WO1983002735A1 - Foam mixture liquid producing apparatus - Google Patents

Description

明 細 ¾

発明の名称

気泡混合液体発生装置

技術分野

本発明は気泡混合液体の発生装置に 関 し 、 汚物例 え ば油、 B O D 、 C O D 、 S S や 溶融物 （ 塩分色素等 ） の汚物が混入 し た工場排水等 を処理す る た め の 例 え ば 加圧浮上沈嫫槽へ気泡混合水 を 発-生圧送す る た め の装 直 で あ る o

背景技術

従来の こ の種装置 は 単に水 中に空気を噴射 し て気泡 を発生さ せ る 程度の も の であ -り 、 短時間で消滅 し （ 例 え ば 1 5 分位 ） 、 水中に拡散 さ れ る 気泡が粗大で ある た め 、 こ の気泡混合水が次の加圧浮上沈澱槽へ送 ら れ て も 油分の 分離作用 が充分に行な わ れず、 従っ て 、 排 水の浄化効率が低かっ た 。

発明の 開示 '一 - 本発明は 瞬間的に微細気泡混合液体 を発生 さ せ 、 し か も そ の気泡を 長時間保持さ せ る 装置 を提供す る こ と を 目 的 と す る 。

本発明は 気体 ノ ズ ル と そ の外周 に被嵌さ れた 液体 ノ ズ ルか ら な り 、 該液体 ノ ズ ル に お いて 、 前記気体 ノ ズ ル の気体噴出 口 の周 囲か ら 液体が噴出 口直前に 向っ て 該気体噴出 □ の 中心鎳上に合流す る よ う に 、 前記気体 ο: ?ι一 ノ ズ ル の外周に液体室が形成さ れ 、 該液体室か ら 前記 気体噴 ffi 口 の 中心線 と 同心に穿設さ れた末広 テ ー パ孔 を も つ気泡混合液体発生装置であ る 。

従って 、 微細な気泡混合液が瞬時に生成さ れ、 し か も 気泡は長時間に わ た り 安定に保持さ れ る の で、 例 え ば水処理装置に使用 さ れた と き 、 净水効率 を格段に向 上さ せる こ と ができ る 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明の一実施例 を示す镟断面図 、 第 2 図 は第 1 図 の ]! — Π 端面図であ る 。

発明を実施す る た め の最良の形態

以下本発 明を よ り 詳細に説述す る た め 、 添付図面に 従って説明す る O

第 1 図に おいて 、 本発明の気泡混合液体発生装置は 互いに同心の気体 （ 空気 ） ノ ズ ル 1 0 、 液体 （ 水 ） ノ ズ ル 2 0 を有する 気泡発生部 A と 、 内部に気泡混合水 の 第 1 変向部 4 0 、 第 2'¾向部 5 0 、 第 3 変向部 6 0 が形成さ れた気泡安定部 B と 、 内部に変向導入管 8 0 第 1 圧力調整室 9 0 を 備えた気泡混合水圧力調整 タ ン ク C と か ら な る O

気泡発生部 A に おいて 、 気体 ノ ズ ル 1 0 は気体噴出 方向を水平 と さ れ、 ·先端外周 に液体 ノ ズ ル 2 0 が嫘合 さ れる 蹉ね じ 1 1 a が、 中心部に先細 テ ー パを有する 段付空気室 1 1 b が形成さ れた基部 1 1 と 、 前記空気 室 1 1 b に連続す る 中間孔 1 2 a お よ びそれ に続 く 末 広 テ 一パ噴出 口 1 2 b が設け ら れた 先部 1 2 と か ら な る 。 液体 ノ ズ ル 2 0 は 中心線に沿っ て 長い 円筒状を な し 、 基部に水導入孔 2 0 a を 備え 、 前記気体 ノ ズ ル先 部 1 2 の外周 に形成 さ れ 、 前記水導入孔 2 0 a と 連通 す る 液体室 2 1 と 、 該液体室 2 1 か ら 前記噴出 口 1 2 b の 中心線 と 同心に穿設さ れた末広 テ 一パ孔 2 2 と を 有 し 、 前記噴出 口 1 2 b の周囲か ら 液体が噴出 口 1 2 b の直前に 向っ て 、 該噴出.口 の 中心線上に合流す る よ う 形成さ れて い る 。 流体 ノ ズ ル 2 0 の基部に は 前記気 体 ノ ズ ル 1 0 の 雄ね じ 1 1 . .. a と 螺合す る 雌ね じ 2 0 a が設け ら れ る 。 A 1 は ノ、。 ツ キ ン で あ る 。

前記気泡発生部 A は 、 噴出 口 1 2 b の テ ー パ角度を a 、 末広 テ 一パ孔 2 2 の テ 一 パ角度を ? 、 前記噴出 口 1 2 b の 内周延長面 と 末広 テ パ孔 2 2 の！^ 周面 と の 仮想交点 を ； P と し 、 ま た 、 液体室 2 1 か ら 末広 テ ^ "パ 孔 2 2 への移行角部 を し た場合に 、 該移行角部 Q か ら 、 液体 ノ ズ ル 2 0 の先端ま での 長 さ を L 、 前記仮 想交点 P ま で の距離を 1 、 気体 ノ ズ ル 1 0 の 先端ま で の距離を 2 と し 、 更に 、 前記気体 ノ ズ ル 1 0 の先 端か ら 水導入孔 2 0 a の 中心線ま での距離を 3 と す る と 、 こ れ ら の 間に は次の 関係式が成立する よ う 形成 さ れ る 。

I ° <. a ≤ 3 0 ° ο、' π 1 ° ≤ β ≤ 3 0 °

a > β

0 ≤ £ I < L

£ 2 > 0

£ 3 > 0

な お 、 前記移行角部 Q は流体が層流 と な る よ う に滑 ら か な面取 り 部 と さ れる 。

さ て こ こ で 、 1 ° ^ a ≤ 3 0 ° と し たた め 、 空気 ノ ズ ル か ら の 噴射空気流は液体 ノ ズ ル 2 0 の末広テ ― ノ、。孔 2 2 の 内壁面に衝突 し て旋回流を起 こ し 、 加圧 下において水 と の撹拌に よ り 空気は水中に加 溶融す る 。 し 力 し て、 α の値が 1 °よ り も 小さ い場合、 ^気噴 流は孔 2 2 の 内壁に衝突せず該孔 2 2 を突き抜ける こ と と な り 、 3 0°よ り 大き レ、 と な に 関係な く 拡散せず、 中間孔 1 2 a の直径 と 略同 じ直径の流れに なる おそれ があ る 。

ま た 、 1 ° ≤ β ≤ 3 0。については 、 3 の値が 1。よ り 小さ く て も 、 ま た 、 3 0° よ り 大き く て も 微粒気泡の 発生が非常に少 く な る 。

a〉 β と さ れた こ と は末広 テ 一パ孔 2 2 の 内壁に末 広テ —パ噴出孔 1 2 b よ り の 噴射空気が衝突 し て気泡 を効果的に発生さ せる 。

更にミ 0 ≤ ί 1 < L の 条件では末広 テ 一パ孔 2 2 内 で流体が右ま たは左回 り に旋回 し つつ流動する ので、 ₄ こ の と き 水 と 空気 と は搅拌 さ れて 、 空気が水 中 に 溶融 さ れる こ と と な る 。 従っ て 、 孔 2 2 の入 口 に お いて 流 体の層流が形成さ れ る 。

次の 、 2 > 0 、 ^ 3 〉 0 の条件 も 流体 の層流形成 に役立ち 、 液体が液体室 2 1 内に 充満 し て噴出 口 1 2 b の周囲か ら 孔 2 ·2 への平均 し た 水流が得 ら れ る 。

気泡安定部 Β は 前記気泡発生部 Α の 末広 テ ー パ孔 2 2 に達通 し た外筒 3 0 と 、 該外筒の 内側に設け ら れ て 、 前記末広 テ 一パ孔 2 2 か ら の 気泡混合水の 流入方向に 対 し直角に流動方向を変更さ せ る よ う な第 1 変更部 4 0 、 第 2 変更部 5 0 、 第 3 変更部 6 0 か ら な る 邪魔部 材 と か ら な る 。 '

即 ち 、 気泡安定部 B に おい て 、 外筒 3 0 は水平軸線 を有 し 、 流体流入方 向に沿 う 側壁 3 1 と 、 該側壁 3 1 の流体流入側に設け ら れた端壁 3 2 と か ら な り 、 端壁 3 2 には そ の 中心に液体の 第 1 流入孔 3 2 a が設け ら れ る 。 第 Γ変向部 4 0 ば一外筒 3 0 内上流側 に お いて 、 前記液体流入孔 3 2 a に対向する 円形板状の横 （ 流体 の流入方向に対 し 直角を な す方向 ） 部材 4 1 と 、 該横 部材 4 1 の外縁の 複数個所に接 し 、 該横部材 4 1 を 前 記端壁 3 2 に結着 さ せ る 板状の凝 （ 流体の 流入方向に 沿 う 方向 ） 部材 4 2 と か ら な り 、 綞部材 4 2 と 端壁 3 2 と の前記縦部材 4 2 を 除 く 隙間部分 は液体の 第 1 変 向流路 と さ れて い る （ 第 2 図 ） 。

ΟΜΡΙ 第 2 変更部 5 0 は外筒 3 0 の 中間部に設け ら れ 、 前 記外筒側壁 3 1 に沿 う 円筒状の縦部材 5 1 と 、 該縦部 材 5 1 の 上流側端を外筒側壁に結合さ せる 第 1 横部材 5 2 と 、 前記縦部材 5 1 の 下流側端を 閉塞する 第 2 横 部材 5 3 と か ら な る 。 そ して 、 前記縦部材 5 1 には周 囲に第 2 変向流路たる 多数の横方向孔 5 1 a が設け ら れ 、 第 1 横部材 5 2 に はそ の 中央に縦部材 5 1 が密接 内嵌さ れる 第 2 流入孔 5 2 a が開 口 さ れて いる 。 前記 第 2 変向孔 5 1 a は前記縦部材 5 1 の 同一円周上 4 涸 が等間隔かつ 、 縦方向等間隔に設け ら れてい る 。

第 3 牵向部 6 0 は外筒 3 0 内下流側において該外筒 内を仕切る 第 1 横部材 6 1 、 第 2 横部材 6 2 と.、 こ れ ら 両横部材を違結する 複数の 板状銃部材 6 3 と 、 更に 該縦部材 6 3 の 中間に支持さ れた 円形板状の 第 3 横部 材 6 4 と か ら なる 。 そ し て 、 前記第 1 横部材 6 1 には その 中心に第 3 流入孔 6 1 a が、 ま た 、 第 2 横部材 6 2 の 中心に液体—流出孔 6~2 a が設け ら れる 。 前記第 3 横部材 6 4 の 前後に おいて、 前記縦部材 6 4 を 除 く 部 分は第 3 変向流路 と さ れる 。

気.泡混合水圧力調整 タ ン ク C は 、 下部に気泡混合水 出 ΙΙΤ 7 0 a を 備えた铅直軸線を も つ 円筒形側壁 7 1 と 弁付空気排出孔 7 2 a を有す る 頂壁 7 2 と底壁 7 3 と か ら な る 第 2 圧力調整室たる タ ン ク 本体 7 0 と 、 その 内部に設け ら れた前記気泡安定部 B か ら 送入さ れる 気 V IiO 泡混合水を受入れる 導入管 8 0 と 、 更に 、 該 ¾入管 8 0 の下流部を覆った第 1 圧力調整室 9 0 と を備えてい る O

導入管 8 0 は本体 7 0 の下部に設置さ れ、 前記気泡 安定部 B の外筒 3 1 内下流側に開口する 水平円筒部 S 1 と 、 該水平円筒部 8 1 に連結 し 、 前記第 1 圧力調整 室 9 0 内に下向開口する 鉛直円筒部 8 2 と よ り なる 。 前記水平円筒部 8 1 と鉛直円筒部 8 2 と は タ ン ク 内流 路変向部分 と なる 。

第 1 圧力調整室 9 0 に お い て 、 前記鉛直円筒部 8 2 と 同心で、 かつ 、 該円筒部 8 2 よ り 大径の铅直円筒側 壁 9 1 の下端が前記 タ ン ク 本体 7 0 の底壁 7 3 に対し 水密 と さ れ、 頂部は多数の噴射孔 9 2 a を有す る頂壁 9 2 で覆われる 。 な お、 図 中 7 4 は圧力計取付用座で ある

, 以上において、 作動態様を説明する 。 気体 ノ ズ ル 1 0 に加 空気、 —液体 ノ ズール 2 0 に加圧水 （ 空気 と 同圧 力 ） が供給さ れる と 、 気泡発生部 A において、 液体導 入孔 2 0 a を経て 液体室 2 1 中に流入する水は、 気体 ノ ズ ル 1 0 よ り の噴射空気に よ る 末広テ ^-パ孔 2 2 内 における 気泡膨張作用に よ っ て 、 細かい気泡混合水と さ れ、 気泡安定部 B に送 り こ ま れ る 。 該気泡安定部 B 内では矢示 F に従い第 1 変更部 4 ひ 、 第 2 変更部 5 0 、 第 3 変更部 6 0 を経て次の気泡混合水圧力調整 タ ン ク C 内に送 ら れる が、 こ れ ら 変更部にお いて 、 気泡混合 水は各邪魔部材に衝突 し方向変向を繰 り 返す こ と に よ り 撹拌さ れて気泡結合が阻止さ れ、 気泡は益 々 細粒化 さ れる こ と にな Ό o 泡混合水は更に次の圧力調整 タ ン ク C 内の導入管 8 0 に入っ て変向が行われ 、 ま た、 第 1 圧力調整室 9 0 内で脈動が防止さ れて調圧 さ れ、 噴射孔 9 2 a か ら 徐 々 に噴射さ れ る た め気泡が粗粒化

さ れる こ と は ない。 圧力調整 タ ン ク C は次工程へ送 ら れる 気泡混合水の脈動防止に役立つ。 な お 、 余剰空気

は本体 7 0 の 上部に溜 り 、 排出孔 7 2 a よ り 外部へ排

mさ 4 "し る o

し の よ う に し て 、 例えば 3 0 と レ、 う 微細な気泡を 持つ混合水が瞬時'に生成さ れ 、 し か も-例えば 1 時間位

と い う 長時間にわ た り 気泡が消減する こ と な く 安定に 保持さ れる 。

なお、 本装置 grj gd汚水処理装置の ほか、 可能な全

ゆ る 分野例 えば、 布地や一食器等の洗浄装置、 薬品混合

等に使用 さ れる こ と は勿論であ る 。 ま た 、 図示省

略さ れたが、 前記気泡発生部 A 、 気泡安定部 B はそれ

ら の軸線を鉛直に向 けて も よ レヽ。 こ の場合、 気泡安定

部 B の 上端が圧力調整 タ ン ク C の底壁 7 3 の 中心に接

続さ れ、 鉛直導入管 8 0 の 上方に邪魔板が設け ら れ、 導入管 8 0 か ら の 流体は邪魔板に当っ て水平に変向 さ れて第 1 調整室 9 0 へ人る 。 に 、 窒素等の他の気体

OM?I

WI -

や薬品な ど の液体に も 適用 さ れる

C 丄 0

Claims

請 求 の 範 囲

(1) 気体 ノ ズ ル と そ の外周に被嵌さ れた液体 ノ ズ ル か ら な り 、 該液体 ノ ズ ル に おいて 、 前記気体 ノ ズ ル の気 体噴 m口 の周囲か ら 液体が噴出 口直前に向って該気体 噴出口 の 中心線上に合流する よ う に、 前記気体 ノ ズ ル の外周に液体室が形成さ れ、 該液体室か ら 前記気体噴 出口 の 中心線 と 同心に穿設さ れた末広 テ 一パ孔を も つ 気泡混合液体発生装置。

(2) 気体 ノ ズ ル の外周に液体 ノ ズ ルか被嵌さ れて な る 気泡発生部 と 、 該気泡発生部に接続さ れた気泡安定部

と を有 し 、 前記液体 ノ ズ ル に ぉ レ、て Bff 記気体 ノ ズ ル の気体噴出 口 の周 か ら 液体が噴出 □直前に 向って前 記気体噴出口 の 中心線上に合流する よ う に ヽ 刖 ΐ2気体

ノ ズ ル の外周に液体室が形成さ れ、 該液体室か ら 前記

気体噴出 口 の 中心線 と 同心に穿設さ れた末広テ 一 パ孔

を も ち 、 また 、 前記気泡安定部は前記気泡発生部の末

広 テ 一 パ孔に違通 し た外—筒 と 、 該外筒の 内側に設け ら れて 、 前記末広 テ 一パ孔か ら の気泡混合水の流入方向 に対 し流動方向 を変更さ せる よ う な邪魔部材を含む気

泡混合液体発生装置。

(3) 気体 ノ ズ ル の外周に液体 ノ ズ ル が被嵌さ れて な る 気泡発生部 と 、 該気泡発生部に接続さ れた気泡安定部

と 、 該気泡安定部に接続さ れた気泡混合水圧力調整 タ ン ク と を含み、 一 Α'ΛΤΙ 前記液体 ノ ズ ル に お いて 、 前記気体 ノ ズ ル の 気体噴 出 口 の周囲か ら 液体が噴出 口直前に 向って 前記気体噴 出 口 の 中心線上に合流する よ う に 、 前記気体 ノ ズ ル の 外周に液体室が形成 さ れ 、 該液体室か ら 前記気体噴出 口 の 中心線 と 同心に穿設さ れた末広 テ 一 パ孔を も ち 、 ま た 、 前記気泡安定部は 前記気泡発'生部の末広 テ 一パ 孔に連通 し た外筒 と 、 該外筒の内側に 設け ら れて 、 前 記末広テ ーパ孔か ら の気泡混合水の 流入方向に対 し 流 動方向を変更さ せ る よ う な邪魔部材 を 含み、

前記気泡混合水圧力調整 タ ン ク は 下部に気泡混合水 の入 口 お よ び出 口 を 備え て鉛直軸線を も つ タ ン ク 本体 と 、 該 タ ン ク 本体の 内部に 設け ら れ前記気泡安定部か ら 気泡混合水を受け入れて 上部に設け ら れた '多数の孔 か ら 噴出 さ せ る よ う に し た第 1 圧力調整室 と を 含む気 泡混合液体発生装置。

(4 ) 前記気泡安定部に おいて 、 前記邪魔部材 は 前記外 筒に沿っ てそれ-に対 し 間 f を存 し て設け ら れ た 多数の 孔を も つ 筒状縦部材 と 、 該縦部材の 一端 と 前記外筒側 壁 と の 間に結合さ れた第 1 横部材 と 、 前記繞部材の他 端 を 閉塞、する 第 2 横部材 と を 持つ特許請求の範囲第 2 項又は第 3 項記載の 気泡混合液体発生装置。

ΟΙ.ίΡΙ