[发明专利]气体溶解装置

说明书

技术领域

本发明涉及使空气、氧、臭氧等气体溶解于液体的气体溶解装置。

背景技术

作为气体溶解装置的适用例，如专利文献1所公开的，已知的有在处理对象水中混合臭氧的臭氧水制造装置。该专利文献1的装置以通过设置于外壳内的混合设备使导入的处理对象水与臭氧的混合流体混合，同时通过加压设备进行加压的方式构成。

但是，在该装置中，以大气压下的体积比计，仅能够使臭氧混入5％左右。因此，在专利文献2中，提出了一种臭氧水处理装置，其作为能够高效地使臭氧混入处理对象水中的臭氧水处理装置，具有将含有臭氧的气泡混入处理对象水并在大气压力以上的输出压力下进行输出的二相流气液混合泵、将内部维持于封闭状态的外筒部以及在内部由在周面上形成有多个微细孔的微细管形成的内筒部，具备使在处理对象水中混入的含有臭氧的气泡在使通过内筒部的微细孔时机械破碎并进行微细化的气液接触管、以及使处理对象水仅停留规定时间的自由基反应槽。

然而，专利文献2的臭氧水处理装置在1秒以上、3秒以下这样的短时间内使含有臭氧的气泡通过内筒部的微细孔而使其机械破碎并进行微细化(段落0018)，需要另外设置用于使含有臭氧的气泡溶解于处理对象水的反应槽(自由基反应槽)。另外，含有臭氧的气泡和处理对象水从气液接触管的底部向上流动，由于存在从上部排出的结构，因此含有臭氧的气泡不通过微细孔而上浮，在气液接触管的上部积存等，由此有可能阻止含有臭氧的气泡的微细化，溶解效率降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平7-227529号公报

专利文献2：专利第4271991号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述而完成的，其课题在于提供了利用相对简单的结构，能够高效地使气体在液体中溶解至过饱和状态的气体溶解装置。

用于解决课题的手段

本发明的气体溶解装置的特征在于，具备直立的柱状罐、将使气体与液体混合而成的气液混合体加压供给至所述罐内的气液供给设备；在所述罐内的上部具有使所述气液混合体向所述罐的底面侧喷射的喷嘴；在所述罐内，通过设置区划体，至少形成沿着所述罐的长边方向的中心轴的中央流路、沿着所述罐的内周面的外侧流路、和将所述中央流路和所述外侧流路在短边方向连通的连接流路；从所述喷嘴喷射至所述罐内的所述气液混合体在通过所述中央流路、所述外侧流路和所述连接流路的同时被搅拌。

这样在本发明中，由气体与液体混合而成的气液混合体以高压从罐的上方向底面侧喷射，其后，成为一边通过由区划体形成的中央流路和外侧流路，一边从内侧向外侧或者从外侧向内侧不规则地通过连接流路，因此，气液混合体彼此碰撞，同时被有效地搅拌。其结果，气体被微细化，气体的表面积增加并且与水的接触频率增加，同时，停留时间也增加，气体的溶解量增加。

本发明的区划体可利用在周面上具有多个贯通孔的内筒体来形成，在这种情况下，使内筒体的内侧为中央流路，使内筒体的外周面与罐的内周面之间为外侧流路，使贯通孔为连接流路。如果这样使用在周面上具有多个贯通孔的内筒体，则可通过仅将该内筒体设置于罐内而一体地形成各通路。另外，内筒体向罐内的设置简单，可易于制造本发明的气体溶解装置。

在利用内筒体形成区划体的情况下，在该贯通孔的周缘部，优选设置向内筒体的内侧和/或外侧突出的碰撞部。通过这样设置碰撞部，气液混合体与该碰撞部碰撞并弹回等从而停留时间增加，因此，可进一步促进微细化的气体向液体的溶解。

本发明的区划体可通过在罐的长边方向有间隔地多段配置的环形体来形成。在这种情况下，使环形体的内侧为中央流路，使环形体的外周面与罐的内周面之间为外侧流路，使环形体彼此之间为连接流路。如果通过多个环形体形成区划体，则气液混合体与各环形体碰撞并弹回等从而停留时间增加，因此，可促进微细化的气体向液体的溶解。

另外，在本发明的罐内，可设置阻挡中央流路的碰撞板。如果这样设置碰撞板，则通过各流路后的气液混合体与碰撞部碰撞并弹回，由此可增加停留时间，可进一步促进微细化的气体向液体的溶解。

进而在本发明中，可在罐内设置隔板，在相比该隔板的上方区域配置区划体，在隔板设置使气液混合体在相比隔板的下方区域产生涡流的开口部。如果设为这样的结构，则在相比隔板的上方区域进行基于利用了区划体的搅拌的微细化的气体向液体的溶解，同时，在相比隔板的下方区域基于利用涡流的搅拌，可更高效地进行气体向液体的溶解。即，能够利用一个罐进行两种搅拌，能够使搅拌效率提高，同时，能够使装置的设置空间紧凑，也能够降低制造成本。