氣體溶解裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使空氣、氧、臭氧等氣體溶解于液體的氣體溶解裝置。
【背景技術】
[0002]作為這種氣體溶解裝置的一個例子，專利文獻I公開了一種氣液混合裝置，其具備加壓罐、將氣體供給至加壓罐內的氣體供給設備、調節加壓罐內的液面的液面控制設備、向加壓罐的液面上放出液體的液體放出設備。根據該專利文獻1，使得向液面上放出的液體擴大了氣體與液體的接觸面積，氣體變得易于溶入液體中。
[0003]但是，專利文獻I的裝置僅向液面上放出液體，因此氣體的溶解量不充分，有改良的余地。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:特平開10-165792號公報
【發明內容】
[0007]發明所要解決的課題
[0008]本發明所要解決的課題在于提供了利用相對簡單的結構，能夠使氣體在液體中高效地溶解至過飽和狀態的氣體溶解裝置。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發明的氣體溶解裝置的特征在于，具備直立的柱狀罐、將使氣體與液體混合而成的氣液混合體加壓供給至所述罐內的氣液供給設備，在所述罐內的上部具有使所述氣液混合體向所述罐的底面側噴射的噴嘴，在所述罐內將隔板設置于從所述噴嘴噴射至所述罐內的所述氣液混合體碰撞的位置并且使其在與所述罐的內周面之間具有間隙，從而將所述罐劃分為上下兩個區域。
[0011 ] 這樣在本發明中，通過由氣體與液體混合而成的氣液混合體以高壓從罐的上方向底面側噴射，與設置于罐內的隔板碰撞并彈回，并且，由于大氣泡在罐的上方上升而產生上升流，通過噴射的氣液混合體與該上升流碰撞，從而氣液混合體被激烈地攪拌，能夠促進微細化的氣體向液體的溶解。另外，被攪拌的氣液混合體由于從隔板與罐的內周面之間的間隙流出至下方區域而被整流，能夠沉靜化紊流。如果以紊流的狀態從罐取出氣液混合體，則有可能在該氣液混合體中卷入有基于紊流的大氣泡，但在本發明中，由于能夠在隔板的下方區域沉靜化紊流，因此，在從罐取出的氣液混合體中沒有卷入大氣泡。
[0012]發明效果
[0013]這樣根據本發明，由于噴射至罐內的氣液混合體在罐內被激烈地攪拌，因此能夠使氣體在液體中高效地溶解至過飽和狀態。另外，作為裝置結構，可以為在罐內僅配置隔板的相對簡單的結構。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示根據本發明的一個實施方式的氣體溶解裝置的整體結構的說明圖。
[0015]圖2是表示圖1的氣體溶解裝置的罐的內部結構的剖面圖。
[0016]圖3是表示本發明的氣體溶解裝置的罐的其它實施方式的剖面圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0018](實施方式I)
[0019]圖1是表示根據本發明的一個實施方式的氣體溶解裝置的整體結構的概念圖。圖1的氣體溶解裝置將臭氧在水中混合并使其溶解。
[0020]水通過泵10加壓并在配管20中流動。在配管20的中途，被從臭氧發生器30供給的臭氧氣體混合，該氣液混合體在加壓的狀態下從設置于配管20前端的噴嘴40噴射至罐50內。如后所述，氣液混合體在罐50內被攪拌，基于該攪拌而使臭氧溶解至過飽和狀態的氣液混合體(臭氧水)從罐50的下部取出，取出的臭氧水在廢水處理、凈水處理等中使用。
[0021]予以說明，在圖1的實施方式中，作為氣液供給設備使用泵10、配管20和臭氧發生器30，在配管20的中途使臭氧混合，但也可以使用二相流氣液混合泵，在二相流氣液混合泵的前部使臭氧與水混合，通過二相流氣液混合泵加壓供給該氣液混合體。
[0022]圖2是表示圖1的氣體溶解裝置的罐50的內部結構的剖面圖。
[0023]罐50成為柱狀(在本實施方式中為圓筒狀)而直立著，在其上部配置有噴嘴40，在罐50內配置有隔板60。噴嘴40將經由配管20供給的氣液混合體向罐50的底面側并且在俯視時以放射狀噴射。在圖2的實施方式中，來自噴嘴40的氣液混合體的噴射角度(圖2中的α:擴展角度)為O?30度左右，但不限于此，在罐50和內筒體60的直徑較大的情況下，可以以將噴射角度擴展至60度左右的方式操作。
[0024]隔板60設置于從噴嘴40噴射至罐50內的氣液混合體碰撞的位置。例如，為距離噴嘴40的前端100?200mm的位置，或者距離罐50的上端，為罐50的高度的1/3?1/2的位置。另外，隔板60以其與罐50的內周面之間具有間隙70的方式配置。
[0025]通過該隔板60，罐50被劃分為上下兩個區域，即上區域50a和下區域50b。而且，通過間隙70，上區域50a與下區域50b連通。在下區域50b的下部，設置有用于取出氣液混合體(臭氧水)的取出管51。
[0026]在本實施方式中，設置有對罐50內的液面水平進行調整的液面調整機構。具體而言，液面調整機構具備:與罐50在垂直方向旁通的液面計80、檢測液面計80的液面水平的光傳感器81、通過設置于與罐50的上部以及取出管51旁通的管路的中途的開閉閥83來對利用光傳感器81檢測出的液面水平進行調整的調節器82。通過使用該液面調整機構，利用調節器82來調整開閉閥83的開度，使積存于罐50的上部的氣體從取出管51排出，從而以罐50內的液面水平即利用光傳感器81檢測出的液面水平成為一定水平的方式進行調整。在本實施方式中，可以按如此方式設定進行調整，使得罐50內的液面水平處于隔板60的位置。
[0027]予以說明，也可以按如此方式操作，使得通過將流量調整閥設置于配管20，調整來自噴嘴40的氣液混合體的噴射量，或者將流量調整閥設置于罐50的下部與取出管51的連接部，調整來自取出管51的臭氧水的取出量，從而調整罐50內的液面水平。
[0028]在以上結構中，經由配管20加壓供給的氣液混合體從噴嘴40向罐50的底面側并且在俯視時以放射狀噴射。而且，該氣液混合體與罐50內的隔板60碰撞。由于該碰撞，氣液混合體彈回，氣泡被微細化，另外，由于大氣泡在罐50的上方上升而產生上升流。進而，通過噴射的氣液混合體與該上升流碰撞，氣液混合體被激烈地攪拌。基于該攪拌作用，促進了微細化的氣體(臭氧)向液體(水)的溶解，臭氧的溶解量增加，能夠使臭氧高效地溶解至過飽和狀態。
[0029]基于上述攪拌的臭氧的溶解在相比隔板60上方的上區域50a進行，得到的臭氧水通過間隙70流出至下區域50b。由此，在上區域50a中為紊流狀態的氣液混合體(臭氧水)被整流，紊流狀態被沉靜化。因此，在從取出管51取出的臭氧水中，沒有卷入基于紊流的大氣泡。
[0030](實施方式2)
[0031]圖3是表示本發明的氣體溶解裝置的罐50的其它實施方式的剖面圖。在該圖中，對與前面的實施方式I同樣的結構賦予相同的符號，省略其說明。
[0032]本實施方式可以按如下方式操作:將作為相當于實施方式I的間隙的結構的開口部61設置于隔板60，使氣液混合體在下區域50b產生渦流。開口部61具有設置于隔板60的一個部位、用于使從該開口部61流出的氣液混合體產生沿著罐50的內周面的渦流的引導部62。
[0033]通過設為這樣的結構，在相比隔板60上方的上區域50a能夠進行基于利用了隔板60的攪拌的微細化的氣體(臭氧)向液體(水)的溶解，同時，在相對隔板60下方的下區域50b通過基于渦流的攪拌，能夠更高效地進行臭氧向水的溶解。即，能夠利用一個罐50進行兩種攪拌，能夠使攪拌效率提高，同時，能夠使裝置的設置空間緊湊，也能夠降低制造成本。
[0034]另外，可按照在下區域50b設置整流板90，使臭氧水的紊流狀態沉靜化的方式操作。
[0035]予以說明，在以上的實施方式中，使隔板60為平板狀，但能夠使隔板60的上面彎曲、或者設置凹凸、或者設置柱狀突起等，從而設為氣液混合體易于產生彈回、攪拌的形狀。
[0036]進而，在設為包含有機物的水(液體)與臭氧(氣體)的氣液混合體的情況下，根據本發明的氣體溶解裝置作為分解有機物的水處理裝置使用。
[0037]予以說明，在以上的實施方式中，以使臭氧與水混合的方式操作，但明顯的是，液體和氣體不限于水和臭氧。
[0038]符號說明
[0039]10 泵
[0040]20 配管
[0041]30 臭氧發生器
[0042]40 噴嘴
[0043]50 罐
[0044]51 取出管
[0045]60隔板
[0046]61開口部
[0047]70間隙
[0048]80液面計
[0049]81光傳感器
[0050]82調節器
[0051]83開閉閥
[0052]90整流板
【主權項】
1.氣體溶解裝置，其具備直立的柱狀罐、將使氣體與液體混合而成的氣液混合體加壓供給至所述罐內的氣液供給設備， 在所述罐內的上部具有使所述氣液混合體向所述罐的底面側噴射的噴嘴， 在所述罐內，將隔板設置于從所述噴嘴噴射至所述罐內的所述氣液混合體碰撞的位置并且使其在與所述罐的內周面之間具有間隙，從而將所述罐劃分為上下兩個區域。
【專利摘要】本發明提供了利用相對簡單的結構、能夠使氣體在液體中高效地溶解至過飽和狀態的氣體溶解裝置。本發明的氣體溶解裝置具備直立的柱狀罐(50)、將使氣體與液體混合而成的氣液混合體加壓供給至罐(50)內的氣液供給設備，在罐(50)內的上部具有使氣液混合體向罐(50)的底面側噴射的噴嘴(40)的氣體溶解裝置中，將隔板(60)設置于罐(50)內的從噴嘴(40)噴射至罐(50)內的氣液混合體撞擊的位置并且使其在與罐(50)的內周面之間具有間隙(70)，從而將罐(50)區分為上下兩個區域(50a，50b)。
【IPC分類】B01F1-00, B01F3-04, B01F5-02
【公開號】CN104602800
【申請號】CN201380046020
【發明人】福原直人, 澤田善行, 中野聰
【申請人】日之出控股株式會社
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年9月9日
【公告號】WO2014050521A1