LU81786A1 - Verfahren,vorrichtung und propeller zum verteilen eines gasfoermigen,pulvrigen oder fluessigen materials in einer fluessigkeit - Google Patents

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LU81786A1
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Description

LU 1670
--Ά—"7—Ö"" ^RAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG
.........JL....../.......ö " du |2 Octobre l970— Monsieur le Ministre hïÇSeÎj de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre délivré : ........................................ _ ,,£, _ . , .
Service de la Propriété Industnelle
LUXEMBOURG
Demande de Brevet d’invention I. Requête .....La -sogIété dite: N00RDV0S SCHROEVEN δ, V,........................................................................................-....................................t» .....Laan Corpus Den Hoorn îOî 9723 BS Oroningeni NiederTaTide..................................................................
représentëe par Monsieur Ar Zewen ring· “‘consei T en propriété industrielle,® •^gfesant^-^ual4té~^te-«andataire........s.................................................................................................................................................- d^ose— ce douze octobre l900 soixartte çHx-rTetif................................................... (3) à 15p<? heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : • "VerfahrenT Vorrichtung und Propeller' zum Verteilen "Bines-' gasförmigem,..............(4> .....pulvrigen oder· flüssigen Materials in· einer-Flüssigkei t“".......................................................................
déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : , .....Monsieur Geert Hernian VöSi Viaductweg 3; HftREN"(Gr;)i Niederlande................................® 2. la délégation de pouvoir, datée de .......Groningen...............................le 10 octobre" 1979-------------- 3. la description en langue.....allemande............................................. de ^invention en deux exemplaires ; 4. ........g_____________________ planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ·1|· octobre 1979...........................................................................*.............................................................................................................................................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6) ...............................................................................................déposée(s) en (7)----------y.........................................................................................................................
le ....................................................................y.....................................................................................................................................................................................................- (8) ................................................................................/..........................................................................................................................................................................................................
au nom de -la demanderesse----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(9) » élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................
-· 4ï · pl ace Winston-ehurchilli Luxembourg-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(10) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes - susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à................y.__________________________mois.
^...........mandataire......................................
K jj/f II. Procès-verbal de Dépôt ta susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du: ........Pr. le Ministre J: \ L à ic°0 heures / /P·' ’-'S.Ng l’Économie Nationale e1J des'Classes Moyennes, J „ ...... .................. ^ . i p \λ; %\ l/^ >i.. ßt I! fl A 68007 t ¢, ·.** fi / —----—--1 't-1' -r:.J y "f......... ......'Τ·—"| --- -.....-" .....
m <* - ** * » BESCHREIBUNG zu einer PATENTANMELDUNG im Grossherzogtum Luxemburg im Namen von: * *
Hoordvos Schroeven B.V., Laan Corpus Den Hoorn 10, Groningen,
Niederlande "Verfahren, Vorrichtung und Propeller zum Verteilen eines gasförmigen, pulvrigen oder flüssigen Materials in einer Flüssigkeit" t
Patentansprüche 1. Verfahren zum Verteilen eines gasförmigen, flüssigen oder pulvrigen Materials in einer Flüssigkeit durch in der Flüssigkeit Rotieren ; eines zwei- oder mehrflügeligen Propellers, welche Flügel einen per forierten Hohlteil umfassen, verbunden mit einer Quelle für das Gas, wobei man den Propeller mit einer Kavitation verursachenden Rotationsgeschwindigkeit rotieren lässt und zum Verteilen des Materials in der Flüssigkeit die heim Implodieren der Kavitationshohlräume auftretenden |
3 I
ψ -2-
Drücke "benutzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man ein Gas in der Flüssigkeit verteilt, dadurch gekennzeichnet, dass man den Kavitationshohlräumen eine Menge des zu verteilenden Gases zufuhrt mit einem Druck, der hoher als die Dampfspannung der Flüssigkeit in dem Kavitations- » hohlraum ist, aber niedriger als der Druck der sich m der Umgebung des Kavitationshohlraum.es befindenden Flüssigkeit.
3. Vorrichtung, geeignet zur Anwendung bei dem Verfahren, nach den Ansprüchen 1-2, umfassend einen zwei- oder mehrflügeligen Propeller, welche Flügel einen perforierten Hohlteil umfassen, welche Hohlteile mit einer Quelle für das Gas verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen auf der Saugseite des Propeller- ‘ flügels etwa parallel zu und in bezug auf die Rotationsrichtung ge rade hinter der Scheitellinie des Propellerflügels angeordnet sind.
U. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Hohlteile der Propellerflügel über eine hohle Habe und/oder hohle Propellerwelle, um welche die Propellerflügel befestigt sind, abschliessbar mit der Gasquelle, insbesondere mit der Atmosphäre, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Propellerflügeln, auf der Saugseite und in der Nahe bzw. im wesentlichen parallel zu dem Folgerand derselben ein über die Nabe und/oder Schraubenwelle mit der Atmosphäre verbundener Kanal als eine Erhöhung mit einem sich fliessend an den Propellerflügel anschliessenden Profil angeordnet ist, wobei der Kanal in ' bezug auf die Rotationsrichtung an der Hinterseite gerade nach und im wesentlichen parallel zu der Scheitellinie davon mit einer Anzahl Perforationen versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel· ausser dem gewölbten Kanalprofil nicht hohl ist, und im wesentlichen flach, und was den Flügelwinkel betrifft verstellbar ist, während die Propellerflügelform sich von der Flügelspitze an in Richtung der Schraubenwelle erweitert zum bei der Rotation Erhalten ψ -3- einer nahezu gleichen Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit längs des PropeIlerflügels.
6. Propeller, geeignet zur Anwendung χή der Vorrichtung nach den An-! Sprüchen 3-5 und hei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1-2.
! ' I
i ! I « i ! i -Il- *»
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Verteilen eines gasförmigen, flüssigen oder pulvrigen Materials in einer Flüssigkeit durch in der Flüssigkeit. Rotieren eines zwei- oder mehrflügeligen Propellers, * welche Flügel.einen perforierten Hohlteil umfassen, verbunden mit einer
Quelle für das Gas.
Aus der niederländischen Patentanmeldung j6.01^22 ist ein Verfahren bekannt, wobei mittels einer Schiffsschraube oder eines Propellers in eine Flüssigkeit ein Gas, ein Pulver oder eine Flüssigkeit eingebracht wird und die Materialien mit der empfangenden Flüssigkeit gemischt werden. Die Schiffsschraube oder der Propeller, die bzw. der dazu verwendet wird, , besitzt hohle Flügel, wobei die Hohlräume über eine hohle Habe oder direkt mit einer hohlen Schraubenwelle verbunden sind, über welche hohle Schraubenwelle das zu vermischende Material den Schraubenflügeln zugeführt werden kann. Die Schraubenflügel können auf ihrer Saugseite mit einer Anzahl Perforationen versehen sein, durch welche das zu vermischende Material in die empfangende Flüssigkeit gebracht werden kann. Die Beförderung des zu vermischendenMaterials nach den Perforationen in den Schraubenflügeln erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Ueberdruck. Die Beförderung kann auch unter Einfluss der durch die Rotation der Schraube oder des Propellers in der Flüssigkeit erzeugten Saugwirkung erfolgen.
In der niederländischen Patentanmeldung 76.011*22 wird als Besonderheit des betreffenden Verfahrens und der Schraube bzw, des Propellers, die bzw. der dabei angewendet wird, erwähnt, dass die Verteil- oder Mischwirkung dadurch günstig beeinflusst wird, dass die zu mischende Substanz nach dem Passieren der Perforationen direkt der Wirkung der in der Flüssigkeit rotierenden Schraube bzw. Propeller ausgesetzt wird, was als Gegensatz der Situation bei Anwendung der üblichen nicht-hohlen Schrauben oder Propeller zu betrachten ist. In letzterem Fall wird die zu mischende Substanz der Flüssigkeit ausserhalb der direkten Wirkungszone der Schraube zugefugt und unter Einfluss der von der Schraube erzeugten Strömung in der Flüssigkeit weitertransnortiert und darin ver- -5- r teilt. Gemäss der genannten niederländischen Patentanmeldung 76.OIU22 wird die "Verteil- oder Mischwirkung der hohlen perforierten Schraube oder eines derartigen Propellers somit ebenso wie die der üblichen nicht-hohlen Misch-Schrauben oder eines solchen Propellers als ein rein mechanischer Mischvorgang beurteilt, und zwar in dem Sinne, dass „ die zu mischenden Materialien möglichst direkt in die mechanische
Wirkungszone der rotierenden Propellerflügel gebracht werden. So ist auch, wie eher erwähnt worden ist, die Lokation der Perforation nicht kritisch: diese Perforationen können dementsprechend sowohl auf der ; Druckseite wie auf der Saugseite der Schrauben- oder Propellerflügel angeordnet werden. Gemäss der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsform der bekannten Hohlschraube befinden sich die Perforationen derart auf. der Saugseite des Flügels, dass sich durch eine imaginäre Linie verbunden werden können, welche Linie parallel zu der Verbin- ! dungsrandzone der Druck- bzw. Saugoberfläche des Flügels verläuft und dicht längs dieser Zone liegt.
I Die Erfindung hat nun im Rahmen des eingangs erwähnten Verfahrens als fl Ï . ....
j Kennzeichen, dass man den Propeller mit einer Kavitation verursachen-
Iden Rotationsgeschwindigkeit rotieren lässt und zum Verteilen des
Materials in der Flüssigkeit die beim Implodieren der Kavitationshohlräume auftretende Drücke benutzt.
« . * · · · · I Die Erfindung beruht auf der Einsicht, dass hei der Implosion von * . Kavitationshohlräumen sehr hohe Drücke eine Rolle spielen, die bis einigen Tausenden von Bars ansteigen können. Durch diesen hohen Druck • · nimmt die Lesungskapazität der unter diesem hohen Druck stehenden I Flüssigkeit zu; so nimmt z.B. die Lösungskapazität von Wasser für Luft etwa direkt proportional zu dem Druck in dem Wasser zu. Die dadurch heim Implodieren freiwerdende Energie bietet die Möglichkeit zum inten- siven Verteilen des Inhaltes der Kavitationshohlraume m der umgebenden Flüssigkeit.
! 1 Gemäss einer Vorzugsausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ,i I verteilt man ein Gas in der Flüssigkeit, wobei man so vorgeht, dass man 3 ? ¥ -6- den Kavitationshohlräumen eine Menge des zu verteilenden Gases zufuhrt mit einem Druck, der höher als die Dampfspannung der Flüssigkeit in dem Kavitationshohlraum ist, aber niedriger als der Druck der sich in der Umgebung des Kavitationshohlraumes befindenden Flüssigkeit.
)«
Zwar beschreibt die US Patentschrift 3.108.1½ eine Vorrichtung zur Belüftung von Wasser, umfassend einen Propeller mit perforierten hohlen Flügeln, die mit der Atmosphäre verbunden sind, und nennt dabei Kavitation a.ls eine bei rotierenden Propellern an. deren. Saugseite üblicherweise auftretende Erscheinung. Dabei wird jedoch "Kavitation" ausschliesslich als ein Gebiet herabgesetzten Druckes definiert; dieser herabgesetzte Druck kann dann dazu benutzt werden, Luft über die Perforationen in Form kleiner Blasen in das Wasser einzubringen. Im Rahmen der Belüftung von Wasser ist der Zweck der US Patentschrift jedoch die Verschaffung einer Vorrichtung, mit der eine Flüssigkeitssäule ohne Leitung durch eine andere Flüssigkeit transportiert werden kann, insbesondere eine Säule belüfteten Wassers durch eine grosse Volumenmenge Oberflächenwasser, um erst danach die Belüftung des Oberflächenwassers durchzuführen, indem die in der transportierten Wassersäule mitgeführte Luft dem die Säule umgebenden Oberfläche-wasser abgegeben wird. Aus keiner Stelle geht hervor, dass gemäss der US Patentschrift als Zweck Kavitation erzeugt wird und dass das Implodieren der Kavitationshohlräume dazu bernizt wird, Luft bzw. Sauerstoff in dem Oberflächenwasser zu verteilen. Es wird im Gegenteil zu dieser Verteilung von Sauerstoff in dem Oberflächenwasser bemerkt, dass die mit der weitergetriebenen Wassersäule mitgeführte Luft dem umgebenden Wasser abgegeben wird durch das - dem Implodieren entgegengesetzte - Explodieren der Säule, wenn diese an den Endpunkt davon gekommen ist.
Gemäss einer Ausführungsform der Vorrichtung, wie in der US Patentschrift beschrieben, kann die Zufuhr der Luft zu dem Wasser auch dadurch erfolgen, dass in den Propellerflügeln Ueberdruck aufrechterhalten wird, aus dem wiederum hervergeht, dass das Erzeugen von Kavitation und das Implodierenlassen der Kavitationshohlräume zur ψ -7-
Benutzung der dabei freiwerdenden Energie zum Verteilen von Luft in Wasser gemäss der US Patentschrift nicht angestreht wird.
- Weiter ist es gemäss der französischen Patentschrift 2-071.^02 bekannt, mittels einer Schiffsschraube, die Hohlhanäle aufweist, welche über fc eine hohle Schraubenwelle mit der Atmosphäre verbunden sind, durch
Rotation der Schraube Luft in Wasser einzubringen. Diese Belüftung des Wassers hat jedoch den Zweck, das verfügbare Fahrvermögen von Schiffen zu vergrössern durch Vergrösserung der Fluidität des Wassers in dem Fluss stromabwärts der Schiffsschraube, indem darin Luft feinverteilt wird. Aus der französischen Patentschrift geht ebensowenig hervor, dass Kavitation als Zweck, erzeugt wird zum durch Implosion der gebildeten Kavitationshohlräume Freimachen von Energie zum Verteilen von Luft in Wasser. Dies wird dadurch bestätigt, dass die LuftaustrittsÖffnungen
Iin dem Folgerand der Flügel der Schiffsschraube angebracht sind, also nicht auf dem Flügel auf der Saugseite der Schraube, während als möglich zum Erreichen des nach der französischen Patentschrift bezweckten Ziels auch noch auf die Anwendung eines gesonderten Mischers verwiesen wird, welcher Mischer in dem Fluss der Schraube angeordnet ist, wobei Kavitation selbstverständlich überhaupt keine Rolle spielt.
Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf eine Vorrichtung, die zur Anwendung bei dem erfindungs gemäss en Verfahren geeignet ist, umfassend einen zwei- oder mehrflügeligen Propeller, welche Flügel einen perfo-
Irierten Hohlteil umfassen, welche Hohlteile mit einer Quelle für das Gas verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforationen auf der Saugseite des Propellerflügels etwa parallel zu und in bezug auf die Rotationsrichtung gerade hinter der Scheitellinie des Propellerflügels angeordnet sind. Die Scheitellinie ist dabei die Linie, welche die höchsten Punkte der Schraubenflügeloberfläche verbinden. Auf | Grund der gebräuchlichen Kavitationstheorie darf erwartet werden, dass der Druck - in Rotationsrichtung betrachtet - direkt nach der Scheitellinie abrupt fallen wird und dass dadurch dass Entstehen von Eavitations-t hohlräumen gefördert wird, vorausgesetzt, dass die angewendete Rotations geschwindigkeit grösser ist als mit der sog. Kavitaticnskennzahl über- ψ -8- einstimmt. Wegen der gemäss der Erfindung angegebenen Lokation der Perforationen gerade nach der Scheitellinie kann angenommen werden, dass das über die Perforationen austretende Material, z.B. Gas, wie Luft, in die sich in dieser Zone bildenden Kavitationshohlr äume eingefangen wird. Neben einer geeignet gewählten Dimensionierung der Perforationen kann weiter durch die Wahl der Rotatiohsgeschwindigkeit ' * in dem Gebiet der Rotationsgeschwindigkeiten oberhalb der Kavitationskennzahl der herrschende Unterdrück in der Kavitationszone und dadurch die Materialzufuhr über die Perforationen zu dieser Zone beherrscht werden und auf einen Wert, wobei Implosion der Kavitationshohlräume auftritt, eingestellt werden.
Die Erfindung eignet sich besonders zum Verteilen von Gas in Wasser, z.B. von Luft in Wasser, wie Abwasser in einer Abwasserreinigungsanlage. Eine Vorzugsansführungsform der erfindungsgemessen Vorrichtung ist daher die, wobei die Hohlteile der Propellerflügel· über eine hohle Nabe und/oder hohle Propellerwelle, um welche die Propellerflügel befestigt sind, abschliessbar mit der Gasquelle, insbesondere mit der Atmosphäre, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Propellerflügeln, auf-der Saugseite und in der Nähe bzw. im wesentlichen parallel zu dem Folgerand derselben ein über die Nabe und/oder Schraubenwelle mit der Atmosphäre verbundener Kanal als eine Erhöhung mit einem sich fliessend an den Propellerflügel anschliessenden Profil angeordnet ist, wobei der Kanal in bezug auf die Rotationsrichtung an der Hinters eite gerade nach und im wesentlichen parallel zu der Scheitel-linie davon mit einer Anzahl Perforationen versehen ist. Mit einem Ah-schliesser, der von jedem üblichen Typ sein kann, angeordnet in der Zufuhr lei tung, kann die über die Perforationen ausströmende Luftmenge derart beherrscht werden, dass die Luft gemäss der obenbeschriebenen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung den Kavitationshohlräumen zugeführt wird mit einem Druck, der höher als die Dampfspannung des Wassers in den Kavitationshohlräumen aber niedriger als der Druck des sich in der Umgebung der Kavitationshohlräume befindenden Wassers ist. Die so gebildeten, Luft enthaltenden Kavitationshohlräume können dann implodieren und zu kleinen Blasen auseinanderfallen.
l 1 - -9- » ! Die durch das gemäss der Erfindung angepasste Flügelprofil, wie in dem ! vorigen Absatz umschrieben, in verstärktem Masse zu erzeugende Kavita- j tion kann zu einem sog. "Blindsehlagen" des Propellers fuhren. Dies ! ' ist die Erscheinung, hei der der Propeller in einer nahezu kontinuier lichen Daarofblase rotiert, und die es erwünscht macht, dass der Flügel-vinkel des Propellers einstellbar ist. Ausserdem wird der kanalförmige | Hohlraum über die ganze Lange davon möglichst gleichmässig als Luft zufuhrelement dienen, wenn in dem Flüssigkeitsgebiet, in Rotationsrichtung des Propellers betrachtet, die Strömung möglichst gleichmässig ist und weiter die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Schraubenwelle möglichst gleich bleibt.
Eine andere Vorzugsausführungsform der erfindungsgemässen. Vorrichtung, ! die einen Propeller mit einem einstellbaren Flügelwinkel umfasst, ist j somit dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel ausser dem geil , I ' wölbten Kanalprofil nicht hohl ist, und im wesentlichen flach, während S die Eropellerflügelform sich von der Flügelspitze an in Richtung der J Schraubenwelle erweitert zum bei der Rotation Erhalten einer nahezu j gleichen Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit längs des Propeller- s | flugeis.
ij ?
Die Erfindung bezieht sich auch auf den Propeller, der bei der oben- i; beschriebenen Vorrichtung angewendet werden kann.
i ! Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen darin: ].
tj Fig. 1 einen erfindungsgemässen Propeller in perspektivischer Darstellung, } angeordnet um eine hohl ausgebildete, verlängerte Habe;
Fig. 2 in Draufsicht einen Propellerflügel, und
L
; e
Fig. 3 einen Schnitt des Propellerflügels über die Linie III-III m Fig. 2.
i i
In der Zeichnung stellt 1 eine hohl ausgebildete Habe dar, mit der drei ! -10-
Propellerflügel 2, 3 und U verbunden sind. Der Flügelwinkel der Propellerflügel ist einstellbar. Jeder der Propellerflügel· enthält eine Wölbung 5, 6 und T, die je einen kanalformigen Hohlraum umschliessen, dessen Scheitellinien durch 8, 9 und 10 bezeichnet sind. Der Pfeil bezeichnet die Drehrichtung des Propellers.
In Fig. 2, die in Draufsicht den Propellerflügel 2 zeigt, stellt 11 den zugeordneten Kanalhohlraum dar. Durch 12 sind die Perforationen des Propellerflügels 2 bezeichnet. Die Propellerflügel 3 und U enthalten an entsprechenden Stellen im wesentlichen gleiche Locher, die übrigens nicht dargestellt sind. Mit der offenen Seite 13 kann die Hohlnabe an eine gleichfalls hohl, ausgebildete Propellerwelle angeschlossen werden, mittels deren, .der Propeller angetrieben werden kann bzw. durch deren Vermittlung das in das Wasser einzuführende Gas, z.B. Luft, den kanalformigen Hohlräumen in den Propellerflügeln zugeführt werden kann. Die hohl ausgebildete Schraube kann selbst über eine nicht-dargestellte und ein Steuerventil enthaltende Leitung z.B. mit der Atmosphäre in Verbindung stehen.
Mit einem Propeller vom zeichnungsgemässen Typ sind Versuche durchgefuhrt worden im Rahmen der Belüftung von Wasser zur Erhöhung von dessen Sauerstoffgehalt. Diese Versuche werden im folgenden Beispiel zur näheren Erläuterung desVerfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben.
Beispiel
Mit einem Propeller wie in der Zeichnung dargestellt, dessen Nabe jedoch 3 nicht verlängert war, wurden Versuche mit der Belüftung von 3 m Wasser
O
durchgeführt, das sich in einem zylindrischen Behälter mit U ar Inhalt befand.
Der Flügelwinkel der Propellerflügel war zwischen 0° und 15° einstellbar.
Bei den Versuchen wurde der Flügelwinkel auf 12° gehalten. Der Durchmesser der Löcher 12 betrug 2,0 mm; die Anzahl Löcher je Flügel war fünf.
Die Luftzufuhr wurde mit Hilfe eines Ventils so gesteuert, dass in den i v -11- *
Kanalhohlräumen ein Unterdrück von 0, 5» 10, 15, 20, 25, 30, 35 bzw.
1|0 cm Hg eingestellt wurde, entsprechend einem Wert fur den absoluten Durch von 76, 71, 66, 61, 56, 51, H6, hl und 36 cm Hg. Die Versuche wurden alle "bei einer Drehzahl n = 1260 Umdrehungen je Minute durchgeführt.
Vor jedem Versuch wurde das Wasser ( Leitun gs wasser) Sauerstoff frei gemacht durch Behandlung mit Natriumsulfit und Kohaltehlorid als Katalysator. Alle vier Messungen wurde das Wasser erneuert.
Auf elektrochemischem Wege wurde der Sauerstoffgehalt im Wasser gemessen i 3—1 und ferner die Menge angesaugter Luft Q (Nm .hr“ ).
s
Auch auf der Basis dieser Messungen wurden die übrigen, in der nach-I - stehenden Tabelle aufgeführten Grössen berechnet. Dabei stellt tga den
Stoffubertragungsgeschwindigkeitskoeffizienten (hr- ); 0C^(g O^.hr ) den Sauerstoffeinführungskapazität bei 10°C; G (g0.hr-1) die dem Wert ± .
Qg entsprechende Menge Sauerstoff 0^ und schliesslich η die Sauerst offübertragungsausbeute dar, wobei ÎGew. menge gelöstes 0^ je Zeiteinheit OC^q η - -— x 100$ =- ti
Gew. menge angesaugtes 0^ je Zeiteinheit G
Tabelle :
Mes- Druck tgcc 0C Q * G η I <1 S o i J sung cm Hg (hr- 1 (gO^.hr (Nm.hr ) (gO^.hr ) ($) ! Nr.
1 76 7.62 555.2 8.69 2607.7 21.2 2 71 5.½ U33.2 7.03 2109.6 20.5 3 /66 5.22 U05.6 5-77 1731.7 23. b k 61 5.05 37¼.¼ U.51 1353.¼ 27-6 5 56 b.99 363.6 3.5¼ 1068.3 3^.0 6 51 ^7¼ 351.5 2.67 801.2 H3.8 t; -12- T b6 3.28 2^7 Λ 1.85 551.1 l*.5 8 U1 2.8b 212 Λ 1.35 ^ûU.5 52.5 .9 36 2.05 152.0 0.85 255.0 59.6
In Fig. b ist in graphischer Darstellung der Zusammenhang der Sauerstoffubertragungsausheute η als Funktion der Sauerstoff einführ ungskapazität 0C1Q dargestellt.
Die graphische Darstellung zeigt» dass bei Verringerung des Druckes im Kanalhohlraum der Propellerflügel, d.h. bei Herabsetzung des 0C-Wertes, der Wert von ry anfänglich kaum eine Aenderung erfährt, bis bei einer Herabsetzung des Druckes auf einen Wert von 71 cm Hg bzw. des 0C10- Wertes auf ^-33.2 g0g.hr η ziemlich stark ansteigt gemäss einer linearen Funktion. Von einem OC^Q-Wert von etwa 37^+.^- gO^.hr an nimmt Π progressiv zu bis zu einem Wert von etwa b3.8%,bei dem der 0C. -Wert -1 'U nur bis 351-5 gO^.hr abgesunken ist. Offenbar durch das Auftreten einer Anzahl Nebeneffekte oder die Vergrosserung herrschender Einflüsse, z.B infolge der Vergrosserung der Anzahl Blasen mit einem Durchmesser d< 2 mm, die sich als starre Kugeln bezeichnen lassen und durch Implosion, .von Kavitationshohlräumen gebildet wurden, nimmt die Zunahme von η bei weiterer Herabsetzung von Oc wieder ab.
Die Methode der Einführung von Luft bzw. Sauerstoff in Wasser unter Anwendung des erfindungsgemässen Propellers, wobei für eine Kavitation verursachende Drehgeschwindigkeit und beherrschte Implosion der Kavitationshohlräume gesorgt wird, lässt sich als eine Form der Gruppe von Blasenbelüftungssystemen betrachten, wie die in der Praxis angewendeten scheibenförmigen Belüftungselemente, beschrieben in E^o JJ_, (1978) 107-113. In diesem Artikel wird hinsichtlich der scheibenförmigen Belüftungselemente mitgeteilt, dass die damit erreichten Werte der spezifischen Sauerstoffübertragung im Vergleich mit anderen Systemen feiner Blasenbelüftung hoch sind. Der Maximumwert der spezifischen Sauerstoffübertragung der genannten scheibenförmigen Belüftungselemente, wie in diesem Artikel erwähnt, beträgt 27,5l (Tabelle II).
-13- j Im Buch γόη A.C.J. Kbot "Behandeling van afvalwater", her aus gegeben von
Waltman, Delft, im. Jahre 197^, wird für Belüftung durch Einblasen feiner Luftblasen unter verhältnismässig hohem Druck als spezifische Sauerstoffübertragung ein Wert von etwa 11# genannt. „
Hinsichtlich dieser Werte bedeutet der erfindungsgemäss zu erreichende Maxirninnwert der Sauerstoffübertragungsausbeute η von etwa bb% daher eine beträchtliche Verbesserung.
; Es versteht sich, dass die oben beschriebene Vorrichtung und Propeller noch ahgewandelt werden können, ohne dass dabei der Erfindungsrahmen überstiegen wird.
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Claims (1)

  1. Kurze Zusammenfassung 'Verfahren, Vorrichtung und Propeller zum Verteilen eines gasförmigen, flüssigen oder pulvrigen. Materials in .einer Flüssigkeit durch in der Flüssigkeit Rotieren eines zwei - oder mehrflügeligen Propellers, welche Flügel einen perforierten Hehlt eil umfassen, der mit einer Gasquelle verbunden ist, wobei mar den Propeller mit einer Kavitation verursachenden Rotationsgeschwindigkeit rotieren lasst und zum Verteilen des Materials in der Flüssigkeit die beim Implodieren der Kavi— tationshohlräume auftretenden Drücke benutzt. e > 1 >
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