JP2014004553A - Gas-liquid mixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生成した気泡と液体とを混合する気液混合装置に関する。 The present invention relates to a gas-liquid mixing apparatus that mixes generated bubbles and a liquid.
従来、気液混合装置は水質浄化や化学反応促進用、等として利用されており、例えば、図7に示される装置1が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この図7に示される装置1は、外筒2と、この外筒2に比べて短い内筒3とを有し、内筒3は外筒2の上流側に収容されている。そして、外筒2の内筒3が配置されていない下流側内面には、複数の突起部4が設けられている。
また、内筒3は外筒2に比べて外径が小さく、外筒2と内筒3の間には隙間5が形成され、この隙間5に送風口6から気体が送られるようになっている。
Conventionally, gas-liquid mixing devices have been used for water purification, chemical reaction promotion, and the like. For example, a
The
The
図7の装置1はこのような構成を有するため、気体は送風口6から隙間5を通って、外筒2の下流側の内部空間Sに噴出され、複数の突起部4に当たって微細な気泡が生成される。これに対し、液体は内筒3の底側3aから引き込まれて、下流側の内部空間Sに供給され、複数の突起部4により生成された微細な気泡と混ざり合って、外筒2の上から抜けるようになっている。このように、外筒2の下流側の内部空間Sは液体と気泡とが混ざる混合領域になって、これにより酸素の溶解効率を高めることができる。そして、液体は何の障害もない内筒3の内側を通って混合領域に円滑に供給され、さらに、液体と気体は同じ方向に向かって別経路で流れるため、液体の流れが気体の流れを邪魔するような流れとはならず、目詰まりがない優れた装置となっている。
Since the
ところで、図7の装置1は気流の剥離現象を利用して、微細な気泡を作り出している。すなわち、気流は速度を速めると、突起部4の周囲において速度の速い気流と遅い気流とに分かれる剥離現象が生じ、この剥離によって速い気流と遅い気流との気圧差により渦が生じ、これによって気泡が微細化される。このため、気泡を微細化するためには速い気流が必要である。
しかし、上記装置1では、隙間5は内筒3の外周面全周にあるため、気体は内筒3の外周面全体に行き渡って混合領域に供給される。このため、流体の状態や設置状況によっては、気流の速度を上げられず、気泡を微細化できない恐れがあった。
本願発明は、このような課題を解決するものであり、目詰まりを有効に防止しつつも、気流の速度を上げて、気泡の優れた微細化を図れる気液混合装置を提供することを目的とする。
By the way, the
However, in the
The present invention solves such problems, and an object thereof is to provide a gas-liquid mixing apparatus that can effectively prevent clogging and increase the speed of the air flow to achieve excellent micronization of bubbles. And
上記課題は、中心軸に沿って貫通孔が形成された筒状の外筒及び内筒を有し、前記外筒は、その内面の下流側に複数の突起部を有し、前記内筒は、前記突起部が配置された領域よりも上流側において、前記内面から間隔を空けて前記外筒内に収容されるようにした気液混合装置であって、前記間隔からなる間隙空間には、気体を供給する送風口が臨んでいると共に、前記送風口よりも下流側に、前記間隔を塞ぐようにして前記外筒及び/又は前記内筒から突出した複数の凸部が配置され、前記凸部は、上流側の上流凸部と、この上流凸部に連続して下流側に形成された下流凸部とからなり、前記上流凸部は、上流側から下流側に向うに従って幅が広くなっているのに対して、前記下流凸部は、上流側から下流側に向うに従って幅が狭くなっており、前記突起部は、前記下流凸部よりも下流側に配置されている気液混合装置により解決される。 The above-mentioned problem has a cylindrical outer cylinder and an inner cylinder in which a through hole is formed along a central axis, and the outer cylinder has a plurality of protrusions on the downstream side of the inner surface, The gas-liquid mixing device is arranged to be accommodated in the outer cylinder at a distance from the inner surface on the upstream side of the region where the protrusion is disposed, A plurality of protrusions projecting from the outer cylinder and / or the inner cylinder are disposed on the downstream side of the air outlet so as to close the gap, and the air outlet for supplying gas faces. The portion includes an upstream upstream convex portion and a downstream convex portion formed downstream of the upstream convex portion, and the upstream convex portion becomes wider from the upstream side toward the downstream side. In contrast, the width of the downstream convex portion becomes narrower from the upstream side toward the downstream side. Ri, the protrusion is solved by the gas-liquid mixing device is disposed downstream of the downstream convex portion.
上記気液混合装置によれば、外筒及び内筒を有し、内筒は、外筒内面の突起部が配置された領域よりも上流側において、その内面から間隔を空けて外筒内に収容されており、その間隔からなる間隙空間には気体を供給する送風口が臨んでいる。このため、送風口から供給される気体は、内筒の外側である間隙空間を通って、外筒内の突起部がある下流側に送られる。また、この気体の下流側への流れに伴って、液体は、中心軸に沿って貫通孔が形成された筒状の内筒の内側に引き込まれて、外筒内の突起部がある下流側に送られる。
このようにして、気体と液体は共に外筒内の下流側に送られるが、そこには複数の突起部が設けられているため、気体は突起部に当たって微細化された気泡となり、液体と混ざり合う。すなわち、この外筒内の突起部がある領域は生成された気泡と液体とが混ざり合う混合領域となる。そして、液体は内筒の内側を、気体は内筒の外側を、それぞれ同じ方向に向かって別経路で混合領域に流れる。従って、駆動時において、液体が逆方向に流れて気体の経路(つまり間隙空間)に進入することもなく、目詰まりを防止できる。
According to the gas-liquid mixing apparatus, the outer cylinder and the inner cylinder are provided, and the inner cylinder is located in the outer cylinder at a distance from the inner surface at an upstream side of the region where the protrusions on the inner surface of the outer cylinder are disposed. It is accommodated, and a blower opening for supplying gas faces the gap space formed by the interval. For this reason, the gas supplied from a blower opening passes through the gap space which is the outer side of an inner cylinder, and is sent to the downstream side with a projection part in an outer cylinder. In addition, as the gas flows downstream, the liquid is drawn into the inner side of the cylindrical inner cylinder in which a through hole is formed along the central axis, and the downstream side where the protrusion in the outer cylinder is located. Sent to.
In this way, both the gas and the liquid are sent to the downstream side in the outer cylinder, but since there are a plurality of projections there, the gas hits the projections to become fine bubbles and mixes with the liquid. Fit. That is, the region where the protrusions in the outer cylinder are located is a mixed region where the generated bubbles and liquid are mixed. Then, the liquid flows inside the inner cylinder and the gas flows outside the inner cylinder in the same direction to the mixing region through different paths. Therefore, at the time of driving, the liquid flows in the opposite direction and does not enter the gas path (that is, the gap space), and clogging can be prevented.
ここで、気体は間隙空間を構成する内筒の外面全周に行き渡って混合領域に流れるため、設置状態などによっては、気流の速度を上げられない箇所がある。特に、目詰まりを防止するためには、内筒内の空間を大きくして液体を円滑に通すのが好ましく、このため、内筒は太管状とされている。そうすると、送風口から送られる気体は、内筒の大きな外面を通ることになり、気流の速度が遅くなる恐れがある。
しかしながら、本発明では、間隙空間には、送風口よりも下流側に、間隔を塞ぐようにして外筒及び/又は内筒から突出した複数の凸部が配置されており、この凸部の上流側の上流凸部は、上流側から下流側に向うに従って幅が広くなっている。そうすると、互いに隣接する複数の上流凸部どうしの距離は、上流側から下流側に向うに従って幅が狭くなっていく。従って、気体は上流から下流側に向うに従って気流の速度を速め、これにより、突起部に気体が勢いよく当たって剥離効果を効果的に発揮して、気体を有効に微細化できる。
Here, since the gas flows over the entire outer circumference of the inner cylinder constituting the gap space and flows into the mixing region, there are places where the speed of the airflow cannot be increased depending on the installation state or the like. In particular, in order to prevent clogging, it is preferable to increase the space in the inner cylinder and allow the liquid to pass smoothly. For this reason, the inner cylinder is a thick tube. If it does so, the gas sent from a ventilation port will pass the big outer surface of an inner cylinder, and there exists a possibility that the speed | rate of an airflow may become slow.
However, in the present invention, in the gap space, a plurality of protrusions protruding from the outer cylinder and / or the inner cylinder are arranged on the downstream side of the air blowing port so as to close the gap, and upstream of the protrusions. The upstream convex portion on the side increases in width from the upstream side toward the downstream side. If it does so, the width | variety will become narrow as the distance of the some upstream convex part adjacent to each other goes to the downstream from the upstream. Accordingly, the gas increases the velocity of the airflow as it goes from the upstream side to the downstream side, whereby the gas strikes the protrusions vigorously and effectively exerts a peeling effect, thereby effectively miniaturizing the gas.
また、突起部は、上流凸部に連続して下流側に形成された下流凸部よりも下流側に配置されているため、上流凸部により気体の通り道が最も狭くなった狭路と突起部との間には所定のスペースが設けられる。このため、狭路で速くなった気流が直に突起部に衝突して、狭路付近の気流を乱してしまい、気流の速度を落とすような事態を防止できる。
そして、下流凸部は下流側に向うに従って幅が狭くなっているため、互いに隣接する複数の下流凸部どうし間における気体の通路は、逆に下流側に向うに従って広がっていく。従って、下流凸部が狭路付近の気流を乱すことはないし、さらに、一部の気体は下流凸部に沿うように流れて、一旦狭まった気流を拡げることになる。このため、突起部が配置された混合領域の全体に、気体を行き渡らせるように導くことができる。従って、外筒の内面全周にわたって多数の突起部を配設して、多数の個所で微細化した気泡を生成できる。
Further, since the protrusion is arranged downstream of the downstream protrusion formed downstream of the upstream protrusion, the narrow path and the protrusion where the gas passage is narrowest by the upstream protrusion. A predetermined space is provided between the two. For this reason, it is possible to prevent a situation in which the airflow that has become faster in the narrow road directly collides with the protrusions, disturbs the airflow in the vicinity of the narrow road, and decreases the speed of the airflow.
And since the width | variety of a downstream convex part becomes narrow as it goes downstream, the gas path | route between the some downstream convex parts which adjoin mutually mutually spreads conversely as it goes downstream. Therefore, the downstream convex portion does not disturb the airflow in the vicinity of the narrow path, and a part of the gas flows along the downstream convex portion, and the once narrowed airflow is expanded. For this reason, it can guide | invade so that gas may spread over the whole mixing area | region where the projection part is arrange | positioned. Therefore, a large number of protrusions can be provided over the entire inner surface of the outer cylinder, and fine bubbles can be generated at a number of locations.
また、好ましくは、前記内筒の下流側の端面は、互いに隣接する複数の前記凸部どうしの距離が最も狭まった狭路付近に配置されていることを特徴とする。
そうすると、狭路付近から下流側には内筒の外面(「外周側面」ともいう)は存在しないため、気流が粘性によって内筒の外面付近で速度を低下させる事態を有効に防止できる。このように、本構成では、上流凸部で一旦速くした流速を出来るだけ落とさないようにして、いかに混合領域全体に気体をめぐらせるかといった課題を達成できる。
なお、内筒の下流側の端面は、狭路付近よりも上流側に配置されてしまうと、複数の上流凸部どうしの間において、幅方向では空気の通路は狭まるが、厚み方向では空気の通路は広がって、気流を思うように速められないため、内筒の下流側の端面は狭路付近に配置されるのが好ましい。
Preferably, the end surface on the downstream side of the inner cylinder is disposed in the vicinity of a narrow path where the distance between the plurality of adjacent convex portions is the narrowest.
Then, since there is no outer surface of the inner cylinder (also referred to as “outer peripheral side surface”) from the vicinity of the narrow path to the downstream side, it is possible to effectively prevent a situation in which the velocity of the airflow decreases near the outer surface of the inner cylinder due to viscosity. As described above, in this configuration, it is possible to achieve the problem of how to make the gas flow over the entire mixing region without dropping the flow velocity once increased at the upstream convex portion as much as possible.
If the end surface on the downstream side of the inner cylinder is arranged upstream of the vicinity of the narrow path, the air passage narrows in the width direction between the plurality of upstream protrusions, but the air passage in the thickness direction becomes narrower. Since the passage is widened and the airflow cannot be accelerated as expected, it is preferable that the end face on the downstream side of the inner cylinder is disposed near the narrow path.
また、好ましくは、前記下流凸部の幅方向の両端面は、その両端面の夫々の端面に沿って上昇してきた気体が合流するようにした傾斜面とされていることを特徴とする。したがって、気流が粘性によって下流凸部の幅方向の端面付近で速度を落としても、その気流が下流側で合流して、再び速度を速めることができる。 Preferably, both end surfaces in the width direction of the downstream convex portion are inclined surfaces in which the gas rising along the respective end surfaces of the both end surfaces is joined. Therefore, even if the airflow decreases in the vicinity of the end face in the width direction of the downstream convex portion due to the viscosity, the airflow merges on the downstream side, and the speed can be increased again.
また、好ましくは、前記突起部は、互いに隣接する複数の前記凸部どうしの距離が最も狭まった狭路や、前記合流する位置に対応して配置されていることを特徴とし、これにより、速い気流を突起部に効果的に当てて、微細な気泡を生成することができる。 Preferably, the protrusion is arranged corresponding to a narrow path in which the distance between the plurality of adjacent convex portions is the narrowest, or the position where the protrusions meet, thereby being fast. Air bubbles can be effectively applied to the protrusions to generate fine bubbles.
また、好ましくは、前記外筒と前記内筒とは着脱可能な別体とされ、前記複数の凸部は、前記内筒の外面に設けられており、前記外筒は、外部に露出した外筒本体と、その外筒本体の内側に設けられ、内面に前記突起部が配設されたリング状部とを有し、前記外筒本体と前記リング状部とは着脱可能な別体とされており、前記外筒本体に前記内筒及び前記リング状部を収容した際、前記リング状部の上流側端部と前記下流凸部の下流側端部とが当接するようになっていることを特徴とする。
そうすると、万が一メンテナンスが必要になった最悪の状態を想定した場合において、外筒と内筒は着脱可能な別体であるため、これを分解して、外筒と内筒との間隔からなる間隙空間に対するメンテナンスが容易となる。この際、複数の凸部は内筒の外面に設けられているため、凸部が外筒の内側に設けられているのに比べて、メンテナンスが容易である。
また、外筒を構成する外筒本体とリング状部も着脱可能な別体であるため、これを分解して、多数設けられた突起部を容易にメンテナンスできる。
そして、このように、各部位を別体としても、組み合わせた際、リング状部の上流側端部と下流凸部の下流側端部とが当接するようになっているため、互いに隣接する複数の凸部どうしの距離が最も狭まった狭路と突起部との間のスペースを確保して、狭路付近の気流の乱れを防止することができる。
Preferably, the outer cylinder and the inner cylinder are separately detachable, the plurality of convex portions are provided on an outer surface of the inner cylinder, and the outer cylinder is exposed to the outside. It has a cylindrical main body and a ring-shaped portion provided on the inner surface of the outer cylindrical main body, and the protrusion is disposed on the inner surface. The outer cylindrical main body and the ring-shaped portion are detachable separate bodies. And when the inner cylinder and the ring-shaped part are accommodated in the outer cylinder main body, the upstream end of the ring-shaped part and the downstream end of the downstream convex part come into contact with each other It is characterized by.
Then, in the worst case where maintenance is necessary, the outer cylinder and the inner cylinder are detachable separate parts, so that the gap between the outer cylinder and the inner cylinder is disassembled. Maintenance for the space becomes easy. At this time, since the plurality of convex portions are provided on the outer surface of the inner cylinder, the maintenance is easy as compared with the case where the convex portions are provided on the inner side of the outer cylinder.
Moreover, since the outer cylinder main body and ring-shaped part which comprise an outer cylinder are also a separate body which can be attached or detached, this can be decomposed | disassembled and the protrusion part provided many can be maintained easily.
And even if each part is made a separate body in this way, when combined, the upstream end of the ring-shaped part and the downstream end of the downstream convex part come into contact with each other. It is possible to secure a space between the narrow path where the distance between the convex portions is the narrowest and the protrusion, and to prevent the turbulence of the air current in the vicinity of the narrow path.
以上、本発明によれば、目詰まりを有効に防止しつつも、気流の速度を上げて気泡の優れた微細化を図れる気液混合装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a gas-liquid mixing apparatus that can effectively prevent clogging and increase the speed of the air flow to achieve excellent micronization of bubbles.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1は、本発明の気液混合装置10の好ましい実施形態を示す概略斜視図、図2はその平面図、図3はその底面図、図4は図2のA−B−C組合せ断面図である。なお、図1では、理解の便宜のため、外筒の一部を切り欠いて図示しているが、外筒の外周側面に切り欠きは存在しない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments.
1 is a schematic perspective view showing a preferred embodiment of a gas-
これら図の気液混合装置(以下、「本装置」という)10は、例えば、汚泥法の曝気ノズル、各種接触担体充填槽用の曝気ノズル、中和反応用の撹拌装置、等として、処理槽の液中に入れて使用され、気体を微細化して酸素を液中に溶解させると共に、処理槽内の攪拌が可能であり、気液混合循環装置、散気管、等とも呼ばれる。なお、本装置10は、図1に示すように、混合した気体と液体の吐き出し口となる吐出口が上となるように設置され、図1及び図4の上側が下流側、下側が上流側となる。
The gas-liquid mixing apparatus (hereinafter referred to as “the present apparatus”) 10 in these drawings includes, for example, a treatment tank as an aeration nozzle for a sludge method, an aeration nozzle for various contact carrier filling tanks, a stirring apparatus for neutralization reaction, and the like. It can be used in a liquid to refine the gas to dissolve oxygen in the liquid and stir the inside of the treatment tank, and is also referred to as a gas-liquid mixing and circulation device, a diffuser tube, or the like. In addition, as shown in FIG. 1, this
〔本装置の概要〕
先ず、本装置10の概要について、図1及び図4を参照しながら説明する。
本装置10は、図4に示すように、中心軸B−Bに沿って貫通孔が形成され、全体が略筒状とされた外筒11及び内筒12を有している。
内筒12は、外筒11に比べて短く、かつ小さな外径とされ、外筒11内の上流側に、外筒11の内面11bから所定の間隔W1を空けて収容されている。この間隔W1はブロワー等の気体供給装置(不図示)から送られてきた気体の通路の間隔となる。そして、この外筒11の内面11bと内筒12の外面12aとの間隔W1は小さく、本実施形態の間隔W1は約5mmとされている。このようにして、間隔W1は隙間ともいえる間隙空間S1となって、ここを通る気体の流速を速めるようにしている。
[Outline of this device]
First, the outline | summary of this
As shown in FIG. 4, the
The
外筒11内の下流側には内筒12が配置されておらず、気体と液体とが混ざり合う混合領域S2となっており、ブロワー等の気体供給装置から送られてきた気体は、狭い間隙空間S1を通って、その上の混合領域S2に噴出するようになっている。
これに対して、内筒12に囲まれた内側空間は液体が通過する液体通路S3であって、混合領域S2と空間的に繋がっている。そして、間隙空間S1を通過する気体の上昇力により、液体が内筒12の上流側の開口部25aから引き込まれ、液体通路S3と下流側の開口部25bを通って、混合領域S2に進入することになる。
このようにして、気体は内筒12の外側である間隙空間S1を通って混合領域S2に、液体は内筒12の内側である液体通路S3を通って混合領域S2に、それぞれ同じ方向(図4の上側)に向かって進入し、混合領域S2で混ざり合うことになる。そして、混合領域S2で混ざり合った気体と液体は、下流側の開口部20bから吐出される。
The
On the other hand, the inner space surrounded by the
In this way, the gas passes through the gap space S1 outside the
また、外筒11の混合領域S2に露出した内面11bには、複数の突起部30が満遍なく配置されている。これにより、外筒11の内面11bを沿うようにして、間隙空間S1を上昇してきた空気は複数の突起部30に当たって分岐すると共に剥離効果を発揮し、微細化した気泡が生成される。したがって、混合領域S2においては、微細化した気泡が液体中に溶融することになって、高い酸素溶解効率を実現できる。
A plurality of
〔外筒11等について〕
次に、外筒11等について説明する。
外筒11は、液中で使用されるため、錆難いポリプロピレン等の樹脂やステンレス等の金属で形成されるのが好ましい。本実施形態の外筒11は、中心軸(図4のB−B)に沿った貫通孔20の横断面の面積が大きく、その上流側が内筒12の収容空間となり、下流側が混合領域S2となる。
[About outer cylinder 11]
Next, the
Since the
外筒11の内筒12が配置された領域であって、その上流側には、図4に示すように、周側面11aの厚み方向に貫通した送風口16が間隙空間S1に臨んで開口している。この送風口16は、間隙空間S1に空気を供給するための孔であり、外筒11の周側面11aから突出した管状部材22の内側空間と繋がっている。管状部材22の端部には螺旋状の溝22aがあり、この溝22aに管PP等をねじ込むことで、本装置10はブロワー等の気体供給機器に対して着脱可能になっている。なお、送風口16の開口面積は、約3cm2であり、気体供給機器から送風口16に送られる気体の流量は、本実施形態では毎秒約150リットルとされている。
In the region where the
外筒11の内面11bの下流側(つまり混合領域S2)には、上述のように複数の突起部30が配置されており、この突起部30について詳細に説明する。
突起部30は、効率よく微細化した気泡を発生させるため、正対視が滴形状、又はアーモンド形状とされている。すなわち、図1の一点鎖線で囲った突起部30の拡大図に示されるように、正対視において、突起部30は、上流側30bが丸みを帯びて大きく湾曲しているのに対して、下流側30aは鋭角な先細り形状とされ、上流側30bと下流側30aとの接点30cには屈曲点が形成されている。なお、図1の外筒11を切り欠くことで視認可能とされている突起部30(一点鎖線で囲った図の対象になった突起部30)は、図1の外筒11の手前の内面から突出した突起部であって、宙に浮いた状態で図示している。
このようにして、突起部30の上流側30bに衝突した気流は2つに分岐し、さらに、下流側に向いながら、突起部30の下流側30aの壁面に沿って速度が低下した気流AR1と、速度の低下があまり見られない気流AR2とに分かれ易くなる(即ち、剥離現象が生じ易くなる)。従って、この2つの気流AR1と気流AR2との気圧差により、微細化した気泡が生成され易くなる。
また、各突起部30は、図4に示すように、中心軸B−Bに向って突出しており、その突出した長さL1は、間隙空間S1を通過してきた気体が有効に(上記剥離現象が有効に生じるように)衝突するまでの長さとされ、図の場合、約11mmとされている。
A plurality of
The
In this way, the airflow that collided with the
Further, as shown in FIG. 4, each
また、複数の突起部30は、外筒11の内面11bの周方向に位相をずらすようにして、上下方向に段分けされている。図4では、複数の突起部30は、上流側の突起部30−1と、下流側の突起部30−3と、突起部30−1と突起部30−3との間の中段の突起部30−2とに段分けされている。そして、中段の突起部30−2は、その下の互いに隣接する2つの上流側の突起部30−1,30−1どうしの間に、下流側の突起部30−3は、その下の互いに隣接する2つの中段の突起部30−2,30−2どうしの間に、夫々配置されている。
なお、各段の複数の突起部30は周方向に等間隔に配置され、本実施形態では、上述の間隔W1や長さL1、気流の速度、内面11bの周方向の長さ、及び後述する凸部50との関係を総合的に判断して、各段に6個ずつ配設されている。
The plurality of
The plurality of
〔内筒12等について〕
次に、内筒12等について説明する。
内筒12は外筒11と同様の材料で形成され、全体が略円筒状である。特に内筒12の内面12bは、上下方向のいずれの横断面形状も半径rが略同じ円形状とされ、この内面12bにより囲まれてなる液体通路S3は真っ直ぐな通路とされている。
また、内筒12の内側には液体の流れを邪魔するような突起物はなく、内面12bの半径でもある液体通路S3の半径rは、図の場合、約25mmと大きく形成され、太管状とされている。
このようにして、液体通路S3には大量の液体が円滑に通過するようになっている。
[About
Next, the
The
Further, there are no protrusions inside the
In this way, a large amount of liquid smoothly passes through the liquid passage S3.
この内筒12は、外筒11と上流側端部において着脱可能に接続されている。具体的には、内筒12の上流側端部には、水平方向に張り出した鍔状部14が形成されており、この鍔状部14と外筒11に連続した孔が形成され、その孔にピンやネジ等の接続部材49が挿入されて、接続されるようになっている。
本実施形態の鍔状部14は、図1及び図3に示すように、一部が切り欠き状部14aとされている。図3の網掛けは、理解の便宜のために図示したもので、鍔状部14の切り欠き状部14aから露出した開口部20aを表しており、この塞がれていない開口部20aは、図4に示す間隙空間S1と繋がっている。なお、図3の切り欠き状部14aは、等間隔に3箇所とされているが、本発明はこれに限られるものではない。
The
As shown in FIGS. 1 and 3, a part of the hook-shaped
以上の鍔状部14により、図4に示す間隙空間S1の間隔W1は保持され(図の間隔W1はいずれの箇所も同様)、さらに、本装置10に空気が供給される駆動状態において、液体が間隙空間S1に侵入することを有効に防止している。すなわち、本装置10の駆動時においては、狭い間隙空間S1内の圧力は高まっているため、鍔状部材14で塞がれていない一部の開口部20aから液体が間隙空間S1内に進入することはない。また、本装置10が駆動していない状態で、汚泥等が上の開口部20b及び混合領域S2を通って間隙空間S1に進入してきた際、塞がれていない開口部20a(つまり切り欠き状部14a)から、その汚泥等を除去できる。
The above-described hook-
ここで、図1及び図4に示すように、間隙空間S1には、送風口16よりも下流側に、間隔W1を塞ぐようにして外筒11及び/又は内筒12から突出した複数の凸部50が配置されている。図の場合、内筒12から外筒11の内面11bに向かって、複数の凸部50が突出している。この凸部50については、図1及び図4を適宜参照しながら図5を中心に説明する。
図5は、送風口16付近の凸部50とこの凸部50に隣接する突起部30付近の概念図である。なお、図5では、突起部30だけを残すようにして(宙に浮かして)、外筒11の外周側面を縦半分に切断して図示している。また、外筒11の構成要素であるリング状部63(図6参照)を省略して図示している。
図の凸部50は内筒12の下流側端部付近の4箇所に等間隔に配設されている。この凸部の主面50aは、外筒11の内面11bの形状に対応した曲面であると共に、凸部50の厚み(突出幅)Dを間隔W1と同様にして、内面11bに接触するようになっている。これにより、内筒12は、凸部50、及び図4に示す上流側端部の鍔状部14の双方によって位置決めされて、間隙空間S1の間隔W1を保持している。
Here, as shown in FIGS. 1 and 4, the gap space S <b> 1 has a plurality of protrusions protruding from the
FIG. 5 is a conceptual diagram of the vicinity of the
The
そして、各凸部50は、上流側の上流凸部51と、この上流凸部51に連続して下流側に形成された下流凸部52とからなり、上流凸部51は、上流側から下流側に向うに従って幅W2が除々に広くなっているのに対して、下流凸部52は、上流側から下流側に向うに従って幅W3が除々に狭くなっている。なお、ここにいう上流と下流は相対的な関係である。また、上流凸部51と下流凸部52とは一体的に形成されている。
図の凸部50は、正対視が、略ダイヤ形状又は菱形状の上端を水平方向に切断して平坦面50cを有するような形状とされている。
具体的には、上流凸部51の幅方向(本実施形態の主面50は内面11bに対応した曲面であるため、周方向とも言う)の両端面51a,51aは、ともに水平方向に対する角度θ1が約50度なるように傾斜している。また、下流凸部52の幅方向(本実施形態の主面50は内面11bに対応した曲面であるため、周方向とも言う)の両端面52a,52aは、ともに水平方向に対する角度θ2が約55度なるように傾斜している。
And each
The
Specifically, both
複数の凸部50は以上のように構成されており、このため、互いに隣接する上流凸部51,51どうしの距離W4は上流から下流側に向うに従って除々に狭くなる。従って、互いに隣接する上流凸部51,51どうしに挟まれた気流AR3は上流から下流側に向うに従って速度を速め、これにより、距離W4の間に対応した突起部30α(特に、互いに隣接する複数の凸部51,51どうしの距離が最も狭まった狭路NRに対向する突起部30α)に勢いよく当たって、図1の一点鎖線で囲った図に示すように効果的に剥離効果を発揮して、微細化した気泡を生成できる。
The plurality of
なお、突起部30は、下流凸部52の下流側端部(本実施形態では平坦面50c)よりさらに下流側に配置され、狭路NRと突起部30との間には所定の距離L2が設けられている。本実施形態の距離L2は約16mmに設定している。このため、狭路NRの直ぐ上に突起部が配置されることで、速くなった気流が直に突起部に衝突し、狭路NR付近の気流を乱してしまって、気流の速度が落ちるというような事態を有効に防止している。
The
また、狭路NRを通り抜けた気流AR3の一部は、粘性により下流凸部52の端面52aに沿って上昇する気流AR4となる。そうすると、下流凸部52の端面52aは、上流側から下流側に向うに従って下流凸部52の幅W3が除々に狭くなるように傾斜しているため、この傾斜した端面52aに沿って、気流AR4は幅方向(本実施形態では周方向)に拡がって、距離W4の間に対応していない突起部30βにも有効に気流AR4を当てることができる。
さらに、図の下流凸部52の幅方向の両端面52a,52aは、その夫々に沿って上昇してきた気流AR4,AR4が合流するようにした傾斜面とされている。したがって、気流AR4が粘性によって端面52a付近で速度を落としても、2つの気流AR4,AR4が下流側で合流して、再び速度を速める。そして、この2つの気流AR4,AR4が合流する位置に対応して(図の場合、当該合流する位置に)突起部30βが配置され、これにより、合流後の速くなった気流を突起部30βに当てて、微細な気泡を生成することができる。
なお、図5では、下流凸部52の上端部を水平な平坦面50cとしているが、本発明はこのような形状に限られず、正対視が略三角形状となるように形成し、この際、その略三角形状の下流側の頂点を突起部30βに対応させるようにするとよい。
A part of the airflow AR3 passing through the narrow path NR becomes an airflow AR4 rising along the
Furthermore, both
In FIG. 5, the upper end portion of the downstream
さらに、内筒12の下流側の端面(図の凸部50を除く筒状部の上端面)12cは、狭路NR付近に配置されるのが好ましい(換言すれば、下流凸部52は、内筒12の端面12cより下流側に突出させた突出部とするのが好ましい)。これにより、距離L2の範囲内において、狭路NR付近から下流側には下流凸部52だけが存在し、内筒12の外面12aは存在しないため、気流が粘性によって内筒11の外面12a付近で速度を低下させる事態を有効に防止できる。
なお、この端面12cは、上下方向(図5のY方向)について、狭路NR付近よりも上流側に配置するのは好ましくない。狭路NR付近よりも上流側に配置すると、互いに隣接する複数の上流凸部51,51どうしの間において、幅方向(図5のX方向)を考慮すると空気の通路は狭まるが、厚み方向(図5のZ方向)では空気の通路は広がって、流速を思うように強められないからである。
Furthermore, it is preferable that the downstream end surface (upper end surface of the cylindrical portion excluding the
In addition, it is not preferable to arrange this
また、図5に示すように、複数の凸部50により形成された各狭路NRに(本実施形態では図6に示すように凸部50は4つであるため、4箇所の狭路NRの夫々に)、送風口16からの気流が有効に行き渡るようにするため、送風口16に隣接する2つの上流凸部51,51の間であって、内筒12の外面12aに、突出部27が設けられている。この突出部27は、図5の二点鎖線で囲った突出部27付近の拡大図に示すように、上下方向の高さh1に比べて幅W5が大きく形成され、両脇に気体の通過するスペースS5が確保されている。また、先端面27aが外筒11の内面11bに当接するように厚みD2を有している。
Further, as shown in FIG. 5, each narrow path NR formed by a plurality of convex portions 50 (in this embodiment, since there are four
本実施形態は以上のように構成され、複数の凸部50、内筒12の端面12cの位置、突出部27、狭路NRから距離L2をおいた突起部30の配置により、気体の流速を速くしつつ、混合領域S2の全周に気流をめぐらせるようにした。
さらに、本実施形態では、外筒11と内筒12を分解可能にして、最悪の状態を想定したメンテナンスを可能にしている。
以下、この分解機能について、図4を適宜参照しながら、図6を中心に説明する。
The present embodiment is configured as described above, and the flow rate of the gas is controlled by the arrangement of the plurality of
Further, in the present embodiment, the
Hereinafter, this decomposition function will be described mainly with reference to FIG. 6 with reference to FIG. 4 as appropriate.
〔本装置10の分解機能〕
図6は本装置10の分解斜視図である。なお、図6では、理解の便宜のため、後述するリング状部63の外面63cの一部を切り欠いて側面の断面を見せている。
図6に示すように、外筒11と内筒12とは着脱可能な別体とされ、さらに、外筒11も複数の部材を組み合わせることで形成されるようになっている。
先ず、外筒11の構成について説明する。
外筒11は、外部に露出した外筒本体61とリング状部63とからなっている。
外筒本体61は、その内面61aに、上下方向に沿った長いレール部19を有している。また、外筒本体61の上端部(設置されると下流側端部となる)61bであって内面61aには、図4に示すように、下向きの段部55が全周にわたって形成されている。
[Disassembly function of the device 10]
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
As shown in FIG. 6, the
First, the configuration of the
The
The outer cylinder
図6のリング状部63は、外筒本体61の内側に収容可能であり、収容された際、外面63cが外筒本体61の内面61aに当接するようになっている。
このようなリング状部63の内面63a(この内面63aが図4の外筒11の内面11bとなる)には、上述した複数の突起部30が形成されている。このリング状部63は複数個からなり、本実施形態の場合、3つのリング状部63が用いられ、それらを外筒本体61内に収容すると、図4に示すように、下流側のリング状部63−1、上流側のリング状部63−3、及びこのリング状部63−1とリング状部63−3との間の中段のリング状部63−2となる。
また、図6のリング状部63の外面63cには、その上端部63bに上向きの段部56が全周にわたって形成されると共に、上下方向に沿って溝44が形成されている。
また、リング状部63の内面63aの下端部63dには、下向きの段部70が形成されている。
The ring-shaped
The plurality of
Further, on the
Further, a downward stepped
本実施形態の外筒本体61とリング状部63は以上のように構成され、3つのリング状部63を、溝44とレール部19とが係止するようにして、外筒本体61の下側の開口部20aから順々に入れると、リング状部63の周方向の回転を防止して配置できる。これにより、図4に示すように、外筒11の内面11bの周方向に位相をずらすようにして、上下方向に段分けされた突起部30−1,30−2,30−3が形成される。
また、図4に示すように、外筒本体61の下向きの段部55と、下流側のリング状部63−1の上向きの段部56とが突きあって、リング状部63−1は外筒本体61の上から抜けないようになっている。
また、図4に示すように、リング状部63−1の下端部と、その下のリング状部63−2の上端部とは、段部56,70が形成されることで、ぐらつかないように接している。
The outer cylinder
Further, as shown in FIG. 4, the downward stepped
Further, as shown in FIG. 4, the lower end portion of the ring-shaped portion 63-1 and the upper end portion of the ring-shaped portion 63-2 below the step-
次に、外筒11と内筒12の着脱構造、等について説明する。
内筒12は、上述した構成からなっており、図6に示すように、その外面12aから複数の凸部50が突出すると共に、下端部(設置の際は上流側端部)に鍔状部14を有している。この鍔状部14には、上下方向に沿った溝14bが形成されている。また、鍔状部14にはその張り出し方向に沿って孔14cが開いている。
これに対して、外筒本体61の内面61aには、上述のように上下方向に沿った細長いレール部19が設けられている。このレール部19は、送風口16の反対側に形成されている。また、外筒本体61の下端部には、厚み方向に貫通した貫通孔28が形成されている。
Next, the attachment / detachment structure of the
The
On the other hand, on the
そこで、上述のように、外筒本体61の下側の開口部20aから複数のリング状部63を順々に入れた後、内筒12を、溝14bとレール部19とが係止するようにして、同じように続いて入れる。これにより、内筒12は周方向の回転が防止されて、図4に示すように凸部50と突起部30との良好な配置関係が決められる。また、図6のレール部19は、送風口16から最も遠い2つの(図6の手前と右側の)凸部50,50どうしの間を上下方向に通ることになる。なお、レール部19は狭路NRを塞ぐ程大きなものではなく、却って送風口16から最も遠い狭路NRの気流を速められる。
そして、図4に示すように、ピンやネジ等の接続部材49を、外筒本体の貫通孔28(図6参照)から鍔状部14の孔14c(図6参照)に連続して挿入して、図4のように内筒12を固定する。
そうすると、図4に示すように、下流凸部52の下流側端部(平坦面)50cが、リング状部63−3の上流側端部(図6の下端部)63dに当接して、リング状部63−3を支持し、これにより図5に示す狭路NRと突起部30との距離L2を保つことができる。
Therefore, as described above, after the plurality of ring-shaped
Then, as shown in FIG. 4, a connecting
Then, as shown in FIG. 4, the downstream end portion (flat surface) 50c of the downstream
本装置10は以上のように構成され、外筒11と内筒12は着脱可能な別体であるため、これを分解して、狭い間隙空間S1に対するメンテナンスが容易となる。また、外筒本体61とリング状部63も着脱可能な別体であるため、これを分解して、多数設けられた突起部30を容易にメンテナンスできる。そして、このように各部位を別体としても、狭路NRと突起部30との間のスペースを確保して、狭路NR付近の気流の乱れを防止することができる。
Since the
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
例えば、凸部50は、本実施形態では内筒12から突出しているが、外筒11から突出した凸部としてもよく、或いは、外筒11と内筒12の両方から突出してもよい。
また、突起部30は、上述した実施形態に限られるものではなく、気体や液体の性質、気液混合装置の大きさなどに合わせて、適宜、数や配置などを設定し、その形状も、キノコ状、略半球状、略円柱状、略角柱状、略円錐状、略角錐状等であってもよい。
また、本実施形態では万が一のことを想定して、メンテンスを容易にするため、図6に示す各部材61,63,12を分離可能としたが、本発明は各部材61,63,12を一体的に形成してもよい。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made to the present invention, and various modifications can be made within the scope described in the claims.
For example, although the
In addition, the
Further, in the present embodiment, in order to facilitate maintenance, the
10・・・気液混合装置、11・・・外筒、12・・・内筒、16・・・送風口、30・・・突起部、50・・・凸部、51・・・上流凸部、52・・・下流凸部、S1・・・間隙空間、NR・・・狭路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記間隔からなる間隙空間には、気体を供給する送風口が臨んでいると共に、前記送風口よりも下流側に、前記間隔を塞ぐようにして前記外筒及び/又は前記内筒から突出した複数の凸部が配置され、
前記凸部は、上流側の上流凸部と、この上流凸部に連続して下流側に形成された下流凸部とからなり、
前記上流凸部は、上流側から下流側に向うに従って幅が広くなっているのに対して、前記下流凸部は、上流側から下流側に向うに従って幅が狭くなっており、
前記突起部は、前記下流凸部よりも下流側に配置されている
ことを特徴とする気液混合装置。 A cylindrical outer cylinder and an inner cylinder each having a through hole formed along a central axis; the outer cylinder having a plurality of protrusions on a downstream side of an inner surface thereof; and the inner cylinder includes the protrusions Is a gas-liquid mixing device that is accommodated in the outer cylinder at a distance from the inner surface on the upstream side of the region where
In the gap space formed by the gap, a blower port for supplying a gas faces, and a plurality of protrusions projecting from the outer cylinder and / or the inner cylinder so as to close the gap on the downstream side of the blower port. Are arranged,
The convex portion is composed of an upstream convex portion on the upstream side and a downstream convex portion formed downstream from the upstream convex portion,
The upstream convex portion is wider in width from the upstream side toward the downstream side, whereas the downstream convex portion is narrower in width from the upstream side toward the downstream side,
The gas-liquid mixing device, wherein the protrusion is disposed downstream of the downstream protrusion.
前記複数の凸部は、前記内筒の外面に設けられており、
前記外筒は、外部に露出した外筒本体と、その外筒本体の内側に設けられ、内面に前記突起部が配設されたリング状部とを有し、前記外筒本体と前記リング状部とは着脱可能な別体とされており、
前記外筒本体に前記内筒及び前記リング状部を収容した際、前記リング状部の上流側端部と前記下流凸部の下流側端部とが当接するようになっている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の気液混合装置。 The outer cylinder and the inner cylinder are detachable separate bodies,
The plurality of convex portions are provided on the outer surface of the inner cylinder,
The outer cylinder includes an outer cylinder main body exposed to the outside, and a ring-shaped portion provided on the inner side of the outer cylinder main body, the protrusion being disposed on the inner surface, and the outer cylinder main body and the ring-shaped main body. It is considered as a separate body that can be attached and detached,
When the inner cylinder and the ring-shaped part are accommodated in the outer cylinder main body, the upstream end of the ring-shaped part and the downstream end of the downstream convex part come into contact with each other. The gas-liquid mixing device according to any one of claims 1 to 4.
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