DE102015003912B4 - Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1), welche sich innerhalb eines Reservoirs (2) befindet, in welchem die Flüssigkeit (1) mit ihrer Oberfläche (3) in Kontakt mit dem Gas steht, wobei über einen unterhalb der Oberfläche (3) eingebrachten Drehimpuls ein Strudel (4) erzeugt wird, der Oberflächenflüssigkeit unter Ausbildung eines Trichters in Richtung zum Grund (5) des Reservoirs (2) hinabzieht, um sie innerhalb des Trichters mit dem Gas anzureichern und an einem unteren Ende (6) des Trichters in einem mit dem Gas angereicherten Zustand unter Ausbildung einer Strömung (7) ins Reservoir (2) ausströmen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (7) bei ihrem Austritt in Radialrichtung zur Längsachse (12) des Strudels (4) abgelenkt wird und das am Ende (6) des Trichters der dort austretenden Strömung (7) eine Vielzahl von Gasblasen (8) eines Gases bzw. Gasgemisches zugesetzt werden, welches von einer separaten Druckquelle (9) stammt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit nach Oberbegriff des Hauptanspruchs und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt.
  • Die DE 32 36 324 A1 beschreibt hierzu eine Vorrichtung zur Regenerierung von Gewässern. Die Vorrichtung umfasst eine Taucheinheit, die in eine vorgebbare Wassertiefe absenkbar ist. Die Taucheinheit weist ein geschlossenes Gehäuse auf, dass einen deckenseitigen Einlass und mehrere an den Seitenwänden vorgesehene Auslässe aufweist. Im Gehäuse befindet sich ein Antriebsmotor, der mit einer Rotoranordnung gekuppelt ist. Mittels der Rotoranordnung wird in das Gewässer ein Drehimpuls eingebracht, der zu eine zunehmenden Rotationsbewegung des Gewässers führt, so dass sich ein Wirbel, bzw. Strudel bildet, der Oberflächenwasser ansaugt. Während des Ansaugvorganges wird das Oberflächenwasser mit Sauerstoff angereichert.
  • Aus der DE 39 23 480 A1 ist ein Verfahren zum Anreichern von Flüssigkeiten mit Gas, insbesondere Sauerstoff bekannt, bei dem das Gas zwangsweise in die Flüssigkeit eingeleitet wird. Dabei wird das Volumen der Flüssigkeit in eine kreisende, trombenförmige Bewegung versetzt und die Flüssigkeit an der unten liegenden Spitze der Trombe in ihrer Bewegungsrichtung scharf umgelenkt. Die Anreicherung kann zum Beispiel erfolgen, um Trinkwasser für therapeutische Zwecke mit Sauerstoff zu versehen, Trinkwasser im Wasserwerk zu verbessern, Kühlwasser für Kraftwerke zu behandeln, Aquarienwasser mit Sauerstoff anzureichern oder das Wasser in Fischteichen, Flüssen und Seen mit Luftsauerstoff anzureichern.
  • Aus der DE 295 11 727 U1 ist eine Vorrichtung zum Ausgasen von leicht flüchtigen Stoffen wie FCKW aus Wasser bekannt. In diesem Fall findet jedoch keine Anreicherung sondern eine Anreicherung eines Gases aus Flüssigkeiten statt.
  • Aus der DE 29 26 441 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung einer Flüssigkeit bekannt.
  • Aus der WO 2012/081 632 A1 ist eine Belüftungsmischvorrichtung bekannt.
  • Aus der FR 2 798 602 A1 ist eine Vorrichtung zum Umwälzen einer Flüssigkeit in einem Becken zur Diffusion eines Gases bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anreicherungswirkung eines in Rede stehenden Verfahrens zu verbessern und eine entsprechende Vorrichtung hierfür zu stellen.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und Anspruch 8.
  • Erfindungsgemäß wird am unteren Ende des Strudeltrichters der dort austretenden Strömung eine Vielzahl von Gasblasen eines Gases bzw. Gasgemisches zugesetzt, welches von einer separaten Druckquelle stammt.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass die austretende Strömung bestrebt ist, in der Flüssigkeit nach oben zu steigen. Insbesondere dann, wenn sie Gasblasen mit sich führt. Dabei sieht die Erfindung vor, dass die aufsteigende Strömung bei ihrem Austritt aus dem Trichterende so gelenkt wird, dass sie bei ihrem Aufstieg innerhalb des Wirkungsbereiches des Strudels gerät. Hierbei hat die Erfindung erkannt, dass die Flüssigkeit im Strudel mit einer abwärts gerichteten Geschwindigkeitskomponente nach unten strömt, während die austretende Strömung eine aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente nach oben aufweist, wodurch sich Verwirbelungen im Bereich des Strudels ergeben, wenn die austretende Strömung in den Wirkungsbereich des Strudels gerät.
  • Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, dass die Gasblasen in diesen Verwirbelungen durch die Strömung zeitweilig in der Flüssigkeit in Kreisbewegungen geführt werden, bevor sie letztendlich aus den Kreisbewegungen ausbrechen und ihren Weg zur Oberfläche der Flüssigkeit fortsetzen können, um nach außen zu entweichen. Hierdurch haben die Gasmoleküle des Gases bzw. Gasgemisches in den Gasblasen eine Zeitspanne zur Verfügung, um sich in der Flüssigkeit anzureichern.
  • Der Strudel weist in Draufsicht gesehen naturgemäß einen Wirkungsbereich auf die Oberflächenflüssigkeit auf, welcher im wesentlichen spiralförmig ausgebildet ist. Um sicherzustellen, dass die Gasblasen in die Verwirbelungen geraten, schlägt die Erfindung vor, dass die Strömung aus Austrittsöffnungen ausströmt, die dem Ende des Trichters zugeordnet sind und sich zumindest gerade noch unterhalb des Wirkungsbereiches des Strudels befinden.
  • Vorzugsweise wird die Strömung bei ihrem Austritt in Radialrichtung zur Längsachse des Strudels abgelenkt. Mit dieser Maßnahme wird die Gasanreicherung weiter begünstigt, da hier im weitesten Sinne eine scharfe Ablenkung stattfindet, die gemessen von der Längsachse des Strudels z. B. mehr als 90° betragen kann, so dass die Strömung bereits bei ihrem Austritt aus den Austrittsöffnungen nach oben geführt wird.
  • Das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle kann von unterschiedlicher Art sein. Beispielsweise kann das Gas an der Oberfläche natürliche Luft und das Gas der separaten Druckquelle Sauerstoff sein. Ein Anwendungsbeispiel hierzu wäre die Anreicherung eines Gewässers, bzw. eines Reservoirs, mit umgebenden, atmosphärischen Luftsauerstoff durch den Strudel und eine erfindungsgemäß weiterführende Behandlung der Flüssigkeit mit reinem Sauerstoff aus der Druckquelle, welche beispielsweise von einer mit Sauerstoff gefüllten Gasflasche gebildet werden kann.
  • Weiterhin denkbar ist, dass das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle von gleicher Art sind. In diesem Fall können beispielsweise bei einer Anreicherung eines Gewässers mit Luftsauerstoff, welches der Atmosphäre ausgesetzt ist, beide Gase von natürlicher Luft gebildet werden. Die Druckquelle kann in diesem Fall z. B. von einem Druckluftkompressor gebildet werden, der natürliche Luft mittels Leitungen in die am Trichterende aus den Austrittsöffnungen austretende Strömung leitet.
  • Ein weiteres Beispiel wäre, dass beide Gase von Sauerstoff gebildet werden. In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass das Reservoir gegenüber der Atmosphäre zumindest im Bereich des Strudels, beispielsweise mittels einer über den Wirkungsbereich des Strudels in die Flüssigkeit eingetauchten Haube, abgedichtet ist. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass Flüsse oder Seen, die naturgemäß große Oberflächenausdehnungen aufweisen können, mit verhältnismäßig geringem Aufwand sowohl durch die gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichtete Strudeloberfläche als auch im Bereich des Trichterendes erfindungsgemäß mit Sauerstoff angereichert werden können.
  • Alternativ hierzu ist es denkbar, dass das Reservoir von einem gegenüber der umgebenden Atmosphäre abgedichteten Behälter gebildet wird. Der Behälter kann z. B. von einem Wassertank gebildet werden.
  • Ist der Wirkungsbereich des Strudels wie oben geschildert mittels geeigneten Mitteln, welche in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert werden, gegenüber der Atmosphäre abgedichtet, ist es weiterhin denkbar, dass das Gas, bzw. Gasgemisch innerhalb des Trichters des Strudels unter Überdruck steht. Hier hat es sich überraschend gezeigt, dass der Überdruck in besonders einfacher Weise durch die Vielzahl an Gasblasen erzeugt werden kann, deren Gas bzw. Gasgemisch nach ihrem Aufenthalt in den Verwirbelungen letztendlich aus der Flüssigkeit über die Flüssigkeitsoberfläche entweicht und sich im Innenraum des Behälters sammelt, um dort den Überdruck zu erzeugen.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform;
  • 2 eine Draufsicht auf den Wirkungsbereich des Strudels, gem. 2;
  • 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform;
  • 4 eine Untersicht auf die gegen den Luftausströmer gerichtete Oberfläche.
  • Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
  • Insbesondere die 1 und 3 zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit 1, welche sich innerhalb eines Reservoirs 2 befindet, weist die Vorrichtung 22 ein Gehäuse 13 auf, welches in das Reservoir 2 bzw. in die Flüssigkeit 1 ablenkbar/bzw. eintauchbar ist.
  • Das Gehäuse 13 weist einen zur Oberfläche 3 der Flüssigkeit 1 gerichteten Einsaugeinlass 14 auf und einen innerhalb des Gehäuses 13 angeordneten Rotor 15. Der Rotor 15 dient zum Aufbringen eines Drehimpulses unterhalb der Oberfläche 3, so dass sich ein Strudel 4 bildet, der Oberflächenflüssigkeit unter Ausbildung eines Trichters in Richtung zum Grund 5 des Reservoirs 2 hinabzieht. Das Gas bzw. Gasgemisch steht mit der Oberfläche des Trichters in Kontakt, um die Flüssigkeit 1 über das Rotationsverhalten der Flüssigkeit 1 innerhalb des Trichters in vorteilhafter Weise nach dem Phänomen des Schauberger-Trichters anzureichern. Der Schauberger-Trichter wurde nach Viktor Schauberger, ein Naturforscher aus Österreich benannt. Diesbezüglich wird auf den Stand der Technik verwiesen.
  • Am unteren Ende 6 des Trichters wird die Flüssigkeit 1 in einem mit dem Gas bzw. Gasgemisch angereicherten Zustand unter Ausbildung einer Strömung 7 ins Reservoir 2 geleitet. Hierzu weist die Vorrichtung 22 an ihrer dem Boden 5 zugewandten Gehäuseseite 23 zumindest eine Austrittsöffnung 11 auf, aus welcher die Strömung 7 austritt.
  • Der Rotor 15 ist mit einem Motor 17 gekuppelt, welcher gegenüber der Flüssigkeit abgedichtet ist. Der Motor 17 ist drehzahlgeregelt, um mittels einer Steuerung – nicht gezeigt – je nach gewählter Eintauchtiefe eine zumindest ausreichend hoch bemessene Drehzahl einstellen zu können, damit sich der Trichter des Strudels bildet.
  • Erfindungsgemäß ist der jeweiligen Austrittsöffnung 11 ein Luftausströmer 16 zugeordnet, welcher an einer Druckquelle 9 angeschlossen ist. Mit dem Luftausströmer 16 werden am Ende des Trichters der dort austretenden Strömung 7 eine Vielzahl von Gasblasen 8 eines Gases bzw. Gasgemisches zugesetzt, welche von der separaten Druckquelle 9 stammen.
  • Insbesondere in den 1 und 3 wird dargestellt, dass die austretende Strömung 7 zusammen mit den Gasblasen 8 bestrebt ist, in der Flüssigkeit 1 nach oben zu steigen.
  • Insbesondere 1 zeigt, dass die aufsteigende Strömung 7 bei ihrem Austritt aus dem Ende 6 des Trichters an den Austrittsöffnungen 11 nach oben gelenkt wird, um sie bei ihrem Aufstieg innerhalb des Wirkungsbereiches 10 des Strudels 4 zu bringen. Die Figuren zeigen, dass die Flüssigkeit 1 im Strudel 4 mit einer abwärts gerichteten Geschwindigkeitskomponente 24 nach unten strömt, während die austretende Strömung 7 eine aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente 25 nach oben aufweist, wodurch sich Verwirbelungen 26 im Bereich des Strudels 4 bilden.
  • Die 1 und 3 zeigen, dass die Gasblasen 8 in den Verwirbelungen 26 zeitweilig in Kreisbewegungen, bzw. kreisähnlichen Bewegungen geführt werden. Die Verwirbelungen 26 verzögern den Austritt des in den Gasblasen 8 befindlichen Gases bzw. Gasgemisch aus der Flüssigkeit 1, wodurch den Gasmolekülen in den Gasblasen 8 eine Zeitspanne gegeben wird, um sich in der Flüssigkeit anzureichern.
  • Insbesondere 2 zeigt, dass der Strudel 4 in Draufsicht gesehen einen Wirkungsbereich 10 auf die Oberflächenflüssigkeit aufweist, der im wesentlichen spiralförmig ausgebildet ist. In den 1 und 3 wird gezeigt, dass sich die Austrittsöffnungen 11 gerade noch unter dem Wirkungsbereich 10 des Strudels 4 befinden. So wird sichergestellt, dass die Gasblasen 8 innerhalb des Wirkungsbereiches 10 mit der Strömung 7 nach oben strömen und mit der absteigenden Oberflächenflüssigkeit die Verwirbelungen 26 bilden.
  • Weiterhin zeigt 2, dass der Luftausströmer 16 von einem Teller-, bzw. Membranbelüfter gebildet wird. Der Durchmesser des Teller-, bzw. Membranbelüfter ist in diesem Fall größer als der Wirkungsbereich 10 des Strudels 4, so dass hier der gesamte Wirkungsbereich 10 des Strudels mit einer Vielzahl der Gasblasen 8 versetzbar ist.
  • In der in 1 gezeigten Vorrichtungslösung sind das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche 3 und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle 9 von unterschiedlicher Art. In diesem Fall ist das Gas an der Oberfläche 3 natürliche Luft und das Gas der separaten Druckquelle 9 Sauerstoff. Hier wird das Reservoir 2 von einem oben offenen Behälter gebildet, der der natürlichen Atmosphäre ausgesetzt ist. Der Behälter kann z. B. von einem Aquarium gebildet werden. Die separate Druckquelle wird hier von einer mit Sauerstoff gefüllten Druckluftflasche gebildet.
  • In der in 3 gezeigten Vorrichtungslösung sind das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche 3 und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle 9 von gleicher Art. In diesem Fall ist das Gas an der Oberfläche 3 und das Gas der separaten Druckquelle 9 Sauerstoff. Hier wird das Reservoir 2 von einem großflächigen See gebildet. Ein Teil des Sees wird in 3 im Querschnitt gezeigt. Der See ist der natürlichen Atmosphäre ausgesetzt. Um den Trichter des Strudels 4 mit reinem Sauerstoff anstatt ihn mit der umgebenden Atmosphäre auszusetzen, ist der Wirkungsbereich 10 des Strudels 4 mit einer in die Flüssigkeit – in diesem Fall Süßwasser – eingetauchten Haube 19 abgedeckt, so dass der Strudeltrichter gegenüber dem Atmosphärendruck abgedichtet ist. Die Haube 19 weist einen Druckluftanschluss 20 auf, an welchem die Druckluftquelle 9 angeschlossen werden kann, so dass hier die Möglichkeit besteht, das Gas innerhalb des Trichters unter Überdruck zu setzten. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass der Überdruck durch die Vielzahl von aus der Flüssigkeit 1 austretenden Gases bzw. Gasgemisches der Gasblasen 8 herrührt, welches sich unter der Haube 19 sammelt.
  • Die Haube 19 weist einen Schwimmkörper 21 auf und ist mittels Verankerungen 27 am Boden 5 fixiert.
  • Die oben aufgeführte Maßnahme zur Abdichtung des Trichters gegenüber der Atmosphäre, eignet sich besonders für großflächige Gewässer. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass das Reservoir 2 z. B. von einem Wassertank gebildet wird, der gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist, um auch kleinere Wasseransammlungen erfindungsgemäß mit dem Gas bzw. Gasgemisch unter Überdruck anzureichern.
  • Weiterhin zeigen insbesondere die 3 und 4, das das Gehäuse 13 eine gegen den Luftausströmer 16 gerichtete Oberfläche 28 aufweist, in deren Zentrum der Rotor 15 angeordnet ist. Der Rotor 15 ist derart konstruiert, dass die Strömung 7 von seinen Rotorblättern tangential zur Längsachse 12 des Strudels 4 entlang der Oberfläche 28 ausstoßbar ist. Auf der Oberfläche 28 befinden sich Leitflügel 18, mit welchen die Strömung 7 tangential zur Längsachse 12 nach außen ableitbar ist.
  • In 4 wird gezeigt, dass die gegen den Luftausströmer 16 gerichtete Oberfläche 17 von einer kreisrunden Scheibe gebildet wird. Der Durchmesser der kreisrunden Scheibe entspricht in dem gezeigten Beispiel dem Durchmesser des als Luftausströmer 16 verwendeten Teller- bzw. Membranbelüfters.
  • Das Gehäuse 13, der Rotor 15, der Motor 17 und der Luftausströmer 16 können von separaten Bauteilen gebildet werden, die zu einer Baueinheit vor Ort zusammengefügt werden können. Der Vorteil hierbei liegt darin, dass die Baueinheit aus unterschiedlich ausgeführten Komponenten bedarfsgerecht zusammengefügt werden kann.
  • Alternativ hierzu ist es denkbar, dass das Gehäuse 13, der Rotor 15, der Motor 17 und der Luftausströmer 16 von einer unveränderlichen Baueinheit gebildet wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Flüssigkeit
    2
    Reservoirs
    3
    Oberfläche
    4
    Strudels
    5
    Grund
    6
    unteres Ende
    7
    Strömung
    8
    Gasblasen
    9
    Druckquelle
    10
    Wirkungsbereiche
    11
    Austrittsöffnung
    12
    Längsachse
    13
    Gehäuse
    14
    Einlass
    15
    Rotor
    16
    Luftausströmer
    17
    Oberfläche
    18
    Leitflügel
    19
    Druckluftanschluss
    20
    Haube
    21
    Schwimmkörper
    22
    Vorrichtung
    23
    dem Boden zugewandten Ende
    24
    abwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente
    25
    aufwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente
    26
    Verwirbelung
    27
    Verankerung
    28
    Oberfläche

Claims (14)

  1. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1), welche sich innerhalb eines Reservoirs (2) befindet, in welchem die Flüssigkeit (1) mit ihrer Oberfläche (3) in Kontakt mit dem Gas steht, wobei über einen unterhalb der Oberfläche (3) eingebrachten Drehimpuls ein Strudel (4) erzeugt wird, der Oberflächenflüssigkeit unter Ausbildung eines Trichters in Richtung zum Grund (5) des Reservoirs (2) hinabzieht, um sie innerhalb des Trichters mit dem Gas anzureichern und an einem unteren Ende (6) des Trichters in einem mit dem Gas angereicherten Zustand unter Ausbildung einer Strömung (7) ins Reservoir (2) ausströmen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung (7) bei ihrem Austritt in Radialrichtung zur Längsachse (12) des Strudels (4) abgelenkt wird und das am Ende (6) des Trichters der dort austretenden Strömung (7) eine Vielzahl von Gasblasen (8) eines Gases bzw. Gasgemisches zugesetzt werden, welches von einer separaten Druckquelle (9) stammt.
  2. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strudel (4) in Draufsicht gesehen einen Wirkungsbereich (10) auf die Oberflächenflüssigkeit aufweist, welcher im wesentlichen spiralförmig ausgebildet ist, wobei die Strömung (7) aus Austrittsöffnungen (11) ausströmt, die dem Ende (6) des Trichters zugeordnet sind und sich zumindest gerade noch unterhalb des Wirkungsbereiches (10) des Strudels (4) befinden.
  3. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche (3) und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle (9) von unterschiedlicher Art sind.
  4. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas an der Oberfläche (3) natürliche Luft und das Gas der separaten Druckquelle (9) Sauerstoff ist.
  5. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas bzw. Gasgemisch an der Oberfläche (3) und das Gas bzw. Gasgemisch der separaten Druckquelle (9) von gleicher Art sind.
  6. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gase von natürlicher Luft oder von Sauerstoff gebildet werden.
  7. Verfahren zur Anreicherung eines Gases bzw. Gasgemisches in eine Flüssigkeit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas zumindest innerhalb des Trichters des Strudels (4) unter Überdruck steht.
  8. Vorrichtung (22) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem in das Reservoir (2) absenkbaren Gehäuse (13), welches einen zur Oberfläche (3) gerichteten Einsaugeinlass (14) aufweist und einen innerhalb des Gehäuses (13) angeordneten Rotor (15) zum Aufbringen des Drehimpulses mit welchem der Strudel (4) erzeugbar ist, wobei der Rotor (15) mit einem Motor (17) gekuppelt ist und das Gehäuse (13) zumindest eine Austrittsöffnung (11) aufweist, aus welcher die Strömung (7) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Austrittsöffnung (11) ein Luftausströmer (16) zugeordnet ist, welcher an der Druckquelle (9) angeschlossen ist, wobei das Gehäuse (13) eine gegen den Luftausströmer (16) gerichtete Oberfläche (28) aufweist, in deren Zentrum der Rotor (15) angeordnet ist, und wobei die gegen den Luftausströmer (16) gerichtete Oberfläche (28) von einer kreisrunden Scheibe gebildet wird.
  9. Vorrichtung (22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausströmer (16) von einem Teller-, bzw. einem Membranbelüfter gebildet wird.
  10. Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Oberfläche (28) Leitflügel (18) befinden, mit welchen die Strömung (7) tangential zur Längsachse (12) nach außen ableitbar ist.
  11. Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkungsbereich (10) mit einer in die Flüssigkeit (1) eintauchbaren Haube (19) gegenüber dem Atmosphärendruck abdichtbar ist.
  12. Vorrichtung (22) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (19) einen Druckluftanschluß (20) aufweist.
  13. Vorrichtung (22) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (19) einen Schwimmkörper (21) aufweist.
  14. Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (2) von einem gegenüber der Atmosphäre abgedichteten Behälter gebildet wird.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926441A1 (de) 1979-06-29 1981-01-22 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur sauerstoffanreicherung einer fluessigkeit
DE3236324A1 (de) 1982-09-30 1984-04-05 Tornado Elektromotoren GmbH, 1000 Berlin Vorrichtung zur regenerierung von gewaessern
DE3923480A1 (de) 1989-07-15 1991-01-24 Weickert Hans Joachim Dipl Ing Verfahren und vorrichtung zum anreichern von fluessigkeiten mit gas
DE29511727U1 (de) 1995-07-20 1995-12-07 Juengling Harry Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeit
FR2798602A1 (fr) 1999-09-21 2001-03-23 Raymond Berchotteau Dispositif de mise en circulation d'un liquide pour la diffusion d'un gaz
WO2012081632A1 (ja) 2010-12-15 2012-06-21 メタウォーター株式会社 曝気撹拌装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926441A1 (de) 1979-06-29 1981-01-22 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur sauerstoffanreicherung einer fluessigkeit
DE3236324A1 (de) 1982-09-30 1984-04-05 Tornado Elektromotoren GmbH, 1000 Berlin Vorrichtung zur regenerierung von gewaessern
DE3923480A1 (de) 1989-07-15 1991-01-24 Weickert Hans Joachim Dipl Ing Verfahren und vorrichtung zum anreichern von fluessigkeiten mit gas
DE29511727U1 (de) 1995-07-20 1995-12-07 Juengling Harry Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeit
FR2798602A1 (fr) 1999-09-21 2001-03-23 Raymond Berchotteau Dispositif de mise en circulation d'un liquide pour la diffusion d'un gaz
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