JP2010075919A - 気体溶解装置と微細気泡発生機能付き浴槽 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タンク52は、第1仕切り壁62によって区画された気液混合槽60と気液分離槽61を備え、気液混合槽と気液分離槽は、上部において連通しない一方、下部において連通し、流入口54が気液混合槽に設けられ、流出口58が気液分離槽61に設けられ、気液分離槽内に貯留している気体を引き抜き、引き抜いた気体を気液混合槽内に噴出させる気体循環経路71が設けられ、流入口から噴出してタンク内に流入する流体56にタンク内に貯留している気体を混合し、溶解させ、気体の溶解した液体65を流出口からタンクの外部に取り出す。
【選択図】図1
Description
Cv(t):溶解速度
KL:総括物質移動係数
α:接触面積
C*:飽和溶存気体濃度
C:溶存気体濃度
式1より、接触面積αが大きくなると、溶解速度Cvが大きくなることが理解される。したがって、上記の通り、気体の溶解効率が高くなる。
圧力×体積=一定
であるので、圧力が大きくなると、気体の体積は小さくなる。一方、質量作用の法則(化学平衡の法則)では、
気体の濃度/液体に溶けている気体の濃度=一定
であるので、気体の濃度が高くなると、液体に溶ける気体の濃度も高くなることになる。すなわち、ヘンリーの法則として知られているように、液体中の気体の飽和溶存酸素濃度は、気体の分圧、すなわち、気体の濃度と圧力を高くすることによって高めることができる。したがって、流入する気液混合流体が水と空気の混合体である場合には、タンク2中の酸素濃度を高めるために、タンク2の排気を積極的に行い、気体の入れ換えを促進させることが有効であると考えられる。
2、52 タンク
2a 上壁部
2c 傾斜面部
3、62 第1仕切り壁
3b 対向面
4 第2仕切り壁
4b 対向面
5、65 液体
6、60 気液混合槽
8 第2気液分離槽
9 縦リブ
10 突出部
11 横リブ
14、71 気体循環経路
15 気体放出弁
16 境界部
22、55 流入管
32、73 気体取出口
34 フロート
35 気体抜き口
54 流入口
58 流出口
61 気液分離槽
74 取込口
75 急拡大部
77 未溶解の気体
101 湯水
102 浴槽
103 吸込口
104 吐出口
114 循環流路
Claims (12)
- タンクを備え、流体をタンク内に導入する流入口と、気体の溶解した液体をタンク底部から取り出す流出口とがタンクに設けられ、流入口から噴出してタンク内に流入する流体にタンク内に貯留している気体を混合し、溶解させ、気体の溶解した液体を流出口からタンクの外部に取り出す気体溶解装置であって、
前記タンクは、第1仕切り壁によって区画された気液混合槽と気液分離槽を備え、気液混合槽と気液分離槽は、上部において連通しない一方、下部において連通し、前記流入口が気液混合槽に設けられ、前記流出口が気液分離槽に設けられ、
気液分離槽内に貯留している気体を引き抜き、引き抜いた気体を気液混合槽内に噴出させる気体循環経路が設けられている
ことを特徴とする気体溶解装置。 - 気液分離槽内に貯留している気体を引き抜く気体取出口が気液分離槽の上側に設けられ、気体循環経路の一端が気体取出口に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の気体溶解装置。
- 気体循環経路は、気液分離槽から引き抜いた気体の取込口を一端に有し、取込口が気液混合槽の底部側に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の気体溶解装置。
- 流体のタンク内への流入側には、流入口の上流側に配置され、流入口に連通する流入管が設けられ、流入管は、断面積を下流側に向けて急拡大させた急拡大部を有し、気体循環経路の一端が流入管の急拡大部に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の気体溶解装置。
- タンク内に貯留している気体をタンクの外部に排出する排気部が気液分離槽に設けられ、流入口より水と空気の混合流体がタンク内に導入され、排気部による気体の排気量が、流入口を通じてタンク内に導入される気体の給気量の20%以上に設定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の気体溶解装置。
- 気液分離槽の内部が、第2仕切り壁によって、流体の流れに関しその上流側から下流側にかけて、第1気液分離槽、第2気液分離槽の順に区画され、気液混合槽内に流入する流体が、第1気液分離槽、第2気液分離槽を順次流れ、第2気液分離槽の底部からタンクの外部に流出することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の気体溶解装置。
- タンクの上壁部において第2気液分離槽の上端部に対応する部分が傾斜面部とされ、傾斜面部は、第1気液分離層と第2気液分離槽の境界部からこの境界部に対向するタンクの上壁部の端縁部に向かって斜め下方に傾斜し、第1気液分離槽の上端部に対応するタンクの上壁部に気体取出口が形成され、気体取出口に気体循環経路の一端部が接続されていることを特徴とする請求項6に記載の気体溶解装置。
- 第2気液分離槽における液体の液面高さに追随して浮沈し、上下方向に移動可能なフロートを有し、液面の高さの変化にともないフロートが上下動することによってタンク内に貯留している気体の放出と停止を行う気体放出弁が、タンクの傾斜面部に設けられ、気体放出弁には、フロートに対してタンク内の気体が横方向から入るように気体抜き口が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の気体溶解装置。
- 第2仕切り壁において第1仕切り壁に対向する面または第1仕切り壁において第2仕切り壁に対向する面に、タンクの縦方向に延びる縦リブが設けられていることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の気体溶解装置。
- 第2仕切り壁の第1仕切り壁に対向する部分の中央部に、上方に突出する突出部が設けられていることを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の気体溶解装置。
- 第2気液分離槽に、流体の流れに関し平行に配置された横リブが設けられていることを特徴とする請求項6から10のいずれか一項に記載の気体溶解装置。
- 請求項6から11のいずれか一項に記載の気体溶解装置が、浴槽内の湯水の循環流路の途中に設けられ、循環流路は、一端部において浴槽に設けられた吸込口に接続され、他端部において浴槽に設けられた吐出口に接続され、浴槽内の湯水を吸い込み、吐出口から浴槽内に微細気泡を吐出させることを特徴とする微細気泡発生機能付き浴槽。
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