JPH06269651A

JPH06269651A - 気液加圧混合装置とこれを用いた廃液等の処理装置

Info

Publication number: JPH06269651A
Application number: JP5350088A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Machitani; 勝幸町谷; Kimio Hirasawa; 公雄平沢; Tokio Hori; 登紀男堀; Masakazu Kashiwa; 雅一柏
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1993-01-22
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1994-09-27
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2574736B2

Abstract

(57)【要約】【目的】連続的に効率よく水等の液体や廃液等の被処
理液の処理を行う。【構成】水等の液体や廃液等の被処理液１が流入する
液体流入部５を有し、この液体流入部５の下流側に連続
して設けられた流体流路の一部をベンチュリ管やオリフ
ィス等で絞り、この絞り部６の下流側で徐々に管路を広
げた広がり部１０を設ける。絞り部６のわずかに下流側
で廃液処理用のオゾン等の気体を流入させる気体流入口
８を形成し、広がり部１０の下流側に、緩急を繰り返す
勾配に形成され上から下へ流体が流れる加圧混合流路１
３を配設する。加圧混合流路１３の出口または下流に、
出口側絞りであるノズル孔２０を設け、このノズル孔２
０から処理済液を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オゾン等の気体と液
体を加圧下で反応させたり、オゾン等の気体が大量に溶
解された液体を供給するための気液加圧混合装置に関
し、さらに、産業排水や家庭排水等所定の処理が必要な
廃液を無害なものに処理するため、この気液加圧混合装
置を用いた廃液等の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オゾン等の気体と液体を加圧下で
反応させたり気体を液体中に溶解をさせる方法として、
気体と液体の双方を加圧ポンプ中に送り込み、上記加圧
ポンプ内で液体を加圧し、上記反応や溶解を行わせる方
法があった。また、所定圧に加圧された加圧タンク内に
液体と気体を送り込み、上記加圧タンク内で反応や溶解
を行う方法もあった。

【０００３】また、例えば食品工場からの排水で殺菌処
理に際して、オゾン殺菌の場合、一旦バッチ処理用のタ
ンクに溜めて、そのタンク内に殺菌剤やオゾンを注入
し、殺菌処理をして排出していた。また、生けす等の水
槽のように、貯蔵している液体を循環させて再利用する
場合も、その水を殺菌槽等に入れて処理するか、フィル
ターを通すだけで殺菌処理をせずに循環させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の加圧
ポンプを用いるものの場合、加圧ポンプ内に気体と液体
を一緒に送り込むため、その加圧ポンプ内でキャビテ−
ションが発生しやすくなり、ポンプ材質や構造が、キャ
ビテーションに対して強い材料に制限されるという問題
があった。さらに、ポンプに送り込む気体の種類によっ
ても、ポンプ材質が制限された。また、上記加圧タンク
を用いた場合は、加圧タンク内で気体と液体の反応や溶
解を行うため、加圧タンク内で液体が止まった状態にあ
る。したがって、連続的に気体と液体の反応や溶解をさ
せることができず、加圧タンクの大きさの割合に対して
気液の接触面積が小さく、少ない気体を効率よく利用で
きなかった。またこの方法では、気体と液体の両方を加
圧タンク内に圧送する必要があり、ポンプ等の装置が大
がかりになるという問題があった。

【０００５】また、上記従来の技術の後者の場合におい
て、廃液等の被処理液を一旦水槽に溜めてオゾン等を水
槽中に溶解させて処理しているものは、処理時間がかか
るとともに、連続した処理が不可能であり、処理装置も
大型化し、コストも高くなるものであった。また、フィ
ルターを通過させる場合は連続処理が可能であるが、時
間がかかり効率よく完全な殺菌を行わせることはできな
いものであった。

【０００６】この発明は、上記従来技術の問題点に鑑み
て成されたもので、連続的に効率よく気体を液体中に溶
解させ又は混合させることができ、廃液等の処理に際し
て、気体を溶解混合させることにより所望の処理を連続
的に行うことができる気液加圧混合装置とそれを用いた
廃液等の処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、流体流路の
一部をベンチュリ管やオリフィス等で絞り、この絞り部
の下流側で徐々に管路を広げた広がり部を設け、上記絞
り部のわずかに下流側で気体を流入させる気体流入口を
形成し、上記広がり部の下流側に、緩急を繰り返す勾配
に形成され上から下へ流体が流れる加圧混合流路を配設
し、この加圧混合流路の出口または下流にノズル孔等か
らなる出口側絞りを設けた気液加圧混合装置である。さ
らに、上記加圧混合流路の途中に、上記出口側絞りと比
べて断面積の大きい中間絞りを設け、上記加圧混合流路
内の上記中間絞りの少なくとも出口側の流路の圧力を測
定する圧力測定手段を設けたものである。

【０００８】またこの発明は、上記加圧混合流路の出口
または下流にノズル孔等の出口側絞りを設け、この出口
側絞りからオゾンが溶解したオゾン水等の液体を供給す
るものである。さらに、上記加圧混合流路の途中に上記
液体中に流入したオゾンのうち、液体中に溶解しきらな
かった分を外部へ逃がす分岐流路を形成し、この分岐流
路の所定位置に分岐流路中に流入した液体の液面を検出
するセンサを取り付け、上記分岐流路の先端側に絞りと
上記センサの検知信号により開閉される電磁弁とを設
け、気泡や気体流れがなく、オゾンが溶解した液体成分
のみを上記出口側絞りから供給するようにしたものであ
る。

【０００９】また、この発明は、廃液等の被処理液が流
入する液体流入部を有し、この液体流入部の下流側に連
続して設けられた流体流路の一部をベンチュリ管やオリ
フィス等で絞り、この絞り部の下流側で徐々に管路を広
げた広がり部を設け、上記絞り部のわずかに下流側で廃
液処理用のオゾン等の気体を流入させる気体流入口を形
成し、上記広がり部の下流側に、緩急を繰り返す勾配に
形成され上から下へ流体が流れるとともに上記被処理液
中の物質と上記気体とを反応させる加圧混合流路を配設
し、この加圧混合流路の出口または下流にノズル孔等の
出口側絞りを設け、この出口側絞りから処理済液を排出
する廃液等の処理装置である。さらに、上記加圧混合流
路の途中に、上記出口側絞りと比べて断面積の大きい中
間絞りを設け、上記加圧混合流路内の上記中間絞りの少
なくとも出口側の流路の圧力を測定する圧力測定手段を
設けたものである。

【００１０】またこの発明は、上記絞り部に続いて下流
側に設けられ液体流路方向に断面積の等しい気体流入部
を設け、この気体流入部に外部からオゾン等の気体を流
入させる気体流入口を形成し、上記気体流入口の下流側
に流路を徐々に広げた広がり部を設け、上記広がり部の
下流に流路中の被処理液である液体と上記気体流入口か
ら流入した気体とを混合する上記加圧混合流路を設けた
ものである。

【００１１】またこの発明は、上記加圧混合流路の下流
側に、上方へ突き出て主流路から分岐した分岐流路を形
成し、この分岐流路の所定位置に分岐流路中に流入した
液体の液面を検出するセンサを取り付け、上記分岐流路
の先端側に絞りと上記センサの検知信号により開閉され
る電磁弁とを設けて上記分岐点の主流路下流側に気泡や
気体流れのない被処理液を供給し、上記分岐点の主流路
下流側に絞りノズル等の出口側絞りを設けた廃液等の処
理装置である。

【００１２】

【作用】この発明の気液加圧混合装置は、絞り部のわず
か下流側の気体流入口から気体を流れの中に流入させ、
流れが遅くなる広がり部で、気体と液体を混合させつつ
流入した気体を液体中に加圧溶解させ、さらに、加圧混
合流路の流路上部を気体が流れ、流路下部に液体が流れ
る状態になり、気液の接触面積が広いものとなる。ま
た、この上から下に流れ落ちる加圧混合流路の出口又は
下流にノズル孔等の出口側絞りを設けることによって、
この加圧混合流路内部の静圧を高め、反応や溶解効率を
高めることができる。さらに、流入口より流出口が低く
なっているため、上記加圧混合流路内に気液混合流が滞
る形になり、密度の大きい液体の方が気体よりも流出が
容易になる。そのため気体が液体より多く滞り、加圧混
合流路に流入する気液混合流の気体の割合が低くても、
上記加圧混合流路内では気体の割合が高くなる。

【００１３】また、この発明の廃液等の処理装置は、加
圧混合流路に流入する気液混合流の気体の割合が低くて
も、上記加圧混合流路内では気体の割合が高くなり、被
処理液に対する気体による処理効率が高くなるものであ
る。

【００１４】さらに、この発明の廃液等の処理装置は、
上記加圧混合流路に設けられた分岐流路の分岐点で、余
剰気体と被処理液とを正確に分流することは困難である
ため、分岐流路側に気体だけではなく少量の被処理液が
流入するよう設定し、この分岐流路内に被処理液が流入
した際には、被処理液は密度が大きいために下方に溜ま
る形になり、この液面をセンサで検出し、被処理液が分
岐流路から外部に流出しないように分岐流路の先に取り
付けた電磁弁を開閉する。この時、余剰気体は分岐流路
から上方へ流出して行くが、その流出側に絞りを設けて
あるために加圧混合流路内の圧力低下はほとんど起こら
ない。

【００１５】

【実施例】以下この発明の気液加圧混合装置及びこれを
用いた廃液等の処理装置の実施例について図面を基にし
て説明する。図１、図２はこの発明の第一実施例を示す
もので、この実施例の廃液等の処理装置により処理され
る被処理液１は、オゾンによって殺菌するための、上
水、下水、食品工場等の排水、生けす、プール等の水ま
たは海水、風呂水、水耕栽培用の水、クーリングタワー
水、その他の殺菌を必要とする液体である。さらには、
オゾンにより脱色するための着色排水、鑑賞用魚水槽
水、水道水等、または、液体中に有害成分を含む排水で
ある。そして、これらの被処理液を、気体として混合溶
解されるオゾンにより、酸化分解し、無害なものや、再
利用可能な状態にするものであり、さらに、オゾンによ
り、除鉄、除マンガン、シアンまたはフェノールの分
解、ＣＯＤを低下させる等の処理を行うものである。

【００１６】この実施例の廃液等の処理装置は、図１に
示すように、被処理液１を送り込む液体流入管路２が、
混合器４の液体流入部５に接続され、この混合器４が、
気液加圧混合器１２の入口部１１に取り付けられてい
る。混合器４には、管路が狭くなった絞り部である喉部
６が中央に設けられたベンチュリ管が形成され、この喉
部６の下流の広がり部１０には、喉部６のわずかに下流
側でオゾン等の気体を管路中に混合させる気体流入口８
が形成されている。

【００１７】気液加圧混合器１２は、箱型に組まれて水
平部１３ａと垂直部１３ｂとが交互に段階的に設けられ
た加圧混合流路１３が形成されている。この加圧混合流
路１３には、その上部に排気口１４が形成され、流路の
中間部に中間絞り１６が取り付けられ、出口部１８に出
口側絞りであるノズル孔２０が設けられている。そし
て、ノズル孔２０は、流出管路２２に接続されている。
また、出口部１８の直前には、上方に分岐した分岐流路
２４が形成され、分岐流路２４の上部に、余剰気体を排
出する余剰気体抜き口２６が設けられている。

【００１８】気液加圧混合器１２の上部に取り付けられ
た排気口１４の先には、管路２８を経てバルブ３０が取
り付けられている。排気口１４及びバルブ３０は、気液
混合流の流入が停止した際、加圧されていた気体が、膨
張し流入管路２や気体流入口８または流出管路２２など
へ流れ出すことを防止するために、バルブ３０を気液混
合流の流入停止時に開き、排気口１４を経て外部に気体
を放出する際に使用するものである。なお、この排気口
１４は不必要な場合、適宜省略しても良い。

【００１９】気液加圧混合器１２内の流路途中に設けら
れた中間絞り１６の流体流れと直交する方向の断面の総
断面積は、この気液加圧混合器１２の出口部１８に設け
られたノズル孔２０の、流体流れと直交する方向の断面
の総断面積よりも大きいものである。そして、中間絞り
１６を設けることにより、中間絞り１６の前の流路より
中間絞り１６の後の流路の圧力が低い状態になる。これ
により、中間絞り１６前の流路と中間絞り１６後の流路
の加圧状態を測定することによって、加圧混合流路１３
内の圧力が異常に高くなる等の非常事態を感知すること
ができ、気液加圧混合器１２の破裂等を事前に防止する
ことができる。ここで、一般的には、中間絞り１６の後
の流路の圧力が前の流路の圧力に近付いてくることによ
り異常な事態であることが分かる。また、中間絞り１６
の前の流路内の圧力は、注入する気液混合流の圧力とし
て分かるので、少なくとも中間絞り１６の後の流路の圧
力を測定することによっても、この気液加圧混合器１２
の異常を検知することができる。尚、この中間絞り１６
は、不必要な場合適宜省略することができる。

【００２０】気液加圧混合器１２のノズル孔２０の直前
で上方に突き出した分岐流路２４は、加圧混合流路１３
の終点部の分岐点３２で分岐され、分岐流路２４及び余
剰気体抜き口２６を経て管路３４で流量調節弁３６に接
続されている。加圧混合流路１３の内部を流れる気体は
密度が小さいために分岐点３２に来ると上方に突き出し
た分岐流路２４へ流れ、管路３４通って流量調整弁３６
に流れていく。そして、流量調整弁３６を適当に調節す
ることにより、余った気体の排気と加圧値の調節とを同
時に行うことができる。尚、この分岐流路２４も、不必
要な場合適宜省略しても良い。また、加圧混合流路１３
内の圧力を調整する必要がない場合は、流量調整弁３６
を固定の絞りにしても良い。

【００２１】この実施例の廃液等の処理装置は、図２に
示すように、被処理液１を廃液槽３から管路７を介して
吸い上げるポンプ９を有しており、ポンプ９と混合器４
との間の液体流入管路２には、リリーフ弁１７が途中に
設けられた管路１５が接続され、この管路１５の先端部
は廃液槽３に接続されている。また、混合器４の気体流
入口８には、流量調節弁１９を有した気体管路２１が接
続され、気体管路２１の基端部は、オゾン発生装置２３
に接続されている、。このオゾン発生装置２３には、酸
素ボンベ等の酸素供給源２５が取り付けられている。ま
た、余剰気体を排出する管路３４には、オゾン分解触媒
を有したオゾン分解装置２７が接続されている。

【００２２】次に、この実施例の廃液等の処理装置の作
用に付いて以下に説明する。先ず、ポンプ９により廃液
槽３から吸引された被処理液１は、流入管路２から混合
器４へ所定の圧力で流入し、ベンチュリ管の喉部６で加
速されて、一旦静圧が低下し、広がり部１０を経て流速
が遅くなり再び静圧が増大する。この時、気体流入口８
は、喉部６のわずかに下流側であり、この部分の静圧は
相対的に負圧になっているため、オゾンが流路中に流入
する。なお、この気体流入口８を喉部６に配置しないの
は、喉部６が最も静圧の低くなる部分ではあるが、喉部
６に気体流入口８を設けると、実際には気体の吸い込み
が良くなく、流路が広がり始めたところの方が気体が流
入しやすいためである。

【００２３】混合器４でオゾンが混合された被処理液１
は、気液加圧混合器１２の内部で気体流れ４０と被処理
液流れ４２の流れに分離して流れる。この際、オゾンと
被処理液１が加圧下で互いに広い面積で接触した高接触
状態になり、気液反応や気体の被処理液への溶解が促進
される。その後、気液混合流である被処理液１は、ノズ
ル孔２０を通り流出管路２２から流出する。流出管路２
２から流出する処理済液は、処理液槽４５に溜められ、
排出または再利用される。また、この処理液槽４５を設
けず、直接排出または循環させても良いものである。

【００２４】被処理液１の処理に際し、気液加圧混合器
１２は、流出管路２２が流入管路２よりも低い位置に設
置されているために、加圧混合流路１３の内部に気液混
合流が滞るようになる。さらに、被処理液１は気体より
密度が高いことにより、被処理液１の方が流出しやす
く、気体であるオゾンが流出しにくい状態になるため、
オゾンがよりいっそう滞るようになる。このため、気液
加圧混合器１２に流入する気液混合流のオゾンの割合が
低くても、気液加圧混合器１２内部ではオゾンの割合が
高いものとなる。

【００２５】この実施例の廃液等の処理装置では、気体
流入口８の接続部位における広がり部１０と、ノズル孔
２０との各々の総断面積の関係は以下の式を満たすもの
であれば良い。ＰＡ＜ＰＧ（１）ＰＡ＝（１−Ｓb²／Ｓa²）Ｐ1＋（δＰ＋Ｐb）Ｓb²／Ｓa² （２）ＰＧは気体流入口８から流入する気体の圧力ＰＡは流体力学上のベルヌーイの定理と連続の式から与
えられる気体流入口８の接続部位における広がり部１０
の静圧Ｓaは気体流入口８の接続部位における広がり部１０の
断面積Ｓbはノズル孔２０の総断面積Ｐ₁は気体流入口８の接続部位における広がり部１０の
総圧 δＰは気体流入口８の接続部位における広がり部１０か
らノズル孔２０までの圧力損失Ｐbはノズル孔２０の静圧

【００２６】本装置を用いてオゾンによる排水処理の試
験をしたところ、注入オゾンに対して消費されたオゾン
が９９．４％と、非常に高いオゾン利用効率がえられ
た。また、この実施例の気液加圧混合器１２は、箱状に
加圧混合流路１３を形成しているので、簡単な構成で、
気液が効率よく混合され、装置も小さいものにすること
ができる。

【００２７】なお、この混合器４は、図１のように直接
気液加圧混合器１２に接続する他、図３のように管路４
４を経て気液加圧混合器１２に接続しても良い。また、
ノズル孔２０は、流出管路２２の先端部又は途中に設け
ても良いものである。さらに、気液加圧混合器１２の加
圧混合流路１３は、図２に示すように、パイプ等の管状
のものを、蛇行させて形成しても良く、緩急を繰り返す
勾配の流路を経て気液混合流が流れるようにしたもので
あれば良い。またこの実施例の気液加圧混合装置は、被
処理液１を水等の液体に代えて、オゾンが溶解したオゾ
ン水等のオゾン溶解液を製造する装置として用いても良
いものである。

【００２８】次にこの発明の第二実施例について図４、
図５を基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様
の部材は同一符号を付して説明を省略する。この実施例
の気液加圧混合装置を用いた廃液等の処理装置は、混合
器４として、図４、図５に示すように、絞り部である喉
部６が中央部に設けられたベンチュリ管状の流路５０が
形成されている。このベンチュリ管状の流路５０の下流
側には、喉部６よりわずかに内径が大きい円筒状の気体
流入部５２が形成され、この気体流入部５２の下流側
に、滑らかにテーパ状に広がった広がり部が形成されて
いる。そして、この気体流入部５２には、オゾン等の気
体を流路５０中に混合させるための気体流入口５６が形
成されている。ここで、喉部６から噴出してきた被処理
液１の流れは、喉部６を通過後の後コーン状に拡大する
ため、気体流入部５２の長さには制限がある。即ち、喉
部６から流れが所定の角度で広がり、その流れが気体流
入部５２の壁面に当たるまでの長さが最大値であると言
える。実験的には、図４に示すように、喉部６と気体流
入部５２との段差ａと平行部の流さｂの関係は、次の
式、ｂ＜９．５ａを満たすものであれば安定してオゾン等の廃液処理用気
体を吸引することが判明している。

【００２９】この実施例の混合器４が取り付けられた気
液加圧混合器１２も、上から下に液体が流れ落ちる加圧
混合流路１３が形成されたものである。そして、加圧混
合流路１３の出口部には管路５８を介して出口側絞りで
あるノズル孔２０が形成されたノズル部６０が設けられ
ているものである。

【００３０】この実施例の廃液等の処理装置も、緩急を
繰り返しながら段階的に液体が上から下に向う加圧混合
流路１３を有し、この加圧混合流路１３に被処理液１を
流すことにより、加圧混合流路１３内では、その上部に
気体であるオゾン、下部に被処理液１が流れる状態にな
り、気液の接触面積が広い流れが得られるものである。
そして、出口部の管路５８の先端にノズル部６０を設け
ることによって、この加圧混合流路１３内部の静圧を高
め、オゾンの反応を高めるものである。

【００３１】次にこの発明の第三実施例について図６を
基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様の部材
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例では、
加圧混合流路１３で溶解しきらなかった気体であるオゾ
ンを、ノズル部６０の出口側のズル部であるノズル孔２
０でせん断するのではなくて、ノズル部６０の手前の分
岐点３２から上方を向いて設けられた分岐流路６２か
ら、余剰気体として外部に放出しているものである。こ
れにより処理済液中に気泡として残るオゾンが少なくな
り、気泡として残っていたオゾンが処理液槽から空気中
に拡散することはなくなる。

【００３２】次にこの発明の第四実施例について図７を
基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様の部材
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例の気液
加圧混合装置を用いた廃液等の処理装置は、混合器から
気液混合流が送り込まれる管路５８に、出口側絞りであ
る中間ノズル６４を設けたものである。この配管路５８
は、気液の混合部を兼ねるものであり、鋼管やフレキシ
ブルな管路でもよく、流れが乱流になる方がより効率良
く気体と液体が混合されるので、その管路を螺旋状に設
定したり、管路のレイノルズ数を乱流になる値以上の条
件に設定しても良い。

【００３３】次にこの発明の第五実施例について図８を
基にして説明する。ここで、上述の実施例と同様の部材
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例の気液
加圧混合装置を用いた廃液等の処理装置は、混合器４の
広がり部５４が段階的に形成されたものである。これに
より、気体流入部５２及び広がり部５６の加工がきわめ
て容易なものとなり、より生産効率の良いものとなる。
また、広がり部５６の段数は任意に設定出来るものであ
り、少なくとも加圧混合流路１３までに１段以上形成さ
れていれば良い。さらに、段階的に広がる広がり部５６
及び気体流入部５２の各段差部は、所定角度傾斜した面
に形成しても良い。

【００３４】次にこの発明の第六実施例について図９、
図１０に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と同
様の部材は同一符号を付して説明を省略する。この実施
例の気液加圧混合装置を用いた廃液等の処理装置は、図
示するように、ポンプ等で圧送された被処理液１が混合
器４を介して流入する加圧混合流路１３の入口部１１の
後に、段階的に上から下に流れ落ちる加圧混合流路１３
が形成されている。この段階的に上から下に流れ落ちる
加圧混合流路１３の終端部に、上方に突きだした分岐流
路２４が分岐点３２で分岐して形成されている。また、
分岐点３２の下流の流出管路２２の出口部１８には、こ
の被処理液１が流れる流出管路２２が接続され、この流
出管路２２の基端部には、出口側絞りである絞りノズル
６６が設けられている。この絞りノズル６６は、上記第
一実施例のノズル孔２０と同様の機能を有するもので、
加圧混合流路１３内を所定の加圧状態に維持するための
ものである。また、分岐流路２４の出口６８の後に、絞
り７０と電磁弁７２が接続されている。さらに、分岐流
路２４の側面には静電容量型の近接センサ７４、７５が
配置されている。電磁弁７２が設けられた気体放出管路
７６には、例えばオゾン処理装置等が接続され、放出さ
れる気体の処理を行っている。

【００３５】この実施例の気液加圧混合装置を用いた廃
液等の処理装置の動作は、先ず、入口部１１より加圧混
合流路１３内に所定圧力に加圧された被処理液１を流入
させると、加圧混合流路１３の内部で気体流れ４０と液
体流れ４２に分かれる。そして、加圧混合流路１３の出
口部１８に接続された流出管路２２の基端部の絞りノズ
ル６６により、加圧混合管路１３の内部は加圧状態を維
持する。ここで、この加圧と絞りノズル６６のとの関係
は、加圧混合流路１３の内部の大きさを充分大きくとっ
た場合、ベルヌーイの定理より次式で与えられる。Ｐ＝ρｕ^２／２Ｐ：流路１２内での圧力 ρ：液体の密度ｕ：絞りノズル２０での流速

【００３６】そして、分岐点３２で分岐した流れは、分
岐流路２４側へも液体及び気体が流入し、比重の重い液
体が下方に留まり気体が分岐流路２４の上方に向かって
流れる。分岐流路２４内では、液体面がセンサ７４，７
５間にほぼ位置するように、絞りノズル６６及び絞り６
８の内径が調整されているものである。そして、被処理
液１の液面の変動に対して、液体面がセンサ７５の位置
まで上昇すると図９に示すように、センサ７４，７５と
もＯＮし、電磁弁７２が閉じられる。これにより気体の
放出が止められ、分岐流路２４内の上方に気体が充満し
液面が下降する。そして、液面がセンサ７４より下方に
下がると、センサ７４，７５ともにＯＦＦとなり、電磁
弁７２が開放され、再び液面が分岐流路内で上昇し始め
る。このようにして、分岐流路２４より余剰気体が外部
に放出され、オゾンが溶解液のみが流出管路２２へ流れ
込む。

【００３７】この実施例の廃液等の処理装置の内部で
は、加圧状態の気体と液体との間で、互いに広い接触面
積が得られるため、気液反応や液体への気体溶解が非常
に良好に行われる条件となるものである。

【００３８】ここで、この実施例の廃液等の処理装置の
オゾンと被処理液１は、別々に加圧混合流路１３に注入
しても良い。この場合少なくともオゾンを所定の圧力に
加圧して注入する。さらに、絞りノズル６６の取付位置
は、出口部１１の下流側の任意の位置に設けることがで
きるものである。さらに、絞りノズル６６は、図９のよ
うな一つの穴を開けたものでも、複数の穴を開けたもの
でも良く、また、この絞りノズル６６の代わりに出口側
絞りとして圧力調節バルブ等を取り付けて圧力を可変に
したものでも良い。なお、この加圧混合流路１３の設定
は、その形成面を必ずしも水平及び鉛直方向にする必要
がなく傾斜していても良い。また、管路を蛇行させたも
のでも良い。また、入口部１１より出口部１８が低いと
いう条件を満たしていれば、途中の部分が上昇していて
も良い。さらに、図９においては、絞り７０、電磁弁７
２の順で配置したが、電磁弁７２、絞り７０の順で配置
しても良い。また、絞り６８の代わりに圧力調節バルブ
等を使用しても良い。

【００３９】尚、この発明の気液加圧混合装置を用いた
廃液等の処理装置の混合器は、ベンチュリ管により形成
したものや、絞り部をオリフィス状に急激に絞ったもの
でも良く、絞り部等の形状は問わないものである。さら
に、ノズル部の形状やノズル孔の数も所定の条件に一致
させて適宜設定できるものである。被処理液に混合する
気体は、オゾンの他、他の成分が混じっていても良く、
他の殺菌用ガス又は処理用のガスであっても良い。また
この実施例の気液加圧混合装置は、被処理液１を水等の
液体に代えて、オゾンが溶解したオゾン水等のオゾン溶
解液を製造する装置として用いても良いものである。

【００４０】

【発明の効果】この発明の気液加圧混合装置及びこの気
液加圧混合装置を用いた廃液等の処理装置は、水やその
他の被処理液の圧送するだけで連続的かつ高効率に、気
体溶解液の製造または、被処理液の殺菌処理や所定の反
応等をを行わせることができる。また、被処理液に対す
る気体の割合が少ない場合でも高効率な気液反応や気体
溶解を行うことができ、特に高価な気体の使用に際して
は、気体の無駄がなく、気体の利用効率がきわめて良い
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置を示す縦断面図である。

【図２】この発明の第一実施例の廃液等の処理装置の概
略管路図である。

【図３】この発明の第一実施例の変形例の気液加圧混合
装置装置の概略管路図である。

【図４】この発明の第二実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置の縦断面図である。

【図５】この発明の第二実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置の混合器の部分拡大断面図
である。

【図６】この発明の第三実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置のノズル部の部分拡大断面
図である。

【図７】この発明の第四実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置の中間ノズルの部分拡大断
面図である。

【図８】この発明の第五実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置の混合器の拡大断面図であ
る。

【図９】この発明の第六実施例の気液加圧混合装置とそ
れを用いた廃液等の処理装置を示す縦断面図である。

【図１０】この発明の第六実施例の気液加圧混合装置と
それを用いた廃液等の処理装置の動作を示すタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

４混合器５液体流入部６喉部（絞り部）８気体流入口１０広がり部１１入口部１３加圧混合流路１６中間絞り１８出口部２０ノズル孔（出口側絞り）２４分岐流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀登紀男大阪府大阪市淀川区三国本町１丁目10番40 号和泉電気株式会社内 (72)発明者柏雅一大阪府大阪市淀川区三国本町１丁目10番40 号和泉電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体流路の一部を絞った絞り部と、この
絞り部の下流側で徐々に管路を広げた広がり部とを設
け、上記絞り部のわずかに下流側で気体を流入させる気
体流入口を形成し、上記広がり部の下流側に、緩急を繰
り返す勾配に形成され上から下へ流体が流れる加圧混合
流路を配設し、この加圧混合流路の出口または下流に出
口側絞りを設けたことを特徴とする気液加圧混合装置。
【請求項２】上記加圧混合流路の途中に上記出口側絞
りと比べて断面積の大きい中間絞りを設け、上記加圧混
合流路内の上記中間絞りの少なくとも出口側の流路の圧
力を測定する圧力測定手段を設けたことを特徴とする請
求項１記載の気液加圧混合装置。
【請求項３】液体が流される流体流路の一部を絞った
絞り部と、この絞り部の下流側で徐々に管路を広げた広
がり部とを設け、上記絞り部のわずかに下流側で上記液
体の流れにオゾンを流入させる気体流入口を形成し、上
記広がり部の下流側に、緩急を繰り返す勾配に形成され
上から下へ上記液体及びオゾンの混合流が流れる加圧混
合流路を配設し、この加圧混合流路の出口または下流に
出口側絞りを設け、この出口側絞りから上記オゾンが溶
解した液体を流出させることを特徴とする気液加圧混合
装置。
【請求項４】上記加圧混合流路の途中に上記液体中に
流入したオゾンのうち液体中に溶解しきらなかった分を
外部へ逃がす分岐流路を形成したことを特徴とする請求
項３記載の気液加圧混合装置。
【請求項５】上記分岐流路の所定位置に分岐流路中に
流入した液体の液面を検出するセンサを取り付け、上記
分岐流路の先端側に絞りと上記センサの検知信号により
開閉される電磁弁とを設け、上記加圧混合流路の下流側
の出口側絞りからオゾンが溶解した液体のみを流出させ
ることを特徴とする請求項４記載の気液加圧混合装置。
【請求項６】被処理液が流入する液体流入部を有し、
この液体流入部の下流側に連続して設けられた流体流路
の一部を絞り、この絞り部の下流側で徐々に管路を広げ
た広がり部を設け、上記絞り部のわずかに下流側で上記
被処理液を処理するための気体を流入させる気体流入口
を形成し、上記広がり部の下流側に、緩急を繰り返す勾
配に形成され上から下へ流体が流れるとともに上記被処
理液中の物質と上記気体とを反応させる加圧混合流路を
配設し、この加圧混合流路の出口または下流に出口側絞
りを設け、この出口側絞りから処理済液を排出すること
を特徴とする廃液等の処理装置。
【請求項７】上記絞り部に続いて下流側に設けられ液
体流路方向に断面積の等しい気体流入部を設け、この気
体流入部に外部から気体を流入させる気体流入口を形成
し、上記気体流入口の下流側に流路を徐々に広げた広が
り部を設け、上記広がり部の下流に流路中の液体と上記
気体流入口から流入した気体とを混合する上記加圧混合
流路を設けたことを特徴とする請求項６記載の廃液等の
処理装置。
【請求項８】上記加圧混合流路の下流側に、上方へ突
き出て主流路から分岐した分岐流路を形成し、この分岐
流路の所定位置に分岐流路中に流入した液体の液面を検
出するセンサを取り付け、上記分岐流路の先端側に絞り
と上記センサの検知信号により開閉される電磁弁とを設
け、上記分岐点の主流路下流側に上記加圧混合流路中の
気体流れのない被処理液を供給し、上記分岐点の主流路
下流側に出口側絞りを設けたことを特徴とする請求項６
又は７記載の廃液等の処理装置。