JP2569077B2 - 気液混合装置 - Google Patents

気液混合装置

Info

Publication number
JP2569077B2
JP2569077B2 JP62254097A JP25409787A JP2569077B2 JP 2569077 B2 JP2569077 B2 JP 2569077B2 JP 62254097 A JP62254097 A JP 62254097A JP 25409787 A JP25409787 A JP 25409787A JP 2569077 B2 JP2569077 B2 JP 2569077B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
liquid
housing
mixing device
liquid mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62254097A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0194928A (ja
Inventor
徹 谷口
Original Assignee
冷化工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 冷化工業株式会社 filed Critical 冷化工業株式会社
Priority to JP62254097A priority Critical patent/JP2569077B2/ja
Publication of JPH0194928A publication Critical patent/JPH0194928A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2569077B2 publication Critical patent/JP2569077B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • B01F23/2321Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by moving liquid and gas in counter current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/238Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using vibrations, electrical or magnetic energy, radiations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は液体の連続的に気体を混合溶解する気液混合
装置、特にその混合効果の改善に関する。
[従来の技術] 従来から、水中に酸素、オゾンなどを溶解したり、水
中に溶解している酸素などを除去するために、各種の気
液混合装置が提案されている。また、水中に混入する油
分や微小粒子を分離するために、加圧浮上装置が用いら
れている。この加圧浮上装置は、水中に気体を3〜4kg/
cm2の加圧状態で溶解し、気体が多量に溶け込んだ加圧
水を生成し、この加圧水を大気圧状態に戻した時、過飽
和状態となった気体が微小気泡として析出し粒子等に付
着することを利用するものである。
なお、従来の気液混合装置としては、第9図に示すよ
うな水中にエアストーンなどの散気装置1を配置し、こ
こから気体を気泡状態で供給する装置が知られている。
[発明が解決しようとする問題点] このような従来の気液混合装置にあっては、次のよう
な問題点があった。
(A)水中に散気装置から気体を導入するものにあって
は、気体が充分水中に溶解されないまま上方に抜けてし
まうため溶解効率が低い。
(B)気体の溶解効率を上げるため、散気装置を水深の
深い場所に設置しようとすると、装置全体が縦に長いも
のとなり、また散気装置への気体供給に大きなエネルギ
ーを消費することとなる。
(C)加圧浮上装置の場合、高圧状態で気体を溶解させ
るため高圧に耐え得る加圧タンクが必要となり、またこ
の加圧タンクに気体を供給するためのエネルギーが大き
くなる。さらに、加圧タンクを高圧状態に保つためには
その下流側に減圧弁が必要となり粒子など含む被処理液
を直接加圧タンクに導入できない。
本発明は、これらの問題点を解決するためになされた
ものであって、往復振動するエレメントにより気泡を微
細化し効果的に液体に気体を混合できる気液混合装置を
提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る気液混合装置は、 液体を流通させるハウジングと、 このハウジング内に収容されるエレメントと、 このエレメントに接続され、このエレメントを往復振
動させる駆動部と、 上記ハウジングの上部に設けられ上記液体を導入する
液体導入部と、 上記ハウジングの下部に設けられ気体を導入する気体
導入部と、 上記ハウジングに設けられ上記気体と上記液体の混合
液を排出する混合液排出部と、 を有し、上記ハウジング内において上記気体及び液体を
向流接触させることを特徴とする。
[作用] 液体はハウジングの上部に設けられた液体導入部から
導入され、混合液排出部から排出される。そして、この
液体に気体が混合される訳であるが、この気体はハウジ
ングの下部の液体導入部から導入される。そして、この
ハウジング内には駆動部によって往復振動されるエレメ
ントが配置されている。このため、液体中に導入された
気体はハウジング中を上昇する間にエレメントの上下振
動によって微細気泡とされ、かなりの部分は液体中に溶
解され気液混合液として排出部から排出される。
このようにして、効果的な気液混合が行える。
[実施例] 本発明の一実施例に係る気液混合装置について、図面
に基づいて説明する。
第1図はこの実施例に係る気液混合装置100の全体構
成図である。
ハウジング10は、上部10aと下部10bとで構成され、上
下方向に配置されている。そして、このハウジング10の
上部には液体を導入する液体導入口12が設けられ、下部
には気体導入口14が設けられている。またハウジング10
の下端には混合液排出口16が設けられ、ここには混合液
排出管18の一端が接続されている。この混合液排出管18
の他端からは混合液が排出されるようになっているが、
混合液排出管18は一旦立ち上げられ、ハウジング内の液
面を所定の位置に維持するようになっている。
ハウジング10の内部にはエレメントフィン20a及びエ
レメントシャフト20bからなるエレメント20が配置され
ている。そして、このエレメントシャフト20bの上端は
駆動部22に接続されている。
ここで、エレメント20は、第2図に示すように所定の
径のエレメントシャフト20bの表面に植設された螺旋状
のエレメントフィン20aからなっている。そして、この
ようなエレメント20がハウジング10内に挿入配置される
ことによって、ハウジング10内は螺旋状の通路に形成さ
れている。
さらにエレメントフィン20bには、所定の間隔で開口
部20cが設けられている。この開口部20茶、第2図Bに
示すように内側からのびるものと外側からのびるものの
2種類がある。そして、これら開口部は軸方向から見て
位相がずれるように配置されている。このため、ハウジ
ング10内は上記した螺旋通路とこの開口部20cによるジ
グザグ通路の組合せたものとなっている。
このようにして、気体及び液体は、ハウジング10を短
絡することなく流通する。
また、駆動部22は、第3図に示すように一対のモータ
30とこのモータ30の回転を上下動に変換するカム機構32
によって構成されている。つまりモータ30の回転軸30a
には偏心した連結部30bが接続されこの連結部30bがカム
軸32aに摺動自在に連結されているため、モータ軸30aの
回転がエレメントシャフト20bの上下動に変換される。
なお、駆動部22はハウジング10の上端にフランジ40を介
し固定されており、このフランジ40のエレメントシャフ
ト20bの貫通部はフレキシブルパイプ状のダイヤフラム4
2によってシールされている。またモータ32は電力がイ
ンバータ44を介し供給される。このインバータ44は交流
電力の周波数を変更するものである。
なお、駆動部22としては、上述のようなモータの回転
駆動を用いるものに代えて、電磁石によるリニアアクチ
エーター駆動によって行ってもよい。つまり、エレメン
トシャフト20bの上部に永久磁石を取付けるとともに、
この永久磁石を取囲むように電磁コイルを設ける。そし
て、この電磁コイルに交流電流を流し、N−S極にコイ
ル中心部に交互に発生させることにより、ここにある永
久磁石を上下方向に振動させるのである。
このような気液混合装置にあっては、液体は液体導入
口12から供給されハウジング10内を下方に向けて流通す
る。そして、気体例えば空気は、気体導入口14からハウ
ジング内に供給され、ハウジング10内を上方に向けて移
動する。ここで、ハウジング10内には螺旋状のエレメン
トフィン20bを有するエレメント20が配置されている。
また、このエレメントフィン20bには、開口部20cが位相
をずらして設けてある。このため、気体導入口14から供
給された気泡は、このエレメントフィン20bによって区
分された螺旋状の通路をエレメントフィンに沿って、ま
たは開口部20cを通って上昇することになる。
このエレメントフィンはモータ30の回転数に従った振
動数で上下方向に往復振動している。そこで、エレメン
トフィン20bに接触した気泡はエレメントフィン20bの振
動によって細分化される。そして、エレメント20の上部
に至った気泡は非常に微細なものとなっている。
また、液体は液体導入口12から導入され、エレメント
フィンで区分された通路を気泡とは逆に下方に向けて移
動する。そして、気泡の上昇速度はその直径に比例する
ため、微細な気泡の上昇速度は小さなものになってい
る。そこで、液体の下降速度より小さい微細な気泡は上
昇することなく液体に伴って下方に移動する。そして、
このような気液の接触によって気体の大部分は液体中に
溶解される。
このようにして気体が溶解され、また微細な記泡を混
入した気液混合液は混合液排出部16から混合管18内に移
動し効果的な気液混合が達成される。
なお、モータ30はインバータ44によって、70〜1400rp
mで回転される。このため、エレメント20の振動周波数
は2〜23Hzとなっている。そして、気体の溶解を目的と
する場合は、振動周波数を大きくし、また気体を液体中
に気泡状態で混合することを目的とする場合は振動周波
数を小さくするとよい。
第4図には、本発明の一実施例に係る気液混合装置10
0を用いた気体溶解システムの全体構成図が示されてい
る。この例では、水道水に酸素ガスを溶解することを目
的としている。
水道水はバルブ50流量計52を介し定量的に気液混合装
置100の液体導入口12に導かれる。また酸素ボンベ60内
の酸素はバルブ62流量計64バルブ66を介し気体導入口14
に導かれる。そして、気液混合装置100で混合された気
液混合液は、混合液排出口16から排出され脱気槽70で余
剰の排ガスを除去された後処理水槽72を介し排出され
る。また、この処理水槽72にはDOメータ74が配置され、
処理水の溶存酸素濃度を計測するようになっている。
このようなシステムにおいて、DOメータ74の計測値
は、制御装置80に供給される。そして、この制御装置
は、この計測値によってバルブ50または66を制御する。
これによって所定の溶存酸素濃度の処理水が得られる。
第5図に、上述のようなシステムにおいて酸素溶解の
実験を行った結果を示す。
図において、1で示す実線は、本発明の実施例、つま
り向流接触式の気液混合装置に水道水を2.5/minの流
速で流通させた場合の処理結果である。また、2で示し
た実線及び3で示した実線は、それぞれ併流接触式の気
液混合装置において水道水を5/min、2.5/minで流
通した場合の処理結果である。つまり、本発明の装置の
液体導入口12と混合液排出口16を反対にし、液体と気体
の両方を上昇流としたものである。さらに、4及び5で
示した破線は、それぞれ第9図に示した従来例の気液混
合装置、つまり散気装置より気体を導入するものに水道
水を5/min、2.5/minで流通した場合の処理結果を
示すものである。
なお、この実験において、本発明の気液混合装置100
は、ハウジング10の内径がほぼ5cm、気体導入口14の水
深がほぼ40cmのものを使用した。また、従来例の装置に
おいてはパイプの内径はほぼ5cmと同様であるが、散気
装置の水深は4mとかなり深いものを使用している。
第5図から分るように本発明の実施例においては、処
理水の溶存酸素濃度を30ppmとした場合に、酸素の溶解
効率がほぼ35%と非常に高いものとできる。これに対
し、従来例の装置においては、溶存酸素濃度を20ppmと
するためには溶解効率は20%以下となってしまうことが
わかる。
次に第6図に示したのは同様のシステムにおいて酸素
ガスに変え、窒素ボンベからの窒素ガスを供給し水道水
中の溶存酸素を除去した実験である。この結果からも分
るように、酸素がほぼ飽和濃度まで溶解した水道水、つ
まり溶存酸素濃度が8ppm程度の水道水の窒素ガスを導入
し溶存酸素を減少する場合、本発明の装置によれば水道
水当りの窒素注入量が非常に少なくても溶存酸素濃度を
低濃度とできることがわかる。
第7図に本発明の他の実施例に係る気液混合装置を示
す。この例ではハウジング10を処理槽70内に浸漬配置し
ている。そしてハウジング10の下端は開放され、混合液
排出口16に形成されている。このような装置において、
気体を多目に供給し、気泡を多量に含む気液混合液を精
製すれば槽70において効果的な浮上分離が行える。つま
り、気液混合装置100に導入する液体として、油や微細
な粒子を含む汚水を用いればこれに多量の気泡が混入さ
れ槽70内で浮上分離が行われる。また、汚水を直接気液
混合装置100に導入せず、汚水は槽70に導入し気液混合
装置100には水道水や浮上分離によって得られた処理済
水を導入しても良い。
第8図に示したのは、この発明のエレメントフィン20
の他の実施例である。この実施例では、エレメント20は
半円状の板材2つの異なる角度で対向させるとともに、
この対を複数位相をずらして所定間隔で配置したエレメ
ントフィン20aを有している。
この例においては、気泡は板材の面に沿って移動する
とともに両者の間を通って液中を上昇する。そして、各
板材の位相はそれぞれ異なって配置されているため、気
泡はジグザグに上昇し、その際に振動するエレメントフ
ィン20aによって細分化される。このため、上述の実施
例と同様の効果が得られる。
[発明の効果] 以上のように本発明に係る気液混合装置によれば、エ
レメントの振動によって非常に効果的な気液混合が行え
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る気液混合装置の全体構
成を示す概略図、 第2図は同実施例のエレメント20の詳細を示す正面図、 第3図は同実施例の駆動部22の詳細を示す一部断面図、 第4図は本発明の気液混合装置を適用したシステムの構
成を示す概略図、 第5図及び第6図は本発明の気液混合装置を用いた実験
結果を示す特性図、 第7図は本発明の気液混合装置の他の実施例を示す概略
図、 第8図はこの発明の他の実施例に係るエレメント20の構
成を示す部分図、 第9図は従来の気液混合装置の一例を示す概略図であ
る。 10……ハウジング 12……液体導入口 14……気体導入口 16……混合液排出口 20……エレメント 20a……エレメントフィン 20b……エレメントシャフト 22……駆動部 100……気液混合装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/50 550 C02F 1/50 550C 1/78 1/78

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体を流通させるハウジングと、 このハウジング内に収容されるエレメントと、 このエレメントに接続され、このエレメントを往復振動
    させる駆動部と、 上記ハウジングの上部に設けられ上記液体を導入する液
    体導入部と、 上記ハウジングの下部に設けられ気体を導入する気体導
    入部と、 上記ハウジングに設けられ上記気体と上記液体の混合液
    を排出する混合液排出部と、 を有し、上記ハウジング内において上記気体及び液体を
    向流接触させることを特徴とする気液混合装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の装置におい
    て、 上記エレメントは複数の開口が設けられた螺旋状のエレ
    メントフィンを有することを特徴とする気液混合装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の装置におい
    て、 上記エレメントは互いに異なる角度で対向された2つの
    半円状の板材を所定間隔で位相を変えて複数配置したエ
    レメントフィンを有することを特徴とする気液混合装
    置。
JP62254097A 1987-10-07 1987-10-07 気液混合装置 Expired - Fee Related JP2569077B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62254097A JP2569077B2 (ja) 1987-10-07 1987-10-07 気液混合装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62254097A JP2569077B2 (ja) 1987-10-07 1987-10-07 気液混合装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0194928A JPH0194928A (ja) 1989-04-13
JP2569077B2 true JP2569077B2 (ja) 1997-01-08

Family

ID=17260182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62254097A Expired - Fee Related JP2569077B2 (ja) 1987-10-07 1987-10-07 気液混合装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2569077B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5384774B2 (ja) * 2000-08-31 2014-01-08 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー アクリルフォーム粘着剤およびその製造方法
JP4231249B2 (ja) * 2002-07-01 2009-02-25 大成建設株式会社 高酸素水製造装置及び底質の浄化方法
JP2008173525A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Yuji Nomura 水処理装置
JP5592426B2 (ja) * 2012-04-10 2014-09-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー アクリルフォーム粘着剤およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0194928A (ja) 1989-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3945918A (en) Methods and apparatus for treating a liquid with a gas
KR100227327B1 (ko) 물처리장치
US5314076A (en) Installation for the mixing of two fluid phases by mechanical stirring, notably for the treatment of water by transfer of oxidizing gas, and use of such an installation
KR100499177B1 (ko) 잠수 가능한 현장 산소 공급 장치
US3650950A (en) Material shearing mixer and aerator
JP4765022B2 (ja) 固液分離装置
JP2574653B2 (ja) エアレーションまたは嫌気性の液体撹拌を選択的に行なう装置
US6623635B2 (en) Assembly for purifying water
JP2569077B2 (ja) 気液混合装置
WO2001085623A1 (en) Process and plant for the efficiency solubility of gas and sludge mixing
US20070084769A1 (en) Rotating perforated cylinder treatment system
JP3631999B2 (ja) 微細気泡供給装置
US5399261A (en) Installation for the treatment of flows of liquids with monophase contactor and recirculating-degassing device
ES2257249T3 (es) Procedimiento para la realizacion de una reaccion multifase segun el principio de contracorriente de una fase liquida y gaseosa y dispositivo para la realizacion del procedimiento.
JPS60114397A (ja) 水処理装置
KR100444886B1 (ko) 초미세의 기포 발생장치 및 초미세 기포 발생장치를이용한 액체 처리방법
KR101343346B1 (ko) 오폐수처리 시스템
JP3107857B2 (ja) 気液接触装置
KR101206667B1 (ko) 상수도원에서의 부상 분리 시스템
JP2009112187A (ja) 回転装置及びそれを備えた泡発生装置
JPH0418657Y2 (ja)
JPH07241592A (ja) 汚水の処理装置
JPH0739893A (ja) 汚水処理用散気装置
JPH1085721A (ja) 曝気処理装置
RU1792742C (ru) Установка дл флотации сточных вод

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees