混合装置的制作方法

专利名称：混合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混合水和氧的混合装置。
背景技术：
已经知道，为了使养殖池或污水处理槽等更好地发挥作用，必须提 高水中的溶氧浓度。例如对于养殖池，为了健全地培养生物，必须提高 对海水或淡水的供氧量。另外，对于污水处理槽，为了促进用于生物分 解的好氧型微生物的活化，必须提高对污水或污泥等的供氧量。
但是， 一般对于养殖池或污水处理槽等而言，仅靠通过其水面由空 气自然溶入水中的氧，并不能充分发挥上述功能。因此，已有水循环装 置的提案，其是通过将养殖池或污水处理槽等的水用泵汲取上来，在规 定的罐内与空气积极混合，使空气中的氧溶入水中达到所要的程度后将 水返回(例如，参考专利文献l)。
具体地，上述罐在其上部具有喷嘴，向罐内的下方喷射经泵加压的
水；在其下部具有排出口，将该喷射的水排出。另外，在喷嘴的中央设 置连通大气和罐内的管道，通过由喷嘴向罐内的下方喷射的水的负压， 使大气中的空气通过该管道被吸入罐内。通过这种结构，养殖池或污水 处理槽可以在罐内将汲取上来的水与空气混合，然后将提高了溶氧浓度 的水返回。特开2001-293467号公报
技术内容
使用上述罐混合水和空气(即氧)时，向罐内吸入空气的速度越高， 其混合效率就越高。
另一方面，根据上述罐的构成，空气的吸入速度取决于由喷嘴出来 的水的喷射速度。例如，已经知道这种吸入速度与由喷嘴供给的加压水 的流速是同等程度的。因此，为了提高空气的吸入速度，必须提高向喷 嘴供给加压水的泵的流速。即，为了提高水和氧的混合效率，必须提高 泵的运转效率。
其结果是，为了提高养殖池或污水处理槽等的功能，需要配置更大 容量的泵，与此同时泵的耗能量也随之增加。这样，在设备和维护两方 面都会有成本增加的问题。
本实用新型鉴于上述课题而成，其目的在于提供一种混合装置，可 以不采用提高水的流速的特殊装置，而提高水和氧的混合效率。
为解决前述课题的本实用新型为一种混合装置，其包括罐；设置在 前述罐的上部的水流入口 ；直径比前述水流入口直径小且设置在前述罐 的下部的水排出口 ；设置在前述罐的前述水流入口近旁的空气流入口 ； 设置在前述空气流入口的空气流入管；和具有使前述空气流入管内的空 气流动变形成螺旋状的多个连续叶片且设置在前述空气流入管内的叶片 部件，其中在前述罐内混合从前述水流入口出来的水和从前述空气流入 管出来的空气中的氧，将前述水和前述氧的混合水由前述水排出口排出。
技术效果
在不采用提高水的流速的特殊装置的情况下，提高水和氧的混合效率。


图1表示本实施方案的混合装置的外观构成例的斜视图。
图2表示本实施方案的混合装置的构成例的断面图。
图3表示本实施方案的空气吸引部件的构成例的断面图和部分斜视图。
图4用于说明使用本实施方案的混合装置的水和氧的混合方法的示 意图。
图5表示本实施方案的空气吸引部件的另一构成例的断面图。 符号说明
1混合装置 2水槽 3泵
4供水管 5排水管 10罐
10a上侧曲面部 10b下侧曲面部 10c主体部
11水流入口 lla、 llb、 12a短管
12水排出口 12b 4矣头 13空气流入口
20、 20，空气吸引部件 21空气流入管 22、 22' 叶片部件
具体实施方式
混合装置
以下参考图1 ~图3,说明本实施方案的混合装置1的构成例。
本实施方案的混合装置1具有水流入口 11和水排出口 12按上下方 向(图中Z轴方向)相对设置的近圆柱形的罐10,和设置在该罐10的水流入口11近旁的空气吸引部件20。
罐
罐10为例如金属制的近圆柱形的容器，其上部由随着向上圓柱直径 渐小的上侧曲面部10 a构成，其下部也由随着向下圓柱直径渐小的下侧曲 面部10b构成。另外，在上侧曲面部10a和下侧曲面部10b之间，为圆柱 直径一定的主体部10c。在形成本实施方案的罐10时，可以将上侧曲面 部10a和下侧曲面部10b焊4妄于主体部10c,或者，也可以将上侧曲面部 10a、下侧曲面部10b和主体部10c—体成形。
在罐10上部的中央部，形成为使水流入罐10内的圆形水流入口11， 通过焊接等将例如金属制的短管lla (水流入管)连接至该水流入口11。 另外，在该短管lla的开口部，进一步连接例如树脂制的短管lib (水流 入管)。短管lla和短管llb之间例如通过形成于短管lla外周面的外螺 紋和形成于短管lib内周面的内螺紋的螺丝固定而连接。
在罐10下部的中央部，形成为使罐10内的水排出的圓形水排出口 12,通过焊接等将例如金属制的短管12a (水排出管)连接至该水流入口12。另外，在该短管12a的开口部，连接例如金属制的规定的接头12b。 通过该接头12b，相对于短管12a可以接上例如后述的规定长度的树脂制的管。
在本实施方案中，设定水排出口12的直径小于水流入口11的直径。
空气吸引部件
空气吸引部件20包括空气流入管21和叶片部件22，其中所述空气 流入管21嵌插于形成于罐10上面的水流入口ll近旁的空气流入口 13、略平行于短管lla、 llb设置；所述叶片部件22在该空气流入管21内形 成螺旋形状。
空气流入管21是为使大气中的空气从上方开口部流入、使空气从下方开口部流出至罐10内的部件。在实施方案中，空气流入管21下方的开口部，达到上侧曲面部10a和主体部10c的边界。空气流入管21相对于空气流入口 13通过焊接等连接。
叶片部件22为例如将180度左旋叶片和180度右旋叶片交互地多次 接合而得到的金属制的部件(参考图3)。在本实施方案中，叶片部件22 具有与空气流入管21的内侧面适当触抵的形状和尺寸，通过这种触抵的 摩擦力，叶片部件22在空气流入管21内保持可装卸的状态。
混合方法
参考图4,对采用具有前述构成的混合装置1的水和氧的混合方法进行说明。
如该图所示，混合装置1保持在例如作为养殖池或污水处理槽的水槽2的水面之上，使水流入口 ll在上、水排出口 12在下。另外，水槽2 中设置有向上汲水的泵3。泵3和混合装置1的短管llb之间通过例如树 脂制的供水管4连接，通过例如树脂制的排水管5连接混合装置1的接 头12b。通过这种结构，水槽2内的水通过泵3向上汲取至混合装置1， 在混合装置1中与空气混合，然后返回水槽2内。
在罐10的内部，由于水排出口 12的直径小于水流入口 ll的直径， 会产生如箭头所示的漩涡。沿着构成罐10上下的上侧曲面部10a和下侧 曲面部10b内壁的弯曲形状，通过附壁效应促进这种漩涡的形成。所谓 附壁效应， 一般是指将物体置于流动中时，沿着该物体流动方向发生改 变的流体现象。
另外，当水从水流入口 11流入罐10内时，通过文丘里效应，大气中的空气通过空气吸引部件20吸至罐10内。所谓文丘里效应，是指一 定流速的流体流动时，其周围的压力降低，将周边空气带入该流体中的 流体现象。此时，空气通过在空气流入管21和叶片部件22之间形成的 螺旋状的空间，在做箭头所示的螺旋运动的同时，被吸至罐10内。像这样做螺旋运动的空气的速度，与假如空气吸引部件20只有空气流入管21 构成的情况下的空气速度相比，更为迅速。即，通过螺旋效应使空气流 动如同旋风状，因而增加空气流速。
在以上内容中，对于促进水漩涡形成的罐10的内部，由于流入经空气吸引部件20增加了流速的空气，高效地搅拌水和空气。
在假如空气吸引部件20只有空气流入管21构成的情况下，空气的吸入速度与经供水管4供给水流入口 11的加压水的流速是同等程度的。 另一方面，按照本实施方案的混合装置1，通过在空气流入管21和叶片
部件22之间形成的螺旋状的空间，即使加压水的流速相同，也可以提高 空气的吸入速度。据此，不用特地提高泵3的运转效率，也可以提高水 和空气(即氧)的混合效率。
因此，对于养殖池或污水处理槽等，由于没有必要特地设置更大容 量的泵，所以不会增加泵的耗能量。即，不用增加设备和维护成本，也 可以提高养殖池或污水处理槽等的功能。
本实施方案的混合装置1至少包括罐10;水流入口 11;直径比水流 入口 11小的水排出口 12;设置在水流入口 ll近旁的空气流入口 13;设 置于空气流入口 13的空气流入管21;和具有使空气流入管21内的空气 流动变形成螺旋状的多个连续叶片、设置在空气流入管21内的叶片部件 22，其中在罐IO内混合从水流入口 11出来的水和从空气流入管21出来 的空气中的氧，将水和氧的混合水由水排出口 12排出为好。据此，在不 釆用提高水的流速的特殊装置的情况下，提高水和氧的混合效率。
另外，如前所述，叶片部件22相对于空气流入管21是可装卸的。 据此，例如如果预先准备几个180度左旋叶片和180度右旋叶片的不同 个数的叶片部件22，则可以只通过更换该叶片部件22，进行与空气吸入 速度相应的设计变更。例如，可以通过增加叶片个数、同时增加空气流 动的螺旋次数，来提高空气的吸入速度等。但是，并不局限于此，空气 流入管21和叶片部件22也可以作为空气吸引部件20—体成形。如果一 体成形的话，则可以简化空气吸引部件20的加工过程。
另外，如前所述，罐IO具有圆柱形的主体部10c、与主体部10c相 连且越向上部直径越小的上侧曲面部10a、与主体部10c相连且越向下部 直径越小的下侧曲面部10b。据此，通过前述的附壁效应，罐10内的水 流有效地产生漩涡。但并不限于此，罐10也可以仅成为圓柱形。这种情 况下，简化罐10的加工过程。或者，主体部10c的形状并不限于圓柱， 例如根据设计上的情况等，也可以是多角柱。另外，罐10也可以形成上 侧曲面部lla、主体部llc和下侧曲面部lib,总体上形成5泉形。通过形 成球形增加罐10的强度。
另外，如前所述，罐10包括作为结合于水流入口 11的水流入管的 短管lla、 lib,和作为结合于水排出口 12的水排出管的短管12a，短管 lla、 lib相对于空气流入管21,略平行地配置。据此，增加了前述文丘 里效应，通过空气吸引部件20将大气中的空气有效吸入罐10内。但是，
并不限于此，如果至少在水流入口 11的近旁设置空气流入口 13，例如根据设计上的情况等，可以将短管lla、 11b和空气流入管21交叉配置。例 如相对于沿着图l的Z方向的短管lla、 llb，空气流入管21也可以沿着 X方向或Y方向等配置。
其他的实施方案
前述的本实用新型实施方案是为了易于理解本实用新型，并不是把 本实用新型限定在解释内容当中。在不脱离其主旨的情况下，本实用新 型可以变更、改良，本实用新型中也包括这些等价方案。
本实施方案的空气吸引部件20并不限于图3所示的结构。空气吸引 部件20，也可以包括如图5所示的全部同向旋转成螺旋形的叶片部件 22，。另外，叶片部件22、 22，并不限于将金属制板材扭转加工并焊接而 成的。例如，在特氟龙等树脂制圆柱的侧面形成成螺旋形状的沟，将该 圓柱嵌合入空气流入管21中，也可以作为空气吸引部件。
另外，与本实施方案的空气吸引部件20的罐10相对侧的开口部， 虽然为了将大气中的空气吸入罐10内形成了单纯开放端，但并不限于此。 例如也可以将与空气吸引部件20的罐10相对侧的开口部连接到容纳有 高浓度氧的气体容器或臭氧发生器等的输出口 ，将氧或臭氧等直接供给 罐10内与水混合。据此，更加提高水中的溶氧浓度。
进一步地，在图4所示的循环系统中，通过将加热器等巻绕在本实 施方案的罐10上并加热，可以对水槽2内的水保温。如若考虑到这样的 用途，罐IO如前所述优选金属制，但并不限于此，例如也可以是树脂制。 在树脂制的情况下，混合装置1具有轻量化的优点。
权利要求1.一种混合装置，其特征在于，包括罐；设置在前述罐的上部的水流入口；直径比前述水流入口直径小且设置在前述罐的下部的水排出口；设置在前述罐的前述水流入口近旁的空气流入口；设置在前述空气流入口的空气流入管；和具有使前述空气流入管内的空气流动变形成螺旋状的多个连续叶片且设置在前述空气流入管内的叶片部件，其中，在前述罐内混合从前述水流入口出来的水和从前述空气流入管出来的空气中的氧，并将前述水和前述氧的混合水由前述水排出口排出。
2. 权利要求1所述的混合装置，其特征在于，前述叶片部件相对于前述空气流入管是可装卸的。
3. 权利要求1所述的混合装置，其特征在于，前述罐具有圓柱形的主体部、与前述主体部相连且越向前述上部直径越小的上侧曲面部、和与前述主体部相连且越向前迷下部直径越小的下侧曲面部。
4. 权利要求1所述的混合装置，其特征在于，包括 结合于前述水流入口的水流入管，和结合于前述水排出口的水排出管，其中前述水流入管相对于前述空气流入管略平行地配置。
专利摘要本实用新型涉及一种混合装置，其包括罐；设置在罐的上部的水流入口；直径比水流入口直径小且设置在罐的下部的水排出口；设置在罐的水流入口近旁的空气流入口；设置在空气流入口的空气流入管；和具有使空气流入管内的空气流动变形成螺旋状的多个连续叶片且设置在空气流入管内的叶片部件，其中在罐内混合从水流入口出来的水和从空气流入管出来的空气中的氧，将水和氧的混合水由水排出口排出。根据本实用新型的混合装置，在不采用提高水的流速的特殊装置的情况下，提高水和氧的混合效率。
文档编号B01F5/02GK201179427SQ200820006079
公开日2009年1月14日 申请日期2008年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者宫川幸子, 金子健 申请人:日本东京物理化学分析仪器股份有限公司