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JP7677652B2 - Gas-liquid mixing device - Google Patents
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Description

本発明は、気液混合装置に関する。 The present invention relates to a gas-liquid mixing device.

本出願人は、特許文献(特開2019-42628号公報)に見られるように、高効率に気体と液体を混合できる気液混合装置に関する発明を特許出願している。 The applicant has filed a patent application for an invention relating to a gas-liquid mixing device capable of mixing gas and liquid with high efficiency, as seen in the patent document (JP Patent Publication No. 2019-42628).

近年、オゾン水など、気体と液体が混合した流体を、気液混合装置を用いて大流量で製造したいとの要請がある。 In recent years, there has been a demand to produce mixed gas and liquid fluids, such as ozone water, at high flow rates using gas-liquid mixing devices.

気液混合装置に大流量の流体を供給した場合、気液混合装置内で偏流が生じ、気体が液体中に溶解する効率が低下する虞がある。 When a large flow rate of fluid is supplied to a gas-liquid mixing device, there is a risk that uneven flow will occur within the gas-liquid mixing device, reducing the efficiency with which the gas dissolves into the liquid.

本発明は、偏流を抑制できる気液混合装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a gas-liquid mixing device that can suppress drift.

第1の態様は、気体及び液体を含む流体の流入口が軸方向の一端部に形成されると共に、前記流体の流出口が前記軸方向の他端部に形成された筐体を備え、前記筐体内にあって、前記流入口と前記流出口の間に介在された複数のメッシュ状の仕切部材であって、前記筐体の前記軸方向に間隔をあけて設けられ、前記筐体内を前記軸方向に仕切る複数の仕切部材と、前記複数の仕切部材をそれぞれ、流体の前記軸方向の流れに対向して支持する複数の支持部材であって、前記仕切部材のメッシュよりも粗い網目又は前記仕切部材のメッシュよりも大きい隙間が形成され、前記仕切部材のたわみを抑制できる剛性を有する複数の支持部材と、前記軸方向に隣接する一方の仕切部材及び支持部材と他方の仕切部材及び支持部材の間の空間部に配置され、当該空間部の前記軸方向の間隔を保持するための保持部材と、を備えた気液混合装置である。 The first aspect is a gas-liquid mixing device comprising a housing having an inlet for a fluid including gas and liquid formed at one axial end and an outlet for the fluid formed at the other axial end, and a plurality of mesh-like partition members interposed between the inlet and the outlet within the housing, the plurality of partition members being spaced apart in the axial direction of the housing and dividing the interior of the housing in the axial direction, a plurality of support members supporting the plurality of partition members respectively opposite the axial flow of the fluid, the plurality of support members having a mesh that is coarser than the mesh of the partition members or gaps that are larger than the mesh of the partition members and having rigidity that can suppress deflection of the partition members, and a retaining member that is arranged in a space between one partition member and support member and the other partition member and support member adjacent in the axial direction, for maintaining the axial spacing of the space.

第2の態様は、第1の態様において、前記支持部材は、パンチングメタル、メタルの格子板、メタルの網、メタルの十字金具、メタルの井形金具、メタルのロストル型金具、エキスパンドメタルである、気液混合装置である。 The second aspect is a gas-liquid mixing device in which, in the first aspect, the support member is a punched metal, a metal lattice plate, a metal mesh, a metal cross metal fitting, a metal well-shaped metal fitting, a metal grater-type metal fitting, or an expanded metal.

第3の態様は、第2の態様において、前記筐体の内径は、80mm以上である、気液混合装置である。 The third aspect is a gas-liquid mixing device according to the second aspect, wherein the inner diameter of the housing is 80 mm or more.

第4の態様は、第1から第3の態様のいずれかにおいて、前記筐体内にあって、前記流入口と、前記複数の仕切部材のうち流体の最も上流位置になる仕切部材との間に、前記軸方向に垂直又は略垂直となる方向であって、板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿った流体の流れを形成する邪魔板を配置した、気液混合装置である。 A fourth aspect is a gas-liquid mixing device in any of the first to third aspects, in which a baffle plate is arranged within the housing between the inlet and a partition member among the plurality of partition members that is the most upstream position of the fluid, in a direction perpendicular or approximately perpendicular to the axial direction, and which forms a flow of fluid along a radial direction from the inside of the plate surface toward the outer periphery.

第5の態様は、第1から第4の態様のいずれかにおいて、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成されている、気液混合装置である。 The fifth aspect is an air-liquid mixing device in any one of the first to fourth aspects, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the external atmosphere.

第6の態様は、第1から第5の態様のいずれかにおいて、前記流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置されている、気液混合装置である。 A sixth aspect is a gas-liquid mixing device in which, in any one of the first to fifth aspects, the inlet is positioned above and the outlet is positioned below.

第7の態様は、第6の態様において、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、前記エア抜き孔は、前記筐体の最も上端に配置された上板部材を貫通する孔である、気液混合装置である。 The seventh aspect is an air-liquid mixing device according to the sixth aspect, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the external atmosphere, and the air vent hole is a hole that penetrates an upper plate member located at the uppermost end of the housing.

第8の態様は、第5から第7の態様のいずれかにおいて、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、前記エア抜き孔の開閉の調整が行われるエア抜き弁が設けられている、気液混合装置である。 The eighth aspect is an air-liquid mixing device according to any one of the fifth to seventh aspects, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the external atmosphere, and an air vent valve is provided for adjusting the opening and closing of the air vent hole.

第9の態様は、第1から第8の態様のいずれかにおいて、前記流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置され、前記流出口に連通する出口配管が、前記筐体の上端よりも高い位置に配置されている、気液混合装置である。 The ninth aspect is a gas-liquid mixing device in any one of the first to eighth aspects, in which the inlet is positioned upward and the outlet is positioned downward, and an outlet piping communicating with the outlet is positioned at a position higher than the upper end of the housing.

第10の態様は、第1から第9の態様のいずれかにおいて、前記流入口に連通する入口配管に、入口配管中の異物を捕捉するストレーナが設けられている、気液混合装置である。 A tenth aspect is a gas-liquid mixing device in which, in any of the first to ninth aspects, a strainer is provided in the inlet piping communicating with the inlet for capturing foreign matter in the inlet piping.

第11の態様は、第1から第10の態様のいずれかにおいて、前記流体は、オゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通する出口配管内に、過酸化水素を供給する過酸化水素供給部が設けられている、気液混合装置である。 An eleventh aspect is a gas-liquid mixing device in which, in any of the first to tenth aspects, the fluid is ozone water containing ozone, and a hydrogen peroxide supply unit for supplying hydrogen peroxide is provided in an outlet piping connected to the flow outlet.

第12の態様は、第11の態様において、前記過酸化水素供給部は、前記出口配管に連通する供給路と、前記供給路に過酸化水素を吐出するポンプと、前記供給路に設けられ、前記出口配管に供給される過酸化水素の流量を制御する流量制御弁と、を含む気液混合装置である。 The 12th aspect is a gas-liquid mixing device according to the 11th aspect, wherein the hydrogen peroxide supply unit includes a supply passage communicating with the outlet piping, a pump for discharging hydrogen peroxide into the supply passage, and a flow control valve provided in the supply passage for controlling the flow rate of hydrogen peroxide supplied to the outlet piping.

第13の態様は、第1から第12の態様のいずれかにおいて、前記流体は、オゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、を備えた、気液混合装置である。 A thirteenth aspect is a gas-liquid mixing device in any one of the first to twelfth aspects, in which the fluid is ozone water containing ozone, the device comprising a photoreaction section connected to the outlet and through which the ozone water passes or is stored, and an ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction section.

第14の態様は、第13の態様において、前記紫外線光源は、水銀ランプである、気液混合装置である。 A fourteenth aspect is a gas-liquid mixing device according to the thirteenth aspect, wherein the ultraviolet light source is a mercury lamp.

第15の態様は、第1から第14の態様のいずれかにおいて、水の供給源と前記流入口とを連通する入口配管と、オゾンを含むオゾンガスが生成され、オゾンガス出口からオゾンガスが吐出されると共に、当該オゾンガス出口が前記入口配管に連通されるオゾナイザと、を備えた、気液混合装置である。 The fifteenth aspect is a gas-liquid mixing device according to any one of the first to fourteenth aspects, comprising an inlet pipe connecting a water supply source to the inlet, and an ozonizer that generates ozone gas containing ozone, discharges the ozone gas from an ozone gas outlet, and connects the ozone gas outlet to the inlet pipe.

第16の態様は、第1から第15の態様のいずれかにおいて、流体が前記流出口に流れる様子を観察するための覗き窓が前記筐体に形成されている又は流体が前記流出口に流れる様子を観察するために前記筐体の一部又は全部が透明に構成されている、気液混合装置である。 A sixteenth aspect is a gas-liquid mixing device according to any one of the first to fifteenth aspects, in which a viewing window is formed in the housing for observing how the fluid flows into the outlet, or part or all of the housing is configured to be transparent for observing how the fluid flows into the outlet.

第17の態様は、液体の第1流入口が軸方向の一端部に形成され、当該第1流入口とは別に気体の第2流入口が軸方向の一端部又は軸方向の一端部側の側壁に形成されると共に、前記液体及び前記気体を含む流体の流出口が前記軸方向の他端部に形成された筐体を備え、前記筐体内にあって、前記第1流入口及び前記第2流入口と前記流出口の間に介在された複数のメッシュ状の仕切部材であって、前記筐体の前記軸方向に間隔をあけて設けられ、前記筐体内を前記軸方向に仕切る複数の仕切部材と、前記複数の仕切部材をそれぞれ、流体の前記軸方向の流れに対向して支持する複数の支持部材であって、前記仕切部材のメッシュよりも粗い網目又は前記仕切部材のメッシュよりも大きい隙間が形成され、前記仕切部材のたわみを抑制できる剛性を有する複数の支持部材と、前記軸方向に隣接する一方の仕切部材及び支持部材と他方の仕切部材及び支持部材の間の空間部に配置され、当該空間部の前記軸方向の間隔を保持するための保持部材と、を備えた気液混合装置である。 The seventeenth aspect is a gas-liquid mixing device comprising a housing in which a first inlet for liquid is formed at one end in the axial direction, a second inlet for gas is formed at one end in the axial direction or in a side wall on the side of the one end in the axial direction separately from the first inlet, and an outlet for a fluid containing the liquid and the gas is formed at the other end in the axial direction, and the device comprises: a plurality of mesh-like partition members interposed within the housing between the first inlet and the second inlet and the outlet, the plurality of partition members being spaced apart in the axial direction of the housing and dividing the interior of the housing in the axial direction; a plurality of support members supporting the plurality of partition members respectively opposite the axial flow of the fluid, the plurality of support members having a mesh that is coarser than the mesh of the partition member or a gap larger than the mesh of the partition member and having rigidity capable of suppressing deflection of the partition member; and a retaining member that is arranged in a space between one partition member and support member and the other partition member and support member adjacent in the axial direction, for maintaining the axial spacing of the space.

第18の態様は、第17の態様において、前記支持部材は、パンチングメタル、メタルの格子板、メタルの網、メタルの十字金具、メタルの井形金具、メタルのロストル型金具、エキスパンドメタルである、気液混合装置である。 The 18th aspect is a gas-liquid mixing device according to the 17th aspect, wherein the support member is a punched metal, a metal lattice plate, a metal mesh, a metal cross metal fitting, a metal well-shaped metal fitting, a metal grater-type metal fitting, or an expanded metal.

第19の態様は、第18の態様において、前記筐体の内径は、80mm以上である、気液混合装置である。 A 19th aspect is a gas-liquid mixing device according to the 18th aspect, wherein the inner diameter of the housing is 80 mm or more.

第20の態様は、第17から第19の態様のいずれかにおいて、前記筐体内にあって、前記第1流入口と、前記複数の仕切部材のうち流体の最も上流位置になる仕切部材との間に、前記軸方向に垂直又は略垂直となる方向であって、板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿った流体の流れを形成する邪魔板を配置した、気液混合装置である。 The 20th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 19th aspects, in which a baffle plate is arranged within the housing between the first inlet and a partition member that is the most upstream position of the fluid among the multiple partition members, the baffle plate forming a flow of fluid along a radial direction from the inside of the plate surface toward the outer periphery in a direction perpendicular or approximately perpendicular to the axial direction.

第21の態様は、第17から第20の態様のいずれかにおいて、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成されている、気液混合装置である。 The 21st aspect is an air-liquid mixing device in any of the 17th to 20th aspects, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the external atmosphere.

第22の態様は、第17から第21の態様のいずれかにおいて、前記第1流入口及び前記第2流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置されている、気液混合装置である。 The 22nd aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 21st aspects, wherein the first inlet and the second inlet are arranged above and the outlet is arranged below.

第23の態様は、第22の態様において、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、前記エア抜き孔は、前記筐体の最も上端に配置された上板部材を貫通する孔である、気液混合装置である。 The 23rd aspect is an air-liquid mixing device according to the 22nd aspect, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the external atmosphere, and the air vent hole is a hole that penetrates an upper plate member located at the uppermost end of the housing.

第24の態様は、第21から第23の態様のいずれかにおいて、前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、前記エア抜き孔の開閉の調整が行われるエア抜き弁が設けられている、気液混合装置である。 The 24th aspect is an air-liquid mixing device according to any one of the 21st to 23rd aspects, in which an air vent hole is formed in the housing, connecting the uppermost space within the housing with the outside atmosphere, and an air vent valve is provided for adjusting the opening and closing of the air vent hole.

第25の態様は、第21から第24の態様のいずれかにおいて、前記エア抜き孔は、前記第2流入口として用いられる、気液混合装置である。 The 25th aspect is a gas-liquid mixing device, in any of the 21st to 24th aspects, wherein the air vent hole is used as the second inlet.

第26の態様は、第21、第22、第24、第25の態様のいずれかにおいて、前記エア抜き孔は、前記第2流入口として用いられ、前記エア抜き孔は、前記筐体の壁を貫通する孔である、気液混合装置である。 The 26th aspect is an air-liquid mixing device in any one of the 21st, 22nd, 24th, and 25th aspects, in which the air vent hole is used as the second inlet, and the air vent hole is a hole that penetrates the wall of the housing.

第27の態様は、第17から第26の態様のいずれかにおいて、前記第2流入口に連通する筐体内配管が、前記筐体内に延設され、前記筐体内配管の先端開口は、前記筐体の中心又は略中心に位置されている、気液混合装置である。 The 27th aspect is a gas-liquid mixing device, in any of the 17th to 26th aspects, in which an internal piping connected to the second inlet is extended into the housing, and the end opening of the internal piping is positioned at the center or approximately the center of the housing.

第28の態様は、第17から第27の態様のいずれかにおいて、前記第1流入口及び前記第2流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置され、前記流出口に連通する出口配管が、前記筐体の上端よりも高い位置に配置されている、気液混合装置である。 The 28th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 27th aspects, in which the first inlet and the second inlet are arranged upward and the outlet is arranged downward, and an outlet piping communicating with the outlet is arranged at a position higher than the upper end of the housing.

第29の態様は、第17から第28の態様のいずれかにおいて、前記第1流入口に連通する入口配管に、入口配管中の異物を捕捉するストレーナが設けられている、気液混合装置である。 A 29th aspect is a gas-liquid mixing device in any of aspects 17 to 28, in which a strainer is provided in the inlet piping communicating with the first inlet to capture foreign matter in the inlet piping.

第30の態様は、第17から第29の態様のいずれかにおいて、前記流体は、前記気体としてのオゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通する出口配管内に、過酸化水素を供給する過酸化水素供給部が設けられている、気液混合装置である。 A 30th aspect is a gas-liquid mixing device in which, in any of aspects 17 to 29, the fluid is ozone water containing ozone as the gas, and a hydrogen peroxide supply unit for supplying hydrogen peroxide is provided in an outlet piping connected to the flow outlet.

第31の態様は、第30の態様において、前記過酸化水素供給部は、前記出口配管に連通する供給路と、前記供給路に過酸化水素を吐出するポンプと、前記供給路に設けられ、前記出口配管に供給される過酸化水素の流量を制御する流量制御弁と、を含む気液混合装置である。 The 31st aspect is a gas-liquid mixing device according to the 30th aspect, wherein the hydrogen peroxide supply unit includes a supply passage communicating with the outlet piping, a pump for discharging hydrogen peroxide into the supply passage, and a flow control valve provided in the supply passage for controlling the flow rate of hydrogen peroxide supplied to the outlet piping.

第32の態様は、第17から第31の態様のいずれかにおいて、前記流体は、前記気体としてのオゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、を備えた、気液混合装置である。 The 32nd aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 31st aspects, in which the fluid is ozone water containing ozone as the gas, and the device is provided with a photoreaction section connected to the outlet and through which the ozone water passes or is stored, and an ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction section.

第33の態様は、第32の態様において、前記紫外線光源は、水銀ランプである、気液混合装置である。 The 33rd aspect is a gas-liquid mixing device according to the 32nd aspect, wherein the ultraviolet light source is a mercury lamp.

第34の態様は、第17から第33の態様のいずれかにおいて、水の供給源と前記第1流入口とを連通する入口配管と、オゾンを含むオゾンガスが生成され、オゾンガス出口からオゾンガスが吐出されると共に、当該オゾンガス出口が前記第2流入口に連通されるオゾナイザと、を備えた、気液混合装置である。 The 34th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 33rd aspects, comprising an inlet pipe connecting a water supply source to the first inlet, and an ozonizer in which ozone gas containing ozone is generated and discharged from an ozone gas outlet, and the ozone gas outlet is connected to the second inlet.

第35の態様は、第17から第34の態様のいずれかにおいて、流体が前記流出口に流れる様子を観察するための覗き窓が前記筐体に形成されている又は流体が前記流出口に流れる様子を観察するために前記筐体の一部又は全部が透明に構成されている、気液混合装置である。 The 35th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 34th aspects, in which a viewing window is formed in the housing for observing how the fluid flows into the outlet, or part or all of the housing is configured to be transparent for observing how the fluid flows into the outlet.

第36の態様は、第1から第35の態様のいずれかにおいて、流体が前記流出口に流れる際に発生する渦を抑制して前記筐体内の流体の流速を遅くするための渦発生抑制部材であって、前記渦発生抑制部材は、前記筐体内にあって前記流出口の周囲の床面に設けられた複数の脚部材を含んで構成されている、気液混合装置である。 The 36th aspect is a gas-liquid mixing device that, in any of the first to 35th aspects, is a vortex generation suppression member for suppressing vortexes generated when a fluid flows into the outlet and slowing the flow rate of the fluid within the housing, the vortex generation suppression member being configured to include a plurality of leg members located within the housing and provided on the floor surface surrounding the outlet.

第37の態様は、第1から第16の態様のいずれかにおいて、前記流入口に流入される流体によって前記仕切部材又は前記保持部材又は支持部材が傾斜することを抑制するための傾斜抑制部材であって、前記傾斜抑制部材は、前記流入口と、最も上流位置になる仕切部材又は最も上流位置になる前記保持部材との間の前記筐体の内壁面に固定して設けられる共に、前記最も上流位置になる仕切部材又は前記最も上流位置になる前記保持部材に当接して当該仕切部材又は保持部材を押さえる押さえ部材を有している、気液混合装置である。 The 37th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the first to sixteenth aspects, which is a tilt suppression member for suppressing the partition member, the holding member, or the support member from tilting due to the fluid flowing into the inlet, and the tilt suppression member is fixed to the inner wall surface of the housing between the inlet and the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position, and has a pressing member that abuts against the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position to press the partition member or the holding member.

第38の態様は、第17から第36の態様のいずれかにおいて、前記第1流入口に流入される液体によって前記仕切部材又は前記保持部材又は支持部材が傾斜することを抑制するための傾斜抑制部材であって、前記傾斜抑制部材は、前記第1流入口と、最も上流位置になる仕切部材又は最も上流位置になる前記保持部材との間の前記筐体の内壁面に固定して設けられる共に、前記最も上流位置になる仕切部材又は前記最も上流位置になる前記保持部材に当接して当該仕切部材又は保持部材を押さえる押さえ部材を有している、気液混合装置である。 The 38th aspect is a gas-liquid mixing device in any of the 17th to 36th aspects, which is a tilt suppression member for suppressing the partition member, the holding member, or the support member from tilting due to liquid flowing into the first inlet, and the tilt suppression member is fixed to the inner wall surface of the housing between the first inlet and the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position, and has a pressing member that abuts against the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position to press the partition member or the holding member.

第39の態様は、オゾンと水を混合してオゾンを含むオゾン水を流出口から流出させる気液混合器と、前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、を備えた気液混合装置である。 The 39th aspect is an air-liquid mixing device comprising an air-liquid mixer that mixes ozone and water to discharge ozone-containing ozone water from an outlet, a photoreaction section that is connected to the outlet and through which the ozone water passes or is stored, and an ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction section.

第40の態様は、第39の態様において、前記紫外線光源は、水銀ランプ又は紫外線発光ダイオード(UV-LED)である、気液混合装置である。 The 40th aspect is a gas-liquid mixing device in which, in the 39th aspect, the ultraviolet light source is a mercury lamp or an ultraviolet light emitting diode (UV-LED).

第41の態様は、筐体内の気液混合部でオゾンと水を混合する気液混合器と、前記筐体内の前記気液混合部と流出口の間の空間に設けられ、オゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、を備えた気液混合装置である。 The 41st aspect is an air-liquid mixing device comprising a air-liquid mixer that mixes ozone and water in a air-liquid mixing section within a housing, and an ultraviolet light source that is provided in the space between the air-liquid mixing section within the housing and an outlet and irradiates the ozone water with ultraviolet light.

第42の態様は、第41の態様において、前記紫外線光源は、水銀ランプ又は紫外線発光ダイオード(UV-LED)である、気液混合装置である。 The 42nd aspect is a gas-liquid mixing device in which, in the 41st aspect, the ultraviolet light source is a mercury lamp or an ultraviolet light emitting diode (UV-LED).

第1乃至第38の態様によれば、偏流を抑制できる気液混合装置を提供することができる。 According to aspects 1 to 38, a gas-liquid mixing device can be provided that can suppress drift.

第39乃至第42の態様によれば、オゾンと過酸化水素が共存する促進酸化水を生成する気液混合装置を提供することができる。 According to aspects 39 to 42, a gas-liquid mixing device can be provided that generates accelerated oxidizing water in which ozone and hydrogen peroxide coexist.

図1は、第1実施形態の気液混合装置1を用いた機能水製造システムを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a functional water production system using a gas-liquid mixer 1 according to the first embodiment. 図2は、気液混合装置に含まれる気液混合器の構成例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a gas-liquid mixer included in the gas-liquid mixing device. 図3は、促進酸化水を生成するための光反応部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light reaction unit for producing accelerated oxidized water. 図4は、気液混合器に供給される水流量と気液混合器で生成されるオゾン水中の溶存オゾン濃度の関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow rate of water supplied to the gas-liquid mixer and the concentration of dissolved ozone in the ozone water generated in the gas-liquid mixer. 図5は、気液混合器に供給される水流量と筐体の壁付近と中央の流量比の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the flow rate of water supplied to the gas-liquid mixer and the flow rate ratio between the vicinity of the wall and the center of the housing. 図6は、促進酸化水を生成する実施例を説明するグラフで、促進酸化水中の溶存オゾンの吸収スペクトルを示すグラフである。FIG. 6 is a graph for explaining an embodiment for producing accelerated oxidizing water, which is a graph showing the absorption spectrum of ozone dissolved in the accelerated oxidizing water. 図7は、図1に対応する図で、第2実施形態の気液混合装置1を用いた機能水製造システムを示す図である。FIG. 7 corresponds to FIG. 1 and shows a functional water producing system using the gas-liquid mixer 1 of the second embodiment. 図8Aは、図2に対応する図で、第2実施形態の気液混合器の構成例を示す断面図である。FIG. 8A is a diagram corresponding to FIG. 2 and is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a gas-liquid mixer according to the second embodiment. 図8Bは、図2に対応する図で、第2実施形態の気液混合器の構成例を示す断面図である。FIG. 8B is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 and showing an example of the configuration of the gas-liquid mixer of the second embodiment. 図8Cは、図2に対応する図で、第2実施形態の気液混合器の構成例を示す断面図である。FIG. 8C is a diagram corresponding to FIG. 2 and is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the gas-liquid mixer of the second embodiment. 図9は、渦発生抑制部材を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a vortex suppression member. 図10Aは、傾斜抑制部材を示す斜視図である。FIG. 10A is a perspective view showing a tilt suppressing member. 図10Bは、傾斜抑制部材の変形例を示す斜視図である。FIG. 10B is a perspective view showing a modified example of the tilt suppressing member. 図11は、第2実施形態の気液混合器の酸素溶解効率の計測結果を比較例と対比して示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the measurement results of the oxygen dissolution efficiency of the gas-liquid mixer of the second embodiment in comparison with a comparative example. 図12は、第2実施形態の気液混合器の筐体内の流体の流速の計測結果を比較例と対比して示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the measurement results of the flow velocity of the fluid inside the housing of the gas-liquid mixer of the second embodiment in comparison with a comparative example. 図13は、実施例6の気液混合器の断面を示す図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a gas-liquid mixer according to the sixth embodiment. 図14は、実施例6の光反応部の断面を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a cross section of a photoreactive part of Example 6. 図15は、実施例6の気液混合装置の全体構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the overall configuration of the gas-liquid mixing device of the sixth embodiment. 図16は、表2に示す溶存オゾン濃度の定量に用いた吸収スペクトルを示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the absorption spectrum used for quantifying the dissolved ozone concentration shown in Table 2. 図17は、実施例7の気液混合器の断面を示す図である。FIG. 17 is a cross-sectional view of a gas-liquid mixer according to the seventh embodiment.

以下、本発明に係る気液混合装置の実施形態について説明する。 Below, we will explain an embodiment of the gas-liquid mixing device related to the present invention.

(気液混合装置を用いた機能水製造システム) (Functional water production system using gas-liquid mixing device)

図1は、第1実施形態の気液混合装置1を用いた機能水製造システムを示す。なお、下記の第1実施形態では、機能水として、オゾン水又はオゾンと過酸化水素が共存する促進酸化水を想定する。 Figure 1 shows a functional water production system using a gas-liquid mixing device 1 of the first embodiment. In the first embodiment described below, the functional water is assumed to be ozone water or accelerated oxidation water in which ozone and hydrogen peroxide coexist.

図1に示すように、機能水製造システムは、大きくは、水の供給源10と、オゾナイザ20と、入口配管30と、気液混合器100と、出口配管40と、過酸化水素供給部50とを含んで構成されている。As shown in FIG. 1, the functional water production system is broadly composed of a water supply source 10, an ozonizer 20, an inlet piping 30, a gas-liquid mixer 100, an outlet piping 40, and a hydrogen peroxide supply unit 50.

気液混合装置1は、気液混合器100を含んで構成されている。 The gas-liquid mixing device 1 is configured to include a gas-liquid mixer 100.

水の供給源10は、機能水としてのオゾン水、促進酸化水を生成する原料となる水を供給する供給源であり、例えば水道の蛇口である。水の供給源10は入口配管30に連通している。入口配管30には、供給される水の流量を計測するフローメータ31が設けられている。 The water supply source 10 is a supply source that supplies the raw water used to produce ozone water and accelerated oxidation water as functional water, and is, for example, a water faucet. The water supply source 10 is connected to the inlet pipe 30. The inlet pipe 30 is provided with a flow meter 31 that measures the flow rate of the water being supplied.

オゾナイザ20は、酸素を含むオゾンガスを生成し、オゾンガス出口21からオゾンガスを吐出する。オゾナイザ20のオゾンガス出口21は出口配管21Aを介して入口配管30に連通されている。なお、オゾナイザ20は、酸素ボンベ22から供給路23を介して所定流量の原料酸素が供給されることによりオゾンガスを生成する。供給路23には、開閉弁24、原料酸素の流量を調整する流量調整器25が設けられている。The ozonizer 20 generates ozone gas containing oxygen and discharges the ozone gas from an ozone gas outlet 21. The ozone gas outlet 21 of the ozonizer 20 is connected to an inlet pipe 30 via an outlet pipe 21A. The ozonizer 20 generates ozone gas by receiving a predetermined flow rate of raw oxygen from an oxygen cylinder 22 via a supply path 23. The supply path 23 is provided with an on-off valve 24 and a flow regulator 25 that adjusts the flow rate of the raw oxygen.

なお、図1の21Aには、水がオゾナイザ20に入ることを防止するための逆流防止弁、例えばチャック弁21Bが設けられている。 Note that 21A in Figure 1 is provided with a check valve, such as a chuck valve 21B, to prevent water from entering the ozonizer 20.

気液混合器100は、気体としてのオゾン及び液体としての水を混合してオゾン水を生成する。気液混合器100は、筐体200を含んで構成されている。The gas-liquid mixer 100 mixes ozone as a gas and water as a liquid to generate ozone water. The gas-liquid mixer 100 includes a housing 200.

入口配管30は、水の供給源10と筐体200に形成された流入口210とを連通する。入口配管30には、ストレーナ80が設けられている。ストレーナ80は、入口配管30中の鉄錆等の異物を捕捉する。ストレーナ80は、フィルタ、スクリーン、メッシュ、多孔質の物質などで構成され、入口配管30を流れる流体を通過させて流体中の鉄錆等の固体粒等の異物を取り除く。 The inlet pipe 30 connects the water supply source 10 to an inlet 210 formed in the housing 200. A strainer 80 is provided in the inlet pipe 30. The strainer 80 captures foreign matter such as iron rust in the inlet pipe 30. The strainer 80 is composed of a filter, screen, mesh, porous material, etc., and allows the fluid flowing through the inlet pipe 30 to pass through, thereby removing foreign matter such as solid particles such as iron rust from the fluid.

出口配管40は、筐体200に形成された流出口220に連通している。 The outlet pipe 40 is connected to an outlet port 220 formed in the housing 200.

過酸化水素供給部50は、出口配管40内に過酸化水素を供給する。供給部50の供給路51は、出口配管40に連通している。 The hydrogen peroxide supply unit 50 supplies hydrogen peroxide into the outlet pipe 40. The supply path 51 of the supply unit 50 is connected to the outlet pipe 40.

出口配管40は、サンプルノズル90に連通している。サンプルノズル90は出口配管40内の促進酸化水を濃度分析のために分注する。 The outlet pipe 40 is connected to a sample nozzle 90. The sample nozzle 90 dispenses the accelerated oxidation water in the outlet pipe 40 for concentration analysis.

以下、実施形態の気液混合装置1について更に詳述する。 The gas-liquid mixing device 1 of the embodiment is described in further detail below.

(気液混合器) (Gas-liquid mixer)

図2は、気液混合装置1に含まれる気液混合器100の構成例を示す断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view showing an example configuration of the gas-liquid mixer 100 included in the gas-liquid mixing device 1.

気液混合器100の筐体200は、例えば円筒形状に形成されている。なお筐体200の形状は円筒形状に限定されることなく、四角形、三角形、楕円形等であってもよい。The housing 200 of the gas-liquid mixer 100 is formed, for example, in a cylindrical shape. Note that the shape of the housing 200 is not limited to a cylindrical shape, and may be a square, triangular, elliptical, etc.

筐体200は、円筒部250と、円筒部250の図中上端部251に設けられた上フランジとしての上板部材230と、円筒部250の図中下端部252に設けられた下フランジとしての下板部材240とを含んで構成されている。上板部材230は、筐体200の最も上端に配置された壁部材を構成する。The housing 200 is configured to include a cylindrical portion 250, an upper plate member 230 as an upper flange provided at an upper end 251 of the cylindrical portion 250 in the figure, and a lower plate member 240 as a lower flange provided at a lower end 252 of the cylindrical portion 250 in the figure. The upper plate member 230 constitutes a wall member located at the uppermost end of the housing 200.

気体としてのオゾン及び液体としての水を含む流体が流入される流入口210が軸方向(図2中上下方向)の一端部としての上板部材230に形成されると共に、流体の流出口220が軸方向の他端部としての下板部材240に形成されている。An inlet 210 through which a fluid containing ozone as a gas and water as a liquid flows in is formed in the upper plate member 230 as one end in the axial direction (up and down direction in Figure 2), and a fluid outlet 220 is formed in the lower plate member 240 as the other end in the axial direction.

実施形態では、流入口210が筐体200の上方に配置されると共に流出口220が筐体200の下方に配置されている。なお、流入口210が筐体200の下方に配置されると共に流出口220が筐体200の上方に配置される実施も可能である。In the embodiment, the inlet 210 is disposed above the housing 200 and the outlet 220 is disposed below the housing 200. It is also possible to implement the invention in which the inlet 210 is disposed below the housing 200 and the outlet 220 is disposed above the housing 200.

筐体200の材料は、オゾン耐性のあるテフロン(登録商標)が好ましい。しかし、溶存オゾン濃度が低い場合には、筐体200の材料をアクリルやポリプロピレン等の汎用樹脂で構成してもよい。特に、アクリル樹脂で筐体200を構成した場合には、10mg/L 程度の濃度のオゾン水に数年間さらされても劣化しない。またアクリル樹脂は、テフロン(登録商標)のように圧力によって変形することがないし、加工性もよいため筐体200の材料に適している。筐体200は、例えば透明なアクリル樹脂製で構成することができる。The material of the housing 200 is preferably Teflon (registered trademark), which is ozone resistant. However, when the dissolved ozone concentration is low, the material of the housing 200 may be made of general-purpose resins such as acrylic or polypropylene. In particular, when the housing 200 is made of acrylic resin, it will not deteriorate even if it is exposed to ozone water with a concentration of about 10 mg/L for several years. In addition, acrylic resin does not deform under pressure like Teflon (registered trademark), and has good workability, making it a suitable material for the housing 200. The housing 200 can be made of, for example, transparent acrylic resin.

流入口210、流出口220にそれぞれ継ぎ手が接続され、継ぎ手に、剛性が高い管または可撓性を備えたチューブで構成された入口配管30、出口配管40がそれぞれ接続される。 Joints are connected to the inlet 210 and the outlet 220, and inlet piping 30 and outlet piping 40, each made of a highly rigid tube or a flexible tube, are connected to the joints.

気液混合器100は、筐体200内の最も上流位置となる空間としての気液混合入口部101と、筐体200内の最も下流位置となる空間としての気液混合出口部102を備えている。気液混合入口部101は、流入口210に連通している。気液混合出口部102は、流出口220に連通している。The gas-liquid mixer 100 has a gas-liquid mixing inlet section 101 as the most upstream space in the housing 200, and a gas-liquid mixing outlet section 102 as the most downstream space in the housing 200. The gas-liquid mixing inlet section 101 is connected to the inlet 210. The gas-liquid mixing outlet section 102 is connected to the outlet 220.

気液混合入口部101は、筐体200内にあって、流入口210と、複数の仕切部材110のうち流体の最も上流位置になる仕切部材110との間の空間である。The gas-liquid mixing inlet section 101 is located within the housing 200 and is the space between the inlet 210 and the partition member 110 that is the most upstream position of the fluid among the multiple partition members 110.

気液混合入口部101には、邪魔板140が配置されている。邪魔板140は、筐体200の軸方向(図2中上下方向)に垂直又は略垂直となる方向であって、板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿った流体の流れを形成する。A baffle plate 140 is disposed in the gas-liquid mixing inlet section 101. The baffle plate 140 is oriented perpendicular or nearly perpendicular to the axial direction of the housing 200 (the up-down direction in FIG. 2), and forms a flow of fluid along the radial direction from the inside of the plate surface toward the outer periphery.

上板部材230には、エア抜き孔150が形成されている。エア抜き孔150は、壁部材としての上板部材230を貫通するように形成されている。エア抜き孔150は、筐体200内の最も上部の空間である気液混合入口部101と外部雰囲気とを連通している。An air vent hole 150 is formed in the upper plate member 230. The air vent hole 150 is formed to penetrate the upper plate member 230, which serves as a wall member. The air vent hole 150 connects the gas-liquid mixing inlet portion 101, which is the uppermost space within the housing 200, to the external atmosphere.

エア抜き孔150は、エア抜き配管151を介して外部雰囲気に連通している。エア抜き配管151には、エア抜き孔150の開閉の調整が行われるエア抜き弁160が設けられている。The air vent hole 150 is connected to the outside atmosphere via an air vent pipe 151. An air vent valve 160 is provided in the air vent pipe 151 to adjust the opening and closing of the air vent hole 150.

気液混合器100は、気液混合入口部101と気液混合出口部102との間に介在された複数の仕切り部材110を備えている。複数の仕切り部材110は、複数の開口110Aを有している。The gas-liquid mixer 100 has a plurality of partition members 110 interposed between the gas-liquid mixing inlet portion 101 and the gas-liquid mixing outlet portion 102. The plurality of partition members 110 have a plurality of openings 110A.

複数の仕切部材110は、流入口210と流出口220の間に介在された複数のメッシュ状の仕切部材で構成されている。複数の仕切部材110は、筐体200の軸方向に間隔をあけて設けられており、筐体200内を軸方向に仕切っている。The multiple partition members 110 are composed of multiple mesh-shaped partition members interposed between the inlet 210 and the outlet 220. The multiple partition members 110 are spaced apart in the axial direction of the housing 200, and divide the inside of the housing 200 in the axial direction.

仕切部材110は、平織りあるいは綾織りのメッシュ、エキスパンドメタル、複数の貫通孔が形成された板状部材等を用いることができる。仕切部材110を、たとえばチタン(Ti)のメッシュを2枚重ねたもので構成することができる。 The partition member 110 can be a plain weave or twill weave mesh, expanded metal, a plate-shaped member with multiple through holes, etc. The partition member 110 can be made of, for example, two overlapping titanium (Ti) meshes.

筐体200内には、複数の支持部材120が設けられている。複数の支持部材120は、複数の仕切部材110をそれぞれ、流体の軸方向の流れに対向して支持する。支持部材120は、仕切部材110のメッシュよりも粗い網目が形成され、仕切部材110のたわみを抑制できる剛性を有している。A plurality of support members 120 are provided within the housing 200. The plurality of support members 120 support the plurality of partition members 110, respectively, facing the axial flow of the fluid. The support members 120 are formed with a mesh that is coarser than the mesh of the partition members 110, and have a rigidity that can suppress deflection of the partition members 110.

支持部材120は、エキスパンドメタルを用いることができる。また支持部材120は、パンチングメタルを用いてもよい。 The support member 120 may be made of expanded metal. The support member 120 may also be made of punched metal.

筐体200の内径が、80mm以上であるとき、支持部材120としてのエキスパンドメタルの厚さは0.5mm以上であることが望ましい。 When the inner diameter of the housing 200 is 80 mm or more, it is desirable for the thickness of the expanded metal as the support member 120 to be 0.5 mm or more.

例えばチタン(Ti)メッシュの仕切部材110に対応して、0.5mm厚のチタン(Ti)あるいはステンレス製のマイクロエキスパンドメタルを支持部材120とすることができる。For example, to correspond to the partition member 110 made of titanium (Ti) mesh, the support member 120 can be made of 0.5 mm thick titanium (Ti) or stainless steel micro-expanded metal.

ここで、支持部材120としては、仕切部材110のメッシュよりも粗い網目が形成された部材又は仕切部材110のメッシュよりも大きい隙間が形成された部材であればよく、パンチングメタル、エキスパンドメタルに限定されることなく、メタルの格子板、メタルの網、メタルの十字金具、メタルの井形金具、メタルのロストル型金具などを使用してもよい。 Here, the support member 120 may be any member having a coarser mesh than the mesh of the partition member 110 or a member having larger gaps than the mesh of the partition member 110, and is not limited to punched metal or expanded metal, but may also be a metal lattice plate, metal mesh, metal cross fittings, metal well fittings, metal grate-type fittings, etc.

保持部材130は、軸方向に隣接する一方の仕切部材110及び支持部材120と他方の仕切部材110及び支持部材120の間の空間部131に配置されている。保持部材130は、空間部131の軸方向の間隔を保持する。なお保持部材130は流体の最も上流位置になる仕切部材110の上及びは流体の最も下流位置になる支持部材120の下にも設けられている。 The retaining member 130 is disposed in a space 131 between one partition member 110 and support member 120 and the other partition member 110 and support member 120 that are adjacent in the axial direction. The retaining member 130 maintains the axial spacing of the space 131. The retaining member 130 is also provided above the partition member 110, which is located at the most upstream position of the fluid, and below the support member 120, which is located at the most downstream position of the fluid.

保持部材130は、O-リング、パッキンを用いることができる。保持部材130は、たとえばオゾン耐性のあるテフロン(登録商標)のO-リングで構成することができる。An O-ring or packing can be used as the retaining member 130. The retaining member 130 can be made of, for example, an O-ring made of ozone-resistant Teflon (registered trademark).

保持部材130の断面は、例えば円形状となっている。しかし、保持部材130の断面を角状、つまり正方形状、長方形状としてもよい。The cross section of the holding member 130 is, for example, circular. However, the cross section of the holding member 130 may be angular, i.e., square or rectangular.

リング部材103は、複数の仕切部材110及び複数の支持部材120及び複数の保持部材130からなる気液混合器100内の充填物を支持する。リング部材103と流出口220との空間は、気液混合出口部102を形成する。たとえば断面角状のリング部材103が筐体200の円筒部350の内周面に、接着等により固定される。リング部材103の内径は、円筒部350の内径よりも小さくなる。リング部材103は、たとえばアクリル樹脂で構成することができる。リング部材103は、気液混合器200の最下部に設けられた保持部材130に当接されている。これによりリング部材103は、複数の仕切部材110及び複数の支持部材120及び複数の保持部材130を下方より支持する支持部材として機能する。The ring member 103 supports the filler in the gas-liquid mixer 100, which is composed of a plurality of partition members 110, a plurality of support members 120, and a plurality of holding members 130. The space between the ring member 103 and the outlet 220 forms the gas-liquid mixture outlet section 102. For example, the ring member 103 having a square cross section is fixed to the inner circumferential surface of the cylindrical section 350 of the housing 200 by adhesive or the like. The inner diameter of the ring member 103 is smaller than the inner diameter of the cylindrical section 350. The ring member 103 can be made of, for example, acrylic resin. The ring member 103 is abutted against the holding member 130 provided at the bottom of the gas-liquid mixer 200. As a result, the ring member 103 functions as a support member that supports the plurality of partition members 110, the plurality of support members 120, and the plurality of holding members 130 from below.

気液混合器100の気液混合入口部101の径は、筐体200の円筒部250の内径と等しくなっている。流入口210の径は、気液混合器100の気液混合入口部101の径よりも小さくなっている。同様に気液混合器100の気液混合出口部102の径は、筐体200の円筒部250の内径と等しくなっている。流出口220の径は、気液混合器100の気液混合出口部102の径よりも小さくなっている。The diameter of the gas-liquid mixture inlet section 101 of the gas-liquid mixer 100 is equal to the inner diameter of the cylindrical section 250 of the housing 200. The diameter of the inlet 210 is smaller than the diameter of the gas-liquid mixture inlet section 101 of the gas-liquid mixer 100. Similarly, the diameter of the gas-liquid mixture outlet section 102 of the gas-liquid mixer 100 is equal to the inner diameter of the cylindrical section 250 of the housing 200. The diameter of the outlet 220 is smaller than the diameter of the gas-liquid mixture outlet section 102 of the gas-liquid mixer 100.

水の供給源10から原料水が吐出されると、原料水は入口配管30に供給される。オゾナイザ20でオゾンガスが生成されると、オゾンガスはオゾンガス出口21、出口配管21Aを介して入口配管30に供給される。気体としてのオゾン及び液体としての水を含む流体は入口配管30を介して気液混合器100の流入口210に流入される。
When raw water is discharged from the water supply source 10, the raw water is supplied to the inlet pipe 30. When ozone gas is generated in the ozonizer 20, the ozone gas is supplied to the inlet pipe 30 via the ozone gas outlet 21 and the outlet pipe 21A. A fluid containing ozone as a gas and water as a liquid flows into the inlet 210 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30.

流入口210に流入された流体は、邪魔板140の板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿って流れ、板面の外周から図2中下方に落下する。The fluid flowing into the inlet 210 flows radially from the inside of the plate surface of the baffle plate 140 toward the outer periphery, and falls downward in Figure 2 from the outer periphery of the plate surface.

気液混合器100の流入口210に流入された流体は、気液混合入口部101の邪魔板140を介して、仕切部材110(例えば2枚のチタン(Ti)のメッシュ)の面に対して垂直方向に流れる。
The fluid flowing into the inlet 210 of the gas-liquid mixer 100 flows through the baffle plate 140 of the gas-liquid mixing inlet section 101 in a direction perpendicular to the surface of the partition member 110 (for example, two titanium (Ti) meshes).

このため気液混合器100の軸方向に隣接する両仕切部材110、110間の空間部131に、オゾンガスがトラップされてガス溜まりが形成される。気液混合器100の仕切部材110を、液体を含む流体が通過すると、流体に含まれる液体が開口110A(例えばメッシュ孔)により微滴化(細分化)される。微滴化(細分化)され、気液接触面積が大きくなった液体を含む流体が、ガス溜まりの中を流れることにより、流体に含まれる液体がオゾンガスを吸収する。
For this reason, ozone gas is trapped and a gas reservoir is formed in the space 131 between the partition members 110, 110 adjacent in the axial direction of the gas-liquid mixer 100. When a fluid containing liquid passes through the partition member 110 of the gas-liquid mixer 100, the liquid contained in the fluid is broken down into fine droplets (fractionalized) by the openings 110A (e.g., mesh holes). The fluid containing the liquid that has been broken down into fine droplets (fractionalized) and has a large gas-liquid contact area flows through the gas reservoir, whereby the liquid contained in the fluid absorbs the ozone gas.

複数の仕切部材110それぞれを液体を含む流体が通過する毎に流体に含まれる液体へのオゾンガスの吸収が行われ、オゾンガスと水との混合が促進され、高効率にオゾンガスが水に溶解する。
Each time the fluid containing liquid passes through each of the plurality of partition members 110, ozone gas is absorbed into the liquid contained in the fluid, the mixing of the ozone gas and water is promoted, and the ozone gas is dissolved in the water with high efficiency.

高効率にオゾンガスが溶解されたオゾン水は、気液混合器100の気液混合出口部102、流出口220を介して出口配管40に流出される。
The ozone water in which ozone gas is dissolved with high efficiency flows out to the outlet pipe 40 via the gas-liquid mixture outlet portion 102 and the outlet port 220 of the gas-liquid mixer 100 .

(出口配管) (Outlet piping)

気液混合器100の流出口220に連通する出口配管40は、全部または一部の箇所40Aが筐体200の上端よりも高い位置に配置されている。
The outlet pipe 40 communicating with the outlet port 220 of the gas-liquid mixer 100 has all or a part 40A disposed at a position higher than the upper end of the housing 200 .

(過酸化水素供給部) (Hydrogen peroxide supply section)

過酸化水素供給部50は、出口配管40に連通する供給路51と、供給路51に過酸化水素を吐出するポンプ52と、供給路51に設けられ、出口配管40に供給される過酸化水素の流量を制御する流量制御弁53とを含んで構成されている。 The hydrogen peroxide supply unit 50 includes a supply path 51 connected to the outlet piping 40, a pump 52 that discharges hydrogen peroxide into the supply path 51, and a flow control valve 53 provided in the supply path 51 and that controls the flow rate of hydrogen peroxide supplied to the outlet piping 40.

出口配管40に流量が制御された過酸化水素が供給されるため、出口配管40内で、オゾンと過酸化水素が共存し過酸化水素の濃度が調整された促進酸化水を生成することができる。 Since hydrogen peroxide is supplied to the outlet pipe 40 at a controlled flow rate, accelerated oxidation water in which ozone and hydrogen peroxide coexist and the concentration of hydrogen peroxide is adjusted can be produced within the outlet pipe 40.

図3は、促進酸化水を生成するための光反応部60を示す。図2に示す過酸化水素供給部50に替えて、又は過酸化水素供給部50に加えて、この光反応部60を設けてもよい。 Figure 3 shows a photoreaction unit 60 for generating accelerated oxidized water. This photoreaction unit 60 may be provided in place of or in addition to the hydrogen peroxide supply unit 50 shown in Figure 2.

同図3に示すように、気液混合器100の流出口220に連通する出口配管40の途中には、オゾン水が通過する光反応部60が設けられる。なお、光反応部60は、オゾン水を貯留する貯留部、例えばオゾン水を貯留するタンクとして構成してもよい。3, a photoreaction section 60 through which ozone water passes is provided in the middle of the outlet pipe 40 that communicates with the outlet 220 of the gas-liquid mixer 100. The photoreaction section 60 may be configured as a storage section for storing ozone water, for example, as a tank for storing ozone water.

紫外線光源70は、光反応部60内のオゾン水に紫外線を照射する。紫外線光源70は、例えば波長253.7nmの光を発振する低圧水銀ランプである。紫外線光源70は、例えば光反応部60内のオゾン水中に配置され、電源71から供給される電力によって紫外線を発振する。なお紫外線光源70は、オゾン水に光を照射することでオゾンの一部を過酸化水素に転換し得るものであればよく、紫外線(UV)光源または真空紫外線(UVU)光源を広義に含むものとする。紫外線光源70は、その目的に合致するものであれば高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、紫外線放射ダイオード、紫外線レーザーダイオード等任意のものを使用することができる。The ultraviolet light source 70 irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction section 60. The ultraviolet light source 70 is, for example, a low-pressure mercury lamp that emits light with a wavelength of 253.7 nm. The ultraviolet light source 70 is, for example, placed in the ozone water in the photoreaction section 60, and emits ultraviolet light using power supplied from a power source 71. The ultraviolet light source 70 may be any light source that can convert a portion of the ozone into hydrogen peroxide by irradiating the ozone water with light, and broadly includes an ultraviolet (UV) light source or a vacuum ultraviolet (UVU) light source. The ultraviolet light source 70 may be any light source suitable for the purpose, such as a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, an ultraviolet emitting diode, or an ultraviolet laser diode.

光反応部60の上流の出口配管40から、気液混合器100で生成されたオゾン水が、光反応部60内に流入される。光反応部60内のオゾン水に、紫外線光源70で出射された紫外線が照射されることによって、オゾンの一部が過酸化水素に転換され、光反応部60内でオゾンと過酸化水素が共存する促進酸化水が生成される。生成された促進酸化水は、光反応部60の下流の出口配管40に流出される。 Ozone water generated in the gas-liquid mixer 100 flows into the photoreaction unit 60 from the outlet piping 40 upstream of the photoreaction unit 60. When the ozone water in the photoreaction unit 60 is irradiated with ultraviolet light emitted by the ultraviolet light source 70, some of the ozone is converted to hydrogen peroxide, and accelerated oxidized water in which ozone and hydrogen peroxide coexist is generated in the photoreaction unit 60. The generated accelerated oxidized water flows out to the outlet piping 40 downstream of the photoreaction unit 60.

(気液混合器の効果) (Effect of gas-liquid mixer)

以上のように構成された第1実施形態の気液混合器100によれば、高効率にオゾンガスが水に溶解し、溶解度が大きいオゾン水を生成することができる。 According to the gas-liquid mixer 100 of the first embodiment configured as described above, ozone gas can be dissolved in water with high efficiency, and ozone water with high solubility can be produced.

また、気液混合器100の流路断面積は、筐体200の円筒部250の内径から保持部材130の面積を除いた面積であるため、流路断面積が大きく圧力損失を低減することができる。このため小型の装置ながら大流量のオゾン水を生成できる。 In addition, the flow path cross-sectional area of the gas-liquid mixer 100 is the area obtained by subtracting the area of the holding member 130 from the inner diameter of the cylindrical portion 250 of the housing 200, so the flow path cross-sectional area is large and pressure loss can be reduced. Therefore, a large flow rate of ozone water can be generated even though the device is small.

保持部材130(たとえばテフロン(登録商標)製O-リング)と仕切部材110(たとえば チタン(Ti)メッシュ)と支持部材120(たとえば0.5mm厚のマイクロエキスパンドメタル)の数としての段数(組数)は、生成しようとするオゾン水の濃度及び流量によって決定することができる。例えば、0.5 mg/L 程度の低濃度オゾン水を生成する場合には12~13段とすればよい。また、2mg/L 程度の中濃度オゾン水を生成する場合には、20~25段にすればよい。The number of stages (sets) of holding members 130 (e.g., Teflon (registered trademark) O-rings), partition members 110 (e.g., titanium (Ti) mesh), and support members 120 (e.g., 0.5 mm thick micro-expanded metal) can be determined based on the concentration and flow rate of the ozone water to be generated. For example, when generating low-concentration ozone water of about 0.5 mg/L, 12 to 13 stages may be used. When generating medium-concentration ozone water of about 2 mg/L, 20 to 25 stages may be used.

気液混合器100の段数と内径を大きくすればするほど、ガスの溶解性能は向上する。The larger the number of stages and inner diameter of the gas-liquid mixer 100, the better the gas dissolution performance.

流体が流出口220に流れる様子を観察するための覗き窓290を筐体200に形成してもよい。覗き窓290は、筐体200の流出口220に近い円筒部250に設けられる。覗き窓290から、筐体200内でガスが溶解する様子を目視で確認することができる。覗き窓290は、筐体200に開口部を形成し、開口部に透明のガラス、樹脂、拡大レンズなどの窓部を組み込んで構成することができる。また、流体が流出口220に流れる様子を観察するために筐体200の一部又は全部を透明に構成してもよい。A sight window 290 for observing the flow of the fluid to the outlet 220 may be formed in the housing 200. The sight window 290 is provided in the cylindrical portion 250 close to the outlet 220 of the housing 200. The sight window 290 allows visual confirmation of the dissolution of gas within the housing 200. The sight window 290 can be configured by forming an opening in the housing 200 and incorporating a window portion made of transparent glass, resin, a magnifying lens, or the like into the opening. Also, a part or all of the housing 200 may be configured to be transparent in order to observe the flow of the fluid to the outlet 220.

ガスが全溶解されていることを知る上で、一番確実な方法は、ガスが流出口220に引き込まれていないことを目視で確認することである。 The most reliable way to know that all the gas has been dissolved is to visually confirm that no gas is being drawn into the outlet 220.

覗き窓290を介して、数mm径の気泡が時々流出口220に引き込まれるという現象、あるいはガスが時々竜巻状の流れを形成して流出口220に引き込まれるという現象を確認することができる。これにより所定の水流量においてオゾンが完全に溶存し得るオゾンガス流量の最大値を簡単に知ることができる。 Through the sight glass 290, it is possible to confirm the phenomenon that air bubbles of a few mm in diameter are sometimes drawn into the outlet 220, or that gas sometimes forms a tornado-like flow and is drawn into the outlet 220. This makes it easy to know the maximum ozone gas flow rate at which ozone can be completely dissolved at a specified water flow rate.

覗き窓290は他の装置、方法よりも下記の点で有用である。すなわち、流量が多い場合には、他の方法ではガスの溶け残りを定量し、把握することができないことがある。例えば溶存酸素計は誤差が大きい。大流量を流すと水上置換法でガスを水から分離して定量することが難しくなる。これは数 L/min の流量であると、水上置換法で未溶解のガス流量を計測できるが、流量が数十L/minになると、流速が大きいため、メスシリンダーなどにガスをトラップすることができなくなるからである。また気液混合器100の流出口220の後流にガス分離槽を設置して、圧力制御をしながらガスを抜き出し、液面計を付けてオゾン水をポンプで抜き出すという方法も考えられる。しかし、この方法は、覗き窓290を設ける場合に比べてより大きなコストを要する。 The sight glass 290 is more useful than other devices and methods in the following respects. That is, when the flow rate is high, other methods may not be able to quantify and grasp the amount of undissolved gas. For example, a dissolved oxygen meter has a large error. When a large flow rate is used, it becomes difficult to separate the gas from the water and quantify it using the water displacement method. This is because, when the flow rate is several L/min, the water displacement method can measure the undissolved gas flow rate, but when the flow rate is several tens of L/min, the flow velocity is so high that it is no longer possible to trap the gas in a measuring cylinder or the like. Another possible method is to install a gas separation tank downstream of the outlet 220 of the gas-liquid mixer 100, extract the gas while controlling the pressure, and install a level gauge to extract the ozone water with a pump. However, this method requires a larger cost than the case where a sight glass 290 is provided.

(実施例1)(Example 1)

気液混合器100の段数を50段とした。筐体200を内径200mm、高さ600mmの寸法で構成した。The number of stages in the gas-liquid mixer 100 was 50. The housing 200 had an inner diameter of 200 mm and a height of 600 mm.

各段に、材質がSUS304、0.5mm厚のマイクロエキスパンドメタルの支持部材120を挿入した。 A support member 120 made of SUS304 micro-expanded metal with a thickness of 0.5 mm was inserted into each stage.

水の供給源10を水道の蛇口とし、水道の元圧で気液混合器100に50~100 L/minの流量を供給した。なお、水道の元圧で気液混合器100に120 L/minの流量を供給してオゾン水を生成することが可能である。 The water supply source 10 was a water faucet, and a flow rate of 50 to 100 L/min was supplied to the gas-liquid mixer 100 at the original water pressure. It is also possible to generate ozone water by supplying a flow rate of 120 L/min to the gas-liquid mixer 100 at the original water pressure.

放電式のオゾナイザ20で、酸素とオゾンの混合ガス(オゾン濃度は10%)を発生させた。この酸素とオゾンの混合ガス(オゾンガスという)を50~100 L/min の水道水と共に気液混合器100に供給した。気液混合器100に供給される水の流量(水流量;L/min)と気液混合器100で生成されるオゾン水中の溶存オゾン濃度(mg/L)の関係を図4に示す。A discharge-type ozonizer 20 was used to generate a mixed gas of oxygen and ozone (ozone concentration 10%). This mixed gas of oxygen and ozone (called ozone gas) was supplied to the gas-liquid mixer 100 together with tap water at 50 to 100 L/min. The relationship between the flow rate of water supplied to the gas-liquid mixer 100 (water flow rate; L/min) and the dissolved ozone concentration (mg/L) in the ozone water generated by the gas-liquid mixer 100 is shown in Figure 4.

溶存オゾン濃度の目標値を1.3mg/Lに定め、オゾナイザ20で、水流量に応じてオゾンガスの流量を調整した。 The target dissolved ozone concentration was set at 1.3 mg/L, and the flow rate of ozone gas was adjusted according to the water flow rate using ozonizer 20.

この結果、50~100 L/minの水流量の全ての範囲で、溶存オゾン濃度を目標値である1.3mg/Lの誤差範囲内に調整することができた。As a result, the dissolved ozone concentration could be adjusted within the error range of the target value of 1.3 mg/L for all water flow rates from 50 to 100 L/min.

50~100L/minの水流量の全ての範囲で、酸素ガス及びオゾンガスは、すべて水中に溶解しているため、有害な気相のオゾンガスは、気液混合器100及び配管出口40から発生しないことが確認された。 It was confirmed that, in the entire water flow rate range of 50 to 100 L/min, oxygen gas and ozone gas are all dissolved in the water, and therefore no harmful gas-phase ozone gas is generated from the gas-liquid mixer 100 or the piping outlet 40.

気液混合器100に流体を流し続けた状態で、気相オゾン濃度を計測したところ、気相オゾン濃度は、0.1 ppmv(環境基準値以下)であり、安全であるという結果が得られた。 When the gas-phase ozone concentration was measured while fluid was continuously flowing through the gas-liquid mixer 100, the gas-phase ozone concentration was found to be 0.1 ppmv (below the environmental standard value), indicating that it is safe.

例えば 100L/minの流量の水が供給された場合に、0.6 L/min のオゾンガス(オゾン濃度は10%)を発生させたところ、気液混合器100に供給した全てのガスが水に溶けて、1.3mg/L の濃度のオゾン水を製造することができた。For example, when water was supplied at a flow rate of 100 L/min and ozone gas (ozone concentration 10%) was generated at 0.6 L/min, all of the gas supplied to the gas-liquid mixer 100 dissolved in the water, producing ozone water with a concentration of 1.3 mg/L.

オゾンガス流量を調整して、1.3mg/L というオゾン溶存濃度に調整する実施は一例である。実施形態によれば、オゾンガス流量を調整するだけで任意の流量と濃度のオゾン水を生成することができる。気液混合器100に供給した全てのガスが水に溶けるため、実際にオゾンがどの程度水中に溶存しているかを検出するための溶存濃度センサが不要となり、制御装置を簡易なものとすることができる。例えば実際の溶存オゾン濃度を検出し、目標溶存オゾン濃度と実際の溶存オゾン濃度との偏差をなくすように調整する制御装置を省略することができる。 Adjusting the ozone gas flow rate to adjust the ozone dissolved concentration to 1.3 mg/L is one example. According to the embodiment, ozone water of any flow rate and concentration can be generated simply by adjusting the ozone gas flow rate. Since all gas supplied to the gas-liquid mixer 100 dissolves in water, a dissolved concentration sensor for detecting the actual amount of ozone dissolved in the water is not required, and the control device can be simplified. For example, a control device that detects the actual dissolved ozone concentration and adjusts it to eliminate the deviation between the target dissolved ozone concentration and the actual dissolved ozone concentration can be omitted.

なお、ポンプを使って水道水の供給圧力を上げることで、水流量を200 L/min 程度まで増加させることが可能である。200 L/min 程度の範囲内で同様にしてオゾンガス流量を調整するだけで任意の流量、濃度のオゾン水を生成することが可能である。 In addition, by increasing the supply pressure of tap water using a pump, it is possible to increase the water flow rate to approximately 200 L/min. By adjusting the ozone gas flow rate in the same manner within the range of approximately 200 L/min, it is possible to generate ozone water of any flow rate and concentration.

図2に示す気液混合器100の性能と特徴を以下1)~4)にまとめる。 The performance and features of the gas-liquid mixer 100 shown in Figure 2 are summarized below in 1) to 4).

1)気液混合器100は気体を良く溶かす 1) The gas-liquid mixer 100 dissolves gases well

筐体200の内径200mmの気液混合器100に流量100 L/minの水を供給すると共に、流量1.1L/minの酸素を供給したところ、酸素ガスを完全に溶解することができた。また内径を80mmにした気液混合器100に流量50L/minの水を供給すると共に、流量160m L/minの酸素を供給したところ、酸素ガスを完全に溶解することができた。 When water was supplied at a flow rate of 100 L/min to a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 200 mm in the housing 200 and oxygen was supplied at a flow rate of 1.1 L/min, oxygen gas was able to be completely dissolved. In addition, when water was supplied at a flow rate of 50 L/min to a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 80 mm and oxygen was supplied at a flow rate of 160 mL/min, oxygen gas was able to be completely dissolved.

また、内径を44mmにした気液混合器100でも、米国Kenics社のスタティックミキサの24エレメント品(比較機器)と比較して低流量領域で比較機器の2倍の酸素ガスを溶解することがわかった。 Furthermore, it was found that the gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 44 mm was able to dissolve twice as much oxygen gas in the low flow rate range compared to a 24-element static mixer (comparison device) from Kenics, Inc. of the United States.

2)気液混合器100は圧力損失が小さい 2) The gas-liquid mixer 100 has low pressure loss

圧力損失が小さいため大流量の流体を気液混合器100に供給してオゾン水を生成することができる。 Since the pressure loss is small, a large flow rate of fluid can be supplied to the gas-liquid mixer 100 to produce ozone water.

筐体200の内径200mmの気液混合器100には、水道の元圧で流量100 L/minの水を供給してオゾン水を生成することができる。内径を44mmにした気液混合器100でも、水道の元圧で流量12 L/minの水を供給してオゾン水を生成することができる。比較機器には、その半分の流量にしか水を供給することができない。 Ozone water can be generated by supplying water at a flow rate of 100 L/min at the original water supply pressure to a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 200 mm in the housing 200. Even with a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 44 mm, ozone water can be generated by supplying water at a flow rate of 12 L/min at the original water supply pressure. Water can only be supplied at half that flow rate to the comparative device.

実施例1の気液混合器100によれば、他に以下のような効果が得られる。 The gas-liquid mixer 100 of Example 1 also provides the following advantages:

3)腐食性のガスを酸やアルカリ性の液体へ溶解する用途に適用が可能である 3) It can be used to dissolve corrosive gases in acid or alkaline liquids.

筐体200、O-リングの保持部材130の材質をテフロン(登録商標)製とし、仕切部材120の材質をチタン(Ti)メッシュとし、筐体200の内径を44mmにして構成された気液混合器100は、160mg/L という高濃度オゾン水を生成することができる。気液混合器100で高濃度オゾン水を連続して生成する耐久試験を行ったところ、気液混合器100の各部は全く劣化することがなかった。このように実施例1の気液混合器100は、耐腐食性が高く、耐久性に優れていることが実証されている。したがって気液混合器100を、腐食性のガスを酸やアルカリ溶液に溶解する用途で使用したとしても、長期間劣化することなく使用し続けることが予測される。The gas-liquid mixer 100, which is configured with the housing 200 and the O-ring holding member 130 made of Teflon (registered trademark), the partition member 120 made of titanium (Ti) mesh, and the inner diameter of the housing 200 being 44 mm, can generate high-concentration ozone water of 160 mg/L. When a durability test was conducted in which the gas-liquid mixer 100 continuously generates high-concentration ozone water, each part of the gas-liquid mixer 100 did not deteriorate at all. In this way, it has been demonstrated that the gas-liquid mixer 100 of Example 1 has high corrosion resistance and excellent durability. Therefore, even if the gas-liquid mixer 100 is used for dissolving corrosive gases in acid or alkaline solutions, it is expected that it will continue to be used for a long period of time without deterioration.

なお、腐食性が低い流体を気液混合器100に流す用途では、例えば筐体200をアクリル樹脂、仕切部材120をSUS304製のメッシュ、O-リングの保持部材130をシリコンゴムで構成することが、コストを抑制する上で望ましい。 In addition, in applications where a less corrosive fluid is flowed through the gas-liquid mixer 100, it is desirable to construct the housing 200 from acrylic resin, the partition member 120 from a SUS304 mesh, and the O-ring retaining member 130 from silicone rubber, in order to reduce costs.

4)使用目的に応じて、様々な大きさの気液混合器100を容易に製造することができる 4) Gas-liquid mixers 100 can be easily manufactured in various sizes depending on the intended use.

気液混合器100は、生成しようとするオゾン水の濃度、流すべき流体の流量によって段数(組数)、内径を設定して製造すればよく、要求される仕様に応じて柔軟かつ容易に製造することができる。The gas-liquid mixer 100 can be manufactured by setting the number of stages (sets) and inner diameter depending on the concentration of ozone water to be generated and the flow rate of the fluid to be flowed, and can be flexibly and easily manufactured according to the required specifications.

気液混合器100の筐体200の内径を80mmにすれば、0.5 mg/L の溶存オゾンのオゾン水を50 L/minの流量で生成することができる。気液混合器100の筐体200の内径を200mmにすれば、1.5 mg/L の溶存オゾンのオゾン水を200 L/minの流量で生成することができる。 If the inner diameter of the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 is 80 mm, ozone water with 0.5 mg/L of dissolved ozone can be generated at a flow rate of 50 L/min. If the inner diameter of the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 is 200 mm, ozone water with 1.5 mg/L of dissolved ozone can be generated at a flow rate of 200 L/min.

筐体200の内径を40mm~200mmの範囲で6種類の気液混合器100を製造して、酸素とオゾンガスを水中に溶解する実験を行ったところ、いずれのタイプの気液混合器100についても酸素ガス及びオゾンガスを完全に溶解し気相オゾンがほぼゼロであることが実証された。 Six types of gas-liquid mixers 100 were manufactured with the inner diameter of the housing 200 ranging from 40 mm to 200 mm, and experiments were conducted to dissolve oxygen and ozone gas in water. It was demonstrated that all types of gas-liquid mixers 100 completely dissolved oxygen gas and ozone gas, resulting in almost zero gas-phase ozone.

(支持部材の効果) (Effect of supporting members)

気液混合器100に支持部材120が設けられていないと仮定する。この場合、大流量の流体が筐体200内を流れると、水流によってチタン(Ti)メッシュで構成された仕切部材220が凹んでしまい、偏流が生じる虞がある。筐体200の内径が大きいとき偏流が生じやすくなる。偏流が生じるとガスの溶解効率が低下する虞がある。 Let us assume that the gas-liquid mixer 100 is not provided with a support member 120. In this case, when a large flow rate of fluid flows inside the housing 200, the water flow may cause the partition member 220 made of titanium (Ti) mesh to become dented, which may result in drift. Drift is more likely to occur when the inner diameter of the housing 200 is large. Drift may reduce the efficiency of dissolving the gas.

筐体200の内径が80mm以上の気液混合器100は、支持部材120が設けられていないと、偏流が生じる虞があることが実験の結果明らかになった。流体の圧力により仕切部材110を構成するメッシュが流体の下流方向に撓んでしまい、流体が筐体200の円筒部250の中心部にのみ流れてしまう現象が観察された。Experiments have revealed that in a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of the housing 200 of 80 mm or more, if the support member 120 is not provided, there is a risk of drift. It was observed that the mesh constituting the partition member 110 was deflected in the downstream direction of the fluid due to the pressure of the fluid, and the fluid flowed only in the center of the cylindrical portion 250 of the housing 200.

以下に支持部材120が偏流を抑制することを示す実験結果について説明する。Below we describe the experimental results which show that the support member 120 suppresses drift.

図5は、筐体200の内径が80mm、筐体200の高さが240mmの気液混合器100を用いた実験結果を示す。図5の横軸は、筐体200内に供給される水流量(L/min )を示し、図5の縦軸は、筐体200の内壁付近の周囲4箇所を流れる水流量の平均値と、筐体200の中央を流れる水流量との比率(流量比;壁付近周囲4箇所の流量平均値÷中央の流量)を示す。チタン(Ti)メッシュの仕切部材110、ステンレス(SUS)メッシュの仕切部材110についてエキスパンドメタルで構成した支持部材120の効果を検証した。比較例を、チタン(Ti)メッシュの仕切部材110で支持部材120を設けない場合とした。図4中の「メタルあり」の表示は、エキスパンドメタルの支持部材120を挿入した場合のデータであり、「メタル無し」の表示は、エキスパンドメタルの支持部材120を挿入しない場合のデータである。エキスパンドメタルの厚さは0.5mmとした。5 shows the experimental results using a gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of the housing 200 of 80 mm and a height of the housing 200 of 240 mm. The horizontal axis of FIG. 5 shows the water flow rate (L/min) supplied into the housing 200, and the vertical axis of FIG. 5 shows the ratio of the average water flow rate flowing at the four peripheral points near the inner wall of the housing 200 to the water flow rate flowing at the center of the housing 200 (flow rate ratio; average flow rate at the four peripheral points near the wall ÷ flow rate at the center). The effect of the support member 120 made of expanded metal was verified for the partition member 110 made of titanium (Ti) mesh and the partition member 110 made of stainless steel (SUS) mesh. The comparative example was a case where the partition member 110 made of titanium (Ti) mesh was not provided with the support member 120. The indication "with metal" in FIG. 4 is data when the support member 120 made of expanded metal is inserted, and the indication "without metal" is data when the support member 120 made of expanded metal is not inserted. The thickness of the expanded metal was 0.5 mm.

図5から、エキスパンドメタルの支持部材120が挿入されていない場合は、筐体200内に供給される水流量によらず筐体200の中央に集中して水が流れており偏流が生じていることがわかる。一方、エキスパンドメタルの支持部材120が挿入されると仕切部材110のメッシュの種類によらず、10 L/min 以上の水流量を筐体200に供給したときには流量比がほぼ1になっている。5, it can be seen that when the expanded metal support member 120 is not inserted, water flows concentratedly in the center of the housing 200, causing a biased flow, regardless of the water flow rate supplied into the housing 200. On the other hand, when the expanded metal support member 120 is inserted, the flow rate ratio is approximately 1 when a water flow rate of 10 L/min or more is supplied to the housing 200, regardless of the type of mesh of the partition member 110.

この結果から、エキスパンドメタルの支持部材120が挿入されると仕切部材110のメッシュの種類によらずに、10 L/min 以上の水流量で、偏流を防止できたことがわかった。 These results show that when the expanded metal support member 120 is inserted, drift can be prevented at water flow rates of 10 L/min or more, regardless of the type of mesh of the partition member 110.

偏流を抑制するためには、筐体200を、地面に対して垂直に設置することが望ましい。このため筐体200を設置する際には、泡式水準器を用いて垂直を確認することが望ましい。In order to prevent drift, it is desirable to install the housing 200 vertically to the ground. For this reason, when installing the housing 200, it is desirable to check that it is vertical using a bubble level.

また偏流を抑制するためには、筐体200の高さに対する内径の比(高さ内径比;高さ/内径)の基準値を3に設定し、筐体200の高さ内径比が基準値付近になるように設計することが望ましい。 In addition, in order to suppress drift, it is desirable to set the standard value of the ratio of the inner diameter to the height of the housing 200 (height-to-inner diameter ratio; height/inner diameter) to 3, and to design the housing 200 so that the height-to-inner diameter ratio is close to the standard value.

(邪魔板の効果) (Effect of baffle plate)

邪魔板140は、下記の理由から設置される。The baffle plate 140 is installed for the following reasons:

すなわち、筐体200の内径が大きい大型の気液混合器100は、流体を大流量で流しても圧力損失が小さく、流体の動圧を取り除くことができない。従って、流体は、上述したガス溜まり(気泡溜まり)を形成することなく気液混合器100の流出口220へ流れてしまい、オゾンの水中への溶解性能が低下する。そこで、筐体200の内径が大きい大型の気液混合器100であったとしても、流体の動圧を取り除きガス溜まり(気泡溜まり)を形成して溶解効率を向上させるために、邪魔板140を設置した。邪魔板140の出口部は層流になるように設計することが望ましい。邪魔板140が設置されることにより、流体がガス溜まり(気泡溜まり)を形成することなく気液混合器100の流出口220へ流れることがなくなり、溶解効率の低下を防ぐことが実験の結果確認された。That is, in a large gas-liquid mixer 100 with a large inner diameter of the housing 200, the pressure loss is small even when the fluid flows at a large flow rate, and the dynamic pressure of the fluid cannot be removed. Therefore, the fluid flows to the outlet 220 of the gas-liquid mixer 100 without forming the above-mentioned gas accumulation (gas bubble accumulation), and the dissolution performance of ozone in water decreases. Therefore, even if the gas-liquid mixer 100 has a large inner diameter of the housing 200, the baffle plate 140 is installed to remove the dynamic pressure of the fluid and form a gas accumulation (gas bubble accumulation) to improve the dissolution efficiency. It is desirable to design the outlet part of the baffle plate 140 so that it is a laminar flow. It was confirmed by the experiment that the installation of the baffle plate 140 prevents the fluid from flowing to the outlet 220 of the gas-liquid mixer 100 without forming a gas accumulation (gas bubble accumulation), and prevents a decrease in the dissolution efficiency.

(エア抜き孔の効果) (Effect of air vent hole)

エア抜き孔150の効果について以下説明する。The effect of the air vent hole 150 is explained below.

例えば筐体200の内径が200mm、高さが600mmの大型の気液混合器100は、18L 程度の容積を持っている。この気液混合器100の中に0.5 L/min 程度のオゾンガスを流して、筐体200内の空気と置換するためには、30~40分程度の時間が必要となる。酸素を用いた溶解実験では、2時間程度経たないと酸素溶存濃度が一定とならないことがわかった。For example, a large gas-liquid mixer 100 with an inner diameter of 200 mm and a height of 600 mm in the housing 200 has a volume of about 18 L. It takes about 30 to 40 minutes to flow ozone gas at about 0.5 L/min into this gas-liquid mixer 100 and replace the air in the housing 200. In a dissolution experiment using oxygen, it was found that the dissolved oxygen concentration did not become constant until about two hours had passed.

そこで、大型の気液混合器100であったとしても溶存濃度が一定時間になるまでの時間を短縮するためにエア抜き穴150を設置した。Therefore, an air vent hole 150 is installed to shorten the time it takes for the dissolved concentration to reach a certain level, even in a large gas-liquid mixer 100.

気液混合器100の運転開始に伴い、エア抜き弁160を開き、エア抜き配管151を介して気液混合入口部101を外部部雰囲気に連通させる。つぎに、水の供給源10から入口配管30、流入口210を介して、気液混合器100の筐体200内に水を供給して、気液混合器100内の空気を排出させる。気液混合入口部101は外部部雰囲気に連通しているため、筐体200内の空気を抜きながら水が筐体200内に供給される。エア抜き配管151を介して少量の水が排出された段階でエア抜きを終了する。その後、水の供給源10から入口配管30、流入口210を介して、気液混合器100の筐体200内に水を供給すると共にオゾナイザ20からオゾンガス出口21、出口配管21A、入口配管30、流入口210を介して、気液混合器100の筐体200内にオゾンガスを供給する。この結果、0.6 L/min のオゾン及び酸素の混合ガスと100L/min の水を供給し始めてから5分以内という短時間で、オゾン溶存濃度が一定となる。 When the gas-liquid mixer 100 starts operating, the air vent valve 160 is opened and the gas-liquid mixture inlet 101 is connected to the external atmosphere via the air vent pipe 151. Next, water is supplied from the water supply source 10 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30 and the inlet 210 to discharge the air from the gas-liquid mixer 100. Since the gas-liquid mixture inlet 101 is connected to the external atmosphere, water is supplied into the housing 200 while the air in the housing 200 is being discharged. Air venting is terminated when a small amount of water is discharged through the air vent pipe 151. Thereafter, water is supplied from the water supply source 10 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30 and the inlet 210, and ozone gas is supplied from the ozonizer 20 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the ozone gas outlet 21, the outlet pipe 21A, the inlet pipe 30, and the inlet 210. As a result, the dissolved ozone concentration becomes constant within a short period of time, within 5 minutes, from the start of supplying the mixed gas of ozone and oxygen at 0.6 L/min and water at 100 L/min.

(ストレーナの効果) (Strainer effect)

ストレーナ80の効果について以下説明する。 The effect of strainer 80 is explained below.

大流量の水道水、例えば水道水が90 L/min程度以上の流量で入口配管30を流れると、管壁から鉄錆が剥がれることがある。When a large flow of tap water, for example tap water at a flow rate of 90 L/min or more, flows through the inlet pipe 30, iron rust may peel off from the pipe wall.

入口配管30にストレーナ80が設置されているため、たとえ入口配管30の管壁から鉄錆が剥がれることがあったとしても入口配管30中の鉄錆がストレーナ80で捕捉され、鉄錆が気液混合器100内に入り込むことがない。このため鉄錆が仕切部材110のメッシュに詰まり、気液混合器100の溶解効率が低下してしまうことを抑制することができる。Since the strainer 80 is installed in the inlet pipe 30, even if iron rust peels off from the pipe wall of the inlet pipe 30, the iron rust in the inlet pipe 30 is captured by the strainer 80 and does not enter the gas-liquid mixer 100. This prevents iron rust from clogging the mesh of the partition member 110 and reducing the dissolution efficiency of the gas-liquid mixer 100.

(出口配管を筐体よりも高くした効果) (The effect of placing the outlet piping higher than the housing)

出口配管40の全部または一部の箇所40Aが筐体200の上端よりも高い位置に配置されている効果について以下説明する。The effect of all or part 40A of the outlet pipe 40 being positioned higher than the upper end of the housing 200 is described below.

仮に、出口配管40の全部が筐体200の上端よりも低い位置を配置されている状態で大型の気液混合器100に低水量を供給する運転を行うと、水が筐体200の壁付近を流れてしまい偏流が生じてしまう。この結果、オゾンの溶解性能が低下してしまうことになる。If the large gas-liquid mixer 100 is operated to supply a low amount of water with the entire outlet pipe 40 positioned lower than the top end of the housing 200, the water will flow near the wall of the housing 200, causing drift. This will result in a decrease in the ozone dissolution performance.

これに対して出口配管40の全部または一部の箇所40Aが筐体200の上端よりも高い位置に配置された状態にすると、大型の気液混合器100に低水量を供給する運転を行ったとしても、水が筐体200の壁付近及び中央の両方を均一な流量で流れ偏流が抑制される。この結果、オゾンの溶解性能の低下が抑制される。また気液混合器100の筐体200内の空気が迅速に抜かれる。この結果、運転開始からオゾン溶存濃度が一定になるまでの時間が短縮される。 On the other hand, if all or part of the outlet pipe 40 at point 40A is positioned higher than the top end of the housing 200, even when a low volume of water is supplied to a large gas-liquid mixer 100, the water flows at a uniform flow rate both near the wall and in the center of the housing 200, suppressing drift. As a result, the deterioration of the ozone dissolving performance is suppressed. In addition, the air inside the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 is quickly removed. As a result, the time from the start of operation until the dissolved ozone concentration becomes constant is shortened.

(筐体の流入口を上に配置した効果) (The effect of placing the inlet of the housing at the top)

実施形態では、流入口210が筐体200の上方に配置されると共に流出口220が筐体200の下方に配置されている。In an embodiment, the inlet 210 is positioned above the housing 200 and the outlet 220 is positioned below the housing 200.

実験を行った結果、流入口210を筐体200の上方に配置して、筐体200の上方から下方に流体を流す配置構成の方が、流入口210を筐体200の下方に配置して、筐体200の下方から上方に流体を流す配置構成の方よりも効率的にオゾンガスを水中に溶解できることがわかった。これは邪魔板140の設置の有無によらず同様である。その理由は、流体を筐体200の下方から上方へ流すと、気泡が水と共に、ガス溜まり(気泡溜まり)となっている箇所から押し出されてしまうためである。As a result of the experiment, it was found that an arrangement in which the inlet 210 is located above the housing 200 and the fluid flows from above to below the housing 200 can dissolve ozone gas in water more efficiently than an arrangement in which the inlet 210 is located below the housing 200 and the fluid flows from below to above the housing 200. This is true regardless of whether or not the baffle plate 140 is installed. The reason is that when the fluid flows from below to above the housing 200, the air bubbles are pushed out of the gas accumulation (air bubble accumulation) together with the water.

(過酸化水素供給部又は光反応部の効果) (Effect of hydrogen peroxide supply section or photoreaction section)

過酸化水素供給部50又は光反応部60をシステムに付加することにより、オゾンと過酸化水素が共存した促進酸化水を生成するシステムとすることができる。By adding a hydrogen peroxide supply unit 50 or a photoreaction unit 60 to the system, the system can be made to generate accelerated oxidized water in which ozone and hydrogen peroxide coexist.

(実施例2)(Example 2)

気液混合器100で、100L/min の水道水に、1.05 L/min のオゾンガスを溶解して、2.0mg/Lの溶存オゾン濃度のオゾン水を生成した。In the gas-liquid mixer 100, 1.05 L/min of ozone gas was dissolved in 100 L/min of tap water to produce ozone water with a dissolved ozone concentration of 2.0 mg/L.

気液混合器100の流出口220から流出され出口配管40を流れるオゾン水に、過酸化水素供給部50から、70mg/L の濃度の過酸化水素を0.68L/minの流量で添加した。 Hydrogen peroxide with a concentration of 70 mg/L was added from the hydrogen peroxide supply section 50 at a flow rate of 0.68 L/min to the ozone water flowing out of the outlet 220 of the gas-liquid mixer 100 and flowing through the outlet piping 40.

この結果、 酸化水素供給部50の下流の出口配管40に、0.5 mg/Lの濃度の過酸化水素が含まれた促進酸化水を流出させることができた。As a result, accelerated oxidation water containing hydrogen peroxide at a concentration of 0.5 mg/L could be discharged into the outlet pipe 40 downstream of the hydrogen peroxide supply section 50.

促進酸化水中の溶存オゾンの吸収スペクトルを示すグラフを図6に示す。図6の横軸は波長(nm)で、縦軸は、吸収スペクトルの強度である。A graph showing the absorption spectrum of dissolved ozone in advanced oxidation water is shown in Figure 6. The horizontal axis of Figure 6 is wavelength (nm) and the vertical axis is the intensity of the absorption spectrum.

促進酸化水中の溶存オゾンの吸収スペクトルの強度から溶存オゾン濃度を計測したところ、溶存オゾン濃度は1.39mg/Lであった。溶存オゾン濃度が、過酸化水素供給部50の上流側の2.0mg/Lから、過酸化水素供給部50の下流側の1.39mg/Lまで低下しており、過酸化水素の添加によりOHラジカルを生成する反応が進行していることが確認された。The dissolved ozone concentration was measured from the intensity of the absorption spectrum of dissolved ozone in the accelerated oxidation water, and was found to be 1.39 mg/L. The dissolved ozone concentration had decreased from 2.0 mg/L upstream of the hydrogen peroxide supply section 50 to 1.39 mg/L downstream of the hydrogen peroxide supply section 50, confirming that the reaction of generating OH radicals by the addition of hydrogen peroxide was progressing.

実施形態では、機能水として、オゾン水又はオゾンと過酸化水素が共存する促進酸化水を想定したが、実施形態のシステム、気液混合装置、気液混合器は、酸素水、水素水を製造する場合に同様にして適用することができる。 In the embodiments, ozone water or accelerated oxidation water in which ozone and hydrogen peroxide coexist is assumed as the functional water, but the system, gas-liquid mixing device, and gas-liquid mixer of the embodiments can be similarly applied when producing oxygen water or hydrogen water.

また、実施形態のシステム、気液混合装置、気液混合器は、機能水を製造する場合に限定されるわけではなく、以下の各用途に同様にして適用することができる。 Furthermore, the system, gas-liquid mixing device, and gas-liquid mixer of the embodiments are not limited to producing functional water, but can be similarly applied to each of the following applications.

・排ガスの吸収、除去の用途 - Use for absorbing and removing exhaust gas

排ガスと水やアミン水溶液を混合させてガスを吸収、除去する用途に適用することができる。 It can be used to absorb and remove gas by mixing exhaust gas with water or an aqueous amine solution.

排ガス中に含まれるオゾンO3、硫化水素H2S、硫黄酸化物SOx、窒素酸化物NOx、アンモニアNH3等の有害ガスを水やアミン水溶液に吸収させることで、有害ガス成分を除去して大気に排出することが可能となる。またアミン水溶液を用いることにより二酸化炭素CO2の吸収も可能であり、地球温暖化を抑制する技術としても有効である。 By absorbing harmful gases contained in exhaust gas, such as ozone (O3 ) , hydrogen sulfide ( H2S ), sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx), and ammonia (NH3 ) , into water or an amine aqueous solution, it is possible to remove the harmful gas components and release them into the atmosphere. Carbon dioxide ( CO2) can also be absorbed by using an amine aqueous solution, making it an effective technology for curbing global warming.

・排水の浄化の用途 -Use for purifying wastewater

排水とオゾンガスを混合させて排水を浄化する用途に適用することができる。 It can be used to purify wastewater by mixing it with ozone gas.

工場等から出る排水にオゾンガス又はオゾンと過酸化水素を添加して気液混合器100に流すことにより、促進酸化プロセス(酸化プロセスAOP)によって排水を浄化することができる。By adding ozone gas or ozone and hydrogen peroxide to wastewater from a factory, etc., and flowing it into the gas-liquid mixer 100, the wastewater can be purified through an advanced oxidation process (oxidation process AOP).

例えば、気液混合器100の流入口210の前の入口配管30内で、排水に過酸化水素を注入しておき、気液混合器100内で、排水にオゾンガスを溶かしながら促進酸化プロセスを進行させて排水を浄化する構成とする。For example, hydrogen peroxide is injected into the wastewater in the inlet piping 30 in front of the inlet 210 of the gas-liquid mixer 100, and an accelerated oxidation process is carried out while dissolving ozone gas in the wastewater within the gas-liquid mixer 100 to purify the wastewater.

・水槽での養鰻や養殖の用途 - Uses for eel farming and aquaculture in aquariums

例えば酸素ボンベの酸素ガスあるいはPSAによって生成した酸素富化ガスを気液混合器100で淡水あるいは海水に溶解させて、酸素富化水を製造する。製造された酸素富化水は養鰻や養殖のための水槽に供給される。For example, oxygen gas from an oxygen cylinder or oxygen-enriched gas produced by PSA is dissolved in fresh water or seawater in a gas-liquid mixer 100 to produce oxygen-enriched water. The oxygen-enriched water produced is supplied to aquariums for eel farming or aquaculture.

・炭酸ガスを飲料水に溶解する用途 - Use for dissolving carbon dioxide gas into drinking water

炭酸ガスと飲料水を混合させて、ビール、コーラ等の炭酸飲料を製造する用途に適用することができる。気液混合器100に、加圧の機能を付加することで実現可能である。It can be used to mix carbon dioxide gas and drinking water to produce carbonated drinks such as beer and cola. This can be achieved by adding a pressurization function to the gas-liquid mixer 100.

また、実施形態の気液混合器100を用いて、アミン溶液や膜分離等で濃縮された大気中の二酸化炭素を含んだガスと水を混合して炭酸水を生成し、この炭酸水を、ボロンドープダイアモンド触媒電極を含んで構成される水電解装置へ送り、炭酸水を水電解することにより陰極で一酸化炭素と水素を含んだ混合ガス、ギ酸、シュウ酸などの有機化合物等を生成することも可能である。 In addition, using the gas-liquid mixer 100 of the embodiment, it is possible to mix gas containing atmospheric carbon dioxide concentrated using an amine solution or membrane separation, etc. with water to produce carbonated water, and then send this carbonated water to a water electrolysis device comprising a boron-doped diamond catalyst electrode, and electrolyze the carbonated water to produce a mixed gas containing carbon monoxide and hydrogen at the cathode, as well as organic compounds such as formic acid and oxalic acid.

(第2実施形態) (Second embodiment)

図7は、図1に対応する図で、第2実施形態の気液混合装置1を用いた機能水製造システムを示す。 Figure 7 corresponds to Figure 1 and shows a functional water production system using the gas-liquid mixing device 1 of the second embodiment.

図8A、図8B、図8Cは、図2に対応する図で、第2実施形態の気液混合器100の構成例を示す断面図である。 Figures 8A, 8B, and 8C correspond to Figure 2 and are cross-sectional views showing an example configuration of the gas-liquid mixer 100 of the second embodiment.

図8A、図8B、図8Cに示す気液混合器100は、図2に示す気液混合器100に替えて、図1に示す第1実施形態の機能水製造システムの一部を変更した図7に示す第2実施形態の機能水製造システムに組み込むことができる。 The gas-liquid mixer 100 shown in Figures 8A, 8B, and 8C can be incorporated into the second embodiment of the functional water production system shown in Figure 7, which is a partial modification of the first embodiment of the functional water production system shown in Figure 1, in place of the gas-liquid mixer 100 shown in Figure 2.

以下の図7、図8A、図8B、図8Cの説明では、図1、図2、図3と異なる構成要素について説明し、第1実施形態と重複する構成要素について適宜説明を省略する。図7、図8A、図8B、図8Cにおいて、図1、図2と同一の機能の構成要素については同一の符号を付与して同一の機能を有するものとして適宜重複した説明を省略する。In the following explanations of Figures 7, 8A, 8B, and 8C, components different from those in Figures 1, 2, and 3 will be explained, and explanations of components that overlap with those in the first embodiment will be omitted as appropriate. In Figures 7, 8A, 8B, and 8C, components that have the same functions as those in Figures 1 and 2 will be assigned the same reference numerals and will not be explained as necessary.

図7、図8Aに示すように第2実施形態の気液混合器100は、液体と気体の流入口がそれぞれ独立して設けられている。すなわち液体の第1流入口210Aが軸方向の一端部に形成され、第1流入口210Aとは別に気体の第2流入口150Aが軸方向の一端部に形成されている。7 and 8A, the gas-liquid mixer 100 of the second embodiment has separate inlets for liquid and gas. That is, a first inlet 210A for liquid is formed at one end in the axial direction, and a second inlet 150A for gas is formed at one end in the axial direction separately from the first inlet 210A.

第1流入口210Aには、液体として例えば水が流入される。第2流入口150Aには、気体として例えばオゾンが流入される。 A liquid, such as water, flows into the first inlet 210A. A gas, such as ozone, flows into the second inlet 150A.

図2におけるエア抜き孔150は、第2流入口150Aとして用いられる。したがって第2流入口150Aは、筐体200内のエアを抜くエア抜き孔として機能すると共に筐体200内に気体として例えばオゾンを流入する流入口として機能する。2 is used as the second inlet 150A. Therefore, the second inlet 150A functions as an air vent hole for venting air from within the housing 200, and also functions as an inlet for introducing a gas, such as ozone, into the housing 200.

第2流入口150Aは、筐体200の上板部材230に形成されている。第2流入口150Aは、壁部材としての上板部材230を貫通するように形成されているThe second inlet 150A is formed in the upper plate member 230 of the housing 200. The second inlet 150A is formed to penetrate the upper plate member 230 as a wall member.

第2流入口150Aは、エア抜き配管151を介して外部雰囲気に連通している。エア抜き配管151には、エア抜き孔150の開閉の調整が行われるエア抜き弁160が設けられている。The second inlet 150A is connected to the outside atmosphere via an air vent pipe 151. The air vent pipe 151 is provided with an air vent valve 160 that adjusts the opening and closing of the air vent hole 150.

エア抜き配管151には、オゾンガスの出口配管21Aが連通している。出口配管21Aには、開閉弁21Cが設けられている。 The air vent pipe 151 is connected to the ozone gas outlet pipe 21A. The outlet pipe 21A is provided with an on-off valve 21C.

(オゾンガス流入時) (When ozone gas flows in)

オゾンガス流入時にはエア抜き弁160が閉じられ、開閉弁21Cが開かれる。When ozone gas flows in, the air vent valve 160 is closed and the on-off valve 21C is opened.

水の供給源10から原料水が吐出されると、原料水は入口配管30に供給される。オゾナイザ20で、気体としての酸素を含むオゾンガス(以下、単にオゾンガスと称する)が生成されると、オゾンガスはオゾンガス出口21、出口配管21Aを介してエア抜き配管151に供給される。このため液体としての水を含む流体は入口配管30を介して気液混合器100の第1流入口210Aに流入されると共に、オゾンガスはエア抜き配管151を介して気液混合器100の第2流入口150Aに流入される。When raw water is discharged from the water supply source 10, the raw water is supplied to the inlet pipe 30. When ozone gas containing oxygen as a gas (hereinafter simply referred to as ozone gas) is generated in the ozonizer 20, the ozone gas is supplied to the air vent pipe 151 via the ozone gas outlet 21 and the outlet pipe 21A. Therefore, a fluid containing water as a liquid flows into the first inlet 210A of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30, and the ozone gas flows into the second inlet 150A of the gas-liquid mixer 100 via the air vent pipe 151.

第1流入口210Aに流入された液体としての水は、邪魔板140の板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿って流れ、板面の外周から図8A中下方に落下する。液体としての水は、仕切部材110(例えば2枚のチタン(Ti)のメッシュ)の面に対して垂直方向に流れる。Liquid water flowing into the first inlet 210A flows radially from the inside of the plate surface of the baffle plate 140 toward the outer periphery, and falls downward in Figure 8A from the outer periphery of the plate surface. Liquid water flows perpendicular to the surface of the partition member 110 (e.g., two titanium (Ti) meshes).

一方、第2流入口150Aに流入されたオゾンガスは、水と分離した状態で仕切部材110(例えば2枚のチタン(Ti)のメッシュ)の面に対して垂直方向に流れる。On the other hand, the ozone gas flowing into the second inlet 150A flows perpendicular to the surface of the partition member 110 (e.g., two titanium (Ti) meshes) while being separated from the water.

このためオゾンガスは、気液混合器100の軸方向に隣接する両仕切部材110、110間の空間部131でトラップされてガス溜まりが形成される。 As a result, the ozone gas is trapped in the space 131 between the two partition members 110, 110 adjacent to each other in the axial direction of the gas-liquid mixer 100, forming a gas reservoir.

一方、気液混合器100の仕切部材110を液体としての水が通過すると、液体としての水が開口110A(例えばメッシュ孔)により微滴化(細分化)される。微滴化(細分化)され、気液接触面積が大きくなった液体としての水が、オゾンガスのガス溜まりの中を流れることにより、液体としての水がオゾンガスを効率良く吸収する。On the other hand, when liquid water passes through the partition member 110 of the gas-liquid mixer 100, the liquid water is broken down into fine droplets (fragmented) by the openings 110A (e.g., mesh holes). The liquid water, which has been broken down into fine droplets (fragmented) and has a large gas-liquid contact area, flows through the gas reservoir of ozone gas, and the liquid water efficiently absorbs the ozone gas.

複数の仕切部材110それぞれを液体としての水が通過する毎に液体としての水へのオゾンガスの吸収が行われ、オゾンガスと水との混合が促進され、高効率にオゾンガスが水に溶解する。 Each time liquid water passes through each of the multiple partition members 110, ozone gas is absorbed into the liquid water, promoting mixing of the ozone gas and water, and dissolving the ozone gas into the water with high efficiency.

高効率にオゾンガスが溶解されたオゾン水は、気液混合器100の気液混合出口部102、流出口220を介して出口配管40に流出される。 The ozone water in which ozone gas is dissolved with high efficiency is discharged into the outlet piping 40 via the gas-liquid mixing outlet portion 102 and the flow outlet 220 of the gas-liquid mixer 100.

(エア抜き時) (When bleeding air)

気液混合器100の運転開始時などのエア抜き時にはエア抜き弁160が開かれ、開閉弁21Cが閉じられる。When air is bled, such as when the gas-liquid mixer 100 starts operating, the air bleed valve 160 is opened and the opening/closing valve 21C is closed.

これにより気液混合入口部101は、第2流入口150A、エア抜き配管151を介して外部雰囲気に連通する。つぎに、水の供給源10から入口配管30、第1流入口210Aを介して、気液混合器100の筐体200内に水を供給して、気液混合器100内の空気を排出させる。気液混合入口部101は外部雰囲気に連通しているため、筐体200内の空気を抜きながら水が筐体200内に供給される。エア抜き配管151を介して少量の水が排出された段階でエア抜きを終了する。 As a result, the gas-liquid mixing inlet section 101 is connected to the external atmosphere via the second inlet 150A and the air vent pipe 151. Next, water is supplied from the water supply source 10 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30 and the first inlet 210A, and the air within the gas-liquid mixer 100 is discharged. Since the gas-liquid mixing inlet section 101 is connected to the external atmosphere, water is supplied into the housing 200 while the air within the housing 200 is being vented. Air venting is terminated when a small amount of water has been discharged via the air vent pipe 151.

その後、オゾンガスを気液混合器100内に導入するためエア抜き弁160が閉じられ、開閉弁21Cが開かれる。水の供給源10から入口配管30、第1流入口210Aを介して、気液混合器100の筐体200内に水を供給すると共にオゾナイザ20からオゾンガス出口21、出口配管21A、エア抜き配管151、第2流入口150Aを介して、気液混合器100の筐体200内にオゾンガスを供給する。この結果、0.6 L/min のオゾン及び酸素の混合ガスと100L/min の水を供給し始めてから5分以内という短時間で、オゾン溶存濃度が一定となる。 Then, the air vent valve 160 is closed and the on-off valve 21C is opened to introduce ozone gas into the gas-liquid mixer 100. Water is supplied from the water supply source 10 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet pipe 30 and the first inlet 210A, and ozone gas is supplied from the ozonizer 20 into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the ozone gas outlet 21, the outlet pipe 21A, the air vent pipe 151, and the second inlet 150A. As a result, the ozone dissolved concentration becomes constant in a short time of within 5 minutes from the start of supplying 0.6 L/min of ozone and oxygen mixed gas and 100 L/min of water.

なお、筐体200内の圧力を高圧、例えば2気圧以上に加圧して加圧溶解させたい場合には、オゾナイザ20で発生したオゾンガスをコンプレッサで加圧してエア抜き配管151に吐出すればよい。これにより例えば2気圧以上に加圧されたオゾンガスを、エア抜き配管151、第2流入口150Aを介して気液混合器100の筐体200内に供給することができる。 When it is desired to pressurize the pressure inside the housing 200 to a high pressure, for example, 2 atmospheres or more, for pressurized dissolution, the ozone gas generated by the ozonizer 20 can be pressurized by a compressor and discharged into the air vent pipe 151. In this way, the ozone gas pressurized to, for example, 2 atmospheres or more can be supplied into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the air vent pipe 151 and the second inlet 150A.

なお、第1実施形態においても同様に、筐体200内に例えば2気圧以上の高圧の水とオゾンガスからなる流体を供給させたい場合には、入口配管30のうち出口配管21Aの連通箇所よりも下流に水加圧用ポンプの吸引口を連通させるように構成すればよい。上記水加圧用ポンプの吐出口から高圧の水とオゾンガスからなる流体が吐出され、高圧の水とオゾンガスからなる流体を、流入口210を介して気液混合器100の筐体200内に供給することができる。Similarly, in the first embodiment, when it is desired to supply a fluid consisting of high-pressure water and ozone gas, for example, at 2 atmospheres or more, into the housing 200, the suction port of the water pressurizing pump may be configured to communicate with the inlet pipe 30 downstream of the connection point of the outlet pipe 21A. A fluid consisting of high-pressure water and ozone gas is discharged from the discharge port of the water pressurizing pump, and the fluid consisting of high-pressure water and ozone gas can be supplied into the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 via the inlet 210.

なお図8Aにおいて第2流入口150Aを、液体としての水を流入させる流入口としてのみ機能させ、エア抜き孔として機能させない実施も可能である。 In addition, in Figure 8A, it is also possible to have the second inlet 150A function only as an inlet for allowing liquid water to flow in and not function as an air vent hole.

図8Bに示すように、第2流入口150Aを筐体200の軸方向の一端部側の側壁253に設けてもよい。第2流入口150Aは、筐体200の側壁253を貫通する孔として設けられる。図8Bは、図8Aの実施例と同様に第2流入口150Aをエア抜き孔としても機能させる実施例を示しているが、第2流入口150Aを、流入口として機能させ、エア抜き孔150を第2流入口150Aとは別に設ける実施も可能である。As shown in Figure 8B, the second inlet 150A may be provided in the side wall 253 on one axial end side of the housing 200. The second inlet 150A is provided as a hole penetrating the side wall 253 of the housing 200. Figure 8B shows an embodiment in which the second inlet 150A also functions as an air vent hole, as in the embodiment of Figure 8A, but it is also possible to have the second inlet 150A function as an inlet and provide the air vent hole 150 separately from the second inlet 150A.

図8Cに示すように、図8Bの実施例と同様に第2流入口150Aを筐体200の軸方向の一端部側の側壁253に設け、更に第2流入口150Aに連通する筐体内配管152を、筐体200内に延設してもよい。第2流入口150Aは、筐体200の側壁253を貫通する孔として設けられる。筐体内配管152の先端開口152Aは、筐体200の中心又は略中心に位置されるよう配置される。8C, similar to the embodiment of FIG. 8B, a second inlet 150A may be provided in a side wall 253 on one axial end side of the housing 200, and an internal housing piping 152 communicating with the second inlet 150A may be extended into the housing 200. The second inlet 150A is provided as a hole penetrating the side wall 253 of the housing 200. A tip opening 152A of the internal housing piping 152 is positioned so as to be located at the center or approximately the center of the housing 200.

図8Cは、図8A、図8Bの実施例と同様に第2流入口150Aをエア抜き孔としても機能させる実施例を示しているが、第2流入口150Aを、流入口として機能させ、エア抜き孔150を第2流入口150Aとは別に設ける実施も可能である。 Figure 8C shows an embodiment in which the second inlet 150A also functions as an air vent hole, similar to the embodiments in Figures 8A and 8B, but it is also possible to have the second inlet 150A function as an inlet and have the air vent hole 150 provided separately from the second inlet 150A.

(渦発生抑制部材) (Vortex generation suppression member)

気液混合器100には、渦発生抑制部材300が設けられている。渦発生抑制部材300は、流体が流出口220に流れる際に発生する渦を抑制して、これによって筐体200内の流体の流速を遅くして偏流を抑制するために設けられる。The gas-liquid mixer 100 is provided with a vortex generation suppression member 300. The vortex generation suppression member 300 is provided to suppress vortexes that are generated when the fluid flows into the outlet 220, thereby slowing the flow speed of the fluid within the housing 200 and suppressing drift.

図9は、渦発生抑制部材300を斜視図で示す。 Figure 9 shows an oblique view of the vortex generation suppression member 300.

渦発生抑制部材300は、筐体200内にあって流出口220の周囲の床面220Aに設けられた複数の脚部材310と当該複数の脚部材310によって支持される板部材320とから構成されている。脚部材310は板状部材で構成されており、脚部材310の幅方向310Aが流出口中心220Cと外方を結ぶ半径方向Rに一致するように脚部材310が床面220Aに配置されている。 The vortex generation suppression member 300 is comprised of a plurality of leg members 310 provided on the floor surface 220A around the outlet 220 within the housing 200, and a plate member 320 supported by the plurality of leg members 310. The leg members 310 are comprised of plate-shaped members, and are arranged on the floor surface 220A so that the width direction 310A of the leg members 310 coincides with the radial direction R connecting the outlet center 220C and the outside.

複数の脚部材310と板部材320は、床面220Aと、流出口220の周方向に隣接する両脚部材310、310と板部材320によって仕切られる空間300Aによって外方から流出口220に向かう流体の流れを形成する。この結果、流体が流出口220に流れ込む際に発生し得る渦の発生を抑制することができる。これにより筐体200内の流体の流速を渦発生抑制部材300が設けられていない場合と比較して遅くすることができる。このためガスの溶解効率が渦発生抑制部材300を設けていない場合と比較して向上する。実験結果については後述する。 The multiple leg members 310 and plate members 320 form a flow of fluid from the outside toward the outlet 220 by the floor surface 220A and the space 300A partitioned by both leg members 310, 310 and plate members 320 adjacent in the circumferential direction of the outlet 220. As a result, it is possible to suppress the generation of vortexes that may occur when the fluid flows into the outlet 220. This makes it possible to slow the flow rate of the fluid inside the housing 200 compared to when the vortex generation suppression member 300 is not provided. This improves the efficiency of gas dissolution compared to when the vortex generation suppression member 300 is not provided. The experimental results will be described later.

なお、図9に例示する渦発生抑制部材300は、複数の板状の脚部材310によって支持される板部材320を設けた構成としている。しかし、この板部材320を省略して複数(例えば4本)の立設した板状の脚部材310を設けるだけで渦発生抑制部材300を構成してもよい。すなわち渦発生抑制部材300としては、少なくとも複数(例えば4本)の立設した板状の脚部材310を含んで構成されていればよい。また、脚部材310を板状ではなく細い棒状にして上部の板部材320を支えるように構成してもよい。なお、上部の板部材320は円形であることが好ましいが、渦が直接流出口220に達することを阻止出来ればよく上部の板部材320を角状の板で構成してもよい。 The vortex generation suppression member 300 illustrated in FIG. 9 is configured to include a plate member 320 supported by multiple plate-shaped leg members 310. However, the plate member 320 may be omitted and the vortex generation suppression member 300 may be configured by only providing multiple (e.g., four) upright plate-shaped leg members 310. That is, the vortex generation suppression member 300 may be configured to include at least multiple (e.g., four) upright plate-shaped leg members 310. The leg members 310 may be configured to be thin rod-shaped rather than plate-shaped and to support the upper plate member 320. The upper plate member 320 is preferably circular, but may be configured as a square plate as long as it can prevent the vortex from directly reaching the outlet 220.

(傾斜抑制部材) (Tilt suppression member)

気液混合器100には、傾斜抑制部材400が設けられている。傾斜抑制部材400は、第1流入口210Aに流入される液体によって仕切部材110又は保持部材130又は支持部材120が傾斜することを抑制するために設けられる。The gas-liquid mixer 100 is provided with a tilt suppression member 400. The tilt suppression member 400 is provided to suppress tilting of the partition member 110, the holding member 130, or the support member 120 due to liquid flowing into the first inlet 210A.

図10Aは、傾斜抑制部材400を斜視図で示す。 Figure 10A shows an oblique view of the tilt suppression member 400.

傾斜抑制部材400は、内壁固定部材410と、押さえ部材420から構成されている。内壁固定部材410と、押さえ部材420は一体に形成されている。 The tilt suppression member 400 is composed of an inner wall fixing member 410 and a pressing member 420. The inner wall fixing member 410 and the pressing member 420 are formed integrally.

内壁固定部材410は、第1流入口210Aと、最も上流位置になる仕切部材110又は最も上流位置になる保持部材130との間の筐体200の内壁面200Aに固定して設けられる。 The inner wall fixing member 410 is fixed to the inner wall surface 200A of the housing 200 between the first inlet 210A and the partition member 110 at the most upstream position or the retaining member 130 at the most upstream position.

内壁固定部材410は、筐体200の内径とほぼ同じ直径ODの円形状の帯板部材411で構成されている。帯板部材411は、周方向両端部412A、412B間に距離LEの間隙を有している。帯板部材411は、直径OD方向に拡径及び縮径が可能な可撓性を有し、大流量の水流によって変形しない材質、厚さの材料で形成されている。 The inner wall fixing member 410 is composed of a circular band plate member 411 with a diameter OD approximately the same as the inner diameter of the housing 200. The band plate member 411 has a gap of a distance LE between both circumferential ends 412A, 412B. The band plate member 411 has flexibility that allows it to expand and contract in the diameter OD direction, and is formed from a material and thickness that will not deform due to a large water flow rate.

帯板部材411の外周面411Aは、筐体200の内壁面200Aに当接される。帯板部材411の一方の周方向端部412Aと他方の周方向端部412Bはそれぞれ、帯板部材411の周方向の各端面を内周面411B側に折り返すことで形成される。折り返し部413A、413Bにはそれぞれ、雄ネジ430(例えばM4)が挿通されるスルーホール414A、414Bが形成されている。折り返し部413A、413B間に、間隙調整用ナット431を介在させて折り返し部413A、413B間を拡長させると共に、折り返し部413A、413B同士を、雄ネジ430と固定用ナット432で締結することで、帯板部材411を筐体200の内壁面200Aに固定することができる。The outer peripheral surface 411A of the band plate member 411 is abutted against the inner wall surface 200A of the housing 200. One circumferential end 412A and the other circumferential end 412B of the band plate member 411 are formed by folding back each circumferential end surface of the band plate member 411 toward the inner peripheral surface 411B. The folded back portions 413A and 413B are each formed with a through hole 414A, 414B through which a male screw 430 (e.g., M4) is inserted. A gap adjustment nut 431 is interposed between the folded back portions 413A and 413B to expand the space between the folded back portions 413A and 413B, and the folded back portions 413A and 413B are fastened to each other with a male screw 430 and a fixing nut 432, thereby fixing the band plate member 411 to the inner wall surface 200A of the housing 200.

押さえ部材420は、最も上流位置になる仕切部材110又は最も上流位置になる保持部材130に当接して当該仕切部材110又は保持部材130を押さえるための部材である。 The pressing member 420 is a member that abuts against the partition member 110 at the most upstream position or the holding member 130 at the most upstream position to press the partition member 110 or the holding member 130.

押さえ部材420は、複数(例えば6つ)の爪421で構成されている。押さえ部材420は、帯板部材411の下方に形成された複数の凸面を、内周面411B側に水平になるように折り返すことで形成される。複数の爪421は、その押さえ面が最も上流位置になる仕切部材110又は最も上流位置になる保持部材130に当接し、かつ流体の流れを阻害しない大きさに形成されている。The pressing member 420 is composed of multiple (e.g., six) claws 421. The pressing member 420 is formed by folding back multiple convex surfaces formed on the lower side of the band plate member 411 so that they are horizontal to the inner peripheral surface 411B side. The multiple claws 421 are formed to a size such that their pressing surfaces abut against the partition member 110 at the most upstream position or the retaining member 130 at the most upstream position, and do not obstruct the flow of fluid.

傾斜抑制部材400を設けていない場合には、気液混合装置1の運転中に保持部材130が筐体200の内壁面200Aから外れ浮き上がり、これに伴い仕切部材110、支持部材120が傾斜するおそれがある。このため偏流が生じガスの溶解効率が低下するおそれがある。If the tilt suppression member 400 is not provided, the holding member 130 may come off the inner wall surface 200A of the housing 200 and rise up during operation of the gas-liquid mixing device 1, causing the partition member 110 and the support member 120 to tilt. This may cause a drift and reduce the efficiency of dissolving the gas.

第2実施形態によれば、傾斜抑制部材400を設けているため、たとえ大流量の水を第1流入口210Aに流入させ、水が激しく仕切部材110、支持部材120に衝突したとしても、それらが振動して保持部材130が筐体200の内壁面200Aから外れ浮き上がってしまうことを抑制することができる。 According to the second embodiment, a tilt suppression member 400 is provided, so that even if a large flow rate of water is allowed to flow into the first inlet 210A and the water violently collides with the partition member 110 and the support member 120, it is possible to prevent them from vibrating and causing the holding member 130 to come off the inner wall surface 200A of the housing 200 and float up.

(実施例3)(Example 3)

図11は、第2実施形態の実施例の気液混合器100の酸素溶解効率の計測結果を比較例と対比して示す。図11の横軸は水流量(L/min)を示し、縦軸は酸素溶解度(%)を示す。図11は、液体と気体の流入口をそれぞれ第1流入口210A、第2流入口150Aとして独立して設けた実施例(図11に実線で示す)と、同一の流入口210に液体と気体を流入させた比較例(図11に破線で示す)を対比して示す。 Figure 11 shows the measurement results of the oxygen dissolution efficiency of the gas-liquid mixer 100 of the example of the second embodiment in comparison with a comparative example. The horizontal axis of Figure 11 shows the water flow rate (L/min), and the vertical axis shows the oxygen solubility (%). Figure 11 shows a comparison between an example (shown by a solid line in Figure 11) in which the inlets for liquid and gas are provided independently as the first inlet 210A and the second inlet 150A, respectively, and a comparative example (shown by a dashed line in Figure 11) in which liquid and gas are flowed into the same inlet 210.

実施例には、内径80mm、高さ240mm の筐体200を含んで構成される中型の気液混合器100を用いた。筐体200の上部フランジに形成された第2流入口150Aに酸素ガスを直接投入して酸素溶解度を計測した。この実験では、酸素ガスをマスフローコントローラで1L/min の流量に設定した。In the example, a medium-sized gas-liquid mixer 100 was used, which includes a housing 200 with an inner diameter of 80 mm and a height of 240 mm. Oxygen solubility was measured by directly injecting oxygen gas into the second inlet 150A formed in the upper flange of the housing 200. In this experiment, the flow rate of oxygen gas was set to 1 L/min using a mass flow controller.

比較例には同じ大きさの筐体200を含んで構成される中型の気液混合器100を使用した。気液混合器100の流入口210の上流の入口配管30に水と酸素ガスとを混合して同じ酸素ガス流量1L/minで供給し、酸素溶解度を計測した。実施例と比較例の酸素溶解度を図11に示す。 For the comparative example, a medium-sized gas-liquid mixer 100 including a housing 200 of the same size was used. Water and oxygen gas were mixed and supplied to the inlet pipe 30 upstream of the inlet 210 of the gas-liquid mixer 100 at the same oxygen gas flow rate of 1 L/min, and the oxygen solubility was measured. The oxygen solubilities of the example and the comparative example are shown in Figure 11.

図11から、流入口210の上流で酸素を供給して水との気液混合状態で気液混合器100に流入させた比較例よりも、別々の第1流入口210A、第2流入口150Aからそれぞれ水と酸素を気液混合器100に流入させた実施例の方が、ガス溜りの形成状態が良好となり、酸素溶解効率が上昇していることが明らかである。特に、水の流量が20L/min 以上の場合には、入口配管30に酸素を供給して水に合流させると、酸素の気泡が水から分離することなくそのまま筐体200を通り抜け流出口220に達することがある。すなわち筐体200内での気液分離が進まず筐体200内に酸素のガス溜まりを形成することなく酸素の気泡が水と共に流出口220から排出されてしまい、酸素の水への溶解効率が上昇しない。特に水の流量が大きい場合(筐体200内の流速が大きい場合)、例えば20L/min 以上の大流量の場合には、溶解効率の低下が顕著となる。このため特に20L/min 以上の大流量の場合には、実施例のように別々の第1流入口210A、第2流入口150Aからそれぞれ水と酸素を気液混合器100に流入させることが、気体の水への溶解効率を向上させる上で重要となる。実施例のように別々の第1流入口210A、第2流入口150Aからそれぞれ水と酸素を気液混合器100に流入させた場合には、筐体200内に酸素のガス溜まりを容易に形成することができる。このため、実施例によれば、たとえ大流量の水を筐体200内に供給したとしてもガスの溶解効率が比較例に比べて低下することがない。11, it is clear that the embodiment in which water and oxygen are introduced into the gas-liquid mixer 100 from the first inlet 210A and the second inlet 150A, respectively, has a better gas accumulation state and a higher oxygen dissolution efficiency than the comparative example in which oxygen is supplied upstream of the inlet 210 and introduced into the gas-liquid mixer 100 in a gas-liquid mixed state with water. In particular, when the water flow rate is 20 L/min or more, if oxygen is supplied to the inlet piping 30 and merged with the water, oxygen bubbles may pass through the housing 200 without being separated from the water and reach the outlet 220. In other words, gas-liquid separation does not progress within the housing 200, and oxygen bubbles are discharged from the outlet 220 together with the water without forming a gas accumulation of oxygen within the housing 200, and the dissolution efficiency of oxygen in water does not increase. In particular, when the water flow rate is large (when the flow rate within the housing 200 is large), for example, when the flow rate is large, such as 20 L/min or more, the decrease in dissolution efficiency becomes significant. Therefore, in particular in the case of a large flow rate of 20 L/min or more, it is important to cause water and oxygen to flow into the gas-liquid mixer 100 from the first inlet 210A and the second inlet 150A, respectively, as in the embodiment, in order to improve the efficiency of dissolving the gas into water. When water and oxygen are caused to flow into the gas-liquid mixer 100 from the first inlet 210A and the second inlet 150A, respectively, as in the embodiment, a gas reservoir of oxygen can be easily formed in the housing 200. Therefore, according to the embodiment, even if a large flow rate of water is supplied into the housing 200, the efficiency of dissolving the gas does not decrease compared to the comparative example.

(実施例4)(Example 4)

図12は、第2実施形態の実施例の気液混合器100の筐体200内の流体の流速の計測結果を比較例と対比して示す。図12の横軸は水流量(L/min)を示し、縦軸は筐体内流速(cm/s)を示す。 Figure 12 shows the measurement results of the flow velocity of the fluid inside the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 of the example of the second embodiment in comparison with the comparative example. The horizontal axis of Figure 12 shows the water flow rate (L/min), and the vertical axis shows the flow velocity inside the housing (cm/s).

図12は、気液混合器100の筐体200内に渦発生抑制部材300を設けた実施例(図12に破線で示す)と、気液混合器100の筐体200内に渦発生抑制部材300を設けない比較例(図12に実線で示す)を対比して示す。 Figure 12 compares an embodiment in which a vortex generation suppression member 300 is provided in the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 (shown by a dashed line in Figure 12) with a comparative example in which a vortex generation suppression member 300 is not provided in the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 (shown by a solid line in Figure 12).

実施例は内径200mmの筐体200を含んで構成される大型の気液混合器100を用いた。実施例では、円板型のボルテックスブレーカ(Vortex Breaker)と称される渦発生抑制部材300を用いた。In the embodiment, a large gas-liquid mixer 100 was used, which includes a housing 200 having an inner diameter of 200 mm. In the embodiment, a vortex generation suppression member 300 called a disk-shaped vortex breaker was used.

気液混合器100の筐体200の内径が大きくなると、コリオリ(Coriolis)の力によりの流出口220の付近に渦巻きが発生する。これは、風呂の湯を抜く時に残り湯の水深が下がると湯が渦を巻いて空気と共に排水口に引き込まれていくときの現象と同じである。大型の気液混合器100でもこの現象が発生し、渦の中心部にガスが引き込まれ、水に溶解しないままガスが流出口220から流出され、ガスの溶解効率が低下するおそれがある。 When the inner diameter of the housing 200 of the gas-liquid mixer 100 becomes large, a whirlpool occurs near the outlet 220 due to the Coriolis force. This is the same phenomenon that occurs when the bath water is drained and the remaining water depth drops, causing the water to swirl and be drawn into the drain along with the air. This phenomenon can also occur in large gas-liquid mixers 100, and gas can be drawn into the center of the whirlpool, causing the gas to flow out of the outlet 220 without dissolving in the water, which can reduce the efficiency of gas dissolution.

実施例では、この影響を最小化するために渦発生抑制部材300に以下の諸元の円板型のボルテックスブレーカを用いた。 In the embodiment, in order to minimize this effect, a disk-type vortex breaker with the following specifications was used for the vortex generation suppression member 300.

・円形の板部材320の直径Φは、流出口220の内径の3倍程度 - The diameter Φ of the circular plate member 320 is about three times the inner diameter of the outlet 220

・円板の板部材320の高さHは、流出口220が形成された床面220Aから1~3cm 程度 The height H of the circular plate member 320 is approximately 1 to 3 cm from the floor surface 220A on which the outlet 220 is formed.

図9に示すように筐体200の底の床面220Aから2.5cm(脚部310の高さHに相当)だけ上方の位置に直径Φが 7.5cm、厚さ1mm の円形状の板部材320が位置するように渦発生抑制部材300を設置固定した。幅Wが20mm、高さHが25mm、厚さが1mm の脚部材310を、流出口220の周囲に4枚、等間隔に設置し、板部材320を支持固定した。脚部材310と板部材320の材質は、例えばアクリル製である。9, the vortex generation suppression member 300 was installed and fixed so that the circular plate member 320 with a diameter Φ of 7.5 cm and a thickness of 1 mm was located 2.5 cm (corresponding to the height H of the leg part 310) above the floor surface 220A at the bottom of the housing 200. Four leg members 310 with a width W of 20 mm, a height H of 25 mm, and a thickness of 1 mm were installed at equal intervals around the outlet 220 to support and fix the plate member 320. The material of the leg members 310 and the plate member 320 is, for example, acrylic.

なお、実験では気液混合器100内の水の滞留時間、すなわち第1流入口210Aに水が流入してから流出口220より水が排出されるまでの時間を濁度で確認するために、気体の代わりに牛乳を使用した。 In the experiment, milk was used instead of gas to confirm the residence time of water in the gas-liquid mixer 100, i.e., the time from when water flows into the first inlet 210A to when it is discharged from the outlet 220, using turbidity.

この大型の気液混合器100に水を流し、上部の第2流入口150Aから牛乳を注入した。牛乳を注入してから流出口220から牛乳が出始めるまでの排出時間を計測した。流出口220に流体が流れ込む際に渦巻きが発生すると、水の一部は短時間で流出口220から排出されてしまう。しかし渦発生抑制部材300によって渦巻きの発生あるいは渦の回転強度が抑制されれば、気体とみなされる牛乳の排出時間が長くなる。排出時間を測定することでコリオリ(Coriolis)の力の抑制効果を評価できる。すなわち気体とみなされる牛乳の排出時間が長いほど気液混合器100の気液混合効率が高くなる。Water was poured into this large gas-liquid mixer 100, and milk was poured in through the second inlet 150A at the top. The discharge time from when the milk was poured in until the milk started to come out of the outlet 220 was measured. If a vortex occurs when the fluid flows into the outlet 220, some of the water will be discharged from the outlet 220 in a short time. However, if the generation of the vortex or the rotation strength of the vortex is suppressed by the vortex generation suppression member 300, the discharge time of the milk considered to be a gas will be longer. By measuring the discharge time, the suppression effect of the Coriolis force can be evaluated. In other words, the longer the discharge time of the milk considered to be a gas, the higher the gas-liquid mixing efficiency of the gas-liquid mixer 100.

気体とみなされる牛乳の排出開始までの時間は、濁度計(Hanna社、ポータブル多項目水質測定器GPS濁度キット、HI9829-11041)を用いて計測した。 The time until the milk, which was considered to be gas, began to be discharged was measured using a turbidity meter (Hanna, Portable Multi-Parameter Water Quality Meter GPS Turbidity Kit, HI9829-11041).

牛乳の排出開始までの所要時間と水流量から筐体200内の水の流速(cm/s)を計算することができる。渦発生抑制部材300は、渦巻の流線に乗って速く排出されてしまうことがおそれがある水の流速を減じて、筐体200内における水の滞留時間を長くすることを目的とする。このため排出時間で評価するより流速で評価する方が渦発生抑制部材300の効果を認識しやすい。このような理由で実験結果を水の流量と筐体200内における流体の流速の関係を計測して渦発生抑制部材300の効果を評価した。 The water flow velocity (cm/s) inside the housing 200 can be calculated from the time required for milk to start to be discharged and the water flow rate. The purpose of the vortex generation suppression member 300 is to reduce the flow velocity of water that may be quickly discharged by being caught in the vortex flow lines, thereby lengthening the residence time of water inside the housing 200. For this reason, it is easier to recognize the effect of the vortex generation suppression member 300 by evaluating it based on the flow velocity rather than the discharge time. For this reason, the effect of the vortex generation suppression member 300 was evaluated by measuring the relationship between the water flow rate and the fluid flow velocity inside the housing 200 in the experimental results.

図12から、渦発生抑制部材300を設置した実施例は、渦発生抑制部材300を設置していない比較例に比べて、筐体内流速が小さくなり、筐体200内に水がより長い時間留まっていることがわかる。このため実施例によれば比較例に比べて気液接触時間が増加し、ガスの溶解効率が向上する。12 shows that in the embodiment in which the vortex generation suppression member 300 is installed, the flow velocity within the housing is smaller and the water remains in the housing 200 for a longer period of time than in the comparative example in which the vortex generation suppression member 300 is not installed. Therefore, in the embodiment, the gas-liquid contact time is increased compared to the comparative example, and the gas dissolution efficiency is improved.

(実施例5)(Example 5)

図10Aに示す傾斜抑制部材400の実施例の諸元を以下に示す。 The specifications of the embodiment of the tilt suppression member 400 shown in Figure 10A are shown below.

・内壁固定部材410の直径OD:200mm(筐体200の内径200mm) - Diameter OD of inner wall fixing member 410: 200 mm (inner diameter of housing 200: 200 mm)

・帯板部材411の幅WA:15mm - Width WA of strip member 411: 15 mm

・帯板部材411の折り返し部413A、413B間の距離LE:15mm - Distance LE between folded portions 413A and 413B of strip member 411: 15 mm

・帯板部材411の折り返し部413A、413Bの折り返し長さLA:15mm - Fold length LA of folded portions 413A, 413B of strip member 411: 15 mm

・爪421の数:6 - Number of claws 421: 6

・爪421の幅WT:10mm - Width of claw 421 WT: 10mm

・爪421の長さLT:8mm - Length of claw 421 LT: 8 mm

・雄ネジ430:M4ネジ - Male thread 430: M4 thread

・間隙調整用ナット431、固定用ナット432:M4ナット - Gap adjustment nut 431, fixing nut 432: M4 nut

・スルーホール414A、414Bの直径:4mm(M4相当) - Diameter of through holes 414A and 414B: 4 mm (equivalent to M4)

・内壁固定部材410と押さえ部材420の材質:SUS - Material of inner wall fixing member 410 and pressing member 420: SUS

上記諸元の傾斜抑制部材400が取り付けられた気液混合器100(実施例)と傾斜抑制部材400が取り付けられていない気液混合器100(比較例)を用いて大流量の水を流入させて各部の振動状態、浮き上がり状態を対比する実験を行った。大流量の水を流入させたときの仕切部材110、支持部材120の振動状態、保持部材130の浮き上がりの状態を観察した。この結果、実施例は、比較例と比べて切部材110、支持部材120の振動、保持部材130の浮き上がりが抑制されているのが確認された。なお、保持部材130の材質がテフロン(登録商標)等のフッ素樹脂、プラスチック、金属等いかなるものであっても傾斜抑制部材400は比較例と比べて有効である。An experiment was conducted to compare the vibration and floating states of each part by injecting a large amount of water into a gas-liquid mixer 100 (Example) equipped with the tilt suppression member 400 of the above specifications and a gas-liquid mixer 100 (Comparative Example) without the tilt suppression member 400. The vibration state of the partition member 110 and the support member 120 and the floating state of the holding member 130 when a large amount of water was injected were observed. As a result, it was confirmed that the vibration of the cutting member 110 and the support member 120 and the floating of the holding member 130 were suppressed in the Example compared to the Comparative Example. The tilt suppression member 400 is more effective than the Comparative Example regardless of the material of the holding member 130, such as fluororesin such as Teflon (registered trademark), plastic, metal, etc.

なお図10Aに示す傾斜抑制部材400の構成例、実施例に示した諸元はあくまで一例であり、各種の変形例が可能である。例えば押さえ部材420を、複数の爪421で構成する代わりに、図10Bに示すように押さえ部材420を一体の環状の部材420Aで形成する実施も可能である。 Note that the configuration example of the tilt suppression member 400 shown in Fig. 10A and the specifications shown in the embodiment are merely examples, and various modifications are possible. For example, instead of configuring the pressing member 420 with multiple claws 421, it is also possible to form the pressing member 420 with a single ring-shaped member 420A as shown in Fig. 10B.

(実施例6)(Example 6)

以下、光反応部60が設けられた気液混合装置1の実施例6について説明する。 Below, we will explain Example 6 of the gas-liquid mixing device 1 equipped with a photoreaction section 60.

実施例6は、上述した第1実施形態と組み合わせてもよく、第2実施形態と組合せてもよい。以下では第1実施形態と組み合わせた場合を例示すると共に実験結果について説明する。Example 6 may be combined with the first embodiment described above, or may be combined with the second embodiment. Below, we will exemplify the case where it is combined with the first embodiment, and explain the experimental results.

図13は、実施例6の気液混合器100の断面を示す図である。気液混合器100のうち複数の仕切部材110、複数の支持部材120及び複数の保持部材130で構成された部分を本明細書において「気液混合部100A」と称する。複数の仕切部材110によって仕切られた空間部131の個数、つまり気液混合器100の段数を50段~60段の間に設定した。各段に、0.5mm厚の材質SUS304からなる1枚のエキスパンドメタル材で構成された支持部材120と、材質SUSからなる100番の2枚のメッシュ材で構成された仕切部材110を用いた。 Figure 13 is a diagram showing a cross section of the gas-liquid mixer 100 of Example 6. The portion of the gas-liquid mixer 100 consisting of the multiple partition members 110, the multiple support members 120, and the multiple holding members 130 is referred to in this specification as the "gas-liquid mixing section 100A." The number of spaces 131 separated by the multiple partition members 110, i.e., the number of stages of the gas-liquid mixer 100, was set to between 50 and 60 stages. For each stage, a support member 120 consisting of one sheet of expanded metal material made of SUS304 with a thickness of 0.5 mm and a partition member 110 consisting of two sheets of mesh material No. 100 made of SUS were used.

筐体200の内径250IDを200mm、円筒部250の長さ250Hを600mmの寸法に設定して気液混合器100を構成した。気液混合器100の各部の寸法は下記のとおりである。 The gas-liquid mixer 100 was constructed by setting the inner diameter 250ID of the housing 200 to 200 mm and the length 250H of the cylindrical portion 250 to 600 mm. The dimensions of each part of the gas-liquid mixer 100 are as follows:

・上板部材230の厚さ230tは、15mm - The thickness 230t of the upper plate member 230 is 15 mm

・円筒部250の上端部251の厚さ251tは、10mm - The thickness 251t of the upper end 251 of the cylindrical portion 250 is 10 mm

・円筒部250の長さ250Hは、600mm - The length 250H of the cylindrical part 250 is 600 mm

・円筒部250の内径250IDは、200mm - The inner diameter 250ID of the cylindrical portion 250 is 200 mm

・円筒部250の外径250ODは、220mm - The outer diameter 250OD of the cylindrical portion 250 is 220 mm

・円筒部250の壁の厚さ250tは、10mm - The wall thickness 250t of the cylindrical portion 250 is 10 mm

・円筒部250の下端部252の厚さ252tは、10mm - The thickness 252t of the lower end 252 of the cylindrical portion 250 is 10 mm

・下板部材240の厚さ240tは、15mm - The thickness 240t of the lower plate member 240 is 15 mm

・下板部材240の直径240ODは、280mm - The diameter 240OD of the lower plate member 240 is 280 mm

筐体200内の気液混合出口部102は、流出路221を介して流出口220に連通している。 The gas-liquid mixing outlet portion 102 in the housing 200 is connected to the outlet port 220 via the outflow path 221.

流出路221は下板部材240に形成されている。流出路221は、下流になるほど内径221IDが徐々に小さくなる逆円錐形状に形成されている。 The outflow passage 221 is formed in the lower plate member 240. The outflow passage 221 is formed in an inverted cone shape with the inner diameter 221ID gradually decreasing downstream.

水の供給源10を水道の蛇口とし、水道の元圧で気液混合器100に50~100 L/minの流量を供給した。なお、水道の元圧で気液混合器100に120 L/minの流量の水を供給した。The water supply source 10 was a water faucet, and water was supplied to the gas-liquid mixer 100 at a flow rate of 50 to 100 L/min at the original water pressure. Water was supplied to the gas-liquid mixer 100 at a flow rate of 120 L/min at the original water pressure.

気液混合器100は、気液混合部100Aでオゾンと水を混合してオゾンを含むオゾン水を流出口220から流出する。 The gas-liquid mixer 100 mixes ozone and water in the gas-liquid mixing section 100A and discharges ozone water containing ozone from the outlet 220.

図14は、実施例6の光反応部60の断面を示す。 Figure 14 shows a cross-section of the photoreactive portion 60 of Example 6.

光反応部60は、出口配管40の途中に設けられている。光反応部60は、流出口220に連通し、オゾン水を通過又は貯留させる。 The photoreaction section 60 is provided midway through the outlet pipe 40. The photoreaction section 60 is connected to the outlet 220 and allows the ozone water to pass through or be stored therein.

光反応部60の筐体61は、円筒形状に形成されており、オゾン水を通過又は貯留させるための所定の容積61Vを有している。筐体61には、紫外線光源70が設けられている。紫外線光源70は筐体61の外部に設けられた電源71から供給される電力によって紫外線を発振する。紫外線光源70には、200nm~300nmの波長の光を発振する低圧水銀ランプを用いた。なお低圧水銀ランプの代わりに紫外線発光ダイオード(UV-LED)を用いてもよい。紫外線発光ダイオード(UV-LED)は深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)を含む。 The housing 61 of the photoreaction unit 60 is formed in a cylindrical shape and has a predetermined volume 61V for passing or storing ozone water. An ultraviolet light source 70 is provided in the housing 61. The ultraviolet light source 70 oscillates ultraviolet light using power supplied from a power source 71 provided outside the housing 61. A low-pressure mercury lamp that oscillates light with a wavelength of 200 nm to 300 nm is used as the ultraviolet light source 70. Note that an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) may be used instead of the low-pressure mercury lamp. The ultraviolet light emitting diode (UV-LED) includes a deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED).

光反応部60の各部の寸法を含む諸元は下記のとおりである。 The specifications of the photoreactive unit 60, including the dimensions of each part, are as follows:

・筐体61の内径61IDは、14cm - The inner diameter 61ID of the housing 61 is 14 cm

・筐体61の円筒部の長さ61Hは、49.5cm - The length 61H of the cylindrical part of the housing 61 is 49.5 cm

・筐体61の低圧水銀ランプを除いた容積61Vは、6.7L - The volume 61V of the housing 61 excluding the low pressure mercury lamp is 6.7L

・低圧水銀ランプの長さ70Lは、72cm - The length of the low pressure mercury lamp is 70L, which is 72cm

・低圧水銀ランプの表面積70Sは、362cm2 - The surface area of a low pressure mercury lamp 70S is 362 cm2

・低圧水銀ランプの発振波長は、254nm - The oscillation wavelength of a low pressure mercury lamp is 254 nm.

・低圧水銀ランプの光照射強度は、2~3mW/cm2 - The light irradiation intensity of the low pressure mercury lamp is 2-3mW/cm2

・低圧水銀ランプの光の出力は、約1W - The light output of a low pressure mercury lamp is approximately 1W

図15は、実施例6の気液混合装置1の全体構成を示す図である。以下に実験条件、実験結果を示す。 Figure 15 is a diagram showing the overall configuration of the gas-liquid mixing device 1 of Example 6. The experimental conditions and experimental results are shown below.

(実験条件) (Experimental conditions)

上述したように水道水を原料水として用い、オゾナイザ20にはエコデザイン社製の型番LOG-LC40Gの放電式オゾナイザを使用した。下記表1に示すとおり気液混合器100に供給する水流量は50L/minであり、オゾナイザ20に供給する原料酸素流量は400mL/minであり、供給する水の水温は16.3℃である。オゾナイザ20から酸素とオゾンを含有したオゾンガスが吐出される。このオゾンガス中のオゾン濃度は10vol%程度である。As mentioned above, tap water was used as the raw water, and a discharge-type ozonizer, model number LOG-LC40G, manufactured by Ecodesign was used as the ozonizer 20. As shown in Table 1 below, the flow rate of water supplied to the gas-liquid mixer 100 was 50 L/min, the flow rate of raw oxygen supplied to the ozonizer 20 was 400 mL/min, and the temperature of the water supplied was 16.3°C. Ozone gas containing oxygen and ozone is discharged from the ozonizer 20. The ozone concentration in this ozone gas is about 10 vol%.


(実験結果)

(Experimental Results)

下記表2のとおり、気液混合器100で、オゾン濃度が1.65mg/L のオゾン水を生成した。すなわち光反応前のオゾン水中のオゾン濃度は、1.65mg/Lであった。このオゾン水を光反応部60に通過させることにより0.82mg/L の溶存オゾンと0.44mg/Lの過酸化水素を含有した促進酸化水を生成することができた。すなわち光反応後の促進酸化水中のオゾン濃度は0.82mg/Lであり、光反応後の促進酸化水中の過酸化水素濃度は0.44mg/Lであった。As shown in Table 2 below, ozone water with an ozone concentration of 1.65 mg/L was generated in the gas-liquid mixer 100. In other words, the ozone concentration in the ozone water before the photoreaction was 1.65 mg/L. By passing this ozone water through the photoreaction section 60, accelerated oxidized water containing 0.82 mg/L of dissolved ozone and 0.44 mg/L of hydrogen peroxide could be generated. In other words, the ozone concentration in the accelerated oxidized water after the photoreaction was 0.82 mg/L, and the hydrogen peroxide concentration in the accelerated oxidized water after the photoreaction was 0.44 mg/L.


図16は、表2に示す溶存オゾン濃度の定量に用いた吸収スペクトルを示す。吸収スペクトルは、光路長が10cmの分光セルを用いて計測した。

Fig. 16 shows the absorption spectrum used for quantifying the dissolved ozone concentration shown in Table 2. The absorption spectrum was measured using a spectroscopic cell with an optical path length of 10 cm.

図16は、光反応前のオゾン水中の溶存オゾンの吸収スペクトルと光反応後の促進酸化水中の溶存オゾンの吸収スペクトルを対比して示す。図16の横軸は波長(nm)で、縦軸は、吸光度、つまり吸収スペクトルの強度である。図16に示す破線は光反応前のオゾン水中の溶存オゾンの吸収スペクトルであり、実線は光反応後の促進酸化水中の溶存オゾンの吸収スペクトルである。吸収スペクトルの強度は、光反応前の強度に比べて光反応後の強度の方が低くなっている。すなわち光反応部60における光反応によってOHラジカルを生成する反応が進行しオゾンが過酸化水素に効率良く転化していることが確認された。しかも気相オゾンは全く生成しないことが確認された。 Figure 16 compares the absorption spectrum of dissolved ozone in ozone water before the photoreaction with the absorption spectrum of dissolved ozone in the accelerated oxidation water after the photoreaction. The horizontal axis of Figure 16 is wavelength (nm), and the vertical axis is absorbance, i.e., the intensity of the absorption spectrum. The dashed line in Figure 16 is the absorption spectrum of dissolved ozone in ozone water before the photoreaction, and the solid line is the absorption spectrum of dissolved ozone in the accelerated oxidation water after the photoreaction. The intensity of the absorption spectrum is lower after the photoreaction than before the photoreaction. In other words, it was confirmed that the reaction generating OH radicals by the photoreaction in the photoreaction section 60 progresses, and ozone is efficiently converted to hydrogen peroxide. Moreover, it was confirmed that no gas-phase ozone is generated at all.

また、光反応部60の性能は、分解したオゾンの何%を過酸化水素に転化できるか、すなわち、以下の式で示される過酸化水素生成の量子収率で決まる。ここで、ΔO3とΔH2O2は、それぞれ光反応によって消失したオゾンと発生した過酸化水素のモル濃度 [mol/L] を示す。 The performance of the photoreaction unit 60 is determined by the percentage of decomposed ozone that can be converted to hydrogen peroxide, that is, the quantum yield of hydrogen peroxide production, as shown in the following formula: Here, ΔO3 and ΔH2O2 respectively indicate the molar concentrations [mol/L] of the ozone lost and the hydrogen peroxide generated by the photoreaction.

表2に示すオゾンの分解率と過酸化水素濃度から求めた過酸化水素生成の光量子収率は75%であった。この実施例から光量子収率が高く、紫外線光源70としての低圧水銀ランプから出力される光子が有効に過酸化水素生成に使用されていると判断することができる。The photon quantum yield of hydrogen peroxide generation calculated from the ozone decomposition rate and hydrogen peroxide concentration shown in Table 2 was 75%. From this example, it can be determined that the photon quantum yield is high and that the photons output from the low-pressure mercury lamp as the ultraviolet light source 70 are effectively used to generate hydrogen peroxide.

実施例6の光反応部60については種々の変形が可能である。光反応部60の筐体61の内壁に例えば材質がアルミニウムの反射板を取り付けて紫外線光源70から出射されるUV光を反射させるように構成してもよい。これにより紫外線光源70から出射されるUV光を過酸化水素生成に有効に利用することができ、光量子収率を更に高めることができる。Various modifications are possible to the photoreaction unit 60 of Example 6. For example, an aluminum reflector may be attached to the inner wall of the housing 61 of the photoreaction unit 60 to reflect the UV light emitted from the UV light source 70. This allows the UV light emitted from the UV light source 70 to be effectively used for generating hydrogen peroxide, and the light quantum yield can be further increased.

また筐体61のオゾン水を乱流にするよう攪拌する撹拌器や流路断面積を小さくするためのバッフルを設けてもよい。これにより筐体61のオゾン水に対してUV光が均一に照射され、光量子収率を更に高めることができる。 In addition, a stirrer that stirs the ozone water in the housing 61 to create a turbulent flow, or a baffle to reduce the cross-sectional area of the flow path may be provided. This allows the ozone water in the housing 61 to be uniformly irradiated with UV light, further increasing the light quantum yield.

なお紫外線光源70を低圧水銀ランプとする代わりに紫外線発光ダイオード(UV-LED)(深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)を含む)を用いた場合には、低圧水銀ランプに比べて光強度が安定するまでの時間を短縮することができる。また紫外線光源70を低圧水銀ランプとする代わりに紫外線発光ダイオード(UV-LED)(深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)を含む)を用いた場合には、低圧水銀ランプに比べて光強度の調整が容易となりオゾン分解率の調整を容易に行うことができる。 When an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) (including a deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED)) is used instead of a low-pressure mercury lamp as the ultraviolet light source 70, the time until the light intensity stabilizes can be shortened compared to when a low-pressure mercury lamp is used. When an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) (including a deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED)) is used instead of a low-pressure mercury lamp as the ultraviolet light source 70, the light intensity can be adjusted more easily compared to when a low-pressure mercury lamp is used, and the ozone decomposition rate can be easily adjusted.

(実施例7)(Example 7)

以下、光反応部60が設けられた気液混合装置1の実施例7について説明する。 Below, we will explain Example 7 of the gas-liquid mixing device 1 equipped with a photoreaction section 60.

実施例7は、上述した第1実施形態と組み合わせてもよく、第2実施形態と組合せてもよい。以下では第1実施形態と組み合わせた場合を例示すると共に実験結果について説明する。Example 7 may be combined with the first embodiment described above, or may be combined with the second embodiment. Below, we will exemplify the case where it is combined with the first embodiment, and explain the experimental results.

図17は、実施例7の気液混合器100の断面を示す図である。 Figure 17 is a diagram showing a cross-section of the gas-liquid mixer 100 of Example 7.

実施例7の気液混合装置1では、光反応部60が気液混合器100の筐体200内に設けられる。 In the gas-liquid mixing device 1 of Example 7, the photoreaction unit 60 is provided within the housing 200 of the gas-liquid mixer 100.

気液混合器100の筐体200内の気液混合部100Aでオゾンと水が混合される。 Ozone and water are mixed in the gas-liquid mixing section 100A within the housing 200 of the gas-liquid mixer 100.

筐体200内の気液混合部100Aと流出口220の間の空間、つまり気液混合出口部102には、紫外線光源70が設けられている。紫外線光源70には、深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)を用いることができる。深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)の光の出力は、例えば12Wである。 An ultraviolet light source 70 is provided in the space between the gas-liquid mixing section 100A and the outlet 220 in the housing 200, i.e., the gas-liquid mixing outlet section 102. A deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED) can be used as the ultraviolet light source 70. The light output of the deep ultraviolet light emitting diode (DUV-LED) is, for example, 12 W.

実施例7の気液混合器100の各部の寸法は、円筒部250の長さ250Hを除き実施例7の気液混合器100の各部の寸法と同じ大きさにすることができる。円筒部250の長さ250Hは、気液混合出口部102に紫外線光源70を配置するのに適した大きさに設定することが望ましい。例えば実施例7の気液混合器100の円筒部250の長さ250Hを700mmに設定することができる。The dimensions of each part of the gas-liquid mixer 100 of Example 7 can be the same as the dimensions of each part of the gas-liquid mixer 100 of Example 7, except for the length 250H of the cylindrical portion 250. It is desirable to set the length 250H of the cylindrical portion 250 to a size suitable for placing the ultraviolet light source 70 at the gas-liquid mixture outlet portion 102. For example, the length 250H of the cylindrical portion 250 of the gas-liquid mixer 100 of Example 7 can be set to 700 mm.

なお、実施例7において、紫外線光源70を深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)とする代わりに低圧水銀ランプを用いてもよい。 In addition, in Example 7, the ultraviolet light source 70 may be a low-pressure mercury lamp instead of a deep ultraviolet light-emitting diode (DUV-LED).

更に実施例6、実施例7において、紫外線光源70は、高圧水銀ランプとしてもよく、紫外線レーザーダイオードを使用してもよい。 Furthermore, in Examples 6 and 7, the ultraviolet light source 70 may be a high-pressure mercury lamp or an ultraviolet laser diode may be used.

2021年1月22日に出願された日本国特許出願2021-009087の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。The disclosure of Japanese Patent Application No. 2021-009087, filed on January 22, 2021, is incorporated by reference in its entirety into this specification.

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。All publications, patent applications, and technical standards mentioned in this specification are incorporated by reference into this specification to the same extent as if each individual publication, patent application, and technical standard was specifically and individually indicated to be incorporated by reference.

1 気液混合装置
100 気液混合器
200 筐体
210 流入口
220 流出口
110 仕切部材
120 支持部材
130 保持部材
210A 第1流入口
150A 第2流入口
300 渦発生抑制部材
400 傾斜抑制部材
REFERENCE SIGNS LIST 1 Gas-liquid mixing device 100 Gas-liquid mixer 200 Housing 210 Inlet 220 Outlet 110 Partition member 120 Support member 130 Holding member 210A First inlet 150A Second inlet 300 Vortex generation suppression member 400 Tilt suppression member

Claims (42)

気体及び液体を含む10 L/min 以上の流量の流体の流入口が軸方向の一端部に形成されると共に、前記流体の流出口が前記軸方向の他端部に形成された筐体を備え、
前記筐体内にあって、前記流入口と前記流出口の間に介在された複数のメッシュ状の仕切部材であって、前記筐体の前記軸方向に間隔をあけて少なくとも3つ設けられ、前記筐体内を前記軸方向に仕切る複数の仕切部材と、
前記複数の仕切部材をそれぞれ、流体の前記軸方向の流れに対向して支持する複数の支持部材であって、前記仕切部材のメッシュよりも粗い網目又は前記仕切部材のメッシュよりも大きい隙間が形成され、前記仕切部材のたわみを抑制できる剛性を有し、エキスパンドメタル又はパンチングメタルで構成された複数の支持部材と、
前記軸方向に隣接する一方の仕切部材及び支持部材と他方の仕切部材及び支持部材の間の少なくとも2つの空間部であって、前記気体がトラップされてガス溜まりが形成されて、前記流体が、前記ガス溜まりの中を流れることにより、前記流体が前記気体を吸収するガス溜り室として機能する空間部に配置され、当該空間部の前記軸方向の間隔を保持するための保持部材と、
を備えた気液混合装置。
A housing is provided with an inlet for a fluid, including gas and liquid, having a flow rate of 10 L/min or more , formed at one end in an axial direction, and an outlet for the fluid is formed at the other end in the axial direction,
a plurality of mesh-like partition members disposed within the housing between the inlet and the outlet, the plurality of partition members being provided at intervals in the axial direction of the housing and dividing the interior of the housing in the axial direction;
a plurality of support members that support the plurality of partition members, respectively, facing the axial flow of fluid, the support members having a mesh that is coarser than the mesh of the partition members or gaps that are larger than the mesh of the partition members, the support members having rigidity that can suppress deflection of the partition members, and are made of expanded metal or punching metal ;
at least two spaces between one partition member and support member and the other partition member and support member adjacent to each other in the axial direction, the gas being trapped to form a gas reservoir, and the fluid flowing through the gas reservoir functions as a gas reservoir chamber in which the fluid absorbs the gas, and a retaining member is disposed in the space for retaining the axial distance between the spaces;
A gas-liquid mixing device comprising:
前記支持部材は、パンチングメタル、メタルの格子板、メタルの網、メタルの十字金具、メタルの井形金具、メタルのロストル型金具、エキスパンドメタルである、
請求項1に記載の気液混合装置。
The support member is a punched metal, a metal lattice plate, a metal mesh, a metal cross metal fitting, a metal well metal fitting, a metal grate-shaped metal fitting, or an expanded metal fitting.
The gas-liquid mixing device according to claim 1.
前記筐体の内径は、80mm以上である、
請求項2に記載の気液混合装置。
The inner diameter of the housing is 80 mm or more.
The gas-liquid mixing device according to claim 2.
前記筐体内にあって、前記流入口と、前記複数の仕切部材のうち流体の最も上流位置になる仕切部材との間に、前記軸方向に垂直又は略垂直となる方向であって、板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿った流体の流れを形成する邪魔板を配置した、
請求項1から3のいずれか一項に記載の気液混合装置。
a baffle plate is disposed in the housing between the inlet and a partition member that is located at the most upstream position of the fluid among the plurality of partition members, the baffle plate forming a flow of the fluid along a radial direction that is perpendicular or substantially perpendicular to the axial direction and extends from the inside of the plate surface toward the outer periphery;
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 3.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の気液混合装置。
An air vent hole that communicates the uppermost space in the housing with the outside atmosphere is formed in the housing.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 4.
前記流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置されている、
請求項1から5のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The inlet is disposed at an upper portion and the outlet is disposed at a lower portion.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 5.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、
前記エア抜き孔は、前記筐体の最も上端に配置された上板部材を貫通する孔である、
請求項6に記載の気液混合装置。
An air vent hole is formed in the housing, the air vent hole communicating the uppermost space in the housing with the outside atmosphere,
The air vent hole is a hole penetrating an upper plate member disposed at the uppermost end of the housing.
The gas-liquid mixing device according to claim 6.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、
前記エア抜き孔の開閉の調整が行われるエア抜き弁が設けられている、
請求項5から7のいずれか一項に記載の気液混合装置。
An air vent hole is formed in the housing, the air vent hole communicating the uppermost space in the housing with the outside atmosphere,
An air vent valve is provided to adjust the opening and closing of the air vent hole.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 5 to 7.
前記流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置され、
前記流出口に連通する出口配管が、前記筐体の上端よりも高い位置に配置されている、
請求項1から8のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The inlet is disposed at an upper portion and the outlet is disposed at a lower portion,
An outlet pipe communicating with the outlet port is disposed at a position higher than the upper end of the housing.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 8.
前記流入口に連通する入口配管に、入口配管中の異物を捕捉するストレーナが設けられている、
請求項1から9のいずれか一項に記載の気液混合装置。
A strainer for capturing foreign matter in the inlet pipe is provided in the inlet pipe communicating with the inlet port.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 9.
前記流体は、オゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通する出口配管内に、過酸化水素を供給する過酸化水素供給部が設けられている、
請求項1から10のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The fluid is ozone water containing ozone, and a hydrogen peroxide supply unit that supplies hydrogen peroxide is provided in an outlet pipe that communicates with the outlet.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 10.
前記過酸化水素供給部は、
前記出口配管に連通する供給路と、
前記供給路に過酸化水素を吐出するポンプと、
前記供給路に設けられ、前記出口配管に供給される過酸化水素の流量を制御する流量制御弁と、
を含む請求項11に記載の気液混合装置。
The hydrogen peroxide supply unit is
A supply passage communicating with the outlet pipe;
A pump that discharges hydrogen peroxide into the supply path;
a flow control valve provided in the supply passage and controlling a flow rate of hydrogen peroxide supplied to the outlet pipe;
12. The gas/liquid mixing device of claim 11, comprising:
前記流体は、オゾンを含むオゾン水であり、
前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、
前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、
を備えた、請求項1から12のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The fluid is ozone water containing ozone,
A photoreaction section that communicates with the outlet and through which ozone water passes or is stored;
An ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction unit;
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 12, comprising:
前記紫外線光源は、水銀ランプである、
請求項13に記載の気液混合装置。
The ultraviolet light source is a mercury lamp.
The gas-liquid mixing device according to claim 13.
水の供給源と前記流入口とを連通する入口配管と、
オゾンを含むオゾンガスが生成され、オゾンガス出口からオゾンガスが吐出されると共に、当該オゾンガス出口が前記入口配管に連通されるオゾナイザと、
を備えた、請求項1から14のいずれか一項に記載の気液混合装置。
an inlet pipe communicating a water source with the inlet;
an ozonizer that generates an ozone gas containing ozone, discharges the ozone gas from an ozone gas outlet, and communicates with the inlet pipe;
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 14, comprising:
流体が前記流出口に流れる様子を観察するための覗き窓が前記筐体に形成されている又は流体が前記流出口に流れる様子を観察するために前記筐体の一部又は全部が透明に構成されている、請求項1から15のいずれか一項に記載の気液混合装置。 The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 15, wherein a viewing window for observing the flow of the fluid into the outlet is formed in the housing, or a part or the whole of the housing is made transparent for observing the flow of the fluid into the outlet. 液体の第1流入口が軸方向の一端部に形成され、当該第1流入口とは別に気体の第2流入口が軸方向の一端部又は軸方向の一端部側の側壁に形成されると共に、前記液体及び前記気体を含む10 L/min 以上の流量の流体の流出口が前記軸方向の他端部に形成された筐体を備え、
前記筐体内にあって、前記第1流入口及び前記第2流入口と前記流出口の間に介在された複数のメッシュ状の仕切部材であって、前記筐体の前記軸方向に間隔をあけて少なくとも3つ設けられ、前記筐体内を前記軸方向に仕切る複数の仕切部材と、
前記複数の仕切部材をそれぞれ、流体の前記軸方向の流れに対向して支持する複数の支持部材であって、前記仕切部材のメッシュよりも粗い網目又は前記仕切部材のメッシュよりも大きい隙間が形成され、前記仕切部材のたわみを抑制できる剛性を有し、エキスパンドメタル又はパンチングメタルで構成された複数の支持部材と、
前記軸方向に隣接する一方の仕切部材及び支持部材と他方の仕切部材及び支持部材の間の少なくとも2つの空間部であって、前記気体がトラップされてガス溜まりが形成されて、前記流体が、前記ガス溜まりの中を流れることにより、前記流体が前記気体を吸収するガス溜り室として機能する空間部に配置され、当該空間部の前記軸方向の間隔を保持するための保持部材と、
を備えた気液混合装置。
a housing in which a first inlet for liquid is formed at one end in an axial direction, a second inlet for gas is formed at one end in an axial direction or at a side wall on the side of the one end in an axial direction separately from the first inlet, and an outlet for a fluid containing the liquid and the gas and having a flow rate of 10 L/min or more is formed at the other end in the axial direction;
a plurality of mesh-like partition members disposed within the housing between the first inlet and the second inlet and the outlet, the plurality of partition members being provided at intervals in the axial direction of the housing and dividing the interior of the housing in the axial direction;
a plurality of support members that support the plurality of partition members, respectively, facing the axial flow of fluid, the support members having a mesh that is coarser than the mesh of the partition members or gaps that are larger than the mesh of the partition members, the support members having rigidity that can suppress deflection of the partition members, and are made of expanded metal or punching metal ;
at least two spaces between one partition member and support member and the other partition member and support member adjacent to each other in the axial direction, the gas being trapped to form a gas reservoir, and the fluid flowing through the gas reservoir functions as a gas reservoir chamber in which the fluid absorbs the gas, and a retaining member is disposed in the space for retaining the axial distance between the spaces;
A gas-liquid mixing device comprising:
前記支持部材は、パンチングメタル、メタルの格子板、メタルの網、メタルの十字金具、メタルの井形金具、メタルのロストル型金具、エキスパンドメタルである、
請求項17に記載の気液混合装置。
The support member is a punched metal, a metal lattice plate, a metal mesh, a metal cross metal fitting, a metal well metal fitting, a metal grate-shaped metal fitting, or an expanded metal fitting.
18. The gas-liquid mixing device according to claim 17.
前記筐体の内径は、80mm以上である、
請求項18に記載の気液混合装置。
The inner diameter of the housing is 80 mm or more.
20. The gas/liquid mixing device of claim 18.
前記筐体内にあって、前記第1流入口と、前記複数の仕切部材のうち流体の最も上流位置になる仕切部材との間に、前記軸方向に垂直又は略垂直となる方向であって、板面の内側から外周方向に向かう径方向に沿った流体の流れを形成する邪魔板を配置した、
請求項17から19のいずれか一項に記載の気液混合装置。
a baffle plate is disposed in the housing between the first inlet and a partition member that is located at the most upstream position of the fluid among the plurality of partition members, the baffle plate forming a flow of the fluid along a radial direction that is perpendicular or substantially perpendicular to the axial direction and extends from an inner side of a plate surface toward an outer periphery;
20. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 19.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成されている、
請求項17から20のいずれか一項に記載の気液混合装置。
An air vent hole that communicates the uppermost space in the housing with the outside atmosphere is formed in the housing.
21. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 20.
前記第1流入口及び前記第2流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置されている、
請求項17から21のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The first inlet and the second inlet are disposed above, and the outlet is disposed below.
22. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 21.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、
前記エア抜き孔は、前記筐体の最も上端に配置された上板部材を貫通する孔である、
請求項22に記載の気液混合装置。
An air vent hole is formed in the housing, the air vent hole communicating the uppermost space in the housing with the outside atmosphere,
The air vent hole is a hole penetrating an upper plate member disposed at the uppermost end of the housing.
23. The gas/liquid mixing device of claim 22.
前記筐体内の最も上部の空間と外部雰囲気とを連通するエア抜き孔が前記筐体に形成され、
前記エア抜き孔の開閉の調整が行われるエア抜き弁が設けられている、
請求項21から23のいずれか一項に記載の気液混合装置。
An air vent hole is formed in the housing, the air vent hole communicating the uppermost space in the housing with the outside atmosphere,
An air vent valve is provided to adjust the opening and closing of the air vent hole.
24. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 21 to 23.
前記エア抜き孔は、前記第2流入口として用いられる、
請求項21から24のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The air vent hole is used as the second inlet.
25. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 21 to 24.
前記エア抜き孔は、前記第2流入口として用いられ、
前記エア抜き孔は、前記筐体の壁を貫通する孔である、
請求項21、22、24、25のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The air vent hole is used as the second inlet,
The air vent hole is a hole penetrating the wall of the housing.
26. The gas-liquid mixing device according to any one of claims 21, 22, 24 and 25.
前記第2流入口に連通する筐体内配管が、前記筐体内に延設され、
前記筐体内配管の先端開口は、前記筐体の中心又は略中心に位置されている、
請求項17から26のいずれか一項に記載の気液混合装置
A piping in the housing communicates with the second inlet, and the piping is extended into the housing,
The tip opening of the pipe inside the housing is located at the center or approximately the center of the housing.
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 26.
前記第1流入口及び前記第2流入口が上方に配置されると共に前記流出口が下方に配置され、
前記流出口に連通する出口配管が、前記筐体の上端よりも高い位置に配置されている、
請求項17から27のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The first inlet and the second inlet are disposed above, and the outlet is disposed below,
An outlet pipe communicating with the outlet port is disposed at a position higher than the upper end of the housing.
28. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 27.
前記第1流入口に連通する入口配管に、入口配管中の異物を捕捉するストレーナが設けられている、
請求項17から28のいずれか一項に記載の気液混合装置。
A strainer for capturing foreign matter in an inlet pipe connected to the first inlet is provided in the inlet pipe.
29. A gas/liquid mixing device according to any one of claims 17 to 28.
前記流体は、前記気体としてのオゾンを含むオゾン水であり、前記流出口に連通する出口配管内に、過酸化水素を供給する過酸化水素供給部が設けられている、
請求項17から29のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The fluid is ozone water containing ozone as the gas, and a hydrogen peroxide supply unit that supplies hydrogen peroxide is provided in an outlet pipe that communicates with the outlet.
30. A gas/liquid mixing device according to any one of claims 17 to 29.
前記過酸化水素供給部は、
前記出口配管に連通する供給路と、
前記供給路に過酸化水素を吐出するポンプと、
前記供給路に設けられ、前記出口配管に供給される過酸化水素の流量を制御する流量制御弁と、
を含む請求項30に記載の気液混合装置。
The hydrogen peroxide supply unit is
A supply passage communicating with the outlet pipe;
A pump that discharges hydrogen peroxide into the supply path;
a flow control valve provided in the supply passage and controlling a flow rate of hydrogen peroxide supplied to the outlet pipe;
31. The gas/liquid mixing device of claim 30, comprising:
前記流体は、前記気体としてのオゾンを含むオゾン水であり、
前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、
前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、
を備えた、請求項17から31のいずれか一項に記載の気液混合装置。
The fluid is ozone water containing ozone as the gas,
A photoreaction section that communicates with the outlet and through which ozone water passes or is stored;
An ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction unit;
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 31, comprising:
前記紫外線光源は、水銀ランプである、
請求項32に記載の気液混合装置。
The ultraviolet light source is a mercury lamp.
33. The gas/liquid mixing device of claim 32.
水の供給源と前記第1流入口とを連通する入口配管と、
オゾンを含むオゾンガスが生成され、オゾンガス出口からオゾンガスが吐出されると共に、当該オゾンガス出口が前記第2流入口に連通されるオゾナイザと、
を備えた、請求項17から33のいずれか一項に記載の気液混合装置。
an inlet pipe communicating a water source with the first inlet;
an ozonizer that generates an ozone gas containing ozone, discharges the ozone gas from an ozone gas outlet, and communicates with the second inlet;
34. The gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 33, comprising:
流体が前記流出口に流れる様子を観察するための覗き窓が前記筐体に形成されている又は流体が前記流出口に流れる様子を観察するために前記筐体の一部又は全部が透明に構成されている、請求項17から34のいずれか一項に記載の気液混合装置。 The gas-liquid mixing device according to any one of claims 17 to 34, wherein a viewing window for observing the flow of the fluid into the outlet is formed in the housing, or a part or the whole of the housing is configured to be transparent for observing the flow of the fluid into the outlet. 流体が前記流出口に流れる際に発生する渦を抑制して前記筐体内の流体の流速を遅くするための渦発生抑制部材であって、
前記渦発生抑制部材は、
前記筐体内にあって前記流出口の周囲の床面に設けられた複数の脚部材を含んで構成されている、請求項1から35のいずれか一項に記載の気液混合装置。
A vortex generation suppression member for suppressing vortexes generated when a fluid flows into the outlet and slowing down a flow velocity of the fluid in the housing,
The vortex generation suppression member is
The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 35, comprising a plurality of leg members provided on a floor surface within the housing around the outlet.
前記流入口に流入される流体によって前記仕切部材又は前記保持部材又は支持部材が傾斜することを抑制するための傾斜抑制部材であって、
前記傾斜抑制部材は、
前記流入口と、最も上流位置になる仕切部材又は最も上流位置になる前記保持部材との間の前記筐体の内壁面に固定して設けられる共に、
前記最も上流位置になる仕切部材又は前記最も上流位置になる前記保持部材に当接して当該仕切部材又は保持部材を押さえる押さえ部材を有している、
請求項1から16のいずれか一項に記載の気液混合装置。
A tilt suppression member for suppressing tilt of the partition member, the holding member, or the support member due to a fluid flowing into the inlet,
The tilt suppression member is
The inlet is fixed to an inner wall surface of the housing between the inlet and the partition member located at the most upstream position or the holding member located at the most upstream position,
a pressing member that abuts against the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position to press the partition member or the holding member,
17. A gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 16.
前記第1流入口に流入される液体によって前記仕切部材又は前記保持部材又は支持部材が傾斜することを抑制するための傾斜抑制部材であって、
前記傾斜抑制部材は、
前記第1流入口と、最も上流位置になる仕切部材又は最も上流位置になる前記保持部材との間の前記筐体の内壁面に固定して設けられる共に、
前記最も上流位置になる仕切部材又は前記最も上流位置になる前記保持部材に当接して当該仕切部材又は保持部材を押さえる押さえ部材を有している、
請求項17から36のいずれか一項に記載の気液混合装置。
A tilt suppression member for suppressing tilt of the partition member, the holding member, or the support member due to liquid flowing into the first inlet,
The tilt suppression member is
The first inlet is fixed to an inner wall surface of the housing between the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position,
a pressing member that abuts against the partition member at the most upstream position or the holding member at the most upstream position to press the partition member or the holding member,
37. A gas/liquid mixing device according to any one of claims 17 to 36.
オゾンがトラップされてガス溜まりが形成されて、オゾン及び水を含む流体が、前記ガス溜まりの中を流れることにより、前記流体がオゾンを吸収するガス溜り室を備え、
前記ガス溜り室でオゾンと水を混合してオゾンを含むオゾン水を流出口から流出させる気液混合器と、
前記流出口に連通し、オゾン水が通過又は貯留される光反応部と、
前記光反応部内のオゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、
を備え、
前記光反応部で、溶存オゾンと過酸化水素が共存した促進酸化水が生成される、
気液混合装置。
a gas reservoir chamber in which ozone is trapped to form a gas reservoir, and a fluid containing ozone and water flows through the gas reservoir, whereby the fluid absorbs the ozone;
a gas-liquid mixer for mixing ozone and water in the gas reservoir chamber and discharging ozone water containing ozone from an outlet;
A photoreaction section that communicates with the outlet and through which ozone water passes or is stored;
An ultraviolet light source that irradiates ultraviolet light onto the ozone water in the photoreaction unit;
Equipped with
In the light reaction section, accelerated oxidation water in which dissolved ozone and hydrogen peroxide coexist is generated.
Gas-liquid mixing device.
前記紫外線光源は、水銀ランプ又は紫外線発光ダイオード(UV-LED)である、
請求項39に記載の気液混合装置。
The ultraviolet light source is a mercury lamp or an ultraviolet light emitting diode (UV-LED);
40. The gas/liquid mixing device of claim 39.
筐体内の気液混合部に、オゾンがトラップされてガス溜まりが形成されて、オゾン及び水を含む流体が、前記ガス溜まりの中を流れることにより、前記流体がオゾンを吸収するガス溜り室を備え、
前記ガス溜り室でオゾンと水を混合する気液混合器と、
前記筐体内の前記気液混合部と流出口の間の空間に設けられ、オゾン水に紫外線を照射する紫外線光源と、
を備え、
前記筐体内の前記気液混合部と流出口の間の空間で、溶存オゾンと過酸化水素が共存した促進酸化水が生成される、
気液混合装置。
a gas reservoir chamber in which ozone is trapped in a gas-liquid mixing section in the housing to form a gas reservoir, and a fluid containing ozone and water flows through the gas reservoir, whereby the fluid absorbs ozone;
a gas-liquid mixer for mixing ozone and water in the gas reservoir;
An ultraviolet light source that is provided in a space between the gas-liquid mixing unit and the outlet in the housing and irradiates ultraviolet light onto the ozone water;
Equipped with
In the space between the gas-liquid mixing section and the outlet in the housing, accelerated oxidized water in which dissolved ozone and hydrogen peroxide coexist is generated.
Gas-liquid mixing device.
前記紫外線光源は、水銀ランプ又は紫外線発光ダイオード(UV-LED)である、
請求項41に記載の気液混合装置。
The ultraviolet light source is a mercury lamp or an ultraviolet light emitting diode (UV-LED);
42. The gas/liquid mixing device of claim 41.
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