(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体内へのガスの導入のための、特に、煙道ガス脱硫装置のための流体内の固体物質の懸濁及びガスの分散のための撹拌容器（１２）内の流体混合用の撹拌機であって、
撹拌軸（１４、１５）であり前記撹拌容器（１２）内に延び、この撹拌軸上に取り付けられた撹拌用羽根（１６）を有するものと、
（ｉ）中空体の撹拌軸（１４）又は（ｉｉ）中実の撹拌軸（１５）の長手方向に沿って平行に延び、前記撹拌軸（１５）の外周に取り付けられた複数のパイプ（５２）又は（ｉｉｉ）前記撹拌軸（１５）に固定され、この撹拌軸とともに回転する中空ハブ（３４）を有し、前記撹拌容器（１２）内へガスを通すためのガス注入装置（２８）と、を備え、
前記ガス注入装置（２８）は、前記（ｉ）又は（ｉｉ）の場合には前記撹拌容器（１２）内へ突出する前記撹拌軸（１４又は１５）の内部端（３６又は５４）に固定され、この撹拌軸とともに回転し、前記（ｉｉｉ）の場合には前記撹拌容器（１２）内へ突出する前記中空ハブ（３４）の端（４６）に固定され、この中空ハブとともに回転し、
前記ガス注入装置（２８）は、前記撹拌軸（１４又は１５）又は前記中空ハブ（３４）を囲むチェンバー（４８）を形成するとともに、前記（ｉ）では前記撹拌軸（１４）、前記（ｉｉ）では前記パイプ（５２）、前記（ｉｉｉ）では前記中空ハブの内部空間に、前記ガスをこの内側空間及びチェンバー（４８）を介して前記撹拌容器（１２）内へ通すことができるように接続され、
前記（ｉｉｉ）では、前記中空ハブ（３４）が前記撹拌軸（１５）の内部端（５４）における領域内に配置され、
前記ガスが、前記撹拌容器（１２）の壁を介して導かれたパイプ（２０／２１）を通って前記中空ハブ（３４）に直に供給されたことを特徴とする撹拌機。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌機であって、
前記中空撹拌軸（１４）又は中空ハブ（３４）が、前記撹拌容器（１２）内へのガスの導入のために、各内部端（３６又は４６）の領域内に横穴（２６又は３８）を設けられたことを特徴とする撹拌機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撹拌機であって、
前記チェンバー（４８）の出口孔が、前記撹拌用羽根（１６）における径の約３５〜７５％である径に配置されたことを特徴とする撹拌機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撹拌機であって、
前記チェンバー（４８）の出口孔が、前記ガス注入装置（２８）の回転方向に関して、前記チェンバー（４８）の後側（低圧力側）に形成されたことを特徴とする撹拌機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の撹拌機であって、
前記ガス注入装置（２８）の中心面と、前記羽根（１６）の中心面と間の軸距離Ａが、前記撹拌用羽根（１６）における径の約２５〜７５％であることを特徴とする撹拌機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の撹拌機であって、
前記撹拌容器（１２）内へのガスの注入のために、前記ガス注入装置（２８）が、前記撹拌用羽根（１６）の圧力側に配置されたことを特徴とする撹拌機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の撹拌機であって、
前記中空撹拌軸（１４）、中空ハブ（３４）、又はパイプ（５２）へのガスの供給のために、静止分配ヘッド（１８）が設けられたことを特徴とする撹拌機。
【請求項８】
請求項７記載の撹拌機であって、
前記中空撹拌軸（１４）が、前記分配ヘッド（１８）から前記撹拌軸（１４）内へガスを導入するため、放射状孔（２２）を設けられたことを特徴とする撹拌機。
【請求項９】
請求項７記載の撹拌機であって、
前記ガスが、前記分配ヘッド（１８）から、前記分配ヘッドと撹拌軸（１５）との間の環状空間（４０）を介して、前記中空ハブ（３４）又はパイプ（５２）の中へ導入されたことを特徴とする撹拌機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加えられるべきガスを含んだ液体を、撹拌容器内で撹拌するため、特に、煙道ガス脱硫装置内において個体を浮かせておき、液体内でガスを分散させるための撹拌機である。撹拌機は、撹拌軸と、撹拌軸に設けられた撹拌用羽根とを有している。
【０００２】
【従来の技術】
ガス注入パイプ又はガス注入ランス（lance）は、今日まで煙道ガス脱硫装置の吸収装置にガス供給するために利用され、単に、孔を備えた水平パイプ、又は垂直パイプとして形成されている。水平パイプ又は垂直パイプを通してガス、普通は空気が注入されている。そのようなパイプ又はランスで高いガス比率に、もはや、効果的に分配できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうして、発明の目的は、撹拌容器内の液体中で高いガス比率に効果的に分配でき、注入ガスを前もって分散できる上述のような種類の撹拌機を更に改良することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
これは、本発明に従って、中空形状の撹拌軸を設け、撹拌容器内へ導入するために、中空撹拌軸を介してガスを供給することによって達成される。
【０００５】
他の態様によれば、撹拌機は中空ハブを設けられ、中空ハブは一定の回転可能状態で撹拌軸に接続され、撹拌容器内へ導入するために、ガスは中空ハブを介して導かれている。
【０００６】
更に他の態様によれば、撹拌軸は複数のパイプを設けられ、複数のパイプは、撹拌軸にしっかりと固定され、ガスは撹拌容器の外部から複数のパイプへ直に供給されている。
【０００７】
適切に、中空撹拌軸と中空ハブとは、撹拌容器の中へガスを導入するために、容器基部端の領域内に横穴を設けられている。
【０００８】
便宜的に、ガス注入装置は、撹拌軸又はハブの容器基部端の領域内に配置されている。
【０００９】
ガス注入装置は、好ましくは、複数のパイプの形で配置され、複数のパイプが、撹拌軸又はハブの長手方向の軸へ、特に、放射状へ延び、撹拌軸、ハブ、又は、撹拌軸に接続されたパイプの内部空間に繋げられている。
【００１０】
別の態様によれば、ガス注入装置はチェンバーの形で配置され、チェンバーは撹拌軸又はハブを囲み、撹拌軸又はハブの内部空間に繋がっている。
【００１１】
好ましくは、パイプ及びチェンバーの出口孔は、撹拌用羽根の径の約３５〜７５％である径上に位置され、出口孔を通ってガスは撹拌容器内へ流れている。
【００１２】
更に好都合であることは、ガス注入装置の回転方向に関するような後側に、即ち、パイプ又はチェンバーの低圧力側にパイプ及びチェンバーの出口を配置したことである。
【００１３】
撹拌用羽根へのガスの逆戻りを防止するために、撹拌用羽根に対するガス注入装置の軸距離は適切であり、それは撹拌用羽根の約２５〜７５％である。
【００１４】
好ましくは、撹拌容器内へガスを導入するために、ガス注入装置の出口孔が、撹拌用羽根の圧力側に配置されている。
【００１５】
好都合なことに、静止分配ヘッドはガス供給用に設けられている。
【００１６】
好都合なことに、ハブは固体撹拌軸の内部端の領域内にだけ配置され、ガスは、撹拌容器の壁を横切るパイプを経由して中空ハブへ直に供給されている。
【００１７】
本発明における実証された態様が図面に関して説明されるだろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、撹拌容器１２の内部に固定された撹拌機１０を概略的に示している。
【００１９】
撹拌容器１２は煙道ガス脱硫装置の吸収装置にすることも可能である。
【００２０】
この時より前では、そのような吸収装置は、水平ガス供給パイプ又はガス供給ランスを使用している。しかしながら、水平ガス供給パイプ又はガス供給ランスは、高いガス比率に効果的に分配できない。それ故に、撹拌機を利用して、吸収装置の液体内に注入されたガスを前もって分散させることは適切である。
【００２１】
撹拌機１０は撹拌軸１４を有している。撹拌軸１４は、外部から撹拌容器１２の壁を介して撹拌容器の内部へ突出している。撹拌軸１４の長手方向の軸は略水平に組立られた状態で、又は約１５度下向きで延びている。撹拌軸１４は外部ドライブ（図示せず）によって回転可能である。
【００２２】
撹拌用羽根１６の形で軸コンベヤが、撹拌容器１２の内部で撹拌軸１４に設けられ、矢印Ｐ方向へ撹拌されるべき内容物を運搬するために、一定の回転可能状態で（in fixed rotative engagement）撹拌軸１４に接続されている。
【００２３】
撹拌軸１４は、図で示されるように、中空であり、撹拌容器１２の外側で静止分配ヘッド１８に結合されている。ガス、例えば空気は、供給パイプ２０を介してファン（図示せず）により静止分配ヘッド１８に供給されている。
【００２４】
撹拌軸１４は、分配ヘッド１８から撹拌軸１４の内部へガスを導入するために、分配ヘッド１８の領域内に放射状孔２２を備えている。
【００２５】
適切なシール２４（例えば、リップシール、ラビリンスシール、又はギャップシール）が、静止分配ヘッド１８と回転自在な撹拌軸１４との間だけでなく、撹拌軸１４と撹拌容器１２の壁との間に組み入れられている。
【００２６】
撹拌軸１４の内部端３６は一端で閉じられている。しかしながら、撹拌軸は、内部端の領域内に貫通孔２６を設けられている。貫通孔２６は円筒壁に形成され、それの長手方向の軸に対して横切るように広がっている。
【００２７】
ガスを導入するためのガス注入装置２８が一定の回転可能状態で撹拌軸１４の内部端３６に設けられている。ガスは中空撹拌軸１４を介して撹拌容器１２の液体内へ供給される。
【００２８】
このガス注入装置２８は、例えば、図４で概略的に示されているように、四つの放射状延長パイプ３０を有している。放射状延長パイプ３０はその外部端にガス用の出口孔３２をそれぞれ備えている。
【００２９】
図４はそのような四つのパイプ３０を示している。しかしながら、これらのパイプ３０を多量又は少量設けることも可能である。図示された例では、パイプ３０はその外部端で、例えばその長手方向の軸に関して４５度で傾斜され、それによって、出口孔３２を形成している。
【００３０】
また、パイプ３０をその端面で閉じることも可能であるし、出口孔３２を各パイプの円筒壁内に形成することも可能である。それによって、一つだけでなく幾つかの出口孔をパイプ毎に設けることも可能である。
【００３１】
パイプ３０の出口孔３２は、ガス注入装置２８の回転方向Ｒに関してパイプ３０の裏側に、即ちガス経路又はパイプ３０の低圧力側に配置されている。そのため、パイプの前面でダイナミックな圧力に対応する低圧力が発生させられ、ガス供給における可能な圧力低下を低減し、又は、出口孔３２の少量液体被覆の下で（外部ファンなく）自己吸引用に利用され得る。
【００３２】
撹拌用羽根１６の中心面とガス注入装置２８の中心面との間の軸距離Ａが、羽根径の約２５〜７５％で適切に変動するので、起こりうるガスの逆戻り（recoil）によって軸コンベヤ、即ち羽根１６の動きが害されることがない。
【００３３】
出口孔３２が、撹拌軸１４又はハブ（３４）（図２）の径より大きい円形の径に設けられている。好ましくは、円形の径は羽根径の約３５〜７５％であり、出口孔３２の中心は円形の径上にある。
【００３４】
図５は、ガス注入装置２８の別の実施の形態を示している。
【００３５】
このガス注入装置２８は例えば三角形の形でチェンバー４８を有し、図５で示されるように、チェンバー４８は中空撹拌軸１４又は中空ハブ３４の容器基部端（vessel-proximal end）を囲み、一定の回転可能状態で軸１４又はハブ３４に接続されている。
【００３６】
撹拌軸１４又はハブ３４の長手方向の軸の方向におけるチェンバー４８の軸幅は、チェンバー４８が、撹拌軸１４内の放射状孔２６、又は、ハブ３４内の放射状孔３８のうち少なくとも一方を覆うように選択されている。しかしながら、十分に、チェンバー４８の幅はこれらの孔２２，３８の径より大きい。
【００３７】
図示された実施の形態では、チェンバー４８は三つの出口孔３２を有し、その出口孔３２を介してガスが撹拌容器１２の中へ注入される。ガスは、軸１４又はハブ３４を経由して導入され、孔２６又は３８を介してチェンバー４８内へ入る。出口孔をチェンバー４８の軸幅全体に渡って広げることも可能である。
【００３８】
図４によるパイプ３０と同様に、図５によるチェンバー４８の出口孔３２は、既に上述したような低圧力を発生させるために、ガス供給装置２８の回転方向Ｒに関してチェンバー４８の後側に設けられている。
【００３９】
同様に、図４によるガス供給装置内では、羽根１６の中心面と、チェンバー４８の軸中心面との間の軸距離は、羽根径の約２５〜７５％である。また、チェンバー４８の出口孔３２の中心は、羽根径の約３５〜７５％である径上に設けられている。
【００４０】
図２は、本発明による撹拌機１０の別の実施の形態を示している。
【００４１】
この実施の形態では、静止分配ヘッド１８は、撹拌容器１２の外側に配置され、ここでの固体、即ち撹拌軸１５に結合されている。撹拌軸１５は分配ヘッド１８を介して案内され、シール２４は分配ヘッドと撹拌軸１５との間に組み入れられている。羽根１６の形で軸コンベヤが撹拌軸１５の内部端に設けられている。しかしながら、この実施の形態では、供給パイプ２０から、撹拌軸１５と分配ヘッド１８との間の環状空間４０を介して供給されたガスを注入するため、中空ハブ３４が撹拌軸１５及び羽根１６と一緒に一定の回転可能状態にある。
【００４２】
ハブ３４は撹拌軸１５の同心に延び、ハブの外部端４２は分配ヘッド１８の内部端４４と部分的に重なっている。分配ヘッド１８の内部端４４は、この実施の形態では、撹拌容器１２の壁を介して撹拌容器１２内へ僅かに突出している。
【００４３】
適切なシール２４がハブ３４の端４２と分配ヘッド１８の端４４との間に組み入れられている。
【００４４】
ハブ３４の内部端４６は一端面で閉じられているが、この内部端４６の領域内で中空ハブ３４は、その円筒壁に形成した放射状孔３８を設けられている。
【００４５】
図１による実施の形態と同様に、図４及び図５に関して既に説明したようなガス注入装置２８がハブ３４の内部端４６に設けられている。中空ハブ３４を通して供給されたガスは、放射状孔３８を介してガス注入装置２８内へ入り、そのガスは、ガス注入装置の出口孔３２を通して撹拌容器１２内の液体中へ注入される。
【００４６】
図１の実施の形態と同様に、羽根１６は矢印Ｐ方向へ液体を運ぶ。
【００４７】
両実施の形態では、ガス注入装置２８は、一定の回転可能状態で撹拌軸１４又はハブ３４に接続され、こうして、一つのユニットとして撹拌軸１４又はハブ３４と、羽根１６とを一緒に結合して回転させる。
【００４８】
こうして、図１の実施の形態では、ガスはファン（図示せず）から供給パイプ２０、分配ヘッド１８、放射状孔２２、中空撹拌軸１４、及び、撹拌軸内の放射状孔２６を介して、ガス注入装置２８内のパイプ３０又はチェンバー４８の中へ導かれる。そして、ガスはその出口孔３２を通して撹拌容器１２内の液体中へ注入される。
【００４９】
図２の実施の形態では、ガスは、ファン（図示せず）によって供給パイプ２０、撹拌軸１５と分配ヘッド１８との間の環状空間４０、中空ハブ３４、及び、ハブ内の放射状孔３８を経由して、ガス注入装置２８のパイプ３０又はチェンバー４８の中へ導入される。そして、ガスはその出口孔３２を通って撹拌容器１２内の液体中へ注入される。
【００５０】
ガス注入装置２８は、羽根１６から放射状距離Ａを有し、撹拌容器の周壁に関して、羽根１６の圧力側で羽根１６から内部に向けて置かれている。
【００５１】
こうして、ガスは、外部から中空撹拌軸１４又は中空ハブ３４を通って撹拌容器１２内へ導入され、ガス注入装置２８によって羽根１６の圧力側で、撹拌容器１２内に含まれた液体へ供給される。
【００５２】
羽根１６は十分に強い液体ジェット（噴射）を発生させ、液体内で固体を浮かせておき、それと同時に、液体内のガスを分散させる。
【００５３】
図３は、本発明による撹拌機の更に別の実施の形態における側面図である。
【００５４】
図３による実施の形態では、撹拌軸１５は、図２による実施の形態と同様に、固体である。先行した実施の形態に関して、羽根１６の形で軸コンベヤは、一定の回転可能状態で撹拌軸１５に設けられている。図２の実施の形態と同じ方法で、静止分配ヘッド１８の内部端４４は撹拌容器１２の内部へ僅かに突出している。
【００５５】
分配ヘッド１８の内部端面は分配ヘッド１８の内部端４４を軸方向で部分的に覆う（overlap）壁５８によって閉じられている。分配ヘッド１８は、その内部端４４と壁５８との間に組み入れられるべきシール２４を有している。
【００５６】
端壁５８は一定の回転可能状態で撹拌軸１５に接続されている。
【００５７】
幾つかの、例えば四つのパイプ５２が撹拌軸１５の外周に配列され、撹拌軸１５に対して殆ど平行な位置で撹拌軸１５にしっかりと固定されている。パイプの外部端６０は、壁５８を介して静止分配ヘッド１８の環状空間４０の中へ突出している（また、適切なシール２４が分配ヘッドと軸１５との間に配置されている。）。
【００５８】
パイプ５２は、撹拌軸１５の内側の容器基部端５４の領域内に放射状に外方へ（本質的には長手方向の軸に対して直角に）屈曲され、こうして、放射状パイプ部５６を形成している。放射状パイプ部５６は、撹拌容器１２内へガスを導入するために、出口孔３２を設けられた自由端を備えている。
【００５９】
この出口孔３２の形状及び位置は、図１及び図２によるパイプの出口孔３２と同じである。また、パイプ部５６の中心面は、撹拌用羽根１６の中心面から軸距離Ａを有している。
【００６０】
図３の実施の形態では、パイプ部５６はガス注入装置２８を形成している。
【００６１】
図６は本発明の撹拌機における更に別の実施の形態を示している。
【００６２】
この実施の形態では、ハブ３４は固体撹拌軸１５の内部端５４の領域内にだけ形成され、適切な方法で、例えば、溶接又はネジによって、撹拌軸１５の内部端５４に接続されている。
【００６３】
中空ハブ３４の容器基部端４６は開いており、供給パイプ２０は、回転ハブ３４と静止供給パイプ２０との間に組み入れられるべき適切なシール２４を備えてこの端４６で終わっている。シール２４は、例えば、リップシール、又はラビリンスシール等である。
【００６４】
しかしながら、形成されたギャップによってシールを設け、それによって特別なシール用の要求物を省略することもまた可能である。
【００６５】
上述の実施の形態と異なって、図６の実施の形態では、パイプ２０は撹拌容器１２の壁を介して外部へ案内されている。パイプ２０は撹拌容器１２の中へ適切な放射状に広がっている。それから、パイプ２０が曲げられ、その端部２１が、内側から中空ハブ３４の中へ接続するために、撹拌容器の壁の外側に再び向けられる。
【００６６】
この方法で、ガスは供給パイプ２０，２１を経由して直接中空ハブ３４の中へ導入され、且つ注入される。
【００６７】
図６によるハブ３４は、パイプ３０（図４）又はチェンバー４８（図５）を順に含み、既に上述されたガス注入装置２８を設けられている。
【００６８】
パイプ３０，５０，５６を、円形断面、矩形断面、又は他の適切な断面にすることも可能である。また、図５によるチェンバー４８を矩形断面又は他の適切な断面にすることも可能である。
【００６９】
任意に、ガス注入装置は同時に省力可能であり、ガスは撹拌容器の中へ直に注入可能である。
【００７０】
このような方法で、ガスの良好な分散を、羽根１６によって発生された流れと共同して実現できるけれども、ガス注入装置２８を使用することによって重大な改良を達成できる。
【００７１】
また、分配ヘッド１８を撹拌機１０の壁に一体化すること、又は、撹拌容器１２の内側にそっくりそのまま組み入れることも可能である。この場合には、供給パイプ２０は撹拌容器１２の壁を通して案内され、分配ヘッド１８に接続されている。
【００７２】
本発明による撹拌機は、これまで従来のガス供給装置で可能であった場合よりも、更に高い材料運搬率と更に高いガス割合とを実現できる。
【００７３】
【発明の効果】
羽根は十分に強い液体ジェット（噴射）を発生させ、液体内で固体を浮かせておき、それと同時に、液体内のガスを分散させる。
【００７４】
このような方法で、ガスの良好な分散を、羽根によって発生された流れと共同して実現できるけれども、ガス注入装置を使用することによって重大な改良を達成できる。
【００７５】
本発明による撹拌機は、これまで従来のガス供給装置で可能であった場合よりも、更に高い材料運搬率と更に高いガス割合とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撹拌機の第１の実施の形態を概略的に示す図である。
【図２】本発明による撹拌機の別の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明による撹拌機の別の実施の形態を示す図である。
【図４】撹拌容器内へガスを導入するガス注入装置を概略的に示す端面図である。
【図５】撹拌容器内へガスを導入するガス注入装置を概略的に示す端面図である。
【図６】本発明による撹拌機の別の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０    撹拌機
１２    撹拌容器
１４    撹拌軸
１５    撹拌軸
１６    撹拌用羽根
１８    静止分配ヘッド
２０    供給パイプ
２１    端部
２２    放射状孔
２４    シール
２６    貫通孔
２８    ガス注入装置
３０    放射状延長パイプ
３２    出口孔
３４    ハブ
３６    内部端
３８    放射状孔
４０    環状空間
４２    外部端
４４    内部端
４６    内部端
４８    チェンバー
５２    パイプ
５４    内部端
５６    放射状パイプ
５８    端壁
６０    外部端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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