專利名稱:供給空氣團(tuán)和產(chǎn)生噴水注的方法
本發(fā)明涉及處理諸如湖泊、沼澤、壩內(nèi)欄水和水庫(kù)等水源的裝置及方法，特別涉及當(dāng)大量的水需要作凈化處理或其它處理時(shí)，靠供給空氣團(tuán)，并在其作用下使水大范圍徑向輻射產(chǎn)生大面積循環(huán)水流的方法。
傳統(tǒng)的裝置包括一安裝于水下的立式抽水管，在每間隔一定時(shí)間形成的空氣團(tuán)抽吸作用下產(chǎn)生噴水注(如日本實(shí)審專利號(hào)42-5795，來(lái)實(shí)審專利號(hào)58-70895以及美國(guó)專利號(hào)4436675中所公開的裝置)。
原有的這些傳統(tǒng)裝置沒(méi)有確定氣室所供給的每個(gè)空氣團(tuán)所包含的空氣體積與其配套的擴(kuò)散管的直徑之間的比例參數(shù)。換言之，傳統(tǒng)的裝置忽視了空氣團(tuán)體積與擴(kuò)散管直徑之間的關(guān)系，這就降低了裝置的性能，同時(shí)也沒(méi)有把接連不斷供給空氣團(tuán)的時(shí)間間隔作為一個(gè)重要因素來(lái)考慮。實(shí)際上，由于不適當(dāng)?shù)臅r(shí)距致使幾乎無(wú)法有效地利用各個(gè)空氣團(tuán)由自身的浮力所提供的流體功率。
鑒于上述傳統(tǒng)的原有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，使得裝置能高效率運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)揮最大能力。
因此本發(fā)明的目的之一是提供一種方法，借助此方法，每個(gè)空氣團(tuán)形成后的體積和在空氣團(tuán)吸力作用下能將水抽上來(lái)的特定管子的直徑之間有一明顯確定的關(guān)系。并且每個(gè)空氣團(tuán)上升時(shí)在管內(nèi)通過(guò)的長(zhǎng)度和接連形成或提供空氣團(tuán)的時(shí)距之間也有一明確的比例關(guān)系。
本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)上述目的時(shí)，將L與T之間的關(guān)系定義為L(zhǎng)值的函數(shù)，其中L代表一給定空氣團(tuán)上升時(shí)通過(guò)管子的長(zhǎng)度(米)，而T代表接連產(chǎn)生空氣團(tuán)的時(shí)距(秒)。
本發(fā)明的另一目的是提供與球體體積有關(guān)的空氣團(tuán)體積大小，球體直徑等于給定管子的直徑。
本發(fā)明的上述目的、其它目的及其優(yōu)點(diǎn)和特征將通過(guò)本發(fā)明所提出的幾種實(shí)例特別參考下列附圖加以詳細(xì)敘述。其中圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的一種裝置的正視圖，表示出該裝置的部分剖視結(jié)構(gòu);
圖2是另一實(shí)例裝置的正視圖，表示出其部分剖視結(jié)構(gòu);
圖3中的各曲線代表空氣流速及其相應(yīng)供氣量之間的關(guān)系;
圖4中的曲線示出了作為時(shí)間的函數(shù)的空氣流速變化量;
圖5是體現(xiàn)了本發(fā)明方法裝置的工作原理圖;
圖6是一示意圖，說(shuō)明如果供給空氣團(tuán)的時(shí)距縮短時(shí)將出現(xiàn)何種情況;
圖7是一示意圖，說(shuō)明當(dāng)采用本發(fā)明規(guī)定的正確時(shí)距時(shí)所出現(xiàn)的情況;
圖8是實(shí)現(xiàn)圖7那種狀態(tài)時(shí)空氣流速與時(shí)間的關(guān)系曲線;
圖9是本發(fā)明的第9和第12個(gè)實(shí)例中的空氣流速和時(shí)間的關(guān)系曲線;
圖10是本發(fā)明的第8和第11個(gè)實(shí)例中的空氣流速和時(shí)間的關(guān)系曲線;
圖11示出如果空氣團(tuán)連續(xù)不斷地供給時(shí)將出現(xiàn)的空氣流速與時(shí)間的關(guān)系曲線;
圖12是一示意圖，表明跟隨一給定空氣團(tuán)而上升的水注，在噴出管后的擴(kuò)散情況;
圖13是一示意圖說(shuō)明緊靠管子上方的水面如何在13處形成一凹陷區(qū);
“空氣團(tuán)”或者“氣泡”這個(gè)術(shù)語(yǔ)在下面的敘述中是指由任一供氣源供給一定體積的空氣所產(chǎn)生任一形式的空氣單體。
為了凈化水源，曾多次嘗試每隔一定時(shí)距供給空氣團(tuán)而產(chǎn)生水注的方法。以上我們已提到一種用這種方法的典型裝置。為凈化水源所用的傳統(tǒng)裝置中，還有許多機(jī)構(gòu)問(wèn)題尚待解決，例如，需要確定管子的直徑和長(zhǎng)度、按一定時(shí)距形成和供給的各空氣團(tuán)所含的空氣量，以及供給空氣團(tuán)的時(shí)距等參數(shù)。本發(fā)明人從長(zhǎng)期研究這方面問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到，確定好管子直徑與形成空氣團(tuán)的空氣量之間的關(guān)系，以及管子的長(zhǎng)度與接連產(chǎn)生的各空氣團(tuán)的時(shí)距之間的關(guān)系，便能獲得高效率。
實(shí)際上，已經(jīng)確定了使裝置具有最佳工作性能的參數(shù)，例如確定管子直徑與一個(gè)空氣團(tuán)所含的空氣量之間以及管子長(zhǎng)度與時(shí)距之間的特定關(guān)系。下面，詳細(xì)敘述本發(fā)明方法確定的各關(guān)系具體參數(shù)值，即形成一個(gè)空氣團(tuán)的空氣量與管子直徑之間的關(guān)系值和供給空氣團(tuán)的時(shí)距與管長(zhǎng)之間的關(guān)系值。
在按一特定時(shí)距形成和供給空氣團(tuán)的方法中，每個(gè)空氣團(tuán)所含的空氣量為0.3～1.75倍的球體體積，其中球體直徑等于管徑。為了滿足這些要求設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法所用的裝置。通過(guò)試驗(yàn)得出為滿足空氣體積要求的最佳值范圍，由下表示出平均流速表(表1)一氣室容積和供氣量之間的關(guān)系
＊所列的數(shù)值乘以球體體積注(1)試驗(yàn)用的裝置帶有200毫米直徑和2.5米長(zhǎng)的管子。
(2)氣室容積相當(dāng)于直徑等于管徑的球體體積，即相應(yīng)于每次供給的一個(gè)空氣團(tuán)所含的空氣量。
(3)供氣量的值是在溫度為20℃壓力為一個(gè)大氣壓下測(cè)得的。
表2示出的值為從表1中得出的水流量。
水平均流量(表2)一氣室容積與供氣量之間的關(guān)系
注(1)氣室容積的值是在溫度為20℃壓力為一個(gè)大氣壓時(shí)的值。
(2)供氣量的值相當(dāng)于每次供給氣室的氣體流量(是氣室容積的80%～100%，氣室容積值等于球體體積的倍數(shù))。
從上表可看出，在給定任一供氣量時(shí)，受空氣團(tuán)吸收而被抽上來(lái)的水的流量隨氣室容積的減小而增大。同樣可以看到，流量隨供氣量(流入氣室內(nèi)的空氣量)的增大而增大。當(dāng)供氣量對(duì)應(yīng)于0.3至1.25倍球體體積(球體直徑等于管徑)時(shí)，流量是最大的?？墒牵?dāng)空氣流量對(duì)應(yīng)于0.3至0.5倍球體體積時(shí)，供氣的時(shí)距是必會(huì)縮短。在這種情況下，上升的水注在其慣性力的作用下所具有的能量，在空氣團(tuán)失去其吸引作用時(shí)就不能得到充分利用。因此在實(shí)際應(yīng)用上當(dāng)供氣量對(duì)應(yīng)于0.75～1.25倍球體體積時(shí)，機(jī)器能保持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。低于0.75倍球體體積時(shí)，在給定供氣量下，能得到處理的水量相對(duì)比少，而高于1.25倍球體體積時(shí)，能得到處理的水量顯著下降。
下一個(gè)考慮的重要因素是按一定時(shí)距供給空氣團(tuán)的氣室結(jié)構(gòu)。雖然我們觀察到，利用虹吸作用的氣室型式符合實(shí)際要求，例如，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便，容錯(cuò)范圍大，可以使用其它型式的供氣源設(shè)備，例如自動(dòng)閥操作泵，往復(fù)泵或其它原有技術(shù)設(shè)備。但應(yīng)該注意到，使用虹吸式氣室時(shí)，它只可以放置在除管子底部周圍以外的任何位置。而不像裝設(shè)進(jìn)氣噴管那樣，噴管延伸到管子底部或管壁的中間位置。
本發(fā)明方法利用了沿直立管子上升的各個(gè)空氣團(tuán)的抽吸作用(管子的上口位于水面以下)，使接近底部的水隨空氣團(tuán)而上升。所提供的方法應(yīng)滿足下列條件
(1)0.5L≤T≤4-6｜L｜(當(dāng)L 10米時(shí))(2)0.5L≤T≤10｜L｜(當(dāng)2米≤L＜10米時(shí))(3)｜L｜≤T(當(dāng)L＜2米時(shí))式中L(米)代表在管中上升的一給定空氣團(tuán)的長(zhǎng)度，T(秒)代表接連地供給每個(gè)空氣團(tuán)的時(shí)距，在上述條件下，其運(yùn)行效率較高，運(yùn)行費(fèi)用可以減少。
使用此方法時(shí)，氣/水?dāng)U散管一般置于水下，其上部開口置于水面38以下1～20米處。當(dāng)水源更深時(shí)，管子1底部置于靠近水底處以便提升底部的水，管子的上端可以置于水面以下20米至30米處。當(dāng)管長(zhǎng)超過(guò)2米但少于10米時(shí)，時(shí)距T一般在5～30秒范圍內(nèi)，當(dāng)管長(zhǎng)超過(guò)10米時(shí)時(shí)距在15～100秒范圍內(nèi)，而管長(zhǎng)在10～15米時(shí)，則時(shí)距在20～80秒范圍內(nèi)。
當(dāng)管的上端處于水面以下5～15米時(shí)，空氣團(tuán)以1米/秒的速度上升，由于水被空氣團(tuán)帶著上升的聯(lián)合作用，使靠近管上端的水面升高，如圖12中的點(diǎn)劃線A所示。水注離開上管口后繼續(xù)朝箭頭35a的方向上升，然后朝35b的方向徑向噴射擴(kuò)散，實(shí)際測(cè)得最高的擴(kuò)散速度是在水面以下1米處(條件是上管口處于水面以下5米米)。當(dāng)水的提升速度降低時(shí)，必然導(dǎo)致噴水注的水量大幅度減少，緊靠管子上的水面部分將出現(xiàn)一凹陷部分如圖13中B所示，這使得周圍的水38被吸入這一洼區(qū)如箭頭35C所示。于是，從底部上升的水(溫度為10℃)將與水面的水(溫度為20℃)匯合，混合后的水的溫度為18℃，其水量增加為水底的水的5倍，并向徑向擴(kuò)散。當(dāng)水?dāng)U散到更遠(yuǎn)的地方時(shí)，水面與水底的水溫差減小，擴(kuò)散的水能流動(dòng)至深達(dá)1～3米處遍及一寬廣水域(常可達(dá)1000米)。
當(dāng)本方法應(yīng)用于堤壩內(nèi)攔水，例如，堤壩截面具有如圖6和圖7中所示的地形時(shí)，水便可在一寬廣水域范圍內(nèi)循環(huán)流動(dòng)如箭頭36a，36b和36c所示。
當(dāng)水在空氣團(tuán)19的作用下穿過(guò)管子上升，到達(dá)管子頂端時(shí)，水的流速達(dá)到其最大值，此后，由于水本身的慣性作用便逐步放慢上升速度，當(dāng)下一個(gè)空氣團(tuán)形成并通過(guò)管子上升時(shí)，被其吸引上升的水也逐漸加速(流速是在管子底部測(cè)得的)，圖8到圖11說(shuō)明流速(米/秒)如何隨著形成和供給空氣團(tuán)的時(shí)距的變化而變化。所有這些曲線圖都假設(shè)管長(zhǎng)為10米的情況下得出的。圖8所示的流速曲線其時(shí)距相當(dāng)長(zhǎng)(30秒)。圖9所示的曲線其時(shí)距相對(duì)較短時(shí)，即15秒。當(dāng)時(shí)距再縮短時(shí)(10秒)，流速變化如圖10所示。圖11中所示的曲線是連續(xù)不斷地供給空氣團(tuán)造成的。
從實(shí)用觀點(diǎn)看，選用圖8中的時(shí)距，或圖8與圖9之間的時(shí)距是經(jīng)濟(jì)的。如上所述，當(dāng)空氣團(tuán)以最短的時(shí)距提供后上升時(shí)(圖10)，緊靠管子上面的水面區(qū)域僅被管內(nèi)所能容納的水量所占據(jù)。由于兩邊水不能混合，上升的水注不受周圍水的影響，因而兩邊水溫差很大，即，上升的水，在水底時(shí)水溫為10℃，到離開管口時(shí)水溫不超過(guò)15℃，只發(fā)生微小的變化。如此大的溫差所引起水的對(duì)流循環(huán)僅發(fā)生在圍繞管子周圍的有限范圍內(nèi)，如圖6所示，即，水的擴(kuò)散作用范圍只限于10米以內(nèi)的半徑范圍，由此可見(jiàn)，水注無(wú)法大面積擴(kuò)散。
水?dāng)U散管1通過(guò)增加水源的含氧量對(duì)改進(jìn)水質(zhì)作出貢獻(xiàn)。然而來(lái)自任何壓縮空氣氣源的空氣都只含有少量氧氣，管子的有限容積對(duì)改善水質(zhì)不起任何作用，特別是當(dāng)水源是一個(gè)大規(guī)模堤壩內(nèi)攔水時(shí)，例如，一可容納五十萬(wàn)噸至一百萬(wàn)噸的堤壩內(nèi)攔水，安裝一個(gè)或兩個(gè)直徑為40厘米長(zhǎng)度為10米的擴(kuò)散管就可以在短時(shí)間內(nèi)增加水的含氧量。眾所周知，這種方法可以改進(jìn)水質(zhì)。在這種情況下，含氧量較高的水面的水與含氧量較少的底部的水碰到一起，混合后的水含氧量提高。這就提供了一個(gè)有效的改善水質(zhì)的方法，這是僅僅用傳統(tǒng)的空氣擴(kuò)散管置于欄水池底部所辦不到的。
如上所述，本發(fā)明方法將時(shí)距限定在某一個(gè)值，各個(gè)空氣團(tuán)按限定的時(shí)距供給，這種方法將在下面全面敘述到，這種方法的先決條件是不僅要降低運(yùn)行費(fèi)用而且要改善水質(zhì)。
下面的實(shí)例描述了管徑與供氣量之間的關(guān)系(見(jiàn)圖1～4)實(shí)例1本實(shí)例中所用的水?dāng)U散管1，其直徑為20厘米，長(zhǎng)度為2.5米(這個(gè)長(zhǎng)度為空氣團(tuán)通過(guò)管內(nèi)上升的長(zhǎng)度，也適用于以下所有實(shí)例)，管子垂直安裝在水下4米深處。一個(gè)容量為3.1升的供氣室2(該容量是氣室容積的0.75倍)，設(shè)在管1的底部。空氣以2.5米3/小時(shí)的流量供給氣室2，從那里再每分鐘向外供出10個(gè)空氣團(tuán)。每個(gè)空氣團(tuán)在管1中上升時(shí)都把水抽吸上來(lái)，總的來(lái)說(shuō)隨空氣團(tuán)上升的水的平均流速為0.5米/秒。
實(shí)例2本例中所用的水?dāng)U散管和實(shí)例1中的管相同。氣室容量為2.1升(該容量為氣室容積的0.5倍)?？諝庖?.0米3/小時(shí)的流量供給氣室，氣室每分鐘產(chǎn)生12個(gè)空氣團(tuán)。水通過(guò)管子的平均流速為0.46米/秒。
實(shí)例3本例中所用的水?dāng)U散管和實(shí)例1中的管相同。氣室2的容量為1.3升(該容量為氣室容積的0.3倍)?？諝庖?.0米3/小時(shí)的流量送入氣室，氣室再每分鐘向外供出19個(gè)空氣團(tuán)，這種情況下，水的平均流速為0.46米/秒。
實(shí)例4本例中所用的水?dāng)U散管和實(shí)例1中的管相同。氣室2可以容納5.2升空氣(該容量為氣室容積的1.25倍)?？諝庖?.0米3/小時(shí)的流量供給氣室，氣室每分鐘生成5個(gè)空氣團(tuán)。通過(guò)管子上升的水的平均流速是0.38米/秒。
實(shí)例5本例中用的管1與實(shí)例1中的管相同，氣室容量為6.3升(該容量為氣室容量的1.5倍)?？諝庖?.0米3/小時(shí)的流量供給氣室，氣室每分鐘產(chǎn)生4個(gè)空氣團(tuán)。水的平均流速為0.31米/秒。
下面描述為實(shí)現(xiàn)本方法所用裝置的實(shí)例。
實(shí)例6如圖1所示，裝置包括水?dāng)U散管1，圍繞其底部并與其連通的有一個(gè)氣室2。管的底部帶有一個(gè)重砣4，用鏈3將其與管子栓住。重砣4沉放在水底5用于將管的位置固定住，管1的頂部有一個(gè)浮動(dòng)室6，其作用是配合底部的重砣使管1在水下保持豎直。
氣室2包括一個(gè)內(nèi)箱體7和一個(gè)外箱體8兩者既隔開又連通，內(nèi)箱體7和外箱體8的氣室由隔離層9隔開。
一個(gè)供氣軟管11來(lái)自任意一個(gè)壓縮空氣供給源(未示出)，穿過(guò)頂蓋10延伸到外箱體8內(nèi)，頂蓋10剛性地固定在氣室7和8上。壓縮空氣通過(guò)供氣軟管11按箭頭所示方向進(jìn)入氣室2。當(dāng)空氣積聚在氣室2內(nèi)時(shí)，原來(lái)充滿在氣室2的水按箭頭13所示的方向逐漸下降。當(dāng)水平面下降到使連通氣室2和管1的孔14露出時(shí)，氣室2內(nèi)的空氣按箭頭15，16，17所示方向從外箱體8通過(guò)隔離層9進(jìn)入內(nèi)箱體7，然后進(jìn)入內(nèi)箱體7和管子外壁之間構(gòu)成的空間內(nèi)。最后，空氣穿過(guò)孔14進(jìn)入管1，如箭頭18所示，并形成一個(gè)氣泡或空氣團(tuán)19。當(dāng)空氣團(tuán)19在管1內(nèi)上升時(shí)，它本身膨脹直到其直徑與管1內(nèi)徑相等。于是，空氣團(tuán)便于管1的內(nèi)壁緊密接觸。空氣團(tuán)的上升運(yùn)動(dòng)開始轉(zhuǎn)化為抽吸運(yùn)動(dòng)，吸引著空氣團(tuán)下面的水?？諝鈭F(tuán)逐漸加大其上升速度直至到達(dá)管1的上口，從那里離開管1?？諝鈭F(tuán)19離開管1后，其抽吸運(yùn)動(dòng)消失，但被空氣團(tuán)吸引的水由于其慣性作用仍繼續(xù)上升。圖4示出了水上升時(shí)的流速變化曲線。在水還未完全失去其上升能量時(shí)，下一個(gè)空氣團(tuán)又供上。這樣，水又被下一個(gè)空氣團(tuán)提升至管上口，從上口射出。
實(shí)例7如圖2所示，裝置包括一個(gè)獨(dú)立的氣室25，位于管1的下方。
在它的具體結(jié)構(gòu)中，裝置包括一個(gè)水?dāng)U散管1和一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的中間空氣通道20，后者介于管1和氣室25中間。如圖所示，空氣通道20的一端伸入管1的底部而另一端伸進(jìn)氣室25內(nèi)。氣室25包括一個(gè)內(nèi)箱體21和一個(gè)外箱體22，它們提供兩個(gè)分開的氣室。這兩個(gè)氣室通過(guò)孔32相互連通。一個(gè)頂蓋23剛性地固定在氣室21和22的上面，一個(gè)底板24剛性地固定在內(nèi)氣室21下邊。一個(gè)供氣軟管26來(lái)自任意一個(gè)壓縮空氣供給源(未示出)穿過(guò)頂蓋23伸入氣室25內(nèi)。這樣，空氣便按箭頭27所示方向通過(guò)進(jìn)氣軟管26供入氣室25，并在氣室25內(nèi)積聚。隨著空氣的增多，氣室內(nèi)的水面按箭頭28所示方向下降。當(dāng)水平面降至空氣通道20的底部以下時(shí)，空氣通道的下口露出，空氣便由外氣室通過(guò)孔32進(jìn)入內(nèi)氣室，如箭頭29、30和31所示?？諝庥謴膬?nèi)氣室進(jìn)入空氣通道20，并通過(guò)其上端進(jìn)入管1，如箭頭33所示。當(dāng)空氣離開空氣通道20進(jìn)入管1時(shí)就形成一個(gè)氣泡或一個(gè)空氣團(tuán)34，如前面實(shí)例6所述，空氣團(tuán)34自我膨脹，在上升過(guò)程中始終與管1內(nèi)壁緊密接觸，當(dāng)空氣團(tuán)上升時(shí)，空氣團(tuán)下面的水被其吸引也同時(shí)加速上升。
上面我們已對(duì)裝置的兩個(gè)實(shí)例作了描述。從每個(gè)實(shí)例中可看出，當(dāng)氣室容量很小時(shí)，水的平均流速隨著一給定期間內(nèi)所產(chǎn)生的空氣團(tuán)數(shù)量的增加而增加，當(dāng)氣室容量再縮小時(shí)，空氣團(tuán)的數(shù)量也相應(yīng)增加，但是如果容量太小，空氣團(tuán)就會(huì)接連不間斷地產(chǎn)生。這導(dǎo)致裝置的縮合性能的下降，就是說(shuō)，被處理的水量隨著空氣團(tuán)的數(shù)目的增加而減少了。
反之，當(dāng)氣室的容量大時(shí)(等于或大于空氣團(tuán)體積的1.5倍)，水的平均流速便急劇下降。在這種情況下，被前面空氣團(tuán)吸引而上升的水的慣性作用得不到充分利用，這也同樣導(dǎo)致裝置的縮合性能的下降。
從以上兩個(gè)實(shí)例可以看出，氣室的容量應(yīng)當(dāng)?shù)扔诠饬康?.3～1.2倍。一般這個(gè)范圍是能滿足運(yùn)行需要的。
最佳運(yùn)行范圍應(yīng)當(dāng)?shù)扔诠饬康?.75～1.00倍，因?yàn)槿缟纤?，接連不間斷的空氣團(tuán)會(huì)導(dǎo)致裝置性能降低。
以下所提供的實(shí)例描述上升的空氣團(tuán)的長(zhǎng)度和供給空氣團(tuán)的時(shí)距之間的關(guān)系。
實(shí)例8本實(shí)例在圖6中示出，本例中所用的水?dāng)U散管直徑為40厘米，長(zhǎng)10米，水源是一個(gè)堤壩內(nèi)攔水池，以下為環(huán)境參數(shù)。
安裝有管1的堤壩內(nèi)攔水池有20米深，靠近水面的溫度為20℃，靠近水底的溫度為10℃。裝置運(yùn)行時(shí)，每10秒鐘產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)19，圖10中示出了流速作為時(shí)間的函數(shù)的變化情況，曲線起點(diǎn)為空氣團(tuán)開始形成時(shí)的流速，終點(diǎn)為空氣團(tuán)到達(dá)管上口時(shí)的流速，曲線峰值相應(yīng)于最大流速1.4米/秒，曲線谷值相應(yīng)于最小流速1.1米/秒。
圖5和6示出了由于溫差作用擴(kuò)散水的環(huán)流情況(對(duì)流)。箭頭37a和37b代表水流方向。
實(shí)例9本例中的條件與實(shí)例8相同。但它是每15秒鐘產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)。結(jié)果用圖9中曲線示出。曲線峰值相應(yīng)于最大流速1.4米/秒，而曲線谷值相應(yīng)于最小流速0.6米/秒。
實(shí)例10本例中的條件與實(shí)例8相同，但它是每30秒鐘產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)。結(jié)果用圖8中的曲線示出。曲線峰值為最大流速1.4米/秒，曲線谷值點(diǎn)為最小流速0.2米/秒。
在這個(gè)實(shí)例中水注可以在徑向上大面積擴(kuò)散，其復(fù)蓋面可遠(yuǎn)離管的安裝位置達(dá)1000米。
實(shí)例11在這個(gè)實(shí)例中所選的堤壩內(nèi)欄水池水深20米。水面溫度為20℃，水底溫度為8℃，安裝的管為直徑40厘米，長(zhǎng)20米。在這種條件下，每25秒產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)，結(jié)果曲線與圖10中曲線相似。
實(shí)例12本例中條件與實(shí)例11相同，但它是每35秒產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)，得到的曲線波形與圖9中的相似。
實(shí)例13本例中的條件與實(shí)例11相同，但它是每60秒鐘產(chǎn)生一個(gè)空氣團(tuán)，得到的曲線波形與圖8中的相似。
實(shí)例14蓄水池的水有5米深，水面溫度為20℃，水底溫度為15℃。安裝的管為直徑40厘米長(zhǎng)2米(空氣團(tuán)通過(guò)的部分為1.5米長(zhǎng))每隔6秒鐘就形成一個(gè)空氣團(tuán)。其結(jié)果由圖8中的曲線示出。如果是每4秒鐘形成一個(gè)空氣團(tuán)，所得到的曲線在圖9中示出。
上面已經(jīng)示出并說(shuō)明了本發(fā)明的各種實(shí)例。如上所述可以看出，本發(fā)明方法有助于充分利用空氣團(tuán)所提供的能量，因而利用能量的效率提高了，效率之所以提高是因?yàn)槭箽馐胰萘康扔跉馀莼蚩諝鈭F(tuán)體積的0.75～1.25倍。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是明確地規(guī)定了供給每一個(gè)氣泡或空氣團(tuán)的時(shí)距T與空氣團(tuán)通過(guò)管的長(zhǎng)度L之間的關(guān)系，即規(guī)定T為0.5｜L｜≤T≤4～6｜L｜，(當(dāng)L≥10米時(shí))，0.5｜L｜≤T≤10｜L｜，(當(dāng)≤10米時(shí))和｜L｜≤T，(當(dāng)L＜2米時(shí))。如果滿足上述條件，抽吸水和水的擴(kuò)散效率就能提高，于是通過(guò)強(qiáng)制使水在水面與水底之間循環(huán)就能提高水源的含氧量，另外，按上述時(shí)距T與長(zhǎng)度L之間關(guān)系的普通等式所設(shè)計(jì)的裝置具有高的可靠性功能。
雖然上面對(duì)本發(fā)明有關(guān)的各種優(yōu)選實(shí)例作了詳盡的說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍，都可以進(jìn)行各種變換和改型。
權(quán)利要求
1.一種方法，其內(nèi)容包括按特定的時(shí)距產(chǎn)生單個(gè)氣泡或空氣團(tuán)，在每一空氣團(tuán)的抽吸(即提升)作用下，使水通過(guò)一豎直安裝在水下的擴(kuò)散管，由水底提升上來(lái)，再?gòu)墓艿纳隙藬U(kuò)散出去，空氣團(tuán)的體積規(guī)定為直徑等于水?dāng)U散管內(nèi)徑的球體體積的0.75～1.25倍。并滿足以下條件(1)0.5｜L｜≤T≤4～6｜L｜(當(dāng)L≥10米時(shí))；(2)0.5｜L｜T≤10｜L｜(當(dāng)2米≤L＜10米時(shí))；(3)｜L｜≤T(當(dāng)L＜2米時(shí))式中L(米)為空氣團(tuán)通過(guò)管內(nèi)上升的長(zhǎng)度。T(秒)為提供各個(gè)接連空氣團(tuán)的時(shí)距。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所規(guī)定的方法，其氣泡或空氣團(tuán)按規(guī)定時(shí)距供給是利用了虹吸作用，而供氣的時(shí)距又受到把水當(dāng)作響應(yīng)水面變化的自動(dòng)閥門的控制，或者是用一個(gè)氣泵控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所規(guī)定的方法，其氣泵供氣利用了虹吸作用，而供氣的時(shí)距又受到把水當(dāng)作響應(yīng)水面變化的自動(dòng)閥門的控制，或者受到把空氣作為響應(yīng)空氣變化的自動(dòng)閥門的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所規(guī)定的方法，其各個(gè)接連上升的氣泡或空氣團(tuán)的時(shí)距，當(dāng)管長(zhǎng)超過(guò)2米但少于10米時(shí)，為5秒到30秒之間，而當(dāng)管長(zhǎng)超過(guò)10米時(shí)，為15秒到100秒之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所規(guī)定的方法，其水?dāng)U散管垂直安裝于水下，其上端位于水面以下1～20米處。
專利摘要
本發(fā)明提供用于某種裝置上產(chǎn)生噴水注的方法，該裝置定期提供并形成一個(gè)個(gè)空氣團(tuán)，在空氣團(tuán)的抽吸作用下，水隨著空氣團(tuán)通過(guò)一垂直的水?dāng)U散管上升至管子上口，并形成噴水注。該方法由于確定了擴(kuò)散管的直徑和空氣團(tuán)體積之間的關(guān)系，并規(guī)定了空氣團(tuán)在管內(nèi)上升的長(zhǎng)度L(米)與提供各個(gè)空氣團(tuán)的時(shí)距T(秒)之間的關(guān)系，故改善了水處理的效率和能力。
文檔編號(hào)B01F15/00GK86107836SQ86107836
公開日1987年10月14日 申請(qǐng)日期1986年11月27日
發(fā)明者牧野正彥 申請(qǐng)人:海洋工業(yè)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan