JP2004532117A - 液体、液体および／または気体媒体を混合し、溶液にする方法 - Google Patents

液体、液体および／または気体媒体を混合し、溶液にする方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、可動部を備えない機械装置に関し、2つ以上の液体または液体と気体を均一に混合する。この装置では、液体を１ミクロン未満の気体気泡で完全に飽和させることが可能である。本装置は、部分的に混合された構成要素を、軸方向に収束する複数の通路を介してチャンバーへ導き、このチャンバーは円錐状部材により規定される他のチャンバーへの半径方向の開口部を備え、軸方向に収束する円錐状部材はその頂点に開口部を備え、そこから混合された構成要素が放出される。半径方向の円形開口部から抜け出した構成要素は、剪断力と乱流を発生させる円錐状部材の壁に衝突した後、円錐状部材内で回転し、円錐状部材の壁に沿って収束することにより軸方向における圧力上昇にさらされる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、液体および／または気体の構成要素の混合方法に関し、最大期間ほど分離を防ぐことに関する。この方法によれば、望ましい結果を得るのに最小限のエネルギーしか必要としない。
【背景技術】
【０００２】
気体で完全に飽和された液体を生成することは、数多くの業界の要求であり、最重要となる点は汚水処理である。
【０００３】
空気浮上法は、ほとんどすべての汚水処理工程において使用されており、汚水から汚泥などの汚染物質を分離、浮上させる。
【０００４】
この方法は、食品加工、配膳業、ホテル、レストラン、石油化学、一般産業、鉱業、水産業等の多様多種な産業において使用されている。
【０００５】
気体構成要素で完全に飽和された液体を生成するのは非常に困難である。というのも気体が液体と容易には混合せず、安定した溶液が得られないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明に記載の方法は、気泡サイズが１〜１００ミクロンである気体を液体に混合するのに極めて効率が良く、同時に製造コストを低く抑え、かつエネルギー効率が極めて高いシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
使用例は下記の通りであるが、それらに限定されるものではない。水および汚水から乳化された油および油脂を排除するのは困難であり、能力に限界のある非常に高価な遠心分離機を必要とするが、本発明に記載の装置は、非常に少ない初期費用および運用費用で、流量が多い場合でも改善された結果が達成できる。その他の使用例としては、汚水の流れから超微細空気気泡により凝縮汚物構成要素を空気浮上させており、さらに他の使用例としては、分離タンクの上面に繊維状粒子を浮上させることによる、果物ジュースからの微細繊維状粒子の分離がある。
【０００８】
本発明は、可動部を備えない機械装置に関し、２つ以上の液体または液体と気体を均一に混合する。液体と気体の場合、液体を１ミクロン未満の気体によって完全に飽和することが可能であり、また、望ましい結果を得るために、気体流速、ユニットへの供給圧力、ユニットからの排出圧力の調整により、気泡サイズを制御することも可能である。
【０００９】
図１参照
水などの液体媒体には、空気などの気体媒体が均一に十分に含まれることを必要とし、気体媒体は溶液を飽和するように混合される。
【００１０】
水などの液体媒体には、空気または他の気体媒体が導入されてから、気泡入り液体注入口（１）に高圧力で流れ込んでから、分配チャンバー（２）に入り、その後でダイナミック収束アスピレータ（DCA）（３）の２つ以上の注入口導管に入る。
【００１１】
気泡を含んだ液体は、導管（４）を超高速で通過してから、収束区域（５）に入り、ここで発生する高剪断力と乱流により、収束区域（５）では空気または気体媒体の粒子サイズが非常に小さくなる。
【００１２】
収束区域（５）では、液相は、超微細な空気または気体媒体気泡によって完全に飽和される。
【００１３】
飽和された液体／空気（気体媒体）は、収束区域（５）の内周の側面にある１つ以上の側面導管（６）を介して収束区域（５）から出る。
【００１４】
依然として高圧である液体／空気（気体媒体）の混合物は、１つ以上の導管（６）を超高速で抜け出して、チャンバー（７）へ移動し、チャンバー（７）の円錐状の外壁との衝突により、液体／空気（気体媒体）は超高速で回転する。
【００１５】
この液体／空気（気体媒体）が超高圧であるのは、円錐状チャンバー（８）とボス（９）の外周の間において面積が減少している結果である。
【００１６】
円錐状スリーブ（８）において超高速で回転している液体／空気（気体媒体）は、円錐状スリーブ（８）の出口（１０）に向って通過移動するにつれて回転が加速し、出口では導管（１０）の面積の減少により背圧が付加され、液体／空気（気体媒体）は排出チャンバー（１１）に入る。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この高速回転加速および圧力降下の結果により、空気（気体媒体）気泡が剪断され、ミクロンサイズである空気（気体媒体）気泡により液相が完全に飽和され、完全に均一な混合物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る混合装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る混合装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る混合装置の部分断面構造を示す断面図である。
【図４】本発明に係る混合装置を用いたシステムの構成を示す図である。

Claims (1)

  1. 液体／気体構成要素の混合装置であって、第１チャンバーおよび第２チャンバーを備える本体と、
    前記第１チャンバーと流体連通である、部分的に混合された構成要素の注入口と、
    前記第２チャンバーと流体連通である、十分に混合された液体／気体構成要素の出口と、
    複数の通路および第３チャンバーを備える前記第１チャンバーと前記第２チャンバーの間に配置される第２本体を備え、
    前記通路は、前記第１チャンバーから前記第２チャンバーに向けての軸方向で収束し、前記第１チャンバーおよび前記第３チャンバーと流体連通されており、通路から抜け出る液体／気体が前記第３チャンバーにおいて相互に衝突して、剪断と乱流を発生させ、
    前記第３チャンバーは、半径方向の開口部を備え、第４チャンバーと流体連通し、
    前記第４チャンバーは、前記第２チャンバーに配置され前記軸方向に収束する円錐状部材により規定され、その先端部に開口部が設けられており、半径方向の開口部から抜け出る液体／気体は円錐状部材の壁と衝突して、更なる剪断および乱流を発生させ、その後、前記第４チャンバーにおいて回転し、第２チャンバーに入る前に、円錐状部材の壁に沿って収束することにより、前記軸方向において圧力上昇にさらされることを特徴とする液体／気体構成要素の混合装置。
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