JPS5888062A - 収縮部を備えた噴射装置 - Google Patents

収縮部を備えた噴射装置

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JPS5888062A
JPS5888062A JP57194786A JP19478682A JPS5888062A JP S5888062 A JPS5888062 A JP S5888062A JP 57194786 A JP57194786 A JP 57194786A JP 19478682 A JP19478682 A JP 19478682A JP S5888062 A JPS5888062 A JP S5888062A
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mixing tube
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flotation
flotation vessel
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲（１）の前文による噴射装置
に関する。
この種噴射装置はドイツ公開明細書第２６３４４９６号
により公知である。この装置においては、混合管を後方
に連結された噴射ノズルにより、懸濁液は、懸濁液内へ
の細かい気泡の分散が生じるように空気と混合されて浮
選容器に供給され、これは良好な浮選効果を生ぜしめる
。
ドイツ公開明細書第２６３４４９６号によれば、懸濁液
から成る推進ジェットがノズルを通って混合管に供給さ
れる、液体を曝気するだめの汎用噴射機が提案されてい
る。この装置の場合混合管内に偏向要素が在ってこれは
特に回転体として構成されている。この明細書に述べら
れた装置の変形例においては、推進ジェットは出口端に
向って先細になっている複数の混合区間に分配される。
オーストリア特許明細書第３４２５２８号による他の公
知の装置においては、最も狭い部分に中央空気供給管が
開口しているラノ々−ル管を備えた噴射機が示されてい
る。
本発明の課題は、出力消費を節約して高い空気流量が得
られる噴射装置を示す即ち効率を改善した噴射装置及び
良好に作動する浮選装置を製造することにある。
この課題は、冒頭に述べた種類の噴射装置において、特
許請求の範囲（１）の特徴部分の特徴によシ解決される
。
好適実施形態が特許請求の範囲（２）からαη、特に（
２）から（５）に述べられている。本発明による噴射装
置を使用した浮選装置の特に有利な構成が特許請求の範
囲（至）からＣυにおいて明らかになる。
本噴射装置は原則的に１液流が上から垂直に曝気すべき
液体に供給され且つ気体吹込み領域が浮選容器内の液体
レベルの上方に在るように構成されている。このことか
ら以下の利点が生ずる：噴射装置の必要々全長が付加的
な空間を要求せず、これは該噴射装置が横向きに例えば
容器の下部に暇付けられるときに問題である。上方から
の垂直な配置は、混合管内での運動量変化による高い圧
力上昇が必要でないので、大きな噴射装置に対して適し
ている。この配置においては、同じ液体柱が混合管内に
在るので、容器の液体高さによる流体静力学的圧力を克
服する必要はない。混合管内での運動量変化による適当
な圧力上昇の発生はノズルにおいて不経済な高い流速を
必要とする。さらに、混合管からの十分な流出速度に対
する流れエネルギーのより僅かな部分のみが、容器内で
の気泡の分散を達成するために残しておかれなければな
らない。そのために必要な流速は、曝気すべき容器の外
形及び直径に従属する。
同様に容器内での噴射装置の垂直配置によシ、所謂ラジ
アルディフューザの使用が望ましく、これは従来の円錐
状の直線的なディフューザより良好な特性を有している
。ラジアルディフューザにおいては、適当な外形によシ
短い全長と高い効率の場合に、流速の著しい減少と高い
圧力上昇が連成され得る。さらに、それによシ同時に、
望ましい放射流と気泡分散が容器内に発生せしめられる
。
吸込まれる空気の量は、最も狭い部分即ちノズルまたは
オリフィスにおける流速と、混合管の出口における流速
とそこでの圧力による懸濁液の流量と、外形即ち最も狭
い部分の直径と混合管の直径及び長さとに原則的に従属
する。
本発明は以下に図面に示した実施例に基づき説明される
。
第１図において、浮選容器１は実質的に直立した中空円
筒として示されておシ、その中心において垂直に延びて
いる懸濁液の供給のために備見られた混合管３が上から
懸濁液内に突入している。
浄化された懸濁液の排出は、浮選容器の底部で環状部２
８．環状管１５′及び排出管２６を介して行なわれる。
浮遊気泡は環状溝１４を介、して取除かれる。この場合
、混合管３はその出口端にラジアルディフューザの形態
の拡大部を有しておシ、これは浮選容器１の底部１５に
対して平行に延びているフランジ板２２により半径方向
外側に向って画成されている。一定の直径を有する混合
管から出口端への移行は、適当に構成すべき半径例えば
プルーノ、ニック（Ｂｒｕｎｏ　Ｅｃｋ）著「シュトレ
ームングスレーレ（Ｓｔｒ’ｏｍｕｎｇｓｌｅｈｒｅ　
）　Ｊ第７版、１９６６年刊の第４４項１８６，１８７
頁（ルヒティ（Ｒｕｃｈｔｉ）以降）における推奨値に
従った半径によシ与えられる。フランジ板２２の容器底
部１５または偏向板４２からの間隔もその記述から推定
され得る。
それは混合管の直径のはｙｔｏ乃至４０％になり有利に
はその１５乃至２０％に選定される。設計の際に−好ま
しくは第２図に従って一容器底部１５が偏向板またはラ
ジアルディフューザの境界壁として使用され、第１図の
ように７ランジ板２２の容器底部までの少しだけ大きい
間隔が在る別体の実質的に平坦な板４２は使用されない
ことも考慮され得る。
隔壁６は良質材料排出部２８を実際の浮選室２０から分
離している。これは流れを偏向させ浮選効果即ち汚染粒
子を含んだ気泡の上昇を促進せしめる。しかしながら、
排出部２８を十分狭く選定すれば、隔壁６なしでも同様
の流れの状態が得られる。この場合、これはさらに上方
例えば気泡溝１４のすぐ下に配設され得る。
第２図において、空気用の噴射装置の吸込み部を形成す
る収縮部３６はオリフィス３８により形成されている。
空気供給管３４は中心に導かれこのオリフィス即ち最も
狭い部分の流れの方向に見て少し後方に開口している。
このために、最も狭い部分３６の直径の半分より小さく
且つたかだかはソ該直径の半分である距離が好ましくは
選定される。最も狭い部分の直径のＯ，ｌ乃至０．３倍
の距離が望ましい。さらに、空気の吸込みは混合管３の
半径方向外側の空気吸込みゼア４０により行なわれる。
このゼアは流れの方向に見て最も狭い部分３６の後方に
この最も狭い部分の直径よ）小さい距離をおいて位置し
ている。個々の空気吸込みボア４０の代シに、第２図の
右側部分に示されているように小さなウェブ４４によっ
てのみ遮断されている環状スリット４１も備えられ得る
。
第８ａ図及び第８ｂ図には、混合管の最も狭い部分（ノ
ズル３５）に複数の中心空気管３４が導入されている噴
射装置の変形例が示されている。
これは空気流量に関して有利であシ得る。第９■図及び
第９ｂ図には、同じ理由から、最も狭い部分３６の領域
において混合管が各々一つの中心空気管を備えたより小
さい直径の複数の平行な管に分割されている。
最も狭い部分３６の他の実施形態は第３図及び第４図か
ら明らかになる。第３図の場合には、オリフィスは流れ
の方向に狭くなりその出口端に最も狭い部分３６を形成
する漏斗３９によ多構成されている。第４図の場合には
、最も狭い部分はノズル３７ここでは四分円ノズルによ
り構成されている。通常のノズルも使用され得る。
収縮部の断面形状は当然のことながら空気吸込みに影響
を与えるが、空気分散及び浮選効果には影響を与えない
。最も狭い部分３６の直径は、その構成に従って同じ流
速に対してオリフィスの場合よシもノズルを使用する場
合によシ小さく選定すべきである。混合管の直径ＤＭの
最も狭い部分の直径ｄｅに対する比は好ましくは１．３
乃至１．８、最適には１．６である。空気吸込み管３４
は比較的小さい直径を有しており、これは最大でも最も
狭い部分の直径の部分の−にすぎないであろう。空気吸
込みゼア４０または空気吸込みスリット４１（７）直径
または全断面積は必要な空気量によシ選定され、吸込み
損失はその精密な寸法選定によシ少なく保持すべきであ
る。その全断面積は最良にはたかだか空気供給断面積の
二倍であるべきである。
その位置は最良には混合管の直径ＤＭの部分の一以下ま
たは最も狭い部分の直径ｄｅと同じ間隔をもって選定さ
れている。浮選容器の液体レベルと最も狭い部分との距
離は、エネルギー消費を小さく保持するためになるべく
短くすべきである。この場合、液面が最も狭い部分３６
の僅かに下方に在る配置が最良である。しかしながら、
適当な形態の場合には、液面が僅かに上方に在る配置も
可能である。このような配置によシ、エネルギー消費が
非常に少なく保持される。流れエネルギーは当然のこと
ながら、混合管内の液体柱内の気泡の浮力が克服され且
つ液体の必要な流出エネルギーのために剰余が在るよう
に高くなければならない。
本発明による装置によシ理論的空気吸込み量に対する最
適値が可能となることが明らかになった。
この際同時に最適な浮選効果即ち材料の白色度を得るだ
めに、浮選容器内での浮選の比較的短い不可避の持続時
間が達成される。さらにノズル速度即ち最も狭い部分に
おける懸濁液の流速は５乃至ｌ　Ｑ　ｍ／ｓの間で変化
する。これによって流量は難なく１００ＯＯ２／ｍまで
到達可能である。
このとき吸込み空気量（ｔ／ｓ）は懸濁液流量の部分の
−にまでなる。（ｍ＝メーター、１＝リツトル、ｓ＝秒
） 以上に示したよシ非常に少ない流量の小さい装置の場合
、付加的な空気吸込み開口４０または４１を省略するこ
ともできる。しかしながら、一般に使用される大きな装
置の場合には、著しく少ない空気流量は不利であること
がわかる。
懸濁液は第５図及び第６図によれば供給管４により各浮
選セルに供給され、供給管４Ｘ混合管３との間に噴射装
置２０が接続されている。偏向壁１０により浮選効果即
ち浮選すべき汚染粒子の懸濁液からの分離が改善される
。気泡の排出はこの配置により同様に促進されるので、
気泡かき取り装置は省略され得る。気泡の排出は、引張
り棒１６により図示しない駆動装置を介して調整可能な
堰２５の上方で行なわれる。そして気泡は気泡排出口１
２により気泡溝１３に進み、そこにはスプレーノズル１
８が備えられ得る。懸濁液の排出は偏向壁１０と隔＠２
４との間で排出口１１を通して行なわれ、その後懸濁液
は次に接続された浮選セルの噴射装置及び混合管に供給
される（第６図参照）。このために、各々ここでは図示
されないポンプが備えられている。個々の浮選容器は一
つの大きな容器内で小型の直列配置に連合されている。
第７図において、第５図の隔壁なしに作動し且つ浄化さ
れた懸濁液の排出部１１’が気泡排出のだめの堰２５′
のすぐ下のスリットとして形成され気泡＃Ｉ４１３のす
ぐ下に延びている排出管４３に通じている好適な変形例
が示されている。かくして浮選工程は隔壁によシ妨げら
れない。
第５図乃至第７図に示された容器１は実際には連続し、
だ円形断面を有している。
第５図乃至第７図によシ示された実施例においては、実
際には実質的に完全な円筒形状の容器１が使用される。
しかしながら、容器ｌの断面を横形楕円として構成する
ことも可能である。同様に、特に懸濁液の上方にある領
域に真直ぐなカバーが備えられ得る。本質的には、そこ
に流れに対して好ましい構成を保証するために、その下
方領域における丸い形状が在るということが問題である
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による噴射装置を使用した浮選装置の概
略図、第２図は本発明による噴射装置の拡大図、第３図
及び第４図は混合管の収縮部の他の実施形態を示す図、
第５図は小型直列構造の円筒状浮選容器部における噴射
装置の好適使用例の断面図、第６図は第５図の例の正面
図、第７図は第５図と同様の好適使用例を示す図、第８
！１図及び第８ｂ図並びに第９ａ図及び第９ｂ図は第３
図及び第４図と同様の実施形態の縦断面図及び横断面図
である。 ｌ・・・浮選容器、３・・・混合管、４・・・供給管、
６・・・隔壁、１０・・・偏向壁、１１．１１’・・・
排出部、１２・・・気泡排出口、１３・・・気泡溝、１
４・・・環状溝、１５・・・底部、１５′・・・環状管
、１６・・・引張シ棒、１８・・・スプレーノズル、１
９．３１・・・開口部、２０・・・噴射装置、２２・・
・フランジ板、２４・・・隔壁、２５　、２５’・・・
堰、２６・・・排出管、２８・・・環状部、３４・・・
空気供給管、３５．３７・・・ノズル、３６・・・収縮
部、３８・・・オリフィス、３９・・・漏斗、４０・・
・空気吸込みゼア、４１・・・環状スリット、４２・・
・偏向板、４３・・・排出管、４４・・・ウェブ。 第１図 ３４

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）特に懸濁液内に含まれる堅い材料の浮°選のため
    に懸濁液を曝気せしめるために、混合管内に配設された
    混合部の始めに収縮部を備えた噴射装置において、 少なくとも一つの中心で実質的に前記収縮部（至）に対
    して同心的に配設された空気供給管■の開口部０１）が
    該収縮部の後方に僅かに間隔をあけて配設されていて、
    且つ混合管（３）の開口部αりがラジアルディフューザ
    によ多構成されていることを特徴とする、収縮部を備え
    た噴射装置。
  2. （２）流れの方向に見て収縮部（至）の後方に僅かな距
    離をおいて混合管（３）の外径部に取付けられた少なく
    とも一つの空気吸込み開口（４０，４１）が備られてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲（１）に記載の噴射
    装置。
  3. （３）空気供給管（ロ）の開口部０◇が収縮部（至）の
    最小径の０．５倍以下の距離をおいて配設されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲（１）または（２）に記
    載の噴射装置。
  4. （４）空気吸込み開口（４０，４１）が最も狭い部分（
    至）の後方にその直径以下のまたは混合管（３）の内径
    の部分の一以下の距離をおいて配設されていることを特
    徴とする特許請求の範囲（１）から（３）の倒れかに記
    載の噴射装置。
  5. （５）　　中央空気供給管■の開口部６１）の最も狭い
    部分（至）からの距離がその直径０．１乃至０．３倍の
    間にあることを特徴とする特許請求の範囲（２）乃至（
    ４）の何れかに記載の噴射装置。
  6. （６）混合管が少なくとも最も狭い部分（至）の下方で
    浮選容器（１）内に垂直に取付けられていることを特徴
    とする特許請求の範囲（１）から（５）の何れかに記載
    の噴射装置。
  7. （７）最も狭い部分（至）が実質的に浮選容器（１）内
    の懸濁液の液位の高さに在ることを特徴とする特許請求
    の範囲（６）に記載の噴射装置。
  8. （８）混合管（３）の最も狭い部分（至）がノズル（ロ
    ）にょ多形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲（１）から（７）の何れかに記載の噴射装置。
  9. （９）ノズル（ロ）が通常のノズルまたは四分円ノズル
    であることを特徴とする特許請求の範囲（８）に記載の
    噴射装置。 α０　泄も狭い部分（至）がオリフィス（３８、３９）
    によ多形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    （１）から（７）の何れかに記載の噴射装置。 ０η　オリフィス翰が漏斗状に構成されていて流れの方
    向に先細になっていることを特徴とする特許請求の範囲
    αＯに記載の噴射装置。 α埠　最も狭い部分の後方での混合管（３）の長さがノ
    ズル（ロ）またはオリフィス（３８，３９）の後方にお
    ける混合管の直径の４倍以上であることを特徴とする特
    許請求の範囲（１）から０ηの何れかに記載の噴射装置
    。 α埠　混合管の直径ＤＭの最も狭い部分（ト）の直径ｄ
    ｅに対する比がはソ１．２乃至１．８であることを特徴
    とする特許請求の範囲（１）乃至（２）の何れかに記載
    の噴射装置。 Ｑｏ　混合管（３）の開口部ｃｍが、浮選容器（１）の
    底部Ｑ５）に平行に配設されていて且つ混合管（３）に
    対して垂直に延びている平坦な偏向板（６）から間隔を
    おいて位置するフランジ（社）により包囲されておシ、
    混合管（３）が浮選容器（１）の容器底＠（至）に対し
    て実質的に垂直に延びてい゛ることを特徴とする特許請
    求の範囲（１）乃至０葎の何れかに記載の噴射装置。 Ｑｏ　　７ランジ（２２の偏向板（４２，１５）からの
    間隔が混合管（３）の直径の１０乃至２０％であること
    を特徴とする特許請求の範囲α◆に記載の噴射装置。 （ト）　容器底部ＱＩ１９が偏向要素として役立つこと
    を特徴とする特許請求の範囲ａ→またはαＧに記載の噴
    射装置。 ａカ　懸濁液のための排出部（至）が浮選容器（１）を
    半径方向外側で包囲する環状部分であって、一つの噴射
    装置のみが備えられていて、これにより懸濁液が浮選容
    器（１）に供給される、実質的に直立した円筒形状を有
    する浮選容器（１）における特許請求の範囲（１）から
    （至）の何れかに記載の噴射装置の使用。 （至）最も狭い部分（ト）が流れの方向に見て混合管（
    ３）に向って急激に拡大していることを特徴とする特許
    請求の範囲（１）乃至（４）の何れかに記載の噴射装置
    。 α呻　混合管が上から実質的に垂直に突入して配設され
    ていて、一つの噴射装置のみが備えられていて、これに
    よシ懸濁液が浮選容器（１）に供給される、実質的に少
    なくともはソ円形の垂直断面の水平の円筒形状を有する
    浮選容器（１）における特許請求の範囲（１）から（至
    ）の何れかに記載の噴射装置の使用。 翰　気泡の排出も浄化された良質材料の排出も少なくと
    も一方の長手側で即ち浮選容器（１）の円筒軸に対して
    平行に延びている側で行なわれることを特徴とする特許
    請求の範囲Ｑｌに記載の噴射装置の使用。 （２Ｄ　　気泡の排出がオーバーフロー堰（２５，２５
    ’）を介して行なわれ、且つ良質材料のための排出口が
    実質的に浮選容器（１）の全長に亘って延びていて気泡
    排出レベルのすぐ下にあるスリット（１１つであること
    を特徴とする特許請求の範囲−に記載の噴射装置の使用
    。 （２渇　　浮選容器（１）が実質的に円筒軸に対して平
    行に延びている隔壁（至）を有していて、これが少なく
    ともその上部において円筒軸に対して屈曲しておシ且つ
    良質材料排出部αηを実際の浮選室から゛分離している
    ことを特徴とする特許請求の範囲α場に記載の噴射装置
    の使用。
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