CN101557869A - 气体溶解装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括：气体溶解器件，该气体溶解器件可在气体和液体混合物被引入到所述气体溶解器件内时在气体和液体混合物中形成湍流，由此，提高气体在液体中的溶解度并提供溶解气体的液体；喷射出口，该喷射出口连接到所述气体溶解器件，用来喷射溶解气体的液体；以及压力箱，通过所述喷射出口喷射的溶解气体的液体可储存在压力箱内，溶解气体的液体也可从压力箱取出，由此，气体可更加有效地吸收到液体中，气体可在短时间内(例如通过一个通道)溶解，直到它变得饱和为止，并且在很长时间内气体可保持为溶解在液体中。应该指出的是，该装置可具有尺寸减小的构造，并可以低的成本进行制造。

Description

气体溶解装置

技术领域

本发明涉及一种气体溶解装置，通过有效的方式致使气体溶解在液体中，该装置可形成含有溶解气体的液体(下文中称之为“溶解气体的液体”)。

背景技术

在各种应用中出于各种目的气体会溶解到液体中。例如，有一种生产含有大量溶解氧的饮用水的系统，其以有效和高效的方式致使诸如臭氧(用于海水淡化)之类的特殊气体用来使海水淡化以溶解到海水中，来生产饮用水。还有一种系统，其中，例如使用臭氧气体用于清洁水的目的，诸如工业废水、污染的河水和湖水，雨水等，利用臭氧气体的消毒、除臭和漂白作用，可清洁这些水。然而，对于这样的系统，要求臭氧气体能有效地溶解留在液体中，并还保持均匀一致地溶解在液体内且在长时间内保持高的稳定性。

在传统技术中，已知有各种将气体混合到液体中的方法。例如，如日本未审的专利申请公布Heiseil1(1999)-188255所揭示的，它提出了起泡方法。一实例显示在图9中。如图9所示，用液体供应管31可将液体32供应到圆柱形的气体和液体混合箱30内，而连接到气体供应管33的气泡发生器34设置在气体和液体混合箱30内并位于箱子的底侧上。当气体通过气体供应管33进入气泡发生器34时，气泡发生器34可产生气泡35。这些气泡35可混合到液体32中，某些气泡可混合和溶解在气体中，而其余的气泡可通过气体出口管36从气体和液体混合箱30中除去。这样，可获得由液体和溶解气体组成的混合物。

还有另一种方法，其被称之为“填充层溶解方法”。如图10所示，在此方法中，圆柱形的气体和液体混合箱40具有填充层42，其中，填充层42用填料41填充，在填充层上方布置了莲蓬头44，莲蓬头连接到液体供应管43。气体供应管45连接到气体和液体混合箱40并位于箱子底部，气体出口管46连接到气体和液体混合箱40并位于箱子上部。此外，气体和液体混合物供应管47连接到气体和液体混合箱40并位于箱子的下部。在此方法中，从液体供应管43供应到莲蓬头44的液体可由莲蓬头44以喷淋方式供应到填充层42内，液体可向下移动通过填充层42，同时，通过气体供应管45供应到气体和液体混合箱40内的气体可向上通过填充层42，并通过气体出口管46跑出气体和液体混合箱40。通过填充层42，气体和液体可沿相对方向移动，同时彼此接触。这样，气体可溶解和混合到液体中。由此获得的包含有溶解气体的气体和液体混合物可通过气体和液体混合物出口管47从气体和液体混合箱40中取出。

还有其它的气体和液体混合方法。一个实例是使用喷射器的方法(例如，日本未审的专利申请公布No.Heiseil0(1998)-290928)，以及另一个实例是使用涡流泵的方法(例如，日本未审的专利申请公布No.2000-161278)。

发明内容

然而，以上提及的传统的气体和液体混合方法和装置是用来将气体溶解和混合到液体中并传送所生成的含有溶解气体和液体的混合物，对于大多数情形，所述方法和装置允许气体保持稳定地溶解在液体中。因此，在任何传统装置中，问题在于，气体不能有效地溶解，它可能需要化很长时间才能使气体完全地溶解。因此，不能有效地执行气体溶解过程。此外，已经溶解到液体中的气体也可能容易地与液体分离(脱气)，而且气体不能保持稳定地溶解在液体中。从以上的描述中可以认识到，传统的方法或装置不能满足有效地和高效地将气体溶解到液体中然后使如此溶解的气体保持一致地和稳定地溶解在液体中的要求。

考虑到现有技术的上述问题，特作出本发明，因此，本发明的目的是消除现有技术的这些问题，并提供一种气体溶解装置，通过允许气体有效地溶解到液体中，然后，允许如此溶解的气体在长时间内保持一致地和稳定地溶解在液体中，由此，该气体溶解装置可生产出含有大量溶解气体的气体和液体混合物。

为了解决上述问题，如权利要求1所述的本发明第一方面提供气体溶解装置，该装置包括：气体溶解器件，该气体溶解器件用于在由气体和液体组成的混合物(下文中将称之为“气体和液体混合物”)被引入到气体溶解器件内时，致使在气体和液体混合物中形成湍流，由此，提高气体溶解到液体中的溶解度，并提供含有如此溶解气体的液体(下文中将称之为“溶解气体的液体”)；喷射出口，该喷射出口连接到气体溶解器件用来喷射溶解气体的液体；以及压力箱，通过喷射出口喷射到压力箱内的溶解气体的液体可储存在压力箱内，并且溶解气体的液体可从压力箱中取出。

如权利要求2所述的本发明第二方面提供气体溶解装置，该装置包括：气体溶解器件，该气体溶解器件用于在由气体和液体组成的混合物(下文中将称之为“气体和液体混合物”)被引入到气体溶解器件内时，致使在气体和液体混合物中形成湍流，由此，提高气体溶解到液体中的溶解度，并提供含有如此溶解气体的液体(下文中将称之为“溶解气体的液体”)；喷射出口，该喷射出口连接到气体溶解器件用来喷射溶解气体的液体；以及压力箱，通过喷射出口喷射到压力箱内空间中的溶解气体的液体可储存在压力箱内，并且溶解气体的液体可从压力箱中取出。

如权利要求3所述的本发明第三方面提供如权利要求1或2所述的气体溶解装置的变体，其中，该气体溶解器件包括：喷射管，引入到气体溶解器件内的气体和液体混合物通过喷射管以喷射流的形式喷射；以及阻挡器，当喷射流撞击到阻挡器时，该阻挡器在喷射流中产生湍流。

如权利要求4所述的本发明第四方面提供如权利要求3所述的气体溶解装置的变体，其中，该气体溶解器件还包括平底空间部分，该平底空间部分以所述的阻挡器形式提供，并具有：两个彼此面对的相对壁，并且每个壁具有液体可通过其中的通道孔；以及包围两个相对壁之间空间的圆周壁，其中，平底空间部分设置成：下游侧上的相对壁内的通道孔部位与上游侧上的相对壁内的通道孔部位不在一直线上，且通过平底空间部分内上游侧上的相对壁内的通道孔的液体喷射流可撞击到平底空间部分内下游侧上的相对壁上，由此在液体喷射流中产生强烈的湍流。

如权利要求5所述的本发明第五方面提供如权利要求4所述的气体溶解装置的变体，其中，平底空间部分内的两个相对壁中的至少一个壁具有多个通道孔，而多个平行连接的直径减小的喷射管连接到各通道孔的对应孔中。

如权利要求6所述的本发明第六方面提供如权利要求4或5所述的气体溶解装置的变体，其中，下游侧上的相对壁包括：突出部分，该突出部分形成在上游侧上的相对壁内通道孔的相对位置；以及位于突出部分外侧上的通道孔。

如权利要求7所述的本发明第七方面提供如权利要求1或2所述的气体溶解装置的变体，其中，该气体溶解装置包括位于其上游侧上的气体和液体混合部分，用来将气体和液体混合在一起。

如权利要求8所述的本发明第八方面提供如权利要求7所述的气体溶解装置的变体，其中，该气体和液体混合部分是气体和液体混合泵。

如权利要求9所述的本发明第九方面提供如权利要求2所述的气体溶解装置的变体，其中，用于溶解气体的液体的喷射出口布置成：溶解气体的液体可通过喷射出口朝向存在于压力箱内的溶解气体的液体表面喷射，并可基本上沿致使溶解气体的液体在压力箱内旋转的方向引导。

如权利要求10所述的本发明第十方面提供如权利要求1或2所述的气体溶解装置的变体，其中，压力箱包括压力调整阀，该压力调整阀将压力箱内的内压调整到任何要求的压力水平。

如权利要求11所述的本发明第十一方面提供如权利要求10所述的气体溶解装置的变体，其中，设置压力调整阀，用来将压力箱内的内压设定到高于大气压和+0.6MPa大气压之间的任何值。

如权利要求12所述的本发明第十二方面提供如权利要求1或2所述的气体溶解装置的变体，其中，它还包括返回管，该返回管用来将压力箱内的溶解气体的液体返回向气体溶解器件的上游侧，由此，允许溶解气体的液体在气体溶解器件和压力箱之间循环。

根据本发明，当气体和液体混合物供应到气体溶解器件内时，它可在流过气体溶解器件时在混合物中产生湍流，由此，在液体内将气体雾化为较小的颗粒，因此提高气体在液体中的溶解度。生成的溶解气体的液体可通过溶解气体的液体喷射出口喷射到压力箱内，以确保溶解的气体可保持稳定地溶解在液体内。此外，当溶解气体的液体喷射到压力箱内空间中时，可抽出存在于压力箱空间内的气体而送入到溶解气体的液体内，由此，提高可保持溶解在液体中的气体量。尤其是，溶解气体的液体喷射出口可以布置成：它可喷射溶解气体的液体朝向存在于压力箱内溶解气体的液体表面，并基本上沿着致使溶解气体的液体流在压力箱内旋转的方向引导。这样，当溶解气体的液体通过其喷射出口喷射时，它可产生喷射流，该喷射流致使存在于压力箱内溶解气体的液体具有旋转的流动。其结果，溶解的气体可均匀地和一致地分布在液体中，并可保持一致地和稳定地溶解在液体中。

应注意到的是，溶解气体的液体喷射出口可以设置为气体溶解器件的部分，或可借助于其供应管连接到气体溶解器件。较佳的是，喷射出口应设置在气体溶解器件上或其附近，以确保溶解的气体可尽可能快地喷射到压力箱内，于是，它可保持溶解在液体内。可以设置一个或多个溶解气体的液体喷射出口，并可以布置成：这些出口中的每一个可基本上沿着致使溶解气体的液体在压力箱内具有旋转流动的方向喷射溶解气体的液体。

通过气体和液体混合部分可获得溶解气体的液体，该气体和液体混合部分可设置在气体溶解器件的上游侧上。通过使用各种机械装置或工艺过程，例如，使用已知的排出器或起泡方法，可实现该气体和液体混合部分。较佳的是，气体和液体混合泵可用作为该气体和液体混合部分。例如，当使用气体和液体混合泵时，气体可在施加的压力下引入到气体溶解器件内，于是可加速气体的溶解。此外，当溶解气体的液体喷射到压力箱内时，压力箱可始终保持在所施加的压力之下。这可消除使用任何其它装置的需要，例如，使用气压泵来使压力箱置于施加压力之下。

根据本发明的气体溶解器件只是用来在引入到气体溶解器件内的气体和液体混合物中形成湍流，由此，提高气体在液体中的溶解度，然后，更容易地或快速地提供溶解气体的液体。理想的是，形成的湍流应是强烈的和有效的。例如，当气体和液体混合物流过其喷射管时，使气体和液体混合物撞击到气体溶解器件中的阻挡器，这样可形成该强烈的湍流。阻挡器可具有任何的形状，并可布置在任何位置，而不脱离本发明的精神和范围。当然，该阻挡器可由平底空间部分做成，该部分将在下面予以描述。

阻挡器可实施为平底空间部分的形式，该部分包括：两个彼此面对的相对壁，每一壁具有液体所通过的通道孔；以及包围两个相对壁之间空间的圆周壁。在平底空间部分内，相对壁可设置成：沿着两个相对壁彼此面对的方向，上游侧上相对壁内的通道孔部位与下游侧上相对壁内的通道孔部位不在一直线上。这样，已经通过上游侧上相对壁内通道孔的液体喷射流可撞击到下游侧上相对壁上，由此产生强烈的湍流。

在两个相对壁的每个壁上，可设置两个或多个通道孔，而直径减小的喷射管可连接到相应的通道孔。这可以形成高效的湍流。应该指出的是，这些直径减小的喷射管的总的孔横截面面积应小于设置在上游侧上主喷射管的孔横截面面积。这样，可提高喷射流的流量，由此形成更加强烈的湍流。

已经从溶解气体的液体喷射出口端口喷射到压力箱内的溶解气体的液体可储存在压力箱内，如果需要的话，溶解气体的液体可从压力箱中取出。尽管借助于压力泵提供加压的气体可使压力箱置于较高压力之下，但是如上面所述，理想的是，压力箱内的压力应该由气体和液体混合泵所供应的气体和液体混合物提供。应该指出的是，通过使用设置在压力箱内的压力调整阀，压力箱的内压可调整到任何合适值。例如，该内压可调整到高于大气压和+0.6MPa大气压之间的任何值。正如这里所引用的，大气压对应于压力箱所位于环境中的普通压力。

应该指出的是，根据本发明可以溶解到液体中的气体不局限于任何特殊的类型，诸如臭氧、氧气、氮气等的任何气体均可选择为合适的气体。还应该指出的是，气体可以溶解到其中的液体不局限于任何特殊的类型，诸如自来水、海水、污水等的任何液体均可选择为合适的液体。应该指出的是，采用本发明的气体溶解装置的各种应用不局限于任何特定的应用，气体溶解装置可应用于利用含有溶解气体的液体的任何应用中。

从以上描述中可以认识到，根据本发明的气体溶解装置包括：气体溶解喷射器，它可在气体和液体混合物被引入到喷射器内时在混合物中形成湍流，由此，提高气体在气体和液体混合物中的溶解度，于是，溶解气体的液体可喷射到外面；以及压力箱，从喷射器喷射到压力箱内或喷射到压力箱内空间中的溶解气体的液体可储存在压力箱内，溶解气体的液体也可从压力箱供应到外面，由此，气体可更加有效地吸收到液体中，气体可在短时间内(例如通过一个通道)溶解，直到它变得饱和为止，并且在很长时间内气体保持为溶解在液体中。应该指出的是，该装置可具有尺寸减小的构造，并可以低的成本进行制造。

附图说明

图1是一示意图，示出根据本发明一实施例的气体溶解装置的总体布置；

图2示出图1气体溶解装置中压力箱的附近，其中，(a)是立体图，(b)是截面平面图；

图3是示出图1气体溶解装置的局部截面图；

图4是示出图1气体溶解装置的立体图；

图5是一分解图，示出图1气体溶解装置的平底部空间部分；

图6是一立体图，示出正组装在一起的图1气体溶解装置的部件；

图7是一示意图，示出根据本发明另一实施例的气体溶解装置的部分；

图8表示出两个曲线图(a)和(b)，其目的是比较本发明实施例和现有技术实施例的试验结果；

图9是显示根据现有技术的气体和液体混合的一实例的视图；以及

图10是显示根据现有技术的气体和液体混合的另一实例的视图。

附图标记说明

1气体溶解装置

2液体储存箱

3液体供应管

4气体供应管

6气体和液体混合泵

8气体溶解器件

9气体溶解器件

81、83、85、87平底空间部分

89喷射溶解气体的液体的喷射出口

814突出部分

10溶解气体的液体

11压力箱

14压力调整阀

15液体出口管

20返回管

21溶解气体的液体的喷射管

21a出口

具体实施方式

(实施例1)

现参照图1至6描述本发明的第一实施例。

参照图1，图中示出根据本实施例的气体溶解装置1，其包括储存液体10a(诸如水)的液体储存箱2，诸如臭氧气体那样的任何合适气体将溶解到该液体10a中。液体供应管3连接到液体储存箱2，而气体供应管4平行地在液体供应管3的中途上连接到液体供应管3，在气体供应管4的下游设置气体和液体混合泵6。例如，当通过气体供应管4供应空气时，管4可让其端部通向大气。当供应诸如臭氧气体那样任何合适气体时，气体供应管4可连接到气体供应源。

涡流泵可用作为气体和液体混合泵6。液体供应管3具有开关阀5a、5b，开关阀可操作而打开或关闭，各阀分别位于气体和液体混合泵6的上游和下游侧附近。液体供应管3还具有压力表7a和流量计7a，它们位于气体和液体混合泵6的下游侧上。此外，在其下游侧上，液体供应管3具有两个延伸入压力箱11内的支管。注意有两个开关阀12a、12b，各阀设置在每一支管上。

在压力箱11内，有两个气体溶解器件8、9，如图1和2所示，每个器件连接到液体供应管3的两个支管的各个前端。气体溶解器件8、9中的每一个对称于压力箱11的中心轴线设置，以使它朝向下并相对于圆柱形压力箱11倾斜。气体溶解器件8、9中的每一个在其前端上具有喷射出口，溶解气体的液体可通过该出口喷射。具体来说，气体溶解器件8、9布置成：每一器件的溶解气体的液体基本上可沿着使溶解气体的液体在压力箱11内旋转的方向喷射。下面将详细地描述气体溶解器件的结构。

在本实施例中，如以上所示和所述地设置两个气体溶解器件，但可设置任何数量的气体溶解器件而没有限制。

在压力箱11中，可设置压力表13和压力调整阀14。压力表13可用来监测压力箱11内的内压，而压力调整阀14可用来将压力箱11的内压调整到预定的压力水平。理想的是，已经预设的内压水平应在任何时间可改变到任何要求的压力水平。

在压力箱11的下部，有一个通过开关阀17连接到压力箱11的液体出口管15，储存在压力箱11内的溶解气体的液体可通过该开关阀17从压力箱中取出。液体出口管15在其前端上具有通过过滤器18和紫外线消毒器件19的液体供应输出16，过滤器18和紫外线消毒器件19设置在液体出口管15的中途上。

现将参照图3至图6，描述气体溶解器件的细节。在此实施例中，例如，设置两个气体溶解器件8、9，它们具有相同的结构。因此，下面描述气体溶解器件8，而气体溶解器件9不予描述。然而，应指出的是，气体溶解器件8的描述可适用于气体溶解器件9。

气体溶解器件8在入口侧上包括连接到液体供应管3的喷射管80。在喷射管80的下游侧上，有平底空间部分81、83、85、87，它们以该顺序布置，每个部分相应地起作阻挡器。平底空间部分81、83借助于一组六个直径减小的管子82-82互连，平底空间部分83、85借助于一组六个直径减小的管子84-84互连，而平底空间部分85、87借助于一组六个直径减小的管子86-86互连。所有组内直径减小的管子各具有横截面相同的孔，每组中的所有六个直径减小管子的孔的总横截面面积设定为小于喷射管80的孔的横截面面积。

由于其细节显示在图5中，以上所述平底空间部分81包括底部空间构件800和底部空间构件810。一方面，底部空间构件800包括具有圆板形式的相对壁810，以及毗邻相对壁801的圆周边缘的外围壁803，相对壁801在中心上具有通道孔802，主喷射管可连接到该孔802。另一方面，底部空间构件810包括具有圆板形式的相对壁811，以及毗邻相对壁811的圆周边缘的外围壁813，相对壁811具有六个通道孔812-812，它们沿圆周方向以60度角度间隔布置。相对壁811还在中心上包括圆柱形的突出部分814，其形成的厚度等于外围壁813的宽度。如图3和4所示，在平底空间部分81中，底部空间构件800、810连接在一起，使对应的相对壁801、811可放置成彼此面对，令对应的外围壁803、813紧密地连接而在其间没有任何间隙。

由于其细节显示在图5中，平底空间部分83包括底部空间构件810、810，其中，底部空间构件810、810连接在一起，以使对应的相对壁811、811可放置成彼此面对，一个相对壁811内的通道孔812、812的部位与另一个相对壁811内的通道孔812、812的部位不在直线上而偏差30度的角，对应的外围壁813、813紧密地连接而在其间没有任何间隙。在此情形中，上游和下游侧上的圆柱形突出部分814具有其对应的前端，它们彼此紧密地接触而在圆周上形成环形空间。

连接到平底空间部分81内的对应通道孔811、811的直径减小喷射管82-82的另一端，连接到平底空间部分83上游侧上对应通道孔811上，而平底空间部分83下游侧上通道孔811、811分别连接到直径减小喷射管84、84上。

同样地，平底空间部分85包括底部空间构件810、810，其中，底部空间构件810、810连接在一起，以使对应的相对壁811、811可放置成彼此面对，一个相对壁811内的通道孔812、812的部位与另一个相对壁811内的通道孔812、812的部位不在直线上而偏差30度的角，对应的外围壁813、813紧密地连接而在其间没有任何间隙。在此情形中，上游和下游侧上的圆柱形突出部分814具有其对应的前端，它们彼此紧密地接触而在圆周上形成环形空间。

连接到平底空间部分83下游侧上对应通道孔811的直径减小喷射管84-84的另一端，连接到平底空间部分85上游侧上对应通道孔811上，而平底空间部分83下游侧上通道孔811分别连接到直径减小喷射管86-86上。

接下来，平底空间部分87包括底部空间构件810、800，其中，底部空间构件810、800连接在一起，以使对应的相对壁811、801可放置成彼此面对，对应的外围壁813、803紧密地连接而在其间没有任何间隙。

连接到平底空间部分85下游侧上的对应通道孔811的直径减小喷射管86-86的另一端，连接到平底空间部分87内对应的通道孔811上。连接到平底空间部分87下游侧上的通道孔801的是下游侧上的喷射管88，喷射管88的前端设置喷射输出端口，溶解气体的液体可通过该端口喷出。

现在下面描述至此已经描述的气体溶解装置1的操作。在下面描述中，采用臭氧气体使其可溶解在诸如海水的水中。

首先，可借助于压力调整阀14将压力箱11内的内压设定到预定压力水平，海水可预先作为液体10a放置在液体储存箱2内。然后，可打开开关阀5a、5b、12a、12b，而关闭开关阀17，可操作气体和液体混合泵6以使臭氧气体通过气体供应管4引入到气体和液体混合泵6内。

然后，已经引入到气体和液体混合泵6内的臭氧气体与气体和液体混合泵6内的海水混合。当臭氧气体溶解到海水中时，生成的气体和液体混合物可通过液体供应管3供应到气体和液体混合泵6的下游侧。当气体和液体混合物被供应时，其压力可由压力表7a测量，其流量可由流量计7b测量。

当气体和液体混合物通过液体供应管3供应时，气体和液体混合物则可进入到气体溶解器件8、9。由于气体溶解器件8、9可以相同方式进行操作，所以，下面将描述气体溶解器件8的操作，而气体溶解器件9的操作将不作描述。

然后，已经在入口侧上引入到喷射管80内的气体和液体混合物可通过通道孔802引入到平底空间部分81内的内部空间中。一旦进入平底空间部分81，可引导气体和液体混合物朝向突出部分814并撞击突出部分814。

此后，气体和液体混合物可流入突出部分814的外围侧，然后可通过通道孔812供应到直径减小的管82-82内，同时它撞击到相对壁811。在此过程中，气体和液体混合物可产生湍流同时撞击突出部分814和相对壁811，湍流可使臭氧气体气泡雾化为小得多的颗粒，然后，小颗粒可溶解到海水中。由此可获得溶解气体的液体混合物。

当溶解气体的液体通过直径减小的管82-82供应时，溶解气体的液体可以递增的速度流动，然后，可通过平底空间部分83上游侧上的通道孔812、812引入到环形空间内。通过在平底空间部分内设置环形的空间，气体和液体混合物可通过尽可能小地保持其流量的减小来抽入到该空间内。在它抽入到该空间内之后，气体和液体混合物然后可流向下游侧，那里，它可撞击相对壁811，产生强烈的湍流，然后通过下游侧上的通道孔812-812流出而进入直径减小管子84内。由于上游侧上的通道孔和下游侧上的通道孔设置成：下游侧上的通道孔的部位相对于上游侧上的通道孔的部位充分地和有效地不在一直线上，所以，通过上游侧上的通道孔喷射出的溶解气体的液体可可靠地撞击到下游侧上的相对壁811，有效地产生湍流，其进一步增加臭氧溶解到液体中的溶解性。然后，溶解气体的液体可引入到直径减小的管子84内，液体可以增加的速度通过管子84流动，流入平底空间部分85，那里，它可以与平底空间部分83相同的方式产生强烈的流动，能够有效地使臭氧气体溶解到海水中。平底空间部分85内的溶解气体的液体然后可通过直径减小的管子86、86供应到平底空间部分87内。平底空间部分87内的溶解气体的液体可从突出部分814的圆周流向下游侧，那里，它可撞击相对壁801上，通过通道孔802流入喷射管88。当溶解气体的液体撞击相对壁801时，它也可形成湍流，该湍流将增加臭氧溶解到液体中的溶解度。

已经供应到下游侧上的喷射管88内的溶解气体的液体可从喷射出口喷射出来，以在喷射管88的前端处将溶解气体的液体89喷射到压力箱11内的空间中。由于溶解气体的液体10储存在压力箱11内，其后从两个气体溶解器件8、9中喷射出的溶解气体的液体可提供喷射力，该喷射力使存在于压力箱11内的溶解气体的液体10处于转动作用之下，于是液体10可以流动同时在压力箱11内旋转，因此，可均匀地进行分布。这也可避免可能局部地保持溶解的臭氧气体的过度部分将从液体中消散出去，于是，臭氧气体可保持一致地溶解并有高度的稳定性。

未溶解在压力箱11内的臭氧气体部分或从臭氧气体中得到的氧气可使压力箱11处于压缩压力之下。当这发生时，可借助于压力调整阀14将内压调整到预定压力水平。

当由此已经储存在压力箱11内的溶解气体的液体10将从压力箱11内取出时，可以打开开关阀17而使10液体可通过液体出口管15从压力箱11中取出。当溶解气体的液体10含有任何异物时，它可通过过滤器18而取出，或可使用紫外线消毒器19来消毒溶解气体的液体10。在溶解气体的液体10以此方法清洁之后，它可通过其出口端口16供应。如此的溶解气体的液体10包含大量溶解的氧气和包含在新鲜水中的有用矿物质，因此，在它通过顺序的水清洁过程之后，它可用作为饮用水。

返回管20可连接在压力箱11和用于溶解气体的液体的储存箱2之间，于是，储存在压力箱11内的溶解气体的液体可通过返回管20返回到储存箱2，但这在本实施例中尚未进行描述。通过返回管20使溶解气体的液体在压力箱11和储存箱2之间循环，这确保溶解气体的液体可含有大量溶解的气体。

(实施例2)

在上述实施例1中，气体溶解器件8设置在压力箱11内的上部空间内，这样，气体溶解器件8可通过上部空间朝向存在于压力箱11内的溶解气体的液体从其喷射出口喷射出溶解气体的液体。在对应于实施例1的变体的实施例2中，如图7所示，气体溶解器件8可设置在压力箱11外面，而溶解气体的液体的喷射管21连接到压力箱11下侧，于是，作为液体喷射管21前端的出口21a可引导到存在于压力箱11内的溶解气体的液体内。应指出的是，气体溶解器件8的上游侧可类似于上述实施例中的上游侧。

尽管本发明已经特别地参照实施例1和2进行了描述，但应该理解到本发明不局限于这些实施例，也可采用其它结构和特征而不脱离本发明精神和范围。

(实例)

通过显示本发明和现有技术的具体实例并比较这些对应实例来描述本发明。

氧气用作为待溶解的气体，自来水用作为氧气要溶解到其中的液体。

在本发明的第一实例中，采用实施例1中所述的气体溶解装置，并通过将大气抽入到装置内进行操作而致使氧气溶解到自来水中。在本发明的第二实例中，实施例2中描述的气体溶解装置放置在压力箱外面，设置自来水源装置用来将水供应到储存在压力箱内的溶解气体的液体中。然后，通过设置在压力箱下侧上的输出端口从压力箱中移去溶解气体的液体。压力箱内的内压设定为+0.2MPa的大气压。

提供现有技术的实例是为了与本发明的实例进行比较，在现有技术的实例中，采用了气体和液体混合泵将气体和液体混合在一起。

在本发明和现有技术的对应实例中，气体分别溶解到水中或与水混合，在规定时间间隔中测量保持溶解在水中的相应氧含量，时间间隔可表达为分钟，使用基于膜片原电池技术(由托瓦迪开开(Towa DKK)公司制造出品的DO-24P型)的氧气计量计进行测量。在预定时间结束时，气体溶解操作或气体和液体混合操作停止，然后，再恢复，再次在表达为分钟的规定时间间隔内测量保持溶解在水中的相应氧含量。

相对于时间测量的相应溶解氧气量的变化显示在表1和图8(a)中，在操作停止之后，然后再恢复测量的相应溶解氧气量的变化显示在表2和图8(b)中。

从表1、2和图8(a)、(b)中可见，使用本发明的气体溶解装置，溶解的氧气量可以增加并在长时间内可保持一致和稳定。尤其是，在实例1中，其中气体溶解装置具有朝向存在于压力箱内的液体表面的出口，溶解的氧气量可以显著地提高。

[mg/L]

[mg/L]

根据本发明的气体溶解装置例如可结合海水淡化系统一起使用，其中，该装置允许臭氧气体有效地与海水混合(溶解)，由此生产出含有大量溶解氧气的饮用水。该装置也可结合使用臭氧气体来处理工业废水、污染的河水、湖水或沼泽水或雨水的系统一起使用，其中，该装置允许利用臭氧气体的消毒、漂白和除臭作用来清洁这些污水。

Claims (12)

1.一种气体溶解装置，该装置包括：

气体溶解器件，该气体溶解器件用于在由气体和液体组成的混合物(称之为气体和液体混合物)被引入到所述气体溶解器件内时，致使在所述气体和液体混合物中形成湍流，由此，提高气体溶解到液体中的溶解度，并提供含有溶解气体的液体(称之为溶解气体的液体)；

喷射出口，该喷射出口连接到所述气体溶解器件用来喷射所述溶解气体的液体；以及

压力箱，通过所述喷射出口喷射的所述溶解气体的液体能够储存在所述压力箱内，并且所述溶解气体的液体能够从所述压力箱中取出。

2.一种气体溶解装置，该装置包括：

气体溶解器件，该气体溶解器件用于在由气体和液体组成的混合物(称之为气体和液体混合物)被引入到所述气体溶解器件内时，致使在所述气体和液体混合物中形成湍流，由此，加强气体在液体中的溶解，并提供含有溶解气体的液体(称之为溶解气体的液体)；

喷射出口，该喷射出口连接到所述气体溶解器件用来喷射所述溶解气体的液体；以及

压力箱，通过所述喷射出口喷射到所述压力箱内空间中的所述溶解气体的液体能够储存在所述压力箱内，并且所述溶解气体的液体能够从所述压力箱中取出。

3.如权利要求1或2所述的气体溶解装置，其特征在于，所述气体溶解器件包括：喷射管，引入到所述气体溶解器件内的所述气体和液体混合物通过该喷射管以喷射流的形式喷射；以及阻挡器，当所述喷射流撞击到所述阻挡器时，该阻挡器在所述喷射流中产生湍流。

4.如权利要求3所述的气体溶解装置，其特征在于，所述气体溶解器件还包括平底空间部分，该平底空间部分以所述阻挡器形式提供并具有：两个彼此面对的相对壁，并且每个壁具有液体通过其中的通道孔；以及包围所述两个相对壁之间空间的圆周壁，其中，所述平底空间部分设置成：下游侧上的所述相对壁内的所述通道孔部位与上游侧上的所述相对壁内的所述通道孔部位不在一直线上，且通过所述上游侧上的所述相对壁内的所述通道孔的液体喷射流能够撞击到所述平底空间部分内的下游侧上的所述相对壁上，由此在所述液体喷射流中产生强烈的湍流。

5.如权利要求4所述的气体溶解装置，其特征在于，所述平底空间部分内的所述两个相对壁中的至少一个壁具有多个通道孔，而多个平行连接的直径减小的喷射管连接到各所述通道孔的对应孔中。

6.如权利要求4或5所述的气体溶解装置，其特征在于，下游侧上的所述相对壁包括：突出部分，该突出部分形成在相对上游侧上的所述相对壁内通道孔的位置；以及位于所述突出部分外侧上的通道孔。

7.如权利要求1或2中任何一项所述的气体溶解装置，其特征在于，包括所述气体溶解器件上游侧上的气体和液体混合部分，用来将气体和液体混合在一起。

8.如权利要求7所述的气体溶解装置，其特征在于，所述气体和液体混合部分是气体和液体混合泵。

9.如权利要求2中任何一项所述的气体溶解装置，其特征在于，用于所述溶解气体的液体的所述喷射出口布置成：所述溶解气体的液体能够通过所述喷射出口朝向存在于所述压力箱内的所述溶解气体的液体表面喷射，并能够基本上沿致使所述溶解气体的液体在所述压力箱内旋转的方向引导。

10.如权利要求1或2所述的气体溶解装置，其特征在于，所述压力箱包括压力调整阀，该压力调整阀将所述压力箱内的内压调整到任何要求的压力水平。

11.如权利要求10所述的气体溶解装置，其特征在于，设置所述压力调整阀，用来将所述压力箱内的内压设定到高于大气压和+0.6MPa大气压之间的任何值。

12.如权利要求1或2中任何一项所述的气体溶解装置，其特征在于，还包括返回管，该返回管用来将所述压力箱内的所述溶解气体的液体返回向所述气体溶解器件的上游侧，由此，允许所述溶解气体的液体在所述气体溶解器件和所述压力箱之间循环。

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