JP5306187B2 - Gas-liquid mixing and circulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水や水と固体物の混合液等の流体中に浸漬して、流体に空気等の気体を混合・攪拌して気液混合流体とした後に、循環させる気液混合循環装置に関し、特に液体の入った槽内に設置して、液体と気体を混合して循環させることにより、液体に気体を溶解させ、槽内の液体を攪拌する気液混合循環装置に関する。 The present invention relates to a gas-liquid mixing / circulating device that circulates after being immersed in a fluid such as water or a mixed liquid of water and a solid, mixing and stirring a gas such as air to form a gas-liquid mixed fluid. In particular, the present invention relates to a gas-liquid mixing and circulation device that is installed in a tank containing liquid, mixes and circulates the liquid and gas, dissolves the gas in the liquid, and stirs the liquid in the tank.
従来より、水中に浸漬して水と気体を混合する装置として、エアレーター、散気装置、曝気装置等の気液混合循環装置が知られている。
これらの装置は、例えば、水中に空気の配管を配置して、その配管に空気の放出孔を形成した吹き出し口を設け、その吹き出し口の放出孔から水中に空気を排出するようになっている。
しかし、このような装置は、その吹き出し口が細く、抵抗が大きいため、目詰まりを起こしやすいなどの問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, gas-liquid mixing and circulation devices such as aerators, aeration devices, and aeration devices are known as devices that immerse in water and mix water and gas.
In these devices, for example, an air pipe is disposed in water, and a blowout port in which an air discharge hole is formed is provided in the pipe, and air is discharged into the water from the discharge hole of the blowout port. .
However, such a device has a problem that it is likely to be clogged because its outlet is thin and resistance is large.
そこで、両端部を開口する筒状の管内に、水と気体を混合する混合部が設けられ、その混合部の下方に設けた気体のノズル管から空気を送って、気体と水を混合するような気液混合循環装置が提案されている(例えば、特許文献1)。そして、このような装置が水中に浸漬され使用される。
また、このような装置は、筒状の管内の略中心部にノズル管が配置されており、このノズル管から筒状の管内に気体が送られるようになっている。そして、このノズル管から送られた気体の浮上力により、筒状の管内とノズル管の間から水を引き込むようになっている。
そして、引き込まれた水と気体が、ノズル管の上方に設けられている混合部により、混合
・攪拌され、筒状の管内の一方の放出孔から水と気体の混合液が放出される。そして、このような装置から放出された混合液の水流により、水中内に対流が起こり、水中内が攪拌される。
このような装置によれば、気体を送るノズル管が大きいので、目詰まりが起こることがない。また、攪拌効率が良好であり、しかも、配管を敷き詰める必要が無いので、設備コストなどが少なくてすむようになっている。 Therefore, a mixing unit for mixing water and gas is provided in a cylindrical tube that opens at both ends, and air is sent from a gas nozzle tube provided below the mixing unit to mix the gas and water. A gas-liquid mixing and circulation device has been proposed (for example, Patent Document 1). And such an apparatus is immersed in water and used.
Further, in such an apparatus, a nozzle tube is disposed at a substantially central portion in a cylindrical tube, and gas is sent from the nozzle tube into the cylindrical tube. And water is drawn in from the inside of a cylindrical pipe | tube and between a nozzle pipe | tube by the levitation | floating force of the gas sent from this nozzle pipe | tube.
Then, the drawn water and gas are mixed and stirred by the mixing unit provided above the nozzle tube, and the mixed liquid of water and gas is discharged from one discharge hole in the cylindrical tube. And by the water flow of the liquid mixture discharge | released from such an apparatus, a convection arises in water and the inside of water is stirred.
According to such an apparatus, since the nozzle tube which sends gas is large, clogging does not occur. In addition, since the stirring efficiency is good and there is no need to lay pipes, the equipment cost and the like can be reduced.
そして、この気液混合循環装置は、略中心部に設けられている気体を送るためのノズル管の上部に混合部が設けられている。この混合部は、ノズル管から引き込まれた気体を筒状の略中心部から外方に向かって旋回して分散させるようになっている。そして、この混合部には、筒状の略中心部であって、ノズル管と略同一線上に芯部が設けられえおり、芯部を中心に螺旋状の羽が設けられている構成となっている。
このため、ノズル管から送られてくる気体は、一端ノズル管の開口部から放出されたのち、混合部の芯部に衝突する。そして、気体は、分散されて、芯部に設けられている螺旋状の羽に沿って、旋回しつつ、浮上し、上昇する。And this gas-liquid mixing circulation apparatus is provided with the mixing part in the upper part of the nozzle tube for sending the gas provided in the approximate center part. The mixing portion is configured to turn and disperse the gas drawn from the nozzle tube outward from the substantially cylindrical central portion. The mixing portion has a substantially cylindrical central portion, and is provided with a core portion substantially on the same line as the nozzle tube, and a spiral wing is provided around the core portion. ing.
For this reason, after the gas sent from the nozzle tube is discharged from the opening of the nozzle tube, it collides with the core of the mixing unit. Then, the gas is dispersed and floats and rises while swirling along the spiral wings provided in the core.
そして、この気体の浮上力によって、水が装置の筒状内部に引き込まれ、水と気体が混合されつつ上昇され、筒状の端部の放出孔から、混合液として放出される。
しかし、上述のように、ノズル管から送られた気体が、混合部の芯部に衝突すると、気体が一旦、下方に戻されるようになり、浮上による上昇力が低減されてしまう。
このため、水に例えば、固形物などが混入しているような場合は、その固形物と共に水などをこのような装置の筒状内部に吸い込む必要がある。しかし、上昇力の低減により装置の筒状内部への吸い込む力が弱められてしまうので、固形物が、装置の水の吸い込み口付近に停滞してしまう。また、気体と液体の混合の割合も下がってしまうとい
う問題が起り、混合液の循環が上手くいかないとの問題が生じる。However, as described above, when the gas sent from the nozzle tube collides with the core portion of the mixing portion, the gas is once returned downward, and the ascending force due to levitation is reduced.
For this reason, when solid matter etc. are mixed in water, for example, it is necessary to suck water etc. into the cylindrical inside of such a device with the solid matter. However, since the force for sucking into the cylindrical interior of the device is weakened by the reduction of the rising force, the solid matter stagnates near the water suction port of the device. Moreover, the problem that the mixing ratio of gas and liquid also falls arises, and the problem that the circulation of a liquid mixture does not work arises.
そこで、本発明は、気体と水等の流体の混合、攪拌を効率よく行い、混合液の循環が滞ることがないようにすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to efficiently mix and agitate a fluid such as gas and water so that the circulation of the mixed solution is not delayed.
上記目的は、第1の発明にあっては、流体に気体を混合して循環させる気液混合循環装置であって、その中央部に孔部を有する内筒と、前記内筒の外周側面と間隙を有して配置される外筒と、を有し、前記内筒の前記外周側面と前記外筒の内周側面との前記間隙は、前記気体を誘導する気体誘導部であり、前記内筒の前記孔部は、前記流体の流れを阻害する物を配置せずに、前記流体を誘導する流体誘導部となっており、前記内筒の長手方向の長さは前記外筒の長手方向の長さより短く形成され、前記外筒のうち前記内筒が内側に配置されていない部分には、前記気体と前記流体とを混合する混合部が形成されて、前記混合部で混合された前記気体と前記流体とは、前記外筒の一方の端部から抜けるようになっており、前記混合部における前記外筒の前記内周側面には、複数の突起部が配置され、前記突起部は、前記内周側面に正対した場合、下流側が先細り形状であって上流側が円形状である滴形状とされていることを特徴とする気液混合循環装置により達成される。 In the first invention, the above object is a gas-liquid mixing and circulating device for mixing and circulating a gas in a fluid, wherein an inner cylinder having a hole in the center thereof, an outer peripheral side surface of the inner cylinder, has an outer cylinder which is disposed with a gap, wherein the gap between the inner circumferential surface of the outer cylinder and the outer circumferential surface of said inner cylinder, a gas guide portion for guiding the gas, said The hole portion of the cylinder is a fluid guiding section that guides the fluid without arranging an object that obstructs the flow of the fluid, and the length of the inner cylinder in the longitudinal direction is the longitudinal direction of the outer cylinder The mixing portion that mixes the gas and the fluid is formed in a portion of the outer cylinder where the inner cylinder is not disposed on the inner side, and the mixture is mixed in the mixing section. the gas and the fluid being adapted to escape from one end of the outer cylinder, before in the mixing unit A plurality of protrusions are disposed on the inner peripheral side surface of the outer cylinder, and when the protrusions are directly opposed to the inner peripheral side surface, the protrusion has a drop shape that is tapered on the downstream side and circular on the upstream side. This is achieved by a gas-liquid mixing and circulation device characterized by
第1の発明の構成によれば、中央部に孔部を有する内筒と、その内筒の外周側面と間隙を有して配置される外筒とを有し、内筒の外周側面と外筒の内周側面の間隙は、気体を誘導する気体誘導部となっている。そして、内筒の中心部の孔部は、流体を誘導する流体誘導部となっている。さらに、内筒の長手方向の長さは、外筒の長手方向の長さより短くされており、外筒の内側における内筒の配置されていない部分には、気体と流体とを混合する混合部が形成されている。そして、混合部で混合された気体と流体とは、外筒の一方の端部から抜けるようになっている。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the inner cylinder having the hole in the central portion, the outer cylinder side surface of the inner cylinder and the outer cylinder arranged with a gap, the outer cylinder side surface of the inner cylinder and the outer cylinder The gap on the inner peripheral side surface of the cylinder is a gas guiding part that guides the gas. And the hole of the center part of an inner cylinder is a fluid guide part which guides a fluid. Furthermore, the length in the longitudinal direction of the inner cylinder is shorter than the length in the longitudinal direction of the outer cylinder, and the mixing section that mixes gas and fluid is provided in the portion where the inner cylinder is not arranged inside the outer cylinder. Is formed. And the gas and fluid mixed by the mixing part come out from one edge part of an outer cylinder.
このため、内筒の孔部が流体の通り道とされ、大量の流体を引き込むことができるようになっている。そして、気体は、内筒と外筒の間隙を通り、外筒のうちで内筒が内側に配置されていない部分に形成されている混合部に入り、流体と混合されるようになっている。従って、気体の通りを遮る所が無いので、気体の浮力を邪魔することがない。
そのため、大量の流体と気体を混合部に引き込むことができ、気体と流体の混合、攪拌の効率が大きくなる。そして、大量の流体が引き込まれるので、循環が滞ることがない。
また、第1の発明の構成によれば、混合部には、外筒の内周側面に複数の突起部が配置されているので、気体誘導部から誘導された気体が、この突起部に当たり、気体が細かく砕かれ、気体と流体の混合が効率良くできるようになる。
For this reason, the hole of the inner cylinder is used as a passage for fluid, and a large amount of fluid can be drawn. Then, the gas passes through the gap between the inner cylinder and the outer cylinder, enters the mixing portion formed in the portion of the outer cylinder where the inner cylinder is not disposed inside, and is mixed with the fluid. . Therefore, since there is no place that blocks the passage of gas, the buoyancy of gas is not disturbed.
Therefore, a large amount of fluid and gas can be drawn into the mixing unit, and the efficiency of mixing and stirring of the gas and fluid is increased. And since a large amount of fluid is drawn in, circulation does not stagnate.
Further, according to the configuration of the first invention, since the plurality of protrusions are arranged on the inner peripheral side surface of the outer cylinder in the mixing portion, the gas induced from the gas guiding portion hits this protrusion, The gas is finely crushed and the gas and fluid can be mixed efficiently.
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記内筒と前記外筒とは、両端側が開放され、前記内筒の一端側と前記外筒の一端側とは、略同一面内に配置されており、前記略同一面内に配置されている前記内筒と前記外筒との前記一端側の間隙は、連結され、前記流体は前記略同一面内に配置されている前記内筒の前記一端側から前記内筒の前記孔部に誘導されるようになっていることを特徴とする。 According to a second invention, in the configuration of the first invention , both ends of the inner cylinder and the outer cylinder are opened, and one end side of the inner cylinder and one end side of the outer cylinder are in substantially the same plane. The inner cylinder is disposed, and the gap between the one end side of the inner cylinder and the outer cylinder arranged in the substantially same plane is connected, and the fluid is arranged in the substantially same plane. It is guided to the hole of the inner cylinder from the one end side.
第2の発明の構成によれば、内筒と外筒の両端側が開放されており、その一端側は、略同一面内に配置されている。そして、その略同一面内に配置される内筒と外筒との間隙とは、連結されるようになっている。そして、流体は、略同一面内に配置されている内筒の一端側から内筒の孔部に誘導されるようになっている。
このため、内筒の下方から流体が引き込まれ、外筒との間隙を気体が通過するようになっており、気体が浮力を損失せずに、上部の混合部で混合されるようになっている。
According to the structure of 2nd invention , the both ends of an inner cylinder and an outer cylinder are open | released, and the one end side is arrange | positioned in the substantially same surface. And the gap | interval of the inner cylinder and outer cylinder which are arrange | positioned in the substantially the same surface is connected. Then, the fluid is guided to the hole of the inner cylinder from one end side of the inner cylinder arranged in substantially the same plane.
For this reason, the fluid is drawn from the lower side of the inner cylinder so that the gas passes through the gap with the outer cylinder, and the gas is mixed in the upper mixing section without losing buoyancy. Yes.
第3の発明は、第1の発明の構成において、前記外筒は、他方の端部が外筒有底部とされ、前記内筒は、一方の端部が内筒有底部とされており、前記外筒有底部と前記内筒有底部とは、間隔を設けて対向して配置されるようになっており、前記外筒有底部の近傍には前記気体を導入するための気体導入部が配置され、前記内筒有底部の近傍には前記流体を導入するための流体導入部が配置され、前記気体導入部から導入される前記気体は、前記外筒有底部と前記内筒有底部の対向面側を通り、前記気体誘導部に誘導されるようになっていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect , the other end of the outer cylinder is an outer cylinder bottomed part, and the inner cylinder is one end of the inner cylinder bottomed part, The bottom portion with the outer cylinder and the bottom portion with the inner cylinder are arranged to face each other with a gap therebetween, and a gas introduction portion for introducing the gas is provided in the vicinity of the bottom portion with the outer cylinder. A fluid introduction part for introducing the fluid is arranged in the vicinity of the inner cylinder bottomed part, and the gas introduced from the gas introduction part is disposed between the outer cylinder bottomed part and the inner cylinder bottomed part. It passes through the opposing surface side and is guided to the gas guiding part.
第3の発明の構成によれば、外筒の一方は、混合液が抜けるように開放されており、他方は外筒有底部とされている。そして、内筒は、一方の端部が内筒有底部とされている。そして、外筒有底部と内筒有底部とは、間隔を設けて対向するように配置されている。さらに、外筒有底部の近傍には、気体を導入するための気体導入部が配置され、内筒有底部の近傍には流体を導入するための流体導入部が配置されている。そして、気体導入部から導入された気体は、外筒有底部と内筒有底部の間の対向面側を通り、気体誘導部に誘導される。
このため、気体導入部から導入される気体が、内筒有底部と外筒有底部との間隔を通り、外筒の内周側面と内筒の外周側面との間隙の気体誘導部に誘導される際に、均一に流れる。従って、気体誘導部に誘導される気体の浮力が均一となり、それに伴い内筒の内周面側に誘導される流体の引き込みも均一にされるようになる。
According to the configuration of the third aspect of the invention , one of the outer cylinders is opened so that the mixed liquid can escape, and the other is a bottomed portion of the outer cylinder. The inner cylinder has an inner cylinder bottom portion at one end. And the outer cylinder bottom part and the inner cylinder bottom part are arrange | positioned so that it may provide a space | interval and may be opposed. Further, a gas introduction part for introducing gas is arranged in the vicinity of the bottom part with the outer cylinder, and a fluid introduction part for introducing a fluid is arranged in the vicinity of the bottom part with the inner cylinder. And the gas introduce | transduced from the gas introduction part passes along the opposing surface side between an outer cylinder bottom part and an inner cylinder bottom part, and is induced | guided | derived to a gas induction | guidance | derivation part.
For this reason, the gas introduced from the gas introduction part passes through the space between the inner cylinder bottomed part and the outer cylinder bottomed part and is guided to the gas guiding part in the gap between the inner peripheral side surface of the outer cylinder and the outer peripheral side surface of the inner cylinder. When flowing, it flows uniformly. Accordingly, the buoyancy of the gas guided to the gas guiding portion is made uniform, and accordingly, the drawing of the fluid guided to the inner peripheral surface side of the inner cylinder is made uniform.
本発明の気液混合循環装置によれば、気体と流体の混合、攪拌を効率よく行い、混合液の循環が滞ることがないものとなる。 According to the gas-liquid mixing and circulating apparatus of the present invention, gas and fluid can be mixed and stirred efficiently, and the circulation of the mixed liquid will not be delayed.
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限りこれらに限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the examples described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. It is not restricted to these unless there is description of.
(第1の実施形態)
図1乃至図7は、本発明の第1の実施形態に係る気液混合循環装置10の好ましい実施の形態を示す概略図である。
図1は、気液混合循環装置10の全体を示す概略斜視図であり、内部を説明しやすいように、一部を切り欠いている。また、図2は、気液混合循環装置10の外筒11の内部に配置されている内筒20を説明するための概略斜視図であり、図3は、図2のX1方向からの概略正面図、図4は、図2のX2方向からの概略正面図、図5は、図2のZ1方向からの概略上面図である。
図6は、気液混合循環装置10の動作状態における、気体53と流体51の状態を説明するための概略説明図である。図7は、本実施形態の気液混合循環装置10を水槽56内に設置して動作させている状態を説明するための概略端面図であり、気液混合循環装置10は図1の概略斜視図におけるA−A線で切断した概略端面図である。(First embodiment)
1 to 7 are schematic views showing a preferred embodiment of the gas-liquid mixing and circulating
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the entire gas-liquid mixing /
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the state of the
図1は、気液混合循環装置10の一部を切り欠いた概略説明図である。
気液混合循環装置10は、中央部に孔部25aを有する内筒20と、内筒20の外周側面である内筒外周側面12と間隙26aを有して配置される外筒11とを有している。そして、この孔部25aは、内筒20の長手方向に貫通する貫通孔とされている。
そして、内筒20の長手方向の長さは、外筒11の長手方向の長さより短くされている。つまり、図面上で、内筒20のZ方向の長さは、外筒11のZ方向の長さと比較して、短くされており、外筒11のZ方向における長さの約半分程度の長さとなっている。
そして、内筒20と外筒11は、Z方向におけるZ2側が上側とされ、Z1側が下側とされている。つまり、Z2側である上側は、気体と流体が混合して混合液となって抜ける側であり、Z1側である下側は、流体及び気体が引き込まれる側となっている。FIG. 1 is a schematic explanatory view in which a part of the gas-liquid mixing and circulating
The gas-liquid mixing / circulating
The length of the
And as for the
この下側であるZ1側は、内筒20と外筒11が略同一面を形成するように配置されており、この面内における内筒20と外筒11の間隙26aは、連結部17と
なっている。つまり、内筒20と外筒11が略同一面内に配置されているとは、内筒20と外筒11とが、その下側で連結しやすくされているということである。連結部17は、内筒20を外筒11の内部に固定する固定部ともなっている。そして、この連結部17によって、内筒20は外筒11の長手方向の長さの約半分より下側の位置に固定される。そして、内筒20の下側であるZ1側は、開放されており、内筒下側開口部21aとなっている。この内筒下側開口部21aは、流体を内筒20の孔部25aに引き込む際の流体引き込み口21となっている。
そして、内筒20の孔部25aは、流体引き込み口21から引き込まれた流体を、後述する混合部27に誘導するための流体誘導部25となっている。流体引き込み口21から引き込まれた流体は、内筒20の内筒内周面側22である孔部25aを通り、混合部27まで誘導される。つまり、内筒20の内筒内周面側22である孔部25aは、流体誘導部25となっている。The lower side Z1 side is arranged so that the
The
そして、この内筒20の孔部25aが大きく開口されているので、流体を引き込む量が多くなる。
また、内筒20と外筒11とが、下側の連結部17から上方であるZ2側に向かって、間隙26aを有して配置されている。この間隙26aが、気体誘導部26となっている。また、この気体誘導部26は、内筒20の長手方向の長さであるZ方向における高さと同一の範囲にわたり形成される。つまり、内筒20の内筒外周側面23と外筒11の外筒内周側面12とが間隙26aを有して対応している面が、気体誘導部26となっている。この間隙26aは、僅かな隙間として形成されており、均一に設けられていることが好ましい。そして、例えば、この間隙26aは、内筒20の孔部25aの大きさである内筒上側開口部28aまたは内筒下側開口部21aの開口面積より小さくされている。例えば、間隙26aは、内筒20の内筒外周側面23と外筒11の外筒内周側面12との間であり、Z方向に垂直に交わる面の面積である断面積として考え、後述するエアー送風孔13のZ方向に沿った面の面積である断面積とを比較した場合に、同じ大きさとするか、小さい面積となるように設定される。And since the
Further, the
つまり、例えば、エアー送風孔13を、厚み2mmを有し、その外径が48.6mmの円筒状の配管を用いた場合に、このエアー送風孔13の内径は44.6mmとなる。そして、このエアー送風孔13である配管を長手方向と垂直に交わる面で切断した場合の断面は円形となり、この円の面積である断面積は、約1561.49mm2となる。ここで、長手方向とは、エアー送風孔13の外径及び内径に対して垂直に伸びる方向であり、図面上では、Z方向に対し垂直に交わる方向となっている。つまり、図面上では、外方から内方に向かって、エアー送風孔13のエアーが送られる方向となっている。従って、断面積は、図面上で、Z方向に沿った方向でエアー送風孔13を切断した際のエアー送風孔13である配管の外径から配管の厚みを除いた内径を直径とする円の面積のことである。
そして、外筒11の外周の直径が139.8mmで、厚みが2mmとすると、外筒内周側面12で囲まれる面の面積、つまり、円の面積となっている断面積は、約14519.36mm2となる。ここで、外筒11の断面積とは、図面上で、Z方向に対し垂直に交わる面の面積であり、外筒内周側面12で囲まれた面となっている。
次に、間隙26aを2mmとすると、内筒20の内筒外周側面23で囲まれる面の面積は、約13677.54mm2となる。
ここで、内筒20の内筒外周側面23で囲まれる面は、円形状となっており、内筒20を内筒20の長手方向に対し垂直に交わる面で切断した際の断面の面積となっている。つまり、図面上では、Z方向と垂直に交わる面で切断した際の面積となっており、内筒20の外径を直径とする円の面積となっている。
そして、間隙26aを内筒20の内筒外周側面23と外筒11の外筒内周側面との間をZ方向に垂直に交わる面の面積として考えると、約841.52mm2となる。したがって、この間隙26aの面積は、エアー送風孔13の断面積である約1561.49mm2に対し、約53%程度となる。That is, for example, when the
When the outer diameter of the
Next, when the
Here, the surface surrounded by the inner cylinder outer
When the
この間隙26aは、気体53がエアー送風孔13から送風され、間隙26aである気体誘導部26を抜けて、混合部27に到達する際の圧力損失を0.975キロパスカル以下程度に抑え、間隙26aである気体誘導部26を抜けて混合部27に気体53が誘導される際に、気体の速度が、エアー送風孔13内を流れる気体53の速度の倍近い速度に設定されるようにすることが好ましい。したがって、間隙26aの断面積は、好ましくは、エアー送風孔13の断面積の半分程度とされる。
The
そして、気体誘導部26の上方には、混合部27が形成されている。
つまり、外筒11のうち内筒20が内側に配置されていない部分には、気体53と流体51とを混合する混合部27が形成されている。つまり、混合部27は、外筒11の長手方向の長さにおいて、内筒20の長手方向の長さと一致している部分以外の部分であって、内筒20の配置されている位置から上方に形成されている。
そして、この混合部27が形成されている外筒11の内周側面12には、複数の突起部15が配置されている。そして、外筒11の上方であるZ2側は、開口部18とされており、混合液排出部19である。A mixing
That is, a mixing
A plurality of
また、外筒11の下方には、エアー送風孔13が設けられている。このエアー送風孔13は、外筒11の内側の内筒20が配置されている部分に設けられている。
そして、このエアー送風孔13には、気液混合循環装置10を支えるための支持部14が設けられており、そして、この支持部14と繋がるように支持台16が設けられている。この支持台16は、気液混合循環装置10の設置場所に例えばネジ等で固定される。In addition, an
The
内筒20は、図3乃至図5で示すように、その内筒外周側面23には螺旋状エアー案内部24を有している。この螺旋状エアー案内部24は、気体案内部の一例となっており、螺旋状突部の一例ともなっている。
そして、内筒20の長手方向の両端部は、開放部分とされる。そして、この内筒20の長手方向の両端部の開放部分は、それぞれ内筒下側開口部21a、内筒上側開口部28aとされている。つまり、内筒下側開口部21a及び内筒上側開口部28aは、内筒20のZ方向の両端部に形成されている。
そして、内筒下側開口部21aは、流体引き込み口21とされ、内筒上側開口部28aは、流体排出部28とされる。そして、内筒下側開口部21aは、気液混合循環装置10を設置した際の、設置面と近い側とされる。As shown in FIGS. 3 to 5, the
Then, both end portions in the longitudinal direction of the
The inner cylinder
また、螺旋状エアー案内部24は、図2に示すように、内筒20の内筒外周側面23に螺旋状突部として設けられている。つまり、螺旋状エアー案内部24は、内筒20の下側の内筒下側開口部21aである流体引き込み口21から上方に伸び、その後、内筒20の内筒外周側面23の周囲を約一周しつつ、上方の内筒上側開口部28aの近傍まで形成されている。つまり、図3で示すように、図2のX1方向から見ると、螺旋状エアー案内部24は、内筒下側開口部21aから上方に向かって伸びた後、図面上で右方側に曲ってやや斜め上方に向かって伸び、その後、後方を回って再び、左方側から上方の内筒上側開口部28aに向かって伸びるように形成されている。そして、図4で示すように、図2のX2方向から見ると、図3での後方に回った際の螺旋状エアー案内部24の状態が示されている。つまり、図4では、螺旋状エアー案内部24は、Z方向である長手方向の長さの約半分程度の位置であって、図面上の左方側から右方側に向かって斜め上方に向かうように伸びている。そして、その後、螺旋状エアー案内部24は、図4での左方側から上方の内筒上側開口部28aに向かって伸びるように形成される。図5は、内筒20をZ方向のZ1側から見た概略上面図である。つまり、図5は、内筒20を上方側から見た図となっており、略円形状となっている。そして、この略円形状の周辺には、上述で説明した螺旋状エアー案内部24が一周するように形成されている。
この螺旋状エアー案内部24は、内筒20の内筒外周側面23に形成される螺旋状突部として設けられているが、例えば、針金状のものを内筒20の内筒外周側面23に巻きつけて形成することもできる。
また、螺旋状エアー案内部24は、外筒の外筒内周側面12側に形成されていても良い。Further, as shown in FIG. 2, the spiral
The spiral
Moreover, the spiral
図6は、この気液混合循環装置10を作動させた際の、気体53と流体51の流れ及び、気体53と流体51が混合、攪拌される状態を説明するための概略説明図である。
図6は、気体53、流体51、および気体53と流体51との混合された状態を示す旋回渦54をそれぞれ説明するために、矢印で各流れの状態を模式的に示したものである。気体53、流体51、旋回渦54等は、必ずしもこのように分かれているわけではなく、説明の便宜のために分けて記している。
図6によれば、エアー送風孔13は、ここでは図示しない配管52を通じて、図示しない水槽56の外部に配置された、図示していないブロワー、インバーター、電源と接続されている(図7参照)。電源を入れると、インバーターを介してブロワーから気体53が送風される。
そして、気体53は、図示しない配管52を通じ、エアー送風孔13を通じて、内筒20の内筒外周側面23と外筒11の外筒内周側面12の間隙26aである気体誘導部26に送られる。そして、送られた気体53は、内筒20の内筒外周側面23に形成されている螺旋状エアー案内部24によって、外筒11の外筒内周側面12を旋回するように誘導され、上昇する。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the flow of the
FIG. 6 schematically shows the state of each flow with arrows in order to describe the
According to FIG. 6, the
Then, the
そして、この気体53の上昇する際の浮力により、内筒20の内筒下側開口部21aから流体51が引き込まれる。ここで、内筒下側開口部21aは、流体引き込み口21となっており、内筒下側開口部21aから大量の流体51が内筒20の内筒内周面側22に誘導される。内筒20は、孔部25aを有しており、内筒内周面側22に内筒20の長手方向に沿って貫通した貫通孔である孔部25aは、流体51を誘導するための流体誘導部25とされる。
従って、流体引き込み口21から引き込まれた流体51は、気体の浮力により、流体誘導部25を通り、内筒20の内筒下側開口部21aから内筒上側開口部28aに向かって流される。
そして、気体51は、間隙26aを通り、内筒20の内筒外周側面23に形成されている螺旋状エアー案内部24によって、外筒11の外筒内周側面12を旋回するように誘導される。そして、誘導され、上昇された気体53は、内筒20の流体誘導部25を通り、気体53の浮力によって上昇された流体51と、混合部27で混合、攪拌される。
そして、この際、気体53は、外筒11の外筒内周側面23に配置された複数の突起部15により、細かく砕かれる。
従って、外筒11の外筒内周側面23を気体53の塊として旋回するように上昇した気体53は、この複数の突起部15にあたり、細かい粒とされ、さらに外筒11の外筒内周側面12を旋回するように上昇される。そして、流体51は、このような気体53の上昇に伴い、混合部27で、気体53と混合、攪拌されて、旋回して上昇していき、気体53と流体51の混合液とされ外筒11の開口部18である混合液排出部19から旋回渦54となって、排出されるようになっている。And the fluid 51 is drawn in from the inner cylinder lower
Therefore, the fluid 51 drawn from the
Then, the
At this time, the
Therefore, the
つまり、図7に示すように、この気液混合循環装置10は、水槽56の底部近傍に、支持台16を例えば、ネジ等で固定して、設置され、使用される。つまり、気液混合循環装置10は、流体51に浸漬されて使用される。
そして、気液混合循環装置10のエアー送風孔13と連結される配管52から、上述したように気体53が送風されると、間隙26aの気体誘導部26を通り、気体53が外筒11の外筒内周側面12を旋回するように誘導され、混合部27に送られる。そして、この気体53の浮力による上昇流に伴い、内筒下側開口部21aの流体引き込み口21から流体51が引き込まれ、内筒20の孔部25aである流体誘導部25を通って、混合部27まで誘導される。そして、混合部27で、気体53は旋回しつつ、流体51と混合されるようになる。そして、この混合された気体53と流体51が、旋回渦54となって、開口部18の混合液排出部19から排出される。そして、この排出された気体53と流体51の混合液は、水槽56中を対流55し、再び、内筒20の流体引き込み口21から引き込まれて、気体53と混合され、攪拌される。That is, as shown in FIG. 7, the gas-liquid mixing and circulating
When the
この気液混合循環装置10は、流体引き込み口21である内筒20の内筒下側開口部21aが大きく開口されており、流体51を大量に引き込むことができるようになっている。
また、内筒20の内筒外周側面23と外筒11の外筒内周側面12の間の間隙26aは、気体誘導部26となっており、気体53はこの気体誘導部26を通り、混合部27まで送られる。
そして、従来の気液混合循環装置と異なり、気体誘導部26が中心部に形成されておらず、また、気体53を混合部27に送る際に、気体誘導部26の中心部に旋回流を形成するための羽を設けた芯部が形成されていない。従って、気体誘導部26から混合部27に気体53が送られる際に、邪魔されることが無いので、気体53の浮力が弱められることがなく、外筒11の外筒内周側面12に気体53が、旋回流を形成しつつ送ることができるので、その気体53の浮力に伴い引き込まれる流体51は、気液混合循環装置10にスムーズに引き込まれる。In the gas-liquid mixing /
Further, a
And unlike the conventional gas-liquid mixing and circulating apparatus, the
ここで、例えば、この気液混合循環装置10を、汚水処理などの水槽56に使用した場合を説明する。このような汚水処理においては、微生物によって汚水中の汚泥を分解する方法が採られる場合がある。微生物が汚泥を分解するには、酸素や窒素などの空気が水中に大量に溶け込んでいることが必要である。また、これらの微生物を繁殖して、固まりであるコロニーを形成させるために、細孔を有する樹脂の粒やスポンジ等の固形物を水中に分散させている。そして、この固形物は、2mmから3mm程度の略角状体あるいは、直径2mmから3mm程度の球状体等であり、水と同程度、あるいは若干軽いか、または若干重い比重とされており、水の容積に対し、3〜7割程度混入されている。好ましくは、4〜5割程度混入されていると、微生物の繁殖に良好である。
そして、汚水処理には、微生物の繁殖が良好であることが好ましく、その為には、水中の空気の混入率が高い方が好ましい。Here, for example, the case where this gas-liquid mixing and circulating
For sewage treatment, it is preferable that microorganisms propagate well, and for that purpose, it is preferable that the mixing rate of air in water is high.
しかし、従来のように、気体の誘導部の中心に芯部が形成されていると、気体がこの芯部に当たり、一度、押し戻され、気体の浮力が弱まる。その為、気体の浮力に伴い装置の内部に流体を引き込むようになっているので、気体の浮力が弱まると、流体を引き込む力も弱くなる。従って、水に固形物が混入されているような場合は、固形物の量が多くなると、引き込む際の力が弱いと、水は引き込んで循環されるが、固形物は循環されず、装置の下方に堆積するようになってしまう。すると、汚泥を分解する微生物の繁殖が妨げられ、汚水の処理もスムーズに進まないようになってしまう。 However, if a core portion is formed at the center of the gas guiding portion as in the prior art, the gas hits the core portion and is pushed back once, thereby reducing the buoyancy of the gas. Therefore, since the fluid is drawn into the apparatus along with the buoyancy of the gas, when the buoyancy of the gas is weakened, the force of drawing the fluid is also weakened. Therefore, when solids are mixed in water, if the amount of solids increases, if the pulling force is weak, water is drawn and circulated, but the solids are not circulated, It will begin to accumulate below. Then, the propagation of microorganisms that decompose sludge is hindered, and the treatment of sewage does not proceed smoothly.
一方、第1の実施形態にかかる気液混合循環装置10の場合は、上述のように、気体誘導部26は、中心部では無く、外筒11と内筒20の間隙26aである。その為、気体は、外筒11の外筒内周側面12を旋回するように、混合部27に送られる。そして、流体は、内筒20の孔部25aの流体誘導部25を通過して混合部27に送られるようになっている。
この外筒11の外筒内周側面12を旋回するように送られる気体は、従来のように、邪魔されて押し戻されることが無く、その為、気体の浮力によって、引き込まれる流体の引き込む力が弱まることがない。また、大きく開口されている内筒20の内筒内周面側22は、流体を誘導するための流体誘導部25とされている。On the other hand, in the case of the gas-liquid mixing and circulating
The gas sent so as to swivel on the outer cylinder inner
このため、上述のように固形物が大量に含まれている水であっても、内筒20の内周面側であって、内筒20の長手方向に貫通する貫通孔である孔部25aの流体誘導部25に、固形物の含まれた水は引き込まれる。そして、流体誘導部25は、大きく開口された内筒20の内筒内周面側22となっているので、固形物の含まれている水であっても、大量に引きこむことができる。
そして、混合部27では、このように誘導された気体としての空気と固形物を含む水が混合され、攪拌されて、旋回渦54となって、混合液排出口19から排出され、水槽56内に対流55を起こす。そして、また、流体引き込み口21から、この固形物を含む水が吸い込まれ、循環されるようになる。従って、微生物を繁殖させるための空気が、水内に大量に溶け込まれるので、汚水の処理も効率よく行うことができる。また、流体を引き込む力が強いので、固形物が含まれている水を引き込むことができ、固形物のみが堆積してしまうことがない。For this reason, even if the water contains a large amount of solid matter as described above, the
In the mixing
そして、本実施形態の気液混合循環装置10は、従来の中心部から気体を誘導し、その上部に芯部が設けられている気液混合循環装置と比較した場合に、例えば以下のような実験方法により測定すると、液体中に混合される空気の混合率が約3割程度向上する。
例えば、流体は、井水に塩化コバルト(CoCl2)を触媒として溶解させた後、適量の亜硫酸ナトリウム(Na2SO3)を溶解させた液体を用意する。次に、この液体は水槽56内に入れられ、この水槽56内に入れられた液体中の溶存酸素濃度(以下「DO値」という)は0ppmとされる。そして、この気液混合循環装置10である例えば、エアレーターが、この液体の入った水槽56内に設置される。そして、気液混合循環装置10へ送風を開始し、槽内のDO値の経時変化を測定し、水深と通気量による酸素吸収効率の変化を把握する。ここでの酸素吸収効率とは、酸素溶解効率であり、液体中に混合される空気の混合率のことである。また、水槽56は、有効容積30.4m3のタンクであり、水深5mとなるように液体が入れられている。そして、気液混合循環装置であるエアレーターへの送風量を1Nm3/分とした場合の測定結果は、酸素溶解効率は従来型では10%であったのに対し、本実施形態の気液混合循環装置10では、13.6%となっており、従来型と比較し、約3割程度向上される。And the gas-liquid mixing and circulating
For example, the fluid is prepared by dissolving cobalt chloride (CoCl2) in well water as a catalyst and then dissolving a suitable amount of sodium sulfite (Na2SO3). Next, this liquid is put in the
ここで、第1の実施形態にかかる気液混合循環装置10の外筒11の少なくとも内筒20が配置されている部分は、例えば、ステンレス等の金属等で形成されている。そして、エアー送風孔13、支持台14及び支持部16も、同様に、ステンレス等の金属等で形成されていてもよい。さらに、内筒20も同様に、ステンレス等の金属等で形成されていてもよい。
Here, at least a portion of the
そして、外筒11の少なくとも内筒20が配置されていない部分は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂で形成されており、複数の突起部15は、この外筒11の少なくとも内筒20が配置されていない部分と同質の材料で形成されていることが好ましい。そして、複数の突起部15の配置は、外筒11の長手方向において、交互に配置されるようになっている。つまり、外筒11の外筒内周側面12の円周状に一定の間隔を空けて配置され、さらにその円周状に一定間隔を空けて配置されている突起部15と突起部15の間であって、その位置から長手方向に一定の間隔を空けて次の突起部15が配置されるようになっている。
And the part in which the
この複数の突起部15の配置は、気体と流体の混合、攪拌の効率を高めるように、気体や流体の性質、気液混合循環装置の大きさなどに合わせて、適宜、数や配置などを設定することができる。また、複数の突起部15の形状は、図面では、頭部がやや大きく丸みを帯びて膨らんでおり、その頭部を支える首部が頭部よりやや細い先端の欠けた略円錐状となっている。つまり、略キノコ状の突起部15となっている。しかし、この形状等も一例であって、突起部15は、この形状に限らず、略半球状の突起部15や、略円柱状、略角柱状や、略円錐状、略角錐状等の形状であってもよい。そして、気体53と流体51の混合、攪拌の効率を高めるように、気体53や流体51の性質、気液混合循環装置10の大きさなどに合わせて、突起部15は、適宜、数や配置などを設定することができる。
The arrangement of the plurality of
また、気液混合循環装置10は、全体がステンレス等の金属等で形成されていても良く、または、プロピレン等の樹脂等で形成されていても良い。
つまり、気液混合循環装置10を使用する流体等の性質に合わせて、気液混合循環装置10の材質は、適宜、選択される。Further, the gas-liquid mixing /
That is, the material of the gas-liquid mixing and circulating
(第2の実施形態)
図8及び図9は、第2の実施形態に係る気液混合循環装置100を説明のために一部を切り欠いた概略斜視図と、この気液混合循環装置100の使用状態を説明するための概略斜視図となっている。
第2の実施形態は、第1の実施形態とその多くの構成が一致するので、一致する構成に関しては同一符号を付し、説明を省略し、相違する点を中心に説明する。
また、外筒11及び内筒20の材質や、支持部14、支持台16、エアー送風孔13等の材質も第1の実施形態と同様である。また、突起部15も第1の実施形態と同様となっている。また、図9において、流体51、気体53、旋回渦54等が、説明の便宜上、それぞれ矢印で示されている点も第1の実施形態と同様である。
また、螺旋状エアー案内部240は、第1の実施形態における螺旋状エアー案内部24との違いは、配置が若干異なるのみであり、その他の材質や形成の方法等や、機能等は第1の実施形態と同様である。つまり、螺旋状エアー案内部240は、内筒20の長手方向における両端部の間の内筒外周側面23に渡り螺旋状突部として形成されている。第1の実施形態の螺旋状エアー案内部24は、内筒20の内筒外周側面23に約1周分形成されていたのに対し、約2周分形成されている。(Second Embodiment)
8 and 9 are a schematic perspective view in which a part of the gas-liquid mixing /
Since the second embodiment is identical in many configurations to the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences are mainly described.
Further, the materials of the
Further, the spiral
そして、第1の実施形態と異なる点は、内筒20及び外筒11がそれぞれ、両端部は開放していなく、内筒20及び外筒11の下側が同一面内に配置されていない点である。
また、第1の実施形態では、内筒20の孔部25aは、内筒20の長手方向に沿って貫通する貫通孔とされていたのに対し、第2の実施形態では、内筒20の孔部250aは、内筒有底部210を有しており、貫通孔とはなっていない点にある。
つまり、第1の実施形態では、内筒下側開口部21aが流体引き込み口21とされていたのに対し、図8の一部を切り欠いている概略斜視図で示すように、第2の実施形態では、内筒下側開口部21aがなく、変わりに、内筒有底部210を有しており、流体引き込み口21の変わりに、内筒有底部210近傍に設けられた流体引き込み部212の流体引き込み口211を有している。
そして、流体引き込み部212は、外筒11のエアー送風孔13とほぼ反対側に設けられている。つまり、流体引き込み部212は、エアー送風孔13の設けられている位置から外筒11及び内筒20の略中心部を通る延長線上の位置であって、エアー送風孔13の位置とほぼ対称の位置となるように、内筒20に設けられている。
そして、流体引き込み部212は、外筒11を貫通するように設けられており、気液混合循環装置100の周囲の流体を引き込むことができるようになっている。
ここで、流体引き込み部212は流体導入部の一例となっている。The difference from the first embodiment is that the
In the first embodiment, the
That is, in the first embodiment, the inner cylinder
The
And the fluid drawing-in
Here, the fluid drawing-in
また、外筒11の下方側である、Z方向のZ1側も、外筒有底部110となっている。そして、この外筒有底部110の外側であり、内筒20が配置されていない側は、支持部14が設けられている。そして、気液混合循環装置100は、支持部14のもう一方の端部の支持台16とで支えられ、設置できる。この外筒有底部110の近傍には、気体導入部の一例であるエアー送風孔13が設けられている。
Further, the Z1 side in the Z direction, which is the lower side of the
そして、内筒有底部210と外筒有底部110は、間隔を設けて対向して配置されている。
このため、第2の実施形態における気液混合循環装置100は、エアー送風孔13から送られた気体53が、内筒有底部210と外筒有底部110の対向面側を通るようになっている。つまり、気体53は、エアー送風孔13から送られた後、内筒有底部210と外筒有底部110側との間を通り抜けて、外筒11と内筒20との間隙26aの全方方向に渡って、流れるようになる。
そして、気体53は、間隙26aである気体誘導部26を通り、上方に誘導され送られていく。つまり、気体53は、図面上のZ方向のZ2側に向かって送られていく。この際、気体53は、気体誘導部26に形成されている螺旋状エアー案内部24により、確実に旋回されて、外筒11の外筒内周側面12上を旋回して、混合部27に送られる。And the inner cylinder bottomed
For this reason, in the gas-liquid mixing and circulating
Then, the
そして、この気体53の浮力によって、流体引き込み部212の流体引き込み口211から流体51が、内筒20の内部の孔部250aに引き込まれ、内筒内周面側22を通り、上昇し、混合部27に誘導される。つまり、流体51は、内筒20の内部の孔部250aである流体誘導部25を通り、流体排出部28から混合部27に誘導されるようになっている。
そして、第1の実施形態と同様に、気体53と流体51は、混合部27で混合、攪拌され、外筒11の開口部18である混合液排出部19から排出されるようになっている。Then, due to the buoyancy of the
As in the first embodiment, the
つまり、図9で気体53及び流体51、旋回渦54をそれぞれ矢印で模式的に示すように、エアー送風孔13から気体53が外筒11の内部に送られてくる。すると、外筒有底部110と内筒有底部210とは、間隔を有して対向するように配置されているので、エアー送風孔13から送られた気体53は、この外筒有底部110と内筒有底部210との間隔に入る。そして、気体53は、内筒有底部210の外筒有底部110との対向面側を通り、外筒内周側面12を旋回するように、間隙26aの気体誘導部26を、螺旋状エアー案内部240に沿って、確実に旋回して、混合部27に誘導される。
この気体53の浮力に伴い、内筒20の内部に流体引き込み口211から流体51が引き込まれる。そして、気体53の浮力による上昇力に伴い、流体51が流体誘導部25を通り、流体排出部28から排出され、混合部27に誘導される。
そして、混合部27で、気体53と流体51が混合、攪拌される。その際、気体53は、外筒内周側面12を旋回しており、外筒内周側面12に形成されている突起部15に気体53が当るので、気体53が細かく砕かれる。すると、流体51と気体53は、さらに混合しやすくなる。この点は、上述の第1の実施形態と同様である。そして、流体51と気体53とが混合部27で混合され、旋回渦54となって、外筒11の開口部18である混合液排出部19から排出され、対流55となって、水槽56内を循環するようになっている点は、第1の実施形態と同様である。
従って、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態の気液混合循環装置100によれば、流体51を引き込む力が強く、気体53が混合部27に誘導される際に、邪魔されることが無いので、固形物等が含まれている水等の流体51であっても、気液混合循環装置100内に引き込んで、気体53と混合、攪拌を行うことが可能となっている。That is, in FIG. 9, the
With the buoyancy of the
In the mixing
Therefore, similarly to the first embodiment, according to the gas-liquid mixing and
(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態に係る気液混合循環装置10aの一部を説明のために切り欠いた概略斜視図であり、使用状態を説明するための概略説明図である。また、図10において、流体51、気体53、混合流57等が、それぞれ矢印で示されている点は、第1の実施形態と同様である。つまり、流体51、気体53、混合流57等は、必ずしもこのようになっているわけではなく、流れ等を分かり易く説明するために便宜上、分けて模式的に図示しているものである。
第3の実施形態は、第1の実施形態とその多くの構成が一致するので、一致する構成に関しては同一符号を付し、説明を省略し、相違する点を中心に説明する。
また、外筒11及び内筒200の材質や、支持部14、支持台16、エアー送風孔13等の材質も第1の実施形態と同様である。また、突起部15も第1の実施形態と同様となっている。(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic perspective view in which a part of the gas-liquid mixing and circulating
Since the third embodiment is identical in many configurations to the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences will be mainly described.
The materials of the
第1の実施形態と異なる点は、第3の実施形態に係る内筒200の内筒外周側面23には、螺旋状エアー案内部を設けていない点である。
その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
このため、図10に示すように、気液混合循環装置10aは、エアー送風孔13から気体53が送られると、内筒200と外筒11の間隙26aを気体53が通過する。
この際、内筒200の内筒外周側面23には、螺旋状エアー案内部が設けられていないので、間隙26aを通過する気体53は、エアー送風孔13から送られる際の気流と、気体53の浮力等により、内筒外周側面23と外筒内周側面12の間隙26aを通り、Z2側に上昇していく。つまり、気体53は、気体誘導部26である間隙26aを通り、混合部27側に放出されていく。The difference from the first embodiment is that a spiral air guide portion is not provided on the inner cylinder outer
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
For this reason, as shown in FIG. 10, in the gas-liquid mixing and circulating
At this time, since the spiral air guide portion is not provided on the inner cylinder outer
そして、この気体53の浮力による上昇力に伴い、流体51は、内筒下側開口部21aである流体引き込み口21から、内筒200の中心部の孔部25aである流体誘導部25に誘導される。そして、流体51は、流体排出部28から、混合部27へ送り込まれるようになっている。
すると、混合部27では、送りこまれてきた気体53と流体51が、混合され、混合排出部19から上方に排出されていく。この際、混合部27に送り込まれた気体53は、混合部27の複数の突起部15に当たり、気体53は砕かれ、細かくなる。そして、気体53の浮力の上昇力により、引き込まれてきた流体51は、混合部27に誘導され、細かくされた気体51と攪拌、混合され、混合流57となり、外筒11の一端側の開口部18に向かって上昇していき、排出されていく。Then, along with the ascending force due to the buoyancy of the
Then, in the mixing
このように、内筒200の孔部25aは流体51の通り道とされ、大量の流体51を引き込むことができる。そして、気体53は、内筒200と外筒11の間隙26aを通り、外筒11のうちで内筒200が内側に配置されていない部分に形成されている混合部27に入り、流体51と攪拌、混合される。従って、気体53の通りを遮る所が無いので、気体53の浮力を邪魔することがない。
そのため、大量の流体51と気体53とが混合部27に引き込まれ、気体53と流体51の混合、攪拌の効率が大きくなる。内筒200の孔部25aは、大量の流体51を引き込むことができるので、循環が滞ることがない。従って、第1の実施形態と同様に、第3の実施形態の気液混合循環装置10aによれば、流体51を引き込む力が強く、気体53が混合部27に誘導される際に、邪魔されることが無いので、固形物等が含まれている水等の流体51であっても、気液混合循環装置10a内に大量に引き込んで、気体53と混合、攪拌を行うことが可能となる。Thus, the
Therefore, a large amount of the fluid 51 and the
(第4の実施形態)
図11は、第4の実施形態に係る気液混合循環装置100aの一部を説明のために切り欠いた概略斜視図であり、使用状態を説明するための概略説明図である。また、図11において、流体51、気体53、混合流57等が、それぞれ矢印で示されている点は、第1の実施形態と同様である。つまり、流体51、気体53、混合流57等は、必ずしもこのようになっているわけではなく、流れ等を分かり易く説明するために便宜上、分けて模式的に図示しているものである。
第4の実施形態は、第1の実施形態とその多くの構成が一致するので、一致する構成に関しては同一符号を付し、説明を省略し、相違する点を中心に説明する。
また、外筒11及び内筒200の材質や、支持部14、支持台16、エアー送風孔13等の材質も第1の実施形態と同様である。(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a schematic perspective view in which a part of the gas-liquid mixing and circulating
In the fourth embodiment, since many configurations thereof are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences will be mainly described.
The materials of the
そして、第4の実施形態の内筒200は、第3の実施形態と同様である。第1の実施形態又は第3の実施形態と異なる点は、外筒11の混合部27の外筒内周側面12に設けられた複数の突起部15aの形状でありのその他の構成は、第1の実施形態又は第3の実施形態と同様である。
And the
突起部15aの形状は、他の実施の形態とことなり、その外形は、上側がやや鋭角な先細り形状であり、下側はやや幅広の円形状となっており、滴形の形状を有している。突起部15aは、上側の先細り形状の一番先端と下側の円形形状の一番先端部分を通る線で左右が略対称の形状となっており、その線に向かって勾配を形成した凸形状となっている。つまり、突起部15aは、外筒内周面12と接する面は滴形の形状となっており、外筒内周面12との設置面から外筒11の中芯部に向かって山状の形状となっている。
The shape of the protruding
このため、図11に示すように、間隙26aを通過されたZ2側に上昇された気体53は、例えば、模式図として矢印で記載されているように混合部27側に放出され、そして、この気体53の浮力による上昇に伴って、流体引き込み口21から流体誘導部25に誘導される流体51が、例えば、模式図として矢印で記載されているように混合部27側に送り込まれる。ここで、第3の実施形態と同様に、内筒200の内筒外周側面23には、螺旋状エアー案内部が設けられていないので、間隙26aを通過する気体53は、エアー送風孔13から送られる際の気流と、気体53の浮力等により、内筒外周側面23と外筒内周側面12の間隙26aを通り、Z2側に上昇していく。
For this reason, as shown in FIG. 11, the
そして、混合部27では、送りこまれてきた気体53と流体51が、混合され、混合排出部19から上方に排出されていく。
混合部27に送り込まれた気体53は、混合部27の複数の突起部15aに当たると、気体53は砕かれ、細かくなり、この突起部15aに沿って、上昇していく。
この際に、突起部15aの形状が、滴形の形状であるので、気体53は、最初に下側のやや幅広の円形状に当たり砕かれ、突起部15aの左右の外周面に沿うように上昇される。 そして、上側のやや鋭角な先細り形状で左右から回ってきた気体53が、さらに次の突起部15aに当たり、気体53の気泡は、砕かれ、細かくなる。
この突起部15aの形状が滴形であるので、効率よく、気体53が砕かれ、細かい気泡とすることができるので、気体53が流体51と効率よく混合され、流体51に効率よく取り込まれるようになる。
そして、気体53の浮力の上昇力により、引き込まれてきた流体51は、混合部27に誘導され、細かくされた気体51と攪拌、混合され、混合流57となり、外筒11の一端側の開口部18に向かって上昇していき、排出されていく。In the mixing
When the
At this time, since the shape of the protruding
Since the shape of the protruding
Then, the fluid 51 that has been drawn in by the ascending force of the buoyancy of the
このように、内筒200の孔部25aは流体51の通り道とされ、大量の流体51を引き込むことができる。そして、気体53は、内筒200と外筒11の間隙26aを通り、外筒11のうちで内筒200が内側に配置されていない部分に形成されている混合部27に入り、流体51と攪拌、混合される。従って、気体53の通りを遮る所が無いので、気体53の浮力を邪魔することがない。そのため、大量の流体51と気体53とが混合部27に引き込まれ、気体53と流体51の混合、攪拌の効率が大きくなる。そして、内筒200の孔部25aは、大量の流体51を引き込むことができるので、循環が滞ることがない。
従って、第1の実施形態と同様に、第4の実施形態の気液混合循環装置100aによれば、流体51を引き込む力が強く、気体53が混合部27に誘導される際に、突起部15aにより効率よく砕かれ、細かくされ、小さい気泡とすることができる。そして、内筒200の孔部25aに流体51を引き込む際には、邪魔されることが無いので、固形物等が含まれている水等の流体51であっても、気液混合循環装置10a内に大量に引き込んで、気体53と混合、攪拌を行うことが可能となる。Thus, the
Therefore, similarly to the first embodiment, according to the gas-liquid mixing and circulating
ところで、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。また、上記実施形態の各構成は、その一部を省略し、あるいは上記と異なるように任意に組み合わせることもできる。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. In addition, a part of each configuration of the above embodiment may be omitted, or may be arbitrarily combined so as to be different from the above.
10,10a,100,100a・・・気液混合循環装置
11・・・外筒
12・・・外筒内周側面
13・・・エアー送風孔
14・・・支持部
15,15a・・・突起部
16・・・支持台
17・・・連結部
18・・・開口部
19・・・混合液排出部
20,200・・・内筒
21,211・・・流体引き込み口
21a・・・内筒下側開口部
22・・・内筒内周面側
23・・・内筒外周側面
24,240a・・・螺旋状エアー案内部
25・・・流体誘導部
25a,250a・・・孔部
26・・・気体誘導部
26a・・・間隙
27・・・混合部
28・・・流体排出部
28a・・・内筒上側開口部
110・・・外筒有底部
210・・・内筒有底部
212・・・流体引き込み部
51・・・流体
52・・・配管
53・・・気体
54・・・旋回渦
55・・・対流
56・・・水槽
57・・・混合流DESCRIPTION OF
Claims (3)
その中央部に孔部を有する内筒と、前記内筒の外周側面と間隙を有して配置される外筒と、を有し、
前記内筒の前記外周側面と前記外筒の内周側面との前記間隙は、前記気体を誘導する気体誘導部であり、
前記内筒の前記孔部は、前記流体の流れを阻害する物を配置せずに、前記流体を誘導する流体誘導部となっており、
前記内筒の長手方向の長さは前記外筒の長手方向の長さより短く形成され、前記外筒のうち前記内筒が内側に配置されていない部分には、前記気体と前記流体とを混合する混合部が形成されて、
前記混合部で混合された前記気体と前記流体とは、前記外筒の一方の端部から抜けるようになっており、
前記混合部における前記外筒の前記内周側面には、複数の突起部が配置され、
前記突起部は、前記内周側面に正対した場合、下流側が先細り形状であって上流側が円形状である滴形状とされている
ことを特徴とする気液混合循環装置。 A gas-liquid mixing and circulation device for mixing and circulating a gas in a fluid,
An inner cylinder having a hole at the center thereof, and an outer cylinder arranged with a gap between the outer peripheral side surface of the inner cylinder, and
The gap between the inner circumferential surface of the outer cylinder and the outer circumferential surface of said inner cylinder, a gas guide portion for guiding the gas,
The hole portion of the inner cylinder is a fluid guiding portion that guides the fluid without arranging an object that obstructs the flow of the fluid,
The length of the inner cylinder in the longitudinal direction is shorter than the length of the outer cylinder in the longitudinal direction, and the gas and the fluid are mixed in a portion of the outer cylinder where the inner cylinder is not disposed inside. A mixing part is formed,
The gas and the fluid mixed in the mixing part are adapted to come out from one end of the outer cylinder ,
A plurality of protrusions are disposed on the inner peripheral side surface of the outer cylinder in the mixing unit,
The gas-liquid mixing and circulation device according to claim 1, wherein when the protrusion is directly opposed to the inner peripheral side surface, the protrusion has a drop shape with a tapered shape on the downstream side and a circular shape on the upstream side .
前記外筒有底部の近傍には前記気体を導入するための気体導入部が配置され、 A gas introduction part for introducing the gas is disposed in the vicinity of the bottomed part of the outer cylinder,
前記内筒有底部の近傍には前記流体を導入するための流体導入部が配置され、 A fluid introduction part for introducing the fluid is arranged in the vicinity of the inner cylinder bottomed part,
前記気体導入部から導入される前記気体は、前記外筒有底部と前記内筒有底部の対向面側を通り、前記気体誘導部に誘導されるようになっている The gas introduced from the gas introduction part passes through the opposing surface side of the bottomed part with the outer cylinder and the bottomed part with the inner cylinder, and is guided to the gas guiding part.
ことを特徴とする請求項1に記載の気液混合循環装置。 The gas-liquid mixing and circulating apparatus according to claim 1.
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