴とする膜式脱気装置。

5 2 . 請求の範囲第 1項に記載の構成において、封水のための循環ラィン（23)及び、貯水槽（21)を設け、前記循環ライン（23)により前記第 1及び第 2真空ポンプ（7) , (8) を通して封水を循環させることができるように、それらのポンプに対し、前記循環ライン（23)の送りライン（23a) 及び戻りライン（23b) の延長端を接続し、これらライ0 ン間に前記貯水槽（21)を挿入したことを特徴とする膜式脱気装置。

3 . 請求の範囲第 2項に記載の構成において、 1つ以上の前記脱気モジュール（1) を通った処理水を前記貯水槽（21)に導くための補水ライン（25)を設けたことを特徴とする膜式脱気装置。

4 . 原水 Οための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に複数の脱気モジュール（ 1 )，（2) を接続して成る膜式脱気装

新たな甩置であって、

前段に位置する第 1脱気モジュール (1) と後段に位置する第 2脱気モジュール（2) とを直列状態に連結して 1ュニットとし、前記第

1脱気モジュール（1) に対し、脱気ライン ο)を介して第 1真空ポンプ（7) を、又前記第 2脱気モジュール（2) に対し、脱気ライン（1 5)を介して第 2真空ポンプ（8) をそれぞれ接続し、前記給水ライン (3) から導いた原水を前記第 1及び第 2真空ポンプ（7) , (8) へ封水として送給するための封水送給ライン（9) , (14)を個別に設け、前記第 1及び第 2真空ポンプ（7)，（8) を通して封水を循環させるための循環ライン（23)を付設し、この循環ラインを流れる封水を冷却する冷却手段 (30)を備えたことを特徴とする膜式脱気装置。

5 . 請求の範囲第 4項の記載の構成において、前記第 2真空ポンプ (8) からの排出水が前記第 1真空ポンプ (7) を通ってその排出ライン α9)より流出するように、前記第 2真空ポンプの排出ライン（20) を前記第 1真空ポンプの脱気ライン ο)に接続したことを特徴とする膜式脱気装置。

6 . 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に複数の脱気モジュール（1 ) , (2) を接続して成る膜式脱気装置であって、

前段に位置する第 1脱気モジュール（1) と後段に位置する第 2脱気モジュール (2) とを直列状態に連結して 1ュニットとし、前記第 1脱気モジュール（1) に対し、脱気ライン（10)を介して第 1真空ポンプ（7) を、又前記第 2脱気モジュール（2) に対し、脱気ライン（1 5)を介して第 2真空ポンプ（8) をそれぞれ接続し、前記袷水ライン (3) から導いた原水を前記第 1及び第 2真空ポンプ（7) , (8) へ封水として送給するための封水送袷ライン（9) , (14)を個別に設け、前記給水ライン（3) の、前記第 1脱気モジュール（1) よりも上流側に、

新たな用紙原水を加温する加温手段（33)を備えたことを特徴とする膜式脱気装

7 . 請求の範囲第 6項の記載の構成において、前記第 2真空ポンプ (8) からの排出水が前記第 1真空ポンプ（7) を通ってその排出ライン（19)より流出するように、前記第 2真空ポンプの排出ライン（20) を前記第 1真空ポンプの脱気ライン（10)に接続したことを特徴とする膜式脱気装置。

8 . 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に少なくとも各 1個の脱気モジュール（1) 及び真空ポンプ（7 ) で構成される脱気システムを接続して成る膜式脱気装置であって、前記脱気モジュール（1) に対し、脱気ライン（10)を介して真空ポンプ（7) を接続し、この真空ポンプを通して封水を循環させるための循環ライン（23)及び、貯水槽（21)を設け、前記給水ライン（3〉より分岐した給水取出しライン（40)を前記貯水槽（21)に接続し、前記循環ライン（23)に沿って前記真空ポンプ（7) へ流れる封水を冷却する冷却手段（30)を備え、前記給水ライン（3) 内の原水の温度を検出するため温度センサ（36)及び、前記循環ライン（23)内の封水の温度を検出するための温度センサ（51)をそれぞれ設け、これらのセンサ (36) , (51) からの信号を弁別して、前記冷却手段（30)を駆動するように働くコントロールボックス（50)を備えたことを特徴とする膜式

9 . 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に少なくとも各 1個の脱気モジュール（1) 及び真空ポンプ（7 ) で構成される脱気システムを接続して成る膜式脱気装置であって、前記脱気システムの上流側の前記給水ライン（3) 中に温度センサ (61)及びフィ一ドポンプ（62)を設け、前記脱気システムの下流側に水位検出器 Π1)を備えた脱気水供給タンク（70)を付設し、前記温度

新たな用紙センサ（61)からの信号を弁別して、前記フィ -ドポンプ（62)へ流量を調整するように働くコントロールボックス（65)を備えたことを特徴とする膜式脱気装置。

10. 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4) との間に少なくとも各 1個の脱気モジュール（1) 及び真空ポンプ（7

) で構成される脱気システムを接続して成る膜式脱気装置であって、前記脱気モジュール（1) に対し、脱気ライン（10)を介してメイン真空ポンプ (7) 及びサブ真空ポンプ（7 ' ) を直列状態に接続し、前記メィン真空ポンプ（7) の排出ライン（19)を前記サブ真空ポンプ（7 ' ) の脱気口（7a)に接続したことを特徴とする膜式脱気装置。

11. 請求の範囲第 1 0項に記載の構成において、前記メィン真空ポンプ（7) から封水を抽出するための抽出ライン（57)を備えたことを特徴とする膜式脱気装置。

12. 原水のための給水ライン（3) と脱気水のための供袷ライン（4) との間に複数の脱気モジュール（1) , (2) を接続して成る膜式脱気装置であって、

前段に位置する第 1脱気モジュール（1) と後段に位置する第 2脱気モジュール (2) とを直列状態に連結し、前記第 1脱気モジュール (1) に対し、脱気ライン（10)を介して第 1真空ポンプ (7) を、又前記第 2脱気モジュール（2) に対し、脱気ライン（15)を介して第 2真空ポンプ（8) をそれぞれ接続し、前記第 1真空ポンプ（7) の聪気ライン αθ)に前記第 2真空ポンプ（8) の排出ライン（20)を接铳し、このような接続状態にある前段側の第 1真空ポンプ (7) をメィン真空ポンプとして、これにサブ真空ポンプ（7 ' ) を直列状態に接続し、前記メイン真空ポンプ C7) の排出ライン（19)を前記サブ真空ポンプ (7 ' ) の脱気口（7a)に接続したことを特徴とする膜式脱気装置。

13. 原水のための辁水ライン（3) と脱気水のための供給ライン（4)

新たな用紙との間に脱気モジュール（1) 及び真空ポンプ（7) を具備して成る脱気システム (60)を接続して成る膜式脱気装置であって、

前記脱気システム（60)を複数個並列に並べて設置し、個々の前記脱気モジュール（1) の流通を O N— O F F制御する電磁弁（5) を挿入し、前記供給ライン（4) 中に流量センサ（80)を設け、脱気水の使用水量に応じて、前記電磁弁の一部又は前部を O N— 0 F Fすることにより、運転すベき前記脱気システム（60)の台数を制御するように働く台数制御用コントローラ（85)を備えたことを特徴とする膜式脱気装置。

新たな用抵