JPH04501976A - 混合装置 - 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】 混合装置 技術分野 本発明は、例えば液体のガス化のために２つの流体を混合すべ（された型の混合 装置に関するものである。

従来技術 吸入器および通風器はよく知られている。吸入器の通常の形式は幾つかの形状の ベンチュリの限定を通って流れる液体の静圧の減少に基礎を置いている。圧力は 導管の首部において最低である。通常のベンチュリ導管は内方に屈曲した形状で ある。導管は通常その軸線のまわりに対称である。

イギリス特許第１３６５１８４号は微生物培養液中で回転しかつ運ばれた空気に よる圧力下で液体の流れを作るようになされた、２つの正接して取り付けられた 排出ノズルからなる排出装置を開示する。

アメリカ合衆国特許第４２９７２１４号は中空軸および該中空軸の底部近傍の、 ガス出口および羽根車からなる通気装置を開示している。通気時、液体はガス出 口および羽根車を通って循環される。２００ないし４５０ｍ／ｍｉｎの正接速度 が開示されている。

イギリス特許第２０４３４７５号は中空軸および正接リブおよび通気時管の結果 として形成される「液体遊離区域」による、ガスを吸い込むようにされた半径方 向管を有する羽根車を開示している。データが付与されるが、通気流量について ではない。

ヨーロッパ特許第０１５５７０１号は半径方向溝を有する、中空軸に取り付けら れたロータを開示している。

軸が液体中で回転されるとき、ガス流は溝内にかつ微細な泡として液体中に流れ る。ガスの明確に定めた供給が、例えば３０１空気／ｍｉｎの量でかつ１１００ ０ｒｐの回転速度で要求される。

明確に定めたガス入力を要求する他の攪拌装置がイギリス特許第８３２５２６号 およびイギリス特許第２０５９７８８号に開示されている。プリズムの面の軸方 向先端で放出するほぼ半径方向通路を有するプリズム形状のロータからなる攪拌 装置がイギリス特許第７４５４５７号に記載されている。

本発明による装置は内部通路を含みかつ細長い部材、およびこの細長い部材に取 り付けられた、その軸線が細長い部材にほぼ正接しかつ導管の首部が内部通路と 連通ずる開口を有する各々収束−発散導管を有する１またはそれ以上のベンチュ リ部材からなる。

ベンチュリ部材が細長い部材または軸のまわりに回転されるとき、半径方向通路 の他端での圧力は軸の通路の圧力より低い。かくして流体が混合されることがで きる。とくに、かつ以下に記載されるように、廃水のごとき流体をガス化する方 法はベンチュリ部材を流体内で回転しかつガスを軸を通ってかつ流体と接触して 引き出すことからなる。空気または他のガスは、ポンプまたは流体と接触する他 の可動部を必要とすることなく、単に通気により流体に引き出される。

本発明は、それらの端部間の収縮により、開放端付きベンチュリ部材の、水、汚 水または他の液体への浸漬に基礎を置いている。収縮された首部区域は大気、空 気容量または液体を介しての他のガス容量への直接接続を有する圧力分岐管を備 えている。ベンチュリ部材は回転軸への取り付けにより液体によって動くように 強制される。軸の回転速度は空気または他のガスが圧力分岐管を通って液体に吸 い込まれかつ混合されるように調整される。この方法において液体を通気または ガス化する能力のあるベンチュリ部材は固体を含存する液体を解離しかつ混合す るためのナイフェツジ、羽根車ブレード等を含んでいるより複雑な装置の１部を 形成することができる。

ロータは該ロータと回転しかつそれによりり液体のガス化の有効性を減じるよう な液体の傾向を打ち消すためにステータまたは反回転機構に整合されることがで きる。

上記で要約された発明および独立してまたは関連して使用されることができる幾 つかの関連の態様が添付図面に関連して例として以下に説明される。

図面の簡単な説明 第１図は本発明を具体化するガス化装置を示す部分切り欠き斜視図、 第２図は本発明を具体化するガス化装置を示す断面図第３図は第２図の装置に使 用されるガス化装置の、第２図の線Ａ−Ａに沿う断面図、 第４図は本発明の選択的な実施例を示す概略図、および 第５図は本発明のガス化／濾過装置を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は半径方向アーム５，６の半径方向通路３，４に関連して軸方向通路２を 有する細長い軸１からなる表示装置のスケッチである。各アームはそれぞれ半径 方向通路か開口する内部収縮（例えば２ｃｍ下に）を有するベンチュリ部材７（ 例えば１０ｘ４ｘ４ｃｍ）を支持する。これは部材７の一方の部分断面図に示さ れる。

軸１の頂部か空気に開放されながらの、液体中ての回転時、収縮部の圧力減少か 、半径方向管を通ってかつ液体中に、軸の下に空気を引き入れる。

第２図および第３図はその各々にベンチュリ部材１３か取り付けられる半径方向 アーム１１．１２を有する細長い中空軸１０からなるガス化装置を示す。ベンチ ュリ部材１３は、収束−発散導管か反対の内方に屈曲する壁１４および外方に屈 曲する壁１５によって画成されるために、慣例にどられれない。内方に屈曲する 壁１４の曲率は、必要な収縮または首部区域を設けるために、外方に屈曲する壁 １５の曲率より大きい。内方に屈曲する壁Ｉ４は首部区域に複数の開口を含み、 それによりベンチュリ導管の低圧首部が、中空半径方向アーム１１．１２を経て 、中空軸ＩＯおよびかくして軸１０の上方開放端で大気と関連している。各ベン チュリ部材Ｉ３は、導管から内方に屈曲した壁Ｉ４の他側に、それぞれの半径方 向アームか開口する入口１７を有する室１８を含んでいる。開口１６は室１８と 導管との間に形成される。

第２図に示されるように、装置はタンク２０に取り付けられる。装置はジャーナ ル２２に取り付けられた支持部材２１を含んでいる。軸ｌＯはその上方端でタン ク２０の上方縁部に載っている３本のアームを存する部材２２内に支持され、１ 本のアーム２４か断面で示しである装置は該装置を回転するだめの手段を含んで いる。その上方端において、プーリ２５か軸１０に取り付けられ、プーリはベル ト２７を経てモータ２６によって駆動されている。

装置はさらに、複数の、例えば、３つの間隔を置いた部材３１によ・つてタンク ２０内に取り付けられる開放端付きの真っ直ぐな円筒管からなる。タンク２０お よび管３０はベンチュリ部材１３がその中で自由に回転する環状空間を画成する 。部材３１はガス化装置か回転されるときタンク内の液体の回転流れを打ち消す ためのステータとして作用する機能的な効果を有する。液体は弁３２を介してタ ンクから除去されることかできる。使用において、装置は第１図関連して上述さ れた原理と同一の原理で作動する。

第４図は中空半径方向アーム４１を介してベンチュリ部材４２（上述された部材 と同一の型からなることができる）に接続される細長い中空軸４０を示す。かか るベンチュリ部材は、対で、互いに対向して半径方向に通常取り付けられるけれ ども、第４図か、中空半径方向アー１．４３て、濾過装置４４を示すのは図示の ためである。

この濾過装置は、軸４０にてなくかつしたかつて大気にでなく、下方にかつ装置 か例えば第２図に符号２３で示される型の部材を含む手段によって取り付けられ るタンク４６から延びる延長軸４５に接続される。該軸４５は液体密封ベアリン グ４７に取り付けられかつ室４８にかつしたかって油圧脚部４９を介して出口に 通るような装置４４によって濾過される液体の通過を許容する。弁５０、例えは タンク４６への液体の入力を制御するポール−コック弁かタンク内の液体のレベ ルかつしたかって油圧脚部の高さを決定するのに使用されることかでき、ライン ４９は柔軟な材料から適宜形成される。　第４図はさらに脚部５２のタンク４Ｇ に取り付けられた開放端付き管５１を示す。第２図に示される装置と異なって、 第４図に示された装置は管内に取り付けられる。各場合に、しかしながら、装置 の回転は管を通ってのかつしたがってタンク中の液体の循環を生じる。

第５図は第４図に示された装置に使用されることがてきる型の装置を平面図で示 す。装置は対向対のベンチュリ部材４２および対向対の濾過部材４４からなる。

該部材の一方が詳細に示され、かつ円形断面の屈曲導管を画成する濾過材料から なる内壁５４を有する。この型の濾過部材はフィルタ材料を所望の導管の形状を 有する濾過部材のまわりに巻回し、接着により濾過材料を固定し、かつ導管内に フィルタを該フィルタの非導管側か装置の半径方向アームに接続されるかまたは 接続されることかできる入日と連通ずるように取り付ける。濾過作用はイギリス 特許第２１１４４６０号に記載された型の装置に観察された作用に匹敵すること かできる。

ロータおよびステータの適宜な設計を含んでいる本発明の装置はほとんど懸濁さ れた固体の破砕度を提供することができる。農場スラリおよびとくに家庭廃水は 問題がない。

液体の深さにおける良好な混合および／またはガス化のために、ベンチュリ部材 は共通軸に異なる深さでおよび／またはそれにより即座の処理を受ける液体の容 量を制限するシリンダ内に取り付けられることかできる。シリンダは大容量の液 体内に置かれ、そして液体の容量中の処理はシリンダを通る流体の流れの結果と して発生される。

通気効率はロータ誘起のせん断力による泡分別により著しく高められる。適宜な 排出管ハウジング内のロータの作動はより厚いスラリの強力な循環混合を生じる 。この型の装置の例は第２図および第４図に示される。

第２図に示される型のユニットは、田舎の汚染を減少しかつ農場作業条件を改善 するように、好気性、好熱性バクテリアにより農場スラリを処理するのに使用さ れることができる。ユニットは連続的な基準で２５頭の乳牛からのスラリを処理 するように寸法付けられる。発生されるスラリの量は、２５Ｘ６＝１５０ｋｇの 生物分解性の有機物質を含有する、２５Ｘ４０＝１０００１／ｄであるように考 慮される。スラリ中の潜在エネルギは１５０Ｘ４０００ｋｃａｌ／ｄ＝６．１０ ’　ｋｃａＩ／ｄと同様であるようにみなされる。これは６．１０’／８６０＝ ６９８ｋＷｈ／ｄまたは連続テホぼ３０ｋＷｔ：対応する。

第２図を参照して、スラリは幾つかの便利な方法において、通常トラクタによっ て、処理タンク２０に入れられる。タンクの処理領域は７ｍ”に対応する、保持 時間＝７ｄを存する。

処理タンク内で、大量の空気がまた小さな粒子で存在する固体を破砕する通風装 置によって連続して混合される。条件はかくして生物分解物質を二酸化炭素、水 および甘い臭いのスラッジに変換する。

処理タンク内のスラッジの容量は新しいスラリか付加される前に毎朝同一レベル にもたらされる。これは弁３２を開放しかつ乾燥床に処理済みスラッジを向ける ことによりなされる。大気への蒸発は処理タンク２０から熱交換器により伝達さ れた熱により促進されることができる。

乾燥床から除去されるとき、脱水されたスラッジは２０ないし３０％の固体を含 有するように期待されることができる。処理された固体の量は約５０ｋｇ／ｄで あるように期待される。取り扱われるべき脱水された処理済スラッジの量はそれ ゆえ２００ないし２５０ｋｇ／ｄであるように期待される。

したかって、本発明の装置は、耕作地用途のために容易に蓄えられかつ家庭菜園 等ようにより小さな分量で販売されることができる甘い臭いの最終製品を得るた めに、農場スラリの連続処理に使用されることができる。発生された熱の量か他 の方法では水として環境に解放されねばならないすべての水を蒸発させるのに十 分であると思う理由である。期待されるより少ない水が蒸発させられるならば、 非閉塞フィルタが通風装置構体に含まれることができる（第４図参照）。フィル タを通して抽出された水は多くの容器への直接放出のための条件に合った理解さ れることは、本発明が通常図示のごとく、すなわち、直立軸および実質上水平に 整列されたロータを使用して通常実施される。実際に、ベンチュリは、羽根車の 作用を高めるために、幾らか傾斜されることができるということである。

理解されることは、堅固な軸か１または複数のロータから上方におよび／または 下方に延在することかできるということである。

さらに、手段がガス用入口が堅固な軸から、または堅固な軸からロータの他側か ら除去される場合に設けられることができる。所望ならば、複数のベンチュリ部 材の各々は異なる供給源からガスを得ることとができ、それらが取り付けられる 軸は適切に設計される。

上述されたように、ステータは渦を巻くような液体の傾向を打ち消すために、設 けられることができる。所望ならば、同一の全般的な効果が反回転ガス化／濾過 装置を設けることにより達成されることができる。

図示ベンチュリ部材は２：１程度の開放端対首部比を有する。より高い比率が好 ましい。ベンチュリの［絞り１作用は装置の回転速度に整合されることかできか つまた半径方向アームの長さに依存する。

第２図および第３図に示された型のの特別なベンチュリ部材はその内壁か断面に おいて円形であるタンクまたは管内で回転するようになされる。所望の作用は回 転ベンチュリ部材がその壁に開口される場合に達成されることができ、その結果 管またはタンク自体がベンチュリ導管を部分的に画成する。

使用されることかできるさらに他の選択的なベンチュリ部材は、本発明によれば 、その首部区域が半径方向に延在する収束−発散導管および首部区域に沿って部 材の１つに形成される１またはより多くの開口を画成する２つの半径方向に延在 する部材からなる。それぞれの開口の大きさは回転中心からのそれらの距離にし たがって変化することができる。より一般的には、ベンチュリ部材は乱流を最小 にするために構成されることができる。これは首部区域へのガス流入量により発 生される圧力損失を補正するために導管の先端および後端開口を設計することを もたらす。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流体の混合、例えば液体のガス化に使用すべくなされた装置において、内部 通路を含みかつ細長い部材、およびこの細長い部材に取り付けられた、その軸線 が細長い部材にほぼ正接しかつ導管の首部が内部通路と連通する開口を有する各 々収束−発散導管を有する１またはそれ以上のベンチユリ部材からなることを特 徴とする装置。 ２．１対または複数対のベンチユリ部材からなり、各対の前記ベンチユリ部材が 互いに半径方向に対向して取り付けられことを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の装置。 ３．それぞれ内方および外方に屈曲された対向壁によつて画成される収束−発散 導管、および前記内方に屈曲された壁の、前記導管の首部区域の１またはより多 くの開口からなることを特徴とするベンチユリ部材。 ４．前記導管から内方に屈曲された壁の他側で、入口を有する室からなることを 特徴とする請求の範囲第３項に記載のベンチユリ部材。 ５．前記または各ベンチユリ部材が第３項または第４項に定義されたと同様であ る請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。 ６．流体の濾過に使用すべくなされた装置において、内部通路を含みかつ細長い 部材、およびこの細長い部材に取り付けられた、その軸線が細長い部材にほぼ正 接しかつ導管の首部が内部通路と連通する開口を有する各々収束−発散導管を有 する１またはそれ以上の濾過部材からなり、そして前記導管の少なくとも壁の部 分においてフイルタを含み、そして前記フイルタの非導管側が内部通路と連通し ていることを特徴とする装置。 ７．第１項、第２項および第３項および／または第６項のいずれか１項に記載の 混合および／または濾過装置が取り付けられるタンクまたは開放端付き管からな ることを特徴とする流体のガス化および／または濾過に使用すべくなされた装置 。 ８．前記混合装置がタンクに取り付けられ、該タンクが真っ直ぐな円筒形であり 、そして本装置が追加的に、前記タンク内に、各ベンチユリ部材が通適すること ができる断面において環状の空間を画成する円筒形部材からなることを特徴とす る第７項に記載の装置。９．追加的に、前記１または複数の装置がそのなかで回 転される液体の回転流れを打ち消すための１または複数のステータまたは他の手 段からなることを特徴とする請求の範囲第７項または第８項に記載の装置。 １０．追加的に、前記１または複数の装置を回転するための手段からなることを 特徴とする請求の範囲第７項ないし第９項のいずれか１項に記載の装置。 １１．液体中で、前記請求の範囲のいずれか１項に記載の装置を回転させること からなることを特徴とする液体のガス化および／または濾過方法。 １２．ガスが空気でありそして液体が汚水であることを特徴とする請求の範囲第 １１項に記載の方法。