DE2224571A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit

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DE2224571A1 DE19722224571 DE2224571A DE2224571A1 DE 2224571 A1 DE2224571 A1 DE 2224571A1 DE 19722224571 DE19722224571 DE 19722224571 DE 2224571 A DE2224571 A DE 2224571A DE 2224571 A1 DE2224571 A1 DE 2224571A1
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Description

Shoichiro Hori, Tokyo / Japan
Vorrichtung und Verfahren zum Bewirken von Kontakt
zwischen Gas und Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit durch Zerstäuben des Gases in feine Bläschen, und insbesondere eine Vorrichtung zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit durch Zerstäuben einer
reichlichen Menge des Gases in der Flüssigkeit.
Vom Erfinder der Anmeldung wurde eine Vorrichtung zum
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Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit erfunden, die aus einem hohlen revolvierenden Zylinder besteht, der am unteren Ende eine Öffnung aufläßt und am oberen Ende geschlossen ist, wobei die Anordnung dergestalt ist, daß das durch das offene Ende in den Innenraum des Zylinders geleitete Gas aufgrund der Umdrehung des Zylinders die äußere Peripherie desselben in Form einer dünnen Schicht umringt und diese dann aufgrund der von der Umdrehung des Zylinders erzeugten Brechungskraft (US Patentschrift Nr. 76IO95) in feine Bläschen von gleichmäßiger Größe zerstäubt wird. Damit durch diese bekannte Vorrichtung eine reichliche Gasmenge in vorgegebener Zeit in feine Bläschen zerstäubt werden kann, muß nicht nur der Durchmesser des Zylinders erheblich vergrößert werden, sondern es ist auch eine größere Antriebskraft erforderlich, die den Zylinder in Drehung hält.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einer vorteilhaften Weiterentwicklung der obigen Vorrichtung, wodurch eine reichliche Gasmenge in einem gegebenen Zeitraum in Bläschen zerstäubt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zerstäuben von Gas in der Flüssigkeit in feine Bläschen vorzusehen, um diese in Kontakt mit der Flüssigkeit zu bringen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist as, eine Vorrichtung vorzusehen, mit der eine reichliche Gasmenge in einer gegebenen Zeitspanne in feine Bläschen zerstäubt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß folgende Teile vorgesehen sind: ein Behälter, das die Flüssigkeit enthält und einen Drehkörper aufweist, an dem eine Vielzahl von hohlen, konzentrischen Zylindern verschiedener Durchmesser vertikal und integral befestigt und an dem weiterhin an den zylindrischen Wandbereichen der Zylinder befestigte Kappen mit geöffneten unteren Enden und geschlossenen oberen Enden angebracht sind; eine vertikal befestigte Antriebswelle, die eine rasche Drehbewegung des Drehkörpers in der Flüssigkeit bewirkt; und Gaseinlaßrohre zum Einführen von Gas in Räume zwischen den Wandbereichen und den Kappen, wobei die Anordnung dazu dient, daß das in die Räume eingeführte Gas aufgrund der Drehgeschwindigkeit die Außenwände der Räume in Form dünner Schichten umringt, die Gasschicht dann durch die Brechungskraft in feine Bläs~ chen zerstäubt und das Gas in Kontakt mit der Flüssigkeit kommt.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit vor, die trotz relativ geringer Größe in der Lage ist, Gas in reichlicher Menge zu zerstäuben.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Schnitt durch Linie II-II in Fig. 1, und
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Pig. J5 und h sind Teilschnitte, welohe zwei Beispiele von Drehkörpern zeigen.
Anschließend wird Bezug auf Fig. 1 und 2 genommen, in denen ein Drehkörper 2 horizontal in Nähe des Bodens des Plüssigkeitsbehälters 1 angeordnet ist. Die in der Mitte des Drehkörpers 1 angebrachte vertikale Antriebswelle j5 dreht sich rasch, angetrieben durch eine kraftgetriebene Antriebswelle 4. Der Drehkörper 2 enthält eine Vielzahl von hohlen Zylindern 51, 5", 5tIf mit verschiedenen Durchmessern und konzentrisch um die Antriebswelle J angeordnet. Die Tragstäbe 6! und 6" halten diese Zylinder, so daß die peripherischen Wandbereiche derselben in vertikaler Anordnung gehalten sind, und Kappen 7f> 7" und 71"* die an ihren unteren Enden geöffnet und an ihren oberen Enden geschlossen sind. Diese Kappen Jt f 7" und 71" sind an den zylindrischen Wandbereichen der Zylinder"befestigt und in einem vorbestimmten Abstand von diesen Wandbereichen angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Zylinder 51, 5" und 5tl! und zwei Tragstäbe β1 und 6" vorgesehen, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Weiterhin kann die Höhe der hohlen Zylinder untereinander gleich oder verschieden sein. Da die fest an den peripherischen Wandbereichen dieser Zylinder angebrachten Kappen 71, 7" und 7!" zur Bildung von Räumen vorgesehen sind, um Gas zwischen die Wandbereiche und Kappen blasen zu können, kann der zwischen den Wandbereichen und den Kappen gebildete Raum zylindrisch, konisch oder von irgendeiner anderen gewünschten Gestalt sein. Die Kappen 7!, 7" und 71" können an,den inneren oder äußeren peripherischen Wandbereichen der hohlen Zylinder ange-_
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bracht sein. Die unteren Enden der hohlen Zylinder 5!, 5" und 5!tl können in der gleichen Höhe wie diejenigen der Kappen 71 $ 7M und 7!" liegen. Die unteren Enden der Kappen sind vorteilhafterweise unter den unteren Enden der zylindrischen Wandbereiche der Zylinder angeordnet, wenn die Kappen an den inneren Wandbereichen der Zylinder angebracht sind, während bei Befestigung der Kappen an den äußeren Wandbereichen der Zylinder die unteren Enden der Kappen oberhalb der unteren Enden der Zylinderwandbereiche liegen.
Wenn die unteren Enden der hohlen Zylinder 5!, 5" und 51" gemäß Fig. 2 von gleicher Höhe und glatt"sind, kann bei der Gasverteilung durch den Drehkörper 2 eine Ungleichmäßigkeit verursacht werden, und es kann sein, daß die erzeugten feinen Bläschen nicht gleich groß sind. In diesem Falle kann der Drehkörper 2 gemäß'Fig. J5 und 4 vorteilhaft verwendet werden. In Fig. J> ist das untere Ende der hohlen Zylinder 5f, 5" und 51", durch die die Gasverteilung stattfindet,"in der Form von Sägezähnen gezackt, während gemäß Fig. 4 das untere Ende der hohlen Zylinder 51, 5" und 5tn, durch die die Gasverteilung stattfindet, durch den Rand 11 verstärkt ist.
Die Vorrichtung gemäß Fig. J5 beabsichtigt eine Sicherstellung der Gleichmäßigkeit der Gasverteilung, wenn das Gas in zahlreiche kleine Bläschen zerstäubt wird, auch wenn die Geschwindigkeit des Gasstromes wechselt, ■ während die Vorrichtung gemäß Fig. 4 das Ziel hat, die Bildung einer Gasschicht zu erleichtern und die Entstehung feiner Bläschen anzuregen.
Aus den Einlaßrohren 8f, 8" und 8ln wird Gas in die
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Räume 9', 9" und 91" geleitet, welche zwischen den peripherisehen Wandbereichen der Zylinder 51, 5" und 5II! und den Kappen 71, 7" imd 71" gebildet sind. Der vorderste Teil dieser Gaseinlaßrohre liegt vorteilhafterweise so tief in diesen Räumen wie möglich.
Das in die Räume geleitete Gas sucht sich einen Weg jeweils durch die offenen unteren Enden und umringt die peripherischen Wandbereiche der Zylinder oder Kappen des Drehkörpers 2 in Form einer Schicht, welche dann in zahlreiche feine Bläschen zerstäubt und aufgrund der durch die Drehgeschwindigkeit erzeugten Brechungskraft innerhalb des gesamten Behälters verteilt wird und in Kontakt mit der Flüssigkeit kommt. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Gaszuführrohre unabhängig voneinander vorgesehen, jedoch kann sich auch ein einziges Gaszuführungsrohr in der Flüssigkeitsphase in drei Teile verzweigen. Da sich die durchschnittliche Größe der feinen Bläschen als Funktion der linearen Geschwindigkeit der äußeren seitlichen Oberflächen der Zylinder oder Kappen verändert, kann die Anzahl der Umdrehungen des Drehkörpers nicht bedingungslos geändert werden. Z. B. entspricht bei einem mit 3350 U/fylin gedrehten oben geschlossenen hohlen Zylinder von 60 mm Durchmesser und 230 mm Höhe die Größe derfsrzeugten Bläschen ungefähr derjenigen eines Bläschens, welches durch eine Pore von 20 // paßt.
Da erfindungsgemäß die im Drehkörper enthaltenen Räume sich gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit drehen, erzielen die äußeren Räume größere lineare Geschwindigkeiten. Um daher sicherzustellen, daß in den
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verschiedenen Räumen feine Bläschen gleicher Größen erzeugt werden, ist es notwendig, die in die verschiedenen Räume geblasenen Gasmengen als Funktion ihres Abstands von der Antriebswelle 5 zu regulieren.
Da die Räume im Drehkörper dem Raum im hohlen Zylinder des in unserer oben erwähnten bekannten Anmeldung offenbarten Kontaktapparats entsprechen, kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit eine größere Gasmenge in den Drehkörper pro Zeiteinheit eingeblasen werden. Außerdem findet ein intimerer Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit statt, da das Gas die Flüssigkeit in Form feiner Bläschen berühren kann.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Ij Vorrichtung zum Bewirken von·Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Teile vorgesehen sind: ein Behälter (l), das die Flüssigkeit enthält und einen Drehkörper (2) aufweist, an dem eine Vielzahl von hohlen, konzentrischen Zylindern (51* 5"> 51") verschiedener Durchmesser vertikal und integral"befestigt und an dem weiterhin an den zylindrischen Wandbereichen der Zylinder befestigte Kappen (71* 7% 71") mit geöffneten unteren Enden und geschlossenen oberenEnden angebracht sind; eine vertikal befestigte Antriebswelle (3)j die eine rasche Drehbewegung des Drehkörpers (2) in der Flüssigkeit bewirkt; und Oaseinlaßrohre (8*, 8", 8tM) zum Einführen von Gas in Räume (9!, 9"» 9ni)~zwischen den Wandbereichen und den Kappen, wobei die Anordnung dazu dient, daß das in die Räume (91, 911* 9f") eingeführte Gas aufgrund der Drehgeschwindigkeit die Außenwände der Räume in Form dünner Schichten umringt, die Gasschicht dann durch die Brechungskraft in feine Bläschen zerstäubt und das Gas in Kontakt mit der Flüssigkeit kommt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren offenen Enden der
    Räume (9!, 9" und 9!") an den Außenseiten in Form von Sägezähnen (1O) ausgezackt sind.
    J5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich η' et, daß die unteren offenen Enden der
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    Räume (91, g" und 91") mit einem sich radial erstreckenden Rand'(ll) verstärkt sind.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (2) in Nähe des Bodens des Behälters (l) angeordnet ist.
    5. Verfahren zum Bewirken, daß Gas in Kontakt mit Flüssigkeit kommt, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte vorgesehen sind: Rotieren eines Körpers in einem Flüssigkeit enthaltenden Behälter, wobei an dem Körper eine Vielzahl von hohlen konzentrischen Zylindern verschiedener Durchmesser vertikal und integral angebracht und weiterhin an den zylindrischen Wandbereichen der Zylinder befestigte Kappen mit geöffneten unteren Enden und geschlossenen oberen Enden angebracht sind; Einführen von Gas in die Flüssigkeit in Richtung auf die Räume, so daß sich eine dünne Gasschicht um die Außenwände der entsprechenden Räume bildet; Zerstäuben der die rotierenden Zylinder umringenden Gasschicht in Bläschen und Verteilen dieser Bläschen in der Flüssigkeit..
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DE19722224571 1971-05-20 1972-05-19 Vorrichtung und Verfahren zum Bewirken von Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit Pending DE2224571A1 (de)

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