(57)【要約】【課題】運転開始時の気体のロスや大きな気泡の流出を抑制しつつ、気体の液体への溶解効率を高めることのできる気体溶解装置を提供すること。【解決手段】気液混合流体をタンク２の底部側からタンク内に導入する流入口６が、タンク底部の側壁部２３に設けられ、気体の溶解した液体１１をタンク底部から取り出す流出口３が、流入口６から離れたタンクの底面部２１に設けられ、流入口から噴出してタンク内に流入する気液混合流体にタンク内に貯留している気体を混合し、溶解させ、気体の溶解した液体を上方に移動させることなくそのまま流出口に流出させ、タンクの外部に取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクを備え、流体をタンク底部側からタンク内に導入する流入口と、気体の溶解した液体をタンク底部から取り出す流出口とがタンクに設けられ、流入口から噴出してタンク内に流入する流体にタンク内に貯留している気体を混合し、溶解させ、気体の溶解した液体を流出口に流出させ、タンクの外部に取り出す気体溶解装置であって、流入口は、タンク底部の側壁部に配置されて流体が略水平方向に噴出するように形成され、流出口は、流入口から離れたタンクの底面部に設けられていることを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
流出口は、タンクの底面部において、流入口が設けられた側壁部に対向する側壁部に近い部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡が発生する浴湯の生成などに利用可能な気体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、タンク内において気体を液体に溶解させる気体溶解装置についてこれまでに種々の提案を行ってきている。
【０００３】
たとえば特許文献１に記載した気体溶解装置は、タンクに対応する筒状体をその中心軸が水平方向に対して傾斜するように配置し、筒状体の略円筒状をした側壁部の中間部に内部に貯留される気体と液体の界面を位置させ、筒状体内の界面より上側の部分を気体貯留部とするとともに、界面より下側の部分を液体貯留部とし、筒状体の側壁部の界面と同レベルまたは界面より若干下のレベルに気液混合流体を筒状体内の気体貯留部に噴射するための噴射口を設け、筒状体の液体貯留部の下端部近傍に筒状体内の液体を流出させる流出口を設けてなるものである。
【０００４】
あらかじめ気体が貯留されたタンク内に気液混合流体を噴射すると、気液混合流体の噴射圧力によってタンク内の気体が一気に圧縮される。このとき、気体の一部は流出口に流出し、その分が気体のロスとなり、また、液体に未溶解の気体によって大きな気泡が形成し、この大きな気泡が流出口から流出するという問題があった。この問題は、タンク内に上方から気液混合流体を噴射させる方式の気体溶解装置に顕著なものであった。
【０００５】
上記気体溶解装置は、筒状体の側壁部の界面と同レベルまたは界面より若干下のレベルに噴射口を設けることによって、運転開始時における気体の流出口からの流出を抑制するものである。また、上記気体溶解装置は、筒状体の内部に貯留される液体と気体との界面の面積を大きくするとともに、貯留される液体の深さを深くして、大きな気泡が混合した状態で筒状体から流出するのを抑制するものである。
【特許文献１】特開２００７−３１３４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載した気体溶解装置で実現する筒状体内部の気液の界面の面積は、確かにタンク内に上方から気液混合流体を噴射させる方式の気体溶解装置の場合と比べると大きいが、筒状体をその長手方向を水平にして配置する場合と比べるとやはり小さい。このため、気体が液体に溶解する溶解効率という観点からすると、界面の面積に反映される気液の接触面積が比較的小さいため、特許文献１に記載した気体溶解装置には溶解効率を向上させることが改善点として見出される。
【０００７】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、運転時の気体のロスや大きな気泡の流出を抑制しつつ、気体の液体への溶解効率を高めることのできる気体溶解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。
【０００９】
第１の発明は、タンクを備え、流体をタンク底部側からタンク内に導入する流入口と、気体の溶解した液体をタンク底部から取り出す流出口とがタンクに設けられ、流入口から噴出してタンク内に流入する流体にタンク内に貯留している気体を混合し、溶解させ、気体の溶解した液体を流出口に流出させ、タンクの外部に取り出す気体溶解装置であって、流入口は、ンク底部の側壁部に配置されて流体が略水平方向に噴出するように形成され、流出口は、流入口から離れたタンクの底面部に設けられていることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明の特徴において、流出口は、タンクの底面部において、流入口が設けられた側壁部に対向する側壁部に近い部分に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明によれば、流体をタンク内に底部側方から流入させるため、液面はほとんど波立たず、したがって、タンク内に貯留している気体が運転時に流出口から流出するのを抑制することができ、気体のロスが抑えられる。
【００１２】
また、上記第１の発明によれば、タンク内に貯留する液体の液面は、タンクの長さ方向に渡って形成されるので、気液の接触面積である液面の面積を十分大きくすることができ、気体が液体に溶解する溶解効率が向上する。流出口からは大きな気泡がほとんど存在していない下側から液体を取り出すことができ、大きな気泡の流出も抑制される。
【００１３】
さらに、上記第１の発明によれば、タンクの高さ寸法を短くしてタンクを薄型のものとすることができ、高さ方向に制約のある場合にも設置可能となる。
【００１４】
上記第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、タンクにおいて流出口が流入口の最も遠い位置に位置するので、気体のロスをより抑えることができる。また、タンクをより薄型のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１、図２は、それぞれ、本発明の気体溶解装置の一実施形態を示した斜視図、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
気体溶解装置１は、横長で略直方体形状を有する中空なタンク２を備え、タンク２は水平に配置されている。
【００１７】
タンク２には、底面部２１において左側壁部２２に隣接する左端部に円形の流出口３が底面部２１を上下方向に貫通して形成されている。流出口３の周囲からタンク２の下側に向かって円管状の流出管接続部４が延設されている。流出管接続部４は、タンク２の底面部２１に対して垂直に延び、先端部４１の口径が流出口３の口径より小さくなっている。流出管接続部４の先端部４１は流出管５との接続が可能とされている。
【００１８】
また、タンク２には、左側壁部２２に対向する右側壁部２３において底面部２１に隣接する下端部に流入口６が、右側壁部２３を左右方向に貫通して形成されている。流入口６は、タンク２において流出口３から最も遠い位置に離れて配置されている。流入口６の周囲からタンク２の右側に向かって円管状の流入管接続部７が延設されている。流入管接続部７は、タンク２の右側壁部２３に対して垂直に延び、先端部７１において流入管８との接続が可能とされている。
【００１９】
さらに、タンク２の上面部２４には、左側壁部２２寄りの部分にタンク２内を外部に連通する円形の空気導入口９が形成されている。空気導入口９の周囲から垂直上方に円筒状の接続部１０が接続されており、加圧した気体を供給するポンプに接続可能とされている。接続部１０は、タンク２の上面部２４の上側に延びている。
【００２０】
気体溶解装置１では、運転前に空気などの溶質となる気体がタンク２内に加圧されて貯留している。
【００２１】
運転を開始すると、流入管８を通じて、タンク２内に貯留している気体と同じ種類の気体と水などの溶媒となる液体とが混合され、所定の圧力に加圧された気液混合流体が流入管接続部７に供給され、気液混合流体は、流入口６から噴出し、タンク２内に流入する。
【００２２】
気液混合流体は、右側壁部２３の下端部からタンク２の底部に側方から水平方向または水平方向からやや傾いた方向に噴出して流入するため、タンク２内に貯留する液体１１の液面１２はほとんど波立たない。したがって、タンク２内に上方から気液混合流体を噴射させる方式の気体溶解装置と比べ、波立ちによって発生する気泡が流出口３から流出するのを抑制することができるとともに、運転前にタンク２内に貯留している気体の移動を抑えることができ、液体１１に混合することなく気体が流出口３から流出するのを抑制することができる。このため、気体のロスが低減される。
【００２３】
また、タンク２内に貯留している気体は、気液混合液体がタンク２内に流入した瞬間に圧縮されるが、流出口３は、タンク２において流入口６から最も遠い位置に離れて位置し、底面部２１に形成されているので、比重の軽い気体はタンク２の上部に移動する。このため、気体の流出口３からの流出がより抑制され、気体のロスがより抑えられる。
【００２４】
タンク２内に貯留する液体１１の液面１２は、左側壁部２２から右側壁部２３までのタンク２の長さ方向に渡って形成される。したがって、気液の接触面積である液面１２の面積は十分大きく、気体が液体に溶解する溶解量を十分確保することができ、溶解効率が向上する。
【００２５】
このようにして気体の溶解した液体１１が、流出口３を通じて流出管接続部４に流出し、流出管５に送り込まれ、タンク２の外部に取り出される。タンク２内に貯留する液体１１には、未溶解の気体による気泡が数多く混合されており、気泡は、タンク２内に貯留する液体１１の上側ほど密に存在し、液面１２付近には大きな気泡が存在する。しかしながら、タンク２の底部付近ではあまり存在しないため、大きな気泡がほとんど存在していない液体１１の下側から流出口３に流出させて取り出すことができる。大きな気泡の流出も抑制される。
【００２６】
このように、気体溶解装置１は、運転開始時の気体のロスや大きな気泡の流出を抑制しつつ、気体の液体１１への溶解効率を高めることができる。
【００２７】
また、気体溶解装置１では、上記の通り、気液の接触面積である液面１２の面積を十分大きくすることができ、気体の液体１１への溶解効率が高まるので、タンク２の高さ寸法をかなり短くしてタンク２を薄型のものとすることができる。タンク２内に上方から気液混合流体を噴射させる方式の気体溶解装置では、気液の接触面積を十分確保するために、タンク２は比較的高い高さが必要とされていたが、気体溶解装置１は、タンク２の高さの短縮化を可能にする。このようなタンク２の高さの短縮化は、タンク２において液面１２の面積が十分大きく、気体と液体１１が十分混合し、気体が液体１１に十分溶解するので、気体の溶解促進のために液体を渦流などを生じさせて上方に移動させる必要がないことからも実現される。薄型のタンク２によって、気体溶解装置１は、高さ方向に制約のある場合にも設置可能となる。また、気体溶解装置１では、流出口３がタンク２において流入口６から最も遠い位置に離れて位置するため、液面１２の面積が十分確保されることから、タンク２の高さの短縮化はより促進される。
【００２８】
なお、上記の実施形態では、タンク２に導入する流体として、あらかじめ気体を混合した気液混合流体を例示したが、タンク２には気体が混合されない単なる流体を導入することもできる。この場合も同様に、タンク２内に貯留する加圧された気体を流体に溶解することができる。また、上記の実施形態では、空気導入口９から加圧された気体が供給されることを例示したが、たとえば、大気圧の空気を空気導入口９からタンク２内に導入することもでき、液体１１に溶解させることができる。
【００２９】
また、図１および図２に示した気体溶解装置１は、横長で略直方体形状を有する中空なタンク２を備えたものであるが、本発明の気体溶解装置においてタンクは、上記形状に限定されることはなく、先に提案している気体溶解装置（特許文献１に記載）のように、横長円筒状などとすることもできる。
【００３０】
また、タンク２は、特許文献１に記載した気体溶解装置のように、水平面から所定角度傾けて配置する必要はないが、たとえば、タンク内に左右両側壁部に渡って液面が形成されるなど、気液の接触面積が十分確保されるのであれば、流出口側を下側にしてタンクを水平面から傾けて配置しても構わない。このように傾けてタンクを配置する場合、流出口側の液体の深さを、気体溶解装置１の場合と比べて深くすることができ、大きな気泡の流出を一層抑制することが可能となる。また、タンクの設置スペースのコンパクト化を図ることができ、気体溶解装置は省スペースなものとなる。そして、タンクを水平面から傾けて配置する場合、流出管接続部は、タンクの底面部に対して直角に配置しても、水平面に対して直角に配置してもどちらでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の気体溶解装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１に示した気体溶解装置のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  気体溶解装置
２  タンク
２１  底面部
２２  左側壁部
２３  右側壁部
３  流出口
６  流入口
１１  液体
【図１】
2010029755.tif 000003
【図２】
2010029755.tif 000004