JP4916496B2 - 流体混合装置 - Google Patents
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Description
殺菌消毒効果を高めるには、オゾン濃度の高いオゾン水を製造することが好ましい。そこで、本願発明者等は、高濃度のオゾン水を製造することができるオゾン混合機(特許文献2)を開発した。この混合機は、ベンチュリ管を通過する水の最大流速部分にオゾンガス噴出口を配置して、オゾンガスを減圧雰囲気から一気に高速水流中に噴出させて、例えば、6PPM程度の高濃度のオゾン水を製造することができる。
〈構成1〉
ベンチュリ管内の小径部で加速された第1の流体中に、前記ベンチュリ管内に開口したインジェクタパイプから第2の流体を噴出させて、前記第1の流体と前記第2の流体とを混合する第1の混合機と、
前記第1の混合機から流出する第1の流体と第2の流体の混合液を所定距離だけ空走させて、この混合液全体の渦を消滅させ下流方向に流れの向きを整えるほぼ一定の太さのパイプにより構成された整流用流路と、
流路の断面積が前記整流用流路の断面積以上になるように内径を拡大した拡径部を持つパイプにより構成され、この拡径部の内部に、上流側に円錐の尖端を向け下流側に底面を向けて、周面には流れの方向にほぼ垂直な、前記混合液が衝突する面を持つ階段状の凹凸が形成された略円錐状のブロックを配置した第2の混合機とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の流体混合装置。
前記第2の混合機を通過した混合液が、戻りパイプ63を用いて浄化槽60に戻されることを特徴とする構成1に記載の流体混合装置。
前記第1の流体が、浄化槽60から取り出しパイプとポンプを通じて取り出された汚水であって、前記第2の流体がオゾンであることを特徴とする汚水処理のための構成1に記載の流体混合装置。
前記第1の流体が酵素を含む浄化槽60から取り出しパイプとポンプを通じて取り出された汚水であって、前記第2の流体が空気であることを特徴とする汚水処理のための構成1または3に記載の流体混合装置。
前記第2の混合機を通過した汚水が、戻りパイプ63を用いて浄化槽60に戻されることを特徴とする構成3または4に記載の流体混合装置。
図1は本発明に係る流体混合装置の縦断面と配管接続系統図である。
この図1(a)の実施例では、汚水に空気を混入させて、酵素の働きを助長する。この汚水と空気とを混合するために、図の混合機を使用する。また、この図の(b)の実施例では、汚水にオゾンを混入させて、オゾンの力で直接汚水を浄化する。
以下、上記の流体混合装置の使用例や作用効果をオゾン水供給装置を例にして説明する。
図2においてオゾン水を貯留する貯留タンク10は、第1タンク1と第2タンク2を備える。第1タンク1と第2タンク2は、隔壁3により区切られている。隔壁3には、適当な数の透孔4を備える。これらの透孔4は、いわゆるオリフィスの効果を奏するものである。この貯留タンク10に蓄えられたオゾン水5の濃度を保つために、循環系統の配管14が設けられている。この配管14には、ポンプ15が設けられており、第1タンク1や第2タンク2から取り出したオゾン水をオゾン混合機13に案内して、オゾンと混合し、再び貯留タンク10に戻す。
図に示したのオゾン混合機は直線状のものであった、この実施例のオゾン混合機はL字状に構成されている。いずれも本発明の流体混合装置として適用できる。
図3に示す第1の混合機11は、加圧された水が流入する流入口47と流入した水を排出する排出口44との間にベンチュリ管43を有するオゾン水生成パイプ42と、オゾン水生成パイプ42のベンチュリ管43の細径部に一端が開口し、オゾン水生成パイプ42内を流れる水の吸引作用を利用してオゾンガスを水に混合させるイジェクタパイプ41とを備えた構成になっている。流入口47には、図2に示したポンプ15が接続されている。流入口47からオゾン水が供給される。また、オゾンを含んだガスは、イジェクタパイプ41から供給される。オゾン水がベンチュリ管43に流れ込むと、オゾン水の流れが急激に速くなる。このベンチュリ管43に開口しているイジェクタパイプ41の内部は、このオゾン水の流れによって、減圧され、マイナス1気圧程度の負圧が発生する。これによって、強制的にオゾンを含んだガスが、ベンチュリ管43中に吹き出される。オゾン水とオゾンを含んだガスが混合された液体は、ベンチュリ管出口の大径部において急激に膨張するから、この部分で爆発的な衝撃を受け、一気に混合される。こうして、高い濃度のオゾン水が生成される。なお、この構造は、上記特許文献2に記載されている。
図4(a)に示すように貯留タンク10の第2タンク2の底部には、配管36が突き出しており、その先端部分は、U字形に湾曲されて一方の循環系統の配管16の開口部近くに配置されている。第1タンク1側に開口している他方の循環系統の配管17の調整バルブ18を調整すると、配管17から取り出すオゾン水の量と配管16から取り出すオゾン水の量の比を調整できる。これによって、オゾン混合機13に送り出すオゾン水の濃度を最適化する。すなわち、オゾン混合機13で最大の濃度のオゾン水が一定の条件で生成できるように循環系統の配管14の供給オゾン水の濃度を調整しておく。配管36は、配管16の開口部付近に新しい水を供給するので、配管16からは比較的濃度の薄いオゾン水が循環系統の配管14に送り込まれることになる。なお、図4(a)の矢印に示すように、配管36から供給された新しい水は、第2タンク2の内部にも供給される。また、第2タンク2の内部のオゾン水の一部は、配管16に供給される。
図5(a)において、例えば、第1タンク1の内部のオゾン水5が配管21、14に供給したために水位が低下した場合の動作を説明する。なお、図5(a)における矢印51から55は、いずれもオゾン水の流れとその方向を示す。まず、矢印52に示すように第1タンク1からオゾン水が洗浄系統の配管21へ供給される。一方、第1タンク1と第2タンク2から矢印53と矢印54に示すように、オゾン水5が循環系統の配管14から取り出され、オゾン混合機13によりさらに高濃度にされて第1タンク1に戻る。一方、第1タンク1の水位が低下すると、第2タンク2から透孔4を通じて矢印51に示すようにオゾン水が第1タンク1に流れ込む。なお、この透孔4の口径を十分に小さくしておけば、オリフィス効果により、第1タンク1の内部のオゾン水の濃度を著しく低下させない状態で第2タンク2から少しずつオゾン水を供給し、水位を基準値に維持することができる。また、配管36から新しい水が第2タンク2に供給されると、その一部は矢印55に示すように第2タンク2の中に流れ込む。第1タンク1側には、流れ込みにくくなっているため、第1タンク1の内部に蓄えられたオゾン水の濃度の低下が防止される。なお、配管36から供給された新しい水の一部は、配管16を通じて矢印54に示すようにして、オゾン混合機13へ供給される。
2 第2タンク
3 隔壁
4 透孔
5 オゾン水
7 放電管
8 ブロア
10 貯留タンク
11 第1の混合機
12 第2の混合機
13 オゾン混合機
14 循環系統の配管
15 ポンプ
16、17 配管
18 調整バルブ
19 整流用流路
21 洗浄系統の配管
22 ポンプ
23 逆止弁
25 分岐配管
26 ミニマムフローバルブ
27 サンプリングバルブ
28 配管
30 洗浄対象物
31 第1の濃度測定部
32 第2の濃度測定部
34、35 電磁弁
36、37 配管
41 インジェクタパイプ
45 拡径部
46 ブロック
60 浄化槽
61 取り出しパイプ
62 ポンプ
65 汚水
66 オゾン発生器
67 小径部
Claims (5)
- ベンチュリ管内の小径部で加速された第1の流体中に、前記ベンチュリ管内に開口したインジェクタパイプから第2の流体を噴出させて、前記第1の流体と前記第2の流体とを混合する第1の混合機と、
前記第1の混合機から流出する第1の流体と第2の流体の混合液を所定距離だけ空走させて、この混合液全体の渦を消滅させ下流方向に流れの向きを整えるほぼ一定の太さのパイプにより構成された整流用流路と、
流路の断面積が前記整流用流路の断面積以上になるように内径を拡大した拡径部を持つパイプにより構成され、この拡径部の内部に、上流側に円錐の尖端を向け下流側に底面を向けて、周面には流れの方向にほぼ垂直な、前記混合液が衝突する面を持つ階段状の凹凸が形成された略円錐状のブロックを配置した第2の混合機とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の流体混合装置。 - 前記第2の混合機を通過した混合液が、戻りパイプ63を用いて浄化槽60に戻されることを特徴とする請求項1に記載の流体混合装置。
- 前記第1の流体が、浄化槽60から取り出しパイプとポンプを通じて取り出された汚水であって、前記第2の流体がオゾンであることを特徴とする汚水処理のための請求項1に記載の流体混合装置。
- 前記第1の流体が酵素を含む浄化槽60から取り出しパイプとポンプを通じて取り出された汚水であって、前記第2の流体が空気であることを特徴とする汚水処理のための請求項1または3に記載の流体混合装置。
- 前記第2の混合機を通過した汚水が、戻りパイプ63を用いて浄化槽60に戻されることを特徴とする請求項3または4に記載の流体混合装置。
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