气体溶解装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使空气、氧、臭氧等气体溶解于液体的气体溶解装置。
【背景技术】
[0002]作为这种气体溶解装置的一个例子，专利文献I公开了一种气液混合装置，其具备加压罐、将气体供给至加压罐内的气体供给设备、调节加压罐内的液面的液面控制设备、向加压罐的液面上放出液体的液体放出设备。根据该专利文献1，使得向液面上放出的液体扩大了气体与液体的接触面积，气体变得易于溶入液体中。
[0003]但是，专利文献I的装置仅向液面上放出液体，因此气体的溶解量不充分，有改良的余地。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:特平开10-165792号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]本发明所要解决的课题在于提供了利用相对简单的结构，能够使气体在液体中高效地溶解至过饱和状态的气体溶解装置。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本发明的气体溶解装置的特征在于，具备直立的柱状罐、将使气体与液体混合而成的气液混合体加压供给至所述罐内的气液供给设备，在所述罐内的上部具有使所述气液混合体向所述罐的底面侧喷射的喷嘴，在所述罐内将隔板设置于从所述喷嘴喷射至所述罐内的所述气液混合体碰撞的位置并且使其在与所述罐的内周面之间具有间隙，从而将所述罐划分为上下两个区域。
[0011 ] 这样在本发明中，通过由气体与液体混合而成的气液混合体以高压从罐的上方向底面侧喷射，与设置于罐内的隔板碰撞并弹回，并且，由于大气泡在罐的上方上升而产生上升流，通过喷射的气液混合体与该上升流碰撞，从而气液混合体被激烈地搅拌，能够促进微细化的气体向液体的溶解。另外，被搅拌的气液混合体由于从隔板与罐的内周面之间的间隙流出至下方区域而被整流，能够沉静化紊流。如果以紊流的状态从罐取出气液混合体，则有可能在该气液混合体中卷入有基于紊流的大气泡，但在本发明中，由于能够在隔板的下方区域沉静化紊流，因此，在从罐取出的气液混合体中没有卷入大气泡。
[0012]发明效果
[0013]这样根据本发明，由于喷射至罐内的气液混合体在罐内被激烈地搅拌，因此能够使气体在液体中高效地溶解至过饱和状态。另外，作为装置结构，可以为在罐内仅配置隔板的相对简单的结构。
【附图说明】
[0014]图1是表示根据本发明的一个实施方式的气体溶解装置的整体结构的说明图。
[0015]图2是表示图1的气体溶解装置的罐的内部结构的剖面图。
[0016]图3是表示本发明的气体溶解装置的罐的其它实施方式的剖面图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0018](实施方式I)
[0019]图1是表示根据本发明的一个实施方式的气体溶解装置的整体结构的概念图。图1的气体溶解装置将臭氧在水中混合并使其溶解。
[0020]水通过泵10加压并在配管20中流动。在配管20的中途，被从臭氧发生器30供给的臭氧气体混合，该气液混合体在加压的状态下从设置于配管20前端的喷嘴40喷射至罐50内。如后所述，气液混合体在罐50内被搅拌，基于该搅拌而使臭氧溶解至过饱和状态的气液混合体(臭氧水)从罐50的下部取出，取出的臭氧水在废水处理、净水处理等中使用。
[0021]予以说明，在图1的实施方式中，作为气液供给设备使用泵10、配管20和臭氧发生器30，在配管20的中途使臭氧混合，但也可以使用二相流气液混合泵，在二相流气液混合泵的前部使臭氧与水混合，通过二相流气液混合泵加压供给该气液混合体。
[0022]图2是表示图1的气体溶解装置的罐50的内部结构的剖面图。
[0023]罐50成为柱状(在本实施方式中为圆筒状)而直立着，在其上部配置有喷嘴40，在罐50内配置有隔板60。喷嘴40将经由配管20供给的气液混合体向罐50的底面侧并且在俯视时以放射状喷射。在图2的实施方式中，来自喷嘴40的气液混合体的喷射角度(图2中的α:扩展角度)为O?30度左右，但不限于此，在罐50和内筒体60的直径较大的情况下，可以以将喷射角度扩展至60度左右的方式操作。
[0024]隔板60设置于从喷嘴40喷射至罐50内的气液混合体碰撞的位置。例如，为距离喷嘴40的前端100?200mm的位置，或者距离罐50的上端，为罐50的高度的1/3?1/2的位置。另外，隔板60以其与罐50的内周面之间具有间隙70的方式配置。
[0025]通过该隔板60，罐50被划分为上下两个区域，即上区域50a和下区域50b。而且，通过间隙70，上区域50a与下区域50b连通。在下区域50b的下部，设置有用于取出气液混合体(臭氧水)的取出管51。
[0026]在本实施方式中，设置有对罐50内的液面水平进行调整的液面调整机构。具体而言，液面调整机构具备:与罐50在垂直方向旁通的液面计80、检测液面计80的液面水平的光传感器81、通过设置于与罐50的上部以及取出管51旁通的管路的中途的开闭阀83来对利用光传感器81检测出的液面水平进行调整的调节器82。通过使用该液面调整机构，利用调节器82来调整开闭阀83的开度，使积存于罐50的上部的气体从取出管51排出，从而以罐50内的液面水平即利用光传感器81检测出的液面水平成为一定水平的方式进行调整。在本实施方式中，可以按如此方式设定进行调整，使得罐50内的液面水平处于隔板60的位置。
[0027]予以说明，也可以按如此方式操作，使得通过将流量调整阀设置于配管20，调整来自喷嘴40的气液混合体的喷射量，或者将流量调整阀设置于罐50的下部与取出管51的连接部，调整来自取出管51的臭氧水的取出量，从而调整罐50内的液面水平。
[0028]在以上结构中，经由配管20加压供给的气液混合体从喷嘴40向罐50的底面侧并且在俯视时以放射状喷射。而且，该气液混合体与罐50内的隔板60碰撞。由于该碰撞，气液混合体弹回，气泡被微细化，另外，由于大气泡在罐50的上方上升而产生上升流。进而，通过喷射的气液混合体与该上升流碰撞，气液混合体被激烈地搅拌。基于该搅拌作用，促进了微细化的气体(臭氧)向液体(水)的溶解，臭氧的溶解量增加，能够使臭氧高效地溶解至过饱和状态。
[0029]基于上述搅拌的臭氧的溶解在相比隔板60上方的上区域50a进行，得到的臭氧水通过间隙70流出至下区域50b。由此，在上区域50a中为紊流状态的气液混合体(臭氧水)被整流，紊流状态被沉静化。因此，在从取出管51取出的臭氧水中，没有卷入基于紊流的大气泡。
[0030](实施方式2)
[0031]图3是表示本发明的气体溶解装置的罐50的其它实施方式的剖面图。在该图中，对与前面的实施方式I同样的结构赋予相同的符号，省略其说明。
[0032]本实施方式可以按如下方式操作:将作为相当于实施方式I的间隙的结构的开口部61设置于隔板60，使气液混合体在下区域50b产生涡流。开口部61具有设置于隔板60的一个部位、用于使从该开口部61流出的气液混合体产生沿着罐50的内周面的涡流的引导部62。
[0033]通过设为这样的结构，在相比隔板60上方的上区域50a能够进行基于利用了隔板60的搅拌的微细化的气体(臭氧)向液体(水)的溶解，同时，在相对隔板60下方的下区域50b通过基于涡流的搅拌，能够更高效地进行臭氧向水的溶解。即，能够利用一个罐50进行两种搅拌，能够使搅拌效率提高，同时，能够使装置的设置空间紧凑，也能够降低制造成本。
[0034]另外，可按照在下区域50b设置整流板90，使臭氧水的紊流状态沉静化的方式操作。
[0035]予以说明，在以上的实施方式中，使隔板60为平板状，但能够使隔板60的上面弯曲、或者设置凹凸、或者设置柱状突起等，从而设为气液混合体易于产生弹回、搅拌的形状。
[0036]进而，在设为包含有机物的水(液体)与臭氧(气体)的气液混合体的情况下，根据本发明的气体溶解装置作为分解有机物的水处理装置使用。
[0037]予以说明，在以上的实施方式中，以使臭氧与水混合的方式操作，但明显的是，液体和气体不限于水和臭氧。
[0038]符号说明
[0039]10 泵
[0040]20 配管
[0041]30 臭氧发生器
[0042]40 喷嘴
[0043]50 罐
[0044]51 取出管
[0045]60隔板
[0046]61开口部
[0047]70间隙
[0048]80液面计
[0049]81光传感器
[0050]82调节器
[0051]83开闭阀
[0052]90整流板
【主权项】
1.气体溶解装置，其具备直立的柱状罐、将使气体与液体混合而成的气液混合体加压供给至所述罐内的气液供给设备， 在所述罐内的上部具有使所述气液混合体向所述罐的底面侧喷射的喷嘴， 在所述罐内，将隔板设置于从所述喷嘴喷射至所述罐内的所述气液混合体碰撞的位置并且使其在与所述罐的内周面之间具有间隙，从而将所述罐划分为上下两个区域。
【专利摘要】本发明提供了利用相对简单的结构、能够使气体在液体中高效地溶解至过饱和状态的气体溶解装置。本发明的气体溶解装置具备直立的柱状罐(50)、将使气体与液体混合而成的气液混合体加压供给至罐(50)内的气液供给设备，在罐(50)内的上部具有使气液混合体向罐(50)的底面侧喷射的喷嘴(40)的气体溶解装置中，将隔板(60)设置于罐(50)内的从喷嘴(40)喷射至罐(50)内的气液混合体撞击的位置并且使其在与罐(50)的内周面之间具有间隙(70)，从而将罐(50)区分为上下两个区域(50a，50b)。
【IPC分类】B01F1-00, B01F3-04, B01F5-02
【公开号】CN104602800
【申请号】CN201380046020
【发明人】福原直人, 泽田善行, 中野聪
【申请人】日之出控股株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年9月9日
【公告号】WO2014050521A1