CN1819868B - 气体溶解量调整方法和其装置及其系统 - Google Patents

气体溶解量调整方法和其装置及其系统 Download PDF

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Abstract

一种气体溶解量调整装置，包括：减压部(1A)，通过使用导管(1b)等连接设置于封闭的罐(5)上部的孔和真空泵(1a)，可以使所述罐(5)内成为减压空间；喷射供应部(1B)，通过卷入大量减压空间的喷嘴(3)从所述罐(5)内上部喷射被加压泵(2)加压的被处理液(W)；液泡生成部(1C)，在容器(4)的开口部中央接受被喷射的所述被处理液(W)，在底部产生大量的气泡并使之变为液泡；回收泵部(1D)，使从所述容器(4)的上端部溢出来的液泡流到下方部并作为被除气的处理液暂时蓄存，并回收此处理液；以及罐内水位传感器部(1E)，将用于维持积存于所述罐(5)内的所述处理液(2W)的水位的信息传递给泵(7)和阀(5b)等。

Description

气体溶解量调整方法和其装置及其系统
技术领域
本发明涉及气体溶解量调整方法及其装置及其系统，可以利用在以下多个方面：将氧高效率地溶解于水中从而为动植物创造适宜的环境；在被处理液中混入高浓度的气体溶解液，并通过减压起泡来产生微小气泡，从而通过气泡和被处理液中的固体浮游物(以下，称为SS)的附着来实现SS的上浮分离；在半导体制造工艺中制造溶有特定气体成分的用于洗净的气体溶解功能水；除气去除液体中(工业废水、地下水、水产养殖场水等)溶解的有害挥发性气体等；制造用于锅炉供水以及用于超声波洗净的除气水；或者相反地，通过向液体中高浓度地溶解空气或氧气等气体，能够制造出高浓度气体溶解水，因此，例如通过在缺氧水域的3％～10％位的生水中高浓度地溶解氧，然后放回缺氧水域中进行稀释，就可以使缺氧水域的水成为适于生态系统的含氧水；水产养殖业及培养液栽培业(tankfarming)等中的水质净化；以及化学工厂等中的气液反应等。
背景技术
在日本，增减液体中溶解的气体量的技术分为气体溶解技术和除气技术，因此针对现有方法分别进行说明。
作为溶解气体的技术公开有在封闭的罐内安装喷射嘴并在恒定的压力下混合气体和液体使它们触并溶解的方法，以及日本专利文献特开2003-190750号公报(以下称为专利文献1)的气体溶解装置，该气体溶解装置使从喷嘴喷出的液体冲击置于罐内的阻板，从而通过冲击压使气体溶解。
另外，在日本专利文献特开2000-161278号公报(以下称为专利文献2)中以气液混合溶解装置的方式公开了使用喷嘴从压力罐上部将液体喷射为水滴状并使气体溶于该水滴中的方法、在压力罐内混合气体和液体以溶解的方法、以及通过串联连接多个涡流泵来提高泵喷出压力并增加气体吸引量，从而在涡流泵内混合气体和液体以溶解的方法。另外，还开发出了通过在液体中直接产生微小气泡来增加气体和液体的接触面积从而溶解的方法。
另一方面，作为除气技术公开有：在从除气塔内填充的填充材料的上部使液体呈喷雾状落下，从而在保持真空度的情况下除去溶解气体的真空除气方法，以及日本专利文献特开2000-325703号公报(以下称为专利文献3)的除气装置，该除气装置在泵吸引侧的管和罐上设置节流阀，并通过使泵运转来对管内及罐内进行减压，从而使液体中溶解的气体起泡，并且根据期望的气体回收率，循环被处理液进行除气。
但是，上述的现有技术中存在如下的问题。
通过在压力罐内使液体和气体混合来增加液体和气体的接触频率，从而溶解气体的方法存在如下问题：对于在其压力下已达到溶解饱和值的液体，还屡次施加用于溶解的能量(压力、混合)，从而获得溶解浓度饱和值以上的期望的溶解浓度是非常没有效率的。另外，专利文献1所公开发明中的通过使液体冲击阻板来溶解气体的方法存在如下的问题：冲击时产生的压力自身不能作为使气体溶于液体中的能量被有效利用，因此无法高浓度地溶解气体。
另外，从压力罐上部喷射水滴的方法存在如下的问题：只在水滴表面部分能够与气体压力大致成比例地溶解气体，而不能使气体溶解到水滴中心部分，因此无法高效率地提高处理水的溶解浓度。
在压力容器内混合气体和液体来进行溶解的方法存在如下的问题：要使用大量的气体，并且若不向溶解器外部排放未溶解气体，就无法连续运转，而且，溶解浓度低，不够经济。
另外，专利文献2所公开的通过串联连接多个涡流泵以实现高压力，并增加气体混入量来进行溶解的方法存在如下的问题：若提高泵喷出压力则泵内的气体被压缩，体积变小，因此，虽然可从泵吸引侧多吸入气体，但是使气体大量混入并不能使气体高效率地溶解，从而相比于高能量的使用，处理量少，浓度也低。
而在液体中直接产生微小气泡的方法则存在如下的问题：因为只通过液体和气体的接触面积增大的效果来溶解气体，所以很难使气体溶解浓度达到此时的饱和浓度以上，从而难以制造出高浓度的气体溶解液。
另一方面，真空除气方法存在如下的问题：由于从减压状态的罐内上部使被处理液呈喷雾状落下，因此尽管很适于从固体异物混入少的水制造纯水的情况，但在例如自然环境水和工业废水等混有固体异物的液体中，会引起喷雾喷嘴和充填材料的堵塞，从而不适于连续运转，并且，处理量少，不能应对大量的被处理液。另外，专利文献3中公开的发明存在以下问题：即使通过泵吸引侧的吸引力使被处理液变为减压状态，也由于无法保证液体和气体空间的接触面积的增大，因而不能使被处理液中溶解的气体高效率地减压起泡，从而，如果不通过循环被处理液来重复减压状态以除去气体的话，就不能获得期望的除气处理液，因此成本高。
本发明是鉴于上述现有的技术情况而完成的，目的在于提供一种气体溶解量调整方法和其装置及其系统，在该方法中，将被处理液导入减压空间及加压空间内，通过在其中制造接连不断被制造又被破坏的所述被处理液的液泡(肥皂泡状的气泡集合体)，并通过大幅度增加气体和液体的接触面积，在减压的情况下可以高效率地排放溶于液体中的气体，另一方面，在加压的情况下可以高效率地将气体溶解于液体中，从而使供应的气体无浪费地溶解在处理液中，进而可制造出将浓度提高到按照亨利法则与压力对应的溶解浓度上的高浓度气体溶解液，另外，最大程度地利用了重力效果，从而能够以优秀的节能性能调整液体中的气体溶解量。
发明内容
在本发明中，作为第一发明的气体溶解量调整方法，包括：大量气泡产生工序，在封闭的罐内上部配置具有朝上的开口部的容器(一个、多个)，通过从所述容器的上部向所述容器的开口部中央由大量卷入周围空间的气体的喷嘴(一个、多个)喷射被处理液，从而在所述容器内的底部产生大量的气泡；液泡生成工序，在所述气泡从所述底部沿着其内周壁形成与所述被处理液的喷射方向相反的上升流的所述容器内，气泡相互合并扩大而成的气泡群和液体由于重力上下分离，在所述容器内的上部区域变为液泡(肥皂泡状的气泡集合体)并从所述容器中溢出，因此，结果是可使喷射的所述被处理液生成为液泡的液薄膜(以下称为液膜)；以及，气体溶解量调整工序，抽出所述罐内的气体来使之成为减压的空间(以下称为减压空间)，在所述液泡内部被减压的状态下使溶于液膜中的气体排放到液泡内，从而可制造出与该减压程度对应的除气液，另外，使所述罐内部成为压力状态的空间(以下称为加压空间)，从而使所述液泡内的气体成为压缩状态，由此可制造出与该气体的压力程度对应的浓度的气体溶解液。
如上构成的气体溶解量调整方法由于具有大量气泡产生工序，被喷射的液体可将容器上方的气体大量输送到容器的底部，结果是可在底部产生大量的气泡。另外，通过连续进行此操作，被喷射的液体冲击从底部上升的气泡，从而该气泡被再次推回到容器底部，由此可进一步增大容器内的气体空间占有率，并且，由此显著减少了被喷向容器内的液体的阻力，从而可用较少能量在容器的底部连续产生大量的气泡。
另外，由于具有液泡生成工序，生成液泡时液泡和液体由于重力和浮力而上下分离。由此从容器的最上部溢出来的液泡的液膜被生成得非常薄，并且气体空间所占的比例大，因此，气体空间和液体的接触面积大幅增加，从而可高效率地调整被处理液中的气体溶解量。
并且，由于具有气体溶解量调整工序，通过使容器内上部的气体空间成为与期望浓度对应的压力状态，可获得期望浓度的气体溶解液。另外，通过抽出气体制造减压空间，也可以获得与该减压程度对应的除气液。
作为第二发明的气体溶解量调整装置，包括：减压部，通过使用导管等连接设置于封闭的罐上部的孔和真空泵，可以使所述罐内成为减压空间；喷射供应部，通过卷入大量减压空间的气体的喷嘴从所述罐内上部喷射被加压泵加压的被处理液；液泡生成部，具有容器，该容器在其上部开口中央部接受被喷射的所述被处理液并卷入减压空间的气体，从而在底部产生大量的气泡后，所述气泡从所述底部沿着其内周壁形成与所述被处理液的喷射方向相反的上升流，该液泡生成部使所述气泡群沿着所述容器从液体分离，从而在上部区域使之变为液泡；回收泵部，使从所述容器的上端部溢出来的液泡流到下方部并作为被除气的处理液暂时积存，并回收此处理液；以及，罐内水位传感器部，将用于维持所述罐内积存的所述处理液的水位的信息传递给泵和阀等。
在如上构成的气体溶解量调整装置中，由于具有加压部，所以可将从液泡表面的液膜放出的气体连续排放到外部，同时可保持容器内的减压空间。另外，也可以在减压部上连接气体回收装置以回收气体。
另外，由于具有喷射供应部，可在容器的底部产生大量的气泡，因此通过在喷射供应当中的容器内存在的被处理液中制造出多个气泡，从喷嘴向容器内喷射时的流体阻力进一步变小，从而可高效率地产生大量的气泡。并且，由于具有液泡生成部，通过在容器底部大量生成的气泡由于浮力沿容器内周壁上升，并同时气泡相互合并扩大，气泡群和液体由于重力和浮力而上下分离，并可使之接连不断地变为液泡。另外，通过使溶解在液泡表面的液膜中的气体被放出到液泡内的减压空间，并使该液泡从容器的最上部溢出并破坏，可从气体溶解液中除去气体。由于具有罐内水位传感器部，因此，仅通过将传感器检测的水位的信息以电的形式传递给回收泵和供应阀(只打开或关闭)以使它们工作，从而保持不使上部的减压空间和下部的回收泵的吸引口接近的合适的水位，就可以维持减压空间并稳定地回收除气处理液。
此外，作为第三发明的气体溶解量调整装置包括：减压上升部，将开口的导管的下端浸在液体槽内的被处理液中，在所述导管的上端部连接预处理罐，在超过自所述液体槽液面的高度10.33m的位置设置用于抽出气体的孔，并使之与真空泵连接，由此在所述导管内制造减压空间，将所述被处理液向上吸到比所述液体槽内的液面高10m左右的位置，从而可使溶解气体起泡；上部液泡生成部，将开口的导管浸在回收用液体槽的处理液中，在从所述液体槽内的液面向上约10.6～11.2m的位置连接内置有用于生成液泡的容器的罐，并且与所述减压上升部一样，在所述罐上部设置孔并使之与真空泵连接，在所述罐内部成为减压空间的状况下，通过泵使向上吸到所述减压上升部的被处理液变为压力液体，并向所述容器内喷射生成液泡；以及自重回收部，由于所述容器内所生成的液泡流溢的位置是比液体槽液面高10.33m以上的位置，所以通过水位差，可使处理液由于自重而在导管内下降并从回收用液体槽回收。
在本发明的气体溶解量调整装置中，由于具有减压上升部，在被处理液从液体槽的液面上升10m左右为止的减压状态下，溶解在所述被处理液中的气体起泡，可进行预处理性的除气处理。另外，即使通过强有力的真空泵提高真空度也不能使被处理液上升到10.33m以上，这可以使连续运转时的维持管理和控制容易很多，从而可稳定、高效率地进行除气。由于具有上部液体生成部，由于将经一定程度除气处理的被处理液导入减压空间并可使其成为溶解气体非常容易放出的液泡表面的液膜，所以能够高效率地制造除气处理液。另外，由于液泡从高于被处理液向上部减压空间上升的水位的位置溢出，所以与水位差相当的液量可在自重下输送到下游侧。由于具有自重下降回收部，被除气的处理液在导管内由于自重而下降，另外由于将取出处理液的回收口设置在比减压上升部的下部液体槽中的被处理液表面水位低的水位上，因此可以不使用动力并简单地回收处理液。
此外，在整个工序中，由于利用了重力，所以可将阀的调整和传感器等的使用抑制在最小限度上，并且无需复杂的控制设备就可以进行稳定的连续运转，因此在控制性能上优异。当被吸上来的被处理液中溶解的气体是难以除气的气体时，通过对被处理液进行预加温，或在上部的减压空间中安装多个用于生成液泡的容器以反复进行液泡化，也可以获得高除气率的处理液。
另外，作为第四发明的气体溶解量调整装置包括：喷射供应部，其配置于封闭的罐内上部，在大量卷入所述罐内的压缩状态的气体的同时，喷射从热水器及自来水管等供应的压力液体；液泡生成容器部，其配置于所述罐内上部，具有朝上的开口的容器的内截面在上部少许缩径，并且最上部分大角度开口；以及，排出量调整部，被安装在所述罐的下游侧，通过调整溶解液的排出量，或者通过定流量排出，可调整所述罐内的气体的压力或可使其保持恒定压力。
在如上构成的气体溶解量调整装置中，仅通过打开热水器和自来水管等的水龙头，就可以通过喷嘴从封闭罐内的喷射供应部向容器内喷射温水或冷水，并且液泡从容器最上部溢出落到罐内下部，从而可积存气体溶解液。另外，通过用排出量调整部的阀等调整排出流量，能够慢慢地压缩罐内气体。进而，当来自阀等的排出阻力和来自喷射供应部的喷射压力平衡时，罐内压力稳定，并且可连续制造高浓度的气体溶解液，直到被压缩在罐内上部的气体无法溶解为止。
由于具有排出量调整部，所以可通过调整排出流量来使容器内的压力保持恒定。若在该排出口例如安装淋浴器，则由于溶解有高浓度的气体，所以，从淋浴喷嘴喷出的水滴通过减压起泡变成含有微小气泡的水滴，并且由于该水滴中仍然溶有高浓度的气体，因而在接触到皮肤时，水滴中含有的无数微小气泡诱发溶解气体起泡，从而可剥离除去皮肤的污垢等。
而且，还设有在内部使液体高速旋转从而可在中心部分形成负压轴的旋转对称形微小气泡发生器，若将高浓度溶解气体的液体导入此微小气泡发生器中，则由于溶有高浓度气体的液体接近负压轴从而气体被大量放出，从而可进一步产生大量的微小气泡。另外，该微小气泡发生器具有流动阻力大并且将流出量保持为恒定的效果，从而罐内压力变为恒定，因此无需调整阀，例如，仅通过在家里的浴缸中浸入微小气泡发生器并打开水龙头，就可以在浴缸热水中大量产生微小气泡，从而与所述淋浴的水滴一样可除去皮肤的污垢。
接着，作为第五发明的气体溶解量调整装置在第四发明的基础上，包括：供应阀，可控制从所述喷射供应部的喷射；残液排出阀，可排出停止喷射后剩在容器内的液体；以及，供气阀，在通过从所述罐上部供应气体来促进残留液体的排出，同时可向所述罐内供应新的气体，这样构成的目的在于，当由所述罐内上部的被压缩的气体形成的空间由于溶解而变小时，通过手动开闭阀来供应新的气体。
在上述构成的气体溶解量调整装置中，当向罐内供应新的气体时，通过在关闭供应阀后打开残液排出阀和供气阀，就可以排出容器内的残留液体，同时可向容器内供应新的气体。
另外，当再次使其工作时，仅通过确认从残液排出阀液体不再流出，关闭残液排出阀和供气阀并打开供应阀，就可以简单地再次工作。
并且，由于只利用来自热水器及自来水管等的水压，所以维持费用只有自来水管费用。另外，适于在没有电源的场所及不能带入电源的场所(浴室等)工作。
上述第一至第五发明所述的气体溶解量调整方法和气体溶解量调整装置具有如下的效果。
(1)气体溶解量调整方法不管在减压空间及气体压缩空间的哪一空间内，通过使供应的被处理液成为液泡状的液薄膜，可使溶于被处理液中的气体处于容易并最大程度地向减压空间放出以被除气的状态，或者可使气体处于容易并最大程度地溶解到被处理液中的状态，从而在效率和控制性能上优异。
(2)另外，通过组合这种溶解作用和除气作用，例如通过在容器内供应臭氧气体并使被处理液成为液泡状的液薄膜，从而使被处理液成为高浓度臭氧水，可对被处理液进行杀菌、除臭、褪色等处理。另外，通过使该处理液中的残留臭氧在减压空间内再次成为液泡表面的液膜，可获得脱臭氧水。
(3)由于最大限度地利用了气泡在液体中的活动和重力等自然现象，所以可将动力消费量抑制到最小限度，由于将调整阀和传感器等机器类的使用抑制在最小限度，所以维持管理容易，控制性能优良。另外，当进行大量处理时，无需高压的加压液体，如果在罐与内配置多个喷嘴和容器的话，也可以应付地下水和工业废水等大量的被处理液，因此在经济上优异。
接下来，作为第六发明的气体溶解量调整装置包括：压力气液供应部，从加压泵等的吸引管吸引被处理水，从设置于吸引管上的细孔利用负压自吸气体，并通过调整自吸量来制造气液混合的压力液体；喷嘴部，用喷嘴大量卷入周围的气体，该喷嘴通过供应管喷射所述压力液体；液泡生成容器部，通过由所述喷嘴从耐压罐的上部中央向所述耐压罐内的容器进行喷射，可在所述容器底部的液体中产生大量的气泡，利用所产生的气泡的浮力使气泡上升，在所述容器上部的缩径区域使之高效率地变为液泡(以下将存在于液体中的泡称为气泡，将肥皂泡状的泡的集合体称为液泡)，并使之溢流排出；溶解浓度调整罐部，将所述喷嘴部和所述液泡生成容器部内置于耐压罐内的上部，在所述耐压罐下游侧安装排出阀，可调整所述耐压罐内的压力和排出量；罐内水位传感器部，使用设置于所述耐压罐内的浮子等传感器检测所述耐压罐内的气体溶解水的水位；以及，浮游物排出口，当被加压的气体溶解水中混有大量的浮游物时，任意地对所述耐压罐内进行减压，使得在所述耐压罐内产生微小气泡，从而浮游物通过与气泡的吸附而浮上并分离，由此可排出浮游物。
在如上构成的气体溶解量调整装置中，由于具有压力气液供应部和罐内水位传感器部，通过浮子等传感器检测耐压罐内气体溶解水的水位，例如，如果水位上升，则为了增加容器内的气体量，使用电磁阀等来增加自吸气体量，如果水位下降，则为了减少容器内的气体量，使用所述电磁阀等来减少自吸气体量。由于通过所述工作可以维持期望的水位，所以可以不使自吸后未溶解的气体从位于下游侧的排出阀排出而能够无浪费地溶解气体，并且，可在各种压力下稳定连续地运转。
另外，通过将紧靠喷嘴喷射口的供应管弯成直角，供应管内发生紊流，从而仅通过开有圆孔的喷射口就可构成喷射液稍微扩散并大量卷入周围气体的喷射喷嘴，并通过从液泡生成容器的上部中央向所述液泡生成容器内进行喷射，可在容器内的底部产生大量的气泡。另外，在连续喷射过程中，可使所述液泡生成容器内的大约一半的体积成为气泡和液泡的气体部分。并且，由于在紧靠喷嘴喷射口的部分弯曲，喷射口无需具有复杂结构而可以构成圆孔，因此，喷射力不会降低，杂质也难以堵塞。
由于具有液泡生成容器部，在所述液泡生成容器的底部产生的大量的气泡通过浮力上升，并通过重力的作用液体和气泡上下分离，气泡在容器上部的缩径下部占据了大半部分，上升的气泡合并形成液泡，并可在缩径附近和容器上端的边缘高效率地生成直径约5mm～15mm的纯粹的液泡。由此，被喷射的液体会至少一次变为液泡的表面水，从而可从所述液泡生成容器中溢流排出。
由于具有溶解浓度调整罐部，从而通过排出阀来可调整耐压罐内的气体压力，进而可使液泡的表面水具有与气体压力成比的期望的气体溶解浓度。
并且，由于具有浮游物排出口，所以可清除气体溶解水中的浮游物，此时虽然从排出阀溶解浓度会下降，但可以获得浮游物少的干净的气体溶解水。
在上述第六发明的气体溶解量调整装置中，可获得以下的效果。
(1)由于可使供应的被处理液至少一次成为液泡的表面水，所以能够以与耐压罐内的气体压力成比例的值溶解。由此，可在各种压力下获得与遵照亨利法则的溶解浓度相近的期望的气体溶解浓度。另外，由于可通过罐内水位传感器来维持耐压罐内的水位，所以能够无浪费地溶解气体，并稳定地连续运转，因此在控制性能和效率上优异。
(2)由于即使在完全打开排出阀，从而使耐压罐内成为大气压的状态下，也可以制造高浓度的氧溶解水，所以，通过将更易于溶解的气体二氧化碳溶解在海水中并使用导管等送入深海中来减少地面上的二氧化碳，从而可利用于防止地球温暖化。
(3)例如，通过在氧溶解量DO4ppm的水100t中加入DO150ppm的水3t来混合稀释，可配成DO8.25ppm的水，由此可将水产品等的养殖场及培养液栽培场等的水改善为含氧的适宜的水，因此利用范围广，广泛应用性能上优异。
(4)当被加压的气体溶解水中含有很多浮游物时，通过使耐压罐内减压，可使溶解气体减压起泡来制造微小气泡，并通过所述微小气泡附着在浮游物上，可使浮游物浮上并排出，因此，尽管气体溶解浓度下降，但可获得浮游物少的干净的气体溶解水。
最后，作为第七发明的气体溶解量调整系统，应用在海洋或水坝等有水深的场所(优选水深30m以上)，包括：静压水供应部，在第六发明所述的气体溶解量调整装置的所述供应管部分安装过滤器和静压水阀，通过使所述耐压罐内为减压，可从所述喷嘴喷射水深的静压水，并且还在所述喷嘴部上安装有反冲洗阀，从而还能够进行反冲洗；罐内压调整部，在所述耐压罐上部设置孔，在该孔上安装用于排出及压入所述耐压罐内气体的气体进出阀，通过耐压气体软管等连接到气体蓄存罐上，并安装阀，其中所述气体蓄存罐分别配置于水面上放置的压缩机的气体吸引侧和气体压送侧，通过使该罐内压调整部工作，可以调整置于有水深的场所上的所述耐压罐内的气体压力；以及，控制部，通过传感器以及用于检测所述气体蓄存罐内等的压力的传感器等，使用电磁阀使所有的阀工作，所述传感器用于检测所述耐压罐内满水及水量减少时的气体溶解水的水位。
在如上构成的气体溶解量调整系统中，由于有静压水供应部，所以可通过周围的水深静压使所述耐压罐内的压力减压到期望水平，通过打开静压水阀静压水变为压力水，从而从安装在外部的过滤器通过供应管，可通过所述喷嘴向所述耐压罐内喷射静压水。
另外，由于在所述喷嘴部具有反冲洗阀，所以，即使杂质吸附在所述喷嘴部分和所述过滤器部分，通过关闭排出阀并打开所述静压水阀，然后从水面上的压缩机输送压力气体，首先，压力气体从喷嘴喷出口向所述过滤器流动从而洗净喷嘴喷出口，并间隔稍许时间后打开所述反冲洗阀，从而压力气体从所述反冲洗阀向所述过滤器大量流动，由此可除去吸附在所述过滤器上的杂质。
由于具有罐内压调整部，所以，通过由满水水位传感器检测气体溶解水在所述耐压罐内达到期望量的水位的时刻，并关闭静压水阀，打开所述排出阀和气体进出阀，从配置在水面上的压缩机压送侧的气体压力蓄存罐向所述耐压罐内输送比周围的水深静压高的压力气体，可将气体溶解水从排出阀排出到水深静压下。
水量减少传感器检测从所述耐压罐内部排出了期望量的气体溶解水的时刻，在该时刻关闭排出阀和水面上的压缩机压送侧的气体压力蓄存罐阀，并打开压缩机吸引侧的气体减压蓄存罐阀，抽出所述耐压罐内的气体，并在下降到期望减压的时刻关闭气体进出阀，再次打开静压水阀，由此可向所述耐压罐内喷射静压水。通过反复这一工序，可使静压水成为液泡，进而可使之成为浓度与耐压罐内的压力气体成比例的气体溶解水而排出。
并且，由于具有控制部，所以能够控制来自具有水深静压的场所上放置的耐压罐内部的传感器的信息、及来自置于水面上的压缩机和气体蓄存罐等的传感器的信息，并可将这些信息传递给各种电磁阀等以使它们工作。
由于动力无需利用泵而是利用了压缩机的气体吸引力和气体压送力以及水深静压，所以，在具有水深静压的场所，不使用容易出故障的马达等具有旋转轴的机器，就可以运转。另外，由于在所述水深的水中溶解气体，所以可将大致同水温的气体溶解水排入同水深的区域。
在上述第七发明所述的气体溶解量调整系统中，可获得下述效果。
(1)由于将压缩机的气体的吸引力及压缩力用作气体溶解的动力源，所以仅通过打开关闭各处的阀就可以运转，因而在操作性能、控制性能方面优异，并能够无浪费地再利用溶解工序后的压力气体能量，因此在节能方面优异。
(2)在湖沼及水坝等水温低的湖底区域，通过在该水域的静压水中高浓度地溶解氧，以大致相同的水温排出，从而，可使氧溶解水不从排出场所上升而固定，因此没有浪费，在效率和经济方面优异。
由此，可抑制从湖沼等的沉积中溶解出氮-磷等营养盐以及铁、锰。并且可抑制从沉积中产生有毒气体。
此外，也可以通过使沉积成为需氧性来激活微生物，促进沉积净化，从而高效率地改善湖沼等的沉积环境。
(3)在海洋中，通过将高浓度溶解氧的海水放入具有水深的场所的缺氧水域中并被该水域稀释，可构成对于生态系统适宜的含氧的海水，由此可提高养殖场等的水产品的生存率以及成长率，进而可提高渔业收入。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的气体溶解量调整装置的正面图；
图2是一示意图，图中，由喷嘴喷射的被处理液W大量卷入周围的气体X，从而在液泡生成容器的中央底部产生大量的气泡，并从容器内的底部周壁大量的气泡在通过浮力上升的同时经合并而急剧扩大，所述气泡和液体由于重力上下分离，并在容器内的上部缩径区域变为液泡，从容器溢出来；
图3(A)是示出在液泡内的空间处于压缩状态的气体的情况下，与该压力成比例的量的气体瞬间溶于液泡表面的液膜(液薄膜WF)中的示意图；
图3(B)是示出溶于液泡表面的液膜(液薄膜WF)中的气体被瞬间排放到减压空间中的示意图；
图4是第二实施方式的气体溶解量调整装置的正面图；
图5是第三实施方式的气体溶解量调整装置的正面图；
图6是本发明第四实施方式的液泡生成气体溶解器的正面图；
图7是一示意图，图中，由喷嘴喷射的被处理液W卷入周围的气体X，从而在液泡生成容器的底部变成大量的气泡，该气泡由于浮力上升，在上部的缩径下部区域气泡合并，进而在缩径区域变为液泡，从容器上端溢出；
图8(A)是示出液泡内的气体与压力成比例地瞬间溶于液泡和液泡表面水中的示意图；
图8(B)是放大示出液泡表面水的状态的示意图；
图9示出了在第四实施方式的气体溶解量调整装置中，被处理水使用自来水，气体使用空气和纯氧，并在每种气体充满耐压罐内的状态下，一边改变耐压罐内的压力，一边测量溶解氧浓度(DO)的试验例子；
图10是本发明第五实施方式的液泡生成气体溶解装置被配置在湖沼等中的正面图。
具体实施方式
下面，根据图1至图10来说明涉及本发明的气体溶解调整方法和其装置及其系统的实施方式。
(第一实施方式)
下面，参照附图说明与本发明中的第一发明记载的气体溶解量调整方法和第二发明记载的气体溶解量调整装置有关的第一实施方式的气体溶解量调整装置。
图1是本发明第一实施方式的气体溶解量调整装置的正面图。图2是一示意图，图中，由喷嘴喷射的被处理液W大量卷入周围的气体X，从而在液泡生成容器的中央底部产生大量的气泡，并从容器内的底部周壁大量的气泡在通过浮力上升的同时经合并而急剧扩大，所述气泡和液体由于重力上下分离，并在容器内的上部缩径区域变为液泡，从容器溢出来。图3(A)是示出在液泡内的空间处于压缩状态的气体的情况下，与该压力成比例的量的气体瞬间溶于液泡表面的液膜(液薄膜WF)中的示意图。图3(B)是示出溶于液泡表面的液膜(液薄膜WF)中的气体被瞬间排放到减压空间中的示意图。
在图1中，1是第一实施方式的气体溶解量调整装置，1A是抽出罐内的气体来制造减压空间的减压部，1B是喷射供应部，该喷射供应部吸入被处理液W，并通过在供应管前端部使加压的被处理液W突然改变流动通路，从而在喷嘴喷射口附近形成喷流，并由此可使周围减压空间的气体被大量卷入，1C是液泡生成部，用于在容器内的底部产生大量的气泡并在上部的缩径附近使之变为液泡，1D是回收泵部，用于回收积存在罐内的下部的经除气处理的液体，1E是罐内水位传感器部，用于通过传感器检测罐内下部的除气处理液的水位并传递给回收泵以及供应阀，以维持罐内的处理液水位。
1a是抽出罐内的气体来制造减压空间的真空泵，1b是连接在罐上部的孔和真空泵1a之间的减压吸引管，2是吸引被处理水W并制造压力液体的加压泵，2a是连接在加压泵2的吸引侧的吸引管，用于吸引被处理水，3是喷嘴，该喷嘴为了在邻近喷射的供应管3b内引起紊流以使喷射液多卷入周围空间的空气，在邻近喷射的供应管3b前端部突然改变了流动通路，并从邻近喷射的供应管3b朝垂直下方安装了喷射口，3a是供应阀，其被安装在用于供应通过加压泵2制造的加压液的供应管3b上，以全开或全闭方式工作，4是液泡生成容器，其在容器中央接受大量卷入了周围减压空间的气体的喷射液并在底部产生大量的气泡，然后利用该气泡上浮并合并，在容器上部区域使之从气泡变为液泡并溢出，4a是用于固定并支撑液泡生成容器4的支撑棒，5是罐，其将喷嘴3和液泡生成器4内置于上部，并可将从液泡生成器4溢出的液泡作为处理液暂时保存；5a是用于测量罐5内部压力的压力计传感器，5b是根据从罐内水位传感器获得的电信息来调整回收量的回收调整阀；6是用于检测罐5内的处理液的上限水位Y和下限水位Z的罐内水位传感器，7是用于吸引并回收罐内积存的处理液的回收泵，G是除气气体，W是被处理液，2W是被除气的处理液。另外，省略了电气布线图以及控制面板。
对如上述构成的第一实施方式中的气体溶解量调整装置1的工作方法进行说明。
首先，通过在关闭供应阀3a和回收调整阀5b之后使真空泵1a工作，能够在罐5内制造与真空泵1a的能力相应的减压空间，接着，通过使加压泵2工作并打开供应阀3a，被处理液W从配置在容器上部的喷嘴3中喷射出来，并且其大量卷入周围减压空间的气体朝着液泡生成容器4内的中央而喷射。
由此，如图2所示，在液泡生成容器4内的底部产生大量的气泡，该气泡在通过浮力上升的同时合并扩大，而该气泡周围的液体则由于自重而下降，从而在液泡生成容器4的上部缩径区域附近从气泡变为液泡，并以液泡的形式从液泡生成容器4的上端边缘溢出来。
因此，从喷嘴3喷射的被处理液W最终变为液泡表面的液膜，溶解的气体被瞬间排放到减压空间中，液泡作为处理液2W溢出，并积存在罐5内的下部。
在利用罐内水位传感器6检测到罐5内处理液2W的上限水位的时刻，首先使回收泵7工作，紧接着通过打开回收调整阀5b，可从回收泵排出侧回收经除气的处理液2W。
另外，当连续运转时，通过将罐内水位传感器6的信息以电的形式传递给供应阀3a(只打开或关闭)或回收调整阀5b及回收泵7以控制水位，使得容器内积存的处理液2W在上限水位Y和下限水位Z之间的范围内变化，由此可使之稳定地工作。
此外，只要从喷嘴喷出的喷射液能够大量卷入减压空间的气体并在容器的底部可产生气泡从而液体可从其上端溢出，上限水位Y也可以位于液泡生成容器4的上端附近，而下限水位Z的位置处于回收泵7工作时所排出的处理液2W不含有气泡，并且上部减压空间的气体不被回收泵7吸入的水位即可。
由于第一实施方式的气体溶解量调整装置被构成为如上所述的结构，所以可获得如下所述的作用。
由于具有供应阀3a和回收调整阀5b，所以能够在初始工作时使罐5内成为与真空泵1a的能力相应的减压状态，另外，在连续工作时通过使它们根据罐内水位传感器6的信息而工作，可通过供应阀(仅打开或关闭)和回收泵7来调整回收量，由此可将罐5内的处理液2W的水位维持在期望的位置上，从而可实现稳定的连续运转。
在真空泵1a上可以简单地连接气体回收装置，从而可回收除气气体。
由于具有喷嘴3和液泡生成容器4，因此，可使被供应的被处理液W成为液泡内部变为减压空间的液泡表面上的液膜。由此，溶于液膜中的气体被排放到减压空间中，从而可获得期望的除气液体。
(第二实施方式)
下面，参照附图来说明与本发明中的第一发明记载的气体溶解量调整方法和第三发明记载的气体溶解量调整装置有关的气体溶解量调整装置。
图4是本发明第二实施方式的气体溶解量调整装置的正面图。本实施方式与本发明的申请人已申请的日本专利文献特开2003-126884号“水处理装置以及水处理方法”，就通过真空泵等使被处理液上升到约10m的以上，并在该被处理液的上部制造减压空间的方法大致相同，其较大的区别在于：在减压空间内通过构成溶于被处理液中的气体最易排出的液泡表面的液膜来进行除气处理、以及回收处理液时不使用动力而是可以通过水位差来进行回收。
在图4中，10是第二实施方式的气体溶解量调整装置，11是从气体溶解量调整装置10的上部通过减压吸引管11a和11b进行除气，从而对气体溶解量调整装置10内进行减压的真空泵，12是上升导管，通过上部被减压，被处理液W从被处理液槽12A沿着上升导管上升，13是预处理罐，用于使通过真空泵的能力而上升的被处理液的液面Wa最高上升到10.33m以内的位置，14是上部加压泵，用于吸引上升的被处理液以加压，15是上部喷嘴，用于喷射被加压的被处理液，并使其中大量卷入周围减压空间的气体，16是配置于上部喷嘴之下的上部液泡生成容器，用于在该容器内的底部大量产生气泡，并通过该气泡的浮力使之变为液泡，17是上部罐，在其上部内置上部喷嘴15和上部液泡生成容器16，并且暂时积存从上部液泡生成容器16溢出来的处理液2W，18是下降导管，处理液2W根据上部罐17内暂时积存的处理液2W的液面Wb和被处理液W的液面Wa的水位差而沿着该下降导管下降，18A是用于回收下降的处理液2W的回收槽，G是除气气体。
对如上述构成的第二实施方式的气体溶解量调整装置10的工作方法进行说明。
首先，使被处理液W充满被处理液槽12A和回收槽18内部，并在维持其水位的情况下，使真空泵11工作，从而经由减压吸引管11a和11b抽出预处理罐13和上部罐17内的气体，由此上升导管12和下降导管18内变为减压状态，被处理液槽12A内和回收槽18A内的被处理液W在两导管内上升。
在被处理液W于预处理罐13内上升并到达与减压程度对应的液面Wa的时刻，使上部加压泵14工作，从而从上部喷嘴15向上部液泡生成容器16内的中央喷射被处理液W，由此大量卷入上部罐17内的减压空间的气体，并在上部液泡生成容器16内的底部产生大量的气泡，该气泡在通过浮力上升的同时合并扩大，然后变为液泡从上部液泡生成容器16的最上部溢出，并被积存在上部罐17内的下游侧，由于液面Wb和液面Wa的水位差，处理液2W在自重作用下从下降导管18下降，流入回收槽18A内。
此时，预处理罐13内的被处理液W被上部加压泵14吸引的液体量，因为被处理液W由于预处理罐13内的减压状态从被处理液槽12A内通过上升导管12上升而得到补充，从而维持液面Wa。
另外，由于初始工作时的下降导管18内和上部罐17内的液体是被处理液W，所以通过泵等被返回到处理槽12A内，直到回收槽18A内的液体变为被除气的处理液2W。
由于第二实施方式的气体溶解量调整装置10被构成为如上所述的结构，所以具有以下的作用。
由于总有液体被供应到在被处理槽12A和回收槽18A内，从而两导管在端部浸于液体中的状态下工作，因此不用担心吸引并混入装置外部的气体，另外，由于可使被处理液在预处理罐内最高上升到比液体槽的液体表面高10.33m以内的位置，所以，即使使用强有力的真空泵也无需进行输出调整，而是使其以全开状态工作，从而可在上部维持有效的减压空间，由此在控制和操作方面优异。
对于上升导管12内及下降导管18内的液体来说，由于上部空间被减压，所以即使在液体上升的过程中溶解气体也可以被除去一定程度的气体。
另外，经液泡生成处理后处理液中即使还含有气泡，也由于向上部的减压空间上升，所以可以除去。
由于在液面Wa和液面Wb之间产生水位差，处理液2W在下降导管18内因自重而下降，从而不使用动力就可从回收槽18A回收处理液2W。
当被处理液W中含有难以除气的气体时，也可以通过配置多个上部罐17并反复使被处理液成为液泡膜，来进行除气。
另外，在从被处理液槽12A到预处理罐13的中间，通过使用加热器加热被处理液W，提高液体温度，也可以提高除气率。
(第三实施方式)
下面，参照附图说明与本发明中的第一发明记载的气体溶解量调整方法和第四、第五发明记载的气体溶解量调整装置有关的第三实施方式的气体溶解量调整装置。
图5是本发明第三实施方式的气体溶解量调整装置的正面图。
在图5中，20是第三实施方式的气体溶解量调整装置，21是耐自来水压的耐压用的罐，21a是使罐21稳定的座台，22是喷嘴，其在喷射来自热水器或自来水管等的加压液时可以大量卷入容器内气体空间X的气体，22a是供应阀，其能够控制送入喷嘴22的加压液的供应，23是配置于罐21内上部的容器，用于从喷嘴22接受喷射液，24是用于固定容器23的支撑棒，25是排出量调整器，当从容器23溢出来的液泡变成液体并积存在罐21下部时，经由在罐下部开口的排出口27及软管26，安装图5中描述的旋转式微小气泡发生器等的构成固定排出量的阻力件，或者一边观看压力计28a一边操作阀等来调整排出量，从而可使罐21内成为期望的压力，并可以维持水位WA，25a是负压旋转轴，当在旋转对称形微小气泡发生器中，由于从壁面切线方向供应压力水而供应液体旋转，并从左右开口的孔旋转排出时，通过向心力在旋转中心形成，28是用于排出罐21内残留的液体的残液排出阀；29是供气阀，其可向罐21内供应新的气体，并能够快速排出罐21内残留的液体，以达到水位WC，3W是白浊液体，BW是被负压旋转轴25a吸引的周围的液体。
对如上述构成的第三实施方式的气体溶解量调整装置20的工作方法进行说明。
首先，液体不被排出的状态是由于罐21内的水位处于WC的位置，因此打开供气阀29并在此之后打开残液排出阀28，对其进行确认，然后关闭残液排出阀28和供气阀29，再打开供应阀22a。由此，从热水器和自来水管供应的加压液W从喷嘴22朝向容器23内的中央喷出，并同时大量卷入周围气体被压缩的气体X，从而在容器23内的底部产生大量的气泡，该气泡一边通过浮力从容器23内周壁上升，一边合并扩大，并在容器23内的上部区域变为液泡从容器23溢出，从而作为溶有气体的处理液2W积存在罐21下游侧。可根据从罐21下部通过排出口27及软管26安装的排出量调整器25的排出阻力来决定所述积存的处理液2W从罐21向外排出的量，同时也决定罐21内的压力和水位WA。当在此状态下持续运转时，罐21内上部的被压缩的气体一点一点溶解，从而空间X的体积变小，并在达到水位WB附近的时刻，关闭供应阀22a，打开供气阀29和残液排出阀28，从而将液体排出到液面水位WC，这样可以导入新的气体再次工作。
(第三实施方式的实施例)
如下制造气体溶解量调整装置并运转，即：通过将两个不锈钢制的内径36cm的半球面形状合在一起焊接成球面形状来用作罐21部分，将喷嘴22部分的喷出口做成6mm的直径并安装在罐21的上部，使用高30cm的圆筒形状容器23，其内径约为10cm，容积约为2.2升，并在上部制造少许的缩径部分，扩大最上部的直径，将从该容器23上端到喷嘴22的距离固定为4cm。
并且，排出量调整器25使用图5所示形状的微小气泡发生器，其左右排出口的直径均为5mm。
加压液W是直接连接在自来水管上的水，供应阀22a直接利用了自来水管的水龙头，从而从喷嘴22喷射水。
喷射中的W的水压是0.27Mpa，此时容器内的压力被维持在0.18Mpa，从微小气泡发生器排出的处理液2W为每分钟16.5升。
另外，当在使约240升的浴缸为满水的状态下放入微小气泡发生器并使之工作时，连续工作大约16分钟就可以使浴缸内成为白浊的牛奶状。
由于第三实施方式的气体溶解量调整装置20被构成为如上所述的结构，所以具有以下的作用。
无需电源，只要有自来水程度的水压，就可以手动工作，因此最适于没有电源的场所或不能带入电源的场所。
例如，当卸下家中具有的普通淋浴器的喷嘴部分并连接供应阀22a部分时，如图5所示，排出量调整器25只要安装微小气泡发生器，就可以简单地在浴缸内产生大量的微小气泡，并且在工作期间可使浴缸内保持牛奶状的白浊状态。
并且，即使在水压低的地域，只要在自来水管上连接加压泵供应给热水器，就同样可以使用。
当通过泵循环使用该气体溶解量调整装置时，能够利用泵吸引侧的负压将气体供应到罐21内，因此，用管道连接残液排出阀28的出口和供气阀29的进口，并通过在该管道中间安装浮子传感器来检测罐21内的水位，进而将该信息传递给泵吸引侧来调整供气量，这样就可以按期望控制罐21内的水位，从而可使该气体溶解量调整装置长时间稳定地连续工作。
另外，当供应阀22a和残液排出阀28及供气阀29采用电磁阀，并且检测罐21内的水位，并将水位的信息传递给电磁阀使之工作时，即使不使用泵，只要有自来水压和水位压，虽然是断断续续的，但也可以在供应气体的同时使之运转。
(第四实施方式)
下面，参照附图来说明本发明第四实施方式的气体溶解量调整装置。
图6是本发明第四实施方式的气体溶解量调整装置的正面图。图7是一示意图，图中，由喷嘴喷射的被处理液W卷入周围的气体X，从而在液泡生成容器的底部变成大量的气泡，该气泡由于浮力上升，在上部的缩径下部区域气泡合并，进而在缩径区域变为液泡，从容器上端溢出。
图8(A)是示出液泡内的气体与压力成比例地瞬间溶于液泡和液泡表面水中的示意图，图8(B)是放大示出液泡表面水的状态的示意图。
在图6中，31是第四实施方式的气体溶解量调整装置，31A是通过自吸适量的气体X来制造出气液混合的压力水的压力气液供应部，31B是喷嘴部，其将紧靠喷射口的供应管做成直角，并通过供应管喷射气液混合的压力水，从而使压力水卷入大量的周围气体，31C是液泡生成容器部，其在容器底部的液体中大量产生气泡并在上部的缩径附近使气泡变为液泡，31D是罐内溶解浓度调整部，其在耐压罐内的上部内置了喷嘴部31B和液泡生成容器部31C，并在下游侧安装了排出阀，从而可调整耐压罐内的压力，31E是罐内水位传感器部，其通过检测耐压罐内溶解了气体的气体溶解水的水位，并传递给压力气液供应部31A使之自吸适量的气体，使得不从下游侧的排出阀排出气体。
32是吸引被处理水并制造气体混合的压力水的加压泵，32a是吸引管，其被连接在加压泵32的吸引侧，用于吸引被处理水，32b是通过在吸引管32a上设置细孔来自吸气体的气体自吸管，32c是安装于气体自吸管32b上的气体自吸量调整阀，33是喷嘴部，其将靠近喷射口的供应管33a做成直角，从而在管内产生紊流并利用圆孔的喷射口进行喷射，33a是供应管，用于供应由加压泵32制造的气液混合的压力液体，34是液泡生成容器，其用容器接受卷入周围气体的喷射液，并在底部产生大量的气泡，利用该气泡的浮力在上部的缩径区域使气泡变为液泡并溢流排出，34a是浮游物排出管，其能够起固定支撑液泡生成容器34的作用并可以排出浮游物混入水，34A是浮游物排出口，其在浮游物排出管34a上根据确定的水位设置排出口，从而通过溢流排出浮游物等，34B是用于抽出耐压罐内的压力气体来减压的减压阀，34C是在浮游物浮上气体溶解水的水面并分离时通过打开将其排出的浮游物排出阀，35是耐压罐，其在上部内置喷嘴33和液泡生成容器34，并积存从液泡生成容器34溢流排出的气体溶解水，35a是用于测量耐压罐35的压力的压力计传感器，35b是在下游侧调整耐压罐内的压力及排出量的排出阀，36是罐内水位传感器，用于检测耐压罐35内气体溶解水的上限水位Y和下限水位Z，W是被处理水，X是气体。
另外，在该第四实施方式中，在吸引管32a上设置细孔使之自吸气体，并使气体混入耐压罐内来供应气体的，但在如下情况下也可以运转，即：在加压泵喷出侧的供应管33a上设置孔，从而调整气体量后压入，或者在耐压罐35的上部设置孔，从而直接调整气体量并压入耐压罐35内。因此，也可以利用由自来水管和水位差形成的压力水等。另外，也可以卸下排出阀35b部分，安装通过旋转叶片等阻力件产生旋转动力的动力产生部，从而通过该动力使小型压缩机运转来制造并压入压力空气。
对如上述构成的第四实施方式的气体溶解量调整装置31的工作方法进行说明。
首先，若运转加压泵32，则被处理水W从吸引管32a被吸入，气体自吸管32b内呈负压，从而通过自吸量调整阀32c自吸气体X，由此可向加压泵喷出侧的供应管33a输送气液混合的压力液体，并通过配置在液泡生成容器34的上部中央的喷嘴33向容器内的中央喷射。由此，即使耐压罐35内变为压力状态，也可以将气体X注入耐压罐35内。
被喷嘴33喷射的被处理水W卷入大量的周围气体，从而在液泡生成容器34内的底部变成大量的气泡，该气泡通过浮力上升，并在液泡生成容器34上部的缩径区域该气泡变为液泡。由此，被喷射的处理水W至少一次变为液泡的表面水，并从液泡生成容器34溢流排出。
从液泡生成容器34溢流排出的被处理水W变成气体溶解水落入耐压罐35内积存。
此时，在用压力计传感器35a检测耐压罐内的压力的同时用安装于下游侧的排出阀35b进行调整，可将耐压罐内部调整到期望的压力。
通过上述，就调整了液泡生成容器34内的处于缩径附近的大量液泡内的气体压力，从而液泡的表面水成与该压力成比例的气体溶解浓度，并从液泡生成容器34溢出。
为了不使耐压罐35内的气体从排出阀35b排出，决定上限水位Y和下限水位Z并用罐内水位传感器36检测，然后以电的形式传递给气体自吸量调整阀32c，若达到上限水位Y，则开始气体X的自吸(增加)，若达到下限水位Z，则停止气体X的自吸(减少)，由此，可使耐压罐35内的水位维持在期望水平上，从而可以不用将耐压罐内的气体排到外部，就能够从排出阀35b获得期望浓度的气体溶解水。
并且，当被加压的气体溶解水中含有很多浮游物时，通过随意停止加压泵32并打开减压阀34B，耐压罐35内变为减压，由此气体溶解水的溶解气体通过减压起泡变为微小气泡附着在浮游物上，并通过浮力浮上水面。此时通过打开浮游物排出阀34C，可从浮游物排出口34A溢流排出浮上来的浮游物。
这里，图9示出了在气体溶解量调整装置中，被处理水使用自来水，气体使用空气和纯氧，并在每种气体充满耐压罐内的状态下，一边改变耐压罐内的压力，一边测量溶解氧浓度(DO)的试验例子。
从喷射口径为7mm的喷嘴以0.34Mpa的水压喷射水温为7.9℃DO11.8ppm的自来水来运转，并使用HORIBA制造的D-25型和日本电池制造的DOM·2000型的两种溶解氧计对其气体溶解水进行了测量。
由于D-25型溶解氧计是可以直接测量到DO20ppm的测量器，所以到DO20ppm为止直接放入气体溶解水中进行测量，在DO20ppm以上时稀释10倍，并在所述水在DO20ppm以内时用D-25型溶解氧计进行测量，然后根据该测量值计算DO。
另外，DOM·2000型溶解氧计是在4℃的水温下可直接测量到DO80ppm的测量器，但由于在大气压下从DO60ppm以上的浓度位开始减压起泡变得剧烈，从而溶解的氧被大量释放到大气中，因此，为了尽量准确地进行测量，取水后在短时间内稀释到10倍，并在该水为DO20ppm以上时使用该DOM·2000型溶解氧计。
压力计使用东洋计器兴业(株)制造的TYPE-A0·7压力计，温度计使用技术摄稳(Technol seven)株式会社制造的D616型温度计。
并且，图9中的罐内压力0是在使排出阀35b全开并且压力计显示为0的状态下测量的所排出气体溶解水的值。
从图9的数据可知，若使罐内充满氧，则即使在容器内为大气压的状态下也可以溶解DO55ppm，并且，目前由于地球变暖的问题从而二氧化碳的排出量成为全世界关心的事情，而亨利常数低的二氧化碳的溶解率很高，大约为氧的30倍，因此，仅通过将接入1000m～2000m深的海洋中的导管和汇集了水面上部二氧化碳的罐连接起来，并在该容器内设置液泡生成容器4，然后通过喷嘴3喷射海水，使之从液泡生成容器4中溢出，就可将二氧化碳溶于海水并通过自重输送到深海中，由此也可以利用在能够从地面高效率地削减二氧化碳上。另外，也可以根据期望按比例扩大，而且还可以制造大的气体溶解工厂。
(第五实施方式)
下面，参照附图来说明本发明第五实施方式的气体溶解量调整系统。
图10是本发明第五实施方式的气体溶解量调整系统被配置在湖沼等中的正面图。
在图10中，40是第五实施方式的气体溶解量调整系统，40A是静压水供应部，其可将具有水深的静压水1W通过过滤器33d和静压水阀33c及供应管33a从喷嘴33喷射，并在喷嘴部安装了反冲洗阀33b，40B是罐内压调整部，用于调整置于具有水深的场所上的耐压罐35内的气体压力，40C是控制部，其通过传感器检测耐压罐35内的水位和各部分气体的压力，并使用电磁阀使所有的阀工作，另外省略了布线图。
这里，关于生成液泡并使气体溶解的方面，由于大致与第四实施方式的相同，所以省略说明。33d是过滤器，其具有使流入耐压罐35内的静压水1W中的下述杂质不能通过的结构，该杂质具有比喷嘴33的喷射口径大的大小，33b是安装于喷嘴部附近的反冲洗阀，33c是静压水阀，其在使静压水1W流入耐压罐35内，以及从反冲洗阀33b向过滤器输送压力气体时打开，而从排出阀35b排出耐压罐35内的气体溶解水时则关闭，34b是用于支撑固定液泡生成容器34的容器支撑棒，35A是气体进出孔，其是设置于耐压罐35上部的孔，用于将由置于水面上的压缩机制造的压缩气体送入耐压罐35内，或从耐压罐35内抽出，35B是安装于气体进出孔35A的上部的气体进出阀，用于控制气体进出耐压罐35，35C是从气体进出阀35B连接到置于水面上的气体压力蓄存罐及气体减压蓄存罐上的耐压气体软管，36A是用于检测耐压罐35内预期的满水水位的浮子等满水水位传感器，36B是用于检测耐压罐35内预期的水量减少水位的浮子等水量减少传感器，37是既可以吸引气体，又可以加压气体的压缩机，38是带压力传感器的气体压力蓄存罐，用于蓄存从压缩机37通过压力气体供应管38b输送的压力气体，38a是压力蓄存罐阀，其通过由满水水位传感器36A和水量减少水位传感器36B进行检测，并根据信号打开或关闭，39是通过罐内蓄存的气体经由压缩机37气体吸引口上连接的吸引气体供应管39b被吸引出去从而罐内变为减压的带压力传感器的气体减压蓄存罐，39a是减压蓄存罐阀，其通过满水水位传感器36A及水量减少水位传感器36B进行检测，并根据信号打开或关闭，41是制氧装置，其通过供氧管41a向供氧调整阀41b供应氧，并连接在吸引气体供应管39b上。42是漂浮构件，其浮在水面上，用于乘载发电机和压缩机等。
对如上述构成的气体溶解量调整系统40的工作方法进行说明。
首先，使压缩机37工作，从而从制氧装置41通过供氧管41a和供氧调整阀41b向压缩机37内吸入氧，并制造压力气体，将该压力气体通过压力气体供应管38b压送到气体压力蓄存罐38内，从而在其中积存比水深的静压压力高的压力气体。在关闭静压水阀33c并打开气体进出阀35B和排出阀35b之后，通过打开压力蓄存罐阀38a，耐压罐35内的液体从排出阀35b被排到水深静压区域中，耐压罐35内的水量减少水位传感器36B检测预期的水位并发送信号，从而关闭排出阀35b和压力蓄存罐阀38a并打开减压蓄存罐阀39a，由此可将耐压罐35内的压力气体吸入气体减压蓄存罐39内，通过压缩机的吸引耐压罐35内被进一步减压，气体减压蓄存罐39内的压力传感器检测预期的减压并发送信号，从而关闭减压蓄存罐阀39a和气体进出阀35B并打开静压水阀33c，从而耐压罐35内变为比水深静压减压的状态，因此，静压水1W从过滤器33d经由静压水阀33c和供应管33a进入，并从喷嘴33向液泡生成容器34内的中心喷射出去，从而生成液泡溢出并落到下部积存。
通过在耐压罐35内不断积存气体溶解液，耐压罐35内的气体被压缩从而气体压力上升，进而液泡生成容器34内所产生的液泡内的气体压力也上升到相同值上，因此，液泡的表面水的气体溶解浓度逐渐升高。
例如，在将气体减压蓄存罐39内的减压状态确定为0.08MPa的情况下，由于耐压罐35内为大致均匀的0.08MPa，所以，当打开静压水阀33c从喷嘴33喷射并生成液泡时，最初喷射时的氧溶解浓度达到图9的DO74.8ppm的浓度，并且随着压力上升，溶解浓度也与压力成比上升。
使用满水水位传感器36A检测不断积存的气体溶解水，并检测到预期的水位后发送信号，从而关闭静压水阀33c并打开排出阀35b和气体进出阀35B及压力蓄存罐阀38a，由此气体压力蓄存罐38内的压力气体被输送到耐压罐35内，并可从排出阀35b将耐压罐35内的气体溶解水排出到水深静压区域中。
此外，使用气体压力蓄存罐38和气体减压蓄存罐39内内置的压力传感器检测溶解的气体量并发送信号，从而通过供氧调整阀41b进行适量补充，通过重复这一工序可以连续运转。
另外，当喷嘴33和过滤器33d上有杂质吸附时，关闭排出阀35b并打开静压水阀33c和气体进出阀35B及压力蓄存罐阀38a，从而首先使压力气体从喷嘴33的喷出口向过滤器33d流动，并且间隔稍许时间后打开反冲洗阀33b，从而使得大量的压力气体从反冲洗阀33b向过滤器33d流动并从静压水1W侧排出，由此可除去吸附在喷嘴33和过滤器33d上的杂质。例如，也可以在控制部40C中编入根据水质每连续运转2小时后反洗一次的程序。
由于第五实施方式的气体溶解量调整系统40被构成为如上所述的结构，所以具有如下的作用。
由于在耐压罐内满水时的水位到水量减少时的水位的范围内进行气体的溶解，所以除供氧调整阀41b以外的阀全部能够以全开、全闭使用，因此，不会由于阀而造成部分堵塞，也不会由于异物混入而造成阀故障。
由于不使用加压泵而是将由压缩机产生的压力气体作为动力，所以通过操作阀就能够向反方向输送压力气体，从而可清扫置于具有水深的场所中的过滤器和喷嘴。另外，无需马达等的旋转轴，因此不用考虑施加水压时会出现故障的旋转轴部等的封闭部分。
通过利用压缩机吸引侧的吸引气体的能量使耐压罐内减压到水深静压以下，可从喷嘴将静压水转换成喷射能量，从而可溶解耐压罐内的气体。另外，利用从压缩机压送侧喷出的气体的压力能量，可将耐压罐内的气体溶解水排到所述静压水区域中。
由于具有气体压力蓄存罐和气体减压蓄存罐，所以压缩机制造的压力气体即使是使耐压罐内的水位变化后的压力气体也再次返回到蓄存罐内从而作为压力气体保持能量并被再利用，因此可实现节省能量的运转。
由于在气体压力蓄存罐和气体减压蓄存罐内具有压力传感器，所以只要从供氧调整阀供应由于溶解而减少的量的氧气即可，另外，通过耐压罐内的水量减少水位传感器，可使水量减少时的水位保持耐压罐的底部剩有水的状态，因此，耐压罐内的气体不会漏掉，从而能够无浪费地溶解供应的气体。
工业实用性
如上所述，本发明涉及的气体溶解量调整方法和其装置及其系统，可利用于半导体制造工艺中的溶有特定气体成分的用于洗净的气体溶解功能水的制造中，或者通过除气来去除液体中(工业废水、地下水、水产养殖场水等)溶解的有害挥发性气体，以及用于制造锅炉供水用和超声波洗净用的除气水的装置等上。
而且，也适用于水产养殖业、培养液栽培业等中的水质净化以及化学工厂等中的气液反应中。

Claims (7)

1.一种气体溶解量调整方法，其特征在于，包括：
大量气泡产生工序，在封闭的罐内上部配置具有朝上的开口部的一个或多个容器，通过由大量卷入周围空间的气体的一个或多个喷嘴从所述容器的上部向所述容器的开口部中央喷射被处理液，从而在所述容器内的底部产生大量的气泡；
液泡生成工序，在所述气泡从所述底部沿着其内周壁形成与所述被处理液的喷射方向相反的上升流的所述容器内，气泡相互合并扩大而成的气泡群和液体由于重力而上下分离，在所述容器内的上部区域变为作为肥皂泡状的气泡集合体的液泡并从所述容器中溢出，因此，结果是可使喷射的所述被处理液生成为液泡的液膜；以及
气体溶解量调整工序，抽出所述罐内的气体来使之成为减压的减压空间，在所述液泡内部被减压的状态下使溶于液膜中的气体排放到液泡内，从而可制造出与该减压程度对应的除气液，另外，使所述罐内部成为压力状态的加压空间，从而使所述液泡内的气体成为压缩状态，由此可制造出其浓度与该气体的压力程度对应的气体溶解液。
2.一种气体溶解量调整装置，其特征在于，包括：
减压部(1A)，通过使用导管(1b)连接设置于封闭的罐(5)上部的孔和真空泵(1a)，可以使所述罐(5)内成为减压空间；
喷射供应部(1B)，通过卷入大量减压空间的气体的喷嘴(3)从所述罐(5)内上部喷射被加压泵(2)加压的被处理液(W)；
液泡生成部(1C)，具有容器(4)，该容器(4)在其上部开口中央部接受被喷射的所述被处理液(W)并卷入减压空间的气体，从而在底部产生大量的气泡后，气泡群沿着该容器(4)的内周壁形成与所述被处理液的喷射方向相反的上升流，该液泡生成部(1C)使所述气泡群和液体沿着所述容器(4)由于重力和浮力而上下分离，从而在上部区域使之变为液泡，所述液泡是指肥皂泡状的气泡集合体；
回收泵部(1D)，使从所述容器(4)的上端部溢出来的液泡流到下方部并作为被除气了的处理液暂时蓄存，并回收此处理液；以及
罐内水位传感器部(1E)，将用于维持所述罐(5)内积存的所述处理液(2W)的水位的信息传递给泵(7)和阀(5b)。
3.一种气体溶解量调整装置，其特征在于，包括：
减压上升部(11、11a、11b、12、12A)，将开口的导管(12)的下端浸在液体槽(12A)内的被处理液(W)中，在所述导管(12)的上端部连接预处理罐(13)，在超过自所述液体槽(12A)液面的高度10.33m的位置设置用于抽出气体的孔，并使之与真空泵(11)连接，由此在所述导管(12)内制造减压空间，将所述被处理液(W)向上吸到比所述液体槽(12A)内的液面高10m的位置，从而可使溶解气体起泡；
上部液泡生成部(14、15、16、17)，将开口的导管(18)浸在回收用液体槽(18A)的处理液(2W)中，在从所述液体槽(12A)内的液面向上10.6～11.2m的位置连接内置有用于生成液泡的容器(16)的罐(17)，并且与所述减压上升部一样，在所述罐(17)上部设置孔并使之与真空泵(11)连接，在所述罐(17)内部成为减压空间的状况下，通过泵(14)使向上吸到所述减压上升部的被处理液变为压力液体，并向所述容器(16)内喷射生成液泡，所述液泡是指肥皂泡状的气泡集合体；以及
自重回收部(18，18A)，由于所述容器(16)内所生成的液泡流溢的位置是比液体槽液面高10.33m以上的位置，所以通过水位差，可使处理液由于自重而在导管(18)内下降并从回收用液体槽(18A)回收。
4.一种气体溶解量调整装置，其特征在于，包括：
喷射供应部(22)，其配置于封闭的罐(21)内上部，在使从热水器或自来水管供应的压力液体大量卷入所述罐内的压缩状态的气体的同时喷射该压力液体；
液泡生成容器部(23)，其配置于所述罐(21)内上部，具有朝上的开口的容器的内截面在上部少许缩径，并且扩大最上部的直径，所述液泡是指肥皂泡状的气泡集合体；以及
排出量调整部(25，26，27)，被安装在所述罐(21)的下游侧，通过调整溶解液的排出量，或者通过定流量排出，可调整所述罐(21)内的气体的压力或可使其保持恒定压力。
5.如权利要求4所述发明的气体溶解量调整装置，其特征在于，包括：
供应阀(22a)，可控制从所述喷射供应部(22)的喷射；
残液排出阀(28)，被安装在所述罐(21)的下游侧，可排出停止喷射后剩在罐内的液体；以及
供气阀(29)，通过从所述罐(21)上部供应气体，可促进残留液体的排出，同时可向所述罐内供应新的气体，
这样构成的目的在于，当由所述罐(21)内上部的被压缩的气体形成的空间的容积由于气体的溶解而变小时，通过手动开闭阀来供应新的气体。
6.一种气体溶解量调整装置，其特征在于，包括：
压力气液供应部(31A)，从加压泵(32)的吸引管(32a)吸引被处理水(W)，从设置于吸引管(32a)上的细孔利用负压自吸气体，并通过调整自吸量来制造气液混合的压力液体；
喷嘴部(31B)，用喷嘴(33)大量卷入周围的气体，该喷嘴(33)通过供应管(33a)不是直射而是少许扩散地喷射所述压力液体；
液泡生成容器部(31C)，通过由所述喷嘴(33)从耐压罐(35)的上部中央向所述耐压罐(35)内的容器(34)中进行喷射，可在所述容器(34)底部的液体中产生大量的气泡，利用所产生的气泡的浮力使气泡上升，在所述容器(34)上部的缩径区域使之高效率地变为作为肥皂泡状的气泡集合体的液泡，并使之溢流排出；
溶解浓度调整罐部(31D)，将所述喷嘴部(31B)和所述液泡生成容器部(31C)内置于耐压罐(35)内的上部，在所述耐压罐(35)下游侧安装排出阀(35b)，可调整所述耐压罐(35)内的压力和排出量；
罐内水位传感器部(31E)，使用设置于所述耐压罐(35)内的浮子传感器检测所述耐压罐(35)内的气体溶解水的水位；以及
浮游物排出口(34A)，当被加压的气体溶解水中混有大量的浮游物时，任意地对所述耐压罐(35)内进行减压，使得在所述耐压罐(35)内产生微小气泡，从而使浮游物通过与气泡的吸附而浮上分离，由此可排出浮游物。
7.一种气体溶解量调整系统，其特征在于，应用在海洋或水坝的有水深的场所，包括：
静压水供应部(40A)，在权利要求6所述的气体溶解量调整装置的所述供应管(33a)上经由静压水阀(33c)而连接有过滤器(33d)，通过使所述耐压罐(35)内为减压，可从所述喷嘴(33)喷射深水的静压水，并且还在所述喷嘴部(31B)上安装有反冲洗阀(33b)，从而还能够进行反冲洗；
罐内压调整部(40B)，在所述耐压罐(35)上部设置孔，在该孔上安装用于排出及压入所述耐压罐(35)内的气体的气体进出阀(35B)，通过耐压气体软管连接到气体蓄存罐(38、39)上，并安装阀(38a，39a)，其中所述气体蓄存罐(38、39)分别配置于放置在水面上的压缩机(37)的气体吸引侧和气体压送侧，通过使该罐内压调整部(40B)工作，可调整置于有水深的场所的所述耐压罐(35)内的气体压力；以及
控制部(40C)，通过耐压罐(35)内的传感器(36A、36B)以及用于检测所述气体蓄存罐内的压力的传感器，使用电磁阀使所有的阀工作，所述耐压罐(35)内的传感器(36A、36B)用于检测所述耐压罐(35)内满水及水量减少时的气体溶解水的水位。
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