專利名稱：混合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合水和氧的混合裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道，為了使養(yǎng)殖池或污水處理槽等更好地發(fā)揮作用，必須提 高水中的溶氧濃度。例如對(duì)于養(yǎng)殖池，為了健全地培養(yǎng)生物，必須提高 對(duì)海水或淡水的供氧量。另外，對(duì)于污水處理槽，為了促進(jìn)用于生物分 解的好氧型微生物的活化，必須提高對(duì)污水或污泥等的供氧量。
但是， 一般對(duì)于養(yǎng)殖池或污水處理槽等而言，僅靠通過(guò)其水面由空 氣自然溶入水中的氧，并不能充分發(fā)揮上述功能。因此，已有水循環(huán)裝 置的提案，其是通過(guò)將養(yǎng)殖池或污水處理槽等的水用泵汲取上來(lái)，在規(guī) 定的罐內(nèi)與空氣積極混合，使空氣中的氧溶入水中達(dá)到所要的程度后將 水返回(例如，參考專利文獻(xiàn)l)。
具體地，上述罐在其上部具有噴嘴，向罐內(nèi)的下方噴射經(jīng)泵加壓的
水；在其下部具有排出口，將該噴射的水排出。另外，在噴嘴的中央設(shè) 置連通大氣和罐內(nèi)的管道，通過(guò)由噴嘴向罐內(nèi)的下方噴射的水的負(fù)壓， 使大氣中的空氣通過(guò)該管道被吸入罐內(nèi)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，養(yǎng)殖池或污水 處理槽可以在罐內(nèi)將汲取上來(lái)的水與空氣混合，然后將提高了溶氧濃度 的水返回。特開(kāi)2001-293467號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
使用上述罐混合水和空氣(即氧)時(shí)，向罐內(nèi)吸入空氣的速度越高， 其混合效率就越高。
另一方面，根據(jù)上述罐的構(gòu)成，空氣的吸入速度取決于由噴嘴出來(lái) 的水的噴射速度。例如，已經(jīng)知道這種吸入速度與由噴嘴供給的加壓水 的流速是同等程度的。因此，為了提高空氣的吸入速度，必須提高向噴 嘴供給加壓水的泵的流速。即，為了提高水和氧的混合效率，必須提高 泵的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
3其結(jié)果是，為了提高養(yǎng)殖池或污水處理槽等的功能，需要配置更大 容量的泵，與此同時(shí)泵的耗能量也隨之增加。這樣，在設(shè)備和維護(hù)兩方 面都會(huì)有成本增加的問(wèn)題。
本發(fā)明鑒于上述課題而成，其目的在于提供一種混合裝置，可以不 采用提高水的流速的特殊裝置，而提高水和氧的混合效率。
為解決前述課題的本發(fā)明為一種混合裝置，其包括罐；設(shè)置在前述 罐的上部的水流入口 ；直徑比前述水流入口直徑小且設(shè)置在前述罐的下 部的水排出口；設(shè)置在前述罐的前述水流入口近旁的空氣流入口 ；設(shè)置 在前述空氣流入口的空氣流入管；和具有使前述空氣流入管內(nèi)的空氣流 動(dòng)變形成螺旋狀的多個(gè)連續(xù)葉片且設(shè)置在前述空氣流入管內(nèi)的葉片部 件，其中在前述罐內(nèi)混合從前述水流入口出來(lái)的水和從前述空氣流入管 出來(lái)的空氣中的氧，將前述水和前述氧的混合水由前述水排出口排出。
發(fā)明效果
在不采用提高水的流速的特殊裝置的情況下，提高水和氧的混合效率。


圖1表示本實(shí)施方案的混合裝置的外觀構(gòu)成例的斜視圖。
圖2表示本實(shí)施方案的混合裝置的構(gòu)成例的斷面圖。
圖3表示本實(shí)施方案的空氣吸引部件的構(gòu)成例的斷面圖和部分斜視圖。
圖4用于說(shuō)明使用本實(shí)施方案的混合裝置的水和氧的混合方法的示意圖。
圖5表示本實(shí)施方案的空氣吸引部件的另一構(gòu)成例的斷面圖。 符號(hào)說(shuō)明
1混合裝置 2水槽 3泵
4供水管 5排水管 10罐
10a上側(cè)曲面部 10b下側(cè)曲面部 10c主體部
11水流入口 lla、 llb、 12a短管
12水排出口 12b接頭 13空氣流入口
20、 20，空氣吸引部件 21空氣流入管 22、 22' 葉片部件
具體實(shí)施方式
混合裝置
以下參考圖1 ~圖3，說(shuō)明本實(shí)施方案的混合裝置1的構(gòu)成例。
本實(shí)施方案的混合裝置1具有水流入口 11和水排出口 12按上下方 向(圖中Z軸方向)相對(duì)設(shè)置的近圓柱形的罐10，和設(shè)置在該罐10的水 流入口 11近旁的空氣吸引部件20。
罐
罐10為例如金屬制的近圓柱形的容器，其上部由隨著向上圓柱直徑 漸小的上側(cè)曲面部10a構(gòu)成，其下部也由隨著向下圓柱直徑漸小的下側(cè)曲 面部10b構(gòu)成。另外，在上側(cè)曲面部10a和下側(cè)曲面部10b之間，為圓柱 直徑一定的主體部10c。在形成本實(shí)施方案的罐10時(shí)，可以將上側(cè)曲面 部10a和下側(cè)曲面部10b焊接于主體部10c，或者，也可以將上側(cè)曲面部 10a、下側(cè)曲面部10b和主體部10c—體成形。
在罐IO上部的中央部，形成為使水流入罐10內(nèi)的圓形水流入口 11， 通過(guò)焊接等將例如金屬制的短管lla (水流入管)連接至該水流入口 11。 另外，在該短管lla的開(kāi)口部，進(jìn)一步連接例如樹(shù)脂制的短管lib (水流 入管)。短管lla和短管llb之間例如通過(guò)形成于短管lla外周面的外螺 紋和形成于短管lib內(nèi)周面的內(nèi)螺紋的螺絲固定而連接。
在罐10下部的中央部，形成為使罐10內(nèi)的水排出的圓形水排出口 12，通過(guò)焊接等將例如金屬制的短管12a (水排出管)連接至該水流入口 12。另外，在該短管12a的開(kāi)口部，連接例如金屬制的規(guī)定的接頭12b。 通過(guò)該接頭12b，相對(duì)于短管12a可以接上例如后述的規(guī)定長(zhǎng)度的樹(shù)脂制 的管。
在本實(shí)施方案中，設(shè)定水排出口 12的直徑小于水流入口 11的直徑。 空氣吸引部件
空氣吸引部件20包括空氣流入管21和葉片部件22，其中所述空氣 流入管21嵌插于形成于罐10上面的水流入口 ll近旁的空氣流入口 13、 略平行于短管lla、 llb設(shè)置；所述葉片部件22在該空氣流入管21內(nèi)形 成螺旋形狀。
空氣流入管21是為使大氣中的空氣從上方開(kāi)口部流入、使空氣從下 方開(kāi)口部流出至罐10內(nèi)的部件。在實(shí)施方案中，空氣流入管21下方的 開(kāi)口部，達(dá)到上側(cè)曲面部10a和主體部10c的邊界?？諝饬魅牍?1相對(duì)于空氣流入口 13通過(guò)焊接等連接。
葉片部件22為例如將180度左旋葉片和180度右旋葉片交互地多次 接合而得到的金屬制的部件(參考圖3)。在本實(shí)施方案中，葉片部件22 具有與空氣流入管21的內(nèi)側(cè)面適當(dāng)觸抵的形狀和尺寸，通過(guò)這種觸抵的 摩擦力，葉片部件22在空氣流入管21內(nèi)保持可裝卸的狀態(tài)。
混合方法
參考圖4，對(duì)釆用具有前述構(gòu)成的混合裝置1的水和氧的混合方法進(jìn) 行說(shuō)明。
如該圖所示，混合裝置1保持在例如作為養(yǎng)殖池或污水處理槽的水 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 中設(shè)置有向上汲水的泵3。泵3和混合裝置1的短管llb之間通過(guò)例如樹(shù) 脂制的供水管4連接，通過(guò)例如樹(shù)脂制的排水管5連接混合裝置1的接 頭12b。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，水槽2內(nèi)的水通過(guò)泵3向上汲取至混合裝置1, 在混合裝置1中與空氣混合，然后返回水槽2內(nèi)。
在罐10的內(nèi)部，由于水排出口 12的直徑小于水流入口 11的直徑， 會(huì)產(chǎn)生如箭頭所示的漩渦。沿著構(gòu)成罐10上下的上側(cè)曲面部10a和下側(cè) 曲面部10b內(nèi)壁的彎曲形狀，通過(guò)附壁效應(yīng)促進(jìn)這種漩渦的形成。所謂 附壁效應(yīng)， 一般是指將物體置于流動(dòng)中時(shí)，沿著該物體流動(dòng)方向發(fā)生改 變的流體現(xiàn)象。
另外，當(dāng)水從水流入口 11流入罐10內(nèi)時(shí)，通過(guò)文丘里效應(yīng)，大氣 中的空氣通過(guò)空氣吸引部件20吸至罐10內(nèi)。所謂文丘里效應(yīng)，是指一 定流速的流體流動(dòng)時(shí)，其周?chē)膲毫档停瑢⒅苓吙諝鈳朐摿黧w中的 流體現(xiàn)象。此時(shí)，空氣通過(guò)在空氣流入管21和葉片部件22之間形成的 螺旋狀的空間，在做箭頭所示的螺旋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，被吸至罐10內(nèi)。像這 樣做螺旋運(yùn)動(dòng)的空氣的速度，與假如空氣吸引部件20只有空氣流入管21 構(gòu)成的情況下的空氣速度相比，更為迅速。即，通過(guò)螺旋效應(yīng)使空氣流 動(dòng)如同旋風(fēng)狀，因而增加空氣流速。
在以上內(nèi)容中，對(duì)于促進(jìn)水漩渦形成的罐10的內(nèi)部，由于流入經(jīng)空 氣吸引部件20增加了流速的空氣，高效地?cái)嚢杷涂諝狻?br> 在假如空氣吸引部件20只有空氣流入管21構(gòu)成的情況下，空氣的 吸入速度與經(jīng)供水管4供給水流入口 11的加壓水的流速是同等程度的。 另一方面，按照本實(shí)施方案的混合裝置1，通過(guò)在空氣流入管21和葉片部件22之間形成的螺旋狀的空間，即使加壓水的流速相同，也可以提高 空氣的吸入速度。據(jù)此，不用特地提高泵3的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，也可以提高水 和空氣(即氧)的混合效率。
因此，對(duì)于養(yǎng)殖池或污水處理槽等，由于沒(méi)有必要特地設(shè)置更大容 量的泵，所以不會(huì)增加泵的耗能量。即，不用增加設(shè)備和維護(hù)成本，也 可以提高養(yǎng)殖池或污水處理槽等的功能。
本實(shí)施方案的混合裝置1至少包括罐10;水流入口 11;直徑比水流 入口 11小的水排出口 12;設(shè)置在水流入口 ll近旁的空氣流入口 13;設(shè) 置于空氣流入口 13的空氣流入管21;和具有使空氣流入管21內(nèi)的空氣 流動(dòng)變形成螺旋狀的多個(gè)連續(xù)葉片、設(shè)置在空氣流入管21內(nèi)的葉片部件 22,其中在罐IO內(nèi)混合從水流入口 11出來(lái)的水和從空氣流入管21出來(lái) 的空氣中的氧，將水和氧的混合水由水排出口 12排出為好。據(jù)此，在不 釆用提高水的流速的特殊裝置的情況下，提高水和氧的混合效率。
另外，如前所述，葉片部件22相對(duì)于空氣流入管21是可裝卸的。 據(jù)此，例如如果預(yù)先準(zhǔn)備幾個(gè)180度左旋葉片和180度右旋葉片的不同 個(gè)數(shù)的葉片部件22，則可以只通過(guò)更換該葉片部件22，進(jìn)行與空氣吸入 速度相應(yīng)的設(shè)計(jì)變更。例如，可以通過(guò)增加葉片個(gè)數(shù)、同時(shí)增加空氣流 動(dòng)的螺旋次數(shù)，來(lái)提高空氣的吸入速度等。但是，并不局限于此，空氣 流入管21和葉片部件22也可以作為空氣吸引部件20—體成形。如果一 體成形的話，則可以簡(jiǎn)化空氣吸引部件20的加工過(guò)程。
另外，如前所述，罐IO具有圓柱形的主體部10c、與主體部10c相 連且越向上部直徑越小的上側(cè)曲面部10a、與主體部10c相連且越向下部 直徑越小的下側(cè)曲面部10b。據(jù)此，通過(guò)前述的附壁效應(yīng)，罐10內(nèi)的水 流有效地產(chǎn)生凝渦。但并不限于此，罐IO也可以僅成為圓柱形。這種情 況下，筒化罐10的加工過(guò)程。或者，主體部10c的形狀并不限于圓柱， 例如根據(jù)設(shè)計(jì)上的情況等，也可以是多角柱。另外，罐10也可以形成上 側(cè)曲面部lla、主體部llc和下側(cè)曲面部llb，總體上形成J求形。通過(guò)形 成球形增加罐10的強(qiáng)度。
另外，如前所述，罐10包括作為結(jié)合于水流入口 11的水流入管的 短管lla、 lib,和作為結(jié)合于水排出口 12的水排出管的短管12a,短管 lla、 lib相對(duì)于空氣流入管21,略平行地配置。據(jù)此，增加了前述文丘 里效應(yīng)，通過(guò)空氣吸引部件20將大氣中的空氣有效吸入罐10內(nèi)。但是，并不限于此，如果至少在水流入口 11的近旁設(shè)置空氣流入口 13，例如根
據(jù)設(shè)計(jì)上的情況等，可以將短管lla、 11b和空氣流入管21交叉配置。例 如相對(duì)于沿著圖1的Z方向的短管lla、 lib,空氣流入管21也可以沿著 X方向或Y方向等配置。 其他的實(shí)施方案
前述的發(fā)明實(shí)施方案是為了易于理解本發(fā)明，并不是把本發(fā)明限定 在解釋內(nèi)容當(dāng)中。在不脫離其主旨的情況下，本發(fā)明可以變更、改良， 本發(fā)明中也包括這些等價(jià)方案。
本實(shí)施方案的空氣吸引部件20并不限于圖3所示的結(jié)構(gòu)?？諝馕?部件20，也可以包括如圖5所示的全部同向旋轉(zhuǎn)成螺旋形的葉片部件 22，。另外，葉片部件22、 22，并不限于將金屬制板材扭轉(zhuǎn)加工并焊接而 成的。例如，在特氟龍等樹(shù)脂制圓柱的側(cè)面形成成螺旋形狀的溝，將該 圓柱嵌合入空氣流入管21中，也可以作為空氣吸引部件。
另外，與本實(shí)施方案的空氣吸引部件20的罐10相對(duì)側(cè)的開(kāi)口部， 雖然為了將大氣中的空氣吸入罐10內(nèi)形成了單純開(kāi)放端，但并不限于此。 例如也可以將與空氣吸引部件20的罐10相對(duì)側(cè)的開(kāi)口部連接到容納有 高濃度氧的氣體容器或臭氧發(fā)生器等的輸出口 ，將氧或臭氧等直接供給 罐10內(nèi)與水混合。據(jù)此，更加提高水中的溶氧濃度。
進(jìn)一步地，在圖4所示的循環(huán)系統(tǒng)中，通過(guò)將加熱器等巻繞在本實(shí) 施方案的罐10上并加熱，可以對(duì)水槽2內(nèi)的水保溫。如若考慮到這樣的 用途，罐IO如前所述優(yōu)選金屬制，但并不限于此，例如也可以是樹(shù)脂制。 在樹(shù)脂制的情況下，混合裝置1具有輕量化的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種混合裝置，其特征在于，包括罐；設(shè)置在前述罐的上部的水流入口；直徑比前述水流入口直徑小且設(shè)置在前述罐的下部的水排出口；設(shè)置在前述罐的前述水流入口近旁的空氣流入口；設(shè)置在前述空氣流入口的空氣流入管；和具有使前述空氣流入管內(nèi)的空氣流動(dòng)變形成螺旋狀的多個(gè)連續(xù)葉片且設(shè)置在前述空氣流入管內(nèi)的葉片部件，其中，在前述罐內(nèi)混合從前述水流入口出來(lái)的水和從前述空氣流入管出來(lái)的空氣中的氧，并將前述水和前述氧的混合水由前述水排出口排出。
2. 權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，前述葉片部件相對(duì)于前 述空氣流入管是可裝卸的。
3. 權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，前述罐具有圓柱形的 主體部、與前述主體部相連且越向前述上部直徑越小的上側(cè)曲面部、和 與前述主體部相連且越向前述下部直徑越小的下側(cè)曲面部。
4. 權(quán)利要求1所述的混合裝置，其特征在于，包括 結(jié)合于前述水流入口的水流入管，和結(jié)合于前述水排出口的水排出管，其中前述水流入管相對(duì)于前述空氣流入管略平行地配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合裝置，其包括罐；設(shè)置在罐的上部的水流入口；直徑比水流入口直徑小且設(shè)置在罐的下部的水排出口；設(shè)置在罐的水流入口近旁的空氣流入口；設(shè)置在空氣流入口的空氣流入管；和具有使空氣流入管內(nèi)的空氣流動(dòng)變形成螺旋狀的多個(gè)連續(xù)葉片且設(shè)置在空氣流入管內(nèi)的葉片部件，其中在罐內(nèi)混合從水流入口出來(lái)的水和從空氣流入管出來(lái)的空氣中的氧，將水和氧的混合水由水排出口排出。根據(jù)本發(fā)明的混合裝置，在不采用提高水的流速的特殊裝置的情況下，提高水和氧的混合效率。
文檔編號(hào)B01F5/02GK101502764SQ20081000576
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者宮川幸子, 金子健 申請(qǐng)人:日本東京物理化學(xué)分析儀器股份有限公司