JPH07185282A - Gas-liquid mixing apparatus - Google Patents
Gas-liquid mixing apparatusInfo
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- JPH07185282A JPH07185282A JP5329330A JP32933093A JPH07185282A JP H07185282 A JPH07185282 A JP H07185282A JP 5329330 A JP5329330 A JP 5329330A JP 32933093 A JP32933093 A JP 32933093A JP H07185282 A JPH07185282 A JP H07185282A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液体中に気体を微細な
気泡として混入させる気液混合装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas-liquid mixing device for mixing a gas into a liquid as fine bubbles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば水の浄化等に、泡沫分
離法を利用した装置が使用されている。そのような装置
の一例が、例えば特開平３−８０９８５号公報に開示さ
れている。その装置は、図６に示すように、魚水槽５１
の水を浄化するために、吸水ポンプ５２によって、図中
矢印で示すように、水を泡沫分離槽５３・濾過槽５４に
順次循環させるように構成されている。泡沫分離槽５３
には、モータ５５により水中で高速回転される回転羽根
５６を備えた気液混合装置が設けられている。回転羽根
５６の回転により、円管状の筒体５７内を通して上方か
ら空気が取り込まれ、水中に微小気泡として放出され
る。この気泡が浮上する際に、水中の汚濁物質が吸着し
て除去され、水の浄化が行われる。2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus utilizing a foam separation method has been used for purification of water, for example. An example of such a device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-80985. The device, as shown in FIG.
In order to purify the water, the water absorption pump 52 is configured to sequentially circulate the water through the foam separation tank 53 and the filtration tank 54, as indicated by the arrow in the figure. Foam separation tank 53
Is provided with a gas-liquid mixing device having rotary vanes 56 that are rotated at high speed in water by a motor 55. By the rotation of the rotary blades 56, air is taken in from above through the cylindrical tubular body 57 and is discharged into the water as fine bubbles. When the bubbles float, contaminants in the water are adsorbed and removed to purify the water.
【０００３】一方、例えば特公昭６２−３４４３８号公
報には、上記のような気液混合装置の詳細な構造例が開
示されている。この装置は、図７に示すように、円管状
の筒体６１内を貫通する駆動軸６２を備え、筒体６１の
下端開口から下方に突出する駆動軸６２の外周に、平板
状の４枚の羽根板６３ａ…を十字状に取付けることによ
って、回転羽根６３が筒体６１の下側に形成されてい
る。On the other hand, for example, Japanese Patent Publication No. 62-34438 discloses a detailed structural example of the gas-liquid mixing device as described above. As shown in FIG. 7, this device includes a drive shaft 62 penetrating the inside of a cylindrical tubular body 61, and four flat plates are provided on the outer periphery of the drive shaft 62 protruding downward from the lower end opening of the tubular body 61. The rotary blades 63 are formed on the lower side of the tubular body 61 by attaching the blade plates 63a ...
【０００４】駆動軸６２はその上端部で図示しないモー
タに直結され、このモータにより駆動軸６２を回転駆動
すると、回転羽根６３が水中で回転して渦流を生じる。
このとき、各羽根板６３ａ…における回転方向の背面に
負圧が生じ、これにより、筒体６１と駆動軸６２との間
を通して上方から空気が吸い込まれ、この空気が筒体６
１の下端開口から水中に混入される。この空気は、渦流
と羽根板６３ａ…との剪断力により微細な気泡となって
水中に放出され、浮上する。The drive shaft 62 is directly connected at its upper end to a motor (not shown), and when the drive shaft 62 is rotationally driven by this motor, the rotary blades 63 rotate in water to generate a vortex.
At this time, a negative pressure is generated on the back surface of each of the vane plates 63a in the rotational direction, whereby air is sucked from above through the space between the cylinder body 61 and the drive shaft 62, and this air is absorbed by the cylinder body 6.
It is mixed in the water from the lower end opening of 1. This air becomes fine bubbles due to the shearing force between the vortex and the vane plates 63a, and is released into the water to float.
【０００５】なお、上記のように水中に放出される気泡
は、これがより微細である程、気泡全体の表面積が大き
くなり、これによって、水中の汚濁物質の吸着が効率的
に行われることとなって、泡沫分離性能が高くなる。The finer the air bubbles released into water as described above, the larger the total surface area of the air bubbles, and the more efficiently the contaminants in the water are adsorbed. As a result, the foam separation performance is improved.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構造の従来の気液混合装置では、回転羽根６３の回転
により生じる渦流における速度分布は、羽根板６３ａ…
の高さ寸法のほぼ中央部で最大になるものの、筒体６１
の下端開口から水中に放出された空気は、上記の速度分
布の最大箇所までは十分に達せずに浮上してしまうた
め、泡の微細化の度合いの点で、例えば泡沫分離性能等
が必ずしも十分に満足し得るものとはなっていない。However, in the conventional gas-liquid mixing device having the above-described structure, the velocity distribution in the vortex flow generated by the rotation of the rotary blades 63 is reduced by the blade plates 63a.
Although it becomes the maximum at almost the center of the height of
The air released into the water from the lower end opening of the above does not reach the maximum point of the velocity distribution sufficiently and floats up, so in terms of the degree of bubble miniaturization, for example, the foam separation performance is not sufficient. Is not satisfactory.
【０００７】つまり、筒体６１の下端開口から水中に放
出された空気は、渦流に乗って側方へと流れるが、この
間、上記速度分布に応じた最大負圧箇所に向かう下方向
の力が作用するものの、水中への混入と同時に、水との
比重差による大きな浮力を受けるため、上記した最大速
度の箇所まで達することなくすぐに上昇方向の動きを生
じてしまう。したがって、渦流による十分な剪断力が作
用せず、この結果、上記したように、微細化の度合いが
必ずしも十分なものとはなっていない。That is, the air discharged into the water through the lower end opening of the cylindrical body 61 rides on the vortex flow to the side, and during this time, the downward force toward the maximum negative pressure portion according to the velocity distribution is generated. Although it acts, it is subjected to a large buoyancy force due to the difference in specific gravity with water at the same time as it is mixed into water, and therefore a movement in the ascending direction occurs immediately without reaching the above-mentioned maximum speed location. Therefore, a sufficient shearing force due to the eddy current does not act, and as a result, the degree of miniaturization is not always sufficient as described above.
【０００８】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたものであって、その目的は、十分に微細化された
泡を発生することが可能であり、これによって、例えば
水中汚濁物質を除去する際における泡沫分離性等の性能
に優れた気液混合装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to be able to generate sufficiently fine bubbles, whereby, for example, contaminants in water are removed. An object of the present invention is to provide a gas-liquid mixing device which is excellent in performance such as foam separation property upon removal.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の気液混合装置は、回転駆
動される駆動軸と、この駆動軸の下端側外周に固定され
る複数の羽根板から成る回転羽根と、上記駆動軸の外側
を覆う筒体とを備える気液混合装置であって、上記筒体
が、羽根板の上部中央側を切欠いて、この切欠部内まで
延びる形状で形成されていることを特徴としている。In order to achieve the above object, a gas-liquid mixing device according to claim 1 of the present invention is fixed to a drive shaft which is rotationally driven and an outer periphery of a lower end side of the drive shaft. A rotary blade composed of a plurality of vanes, and a tubular body that covers the outside of the drive shaft, wherein the tubular body has a notch in the upper center side of the vane plate and extends into the notch. It is characterized in that it is formed in an elongated shape.
【００１０】請求項２記載の気液混合装置は、請求項１
記載の装置において、上記駆動軸の外周には、筒体の下
端開口の近傍の位置に、駆動軸の外周と筒体との間の空
間を通って下方に流れる気体をその流れ方向に加速させ
るための補助羽根が設けられていることを特徴としてい
る。A gas-liquid mixing device according to a second aspect is the first aspect.
In the device described above, on the outer circumference of the drive shaft, a gas flowing downward through a space between the outer circumference of the drive shaft and the cylinder is accelerated in the flow direction in a position near the lower end opening of the cylinder. It is characterized in that it is provided with an auxiliary blade for.
【００１１】請求項３記載の気液混合装置は、請求項１
又は２記載の装置において、各羽根板における切欠部内
に、上記筒体を外側から囲う円筒壁が、この円筒壁と筒
体との間に所定間隙の環状流路を上記筒体の軸方向に沿
って形成すべく設けられていることを特徴としている。A gas-liquid mixing device according to a third aspect of the present invention is the first aspect.
Or the cylindrical wall that surrounds the cylindrical body from the outside in the notch of each blade, and an annular flow path having a predetermined gap between the cylindrical wall and the cylindrical body in the axial direction of the cylindrical body. It is characterized in that it is provided to be formed along.
【００１２】[0012]
【作用】上記請求項１記載の気液混合装置においては、
駆動軸が回転駆動されると、この駆動軸の下端側に固定
された複数の羽根板が液中で回転して渦流を生じ、これ
により、羽根板の回転方向の背面で液中に負圧が生じ
て、駆動軸と筒体との間の空間を経てガス、例えば空気
が渦流中に混入される。混入したガスは渦流と羽根板と
の剪断力により微細な気泡となって液中に放出される。In the gas-liquid mixing device according to claim 1,
When the drive shaft is driven to rotate, a plurality of blade plates fixed to the lower end side of the drive shaft rotate in the liquid to generate a swirl flow, which causes negative pressure in the liquid on the back surface in the rotation direction of the blade plate. Occurs, gas, for example, air is mixed into the vortex through the space between the drive shaft and the cylinder. The mixed gas becomes fine bubbles and is discharged into the liquid by the shearing force between the vortex flow and the vane plate.
【００１３】このとき、筒体が羽根板における切欠内ま
で達していることにより、羽根板の高さ方向の寸法の中
央部側でガスは筒体の下端開口から放出される。すなわ
ち、筒体の下端開口から液中に放出されたガスは、渦流
における速度分布がより大きな領域に混入されることと
なるため、渦流からより大きな剪断力を受け、この結
果、極く微細な気泡となって液中に分散される。At this time, since the tubular body reaches the inside of the notch in the vane plate, gas is discharged from the lower end opening of the tubular body at the central portion side of the dimension of the vane plate in the height direction. That is, the gas discharged into the liquid from the lower end opening of the cylindrical body is mixed in a region where the velocity distribution in the vortex flow is larger, and therefore, the gas is subjected to a larger shearing force, and as a result, a very fine particle is generated. Bubbles are dispersed in the liquid.
【００１４】このように気泡が極く微細なものになるこ
とで、気泡全体の表面積が大きくなり、これによって、
例えば泡沫分離による液中汚濁物質の吸着等がより速や
かに行われ、泡沫分離性能等が向上する。Since the bubbles are extremely fine as described above, the surface area of the entire bubbles is increased, and as a result,
For example, adsorption of contaminants in the liquid by foam separation is performed more quickly, and the foam separation performance is improved.
【００１５】請求項２記載の気液混合装置においては、
筒体内を流れるガスに対し、駆動軸に設けられている補
助羽根が、流れを加速するように機能する。このため、
ガス流はより大きな動圧エネルギーを得て筒体の下端開
口から水中に吹き出されることとなる。したがって、こ
のときの慣性力が下端開口から深さ方向にガスを侵入さ
せる力として作用する。これによっても、前記のように
液中に放出されたガスは、羽根板の回転によって生じる
渦流における速度分布がより大きな領域へと達すること
となるので、渦流から大きな剪断力を受け、より細かな
気泡となって液中に分散される。したがって、これによ
って、例えば泡沫分離性能等をさらに向上させることが
できる。In the gas-liquid mixing device according to claim 2,
With respect to the gas flowing in the cylinder, the auxiliary vanes provided on the drive shaft function to accelerate the flow. For this reason,
The gas flow obtains larger dynamic pressure energy and is blown into the water through the lower end opening of the cylindrical body. Therefore, the inertial force at this time acts as a force that allows the gas to enter in the depth direction from the lower end opening. This also causes the gas released into the liquid as described above to reach a region where the velocity distribution in the vortex flow generated by the rotation of the blade plate is larger, so that the gas is subjected to a large shearing force and becomes smaller. Bubbles are dispersed in the liquid. Therefore, this can further improve, for example, foam separation performance.
【００１６】請求項３記載の気液混合装置においては、
羽根板の液中での回転により生じる負圧によって、筒体
内を通してガスが液中に放出されると同時に、上記の負
圧により、筒体と円筒壁との間の環状流路を通して、液
体が上記のガスの放出箇所まで吸い込まれる。したがっ
て、この液体流が、液中に放出されガスに剪断力をさら
に与えることになるので、より微細化された気泡となっ
てガスの液中への分散が生じる。この結果、泡沫分離性
能等がさらに向上する。In the gas-liquid mixing device according to claim 3,
Due to the negative pressure generated by the rotation of the vane plate in the liquid, the gas is released into the liquid through the cylindrical body, and at the same time, the negative pressure causes the liquid to flow through the annular flow path between the cylindrical body and the cylindrical wall. It is sucked up to the point where the above gas is released. Therefore, this liquid flow is released into the liquid and further gives a shearing force to the gas, so that it becomes finer bubbles and the gas is dispersed in the liquid. As a result, the foam separation performance and the like are further improved.
【００１７】[0017]
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図３
に基づいて説明すれば、以下の通りである。[Embodiment 1] One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The explanation is based on the following.
【００１８】図２に示すように、本実施例の気液混合装
置は、上部側に、矩形状の平板から成るベース板１を備
えている。このベース板１上に、円錐台形状のジョイン
トカバー２が設けられ、このジョイントカバー２の上面
に駆動モータ３が固定されている。なお、ジョイントカ
バー２の周壁には、中心対称位置の二箇所（図には一方
のみを図示している）に、空気取入用窓２ａ・２ａが形
成されている。As shown in FIG. 2, the gas-liquid mixing apparatus of this embodiment is provided with a base plate 1 made of a rectangular flat plate on the upper side. A truncated cone-shaped joint cover 2 is provided on the base plate 1, and a drive motor 3 is fixed to the upper surface of the joint cover 2. It should be noted that on the peripheral wall of the joint cover 2, air intake windows 2a, 2a are formed at two locations (only one of which is shown in the figure) at centrally symmetrical positions.
【００１９】ベース板１の中央には空気流入用の丸穴１
ａが形成されている。この丸穴１ａの中心位置を、上下
方向に延びる棒状の駆動軸４が貫通しており、図３に示
すように、この駆動軸４の上端は、駆動モータ３におけ
るジョイントカバー２の上面を貫通する回転軸３ａに、
ユニバーサルジョイント５を介して連結されている。A round hole 1 for air inflow is provided in the center of the base plate 1.
a is formed. A rod-shaped drive shaft 4 extending vertically extends through the center of the round hole 1a. As shown in FIG. 3, the upper end of the drive shaft 4 penetrates the upper surface of the joint cover 2 of the drive motor 3. On the rotating shaft 3a
They are connected via a universal joint 5.
【００２０】一方、ベース板１の下面には、駆動軸３を
囲うように下方に延びる円管から成る筒体５が、この駆
動軸４と同心状に設けられている。この筒体５は、径の
異なる二種類の円管を接続して構成され、上端側の径大
部５ａは、前記丸穴１ａとほぼ同一の内径を有する管で
形成されている。この径大部５ａ内の部位には、第１送
風羽根６が設けられている。この第１送風羽根６は、４
枚の羽根板６ａ…を駆動軸４の外周面に略十字状に取付
けて構成されている。On the other hand, on the lower surface of the base plate 1, there is provided a cylindrical body 5 which is a circular pipe extending downward so as to surround the drive shaft 3 and which is concentric with the drive shaft 4. The cylindrical body 5 is configured by connecting two kinds of circular pipes having different diameters, and the large-diameter portion 5a on the upper end side is formed by a pipe having an inner diameter substantially the same as that of the round hole 1a. A first blower blade 6 is provided at a portion inside the large-diameter portion 5a. This first blower blade 6 has four
.. are attached to the outer peripheral surface of the drive shaft 4 in a substantially cross shape.
【００２１】上記駆動軸４は、図１に示すように、その
下端側で、軸受ブロック７により回転自在に支持されて
いる。この軸受ブロック７は、軸受ケース７ａの内周面
に、フッ素樹脂より成るリング状のすべり軸受７ｂを嵌
着して構成されている。軸受ケース７ａの外周面には、
周方向に等分した三箇所に放射状に延びる棒状のステー
８…が取付けられ、軸受ブロック７は、これらステー８
…により、筒体５の内周面に固定されている。上記すべ
り軸受７ｂに駆動軸４が嵌挿されていることによって、
この駆動軸４は、筒体５に対し同心状態を維持して回転
自在に支持されている。As shown in FIG. 1, the drive shaft 4 is rotatably supported at its lower end by a bearing block 7. The bearing block 7 is configured by fitting a ring-shaped slide bearing 7b made of fluororesin on the inner peripheral surface of a bearing case 7a. On the outer peripheral surface of the bearing case 7a,
The radially extending rod-shaped stays 8 are attached to three portions equally divided in the circumferential direction, and the bearing block 7 is provided with these stays 8.
Is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical body 5 by. Since the drive shaft 4 is fitted in the slide bearing 7b,
The drive shaft 4 is rotatably supported while maintaining a concentric state with respect to the tubular body 5.
【００２２】駆動軸４の下端部には、羽根ユニット１１
が下側から取付けられている。この羽根ユニット１１に
は、水中回転羽根１２と第２送風羽根１３とが設けられ
ている。水中回転羽根１２は、円柱状の中心軸部１４の
外周に、４枚の羽根板１２ａ…を略十字状に取付けて構
成されている。これら羽根板１２ａ…には、中心軸部１
４側の上方部位に、上端から下方向に矩形状に凹入する
切欠１２ｂ…がそれぞれ形成されている。これら切欠１
２ｂ…における軸心を挟んで相対向する垂直縁間の寸法
は、筒体５の外径よりもわずかに大きく設定されてい
る。そして、これら切欠１２ｂ…内に、上記第２送風羽
根１３が設けられている。At the lower end of the drive shaft 4, the blade unit 11
Is installed from below. The blade unit 11 is provided with an underwater rotary blade 12 and a second blower blade 13. The underwater rotary blade 12 is configured by attaching four blade plates 12a ... In a substantially cross shape on the outer circumference of a cylindrical central shaft portion 14. These blades 12a ...
Cutouts 12b are formed in the upper part on the fourth side so as to be recessed downward in a rectangular shape from the upper end. These notches 1
The dimension between the vertical edges facing each other across the axis in 2b ... Is set to be slightly larger than the outer diameter of the tubular body 5. The second blower blade 13 is provided in each of the cutouts 12b.
【００２３】この第２送風羽根１３も、上記と同様に、
４枚の羽根板１３ａ…を中心軸部１４における上部側の
外周面に、略十字状に取付けて構成されている。この第
２送風羽根１３は、前記筒体５の内径よりもわずかに小
さな外形寸法にて形成されている。This second blower blade 13 is also the same as above.
4 are attached to the outer peripheral surface of the central shaft portion 14 on the upper side in a substantially cross shape. The second blower blade 13 is formed with an outer dimension slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical body 5.
【００２４】中心軸部１４には、軸心上に嵌挿穴１４ａ
が上面から下方に向けて形成されている。この嵌挿穴１
４ａに、前記駆動軸４の下端部を嵌挿させ、中心軸部１
４と駆動軸４の下端部とに、図示しない連結ピンを直径
方向に貫通させることにより、羽根ユニット１１が駆動
軸４の下端部に同軸状に連結される。The central shaft portion 14 has a fitting insertion hole 14a on its axis.
Is formed downward from the upper surface. This fitting hole 1
The lower end portion of the drive shaft 4 is fitted into the 4a, and the central shaft portion 1
The blade unit 11 is coaxially connected to the lower end of the drive shaft 4 by piercing a connecting pin (not shown) between the drive shaft 4 and the lower end of the drive shaft 4.
【００２５】この連結状態において、図示のように、筒
体５は、その下端部が水中回転羽根１２の各羽根板１２
ａ…における切欠１２ｂ…内に差し込まれた状態とな
り、また、第２送風羽根１３は、筒体５内に下側から入
り込み、この筒体５の下端開口５ｂのやや上方の位置に
位置するようになっている。In this connected state, as shown in the figure, the lower end portion of the tubular body 5 is the blade plate 12 of the submerged rotary blade 12.
In the state of being inserted into the cutouts 12b ... In a, the second blower blades 13 are inserted into the tubular body 5 from the lower side and are located slightly above the lower end opening 5b of the tubular body 5. It has become.
【００２６】上記構成の気液混合装置の動作状態につい
て、次に説明する。The operating state of the gas-liquid mixing apparatus having the above structure will be described below.
【００２７】上記の気液混合装置は、例えば池水を浄化
する際等に、水が循環する水タンクに取付けて使用され
る。すなわち、図３に示すように、水タンク内の水面Ws
よりも上方の位置にベース板１が固定され、水中回転羽
根１２を水中に没入させて駆動モータ３が作動される。
これにより、駆動軸４が回転駆動され、この駆動軸４に
連結されている水中回転羽根１２が水中で一体的に回転
する。The gas-liquid mixing device is used by being attached to a water tank in which water circulates, for example, when purifying pond water. That is, as shown in FIG. 3, the water surface Ws in the water tank
The base plate 1 is fixed at a position higher than the above, the underwater rotary vane 12 is immersed in the water, and the drive motor 3 is operated.
As a result, the drive shaft 4 is rotationally driven, and the underwater rotary blades 12 connected to the drive shaft 4 integrally rotate in water.
【００２８】この水中回転羽根１２の回転に伴って、そ
の付近の水に渦流が生じ、各羽根板１２ａにおける回転
方向背面側に負圧が生じる。これにより、初期段階で筒
体５内の空間に上記水面Wsの高さ位置まで侵入していた
水は、筒体５の下端開口５ｂから吸い出され、その後、
図中矢印で示すように、ジョイントカバー２の空気取入
用窓２ａ・２ａ、とベース板１の丸穴１ａとを順次通し
て、空気が筒体５内に吸い込まれる。この空気が、筒体
５の下端開口５ｂから水中に放出され、羽根板１２ａ…
と渦流とにより剪断力を受けて、微細な泡となって水中
に混入される。Along with the rotation of the submersible rotary blade 12, a vortex flow is generated in the water in the vicinity thereof, and a negative pressure is generated on the back surface side of each blade plate 12a in the rotation direction. As a result, the water that has entered the space inside the tubular body 5 to the height position of the water surface Ws at the initial stage is sucked out from the lower end opening 5b of the tubular body 5, and then,
As indicated by an arrow in the figure, air is sucked into the cylindrical body 5 through the air intake windows 2a, 2a of the joint cover 2 and the round hole 1a of the base plate 1 in order. This air is discharged into the water through the lower end opening 5b of the cylindrical body 5, and the blades 12a ...
The eddy current causes a shearing force to form fine bubbles that are mixed in the water.
【００２９】このとき、上記実施例においては、筒体５
が羽根板１２ａ…における高さ方向寸法の中間位置近く
で開口している。したがって、この筒体５の下端開口５
ｂからの空気は、渦流における速度分布がより大きな領
域に放出される。このため、渦流からより大きな剪断力
を受け、この結果、極く微細な気泡となって水中に分散
され、浮上する。At this time, in the above embodiment, the cylindrical body 5
Open in the vicinity of the middle position of the dimension in the height direction of the vane plates 12a. Therefore, the lower end opening 5 of the cylindrical body 5
The air from b is discharged to a region where the velocity distribution in the vortex is larger. Therefore, a larger shearing force is applied from the vortex flow, and as a result, extremely fine bubbles are dispersed in water and float up.
【００３０】また、上記構成においては、下端開口５ｂ
から空気が放出される際に、さらに、筒体５の外周面に
沿って下方に流れる水流からも、剪断力を受けるように
なっている。すなわち、図１に示すように、各羽根板１
２ａ…の切欠１２ｂ…における垂直縁と、筒体５の外周
面との間には所定の間隙１２ｃ…が設定されているが、
水中回転羽根１２が例えば１７００ｒｐｍ程度で高速回
転する動作状態では、上記の間隙１２ｃが筒体５の全周
にわたって連続するような隙間が形成されるものとみな
される。そして、水中回転羽根１２の回転に伴って発生
する前述の負圧によって、上記の隙間を通して、上方の
水が筒体５に沿って下方に吸い込まれ、この水流が、下
端開口５ｂから放出される空気にさらに剪断力を与え
る。これにより、さらに微細化された気泡が水中に分散
されることになる。Further, in the above structure, the lower end opening 5b
Further, when air is discharged from the pipe, a shearing force is also received from the water flow flowing downward along the outer peripheral surface of the cylindrical body 5. That is, as shown in FIG.
Although a predetermined gap 12c is set between the vertical edge of the notch 12b of 2a ... And the outer peripheral surface of the cylindrical body 5,
In an operating state in which the submerged rotary blade 12 rotates at a high speed of, for example, about 1700 rpm, it is considered that a gap is formed so that the gap 12c is continuous over the entire circumference of the cylindrical body 5. Then, due to the above-mentioned negative pressure generated by the rotation of the submersible rotary blades 12, the upper water is sucked downward along the tubular body 5 through the above-mentioned gap, and this water flow is discharged from the lower end opening 5b. Provides more shear to the air. As a result, the further miniaturized bubbles are dispersed in the water.
【００３１】このように極く微細化され、全体の表面積
の大きな多数の気泡が水中を浮上することにより、泡沫
分離による水中汚濁物質の吸着がより速やかに行われ、
泡沫分離性能が向上する。As described above, a large number of air bubbles, which are extremely miniaturized and have a large total surface area, float in the water, so that the adsorption of the underwater pollutants by the foam separation is performed more quickly,
The foam separation performance is improved.
【００３２】さらに、上記実施例においては、筒体５内
を下方向に流れる空気は、駆動軸４に設けられている第
１送風羽根６および第２送風羽根１３によって、流れが
加速される。このため、空気流はより大きな動圧エネル
ギーを得て筒体５の下端開口５ｂから水中に放出され
る。特に、下端開口５ｂ直前の第２送風羽根１３によ
り、空気が水中に侵入するときの流速がより効果的に加
速されることとなる。したがって、このときの慣性力が
下端開口５ｂから深さ方向に空気を侵入させる力として
有効に作用する。これによっても、前記のように水中に
放出された空気は、羽根板１２ａ…における高さ方向寸
法の中間位置近く、すなわち、渦流における速度分布が
より大きな領域へと達することとなるので、渦流から大
きな剪断力を受け、より細かな気泡となって水中に分散
される。この結果、泡沫分離性能がさらに向上する。Further, in the above embodiment, the flow of the air flowing downward in the cylindrical body 5 is accelerated by the first blower blade 6 and the second blower blade 13 provided on the drive shaft 4. Therefore, the airflow obtains a larger dynamic pressure energy and is discharged into the water through the lower end opening 5b of the cylindrical body 5. In particular, the second blower blade 13 immediately in front of the lower end opening 5b will more effectively accelerate the flow velocity when air enters the water. Therefore, the inertial force at this time effectively acts as a force for intruding air from the lower end opening 5b in the depth direction. As a result, the air released into the water as described above reaches near the middle position of the dimension in the height direction of the vane plates 12a, that is, reaches a region where the velocity distribution in the vortex is larger. It is subjected to a large shearing force and becomes smaller bubbles that are dispersed in water. As a result, the foam separation performance is further improved.
【００３３】〔実施例２〕本発明の他の実施例につい
て、図４および図５に基づいて説明すれば以下の通りで
ある。なお、説明の便宜上、前記実施例の図面に示した
部材と同じ機能を有する部材には、同一番号を附して説
明を省略する。[Embodiment 2] Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. For convenience of explanation, members having the same functions as the members shown in the drawings of the above-described embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００３４】本実施例の気液混合装置は、図４（ａ）に
示すように、羽根ユニット１１における水中回転羽根１
２が、前記実施例とは異なる形状となっている。すなわ
ち、４枚の羽根板１２ａ…の上部には、これらを相互に
連結する環状の上部連結板２１が設けられている。ま
た、羽根板１２ａ…の各下端と中心軸部１４の下端面と
を下側から覆って、これらを相互に連結する下部連結板
２２が設けられている。In the gas-liquid mixing apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 4A, the submersible rotary vane 1 in the vane unit 11 is used.
2 has a shape different from that of the above-mentioned embodiment. That is, the upper part of the four blade plates 12a ... Is provided with an annular upper connecting plate 21 that connects these to each other. Further, a lower connecting plate 22 is provided which covers the lower ends of the vane plates 12a and the lower end surface of the central shaft portion 14 from the lower side and connects these to each other.
【００３５】さらに、羽根板１２ａ…の中心側上方に、
上部連結板２１の内周縁から垂下する円筒壁２３が設け
られ、この円筒壁２３の外周面に、各羽根板１２ａ…の
切欠１２ｂ…における垂直縁の部分がそれぞれ連結され
ている。Further, above the center side of the vane plates 12a ...
A cylindrical wall 23 is provided so as to hang down from the inner peripheral edge of the upper connecting plate 21, and the outer peripheral surface of the cylindrical wall 23 is connected to the vertical edges of the cutouts 12b of the blade plates 12a.
【００３６】上記構成の羽根ユニット１１が、図４
（ｂ）に示すように、筒体５の下端から挿入されて、内
部で、前記実施例同様に駆動軸４に連結されている。こ
の連結状態において、上記の円筒壁２３は筒体５と同心
状に位置し、これにより、これら円筒壁２３と筒体５と
の間に、所定間隙の環状流路２４が、上部連結板２１の
上面から円筒壁２３の下端開口まで、上下に貫通するよ
うに形成される。The blade unit 11 having the above structure is shown in FIG.
As shown in (b), it is inserted from the lower end of the tubular body 5 and is internally connected to the drive shaft 4 as in the above-described embodiment. In this connected state, the cylindrical wall 23 is located concentrically with the cylindrical body 5, so that an annular flow path 24 having a predetermined gap is formed between the cylindrical wall 23 and the cylindrical body 5 in the upper connecting plate 21. From the upper surface to the lower end opening of the cylindrical wall 23 so as to penetrate vertically.
【００３７】上記構成の気液混合装置を作動すると、図
５に示すように、前記実施例同様、駆動軸４と一体的に
水中回転羽根１２が水中で高速回転し、この回転に伴っ
て生じる水中の負圧により、空気が筒体５内に上方から
吸い込まれ、この空気が、図中実線矢印で示すように、
筒体５の下端開口５ｂから水中に放出される。When the gas-liquid mixing device having the above-described structure is operated, as shown in FIG. 5, the submersible rotary blades 12 integrally rotate with the drive shaft 4 at high speed in water, as shown in FIG. Due to the negative pressure in the water, air is sucked into the tubular body 5 from above, and this air is, as shown by the solid line arrow in the figure,
It is discharged into the water through the lower end opening 5b of the cylindrical body 5.
【００３８】そして、このとき、前記実施例同様に、筒
体５の外周面に沿って下方に流れる水流が、図中破線矢
印で示すように生じるが、筒体５の外側に円筒壁２３が
この水流を下方向に案内するように設けられていること
から、この水流は、筒体５の下端開口５ｂからの空気の
放出箇所まで、確実に導かれる。これにより、この水流
による空気の剪断力が、前記実施例に比べてより顕著に
作用し、この結果、さらに微細化された気泡が水中に分
散されるものとなる。At this time, similarly to the above-described embodiment, the water flow flowing downward along the outer peripheral surface of the cylindrical body 5 is generated as shown by the broken line arrow in the figure, but the cylindrical wall 23 is formed outside the cylindrical body 5. Since the water flow is provided so as to be guided in the downward direction, the water flow is reliably guided to the air discharge position from the lower end opening 5b of the tubular body 5. As a result, the shearing force of the air due to this water flow acts more remarkably than in the above-mentioned embodiment, and as a result, the finer bubbles are dispersed in the water.
【００３９】また、上記実施例においては、水中回転羽
根１２における各羽根板１２ａ…の上下端、及び切欠１
２ｂ…の垂直縁の各部で、上部連結板２１・下部連結板
２２・円筒壁２３によって相互に連結されていることか
ら、全体の強度が大きなものとなっている。これによ
り、水中回転羽根１２の回転速度をより大きくすること
ができる。したがって、これによっても気泡の微細化が
促進され、この結果、泡沫分離性能がより向上する。Further, in the above-mentioned embodiment, the upper and lower ends of each blade plate 12a of the underwater rotary blade 12 and the cutout 1 are formed.
Since the upper connecting plate 21, the lower connecting plate 22 and the cylindrical wall 23 are connected to each other at each part of the vertical edges of 2b ..., the overall strength is high. Thereby, the rotation speed of the submersible rotary blade 12 can be further increased. Therefore, this also promotes the miniaturization of bubbles, and as a result, the foam separation performance is further improved.
【００４０】なお、上記各実施例の装置は、泡沫分離に
より水中汚濁物質を除去するために使用される場合に限
定されるものではなく、その他、任意の液中にガスを微
細気泡として吹き込んでガスを液中に溶かし込む場合
や、液体成分に化学変化を生じさせてその性質を改変さ
せる場合等、種々の使用が可能である。The apparatus of each of the above embodiments is not limited to the case of being used for removing contaminants in water by foam separation, but other than that, a gas may be blown into any liquid as fine bubbles. It can be used in various ways, such as when a gas is dissolved in a liquid or when a chemical change is caused in a liquid component to modify its properties.
【００４１】また、上記各実施例は本発明を限定するも
のではなく、本発明の範囲で種々の変更が可能であっ
て、例えば上記各実施例においては、水中回転羽根１２
や第１・第２送風羽根６・１３は、それぞれ４枚の羽根
板を、例えば図２や図５に水中回転羽根１２について例
示しているように、駆動軸４の軸心に対してやや傾けて
略十字状に取付けた構成としたが、例えば羽根板の枚数
や傾き具合等は適度に変更して構成することが可能であ
る。The above embodiments are not intended to limit the present invention, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above embodiments, the underwater rotary blade 12 is used.
The first and second blower blades 6 and 13 each have four blade plates, which are slightly different from the axis of the drive shaft 4 as illustrated for the underwater rotary blade 12 in FIGS. Although the configuration is such that the blades are tilted and attached in a substantially cross shape, the number of blades, the degree of tilt, and the like can be appropriately changed.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
気液混合装置は、回転駆動される駆動軸と、この駆動軸
の下端側外周に固定される複数の羽根板から成る回転羽
根と、上記駆動軸の外側を覆う筒体とを備える気液混合
装置であって、上記筒体が、羽根板の上部中央側を切欠
いて、この切欠部内まで延びる形状で形成されている構
成である。As described above, the gas-liquid mixing apparatus according to the first aspect of the present invention comprises a rotary drive shaft and a plurality of blade plates fixed to the outer periphery of the lower end side of the drive shaft. 1. A gas-liquid mixing device comprising blades and a tubular body covering the outside of the drive shaft, wherein the tubular body is formed by notching the upper center side of the vane plate and extending into the notch. Is.
【００４３】それゆえ、筒体の下端開口から液中に放出
されたガスは、渦流における速度分布がより大きな領域
に混入されることとなって、渦流からより大きな剪断力
を受け、極く微細な気泡となって液中に分散される。こ
の結果、例えば泡沫分離による液中汚濁物質の吸着等が
より速やかに行われ、泡沫分離性能等を向上することが
できるという効果を奏する。Therefore, the gas discharged into the liquid from the lower end opening of the cylindrical body is mixed into a region where the velocity distribution in the vortex flow is larger, and is subjected to a larger shearing force from the vortex flow, so that it is extremely fine. The bubbles are dispersed in the liquid. As a result, for example, the adsorption of contaminants in the liquid due to the foam separation is performed more quickly, and the foam separation performance and the like can be improved.
【００４４】請求項２記載の気液混合装置は、上記駆動
軸の外周に、筒体の下端開口の近傍の位置に、駆動軸の
外周と筒体との間の空間を通って下方に流れる気体をそ
の流れ方向に加速させるための補助羽根が設けられてい
る構成である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas-liquid mixing device, which flows downward on the outer circumference of the drive shaft, at a position near the lower end opening of the cylinder, and through a space between the outer circumference of the drive shaft and the cylinder. This is a configuration in which auxiliary blades are provided for accelerating the gas in the flow direction.
【００４５】それゆえ、ガス流はより大きな動圧エネル
ギーを得て筒体の下端開口から水中に吹き出されること
となり、このときの慣性力が筒体の下端開口から深さ方
向に侵入させる力として作用するので、これによって
も、液中に放出されたガスは、羽根板の回転によって生
じる渦流における速度分布がより大きな領域へと達する
こととなる。この結果、渦流から大きな剪断力を受け、
より細かな気泡となって液中に分散されるので、泡沫分
離性能等をさらに向上させることができるという効果を
奏する。Therefore, the gas flow obtains larger dynamic pressure energy and is blown out into the water from the lower end opening of the cylindrical body, and the inertial force at this time is a force to intrude in the depth direction from the lower end opening of the cylindrical body. As a result, the gas released into the liquid also reaches a region where the velocity distribution in the vortex generated by the rotation of the vane plate is larger. As a result, it receives a large shear force from the vortex,
Since finer bubbles are dispersed in the liquid, it is possible to further improve the foam separation performance and the like.
【００４６】請求項３記載の気液混合装置は、各羽根板
における切欠部内に、上記筒体を外側から囲う円筒壁
が、この円筒壁と筒体との間に所定間隙の環状流路を上
記筒体の軸方向に沿って形成すべく設けられている構成
である。In the gas-liquid mixing device according to a third aspect of the present invention, a cylindrical wall that surrounds the cylinder from the outside is provided in the notch of each blade, and an annular flow path having a predetermined gap is provided between the cylinder wall and the cylinder. The structure is provided so as to be formed along the axial direction of the cylindrical body.
【００４７】それゆえ、筒体内を通してガスが液中に放
出される箇所に、筒体と円筒壁との間の環状流路を通し
て上方の液体が流れ込む。これにより、この液体流が、
液中に放出されるガスに剪断力をさらに与えることにな
るので、より微細化された気泡としてガスの液中への分
散が生じ、この結果、例えば泡沫分離性能等をさらに向
上することができるという効果を奏する。Therefore, the upper liquid flows into the location where the gas is discharged into the liquid through the cylindrical body, through the annular flow path between the cylindrical body and the cylindrical wall. This makes this liquid flow
Since the gas released into the liquid is further subjected to shearing force, the gas is dispersed in the liquid as finer bubbles, and as a result, for example, the foam separation performance can be further improved. Has the effect.
【図１】本発明の一実施例における気液混合装置の要部
を示す一部切欠断面図である。FIG. 1 is a partially cutaway sectional view showing a main part of a gas-liquid mixing device according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記気液混合装置の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the gas-liquid mixing device.
【図３】上記気液混合装置の全体構成を示す一部切欠断
面図である。FIG. 3 is a partially cutaway sectional view showing an overall configuration of the gas-liquid mixing device.
【図４】本発明の他の実施例での気液混合装置における
羽根ユニットを示すものであって、同図（ａ）は一部を
切欠いて示す斜視図、同図（ｂ）はこの羽根ユニットの
筒体への連結状態を示す要部斜視図である。4A and 4B are views showing a blade unit in a gas-liquid mixing device according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a partially cutaway perspective view, and FIG. It is a principal part perspective view which shows the connection state to the cylinder of a unit.
【図５】図４に示す羽根ユニットの水中動作状態を説明
するための説明図である。5 is an explanatory diagram for explaining an underwater operation state of the blade unit shown in FIG.
【図６】従来の水浄化装置の構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional water purification device.
【図７】従来の気液混合装置の要部を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of a conventional gas-liquid mixing device.
３ 駆動モータ ４ 駆動軸 ５ 筒体 ５ｂ 下端開口 １１ 羽根ユニット １２ 水中回転羽根 １２ａ 羽根板 １２ｂ 切欠 １３ 第２送風羽根（補助羽根） ２３ 円筒壁 ２４ 環状流路 3 Drive Motor 4 Drive Shaft 5 Cylindrical Body 5b Lower End Opening 11 Blade Unit 12 Submersible Rotating Blade 12a Blade Plate 12b Notch 13 Second Blower Blade (Auxiliary Blade) 23 Cylindrical Wall 24 Annular Flow Path
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 晃二 兵庫県小野市片山町1111番20 バイオケム 工業株式会社内 (72)発明者 戸田 茂 兵庫県小野市片山町1111番20 バイオケム 工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Kuroda 11-11-20 Katayama-machi, Ono-shi, Hyogo Prefecture Biochem Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Toda 1111-20 Katayama-machi, Ono-shi, Hyogo Prefecture Biochem Industrial Co., Ltd.
Claims (3)
端側外周に固定される複数の羽根板から成る回転羽根
と、上記駆動軸の外側を覆う筒体とを備える気液混合装
置であって、 上記筒体が、羽根板の上部中央側を切欠いて、この切欠
部内まで延びる形状で形成されていることを特徴とする
気液混合装置。1. A gas-liquid mixing apparatus comprising: a drive shaft that is rotationally driven; a rotary blade including a plurality of blade plates fixed to an outer periphery of a lower end side of the drive shaft; and a cylindrical body that covers the outside of the drive shaft. The gas-liquid mixing device is characterized in that the cylindrical body is formed by cutting out a central portion of an upper portion of the blade plate and extending into the cutout portion.
近傍の位置に、駆動軸の外周と筒体との間の空間を通っ
て下方に流れる気体をその流れ方向に加速させるための
補助羽根が設けられていることを特徴とする請求項１記
載の気液混合装置。2. A gas flowing downward through a space between the outer circumference of the drive shaft and the cylinder is accelerated in the flow direction on the outer circumference of the drive shaft at a position near the lower end opening of the cylinder. The gas-liquid mixing device according to claim 1, further comprising: auxiliary blades.
外側から囲う円筒壁が、この円筒壁と筒体との間に所定
間隙の環状流路を上記筒体の軸方向に沿って形成すべく
設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の
気液混合装置。3. A cylindrical wall enclosing the cylinder from the outside in a notch in each vane, and an annular flow path having a predetermined gap between the cylinder wall and the cylinder along the axial direction of the cylinder. The gas-liquid mixing device according to claim 1 or 2, wherein the gas-liquid mixing device is provided to be formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05329330A JP3103823B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Gas-liquid mixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05329330A JP3103823B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Gas-liquid mixing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185282A true JPH07185282A (en) | 1995-07-25 |
| JP3103823B2 JP3103823B2 (en) | 2000-10-30 |
Family
ID=18220253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05329330A Expired - Fee Related JP3103823B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Gas-liquid mixing device |
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|---|---|
| JP (1) | JP3103823B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000107789A (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-18 | L'air Liquide | Apparatus for stirring liquid in reactor and injecting gas into this liquid |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP05329330A patent/JP3103823B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2000107789A (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-18 | L'air Liquide | Apparatus for stirring liquid in reactor and injecting gas into this liquid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3103823B2 (en) | 2000-10-30 |
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