供给空气团和产生喷水注的方法技术

本发明专利技术提供用于某种装置上产生喷水注的方法，该装置定期提供并形成一个个空气团，在空气团的抽吸作用下，水随着空气团通过一垂直的水扩散管上升至管子上口，并形成喷水注．该方法由于确定了扩散管的直径和空气团体积之间的关系，并规定了空气团在管内上升的长度Ｌ（米）与提供各个空气团的时距Ｔ（秒）之间的关系．故改善了水处理的效率和能力．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及处理诸如湖泊、沼泽、坝内栏水和水库等水源的装置及方法，特别涉及当大量的水需要作净化处理或其它处理时，靠供给空气团，并在其作用下使水大范围径向辐射产生大面积循环水流的方法。传统的装置包括一安装于水下的立式抽水管，在每间隔一定时间形成的空气团抽吸作用下产生喷水注(如日本实审专利号42-5795，来实审专利号58-70895以及美国专利号4436675中所公开的装置)。原有的这些传统装置没有确定气室所供给的每个空气团所包含的空气体积与其配套的扩散管的直径之间的比例参数。换言之，传统的装置忽视了空气团体积与扩散管直径之间的关系，这就降低了装置的性能，同时也没有把接连不断供给空气团的时间间隔作为一个重要因素来考虑。实际上，由于不适当的时距致使几乎无法有效地利用各个空气团由自身的浮力所提供的流体功率。鉴于上述传统的原有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种方法，使得装置能高效率运转并发挥最大能力。因此本专利技术的目的之一是提供一种方法，借助此方法，每个空气团形成后的体积和在空气团吸力作用下能将水抽上来的特定管子的直径之间有一明显确定的关系。并且每个空气团上升时在管内通过的长度和接连形成或提供空气团的时距之间也有一明确的比例关系。本专利技术在实现上述目的时，将L与T之间的关系定义为L值的函数，其中L代表一给定空气团上升时通过管子的长度(米)，而T代表接连产生空气团的时距(秒)。本专利技术的另一目的是提供与球体体积有关的空气团体积大小，球体直径等于给定管子的直径。本专利技术的上述目的、其它目的及其优点和特征将通过本专利技术所提出的几种实例特别参考下列附图加以详细叙述。其中图1是实现本专利技术方法的一种装置的正视图，表示出该装置的部分剖视结构;图2是另一实例装置的正视图，表示出其部分剖视结构;图3中的各曲线代表空气流速及其相应供气量之间的关系;图4中的曲线示出了作为时间的函数的空气流速变化量;图5是体现了本专利技术方法装置的工作原理图;图6是一示意图，说明如果供给空气团的时距缩短时将出现何种情况;图7是一示意图，说明当采用本专利技术规定的正确时距时所出现的情况;图8是实现图7那种状态时空气流速与时间的关系曲线;图9是本专利技术的第9和第12个实例中的空气流速和时间的关系曲线;图10是本专利技术的第8和第11个实例中的空气流速和时间的关系曲线;图11示出如果空气团连续不断地供给时将出现的空气流速与时间的关系曲线;图12是一示意图，表明跟随一给定空气团而上升的水注，在喷出管后的扩散情况;图13是一示意图说明紧靠管子上方的水面如何在13处形成一凹陷区;“空气团”或者“气泡”这个术语在下面的叙述中是指由任一供气源供给一定体积的空气所产生任一形式的空气单体。为了净化水源，曾多次尝试每隔一定时距供给空气团而产生水注的方法。以上我们已提到一种用这种方法的典型装置。为净化水源所用的传统装置中，还有许多机构问题尚待解决，例如，需要确定管子的直径和长度、按一定时距形成和供给的各空气团所含的空气量，以及供给空气团的时距等参数。本专利技术人从长期研究这方面问题的经验中认识到，确定好管子直径与形成空气团的空气量之间的关系，以及管子的长度与接连产生的各空气团的时距之间的关系，便能获得高效率。实际上，已经确定了使装置具有最佳工作性能的参数，例如确定管子直径与一个空气团所含的空气量之间以及管子长度与时距之间的特定关系。下面，详细叙述本专利技术方法确定的各关系具体参数值，即形成一个空气团的空气量与管子直径之间的关系值和供给空气团的时距与管长之间的关系值。在按一特定时距形成和供给空气团的方法中，每个空气团所含的空气量为0.3～1.75倍的球体体积，其中球体直径等于管径。为了满足这些要求设计了实现这个方法所用的装置。通过试验得出为满足空气体积要求的最佳值范围，由下表示出平均流速表(表1)一气室容积和供气量之间的关系 ＊所列的数值乘以球体体积注(1)试验用的装置带有200毫米直径和2.5米长的管子。(2)气室容积相当于直径等于管径的球体体积，即相应于每次供给的一个空气团所含的空气量。(3)供气量的值是在温度为20℃压力为一个大气压下测得的。表2示出的值为从表1中得出的水流量。水平均流量(表2)一气室容积与供气量之间的关系 注(1)气室容积的值是在温度为20℃压力为一个大气压时的值。(2)供气量的值相当于每次供给气室的气体流量(是气室容积的80%～100%，气室容积值等于球体体积的倍数)。从上表可看出，在给定任一供气量时，受空气团吸收而被抽上来的水的流量随气室容积的减小而增大。同样可以看到，流量随供气量(流入气室内的空气量)的增大而增大。当供气量对应于0.3至1.25倍球体体积(球体直径等于管径)时，流量是最大的。可是，当空气流量对应于0.3至0.5倍球体体积时，供气的时距是必会缩短。在这种情况下，上升的水注在其惯性力的作用下所具有的能量，在空气团失去其吸引作用时就不能得到充分利用。因此在实际应用上当供气量对应于0.75～1.25倍球体体积时，机器能保持高效运转。低于0.75倍球体体积时，在给定供气量下，能得到处理的水量相对比少，而高于1.25倍球体体积时，能得到处理的水量显著下降。下一个考虑的重要因素是按一定时距供给空气团的气室结构。虽然我们观察到，利用虹吸作用的气室型式符合实际要求，例如，其结构简单，维修简便，容错范围大，可以使用其它型式的供气源设备，例如自动阀操作泵，往复泵或其它原有技术设备。但应该注意到，使用虹吸式气室时，它只可以放置在除管子底部周围以外的任何位置。而不像装设进气喷管那样，喷管延伸到管子底部或管壁的中间位置。本专利技术方法利用了沿直立管子上升的各个空气团的抽吸作用(管子的上口位于水面以下)，使接近底部的水随空气团而上升。所提供的方法应满足下列条件(1)0.5L≤T≤4-6｜L｜(当L 10米时)(2)0.5L≤T≤10｜L｜(当2米≤L＜10米时)(3)｜L｜≤T(当L＜2米时)式中L(米)代表在管中上升的一给定空气团的长度，T(秒)代表接连地供给每个空气团的时距，在上述条件下，其运行效率较高，运行费用可以减少。使用此方法时，气/水扩散管一般置于水下，其上部开口置于水面38以下1～20米处。当水源更深时，管子1底部置于靠近水底处以便提升底部的水，管子的上端可以置于水面以下20米至30米处。当管长超过2米但少于10米时，时距T一般在5～30秒范围内，当管长超过10米时时距在15～100秒范围内，而管长在10～15米时，则时距在20～80秒范围内。当管的上端处于水面以下5～15米时，空气团以1米/秒的速度上升，由于水被空气团带着上升的联合作用，使靠近管上端的水面升高，如图12中的点划线A所示。水注离开上管口后继续朝箭头35a的方向上升，然后朝35b的方向径向喷射扩散，实际测得最高的扩散速度是在水面以下1米处(条件是上管口处于水面以下5米米)。当水的提升速度降低时，必然导致喷水注的水量大幅度减少，紧靠管子上的水面部分将出现一凹陷部分如图13中B所示，这使得周围的水38被吸入这一洼区如箭头35C所示。于是，从底部上升的水(温度为10℃)将与水面的水(温度为20℃)汇合，混合后的水的温度为18℃，其水量增加为水底的水的5倍，并向径向扩散。当水扩散到更远的地方时，水面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法。其内容包括按特定的时距产生单个气泡或空气团。在每一空气团的抽吸（即提升）作用下。使水通过一竖直安装在水下的扩散管，由水底提升上来，再从管的上端扩散出去，空气团的体积规定为直径等于水扩散管内径的球体体积的０．７５～１．２５倍。并满足以下条件：（１）０．５│Ｌ│≤Ｔ≤４～６│Ｌ│（当Ｌ≥１０米时）；（２）０．５│Ｌ│Ｔ≤１０│Ｌ│（当２米≤Ｌ＜１０米时）；（３）│Ｌ│≤Ｔ（当Ｌ＜２米时）式中Ｌ（米）为空气团通过管内上升的长度。Ｔ（秒）为提供各个接连空气团 的时距。

【技术特征摘要】
JP 1986-5-2 102624/86;JP 1986-4-1 75165/861.一种方法，其内容包括按特定的时距产生单个气泡或空气团，在每一空气团的抽吸(即提升)作用下，使水通过一竖直安装在水下的扩散管，由水底提升上来，再从管的上端扩散出去，空气团的体积规定为直径等于水扩散管内径的球体体积的0.75～1.25倍。并满足以下条件(1)0.5｜L｜≤T≤4～6｜L｜(当L≥10米时)；(2)0.5｜L｜T≤10｜L｜(当2米≤L＜10米时)；(3)｜L｜≤T(当L＜2米时)式中L(米)为空气团通过管内上升的长度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧野正彦，
申请(专利权)人：海洋工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]