气液混合装置及其系统的制作方法

本实用新型是有关一种气液混合装置及其系统，特别是一种具有文氏管的气液混合装置及其系统。

背景技术：

在许多工业应用中，常需要将某些气体溶解或分散于液体中。惟大部分气体在水中的溶解率通常很低，浓度太低则无法达到所要求的效果，故若非经过特殊的步骤，便无法作为实际的应用。因此业界对于高效率的气液混合装置一直有很高的需求。高效率的气液混合装置具有多方面的用途，举例而言，高密度水产养殖用水需要较高的氧及二氧化碳浓度，或废水处理的曝气程序需要增加含氧量。

为获得更高的气体溶解率，一般是利用泵浦将气体透过小孔输入液体中以形成气泡，借以增加气体和液体的接触面积，进而提高溶解率。或借由降低温度、增加压力等方法亦可增加气体在水中的溶解率。除了上述方式，业界一直在努力研发在合理成本范围内增加气体溶解率。

综上所述，如何有效提高液体中气体的含量便是目前极需努力的目标。

技术实现要素：

本实用新型提供一种气液混合装置，其外接于一处理槽外，且利用多个文氏管设置于一槽体内，以使一气体混合于一液体，并排出一第一混合液体至处理槽。此外，气液混合装置可与处理槽、一泵浦以及一连结管组成一气液混合系统。泵浦输送处理槽的液体至气液混合装置，以形成一循环水路。因此，气液混合系统在一次循环水路中可完成多次混合过程，以有效提高气体溶解率。

本实用新型一实施例的气液混合装置包含一槽体以及多个文氏管。槽体具有一储液空间以及与储液空间相通的一进液孔、一进气孔以及一排出孔。其中进液孔接收一液体，且进气孔接收一气体。多个文氏管设置于储液空间内，每一文氏管包含一第一输入端、一第二输入端以及一输出端。其中第一输入端与进液孔相通，且第二输入端与进气孔相通，以使气体混合于液体，并经由输出端排出一第一混合液体。其中第一混合液体经由排出孔排出槽体。

本实用新型另一实施例的气液混合系统包含一处理槽、一气液混合装置、一泵浦以及一连结管。处理槽储存一液体。气液混合装置包含一槽体以及多个文氏管。槽体具有一储液空间以及与储液空间相通的一进液孔、一进气孔以及一排出孔。其中进液孔接收一液体，且进气孔接收一气体。多个文氏管设置于储液空间内，每一文氏管包含一第一输入端、一第二输入端以及一输出端。其中第一输入端与进液孔相通，且第二输入端与进气孔相通，以使气体混合于液体，并经由输出端排出一第一混合液体。其中第一混合液体经由排出孔排出槽体。泵浦与处理槽以及气液混合装置的进液孔相接，且泵浦输送液体至槽体。连结管包含一第一端以及一第二端。第一端与槽体的排出孔相接，且第二端设置于处理槽内。较佳者，气液混合系统更包含一第一套管，其套设于与连结管相接的一喷嘴外侧，且第一套管的内径大于喷嘴的外径，以在第一套管的内壁与喷嘴的外壁之间形成一第一吸液通孔，其中第一套管混合自喷嘴的第一混合液体以及自第一吸液通孔的液体，以排出一第二混合液体至处理槽。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合系统。

图2为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合装置的部分结构。

图3为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合装置沿AA’线段的俯视图。

图4为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合装置的文氏管。

图5为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合系统的套管。

图6为一示意图，显示本实用新型一实施例的气液混合系统的清洗水路。

图中元件标号说明如下：

AA’ 剖面线

G 气体

L 液体

V1、V2、V3、V4 阀

1 气液混合装置

10 槽体

11 储液空间

12 进液孔

13 进气孔

14 排出孔

15 文氏管

151 第一输入端

152 第二输入端

153 输出端

16 供液管

17 供气管

18 储气空间

19 回洗孔

2 处理槽

3 泵浦

4 连结管

41 第一端

42 第二端

43 第一套管

430 第一吸液通孔

44 喷嘴

45 第二套管

450 第二吸液通孔

具体实施方式

以下将详述本实用新型的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细说明的外，本实用新型亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本实用新型的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本实用新型有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本实用新型可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本实用新型形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意的用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。

请一并参照图1及图2，本实用新型的一实施例的气液混合装置1包含一槽体10及多个文氏管15。槽体10具有一储液空间11、一进液孔12、一进气孔13以及一排出孔14，且储液空间11与进液孔12、进气孔13以及排出孔14相连通。其中，进液孔12接收来自处理槽2的一液体L，且进气孔13接收一气体G。

于一实施例中，气体G可为空气、氧气以及臭氧至少其中之一。可以理解的是，气体G亦可为加压气体，举例而言，气体G可以是加压氧气、加压臭氧或经加压的其他加工气体，但不以此为限。于一实施例中，液体L为一废水。于图1所示的实施例中，进液孔12以及进气孔13设置于槽体10的顶部，以使液体L及气体G由上而下输入至槽体10内，但不限于此，进液孔12以及进气孔13亦可设置于槽体10的侧面。

请一并参照图1至图4，多个文氏管15设置于储液空间11内。每一文氏管15包含一第一输入端151、一第二输入端152以及一输出端153，其中第一输入端151与进液孔12相通，且第二输入端152与进气孔13相通。

请参照图3，其显示图2的气液混合装置1沿AA’线段的俯视图，于一实施例中，气液混合装置1更包含一供液管16。供液管16与进液孔12相通，且供液管16接收液体L，其中多个文氏管15的第一输入端151与供液管16相接。较佳者，气液混合装置1更包含多个供气管17。多个供气管17与进气孔13相通，且多个供气管17接收气体G，其中每一供气管17与多个文氏管15的第二输入端152相接。于一实施例中，多个文氏管15呈放射状设置于供液管16，使第二输入端152所排出的第一混合液体流至槽体10内。请参照图2，于一实施例中，槽体10更包含一储气空间18，其设置于进气孔13与多个供气管17之间，且储气空间18与进气孔13以及多个供气管17相通。依据此结构，气体G经由槽体10的进气孔13进入储气空间18，再经由多个供气管17输入文氏管15。

请继续参照图1及图4，每一文氏管15使气体G与液体L混合，并经由输出端153排出一第一混合液体。接着，第一混合液体经由排出孔14排出槽体10。请继续参照图1及图2，于一实施例中，多个文氏管15接收来自进液孔12的废水L，且透过文土里效应吸入来自进气孔13的气体G，以使气体G与液体L混合，并排出一第一混合液体。于一实施例中，第一混合液体的密度小于0.5kg/dm³。

由于本实用新型的气液混合装置是利用多个文氏管设置于一槽体内，借由文土里效应使多个文氏管内的气体与液体混合，且第一混合液体中所混合气体的溶解度到达其饱和程度，因此所产生的第一混合液体实际上为富含气泡的泡沫状液体。于一实施例中，多个文氏管15所排出的第一混合液体(泡沫状液体)将收集于储液空间11内，且排出孔14设置于槽体10的上半部，以使第一混合液体(泡沫状液体)经由排出孔14排出槽体10。请继续参照图1，于一实施例中，气液混合装置1更包含一泵浦3。泵浦3与处理槽2以及气液混合装置1的进液孔12相接，且泵浦3输送液体L至槽体10。因此，第一混合液体经由排出孔14排出槽体10的液体流速是由泵浦3对于液体L所施的液压加以决定。于一实施例中，泵浦3可为一沈水泵浦，其设置于处理槽2，但不限于此。于一实施例中，泵浦3可为一抽水泵浦，其设置于处理槽2的外部。

请继续参照图1，以下说明本实用新型的一实施例的气液混合系统。本实用新型的气液混合系统包含一气液混合装置1、一处理槽2、一泵浦3以及一连结管4。处理槽2储存一待处理液体L，例如废水。泵浦3与处理槽2以及气液混合装置1的进液孔12相接，且泵浦3输送液体L至气液混合装置1的槽体10。气液混合装置1包含一槽体10及多个文氏管15。有关气液混合装置1中各组成元件的技术特征及其相互连结关系，以及相关实施例，已如前述，此不再赘述。

于一实施例中，连结管4包含一第一端41以及一第二端42。第一端41与槽体10的排出孔14相接，且第二端设置于处理槽2内。于一实施例中，连结管4的第一端41高于第二端42，因此进入第一端41的第一混合液体可藉由重力作用，将其位能转换为动能，使第二输出端42排出之第一混合液体具有一加速度及压力差。

于一实施例中，气液混合装置1与处理槽2并列设置，可减少泵浦3所需作功，以达节能之功效。可以理解的是，若处理槽2的体积庞大，则气液混合装置1之底部即使与处理槽2之底部等高，但处理槽2中液体L之表面将高于气液混合装置1之顶部，可藉由泵浦3所施压力将槽体10内之第一混合液体经由连结管4输送置处理槽2内。于一实施例中，第一混合液体在槽体10内与在连结管4之第二输出端42口内间之液压差介于0.2至0.5巴(bar)。具有通常知识者当可自行修饰变换，但不以此为限。

请一并参照图1及图5，于一实施例中，气液混合系统更包含一第一套管43，其套设于与连结管4相接之一喷嘴44外侧，且第一套管43的内径大于喷嘴44的外径，以在第一套管43的内壁与喷嘴44的外壁之间形成一第一吸液通孔430。当第一混合液体以较高的流速自喷嘴44流出时即产生文土里效应，使液体L从第一吸液通孔430吸入第一套管43内，并与第一混合液体混合，以排出一第二混合液体至处理槽2。

较佳者，喷嘴44的内径小于第二端42的内径，将加速第二混合液体的流速，透过文土里效应以增强第一吸液通孔430对液体L的吸力，促使第一混合液体内的气体与液体L充分混合。于一实施例中，针对喷嘴44选择适当形状的喷嘴孔径，可决定喷嘴44所排出第一混合液体的流速或压力。因此，借由调控泵浦3的流速以及选定适当喷嘴44孔径的设计，即可控制第一混合液体在槽体10内相对于第二输出端42口间的液压差介于0.2至0.5巴(bar)。具有通常知识者当可自行修饰变换，但不以此为限。

于一实施例中，气液混合系统更包含一第二套管45，其套设于第一套管43外侧，且第二套管45的内径大于第一套管43的外径，以在第二套管45的内壁与第一套管43的外壁之间形成一第二吸液通孔450。同样的，当第二混合液体以较高的流速自第一套管43流出时即产生文土里效应，使液体L从第二吸液通孔450吸入第二套管45内，并与第二混合液体混合，以排出一第三混合液体至处理槽2。于一实施例中，多个文氏管15混合气体G以及液体L以形成密度小于0.5kg/dm³的第一混合液体，再经由第一套管及第二套管的文土里效应作用，混合第一混合液体以及处理槽中的液体，以形成密度大于0.5kg/dm³的一第三混合液体。

需说明的是，泵浦3输送处理槽2的液体包括第三混合液体至气液混合装置1的进液孔12，以形成一循环水路。因此，气液混合系统在一次循环水路中即完成多次气液混合过程，再经由泵浦3重复前述气液混合过程，使气体G和处理槽2内的液体L充分混合，以有效提高气体溶解率。

请一并参照图2及图6，以下说明本实用新型的一实施例的气液混合装置的清洗水路，以清除多个文氏管15内所累积的杂质或异物。于一实施例中，气液混合装置1的槽体10更包含一回洗孔19。回洗孔19透过外部一清洗水路与泵浦3相接，以清洗多个文氏管15。较佳者，回洗孔19设置于槽体10的下半部。可以理解的是，位于工作模式下的气液混合装置1是开启V2阀及V4阀，且关闭V1阀及V3阀，以进行气液混合过程；而位于清洗模式下的气液混合装置1是开启V1阀及V3阀，且关闭V2阀及V4阀，并关闭进气孔13，以进行清洗多个文氏管15的回洗过程。举例而言，处理槽储存一液体L，而泵浦3使处理槽的液体L，通过回洗孔19输入至储液空间11，再进入多个文氏管15的输出端153，以清洗多个文氏管15内所累积的杂质或异物。接着，液体L在泵浦3的加压下，经由第一输入端151流入供液管16，自进液孔12排出槽体10，最后返回处理槽2。

综合上述，本实用新型的气液混合装置是利用多个文氏管设置于一槽体内，多个文氏管混合一气体以及一液体，并排出一第一混合液体至槽体，其中第一混合液体经由一排出孔排出槽体。举例而言，多个文氏管接收来自处理槽的废水，且透过文土里效应吸入来自外部的空气，以使空气溶解于废水，并排出一第一混合液体，且第一混合液体的密度小于0.5kg/dm³。此外，气液混合装置可与处理槽、一泵浦以及一连结管组成一气液混合系统。较佳者，气液混合系统更包含一第一套管以及第二套管，第一套管套设于与连结管相接的一喷嘴外侧，且第二套管套设于第一套管的外侧，其中第一套管透过文土里效应混合第一混合液体以及液体，以排出一第二混合液体，接着，第二套管透过文土里效应混合第二混合液体以及液体，以排出一第三混合液体至处理槽，而泵浦输送处理槽的液体至气液混合装置的进液孔，以形成一循环水路。因此，气液混合系统在一次循环水路中即完成多次气液混合过程，再经由泵浦重复前述气液混合过程，使外部气体和处理槽的液体充分混合，以有效提高气体溶解率。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。