JP3455467B2 - Aeration device - Google Patents
Aeration deviceInfo
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は曝気装置に関し、詳
しくは水処理設備等の液体処理設備で用いられる曝気装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aeration device, and more particularly to an aeration device used in liquid treatment equipment such as water treatment equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の曝気装置としては、例えば、水処
理設備等に配設された好気性微生物を含む処理槽内に浸
漬され、送水用インペラーで被処理水を送水し、このイ
ンペラーの出口側に空気を噴出させるようにしたものが
多々知られている(例えば、特開昭61−36476号
公報、特開昭62−106896号公報、特開昭63−
221896号公報等参照)。この種の曝気装置のひと
つとして、特開昭63−221896号公報では、図5
に示すように、インペラーの出口側に回転可能な回転コ
ーンを配設し、回転する回転コーンの周縁部から空気を
噴出させる曝気装置が開示されている。2. Description of the Related Art A conventional aeration apparatus is, for example, immersed in a treatment tank containing aerobic microorganisms disposed in a water treatment facility or the like, and water to be treated is fed by a water feeding impeller, and the outlet of this impeller is used. There are many known devices in which air is ejected to the side (for example, JP-A-61-36476, JP-A-62-106896, JP-A-63-63).
221896, etc.). As one of the aeration devices of this type, as shown in FIG.
As shown in (1), there is disclosed an aeration device in which a rotatable rotary cone is arranged on the outlet side of an impeller and air is ejected from the peripheral portion of the rotating rotary cone.
【0003】この従来の曝気装置11では、内部に被処
理水の流路が形成されたケーシング12内に、減速機1
4を介して水中モーター13により駆動される下向き送
水用のインペラー17が配設され、そのインペラー17
の下流側に回転コーン16が設けられている。この回転
コーン16とケーシング12の底部との間には空気噴出
間隙が形成されている。また、回転コーン16の下方に
は、空気を供給するための給気管19の管端が開口して
おり、回転コーン16とケーシング12の底壁で囲まれ
た空間は、空気が供給される空気室18となっている。In this conventional aeration device 11, the speed reducer 1 is provided in a casing 12 in which a flow path for water to be treated is formed.
An impeller 17 for downward water supply, which is driven by a submersible motor 13 through 4, is provided.
A rotary cone 16 is provided on the downstream side of the. An air ejection gap is formed between the rotary cone 16 and the bottom of the casing 12. Further, a pipe end of an air supply pipe 19 for supplying air is opened below the rotary cone 16, and a space surrounded by the rotary cone 16 and the bottom wall of the casing 12 is an air supply space. It is a room 18.
【0004】このように構成された従来の曝気装置11
では、水中モーター13の回転は減速機14によって所
定の速度に減速されて出力軸15に伝えられ、インペラ
ー17および回転コーン16が回転される。被処理水は
インペラー17によりケーシング12内を下向きに送水
され、ケーシング12下部の吐出口から吐出される。こ
の時、空気は給気管19から空気室18に噴き込まれ、
空気噴出間隙から流路に噴出される際に、高速回転して
いる回転コーン16の遠心力により圧延されて薄い膜状
とされ、かつ回転コーン16の周端によって剪断され
る。さらに、流路に噴出された空気は、上方からの水流
によって破砕されて微細気泡となり、ケーシング12の
吐出口方向に移送されて処理槽内に吐出される。[0004] The conventional aeration device 11 thus configured
Then, the rotation of the submersible motor 13 is reduced to a predetermined speed by the speed reducer 14 and transmitted to the output shaft 15, and the impeller 17 and the rotary cone 16 are rotated. The water to be treated is fed downward in the casing 12 by the impeller 17 and is discharged from the discharge port at the bottom of the casing 12. At this time, air is blown into the air chamber 18 from the air supply pipe 19,
When the air is ejected from the air ejection gap into the flow path, it is rolled into a thin film by the centrifugal force of the rotating cone 16 rotating at a high speed, and is sheared by the peripheral end of the rotating cone 16. Further, the air jetted into the flow path is crushed by the water flow from above to form fine bubbles, transferred to the discharge port of the casing 12 and discharged into the processing tank.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
曝気装置11では、図5に示すような平坦な回転コーン
16を用いると、回転コーン16の壁面が水流の抵抗と
なって流路内の圧力損失が増大してしまい、被処理水の
循環流量の低下を十分防止することができなかった。循
環流量が低下すると、流路内の流速が遅くなって空気噴
出間隙から噴出される空気の破砕効果が弱まるという問
題があった。そして、循環流量と流路内流速の低下を補
うためには、インペラー17の回転数を上げなければな
らず、電力などの動力消費量が多くなってしまい不経済
であった。By the way, in the above conventional aeration apparatus 11, when a flat rotary cone 16 as shown in FIG. 5 is used, the wall surface of the rotary cone 16 becomes a resistance of the water flow, and Since the pressure loss increased, it was not possible to sufficiently prevent the reduction of the circulation flow rate of the water to be treated. When the circulation flow rate decreases, there is a problem that the flow velocity in the flow path becomes slow and the crushing effect of the air ejected from the air ejection gap is weakened. Then, in order to compensate for the decrease in the circulation flow rate and the flow velocity in the flow path, the rotation speed of the impeller 17 must be increased, and the power consumption such as electric power is increased, which is uneconomical.
【0006】そこで、本発明はこのような課題に鑑み
て、被処理水の循環流量を増大でき、かつ空気の微細化
性能を向上できると共に、動力消費量を低減可能な曝気
装置を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention provides an aerator capable of increasing the circulating flow rate of water to be treated, improving the performance of atomizing air, and reducing the power consumption. With the goal.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の曝気装置は、内部に流路が形成されたケー
シング内に配設され、モーターにより駆動されるインペ
ラーの下流側に、このインペラーと同軸にかつ一体に回
転コーンが配設され、この回転コーンの周縁部と、ケー
シング内壁との間に空気噴出間隙を設けてなるものであ
って、回転コーンの壁面が水平面に対してなす角度をθ
としたときに、60°<θ≦85°となっていることを
特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the aeration apparatus of the present invention is arranged in a casing having a flow passage formed therein, and is provided on the downstream side of an impeller driven by a motor. A rotary cone is disposed coaxially and integrally with the impeller, and an air ejection gap is provided between the peripheral edge of the rotary cone and the inner wall of the casing. The angle to make is θ
Then, 60 ° <θ ≦ 85 ° .
【0008】このように構成された曝気装置によれば、
回転コーンの壁面が受ける水流の圧力が従来に比して小
さく、かつ従来のように回転コーンの壁面の周囲で流路
が大きく彎曲することがないので、流路内の圧力損失が
低減される。また、回転コーンの下方に供給される空気
に作用する回転コーンの壁面内面からの押圧力が高めら
れるので、空気噴出間隙から噴出される際により圧延さ
れてより薄い膜状とされる。さらに、回転コーンを従来
に比して軽量として回転モーメントおよび出力軸が支え
る軸重を小さくし得るので、インペラーの所要動力(仕
事量)を増大でき、従来よりも回転動力が低減されて循
環流量を増大できる。また、回転コーンを従来に比して
小型とし得るので、従来と同一断面積の流路を確保する
のに、ケーシング胴部の外径を小さくし得る。According to the aeration device configured as described above,
The pressure of the water flow received by the wall surface of the rotating cone is smaller than before, and the flow path does not bend greatly around the wall surface of the rotating cone as before, so the pressure loss in the flow path is reduced. . Further, since the pressing force from the inner surface of the wall surface of the rotary cone acting on the air supplied below the rotary cone is increased, it is rolled into a thinner film when ejected from the air ejection gap. Furthermore, since the rotating cone is lighter than the conventional one and the rotating moment and the axial load supported by the output shaft can be reduced, the required power (work amount) of the impeller can be increased, the rotating power is reduced and the circulation flow rate can be reduced. Can be increased. Further, since the rotating cone can be made smaller than the conventional one, the outer diameter of the casing body can be made small in order to secure the flow passage having the same cross-sectional area as the conventional one.
【0009】また、ケーシングの吐出口が略水平方向の
外方に向かって開口されており、吐出口の開口部の鉛直
長をW[mm]、吐出口の鉛直中心を通る水平線と、回
転コーンの開口部周縁の下端位置を通る水平線との鉛直
距離をDv[mm]としたときに、|Dv|≦W×0.
5の関係が成立していると好適である。Further, the discharge port of the casing is opened outward in a substantially horizontal direction, the vertical length of the opening of the discharge port is W [mm], the horizontal line passing through the vertical center of the discharge port, and the rotary cone. When the vertical distance from the horizontal line passing through the lower end position of the peripheral edge of the opening is Dv [mm], | Dv | ≦ W × 0.
It is preferable that the relationship of 5 is established.
【0010】このようにすれば、空気噴出間隙の水平外
方の略延長線上にケーシングの吐出口が位置するので、
空気噴出間隙から噴出された空気の薄膜は、水流と必ず
交差することとなり、水流によって確実に破砕される。
また、噴出された空気は水流と必ず交差するので、空気
が水流に逆行して流路の上流側に浮上し難くなり、気流
に起因する流路内の圧力損失が低減される。さらに、空
気が上流側に浮上し難いので、空気噴出間隙から噴出さ
れた空気が吐出口以外に散逸し難い。With this configuration, the discharge port of the casing is located on a substantially horizontal extension line of the air ejection gap.
The thin film of air ejected from the air ejection gap always intersects with the water flow and is reliably broken by the water flow.
Further, since the jetted air always intersects with the water flow, the air goes backward to the water flow and is unlikely to float on the upstream side of the flow path, and the pressure loss in the flow path due to the air flow is reduced. Furthermore, since the air is unlikely to float to the upstream side, the air ejected from the air ejection gap is unlikely to dissipate outside the discharge port.
【0011】さらに、インペラーの周端に対設する前記
ケーシング胴部の内径をR[mm]、ケーシング胴部の
内壁面の鉛直垂線と、回転コーンの開口部下端の周縁位
置を通る鉛直垂線との水平距離をDh[mm]としたと
きに、|Dh|≦R×0.1の関係が成立していること
が望ましい。Furthermore, the inner diameter of the casing body portion opposite to the peripheral end of the impeller is R [mm], the vertical perpendicular line of the inner wall surface of the casing body portion, and the vertical perpendicular line passing through the peripheral edge position of the lower end of the opening of the rotating cone. It is desirable that the relationship of | Dh | ≦ R × 0.1 holds when the horizontal distance of Dh [mm].
【0012】このようにすれば、ケーシングの胴部壁面
の鉛直垂線と空気噴出間隙との水平位置が略同一となる
ので、空気噴出間隙がケーシングのより中心寄りに位置
する場合に比して、噴出された空気が水流に逆行して流
路の上流側に一層浮上し難くなり、気流に起因する流路
内の圧力損失が無視できるほど少なくなる。また、空気
噴出間隙がケーシングのより外周寄りに位置する場合に
比して、噴出された空気の薄膜が水流と交差し易いの
で、水流によって破砕され易い。さらに、空気が上流側
に一層浮上し難いので、空気噴出間隙から噴出された空
気が吐出口以外に一層散逸し難い。With this configuration, the vertical position of the vertical vertical line on the wall surface of the body of the casing and the air ejection gap are substantially the same, so that the air ejection gap is located closer to the center of the casing. The jetted air goes against the water flow and becomes more difficult to float upstream of the flow path, and the pressure loss in the flow path due to the air flow becomes negligibly small. Further, as compared with the case where the air ejection gap is located closer to the outer periphery of the casing, the ejected air thin film is more likely to intersect with the water flow, and thus is easily broken by the water flow. Furthermore, since it is more difficult for the air to float to the upstream side, it is more difficult for the air ejected from the air ejection gap to dissipate outside the discharge port.
【0013】ここで、曝気装置の具体的な構成として
は、回転コーンの開口部周縁に、流路側に突設された案
内板を設けた構成が採用される。Here, as a specific structure of the aeration device, a structure in which a guide plate protruding toward the flow path is provided on the periphery of the opening of the rotary cone is adopted.
【0014】このようにすれば、回転コーンの下方から
供給された空気は、案内板に沿って空気噴出間隙へ導入
され、薄い膜状となって剪断されながら流路に噴出され
る。そして、最小径および最大径が同一で案内板を有し
ない回転コーンに比して、角度θをより大きくして回転
コーン壁面の周囲の流路幅を拡大し得るので、流路内の
圧力損失がさらに一層低減され得る。また、角度θをよ
り大きくして、空気に作用する回転コーンの壁面内面か
らの押圧力が一層高められ得るので、空気噴出間隙から
噴出される際に、空気がより一層圧延されてより一層薄
い膜状とされ得る。また、本発明の曝気装置は、内部に
流路が形成されたケーシング内に配設され、モーターに
より駆動されるインペラーの下流側に、当該インペラー
と同軸にかつ一体に回転コーンが配設され、当該回転コ
ーンの周縁部と、ケーシング内壁との間に空気噴出間隙
を設けてなる曝気装置であって、回転コーンの壁面が水
平面に対してなす角度をθとしたときに、60°<θ≦
85°となっており、空気が供給される回転コーンの下
方内部の空間を画成するケーシングの底壁の最上位面
が、回転コーンの周縁部と鉛直方向において略同一のレ
ベルにある、ことを特徴とする。また、本発明の曝気装
置は、内部に流路が形成されたケーシング内に配設さ
れ、モーターにより駆動されるインペラーの下流側に、
当該インペラーと同軸にかつ一体に回転コーンが配設さ
れ、当該回転コーンの周縁部と、ケーシング内壁との間
に空気噴出間隙を設けてなる曝気装置であって、回転コ
ーンの壁面が水平面に対してなす角度をθとしたとき
に、60°<θ≦85°となっており、回転コーンの壁
面に対向するケーシングの胴部が、回転コーンの壁面と
略平行に形成されている、ことを特徴とする。また、本
発明の曝気装置は、回転コーンの壁面がテーパー面であ
る、ことを特徴としてもよい。 According to this structure, the air supplied from below the rotary cone is introduced into the air ejection gap along the guide plate and is ejected into the flow path while being sheared into a thin film. As compared with a rotating cone having the same minimum and maximum diameters and no guide plate, the angle θ can be increased to increase the width of the flow passage around the wall surface of the rotating cone. Can be even further reduced. In addition, since the pressing force from the inner surface of the wall surface of the rotating cone acting on the air can be further increased by increasing the angle θ, the air is further rolled and thinner when ejected from the air ejection gap. It can be in the form of a film. In addition, the aeration device of the present invention is
It is installed in the casing where the flow path is formed and
On the downstream side of the driven impeller,
A rotary cone is arranged coaxially and integrally with the rotary cone.
Air ejection gap between the peripheral edge of the container and the inner wall of the casing
The aerator is equipped with a
When the angle to the plane is θ, 60 ° <θ ≦
It is at 85 °, below the rotating cone where air is supplied.
Top surface of the bottom wall of the casing that defines the inner space
Are almost the same in the vertical direction as the peripheral portion of the rotating cone.
It is located at the bell. Further, the aeration apparatus of the present invention
The device is installed in a casing with a flow passage formed inside.
And on the downstream side of the impeller driven by the motor,
A rotating cone is installed coaxially and integrally with the impeller.
Between the peripheral edge of the rotating cone and the inner wall of the casing.
An aerating device having an air ejection gap in the
When the angle formed by the wall surface of the cone with respect to the horizontal plane is θ
And 60 ° <θ ≤ 85 °, which is the wall of the rotating cone.
The body of the casing facing the surface and the wall surface of the rotating cone
It is characterized in that they are formed substantially in parallel. Also books
In the aeration device of the invention, the wall surface of the rotating cone is a tapered surface.
It may be characterized by that.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
実施形態を説明する。図1は本発明の曝気装置に係る一
実施形態を示す垂直断面略図である。図1に示すよう
に、曝気装置1のケーシング2は、上方(図示上方;以
下、上下は図面を基準とする)に開放された被処理水の
吸水口21を上部に有し、略水平方向の外方に向かって
開口された吐出口22を下部に有している。ケーシング
2の上部中央には減速機4を介して水中モーター3が設
置されており、水中モーター3の出力軸5がケーシング
2内部に突設されている。また、出力軸5の下端部に
は、所謂後向き羽根から成る下向き送水用のインペラー
7が出力軸5と同軸に回転可能に結合されている。その
インペラー7の下部には、壁面が下方に開放された回転
コーン6が、出力軸5およびインペラー7と同軸に回転
可能に結合されており、回転コーン6の壁面とケーシン
グ2との間の空間に、被処理水10が下向きに送水され
る環状流路が画成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment of an aeration apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the casing 2 of the aeration device 1 has a water inlet 21 of the water to be treated, which is opened upward (upward in the drawing; hereinafter, the upper and lower sides are based on the drawing), and is substantially horizontal. Has a discharge port 22 that is open toward the outside. An underwater motor 3 is installed in the upper center of the casing 2 via a speed reducer 4, and an output shaft 5 of the underwater motor 3 is provided so as to project inside the casing 2. Further, a downward water feeding impeller 7 composed of so-called rearward vanes is rotatably coupled to the output shaft 5 coaxially with the output shaft 5. A rotary cone 6 having a wall surface opened downward is rotatably coupled to the output shaft 5 and the impeller 7 at the lower part of the impeller 7 so as to be rotatable between the wall surface of the rotary cone 6 and the casing 2. In addition, an annular flow path for the water to be treated 10 to be fed downward is defined.
【0016】この回転コーン6の壁面は、環状流路を上
方から下方へ流れる水流の圧力損失を大きくしない傾斜
角をもって形成されている。すなわち、回転コーン6の
壁面が水平面に対してなす角度θが60°より大きくな
るように、好ましくは60°<θ≦85°の範囲となる
ように設けられている。ここで、回転コーン6の高さお
よび上壁の径が従来と同一の場合には、回転コーン6の
外形と重量は、従来に比して小型軽量となり、回転コー
ン6の回転モーメントおよび出力軸5が支える軸重は、
従来よりも小さくなり得る。The wall surface of the rotary cone 6 is formed with an inclination angle that does not increase the pressure loss of the water flow flowing from the upper side to the lower side in the annular flow path. That is, it is provided so that the angle θ formed by the wall surface of the rotating cone 6 with respect to the horizontal plane is larger than 60 °, preferably in the range of 60 ° <θ ≦ 85 °. Here, when the height of the rotating cone 6 and the diameter of the upper wall are the same as those in the conventional case, the outer shape and weight of the rotating cone 6 are smaller and lighter than those in the conventional case, and the rotation moment of the rotating cone 6 and the output shaft are reduced. The axial load supported by 5 is
It can be smaller than before.
【0017】また、回転コーン6壁面に対向するケーシ
ング2の胴部は、回転コーン6壁面と略平行に形成され
ていて、回転コーン6壁面とケーシング2胴部との間の
環状流路が水平面に対してなす角度は上記θと同等とな
っている。よって、この部分の流路の断面積を従来と同
一とする場合には、ケーシング2の胴部外径はより小さ
くなり得る。The body of the casing 2 facing the wall surface of the rotary cone 6 is formed substantially parallel to the wall surface of the rotary cone 6, and the annular flow path between the wall surface of the rotary cone 6 and the body of the casing 2 is a horizontal plane. The angle formed with respect to is the same as the above θ. Therefore, when the cross-sectional area of the flow path in this portion is the same as that of the conventional case, the outer diameter of the body of the casing 2 may be smaller.
【0018】そして、回転コーン6の壁面の開口部先端
はケーシング2底部の若干上方に位置しており、この先
端とケーシング2の底部との間に、環状をなす空気噴出
間隙61が形成されている。また、回転コーン6とケー
シング2の底部とで囲まれた内空間は、空気が供給され
る空気室8となっている。そして、空気を供給するため
の給気管9の管端が、ケーシング2の底部を貫通して回
転コーンと同軸に、空気室8内に設置されている。The tip of the opening of the wall surface of the rotary cone 6 is located slightly above the bottom of the casing 2, and an annular air ejection gap 61 is formed between this tip and the bottom of the casing 2. There is. The inner space surrounded by the rotary cone 6 and the bottom of the casing 2 is an air chamber 8 to which air is supplied. The pipe end of the air supply pipe 9 for supplying air is installed in the air chamber 8 so as to penetrate the bottom of the casing 2 and coaxial with the rotary cone.
【0019】図2は、上記のように構成された曝気装置
1の運転状況を示す模式図である。上記曝気装置1は、
例えばこの図2に示すように、生物反応槽40に収納さ
れた好気性微生物から成る汚泥を含む被処理水10中に
浸漬され、ブロアー50から給気管9を通して空気が供
給される。そして、図1に示す水中モーター3が回転さ
れ、この回転が減速機4によって所定の速度に減速され
て出力軸5に伝えられて出力軸5に結合されたインペラ
ー7およびインペラー7の下部に結合された回転コーン
6が回転される。インペラー7の回転により、被処理水
10は吸水口21から鉛直下方にケーシング2内部へ取
り入れられ、環状流路内を下向きに流れる水流が生じ
る。上述の如く、回転コーン6壁面が水平面に対してな
す角度θは60°より大きく、その壁面が受ける水流の
水圧は従来に比して極めて小さい。例えば、従来の回転
コーン16のθが45°、本実施形態の回転コーン6の
θが60°を僅かに上回っているとすると、水流により
回転コーン6の壁面に垂直に作用する力の成分、すなわ
ち抗力は従来の67%程度となる。そして、回転コーン
6の高さを従来と同一とすれば、壁面の面積を考慮し
て、回転コーン6の壁面全体が受ける水圧は、従来の4
0%程度となる。本実施形態のθがより大きいと、回転
コーン6の壁面が受ける水圧はより低減される。また、
回転コーン6壁面の周囲の環状流路が水平面に対してな
す角度は、回転コーン6壁面と同等であり、インペラー
7直下方から空気噴出間隙61を過ぎる辺りの位置まで
は、環状流路は外方に向けて大きく彎曲しておらず、圧
力損失の一要因となる環状流路の形状変化は殆どない。FIG. 2 is a schematic diagram showing the operating condition of the aeration apparatus 1 configured as described above. The aeration device 1 is
For example, as shown in FIG. 2, it is immersed in water to be treated 10 containing sludge made of aerobic microorganisms stored in a biological reaction tank 40, and air is supplied from a blower 50 through an air supply pipe 9. Then, the submersible motor 3 shown in FIG. 1 is rotated, and the rotation is reduced to a predetermined speed by the speed reducer 4, transmitted to the output shaft 5, and coupled to the impeller 7 coupled to the output shaft 5 and a lower portion of the impeller 7. The rotated cone 6 is rotated. By the rotation of the impeller 7, the water to be treated 10 is taken vertically downward into the casing 2 from the water inlet 21, and a downward water flow is generated in the annular flow path. As described above, the angle θ formed by the wall surface of the rotating cone 6 with respect to the horizontal plane is larger than 60 °, and the water pressure of the water stream received by the wall surface is extremely smaller than in the conventional case. For example, if the θ of the conventional rotary cone 16 is 45 ° and the θ of the rotary cone 6 of the present embodiment is slightly higher than 60 °, the component of the force acting vertically on the wall surface of the rotary cone 6 by the water flow, That is, the drag force is about 67% of the conventional value. If the height of the rotating cone 6 is the same as that of the conventional one, the water pressure received by the entire wall surface of the rotating cone 6 is 4 times that of the conventional one in consideration of the area of the wall surface.
It will be about 0%. When θ in this embodiment is larger, the water pressure applied to the wall surface of the rotating cone 6 is further reduced. Also,
The angle of the annular flow path around the wall surface of the rotating cone 6 with respect to the horizontal plane is the same as that of the wall surface of the rotating cone 6, and the annular flow path is outside from immediately below the impeller 7 to a position near the air ejection gap 61. The shape of the annular flow path, which is one of the causes of pressure loss, is hardly changed because the shape of the flow path is not greatly curved toward the side.
【0020】一方、給気管9から空気室8に噴き込まれ
た空気は、空気室8に一旦滞留し、しかる後、空気噴出
間隙61から環状流路に噴出される。その際に、高速回
転している回転コーン6の遠心力により圧延されて薄い
膜状とされる。このとき、回転コーン6の壁面のθが6
0°と従来に比して大きいために、空気が壁面に沿って
空気噴出間隙61へ移動する時および空気噴出間隙61
から噴出される際に、空気に作用する壁面内面からの押
圧力が高まることとなり、空気はより圧延されてより薄
い膜状となる。その空気の薄膜は、回転コーン6の周端
によって剪断されて環状流路に噴出され、環状流路の上
方から水流と交差して破砕される。ここでの水流の水勢
は殆ど衰えておらず、空気は十分に微細化された気泡と
なって水流と混合され、気水混相流となって下流に移送
されてケーシング2の吐出口22から吐出される。そし
て、図2に矢印付き破線で示すような気水混相流30の
循環流が、生物反応槽40内に発生し、好気性微生物に
よる被処理水10の分解反応を維持するに十分な酸素が
被処理水10全体に補給される。On the other hand, the air blown into the air chamber 8 from the air supply pipe 9 once stays in the air chamber 8 and is thereafter jetted from the air jetting gap 61 to the annular flow passage. At that time, it is rolled by the centrifugal force of the rotating cone 6 rotating at a high speed to form a thin film. At this time, θ of the wall surface of the rotating cone 6 is 6
Since it is 0 °, which is larger than in the conventional case, when air moves along the wall surface to the air ejection gap 61,
When ejected from the sheet, the pressing force exerted on the air from the inner surface of the wall surface increases, and the air is further rolled into a thinner film. The thin film of air is sheared by the peripheral end of the rotary cone 6 and jetted into the annular flow path, and is crushed by crossing the water flow from above the annular flow path. The water force of the water flow here is not substantially diminished, and the air is mixed with the water flow in the form of sufficiently finely divided bubbles and is transferred as a gas-water multiphase flow to the downstream side to be discharged from the discharge port 22 of the casing 2. To be done. Then, a circulating flow of the air-water mixed phase flow 30 as shown by a broken line with an arrow in FIG. 2 is generated in the biological reaction tank 40, and sufficient oxygen is maintained to maintain the decomposition reaction of the water 10 to be treated by the aerobic microorganisms. It is replenished to the whole water 10 to be treated.
【0021】ここで、上記θが各々異なる角度の回転コ
ーン6を用い、空気噴出間隙61の位置での水流が水平
面に対してなす角度を、各回転コーン6の角度θと同等
となるようにして、流路内の圧力損失、流速および気水
混相流中の気泡混同度(ボイド率)等を試験測定したと
ころ、θが60°以下の場合には、従来に比して気泡の
微細化性能に大差がなく、θが60°より大きくなると
流路内の圧力損失が低減されて流速が顕著に速くなり、
気泡の微細化性能が格段に向上することを確認した。Here, the rotating cones 6 having different angles of θ are used, and the angle formed by the water flow at the position of the air ejection gap 61 with respect to the horizontal plane is made equal to the angle θ of each rotating cone 6. Then, the pressure loss in the flow path, the flow velocity, and the bubble mixing degree (void ratio) in the gas-water multiphase flow were tested and measured. When θ was 60 ° or less, the bubbles were made smaller than before. There is no big difference in performance, and when θ is greater than 60 °, the pressure loss in the flow path is reduced and the flow velocity becomes significantly faster.
It was confirmed that the bubble miniaturization performance was remarkably improved.
【0022】このように構成された曝気装置1によれ
ば、回転コーン6の壁面が受ける水流の圧力が従来に比
して極めて小さく、かつ従来のように回転コーン6壁面
の周囲で環状流路が外方に向けて大きく彎曲することが
ないので、環状流路内の圧力損失が従来に比して格段に
低減される。その結果、被処理水10の循環流量を増大
することができ、流路内の流速が速められて空気が破砕
され易くなるので、空気の微細化性能を向上することが
可能となる。According to the aeration apparatus 1 thus constructed, the wall pressure of the rotary cone 6 is extremely small as compared with the conventional pressure, and the annular flow path is formed around the wall surface of the rotary cone 6 as in the conventional case. Does not significantly bend outwards, so that the pressure loss in the annular flow path is significantly reduced compared to the prior art. As a result, the circulation flow rate of the water to be treated 10 can be increased, the flow velocity in the flow path is increased, and the air is easily crushed, so that the air refining performance can be improved.
【0023】また、回転コーン6の下方に供給される空
気に作用する回転コーン6の壁面内面からの押圧力が高
められるので、空気噴出間隙61から噴出される際によ
り圧延されてより薄い膜状とされる。よって、噴出され
た空気が水流によって一層破砕され易くなり、空気の微
細化性能を一層向上できる。Further, since the pressing force from the inner surface of the wall surface of the rotary cone 6 that acts on the air supplied below the rotary cone 6 is increased, when it is jetted from the air jet gap 61, it is rolled and becomes a thinner film. It is said that Therefore, the jetted air is more easily crushed by the water flow, and the air refining performance can be further improved.
【0024】また、以上の作用効果により、従来と同等
の循環流量と空気の微細化性能を達成するのに必要な電
力などの動力エネルギーを低減することができる。Further, due to the above effects, it is possible to reduce power energy such as electric power required to achieve the circulation flow rate and the air refining performance equivalent to those in the conventional case.
【0025】加えて、回転コーン6を従来に比して小型
とし得るので、従来と同一断面積の流路を確保するの
に、ケーシング2胴部の外径を小さくし得る。よって、
従来に比して装置を小型化できる利点がある。In addition, since the rotary cone 6 can be made smaller than the conventional one, the outer diameter of the body portion of the casing 2 can be made small in order to secure the flow passage having the same cross-sectional area as the conventional one. Therefore,
There is an advantage that the device can be made smaller than the conventional one.
【0026】図3は、本発明の曝気装置に係る他の一実
施形態を示す垂直断面略図であり、回転コーン6の一部
と吐出口22とを拡大して示す図である。図3に示す本
実施形態の曝気装置1では、回転コーン6が水平面に対
してなす角度θ1は、約65°とされており、また、ケ
ーシング2は、回転コーン6壁面とケーシング2胴部と
の間の環状流路が水平面に対してなす角度が約65°と
なるように形成されている。なお、他の部材の配置構成
は図1に示す曝気装置1と同様であるので、ここでの説
明は省略する。FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing another embodiment of the aeration apparatus of the present invention, and is an enlarged view showing a part of the rotary cone 6 and the discharge port 22. In the aeration apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 3, the angle θ1 formed by the rotary cone 6 with respect to the horizontal plane is about 65 °, and the casing 2 includes the wall surface of the rotary cone 6 and the casing 2 body. The annular flow path between the two is formed so as to form an angle of about 65 ° with the horizontal plane. The arrangement of the other members is the same as that of the aeration apparatus 1 shown in FIG. 1, and thus the description thereof is omitted here.
【0027】ここで、図3に示す如く、吐出口22の開
口部の鉛直長をW[mm]、吐出口22の鉛直中心を通
る水平線と、回転コーン6の開口部周縁の下端位置(す
なわち空気噴出間隙61の上端位置)を通る水平線との
鉛直距離をDv[mm]としたとき、本実施形態の曝気
装置1では、|Dv|≦W×0.2の関係が成立してお
り、空気噴出間隙61の水平外方の略延長線上にケーシ
ング2の吐出口22が位置している。また、前記インペ
ラー7の周端に対設するケーシング2胴部の内径をR
[mm]、このケーシング2胴部の内壁面の鉛直垂線
と、回転コーン6の開口部下端の周縁位置(すなわち空
気噴出間隙61の周端位置)を通る鉛直垂線との水平距
離をDh[mm]としたときに、|Dh|≦R×0.1
の関係が成立しており、ケーシング2の胴部壁面の鉛直
垂線と空気噴出間隙61との水平位置が略同一となって
いる。また、上記の関係は、好ましくは、|Dh|≦R
×0.05、さらに好ましくは、|Dh|≦R×0.0
1が成立していることが望ましい。Here, as shown in FIG. 3, the vertical length of the opening of the discharge port 22 is W [mm], the horizontal line passing through the vertical center of the discharge port 22 and the lower end position of the peripheral edge of the opening of the rotary cone 6 (that is, When the vertical distance from the horizontal line passing through the upper end position of the air ejection gap 61) is Dv [mm], the aeration apparatus 1 of the present embodiment has a relationship of | Dv | ≦ W × 0.2, The discharge port 22 of the casing 2 is located on a substantially horizontal extension line of the air ejection gap 61. In addition, the inner diameter of the body portion of the casing 2 opposite to the peripheral end of the impeller 7 is R
[Mm], the horizontal distance between the vertical perpendicular of the inner wall surface of the casing 2 body and the vertical perpendicular passing through the peripheral position of the lower end of the opening of the rotary cone 6 (that is, the peripheral end position of the air ejection gap 61) is Dh [mm] ] | Dh | ≦ R × 0.1
The relationship is established, and the vertical position of the vertical wall of the wall surface of the body of the casing 2 and the air ejection gap 61 are substantially the same. Further, the above relationship is preferably | Dh | ≦ R
× 0.05, more preferably | Dh | ≦ R × 0.0
It is desirable that 1 is satisfied.
【0028】このような構成の曝気装置1によれば、空
気噴出間隙61の水平外方の略延長線上にケーシング2
の吐出口22が位置するので、空気噴出間隙61から噴
出された空気の薄膜は、水流と必ず交差することとなっ
て確実に破砕される。その結果、空気の微細化が安定確
実に行われる。また、噴出された空気が、水流と必ず交
差することにより、水流に逆行して流路の上流側に浮上
し難くなるので、気流に起因する流路内の圧力損失が低
減される。したがって、循環流量を一層増大することが
可能となり、流速が速くなって空気の微細化性能をさら
に一層向上することができる。さらに、空気が上流側に
浮上し難くなるので、空気が吐出口22以外に散逸し難
く、よって、吐出口22から吐出される空気が減少する
ことを防止できる。According to the aeration apparatus 1 having such a configuration, the casing 2 is provided on a substantially horizontal extension line of the air ejection gap 61.
Since the discharge port 22 is positioned, the thin film of air ejected from the air ejection gap 61 always intersects with the water flow, and is reliably crushed. As a result, the atomization of air is stably and reliably performed. Further, since the jetted air always intersects with the water flow, it becomes difficult for the air to flow backward against the water flow and float to the upstream side of the flow path, so that the pressure loss in the flow path due to the air flow is reduced. Therefore, the circulation flow rate can be further increased, the flow velocity can be increased, and the air refining performance can be further improved. Furthermore, since it becomes difficult for the air to float to the upstream side, it is difficult for the air to dissipate outside the discharge port 22, and thus it is possible to prevent the amount of air discharged from the discharge port 22 from decreasing.
【0029】また、ケーシング2の胴部壁面の鉛直垂線
と空気噴出間隙61との水平位置が略同一であり、空気
噴出間隙61がケーシング2のより中心寄りに位置する
場合に比して、噴出された空気が水流に逆行して流路の
上流側に一層浮上し難くなるので、気流に起因する流路
内の圧力損失が無視できるほど少なくなる。その結果、
循環流量をより一層増大でき、流速を速くして空気の微
細化性能をさらに一層向上できる。さらに、空気噴出間
隙61がケーシング2のより外周寄りに位置する場合に
比して、噴出された空気の薄膜が水流と交差し易いの
で、空気が水流によって破砕され易くなり、よって、空
気の微細化性能をさらに一層向上することができる。ま
たさらに、空気が上流側に一層浮上し難くなるので、空
気が吐出口以外に一層散逸し難く、したがって、吐出口
から吐出される空気が減少することを一層防止できる。
加えて、空気噴出間隙61と吐出口22との位置関係、
および空気噴出間隙61とケーシング2胴部内面との位
置関係が最適化されるので、図3に示す吐出部の長さL
[mm]と、この部分での流路が水平面となす角度も容
易に最適化される。その結果、装置設計が簡易となり設
計期間を短縮することが可能となる。なお、回転コーン
6が水平面に対してなす角度θ1によって奏される作用
効果は、図1に示す曝気装置1と同等であり、ここでの
説明は省略する。In addition, the vertical position of the vertical wall of the body wall surface of the casing 2 and the air ejection gap 61 are substantially the same, and the air ejection gap 61 is located closer to the center of the casing 2 than the case where the ejection is performed. Since the generated air becomes counter to the water flow and becomes more difficult to float on the upstream side of the flow path, the pressure loss in the flow path due to the air flow becomes negligibly small. as a result,
The circulation flow rate can be further increased and the flow velocity can be increased to further improve the air refining performance. Further, as compared with the case where the air ejection gap 61 is located closer to the outer periphery of the casing 2, the ejected air thin film is more likely to cross the water flow, and thus the air is more likely to be crushed by the water flow. The conversion performance can be further improved. Furthermore, since it is more difficult for the air to float to the upstream side, it is more difficult for the air to dissipate to the areas other than the discharge port, and therefore it is possible to further prevent the air discharged from the discharge port from decreasing.
In addition, the positional relationship between the air ejection gap 61 and the discharge port 22,
Since the positional relationship between the air ejection gap 61 and the inner surface of the body of the casing 2 is optimized, the length L of the discharge portion shown in FIG.
[Mm] and the angle formed by the flow path in this portion with the horizontal plane can be easily optimized. As a result, the device design is simplified and the design period can be shortened. The operational effect produced by the angle θ1 formed by the rotary cone 6 with respect to the horizontal plane is the same as that of the aeration apparatus 1 shown in FIG. 1, and the description thereof is omitted here.
【0030】図4は、本発明の曝気装置に係る更に他の
一実施形態を示す垂直断面略図であり、回転コーン6の
一部と吐出口22とを拡大して示す図である。図4に示
す曝気装置1では、回転コーン6の開口部周縁、すなわ
ち回転コーン6の壁面下端部の全周に渡り、案内板62
が環状流路側に突設するように形成されている。この案
内板62は回転コーン6の壁面から流路側に滑らかに傾
斜を緩くしながら延展されており、両者の境界には空気
の噴き出しを妨害するようなものは存在しない。そし
て、案内板62の周端部とケーシング2底部との隙間が
空気噴出間隙61とされている。なお、他の部材の配置
構成は図1に示す曝気装置1と同様であるので、ここで
の説明は省略する。FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing still another embodiment of the aeration apparatus of the present invention, which is an enlarged view of a part of the rotary cone 6 and the discharge port 22. In the aeration device 1 shown in FIG. 4, the guide plate 62 extends over the entire periphery of the opening of the rotary cone 6, that is, the lower end of the wall surface of the rotary cone 6.
Are formed so as to project toward the annular flow path side. The guide plate 62 is smoothly extended from the wall surface of the rotary cone 6 toward the flow path with a gentle inclination, and there is no obstacle at the boundary between the guide plate 62 and the air jet. The gap between the peripheral end of the guide plate 62 and the bottom of the casing 2 is the air ejection gap 61. The arrangement of the other members is the same as that of the aeration apparatus 1 shown in FIG. 1, and thus the description thereof is omitted here.
【0031】このように構成された曝気装置1によれ
ば、回転コーン6の下方から供給された空気は、回転コ
ーン6の壁面に沿って下方に移動し、案内板62に導か
れて空気噴出間隙61へ向かい、薄い膜状となって高速
回転する回転コーン6で剪断されながら流路に噴出され
る。また、最小径および最大径が同一で案内板62を有
しない回転コーン6に比して、回転コーン6の壁面の大
部分が水平面に対してなす角度θ2をより大きくして回
転コーン6壁面の周囲の流路幅を拡大し得るので、流路
内の圧力損失をさらに一層低減し得る。したがって、循
環流量をさらに一層増大でき、水流の流速を速めて空気
の微細化性能をさらに一層向上できる。さらに、角度θ
2がより大きくされ、空気に作用する回転コーン6の壁
面内面からの押圧力が一層高められ得るので、空気噴出
間隙61から噴出される際に、空気がより一層圧延され
てより一層薄い膜状とされ得る。よって、空気の微細化
性能をさらに一層向上することが可能となる。また、空
気噴出間隙61と吐出口22およびケーシング2胴部内
面との位置関係が最適化されていることによる作用効果
は、図3に示す曝気装置1と同等であり、ここでの説明
は省略する。According to the aeration apparatus 1 thus constructed, the air supplied from below the rotary cone 6 moves downward along the wall surface of the rotary cone 6 and is guided to the guide plate 62 to eject air. Toward the gap 61, a thin film is ejected into the flow path while being sheared by the rotating cone 6 rotating at high speed. Further, as compared with the rotating cone 6 having the same minimum diameter and maximum diameter and not having the guide plate 62, the angle θ2 formed by most of the wall surface of the rotating cone 6 with respect to the horizontal plane is made larger to make the wall surface of the rotating cone 6 Since the width of the peripheral flow passage can be expanded, the pressure loss in the flow passage can be further reduced. Therefore, the circulation flow rate can be further increased, the flow velocity of the water flow can be increased, and the atomization performance of the air can be further improved. Furthermore, the angle θ
2 can be made larger, and the pressing force from the inner surface of the wall surface of the rotary cone 6 that acts on air can be further increased. Therefore, when the air is ejected from the air ejection gap 61, the air is further rolled and a thinner film shape is formed. Can be Therefore, it is possible to further improve the atomization performance of air. Further, the operational effect obtained by optimizing the positional relationship among the air ejection gap 61 and the discharge port 22 and the inner surface of the casing 2 body is the same as that of the aeration device 1 shown in FIG. 3, and the description thereof is omitted here. To do.
【0032】次に、上記の本発明に係る曝気装置1に、
被処理水の溶存酸素( Dissolved Oxygen ;以下、単に
DOと云う。)濃度を時系列的に検出するDOセンサー
と、このDOセンサーから出力されるDO濃度値に基づ
いて、水中モーター3の電源周波数を変えて水中モータ
ー3の回転数を調整する回転数制御手段とから構成され
るDO制御システムを接続し、水中モーター3の回転数
制御運転を行う一例について述べる。Next, in the aeration apparatus 1 according to the present invention,
Based on the DO sensor that detects the dissolved oxygen (Dissolved Oxygen; hereinafter simply referred to as DO) concentration of the water to be treated in time series, and the DO concentration value output from this DO sensor, the power supply frequency of the submersible motor 3 An example will be described in which a DO control system including a rotation speed control unit that adjusts the rotation speed of the submersible motor 3 by changing the above is connected to perform the rotation speed control operation of the submersible motor 3.
【0033】上述の生物反応槽40(図2参照)に収納
される被処理水10に含まれる処理されるべき有機物量
は、その発生源、発生時期(季節)および水量によって
異なり、また、日々の時間帯や水温の季節変動によって
も変化する。よって、このような被処理水10に導入さ
れる好気性微生物が消費する酸素量は、有機物量の変動
に追従して変化する。そこで、酸素消費量の多少に応じ
て、被処理水10へ供給する酸素量を加減することによ
り、処理の効率化と省力化を行うことが望ましい。この
ためには、必要な酸素量に応じて、水中モーター3の回
転数、すなわち曝気装置1の出力を制御しながら運転す
る必要がある。The amount of organic matter to be treated contained in the water 10 to be treated contained in the above-mentioned biological reaction tank 40 (see FIG. 2) varies depending on its generation source, generation time (season) and amount of water. It also changes depending on the time of day and seasonal changes in water temperature. Therefore, the amount of oxygen consumed by the aerobic microorganisms introduced into the water to be treated 10 changes in accordance with the change in the amount of organic matter. Therefore, it is desirable to increase or decrease the amount of oxygen supplied to the water to be treated 10 in accordance with the amount of oxygen consumption to improve the efficiency and labor of the treatment. For this purpose, it is necessary to operate while controlling the rotation speed of the submersible motor 3, that is, the output of the aeration device 1 according to the required oxygen amount.
【0034】上記のDO制御システムを備えた曝気装置
1では、被処理水10中に浸漬されたDOセンサーによ
りDO値が計測されて回転数制御手段に出力される。回
転数制御手段には、DO値に対応する水中モーター3の
回転数を決定するためのパラメータ値が予め設定されて
おり、計測されたDO値に対応するパラメータ値が、水
中モーター3の電源周波数を変更するための例えばイン
バーター回路等に出力され、そのパラメータ値に応じた
電源周波数で水中モーター3が駆動される。In the aeration apparatus 1 equipped with the above DO control system, the DO value is measured by the DO sensor immersed in the water 10 to be treated and output to the rotation speed control means. The rotation speed control means is preset with a parameter value for determining the rotation speed of the submersible motor 3 corresponding to the DO value, and the parameter value corresponding to the measured DO value is the power supply frequency of the submersible motor 3. Is output to, for example, an inverter circuit or the like, and the submersible motor 3 is driven at a power supply frequency corresponding to the parameter value.
【0035】電源周波数が高められると、水中モーター
3およびインペラー7の回転数は上がり、被処理水10
の循環流量が増えて攪拌性能が向上すると共に、ケーシ
ング2内の流速が速められ、空気の破砕効果が高まって
より微細化され、酸素供給量が増大する。水中モーター
3の回転数が同一であれば、空気の微細化性能は従来よ
りも優れているので、本発明の曝気装置1の方が酸素供
給量が多くなる。また、電源周波数が下げられると、水
中モーター3およびインペラー7の回転数は下がり、被
処理水10の循環流量が低下する。この場合には、ケー
シング2内の流速は低下し、流速が速い場合に比して、
気泡の破砕効果が少なくなって酸素供給量が抑えられ
る。このように、水中モーター3の回転数の変化に対す
る酸素供給量の上限値は従来に比して大きくなるので、
酸素供給量の変動幅(ダイナミックレンジ)が従来より
も拡大される。When the power supply frequency is increased, the rotational speeds of the submersible motor 3 and the impeller 7 are increased, and the treated water 10
The circulation flow rate is increased to improve the stirring performance, the flow velocity in the casing 2 is increased, the air crushing effect is increased, and the air is further miniaturized to increase the oxygen supply amount. If the number of rotations of the submersible motor 3 is the same, the atomization performance of air is superior to the conventional one, so that the aeration apparatus 1 of the present invention has a larger oxygen supply amount. Moreover, when the power supply frequency is lowered, the rotation speeds of the submersible motor 3 and the impeller 7 are lowered, and the circulation flow rate of the water 10 to be treated is lowered. In this case, the flow velocity in the casing 2 decreases, and compared with the case where the flow velocity is high,
The effect of crushing bubbles is reduced and the oxygen supply amount is suppressed. In this way, the upper limit value of the oxygen supply amount with respect to the change in the rotation speed of the submersible motor 3 becomes larger than that in the conventional case,
The fluctuation range (dynamic range) of the oxygen supply amount is expanded as compared with the conventional case.
【0036】このように構成された曝気装置1によれ
ば、水中モーター3の出力を従来と同じにしても、空気
の微細化性能が従来よりも高いために被処理水10への
酸素供給量が多くなり、被処理水10中のDOを比較的
高い濃度に維持できるので、DO値の計測における確度
と精度とが向上され、DO値に基づく装置の運転制御が
容易になる利点がある。また、水中モーター3の回転数
変化に対する酸素供給量の変動幅(ダイナミックレン
ジ)が拡大されるので、DO制御の裕度が増して一層制
御し易くなる。According to the aeration apparatus 1 thus constructed, even if the output of the submersible motor 3 is the same as the conventional one, the amount of oxygen supplied to the water to be treated 10 is higher because the air atomizing performance is higher than the conventional one. Since the DO in the water to be treated 10 can be maintained at a relatively high concentration, the accuracy and precision in measuring the DO value are improved, and the operation control of the device based on the DO value is facilitated. Further, since the fluctuation range (dynamic range) of the oxygen supply amount with respect to the change in the rotation speed of the submersible motor 3 is expanded, the DO control margin is increased and the control becomes easier.
【0037】なお、上述した各実施形態の曝気装置1
は、空気に限って適用されるものではなく、他の気体で
あってもよい。例えば、被処理水10が好気性生物反応
により処理されるような酸素供給の必要なものの場合に
は、酸素を含む気体であればよい。また、図3に示す曝
気装置1においては、|Dv|≦W×0.2の関係が成
立しているが、|Dv|≦W×0.5の関係が成立して
いれば、同様の作用効果を奏する。The aeration apparatus 1 of each of the above-mentioned embodiments
Is not limited to air and may be another gas. For example, when the water to be treated 10 requires oxygen supply such that it is treated by an aerobic biological reaction, a gas containing oxygen may be used. Further, in the aeration apparatus 1 shown in FIG. 3, the relationship of | Dv | ≦ W × 0.2 is established, but if the relationship of | Dv | ≦ W × 0.5 is established, the same is true. It produces a working effect.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の曝気装置に
よれば、以下に記載されるような効果を奏する。回転コ
ーンの壁面が受ける水流の圧力が従来に比して小さく、
かつ従来のように回転コーンの壁面の周囲で流路が大き
く彎曲することがなくて、流路内の圧力損失が低減され
るので、被処理水の循環流量が増大されて流速を速くす
ることができ、空気が破砕され易くなって空気の微細化
性能を向上できる。As described above, according to the aeration apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. The pressure of the water flow on the wall of the rotating cone is smaller than before,
Moreover, unlike the conventional method, the flow path does not greatly bend around the wall surface of the rotating cone, and the pressure loss in the flow path is reduced, so the circulation flow rate of the treated water is increased and the flow speed is increased. As a result, the air is easily broken and the air refining performance can be improved.
【0039】また、回転コーンの下方に供給される空気
に作用する回転コーンの壁面内面からの押圧力が高めら
れ、空気噴出間隙から噴出される際により圧延されてよ
り薄い膜状とされるので、噴出された空気が水流によっ
て一層破砕され易くなり、空気の微細化性能を一層向上
できる。Further, the pressing force from the inner surface of the wall surface of the rotary cone acting on the air supplied below the rotary cone is increased, and when it is jetted from the air jet gap, it is rolled to form a thinner film. The jetted air is more easily broken by the water flow, and the air refining performance can be further improved.
【0040】さらに、以上の作用効果により、従来と同
等の循環流量と空気の微細化性能を達成するのに必要な
電力などの動力エネルギーを低減することができる。Further, due to the above-mentioned effects, it is possible to reduce power energy such as electric power required to achieve the circulation flow rate and the air refining performance equivalent to those in the conventional case.
【0041】加えて、回転コーンを従来に比して小型と
し、従来と同一断面積の流路を確保するのに、ケーシン
グ胴部の外径を小さくし得るので、従来に比して装置を
小型化できる利点がある。In addition, the rotating cone can be made smaller than the conventional one, and the outer diameter of the casing body can be made small in order to secure the flow passage having the same cross-sectional area as the conventional one. There is an advantage that it can be miniaturized.
【0042】また、空気噴出間隙の水平外方の略延長線
上にケーシングの吐出口が位置し、空気噴出間隙から噴
出された空気の薄膜は、水流と必ず交差することとなっ
て確実に破砕されるので、空気の微細化を安定確実に行
うことが可能となる。さらに、噴出された空気は、水流
と必ず交差することにより、水流に逆行して流路の上流
側に浮上し難くなり、気流に起因する流路内の圧力損失
が低減されるので、循環流量を一層増大することが可能
となり、流速が速くなって空気の微細化性能をさらに一
層向上することができる。またさらに、空気が上流側に
浮上し難くなり、空気が吐出口以外に散逸し難いので、
吐出口から吐出される空気が減少することを防止でき
る。Further, the discharge port of the casing is located on a substantially horizontal extension line of the air ejection gap, and the thin film of air ejected from the air ejection gap always crosses the water flow and is reliably crushed. Therefore, it becomes possible to stably and surely miniaturize the air. Furthermore, the jetted air, which always crosses the water flow, goes against the water flow and is less likely to float upstream of the flow path, reducing the pressure loss in the flow path due to the air flow. Can be further increased, the flow velocity can be increased, and the air refining performance can be further improved. Furthermore, since it is more difficult for air to float upstream, and air is less likely to dissipate outside the discharge port,
It is possible to prevent the air discharged from the discharge port from decreasing.
【0043】また、ケーシングの胴部壁面の鉛直垂線と
空気噴出間隙との水平位置が略同一であり、空気噴出間
隙がケーシングのより中心寄りに位置する場合に比し
て、噴出された空気が水流に逆行して流路の上流側に一
層浮上し難くなり、気流に起因する流路内の圧力損失が
無視できるほど少なくなるので、循環流量をより一層増
大でき、流速を速くして空気の微細化性能をさらに一層
向上できる。さらに、空気噴出間隙がケーシングのより
外周寄りに位置する場合に比して、噴出された空気の薄
膜が水流と交差し易く、水流によって破砕され易くなる
ので、空気の微細化性能をさらに一層向上することがで
きる。またさらに、空気が上流側に一層浮上し難くな
り、空気が吐出口以外に一層散逸し難いので、吐出口か
ら吐出される空気が減少することを一層防止できる。Further, the vertical position of the vertical line on the wall surface of the body of the casing and the horizontal position of the air ejection gap are substantially the same, and the ejected air is more likely to be discharged than when the air ejection gap is located closer to the center of the casing. It becomes more difficult to float in the upstream side of the flow path against the water flow, and the pressure loss in the flow path due to the air flow becomes negligibly small, so the circulation flow rate can be further increased and the flow velocity can be increased to increase the air flow. The miniaturization performance can be further improved. Furthermore, compared with the case where the air ejection gap is located closer to the outer periphery of the casing, the thin film of ejected air easily crosses the water flow and is more likely to be crushed by the water flow, further improving the air refining performance. can do. Furthermore, since it becomes more difficult for the air to float to the upstream side and the air is more difficult to dissipate outside the discharge port, it is possible to further prevent the air discharged from the discharge port from decreasing.
【0044】加えて、曝気装置の具体的な構成として、
回転コーンの周縁部に、流路側に突設された案内板を設
けた構成を採用すると、最小径および最大径が同一で案
内板を有しない回転コーンに比して、角度θをより大き
くして回転コーン壁面の周囲の流路幅を拡大し、流路内
の圧力損失をさらに一層低減し得るので、循環流量をさ
らに一層増大でき、水流の流速を速めて空気の微細化性
能をさらに一層向上できる。また、角度θをより大きく
し得ることにより、空気に作用する回転コーンの壁面内
面からの押圧力が一層高められ、空気噴出間隙から噴出
される際に、空気がより一層圧延されてより一層薄い膜
状とされ得るので、空気の微細化性能をさらに一層向上
することが可能となる。In addition, as a concrete structure of the aeration device,
If a configuration is adopted in which a guide plate protruding toward the flow path is provided on the peripheral portion of the rotating cone, the angle θ is made larger than that of a rotating cone having the same minimum and maximum diameters and no guide plate. Since the width of the flow passage around the wall surface of the rotating cone can be expanded to further reduce the pressure loss in the flow passage, the circulation flow rate can be further increased, and the flow velocity of the water flow can be increased to further improve the air refining performance. Can be improved. Further, by making the angle θ larger, the pressing force exerted on the air from the inner surface of the wall surface of the rotary cone is further increased, and when the air is ejected from the air ejection gap, the air is further rolled and becomes thinner. Since it can be formed into a film, it becomes possible to further improve the air refining performance.
【図1】本発明の曝気装置に係る一実施形態を示す垂直
断面略図である。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an embodiment of an aeration apparatus of the present invention.
【図2】本発明の曝気装置に係る一実施形態の運転状況
を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an operating condition of an embodiment of the aeration device of the present invention.
【図3】本発明の曝気装置に係る他の一実施形態を示す
垂直断面略図であり、回転コーンの一部と吐出口とを拡
大して示す図である。FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing another embodiment of the aeration device of the present invention, and is an enlarged view showing a part of a rotary cone and a discharge port.
【図4】本発明の曝気装置に係る更に他の一実施形態を
示す垂直断面略図であり、回転コーンの一部と吐出口と
を拡大して示す図である。FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view showing still another embodiment of the aeration device of the present invention, and is an enlarged view showing a part of a rotary cone and a discharge port.
【図5】従来の曝気装置の一例を示す垂直断面略図であ
る。FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing an example of a conventional aeration apparatus.
1…曝気装置、2…ケーシング、3…水中モーター(モ
ーター)、6…回転コーン、7…インペラー、61…空
気噴出間隙、62…案内板。1 ... Aeration device, 2 ... Casing, 3 ... Submersible motor (motor), 6 ... Rotating cone, 7 ... Impeller, 61 ... Air ejection gap, 62 ... Guide plate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−221592(JP,A) 特開 昭64−18496(JP,A) 特公 平2−25677(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/14 - 3/26 B01F 1/00 - 7/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-11-221592 (JP, A) JP-A-64-18496 (JP, A) JP-B-25-25677 (JP, B2) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 3/14-3/26 B01F 1/00-7/32
Claims (7)
配設され、モーターにより駆動されるインペラーの下流
側に、当該インペラーと同軸にかつ一体に回転コーンが
配設され、当該回転コーンの周縁部と、前記ケーシング
内壁との間に空気噴出間隙を設けてなる曝気装置であっ
て、 前記回転コーンの壁面が水平面に対してなす角度をθと
したときに、60°<θ≦85°となっていることを特
徴とする曝気装置。1. A rotating cone is disposed inside a casing having a flow passage formed therein, and is coaxially and integrally arranged with the impeller downstream of an impeller driven by a motor. An aeration device having an air ejection gap between a peripheral edge portion and an inner wall of the casing, wherein 60 ° <θ ≦ 85 ° , where θ is an angle formed by a wall surface of the rotating cone with respect to a horizontal plane . Aeration device characterized by being.
外方に向かって開口されており、当該吐出口の開口部の
鉛直長をW[mm]、当該吐出口の鉛直中心を通る水平
線と、前記回転コーンの開口部周縁の下端位置を通る水
平線との鉛直距離をDv[mm]としたときに、 |Dv|≦W×0.5 の関係が成立していることを特徴とする請求項1記載の
曝気装置。2. The outlet of the casing is opened outward in a substantially horizontal direction, the vertical length of the opening of the outlet is W [mm], and a horizontal line passing through the vertical center of the outlet. When the vertical distance from the horizontal line passing through the lower end position of the peripheral edge of the opening of the rotating cone is Dv [mm], the relationship of | Dv | ≦ W × 0.5 is established. Item 1. An aeration device according to item 1.
ーシング胴部の内径をR[mm]、当該ケーシング胴部
の内壁面の鉛直垂線と、前記回転コーンの開口部下端の
周縁位置を通る鉛直垂線との水平距離をDh[mm]と
したときに、 |Dh|≦R×0.1 の関係が成立していることを特徴とする請求項1または
2記載の曝気装置。3. The inner diameter of the casing body opposite to the peripheral end of the impeller is R [mm], and passes through the vertical perpendicular line of the inner wall surface of the casing body and the peripheral position of the lower end of the opening of the rotary cone. The aeration apparatus according to claim 1 or 2, wherein a relationship of | Dh | ≦ R × 0.1 is established when a horizontal distance from the vertical perpendicular is Dh [mm].
案内板をその開口部周縁に有することを特徴とする請求
項1〜3のいずれか一項に記載の曝気装置。4. The aeration apparatus according to claim 1, wherein the rotary cone has a guide plate projectingly provided on a flow path side at a peripheral edge of an opening thereof.
配設され、モーターにより駆動されるインペラーの下流Downstream of the impeller installed and driven by the motor
側に、当該インペラーと同軸にかつ一体に回転コーンがOn the side, the rotating cone is coaxially and integrally with the impeller.
配設され、当該回転コーンの周縁部と、前記ケーシングArranged around the periphery of the rotating cone and the casing
内壁との間に空気噴出間隙を設けてなる曝気装置であっIt is an aerator that has an air ejection gap between it and the inner wall.
て、hand, 前記回転コーンの壁面が水平面に対してなす角度をθとThe angle formed by the wall surface of the rotating cone with respect to the horizontal plane is θ
したときに、60°<θ≦85°となっており、Is 60 ° <θ ≦ 85 °, 空気が供給される前記回転コーンの下方内部の空間を画A space below the rotary cone is supplied to which air is supplied.
成する前記ケーシングの底壁の最上位面が、前記回転コThe uppermost surface of the bottom wall of the casing is
ーンの周縁部と鉛直方向において略同一のレベルにあAt the same level in the vertical direction as
る、The ことを特徴とする曝気装置。An aeration device characterized by the above.
配設され、モーターにより駆動されるインペラーの下流Downstream of the impeller installed and driven by the motor
側に、当該インペラーと同軸にかつ一体に回転コーンがOn the side, the rotating cone is coaxially and integrally with the impeller.
配設され、当該回転コーンの周縁部と、前記ケーシングArranged around the periphery of the rotating cone and the casing
内壁との間に空気噴出間隙を設けてなる曝気装置であっIt is an aerator that has an air ejection gap between it and the inner wall.
て、hand, 前記回転コーンの壁面が水平面に対してなす角度をθとThe angle formed by the wall surface of the rotating cone with respect to the horizontal plane is θ
したときに、60°<θ≦85°となっており、Is 60 ° <θ ≦ 85 °, 前記回転コーンの壁面に対向する前記ケーシングの胴部Body of the casing facing the wall of the rotating cone
が、前記回転コーンの壁面と略平行に形成されている、Is formed substantially parallel to the wall surface of the rotating cone, ことを特徴とする曝気装置。An aeration device characterized by the above.
る、The ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の7. The method according to claim 1, wherein
曝気装置。Aeration device.
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JP2000271591A JP2000271591A (en) | 2000-10-03 |
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