气体溶解装置制造方法
【专利摘要】气液混合槽、中间槽和气液分离槽在溶解罐的内部由第一分隔壁和第二分隔壁划分而形成，相对于液体的流动，气液混合槽、中间槽和气液分离槽从上游侧到下游侧依次配置，在溶解罐中，划分中间槽和气液分离槽的第二分隔壁与流出部设置成使得液体沿水平方向在气液分离槽中流动。
【专利说明】气体溶解装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及使空气等气体溶解于水等溶剂的气体溶解装置。
【背景技术】
[0002]本 申请人:提出了能够小型化、能够抑制气液分离槽中紊流的产生且抑制大气泡流出的气体溶解装置(专利文献I)。
[0003]专利文献I所记载的气体溶解装置具备溶解罐，该溶解罐通过第一分隔壁和第二分隔壁这两个分隔壁，相对于液体的流动，其内部从上游侧到下游侧按气液混合槽、大泡流出防止槽、气液分离槽的顺序被划分。在该气体溶解装置中，流入溶解罐内的流体在气液混合槽中与气体混合，生成溶解有气体的液体，该液体依次流经大泡流出防止槽、气液分离槽。
[0004]而且，在气体溶解装置中，划分大泡流出防止槽和气液分离槽的第二分隔壁的、与划分气液混合槽和大泡流出防止槽的第一分隔壁相对的面，或者第一分隔壁的与第二分隔壁相对的面，设有沿溶解罐的纵向延伸的纵肋。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-227782号公报
[0008]发明的概要
[0009]发明要解决的问题
[0010]对于这样的气体溶解装置，为了提高通用性，要求能够向狭小空间设置的进一步小型化。
【发明内容】
[0011]本发明是鉴于以上情况而做出的，其课题在于，提供能够进一步小型化、特别是能够减小纵向尺寸的气体溶解装置。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]为了解决上述问题，本发明的气体溶解装置的特征在于，具备:溶解罐；第一分隔壁和第二分隔壁，设置于该溶解罐的内部；流出部，设置于溶解罐；以及气液混合槽、中间槽和气液分离槽，由第一分隔壁和第二分隔壁划分溶解罐的内部而形成，相对于溶解有气体的液体的流动，从上游侧到下游侧依次配置；流入溶解罐内的流体在气液混合槽中与气体混合而生成液体,该液体依次流经中间槽、气液分离槽,从流出部流出至溶解罐的外部，划分中间槽和气液分尚槽的第二分隔壁与流出部设置成，使得液体沿水平方向在气液分尚槽中流动。
[0014]优选地，在该气体溶解装置中，第二分隔壁和流出部设置成使得液体沿着中间槽的外表面沿水平方向流动。
[0015]优选地，在该气体溶解装置中，在气液分离槽中，设有从气液分离槽的顶面向下方延伸的纵肋。
[0016]优选地，在该气体溶解装置中，纵肋沿液体流动的方向设置多个。
[0017]优选地，在该气体溶解装置中，在第二分隔壁中，其上部被局部切口而形成切口部，流出部设在位于从切口部离开的位置的气液分离槽的底部。
[0018]优选地，在该气体溶解装置中，第二分隔壁设置成，使得中间槽从外侧包围由第一分隔壁划分的气液混合槽的周围。
[0019]优选地，在该气体溶解装置中，第一分隔壁和第二分隔壁具有大致圆筒状的形状。
[0020]优选地，在该气体溶解装置中，气体循环配管设置于中间槽或气液分离槽的内部，该气体循环配管将滞留于气液分离槽的上部的气体供给至流入溶解罐内的流体。
[0021]发明的效果:
[0022]依照本发明的气体溶解装置，能够进一步小型化，特别是能够减小纵向的尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的气体溶解装置的一个实施方式的主视图。
[0024]图2是图1所示的气体溶解装置的纵截面图。
[0025]图3 (a) (b) (c)分别是图2所示的气体溶解装置中的溶解罐的A-A截面图、B-B截面图、C-C截面图。
[0026]图4是图2所示的气体溶解装置中的溶解罐的局部剖切立体图。
[0027]图5是表示纵肋对气泡的移动抑制的示意图。
[0028]图6是表示溶解罐中的气体循环配管的周边的局部剖切立体图。
[0029]图7是图1所示的气体溶解装置中的溶解罐的分解立体图。
[0030]图8是图1所示的气体溶解装置中的溶解罐的分解立体图。
【具体实施方式】
[0031]图1是表示本发明的气体溶解装置的一个实施方式的主视图。图2是图1所示的气体溶解装置的纵截面图。图3 (a) (b) (c)分别是图2所示的气体溶解装置中的溶解罐的A-A截面图、B-B截面图、C-C截面图。图4是图2所示的气体溶解装置中的溶解罐的局部剖切立体图。
[0032]如图1和图2所示，在气体溶解装置I中，泵3固定于架台2上，溶解罐4纵放地安装于泵3上。泵3将水等溶剂在加压下供给至溶解罐4，在正面具备溶剂的吸入部5。吸入部5能够与吸入配管(未图示)连接。另外，泵3在上端部具备向上方突出的吐出部6。
[0033]如图1所示，溶解罐4在底部具备流入部7，流入部7连接至泵3的吐出部6。因此，由泵3供给的溶剂从溶解罐4的底部流入溶解罐4内。另外，溶解罐4在位于与流入部7不同的位置处的底部具备流出部8。流出部8是溶解罐4内生成的液体从溶解罐4流出的部位，配置在溶解罐4的正面侧。流出部8能够与向供给目标供给液体的流出配管(未图示)连接。
[0034]另外，在气体溶解装置I中，沿纵向延伸的气体吸引配管9连接至泵3的吸入部5。气体吸引配管9在顶端连接着形成有气体吸引口 10的气体吸入部11。通过因泵3的工作而产生的负压，作为溶解罐4中的溶解对象的空气等气体从气体吸入部11的气体吸引口 10被吸入，经由气体吸引配管9而被送入泵3的吸入部5。被送入吸入部5的气体在水等溶剂中作为气泡混合，生成气液混合流体。该气液混合流体作为流体经由吐出部6和流入部7而供给至溶解罐4内。
[0035]如图2所示，在溶解罐4的内部设有两个分隔壁，即第一分隔壁12和第二分隔壁13，溶解罐4的内部由第一分隔壁12和第二分隔壁13划分为气液混合槽14、中间槽15和气液分离槽16。相对于在溶解罐4内生成的、溶解有气体的液体的流动，气液混合槽14位于最上游侧。中间槽15与气液混合槽14的外侧邻接而配置。相对于液体的流动，气液分离槽16位于最下游侧，与中间槽15的外侧邻接。
[0036]如图3 (a) (b) (c)所示，第一分隔壁12和第二分隔壁13均具有大致圆筒状的形状。第一分隔壁12划分气液混合槽14和中间槽15，如图2所示从溶解罐4的顶面向下方延伸。第一分隔壁12的下端不到达溶解罐4的底面，在与溶解罐4的底面之间形成有间隙。将该间隙作为液体的流路，气液混合槽14与中间槽15彼此连通。
[0037]第二分隔壁13划分中间槽15和气液分离槽16，从溶解罐4的底面向上方延伸。第二分隔壁13设置成使中间槽15从外侧包围气液混合槽14的周围。另外，在第二分隔壁13的上部，如图3 (a) (c)和图4所示，其一部分被切口为截面大致圆弧状，形成切口部17。经由切口部17，中间槽15与气液分离槽16连通。切口部17配置在流出部8的相反侧，流出部8位于从切口部17离开的位置。另外，流出部8设于气液分离槽16的底部，与气液分离槽16连通。
[0038]在这样的溶解罐4中，如图2所示，气液混合流体由于泵3的工作而被供给至溶解罐4时，气液混合流体经由图1所示的流入部7从溶解罐4的底部朝向上方喷出至气液混合槽14。气液混合流体与溶解罐4的顶面或第一分隔壁12撞击而弹回，逐渐滞留于气液混合槽14的底部。另外，与溶解罐4的顶面或第一分隔壁12撞击而弹回的气液混合流体与从溶解罐4的底部朝向上方喷出的气液混合流体碰撞，而且与贮存于气液混合槽14的气液混合流体的液面碰撞，搅拌气液混合流体。此时，经由图1所示的气体吸引配管9而混合的气体和预先贮存于气液混合槽14的气体与水等溶剂激烈地混合,并且气液混合流体被搅拌，气体在加压下溶解于溶剂中，生成溶解有气体的液体。这一过程为，通过搅拌所导致的剪切，作为气泡混合于气液混合流体的气体被细分化，与溶剂接触的表面积变大，并且液面附近的气体的溶解浓度由于搅拌导致的均匀化而降低，气体向溶剂的溶解速度上升。
[0039]生成的液体经由第一分隔壁12的下端与溶解罐4的底面之间的间隙而流出至中间槽15。如图3 (a) (c)和图4所示，流出至中间槽15的液体从第二分隔壁13的切口部17溢流而流出至气液分离槽16。在气液分离槽16中，未完全溶解于液体的气体作为气泡从液体分离。由于液体的流动上升到气液界面、即液面附近，因而气泡由于浮力而向上方移动。另一方面，流出至气液分离槽16的液体在不妨碍这样的气泡上升的方向上流动。SP，如图3 (b)和图4所示，液体沿水平方向在气液分离槽16中流动。该液体的水平方向的流动沿着中间槽15的外表面，沿水平方向在气液分离槽16中流动的液体从流出部8流出至溶解罐4的外部。由于流出部8设在气液分离槽16的底部，因而存在于液面附近的大气泡的流出被抑制。
[0040]这样，在溶解罐4中，第二分隔壁13和流出部8设置成使得液体沿着中间槽15的外表面沿水平方向在气液分离槽16中流动，因而溶解罐4能够进一步小型化，特别是能够减小纵向尺寸。有效地缩短了溶解罐4的纵向尺寸。而且，由于流出部8设置在从中间槽15的切口部17离开的位置，因而能够增长用于气液分离的距离，能够增长气泡的上升时间。液体沿水平方向在气液分离槽16中流动，由此，能够在流动期间将未溶解的气体从液体分离，能够高效地进行气液分离。因此，能够抑制未溶解的气体从流出部8流出至溶解罐4的外部。
[0041]另外，在溶解罐4中，通过第二分隔壁13，配置成中间槽15从外侧包围气液混合槽14的周围，因而能够抑制在液体生成时容易产生的噪音。再者，由于第一分隔壁12和第二分隔壁13具有圆筒状的形状，因而液体的流动被均匀化，有助于溶解罐4的进一步小型化。
[0042]另外，如图3 (a) (c)和图4所75,在气液分尚槽16中，设有从气液分尚槽16的顶面向下方延伸的纵肋18。纵肋18形成为小片状，沿液体流动的方向隔开间隔而设置三个。
[0043]图5是表示纵肋对气泡的移动抑制的示意图。
[0044]在气液分离槽16中，在液体内向上方移动的气泡19被纵肋18限制向液体流动的水平方向的移动。气泡19仅能够沿纵肋18的长度方向上升，这样上升的多个气泡19逐渐合体。纵肋18也促进气泡19的合体。因此，未溶解气体从液体高效地分离，能够抑制大气泡从气液分离槽16向流出部8流出。合体的气泡19到达液面，而未溶解的气体滞留在气液分离槽16的上部。为了将这样滞留于气液分离槽16的上部的未溶解气体从溶解罐4排出，如图2和图4所示，在溶解罐4的气液分离槽16的上部设有气体放出阀20。
[0045]气体放出阀20具有浮标(未图示)，该浮标跟随气液分离槽16中的液体的液面高度而浮沉，能够沿上下方向移动。浮标伴随液体的液面高度的变化而上下移动，由此，气体放出阀20进行贮存于气液分离槽16的气体的放出和停止。
[0046]另外，在溶解罐4中，为了再次利用贮存于气液分离槽16的上部的气体，如图2和图3 (a) (b) (c)所示，还设有气体循环配管21。
[0047]图6是表示溶解罐中的气体循环配管的周边的局部剖切立体图。
[0048]如图6所示，气体循环配管21沿上下方向设于中间槽15的内部，下端连接至溶解罐4的流入部7。如图3 (c)所示，气体循环配管21的上端部沿着第二分隔壁13弯曲成大致圆弧状，且水平地配置。气体循环配管21由橡胶等弹性体形成。如图2所示，气体循环配管21的上端部配置在溶解罐4的顶面与第二分隔壁13的上部之间，还作为衬垫起作用。
[0049]在生成溶解有气体的液体时，在气体循环配管21的上端附近与下端附近之间产生压力差。气体循环配管21的上端附近的压力高于下端附近的压力。另外，在图6所示的流入部7中，由于气液混合流体的流速较快，因而被减压。所以，滞留于气液分离槽16的上部的未溶解气体被从气体循环配管21的上端吸入，从下端供给至流入部7。送入流入部7的气体再次混合至气液混合流体，在气液混合槽14中溶解于溶剂中。这样，由于在溶解罐4中设有气体循环配管21，该气体循环配管21将滞留于气液分离槽16的上部的气体供给至流入溶解罐4内的气液混合流体，因而能够再次利用未溶解气体，气体的溶解效率提高。
[0050]此外，气体循环配管21不限于设在中间槽15的内部，还能够设在气液分离槽16的内部。即使设在气液分离槽16的内部，气体循环配管21也与设在中间槽15内部时同样地起作用。另外，在溶解罐4的上部，如图1所示，形成有向下倾斜的倾斜面部22。通过倾斜面部22，滞留于气液分离槽16上部的气体聚集在溶解罐4的中央部附近，从气体循环配管21上端的气体吸入顺利地进行，能够将气体高效地供给至流入部7。
[0051]如图1和图2所示，如上所述的溶解罐4在纵向的中央部分割为两部分，由上侧的上零件23和下侧的下零件24这两个零件形成。
[0052]图7是图1所示的气体溶解装置中的溶解罐的分解立体图。图8是图1所示的气体溶解装置中的溶解罐的分解立体图。在图7、图8中，从不同的方向示出溶解罐。
[0053]如图7和图8所示，在上零件23中，第一分隔壁12 —体地形成，第一分隔壁12从上零件23的顶面向下方延伸。在下零件24中，第二分隔壁13—体地形成，第二分隔壁13从下零件24的底面向上方延伸。在下零件24中，在底部一体地设有流入部7和流出部8。在上零件23的下端缘部和下零件24的上端缘部，设有向外侧突出而延伸的凸缘部25、26。使凸缘部25、26重合，在重合的凸缘部25、26的规定部位，由螺栓、螺母等适当的固定件紧固上零件23和下零件24，从而组装溶解罐4而成为一体。在该组装时，第一分隔壁12被插入第二分隔壁13的内侧，形成气液混合槽14、中间槽15和气液分离槽16。另外，如图2所示，图3 (c)所示的由弹性体形成的气体循环配管21的上端部夹入上零件23的顶面与第二分隔壁13的上部之间。由于该气体循环配管21的夹入，气体循环配管21作为衬垫起作用，上零件23的顶面与第二分隔壁13的上部之间具有水密封性。因此，能够抑制液体在第二分隔壁13的切口部17以外的部分从中间槽15向气液分离槽16流出。通过将滞留于气液分离槽16上部的气体供给至溶解罐4的气体循环配管21来实现这样的上零件23的顶面与第二分隔壁13的上部之间的水密封性，因而溶解罐4中零件数减少。
[0054]本发明并不由以上实施方式限定。关于泵和架台的构成或构造、气体放出阀的构成或构造等细节，能够采用各种方式。
[0055]符号说明
[0056]I气体溶解装置
[0057]4溶解罐
[0058]8流出部
[0059]12第一分隔壁
[0060]13第二分隔壁
[0061]14气液混合槽
[0062]15中间槽
[0063]16气液分离槽
[0064]17 切口部
[0065]18 纵肋
[0066]21气体循环配管
[0067]工业实用性:
[0068]本发明的气体溶解装置能够进一步小型化，特别是纵向的尺寸较小。
【权利要求】
1.一种气体溶解装置，其特征在于，具备: 溶解罐； 第一分隔壁和第二分隔壁，设置于该溶解罐的内部； 流出部，设置于所述溶解罐；以及 气液混合槽、中间槽和气液分离槽，由所述第一分隔壁和所述第二分隔壁划分所述溶解罐的内部而形成，相对于溶解有气体的液体的流动，从上游侧到下游侧依次配置， 流入所述溶解罐内的流体在所述气液混合槽中与气体混合而生成所述液体，该液体依次流经所述中间槽、所述气液分离槽，从所述流出部流出至所述溶解罐的外部， 划分所述中间槽和所述气液分离槽的所述第二分隔壁与所述流出部设置成，使得所述液体沿水平方向在所述气液分离槽中流动。
2.根据权利要求1所述的气体溶解装置，其特征在于， 所述第二分隔壁和所述流出部设置成，使得所述液体沿着所述中间槽的外表面沿水平方向流动。
3.根据权利要求1或2所述的气体溶解装置，其特征在于， 在所述气液分离槽中，设有从气液分离槽的顶面向下方延伸的纵肋。
4.根据权利要求3所述的气体溶解装置，其特征在于， 所述纵肋沿所述液体流动的方向设置多个。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的气体溶解装置，其特征在于， 在所述第二分隔壁中，其上部被局部切口而形成切口部，所述流出部设在位于从所述切口部离开的位置的所述气液分离槽的底部。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的气体溶解装置，其特征在于， 所述第二分隔壁设置成，使得所述中间槽从外侧包围由所述第一分隔壁划分的所述气液混合槽的周围。
7.根据权利要求6所述的气体溶解装置，其特征在于， 所述第一分隔壁和所述第二分隔壁具有大致圆筒状的形状。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的气体溶解装置，其特征在于， 气体循环配管设置于所述中间槽或所述气液分离槽的内部，该气体循环配管将滞留于所述气液分离槽的上部的气体供给至流入所述溶解罐内的所述流体。
【文档编号】B01F1/00GK103732314SQ201280039287
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年9月20日
【发明者】前田康成, 伊藤良泰, 堤恭子, 北村仁史, 柴田尚纪, 秋田朋弘 申请人:松下电器产业株式会社