JP2008161825A - Gas dissolving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体への気体の溶解を促進させる気体溶解器に関するものである。 The present invention relates to a gas dissolver that promotes dissolution of a gas in a liquid.
従来より、気体を液体へ溶解させるための気体溶解器が知られている。気体溶解器は、例えば微細な気泡を浴槽などの水槽へ供給する微細気泡供給装置に設けられる。この微細気泡供給装置では、減圧する液体が多くの気体を溶解しているほど多くの気泡が発生するので、多くの気体を液体に溶解させるために気体溶解器を使用する。気体溶解器の一例が、特許文献１に開示されている。 Conventionally, a gas dissolver for dissolving a gas into a liquid is known. The gas dissolver is provided in a fine bubble supply device that supplies fine bubbles to a water tank such as a bathtub, for example. In this fine bubble supply device, as the liquid to be decompressed dissolves more gas, more bubbles are generated. Therefore, a gas dissolver is used to dissolve more gas in the liquid. An example of a gas dissolver is disclosed in Patent Document 1.
具体的に、特許文献１には、被処理水を殺菌、浄化するための気液混合反応装置が開示され、この気液混合反応装置に気体溶解器が設けられている。気体溶解器は、円筒状の加圧タンクと吐出ノズルとを備えている。吐出ノズルは、先端が加圧タンクの底面に対して接線方向を向くように配設されている。この気体溶解器では、気体を混入した被処理水が吐出ノズルから加圧タンク内に吐出される。加圧タンク内では、吐出ノズルから吐出された被処理水が旋回しながら上昇する。このため、気体と被処理水とが混合されて、気体の溶解が促進される。 Specifically, Patent Document 1 discloses a gas-liquid mixing reaction apparatus for sterilizing and purifying water to be treated, and the gas-liquid mixing reaction apparatus is provided with a gas dissolver. The gas dissolver includes a cylindrical pressurized tank and a discharge nozzle. The discharge nozzle is arranged so that the tip thereof is tangential to the bottom surface of the pressurized tank. In this gas dissolver, water to be treated mixed with gas is discharged from the discharge nozzle into the pressurized tank. In the pressurized tank, the water to be treated discharged from the discharge nozzle rises while swirling. For this reason, gas and to-be-processed water are mixed and melt | dissolution of gas is accelerated | stimulated.
この気液混合反応装置では、気体溶解器でオゾンを被処理水に溶解させている。オゾンを溶解した被処理水は、気体溶解器に隣接する加圧タンクで減圧される。その際、オゾンが微細気泡化するので、オゾンと被処理水とがより多く接触し、被処理水が効果的に殺菌、浄化される。
ところで、従来の気体溶解器では、ケーシング内で気液二相流体の旋回流を発生させることによって気液二相流体中の気体成分と液体成分とを混合させて気体の溶解を促進させている。しかし、全ての気液二相流体が一定方向に旋回する旋回流では、気体成分と液体成分とに働く遠心力が異なるために、気体成分と液体成分とを十分に混合することができないないおそれがあり、液体に対する気体の溶解量を十分に高められないおそれがあった。 By the way, in the conventional gas dissolver, the gas component and the liquid component in the gas-liquid two-phase fluid are mixed by generating a swirling flow of the gas-liquid two-phase fluid in the casing, thereby promoting the dissolution of the gas. . However, in a swirling flow in which all gas-liquid two-phase fluids swirl in a certain direction, the centrifugal force acting on the gas component and the liquid component is different, and therefore the gas component and the liquid component may not be sufficiently mixed. There was a possibility that the amount of gas dissolved in the liquid could not be sufficiently increased.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、気体を液体へ溶解させるための気体溶解器において、気体を細分化して分散させることにより気体を液体に溶解させる性能を向上させることである。特に、ポロイダル渦及びトロイダル渦の発生を利用し、また隣接する空間を連結する開口を利用して、気体を細分化して分散させることにより気体を液体に溶解させる。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to dissolve | melt gas in liquid by subdividing and disperse | distributing gas in the gas dissolver for dissolving gas in liquid. It is to improve performance. In particular, the gas is dissolved in the liquid by utilizing the generation of poloidal vortex and toroidal vortex and by dividing and dispersing the gas by using the opening connecting adjacent spaces.
第１の発明は、一端側に流体が流入する流入口（13）が形成されて他端側に流体が流出する流出口（14）が形成された筒状のケーシング（11）を備え、上記ケーシング（11）の内部空間で気液二相流体を流通させることによって該気液二相流体中の気体成分を液体成分に分散させて溶解させる気体溶解器（10）を対象とする。そして、この気体溶解器（10）は、上記ケーシング（11）内には、流入口（13）から流出口（14）へ向かう流体の流れにポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）を生起させるための渦発生手段（12,28）が設けられている。 The first invention includes a cylindrical casing (11) in which an inflow port (13) into which a fluid flows is formed on one end side and an outflow port (14) from which the fluid flows out is formed on the other end side. The gas dissolver (10) is intended to disperse and dissolve the gas component in the gas-liquid two-phase fluid by dispersing the gas-liquid two-phase fluid in the internal space of the casing (11). The gas dissolver (10) generates a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) in the fluid flow from the inlet (13) to the outlet (14) in the casing (11). Vortex generating means (12, 28) is provided.
第１の発明では、ケーシング（11）内に、流入口（13）から流出口（14）へ向かう流体の流れにポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）を生起させるための渦発生手段（12,28）を設けている。ここで、ポロイダル渦（31）とは、ポロイダル方向の渦である。トロイダル渦（32）とは、トロイダル方向の渦である。ポロイダル渦（31）は、例えば、ある部材へ向かう流体の流れと、その部材に衝突して戻る流体の流れとによる流れの速度差によって生じる。トロイダル渦（32）は、同一空間内に例えば円周方向に隣接して形成される複数のポロイダル渦の中心をつなぐように形成される。ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが生じると、ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが３次元的に干渉し合う複雑な流れの場が形成される。 In the first invention, vortex generating means for generating a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) in the fluid flow from the inlet (13) to the outlet (14) in the casing (11) ( 12, 28). Here, the poloidal vortex (31) is a vortex in the poloidal direction. The toroidal vortex (32) is a vortex in the toroidal direction. The poloidal vortex (31) is generated by, for example, a flow velocity difference between a fluid flow toward a certain member and a fluid flow that collides with the member and returns. The toroidal vortex (32) is formed so as to connect the centers of a plurality of poloidal vortices formed adjacent to each other in the circumferential direction in the same space. When the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) are generated, a complex flow field in which the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) interfere three-dimensionally is formed.
この第１の発明では、流入口（13）から流出口（14）へ向かう気液二相流体の流れにポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）が生じる。このため、流入口（13）から流出口（14）へ向かう気液二相流体は、ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが３次元的に干渉し合う複雑な流れの場に巻き込まれて比較的激しく混合される。 In the first invention, a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) are generated in the flow of the gas-liquid two-phase fluid from the inlet (13) to the outlet (14). For this reason, the gas-liquid two-phase fluid heading from the inlet (13) to the outlet (14) is involved in a complicated flow field where the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) interfere three-dimensionally. Mixed relatively vigorously.
第２の発明は、一端側に流体が流入する流入口（13）が形成されて他端側に流体が流出する流出口（14）が形成された筒状のケーシング（11）を備え、上記ケーシング（11）の内部空間で気液二相流体を流通させることによって該気液二相流体中の気体成分を液体成分に分散させて溶解させる気体溶解器（10）を対象とする。そして、この気体溶解器（10）は、上記ケーシング（11）の内部空間には、該内部空間を仕切るための区画部材（12）が該ケーシング（11）の軸方向に複数設けられる一方、上記各区画部材（12）には、該区画部材（12）により仕切られた一方の空間から他方の空間へ流体を流すための流通用開口（28）複数が形成されており、上記各区画部材（12）では、上記流通用開口（28）の位置が隣接する区画部材（12）の流通用開口（28）に対して上記ケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずれるように配置されている。 The second invention includes a cylindrical casing (11) in which an inflow port (13) into which fluid flows is formed on one end side and an outflow port (14) from which fluid flows out is formed on the other end side, The gas dissolver (10) is intended to disperse and dissolve the gas component in the gas-liquid two-phase fluid by dispersing the gas-liquid two-phase fluid in the internal space of the casing (11). In the gas dissolver (10), the internal space of the casing (11) is provided with a plurality of partition members (12) for partitioning the internal space in the axial direction of the casing (11). Each partition member (12) is formed with a plurality of flow openings (28) for flowing fluid from one space partitioned by the partition member (12) to the other space. 12), the position of the flow opening (28) is arranged so as to be shifted by a predetermined angle around the axis of the casing (11) with respect to the flow opening (28) of the adjacent partition member (12). Yes.
第２の発明では、ケーシング（11）の内部空間に、複数の流通用開口（28）が形成された区画部材（12）がケーシング（11）の軸方向に複数設けられている。そして、各区画部材（12）では、流通用開口（28）の位置が隣接する区画部材（12）の流通用開口（28）に対してケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずれている。このため、隣り合う区画部材（12,12）の間では、流入口（13）側の区画部材（12）の流通用開口（28）を通過した気液二相流体が流出口（14）側の区画部材（12）に衝突する。そして、区画部材（12）へ向かう気液二相流体の流れと、区画部材（12）に衝突して戻る気液二相流体の流れとによる流れの速度差によって渦が生じる。また、隣り合う区画部材（12,12）の間では、流入口（13）側の区画部材（12）の流通用開口（28）を通過した気液二相流体が、ケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずれた流出口（14）側の区画部材（12）の流通用開口（28）へ向かう流れが形成されるので、ケーシング（11）の軸心周りを旋回する流れが生じる。従って、衝突によって生じる渦とケーシング（11）の軸心周りを旋回する流れとが、３次元的に干渉し合う複雑な流れの場が形成されるので、流入口（13）から流出口（14）へ向かう気液二相流体はこの複雑な流れの場で比較的激しく混合される。 In the second invention, in the internal space of the casing (11), a plurality of partition members (12) in which a plurality of distribution openings (28) are formed are provided in the axial direction of the casing (11). In each partition member (12), the position of the flow opening (28) is shifted by a predetermined angle around the axis of the casing (11) with respect to the flow opening (28) of the adjacent partition member (12). Yes. For this reason, between adjacent partition members (12, 12), the gas-liquid two-phase fluid that has passed through the flow opening (28) of the partition member (12) on the inlet (13) side is on the outlet (14) side. It collides with the partition member (12). And a vortex arises by the speed difference of the flow by the flow of the gas-liquid two-phase fluid which goes to a division member (12), and the flow of the gas-liquid two-phase fluid which collides and returns to a division member (12). In addition, between the adjacent partition members (12, 12), the gas-liquid two-phase fluid that has passed through the flow opening (28) of the partition member (12) on the inlet (13) side is transferred to the shaft of the casing (11). Since a flow toward the flow opening (28) of the partition member (12) on the outlet (14) side shifted by a predetermined angle around the center is formed, a flow swirling around the axis of the casing (11) is generated. . Accordingly, a complicated flow field is formed in which the vortex generated by the collision and the flow swirling around the axis of the casing (11) three-dimensionally interfere with each other, so that the flow from the inlet (13) to the outlet (14 The gas-liquid two-phase fluid heading to) is mixed relatively vigorously in this complex flow field.
第３の発明は、上記第２の発明において、上記ケーシング（11）が円筒状に形成され、上記区画部材（12）が円板状に形成される一方、上記各区画部材（12）では、複数の流通用開口（28）が周方向に等間隔で配置されている。 According to a third invention, in the second invention, the casing (11) is formed in a cylindrical shape, and the partition member (12) is formed in a disk shape. On the other hand, in each partition member (12), A plurality of distribution openings (28) are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
第３の発明では、円板状の区画部材（12）に複数の流通用開口（28）が形成されている。複数の流通用開口（28）は、区画部材（12）の周方向に等間隔で配置されている。ケーシング（11）の軸方向から見れば、隣り合う区画部材（12）では、一方の区画部材（12）の各流通用開口（28）が、他方の区画部材（12）の流通用開口（28）同士の間に位置している。 In the third invention, a plurality of distribution openings (28) are formed in the disc-shaped partition member (12). The plurality of distribution openings (28) are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the partition member (12). When viewed from the axial direction of the casing (11), in the adjacent partition member (12), each distribution opening (28) of one partition member (12) is connected to the distribution opening (28 of the other partition member (12). ) Located between each other.
第４の発明は、上記第２又は第３の発明において、上記区画部材（12）の流入口（13）側の面における流通用開口（28）の周囲が、凹状に形成されている。 According to a fourth aspect, in the second or third aspect, the periphery of the flow opening (28) on the surface on the inflow port (13) side of the partition member (12) is formed in a concave shape.
第４の発明では、区画部材（12）の流入口（13）側の面における流通用開口（28）の周囲を凹状に形成している。つまり、区画部材（12）では、流入口（13）側の面の流通用開口（28）の入口側の部分が、入口側に向かって広がっている。このため、流入口（13）側の面の流通用開口（28）の周囲に衝突した気液二相流体の気泡がそのまま流通用開口（28）に導かれる。 In 4th invention, the circumference | surroundings of the distribution | circulation opening (28) in the surface at the side of the inflow port (13) of a division member (12) are formed in concave shape. That is, in the partition member (12), the portion on the inlet side of the flow opening (28) on the surface on the inlet (13) side widens toward the inlet side. For this reason, the bubbles of the gas-liquid two-phase fluid that collided with the periphery of the circulation opening (28) on the surface on the inlet (13) side are directly introduced into the circulation opening (28).
第５の発明は、上記第２乃至第４の何れか１つの発明において、隣り合う区画部材（12）における一方の区画部材（12）の中心部から他方の区画部材（12）の中心部まで延びる中心間部材（15）を備えている。 According to a fifth invention, in any one of the second to fourth inventions, from the center of one partition member (12) to the center of the other partition member (12) in the adjacent partition member (12). An extending center member (15) is provided.
第５の発明では、中心間部材（15）が、隣り合う区画部材（12）の中心部間に存在している。また、区画部材（12）に形成された複数の流通用開口（28）は、周方向に等間隔で配置されている。このため、隣り合う区画部材（12,12）の間では、流入口（13）側の区画部材（12）の各流通用開口（28）を通過して流出口（14）側の区画部材（12）に衝突する気液二相流体によって形成される複雑な流れの場が、周方向に概ね等間隔で形成される状態になる。ここで、中心間部材（15）がなければ、同一空間内で複雑な流れの場を形成する渦が、ケーシング（11）の中心部で互いに干渉し合うので、渦が安定しないおそれがある。つまり、渦が発生と消滅を繰り返す、或いは渦が偏って形成されるおそれがある。これに対して、この第５の発明では、隣り合う区画部材（12）の中心部間に中心間部材（15）が存在しているので、複雑な流れの場を形成する渦が互いに干渉しあうことがなく渦が安定する。このため、隣り合う区画部材（12,12）の間で形成される複雑な流れの場が常に維持される。 In the fifth invention, the center member (15) exists between the center portions of the adjacent partition members (12). The plurality of distribution openings (28) formed in the partition member (12) are arranged at equal intervals in the circumferential direction. For this reason, between the adjacent partition members (12, 12), the partition members (12) on the outlet (14) side pass through the flow openings (28) of the partition member (12) on the inlet (13) side. The complex flow field formed by the gas-liquid two-phase fluid colliding with 12) is formed in the circumferential direction at approximately equal intervals. Here, if there is no inter-center member (15), vortices forming a complicated flow field in the same space interfere with each other at the central portion of the casing (11), so there is a possibility that the vortices are not stable. In other words, vortices may repeatedly occur and disappear, or vortices may be formed unevenly. In contrast, in the fifth aspect of the invention, since the center member (15) exists between the center portions of the adjacent partition members (12), vortices forming a complicated flow field interfere with each other. The vortex is stable without encountering. For this reason, the complicated flow field formed between adjacent partition members (12, 12) is always maintained.
第６の発明は、上記第５の発明において、全ての区画部材（12）を貫通するように設けられる１本の棒状部材（15）が、上記中心間部材（15）を構成している。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, one rod-like member (15) provided so as to penetrate all the partition members (12) constitutes the center member (15).
第６の発明では、１本の棒状部材（15）が、全ての区画部材（12）を貫通するように設けられており、中心間部材（15）を構成している。つまり、隣り合う区画部材（12）の間の全てに中心間部材（15）を設けるために、１本の棒状部材（15）を用いている。 In the sixth aspect of the invention, one rod-like member (15) is provided so as to penetrate all the partition members (12), and constitutes an inter-center member (15). That is, in order to provide the center member (15) between all the adjacent partition members (12), one bar-like member (15) is used.
第７の発明は、上記第６の発明において、上記棒状部材（15）が、最も流入口（13）側の区画部材（12）から流出口（14）側に延びている。 In a seventh aspect based on the sixth aspect, the rod-like member (15) extends from the partition member (12) closest to the inlet (13) to the outlet (14).
第７の発明では、棒状部材（15）が、最も流入口（13）側の区画部材（12）から流出口（14）側に延びている。つまり、棒状部材（15）が、最も流入口（13）側の区画部材（12）における流入口（13）側の面からは突出していない。従って、流入口（13）から流入した流体が、最も流入口（13）側の区画部材（12）流通用開口（28）へ比較的スムーズに導かれる。 In the seventh invention, the rod-like member (15) extends from the partition member (12) closest to the inflow port (13) to the outflow port (14) side. That is, the rod-shaped member (15) does not protrude from the surface on the inlet (13) side in the partition member (12) closest to the inlet (13). Therefore, the fluid flowing in from the inlet (13) is guided relatively smoothly to the partition member (12) flow opening (28) closest to the inlet (13).
第８の発明は、上記第１乃至第７の何れか１つに記載の気体溶解器（10）と、上記気体溶解器（10）が設けられて水槽（5）に接続する水流通路（30）と、上記水流通路（30）における上記気体溶解器（10）の上流に設けられて該水流通路（30）を流れる水に空気を混入させる空気導入器（17）と、上記水流通路（30）における上記気体溶解器（10）の下流に設けられて空気が溶解した水を減圧することによって微細な気泡を発生させる気泡発生器（16）とを備え、上記気泡発生器（16）で発生した気泡を含んだ水を上記水槽（5）へ供給する微細気泡供給装置（20）である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the gas dissolver (10) according to any one of the first to seventh aspects, and a water flow path (30) provided with the gas dissolver (10) and connected to the water tank (5). ), An air introducer (17) provided upstream of the gas dissolver (10) in the water flow passage (30) to mix air into water flowing through the water flow passage (30), and the water flow passage (30 ) And a bubble generator (16) that is provided downstream of the gas dissolver (10) and depressurizes the water in which the air is dissolved to generate fine bubbles, and is generated by the bubble generator (16). A fine bubble supply device (20) for supplying the water containing the generated bubbles to the water tank (5).
第８の発明では、空気導入器（17）で空気を混入された水が気体溶解器（10）に流入する。気体溶解器（10）では、空気が水に溶解される。空気を溶解した水は、気泡発生器（16）で減圧される。これにより、水に溶解した空気が微細な気泡となって現れる。微細な気泡を含んだ水は水槽（5）へ供給される。この第８の発明では、微細気泡供給装置（20）に、第１乃至第７の発明の何れか１つの気体溶解器（10）を用いている。 In the eighth aspect of the invention, water mixed with air in the air introducer (17) flows into the gas dissolver (10). In the gas dissolver (10), air is dissolved in water. The water in which the air is dissolved is depressurized by the bubble generator (16). As a result, air dissolved in water appears as fine bubbles. Water containing fine bubbles is supplied to the water tank (5). In the eighth invention, the gas bubble dissolver (10) of any one of the first to seventh inventions is used for the fine bubble supply device (20).
上記第１の発明では、渦発生手段（12,28）を設けることで、流入口（13）から流出口（14）へ向かう気液二相流体の流れにポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）を生じさせて、３次元的に干渉し合うポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）によって形成される複雑な流れの場において、気液二相流体が比較的激しく混合されるようにしている。このため、気液二相流体中の気体成分は、分散されて細分化され、比較的小さな気泡になる。そして、気体と液体との接触面積の総和が大きくなる。また、ポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）に巻き込まれる気液二相流体は、ケーシング（11）を通り抜けるまでに比較的長い時間を要する。従って、比較的小さな気泡になった気体成分が比較的長い時間に亘ってケーシング（11）内で混合されるので、より多くの気体を液体に溶解させることができる。 In the first aspect of the invention, by providing the vortex generating means (12, 28), the flow of the gas-liquid two-phase fluid from the inlet (13) to the outlet (14) is changed into a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex ( 32) to cause the gas-liquid two-phase fluid to be mixed relatively vigorously in a complex flow field formed by three-dimensionally interfering poloidal vortices (31) and toroidal vortices (32). ing. For this reason, the gas component in the gas-liquid two-phase fluid is dispersed and subdivided into relatively small bubbles. And the sum total of the contact area of gas and a liquid becomes large. Further, the gas-liquid two-phase fluid entrained in the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) requires a relatively long time to pass through the casing (11). Therefore, since the gas component which became a comparatively small bubble is mixed in the casing (11) over a comparatively long time, more gas can be dissolved in the liquid.
また、上記第２乃至第７の各発明では、各区画部材（12）の流通用開口（28）の位置を隣接する区画部材（12）の流通用開口（28）に対してケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずらすことで、区画部材（12,12）の間に渦が生じる複雑な流れの場を形成して、渦が生じる複雑な流れの場において気液二相流体が比較的激しく混合されるようにしている。このため、気液二相流体中の気体成分は、分散されて細分化され、比較的小さな気泡になる。そして、気体と液体との接触面積の総和が大きくなる。また、渦に巻き込まれる気液二相流体は、ケーシング（11）を通り抜けるまでに比較的長い時間を要する。従って、比較的小さな気泡になった気体成分が比較的長い時間に亘ってケーシング（11）内で混合されるので、より多くの気体を液体に溶解させることができる。 In each of the second to seventh inventions, the position of the distribution opening (28) of each partition member (12) is set to the casing (11) with respect to the distribution opening (28) of the adjacent partition member (12). By shifting by a predetermined angle around the axis, a complex flow field is created between the partition members (12, 12), and the gas-liquid two-phase fluid flows in the complex flow field where the vortex is created. It is mixed relatively vigorously. For this reason, the gas component in the gas-liquid two-phase fluid is dispersed and subdivided into relatively small bubbles. And the sum total of the contact area of gas and a liquid becomes large. In addition, the gas-liquid two-phase fluid entrained in the vortex takes a relatively long time to pass through the casing (11). Therefore, since the gas component which became a comparatively small bubble is mixed in the casing (11) over a comparatively long time, more gas can be dissolved in the liquid.
また、上記第４の発明では、区画部材（12）の流入口（13）側の面における流通用開口（28）の周囲を凹状に形成することで、流入口（13）側の面の流通用開口（28）の周囲に衝突した気液二相流体の気泡がそのまま流通用開口（28）に導かれるようにしている。従って、気液二相流体の気泡が、区画部材（12）の間に停滞することを抑制することができる。 In the fourth aspect of the invention, the periphery of the flow opening (28) on the inlet (13) side surface of the partition member (12) is formed in a concave shape so that the flow on the inlet (13) side surface is increased. The gas-liquid two-phase fluid bubbles that collide with the periphery of the opening (28) are guided directly to the flow opening (28). Therefore, it can suppress that the bubble of a gas-liquid two-phase fluid stagnates between division members (12).
また、上記第５の発明では、複雑な流れの場を形成する渦がケーシング（11）の中心部で互いに干渉しあうことを防止する中心間部材（15）を設けることで、隣り合う区画部材（12,12）の間で形成される複雑な流れの場が常に維持されるようにしている。従って、気液二相流体は常に複雑な流れの場で比較的激しく混合されるので、より多くの気体を液体に溶解させることができる。 In the fifth aspect of the present invention, the adjacent partition member is provided by providing the center member (15) that prevents the vortex forming the complicated flow field from interfering with each other at the center of the casing (11). The complex flow field formed between (12,12) is always maintained. Therefore, since the gas-liquid two-phase fluid is always mixed relatively vigorously in a complicated flow field, more gas can be dissolved in the liquid.
また、上記第６の発明では、隣り合う区画部材（12）の間の全てに中心間部材（15）を設けるために、１本の棒状部材（15）を用いている。従って、隣り合う区画部材（12）毎に中心間部材（15）を設ける必要がないので、気体溶解器（10）の構成を簡素化することができる。 Moreover, in the said 6th invention, in order to provide the center member (15) between all the adjacent division members (12), one rod-shaped member (15) is used. Therefore, since it is not necessary to provide the center member (15) for each adjacent partition member (12), the configuration of the gas dissolver (10) can be simplified.
また、上記第８の発明では、第１乃至第７の発明の何れか１つの気体溶解器（10）が、微細な気泡を含んだ水を水槽（5）へ供給する微細気泡供給装置（20）に用いられている。このため、気泡発生器（16）には、多くの空気を溶解した水が流入する。従って、気泡発生器（16）では多くの微細な気泡が発生するので、多くの微細な気泡を水槽（5）へ供給することができる。 In the eighth aspect of the invention, the gas dissolver (10) of any one of the first to seventh aspects of the invention supplies the fine bubble supply device (20) for supplying water containing fine bubbles to the water tank (5). ). For this reason, the water which melt | dissolved many airs flows into a bubble generator (16). Therefore, since many fine bubbles are generated in the bubble generator (16), many fine bubbles can be supplied to the water tank (5).
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態は、本発明に係る気体溶解器（10）を備える微細気泡供給装置（20）である。以下では、まず微細気泡供給装置（20）の構成について説明し、次に気体溶解器（10）の構成について説明する。 This embodiment is a fine bubble supply device (20) provided with a gas dissolver (10) according to the present invention. Below, the structure of a fine bubble supply apparatus (20) is demonstrated first, and the structure of a gas dissolver (10) is demonstrated next.
〈微細気泡供給装置の構成〉
本実施形態の微細気泡供給装置（20）は、風呂の浴槽（5）に微細な気泡を含んだ水を供給するための装置である。この微細気泡供給装置（20）は、図１に示すように、入口と出口とがそれぞれ浴槽（5）に接続された循環流路（30）を備えている。循環流路（30）は、水流通路を構成している。
<Configuration of microbubble supply device>
The fine bubble supply device (20) of the present embodiment is a device for supplying water containing fine bubbles to the bath tub (5). As shown in FIG. 1, the fine bubble supply device (20) includes a circulation channel (30) in which an inlet and an outlet are respectively connected to a bathtub (5). The circulation flow path (30) constitutes a water flow passage.
循環流路（30）には、上流側から順に空気導入器（17）とポンプ機構（18）と気体溶解器（10）と気泡発生器（16）とが接続されている。循環流路（30）の入口と空気導入器（17）との間には、循環流路（30）の流量を計測する流量計測部（24）が設けられている。ポンプ機構（18）と気体溶解器（10）との間には、圧力計（8）が設けられている。気体溶解器（10）と気泡発生器（16）との間には、循環流路（30）の流量を調節する流量調節バルブ（26）が設けられている。 An air introducer (17), a pump mechanism (18), a gas dissolver (10), and a bubble generator (16) are connected to the circulation channel (30) in order from the upstream side. Between the inlet of the circulation channel (30) and the air introducer (17), a flow rate measurement unit (24) for measuring the flow rate of the circulation channel (30) is provided. A pressure gauge (8) is provided between the pump mechanism (18) and the gas dissolver (10). Between the gas dissolver (10) and the bubble generator (16), a flow rate adjusting valve (26) for adjusting the flow rate of the circulation channel (30) is provided.
空気導入器（17）は、循環流路（30）内へ気泡源となる空気（気体）を外部から導入するものである。この空気導入器（17）は、その内部の水流によって発生する負圧を利用して空気を吸入する、いわゆるエジェクター方式の空気導入器である。つまり、空気導入器（17）では、その内部を通過する水流により負圧が生じ、この負圧によって外部の空気が空気導入管（17a）を介して循環流路（30）に導入される。 The air introducer (17) introduces air (gas) that becomes a bubble source into the circulation channel (30) from the outside. The air introducer (17) is a so-called ejector-type air introducer that sucks air by using the negative pressure generated by the water flow inside. That is, in the air introducer (17), a negative pressure is generated by the water flow passing through the inside thereof, and external air is introduced into the circulation channel (30) through the air introduction pipe (17a) by this negative pressure.
ポンプ機構（18）は、浴槽（5）の水を循環流路（30）で循環させるためのものである。ポンプ機構（18）は、空気導入器（17）側から吸い込んだ水を気体溶解器（10）側へ吐出する。 The pump mechanism (18) is for circulating water in the bathtub (5) through the circulation channel (30). The pump mechanism (18) discharges water sucked from the air introducer (17) side to the gas dissolver (10) side.
気体溶解器（10）は、空気導入器（17）で混入させた空気を水に溶解させるためのものである。気体溶解器（10）についての詳細は後述する。 The gas dissolver (10) is for dissolving the air mixed in the air introducer (17) in water. Details of the gas dissolver (10) will be described later.
気泡発生器（16）は、微細な気泡を発生させるためのものである。気泡発生器（16）は、出口が浴槽（5）に開口するように設置されている。気泡発生器（16）には、図２に示すように、内部に流路絞り部（16a）と流路拡大部（16b）とが形成されている。気泡発生器（16）では、流路拡大部（16b）が流路絞り部（16a）の上流に比べて低圧になる。気体溶解器（10）で空気を溶解した水は、流路絞り部（16a）から流路拡大部（16b）へ流入する際に減圧され、溶解した空気が微細な気泡（マイクロバブル）となって現れる。微細な気泡は水と共に吐出ノズル（16c）を通じて浴槽（5）へ流入する。 The bubble generator (16) is for generating fine bubbles. The bubble generator (16) is installed such that the outlet opens into the bathtub (5). As shown in FIG. 2, the bubble generator (16) has a flow passage restricting portion (16a) and a flow passage expanding portion (16b) formed therein. In the bubble generator (16), the flow path expanding portion (16b) has a lower pressure than the upstream side of the flow path restricting portion (16a). The water in which the air is dissolved in the gas dissolver (10) is decompressed when it flows from the flow restrictor (16a) to the flow enlarged portion (16b), and the dissolved air becomes fine bubbles (micro bubbles). Appear. Fine bubbles flow into the bathtub (5) through the discharge nozzle (16c) together with water.
〈気体溶解器の構成〉
気体溶解器（10）は、図３に示すように、ケーシング（11）と区画部材（12）と棒状部材（15）とを備えている。区画部材（12）は、ケーシング（11）内に１０枚設けられている。区画部材（12）は、棒状部材（15）に固定されている。なお、区画部材（12）の枚数は単なる例示である。
<Configuration of gas dissolver>
As shown in FIG. 3, the gas dissolver (10) includes a casing (11), a partition member (12), and a rod-shaped member (15). Ten partition members (12) are provided in the casing (11). The partition member (12) is fixed to the rod-like member (15). The number of partition members (12) is merely an example.
具体的に、ケーシング（11）は、両端が閉塞された円筒容器状に形成されている。ケーシング（11）の大きさは、例えば長さが３５ｃｍであり内径が５．５ｃｍである。ケーシング（11）の一端面の中央には、流入口（13）が形成されている。流入口（13）にはポンプ機構（18）から延びる配管が接続されている。ケーシング（11）の他端面の中央には、流出口（14）が形成されている。流出口（14）には気泡発生器（16）へ延びる配管が接続されている。 Specifically, the casing (11) is formed in a cylindrical container shape whose both ends are closed. The casing (11) has a length of, for example, a length of 35 cm and an inner diameter of 5.5 cm. An inflow port (13) is formed at the center of one end face of the casing (11). A pipe extending from the pump mechanism (18) is connected to the inflow port (13). An outlet (14) is formed at the center of the other end surface of the casing (11). A pipe extending to the bubble generator (16) is connected to the outlet (14).
区画部材（12）は、円板状に形成されている。区画部材（12）の直径は、ケーシング（11）の内径と等しくなっている。区画部材（12）の中心には、図４に示すように、棒状部材（15）を嵌め込むための円形の嵌合穴（27）が形成されている。また、区画部材（12）の嵌合穴（27）の周囲には、流入口（13）から流出口（14）へ向かう流体が流通する円形の流通孔（28）が８つ形成されている。各流通孔（28）は、流通用開口を構成している。なお、流通孔（28）の数は単なる例示である。これらの８つの流通孔（28）は、全ての同じ大きさである。これらの流通孔（28）は、区画部材（12）の中心からの距離が全て等しく、周方向に等間隔に配置されている。 The partition member (12) is formed in a disk shape. The diameter of the partition member (12) is equal to the inner diameter of the casing (11). As shown in FIG. 4, a circular fitting hole (27) for fitting the rod-like member (15) is formed at the center of the partition member (12). In addition, eight circular flow holes (28) through which fluid flows from the inlet (13) to the outlet (14) are formed around the fitting hole (27) of the partition member (12). . Each flow hole (28) constitutes a flow opening. The number of flow holes (28) is merely an example. These eight flow holes (28) are all the same size. These flow holes (28) are all equally spaced from the center of the partition member (12), and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
区画部材（12）の流入口（13）側の面における各流通孔（28）の周囲は、図５に示すように、凹状に形成されている。つまり、区画部材（12）では、流入口（13）側の面の流通孔（28）の入口側の部分が、入口側に向かって広がっている。このため、流入口（13）側の面の流通孔（28）の周囲に衝突した気液二相流体の気泡がそのまま流通孔（28）に導かれる。なお、流入口（13）側の面の流通孔（28）の周囲を凹状に形成することは、気体溶解器（10）を縦置きにした場合に特に有効である。また、流入口（13）側の面の流通孔（28）の周囲を全周に亘ってテーパー状に形成してもよい。 As shown in FIG. 5, the periphery of each flow hole (28) on the surface on the inlet (13) side of the partition member (12) is formed in a concave shape. That is, in the partition member (12), the portion on the inlet side of the flow hole (28) on the surface on the inlet (13) side widens toward the inlet side. For this reason, the gas-liquid two-phase fluid bubbles colliding with the periphery of the flow hole (28) on the surface on the inlet (13) side are directly introduced into the flow hole (28). In addition, forming the periphery of the flow hole (28) on the surface on the inlet (13) side in a concave shape is particularly effective when the gas dissolver (10) is placed vertically. Moreover, you may form the circumference | surroundings of the circulation hole (28) of the surface at the side of an inflow port (13) in a taper shape over the perimeter.
棒状部材（15）は、真っ直ぐな円柱状に形成されている。棒状部材（15）の直径は、区画部材（12）の嵌合穴（27）の直径と概ね等しくなっている。棒状部材（15）の長さは、ケーシング（11）の軸方向の長さより短くなっている。 The rod-like member (15) is formed in a straight cylindrical shape. The diameter of the rod-shaped member (15) is substantially equal to the diameter of the fitting hole (27) of the partition member (12). The length of the rod-shaped member (15) is shorter than the length of the casing (11) in the axial direction.
棒状部材（15）には、１０枚の区画部材（12）が取り付けられている。棒状部材（15）は、各区画部材（12）の嵌合穴（27）に嵌め込まれている。各区画部材（12）は、棒状部材（15）の軸心に対して垂直に取り付けられている。これらの区画部材（12）は、棒状部材（15）の一端側の端部から等間隔（例えば２ｃｍ間隔）で取り付けられている。棒状部材（15）の最も一端側に取り付けられた区画部材（12）からは、棒状部材（15）が突出していない。棒状部材（15）は、中心間部材を構成しており、隣り合う区画部材（12）の間の全てで一方の区画部材（12）の中心部から他方の区画部材（12）の中心部まで延びている。 Ten partition members (12) are attached to the rod-shaped member (15). The rod-like member (15) is fitted into the fitting hole (27) of each partition member (12). Each partition member (12) is attached perpendicularly to the axis of the rod-like member (15). These partition members (12) are attached at equal intervals (for example, 2 cm intervals) from the end on one end side of the rod-shaped member (15). The rod-shaped member (15) does not protrude from the partition member (12) attached to the most end side of the rod-shaped member (15). The rod-shaped member (15) constitutes a center-to-center member, from the center of one partition member (12) to the center of the other partition member (12) at all between adjacent partition members (12) It extends.
隣り合う区画部材（12）では、図４に示すように、棒状部材（15）の軸方向から見て、一方の区画部材（12）の各流通孔（28,28,…）が、他方の区画部材（12）の流通孔（28,28,…）同士の真ん中に位置している。つまり、隣り合う区画部材（12）では、流通孔（28,28,…）の位置が周方向に半ピッチずれている。隣り合う区画部材（12）では、棒状部材（15）の軸方向から見て流通孔（28,28,…）が重複していない。 In the adjacent partition member (12), as shown in FIG. 4, when viewed from the axial direction of the rod-shaped member (15), each flow hole (28, 28,...) Of one partition member (12) It is located in the middle of the flow holes (28, 28,...) Of the partition member (12). That is, in the adjacent partition members (12), the positions of the flow holes (28, 28,...) Are shifted by a half pitch in the circumferential direction. In the adjacent partition members (12), the flow holes (28, 28,...) Do not overlap when viewed from the axial direction of the rod-shaped member (15).
１０枚の区画部材（12）が取り付けられた棒状部材（15）は、その軸心がケーシング（11）の軸心と一致するようにケーシング（11）内に挿入されている。この状態では、各区画部材（12）がケーシング（11）の軸心に対して垂直になる。また、各区画部材（12）は、その外周がケーシング（11）の内周面に当接しており、ケーシング（11）の内部空間を流入口（13）側と流出口（14）側とに区画している。ケーシング（11）の内部空間には、１０枚の区画部材（12）によって、区画部材（12）に挟まれた９つの区画室（22）が形成されている。 The rod-like member (15) to which the ten partition members (12) are attached is inserted into the casing (11) so that the axis thereof coincides with the axis of the casing (11). In this state, each partition member (12) is perpendicular to the axis of the casing (11). Each partition member (12) has an outer periphery that abuts against the inner peripheral surface of the casing (11), and the internal space of the casing (11) is divided into the inlet (13) side and the outlet (14) side. It is partitioned. In the internal space of the casing (11), nine compartments (22) sandwiched between the compartment members (12) are formed by ten compartment members (12).
この気体溶解器（10）の各区画室（22）では、流入口（13）側の区画部材（12）の各流通孔（28,28,…）を通過した流体が、流出口（14）側の区画部材（12）に衝突する。このため、図６に示すように、各区画室（22）では、流出口（14）側の区画部材（12）へ向かう流体の流れと、流出口（14）側の区画部材（12）に衝突して戻る流体の流れとによる流れの速度差によって、ポロイダル方向へ回るポロイダル渦（31）が形成される。 In each compartment (22) of this gas dissolver (10), the fluid that has passed through each flow hole (28, 28,...) Of the partition member (12) on the inlet (13) side is on the outlet (14) side. It collides with the partition member (12). For this reason, as shown in FIG. 6, in each compartment (22), the fluid flow toward the partition member (12) on the outlet (14) side and the partition member (12) on the outlet (14) side collide with each other. A poloidal vortex (31) that rotates in the poloidal direction is formed by the difference in the flow velocity due to the fluid flow returning.
また、隣り合う区画部材（12,12）の間では、流入口（13）側の区画部材（12）の流通用孔（28）を通過した気液二相流体が、ケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずれた流出口（14）側の区画部材（12）の流通孔（28）へ向かう流れが形成される。このため、この流れやポロイダル渦（31）やその周辺の流体の流れの乱れの影響を受けて、トロイダル方向へ回るトロイダル渦（32）が形成される。トロイダル渦（32）は、複数のポロイダル渦（31）の中心をつなぐ形で形成される。ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが生じると、３次元的に干渉し合う複雑な流れの場が形成される。この実施形態では、流通孔（28）の位置が互いに周方向にずれた状態で隣接する区画部材（12）が、渦生起手段を構成している。 Further, between the adjacent partition members (12, 12), the gas-liquid two-phase fluid that has passed through the flow holes (28) of the partition member (12) on the inlet (13) side is transferred to the shaft of the casing (11). A flow toward the flow hole (28) of the partition member (12) on the outlet (14) side that is shifted by a predetermined angle around the center is formed. For this reason, the toroidal vortex (32) which turns to a toroidal direction is formed under the influence of this flow, the poloidal vortex (31), and the disturbance of the fluid flow of the surrounding. The toroidal vortex (32) is formed so as to connect the centers of the plurality of poloidal vortices (31). When a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) are generated, a complex flow field that interferes three-dimensionally is formed. In this embodiment, the partition members (12) adjacent to each other in a state where the positions of the flow holes (28) are displaced in the circumferential direction constitute vortex generating means.
区画部材（12）には複数の流通孔（28）が周方向に等間隔で配置されている。このため、各区画室（22）では、流入口（13）側の区画部材（12）の各流通用開口（28）を通過して流出口（14）側の区画部材（12）に衝突する気液二相流体によって形成されるポロイダル渦（31）が、周方向に概ね等間隔で形成される状態になる。各区画室（22）では、棒状部材（15）が隣り合う区画部材（12）の中心部間に存在しているので、周方向に概ね等間隔で形成されるポロイダル渦（31）が、ケーシング（11）の中心部で互いに干渉し合うことがなく、ポロイダル渦（31）が安定して形成されることが促進される。また、ポロイダル渦（31）の安定して形成されると、トロイダル渦（32）が安定して形成されることも促進される。 In the partition member (12), a plurality of flow holes (28) are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, in each compartment (22), the air that passes through each flow opening (28) of the partition member (12) on the inlet (13) side and collides with the partition member (12) on the outlet (14) side. The poloidal vortex (31) formed by the liquid two-phase fluid is in a state of being formed at approximately equal intervals in the circumferential direction. In each compartment (22), since the rod-like member (15) exists between the central portions of the adjacent compartment members (12), the poloidal vortex (31) formed at approximately equal intervals in the circumferential direction is formed in the casing ( 11) The poloidal vortex (31) can be stably formed without interfering with each other at the center. In addition, when the poloidal vortex (31) is stably formed, it is also promoted that the toroidal vortex (32) is stably formed.
−微細気泡供給装置の運転動作−
本実施形態の微細気泡供給装置（20）の運転動作について説明する。この微細気泡供給装置（20）では、ポンプ機構（18）を起動させると、浴槽（5）の水が循環流路（30）の入口を吸い込まれて循環流路（30）の出口へ向かって流通する。
-Operation of fine bubble supply device-
The operation of the fine bubble supply device (20) of the present embodiment will be described. In this microbubble supply device (20), when the pump mechanism (18) is activated, the water in the bathtub (5) is sucked into the inlet of the circulation channel (30) toward the outlet of the circulation channel (30). Circulate.
なお、循環流路（30）の流量は、流量調節バルブ（26）によって所定値になるように調節される。流量調節バルブ（26）の開度は、流量計測部（24）によって計測する循環流路（30）の流量に基づいて調節される。また、気体溶解器（10）のケーシング（11）内は、３００〜４００ｋＰａ程度に加圧される。 The flow rate of the circulation channel (30) is adjusted to a predetermined value by the flow rate adjustment valve (26). The opening degree of the flow rate adjusting valve (26) is adjusted based on the flow rate of the circulation channel (30) measured by the flow rate measuring unit (24). Moreover, the inside of the casing (11) of the gas dissolver (10) is pressurized to about 300 to 400 kPa.
循環流路（30）の入口から流入した浴槽（5）の水は、空気導入器（17）に流入する。空気導入器（17）では、空気導入管（17a）から吸い込まれた空気が水に混入される。空気導入器（17）から流出した空気と水の気液二相流体は、ポンプ機構（18）を経て気体溶解器（10）に流入する。 The water in the bathtub (5) that flows in from the inlet of the circulation channel (30) flows into the air introducer (17). In the air introducer (17), the air sucked from the air introduction pipe (17a) is mixed into the water. The gas-liquid two-phase fluid of air and water flowing out from the air introducer (17) flows into the gas dissolver (10) through the pump mechanism (18).
気体溶解器（10）では、流入口（13）から流入した気液二相流体が、最も流入口（13）側の区画部材（12）の流通孔（28）を通過して、最も流入口（13）側の区画室（22）へ流入する。区画室（22）では、気液二相流体が流出口（14）側の区画部材（12）に衝突するので、上述したように、ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが形成される。気液二相流体は、互いに絡み合うポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）による比較的複雑な流れの場に巻き込まれて比較的激しく混合されてから、次の区画室（22）へ流入する。 In the gas dissolver (10), the gas-liquid two-phase fluid flowing in from the inlet (13) passes through the flow hole (28) of the partition member (12) closest to the inlet (13) and reaches the inlet. (13) Flows into the side compartment (22). In the compartment (22), since the gas-liquid two-phase fluid collides with the compartment member (12) on the outlet (14) side, the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) are formed as described above. The The gas-liquid two-phase fluid is engulfed in a relatively complicated flow field by the intertwined poloidal vortex (31) and toroidal vortex (32), mixed relatively vigorously, and then flows into the next compartment (22) .
各区画室（22）では、同様に、ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とが形成されて、気液二相流体が比較的激しく混合される。最も流出口（14）側の区画部材（12）の流通孔（28）を通過した流体は、比較的多くの空気を溶解した状態で気泡発生器（16）に流入する。 Similarly, in each compartment (22), a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) are formed, and the gas-liquid two-phase fluid is mixed relatively vigorously. The fluid that has passed through the flow hole (28) of the partition member (12) on the most outlet (14) side flows into the bubble generator (16) in a state where a relatively large amount of air is dissolved.
気泡発生器（16）では、空気を溶解した水が、流路絞り部（16a）から流路拡大部（16b）へ流入する際に減圧される。その際、水に溶解した空気が、微細な気泡（マイクロバブル）となって現れる。微細な気泡を含む水は吐出ノズル（16c）を通って浴槽（5）へ供給される。 In the bubble generator (16), the water in which the air is dissolved is depressurized when it flows from the flow passage restricting portion (16a) into the flow passage expanding portion (16b). At that time, air dissolved in water appears as fine bubbles (microbubbles). Water containing fine bubbles is supplied to the bathtub (5) through the discharge nozzle (16c).
−実施形態の効果−
本実施形態では、各区画部材（12）の流通孔（28）の位置を隣接する区画部材（12）の流通孔（28）に対してケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずらすことで、区画部材（12）の間にポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）を生じさせて、３次元的に干渉し合うポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）によって形成される複雑な流れの場において、気液二相流体が比較的激しく混合されるようにしている。このため、気液二相流体中の気体成分は、分散されて細分化され、比較的小さな気泡になる。そして、気体と液体との接触面積の総和が大きくなる。また、ポロイダル渦（31）とトロイダル渦（32）とに巻き込まれる気液二相流体は、ケーシング（11）を通り抜けるまでに比較的長い時間を要する。従って、比較的小さな気泡になった気体成分が比較的長い時間に亘ってケーシング（11）内で混合されるので、より多くの気体を液体に溶解させることができる。
-Effect of the embodiment-
In this embodiment, the position of the flow hole (28) of each partition member (12) is shifted by a predetermined angle around the axis of the casing (11) with respect to the flow hole (28) of the adjacent partition member (12). Thus, a poloidal vortex (31) and a toroidal vortex (32) are generated between the partition members (12), and the complex formed by the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) that interfere three-dimensionally. In the flow field, the gas-liquid two-phase fluid is mixed relatively vigorously. For this reason, the gas component in the gas-liquid two-phase fluid is dispersed and subdivided into relatively small bubbles. And the sum total of the contact area of gas and a liquid becomes large. Further, the gas-liquid two-phase fluid entrained in the poloidal vortex (31) and the toroidal vortex (32) requires a relatively long time to pass through the casing (11). Therefore, since the gas component which became a comparatively small bubble is mixed in the casing (11) over a comparatively long time, more gas can be dissolved in the liquid.
また、本実施形態では、ポロイダル渦（31）がケーシング（11）の中心部で互いに干渉しあうことを防止する棒状部材（15）を設けることで、各区画室（22）で形成される複雑な流れの場が常に維持されるようにしている。従って、気液二相流体は常に複雑な流れの場で比較的激しく混合されるので、より多くの気体を液体に溶解させることができる。 In the present embodiment, the rod-shaped member (15) that prevents the poloidal vortex (31) from interfering with each other at the central portion of the casing (11) is provided, thereby forming a complicated structure formed in each compartment (22). The flow field is always maintained. Therefore, since the gas-liquid two-phase fluid is always mixed relatively vigorously in a complicated flow field, more gas can be dissolved in the liquid.
また、本実施形態では、隣り合う区画部材（12）の間の全てに中心間部材（15）を設けるために、１本の棒状部材（15）を用いている。従って、隣り合う区画部材（12）毎に中心間部材（15）を設ける必要がないので、気体溶解器（10）の構成を簡素化することができる。 Moreover, in this embodiment, in order to provide the center member (15) between all the adjacent partition members (12), one rod-shaped member (15) is used. Therefore, since it is not necessary to provide the center member (15) for each adjacent partition member (12), the configuration of the gas dissolver (10) can be simplified.
また、本実施形態では、区画部材（12）の流入口（13）側の面における流通孔（28）の周囲を凹状に形成することで、流入口（13）側の面の流通孔（28）の周囲に衝突した気液二相流体の気泡がそのまま流通孔（28）に導かれるようにしている。従って、気液二相流体の気泡が、区画部材（12）の間に停滞することを抑制することができる。 In the present embodiment, the periphery of the flow hole (28) on the surface on the inlet (13) side of the partition member (12) is formed in a concave shape so that the flow hole (28 on the surface on the inlet (13) side is formed. ), The gas-liquid two-phase fluid bubbles colliding with the surroundings are guided directly to the flow hole (28). Therefore, it can suppress that the bubble of a gas-liquid two-phase fluid stagnates between division members (12).
また、本実施形態では、比較的多くの気体を溶解させることができる気体溶解器（10）が、微細な気泡を含んだ水を水槽（5）へ供給する微細気泡供給装置（20）に用いられている。このため、気泡発生器（16）には、多くの空気を溶解した水が流入する。従って、気泡発生器（16）では多くの微細な気泡が発生するので、多くの微細な気泡を水槽（5）へ供給することができる。 In this embodiment, the gas dissolver (10) capable of dissolving a relatively large amount of gas is used for the fine bubble supply device (20) for supplying water containing fine bubbles to the water tank (5). It has been. For this reason, the water which melt | dissolved many airs flows into a bubble generator (16). Therefore, since many fine bubbles are generated in the bubble generator (16), many fine bubbles can be supplied to the water tank (5).
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
上記実施形態について、区画部材（12）の周囲に切り欠きを形成して、切り欠きとケーシング（11）との間の開口を流通用開口としてもよい。 In the above embodiment, a notch may be formed around the partition member (12), and an opening between the notch and the casing (11) may be used as a flow opening.
また、上記実施形態について、区画部材（12）の流入口（13）側の面における各流通孔（28）の周囲を凹状にせずに、区画部材（12）の流入口（13）側が平坦面になるようにしてもよい。 Moreover, about the said embodiment, without making the circumference | surroundings of each circulation hole (28) in the surface by the side of the inflow port (13) of a division member (12) concave, the inflow port (13) side of a division member (12) is a flat surface. It may be made to become.
また、上記実施形態について、空気導入器（17）で混入させる気体が、空気以外であってもよいし、芳香剤で空気に香りをつけたアロマ空気であってもよい。 Moreover, about the said embodiment, the gas mixed with an air introducer (17) may be other than air, and the aroma air which scented air with the fragrance | flavor may be sufficient.
また、上記実施形態の気体溶解器（10）について、微細気泡供給装置（20）以外の装置に適用してもよい。例えば、背景技術に示したような、気体で液体を殺菌、浄化する装置にも適用可能である。 Further, the gas dissolver (10) of the above embodiment may be applied to an apparatus other than the fine bubble supply apparatus (20). For example, the present invention can be applied to an apparatus for sterilizing and purifying liquid with gas as shown in the background art.
また、上記実施形態の気体溶解器（10）について、ケーシング（11）の流入口（13）が、気体用と液体用とに分かれていてもよい。 Moreover, about the gas dissolver (10) of the said embodiment, the inflow port (13) of a casing (11) may be divided into for gas and for liquid.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、蒸発器に溜まった冷凍機油を圧縮機に戻すための動作を行う冷凍装置、及び冷凍装置において蒸発器に溜まった冷凍機油を圧縮機に戻すための冷凍機油の戻し方法について有用である。 As described above, the present invention is a refrigeration apparatus that performs an operation for returning the refrigeration oil accumulated in the evaporator to the compressor, and a refrigeration oil for returning the refrigeration oil accumulated in the evaporator in the refrigeration apparatus to the compressor. This is useful for the return method.
5 浴槽（水槽）
10 気体溶解器
11 ケーシング
12 区画部材（渦発生手段）
13 流入口
14 流出口
15 棒状部材（中心間部材）
16 気泡発生器
17 空気導入器
20 微細気泡供給装置
28 流通孔（流通用開口、渦発生手段）
30 循環流路（水流通路）
31 ポロイダル渦
32 トロイダル渦
5 Bathtub (aquarium)
10 Gas dissolver
11 Casing
12 Compartment member (vortex generating means)
13 Inlet
14 Outlet
15 Rod-shaped member (center-to-center member)
16 Bubble generator
17 Air introducer
20 Fine bubble feeder
28 Distribution hole (Distribution opening, vortex generation means)
30 Circulation channel (water channel)
31 Poloidal vortex
32 Toroidal Vortex
Claims (8)
上記ケーシング（11）の内部空間で気液二相流体を流通させることによって該気液二相流体中の気体成分を液体成分に分散・溶解させる気体溶解器であって、
上記ケーシング（11）内には、流入口（13）から流出口（14）へ向かう流体の流れにポロイダル渦（31）及びトロイダル渦（32）を生起させるための渦発生手段（12,28）が設けられていることを特徴とする気体溶解器。 A cylindrical casing (11) in which an inflow port (13) into which fluid flows is formed on one end side and an outflow port (14) from which fluid flows out is formed on the other end side;
A gas dissolver that disperses and dissolves the gas component in the gas-liquid two-phase fluid into the liquid component by circulating the gas-liquid two-phase fluid in the internal space of the casing (11),
In the casing (11), vortex generating means (12, 28) for generating poloidal vortex (31) and toroidal vortex (32) in the flow of fluid from the inlet (13) to the outlet (14) A gas dissolver is provided.
上記ケーシング（11）の内部空間で気液二相流体を流通させることによって該気液二相流体中の気体成分を液体成分に分散・溶解させる気体溶解器であって、
上記ケーシング（11）の内部空間には、該内部空間を仕切るための区画部材（12）が該ケーシング（11）の軸方向に複数設けられる一方、
上記各区画部材（12）には、該区画部材（12）により仕切られた一方の空間から他方の空間へ流体を流すための流通用開口（28）が複数形成されており、
上記各区画部材（12）では、上記流通用開口（28）の位置が隣接する区画部材（12）の流通用開口（28）に対して上記ケーシング（11）の軸心周りに所定角度だけずれるように配置されていることを特徴とする気体溶解器。 A cylindrical casing (11) in which an inflow port (13) into which fluid flows is formed on one end side and an outflow port (14) from which fluid flows out is formed on the other end side;
A gas dissolver that disperses and dissolves the gas component in the gas-liquid two-phase fluid into the liquid component by circulating the gas-liquid two-phase fluid in the internal space of the casing (11),
In the internal space of the casing (11), a plurality of partition members (12) for partitioning the internal space are provided in the axial direction of the casing (11),
Each partition member (12) has a plurality of flow openings (28) for flowing fluid from one space partitioned by the partition member (12) to the other space,
In each partition member (12), the position of the flow opening (28) is shifted by a predetermined angle around the axis of the casing (11) with respect to the flow opening (28) of the adjacent partition member (12). A gas dissolver characterized by being arranged as follows.
上記ケーシング（11）は円筒状に形成され、
上記区画部材（12）は円板状に形成される一方、
上記各区画部材（12）では、複数の流通用開口（28）が周方向に等間隔で配置されていることを特徴とする気体溶解器。 In claim 2,
The casing (11) is formed in a cylindrical shape,
While the partition member (12) is formed in a disk shape,
In each partition member (12), a plurality of flow openings (28) are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
上記区画部材（12）の流入口（13）側の面における流通用開口（28）の周囲は、凹状に形成されていることを特徴とする気体溶解器。 In claim 2 or 3,
The gas dissolver characterized in that the periphery of the flow opening (28) on the inlet (13) side surface of the partition member (12) is formed in a concave shape.
隣り合う区画部材（12）における一方の区画部材（12）の中心部から他方の区画部材（12）の中心部まで延びる中心間部材（15）を備えていることを特徴とする気体溶解器。 In claims 2 to 4,
A gas dissolver comprising an inter-center member (15) extending from the center of one partition member (12) to the center of the other partition member (12) in adjacent partition members (12).
全ての区画部材（12）を貫通するように設けられる１本の棒状部材（15）が、上記中心間部材（15）を構成していることを特徴とする気体溶解器。 In claim 5,
A gas dissolver, characterized in that one rod-like member (15) provided so as to penetrate all the partition members (12) constitutes the center-to-center member (15).
上記棒状部材（15）は、最も流入口（13）側の区画部材（12）から流出口（14）側に延びていることを特徴とする気体溶解器。 In claim 6,
The gas dissolver characterized in that the rod-like member (15) extends from a partition member (12) closest to the inlet (13) to the outlet (14).
上記気体溶解器（10）が設けられて水槽（5）に接続する水流通路（30）と、
上記水流通路（30）における上記気体溶解器（10）の上流に設けられて該水流通路（30）を流れる水に空気を混入させる空気導入器（17）と、
上記水流通路（30）における上記気体溶解器（10）の下流に設けられて空気が溶解した水を減圧することによって微細な気泡を発生させる気泡発生器（16）とを備え、
上記気泡発生器（16）で発生した気泡を含んだ水を上記水槽（5）へ供給することを特徴とする微細気泡供給装置。 A gas dissolver (10) according to any one of the preceding claims;
A water passage (30) provided with the gas dissolver (10) and connected to the water tank (5);
An air introducer (17) provided upstream of the gas dissolver (10) in the water flow passage (30) to mix air into the water flowing through the water flow passage (30);
A bubble generator (16) that is provided downstream of the gas dissolver (10) in the water flow passage (30) and generates fine bubbles by depressurizing water in which air is dissolved;
A fine bubble supply device for supplying water containing bubbles generated by the bubble generator (16) to the water tank (5).
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