JP7511232B2 - Gas-liquid mixing device - Google Patents
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Description
本発明は、微細気泡を液体中に撹拌させる気液撹拌装置に関する。 The present invention relates to a gas-liquid mixing device that mixes fine gas bubbles in a liquid.
水等の液体中に空気等から成る気体を効率よく撹拌混合させるために、液体中に微細な気泡を多数生成する撹拌混合装置(気液撹拌装置)が知られている(例えば特許文献1)。
この装置は、空気中に開口した上端開口部4を液面上に突出位置させて配置した直線円筒状の外殻体2と、この外殻体2の全長にわたり同軸心上に挿入組み付けされ、高速で回転駆動される直線円柱形状又は直線円筒形状の駆動体1とを有して構成されている。水中で外殻体2内の駆動体1を高速回転させると、渦流運動により水中に引き込まれた空気は、水と激しく攪拌されて細分化され、極めて細かい微細気泡に形成され、水と一緒に外殻体2の下端開口部5から下方に勢い良く放出される。駆動体1の高速回転動作により、微細気泡が撹拌混合した水が外殻体2の下端開口部5から外部に放出されると、外殻体2と駆動体1との間に形成された間隙7内の液面は低下することになるが、液面真下の外殻体2の筒壁3には窓孔6が開口されているので、間隙7内にはこの窓孔6を通して常に水が供給されるようになっている。
2. Description of the Related Art A stirring and mixing device (gas-liquid stirring device) that generates a large number of fine bubbles in a liquid in order to efficiently stir and mix a gas such as air in a liquid such as water is known (for example, Patent Document 1).
This device is configured with a straight cylindrical
しかしながら、特許文献1の記載の発明では、間隙7内の液面の位置は、外殻体2外の液面の位置に追従して変位する構成である。このため、水位が大きく変位し、例えば外殻体2外の液面の位置が窓孔6よりも低下する位置に変位した場合には、それに伴って間隙7内の液面の位置も低下するため、窓孔6から水が供給されなくなる。このため、下端開口部5から外部に放出される水量が不安定になるという問題がある。
However, in the invention described in
本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく、液面変位による影響を抑え、液体中に微細気泡が撹拌混合された気液を安定的に供給できるようにした気液撹拌装置を創出することを課題とする。 The present invention aims to solve the problems of the conventional technology described above by creating a gas-liquid mixing device that suppresses the effects of liquid level displacement and can stably supply gas-liquid in which fine bubbles are mixed and stirred into the liquid.
上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる手段は、
撹拌される液体中に一部が沈設される直線円筒形状の二重筒体と、外部から所定の気体を二重筒体の内部に供給する気体供給管と、二重筒体の内部に配置され、気体を高速でせん断して微細気泡を生成し、液体中に撹拌混合させる羽根部と、羽根部を高速回転させる駆動部と、撹拌混合された気液を前記液体中に放出する放出部と、を備えた気液撹拌装置であって、
二重筒体が、同心軸状に配置された内筒部と外筒部とを有して形成され、内筒部と外筒部との間に毛管現象を利用して前記液体を上昇させる隙間が形成されると共に、内筒部の所定の高さ位置に隙間と内筒部の内部とを径方向に連通し、上昇した前記液体を前記内筒部内に供給する窓孔が形成されていることを特徴とする、とい云うものである。
本発明の主たる手段では、液体の内筒部への供給が、内筒部と外筒部との間の隙間に起こる毛管現象を利用して行われるようにしたことから、常に一定の量の液体を安定的に内筒部に供給することを達成し得る。
Among the means for solving the above problems, the main means of the present invention is:
A gas-liquid mixing device comprising: a double cylinder body having a straight cylindrical shape, a part of which is submerged in a liquid to be stirred; a gas supply pipe for supplying a predetermined gas from the outside into the double cylinder body; a blade unit disposed inside the double cylinder body for shearing the gas at high speed to generate fine bubbles and stir and mix the gas into the liquid; a drive unit for rotating the blade unit at high speed; and a discharge unit for discharging the stirred and mixed gas-liquid into the liquid,
The double cylinder is formed having an inner cylinder portion and an outer cylinder portion arranged on a concentric axis, and a gap is formed between the inner cylinder portion and the outer cylinder portion to raise the liquid by utilizing capillary action , and a window hole is formed at a predetermined height position of the inner cylinder portion which radially connects the gap to the inside of the inner cylinder portion and supplies the raised liquid into the inner cylinder portion .
The main feature of the present invention is that the supply of liquid to the inner cylinder is achieved by utilizing the capillary phenomenon that occurs in the gap between the inner cylinder and the outer cylinder, thereby making it possible to consistently and stably supply a constant amount of liquid to the inner cylinder.
また本発明の他の手段は、上記主たる手段に、外筒部の下端と放出部との間に吸水口が形成されている、との手段を加えたものである。
上記手段では、吸水口を、ファインバブル発生部を構成する直線円筒形状からなる二重筒体20Aの下端の位置に設けることができることから、液面変位による影響を受け難くすることができる。
Another aspect of the present invention is to add a water intake port between the lower end of the outer cylinder and the discharge portion to the above-mentioned main aspect.
With the above-mentioned means, the water intake can be provided at the lower end of the
本発明では、外部の液面の変位による影響を抑え、液体中に微細気泡が撹拌混合された気液を常に安定して提供することができる。 The present invention reduces the effects of external liquid level changes and can consistently provide a stable gas-liquid mixture with fine bubbles stirred into the liquid.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本発明の気液撹拌装置1は、取付けのベースとなる平板状のフランジ2を基準として、フランジ2の上部側に駆動部10が設けられ、フランジ2の下側にファインバブル発生部20が設けられて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in Figure 1, the gas-
駆動部10は、直流式又は交流式のモーター(図示せず)と、このモーターを収容する筐体11とを有して構成され、モーターの回転軸12がフランジ2に穿設された貫通孔2aを通じて下方のファインバブル発生部20側に延出する状態でフランジ2上に組み付けられている。尚、筐体11にはモーターに電力等を供給すると共にモーターの回転制御を行う信号を送るための電気ケーブル13が接続されている。
The
ファインバブル発生部20は、同心軸状に配置された内筒部21と外筒部22からなる直線円筒形状からなる二重筒体20Aと、二重筒体20Aを構成する内筒部21の内側に設けられた撹拌機構30と、二重筒体20Aの下端に設けられた放出部40と、外部から二重筒体20Aを構成する内筒部21内に気体を供給する気体供給管50とを有して構成されている。尚、フランジ2の下面と放出部40の上面との間は、二重筒体20Aの外部に配置された補強用の複数(本実施例では3本)の支柱25を介して連結されている。
The fine
二重筒体20Aを構成する内筒部21及び外筒部22の上端はフランジ2の下面に連結固定されており、内筒部21と外筒部22はその間に設けられた直線円筒状の空間から成る隙間23を介して径方向に対向配置されている。
また内筒部21の所定の高さ位置には隙間23と内筒部21の内部とを径方向に連通する液注入用の窓孔22Aが形成されている。
The upper ends of the
Further, at a predetermined height position of the inner
撹拌機構30は、回転軸12の下端に連結されたシャフト31と、このシャフト31の複数の高さ位置に設けられた複数の羽根部32とを有して形成されている。モーターが駆動されて回転軸12に連結されているシャフト31が羽根部32と共に内筒部21内で高速で回転すると、気体70と液体61とが撹拌混合された気液80が生成される。
内筒部21の下端には放出部40に連結固定されており、撹拌混合された気液80は放出部40に設けられた放出口41から放出できるように構成されている。
また外筒部22の下端は放出部40に連結されずに環状に開放され、外部の液体61を隙間23内に取り込む吸水口22aとされており、この吸水口22aと内筒部21の内部とは隙間23及び窓孔22Aを介して連通している。
The
The lower end of the
In addition, the lower end of the
次に、上記構成からなる気液撹拌装置の動作について説明する。
以下においては、処理槽60に貯めた水等の液体61中に、空気等から成る気体70をマイクロバブル、ナノバブル、あるいはファインバブル等と称される微細気泡71にして撹拌混合させる場合について説明する。
図3に示すように、気液撹拌装置1は、フランジ2より下側のファインバブル発生部20を処理槽60内の液体61中に沈設させる。この際、気体供給管50の上端は液面62よりも上に配設されており、空気等から成る気体70はこの気体供給管50を通じて二重筒体20Aを構成する内筒部21内に取り込まれる。
Next, the operation of the gas-liquid mixing device having the above configuration will be described.
In the following, a case will be described in which
3, in the gas-
また液体61は、外筒部22の下端に設けられた吸水口22aから内筒部21と外筒部22との間の隙間23に浸入する。浸入した液体61は毛管現象により隙間23内を上昇移動することができ、上昇した液体61は窓孔22Aを通じて内筒部21の内部に供給されるようになっている。
そして、駆動部10を駆動させてモーターを回転させると、シャフト31に設けられた複数の羽根部32が高速回転して渦流運動を引き起こし、気体70を液体61中に引き込みながら高速でせん断し、液体61と激しく攪拌させて細分化し、液体61中に極めて細かい微細気泡71が撹拌混合された気液80を生成する。
そして、このような気液80は、旋回流となって、下方の放出部40に設けられた放出口41から処理槽60の液体61中に向けて放出されることになる。
The
When the
Such gas-
ここで、本願発明では、吸水口22aから浸入した液体61が、隙間23に生じる毛管現象によって内筒部21の内部に供給される構成である。このため、処理槽60内の液体61の液面62が上下に大きく変位した場合であっても、その影響を受け難く常に一定の液体61を内筒部21の内部に供給することが可能である。このため、本発明の気液撹拌装置1では、液面の変位による影響を抑え、常に安定して微細気泡71が撹拌混合された気液80を放出することができる。
In the present invention, the
以上、実施例に沿って本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、窓孔22Aを内筒部21に1つに設けた場合を示して説明したが、本発明は上記実施例に限られるものではなく、2つ以上設けた構成であってもよい。
また上記実地例では、液体61として水の場合を例示し、気体70として空気の場合を例示して説明したが、本発明は上記実施例に限られるものではなく、その他の種類の液体及び気体であっても良い。
Although the configuration and effects of the present invention have been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, a case has been described in which one
In the above embodiment, the
本発明は、微細気泡を液体中に撹拌混合させる気液撹拌装置の分野における用途展開をさらに広い領域で図ることができる。 The present invention can expand the range of applications in the field of gas-liquid mixing devices that mix and stir fine bubbles into liquids.
1 : 気液撹拌装置
2 ; フランジ
10 : 駆動部
11 : 筐体
12 : 回転軸
13 : 電源ケーブル
20 : ファインバブル発生部
20A: 二重筒体
21 : 内筒部
22 : 外筒部
22A: 窓孔
22a: 吸水口
23 : 隙間
25 : 支柱
30 : 撹拌機構
31 : シャフト
32 : 羽根部
40 : 放出部
41 : 放出口
50 : 気体供給管
60 : 処理槽
61 : 液体
70 : 気体
71 : 微細気泡
80 : 気液(液体と微細気泡との撹拌混合物)
1: Gas-
Claims (2)
前記二重筒体(20A)が、同心軸状に配置された内筒部(21)と外筒部(22)とを有して形成され、前記内筒部(21)と前記外筒部(22)との間に毛管現象を利用して前記液体(61)を上昇させる隙間(23)が形成されると共に、前記内筒部(21)の所定の高さ位置に前記隙間(23)と前記内筒部(21)の内部とを径方向に連通し、上昇した前記液体(61)を前記内筒部(21)内に供給する窓孔(22A)が形成されていることを特徴とする気液攪拌装置。 A gas-liquid stirring device comprising: a double cylinder body (20A) having a straight cylindrical shape, a part of which is submerged in a liquid (61) to be stirred; a gas supply pipe (50) for supplying a predetermined gas (70) from the outside into the inside of the double cylinder body (20A); a blade section (32) disposed inside the double cylinder body (20A) for shearing the gas (70) at high speed to generate fine bubbles (71) and stirring and mixing the gas (70) in the liquid (61); a drive section (10) for rotating the blade section (32) at high speed; and a discharge section (40) for discharging the stirred and mixed gas-liquid (80) into the liquid (61),
The gas-liquid mixing device is characterized in that the double cylinder (20A) is formed having an inner cylinder portion (21) and an outer cylinder portion (22) arranged concentrically, a gap (23) is formed between the inner cylinder portion (21) and the outer cylinder portion (22) for raising the liquid (61) by utilizing capillary action, and a window hole (22A) is formed at a predetermined height position of the inner cylinder portion (21) to radially connect the gap (23) and the inside of the inner cylinder portion (21) and supply the raised liquid (61) into the inner cylinder portion (21) .
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