JP2017064590A - Gas dissolution water generation device - Google Patents

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好明 池田
Yoshiaki Ikeda
好明 池田
藤里 哲彦
Tetsuhiko Fujisato
哲彦 藤里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive gas dissolution water generation device capable of continuously stably generating water of dissolving desired gas in the high concentration.SOLUTION: A gas dissolution water generation device of the present invention comprises a pressurization pump 5 for generating pressurized water of mixing nitrogen gas supplied from a gas supply part 1 to treatment object water, a liquid foam generator 7 formed deeper than its opening diameter by opening the uppermost part, a sealed vessel 8 for installing this liquid foam generator on the inside, a nozzle 6a arranged in an upper part of the liquid foam generator 7 and injecting the pressurized water into the liquid foam generator 7 while rolling in the nitrogen gas inside of this sealed vessel 8, a foam generator 10 for supplying primary treatment water W1 discharged from the sealed vessel 8 via a liquid introduction pipe 9, an opening vessel 11 for providing an atmospheric pressure communicating opening part 11a in an upper part and installing the foam generator 10 on the inside and a gas supply pipe 2b installed so that the nitrogen gas can be supplied from the gas supply part 1 to an upper space in this opening vessel 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液体中に溶解している既存のガスを所望のガスに置き換える装置に係り、特に、所望のガスが高濃度に溶解した水を安価に生成することが可能なガス溶解水生成装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for replacing an existing gas dissolved in a liquid with a desired gas, and in particular, a gas-dissolved water generating apparatus capable of generating water in which a desired gas is dissolved at a high concentration at low cost. About.

液体に所望のガスを溶解させてガス溶解液を生成する方法としては、中空糸膜などの膜を利用したガス溶解膜モジュールなどを用いて水素ガスや窒素ガスを溶解し、半導体や精密機器等の製造時に使う洗浄水を生成する方法や、循環ポンプを用いて所望のガスと液体とをスタティックミキサーなどで混合させ、所望のガスを微細化させて高密度に接触させ、さらにその処理液を循環させることにより所望のガスの濃度を高める方法が知られている。
また、酸素ガスが含有されている液体に窒素ガスやヘリウムガス等を吹き込み、その液体に窒素ガスやヘリウムガスを接触させることで、溶存している酸素ガスを液中から気相に拡散させて除去する方法も知られている。
As a method for producing a gas solution by dissolving a desired gas in a liquid, a gas dissolving membrane module using a membrane such as a hollow fiber membrane is used to dissolve hydrogen gas or nitrogen gas, a semiconductor, a precision instrument, etc. A method of generating washing water used in the production of the above, a desired gas and liquid are mixed with a static mixer using a circulation pump, the desired gas is refined and brought into high-density contact, and the treatment liquid is further mixed. A method for increasing the concentration of a desired gas by circulating the gas is known.
In addition, nitrogen gas or helium gas is blown into a liquid containing oxygen gas, and nitrogen gas or helium gas is brought into contact with the liquid to diffuse dissolved oxygen gas from the liquid to the gas phase. Methods for removing it are also known.

このような方法に関する技術としては、例えば、特許文献1に、「窒素ガス溶解水製造方法および窒素ガス溶解水製造システム」という名称で、ガス溶解膜モジュールを用いて窒素ガスを純水又は超純水に溶解させる方法及びそれに用いるシステムに関する発明が開示されている。
ガス溶解膜モジュールを用いてガスを純水等に溶解させてガス溶解水を製造する場合、液相室に供給された純水等の一部が水蒸気となってガス透過膜を透過し、気相室で結露して凝縮水となりガス透過膜の気相室側の表面を覆ってしまう結果、ガス透過膜のうちガスの透過に寄与する有効面積が減少してしまうという不具合が生じる。そこで、特許文献1に開示された「窒素ガス溶解水製造方法」は、気相室で生じた凝縮水を凝縮水排出部に導入し、気相室との接続が遮断された状態で凝縮水排出部に窒素ガスを供給することにより、当該箇所に導入された凝縮水を排出することを特徴とする。
このような方法によれば、凝縮水が効率的に排出されるため、ガス透過膜モジュールの性能の低下を防ぐことができる。
As a technique related to such a method, for example, in Patent Document 1, nitrogen gas is converted into pure water or ultrapure using a gas dissolving membrane module under the name of “nitrogen gas dissolved water manufacturing method and nitrogen gas dissolved water manufacturing system”. An invention relating to a method for dissolving in water and a system used therefor is disclosed.
When gas-dissolved water is produced by dissolving gas in pure water or the like using a gas-dissolving membrane module, a part of the pure water or the like supplied to the liquid phase chamber becomes water vapor and permeates the gas-permeable membrane. As a result of dew condensation in the phase chamber and condensate, which covers the surface of the gas permeable membrane on the gas phase chamber side, the effective area contributing to gas permeation of the gas permeable membrane is reduced. Therefore, the “nitrogen gas dissolved water production method” disclosed in Patent Document 1 introduces condensed water generated in the gas phase chamber into the condensed water discharge portion, and condensate water in a state where the connection with the gas phase chamber is cut off. By supplying nitrogen gas to the discharge part, condensed water introduced into the part is discharged.
According to such a method, since condensed water is efficiently discharged, it is possible to prevent the performance of the gas permeable membrane module from being deteriorated.

また、特許文献2には、「特定ガス溶解水の製造方法、製造装置及び特定ガス溶解水の循環方法」という名称で、電子材料などのウェット洗浄工程で使用される特定ガスを溶解して洗浄効果を高めた、いわゆる特定ガス溶解機能性洗浄水を製造する方法やそれに用いる装置に関する発明が開示されている。
特許文献2に開示された「特定ガス溶解水の製造方法」は、使用済み又は未使用の特定ガス溶解水をガス透過膜モジュールに導入し、その気室を減圧機構を用いて減圧することにより脱気して脱気処理水と特定ガス及び他のガスからなる排出ガスに分離し、さらに排出ガスから特定ガスを回収した後、回収された全ての特定ガスを脱気処理水に溶解することによって特定ガス溶解水を得ることを特徴とする。
このように、特定ガス溶解水に溶解している他のガスを特定ガスとともに脱気して同時に除去した後に、再び特定ガスを溶解させる方法によれば、洗浄水への特定ガスの溶解濃度を高めることができる。
Further, in Patent Document 2, a specific gas used in a wet cleaning process such as an electronic material is dissolved and cleaned under the name of “method for manufacturing specific gas dissolved water, manufacturing apparatus and method for circulating specific gas dissolved water”. An invention relating to a method for producing a so-called specific gas-dissolving functional washing water with enhanced effects and an apparatus used therefor are disclosed.
The “method for producing specific gas-dissolved water” disclosed in Patent Document 2 introduces used or unused specific gas-dissolved water into a gas permeable membrane module and decompresses the air chamber using a decompression mechanism. Degassing and separating the exhaust gas consisting of degassed treated water and specific gas and other gas, and after recovering the specific gas from the exhaust gas, dissolve all the collected specific gas in the degassed treated water To obtain a specific gas-dissolved water.
In this way, after the other gas dissolved in the specific gas-dissolved water is degassed together with the specific gas and simultaneously removed, the specific gas is dissolved again according to the method of dissolving the specific gas in the cleaning water. Can be increased.

さらに、特許文献3には、「脱気水製造装置及び脱気水製造方法」という名称で、半導体や精密機器等を製造する際に洗浄水等として使用される脱気水を製造する方法とそれに用いる装置に関する発明が開示されている。
特許文献3に開示された「脱気水製造装置」は、中空糸膜モジュールと水流センサと乾式真空ポンプとドレン部と排水弁と開閉弁を備えた構造となっている。
このような構造であれば、中空糸膜モジュール内が止水されているときでも、その内部に脱気作用が阻害されるほどの水は溜まらないため、吐水栓が開かれた際に、脱気されていない水が吐水栓から流出するといった不具合が発生することはない。したがって、脱気水の製造を確実に行うことができる。
Furthermore, Patent Document 3 includes a method for producing deaerated water used as cleaning water or the like when producing semiconductors, precision equipment, etc., under the name of “deaerated water producing apparatus and deaerated water producing method”. An invention relating to an apparatus used therefor is disclosed.
The “deaerated water production apparatus” disclosed in Patent Document 3 has a structure including a hollow fiber membrane module, a water flow sensor, a dry vacuum pump, a drain part, a drain valve, and an on-off valve.
With such a structure, even when the inside of the hollow fiber membrane module is stopped, water is not stored in the interior so that the deaeration action is inhibited. Therefore, when the faucet is opened, the hollow fiber membrane module is removed. There is no problem that unintentional water flows out of the faucet. Therefore, it is possible to reliably produce deaerated water.

特開2012−139656号公報JP 2012-139656 A 特開2008−6332号公報JP 2008-6332 A 特開2008−698号公報JP 2008-698 A

しかしながら、上述の従来技術に開示された発明は、液体に所望のガスを溶解させるために、膜モジュールや真空ポンプなどを用いて予め脱気処理を施したり、当該液体を循環させたりしなければならないという課題があった。また、膜モジュール等の素材は時間の稼働時間の経過とともに劣化するため、安定した処理液が得られないという課題もあった。そして、処理能力の低下を防ぐために、当該素材を定期的に交換する必要があるため、経済的でないという課題があった。
一方、真空ポンプを用いる場合、装置内の部分に形成された負圧域から大気圧下へ処理液を取り出すことになるため、その処理に時間がかかり、しかも、処理液の生成量に比して多大なエネルギーを必要とするという課題があった。
However, in the invention disclosed in the above-described prior art, in order to dissolve a desired gas in a liquid, a degassing process must be performed in advance using a membrane module or a vacuum pump, or the liquid must be circulated. There was a problem of not becoming. Moreover, since materials, such as a membrane module, deteriorate with the passage of time, there is a problem that a stable treatment liquid cannot be obtained. And in order to prevent the fall of processing capacity, since the said raw material needs to be replaced | exchanged regularly, there existed a subject that it was not economical.
On the other hand, when a vacuum pump is used, since the processing liquid is taken out from the negative pressure region formed in the part of the apparatus to the atmospheric pressure, the processing takes time, and the amount of the processing liquid is larger than that generated. In other words, there was a problem of requiring a lot of energy.

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、所望のガスが高濃度に溶解した水を連続的に安定して生成することができる安価なガス溶解水生成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such a conventional situation, and an inexpensive gas-dissolved water generating apparatus capable of continuously and stably generating water in which a desired gas is dissolved at a high concentration. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、第1の発明に係るガス溶解水生成装置は、吸引管を介して供給された被処理水にガス供給部から供給されたガスを混合して大気圧よりも高い圧力を示す加圧水を生成する加圧ポンプと、最上部分が開口し、その開口径よりも深く形成される液泡生成器と、耐圧性を有し、この液泡生成器が内部に設置される密閉容器と、液泡生成器の上部に配置され、この密閉容器内のガスを巻き込みながら液泡生成器内に加圧水を噴射するノズルと、このノズルに加圧ポンプから加圧水を供給する液体供給管と、密閉容器から排出された一次処理水が液体導入管を介して供給されるとともに大気圧連通開口部が上部に設けられ一次処理水から二次処理水を生成する開放容器と、この開放容器内の上部空間にガス供給部からガスを供給可能に設置されるガス供給管と、液体導入管に設置される流量調整バルブと、を備え、開放容器の下部には、二次処理水の排出口が設けられたことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a gas-dissolved water generator according to a first aspect of the present invention mixes a gas supplied from a gas supply unit with water to be treated supplied via a suction pipe, and has a pressure higher than atmospheric pressure. A pressure pump that generates pressurized water, a liquid bubble generator that is open at the top and formed deeper than the diameter of the opening, and a sealed container that has pressure resistance and in which the liquid bubble generator is installed. A nozzle that is disposed above the liquid bubble generator and injects pressurized water into the liquid bubble generator while entraining the gas in the closed container; a liquid supply pipe that supplies pressurized water from a pressure pump to the nozzle; and a sealed container The discharged primary treated water is supplied via the liquid introduction pipe, and an atmospheric pressure communication opening is provided at the upper part to generate secondary treated water from the primary treated water, and an upper space in the open container. Supply gas from the gas supply A gas supply pipe that can be installed, and a flow rate adjusting valve that is installed in the liquid introduction pipe, and a discharge port for secondary treated water is provided at the bottom of the open container. is there.

このような構造のガス溶解水生成装置においては、ガス供給部から供給された所望のガスが混合された被処理水が、加圧ポンプによって大気圧より高い圧力状態となるまで加圧され、ノズルから液泡生成器の中央に向かって噴射されることにより、液泡生成器の底部で多量の気泡が発生するとともに、この気泡が液泡生成器内を上昇しながら互いに合体し、容器上部域で液泡に変化した後、溢流する。このとき、被処理水は気液接触面積が増大した状態で高圧のガスと接することになるため、被処理水に所望のガスが高濃度に溶解した一次処理水が生成される。   In the gas-dissolved water generating apparatus having such a structure, the water to be treated in which the desired gas supplied from the gas supply unit is mixed is pressurized by the pressure pump until the pressure is higher than the atmospheric pressure, and the nozzle Are injected toward the center of the liquid bubble generator to generate a large amount of bubbles at the bottom of the liquid bubble generator, and these bubbles merge with each other while rising in the liquid bubble generator to form liquid bubbles in the upper region of the container. After changing, it overflows. At this time, since the water to be treated comes into contact with the high-pressure gas in a state where the gas-liquid contact area is increased, primary treated water in which a desired gas is dissolved in the water to be treated is generated.

この一次処理水は密閉容器内の下部に貯留されるが、上記構造のガス溶解水生成装置においては、流量調整バルブを操作して密閉容器から排出される一次処理水の流量を調整することにより、密閉容器内が所望の圧力状態に維持されるという作用を有する。この場合、液泡生成器内の縮径付近に存在する多量の液泡内のガスの圧力が常に所望の状態に維持されるため、液泡の薄膜水に溶解したガスは、その圧力に比例した濃度となって不要のガスが薄膜水から放散される。   This primary treated water is stored in the lower part of the sealed container, but in the gas-dissolved water generating apparatus having the above structure, the flow rate adjusting valve is operated to adjust the flow rate of the primary treated water discharged from the sealed container. , The inside of the sealed container is maintained at a desired pressure state. In this case, since the pressure of the gas in the large amount of liquid bubbles existing near the reduced diameter in the liquid bubble generator is always maintained in a desired state, the gas dissolved in the thin film water of the liquid bubbles has a concentration proportional to the pressure. As a result, unnecessary gas is released from the thin film water.

さらに、開放容器には大気圧連通開口部が設けられていることから、ガス供給部から開放容器内に供給されたガスの圧力は大気圧と等しくなっている。すなわち、密閉容器内で生成され開放容器内に供給された一次処理水は密閉容器内よりも低い圧力のガスで覆われた状態となるため、ガスの溶解度が低下し、溶解していたガスの一部が放散されるという作用を有する。
また、ガス供給部から開放容器内の上部空間に供給されるガスは、一次処理水の表面を覆うことにより、他の不要なガスが一次処理水中に溶解することを防ぐという作用を有する。
Furthermore, since the open container is provided with an atmospheric pressure communication opening, the pressure of the gas supplied from the gas supply unit into the open container is equal to the atmospheric pressure. That is, since the primary treated water generated in the closed container and supplied into the open container is covered with a gas having a lower pressure than in the closed container, the solubility of the gas is lowered, and the dissolved gas It has the effect that a part is dissipated.
Further, the gas supplied from the gas supply unit to the upper space in the open container covers the surface of the primary treated water, thereby preventing other unnecessary gases from being dissolved in the primary treated water.

また、第2の発明は、第1の発明に係るガス溶解水生成装置において、略回転対象に形成されるとともに回転対称軸の上下方向へ縮径した中空部を有する器体と、この器体の外周壁に固定された泡生成容器と、からなる泡生成器を備え、器体の周壁部には接線方向に開口された液体導入孔が設けられ、中空部の上側の縮径部分に、器体の内部へ流入した液体の旋回流により形成される負圧の気体軸の位置にあわせて回転対称軸の方向に開口された気液噴出孔が設けられ、回転対称軸が鉛直方向と平行をなすように器体が設置された際に、気液噴出孔に対し所定の隙間を設けてパイプが回転対称軸と軸中心が一致するように設置され、泡生成容器は、パイプを内部に挿設可能に泡生成器に設置され、上下の中央に一対の開口部が連通するようにそれぞれ設けられるとともに処理水排出口が下部に設けられ、パイプは、開口部から一端を突出するように泡生成容器内に設置され、泡生成器は、開放容器内に設置されるとともに液体導入管が液体導入孔に接続されたことを特徴とするものである。   Moreover, 2nd invention is the gas dissolved water production | generation apparatus which concerns on 1st invention, The container which has the hollow part reduced in diameter to the up-down direction of the rotational symmetry axis | shaft formed in the rotation object substantially, and this container A foam generating container that is fixed to the outer peripheral wall, and a liquid introducing hole that is opened in a tangential direction is provided in the peripheral wall portion of the container body, and the reduced diameter portion on the upper side of the hollow portion, A gas-liquid jet hole opened in the direction of the rotational symmetry axis is provided in accordance with the position of the negative pressure gas axis formed by the swirling flow of the liquid flowing into the vessel body, and the rotational symmetry axis is parallel to the vertical direction. When the container is installed so as to form a pipe, the pipe is installed with a predetermined gap with respect to the gas-liquid jet hole so that the axis of rotation coincides with the center of the axis. It is installed in the foam generator so that it can be inserted, and a pair of openings communicates with the upper and lower centers. Each is provided with a treated water discharge port at the bottom, the pipe is installed in the foam generation container so that one end protrudes from the opening, and the foam generator is installed in the open container and liquid The introduction pipe is connected to the liquid introduction hole.

このような構造のガス溶解水生成装置においては、密閉容器から液体導入管を通して一次処理水が器体の液体導入孔に供給されると、気液噴出孔に向かって流れる旋回流が器体内に発生し、それに伴う向心力の作用によって、器体内の中心付近に負圧の気体軸が形成される。このとき、円筒軸の中心が気体軸の中心と一致するように設置されているパイプ内の上端に気体軸の負圧が伝わり、ガス供給部から開放容器内の上部空間に供給されるガスがパイプを通して気体軸に吸引される。すなわち、本発明のガス溶解水生成装置においては、泡生成器の液体導入孔から一次処理水を供給するだけで、ガス供給部から供給されるガスが器体内の気体軸に連続的に自吸されるという作用を有する。   In the gas-dissolved water generating apparatus having such a structure, when the primary treated water is supplied from the sealed container through the liquid introduction pipe to the liquid introduction hole of the apparatus body, a swirling flow flowing toward the gas-liquid ejection hole is generated in the apparatus body. Due to the action of the centripetal force that is generated, a negative pressure gas axis is formed near the center of the body. At this time, the negative pressure of the gas shaft is transmitted to the upper end of the pipe installed so that the center of the cylindrical shaft coincides with the center of the gas shaft, and the gas supplied from the gas supply unit to the upper space in the open container It is sucked into the gas shaft through the pipe. That is, in the gas-dissolved water generating device of the present invention, the gas supplied from the gas supply unit is continuously self-primed by the gas shaft inside the container simply by supplying the primary treated water from the liquid introduction hole of the foam generator. Has the effect of being

また、連続的に気体軸に吸引されたガスは、気液噴出孔から排出される旋回流の一次処理水と気体軸に吸引されたガスにより、気液噴出孔から旋回流が噴射された瞬間に泡生成容器内で多量の液泡が生成されるという作用を有する。
この場合、旋回流の一次処理水は液泡表面の薄膜水を形成することになり、気液接触面積が増大するため、薄膜水に液泡内のガスが吸収されるとともに、薄膜水に溶存し得ないガスが液泡の内外へ放散されるという作用を有する。さらに、液泡内に放散されたガスは、液泡が泡生成容器の開口部と処理水排出口から溢流して破裂する際に、開放容器の大気圧連通開口部から大気中へと拡散されるという作用を有する。
このように、本発明のガス溶解水生成装置においては、第1の発明の作用に加えて、密閉容器から開放容器内に供給された一次処理水を泡生成器が液泡の薄膜水に変化させるという作用を有する。
Further, the gas continuously sucked into the gas shaft is the moment when the swirling flow is injected from the gas-liquid jet hole by the swirling primary treated water discharged from the gas-liquid jet hole and the gas sucked into the gas shaft. In addition, a large amount of liquid bubbles is generated in the bubble generating container.
In this case, the primary treated water in the swirling flow forms thin film water on the surface of the liquid foam, and the gas-liquid contact area increases, so that the gas in the liquid foam is absorbed into the thin film water and can be dissolved in the thin film water. This has the effect that no gas is diffused into and out of the liquid bubble. Furthermore, the gas diffused in the liquid bubbles is diffused from the atmospheric pressure communication opening of the open container to the atmosphere when the liquid bubbles overflow and burst from the opening of the foam generation container and the treated water discharge port. Has an effect.
As described above, in the gas-dissolved water generating apparatus of the present invention, in addition to the action of the first invention, the foam generator changes the primary treated water supplied from the sealed container into the open container to the liquid foam thin film water. It has the action.

第3の発明は、第1の発明又は第2の発明に係るガス溶解水生成装置において、ガス供給部に一端が接続されるとともに他端が吸引管に設けられた細孔に接続されるガス自吸管を備えたことを特徴とするものである。
このような構造のガス溶解水生成装置においては、第1の発明又は第2の発明の作用に加え、加圧ポンプを稼動すると、吸引管から被処理水が吸引されてガス自吸管内に負圧が加わるため、ガス供給部から自吸されたガスが加圧ポンプの吸込側へ被処理水とともに供給されるという作用を有する。
3rd invention is the gas dissolved water production | generation apparatus which concerns on 1st invention or 2nd invention, One end is connected to a gas supply part, and the other end is connected to the pore provided in the suction pipe A self-priming tube is provided.
In the gas-dissolved water generating apparatus having such a structure, in addition to the operation of the first invention or the second invention, when the pressurizing pump is operated, the water to be treated is sucked from the suction pipe and is negatively introduced into the gas self-priming pipe. Since the pressure is applied, the self-sucked gas from the gas supply unit is supplied to the suction side of the pressurizing pump together with the water to be treated.

以上説明したように、第1の発明に係るガス溶解水生成装置によれば、被処理水にガスを溶解させる際に、膜モジュールや真空ポンプ等を使用する場合とは異なり、劣化に伴う処理能力の低下や交換等の保守費用が発生しないため、所望のガスが高濃度に溶解した水を連続的に安定して、かつ、安価に生成することが可能である。   As described above, according to the gas-dissolved water generating apparatus according to the first invention, when gas is dissolved in the water to be treated, unlike the case of using a membrane module, a vacuum pump, or the like, treatment associated with deterioration. Since maintenance costs such as a decrease in capacity and replacement are not generated, water in which a desired gas is dissolved at a high concentration can be continuously generated stably and at a low cost.

第2の発明に係るガス溶解水生成装置では、開放容器内で液泡の薄膜水となって気液接触面積が増大した一次処理水が高圧のガスと接することになり、不要な溶解ガスが効率よく放散されるため、所望のガスが高濃度に溶解した水を連続的に安定して生成できるという第1の発明の効果がより一層発揮される。   In the gas-dissolved water generating apparatus according to the second aspect of the present invention, the primary treated water that has become a gas-foam thin film water in the open container and has an increased gas-liquid contact area comes into contact with the high-pressure gas. Since it is well diffused, the effect of the first invention that the water in which the desired gas is dissolved at a high concentration can be continuously produced stably is further exhibited.

第3の発明に係るガス溶解水生成装置によれば、第1の発明又は第2の発明の効果に加えて、ガス供給部から送られたガスと被処理水が簡単な構造によって容易に混合されるため、装置の製造コストが削減されるという効果を奏する。   According to the gas dissolved water generating apparatus according to the third invention, in addition to the effects of the first invention or the second invention, the gas sent from the gas supply unit and the water to be treated are easily mixed with a simple structure. Therefore, the manufacturing cost of the device is reduced.

本発明の実施の形態に係るガス溶解水生成装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the gas dissolved water production | generation apparatus which concerns on embodiment of this invention. ノズルより噴射された加圧水が液泡生成器の中央底部に供給される様子を表した模式図である。It is the schematic diagram showing a mode that the pressurized water injected from the nozzle was supplied to the center bottom part of a liquid bubble generator. 泡生成器の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the foam generator. 図3に示した泡生成器の変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the foam generator shown in FIG.

本発明のガス溶解水生成装置について、図1〜図4を参照しながら具体的に説明する。なお、本実施例では、窒素ガスを海水に溶解させる場合を想定しているが、溶解させるガスは窒素ガスに限られず、例えば、酸素ガス、水素ガス、オゾンガス、ヘリウムガスなどであっても良い。また、ガスを溶解させる液体も海水に限られない。すなわち、以下に説明する本発明の作用・効果は窒素ガス以外のガスを海水又はそれ以外の液体に溶解させる場合にも同様に発揮される。   The gas dissolved water production | generation apparatus of this invention is demonstrated concretely, referring FIGS. 1-4. In this embodiment, it is assumed that nitrogen gas is dissolved in seawater. However, the gas to be dissolved is not limited to nitrogen gas, and may be, for example, oxygen gas, hydrogen gas, ozone gas, helium gas, or the like. . The liquid that dissolves the gas is not limited to seawater. That is, the action / effect of the present invention described below is also exhibited when a gas other than nitrogen gas is dissolved in seawater or other liquid.

図1に示すように、本発明のガス溶解水生成装置では、吸着剤のガスに対する吸着特性の違いを利用して空気から窒素を取り出すPSA(Pressure Swing Adsorption:圧力変動吸着)装置からなるガス供給部1にガス自吸管2aとガス供給管2bの一端が接続されている。そして、ガス自吸管2の他端は吸引管3に設けられた細孔(図示せず)に接続されており、吸引管3は被処理水W1が貯留される水槽4に一端が接続されるとともに、大気圧よりも高い圧力を示す加圧水を生成する加圧ポンプ5に他端が接続されている。   As shown in FIG. 1, in the gas dissolved water generating apparatus of the present invention, a gas supply comprising a PSA (Pressure Swing Adsorption) apparatus that extracts nitrogen from the air by utilizing the difference in adsorption characteristics of the adsorbent to the gas. The gas self-priming pipe 2a and one end of the gas supply pipe 2b are connected to the part 1. The other end of the gas self-priming pipe 2 is connected to a pore (not shown) provided in the suction pipe 3, and one end of the suction pipe 3 is connected to the water tank 4 in which the water to be treated W1 is stored. At the same time, the other end is connected to a pressurizing pump 5 that generates pressurized water showing a pressure higher than the atmospheric pressure.

加圧ポンプ5の吐出側には、一端に丸穴の噴射口を有するノズル6aが設けられた液体供給管6の他端が接続されるとともに、この液体供給管6の一端の下方には、最上部分が開口し、その開口径よりも深く形成される液泡生成器7が、加圧ポンプ5によって加圧されノズル6aから噴射された加圧水を受けるために設置されている。なお、ノズル6aは、液体供給管6の内部において噴射直前の加圧水の流れに攪乱が生じるように、直角に曲折された液体供給管6の端部に噴射口を下方に向けた状態で取り付けられている。これにより、ノズル6aから噴射された加圧水は周囲の空間の気体を多量に巻き込みながら液泡生成器7に供給されることになる。
一方、液泡生成器7は、上部から溢れた液泡を含む液体を一次処理水W2として貯留可能に、耐圧性を有する密閉容器8に下面を支持棒8bによって支持された状態で収容されている。なお、密閉容器8の排出口8aには、他端が泡生成器10の液体導入孔15b(図3参照)に接続される液体導入管9の一端が接続されている。
The discharge side of the pressurizing pump 5 is connected to the other end of the liquid supply pipe 6 provided with a nozzle 6 a having a round hole injection port at one end, and below the one end of the liquid supply pipe 6, A liquid bubble generator 7 that is open at the top and formed deeper than the opening diameter is installed to receive pressurized water pressurized by the pressure pump 5 and sprayed from the nozzle 6a. The nozzle 6a is attached to the end of the liquid supply pipe 6 bent at a right angle with the injection port facing downward so that the flow of pressurized water just before the injection is disturbed inside the liquid supply pipe 6. ing. As a result, the pressurized water ejected from the nozzle 6a is supplied to the liquid bubble generator 7 while entraining a large amount of gas in the surrounding space.
On the other hand, the liquid bubble generator 7 is stored in a sealed container 8 having pressure resistance so that a liquid containing liquid bubbles overflowing from the upper part can be stored as the primary treated water W2, with the lower surface supported by the support bar 8b. Note that one end of a liquid introduction pipe 9 whose other end is connected to a liquid introduction hole 15 b (see FIG. 3) of the foam generator 10 is connected to the discharge port 8 a of the sealed container 8.

泡生成器10から排出された液体を二次処理水W3として貯留可能に、泡生成器10は、大気圧に連通する開口部11aが上部に設けられた開放容器11に収容されている。また、開放容器11は、二次処理水W3を水槽12へ供給するための供給管13が排出口11bに接続されるとともに、貯留された二次処理水W3の上部の空間を満たすための窒素ガスをガス供給部1から供給可能にガス供給管2bの他端が上部に接続されている。さらに、ガス自吸管2aとガス供給管2bには窒素ガスの流量を調整するバルブ14a,14bがそれぞれ設置されており、液体導入管9には泡生成器10への二次処理水W2の流量を調整するバルブ14cが設置されている。すなわち、密閉容器8は、二次処理水W2の上方を占める気相の圧力を所定の値以下に低下させないために、バルブ14cによって二次処理水W2の流量を調整できる構造となっている。そして、泡生成器10にはフレーム付きパイプ17が内部に設置されている。   The foam generator 10 is accommodated in an open container 11 provided with an opening 11a communicating with the atmospheric pressure so that the liquid discharged from the foam generator 10 can be stored as the secondary treated water W3. In addition, the open vessel 11 is connected to a discharge port 11b for supplying the secondary treated water W3 to the water tank 12, and nitrogen for filling the space above the stored secondary treated water W3. The other end of the gas supply pipe 2b is connected to the upper part so that the gas can be supplied from the gas supply unit 1. Further, valves 14a and 14b for adjusting the flow rate of nitrogen gas are respectively installed in the gas self-priming pipe 2a and the gas supply pipe 2b, and the flow rate of the secondary treated water W2 to the foam generator 10 is set in the liquid introduction pipe 9. A valve 14c for adjusting the pressure is installed. That is, the airtight container 8 has a structure in which the flow rate of the secondary treated water W2 can be adjusted by the valve 14c so as not to lower the pressure of the gas phase occupying the secondary treated water W2 below a predetermined value. The foam generator 10 has a frame-equipped pipe 17 installed therein.

図3に示すように、泡生成器10は、略回転対象に形成されるとともに回転対称軸の上下方向へ縮径した中空部15aを有する器体15と、この器体15の外周壁に固定された泡生成容器16からなる。
器体15の周壁部には接線方向に開口された液体導入孔15bが設けられ、中空部15aの上側の縮径部分には、器体15の内部へ流入した液体の旋回流(図3の矢印参照)により形成される負圧の気体軸の位置にあわせて回転対称軸の方向に開口された上向きの気液噴出孔15cが設けられている。
As shown in FIG. 3, the foam generator 10 is fixed to the outer wall of the container body 15 having a hollow portion 15 a that is formed on a substantially rotating object and has a diameter reduced in the vertical direction of the rotational symmetry axis. The foam generation container 16 is made.
A liquid introduction hole 15b opened in a tangential direction is provided in the peripheral wall portion of the vessel body 15, and the swirling flow of the liquid flowing into the vessel body 15 (see FIG. 3) is formed in the reduced diameter portion on the upper side of the hollow portion 15a. An upward gas-liquid ejection hole 15c opened in the direction of the rotationally symmetric axis is provided in accordance with the position of the negative pressure gas axis formed by the arrow).

上向きの気液噴出孔15cに対し所定の隙間を設けてフレーム付きパイプ17が固定ビス(図示せず)により器体15に取り付けられている。また、泡生成容器16は、上下の中央部に開口部16a,16bが連通するように設けられるとともに、処理水排出口16cが下部の複数個所に設けられている。また、フレーム付きパイプ17は、開口部16aから上端を突出させるようにして泡生成容器16の内部に挿設されている。   A pipe 17 with a frame is attached to the container body 15 by a fixed screw (not shown) with a predetermined gap provided to the upward gas-liquid jet hole 15c. In addition, the foam generation container 16 is provided so that the openings 16a and 16b communicate with the upper and lower central parts, and the treated water discharge ports 16c are provided at a plurality of positions in the lower part. The pipe 17 with the frame is inserted into the foam generation container 16 so that the upper end protrudes from the opening 16a.

このような構造を備えたガス溶解水生成装置の作動方法について説明する。
まず、加圧ポンプ5を稼動させると、吸引管3から被処理水W1が吸引されガス自吸管2a内に負圧が加わる。そのため、バルブ14aを介してガス供給部1から窒素ガスが自吸され、加圧ポンプ5の吸込側へ窒素ガスが混合された状態の被処理水が供給される。この場合、被処理水に窒素ガスを混合させる構造が簡単であるため、装置の製造コストが削減される。
The operation method of the gas dissolved water production | generation apparatus provided with such a structure is demonstrated.
First, when the pressurizing pump 5 is operated, the water W1 to be treated is sucked from the suction pipe 3, and a negative pressure is applied to the gas self-priming pipe 2a. Therefore, nitrogen gas is self-absorbed from the gas supply unit 1 through the valve 14a, and the water to be treated in a state where the nitrogen gas is mixed is supplied to the suction side of the pressurization pump 5. In this case, since the structure in which nitrogen gas is mixed with the water to be treated is simple, the manufacturing cost of the apparatus is reduced.

窒素ガスが混合された被処理水は、加圧ポンプ5によって大気圧より高い圧力状態となるまで加圧され、ノズル6aから液泡生成器7の中央に向かって噴射される。そして、液泡生成器7では、ノズル6aから噴射された加圧水により容器の底部で多量の気泡が発生する。この気泡は液泡生成器7の内部を上昇しながら互いに合体し、容器上部域で液泡に変化した後、溢流する(図2参照)。
このように、ノズル6aから噴射された加圧水は、少なくとも一度は液泡の薄膜水となり液泡生成器7より溢れて排出される。そして、液泡生成器7から溢れて排出された液泡は、窒素ガスが高濃度に溶解した一次処理水W2となって密閉容器8内の下部に貯留される。
このとき、バルブ14cは、密閉容器8の排出口8aから排出される一次処理水W2の流量を調整することで、密閉容器8内を所望の圧力状態に維持するという作用を有する。
なお、液泡生成器7内の縮径付近に存在する多量の液泡内の気体の圧力は、このようにして常に所望の状態に維持されることから、液泡の薄膜水に溶解したガスは、その圧力に比例した濃度となり、不要のガスは薄膜水から放散される。
The water to be treated mixed with nitrogen gas is pressurized by the pressure pump 5 until it reaches a pressure higher than the atmospheric pressure, and is sprayed from the nozzle 6 a toward the center of the liquid bubble generator 7. In the liquid bubble generator 7, a large amount of bubbles are generated at the bottom of the container by the pressurized water sprayed from the nozzle 6a. The bubbles merge with each other while rising inside the liquid bubble generator 7 and change into liquid bubbles in the upper region of the container and then overflow (see FIG. 2).
In this way, the pressurized water ejected from the nozzle 6 a becomes liquid foam thin film water at least once and overflows and is discharged from the liquid foam generator 7. And the liquid bubble overflowed and discharged | emitted from the liquid bubble generator 7 becomes the primary treated water W2 which nitrogen gas melt | dissolved in high concentration, and is stored by the lower part in the airtight container 8. FIG.
At this time, the valve 14c has an effect of maintaining the inside of the sealed container 8 in a desired pressure state by adjusting the flow rate of the primary treated water W2 discharged from the discharge port 8a of the sealed container 8.
In addition, since the pressure of the gas in a large amount of liquid bubbles existing in the vicinity of the reduced diameter in the liquid bubble generator 7 is always maintained in a desired state in this way, the gas dissolved in the thin film water of the liquid bubbles is The concentration is proportional to the pressure, and unnecessary gas is released from the thin film water.

密閉容器8から液体導入管9を通して一次処理水W2が泡生成器10の器体15に設けられた液体導入孔15bに供給されると、図3に矢印で示すように、気液噴出孔15cに向かって流れる旋回流が器体15の内部に発生し、それに伴う向心力の作用によって、器体15内の中心付近に負圧の気体軸が形成される。
このとき、図3に示すように、フレーム付きパイプ17が気体軸の中心に円筒軸の中心を一致させるように設置されていることから、フレーム付きパイプ17内の上端に気体軸の負圧が伝わり、ガス供給部1からガス供給管2bを通して開放容器11(図1を参照)の内部の上部空間に供給される窒素ガスがフレーム付きパイプ17を通して気体軸に吸引される。すなわち、泡生成器10は、液体導入孔15bから一次処理水W2を供給するだけで、窒素ガスが器体15内の気体軸に連続的に自吸されるという作用を有する。したがって、前述したとおり、フレーム付きパイプ17の上端は、窒素ガスが存在する開放容器11(図1参照)内の上部空間(気相)に開放され、あるいはこのような気相を形成する容器などに接続されるように、泡生成器10よりも上方に突出した状態で設置されることが望ましい。
When the primary treated water W2 is supplied from the sealed container 8 through the liquid introduction pipe 9 to the liquid introduction hole 15b provided in the container body 15 of the foam generator 10, as shown by the arrow in FIG. A swirling flow that flows toward the inside of the container body 15 is generated inside, and a negative pressure gas axis is formed near the center in the container body 15 by the action of the centripetal force.
At this time, as shown in FIG. 3, since the pipe 17 with the frame is installed so that the center of the cylindrical axis coincides with the center of the gas axis, the negative pressure of the gas axis is applied to the upper end in the pipe 17 with the frame. The nitrogen gas supplied from the gas supply unit 1 to the upper space inside the open container 11 (see FIG. 1) through the gas supply pipe 2b is sucked into the gas shaft through the pipe 17 with the frame. That is, the foam generator 10 has an effect that nitrogen gas is continuously self-sucked by the gas shaft in the vessel body 15 only by supplying the primary treated water W2 from the liquid introduction hole 15b. Therefore, as described above, the upper end of the pipe 17 with the frame is opened to the upper space (gas phase) in the open container 11 (see FIG. 1) in which nitrogen gas exists, or a container that forms such a gas phase. It is desirable to install in the state which protruded upwards rather than the bubble generator 10 so that it may be connected to.

また、連続的に気体軸に吸引された窒素ガスは、水面までの距離が近いために上向きの気液噴出孔15cから多く排出される。その結果、上向きの気液噴出孔15cから排出される旋回流の一次処理水W2と気体軸に吸引された窒素ガスにより、上向きの気液噴出孔15cから旋回流が噴射された瞬間に泡生成容器16内で多量の液泡が生成される。
この場合、旋回流の一次処理水W2が液泡表面の薄膜水を形成し、気液接触面積が増大するため、薄膜水に液泡内の窒素ガスが吸収されるとともに、薄膜水に溶存し得ないガスが液泡の内外へ放散される。そして、液泡内に放散されたガスは、液泡が泡生成容器16の開口部16aと処理水排出口16cから溢流して破裂する際に、開放容器11の大気圧連通開口部11aから大気中へと拡散される。
Further, a large amount of nitrogen gas continuously sucked into the gas shaft is discharged from the upward gas-liquid jet hole 15c because the distance to the water surface is short. As a result, bubbles are generated at the moment when the swirling flow is ejected from the upward gas-liquid ejection hole 15c by the swirling primary treated water W2 discharged from the upward gas-liquid ejection hole 15c and the nitrogen gas sucked into the gas shaft. A large amount of liquid bubbles is generated in the container 16.
In this case, since the primary treated water W2 of the swirl flow forms thin film water on the surface of the liquid bubble and the gas-liquid contact area increases, the thin film water absorbs nitrogen gas in the liquid bubble and cannot be dissolved in the thin film water. Gas is released into and out of the liquid bubble. And the gas diffused in the liquid bubbles flows into the atmosphere from the atmospheric pressure communication opening 11a of the open container 11 when the liquid bubbles overflow and burst from the opening 16a of the foam generation container 16 and the treated water discharge port 16c. And diffused.

なお、一次処理水W2に対して窒素ガス以外のガスが接触していると、そのガスが一次処理水W2に溶解してしまうおそれがある。そのため、上記構造のガス溶解水生成装置では、ガス供給部1から開放容器11内の上部空間に窒素ガスを供給する構造となっている。すなわち、ガス供給部1から開放容器11内の上部空間に供給される窒素ガスは、一次処理水W2の表面を覆って、他の不要なガスが一次処理水W2に溶解することを防ぐという作用を有している。   In addition, when gas other than nitrogen gas is contacting with the primary treated water W2, there exists a possibility that the gas may melt | dissolve in the primary treated water W2. Therefore, in the gas dissolved water generating apparatus having the above structure, nitrogen gas is supplied from the gas supply unit 1 to the upper space in the open container 11. That is, the nitrogen gas supplied from the gas supply unit 1 to the upper space in the open container 11 covers the surface of the primary treated water W2 and prevents other unnecessary gases from being dissolved in the primary treated water W2. have.

一方、泡生成容器16の下部に設けられた処理水排出口16cからは窒素ガスが高濃度に溶解した水が二次処理水W3として放出される。このようにして生成された二次処理水W3は開放容器11の排出口11bから排出されて供給管13を経て水槽12に貯留される。   On the other hand, water in which nitrogen gas is dissolved at a high concentration is discharged as secondary treated water W3 from the treated water discharge port 16c provided in the lower part of the foam generating container 16. The secondary treated water W <b> 3 generated in this way is discharged from the discharge port 11 b of the open container 11 and stored in the water tank 12 through the supply pipe 13.

つぎに、本発明のガス溶解水生成装置の作用と効果について説明する。
混合気体と液体が接している場合、混合気体を構成する気体の各分圧に比例して、それぞれの気体が飽和状態になるまで液体に溶解する。
既に述べたように、本発明のガス溶解水生成装置では、加圧ポンプ5によって被処理水W1に窒素ガスが混合された加圧水を密閉容器8内に供給し、加圧水中の窒素ガスの圧力を高い状態に保ったまま、液泡生成器7によって液泡の薄膜水に変化させている。この場合、被処理水W1は気液接触面積が増大した状態で高圧の窒素ガスと接することになるため、被処理水W1に窒素ガスが高濃度に溶解した一次処理水W2が生成される。
Next, the operation and effect of the gas dissolved water generator of the present invention will be described.
When the mixed gas is in contact with the liquid, it dissolves in the liquid until the respective gases are saturated in proportion to each partial pressure of the gas constituting the mixed gas.
As already described, in the gas-dissolved water generating device of the present invention, pressurized water in which nitrogen gas is mixed with the water to be treated W1 is supplied into the sealed container 8 by the pressure pump 5, and the pressure of nitrogen gas in the pressurized water is adjusted. While maintaining a high state, the liquid foam generator 7 changes the liquid to thin film water. In this case, since the to-be-treated water W1 comes into contact with the high-pressure nitrogen gas in a state where the gas-liquid contact area is increased, primary treated water W2 in which the nitrogen gas is dissolved at a high concentration is generated in the to-be-treated water W1.

密閉容器8内で生成された一次処理水W1は開放容器11内に設置された泡生成器10に供給された後、泡生成器10から二次処理水W2として放出される。このとき、開放容器11には大気圧連通開口部11aが設けられていることから、ガス供給部1から開放容器11内に供給された窒素ガスの圧力は大気圧と等しくなっている。すなわち、泡生成容器16で液泡表面の薄膜水となった一次処理水W2は、密閉容器8内の窒素ガスよりも低い圧力の窒素ガスに覆われた状態となる。その結果、ガスの溶解度が低下し、溶解していたガスの一部が放散される。   The primary treated water W1 generated in the sealed container 8 is supplied to the foam generator 10 installed in the open container 11 and then discharged from the foam generator 10 as the secondary treated water W2. At this time, since the open container 11 is provided with the atmospheric pressure communication opening 11a, the pressure of the nitrogen gas supplied from the gas supply unit 1 into the open container 11 is equal to the atmospheric pressure. That is, the primary treated water W <b> 2 that has become thin film water on the surface of the liquid foam in the foam generation container 16 is covered with nitrogen gas having a lower pressure than the nitrogen gas in the sealed container 8. As a result, the solubility of the gas decreases, and a part of the dissolved gas is diffused.

例えば、水温Tのときに被処理水W1に溶存しているガスAとガスBの割合が大気圧下でX(ppm)及びY(ppm)であり、ガスAのみを溶解させた場合の飽和値が2X(ppm)であるとする。そして、密閉容器8内において一次処理水W2に溶存しているガスAとガスBの割合がそれぞれ4X(ppm)及びY(ppm)であり、開放容器11内における二次処理水W3に溶存しているガスBの割合が0.25Y(ppm)であるとすると、ガスAの溶解量は、ガスBの溶解量が減少した分だけ増加するため、二次処理水W3に溶存しているガスAの割合は2X(ppm)を超えない範囲でX(ppm)よりも大きい値となる。   For example, the ratio of the gas A and the gas B dissolved in the water to be treated W1 at the water temperature T is X (ppm) and Y (ppm) under atmospheric pressure, and saturation is obtained when only the gas A is dissolved. It is assumed that the value is 2X (ppm). The ratio of the gas A and the gas B dissolved in the primary treated water W2 in the sealed container 8 is 4X (ppm) and Y (ppm), respectively, and dissolved in the secondary treated water W3 in the open container 11. Assuming that the ratio of the gas B is 0.25Y (ppm), the dissolved amount of the gas A is increased by the amount by which the dissolved amount of the gas B is decreased. Therefore, the gas dissolved in the secondary treated water W3 The ratio of A is a value larger than X (ppm) within a range not exceeding 2X (ppm).

なお、本発明のガス溶解水生成装置を複数台用意して、それらを直列に接続して使用することによれば、上述のガスAの割合をさらに高めることができる。すなわち、1台目のガス溶解水生成装置の水槽12を2台目のガス溶解水生成装置の水槽4として、1台目のガス溶解水生成装置によって生成された二次処理水W3を2台目のガス溶解水生成装置の被処理水W1として使用するのである。仮に、1台目のガス溶解水生成装置によって、水温Tのときに二次処理水W3に溶存するガスBの割合が1/2になるとすれば、2台目のガス溶解水生成装置によって生成される二次処理水W3に溶存するガスBの割合はさらにその1/2となる。そして、複数第のガス溶解水生成装置を用いて、このような処理を連続して行うことによれば、ガスBの溶解量の減少に伴って、二次処理水W3に溶存するガスAの割合は飽和値に近づいていくことになる。   In addition, by preparing a plurality of gas-dissolved water generating apparatuses of the present invention and connecting them in series, the ratio of the gas A can be further increased. That is, the water tank 12 of the first gas-dissolved water generating device is used as the water tank 4 of the second gas-dissolved water generating device, and two secondary treated waters W3 generated by the first gas-dissolved water generating device are used. It is used as the water to be treated W1 of the eye gas-dissolved water generator. If the ratio of the gas B dissolved in the secondary treated water W3 at the water temperature T is halved by the first gas-dissolved water generating device, it is generated by the second gas-dissolved water generating device. The ratio of the gas B dissolved in the secondary treated water W3 to be further reduced to 1/2. And by performing such a process continuously using a plurality of first gas-dissolved water generators, the gas A dissolved in the secondary treated water W3 is reduced as the amount of gas B dissolved decreases. The ratio will approach the saturation value.

以上説明したように、本発明のガス溶解水生成装置においては、被処理水に溶存している不要のガスを所望のガスに置き換えることで、所望のガスが飽和状態に近い値まで高濃度に溶解した水が生成されるという作用を有する。そして、本発明のガス溶解水生成装置では、被処理水にガスを溶解させる際に、膜モジュールや真空ポンプ等を使用しないため、劣化に伴う処理能力の低下や交換等の保守費用が発生することがない。したがって、所望のガスが高濃度に溶解した水を連続的に安定して、かつ、安価に生成することが可能である。   As described above, in the gas dissolved water generating apparatus of the present invention, the unnecessary gas dissolved in the water to be treated is replaced with the desired gas, so that the desired gas has a high concentration up to a value close to saturation. It has the effect that dissolved water is produced. And in the gas dissolved water production | generation apparatus of this invention, when dissolving gas in to-be-processed water, since a membrane module, a vacuum pump, etc. are not used, the maintenance expenses, such as a reduction | decrease of processing capacity accompanying a deterioration and replacement | exchange, generate | occur | produce There is nothing. Therefore, it is possible to continuously and stably produce water in which a desired gas is dissolved at a high concentration.

なお、本実施例では開放容器11内に設置した泡生成器10に対して一次処理水W2を供給しているが、泡生成器10を省略することもできる。このような構造であっても、密閉容器8内において大気圧よりも高い圧力のガスを被処理水W1に接触させることで当該ガスが高濃度に溶解した一次処理水W2を生成した後、開放容器11内で一次処理水W2に接触させるガスの圧力を大気圧まで下げることで一次処理水W2から不要のガスを高い割合で放散させるという上述の作用及びそれに伴う効果は同様に発揮される。ただし、本実施例で示したように、泡生成器10を使用した場合には、開放容器11において一次処理水W2から溶解ガスがさらに効率的に放散されるため、より一層安定した状態で連続的に二次処理水W3を生成することができる。   In addition, although the primary treated water W2 is supplied with respect to the foam generator 10 installed in the open container 11 in a present Example, the foam generator 10 can also be abbreviate | omitted. Even in such a structure, after the primary treated water W2 in which the gas is dissolved at a high concentration is generated by bringing the gas having a pressure higher than the atmospheric pressure into contact with the water to be treated W1 in the sealed container 8, the gas is released. The above-described operation and the accompanying effect of dissipating unnecessary gas at a high rate from the primary treated water W2 by lowering the pressure of the gas brought into contact with the primary treated water W2 in the vessel 11 to the atmospheric pressure are similarly exhibited. However, as shown in the present embodiment, when the foam generator 10 is used, the dissolved gas is more efficiently dissipated from the primary treated water W2 in the open container 11, so that it can be continuously maintained in a more stable state. Thus, the secondary treated water W3 can be generated.

また、図3に示した泡生成器10の代わりに、図4に示した泡生成器18を用いることもできる。ただし、泡生成器18は、泡生成器10において、器体15の内部へ流入した液体の旋回流(図4の矢印参照)により形成される負圧の気体軸の位置にあわせて回転対称軸の方向に開口された上向きと下向きの気液噴出孔15c,15dがそれぞれ設けられている。そして、気液噴出孔15c,15dに対し所定の隙間を設けてフレーム付きパイプ17,17がそれぞれ固定ビス(図示せず)により器体15に取り付けられるとともに、フレーム付きパイプ17,17が開口部16a,16aから各上端を突出させた状態で内部に挿設されるように泡生成容器16,16がそれぞれ設置された構造となっている。
このような構造のガス溶解水生成装置では、密閉容器8から供給された一次処理水W2を開放容器11内において液泡の薄膜水に変化させる処理が泡生成器10を用いる場合よりもさらに効率よく行われる。したがって、所望のガスが高濃度に溶解した水を連続的に安定して生成できるという効果がより一層発揮される。
Moreover, the foam generator 18 shown in FIG. 4 can also be used instead of the foam generator 10 shown in FIG. However, the bubble generator 18 has a rotationally symmetric axis in accordance with the position of the negative pressure gas axis formed by the swirling flow of liquid that has flowed into the vessel body 15 (see the arrow in FIG. 4). Upward and downward gas-liquid jet holes 15c and 15d opened in the direction of are respectively provided. The pipes 17 and 17 with a frame are attached to the container body 15 with fixing screws (not shown) with a predetermined gap with respect to the gas-liquid ejection holes 15c and 15d, and the pipes 17 and 17 with the frame are opened. It has a structure in which the foam generating containers 16 and 16 are respectively installed so as to be inserted inside with the respective upper ends protruding from 16a and 16a.
In the gas-dissolved water generating apparatus having such a structure, the process of changing the primary treated water W2 supplied from the sealed container 8 into the thin film water of the liquid foam in the open container 11 is more efficient than when the foam generator 10 is used. Done. Therefore, the effect that water in which a desired gas is dissolved at a high concentration can be continuously generated stably is further exhibited.

請求項1乃至請求項3に記載された発明は、大豆油、コーン油、植物油等の食油や、酸化防止剤等が多量に添加されている日本酒やワイン等の酒類、あるいはドレッシング、ジュース、牛乳などの液体飲用食品等において、液体中の酸素ガス成分を除去し、代わりに窒素ガスで飽和させることにより賞味期限を延ばす場合などに適用可能である。また、ボイラー水や、化学工場内等で使用される酸素ガス成分を除去した水や、半導体工場等で使用される酸素ガス成分を除去した洗浄水を生成する際に利用することができる。   The inventions described in claims 1 to 3 include cooking oils such as soybean oil, corn oil and vegetable oil, alcoholic beverages such as sake and wine to which a large amount of antioxidants are added, dressing, juice and milk. In the case of liquid drinkable foods such as the above, it is applicable to the case where the expiration date is extended by removing oxygen gas components in the liquid and saturating with nitrogen gas instead. Further, it can be used to generate boiler water, water from which oxygen gas components used in chemical factories and the like are removed, and cleaning water from which oxygen gas components used in semiconductor factories and the like are removed.

1…ガス供給部 2a…ガス自吸管 2b…ガス供給管 3…吸引管 4…水槽 5…加圧ポンプ 6…液体供給管 6a…ノズル 7…液泡生成器 8…密閉容器 8a…排出口 8b…支持棒 9…液体導入管 10…泡生成器 11…開放容器 11a…大気圧連通開口部 11b…排出口 12…水槽 13…供給管 14a〜14c…バルブ 15…器体 15a…中空部 15b…液体導入孔 15c,15d…気液噴出孔 16…泡生成容器 16a,16b…開口部 16c…処理水排出口 17…フレーム付きパイプ 18…泡生成器 W1…被処理水 W2…一次処理水 W3…二次処理水   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas supply part 2a ... Gas self-priming pipe 2b ... Gas supply pipe 3 ... Suction pipe 4 ... Water tank 5 ... Pressure pump 6 ... Liquid supply pipe 6a ... Nozzle 7 ... Liquid bubble generator 8 ... Sealed container 8a ... Discharge port 8b ... Support rod 9 ... Liquid introduction pipe 10 ... Foam generator 11 ... Open container 11a ... Atmospheric pressure communication opening 11b ... Discharge port 12 ... Water tank 13 ... Supply pipe 14a-14c ... Valve 15 ... Container 15a ... Hollow part 15b ... Liquid Introducing holes 15c, 15d ... Gas-liquid ejection holes 16 ... Foam generating containers 16a, 16b ... Opening 16c ... Treated water outlet 17 ... Pipe with frame 18 ... Foam generator W1 ... Water to be treated W2 ... Primary treated water W3 ... Second Next treated water

Claims (3)

吸引管を介して供給された被処理水にガス供給部から供給されたガスを混合して大気圧よりも高い圧力を示す加圧水を生成する加圧ポンプと、
最上部分が開口し、その開口径よりも深く形成される液泡生成器と、
耐圧性を有し、この液泡生成器が内部に設置される密閉容器と、
前記液泡生成器の上部に配置され、この密閉容器内の前記ガスを巻き込みながら前記液泡生成器内に前記加圧水を噴射するノズルと、
このノズルに前記加圧ポンプから前記加圧水を供給する液体供給管と、
前記密閉容器から排出された一次処理水が液体導入管を介して供給されるとともに大気圧連通開口部が上部に設けられ前記一次処理水から二次処理水を生成する開放容器と、
この開放容器内の上部空間に前記ガス供給部から前記ガスを供給可能に設置されるガス供給管と、
前記液体導入管に設置される流量調整バルブと、を備え、
前記開放容器の下部には、前記二次処理水の排出口が設けられたことを特徴とするガス溶解水生成装置。
A pressure pump that generates pressurized water that shows a pressure higher than atmospheric pressure by mixing the gas supplied from the gas supply unit to the water to be treated supplied via the suction pipe;
A liquid bubble generator that is open at the top and formed deeper than the opening diameter;
A sealed container having pressure resistance and in which the liquid foam generator is installed;
A nozzle that is disposed at the top of the liquid foam generator and injects the pressurized water into the liquid foam generator while entraining the gas in the sealed container;
A liquid supply pipe for supplying the pressurized water from the pressure pump to the nozzle;
An open container that is supplied with primary treated water discharged from the sealed container through a liquid introduction pipe and has an atmospheric pressure communication opening at the top to generate secondary treated water from the primary treated water;
A gas supply pipe installed so as to be able to supply the gas from the gas supply unit to the upper space in the open container;
A flow rate adjusting valve installed in the liquid introduction pipe,
A gas-dissolved water generating apparatus, wherein a discharge port for the secondary treated water is provided at a lower portion of the open container.
略回転対象に形成されるとともに回転対称軸の上下方向へ縮径した中空部を有する器体と、
この器体の外周壁に固定された泡生成容器と、からなる泡生成器を備え、
前記器体の周壁部には接線方向に開口された液体導入孔が設けられ、
前記中空部の上側の縮径部分に、前記器体の内部へ流入した液体の旋回流により形成される負圧の気体軸の位置にあわせて前記回転対称軸の方向に開口された気液噴出孔が設けられ、
前記回転対称軸が鉛直方向と平行をなすように前記器体が設置された際に、前記気液噴出孔に対し所定の隙間を設けてパイプが前記回転対称軸と軸中心が一致するように設置され、
前記泡生成容器は、前記パイプを内部に挿設可能に前記泡生成器に設置され、上下の中央に一対の開口部が連通するようにそれぞれ設けられるとともに処理水排出口が下部に設けられ、
前記パイプは、前記開口部から一端を突出するように前記泡生成容器内に設置され、
前記泡生成器は、前記開放容器内に設置されるとともに前記液体導入管が前記液体導入孔に接続されたことを特徴とする請求項1記載のガス溶解水生成装置。
A container having a hollow portion formed in a substantially rotating object and having a diameter reduced in the vertical direction of the rotational symmetry axis;
A foam generating container fixed to the outer peripheral wall of the container, and a foam generator comprising:
A liquid introduction hole opened in a tangential direction is provided in the peripheral wall portion of the vessel body,
A gas-liquid jet that opens in the direction of the rotationally symmetric axis in accordance with the position of the negative pressure gas axis formed by the swirling flow of the liquid that has flowed into the interior of the vessel body in the reduced diameter portion on the upper side of the hollow portion Holes are provided,
When the container is installed so that the rotationally symmetric axis is parallel to the vertical direction, a predetermined gap is provided with respect to the gas-liquid ejection hole so that the pipe is aligned with the rotationally symmetric axis. Installed,
The foam generation container is installed in the foam generator so that the pipe can be inserted therein, and provided with a pair of openings communicating with the upper and lower centers, respectively, and a treated water discharge port is provided in the lower part,
The pipe is installed in the foam generating container so as to protrude one end from the opening,
The gas-dissolved water generating apparatus according to claim 1, wherein the foam generator is installed in the open container and the liquid introduction pipe is connected to the liquid introduction hole.
前記ガス供給部に一端が接続されるとともに他端が前記吸引管に設けられた細孔に接続されるガス自吸管を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガス溶解水生成装置。


The gas dissolution according to claim 1 or 2, further comprising a gas self-priming pipe having one end connected to the gas supply unit and the other end connected to a pore provided in the suction pipe. Water generator.


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