JP2518627B2 - 羽根車装置 - Google Patents
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- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
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- B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、容器中において液体を攪拌すると共に液体
に導入された気体を分散すべく羽根車と羽根車を担持す
る鉛直シャフトと羽根車の下方で液体に気体を導入する
手段とを含んでおり、羽根車が液体中でシャフトの軸線
のまわりを一方向に回転するところの羽根車装置に関す
る。
に導入された気体を分散すべく羽根車と羽根車を担持す
る鉛直シャフトと羽根車の下方で液体に気体を導入する
手段とを含んでおり、羽根車が液体中でシャフトの軸線
のまわりを一方向に回転するところの羽根車装置に関す
る。
［従来の技術］ 気体を液体内に分散させる従来の方法は、液体用容器
及び鉛直に方向付けされたシャフトを有すると共に、液
体内に浸漬されて回転する径方向流羽根車と、容器内の
羽根車の下方で気体分配ジェット又はヘッダを含む混合
装置とを使用するものである。従って、羽根車又は半径
流タービンは気体ジェット手段を介して液体内に導入さ
れる気体を分散させる。
及び鉛直に方向付けされたシャフトを有すると共に、液
体内に浸漬されて回転する径方向流羽根車と、容器内の
羽根車の下方で気体分配ジェット又はヘッダを含む混合
装置とを使用するものである。従って、羽根車又は半径
流タービンは気体ジェット手段を介して液体内に導入さ
れる気体を分散させる。
［発明が解決しようとする課題］ タービンの羽根が液体中で回転するときは、羽根前面
の静水圧が増加し、羽根の後側では減少する。これは流
体力学的抵抗の当然の帰結であって遠心力及びコリオリ
の力と共に流体を径方向に動かす。ただし、圧力差のた
めに気泡が羽根の後側に低圧部分へ移動し、ここに集ま
って更に大きな気体空洞へと結合する。実際にはこれら
の空洞は羽根の層流を形成することになり、流体力学的
抵抗の減少、従ってタービンを回転させるのに要する力
を急激に減少させもする。所望の攪拌度を維持するため
には、他に必要とされるよりもはるかに大型の、かつは
るかに原価のかさむ攪拌機を具備することが必要であ
る。加えて、液体中への気体の分散は、前記気泡の合体
及び羽根の後側におけるより大きな気体量の形成がなさ
れるため、更に難かしくなる。
の静水圧が増加し、羽根の後側では減少する。これは流
体力学的抵抗の当然の帰結であって遠心力及びコリオリ
の力と共に流体を径方向に動かす。ただし、圧力差のた
めに気泡が羽根の後側に低圧部分へ移動し、ここに集ま
って更に大きな気体空洞へと結合する。実際にはこれら
の空洞は羽根の層流を形成することになり、流体力学的
抵抗の減少、従ってタービンを回転させるのに要する力
を急激に減少させもする。所望の攪拌度を維持するため
には、他に必要とされるよりもはるかに大型の、かつは
るかに原価のかさむ攪拌機を具備することが必要であ
る。加えて、液体中への気体の分散は、前記気泡の合体
及び羽根の後側におけるより大きな気体量の形成がなさ
れるため、更に難かしくなる。
混合されるべき液体が、液体内に溶けたまで存在する
ことが望ましい溶解気体を含んでいる場合も考えられ
る。従って、これらの気体が羽根の背後の低圧領域によ
る液体から始って羽根の背後に気体空洞を形成し、徐々
に大型の気泡の形をとって液体から離れていく。羽根の
後面上の圧力も又、液体が蒸発しその発生した蒸気が前
記気体空洞を形成するほど低いので、実際にはこれらの
空洞はタービンの駆動力を突発的に降下させることにな
る。
ことが望ましい溶解気体を含んでいる場合も考えられ
る。従って、これらの気体が羽根の背後の低圧領域によ
る液体から始って羽根の背後に気体空洞を形成し、徐々
に大型の気泡の形をとって液体から離れていく。羽根の
後面上の圧力も又、液体が蒸発しその発生した蒸気が前
記気体空洞を形成するほど低いので、実際にはこれらの
空洞はタービンの駆動力を突発的に降下させることにな
る。
本発明の目的は、作動中、特に液体中への気体の分散
に関係して羽根の後縁上に気体空洞が発生することによ
って羽根車の駆動力が低下しないような羽根車装置を提
供することにある。
に関係して羽根の後縁上に気体空洞が発生することによ
って羽根車の駆動力が低下しないような羽根車装置を提
供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本願発明によれば、前述の目的は、容器中において液
体を攪拌すると共に液体に導入された気体を分散すべく
羽根車と羽根車を担持する鉛直シャフトと羽根車の下方
で液体に気体を導入する手段とを含んでおり、羽根車が
液体中でシャフトの軸線のまわりを一方向に回転すると
ころの羽根車装置であって、羽根車は、シャフトと共に
回転すべくシャフトに直交して取り付けられた円板と、
円板の外縁部に別々に取り付けられており、円板から外
方に突出する少なくとも二つのタービン羽根とを備えて
おり、各羽根は羽根車の回転方向に関して前面と背面と
を有しており、各前面が、羽根車の径方向に関してほぼ
外方に向かう液流を生起すべく形成かつ方向付けされて
おり、各背面が、羽根の軸線の移動面に関してほぼ対称
的である横断面形状を有しており、各羽根は、円板の面
に位置する背骨状突部をもつほぼ流線形の背面形状を有
する略Ｖ字形断面を含んでいることを特徴とする羽根車
装置によって達成される。
体を攪拌すると共に液体に導入された気体を分散すべく
羽根車と羽根車を担持する鉛直シャフトと羽根車の下方
で液体に気体を導入する手段とを含んでおり、羽根車が
液体中でシャフトの軸線のまわりを一方向に回転すると
ころの羽根車装置であって、羽根車は、シャフトと共に
回転すべくシャフトに直交して取り付けられた円板と、
円板の外縁部に別々に取り付けられており、円板から外
方に突出する少なくとも二つのタービン羽根とを備えて
おり、各羽根は羽根車の回転方向に関して前面と背面と
を有しており、各前面が、羽根車の径方向に関してほぼ
外方に向かう液流を生起すべく形成かつ方向付けされて
おり、各背面が、羽根の軸線の移動面に関してほぼ対称
的である横断面形状を有しており、各羽根は、円板の面
に位置する背骨状突部をもつほぼ流線形の背面形状を有
する略Ｖ字形断面を含んでいることを特徴とする羽根車
装置によって達成される。
本願発明の羽根車装置は、各羽根の背面形状が流線形
をしていることを特徴とする。前記の如く液体は高低静
水圧の結合によって攪拌される。これは航空機の翼、他
の空気翼あるいは水中翼のまわりの環境に類似してい
る。羽根の背面の低圧領域を構造材料で形成することに
よって、従来の平らな羽根においては気体で満たされる
これらの領域がもはや大形の気体空洞の形成に利用でき
なくなる。従って、本発明の装置では、各羽根の背面は
物理的に流線形にされており、液体内で気体が分散する
場合は、タービンの起動力と作動力との商Q/ND3（ただ
し、Ｑは気体流、Ｎはタービンの回転速度、及びＤはタ
ービン直径を表す）に関して正常な範囲内で事実上一定
であることを意味する。
をしていることを特徴とする。前記の如く液体は高低静
水圧の結合によって攪拌される。これは航空機の翼、他
の空気翼あるいは水中翼のまわりの環境に類似してい
る。羽根の背面の低圧領域を構造材料で形成することに
よって、従来の平らな羽根においては気体で満たされる
これらの領域がもはや大形の気体空洞の形成に利用でき
なくなる。従って、本発明の装置では、各羽根の背面は
物理的に流線形にされており、液体内で気体が分散する
場合は、タービンの起動力と作動力との商Q/ND3（ただ
し、Ｑは気体流、Ｎはタービンの回転速度、及びＤはタ
ービン直径を表す）に関して正常な範囲内で事実上一定
であることを意味する。
現在問題にしているタイプの混合する装置では、羽根
は直線形状部材で構成されてよく、液体を混合すべく該
液体に作用するところの背面前面は、羽根車の半径と該
半径に対して回転方向後方に45゜をなす線とによって画
定される角度範囲内に方向付けされている。
は直線形状部材で構成されてよく、液体を混合すべく該
液体に作用するところの背面前面は、羽根車の半径と該
半径に対して回転方向後方に45゜をなす線とによって画
定される角度範囲内に方向付けされている。
羽根車あるいはタービン羽根は事実上純粋な半径流を
生じるように形成されているから、これらの羽根は羽根
の回転平面に関して対称である前面をもつことができ
る。従って羽根は平らな前面をもってもよく、あるいは
凹形であってもよい。羽根の背面が流線形になされるた
めには、羽根の後側は前側から最も隔る位置にある羽根
後端部分を構成する鋭い縁をもつはずである。羽根の後
端は普通、等辺三角形の断面をもつと考えることがで
き、その底辺は羽根の背面の綾線を限定する。この綾線
に交わる三角形の脚部は指定があれば直線であってもよ
いが、好ましくは対称形に曲がっており、凹んだ側は互
いに向き合っている。羽根は、直線状の円形又はテーパ
をつけた管部材のセクタから構成されてもよく、これら
のセクタは前述の鋭い綾線が与えられるように中心線に
沿って折り畳まれている。羽根の後部を円柱形管部材の
セクタからこのセクタを対称形に折り畳まずに形成して
も充分ではないことになる。
生じるように形成されているから、これらの羽根は羽根
の回転平面に関して対称である前面をもつことができ
る。従って羽根は平らな前面をもってもよく、あるいは
凹形であってもよい。羽根の背面が流線形になされるた
めには、羽根の後側は前側から最も隔る位置にある羽根
後端部分を構成する鋭い縁をもつはずである。羽根の後
端は普通、等辺三角形の断面をもつと考えることがで
き、その底辺は羽根の背面の綾線を限定する。この綾線
に交わる三角形の脚部は指定があれば直線であってもよ
いが、好ましくは対称形に曲がっており、凹んだ側は互
いに向き合っている。羽根は、直線状の円形又はテーパ
をつけた管部材のセクタから構成されてもよく、これら
のセクタは前述の鋭い綾線が与えられるように中心線に
沿って折り畳まれている。羽根の後部を円柱形管部材の
セクタからこのセクタを対称形に折り畳まずに形成して
も充分ではないことになる。
本発明による羽根は普通はＶ形の板形状をしていても
よく、羽根の凹み側は構造材料で満たされるか閉止され
てもよい。好ましくは羽根は、前面をもつように形成さ
れると共に径方向に延伸し、その幅寸法は一定であるか
あるいは径方向外方に先細としている。
よく、羽根の凹み側は構造材料で満たされるか閉止され
てもよい。好ましくは羽根は、前面をもつように形成さ
れると共に径方向に延伸し、その幅寸法は一定であるか
あるいは径方向外方に先細としている。
［実施例］ 以下、本発明を図面に示す好ましい実施例を用いて詳
述する。
述する。
第１図は円筒形の開放容器１を概略的に示しており、
容器の壁には液体が壁に沿って回転しないように鉛直の
バッフル２が備え付けられている。容器の底部には、気
体を導入する手段としての環状のジェット手段３があ
り、その助けをかりて円筒形の気泡カーテンが液体中に
導入される。鉛直シャフト４がジェット手段３と同軸的
に配置されており、駆動装置５が連結されている。シャ
フト４の下端はジェット手段３の上に同軸的に取り付け
られた円板61を支持している。本発明によれば、円板61
はその周縁部に羽根62をもつ。
容器の壁には液体が壁に沿って回転しないように鉛直の
バッフル２が備え付けられている。容器の底部には、気
体を導入する手段としての環状のジェット手段３があ
り、その助けをかりて円筒形の気泡カーテンが液体中に
導入される。鉛直シャフト４がジェット手段３と同軸的
に配置されており、駆動装置５が連結されている。シャ
フト４の下端はジェット手段３の上に同軸的に取り付け
られた円板61を支持している。本発明によれば、円板61
はその周縁部に羽根62をもつ。
第２図及び第５図は本発明による羽根の第１の形態を
表わしており、このタイプの羽根は事実上径方向に沿っ
て一定の高さをもっている。第３図はこの羽根の第１の
断面形状を表わしており、羽根621が半径Ｒの円柱形管
部材のセグメントを含み、このセグメントは管部材の母
線に沿って決定され、中心母線に沿って折り畳まれて背
骨状突部としての突起63を形成する。羽根は好ましくは
背骨状突起63に沿った一端側に割り溝が付けられ、通常
は円板61へのはめ合いを可能にする。羽根621は高さｈ
の半分より大きめの幅ｂをもつ。羽根621の凸形表面は
羽根の背面を形成し、その凹形表面は前面である。羽根
621は円板61に取り付けられ、その結果、背骨状突起63
は径方向に延伸するか、あるいは径方向に対して最大45
゜の範囲で広がって位置している。羽根621は鋭い形状
の背骨状突起63をもつので、作動中、羽根の後方に著し
い気体空洞が生じることはない。一般にＶ形をしている
羽根は円筒形素材で作られているため、その後端は特に
都合のよい流線形をもつ。第４図は第２図及び第５図か
ら明らかな羽根形状のための別の羽根断面を表わしてい
る。
表わしており、このタイプの羽根は事実上径方向に沿っ
て一定の高さをもっている。第３図はこの羽根の第１の
断面形状を表わしており、羽根621が半径Ｒの円柱形管
部材のセグメントを含み、このセグメントは管部材の母
線に沿って決定され、中心母線に沿って折り畳まれて背
骨状突部としての突起63を形成する。羽根は好ましくは
背骨状突起63に沿った一端側に割り溝が付けられ、通常
は円板61へのはめ合いを可能にする。羽根621は高さｈ
の半分より大きめの幅ｂをもつ。羽根621の凸形表面は
羽根の背面を形成し、その凹形表面は前面である。羽根
621は円板61に取り付けられ、その結果、背骨状突起63
は径方向に延伸するか、あるいは径方向に対して最大45
゜の範囲で広がって位置している。羽根621は鋭い形状
の背骨状突起63をもつので、作動中、羽根の後方に著し
い気体空洞が生じることはない。一般にＶ形をしている
羽根は円筒形素材で作られているため、その後端は特に
都合のよい流線形をもつ。第４図は第２図及び第５図か
ら明らかな羽根形状のための別の羽根断面を表わしてい
る。
第４図の羽根622は平坦な台形板状素材から形成され
ており、鋭い直線形の背骨状突起63が形成されると共に
羽根の高さｈがその幅ｂより小さくなるように対称線に
沿って折り畳まれる。第３図の実施例と同様、背骨状突
起63とh/2より大きな関係のｂとは、羽根が目的に合っ
た流線形を与えられ、その結果、気体空洞が、作動中、
羽根の後方に少しも形成されないことを保証する。従っ
て、第３図の頂角αは180゜以下であり、第４図の頂角
α′は60゜以下である。
ており、鋭い直線形の背骨状突起63が形成されると共に
羽根の高さｈがその幅ｂより小さくなるように対称線に
沿って折り畳まれる。第３図の実施例と同様、背骨状突
起63とh/2より大きな関係のｂとは、羽根が目的に合っ
た流線形を与えられ、その結果、気体空洞が、作動中、
羽根の後方に少しも形成されないことを保証する。従っ
て、第３図の頂角αは180゜以下であり、第４図の頂角
α′は60゜以下である。
この種の半径流羽根車装置では、羽根の高さを径方向
外方へ減らしていくことができる。第６図はこの種の羽
根を概略図で示す。
外方へ減らしていくことができる。第６図はこの種の羽
根を概略図で示す。
第８図の羽根623は円柱形管素材のセクタから形作ら
れ、このセクタは素材の軸に対して角度をなす面に沿っ
て切断された管部材によって形成され、このようにして
形成されたセクタは、羽根623の断面形状が第３図の羽
根621のそれに対応するように鋭い背骨状突起63を形成
すべく中心母線に沿って折り畳まれる。又、羽根は円形
断面をもつテーパ付きの管素材によって形成されてもよ
く、テーパ管のセグメントは例えば二つの母線に沿って
切り出され、その後普通は、台形のセグメントが第７図
の羽根624に鋭い背骨状突起63を形成すべくセグメント
の対称の線である中心母線に沿って折り畳まれる。第７
図の羽根の断面形状は第３図のものに対応する。第６図
及び第９図の羽根の実施例は、鋭い背骨状突起63を形成
するために対称線に沿って折り畳まれる平らな台形平面
素材によって形成され、従って第９図の羽根625の断面
形状は第４図のものに対応する。
れ、このセクタは素材の軸に対して角度をなす面に沿っ
て切断された管部材によって形成され、このようにして
形成されたセクタは、羽根623の断面形状が第３図の羽
根621のそれに対応するように鋭い背骨状突起63を形成
すべく中心母線に沿って折り畳まれる。又、羽根は円形
断面をもつテーパ付きの管素材によって形成されてもよ
く、テーパ管のセグメントは例えば二つの母線に沿って
切り出され、その後普通は、台形のセグメントが第７図
の羽根624に鋭い背骨状突起63を形成すべくセグメント
の対称の線である中心母線に沿って折り畳まれる。第７
図の羽根の断面形状は第３図のものに対応する。第６図
及び第９図の羽根の実施例は、鋭い背骨状突起63を形成
するために対称線に沿って折り畳まれる平らな台形平面
素材によって形成され、従って第９図の羽根625の断面
形状は第４図のものに対応する。
第７図、第８図及び第９図の実施例では、羽根の長尺
縁は羽根が取り付けられるとき羽根車の軸方向に平行で
ある一面内にある。第４、７、８及び９図の羽根は、円
板61の周縁に容易に取り付けることができるように背骨
状突起63に沿って一つの縁に切込みが設けられるのが望
ましい。第３、４、７、８及び９図の各羽根は、図示の
形状で使用することができ、背骨状突起63を通る面に対
してそれらは対称であるから、羽根が純粋な半径流を生
ずべく取り付けられるとき、羽根の長尺縁は両方共、羽
根車のシャフトに対して平行な面内にある。第３、４、
７、８、９図から明らかな羽根の実施例、すなわち凹ん
だ前部をもつ羽根では高圧領域が前側に形成され、その
結果、羽根の長さ方向を横切る断面内の流れ図は羽根の
凹んだ前側が構造材料で満たされたときと事実上同じで
ある。第７、８及び第９図の実施例では、背骨状突起63
の方向が羽根の取付け条件において半径に対する羽根の
有効方向すなわち液体に対して有効に作用する方向を決
定する。しかし、第７、８及び９図の羽根が前側を構造
材料で満たされているとすれば、羽根の長尺縁を通る面
の平らな前面が形成され、この前面は取付け条件の半径
に対する羽根の有効方向を決定するであろう。
縁は羽根が取り付けられるとき羽根車の軸方向に平行で
ある一面内にある。第４、７、８及び９図の羽根は、円
板61の周縁に容易に取り付けることができるように背骨
状突起63に沿って一つの縁に切込みが設けられるのが望
ましい。第３、４、７、８及び９図の各羽根は、図示の
形状で使用することができ、背骨状突起63を通る面に対
してそれらは対称であるから、羽根が純粋な半径流を生
ずべく取り付けられるとき、羽根の長尺縁は両方共、羽
根車のシャフトに対して平行な面内にある。第３、４、
７、８、９図から明らかな羽根の実施例、すなわち凹ん
だ前部をもつ羽根では高圧領域が前側に形成され、その
結果、羽根の長さ方向を横切る断面内の流れ図は羽根の
凹んだ前側が構造材料で満たされたときと事実上同じで
ある。第７、８及び第９図の実施例では、背骨状突起63
の方向が羽根の取付け条件において半径に対する羽根の
有効方向すなわち液体に対して有効に作用する方向を決
定する。しかし、第７、８及び９図の羽根が前側を構造
材料で満たされているとすれば、羽根の長尺縁を通る面
の平らな前面が形成され、この前面は取付け条件の半径
に対する羽根の有効方向を決定するであろう。
第10図は、第１図及び第２図に図示した種類の装置の
従来形羽根車羽根における気体を液体中に分散させる操
作中の断面図である。大きな気体空洞が羽根の後側に形
成されていることが分かる。本発明羽根は、平らな背面
をもつ羽根に形成される後側の気体空洞と実質的に同じ
形状の後端を与えることによってこの種の気体空洞の発
生を抑制している。
従来形羽根車羽根における気体を液体中に分散させる操
作中の断面図である。大きな気体空洞が羽根の後側に形
成されていることが分かる。本発明羽根は、平らな背面
をもつ羽根に形成される後側の気体空洞と実質的に同じ
形状の後端を与えることによってこの種の気体空洞の発
生を抑制している。
第11図は、本発明による羽根の断面、すなわち第３、
７及び８図の羽根断面の流れ図を表わし、第12図は、凹
形前辺が構造材料で満たされた羽根の断面流れ図であ
る。
７及び８図の羽根断面の流れ図を表わし、第12図は、凹
形前辺が構造材料で満たされた羽根の断面流れ図であ
る。
第13図は、従来の遠心力タービン及び本発明による遠
心力タービンRGTを第１図及び第２図の装置で気体を液
体中に分散させるために駆動した場合における気体流の
関数としての必要出力を図解する。第13図では、P/P0は
駆動力／起動力を表わし、Q/ND3は気体流をタービン回
転速度Ｎとタービン直径Ｄの三乗との積で割った商を表
わす。第13図から、駆動力は、羽根が平らな後辺をもつ
従来形遠心力タービンについては気体流の増加と共に著
しく降下し、一方、本発明の羽根をもつ遠心力タービン
の駆動力は気体流を装置に適した範囲内で変化させるた
めに事実上一定であることが分かるであろう。第13図の
結果は、直径150mm、回転速度400rpmの平形羽根をもつ
遠心力タービンを、角度α＝120゜、 及びＲ＝ｈの第３図の羽根を備えた、直径250mm、回転
速度180rpmのタービンと比較して得られたものである。
心力タービンRGTを第１図及び第２図の装置で気体を液
体中に分散させるために駆動した場合における気体流の
関数としての必要出力を図解する。第13図では、P/P0は
駆動力／起動力を表わし、Q/ND3は気体流をタービン回
転速度Ｎとタービン直径Ｄの三乗との積で割った商を表
わす。第13図から、駆動力は、羽根が平らな後辺をもつ
従来形遠心力タービンについては気体流の増加と共に著
しく降下し、一方、本発明の羽根をもつ遠心力タービン
の駆動力は気体流を装置に適した範囲内で変化させるた
めに事実上一定であることが分かるであろう。第13図の
結果は、直径150mm、回転速度400rpmの平形羽根をもつ
遠心力タービンを、角度α＝120゜、 及びＲ＝ｈの第３図の羽根を備えた、直径250mm、回転
速度180rpmのタービンと比較して得られたものである。
本発明によれば、羽根の回転面と一致する中心面に関
して対称である羽根をもつ遠心流羽根車が実現される。
羽根の背面は対称面内の鋭く強調されは背骨状突起を末
端とする。背骨状突起は直線延長部をもつ。羽根は平ら
な板素材、円柱形管素材、あるいは円形断面をもつテー
パ付き管素材から始めて容易に製造される。素材は事実
上長方形もしくは台形であり、対称線に沿って折り畳ま
れて鋭い背骨突起を形成する。管素材から切り取られた
セクタ形状の素材の場合は、素材はその半分にされた凹
面が互いに向き合うように折り畳まれている。羽根の長
さ方向を横切る断面では、羽根の両自由縁間の距離はそ
の対称面内の羽根の伸長寸法よりも大である。羽根の凹
辺はその前辺であるから静水圧は高く、従って気体空洞
が羽根の前面凹部内に生じることはないであろう。所望
するならば、この凹部は羽根の自由端を通って伸長する
面まで構造材料で満たされたことができよう。
して対称である羽根をもつ遠心流羽根車が実現される。
羽根の背面は対称面内の鋭く強調されは背骨状突起を末
端とする。背骨状突起は直線延長部をもつ。羽根は平ら
な板素材、円柱形管素材、あるいは円形断面をもつテー
パ付き管素材から始めて容易に製造される。素材は事実
上長方形もしくは台形であり、対称線に沿って折り畳ま
れて鋭い背骨突起を形成する。管素材から切り取られた
セクタ形状の素材の場合は、素材はその半分にされた凹
面が互いに向き合うように折り畳まれている。羽根の長
さ方向を横切る断面では、羽根の両自由縁間の距離はそ
の対称面内の羽根の伸長寸法よりも大である。羽根の凹
辺はその前辺であるから静水圧は高く、従って気体空洞
が羽根の前面凹部内に生じることはないであろう。所望
するならば、この凹部は羽根の自由端を通って伸長する
面まで構造材料で満たされたことができよう。
第３図では角度α＝120゜、 及びＲ＝ｈ、又、第４図では角度α゜60゜である。
羽根の上下縁を通る線とこれに隣接する羽根背面との
間の角度は少なくとも55゜であり、羽根の断面すなわち
羽根の長さ方向に対し垂直な面内ではせいぜいおよそ90
゜に達する。この角度は第３図、第７図及び第８図の実
施例では好ましくは90゜である。第４図及び第９図では
この角度は60゜である。しかし第４図及び第９図の実施
例は、羽根の背面の断面形状が、αが60゜のままで角度
が75゜に達する第３図の実施例に近くなるように付加的
な折畳み線を付けて修正してもよいことは明らかであ
る。全ての実施例に共通であるのは、ｂが好ましくは0.
7hに等しいか、あるいはそれ以上であることである。全
ての羽根形状において羽根背面の輪郭が装置特性にとっ
て決定的であり、羽根の前面は、背面の対称面に関して
対称である凹面であっても、あるいは羽根背面を決定す
る前面が完全に又は部分的に構造材で満たされた平面板
もしくは端縁間で接続され、場合によってはその結果生
じた中空部を満たす平面板によって形成される平面であ
ってもよい。
間の角度は少なくとも55゜であり、羽根の断面すなわち
羽根の長さ方向に対し垂直な面内ではせいぜいおよそ90
゜に達する。この角度は第３図、第７図及び第８図の実
施例では好ましくは90゜である。第４図及び第９図では
この角度は60゜である。しかし第４図及び第９図の実施
例は、羽根の背面の断面形状が、αが60゜のままで角度
が75゜に達する第３図の実施例に近くなるように付加的
な折畳み線を付けて修正してもよいことは明らかであ
る。全ての実施例に共通であるのは、ｂが好ましくは0.
7hに等しいか、あるいはそれ以上であることである。全
ての羽根形状において羽根背面の輪郭が装置特性にとっ
て決定的であり、羽根の前面は、背面の対称面に関して
対称である凹面であっても、あるいは羽根背面を決定す
る前面が完全に又は部分的に構造材で満たされた平面板
もしくは端縁間で接続され、場合によってはその結果生
じた中空部を満たす平面板によって形成される平面であ
ってもよい。
好ましくは、羽根の長手軸は普通、羽根車シャフトに
対して径方向に伸長する。
対して径方向に伸長する。
羽根は普通、シャフト軸に垂直な面内で長手軸方向に
方向付けされているが、このような形状から外れること
も可能である。従って、羽根の長手シャフトは曲がる
（場合によってはシャフト軸面内で）又は前記垂直面と
角度をなすことができる。羽根車の回転につれて羽根の
長手軸によって決定される表面は、羽根にとって「対称
面」であるとみなすことができた。
方向付けされているが、このような形状から外れること
も可能である。従って、羽根の長手シャフトは曲がる
（場合によってはシャフト軸面内で）又は前記垂直面と
角度をなすことができる。羽根車の回転につれて羽根の
長手軸によって決定される表面は、羽根にとって「対称
面」であるとみなすことができた。
臨界流線形断面は羽根のまわりの相対的液流方向によ
って決定される。
って決定される。
【図面の簡単な説明】 第１図は液体中に気体を分散させるための攪拌装置の概
略図、第２図は第１図のII−II線による断面図、第３図
は第２図のＡ−Ａ線による装置内の羽根の第１の実施例
の断面図、第４図は本発明の羽根の別の形態を第３図に
対応して示した断面図、第５図は第３図又は第４図の羽
根を第２図のＣ−Ｃ線によって示した断面図、第６図は
本発明の羽根の別の形態を示す説明図、第７図は第６図
の羽根の第１の断面形状を図解するために第６図のＢ−
Ｂ線によって示した説明図、第８図は第６図のＢ−Ｂ線
によって示した第２の断面形状の説明図、第９図は第６
図のＢ−Ｂ線によって示した第３の断面形状の断面図、
第10図は従来形の羽根に沿う流れ状態の説明図、第11図
は本発明による羽根の第３図に示す実施例に沿う流れ状
態の説明図、第12図は平らな前面と同等の断面をもつ本
発明による羽根の概略的説明図、第13図は本発明の装置
と従来に基づく装置とを用いて液体中に気体を分散させ
るための気体供給量、羽根車回転速度及び直径に対応す
る羽根車駆動力の変化の様子を説明するグラフである。
略図、第２図は第１図のII−II線による断面図、第３図
は第２図のＡ−Ａ線による装置内の羽根の第１の実施例
の断面図、第４図は本発明の羽根の別の形態を第３図に
対応して示した断面図、第５図は第３図又は第４図の羽
根を第２図のＣ−Ｃ線によって示した断面図、第６図は
本発明の羽根の別の形態を示す説明図、第７図は第６図
の羽根の第１の断面形状を図解するために第６図のＢ−
Ｂ線によって示した説明図、第８図は第６図のＢ−Ｂ線
によって示した第２の断面形状の説明図、第９図は第６
図のＢ−Ｂ線によって示した第３の断面形状の断面図、
第10図は従来形の羽根に沿う流れ状態の説明図、第11図
は本発明による羽根の第３図に示す実施例に沿う流れ状
態の説明図、第12図は平らな前面と同等の断面をもつ本
発明による羽根の概略的説明図、第13図は本発明の装置
と従来に基づく装置とを用いて液体中に気体を分散させ
るための気体供給量、羽根車回転速度及び直径に対応す
る羽根車駆動力の変化の様子を説明するグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4305673（ＵＳ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】容器（１）中において液体を撹拌すると共
に該液体に導入された気体を分散すべく羽根車（６）と
該羽根車を担持する鉛直シャフト（４）と該羽根車の下
方で液体に気体を導入する手段（３）とを含んでおり、
前記羽根車（６）が液体中で前記シャフト（４）の軸線
のまわりを一方向に回転するところの羽根車装置であっ
て、 前記羽根車（６）は、前記シャフト（４）と共に回転す
べく該シャフトに直交して取り付けられた円板（61）
と、該円板（61）の外縁部に別々に取り付けられてお
り、該円板から外方に突出する少なくとも二つのタービ
ン羽根（62）とを備えており、 各羽根（62）は前記羽根車（６）の回転方向に関して前
面と背面とを有しており、各前面が、前記羽根車（６）
の径方向に関してほぼ外方に向かう液流を生起すべく形
成かつ方向付けされており、各背面が、前記羽根（62）
の軸線の移動面に関してほぼ対称的である横断面形状を
有しており、 各羽根（62）は、前記円板（61）の面に位置する背骨状
突部（63）をもつほぼ流線形の背面形状を有する略Ｖ字
形断面を含んでいることを特徴とする羽根車装置。 - 【請求項２】前記略Ｖ字形断面を形成する二つの脚部
は、前記羽根の長手方向に関して対称的であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 - 【請求項３】前記羽根（621）は、直円柱形管部材を該
管部材における二つの母線に沿って部分的に切り取るこ
とによって形成したセグメントを含んでおり、該セグメ
ントは前記二つの母線の中央に位置する中心母線（63）
に沿って鋭く折り畳まれていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 - 【請求項４】前記羽根（623）は、直円柱形管部材を該
管部材の長手軸線に交差する平面で部分的に切り取って
形成したセグメントを含んでおり、前記セグメントは該
セグメントの中央に位置する中心母線（63）に沿って鋭
く折り畳まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載の装置。 - 【請求項５】前記羽根（624）は、先細円管部材を該管
部材における二つの母線に沿って部分的に切り取ること
によって形成したセグメントを含んでおり、該セグメン
トは前記二つの母線の中央に位置する中心母線（63）に
沿って鋭く折り畳まれていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 - 【請求項６】前記羽根（622、625）が、対称線（63）に
関して鋭く折り畳まれたほぼ直方形又は台形の平板素材
を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載の装置。 - 【請求項７】前記羽根の長手方向に垂直な面において、
前記羽根の対称面と該羽根の縁との間の距離（h/2）が
該対称面への羽根の投影寸法（ｂ）より小さいことを特
徴とする特許請求の範囲第１項から第６項のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項８】前記羽根の凹んだ前面は、該羽根の各縁を
通る面まで構造用材料によって満たされていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項から第７項のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項９】各羽根は、前記羽根車の回転面と前記羽根
の夫々の有効前面との交線が前記羽根車における半径方
向の線と該半径方向の線に対して前記羽根車の回転方向
後方に45゜をなす線とによって画定される範囲内に位置
するように、前記円板に取り付けられていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか一項
に記載の装置。 - 【請求項１０】前記気体を導入する手段が、前記羽根車
の下方において前記円板（61）よりも大きい直径を有す
るノズルリング（３）を含んでいることを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第９項のいずれか一項に記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8505508-5 | 1985-11-21 | ||
| SE8505508A SE461444B (sv) | 1985-11-21 | 1985-11-21 | Impellerapparat foer omroerning av vaetska under dispergering av gas daeri |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62125834A JPS62125834A (ja) | 1987-06-08 |
| JP2518627B2 true JP2518627B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=20362201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61275084A Expired - Fee Related JP2518627B2 (ja) | 1985-11-21 | 1986-11-18 | 羽根車装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4779990A (ja) |
| EP (1) | EP0224459B1 (ja) |
| JP (1) | JP2518627B2 (ja) |
| AT (1) | ATE75160T1 (ja) |
| CA (1) | CA1286660C (ja) |
| DE (1) | DE3684995D1 (ja) |
| DK (1) | DK166308C (ja) |
| ES (1) | ES2031075T3 (ja) |
| FI (1) | FI89246C (ja) |
| NO (1) | NO167363C (ja) |
| SE (1) | SE461444B (ja) |
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