特許 7462319 気体置換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】気体置換装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 35/53 20220101AFI20240329BHJP

   B01F 21/00 20220101ALI20240329BHJP

   B01F 23/213 20220101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

B01F35/53

B01F21/00

B01F23/213

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020215180

(22)【出願日】2020-12-24

(65)【公開番号】P2022100906

(43)【公開日】2022-07-06

【審査請求日】2023-06-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501302083

【氏名又は名称】株式会社大栄製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104514

【弁理士】

【氏名又は名称】森 泰比古

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 紀仁

(72)【発明者】

【氏名】森田 通夫

【審査官】宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２８６２９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－０４６８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０２１６４９７４（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１６７４１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１１３８７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２１／００

Ｂ０１Ｆ ２５／２１

Ｂ０１Ｆ ３５／７１

Ｂ０１Ｆ ３５／７５

Ｂ０１Ｆ ３５／００

Ｂ０１Ｆ ２３／２０

Ｃ０２Ｆ １／２０

Ｂ０１Ｊ １０／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器本体と、前記容器本体の上部で液体を噴出させる液体供給管と、前記容器本体の下部から液体を排出する液体排出管と、前記容器本体内に設置された複数段の整流板と、前記容器本体内へと置換ガスを供給する置換ガス供給管と、前記容器本体から気体を排出する気体排出管とを備え、前記容器本体内を大気圧以上に維持しつつ、前記液体供給管から噴出された液体を前記整流板に沿って流下させて前記容器本体内にカーテン状の液体膜を形成し、液体中に溶存している気体を前記置換ガスと置換する装置であって、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする気体置換装置。
（１Ａ）前記複数段の整流板は、前記容器本体の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されていること。
（１Ｂ）前記複数段の整流板は、垂直方向の投影視において、前記容器本体の中心付近で下端同士がほぼ接するか若しくは重なり合う様な互い違いの配置にて設置されていること。
（２）前記液体供給管は、前記容器本体の側壁上部から、前記複数段の整流板の内の最上段の整流板の上へと液体を供給する様に、当該最上段の整流板が固定されている側の側壁に液体噴出口を開口させる様に設置されていること。
（３）前記複数段の整流板は、前記容器本体に対して挿入可能な外径を有し、前記液体供給管の噴出口と重なる開口を有する内筒の内壁面に対して半円の周縁を溶接固定され、当該内筒と共に前記容器本体に挿入して所定位置に設置する構成とされていること。

【請求項2】

容器本体と、前記容器本体の上部で液体を噴出させる液体供給管と、前記容器本体の下部から液体を排出する液体排出管と、前記容器本体内に設置された複数段の整流板と、前記容器本体内へと置換ガスを供給する置換ガス供給管と、前記容器本体から気体を排出する気体排出管とを備え、前記容器本体内を大気圧以上に維持しつつ、前記液体供給管から噴出された液体を前記整流板に沿って流下させて前記容器本体内にカーテン状の液体膜を形成し、液体中に溶存している気体を前記置換ガスと置換する装置であって、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする気体置換装置。
（１Ａ）前記複数段の整流板は、前記容器本体の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されていること。
（１Ｂ）前記複数段の整流板は、垂直方向の投影視において、前記容器本体の中心付近で下端同士がほぼ接するか若しくは重なり合う様な互い違いの配置にて設置されていること。
（４Ａ）前記液体供給管は、前記容器本体の中心において前記複数段の整流板の内の最上段の整流板よりも上方に至る先端の液体噴出口から上方に向かって液体を噴出させる垂直管部を備えていること。
（４Ｂ）前記複数段の整流板は、その下端に前記垂直管部を受け入れる切り欠き部が形成されていること。
（４Ｃ）前記垂直管部の上部に所定距離を離して上に凸の湾曲板を設置すると共に、当該湾曲板の中心に向かって吐出口を臨ませ、前記湾曲板の周縁から前記置換ガスを前記容器本体内へと流入させる様に、前記置換ガス供給管を設置したこと。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体中に溶存している気体を他の種類の気体に置換するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

出願人は、これまで、河川や湖沼等から汲み上げた水を密閉容器内に供給し、当該容器内を大気圧以上に加圧した状態を維持しつつ酸素を密閉容器内に供給して、水中の二酸化炭素と酸素を置換した後、河川や湖沼等に戻すことにより、水質を浄化するための装置を提案してきた（特許文献１～３）。

【0003】

特許文献１に記載の装置は、図６（Ａ）に示す様に、容器本体１０２の内壁には、リング状の整流板１１１，１１２，１１３が取り付けられている。一番上の整流板１１１は、液体注入管１０５の吐出ノズル先端とほぼ同じ高さに取り付けられ、斜め下方向に傾斜した傾斜リングで構成されている。２番目の高さの整流板１１２は、一番上の整流板１１１と同一形状である。一方、一番下の整流板１１３は孔の縁がギザギザに切り欠かれた水平リングとなっていて、その平均内径は、上側の二つの整流板１１１，１１２よりも大きくなっている。また、液体注入管１０５の垂直部分には、整流板１１１と整流板１１２の間、及び整流板１１２と整流板１１３の間に、それぞれ羽根突き整流板１１４，１１５が取り付けられている。２枚の羽根付き整流板１１４，１１５の羽根の傾斜方向は、互いに反対向きになる様に構成されている。

【0004】

特許文献２に記載の装置は、図６（Ｂ）に示す様に、容器本体１３１の内壁には、リング状の４枚の整流板１４１～１４４が取り付けられている。一番上の整流板１４１は、液体注入管１３４の吐出ノズル先端とほぼ同じ高さに取り付けられ、斜め下方向に傾斜した傾斜リングで構成されている。２番目及び３番目の高さの整流板１４２，１４３は、一番上の整流板１４１と同一形状である。一方、一番下の整流板１４４は中心の円孔を取り巻く様に１２枚の羽根が斜め下向きとなる様に形成された羽根付き整流板となっている。また、１番目と２番目の間、２番目と３番目の間となる高さ位置には、液体注入管１３４の垂直部分に８枚の下向き傾斜羽根が形成された羽根付き整流板１４５，１４６も取り付けられている。

【0005】

特許文献３に記載の装置は、図６（Ｃ）に示す様に、容器本体２０２の内壁には、リング状の整流板２１１，２１２，２１３が取り付けられている。最上段の整流板２１１は、液体供給管２０５の吐出ノズル先端とほぼ同じ高さに取り付けられ、斜め下方向に傾斜した傾斜リングで構成されている。２段目，３段目の整流板２１２，２１３も、一番上の整流板２１１と同じく傾斜リングで構成されている。液体供給管２０５の垂直部分には、整流板２１１と整流板２１２の間、及び整流板２１２と整流板２１３の間に先端を入り込ませる様に、それぞれ羽根突き整流板２１４，２１５が取り付けられ、３段目のリング状整流板２１３よりも下方に、周囲がギザギザに形成された小径整流板２１６も備えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５９３２２６３号公報

【文献】特許第６０６８２２４号公報

【文献】特許第６３２６１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

これら特許文献１～３に記載の装置によれば、河川等から汲み上げた水を噴水の様に容器内で上向きに噴出させ、落下する水流を容器内壁や水供給管の外面に設置した整流板で整流することによって容器内に流下するカーテン状の水膜を形成し、気体の置換効率を高めるために上述の様な構造を採用している。

【0008】

本発明は、さらなる気体置換効率の向上、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を目的としてなされた。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するためになされた本発明の気体置換装置は、容器本体と、前記容器本体の上部で液体を噴出させる液体供給管と、前記容器本体の下部から液体を排出する液体排出管と、前記容器本体内に設置された複数段の整流板と、前記容器本体内へと置換ガスを供給する置換ガス供給管と、前記容器本体から気体を排出する気体排出管とを備え、前記容器本体内を大気圧以上に維持しつつ、前記液体供給管から噴出された液体を前記整流板に沿って流下させて前記容器本体内にカーテン状の液体膜を形成し、液体中に溶存している気体を前記置換ガスと置換する装置であって、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１Ａ）前記複数段の整流板は、前記容器本体の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されていること。
（１Ｂ）前記複数段の整流板は、垂直方向の投影視において、前記容器本体の中心付近で下端同士がほぼ接するか若しくは重なり合う様な互い違いの配置にて設置されていること。
（２）前記液体供給管は、前記容器本体の側壁上部から、前記複数段の整流板の内の最上段の整流板の上へと液体を供給する様に、当該最上段の整流板が固定されている側の側壁に液体噴出口を開口させる様に設置されていること。
（３）前記複数段の整流板は、前記容器本体に対して挿入可能な外径を有し、前記液体供給管の噴出口と重なる開口を有する内筒の内壁面に対して半円の周縁を溶接固定され、当該内筒と共に前記容器本体に挿入して所定位置に設置する構成とされていること。

【0010】

本発明の気体置換装置によれば、容器本体の上部で液体供給管から噴出された液体は、複数段の整流板の傾斜に沿って流れ、各整流板の下端から斜め下方に流れ出す。このとき、一部の液体は、各整流板の下端からカーテン状の液体膜となって容器本体の中止付近を下に向かって流れ、その他は容器本体の中心を越えて次の段の整流板の上面に届いた後、当該整流板の下端に向かって流れる。こうして、容器本体内には、複数段の整流板の下端のそれぞれからカーテン状の液体膜が流れ落ちる状態が形成される。このとき、容器本体内には大気圧以上に加圧された置換ガスが充満しており、これが液体中に溶存している気体と置換される。そして、本発明の気体置換装置によれば、容器本体内で上段の整流板から次の段の整流板、さらに次の段の整流板といった具合にジグザグ方向に液体が流れ、各整流板の下端からのカーテン状の液体膜の形成がスムーズとなり、置換ガスとの接触面積が広がり、気体置換効率を上げることができる。この結果、液体供給ポンプの小型化や運転時の液体吐出圧力の低減などが可能となって、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を実現することができる。

【0012】

また、本発明の気体置換装置によれば、液体を容器本体の上部側壁から流入させることができ、容器本体内に配管する必要がなくなる。これにより、容器本体を小型化させることができる。そして、容器本体内に液体供給のための配管をする必要がなくなることから、置換ガスと液体膜との接触が邪魔されることがなく、さらなる置換効率の向上を実現することができる。この結果、製造コスト並びにランニングコストのさらなる低廉化を可能にすることができる。

【0014】

さらに、本発明の気体置換装置によれば、容器本体とは別体の内筒の内壁面に対して整流板を溶接固定することから、例えば、半割の筒体に各段の整流板を溶接固定した後に一体化させるといった方法で製造した内筒を用いることもでき、小型化した容器本体の内部に複数段の整流板を容易に設置することができる。なお、内筒は、液体供給管の噴出口と開口とが重なる様に容器本体に挿入され、溶接等によって容器本体に対して固定される。

【0015】

一方、本発明の気体置換装置は、容器本体と、前記容器本体の上部で液体を噴出させる液体供給管と、前記容器本体の下部から液体を排出する液体排出管と、前記容器本体内に設置された複数段の整流板と、前記容器本体内へと置換ガスを供給する置換ガス供給管と、前記容器本体から気体を排出する気体排出管とを備え、前記容器本体内を大気圧以上に維持しつつ、前記液体供給管から噴出された液体を前記整流板に沿って流下させて前記容器本体内にカーテン状の液体膜を形成し、液体中に溶存している気体を前記置換ガスと置換する装置であって、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする気体置換装置でもある。
（１Ａ）前記複数段の整流板は、前記容器本体の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されていること。
（１Ｂ）前記複数段の整流板は、垂直方向の投影視において、前記容器本体の中心付近で下端同士がほぼ接するか若しくは重なり合う様な互い違いの配置にて設置されていること。
（４Ａ）前記液体供給管は、前記容器本体の中心において前記複数段の整流板の内の最上段の整流板よりも上方に至る先端の液体噴出口から上方に向かって液体を噴出させる垂直管部を備えていること。
（４Ｂ）前記複数段の整流板は、その下端に前記垂直管部を受け入れる切り欠き部が形成されていること。
（４Ｃ）前記垂直管部の上部に所定距離を離して上に凸の湾曲板を設置すると共に、当該湾曲板の中心に向かって吐出口を臨ませ、前記湾曲板の周縁から前記置換ガスを前記容器本体内へと流入させる様に、前記置換ガス供給管を設置したこと。

【0016】

かかる構成を備えた気体置換装置によれば、容器本体内に液体供給配管を施すものの、各整流板の下端の切り欠き部にて垂直部を受け入れることにより、配管が気体の置換の邪魔にならない様にすることができる。また、液体供給管から上向きに噴出される液体は、湾曲板に遮られ、湾曲板の上面側に臨まされた置換ガス排出口からの置換ガスの排出を邪魔することがなく、置換ガスは、湾曲板の上側の湾曲面に沿って全方向へ広がる様に容器本体内に充填され、容器本体内に隅々まで行き渡る様に供給される。特に、整流板の下端側の切り欠き部を液体供給配管の垂直部に外接する様に形成して整流板の下端と液体供給管の垂直部とを溶接固定すれば、整流板の振動抑制を行うことが可能となる。この様な溶接固定は、全ての段の整流板について実施する必要はなく、噴出する液体の勢いよく降り注ぐ上段側の何段かだけにしておいてもよい。振動の抑制により、容器本体内に形成される液体膜が安定するから、大型の容器を用いる場合の置換効率の向上が達成可能となり、この結果、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を可能にすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、気体置換装置において、気体置換効率の向上、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１の気体置換装置を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図2】実施例１の気体置換装置を示し、（Ａ）は容器本体の正面図、（Ｂ）は容器本体の平面図、（Ｃ）はａ－ａ端面図、（Ｄ）はｂ－ｂ端面図、（Ｅ）は液面安定板の正面図である。

【図3】実施例１の気体置換装置に用いる整流板付き内筒を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）はｃ－ｃ断面図、（Ｅ）はｄ－ｄ断面図、（Ｆ）はｅ－ｅ断面図である。

【図4】実施例２の気体置換装置を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図である。

【図5】実施例２の気体置換装置における整流板の構成を示す説明図である。

【図6】従来技術の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す具体的な実施例に基づいて説明する。

【実施例1】

【0020】

実施例１の気体置換装置１は、図１に示す様に、容器本体２と、ポンプ３及びモータ４とをキャスタ付きの台車５に設置し、移動可能に構成されている。台車５にはアングル鋼製の３本の支柱５ａ～５ｃが立設されており、容器本体２を３箇所で支え垂直に立ち上がった状態に固定する。

【0021】

気体置換前の液体を装置に供給する液体供給口２ｉｎは、容器本体２の上部左側面から水平に伸びる様に設けられ、ポンプ３から伸ばされた液体供給配管６が接続される。また、気体置換後の液体を取り出す液体排出口２ｏｕｔは、容器本体２の底面中央から垂直に伸びる様に設けられている。この液体排出口２ｏｕｔの下端からは水平方向に伸びて二股に分岐し、支柱５ａ，５ｂを交わす様に構成された放出管７が取り付けられている。放出管７の２つの分岐管７ａ，７ｂにはそれぞれ手動式の開閉バルブ８ａ，８ｂが装備されている。

【0022】

容器本体２の左側面側１／４程の高さには、のぞき窓９が備えられている。のぞき窓９にはガラスが嵌められている。また、容器本体２の背面側１／２よりやや上の高さにフロート装置１０が備えられている。さらに、容器本体２の正面には、液位確認装置１１が備えられ、容器本体２の右側面には、操作盤１２，１３が備えられている。

【0023】

また、容器本体２の上部に固定される上蓋２０には、置換ガス供給管２１、気体排出管２２，２３及び液位確認用の配管２４が備えられている。

【0024】

容器本体２の内部には、図１（Ｂ），（Ｃ）及び図２（Ａ）に示す様に、容器本体２の内部にカーテン状の液体膜を形成するための４段の整流板３１～３４と、液面の揺れを安定させるための液面安定板３５が設置されている。

【0025】

液面安定板３５は、図２（Ｄ），（Ｅ）に示す様に、４つの扇状の開口３５ａ～３５ｄを備え、各開口３５ａ～３５ｄの間の位置に下方に突出する様に扇形の制水板３６ａ～３６ｄが取り付けられている。

【0026】

４段の整流板３１～３４は、図２（Ａ），図３に示す様に、容器本体２の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されている。これら４段の整流板３１～３４は、垂直方向の投影視において、容器本体２の中心付近で下端同士がほぼ接する様な互い違いの配置にて設置されている。

【0027】

なお、本実施例においては、これら４段の整流板３１～３４は、容器本体２に対して挿入可能な外径を有する内筒４０の内壁面に対して半円の周縁を溶接固定され、当該内筒４０と共に容器本体２に対して着脱可能とされている。

【0028】

内筒４０の上端には、リング状の接合板４１が溶接固定されている。この接合板４１は、上蓋２０の下端に溶接固定された接合板２０ａと合わされてボルト固定によって上蓋２０を容器本体２に対して固定するためのものである。

【0029】

内筒４０には、容器本体２に取り付けられた液体供給管２ｉｎの噴出口と重なる開口４２が設けられている。この内筒４０は、液体供給管２ｉｎの噴出口と開口４２とが重なる様に容器本体２に挿入され、溶接等によって容器本体２に対して固定される。

【0030】

実施例１の気体置換装置１によれば、容器本体２の上部で液体供給管２ｉｎから噴出された液体は、４段の整流板３１～３４の傾斜に沿って流れ、各整流板３１～３４の下端から斜め下方に流れ出す。このとき、一部の液体は、各整流板３１～３４の下端からカーテン状の液体膜となって容器本体２の中止付近を下に向かって流れ、その他は容器本体２の中心を越えて次の段の整流板３２～３４の上面に届いた後、当該整流板３２～３４の下端に向かって流れる。こうして、容器本体２内には、４段の整流板３１～３４の下端のそれぞれからカーテン状の液体膜が流れ落ちる状態が形成される。このとき、容器本体２内には大気圧以上に加圧された置換ガスが充満しており、これが液体中に溶存している気体と置換される。そして、気体置換装置１によれば、容器本体２内で上段の整流板３１から次の段の整流板３２、さらに次の段の整流板３３，…といった具合にジグザグ方向に液体が流れ、各整流板３１～３４の下端からのカーテン状の液体膜の形成がスムーズとなり、置換ガスとの接触面積が広がり、気体置換効率を上げることができる。この結果、液体供給ポンプ３の小型化や運転時の液体吐出圧力の低減などが可能となって、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を実現することができる。

【0031】

また、本実施例の気体置換装置１では、液体供給管２ｉｎは、容器本体２の側壁上部から、４段の整流板３１～３４の内の最上段の整流板３１の上へと液体を供給する様に、当該最上段の整流板３１が固定されている側の側壁に噴出口を開口させる様に設置されている。この結果、本実施例の気体置換装置１によれば、容器本体２内に配管を敷設することなく、液体を容器本体２の上部側壁から流入させることができる。これにより、容器本体２を小型化させることができる。そして、容器本体２内に液体供給のための配管をする必要がなくなることから、置換ガスと液体膜との接触が邪魔されることがなく、さらなる置換効率の向上を実現することができる。この結果、製造コスト並びにランニングコストのさらなる低廉化を可能にすることができる。

【0032】

さらに、本実施例の気体置換装置１では、４段の整流板３１～３４は、容器本体２に対して挿入可能な外径を有する内筒４０の内壁面に対して半円の周縁を溶接固定され、当該内筒４０と共に容器本体に挿入して所定位置に設置する構成を採用している。この結果、本実施例の気体置換装置１によれば、容器本体２とは別体の内筒４０の内壁面に対して整流板３１～３４を溶接固定することから、例えば、半割の筒体に各段の整流板を溶接固定した後に一体化させるといった方法で製造した内筒を用いることもでき、小型化した容器本体の内部に複数段の整流板を容易に設置することができる。

【実施例2】

【0033】

実施例２の気体置換装置５１は、図４に示す様に、容器本体５２と、ポンプ５３及びモータ５４とを架台５５に設置した構成となっている。本実施例においては、容器本体５２は、フランジ５２ｆを介して架台５５に直接固定されている。

【0034】

気体置換前の液体を装置に供給する液体供給口５２ｉｎは、容器本体５２の左側面中央付近から水平に伸びる様に設けられ、ポンプ５３から伸ばされた液体供給配管５６が接続される。また、気体置換後の液体を取り出す液体排出口５２ｏｕｔは、容器本体５２の下部側壁から水平に伸びる様に設けられている。この液体排出口５２ｏｕｔには手動式の開閉バルブ５８が装備されている。

【0035】

容器本体５２の右側面１／２よりやや上の高さにフロート装置６０が備えられている。さらに、容器本体５２の正面には、液位確認装置６１が備えられ、容器本体５２の左右側面には、操作盤６２，６３が備えられている。

【0036】

また、容器本体５２の天井部には、置換ガス供給管７１、気体排出管７２，７３及び液位確認用の配管７４が備えられている。本実施例においては、置換ガス供給管７１は、天井部中心に位置する様に設置されている。

【0037】

容器本体５２の内部には、図５に示す様に、容器本体５２の内部にカーテン状の液体膜を形成するための４段の整流板８１～８４と、液面の揺れを安定させるための液面安定板８５が設置されている。液面安定板８５は、実施例１の液面安定板３５と同様に、４つの扇状の開口を備え、各開口の間の位置に下方に突出する様に扇形の制水板が取り付けられたものとなっている。

【0038】

４段の整流板８１～８４は、容器本体５２の中心付近を下端とする下り傾斜となる様に設置された半円状の板材によって構成されている。これら４段の整流板８１～８４は、垂直方向の投影視において、容器本体５２の中心付近で下端同士がほぼ接するか重なり合う様な互い違いの配置にて設置されている。

【0039】

本実施例においては、液体供給管５２ｉｎは、容器本体５２の中心において４段の整流板８１～８４の内の最上段の整流板８１よりも上方に至る先端の液体噴出口から上方に向かって液体を噴出させる垂直管部９１を備えている。また、４段の整流板８１～８４は、その下端に垂直管部９１を受け入れる切り欠き部８１ａ～８４ａが形成されている。そして、これら４段の整流板８１～８４は、半円の周縁を容器本体５２の内壁面に対して溶接固定されると共に、上３段については、切り欠き部８１ａ～８３ａにて垂直管部９１にも溶接固定されている。そして、本実施例においては、垂直管部９１の上部に所定距離を離して上に凸の湾曲板９２を設置すると共に、当該湾曲板９２の中心に向かって吐出口を臨ませ、湾曲板９２の周縁から置換ガスを容器本体５２内へと流入させる様に、置換ガス供給管を設７１が設置されている。

【0040】

実施例２の気体置換装置５１によれば、容器本体５２の上部で垂直管部９１から噴出された液体は、４段の整流板８１～８４の傾斜に沿って流れ、各整流板８１～８４の下端から斜め下方に流れ出す。このとき、一部の液体は、各整流板８１～８４の下端からカーテン状の液体膜となって容器本体５２の中止付近を下に向かって流れ、その他は容器本体５２の中心を越えて次の段の整流板８２～８４の上面に届いた後、当該整流板８２～８４の下端に向かって流れる。こうして、容器本体５２内には、４段の整流板８１～８４の下端のそれぞれからカーテン状の液体膜が流れ落ちる状態が形成される。このとき、容器本体５２内には大気圧以上に加圧された置換ガスが充満しており、これが液体中に溶存している気体と置換される。そして、気体置換装置５１によれば、容器本体５２内で上段の整流板８１から次の段の整流板８２、さらに次の段の整流板８３，…といった具合にジグザグ方向に液体が流れ、各整流板８１～８４の下端からのカーテン状の液体膜のがスムーズに形成され、置換ガスとの接触面積が広がり、気体置換効率を上げることができる。この結果、液体供給ポンプ５３の小型化や運転時の液体吐出圧力の低減などが可能となって、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を実現することができる。

【0041】

なお、本実施例の気体置換装置５１によれば、容器本体５２内における配管を必要とするものの、各整流板８１～８４の下端の切り欠き部８１ａ～８４ａにて垂直管部９１を受け入れることにより、配管が気体の置換の邪魔にならない様にすることができる。また、垂直管部９１から上向きに噴出される液体は、湾曲板９２に遮られ、湾曲板９２の上面側に臨まされた置換ガス排出口からの置換ガスの排出を邪魔することがなく、置換ガスは、湾曲板９２の上側の湾曲面に沿って全方向へ広がる様に容器本体５２内に充填され、容器本体５２内に隅々まで行き渡る様に供給される。特に、上３段の整流板８１～８３の下端側の切り欠き部８１ａ～８３ａを垂直管部９１に外接する様に形成して整流板８１～８３の下端と垂直管部９１とを溶接固定しているから、整流板８１～８３の振動抑制を行うことができる。こうした振動の抑制により、容器本体５２内に形成される液体膜が安定するから、大型の容器を用いる場合の置換効率の向上が達成可能となり、この結果、製造コスト並びにランニングコストの低廉化を可能にすることができる。

【0042】

なお、実施例１，２において、ポンプの吐出圧は０．１Ｍｐａとし、吐出量については本装置の使用目的等に応じて３５Ｌ／ｍｉｎ～５ｔｏｎ／ｍｉｎの能力を有するものを使用する様にしている。また、置換ガス供給管２１，７１からは０．２Ｍｐａで容器本体２，５２内へと気体を送り込む様に供給圧を調整する供給圧調整機構を備えている。この結果、実施例１，２においては、気体圧は液体圧よりも０．１Ｍｐａ高い状態で容器内に進入し、容器内の液面を押し下げることとなる。

【0043】

また、実施例１，２においては、液面高さは、フロートの上下動の範囲内に維持される様に、置換ガス供給量をコントロールしている。

【0044】

加えて、実施例１，２においては、気体の置換が進んで容器本体２，５２内の置換ガス濃度が低下して液面が上昇したら、置換ガス供給管２１，７１を閉じ、気体排出管２２，２３，７２，７３を開くことにより、容器本体２，５２の内部の気体を排出する。

【0045】

以上、発明を実施するための実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内における種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0046】

湖沼・河川等の水の浄化、魚介類の養殖池の水質管理、藻類培養タンクの水質管理、工場における洗浄液の浄化、オゾン混入殺菌液の製造などに利用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１・・・気体置換装置、２・・・容器本体、２ｉｎ・・・液体供給口、２ｏｕｔ・・・液体排出口、３・・・ポンプ、４・・・モータ、５・・・台車５、
２０・・・上蓋、２０ａ・・・接合板、２１・・・置換ガス供給管、２２，２３・・・気体排出管、３１～３４・・・整流板、３５・・・液面安定板、４０・・・内筒、４１・・・接合板、５１・・・気体置換装置、５２・・・容器本体、５２ｉｎ・・・液体供給口、５２ｏｕｔ・・・液体排出口、５３・・・ポンプ、５４・・・モータ、５５・・・架台、
７１・・・置換ガス供給管、７２，７３・・・気体排出管、８１～８４・・・整流板、８１ａ～８４ａ・・・切り欠き部、８５・・・液面安定板、９１・・・垂直管部、９２・・・湾曲板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】