JP5826421B1 - Gas dissolver and carbonated water generator using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】気体溶解の混合流路長が短く、かつ簡略な構造であって炭酸水の生成能力が低下しない気体溶解器、及びこれを用いた炭酸水生成装置を提供する。【解決手段】気体溶解器2は、筐体3の内部に気密形成した面状の気液混合領域と、気液混合領域の略中央に形成した流入口21と、気液混合領域を挟んで流入口と対向した位置に気液混合領域と連通させて形成した流出口22と、から成り、気液混合領域は流入口から導入した気液を面方向に拡散させる流路31bから成る拡散区画31と、拡散区画の拡散端部から連通して流出口へ向けて集中させる流路32bから成る集中区画32と、を積層状態で形成している。炭酸水生成装置は上記気体溶解器と、筐体の気液混合域に水と炭酸ガスとを合流させて供給する流入口に連結した流入管と、気体溶解器で生成した炭酸水を外部へ供給する流出口に連結した流出管と、から構成する。【選択図】図3Disclosed is a gas dissolver having a short gas-dissolving mixing channel length and a simple structure that does not reduce the ability to generate carbonated water, and a carbonated water generator using the same. A gas dissolver 2 has a planar gas-liquid mixing region formed hermetically in a housing 3, an inlet 21 formed substantially at the center of the gas-liquid mixing region, and a gas-liquid mixing region sandwiched between the gas-liquid mixing region and the gas-liquid mixing region. An outflow port 22 formed in communication with the gas-liquid mixing region at a position opposite to the inflow port, and the gas-liquid mixing region includes a flow path 31b for diffusing the gas-liquid introduced from the inflow port in the surface direction. 31 and a concentration section 32 composed of a flow path 32b that communicates from the diffusion end portion of the diffusion section and concentrates toward the outlet are formed in a stacked state. The carbonated water generation device includes the gas dissolver, an inflow pipe connected to an inlet for supplying water and carbon dioxide gas to the gas-liquid mixing area of the housing, and the carbonated water generated by the gas dissolver to the outside. And an outflow pipe connected to the supply outlet. [Selection] Figure 3
Description
本願発明は、水(又は温水)に炭酸ガス(CO2)を高濃度に溶解させるための気体溶解器、及びこれを用いた炭酸水生成装置に関する。 The present invention relates to a gas dissolver for dissolving carbon dioxide (CO2) in water (or hot water) at a high concentration, and a carbonated water generation apparatus using the same.
昨今、水や温水に炭酸ガスを高濃度に溶解させた炭酸水は、人体や農作物に対して様々な効能があることについて研究がなされており、多数の実証事例が公表されている。 Recently, research has been conducted on the fact that carbonated water in which carbon dioxide gas is dissolved in water or warm water at a high concentration has various effects on the human body and agricultural crops, and numerous demonstration examples have been published.
例えば、炭酸成分の人体への効能としては、皮膚から浸透して血行促進,老廃物の排出、むくみの解消など、及び飲料による疲労回復の効果、糖尿病・痛風・貧血症の改善などが挙げられる。また、農作物への効能としては、水耕栽培用水や土壌洗浄水、農業用水と利用した場合に成長促進があり、鶏舎や牛舎の洗浄水として用いた場合に動物や作業従事者に対しても衛生状態が向上するとの研究発表もある。 For example, the effects of the carbonic acid component on the human body include promoting blood circulation through the skin, discharging waste products, eliminating swelling, and the effect of recovering fatigue from beverages, and improving diabetes, gout, and anemia. . In addition, as an effect on agricultural crops, there is growth promotion when it is used with hydroponics water, soil washing water, and agricultural water, and for animals and workers when used as washing water for poultry houses and cowsheds. There are also research announcements that hygiene will improve.
このようなさまざまな分野への効能・効果が期待できる炭酸水の生成装置に関しては、種々の開発が行われその内容が提案されている。例えば、機械的な装置を用いて水に炭酸を溶解させる装置として特開2008−212495号「炭酸泉生成装置」公報(特許文献1)では、水に炭酸水を注入して内径側に蛇腹状の凹凸部を形成した管材をコイル状に巻回させた管路を流通させる炭酸ガス溶解器を用いる装置を開示している。 Various developments and proposals have been made on carbonated water generators that can be expected to be effective in various fields. For example, as a device that dissolves carbonic acid in water using a mechanical device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-212495 “Carbonated Spring Generation Device” (Patent Document 1) injects carbonated water into water and forms a bellows-like shape on the inner diameter side. An apparatus using a carbon dioxide gas dissolver that circulates a pipe formed by winding a pipe having an uneven portion in a coil shape is disclosed.
また、他にも、特開平9−173803号「炭酸溶液の製造方法」公報(特許文献2)では、炭酸ガスと液体との流入口を中心部に備え、流入した気液を多数の開放型小室から成るエレメントを通過させつつ放射方向に拡散させた後、端部から再度同等のエレメントを通過させつつ中央部の流出口に気液を集中させる気体溶解器(文献内では「セル」と説明。)を開示している。 In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-173803 “Method for Producing Carbonic Acid Solution” (Patent Document 2), an inflow port for carbon dioxide gas and liquid is provided in the central portion, and a large number of open gas and liquid are provided. A gas dissolver (explained as “cell” in the literature) that diffuses in the radial direction while passing through an element consisting of a small chamber and then concentrates the gas and liquid on the outlet at the center while passing through the equivalent element again from the end. .) Is disclosed.
しかし、特開2008−212495号公報(特許文献1)には、管路が長くなって炭酸泉(炭酸水)の生成能力、すなわち気液混合の処理量が低下するだけでなく、内部構造が複雑であるために炭酸ガス溶解部の製造コストが嵩む問題があった。 However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-212495 (Patent Document 1) not only reduces the production capacity of carbonated spring (carbonated water), that is, the amount of gas-liquid mixing, but also the internal structure is complicated. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost of the carbon dioxide gas dissolving portion increases.
また、特開平9−173803号公報(特許文献2)に開示する気体溶解器も、内部の流路が入り組んだ複雑な構成であるため、特許文献1の装置同様に気液混合の流路が長くなってしまう問題があった。このため、気液混合の処理量の低下と炭酸ガスの製造コストが嵩む同様の問題があった。 Moreover, since the gas dissolver disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-173803 (Patent Document 2) has a complicated configuration in which the internal flow path is complicated, the flow path for gas-liquid mixing is the same as the apparatus of Patent Document 1. There was a problem of becoming longer. For this reason, there existed the same problem that the manufacturing volume of the fall of the throughput of gas-liquid mixing and the carbon dioxide gas increased.
そこで、本願発明は上記問題点に鑑み為されたものであって、気体溶解を行う混合流路長が短く、かつ簡略な構造でありながらも炭酸水の生成能力が低下しない気体溶解器、及びこれを用いた炭酸水生成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is a gas dissolver in which the mixing flow path length for performing gas dissolution is short and the structure for generating carbonated water does not decrease while having a simple structure, and It aims at providing the carbonated water production | generation apparatus using this.
上記の課題を解決するため、本願発明に係る気体溶解器は、以下のように構成している。 In order to solve the above problems, a gas dissolver according to the present invention is configured as follows.
すなわち、筐体内に気密に形成した面状の気液混合領域と、該気液混合領域の平面視の略中央付近に気液混合領域と連通させて形成した流入口と、前記気液混合領域を挟んで流入口と略対向した位置に該気液混合領域と連通させて形成した流出口と、から成り、前記気液混合領域は、前記流入口から導入した気液を面方向に異なる流路長をもった複数本の流路をもって拡散させる拡散区画と、該拡散区画の流路端部からそれぞれ連通して前記流出口へ向けて異なる流路長をもった複数本の流路をもって集中させる集中区画と、を積層状態で形成したことを特徴としている。 That is, a planar gas-liquid mixing region formed airtight in a housing, an inflow port formed in communication with the gas-liquid mixing region in the vicinity of a substantially center in a plan view of the gas-liquid mixing region, and the gas-liquid mixing region And an outlet formed so as to communicate with the gas-liquid mixing region at a position substantially opposite to the inlet with the gas-liquid mixing region in which the gas-liquid introduced from the inlet is different in the surface direction. concentration with a diffusion section to diffuse with the plurality of flow paths having a path length, a plurality of flow paths having a flow path length that is different toward the outlet communicates from each flow path end portion of the diffusion zone The concentrated compartments to be formed are formed in a stacked state.
かかる流路形態としては、筐体内部を区画して容積を限定した複数経路を形成、又は管体を組み合わせて形成しても良い。As such a flow path form, a plurality of paths having a limited volume by dividing the inside of the housing may be formed, or a combination of pipes may be formed.
この拡散及び集中するための筐体端部までのそれぞれの流路長は、流入口から流出口までに至る間に流れの粒子(流体粒子)が拡散と集中時の流速、乱流状態を呈する粒子の運動挙動、攪拌状況、及び水の粘性抵抗など種々の要因を考慮して設定する。 The length of each flow path from the inlet to the outlet is such that the flow particles (fluid particles) diffuse and concentrate at a flow velocity and a turbulent flow state from the inlet to the outlet. It is set in consideration of various factors such as particle motion behavior, stirring condition, and water viscosity resistance.
また、上記気液混合領域は、平面視で矩形状に形成しても良い。この場合、拡散区画と集中区画を積層状態で形成する気液混合領域は直方体状を成し、これを気密に形成してなる筐体も直方体状を成すことになる。The gas-liquid mixing region may be formed in a rectangular shape in plan view. In this case, the gas-liquid mixing region in which the diffusion section and the concentrated section are formed in a laminated state has a rectangular parallelepiped shape, and a casing formed by airtightly forming this has a rectangular parallelepiped shape.
上記の本願発明の構成によれば、流入口から区画された筐体内の気液混合域を流通する気液の流れは、流入後に方向を変えて面方向でかつ放射状に拡散することになる。そして、一旦拡散した後にその拡散位置から面方向の逆向きに流出口に集中する。気液にはこの拡散と集中の過程で乱流状態が形成されることとなり、水への気体の溶解を促進している。According to the configuration of the present invention described above, the gas-liquid flow flowing through the gas-liquid mixing region in the casing partitioned from the inlet is changed in direction after inflow and diffused radially in a plane direction. And after diffusing once, it concentrates on an outflow port in the reverse direction of a surface direction from the diffusion position. A turbulent state is formed in the gas-liquid in the process of diffusion and concentration, which promotes dissolution of the gas in water.
また、上述にように気液混合領域を流路形態としたため、流入口からの流入直後に気液が筐体内の複数流路に沿って放射方向に分散し、この時の方向転換と速度変化により気体粒子と液体粒子どうしの摩擦や衝突がより活発化して粒子分裂が誘発され、液体への気体の溶け込みがより促進される。この結果、気液の混合性と攪拌性がより高まり、気体が高濃度に溶解した溶解液の生成が可能となる。 In addition, since the gas-liquid mixing region has a flow path configuration as described above, the gas- liquid is dispersed in the radial direction along the plurality of flow paths in the housing immediately after inflow from the inlet, and the direction change and speed change at this time As a result, the friction and collision between the gas particles and the liquid particles become more active and particle splitting is induced, so that the gas is further dissolved into the liquid. As a result, the mixing and stirring properties of the gas and liquid are further increased, and a dissolved solution in which the gas is dissolved at a high concentration can be generated.
上記構成の気体溶解器を利用する炭酸水生成装置は、上記した各構成から成る気体溶解器と、該気体溶解器の筐体の気液混合域に水と炭酸ガス(CO2)とをそれぞれ別個に又は合流させてから供給するために流入口に連結した流入管と、前記気体溶解器で生成した炭酸水を外部へ供給するために流出口に連結した流出管と、から成ることを特徴とするものである。 The carbonated water generating apparatus using the gas dissolver having the above-described configuration includes a gas dissolver having the above-described configurations, and water and carbon dioxide (CO2) separately in a gas-liquid mixing region of the casing of the gas dissolver. Or an inflow pipe connected to an inflow port for supplying after being joined together, and an outflow pipe connected to an outflow port for supplying carbonated water generated by the gas dissolver to the outside. To do.
この発明によれば、簡単な構造であって外部から加圧や電気などのエネルギーを付加することもなく、水道圧と炭酸ガスの供給圧のみで効率良く炭酸ガスの溶解を行うことができる。なお、この炭酸水生成装置は、上記で特定した炭酸水生成装置に注入して炭酸ガスを溶融させる水(媒体)として常温の水ではなく、加熱水を用いても良い。 According to the present invention, the carbon dioxide gas can be efficiently dissolved only by the water pressure and the supply pressure of the carbon dioxide gas without adding energy such as pressurization and electricity from the outside with a simple structure. In addition, this carbonated water generating apparatus may use heated water instead of room temperature water as water (medium) that is injected into the carbonated water generating apparatus specified above and melts carbon dioxide gas.
また、別形態の炭酸水生成装置としては、上記構成の気体溶解器の複数個を、接続管を介して重畳(積層方向)させた形態としても良い。この形態の炭酸水生成装置は、気液の流れの始端側に位置する気体溶解器の流入口と水と炭酸ガスとをそれぞれ別個に又は合流させてから供給する流入管を連結し、終端側に位置する気体溶解器の流出口と各気体溶解器で生成した炭酸水を外部へ供給するための流出管を連結する構成となる。 Moreover, as another form of carbonated water production | generation apparatus, it is good also as a form which made the several gas dissolver of the said structure superimpose (stacking direction) through the connecting pipe. The carbonated water generation device of this embodiment connects the inlet of the gas dissolver located on the start end side of the gas-liquid flow and the inflow pipe to be supplied after water or carbon dioxide is separately or merged, It connects to the outflow pipe for supplying the outflow outlet for supplying the carbonated water produced | generated by each gas dissolver and the outflow port of the gas dissolver located in this.
この形態の炭酸水生成装置は、混合させる気体及び液体が複数の気体溶解器を連続的に通過することになるため、気液の溶解度を向上させる場合に採用される形態である。 The carbonated water generating device of this embodiment is a mode that is adopted when improving the solubility of gas and liquid because the gas and liquid to be mixed pass through a plurality of gas dissolvers continuously.
さらに、上記積層形態とは異なり、並列配置した上記構成の気体溶解器と、水と炭酸ガスとをそれぞれ別個に又は合流させてから供給するため流入管と、該流入管と連結した各気体溶解器の流入口数に対応した分岐手段と、該分岐手段から分岐して上記の各気体溶解器の流入口と連結する分岐管と、上記の各気体溶解器の流出口と連結する集約管と、該集約管と連結して各気体溶解器で生成した炭酸水の集約手段と、該集約手段と連結した流出管と、から構成しても良い。 Further, unlike the above-described laminated form, the gas dissolver having the above-described configuration arranged in parallel, the inflow pipe for supplying water and carbon dioxide gas separately or after being combined, and each gas dissolution connected to the inflow pipe Branch means corresponding to the number of inlets of the vessel, branch pipes branched from the branch means and connected to the inlets of the gas dissolvers, and a collecting pipe connected to the outlets of the gas dissolvers, You may comprise from the collection means connected with this aggregation pipe | tube, the collection means of the carbonated water produced | generated by each gas dissolver, and the outflow pipe connected with this collection means.
この形態の炭酸水生成装置は、混合させる気体及び液体が複数の気体溶解器を同時に通過することになるため、気液混合の処理量を増加させる場合に採用される形態である。 This form of carbonated water generator is a form employed when the amount of gas-liquid mixing is increased because the gas and liquid to be mixed simultaneously pass through a plurality of gas dissolvers.
上記各構成の本願発明によれば、気体と溶解させる媒体(水)とが混合した気液は、流入口から流入した後に放射方向へ面状に拡散した後、筐体端部から再度面状に集中して流出口へ至るため、筐体内で急激な流速と流れ方向の変化が同時発生して乱流状態となる。この結果、筐体内での流路長が短いにも関わらず、粒子がより攪拌されて可溶性気体(炭酸ガス等)の液体への溶解の度合いを高めることができる。 According to the present invention of each configuration described above, the gas-liquid in which the gas and the medium to be dissolved (water) are mixed is diffused in a planar shape in the radial direction after flowing in from the inflow port, and then is planar again from the end of the casing. Therefore, a sudden change in flow velocity and flow direction occurs simultaneously in the housing, resulting in a turbulent flow state. As a result, the degree of dissolution of the soluble gas (such as carbon dioxide) in the liquid can be increased by stirring the particles even though the flow path length in the housing is short.
また、気体溶解器の気液混合領域は筐体内に拡散区画とこれと連通すると共に同一構成の集中区画を言わば積層状態で配置した簡略な構成であるため、板体の溶接や接着若しくは削り出し加工、又は金型成形、並びに管体の連結でも容易に構築でき、製造コストを抑制することができる。 In addition, the gas-liquid mixing area of the gas dissolver has a simple configuration in which a diffusion section and a central section having the same configuration are arranged in a stacked state in a casing, and the plate body is welded, bonded, or cut out. It can be easily constructed by processing, molding, and connecting pipes, and the manufacturing cost can be reduced.
さらに、上記構成の気体溶解器を用いる炭酸水生成装置は、水道水と気体溶解器の流入口の経路に供給圧を調整可能とした炭酸ガス供給手段(例えば、二酸化炭素を充填したガスボンベ(以下、「炭酸ガスボンベ」)を接続するだけの簡易な構成であるため、一般家庭の水道水の管路や給湯設備の管路に容易に接続することができる。 Further, the carbonated water generation apparatus using the gas dissolver having the above-described configuration is a carbon dioxide supply means (for example, a gas cylinder filled with carbon dioxide (hereinafter referred to as a gas cylinder filled with carbon dioxide) that can adjust the supply pressure to the inlet of the tap water and the gas dissolver. , “CO2 gas cylinder”), it can be easily connected to the pipes of tap water and hot water supply facilities in ordinary households.
そして、使用するエネルギーは、湯水の供給圧(又は水道利用の場合は水道圧)と炭酸ガスボンベからのガス圧のみであり、外部からの追加のエネルギー(例えば、コンプレサーからの付加圧力や外部電源からの付加電力)を必要としない。この結果、簡易かつ容易でありながら継続的に、さらには制御し易い安全な炭酸水を得ることができる。そのため、装置の設置コストや保守管理のための維持コストも低くすることができる。 And the energy to be used is only the supply pressure of hot water (or water pressure in the case of water supply) and the gas pressure from the carbon dioxide gas cylinder, and additional energy from the outside (for example, additional pressure from the compressor or external power source) Additional power). As a result, it is possible to obtain a safe carbonated water which is simple and easy but can be continuously and further easily controlled. Therefore, the installation cost of the apparatus and the maintenance cost for maintenance management can be reduced.
さらに、上記の気体溶解器は一種のモジュール化された構成であるため、複数の気体溶解器を重畳(積層)させて配置することによって溶解度能力を倍増させた炭酸水生成装置が容易に構築できるだけでなく、気体溶解器を並列配置することによって溶解液の生成処理量を倍増させた炭酸水生成装置も容易に構築できる。これによって、設置場所や使用目的に応じて柔軟に溶解度や生成処理量を調整した炭酸水生成装置を提供できる。 Furthermore, since the above gas dissolver is a kind of modular configuration, a carbonated water generating device with a doubled solubility capability can be easily constructed by arranging a plurality of gas dissolvers superimposed (stacked). In addition, a carbonated water generating device that doubles the generation processing amount of the dissolved solution can be easily constructed by arranging gas dissolvers in parallel. Thereby, the carbonated water production | generation apparatus which adjusted the solubility and the production | generation process amount flexibly according to the installation place and the intended purpose can be provided.
次に、本願発明にかかる気体溶解器、及びこれを用いた炭酸水生成装置の具体的実施形態の一例について、図面に基づき詳細に説明する。なお、以下説明では、便宜上、図面上の上側部分を「上部」と下側部分を「下部」と称して用いる。 Next, an example of a specific embodiment of a gas dissolver according to the present invention and a carbonated water generation apparatus using the gas dissolver will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, for convenience, the upper part of the drawing is referred to as “upper part” and the lower part is referred to as “lower part”.
図1及び図2は、本実施例の炭酸水生成装置1の構成、及びその具体的な使用例を示す概略図である。炭酸水生成装置1は、主要構成要素である気体溶解器2の流入口21に水道水、又は給湯器から水又は温水を供給する流入管4及び注水管4aを連結すると共に、流出口22には外部機器類6、例えば、浴槽6a、シャワーヘッド6b、又は蛇口6c、等へ配管した流出管5を連結している。
FIG.1 and FIG.2 is schematic which shows the structure of the carbonated water production | generation apparatus 1 of a present Example, and the specific usage example. The carbonated water generating device 1 connects an inflow pipe 4 and a
注水管4aには流入口21の近傍に炭酸ガスボンベ7からの炭酸ガスを供給するため、T型継手4c(通称、「チーズ」)及び調整弁4dを介して流入管4に連結するガス供給管4bを連結している。
A gas supply pipe connected to the inflow pipe 4 via a T-
かかる構成により、炭酸ガスボンベ7から供給された炭酸ガスと、注水管4aを流通してきた水又は温水とが、T型継手4cで合流して気体溶解器2の内部に導入される。そして、後述の筐体3の気液混合域を構成する拡散区画31と集中区画32での作用によって、炭酸ガスが水に溶解して炭酸水となって流出口22から流出し、連結された流出管5を通って外部機器類6の浴槽6aやシャワーヘッド6b、さらには消毒水または洗浄用水として蛇口6cへ供給される。
With such a configuration, the carbon dioxide gas supplied from the carbon dioxide gas cylinder 7 and the water or hot water flowing through the
本実施例の炭酸水生成装置1では、水の流入管4及び注水管4aからの供給圧(水圧)は、既設の公共水道や個別給湯設備からの給水圧又は給湯圧を、例えば0.05〜0.5Mpa範囲で適宜に調整して用いている。また、炭酸ガスボンベ7からのガス圧は調整弁4dにより0.15〜0.4Mpaの範囲内で適宜に調整している。
In the carbonated water generating apparatus 1 of the present embodiment, the supply pressure (water pressure) from the water inflow pipe 4 and the
また、本実施例の炭酸水生成装置1は、水道圧又は給湯圧とガス供給圧のみをエネルギー源とし、外部から付加的に供給する電力や動圧を必要とすることなく、簡易かつ容易にさらには短時間で生成することができる。さらに全体がコンパクト(省容積化)に構成しているため、炭酸ガスボンベ7のみを調達して設置すれば、種々の人体的な効能・効果があると言われている炭酸水を一般家庭においても容易かつ手軽に利用することができる。 In addition, the carbonated water generating device 1 of the present embodiment uses only water pressure or hot water supply pressure and gas supply pressure as an energy source, and does not need additional power or dynamic pressure to be supplied from the outside, easily and easily. Furthermore, it can be generated in a short time. Furthermore, since the entire structure is compact (volume saving), if only the carbon dioxide gas cylinder 7 is procured and installed, carbonated water, which is said to have various human effects and effects, can be used in ordinary households. It can be used easily and easily.
次に、炭酸水生成の主要な要素である気体溶解器2について、図3〜図4を用いて説明する。気体溶解器2は、後述の拡散区画31と集中区画32から成る気液混合領域を気密封止して成る直方体状の筐体3と、この筐体3の上部の幅広面中央に形成した流入口21と、流入口21とは反対面である下部の幅広面中央に形成した流出口22と、から主に構成している。
Next, the
筐体3は、金属材又は硬質樹脂材から上述したように直方体状の外観を呈し、筐体内部は区画して気液混合領域を形成している。この気液混合領域は、筐体内の上部の拡散区画31と下部の集中区画32とによって筐体内部を上下2分割した積層状態にて構成している。
The
まず、拡散区画31は上記流入口21と連通した筐体上部中央の流入スペース31aと、流入スペース31aと連通すると共に筐体端部に向かって放射直線状に延びる8本の流路31bと、から構成している。
First, the diffusion section 31 has an
集中区画32は上記流出口22と連通した筐体下部中央の流出スペース32aと、流出スペース32aと連通すると共に筐体端部に向かって放射直線状に延びる8本の流路32bと、から構成している。
The concentration section 32 is composed of an
ここで、拡散区画31と集中区画32のそれぞれの流路31b、32bは、上部と下部を階層としたほぼ重畳する位置に形成している。また、各流路31b、32bは筐体端部では連通路33を介してつながっている。連通路33の断面積はそれぞれの流路31b、32bとほぼ同じとしている。なお、流路31b、32bは図示する直線だけでなく一部を曲線やクランク状に形成して距離を延長させたり、途中の断面積を縮小若しくは拡張させても良い。
Here, the
上記の気液混合領域の構成により、気液の筐体内での流れは、流入口21、流入スペース31a、拡散区画31、連通路33、集中区画32、流出スペース32a、流出口22、の順番で流れることなる。詳述すると、流入口21から入った気液は流れ方向を変化させて一気に放射状の面方向に分岐して筐体端部に向かって拡散した後、筐体端部において再度流れ方向を逆転させた後に筐体端部である周囲から流出口22に向かって集中することになる。
Due to the configuration of the gas-liquid mixing region, the flow of the gas-liquid in the casing is in the order of the
筐体内に流入した気液の流れは、上記の拡散と集中と筐体端部での方向転換において乱流状態となり、流入口21から入った流れの粒子(水粒子と炭酸ガス気泡)は掻き乱されて攪拌混合が促進されて流出口22へ至ることとなる。この過程においては、炭酸ガスは水に溶解して不安定な状態ではあるが、炭酸水素イオンHCO3−や水素イオンH+が水中に生成されることとなる。これらイオンの存在割合によって、飲用水として又は浴用水として利用した場合には、種々の効能や効果が期待できると言われている。そして、このように拡散と集中による速度変化、流れ方向の急激な変化によって流れの粒子に複数回の圧縮力と膨張力とが付加され、粒子どうしの摩擦や粒子の分裂が誘発される。この結果、気体(炭酸ガス)の液体(水又は温水)への溶け込みが促進されて高濃度の炭酸ガス溶解液(炭酸水)を得ることができる。
The gas-liquid flow that has flowed into the casing becomes a turbulent state due to the diffusion, concentration, and direction change at the end of the casing, and the flow particles (water particles and carbon dioxide bubbles) entering from the
流出口22及び流入口21は、筐体3から外部に突出させ環状を呈し、流入管4及び流出管5、他にも適宜の継手(例えば、エルボー、スイベル、ニップル等)との連結を容易にするネジ部23を内周側に刻設している。なお、ネジ部23は環状部の外周側に刻設することも可能である。
[実証データ]
The
[Verification data]
次に、本実施例の気体溶解器2を用いて炭酸水の生成状態を試験した実証データを以下に示す。表1は、一般家庭や集合住宅等での使用頻度が高い3種類のパイプ(口径15A、20A、25A)を利用した場合において、その口径や形状における流入水量を変化させると共に、流入水の温度と炭酸ガス圧を一定とした時の溶解度と炭酸ガス濃度を示したものある。
このように、上記構成の気体溶解器2は単体でも十分な溶解度と炭酸ガス濃度の炭酸水の生成能力があり、炭酸水生成装置1を構築する場合は1個の気体溶解器2によって十分に所望仕様を満足できる。
As described above, the
一方で、本実施例の気体溶解器2は上記構成によって一種のモジュール化された形態である。このため、装置の利用目的に適合させて溶解度や炭酸水生成の処理量を適宜に向上させることが可能である。
On the other hand, the
すなわち、図5(A)に示すように、複数の気体溶解器2を重畳(積層)方向に配置し、混合した気液を最初に流入させる気体溶解器2の流入口21に水と炭酸ガスとを供給する流入管4を連結し、炭酸水を流出させる気体溶解器2の流出口22には外部供給用の流出管5を連結し、重畳方向に隣接する各気体溶解器2の流出口22と流入口21とを接続管81(例えば、ニップル)を介して連結することによって炭酸水生成装置8を構成する。この炭酸水生成装置8は水と炭酸ガスが複数の気体溶解器2を連続的に通過するため、炭酸水の溶解度や炭酸ガス濃度が向上している。
That is, as shown in FIG. 5 (A), a plurality of
また、図5(B)に示すように、複数の気体溶解器2を並列配置し、水と炭酸ガスとを供給する流入管4を並列配置した気体溶解器2の数に対応した分岐数を備えた分岐手段91(例えば、ヘッダー)に連結し、この分岐手段91から分岐して上記の各気体溶解器2の流入口21に分岐管91aを連結し、さらに各気体溶解器2の流出口22とは集約管92aを連結し、そして、各集約管92aと集約手段92を連結し、この集約手段92と流出管5を連結することによって炭酸水生成装置9を構成する。この炭酸水生成装置9は水と炭酸ガスが複数の気体溶解器2を同時に通過するため、炭酸水の生成処理量が向上している。なお、並列配置する気体溶解器2の数は、水道圧又は給湯圧とガス供給圧を考慮して設定する必要がある。
Further, as shown in FIG. 5B, a plurality of
1 炭酸水生成装置
2 気体溶解器
21 流入口
22 流出口
23 ネジ部
3 筐体
31 拡散区画
31a 流入スペース
31b 流路
32 集中区画
32a 流出スペース
32b 流路
33 連通路
4 流入管
4a 注水管
4b ガス供給管
4c T型継手
4d 調整弁
5 流出管
6 外部機器類
6a 浴槽
6b シャワーヘッド
6c 蛇口
7 炭酸ガスボンベ
8 炭酸水生成装置(積層型)
81 接続管
9 炭酸水生成装置(並列型)
91 分岐手段
91a 分岐管
92 集約手段
92a 集約管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
81 Connecting pipe 9 Carbonated water generator (parallel type)
91 Branch means 91a Branch pipe 92 Aggregation means 92a Aggregation pipe
Claims (5)
該気液混合領域の平面視の略中央付近に気液混合領域と連通させて形成した流入口と、
前記気液混合領域を挟んで流入口と略対向した位置に該気液混合領域と連通させて形成した流出口と、
から成り、
前記気液混合領域は、前記流入口から導入した気液を面方向に異なる流路長をもった複数本の流路をもって拡散させる拡散区画と、該拡散区画の流路端部からそれぞれ連通して前記流出口へ向けて異なる流路長をもった複数本の流路をもって集中させる集中区画と、を積層状態で形成したことを特徴とする気体溶解器。 A planar gas-liquid mixing area formed hermetically in the housing;
An inlet formed so as to communicate with the gas-liquid mixing region in the vicinity of the approximate center of the gas-liquid mixing region in plan view;
An outlet formed in communication with the gas-liquid mixing region at a position substantially opposed to the inlet with the gas-liquid mixing region interposed therebetween;
Consisting of
The gas-liquid mixing zone, a diffusion zone to diffuse with the plurality of flow paths having a flow path length of the gas-liquid different in the surface direction introduced from the inlet, each communicating from the flow path end portions of the diffusion compartment And a concentration section for concentrating with a plurality of flow paths having different flow path lengths toward the outlet.
平面視で矩形状であることを特徴とする請求項1記載の気体溶解器。The gas dissolver according to claim 1, wherein the gas dissolver is rectangular in plan view.
該気体溶解器の筐体の気液混合領域に水と炭酸ガス(CO2)とを供給するための流入口に連結した流入管と、
前記気体溶解器で生成した炭酸水を外部へ供給するための流出口に連結した流出管と、
から成ることを特徴とする炭酸水生成装置。 A gas dissolver according to claim 1 or 2 , and
An inflow pipe connected to an inflow port for supplying water and carbon dioxide (CO2) to a gas-liquid mixing region of the casing of the gas dissolver;
An outflow pipe connected to an outlet for supplying carbonated water generated by the gas dissolver to the outside;
A carbonated water generator comprising:
接続管を介して重畳させたことを特徴とする請求項3記載の炭酸水生成装置。 A plurality of gas dissolvers according to claim 1 or 2 ,
The carbonated water generator according to claim 3, wherein the carbonated water generator is superposed via a connecting pipe.
水と炭酸ガスとをそれぞれ別個に又は合流させてから供給するための流入管と、
該流入管と連結した各気体溶解器の流入口数に対応した分岐手段と、
該分岐手段から分岐して上記の各気体溶解器の流入口と連結する分岐管と、
上記の各気体溶解器の流出口と連結する集約管と、
該集約管と連結して各気体溶解器で生成した炭酸水の集約手段と、
該集約手段と連結した流出管と、
から成ることを特徴とする炭酸水生成装置。 A plurality of gas dissolvers according to claim 1 or 2 arranged in parallel;
An inflow pipe for supplying water and carbon dioxide gas separately or after being combined,
Branching means corresponding to the number of inlets of each gas dissolver connected to the inflow pipe;
A branch pipe branched from the branch means and connected to the inlet of each gas dissolver,
An aggregation pipe connected to the outlet of each gas dissolver,
A means for concentrating carbonated water produced by each gas dissolver connected to the concentrating pipe,
An outflow pipe connected to the aggregating means;
A carbonated water generator comprising:
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