JP3717471B2

JP3717471B2 - Gas dissolving device

Info

Publication number: JP3717471B2
Application number: JP2002310584A
Authority: JP
Inventors: 修司間島
Original assignee: 四国厨房器製造株式会社
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004141784A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体溶解装置に関する。
水槽や、浄化槽等において、その下端部から多量の気体が溶解された水を供給すれば、水に溶解していた気体が気化して微細気泡が発生する。
本発明は、かかる多量の気体が溶解された水を生成することができる気体溶解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水処理等の分野において、多量の気体が溶解された加圧水を、大気開放された水中に供給することによって水中の汚れを除去する方法が一般に知られている。このような加圧水は、水と気体を混合した状態で加圧することによって生成されているため、加圧水を大気開放された水中に供給すれば、水中に溶解している気体が気化して微細な気泡が発生する。すると、水中の汚れ成分がこの微細気泡に付着し、微細気泡とともに汚れ成分が浮上するから、水から汚れ成分を分離して除去することができる。
【０００３】
上記のごとき加圧水を生成する装置として、以下に示す技術（従来例１：特許文献１参考）がある。
従来例１の装置は、ポンプ等で加圧された水をノズル部により加速し、筒状の加圧タンクの液面より上方から、加圧タンク外周部の接線方向斜め下方に噴射させるものである。
このため、「ノズル部から水が、タンク上部の空気を巻き込みながらタンク内に渦流を起こすように噴射されることから、水の深層までエアレーションを可能にして気泡の導入効果を高め、空気の溶解効率を従来に比し大幅に向上させることができる」との記載がある。
【特許文献１】
特許第３１５６１７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来例１の装置では、加圧タンク内で噴射される水が水面に当たった時に発生する気泡が水に溶解せずに、大きな気泡として加圧タンク内の加圧水中に残留する。すると、大きな気泡は、加圧水とともに配管を通して加圧タンクから水槽等に送られるから、水槽等で微細気泡が発生しても、この微細気泡の一部は大きな気泡に吸収されてしまう。すると、水槽等に供給される微細気泡の量が減少するという問題がある。
加圧タンク内に０.３〜０.５Ｍｐaの高い圧力を加えれば、大きな気泡を圧力で強制的に圧縮して水に溶け込ませることはできる。しかし、加圧タンクの内圧を高くすれば、その高圧に耐えることができる大容量の加圧タンクを使用しなければならない。すると、加圧タンクの製作精度を上げることが困難であるし、加圧タンクの内圧が０.２Ｍｐaを超える場合には、圧力容器として法的な規制を受け、製造許可の取得、公的機関の完成品検査、定期的な保守点検といった安全対策が必要になる。
さらに、高圧の加圧タンク内に水を噴射するためには、ポンプも高圧式のポンプを使用しなければならず、設備が大型化するし、設備費やメンテナンス費用が増大する。
さらに、加圧水は、配管に設けられた圧力開放バルブを通して水槽等に供給されるが、従来例１の装置では、圧力開放バルブの開度によって加圧タンクの内圧をコントロールしているので、装置１基に対して圧力開放バルブを１個しか設けることができない。なぜなら、従来例１の装置に複数個の圧力開放バルブを設けた場合、全箇所のバルブのバランスを保った状態で開閉させることが困難となり微細気泡の吐出が１個所の吐出口に集中したり、バルブのバランスが崩れ、全く微細気泡が発生しないといった状態になるからである。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑み、タンク内が低圧であっても、気体溶解液中に大きな気泡が残留することを防ぐことができ、設備を小型化することができ、設備費やメンテナンス費用を安くすることができ、複数箇所から気体溶解液を同時に排出させても、排出された気体溶解液から微細気泡を確実に発生させることができる気体溶解装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の気体溶解装置は、液体に気体を溶解させて、気体溶解液を生成するための装置であって、液体と加圧気体が収容される加圧タンクと、該加圧タンク内に、液体を供給する液体供給手段と、該液体供給手段から供給された液体を、前記加圧タンク内に噴射するノズル部と、前記加圧タンク内における気相部分に加圧気体を供給する気体供給手段と、前記加圧タンクの下部に設けられ、該加圧タンク内で生成された気体溶解液を外部に排出する排出部とからなり、前記ノズル部が、その液体噴射口が、前記加圧タンク内の液体中にのみ位置し、その液体噴射口の軸方向が、前記加圧タンクの上方から見たときに、該加圧タンクの半径方向と直交し、かつ、該液体噴射口から前記加圧タンク内に液体を噴射すると、該加圧タンク内の液体に、液面が下方に略円錐状に凹む渦流が形成されるように配設されていることを特徴とする。
請求項２の気体溶解装置は、請求項１記載の発明において、前記ノズル部が、その基端から先端に向かって下傾するように配設されており、前記ノズル部の液体噴射口の軸方向が、水平方向に対してなす角度が、５〜１５度であることを特徴とする。
請求項３の気体溶解装置は、請求項１記載の発明において、前記ノズル部の液体噴射口と前記加圧タンクの内面との距離が、該加圧タンクの半径の３分の１の長さであることを特徴とする。
請求項４の気体溶解装置は、請求項１記載の発明において、前記ノズル部が、前記加圧タンクの中心軸と同軸な螺旋状管部を有しており、該螺旋状管部の先端に液体噴射口が設けられていることを特徴とする。
請求項５の気体溶解装置は、請求項１記載の発明において、前記加圧タンクの内圧が、０.２Ｍｐa以下であることを特徴とする。
請求項６の気体溶解装置は、請求項１記載の発明において、前記排出部が、気体溶解液を排出する吐出口を備えており、該排出部の吐出口から排出される気体溶解液の流量を制御する流量制御部を備えており、該流量制御部が、前記排出部の吐出口に設けられたバルブと、前記加圧タンクの内圧を計測する圧力検知部と、該圧力検知部の圧力に応じて、前記バルブの開度を調節するバルブ開度制御部とからなることを特徴とする。
請求項７の気体溶解装置は、請求項６記載の発明において、前記排出部の吐出口が、複数箇所設けられており、前記バルブ開度制御部が、複数の吐出口から排出される気体溶解液の流量が同一となるようにバルブの開度を調整することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、以下の（i）〜（iv）の効果を奏する。
（i）加圧気体が気相部分に供給されているから、加圧気体を供給したことによって加圧タンク内の液体中に大きな気泡が発生することを防ぐことができる。しかも、ノズル部の液体噴射口が、加圧タンク内の液体中にのみ位置するように配置されているから、加圧タンク内の液体中に渦流が発生しても、加圧タンク内の液体中に大きな気泡が発生することを防ぐことができる。
（ii）気体溶解水中には大きな気泡が存在しないから、気体溶解水を排出部から水槽等に送っても、水槽等に微細気泡を確実に供給することができる。しかも、加圧タンク内の液体中に大きな気泡が発生しないから、加圧タンクを小型化することができ、加圧タンクの設備費やメンテナンス費用を安くすることができる。
（iii）加圧タンク内の液体中に、液面が下方に略円錐状に凹むような渦流を発生するから、加圧気体と液体の接触面積を大きくすることができる。よって、加圧タンクを小型化しても、気体の溶解効率を高くすることができる。
（iv）液体と加圧タンク内面の間の摩擦抵抗によって、水平面内おいて、加圧タンクの内面近傍にある液体を液面に向けて移動させるような流れも発生する。つまり、同じ水平面内に位置する液体を、順次、気液接触面、つまり液面に位置させることができる。よって、気体溶解度の低い液体を、順次、液面に位置させることができるから気体の溶解速度を速めることができるし、加圧タンク内のほとんどの液体の気体溶解量を同じにすることができる。
請求項２の発明によれば、加圧タンク内の液体中に水平方向に対して傾いた流れを発生させることができるから、加圧タンク内に上下方向の流れも発生させることができる。つまり、加圧タンクの底近傍に位置していた気体溶解度の低い液体でも、加圧タンク上方に移動させて気体と接触させることができる。よって、気体溶解度の低い液体を、順次、液面に位置させることができるから気体の溶解速度を速めることができるし、加圧タンク内のほとんどの液体の気体溶解量を同じにすることができる。しかも、ノズル部の液体噴射口の軸方向が水平に対してなす角度が小さいので、水平面内における回転速度が低下することを防ぐことができる。よって、加圧気体と液体の接触面積をさらに大きくすることができるから、さらに気体の溶解効率を高くすることができる。
請求項３の発明によれば、ノズル部の液体噴射口を加圧タンク内側面から離しているので、噴射された液体と壁面との摩擦を少なくすることができる。よって、加圧タンク内に発生する渦流の回転速度が低下することを防ぐことができる。
請求項４の発明によれば、螺旋状管部内を流れる液体には加圧タンクを中心軸を中心とする遠心力が働くので、液体噴射口から噴射された液体による渦流形成効果を高めることができる。
請求項５発明によれば、加圧タンクの内圧が０.２Ｍｐa以下の低圧力状態で水に気体を溶解させるから、液体供給手段の容量を小型化することができ、設備費やメンテナンス費用を安くすることができる。しかも、加圧タンクが圧力容器としての法的規制を受けることがなく、そのため寸法および製作精度上の制限や公的検査、定期的な保守管理も不要となる。
請求項６の発明によれば、圧力検知部が計測する加圧タンクの内圧に応じて、バルブ開度制御部がバルブの開度を調整するから、加圧タンクの内圧をほぼ一定に保つことができる。つまり、液体に対する気体の溶解度が一定になるように調整することができるから、水槽や池などに気体溶解装置から気体溶解水を供給した場合、常に一定の気泡径の微細気泡を確実に発生させることができる。
請求項７の発明によれば、気体溶解装置１基で、水槽や池などに複数箇所から気体溶解水を供給することができる。しかも、各吐出口から吐出される気体溶解水の量を同一にすることができるから、各吐出口から気体溶解水が供給された場所において、均一な微細気泡を発生させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の気体溶解装置は、加圧タンク内において液体と加圧気体とを接触させて気体溶解液を生成する装置であり、加圧タンク内に液体を供給するノズル部の配置を最適化することによって、加圧タンク内が低圧であっても大きな気泡が存在しない気体溶解液を生成することができるようにしたことが特徴である。
なお、気体溶解液とは、溶解している気体の量が大気圧下において溶解している量よりも多い液体をいう。
【０００９】
図１は本実施形態の気体溶解装置１０の概略説明図である。図３は本実施形態の気体溶解装置１０を採用した洗米システムの概略説明図である。図３において、符号２は米と水を収容した洗米タンクを示している。また、符号１０は、洗米タンク２に気体溶解液を供給する、本実施形態の気体溶解装置を示している。
図１および図３に示すように、本実施形態の気体溶解装置１０は、気体溶解液を生成する加圧タンク１１と、この加圧タンク１１に加圧空気（以下では、加圧気体という）を供給するための気体供給手段１３と、加圧タンク１１で生成された気体溶解液を洗米タンク２に排出する排出部１４と、加圧タンク１１に洗米タンク２から吸引した水（以下では、液体という）を供給する液体供給手段１２とから構成されている。
【００１０】
加圧タンク１１は、その内部に、大気圧よりも高圧となるように加圧された液体と空気（以下では、気体という）を収容することができるものである。この加圧タンク１１には、その内圧を計測するための圧力検知部２３、および加圧タンク１１内の液面の高さを検知するレベルスイッチ11a が設けられているが、その理由は後述する。
【００１１】
この加圧タンク１１には、配管等を介して大気圧よりも高圧に加圧された加圧気体を加圧タンク１１に供給するための気体供給手段１３が連通されている。この気体供給手段１３は、例えば、加圧ポンプやボンベ、コンプレッサー等である。そして、気体供給手段１３は、加圧気体が加圧タンク１１の上端から供給されるように接続されている。つまり、気体供給手段１３は、加圧気体が加圧タンク１１の気相部分に供給されるように接続されている。
一方、加圧タンク１２の下端と洗米タンク２の下端との間には、加圧タンク１１内の液体、つまり気体溶解液を洗米タンク２に供給するための排出部１４の配管14a が設けられている。
【００１２】
このため、気体供給手段１３によって加圧タンク１１内に加圧気体を供給すれば、加圧タンク１１内の液体の液面ＬＳに大気圧以上の圧力が加わる。すると、加圧タンク１１内の液体には、大気圧下における飽和溶解量よりも大量の空気を溶解させることができるから、気体溶解液を生成することができる。つまり、加圧タンク１１内の液体に、最大で、加圧気体の気圧における空気の飽和溶解量まで、気体を液体に溶解させることができる。
しかも、気体供給手段１３によって、加圧タンク１１内の液体の液面ＬＳに加わる圧力、つまり、加圧タンク１１内の圧力が、排出部１４の配管14a との接続部における洗米装置等の内部の圧力よりも高くなるように加圧気体の圧力を調整すれば、この加圧気体の圧力によって加圧タンク１１内の液体、つまり気体溶解液を、加圧タンク１１から洗米装置等に供給することができる。
上記の排出部１４の配管14a において、洗米装置等との接続部分が、特許請求の範囲にいう吐出口である。
【００１３】
図１および図３に示すように、加圧タンク１１には、その先端が加圧タンク１１内に配設されたノズル部１５が設けられている。このノズル部１５の基端には、加圧ポンプ等、配管３を通して洗米タンク２内の液体を吸引し、加圧して加圧タンク２に供給する液体供給手段１２が接続されている。
【００１４】
このため、液体供給手段１２によってノズル部１５から加圧タンク１１内に液体を供給することができるから、液体供給手段１２から供給される液体の流量を排出部１４の配管14a を通して洗米装置等に供給される気体溶解液の流量と同じになるように調整しておけば、加圧タンク１１内の液体の量を一定に保つことができる。よって、生成される気体溶解液の状態、つまり気体の溶解量を一定に保つことができるから、常に一定の状態の気体溶解液を、連続して洗米装置等に供給することができる。
【００１５】
なお、本実施形態の気体溶解装置１０は、上記のごとき洗米装置に限られず、水処理装置等において、水槽等に気泡を気体溶解液を供給する装置としても使用することができる。
さらになお、本実施形態の気体溶解装置１０によって気体が溶解される液体は水に限られず、加圧タンク１１内において後述するような渦流を形成しうるような液体であればよい。そして、液体に溶解される気体は空気に限られず、酸素や二酸化炭素、オゾン等でもよい。つまり、本実施形態の気体溶解装置１０を使用すれば、任意の液体に任意の気体を溶解させることができるのである。
【００１６】
つぎに、本発明の特徴である加圧タンク１１内におけるノズル部１５の配置について説明する。
図１および図２に示すように、ノズル部１５は、その先端部分に、加圧タンク１１の中心軸と同軸な螺旋状に形成された螺旋状管部15a が設けられている。そして、この螺旋状管部15a の先端には、液体供給手段１２から供給された液体を加圧タンク１１内に噴射する液体噴射口15h が形成されている。
螺旋状管部15a は、液体噴射口15h が加圧タンク１１内の液体中に位置するように配置されている。具体的には、直径２００ｍｍ程度の加圧タンク１１であれば、ノズル部１５から液体を噴射させていない状態において、液面ＬＳよりも７０〜８０ｍｍ下方にノズル部１５の液体噴射口15h が配置される。
このため、液体供給手段１２から供給された液体は、螺旋状管部15a 内を通過した後、液体噴射口15h から加圧タンク１１内の液体中に噴射される。また、前述したように、加圧気体は加圧タンク１１内の気相部分に供給される。すると、加圧液体と加圧気体を加圧タンク１１内に供給しても、液体噴射口15h から噴射された液体が気体を巻き込むこともないし、液体噴射口15h から液体を噴射させたときに、液面ＬＳを波立たせることがない。そして、加圧タンク１１から供給される加圧気体によって直接液体中に気泡が供給されることもない。したがって、気体溶解水を排出部１４から洗米装置等に送っても、洗米装置等に微細気泡を確実に供給することができる。
【００１７】
そして、加圧タンク１１内の液体中に大きな気泡が発生しないから、加圧タンク１１に供給する加圧気体の圧力を低くすることができる。具体的には、加圧タンク１１の内圧を、０.２Ｍｐa以下に抑えることができる。
すると、加圧タンク１１に加わる負荷が小さくなるので、加圧タンク１１の強度などを高くしなくてもよいし液体供給手段１２も小型化することができる。よって、気体溶解装置１０の設備費やメンテナンス費用を安くすることができる。そして、加圧タンク１１が圧力容器としての法的規制を受ける必要がなくなるから、加圧タンク１１の寸法および製作精度上の制限や公的検査、定期的な保守管理も不要となる。
【００１８】
また、螺旋状管部15a は、その液体噴射口15h の軸方向、つまり噴射される液体の流動方向が、加圧タンク１１の半径方向と直交し、かつノズル部１５の液体噴射口15h と加圧タンク１１の内面との距離Ｌ１が、該加圧タンクの半径Ｌ２の３分の１の長さとなるように配設されている。
【００１９】
このため、液体噴射口15h から加圧タンク１１内に液体を噴射すると、加圧タンク１１内の液体には、液面ＬＳが下方に略円錐状に凹むような渦流が形成される（図２参照）。すると、液体の液面ＬＳが大きくなり、加圧気体と液体の接触面積が大きくなるので、加圧タンク１１を小型化しても、液体への気体の溶解効率を高くすることができる。しかも、液体が加圧タンク１の内面に沿って水平面内で回転すると、液体と加圧タンク１１内面の間の摩擦抵抗によって、凹んだ液面と加圧タンク１１内面との間には、加圧タンク１１の内面近傍にある液体を液面ＬＳに向けて移動させるような流れＶ２も発生する（図２（Ｂ）参照）。つまり、加圧タンク１１の内面近傍に位置する気体溶解度の低い液体を、順次、気液接触面、つまり液面ＬＳに位置させることができる。
【００２０】
さらに、螺旋状管部15a は、その液体噴射口15h の軸方向が水平方向に対してなす角度が、５〜１５度となるように、その基端から先端に向かって下傾しているから、加圧タンク１１内に発生する渦流は、その回転軸が水平方向に対して傾いた流れとなる。つまり、加圧タンク１１内には、水平方向だけでなく、上下方向の流れＶ１も発生させることができる。すると、加圧タンク１１の底近傍に位置していた気体溶解度の低い液体でも、加圧タンク１１の上方に移動させて液面ＬＳに位置させて、気体と接触させることができる。
【００２１】
したがって、加圧タンク１１内の気体溶解度の低い液体を、順次、液面ＬＳに位置させることができるから、気体の溶解速度を速めることができるし、加圧タンク１１内のほとんどの液体に気体を溶解させることができるから、加圧タンク１１の液体の気体溶解量の相違を少なくすることができる。
なお、螺旋状管部15a は、その液体噴射口15h の軸方向が水平になるように配設してもよいが、上記のごとき角度に下傾させれば、気体の溶解効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、ノズル部１５が螺旋状管部15a を有しており、この螺旋状管部15a 内を流れる液体には加圧タンク１１を中心軸を中心とする遠心力が働くので、液体噴射口15h から噴射された液体による渦流形成効果を高めることができる。
【００２３】
なお、ノズル部１５に螺旋状管部15a を設けなくてもよく、図３に示すように、直管の先端に液体噴射口15h を設けてもよい。
【００２４】
また、図３に示すように、排出部１４の配管14a にバルブ２２を設けておけば、配管14a から洗米装置等に排出される気体溶解液の流量を調整することができる。すると、加圧タンク１１内の圧力が変動しても、配管14a から洗米装置等に排出される気体溶解液の流量を調整することによって、同時に加圧タンク１１内の圧力を調整することができる。
よって、加圧タンク１１内において、液体に対する気体の溶解度を一定に保つことができるから、洗米装置等に気体溶解装置１０から気体溶解水を供給したときに、一定の気泡径の微細気泡を発生させることができる。
【００２５】
そして、バルブ２２として、例えば電動式比例制御バルブ等のように、その開度を遠隔操作可能なバルブを使用し、このバルブ２２の開度を調整するバルブ開度制御部２１を設けておけば、加圧タンク１１に設けられている圧力検知部２３が計測する加圧タンク１１の内圧に応じて、自動的かつ連続的にバルブ２２の開度を調整することができる。
上記のバルブ開度制御部２１、バルブ２２および圧力検知部２３が、特許請求の範囲にいう流量制御部である。
【００２６】
また、排出部１４の配管14a を複数本設け、各配管14a をそれぞれに洗米装置等に接続し、各配管14a に上記のごとき遠隔操作可能なバルブ２２を設け、各バルブ２２と加圧タンク１１との間に、それぞれ流量センサー２４を介装しておく。そして、バルブ開度制御部２１によって、全てのバルブ２２の作動を制御すれば、バルブ２２の開閉操作だけで、全ての配管14a から同じ流量の気体溶解水を供給することができ、一定の気泡径の微細気泡を発生させることができる。以下にその手順を説明する。
【００２７】
まず、本実施形態の気体溶解装置１０の運転開始時には、流量センサー２４が検出する流量に基づいて、バルブ開度制御部２１が、全ての配管14a の流量が同じとなるように全てのバルブ２２の開度を調整する。
そして、全ての配管14a の流量が同じになると、圧力検知部２３が計測した加圧タンク１１内の圧力が、所望の気体溶解度の気体溶解水を生成しうる圧力となるように、全てのバルブ２２の開度を調整する。例えば、加圧タンク１１内の圧力が高い場合には、全てのバルブ２２をその開度が大きくなるように開いて加圧タンク１１内の圧力が所望の圧力まで低下させる。
このとき、全ての配管14a の流量が、常に同じ流量となるようにバルブ２２の開度を調整する。すると、全ての配管14a から一定の気泡径の微細気泡が発生している状態を維持しつつ、加圧タンク１１内の圧力を調整することができる。
【００２８】
上記のごとく、バルブ開度制御部２１によって全てのバルブ２２の作動を制御すれば、バルブ２２の開閉操作だけで、所望の気体溶解度の気体溶解水を、全ての配管14a から同じ量だけ洗米装置等に供給することができるから、どのバルブ２２から放出された気体溶解水からも、同じ状態、つまり同じ気泡径かつ同じ量の微細気泡を発生させることができる。
【００２９】
よって、本実施形態の気体溶解装置１０によれば、この装置１基で、洗米装置等に複数箇所から気体溶解水を供給することができ、しかも、気体溶解水が供給された場所において、均一な微細気泡を発生させることができる。
なお、本実施形態の気体溶解装置１０を用いれば、配管14a が接続された場所の深さが違っていても、同じ状態の微細気泡を発生させることも可能である。
【００３０】
【実施例】
本実施形態の気体溶解装置において、液体噴射口の軸方向を下傾させる角度が気体溶解率に与える影響を調べた。
本実施例で使用した加圧タンク１１は直径が250 ｍｍ、高さが500 ｍｍのものであり、その内部には約25ｌの水を収容しうるものである。
気体供給手段１３は、コンプレッサーを使用しており、加圧タンク１１の内圧が０.２〜０．３５Ｍｐaとなるように加圧気体を供給した。
なお、コンプレッサーから加圧タンク１１への加圧気体の供給は、レベルスイッチ11a と電磁弁13b によって制御されている。具体的には、加圧タンク１１内の水面が規定レベルより上がったことをレベルスイッチ11a が検出すると、電磁弁13b が開かれ加圧タンク１１内に加圧気体を供給するように制御されている。すると、加圧気体によって加圧タンク１１内の水面が規定水面まで押し下げることができるから、加圧タンク１１内の水の水面を規定レベル以下に保つことができる。
【００３１】
流体供給手段１２には、２.２ｋＷの汎用渦流ポンプを使用し、約０.５Ｍｐaに加圧した水を加圧タンク１１内に供給した。
ノズル部１５には、内径が12ｍｍの螺旋状管部15a を備えたものを使用した。そして、ノズル部１５は、液体噴射口15h が、加圧タンク１１の中心軸から８５ｍｍ、前記水面の規定レベルより１００ｍｍ下になるように配設した。
【００３２】
なお、本発明の気体溶解装置は、水槽などに供給したときに、その水槽内に微細気泡を発生させることができる気体溶解液を生成することを目的としている。このため、加圧タンク１１から排出された水中に気泡が混入するような条件、具体的には、液体噴射口15h の軸方向の下傾角度が３０度以上の場合は本実施例から除いている。
さらになお、加圧タンク１１から排出された水の量に対する加圧タンク１１に供給した気体の量の割合を気体溶解率とした。具体的には、１時間に1000lの水が排出されたときに、コンプレッサから２０ｌの空気が供給された場合には、気体溶解率を２％とした。
【００３３】
以下に、実験結果を示す。
図５は液体噴射口の軸方向の下傾角度を変化させたときにおける、加圧タンク内圧力と気体溶解率との関係を示した図である。同図に示すように、液体噴射口の軸方向の下傾角度に係わらず、加圧タンク内の圧力が上昇するにつれて気体溶解率が上昇する傾向にあることが確認できる。
そして、液体噴射口の軸方向の下傾角度を水平な状態、つまり０度から大きくしていくと気体溶解率が上昇し、５〜１５度の間で最大の気体溶解率を示している。そして、下傾角度が２０度となると気体溶解率は低下することが確認できる。
【００３４】
したがって、ノズル部の液体噴射口の軸方向を下傾させることによって気体溶解率を向上させることができ、そして、その下傾角度は５〜１５度が好適であることが確認できる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、水槽等に微細気泡を確実に供給することができ、加圧タンクを小型化することができ、加圧タンクの設備費やメンテナンス費用を安くすることができる。加圧タンクを小型化しても、気体の溶解効率を高くすることができ、気体の溶解速度を速めることができるし、加圧タンク内のほとんどの液体の気体溶解量を同じにすることができる。
請求項２の発明によれば、気体の溶解速度を速めることができるし、加圧タンク内のほとんどの液体の気体溶解量を同じにすることができ、しかも、加圧気体と液体の接触面積をさらに大きくすることができるから、さらに気体の溶解効率を高くすることができる。
請求項３の発明によれば、加圧タンク内に発生する渦流の回転速度が低下することを防ぐことができる。
請求項４の発明によれば、螺旋状管部内を流れる液体には加圧タンクを中心軸を中心とする遠心力が働くので、液体噴射口から噴射された液体による渦流形成効果を高めることができる。
請求項５の発明によれば、液体供給手段の容量を小型化することができ、設備費やメンテナンス費用を安くすることができ、しかも、加圧タンクが圧力容器としての法的規制を受けることがなく、そのため寸法および製作精度上の制限や公的検査、定期的な保守管理も不要となる。
請求項６の発明によれば、水槽や池などに気体溶解装置から気体溶解水を供給した場合、気体溶解水の流量に対して、常に一定の割合の微細気泡を発生させることができる。
請求項７の発明によれば、気体溶解装置１基で、水槽や池などに複数箇所から気体溶解水を供給することができ、各吐出口から気体溶解水が供給された場所において、均一な微細気泡を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の気体溶解装置１０の概略説明図である。
【図２】加圧タンク１１内の概略説明図である。
【図３】他の実施形態のノズル部１５を採用したときにおける加圧タンク１１内の概略説明図である。
【図４】本実施形態の気体溶解装置１０を採用した洗米システムの概略説明図である。
【図５】液体噴射口の軸方向の下傾角度を変化させたときにおける、加圧タンク内圧力と気体溶解率との関係を示した図である。
【符号の説明】
１０気体溶解装置
１１加圧タンク
１２液体供給手段
１３気体供給手段
１４排出部
１５ノズル部
１５ａ螺旋状管部
１５ｈ液体噴射口
２１バルブ開度制御部
２２バルブ
２３圧力検知部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a gas dissolving apparatus.
  In a water tank, a septic tank, or the like, if water in which a large amount of gas is dissolved is supplied from its lower end, the gas dissolved in water is vaporized to generate fine bubbles.
  The present invention relates to a gas dissolving apparatus capable of generating water in which such a large amount of gas is dissolved.
[0002]
[Prior art]
  In the field of water treatment and the like, generally known is a method for removing dirt in water by supplying pressurized water in which a large amount of gas is dissolved into water that is open to the atmosphere. Since such pressurized water is generated by pressurizing in a state where water and gas are mixed, if the pressurized water is supplied to the water released to the atmosphere, the gas dissolved in the water is vaporized and fine bubbles are formed. Will occur. Then, the dirt component in the water adheres to the fine bubbles, and the dirt component floats together with the fine bubbles, so that the dirt components can be separated and removed from the water.
[0003]
  As an apparatus for generating pressurized water as described above, there is a technique shown below (conventional example 1: see Patent Document 1).
  The apparatus of Conventional Example 1 accelerates water pressurized by a pump or the like by a nozzle part, and injects it obliquely downward in the tangential direction of the outer peripheral part of the pressurized tank from above the liquid level of the cylindrical pressurized tank. is there.
  For this reason, “water is injected from the nozzle so as to create a vortex in the tank while entraining the air in the upper part of the tank. It is described that the efficiency can be greatly improved as compared with the conventional case.
[Patent Document 1]
    Japanese Patent No. 3156173
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the apparatus of Conventional Example 1, bubbles generated when the water sprayed in the pressurized tank hits the water surface do not dissolve in the water but remain in the pressurized water in the pressurized tank as large bubbles. Then, since the large bubbles are sent from the pressurized tank to the water tank or the like through the pipe together with the pressurized water, even if the fine bubbles are generated in the water tank or the like, some of the fine bubbles are absorbed by the large bubbles. Then, there exists a problem that the quantity of the fine bubble supplied to a water tank etc. reduces.
  If a high pressure of 0.3 to 0.5 Mpa is applied in the pressurized tank, large bubbles can be forcibly compressed by pressure and dissolved in water. However, if the internal pressure of the pressurized tank is increased, a large-capacity pressurized tank that can withstand the high pressure must be used. Then, it is difficult to increase the production accuracy of the pressurized tank, and when the internal pressure of the pressurized tank exceeds 0.2 MPa, it is subject to legal regulations as a pressure vessel, and a manufacturing permit is obtained. Safety measures such as finished product inspection and periodic maintenance inspection are required.
  Furthermore, in order to inject water into the high-pressure pressurized tank, the pump must also use a high-pressure pump, which increases the size of the equipment and increases equipment costs and maintenance costs.
  Further, the pressurized water is supplied to a water tank or the like through a pressure release valve provided in the pipe. In the apparatus of Conventional Example 1, the internal pressure of the pressurized tank is controlled by the opening of the pressure release valve. Only one pressure relief valve can be provided for the base. This is because when the apparatus of Conventional Example 1 is provided with a plurality of pressure release valves, it becomes difficult to open and close the valves in a balanced state at all locations, and the discharge of fine bubbles concentrates on one discharge port. This is because the valve is out of balance and no fine bubbles are generated.
[0005]
  In view of such circumstances, the present invention can prevent large bubbles from remaining in the gas solution even when the tank is at a low pressure, reduce the size of the equipment, and reduce the equipment and maintenance costs. An object of the present invention is to provide a gas dissolving device that can reliably generate fine bubbles from a discharged gas dissolved solution even if the gas dissolved solution is simultaneously discharged from a plurality of locations.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The gas dissolving apparatus according to claim 1 is an apparatus for generating a gas-dissolved liquid by dissolving a gas in a liquid, and a pressurized tank in which the liquid and the pressurized gas are accommodated, and the pressurized tank A liquid supply means for supplying a liquid, a nozzle for injecting the liquid supplied from the liquid supply means into the pressurized tank, and a gas for supplying a pressurized gas to a gas phase portion in the pressurized tank A supply unit, and a discharge unit that is provided at a lower portion of the pressurized tank and discharges the gas solution generated in the pressurized tank to the outside. Located only in the liquid in the pressure tank,When viewed from above the pressurized tank, the axial direction of the liquid injection port is orthogonal to the radial direction of the pressurized tank,In addition, when the liquid is ejected from the liquid ejection port into the pressurized tank, the liquid in the pressurized tank is disposed so that a vortex whose liquid surface is recessed downward in a substantially conical shape is formed. Characterized by.
  ContractClaim2In the invention of claim 1, the gas dissolving device is arranged such that the nozzle portion is inclined downward from the base end toward the tip end, and the axial direction of the liquid ejection port of the nozzle portion is The angle formed with respect to the horizontal direction is 5 to 15 degrees.
  Claim3The gas dissolving device of claim1In the described invention, the distance between the liquid ejection port of the nozzle portion and the inner surface of the pressurized tank is one-third of the radius of the pressurized tank.
  Claim4The gas dissolving device of claim1In the described invention, the nozzle portion has a spiral tube portion coaxial with a central axis of the pressurized tank, and a liquid injection port is provided at a tip of the spiral tube portion. To do.
  Claim5The gas dissolving apparatus according to claim 1 is characterized in that the internal pressure of the pressurized tank is 0.2 Mpa or less.
  Claim6The gas dissolving apparatus according to claim 1, wherein the discharge unit includes a discharge port for discharging the gas solution, and controls a flow rate of the gas solution discharged from the discharge port of the discharge unit. The flow rate control unit includes a valve provided at the discharge port of the discharge unit, a pressure detection unit that measures the internal pressure of the pressure tank, and a pressure of the pressure detection unit. And a valve opening controller for adjusting the opening of the valve.
  Claim7The gas dissolving device of claim6In the described invention, a plurality of discharge ports of the discharge unit are provided, and the valve opening control unit opens the valve so that the flow rate of the gas solution discharged from the plurality of discharge ports is the same. It is characterized by adjusting the degree.
[0007]
  According to invention of Claim 1, there exists the following effect (i)-(iv).
(I) Since the pressurized gas is supplied to the gas phase portion, it is possible to prevent large bubbles from being generated in the liquid in the pressurized tank by supplying the pressurized gas. In addition, since the liquid injection port of the nozzle portion is disposed only in the liquid in the pressurized tank, the liquid in the pressurized tank can be used even if vortex is generated in the liquid in the pressurized tank. Large bubbles can be prevented from being generated inside.
(Ii) Since there are no large bubbles in the gas-dissolved water, even if the gas-dissolved water is sent from the discharge unit to the water tank or the like, the fine bubbles can be reliably supplied to the water tank or the like. In addition, since no large bubbles are generated in the liquid in the pressurized tank, the pressurized tank can be reduced in size, and the equipment cost and maintenance cost of the pressurized tank can be reduced.
(Iii) Since a vortex flow is generated in the liquid in the pressurized tank such that the liquid level is recessed downward in a substantially conical shape, the contact area between the pressurized gas and the liquid can be increased. Therefore, even if the pressurized tank is downsized, the gas dissolution efficiency can be increased.
(Iv) Due to the frictional resistance between the liquid and the inner surface of the pressurized tank, a flow that moves the liquid in the vicinity of the inner surface of the pressurized tank toward the liquid surface also occurs in the horizontal plane. That is, the liquid located in the same horizontal plane can be sequentially positioned on the gas-liquid contact surface, that is, the liquid level. Therefore, since the liquid with low gas solubility can be sequentially positioned on the liquid surface, the gas dissolution rate can be increased, and the gas dissolution amount of most liquids in the pressurized tank can be made the same..
  ContractClaim2According to the invention, since a flow inclined with respect to the horizontal direction can be generated in the liquid in the pressurized tank, a vertical flow can also be generated in the pressurized tank. In other words, even a liquid with low gas solubility located near the bottom of the pressurized tank can be moved above the pressurized tank and brought into contact with the gas. Therefore, since the liquid with low gas solubility can be sequentially positioned on the liquid surface, the gas dissolution rate can be increased, and the gas dissolution amount of most liquids in the pressurized tank can be made the same. . And since the angle which the axial direction of the liquid injection port of a nozzle part makes with respect to horizontal is small, it can prevent that the rotational speed in a horizontal surface falls. Therefore, the contact area between the pressurized gas and the liquid can be further increased, so that the gas dissolution efficiency can be further increased.
  Claim3According to this invention, since the liquid injection port of the nozzle part is separated from the inner surface of the pressurized tank, the friction between the injected liquid and the wall surface can be reduced. Therefore, it can prevent that the rotational speed of the vortex | eddy_current generated in a pressurized tank falls.
  Claim4According to this invention, since the centrifugal force centering on the central axis of the pressurized tank acts on the liquid flowing in the spiral tube portion, the effect of forming vortex by the liquid ejected from the liquid ejection port can be enhanced.
  Claim5According to the invention, since the gas is dissolved in the water in a low pressure state where the internal pressure of the pressurized tank is 0.2 MPa or less, the capacity of the liquid supply means can be reduced, and the equipment cost and the maintenance cost can be reduced. Can do. In addition, the pressurized tank is not subject to legal restrictions as a pressure vessel, so that there is no need for restrictions on dimensions and manufacturing accuracy, public inspection, and regular maintenance management.
  Claim6According to this invention, since the valve opening degree control unit adjusts the opening degree of the valve according to the internal pressure of the pressurized tank measured by the pressure detection unit, the internal pressure of the pressurized tank can be kept substantially constant. In other words, since the solubility of the gas in the liquid can be adjusted to be constant, when gas-dissolved water is supplied from a gas-dissolving device to a water tank or a pond, microbubbles with a constant cell diameter are always generated reliably. be able to.
  Claim7According to the invention, the gas-dissolved water can be supplied from a plurality of locations to a water tank or a pond with one gas-dissolving device. In addition, since the amount of dissolved gas water discharged from each discharge port can be made the same, uniform fine bubbles can be generated at the place where the dissolved gas water is supplied from each discharge port.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  The gas dissolving device of the present invention is a device that generates a gas-dissolved liquid by bringing a liquid and a pressurized gas into contact with each other in the pressurized tank, and optimizes the arrangement of the nozzle unit that supplies the liquid into the pressurized tank. Thus, it is characterized in that a gas solution without large bubbles can be generated even when the pressure in the pressurized tank is low.
  Note that the gas-dissolved liquid refers to a liquid in which the amount of dissolved gas is larger than the amount dissolved under atmospheric pressure.
[0009]
  FIG. 1 is a schematic explanatory view of a gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 3 is a schematic explanatory view of a rice washing system employing the gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment. In FIG. 3, the code | symbol 2 has shown the rice washing tank which accommodated the rice and water. Moreover, the code | symbol 10 has shown the gas dissolving apparatus of this embodiment which supplies a gas solution to the rice washing tank 2. FIG.
  As shown in FIGS. 1 and 3, the gas dissolving apparatus 10 of this embodiment includes a pressurized tank 11 that generates a gas solution, and pressurized air (hereinafter referred to as pressurized gas) in the pressurized tank 11. A gas supply means 13 for supplying water, a discharge part 14 for discharging the gas solution generated in the pressurized tank 11 to the rice washing tank 2, and water sucked from the rice washing tank 2 into the pressurized tank 11 (hereinafter, Liquid supply means 12 for supplying liquid).
[0010]
  The pressurized tank 11 can accommodate therein liquid and air (hereinafter referred to as gas) pressurized to a pressure higher than atmospheric pressure. The pressurized tank 11 is provided with a pressure detector 23 for measuring the internal pressure and a level switch 11a for detecting the height of the liquid level in the pressurized tank 11, the reason for which will be described later. .
[0011]
  A gas supply means 13 for supplying a pressurized gas pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure to the pressurized tank 11 through a pipe or the like communicates with the pressurized tank 11. The gas supply means 13 is, for example, a pressure pump, a cylinder, a compressor, or the like. The gas supply means 13 is connected so that pressurized gas is supplied from the upper end of the pressurized tank 11. That is, the gas supply means 13 is connected so that the pressurized gas is supplied to the gas phase portion of the pressurized tank 11.
  On the other hand, between the lower end of the pressurized tank 12 and the lower end of the rice washing tank 2, a pipe 14 a of the discharge unit 14 for supplying the liquid in the pressurized tank 11, that is, the gas solution, to the rice washing tank 2 is provided. ing.
[0012]
  For this reason, if pressurized gas is supplied into the pressurized tank 11 by the gas supply means 13, a pressure higher than atmospheric pressure is applied to the liquid level LS of the liquid in the pressurized tank 11. Then, since a larger amount of air than the saturated dissolution amount under atmospheric pressure can be dissolved in the liquid in the pressurized tank 11, a gas solution can be generated. In other words, the gas can be dissolved in the liquid in the liquid in the pressurized tank 11 up to the saturation dissolution amount of air at the pressure of the pressurized gas.
  Moreover, the pressure applied to the liquid level LS of the liquid in the pressurized tank 11 by the gas supply means 13, that is, the pressure in the pressurized tank 11 is the inside of the rice washing device or the like in the connection portion with the pipe 14 a of the discharge portion 14. If the pressure of the pressurized gas is adjusted so as to be higher than the pressure, the liquid in the pressurized tank 11, that is, the gas solution, is supplied from the pressurized tank 11 to the rice washing apparatus or the like. be able to.
  In the pipe 14a of the discharge portion 14, the connection portion with the rice washing device or the like is a discharge port referred to in the claims.
[0013]
  As shown in FIGS. 1 and 3, the pressurized tank 11 is provided with a nozzle portion 15 having a tip disposed in the pressurized tank 11. Connected to the base end of the nozzle portion 15 is a liquid supply means 12 such as a pressure pump that sucks the liquid in the rice washing tank 2 through the pipe 3 and pressurizes it to supply it to the pressure tank 2.
[0014]
  For this reason, since the liquid supply means 12 can supply the liquid from the nozzle portion 15 into the pressurized tank 11, the flow rate of the liquid supplied from the liquid supply means 12 is passed through the pipe 14a of the discharge portion 14 to the rice washing device or the like. If the flow rate of the gas solution to be supplied is adjusted to be the same, the amount of liquid in the pressurized tank 11 can be kept constant. Therefore, since the state of the produced gas solution, that is, the amount of dissolved gas can be kept constant, the gas solution in a constant state can be continuously supplied to the rice washing apparatus or the like.
[0015]
  In addition, the gas dissolving apparatus 10 of this embodiment is not restricted to the above-mentioned rice washing apparatus, It can be used also as an apparatus which supplies a gas dissolution liquid to a water tank etc. in a water treatment apparatus etc.
  Furthermore, the liquid in which the gas is dissolved by the gas dissolving device 10 of the present embodiment is not limited to water, but may be any liquid that can form a vortex as described later in the pressurized tank 11. The gas dissolved in the liquid is not limited to air, but may be oxygen, carbon dioxide, ozone, or the like. That is, if the gas dissolving apparatus 10 of this embodiment is used, an arbitrary gas can be dissolved in an arbitrary liquid.
[0016]
  Next, the arrangement of the nozzle portion 15 in the pressurized tank 11 which is a feature of the present invention will be described.
  As shown in FIGS. 1 and 2, the nozzle portion 15 is provided with a helical tube portion 15 a formed in a spiral shape coaxial with the central axis of the pressurized tank 11 at the tip portion thereof. A liquid injection port 15h for injecting the liquid supplied from the liquid supply means 12 into the pressurized tank 11 is formed at the tip of the spiral tube portion 15a.
  The spiral tube portion 15a is arranged so that the liquid injection port 15h is located in the liquid in the pressurized tank 11. Specifically, in the case of the pressurized tank 11 having a diameter of about 200 mm, the liquid ejection port 15h of the nozzle unit 15 is disposed 70 to 80 mm below the liquid level LS in a state where the liquid is not ejected from the nozzle unit 15. Is done.
  For this reason, the liquid supplied from the liquid supply means 12 passes through the spiral tube portion 15a and is then injected into the liquid in the pressurized tank 11 from the liquid injection port 15h. Further, as described above, the pressurized gas is supplied to the gas phase portion in the pressurized tank 11. Then, even if the pressurized liquid and the pressurized gas are supplied into the pressurized tank 11, the liquid ejected from the liquid ejection port 15h does not entrain the gas, and the liquid is ejected from the liquid ejection port 15h. The liquid level LS does not wave. Further, bubbles are not directly supplied into the liquid by the pressurized gas supplied from the pressurized tank 11. Therefore, even if the gas-dissolved water is sent from the discharge unit 14 to the rice washing apparatus or the like, the fine bubbles can be reliably supplied to the rice washing apparatus or the like.
[0017]
  And since a big bubble does not generate | occur | produce in the liquid in the pressurized tank 11, the pressure of the pressurized gas supplied to the pressurized tank 11 can be made low. Specifically, the internal pressure of the pressurized tank 11 can be suppressed to 0.2 Mpa or less.
  Then, since the load applied to the pressurized tank 11 is reduced, it is not necessary to increase the strength of the pressurized tank 11, and the liquid supply means 12 can be downsized. Therefore, the equipment cost and maintenance cost of the gas dissolving apparatus 10 can be reduced. And since the pressurization tank 11 does not need to receive the legal regulation as a pressure container, the restriction | limiting on the dimension of the pressurization tank 11 and manufacturing precision, public inspection, and regular maintenance management become unnecessary.
[0018]
  Further, the spiral tube portion 15a has an axial direction of the liquid jet port 15h, that is, a flow direction of the jetted liquid is orthogonal to the radial direction of the pressurized tank 11, and is added to the liquid jet port 15h of the nozzle portion 15. The distance L1 from the inner surface of the pressure tank 11 is arranged to be one third of the radius L2 of the pressure tank.
[0019]
  For this reason, when the liquid is injected into the pressurized tank 11 from the liquid injection port 15h, a vortex is formed in the liquid in the pressurized tank 11 such that the liquid level LS is recessed downward in a substantially conical shape (FIG. 2). reference). Then, the liquid level LS of the liquid increases and the contact area between the pressurized gas and the liquid increases, so that the gas dissolution efficiency in the liquid can be increased even if the pressurized tank 11 is downsized. In addition, when the liquid rotates in the horizontal plane along the inner surface of the pressurized tank 1, the frictional resistance between the liquid and the inner surface of the pressurized tank 11 causes the additional pressure between the recessed liquid surface and the inner surface of the pressurized tank 11. A flow V2 that moves the liquid in the vicinity of the inner surface of the pressure tank 11 toward the liquid surface LS is also generated (see FIG. 2B). That is, the liquid with low gas solubility located in the vicinity of the inner surface of the pressurized tank 11 can be sequentially positioned on the gas-liquid contact surface, that is, the liquid surface LS.
[0020]
  Furthermore, the spiral tube portion 15a is inclined downward from the base end toward the tip so that the angle formed by the axial direction of the liquid injection port 15h with respect to the horizontal direction is 5 to 15 degrees. The vortex generated in the pressurized tank 11 is a flow whose rotation axis is inclined with respect to the horizontal direction. That is, in the pressurized tank 11, not only the horizontal direction but also the vertical flow V1 can be generated. Then, even a liquid with low gas solubility located near the bottom of the pressurized tank 11 can be moved above the pressurized tank 11 to be positioned on the liquid level LS and brought into contact with the gas.
[0021]
  Therefore, since the liquid with low gas solubility in the pressurized tank 11 can be sequentially positioned on the liquid level LS, the dissolution rate of the gas can be increased, and most of the liquid in the pressurized tank 11 is gas. Therefore, the difference in the amount of gas dissolved in the liquid in the pressurized tank 11 can be reduced.
  The spiral tube portion 15a may be disposed so that the axial direction of the liquid jet port 15h is horizontal, but if it is inclined downward as described above, the gas dissolution effect can be enhanced. it can.
[0022]
  Further, the nozzle portion 15 has a spiral tube portion 15a, and the liquid flowing in the spiral tube portion 15a is subjected to centrifugal force around the central axis of the pressurized tank 11, so that the liquid injection port 15h. The effect of vortex formation by the liquid ejected from can be enhanced.
[0023]
  Note that the spiral tube portion 15a may not be provided in the nozzle portion 15, and a liquid injection port 15h may be provided at the tip of the straight tube as shown in FIG.
[0024]
  Further, as shown in FIG. 3, if a valve 22 is provided in the pipe 14a of the discharge section 14, the flow rate of the gas solution discharged from the pipe 14a to the rice washing apparatus or the like can be adjusted. Then, even if the pressure in the pressurized tank 11 fluctuates, the pressure in the pressurized tank 11 can be adjusted at the same time by adjusting the flow rate of the gas solution discharged from the pipe 14a to the rice washing device or the like. .
  Therefore, since the solubility of the gas in the liquid can be kept constant in the pressurized tank 11, when gas-dissolved water is supplied from the gas-dissolving device 10 to the rice washing device or the like, fine bubbles having a constant cell diameter are generated. Can be made.
[0025]
  As the valve 22, for example, a valve whose opening degree can be remotely operated, such as an electric proportional control valve, is used, and a valve opening degree control unit 21 that adjusts the opening degree of the valve 22 is provided. The opening degree of the valve 22 can be adjusted automatically and continuously according to the internal pressure of the pressurized tank 11 measured by the pressure detector 23 provided in the pressurized tank 11.
  Said valve opening degree control part 21, valve | bulb 22, and pressure detection part 23 are the flow volume control parts said to a claim.
[0026]
  In addition, a plurality of pipes 14a for the discharge section 14 are provided, each pipe 14a is connected to a rice washing device or the like, and each of the pipes 14a is provided with a valve 22 that can be remotely operated as described above. Between the two, a flow sensor 24 is interposed. If the operation of all the valves 22 is controlled by the valve opening control unit 21, the gas dissolved water having the same flow rate can be supplied from all the pipes 14a only by opening / closing the valves 22, and a certain bubble Fine bubbles having a diameter can be generated. The procedure will be described below.
[0027]
  First, at the start of operation of the gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment, the valve opening control unit 21 sets all the valves 22 so that the flow rates of all the pipes 14a are the same based on the flow rate detected by the flow rate sensor 24. Adjust the opening.
  When the flow rates of all the pipes 14a are the same, all the valves are set so that the pressure in the pressurized tank 11 measured by the pressure detector 23 becomes a pressure capable of generating gas-dissolved water having a desired gas solubility. The opening degree of 22 is adjusted. For example, when the pressure in the pressurized tank 11 is high, all the valves 22 are opened so as to increase the opening thereof, and the pressure in the pressurized tank 11 is reduced to a desired pressure.
  At this time, the opening degree of the valve 22 is adjusted so that the flow rates of all the pipes 14a are always the same. Then, the pressure in the pressurized tank 11 can be adjusted while maintaining a state where fine bubbles having a constant bubble diameter are generated from all the pipes 14a.
[0028]
  As described above, if the operation of all the valves 22 is controlled by the valve opening degree control unit 21, the same amount of gas-dissolved water having a desired gas solubility can be obtained from all the pipes 14a only by opening and closing the valves 22. Therefore, the same state, that is, the same bubble diameter and the same amount of fine bubbles can be generated from the dissolved gas discharged from any valve 22.
[0029]
  Therefore, according to the gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment, the gas dissolving water can be supplied from a plurality of locations to the rice washing apparatus or the like with this single apparatus, and in the place where the gas dissolving water is supplied, it is uniform. Fine bubbles can be generated.
  If the gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment is used, it is possible to generate fine bubbles in the same state even if the depth of the place where the pipe 14a is connected is different.
[0030]
【Example】
  In the gas dissolving apparatus of the present embodiment, the influence of the angle of tilting the axial direction of the liquid injection port on the gas dissolution rate was examined.
  The pressurized tank 11 used in this example has a diameter of 250 mm and a height of 500 mm, and can accommodate about 25 l of water inside.
  The gas supply means 13 used a compressor, and supplied pressurized gas so that the internal pressure of the pressurized tank 11 became 0.2-0.35 Mpa.
  The supply of pressurized gas from the compressor to the pressurized tank 11 is controlled by a level switch 11a and an electromagnetic valve 13b. Specifically, when the level switch 11a detects that the water level in the pressurized tank 11 has risen above a specified level, the solenoid valve 13b is opened and controlled to supply pressurized gas into the pressurized tank 11. Yes. Then, since the water level in the pressurized tank 11 can be pushed down to the specified water level by the pressurized gas, the water level in the pressurized tank 11 can be kept below the specified level.
[0031]
  As the fluid supply means 12, a 2.2 kW general-purpose vortex pump was used, and water pressurized to about 0.5 Mpa was supplied into the pressurized tank 11.
  The nozzle portion 15 was provided with a spiral tube portion 15a having an inner diameter of 12 mm. The nozzle portion 15 was disposed such that the liquid injection port 15h was 85 mm from the central axis of the pressurized tank 11 and 100 mm below the specified level of the water surface.
[0032]
  In addition, the gas dissolving apparatus of this invention aims at producing | generating the gas solution which can generate a fine bubble in the water tank, when it supplies to a water tank. For this reason, a condition in which bubbles are mixed into the water discharged from the pressurized tank 11, specifically, when the downward tilt angle in the axial direction of the liquid injection port 15h is 30 degrees or more, is excluded from this embodiment. Yes.
  Furthermore, the ratio of the amount of gas supplied to the pressurized tank 11 relative to the amount of water discharged from the pressurized tank 11 was taken as the gas dissolution rate. Specifically, when 1000 l of water was discharged in one hour and 20 l of air was supplied from the compressor, the gas dissolution rate was set to 2%.
[0033]
  The experimental results are shown below.
  FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pressure in the pressurized tank and the gas dissolution rate when the downward tilt angle in the axial direction of the liquid injection port is changed. As shown in the figure, it can be confirmed that the gas dissolution rate tends to increase as the pressure in the pressurized tank increases regardless of the downward inclination angle of the liquid injection port in the axial direction.
  When the downward tilt angle in the axial direction of the liquid injection port is increased in a horizontal state, that is, from 0 degree, the gas dissolution rate increases and shows the maximum gas dissolution rate between 5 and 15 degrees. And when a downward inclination angle becomes 20 degree | times, it can confirm that a gas dissolution rate falls.
[0034]
  Therefore, it is possible to improve the gas dissolution rate by inclining the axial direction of the liquid injection port of the nozzle portion, and confirm that the downward inclination angle is preferably 5 to 15 degrees.
[0035]
【The invention's effect】
  According to the invention of claim 1, fine bubbles can be reliably supplied to a water tank or the like, the pressurized tank can be reduced in size, and the equipment cost and maintenance cost of the pressurized tank can be reduced. Even if the pressurized tank is downsized, the gas dissolution efficiency can be increased, the gas dissolution rate can be increased, and the gas dissolution amount of most liquids in the pressure tank can be made the same..
  ContractClaim2According to the invention, the gas dissolution rate can be increased, the gas dissolution amount of most liquids in the pressurized tank can be made the same, and the contact area between the pressurized gas and the liquid can be further increased. Therefore, the gas dissolution efficiency can be further increased.
  Claim3According to this invention, it can prevent that the rotational speed of the vortex | eddy_current generated in a pressurized tank falls.
  Claim4According to this invention, since the centrifugal force centering on the central axis of the pressurized tank acts on the liquid flowing in the spiral tube portion, the effect of forming vortex by the liquid ejected from the liquid ejection port can be enhanced.
  Claim5According to the invention, the capacity of the liquid supply means can be reduced, equipment costs and maintenance costs can be reduced, and the pressurized tank is not subject to legal regulation as a pressure vessel, Therefore, there is no need for restrictions on dimensions and manufacturing accuracy, public inspection, and regular maintenance management.
  Claim6According to the invention, when gas dissolved water is supplied from a gas dissolving device to a water tank or a pond, fine bubbles of a constant ratio can always be generated with respect to the flow rate of the gas dissolved water.
  Claim7According to the invention, with one gas dissolving device, gas dissolved water can be supplied from a plurality of locations to a water tank, a pond, etc., and uniform fine bubbles can be generated at locations where the gas dissolved water is supplied from each discharge port. Can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a gas dissolving device 10 of the present embodiment.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a pressurized tank 11;
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a pressurized tank 11 when a nozzle unit 15 according to another embodiment is employed.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a rice washing system employing the gas dissolving apparatus 10 of the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the pressure in the pressurized tank and the gas dissolution rate when the downward tilt angle in the axial direction of the liquid ejection port is changed.
[Explanation of symbols]
      10 Gas dissolver
      11 Pressurized tank
      12 Liquid supply means
      13 Gas supply means
      14 Discharge section
      15 Nozzle part
      15a Spiral tube
      15h Liquid injection port
      21 Valve opening controller
      22 Valve
      23 Pressure detector

Claims

A device for dissolving a gas in a liquid to produce a gas solution,
A pressurized tank containing liquid and pressurized gas;
Liquid supply means for supplying liquid into the pressurized tank;
A nozzle for injecting the liquid supplied from the liquid supply means into the pressurized tank;
Gas supply means for supplying pressurized gas to the gas phase portion in the pressurized tank;
It is provided at the lower part of the pressurized tank, and comprises a discharge part for discharging the gas solution generated in the pressurized tank to the outside,
The nozzle part is
The liquid injection port is located only in the liquid in the pressurized tank,
When viewed from above the pressurized tank, the axial direction of the liquid injection port is orthogonal to the radial direction of the pressurized tank,
In addition, when the liquid is ejected from the liquid ejection port into the pressurized tank, the liquid in the pressurized tank is disposed so that a vortex whose liquid surface is recessed downward in a substantially conical shape is formed. A gas dissolving apparatus characterized by the above .

The nozzle portion is disposed so as to tilt downward from the base end toward the tip,
The gas dissolving apparatus according to claim 1, wherein an angle formed by an axial direction of the liquid injection port of the nozzle portion with respect to a horizontal direction is 5 to 15 degrees.

The distance of the liquid injection port of the nozzle portion and the inner surface of the pressure tank, the gas dissolution apparatus according to claim 1, characterized in that the first length of the third of the radius of the pressurizing tank.

The nozzle part is
It has a helical tube portion coaxial with the central axis of the pressurized tank,
Gas dissolution apparatus according to claim 1, wherein the liquid injection port is provided on the tip of the spiral tube portion.

2. The gas dissolving apparatus according to claim 1, wherein an internal pressure of the pressurized tank is 0.2 Mpa or less.

The discharge part comprises a discharge port for discharging the gas solution,
A flow control unit for controlling the flow rate of the gas solution discharged from the discharge port of the discharge unit;
The flow controller is
A valve provided at a discharge port of the discharge unit;
A pressure detector for measuring the internal pressure of the pressurized tank;
2. The gas dissolving apparatus according to claim 1, further comprising a valve opening degree control unit that adjusts the opening degree of the valve according to the pressure of the pressure detection unit.

A plurality of discharge ports of the discharge unit are provided,
The gas dissolution apparatus according to claim 6, wherein the valve opening degree control unit adjusts the valve opening degree so that the flow rates of the gas solution discharged from the plurality of discharge ports are the same.