JP2001507989A - 液体にガスを添加するための、好ましくは、水に酸素を添加するための方法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液体にガスを添加するための、好ましくは、水に酸素を添加するための、液体にガスを供給する方法では、ガスを、閉じた過圧システムにある液体に供給すること、ガスの供給後に液体を閉じた過圧システムから排出すること、及び液体をその排出中に膨張させることが提案される。ガスが添加される液体用の容器と、供給されるガス用の容器とを具備する、前記方法を実施する装置は、液体及びガス用の容器は、液体及びガスを連通するように、ガスを液体に供給するための供給装置に接続されていること、ガスが添加された液体用の貯蔵容器は、液体を連通するように、供給装置に接続されていること、液体及びガス用の容器と、供給装置と、ガスが添加された液体用の貯蔵容器とは、閉じた過圧システムを形成すること、及び、ガスが添加された液体用の貯蔵容器は、液体を連通するように、この貯蔵容器に比べて異なった圧力比を有する室に、遮断自在に接続されていること、を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 液体にガスを添加するための、好ましくは、水に酸素を添加するための方法及 びこの方法を実施する装置 本発明は、液体にガスを添加するための、好ましくは、水に酸素を添加するた めの、液体にガスを供給する方法に関する。 本発明は、ガスが添加される液体用の容器と、供給されるガス用の容器とを具 備する、前記方法を実施する装置に関する。 更に、本発明は、前記方法でガスが添加された液体、特に、前記方法で酸素が 添加された水に関する。 人の生体の物質代謝を形成するすべての生命過程は酸素を必要とする。このた めに、人の生体が呼吸によって充分な酸素を吸収することが必要である。しかし 、呼吸に追加して更なる酸素を有機体に適切に供給するために、前提部分に記載 の方法が開発された。追加の酸素は、一方では、能力及び健康の一般的な向上の ために、供給されることができるが、この供給は、特に病人の場合に、治療処置 あるいは治療処置に伴う処置として行なわれることができる。 前提部分に記載のタイプの公知の方法では、ガス、例えば、酸素が、液体、例 えば、水に供給される。このことは、例えば、液体が充満された開放容器の底部 に設けられたパーライトを介して、なされる。供給されるガスはこのパーライト によって低圧で圧縮される。ガスは容器にある液体中で泡立ち、続いて、液体の 表面を通って環境に出る。ガスが液体を通過する間に、液体にガスが添加されて 、かくて、自由ガス、つまり、物理的に結合されているだけのガスの、液体中の 約３５ｍｇ／ｌの濃度が調整される。 公知の方法で達成された、ガスの液体中の濃度は、比較的低い。更に、供給さ れたガスは泡立ち後に液体を通って環境に出て、再利用されない。このことによ って、ガスの大きな消費が引き起こされる。 液体にガスを添加することができるので、液体がガスの高い濃度を有するよう になり、それにより、ガスの消費を減らす上記前提部分の方法を示すという課題 が、本発明の基礎になっている。更に、この方法を実施するための装置を示す積 もりである。 方法に関するこの課題は、本発明により、ガスを、閉じた過圧システムにある 液体に供給すること、ガスの供給後に液体を閉じた過圧システムから排出するこ と、及び液体をその排出中に膨張させること、によって解決される。 本発明に基づく方法では、ガスが、閉じた過圧システムにある液体に供給され る。これによって、供給されたガスが液体から自由に環境に放出することが、防 止される。本発明に基づく方法では、液体に添加されないガスは、過圧システム の内側に留まり、少なくとも１つの他の添加過程のために用いられることができ るのは好ましい。或る圧力下でガスを液体に供給することによって、ガスの液体 への添加が既に達成される。この添加は、特に、ガスの供給中に、高圧によりな される。ガスと液体、例えば、酸素と水との密な結合が達成される。しかし乍ら 、液体へのガスの供給は、自由ガスの、液体中の高い割合つまり高い濃度を全く 生じさせない。 自由ガスの液体中の濃度の増加は、高圧下で供給された液体を過圧システムか ら排出し、排出中に膨張させるという方法段階によって、達成される。ガスが添 加された液体の膨張は、例えば、液体を、過圧システムから、圧力が低い環境に 導くことによって、達成される。液体は低圧故に膨張することができる。液体が 膨張すると、過圧システムにおいてまだ液体に結合しているガスが、膨張中に、 遊離される。このことによって、自由ガスの液体中の濃度が増加する。 本発明の第１の代わりの実施の形態では、液体を急激に膨張させ、閉じた過圧 システムからの液体の排出の速度を選択的に調節することが、規定されている。 液体の急激な膨張によって、つまり、加速された即座の膨張によって、自由ガス の液体中の高い濃度が達成される。膨張の期間と、自由ガスの達成可能な濃度と の間には、膨張が速ければ速い程、一層濃度が高い、という直接的な関連がある 。液体の急な膨張は、例えば、ガスが添加された液体を閉じた過圧システムから 速く排出することによって、達成される。液体の排出速度を意図的に調節するこ と によって、かくて、自由ガスの液体中の望ましい濃度の調節が達成されるのは好 都合である。 本発明の改善によれば、排出された液体を、出口を有しかつ閉じた過圧システ ムにおいてよりも低い圧力を有する圧力システムにおいて、膨張させることが、 規定されている。このように示された本発明の方法では、液体は、過圧システム から、出口を有する圧力システムへ送られる。これらのシステムに支配的な種々 の圧力に基づき、このような送りの途中で圧力低下が生じる。液体は、この圧力 低下の中を通るとき、膨張する。これによって、液体中のガスの遊離が生じる。 閉じた過圧システムと、出口を有する圧力システムとにおける圧力比が、好まし くは互いに依存関係にあって、調節されることができる。例えば、閉じた過圧シ ステムにおける圧力が約１，５乃至６バールに調節され、そして、出口を有する 圧力システムにおける圧力が約０，２乃至２，５バールに調節される。圧力は、 明らかな圧力低下が２つのシステムの間に生起され、液体の膨張が生じて、膨張 中に液体中のガスが遊離されるように、調節される。 本発明の第２の代わりの実施の形態は、排出された液体を、出口を有する圧力 システムにおいて膨張させ、この場合、この圧力システムにある圧力は、膨張の 初めに、閉じた過圧システムにおける圧力と同じであって、続いて、前記圧力を 漸進的に減らすこと、を規定する。この代わりの実施の形態では、ガスが添加さ れた液体の急激な膨張は規定されていない。逆に、液体は非常にゆっくりかつ徐 々に膨張される。このために、まず、液体は、出口を有する圧力システムに送ら れる。このような送り中にかつ膨張の開始前には、この圧力システムにおける圧 力は、閉じた過圧システムにおける圧力と同じである。従って、液体の送り中に は、液体の膨張は生じない。この膨張は、まず、その後で、出口を有する圧力シ ステムでのみ生じる。次に、この圧力システムは、その圧力比に関して、閉じた 過圧システムから外されている。この圧力システムにおける圧力はゆっくりと減 らされる。このとき、液体はゆっくりと膨張する。このような緩慢な膨張の際に は、液体中での小さな泡の形のガスの遊離は、急激な膨張の際と同じようには生 じない。ガスはより密に液体に結合されている。このより密な結合の利点は、 ガスがより長く液体に留まることである。このことは、特に、液体が、例えば、 ボンベのような容器に注入され、この容器に、長時間、例えば、数週間に亘って 貯蔵される場合に該当する。ガスの遊離は、液体が、例えば、このボンベで運ば れて、振動に晒されているときには、ほとんど生じない。 出口を有する圧力システムにおける圧力は、例えば、１バールに減らされる。 圧力がかようにこの値に減少するとき、液体の緩慢な膨張と、液体中に溶けたガ スの僅かな遊離とが保証される。圧力システムにおける圧力は、この圧力が圧力 システムの外側における外圧に対応するまで、減少されることができる。圧力シ ステムはこのとき無圧であり、静圧的な状況下で、液体は圧力システムから導き 出され、例えば、複数のボンベに注入されることができる。圧力システムが完全 に空になると、圧力システムは閉じた過圧システムに支配的である圧力下に再度 晒される。次に、圧力システムにおいて圧力が再度徐々に低下される前に、液体 が新たに注入されることができる。かくして、圧力システムは、液体容量の一部 分が閉じた過圧システムから他の圧力比に送られてなる圧力用スルースを形成す る。 上記課題の、装置に関する第１の解決策は、液体及びガス用の容器が、液体及 びガスを連通するように、ガスを液体に供給するための供給装置に接続されてい ること、ガスが添加された液体用の貯蔵容器が、液体を連通するように、供給装 置に接続されていること、液体及びガス用の容器と、供給装置と、ガスが添加さ れた液体用の貯蔵容器とが、閉じた過圧システムを形成すること、及び、ガスが 添加された液体用の貯蔵容器が、液体を連通するように、この貯蔵容器に比べて 低い圧力を有する室に、遮断自在に接続されていること、を特徴とする。 装置は液体及びガスという媒体用の容器をまず用意している。更に、装置はガ スを液体に供給するための供給装置を有する。液体及びガス用の容器は、ガスを を連通するように、この供給装置に接続されているので、これらの容器から液体 又はガスが出ることができて、供給装置に供給される。供給装置では、ガスと液 体が混合される。ガスが液体中に結合されているようにして、上記のように、液 体にガスが添加される。自由ガスの液体中の測定可能な高い濃度は、このことに よっては、まだ達成されていない。ガスが添加された液体は混合過程後には貯蔵 容器にある。貯蔵容器に比べて低い圧力が支配的である室は、液体を速通するよ うに、貯蔵容器に接続されており、この貯蔵容器は、他の構成要素に追加して、 方法に基づいて設けられている過圧システムを形成する。この接続は遮断自在に 形成されている。この遮断手段が開放されると、圧力比が異なっているので、ガ スが添加された液体は貯蔵容器から室に入り込む。すると、本発明に基づく方法 で液体は膨張されて、液体中にこれまで結合されたガスが遊離される。 本発明の第１の改善によれば、貯蔵容器に比べて低い圧力を有する室は、貯蔵 容器から分岐しており、かつガスが添加された液体を送るラインに設けられた中 空ボールバルブによって形成されていることが、規定されている。中空ボールバ ルブは、自らの空ボールの内部に、固有の圧力比が実現化されることができる空 間を形成する。中空ボールバルブの内部は、本発明に基づく方法に記載の、出口 を有する圧力システムを形成する。ここでは、貯蔵容器の過圧システムにおいて よりも著しく低い圧力が支配的である。圧力低下は、閉鎖位置では貯蔵容器が過 圧システムの部分ではないことによって、達成される。ガスが添加された液体を 排出するために、中空ボールバルブは僅かばかり開けられるので、ノズル状の非 常に狭い開口部が形成される。中空ボールバルブが開かれると、中空ボールバル ブの内部と分岐ラインとの間で生じる、液体を通すための複数の開口部が、スリ ット状に形成されていることは好ましい。このスリット状の形成によって、液体 は高圧で中空ボールバルブの内部に押し込まれる。このとき、液体は低圧下で圧 力システムに入り込み、急激に膨張することができる。方法によれば、この膨張 の最中に、これまで液体に結合されていたガスが、液体中の自由ガスに変えられ る。液体中のこの自由ガスは、物理的に結合されたガスであるが、このガスは液 体の分子とは全然化学結合せず、従って自由である。中空ボールバルブは多かれ 少なかれ広く開かれることができるので、中空ボールバルブの内部と分岐ライン との間のスリット状の開口部が多かれ少なかれ広く拡大される。これによって、 中空ボールバルブの内部における圧力は直接に調節されることができる。圧力を モニタするために、マノメータのセンサが中空ボールバルブの内部に設けられて いること、は好ましい。貯蔵容器に支配的な圧力を測定し表示するマノメータが 貯蔵容器に関連して設けられているのは好ましい。 好ましい実施の形態では、流速測定器は、貯蔵容器から分岐しており、かつガ スが添加された液体を送るラインで、液体の流れ方向において中空ボールバルブ の後方に、設けられている。貯蔵容器と、中空ボールバルブの内部とにおける異 なった圧力以外に、中空ボールバルブを通る液体の流速は、自由ガスの液体中の 濃度を左右する変数である。流速は流速測定器でモニタされる。流速の数値は、 調節された圧力、及び分岐ラインと中空ボールバルブの内部との間の開口部の拡 大に依存している。更に、自由ガスの液体中の濃度を測定しモニタするガス測定 器は、ガスが添加された液体用の分岐ラインで、液体の流れ方向において中空ボ ールバルブの後方に、設けられている。このガス測定器の最適な測定のために、 液体の特定の流速を調節する必要がある。このことは流速測定器でモニタされる 。 貯蔵容器から分岐しているラインは、自由ガスが添加された液体を取り出すこ とができる遮断可能な出口に通じている。液体は、例えば、注入されて、注入過 程のために、気密の(diffusionsdicht)容器が用いられる。 独立の保護が請求される対象である、上記課題の、装置に関する第２の解決策 は、液体及びガス用の容器が、液体又はガスを連通するように、ガスを液体に供 給するための供給装置に接続されていること、ガスが添加された液体用の貯蔵容 器が、液体を連通するように、供給装置に接続されていること、液体及びガス用 の容器と、供給装置と、ガスが添加された液体用の貯蔵容器とが、閉じた過圧シ ステムを形成すること、及び、ガスが添加された液体用の貯蔵容器が、液体を連 通するように、選択可能に調節可能な内圧を有する少なくとも１つの減圧容器に 、遮断自在に接続されていること、を特徴とする。 本発明に基づくこの実施の形態では、供給装置においてガスが添加された液体 が、選択的に調節可能な内圧を有する減圧容器に導入される。装置に関する第１ の実施の形態とは逆に、ガスが添加された液体用の貯蔵容器と、後続の容器（こ こでは減圧容器）との間に、決まった圧力低下はない。このことは、減圧容器内 の内圧が選択可能に調節されることができることによって、保証される。この減 圧容器は、ガスが添加された液体用の貯蔵容器を含む過圧システムにある圧力に 等しい圧力を、まず減圧容器に発生させる、という方法に基づく解決策を実現化 することができる。液体容量の一部が貯蔵容器から減圧容器に排出された後に、 減圧容器は貯蔵容器から遮断される。そして、方法に基づく圧力の徐々の減少は 減圧容器においてなされることができる。液体の急激な膨張は防止される。第１ の装置とは異なり、ここでは、ガスの然程の遊離はなされず、却って、ガスが液 体と結合されたままである。 装置に関するこの実施の形態の第１の改善は、減圧容器の下方領域が、液体を 連通するように、ガスが添加された液体用の貯蔵容器に接続されており、この貯 蔵容器における液位が、減圧容器よりも高いこと、及び、減圧容器の上方領域が 、ガスを連通するように、ガス用の貯蔵容器に接続されていること、を規定して いる。減圧容器と貯蔵容器及びガス角容器とのこのような結合が、減圧容器に貯 蔵容器からの液体を容易に充填することを可能にするのは、好ましい。この充填 中に特に保証されるのは、液体が、減圧容器への注入中に、ガスの遊離を引き起 こすであろう圧力低下に晒されないことである。液体が貯蔵容器から減圧容器に 導入されるときは、まず、減圧容器は、ガスを連通するように、ガス用容器に接 続される。しかし乍ら、ガス用容器は形成された過圧システムの一部であり、ガ スが添加された液体用の貯蔵容器も過圧システムの一部である。ガスを連通する ようにガス用容器と減圧容器とを接続することによって、貯蔵容器内と同じ圧力 が減圧容器に調節される。圧力がこのように調節された後に、減圧容器とガス用 容器との間の、ガスを連通するための接続が、再度遮断される。その後に、貯蔵 容器と減圧容器との間の遮断は解除される。減圧容器を貯蔵容器内の液位に比べ て低い位置に設置するが故に、２つの容器での異なった静圧によってだけで、液 体容量の一部が貯蔵容器から排出されて、減圧容器に導入される。液体のこのよ うな排出のためにポンプも他の液体用移動装置も用いる必要がないことは好都合 である。２つの容器での異なった静圧のみに基づいて、液体の移動がなされる。 この最中に、液体は圧力変化に晒されないので、液体中で結合されたガスが全然 遊離されないのは好都合である。減圧容器に液体が充填された後、貯蔵容器と減 圧 容器との間の連通接続は遮断される。減圧容器と、ガス用容器との間のライン接 続部には、例えば、滑り機構として形成されている複数の対応の遮断要素が設け られている。 改善によれば、圧力ドレーンバルブは減圧容器の上方領域に設けられている。 減圧容器に液体が充填された後に、減圧容器における過圧は圧力ドレーンバルブ によって下げられることができる。方法によれば、圧力をゆっくりとかつ徐々に 下げることが規定されている。この目的で、装置には対応の減圧弁が設けられて いる。更に、圧力低下をモニタするためのマノメータが減圧容器に関連して設け られている。減圧容器は液体用出口を有する。圧力が減圧容器内で低下した後に 、液体がこの液体用出口において除去されることができる。 本発明の改善によれば、貯蔵容器及びガス用容器が、液体及びガスを連通する ように、２つの減圧容器に接続されており、２つの減圧容器が遮断可能なガス補 償ラインに互いに接続されていることが規定されている。貯蔵容器及びガス用容 器からは、ガス及び液体が一方又は他方の減圧容器に交互に供給されることがで きる。全体としては、処理可能な液体容量が著しく増加されることができる。２ つの減圧容器に加えて、複数の他の減圧容器が設けられることができるのは、ガ スが添加された液体用の貯蔵容器が相応の寸法になっている場合である。２つの 貯蔵容器のうちの１が、ガスの注入によって、閉じた過圧システムと同じ圧力状 態にもたらされ、続いて、液体が容器に注入された後に、この減圧容器にまだ存 在しかつ過圧の故に漏れ出たガスは、ガス補償ラインに統合された圧力ドレーン バルブが開かれるとき、ガス補償ラインを介して、他方の減圧容器に導入される ことができる。このことによって、ガス用容器からの新たなガスの供給が不要で あるのは好都合である。むしろ、一方の減圧容器で既に使用されたガスが、他方 の減圧容器で使用されることができる。この場合、ガスはその都度あちらこちら に運ばれることができる。 最後に、改善によれば、液位調整装置が、ガスが添加された液体用の貯蔵容器 に設けられていること、が規定されている。この調整装置が、充分な液体容量が 常に貯蔵容器にあること、を保証するのは好都合である。それ故に、特に、１つ 又は複数の減圧容器に液体を連続的に充填することが、保証される。本発明に基 づく装置が連続的に作動されるのは好ましい。これにより、ガスが添加された液 体が１つ又は複数の減圧容器から連続的に除去されることができる。 複数の装置を簡略化するために、液体及びガス用の容器と、ガスが添加された 液体用の貯蔵容器とが、液体が貯蔵されている下方領域及び調節可能な圧力下で ガスが導入されている上方領域を有する同一の貯蔵容器であることが規定されて いる。貯蔵容器は、例えば、まず無圧で液体が約２／３充填されているタンクと して形成されている。液体に添加されるガスがタンクの上３分の１に導入される 。ガスは高圧下で導入され、このことによって、タンク及び隣接の構成要素は、 全体で、閉じた過圧システムとして形成される。液体として、例えば、水が用い られ、ガスとして、市販の高圧酸素ボンベから供給される酸素が用いられる。閉 じた過圧システムにおける圧力比は、酸素ボンベに設けられた減圧器によって調 節されることができる。 液体とガスとは、例えば、容器に設けられた供給装置によって、混合される。 しかし、貯蔵容器が、液体及びガスを連通するように、閉じたラインシステムを 介して供給装置に接続されていることが規定されているのは好ましい。液体及び ガスは、これらのラインを介して、外部に設けられた供給装置に供給される。こ の供給装置には、液体及びガスが互いに混合され、これによって、液体へのガス の結合添加(gebundene Anreicherung)が生じる。供給装置は、例えば、循環とし て形成されたラインシステムを介して貯蔵容器に接続されている、高圧インジェ クタ付きの遠心ポンプである。高圧インジェクタ付きの遠心ポンプは、液体に加 えてガス又は液体とガスとの混合物をも吸引して、先導することができる。遠心 ポンプによって、液体及びガスが吸引され、この遠心ポンプの速い作動によって 、互いに撹拌される。このことによって、液体へのガスの添加が生じる。しかし 、結合添加、つまり、液体へのガスの密な結合が得られる。 本発明の改善によれば、循環ラインシステムは、遠心ポンプの吸引側で、貯蔵 容器の上方領域から出ているガスラインと、貯蔵容器の下方領域において貯蔵容 器から出ている液体ラインと、を有し、両者は遠心ポンプの直前で合流して共通 のラインを形成する。ガスライン及び液体ラインは貯蔵容器に接続されているの で、これらのラインは貯蔵容器の種々の領域から夫々ガス及び液体を取り出すこ とができる。これらのラインが合流することによって、遠心ポンプに液体とガス の混合物が供給されることが達成される。この場合、例えば、遠心ポンプによる 液体の吸引によって、低圧が同時にガスラインに形成される。これによって、遠 心ポンプによるガスの同時的吸引が達成される。 遠心ポンプの排出側では、撹拌装置が、遠心ポンプとして形成された供給装置 と貯蔵容器との間のラインに設けられていることができる。液体及びガスの更な る混合がこのタイプの撹拌装置によって達成されるのは好都合である。撹拌装置 としては、例えば、ネット、スクリーン等が追加的に設けられてなるサイクロン 渦流室が用いられることができる。既にガスが添加された液体が装置を通過する とき、液体が撹拌され、このことによって、液体とガスの更なる混合が生じる。 この過程の利点は液体中のガスの添加の度合いが高められることである。設けら れた撹拌装置は同時に減圧装置である。ガスと液体という媒体を供給装置に吸引 されるようにする低圧が、供給装置の吸引側に存在しているが、供給装置の他方 の側では、過圧が形成されている。この過圧は撹拌装置において下げられること ができる。このことは、例えば、供給装置と貯蔵容器との間のラインの、撹拌装 置における横断面が拡大されることによって、達成される。 方法に基づいて製造された液体の組成に対する保護を請求する。方法に基づい てガスが添加された液体は、６０ｍｇ／ｌより大きい自由ガスの濃度を特徴とす る。特に、方法に基づいて酸素が添加された水は、２００ｍｇ／ｌよりも大きい 自由な酸素の濃度を有する。 他の発明的特徴が生じる元になる、本発明の実施の形態は、図面に示されてい る。 図１は液体にガスを添加するための第１の装置を示している。 図２は液体にガスが添加するための第２の装置の部分図を示している。 図１に示した装置は、ガスが添加された液体２用の貯蔵容器１を有する。この 貯蔵容器１は、貯蔵容器１に支配的な圧力を表示するマノメータ３と、過圧弁４ とを有する。 貯蔵容器１は、閉じたラインシステムを介して、ガスを液体に供給するための 供給装置５と連通接続されている。供給装置５は遠心ポンプとして形成されてい る。遠心ポンプの吸引側では、一方では、貯蔵容器１の上方領域から出ているガ スライン６が、他方では、貯蔵容器１の下方領域において貯蔵容器から出ている 液体ライン７が、貯蔵容器１から供給装置５へ延びている。ガスライン６及び液 体ライン７は供給装置７の流れ方向直前で合流して共通のラインを形成している 。作動可能な滑り機構８が、ガスライン６との合流手前で液体ライン７に設けら れている。ガス・液体混合物用ライン９は、供給装置５から貯蔵容器１に戻るの で、供給装置５は閉じた循環の中に設けられている。撹拌装置１９はライン９の 途中に設けられている。この撹拌装置１９は、例えば、サイクロン渦流室であっ てもよい。複数の滑り機構８は同様にライン９及びガスライン６に設けられてい る。 液体に供給されるガスは、貯蔵容器１の上方の領域に貯えられる。ガスは外部 のガスボンベ１０からライン１１を介して貯蔵容器１に導入されることができる 。このガスボンベ１０は高圧ガスボンベである。減圧器１２は、ガスボンベの出 口でライン１１に挿入されている。貯蔵容器１内のガスの圧力、従って、また貯 蔵容器１と、供給装置５とライン６，７及び９によって形成された閉じられたシ ステムは、減圧器１２によって、調節可能な過圧下に晒されることができる。例 えば、１，５乃至６バールの圧力に調節される。 ガスが添加された液体用のライン１３は貯蔵容器１の下方領域で貯蔵容器１に 接続されており、貯蔵容器１から分岐している。分岐ライン１３は、貯蔵容器１ 内よりも低い圧力が支配的である室に通じている。この室は、分岐ライン１３へ 挿入されている略示された中空ボールバルブ１４によって、形成されている。中 空ボールバルブ１４に関連して設けられたマノメータ３は、中空ボールバルブ１ ４の内部における圧力を測定する。複数の他の構成要素は、分岐ライン１３にお いて、中空ボールバルブ１４の流れ方向後方に設けられている。一方では、流速 測定器１５が設けられ、他方では、分岐ライン１３において、ガス測定器１７の センサ１６もある。分岐ライン１３は、最後には、マノメータ３及び滑り機構８ が関連して設けられている出口１８に達している。 図１に示した装置は、液体にガスを添加するための本発明の方法を実施するこ とができる。この目的のためには、まず、貯蔵容器１に貯えられた液体とガスと は、夫々ライン６及び７を介して供給装置５に供給される。そこでは、これら２ つの媒体が混合される。この場合、ガスが液体に結合されるようにして、液体に ガスが添加される。自由ガス、つまり、物理的に結合されただけのガスの、液体 ２中の濃度は、まだ低い。液体及びガスは、ライン９の中途に設けられた撹拌装 置１９で、更に混合される。液体及びガスは、供給装置５の貯蔵容器１とライン ６，７，９とにより形成される閉じた過圧システムにおいて、混合される。 結合されたガスが添加された液体２は、貯蔵容器１から分岐ライン１３を介し て中空ボールバルブ１４の内部へ排出されることができる。液体２は、中空ボー ルバルブ１４の内部と分岐ライン１３と間に形成されたスリット状の狭い複数の 開口剖を介して、高圧で排出される。この高圧は貯蔵容器１内と中空ボールバル ブ１４内との異なった圧力比に基づいて生じる。液体２が、中空ボールバルブ１ ４の内部に入ると、この液体は急激に膨張するので、液体中で結合されたガスは 遊離される。急激な膨張によって、６０ｍｇ／１以上の、液体中のガスの濃度が 、達成されることができる。例えば、水に酸素が添加されるときは、２００ｍｇ ／ｌよりも大きな濃度が達成されることができる。中空ボールバルブ１４におけ る膨張の経過は流速測定器１５及びガス測定器１７によってモニタされる。遊離 されたガスが入っている液体は、出口１８で、装置から除去されて、例えば、複 数の搬送可能な容器に注入されることができる。 図２は本発明に基づく方法を実施するための装置の他の実施の形態を示してい る。この装置では、少なくとも１つの減圧容器１９が、図示しない貯蔵容器１に 後置されている。図２には２つの減圧容器１９，１９’が示されている。これら 減圧容器１９，１９’は、分岐ライン１３を介して、貯蔵容器１と接続されてい る。この分岐ライン１３は、各減圧容器１９，１９’の下方領域で、夫々減圧容 器に合流する。減圧容器１９，１９’と貯蔵容器１との間の他の接続はガスライ ン６’によって形成される。このガスライン６’は、ガスを通するために、減圧 容器１９，１９’及び貯蔵容器１の夫々の上方領域を互いに接続している。複数 の滑り機構８は、遮断要素として、分岐ライン１３及びガスライン６’に挿入さ れている。分岐ライン１３は出口１８に達する。このラインは第２の減圧容器１ ９’に通じている枝管１３’を有する。この枝管１３’は、第２の減圧容器１９ ’と貯蔵容器１との間に、液体を通す接続を形成することができる。たとえ、第 １の減圧容器１９と貯蔵容器１との間の、液体を通す接続が、或る任意の滑り機 構８によって遮断されていても、である。 ２つの減圧容器１９，１９’は、ガスを通するように、ガス補償ライン２０を 介して、接続されている。このガス補償ライン２０は、夫々に上方領域で、減圧 容器１９，１９’に合流する。滑り機構８及びガス流量表示装置２３はガス均等 ライン２０に設けられている。更に、各減圧容器１９，１９’はこの領域に圧力 ドレーンバルブ２２を有する。 ２つの減圧容器１９，１９’は貯蔵容器１内の液位の高さよりも空間的に下方 に設けられている。 本発明に基づく方法の他の実施の形態が、図２に示された装置によって実施さ れることができる。この方法の、この他の実施の形態では、液体中でガスが遊離 されるのを防止することが意図されている。方法の第１の実施の形態と比較れば 、液体中に溶けたガスは膨張中に遊離されてはならない。ガスは液体と結合され ているべきなので、この液体は、特に、容器に注入された後の搬送中にも、安定 している。強制的になされるガスの発生つまりガスの遊離は防止される。 この装置で実行される方法は以下のように進行する。 貯蔵容器１は、形成された閉じた過圧システムの部分として、所定の過圧の下 にある。滑り機構８が開いているとき、ガスライン６’を介して、第１の減圧容 器１９にガスが満たされ、かくて、第１の減圧容器４９は同一の過圧の下に晒さ れる。圧力比はマノメータ３によって読み取られることができる。この圧力が発 生された後に、ガスライン６’にある滑り機構８は再度閉じられる。続いて、分 岐ライン１３にある滑り機構８は開かれる。静圧の故に、及び減圧容器１９が貯 蔵容器１内の液位の高さよりも下方に設けられていることの故に、液体２は分岐 ライン１３を通って第１の減圧容器１９へ流れる。液体がこの減圧容器１９に流 れ込んで、遂に、同一の液位が貯蔵容器１と減圧容器１９との間に形成される。 この場合、残留ガスが減圧容器１９内に留まっているのは好ましい。続いて、分 岐ライン１３にある滑り機構８が再度閉じられる。滑り機構８が開いているとき 、まだ減圧容器１９にあるガスは、減圧容器１９からガス均等ライン２０を介し て排出され、第２の減圧容器１９’へ導入される。ガスが排出される間、第１の 減圧容器１９内の圧力が低下する。ガスはゆっくりとかつ徐々に排出されるので 、これに応じて減圧はゆっくりとなされる。減圧容器１９内での液体の急激な膨 張は防止され、却って、液体が緩慢に膨張する。ガスは減圧容器１９から漏れ出 て、遂に、減圧容器１９には、望ましい低圧が発生される。続いて、ガス均等ラ イン２０にある滑り機構８は閉じられる。そして、減圧容器１９と出口１８との 間の分岐ライン１３にある複数の滑り機構８が開かれる。液体は出口１８を通っ て排出され、例えば、タンクに詰められることができる。 液体が減圧容器１９から排出される間、同時に、貯蔵容器１からの液体が減圧 容器１９’に相応に充填される。減圧容器１９からのガスと場合によっては追加 のガスとが入ったこの減圧容器１９’は、前もって、ガスライン６’を介して、 貯蔵容器１の高圧下に置かれた。続いて、液体が、枝管１３’を介して、減圧容 器１９’に導入される。減圧容器１９’において圧力を下げるために、ガス均等 ライン２０が再度開かれ、続いて、減圧容器１９’に留まっているガスが、第１ の減圧容器１９に導入されることができる。 減圧容器１９，１９’へのこのような交互の充填は連続的になされる。結果と して、出口１８での液体の連続的な除去が可能である。貯蔵容器１に設けられた 詳細に示さない液位調整装置は、必要な静圧的な圧力比の発生に必要な液位が常 に貯蔵容器１にあること、を保証する。 貯蔵容器１の容量が相応に増大するときは、複数の他の減圧容器１９，１９’ が設けられることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＪＰ，ＮＯ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体にガスを添加するための、好ましくは、水に酸素を添加するための、 液体にガスを供給する方法において、 ガスを、閉じた過圧システムにある液体に供給すること、ガスの供給後に液体 を前記閉じた過圧システムから排出すること、及び液体をその排出中に膨張させ ること、を特徴とする方法。 ２．液体を急激に膨張させ、前記閉じた過圧システムからの液体の排出の速度 を選択的に調節すること、を特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．排出された液体を、出口（１８）を有しかつ前記閉じた過圧システムにお いてよりも低い圧力を有する圧力システムにおいて、膨張させること、を特徴と する請求項１又は２に記載の方法。 ４．前記閉じた過圧システムと、出口（１８）を有する圧力システムとにおい て、圧力比を調節すること、を特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．前記閉じた過圧システムにおける圧力を約１，５乃至６バールに調節する こと、を特徴とする請求項４に記載の方法。 ６．出口（１８）を有する圧力システムにおける圧力を約０，２乃至２，５バ ールに調節すること、を特徴とする請求項４又は５に記載の方法。 ７．液体中の自由ガスの割合を前記圧力システムの前記出口（１８）において 測定すること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の方法。 ８．排出された液体を、出口（１８）を有する圧力システムにおいて膨張させ 、この場合、この圧力システムにある圧力は、膨張の初めに、前記閉じた過圧シ ステムにおける圧力と同じであって、続いて、前記圧力を漸進的に減らすこと、 を特徴とする請求項１に記載の方法。 ９．前記圧力システムにおける圧力を約１バールに減らすこと、を特徴とする 請求項８に記載の方法。 １０．前記圧力システムにおける圧力を外圧まで減らすこと、を特徴とする請 求項８に記載の方法。 １１．ガスが添加される液体用の容器と、供給されるガス用の容器とを具備す る、請求項１乃至６のいずれか１に記載の方法を実施する装置において、 液体及びガス用の前記容器は、液体及びガスを連通するように、ガスを液体に 供給するための供給装置（５）に接続されていること、ガスが添加された液体（ ２）用の貯蔵容器（１）は、液体を連通するように、前記供給装置（５）に接続 されていること、前記液体及びガス用の容器と、前記供給装置（５）と、ガスが 添加された液体用の前記貯蔵容器（１）とは、閉じた過圧システムを形成するこ と、及び、ガスが添加された液体（２）用の前記貯蔵容器（１）は、液体を連通 するように、この貯蔵容器（１）に比べて低い圧力を有する室に、遮断自在に接 続されていること、を特徴とする装置。 １２．前記貯蔵容器（１）に比べて低い圧力を有する前記室は、前記貯蔵容器 （１）から分岐しており、かつガスが添加された液体（２）を送るライン（１３ ）に設けられた中空ボールバルブ（１４）によって形成されていること、を特徴 とする請求項１１に記載の装置。 １３．前記中空ボールバルブ（１４）が開かれると、前記中空ボールバルブ（ １４）の内部と前記分岐ライン（１３）との間で生じる、液体（２）を通すため の複数の開口部が、スリット状に形成されていること、を特徴とする請求項１２ に記載の装置。 １４．複数のマノメータが前記貯蔵容器（１）及び前記中空ボールバルブ（１ ４）に関連して設けられていること、を特徴とする請求項１２又は１３に記載の 装置。 １５．流速測定器（１５）は、前記貯蔵容器（１）から分岐しており、かつガ スが添加された液体（２）を送る前記ライン（１３）で、液体（２）の流れ方向 において前記中空ボールバルブ（１４）の後方に、設けられていること、を特徴 とする請求項１２乃至１４のいずれか１に記載の装置。 １６．ガス測定器（１７）は、前記貯蔵容器（１）から分岐しており、かつガ スが添加された液体（２）を送る前記ライン（１３）で、液体（２）の流れ方向 において前記中空ボールバルブ（１４）の後方に、設けられていること、を特徴 とする請求項１２乃至１５のいずれか１に記載の装置。 １７．前記貯蔵容器（１）から分岐しており、かつガスが添加された液体（２ ）を送る前記ライン（１３）は、遮断可能な出口（１８）に通じていること、を 特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１に記載の装置。 １８．ガスが添加される液体用の容器と、供給されるガス用の容器とを具備す る、請求項１又は８乃至１０のいずれか１に記載の方法を実施する装置において 、液体及びガス用の前記容器は、液体及びガスを連通するように、ガスを液体に 供給するための供給装置（５）に接続されていること、ガスが添加された液体（ ２）用の貯蔵容器（１）は、液体を連通するように、前記供給装置（５）に接続 されていること、前記液体及びガス用の容器と、前記供給装置（５）と、ガスが 添加された液体（２）用の前記貯蔵容器（１）とは、閉じた過圧システムを形成 すること、及び、ガスが添加された液体（２）用の前記貯蔵容器（１）は、液体 を連通するように、選択可能に調節可能な内圧を有する少なくとも１つの減圧容 器（１９，１９’）に、遮断自在に接続されていること、を特徴とする装置。 １９．前記減圧容器の下方領域は、液体を連通するように、ガスが添加された 液体用の前記貯蔵容器（１）に接続されており、この貯蔵容器（１）における液 位は、前記減圧容器（１９，１９’）よりも高いこと、及び、前記減圧容器（１ ９，１９’）の上方領域は、ガスを連通するように、ガス用の貯蔵容器に接続さ れていること、を特徴とする請求項１８に記載の装置。 ２０．複数の遮断要素は、前記減圧容器（１９，１９’）と前記貯蔵容器（１ ）又はガス用の容器と間の複数のライン接続部に設けられていること、を特徴と する請求項１９に記載の装置。 ２１．圧力ドレーンバルブ（２２）は前記減圧容器（１９，１９’）の上方領 域に設けられていること、を特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか１に記載 の装置。 ２２．マノメータ（３）は前記減圧容器（１９，１９’）に関連して設けられ ていること、を特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１に記載の装置。 ２３．前記貯蔵容器（１）及び前記ガス用容器は、液体及びガスを連通するよ うに、２つの減圧容器（１９，１９’）に接続されており、２つの減圧容器（１ ９，１９’）は遮断可能なガス補償ライン（２０）に互いに接続されていること 、を特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１に記載の装置。 ２４．液位調整装置は前記貯蔵容器（１）に設けられていること、を特徴とす る請求項１８乃至２３のいずれか１に記載の装置。 ２５．液体及びガス用の前記容器と、ガスが添加された液体（２）用の前記貯 蔵容器（１）とは、液体が貯蔵されている下方領域及び調節可能な圧力下でガス が導入されている上方領域を有する同一の貯蔵容器（１）であること、を特徴と する請求項１１乃至２４のいずれか１に記載の装置。 ２６．前記貯蔵容器（１）は、液体及びガスを連通するように、閉じたライン システム（６，７，９）を介して前記供給装置（５）に接続されていること、を 特徴とする請求項２５に記載の装置。 ２７．前記供給装置（５）は、循環として形成された前記ラインシステム（６ ，７，９）を介して前記貯蔵容器（１）に接続されている、高圧インジェクタ付 きの遠心ポンプであること、を特徴とする請求項２６に記載の装置。 ２８．前記ラインシステム（６，７，９）は、前記遠心ポンプの吸引側で、前 記貯蔵容器（１）の上方領域から出ているガスライン（６）と、前記貯蔵容器（ １）の下方領域において貯蔵容器から出ている液体ライン（７）と、を有し、両 者は前記遠心ポンプの直前で合流して共通のラインを形成すること、を特徴とす る請求項２７に記載の装置。 ２９．撹拌装置（１９）は前記供給装置（５）と前記貯蔵容器（１）との間の 前記ラインシステム（６，７，９）に設けられていること、を特徴とする請求項 ２７又は２８に記載の装置。 ３０．６０ｍｇ／ｌより大きい、自由ガス（物理的に結合されたガス）の濃度 を有すること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の方法でガスが 添加された液体。 ３１．２００ｍｇ／ｌよりも大きい、自由な酸素（物理的に結合された酸素） の濃度を有すること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の方法で 酸素が添加された水。