JP3405386B2 - 温度制御気液分離装置 - Google Patents
温度制御気液分離装置Info
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度制御気液分離
装置。詳しくは温度制御下においての気液分離を簡単で
小型な装置により達成し得る気液分離装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、液体と気体との分離は、一定の容
量を持つ分離容器に気液混合物を一時的に貯留して行う
のが一般的であり、また、同時に液相を温度制御する場
合、大型の分離容器においては、これと温度制御手段と
を直接熱交換させることが可能である。しかし、小型の
分離容器では、分離容器外の循環路に温度制御手段を設
けて間接的に熱交換を行わせるのが一般的である。 【０００３】しかしながら、分離容器外の循環路に温度
制御手段を設ける場合は、装置が複数になること、循環
路の体積増加に伴うデッドスペースが増加することなど
無視できい開発上の問題点がある。例えば、電解式オゾ
ン発生装置ではその性質上、電解により電極から発生す
るオゾンガスや水素を電解液である純水と分離しなけれ
ばならないと同時に、大電流を通じているため発熱量が
大きくて電極周辺の純水を過熱状態にするから、この純
水を適温まで冷却する必要がある。しかし、オゾン発生
量が毎時１ｇ程度の電解式オゾン発生装置では、それ自
体が小型であるのに対して、温度制御手段は大きなスペ
ースを占めて装置全体の小型化を阻む原因となってい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の課題を
解決するため、気液の分離容器を極力薄形で大きい熱交
換壁を有するものとして、その熱交換壁と温度制御手段
とで直接熱交換を行わせることにより、温度制御下にお
いて気液分離が効率よくできる簡単で小型な温度制御気
液分離装置を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に創作されこの発明に係る温度制御気液分離装置は、つ
ぎの構成要件（１）〜（８）を備えたことを特徴とする
ものである。 （１）縦長の正面と縦長の背面とが小さな間隔をおいて
平行配置されていて縦長で偏平な閉塞構造の中空容器を
構成している分離容器、 （２）分離容器の上面に連通接続された気液混合物の導
入管、 （３）分離容器の上面に連通接続された補充液体の送入
管、 （４）分離容器の上面に連通接続された分離気体の放出
管、 （５）分離容器の底面に連通接続された分離液体の送出
管、 （６）分離容器の背面の外側における大部分の領域に接
合された偏平な温度制御手段、 （７）分離容器の内部下方の温度を検出すべく分離容器
に配設された温度計測部材、 （８）温度計測部材の出力に基づいて温度制御手段を調
整して分離容器内の液体温度を所定範囲に保つ温度調整
器、 【０００６】 【発明の実施の形態】以下に本発明に係る温度制御気液
分離装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。 【０００７】図１において符号Ａは、温度制御気液分離
装置である。この装置Ａは、気液混合物を導入して気体
と液体に分離して排出する分離容器１と、この分離容器
１と直接熱交換を行って容器１内に存在する液相の温度
を制御する温度制御手段２とにより構成される。 【０００８】前記装置Ａの分離容器１は、温度制御下に
おいて気液分離を行わせるものであるから、気液混合物
の必要量を容入する容積を有して、しかも、高い熱交換
効率が得られることが望ましい。そこで、容器１は気液
の分離が可能な範囲内においてなるべく薄形に形成し
て、できるだけ表面積が大きい熱交換壁１ａが得られる
ようにする。そして、分離容器１の上部には気液混合物
の導入管３と、補充液体の送入管４と、分離気体の放出
管５とを接続し、下部には分離液体の送出管６を接続
し、また、分離容器１内の液相中にはその温度を計測す
る熱電対等の温度計測部材７を設け、この計測部材７を
温度制御手段２の作動を制御して液温を適切な温度範囲
内に保持させる温度調整器８と接続してある。なお、前
記分離容器１と、これに接続される各管路３〜６等は、
腐食性の物質を扱う場合には扱う物質に対して耐性を有
する素材、例えばオゾンの場合は、オゾン耐性を有する
フッ素樹脂によって形成する。 【０００９】温度制御手段２は、分離容器１の熱交換壁
１ａと直接熱交換を行わせるものであるから、前記熱交
換壁１ａと同じか、これに近い表面積を有する熱伝導性
のよい金属板を用いて、この金属板に装置Ａの小型化、
軽量化、静粛化を計る場合は、ペルチェ素子を組合わせ
て金属板の温度制御をさせるペルチェ冷却器を用いるこ
とが好ましい。しかし、小型化よりも冷却能力を重視す
る場合もあるから、このような向きにはチラー等の熱交
換方式を採用し、また、さほど、冷却能力を必要としな
い場合は、空気や水、その他の冷媒を還流させる熱交換
方式を採用してもよい。そして、この温度制御手段２
は、対象物が腐食性の場合、これに対して耐性を有する
素材、例えば、オゾンの場合は、オゾン耐性を有するフ
ッ素樹脂膜をこの温度制御手段２側か、分離容器１側か
に設けて温度制御手段２がオゾンにより腐食されないよ
うにする。 【００１０】前記実施形態に示す温度制御気液分離装置
は、電解式オゾン発生装置内へ組込んで電解液の純水と
オゾンとの混合物を純水とオゾンに分離する目的に適し
たもので、この場合は、図面には示してない電解式のオ
ゾン発生装置の陽電極から発生したオゾンと純水との混
合物を導入管３により分離容器１内へ導入し、電解作用
により減少する純水は送入管４から補給して分離容器１
内に常に一定の液位Ｌを保たせるようにして装置を作動
させる。すると、分離容器１内へ導入されたオゾンと純
水との混合物は、液位Ｌから容器１の底へ移動する間に
オゾンと純水とに分離され、オゾンは放出管５から外部
へ放出され、純水は送出管６から電解式のオゾン発生装
置へ戻される。また、この純水は、電解時に温度上昇し
て分離容器１へ送られて来るので温度を下げて電解式オ
ゾン発生装置へ戻す必要がある。この温度制御は、温度
制御手段２によって行わせるもので、温度制御手段２は
分離容器１の表面積の大きい熱交換面１ａに組合わされ
て分離容器１内に存在する純水の全体と直接熱交換でき
るように配置される。従って、純水は分離容器１内にお
いて液位Ｌから容器１の底へ移動するまでの間、連続し
て冷却作用を受け続け、しかも、分離容器１が薄形であ
るため熱交換壁１ａ側とその反対壁側との温度差が非常
に小さくなるから、純水は高い効率で全体にほぼ平均し
た冷却作用を施されて電解の適温になって電解式オゾン
発生装置へ戻るものである。 【００１１】なお、本発明に係る温度制御気液分離装置
は、前記のようにオゾンと純水の分離に利用できるだけ
でなく、その他の気液混合物を温度制御下において液体
と気体分離する処理に広く利用できるものである。 【００１２】 【発明の効果】 （１）気液の分離容器と温度制御手段とを一体化して簡
単で小型な装置にまとめ得るから、気液混合物の循環路
と温度制御手段とを別設した従来の装置と違って、使用
部品数、接合個所数を極限まで減らせると共に、狭小な
スペースへの組込み設置が可能である。 （２）気液の分離容器を薄形にしてその熱交換壁を可及
的に大きくし、この熱交換壁と温度制御手段とで直接熱
交換を行わせたから、高い熱交換効率が得られるだけで
なく、分離容器内の熱交換壁側とその反対壁側とに生ず
る温度差を僅少とすることができる。
装置。詳しくは温度制御下においての気液分離を簡単で
小型な装置により達成し得る気液分離装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、液体と気体との分離は、一定の容
量を持つ分離容器に気液混合物を一時的に貯留して行う
のが一般的であり、また、同時に液相を温度制御する場
合、大型の分離容器においては、これと温度制御手段と
を直接熱交換させることが可能である。しかし、小型の
分離容器では、分離容器外の循環路に温度制御手段を設
けて間接的に熱交換を行わせるのが一般的である。 【０００３】しかしながら、分離容器外の循環路に温度
制御手段を設ける場合は、装置が複数になること、循環
路の体積増加に伴うデッドスペースが増加することなど
無視できい開発上の問題点がある。例えば、電解式オゾ
ン発生装置ではその性質上、電解により電極から発生す
るオゾンガスや水素を電解液である純水と分離しなけれ
ばならないと同時に、大電流を通じているため発熱量が
大きくて電極周辺の純水を過熱状態にするから、この純
水を適温まで冷却する必要がある。しかし、オゾン発生
量が毎時１ｇ程度の電解式オゾン発生装置では、それ自
体が小型であるのに対して、温度制御手段は大きなスペ
ースを占めて装置全体の小型化を阻む原因となってい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の課題を
解決するため、気液の分離容器を極力薄形で大きい熱交
換壁を有するものとして、その熱交換壁と温度制御手段
とで直接熱交換を行わせることにより、温度制御下にお
いて気液分離が効率よくできる簡単で小型な温度制御気
液分離装置を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に創作されこの発明に係る温度制御気液分離装置は、つ
ぎの構成要件（１）〜（８）を備えたことを特徴とする
ものである。 （１）縦長の正面と縦長の背面とが小さな間隔をおいて
平行配置されていて縦長で偏平な閉塞構造の中空容器を
構成している分離容器、 （２）分離容器の上面に連通接続された気液混合物の導
入管、 （３）分離容器の上面に連通接続された補充液体の送入
管、 （４）分離容器の上面に連通接続された分離気体の放出
管、 （５）分離容器の底面に連通接続された分離液体の送出
管、 （６）分離容器の背面の外側における大部分の領域に接
合された偏平な温度制御手段、 （７）分離容器の内部下方の温度を検出すべく分離容器
に配設された温度計測部材、 （８）温度計測部材の出力に基づいて温度制御手段を調
整して分離容器内の液体温度を所定範囲に保つ温度調整
器、 【０００６】 【発明の実施の形態】以下に本発明に係る温度制御気液
分離装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。 【０００７】図１において符号Ａは、温度制御気液分離
装置である。この装置Ａは、気液混合物を導入して気体
と液体に分離して排出する分離容器１と、この分離容器
１と直接熱交換を行って容器１内に存在する液相の温度
を制御する温度制御手段２とにより構成される。 【０００８】前記装置Ａの分離容器１は、温度制御下に
おいて気液分離を行わせるものであるから、気液混合物
の必要量を容入する容積を有して、しかも、高い熱交換
効率が得られることが望ましい。そこで、容器１は気液
の分離が可能な範囲内においてなるべく薄形に形成し
て、できるだけ表面積が大きい熱交換壁１ａが得られる
ようにする。そして、分離容器１の上部には気液混合物
の導入管３と、補充液体の送入管４と、分離気体の放出
管５とを接続し、下部には分離液体の送出管６を接続
し、また、分離容器１内の液相中にはその温度を計測す
る熱電対等の温度計測部材７を設け、この計測部材７を
温度制御手段２の作動を制御して液温を適切な温度範囲
内に保持させる温度調整器８と接続してある。なお、前
記分離容器１と、これに接続される各管路３〜６等は、
腐食性の物質を扱う場合には扱う物質に対して耐性を有
する素材、例えばオゾンの場合は、オゾン耐性を有する
フッ素樹脂によって形成する。 【０００９】温度制御手段２は、分離容器１の熱交換壁
１ａと直接熱交換を行わせるものであるから、前記熱交
換壁１ａと同じか、これに近い表面積を有する熱伝導性
のよい金属板を用いて、この金属板に装置Ａの小型化、
軽量化、静粛化を計る場合は、ペルチェ素子を組合わせ
て金属板の温度制御をさせるペルチェ冷却器を用いるこ
とが好ましい。しかし、小型化よりも冷却能力を重視す
る場合もあるから、このような向きにはチラー等の熱交
換方式を採用し、また、さほど、冷却能力を必要としな
い場合は、空気や水、その他の冷媒を還流させる熱交換
方式を採用してもよい。そして、この温度制御手段２
は、対象物が腐食性の場合、これに対して耐性を有する
素材、例えば、オゾンの場合は、オゾン耐性を有するフ
ッ素樹脂膜をこの温度制御手段２側か、分離容器１側か
に設けて温度制御手段２がオゾンにより腐食されないよ
うにする。 【００１０】前記実施形態に示す温度制御気液分離装置
は、電解式オゾン発生装置内へ組込んで電解液の純水と
オゾンとの混合物を純水とオゾンに分離する目的に適し
たもので、この場合は、図面には示してない電解式のオ
ゾン発生装置の陽電極から発生したオゾンと純水との混
合物を導入管３により分離容器１内へ導入し、電解作用
により減少する純水は送入管４から補給して分離容器１
内に常に一定の液位Ｌを保たせるようにして装置を作動
させる。すると、分離容器１内へ導入されたオゾンと純
水との混合物は、液位Ｌから容器１の底へ移動する間に
オゾンと純水とに分離され、オゾンは放出管５から外部
へ放出され、純水は送出管６から電解式のオゾン発生装
置へ戻される。また、この純水は、電解時に温度上昇し
て分離容器１へ送られて来るので温度を下げて電解式オ
ゾン発生装置へ戻す必要がある。この温度制御は、温度
制御手段２によって行わせるもので、温度制御手段２は
分離容器１の表面積の大きい熱交換面１ａに組合わされ
て分離容器１内に存在する純水の全体と直接熱交換でき
るように配置される。従って、純水は分離容器１内にお
いて液位Ｌから容器１の底へ移動するまでの間、連続し
て冷却作用を受け続け、しかも、分離容器１が薄形であ
るため熱交換壁１ａ側とその反対壁側との温度差が非常
に小さくなるから、純水は高い効率で全体にほぼ平均し
た冷却作用を施されて電解の適温になって電解式オゾン
発生装置へ戻るものである。 【００１１】なお、本発明に係る温度制御気液分離装置
は、前記のようにオゾンと純水の分離に利用できるだけ
でなく、その他の気液混合物を温度制御下において液体
と気体分離する処理に広く利用できるものである。 【００１２】 【発明の効果】 （１）気液の分離容器と温度制御手段とを一体化して簡
単で小型な装置にまとめ得るから、気液混合物の循環路
と温度制御手段とを別設した従来の装置と違って、使用
部品数、接合個所数を極限まで減らせると共に、狭小な
スペースへの組込み設置が可能である。 （２）気液の分離容器を薄形にしてその熱交換壁を可及
的に大きくし、この熱交換壁と温度制御手段とで直接熱
交換を行わせたから、高い熱交換効率が得られるだけで
なく、分離容器内の熱交換壁側とその反対壁側とに生ず
る温度差を僅少とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度制御気液分離装置の実施形態
を気水の分離容器の一部分を破断して示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 Ａ 温度制御気液分離装置 １ 分離容器 １ａ 熱交換壁 ２ 温度制御手段
を気水の分離容器の一部分を破断して示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 Ａ 温度制御気液分離装置 １ 分離容器 １ａ 熱交換壁 ２ 温度制御手段
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−256005（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−145492（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−176316（ＪＰ，Ａ)
実開 昭57−90707（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01D 19/00 - 19/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 つぎの構成要件（１）〜（８）を備えた
ことを特徴とする温度制御気液分離装置。 （１）縦長の正面と縦長の背面とが小さな間隔をおいて
平行配置されていて縦長で偏平な閉塞構造の中空容器を
構成している分離容器、 （２）分離容器の上面に連通接続された気液混合物の導
入管、 （３）分離容器の上面に連通接続された補充液体の送入
管、 （４）分離容器の上面に連通接続された分離気体の放出
管、 （５）分離容器の底面に連通接続された分離液体の送出
管、 （６）分離容器の背面の外側における大部分の領域に接
合された偏平な温度制御手段、 （７）分離容器の内部下方の温度を検出すべく分離容器
に配設された温度計測部材、 （８）温度計測部材の出力に基づいて温度制御手段を調
整して分離容器内の液体温度を所定範囲に保つ温度調整
器、
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05416897A JP3405386B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 温度制御気液分離装置 |
| EP98301271A EP0861926B1 (en) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | Ozone generating system |
| DE69805129T DE69805129T2 (de) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon |
| AT98301271T ATE217034T1 (de) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | Vorrichtung zur erzeugung von ozon |
| US09/027,198 US5997702A (en) | 1997-02-21 | 1998-02-20 | Ozone generating system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05416897A JP3405386B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 温度制御気液分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230101A JPH10230101A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3405386B2 true JP3405386B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=12963024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05416897A Expired - Fee Related JP3405386B2 (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 温度制御気液分離装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5997702A (ja) |
| EP (1) | EP0861926B1 (ja) |
| JP (1) | JP3405386B2 (ja) |
| AT (1) | ATE217034T1 (ja) |
| DE (1) | DE69805129T2 (ja) |
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| US5989407A (en) | 1997-03-31 | 1999-11-23 | Lynntech, Inc. | Generation and delivery device for ozone gas and ozone dissolved in water |
| US6576096B1 (en) | 1998-01-05 | 2003-06-10 | Lynntech International, Ltd. | Generation and delivery device for ozone gas and ozone dissolved in water |
| US6458257B1 (en) | 1999-02-09 | 2002-10-01 | Lynntech International Ltd | Microorganism control of point-of-use potable water sources |
| US6464868B1 (en) | 1999-09-14 | 2002-10-15 | Amos Korin | Method and system for controlling biofilm |
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| US10239772B2 (en) * | 2015-05-28 | 2019-03-26 | Advanced Diamond Technologies, Inc. | Recycling loop method for preparation of high concentration ozone |
| US10143763B2 (en) | 2016-10-06 | 2018-12-04 | Alfonso Campalans | Neutral atmosphere and sanitization storage apparatus, method and system |
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1997
- 1997-02-21 JP JP05416897A patent/JP3405386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-02-20 AT AT98301271T patent/ATE217034T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-02-20 US US09/027,198 patent/US5997702A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-20 EP EP98301271A patent/EP0861926B1/en not_active Expired - Lifetime
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| DE69805129D1 (de) | 2002-06-06 |
| US5997702A (en) | 1999-12-07 |
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