(57)【要約】  本発明は、溶解ガスを含む加圧水を噴射するためのノズルであって、−前記水のための円筒状吸入チャンバ（２０）と、−オリフィス（４０１）によって前記吸入チャンバ（２０）に連通する入口（３０１）と、出口とを備える円筒状膨張チャンバ（３０）と、−円錐台断面の拡散チャンバ（６０）であって、前記膨張チャンバ（３０）の出口に連通しており、前記膨張チャンバから外方に拡がっている、拡散チャンバ（６０）と、を備え、前記ノズルが前記膨張チャンバ（３０）から流出する水の流れを回転させるための手段を備えている、ノズルに関する。【選択図】図５
2018503506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解ガスを含む加圧水を噴射するためのノズルであって、
−前記水のための円筒状吸入チャンバ（２０）と、
−オリフィス（４０１）によって前記吸入チャンバ（２０）に連通する入口（３０１）と、出口とを備える円筒状膨張チャンバ（３０）と、
−円錐台断面の拡散チャンバ（６０）であって、前記膨張チャンバ（３０）の前記出口に連通しており、前記膨張チャンバから外方に拡がっている、拡散チャンバ（６０）と、
を備え、
前記ノズルが前記膨張チャンバ（３０）から流出する水の流れを回転させるための手段を備えていることを特徴とする、ノズル。
【請求項２】
前記膨張チャンバ（３０）の前記出口は、少なくとも２つの開口（９０１）を備えており、前記少なくとも２つの開口（９０１）は、前記膨張チャンバ（３０）の回転軸を中心として均一に分配されており、開口（９０１）の各々は、
−前記膨張チャンバ（３０）の前記回転軸と平行の面内に位置し、かつ
−前記膨張チャンバ（３０）の前記回転軸に対して傾斜している
軸に沿って延在しており、前記少なくとも２つの開口の前記軸は、前記膨張チャンバ（３０）から流出する水の流れを同一方向に沿って回転させるために、前記方向に傾斜されていることを特徴とする、請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記円錐台状拡散チャンバ（６０）の回転軸に対する前記円錐台状拡散チャンバの角度γおよび前記開口（９０１）の傾斜の角度αは、前記拡散チャンバ（６０）の出口において本質的に１００μｍから２００μｍの範囲内の気泡径を維持するように、選択されていることを特徴とする、請求項２に記載のノズル。
【請求項４】
前記膨張チャンバ（３０）内に配置されたニードル（８０）であって、前記オリフィス（４０１）に面し、前記オリフィスの方向に配向されている、ニードル（８０）を備えることを特徴とする、請求項２または３に記載のノズル。
【請求項５】
前記流れの回転を持続させるための手段（７０）を備え、前記持続させるための手段は、前記拡散チャンバ（６０）内に収容されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項６】
前記持続させるための手段は、少なくとも２つのブレード（７０）を備えており、該ブレードは、前記拡散チャンバ（６０）の前記回転軸からその周囲輪郭まで延在しており、この軸を中心として均一に分配されており、前記ブレード（７０）の各々は、前記拡散チャンバ（６０）の前記回転軸と直交する軸を通る面内に延在しており、前記方向において傾斜していることを特徴とする、請求項５に記載のノズル。
【請求項７】
前記膨張チャンバ（３０）と前記拡散チャンバ（６０）との間に配置された少なくとも１つの円錐台状中間拡散チャンバ（５０）であって、前記拡散チャンバ（６０）の方向に拡がる断面を有している、少なくとも１つの円錐台状中間拡散チャンバ（５０）を備えていることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項８】
前記拡散チャンバ（６０）と前記中間拡散チャンバ（５０）との間に位置する横方向水入口（１００）を備えていることを特徴とする、請求項７に記載のノズル。
【請求項９】
前記拡散チャンバ（６０）の入口直径は、前記中間拡散チャンバ（５０）の出口直径よりも大きくなっており、前記拡散チャンバ（６０）の入口は、前記拡散チャンバおよび前記中間拡散チャンバ間に空隙が生じるように、前記中間拡散チャンバ（５０）の出口に重ねられており、前記空隙は、前記横方向水入口（１０１）を構成していることを特徴とする、請求項８に記載のノズル。
【請求項１０】
前記円錐台状拡散チャンバ（６０）の回転軸に対する前記円錐台状拡散チャンバの角度γ、および前記中間拡散チャンバ（５０）の回転軸に対する前記中間拡散チャンバの角度βは、同一であることを特徴とする、請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項１１】
前記円錐台状拡散チャンバ（６０）の回転軸に対する前記円錐台状拡散チャンバの角度γは、前記中間拡散チャンバ（５０）の回転軸に対する前記中間拡散チャンバの角度βよりも大きくなっていることを特徴とする、請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項１２】
前記角度γ，βの値は、０°から３０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項１３】
前記開口（９０１）の傾斜の角度αは、２０°から６０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項３ないし請求項１２のいずれか一項に記載のノズル。
【請求項１４】
前記ブレード（７０）の傾斜の角度ψは、２０°から６０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項６ないし請求項１３のいずれか一項に記載のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、浮上によって廃液を処理するための方法および装置の分野である。
【背景技術】
【０００２】
廃液を処理するための多くの方法は、概して凝結ステップおよびフロック形成ステップに続く浮上ステップを含んでいる。
【０００３】
浮上は、廃液の懸濁粒子を分離することを意図する技術である。
【０００４】
この目的のために、処理される廃液が入口パイプ３を介して運ばれる浮上リアクタの浮上区域２の基部において、空気のような溶解ガスを含む加圧水が、ノズル１を通して噴射される。この水に溶解されたガスの膨張の影響を受けて、ガスの微細気泡が処理される廃液内に形成される。処理される廃液の表面に向かって上昇するこれらの微細気泡が、本質的にフロックの形態にある懸濁粒子に付着し、これらを運ぶことになる。従って、微細気泡が付着したこれらの粒子は、フロック−気泡凝集物と呼ばれる。廃液と凝集物との混合物は、リアクタの浮上区域２から分離区域４に進む。これらの２つの区域は、垂直壁７によって互いに分離されている。このようにして、懸濁粒子は、分離区域４内に分離されることになる。処理された廃液は、この目的のために設けられたパイプ５を介して、分離区域４の下部から放出される。廃液のこの部分から分離された粒子は、リアクタの上部において、この目的のために設けられたシュート６を介して放出される。
【０００５】
処理される廃液内に溶解ガスを含む加圧水を噴射させるために、噴射ノズルが用いられている。これらの噴射ノズルは、浮上リアクタの浮上区域の下部に均一に分配されるようになっている。
【０００６】
出願人によって開発された噴射ノズルを例示する図２に示されているように、このような噴射ノズルは、
−入口１００および出口１０１を備える加圧水のための円筒状吸入チャンバ１０と、
−オリフィス１２によって吸入チャンバ１０に連通する入口１１０を備える円筒状膨張チャンバ１１と、
−１つまたは複数の回転円錐台の断面を有する拡散チャンバ１３であって、１つまたは複数の回転円錐台の断面は、互いの延長線上に延在しており、ノズルの出口に向かって膨張チャンバから外方に拡がっており、ノズルの回転軸を中心として均一に分配された開口１４によって膨張チャンバ１１に連通している、拡張チャンバ１３と、
を備えている。
【０００７】
廃液処理分野における製造業者らは、とどまることなく、これらの処理プラントの生産性を増大させようとしている。この目的のために、製造業者らは、浮上リアクタの分離区域において廃液の前面速度が３０−４０ｍ／ｈを超えるように処理プラント内の処理される廃液の通過速度を増大させようと努力している。さらに具体的にには、廃液の前面速度は、浮上区域２を分離区域４から分離する垂直壁７の上方に位置する区域における廃液の速度である。
【０００８】
浮上リアクタ内の処理される廃液の許容される最大通過速度は、分離される懸濁粒子の浮上能力、および該懸濁粒子に付着された微細気泡、すなわち、凝集物の浮上能力によって決定される。
【０００９】
懸濁粒子への微細気泡の付着を促進させるために、当業者は、慣習的に、可能な限り小さい微細気泡、すなわち、１００μｍ未満の等価直径を有する微細気泡を作成しようと努力している。
【００１０】
しかし、この手法は、フロックごとに可能な限り多数の微細気泡が付着することによって、凝集物の浮上性が低減し、処理速度が低下する傾向にある。これは、処理速度を増大させたい製造業者の目的と相いれないことになる。
【００１１】
逆の観点から、大きな微細気泡、すなわち、２００μｍを超える等価直径を有する微細気泡を用いることによって、凝集物の浮上性を高めることができる。これは、処理速度の増大をもたらすことになる。しかし、これは、排除されるべきフロックの破壊を生じさせるおそれをもたらすと共に、多量の消費を伴うことになる。
【００１２】
図３の曲線によって示されているように、ストークスの法則によって、浮上リアクタ内の廃液の処理速度を微細気泡の大きさに関連付けることが可能である。この曲線から分かるように、リアクタ内の処理される廃液の通過速度が約３０ｍ／ｈの場合、微細気泡が処理された廃液を押し流すおそれまたはフロックを破壊するおそれをもたらすことなく、効率的な浮上を確実なものとするのに必要な微細気泡の最適な直径は、約１４０μｍである。また、この曲線から分かるように、リアクタ内の処理される廃液の通過速度が約５０ｍ／ｈの場合、微細気泡が処理された廃液を押し流すおそれまたはフロックを破壊するおそれをもたらすことなく、効率的な浮上を確実なものとする微細気泡の最適な直径は、約１９０μｍである。
【００１３】
従って、効率的かつ迅速な浮上を確実なものとするために、微細気泡の大きさは、１００μｍから２００μｍの間にあるべきである。
【００１４】
しかし、小さすぎずまたは大きすぎない微細気泡を可能な限り多量に作成するために用いることができる噴射ノズル、すなわち、１００μｍから２００μｍの直径を有する微細気泡が作成される比率を高めことができ、その結果、迅速かつ効率的な浮上を行なうことを可能にする噴射ノズルは、知られていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、これらの困難な問題の少なくともいくつかに対して効率的な解決策をもたらすことを特に意図している。
【００１６】
特に、少なくとも１つの実施形態によれば、浮上による処理を最適化する技術を提供することが、本発明の１つの目的である。
【００１７】
特に、本発明は、少なくとも１つの実施形態によれば、浮上による処理の速度を高め、同時に微細気泡が処理された廃液と共に運ばれるのを防ぐ、この種の技術を提供することを意図している。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態によれば、１００μｍから２００μｍの直径を有する微細気泡の作成を改良するこの種の技術を提供することが、本発明の他の目的である。
【００１９】
少なくとも１つの実施形態によれば、簡単なおよび／または効率的なおよび／または確実なおよび／または経済的なこの種の技術を提供することが、本発明の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的を達成するために、本発明は、溶解ガスを含む加圧水を噴射するためのノズルであって、
−前記水の吸入のための円筒チャンバと、
−オリフィスによって前記吸入チャンバに連通する入口と、出口とを備える円筒状膨張チャンバと、
−円錐台断面の拡散チャンバであって、前記膨張チャンバの出口に連通しており、前記膨張チャンバから外方に拡がっている、拡散チャンバと、
を備え、
前記ノズルが前記膨張チャンバから流出する水の流れを回転させるための手段を備えている、ノズルを提供するものである。
【００２１】
このように、膨張チャンバから流出する流れは、膨張チャンバの軸、すなわち、ノズルの軸を中心として回転する。これが、流れのエネルギーを消散させ、後続のフロックに対する微細気泡の付着性を改良し、その一方、処理される流れ内への過剰な乱流白水の注入、従って、フロックの破壊を防ぐことになる。また、これは、１つまたは複数の拡散チャンバ内において、流れを拡散壁に良好に接触させ、エネルギーの消失を継続させるように、
流れを方向転換させ、かつ分散させることになる。
【００２２】
従って、このノズルは、１００μｍから２００μｍの直径の微細気泡を形成するのに好都合である。
【００２３】
１つの特定の実施形態では、前記膨張チャンバの前記出口は、前記膨張チャンバの回転軸を中心として均一に分配された少なくとも２つの開口を備えており、前記開口の各々は、
−前記膨張チャンバの前記回転軸と平行の面内に位置し、かつ
−前記膨張チャンバの前記回転軸に対して傾斜している
軸に沿って延在しており、前記少なくとも２つの開口の前記軸は、前記膨張チャンバから流出する前記水の流れを同一方向に沿って回転させるために，前記方向に傾斜している。
【００２４】
この実施は、１００μｍから２００μｍの範囲内にある直径の微細気泡の形成を簡単かつ効率的に最大化させるのに役立つことになる。
【００２５】
１つの特定の実施形態によれば、前記円錐台チャンバの前記回転軸に対する前記円錐台拡散チャンバの角度γおよび前記開口の傾斜の角度αは、前記拡散チャンバの出口において本質的に１００μｍから２００μｍの範囲内の気泡径を維持するように、選択されている。
【００２６】
これらの角度値の選択も、１００μｍから２００μｍの直径を有する微細気泡の形成を簡単かつ効率的に最大化させるのに役立つことになる。
【００２７】
本発明の１つの特定の実施形態によれば、前記ノズルは、前記膨張チャンバ内に配置されたニードルであって、前記オリフィスに面し、前記オリフィスの方向に配向されている、ニードルを備えている。
【００２８】
従って、この態様によれば、本発明は、溶解ガスを含む加圧水を噴射するためのノズルの吸入チャンバと膨張チャンバとを接続するオリフィスに向かう軸上にニードルを配置するように、構成されている。
【００２９】
ニードルの存在によって、
−加圧水を膨張チャンバ内に均一に分配させることができ、かつ
−気泡核生成表面を増大させ、これによって、微細気泡の大きさの均一性を改良することができる。
【００３０】
本発明の１つの特定の特性によれば、ノズルは、前記流れの回転を持続させるための手段を備えることができ、前記持続させるための手段は、前記拡散チャンバ内に収容されている。
【００３１】
これによって、ノズル内の流れは、その回転運動を維持することができる。これは、後続のフロックに対する微細気泡の付着性を改良し、その一方、噴射される流れのエネルギーを継続して消散させ、該流れを安定させ、乱流を制限することができる。
【００３２】
この場合、前記持続させるための手段は、少なくとも２つのブレードを備えることができ、該ブレードは、前記拡散チャンバの回転軸からその周囲輪郭まで延在しており、この軸を中心として均一に分配されており、前記ブレードの各々は、前記拡散チャンバの回転軸と直交する軸を通る面内に延在しており、前記方向において傾斜している。
【００３３】
本発明の１つの特定の特性によれば、ノズルは、前記膨張チャンバと前記拡散チャンバとの間に配置された少なくとも１つの円錐台状中間拡散チャンバであって、前記拡散チャンバの方向に拡がる断面を有している、少なくとも１つの円錐台状中間拡散チャンバを備えることができる。
【００３４】
中間拡散チャンバの実施によって、再巡回流れとも呼ばれる渦巻き状周方向流れが防がれることになる。
【００３５】
過度に大きい開口を有する円錐は、前述の流れを封じ込むことができず、壁に再循環流れを引き起こすおそれがある。何故なら、（噴射される流体と比べて）静止している媒体内に高速度差で噴射される流体が旋回運動に入るからである。従って、この中間拡散チャンバは、流体を案内し、これらの渦巻き状「再循環流れ」を阻止し、（流れが開口を通る軸を中心として分配されているこの場合に生じる）環状噴射として知られている噴射が生じるのを実質的に防ぐことができる。
【００３６】
本発明の１つの特定の特性によれば、ノズルは、前記拡散チャンバと前記中間拡散チャンバとの間に位置する横方向水入口を備えることができる。
【００３７】
処理される廃液は、ノズル内に微細気泡の形成の座である気泡核生成部位を構成する懸濁粒子を含んでいる。従って、微細気泡の形成が増大することになる。
【００３８】
この場合、前記拡散チャンバの入口直径が前記中間拡散チャンバの出口直径よりも大きく、前記拡散チャンバの入口が、前記拡散チャンバおよび前記中間拡散チャンバ間に空隙が生じるように、前記中間拡散チャンバの出口に重ねられてもよく、この場合、前記空隙が前記横方向水入口を構成することになる。
【００３９】
本発明の１つの特定の特性によれば、前記円錐台状拡散チャンバの回転軸に対する前記円錐台状拡散チャンバの角度γ、および前記中間拡散チャンバの回転軸に対する前記中間拡散チャンバの角度βは、同一である。
【００４０】
本発明の１つの特定の特性によれば、前記円錐台状拡散チャンバの回転軸に対する前記円錐台状拡散チャンバの角度γは、前記中間拡散チャンバの回転軸に対する前記中間拡散チャンバの角度βよりも大きくなっている。
【００４１】
本発明の１つの特定の特性によれば、角度γ、βの値は、０°から３０°の範囲内にある。
【００４２】
本発明の１つの特定の特性によれば、前記開口（９０１）の傾斜の角度αは、２０°から６０°の範囲内にある。
【００４３】
本発明の１つの特定の特性によれば、前記ブレード（７０）の傾斜の角度φは、２０°から６０°の範囲内にある。
【００４４】
本発明の他の特徴および利点は、単なる説明的かつ非制限的な例に基づく特定の実施形態の以下の説明および添付の図面から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】浮上リアクタの略図である。
【図２】先行技術による噴射ノズルの縦断面図である。
【図３】ストークスの法則による微細気泡の直径と浮上リアクタ内の処理される廃液の通過速度との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるノズルの斜視図である。
【図５】図４に示されているノズルの縦断面図である。
【図６．７】図５の２つの細部を示す図である。
【図８】図４，５のノズルの上面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態によるノズルの縦断面図である。
【図１０】横方向水入口を通る面に沿った図９のノズルの断面図である。
【図１１】先行技術のノズルおよび本発明によるノズルの実施によって生成された微細気泡の大きさを示す曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
［構造］
ノズルの底部、すなわち、基部または入口は、加圧水がノズルに入る端を示している。ノズルの上端または出口は、膨張した加圧水がノズルから出る端を示している。
【００４７】
［第１の型式］
図４−８を参照すると、本発明による噴射ノズルの第１の実施形態が示されている。
【００４８】
これらの図に示されているように、このようなノズルは、吸入チャンバ２０を備えており、該吸入チャンバ２０を通して、溶解ガスを含む加圧水がノズル内に導かれるようになっている。この吸入チャンバ２０は、入口２００および出口２０１を備えている。吸入チャンバ２０は、回転円筒断面を有している。この実施形態では、吸入チャンバ２０の高さは、その直径Ｄの３／２倍に等しくなっている。
【００４９】
直径Ｄは、好ましくは、１０ｍｍから５０ｍｍの範囲内にある。
【００５０】
オリフィス４０１の直径ｄは、好ましくは、２ｍｍから６ｍｍの範囲内にある。
【００５１】
ノズルは、膨張チャンバ３０も備えている。
【００５２】
膨張チャンバ３０は、吸入チャンバ２０の延長線上かつ同一軸上に延在している。膨張チャンバ３０は、回転円筒断面を有している。膨張チャンバ３０は、壁４０によって、吸入チャンバ２０から分離されている。壁４０は、入口３０１を備えており、該入口３０１は、膨張チャバ３０の長軸に沿って壁４０を貫通するオリフィス４０１によって、吸入チャンバ２０の出口２０１に連通している。この実施形態では、壁４０の厚みは、オリフィス４０１の直径ｄに等しくなっており、膨張チャンバ３０の厚みは、オリフィス４０１の直径ｄに等しくなっており、膨張チャンバ３０の直径は、吸入チャンバ２０の直径に等しくなっている。
【００５３】
ノズルは、膨張チャンバ３０の延長線上かつその軸上に延在する中間拡散チャンバ５０を備えている。一変更例では、いくつかの中間拡散チャンバが、互いの延長線上に設けられていてもよい。この拡散チャンバは、円錐台形状を有している。この拡散チャンバは、壁９０によって膨張チャンバ３０から分離されており、該壁９０を膨張チャンバ３０の出口および中間拡張チャンバ５０の入口を構成する開口９０１が横断している。従って、膨張チャンバ３０および中間拡散チャンバ５０は、開口９０１によって互いに連通している。この実施形態では、壁９０の厚みは、オリフィス４０１の直径ｄに等しくなっており、中間拡散チャンバ５０の回転軸と該回転軸に向かって位置する各開口９０１の端との間の距離は、吸入チャンバ２０の直径Ｄの１／４に等しくなっている。また、この実施形態では、開口９０１は、四角形断面を有しており、該断面の側面は、オリフィス４０１の直径ｄに等しくなっている。各開口９０１は、
−膨張チャンバの回転軸と平行の面内に位置し、
−膨張チャンバの回転軸に対して傾斜している
軸に沿って延在している。
【００５４】
これらの開口９０１の軸は、同一方向に傾斜しており、以下にさらに詳細に説明するように、膨張チャンバから流出する水の流れをこの方向に回転させるようになっている。
【００５５】
この実施形態では、壁９０の上面に対する開口９０１の傾斜の角度αの値は、４５°に等しくなっている。開口９０１の数は、ここでは４つである。これらの開口９０１は、膨張チャンバ３０の回転軸を中心として均一に分配されている。
【００５６】
中間拡散チャンバ５０の基部の直径は、膨張チャンバ３０の直径に等しくなっている。この実施形態では、この円錐台の回転軸に対する該円錐台の角度βは、７°に等しくなっている。この円錐台は、膨張チャンバ３０から中間拡散チャンバ５０の出口に向かって拡がっている。この実施形態では、中間拡散チャンバ５０の高さは、吸入チャンバ２０の直径Ｄの３／２倍に等しくなっている。
【００５７】
膨張チャンバ３０は、ニードル８０を含んでいる。このニードルは、壁９０の表面から突出し、オリフィス４０１に面して該オリフィス４０１に向かって配向されている。従って、ニードル３０は、壁９０の表面から突出してオリフィス４０１の軸上において該オリフィス４０１の方を向く先の尖った要素である。ニードル８０の高さは、膨張チャンバの高さに等しくなっている。ニードルの基部の直径は、オリフィス４０１の直径の６／１０に略等しくなっている。
【００５８】
ノズルは、拡散チャンバ６０を備えている。拡散チャンバ６０は、中間拡散チャンバ５０の延長線上かつ同一軸上に延在している。拡散チャンバ６０は、回転円錐台の形状を有しており、この回転円錐台の回転軸に対する該回転円錐台の角度γは、この実施形態では、１５°に等しくなっている。この円錐台は、中間膨張チャンバ５０から拡散チャンバ６０の出口に向かって拡がっている。拡散チャンバの基部の直径は、中間拡散チャンバ５０の最終直径に等しくなっている。この実施形態では、拡散チャンバ６０の高さは、吸入チャンバ２０の直径Ｄの２倍に等しくなっている。
【００５９】
拡散チャンバ６０は、パドルとも呼ばれるブレード７０を含んでいる。これらのブレード７０は、拡散チャンバ６０の回転軸を中心として均一に分配されている。これらのブレードは、各々、この軸から拡散チャンバ６０の周壁まで延在している。この実施形態では、ブレードの数は、４つである。各ブレード７０は、拡散チャンバ６０の回転軸と直交する軸を通る面に沿って延在しており、膨張チャンバを出る水の流れの回転方向に傾斜している。ブレード７０の傾斜の角度φは、この実施形態では、水平面、すなわち、ノズルの軸と直交する面に対して４５°である。
【００６０】
この実施形態では、
−ブレード７０の水平方向に突出する幅は、吸入チャンバ２０の直径Ｄの１／４に等しくなっており、
−ブレード７０の垂直方向に突出する高さは、吸入チャンバ２０の直径Ｄの１／４に等しくなっており、
−拡散チャンバ６０の基部に対するブレード７０の長軸の高さは、吸入チャンバ２０の直径に等しくなっている。
【００６１】
この実施形態では、吸入チャンバ２０の直径Ｄは、２７ｍｍに等しくなっており、オリフィス４０１の直径Ｄは、３．５ｍｍに等しくなっている。
【００６２】
前記ノズルの作動範囲は、好ましくは、３バールから１０バールの圧力および０．３ｍ３／ｈから３ｍ３／ｈの流量である。
【００６３】
［第２の型式］
図９，１０を参照すると、本発明によるノズルの第２の実施形態が示されている。第１の実施形態によるノズルと第２の実施形態によるノズルとの間の差についてのみ詳細に説明する。
【００６４】
この実施形態によれば、ノズルは、拡散チャンバ６０と中間拡散チャンバ５０との間に配置された横方向水入口１００を備えている。
【００６５】
この目的のために、拡散チャンバ６０の入口直径は、中間拡散チャンバ５０の出口直径よりも大きくなっており、拡散チャンバ６０の基部が、これらのチャンバがそれらの間に横方向水入口１００を構成する空隙を相互に形成するように、中間拡散チャンバ６０の出口に重ねられる。このようにして、横方向水入口１００を構成する空隙が、拡散チャンバ６０と中間拡散チャンバ５０との間に形成される。支持体１０１が、拡散チャンバ６０と中間拡散チャンバ５０との間に、これらのチャンバを等間隔で相互に接続するように介設されている。
【００６６】
拡散チャンバ６０と中間拡散チャンバ５０との重なりの高さは、この実施形態では、吸入チャンバ２０の直径Ｄの１／４に等しくなっており、重なり区域における拡散チャンバ６０の壁と中間拡散チャンバ４０の壁との間の距離は、吸入チャンバ２０の直径Ｄの１／６に等しくなっている。
【００６７】
この実施形態では、拡散チャンバ６０の円錐台の角度および中間拡散チャンバ５０の円錐台の角度は、同一であり、７°に等しくなっている。
【００６８】
［操作：第１の型式のノズル］
本発明によるノズルは、浮上によって廃液を       処理するために、浮上リアクタの基部に配置される。
【００６９】
このような処理中、溶解ガス、例えば、溶解空気を含む加圧水が、各ノズルの吸入チャンバ２０内に導入される。
【００７０】
次いで、加圧水は、オリフィス４０１を通って膨張チャンバ３０内に入り、該膨張チャンバ３０内において、高負荷損失によって膨張し、微細気泡を生成する。ニードル８０の存在によって、
−膨張チャンバ内の加圧水の均一な分配、および
−気泡核生成面の増大、従って、微細気泡の大きさの均一性の改良
が可能になる。
【００７１】
続いて、水は、ノズル内を移動し、開口９０１を通過し、中間拡散チャンバ５０内に入る。
【００７２】
傾斜縁をなす開口９０１の傾斜に起因し、膨張チャンバから出る流れは、回転する。これが、流れのエネルギーを消散させ、後続のフロックに対する微細気泡の付着性を改良することになる。また、これは、拡散チャンバと中間拡散チャンバとの間において流れを再配向し、かつ分散させることになる。
【００７３】
続いて、流れは、ノズル内を移動し、中間拡散チャンバ５０内を流れ、これによって、流れを壁に再付着させることによって生じる渦巻状周方向流れが防がれることになる。
【００７４】
次いで、流れは、拡散チャンバ６０内に入り、これによって、減速し、そのエネルギーを消散し、同時にノズルの壁に接触する。エネルギーの消散によって、ノズルの出口におけるフロックと気泡との間の良好な付着が得られ、これによって、フロックの破壊が防がれることになる。流れは、ブレード７０に沿って移動し、これによって、回転運動を持続させることが可能になる。これは、後続のフロックに対する微細気泡の付着性をさらに改良することになる。
【００７５】
次いで、「白水」とも呼ばれる水と微細気泡との混合物が、拡散チャンバ６０の端を通ってノズルから現れる。
【００７６】
傾斜した開口を用いることによって、１００μｍから２００μｍの範囲内の直径を有する微細気泡の作成が可能になる。これらの開口は、懸濁粒子が必ず微細気泡の輪郭の上面に接触するように、傾斜しているべきである。従って、傾斜の理想的な角度は、４５°よりも小さくなっているが、２０°から６０°の範囲内であってもよい。このように傾斜した開口によって生じる回転によって、微細気泡および粒子を乱流におけるよりも弱く接触させ、これによって、より大きい微細気泡をもたらすことができる。
【００７７】
ニードルは、不可欠ではないが、気泡核生成部位の数を増大させることによって、微細気泡を均一に生成することができる。
【００７８】
従って、迅速かつ効率的な浮上をもたらさない過度に小さい微細気泡または過度に大きい微細気泡の生成が防がれることになる。
【００７９】
［操作：第２の型式のノズル］
第２の実施形態によるノズルの実施は、以下の点、すなわち、ノズル内の加圧水の運動の影響を受けて、ノズルが浸漬されている処理されるべき周囲廃液が、低圧で横方向水入口１００からノズル内に吸引される点を除けば、第１の実施形態によるノズルの実施と同じである。
【００８０】
処理される廃液は、懸濁粒子を含んでいるが、該懸濁粒子は、ノズル内において微細気泡の生成の座である気泡核生成部位を構成することになる。
【００８１】
従って、微細気泡の生成が増大することになる。
【００８２】
［結果］
先行技術によるノズルと第１の実施形態によるノズルとの比較試験を行った。
【００８３】
これらの試験中、ノズルの吸入チャンバの直径は、２７ｍｍとし、オリフィスの直径は、３．５ｍｍとし、ニードル８０の直径は、２ｍｍとした。吸入チャンバの入口における加圧水の圧力は、５バールとし、その流速は、０．７４ｍ３／ｈとした。
【００８４】
得られた結果を示す図１１の曲線は、本発明によるノズルによって、以下の微細気泡、すなわち、その大部分がリアクタ内の処理される廃液の通過速度が５０ｍ／ｈを超える浮上を効率的に行なうのに十分に大きい寸法を有している、微細気泡の作成が可能であることを示している。実際、本発明によるノズルによって形成された微細気泡の殆どは、ストークスの法則によって計算された５０ｍ／ｈの速度に最適な大きさに近い大きさを有している。先行技術によるノズルによって形成された微細気泡は、この閾値未満の部分を有し、それ故、浮上構造内の通過速度を増大させるのに十分な浮上性を有していないことになる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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