NO864330L

NO864330L - PROCEDURE AND DEVICE FOR INTRODUCING GAS OR GAS MIXTURE INTO LIQUID.

Info

Publication number: NO864330L
Application number: NO864330A
Authority: NO
Inventors: Markus Sivonen
Original assignee: Plan Sell Oy
Priority date: 1985-03-07
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1986-10-30

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for innføring av gass eller gassblanding i væske, ved anvendelse av et fortrinnsvis vertikalt rør som er anbrakt i en væske som inneholdes i en tank eller lignende beholder, hvor væsken bringes til å gjennomstrømme røret fra overenden til underenden ved hjelp av en væsketransporteringsinnretning som er plassert i røret og utstyrt med et skovlhjul, og hvor gass ledes inn i væsken bakenfor skovlhjulet, sett i strømnings-retningen. The present invention relates to a method for introducing a gas or gas mixture into a liquid, using a preferably vertical pipe which is placed in a liquid contained in a tank or similar container, where the liquid is made to flow through the pipe from the upper end to the lower end by means of of a liquid transport device which is placed in the pipe and equipped with a paddle wheel, and where gas is led into the liquid behind the paddle wheel, seen in the direction of flow.

Videre vedrører oppfinnelsen en anordning som er innrettet for innføring av gass eller gassblanding i væske, og som omfatter et rør som er installert fortrinnsvis vertikalt i en tank eller lignende som inneholder en væske, hvor røret er utstyrt med et væskeinnløp og et væskeutløp, og hvor det i røret er innmontert en væsketransporteringsinnretning som er utstyrt med et skovlhjul og en gassinnføringsinnretning som er anbrakt i røret nedenfor skovlhjulet, sett i strømnings-retningen, og hvorigjennom det tilføres gass i væskestrømmen, og som bevirker at væsken og væske- og gassblandingen strømmer nedad gjennom røret, dvs. fra overenden til underenden. Furthermore, the invention relates to a device which is designed for the introduction of gas or gas mixture into liquid, and which comprises a pipe which is installed preferably vertically in a tank or similar containing a liquid, where the pipe is equipped with a liquid inlet and a liquid outlet, and where a liquid transport device is installed in the pipe which is equipped with a paddle wheel and a gas introduction device which is placed in the pipe below the paddle wheel, seen in the direction of flow, and through which gas is supplied in the liquid stream, and which causes the liquid and the liquid and gas mixture to flow downwards through the pipe, i.e. from the upper end to the lower end.

Ifølge en tidligere kjent fremgangsmåte blir gass eller gassblanding blåst mot bunnen av en tank inneholdende væske, According to a previously known method, gas or a gas mixture is blown towards the bottom of a tank containing liquid,

hvorfra den stiger som bobler direkte og hurtig til væskeover-flaten hvorfra den deretter utstrømmer til omgivelsen. I dette tilfelle vil bare en liten del av gassen innføres i væsken, og det er derfor nødvendig at gassen innblåses i væsken kon-tinuerlig og i store mengder. Ved denne fremgangsmåte har energiforbruket tendens til å øke i urimelig grad ved ufor-andret, lav gassoverføringskapasitet. from where it rises as bubbles directly and quickly to the liquid surface from where it then flows out to the surroundings. In this case, only a small part of the gas will be introduced into the liquid, and it is therefore necessary that the gas is blown into the liquid continuously and in large quantities. With this method, the energy consumption tends to increase to an unreasonable degree with unchanged, low gas transfer capacity.

Ifølge en annen og forbedret fremgangsmåte blir gass eller gassblanding blåst mot bunnen av en tank inneholdende en væske, og gassboblene som stiger fra bunnen, innblandes i væsken ved hjelp av en hurtig roterende turbinagitator av planbladtypen. Ved anvendelse av denne fremgangsmåte kan gass-overføringskapasiteten forbedres i noen grad, men energiforbruket i forhold til den overførte gassmengde vil fremdeles være høyt. According to another and improved method, gas or gas mixture is blown towards the bottom of a tank containing a liquid, and the gas bubbles rising from the bottom are mixed into the liquid by means of a rapidly rotating turbine agitator of the plane blade type. By using this method, the gas transfer capacity can be improved to some extent, but the energy consumption in relation to the amount of gas transferred will still be high.

Finsk patentpublikasjon nr. 35233 omhandler en fremgangsmåte og anordning for lufting av spillvann i tilknytning til en biologisk behandlingsprosess. Ved denne fremgangsmåte bringes vann til å innstrømme i tanken på ett eller flere steder gjennom et sylindrisk rør, fra overkant til underkant og stort sett i vertikal retning, først til sonen nær tank-bunnen og deretter sideveis. Luft tilsettes i vannet som strømmer nedad i røret, slik at både vannet og den innblandete luft strømmer nedad i forening. Ifølge en modifisert versjon av fremgangsmåten vil vannstrømmens leding nedad i røret og innblandingen av luft i vannstrømmen gjennomføres ved hjelp av et skovlhjul, en pulsator eller lignende og luften innføres ovenfor eller nedenfor skovlhjulet gjennom en rørledning. Finnish patent publication no. 35233 deals with a method and device for aerating waste water in connection with a biological treatment process. In this method, water is caused to flow into the tank at one or more places through a cylindrical tube, from top to bottom and largely in a vertical direction, first to the zone near the tank bottom and then laterally. Air is added to the water that flows downwards in the pipe, so that both the water and the mixed air flow downwards in unison. According to a modified version of the method, the conduction of the water flow downwards in the pipe and the mixing of air in the water flow will be carried out with the help of a paddle wheel, a pulsator or similar and the air will be introduced above or below the paddle wheel through a pipeline.

Med hensyn til energiforbruket er den ovennevnte fremgangsmåte gunstigere enn de tidligere kjente metoder. Det er ikke nødvendig å tvinge luft eller annen gass nedad til tank-bunnen under motvirkning av et høyt væsketrykk, noe som krever atskillig energi, men blandingen av luft, vann eller gass og væske nedpumpes dypere ved hjelp av skovlhjulet, slik at energiforbruket holdes relativt lavt. With regard to energy consumption, the above-mentioned method is more favorable than the previously known methods. It is not necessary to force air or other gas downwards to the bottom of the tank under the counteraction of a high liquid pressure, which requires a lot of energy, but the mixture of air, water or gas and liquid is pumped down deeper using the paddle wheel, so that energy consumption is kept relatively low low.

Denne metode har imidlertid også sine ulemper. Skovlhjulet, pulsatoren eller lignende vil også påføre det om-givende vann og/eller luft- og vannblandingen en turbulent bevegelse under drift. Som følge derav vil luftboblene som er lettere enn vann og som inneholdes i vannet eller innføres i dette bakenfor skovlhjulet, utskilles mot sonen ved rørets midtakse, og dessuten forenes til store bobler. Uansett hvordan luften innføres, er en homogen fordeling av luft i vannet som innstrømmer i røret, uoppnåelig. Av den grunn vil luft-overføringskapasiteten i væsken synke. However, this method also has its disadvantages. The paddle wheel, pulsator or the like will also cause the surrounding water and/or the air and water mixture a turbulent movement during operation. As a result, the air bubbles, which are lighter than water and which are contained in the water or introduced into it behind the vane wheel, will be separated towards the zone at the central axis of the tube, and will also unite to form large bubbles. Regardless of how the air is introduced, a homogeneous distribution of air in the water flowing into the pipe is unattainable. For that reason, the air transfer capacity of the liquid will decrease.

En annen anordning for lufting av flytende avfall under anvendelse av ovennevnte fremgangsmåte er kjent fra britisk patentpublikasjon nr. 1 421 668. Denne anordning omfatter et langstrakt kammer som er beliggende i den øvre ende av et rør og hvori det er innmontert et skovlhjul, en propell eller lignende, midler for lufttilførsel og ledeplater. Røret er smalere enn kammeret og strekker seg nedad i strømnings-retningen mot kammerbunnen. Luft tilsettes i spillvannet i kammeret, hvor skovlhjulet omrører vannet og luften og skyver blandingen nedad i det bakenforliggende rør. I kammerets innervegger, både ovenfor og nedenfor skovlhjulet, er det anordnet plane ledeplater som er plassert parallelt med rørets lengdeakse. Hensikten med ledeplatene er å forhindre at luft-og vannblandingen som omrøres av skovlhjulet, påføres en turbulent bevegelse, og å omdanne blandingens bevegelse til en nedadrettet aksialstrøm. Another device for aerating liquid waste using the above-mentioned method is known from British Patent Publication No. 1 421 668. This device comprises an elongated chamber located at the upper end of a pipe and in which is fitted a paddle wheel, a propeller or similar, means for air supply and guide plates. The tube is narrower than the chamber and extends downwards in the direction of flow towards the chamber bottom. Air is added to the waste water in the chamber, where the paddle wheel stirs the water and air and pushes the mixture down into the pipe at the back. In the inner walls of the chamber, both above and below the vane wheel, planar guide plates are arranged which are placed parallel to the longitudinal axis of the tube. The purpose of the guide plates is to prevent the air and water mixture stirred by the impeller from being subjected to a turbulent movement, and to convert the movement of the mixture into a downward axial flow.

Blant ulempene ved anordningen ifølge dette britiske patentskrift kan det nevnes, at skovlhjulet eller lignende er anordnet for å rotere i gass- og væskeblandingen. En væske-transport som er effektiv og økonomisk gunstig i forhold til energiforbruket, kan bare oppnås når skovlhjulet drives ute-lukkende i væske. En annen, betydelig ulempe er at ledeplatene ikke oppfyller sin tiltenkte funksjon. Ledeplatene som befinner seg ovenfor skovlhjulet, er installert i kammerets innervegg nær kammerbunnen, i overgangssonen mellom kammeret og røret. Disse ledeplater og skovlhjulet har ingen klart definert gjensidig tilknytning som vil være av stor betydning for å forebygge turbulente strømmer. Among the disadvantages of the device according to this British patent document, it can be mentioned that the paddle wheel or the like is arranged to rotate in the gas and liquid mixture. Liquid transport that is efficient and economically beneficial in relation to energy consumption can only be achieved when the paddle wheel is driven exclusively in liquid. Another, significant disadvantage is that the guide plates do not fulfill their intended function. The guide plates, which are located above the impeller, are installed in the inner wall of the chamber near the bottom of the chamber, in the transition zone between the chamber and the pipe. These guide plates and the impeller have no clearly defined mutual connection which will be of great importance in preventing turbulent flows.

Formålet ved den foreliggende oppfinnelse er å avhjelpe manglene ved de ovennevnte metoder og apparater, ved frem-bringelse av en forbedret fremgangsmåte og anordning for inn-føring av gass eller gassblanding i væske. The purpose of the present invention is to remedy the shortcomings of the above-mentioned methods and apparatus, by producing an improved method and device for introducing gas or gas mixture into liquid.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at den turbulente bevegelse som forårsakes av skovlhjulet, avsvekkes av at røret er utstyrt med ledeplater som er innmontert radialt i røret bakenfor skovlhjulet og nær dette, stort sett parallelt med røret, og at gassen først innføres i væsken, sett i strømningsretningen, i en sone hvor den turbulente bevegelse er avsvekket og væsken strømmer hovedsakelig i rørets retning. Selve anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved nye trekk som i hovedsak er angitt i patent-krav 7. The method according to the invention is characterized by the fact that the turbulent movement caused by the paddle wheel is weakened by the fact that the pipe is equipped with guide plates which are installed radially in the pipe behind the paddle wheel and close to it, largely parallel to the pipe, and that the gas is first introduced into the liquid, seen in the direction of flow, in a zone where the turbulent motion is weakened and the liquid flows mainly in the direction of the pipe. The device according to the invention itself is characterized by new features which are mainly stated in patent claim 7.

I forbindelse med virkningsgraden ved innføring av gassblanding i væske, er det viktig at en maksimal gassmengde innblandes i væsken, at gassen fordeles homogent i væsken og at prosessen bare krever en minimumsmengde av energi. Ved fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen er disse trekk tatt i betraktning på optimal måte. In connection with the efficiency when introducing gas mixture into liquid, it is important that a maximum amount of gas is mixed into the liquid, that the gas is distributed homogeneously in the liquid and that the process only requires a minimum amount of energy. In the method and device according to the invention, these features are taken into account in an optimal way.

Ved innbyrdes tilpassing av skovlhjulsbladene og ledeplatene på en måte som angitt i krav 1, kan den turbulente bevegelse som fremkalles av skovlhjulet, effektivt svekkes. Den kinetiske energi som er bundet i væskens turbulente bevegelse kan således omdannes til kinetisk energi i væsken som strømmer parallelt med røraksen. By mutual adaptation of the impeller blades and guide plates in a manner as stated in claim 1, the turbulent movement caused by the impeller can be effectively weakened. The kinetic energy that is tied up in the liquid's turbulent movement can thus be converted into kinetic energy in the liquid that flows parallel to the pipe axis.

Ved justering av skovlhjulet og ledeplatene slik at retningen av væskestrømmen som forlater skovlhjulbladet er tilnærmelsesvis parallell med tangenten til ledeplatens inntakskant, er det frembrakt en ny fremgangsmåte for svekking av turbulens, som gir meget bedre resultat enn ved anvendelse av hittil kjente metoder. By adjusting the impeller and the guide plates so that the direction of the liquid flow leaving the impeller blade is approximately parallel to the tangent to the intake edge of the guide plate, a new method for weakening turbulence has been developed, which gives much better results than using previously known methods.

Etter at de turbulente strømmer er svekket som beskrevet i det ovenstående, er det mulig å innføre i væskestrømmen som i fortsettelsen fremføres stort sett i rørets retning, betydelig større gassmengder enn tidligere. After the turbulent currents have weakened as described above, it is possible to introduce considerably larger quantities of gas than before into the liquid flow, which continues to be advanced largely in the direction of the pipe.

En vesentlig økning i gassmengdene kan imidlertid bare oppnås under gunstige forhold. For å skape slike forhold, er for det første skovlhjulet slik innpasset i røret, at hjulets rotasjonsflate dekker i hvert fall 80% av rørets tverrsnittsflate, og for det andre er ledeplatene slik innpasset i røret at de i radialretning strekker seg fortrinnsvis over hele skovlhjulets rotasjonsflate. Hvis den første betingelse ikke er oppfylt vil væsken gjennomstrømme røret med ujevn hastig-het, og en del av den store gassmengde som er innført i væsken, kan derved unnvike oppad gjennom den gjenstående, ringformede åpning mellom skovlhjulets bladspisser og rør-veggen, med derav følgende, kritiske forstyrrelse både av væsketransporten og gassinnføringen i væsken. Ifølge det andre krav bør ledeplatene fortrinnsvis strekke seg over hele tverr- snittsflaten av røret, slik at innvirkningen av platene i den strømmende væske er like stor i hvert enkelt punkt i røret. Hvis ledeplatenes inntakskanter er anordnet nær skovlhjuls-bladenes forkanter, vil innvirkningen av den innbyrdes til-passede funksjon være mest effektiv, og det vil ikke oppstå turbulente strømmer i væsken. However, a significant increase in gas quantities can only be achieved under favorable conditions. In order to create such conditions, firstly, the paddle wheel is fitted into the pipe in such a way that the wheel's rotational surface covers at least 80% of the pipe's cross-sectional area, and secondly, the guide plates are fitted into the pipe in such a way that they preferably extend radially over the entire paddle wheel's rotational surface . If the first condition is not met, the liquid will flow through the pipe at an uneven speed, and part of the large amount of gas introduced into the liquid can thereby escape upwards through the remaining, annular opening between the blade tips of the vane wheel and the pipe wall, with following, critical disruption of both the liquid transport and the introduction of gas into the liquid. According to the second requirement, the guide plates should preferably extend over the entire cross-sectional area of the pipe, so that the influence of the plates in the flowing liquid is equally great at every single point in the pipe. If the intake edges of the guide plates are arranged close to the front edges of the impeller blades, the influence of the mutually adapted function will be most effective, and turbulent flows will not occur in the liquid.

Innføringen av gass i væskestrømmen kan foregå umiddel-bart etter at strømmen er innrettet og flyter stort sett parallelt med røret. Dette kan eksempelvis gjennomføres ved at gassen ledes inn i væsken i den gjenstående sone mellom ledeplatene eller platenes tenkte forlengelser, eller ved at gassen innføres i væsken gjennom selve ledeplatene. I begge tilfeller vil gasstrømmen innføres i væsken stort sett i væskens strømningsretning, slik at gassens kinetiske energi utnyttes for opprettholdelse av strømningen, hvorved det totale energiforbruk reduseres. Hvis gassen innføres i væsken på den førstnevnte måte, dvs. i den gjenstående sone mellom ledeplatene, kan det oppnås en homogen fordeling av gass i væsken. Vedrørende den sistnevnte fremgangsmåte, kan denne helt enkelt utøves ved anvendelse av eksisterende anordninger. The introduction of gas into the liquid flow can take place immediately after the flow has been aligned and flows largely parallel to the pipe. This can be done, for example, by the gas being led into the liquid in the remaining zone between the guide plates or the imaginary extensions of the plates, or by the gas being introduced into the liquid through the guide plates themselves. In both cases, the gas flow will be introduced into the liquid largely in the direction of the liquid's flow, so that the kinetic energy of the gas is utilized to maintain the flow, whereby the total energy consumption is reduced. If the gas is introduced into the liquid in the first-mentioned way, i.e. in the remaining zone between the guide plates, a homogeneous distribution of gas in the liquid can be achieved. Regarding the latter method, this can simply be carried out using existing devices.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk vertikalriss, delvis i snitt, av en foretrukket utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen for innføring av gass i væske. Fig. 2 viser et skjematisk riss som illustrerer hvordan skovlhjulsbladet og ledeplaten for styring av væskestrømmen er gjensidig tilpasset. Fig. 3 viser et snitt A-A av anordningen ifølge fig. 1, sett i retning av røraksen. Fig. 4 viser et snitt B-B av anordningen ifølge fig. 1. The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic vertical view, partly in section, of a preferred embodiment of the device according to the invention for introducing gas into liquid. Fig. 2 shows a schematic diagram illustrating how the impeller blade and the guide plate for controlling the liquid flow are mutually adapted. Fig. 3 shows a section A-A of the device according to fig. 1, seen in the direction of the pipe axis. Fig. 4 shows a section B-B of the device according to fig. 1.

Det er i fig. 1 vist en anordning ifølge oppfinnelsen, som er spesielt innrettet for innføring av luft i vann, men som selvsagt er egnet for innføring av hvilken som helst gass eller gassblanding i væske. It is in fig. 1 shows a device according to the invention, which is specially designed for introducing air into water, but which is of course suitable for introducing any gas or gas mixture into a liquid.

Som det fremgår av fig. 1 anvendes flottører 11 for å holde anordningen flytende i en vanntank. Anordningen omfatter et sylindrisk rør 1 som fortrinnsvis er plassert vertikalt i vanntanken. Røret innbefatter minst ett vanninnløp 2 og minst ett vannutløp 3. Innvendig i røret er det, langs aksen D-D, opplagret et skovlhjul 4 som bevirker at vannet strømmer gjennom røret 1 ovenfra og nedad i retningen C, dvs. inn gjennom innløpet 2 og ut gjennom utløpet 3. Bakenfor skovlhjulet 4, sett i strømningsretningen, er røret 1 utstyrt med ledeplater 5 og en gasstilførselsinnretning 6. Ledeplatene 5 er plassert radialt og stort sett parallelt med røret 1. Ut-løpsåpningene i gasstilførselsinnretningen 6 står i forbindelse med rørets indre, på det tidligste trinn i forhold til strømningsretningen og i det horisontalplan i røret, hvor væsken allerede strømmer stort sett i rørets retning D-D. I denne utførelsesform er gasstilførselsinnretningen 6 forbundet med en luftvifte 9. Tilførselsinnretningen 6 kan imidlertid også være forbundet med en oksygenbeholder eller annen -tank, eller en anordning for overføring eller fremstilling av oksygen. As can be seen from fig. 1, floats 11 are used to keep the device afloat in a water tank. The device comprises a cylindrical pipe 1 which is preferably placed vertically in the water tank. The pipe includes at least one water inlet 2 and at least one water outlet 3. Inside the pipe, along the axis D-D, a paddle wheel 4 is stored which causes the water to flow through the pipe 1 from above downwards in the direction C, i.e. in through the inlet 2 and out through the outlet 3. Behind the vane wheel 4, seen in the direction of flow, the pipe 1 is equipped with guide plates 5 and a gas supply device 6. The guide plates 5 are placed radially and largely parallel to the pipe 1. The outlet openings in the gas supply device 6 are connected to the inside of the pipe, on the earliest step in relation to the flow direction and in the horizontal plane in the pipe, where the liquid already flows largely in the pipe's direction D-D. In this embodiment, the gas supply device 6 is connected to an air fan 9. However, the supply device 6 can also be connected to an oxygen container or other tank, or a device for transferring or producing oxygen.

På en flåte 10 som holdes flytende i vannet ved hjelp av flottørene 11 er en motor 8 og luftviften 9 installert. Gjennom en aksel 7 er motoren 8 forbundet med skovlhjulets 4 dreietapp 42. Gjennom rør 12 eller slanger er luftviften 9 til-koplet lufttilførselsinnretningen 6 som er innmontert i røret 1. On a raft 10 which is kept afloat in the water by means of the floats 11, a motor 8 and the air fan 9 are installed. Through a shaft 7, the motor 8 is connected to the pivot pin 42 of the paddle wheel 4. Through pipes 12 or hoses, the air fan 9 is connected to the air supply device 6 which is installed in the pipe 1.

Skovlhjulet 4 er forsynt med to eller flere blader 41 som er fastgjort symmetrisk om hjulets dreietapp 42. Skovlhjulet 4 er dimensjonert på generelt kjent måte, slik at trykkdifferansen over skovlhjulet, i hvert enkelt punkt, er like stor under drift. Skovlhjulet 4 kan følgelig forflytte vann i røret 1 med samme kraft over hele hjulrotasjonsflaten. Skovlhjulets rotasjonsflate er i dette tilfelle definert som arealet av den sirkel som beskrives av spissene av skovlhjulsbladene 41 under rotasjon, idet spissene befinner seg i en avstand r^fra midtaksen. The paddle wheel 4 is provided with two or more blades 41 which are fixed symmetrically around the wheel's pivot pin 42. The paddle wheel 4 is dimensioned in a generally known manner, so that the pressure difference across the paddle wheel, at each individual point, is equally large during operation. The paddle wheel 4 can consequently move water in the pipe 1 with the same force over the entire wheel rotation surface. The rotational surface of the paddle wheel is in this case defined as the area of the circle described by the tips of the paddle wheel blades 41 during rotation, the tips being located at a distance r^ from the center axis.

I praksis vil bladet 41 på skovlhjulet 4 være av en slik form at vinkelen a mellom tangenten til bladets bakkant 41a (fig. 2) og skovlhjulets 41 rotasjonsplan P-P forandres som en funksjon av avstanden r (fig. 1). Dette skyldes den kjens-gjerning at når skovlhjulet befinner seg i rotasjon vil periferihastigheten variere i atskilte punkter langs bakkanten 41a av bladet 41 i avstanden r forandres, idet rotasjons- hastigheten er stor og på den bakre vinkel a ved bladet liten nær spissen av bladet 41, mens periferihastigheten derimot er liten og den bakre vinkel a stor nær skovlhjulets dreietapp 42 . In practice, the blade 41 on the paddle wheel 4 will be of such a shape that the angle a between the tangent to the rear edge of the blade 41a (fig. 2) and the paddle wheel 41's plane of rotation P-P changes as a function of the distance r (fig. 1). This is due to the fact that when the impeller is in rotation, the peripheral speed will vary at separate points along the rear edge 41a of the blade 41 in the distance r changes, the rotation speed being large and at the rear angle a at the blade small near the tip of the blade 41 , while the peripheral speed, on the other hand, is small and the rear angle a large near the paddle wheel pivot pin 42.

Vinkelen a ved bakkanten 41a av bladet 41 er bestemmende for den vinkel hvorunder vannet forlater bladet 41. Det hen-vises til fig. 2 som gjengir tverrsnitt av bladet 41 og ledeplaten 5 eksempelvis i avstanden r fra skovlhjulsaksen ifølge fig. 1. Skovlhjulets rotasjonsretning er betegnet med PZrog skovlhjulets akseretning er betegnet med P 3.. og denne forløper parallelt med aksen D-D i fig. 1. The angle a at the rear edge 41a of the blade 41 determines the angle at which the water leaves the blade 41. Reference is made to fig. 2 which reproduces a cross-section of the blade 41 and the guide plate 5, for example at the distance r from the impeller axis according to fig. 1. The direction of rotation of the paddle wheel is denoted by PZ and the axial direction of the paddle wheel is denoted by P 3.. and this runs parallel to the axis D-D in fig. 1.

Periferihastighetsvektoren for skovlhjulsbladet 41 er betegnet med v^, og v^angir en slik vannhastighetsvektor som forløper parallelt med røraksen D-D og angir retningen og kraften av vannstrømmen foran skovlhjulet, sett i strømnings-retningen C. Når vektoren deles i to komponenter, dvs. v^Eparallell med tangen E til bladet 41 og v^ parallell med skovlhjulets periferihastighetsvektor v^ og det tas hensyn til skovlhjulets periferihastighetsvektor v p, fremkommer en resul-tantvektor som tilnærmelsesvis angir hastigheten og retningen av vannstrømmen som forlater bladet 41. Vann-strømmens utgangsvinkel i forhold til rotasjonsplanet P-P er betegnet med 6. The peripheral velocity vector for the impeller blade 41 is denoted by v^, and v^ denotes such a water velocity vector which runs parallel to the pipe axis D-D and indicates the direction and force of the water flow in front of the impeller, seen in the flow direction C. When the vector is divided into two components, i.e. v ^Eparallel to the tangent E of the blade 41 and v^ parallel to the impeller's peripheral velocity vector v^ and taking into account the impeller's peripheral velocity vector vp, a resultant vector appears which approximately indicates the speed and direction of the water flow leaving the blade 41. The exit angle of the water flow in relation to until the plane of rotation P-P is denoted by 6.

Skovlhjulet 4 og ledeplatene 5 er innbyrdes tilpasset på slik måte at retningen av vannstrømmen som forlater bladet 41 på skovlhjulet 4, stort sett parallelt med retningen for vektoren ~^ 2' tilsvarer retningen F for tangenten til ledeplatens 5 inntakskant 51a. Dette innebærer at ledeplatene 5, i hvert fall i den ende 51 som er nærmest skovlhjulssiden, sett i rør-retningen D-D, danner elementer med en gunstig krummet over-flate, slik det eksempelvis fremgår av fig. 2. Tangenten G til bakkanten 52a av ledeplaten 5 forløper parallelt med røraksen D-D. Følgelig vil den turbulente strøm som fremkalles av skovlhjulet og er representert ved vektoren > ensrettes ved hjelp av ledeplatene 5 slik at den forløper parallelt med rør-aksen D-D som angitt med piler H i fig. 2. The impeller 4 and the guide plates 5 are mutually adapted in such a way that the direction of the water flow leaving the blade 41 of the impeller 4, largely parallel to the direction of the vector ~^ 2' corresponds to the direction F of the tangent to the inlet edge 51a of the guide plate 5. This means that the guide plates 5, at least at the end 51 which is closest to the vane wheel side, seen in the pipe direction D-D, form elements with a favorably curved surface, as can be seen for example from fig. 2. The tangent G to the rear edge 52a of the guide plate 5 runs parallel to the pipe axis D-D. Consequently, the turbulent flow induced by the impeller and represented by the vector > will be straightened by means of the guide plates 5 so that it runs parallel to the pipe axis D-D as indicated by arrows H in fig. 2.

Ledeplatene 5 kan også være anordnet som elementer parallelle med aksen D-D, dvs. med røret 1. Denne utførelses-form er vist med brutte linjer i fig. 2. I dette tilfelle er forenden 51' av ledeplaten 5 ved skovlhjulssiden rettlinjet og parallell med den annen ende 52. Ved anvendelse av en lede-plate av denne type vil væskestrømmen som forlater skovlhjulsbladet 41, treffe ledeplaten under en viss vinkel 90°-B i forhold til aksen D-D, hvor størrelsen av vinkelen 90°-6 er av-hengig av hvert enkelt punkt på bladet og ledeplaten, og følgelig er en funksjon av avstanden r. Dette resulterer i turbulente strømmer, og turbulensen vil ikke svekkes så lett som ved anvendelse av den tidligere beskrevne, krummende lede-plate. The guide plates 5 can also be arranged as elements parallel to the axis D-D, i.e. to the pipe 1. This embodiment is shown with broken lines in fig. 2. In this case, the front end 51' of the guide plate 5 on the impeller side is rectilinear and parallel to the other end 52. When using a guide plate of this type, the fluid flow leaving the impeller blade 41 will hit the guide plate at a certain angle 90°-B relative to the axis D-D, where the size of the angle 90°-6 depends on each individual point on the blade and the guide plate, and is therefore a function of the distance r. This results in turbulent flows, and the turbulence will not weaken as easily as by using the previously described curving guide plate.

Skovlhjulet 4 er slik innmontert i røret 1 at forholdet mellom skovlhjulets 4 rotasjonsflate n r 2 og rørets tverrsnittsflate t R 2, hvor R er innerradien av røret 1 er> 0,8. Derved forhindres tilbakestrømninger i rørperferien, slik at virkningsgraden øker. The impeller 4 is installed in the pipe 1 in such a way that the ratio between the rotational surface n r 2 of the impeller 4 and the cross-sectional area t R 2 of the pipe, where R is the inner radius of the pipe 1 is > 0.8. This prevents backflows in the pipe periphery, so that the efficiency increases.

For at ledeplatene 5 best mulig skal kunne oppfylle sin funksjon, er deres vertikalbredder stort sett lik rørradien R. Videre bør den største avstand h^i rørretningen mellom skovlhjulet 4 og ledeplatene 5 være mindre enn skovlhjulets 5 maksimumshøyde h (fig. 1). In order for the guide plates 5 to fulfill their function as best as possible, their vertical widths are largely equal to the pipe radius R. Furthermore, the largest distance h^ in the pipe direction between the vane wheel 4 and the guide plates 5 should be less than the maximum height h of the vane wheel 5 (fig. 1).

P P

Ved den utførelsesform av oppfinnelsen som er beskrevet i det ovenstående, består gasstilførselsinnretningen 6 av minst ett element 61 av bladlignende profil. På siden av dette element, fortrinnsvis på dets nedadbuede partier og/eller dets bakkant, er det anordnet tettliggende utløpsåpninger 62. Gjennom røret 12 eller lignende er innretningen 6 forbundet med luftviften 9 eller tilsvarende. In the embodiment of the invention described above, the gas supply device 6 consists of at least one element 61 of a blade-like profile. On the side of this element, preferably on its downwardly curved parts and/or its rear edge, closely spaced outlet openings 62 are arranged. Through the pipe 12 or the like, the device 6 is connected to the air fan 9 or equivalent.

Minst én bladlignende del 61 av lufttilførselsinn-retningen 6 er plassert i avstand fra ledeplatene 5 og, sett i strømningsretningen, fortrinnsvis slik at delen 61 befinner seg mellom ledeplatenes 5 tenkte forlengelser parallelt med røraksen og helst midt mellom disse, som vist i fig. 4. I dette tilfelle vil de bladlignende deler 61 også tjene som elementer for stabilisering av strømmen. På denne måte kan luft innføres homogent i vannstrømmen over hele tverrsnitts-flaten av røret. At least one blade-like part 61 of the air supply device 6 is placed at a distance from the guide plates 5 and, seen in the direction of flow, preferably so that the part 61 is located between the imaginary extensions of the guide plates 5 parallel to the pipe axis and preferably in the middle between them, as shown in fig. 4. In this case, the blade-like parts 61 will also serve as elements for stabilizing the flow. In this way, air can be introduced homogeneously into the water flow over the entire cross-sectional area of the pipe.

Avstanden h2mellom de bladlignende deler 61 av luft-tilf ørselsinnretningen 6 og ledeplatene 5 i akseretningen D-D for røret 1 er mindre enn lengden hgav ledeplatene 5 i akse retningen for røret 1. De bladlignende deler 61 kan følgelig plasseres mellom ledeplatene 5. De bladlignende deler 61 kan tenkes utelatt og luften innført i vannstrømmen gjennom ledeplatene 5 . The distance h2 between the blade-like parts 61 of the air supply device 6 and the guide plates 5 in the axial direction D-D of the pipe 1 is smaller than the length hgav of the guide plates 5 in the axial direction of the pipe 1. The blade-like parts 61 can consequently be placed between the guide plates 5. The blade-like parts 61 can be left out and the air introduced into the water flow through the guide plates 5.

Claims

Method for introducing a gas or gas mixture into a liquid, whereby a preferably vertical pipe is placed in a liquid contained in a tank or similar container, and the liquid is made to flow through the pipe from above downwards by means of a liquid transport device which is installed in the pipe and equipped with an impeller, while gas is introduced into the liquid behind the impeller, viewed in the direction of flow,

characterized in that the turbulent fluid movement induced by the impeller is weakened by means of guide plates which are arranged in the pipe and placed radially and largely parallel to the pipe, and that the gas is introduced into the pipe at the earliest stage, in relation to the direction of flow,

after the turbulent motion has weakened and the liquid flows mostly in the direction of the pipe.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the paddle wheel and the guide plates are mutually adapted so that the direction of the water flow leaving the paddle wheel blade runs approximately parallel to the tangent to the guide plate's intake edge.

3. Method in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the paddle wheel is positioned in the pipe in such a way that its rotational surface covers at least 80% of the pipe's cross-sectional surface.

4. Method in accordance with one of claims 1-3, characterized in that the guide plates are installed in the pipe in such a way that in the pipe's radial direction they preferably extend over the full rotational surface of the paddle wheel.

5. Method in accordance with claim 3 or 4, characterized in that the gas is introduced into the liquid in the remaining zone between the guide plates or their imaginary extensions, and so that the gas flow is led into the liquid largely in the direction of the liquid's flow.

6. Method in accordance with claim 3 or 4, characterized in that the gas is introduced into the liquid through the guide plates, whereby the gas flow is led into the liquid largely in the direction of the liquid's flow.

7. Device for introducing gas or gas mixture into liquid and comprising a pipe (1) which is preferably installed in a vertical position in a tank or similar, containing liquid,

where the tube is equipped with a liquid inlet (2) and an outlet (3),

and where a liquid transport device with a paddle wheel (4) is installed in the pipe, and behind this, seen in the direction of flow, a gas supply device (6) through which gas is introduced into the liquid flow, and where the paddle wheel (4) causes the liquid and the mixture of liquid and gas flows through the pipe from above downwards, characterized in that between the paddle wheel (4) and the gas supply device (6) there are arranged guide plates (5) which run radially and largely parallel to the pipe (1), and that the outlet openings in the gas supply device (6 ) is connected to the inside of the pipe (1), at the earliest stage in relation to the direction of flow, in a plane vertical to the longitudinal axis (D-D) of the pipe (1), where the liquid already flows mostly in the longitudinal direction (D-D) of the pipe (1).

8. Device in accordance with claim 7, characterized in that the guide plates (5) extend in an arc-shaped manner at the end (51) which is at the front on the vane wheel side, seen in the longitudinal direction of the tube (1), and preferably parallel to the longitudinal axis (D-D) of the tube (1) at the other end (52) on the outlet side, and that the tangent (E) to the inside of the blade, which runs through an imaginary point on the rear edge (41a) of each blade (41) on the impeller (4) and which determines the direction ("v^) of the water flow leaving said point, and the tangent (F), in the respective, imaginary point, to each guide plate's (5) inlet edge (51) on the vane wheel side are mutually adapted, so that the direction (v.,) of the water flow leaving the impeller blade (41) runs approximately parallel to the tangent (F) to the inlet edge (51a) of the blade (5), the two points being at the same distance (r) from the pipe axis (D-D) in relation to the cross-sectional surface of the pipe.

9. Device in accordance with claim 7 or 8, characterized in that the ratio between the impeller's (4) surface of revolution (no. 2 ) and the pipe's (1) cross-sectional surface (ir R 2 ) is > 0.8.

10. Device according to one of claims 7-9, characterized in that the width of the guide plates (5) in the plane vertical to the longitudinal axis (D-D) of the pipe (1) is preferably largely equal to the radius (R) of the pipe, and that the largest distance ( h1 ) in the pipe's longitudinal direction between the impeller and the guide plates is less than the maximum height of the impeller (hp)•

11. Device in accordance with claim 9 or 10, characterized in that the gas supply device (6) comprises at least one element (61) of a blade-like profile, where outlet openings (62) are arranged on the side of the element and preferably on downwardly curved parts and/or at the rear edge ) at a certain mutual distance, and that the gas supply device (6) is connected to a gas fan or similar through a pipe (12) or an equivalent part.

12. Device according to one of claims 9-11, characterized in that the distance (l"^ ) in the direction of the pipe's (1) longitudinal axis (D-D) between the gas supply device's (6) blade-like elements (61) and the guide plates (5) is smaller than the length (h) of the guide plates (5) in the pipe's longitudinal direction.