JP2012144985A

JP2012144985A - 液体加圧容器

Info

Publication number: JP2012144985A
Application number: JP2011001538A
Authority: JP
Inventors: Shushi Tsuji; 周志辻; Susumu Fukushima; 晋福島; Genki Kadota; 元気門田; Noriaki Yamamoto; 規彰山元
Original assignee: Ono Sokki Co Ltd
Current assignee: Ono Sokki Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】加圧気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めない液体加圧容器を提供すること。
【解決手段】液体加圧容器１０は、液体と気体の境界面に浮かぶフロート２０を備え、フロートの周縁２１と、容器１１の内壁１１１との隙間１２の範囲は、加圧部３０の減圧によって液体に溶け込んだ気体から発生した気泡、又は外部から混入した気泡が抜ける隙間１２以上であり、加圧部３０の加圧によって気体が液体に溶け込む量が所定の量の隙間１２以下である。さらに、フロート２０の底面２２は円錐形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体の溶け込みを軽減した液体加圧容器に関する。

従来より、化学プラントや鉄鋼プラントで使用されている中型の流量計や大型の流量計を校正するために、それぞれ中流量や大流量の液体流量校正設備が存在する。

従来の液体流量校正設備の概要を説明する。図８は、従来の液体流量校正設備の概要を示す図である。図８において、液体流量校正設備は、液体を溜めた試験液タンク９０６から液体を試験管路９０８に導き、試験管路９０８において安定な流れを発生させる。発生させた安定な流れは、試験管路９０８に設けた流量計９０５を通過し、サンプルノズル９０２と秤量容器９０７との間に設けたダイバータ９０１を経由して秤量容器９０７に流入する。その後、液体流量校正設備は、所定時間（流入時間）経過後、ダイバータ９０１により流れを高速で切り替えて、秤量容器９０７への液体の流入を停止させる。そして、液体流量校正設備は、秤量容器９０７へ流入した液体の流入量と流入時間とから単位時間あたりの液体の流量を求め、求めた流量と、流量計９０５によって計測された流量とにより、流量計９０５を校正する。

このような液体流量校正設備において、流量計の校正等を行うために、液体を流す必要がある場合、試験液タンク９０６に液体を入れ上部から気体で加圧して液体を送り出す方法が使用される。このような液体を送り出す方法では、試験液タンク９０６内の液体面全面に加圧気体が接し、液体内に加圧に使用している気体が溶け込む。液体内に溶け込んだ気体は、液体圧力が大気圧になる等、減圧されたときに気体に戻り、気泡が発生する。このような気泡が、液体と共に試験管路９０８を流れると、流量が一定とならないので、流量計の校正等を行う際に支障となる。

図３は、従来の液体加圧容器９１１を示す図である。図３（１）及び液体加圧容器９１１を上部から見た図３（２）が示すように、従来の液体加圧容器９１１では、液体１０１の全面に加圧した気体１０２が接し、接している気体１０２を加圧すると加圧された気体１０２が液体１０１に溶け込む。

図５は、従来のダイヤフラム９２０を有する液体加圧容器９１１を示す図である。従来のダイヤフラム９２０を有する液体加圧容器９１１では、加圧された気体１０２は、液体１０１に溶け込まないが、減圧されると、液体１０１中にすでに溶け込んでいる気体による気泡２０１、又は戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１が、図５に示すようにダイヤフラム９２０上部に溜まる。

図６は、従来のベローズ９２１を有する液体加圧容器９１１を示す図である。従来のベローズ９２１を有する液体加圧容器９１１では、加圧された気体１０２は、液体１０１に溶け込まないが、減圧されると、液体１０１中にすでに溶け込んでいる気体による気泡２０１、又は戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１が、図６に示すようにベローズ９２１上部に溜まる。

図７は、従来のピストン９２２を有する液体加圧容器９１１を示す図である。従来のピストン９２２を有する液体加圧容器９１１では、加圧された気体１０２は、液体１０１に溶け込まないが、減圧されると、液体１０１中にすでに溶け込んでいる気体による気泡２０１、又は戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１が、図７に示すようにピストン９２２下部に溜まる。このように気泡２０１が溜まると、ピストン、シリンダ間の摺動抵抗及び摺動抵抗の変化により、一定圧力で液体を圧送できない。また、ピストン、シリンダ間の液体リークでピストン９２２上部に液体が溜まるため、気泡２０１を定期的に抜く必要がある。

この他に、液体中への気体の溶け込みを防ぐ装置として、特許文献１及び特許文献２が知られている。特許文献１に開示された腐食防止構造の大気圧式温水ボイラは、ボイラ本体内の保有水の水面部を、柔軟な膜部材で気密に被覆し、ボイラ本体内の保有水と大気との接触を遮断し、大気中の酸素、炭酸ガスのような腐食性ガスの溶け込みをなくし、腐食性ガスによるボイラ本体の腐食を防止する。

特許文献２に開示された加圧タンクを用いた高粘度流体の送液装置は、加圧タンクの上部に加圧ポートとガス抜きポートを設けると共に加圧タンクの底部に供給ポートと送液ポートを設け、さらに、加圧タンクの内部に、薬液に浮いて薬液の液面の上下変位に伴い自在に上下変位しかつ薬液と加圧ガスとを分離するフロートを設けている。このフロートは、裏面が平らになっていて、さらに、フロートの下方には下限位置で送液ポートを塞ぐ栓部が設けられ、上方には、フロートの送液前後での変位量を検知する為の支柱が設けられている。そして、加圧ガスを加圧ポートから加圧タンク内に送り込んで加圧することにより、送液ポートから薬液を送出する。よって、送液装置は、分離した液や変化、変質した液を送出することがなく、必要とする正常な液を安定して送出する。

特開平８−８６５１０号公報特開２００３−１８２８００号公報

上述のように、従来の容器内の液体面全面に加圧気体が接する構造では、液体内に加圧に使用している気体が溶け込み、溶け込んだ気体が液体の圧力が大気圧になる等、減圧されたとき気体に戻り気泡が発生し、流量計の校正時に問題となっていた。また、加圧気体と液体の境界をダイヤフラム、ベローズ、ピストン等で隔壁し加圧した場合、加圧気体の溶け込みは発生しないが、液体内から発生した気泡、又は外部から混入した気泡は、境界隔離部に溜り続ける問題が発生していた。

そこで、加圧気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めない容器が求められている。

本発明は、加圧気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めない液体加圧容器を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。

（１）液体を溜める容器と、前記容器内の液体を送り出すために加圧する加圧部と、を有する液体加圧容器であって、液体と気体との境界面に浮かぶフロートを備え、前記フロートの周縁と、前記容器の内壁との隙間の範囲は、前記加圧部の減圧によって液体に溶け込んだ気体から発生した気泡、又は外部から混入した気泡が抜ける隙間以上であり、前記加圧部の加圧によって気体が液体に溶け込む量が所定の量の隙間以下である、液体加圧容器。

（１）の構成によれば、本発明に係る液体加圧容器は、液体と気体の境界面に浮かぶフロートを備え、フロートの周縁と、容器の内壁との隙間の範囲は、加圧部の減圧によって液体に溶け込んだ気体から発生した気泡、又は外部から混入した気泡が抜ける隙間以上であり、加圧部の加圧によって気体が液体に溶け込む量が所定の量の隙間以下である。

したがって、本発明に係る液体加圧容器は、容器内の液体に加圧気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めないで容器内の気層部に抜けさせることができる。

（２）前記フロートの底面は円錐形状である、（１）に記載の液体加圧容器。

したがって、（２）に記載の液体加圧容器は、容器内の液体に加圧気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めないで容器内の気層部にさらに抜け易くさせることができる。

本発明によれば、液体と気体の境界面に本発明に係るフロートを浮かべることによって、液体と加圧気体との接液面積を小さくすることで液体への加圧気体の溶け込み量を軽減すると同時に、フロート外径と容器内壁間との隙間から、液体内に発生した気泡又は外部から混入した気泡を気層部に抜けさせることができる。さらに、本発明に係るフロートは、フロート底面を円錐形状にすることで、気泡の気層部への抜けをスムーズにすることができる。

本発明の一実施形態であるフロートを有する液体加圧容器の概要を示す概要図である。本発明の一実施形態である、底面が円錐状のフロートを有する液体加圧容器の概要を示す概要図である。従来の液体加圧容器を示す図である。液体加圧容器における測定環境を示す図である。従来のダイヤフラムを有する液体加圧容器を示す図である。従来のベローズを有する液体加圧容器を示す図である。従来のピストンを有する液体加圧容器を示す図である。従来の液体流量校正設備の概要を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるフロート２０を有する液体加圧容器１０の概要を示す概要図である。

図１（１）において、液体加圧容器１０は、液体を溜める容器１１と、容器１１内の液体１０１を送り出すために加圧する加圧部３０と、を有し、液体１０１を溜めた液体加圧容器１０の気層部１１２が加圧部３０によって加圧されることによって、容器１１から液体１０１が液量調整弁５０１を通過して管路に流れる。図１（２）は、液体加圧容器１０を上部から見た図である。

液体加圧容器１０は、液体１０１と気体１０２との境界面１０３に浮かぶフロート２０を備え、フロート２０の周縁２１と、容器１１の内壁１１１との隙間１２の範囲は、加圧部３０の減圧によって液体１０１に溶け込んだ気体から発生した気泡２０１、又は容器１１内の液体１０１に戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１が抜ける隙間１２以上であり、加圧部３０の加圧によって気体１０２が液体１０１に溶け込む量が所定の量の隙間１２以下である。例えば、容器１１の内断面積４４ｃｍ^２に対し、フロート２０の断面積は、３８．８ｃｍ^２である。

このような液体加圧容器１０において、液体１０１と加圧される気体１０２の境界面に浮かべたフロート２０により液体１０１と加圧される気体１０２の接触面積が少なくなり加圧される気体１０２の溶け込み量を低減できる。また、液体加圧容器１０において、減圧した場合に発生する液体１０１内の気泡２０１、又は戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１は、上昇し容器１１の内壁１１１と、フロート２０の周縁２１との隙間１２より抜ける。

例えば、図４に示すような測定環境によって測定すると、フロートなしの場合、２００Ｌ／ｈ、１５分間循環での窒素溶け込み量は、クレンゾル１ｃｍ^３中に２０℃、１０１３ｈＰａ換算で窒素０．１６ｃｍ^３である。他方、液体加圧容器１０（フロートあり）の場合、２００Ｌ／ｈ、１５分間循環での窒素溶け込み量は、クレンゾル１ｃｍ^３中に２０℃、１０１３ｈＰａ換算で窒素０．０ｃｍ^３である。

図２は、本発明の一実施形態である、底面が円錐状のフロート２０を有する液体加圧容器の概要を示す概要図である。

図２において、液体加圧容器１０は、フロート２０を備え、フロート２０の底面２２は円錐形状である。液体１０１と加圧された気体１０２の境界面１０３に浮かべた、底面２２が円錐状のフロート２０により、液体１０１内の気泡２０１は上昇し、フロート２０の底面２２に当り、円錐状の底面２２に沿って上昇し、容器１１の内壁１１１と、フロート２０の周縁２１の隙間１２より気層部１１２に抜ける。

本実施形態によれば、液体加圧容器１０は、液体と気体の境界面に浮かぶフロート２０を備え、フロートの周縁２１と、容器１１の内壁１１１との隙間１２の範囲は、加圧部３０の減圧によって液体に溶け込んだ気体から発生した気泡、又は戻し口５０２を通り外部から混入した気泡２０１が抜ける隙間１２以上であり、加圧部３０の加圧によって気体が液体に溶け込む量が所定の量の隙間１２以下である。さらに、フロート２０の底面２２は円錐形状である。したがって、液体加圧容器１０は、容器内の液体に加圧された気体を溶け込ませず、かつ、液体内から発生する気泡を溜めないで容器内の気層部に抜けさせることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０液体加圧容器
１１容器
２０フロート
２２底面
３０加圧部

Claims

液体を溜める容器と、前記容器内の液体を送り出すために加圧する加圧部と、を有する液体加圧容器であって、
液体と気体との境界面に浮かぶフロートを備え、
前記フロートの周縁と、前記容器の内壁との隙間の範囲は、
前記加圧部の減圧によって液体に溶け込んだ気体から発生した気泡、又は外部から混入した気泡が抜ける隙間以上であり、
前記加圧部の加圧によって気体が液体に溶け込む量が所定の量の隙間以下である、
液体加圧容器。
前記フロートの底面は円錐形状である、請求項１に記載の液体加圧容器。