JPH0938660A - 水中の溶存酸素の除去方法および除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中に分散させる不活性ガスの気泡を微細化
し、気液界面積を大きくして溶存酸素の除去効率を向上
させる。 【解決手段】 ２枚の円板に形成した前方開放した小室
を相互連通させてケーシング内に配設したガス分散装置
２によって、流体の流れに直角衝突、分散、合流、蛇
行、渦流等による分散作用を与えて被処理水中に圧入し
た不活性ガスの気泡を微細気泡化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械的な攪拌手段を用い
ずに、水の流動状態を複雑にして不活性ガスの微細気泡
化を図る手段によって、均一で微細な不活性ガスの気泡
を水中に分散させて溶存酸素を除去する様にした水中の
溶存酸素の除去方法および除去装置。

【０００２】

【従来の技術】食品工業における原料水、洗浄水に使用
される水には、大気圧、常温下で通常８〜１０ｐｐｍ程
度の酸素が溶存しており、かかる溶存酸素による酸化作
用によって食品が劣化したり、細菌による汚染が生じる
ため、溶存酸素を充分に除去することが行われている。

【０００３】そして、水の溶存酸素を除去する手段とし
ては、従来より種々の方法が知られており、その一例と
しては、加熱脱気、真空脱気等が知られているも、前者
の手段にあっては溶存酸素を除去すべき被処理水を加熱
したり、加熱して脱気した処理水を冷却したりする余分
なエネルギーや、加熱、冷却装置を必要とし、又後者の
手段にあっては真空状態に維持するための真空装置や密
閉手段、そのための余分なエネルギーを必要とし、いず
れの除去手段においてもコスト、取扱いメンテナンス等
の面で満足すべきものが無かった。

【０００４】そして、上記加熱脱気、真空脱気等の除去
手段に比し、余分なエネルギーや、加熱、冷却、真空等
の各種装置を使用せずにコスト、省エネルギーの点から
有利とされている除去手段としては、機械的な攪拌手段
を用いない気泡塔形式の装置が知られている。

【０００５】この気泡塔形式の装置である脱気塔ａとし
ては、図２６に示す様に脱気塔ａの底部に設けたガス分
散器ｂから水圧に抗して不活性ガスを散気して水面まで
上昇させると共に、被処理水は脱気塔ａの頂部より流入
させて底部より排水する向流接触操作で行っている。

【０００６】しかしながら、上記手段において散気され
る不活性ガスの気泡径としては、ガス分散器ｂの気孔径
が小さくても約０. ２ｍｍ程度であって、しかもガス分
散器ｂの気孔から散気される平均気泡径は数ｍｍ以上
（２〜１０ｍｍ程度）であることにより、気液接触面積
が小さく、且つ上昇速度も２０ｃｍ／ｓｅｃ以上と速く
溶存酸素の除去効率が低い欠点を有し、しかも不活性ガ
スと接触せずに短絡的に高い溶存酸素の濃度のまま処理
水が排水される欠点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はガス分散装置
によって不活性ガスの気泡径を微細化し、気液界面積を
大きくして溶存酸素の除去効率を向上させ、又処理水は
気泡で全く混濁していない状態で原料水や、洗浄水とし
て使用でき、又被処理水の短絡的な排出を無くし、又ガ
ス分散装置の小型化を図り、又ガス分散集合エレメント
を構成する円板のガタツキを防止して短絡的な流動、脈
流による分散不良等の不具合を防止し、又ガス分散装置
の組立を極めて簡単にすると共に、シール部材を確実に
装着して流体の短終的な流れを規制して混合効率の低下
を防止し、ガス分散効率を良好に維持し、且つ蓋体から
の流体の漏れも同時に防止し、又ケーシングの機械加工
を容易に行える様にし、又目視的な確認が困難であるケ
ーシング内でのシール部材の噛み込みによるシール不良
を防止する様にした水中の溶存酸素の除去方法および除
去装置を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術に
基づく溶存酸素の除去効率が低い等の課題に鑑み、２枚
の円板に形成した前方開放した小室を相互連通させて配
設したガス分散エレメントによって流体に、直角衝突、
分散、合流、蛇行、渦流等による分散作用を与え、被処
理水中に圧入した不活性ガスの気泡を微細気泡化して気
液界面積を大きくし、溶存酸素の除去効率を向上させる
ことを要旨とする水中の溶存酸素の除去方法および除去
装置を提供して上記欠点を解消せんとしたものである。

【０００９】ガス分散装置とタンクから構成し、溶存酸
素を除去すべき被処理水を大気圧以上で加圧供給する被
処理水供給管をガス分散装置の入口に接続し、この処理
水供給管の途中に不活性ガスを圧入する不活性ガス圧入
管を接続し、又処理水排出管をガス分散装置の出口に接
続している。

【００１０】又、タンク内を透水性のみを有する隔壁に
よって一次室と二次室に区割し、処理水排出管を一次室
と接続すると共に、二次室に排水管を接続している。

【００１１】ガス分散装置は両端に入口、出口を有した
円筒状のケーシングと、互いに対向する前面に、該前面
に対して側壁を直角と成した前方開放の筒状の小室を多
数列した大小２枚の円板を一組みとして、これを同心的
に重合させて成る複数のガス分散エレメントから構成し
ている。

【００１２】大径な円板はケーシングの内周面と水接と
成る外径にて形成されると共に、中央に流通孔が穿設さ
れ、又小径な円板の外径はケーシングの内周面から離間
してこの内周面との間に流通路が形成される大きさと成
し、大径な円板の小室と、小径な円板の小室とは互いの
小室が対向する他の複数の小室に連通する様に位置を違
えて配列させ、これらガス分散エレメントは互いに同径
の円板が隣接するように重ね合わせてケーシング内に配
列すると共に、ケーシングの入口および出口と連通孔が
連通する様に両側には大径な円板を配置している。

【００１３】又、他のガス分散装置としては、円筒状の
ケーシングの両端に入口および出口を形成した蓋体を着
脱自在と成し、弾性体によりケーシング内に挿入される
外径にて筒体を形成し、この筒体の両端より内方側へ鍔
片を一体成形してリング状の環装シール体を形成し、こ
の環装シール体における筒体の内部空間に上記大小２枚
の円板を配設してガス分散集合エレメントと成し、この
ガス分散集合エレメントをケーシング内に配列し、ガス
分散集合エレメント両端間の寸法をケーシングの両端間
の寸法より大きく設定している。

【００１４】又、他のガス分散装置としては、蓋体を着
脱自在と成すケーシング内に挿入される円柱突部を設
け、円柱突部先端の周縁側に半割り状と成したシール座
面を形成し、又大径な円板の外径をケーシングの内周面
に密接しない大きさに形成すると共に、小室が形成され
ていない背面の周縁側に半割り状と成したシール座面を
形成し、互いの小室が対向する他の複数の小室に連通す
る様に位置を違える様に、２枚の大小の円板を連結して
ガス分散エレメントと成し、これらガス分散エレメント
は互いに同径の円板が隣接するように重ね合わせてケー
シング内に配列し、隣接するシール座面によって画成さ
れるシール溝内にシール部材を設け、又シール溝におけ
る底部であるシール座面をテーパ面状と成している。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
すると、１は本発明に係る水中の溶存酸素の除去装置で
あり、かかる除去装置１としては、攪拌羽根の様な機械
的な攪拌手段を用いずに、被処理水の流動状態を複雑に
して窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス
を微細気泡化する手段であるガス分散装置２を用いるも
のである。

【００１６】そして、除去装置１の構成としては、ガス
分散装置２の入口側2aに、溶存酸素を除去すべき被処理
水をポンプ３によって大気圧以上で加圧供給する被処理
水供給管４を接続し、又ガス分散装置２の出口側2bには
溶存酸素が除去された処理水を排出する処理水排出管５
を接続している。

【００１７】又、処理水供給管４の途中には圧縮ボンベ
６内の加圧状態の不活性ガスを、処理水供給管４管内に
注入する不活性ガス注入管７を接続し、この不活性ガス
注入管７にはガス流量を調整する流量調整弁８を設けて
いる。

【００１８】又、処理水排出管５は処理水を収容するタ
ンク９に接続するものにして、かかるタンク９は中空状
に形成したタンク本体10上部にガス排気口11が設けられ
ると共に、タンク本体10下部に処理水を排水する排水管
12を接続し、この排水管12の排水口12a の上方側には不
活性ガスの微細気泡が通過しない透水性のみを有する不
織布、スポンジ、工業用セラミックスである透過性多孔
体である濾過体からなる隔壁13が設けられ、この隔壁13
によってタンク９内の上方側の室を一次室9a、下方側の
室を二次室9bに区割している。

【００１９】そして、処理水排出管５はタンク本体10下
部側および隔壁13を貫通させて端部の吐出口5aが一次室
9a内に位置する様に接続したり、又図中一点鎖線で示す
様に、処理水排出管５はタンク本体10上部側を貫通さ
せ、その端部の吐出口5aが一次室9a内に位置する様に接
続しても良い。

【００２０】又、タンク９の他の実施例としては、タン
ク本体10内の縦方向に隔壁13を設け、この隔壁13によっ
てタンク９内の右側の室を一次室9a、左側の室を二次室
9bに区割し、一次室9a内にオーバーフロー方式とする処
理水排出管５を配設すると共に、二次室9b内に排水管12
を配設している。

【００２１】尚、タンク本体10上部には一次室9aおよび
二次室9bを夫々外部と連通させるガス排気口11を設けて
いる。

【００２２】次に、ガス分散装置２の第一の実施例とし
ては、円管状のケーシング21の両端の開口部に夫々外周
方向に突出するフランジ22、22a が形成され、該フラン
ジ22、22a 端面にケーシング21の内径より小径な入口側
2aである入口23および出口側2bである出口24を中央に形
成した板状の蓋体25、25a を着脱自在に装着している。

【００２３】26はケーシング21の中空内部における軸心
方向に複数配列したガス分散エレメントであり、かかる
ガス分散エレメント26は図４、５、６に示す様に、互い
に対向する前面に、該前面に対して側壁32を直角と成し
た前方開放の平面視が多角形状である筒状の小室27、27
a …を多数配列した大小２枚の円板28、29を一組みと
し、これを同心的に重合させている。

【００２４】又、前記大径な円板28はケーシング21の内
周面と水密と成る外径にて形成されると共に、中央に流
通孔30が穿設され、一方、小径な円板29の外径はケーシ
ング21の内周面から離間して該内周面との間に流通路31
が形成される大きさと成している。

【００２５】又、図６に示す様に大径な円板28の小室2
7、27a …と、小径な円板29の小室27、27a …とは互い
の小室27、27a …が対向する他の小室27、27a …に連通
する様に位置を違えて配列させている。

【００２６】そして、これらガス分散エレメント26は互
いに同径の円板が隣接するように重ね合わせてケーシン
グ21の中空内部に直列的に配設する。

【００２７】又、直列状態のガス分散エレメント26の両
側には大径な円板28を配置して、大径な円板28の流通孔
30と入口23および出口24を連通させている。

【００２８】又、上記実施例では小室27、27a …の平面
視形状を六角と成してハニカム状に多数配列したものを
示したが、かかる形状に何ら限定されず、図７、８、９
に示す様に小室27、27a …の平面視形状を三角、四角、
八角…等と成したり、又円形（図示せず）と成しても良
い。

【００２９】又、大小２枚の円板28、29の他の実施例と
しては、図１１、１２に示す様に任意の小室27、27a …
の底面中央に、この小室27、27a …を形成する側壁32の
上端面の高さより低くした突起33を設けることにより、
流体の流れに乱れを積極的に生じさせることが可能とな
り、一層ガス分散効率を高めることができ、又突起33を
円板28、29の中心部に近づくに従って順次小さくするこ
とにより、円周方向に配列される小室27、27a …の直径
方向における外側と内側との内容積を均一化し、脈動を
防止してスムーズな流れを確保できる。

【００３０】次に、ガス分散装置２の第二の実施例につ
いては、図１３〜１５に示す様に、パッキン、ガスケッ
ト等に使用される材質である弾性体（ニトリルゴム、シ
リコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、テフロン
等）によりケーシング21の内周面との間に若干の隙間を
具有させて遊嵌状に挿入される外径にて筒体35を形成
し、この筒体25の両端より内方側へ鍔片36、36a を一体
成形してリング状の環装シール体37と成している。

【００３１】又、環装シール体37の筒体35の軸心方向の
長さについては、大小の円板28、29を４枚同心的に重ね
た状態の軸心方向の長さに概ね一致させている。

【００３２】又、環装シール体37における筒体35の内周
面に密接する外径にて大径な円板28を形成し、又小径な
円板の外径は筒体35の内周面から離間してこの内周面と
の間に流通路31を形成する様な大きさと成している。

【００３３】そして、大径な円板28を両側に配設し、そ
の間に互いの小室27、27a …が対向する他の小室27、27
a …に連通する様に位置を違えて、小径な円板29を配設
する様にした大小２枚の円板28、29からなる２組のガス
分散エレメント26を環装シール体37の中空内部に配列さ
せてガス分散集合エレメント38と成している。

【００３４】次に、複数のガス分散集合エレメント38を
ケーシング11の中空内部に直列的に配設し、フランジ2
2、22a 端面に蓋体25、25a を当ててボルト等によって
固定することにより、蓋体25、25a によって複数のガス
分散集合エレメント38が挟持固定されてケーシング21内
に配列される。

【００３５】ここで、ケーシング21の両端間の寸法Ｌ１
に対し、複数配列するガス分散集合エレメント38を自由
状態で同心的に、環装シール体37の夫々の鍔片36、36a
を接触させた連続状態における両端間の寸法Ｌ２を大き
く設定することにより、各ガス分散集合エレメント38に
おける環装シール体37の鍔片36、36a に夫々押圧力が加
わるため、この押圧力によって各鍔片36、36a が圧縮変
形し、その際の弾性復元力によって小室27、27a …の側
壁32の上端面相互が圧接されて密接状態が良好となると
共に、環装シール体37の鍔片36、36a が大径な円板29の
背面に圧接されて密接状態を良好と成してシール機能を
完璧なものにしている。

【００３６】又、蓋体25、25a による押圧力が不足する
際には弾性体からなる平板リング状のスペーサ（図示せ
ず）を介装することによって押圧力を調整でき、又上記
実施例においては、ガス分散集合エレメント38が複数の
場合であるが、このガス分散集合エレメント38を単体と
する場合には、ガス分散集合エレメント38の両端間の寸
法Ｌ２をケーシング11の両端間の寸法Ｌ１より大きくす
れば良い。

【００３７】次に、ガス分散装置２の第三の実施例につ
いては、図１６〜２５に示す様に、第一の実施例におけ
る大径な円板28の外径をケーシング11の内周面と密着し
ない大きさ（遊嵌状となる程度）と成すと共に、小室2
7、27a …が形成されていない平坦な背面に、円板28の
外径より若干小径と成す底辺径を有する偏平な円錐台状
の台座部39を一体形成することにより、この台座部39の
外側である円板28の周縁側を陥没状と成してシール座面
40を形成している。

【００３８】このシール座面40は、後述するシール溝54
を画成するために、半割り状と成し、且つその一部がテ
ーパ面状に形成された領域によって形成され、又テーパ
面状の部位としてはシール溝54におけるシール部材55が
押圧接触される座部と成している。

【００３９】又、シール座面40の他の実施例としては、
台座部39を偏平な円柱状に形成し、この台座部39の外周
面と、円板28の背面における周縁側とによって陥没状と
成した領域にて半割り溝状に形成しても良い。

【００４０】又、大径な円板28の中心を貫く流通孔30の
中心に、流通孔30の内面から中心に指向するアーム41の
先端にハブ42を一体形成し、このハブ42の中心に軸孔43
を形成すると共に、流通孔30の周囲の台座部39に所定深
さで凹状に形成した座ぐり部44を形成している。

【００４１】次に、小径な円板29の小室27、27a …が形
成される前面の中心には、円柱状のボス45を突設し、こ
のボス45の中心にメネジ孔46を螺刻すると共に、同じ前
面の外側には、大径な円板28における最も外側の任意な
小室27、27a …と嵌合する嵌合ピン47、47a を突設して
いる。

【００４２】そして、図２３、２４に示す様に、前面に
設けた小室27、27a …が対向する他の小室27、27a …に
連通する様に位置を違えて重ね合わせ、その後、止めネ
ジ48を軸孔43に通してメネジ孔46に螺入して大小２枚の
円板28、29を連結してガス分散エレメント26と成してい
る。

【００４３】又、ケーシング21のフランジ22、22a には
ボルト挿通孔49、49a …を形成し、このケーシング21の
両端に装着する入口23、出口24を夫々形成する蓋体25、
25aには、ケーシング21両端の開口部内に遊嵌状に挿入
される円柱突部50を設け、円柱突部50先端の周縁側には
前記大小２枚の円板28、29と同様なるシール座面40を形
成し、又フランジ22、22a と対向する個所には調整ボル
ト51が螺入する適宜数の貫通ネジ孔52を形成している。

【００４４】そして、ケーシング21の開口部から中空内
部に直列的に、止めネジ48で大小２枚の円板28、29を連
結したガス分散エレメント26を、大径な円板28同士およ
び小径な円板29同士が隣接する様に配列し、ケーシング
21の両端の開口部内に円柱突部50を挿入した状態で、蓋
体25、25a を適宜数の連結ボルト53、53a によって装着
すると、隣接するガス分散エレメント26における大径な
円板28に形成されるシール座面40によって略Ｖ字状、略
Ｕ字状のシール溝54が画成される。

【００４５】かかるシール溝54とケーシング21内周面と
によって所定のつぶし代が得られるリング状のシール部
材55を、シール溝54内に装着してガス分散装置２とす
る。

【００４６】ここで、シール部材54の装着方法として
は、先ず、ケーシング21の一方の開口部に蓋体25を適宜
数の連結ボルト53、53a によって装着し、その後、シー
ル部材55、ガス分散エレメント26の順で多数直列的に配
列し、最終的に蓋体25a をケーシング21の一方の開口部
に適宜数の連結ボルト53、53a によって装着すると、隣
接するシール座面40によって画成されるシール溝54内に
シール部材54が装着される。

【００４７】又、シール部材55としては、Ｏリング、Ｘ
リング、Ｄリング等があり、又その材質についてもニト
リルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴ
ム、テフロン等がある。

【００４８】次に、本発明に係る水中の溶存酸素の除去
方法について説明すると、除去装置１におけるポンプ３
によって溶存酸素を除去すべき被処理水を、被処理水供
給管４を介してガス分散装置２内に所定流量にて大気圧
以上の圧力で加圧送給すると共に、被処理水供給管４内
に圧縮ボンベ６の不活性ガスを流量調整弁８を介して所
定流量にて圧入する。

【００４９】そして、この混合流体は、ガス分散装置２
内にてその流れが後述する様に複雑に成って、不活性ガ
スが微細気泡化した状態でガス分散装置２内を通過流動
し、かかるガス分散装置２内の通過過程において被処理
水と不活性ガスの気泡との界面において、水に対する溶
解度に依存する平衡作用がおこり、不活性ガスの溶解と
酸素ガスの放出とによるガス置換を行い水中の溶存酸素
の除去を行う。

【００５０】次に、ガス分散装置２内にて溶存酸素の除
去が行われた処理水は、処理水排出管５の吐出口5aから
タンク９の一次室9a内に流入すると、かかる一次室9a内
に入った処理水の気泡は隔壁13によって二次室9b側への
移動が止められるため、一次室9a内でのみ気泡は上昇し
て水面で消泡されると共に、隔壁13を通過して二次室9b
内に入った処理水は排水管12を介して気泡が全く混濁し
ない状態で排水される。

【００５１】又、タンク９の一次室9a内での気泡の上昇
過程においても、ガス分散装置２内で除去しきれない溶
存酸素を有する場合には、当然ながらガス置換が行われ
て更に水中の溶存酸素の除去が行われる。

【００５２】又、タンク９内の上方に一次室9aと、下方
に二次室9bを形成している場合は、溶存酸素が除去され
ると共に、気泡が除去された処理水は大気と接触しない
ため、大気中の酸素が溶解しない利点を有する。

【００５３】次に、上記ガス分散装置２内での不活性ガ
スの微細気泡化のメカニズムについては、被処理水と不
活性ガスの混合流体を、ガス分散装置２の入口23からケ
ーシング21の内部空間に加圧流入させると、この混合流
体の流れは、例えば図４に示す矢印のように上流側のガ
ス分散エレメント26の流通孔30からその内部に達し、小
径な円板29により直進進路が妨げられて方向を変え、互
いに連通する小室27、27a …を経て中央部から外側に向
かって放射状に直角衝突、分散、合流、蛇行、渦流等の
状態が組み合わさって複雑に流動する。

【００５４】この様に、上流側のガス分散エレメント26
を通過してケーシング21の内周面に到達した混合流体
は、そのケーシング21の内周面と小径な円板29とによっ
て形成された流通路31から下流側のガス分散エレメント
26の各小室27、27a …に入り、上述の様な直角衝突、分
散、合流、蛇行、渦流等の複雑な流れで中央部に集合さ
れ、再び流通孔30から下流側のガス分散エレメント26に
入り、そして、再度各小室27、27a …を経ながら中央部
から外側へ向かって直角衝突、分散、合流、蛇行、渦流
等によって複雑に、順次ガス分散エレメント26の内部を
流動し、かかる流動状態によって不活性ガスが微細気泡
化されて気泡で混濁した状態となって出口24より排出さ
れる。

【００５５】又、混合流体は上記の様に、各小室27、27
a …の底面および側壁32への直角衝突、各小室27、27a
…から他の複数の小室27、27a …への分散、複数の小室
27、27a …から他の一つの小室27、27a …への合流、蛇
行、さらに複数の小室27、27a …から各小室27、27a …
への流入による渦流による流体力学的な剪断、各小室2
7、27a …から他の小室27、27a …への連通路であるオ
リフイスを通過する際の流体力学的な剪断、衝撃的破壊
による粉砕、側壁32の上端面を通過する際の剪断、機械
的なキャビテーション等によって被処理水と不活性ガス
との分散混合が行われるのである。

【００５６】又、ここでガス分散エレメント26の分散総
数については、中心より順次放射状に配列した大小２枚
の円板28、29における小室27、27a …の室数によって決
定されるのであり、例えば図９に示す平面視六角状のも
のであれば、室数が６室、12室、18室（計36室) の３列
状の円板28と、室数が３室、９室、15室（計27室) の３
列状の円板29を重合させたガス分散エレメント26の合計
した１流体の場合の分散総数は数千回にも達し、２流体
（被処理水と不活性ガス）以上であれば当然その乗数積
となる。

【００５７】尚、上記分散総数とは、円板28と円板29に
おいて、互いに連通する小室27、27a …によってガス分
散エレメント26を通過する間に生じるべき混合流体が分
散される数のことであり、複数のガス分散エレメント26
から成る場合は、ガス分散エレメント26の各分散総数の
積と成り、小室27、27a …の列数を増減することによ
り、適宜増減可能である。

【００５８】尚、ガス分散集合エレメント38を用いたガ
ス分散装置２でも同様に直角衝突、分散、合流、蛇行、
渦流等が繰り返されて排出される。

【００５９】又、ガス分散集合エレメント38を配列す
る、第二のガス分散装置２については、分散混合作用に
ついては上記と同様に行われると共に、ガス分散集合エ
レメント38両端間の寸法Ｌ２をケーシング21の両端の寸
法Ｌ１より大きく設定し、蓋体25、25a をケーシング21
の両端に装着してガス分散集合エレメント38を挟持固定
していることにより、円板28、29における小室27、27a
…を形成する側壁32の上端面の密着状態を強固に維持で
きる。

【００６０】又、隣接するシール座面40によってシール
溝54が画成される第三のガス分散装置２については、シ
ール部材55とガス分散エレメント26を順次、ケーシング
21内に入れるだけで、シール溝54内にシール部材55が装
着でき、又このシール部材55によって大径な円板28の外
径とケーシング21の内周面の間からの流体の短絡的な流
れを規制する様にシールでき、又シール座面40をテーパ
面状と成す場合は、図２５に示す様に、テーパ面がシー
ル部材55の装着時の誘導面と成るため、シール部材55の
噛み込みが防止できる。

【００６１】又、蓋体25、25a の円柱突部50端面とガス
分散集合エレメント26の大径な円板28の背面の間から漏
れようとする流体についても、円柱突部50のシール座面
40と円板28のシール座面40によって画成されるシール溝
54内にシール部材55が装着されるため、円柱突部50外周
からの外部への漏れが防止でき、円柱突部50外周側に一
般的に設けるガスケット類が不要と成る。

【００６２】次に、水中の溶存酸素の除去の実験結果に
ついては、ガス分散装置２としては小室27、27a …の平
面視形状を六角と成すと共に、小室27、27a …の室数を
４８室と成した大径な円板28と、小室27、27a …の室数
を３０室と成した小径な円板29から構成されるガス分散
集合エレメント38を、ケーシング21内に夫々、２ユニッ
ト、４ユニット、６ユニットおよび１０ユニットを内装
した四種類を用い、ガス分散装置２に水道水である被処
理水と、不活性ガスとして高純度（９９、９％程度）の
窒素ガスとの混合流体を加圧供給して内部空間を通過さ
せ、該ガス分散装置２の出口2b側での溶存酸素濃度を測
定したところ、表１〜表４の結果が得られた。

【００６３】ここで、溶存酸素濃度の測定個所として
は、ガス分散装置２内のみにおける溶存酸素の除去率を
測定するために、ガス分散装置２を通過した直後の処理
水で測定する必要があり、このためガス分散装置２の出
口2bから排出される気泡が分散して混濁した状態と成っ
ている処理水を透明カラム（図示せず）に採取し、その
後処理水中の気泡が上昇して透明カラムの底部側が透明
に成った時点で、かかる個所に予め配置しておいた溶存
酸素濃度計（図示せず）によって溶存酸素濃度を測定し
た。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】

【表４】

【００６８】又、上記表１〜表４で使用する各種記号に
ついては下記に示す。 Ｖ_R ：ガス分散装置内の体積（ｃｍ³ ） Ｖ_G ：不活性ガスの流量（リットル／ｍｉｎ） Ｖ_L ：被処理水の流量（リットル／ｍｉｎ） Ｔ ：被処理水の温度（℃） Ｐ ：被処理水の加圧圧力（Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ） ｄ_B ：ガス分散装置２内の平均圧力下における気泡径
（μｍ） Ｐ_m ：ガス分散装置２内の平均圧力（ａｔｍ） Ｃ₀ ：被処理水の溶存酸素濃度（ｐｐｍ） Ｃ ：処理水の溶存酸素濃度（ｐｐｍ） θ_R ：混合流体のガス分散装置２内での滞留時間（ｓ
ｅｃ） Ｋ_L a ：総括物質移動容量係数（１／ｓｅｃ）

【００６９】上記実験結果よりガス分散装置２内におけ
る平均圧力Ｐ_m の下での不活性ガスの気泡径ｄ_B は４５
μｍ〜６６μｍ程度にまで微細気泡化されることが認め
られ、これによって気液界面積が著しく大きくなり、数
ｓｅｃ以下の極めて短時間な気液接触時間であっても溶
存酸素の除去率が大きいことが確認された。

【００７０】尚、表１〜表４における気泡径ｄ_B は、ガ
ス分散装置２から排出された処理水を透明カラムに採取
し、大気圧における透明カラム内での気泡の上昇速度よ
り求めた気泡径を、ガス分散装置２内の平均圧力Ｐ_m 下
の値に換算して求めたものである。

【００７１】

【発明の効果】要するに本発明は、ガス分散装置２の入
口23に溶存酸素を除去すべき被処理水を大気圧以上で加
圧供給する被処理水供給管４を接続し、この処理水供給
管４の途中に不活性ガスを圧入する不活性ガス圧入管７
を接続すると共に、ガス分散装置２の出口24に処理水排
出管５を接続したので、ガス分散装置２内で微細化され
た気泡径ｄ_B は、このガス分散装置２内が加圧下である
ため、大気開放されている場合よりも小径と成って気液
界面積を大きくすることに有利と成り、しかも気泡径ｄ
_B は概ね一定（約５５±１０μｍ）であるため、溶存酸
素の除去率の設定時に際しては設定が行い易い液流量、
ガス流量、圧力等の調整で対応できることにより、かか
る除去率の設定が容易と成り、又タンク９内を透水性の
みを有する隔壁13によって一次室9aと二次室9bに区割
し、前記処理水排出管５を一次室9aと接続すると共に、
二次室9bに排水管12を接続したので、隔壁13によって気
泡の移動が止められるため、二次室9bから排水される処
理水は気泡で全く混濁していない状態で原料水や、洗浄
水として使用できる。

【００７２】又、ガス分散装置２は両端に入口23、出口
24を有した円筒状のケーシング21と、互いに対向する前
面に、該前面に対して側壁32を直角と成した前方開放の
筒状の小室27、27a …を多数配列した大小２枚の円板2
8、29を一組みとして、これを同心的に重合させて成る
複数のガス分散エレメント26から成り、前記大径な円板
28はケーシング21の内周面と水密と成る外径にて形成さ
れると共に、中央に流通孔30が穿設され、又小径な円板
29の外径はケーシング21の内周面から離間してこの内周
面との間に流通路31が形成される大きさと成し、大径な
円板28の小室27、27a …と、小径な円板29の小室27、27
a …とは互いの小室27、27a …が対向する他の複数の小
室27、27a …に連通する様に位置を違えて配列させ、こ
れらガス分散エレメント26は互いに同径の円板28、29が
隣接するように重ね合わせてケーシング21内に配列する
と共に、ケーシング21の入口23および出口24と連通孔30
が連通する様に両側には大径な円板28を配置して構成し
たので、流入する被処理水と不活性ガスは互いに連通す
る小室27、27a …を経て上流側から下流側へと拡散およ
び集合を繰り返しながら順次流動し、その流動過程にお
ける小室27、27a …の側壁32の側面および上端面並びに
底面への直角衝突、小室27、27a …から他の小室27、27
a …への分散および合流、蛇行、渦流等の組み合わせに
よる複雑な流動と、大きな分散総数によって不活性ガス
の気泡径ｄ_B は、従来の脱気塔ａに比して著しく微細化
できるため、溶存酸素の除去効率が格段に向上し、又流
動状態は前記の様に複雑であるため、被処理水が不活性
ガスに接触せずに短絡的に排出されることはなく、又ガ
ス分散エレメント26内の拡散および集合の流動方向は半
径方向であると共に、複雑に屈曲しているため流路長
（滞留時間θ_R ）を長くでき、且つ気泡径ｄ_B を小さく
できるため、ガス分散装置２の小型化を図ることができ
る。

【００７３】又、前記ガス分散装置２において、円筒状
のケーシング21の両端に入口23および出口24を形成した
蓋体25、25a を着脱自在と成し、弾性体によりケーシン
グ21内に挿入される外径にて筒体35を形成し、この筒体
35の両端より内方側へ鍔片36、36a を一体成形してリン
グ状の環装シール体37を形成し、この環装シール体37に
おける筒体35の内周面に密接する外径にて大径な円板28
を形成し、小径な円板29の外径は筒体35の内周面から離
間してこの内周面との間に流通路31を形成する様な大き
さと成し、この環装シール体37内の両側に大径な円板28
を配設し、その間に互いの小室27、27a …が対向する他
の複数の小室27、27a …に連通する様に位置を違える様
に、２枚の小径な円板29を配列させてガス分散集合エレ
メント38と成し、このガス分散集合エレメント38をケー
シング21内に配列し、ガス分散集合エレメント38両端間
の寸法Ｌ２をケーシング21の両端間の寸法Ｌ１より大き
く設定したので、蓋体25、25a をケーシング21の両端に
装着してガス分散集合エレメント38を挟持固定できるこ
とにより、上記と同様なる脱気効果に加え、円板28、29
における小室27、27a …を形成する側壁32の上端面の密
着状態を強固に維持できるため、各円板28、29のガタツ
キが防止できるため、側壁32相互の上端面或いは大径な
円板28の外周側からの漏れによって発生する短絡的な流
動や、脈流による分散混合不良等の不具合を防止でき
る。

【００７４】又、円筒状のケーシング21の両端に入口23
および出口24を形成した蓋体25、25a を着脱自在と成す
と共に、ケーシング21内に挿入される円柱突部50を設
け、円柱突部50先端の周縁側に半割り状と成したシール
座面40を形成し、又大径な円板28の外径をケーシング21
の内周面に密接しない大きさに形成すると共に、小室2
7、27a …が形成されていない背面の周縁側に半割り状
と成したシール座面40を形成し、互いの小室27、27a …
が対向する他の複数の小室27、27a …に連通する様に位
置を違える様に、２枚の大小の円板28、29を連結してガ
ス分散エレメント26と成し、これらガス分散エレメント
26は互いに同径の円板28、29が隣接するように重ね合わ
せてケーシング21内に配列し、隣接するシール座面40に
よって画成されるシール溝54内にシール部材55を設けた
ので、シール部材55とガス分散エレメント26を単にケー
シング21内に順次挿入して配設するだけで、シール溝54
が画成できると同時にシール溝54内にシール部材55を装
着できるため、ガス分散装置２の組立が極めて簡単にな
ると共に、シール部材55が確実にシール溝54内に装着さ
れるため、大径な円板28の外周側からの流体の短終的な
流れが規制されることによって混合効率の低下が防止
し、ガス分散効率を良好に維持し、又円柱突部50のシー
ル座面40と円板28のシール座面40によって画成されるシ
ール溝54内にシール部材55が装着されるため、円柱突部
50外周からの外部への漏れも同時に防止でき、円柱突部
50外周側に一般的に設けるガスケット類が不要と成り、
しかも、大径な円板28の外径はケーシング21の内周面に
密接しないため、ガス分散エレメント26を複数配列する
ケーシング21の内周面の加工精度を精密にする必要はな
いため、ケーシング21自体の機械加工も簡単と成る。

【００７５】又、シール溝54における底部であるシール
座面40をテーパ面状と成したので、テーパ面がシール部
材55の装着時の誘導面と成るため、目視的な確認が困難
であるケーシング21内でのシール部材55の噛み込みによ
るシール不良が防止できる等その実用的効果甚だ大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中の溶存酸素の除去装置の概略
構成図である。

【図２】同上除去装置の他の実施例の概略構成図であ
る。

【図３】ガス分散装置の概略断面図である。

【図４】同上ガス分散装置のガス分散エレメントを構成
する２枚の円板の正面図である。

【図５】同上円板の斜視図である。

【図６】同上円板を２枚、同心的に重合させた場合にお
ける各小室の連通配列状態を示す図である。

【図７】同上円板における小室の形状を三角と成した連
通配列状態を示す図である。

【図８】同上円板における小室の形状を四角と成した連
通配列状態を示す図である。

【図９】同上円板における小室の形状を八角と成した連
通配列状態を示す図である。

【図１０】図３のＡーＡ概略断面図である。

【図１１】突起を設けた大小２枚の円板を使用したガス
分散装置の概略断面図である。

【図１２】図１１のＢーＢ概略断面図である。

【図１３】ガス分散装置の他の実施例を示す概略断面図
である。

【図１４】同上ガス分散装置における蓋体を装着する前
の状態を示す断面図である。

【図１５】同上ガス分散装置を構成するガス分散集合エ
レメントの分解斜視図である。

【図１６】ガス分散装置の他の実施例を示す概略断面図
である。

【図１７】同上ガス分散装置におけるガス分散エレメン
トを構成する大小２枚の円板の正面図である。

【図１８】同上大小２枚の円板の側面図である。

【図１９】同上大小２枚の円板の前面斜視図である。

【図２０】同上大径な円板の背面斜視図である。

【図２１】図１７のＣーＣ概略断面図である。

【図２２】図１７のＤーＤ概略断面図である。

【図２３】ガス分散エレメントの分解斜視図である。

【図２４】ガス分散エレメントの斜視図である。

【図２５】テーパ面から成るシール溝へのシール部材の
装着状態を示す部分拡大断面図である。

【図２６】従来の気泡塔形式の溶存酸素除去手段を示す
概略構造図である。

【符号の説明】

２ ガス分散装置 ４ 被処理水供給管 ５ 処理水排出管 ７ 不活性ガス圧入管 ９ タンク 9a 一次室 9b 二次室 12 排水管 13 隔壁 21 ケーシング 23 入口 24 出口 25、25a 蓋体 26 ガス分散エレメント 27、27a … 小室 28 円板 29 円板 30 流通孔 31 流通路 32 側壁 35 筒体 36、36a 鍔片 37 環装シール体 38 ガス分散集合エレメント 40 シール座面 50、50a 円柱突部 54 シール溝 55 シール部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に入口、出口を有した円筒状のケー
   シングと、互いに対向する前面に、該前面に対して側壁
   を直角と成した前方開放の筒状の小室を多数配列した大
   小２枚の円板を一組みとして、これを同心的に重合させ
   て成る複数のガス分散エレメントから成り、前記大径な
   円板はケーシングの内周面と水密と成る外径にて形成さ
   れると共に、中央に流通孔が穿設され、又小径な円板の
   外径はケーシングの内周面から離間してその内周面との
   間に流通路が形成される大きさと成し、大径な円板の小
   室と、小径な円板の小室とは互いの小室が対向する他の
   複数の小室に連通する様に位置を違えて配列させ、これ
   らガス分散エレメントは互いに同径の円板が隣接するよ
   うに重ね合わせてケーシング内に配列すると共に、ケー
   シングの入口および出口と連通孔が連通する様に両側に
   は大径な円板を配置して構成したガス分散装置を用い、
   ガス分散装置の入口から溶存酸素を除去すべき被処理水
   を大気圧以上で加圧送給すると共に、加圧送給中の被処
   理水に不活性ガスを圧入した状態でガス分散装置内を通
   過流動させることを特徴とする水中の溶存酸素の除去方
   法。
2. 【請求項２】 ガス分散装置の入口に溶存酸素を除去す
   べき被処理水を大気圧以上で加圧供給する被処理水供給
   管を接続し、この処理水供給管の途中に不活性ガスを圧
   入する不活性ガス圧入管を接続すると共に、ガス分散装
   置の出口に処理水排出管を接続し、又タンク内を透水性
   のみを有する隔壁によって一次室と二次室に区割し、前
   記処理水排出管を一次室と接続すると共に、二次室に排
   水管を接続し、前記ガス分散装置は両端に入口、出口を
   有した円筒状のケーシングと、互いに対向する前面に、
   該前面に対して側壁を直角と成した前方開放の筒状の小
   室を多数配列した大小２枚の円板を一組みとして、これ
   を同心的に重合させて成る複数のガス分散エレメントか
   ら成り、前記大径な円板はケーシングの内周面と水接と
   成る外径にて形成されると共に、中央に流通孔が穿設さ
   れ、又小径な円板の外径はケーシングの内周面から離間
   してこの内周面との間に流通路が形成される大きさと成
   し、大径な円板の小室と、小径な円板の小室とは互いの
   小室が対向する他の複数の小室に連通する様に位置を違
   えて配列させ、これらガス分散エレメントは互いに同径
   の円板が隣接するように重ね合わせてケーシング内に配
   列すると共に、ケーシングの入口および出口と連通孔が
   連通する様に両側には大径な円板を配置して構成したこ
   とを特徴とする水中の溶存酸素の除去装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のガス分散装置において、
   円筒状のケーシングの両端に入口および出口を形成した
   蓋体を着脱自在と成し、弾性体によりケーシング内に挿
   入される外径にて筒体を形成し、この筒体の両端より内
   方側へ鍔片を一体成形してリング状の環装シール体を形
   成し、この環装シール体における筒体の内周面に密接す
   る外径にて大径な円板を形成し、小径な円板の外径は筒
   体の内周面から離間してこの内周面との間に流通路を形
   成する様な大きさと成し、この環装シール体内の両側に
   大径な円板を配設し、その間に互いの小室が対向する他
   の複数の小室に連通する様に位置を違える様に、２枚の
   小径な円板を配列させてガス分散集合エレメントと成
   し、このガス分散集合エレメントをケーシング内に配列
   し、ガス分散集合エレメント両端間の寸法をケーシング
   の両端間の寸法より大きく設定したことを特徴とする水
   中の溶存酸素の除去装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のガス分散装置において、
   円筒状のケーシングの両端に入口および出口を形成した
   蓋体を着脱自在と成すと共に、ケーシング内に挿入され
   る円柱突部を設け、円柱突部先端の周縁側に半割り状と
   成したシール座面を形成し、又大径な円板の外径をケー
   シングの内周面に密接しない大きさに形成すると共に、
   小室が形成されていない背面の周縁側に半割り状と成し
   たシール座面を形成し、互いの小室が対向する他の複数
   の小室に連通する様に位置を違える様に、２枚の大小の
   円板を連結してガス分散エレメントと成し、これらガス
   分散エレメントは互いに同径の円板が隣接するように重
   ね合わせてケーシング内に配列し、隣接するシール座面
   によって画成されるシール溝内にシール部材を設けたこ
   とを特徴とする水中の溶存酸素の除去装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のガス分散装置において、
   シール溝における底部であるシール座面をテーパ面状と
   成したことを特徴とする水中の溶存酸素の除去装置。