JPH10244138A - 気液溶解混合方法と装置 - Google Patents
気液溶解混合方法と装置Info
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- JPH10244138A JPH10244138A JP6246397A JP6246397A JPH10244138A JP H10244138 A JPH10244138 A JP H10244138A JP 6246397 A JP6246397 A JP 6246397A JP 6246397 A JP6246397 A JP 6246397A JP H10244138 A JPH10244138 A JP H10244138A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置のエネルギー効率が良く、連続運転が可
能な気液溶解混合方法と装置を提供する。 【解決手段】 気体を充填した混合容器１４と、この混
合容器１４の上部に設けられ液体を混合容器１４内へ密
閉状態で水平方向に噴射するノズル等の噴射部１２と、
この液体を供給するポンプ液体供給装置２４と、噴射部
１２の上流側の液体流路１０の液体の供給圧よりも僅か
に高い圧力で気体を液体流路１０に供給する気体供給装
置２８，３０を設ける。混合容器１４の下部に設けられ
た液体の流出口１６と、この流出口１６の下流に設けら
れ混合容器１４内の加圧状態を保持するために流路を絞
った圧力調節弁やその他の絞りまたはノズルを含む絞り
２０を設ける。混合容器１４内へ液体を噴射して、混合
容器１４内の気体と噴射された液体とで気液の反応また
は溶解を行わせ、気体が溶解した液体を流出口１６を経
て絞り２０から供給する。
能な気液溶解混合方法と装置を提供する。 【解決手段】 気体を充填した混合容器１４と、この混
合容器１４の上部に設けられ液体を混合容器１４内へ密
閉状態で水平方向に噴射するノズル等の噴射部１２と、
この液体を供給するポンプ液体供給装置２４と、噴射部
１２の上流側の液体流路１０の液体の供給圧よりも僅か
に高い圧力で気体を液体流路１０に供給する気体供給装
置２８，３０を設ける。混合容器１４の下部に設けられ
た液体の流出口１６と、この流出口１６の下流に設けら
れ混合容器１４内の加圧状態を保持するために流路を絞
った圧力調節弁やその他の絞りまたはノズルを含む絞り
２０を設ける。混合容器１４内へ液体を噴射して、混合
容器１４内の気体と噴射された液体とで気液の反応また
は溶解を行わせ、気体が溶解した液体を流出口１６を経
て絞り２０から供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、気体と液体を加
圧下で反応させたり、気体が過飽和状態等となって溶解
している加圧水を供給する気液溶解混合方法と装置に関
する。
圧下で反応させたり、気体が過飽和状態等となって溶解
している加圧水を供給する気液溶解混合方法と装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気液溶解混合装置は、本願出願人
の特開平６−２８５３４５号公報に開示されているよう
に、流体流路の一部を絞った気体吸引器を設けて、この
気体吸引器により液体中に気体を吸引して、気液混合流
を形成しているものがある。この気体吸引器は、絞り部
の下流側で徐々に管路を広げた広がり部を形成するとと
もに、絞り部のわずかに下流で気体を流入させる気体流
入路を上記気体吸引器に設け、この気体吸引器に液体を
圧送し、圧送された液体の流れにより上記絞り部で負圧
を形成して気体を吸引し、気液混合流を供給するもので
ある。
の特開平６−２８５３４５号公報に開示されているよう
に、流体流路の一部を絞った気体吸引器を設けて、この
気体吸引器により液体中に気体を吸引して、気液混合流
を形成しているものがある。この気体吸引器は、絞り部
の下流側で徐々に管路を広げた広がり部を形成するとと
もに、絞り部のわずかに下流で気体を流入させる気体流
入路を上記気体吸引器に設け、この気体吸引器に液体を
圧送し、圧送された液体の流れにより上記絞り部で負圧
を形成して気体を吸引し、気液混合流を供給するもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
気液溶解混合装置の場合、液体をポンプにより圧送し、
圧送された液体のエネルギー、即ち流速により生じる負
圧により気体を吸引し、液体中に気体を供給しながら運
転しているために、液体の圧送圧が大きくなってしまう
ものであった。このためポンプの動力として消費するエ
ネルギーが大きく、その圧送圧が大きいために圧送手段
であるポンプが高価であり、その選択幅も狭いという問
題もあった。
気液溶解混合装置の場合、液体をポンプにより圧送し、
圧送された液体のエネルギー、即ち流速により生じる負
圧により気体を吸引し、液体中に気体を供給しながら運
転しているために、液体の圧送圧が大きくなってしまう
ものであった。このためポンプの動力として消費するエ
ネルギーが大きく、その圧送圧が大きいために圧送手段
であるポンプが高価であり、その選択幅も狭いという問
題もあった。
【０００４】そこで、本願出願人により特願平８−３０
１１８６号に記載した通り、気体を充填し密閉された混
合容器の上部に液体を水平方向に噴射する噴射部を設
け、上記混合容器の下流に上記混合容器内の加圧状態を
保持するために流路を絞った絞りを設け、この噴射部か
ら液体を混合容器内に噴射し、加圧状態で上記混合容器
内の気体と噴射された液体とで気液の反応または溶解を
行わせるとともに、上記混合容器の下部から気体が溶解
した液体を流出させ、上記混合容器内での気体の液体へ
の溶解により内部の気体が減少すると、上記混合容器内
への液体の供給を停止し、上記混合容器内へ気体を供給
し、上記混合容器に対する液体の噴射及び気体の供給を
交互に行う気液溶解混合方法を提案している。
１１８６号に記載した通り、気体を充填し密閉された混
合容器の上部に液体を水平方向に噴射する噴射部を設
け、上記混合容器の下流に上記混合容器内の加圧状態を
保持するために流路を絞った絞りを設け、この噴射部か
ら液体を混合容器内に噴射し、加圧状態で上記混合容器
内の気体と噴射された液体とで気液の反応または溶解を
行わせるとともに、上記混合容器の下部から気体が溶解
した液体を流出させ、上記混合容器内での気体の液体へ
の溶解により内部の気体が減少すると、上記混合容器内
への液体の供給を停止し、上記混合容器内へ気体を供給
し、上記混合容器に対する液体の噴射及び気体の供給を
交互に行う気液溶解混合方法を提案している。
【０００５】しかし、この場合、エネルギー効率良く気
液反応や気液溶解を行うことができるが、混合容器内の
気体が不足した場合液体の供給を止めて気体を供給する
ため、ポンプは間欠運転となり、気体と液体の処理効率
が悪いという問題があった。また、気体の供給のために
液体供給ポンプの運転を停止または弱くすると、混合容
器内の圧力が下がり、混合容器から流出する液体流量が
減少するという問題があった。
液反応や気液溶解を行うことができるが、混合容器内の
気体が不足した場合液体の供給を止めて気体を供給する
ため、ポンプは間欠運転となり、気体と液体の処理効率
が悪いという問題があった。また、気体の供給のために
液体供給ポンプの運転を停止または弱くすると、混合容
器内の圧力が下がり、混合容器から流出する液体流量が
減少するという問題があった。
【０００６】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
てなされたもので、装置のエネルギー効率が良く、連続
運転が可能な気液溶解混合方法と装置を提供することを
目的とする。
てなされたもので、装置のエネルギー効率が良く、連続
運転が可能な気液溶解混合方法と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、気体を充填
した混合容器の上部に液体を水平方向に約５ｍ／ｓ〜１
５ｍ／ｓの流速で噴射する噴射部を設け、上記混合容器
の下流に上記混合容器内の加圧状態を保持するために流
路を絞った絞りを設け、この噴射部から液体を混合容器
内に噴射し、加圧状態で上記混合容器内の気体と噴射さ
れた液体とで気液の反応または溶解を行わせるととも
に、上記混合容器の下部から気体が溶解した液体を流出
させ、上記混合容器内での気体の液体への溶解により内
部の気体が減少すると、液体の供給圧よりも僅かに高い
圧力（液体の供給圧の１１０％以下）で気体を上記噴射
部の上流側の液体供給管路に注入する気液溶解混合方法
である。また、上記混合容器内での気体の液体への溶解
により内部の気体が減少すると、上記混合容器内の気体
圧よりも僅かに高い圧力（混合容器内の気体圧の１１０
％以下）で気体を上記混合容器内へ注入する気液溶解混
合方法である。
した混合容器の上部に液体を水平方向に約５ｍ／ｓ〜１
５ｍ／ｓの流速で噴射する噴射部を設け、上記混合容器
の下流に上記混合容器内の加圧状態を保持するために流
路を絞った絞りを設け、この噴射部から液体を混合容器
内に噴射し、加圧状態で上記混合容器内の気体と噴射さ
れた液体とで気液の反応または溶解を行わせるととも
に、上記混合容器の下部から気体が溶解した液体を流出
させ、上記混合容器内での気体の液体への溶解により内
部の気体が減少すると、液体の供給圧よりも僅かに高い
圧力（液体の供給圧の１１０％以下）で気体を上記噴射
部の上流側の液体供給管路に注入する気液溶解混合方法
である。また、上記混合容器内での気体の液体への溶解
により内部の気体が減少すると、上記混合容器内の気体
圧よりも僅かに高い圧力（混合容器内の気体圧の１１０
％以下）で気体を上記混合容器内へ注入する気液溶解混
合方法である。
【０００８】またこの発明は、気体を充填した混合容器
と、この混合容器の上部に設けられ液体を上記混合容器
内へ密閉状態で水平方向に約５ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓの流
速で噴射するノズル等の噴射部と、この液体を供給する
ポンプ等の液体供給装置と、上記噴射部の上流側の液体
流路の液体の供給圧よりも僅かに高い圧力（液体の供給
圧の１１０％以下）で気体を液体流路に供給する気体供
給装置と、上記混合容器の下部に設けられた上記液体の
流出口と、この流出口の下流に設けられ上記混合容器内
の加圧状態を保持するために流路を絞った圧力調節弁や
その他の絞りまたはノズルを含む絞りとを設け、上記混
合容器内へ液体を噴射して、上記混合容器内の気体と噴
射された液体とで気液の反応または溶解を行わせ、気体
が溶解した液体を上記流出口及び絞り等を経て供給する
気液溶解混合装置である。また、上記気体供給装置は、
上記混合容器内の気体圧よりも僅かに高い圧力（混合容
器内の気体圧の１１０％以下）で上記混合容器内へ気体
を供給するものである。
と、この混合容器の上部に設けられ液体を上記混合容器
内へ密閉状態で水平方向に約５ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓの流
速で噴射するノズル等の噴射部と、この液体を供給する
ポンプ等の液体供給装置と、上記噴射部の上流側の液体
流路の液体の供給圧よりも僅かに高い圧力（液体の供給
圧の１１０％以下）で気体を液体流路に供給する気体供
給装置と、上記混合容器の下部に設けられた上記液体の
流出口と、この流出口の下流に設けられ上記混合容器内
の加圧状態を保持するために流路を絞った圧力調節弁や
その他の絞りまたはノズルを含む絞りとを設け、上記混
合容器内へ液体を噴射して、上記混合容器内の気体と噴
射された液体とで気液の反応または溶解を行わせ、気体
が溶解した液体を上記流出口及び絞り等を経て供給する
気液溶解混合装置である。また、上記気体供給装置は、
上記混合容器内の気体圧よりも僅かに高い圧力（混合容
器内の気体圧の１１０％以下）で上記混合容器内へ気体
を供給するものである。
【０００９】またこの発明の気液溶解混合装置は、上記
噴射部による液体噴射方向に沿って所定距離だけ上記噴
射された液体をその下方の液体と仕切る隔壁を設けたも
のである。さらに、上記混合容器内の液面を、ほぼ上記
噴射部の出口の高さに調節するものである。また、上記
流出口は上記混合容器内の液体の噴射方向と対面する位
置の壁面またはその近傍以外の壁面に取り付けられてい
るものである。さらに、上記噴射部の下方に上記液体噴
射方向に隔壁を設け、上記流出口は上記隔壁の下方であ
って上記噴射部のほぼ直下に取り付けられている気液溶
解混合装置である。そして、上記隔壁の上記噴射部側に
透孔を形成し、上記透孔は下方が相対的に大きく形成さ
れているものである。さらに、上記気体供給装置はコン
プレッサ等の下流側に気体タンクを設け、さらにその下
流にバルブまたは固定絞り等の絞りを設け、所定の期間
毎または所定の気体条件により上記液体供給管路や上記
混合容器内に、上記液体の供給圧よりも僅かに高い圧力
で気体の供給を行なう気液溶解混合装置である。
噴射部による液体噴射方向に沿って所定距離だけ上記噴
射された液体をその下方の液体と仕切る隔壁を設けたも
のである。さらに、上記混合容器内の液面を、ほぼ上記
噴射部の出口の高さに調節するものである。また、上記
流出口は上記混合容器内の液体の噴射方向と対面する位
置の壁面またはその近傍以外の壁面に取り付けられてい
るものである。さらに、上記噴射部の下方に上記液体噴
射方向に隔壁を設け、上記流出口は上記隔壁の下方であ
って上記噴射部のほぼ直下に取り付けられている気液溶
解混合装置である。そして、上記隔壁の上記噴射部側に
透孔を形成し、上記透孔は下方が相対的に大きく形成さ
れているものである。さらに、上記気体供給装置はコン
プレッサ等の下流側に気体タンクを設け、さらにその下
流にバルブまたは固定絞り等の絞りを設け、所定の期間
毎または所定の気体条件により上記液体供給管路や上記
混合容器内に、上記液体の供給圧よりも僅かに高い圧力
で気体の供給を行なう気液溶解混合装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下この発明の気液溶解混合方法
および気液溶解混合装置の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図１〜図３はこの発明の第一実施形態を示し
たもので、この実施形態では、液体を供給する配管１０
の先端部に接続された噴射部であるノズル１２が、気密
状態に形成された混合容器１４の一側面の上部に接続さ
れている。混合容器１４の上記一側面の下部には流出口
１６が形成され、流出口１６から配管１８を経て絞りで
ある減圧ノズル２０が接続され、減圧ノズル２０は液体
中に気体が溶解した処理水を溜める水槽２２の側壁面に
開口している。
および気液溶解混合装置の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図１〜図３はこの発明の第一実施形態を示し
たもので、この実施形態では、液体を供給する配管１０
の先端部に接続された噴射部であるノズル１２が、気密
状態に形成された混合容器１４の一側面の上部に接続さ
れている。混合容器１４の上記一側面の下部には流出口
１６が形成され、流出口１６から配管１８を経て絞りで
ある減圧ノズル２０が接続され、減圧ノズル２０は液体
中に気体が溶解した処理水を溜める水槽２２の側壁面に
開口している。
【００１１】配管１０の上流側には、液体を供給するポ
ンプ２４が接続され、さらにこのポンプ２４からノズル
１２に至る配管１０の途中には、ノズル１２側方向への
流れを許容する逆止弁２６が設けられている。さらに、
逆止弁２６とノズル１２との間に配管１１が接続され、
配管１１にはその蒸留側から気体供給装置であるコンプ
レッサ２８、気体を溜める気体タンク３０、電磁弁３
２、絞りであるバルブ３４及び逆止弁３８が、配管１１
に沿って直列に設けられている。
ンプ２４が接続され、さらにこのポンプ２４からノズル
１２に至る配管１０の途中には、ノズル１２側方向への
流れを許容する逆止弁２６が設けられている。さらに、
逆止弁２６とノズル１２との間に配管１１が接続され、
配管１１にはその蒸留側から気体供給装置であるコンプ
レッサ２８、気体を溜める気体タンク３０、電磁弁３
２、絞りであるバルブ３４及び逆止弁３８が、配管１１
に沿って直列に設けられている。
【００１２】混合容器１４内には、ノズル１２が接続さ
れた側面から水平方向に容器内を所定長さ仕切る隔壁４
０が設けられている。この隔壁４０のノズル１２側の端
部には、透孔４２が形成されている。隔壁４０は、気液
の溶解、反応が不十分な液体が流出口１６から出てしま
うのを防止するものである。また透孔４２は、隔壁４０
の裏面側の下段に溜った気体を上段へ戻して再び気液の
溶解や反応に供するためのものである。これらにより、
流出口１６から無駄に流れ出る気泡を少なくし、より高
効率の気体使用を可能にする。
れた側面から水平方向に容器内を所定長さ仕切る隔壁４
０が設けられている。この隔壁４０のノズル１２側の端
部には、透孔４２が形成されている。隔壁４０は、気液
の溶解、反応が不十分な液体が流出口１６から出てしま
うのを防止するものである。また透孔４２は、隔壁４０
の裏面側の下段に溜った気体を上段へ戻して再び気液の
溶解や反応に供するためのものである。これらにより、
流出口１６から無駄に流れ出る気泡を少なくし、より高
効率の気体使用を可能にする。
【００１３】ここで、隔壁４０に形成する透孔４２は、
図２に示すものの他、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、全体または裏面側の一部に、下方に広く広がった円
錐台部４２ａを形成することにより、より容易に気泡が
円錐台部４２ａを経て透孔４２に寄せられ、容易に上方
に浮き上がるものである。
図２に示すものの他、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、全体または裏面側の一部に、下方に広く広がった円
錐台部４２ａを形成することにより、より容易に気泡が
円錐台部４２ａを経て透孔４２に寄せられ、容易に上方
に浮き上がるものである。
【００１４】また、この実施形態の流出口１６の位置を
ノズル１２の下方にしたのは、流出口１６を図１、図２
の位置とは反対側の液体の噴射方向と対面する壁面近傍
に設けると、その位置の流出口から溶解し切らない気体
が気泡として液体とともに流出し、気体の利用率が悪い
ものとなり、また、大きな気泡の混じった気液混合流が
形成されてしまうという問題があった。そこで、この実
施形態のように、流出口１６の位置を、ノズル１２の直
下に設けることにより、液体のジェット１５による流れ
が流出口１６に向かわず、気液混合流が混合容器１４内
で流出口１６に至る間に、溶解し切らない気泡が隔壁４
０の裏面に溜り、流出口１６から容易に出ることがない
ものである。そして、溜った気泡を透孔４２により適宜
上方に逃がすことにより気体が無駄に流出しないもので
ある。
ノズル１２の下方にしたのは、流出口１６を図１、図２
の位置とは反対側の液体の噴射方向と対面する壁面近傍
に設けると、その位置の流出口から溶解し切らない気体
が気泡として液体とともに流出し、気体の利用率が悪い
ものとなり、また、大きな気泡の混じった気液混合流が
形成されてしまうという問題があった。そこで、この実
施形態のように、流出口１６の位置を、ノズル１２の直
下に設けることにより、液体のジェット１５による流れ
が流出口１６に向かわず、気液混合流が混合容器１４内
で流出口１６に至る間に、溶解し切らない気泡が隔壁４
０の裏面に溜り、流出口１６から容易に出ることがない
ものである。そして、溜った気泡を透孔４２により適宜
上方に逃がすことにより気体が無駄に流出しないもので
ある。
【００１５】ここで、この気泡が隔壁４０の裏面に溜る
条件としては、混合容器１４の下方の流路の流速が０．
１ｍ／ｓ以下であるとすると、図２において、混合容器
１４の下方の流路の高さＨと長さＬの関係が、Ｌ／Ｈ＞
４であることが好ましい。なお、流出口１６の位置は、
液体の噴射方向と対面する壁面またはその近傍以外の壁
面であれば良い。また、隔壁４０にわずかに傾斜をつけ
て、流出口１６の反対側が高くなるようにしておけば、
気泡が自然に上方に流れて、混合容器１４の上部に向か
う。
条件としては、混合容器１４の下方の流路の流速が０．
１ｍ／ｓ以下であるとすると、図２において、混合容器
１４の下方の流路の高さＨと長さＬの関係が、Ｌ／Ｈ＞
４であることが好ましい。なお、流出口１６の位置は、
液体の噴射方向と対面する壁面またはその近傍以外の壁
面であれば良い。また、隔壁４０にわずかに傾斜をつけ
て、流出口１６の反対側が高くなるようにしておけば、
気泡が自然に上方に流れて、混合容器１４の上部に向か
う。
【００１６】この実施形態の気液溶解混合装置は、気体
を溶解させる液体がポンプ２４により圧送され配管１０
を通してノズル１２へ流入する。ノズル１２で液体は、
加速されてジェット１５となって混合容器１４内に噴射
される。混合容器１４の中には、液体中に溶解させる気
体があらかじめ充填されており、液体の流入により気体
の体積が圧縮され、次第に混合容器１４内が加圧状態に
なる。そして、この加圧状態の混合容器１４内で気液の
反応や気液溶解が起こる。
を溶解させる液体がポンプ２４により圧送され配管１０
を通してノズル１２へ流入する。ノズル１２で液体は、
加速されてジェット１５となって混合容器１４内に噴射
される。混合容器１４の中には、液体中に溶解させる気
体があらかじめ充填されており、液体の流入により気体
の体積が圧縮され、次第に混合容器１４内が加圧状態に
なる。そして、この加圧状態の混合容器１４内で気液の
反応や気液溶解が起こる。
【００１７】ここで、効率よく気液反応や気液溶解を行
わせるために加速された液体のジェット１５の流速は、
最低５．０ｍ／ｓ程度必要であり、特に１０ｍ／ｓ前後
がエネルギー効率を考慮すると望ましく、１５．０ｍ／
ｓ以上となると、気液反応は向上せず、液体の圧送に要
するエネルギーのみが増大するだけである。そして、混
合容器１４内で気液反応を終えた液体は、流出口１６に
接続された配管１８を通って混合容器１４から流出す
る。流出口１６は混合容器１４の下部に設けられている
ために、容器内に封じ込められている気体は流出せずに
液体のみが流出し、配管１８を通った液体は、減圧ノズ
ル２０で加速され水槽２２内に噴射される。
わせるために加速された液体のジェット１５の流速は、
最低５．０ｍ／ｓ程度必要であり、特に１０ｍ／ｓ前後
がエネルギー効率を考慮すると望ましく、１５．０ｍ／
ｓ以上となると、気液反応は向上せず、液体の圧送に要
するエネルギーのみが増大するだけである。そして、混
合容器１４内で気液反応を終えた液体は、流出口１６に
接続された配管１８を通って混合容器１４から流出す
る。流出口１６は混合容器１４の下部に設けられている
ために、容器内に封じ込められている気体は流出せずに
液体のみが流出し、配管１８を通った液体は、減圧ノズ
ル２０で加速され水槽２２内に噴射される。
【００１８】この実施形態においては、定常運転時に液
面４４がノズル１２の開口部の位置の近くにあることが
より効率的な気液反応や気液溶解が得られる。従って、
液面４４をこの位置に設定するためには、混合容器１４
の各部の体積と容器内圧力の間に以下の関係を満足すれ
ば良い。
面４４がノズル１２の開口部の位置の近くにあることが
より効率的な気液反応や気液溶解が得られる。従って、
液面４４をこの位置に設定するためには、混合容器１４
の各部の体積と容器内圧力の間に以下の関係を満足すれ
ば良い。
【００１９】 Ｐ1／Ｐ 0＝Ｖ0／Ｖ1−１ （１） Ｐ0 ：液体注入前の混合容器の圧力（絶対圧）［Ｐ
ａ］ Ｐ1 ：密封容器の圧力（ゲージ圧）［Ｐａ］ Ｖ0 ：混合容器の体積［ｍ3］ Ｖ1 ：混合容器のノズル開口部より上面部分の体積
［ｍ3］
ａ］ Ｐ1 ：密封容器の圧力（ゲージ圧）［Ｐａ］ Ｖ0 ：混合容器の体積［ｍ3］ Ｖ1 ：混合容器のノズル開口部より上面部分の体積
［ｍ3］
【００２０】次に、混合容器１４内の気体が気液の溶解
や反応により減少し不足状態となった場合、電磁弁３２
を開き、気体を配管１１からノズル１２の上流の配管１
０に供給する。このときの気体の供給圧は、配管１０と
配管１１の接続部の液体の供給圧よりも僅かに高い圧力
（ただし配管１０の液体の供給圧の１１０％以下）であ
り、好ましくは液体の供給圧の１０５％前後の圧力であ
る。気体圧は、タンク３０内の圧力を絞りであるバルブ
３４の開度を調節することにより、適宜上記条件に合う
ように設定する。この気体供給は、液体を圧送するポン
プ２４を止めずに行なう。また気体の供給タイミング
は、液体流量と混合容器１４内の静圧により気体の消費
割合が算出されるので、所定の期間例えばタイマー制御
により定期的に行なうものである。また、混合容器１４
内の気体の量を、液面４４を検知して所定位置の範囲内
に来るように電磁弁３２を開閉する制御をしても良い。
や反応により減少し不足状態となった場合、電磁弁３２
を開き、気体を配管１１からノズル１２の上流の配管１
０に供給する。このときの気体の供給圧は、配管１０と
配管１１の接続部の液体の供給圧よりも僅かに高い圧力
（ただし配管１０の液体の供給圧の１１０％以下）であ
り、好ましくは液体の供給圧の１０５％前後の圧力であ
る。気体圧は、タンク３０内の圧力を絞りであるバルブ
３４の開度を調節することにより、適宜上記条件に合う
ように設定する。この気体供給は、液体を圧送するポン
プ２４を止めずに行なう。また気体の供給タイミング
は、液体流量と混合容器１４内の静圧により気体の消費
割合が算出されるので、所定の期間例えばタイマー制御
により定期的に行なうものである。また、混合容器１４
内の気体の量を、液面４４を検知して所定位置の範囲内
に来るように電磁弁３２を開閉する制御をしても良い。
【００２１】気体の供給時には気体の流入により配管１
０内の圧力が高まり、ポンプ２４の負荷も高くなるが、
これに対応可能なポンプ２４を用いれば良く、逆止弁２
６により気体の逆流はない。また、気体供給時の圧力変
動によるウォーターハンマー現象を抑えるために、必要
に応じてリリーフ弁３５を配管１０に接続する。
０内の圧力が高まり、ポンプ２４の負荷も高くなるが、
これに対応可能なポンプ２４を用いれば良く、逆止弁２
６により気体の逆流はない。また、気体供給時の圧力変
動によるウォーターハンマー現象を抑えるために、必要
に応じてリリーフ弁３５を配管１０に接続する。
【００２２】ここで、気体供給を行なっていない時の混
合容器１４内の圧力をＰ1、液体流量をＱ1、気体供給を
行なっている際の混合容器１４内の圧力をＰ2、液体流
量をＱ2とすると、これらの間には下記の関係が生じ
る。 Ｑ1／Ｑ2＝（Ｐ1／Ｐ2）1/2 （２） これより、混合容器１４内の圧力Ｐ1，Ｐ2の差が小さい
程、液体流量Ｑ1，Ｑ2の変動が小さいといえる。
合容器１４内の圧力をＰ1、液体流量をＱ1、気体供給を
行なっている際の混合容器１４内の圧力をＰ2、液体流
量をＱ2とすると、これらの間には下記の関係が生じ
る。 Ｑ1／Ｑ2＝（Ｐ1／Ｐ2）1/2 （２） これより、混合容器１４内の圧力Ｐ1，Ｐ2の差が小さい
程、液体流量Ｑ1，Ｑ2の変動が小さいといえる。
【００２３】この実施形態の気液溶解混合装置によれ
ば、定常の液体の圧送時に、気体の吸引及び圧送が伴わ
ないので、相対的に少ないエネルギーで液体の圧送が可
能であり、気液混合の効率も高いものである。さらに、
気体が減少した際には、液体の供給圧よりも僅かに高い
圧力の気体を液体の圧送配管１０に供給して気体を補給
するものであり、液体の圧送を止めることなく連続運転
が可能であり、気体溶解液を減圧ノズル２０から連続的
にほぼ一定に供給可能なものである。さらに、この実施
形態では液体が隔壁４０の下部ら透孔４２を経て上段へ
戻るため気体が流出口１６から流出しにくく、気体の無
駄がなく利用効率が高いものである。
ば、定常の液体の圧送時に、気体の吸引及び圧送が伴わ
ないので、相対的に少ないエネルギーで液体の圧送が可
能であり、気液混合の効率も高いものである。さらに、
気体が減少した際には、液体の供給圧よりも僅かに高い
圧力の気体を液体の圧送配管１０に供給して気体を補給
するものであり、液体の圧送を止めることなく連続運転
が可能であり、気体溶解液を減圧ノズル２０から連続的
にほぼ一定に供給可能なものである。さらに、この実施
形態では液体が隔壁４０の下部ら透孔４２を経て上段へ
戻るため気体が流出口１６から流出しにくく、気体の無
駄がなく利用効率が高いものである。
【００２４】次に、この発明の第二実施形態を図４に示
す。ここで上記実施形態と同様の部材は同一の符号を付
して説明を省略する。この実施形態の気液溶解混合装置
は、上記第一実施形態の気液溶解混合装置の混合容器１
４の上部に気体を供給する配管１１が接続され開口した
ものである。
す。ここで上記実施形態と同様の部材は同一の符号を付
して説明を省略する。この実施形態の気液溶解混合装置
は、上記第一実施形態の気液溶解混合装置の混合容器１
４の上部に気体を供給する配管１１が接続され開口した
ものである。
【００２５】この実施形態の場合、気体の供給は混合容
器１４内の上部の気体が溜った空間に直接供給され、混
合容器１４内の気体圧より僅かに高い圧力であれば良
く、上記第一実施形態の場合より気体供給圧は僅かでは
あるが低くても良い。この気体圧の調整もバルブ３４を
調整して行ない、気体圧は混合容器１４内の気体圧より
僅かに高い圧力（混合容器内の気体圧の１１０％以下）
に設定するものであり、この場合も、混合容器内の気体
圧の１０５％前後の圧力が好ましい。
器１４内の上部の気体が溜った空間に直接供給され、混
合容器１４内の気体圧より僅かに高い圧力であれば良
く、上記第一実施形態の場合より気体供給圧は僅かでは
あるが低くても良い。この気体圧の調整もバルブ３４を
調整して行ない、気体圧は混合容器１４内の気体圧より
僅かに高い圧力（混合容器内の気体圧の１１０％以下）
に設定するものであり、この場合も、混合容器内の気体
圧の１０５％前後の圧力が好ましい。
【００２６】この実施形態によれば、気体の供給を混合
容器１４に直接接続して行なうものであり、気体供給時
の液体圧送配管１０及びポンプ２４に与える圧力変動が
少なく、ポンプ２４をほぼ一定の負荷で連続運転するこ
とができる。
容器１４に直接接続して行なうものであり、気体供給時
の液体圧送配管１０及びポンプ２４に与える圧力変動が
少なく、ポンプ２４をほぼ一定の負荷で連続運転するこ
とができる。
【００２７】なお、この発明の気体の供給はコンプレッ
サ２８とタンク３０を用いるものの他、ボンベを供給源
としても良く、また、絞りである減圧ノズル２０は、他
の固定絞りや可変絞りでも良く、適宜のバルブを用いて
も良い。さらに、減圧ノズル２０は、水槽２２に直接接
続しているが、配管１８の途中に設けても良い。
サ２８とタンク３０を用いるものの他、ボンベを供給源
としても良く、また、絞りである減圧ノズル２０は、他
の固定絞りや可変絞りでも良く、適宜のバルブを用いて
も良い。さらに、減圧ノズル２０は、水槽２２に直接接
続しているが、配管１８の途中に設けても良い。
【００２８】
【実施例】次にこの発明の気液溶解混合装置を用いた実
施例について説明する。上記第一実施形態の態様の装置
を用いて液体の供給圧を０．３２ＭＰａ、気体の供給圧
を０．３４ＭＰａ、気体供給がない時の混合容器１４内
の圧力を０．３０ＭＰａとしてこの装置を運転したとこ
ろ、気体供給の有無による液体流量の変動は３〜４％程
度となり、ほぼ連続運転となっていることが確認され
た。
施例について説明する。上記第一実施形態の態様の装置
を用いて液体の供給圧を０．３２ＭＰａ、気体の供給圧
を０．３４ＭＰａ、気体供給がない時の混合容器１４内
の圧力を０．３０ＭＰａとしてこの装置を運転したとこ
ろ、気体供給の有無による液体流量の変動は３〜４％程
度となり、ほぼ連続運転となっていることが確認され
た。
【００２９】
【発明の効果】この発明の気液溶解混合方法と装置は、
この装置をほぼ一定に連続運転することができ、しかも
気体供給を少ないエネルギーで容易に可能であり、気体
の無駄なく、加圧状態で効率良く気液の混合や気体の溶
解を行うことができ、装置全体の小型化も図ることもで
きるものである。
この装置をほぼ一定に連続運転することができ、しかも
気体供給を少ないエネルギーで容易に可能であり、気体
の無駄なく、加圧状態で効率良く気液の混合や気体の溶
解を行うことができ、装置全体の小型化も図ることもで
きるものである。
【図１】この発明の第一実施形態の気液溶解混合装置の
配管回路図である。
配管回路図である。
【図２】この発明の第一実施形態の気液溶解混合装置の
混合容器の断面図である。
混合容器の断面図である。
【図３】この発明の第一実施形態の気液溶解混合装置の
混合容器の隔壁の透孔部分の断面図である。
混合容器の隔壁の透孔部分の断面図である。
【図４】この発明の第二実施形態の気液溶解混合装置の
配管回路図である。
配管回路図である。
１０，１１，１８ 配管 １２ ノズル（噴射部） １４ 混合容器 １６ 流出口 ２０ 減圧ノズル（絞り） ２２ 水槽 ２４ ポンプ ２８ コンプレッサ ３０ タンク ４０ 隔壁 ４２ 透孔
Claims (11)
- 【請求項１】 気体を充填した混合容器の上部に液体を
水平方向に噴射する噴射部を設け、上記混合容器の下流
に上記混合容器内の加圧状態を保持するために流路を絞
った絞りを設け、この噴射部から液体を混合容器内に噴
射し、加圧状態で上記混合容器内の気体と噴射された液
体とで気液の反応または溶解を行わせるとともに、上記
混合容器の下部から気体が溶解した液体を流出させ、上
記混合容器内での気体の液体への溶解により内部の気体
が減少した際に、液体の供給圧よりも僅かに高い圧力で
気体を上記噴射部の上流側の液体供給管路に注入する気
液溶解混合方法。 - 【請求項２】 気体を充填した混合容器の上部に液体を
水平方向に噴射する噴射部を設け、上記混合容器の下流
に上記混合容器内の加圧状態を保持するために流路を絞
った絞りを設け、この噴射部から液体を混合容器内に噴
射し、加圧状態で上記混合容器内の気体と噴射された液
体とで気液の反応または溶解を行わせるとともに、上記
混合容器の下部から気体が溶解した液体を流出させ、上
記混合容器内での気体の液体への溶解により内部の気体
が減少した際に、上記混合容器内の加力よりも僅かに高
い圧力で気体を上記混合容器内へ注入する気液溶解混合
方法。 - 【請求項３】 上記噴射部から噴射される液体の速度
は、５ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓである請求項１または２記載
の気液溶解混合方法。 - 【請求項４】 上記混合容器内の液面を、ほぼ上記噴射
部の出口の高さに調節する請求項１または２記載の気液
溶解混合装置。 - 【請求項５】 気体を充填した混合容器と、この混合容
器の上部に設けられ液体を上記混合容器内へ密閉状態で
水平方向に噴射する噴射部と、この液体を上記混合容器
に供給する液体供給装置と、上記噴射部の上流側の液体
流路に液体の供給圧よりも僅かに高い圧力で気体を供給
する気体供給装置と、上記混合容器の下部に設けられた
上記液体の流出口と、この流出口の下流に設けられ上記
混合容器内の加圧状態を保持するために流路を絞った絞
りとを設け、上記混合容器内へ液体を噴射して、上記混
合容器内の気体と噴射された液体とで気液の反応または
溶解を行わせ、気体が溶解した液体を上記流出口及び絞
りを経て供給する気液溶解混合装置。 - 【請求項６】 気体を充填した混合容器と、この混合容
器の上部に設けられ液体を上記混合容器内へ密閉状態で
水平方向に噴射する噴射部と、この液体を上記混合容器
に供給する液体供給装置と、上記混合容器内の気体の圧
力よりも僅かに高い圧力でこの混合容器内へ気体を供給
する気体供給装置と、上記混合容器の下部に設けられた
上記液体の流出口と、この流出口の下流に設けられ上記
混合容器内の加圧状態を保持するために流路を絞った絞
りとを設け、上記混合容器内へ液体を噴射して、上記混
合容器内の気体と噴射された液体とで気液の反応または
溶解を行わせ、気体が溶解した液体を上記流出口及び絞
りを経て供給する気液溶解混合装置。 - 【請求項７】 上記噴射部による液体噴射方向に沿って
上記噴射された液体をその下方の液体と仕切る隔壁を設
けた請求項５または６記載の気液溶解混合装置。 - 【請求項８】 上記噴射部の下方に上記液体噴射方向に
隔壁を設け、上記流出口は上記隔壁の下方であって上記
噴射部のほぼ直下に取り付けられている請求項５または
６記載の気液溶解混合装置。 - 【請求項９】 上記隔壁の上記噴射部側に透孔を形成し
た請求項７または８記載の気液溶解混合装置。 - 【請求項１０】 上記透孔は下方が相対的に大きく形成
されている請求項９記載の気液溶解混合装置。 - 【請求項１１】 上記気体供給装置は、混合容器内に供
給する気体圧を所定の圧力に設定する絞りを有した請求
項５または６記載の気液溶解混合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6246397A JPH10244138A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 気液溶解混合方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6246397A JPH10244138A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 気液溶解混合方法と装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10244138A true JPH10244138A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=13200938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6246397A Pending JPH10244138A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 気液溶解混合方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10244138A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010019684A (ko) * | 1999-08-30 | 2001-03-15 | 김수태 | 물 또는 수용액 중에 기체를 용해하는 방법 및 그 장치 |
| JP2002235898A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Toyota Motor Corp | 燃料混合充填装置 |
| JP2005095336A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 気泡発生浴槽 |
| JP2007313464A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 気体溶解装置 |
| JP2008307514A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 微細気泡発生装置 |
| JP2010029754A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 気体溶解装置 |
| JP2010029755A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 気体溶解装置 |
| US8128741B2 (en) | 2006-05-26 | 2012-03-06 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Gas dissolving apparatus |
| KR101132641B1 (ko) | 2010-11-02 | 2012-04-02 | 서강대학교산학협력단 | 마이크로 유체 혼합 장치 |
| JP2013121414A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Fujidenoro Co Ltd | 炭酸泉生成装置 |
| JP2015181976A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | Idec株式会社 | ファインバブル液生成装置 |
| CN114904410A (zh) * | 2021-02-07 | 2022-08-16 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 一种微气泡产生装置及烟机 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP6246397A patent/JPH10244138A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010019684A (ko) * | 1999-08-30 | 2001-03-15 | 김수태 | 물 또는 수용액 중에 기체를 용해하는 방법 및 그 장치 |
| JP2002235898A (ja) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Toyota Motor Corp | 燃料混合充填装置 |
| JP2005095336A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Works Ltd | 気泡発生浴槽 |
| JP2007313464A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 気体溶解装置 |
| US8128741B2 (en) | 2006-05-26 | 2012-03-06 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Gas dissolving apparatus |
| JP4561781B2 (ja) * | 2007-06-18 | 2010-10-13 | パナソニック電工株式会社 | 微細気泡発生装置 |
| JP2008307514A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 微細気泡発生装置 |
| JP2010029755A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 気体溶解装置 |
| JP2010029754A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 気体溶解装置 |
| KR101132641B1 (ko) | 2010-11-02 | 2012-04-02 | 서강대학교산학협력단 | 마이크로 유체 혼합 장치 |
| JP2013121414A (ja) * | 2011-12-09 | 2013-06-20 | Fujidenoro Co Ltd | 炭酸泉生成装置 |
| JP2015181976A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | Idec株式会社 | ファインバブル液生成装置 |
| US10315170B2 (en) | 2014-03-20 | 2019-06-11 | Idec Corporation | Fine bubble-containing liquid generating apparatus |
| CN114904410A (zh) * | 2021-02-07 | 2022-08-16 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 一种微气泡产生装置及烟机 |
| CN114904410B (zh) * | 2021-02-07 | 2023-07-28 | 佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 | 一种微气泡产生装置及烟机 |
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