气体溶解装置的制作方法

专利名称：气体溶解装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体溶解装置，可用于例如，在浴缸中产生细微气泡、为 水产养殖供氧、净化池塘或沼泽中的水质(浮泥)等。
背景技术：
常见的气体溶解装置包括一个气体溶解池，在池中注入气体和液体的混合 流体进行搅拌，以使气体分散并溶解在液体中(例如，可参见日本专利特许公
开号2004-290803 )。这种传统的气体溶解装置的气体溶解池体积很大，占用的 安装空间也很大。因此，已提出了一种小型的气体溶解装置，该装置不需要大 型的溶解池，降低了对空间的要求。该气体溶解装置利用一个存储有气体和液 体的管状容器，然后在该管状容器中注入气体和液体的混合流体进行搅拌，以 使气体分散并溶解在液体中。用于搅拌的流体从管状容器底部的出口排出。
然而，具有上述管状容器的气体溶解装置也存在不少问题。例如，若管状 容器置于其长度方向与水平方向平行的位置，必然会使气体和液体之间形成较 长的交界区，延伸至整个管状容器，从而提供一个足够大的区域以促进气体溶 解在液体中。然而，管状容器中存储液体的液位较低，如大约只达到沿垂直于 管状容器的长度方向截取所得的横截面的半径位置，以致于在气体没有充分地 分散及溶解在液体中或液体中存在大量大气泡的情况下，气液混合流体已从管 状容器中排出。另一方面，若管状容器置于其轴向与水平方向垂直的位置，气 体和液体之间形成的交界区较小，最大约为沿垂直于管状容器的长度方向截取 所得的横截面区域；尽管这时管状容器中的液位足以阻止，气液混合流体在液 体中存在大量大气泡的情况下从管状容器中排出，但气体在液体中的溶解效果 不佳。

发明内容
本发明的目的之一在于提供一种气体溶解装置，该气体溶解装置能够在促 进气体在液体中溶解的同时，避免气液混合流体在液体中存在大量大气泡的情况下从管状容器中排出。
根据本发明的第一方面，利用如下气体溶解装置达到上述目的，该气体溶 解装置包括具有侧壁且两端密封的圓管状容器，用于存储气体和液体；注入口，
用于将混合有气体的液体的气液混合流体注入管状容器；以及液体出口，用于 将管状容器中的液体向外排出；其中，所述管状容器，置于倾斜位置，其中心 轴线倾斜于水平方向。所述管状容器中的气体和液体之间形成交界面，所述交 界面的中心点基本位于管状容器的侧壁长度方向的中心位置，在所述管状容器 的内部空间中，所述交界面以上的部分为气体存储区，所述交界面及其以下的 部分为液体存储区。所述注入口置于相同于或低于所述交界面的位置。所述液 体出口置于所述液体存储区底部的附近。以及，将气液混合流体注入所述管状 容器，以对该气液混合流体中及所述管状容器中的气体和液体进行搅拌，使得 气体溶解在液体中。
本发明第一方面提供的气体溶解装置在管状容器气体和液体之间有足够大 的交界面，促进气体在液体中的溶解，并且液体具有足够深的液位以避免液体 在其中存在大气泡的情况下从液体出口排出。
优选的，当从垂直于管状容器中心轴的横剖面观察时所述注入口置于管状 容器的底部。通过气液混合流体与侧壁和交界面的碰撞对其进行搅拌，并将注 入流，作为注入的流体，对液体存储区中的液体进行搅拌，以促进气体在液体 中的溶解。
进一步，优选的，所述溶解装置具有入口管，用于将气液混合流体送入所 述管状容器，所述入口管连接至所述注入口，并倾斜放置以靠近所述气体存储 区中管状容器的端部，从而气液混合流体能够与气体存储区内表面中较广的区 域进行碰撞，促进气体在液体中的溶解。
进一步，优选的，当从垂直于管状容器中心轴的横剖面观察时所述注入口 置于与管状容器的底部有一定偏移的位置，。从注入口注入的气液混合流体形成 涡流，沿着侧壁内表面的一侧朝向顶端移动，并与交界面猛烈碰撞，从而对流 体自身和液体存储区中的液体都进行了有力地搅拌，促进了气体在液体中的溶 解。进一步，优选的，所述气体溶解装置进一步包括杆状构件，设置在管状容 器的中心轴或附近，从至少与注入口相应的位置延伸到至少与液体出口相应的 位置。杆状构件设置在易形成大气泡的管状容器的中心轴或附近，减少或消除 了大气泡形成的空间。从而流体中的气泡不易相互结合形成大气泡或更大的气 泡，避免了气体和液体之间接触区域的较少，并阻止了气体在液体中溶解速度 的降低及流体在存在大气泡的情况下从流体出口排出。
进一步，优选的，所述杆状构件倾斜于所述管状容器的中心轴，从而能够 对管状容器中心轴位置及其附近涡流中的气液混合流体进行搅拌，避免了在中 心轴附近形成大气泡。
进一步，优选的，所述杆状构件由空心杆状构件组成，所述空心杆状构件 具有进气口和出气口，所述进气口位于液体存储区并与空心相通，所述出气口 位于气体存储区并与空心相通。通过空心杆状构件将液体中未溶解的大气泡送
进一步，优选的，溶解装置包含连接至注入口的入口管，用于将气液混合 流体送入管状容器，所述入口管具有直径沿朝向所述注入口方向递减的锥状管 口，从而增大了从注入口注入的气液混合流体的流量，以提高对气体和液体的 搅拌效率，促进气体在液体中的溶解。
根据本发明的第二方面，利用如下气体溶解装置达到上述目的， 一种气体
溶解装置，包括具有侧壁且两端密封的圆管状容器，用于存储气体和液体； 注入口，用于将混合有气体的液体的气液混合流体注入管状容器；以及液体出 口，用于将管状容器中的液体向外排出，其中，所述管状容器，置于倾斜位置， 其中心轴线倾斜于水平方向；所述管状容器中的气体和液体之间形成交界面， 其中心点基本位于管状容器的侧壁轴向的中心位置，在所述管状容器的内部空 间中，所述交界面以上的部分为气体存储区，所述交界面及其以下的部分为液 体存储区；所述注入口置于管状容器的顶部，如垂直于管状容器中心轴的横剖 面所示；所述液体出口置于所述液体存储区底部的附近；以及将气液混合流体 注入所述管状容器，以对该气液混合流体中及所述管状容器中的气体和液体进 行搅拌，促进气体在液体中的溶解。从注入口注入的气液混合流体与注入口下方的交界面猛烈碰撞，对流体自身及液体存储区中的液体都进行了有力的搅拌， 使得气体溶解在液体中。


图1为本发明实施例一提供的气体溶解装置的透视示意图； 图2为采用了气体溶解装置的浴缸系统示意图3A为沿着经过图1中的中心轴的平面的气体溶解装置的侧截面示意图3B为沿图3A中C-C线的气体溶解装置的横截面示意图4为实施例一的改进实施方式一中提供的气体溶解装置侧截面示意图5A为实施例一的改进实施方式二中提供的气体溶解装置侧截面示意图5B为沿图5A中C-C线的气体溶解装置的横截面示意图6A为实施例一的改进实施方式三中提供的气体溶解装置侧截面示意图6B为沿图6A中D-D线的气体溶解装置的横截面示意图7为实施例一的改进实施方式四中提供的气体溶解装置侧截面示意图8为本发明实施例二提供的气体溶解装置的透视示意图9A为沿经过图8的中心轴L的平面的气体溶解装置的侧截面示意图9B为沿图9A中C-C线的气体溶解装置的横截面示意图10为实施例二的改进实施方式一中提供的气体溶解装置横截面示意图IIA为实施例二的改进实施方式二中提供的气体溶解装置侧截面示意图IIB沿着图11A中的C-C线的气体溶解装置的横截面示意图12为实施例二的改进实施方式三中提供的气体溶解装置侧截面示意图13为实施例二的改进实施方式四中提供的气体溶解装置侧截面示意图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明优选的实施例进行描述。应当理解本发明的实施例 并没有完全涵盖和限制了本发明的保护范围。应当注意到附图中相同的附图标 记指代相同的部件。 (实施例一)
参照图1、图2、图3A及图3B，下面以本发明实施例一中的气体溶解装1为例进行描述。图1为气体溶解装置(以下简称溶解装置)1的透视示意图，
图3A为沿着经过图1中的中心轴L的平面的气体溶解装置的侧截面示意图，图 3B为沿图3A中C-C线的溶解装置1的横截面示意图。另一方面，图2为采用了 溶解装置1的浴缸系统2的示意图。可在溶解装置1中注入气体和液体的混合 流体(以下简称"流体")，将气体分散和溶解在液体中，并将溶解有气体的液 体向外排出。
溶解装置1包含圆管状容器15，该圓管状容器15包含具有大致为圓形横剖 面的圆柱状侧壁13,以及用来密封侧壁13的长度方向(中心轴L方向)上的两 端A和B的端壁14。圆管状容器15置于倾斜的位置，其中心轴线L倾斜于水平 方向，或与水平方向M形成10至4O。的夹角^。上述为优选的角度取值范围以达 到理想的效果，即在促进气体在液体中溶解而避免流体从管状容器15中排出的 同时，液体中中气体是以大量未溶解的大气泡的形式存在。应注意到只要倾斜
的位置有助于达到理想的效果，可以采用在上述角度取值范围之外的角度。
管状容器15中包含或存储有气体，如作为溶质的空气，及液体，如作为溶 剂的水。任何其它适当的气体和液体的组合也可被用作溶质与溶剂。在气体和 液体之间形成一个交界面6，其中心点基本位于管状容器15的侧壁13长度方向 的中心位置。管状容器15的内部空间中在交界面6以上的部分为气体存储区61， 交界面6及其以下的部分为液体存储区62。在侧壁13上部的内表面，靠近交界 面6或在交界面6之上的位置设置有气体出口 18。
进一步，管状容器15在侧壁13上具有注入口 11，以向其中注入流体。由 图3B中横截面示意图可看出，注入口 ll设置在侧壁13或管状容器15的底部， 相同于或低于交界面6的位置。考虑到气体和液体搅拌的效率，优选的，注入 口 ll设置于低于交界面6的水平位置。注入管16连接至注入口 11，并沿着与 侧壁13或管状容器15的中心轴L垂直的方向延伸。为了排出管状容器15中的 液体，在管状容器15的侧壁13上靠近液体存储区62的底部进一步设置有液体 排出口 12,并且所述排出管17连接到排出口 12。
参照图2对浴缸系统2进行描述。浴缸系统2中采用了溶解装置1，包括浴 缸21;泵3，用于向浴缸21中汲取液体并将汲取的液体送入溶解装置1;文氏管4，设置于溶解装置1和浴缸21之间，用于释放或降低来自于气体溶解装置
1中液体的压力。泵3可以采用离心泵。泵3的泵入端通过管51与浴缸21的出 口 22相连，泵3的泵出端通过管52与溶解装置1的注入口 11相连。另一方面， 溶解装置1的液体出口 12通过管53与文氏管4的入口相连，文氏管4的出口 通过管54与浴缸21的入口 23相连。浴缸21的边纟彖部24具有空气吸入口 25。 空气吸入口 25通过管55和管56连接至管52的中间点。在管55和管56的连 接处设置有止回阀57,用于阻止液体从管52流向空气吸入口 25。
在浴缸系统2中，泵3从浴缸21的出口 22泵入浴缸21中的液体，将泵入 的液体通过管52送入溶解装置1。同时，空气通过空气吸入口 25被吸入管52。 相应的，气体和液体的混合流体从管52被注入溶解装置1,以使气体分散和溶 解在液体中。溶解有气体的流体通过管52被送至文氏管4,以降低液体的压力 (内部压力)，从而当流体通过入口 2 3注入到浴缸21中的液体中时，混合在流 体中的气体在液体中生成细微的气泡。
下面对溶解装置1的功能进行描述。在管状容器15中，液体存储区62和 气体存储区61分别出现有液体和气体，流体通过注入口 11注入管状容器15。 由上所述，注入口 11设置在侧壁13中，相同于或低于交界面6的水平位置。 从而，来自注入口 11的流体，作为注入流，可被有力地注入管状容器15而不 致于减速，并且与侧壁13内表面的上部碰撞、回溅，形成涡流。然后，流体与 交界面6碰撞并在液体存储区62与液体融合。
从流体与侧壁13内表面的上部碰撞到流体与液体存储区62中的液体融合 这段时间中，流体以液滴的形式在气体存储区61中短暂性地漂移。在这种短暂 性地漂移中，增大了流体的表面积，促进或加速了流体中气体在液体中的溶解。 由于交界面6的中心基本位于管状容器13的侧壁13上长度方向的中心位置， 气体存储区61有足够大的空间促进气体的溶解。在从注入口 11注入流体的注 入到流体与液体的融合的过程中，流体被有力地进行了搅动以使气体溶解在流 体中的液体中。另 一方面，流体存储区62中的液体不但通过流体与液体的碰撞 被搅拌，而且:f皮通过由注入口 11向管状容器15的流体的注入有力地进行了搅 拌。
9根据上述方法，在管状容器15中存储或出现的流体或液体中，气体被分散 并溶解在流体中，并且，由于对流体自身的搅拌以及通过注入口 11将流体注入
管状容器15的注入过程对管状容器15中液体的搅拌以及流体和液体之间的碰 撞，促进了气体在管状容器15内流体和液体中的溶解。具体地说，是通过增大 气泡与液体接触的表面区域和抑制气体和液体交界面6附近气体的溶解度，来 促进气体在液体中的溶解。
增大气泡的表面区域是通过搅拌流体和液体实现的，因为对流体和液体的 搅拌会对流体和液体中的每个气泡产生一个剪切力，以对气泡(空气)进行分
因为对液体的搅拌，均衡了液体中气体的溶解度，这样也就均衡抑制了由气体 溶解在远离交界面6的液体中造成的气体在交界面6或靠近交界面6的液体上 部溶解度的增加，同时也均衡了气体在液体下部的溶解度。
管状容器15的液体存储区62，存储通过上述促进气体在液体中溶解的方法 获得的溶解有气体的液体。液体存储区62中的液体可能仍会存在许多未溶解的 气泡。但这些气泡几乎未存在于液体存储区62的底部或下部，而是大都存在于 液体存储区62的上部区域。从而，通过液体出口 12和排出管17，溶解装置1 将液体存储区62底部溶解有气体并不含大气泡的液体排出管状容器15(送入管 53 )。
根据本实施例，溶解装置1的管状容器15置于倾斜的位置，其中心轴L相 对于水平方向M倾斜。管状容器15的倾斜姿态增加了管状容器15中气体和液 体之间的交界面6的区域，从而增加了液体和气体混合好搅拌的效率，以达到 增强气体在液体中的溶解的目的，同时，使其中的液体存储区62保持足够深的 液位以避免气泡从管状容器15中排出。
反之，如果管状容器(15)置于长度方向与水平方向(M)平行的位置，液体存 储区(62)中存储液体的液位较低，如只达到管状容器(15)横截面的半径位置。 尽管这时气体和液体之间形成一个延伸至整个管状容器(15)的交界区(6)，提供 了足够的交界区(6)以促进气体在液体中的溶解，然而气液混合流体很可能就 在气体没有充分地分散及溶解在液体中，或液体中存在大量未溶解大气泡的情况下，已从管状容器(15)中排出。
另外，如果管状容器(15)置于其长度方向与水平方向(M)垂直的位置， 气体和液体之间形成的交界区(6)较小，最大约为管状容器(15)的横截面区 域；尽管这时液体存储区(62)的液位足以阻止，气液混合流体在液体中存在 大量大气泡的情况下被排出，但气体在液体中的混合和溶解效率较低。相比而 言，由上所述，本发明实施例一提供的管状容器15具有倾斜姿态，交界区6足 够大，液体存储区62中的液位也足够深，能够提高流体混合和搅拌的效率，阻 止大气泡被排出。进一步的，溶解装置l结够简单，制造成本低廉；体积小， 对安装空间要求低。
下面参照图4至图7对实施一中溶解装置1的改进实施方式进行描述，其 中，图4为改进实施方式一示意图，图5A和图5B为改进实施方式二示意图， 图5C为改进实施方式二的再次改进实施方式示意图，图6A和图6B为改进实施 方式三示意图，图7为改进实施方式四示意图。下面主要对改进实施方式中与 基本实施方式不同的特征进行描述。与图3A相应，图4为改进实施方式一提供 的溶解装置la侧截面示意图。
参见图4，溶解装置la的入口管16a相连至注入口 11，倾斜于与管状容器 15的侧壁13垂直的方向，从而离管状容器15中气体存储区61的端部A较近。 通过入口管16a由注入口 11，沿朝向管状容器15的端部A而不是垂直于侧壁 13的方向注入的流体，与侧壁13内表面上部的相应区域碰撞，该区域位于入口 管16 (或其轴线)的延伸方向，与图l及图3A、 3B所示的实施例一中的基本实 施方式相比，更加接近于实施例一中溶解装置1的端部A。
流体通过注入口 11注入溶解装置la的管状容器15，与侧壁13内表面上位
于注入管16a延伸线方向的区域相碰撞及回賊。然后，流体与交界面6相碰撞，
与液体存储区62中的液体融合。在从流体与侧壁13内表面上部区域相碰撞到
流体与液体存储区62中的液体相融合的这段时间中，与基本实施方式里溶解装
置1中的情况相似，流体以液滴的形式在气体存储区61中短暂性地漂移。改进
实施方式一中，溶解装置la中的入口管16a倾斜于垂直侧壁13的方向，从而
使溶解装置la中流体与侧壁13内表面上部相碰撞的区域，大于溶解装置1中的相应区域。与溶解装置1中的情况相比，液滴在溶解装置la的气体存储区61
漂移的区域更广，促进了流体中气体在液体中的溶解。
参照图5A和图5B，对改进实施例二提供的溶解装置lb进行描述。与图3A 相应，图5A为溶解装置lb的侧截面示意图，图5B为沿图5A中C-C线的溶解 装置lb的横截面示意图。如图所示，在溶解装置lb的侧壁13上设置有注入口 llb。如图5B中垂直于中心轴L方向的横截面所示，注入口llb的位置与侧壁 13或管状容器15的底部之间有偏移。入口管16b连4妻至注入口 lib,与图3A 和图3B中入口管16延伸的方向平行。
当流体通过注入口 lib注入管状容器15时，流体被强有力地注向位于入口 管16b延伸线方向上侧壁3内表面的上部区域，并与该区域相碰撞。流体沿着 侧壁13—侧的内表面上部快速流动，流向内表面的顶端，然后回流，形成涡流 并与交界面6猛烈碰撞，融入液体存储区62内的液体中。流体与侧壁13内表 面上部碰撞形成液滴。该过程与基本实施例中的情况相似，对溶解装置lb中的 流体自身和液体存储区62中的液体都进行了搅拌，以促进气体在液体中的溶解。
参照图5C对改进实施方式二的再次改进实施方式进行描述。相应于图3B 和图5B,图5C为溶解装置lc的横截面示意图。可见，与图3A和图3B中所示 的基本实施例中的注入口 11相似，溶解装置lc在侧壁13或管状容器15的底 部设置有注入口 11。入口管16c按一定的角度连接至注入口 11。与改进的实施 方式二中的情况相似，通过注入口 11向管状容器15中注入流体时，流体被有 力地注向位于入口管16c延伸方向(轴线的)上侧壁13内表面的上部区域并与 其碰撞。这从而形成涡流，该涡流又与交界面6猛烈石並撞后，与液体存储区62 中的液体相融合。相应的，在该过程中，与基本实施例和改进的实施例二中的 情况相似，对溶解装置1 c中的流体自身和液体存储区6 2中的液体都进行了搅 拌，以促进气体在液体中的溶解。
参照图6A和图6B，对改进的实施例三提供的溶解装置ld进行描述。相应 于图3A，图6A为溶解装置ld的侧截面示意图，图6B为沿图6A中D-D线的溶 解装置ld的横截面示意图。如图6B中的横截面示意图所示或从垂直于管状容 器15中心轴L的横向面可看出，溶解装置ld在侧壁13或管状容器15的顶部设置有注入口 lld，入口管16d在侧壁上按照一定的角度连接至注入口 lld。当 流体从入口管16d通过注入口 lld向下注入管装容器15时，流体与交界面6猛 烈碰撞后，与液体存储区62中的液体相融合。与基本实施例和上述改进的实施 例中的情况相似，对流体自身和液体存储区62中的液体都进行了搅拌，以促进 气体在液体中的溶解。
相应于图3A，图7为改进的实施例四提供的溶解装置le的侧截面示意图。 可见，与以上所述的实施例(基本实施例和改进的实施例)不同，溶解装置le 具有弯曲的管状容器15e。更加具体的，管状容器15的侧壁13具有彼此以一定 角度的连接的两根圆管，因此管状容器15e的中心轴L同样是弯曲的，管状容 器15e的液体存储区62e包含了两根圆管的连接部分。这种弯曲结构的优势在 于，与以上所述的实施例相比，本实施例中交界面6与液体出口 12之间的距离 较长，从而更加有效阻止了在管状容器15的液体中存在大量大气泡的情况下， 气液混合流体从管状容器15e的液体出口 12排出。同理，具有弯曲结构的管状 容器可被应用于以上所述的实施例。 (实施例二)
下面参照图8、图9A和图9B,对本发明实施例二提供的基本实施方式中的 溶解装置lf进行描述。图8为溶解装置lf的透视示意图，图9A为沿经过图8 的中心轴L的平面的溶解装置lf的侧截面示意图，图9B为沿图9A中垂直于中 心轴L的C-C线的溶解装置lf的横截面示意图。实施例一中的溶解装置1与实 施例二中的溶解装置lf相似，区别在于后者在沿着管状容器15的中心轴L或 其附近的位置上额外设置有杆状构件7。杆状构件7从至少与注入口 ll相应的 位置延伸到至少与液体出口 12相应的位置。尽管图中未示出，但杆状构件7可 釆用任何合适的方式固定于管状容器15的侧壁13上。下面对杆状构件7的有 益效果进行描述。
由注入口 11注入的流体中的气泡很可能会相互结合形成大气泡或更大的气 泡。这种现象较易出现于靠近管状容器15中心轴L的区域。若形成大气泡，就 减小了气体和液体之间的接触区域，从而降低了气体在液体中的溶解速度或速率。将杆状构件7设置于中心轴L或其附近易形成大气泡的位置，减小了形成排出。
相应于图5B，图10为实施例二的改进实施方式一提供的溶解装置lg的横 截面示意图。可见，溶解装置11在与侧壁13底部有一定偏移的位置，设置有 注入口 llg。入口管16g连接至注入口 llb，平行于图3A和图3B中入口管16 延伸的方向进行延伸。当流体从注入口 llb注入管状容器15时，与图5B所示 的改进的实施例相似，流体形成涡流。由于涡流的离心力，气体或气泡易于聚 集在沿中心轴L的方向上。而杆状构件7的挤压减小了大气泡形成的空间，阻 止了大气泡的生成。进一步的，流体形成的涡流与液体存储区62中的交界面6 猛烈碰撞，从而促进了对流体的搅拌和气体在液体中的溶解。
相应于图9A,图IIA为实施例二的改进实施方式二提供的溶解装置lh的侧 截面示意图。相应于图9B,图IIB为沿图11A中的C-C线的溶解装置lh的横截 面的示意图。溶解装置lh与基本实施方式中的溶解装置lf相似，区别在于溶 解装置lh在侧壁13或管状容器15的沿着中心轴L上或其附近的位置，设置有 杆状构件7 。杆状构件7从至少与注入口 11相应的位置延伸到至少与液体出口 12相应的位置，相对倾斜于侧壁13或管状容器15的中心轴L的方向。杆状构 件7分别位于管状容器15的端部A和端部B的两端， 一端位于高于中心轴L的 位置，另一端位于低于中心轴L的位置。杆状构件7这种倾斜的姿态能够对其 周围涡流中的流体进行搅拌，从而阻止了杆状构件7附近大气泡的生成。
相应于图9A，图12为实施例二的改进实施方式三提供的溶解装置lj的侧 截面示意图。可见，溶解装置lj与基本实施方式中的溶解装置lf相似，区别 在于采用了空心杆状构件7j而不是杆状构件7。尽管图中未示出，但空心杆状 构件7 j可采用任何合适的方式固定于管状容器15的侧壁13上。空心杆状构件 7j上位于靠近液体存储区62中管状容器15的端部B的位置，设置有进气口 71, 其开口向下并与空心杆状构件7j的空洞相通。
空心杆状构件7 j上位于靠近气体存储区62中管状容器15的端部A的位置， 还设置有出气口 72，其开口向上并与空心杆状构件7j的空洞相通。空心杆状构件7j使管状容器15的液体存储区62中形成的大气泡通过进气口 71进入空洞 中，在其中向上移动并从出气口 72排出，从而被送回气体存储区71。空心杆状 构件7j进一步阻止了在液体中未溶解的大气泡从管状容器15的液体排出口 12 排出。应注意到尽管空心杆状构件7j为图9A所示的改进实施方式，其也可具 有与图11A中所示相似的倾斜姿态。
相应于图9A，图13为实施例二的改进实施方式四提供的溶解装置lk的侧 截面示意图。可见，溶解装置lk与基本实施方式中的溶解装置lf相似，区别 在于溶解装置lk具有管口为锥状的锥形入口管16k。入口管16k可以是可转动 的，其直径沿着朝向管状容器15注入口 ll的方向递减。锥形入口管16k，特别 是其可转动时，i"更于改变流体从注入口 11注入的方向，和/或增加了流经液体 的流量，从而增加了搅拌气体和液体的效率。
应注意到本发明并不局限于上述实施例，在本发明构思和范围内的任何变 化的实现方式都在本发明的保护范围内。例如，优选的，注入口 11 (llb)设置 在略低于管状容器15 (15e)内液体存储区62 ( 62e)中气体和液体交界面6的 位置，但注入口 11 (lib)也可设置在显著低于交界面6的位置。进一步的，尽 管上述的圓管状容器15或亂柱状侧壁13具有圓形的横剖面，但不限于此，在 侧壁13的内表面保证流体可有效地与其碰撞、形成涡流，到达交界面6的情况 下，上述4黄截面也可以是多边形的。
以上参照附图，通过上述实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可 轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本申请基于2006年5月26提交的，日本专利公开号为2006-147396和 2006-147397的专利，此专利的内容以引用的方式并入本文中。
1权利要求
1、一种气体溶解装置，包括具有侧壁且两端密封的圆管状容器，用于存储气体和液体；注入口，用于将混合有气体的液体的气液混合流体注入管状容器；以及液体出口，用于将管状容器中的液体向外排出；其中，所述管状容器，置于倾斜位置，其中心轴线倾斜于水平方向；所述管状容器中的气体和液体之间形成交界面，所述交界面的中心点基本位于管状容器的侧壁长度方向的中心位置，在所述管状容器的内部空间的交界面以上的部分为气体存储区，所述交界面及其以下的部分为液体存储区；所述注入口置于相同于或低于所述交界面的位置；所述液体出口置于所述液体存储区底部的附近；以及，将气液混合流体注入所述管状容器，以对该气液混合流体中及所述管状容器中的气体和液体进行搅拌，使得气体溶解在液体中。
2、 根据权利要求1所述的气体溶解装置，其中，当从垂直于管状容器中心 轴的横剖面观察时所述注入口置于管状容器的底部。
3、 根据权利要求2所述的气体溶解装置，其中，所述溶解装置具有入口管， 用于将气液混合流体送入所述管状容器，所述入口管连接至所述注入口，并倾 斜放置以靠近所述气体存储区中管状容器的端部。
4、 根据权利要求1所述的气体溶解装置，其中，当从垂直于管状容器中心 轴的横剖面观察时所述注入口置于与管状容器的底部有一定偏移的位置。
5、 根据权利要求1所述的气体溶解装置，其中，所述气体溶解装置进一步 包括杆状构件，该杆状构件沿着或靠近管状容器中心轴设置，并且从至少与注 入口相应的位置延伸到至少与液体出口相应的位置。
6、 根据权利要求5所述的气体溶解装置，其中，所述杆状构件相对于所述 管状容器的中心轴倾斜。
7、 根据权利要求5或6所述的气体溶解装置，其中， 所述杆状构件由空心杆状构件组成，所述空心杆状构件具有进气口和出气口，所述进气口位于液体存储区并与空心相通，所述出气口位于气体存储区并 与空心相通。
8、 根据权利要求5或6所述的气体溶解装置，其中，所述溶解装置包含连接至注入口的入口管，用于将气液混合流体送入管状容 器，所述入口管具有直径沿朝向所述注入口方向递减的锥状管口 。
9、 一种气体溶解装置，包括 具有侧壁且两端密封的圆管状容器，用于存储气体和液体；注入口，用于用 于将混合有气体的液体的气液混合流体注入管状容器；以及液体出口，用于将 管状容器中的液体向外排出，其中，所述管状容器，置于倾斜位置，其中心轴线倾斜于水平方向；所述管状容器中的气体和液体之间形成交界面，其中心点基本位于管状容 器的侧壁长度方向的中心位置，在所述管状容器的内部空间中，所述交界面以 上的部分为气体存储区，所述交界面及其以下的部分为液体存储区；所述注入口置于管状容器的顶部，如垂直于管状容器中心轴的横剖面所示；所述液体出口置于所述液体存储区底部的附近；以及将气液混合流体注入所述管状容器，以对该气液混合流体中及所述管状容 器中的气体和液体进行搅拌，使得气体溶解在液体中。
全文摘要
一种气体溶解装置(1)包含中心轴倾斜于水平方向且两端密封的圆管状容器(15)。容器(15)中气体和液体之间交界面(6)的中心位于容器(15)的侧壁(13)长度方向的中部。容器(15)在交界面上部和下部的两个内部区域分别为气体区(61)和液体区(62)。用于向容器(15)中注入气液混合流体的注入口(11)，置于相同于或低于交界面(6)的位置。用于排出液体的液体出口(12)置于容器(15)液体区(62)底部附近。由于容器(15)是倾斜的，交界面(6)有足够大的区域促进气体在液体中的溶解。由于液体区(62)中的液位足够深，可以阻止液体在其中存在大气泡的情况下从液体出口(12)排出。
文档编号B01F1/00GK101454070SQ20078001932
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月28日 优先权日2006年5月26日
发明者丹生贵也, 六屿一雅, 前田康成, 北地范行, 北村仁史, 尹藤良泰, 山口重行, 柴田尚纪 申请人:松下电工株式会社