JP2011052638A - 流体分散ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの流体、特に気体と液体とを分散させながら分散流体を搬送することができる流体分散ポンプを提供する。
【解決手段】 回転可能に支持され円板状の本体部５０の一面に遠心羽根５１を有する流体搬送用のインペラ４８と、一方の軸方向端部が前記インペラ４８に接続され、前記インペラを回転させるモータ１２と、前記インペラ４８を収容し第１流体及び第２流体の供給口４４，４５と第１及び第２流体の分散流体の流出口４３を有する収容室４０が画定された筐体３９と、前記収容室４０内の前記インペラ４８の遠心羽根５１に対し循環空間４２に位置し、前記第１液体が前記循環空間４２で前記インペラ４８の本体部５０の遠心方向及び求心方向へ循環流動することで前記第２流体の供給口４５から供給された第２流体を第１流体中に分散させる気泡分散部５３と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、気体及び液体などの２つの流体を分散させながら、これらの分散流体を送液するための流体分散ポンプに関する。

工業的分野において、２つの流体を分散させ、さらに分散流体を搬送する操作については広く行なわれているところである。

特に近年、例えば、液体に気体を分散する分野において、工程の多様化に伴い、また、反応の効率化や迅速化などのため、気体を微細化して液体中に分散したいという要求が多くなってきている。

気泡を微細化するための微細気泡発生装置は、非特許文献１などに多種類のものが提案されている。例えば、（ａ）ベンチュリ管等を用いた流路拡大方式（非特許文献２及び特許文献１を参照）、（ｂ）加圧溶解気体の過飽和析出方式（加圧溶解式）、（ｃ）旋回流気泡せん断方式（旋回流式）、（ｄ）オリフィス等を用いた高圧開放方式、（ｅ）微細孔からの気体吐出方式、（ｆ）超音波や機械による気泡破壊方式などである。

いずれの方法も気泡発生方式や発生気泡の破壊方法を様々に工夫している。特に、（ａ）〜（ｄ）の方法は圧力変動や水流によるもの、（ｅ）の方法は気体を吐出する孔径を小さくすることによるもの、（ｆ）の方法は水流以外の動力（媒質の振動や機械によるせん断）によるものである。

特開２００３−２３０８２４

大成博文，「マイクロバブルの基礎」，泡のエンジニアリング，２００５年，ｐｐ．４２３−４２９ 藤原暁子，「ベンチュリ管を用いたマイクロバブル発生手法」，エコインダストリー，２００６，Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．３，２７−３０

これらの各種方法には、それぞれ利点及び欠点があるが、特に問題となるのは、圧力を発生させるためのポンプを必要とすることである。例えば、（ａ）の方式では、ベンチュリ管に気液混合流体を搬送するため、（ｂ）（ｄ）の方式では加圧のため、（ｅ）の方式では流体を微細孔に通すため、などにそれぞれ流体を加圧させるためのポンプが必要となる。

さらに、上記の各種方法では、気泡を微細化して分散させた気液分散流体を使用目的に応じて反応槽などへ流動させるために別にポンプが必要となる。すなわち、微細気泡を作成するためと微細気泡を作成した気液混合流を搬送するために、それぞれポンプが必要となり、その結果、装置が全体として大型化するという問題を生じていた。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、２つの流体を分散させながら、これらの分散流体を送液することができる流体分散ポンプを提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の流体分散ポンプを提供する。

本発明の第１態様によれば、回転可能に支持され、円板状の本体部の一面に遠心羽根を有する第１流体を吸排するインペラと、
一方の軸方向端部が前記インペラに接続され、前記インペラを回転させるモータと、
前記インペラを収容し第１流体の吸込口と分散流体の吐出口及び第２流体の吸込口を有する収容室が画定された筐体と、
一部が半径方向に拡大する流路が画定され、前記インペラの回転により液体に与えられた遠心力により高圧化された液体が前記流路を通過するように構成され、前記筐体の内側面から離間して配置された環状の分散部と、
を備えたことを特徴とする、流体分散ポンプを提供する。

本発明の第２態様によれば、前記分散部は、前記収容室内の前記インペラの遠心羽根に対する背面側の循環空間に、前記インペラ背面側の筐体の対向面に密接し、
前記インペラは、前記本体部の他面に、前記分散部の流路を通過した流体を前記インペラの遠心方向に送る循環羽根を有することを特徴とする、第１態様の流体分散ポンプを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記分散部は、前記収容室内の前記インペラの遠心羽根に対し外径側領域に設けられたことを特徴とする、第１態様の流体分散ポンプを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記分散部の流路は、断面積が徐々に縮小するように構成された流路縮小部と、前記流路の断面積が徐々に拡大するように構成された流路拡大部と、前記流路縮小部と流路拡大部との接続部分に環状の隙間最小部を備えた、環状スリットとして構成されていることを特徴とする、第１から第３態様のいずれか１つの流体分散ポンプを提供する。

本発明の第５態様によれば、前記分散部は、
対向して設けられた複数枚の円板で構成された分散部本体を備え、
前記流路は、これらの円板間に設けられたことを特徴とする、第４態様の流体分散ポンプを提供する。

本発明の第６態様によれば、前記分散部の流路は、第２流体の吸込口と連通していることを特徴とする、第１から第５態様のいずれか１つの流体分散ポンプを提供する。

本発明の第７態様によれば、前記循環羽根は、前記遠心羽根よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする、第２態様の流体分散ポンプを提供する。

なお、前記第１流体の吸込み口は、前記インペラの回転軸の延伸位置に設けられていることが好ましい。

本発明の第８態様によれば、前記モータはキャンドモータであることを特徴とする第１から第７態様のいずれか１つの流体分散ポンプを提供する。

本発明によれば、筐体の収容室内に設けられたインペラにより、流体を送ることができるとともに、当該インペラの回転遠心力により高圧化された第１流体が回転軸側に移動する方向に流動する。この圧力を利用して分散部の流路に第１流体及び第２流体を通過させて、両流体を分散させる。すなわち、本発明によれば、インペラの遠心羽根の回転によって生じた圧力を利用して、流体の搬送だけではなく、循環空間で両流体の分散を行なうように構成されているため、流体の分散及び搬送を同時に行なうことができる。

本発明の第２態様によれば、収容室内をインペラで２つの空間に区画し、分散部をインペラの背面領域である循環空間に設ける。また、分散部を筐体の対向面に密接し循環羽根の延伸方向面には離間して配置しているため、遠心羽根の回転によって生じた圧力分布を両流体が流路を通る原動力として利用することができる。さらに、インペラに設けられた循環羽根により、分散部の流路を通過した流体をインペラの遠心方向に送ることができる。これらの作用により、遠心羽根と循環羽根によって作り出された高圧を利用して求心方向の流れが促進される。そして、遠心羽根と循環羽根による遠心方向の流れ及び高圧化された流体による求心方向の流れが組み合わされることにより循環流が発生する。流体を背面領域内で循環させることで両流体が分散し、分散流体の吐出口から流出させることができる。したがって、本発明によれば、インペラの遠心羽根の回転によって生じた圧力分布によって、流体の搬送だけではなく、循環空間で両流体の分散を行なうように構成されているため、流体の分散及び搬送を同時に行なうことができる。

本発明の第３態様によれば、分散部がインペラの遠心羽根に対し外側領域に設けられているため、インペラの回転により流体に与えられた遠心力の方向沿いに分散部を配置することができる。これにより分散部の流路に流体を通過させやすく、簡単な構成で両流体を分散することができる。

本発明の第４態様によれば、循環空間に設けられた分散部の流路がベンチュリ管と同様の効果を呈し、流体として気液混合流体を用いる場合には循環空間で循環する気液混合流体中の気泡を微細化することができる。流路の具体的な構成は、環状スリットでもよいし、単なる管路であってもよい。

本発明の第６態様によれば、第２流体吸込口が流路に連通しているため、流路内を流れる第１流体中に直接第２流体を供給し、さらに、分散効果を高めることができる。また、流路を通る流体の速度が大きいため、負圧が大きくなり第２流体の自吸を促進することができる。

本発明の第７態様によれば、循環羽根を遠心羽根よりも大きくすることで、遠心羽根によって与えられた圧力よりもさらに大きい圧力を循環流に与えることができ、循環空間内の流体を流出口側へ導きやすくすることができる。

本発明の第８態様によれば、キャンドモータの特性により液漏れのおそれがなく、どのような設置場所にも設置でき、さらに、高温、高圧、高真空の系にも使用することができる。

本発明の第１実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。 図１の気液分散ポンプの送液分散部の部分拡大図である。 図１の気液分散ポンプの収容室の部分拡大図である。 図１の気液分散ポンプに用いられる気泡分散部の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。

以下、本発明の流体分散ポンプにかかる実施形態の気液分散ポンプについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下、各実施形態は、第１流体として液体、第２流体として気体を用い、微細気泡にした気体を液体中に分散させて流出する気液分散ポンプについて説明するが、本発明の流体分散ポンプは気液分散ポンプに限定されるものではなく、液体中に液体を分散させるポンプなどを含むものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。図１において、気液分散ポンプ１ａは、液体中に供給された気体を微細気泡として分散させるものであり、キャンドモータ１２と送液分散部１３とを備えている。

キャンドモータ１２は、回転子１６と固定子２６とを備える。回転子１６には回転軸１７が圧入固着され、この回転軸１７の前後部にそれぞれスリーブ１８，１９およびスラストカラー２０，２１が装着されている。回転軸１７は、これらスリーブ１８，１９およびスラストカラー２０，２１を介して前後部の軸受２２，２３に回転自在に支持されている。これら軸受２２，２３は、各々前部軸受箱２４、後部軸受箱２５に挿入されて固定されている。

前部軸受箱２４は、固定子２６を挿入固着した固定子枠２７の前部フランジ２８面に締結固定され、後部軸受箱２５はガスケット３０を介して固定子枠２７の後部端面３１に液密に締結固定されている。

回転子１６は非磁性で薄肉円筒状の回転子キャン３３と側板３４とが液密に溶着されて密封されており、固定子２６は固定子枠２７の端部と非磁性で薄肉円筒状の固定子キャン３５とが液密に溶着されており、回転子１６と固定子２６とはキャン隙間３６を介して対向配設されている。

後部軸受箱２５には、潤滑液注入口３７が設けられている。本実施形態では潤滑液は、本実施形態にかかる気液分散ポンプの吐出液であり、潤滑液流出口３８から吐出され、潤滑液管路４６を通って潤滑液注入口３７へ供給される。

筐体３９は、前部軸受箱２４に液密に締結固定されている。筐体３９と前部軸受箱２４は、収容室４０を画定する。

筐体３９には、液体供給口４４及び液体流出口４３が設けられている。液体供給口４４は、回転子１６の回転軸１７の延在位置に設けられ、液体流出口４３は、筐体３９の回転軸１７に対し交差する方向に位置する面に設けられる。

収容室４０内には、インペラ４８が収納される。インペラ４８は、キャンドモータ１２の回転軸１７の先端にボルト４９により締結される。図１および図２に示すように、インペラ４８は、クローズタイプの遠心インペラで構成され、インペラ本体部５０に内部に送液用の遠心羽根５１を備えた構成となっている。また、インペラ本体部５０の後面側には、循環羽根５２が設けられている。循環羽根５２は、遠心羽根５１に比較して大径に構成されている。

インペラ４８は、収容室４０内において、前部軸受箱２４のインペラ本体部５０の対向面２４ａとインペラ４８との間に十分な隙間が生じるように構成されている。インペラ本体部５０によって、収容室４０内は、送液空間４１と循環空間４２に区画される。送液空間４１では、インペラ４８の遠心羽根５１によって、収容室４０内の流体を液体流出口４３側に搬送し、循環空間４２では、供給された流体が、インペラ４８の遠心羽根５１及び循環羽根５２によって生じた圧力差によって、インペラ本体部５０の遠心方向及び求心方向へ循環する。

前部軸受箱２４のインペラ本体部５０の対向面２４ａとインペラ４８との間には、気泡分散部５３が設けられる。気泡分散部５３は、前部軸受箱２４の対向面２４ａに当接するとともに、筐体３９の内側壁から離間した状態に配置される。また、気泡分散部５３と循環羽根５２との間に隙間が設けられている。

気泡分散部５３は、図３に示すように、２枚の円盤５４，５５で構成された分散部本体を備え、これら円盤５４，５５間の隙間には、円盤５４，５５の全周にわたって分散流路５６が形成されている。

２枚の円盤５４，５５が互いに対向する対向面にはそれぞれ、図３に示すように、突起が対向して形成されている。突起の先端部分はテーパー状に構成されており、分散流路５６に、外径側から内径側に向かうに従って分散流路５６の間隙が縮小していく流路縮小部５６ａと、この流路縮小部５６ａの内径側で分散流路５６の間隙が外径側から内径側に向かうに従って拡大していく流路拡大部５６ｂが形成される。これら流路縮小部５６ａと流路拡大部５６ｂとの間に分散流路５６の間隙が最も小さくなる隙間最小部５６ｃが設けられている。

前部軸受箱２４を貫通する管路として設けられた気体供給流路４５は、送液空間４１の回転軸１７の近接位置に開口する。

次に、図１から図３を用いて気液分散ポンプ１ａの動作を説明する。なお、以下、液体供給口４４から供給される流体を液体とし、気体供給流路４５から供給され液体に気泡分散部で分散する流体を空気として説明する。

キャンドモータ１２に対して供給される潤滑液は、矢印８１、８２に示すように、潤滑液注入口３７より注入され、矢印８３に示すように、後部の軸受２３とスリーブ１９の間を通過して軸受２３を潤滑冷却する。また、キャン隙間３６を通って回転子１６と固定子２６とを冷却し、矢印８４に示すように前部の軸受２２とスリーブ１８の間を通過して軸受２２を潤滑冷却し、収容室４０内に戻って装置外部に排出される。

キャンドモータ１２の回転軸１７が回転すると、インペラ４８も一体に回転し、矢印９０に示すように、液体を液体供給口４４より取り入れる。インペラ４８が回転することにより、矢印９０に示すように、液体が回転軸から遠心方向に送られ、一部が液体流出口４３から流出する。

インペラ４８の回転により収容室４０内の液体の圧力分布が生じる。回転軸１７から離れるにつれて圧力が高くなり、図３に示すように、回転軸１７から遠い側の領域Ａ２の方が、回転軸１７に近い側の領域Ａ１よりも高圧になる。

矢印９１に示すように、液体流出口４３から流出しなかった一部の液体は、インペラ４８背面の循環空間４２へ移動する。循環空間４２では、気体供給流路４５から取り込まれた空気と液体とが存在している。循環空間４２の圧力は、回転軸１７近傍の流体の領域Ａ３の圧力よりも高いため、流体は回転軸１７に近づく方向に移動する。

気泡分散部５３は、前部軸受箱２４の対向面２４ａに密接して設けられているため、回転軸１７方向へ流れる気体と液体との混合流体は、気泡分散部５３の分散流路５６を通って回転軸１７に近づく方向に移動する。そして、気体と液体との混合物が流路縮小部５６ａを経て流路拡大部５６ｂを通るとき、流路間隙の変化により気体と液体との混合物は流速が変化して圧力が変化し、気体が微細化される。

この気体の微細化は、主として、液体の流速、気体の量、隙間最小部５６ｃおよび流路拡大部５６ｂの間隙寸法などによって決定される。例えば、液体の流速がある閾値以下であると、気泡の径が小さくならず十分な微細化が行われない。この場合、微細化される気泡の径は、主として、隙間最小部５６ｃおよび流路拡大部５６ａの間隙寸法によって調整することができる。一方、液体の流速が閾値以上になると、気泡の径が小さくなって十分な微細化が行われる。分散流路５６に設けられた流路拡大部５６ｂがベンチュリ管と同様の効果を呈し、気体を伴った液体が気泡分散部５３の分散流路５６内を通過することにより、気体を微細化することができる。

なお、気体と液体との混合物が気泡分散部５３の分散流路５６を通るとき、分散流路５６を流れる流体のために気体供給流路４５は負圧になり、空気が自吸されて収容室４０内へ供給される。

インペラ本体部５０の後面側に設けられた循環羽根５２は、放射流を発生させ、循環空間４２内の気液分散流体を回転軸１７側から遠心方向に移動させる。上記の通り、循環空間４２内の回転軸近傍には、気泡分散部５３を通過して微細化された気液分散流体が存在しているため、この流体が矢印９２に示すように回転軸１７側から遠心方向に移動する。なお、上記のように循環羽根５２は、遠心羽根５１よりも大径に構成されているため、循環羽根５２によって発生する圧力は、遠心羽根５１のすぐ外側の領域Ａ２の圧力を比較して大きくなる。

また、循環羽根５２の回転により、回転軸１７近傍の領域Ａ３と循環羽根５２の外側領域Ａ４における流体の圧力が高くなるため、インペラ本体部５０の循環空間４１内の流体が遠心方向及び求心方向へ循環流動する。また、流体が循環羽根の回転による遠心圧力場の形成により、気体供給流路４５の出口は負圧になり、空気の自吸が促進される。

なお、本実施形態では、循環空間４２内の流体の循環を促進するため、気泡分散部５３のインペラに近い側に設けられている円盤５５には、回転軸側へ伸びる仕切り部５５ａが設けられている。円盤５５によって、循環空間４１内を仕切ることにより、循環羽根が位置するインペラの本体部と円盤５５との空間では、流体が遠心方向へ移動するため，仕切り部５５ａを含む円盤５５とインペラの本体部に対する対向面との空間、すなわち、分散流路５６では、流体は求心方向へ移動しやすくなる。このような構成を採用することにより、循環空間４１内の流体の循環が促進され、また、流体が気泡分散部５３をより効率よく通過することとなるため、微細気泡の発生を促進することができる。

本実施形態にかかる気液分散ポンプは、収容室４０内で遠心羽根５１によって加圧された流体の一部が遠心羽根５１の背後で循環空間に移動して気泡分散部の流路を通過するように構成されている。また、循環流路に空気を自給させることができ、その自給させた空気を遠心羽根５１の流れに合流させて、液体流出口４３から流出させることができる。また、循環流の途中に気泡分散部を備え、気泡の微細化を行なうことができるため、流体の搬送と微細気泡の生成とを１つの装置で行なうことができる。また、収容室内に循環羽根を備えることで、加圧条件下での使用であっても、差圧を発生させることができ、循環空間内での循環流を発生させやすくすることができ、気泡の微細化を行なうことができる。

図４は、気泡分散部の変形例を示す図である。図４の気泡分散部５３は、環状のスリットではなく、環状の分散部本体に放射状に伸びて貫通する管路状の分散流路５６を備えている点において、図１の気泡分散部と相違する。環状の分散流路５６はそれぞれ、外径側から内径側に向かうに従って分散流路５６の間隙が縮小していく流路縮小部５６ａが設けられる。また、この流路縮小部５６ａの内径側で分散流路５６の間隙が外径側から内径側に向かうに従って拡大していく流路拡大部５６ｂが形成され、これら流路縮小部５６ａと流路拡大部５６ｂとの間に分散流路５６の間隙が最も小さくなる隙間最小部５６ｃが設けられている。

図４に示す構成の気泡分散部であっても、分散流路５６に設けられた流路拡大部５６ｂがベンチュリ管と同様の効果を呈し、気体を伴った液体が気泡分散部５３の分散流路５６内を通過することにより、気体を微細化することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態にかかる分散ポンプによれば、流体搬送機能を有するポンプの遠心羽根の背後に流体を循環させることができる循環空間を確保し、当該循環空間に設けられた気泡分散部により、流体中に分散されている気体を微細化して分散させることができる。循環空間で気泡分散部に設けられた流路の流体を通過させるために、流動用の遠心羽根によって生じた圧力差を原動力として用いることができる。また、循環羽根によって微細化した気泡を表側領域に戻して液体流出口から流出させることができるため、本実施形態にかかる分散ポンプのみで、微細気泡の分散と分散した流体の吐出を行うことができる。

気泡分散部によって分散される気泡のサイズは、液体の流速、気体の量、気泡分散部の構成などによって決定され、マイクロバブルのレベルにまで微細化することができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。第２実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｂは、第１実施形態にかかる気液分散ポンプ１ａと共通にする構成を有するため、以下、構成が異なる部分を中心に説明する。

第２実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｂにおいては、気泡分散部５３は、１枚の円板状の部材で構成されている。気泡分散部５３を構成する円板状部材５３ａは、前部軸受箱２４のインペラ対向面２４ａに隣接して設けられており、両者の対向面に形成された隙間によって分散流路を画定する。

気泡分散部５３が、１枚の円筒状部材５３ａで構成されているため、気泡分散部５３が薄型に構成されており、その分、第１実施形態にかかる気液分散ポンプ１ａと比較して前部軸受箱２４の厚み寸法が大きく構成されている。結果として、分散空間４３を小さく構成することができ、装置を小型にすることができる。なお、気泡分散部５３の厚み分だけ筐体３９の厚み寸法を小さく構成してもよい。分散流路５６が形成される側の面には、突起が設けられており、当該突起により、流路縮小部５６ａ、流路拡大部５６ｂ、隙間最小部５６ｃが形成される。

また、気体供給流路４５は、分散流路５６の隙間最小部５６ｃ近傍に開口する。隙間最小部５６ｃ近傍は、分散流路５６が細く、液体の流れが速くなるため、当該部分に気体供給流路４５が直接開口することにより、空気の微細化を促進することができる。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。本実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｃは、インペラの外径側領域に気泡分散部５３が設けられている点で、第１及び第２実施形態の気液分散ポンプとは異なる。

気液分散ポンプ１ｃでは、収容室４０は循環空間を持たず、インペラ４８の背後すぐに前部軸受箱２４とする構成である。前部軸受箱２４及び前部フランジ２８には、気体供給流路４５が設けられており、遠心羽根５１と気泡分散部５３との間の空間に空気を供給する。

なお、気体供給流路４５は、図６中に破線で示したように、液体供給口４４の近傍に設けられていてもよい。この場合は、インペラ４８に気液混合流体が直接供給される。

また、インペラ４８と前部軸受箱２４との間は、ダブルオリフィス６０が設けられており、インペラ４８から遠心方向に送り出された流体がインペラ４８の背面側に移動しにくいように構成されている。

また、インペラ本体部５０の中間部分に貫通孔６１が設けられている。貫通孔６１は、インペラの背後に存在する流体（潤滑液）をインペラの前面側に移動させる。

気泡分散部５３は、２枚の円板が対向配置されて構成されており、その対向面の間に形成された隙間が分散流路５６となっている。分散流路５６は、インペラ４８の遠心方向に沿って伸びる環状に形成されたスリットで構成され、インペラ４８の回転による遠心方向へ移動する流体に付された圧力により流体が通過する。

気泡分散部５３の外側には、液体流出口４３が設けられており、気泡分散部５３を通過して微細気泡が分散された流体がポンプ外へ流出する。

本実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｃによれば、インペラ４８によって遠心方向に移動した流体がすべて気泡分散部５３を通過するため、微細気泡の発生量を多くすることができ、インペラ４８の裏側に位置する隙間が小さいため、流体の送りだし効率を高くすることができる。

（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態にかかる気液分散ポンプの断面図である。本実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｄは、図６に示した第３実施形態にかかる気液分散ポンプ１ｃの構成に加えて、回転軸１７に気体の給気通路６２が設けられている。

また、気体供給流路４５は、前部軸受箱２４及び前部フランジ２８に設けられており、回転軸１７に設けられた気体の給気通路６２の開口部近傍に気体を供給する。

給気通路６２は、回転軸の周囲面からインペラ４８内の回転軸の中心部分に開口する。給気通路６２は、気体供給流路４５から供給された気体をインペラ４８の回転により吸込み、キャン隙間から前部軸受２２を通過したインペラ４８の後面側に存在する循環液とともにインペラ４８の表側に給気するための通路である。インペラ４８は回転により遠心羽根５１の遠心力により中心部分に流体（液体）を吸引するように構成されているため、当該部分に給気通路６２を設けることにより、収容室４０内に供給された気体をインペラ４８の後面側に存在する循環液とともに吸引してインペラ４８の表側に送ることができる。

なお、気体供給流路４５は、第３の実施形態と同様に、液体供給口４４の近傍に設けられていてもよい。この場合は、インペラ４８に気液混合流体が直接供給される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

本発明にかかる分散ポンプは、２つの流体、特に気体を微細気泡のレベルにまで微細化して液体中に分散させ、さらに流出することができるため、化学プラントなどの種々のプラントにおいて好適に利用することができる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 気液分散ポンプ
１２ キャンドモータ
１３ 送液分散部
１６ 回転子
１７ 回転軸
１８,１９ スリーブ
２０，２１ スラストカラー
２２，２３ 軸受
２４ 前部軸受箱
２５ 後部軸受箱
２６ 固定子
２７ 固定子枠
２８ 前部フランジ
３０ ガスケット
３１ 後部端面
３３ 回転子キャン
３４ 側板
３５ 固定子キャン
３６ キャン隙間
３７ 潤滑液注入口
３８ 潤滑液流出口
３９ 筐体
４０ 収容室
４１ 送液空間
４２ 循環空間
４３ 液体流出口
４４ 液体供給口
４５ 気体供給流路
４６ 潤滑液管路
４８ インペラ
５０ インペラ本体部
５１ 遠心羽根
５２ 循環羽根
５３ 気泡分散部
５４，５５ 円盤
５６ 分散流路
５６ａ 流路縮小部
５６ｂ 流路拡大部
５６ｃ 隙間最小部
６０ ダブルオリフィス
６１ 貫通孔
６２ 給気通路

Claims (8)

1. 回転可能に支持され、円板状の本体部の一面に遠心羽根を有する第１流体を吸排するインペラと、
   一方の軸方向端部が前記インペラに接続され、前記インペラを回転させるモータと、
   前記インペラを収容し第１流体の吸込口と分散流体の吐出口及び第２流体の吸込口を有する収容室が画定された筐体と、
   一部が半径方向に拡大する流路が画定され、前記インペラの回転により液体に与えられた遠心力により高圧化された液体が前記流路を通過するように構成され、前記筐体の内側面から離間して配置された環状の分散部と、
   を備えたことを特徴とする、流体分散ポンプ。
2. 前記分散部は、前記収容室内の前記インペラの遠心羽根に対する背面側の循環空間に、前記インペラ背面側の筐体の対向面に密接し、
   前記インペラは、前記本体部の他面に、前記分散部の流路を通過した流体を前記インペラの遠心方向に送る循環羽根を有することを特徴とする、請求項１に記載の流体分散ポンプ。
3. 前記分散部は、前記収容室内の前記インペラの遠心羽根に対し外径側領域に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の流体分散ポンプ。
4. 前記分散部の流路は、断面積が徐々に縮小するように構成された流路縮小部と、前記流路の断面積が徐々に拡大するように構成された流路拡大部と、前記流路縮小部と流路拡大部との接続部分に環状の隙間最小部を備えた、環状スリットとして構成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の流体分散ポンプ。
5. 前記分散部は、
   対向して設けられた複数枚の円板で構成された分散部本体を備え、
   前記流路は、これらの円板間に設けられたことを特徴とする、請求項４に記載の流体分散ポンプ。
6. 前記分散部の流路は、第２流体の吸込口と連通していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の流体分散ポンプ。
7. 前記循環羽根は、前記遠心羽根よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の流体分散ポンプ。
8. 前記モータはキャンドモータであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１つに記載の流体分散ポンプ。
   

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