JP3469905B2 - 内部気体注入体付き遠心液体ポンプ - Google Patents
内部気体注入体付き遠心液体ポンプInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
- F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
- F04D7/04—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
- F04D7/045—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous with means for comminuting, mixing stirring or otherwise treating
-
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
（ａ）発明の分野
本発明は、好適には水である液体に、この液体の汲み
上げ中に、空気等の気体を注入し溶解させる手段を備え
た回転円板型の遠心ポンプに関する。
上げ中に、空気等の気体を注入し溶解させる手段を備え
た回転円板型の遠心ポンプに関する。
（ｂ）従来技術の簡単な説明
廃液の「清澄化」または処理のために現在使用されて
いる浮遊工程においては、清澄化された水の一部を再利
用することは一般的慣行である。通常清澄化された水は
清澄器の浮遊タンクの底部あるいはその排出口において
汲み上げられ、処理すべき廃液が清澄器に入る直前に該
廃液中に注入される。
いる浮遊工程においては、清澄化された水の一部を再利
用することは一般的慣行である。通常清澄化された水は
清澄器の浮遊タンクの底部あるいはその排出口において
汲み上げられ、処理すべき廃液が清澄器に入る直前に該
廃液中に注入される。
また清澄器に入る廃液に空気を注入して、廃液内に懸
濁している固体を「捕獲」してそれらの浮遊を容易にす
るたくさんの小さな泡を生じせしめることも、一般的慣
行である。このような注入は、廃液が清澄器内に送られ
る直前に該廃液に直接行うことも、或いは好適には、廃
液に注入する前に再利用されている清澄水に行うことも
出来る。いずれの場合も、出来るだけ多量の空気を溶解
するように、加圧下で注入を行うのが望ましい。
濁している固体を「捕獲」してそれらの浮遊を容易にす
るたくさんの小さな泡を生じせしめることも、一般的慣
行である。このような注入は、廃液が清澄器内に送られ
る直前に該廃液に直接行うことも、或いは好適には、廃
液に注入する前に再利用されている清澄水に行うことも
出来る。いずれの場合も、出来るだけ多量の空気を溶解
するように、加圧下で注入を行うのが望ましい。
充分な量の清澄水を再利用し、同時に充分な量の空気
をそこで溶解させて圧力が解放されるや否や150μまた
はそれ以下のたくさんの微少な泡を発生させるために
は、ポンプは理想的には550−825kN/m2（80−120Psi）
の圧力を生成する必要がある。当然それはまた、理想的
には低エネルギー消費（m3/馬力で表す）でなければな
らない。
をそこで溶解させて圧力が解放されるや否や150μまた
はそれ以下のたくさんの微少な泡を発生させるために
は、ポンプは理想的には550−825kN/m2（80−120Psi）
の圧力を生成する必要がある。当然それはまた、理想的
には低エネルギー消費（m3/馬力で表す）でなければな
らない。
これらの目的を達成するために、1380kN/m2（200ps
i）の圧力を生成し得る、羽根付きインペラを備えた遠
心多段階ポンプがこれまで使用されてきた。しかし、こ
れらのポンプは流速が低い。
i）の圧力を生成し得る、羽根付きインペラを備えた遠
心多段階ポンプがこれまで使用されてきた。しかし、こ
れらのポンプは流速が低い。
また、ケーシング内に回転可能に設けられた複数の近
接して隔設された円板を備えた、回転円板型ポンプを使
用することも提案されてきた（例えば米国特許第４、33
5、996号、第４、514、139号、第４、768、920号、第
４、773、819号参照）。この場合、汲み上げ効果は回転
する円板と液体の間に生まれる摩擦とせん断力によって
得られる。この効果を高めるために、各円板に放射状直
線リブを設けることも提案されてきた（米国特許第４、
940、385号参照）。
接して隔設された円板を備えた、回転円板型ポンプを使
用することも提案されてきた（例えば米国特許第４、33
5、996号、第４、514、139号、第４、768、920号、第
４、773、819号参照）。この場合、汲み上げ効果は回転
する円板と液体の間に生まれる摩擦とせん断力によって
得られる。この効果を高めるために、各円板に放射状直
線リブを設けることも提案されてきた（米国特許第４、
940、385号参照）。
回転円板型ポンプは、その構造の故に、懸濁している
固体を含むかもしれない廃液等の液体を容易に処理出来
るという点で興味深い。しかしこれら回転円板型ポンプ
が本当に有効であるのは、構築すべき圧力が350mN/m
2（50psi）以下の時だけである。さらにこれらのポンプ
は、エネルギー消費が大きいことも知られている（最大
1m3/HP）。
固体を含むかもしれない廃液等の液体を容易に処理出来
るという点で興味深い。しかしこれら回転円板型ポンプ
が本当に有効であるのは、構築すべき圧力が350mN/m
2（50psi）以下の時だけである。さらにこれらのポンプ
は、エネルギー消費が大きいことも知られている（最大
1m3/HP）。
再利用された水（または清澄器に供給された廃液）内
で必要な空気を溶解させるためには、ポンプの上流に配
置されたベンチュリ管に空気入り入れ口を設けて、空気
を吸入して水の中に取り入れ、ポンプ内でこれを圧縮す
るのが一般的である（カナダ国特許第１、016、408号参
照、この特許は別の適用に関するものであるが）。
で必要な空気を溶解させるためには、ポンプの上流に配
置されたベンチュリ管に空気入り入れ口を設けて、空気
を吸入して水の中に取り入れ、ポンプ内でこれを圧縮す
るのが一般的である（カナダ国特許第１、016、408号参
照、この特許は別の適用に関するものであるが）。
インペラの羽根に設けた導管とこれら羽根の外端に位
置する開口を介して（米国特許第３、485、484号参
照）、あるいはポンプのケーシング内に延びる固定ピン
−これらピンと干渉しないようにロータの羽根が回転軸
から所定の半径方向距離で分割されている（米国特許第
４、744、722号参照）−を介して、ポンプのケーシング
内に空気を直接注入することも提案されている。どちら
の場合でも、ケーシングが複雑になり、従って費用も高
く修理が難しい。
置する開口を介して（米国特許第３、485、484号参
照）、あるいはポンプのケーシング内に延びる固定ピン
−これらピンと干渉しないようにロータの羽根が回転軸
から所定の半径方向距離で分割されている（米国特許第
４、744、722号参照）−を介して、ポンプのケーシング
内に空気を直接注入することも提案されている。どちら
の場合でも、ケーシングが複雑になり、従って費用も高
く修理が難しい。
別の適用に関するものであるが、フランス国特許第85
3、227号が興味深い。これはインペラの中心軸の近傍に
設けた放射状開口に連結する中央導管を使用し、空気を
注入し水に泡を生成するものである。この特許において
は、インペラに供給された水は上流に配置されたポンプ
により加圧されている。
3、227号が興味深い。これはインペラの中心軸の近傍に
設けた放射状開口に連結する中央導管を使用し、空気を
注入し水に泡を生成するものである。この特許において
は、インペラに供給された水は上流に配置されたポンプ
により加圧されている。
本出願人に付与された米国特許第５、385、443号で
は、回転円板型の遠心液体ポンプが開示されている。こ
れは非常に単純でしかも適用性のある構造の気体注入装
置を組み込むことにより、空気等の気体の15容量％まで
が汲み上げられた液体と混合出来る。気体の注入は、軸
方向にポンプに入る気体供給管によって、また該気体供
給管からインペラの円板の間で放射状かつ中央に突出す
る複数の気体注入管によって行われる。気体注入管はイ
ンペラの円板と共に回転し、円板の間で気体を水に注入
する。
は、回転円板型の遠心液体ポンプが開示されている。こ
れは非常に単純でしかも適用性のある構造の気体注入装
置を組み込むことにより、空気等の気体の15容量％まで
が汲み上げられた液体と混合出来る。気体の注入は、軸
方向にポンプに入る気体供給管によって、また該気体供
給管からインペラの円板の間で放射状かつ中央に突出す
る複数の気体注入管によって行われる。気体注入管はイ
ンペラの円板と共に回転し、円板の間で気体を水に注入
する。
本発明の目的及び概要
本発明の目的は、一体構造の気体注入体を備え、構造
が非常に簡単でかつ磨耗を減らすため最少数の可動部品
を有する回転円板型の遠心液体ポンプを提供することで
ある。
が非常に簡単でかつ磨耗を減らすため最少数の可動部品
を有する回転円板型の遠心液体ポンプを提供することで
ある。
本発明によれば、液体を汲み上げ、該液体の汲み上げ
中にこの液体に気体を少なくとも部分的に注入し溶解さ
せるために使用される遠心ポンプによってこの目的は達
成され、該遠心ポンプは従来のあらゆる遠心ポンプと同
様、実質的に円筒状の内部室を画定するケーシングを含
む。この内部室は互いに同軸の第１及び第２対向壁を有
する。
中にこの液体に気体を少なくとも部分的に注入し溶解さ
せるために使用される遠心ポンプによってこの目的は達
成され、該遠心ポンプは従来のあらゆる遠心ポンプと同
様、実質的に円筒状の内部室を画定するケーシングを含
む。この内部室は互いに同軸の第１及び第２対向壁を有
する。
所定の直径の液体取り入れ口は該室と連通している。
この取り入れ口は該室と同軸で第１対向壁に開口してい
る。液体排出口も該室と連通している。この排出口は該
室から接線方向に延びる。
この取り入れ口は該室と同軸で第１対向壁に開口してい
る。液体排出口も該室と連通している。この排出口は該
室から接線方向に延びる。
回転インペラが該室内に回転可能に取り付けられてい
る。このインペラは、上記室の第１及び第２対向壁と同
軸である所定半径の離隔した第１及び第２円板を備え
る。該第１及び第２円板は、それぞれ上記室の第１及び
第２対向壁の近傍に延びるような距離で相互から離れ、
互いに強固に連結されている。液体取り入れ口が開口す
る第１対向壁の近傍に延びる第１円板は、液体取り入れ
口と同じ直径の中央開口を有し、該取り入れ口から注入
された液体を円板の間で上記室に流入させる。
る。このインペラは、上記室の第１及び第２対向壁と同
軸である所定半径の離隔した第１及び第２円板を備え
る。該第１及び第２円板は、それぞれ上記室の第１及び
第２対向壁の近傍に延びるような距離で相互から離れ、
互いに強固に連結されている。液体取り入れ口が開口す
る第１対向壁の近傍に延びる第１円板は、液体取り入れ
口と同じ直径の中央開口を有し、該取り入れ口から注入
された液体を円板の間で上記室に流入させる。
動力軸はインペラと同軸で、インペラを室内で所定の
方向に回転させるために、該インペラと強固に連結され
ている。該動力軸はケーシングの第２対向壁を貫通し、
上記室から液体取り入れ口と反対の方向に延びる。
方向に回転させるために、該インペラと強固に連結され
ている。該動力軸はケーシングの第２対向壁を貫通し、
上記室から液体取り入れ口と反対の方向に延びる。
最後に、この液体が室内に汲み上げられている間に気
体を液体に注入するために、気体注入兼溶解手段が設け
られている。
体を液体に注入するために、気体注入兼溶解手段が設け
られている。
本発明は、気体注入兼溶解手段が、第２円板に形成さ
れた、第１及び第２円板の半径より小さい一定の半径を
もつ複数の離隔した開口を含むことを特徴とする。気体
注入兼溶解手段はまた、上記室と連通する気体供給管を
含む。該気体供給管は、第１端部でケーシングに形成さ
れた１つの穴と強固に連結する。この穴は上記一定の半
径と実質的に同一である半径距離で、室の第２対向壁に
位置している。気体供給管の第２端部は、加圧気体注入
体と連結する。
れた、第１及び第２円板の半径より小さい一定の半径を
もつ複数の離隔した開口を含むことを特徴とする。気体
注入兼溶解手段はまた、上記室と連通する気体供給管を
含む。該気体供給管は、第１端部でケーシングに形成さ
れた１つの穴と強固に連結する。この穴は上記一定の半
径と実質的に同一である半径距離で、室の第２対向壁に
位置している。気体供給管の第２端部は、加圧気体注入
体と連結する。
使用時ケーシングの第２対向壁に形成された穴から供
給された加圧気体は、第２円板に設けた開口を通過して
室に流入する。この気体はその後、円板の間をポンプの
出口に向かって移動する間に、液体中に溶解する。
給された加圧気体は、第２円板に設けた開口を通過して
室に流入する。この気体はその後、円板の間をポンプの
出口に向かって移動する間に、液体中に溶解する。
本発明の好適実施例によれば、遠心ポンプは、閉鎖空
間を間に画定する一組のシールによりその動力軸をケー
シングの第２対向壁内に保持されている。その閉鎖空間
に液体を供給し軸受けを冷却するために、液体供給管と
液体排出管とを含む冷却装置が設けられている。
間を間に画定する一組のシールによりその動力軸をケー
シングの第２対向壁内に保持されている。その閉鎖空間
に液体を供給し軸受けを冷却するために、液体供給管と
液体排出管とを含む冷却装置が設けられている。
本発明の別の好適実施例によれば、インペラの円板は
複数の小ロッドで互いに連結され、相互に対向するとと
もに複数のリブがその上に延びる平坦な両表面を有す
る。これらリブは、間に隙間を残すほどの間隔で円板か
ら突出するが、好適には厚みと高さを有し、かつ渦巻き
形であり、インペラが回転する方向と反対方向に半径方
向外側に湾曲している。
複数の小ロッドで互いに連結され、相互に対向するとと
もに複数のリブがその上に延びる平坦な両表面を有す
る。これらリブは、間に隙間を残すほどの間隔で円板か
ら突出するが、好適には厚みと高さを有し、かつ渦巻き
形であり、インペラが回転する方向と反対方向に半径方
向外側に湾曲している。
本発明による遠心液体ポンプは一体の気体注入体を有
することが判るであろう。このポンプは、幾つかの開口
と、穴と供給管とを加えたことを除けば、従来の回転円
板型ポンプの基本構造と近似した構造をもっている。従
って、従来のポンプに大きな改造を行う必要もなく、従
来のポンプの構造に容易に組み込むことが出来る。新し
い可動部品が無いので、気体注入体を一体化してもさら
なる磨耗を起こすことがない。
することが判るであろう。このポンプは、幾つかの開口
と、穴と供給管とを加えたことを除けば、従来の回転円
板型ポンプの基本構造と近似した構造をもっている。従
って、従来のポンプに大きな改造を行う必要もなく、従
来のポンプの構造に容易に組み込むことが出来る。新し
い可動部品が無いので、気体注入体を一体化してもさら
なる磨耗を起こすことがない。
本出願人により行われたテストの結果は、本発明によ
る遠心ポンプが550−1050kN/m2（80−150psi）の圧力を
容易に造出することが出来、また汲み上げられた水に18
容量％までの空気を注入溶解させることが出来、非常に
効果的な十分の数ミクロンもの微小な泡を形成すること
が出来る。またポンプの流速は適度であり、エネルギー
消費は予想以上に良好である（2m3/HP以上）。
る遠心ポンプが550−1050kN/m2（80−150psi）の圧力を
容易に造出することが出来、また汲み上げられた水に18
容量％までの空気を注入溶解させることが出来、非常に
効果的な十分の数ミクロンもの微小な泡を形成すること
が出来る。またポンプの流速は適度であり、エネルギー
消費は予想以上に良好である（2m3/HP以上）。
図面の簡単な説明
以下に添付の図面を参照してなされた本発明の好適な
実施例の記載により、本発明の詳細並びに利点を明らか
にするが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例の記載により、本発明の詳細並びに利点を明らか
にするが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の好適実施例による遠心ポンプの１部
横断面で示す側面図、 図２は、図１に示すポンプの線II−IIによる横断面
図、 図３は、（ｉ）空気注入を行わない従来の遠心ポン
プ、（ii）米国特許第５、385、443号に記載の複数の気
体注入管を有する遠心ポンプ、（iii）図１に示うよう
なポンプ−これらポンプのケーシング及びインペラはす
べて同一形状、同一サイズである−が使用された場合の
流速の関数として造出圧力を示す比較図表、 図４は、（ｉ）米国特許第５、385、443号に記載の複
数の気体注入管を有する遠心ポンプ、及び（ii）図１に
示すようなポンプ−両方のポンプのケーシング及びイン
ペラはすべて同一形状、同一サイズであり、作業条件は
各場合で同様である−で供給された同じ清澄器の出口で
懸濁している分子の量（ppmで表す）を示す比較図表で
ある。
横断面で示す側面図、 図２は、図１に示すポンプの線II−IIによる横断面
図、 図３は、（ｉ）空気注入を行わない従来の遠心ポン
プ、（ii）米国特許第５、385、443号に記載の複数の気
体注入管を有する遠心ポンプ、（iii）図１に示うよう
なポンプ−これらポンプのケーシング及びインペラはす
べて同一形状、同一サイズである−が使用された場合の
流速の関数として造出圧力を示す比較図表、 図４は、（ｉ）米国特許第５、385、443号に記載の複
数の気体注入管を有する遠心ポンプ、及び（ii）図１に
示すようなポンプ−両方のポンプのケーシング及びイン
ペラはすべて同一形状、同一サイズであり、作業条件は
各場合で同様である−で供給された同じ清澄器の出口で
懸濁している分子の量（ppmで表す）を示す比較図表で
ある。
好適実施例の説明
以下の説明において、汲み上げるべき液体として水、
また汲み上げた液体に注入すべき気体としては空気が特
に記載されている。しかし、本発明は、水、特に廃水ま
たは清澄水である水に空気を注入することに限定される
ものではなく、他の液体に他の気体を注入するためにも
実際使用し得るということを指摘しておく。
また汲み上げた液体に注入すべき気体としては空気が特
に記載されている。しかし、本発明は、水、特に廃水ま
たは清澄水である水に空気を注入することに限定される
ものではなく、他の液体に他の気体を注入するためにも
実際使用し得るということを指摘しておく。
図１及び２に示すように、本発明の好適実施例による
遠心液体ポンプ１は、「回転円板」型である。これは、
互いに同軸の一対の対向する端壁７、９を有する実質的
に円筒状の内部室５を画定するケーシング３を有する。
ケーシング３には室５と同軸で、且つ一方の端壁、例え
ば端壁７に開口する液体取り入れ口11が設けてある。ケ
ーシング３はまた、室５と連通するとともに該室から接
線方向に延びる液体排出口13を有する。
遠心液体ポンプ１は、「回転円板」型である。これは、
互いに同軸の一対の対向する端壁７、９を有する実質的
に円筒状の内部室５を画定するケーシング３を有する。
ケーシング３には室５と同軸で、且つ一方の端壁、例え
ば端壁７に開口する液体取り入れ口11が設けてある。ケ
ーシング３はまた、室５と連通するとともに該室から接
線方向に延びる液体排出口13を有する。
回転インペラ15は室５内に回転可能に取り付けられて
いる。このインペラ15は、室と同軸で所定の半径を有す
る一対の離隔した円板17、19を備えている。これら円板
17、19は、相互から離れて両側の端壁にそれぞれ近づく
ような間隔で、複数の小ロッド22により相互連結されて
いる。液体取り入れ口が開口している端壁７に隣接する
方の円板は、取り入れ口11から注入された液体を室５に
入れるための中央開口21を有する。これら円板17、19は
互いに対向する平坦面を有し、その上に複数のリブ23が
延設されている。図１に明示するように、これらリブは
間に隙間を残すような距離で円板から突出している。図
２にさらに明確に示すように、リブ23は厚みと高さがあ
り、渦巻き形状で、インペラの回転方向とは反対の方向
に半径方向外側に湾曲しているので、円板と汲み上げら
れる水との摩擦を出来るだけ大きくし、その結果ポンプ
内に造出される圧力が増大する。
いる。このインペラ15は、室と同軸で所定の半径を有す
る一対の離隔した円板17、19を備えている。これら円板
17、19は、相互から離れて両側の端壁にそれぞれ近づく
ような間隔で、複数の小ロッド22により相互連結されて
いる。液体取り入れ口が開口している端壁７に隣接する
方の円板は、取り入れ口11から注入された液体を室５に
入れるための中央開口21を有する。これら円板17、19は
互いに対向する平坦面を有し、その上に複数のリブ23が
延設されている。図１に明示するように、これらリブは
間に隙間を残すような距離で円板から突出している。図
２にさらに明確に示すように、リブ23は厚みと高さがあ
り、渦巻き形状で、インペラの回転方向とは反対の方向
に半径方向外側に湾曲しているので、円板と汲み上げら
れる水との摩擦を出来るだけ大きくし、その結果ポンプ
内に造出される圧力が増大する。
ポンプ１はまた、開口円板17とは反対側の円板、即ち
第２円板19と同軸でこれに強固に連結された動力軸25を
備える。動力軸25は、１組のシール27によって、ケーシ
ングの端壁９内に密封状態で保持されている。これはケ
ーシングから液体取り入れ口21と反対の方向に延び、モ
ータ29に連結されて室５内のインペラ15を回転させる。
第２円板19と同軸でこれに強固に連結された動力軸25を
備える。動力軸25は、１組のシール27によって、ケーシ
ングの端壁９内に密封状態で保持されている。これはケ
ーシングから液体取り入れ口21と反対の方向に延び、モ
ータ29に連結されて室５内のインペラ15を回転させる。
以上記載したポンプ１の構造はそれ自体既知であり、
これ以上説明する必要はない。
これ以上説明する必要はない。
本発明によれば、上記ポンプ１は、液体が汲み上げら
れている間に空気等の気体を少なくとも部分的に該液体
に注入及び溶解するための、非常に簡単でしかも効果的
な手段を組み入れているという点で、改良されている。
れている間に空気等の気体を少なくとも部分的に該液体
に注入及び溶解するための、非常に簡単でしかも効果的
な手段を組み入れているという点で、改良されている。
再び図１及び２を参照して、該気体注入兼溶解手段
は、室５と連通している気体供給管31を備える。該気体
供給管はその第１端部33で、ケーシング３の穴35に強固
に連結されている。この穴35は、ケーシングの軸から一
定の半径方向距離、即ち半径「ｄ」の距離をおいて、室
の第２対向壁９に配置されている。該気体供給管31はそ
の第２端部がケーシングの外側に延び、そこでエアコン
プレッサ等の加圧気体源37に接続されている。
は、室５と連通している気体供給管31を備える。該気体
供給管はその第１端部33で、ケーシング３の穴35に強固
に連結されている。この穴35は、ケーシングの軸から一
定の半径方向距離、即ち半径「ｄ」の距離をおいて、室
の第２対向壁９に配置されている。該気体供給管31はそ
の第２端部がケーシングの外側に延び、そこでエアコン
プレッサ等の加圧気体源37に接続されている。
該気体注入兼溶解手段は、さらに第２円板19、即ち第
２対向壁９に隣接の円板に形成された２個以上の離隔し
た開口39を有する。これら開口39は、均等に間隔をおい
て且つ円板の軸から一定距離（即ち「半径」）に位置し
ている。この一定の半径は、前記半径「ｄ」と実質的に
同じである。その結果、インペラ15がケーシング内で回
転する際、開口39はちょうど穴35の前面を通過すること
になる。これにより、気体供給管31により穴35を介して
供給された気体は、開口39を通過し、ケーシングの軸か
ら半径方向距離「ｄ」の位置で円板17、19の間で室５内
に流入する。こうして供給された気体は、液体が汲み上
げられている間に液体中に溶解する。
２対向壁９に隣接の円板に形成された２個以上の離隔し
た開口39を有する。これら開口39は、均等に間隔をおい
て且つ円板の軸から一定距離（即ち「半径」）に位置し
ている。この一定の半径は、前記半径「ｄ」と実質的に
同じである。その結果、インペラ15がケーシング内で回
転する際、開口39はちょうど穴35の前面を通過すること
になる。これにより、気体供給管31により穴35を介して
供給された気体は、開口39を通過し、ケーシングの軸か
ら半径方向距離「ｄ」の位置で円板17、19の間で室５内
に流入する。こうして供給された気体は、液体が汲み上
げられている間に液体中に溶解する。
開口39の数とこれら開口が延びる半径距離「ｄ」は可
変で、実際はポンプの目的用途及び適用に応じて決ま
る。開口39（即ち穴35）のポンプ軸からの距離が近いほ
ど（即ち「ｄ」が短いほど）、ポンプに気体を注入する
のに必要な圧力が小さくなる。開口39のポンプ軸からの
距離が遠いほど（即ち「ｄ」が長いほど）、ポンプに気
体を注入するのに必要な圧力が大きくなり、その結果ポ
ンプに注入される気体の量が増大する。同様に、開口39
の数が多ければ、液体内の気体の分散が良好になる。し
かし開口の数が多すぎると、第２円板19の「効率」に影
響することもある。
変で、実際はポンプの目的用途及び適用に応じて決ま
る。開口39（即ち穴35）のポンプ軸からの距離が近いほ
ど（即ち「ｄ」が短いほど）、ポンプに気体を注入する
のに必要な圧力が小さくなる。開口39のポンプ軸からの
距離が遠いほど（即ち「ｄ」が長いほど）、ポンプに気
体を注入するのに必要な圧力が大きくなり、その結果ポ
ンプに注入される気体の量が増大する。同様に、開口39
の数が多ければ、液体内の気体の分散が良好になる。し
かし開口の数が多すぎると、第２円板19の「効率」に影
響することもある。
以上既に説明したように、動力軸25は好適には、閉鎖
空間41を間に画定する１組のシール27によって、ケーシ
ング３の端壁９に密封状態で保持されている。閉鎖空間
41に液体を連続的に供給する冷却装置が設けられ、シー
ル27を冷却する。この冷却装置は液体供給管43と液体排
出管45を含み、これら管の開口は、液体を空間41に最大
経路で流すことが出来るように長手方向且つ半径方向に
相互離隔している。液体供給管43はポンプの液体排出口
13に、またはポンプが配置されているプラントで接続可
能な別の液体供給源に接続してもよい。液体排出管45に
は、空間41内の圧力を保つためバルブを設けてもよい。
液体排出管45は下水に接続するか、または、ポンプに供
給される主液体流に該冷却液を還流させるために、ポン
プの取り入れ口11に接続してもよい。
空間41を間に画定する１組のシール27によって、ケーシ
ング３の端壁９に密封状態で保持されている。閉鎖空間
41に液体を連続的に供給する冷却装置が設けられ、シー
ル27を冷却する。この冷却装置は液体供給管43と液体排
出管45を含み、これら管の開口は、液体を空間41に最大
経路で流すことが出来るように長手方向且つ半径方向に
相互離隔している。液体供給管43はポンプの液体排出口
13に、またはポンプが配置されているプラントで接続可
能な別の液体供給源に接続してもよい。液体排出管45に
は、空間41内の圧力を保つためバルブを設けてもよい。
液体排出管45は下水に接続するか、または、ポンプに供
給される主液体流に該冷却液を還流させるために、ポン
プの取り入れ口11に接続してもよい。
図１及び２に示すような回転円板型ポンプについて出
願人は、脱インキプラントのウェットラップ（wet la
p）機械から出る廃水（白濁水とも呼ばれる）の清澄装
置での再利用に関して大規模なテストを行った。このポ
ンプはまた、米国特許第５、385、443号に開示された気
体注入装置を備えた、同寸法の遠心ポンプと比較され
た。
願人は、脱インキプラントのウェットラップ（wet la
p）機械から出る廃水（白濁水とも呼ばれる）の清澄装
置での再利用に関して大規模なテストを行った。このポ
ンプはまた、米国特許第５、385、443号に開示された気
体注入装置を備えた、同寸法の遠心ポンプと比較され
た。
テストされた円板の半径「Ｒ」は、17.8cm（７イン
チ）であった。両者の間隔は5.7cm（２・1/4インチ）で
あった。各円板は1.9cm（3/4インチ）の高さのリブ22を
備えていた。４個の開口39は、第２円板19に設けられて
いた。各開口39はインペラ軸から半径「ｄ」が11.4cm
（４・1/2インチ）の位置にあり、1.08cm（5/16イン
チ）の直径を有していた。インペラは3600rpmで回転し
ていた。
チ）であった。両者の間隔は5.7cm（２・1/4インチ）で
あった。各円板は1.9cm（3/4インチ）の高さのリブ22を
備えていた。４個の開口39は、第２円板19に設けられて
いた。各開口39はインペラ軸から半径「ｄ」が11.4cm
（４・1/2インチ）の位置にあり、1.08cm（5/16イン
チ）の直径を有していた。インペラは3600rpmで回転し
ていた。
得られた結果は図３に示す図表に報告されている。図
から判るように、630kN/m2（90psi）以上の圧力が容易
に造出され、流速は180m3/hであった。さらに、わずか2
10kN/m2（30psi）の加圧空気源を使用してポンプの効率
に影響を与えることなく、汲み上げられた水に18容量％
までの空気が容易に注入された。得られた結果は、汲み
上げられた水に10％の空気が注入された米国特許第５、
385、443号で得られた結果より良好であった。
から判るように、630kN/m2（90psi）以上の圧力が容易
に造出され、流速は180m3/hであった。さらに、わずか2
10kN/m2（30psi）の加圧空気源を使用してポンプの効率
に影響を与えることなく、汲み上げられた水に18容量％
までの空気が容易に注入された。得られた結果は、汲み
上げられた水に10％の空気が注入された米国特許第５、
385、443号で得られた結果より良好であった。
同じポンプで同じウェットラップ機械からの水につい
て、下記の条件で比較テストを行った。
て、下記の条件で比較テストを行った。
−発生した液圧 630kN/m2（90psi）
−注入空気の流速 6.3ScFM
−機械に供給された液体中に懸濁する粒子の濃度180ppm
機械の排出口で回収された水に懸濁する粒子の濃度は
以下の通りであった。
以下の通りであった。
これらの結果を図４に示す。図から判るように、本発
明によるポンプでより良好な清澄化が達成された。その
理由は恐らく、より多量の空気が汲み上げられた液体中
に溶解されることにより、懸濁している粒子を捕獲する
微細な泡の数が増えるためであろう。
明によるポンプでより良好な清澄化が達成された。その
理由は恐らく、より多量の空気が汲み上げられた液体中
に溶解されることにより、懸濁している粒子を捕獲する
微細な泡の数が増えるためであろう。
当然ながら、添付の請求の範囲に限定された指示の範
囲から離れることなく、ここに開示した実施例に多くの
変更を加えることが出来る。
囲から離れることなく、ここに開示した実施例に多くの
変更を加えることが出来る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 国際公開95／10353（ＷＯ，Ａ１)
国際公開97／13071（ＷＯ，Ａ１)
仏国特許出願公開2129138（ＦＲ，Ａ
１)
米国特許3217655（ＵＳ，Ａ)
米国特許3663117（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 7/02 - 13/16,31/00
B01F 5/12
Claims (6)
- 【請求項１】液体を汲み上げ、該液体が汲み上げられて
いる間に該液体に少なくとも部分的に気体を注入溶解す
るために使用する遠心ポンプ（１）であって、 ａ）互いに同軸である第１及び第２対向壁（７、９）を
有する、実質的に円筒形の内部室（５）を画定するケー
シング（３）と、 ｂ）前記室（５）と同軸であり、前記第１対向壁（７）
に開口して該室（５）と連通する、所定の直径の液体取
り入れ口（11）と、 ｃ）前記室（５）と連通し、該室から接線方向に延びる
液体排出口（13）と、 ｄ）前記室（５）内に取り付けられ、該室（５）の前記
第１及び第２対向壁（７、９）と同軸であり、互いに離
隔した所定半径の第１及び第２円板（17、19）を含む回
転インペラ（15）であって、該第１及び第２円板（17、
19）が上記室の第１及び第２対向壁（７、９）にそれぞ
れ近接して延びるように相互から離れるような間隔で強
固に相互連結され、前記液体取り入れ口（11）が開口す
る第１対向壁（７）に近接して延びる第１円板（17）が
該液体取り入れ口と同直径の中央開口（21）を有し、該
取り入れ口（11）を介して注入された液体を上記円板
（17、19）の間で上記室（５）内に流入させる回転イン
ペラ（15）と、 ｅ）前記インペラ（15）と同軸で前記室（５）内で所定
の方向にインペラを回転させるように該インペラ（15）
に強固に連結され、ケーシング（３）の第２対向壁
（９）を通過し液体取り入れ口（11）とは反対方向に該
室から延びる動力軸（25）と、 ｆ）前記液体が室（５）内に汲み上げられている間に、
気体を液体に注入する気体注入兼溶解手段（31、39）と
を含む遠心ポンプ（１）において、 上記気体注入兼溶解手段が、 −前記第１及び第２円板（17、19）の半径より小さい一
定の半径（ｄ）の位置で、第２円板（19）に形成された
複数の離隔した開口（39）と、 −前記室（５）と連通し、前記一定半径（ｄ）と実質的
に同じ半径距離で室（５）の第２対向壁（９）に配置さ
れてケーシング（３）に形成された穴（35）に強固に連
結された第１端部と、加圧気体注入体（37）に連結され
た第２端部とを有する気体供給管（31）とを含むことを
特徴とする上記遠心ポンプ（１）。 - 【請求項２】前記インペラ（15）の第１及び第２円板
（17、19）が、複数のロッド（22）によって互いに連結
され、且つ互いに対面する平坦な対向表面を有し、間に
隙間を残すような間隔で前記円板から突出する複数のリ
ブ（23）が該対向表面に延設されていることを特徴とす
る請求項１に記載の遠心ポンプ（１）。 - 【請求項３】前記リブ（23）が渦巻き形であり、前記イ
ンペラが回転する所定方向とは反対の方向に、半径方向
外側に湾曲していることを特徴とする請求項２に記載の
遠心ポンプ（１）。 - 【請求項４】前記動力軸（25）が、閉鎖空間（41）を間
に画定する１組のシール（27）によって、ケーシングの
第２対向壁（９）内に密封状態で保持されており、 前記ポンプがさらに、上記閉鎖空間（41）に液体を供給
して該シールを冷却するように該閉鎖空間に連結され
た、液体供給管（43）と液体排出管（45）とを備えた冷
却装置を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれ
かに記載の遠心ポンプ（１）。 - 【請求項５】第２円板（19）の開口（39）が等間隔で離
隔し、該第２円板（19）の全周に渡って延びるように配
置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれ
かに記載の遠心ポンプ（１）。 - 【請求項６】前記液体が廃水または清澄水であり、前記
気体が空気であることを特徴とする請求項１から５のい
ずれかに記載の遠心ポンプ（１）。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/837,326 US5779439A (en) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Centrifugal liquid pump with internal gas injection |
| US08/837,326 | 1997-04-11 | ||
| PCT/CA1998/000219 WO1998046887A1 (en) | 1997-04-11 | 1998-03-12 | Centrifugal liquid pump with internal gas injection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001517284A JP2001517284A (ja) | 2001-10-02 |
| JP3469905B2 true JP3469905B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=25274168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54331898A Expired - Fee Related JP3469905B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-03-12 | 内部気体注入体付き遠心液体ポンプ |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5779439A (ja) |
| EP (1) | EP0972136B1 (ja) |
| JP (1) | JP3469905B2 (ja) |
| CN (1) | CN1094175C (ja) |
| AT (1) | ATE228211T1 (ja) |
| AU (1) | AU727215B2 (ja) |
| BR (1) | BR9808296A (ja) |
| CA (1) | CA2281826C (ja) |
| DE (1) | DE69809540T2 (ja) |
| ES (1) | ES2187009T3 (ja) |
| WO (1) | WO1998046887A1 (ja) |
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-
1997
- 1997-04-11 US US08/837,326 patent/US5779439A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
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