JPH01500019A - 液体にガスを導入する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体にガスを導入する方法及び装置 本発明は、主として水平方向に回転する軸を有する回転櫂組立体を備え、液中に 入る容器を用いてガスを液中に導入する方法及びその装置に関し、その櫂は液の 上方に存在するガスから液中にガスを導入するようになっている。

ＥＰ−Ｂ　ＯＯＯ５５５３によシこの目的に適合する装置は公知であるが、その 装置ではスポークで回転軸に連結されているスコップが、上方に開口し、そこか ら液体が入るようになっている部分的に円筒をなす容器の内壁に沿って動き、そ の軌道の１部が液体上のガス空間を通る。この軌道の上部で液体がスコップから ガスを通って流れ、それによってガスを吸収し更にガスはスコップで液中にすく ｈ込まれ、軌道の低い部分でガスの泡となって逃げる。この泡は前記スコップの 後方部分に至るので液表面へガスが直接逃げることは阻止される。ガスの液の方 向への移動はむしろ遅い、というのは集められた泡は容易に合体し大きなガスク ッションを形成し、液との接触領域が小さくなるからである。このような装置で はガスのとシ込みは比較的少ない。

本発明は、液体にガスを可成シとシ込むことのできる方法と装置を提供すること を目的にしている。

この目的１１：達成するために本発明による方法では容器が部分的に液で充たさ れ、櫂は液体が回転するように上方に押し遣られるような速度で駆動され、その 復液が下方にこぼれて水力ジャンプを形成して液のひっくシ返った部分がこのジ ャンプ中に散乱して落下し、これによってガスを液中にとシ込む。

この水カシヤングによって動くスコツｆがガスを液中にとシ込む。ガスの泡の密 度が高い程液中にガスが多く残る。ガスの泡は水力ジャンプによシ液中に残るが 、これが液に対して大きな刺激をもたらす。

これによって液とガスとの間に広い境界面をもたらす。

水を叩いて空気を入れる実験によると、５０００ｍｇ／ｌ、５以上の散索をとシ 込むことができるが、従来の装置ではそれ以上が可能となる。これによると約２ ．５ゆ／　ｋＷｈの醒素をとシ込む効率が得られる。

ガスを液体にとシ込むとともにこの方法は液中の揮発成分を除くのにも使われる が、その場合気をっけなければならないことは、液から逃げるガスが除去される 揮発成分とともに、ガス供給とは別々に排出されるということである。

望むらくは、液へのガスのとり込みは圧力をかけて行うことによシ改善される。

本発明はこの方法全実施する装置全提供するものであシ、液体の供給と放出を伴 う容器と、この容器の水平軸に沿って設けられ、液上であって前記容器内のガス からガスを液中にとシ込むようにした曜車とを有し、その特徴とするところは、 曜車の櫂の４が、操作速度で曜車を駆動したとき液体を、櫂が上昇する第１の四 分日中の最も高い点まで液体を押し上げるのに充分なようになっておシ、１万次 の四分円で乱れ落ちる液体の外層は前記ｑｕａｄｒａｎｔ巾を下降する櫂の輪に 入ることはない。

特に、この装置の壁は少なくとも前記第１のｑｕａｄｒａｎｔで実質的に曜車の 軸と同軸であシ、櫂の外端部からほんの少しだけ離れたところに位置している。

このように液体は櫂によって最も高い点に駆動され最適効果が得られる。最適の 操作としてはガス空間は水を押し上げた後の櫂の輪の内側に残っていることであ り、このことによって櫂の幅が決まる。

他方において櫂の幅は液体の押し上げの面及び泡導入の面から出来るだけ大きい 方が良い。

ＮＬ−Ａ　６５０８４３４で通気装置はそのままで知られる、つまシ、長手軸方 向に配された櫂組立体の回転軸を有する円筒容器からなり、その櫂組立体は液体 をとシ込み、液体は完全に容器を充たし、回転して、前記軸を介してら旋形状の 泡の路をなして導入される泡は、静止した水の中に垂直な泡の路をなす場合に比 較して増加される。この公知の装置は本発明の装置よシ複雑である。すなわち、 その理由はガスを圧力下で中空軸に供給するための付加装置を要するからである 。

特に本発明による装置の容器においては、少なくも櫂の動きの第２の四分円では 、泡導入を高める水力ジャンプを出来るだけ小さく保つために、櫂の軌道に接近 して配したバッフル又は壁を備えている。

少なくとも櫂の一部の間には邪魔板又は孔あき板が設けられそれによって引摺ら れるガス泡の寸法を細かにする効果を得ている。

更にこの容器の上側が円筒形であって、そこには１つ又はそれ以上のガス供給孔 が明いていて、櫂の第２四分円のときに通じ合うようになっている。

本発明による装置が揮発性分を液体から除去することも目指すならば、容器には ガス供給口とは別にガス排出口も設けねばならない。

本発明は図面を参照して以下に更に詳細に説明される。

第１図は休止状態にある本発明の装置の模式断面図、 第２図は活動状態の第１図に相当する断面図、第３図は他の実施例による第２図 に相当する断面図、 第４図は本発明による１装置の側面図である。

図面に示された装置は、その内部に回転軸３の回シに配された櫂で構成される曜 車を有する円筒容器からなシ、その回転軸３は容器１の長手軸に溢って伸びてい る。実施例において櫂２にはＬ字形部分があシ図示しないアーム又は円板によっ て軸３に連結されている。第１図に示す休止状態では容器１は部分的に液体４で 充たされておシ、液体の上方にガス空間５が１つ又はそれ以上のガス供給孔と連 通している。若し液体４が通常の圧力下で通気されるものならば、孔６は大気と 連通ずる。

第２図に示すように軸３が矢印７の方向に回転するならば、液体４は充分な回転 速度で上方の８方向へ追随し押し上げられる。液体の重量によシ液体は押し上げ られた後、下方へ落下するがその際容器１の側壁にまで至る所謂水力ジャンプ９ を形成する。

液体はそこでかき回され空間５からのガスと混ぜ合せられ、櫂２は領域９で再び 液体中に入り、矢印１０で示すように領域９から液体中にガスの泡を導入する。

ガスの泡は液の渦流に伴って再び領域９へ向けて矢印１１のように逃げるがその 逃げるガスの泡が領域９で液体を激しく刺激する。

ガスの混合によシ領域９のレベルは第１図に示す静止条件下の液体のレベルとほ ぼ同じである。ガス空間の容積は、上方へ押し上げられた液８と泡の形で液中に とり込まれたガスの量とで可成シ減少する。

曜車の静止状態でのガス空間５が大きい程、液の押し上げられた部分８及び液４ 中に導入されるガスの泡の量が多くなる。しかしながら、ガス空間が増加するこ とは液体の量も減少することになるので、ガスと液体との最適な接触面が得られ る液面レベルがある。ガスの泡を沢山導入することは液量を減らして得られるも のではない。

櫂２は軸３の方向に、液が充分に押し上げられ充分なガスの泡が導入されるよう な距離だけ伸びている。この幅は、最適な作動のためにはガス空間が櫂２のリン グ内に存在すべきという要求によって限定される。速度が早すぎたり櫂の偏が大 きすぎたシすると、ガス空間が櫂の間にのみあるときに、ガスの泡の導入が減少 する。

液に追随するガスの泡の寸法を小さくするために、第３図に模式的に示したよう に孔明き板１２を多数櫂の間に設けることができる。

ガス泡の寸法を小さくすることによってガスと液体の接憩面を大きくすることが できるが、そうすると領域９もまた逃げるガスのためかき回しか弱くなる。もし ガスの泡が小さすぎると、小さい泡の滞留時間が長くなシすぎる。こういう現象 は装置の使い方によって決まる。

第３図は断面長方形をなした他の容器の実施例を示す。その側壁１３又は対応す る付謔バッフルが櫂２の軌道近くに領域９を形成し、屈曲したバッフル１４が液 体を最も高い位置８へ押し上げる。

第４図にみられるように、容器１は通気のために、エア供給を分配するために別 々の複数の供給孔を備えることができる。

モータ１５は適当な減速手段を用いて軸３を駆動する。

図示しない連結手段が処理すべき液体を供給し放出するが、その供給と放出は連 続流にしたければ連続的に行われる。液のレベルを維持するために、オーバーフ ローバッフル又は他のレベル制御手段が使われる。

そのような装置は水への通気例えば水の化学的酸素要求（ＣＯＤ　）を減少せし めるための装置に使用できる。酸素をガ、ス空間に空気の代シに入れると酸素量 を４〜５倍に増やすことができる。

他方の装置は液体から揮発性成分を除去できるが、この場合は勿論、ガス供給孔 ６はさておきそれとは別に設けた放出孔もまた揮発性成分を放出するために必要 となる。

もし液体へのガス導入をもつと増加させるためには、ガス空間５に圧力をかける ことができる。

この装置を使っての実験で、径１ｍの容器１を使っての水道の水への酸素導入は ｓ　ｏｏ　Ｏｒｎｇ／ｌ、ｈで酸素導入効率は２．５　ｋｇ／　ｋＷｈであった 。これは従来の装置でより可成り改善されている。

ガス導入は更に容器ｌの長さに直接比例し、構造の面、設けられている空間など によってのみ限定される。複数の容器を１列に又は並列に配することもできる。

このような装置は低圧の遠心ポンプと考えることができる。上方に押し上げられ た液体の振舞は波頭の崩れに比較でき、その芯部は下方に突進し水力ジャンプの 原因となりかぶさってくる部分がジャンプの中に崩れ込み、ガスを液体の中にと シ込む。

この装置は例えば大きな水たらいに通気するのに適しておシ、容器１は水に浸け て望みの水位にし、取水口を容器ｌの１端の軸３の近くに、出口を容器の他端の 周縁部の近くに設けることによって循環流全発生させることができる。

通常の圧力下で通気する場合には容器ｌは大気と自由に連通ずる１つの連続孔６ を備えることができる。

水力ジャンプ領域９を画定するには２つの曜車２を１つの容器に並べて配列する ことによっても得ることができ、この車は対向して駆動されて隣り合ったジャン プ領域を形成し、互いに横方向を限定する。

バッフル１３は省かれるが、各曜車２に対しては屈曲したバッフル１４を使うの がよい。

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Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．主として水平方向に回転する軸を有する櫂組立体を備え、前記櫂が液体上の 空間から液体の中へガスを導入するようになっている液体に浸った容器を用いて 液体の中へガスを導入する方法であって、前記容器（１）が部分的に液で充たさ れ、櫂（２）は液体が回転するように上方（８）に押し上げられ、その後液体の かぶさった部分がジャンプ（９）の中ヘ落下してガスを液体の中ヘ導入するよう な速度で駆動されることを特徴とするガスを液体ヘ導入する方法。
2. ２．液体から揮発性成分を除去するために使用され、液体から逃げるガスがガス 供給口からは別に放出されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．前記ガスが加圧されて供給されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第 ２項記載の方法。
4. ４．液体供給口及び放出口を備えた容器と、前記容器の水平軸に沿って設けられ た櫂車とを有し、液体面上に位置するガス空間からガスを前記液体に導入するよ うになっている請求の範囲第１乃至３項記載の方法を実施する装置であって、櫂 車の櫂（２）の幅が、作動速度で櫂車を駆動するときに、液体（４）を櫂（２） が最高度に向って上方に動いている第１の四半円に押し上げるのに充分ではある が他方次の四分円を降下する液体の層が後者の四分円を下方に動く櫂（２）のリ ングには入り込めないように形成されていることを特徴とする装置。
5. ５．容器（１）の壁（１４）が少なくとも第１の四分円で実質的に櫂車（２，３ ）の軸（３）と同軸であることを特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。
6. ６．前記第１四分円に続く櫂の次の四分円の少なくとも端部に容器（１）が櫂の 軌道に対して僅かな距離でパッフル又は壁（１３）を備えていることを特徴とす る請求の範囲第４項又は５項記載の装置。
7. ７．櫂（２）と軸（３）との間に邪魔板又は孔明き板（１２）が設けられている ことを特徴とする請求の範囲第４乃至６項のうちいずれかに記載された装置。
8. ８．容器の少なくとも上側が円筒形であり、そこには櫂（２）の軌道の前記第２ 四分円と連通する１個又はそれ以上のガス供給口を備えたことを特徴とする請求 の範囲第４乃至７項の１つに記載した装置。
9. ９．液体から揮発性成分を除去すべく、ガス供給口（６）とは別に設けられたガ ス放出口を備えたことを特徴とする請求の範囲第４項乃至８項のいずれか１つに 記載した装置。
10. １０．対向方向に回転する２つの櫂車を容器１内に並列に備えその水力ジャンプ 領域（９）が隣接するようになっていることを特徴とする請求の範囲第４項乃至 ９項のいずれか１つに記載の装置。