JPH0515752A - 気液撹拌方法 - Google Patents
気液撹拌方法Info
- Publication number
- JPH0515752A JPH0515752A JP19600191A JP19600191A JPH0515752A JP H0515752 A JPH0515752 A JP H0515752A JP 19600191 A JP19600191 A JP 19600191A JP 19600191 A JP19600191 A JP 19600191A JP H0515752 A JPH0515752 A JP H0515752A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- stirring blade
- stirring
- sparger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない動力費で高い気体吸収効率を得ること
ができ、しかも製作やメンテナンスの容易な気液撹拌方
法を提供すること。 【構成】 液中で回転する撹拌羽根２の周面に向けて気
体吹き込みノズルの先端から気体を吹き込む。これによ
り撹拌羽根２の回転によって引き起こされる外向きの流
れと、気体吹き込みノズル５の先端から吹き込まれる気
体とが正面から衝突し、優れた気体吸収効率を達成する
ことができる。
ができ、しかも製作やメンテナンスの容易な気液撹拌方
法を提供すること。 【構成】 液中で回転する撹拌羽根２の周面に向けて気
体吹き込みノズルの先端から気体を吹き込む。これによ
り撹拌羽根２の回転によって引き起こされる外向きの流
れと、気体吹き込みノズル５の先端から吹き込まれる気
体とが正面から衝突し、優れた気体吸収効率を達成する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体を効率よく液中に吸
収させることができる気液撹拌方法に関するものであ
る。
収させることができる気液撹拌方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば腐食性の液体中に気体を吸収させ
たいような場合には、図５に示すようにホーロー引きさ
れたタンク１の内部に撹拌羽根２を設置し、タンク１の
上方から耐蝕性のパイプ３を挿入して液中に下向きに気
体を吹き込み、撹拌羽根２による撹拌を行わせるのが普
通である。しかしこのような気液撹拌方法は気体の吸収
効率が低いという欠点がある。
たいような場合には、図５に示すようにホーロー引きさ
れたタンク１の内部に撹拌羽根２を設置し、タンク１の
上方から耐蝕性のパイプ３を挿入して液中に下向きに気
体を吹き込み、撹拌羽根２による撹拌を行わせるのが普
通である。しかしこのような気液撹拌方法は気体の吸収
効率が低いという欠点がある。
【０００３】そこで、気体の吸収効率を高めたい場合に
は図６に示すようにタンク１の底部の撹拌羽根の下側に
スパージャー４を取り付け、このスパージャー４から液
中に気体を吹き込む方法が採用されている。スパージャ
ー４としては十字型のパイプに多数の孔を明けた十字ス
パージャーや、円形のパイプに多数の孔を明けたリング
スパージャー等が使用され、図５の方法に比較して高い
吸収効率を得ることができる。
は図６に示すようにタンク１の底部の撹拌羽根の下側に
スパージャー４を取り付け、このスパージャー４から液
中に気体を吹き込む方法が採用されている。スパージャ
ー４としては十字型のパイプに多数の孔を明けた十字ス
パージャーや、円形のパイプに多数の孔を明けたリング
スパージャー等が使用され、図５の方法に比較して高い
吸収効率を得ることができる。
【０００４】ところがこのようなスパージャー４を用い
る方法は、設備コストが高いこと、スパージャー４が目
詰まりしたときの掃除が困難であること、スパージャー
４をタンク１の底面を貫通させて設ける必要があるた
め、液漏れのおそれのあること等の問題があった。
る方法は、設備コストが高いこと、スパージャー４が目
詰まりしたときの掃除が困難であること、スパージャー
４をタンク１の底面を貫通させて設ける必要があるた
め、液漏れのおそれのあること等の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解消して、少ない動力費で高い気体吸収効率
を得ることができ、しかも製作やメンテナンスの容易な
気液撹拌方法を提供するために完成されたものである。
の問題点を解消して、少ない動力費で高い気体吸収効率
を得ることができ、しかも製作やメンテナンスの容易な
気液撹拌方法を提供するために完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、液中で回転する撹拌羽根を備え
たタンクの内部に気体吹き込みノズルを挿入し、その先
端から撹拌羽根の周面に向けて気体を吹き込むことを特
徴とするものである。
めになされた本発明は、液中で回転する撹拌羽根を備え
たタンクの内部に気体吹き込みノズルを挿入し、その先
端から撹拌羽根の周面に向けて気体を吹き込むことを特
徴とするものである。
【０００７】
【作用】このように本発明においては、図１に示すよう
に気体吹き込みノズル５の先端を屈曲させ、液中で回転
する撹拌羽根２の周面に向けて気体を吹き込む。この結
果、撹拌羽根２の回転によって引き起こされる撹拌羽根
２の中心軸から外向きに向かう流れと気体吹き込みノズ
ル５の先端から吹き込まれる気体とが正面から衝突する
こととなり、以下のデータからも明らかなように少ない
動力でスパージャーと同様の大きな気体吸収効率を得る
ことができる。また本発明では単にタンク１の上方から
気体吹き込みノズル５を挿入するのみでよいのでスパー
ジャーを使用するに比較して設備コストが安くなり、ま
たタンク１の底部からの液漏れのおそれもない。
に気体吹き込みノズル５の先端を屈曲させ、液中で回転
する撹拌羽根２の周面に向けて気体を吹き込む。この結
果、撹拌羽根２の回転によって引き起こされる撹拌羽根
２の中心軸から外向きに向かう流れと気体吹き込みノズ
ル５の先端から吹き込まれる気体とが正面から衝突する
こととなり、以下のデータからも明らかなように少ない
動力でスパージャーと同様の大きな気体吸収効率を得る
ことができる。また本発明では単にタンク１の上方から
気体吹き込みノズル５を挿入するのみでよいのでスパー
ジャーを使用するに比較して設備コストが安くなり、ま
たタンク１の底部からの液漏れのおそれもない。
【０００８】
【実施例】本発明の効果を確認するため、図２の実験装
置により水中へ酸素を溶解させる実験を行った。図２に
おいて11は内部が30℃に保たれた恒温槽、12はその内部
に設置された円筒形の容器（タンク）であり、その直径
は185 mm、水深190 mmである。13は容器12の内部の水深
145 mmの位置に設置された撹拌羽根であり、ここでは直
径60mm、厚さ３mmの円板の周囲に、高さ17mm、長さ23mm
の平板を６枚垂直に取り付けたディスクタービン翼を使
用した。この撹拌羽根13の回転数とトルクは記録計15を
備えた変換器14により変えることができる。
置により水中へ酸素を溶解させる実験を行った。図２に
おいて11は内部が30℃に保たれた恒温槽、12はその内部
に設置された円筒形の容器（タンク）であり、その直径
は185 mm、水深190 mmである。13は容器12の内部の水深
145 mmの位置に設置された撹拌羽根であり、ここでは直
径60mm、厚さ３mmの円板の周囲に、高さ17mm、長さ23mm
の平板を６枚垂直に取り付けたディスクタービン翼を使
用した。この撹拌羽根13の回転数とトルクは記録計15を
備えた変換器14により変えることができる。
【０００９】また16は気体吹き込みノズルであり、その
内径は5.7mm である。この気体吹き込みノズル16は空気
ボンベ17に接続されており、流量計18、圧力計19を介し
て空気を供給され、気体吹き込みノズル16の先端から水
平に撹拌羽根13の中心に向かって空気を吹き込む。なお
20は温度計、21は溶存酸素濃度計である。また容器12の
内周面には垂直な４枚の邪魔板22が等間隔に設置してあ
る。
内径は5.7mm である。この気体吹き込みノズル16は空気
ボンベ17に接続されており、流量計18、圧力計19を介し
て空気を供給され、気体吹き込みノズル16の先端から水
平に撹拌羽根13の中心に向かって空気を吹き込む。なお
20は温度計、21は溶存酸素濃度計である。また容器12の
内周面には垂直な４枚の邪魔板22が等間隔に設置してあ
る。
【００１０】なおこれと比較するため、気体吹き込みノ
ズル16の先端を撹拌羽根13よりも下側とした場合、及び
従来のリングスパージャーを底部にセットした場合につ
いても実験を行った。このリングスパージャーは直径１
mmの孔を33個備えたものである。
ズル16の先端を撹拌羽根13よりも下側とした場合、及び
従来のリングスパージャーを底部にセットした場合につ
いても実験を行った。このリングスパージャーは直径１
mmの孔を33個備えたものである。
【００１１】次に実験の手順を示すと、まず恒温槽11を
30℃に保ち、容器12の内部の水中に溶存酸素濃度が飽和
状態となるまで空気を吹き込んだ。これは毎回の実験条
件を同一に揃えるための手法である。次に亜硫酸ナトリ
ウム(Na2SO3)を溶存酸素量の2.3 倍入れ、触媒として硫
酸コバルトを少量投入した。このようにして水中の酸素
を除去した後、所定の回転数で撹拌羽根13を回転させつ
つ気体吹き込みノズル16の先端から撹拌羽根13の周面に
向けて空気を吹き込み、ペンレコーダーによって水中の
溶存酸素量の経時的変化を記録した。また比較例につい
ても同様に実験を行った。
30℃に保ち、容器12の内部の水中に溶存酸素濃度が飽和
状態となるまで空気を吹き込んだ。これは毎回の実験条
件を同一に揃えるための手法である。次に亜硫酸ナトリ
ウム(Na2SO3)を溶存酸素量の2.3 倍入れ、触媒として硫
酸コバルトを少量投入した。このようにして水中の酸素
を除去した後、所定の回転数で撹拌羽根13を回転させつ
つ気体吹き込みノズル16の先端から撹拌羽根13の周面に
向けて空気を吹き込み、ペンレコーダーによって水中の
溶存酸素量の経時的変化を記録した。また比較例につい
ても同様に実験を行った。
【００１２】次に気体吸収効率を評価するため、ＫL a
、ＰAV、ＰGVを算出した。ここでＫL a は液側基準総
括容量係数と呼ばれる値であり、ｓ-1のディメンジョン
を持ち、酸素濃度の増加速度を表す。ＰAVは単位液容積
当たりの通気動力（Ｗ/m3)、ＰGVは単位液容積当たりの
通気時撹拌動力（Ｗ/m3)を意味する値であり、それぞれ
次式によって定義される。 ＰAV＝ρｇＨi Ｑ／ＶL ＰGV＝２πＮＴ／ＶL ただしρ：液の密度（Kg/m3) ｇ：重力加速度（ｍ/s2) Ｈi ：撹拌羽根の水深（ｍ） Ｑ：ガス通気流量（m3/s) ＶL ：液容量（m3） Ｎ：撹拌羽根の回転数（ｓ-1） Ｔ：通気時の撹拌トルク（Ｎｍ）
、ＰAV、ＰGVを算出した。ここでＫL a は液側基準総
括容量係数と呼ばれる値であり、ｓ-1のディメンジョン
を持ち、酸素濃度の増加速度を表す。ＰAVは単位液容積
当たりの通気動力（Ｗ/m3)、ＰGVは単位液容積当たりの
通気時撹拌動力（Ｗ/m3)を意味する値であり、それぞれ
次式によって定義される。 ＰAV＝ρｇＨi Ｑ／ＶL ＰGV＝２πＮＴ／ＶL ただしρ：液の密度（Kg/m3) ｇ：重力加速度（ｍ/s2) Ｈi ：撹拌羽根の水深（ｍ） Ｑ：ガス通気流量（m3/s) ＶL ：液容量（m3） Ｎ：撹拌羽根の回転数（ｓ-1） Ｔ：通気時の撹拌トルク（Ｎｍ）
【００１３】以上の結果を、Ｑ＝2.0 ×10-4m3/sの場合
とＱ＝3.1 ×10-4m3/sの場合とについてグラフ化したも
のを、図３、図４として示す。これらのグラフにおい
て、縦軸はＫL a ＶL ／Ｑであり、酸素ガスの吸収速度
を表す。また横軸は（ＰGV／Ｑ）／ρ(gν)2/3であり、
酸素ガス単位流量あたりの撹拌に要する動力を表してい
る。いずれのグラフにおいても、横軸がある値を越える
と○印で表される本発明の気液撹拌方法の方が、□で表
されるリングスパージャーを用いた方法よりも上にな
り、酸素ガスの吸収速度が高くなることが示されてい
る。このため、撹拌羽根の回転数を早くした領域におい
ては、本発明の気液撹拌方法によって従来法よりも優れ
た気体の吸収効率を達成することができることが分か
る。
とＱ＝3.1 ×10-4m3/sの場合とについてグラフ化したも
のを、図３、図４として示す。これらのグラフにおい
て、縦軸はＫL a ＶL ／Ｑであり、酸素ガスの吸収速度
を表す。また横軸は（ＰGV／Ｑ）／ρ(gν)2/3であり、
酸素ガス単位流量あたりの撹拌に要する動力を表してい
る。いずれのグラフにおいても、横軸がある値を越える
と○印で表される本発明の気液撹拌方法の方が、□で表
されるリングスパージャーを用いた方法よりも上にな
り、酸素ガスの吸収速度が高くなることが示されてい
る。このため、撹拌羽根の回転数を早くした領域におい
ては、本発明の気液撹拌方法によって従来法よりも優れ
た気体の吸収効率を達成することができることが分か
る。
【００１４】
【発明の効果】以上の実験結果から明らかなように、本
発明の気液撹拌方法は従来のスパージャーを用いた気液
撹拌方法よりも優れた気体の吸収効率を達成することが
でき、しかもタンクの内部に気体吹き込みノズルを上方
から挿入するだけでよいので設備コストが安くなり、ま
たスパージャーに比較してメンテナンスが容易でタンク
に液漏れを生ずるおそれもない利点がある。なお前記の
実験は水中への酸素の吸収についてのものであるが、本
発明はその他一般の液体と気体についても適用すること
ができるものであり、産業の発展に寄与するところは極
めて大きいものがある。
発明の気液撹拌方法は従来のスパージャーを用いた気液
撹拌方法よりも優れた気体の吸収効率を達成することが
でき、しかもタンクの内部に気体吹き込みノズルを上方
から挿入するだけでよいので設備コストが安くなり、ま
たスパージャーに比較してメンテナンスが容易でタンク
に液漏れを生ずるおそれもない利点がある。なお前記の
実験は水中への酸素の吸収についてのものであるが、本
発明はその他一般の液体と気体についても適用すること
ができるものであり、産業の発展に寄与するところは極
めて大きいものがある。
【図１】本発明の気液撹拌方法を説明する断面図であ
る。
る。
【図２】実験装置を説明する断面図である。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【図５】従来の気液撹拌方法を説明する断面図である。
【図６】従来のスパージャーによる気液撹拌方法を説明
する断面図である。
する断面図である。
１ タンク ２ 撹拌羽根 ３ 気体吹き込みノズル ４ 気体吹き込みリング ５ 気体吹き込みノズル
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 液中で回転する撹拌羽根を備えたタンク
の内部に気体吹き込みノズルを挿入し、その先端から撹
拌羽根の周面に向けて気体を吹き込むことを特徴とする
気液撹拌方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19600191A JPH0515752A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 気液撹拌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19600191A JPH0515752A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 気液撹拌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515752A true JPH0515752A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16350573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19600191A Pending JPH0515752A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | 気液撹拌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6723961B2 (en) | 2000-08-29 | 2004-04-20 | Maytag Corporation | Self-cleaning system for convection cooking appliance |
| KR101375342B1 (ko) * | 2012-08-07 | 2014-03-18 | (주)유천엔지니어링 | 첨가물 혼합장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5059325A (ja) * | 1973-09-26 | 1975-05-22 |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP19600191A patent/JPH0515752A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5059325A (ja) * | 1973-09-26 | 1975-05-22 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6723961B2 (en) | 2000-08-29 | 2004-04-20 | Maytag Corporation | Self-cleaning system for convection cooking appliance |
| KR101375342B1 (ko) * | 2012-08-07 | 2014-03-18 | (주)유천엔지니어링 | 첨가물 혼합장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960621 |