JP4174576B2 - ２つ以上の液体または液体と気体から構成される流体を混合し、溶液にする混合装置 - Google Patents
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Description
本発明は、２つ以上の液体または液体と気体から構成される流体を混合し、溶液にする混合装置に関し、望ましい結果を得るのに最小限のエネルギーしか必要としない混合装置に関する。
気体で完全に飽和された液体を生成することは、数多くの業界の要求であり、最重要となる点は汚水処理である。
空気浮上法は、ほとんどすべての汚水処理工程において使用されており、汚水から汚泥などの汚染物質を分離、浮上させる。
この方法は、食品加工、配膳業、ホテル、レストラン、石油化学、一般産業、鉱業、水産業等の多様多種な産業において使用されている。
気体流体で完全に飽和された液体を生成するのは非常に困難である。というのも気体が液体と容易には混合せず、安定した溶液が得られないからである。
本発明に記載の方法は、気泡サイズが１〜１００ミクロンである気体を液体に混合するのに極めて効率が良く、同時に製造コストを低く抑え、かつエネルギー効率が極めて高いシステムを提供する。
使用例は下記の通りであるが、それらに限定されるものではない。水および汚水から乳化された油および油脂を排除するのは困難であり、能力に限界のある非常に高価な遠心分離機を必要とするが、本発明に記載の装置は、非常に少ない初期費用および運用費用で、流量が多い場合でも改善された結果が達成できる。その他の使用例としては、汚水の流れから超微細空気気泡により凝縮汚物構成要素を空気浮上させており、さらに他の使用例としては、分離タンクの上面に繊維状粒子を浮上させることによる、果物ジュースからの微細繊維状粒子の分離がある。
本発明は、可動部を備えない機械装置に関し、２つ以上の液体または液体と気体を均一に混合する装置に関する。液体と気体の場合、液体を１ミクロン未満の気体によって完全に飽和することが可能であり、また、望ましい結果を得るために、気体流速、ユニットへの供給圧力、ユニットからの排出圧力の調整により、気泡サイズを制御することも可能である。
図３参照
水などの液体媒体には、空気などの気体媒体が均一に十分に含まれることを必要とし、気体媒体は溶液を飽和するように混合される。
水などの液体媒体には、空気などの気体媒体が均一に十分に含まれることを必要とし、気体媒体は溶液を飽和するように混合される。
水などの液体媒体には、空気または他の気体媒体が導入されてから、気泡入り液体注入口（１）に高圧力で流れ込んでから、分配チャンバー（２）に入り、その後でダイナミック収束アスピレータ（DCA）（３）の２つ以上の注入口導管に入る。
気泡を含んだ液体は、導管（４）を超高速で通過してから、収束区域（５）に入り、ここで発生する高剪断力と乱流により、収束区域（５）では空気または気体媒体の粒子サイズが非常に小さくなる。
収束区域（５）では、液相は、超微細な空気または気体媒体気泡によって完全に飽和される。
飽和された液体または液体および空気（気体媒体）は、収束区域（５）の内周の側面にある１つ以上の側面導管（６）を介して収束区域（５）から出る。
依然として高圧である液体または液体および空気（気体媒体）の混合物は、１つ以上の導管（６）を超高速で抜け出して、チャンバー（７）へ移動し、チャンバー（７）の円錐状の外壁との衝突により、液体／空気（気体媒体）は超高速で回転する。
この液体または液体および空気（気体媒体）が超高圧であるのは、円錐状チャンバー（８）とボスの外周の間において面積が減少している結果である。
円錐状チャンバー（８）において超高速で回転している液体または液体および空気（気体媒体）は、円錐状チャンバー（８）の出口（１０）に向って通過移動するにつれて回転が加速し、出口では導管の面積の減少により背圧が付加され、液体または液体および空気（気体媒体）は排出チャンバー（１１）に入る。
この高速回転加速および圧力降下の結果により、空気（気体媒体）気泡が剪断され、ミクロンサイズである空気（気体媒体）気泡により液相が完全に飽和され、完全に均一な混合物が得られる。
Claims (1)
- ２つ以上の液体または液体と気体から構成される流体の混合装置であって、第１チャンバーおよび第２チャンバーを備える本体と、
前記第１チャンバーと流体連通である、部分的に混合された前記流体の注入口と、
前記第２チャンバーと流体連通である、十分に混合された前記流体の出口と、
前記第１チャンバーと前記第２チャンバーの間に配置され、複数の通路および第３チャンバーを備える第２本体を備え、
前記複数の通路は、前記第２本体の軸に対して傾斜して配置され、かつ、前記第２チャンバーに向かう方向のある１点で交差するように収束して配置され、前記第１チャンバーおよび前記第３チャンバーと流体連通されており、通路から抜け出る前記流体が前記第３チャンバーにおいて相互に衝突して、剪断と乱流を発生させ、
前記第３チャンバーは、半径方向の開口部を備え、第４チャンバーと流体連通し、
前記第４チャンバーは、前記第２チャンバーに配置され前記軸方向に収束する円錐状部材により規定され、その先端部に開口部が設けられており、半径方向の開口部から抜け出る前記流体は円錐状部材の壁と衝突して、更なる剪断および乱流を発生させ、その後、前記第４チャンバーにおいて回転し、第２チャンバーに入る前に、円錐状部材の壁に沿って収束することにより、前記軸方向において圧力上昇にさらされることを特徴とする前記２つ以上の液体または液体と気体から構成される流体の混合装置。
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