JP6593610B2 - 混気用ノズル - Google Patents
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Description
気水共に高速で流通させることが導入空気を微細化するに適しており、さらに、導入空気量が少ないほど、さらにはノズル内を流通する水の速度(15−25m/sec)が増すと気水の衝突速度が大きくなり気泡が微細化される。
しかし、混気用ノズル内を流通する気水の衝突速度を増すようにすると、それだけポンプ能力を増す必要があり、必然的に動力費が増し、従ってランニングコストが増すという問題があった。
また、噴射ノズル部材の先端から吐出される混気水流は、噴射ノズル部材の長さが長いほど流体の吐出抵抗が減少して吐出水流が増すようになるがその加工にも限度があり、またただ長くするだけでは吐出水流に脈流が発生して吐出水流が安定せず、かつ吐出速度も落ちるという問題がある。
図においてAは、本発明の混気用ノズルの全体を示し、池、湖沼等の閉鎖された水域内、或いは河川、港湾等の解放された水域内、さらには汚水貯留槽、家畜糞尿貯留池又は養殖池等において、汚水、家畜の屎尿等(以下、「汚水等」という。)を曝気処理する必要のある水域内或いは養殖池内の所定水位位置、特に限定されるものではないが、例えば水底に配設するようにする。
さらに、外筺5に接続された給気管P2の先端は、外筺5内の空気導入室51に大気から空気を自吸できるように解放するか、加圧空気或いは酸素等の気体を吸気できるように圧力タンク、或いはブロアー(いずれも図示せず)を接続する。
そして、この中間ノズル部材2の先端側に接続配設する中間ノズル部材3には、その基端側外周部で、かつ中間ノズル部材2の先端側外周部に嵌挿する部位に複数個の空気導入ノズル32を等間隔で穿孔するが、この空気導入ノズル32も、図3(B)に示すように流水通路21、31の軸心に対して接線方向になるように形成し、これにより空気導入ノズル32から空気溜め室6内に吸引導入される空気流が旋回流となるようにし、さらには該中間ノズル部材3の先端側には、図4(B)に示すように、噴射ノズル部材4との接合部位外周部に複数の空気導入ノズル33を、流水通路31、411の軸心に対して接線方向になるようにして穿孔配設する。
なお、各中間ノズル部材2、3に形成する空気導入ノズル22、23、32、33を外筺5内の空気導入室51と導通するように構成し、これにより各中間ノズル部材2、3内に発生する負圧にて空気導入室51内の空気を各中間ノズル部材2、3内に段階的に吸引できるようにする。
なお、中間ノズル部材2の基端側外周部に複数個穿設して構成する空気導入ノズル22は、図4(A)に示すように、中間ノズル部材2内の流通水の流通方向に対してその外周面に直角に導入するようにして穿設し、総導入空気量の40−50%とする。これにより、流通水に対して直に空気が衝突するので気泡がより破砕されやすくなり微細化し、多量の微細気泡が混気用ノズル先端より吐出されるものとなる。この場合の空気流を40−60m/secとなるようにするのが望ましいが、特に限定されるものではない。
そして、嵌合孔71aの内周面にはその軸心に沿うように周回方向に沿って複数の外部水吸引溝72を等間隔で平行に刻設するようにして配設される。この外部水吸引溝72の数は特に限定されることがなく、2本以上であれば良く、混気用ノズルAの大きさ、特に噴射ノズル部材4の外径等に応じて定めるものとし、例えば図2に示すように6本、或いは6本以上とすることもできる。
また、噴射ノズル部材4の先端面から外部水吸引溝72の内端迄の距離αは限定されるものではなく、図2(A)の上半に示すのように先端内面を球面とすることも、或いは同図(A)の下半に示すように内面のテーパ面状の整流吐出孔71bに接するように長く形成することも可能である。
この場合、各外部水吸引溝72より吸引される外部水wは内部を旋回して流通する流通水の軸心と平行して直線的に導入されるが、流通水の旋回流エネルギーの影響を受けて吸引水は共に旋回するようになる。なお、この外部水wの吸引が効果的に行えるよう各外部水吸引溝72の先端面を図2(A)に示すように拡幅テーパ形71cとすることもできる。これにより、外部水の吸引導入を容易に行われるようにる。
この場合、噴射ノズル部材4からの延長整流管7へと流通する流通水はその中心部においては直線的で、かつ前段の各空気導入ノズルより吸引される空気流により旋回流となっているが、この旋回水流の外周部に外部水吸引溝72より導入される外部水は中心部を流通する旋回流通水の旋回エネルギーの影響を受けて共回りするようになり、即ち旋回流通水の外周部位で旋回するものとなる。この旋回はその中心部の旋回流通水よりも遅い旋回となると共に外部水の導入により延長整流管7内に生じる負圧にて旋回流通水の外周面が延長整流管7の内周面より剥離(空洞化による気泡)が生じようとなるが、この負圧を利用して外部水を吸入するので延長整流管7内での流通水の剥離を未然に防止できる。これによりノズル内の中心部を流通する旋回流通水と延長整流管7の内周面との摩擦係数を小さくなり延長整流管7及び延長整流管7より外部へ排出される水域内での脈流を防止するものとなり、延長整流管7内及びノズル外部への吐出流は整流となる。
この外部水の吸引による増水量はポンプ等による供給水量及び水圧によって異なるが、特に限定されるものではないが、望ましくは5−40%程度増量するものとする。
これにより、噴射ノズル部材4内を流通する流通水は延長整流管7を経ることによって延長整流管7内を流下する水流は旋回整流となるとともに、気泡はより微細に破砕されて安定しその先端から水中へ吐出されるので吐出水は脈流になることなく整流となって安定し、より遠くまで確実に到達することができ、より効果的に攪拌曝気が行える。
ポンプにより混気用ノズルAの先端部に接続された加圧給水管P1を経て混気用ノズルA内に導入された加圧水は、同一軸心となるよう配列接続された各ノズル部材1,2,3,4の流水通路11,21,31,41内を順次15−25m/secの高速流となって流通する。このときの流速は加圧給水管P1に接続するポンプの吐出能力等にて予め定められるが、加圧供給水が各流水通路内を高速で流水することにより流水通路内に大きな負圧が発生するものとなる。
そして、中間ノズル部材2の先端部の流水通路21内端部位置に到達したとき、前記空気導入室51内から空気の一部が空気導入ノズル32から旋回流となり、さらには空気溜め室6を経て空気導入ノズル23からも旋回流として吸引される。この空気導入ノズル23から導入される空気は、流水通路21に対して空気導入ノズル32を接線方向に穿孔しているので導入空気は旋回して空気溜め室6に導かれ、さらに空気導入ノズル32と同じ旋回方向の接線方向に穿孔している空気導入ノズル23にてさらに旋回流速を増すものとなる。これにより、吸引導入された空気は微細に破砕され、第1段目と同じように混気状態となって、中間ノズル部材3の流水通路31内を流下する。
このため、該延長整流管7より吐出される水流は流通抵抗が低下しているので脈流となることなく安定した整流となるとともに、流通水中に含まれるバブルは噴射ノズル部材外部から吸引される水との接触圧(衝突圧)にてさらに破砕され、マイクロバブル以下になるので、酸素溶存率を向上させることができるとともにノズル先端から吐出される総水量の増加と相まって吐出水流の安定化を促進するものとなる。
P1 加圧給水管
P2 給気管
w 外部水
1 吸込ノズル部材
11 通水通路
2 第1の中間ノズル部材
21 通水通路
3 第2の中間ノズル部材
31 通水通路
4 噴射ノズル部材
41 通水通路
5 外筺
51 空気導入室
6 空気溜室
7 延長整流管
71a 嵌合孔
71b テーパ面形の整流吐出孔
71c 外部水吸引溝のテーパ面
72 外部水吸引溝
22、23、32、33 空気導入ノズル
Claims (1)
- 内部に流水通路を形成した吸込ノズル部材、中間ノズル部材及び噴射ノズル部材を、空気導入室を形成した外筺内にて同一軸心上に配列接合して筒状に形成し、このノズル部材に複数段に形成した空気導入ノズルより空気を流水通路内に吸引するようにした混気用ノズルにおいて、噴射ノズル部材の先端に当該噴射ノズル部材先端外周面より噴射ノズル部材外周部位の流体を吸引するようにして配設した延長整流管を、噴射ノズル部材先端との嵌合接続部内周面に、その周回方向に沿ってほぼ等間隔で噴射ノズル部材外周部位の流体を吸引するようにした複数の外部水吸引溝をその軸心方向に沿って刻設し、かつ内周面を外広がり状のテーパ面に構成することを特徴とする混気用ノズル。
Priority Applications (1)
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JP2017238128A JP6593610B2 (ja) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 混気用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019093375A JP2019093375A (ja) | 2019-06-20 |
JP6593610B2 true JP6593610B2 (ja) | 2019-10-23 |
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JP2017238128A Active JP6593610B2 (ja) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 混気用ノズル |
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2017
- 2017-11-24 JP JP2017238128A patent/JP6593610B2/ja active Active
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