JP5017304B2 - Gas dissolving device - Google Patents

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Description

本発明は、微細気泡が発生する湯水の生成などに利用可能な気体溶解装置に関する。   The present invention relates to a gas dissolving apparatus that can be used for producing hot water in which fine bubbles are generated.

本出願人は、溶解タンク内において気体を液体に溶解させる気体溶解装置についてこれまでに種々の提案を行ってきている。   The present applicant has made various proposals for a gas dissolving apparatus for dissolving a gas into a liquid in a dissolution tank.

たとえば特許文献1に記載した気体溶解装置は、溶解タンクに対応する筒状体をその中心軸が水平方向に対して傾斜するように配置し、筒状体の略円筒状をした側壁部の中間部に内部に貯留している気体と液体の界面を位置させ、筒状体内の界面より上側の部分を気体貯留部とするとともに、界面より下側の部分を液体貯留部とし、筒状体の側壁部の界面と同レベルまたは界面より若干下のレベルに気液混合流体を筒状体内の気体貯留部に噴射するための噴射口を設け、筒状体の液体貯留部の下端部近傍に筒状体内の液体を流出させる流出口を設けてなるものである。   For example, in the gas dissolution apparatus described in Patent Document 1, a cylindrical body corresponding to a dissolution tank is disposed so that a central axis thereof is inclined with respect to the horizontal direction, and an intermediate portion of a side wall portion of the cylindrical body having a substantially cylindrical shape. The gas-liquid interface stored inside is located in the part, the part above the interface in the cylindrical body is the gas storage part, the part below the interface is the liquid storage part, An injection port for injecting the gas-liquid mixed fluid into the gas storage part in the cylindrical body is provided at the same level as the interface of the side wall part or slightly below the interface, and the cylinder is provided near the lower end of the liquid storage part of the cylindrical body. An outflow port through which the liquid in the solid body flows out is provided.

上記気体溶解装置は、筒状体の内部に貯留される液体と気体との界面の面積を大きくするとともに、貯留される液体の深さを深くすることができ、大きな気泡が混合した状態で筒状体から流出するのを抑制することができる。   The gas dissolving device can increase the area of the interface between the liquid and the gas stored inside the cylindrical body, and can increase the depth of the stored liquid, and the cylinder in a state where large bubbles are mixed. It is possible to suppress the outflow from the body.

ところで、上記気体溶解装置を含め、従来の気体溶解装置では、気体が溶解した液体を溶解タンクの外部に取り出すための取り出し流路は、溶解タンク側の一端部において、溶解タンクに対して垂直またはほぼ垂直に溶解タンクに接続されるのが一般的であった。これは、溶解タンクの底壁部に形成される、液体の溶解タンクからの流出口において圧力損失をできるだけ発生させないようにするためであった。   By the way, in the conventional gas dissolving apparatus including the gas dissolving apparatus, the take-out flow path for taking out the liquid in which the gas is dissolved out of the dissolving tank is perpendicular to the dissolving tank at one end of the dissolving tank side. It was common to connect to the dissolution tank almost vertically. This was to prevent pressure loss from being generated as much as possible at the outlet of the liquid dissolution tank formed on the bottom wall of the dissolution tank.

しかしながら、気体溶解装置を実用に供しうるものとして、たとえば、微細気泡発生浴槽に組み込むことを想定すると、気体溶解装置の小型化が必要不可欠であり、小型化の実現のために、溶解タンクからの液体の流出方向と液体の取り出し方向が一致しないレイアウトにせざるを得ない場合がある。このような場合、取り出し流路を流れる液体に旋回流が発生することがあり、旋回流の発生にともない液体中の微細気泡が合一し、大きな気泡が生じるという不都合がある。   However, assuming that the gas dissolving device can be put into practical use, for example, assuming that it is incorporated into a microbubble generating bath, downsizing of the gas dissolving device is indispensable. There is a case where the layout in which the outflow direction of the liquid does not coincide with the outflow direction of the liquid is unavoidable. In such a case, a swirling flow may be generated in the liquid flowing through the take-out flow path, and there is an inconvenience that fine bubbles in the liquid are united with the swirling flow and large bubbles are generated.

特開2007−313464号公報JP 2007-313464 A

本発明は、小型化が可能であるとともに、溶解タンクから取り出す、気体が溶解した液体に旋回流が発生するのを抑制し、取り出した液体中に大きな気泡が混入するのを抑制することのできる気体溶解装置を提供することを課題としている。   The present invention can be miniaturized and can suppress the generation of swirling flow in the liquid in which the gas is dissolved, which is taken out from the dissolution tank, and can prevent large bubbles from being mixed in the extracted liquid. It is an object to provide a gas dissolving device.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。   The present invention has the following features in order to solve the above problems.

すなわち、第1の発明は、気体が溶解した液体を生成する溶解タンクを備え、溶解タンクには、その底部において外側方に延びる取り出し流路が接続され、溶解タンク内に流入する流体が溶解タンク内で気体と混合されて前記液体が生成され、生成した液体が溶解タンクの底部から前記取り出し流路に流出する気体溶解装置であって、取り出し流路の溶解タンク側の一端部は、溶解タンク内を溶解タンクの底部に向かって下方に流れる液体の流れの方向と、取り出し流路内を外側方に曲がれる液体の流れの方向の両方に対して略直角方向を向いて溶解タンクの底部に接続され、取り出し流路の溶解タンク側の一端部における溶解タンクからの液体の流入部分に、溶解タンクから取り出し流路に流れ込む液体の流れが衝突して抵抗となる、取り出し流路の内底面から起立する整流リブが設けられていることを特徴としている。 In other words, the first invention includes a dissolution tank that generates a liquid in which a gas is dissolved, and a discharge channel that extends outward is connected to the dissolution tank at the bottom thereof, and the fluid that flows into the dissolution tank flows into the dissolution tank. The gas is mixed with gas to generate the liquid, and the generated liquid flows out from the bottom of the dissolution tank to the take-out flow path. Connected to the bottom of the dissolution tank in a direction substantially perpendicular to both the direction of the flow of the liquid flowing downward toward the bottom of the dissolution tank and the direction of the flow of the liquid bent outward in the take-out flow path is, to the inlet portion of the liquid from the dissolving tank at one end portion of the dissolving tank side of the extraction channel, the flow of liquid flowing into the extraction channel from the dissolution tank becomes collide resistance, taken Rectifying ribs is characterized in that it is provided rising from the inner bottom surface of and the flow path.

第2の発明は、上記第1の発明の特徴において、整流リブは、取り出し流路による液体の取り出し方向に対して垂直に起立していることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rectifying rib stands up perpendicularly to the direction in which the liquid is taken out by the take-out flow path.

上記第1の発明によれば、気体が溶解した液体を溶解タンクの外部に取り出す取り出し流路は、溶解タンク側の一端部において、溶解タンク内を下方に流れる液体の流れの方向に対して略直角方向を向いて溶解タンクの底部に接続されているので、取り出し流路の溶解タンク側の一端部は、溶解タンクの底部において外側方に延びており、気体溶解装置全体の小型化を可能とする。しかも、取り出し流路の溶解タンク側の一端部における溶解タンクからの液体の流入部分にその内底面から起立する整流リブが設けられているので、溶解タンクからの液体の流出方向と液体の取り出し方向が一致しなくとも、整流リブによって、取り出し流路を流れる液体に旋回流が発生するのを抑制することができる。その結果、液体中の微細気泡は合一しにくくなり、分散したまま取り出し流路を流れ、溶解タンクから取り出した液体中に大きな気泡が混入するのを抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the take-out flow path for taking out the liquid in which the gas is dissolved to the outside of the dissolution tank is substantially at one end portion on the dissolution tank side with respect to the direction of the flow of the liquid flowing downward in the dissolution tank. Since it is connected to the bottom of the dissolution tank in the right-angle direction, one end on the dissolution tank side of the take-out flow channel extends outward at the bottom of the dissolution tank, and the entire gas dissolution apparatus can be downsized. To do. In addition, the flow-in direction of the liquid from the dissolving tank and the direction of taking out the liquid are provided at the one end portion on the side of the dissolving tank of the take-out channel, because the inflow portion of the liquid from the dissolving tank is provided with a flow straightening rib. Even if they do not coincide with each other, it is possible to prevent the swirling flow from being generated in the liquid flowing through the take-out flow path by the flow regulating rib. As a result, the fine bubbles in the liquid are difficult to coalesce and flow through the take-out flow path while being dispersed, and large bubbles can be prevented from being mixed into the liquid taken out from the dissolution tank.

上記第2の発明によれば、上記第1の発明の効果に加え、整流リブは、取り出し流路による液体の取り出し方向に対して垂直に起立しているので、取り出し流路を流れる液体の流れに旋回流が発生するのをより効果的に抑制することができる。   According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the rectifying rib stands up perpendicularly to the direction in which the liquid is taken out by the take-out flow path. It is possible to more effectively suppress the generation of swirling flow.

本発明の気体溶解装置の一実施形態における溶解タンクを示した一部切欠斜視図である。It is the partially cutaway perspective view which showed the dissolution tank in one Embodiment of the gas dissolving apparatus of this invention. 図1に示した溶解タンクの正面図である。It is a front view of the dissolution tank shown in FIG. 図2に示した溶解タンクの背面側から見た縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view seen from the back side of the dissolution tank shown in FIG. 図2に示した溶解タンクのA−A断面図である。It is AA sectional drawing of the dissolution tank shown in FIG. 図2に示した溶解タンクのB−B断面図である。It is BB sectional drawing of the dissolution tank shown in FIG. 図1に示した溶解タンクの下部ユニットを斜め下方から見た一部切欠斜視図である。It is the partially cutaway perspective view which looked at the lower unit of the dissolution tank shown in FIG. 1 from diagonally downward. 図1に示した溶解タンクを備えた、本発明の気体溶解装置の一実施形態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one Embodiment of the gas dissolving apparatus of this invention provided with the dissolution tank shown in FIG. 図7に示した気体溶解装置における整流リブの整流作用を模式的に示した要部断面図である。It is principal part sectional drawing which showed typically the rectification effect | action of the rectification rib in the gas dissolving apparatus shown in FIG.

図1−5に示したように、気体溶解装置1は、やや縦長の箱状の形状を有する中空な溶解タンク2を備えている。溶解タンク2の内部には、2つの仕切り壁、すなわち、第1仕切り壁3および第2仕切り壁4が設けられ、後述する液体5の流れに関しその最も上流側に気液混合槽6が、第1仕切り壁3によって区画形成されている。また、気液混合槽6の下流側に、第1仕切り壁3とともに第2仕切り壁4によって大泡流出防止槽7が区画形成され、大泡流出防止槽7は気液混合槽6に隣接して配置されている。液体5の流れに関し最も下流側には、気液分離槽8が、第2仕切り壁4によって区画形成され、大泡流出防止槽7に隣接して配置されている。   As shown in FIGS. 1-5, the gas dissolution apparatus 1 includes a hollow dissolution tank 2 having a slightly vertically long box shape. Two partition walls, that is, a first partition wall 3 and a second partition wall 4 are provided inside the dissolution tank 2, and the gas-liquid mixing tank 6 is located upstream of the flow of the liquid 5, which will be described later. A partition is formed by one partition wall 3. In addition, a large bubble outflow prevention tank 7 is formed on the downstream side of the gas-liquid mixing tank 6 by the second partition wall 4 together with the first partition wall 3, and the large bubble outflow prevention tank 7 is adjacent to the gas-liquid mixing tank 6. Are arranged. On the most downstream side with respect to the flow of the liquid 5, the gas-liquid separation tank 8 is partitioned by the second partition wall 4 and is disposed adjacent to the large bubble outflow prevention tank 7.

第1仕切り壁3は、図3に示したように、溶解タンク2の上壁部2aから底壁部2bにかけて垂下して延びている。第1仕切り壁3は、ほぼ平板状に形成されている。一方、第1仕切り壁3の下端3aは底壁部2bに達してなく、底壁部2bとの間に隙間が形成され、この隙間を液体5の流路として気液混合槽6と大泡流出防止槽7は互いに連通している。   As shown in FIG. 3, the first partition wall 3 extends downwardly from the upper wall portion 2 a to the bottom wall portion 2 b of the dissolution tank 2. The first partition wall 3 is formed in a substantially flat plate shape. On the other hand, the lower end 3 a of the first partition wall 3 does not reach the bottom wall portion 2 b, and a gap is formed between the bottom wall portion 2 b and the gas-liquid mixing tank 6 and the large bubble are formed using this gap as a flow path for the liquid 5. The outflow prevention tanks 7 communicate with each other.

第2仕切り壁4は、溶解タンク2の底壁部2bから上壁部2aに向かって垂直上方に延びている。第2仕切り壁4は、筒状に形成され、断面は長円状の形状を有している。第2仕切り壁4の上端4aは、溶解タンク2の上壁部2aの下方に位置し、大泡流出防止槽7と気液分離槽8は、溶解タンク2の上部において互いに連通している。   The second partition wall 4 extends vertically upward from the bottom wall portion 2b of the dissolution tank 2 toward the upper wall portion 2a. The 2nd partition wall 4 is formed in a cylinder shape, and the cross section has an oval shape. The upper end 4 a of the second partition wall 4 is located below the upper wall portion 2 a of the dissolution tank 2, and the large bubble outflow prevention tank 7 and the gas-liquid separation tank 8 communicate with each other at the upper part of the dissolution tank 2.

また、第2仕切り壁4には、第1仕切り壁3に対向する対向面4bに、溶解タンク2の縦方向に延びる縦リブ9が設けられている。縦リブ9は、略長方形の形状を有する小片状に形成され、対向面4bの下端部に2列として互いに間隔をあけて配置されている。縦リブ9は、第1仕切り壁3において第2仕切り壁4に対向する面3bに設けることもできる。   The second partition wall 4 is provided with vertical ribs 9 extending in the vertical direction of the dissolution tank 2 on the facing surface 4 b facing the first partition wall 3. The vertical ribs 9 are formed in small pieces having a substantially rectangular shape, and are arranged in two rows at the lower end portion of the facing surface 4b with a space therebetween. The vertical rib 9 can also be provided on the surface 3 b of the first partition wall 3 that faces the second partition wall 4.

さらに、第2仕切り壁4には、第1仕切り壁3に対向する部分の中央部に、上方に突出する突出部10が設けられている。突出部10は、略長方形の形状を有する小片状に形成されている。突出部10の上端10aは、溶解タンク2の上壁部2aに達することはなく、上壁部2aの下方に配置されている。   Further, the second partition wall 4 is provided with a projecting portion 10 projecting upward at the center of the portion facing the first partition wall 3. The protrusion 10 is formed in a small piece having a substantially rectangular shape. The upper end 10a of the protruding portion 10 does not reach the upper wall portion 2a of the dissolution tank 2 and is disposed below the upper wall portion 2a.

このような溶解タンク2には、気液分離槽8の上端部に横リブ11が設けられている。横リブ11は、気液分離槽8における液体5の流れに関し平行に配置されている。その向きは、縦リブ9の、大泡流出防止槽7に突出する幅方向に略一致している。   Such a dissolution tank 2 is provided with a lateral rib 11 at the upper end of the gas-liquid separation tank 8. The lateral ribs 11 are arranged in parallel with respect to the flow of the liquid 5 in the gas-liquid separation tank 8. The direction substantially coincides with the width direction of the vertical rib 9 protruding into the large bubble outflow prevention tank 7.

また、溶解タンク2には、気液混合槽6における底壁部2bに、下方に開口する流入管接続部12が設けられている。流入管接続部12には、後述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が接続される。気液分離槽8には、下端部に、気体が溶解した液体5を溶解タンク2の外部に取り出す取り出し流路32の一部を形成する流出管接続部13が設けられている。流出管接続部13は、取り出し流路32の溶解タンク2側の一端部32aを形成するものであり、気液分離槽8の下端部に対応する溶解タンク2の底部2dに接続されている。流出管接続部13の接続方向は、流入管接続部12が延びる方向に対して直角方向であり、流出管接続部13は、溶解タンク2の正面側に開口している。すなわち、取り出し流路32は、溶解タンク2の底部2dにおいて外側方に延び、取り出し流路32の溶解タンク2側の一端部32aが、気液分離槽8を下方に流れる液体5の流れの方向に対して略直角方向を向いて溶解タンク2の底部2dに接続されている。   In addition, the dissolution tank 2 is provided with an inflow pipe connecting portion 12 that opens downward on the bottom wall portion 2 b of the gas-liquid mixing tank 6. The other end of the inflow pipe having one end connected to the discharge side of the pump, which will be described later, is connected to the inflow pipe connecting portion 12. The gas-liquid separation tank 8 is provided with an outflow pipe connection portion 13 that forms a part of a take-out flow path 32 for taking out the liquid 5 in which the gas is dissolved to the outside of the dissolution tank 2 at the lower end. The outflow pipe connection portion 13 forms one end portion 32 a on the dissolution tank 2 side of the take-out flow path 32, and is connected to the bottom portion 2 d of the dissolution tank 2 corresponding to the lower end portion of the gas-liquid separation tank 8. The connection direction of the outflow pipe connection portion 13 is a direction perpendicular to the direction in which the inflow pipe connection portion 12 extends, and the outflow pipe connection portion 13 is open to the front side of the dissolution tank 2. That is, the take-out flow path 32 extends outward at the bottom 2 d of the dissolution tank 2, and one end portion 32 a on the dissolution tank 2 side of the take-out flow path 32 flows in the direction of the flow of the liquid 5 flowing downward in the gas-liquid separation tank 8. Is connected to the bottom 2d of the dissolution tank 2 so as to face in a substantially perpendicular direction.

また、取り出し流路32の溶解タンク2側の一端部32aを形成する流出管接続部13は、図2、4、6に示したように、溶解タンク2の底壁部2bに形成された、液体5が溶解タンク2から流出する流出口33に連通しており、流出管接続部13において流出口33から流出する液体5が流入する部分には、その内底面から起立する整流リブ34が設けられている。整流リブ34は、矩形板状の部材であり、取り出し流路32による液体5の取り出し方向に対して垂直に起立している。   Moreover, the outflow pipe connection part 13 which forms the one end part 32a by the side of the dissolution tank 2 of the taking-out flow path 32 was formed in the bottom wall part 2b of the dissolution tank 2, as shown in FIG. The liquid 5 communicates with the outflow port 33 that flows out from the dissolution tank 2, and a rectifying rib 34 that stands from the inner bottom surface is provided at a portion where the liquid 5 that flows out from the outflow port 33 flows in the outflow pipe connection portion 13. It has been. The rectifying rib 34 is a rectangular plate-like member, and stands upright with respect to the direction in which the liquid 5 is taken out by the take-out flow path 32.

このような流出管接続部13には、図7に示したように、液体5を浴槽などの供給部に送り出す、流出管接続部13とともに取り出し流路32を形成する流出管24の一端部が接続される。流出管24は、流出管接続部13に続いてその下流側に取り出し流路32を形成するものであり、浴槽などの供給部に連通し、気体が溶解した液体5を供給部に供給する。   As shown in FIG. 7, the outflow pipe connection portion 13 includes one end portion of the outflow pipe 24 that forms the take-out flow path 32 together with the outflow pipe connection portion 13 that sends the liquid 5 to a supply portion such as a bathtub. Connected. The outflow pipe 24 forms an extraction flow path 32 downstream of the outflow pipe connection portion 13, communicates with a supply section such as a bathtub, and supplies the liquid 5 in which the gas is dissolved to the supply section.

さらに、溶解タンク2には、溶解タンク2の外側を通って溶解タンク2の上端部と下端部とを接続し、互いに連通させる気体循環経路14が設けられている。気体循環経路14は、後述するように、液体5の生成に際し、溶解タンク2内に貯留している気体を溶解タンク2から一旦取り出した後、溶解タンク2内に戻して循環させるものである。このため、気体循環経路14の一端部14aは、大泡流出防止槽7の上端部に対応する溶解タンク2の上壁部2aに接続され、他端部14bは、気液混合槽6の下端部に接続されている。   Furthermore, the dissolution tank 2 is provided with a gas circulation path 14 that connects the upper end portion and the lower end portion of the dissolution tank 2 through the outside of the dissolution tank 2 and communicates with each other. As will be described later, the gas circulation path 14 is used for temporarily removing the gas stored in the dissolution tank 2 from the dissolution tank 2 and circulating it back into the dissolution tank 2 when the liquid 5 is generated. For this reason, one end part 14 a of the gas circulation path 14 is connected to the upper wall part 2 a of the dissolution tank 2 corresponding to the upper end part of the large bubble outflow prevention tank 7, and the other end part 14 b is the lower end of the gas-liquid mixing tank 6. Connected to the department.

さらにまた、溶解タンク2には、上壁部2aにおいて、気液分離槽8の上端部に対応する部分に気体放出弁15が設けられている。気体放出弁15は、液体5の生成に際し、気液分離槽8における液体5の液面の高さに追随して浮沈し、上下方向に移動可能なフロートを有し、液面の高さの変化にともないフロートが上下動することによって、溶解タンク2内に貯留している気体の放出と停止を行うものである。溶解タンク2の上壁部2aにおいて気体放出弁15が設けられる部分は、気液分離槽8の上端部に対応し、図2に示したように、大泡流出防止槽7と気液分離槽8との境界部16から、境界部16に対向する溶解タンク2の上壁部2aの端縁部に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面部2cとされている。   Furthermore, the dissolution tank 2 is provided with a gas release valve 15 in a portion corresponding to the upper end portion of the gas-liquid separation tank 8 in the upper wall portion 2a. The gas release valve 15 has a float that floats and sinks following the liquid level of the liquid 5 in the gas-liquid separation tank 8 when the liquid 5 is generated, and is movable in the vertical direction. When the float moves up and down with the change, the gas stored in the dissolution tank 2 is released and stopped. The portion of the upper wall 2a of the dissolution tank 2 where the gas release valve 15 is provided corresponds to the upper end of the gas-liquid separation tank 8, and as shown in FIG. 2, the large bubble outflow prevention tank 7 and the gas-liquid separation tank 8 is an inclined surface portion 2c that is inclined obliquely downward from the boundary portion 16 to the edge portion of the upper wall portion 2a of the dissolution tank 2 facing the boundary portion 16.

上記のとおりの溶解タンク2は、また、高さ方向の中央部よりやや下側において分割され、上側を上部ユニット17、下側を下部ユニット18としている。第1仕切り壁3は、上部ユニット17に一体に組み込まれ、第2仕切り壁4は、ここに設けられた縦リブ9および突出部10を含めて下部ユニット18に一体に組み込まれている。また、上部ユニット17の下端縁部および下部ユニット18の上端縁部には、外側方に突出して延びるフランジ部19、20が設けられている。溶解タンク2は、フランジ部19、20を互いに重ね合わせ、重なり合うフランジ部19、20の所定の部位においてボルトにより、また、必要に応じてナットを用い、上部ユニット17と下部ユニット18を締結することによって組み立てられ、一体となる。   The dissolution tank 2 as described above is also divided slightly below the center in the height direction, with the upper unit 17 being the upper side and the lower unit 18 being the lower side. The first partition wall 3 is integrally incorporated in the upper unit 17, and the second partition wall 4 is integrally incorporated in the lower unit 18 including the vertical ribs 9 and the protrusions 10 provided here. Further, flange portions 19 and 20 are provided on the lower end edge portion of the upper unit 17 and the upper end edge portion of the lower unit 18 so as to protrude outward. The melting tank 2 is configured to fasten the upper unit 17 and the lower unit 18 with bolts at predetermined portions of the overlapping flange portions 19 and 20 by using bolts and, if necessary, nuts, by overlapping the flange portions 19 and 20 with each other. Assemble and unite.

図7に示したように、気体溶解装置1では、上記溶解タンク2は、流入管接続部12において、溶解タンク2の下方に縦列して配置されたポンプ21の吐出側に一端部が接続された流入管22の他端部に接続されている。一端部14aにおいて溶解タンク2の上壁部2aに接続された気体循環経路14は、他端部14bにおいて、流入管22と流入管接続部12との接続部に配設された気体循環エジェクタ23に接続されている。   As shown in FIG. 7, in the gas dissolving apparatus 1, the melting tank 2 has one end connected to the discharge side of a pump 21 arranged in a column below the dissolving tank 2 in the inflow pipe connecting portion 12. The other end of the inflow pipe 22 is connected. The gas circulation path 14 connected to the upper wall portion 2a of the dissolution tank 2 at one end portion 14a is connected to the gas circulation ejector 23 disposed at the connection portion between the inflow pipe 22 and the inflow pipe connection portion 12 at the other end portion 14b. It is connected to the.

ポンプ21の吸い込み側には、浴槽などの供給部に連通して一端部が接続された吸い込み配管25の他端部が接続されている。吸い込み配管25の一端部は、たとえば浴槽の場合、浴槽内の湯水を吸い込むために浴槽内部に連通する吸込口26に連通し、一端部が流出管接続部13に接続された流出管24の他端部は、浴槽内部に連通し、浴槽内に空気が溶解した湯水を吐出するための吐出口27に連通している。図には、吸込口26と吐出口27をともに備えた吸い込み・吐出プラグ28を例示している。吸い込み・吐出プラグ28は、たとえば、浴槽の槽壁部に取り付けられるものであり、吸込口26から吸い込み配管25に連通する第1流路と、吐出口27から流出管24に連通する第2流路とを備えている。これら第1流路および第2流路は、吸い込み・吐出プラグ28において互いに独立しており、相互に連通してはいない。 The suction side of the pump 21 is connected to the other end of the suction pipe 25 which is connected to a supply unit such as a bathtub and connected to one end. For example, in the case of a bathtub, one end of the suction pipe 25 communicates with the suction port 26 communicating with the inside of the bathtub to suck hot water in the bathtub, and the other end of the outflow pipe 24 connected to the outflow pipe connecting portion 13. The end portion communicates with the inside of the bathtub, and communicates with the discharge port 27 for discharging hot water in which the air is dissolved in the bathtub. FIG. 7 illustrates a suction / discharge plug 28 having both the suction port 26 and the discharge port 27. The suction / discharge plug 28 is attached to, for example, a tank wall of a bathtub, and has a first flow path communicating from the suction port 26 to the suction pipe 25 and a second flow communicating from the discharge port 27 to the outflow pipe 24. And road. The first flow path and the second flow path are independent from each other in the suction / discharge plug 28 and do not communicate with each other.

また、気体溶解装置1では、溶解タンク2内に流体とともに気体を供給するために、気体放出弁15の気体放出部付近に気体供給口29を配置するとともに、ポンプ21の吸い込み側と吸い込み配管25との接続部付近に気体導入エジェクタ30を介設することができる。気体供給口29と気体導入エジェクタ30とは気体導入配管31を介して連通接続される。   Further, in the gas dissolving device 1, a gas supply port 29 is disposed in the vicinity of the gas discharge portion of the gas discharge valve 15 in order to supply the gas together with the fluid into the dissolution tank 2, and the suction side of the pump 21 and the suction pipe 25. The gas introduction ejector 30 can be interposed in the vicinity of the connecting portion. The gas supply port 29 and the gas introduction ejector 30 are connected in communication via a gas introduction pipe 31.

このような気体溶解装置1では、気体が溶解した液体5において空気などの溶質となる気体が、運転前に溶解タンク2内に加圧されて貯留している。ポンプ21を作動させ、運転を開始すると、浴槽内の湯水などの、液体5において溶媒となる流体が吸込口26から吸い込まれる。吸い込まれた流体は、吸い込み配管25および流入管22を通じて溶解タンク2の気液混合槽6に、その下部から供給され、気液混合槽6に噴出する。この流体の噴出は、ポンプ21によって所定の圧力に加圧されていることによって起こるものである。なお、流体は、気液混合槽6に導入するに先立って、溶解タンク2内に貯留している気体と同じ種類の気体と混合して気液混合流体としておくこともでき、この場合、気液混合槽6には気液混合流体が噴出する。以下、流体単独および気液混合流体をまとめて「流体」と記載する。   In such a gas dissolution apparatus 1, a gas that becomes a solute such as air in the liquid 5 in which the gas is dissolved is pressurized and stored in the dissolution tank 2 before operation. When the pump 21 is operated and the operation is started, a fluid that becomes a solvent in the liquid 5 such as hot water in the bathtub is sucked from the suction port 26. The sucked fluid is supplied from the lower part to the gas-liquid mixing tank 6 of the dissolution tank 2 through the suction pipe 25 and the inflow pipe 22 and is ejected to the gas-liquid mixing tank 6. This ejection of fluid is caused by being pressurized to a predetermined pressure by the pump 21. In addition, prior to introducing the fluid into the gas-liquid mixing tank 6, the fluid can be mixed with the same type of gas as the gas stored in the dissolution tank 2 to form a gas-liquid mixed fluid. A gas-liquid mixed fluid is ejected into the liquid mixing tank 6. Hereinafter, the fluid alone and the gas-liquid mixed fluid are collectively referred to as “fluid”.

流体は、図1−5に示した気液混合槽6に、溶解タンク2の上壁部2aの内面に向かって噴出して流入する。このとき、流体は、溶解タンク2の上壁部2aや第1仕切り壁3に衝突し、跳ね返り、次第に気液混合槽6の底部に溜まっていく。また、上壁部2aの内面に衝突し、跳ね返る流体は、気液混合槽6に貯留する流体の液面に衝突し、流体を攪拌する。   The fluid jets and flows into the gas-liquid mixing tank 6 shown in FIG. 1-5 toward the inner surface of the upper wall 2a of the dissolution tank 2. At this time, the fluid collides with the upper wall portion 2 a and the first partition wall 3 of the dissolution tank 2, rebounds, and gradually accumulates at the bottom of the gas-liquid mixing tank 6. In addition, the fluid that collides with the inner surface of the upper wall portion 2a and rebounds collides with the liquid surface of the fluid stored in the gas-liquid mixing tank 6 to stir the fluid.

このときの攪拌などによって、溶解タンク2内に貯留している気体と流体が混合され、また、流体が気液混合流体である場合、気液混合流体中の気体も合わせて気体と流体が混合され、気体の溶解が促進されて気体が溶解した液体5が生成される。これは、攪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攪拌による均一化によって低減され、気体の流体への溶解速度が上昇することによる。   The gas and fluid stored in the dissolution tank 2 are mixed by stirring at this time, and when the fluid is a gas-liquid mixed fluid, the gas and the fluid are mixed together with the gas in the gas-liquid mixed fluid. Then, the dissolution of the gas is promoted, and the liquid 5 in which the gas is dissolved is generated. This is because the gas mixed as bubbles in the fluid is subdivided by shearing by agitation, and the surface area in contact with the fluid increases, and the dissolved concentration of the gas near the liquid surface is reduced by homogenization by agitation. This is due to an increase in the dissolution rate of the liquid into the fluid.

このようにして気体が溶解した液体5は、第1仕切り壁3の下端3aと溶解タンク2の底壁部2bとの間の隙間を流路として大泡流出防止槽7に流入し、次第に大泡流出防止槽7に溜まっていく。液体5は、溶解タンク2の底部において大泡流出防止槽7に流入するため、液体5中への大きな気泡の混入が抑制される。   The liquid 5 in which the gas is dissolved in this way flows into the large bubble outflow prevention tank 7 using the gap between the lower end 3a of the first partition wall 3 and the bottom wall portion 2b of the dissolution tank 2 as a flow path, and gradually increases. It accumulates in the bubble outflow prevention tank 7. Since the liquid 5 flows into the large bubble outflow prevention tank 7 at the bottom of the dissolution tank 2, mixing of large bubbles into the liquid 5 is suppressed.

大泡流出防止槽7において液体5の液面が第2仕切り壁4の上端4aを越えると、液体5は気液分離槽8に流入する。このように、気液分離槽8では、第2仕切り壁4によって液体5が溶解タンク2から外部に流出する前に、液体5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、大きな気泡は浮力によって上昇し、液面において破裂する。その結果、気液分離が促進される。しかも、液体5の流れは第2仕切り壁4の上端4a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、液体5が第2仕切り壁4を乗り越えるときにも気液分離が促進される。   When the liquid level of the liquid 5 exceeds the upper end 4 a of the second partition wall 4 in the large bubble outflow prevention tank 7, the liquid 5 flows into the gas-liquid separation tank 8. Thus, in the gas-liquid separation tank 8, before the liquid 5 flows out from the dissolution tank 2 to the outside by the second partition wall 4, the flow of the liquid 5 is lifted to the vicinity of the liquid surface, which is the gas-liquid interface. Large bubbles rise by buoyancy and burst at the liquid level. As a result, gas-liquid separation is promoted. Moreover, since the flow of the liquid 5 is a flow that passes over the upper end 4a of the second partition wall 4, it is a flow that passes through the liquid surface, and gas-liquid separation is also promoted when the liquid 5 passes over the second partition wall 4. .

また、気液分離槽8には、溶解タンク2の底部2dに流出管接続部13が接続されているので、未溶解の気体による気泡が液体5中に混合されていたとしても、液面付近に存在する大きな気泡の流出を抑制することができる。気泡は、貯留する液体5の上側ほど密に存在し、液面付近の大きな気泡は、底壁部2b付近にはあまり存在しない。液体5は、溶解タンク2の底部から流出管接続部13を通じて溶解タンク2の外部に流出し、取り出されるため、大きな気泡の流出が抑制される。   Moreover, since the outflow pipe connection part 13 is connected to the bottom part 2d of the dissolution tank 2 in the gas-liquid separation tank 8, even if bubbles due to undissolved gas are mixed in the liquid 5, the vicinity of the liquid level It is possible to suppress the outflow of large bubbles present in the. Bubbles are present densely toward the upper side of the liquid 5 to be stored, and large bubbles near the liquid surface do not exist so much near the bottom wall 2b. Since the liquid 5 flows out from the bottom of the dissolution tank 2 to the outside of the dissolution tank 2 through the outflow pipe connecting portion 13 and is taken out, the outflow of large bubbles is suppressed.

流出管接続部13を通じて溶解タンク2の外部に流出する液体5は、図に示した流出管24を経て吐出口27から浴槽などの供給部に送り出される。 Liquid 5 to flow out of the mixing tank 2 through the outlet pipe connecting part 13 is fed from the discharge port 27 through the outflow pipe 24 shown in FIG. 7 to the supply unit such as a bathtub.

また、気体溶解装置1では、運転中に、溶解タンク2内の、気体循環経路14の一端部14aおよび他端部14bの両端付近に圧力差が生じる。溶解タンク2の上端部に臨む一端部14a付近の圧力は溶解タンク2の下端部に臨む他端部14b付近の圧力よりも高い。この圧力差にしたがって、また、気体循環エジェクタ23によって、溶解タンク2内の上部などに貯留している未溶解の気体は吸引され、一端部14aから他端部14bへと気体循環経路14を流れ、溶解タンク2の気液混合槽6に送り出される。   Further, in the gas dissolving apparatus 1, during operation, a pressure difference is generated near both ends of the one end portion 14a and the other end portion 14b of the gas circulation path 14 in the dissolving tank 2. The pressure in the vicinity of one end portion 14 a facing the upper end portion of the dissolution tank 2 is higher than the pressure in the vicinity of the other end portion 14 b facing the lower end portion of the dissolution tank 2. In accordance with this pressure difference, the gas circulation ejector 23 sucks the undissolved gas stored in the upper part of the dissolution tank 2 and flows through the gas circulation path 14 from the one end portion 14a to the other end portion 14b. , And sent out to the gas-liquid mixing tank 6 of the dissolution tank 2.

このように、気体溶解装置1では、溶解タンク2内に貯留している気体を循環させながら流体に溶解させることができる。気体循環経路14を経て流体に導入される気体は気泡として流体に取り込まれ、流体との接触面積は大きく、気体の溶解効率が高くなる。また、未溶解の気体を溶解タンク2の上端部から気体循環経路14に取り出すので、未溶解の気体がなくなるまで気体の循環を行うことができ、長時間の循環運転が可能となる。しかも、未溶解の気体を流体に溶解させる分、流体の体積流量が増加し、流速が速くなるので、気液の攪拌がさらに良好に行われ、気体の溶解効率の向上が促進されるとともに、大きな気泡を消滅させるのに有効となる。また、気体循環経路14の他端部14bは溶解タンク2の下端部に臨んでいるので、溶解タンク2内における流体と気体の接触距離をある程度確保することができ、気液接触時間が十分に確保され、気体の溶解効率の向上がさらに促進される。このようにして気体の溶解効率が高まるため、気体と流体の接触時間をさほど長くする必要がなく、したがって、流体の経路を短縮することができ、気体溶解装置1は小型化されている。   Thus, in the gas dissolving device 1, the gas stored in the dissolution tank 2 can be dissolved in the fluid while circulating. The gas introduced into the fluid through the gas circulation path 14 is taken into the fluid as bubbles, the contact area with the fluid is large, and the gas dissolution efficiency is increased. Further, since the undissolved gas is taken out from the upper end of the dissolution tank 2 to the gas circulation path 14, the gas can be circulated until there is no undissolved gas, and a long-time circulation operation is possible. Moreover, since the volume flow rate of the fluid is increased and the flow rate is increased by dissolving the undissolved gas in the fluid, the gas-liquid stirring is further improved, and the improvement of the gas dissolution efficiency is promoted. This is effective for eliminating large bubbles. Further, since the other end portion 14b of the gas circulation path 14 faces the lower end portion of the dissolution tank 2, the contact distance between the fluid and the gas in the dissolution tank 2 can be secured to some extent, and the gas-liquid contact time is sufficient. It is ensured, and the improvement of the gas dissolution efficiency is further promoted. Since the gas dissolution efficiency is increased in this way, it is not necessary to lengthen the contact time between the gas and the fluid so much, so that the fluid path can be shortened, and the gas dissolution apparatus 1 is downsized.

そして、気体溶解装置1では、取り出し流路32の溶解タンク2側の一端部32aである流出管接続部13は、上記のとおり、溶解タンク2内の気液分離槽8を下方に流れる液体5の流れの方向に対して略直角方向を向いて溶解タンク2の底部2dに接続されているので、流出管接続部13は、溶解タンク2の底部2dにおいて外側方に延びており、気体溶解装置1全体の小型化を促進させる。   In the gas dissolving apparatus 1, the outflow pipe connecting portion 13, which is the one end portion 32 a on the dissolving tank 2 side of the take-out flow path 32, is the liquid 5 that flows downward through the gas-liquid separation tank 8 in the dissolving tank 2 as described above. Is connected to the bottom 2d of the dissolution tank 2 so as to face in a direction substantially perpendicular to the flow direction, the outflow pipe connecting portion 13 extends outward at the bottom 2d of the dissolution tank 2, and the gas dissolution apparatus 1. Promote downsizing of the whole.

一方、溶解タンク2内の気液分離槽8からの液体5の流出方向と液体5の取り出し方向は、上記のとおりの流出管接続部13の接続によって一致していない。しかしながら、液体5の溶解タンク2からの流出口33側において、流出管接続部13には、その内底面から起立する整流リブ34が設けられているので、整流リブ34によって、取り出し流路32を流れる液体5に旋回流が発生するのを抑制することができる。図8に示したように、整流リブ34は、溶解タンク2の流出口33から流出する液体5の旋回しようとする流れに対し抵抗となり、旋回流の発生を阻止する。このため、取り出し流路32を形成する流出管接続部13および流出管24を流れる液体5には旋回流が発生しにくくなり、その結果、液体5中の微細気泡は合一しにくくなり、分散したまま流出管接続部13および流出管24を流れ、溶解タンク2から取り出した液体5中に大きな気泡が混入するのを抑制することができる。なお、整流リブ34を設けずに、液体5に旋回流が発生した場合、液体5中の微細気泡は、流出管24において、管壁近傍部分と比較して流速の遅い中心部分に集まり、中心部分で合一し、大きな気泡となって流出してしまうことになる。   On the other hand, the outflow direction of the liquid 5 from the gas-liquid separation tank 8 in the dissolution tank 2 does not coincide with the outflow direction of the liquid 5 due to the connection of the outflow pipe connecting portion 13 as described above. However, on the outlet 33 side of the liquid 5 from the dissolution tank 2, the outlet pipe connecting portion 13 is provided with a rectifying rib 34 standing up from the inner bottom surface thereof. It is possible to suppress the generation of a swirling flow in the flowing liquid 5. As shown in FIG. 8, the rectifying rib 34 becomes a resistance against the flow of the liquid 5 that flows out from the outlet 33 of the dissolution tank 2 and turns and prevents the generation of the swirling flow. For this reason, it is difficult for the swirling flow to occur in the liquid 5 flowing through the outflow pipe connecting portion 13 and the outflow pipe 24 that form the take-out flow path 32. As a result, the fine bubbles in the liquid 5 are difficult to coalesce and are dispersed. The large bubbles can be prevented from flowing into the liquid 5 taken out from the dissolution tank 2 through the outflow pipe connecting portion 13 and the outflow pipe 24 as it is. If a swirl flow is generated in the liquid 5 without providing the flow regulating rib 34, the fine bubbles in the liquid 5 gather in the central portion of the outflow pipe 24 where the flow velocity is lower than that in the vicinity of the tube wall. It will unite at the part and will flow out as a large bubble.

このような整流リブ34による液体5の整流作用は、取り出し流路32による液体5の取り出し方向に対して垂直に起立するときが最も強く、したがって、気体溶解装置1では、上記のとおり、整流リブ34は、取り出し流路32による液体5の取り出し方向に対して垂直に起立しており、また、液体5の取り出し方向と同方向に細長く形成されている。垂直に起立する整流リブ34によって、取り出し流路32を流れる液体5の流れに旋回流が発生するのがより効果的に抑制される。   Such a rectifying action of the liquid 5 by the rectifying rib 34 is strongest when it stands up perpendicularly to the direction in which the liquid 5 is taken out by the take-out flow path 32. Therefore, in the gas dissolving apparatus 1, as described above, the rectifying rib Reference numeral 34 stands upright in the direction in which the liquid 5 is taken out by the take-out flow path 32, and is elongated in the same direction as the direction in which the liquid 5 is taken out. The flow of the liquid 5 flowing through the take-out flow path 32 is more effectively prevented from generating a swirling flow by the straightening ribs 34 that stand vertically.

なお、整流リブ34の大きさについては以下のことを考慮して適宜に設計することができる。   The size of the rectifying rib 34 can be appropriately designed in consideration of the following.

高さhは、圧力損失という観点から、流出管24の口径の半径よりも低くするのが好ましく、こうすることによって、圧力損失を最小に抑えることが可能となる。長さlは、長いほど旋回流の抑制に効果的である。そして、幅wについては、小さいほど圧力損失が低減される。   The height h is preferably lower than the radius of the diameter of the outflow pipe 24 from the viewpoint of pressure loss, and in this way, the pressure loss can be minimized. The longer the length l, the more effective the suppression of the swirling flow. And about the width | variety w, pressure loss is reduced, so that it is small.

また、整流リブ34は、必ずしも一つであることに限られず、液体5の溶解タンク2からの流出口33側において、2列以上の複数列を互いに所定の間隔あけて流出管接続部13の口径方向に並設することもできる。また、液体5の溶解タンク2からの流出口33側よりも液体5の流れに関し下流側に所定の間隔をあけて複数の整流リブ34を縦列させて設けることも可能である。たとえば、流出管24の溶解タンク2側の一端部にも整流リブ34を設けることができる。   In addition, the number of the rectifying ribs 34 is not necessarily limited to one, and at the outlet 33 side of the liquid 5 from the dissolution tank 2, two or more rows are arranged at a predetermined interval from each other in the outflow pipe connecting portion 13. It can also be arranged side by side in the aperture direction. It is also possible to provide a plurality of flow straightening ribs 34 in a row at a predetermined interval downstream from the outlet 33 side of the liquid 5 from the dissolution tank 2 with respect to the flow of the liquid 5. For example, the rectifying rib 34 can be provided at one end of the outflow pipe 24 on the side of the dissolution tank 2.

なお、本発明の気体溶解装置は、上記の気体溶解装置1に限定されない。溶解タンクの構成および構造については、従来公知のものを含め、小型化を可能とする限り、多様なものを採用することができる。また、気体や流体の種類についても特に制限されない。微細気泡発生浴槽を考慮すれば、気体として空気が、また、流体として湯水が例示されるが、気体溶解装置の用途に応じて気体や流体には適宜なものを採用することができる。   The gas dissolving device of the present invention is not limited to the gas dissolving device 1 described above. Regarding the structure and structure of the dissolution tank, various ones can be adopted as long as they can be miniaturized, including conventionally known ones. Also, the type of gas or fluid is not particularly limited. Considering the fine bubble generating bath, air is exemplified as the gas, and hot water is exemplified as the fluid, but any suitable gas or fluid may be employed depending on the use of the gas dissolving apparatus.

1 気体溶解装置
2 溶解タンク
2d 底部
5 液体
32 取り出し流路
32a 一端部
33 流出口
34 整流リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas dissolving apparatus 2 Dissolution tank 2d Bottom part 5 Liquid 32 Taking-out flow path 32a One end part 33 Outflow port 34 Rectification rib

Claims (2)

気体が溶解した液体を生成する溶解タンクを備え、溶解タンクには、その底部において外側方に延びる取り出し流路が接続され、溶解タンク内に流入する流体が溶解タンク内で気体と混合されて前記液体が生成され、生成した液体が溶解タンクの底部から前記取り出し流路に流出する気体溶解装置であって、
取り出し流路の溶解タンク側の一端部は、溶解タンク内を溶解タンクの底部に向かって下方に流れる液体の流れの方向と、取り出し流路内を外側方に曲がれる液体の流れの方向の両方に対して略直角方向を向いて溶解タンクの底部に接続され、取り出し流路の溶解タンク側の一端部における溶解タンクからの液体の流入部分に、溶解タンクから取り出し流路に流れ込む液体の流れが衝突して抵抗となる、取り出し流路の内底面から起立する整流リブが設けられていることを特徴とする気体溶解装置。
A dissolution tank for generating a liquid in which gas is dissolved is provided, and the dissolution tank is connected to a take-out passage extending outward at the bottom thereof, and the fluid flowing into the dissolution tank is mixed with the gas in the dissolution tank, and A gas dissolving device in which a liquid is generated, and the generated liquid flows out from the bottom of the dissolution tank to the take-out flow path,
One end of the take-out channel on the dissolution tank side is in both the direction of the liquid flow that flows downward in the dissolution tank toward the bottom of the dissolution tank and the direction of the liquid flow that bends outward in the take-out flow channel. It is connected to the bottom of the dissolution tank in a direction substantially perpendicular to the dissolution tank, and the liquid flow that flows from the dissolution tank into the extraction flow path collides with the liquid inflow from the dissolution tank at one end of the extraction flow path on the dissolution tank side. And a rectifying rib that stands up from the inner bottom surface of the take-out flow path and serves as a resistance .
整流リブは、取り出し流路による液体の取り出し方向に対して垂直に起立していることを特徴とする請求項1に記載の気体溶解装置。   The gas dissolving device according to claim 1, wherein the rectifying rib is erected in a direction perpendicular to a liquid take-out direction by the take-out flow path.
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