JP2013184129A - Gas dissolving tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体中に気体を溶解させる気体溶解タンクに関する。 The present invention relates to a gas dissolution tank for dissolving a gas in a liquid.
気体溶解タンクでは、水などの液体中に加圧状態において空気などの気体を溶解させ、気体が溶解した液体を生成する。この液体の生成に際し、溶解しきれなかった気体が大きな気泡として溶解タンクの外部に流出しないように、未溶解の気体を分離し、分離した気体を液体の生成に再利用したり、溶解タンクの外部に排出したりしている。 In the gas dissolution tank, a gas such as air is dissolved in a liquid such as water in a pressurized state to generate a liquid in which the gas is dissolved. During the production of this liquid, the undissolved gas is separated so that the gas that cannot be completely dissolved does not flow out of the dissolution tank as large bubbles, and the separated gas can be reused for the production of the liquid, It is discharged to the outside.
たとえば、下記特許文献1には、気液溶解液を生成する一次側槽と、この一次側槽内の余剰気体を分離する二次側槽とを備え、下部側に、一次側槽と二次側槽を連通し、一次側槽内で形成される気泡が通過する気泡通過部が設けられた気液溶解タンクが記載されている。この気液溶解タンクでは、また、二次側槽に、気液溶解液を排出する排出口が下部側に設けられ、その排出口が上記通過部よりも下方に形成されている。
For example, the following
上記気液溶解タンクでは、一次側槽で生成した気液溶解液が二次側槽に移動する間に微細でない気泡が二次側槽内で自然に上昇して気泡を分離する時間を増やすことができ、未溶解の気体の外部への流出を抑制することができる。 In the gas-liquid dissolution tank, while the gas-liquid dissolution liquid generated in the primary side tank moves to the secondary side tank, it increases the time for the non-fine bubbles to rise naturally in the secondary side tank and separate the bubbles. And the outflow of undissolved gas to the outside can be suppressed.
このように、特許文献1に記載された気液溶解タンクは、気体の溶解した液体を生成する際に、未溶解の気体を分離し、外部への流出を抑制することができる。しかしながら、その一方で、気泡の上昇時間をかせいで気泡を分離するために、排出口が、気泡通過部よりも下方に形成され、排出口の周辺部分である排出部が、気液溶解タンクの底部から下方に突出している。このため、気液溶解タンクでは、その高さ方向の寸法が、排出部の分だけ長くなっており、たとえば浴室などへの設置に際し、レイアウトに配慮が必要とされるという問題が指摘される。
Thus, the gas-liquid dissolution tank described in
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、未溶解の気体の分離が可能であり、しかも設置の際のレイアウトが容易である気体溶解タンクを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is an object of the present invention to provide a gas dissolution tank that can separate undissolved gas and that is easy in layout at the time of installation. .
上記の課題を解決するために、本発明の気体溶解タンクは、気体を液体中に溶解させ、気体が溶解した液体を生成する気体溶解タンクにおいて、この気体溶解タンクの内部に第1仕切り壁および第2仕切り壁が設けられ、これらの第1仕切り壁および第2仕切り壁によって、気体溶解タンクの内部は、流体の流入側から気体が溶解した液体の流出側にかけて気液混合槽、中間槽、気液分離槽の順に区画され、気液混合槽と中間槽が互いに連通し、中間槽と気液分離槽が互いに連通し、中間槽における下流側に位置する部分の断面積が、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくなっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a gas dissolution tank of the present invention is a gas dissolution tank that dissolves gas in a liquid and generates a liquid in which the gas is dissolved. A second partition wall is provided, and by these first partition wall and second partition wall, the inside of the gas dissolution tank extends from the fluid inflow side to the liquid outflow side of the dissolved gas, the gas-liquid mixing tank, the intermediate tank, The gas-liquid separation tank is divided in order, the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank communicate with each other, the intermediate tank and the gas-liquid separation tank communicate with each other, and the cross-sectional area of the portion located downstream of the intermediate tank is Is smaller than the cross-sectional area of the portion located on the upstream side.
この気体溶解タンクにおいては、第1仕切り壁が、気体溶解タンクの上壁部から底壁部に向かってまっすぐ下方に延び、気液混合槽と中間槽を区画し、気液混合槽と中間槽は、気体溶解タンクの底部において互いに連通し、第2仕切り壁は、底壁部から上壁部に向かって延び、中間槽と気液混合槽を区画し、中間槽と気液分離槽は、気体溶解タンクの上部において互いに連通し、第2仕切り壁は、上側に上がるにつれて中間槽側に向かって斜めに傾斜し、かつその上端部は第1仕切り壁と平行に配置されていることが好ましい。 In this gas dissolution tank, the first partition wall extends straight downward from the upper wall portion to the bottom wall portion of the gas dissolution tank, divides the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank, and the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank Are communicated with each other at the bottom of the gas dissolution tank, the second partition wall extends from the bottom wall portion toward the upper wall portion, partitions the intermediate tank and the gas-liquid mixing tank, and the intermediate tank and the gas-liquid separation tank are It is preferable that the upper part of the gas dissolution tank communicates with each other, the second partition wall is inclined obliquely toward the intermediate tank side as it goes up, and the upper end part thereof is arranged in parallel with the first partition wall. .
この気体溶解タンクにおいては、第1仕切り壁が、気体溶解タンクの上壁部から底壁部に向かってまっすぐ下方に延び、気液混合槽と中間槽を区画し、気液混合槽と中間槽は、気体溶解タンクの底部において互いに連通し、第2仕切り壁は、底壁部から上壁部に向かって延び、中間槽と気液混合槽を区画し、中間槽と気液分離槽は、気体溶解タンクの上部において互いに連通し、第2仕切り壁は、上側に上がるにつれて中間槽側に向かって斜めに傾斜していることが好ましい。 In this gas dissolution tank, the first partition wall extends straight downward from the upper wall portion to the bottom wall portion of the gas dissolution tank, divides the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank, and the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank Are communicated with each other at the bottom of the gas dissolution tank, the second partition wall extends from the bottom wall portion toward the upper wall portion, partitions the intermediate tank and the gas-liquid mixing tank, and the intermediate tank and the gas-liquid separation tank are The upper part of the gas dissolution tank communicates with each other, and the second partition wall is preferably inclined obliquely toward the intermediate tank as it goes up.
この気体溶解タンクにおいては、第1仕切り壁が、気体溶解タンクの上壁部から底壁部に向かって延び、気液混合槽と中間槽を区画し、気液混合槽と中間槽は、気体溶解タンクの底部において互いに連通し、第1仕切り壁は、下側に下がるにつれて気液混合槽に向かって斜めに傾斜し、第2仕切り壁は、底壁部から上壁部に向かってまっすぐ上方に延び、中間槽と気液混合槽を区画し、中間槽と気液分離槽は、気体溶解タンクの上部において互いに連通していることが好ましい。 In this gas dissolution tank, the first partition wall extends from the upper wall portion to the bottom wall portion of the gas dissolution tank, and partitions the gas-liquid mixing tank and the intermediate tank. Communicating with each other at the bottom of the dissolution tank, the first partition wall is inclined obliquely toward the gas-liquid mixing tank as it is lowered downward, and the second partition wall is straight upward from the bottom wall to the upper wall It is preferable that the intermediate tank and the gas-liquid mixing tank are partitioned, and the intermediate tank and the gas-liquid separation tank communicate with each other in the upper part of the gas dissolution tank.
本発明の気体溶解タンクによれば、未溶解の気体の分離が可能であり、しかも設置の際のレイアウトが容易となる。 According to the gas dissolution tank of the present invention, undissolved gas can be separated, and the layout at the time of installation becomes easy.
図1は、本発明の気体溶解タンクの第1実施形態を概略的に示した断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a gas dissolution tank of the present invention.
図1に示した気体溶解タンク1は、略直方体形状を有し、底壁部2に、気体が溶解した液体3の溶媒となる水などの液体の単独または溶質となる空気などの気体と液体の気液混合流体である流体4が流入する流体流入部5が形成されている。また、底壁部2には、気体が溶解した液体3を気体溶解タンク1の外部に取り出す液体流出部6が形成されており、液体流出部6は、底壁部2において流体流入部5と離間して配置されている。流体流入部5は、流体4を圧送するポンプの吐出側に一端部が接続された流入管の他端部の接続が可能とされている。液体流出部6は、浴槽などの、気体が溶解した液体3の供給先に一端部が接続された流出管の他端部が接続可能とされている。
A
気体溶解タンク1では、内部に第1仕切り壁7および第2仕切り壁8が設けられている。第1仕切り壁7は流体流入部5側に配置され、第2仕切り壁8は液体流出部6側に配置されている。また、第1仕切り壁7は、溶解タンク1の上壁部9から底壁部2に向かって延び、第2仕切り壁8は、底壁部2から上壁部9に向かって延びている。これらの第1仕切り壁7および第2仕切り壁8によって、気体溶解タンク1の内部は、流体4の流入側から気体が溶解した液体3の流出側にかけて気液混合槽10、中間槽11、気液分離槽12の順に区画されている。
In the
第1仕切り壁7は、気体溶解タンク1の上壁部9から底壁部2に向かってまっすぐ下方に延びている。第1仕切り壁7の下端7aは、底壁部2までは達していなく、このため、気液混合槽10と中間槽11は、気体溶解タンク1の底部において互いに連通している。第2仕切り壁8は、気体溶解タンク1の底壁部2から上壁部9に向かって延び、上側に上がるにつれて中間槽11側に向かって斜めに傾斜している。一方、第2仕切り壁8の上端部8aは、折れ曲がり、第1仕切り壁7と平行に配置されている。第2仕切り壁8の上端8bは、気体溶解タンク1の上壁部9までは達していない。このため、中間槽11と気液分離槽12は、気体溶解タンク1の上部において互いに連通している。
The
また、気体溶解タンク1では、気液分離槽12における上壁部9に、フロートなどを有する気体放出弁を備えた排気部13が設けられている。排気部13は、中間槽11および気液分離槽12と連通している。
Moreover, in the
このような気体溶解タンク1では、気体が溶解した液体3において空気などの溶質となる気体が、あらかじめ内部に貯留されている。ポンプにより圧送される流体4は、流体流入部5を通じて気液混合槽10に、気体溶解タンク1の上壁部9の内面に向かって噴出して流入する。このとき、流体4は、気体溶解タンク1の上壁部9や第1仕切り壁7に衝突し、はね返り、次第に気液混合槽10に溜まっていく。また、上壁部9の内面に衝突し、はね返る流体4は、気液混合槽10に貯留する流体の液面に衝突し、流体を撹拌する。
In such a
このときの撹拌などによって、気体溶解タンク1の内部に貯留していた気体と流体4が混合され、また、流体4が気液混合流体であるときには、気液混合流体中の気体も併せて混合され、気体の液体への溶解が促進され、気体が溶解した液体3が生成する。これは、撹拌による剪断によって流体に気泡として混合される気体が細分化され、流体と接触する表面積が大きくなるのに加え、液面付近における気体の溶解濃度が撹拌による均一化によって低減され、気体の液体への溶解速度が上昇することによる。
The gas stored in the
このようにして生成した気体が溶解した液体3は、第1仕切り壁7の下端7aと気体溶解タンク1の底壁部2との間の隙間を流路として中間槽11に流入し、次第に中間槽11に溜まっていく。気体が溶解した液体3は、気体溶解タンク1の底部において中間槽11に流入するため、気体が溶解した液体3では、大きな気泡の混入が抑制される。しかも、中間槽11では、第2仕切り壁8が、上側に上がるにつれて中間槽11側に向かって斜めに傾斜しているので、下流側に位置する部分の断面積が、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくなっている。このため、気体が溶解した液体3が、中間槽11において下流側から上流側に向かうにしたがって、気体が溶解した液体3中に溶解しきれずに残った未溶解の気体による気泡が、中間槽11を上昇するにつれて第2仕切り壁8に沿って寄せ集められる。寄せ集められた気泡は、合体し、大きな気泡となる。この大きな気泡に作用する浮力は大きいので、未溶解の気体は、中間槽11において液面から上方に抜けやすい。液面に浮上した大きな気泡は破裂し、気液分離が行われ、未溶解の気体は、気体溶解タンク1の上部に滞留する。
The
また、気体溶解タンク1では、第2仕切り壁8の上端部8aが第1仕切り壁7と平行に配置されているので、上端部8aに沿って上昇する気体が溶解した液体3の流れが整流される。
Moreover, in the
そして、中間槽11において、気体が溶解した液体3の液面が第2仕切り壁8の上端8bを超えると、気体が溶解した液体3は気液分離槽12に流入する。このように、気液分離槽12では、第2仕切り壁8によって、気体が溶解した液体3が気体溶解タンク1から外部に流出する前に、気体が溶解した液体3の流れが気液界面である液面付近にまで持ち上げられるので、大きな気泡の浮力による上昇が促進される。しかも、気体が溶解した液体3の流れは、第2仕切り壁8の上端8bを乗り越える流れとなるため、液面を通過する流れとなり、気体が溶解した液体3が第2仕切り壁8を乗り越えるときにも気液分離が促進される。
In the
このようにして気液分離が行われた後の気体が溶解した液体3は、気体溶解タンク1の底部から液体流出部6を通じて気体溶解タンク1の外部に流出し、取り出される。取り出された気体が溶解した液体3は、大きな気泡の混入が抑制された品質に優れたものとして浴槽などの供給先へ送り出される。
The liquid 3 in which the gas is dissolved after the gas-liquid separation is performed in this manner flows out from the bottom of the
このように、気体溶解タンク1では、中間槽11における下流側に位置する部分の断面積が、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくなっているので、溶解しきれずに気体が溶解した液体3中に残る未溶解の気体による気泡が寄せ集められる。寄せ集められた気泡は、合体し、大きな気泡となり、大きな気泡は、液体3から作用する浮力によって上昇し、液面に向かい、液面から上方に抜くことができる。未溶解の気体の分離が、中間槽11および気液分離槽12の底部を下方に突出させることなく可能となる。気体溶解タンク1は、その形状が特に特殊なものではなく、浴室などへの設置に特別の配慮は必要ない。気体溶解タンク1は、設置の際のレイアウトが容易なものである。しかも、第2仕切り壁8の中間槽11側へ向かう斜めの傾斜によって、中間槽11における下流側に位置する部分の断面積を、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくするのを容易に実現することができる。また、第2仕切り壁8の上端部8aが、気体溶解タンク1の上壁部9から底壁部2に向かってまっすぐ下方に延びる第1仕切り壁7と平行に配置されているので、第2仕切り壁8の上端部8aに沿って上昇する気体が溶解した液体3の流れが整流される。
Thus, in the
なお、気泡が抜けることにより、中間槽11および気液分離槽12の上部に滞留する気体は、排気部13から気体溶解タンク1の外部に排気することができる。排気部13から排気した気体は、気体が溶解した液体3の生成に再利用することもできる。
In addition, the gas staying in the upper part of the
図2は、本発明の気体溶解タンクの第2実施形態を概略的に示した断面図である。図2図中において、図1に示した第1実施形態に対応する部位には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a second embodiment of the gas dissolution tank of the present invention. In FIG. 2, parts corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below.
図2に示した気体溶解タンク21では、第2仕切り壁81において、図1に示した気体溶解タンク1と異なっている。すなわち、図2に示した気体溶解タンク21では、第2仕切り壁81は、上側に上がるにつれて中間槽11に向かって斜めに傾斜しているだけであり、図1に示した第1仕切り壁7と平行に配置される上端部8aを持たない。このような第2仕切り壁81であっても、気体が溶解した液体3中に残存する未溶解の気体による気泡が、中間槽11において会合しやすくなる。また、未溶解の気体の分離が、中間槽11および気液分離槽12の底部を下方に突出させることなく可能となる。気体溶解タンク21は、その形状が特に特殊なものではなく、浴室などへの設置に特別の配慮は必要ない。気液溶解タンク21は、設置の際のレイアウトが容易なものである。
The
なお、図2図中の符号81bは、第2仕切り壁81の先端を示している。
2 indicates the tip of the
図3は、本発明の気体溶解タンクの第3実施形態を概略的に示した断面図である。図3図中において、図1に示した第1実施形態に対応する部位には同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a third embodiment of the gas dissolution tank of the present invention. In FIG. 3, parts corresponding to those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below.
図3に示した気体溶解タンク31は、第1仕切り壁71および第2仕切り壁82において、図1に示した気体溶解タンク1と異なっている。すなわち、図3に示した気体溶解タンク31では、第1仕切り壁71が、下側に下がるにつれて気液混合槽10に向かって斜めに傾斜する一方、第2仕切り壁82が、底壁部2から上壁部9に向かってまっすぐ上方に延びている。第1仕切り壁71の下端71aは、気体溶解タンク31の底壁部2までは達してなく、第2仕切り壁82の上端82bは、気体溶解タンク31の上壁部9までは達していない。気体溶解タンク31においても、気液混合槽10と中間槽11は、気体溶解タンク31の下部において互いに連通し、中間槽11と気液分離槽12は、気体溶解タンク31の上部において互いに連通している。気体溶解タンク31では、上記のとおりの第1仕切り壁71および第2仕切り壁82によって、中間槽11における下流側に位置する部分の断面積を、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくするのを容易に実現することができる。気体が溶解した液体3中に残存する未溶解の気体による気泡が、中間槽11において会合しやすくなる。また、未溶解の気体の分離が、中間槽11および気液分離槽12の底部を下方に突出させることなく可能となる。気体溶解タンク31は、その形状が特に特殊なものではなく、浴室などへの設置に特別の配慮は必要ない。気液溶解タンク31は、設置の際のレイアウトが容易なものである。
The
なお、本発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。第1仕切り壁および第2仕切り壁は、傾斜ばかりでなく、第1仕切り壁の上端部を中間槽側に向かって折り曲がるような形状とすることもできる。中間槽における下流側に位置する部分の断面積が、この部分よりも上流側に位置する部分の断面積よりも小さくすることができる限り、第1仕切り壁および第2仕切り壁の形状などについては様々なものを採用することができる。 In addition, this invention is not limited by the above embodiment. The first partition wall and the second partition wall can be shaped not only to be inclined but also to bend the upper end portion of the first partition wall toward the intermediate tank. As long as the cross-sectional area of the portion located on the downstream side in the intermediate tank can be made smaller than the cross-sectional area of the portion located on the upstream side of this portion, the shape of the first partition wall and the second partition wall, etc. Various things can be adopted.
1、21、31 気体溶解タンク
2 底壁部
3 気体が溶解した液体
4 流体
7、71 第1仕切り壁
8、81、82 第2仕切り壁
8a 上端部
9 上壁部
10 気液混合槽
11 中間槽
12 気液分離槽
1, 21, 31
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