JP3770133B2 - 気体溶解装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体溶解装置に関し、密閉タンクに連続的に液体を供給し、その液体を排出しながら液体に気体を溶解させるようにした気体溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセスではオゾンなどの気体を水に溶解させ、機能水として使用している。
また、排水処理施設や汚れた河川・湖沼等においては、予め空気や酸素等の気体を溶解した水を水中に放出することにより水中の溶存酸素量を増大させて、微生物の活動を活発にして汚水の浄化を行う装置が知られている。
【０００３】
図３は特開平１１−２０７１６２号公報に記載された従来例を示す概略構成図である。
図において、１は気密に加工された密閉タンクであり、気体を溶解すべき水が例えば８分目程度注入されている。この密閉タンクの近傍には図では省略するが空気や酸素などを供給するためのポンプやガスボンベ、ガス発生装置などの気体供給手段が配置されている。
２はノズルであり、このノズルの先端は密閉タンク１の外周付近に設けられ接線方向に沿って水面に対して斜め上方から水面に出射するように配置されている。
【０００４】
３は液体供給手段として機能するポンプであり、例えばストップ弁５を介して湖水や河川６等から水を汲み上げて前述のノズル２から密閉タンク１内に水を供給する。
【０００５】
４は調節弁であり、通常は開とされて密閉タンク内で気体が溶解された水を浄化すべき場所に放出する。そして、密閉タンク１内の水が所定レベル位置以下になった場合は開閉度を調節して水位を調整したり、気体調節弁４ａを閉として気体の供給を停止させて水位調整を行なう。
【０００６】
５は水の供給を停止するためのストップ弁である。
なお、図では省略するが密閉タンクには密閉タンク内の水位を測定するためのレベル計や密閉タンク１内の圧力を測定するための圧力計が取付けられている。
【０００７】
上記の構成において密閉タンク１の上方に所定の圧力に加圧された気体（例えば酸素）が導入される。気体の圧力が高いと水位が下降し、水は予め設定した水位以下になるが、その場合は所定の圧力レベルになるように気体調節弁４ａで気体の圧力を調節したり、液体調節弁４を調節して水位を制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の図３で示す従来例においては、タンク内の水にノズルの噴出により発生した大量の泡を含んでいる。この泡は、順次水に溶解したり、溶解しなかったものは上昇してタンク内の気相に拡散する。つまりタンク内の滞留時間が短い水は気体が充分に溶解仕切っておらず気泡を含んでいる。
【０００９】
即ち従来の構成では、タンク内で水が攪拌され、ノズルから噴出して間もない水や滞留時間の長い水が混合してタンクの吐出口から流出するため、気体の溶解が充分に行なわれておらず、未溶解の気泡を含む水を吐出しているという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、気体を液体中に効率よく溶解させ、より高濃度の溶解液を生成することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために本発明は、請求項１においては、
密閉タンクに液体を供給する液体供給手段と、前記密閉タンクおよび／または前記液体に気体を供給する気体供給手段と、前記密閉タンク内に設けた流路延長手段とで構成され、前記流路延長手段は重管構造とし、前記密閉タンクの上部気体溜りより内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通ってさらにこの管の外側に配置された管に供給される動作が１回以上繰り返され、最外周の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２においては、請求項１に記載の気体溶解装置において、液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が水面に対して斜め方向から噴出して旋回流が発生するように構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項３においては、請求項１記載の気体溶解装置において、液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が邪魔板に衝突するように構成したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の請求項１および２の旋回流方式に関する実施形態の一例を示す図である。この実施例では密閉タンク内に設けた流路延長手段が３重管構造とされ、内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通って、その外側の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成されている。
【００１６】
図１において、図３と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。２１ａはタンク1の中に縦方向に形成された内管であり、この内管２１ａの上部および下部は開放され、タンク1に固定された状態となっている。２１ｂは内管２１の外側とタンクの内周の間に配置された中管で、この中管２１ｂ下方はタンク1の底部に固定され、上方は所定の高さで開放された状態となっている。
【００１７】
上記の構成において、タンク１には気体が供給されているので、ノズル２を介して内管２１ａの上方から供給される水はその気体を溶解してこの管の下方からＡ方向に流れる。このとき、大きな気泡は水の流れに逆らいａの方向に浮上し溶解タンク上部の気体溜りに放出される。
【００１８】
一方、小さな気泡は水の流れと同じ方向に漂いながら溶解が更に進む。そして、所定の水位に達したら中管２１ｂの上部を乗り越えてＢ方向に流下する。このとき水に含まれる気泡はｂ方向に浮上し、溶解タンク上部の気体溜りに放出される。
【００１９】
流下した水は調節弁４を介して排出される。前述した大きな気泡が浮上せず、Ａ方向に流れてしまった場合は、ｂ方向に浮上するので溶解タンクから排出される気体溶解水には、大きな気泡が含まれない高濃度の気体溶解水となる。
【００２０】
なお、この実施例においても、図では省略するがタンク１には水位計や流量計が設けられており、Ｂ方向に流下して蓄積される水位は流入量と排出量を考慮して所定の高さになるように制御されている。
【００２１】
なお、図１に示すように、ポンプ３の前段に気体を注入したり。後段にラインミキサやインジェクタを取付けて予め酸素を注入しておけば効率的に気体を取り込むことが可能である。
【００２２】
図２は請求項１および３に関する実施例を示すもので、この例では邪魔板を設けた図を示している。ここでは、中管２１ｂの底部を閉塞し、内管２１ａの下方をその底部から浮いた状態とし、更に内管の上方付近のノズル２から供給される水が流下する位置に邪魔板１０を設けている。
【００２３】
上記の構成によれば、ノズル２から供給される水が邪魔板１０に衝突し、タンク１内に供給されている気体を溶解してＡ方向に流れてＢ方向に流下する。なお、この実施例においても大きな泡と小さな泡の挙動は図1で説明したものと同様なのでここでの説明は省略する。流下した水は調節弁４を介して排出される。また、この実施例においても、図では省略するがタンク１には水位計や流量計が設けられており、Ｂ方向に流下して蓄積される水位は流入量と排出量を考慮して所定の高さになるように制御されている。
【００２４】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本実施例では溶解する気体を湖沼の浄化を目的とする酸素として説明したが、水に溶解させる気体は例えばＯ３やＣＯ２であってもよく、目的に応じて種々の気体を用いることができる。また、液体は水に限らず他の液体であっても良い。なお、邪魔板の表面に凹凸を形成すれば飛沫の発生を増加させることができる。
【００２５】
本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の気体溶解装置は、密閉タンクに液体を供給する液体供給手段と、前記密閉タンクおよび／または前記液体に気体を供給する気体供給手段と、前記密閉タンク内に設けた流路延長手段とで構成され、前記流路延長手段は重管構造とし、前記密閉タンクの上部気体溜りより内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通ってさらにこの管の外側に配置された管に供給される動作が１回以上繰り返され、最外周の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成したので、高濃度の気体溶解液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気体溶解装置の実施形態の一例を示す構成図である。
【図２】気体溶解装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図３】気体溶解装置の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 密閉タンク
２ ノズル
３ ポンプ
４ 調節弁
５ ストップ弁
９ 乱流発生部（ラインミキサ）
２１ａ 内管
２１ｂ 中管
【発明の属する技術分野】
本発明は気体溶解装置に関し、密閉タンクに連続的に液体を供給し、その液体を排出しながら液体に気体を溶解させるようにした気体溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体プロセスではオゾンなどの気体を水に溶解させ、機能水として使用している。
また、排水処理施設や汚れた河川・湖沼等においては、予め空気や酸素等の気体を溶解した水を水中に放出することにより水中の溶存酸素量を増大させて、微生物の活動を活発にして汚水の浄化を行う装置が知られている。
【０００３】
図３は特開平１１−２０７１６２号公報に記載された従来例を示す概略構成図である。
図において、１は気密に加工された密閉タンクであり、気体を溶解すべき水が例えば８分目程度注入されている。この密閉タンクの近傍には図では省略するが空気や酸素などを供給するためのポンプやガスボンベ、ガス発生装置などの気体供給手段が配置されている。
２はノズルであり、このノズルの先端は密閉タンク１の外周付近に設けられ接線方向に沿って水面に対して斜め上方から水面に出射するように配置されている。
【０００４】
３は液体供給手段として機能するポンプであり、例えばストップ弁５を介して湖水や河川６等から水を汲み上げて前述のノズル２から密閉タンク１内に水を供給する。
【０００５】
４は調節弁であり、通常は開とされて密閉タンク内で気体が溶解された水を浄化すべき場所に放出する。そして、密閉タンク１内の水が所定レベル位置以下になった場合は開閉度を調節して水位を調整したり、気体調節弁４ａを閉として気体の供給を停止させて水位調整を行なう。
【０００６】
５は水の供給を停止するためのストップ弁である。
なお、図では省略するが密閉タンクには密閉タンク内の水位を測定するためのレベル計や密閉タンク１内の圧力を測定するための圧力計が取付けられている。
【０００７】
上記の構成において密閉タンク１の上方に所定の圧力に加圧された気体（例えば酸素）が導入される。気体の圧力が高いと水位が下降し、水は予め設定した水位以下になるが、その場合は所定の圧力レベルになるように気体調節弁４ａで気体の圧力を調節したり、液体調節弁４を調節して水位を制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の図３で示す従来例においては、タンク内の水にノズルの噴出により発生した大量の泡を含んでいる。この泡は、順次水に溶解したり、溶解しなかったものは上昇してタンク内の気相に拡散する。つまりタンク内の滞留時間が短い水は気体が充分に溶解仕切っておらず気泡を含んでいる。
【０００９】
即ち従来の構成では、タンク内で水が攪拌され、ノズルから噴出して間もない水や滞留時間の長い水が混合してタンクの吐出口から流出するため、気体の溶解が充分に行なわれておらず、未溶解の気泡を含む水を吐出しているという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、気体を液体中に効率よく溶解させ、より高濃度の溶解液を生成することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような問題点を解決するために本発明は、請求項１においては、
密閉タンクに液体を供給する液体供給手段と、前記密閉タンクおよび／または前記液体に気体を供給する気体供給手段と、前記密閉タンク内に設けた流路延長手段とで構成され、前記流路延長手段は重管構造とし、前記密閉タンクの上部気体溜りより内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通ってさらにこの管の外側に配置された管に供給される動作が１回以上繰り返され、最外周の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項２においては、請求項１に記載の気体溶解装置において、液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が水面に対して斜め方向から噴出して旋回流が発生するように構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項３においては、請求項１記載の気体溶解装置において、液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が邪魔板に衝突するように構成したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の請求項１および２の旋回流方式に関する実施形態の一例を示す図である。この実施例では密閉タンク内に設けた流路延長手段が３重管構造とされ、内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通って、その外側の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成されている。
【００１６】
図１において、図３と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。２１ａはタンク1の中に縦方向に形成された内管であり、この内管２１ａの上部および下部は開放され、タンク1に固定された状態となっている。２１ｂは内管２１の外側とタンクの内周の間に配置された中管で、この中管２１ｂ下方はタンク1の底部に固定され、上方は所定の高さで開放された状態となっている。
【００１７】
上記の構成において、タンク１には気体が供給されているので、ノズル２を介して内管２１ａの上方から供給される水はその気体を溶解してこの管の下方からＡ方向に流れる。このとき、大きな気泡は水の流れに逆らいａの方向に浮上し溶解タンク上部の気体溜りに放出される。
【００１８】
一方、小さな気泡は水の流れと同じ方向に漂いながら溶解が更に進む。そして、所定の水位に達したら中管２１ｂの上部を乗り越えてＢ方向に流下する。このとき水に含まれる気泡はｂ方向に浮上し、溶解タンク上部の気体溜りに放出される。
【００１９】
流下した水は調節弁４を介して排出される。前述した大きな気泡が浮上せず、Ａ方向に流れてしまった場合は、ｂ方向に浮上するので溶解タンクから排出される気体溶解水には、大きな気泡が含まれない高濃度の気体溶解水となる。
【００２０】
なお、この実施例においても、図では省略するがタンク１には水位計や流量計が設けられており、Ｂ方向に流下して蓄積される水位は流入量と排出量を考慮して所定の高さになるように制御されている。
【００２１】
なお、図１に示すように、ポンプ３の前段に気体を注入したり。後段にラインミキサやインジェクタを取付けて予め酸素を注入しておけば効率的に気体を取り込むことが可能である。
【００２２】
図２は請求項１および３に関する実施例を示すもので、この例では邪魔板を設けた図を示している。ここでは、中管２１ｂの底部を閉塞し、内管２１ａの下方をその底部から浮いた状態とし、更に内管の上方付近のノズル２から供給される水が流下する位置に邪魔板１０を設けている。
【００２３】
上記の構成によれば、ノズル２から供給される水が邪魔板１０に衝突し、タンク１内に供給されている気体を溶解してＡ方向に流れてＢ方向に流下する。なお、この実施例においても大きな泡と小さな泡の挙動は図1で説明したものと同様なのでここでの説明は省略する。流下した水は調節弁４を介して排出される。また、この実施例においても、図では省略するがタンク１には水位計や流量計が設けられており、Ｂ方向に流下して蓄積される水位は流入量と排出量を考慮して所定の高さになるように制御されている。
【００２４】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本実施例では溶解する気体を湖沼の浄化を目的とする酸素として説明したが、水に溶解させる気体は例えばＯ３やＣＯ２であってもよく、目的に応じて種々の気体を用いることができる。また、液体は水に限らず他の液体であっても良い。なお、邪魔板の表面に凹凸を形成すれば飛沫の発生を増加させることができる。
【００２５】
本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の気体溶解装置は、密閉タンクに液体を供給する液体供給手段と、前記密閉タンクおよび／または前記液体に気体を供給する気体供給手段と、前記密閉タンク内に設けた流路延長手段とで構成され、前記流路延長手段は重管構造とし、前記密閉タンクの上部気体溜りより内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通ってさらにこの管の外側に配置された管に供給される動作が１回以上繰り返され、最外周の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成したので、高濃度の気体溶解液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気体溶解装置の実施形態の一例を示す構成図である。
【図２】気体溶解装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図３】気体溶解装置の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 密閉タンク
２ ノズル
３ ポンプ
４ 調節弁
５ ストップ弁
９ 乱流発生部（ラインミキサ）
２１ａ 内管
２１ｂ 中管
Claims (3)
- 密閉タンクに液体を供給する液体供給手段と、前記密閉タンクおよび／または前記液体に気体を供給する気体供給手段と、前記密閉タンク内に設けた流路延長手段とで構成され、前記流路延長手段は重管構造とし、前記密閉タンクの上部気体溜りより内側の管に供給された液体がこの内側の管の下部を通ってこの管の外側に配置された管に供給され、液体はこの外側の管の上部を通ってさらにこの管の外側に配置された管に供給される動作が１回以上繰り返され、最外周の管とタンクの内周の間に流入した液体を気体溶解水として排出するように構成したことを特徴とする気体溶解装置。
- 液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が水面に対して斜め方向から噴出して旋回流が発生するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
- 液体は内側の管にノズルを介して供給され、供給された液体が邪魔板に衝突するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の気体溶解装置。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001306083A JP3770133B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 気体溶解装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001306083A Expired - Fee Related JP3770133B2 (ja) | 2001-10-02 | 2001-10-02 | 気体溶解装置 |
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2001
- 2001-10-02 JP JP2001306083A patent/JP3770133B2/ja not_active Expired - Fee Related
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