JP2002248489A - 軸流撹拌機の空気吹出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気を外部より軸流攪拌機のケーシング内に
吹き出す装置であって、微細な空気泡が均一に発生され
ないことにより、水処理水槽等において十分なエアレー
ション効果が得られず、また、軸流攪拌機が振動等を引
き起こす。 【解決手段】 従来、軸流攪拌機のケーシング内に空気
を吹き出す為に各種の方法が取られているが、ケーシン
グ内においていずれも十分に微細な気泡の発生、分散が
行われず、軸流攪拌機の運転状況に柔軟に対応出来ない
という問題があった。そこで、本発明では軸流攪拌機の
羽根車の下方で、且つその下流に設けられたケーシング
に複数の空気孔を有する空気室ならびに複数の空気孔を
有した複数の整流板を設け、ケーシング内に外部から圧
縮空気を吹き出させるための空気吹出装置を設けること
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸流撹拌機におけ
る羽根車の下方で、且つその下流に設けられたケーシン
グ内に外部から圧縮空気を吹き出させるための空気吹出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の多くの軸流撹拌機における空気吹
出装置では、例えば、特開昭５６−１６１８９３号公報
に提示されている最も典型的な例にあるように、軸流攪
拌機の入口部分、すなわち、羽根車の前方部に空気管を
設けて羽根車の回転により生じる負圧によって、大気よ
り空気を吸入している。その空気は羽根車の後方にある
案内筒と外筒との間に設けられた複数の整流板の先端部
によって、剪断ならびに微細化されて細かい気泡を発生
させ、水処理水槽等のエアレーションを行なっている。
また、前記整流板によって、気液混合体の旋回流による
送水エネルギーの損失を少なくして駆動動力の軽減を図
っている。

【０００３】しかしながら、前記従来技術では空気を空
気管から直接に羽根車の前部に入れており、その空気は
殆ど大きな空気の固まりの状態で前記羽根車を通過する
こととなり、キャビテーションによる大きな振動や騒音
の原因となつている。

【０００４】また、別の従来技術としては特開２０００
−３０１１８９号公報に提示されているものがある。本
引例では、軸流攪拌機の羽根車の後方に邪魔板を設け,
その邪魔板の背面から空気を供給する方法、ならびに邪
魔板内部に空洞を設けて、その邪魔板の流水背面に前記
空洞と通ずる多数の孔を設ける方法とを採っている。

【０００５】しかしながら、本従来技術では、大気から
の常圧の空気を空気管を通して吸気し、負圧の生じる邪
魔板の流水背面にのみ空気孔を設けている。従って、前
記空気孔の設置数ならびに開口面積に制限があり、十分
に微細な気泡が出来ないという問題がある。

【０００６】また、前記のように負圧の生じる邪魔板の
流水背面にのみ空気孔を設けているため、邪魔板の大き
さにも制限が生じて出口管の全域において均一な気泡の
導入が図れない、という問題がある。更にまた、羽根車
の回転により軸心を中心として発生する渦流によるサー
ジングの防止も十分とは言えず運転不能に陥ることもあ
る。

【０００７】前記に加え、別の従来例として図６に示さ
れているように、ギヤードモーター１によって駆動され
る軸流攪拌機において、羽根車５の下方の出口部分に空
気管７を通じて外部から圧縮空気をケーシング４の下部
に導入している。その空気管７は、ケーシング４の下部
であって羽根車５の下方に設けられた内筒１１と連通し
ており、その内筒１１の上端面に設けられた複数の空気
孔から細かい気泡としてケーシング４内に吹き出す。

【０００８】本従来例では、流体の流れは液面に対し
て、その上方よりケーシング４に吸い込み、下方より吐
き出す流れとなつており、前記内筒１１は羽根車５の下
流であり、且つ下方に位置している。従って、前記内筒
１１の上端面より吹き出した気泡の大半は、流体の流れ
に沿って下方に流れるが、一部の気泡は羽根車５側へと
向かって逆流しながら上昇する。その逆流する気泡は時
として、大きな気泡の固まりとなり羽根車５へと流入し
て、羽根車５でのキャビテーションによる異常振動や騒
音の原因となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、幅
広い範囲の流量域において、空気管を通じて吸入もしく
は吹き出した空気の泡が、より微細な気泡としてケーシ
ング内全域に対して発生し、より安定した振動等の少な
い軸流撹拌機の運転性能が得られにくいという問題があ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、本発明は、軸流撹拌機における羽根車の下
方で、且つその下流に設けられたケーシング内に外部か
ら圧縮空気を吹き出すための空気吹出装置であって、前
記ケーシングの外周面もしくは内周面に沿って配置され
前記ケーシングに通じる複数の空気孔を有する空気室
と、前記ケーシングに配置された前記空気室に通じる外
部より圧縮空気を供給するための空気管とからなること
を特徴とする。

【００１１】前記ケーシングの外周面もしくは内周面に
沿って配置され前記ケーシングに通じる複数の空気孔を
有する空気室と、前記ケーシングの内周面において互い
に所定の間隔を有して突設されているとともに複数の空
気孔を有する縦方向へ延びる複数の整流板と、前記ケー
シングに配置された前記空気室に通じる外部より圧縮空
気を供給するための空気管とからなることを特徴とす
る。

【００１２】前記従来技術の問題点に鑑み、軸流攪拌機
の下流側に空気室と連通した複数の整流板を設け、前記
整流板に設けられた複数の空気孔から微細な気泡を吹き
出すことが可能となり、水処理水槽等でのエアーレーシ
ョン効果を向上させることが出来るとともに、羽根車内
に逆流する空気の泡を微細な気泡とすることが出来る。

【００１３】また、これらの整流板は羽根車によって生
じる渦流を防止し、その旋回流による送水エネルギーの
損失を少なくして、大幅な消費動力の削減を図ることが
出来る。

【００１４】前記羽根車の下方であって、前記空気室も
しくは整流板の上方に位置し、前記ケーシングの内平面
全域に亘って設置された網材もしくは穴開け板を挟着し
たグリッドを有することを特徴とする。

【００１５】前記のように本発明では、本来下流に流れ
る気泡が逆流して上昇し羽根車内に流れ込み、時として
その気泡が大きな固まりとなつた状態で羽根車内に流入
してキャビテーション状態を引き起こし、軸流攪拌機の
大きな振動ならびに騒音の原因となる。従って、前記の
ように羽根車と空気室もしくは整流板との間に網材もし
くは穴開け板を挟着したグリッドを設置することで、気
泡の羽根車方向への逆流を防ぐと伴に、その逆流して上
昇する気泡の更なる微細化を図ることが可能となる。

【００１６】前記整流板の側面が側面板にて構成され、
異なる口径よりなる複数の空気孔を備えた前記側面板が
各々交換可能であることを特徴とする。

【００１７】前記のように前記整流板の側面が側面板に
て構成され、水処理水槽等におけるエアーレーション効
果を見ながら、また、軸流攪拌機の振動ならびに騒音等
を監視しながら、あるいはその空気孔の閉塞状況等を考
慮して、異なる口径よりなる複数の空気孔をもった前記
側面板が交換可能であり、前記従来技術に比して軸流攪
拌機の運転状況等を考慮して柔軟性のある対応が出来
る。

【００１８】前記空気管の入口部分には制御弁が設けら
れ、前記空気管を流れる圧縮空気の制御を行なうことを
特徴とする。

【００１９】前記制御弁は、水処理水槽等におけるエア
ーレーション効果を監視しながら圧縮空気の流量制御な
らびに圧力制御を行なうことができ、前記軸流攪拌機の
運転効率の向上ならびに安定性の高い攪拌機の運転性能
を得ることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。

【００２１】図１、図２ならびに図３は、本発明におけ
る実施の形態の一例における空気室ならびに整流板に複
数の空気孔を設けた軸流攪拌機の本体全体図ならびに主
要部の断面詳細を示すものである。

【００２２】以下、まず図１に基づいて詳細に説明す
る。本実施の形態である軸流攪拌機の空気吹出装置であ
って、前記軸流攪拌機は軸受架台２の上部に載置された
ギヤードモーター１によって駆動され、ギヤードモータ
ー１とケーシング４内に位置する軸流タイプの羽根車５
は軸３によって軸受架台２内に設置された軸受を介して
連結している。前記羽根車５の下方に設けられた前記ケ
ーシング４の外周面に沿って環状に配置され、そのケー
シング４の内壁に空気孔２４を備えた空気室８と、水処
理水槽等の外側に設置された空気圧縮機から前記ケーシ
ング４内に圧縮空気を送風する空気管７と、前記空気管
７の入口部分に設置された制御弁（図示省略）と、前記
ケーシング４の下部には気液混合した流体を前記水処理
水槽等の下部に拡散放出するための出口ガイドとを備え
た実施例である。

【００２３】前記ケーシング４に設けられた前記空気孔
２４から吹き出した圧縮空気は、多数の空気孔２４によ
り、且つ自身の空気圧により前記ケーシング４の全面に
亘って微細な気泡となつて前記羽根車５によって下方に
移送されてくる流体中に拡散し、水処理水槽等の高いエ
アレーション効果を発揮することが出来る。また、前記
微細な気泡の一部は前記羽根車５に向かって逆流上昇
し、前記羽根車５によって圧縮されキャビテーション状
態となるが、気泡が微細であるため殆ど振動ならびに騒
音を発生することはない。

【００２４】図２は、前記図１に示された軸流撹拌機の
前記空気室８に設けられた空気吹出装置を前記羽根車５
の下方の前記ケーシング４内に設けた場合であって、さ
らに前記ケーシング４の内周面において互いに所定の間
隔を有して突設されていると伴に、複数の空気孔を有す
る縦方向へ延びる複数の整流板９a、９b、９c、９dを備
えた実施例である。

【００２５】前記図２の実施例では、図１の実施例と比
べ、前記複数の整流板９a、９b、９c、９dの下端面なら
びに両側面に更に多数の空気孔を設けることで、より微
細な気泡を前記ケーシング４の平面全域に亘って均一に
分散させることが可能となり、前記水処理水槽等のエア
レーション効果の向上ならびに前記羽根車５によるキャ
ビテーションの減少を、図１の実施例よりも更に大幅に
改善出来る。

【００２６】また、前記複数の整流板９a、９b、９c、
９dを前記ケーシング４内に設けたことにより、前記羽
根車５によって生じる渦流を防止し、その旋回流による
送水エネルギーの損失を少なくして、大幅な消費動力の
削減を図ることが出来る。

【００２７】図３は、前記図１または図２示されたよう
に軸流撹拌機に前記空気室８ならびに前記整流板９a、
９b、９c、９dを備えた空気吹出装置を前記羽根車５の
下方の前記ケーシング４内に設けた場合において、さら
に前記羽根車５の下方であって、且つ前記整流板９a、
９b、９c、９dの上方に位置する所に、前記ケーシング
４の内平面全域に亘って設置された網材もしくは穴開け
板を挟着したグリッド１０を備えた実施例である。

【００２８】本実施例のように前記グリッド１０を備え
ることで、前記のようにケーシング４内に設けられた前
記空気室８ならびに整流板９a、９b、９c、９dとに設置
された多数の空気孔から吹き出した気泡の一部が、前記
羽根車５に向かって上昇するのを減少させることが出来
るとともに、その上昇する気泡をさらに微細化すること
が可能となる。そのため、前記羽根車５内では殆どキャ
ビテーションを発生させることはなく、軸流攪拌機の振
動ならびに騒音等の問題を解消出来る。

【００２９】前記網材もしくは穴開け板のメッシュ数も
しくは口径は、前記羽根車５におけるキャビテーション
の発生状況を考慮して適宜決めればよい。

【００３０】尚、前記図１、図２ならびに図３に示され
た実施の形態では、前記空気室８に設ける空気孔の設置
数および大きさ等は前記ケーシング４の形状や大きさ、
または軸流撹拌機での撹拌容量等を考慮して適宜定めれ
ばよい。

【００３１】また、前記整流板９の大きさならびに形、
設置数、取付け位置、取付け方法、取付け角度等も軸流
攪拌機の運転仕様・条件等を考慮して適宜定めればよ
い。

【００３２】更にまた、前記整流板９に設ける複数の空
気孔の設置数、位置および大きさ等も、軸流攪拌機の運
転仕様・条件等を考慮して適宜定めることにより、軸流
攪拌機の前記ケーシング４の平面全域にわたって、均一
な空気泡を発生させることが可能となる。

【００３３】図４は前記整流板９a、９b、９c、９dを前
記ケーシング４内に各々９０度の間隔で設けた場合の実
施の一例であって、前記整流板９a、９b、９c、９dなら
びに空気室８の詳細断面図である。

【００３４】本図によれば、前記ケーシング４の外周面
２１に沿って配置され前記ケーシング４に連通する空気
孔２４を有する前記空気室８と、前記ケーシング４の内
周面２２において互いに９０度の間隔を有して突設され
ている前記整流板９a、９b、９c、９dとを備えている実
施例である。また、本実施例では、前記整流板９a、９
b、９c、９dの下端面２３と両側面に各々空気孔２５な
らびに２６を設けている。

【００３５】図５は、前記整流板９の一実施例であっ
て、前記整流板９の両側の側面が側面板２８にて構成さ
れ、その側面板２８が前記整流板９に取付けボルト２７
にて取付けられており、異なった口径の複数の空気孔２
６を備えた前記側面板２８を水処理水槽等でのエアレー
ション効果ならびに前記羽根車５でのキャビテーション
の発生状況等を考慮して交換することが可能であり、よ
り柔軟性のある軸流撹拌機の運転対応が出来る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明は、ケーシングの
内壁に設けた複数の空気孔をもつ空気室と、ケーシング
の内壁に沿って縦方向へ延びる複数の整流板と、羽根車
と整流板との間に網材もしくは穴開け板を挟着したグリ
ッドと、水処理水槽等の外側から前記空気室に圧縮空気
を供給する空気管とからなる空気吹出装置を備えた軸流
攪拌機であって、前記空気吹出装置から十分に微細な気
泡を吹き出すことができ、水処理水槽等のエアレーショ
ンを効率よく、かつ高性能を発揮する事が出来ると伴
に、前記羽根車でのキャビテーションの発生を最小限に
防止することができ、また、前記ケーシングの出口部分
に複数の前記整流板を設けることで前記羽根車で発生し
た旋回流を防止することができ、その旋回流による送水
エネルギーの損失を少なくして、大幅な消費動力の削減
を図ることが可能となる。そして、従来に増して、軸流
攪拌機の幅広い運転領域にて安定した効率の良い運転性
能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気室を備えた軸流攪拌機の正面図ならびに主
要部の詳細を示している断面図。

【図２】複数の整流板ならびに空気室を備えた軸流攪拌
機の正面図ならびに主要部の詳細を示している断面図。

【図３】図１ならびに図２の軸流攪拌機にグリッドを設
けた軸流攪拌機の正面図ならびに主要部の詳細を示して
いる断面図。

【図４】整流板ならびに空気室の詳細断面図。

【図５】側面の取替可能な整流板の詳細を示している拡
大図。

【図６】従来例の実施の形態における内筒に空気孔を設
けた軸流攪拌機を示した正面図ならびに主要部の詳細を
示している断面図。

【符号の説明】 １ ギヤードモーター ２ 軸受架台 ３ 軸 ４ ケーシング ５ 羽根車 ６ 出口ガイド ７ 空気管 ８ 空気室 ９ 整流板 ９a 整流板 ９b 整流板 ９c 整流板 ９d 整流板 １０ グリッド ２１ 外周面 ２２ 内周面 ２３ 下端面 ２４ 空気孔 ２５ 空気孔 ２６ 空気孔 ２７ 取付けボルト ２８ 側面板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸流撹拌機における羽根車の下方で、且
   つその下流に設けられたケーシングの外周面もしくは内
   周面に沿って配置され前記ケーシングに通じる複数の空
   気孔を有する空気室と、 前記ケーシングに配置された前記空気室に通じる外部よ
   り圧縮空気を供給するための空気管とからなること、 を特徴とする軸流撹拌機の空気吹出装置。
2. 【請求項２】 軸流撹拌機における羽根車の下方で、且
   つその下流に設けられたケーシングの外周面もしくは内
   周面に沿って配置され前記ケーシングに通じる複数の空
   気孔を有する空気室と、 前記ケーシングの内周面において互いに所定の間隔を有
   して突設されているとともに複数の空気孔を有する縦方
   向へ延びる複数の整流板と、 前記ケーシングに配置された前記空気室に通じる外部よ
   り圧縮空気を供給するための空気管とからなること、 を特徴とする軸流撹拌機の空気吹出装置。
3. 【請求項３】 前記羽根車の下方であって、前記空気室
   もしくは整流板の上方に位置し、前記ケーシングの内平
   面全域に亘って設置された網材もしくは穴開けけ板を挟
   着したグリッドを有すること、 を特徴とする請求項１または２に記載の軸流撹拌機の空
   気吹出装置。
4. 【請求項４】 前記整流板の側面が側面板にて構成さ
   れ、異なる口径よりなる複数の空気孔を備えた前記側面
   板が各々交換可能であること、 を特徴とする請求項２または３に記載の軸流撹拌機の空
   気吹出装置。
5. 【請求項５】 前記空気管の入口部分には制御弁が設け
   られ、前記空気管を流れる圧縮空気の制御を行なうこ
   と、 を特徴とする請求項１，２、３または４に記載の軸流撹
   拌機の空気吹出装置。