氣體溶解裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]作為這種氣體溶解裝置的一個(gè)例子，專利文獻(xiàn)I公開(kāi)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(nèi)的氣體供給設(shè)備、調(diào)節(jié)加壓罐內(nèi)的液面的液面控制設(shè)備、向加壓罐的液面上放出液體的液體放出設(shè)備。根據(jù)該專利文獻(xiàn)1，使得向液面上放出的液體擴(kuò)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(xiàn)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(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:特平開(kāi)10-165792號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]本發(fā)明所要解決的課題在于提供了利用相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，能夠使氣體在液體中高效地溶解至過(guò)飽和狀態(tài)的氣體溶解裝置。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發(fā)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(nèi)的氣液供給設(shè)備，在所述罐內(nèi)的上部具有使所述氣液混合體向所述罐的底面?zhèn)葒娚涞膰娮?，在所述罐?nèi)將隔板設(shè)置于從所述噴嘴噴射至所述罐內(nèi)的所述氣液混合體碰撞的位置并且使其在與所述罐的內(nèi)周面之間具有間隙，從而將所述罐劃分為上下兩個(gè)區(qū)域。
[0011 ] 這樣在本發(fā)明中，通過(guò)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?zhèn)葒娚洌c設(shè)置于罐內(nèi)的隔板碰撞并彈回，并且，由于大氣泡在罐的上方上升而產(chǎn)生上升流，通過(guò)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?cái)嚢?，能夠促進(jìn)微細(xì)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(nèi)周面之間的間隙流出至下方區(qū)域而被整流，能夠沉靜化紊流。如果以紊流的狀態(tài)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(fā)明中，由于能夠在隔板的下方區(qū)域沉靜化紊流，因此，在從罐取出的氣液混合體中沒(méi)有卷入大氣泡。
[0012]發(fā)明效果
[0013]這樣根據(jù)本發(fā)明，由于噴射至罐內(nèi)的氣液混合體在罐內(nèi)被激烈地?cái)嚢瑁虼四軌蚴箽怏w在液體中高效地溶解至過(guò)飽和狀態(tài)。另外，作為裝置結(jié)構(gòu)，可以為在罐內(nèi)僅配置隔板的相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體溶解裝置的整體結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
[0015]圖2是表示圖1的氣體溶解裝置的罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0016]圖3是表示本發(fā)明的氣體溶解裝置的罐的其它實(shí)施方式的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0018](實(shí)施方式I)
[0019]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體溶解裝置的整體結(jié)構(gòu)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(guò)泵10加壓并在配管20中流動(dòng)。在配管20的中途，被從臭氧發(fā)生器30供給的臭氧氣體混合，該氣液混合體在加壓的狀態(tài)下從設(shè)置于配管20前端的噴嘴40噴射至罐50內(nèi)。如后所述，氣液混合體在罐50內(nèi)被攪拌，基于該攪拌而使臭氧溶解至過(guò)飽和狀態(tài)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(shuō)明，在圖1的實(shí)施方式中，作為氣液供給設(shè)備使用泵10、配管20和臭氧發(fā)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(guò)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0023]罐50成為柱狀(在本實(shí)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(nèi)配置有隔板60。噴嘴40將經(jīng)由配管20供給的氣液混合體向罐50的底面?zhèn)炔⑶以诟┮晻r(shí)以放射狀噴射。在圖2的實(shí)施方式中，來(lái)自噴嘴40的氣液混合體的噴射角度(圖2中的α:擴(kuò)展角度)為O?30度左右，但不限于此，在罐50和內(nèi)筒體60的直徑較大的情況下，可以以將噴射角度擴(kuò)展至60度左右的方式操作。
[0024]隔板60設(shè)置于從噴嘴40噴射至罐50內(nèi)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(nèi)周面之間具有間隙70的方式配置。
[0025]通過(guò)該隔板60，罐50被劃分為上下兩個(gè)區(qū)域，即上區(qū)域50a和下區(qū)域50b。而且，通過(guò)間隙70，上區(qū)域50a與下區(qū)域50b連通。在下區(qū)域50b的下部，設(shè)置有用于取出氣液混合體(臭氧水)的取出管51。
[0026]在本實(shí)施方式中，設(shè)置有對(duì)罐50內(nèi)的液面水平進(jìn)行調(diào)整的液面調(diào)整機(jī)構(gòu)。具體而言，液面調(diào)整機(jī)構(gòu)具備:與罐50在垂直方向旁通的液面計(jì)80、檢測(cè)液面計(jì)80的液面水平的光傳感器81、通過(guò)設(shè)置于與罐50的上部以及取出管51旁通的管路的中途的開(kāi)閉閥83來(lái)對(duì)利用光傳感器81檢測(cè)出的液面水平進(jìn)行調(diào)整的調(diào)節(jié)器82。通過(guò)使用該液面調(diào)整機(jī)構(gòu)，利用調(diào)節(jié)器82來(lái)調(diào)整開(kāi)閉閥83的開(kāi)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(nèi)的液面水平即利用光傳感器81檢測(cè)出的液面水平成為一定水平的方式進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施方式中，可以按如此方式設(shè)定進(jìn)行調(diào)整，使得罐50內(nèi)的液面水平處于隔板60的位置。
[0027]予以說(shuō)明，也可以按如此方式操作，使得通過(guò)將流量調(diào)整閥設(shè)置于配管20，調(diào)整來(lái)自噴嘴40的氣液混合體的噴射量，或者將流量調(diào)整閥設(shè)置于罐50的下部與取出管51的連接部，調(diào)整來(lái)自取出管51的臭氧水的取出量，從而調(diào)整罐50內(nèi)的液面水平。
[0028]在以上結(jié)構(gòu)中，經(jīng)由配管20加壓供給的氣液混合體從噴嘴40向罐50的底面?zhèn)炔⑶以诟┮晻r(shí)以放射狀噴射。而且，該氣液混合體與罐50內(nèi)的隔板60碰撞。由于該碰撞，氣液混合體彈回，氣泡被微細(xì)化，另外，由于大氣泡在罐50的上方上升而產(chǎn)生上升流。進(jìn)而，通過(guò)噴射的氣液混合體與該上升流碰撞，氣液混合體被激烈地?cái)嚢??；谠摂嚢枳饔?，促進(jìn)了微細(xì)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(guò)飽和狀態(tài)。
[0029]基于上述攪拌的臭氧的溶解在相比隔板60上方的上區(qū)域50a進(jìn)行，得到的臭氧水通過(guò)間隙70流出至下區(qū)域50b。由此，在上區(qū)域50a中為紊流狀態(tài)的氣液混合體(臭氧水)被整流，紊流狀態(tài)被沉靜化。因此，在從取出管51取出的臭氧水中，沒(méi)有卷入基于紊流的大氣泡。
[0030](實(shí)施方式2)
[0031]圖3是表示本發(fā)明的氣體溶解裝置的罐50的其它實(shí)施方式的剖面圖。在該圖中，對(duì)與前面的實(shí)施方式I同樣的結(jié)構(gòu)賦予相同的符號(hào)，省略其說(shuō)明。
[0032]本實(shí)施方式可以按如下方式操作:將作為相當(dāng)于實(shí)施方式I的間隙的結(jié)構(gòu)的開(kāi)口部61設(shè)置于隔板60，使氣液混合體在下區(qū)域50b產(chǎn)生渦流。開(kāi)口部61具有設(shè)置于隔板60的一個(gè)部位、用于使從該開(kāi)口部61流出的氣液混合體產(chǎn)生沿著罐50的內(nèi)周面的渦流的引導(dǎo)部62。
[0033]通過(guò)設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，在相比隔板60上方的上區(qū)域50a能夠進(jìn)行基于利用了隔板60的攪拌的微細(xì)化的氣體(臭氧)向液體(水)的溶解，同時(shí)，在相對(duì)隔板60下方的下區(qū)域50b通過(guò)基于渦流的攪拌，能夠更高效地進(jìn)行臭氧向水的溶解。即，能夠利用一個(gè)罐50進(jìn)行兩種攪拌，能夠使攪拌效率提高，同時(shí)，能夠使裝置的設(shè)置空間緊湊，也能夠降低制造成本。
[0034]另外，可按照在下區(qū)域50b設(shè)置整流板90，使臭氧水的紊流狀態(tài)沉靜化的方式操作。
[0035]予以說(shuō)明，在以上的實(shí)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(shè)置凹凸、或者設(shè)置柱狀突起等，從而設(shè)為氣液混合體易于產(chǎn)生彈回、攪拌的形狀。
[0036]進(jìn)而，在設(shè)為包含有機(jī)物的水(液體)與臭氧(氣體)的氣液混合體的情況下，根據(jù)本發(fā)明的氣體溶解裝置作為分解有機(jī)物的水處理裝置使用。
[0037]予以說(shuō)明，在以上的實(shí)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(hào)說(shuō)明
[0039]10 泵
[0040]20 配管
[0041]30 臭氧發(fā)生器
[0042]40 噴嘴
[0043]50 罐
[0044]51 取出管
[0045]60隔板
[0046]61開(kāi)口部
[0047]70間隙
[0048]80液面計(jì)
[0049]81光傳感器
[0050]82調(diào)節(jié)器
[0051]83開(kāi)閉閥
[0052]90整流板
【主權(quán)項(xiàng)】
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(nèi)的氣液供給設(shè)備， 在所述罐內(nèi)的上部具有使所述氣液混合體向所述罐的底面?zhèn)葒娚涞膰娮欤? 在所述罐內(nèi)，將隔板設(shè)置于從所述噴嘴噴射至所述罐內(nèi)的所述氣液混合體碰撞的位置并且使其在與所述罐的內(nèi)周面之間具有間隙，從而將所述罐劃分為上下兩個(gè)區(qū)域。
【專利摘要】本發(fā)明提供了利用相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、能夠使氣體在液體中高效地溶解至過(guò)飽和狀態(tài)的氣體溶解裝置。本發(fā)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(nèi)的氣液供給設(shè)備，在罐(50)內(nèi)的上部具有使氣液混合體向罐(50)的底面?zhèn)葒娚涞膰娮?40)的氣體溶解裝置中，將隔板(60)設(shè)置于罐(50)內(nèi)的從噴嘴(40)噴射至罐(50)內(nèi)的氣液混合體撞擊的位置并且使其在與罐(50)的內(nèi)周面之間具有間隙(70)，從而將罐(50)區(qū)分為上下兩個(gè)區(qū)域(50a，50b)。
【IPC分類】B01F1-00, B01F3-04, B01F5-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104602800
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380046020
【發(fā)明人】福原直人, 澤田善行, 中野聰
【申請(qǐng)人】日之出控股株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2013年9月9日
【公告號(hào)】WO2014050521A1