JP5081801B2 - Gas-liquid dissolution tank in microbubble generator - Google Patents

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本発明は、管路を流れる液体中に気体を加圧溶解させた後に、液槽内の液体中に微細気泡を噴出させて微細気泡を分散して含有する液体とする微細気泡発生装置に使用するための液体中に気体を加圧溶解させる気液溶解タンクに関する。   The present invention is used for a fine bubble generating apparatus in which a gas is pressurized and dissolved in a liquid flowing in a pipeline and then fine bubbles are ejected into the liquid in the liquid tank to disperse and contain the fine bubbles. The present invention relates to a gas-liquid dissolution tank in which a gas is dissolved under pressure in a liquid.

従来より、液槽内の液体を外部で循環させて液体中に気体を加圧溶解させた後、再び液槽内の微細気泡発生ノズルにて減圧により微細気泡を液槽内の液体中に噴出させて微細気泡を分散して液体とする微細気泡発生装置は知られている。この微細気泡発生装置は、液体が流れる流路と、この流路を流れる液体に空気を混合させて気液混合液体とする空気吸込口と、気液混合液体を加圧して流路に流すポンプと、気液混合液体が供給されて気体を液体に溶解させて気液溶解液体とするための気液溶解タンクと、得られた気液溶解液体を減圧することにより微細気泡を発生させ、液槽中の液体に微細気泡を含有させるための微細気泡発生ノズルから構成されている。ここで、微細気泡を含有した液体がその効果を発揮するものとするためには、多量の微細気泡を発生させて含有する必要がある。これは、気液溶解タンクと微細気泡発生ノズルに関係している。多くの場合、気液溶解液体内の気体の溶解量が重要な要因として関わってくる、すなわち気液溶解タンクでの気体の液体への溶解効率が重要となってくる。   Conventionally, after the liquid in the liquid tank is circulated outside and the gas is pressurized and dissolved in the liquid, the fine bubbles are jetted into the liquid in the liquid tank again by reducing the pressure with the fine bubble generating nozzle in the liquid tank. There are known microbubble generators that disperse microbubbles into a liquid. The fine bubble generating device includes a flow path through which a liquid flows, an air suction port that mixes air with the liquid flowing through the flow path to form a gas-liquid mixed liquid, and a pump that pressurizes the gas-liquid mixed liquid and flows it into the flow path And a gas-liquid dissolution tank for supplying the gas-liquid mixed liquid to dissolve the gas in the liquid to make the gas-liquid dissolved liquid, and generating the fine bubbles by reducing the pressure of the obtained gas-liquid dissolved liquid, It is comprised from the fine bubble generation nozzle for making the liquid in a tank contain a fine bubble. Here, in order for the liquid containing fine bubbles to exert its effect, it is necessary to generate and contain a large amount of fine bubbles. This is related to the gas-liquid dissolution tank and the fine bubble generating nozzle. In many cases, the amount of gas dissolved in the gas-liquid dissolving liquid is an important factor, that is, the efficiency of dissolving the gas in the gas-liquid dissolving tank is important.

上記の気液溶解手段として、気液混合液体を加圧送給するポンプに高圧ポンプを使用して高圧下で気体を液体に溶解させ、気液溶解タンクの内部にて、未溶解の余剰気体を分離し、気液溶解液体のみを微細気泡発生ノズル側へ送給させる手段や、あるいは気液混合液体を加圧送給するポンプに低圧ポンプを使用して低圧下で気体を液体に溶解させ、気液溶解タンク内の液面に気液溶解タンクの上方から噴射させることで、気体を液体に溶解させて微細気泡発生ノズル側へ送給させる手段などがある。   As the gas-liquid dissolving means, a high-pressure pump is used as a pump for pressure-feeding the gas-liquid mixed liquid to dissolve the gas in the liquid under high pressure, and the undissolved surplus gas is removed inside the gas-liquid dissolving tank. Separate the gas-liquid dissolved liquid to the fine bubble generation nozzle side, or use a low-pressure pump to pump the gas-liquid mixed liquid under pressure to dissolve the gas in the liquid under low pressure. There is a means for dissolving the gas in the liquid and feeding it to the fine bubble generating nozzle side by spraying the liquid surface in the liquid dissolution tank from above the gas-liquid dissolution tank.

ところで、上記の従来の気液溶解手段において、高圧化で気体を液体に溶解させる手段では、ポンプに高圧ポンプを使用しなければならないため、ポンプ自体が大型となる。その上に高圧下で使用されることから、気液溶解タンクを高強度の材料で製作する必要がある。このために微細気泡発生装置としても大型となり、コストが高いものとなる問題がある。   By the way, in the above conventional gas-liquid dissolving means, the means for dissolving the gas in the liquid by increasing the pressure has to use a high-pressure pump for the pump, so that the pump itself becomes large. In addition, since it is used under high pressure, it is necessary to manufacture the gas-liquid dissolution tank with a high-strength material. For this reason, there is a problem that the microbubble generator is large in size and high in cost.

さらに低圧ポンプを使用し、気液溶解タンクの上方から気液溶解タンク内の液面に気液混合液体を噴射させることで気体を液体に溶解させる手段がある。しかし、この手段では、低圧下で溶解効率を上げるためには、気液混合液体中の気体の液体への接触面積を大きくする必要がある。このためには、気液混合液体を気液溶解タンク内の液面以下の領域へ噴射しなければならない。このためには、気液溶解タンク自体の高さ方向の寸法が必要となる。そこで気液溶解タンク自体が大型のものとなり、その結果、微細気泡発生装置としても大型となる。そこで、これらの装置を設置するためには、場所の制約を受けることとなる問題がある。   Further, there is a means for dissolving the gas in the liquid by using a low-pressure pump and injecting the gas-liquid mixed liquid onto the liquid surface in the gas-liquid dissolution tank from above the gas-liquid dissolution tank. However, with this means, in order to increase the dissolution efficiency under low pressure, it is necessary to increase the contact area of the gas in the gas-liquid mixed liquid with the liquid. For this purpose, the gas-liquid mixed liquid must be sprayed to a region below the liquid level in the gas-liquid dissolution tank. For this purpose, the height dimension of the gas-liquid dissolution tank itself is required. Therefore, the gas-liquid dissolution tank itself becomes large, and as a result, it becomes large as a fine bubble generator. Therefore, in order to install these devices, there is a problem that the location is restricted.

一方、従来の技術として、バブリング槽の液体の上方に設置の噴霧ノズルから液体を放射状に拡大して吹き込み、気液溶解液を生成するための気液溶解タンクが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、このものでは必ずしも、場所をとることなく、かつ、気液溶解液を効率よく生成する装置として普遍化することはできない。   On the other hand, as a conventional technique, a gas-liquid dissolution tank has been proposed for generating a gas-liquid dissolution liquid by radially expanding and blowing liquid from a spray nozzle installed above the liquid in a bubbling tank (for example, a patent) Reference 1). However, this cannot necessarily be universalized as an apparatus that efficiently generates a gas-liquid solution without taking up space.

また、本出願人による先願の発明として、気液溶解タンクとキャップの2部品からなり、低圧でも気体の液体への溶解効率を向上させることが可能となる気液溶解タンクが提案されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、本出願人による他の先願である発明(特許文献3参照。)では、図7に示すように、微細気泡発生装置Aを液槽1内の液面より高い所に設置する場合、微細気泡発生装置A自体を自吸式としなければならない。このため、図7のような微細気泡発生装置Aの内部構造とすることが必要となる。そのとき、自吸のために予め一定の液体を気液溶解タンク8に貯めておく必要があるため、気液溶解タンク8のキャップ12を取り外し可能な部品で形成することにより、キャップ12を取り外して気液溶解タンク8の上部から液体を入れることが可能となる。その際、取り外したキャップ12の締め忘れにより微細気泡発生装置Aを運転した時に流体が飛散し、気液溶解タンク8の外部への影響が多大となり、危険を伴う場合がある。   Further, as the invention of the prior application by the present applicant, a gas-liquid dissolution tank comprising two components, a gas-liquid dissolution tank and a cap, which can improve the dissolution efficiency of a gas into a liquid even at a low pressure has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2). Furthermore, in the invention (refer to Patent Document 3) which is another prior application by the present applicant, as shown in FIG. 7, when the fine bubble generator A is installed at a place higher than the liquid level in the liquid tank 1, The microbubble generator A itself must be self-priming. For this reason, it is necessary to set it as the internal structure of the microbubble generator A as shown in FIG. At that time, since it is necessary to store a certain liquid in the gas-liquid dissolution tank 8 in advance for self-priming, the cap 12 of the gas-liquid dissolution tank 8 is formed with removable parts, and the cap 12 is removed. Thus, liquid can be introduced from the upper part of the gas-liquid dissolution tank 8. At that time, when the fine bubble generating device A is operated due to forgetting to tighten the removed cap 12, the fluid scatters and the influence on the outside of the gas-liquid dissolution tank 8 becomes great, which may be dangerous.

特開2005−95878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-95878 特願2007−286746号Japanese Patent Application No. 2007-286746 特願2007−291001号Japanese Patent Application No. 2007-291001

本発明は、上記の従来の高圧ポンプを使用するものや低圧ポンプを使用するものにおける問題点を解消して普遍化したものであって、気液溶解タンクの小型化を図りながら、低コストで、低圧でも気体の液体への溶解効率を向上することが可能となり、さらに安全性を向上させた気液溶解タンクを提供することである。   The present invention has been generalized by solving the problems in the above-described conventional high-pressure pumps and those using low-pressure pumps, and at low cost while reducing the size of the gas-liquid dissolution tank. An object of the present invention is to provide a gas-liquid dissolution tank capable of improving the dissolution efficiency of a gas into a liquid even at a low pressure and further improving safety.

上記の課題を解決するための本発明の手段は、タンク本体11と、タンク本体11の外部に吸込口14を有し、かつ、タンク本体11の内部で上方へ向けた噴射口16aを有する噴射ノズル16と、タンク本体11の内部の液面17より下部で外部へ突出する吐出口19と、噴射口16aと対向配置された衝突部20を有するタンク本体11の上端部に嵌合の別部品からな内部キャップ22と、内部キャップ22の上端部に嵌合のさらに別部品からなる外部キャップ23から形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置Aにおける気液溶解タンク8である。   The means of the present invention for solving the above-described problems includes a tank body 11, an injection port 14 provided outside the tank body 11, and an injection port 16 a directed upward inside the tank body 11. Another component fitted to the upper end portion of the tank body 11 having the nozzle 16, the discharge port 19 projecting outward from the liquid level 17 inside the tank body 11, and the collision portion 20 disposed opposite to the injection port 16a. The gas-liquid dissolution tank 8 in the fine bubble generating apparatus A is characterized by being formed of an inner cap 22 and an outer cap 23 made of a separate part fitted to the upper end of the inner cap 22.

本発明は上記の手段としたことで、気液混合液体を噴射口より気液溶解タンクの内部で上方に向けて上方の衝突部に噴射して衝突させることにより、局所的な気体の高圧部分が気液溶解タンク内の上部に充満され、この充満された高圧気体は液体へ溶解し易くなっているので、液体への溶解効率が向上されている。さらに、噴射口から噴出された液体がタンク本体の内部上方の衝突部により跳ね返る構造であるので、飛散した状態となることから、タンク本体内の液面に着水するときの面積が大きくなり、つまり、気体の液体への接触面積を大きくしていることにより、液体への溶解効率が向上されている。さらに、タンク本体上端部に、別部品として形成のキャップを有するので、噴射口より噴出された液体が衝突する面積を大きくし、効率的に局所的な高圧部分を作ることを可能とするために、下面に様々な複雑な形状の凹凸形状を有するキャップの製作をタンク本体の製作と切り離して製作できるので、低コスト化が可能となり、またキャップを外して交換や補修ができるので、メンテナンス性も向上できる。さらに、キャップを2部品から形成し、一方のキャップをねじなどで固定し、もう一方のキャップを取り外し可能とすることにより、キャップの締め忘れによる噴射口から気液溶解タンク外部への流体の噴出を抑制でき、安全性も向上できる。   In the present invention, the gas-liquid mixed liquid is jetted to the upper collision part from the injection port toward the upper side inside the gas-liquid dissolution tank and collided with the above means. Is filled in the upper part of the gas-liquid dissolution tank, and the filled high-pressure gas is easily dissolved in the liquid, so that the efficiency of dissolution in the liquid is improved. Furthermore, since the liquid ejected from the injection port is a structure that rebounds by the collision part above the inside of the tank body, it becomes a scattered state, so the area when landing on the liquid surface in the tank body increases, That is, by increasing the contact area of the gas with the liquid, the dissolution efficiency in the liquid is improved. In addition, since the upper part of the tank body has a cap formed as a separate part, it is possible to increase the area where the liquid ejected from the injection port collides and efficiently create a local high-pressure part. Since the production of caps with various indentations on the bottom surface can be made separately from the production of the tank body, the cost can be reduced, and the cap can be removed and replaced or repaired, so maintenance is also possible It can be improved. Furthermore, by forming the cap from two parts, fixing one cap with a screw, etc., and making the other cap removable, the jet of fluid from the injection port due to forgetting to tighten the cap to the outside of the gas-liquid dissolution tank Can be suppressed and safety can be improved.

上述したように、気液溶解タンクの小型化を図りながら、低コストで、低圧でも気体を液体へ溶解する効率を向上することが可能な気液溶解タンクが得られる。さらに本発明の気液溶解タンクの使用により、微細気泡発生装置のポンプを小型化することが可能となるので、微細気泡発生装置自体を小型、軽量化でき、設置場所の制約が減少でき、コストが安くなり、さらに安全性を向上するなど、本発明の手段は、従来にない優れた効果を奏するものである。   As described above, it is possible to obtain a gas-liquid dissolution tank capable of improving the efficiency of dissolving a gas into a liquid even at a low pressure while reducing the size of the gas-liquid dissolution tank. Furthermore, the use of the gas-liquid dissolution tank of the present invention makes it possible to miniaturize the pump of the microbubble generator, so that the microbubble generator itself can be reduced in size and weight, the restrictions on the installation location can be reduced, and the cost can be reduced. However, the means of the present invention, such as lowering the cost and improving the safety, exhibit excellent effects that have not been achieved in the past.

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。本発明はこの実施形態に限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

添付の図面において、図1は本発明の気液溶解タンク8を有する微細気泡発生装置Aの概略的な回路図である。図2は本発明の第1の実施形態における気液溶解タンク8の構造を説明する模式的断面図である。図3は本発明の第1の実施形態における内部キャップ22の構造を説明する模式図で、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。図4は本発明の第1の実施形態における外部キャップ23の構造を説明する模式図で、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。図5は本出願人による従来の発明の実施形態における気液溶解タンク8の模式的断面図である。図6は本出願人による従来の実施形態における内部キャップの構造を説明する模式図で、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。図7は本出願人による先願の発明の実施形態における自吸性能を有する微細気泡発生装置の概略的な回路図である。   In the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a fine bubble generator A having a gas-liquid dissolution tank 8 of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the structure of the gas-liquid dissolution tank 8 in the first embodiment of the present invention. 3A and 3B are schematic views illustrating the structure of the inner cap 22 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a side view showing the cross section, and FIG. 3B is a bottom view. 4A and 4B are schematic views for explaining the structure of the outer cap 23 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a side view showing the cross section, and FIG. 4B is a bottom view. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a gas-liquid dissolution tank 8 according to an embodiment of a conventional invention by the present applicant. 6A and 6B are schematic views for explaining the structure of the inner cap according to the conventional embodiment of the present applicant. FIG. 6A is a side view showing the cross section, and FIG. 6B is a bottom view. FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a microbubble generator having self-priming performance in an embodiment of the invention of the prior application by the present applicant.

本発明の微細気泡発生ノズル3の実施の形態として具体化した例を、図1に示す液槽1用の微細気泡発生装置Aとして適用した例に基づいて説明する。図1に示すように、液槽1の液体中に微細気泡発生ノズル3が設置されている。同じく液体中に設置の吸込口2には、吸込管路4を介して液槽1の外部でポンプ5が連結されている。ポンプ5の吸込口側の吸込管路4には、空気などの雰囲気の気体を吸い込む気体吸込口6を有する気体導入管7が配設されている。ポンプ5の下流側には、気体吸込口6から吸い込んだ気体を液体に溶解する気液溶解タンク8が配設されている。ポンプ5と気液溶解タンク8との間は流入管路9によって連通されている。気液溶解タンク8の下流側に吐出管路10によって液槽1内の液体中に設置の微細気泡発生ノズル3に液体が循環されて、微細気泡発生装置Aが形成されている。   An example embodied as an embodiment of the fine bubble generating nozzle 3 of the present invention will be described based on an example applied as the fine bubble generating device A for the liquid tank 1 shown in FIG. As shown in FIG. 1, a fine bubble generating nozzle 3 is installed in the liquid in the liquid tank 1. Similarly, a pump 5 is connected to the suction port 2 installed in the liquid via a suction line 4 outside the liquid tank 1. A gas introduction pipe 7 having a gas suction port 6 for sucking gas in an atmosphere such as air is disposed in the suction pipe 4 on the suction port side of the pump 5. A gas-liquid dissolution tank 8 for dissolving the gas sucked from the gas suction port 6 into a liquid is disposed on the downstream side of the pump 5. The pump 5 and the gas-liquid dissolution tank 8 communicate with each other by an inflow conduit 9. The liquid is circulated to the fine bubble generating nozzle 3 installed in the liquid in the liquid tank 1 by the discharge pipe 10 on the downstream side of the gas-liquid dissolution tank 8 to form the fine bubble generating device A.

ここでポンプ5の電源をONにすると、液槽1内の液体が吸込口2から吸込管路4によってポンプ5へと吸入されるが、そのとき、吸込管路4の途中に設置された気体導入管7の気体吸込口6より気体を吸入しているので、ポンプ5へと吸入された液体は気液混合状態となっている。このとき気体導入管7はエジェクター機構からなるので、特別な動力を必要とすることなく自然吸気される。さらに、この気液混合状態の液体はポンプ5により加圧され、流入管路9を通り気液溶解タンク8へと送液される。気液混合状態の液体は気液溶解タンク8内で加圧溶解されて気液溶解状態となり、吐出管路10によって微細気泡発生ノズル3へと送液される。ところで、微細気泡発生ノズル3において微細気泡を多く発生させるためには、気液溶解液体内の気体の溶解量が関わってくる。つまり、気液溶解タンク8における気体の液体への溶解効率が重要である。この気体の液体への溶解効率を向上させるためには、気液溶解タンク8で高圧状態を作るか、あるいは気体の液体への接触面積を増加させるか、といったことが必要となってくる。   Here, when the power of the pump 5 is turned on, the liquid in the liquid tank 1 is sucked into the pump 5 from the suction port 2 through the suction pipe 4. At that time, the gas installed in the middle of the suction pipe 4 Since the gas is sucked from the gas suction port 6 of the introduction pipe 7, the liquid sucked into the pump 5 is in a gas-liquid mixed state. At this time, since the gas introduction pipe 7 is composed of an ejector mechanism, it is naturally aspirated without requiring any special power. Furthermore, the liquid in the gas-liquid mixed state is pressurized by the pump 5 and sent to the gas-liquid dissolution tank 8 through the inflow conduit 9. The liquid in the gas-liquid mixed state is pressurized and dissolved in the gas-liquid dissolution tank 8 to become a gas-liquid dissolved state, and is sent to the fine bubble generating nozzle 3 through the discharge pipe 10. By the way, in order to generate many fine bubbles in the fine bubble generating nozzle 3, the amount of gas dissolved in the gas-liquid dissolving liquid is involved. That is, the dissolution efficiency of gas in the gas-liquid dissolution tank 8 is important. In order to improve the dissolution efficiency of the gas in the liquid, it is necessary to create a high-pressure state in the gas-liquid dissolution tank 8 or increase the contact area of the gas with the liquid.

ここで、本発明の手段の気液溶解タンク8の実施形態について説明するに先立って、先ず、図5に示す本出願人による先願の発明の実施形態の気液溶解タンク8について説明する。先願の発明の気液溶解タンク8は、タンク本体11とタンク本体11にねじ嵌合する別体からなるキャップ12から構成され、このキャップ12の下面はタンク本体12の上端である天井部11bを形成している。また、タンク本体11内の上部を衝突部20とするキャップ12の内面は、図6に示すように、下向きの凹凸形状からなる複数の環状のリブ18が下向きに形成されている。この下向きに形成された複数の環状のリブ18の高さは中央部で低く、周縁に向かって順次高くなって下に伸び、傾斜した凹凸下端面を形成している。このキャップ12はタンク本体11とねじ螺合されてOリング13によりシールされている。上記の図1で説明した流入管路9に接続するための吸込口14を、この図5では、気液溶解タンク8の外部に有し、この吸込口14から伸びる噴出ノズル16が気液溶解タンク8の側壁11cから溶解タンク内に配管されている。溶解タンク8内の噴出ノズル16の噴出口16aは上方に向けられている。この場合、噴射口16aは気液溶解タンク8内の液面より高い位置に配置されている。また、噴射口16aの面積は吸込口14の面積より小さく形成されている。この噴出口16aから噴出された液体はキャップ12の下面の衝突部20に衝突して周囲に拡がって下方へ噴出される。   Before describing the embodiment of the gas-liquid dissolution tank 8 of the means of the present invention, first, the gas-liquid dissolution tank 8 of the embodiment of the invention of the prior application by the applicant shown in FIG. 5 will be described. The gas-liquid dissolution tank 8 of the invention of the prior application is composed of a tank body 11 and a cap 12 made of a separate member screwed to the tank body 11, and the lower surface of the cap 12 is a ceiling portion 11 b which is the upper end of the tank body 12. Is forming. Further, as shown in FIG. 6, a plurality of annular ribs 18 having a downward concavo-convex shape are formed downward on the inner surface of the cap 12 having the upper portion in the tank body 11 as the collision portion 20. The plurality of downwardly formed annular ribs 18 have a low height at the center, and gradually increase toward the periphery and extend downward to form an inclined uneven bottom surface. The cap 12 is screwed into the tank body 11 and sealed with an O-ring 13. In FIG. 5, the suction port 14 for connecting to the inflow conduit 9 described in FIG. 1 is provided outside the gas-liquid dissolution tank 8, and the jet nozzle 16 extending from the suction port 14 has a gas-liquid dissolution. A pipe is provided from the side wall 11c of the tank 8 into the dissolution tank. The jet outlet 16a of the jet nozzle 16 in the dissolution tank 8 is directed upward. In this case, the injection port 16 a is disposed at a position higher than the liquid level in the gas-liquid dissolution tank 8. Further, the area of the injection port 16 a is formed smaller than the area of the suction port 14. The liquid ejected from the ejection port 16a collides with the collision part 20 on the lower surface of the cap 12, spreads around, and is ejected downward.

この本出願人による先願の発明の実施形態では、図1に示すポンプ5から送られた気液混合液体は、図5に示す吸込口14よりタンク本体11内に伸びる噴出ノズル16に吸入される。このタンク本体11内の噴出ノズル16には先絞り状のテーパー孔15を有し、このテーパー孔15を通って噴射口16aからタンク本体11内の上方に勢い良く噴出される。噴射口16aから噴出された液体は、衝突部20であるキャップ12の下面にて跳ね返り、飛散した状態で下方の液面17に落ちて着水する。このタンク本体11内は、図1に示すポンプ5による送液により、加圧状態にあるので、気液混合液体中の気体はタンク本体11の上部に充満している。このため、上記の噴出から落ちて着水する過程において気体が液体に溶解することとなる。また、キャップ12の下面に気液混合液体を衝突させることによって局所的な高圧部分を容易に作りだしている。この高圧部分では、気体が液体へ溶解し易いので、気体の液体への溶解効率が向上される。さらに溶解効率を上げるために、気体の液体への接触面積を大きくする必要がある。図6に示すようにキャップ12の内面に下向きに形成の複数の環状のリブ18があり、これらの各リブ18の高さを中央部を低く、周縁に向かって順次高くなるように傾斜して設けているので、噴出された気液混合液体と中央部から周縁にかけての各リブ18との間に衝突が生じ、各リブ18に局所的な高圧部分を作ることが可能となって気体の液体への溶解効率がさらに向上されている。また、キャップ12の内面に下向きの複数の環状のリブ18を形成したことにより、衝突面積が制御されて液面17の大きさまで拡大され、飛散状態を拡大することが可能である。このようにタンク本体11内の液面17に着水するときの面積が満遍なく拡大されていることから、気体と液体の接触面積を大きくする構造となっている。この点でも気体の液体への溶解効率が向上されている。   In the embodiment of the invention of the prior application by the present applicant, the gas-liquid mixed liquid sent from the pump 5 shown in FIG. 1 is sucked into the jet nozzle 16 extending into the tank body 11 from the suction port 14 shown in FIG. The The ejection nozzle 16 in the tank body 11 has a tapered hole 15 having a narrowed tip shape, and is ejected vigorously through the taper hole 15 from the ejection port 16a upward in the tank body 11. The liquid ejected from the ejection port 16a bounces off the lower surface of the cap 12 which is the collision part 20, falls in the lower liquid surface 17 in a scattered state, and reaches the water. Since the inside of the tank main body 11 is in a pressurized state due to liquid feeding by the pump 5 shown in FIG. 1, the gas in the gas-liquid mixed liquid is filled in the upper part of the tank main body 11. For this reason, gas will melt | dissolve in a liquid in the process which falls from said ejection and lands. In addition, a local high-pressure portion is easily created by causing the gas-liquid mixed liquid to collide with the lower surface of the cap 12. In this high-pressure portion, the gas is easily dissolved in the liquid, so that the efficiency of dissolving the gas in the liquid is improved. In order to further increase the dissolution efficiency, it is necessary to increase the contact area of the gas with the liquid. As shown in FIG. 6, there are a plurality of annular ribs 18 formed downward on the inner surface of the cap 12, and the height of each of the ribs 18 is inclined so that the central portion is lowered and the height is gradually increased toward the periphery. Therefore, a collision occurs between the ejected gas-liquid mixed liquid and each rib 18 from the central portion to the periphery, and a local high-pressure portion can be formed in each rib 18, so that the gas liquid The dissolution efficiency in is further improved. Further, by forming the plurality of downward annular ribs 18 on the inner surface of the cap 12, the collision area is controlled and the size of the liquid surface 17 is increased, and the scattering state can be expanded. Thus, since the area when landing on the liquid surface 17 in the tank body 11 is uniformly expanded, the contact area between the gas and the liquid is increased. Also in this respect, the dissolution efficiency of the gas in the liquid is improved.

ここで、未溶解の大きな気泡がタンク本体11の底部11aに形成の吐出口19から、図1で示す、微細気泡発生ノズル3へと送られると、微細気泡発生ノズル3で微細気泡が発生しにくくなる。さらに、吐出口19を気液溶解液体が通過する際に発生される騒音が大きくなる。そこで、従来の装置では、未溶解の大きな気泡が到達して吐出することがないように、深いところに吐出口19を設けなければならなかった。そのため、タンク本体11の底部11aまでの深さを大きした大型のものとする必要があった。これに反し、本出願人による先願の発明のタンク本体11は、噴射口16aから噴出された液体が、キャップ12の下面で跳ね返る構造であり、タンク本体11内の液面17に着水するときの液面17の面積を上記のように拡大して液面17へ着水する噴射圧力を抑制していることから、未溶解の大きな気泡が、タンク本体11の下部の底部11aへ流動することが抑えられる。この結果、気液溶解タンク8のタンク本体11の液面17より下側の深さを低減して浅くすることができるので、気液溶解タンク8を小型にすることができる。この気液溶解タンク8で生成された気液溶解液は、吐出口19から図1で示す微細気泡発生ノズル3へと送水され、微細気泡発生ノズル3により液槽1内の液体中に微細気泡を発生させる。   Here, when undissolved large bubbles are sent from the discharge port 19 formed in the bottom 11 a of the tank body 11 to the fine bubble generating nozzle 3 shown in FIG. 1, the fine bubble generating nozzle 3 generates fine bubbles. It becomes difficult. Furthermore, noise generated when the gas-liquid dissolved liquid passes through the discharge port 19 is increased. Therefore, in the conventional apparatus, it is necessary to provide the discharge port 19 in a deep place so that undissolved large bubbles do not reach and be discharged. Therefore, it has been necessary to make the tank body 11 large in size with a large depth to the bottom 11a. Contrary to this, the tank body 11 of the invention of the prior application by the present applicant has a structure in which the liquid ejected from the ejection port 16a rebounds on the lower surface of the cap 12, and reaches the liquid surface 17 in the tank body 11. The area of the liquid surface 17 is enlarged as described above, and the injection pressure that reaches the liquid surface 17 is suppressed, so that undissolved large bubbles flow to the bottom portion 11 a of the lower portion of the tank body 11. It can be suppressed. As a result, since the depth below the liquid surface 17 of the tank body 11 of the gas-liquid dissolution tank 8 can be reduced and shallow, the gas-liquid dissolution tank 8 can be reduced in size. The gas-liquid dissolution liquid generated in the gas-liquid dissolution tank 8 is fed from the discharge port 19 to the fine bubble generation nozzle 3 shown in FIG. 1, and the fine bubble generation nozzle 3 adds fine bubbles to the liquid in the liquid tank 1. Is generated.

次いで、本願の発明の第1の実施形態の気液溶解タンク8について説明する。本願の発明の気液溶解タンク8では、図2に示すように、下面に衝突部20を有する内部キャップ22と、この内部キャップ22の上端部に嵌合された別部品からなる外部キャップ23とから構成されている。この外部キャップ23は内部キャップ22とねじ螺合されてパッキン24によりシールされている。内部キャップ22の下面は、図5に示す先願発明のキャップ12の下面と同様に、下向きの凹凸形状からなる複数の環状のリブ18が下向きに形成されている。さらに、上記の図1で説明した流入管路9に接続するための吸込口14を、図5と同様に、気液溶解タンク8の外部に有し、この吸込口14から伸びる噴出ノズル16の噴出口16aが気液溶解タンク8の側壁11cから溶解タンク内に配管されている。この噴出ノズル16には先絞り状のテーパー孔15を有し、このテーパー孔15を通って上方に向けられた噴出ノズル16の噴射口16aからタンク本体11内の上方に勢い良く噴出される。さらに、この噴射口16aは気液溶解タンク8内の液面より高い位置に配置されている。また、噴射口16aの面積は吸込口14の面積より小さく形成されている。この噴出口16aから噴出された液体は図3に示す内部キャップ22の下面の衝突部20に衝突して周囲に拡がって下方へ噴出される。   Next, the gas-liquid dissolution tank 8 according to the first embodiment of the present invention will be described. In the gas-liquid dissolution tank 8 of the present invention, as shown in FIG. 2, an inner cap 22 having a collision portion 20 on the lower surface, and an outer cap 23 made of a separate part fitted to the upper end portion of the inner cap 22, It is composed of The outer cap 23 is screwed into the inner cap 22 and sealed with a packing 24. The lower surface of the inner cap 22 is formed with a plurality of annular ribs 18 having a downward concavo-convex shape downward, similarly to the lower surface of the cap 12 of the prior invention shown in FIG. Further, as in FIG. 5, the suction port 14 for connecting to the inflow conduit 9 described in FIG. 1 is provided outside the gas-liquid dissolution tank 8, and the ejection nozzle 16 extending from the suction port 14 is provided. A jet port 16 a is piped from the side wall 11 c of the gas-liquid dissolution tank 8 into the dissolution tank. The ejection nozzle 16 has a tapered hole 15 having a tapered shape, and is ejected from the ejection port 16 a of the ejection nozzle 16 directed upward through the taper hole 15 to the upper side in the tank body 11. Further, the injection port 16 a is disposed at a position higher than the liquid level in the gas-liquid dissolution tank 8. Further, the area of the injection port 16 a is formed smaller than the area of the suction port 14. The liquid ejected from the ejection port 16a collides with the collision part 20 on the lower surface of the inner cap 22 shown in FIG. 3, spreads around, and is ejected downward.

ところで、図1に示すポンプ5による送液により、図2に示すタンク本体11内は加圧状態にあるので、気液混合液体中の気体はタンク本体11の上部に充満している。このため、上記の噴出から落ちて着水する過程において気体が液体に溶解することとなる。また、内部キャップ22の下面に気液混合液体を衝突させることによって局所的な高圧部分を容易に作りだしている。この高圧部分では、気体が液体へ溶解し易いので、気体の液体への溶解効率が向上される。さらに溶解効率を上げるために、気体の液体への接触面積を大きくする必要がある。図3に示すように内部キャップ22の内面に下向きに形成の複数の環状のリブ18があり、これらの各リブ18の高さは中央部を低く、周縁に向かって順次高くなるように傾斜して設けている。したがって、噴出された気液混合液体と中央部から周縁にかけての各リブ18との間に衝突が生じ、各リブ18に局所的な高圧部分を作ることが可能となって気体の液体への溶解効率がさらに向上されている。また、内部キャップ22の内面に下向きの複数の環状のリブ18を形成したことにより、衝突面積が制御されてタンク本体11内の液面17の大きさまで拡大され、飛散状態を拡大することが可能である。このようにタンク本体11内の液面17に着水するときの面積が満遍なく拡大されていることから、気体と液体の接触面積を大きくする構造となっている。この点でも気体の液体への溶解効率が向上されている。   By the way, since the inside of the tank main body 11 shown in FIG. 2 is in a pressurized state due to liquid feeding by the pump 5 shown in FIG. 1, the gas in the gas-liquid mixed liquid is filled in the upper part of the tank main body 11. For this reason, gas will melt | dissolve in a liquid in the process which falls from said ejection and lands. Further, a local high-pressure portion is easily created by causing the gas-liquid mixed liquid to collide with the lower surface of the inner cap 22. In this high-pressure portion, the gas is easily dissolved in the liquid, so that the efficiency of dissolving the gas in the liquid is improved. In order to further increase the dissolution efficiency, it is necessary to increase the contact area of the gas with the liquid. As shown in FIG. 3, there are a plurality of annular ribs 18 formed downward on the inner surface of the inner cap 22, and the height of each of the ribs 18 is inclined so that the central portion is lowered and gradually increased toward the peripheral edge. Provided. Therefore, a collision occurs between the jetted gas-liquid mixed liquid and each rib 18 from the central portion to the peripheral edge, so that a local high-pressure portion can be formed on each rib 18 and the gas is dissolved in the liquid. Efficiency is further improved. Further, by forming a plurality of downward annular ribs 18 on the inner surface of the inner cap 22, the collision area is controlled and the size of the liquid surface 17 in the tank body 11 is increased, and the scattering state can be expanded. It is. Thus, since the area when landing on the liquid surface 17 in the tank body 11 is uniformly expanded, the contact area between the gas and the liquid is increased. Also in this respect, the dissolution efficiency of the gas in the liquid is improved.

ところで、本出願人による先願の発明では、図7に示すように、微細気泡発生装置Aを自吸式とするときに、気液溶解タンク8を自吸用の貯留タンクとして併用することがある。この場合、液槽1から吸込管25にて流体を吸い込むポンプ5吐出側に気体を液体に混合させる気液溶解タンク8を設けている微細気泡発生装置Aにおいて、ポンプ5を非自吸式とし、気液溶解タンク8または気液溶解タンク8の後経路である気液溶解タンク8の吐出口19から気液溶解タンク8の出口管27と微細気泡発生ノズル3を吸込管25またはポンプ5の羽根車室内と連通する連通路28を設け、気液溶解タンク8内の液体がポンプ5の羽根車室内へ戻ることを可能にし、微細気泡発生装置A全体に自吸機能を持たせる構造としている。自吸時には、電磁弁などの弁29を制御して気体導入管7を気体吸込口6から気体を導入しないものとする。一方、自吸完了後で自吸の必要ない場合には、気体導入管7の気体吸込み口7の逆止弁6aを開けて、ポンプ5羽根車室内と連通する連通路28を電磁弁などの弁30を閉じて、気液溶解タンク8内の液体がポンプ5へ戻れなくする。   By the way, in the invention of the prior application by the present applicant, as shown in FIG. 7, when the microbubble generator A is self-priming, the gas-liquid dissolution tank 8 can be used together as a self-priming storage tank. is there. In this case, in the fine bubble generator A provided with the gas-liquid dissolution tank 8 that mixes the gas with the liquid on the discharge side of the pump 5 that sucks the fluid from the liquid tank 1 through the suction pipe 25, the pump 5 is a non-self-priming type. The outlet pipe 27 of the gas-liquid dissolution tank 8 and the fine bubble generating nozzle 3 are connected to the suction pipe 25 or the pump 5 from the discharge port 19 of the gas-liquid dissolution tank 8 which is the rear path of the gas-liquid dissolution tank 8 or the gas-liquid dissolution tank 8. A communication passage 28 communicating with the impeller chamber is provided to allow the liquid in the gas-liquid dissolution tank 8 to return to the impeller chamber of the pump 5 and to have a self-priming function for the entire fine bubble generator A. . At the time of self-priming, the valve 29 such as an electromagnetic valve is controlled so that the gas introduction pipe 7 does not introduce gas from the gas suction port 6. On the other hand, when self-priming is not necessary after completion of self-priming, the check valve 6a of the gas inlet 7 of the gas introduction pipe 7 is opened, and the communication passage 28 communicating with the pump 5 impeller interior is provided with an electromagnetic valve or the like. The valve 30 is closed to prevent the liquid in the gas-liquid dissolution tank 8 from returning to the pump 5.

ところで、自吸式とする場合、自吸水を気液溶解タンク8へ注入するためには、図7の装置と異なって、図5に示す本出願人による先願の発明の実施形態の気液溶解タンク8を用いる場合ではキャップ12を取り外して行うこととなる。この様にキャップ12を取り外したときには、自吸水を注入した後にキャップ12を閉め忘れる場合が考えられる。しかし、キャップ12を閉め忘れて装置を運転した場合には、図5の気液溶解タンク8では、噴出ノズル16の噴出口16aから噴出された流体が気液溶解タンク8の上部より外部に噴出することとなり、気液溶解タンク8の外部へ飛散する危険となる。   By the way, in the case of the self-priming type, in order to inject the self-priming water into the gas-liquid dissolution tank 8, the gas-liquid of the embodiment of the invention of the prior application by the applicant shown in FIG. When the dissolution tank 8 is used, the cap 12 is removed. When the cap 12 is removed in this way, it may be possible to forget to close the cap 12 after injecting self-priming water. However, when the apparatus is operated without forgetting to close the cap 12, in the gas-liquid dissolution tank 8 of FIG. 5, the fluid ejected from the ejection port 16 a of the ejection nozzle 16 is ejected from the upper part of the gas-liquid dissolution tank 8 to the outside. As a result, there is a risk of scattering outside the gas-liquid dissolution tank 8.

そのため、本発明の実施形態の気液溶解タンク8では、図2および図3に示すように、キャップが内部キャップ22と外部キャップ23のそれぞれ別部品から形成している。この場合、内部キャップ22はタンク本体11へねじで固定され、さらに外部キャップ23は内部キャップ22へ取り外し可能にねじで螺合され、内部キャップ22の円筒状の上端に設けたパッキン24により、内部キャップ22の上端は外部キャップ23にシールされている。さらに噴射ノズル16の噴出口16aに対峙している内部キャップ22の中央部の下面の衝突部20は、間隙22bを有する複数のブリッジ22aにより内部キャップ22の環状の側部に一体化されている。そこで自吸水を気液溶解タンク8へ注入する際に、外部キャップ23を取り外して行うことができる。   Therefore, in the gas-liquid dissolution tank 8 of the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the cap is formed from separate parts of the inner cap 22 and the outer cap 23. In this case, the inner cap 22 is fixed to the tank body 11 with a screw, and the outer cap 23 is removably screwed to the inner cap 22, and the inner cap 22 is provided with a packing 24 provided at the cylindrical upper end of the inner cap 22. The upper end of the cap 22 is sealed with the external cap 23. Further, the collision portion 20 on the lower surface of the central portion of the inner cap 22 facing the ejection port 16a of the injection nozzle 16 is integrated with the annular side portion of the inner cap 22 by a plurality of bridges 22a having gaps 22b. . Therefore, when the self-priming water is injected into the gas-liquid dissolution tank 8, the external cap 23 can be removed.

ところで、外部キャップ23を取り外して自吸水を注入した後、仮に外部キャップ23を閉め忘れて微細気泡発生装置を運転したとしても、衝突部20はブリッジ22aにより保持されて噴射ノズル16の噴出口16aと対峙して存在しているので、噴出口16aから噴出された液体は衝突部20に衝突することとなる。したがって、気液溶解タンク8の外部へ液体が飛散することが防止され、安全性が向上できる。なお、図3の(a)は内部キャップ22の縦断面図であり、図3の(b)は下面から見た平面図である。さらに図4の(a)はパッキン24を取り外した外部キャップ23の縦断面図であり、図4の(b)はその下面から見た平面図である。   By the way, even after the external cap 23 is removed and the self-priming water is injected, even if the external cap 23 is forgotten to be closed and the fine bubble generator is operated, the collision portion 20 is held by the bridge 22a and the jet nozzle 16a of the jet nozzle 16 is operated. Therefore, the liquid ejected from the ejection port 16a collides with the collision unit 20. Therefore, the liquid is prevented from scattering outside the gas-liquid dissolution tank 8, and safety can be improved. 3A is a longitudinal sectional view of the inner cap 22, and FIG. 3B is a plan view seen from the bottom surface. 4A is a longitudinal sectional view of the outer cap 23 from which the packing 24 is removed, and FIG. 4B is a plan view seen from the lower surface thereof.

本発明は、気液溶解タンク8を上記した実施形態の構造とすることで、タンク本体11の小型化を図りながら、低コストで、低圧でも気体の液体への溶解効率を向上し、さらに安全性を向上することが可能で、自吸式としうる気液溶解タンク8が得られる。   In the present invention, the gas-liquid dissolution tank 8 has the structure of the above-described embodiment, so that the tank body 11 can be reduced in size while improving the efficiency of dissolving gas into a liquid at low cost and even at low pressure. The gas-liquid dissolution tank 8 which can improve the property and can be a self-priming type is obtained.

本発明を具体化した一実施例の微細気泡発生装置の概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a fine bubble generator according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における気液溶解タンクの構造を説明する模式的断面図である。It is typical sectional drawing explaining the structure of the gas-liquid dissolution tank in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における内部キャップの構造を説明する模式図であり、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the inner cap in the 1st Embodiment of this invention, (a) is a side view shown in a cross section, (b) is a bottom view. 本発明の第1の実施形態における外部キャップの構造を説明する模式図であり、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the external cap in the 1st Embodiment of this invention, (a) is a side view shown in a cross section, (b) is a bottom view. 本出願人による先願の発明の実施形態における気液溶解タンク8の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the gas-liquid dissolution tank 8 in embodiment of invention of the prior application by this applicant. 本出願人による先願の発明の実施形態における内部キャップの構造を説明する模式図であり、(a)は断面で示す側面図、(b)は下面図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the internal cap in embodiment of invention of the prior application by this applicant, (a) is a side view shown in a cross section, (b) is a bottom view. 本出願人による先願の発明の実施形態における自吸性能を有した微細気泡発生装置の概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a fine bubble generator having self-priming performance in an embodiment of the invention of the prior application by the present applicant.

符号の説明Explanation of symbols

1 液槽
2 吸込口
3 微細気泡発生ノズル
4 吸込管路
5 ポンプ
6 気体吸込口
6a 逆止弁
7 気体導入管
8 気液溶解タンク
9 流入管路
10 吐出管路
11 タンク本体
11a 底部
11b 天井部
11c 側壁
12 キャップ
13 Oリング
14 吸込口
15 テーパー孔
16 噴射ノズル
16a 噴射口
17 液面
18 リブ
19 吐出口
20 衝突部
22 内部キャップ
22a ブリッジ
22b 間隙
23 外部キャップ
24 パッキン
25 吸込管
26 ポンプ吐出配管
27 出口管
28 連通路
29 弁
30 弁
A 微細気泡発生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid tank 2 Suction port 3 Fine bubble generation nozzle 4 Suction line 5 Pump 6 Gas suction port 6a Check valve 7 Gas introduction pipe 8 Gas-liquid dissolution tank 9 Inflow line 10 Discharge line 11 Tank body 11a Bottom part 11b Ceiling part 11c Side wall 12 Cap 13 O-ring 14 Suction port 15 Taper hole 16 Injection nozzle 16a Injection port 17 Liquid level 18 Rib 19 Discharge port 20 Collision part 22 Internal cap 22a Bridge 22b Gap 23 External cap 24 Packing 25 Suction pipe 26 Pump discharge piping 27 Outlet pipe 28 Communication path 29 Valve 30 Valve A Fine bubble generator

Claims (1)

タンク本体11と、タンク本体11の外部に吸込口14を有しかつタンク本体11の内部で上方へ向けた噴射口16aを有する噴射ノズル16と、タンク本体11の内部の液面17より下部で外部へ突出する吐出口19と、噴射口16aと対向配置された衝突部20を有するタンク本体11の上端部に嵌合の別部品からなる内部キャップ22と、該内部キャップ22の上端部に嵌合のさらに別部品からなる外部キャップ23から形成されていることを特徴とする微細気泡発生装置Aにおける気液溶解タンク8。   Below the tank body 11, an injection nozzle 16 having a suction port 14 outside the tank body 11 and having an injection port 16 a facing upward inside the tank body 11, and below the liquid level 17 inside the tank body 11. An inner cap 22 made of a separate part fitted to the upper end of the tank body 11 having a discharge port 19 projecting outside and a collision portion 20 disposed opposite to the injection port 16a, and fitted to the upper end of the inner cap 22 The gas-liquid dissolution tank 8 in the fine bubble generating apparatus A is characterized by being formed from an external cap 23 made of a separate component.
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