JPH07289868A - 変動液体水準用エダクタ／羽根式気液混合装置及び方法 - Google Patents

変動液体水準用エダクタ／羽根式気液混合装置及び方法

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JPH07289868A
JPH07289868A JP7114088A JP11408895A JPH07289868A JP H07289868 A JPH07289868 A JP H07289868A JP 7114088 A JP7114088 A JP 7114088A JP 11408895 A JP11408895 A JP 11408895A JP H07289868 A JPH07289868 A JP H07289868A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単でしかも液体水準の変動及び羽根手段の
速度とは無関係に気体を液体と効率的に混合することの
できる技術の開発。 【構成】 容器１内の液体をポンプ１５により液体作動
式のエダクタ１８を通して液体中に戻して放出せしめる
ことにより連続的に再循環せしめ、エダクタ内に真空を
創出し、エダクタ内の真空をオーバーヘッド気体空間２
０と吸引管１９により連通せしめて該気体空間から気体
をエダクタ内へと吸引し、吸引した気体を再循環液体と
混合しそして混合物を放出する。容器は好ましくは軸流
下向き送流型羽根６を内部に配置した中空ドラフトチュ
ーブ２を装備し、混合物をその入口に放出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気液混合操作に関する
ものである。特には、本発明は、特定の変動液体水準操
作条件の下での気液混合の増進に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気液混合操作において、ＡＧＲ（Advanc
ed Gas Reactor）システムと呼ばれる増進型気体反応器
システムは、混合容器内に収蔵される液体中に再循環流
れ模様を創出するために中空ドラフトチューブ内部に配
置される軸流下向き送流式の羽根を使用する。中空ドラ
フトチューブ内で下向きのそうした液体再循環が生じる
が故に、ドラフトチューブの上方入口帯域においてうず
が形成されて吸引部が創出され、この吸引作用が容器内
のオーバーヘッド気体空間から気体を吸引しそしてこれ
をドラフトチューブ内へと下方に流れる再循環液体と混
合せしめる。米国再発行特許代３２，５６２号を参照さ
れたい。
【０００３】こうした気液混合目的のための満足しうる
うずの発生は、さまざまの実際的な操作因子のうちで
も、ドラフトチューブの上端より上方に適正な液体水準
範囲を維持することに依存する。もしも液体水準がこの
狭い操作範囲を超えて上昇するなら、うずの形成は妨げ
られそして気体取り込み（吸引）量は実質上ゼロに減少
する。従って、最適水準より上方の液体水準での操作は
ＡＧＲシステムの気体吸入能力を実質上低減する。ま
た、液体水準がドラフトチューブの上端より下方に低下
すると、気体吸入はすべて停止する。
【０００４】ＡＧＲシステムは、反応器内の液体水準が
ドラフトチューブの上方よりドラフトチューブの直径の
約１／３〜１／２を超えるとき、適正に作動しない。羽
根は液体で充満されるようになるので、ＡＧＲ羽根吸引
部への気体の吸引の主たる手段であるうず連行機構は結
果的に機能しなくなる。この理由のために、ＡＧＲシス
テムは有用ではない。変動水準の使用は特殊化学処理に
おいて、特に水素化及び塩素化反応器においては珍しい
ことではない。ＡＧＲシステムを変動水準反応器におい
て使用のためにうまく適応化することは、固定水準ＡＧ
Ｒ用途で得られてきた利益を変動水準用途でも実現する
ことを可能ならしめる。
【０００５】変動水準用途でのＡＧＲの使用と関連する
問題を克服することと関連して現在３つの方法が存在す
る。第１の方法は、米国特許第５，００９，８１６号に
記載されるように、上下方向に多段に置かれた２つ以上
のＡＧＲ羽根／ドラフトチューブ組を使用する。羽根は
共通の軸に取り付けられる。ドラフトチューブは周囲液
体から各羽根の吸入部への流れを許容するように離間さ
れる。一番下の羽根／ドラフトチューブ組は最低操作液
体水準において正常に作動するように位置決めされる。
１バッチ操作中液体水準が増加するにつれ、次の高さの
羽根／ドラフトチューブ組が液体中に浸かるようにな
り、それにより作動するようになる。こうして、複数の
羽根／ドラフトチューブ組の一つが常に液面においても
しくはその近くで作動しているので、一番上の作動して
いる羽根／ドラフトチューブ組は決して液体で充満され
ず従って気体吸入のうず連行機構はすべての液体水準で
有効である。米国特許第５，００９，８１６号に記載さ
れるこの多段ＡＧＲ概念は、機械的に複雑でありそして
実施するに高価につく。
【０００６】米国特許第４，９１９，８４９号及び第
５，２４４，６０３号において記載される第２の方法に
おいて、ＡＧＲ羽根軸は中空とされそして当該羽根に反
応器内の最大液体水準を超える位置において穴が穿孔さ
れる。中空エダクタ管が羽根吸引部の近傍において軸に
付設される。羽根が回転するに際して、エダクタ管の先
端に負圧が発生する。穴が位置する気体空間とエダクタ
管の先端との間の圧力差が気体を気体空間から軸を通し
て羽根吸引部まで流通せしめる。
【０００７】米国特許第４，９１９，８４９号におい
て、中空軸に連結される中空気体吸引管の使用は、液体
水準が変動する気液混合操作の過程で最適でない液体水
準に位置する下向き送流型らせん羽根手段に気体を吸引
するための手段として開示されている。多くの気液混合
用途において、特に特殊化学及び薬品分野において、容
器内での液体水準の変動は非常に通常的である。そうし
た変動は、処理されているバッチの容積、消耗もしくは
溶解される試薬の容積の増減、或いは反応が進行する過
程での物質の添加もしくは取り出しの変動により生じう
る。多くのプロセスにおいて、容器ヘッドスペース内に
累積する単数乃至複数の気体を再循環しうることが所望
される。これは特に水素化及び酸素化プロセスの場合に
云えることである。上記米国特許第４，９１９，８４９
号は、この問題に対処しそしてＡＧＲシステムのうず発
生従って気体吸入が阻止される状況においてオーバーヘ
ッド気体空間からの気体の吸入を記載するが、気液混合
技術においては一層の改善が所望される。特に、気液混
合操作の過程で、例えば２．４ｍにも及ぶ非常に大きな
液体水準の変動を有する反応容器において気液混合を増
進することが所望される。米国特許第４，９１９，８４
９号及び第５，２４４，６０３号の羽根／エダクタ管の
概念は回転しているエダクタ管により発生せしめられる
圧力差ががその上方の液体ヘッドより大きい限り良好に
作動する。これは、液体ヘッドがエダクタ管より上方に
あるとき問題を呈する恐れがある。これは、液体ヘッド
が相当なものとなりうるために液体水準が大幅に変動す
るとき問題となりうる。羽根／エダクタ管システムにお
いて、気体を気体空間から羽根吸引部に推進する圧力差
はＮ2 （ここで、Ｎは羽根の回転速度である）として増
加する。従って、許容操作範囲は羽根の回転速度を増加
することにより増大することができる。しかし、羽根の
動力量はおおよそＮ3 として増大する。高い液体水準に
おいて、高い回転速度は液体ヘッドに打ち勝つことを必
要とし、それだけ動力負担は課題となる。更に、液体ヘ
ッドが高いときには、必要とされる回転速度は羽根の臨
界速度に近くなり、これは過酷な振動をもたらしそして
機械的な問題が発生する危険性を増大する。
【０００８】変動水準用途と関連する問題を克服するま
た別の方法は、米国特許第５，００４，５７１号に記載
されるように、反応容器内の液体水準を従来からのＡＧ
Ｒ操作に対する最適水準にもしくはその近傍に維持する
ために外部サージタンク及び液体水準制御装置を使用す
る。気体分散の主たる機構は気体空間から羽根吸引部へ
の気体のうず連行である。外部サージタンク法は、最適
の操作液体水準を制御するための制御装置並びに追加的
な圧力容器や圧力及び水準制御装置を必要とする。従っ
て、このシステムは複雑でしかも高価となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、変動水準
用途と関連して、ＡＧＲシステムに対する改善が幾つか
なされてきたが、いまだ十分の技術は確立されていな
い。本発明の課題は、簡単でしかも液体水準の変動及び
羽根手段の速度とは無関係に気体を液体と効率的に混合
することのできる技術を開発することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体の一部を
液体作動式のエダクタを通して液体水準より下側で液体
中に戻して放出せしめることにより連続的に再循環せし
めて該エダクタ内に真空を創出しそして前記エダクタ内
内の真空を前記オーバーヘッド気体空間と連通せしめて
該オーバーヘッド気体空間から気体を前記エダクタ内へ
と吸引し、該吸引した気体を再循環液体と混合しそして
混合物を前記容器内の液体水準より下側で放出すること
を通してこの課題を解決する。
【００１１】かくして、本発明は、基本的に、オーバー
ヘッド気体空間を有する密閉容器内で気体及び液体を混
合するための方法であって、（ａ）容器に液体をオーバ
ーヘッド気体空間を残して所定の液体水準まで充満させ
る段階と、（ｂ）前記液体に気体供給物を添加混合し
て、液体及び気体間に所定の相互作用をもたらし、添加
した気体の一部を前記オーバーヘッド気体空間へと逃出
せしめる段階と、（ｃ）前記液体の一部を液体作動式の
エダクタを通して液体水準より下側で液体中に戻して放
出せしめることにより連続的に再循環せしめて該エダク
タ内に真空を創出する段階と、（ｄ）前記エダクタ内内
の真空を前記オーバーヘッド気体空間と連通せしめて該
オーバーヘッド気体空間から気体を前記エダクタ内へと
吸引し、該吸引した気体を再循環液体と混合しそして混
合物を前記容器内の液体水準より下側で放出する段階と
を包含する気体及び液体を混合する方法を提供する。
【００１２】より特定的には、本発明は、うずの発生と
混合容器内のオーバーヘッド気体空間から液体中への気
体の吸引のために軸流下向き送流型羽根手段を内部に配
置した中空ドラフトチューブを装備する混合容器におい
て、混合操作中液体水準の変動を受ける状況下での気体
と液体との混合のための方法であって、（ａ）前記羽根
手段を回転して混合容器内に液体をドラフトチューブ内
部で下向きに流しそして該ドラフトチューブと混合容器
の壁との間の環状空間において上向きに流す液体再循環
流れ模様を創出し、それによりうずを発生せしめると共
に混合容器内の運転液体水準においての気体の取り込み
によりオーバーヘッド気体空間から気体を吸引する段階
と、（ｂ）混合容器において液体を真空室と放出ノズル
とを有するエダクタを通して液体を再循環せしめる段階
と、（ｃ）前記真空室をオーバーヘッド気体空間と連通
すると共に前記放出ノズルを前記ドラフトチューブの入
口と連通せしめ、液体再循環によりオーバーヘッド気体
空間から気体を前記エダクタ内に吸引して、再循環液体
と混合しそして混合物を該ドラフトチューブの入口に放
出する段階とを包含し、それにより液体水準の変動及び
羽根手段の速度とは無関係に気体が液体と混合されそし
て液体水準が羽根手段の作動水準に維持されることを特
徴とする気体と液体との混合のための方法を提供する。
【００１３】本発明はまた、こうした方法を実施するた
めに適した装置として、液体の一部を真空室と液体水準
の下側に開通する放出ノズルとを具備する液体作動式エ
ダクタを通して再循環せしめるための手段と、前記エダ
クタ真空室とオーバーヘッド気体空間との間を連通する
吸引管とを備え、オーバーヘッド気体空間から気体をエ
ダクタを通しての再循環流れの影響の下で吸引して気体
／液体混合物を生成しそして該混合物を容器内の液体の
水準とは無関係に液体中に放出することを特徴とする装
置をも提供する。より特定的には、本発明は、混合操作
中液体水準の変動を受ける状況下での気体と液体との混
合のための装置であって、（ａ）軸流下向き送流型羽根
手段を内部に配置したドラフトチューブを装備し、そし
て液体をドラフトチューブ内部で下向きに流しそして該
ドラフトチューブと混合容器の壁との間の環状空間にお
いて上向きに流す液体再循環流れ模様を内部に創出する
ことのでき、それによりうずを発生せしめると共に混合
容器内で液体が運転液体水準にあるときオーバーヘッド
気体空間から気体を吸引する混合容器と、（ｂ）容器の
下方帯域から液体を抜き出す出口区画と容器の上方帯域
において液体を再導入するための入口区画とを有する導
管と、該導管を通して液体を送給するためのポンプ手段
と、前記導管の入口区画に接続されるエダクタにして、
連続して供給される再循環液体を受け取るための入口、
液体の速度を増加するための絞られた喉部を有する収斂
−拡大ノズル、該絞られた喉部と関連する真空室及び容
器内の液体水準の下側で羽根ドラフトチューブの入口に
開通する放出ノズルを備えるエダクタと、該エダクタの
真空室とオーバーヘッド気体空間との間を連通する吸引
管とを備え、それにより該エダクタの真空室における真
空がオーバーヘッド気体空間から該吸引管を通して気体
を吸引して該エダクタ内で再循環液体と混合しそして羽
根ドラフトチューブの入口に放出する液体再循環システ
ムとを包含する気体と液体との混合のための装置を提供
する。
【００１４】
【作用】本発明は、外部液体再循環ポンプ及び導管、並
びに該再循環導管と連通する液体入口を具備しそして装
置のオーバーヘッド気体空間と気体吸引管を介して連通
する真空室を具備する内部ベンチュリーエゼクタポンプ
（エダクタ）を含むＡＧＲのような新規な気液混合装置
を提供する。エダクタは、再循環導管から外部ポンプに
よりそこを通して強制送流された液体の連続流れを受け
取り、液体の速度を増加するための絞られた喉部を有す
る収斂−拡大ノズルを通して、液体をＡＧＲの羽根の吸
引部に放出する。これは、真空圧を創出し、これが吸引
管を通して気体空間から気体をエダクタへとそして再循
環液体へと気体を吸引し、装置の液体水準とは無関係に
また羽根の回転速度とは無関係に、エダクタの放出ノズ
ルから羽根入口近傍に気液混合物として放出する。
【００１５】
【実施例】図面を参照すると、容器１は、そこに垂直に
配置される羽根軸を納めるドラフトチューブ２を装備し
ている。システムはオーバーヘッド気体空間内の作動気
体を収納するように密閉されている。ドラフトチューブ
２は、らせん羽根６の上端から液体循環のための十分の
余地を与えるよう容器１の床より相当上方の地点まで伸
延している。ドラフトチューブ２の上部は拡開した円錐
状の入口５を含み、その外壁はドラフトチューブ２の垂
直外壁と約１４５〜１７５度の鈍角を形成している。約
２〜８枚の垂直入口案内邪魔板４が円錐状の入口５に挿
入され、この場合邪魔板は構造的に剛性の材料から成る
複数の薄いシートから構成される。好ましくは、これら
は円錐状の入口５周囲に等間間隔で且つ対称的に配置さ
れる。らせん羽根６は、モータ１２により軸と共に回転
せしめられる羽根軸３に固着された乱流促進ブレード７
を含んでいる。
【００１６】操作中、円錐状入口５上方に少なくとも最
小液体水準２２が維持される。適当な液体入口／出口８
及び気体入口導管９並びに上方圧力逃しベント１１が、
容器１及びドラフトチューブ２に対する構造支持体と共
に設けられている。モータ１２が羽根軸３を矢印１３で
示す時計方向に駆動するために容器１の頂部に設置され
ている。作用気体は、気体を液体水準の下側でドラフト
チューブ２の入口端即ち吸引端に放出する気体入口導管
９を通して圧力下で導入される。代表的な気体圧力は約
０．００７〜１４０ｋｇ／ｃｍ2 （０．１〜２０００ｐ
ｓｉｇ）の範囲にあり、そして代表的な気体流量は標準
状態で約０．０２８〜２８ｍ3 ／分（１〜１０００ｆｔ
3 ／分）の範囲にある。液体は容器１の側壁の基部に近
い入口／出口８において導入されそして最終的にそこか
ら抜き出される。代表的な液体流量は、約７．５７〜３
７，８５０リットル／分（２〜１０，０００ガロン／
分）の範囲にある。
【００１７】従来技術のシステムとは異なる基本的な特
徴点として、本発明システムは、処理されている液体を
エダクタ１８に連続的に再循環するための手段を組み込
んでおり、このエダクタ１８は容器内の液体水準上方の
オーバーヘッド気体空間と連通される真空を創出するた
めに再循環液体の力を使用する。この真空はオーバーヘ
ッド気体空間２０からの気体をエダクタ１８内へとそし
て再循環液体流れ中へと吸引して気液混合物を形成し、
この気液混合物はドラフトチューブ２の入口端に羽根６
の吸引端の帯域において放出される。加えて、作用気体
の連続供給物が気体入口導管９を通して容器１にドラフ
トチューブ２の入口端に羽根６の吸引端の帯域において
液体中に直接導入される。こうして、気体の吸入は羽根
６の回転速度とは無関係になされそして図面に示される
最小液体水準２２と最大液体水準２３との間での液体水
準の広範囲の変動にわたってプロセス処理条件を最適化
するように制御されうる。
【００１８】液体を再循環するための適当な手段を例示
する図面を参照すると、側流再循環導管１４は、下方液
体出口導管区画１０、外部モータ１６により駆動される
ポンプ１５、上方液体入口導管区画１７及び従来型式の
液体作動式噴射ポンプ即ちエダクタ１８を含んでおり、
エダクタ１８は、その真空室と容器１内部の液体水準上
方のオーバーヘッド気体空間２０とを連通する吸引管１
９を具備している。エダクタ１８は、再循環液体とオー
バーヘッド気体空間２０から吸引された気体の混合物を
減速しそして気体入口導管９を通して導入される新た気
体と共に羽根６の内部へと放出するためにドラフトチュ
ーブ２の入口端へと下方に差し向けられる拡大ノズル区
画２１を有している。
【００１９】本発明において気液混合を達成するための
主たる手段は、米国特許第４，３２８，１７５及び４，
４５４，０７７号に記載される羽根及びドラフトチュー
ブ構成である。しかし、本発明に従えば、羽根が有効に
作用する液体水準の範囲がエダクタ１８を作動しそして
オーバーヘッド気体空間２０からエダクタ１８をを通し
て羽根吸引部へと気体を吸入する真空を創出する側流再
循環導管１４を使用することにより拡大される。
【００２０】液体作動式噴射ポンプ即ちエダクタの原理
はよく知られている。原動力となる流体、この場合は反
応液体の側流が真空室に開通する内部ベンチュリーノズ
ルを通して加速される。真空室は吸引管１９によりオー
バーヘッド気体空間２０に連結されている。エダクタ１
８を通しての液体噴流の高速度はベルヌーイ効果により
真空を創出する。従って、気体が、液体上方のオーバー
ヘッド気体空間２０からエダクタ１８の真空室に吸引さ
れ、ここで液体と緊密に混合する。気液接触及び気相か
ら液相への物質移動が真空室内で起こる。気液噴流は、
ノズル区画２１を出るに際して液体から追加流体を連行
しそしてそれを混入する。エダクタ１８は、気液噴流が
羽根吸引部に差し向けられるように位置決めされてい
る。所要量の気体をオーバーヘッド気体空間から羽根吸
引部に移入するために側流が一つ以上のエダクタに供給
されうる。
【００２１】エダクタの気体移行能力は液体深さと共に
減少する。しかしながら、気体流量は、再循環液体の流
量を増加することにより所望通りに維持されまた調整さ
れうる。ポンプ１５は羽根駆動モータ１２とは独立して
いるから、本エダクタ／ポンプ構成においてこれを行う
ことは比較的容易である。ポンプ１５は、最大ヘッド差
において気体を吸引するべくエダクタ１８に充分量の液
体を送給するべく寸法づけられている。液体流れは弁を
使用して調節されうるし、もしくは所望なら流れは最大
流量に固定的に設定されうる。
【００２２】一例として、２０４℃及び２１ｋｇ／ｃｍ
2 において作動される２２７１０リットル容量の反応容
器において、未蒸留牛脂肪酸の水素化のために、合計水
素消費量は１１２０ｍ3 ／時間であるが、消費量のピー
ク瞬時消費量は２２４０ｍ3／時間である。気体のピー
ク消費量は、エダクタ１８の放出圧力より１．４ｋｇ／
ｃｍ2 高い圧力において再循環導管１４を通して供給さ
れる３０３リットル／分の合計液体流量で送給される。
６０％効率の２Ｈｐポンプ１５が必要とされよう。
【００２３】単位液体流量当り高い気体流量として定義
される高い効率のエダクタが液体水準の変動低いときに
使用されうる。液体水準の変動が相当な場合には、もっ
と効率の低いエダクタが使用されうる。
【００２４】食用油を酸素を置換し悪臭を除くために窒
素気体で吸収処理するとか高沸点液体を酸化し、水素化
し、もしくは気体と反応せしめる場合にように、処理さ
れている液体は、液体入口／出口８を通して容器１内に
導入されて、ドラフトチューブ２の入口端上方の最小液
体水準２２と最大液体水準２３との間で変動しうる液体
水準まで容器を満たす。
【００２５】供給気体は、気体入口導管９を通してドラ
フトチューブ２の入口帯域及び羽根６の吸引帯域におい
て液体中に直接導入され、そして液体との混合物として
羽根の作用により下方に吸引されそして攪拌されて所望
の作用若しくは反応を達成する。供給気体の導入速度は
特定のシステム、例えば供給気体が液体との反応により
消費されるのか、そこに溶解されるのかもしくは液体水
準上方の気体空間２０間で大量に逃出するのかどうかに
依存する。
【００２６】供給気体の導入量を最小限とするために、
上方気体空間２０からの現場気体が吸引管１９を通して
気体空間２０からの気体を羽根６の吸引部にまで吸い込
むエダクタ１８により液体を通して戻して再循環されて
システムの有効性を増進する。エダクタ１８は、ポンプ
１５により容器１から出口導管区画１０を通して引き出
されそして再循環導管１４及び入口導管区画１７を通し
て送り込まれる流体流れにより作動される。エダクタ１
８を通しての液体の加速は、吸引管１９に開通するその
室内にベルヌーイ効果による真空を創出する。変速モー
タ１６がポンプ１５の作動を制御してエダクタ１８内の
真空を調節し、それにより気体空間２０からの気体が吸
引管１９を通して取り込まれ、エダクタ１８内で再循環
液体と混合されそして羽根６の吸引端に放出される速度
を調節する。
【００２７】以上から明らかなように、本発明によるオ
ーバーヘッド気体空間２０からの気体の再循環は、ドラ
フトチューブ２への入口より上方の最小液体水準２２と
吸引管１９の入口より下側の最大液体水準２３との間で
の液体水準の変動に無関係であり、そしてまた羽根６の
回転速度にも無関係となしうる。
【００２８】どの特定の液体作動式エダクタを選定する
かは、使用されている特定のシステムの真空流れ要件、
即ち容器の寸法乃至容積、処理されている液体の容積及
び気体の消費速度に依存する。様々の要領の液体作動式
「真空トランスジューサ」エダクタが例えば米国コネチ
カット州のAir-Vac Engineering Company, Inc. から市
販されている。
【００２９】
【発明の効果】液体水準の変動及び羽根手段の速度とは
無関係に気体を液体に効率的に混合する。オーバーヘッ
ド気体空間からの現場気体が吸引管を通して気体空間か
らの気体を羽根の吸引部にまで吸い込むエダクタにより
液体を通して戻して再循環されるので、供給気体の導入
量を最小限とし、システムの有効性を増進する。
【００３０】以上、本発明の具体例を例示したが、本発
明の範囲内で様々の変更を行うことができることを銘記
されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーバーヘッド気体空間からの気体吸入機構が
羽根の回転速度及び液体水準の変動とは無関係であるＡ
ＧＲのような変動水準気液混合システムの概略断面図で
ある。
【符号の説明】 １ 容器 ２ ドラフトチューブ ３ 軸 ４ 邪魔板 ５ 入口 ６ らせん羽根 ７ 乱流促進ブレード ８ 液体入口／出口 ９ 気体入口導管 １０ 液体出口導管区画 １１ 圧力逃しベント １２ モータ １４ 再循環導管 １５ ポンプ １６ 外部モータ １７ 液体入口導管区画 １８ エダクタ １９ 吸引管 ２０ オーバーヘッド気体空間 ２１ 拡大ノズル区画 ２２ 最小液体水準 ２３ 最大液体水準

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オーバーヘッド気体空間を有する密閉容
    器内で気体及び液体を混合するための方法であって、
    （ａ）容器に液体をオーバーヘッド気体空間を残して所
    定の液体水準まで充満させる段階と、（ｂ）前記液体に
    気体供給物を添加混合して、液体及び気体間に所定の相
    互作用をもたらし、添加した気体の一部を前記オーバー
    ヘッド気体空間へと逃出せしめる段階と、（ｃ）前記液
    体の一部を液体作動式のエダクタを通して液体水準より
    下側で液体中に戻して放出せしめることにより連続的に
    再循環せしめて該エダクタ内に真空を創出する段階と、
    （ｄ）前記エダクタ内内の真空を前記オーバーヘッド気
    体空間と連通せしめて該オーバーヘッド気体空間から気
    体を前記エダクタ内へと吸引し、該吸引した気体を再循
    環液体と混合しそして混合物を前記容器内の液体水準よ
    り下側で放出する段階とを包含する気体及び液体を混合
    する方法。
  2. 【請求項２】 液体水準が所定の範囲内にある場合容器
    内で液体を循環し、オーバーヘッド気体空間から気体を
    取り込みそして循環液体と混合する吸引部を創出する羽
    根手段を容器内に設け、そしてオーバーヘッド気体空間
    からの気体の吸引量を制御するために液体再循環量を調
    節する段階を含む請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 エダクタからの気体／液体混合物を羽根
    手段により創出された吸引部に直接放出する段階を含む
    請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 容器に添加されそして容器内で液体と混
    合される気体供給物が羽根手段により創出される吸引部
    の影響範囲内で液体中に発泡される請求項２の方法。
  5. 【請求項５】 羽根手段により創出される液体循環と吸
    引作用を増進するために液体水準下から容器底面上方ま
    で伸延するドラフトチューブにより羽根手段を取り巻く
    ことを含む請求項２の方法。
  6. 【請求項６】 うずの発生と混合容器内のオーバーヘッ
    ド気体空間から液体中への気体の吸引のために軸流下向
    き送流型羽根手段を内部に配置した中空ドラフトチュー
    ブを装備する混合容器において、混合操作中液体水準の
    変動を受ける状況下での気体と液体との混合のための方
    法であって、（ａ）前記羽根手段を回転して混合容器内
    に液体をドラフトチューブ内部で下向きに流しそして該
    ドラフトチューブと混合容器の壁との間の環状空間にお
    いて上向きに流す液体再循環流れ模様を創出し、それに
    よりうずを発生せしめると共に混合容器内の運転液体水
    準においての気体の取り込みによりオーバーヘッド気体
    空間から気体を吸引する段階と、（ｂ）混合容器におい
    て液体を真空室と放出ノズルとを有するエダクタを通し
    て液体を再循環せしめる段階と、（ｃ）前記真空室をオ
    ーバーヘッド気体空間と連通すると共に前記放出ノズル
    を前記ドラフトチューブの入口と連通せしめ、液体再循
    環によりオーバーヘッド気体空間から気体を前記エダク
    タ内に吸引して、再循環液体と混合しそして混合物を該
    ドラフトチューブの入口に放出する段階とを包含し、そ
    れにより液体水準の変動及び羽根手段の速度とは無関係
    に気体が液体と混合されそして液体水準が羽根手段の作
    動水準に維持されることを特徴とする気体と液体との混
    合のための方法。
  7. 【請求項７】 液体をオーバーヘッド気体空間を残して
    所定に水準まで収受するための密閉容器と、気体供給物
    を液体に添加混合して所定の気液相互作用をもたらし、
    添加気体の一部を液体からオーバーヘッド気体空間に逃
    出せしめる気体供給手段と、液体の一部を真空室と液体
    水準の下側に開通する放出ノズルとを具備する液体作動
    式エダクタを通して再循環せしめるための手段と、前記
    エダクタ真空室とオーバーヘッド気体空間との間を連通
    する吸引管とを備え、オーバーヘッド気体空間から気体
    をエダクタを通しての再循環流れの影響の下で吸引して
    気体／液体混合物を生成しそして該混合物を容器内の液
    体の水準とは無関係に液体中に放出することを特徴とす
    る液体中に気体を溶解するための装置。
  8. 【請求項８】 容器が液体水準が作動範囲内にあるとき
    オーバーヘッド気体空間から気体を吸引しそして液体と
    混合するための吸引部入口を有する羽根手段と、前記エ
    ダクタを通しての液体の再循環量従ってオーバーヘッド
    気体空間からの気体の吸引量を調節するための手段とを
    含む請求項７の装置。
  9. 【請求項９】 羽根手段が羽根を取り囲みそして液体水
    準下から容器底面上方まで伸延しそして該羽根手段によ
    り創出される液体の循環と吸引作用とを増進するドラフ
    トチューブを含む請求項８の装置。
  10. 【請求項１０】 気体供給手段が気体を羽根手段による
    混合のために液体中に直接供給するべく羽根手段の吸引
    部入口の帯域に開通する導管を含む請求項７の装置。
  11. 【請求項１１】 混合操作中液体水準の変動を受ける状
    況下での気体と液体との混合のための装置であって、
    （ａ）軸流下向き送流型羽根手段を内部に配置したドラ
    フトチューブを装備し、そして液体をドラフトチューブ
    内部で下向きに流しそして該ドラフトチューブと混合容
    器の壁との間の環状空間において上向きに流す液体再循
    環流れ模様を内部に創出することのでき、それによりう
    ずを発生せしめると共に混合容器内で液体が運転液体水
    準にあるときオーバーヘッド気体空間から気体を吸引す
    る混合容器と、（ｂ）容器の下方帯域から液体を抜き出
    す出口区画と容器の上方帯域において液体を再導入する
    ための入口区画とを有する導管と、該導管を通して液体
    を送給するためのポンプ手段と、前記導管の入口区画に
    接続されるエダクタにして、連続して供給される再循環
    液体を受け取るための入口、液体の速度を増加するため
    の絞られた喉部を有する収斂−拡大ノズル、該絞られた
    喉部と関連する真空室及び容器内の液体水準の下側で羽
    根ドラフトチューブの入口に開通する放出ノズルを備え
    るエダクタと、該エダクタの真空室とオーバーヘッド気
    体空間との間を連通する吸引管とを備え、それにより該
    エダクタの真空室における真空がオーバーヘッド気体空
    間から該吸引管を通して気体を吸引して該エダクタ内で
    再循環液体と混合しそして羽根ドラフトチューブの入口
    に放出する液体再循環システムとを包含する気体と液体
    との混合のための装置。
JP7114088A 1994-04-18 1995-04-17 変動液体水準用エダクタ／羽根式気液混合装置及び方法 Withdrawn JPH07289868A (ja)

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