JP3287349B2 - 気水混合器 - Google Patents
気水混合器Info
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Description
水に効率よくオゾンのような気体を溶解させ、混合する
気水混合器に関する。
医療施設や外食店の厨房、浴場、プールなど清浄な水を
必要とする施設で広く使用され、オゾンによる殺菌力で
対象品を洗浄したり、水中の有害な菌を殺菌して清浄な
水として衛生管理するなど種々の用途に用いられる。こ
のようなオゾン水を生成する装置として、気液分離タン
クへ水道水を送り、その貯水を気液混合ポンプで循環さ
せる途中でオゾンを混合してタンクへ戻し、タンク内で
オゾンが溶解したオゾン水をタンクに取り付けた水栓出
口から送出する形式のものが知られているが、これは一
般に大型設備のものである。
５に示すように、水栓２の出口へ至る水道配管１経路の
途中に減圧弁４ｖとエゼクタＸを設け、エゼクタＸへオ
ゾナイザ（オゾン発生器）５から高い圧力のオゾン気体
を送り、圧送混合する方式のもの、あるいは水栓部で混
合溶解する方式のもの（図示省略）がある。４は逆止
弁、６は圧縮ポンプ、８はシリカゲルなどを用いた除湿
器、９はエアセパレータ、９ａは排気弁（活性炭入り）
である。気体の液体への溶解効率は圧力の差が大きいほ
ど大きいため、圧力差を利用する前者の方式の方が効率
が大であり、後者は気体も液体も大気圧に解放されるた
め溶解効率は上らない。
り圧力水にオゾン含有気体を溶解、混合させる方式では
圧力水より高い圧力でオゾン含有気体を送ったとして
も、エゼクタの基本的な機能は単に気体を吸引するだけ
のものであり、その際気体を微粒化して圧力水に混合す
る機能は殆どなく、圧力差で圧力水に溶解し得るわずか
な、例えば数％程度の割合でしか溶け込まず、吸引又は
圧入された気体は圧力水と分離された状態で混合される
ことなく大きな気泡のまま下流へ流れ、水道蛇口から排
出される。
圧力水に溶解、混合されない気体を蛇口から排出されな
いようにするため蛇口へ至る経路途中で気水分解器（エ
アセパレータ）を介して分離し、排気弁の活性炭に吸着
処理して分離するようにしている。しかし、それにも拘
らずなお分離されないオゾン含有気体の大きな気泡が圧
力水と共に蛇口から大気中に放出されるため、オゾン水
を用いて洗浄作業などをする際に大気中に放出される廃
オゾンに対する対策も必要となる。
生成の際に伴う種々の問題に留意して、気体を所望の割
合に効率よく混合して高濃度で超微粒状の気体を含む気
体含有水を生成することができる気水混合器を提供する
にある。
を解決する手段として、一端又は一端寄りに圧力水と気
体の導入部をそれぞれ設けた中空ケーシング内に一端を
閉じ他端は開放状とした中空円筒を支持して備え、中空
円筒の所定位置にはその内周に対し接線方向に導水孔
と、閉じた端壁には気体の導入孔を設け、上記導入部か
ら圧力水を送り、中空円筒の導水孔から流入する流れで
円筒内に旋回流を生じさせ、その吸引力で中空円筒の導
入孔から気体を導入して旋回流に混合し、上記中空円筒
の開放端に隣接して設けた吸入抵抗板を通過させ、ケー
シング他端の排出口から排出するようにして成る気水混
合器としたのである。
粒状の気泡として水流に混合して高い割合で気体を含有
する水を生成する。気体がオゾン空気であれば、高濃度
のオゾン水と同等のオゾン水が得られる。中空円筒内へ
流入した水は旋回室内で旋回しながら中空円筒端壁の気
体の導入孔から導入される気体が旋回流に激しく衝突し
ながら混合され、超微粒状の気泡となって旋回流内に含
有されて下方へ流れる。なお、導入される気体は微小圧
の場合では旋回流の吸引力で吸引されて旋回流へ混合さ
れるが、気体がある程度の圧力で圧送されて導入孔から
導入されるようにしてもよい。
転が吸入抵抗板を通過することにより除去されて排出口
から排出されるが、吸入抵抗板は仮にこれを設けずに上
記旋回流が強いと旋回流の中心に向かって排出口側から
外気が吸引されるから、外気が逆流するのを防止するた
めに設けられており、又抵抗板の孔径を微小とすること
により大きな気泡が排出されるのを防止するために設け
られている。
面を参照して説明する。図１は実施形態の気水混合器Ａ
をオゾン水生成器として用いる場合の全体概略システム
系統図を示す。気水混合器Ａは、水道配管１から水道水
が圧力水として（一般に圧力１．２〜１．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ｇ）送り込まれ、又オゾン発生器５で発生したオゾ
ンを圧縮ポンプ６から送られる空気と混合して送られる
オゾン含有空気を逆止弁４を介して送気管３から送り込
み、上記圧力水に混合して排出するように構成されてい
る。なお、図示の例ではオゾン含有空気を圧力水に混合
してオゾン水を生成するようにしているが、オゾン含有
空気でなく空気のみを混合するようにしてもよい。以下
ではオゾン水生成器として用いられるものとして説明す
る。
混合器Ａは中空ケーシング１０の一端である上端及び上
端寄り位置に水道配管１と送気管３の導入部がそれぞれ
設けられている。水道配管１の導入部は、上端のねじ部
１０Ａに螺合する押えリング１１ａと締付リング１１ｂ
を水道配管１の先端に係合させ、パッキン１１ｃを取付
リング１１ｄに押し付けて水道配管１をその中心線をケ
ーシング１０の中心線に一致させて接続するように形成
されている。取付リング１１ｄは、ケーシング内上端寄
り位置に設けた座１２上に支持される。水道配管１から
の圧力水はパッキン１１ｃ、取付リング１１ｄの中央の
貫通孔から上室Ｊへ流入する。
に示すように、ケーシング１０の上端寄り位置でケーシ
ングを閉じるように設けられ、適宜位置に流通孔１２ａ
が複数箇所（図示の例では４箇所）設けられている。な
お、この座１２は、図示の例のように、ケーシング１０
の内周全面を閉じる形式でなくても、図３（ｂ）中に一
点鎖線で示すように、帯状に設けるようにしてもよい。
その場合は流通孔１２ａはなくてもよい。座１２の下方
のスペースには一端を閉じ他端を開放状とした中空円筒
の１次旋回筒１４が２次旋回筒１８により支持されて座
１２との間に設けられている。
体の導入孔１５が設けられ、送気管３から導通孔を介し
て座１２の中央に設けた空気室１３へ微小圧で又はある
程度の圧力で送り込まれたオゾン含有空気を導入孔１５
から吸引又は導入するように形成されている。又、１次
旋回筒１４の円筒壁には図３（ａ）に示すように、適宜
位置にその内周に対して接線方向に導水孔１６が複数箇
所設けられている。１次旋回筒１４とケーシング１０の
内周１７との間の圧力室Ｋに流入した圧力水は導水孔１
６から１次旋回筒１４の内側へその内側の接線方向へ流
入して１次旋回流となって下方へ移動する。
その吸引圧又は導入で上端の導入孔１５からオゾン含有
気体が吸引又は導入され旋回流に混合される。２次旋回
筒１８は、図示のように、断面が略円錐状（円錐の上部
を切断した形状）で中間に水平な支持座を有し、この支
持座に１次旋回筒１４の開放端径より小径の流通孔１８
ａが設けられている。この流通孔１８ａは１次旋回流に
残っている圧力を消費させて圧力を低下させるためのも
のである。２次旋回筒１８は、支持座の上方に１次旋回
筒１４の下端が嵌合、支持され、支持座の下方は１次旋
回筒１４の開放端径より大きい径に拡大されて流通孔１
８ａを通過した旋回流を２次旋回させる。
抗板１９が設けられている。吸入抵抗板１９はステンレ
ス板に無数の小孔を穿設したメッシュ板であり、その全
面積に対し小孔の合計面積が約１／２となる割合に小孔
を多数設けている。ステンレス板は図示の例では０．２
ｍｍ程度であり、１つの小孔の径は０．１ｍｍ以下であ
る。この吸入抵抗板１９は排出側から空気が逆流して成
長するのを防止するためであり、この吸入抵抗板１９を
設けることにより螺旋流による空気室１３からのオゾン
含有空気の吸引又は導入が確保できる。
ング１０の下部にねじ部１０ｂで接続されているカップ
状の下部ケーシング１０’内の下流室Ｎに集められ、整
流部材２０を設けた排出口２１から外部へ排出されるよ
うに構成されている。
では、オゾン水が生成される。水道配管１からの圧力水
は導入部の流路を経て圧力室Ｋへ流入し、中空円筒１４
の導水孔１６から接線方向に内側の１次旋回室Ｌへ流入
した圧力水が激しく旋回しながら円筒下部の開放端の方
へ流れて１次旋回流を形成し、この１次旋回流が下方へ
流れることにより導入孔１５から微小圧又はある程度の
圧力の（吸引力を大きく上回らない程の）オゾン含有空
気を吸引又は導入し、１次旋回流に激しく衝突しながら
微粒状の気泡として混合（水と分離せず含有された状
態）された流れとなって下方へ流れる。
孔１８ａにより圧力が下がり、その下方で再び径の大き
い２次旋回室Ｍ内で２次旋回しながら吸入抵抗板１９を
通り下流室Ｎに集められて排出口２１から排出される。
上記１次旋回流と２次旋回流の作用により旋回と圧力で
微小気泡として溶解、混合された流れは、極く微粒状の
オゾン含有気泡を含むオゾン水として排出される。
れとすることにより旋回流の度合いを減少させ吸入抵抗
板１９を無理なく通過させるために必要とされるもので
あり、吸入抵抗板１９により排出口２１から逆流する可
能性のある外気を阻止するという相反する現象を２次旋
回流を生じさせることによって調和させている。
縦断面図を示す。この実施形態では水と気体の導入部の
部分的な構成の関係が第１実施形態の場合と逆になって
いる。図示のように、水道配管１は中空ケーシング１０
の一端寄りの側方に導入部１１’の接続部材により接続
されている。オゾン含有空気の送気管３は導入部１３’
の接続部材により中空ケーシング１０の一端にその中心
線上で接続されている。上室Ｊや座１２には設けられて
おらず、導入部１１’は圧力室Ｋに直接接続されてい
る。
ング１０’がねじ部１０ｂを介して接続されている点は
同様であるが、２次旋回筒１８は設けられておらず、下
部ケーシング１０’内に設けた支持座１８’により１次
旋回筒１４が支持されている。１次旋回筒１４の下端は
同じ径の開口を有する支持座１８’を介して開放端とさ
れ、下部ケーシング１０’の内部の２次旋回室Ｍに接続
されている。２次旋回室Ｍの下部に吸入抵抗板１９が設
けられ、下流室Ｎを経由して排出口２１へ接続されるよ
うに形成されている。
な作用は第１実施形態と基本的に同様である。圧力出願
Ｋへ流入した圧力水は導水孔１６から１次旋回室Ｌへ流
入し、その１次旋回流の流れにより導入孔１５からオゾ
ン含有気体を吸入して微粒状の気泡を流れに溶解、混合
させて下方へ流れ、２次旋回室Ｍ内で拡大した流れとし
て吸入抵抗板１９を通過し、排出口２１から排出され
る。
の気水混合器はケーシング内の中空円筒内に圧力水を流
入させその旋回流を下方へ流しながら中空円筒の端壁の
導入孔から気体を導入して旋回流に混合させ、中空円筒
の下方に隣接して設けた吸入抵抗板で排出口側から逆流
する外気を防止して流れを排出口へ排出するようにした
から、所望割合の気体を超微粒状で高い混合割合に水流
に混合することができ、気体を混合された水流は気体が
分離されることなく混合水として排出されるため、例え
ばオゾン含有空気を気体として混合させると強力な殺菌
作用のあるオゾン水を簡易な構造の混合器で生成させる
ことができるという顕著な効果を奏する。
ら見た断面図
Claims (2)
- 【請求項１】 一端又は一端寄りに圧力水と気体の導入
部をそれぞれ設けた中空ケーシング内に一端を閉じ他端
は開放状とした中空円筒を支持して備え、中空円筒の所
定位置にはその内周に対し接線方向に導水孔と、閉じた
端壁には気体の導入孔を設け、上記導入部から圧力水を
送り、中空円筒の導水孔から流入する流れで円筒内に旋
回流を生じさせ、その吸引力で又はその導入により中空
円筒の導入孔から気体を導入して旋回流に混合し、上記
中空円筒の開放端に隣接して設けた吸入抵抗板を通過さ
せ、ケーシング他端の排出口から排出するようにして成
る気水混合器。 - 【請求項２】 前記中空円筒を１次旋回筒とこの旋回筒
を支持する２次旋回筒から形成し、２次旋回筒の内径を
１次旋回筒の開放端径より大きくし、旋回流として１次
旋回流と２次旋回流を生じさせて気体を混合するように
したことを特徴とする請求項１に記載の気水混合器。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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ID=18529656
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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2000
- 2000-01-05 JP JP2000000284A patent/JP3287349B2/ja not_active Expired - Lifetime
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