JPH08507250A - 空気又は他のガスを液体の中へ供給しかつ拡散させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水ポンプを中空軸（６）からある距離で中空軸の下端周囲に取り付けてなる装置であって、前記水ポンプはダクト（５）を介して軸（６）の内部と連通する真空ポケット（３）を有する。軸の下部分は栓がされ、その上部分は軸への空気又は他のガスの自由な進入を可能にする孔（８）を周囲に有し、従って空気又はガスは水ポンプの真空ポケット（３）に達することができる。軸の上端は直接又は減速機（１０）を介して電動機（９）に連結される。軸及び水ポンプが液体の中で回転しているとき、水ポンプの先端（２）における液体圧力は真空を作り、それによって、空気泡又は他のガス泡を、水ポンプの沈んだ深さにおいて液体の中へ供給しそして拡散させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 空気又は他のガスを液体の中へ供給しかつ拡散させる装置 本発明は、空気又はある他のガスを液体の中へ導入し且つ拡散させるための装 置に関する。 液体の中への空気の導入及び拡散は現在、圧力空気を供給する圧縮機、送風機 タービンを使用して達成され、パイプはかくして圧縮された空気を使用箇所、即 ち、有孔管、ディフュザー又は他の装置に向かって移送して、液体と接触させる 大小の大きさの泡を発生させる。 表面タービンも用いられ、これらタービンは、液体を大気圧力において空気と 接触させるために液体を大気へ噴霧する。 他の形式のタービンが、その電動機を密封包囲部内に位置させて沈められ、タ ービンはパイプで液体の外側に連結され、電動機はケーブルで密封接続部と接続 される。これらのタービンにより、空気又はガスを液体の中へ導入させる。 水ジェット真空ポンプはパイプに静的に装着され、水ジェット真空ポンプによ り、該水ジェット真空ポンプの中を通る液体に空気又は他の任意のガスを導入さ せる。 本発明による装置はこれらの欠点のうちのあるものを解消することを可能にし 、リング形態に置かれ、中空駆動軸６の基部に機械的に連結７された数個の水ジ ェット真空ポンプで構成され、真空を生じさせる、水ジェット真空ポンプ３のキ ャビティはダクト５によって駆動軸の内側に連結され、駆動軸の下端と塞がれて いる。駆動軸の頂部で駆動軸の周囲にはオリフィス８が形成され、駆動軸の端は 駆動部材、即ち歯車付モータユニット１０を経て直接係合している電動機９又は 他の駆動装置に結合される。 水ジェット真空ポンプの組及び駆動軸の一部は液体の中に垂直に浸けられ、電 動機９及び駆動部分は支持体に固定される。 電動機９により、この組立体に一定速度の回転が与えられるとき、水ジェット 真空ポンプへの流入口に、又水ジェット真空ポンプのコーン２の先端に圧力を発 生させ、この圧力は、液体の回転速度が早ければ早いほど、大きくなり、水ジェ ット真空ポンプの流出ノズルの方に向けられたジェットがコーンの先端の流出口 に作られ、ノズル４の中のジェットの力は水ジェット真空ポンプの先端の周りに 位置したキャビテイ３内に真空を生じさせる。かくして、生じたこの真空は、支 持体７に位置したノズル５を経て、駆動軸の上部にオリフィス８が位置している 限り、駆動軸６の内部に通じる。かくして、水ジェット真空ポンプによって作ら れた真空により、空気をオリフィス８を通して中空駆動軸６の内部に浸入させ、 次いで、ダクト５を経て水ジェット真空ポンプの真空キャビテイ３に流入させ、 空気は、水ジェット真空ポンプの先端２を出る液体ジェットによってキャビテイ ３から吸引される。空気は水ジェット真空ポンプの流出ノズル４の中の液体と混 合され、かくして作られた空気と水との混合物はタンク又は装置の置かれている キャビテイの液体の中へ拡散される。 １組のファンブレード１８（図３）が水ジェット真空ポンプの組より上で駆動 軸に固定されても良く、これは、水ジェット真空ポンプのノズル４を出る液体／ 空気混合物を下方に差し向けることを可能にし、又液体中の空気の混合及び均質 性を得ることを可能にする。 水ジェット真空ポンプを１組のファンブレードのうちのブレードに組み込んで もよく、これは液体／空気混合物を底に向かって配向させ、これにより、液体と 、水ジェット真空ポンプによって液体の中へ拡散された空気との接触を良好にす る。 数群の水ジェット真空ポンプを、ファンブレードの組と関連した、又は関連し ない同じ駆動軸（図４）に装着してもよく、これは、空気をより深くにわたって 液体の中へ導入することを可能にする。操作は次の通りである。液体の液面に近 い方の第１組の水ジェット真空ポンプは、該水ジェット真空ポンプより上に位置 した液体の高さよりも大きい減圧を生じさせる。軸内の液体のレベルは、空気を 液体の中へ拡散させるようにこの第１組のエゼクターに達する。第２組の水ジェ ット真空ポンプの作動について、これは、同じ駆動軸に装着された２組の水ジェ ット真空ポンプ感の距離に相当する液体の高さよりも大きい減圧を生じさせ、水 ジェット真空ポンプのノズルを出る空気／液体混合物の圧力は液体中の浸入深さ よりも大きくなければならない。 液体の中へ導入される空気又はガスの量を増すために、駆動軸との連結用の同 じアームに数個の水ジェット真空ポンプを直列に装着してもよく、水ジェット真 空ポンプの真空キャビテイは互いに直列に連結され、次いでダクトによって全体 の駆動軸の内部に連結される。 本発明による装置を作動する、即ち、水ジェット真空ポンプが空気を液体の中 へ拡散させ始めるために、装置全体に一定の回転速度を与えて水ジェット真空ポ ンプの先端に、真空キャビティ内に、液体中の浸入深さに少なくとも等しい減圧 を持つことを可能にする圧力及び水ジェット真空ポンプの流出口に、浸入深さよ りも大きい圧力を得る。 水ジェット真空ポンプによって液体の中へ吸引され、且つ拡散される空気又は ガスの量は、装置全体の回転速度に対して、従って、液体中の水ジェット真空ポ ンプの浸入速度に対して、水ジェット真空ポンプの先端の圧力が高ければ高いほ ど、大きくなる。 液体中の空気の分散及び拡散、即ち、気泡の大きさは、先端の圧力が大きけれ ば大きいほど、従って水ジェット真空ポンプからの流出速度が大きければ大きい ほど、小さくなり、これは空気と液体との接触をより良好にする。 空気以外のガスの使用 空気以外のガスを使用するために、上記の装置では、囲い１６が駆動軸への空 気流入オリフィス８と整列して作られて、図３に指示したように、空気流入オリ フィスを空気から隔絶する必要がある。円筒体が完全にシールした方法（１７） で駆動モータ又は歯車付モータユニット１０の下に固定され、円筒体の底部は液 体の中へ浸かり、円筒体側に水圧シールを形成し、ノズル１５は空気又は他の任 意のガスを供給するのに用いられ、液体が特定の処理を受けるために、この空気 又はガスが液体の中へ拡散される。 採用されるガスに応じて、ガスと接触する材料はこのガスに耐える、従って、 保護される必要がある。 この装置は、このノズル１５の上流に設置された装置の細目を監視することに よって、液体の中へ拡散され且つ導入されるガス又は空気の量を大変正確に知る ことを可能にする。 空気又はある他のガスを一定深さのところで液体の中へ拡散させるための装置 。 この装置は、下端が塞がれた中空軸６と、液体よりも上に位置した上側部に設け られたオリフィスとを有し、中空軸の上端が回転駆動部材９〜１０に機械的に連 結され、この中空軸はその基部に、該中空軸の軸線からある距離周囲に配置され 且つ支持体によって中空軸に固定された数個の水ジェット真空ポンプ（１−２− ３−４）を備え、組立体が回転しているとき真空を作る、水ジェット真空ポンプ のキャビテイが、水ジェット真空ポンプ７の支持体と一体のダクト５によって中 空軸の内部に連結されていることを特徴とする。 空気又はガスを水ジェット真空ポンプまで運ぶために、外側との連結は、駆動 軸の通る管１９によってなされ、軸と管との間の空間により空気又はガスを通過 させ、管の基部は水ジェット真空ポンプの支持体のダクトに連結され、管の基部 の内部は、全体が漬かる液体に対して密封される。 操作中、これは次のことを可能にする。 空気又はある他のガスを一定深さにおいて液体の中へ導入する。図面（図３） に示すような密封円筒体１６の使用により、空気以外のガスを使用しうる。 液体の全体積を運動させる。かくして形成され、液体の中に垂直に置かれた組 立体に電動機によって回転運動を適用することによって、次の作用が起こる。 水ジェット真空ポンプは、電動機によって駆動された、軸及びその端に固定さ れた水ジェット真空ポンプの回転の作用により液体の中で一定速度に達する。 水ジェット真空ポンプの組の回転速度の作用により、液体は水ジェット真空ポ ンプの先端２において一定圧力に達し、これは、各水ジェット真空ポンプ４の流 出ノズルの方に差し向けられたジェットを先端の流出口に生じさせ、これは、各 水ジェット真空ポンプのキャビィテイ３内に、回転速度が大きければ大きいほど 、従って、水ジェット真空ポンプの先端の圧力が高ければ高いほど、大きくなる 減圧を生じさせる。 各水ジェット真空ポンプの流出先端から僅かに後方で周囲に位置した、真空を 作るこのキャビィテイは駆動軸の中空内部に、或いは組立体内に位置したダクト 及び各水ジェット真空ポンプと軸の内部との間の支持片によって、管と駆動軸と の間の空間に、もしくは管と軸との間の空間に連結される。 組立体が静止しているときには、水ジェット真空ポンプが回転しているときに 水ジェット真空ポンプまで移動する空気の通る駆動軸の内部と外部との間に液体 の平衡がある。 組立体を作動すると、水ジェット真空ポンプの先端における液体の圧力がある 大きさに達するやいなや、先ず、軸組立体の内部の液体は水ジェット真空ポンプ のキャビテイ３まで排出され、この排出は、組立体の水ジェット真空ポンプの先 端の流出口のジェットにより引き起こされる減圧によってなし遂げられる。一度 液体が排出されてしまえば、空気又はガスが水ジェット真空ポンプの先端を出る 液体ジェットによって吸引され、この空気／液体混合物が組立体を浸ける液体の 中へ導入される。 回転速度が大きければ大きいほど、水ジェット真空ポンプの先端の圧力は高く なり、得られる減圧は大きくなり、従って、空気又はガスの流量は大きくなる。 従って、液体の中へ導入される空気又はガスの流量を、全体の回転速度の関数と して変えることが可能である。 回転速度が高ければ高いほど、水ジェット真空ポンプの先端の圧力は高くなり 、空気又はガスの拡散は大きくなり、即ち、空気泡又はガス泡は小さくなり、液 体との接触の表面積が大きくなり、より大きな効果を与える。 この装置は大変明らかな可能性を提供する。 一定深さにおいて、従って一定圧力において、液体に空気又はガスを加え、用 いられる空気又はガスの溶解を高め、空気又はガスを注入する液体の体積又は流 量の関数として装置の寸法を決める。 装置の回転運動及び液体への空気又はガスの添加は液体を攪拌し、これは均質 及び空気又はガスと液体との接触を改善する。 回転速度が大きければ大きいほど、水ジェット真空ポンプの先端の圧力は高く なり、得られる減圧は大きくなり、空気又はガスの流量は大きくなり、空気泡又 はガス泡がより小さくなるから液体への空気又はガスの拡散がより効果的になり 、液体との接触の表面積が大きくなり、従って、効果がより大きくなる。 水ジェット真空ポンプの組の回転速度を容積の中を通る液体の流量に比例させ ることによって、注入すべき空気又はガスの流量を容積の中を通る液体の流量に 比例させることの可能性がある。 １組のファンブレードを水ジェット真空ポンプの群より上で駆動軸に加えるこ とによって液体の混合及び攪拌を高める。 １組のファンブレードに水ジェット真空ポンプを組み込むことによって液体の 混合及び攪拌を高める。 空気又はガスを液体に導入するために、必要とされることは、水ジェット真空 ポンプを備える駆動軸の端は液体の中へ浸かって、液体よりも上に電動機を備え た完全な装置を固定すること、電動機に電気エネルギー源を接続すること、及び 電動機にスイッチを入れることである。 この装置は次のような利点を示す。 電動機と関連した軸及び水ジェット真空ポンプの装着は、液体中での軸／水ジ エット真空ポンプ組立体の回転とは別に、運動する機械的部品をもつことなく、 活発な組立体を構成する。 液体より上に位置する、従って大変近づき易い駆動軸機構以外磨耗部品がない 。 液体に導入されるべき空気又はガスの量を増すために、数個の水ジェット真空 ポンプを同じアームに直列に設置することが可能である。 水ジェット真空ポンプの数段又は組を同じ軸に装着することによって空気又は ガスを深い液体の中へ導入することが可能である。 駆動機構の下に位置し、液体の中へ浸け、水圧シールを形成する密封部品１６ の使用によって、どんな種類のガスでも、非常に酸化するガス即ち腐食ガスでも 液体の中へ注入することが可能であり、これらのガスと接触する材料はこれらの ガスに耐え、又はそれらを用いられるようにするために保護される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年６月２７日 【補正内容】 請求の範囲 １．空気又はある他のガスを一定深さのところで液体の中へ拡散させるための装 置であって、軸（６）の上端が回転駆動部材（９、１０）に機械的に連結され、 前記軸（６）はその基部に、軸の軸線からある距離で周囲に配置され且つ支持体 （７）によってこの軸に固定された数個の水エゼクター（１、２、３）を備え、 各エゼクター（１、２、３）は、同軸上に、流出ノズル（４）及び先端（２）を 有するコーンと、組立体が回転しているとき真空が作られるキャビテイ（３）と を備え、キャビテイ（３）は水エゼクターの支持体（７）と一体のダクト（５） によって空気又はガス源に連結されている、前記装置において、前記コーンの各 々の基部が軸（６）の前記軸線を含む平面内に位置し、前記流出ノズル（４）が 実質的に遠心力的である、ことを特徴とする装置。 ２．前記軸線（６）は中空軸であり、液体よりも上に位置した中空軸上側部にオ リフィス（８）が作られている、ことを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ３．前記軸（６）は基部が密閉された管（９）の内側に位置する、ことを特徴と する請求の範囲１に記載の装置。 ４．１組のファンブレード（１８）が水エゼクター（１、２、３）より上で軸に 固定されている、請求の範囲１、２又は３に記載の装置。 ５．数群の水エゼクター同じ軸（６）に装着されている、ことを特徴とする上記 請求の範囲のいずれか１項に記載の装置。 ６．囲い（１６）が駆動部材（９、１０）の下に液密の方法で固定され、且つ前 記液体の中へ浸かり、ノズル（５）が空気又はガス源を前記囲い（１６）に連結 する、ことを特徴とする前記請求の範囲のいずれか１項に記載の装置。 ７．数個の水エゼクターが１つの同じ支持体（７）に装着されている、ことを特 徴とする前記請求の範囲のいずれか１項に記載の装置。 ８．前記支持体（７）は１組のファンブレードを構成する、ことを特徴とする前 記請求の範囲のいずれか１項に記載の装置。 ９．液体の中へ注入される空気又はガスの流量は、前記水エゼクターの回転速度 に比例する、ことを特徴とする前記請求の範囲のいずれか１項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ， ＮＺ，ＲＵ，ＵＡ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気又はある他のガスを一定深さのところで液体の中へ拡散させるための装 置であって、下端が塞がれた中空軸（６）と、液体よりも上に位置した上側部に 設けられたオリフィスとを有し、中空軸の上端が回転駆動部材（９〜１０）に機 械的に連結され、この中空軸はその基部に、該中空軸の軸線からある距離周囲に 配置され且つ支持体によって中空軸に固定された数個の水ジェット真空ポンプ（ １−２−３−４）を備え、組立体が回転しているとき真空を作る、水ジェット真 空ポンプのキャビテイが、水ジェット真空ポンプ（７）の支持体と一体のダクト （５）によって中空軸の内部に連結されていることを特徴とする装置。 ２．空気又はガスを水ジェット真空ポンプまで運ぶために、外側との連結は、駆 動軸の通る管（１９）によってなされ、軸と管との間の空間により空気又はガス を、水ジェット真空ポンプと一体のダクトまで通過させることを特徴とする、請 求の範囲１に記載の装置。 ３．１組のファンブレード（１８）（図３）は水ジェット真空ポンプの組より上 で駆動軸に固定され、これは水ジェット真空ポンプのノズル（４）を出る液体／ 空気混合物を下方に差し向けることを可能にし、且つ液体中の空気の混合と良好 な均質をうることを可能にする、請求の範囲１に記載の装置。 ４．数群の水ジェット真空ポンプがファンブレードの組と関連し又は関連しない 同じ軸（図４）に装着され、これは空気又はある他のガスを深い深さにわたって 液体の中へ導入することを可能にする、ことを特徴とする請求項１に記載の装置 。 ５．空気以外のガスを使用するために、囲い（１６）が駆動軸への空気流入オリ フィス（８）と整列して作られて、図３に指示したように、空気流入オリフィス を空気から隔絶し、円筒体が完全に密封した方法（１７）で駆動モータ又は歯車 付モータユニット（１０）の下に固定され、円筒体の底部は液体の中へ浸かり、 円筒体側に水圧シールを形成し、ノズル（１５）が空気又は他の任意のガスを供 給するのに用いられ、液体が特定の処理を受けるために、この空気又はガスが液 体の中へ拡散される、ことを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ６．液体の中へ導入される空気又はガスの量を増すために、数個の水ジェット真 空ポンプが同じアームに直列に又は並列に装着され、水ジェット真空ポンプの真 空キャビテイ（３）が互いに連結され、次いでダクトによって装置全体の駆動軸 の内部に連結される、ことを特徴とする請求の範囲１に記載の装置。 ７．水ジェット真空ポンプが一組のファンブレードに組み込まれる、ことを特徴 とする請求の範囲１に記載の装置。 ８．注入される空気又はガスの流量は、水ジェット真空ポンプの組の回転速度を 変えることによってキャビテイの中を通る液体の流量に比例する、請求の範囲１ に記載の装置。 ９．液体の中へ浸かり且つ水圧シールを形成する密封部品（１６）を駆動機構の 下に位置させることにより、ノズル（１５）に上流の監視装置を置くことによっ て、液体の中へ導入され且つ拡散される空気又はガスの量を正確に知ることが可 能である、請求の範囲１に記載の装置。