JP2871136B2 - アーム回転式エアスパージャ - Google Patents
アーム回転式エアスパージャInfo
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- JP2871136B2 JP2871136B2 JP4835891A JP4835891A JP2871136B2 JP 2871136 B2 JP2871136 B2 JP 2871136B2 JP 4835891 A JP4835891 A JP 4835891A JP 4835891 A JP4835891 A JP 4835891A JP 2871136 B2 JP2871136 B2 JP 2871136B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- air
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- sparger
- air sparger
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体中に気体を噴出さ
せて気体を溶解させるアーム回転式エアスパージャに関
する。
せて気体を溶解させるアーム回転式エアスパージャに関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のアーム回転式エアスパージ
ャの説明図、図６は図５中VI−VI断面図であり、この装
置は垂直な中空回転軸８から水平に延びる円柱状アーム
９に複数の空気ノズル１０を下方に向けて取り付けたも
ので、槽１６の液１７中に浸漬され、モータ１４及び減
速機１５によって矢印の方向に回転され、該アーム９に
より液１７を攪拌するとともに、空気源１２からの空気
は配管１３、中空回転軸８及び空気管１１を介して空気
ノズル１０より噴出され、流れとの剪断作用により微細
化した気泡１８となって液１７中に分散混合される。
ャの説明図、図６は図５中VI−VI断面図であり、この装
置は垂直な中空回転軸８から水平に延びる円柱状アーム
９に複数の空気ノズル１０を下方に向けて取り付けたも
ので、槽１６の液１７中に浸漬され、モータ１４及び減
速機１５によって矢印の方向に回転され、該アーム９に
より液１７を攪拌するとともに、空気源１２からの空気
は配管１３、中空回転軸８及び空気管１１を介して空気
ノズル１０より噴出され、流れとの剪断作用により微細
化した気泡１８となって液１７中に分散混合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のエアスパージャ
のアームは、断面が円形であるため、図４に示すよう
に、抗力係数が１．２と小さく、かつ、断面円形アーム
の下流側に交番的な渦、いわゆるカルマン渦を発生す
る。その結果、流れ方向の流体力である「抗力」及び、
それに直角方向に作用する流体力の「揚力」を変動さ
せ、アームを回転する動力源に変動する力を加えるとい
う不都合が生ずる。そこで、本発明では、上記の問題点
を解消し、アーム構造を簡単にして部材重量を低減さ
せ、カルマン渦を発生させないアーム構造を採用する
ことにより、回転動力変動を低減させ、アームに接続さ
れる回転軸の軸受や減速機等の機器の損傷防止を図り、
アームの回転により安定した渦を発生させることによ
り、気泡の微細化を促進し、気泡の溶解、液の酸化等を
効果的にし、通気をしないときには、小さな抗力係数
でアームを回転可能とするアーム回転式エアスパージャ
を提供しようとするものである。
のアームは、断面が円形であるため、図４に示すよう
に、抗力係数が１．２と小さく、かつ、断面円形アーム
の下流側に交番的な渦、いわゆるカルマン渦を発生す
る。その結果、流れ方向の流体力である「抗力」及び、
それに直角方向に作用する流体力の「揚力」を変動さ
せ、アームを回転する動力源に変動する力を加えるとい
う不都合が生ずる。そこで、本発明では、上記の問題点
を解消し、アーム構造を簡単にして部材重量を低減さ
せ、カルマン渦を発生させないアーム構造を採用する
ことにより、回転動力変動を低減させ、アームに接続さ
れる回転軸の軸受や減速機等の機器の損傷防止を図り、
アームの回転により安定した渦を発生させることによ
り、気泡の微細化を促進し、気泡の溶解、液の酸化等を
効果的にし、通気をしないときには、小さな抗力係数
でアームを回転可能とするアーム回転式エアスパージャ
を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、垂直な中空回
転軸から水平に延びる複数のブレードの先端に気液攪拌
促進部を取り付けたアーム回転式エアスパージャにおい
て、長さ方向に複数の連通孔を穿設した水平フィンの一
方の側端部全長にわたり断面Ｖ字型アームの基部を固着
して断面Ｙ字型の気液攪拌促進部を形成し、該フィン及
びアームの長手方向に直角にリブに固定し、上記回転軸
の中空部と上記水平フィンの連通孔の少なくとも１つと
を空気管で接続して空気供給路を形成したことを特徴と
するアーム回転式エアスパージャである。
転軸から水平に延びる複数のブレードの先端に気液攪拌
促進部を取り付けたアーム回転式エアスパージャにおい
て、長さ方向に複数の連通孔を穿設した水平フィンの一
方の側端部全長にわたり断面Ｖ字型アームの基部を固着
して断面Ｙ字型の気液攪拌促進部を形成し、該フィン及
びアームの長手方向に直角にリブに固定し、上記回転軸
の中空部と上記水平フィンの連通孔の少なくとも１つと
を空気管で接続して空気供給路を形成したことを特徴と
するアーム回転式エアスパージャである。
【０００５】
【作用】（１）アーム回転式エアスパージャに加わる流
体力Ｆ（∽動力）は下式で計算することができる。 Ｆ＝Ｃｄ×Ａ×（Ｕ2 ／２ｇ） ここで、Ｃｄ：アームの抗力係数 Ａ ：アームの回転方向への投影面積 Ｕ ：アームと液との相対速度 ｇ ：重力加速度 今、アーム回転式エアスパージャの動力を一定とするこ
とは、上式のＦを一定にすることになる。（Ｕ2 ／２
ｇ）はアームと周囲の液との流れ状態により決まるの
で、この項は一定であると考えられる。その結果、（Ｃ
ｄ×Ａ）も一定ということになる。従って、Ｃｄの大き
なアームを選定すると相対的にＡを小さくすることがで
きる。即ち、アームの半径（Ｒ）を一定とした場合は、
アームの幅を小さくでき、アームの重量を低減すること
ができる。
体力Ｆ（∽動力）は下式で計算することができる。 Ｆ＝Ｃｄ×Ａ×（Ｕ2 ／２ｇ） ここで、Ｃｄ：アームの抗力係数 Ａ ：アームの回転方向への投影面積 Ｕ ：アームと液との相対速度 ｇ ：重力加速度 今、アーム回転式エアスパージャの動力を一定とするこ
とは、上式のＦを一定にすることになる。（Ｕ2 ／２
ｇ）はアームと周囲の液との流れ状態により決まるの
で、この項は一定であると考えられる。その結果、（Ｃ
ｄ×Ａ）も一定ということになる。従って、Ｃｄの大き
なアームを選定すると相対的にＡを小さくすることがで
きる。即ち、アームの半径（Ｒ）を一定とした場合は、
アームの幅を小さくでき、アームの重量を低減すること
ができる。
【０００６】（２）流れ場に置かれた円柱状アームの後
流には、図８のように、必ずカルマン渦が発生する。こ
れは円柱状アームの後流より渦が離脱する剥離位置が変
化するために発生するものであり、この渦は円柱状アー
ムを上下に交番的に変動させる流体力を発生させる。本
発明では、図７のように、断面Ｙ字型の攪拌促進部を流
れの矢印に対して配置するため、該攪拌促進部前部のＶ
字型アームの先端で流れの剥離位置を決定し、後方の水
平なフィンにより渦の発生を安定させることができ、カ
ルマン渦の発生を防止することができる。
流には、図８のように、必ずカルマン渦が発生する。こ
れは円柱状アームの後流より渦が離脱する剥離位置が変
化するために発生するものであり、この渦は円柱状アー
ムを上下に交番的に変動させる流体力を発生させる。本
発明では、図７のように、断面Ｙ字型の攪拌促進部を流
れの矢印に対して配置するため、該攪拌促進部前部のＶ
字型アームの先端で流れの剥離位置を決定し、後方の水
平なフィンにより渦の発生を安定させることができ、カ
ルマン渦の発生を防止することができる。
【０００７】（３）気泡を微細化するためには、液とア
ームとの剪断力を大きくする必要があり、液とアームと
の相対速度を大きくする必要がある。アームは回転軸を
中心に回転するため、アーム半径の内側は周速度は遅く
なり、剪断力も弱くなる。従って、この部分への空気の
回り込みを極力低減させ、アーム半径の大きな部分に空
気が回るようにして気泡の微細化を図る必要がある。そ
こで、本発明では、アーム及び水平フィンの長手方向に
直角に１つ以上のリブを設けることにより、アーム半径
の内側への空気の回り込みを防止し、アーム半径方向に
比較的に均一に気泡を発生するようにした。
ームとの剪断力を大きくする必要があり、液とアームと
の相対速度を大きくする必要がある。アームは回転軸を
中心に回転するため、アーム半径の内側は周速度は遅く
なり、剪断力も弱くなる。従って、この部分への空気の
回り込みを極力低減させ、アーム半径の大きな部分に空
気が回るようにして気泡の微細化を図る必要がある。そ
こで、本発明では、アーム及び水平フィンの長手方向に
直角に１つ以上のリブを設けることにより、アーム半径
の内側への空気の回り込みを防止し、アーム半径方向に
比較的に均一に気泡を発生するようにした。
【０００８】（４）本発明のアームは、図７の矢印の流
れに対して回転する正回転時には、図４に示すように、
抗力係数は１．７であるが、逆回転時には抗力係数は
１．５であるため、エアスパージャに通気しないときに
は、アームを逆回転させることにより、動力の低減を図
ることができる。
れに対して回転する正回転時には、図４に示すように、
抗力係数は１．７であるが、逆回転時には抗力係数は
１．５であるため、エアスパージャに通気しないときに
は、アームを逆回転させることにより、動力の低減を図
ることができる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の具体例であるアーム回転式
エアスパージャを正面から見た一部破断図であり、図２
は図１のII−II矢線における平面図、図３は図１のIII
−III 矢線における断面図である。垂直な中空回転軸１
の下端部周囲に翼断面形状のブレード７を４つ取り付
け、それらの先端部に攪拌促進部を設けた。攪拌促進部
は、断面Ｖ字型アーム３と水平なフィン４からなり全体
で断面Ｙ字型をなし、その長手方向に直角に３つのリブ
５を設け、かつ、水平なフィン４には長手方向に複数の
連通孔６を設けたものである。そして、該連通孔６の１
つには空気管２を介して回転軸１の中空部に接続して空
気の供給を可能とする。かかるアーム回転式エアスパー
ジャは、回転軸１を中心に回転することにより、断面Ｖ
字型アーム３の先端で液に対して剪断力を与え、安定し
た渦を発生させて液を攪拌するとともに、空気管２を介
して連通孔６から噴出される空気は、前記剪断力及び渦
により微細化された気泡を効率的に発生させることがで
きる。
エアスパージャを正面から見た一部破断図であり、図２
は図１のII−II矢線における平面図、図３は図１のIII
−III 矢線における断面図である。垂直な中空回転軸１
の下端部周囲に翼断面形状のブレード７を４つ取り付
け、それらの先端部に攪拌促進部を設けた。攪拌促進部
は、断面Ｖ字型アーム３と水平なフィン４からなり全体
で断面Ｙ字型をなし、その長手方向に直角に３つのリブ
５を設け、かつ、水平なフィン４には長手方向に複数の
連通孔６を設けたものである。そして、該連通孔６の１
つには空気管２を介して回転軸１の中空部に接続して空
気の供給を可能とする。かかるアーム回転式エアスパー
ジャは、回転軸１を中心に回転することにより、断面Ｖ
字型アーム３の先端で液に対して剪断力を与え、安定し
た渦を発生させて液を攪拌するとともに、空気管２を介
して連通孔６から噴出される空気は、前記剪断力及び渦
により微細化された気泡を効率的に発生させることがで
きる。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、断面Ｖ字型アームの先端を流れの剥離位置と
し、水平なフィンとの協同作用により、アーム後方にカ
ルマン渦の発生を抑制して動力変動を小さくし、機器の
損傷や故障を低下させることができ、空気の微細化量
を多くすることができ、空気の溶解や液の酸化の効率を
を向上させることができ、エアスパージャに通気しな
いときには、アームの回転を逆にすることにより、動力
を低減することができ、かつ、攪拌促進部の断面をＹ
字型にすることにより、従来の円柱状アームに比べて材
料を低減することができ、コストの低減を図ることがで
きた。
より、断面Ｖ字型アームの先端を流れの剥離位置と
し、水平なフィンとの協同作用により、アーム後方にカ
ルマン渦の発生を抑制して動力変動を小さくし、機器の
損傷や故障を低下させることができ、空気の微細化量
を多くすることができ、空気の溶解や液の酸化の効率を
を向上させることができ、エアスパージャに通気しな
いときには、アームの回転を逆にすることにより、動力
を低減することができ、かつ、攪拌促進部の断面をＹ
字型にすることにより、従来の円柱状アームに比べて材
料を低減することができ、コストの低減を図ることがで
きた。
【図１】本発明の１具体例であるアーム回転式エアスパ
ージャの正面から見た一部破断図である。
ージャの正面から見た一部破断図である。
【図２】図１のII−II矢線における平面図である。
【図３】図２のIII-III 矢線における断面図である。
【図４】各種薄肉断面と抵抗係数を示した図である。
【図５】従来のアーム回転式エアスパージャの全体図で
ある。
ある。
【図６】図５のIV−IV矢線における断面図である。
【図７】本発明の断面Ｙ字型攪拌促進部による渦の発生
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図８】従来の円柱状アームによるカルマン渦の発生を
説明するための図である。
説明するための図である。
【符号の説明】 １ 中空回転軸 ２ 空気管 ３ 断面Ｖ字型アーム ４ 水平なフィン ５ リブ ６ 連通孔 ７ ブレード ８ 中空回転軸 ９ 円柱状アーム １０ 空気ノズル １１ 空気管 １２ 空気源 １４ モータ １６ 槽 １７ 液 １８ 気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 京極 武治 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−52633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−193635（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01F 3/04 B01F 1/00 C02F 1/50 C02F 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】 垂直な中空回転軸から水平に延びる複数
のブレードの先端に気液攪拌促進部を取り付けたアーム
回転式エアスパージャにおいて、長さ方向に複数の連通
孔を穿設した水平フィンの一方の側端部全長にわたり断
面Ｖ字型アームの基部を固着して断面Ｙ字型の気液攪拌
促進部を形成し、該フィン及びアームの長手方向に直角
にリブに固定し、上記回転軸の中空部と上記水平フィン
の連通孔の少なくとも１つとを空気管で接続して空気供
給路を形成したことを特徴とするアーム回転式エアスパ
ージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4835891A JP2871136B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | アーム回転式エアスパージャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4835891A JP2871136B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | アーム回転式エアスパージャ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05220363A JPH05220363A (ja) | 1993-08-31 |
| JP2871136B2 true JP2871136B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=12801131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4835891A Expired - Lifetime JP2871136B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | アーム回転式エアスパージャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2871136B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6550747B2 (en) | 1998-10-09 | 2003-04-22 | Zenon Environmental Inc. | Cyclic aeration system for submerged membrane modules |
| JP5302265B2 (ja) * | 2010-06-08 | 2013-10-02 | 株式会社エディプラス | 攪拌用回転体および攪拌装置 |
| JP2012040556A (ja) * | 2011-09-27 | 2012-03-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体の攪拌方法およびアーム回転式スパージャ |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP4835891A patent/JP2871136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05220363A (ja) | 1993-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981208 |