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WO2014041146A1 - Stationary and mobile apparatus for energy-optimal introduction of a gas, gas mixture or fluid into a liquid by controlled introduction of individual bubbles or droplets of a gas, gas mixture or fluid - Google Patents

Stationary and mobile apparatus for energy-optimal introduction of a gas, gas mixture or fluid into a liquid by controlled introduction of individual bubbles or droplets of a gas, gas mixture or fluid Download PDF

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Publication number
WO2014041146A1
WO2014041146A1 PCT/EP2013/069073 EP2013069073W WO2014041146A1 WO 2014041146 A1 WO2014041146 A1 WO 2014041146A1 EP 2013069073 W EP2013069073 W EP 2013069073W WO 2014041146 A1 WO2014041146 A1 WO 2014041146A1
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WO
WIPO (PCT)
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gas
liquid
outlet
pressure chamber
gas mixture
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2013/069073
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German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Stachowske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B01F23/20Mixing gases with liquids
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    • B01F23/2312Diffusers
    • B01F23/23123Diffusers consisting of rigid porous or perforated material
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    • A01K63/00Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
    • A01K63/04Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
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    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • Stationary and mobile device for energy-optimal introduction of a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid by a controlled entry of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture or fluid
  • the present invention relates to an apparatus and a method for energy-optimal introduction of a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid, for example in partially or completely filled with the liquid reactors, in natural or in artificial waters or industrial manufacturing processes.
  • the membrane and ceramic aerators can only be cleaned in a complicated manner. For this they must be solved prior to removal with great effort before the removal from the liquid of their fasteners on the ground, which secure the aerators against buoyancy and be released by the evaporation of the liquid entered into the slots and after evaporation residual impurities.
  • This cleaning method also has the disadvantage that the fixed solids or dirt particles in the membrane slots or on the ceramic surface can not be completely removed.
  • the membrane and ceramic aerators have a short operating life because the slits may be clogged with the contaminants, which may result in the aerators no longer functioning or consuming more energy to overcome the higher drag resistances due to contamination got to.
  • the device according to the invention should be easy to clean.
  • the object of the present invention to ensure a device and a method that can be flexibly used for energy-optimal entry of a gas or a gas mixture at different locations, in partially or fully filled reactors, in artificial and natural waters, in risers and sewage and water pipes are suitable for the oxygen input for the biological degradation of ingredients in water or in the water and the like, in industrial processing and manufacturing.
  • the energy requirement for the entry of gases or gas mixtures in liquids can be reduced according to the invention by three measures.
  • the volumetric flow of a gas or a gas mixture must already be distributed as finely as possible in the liquid at the time of introduction into the liquids in order to achieve a maximum contact surface between the delivered volumetric flow of the gas or of the gas mixture and the surrounding liquid.
  • gas bubbles, after emerging from an outlet element, coalesce before reaching the surface of the liquid because by avoiding the coalescence, in turn, the previously described volume flow to be conveyed and the corresponding energy requirement can be reduced.
  • the frictional resistances from the entry of a gas or gas mixture into the aerator or into a pressure chamber until it leaves the outlet elements must be minimized.
  • the surface of a sphere results from 4 * r 2 * ⁇ and the volume of the sphere from 4/3 * r 3 * ⁇ .
  • the total area of 100.48 area units, which is two times higher, has a factor of two times higher frictional forces than 50.24 area units, which have a delaying effect on the lift or rise of a gas bubble and, conversely, extend the contact time.
  • the first condition is that the distance between the individual outlet openings in the outlet elements to each other, from which the gas or gas mixture enters the liquid is at least so great that at the same time exit of one gas bubble from two or more outlet openings in the outlet elements of a Begasser none of these bubbles with any of the other at the same time or in a very short time after their leaked bubbles in contact and coalesced into a larger bubble.
  • the second condition is that above each exit port of the gas scrubber two sequentially emerging gas bubbles can not coalesce with each other.
  • the total pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet member must be greater than in the water column above the pressure chamber and the outlet member. To overcome this pressure, energy must be provided.
  • the energy requirement of different types of gas turbine at the same volume flow and at the same temperature depends on the frictional resistance to be overcome both in the gasifier and in the outlet elements.
  • An outlet member having a low or very low frictional resistance may be an inside smooth tube piece in which no slot in the membrane has to be opened at a higher pressure compared with a membrane aerator and in which compared to a ceramic Begaser no higher pressure must be applied to overcome the frictional resistances in the ceramic wall.
  • the tube was a single free-standing outlet element arranged perpendicular to the horizontal through which a gas, a gas mixture or a fluid flows from the bottom to the top.
  • the tube may each have at the bottom and at the top of an opening which is mounted parallel to the horizontal.
  • a lower opening can be arranged parallel to the horizontal and an upper opening can have an inclination at an angle between 0 ° and 89 ° in the form of a cannula.
  • a lower opening can be arranged parallel to the horizontal and an upper opening is closed, with an outlet for the escape of gases, gas mixtures or fluids laterally below the upper closure. In this case, it is an upper closed hollow needle with a lateral outlet opening below the top of the closure for the exit of a gas or gas mixture.
  • a channel inserted into a monolithic solid can function with the same function with an opening at the bottom and at the top, which is mounted parallel to the horizontal.
  • a channel inserted in a monolithic solid may have a lower opening parallel to the horizontal and an upper opening having a slope at the upper opening between 0 ° and 89 ° in the same way as a cannula as an outlet element.
  • the gas bubble exits simultaneously over the entire opening area of the outlet member. If, however, the outlet opening is inclined to the horizontal, so that the first distance of the edge of the outlet opening to the surface of the pressure chamber is less than the second distance of the 180 ° opposite edge of the outlet opening prevails when reaching the edge with the first distance at this point in the outlet opening only the hydrostatic pressure of the water column, while on the opposite side by 180 ° in the outlet still the sum of the pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet prevails.
  • the outlet opening is mounted parallel to the horizontal and from which the gas or gas mixture laterally from the outlet element into a liquid, a registered in the liquid bubble must have traveled a certain distance until the next bladder is allowed to escape from the lateral outlet opening of the outlet element and the previously exited gas bubble is then already so far from the opening Removing the outlet element is removed that the coalescence can not be done with her after having entered the liquid bubble.
  • coalescence is only by controlling interventions in the entry of the gas or gas mixture either by the continuous readjustment of the still maximum recoverable volume flow ofSearchtragendem in the liquid gas, gas mixture or fluid, in which the largest bubbles form in a continuously uniform volume flow , avoided.
  • a cannula as a possible outlet element according to the invention is characterized by an upwardly open tube piece whose upper end has an inclination of the tube wall.
  • a hollow needle as another possible outlet element according to the invention is characterized either as a pipe section with a straight outlet opening parallel to the horizontal or through a pipe section closed upwards with respect to the inlet opening, with a lateral opening from which the gas, gas mixture or fluid emerges.
  • the finer a volumetric flow of a gas, gas mixture or fluid can be distributed in a liquid and the more increasingly smaller diameters of the gas, gas mixture or fluid an increasingly larger contact surface of registered gas bubbles or Fluidtrop- fen can be created, the lower is the promotional Volumetric flow of the gas or gas mixture and thus also the energy required for the promotion of the volume flow.
  • the energy requirement can be further reduced if no energy is needed for the expansion of a membrane, a membrane gasifier or for overcoming the frictional resistances when flowing through the wall of a ceramic gasifier.
  • This energy consumption can be avoided with the device described here, if the conditions described for avoiding coalescence, namely the minimum distance of the outlet elements, the exit sequence of the gas bubbles from the outlet openings, the shape of the outlet openings and the settings of a maximum volume flow at a Koaleszenzrisiko opening such a hollow needle with lateral outlet opening is met. It is an essential element of the device that the volume flow of a gas or gas mixture can be set in clear contrast to conventional membrane and ceramic Begasern or perforated plates so that on the one hand coalescence is prevented and the other to be entered volume flow of the gas or gas mixture so finely dissolved and distributed, that a minimum amount of bubbles promoted because optimal bubble size and maximum because optimal contact area between the registered amount of the gas or gas mixture is achieved. With this constellation and combination of all described conditions, the energy optimum for the entry of gases and gas mixtures in liquids can be achieved.
  • a device for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which may have a pressure chamber required for the gas or the gas mixture to overcome the hydrostatic pressure, the water column overlying the pressure chamber and the frictional resistance present in the outlet elements can enter the liquid from the pressure chamber.
  • the pressure chamber may have a self-supporting pinhole with punched, drilled or lasered holes with the same or unequal diameters or with equal or unequal lengths of the edges of the holes on the entire surface of the self-supporting pinhole and a Begaserwanne or a closed bottom plate, wherein the pinhole a Top and the Begaserwanne or a closed floor panel can form a bottom of the pressure chamber.
  • a supply air line can be provided for supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber.
  • a drainage line may be provided for discharging the liquid from the pressure chamber.
  • the invention provides outlet elements for the gas, gas mixture or fluid.
  • An outlet member may internally comprise a smooth tube formed either as a tube having an opening parallel to the horizontal at both ends, a cannula having a lower end parallel to the horizontal opening and an upper end inclined opening, a cannula having an inclined one Opening to the horizontal at the lower end and an inclined opening at the upper end, an upper end closed hollow needle with an opening parallel to the horizontal at the lower end, or an upper end closed hollow needle with an inclined to the horizontal opening at the bottom.
  • Trained as a pipe piece outlet can be embedded for installation and attachment and / or for positive and gas-tight installation in a carrier and fastener, wherein the carrier and fastener in turn is used for installation and subsequent support in the pinhole.
  • the number of outlet elements per pressure chamber may consist between an outlet element and the possible number of outlet elements, which can be installed as a maximum technically on a self-supporting pinhole.
  • the individual outlet element or any other number of outlet elements may be arranged on the perforated plate, spaced apart from the aerator trough or bottom plate, such that only part of a carrier and fastening element at the top of the pressure chamber reach into the pressure chamber, the pressure chamber thereby but may be substantially free of parts of the tube pieces or the cannulas or the hollow needle as part of an outlet element.
  • the outlet element can be designed as a cannula with a gas-tight fitting tube piece or a gas-tight fitted hollow needle.
  • Each tube piece, each cannula or each hollow needle in a pinhole can be the same length and each have the same nominal diameter or equal edges of the outlet openings or each cannula in a pinhole can be different lengths and at each length a specific nominal size or shape and length of Have outlet openings.
  • the gas or the gas mixture can emerge from the outlet elements in the form of bubbles.
  • the size of the tube or cannula or hollow needle may be selected such that the bubbles discharged through the tube or cannula or hollow needle are of a suitable size to allow it to be in a particular liquid for a desired time.
  • the invention is based on the idea that the outlet elements can be arranged at the top of the pressure chamber and that the pressure chamber can remain substantially hollow in the sense that no internals for static protection or flow of gases, gas mixtures and fluids are installed so as to allow uptake and maximum possible non-interfering flow of the gas, gas mixture or fluid.
  • the outlet element comprises a tube piece or a cannula or a hollow needle, which is directed outwardly into the liquid for discharging the gas, gas mixture or fluid.
  • the outlet element according to the invention may comprise a foot as a support and fastening element, which may spread to one end and at the lower end outside a stand ring may be attached so that the end with or without a standing ring as part of the foot inwards in the Pressure chamber is directed.
  • the gas, gas mixture or fluid from the pressure chamber through the foot of the outlet, which is mounted in the top of the pressure chamber, directly into the pipe or cannula or the hollow needle and thereby escape into the liquid.
  • the stationary rings of the cannulas or hollow needles protrude into the pressure chamber.
  • the installation of the feet can be made such that although there is a gap at the lower edge of the pinhole between the lower edge of the self-supporting pinhole and the lower end of the foot or the upper edge of the base ring, but the connection between the foot and pinhole is gas-tight.
  • the gas tightness at the contact point of the foot and pinhole can be determined at any time in a water bath and, if necessary, be brought specifically to the leaking points.
  • the outlet element can be designed in two parts.
  • the pipe section or the cannula or the hollow needle can be made of stainless steel and the foot of an elastic material.
  • the outlet element of the same material, in particular made of stainless steel may be formed with or without foot.
  • the self-supporting pinhole diaphragm according to the invention can have at least one opening a plurality of openings which can correspond to the plurality of outlet elements.
  • the outlet elements can be arranged in a form-fitting manner in the openings of the self-supporting pinhole. It is particularly advantageous that the outlet elements can be kept in the pinhole easily and without additional components or fasteners on the self-supporting pinhole.
  • the pressure chamber remains below the ends of the feet or bottom rings of the individual outlet elements or below the mounted on the feet of the individual outlet elements control elements, such as solenoid valves or flaps, with the volume flow temporarily or permanently for each piece of pipe, each cannula and each hollow needle individually or for some at the same time or for all at the same time can be interrupted or reduced, essentially free of any components, such as static internals against external pressure, spacers between the self-supporting pinhole and the Begaserwanne or closed bottom plate, baffles or other flow-leading or flow-obstructing internals.
  • the gas, gas mixture or fluid in the pressure chamber can thus be led from the pressure chamber into the liquid directly through the outlet elements opening down into the pressure chamber, in particular through the foot of the outlet elements.
  • the outlet element by elastic deformation, in particular of the foot, can seal off a corresponding opening of the self-supporting pinhole sealing.
  • a separate seal can be provided between the pinhole and the outlet elements.
  • a sealed space can be created in the pressure chamber, wherein the gas or the gas mixture can escape from the pressure chamber only through the provided outlet elements.
  • the outlet elements can be attached to the pinhole plate by pressing and / or pressing and / or wrapping in a corresponding opening of the self-supporting pinhole.
  • the outlet element can have a gas outlet region which deviates from a termination of the pipe section or cannula or the hollow needle which is parallel to the horizontal or to the upper side of the pressure chamber.
  • a pipe section or a hollow needle is used, in which the outer wall is removed starting from a point of the pipe section or the cannula starting radially increasing so far that remains after completion of the ablation process only a tip.
  • the section of the tube or cannula from the beginning of material removal to the tip corresponds to the inclination from the beginning of the removal to the tip.
  • each tube or cannula can be smooth or rough and at the same time straight, convex, concave or by combination smooth and rough with straight and with convex or straight and concave or with convex and concave inclinations.
  • the adjusted slope of the gas outlet area can serve to optimally increase the residence time of the bubbles in the liquid.
  • the outlet element has a gas outlet region with an inclination of 0 ° to 89 °, in particular 60 °, to a horizontal plane parallel to the top of the Comprises pressure chamber.
  • the exit direction of the bubbles can be determined so that the subsequent bubbles initially move in a different direction than the previously leaked before they rise to the top. This can prevent the bubbles from hitting one another, coalescing and forming larger glass bubbles that have a lower resistance to buoyancy than two separate smaller bubbles and, as a larger bubble, being carried up by the buoyancy force more quickly. The negative effect of coalescence can thus be overcome.
  • the outlet member may have an outer diameter of 0.2 mm to 10.0 mm, preferably 0.2 mm to 1, 0 mm in order to achieve a suitable size of the bubbles.
  • the inner diameter of the outlet element may be in a range of 0.01 mm to 2.0 mm, in particular about 0.01 mm to 0.45 mm, wherein the perpendicular to each other and parallel to the horizontal lying radii as in the same time circle and as with the ellipse can be unequal in length.
  • the lengths of the edges of a non-circular or non-circular or non-elliptical exit aperture may be equal or nonuniform along each side of the exit aperture, and each edge may be another angle at an angle of 0 ° to 90 ° or a circle angle of 0 ° to 179 ° connected.
  • the width of the opening preferably indicated as the inner diameter of the outlet, is not used for dimensioning a gas scrubber, but to generate the optimal energetically for the particular application bubble size. If it is known which bubble size is optimal, the number of outlet elements is determined. Thus, depending on the intended use with the same flow rate of the gas or gas mixture conveyed, preferably a different inner diameter or a different area can be selected for the arrangement of the outlet elements and the shape of the outlet opening.
  • outlet elements preferably having different internal diameters or another surface and shape of the outlet opening can be used on an upper side in order to produce bubbles of different sizes at different volume flows.
  • the distance between the outlet elements can be both uniform and non-uniform both in the longitudinal and in the transverse direction and, starting at 0.1 mm, can assume any length required for the respective application.
  • the outlet element for a gas outlet can have a gas outlet region which is formed with at least one opening, which can be embodied, for example, in the form of a slot, a bore, a rectangular opening or another form formed by lasers.
  • a slot, a bore, an opening or a laser can be provided at the upper end of the outlet element, in particular on the tube piece or on the cannula or on the hollow needle, which or which faces the liquid.
  • a laterally executed slot, a lateral bore or a lateral laser can serve to determine the exit direction of the gas bubbles.
  • the outlet direction of the gas bubbles can be selected horizontally, ie parallel to the pinhole and perpendicular to the ascent direction of the bubbles.
  • the bubbles can emerge laterally and then move in a horizontal direction parallel to the pinhole before they are distended upward.
  • a certain time passes by the side gas outlet, which is longer than at the gas outlet from the cannula with the inclined opening or can be before the buoyancy of the bubbles can start in the vertical direction.
  • the leaked bubbles not with the previously leaked bubbles by a lower volume flow compared to the higher volume flow can coalesce from the cannula.
  • the lateral gas outlet may be advantageous if a gas, a gas mixture or a fluid is to be registered in a unit of time in a liquid, as it may be the case in a natural body of water, in which the daily requirement with constant flow evenly over the Distributed day, while the entry of a gas or gas mixture with the inclined cannula is advantageously registered when a regularly fluctuating demand of the gas or gas mixture is required, as is the case for example in biological wastewater treatment with varying amounts of water and soil concentrations.
  • a metering pump may be provided to assist an intended concentration of the gas or gas mixture. After leaking bubbles, they may be dispersed in the liquid by the additional action of a recirculation pump or agitator.
  • the pressure chamber according to the invention can advantageously be self-draining.
  • the pressure chamber can be filled with liquid through the outlet elements.
  • the liquid that has entered can be partially conveyed out of the pressure chamber through the outlet elements and partly through the low-nominal drainage line.
  • an overpressure in the pressure chamber is generated at short notice and at the same time, for example, a wear-free hose pump put into operation. Due to the overpressure in the pressure chamber and the simultaneously constructed negative pressure in the drainage line it fills quickly because of their small nominal diameter with the liquid in the pressure chamber.
  • the pressure in the pressure chamber is composed of the pressure to overcome the hydrostatic pressure and to overcome the friction losses in the outlet elements of the pipe section or the cannula or the hollow needle.
  • This pressure is also on the drainage line and is increased by the overpressure, whereby the pump has to lift after filling the drainage line with the liquid from the pressure chamber only over the height between the liquid level and the suction point of the pump.
  • the entry of liquid standing above the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided permanently if a pressure of at least more than 1 mbar in the pressure chamber can be maintained constantly between the start of an interruption of operation and the restarting of the entry of a gas or gas mixture.
  • a compressor may be provided to achieve a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber. It is also advantageous that the device is backwashed by the drainage line. In this case, the liquid can be flushed out at a corresponding overpressure by the outlet elements and entrain the set in the outlet elements dirt particles.
  • a pump may be provided in each case.
  • the self-supporting pinhole and the Begaserwanne or the bottom plate can be connected by screwing together.
  • a seal may be provided to seal the pressure chamber.
  • the device according to the invention can thus be used to save energy.
  • the device can be switched on and off at the place of use, in the liquid and without taking it out. It can be easily vented and cleaned.
  • reagents such as acetic acid or superheated steam can be used for cleaning.
  • the required volume flow of the gas or gas mixture can be adjusted at any time as needed or demand-dependent, whereby the promotion of non-required volumes suppressed and no energy is consumed for the unnecessary volumes.
  • the required concentration of a gas or a gas mixture in the region of the respective pressure chamber can be set or the volumetric flow required for mixing can be adjusted in a targeted manner. This is of particular interest when, due to constant fluctuations of concentrations, such as are commonplace in biological wastewater treatment, with the entry of gases or gas mixtures for supply the microorganisms for their metabolism a supply of technically pure oxygen or air equivalent to the fluctuating concentration of dirt can be adjusted as needed and thus energy-optimal.
  • each cannula or either a solenoid valve can be installed or alternatively a hose connecting the foot of the respective cannula with the associated solenoid valve or multiple tubes of several cannula feet, which are brought together in a tube and connected to only one solenoid valve.
  • the supply and control lines for the solenoid valves are routed to the underside of the top or top or sidewalls of the pressure chamber.
  • the supply and control lines for the solenoid valves and the drainage line are brought together in a media line, which is connected separately to the pressure chamber.
  • self-supporting pinhole diaphragms with different population with outlet elements can be exchanged for other self-supporting pinhole, but with a different equipment and arrangement with outlet elements by the design of the Begasers.
  • This exchange is facilitated by the fact that the Begasser by design need not be secured against buoyancy, but are designed so that their weight approximately corresponds to their enclosed cavity, so that both a lifting and a lowering with simple hoist is possible.
  • This is especially useful if, due to design changes or changes in demand, aerators with other throughputs or other arrangements of the outlet elements or a different number of outlet elements must be exchanged for the existing aerators.
  • Another advantage is that, by design, [in stainless steel production], the aerators can be used elsewhere after removal from a reactor or a body of water or a liquid with the aim of replacing other grade aerators elsewhere, thereby creating a difference not yet nondestructively usable membrane and ceramic Begasern sustainable conservation of raw materials and energy from the unique production and multiple possible recycling is achieved.
  • the volume flow to be delivered is one Gas or gas mixture less than when entering with a membrane Begaser or ceramic Begaser to enter the necessary amount of a gas or gas mixture in the liquid.
  • the device according to the invention can advantageously be installed in a stationary manner at different locations or in different waters. It does not require a complicated structure. This may make them particularly suitable for the following possible applications of the invention and many other applications.
  • the device according to the invention can be used for introducing a gas or a gas mixture into reactors which are partially or completely filled with liquids, in particular with water, in natural and in artificial waters.
  • the device according to the invention can be introduced permanently stationary at the bottom of a partially or completely filled reactor or at the bottom of a natural and artificial body of water.
  • the device according to the invention can be operated in a mobile reactor in order to combine the two procedural processes of introducing the gas into a liquid under the distribution of the gas within the liquid, which is usually carried out today by energy-intensive agitators or circulating pumps, that through continuous introduction of the gas or gas mixture by sliding over the bottom of the reactor the gas bubbles emerging from the outlet elements simultaneously mix the water body so that the gas bubbles are evenly distributed in the water body.
  • the device according to the invention is hung on an at least biaxial chassis that is moved on the side edges of the reactor.
  • the chassis can be operated continuously both on the edge of a round, square or elongated reactor and drive on the edge of a round, square or elongated reactor on reaching a pool end by switching back to the opposite corner end.
  • the device according to the invention can be guided in one position directly over the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor.
  • the apparatus according to the invention can be used to build up a concentration of gases or gas mixtures in reactors, in water, partially or fully filled reactors, in natural and artificial waters or to increase the already existing concentration of gases or gas mixtures.
  • the device according to the invention already produces small and very small bubbles due to the design, it is particularly suitable for reactors into which a gas, a gas mixture or a fluid can be introduced under pressure into a liquid in order to uniformly distribute the gas or gas mixture with the target a supersaturation of the gas or gas mixture in the entire body of liquid to then trigger by sudden relaxation an immediate rise of the gas bubbles, the gas bubbles because of their small size and the finest particles from the Bring liquid to the surface of the liquid to minimize the high energy expenditure in processes such as flash floatation flotation.
  • the device according to the invention in particular by its low energy requirement, can be used to reduce the density of the liquid, in particular of the water, in a riser by the density difference of the gas-liquid mixture in the riser and the liquid with a higher density outside the pipe so that the liquid in the riser is promoted with a lower energy consumption compared to membrane and ceramic Begasern.
  • the device according to the invention in particular by its low energy requirement, interchanged for exchanging the liquid above the outlet element with the liquid in the vicinity of the outlet element, in particular by a density difference between a liquid column interspersed with gas or gas mixture and a gas-free or not with dissolved gases or gas mixtures Liquid column, to be put into use.
  • the device according to the invention in particular due to its low energy requirement, for forming a bubble curtain, which is used as a barrier for the propagation of sound, are used.
  • the device according to the invention in particular by their low energy requirements by permanently sliding small bubbles over permanently underwater surfaces and thereby acting friction of the plurality of small bubbles on the surfaces to prevent the formation of fouling or for the removal of existing vegetation for Use come.
  • the device according to the invention for biodegradation of contaminants in liquids can be used efficiently and permanently.
  • the feet or the top or the feet of the cannulas and the self-supporting pinhole in the top of the pressure chamber and the fumigant tray and bottom tray are made of a translucent material, through which light of the same wavelength or wavelengths from the entire color spectrum from the pressure chamber either through all or selected feet and through the top or only through the top or only by all or radiates through selected feet or from the entire pressure chamber.
  • the device according to the invention is advantageously particularly suitable for eliminating the nitrogen energy-optimally in the biological sewage treatment plants.
  • ammonium NH4 ammonia NH3 is oxidized by microorganisms to nitrite N03 by introduction of oxygen, which goes into solution in wastewater. This happens in a separate area of a reactor.
  • the oxygen of microorganisms is split off from the nitrite N03 and the elemental nitrogen N2 is formed. In this process of reduction of Nitrite N03 to Nitrogen N2, there must be no dissolved oxygen in the wastewater.
  • the device according to the invention By means of the device according to the invention, it is possible to introduce only so much oxygen with the atmospheric air into the reactor that this oxygen, immediately after it has gone into solution, is utilized by the microorganisms. Although there is still a small amount of dissolved oxygen in the wastewater, the microorganisms that reduce N03 to N2 are forced to recycle the oxygen bound to nitrite N03. In order to provide the supply of microorganisms in the reduction of nitrite N03 to nitrogen N2 sufficiently with wastewater ingredients, the wastewater is constantly mixed by agitator or circulating pump. With the device according to the invention, a gas is introduced into a liquid, at the same time by turbulence, the liquids are mixed.
  • Gases and gas mixtures may be dry, partially or completely saturated. Furthermore, under high temperatures and high pressure, water may be in a gaseous state as vapor.
  • the device according to the invention may advantageously be suitable for introducing gases and gas mixtures in their respective state of aggregation and saturation in liquids.
  • the device can be used both for the entry of gases and gas mixtures in liquids as well as for the entry of liquids in liquids, in which the pressure chamber is charged with a liquid or a fluid.
  • the pressure chamber into a plurality of segments, which are acted upon individually with gas or with a gas mixture and with a liquid or a fluid and can be mixed above the pressure chamber.
  • the device can be used as a heat exchanger by the steam or a hot gas or a hot liquid from the pressure chamber through the cannula or hollow needle and / or through a exchange chamber in an overlying chamber is performed.
  • a liquid or a gas, a gas mixture or a fluid can be guided in crossflow.
  • the principle of the heat exchange can be realized by a plurality of small closely spaced hollow needles / cannulas in the context of the device according to the invention.
  • the large number of needles creates a large surface area for heat transfer.
  • cannulas / hollow needles from 0.4 mm to 3.5 mm nominal width.
  • Another field of use of the device is the prevention of the growth of objects in the water with moss or algae.
  • the constant sliding of gases or gas mixtures over the underwater surfaces of the objects prevents the growth or removes existing growth from the gas bubbles and no chemicals are required. sary.
  • This also applies, among other things, to the membrane plants used in biological wastewater treatment. Due to the unnecessary constant fumigation of objects and surfaces - with the exception of the membrane plant - such a system can be supplied with solar power due to the low energy consumption.
  • the principle of the pressure chamber with the cannulas or pipe sections or channels used in the self-supporting surface applies in a solid state.
  • This device can therefore be used for the introduction of gases, gas mixtures and liquids in gases, gas mixtures and in liquids and for passing gases, gas mixtures and liquids through exchange chamber with a maximum contact surface for heat transfer.
  • the object of the present invention is further solved by a method for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid.
  • the method according to the invention may be characterized by one of the following steps or by several of the following steps in any order.
  • the pressure chamber of the device After the device according to the invention is introduced into a designated reactor or into a designated body of water, the pressure chamber of the device must first be emptied.
  • the present method may provide for emptying a pressure chamber by providing an overpressure in the pressure chamber with respect to the pressure in liquid outside the pressure chamber, in particular with the assistance of a dewatering pump or by a low pressure difference between the liquid level and the outlet of a dewatering line.
  • the drainage line for discharging the liquid can be opened from the pressure chamber and closed again after the dewatering process.
  • a supply air line can be opened.
  • a suitable pressure in the pressure chamber may be provided by way of example by means of a compressor or a specific pump.
  • the characterizing step of the method of the invention may be defined by introducing a gas, gas mixture or fluid into the liquid through a plurality of gas or gas mixture outlet elements.
  • the volume flow of the gas, gas mixture or fluid introduced into the pressure chamber can be divided by the multiplicity of outlet elements into a number of volume flows corresponding to the number of outlet elements and, depending on the arrangement of the outlet openings of the outlet elements different above the outlet Pressure chamber to be distributed in the liquid.
  • the outlet elements can be arranged on a self-supporting pinhole of the pressure chamber, spaced from the Begaserwanne or bottom plate, such that the pressure chamber substantially free of any components such as static internals against external pressure, spacers between pinhole and Begaserwanne or closed bottom plate, baffles or further flow-guiding or flow-obstructing internals can be.
  • the supply air line can be closed.
  • the method described can be carried out with the aid of the device according to the invention described above. By pressure between an interruption of service and the recommissioning of the a pressure of at least 1 mbar above the pressure of a gas, a gas mixture or a fluid, a penetration of liquid over the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention
  • FIG. 2 a shows a side view of the device according to the invention
  • FIG. 2b shows a top view of the device according to the invention
  • FIG. 3 a shows a schematic representation of the device according to the invention in a discharge mode
  • FIG. 3b shows a schematic representation of the device according to the invention with a seal
  • FIG. 4 a shows a first embodiment of an outlet element according to the invention
  • FIG. 4b shows a second embodiment of the outlet element according to the invention
  • FIG. 4c shows a third embodiment of the outlet element according to the invention
  • FIG. 5a shows a fourth embodiment of the outlet element according to the invention
  • FIG. 5b shows a fifth embodiment of the outlet element according to the invention
  • FIG. 5c shows a top view of the outlet element according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a monolithic body according to the invention
  • FIG. 7a shows a further schematic representation of a monolithic invention
  • FIG. 7b shows a plan view of the monolithic body according to FIG. 7a
  • FIG. 8 a shows a schematic side view of the mobile device
  • FIG. 8b is a schematic representation of the mobile device according to FIG. 8a in FIG.
  • Figure 10 shows another possible use of the mobile device.
  • Figures 1, 2a and 2b and 6, 7a and 7b show a device according to the invention for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid.
  • the device comprises a pressure chamber 10, which has a self-supporting pinhole 1 1 and a Begaserwanne 12 and a bottom plate.
  • FIG. 1 there is also an air supply line 30 for supplying the gas, the gas mixture or the fluid into the pressure chamber 10 and a drainage line 20 for the supply of the gas Discharge of the liquid from the pressure chamber 10 is shown schematically.
  • a plurality of outlet elements 40 for the gas, the gas mixture or fluid are provided, which are arranged on the self-supporting pinhole 1 1, spaced from the gasifier trough 12 and to the bottom plate.
  • the pressure chamber 10 remains substantially free of outlet elements 40.
  • the outlet elements 40 are in formed in the illustrated embodiment as cannulas 40.
  • the cannulas 40 have a tube 41 and a foot 42.
  • the pipe section 41 extends outwardly from the pressure chamber 10 and protrudes into the liquid.
  • the foot 42 is located for the most part in the pressure chamber 10 and thereby spreads to an end which is directed inwardly into the pressure chamber 10.
  • the pipe section 41 and the foot 42 can be made of two different materials, in particular made of stainless steel and elastic material or of uniform material.
  • the 41 and the foot 42 thereby form a two-part component, which is designed either monolithic or composable.
  • outlet element 40 of the same material, in particular made of stainless steel, is formed.
  • the outlet member 40 may have the pipe section 41 and the foot 42 or only the pipe section 41 made of stainless steel.
  • a liquid column 50 interspersed with gas or a gas mixture can form above the outlet element 40.
  • the liquid above the outlet element 40 can be mixed with the liquid in the environment 51 of the outlet element 40 by a density difference between the liquid column 50 interspersed with gas or a gas mixture and the liquid column 51 interspersed with gas or gas mixtures.
  • a monolithic solid 1 preferably made of stainless steel, be made such that the inclination of the outlet opening 45 at an angle of 0 ° to 90 °, preferably 60 °, in the monolithic solid body 1 1 is lasered and in this case the lasered openings 12 have an inner diameter of 0.01 mm to 1, 0 mm (see Figures 6, 7a and 7b).
  • the monolithic body 1 1 is like the self-supporting pinhole 1 1 mounted on the Begaserwanne 12, wherein between the monolithic solid body 1 1 with the lasered holes 14 and the Begaserwanne 12, an elastic seal 13 is inserted, which is pressed by screw 19.
  • the pinhole 1 1 has a multiplicity of openings 14, which correspond to the plurality of outlet elements 40.
  • the outlet elements 40 are there arranged in a form-fitting manner in the openings 14.
  • the outlet element 40 by elastic deformation of the foot 42 a corresponding opening 14 of the pinhole 1 1 sealing complete.
  • a filling compound for stabilizing the outlet elements 40 as shown in Figure 3b, between the pinhole 1 1 and the outlet elements 40 may be provided.
  • the outlet elements 40 can be advantageously attached to the pinhole 1 1 by pressing and / or pressing and / or wrapping in a corresponding opening 14 of the pinhole 1 1.
  • the Begaserwanne 12 or a bottom plate and the pinhole 1 1 and the solid state 1 1 can be connected by screws, rivets or the like at the points with an elastic seal 13.
  • a bore for screw 19 may be provided in the solid body 1 1 according to Figures 7a and 7b.
  • Between the Begaserwanne 12 and the bottom plate and the self-supporting pinhole 1 1 may also be provided a seal to create an airtight pressure chamber 10.
  • Figures 3a and 3b show the device according to the invention in a self-emptying working mode.
  • a slight overpressure can be created in the pressure chamber 10 in order to pump out the liquid which has penetrated into the pressure chamber 10 when the overpressure is set up and the dewatering pump 18 is put into operation.
  • the overpressure can be created, for example, by a compressor or by pumping a gas through the supply air line 30, which can displace the infiltrated liquid from the pressure chamber 10 and discharge it via the drainage line 20. It is conceivable that the drainage line 20 can be flushed with a liquid for cleaning purposes to flush out fixed particles from the outlet elements 40.
  • the entry of the gas, gas mixture or fluid can be controlled by individual outlet elements 40 by means of solenoid valves 16, wherein each outlet member 40 may be associated with a solenoid valve 16, as indicated schematically in Figure 3a.
  • at least one or a plurality of lighting elements 17 may be provided in the pressure chamber 10 to illuminate the pressure chamber 10 and / or the liquid via the outlet elements 40, as shown schematically in FIG. 3b.
  • the drainage conduit 20 may be used as a media conduit to guide at least one power cable 21, as shown in FIG. 3a.
  • the power cable 21 may serve to power the solenoid valve 16 and / or the lighting element 17.
  • FIGS. 4a to 4c, 6 and 7a to 7b show three possible embodiments of the outlet element 40 according to the invention, which has a gas outlet region 43.
  • the gas outlet region 43 is formed by a convex, in accordance with FIG. 4 b by a concave and, according to FIG. 4 c and FIGS. 6, 7 a and 7 b, by a smooth inclination 44 or a smooth cut 44.
  • the inclination 44 or the ground 44 can determine the shape and size of the exiting gas bubbles. Suitable geometric shapes of the gas exit region 43 or the inclination 44 may also influence the repulsive force with which the bubbles leave the gas outlet region 43.
  • the slope 44 can determine the trajectory and velocity of the exiting gas bubbles and their residence time in the liquid.
  • the outlet element or the outlet elements 40 according to the embodiment of Figure 4c has a gas outlet region 43 with the slope 44, which have an inclination of 0 ° to 89 °, in particular 60 ° degrees to a horizontal plane parallel extends to the top of the pressure chamber 10.
  • the tion 44 may affect the exit direction of the bubbles.
  • the gas bubbles can emerge in a direction defined by the inclination 44 and initially not directly follow the bubbles, which have previously exited from the gas outlet region 43.
  • the outlet element 40 has a gas outlet region 43, which is designed in the form of a bore 45 according to FIG. 5b or in the form of a slot 45 according to FIG. 5a, which is located at the upper end of the outlet element 40 on the tube 41 near the Gas outlet area 43 are provided.
  • the lateral slot 45 or the lateral bore 45 or a lateral laser 45 can serve to determine the exit direction of the gas bubbles analogous to the embodiments of Figures 4a to 4c.
  • the gas bubbles can emerge horizontally from the slot 45 or from the bore 45 or a lateral laser 45 and initially spread perpendicular to the ascent or nearly parallel to the horizontal of the previously leaked bubbles.
  • FIG. 5 c shows a plan view of the outlet element 40 according to the invention, which can be designed in the form of a cannula and which, viewed from above, has a round cross section.
  • the outlet member 40 is according to the invention formed with an outer diameter of 0.01 mm to 1, 0 mm in order to achieve a suitable size of the bubbles, wherein the inner diameter of the outlet member 40 may be in a range of 0.01 mm to 1, 0 mm , Furthermore, it is conceivable that the outlet element 40 can be designed with an outer diameter between 0.2 mm and 2.0 mm.
  • the device shown in Figures 1 to 5c can be installed easily and inexpensively at different locations and in different waters. It can be used for introducing a gas or a gas mixture, for establishing a concentration of a gas or a gas mixture in reactors filled with liquids, in particular with water, in natural or in artificial waters. Further, the apparatus of the invention may be installed in a riser filled with water to reduce the density of the water in the conduit and to convey the water in the conduit.
  • the device can be used for mixing liquids, ie for exchanging the liquid above the outlet element 40 with the liquid in the environment 51 of the outlet element 40, in particular by a density difference between a gas column or gas mixture permeated liquid column 50 and a gas-free or dissolved gases or gas mixtures permeated liquid column 51.
  • the device according to the invention can form a bubble curtain 50, which can be used as a barrier to the propagation of sound.
  • the invention Device can be used for biodegradation of contaminants, for example in swimming pools, reservoirs or natural and artificial waters, for the mechanical purification of water introduced objects of all kinds and in particular of process plants in membrane plants and in the basin for growing shrimp and other seafood or Fish and in the food industry for the purification of raw materials.
  • the device 1 according to the invention can also be operated on a mobile basis, as shown in FIGS. 8a, 8b, 9 and 10, in order to improve the method according to the invention of introducing the gas into a liquid.
  • the distribution of the gas within the liquid with continuous introduction of the gas or gas mixture can be optimized by moving the device 1 in the body of water, wherein the gas bubbles are advantageously distributed evenly in the water body.
  • the device according to the invention is attached to an at least two-axis chassis 60, which is moved on the side edges of the reactor by means of guide or guide elements 61.
  • the chassis 60 can be continuously moved both on the edge of a round basin as shown in FIG. 10 and of a round, square or elongated reactor as shown in FIG.
  • a turntable 62 can be provided in order to change the direction of movement of the device 1.
  • the device 1 according to the invention can be guided in one position directly above the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor.

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Description

Stationäre und mobile Vorrichtung zum energieoptimalen Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in eine Flüssigkeit durch einen gesteuerten Eintrag einzelner Blasen oder Tropfen eines Gases, Gasgemisches oder Fluides  Stationary and mobile device for energy-optimal introduction of a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid by a controlled entry of individual bubbles or drops of a gas, gas mixture or fluid

B e s c h r e i b u n g Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum energieoptimalen Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in eine Flüssigkeit, beispielsweise in teilweise oder vollständig mit der Flüssigkeit gefüllte Reaktoren, in natürliche oder in künstliche Gewässer oder bei industriellen Fertigungsprozessen. The present invention relates to an apparatus and a method for energy-optimal introduction of a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid, for example in partially or completely filled with the liquid reactors, in natural or in artificial waters or industrial manufacturing processes.

In derzeit üblichen Vorrichtungen zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in eine Flüssigkeit oder mit anderen Worten, zum Begasen von Flüssigkeiten, werden Membran-Begaser, Keramik-Begaser oder horizontale Lochbleche eingesetzt. Dabei hat sich als Nachteil herausgestellt, dass die Membran-Begaser und die Keramik-Begaser einen hohen Energieverbrauch aufweisen. Die Schlitze in den Membranen dieser Begaser müssen für ihren Betrieb umständlich geöffnet und geschlossen werden, was zu systembedingten Druckverlusten beim Gasdurchtritt aus den Membranschlitzen oder durch die Wand der Keramik-Begaser führt. Bei Stillstandzeiten kann Wasser durch die Membranschlitze oder die Poren der Keramikwand in die Begaser eindringen, das dann durch die Verdunstung während des Betriebes mit der geförderten Luft wieder ausgetragen werden muss. Außerdem ist es nachteilig, dass die Membran- sowie Keramik-Begaser nur kompliziert gereinigt werden können. Dafür müssen sie vor der vollständigen Entnahme aus der Flüssigkeit von ihren Befestigungselementen am Boden, die die Begaser gegen Auftrieb sichern, vor dem Herausnehmen mit hohem Aufwand gelöst werden und durch die Verdunstung der in die Schlitze eingetretenen Flüssigkeit und nach der Verdunstung zurückgebliebenen Verunreinigungen befreit werden. Dieses Reinigungsverfahren weist zudem den Nachteil auf, dass die festgesetzten Feststoffe oder Schmutzpartikel in den Membranschlitzen oder auf der Keramikoberfläche dadurch nicht vollständig entfernt werden können. Folglich weisen die Membran- und Keramik-Begaser eine kurze Funktionsdauer auf, da die Schlitze mit den Schmutzpartikeln verstopft werden können, was dazu führen kann, dass die Begaser nicht mehr einsatzfähig sind oder für die Überwindung der durch die Verschmutzung höheren Reibungswiderstände mehr Energie verbraucht werden muss. Bei den horizontalen Lochblenden hat sich als Nachteil herausgestellt, dass die freigesetzten Gasbläschen nach dem Austreten aus der Austrittsöffnung koaleszieren und sich größere Gasblasen bilden, die durch eine hohe Steiggeschwindigkeit gegenüber kleineren Blasen für die vorgegebenen Zwecke eines energieeffizienten Gaseintrags mit einem Begaser nicht geeignet sind. Allen herkömmlichen Begasern ist gemein, dass die einzelnen eingetragenen Gasblasen sich schnell zu noch größeren Blasen verbinden bzw. koaleszieren und daher eine zu hohe Aufstiegsgeschwindig- keit aufweisen, wodurch sich im Umkehrschluss die für den Übertrag von Gas aus der Gasblase in die Flüssigkeit maßgebende Kontaktzeit, die durch die Aufstiegsgeschwindigkeit bestimmt wird, verkürzt. Das Gas wird daher schnell aus der Flüssigkeit ausgeschieden und die gewünschten Effekte der minimalen Aufstiegsgeschwindigkeit bzw. maximalen Kontaktzeit eines Begasers werden nur eingeschränkt erreicht. Dies hat zur Folge, dass, je größer die Gasblasen sind, umso mehr Volumen des Gases oder Gasgemisches gefördert werden muss, um das mit dem eingetragenen Gas oder Gasgemisch angestrebte Ziel des Übergangs der benötigten Menge von Gasen oder Gasgemischen in die umgebende Flüssigkeit zu erreichen bzw. ein Maximum aus dem in die Druckkammer geförderten Volumenstrom in der Flüssigkeit möglichst fein zu verteilen. Mit den größeren Gasblasen wird somit mehr Energie für die Förderung des Gases oder Gasgemisches verbraucht, um die gewünschte Gasmenge in die Flüssigkeit einzutragen, als mit kleinen Blasen und der damit erreichbaren niedrigeren Aufstiegsgeschwindigkeit bzw. längeren Kontaktzeit. In currently conventional devices for introducing a gas or a gas mixture into a liquid or in other words, for Begasen of liquids, membrane Begaser, ceramic Begaser or horizontal perforated plates are used. It has proved to be a disadvantage that the membrane aerator and the ceramic aerator have a high energy consumption. The slots in the membranes of these aerators must be laboriously opened and closed for their operation, which leads to systemic pressure losses during passage of gas from the membrane slots or through the wall of the ceramic aerator. During downtime, water can penetrate through the membrane slots or the pores of the ceramic wall in the aerator, which then has to be discharged again by the evaporation during operation with the conveyed air. In addition, it is disadvantageous that the membrane and ceramic aerators can only be cleaned in a complicated manner. For this they must be solved prior to removal with great effort before the removal from the liquid of their fasteners on the ground, which secure the aerators against buoyancy and be released by the evaporation of the liquid entered into the slots and after evaporation residual impurities. This cleaning method also has the disadvantage that the fixed solids or dirt particles in the membrane slots or on the ceramic surface can not be completely removed. As a result, the membrane and ceramic aerators have a short operating life because the slits may be clogged with the contaminants, which may result in the aerators no longer functioning or consuming more energy to overcome the higher drag resistances due to contamination got to. In the case of the horizontal apertured diaphragms, it has proven to be disadvantageous that the released gas bubbles coalesce after emerging from the outlet opening and form larger gas bubbles, which are not suitable for small bubbles due to a high rate of increase for the given purposes of energy-efficient gas introduction with a gasifier. Common to all conventional dressers is the fact that the individual gas bubbles introduced quickly combine or coalesce into even larger bubbles and therefore cause too high a rate of ascent. have in reverse, which shortens the decisive for the transfer of gas from the gas bubble into the liquid contact time, which is determined by the rate of ascent shortened. The gas is therefore quickly eliminated from the liquid and the desired effects of minimum ascent rate or maximum contact time of a fumigant are achieved only limited. This has the consequence that, the larger the gas bubbles are, the more volume of the gas or gas mixture has to be conveyed in order to achieve the target of transferring the required amount of gases or gas mixtures into the surrounding liquid with the gas or gas mixture introduced to distribute as finely as possible a maximum of the volume flow conveyed into the pressure chamber in the liquid. With the larger gas bubbles thus more energy is consumed for the promotion of the gas or gas mixture to enter the desired amount of gas in the liquid, as with small bubbles and the achievable lower ascent rate or longer contact time.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in eine Flüssigkeit bereitzustellen, die energiesparend arbeiten und einzelne kleinere, kleine und auch sehr kleine Gasbläschen schaffen, die nicht koaleszieren und die somit eine gewünschte niedrige Aufstiegsgeschwindigkeit und verlängerte Aufenthaltszeit der Bläschen in der bzw. eine verlängerte Kontaktzeit mit der Flüssigkeit aufweisen, wodurch gleichzeitig der Energiebedarf zur Förderung der benötigten Volumenstroms des Gases oder Gasgemisches merklich reduziert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll einfach gereinigt werden können. Außerdem ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren sicherzustellen, die zum energieoptimalen Eintrag eines Gases oder eines Gasgemisches an verschiedenen Orten, in teilweise oder vollständig gefüllten Reaktoren, in künstlichen und natürlichen Gewässern, in Steigleitungen sowie Abwasser- und Wasserleitungen flexibel einsetzbar sind sowie zum Sauerstoffeintrag für den biologischen Abbau von Inhaltsstoffen im Wasser oder im Gewässer und dergleichen geeignet sind, bei der industriellen Aufbereitung und Fertigung. It is therefore the object of the present invention to overcome the abovementioned disadvantages and to provide an apparatus and a method for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which operate energy-saving and create individual smaller, smaller and also very small gas bubbles which are not coalescing and thus having a desired low rate of rise and extended residence time of the bubbles in the or a prolonged contact time with the liquid, whereby at the same time the energy required to promote the required volume flow of the gas or gas mixture is significantly reduced. The device according to the invention should be easy to clean. In addition, the object of the present invention to ensure a device and a method that can be flexibly used for energy-optimal entry of a gas or a gas mixture at different locations, in partially or fully filled reactors, in artificial and natural waters, in risers and sewage and water pipes are suitable for the oxygen input for the biological degradation of ingredients in water or in the water and the like, in industrial processing and manufacturing.

Diese Aufgabe wird durch sämtliche Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruches und des unabhängigen Verfahrensanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is solved by all features of the independent device claim and the independent method claim. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Der Energiebedarf für den Eintrag von Gasen oder Gasgemischen in Flüssigkeiten kann erfindungsgemäß durch drei Maßnahmen reduziert werden. Zum einen muss der Volumenstrom eines Gases oder eines Gasgemisches bereits im Zeitpunkt des Eintrags in die Flüssigkeiten so fein wie möglich in der Flüssigkeit verteilt werden, um eine maximale Kontaktfläche zwischen dem geförderten Volumenstrom vom Gas bzw. vom Gasgemisch und der umgebenden Flüssigkeit zu erzielen. Zum zweiten ist zu vermeiden, dass Gasblasen nach dem Austritt aus einem Auslasselement vor dem Erreichen der Oberfläche der Flüssigkeit koaleszieren, weil durch Vermeidung der Koa- leszenz wiederum der zuvor beschriebene zu fördernde Volumenstrom und der damit korrespondierende Energiebedarf reduziert werden können. Zum dritten sind die Reibungswiderstände vom Eintritt eines Gases oder Gasgemisches in den Begaser bzw. in eine Druckkammer bis zum Austritt aus dem Auslasselementen auf ein Minimum zu reduzieren. Je geringer der Durchmesser bzw. das Volumen einer Gasblase ist, umso höher sind die auf die aufsteigende Gasblase wirkenden Reibungskräfte der Flüssigkeit und umso niedriger ist die Aufstiegsgeschwindigkeit bzw. umso länger ist die Aufstiegszeit oder auch die Kontaktzeit der Gasblase in der bzw. mit der Flüssigkeit. Je länger die Aufstiegszeit bzw. die Kontaktzeit ist, umso länger kann der Inhalt der Gasblase in die Flüssigkeit beispielhaft als Sauerstoff bei der biologischen Abwasserreinigung diffundieren. Die Oberfläche einer Kugel ergibt sich aus 4 * r2 * π und das Volumen der Kugel aus 4 / 3 * r3 * π. Mit steigendem Volumen der Luftblase verringert sich das Verhältnis vom Volumen einer Kugel zu ihrer Oberfläche (= spezifisches Volumen = 3/r = 6/cf), so dass mit zunehmendem Volumen der Kugel auch die Kontaktfläche des gesamten definierten Luftvolumens im Reaktor im Verhältnis zur umgebenden Flüssigkeitsmenge abnimmt. Wird der Durchmesser einer Kugel mit r = 2 bei konstant bleibender Temperatur und konstant bleibendem Druck auf r = 1 reduziert, ändert sich die Oberfläche von 50,24 Flächeneinheiten einer Kugel auf 12,56 Flächeneinheiten einer Kugel und das Volumen einer Kugel mit r = 2 von 33,49 Volumeneinheiten ändert sich bei einer Kugel mit r = 1 auf 4, 19 Volumeneinheiten. Das Volumen einer Kugel mit r = 2 entspricht nach Reduktion des Radius auf r = 1 mit 33,49 / 4, 19 dem Volumen von 8 Kugel mit r = 1. Die Ausgangsfläche von 50,24 Flächeneinheiten von einer Kugel mit r = 2 ändert sich auf eine Fläche der 8 Kugeln mit r = 1 auf 8 * 12,56 = 100,48 Flächeneinheiten, was dem 2-fachen der Ausgangsfläche bei r = 2 entspricht. Auf die um das 2-fache höhere gesamte Oberfläche von 100,48 Flächeneinheiten wirken gegenüber 50,24 Flächeneinheiten um das 2-fache höhere Reibungskräfte, die sich verzögernd auf den Auftrieb bzw. Aufstieg einer Gasblase und umgekehrt verlängernd auf die Kontaktzeit auswirken. The energy requirement for the entry of gases or gas mixtures in liquids can be reduced according to the invention by three measures. On the one hand, the volumetric flow of a gas or a gas mixture must already be distributed as finely as possible in the liquid at the time of introduction into the liquids in order to achieve a maximum contact surface between the delivered volumetric flow of the gas or of the gas mixture and the surrounding liquid. Second, it is to be avoided that gas bubbles, after emerging from an outlet element, coalesce before reaching the surface of the liquid, because by avoiding the coalescence, in turn, the previously described volume flow to be conveyed and the corresponding energy requirement can be reduced. Thirdly, the frictional resistances from the entry of a gas or gas mixture into the aerator or into a pressure chamber until it leaves the outlet elements must be minimized. The smaller the diameter or volume of a gas bubble, the higher are the frictional forces of the liquid acting on the rising gas bubble, and the lower is the rate of ascent or the longer is the rise time or contact time of the gas bubble in the liquid , The longer the rise time or the contact time, the longer the content of the gas bubble in the liquid can diffuse, for example, as oxygen in the biological wastewater treatment. The surface of a sphere results from 4 * r 2 * π and the volume of the sphere from 4/3 * r 3 * π. As the volume of the bubble increases, the ratio of the volume of a sphere to its surface decreases (= specific volume = 3 / r = 6 / cf), so that as the volume of the sphere increases, so does the contact area of the total defined volume of air in the reactor relative to the surrounding space Amount of fluid decreases. If the diameter of a sphere with r = 2 is reduced to r = 1 at constant temperature and constant pressure, the surface area of 50.24 area units of a sphere changes to 12.56 area units of a sphere and the volume of a sphere with r = 2 of 33.49 volume units changes to 4.19 volume units for a sphere with r = 1. The volume of a sphere with r = 2 corresponds after reduction of the radius to r = 1 with 33,49 / 4, 19 the volume of 8 sphere with r = 1. The starting surface of 50,24 surface units changes from a sphere with r = 2 on an area of the 8 spheres with r = 1 to 8 * 12.56 = 100.48 area units, which is twice the initial area at r = 2. The total area of 100.48 area units, which is two times higher, has a factor of two times higher frictional forces than 50.24 area units, which have a delaying effect on the lift or rise of a gas bubble and, conversely, extend the contact time.

Um zu verhindern, dass zwei oder mehr Gasblasen nach dem Austritt aus dem Begaser koaleszie- ren und mit jeder Koaleszenz das Verhältnis von Volumen zu Kontaktfläche zwischen der Gasblase und der sie umgebenden Flüssigkeit verringert wird, müssen beim Eintrag eines Gases oder Gasgemisches zwei Bedingungen erfüllt sein. Die erste Bedingung ist, dass der Abstand der einzelnen Austrittsöffnungen in den Auslasselementen zu einander, aus denen das Gas oder Gasgemisch in die Flüssigkeit gelangt mindestens so groß ist, dass bei zeitgleichem Austritt von je einer Gasblase aus zwei oder mehr Austrittsöffnungen in den Auslasselementen aus einem Begaser keine dieser Blasen mit auch nur einer der anderen zeitgleich oder in sehr kurzer Zeit nach ihr ausgetretenen Blasen in Kontakt kommt und zu einer größeren Blase koalesziert. Die zweite Bedingung ist, dass oberhalb jeder Austrittsöffnung des Begasers zwei nacheinander austretende Gasblasen nicht miteinander koaleszieren können. In order to prevent two or more gas bubbles from coalescing after exiting the fumigant and decreasing the volume to contact area ratio between the gas bubble and the surrounding liquid with each coalescence, two conditions must be met when introducing a gas or gas mixture , The first condition is that the distance between the individual outlet openings in the outlet elements to each other, from which the gas or gas mixture enters the liquid is at least so great that at the same time exit of one gas bubble from two or more outlet openings in the outlet elements of a Begasser none of these bubbles with any of the other at the same time or in a very short time after their leaked bubbles in contact and coalesced into a larger bubble. The second condition is that above each exit port of the gas scrubber two sequentially emerging gas bubbles can not coalesce with each other.

Damit das Gas oder Gasgemisch aus einer Druckkammer durch ein Auslasselement strömen kann, muss der gesamte Druck in der Druckkammer plus den Druck zur Überwindung der Reibungskräfte im Auslasselement größer sein als in der über der Druckkammer und dem Auslasselement stehenden Wassersäule. Zur Überwindung dieses Drucks muss Energie bereitgestellt werden. Der Energiebedarf verschiedener Begasertypen ist bei gleichem Volumenstrom und bei gleicher Temperatur abhängig von den zu überwindenden Reibungswiderständen sowohl im Begaser als auch in den Auslasselementen. In order for the gas or gas mixture to flow from a pressure chamber through an outlet member, the total pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet member must be greater than in the water column above the pressure chamber and the outlet member. To overcome this pressure, energy must be provided. The energy requirement of different types of gas turbine at the same volume flow and at the same temperature depends on the frictional resistance to be overcome both in the gasifier and in the outlet elements.

Ein Auslasselement mit einem geringen oder sehr geringen Reibungswiderstand kann ein innen glattes Rohrstück sein, bei dem im Vergleich mit einem Membran-Begaser kein Schlitz in der Membran mit höherem Druck geöffnet werden muss und bei dem im Vergleich zu einem Keramik- Begaser kein höherer Druck zum Überwinden der Reibungswiderstände in der Keramikwand aufgebracht werden muss. An outlet member having a low or very low frictional resistance may be an inside smooth tube piece in which no slot in the membrane has to be opened at a higher pressure compared with a membrane aerator and in which compared to a ceramic Begaser no higher pressure must be applied to overcome the frictional resistances in the ceramic wall.

Bei dem Rohr handelte es sich um ein einzelnes freistehendes senkrecht zur horizontalen angeordnetes Auslasselement, durch das ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluid von unten nach oben strömt. Das Rohr kann am unteren und am oberen Ende jeweils eine Öffnung aufweisen, die parallel zur Horizontalen angebracht ist. Weiter kann eine untere Öffnung parallel zur Horizontalen angeordnet sein und eine obere Öffnung eine Neigung in einem Winkel zwischen 0° und 89° in Form einer Kanüle aufweisen. Schließlich kann eine untere Öffnung parallel zur Horizontalen angeordnet sein und eine obere Öffnung ist verschlossen, wobei sich seitlich unterhalb des oberen Verschlusses ein Auslass für den Austritt von Gasen, Gasgemischen oder Fluiden befindet. In diesem Fall handelt es sich um eine oben verschlossene Hohlnadel mit einer seitlichen Auslassöffnung unterhalb oberen des Verschlusses zum Austritt eines Gases oder Gasgemisches. Statt eines einzelnen freistehenden Rohres mit einer Neigung an der oberen Öffnung kann mit gleicher Funktion ein in einen monolithischen Festkörper eingebrachter Kanal mit einer Öffnung am unteren und am oberen Ende fungieren, die parallel zur Horizontalen angebracht ist. Ein in einen monolithischen Festkörper eingebrachter Kanal kann eine untere Öffnung parallel zur Horizontalen und eine obere Öffnung mit einer Neigung an der oberen Öffnung zwischen 0° und 89° in gleicher Weise wie eine Kanüle als Auslasselement aufweisen. The tube was a single free-standing outlet element arranged perpendicular to the horizontal through which a gas, a gas mixture or a fluid flows from the bottom to the top. The tube may each have at the bottom and at the top of an opening which is mounted parallel to the horizontal. Furthermore, a lower opening can be arranged parallel to the horizontal and an upper opening can have an inclination at an angle between 0 ° and 89 ° in the form of a cannula. Finally, a lower opening can be arranged parallel to the horizontal and an upper opening is closed, with an outlet for the escape of gases, gas mixtures or fluids laterally below the upper closure. In this case, it is an upper closed hollow needle with a lateral outlet opening below the top of the closure for the exit of a gas or gas mixture. Instead of a single freestanding tube with a slope at the top opening, a channel inserted into a monolithic solid can function with the same function with an opening at the bottom and at the top, which is mounted parallel to the horizontal. A channel inserted in a monolithic solid may have a lower opening parallel to the horizontal and an upper opening having a slope at the upper opening between 0 ° and 89 ° in the same way as a cannula as an outlet element.

Bei jeder Form des Endes des Auslasselements, dessen Auslassöffnung parallel zur Horizontalen angeordnet ist, tritt die Gasblase über die gesamte Öffnungsfläche des Auslasselements gleichzeitig aus. Ist dagegen die Austrittsöffnung zur Horizontalen geneigt, so dass der erste Abstand des Rands der Austrittsöffnung zur Oberfläche der Druckkammer geringer als der zweite Abstand des um 180° gegenüberliegenden Rands der Austrittsöffnung, herrscht bei Erreichen des Randes mit dem ersten Abstand auf diesem Punkt in der Austrittsöffnung nur noch der hydrostatische Druck der Wassersäule, während auf der um 180° gegenüberliegenden Seite im Auslasselement noch zusätzlich die Summe aus dem Druck in der Druckkammer plus dem Druck zur Überwindung der Reibungskräfte im Auslasselement herrscht. Dieser Druckgradient an der Austrittsöffnung des Auslasselements führt vor dem Beginn des Aufstiegs der Gasblase zu einer Bewegung vom höher stehenden Teil der Austrittsöffnung mit dem zweiten Abstand weg in die Flüssigkeit hinein. Die Gasblase beginnt ihren Aufstieg also nicht direkt über der Austrittsöffnung sondern seitlich vom niedrigsten Punkt der Austrittsöffnung versetzt. Durch diese seitliche Bewegung der Gasblase von der Austrittsöffnung in die Flüssigkeit vor dem Beginn des Aufstiegs hinein kommt es zwischen einer bereits aus einer Austrittsöffnung ausgetretenen und einer nachfolgenden aus der Austrittsöffnung austretenden Gasblase auch bei unterschiedlichen Durchflussmengen des Gases oder Gasgemisches nicht zur Koaleszenz von zwei nacheinander aus dem Auslasselement austretenden Blasen. In any shape of the end of the outlet member whose outlet opening is parallel to the horizontal, the gas bubble exits simultaneously over the entire opening area of the outlet member. If, however, the outlet opening is inclined to the horizontal, so that the first distance of the edge of the outlet opening to the surface of the pressure chamber is less than the second distance of the 180 ° opposite edge of the outlet opening prevails when reaching the edge with the first distance at this point in the outlet opening only the hydrostatic pressure of the water column, while on the opposite side by 180 ° in the outlet still the sum of the pressure in the pressure chamber plus the pressure to overcome the frictional forces in the outlet prevails. This pressure gradient at the outlet opening of the outlet element leads before the onset of the rise of the gas bubble to a movement from the higher part of the outlet opening with the second distance away into the liquid. The gas bubble therefore begins its rise not directly above the outlet opening but laterally offset from the lowest point of the outlet opening. As a result of this lateral movement of the gas bubble from the outlet opening into the liquid before the start of the ascent, a gas bubble which has already escaped from an outlet opening and a subsequent gas bubble emerging from the outlet opening does not emerge in succession even at different flow rates of the gas or gas mixture for the coalescence of two the outlet element escaping bubbles.

Wird ein Gas oder Gasgemisch dagegen aus einer Austrittsöffnung eines oben verschlossenen Rohrstückes oder einer oben verschlossenen Hohlnadel, deren Austrittsöffnung parallel zur Horizontalen angebracht ist und aus der das Gas oder Gasgemisch seitlich aus dem Austrittselement in eine Flüssigkeit eingeleitet, muss eine in die Flüssigkeit eingetragene Blase eine bestimmte Strecke zurückgelegt haben, bis die nächste Blase aus der seitlichen Austrittsöffnung des Auslasselements austreten darf und die zuvor ausgetretene Gasblase dann bereits so weit von der Öff- nung des Auslasselements entfernt ist, dass die Koaleszenz mit der nach ihr in die Flüssigkeit gelangte Blase nicht mehr erfolgen kann. In diesem Fall wird die Koaleszenz jedoch nur durch steuernde Eingriffe beim Eintrag des Gases oder Gasgemisches entweder durch die kontinuierliche Nachjustierung des noch maximalen förderbaren Volumenstroms des in die Flüssigkeit einzutragendem Gases, Gasgemisches oder Fluides, bei dem sich die größten Blasen in einem kontinuierlich gleichmäßigen Volumenstrom bilden, vermieden. If a gas or gas mixture, however, from an outlet opening of a top sealed pipe section or a hollow needle closed above, the outlet opening is mounted parallel to the horizontal and from which the gas or gas mixture laterally from the outlet element into a liquid, a registered in the liquid bubble must have traveled a certain distance until the next bladder is allowed to escape from the lateral outlet opening of the outlet element and the previously exited gas bubble is then already so far from the opening Removing the outlet element is removed that the coalescence can not be done with her after having entered the liquid bubble. In this case, however, the coalescence is only by controlling interventions in the entry of the gas or gas mixture either by the continuous readjustment of the still maximum recoverable volume flow of einzutragendem in the liquid gas, gas mixture or fluid, in which the largest bubbles form in a continuously uniform volume flow , avoided.

Eine Kanüle als ein mögliches erfindungsgemäßes Auslasselement ist gekennzeichnet durch ein nach oben offenes Rohrstück, dessen oberes Ende eine Neigung der Rohrwand aufweist. Eine Hohlnadel als ein weiteres mögliches erfindungsgemäßes Auslasselement ist gekennzeichnet entweder als Rohrstück mit einer geraden zur Horizontalen parallelen Auslassöffnung oder durch ein gegenüber der Einlassöffnung nach oben verschlossenes Rohrstück mit einer seitlichen Öffnung, aus der das Gas, Gasgemisch oder Fluid austritt. A cannula as a possible outlet element according to the invention is characterized by an upwardly open tube piece whose upper end has an inclination of the tube wall. A hollow needle as another possible outlet element according to the invention is characterized either as a pipe section with a straight outlet opening parallel to the horizontal or through a pipe section closed upwards with respect to the inlet opening, with a lateral opening from which the gas, gas mixture or fluid emerges.

Tritt eine Gasblase seitlich aus einer Öffnung einer oben verschlossenen Hohlnadel aus, steigt sie auf einem Weg auf, auf dem ihr die nächste Blase zwangsläufig folgt. Die aus der oben verschlossenen Hohlnadel seitlich austretende Gasblase muss also bereits eine bestimmte Strecke aufgestiegen sein, ehe die nächste Blase aus der seitlichen Öffnung aufsteigen darf, damit die Koaleszenz mit dieser folgenden austretenden Blase ausgeschlossen werden kann. If a gas bubble emerges from the side of an opening of a hollow needle closed at the top, it rises on a path where it inevitably follows the next bubble. The gas bubble exiting laterally from the hollow needle closed at the top must therefore already have ascended a certain distance before the next bubble can rise out of the lateral opening so that coalescence with this following exiting bubble can be ruled out.

Je feiner ein Volumenstrom eines Gases, Gasgemisches oder Fluides in einer Flüssigkeit verteilt werden kann und je mehr mit zunehmend kleineren Durchmessern des Gases, Gasgemisches oder Fluides eine zunehmend größere Kontaktfläche von eingetragenen Gasblasen oder Fluidtrop- fen geschaffen werden kann, umso niedriger ist der zu fördernde Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches und damit auch der für die Förderung des Volumenstroms erforderliche Energiebedarf. Der Energiebedarf kann noch weiter gesenkt werden, wenn keine Energie für die Ausdehnung einer Membran, eines Membran-Begasers oder für die Überwindung der Reibungswiderstände bei Durchströmen der Wand eines Keramik-Begasers nötig ist. Dieser Energieverbrauch kann mit der hier beschriebenen Vorrichtung vermieden werden, wenn die beschriebenen Voraussetzungen zur Vermeidung der Koaleszenz, nämlich der Mindestabstand der Auslasselemente, die Austrittsfolge der Gasblasen aus den Austrittsöffnungen, die Form der Austrittsöffnungen sowie die Einstellungen eines maximalen Volumenstroms bei einer Öffnung mit Koaleszenzrisiko wie einer Hohlnadel mit seitlicher Austrittsöffnung erfüllt ist. Es ist ein wesentliches Element der Vorrichtung, dass der Volumenstrom eines Gases oder Gasgemisches im eindeutigen Unterschied zu herkömmlichen Membran- und Keramik-Begasern oder zu Lochblechen so eingestellt werden kann, dass zum einen Koaleszenz verhindert wird und zum anderen der einzutragende Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches so fein aufgelöst und verteilt wird, dass eine minimale Blasenmenge weil optimale Blasengröße gefördert und eine maximale weil optimale Kontaktfläche zwischen der eingetragenen Menge des Gases bzw. Gasgemisches erreicht wird. Mit dieser Konstellation und Verknüpfung aller beschriebenen Bedingungen kann das Energieoptimum für den Eintrag von Gasen und Gasgemischen in Flüssigkeiten erreicht werden. The finer a volumetric flow of a gas, gas mixture or fluid can be distributed in a liquid and the more increasingly smaller diameters of the gas, gas mixture or fluid an increasingly larger contact surface of registered gas bubbles or Fluidtrop- fen can be created, the lower is the promotional Volumetric flow of the gas or gas mixture and thus also the energy required for the promotion of the volume flow. The energy requirement can be further reduced if no energy is needed for the expansion of a membrane, a membrane gasifier or for overcoming the frictional resistances when flowing through the wall of a ceramic gasifier. This energy consumption can be avoided with the device described here, if the conditions described for avoiding coalescence, namely the minimum distance of the outlet elements, the exit sequence of the gas bubbles from the outlet openings, the shape of the outlet openings and the settings of a maximum volume flow at a Koaleszenzrisiko opening such a hollow needle with lateral outlet opening is met. It is an essential element of the device that the volume flow of a gas or gas mixture can be set in clear contrast to conventional membrane and ceramic Begasern or perforated plates so that on the one hand coalescence is prevented and the other to be entered volume flow of the gas or gas mixture so finely dissolved and distributed, that a minimum amount of bubbles promoted because optimal bubble size and maximum because optimal contact area between the registered amount of the gas or gas mixture is achieved. With this constellation and combination of all described conditions, the energy optimum for the entry of gases and gas mixtures in liquids can be achieved.

Um diese optimalen Bedingungen zu erreichen, ist eine optimale Anordnung aller Austrittselemente in der Lochblende bzw. an der Oberfläche der Druckkammer sowie eine dauerhafte Festigkeit und Standsicherheit jedes Austrittselements in der Oberfläche Voraussetzung. Die vorliegende Erfin- dung ermöglicht vorteilhafterweise den Austrittsort und die Austrittsmenge eines Gases, Gasgemisches oder Fluides aus dem Begaser in die Flüssigkeit für einen energieoptimalen Eintrag des Gases, Gasgemisches oder Fluides in die Flüssigkeit einzustellen. In order to achieve these optimum conditions, an optimal arrangement of all outlet elements in the pinhole or on the surface of the pressure chamber and a permanent strength and stability of each outlet element in the surface is a prerequisite. The present invention It is advantageously possible to adjust the exit location and the discharge quantity of a gas, gas mixture or fluid from the aerator into the liquid for an energy-optimal entry of the gas, gas mixture or fluid into the liquid.

Durch die gleichzeitige formschlüssige und gasdichte Einpassung des Fußes in die Lochblende wird eine aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzte Vorrichtung für einen energieoptimalen Eintrag von Gasen und Gasgemischen in Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Zustandsbedingun- gen für Gase, Gasgemische oder Fluide erreicht. The simultaneous positive and gas-tight fitting of the foot in the pinhole a multi-component device is achieved for energy-optimal entry of gases and gas mixtures in liquids at different conditions for conditions for gases, gas mixtures or fluids.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in eine Flüssigkeit vorgesehen, die eine Druckkammer aufweisen kann, die erforderlich ist, damit das Gas oder das Gasgemisch den hydrostatischen Druck, der über der Druckkammer stehenden Wassersäule den in der Auslasselementen vorhandenen Reibungswiderstand überwinden und aus der Druckkammer in die Flüssigkeit eintreten kann. Die Druckkammer kann dabei eine selbsttragende Lochblende mit eingestanzten, gebohrten oder gelaserten Löchern mit gleichen oder mit ungleichen Durchmessern oder mit gleichen oder ungleichen Längen der Ränder der Löcher auf der gesamten Fläche der selbsttragenden Lochblende und eine Begaserwanne oder ein geschlossenes Bodenblech aufweisen, wobei die Lochblende eine Oberseite und die Begaserwanne oder ein geschlossenes Bodenblech eine Unterseite der Druckkammer bilden kann. Zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches in die Druckkammer kann eine Zuluftleitung vorgesehen sein. Zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer kann eine Entwässerungsleitung vorgesehen sein. Vorteilhafterweise sieht die Erfindung Auslasselemente für das Gas, Gasgemisch oder Fluid vor. According to the invention, a device is provided for introducing a gas or a gas mixture into a liquid, which may have a pressure chamber required for the gas or the gas mixture to overcome the hydrostatic pressure, the water column overlying the pressure chamber and the frictional resistance present in the outlet elements can enter the liquid from the pressure chamber. The pressure chamber may have a self-supporting pinhole with punched, drilled or lasered holes with the same or unequal diameters or with equal or unequal lengths of the edges of the holes on the entire surface of the self-supporting pinhole and a Begaserwanne or a closed bottom plate, wherein the pinhole a Top and the Begaserwanne or a closed floor panel can form a bottom of the pressure chamber. For supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber, a supply air line can be provided. For discharging the liquid from the pressure chamber, a drainage line may be provided. Advantageously, the invention provides outlet elements for the gas, gas mixture or fluid.

Ein Auslasselement kann innen ein glattes Rohrstück aufweisen, das entweder als ein Rohrstück mit einer an beiden Enden zur Horizontalen parallelen Öffnung ausgebildet ist, eine Kanüle mit einer parallel zur Horizontalen Öffnung am unteren Ende und einer geneigten Öffnung am oberen Ende, eine Kanüle mit einer geneigten Öffnung zur Horizontalen am unteren Ende und einer geneigten Öffnung am oberen Ende, eine am oberen Ende geschlossene Hohlnadel mit einer Öffnung parallel zur Horizontalen am unteren Ende, oder eine am oberen Ende geschlossene Hohlnadel mit einer zur Horizontalen geneigten Öffnung am unteren Ende. An outlet member may internally comprise a smooth tube formed either as a tube having an opening parallel to the horizontal at both ends, a cannula having a lower end parallel to the horizontal opening and an upper end inclined opening, a cannula having an inclined one Opening to the horizontal at the lower end and an inclined opening at the upper end, an upper end closed hollow needle with an opening parallel to the horizontal at the lower end, or an upper end closed hollow needle with an inclined to the horizontal opening at the bottom.

Das als Rohrstück ausgebildete Auslasselement kann zum Einbau und zur Befestigung und/oder zum formschlüssigen und gasdichten Einbau in ein Träger- und Befestigungselement eingelassen sein, wobei das Träger- und Befestigungselement wiederum zum Einbau und nachfolgenden Halt in der Lochblende dient. Die Anzahl der Auslasselemente je Druckkammer kann zwischen einem Auslasselement und der möglichen Anzahl von Auslasselementen bestehen, die maximal technisch auf einer selbsttragenden Lochblende installiert werden können. Das einzelne Auslasselement oder jede andere Anzahl von Auslasselementen können an der Lochblende, beabstandet zur Begaserwanne bzw. zum Bodenblech, derart angeordnet sein, dass in die Druckkammer nur ein Teil eines Träger- und Befestigungselementes an der Oberseite der Druckkammer in diese reichen, die Druckkammer dabei aber im Wesentlichen frei von Teilen des Rohrstücke oder der Kanülen oder der Hohlnadel als Bestandteil eines Auslasselements sein kann. Dabei kann das Auslasselement als eine Kanüle mit einem gasdicht eingepassten Rohrstück oder einer gasdicht einge- passten Hohlnadel ausgebildet sein. Jedes Rohrstück, jede Kanüle bzw. jede Hohlnadel in einer Lochblende kann gleich lang sein und jeweils dieselbe Nennweite bzw. gleichlange Ränder der Austrittsöffnungen haben oder jede Kanüle in einer Lochblende kann unterschiedlich lang sein und bei jeder Länge eine spezifische Nennweite bzw. Form und Länge der Austrittsöffnungen haben. Das Gas oder das Gasgemisch kann in Form von Bläschen aus den Auslasselementen austreten. Die Größe des Rohres oder der Kanüle oder der Hohlnadel kann derart ausgewählt werden, dass die durch das Rohr oder die Kanüle oder die Hohlnadel ausgelassenen Bläschen eine geeignete Größe aufweisen, um sich in einer bestimmten Flüssigkeit eine gewünschte Zeit aufhalten zu können. Trained as a pipe piece outlet can be embedded for installation and attachment and / or for positive and gas-tight installation in a carrier and fastener, wherein the carrier and fastener in turn is used for installation and subsequent support in the pinhole. The number of outlet elements per pressure chamber may consist between an outlet element and the possible number of outlet elements, which can be installed as a maximum technically on a self-supporting pinhole. The individual outlet element or any other number of outlet elements may be arranged on the perforated plate, spaced apart from the aerator trough or bottom plate, such that only part of a carrier and fastening element at the top of the pressure chamber reach into the pressure chamber, the pressure chamber thereby but may be substantially free of parts of the tube pieces or the cannulas or the hollow needle as part of an outlet element. In this case, the outlet element can be designed as a cannula with a gas-tight fitting tube piece or a gas-tight fitted hollow needle. Each tube piece, each cannula or each hollow needle in a pinhole can be the same length and each have the same nominal diameter or equal edges of the outlet openings or each cannula in a pinhole can be different lengths and at each length a specific nominal size or shape and length of Have outlet openings. The gas or the gas mixture can emerge from the outlet elements in the form of bubbles. The size of the tube or cannula or hollow needle may be selected such that the bubbles discharged through the tube or cannula or hollow needle are of a suitable size to allow it to be in a particular liquid for a desired time.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, dass die Auslasselemente an der Oberseite der Druckkammer angeordnet werden können und dass die Druckkammer im Wesentlichen hohl in dem Sinne bleiben kann, dass keine Einbauten zur statischen Absicherung oder zur Strömungsführung der Gase, Gasgemische und Fluide eingebaut sind, um so eine Aufnahme und einen maximal möglichen störfreien Fluss des Gases, Gasgemisches oder Fluides zu ermöglichen. The invention is based on the idea that the outlet elements can be arranged at the top of the pressure chamber and that the pressure chamber can remain substantially hollow in the sense that no internals for static protection or flow of gases, gas mixtures and fluids are installed so as to allow uptake and maximum possible non-interfering flow of the gas, gas mixture or fluid.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Auslasselement ein Rohrstück oder eine Kanüle oder eine Hohlnadel aufweist, das bzw. die nach außen in die Flüssigkeit zum Auslassen des Gases, Gasgemisches oder Fluides gerichtet ist. Zudem kann das erfindungsgemäße Auslasselement einen Fuß als Träger- und Befestigungselement aufweisen, der sich zu einem Ende verbreiten kann und an dessen unterem Ende außen auch ein Standring angebracht sein kann, so dass das Ende mit oder ohne Standring als Teil des Fußes nach innen in die Druckkammer gerichtet ist. The invention includes the technical teaching that the outlet element comprises a tube piece or a cannula or a hollow needle, which is directed outwardly into the liquid for discharging the gas, gas mixture or fluid. In addition, the outlet element according to the invention may comprise a foot as a support and fastening element, which may spread to one end and at the lower end outside a stand ring may be attached so that the end with or without a standing ring as part of the foot inwards in the Pressure chamber is directed.

Vorteilhafterweise kann das Gas, Gasgemisch oder Fluid aus der Druckkammer durch den Fuß des Auslasselementes, welches in der Oberseite der Druckkammer angebracht ist, direkt in das Rohrstück bzw. die Kanüle bzw. die Hohlnadel und dadurch in die Flüssigkeit austreten. Advantageously, the gas, gas mixture or fluid from the pressure chamber through the foot of the outlet, which is mounted in the top of the pressure chamber, directly into the pipe or cannula or the hollow needle and thereby escape into the liquid.

Die Standringe der Kanülen bzw. Hohlnadeln ragen in die Druckkammer. Ebenso kann der Einbau der Füße derart erfolgen, dass an der Unterkante der Lochblende zwischen der Unterkante der selbsttragenden Lochblende und dem unteren Ende des Fußes oder der Oberkante des Standrings zwar ein Abstand besteht, die Verbindung zwischen Fuß und Lochblende jedoch gasdicht ist. Die Gasdichtheit an der Kontaktstelle von Fuß und Lochblende kann jederzeit in einem Wasserbad festgestellt und bei Bedarf gezielt an den undichten Stellen herbeigeführt werden. The stationary rings of the cannulas or hollow needles protrude into the pressure chamber. Likewise, the installation of the feet can be made such that although there is a gap at the lower edge of the pinhole between the lower edge of the self-supporting pinhole and the lower end of the foot or the upper edge of the base ring, but the connection between the foot and pinhole is gas-tight. The gas tightness at the contact point of the foot and pinhole can be determined at any time in a water bath and, if necessary, be brought specifically to the leaking points.

Erfindungsgemäß kann das Auslasselement zweiteilig ausgeführt sein. Das Rohrstück bzw. die Kanüle bzw. die Hohlnadel kann dabei aus Edelstahl und der Fuß aus einem elastischen Material ausgebildet sein. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass das Auslasselement materialeinheitlich, insbesondere aus Edelstahl, mit oder ohne Fuß ausgebildet sein kann. According to the invention, the outlet element can be designed in two parts. The pipe section or the cannula or the hollow needle can be made of stainless steel and the foot of an elastic material. Alternatively, it is also conceivable that the outlet element of the same material, in particular made of stainless steel, may be formed with or without foot.

Die erfindungsgemäße selbsttragende Lochblende kann ab mindestens einer Öffnung eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, die mit der Vielzahl der Auslasselemente korrespondieren kann. Vorteilhafterweise können die Auslasselemente in den Öffnungen der selbsttragenden Lochblende formschlüssig angeordnet sein. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass die Auslasselemente in der Lochblende einfach und ohne zusätzliche Bauteile oder Befestigungselemente an der selbsttragenden Lochblende gehalten werden können. Die Druckkammer bleibt dabei unterhalb den Enden der Füße oder Standringe der einzelnen Auslasselemente oder unterhalb den an den Füßen der einzelnen Auslasselemente montierten Steuerungselemente, wie Magnetventile oder Klappen, mit den der Volumenstrom kurzfristig oder dauerhaft für jedes Rohrstück, jede Kanüle und jede Hohlnadel einzeln oder für einige geleichzeitig oder für alle gleichzeitig unterbrochen bzw. reduziert werden kann, im Wesentlichen frei von jeglichen Bauelementen, wie statischen Einbauten gegen den äußeren Druck, Abstandhaltern zwischen der selbsttragenden Lochblende und der Begaserwanne oder geschlossenem Bodenblech, Leitblechen oder weiteren strömungsführenden bzw. strömungsbehindernden Einbauten. The self-supporting pinhole diaphragm according to the invention can have at least one opening a plurality of openings which can correspond to the plurality of outlet elements. Advantageously, the outlet elements can be arranged in a form-fitting manner in the openings of the self-supporting pinhole. It is particularly advantageous that the outlet elements can be kept in the pinhole easily and without additional components or fasteners on the self-supporting pinhole. The pressure chamber remains below the ends of the feet or bottom rings of the individual outlet elements or below the mounted on the feet of the individual outlet elements control elements, such as solenoid valves or flaps, with the volume flow temporarily or permanently for each piece of pipe, each cannula and each hollow needle individually or for some at the same time or for all at the same time can be interrupted or reduced, essentially free of any components, such as static internals against external pressure, spacers between the self-supporting pinhole and the Begaserwanne or closed bottom plate, baffles or other flow-leading or flow-obstructing internals.

Das Gas, Gasgemisch oder Fluid in der Druckkammer kann somit direkt durch die nach unten in die Druckkammer sich öffnenden Auslasselemente, insbesondere durch den Fuß der Auslasselemente, aus der Druckkammer in die Flüssigkeit geleitet werden. The gas, gas mixture or fluid in the pressure chamber can thus be led from the pressure chamber into the liquid directly through the outlet elements opening down into the pressure chamber, in particular through the foot of the outlet elements.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Auslasselement durch elastische Verformung, insbesondere des Fußes, eine korrespondierende Öffnung der selbsttragenden Lochblende abdichtend abschließen kann. Erfindungsgemäß kann eine separate Dichtung zwischen der Lochblende und den Auslasselementen vorgesehen sein. Furthermore, it can be provided that the outlet element by elastic deformation, in particular of the foot, can seal off a corresponding opening of the self-supporting pinhole sealing. According to the invention, a separate seal can be provided between the pinhole and the outlet elements.

Somit kann ein abgedichteter Raum in der Druckkammer geschaffen werden, wobei das Gas oder das Gasgemisch nur durch die vorgesehenen Auslasselemente aus der Druckkammer austreten kann. Thus, a sealed space can be created in the pressure chamber, wherein the gas or the gas mixture can escape from the pressure chamber only through the provided outlet elements.

Um einen Formschluss mit der selbsttragenden Lochblende zu schaffen, können die Auslasselemente an der Lochblende durch Eindrücken und/oder Einpressen und/oder Einschlagen in einer korrespondierenden Öffnung der selbsttragenden Lochblende befestigt werden. In order to create a positive connection with the self-supporting pinhole, the outlet elements can be attached to the pinhole plate by pressing and / or pressing and / or wrapping in a corresponding opening of the self-supporting pinhole.

Nach einem besonderen Vorteil kann das Auslasselement einen Gasaustrittsbereich aufweisen, der von einem zur Horizontalen bzw. zur Oberseite der Druckkammer parallelen Abschluss des Rohrstücks bzw. Kanüle bzw. der Hohlnadel abweicht. Hierbei wird ein Rohrstück bzw. eine Hohlnadel eingesetzt, bei der die Außenwand ab einer Stelle des Rohrstücks bzw. der Kanüle beginnend radial aufsteigend zunehmend soweit abgetragen ist, dass nach Abschluss des Abtragungsvorgangs nur noch eine Spitze zurückbleibt. Der Abschnitt des Rohrstücks bzw. der Kanüle vom Beginn des Materialabtrags bis zur Spitze entspricht der Neigung vom Beginn des Abtrags bis zur Spitze. Die Neigung jedes Rohrstücks bzw. jeder Kanüle kann glatt oder rau und gleichzeitig gerade, konvex, konkav oder durch Kombination glatter und rauer mit geraden und mit konvexen oder mit geraden und konkaven oder mit konvexen und konkaven Neigungen ausgeführt werden. Durch die Auswahl der geeigneten Neigung kann eine bestimmte Form und Größe der austretenden Bläschen, die Abstoßkraft mit der die Bläschen ausgelassen werden, ihre Bewegungsbahn und ihre Geschwindigkeit realisiert werden. Die angepasste Neigung des Gasaustrittsbereiches kann dazu dienen, die Aufenthaltszeit der Bläschen in der Flüssigkeit optimal zu erhöhen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Auslasselement einen Gasaustrittsbereich mit einer Neigung von 0° bis 89°, insbesondere 60° Grad zu einer horizontalen Ebene parallel zur Oberseite der Druckkammer aufweist. So kann die Austrittsrichtung der Bläschen bestimmt werden, sodass die nachfolgenden Bläschen sich zunächst in eine andere Richtung bewegen als die zuvor ausgetretenen, bevor sie nach oben steigen. Damit kann vermieden werden, dass die Bläschen aufeinander treffen, koaleszieren und sich größere Glasblasen bilden, die einen niedrigeren Widerstand gegen Auftrieb als zwei separate kleinere Bläschen aufweisen und als eine dann größere Blase schneller durch die Auftriebskraft nach oben befördert werden. Der negative Effekt der Koaleszenz kann somit überwunden werden. According to a particular advantage, the outlet element can have a gas outlet region which deviates from a termination of the pipe section or cannula or the hollow needle which is parallel to the horizontal or to the upper side of the pressure chamber. In this case, a pipe section or a hollow needle is used, in which the outer wall is removed starting from a point of the pipe section or the cannula starting radially increasing so far that remains after completion of the ablation process only a tip. The section of the tube or cannula from the beginning of material removal to the tip corresponds to the inclination from the beginning of the removal to the tip. The inclination of each tube or cannula can be smooth or rough and at the same time straight, convex, concave or by combination smooth and rough with straight and with convex or straight and concave or with convex and concave inclinations. By selecting the appropriate slope, a particular shape and size of the leaking bubbles, the repulsive force with which the bubbles are omitted, their trajectory and their speed can be realized. The adjusted slope of the gas outlet area can serve to optimally increase the residence time of the bubbles in the liquid. According to the invention, it can be provided that the outlet element has a gas outlet region with an inclination of 0 ° to 89 °, in particular 60 °, to a horizontal plane parallel to the top of the Comprises pressure chamber. Thus, the exit direction of the bubbles can be determined so that the subsequent bubbles initially move in a different direction than the previously leaked before they rise to the top. This can prevent the bubbles from hitting one another, coalescing and forming larger glass bubbles that have a lower resistance to buoyancy than two separate smaller bubbles and, as a larger bubble, being carried up by the buoyancy force more quickly. The negative effect of coalescence can thus be overcome.

Erfindungsgemäß kann das Auslasselement einen Außendurchmesser von 0,2 mm bis 10,0 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 1 ,0 mm aufweisen, um eine geeignete Größe der Bläschen zu erreichen. Der Innendurchmesser des Auslasselementes kann dabei in einem Bereich von 0,01 mm bis 2,0 mm, insbesondere bei ca. 0,01 mm bis 0,45 mm, liegen, wobei die senkrecht aufeinander und parallel zur horizontalen liegenden Radien wie beim Kreis gleichlang und wie bei der Ellipse ungleich lang sein können. Die Länge der Kanten einer nichtkreisrunden oder einer nichtkreisförmigen oder einer nichtelliptischen Austrittsöffnung können an jeder Seite der Austrittsöffnung gleichlang oder ungleichlang sein und jede Kante kann mit einer anderen Kante in einem Winkel von 0° bis 90° oder mit einem Kreiselement im Winkel von 0° bis 179° verbunden sein. Die Weite der Öffnung, vorzugsweise als Innendurchmesser des Auslasselements angegeben, dient nicht zur Dimensionierung eines Begasers, sondern um die für den jeweiligen Einsatzzweck energetisch optimale Blasengröße zu erzeugen. Ist bekannt, welche Blasengröße optimal ist, erfolgt die Festlegung der Anzahl der Auslasselemente. So kann je nach Einsatzzweck bei gleichem gefördertem Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches vorzugsweise ein anderer Innendurchmesser oder eine andere Fläche für die Anordnung der Auslasselemente und Form der Austrittsöffnung gewählt werden. Ebenso können auf einer Oberseite Auslasselemente vorzugsweise mit verschiedenen Innendurchmessern oder eine andere Fläche und Form der Austrittsöffnung eingesetzt werden, um bei verschiedenen Volumenströmen Blasen unterschiedlicher Größen zu erzeugen. Der Abstand der Auslasselemente kann sowohl in Längs- als auch in Querrichtung sowohl gleichmäßig als auch ungleichmäßig sein und ab 0, 1 mm beginnend jede für den jeweiligen Einsatzzweck benötige Länge annehmen. According to the invention, the outlet member may have an outer diameter of 0.2 mm to 10.0 mm, preferably 0.2 mm to 1, 0 mm in order to achieve a suitable size of the bubbles. The inner diameter of the outlet element may be in a range of 0.01 mm to 2.0 mm, in particular about 0.01 mm to 0.45 mm, wherein the perpendicular to each other and parallel to the horizontal lying radii as in the same time circle and as with the ellipse can be unequal in length. The lengths of the edges of a non-circular or non-circular or non-elliptical exit aperture may be equal or nonuniform along each side of the exit aperture, and each edge may be another angle at an angle of 0 ° to 90 ° or a circle angle of 0 ° to 179 ° connected. The width of the opening, preferably indicated as the inner diameter of the outlet, is not used for dimensioning a gas scrubber, but to generate the optimal energetically for the particular application bubble size. If it is known which bubble size is optimal, the number of outlet elements is determined. Thus, depending on the intended use with the same flow rate of the gas or gas mixture conveyed, preferably a different inner diameter or a different area can be selected for the arrangement of the outlet elements and the shape of the outlet opening. Likewise, outlet elements preferably having different internal diameters or another surface and shape of the outlet opening can be used on an upper side in order to produce bubbles of different sizes at different volume flows. The distance between the outlet elements can be both uniform and non-uniform both in the longitudinal and in the transverse direction and, starting at 0.1 mm, can assume any length required for the respective application.

Ebenfalls ist es denkbar, dass das Auslasselement für einen Gasaustritt einen Gasaustrittsbereich aufweisen kann, welcher mit mindestens einer Öffnung ausgebildet ist, die beispielhaft in Form eines Schlitzes, einer Bohrung, einer rechteckigen Öffnung oder einer anderen durch Lasern ausgebildeten Form ausgeführt werden kann. Ein Schlitz, eine Bohrung, eine Öffnung oder eine Laserung können dabei am oberen Ende des Auslasselementes, insbesondere am Rohrstück oder an der Kanüle oder an der Hohlnadel vorgesehen sein, welches bzw. welche der Flüssigkeit zugewandt ist. Ein seitlich ausgeführter Schlitz, eine seitliche Bohrung oder eine seitliche Laserung können dazu dienen, die Austrittsrichtung der Gasbläschen zu bestimmen. Erfindungsgemäß kann die Austrittsrichtung der Gasbläschen horizontal, d. h. parallel zur Lochblende und senkrecht zur Aufstiegsrichtung der Bläschen ausgewählt werden. Die Bläschen können dabei seitlich austreten und sich dann erst mal in eine horizontale Richtung parallel zur Lochblende bewegen, bevor sie nach oben aufgetrieben werden. Dabei vergeht beim seitlichen Gasaustritt eine bestimmte Zeit, die länger als beim Gasaustritt aus der Kanüle mit der geneigten Öffnung ist bzw. sein kann, bevor der Auftrieb der Bläschen in vertikaler Richtung beginnen kann. Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, dass die ausgetretenen Bläschen nicht mit den zuvor ausgetretenen Bläschen durch einen geringeren Volumenstrom gegenüber dem höheren Volumenstrom aus der Kanüle koaleszieren können. Der seitliche Gasaustritt kann dann von Vorteil sein, wenn ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluide selbstgängig in einer Zeiteinheit in eine Flüssigkeit eingetragen werden soll, wie dies bei einem natürlichen Gewässer der Fall sein kann, bei dem der Tagesbedarf mit konstantem Volumenstrom gleichmäßig über den Tag verteilt eingetragen wird, während der Eintrag eines Gases oder Gasgemisches mit der geneigten Kanüle vorteilhaft dann eingetragen wird, wenn ein regelmäßig schwankender Bedarf des Gases bzw. Gasgemisches erforderlich ist, wie dies beispielsweise bei der biologischen Abwasserreinigung mit schwankenden Wassermengen und Schmutzkonzentrationen der Fall ist. Hier ist mit der geneigten Kanülen gesichert, dass auch bei etwas größeren Blasen infolge eines höheren Volumenstroms des eingetragenen Gases oder Gasgemisches auch Bläschen mit unterschiedlichen Durchmessern unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Kanüle nicht koaleszieren. Ferner kann eine Dosierpumpe vorgesehen sein, um eine vorgesehene Konzentration des Gases oder Gasgemisches zu unterstützen. Nach dem Auslassen von Bläschen können diese durch die zusätzliche Wirkung einer Umwälzpumpe oder eines Rührwerks in der Flüssigkeit verteilt werden. It is also conceivable that the outlet element for a gas outlet can have a gas outlet region which is formed with at least one opening, which can be embodied, for example, in the form of a slot, a bore, a rectangular opening or another form formed by lasers. A slot, a bore, an opening or a laser can be provided at the upper end of the outlet element, in particular on the tube piece or on the cannula or on the hollow needle, which or which faces the liquid. A laterally executed slot, a lateral bore or a lateral laser can serve to determine the exit direction of the gas bubbles. According to the invention, the outlet direction of the gas bubbles can be selected horizontally, ie parallel to the pinhole and perpendicular to the ascent direction of the bubbles. The bubbles can emerge laterally and then move in a horizontal direction parallel to the pinhole before they are distended upward. In this case, a certain time passes by the side gas outlet, which is longer than at the gas outlet from the cannula with the inclined opening or can be before the buoyancy of the bubbles can start in the vertical direction. Advantageously, it is achieved that the leaked bubbles not with the previously leaked bubbles by a lower volume flow compared to the higher volume flow can coalesce from the cannula. The lateral gas outlet may be advantageous if a gas, a gas mixture or a fluid is to be registered in a unit of time in a liquid, as it may be the case in a natural body of water, in which the daily requirement with constant flow evenly over the Distributed day, while the entry of a gas or gas mixture with the inclined cannula is advantageously registered when a regularly fluctuating demand of the gas or gas mixture is required, as is the case for example in biological wastewater treatment with varying amounts of water and soil concentrations. Here it is ensured with the inclined cannulas that even with slightly larger bubbles due to a higher volume flow of the gas or gas mixture also bubbles of different diameters do not coalesce immediately after their exit from the cannula. Further, a metering pump may be provided to assist an intended concentration of the gas or gas mixture. After leaking bubbles, they may be dispersed in the liquid by the additional action of a recirculation pump or agitator.

Die erfindungsgemäße Druckkammer kann vorteilhafterweise selbstentleerend sein. Wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist, kann die Druckkammer durch die Auslasselemente mit Flüssigkeit gefüllt werden. Durch Schaffen eines leichten Überdrucks in der Druckkammer kann die eingetretene Flüssigkeit zum Teil durch die Auslasselemente und zum Teil durch die Entwässerungsleitung mit niedriger Nennweite aus der Druckkammer befördert werden. Hierbei wird kurzfristig ein Überdruck in der Druckkammer erzeugt und gleichzeitig beispielsweise eine bei Trockenlauf verschleißfreie Schlauchpumpe in Betrieb gesetzt. Durch den Überdruck in der Druckkammer und den gleichzeitig aufgebauten Unterdruck in der Entwässerungsleitung füllt diese sich auch wegen ihrer geringen Nennweite schnell mit der Flüssigkeit in der Druckkammer. Der Druck in der Druckkammer setzt sich aus dem Druck zur Überwindung des hydrostatischen Drucks und zur Überwindung der Reibungsverluste in den Auslasselementen des Rohrstücks bzw. der Kanüle bzw. der Hohlnadel zusammen. Dieser Druck steht auch auf der Entwässerungsleitung und wird durch den Überdruck erhöht, wodurch die Pumpe nach Vollfüllung der Entwässerungsleitung mit der Flüssigkeit aus der Druckkammer lediglich über die Höhe zwischen der Flüssigkeitsspiegellage und dem Ansaugpunkt der Pumpe heben muss. Bei Aufbau eines hohen Überdrucks in der Druckkammer und einer nur geringen Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsspiegellage und Austrittshöhe der Entwässerungsleitung, die dem Ausgangspunkt der Pumpe entspricht, bei ausreichendem Überdruck und einer Entwässerungsleitung mit niedriger Nennweite kann die Druckkammer unter diesen Bedingungen auch selbstentleerend bis auf einen Rest aus der Leitung nach Abschluss des Entleerungsvorgangs sein. The pressure chamber according to the invention can advantageously be self-draining. When the device is not in operation, the pressure chamber can be filled with liquid through the outlet elements. By providing a slight overpressure in the pressure chamber, the liquid that has entered can be partially conveyed out of the pressure chamber through the outlet elements and partly through the low-nominal drainage line. In this case, an overpressure in the pressure chamber is generated at short notice and at the same time, for example, a wear-free hose pump put into operation. Due to the overpressure in the pressure chamber and the simultaneously constructed negative pressure in the drainage line it fills quickly because of their small nominal diameter with the liquid in the pressure chamber. The pressure in the pressure chamber is composed of the pressure to overcome the hydrostatic pressure and to overcome the friction losses in the outlet elements of the pipe section or the cannula or the hollow needle. This pressure is also on the drainage line and is increased by the overpressure, whereby the pump has to lift after filling the drainage line with the liquid from the pressure chamber only over the height between the liquid level and the suction point of the pump. When building a high pressure in the pressure chamber and a small height difference between the liquid level and exit height of the drainage line, which corresponds to the starting point of the pump, with sufficient pressure and a drainage line with low nominal diameter, the pressure chamber under these conditions, even with a reminder of the remainder Be the conduit after completing the emptying process.

Der Eintritt von über der Druckkammer stehender Flüssigkeit durch die Auslasselemente in die Druckkammer kann dauerhaft vermieden werden, wenn zwischen dem Beginn einer Betriebsunterbrechung und der Wiederinbetriebnahme des Eintrags eines Gases oder Gasgemisches konstant ein Druck von mindestens mehr als 1 mbar in der Druckkammer aufrechterhalten werden kann. The entry of liquid standing above the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided permanently if a pressure of at least more than 1 mbar in the pressure chamber can be maintained constantly between the start of an interruption of operation and the restarting of the entry of a gas or gas mixture.

Zum Einstellen eines gewünschten Druckes des Gases oder Gasgemisches in der Druckkammer kann ein Kompressor vorgesehen sein, um einen gewünschten Druck des Gases oder Gasgemisches in der Druckkammer zu erreichen. Ebenfalls ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung durch die Entwässerungsleitung rückspülbar ist. Hierbei kann die Flüssigkeit bei einem entsprechenden Überdruck durch die Auslasselemente ausgespült werden und die in den Auslasselementen festgesetzten Schmutzpartikel mitreißen. Zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches durch die Zuluftleitung sowie zum Rückspülen durch die Entwässerungsleitung kann jeweils eine Pumpe vorgesehen sein. To set a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber, a compressor may be provided to achieve a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber. It is also advantageous that the device is backwashed by the drainage line. In this case, the liquid can be flushed out at a corresponding overpressure by the outlet elements and entrain the set in the outlet elements dirt particles. For supplying the gas or the gas mixture through the supply air line and for backwashing through the drainage line, a pump may be provided in each case.

Erfindungsgemäß können die selbsttragende Lochblende und die Begaserwanne bzw. das Bodenblech durch Verschrauben miteinander verbunden werden. Zudem kann zwischen der selbsttragenden Lochblende bzw. dem monolithischen Festkörper und der Begaserwanne bzw. dem Bodenblech eine Dichtung vorgesehen sein, um die Druckkammer abzudichten. According to the self-supporting pinhole and the Begaserwanne or the bottom plate can be connected by screwing together. In addition, between the self-supporting pinhole or the monolithic solid and the Begaserwanne or the bottom plate, a seal may be provided to seal the pressure chamber.

Nach der vorliegenden Erfindung entfällt die Notwendigkeit, komplizierte Strukturen wie Membran- Begaser oder Keramik-Begaser zum Eintragen eines Gases oder Gasgemisches in eine Flüssigkeit zu öffnen bzw. zu schließen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit energiesparend benutzt werden. Die Vorrichtung kann am Einsatzort, in der Flüssigkeit und ohne Herausnehmen, ein- und ausgeschaltet werden. Sie kann unproblematisch entlüftet werden und gereinigt werden. Bei Verwendung eines Materials wie Edelstahl für die selbsttragende Lochblende und für die Auslasselemente können Reagenzien wie Essigsäure oder Heißdampf zur Reinigung benutzt werden. According to the present invention, there is no need to open or close complicated structures such as membrane aerators or ceramic aerators for introducing a gas or gas mixture into a liquid. The device according to the invention can thus be used to save energy. The device can be switched on and off at the place of use, in the liquid and without taking it out. It can be easily vented and cleaned. When using a material such as stainless steel for the self-supporting pinhole and for the outlet elements, reagents such as acetic acid or superheated steam can be used for cleaning.

Bei Keramik-Begasern ist nicht definierbar, welche Gasmenge zu welchem Zeitpunkt mit welchem Volumen aus einer Begaserpore dringt. Ebenso ist bei Membran-Begasern nicht definierbar, welche Gasmenge zu welchem Zeitpunkt mit welchem Volumen aus dem Schlitz der Membran dringt; die Schlitze öffnen bzw. schließen druckabhängig, wodurch aufgrund der Zustandsgieichung der Gase mit schwankenden Drücken aber konstanten Umgebungstemperaturen auch die Volumina des geförderten Gases oder Gasgemisches variieren, die aus einzelnen Schlitzen entweichen. In the case of ceramic seeders, it is not possible to define which amount of gas penetrates at what time with what volume from a gastric pore. Likewise, in the case of membrane aerators, it is not possible to define which amount of gas penetrates from the slit of the membrane at which time and with what volume; the slots open or close depending on the pressure, whereby due to the equation of state of the gases with fluctuating pressures but constant ambient temperatures and the volumes of the delivered gas or gas mixture to escape, which escape from individual slots.

Im Unterschied hierzu kann mit der hier beschriebenen Vorrichtung gemessen werden, welches Volumen eines Gases oder Gasgemisches an welcher Stelle zu welchem Zeitpunkt in eine Flüssigkeit eingebracht wird. Der eingetragene Volumenstrom verteilt sich auf die Anzahl der Auslasselemente einer Druckkammer. Da für jedes Auslasselement die gleichen Zustandsbedingungen für Druck und Temperatur in der Druckkammer herrschen, strömt durch jedes Auslasselement zu jedem Zeitpunkt dasselbe Volumen. Die Koordinaten einer Austrittsöffnung eines jeden einzelnen Auslasselementes lassen sich beim Eintrag eines Gases oder eines Gasgemisches lagegenau sowohl in der Fläche als auch im Raum festlegen. Damit kann auch die Konzentration eines Gases oder eines Gasgemisches am Eintragsort im Flüssigkeitskörper bestimmt werden. Durch die näherungsweise Bestimmung der Konzentration am Eintragswort kann der erforderliche Volumenstrom des Gases oder Gasgemisches jederzeit bedarfsbestimmt bzw. bedarfsabhängig eingestellt werden, wodurch die Förderung nicht erforderlicher Volumina unterbunden und keine Energie für die nicht erforderlicher Volumina verbraucht wird. Durch die Kopplung von mindestens zwei Druckkammern in einem Reaktor oder einer Flüssigkeit kann die erforderliche Konzentration eines Gases oder eines Gasgemisches im Bereich der jeweiligen Druckkammer eingestellt oder der für eine Durchmischung erforderliche Volumenstrom gezielt eingestellt werden. Dies ist vor allem dann von Interesse, wenn durch ständige Schwankungen von Konzentrationen, wie sie bei der biologischen Abwasserreinigung alltäglich sind, mit dem Eintrag von Gasen oder Gasgemischen zur Versorgung der Mikroorganismen für ihren Stoffwechsel eine der schwankenden Schmutzkonzentration äquivalente Versorgung mit technisch reinem Sauerstoff bzw. Luft bedarfsgerecht und damit energieoptimal eingestellt werden kann. In contrast, it can be measured with the device described here, which volume of a gas or gas mixture at which point at which time in a liquid is introduced. The registered volume flow is distributed over the number of outlet elements of a pressure chamber. Since the same pressure and temperature conditions prevail in the pressure chamber for each outlet element, the same volume flows through each outlet element at each time point. The coordinates of an outlet opening of each individual outlet element can be determined precisely when entering a gas or a gas mixture both in the area and in space. Thus, the concentration of a gas or a gas mixture at the entry point in the liquid body can be determined. By approximately determining the concentration at the entry word, the required volume flow of the gas or gas mixture can be adjusted at any time as needed or demand-dependent, whereby the promotion of non-required volumes suppressed and no energy is consumed for the unnecessary volumes. By coupling at least two pressure chambers in a reactor or a liquid, the required concentration of a gas or a gas mixture in the region of the respective pressure chamber can be set or the volumetric flow required for mixing can be adjusted in a targeted manner. This is of particular interest when, due to constant fluctuations of concentrations, such as are commonplace in biological wastewater treatment, with the entry of gases or gas mixtures for supply the microorganisms for their metabolism a supply of technically pure oxygen or air equivalent to the fluctuating concentration of dirt can be adjusted as needed and thus energy-optimal.

Ebenso kann am Fuß jeder Kanüle oder entweder ein Magnetventil installiert werden oder alternativ ein Schlauch, der den Fuß der jeweiligen Kanüle mit dem zugehörigen Magnetventil verbindet oder mehrere Schläuche von mehreren Kanülenfüßen, die in einem Schlauch zusammengeführt und an nur ein Magnetventil angeschlossen werden. Die Versorgungs- und Steuerleitungen für die Magnetventile werden an der Unterseite der Oberseite bzw. an der Oberseite oder an den Seitenwänden der Druckkammer geführt. Likewise, at the foot of each cannula or either a solenoid valve can be installed or alternatively a hose connecting the foot of the respective cannula with the associated solenoid valve or multiple tubes of several cannula feet, which are brought together in a tube and connected to only one solenoid valve. The supply and control lines for the solenoid valves are routed to the underside of the top or top or sidewalls of the pressure chamber.

Die Versorgungs- und Steuerleitungen für die Magnetventile sowie die Entwässerungsleitung werden in einer Medienleitung zusammengeführt, die separat an die Druckkammer angeschlossen wird. The supply and control lines for the solenoid valves and the drainage line are brought together in a media line, which is connected separately to the pressure chamber.

Falls erforderlich können durch die Bauart des Begasers selbsttragende Lochblenden mit unterschiedlicher Bestückung mit Auslasselementen kurzfristig gegen andere selbsttragende Lochblenden, jedoch mit einer anderen Bestückung und Anordnung mit Auslasselementen ausgetauscht werden. Dieser Austausch wird dadurch erleichtert, dass die Begaser bauartbedingt nicht gegen Auftrieb gesichert werden brauchen, jedoch so ausgelegt sind, dass ihr Gewicht näherungsweisen dem von ihnen umschlossenen Hohlraum entspricht, so dass sowohl ein Heben als auch ein Absenken mit einfachen Hebezeug möglich ist. Dies bietet sich vor allem dann an, wenn durch konstruktive Änderungen oder Bedarfsänderungen Begaser mit anderen Durchsatzleistungen oder anderen Anordnungen der Auslasselemente oder einer anderen Anzahl von Auslasselementen gegen die vorhandenen Begaser auszutauschen sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Begaser bauartbedingt [bei einer Fertigung in Edelstahl] nach der Herausnahme aus einem Reaktor oder einem Gewässer oder einer Flüssigkeit mit dem Ziel des Austausches von Begasern mit anderer Leistungsfähigkeit an anderer Stelle weiter verwendet werden können, wodurch im Unterschied zu nicht wieder zerstörungsfrei einsetzbaren Membran- und Keramik-Begasern eine nachhaltige Schonung von Rohstoffen und Energie aus der einmaligen Herstellung und vielfach möglichen Wiederverwertung erzielt wird. If required, self-supporting pinhole diaphragms with different population with outlet elements can be exchanged for other self-supporting pinhole, but with a different equipment and arrangement with outlet elements by the design of the Begasers. This exchange is facilitated by the fact that the Begasser by design need not be secured against buoyancy, but are designed so that their weight approximately corresponds to their enclosed cavity, so that both a lifting and a lowering with simple hoist is possible. This is especially useful if, due to design changes or changes in demand, aerators with other throughputs or other arrangements of the outlet elements or a different number of outlet elements must be exchanged for the existing aerators. Another advantage is that, by design, [in stainless steel production], the aerators can be used elsewhere after removal from a reactor or a body of water or a liquid with the aim of replacing other grade aerators elsewhere, thereby creating a difference not yet nondestructively usable membrane and ceramic Begasern sustainable conservation of raw materials and energy from the unique production and multiple possible recycling is achieved.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtungen die Bedingungen der intensiven Verteilung des Volumenstroms eines Gases oder Gasgemisches zum Zeitpunkt seines Eintritts in die Flüssigkeit auf eine Vielzahl von Auslasselementen mit der Vermeidung der Koaleszenz von Gasblasen während ihres Aufstiegs in der Flüssigkeit mit einander verbindet, ist der zu fördernde Volumenstrom eines Gases oder Gasgemisches geringer als beim Eintrag mit einem Membran-Begaser oder Keramik- Begaser, um die notwendige Menge eines Gases oder Gasgemisches in die Flüssigkeit einzutragen. In Verbindung mit einer Vielzahl von Auslasselementen mit dem Merkmal des innen glatten Rohrs mit einem niedrigen Reibungswiderstand sowohl als Kanüle oder als Hohlnadel und dem niedrigeren Volumenstrom ist nach ausführlichen Messungen festgestellt worden, dass für das Durchströmen der Druckkammer und der Auslasselemente nahezu kein Druck erforderlich ist. Im Unterschied zu Membran- oder Keramik-Begasern ist beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung nahezu nur Druck und damit Energie zur Überwindung des für alle Begasertypen gleichermaßen vorhandenen hydrostatischen Drucks erforderlich. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist erst bei einem großen Volumenstrom eines Gases oder Gasgemisches ein höherer Druck in der Druckkammer und den Auslasselementen zu überwinden. Der Druck und damit der mit dem Druck korrespondierende Energiebedarf kann durch die Anordnung mehrerer Begaser auf den Energiebedarf bei energieoptimalen Fördermengen optimiert werden. Since the devices according to the invention combine the conditions of intensive distribution of the volume flow of a gas or gas mixture at the time of its entry into the liquid on a plurality of outlet elements with the avoidance of coalescence of gas bubbles during their rise in the liquid, the volume flow to be delivered is one Gas or gas mixture less than when entering with a membrane Begaser or ceramic Begaser to enter the necessary amount of a gas or gas mixture in the liquid. In connection with a plurality of outlet elements having the characteristic of the inner smooth tube with a low frictional resistance both as a cannula or a hollow needle and the lower volume flow has been found after extensive measurements that for the flow through the pressure chamber and the outlet elements almost no pressure is required. In contrast to membrane or ceramic Begasern when using the device according to the invention almost only pressure and thus energy to overcome the same for all types of gas turbine hydrostatic pressure is required. With the device according to the invention, a higher pressure in the pressure chamber and the outlet elements is to be overcome only at a large volume flow of a gas or gas mixture. The pressure and thus the energy demand corresponding to the pressure can be optimized by the arrangement of several aerators on the energy demand at energy-optimal flow rates.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise an unterschiedlichen Orten oder in verschiedenen Gewässern stationär installiert werden. Sie erfordert dabei keinen komplizierten Aufbau. Dies kann sie besonders geeignet für nachfolgend genannte mögliche Anwendungsbereiche der Erfindung und viele weitere Anwendungsbereiche machen. The device according to the invention can advantageously be installed in a stationary manner at different locations or in different waters. It does not require a complicated structure. This may make them particularly suitable for the following possible applications of the invention and many other applications.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches in mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser, teilweise oder vollständig gefüllte Reaktoren, in natürlichen und in künstlichen Gewässer eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dauerhaft stationär am Boden eines teilweise oder vollständig gefüllten Reaktors oder auf dem Grund eines natürlichen und künstlichen Gewässers eingebracht werden. The device according to the invention can be used for introducing a gas or a gas mixture into reactors which are partially or completely filled with liquids, in particular with water, in natural and in artificial waters. The device according to the invention can be introduced permanently stationary at the bottom of a partially or completely filled reactor or at the bottom of a natural and artificial body of water.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem Reaktor mobil betrieben werden, um die beiden verfahrenstechnischen Prozesse des Einbringens des Gases in eine Flüssigkeit unter die Verteilung des Gases innerhalb der Flüssigkeit, die heute üblicherweise durch energieintensive Rührwerke oder Umwälzpumpen vorgenommen wird, so miteinander kombinieren, dass durch die kontinuierliche Einbringung des Gases oder Gasgemisches durch Gleiten über den Beckenboden des Reaktors die aus den Auslasselementen austretenden Gasblasen gleichzeitig auch den Wasserkörper so durchmischen, dass die eingetragenen Gasblasen gleichmäßig im Wasserkörper verteilt werden. Hierzu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung an ein mindestens zweiachsiges Fahrgestell gehängt, dass auf den Seitenrändern des Reaktors bewegt wird. Das Fahrgestell kann sowohl auf dem Rand eines runden, quadratischen oder länglichen Reaktors kontinuierlich betrieben werden und auf dem Rand eines runden, quadratischen oder länglichen Reaktors bei Erreichen eines Beckenendes durch Umschaltung zurück zum gegenüberliegenden Eckenende fahren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann hierbei in einer Lage unmittelbar über den Beckenboden und in einer anderen Lage über dem Beckenboden oder in mehreren Lagen über den Beckenboden geführt werden. The device according to the invention can be operated in a mobile reactor in order to combine the two procedural processes of introducing the gas into a liquid under the distribution of the gas within the liquid, which is usually carried out today by energy-intensive agitators or circulating pumps, that through continuous introduction of the gas or gas mixture by sliding over the bottom of the reactor the gas bubbles emerging from the outlet elements simultaneously mix the water body so that the gas bubbles are evenly distributed in the water body. For this purpose, the device according to the invention is hung on an at least biaxial chassis that is moved on the side edges of the reactor. The chassis can be operated continuously both on the edge of a round, square or elongated reactor and drive on the edge of a round, square or elongated reactor on reaching a pool end by switching back to the opposite corner end. In this case, the device according to the invention can be guided in one position directly over the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor.

Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufbauen einer Konzentration von Gasen oder Gasgemischen in mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser, teilweise oder vollständig gefüllten Reaktoren, in natürlichen und in künstlichen Gewässern oder zum Erhöhen der bereits vorhandenen Konzentration von Gasen oder Gasgemischen genutzt werden. In addition, the apparatus according to the invention can be used to build up a concentration of gases or gas mixtures in reactors, in water, partially or fully filled reactors, in natural and artificial waters or to increase the already existing concentration of gases or gas mixtures.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung bauartbedingt bereits kleine und sehr kleine Bläschen erzeugt, ist sie besonders für Reaktoren geeignet, in die ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluid mit Druck in eine Flüssigkeit eingebracht werden kann, um eine gleichmäßige Verteilung des Gases oder Gasgemisches mit dem Ziel einer Übersättigung des Gases oder Gasgemisches im gesamten Flüssigkeitskörper, um dann durch plötzliche Entspannung einen sofortigen Aufstieg der Gasblasen auszulösen, wobei die Gasblasen wegen ihrer geringen Größe auch feinste Partikel aus der Flüssigkeit mit an die Oberfläche der Flüssigkeit reißen, um so den hohen Energieaufwand bei Verfahren wie der Entspannungsflotation mit Lochblechen zu minimieren. Since the device according to the invention already produces small and very small bubbles due to the design, it is particularly suitable for reactors into which a gas, a gas mixture or a fluid can be introduced under pressure into a liquid in order to uniformly distribute the gas or gas mixture with the target a supersaturation of the gas or gas mixture in the entire body of liquid to then trigger by sudden relaxation an immediate rise of the gas bubbles, the gas bubbles because of their small size and the finest particles from the Bring liquid to the surface of the liquid to minimize the high energy expenditure in processes such as flash floatation flotation.

Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf, zum Reduzieren der Dichte der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers, in einer Steigleitung durch den Dichteunterschied des Gas-Flüssigkeits-Gemisches in der Steigleitung und der Flüssigkeit mit einer höheren Dichte außerhalb der Leitung verwendet werden, sodass die Flüssigkeit in der Steigleitung mit einem niedrigeren Energieverbrauch gegenüber Membran- und Keramik-Begasern gefördert wird. Furthermore, the device according to the invention, in particular by its low energy requirement, can be used to reduce the density of the liquid, in particular of the water, in a riser by the density difference of the gas-liquid mixture in the riser and the liquid with a higher density outside the pipe so that the liquid in the riser is promoted with a lower energy consumption compared to membrane and ceramic Begasern.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf, zum Austauschen der Flüssigkeit oberhalb des Auslasselementes mit der Flüssigkeit im Umfeld des Auslasselementes, insbesondere durch einen Dichteunterschied zwischen einer mit Gas oder Gasgemisch durchsetzten Flüssigkeitssäule und einer gasfreien oder nicht mit gelösten Gasen oder Gasgemischen durchsetzten Flüssigkeitssäule, in Gebrauch genommen werden. Furthermore, the device according to the invention, in particular by its low energy requirement, interchanged for exchanging the liquid above the outlet element with the liquid in the vicinity of the outlet element, in particular by a density difference between a liquid column interspersed with gas or gas mixture and a gas-free or not with dissolved gases or gas mixtures Liquid column, to be put into use.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf, zum Bilden eines Blasenschleiers, der als Barriere zur Ausbreitung von Schall einsetzbar ist, zum Einsatz kommen. In addition, the device according to the invention, in particular due to its low energy requirement, for forming a bubble curtain, which is used as a barrier for the propagation of sound, are used.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere durch ihren geringen Energiebedarf durch dauerhaftes Gleiten kleiner Blasen über sich dauerhaft unter Wasser befindlichen Flächen und die dabei wirkende Reibung der Vielzahl kleiner Blasen an den Flächen zur Verhinderung der Bildung von Bewuchs oder zum Abtrag von bereits vorhandenem Bewuchs zum Einsatz kommen. In addition, the device according to the invention, in particular by their low energy requirements by permanently sliding small bubbles over permanently underwater surfaces and thereby acting friction of the plurality of small bubbles on the surfaces to prevent the formation of fouling or for the removal of existing vegetation for Use come.

Nach einem besonderen Vorteil kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum biologischen Abbau von Schmutzstoffen in Flüssigkeiten effizient und dauerhaft Anwendung finden. According to a particular advantage, the device according to the invention for biodegradation of contaminants in liquids can be used efficiently and permanently.

Um den Austritt von Gasblasen aus den Austrittsöffnungen der Auslasselemente und den Weg der Gasblasen beim nachfolgenden Aufstieg beispielsweise mit Hochgeschwindigkeitskameras besser erfassen bzw. aufzeichnen zu können, können die Füße oder die Oberseite oder die Füße der Kanülen und die selbsttragende Lochblende in der Oberseite der Druckkammer sowie die Begaserwanne und das Bodenblech aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt werden, durch die Licht mit derselben Wellenlänge oder mit unterschiedlichen Wellenlängen aus dem gesamten Farbspektrum aus der Druckkammer entweder durch alle oder durch ausgewählte Füße und durch die Oberseite oder nur durch die Oberseite oder nur durch alle oder durch ausgewählte Füße oder aus der gesamten Druckkammer strahlt. In order to better capture or record the escape of gas bubbles from the outlet openings of the outlet elements and the path of the gas bubbles during subsequent ascent, for example, with high-speed cameras, the feet or the top or the feet of the cannulas and the self-supporting pinhole in the top of the pressure chamber and the fumigant tray and bottom tray are made of a translucent material, through which light of the same wavelength or wavelengths from the entire color spectrum from the pressure chamber either through all or selected feet and through the top or only through the top or only by all or radiates through selected feet or from the entire pressure chamber.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise besonders geeignet, in den biologischen Kläranlagen den Stickstoff energieoptimal zu eliminieren. Im klassischen Verfahren werden Ammonium NH4 Ammoniak NH3 durch Eintrag von Sauerstoff, der in Abwasser in Lösung geht, von Mikroorganismen zu Nitrit N03 oxidiert. Dies geschieht in einem separaten Bereich eines Reaktors. In einem weiteren Teil des Reaktors wird der Sauerstoff von Mikroorganismen vom Nitrit N03 abgespalten und es bildet sich der elementare Stickstoff N2. Bei diesem Prozess der Reduktion des Nitrit N03 zu Stickstoff N2 darf kein gelöster Sauerstoff im Abwasser vorhanden sein. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, nur so viel Sauerstoff mit der atmosphärischen Luft in den Reaktor einzutragen, dass dieser Sauerstoff, sofort, nachdem er in Lösung gegangen ist, von den Mikroorganismen verwertet wird. Zwar ist noch eine geringe Menge gelösten Sauerstoffs im Abwasser, jedoch sind die Mikroorganismen, die N03 zu N2 reduzieren gezwungen, den am Nitrit N03 gebundenen Sauerstoff zu verwerten. Um die Versorgung der Mikroorganismen bei der Reduktion von Nitrit N03 zu Stickstoff N2 ausreichend mit Abwasserinhaltsstoffen versorgen zu können, wird das Abwasser durch Rührwerk oder Umwälzpumpe konstant durchmischt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Gas in eine Flüssigkeit eingetragen, wobei gleichzeitig durch Turbulenzen die Flüssigkeiten durchmischt werden. Mit der Durchmischung des Abwassers durch den Eintrag auch geringer Mengen von Sauerstoff ist der Betrieb von Rührwerken oder Umwälzpumpen zur Durchmischung nicht mehr erforderlich. Gleichzeitig kann der bei dem klassischen Verfahren der Stickstoffelimination übliche erhebliche Sauerstoffüberschuss in einem Reaktor reduziert werden. Das kombinierte Verfahren der Nitrifikation und der Denitrifikation führt zu einem geringeren erforderlichen Reaktionsraum, da die beiden Prozesse nicht mehr in verschiedenen Bereichen eines Reaktors ablaufen müssen und der Energieeinsatz für die Durchmischung mit Rührwerken oder Umwälzpumpen kann vermieden werden. The device according to the invention is advantageously particularly suitable for eliminating the nitrogen energy-optimally in the biological sewage treatment plants. In the classical method, ammonium NH4 ammonia NH3 is oxidized by microorganisms to nitrite N03 by introduction of oxygen, which goes into solution in wastewater. This happens in a separate area of a reactor. In another part of the reactor, the oxygen of microorganisms is split off from the nitrite N03 and the elemental nitrogen N2 is formed. In this process of reduction of Nitrite N03 to Nitrogen N2, there must be no dissolved oxygen in the wastewater. By means of the device according to the invention, it is possible to introduce only so much oxygen with the atmospheric air into the reactor that this oxygen, immediately after it has gone into solution, is utilized by the microorganisms. Although there is still a small amount of dissolved oxygen in the wastewater, the microorganisms that reduce N03 to N2 are forced to recycle the oxygen bound to nitrite N03. In order to provide the supply of microorganisms in the reduction of nitrite N03 to nitrogen N2 sufficiently with wastewater ingredients, the wastewater is constantly mixed by agitator or circulating pump. With the device according to the invention, a gas is introduced into a liquid, at the same time by turbulence, the liquids are mixed. With the mixing of the wastewater by the entry of even small amounts of oxygen, the operation of agitators or circulation pumps for mixing is no longer required. At the same time, the considerable oxygen excess that is usual in the classical method of nitrogen elimination can be reduced in a reactor. The combined process of nitrification and denitrification leads to a lower required reaction space, since the two processes no longer have to run in different areas of a reactor and the energy input for mixing with agitators or circulating pumps can be avoided.

Gase und Gasgemische können trocken, teilweise oder vollständig gesättigt sein. Weiterhin kann sich Wasser unter hohen Temperaturen und hohem Druck als Dampf in einem gasförmigen Aggregatzustand befinden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise zum Einbringen von Gasen und Gasgemischen in ihrem jeweiligen Aggregat- und Sättigungszustand in Flüssigkeiten geeignet sein. Gases and gas mixtures may be dry, partially or completely saturated. Furthermore, under high temperatures and high pressure, water may be in a gaseous state as vapor. The device according to the invention may advantageously be suitable for introducing gases and gas mixtures in their respective state of aggregation and saturation in liquids.

Die Vorrichtung kann sowohl für den Eintrag von Gasen und Gasgemischen in Flüssigkeiten als auch für den Eintrag von Flüssigkeiten in Flüssigkeiten eingesetzt werden, in dem die Druckkammer mit einer Flüssigkeit bzw. einem Fluid beaufschlagt wird. The device can be used both for the entry of gases and gas mixtures in liquids as well as for the entry of liquids in liquids, in which the pressure chamber is charged with a liquid or a fluid.

Ebenso ist es möglich, die Druckkammer in mehrere Segmente zu teilen, die einzeln mit Gas bzw. mit einem Gasgemisch und mit einer Flüssigkeit bzw. einem Fluid beaufschlagt werden und oberhalb der Druckkammer durchmischt werden können. It is also possible to divide the pressure chamber into a plurality of segments, which are acted upon individually with gas or with a gas mixture and with a liquid or a fluid and can be mixed above the pressure chamber.

Weiter kann die Vorrichtung als Wärmetauscher eingesetzt werden, indem der Dampf oder ein heißes Gas oder eine heiße Flüssigkeit aus der Druckkammer durch die Kanüle bzw. Hohlnadel und/oder durch eine Tauscherkammer in eine darüber liegende Kammer geführt wird. In der Tauscherkammer kann eine Flüssigkeit oder ein Gas, ein Gasgemisch oder ein Fluid im Querstrom geführt werden. Dass Prinzip des Wärmetausches kann dabei durch eine Vielzahl kleiner dicht aneinander stehender Hohlnadeln/Kanülen im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisiert werden. Durch die Vielzahl der Nadeln entsteht eine große Oberfläche für den Wärmeübergang. Hier eignen sich Kanülen/Hohlnadeln ab 0,4 mm bis 3,5 mm Nennweite. Further, the device can be used as a heat exchanger by the steam or a hot gas or a hot liquid from the pressure chamber through the cannula or hollow needle and / or through a exchange chamber in an overlying chamber is performed. In the exchanger chamber, a liquid or a gas, a gas mixture or a fluid can be guided in crossflow. The principle of the heat exchange can be realized by a plurality of small closely spaced hollow needles / cannulas in the context of the device according to the invention. The large number of needles creates a large surface area for heat transfer. Here are cannulas / hollow needles from 0.4 mm to 3.5 mm nominal width.

Ein weiteres Einsatzgebiet der Vorrichtung ist die Vermeidung des Bewuchses von Gegenständen im Wasser mit Moos oder mit Algen. Durch das konstante Gleiten von Gasen oder Gasgemischen über die sich unter Wasser befindlichen Flächen der Gegenstände wird der Bewuchs verhindert oder vorhandener Bewuchs von den Gasblasen abgetragen und es sind keine Chemikalien erfor- derlich. Dies gilt u. a. auch für die in der biologischen Abwasserbehandlung eingesetzten Memb- rananlagen. Auf Grund der nicht erforderlichen konstanten Begasung der Gegenstände und Flächen - mit Ausnahme der Membrananlage - kann eine solche Anlage wegen des geringen Energiebedarfs mit Solarstrom versorgt werden. Another field of use of the device is the prevention of the growth of objects in the water with moss or algae. The constant sliding of gases or gas mixtures over the underwater surfaces of the objects prevents the growth or removes existing growth from the gas bubbles and no chemicals are required. sary. This also applies, among other things, to the membrane plants used in biological wastewater treatment. Due to the unnecessary constant fumigation of objects and surfaces - with the exception of the membrane plant - such a system can be supplied with solar power due to the low energy consumption.

In allen beschriebenen Anwendungsfällen gilt das Prinzip der Druckkammer mit den in der selbsttragenden Oberfläche eingesetzten Kanülen bzw. Rohrstücken oder Kanälen in einem Festkörper. Diese Vorrichtung kann mithin zum Eintrag von Gasen, Gasgemischen und Flüssigkeiten in Gase, Gasgemische und in Flüssigkeiten und zum Durchleiten von Gasen, Gasgemischen und Flüssigkeiten durch Tauscherkammer mit einer maximalen Kontaktfläche für den Wärmeübertrag eingesetzt werden. In all described applications, the principle of the pressure chamber with the cannulas or pipe sections or channels used in the self-supporting surface applies in a solid state. This device can therefore be used for the introduction of gases, gas mixtures and liquids in gases, gas mixtures and in liquids and for passing gases, gas mixtures and liquids through exchange chamber with a maximum contact surface for heat transfer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in eine Flüssigkeit gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch einen der folgenden Schritte oder durch mehrere der folgenden Schritte in beliebiger Reihenfolge gekennzeichnet sein. Nach dem die erfindungsgemäße Vorrichtung in einen vorgesehenen Reaktor oder in ein vorgesehenes Gewässer eingebracht wird, muss die Druckkammer der Vorrichtung zunächst geleert werden. Hierzu kann das vorliegende Verfahren ein Entleeren einer Druckkammer durch Schaffen eines Überdrucks in der Druckkammer bezüglich des Druckes in Flüssigkeit außerhalb der Druckkammer vorsehen, insbesondere mit Unterstützung einer Entwässerungspumpe oder durch eine niedrige Druckdifferenz zwischen der Flüssigkeitsspiegellage und der Austrittsöffnung einer Entwässerungsleitung. Dabei kann die Entwässerungsleitung zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer geöffnet werden und nach dem Entwässerungsvorgang wieder geschlossen werden. Zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches in die Druckkammer kann eine Zuluftleitung geöffnet werden. Ein geeigneter Druck in der Druckkammer kann beispielhaft mittels eines Kompressors oder einer bestimmten Pumpe geschaffen werden. Der kennzeichnende Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in die Flüssigkeit durch eine Vielzahl von Auslasselementen für das Gas oder das Gasgemisch definiert werden. Durch die Vielzahl der Auslasselemente kann der in die Druckkammer eingeleitete Volumenstrom des Gases, Gasgemisches oder Fluides über der Fläche der Lochblende durch die Vielzahl der Auslasselemente in eine der Anzahl der Auslasselemente entsprechende Anzahl von Volumenströmen aufgeteilt und je nach Anordnung der Auslassöffnungen der Auslasselemente unterschiedlich oberhalb der Druckkammer in der Flüssigkeit verteilt werden. The object of the present invention is further solved by a method for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid. The method according to the invention may be characterized by one of the following steps or by several of the following steps in any order. After the device according to the invention is introduced into a designated reactor or into a designated body of water, the pressure chamber of the device must first be emptied. For this, the present method may provide for emptying a pressure chamber by providing an overpressure in the pressure chamber with respect to the pressure in liquid outside the pressure chamber, in particular with the assistance of a dewatering pump or by a low pressure difference between the liquid level and the outlet of a dewatering line. In this case, the drainage line for discharging the liquid can be opened from the pressure chamber and closed again after the dewatering process. For supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber, a supply air line can be opened. A suitable pressure in the pressure chamber may be provided by way of example by means of a compressor or a specific pump. The characterizing step of the method of the invention may be defined by introducing a gas, gas mixture or fluid into the liquid through a plurality of gas or gas mixture outlet elements. As a result of the multiplicity of outlet elements, the volume flow of the gas, gas mixture or fluid introduced into the pressure chamber can be divided by the multiplicity of outlet elements into a number of volume flows corresponding to the number of outlet elements and, depending on the arrangement of the outlet openings of the outlet elements different above the outlet Pressure chamber to be distributed in the liquid.

Dabei können die Auslasselemente an einer selbsttragenden Lochblende der Druckkammer, beabstandet zur Begaserwanne bzw. zum Bodenblech, derart angeordnet werden, dass die Druckkammer im Wesentlichen frei von jeglichen Bauelementen wie statischen Einbauten gegen den äußeren Druck, Abstandhaltern zwischen Lochblende und Begaserwanne oder geschlossenem Bodenblech, Leitblechen oder weiteren strömungsführenden bzw. strömungsbehindernden Einbauten sein kann. In this case, the outlet elements can be arranged on a self-supporting pinhole of the pressure chamber, spaced from the Begaserwanne or bottom plate, such that the pressure chamber substantially free of any components such as static internals against external pressure, spacers between pinhole and Begaserwanne or closed bottom plate, baffles or further flow-guiding or flow-obstructing internals can be.

Nach dem Beenden des Betriebes kann die Zuluftleitung geschlossen werden. Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden. Durch Druck zwischen einer Betriebsunterbrechung und der Wiederinbetriebnahme des Ein- trags eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides konstant gehaltenen Druck von mindestens 1 mbar über dem Druck kann ein Eindringen von Flüssigkeit über der Druckkammer durch die Auslasselemente in die Druckkammer vermieden werden. After the operation has ended, the supply air line can be closed. The method described can be carried out with the aid of the device according to the invention described above. By pressure between an interruption of service and the recommissioning of the a pressure of at least 1 mbar above the pressure of a gas, a gas mixture or a fluid, a penetration of liquid over the pressure chamber through the outlet elements into the pressure chamber can be avoided.

Erfindungsgemäß können die Merkmale der Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl einzeln für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen: According to the invention, the features of the description of the device according to the invention and of the method according to the invention can be essential to the invention both individually and in the most diverse combinations. Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention,

Figur 2a eine seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, FIG. 2 a shows a side view of the device according to the invention,

Figur 2b eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, FIG. 2b shows a top view of the device according to the invention,

Figur 3a eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Entleerungsmodus, FIG. 3 a shows a schematic representation of the device according to the invention in a discharge mode,

Figur 3b eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Dichtung, 3b shows a schematic representation of the device according to the invention with a seal,

Figur 4a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auslasselementes, FIG. 4 a shows a first embodiment of an outlet element according to the invention,

Figur 4b eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslasselementes, FIG. 4b shows a second embodiment of the outlet element according to the invention,

Figur 4c eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslasselementes, FIG. 4c shows a third embodiment of the outlet element according to the invention,

Figur 5a eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslasselementes, FIG. 5a shows a fourth embodiment of the outlet element according to the invention,

Figur 5b eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslasselementes, FIG. 5b shows a fifth embodiment of the outlet element according to the invention,

Figur 5c eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Auslasselement, FIG. 5c shows a top view of the outlet element according to the invention,

Figur 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen monolithischen Körpers, FIG. 6 shows a schematic representation of a monolithic body according to the invention,

Figur 7a eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen monolithischen FIG. 7a shows a further schematic representation of a monolithic invention

Körpers,  body,

Figur 7b eine Draufsicht auf den monolithischen Körper gemäß Figur 7a, FIG. 7b shows a plan view of the monolithic body according to FIG. 7a,

Figur 8a eine schematische seitliche Darstellung der mobilen Vorrichtung, FIG. 8 a shows a schematic side view of the mobile device,

Figur 8b eine schematische Darstellung der mobilen Vorrichtung gemäß Figur 8a in der FIG. 8b is a schematic representation of the mobile device according to FIG. 8a in FIG

Draufsicht, Figur 9 eine mögliche Einsatzmöglichkeit der mobilen Vorrichtung, und Top view, Figure 9 shows a possible application of the mobile device, and

Figur 10 eine weitere mögliche Einsatzmöglichkeit der mobilen Vorrichtung. Figure 10 shows another possible use of the mobile device.

Die Figuren 1 , 2a und 2b sowie 6, 7a und 7b zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in eine Flüssigkeit. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Druckkammer 10, die eine selbsttragende Lochblende 1 1 und eine Begaserwanne 12 bzw. ein Bodenblech aufweist. Die selbsttragende Lochblende 1 1 bildet eine Oberseite und die Begaserwanne 12 bzw. ein Bodenblech eine Unterseite der Druckkammer 10. In der Figur 1 ist außerdem eine Zuluftleitung 30 zum Zuführen des Gases, des Gasgemisches oder des Fluides in die Druckkammer 10 und eine Entwässerungsleitung 20 zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer 10 schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß sind eine Vielzahl von Auslasselementen 40 für das Gas, das Gasgemisch oder Fluid vorgesehen, die an der selbsttragenden Lochblende 1 1 , beabstandet zur Begaserwanne 12 bzw. zum Bodenblech, angeordnet sind. Vorteilhafterweise bleibt die Druckkammer 10 dabei im Wesentlichen frei von Auslasselementen 40. Dies ermöglicht einen ungestörten Fluss des Gases, des Gasgemisches oder des Fluides in der Druckkammer 10. Wie in den Figuren 1 und 3a bis 4c deutlich zu erkennen ist, sind die Auslasselemente 40 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kanülen 40 ausgebildet. Die Kanülen 40 weisen dabei ein Rohrstück 41 und einen Fuß 42 auf. Das Rohrstück 41 erstreckt sich nach außen aus der Druckkammer 10 und ragt in die Flüssigkeit hinein. Der Fuß 42 befindet sich größtenteils in der Druckkammer 10 und verbreitet sich dabei zu einem Ende, das nach innen in die Druckkammer 10 gerichtet ist. Das Rohrstück 41 und der Fuß 42 können dabei aus zwei verschiedenen Materialien, insbesondere aus Edelstahl und elastischem Material oder materialeinheitlich ausgeführt sein. Das 41 und der Fuß 42 bilden dabei ein zweiteiliges Bauteil, welches entweder monolithisch oder zusammensetzbar ausgeführt ist. Alternativ ist es denkbar, dass Auslasselement 40 materialeinheitlich, insbesondere aus Edelstahl, ausgebildet ist. Das Auslasselement 40 kann dabei das Rohrstück 41 und den Fuß 42 oder nur das Rohrstück 41 aus Edelstahl aufweisen. Wie in Figur 1 zu sehen ist, kann sich eine mit Gas oder einem Gasgemisch durchsetzte Flüssigkeitssäule 50 oberhalb des Auslasselementes 40 bilden. Die Flüssigkeit oberhalb des Auslasselementes 40 kann erfindungsgemäß mit der Flüssigkeit im Umfeld 51 des Auslasselementes 40 durch einen Dichteunterschied zwischen der mit Gas oder einem Gasgemisch durchsetzten Flüssigkeitssäule 50 und der gasfreien oder mit gelösten Gasen oder Gasgemischen durchsetzten Flüssigkeitssäule 51 durchmischt werden. Alternativ zur selbsttragenden Lochblende mit den darin eingesetzten Kanülen oder Rohrstücken oder Hohlnadeln 40 kann ein monolithisches Festkörper 1 1 , vorzugsweise aus Edelstahl, derart gefertigt werden, dass die Neigung der Austrittsöffnung 45 in einem Winkel von 0° bis 90°, vorzugsweise 60°, in den monolithischen Festkörper 1 1 gelasert wird und hierbei die gelaserten Öffnungen 12 einen Innendurchmesser von 0,01 mm bis 1 ,0 mm aufweisen (siehe hierzu Figuren 6, 7a und 7b). Der monolithische Körper 1 1 wird wie die selbsttragende Lochblende 1 1 auf die Begaserwanne 12 montiert, wobei zwischen dem monolithischen Festkörper 1 1 mit den gelaserten Löchern 14 und der Begaserwanne 12 eine elastische Dichtung 13 eingelegt ist, die durch Verschraubung 19 angepresst wird. Figures 1, 2a and 2b and 6, 7a and 7b show a device according to the invention for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid. The device comprises a pressure chamber 10, which has a self-supporting pinhole 1 1 and a Begaserwanne 12 and a bottom plate. In FIG. 1, there is also an air supply line 30 for supplying the gas, the gas mixture or the fluid into the pressure chamber 10 and a drainage line 20 for the supply of the gas Discharge of the liquid from the pressure chamber 10 is shown schematically. According to the invention, a plurality of outlet elements 40 for the gas, the gas mixture or fluid are provided, which are arranged on the self-supporting pinhole 1 1, spaced from the gasifier trough 12 and to the bottom plate. Advantageously, the pressure chamber 10 remains substantially free of outlet elements 40. This allows an undisturbed flow of the gas, the gas mixture or the fluid in the pressure chamber 10. As can be clearly seen in Figures 1 and 3a to 4c, the outlet elements 40 are in formed in the illustrated embodiment as cannulas 40. The cannulas 40 have a tube 41 and a foot 42. The pipe section 41 extends outwardly from the pressure chamber 10 and protrudes into the liquid. The foot 42 is located for the most part in the pressure chamber 10 and thereby spreads to an end which is directed inwardly into the pressure chamber 10. The pipe section 41 and the foot 42 can be made of two different materials, in particular made of stainless steel and elastic material or of uniform material. The 41 and the foot 42 thereby form a two-part component, which is designed either monolithic or composable. Alternatively, it is conceivable that outlet element 40 of the same material, in particular made of stainless steel, is formed. The outlet member 40 may have the pipe section 41 and the foot 42 or only the pipe section 41 made of stainless steel. As can be seen in FIG. 1, a liquid column 50 interspersed with gas or a gas mixture can form above the outlet element 40. According to the invention, the liquid above the outlet element 40 can be mixed with the liquid in the environment 51 of the outlet element 40 by a density difference between the liquid column 50 interspersed with gas or a gas mixture and the liquid column 51 interspersed with gas or gas mixtures. As an alternative to the self-supporting pinhole with the cannulas or pieces of pipe or hollow needles 40 inserted therein, a monolithic solid 1 1, preferably made of stainless steel, be made such that the inclination of the outlet opening 45 at an angle of 0 ° to 90 °, preferably 60 °, in the monolithic solid body 1 1 is lasered and in this case the lasered openings 12 have an inner diameter of 0.01 mm to 1, 0 mm (see Figures 6, 7a and 7b). The monolithic body 1 1 is like the self-supporting pinhole 1 1 mounted on the Begaserwanne 12, wherein between the monolithic solid body 1 1 with the lasered holes 14 and the Begaserwanne 12, an elastic seal 13 is inserted, which is pressed by screw 19.

Wie in den Figuren 2a und 2b gezeigt ist, weist die Lochblende 1 1 eine Vielzahl von Öffnungen 14 auf, die mit der Vielzahl der Auslasselemente 40 korrespondiert. Die Auslasselemente 40 sind da- bei formschlüssig in den Öffnungen 14 angeordnet. Erfindungsgemäß kann das Auslasselement 40 durch elastische Verformung des Fußes 42 eine korrespondierende Öffnung 14 der Lochblende 1 1 abdichtend abschließen. Alternativ kann eine Verfüllmasse zur Stabilisierung der Auslasselemente 40, wie in Figur 3b gezeigt, zwischen der Lochblende 1 1 und den Auslasselementen 40 vorgesehen sein. Die Auslasselemente 40 können vorteilhafterweise an der Lochblende 1 1 durch Eindrücken und/oder Einpressen und/oder Einschlagen in einer korrespondierenden Öffnung 14 der Lochblende 1 1 befestigt werden. Wie in den Figuren 2a und 2b gezeigt, können die Begaserwanne 12 bzw. ein Bodenblech und die Lochblende 1 1 bzw. der Festkörper 1 1 durch Schrauben, Nieten oder dergleichen an den Stellen mit einer elastischen Dichtung 13 verbunden werden. Hierzu kann im Festkörper 1 1 gemäß der Figuren 7a und 7b eine Bohrung für Verschraubung 19 vorgesehen sein. Zwischen der Begaserwanne 12 bzw. dem Bodenblech und der selbsttragenden Lochblende 1 1 kann ebenfalls eine Dichtung vorgesehen sein, um eine luftdichte Druckkammer 10 zu schaffen. As shown in FIGS. 2 a and 2 b, the pinhole 1 1 has a multiplicity of openings 14, which correspond to the plurality of outlet elements 40. The outlet elements 40 are there arranged in a form-fitting manner in the openings 14. According to the invention, the outlet element 40 by elastic deformation of the foot 42 a corresponding opening 14 of the pinhole 1 1 sealing complete. Alternatively, a filling compound for stabilizing the outlet elements 40, as shown in Figure 3b, between the pinhole 1 1 and the outlet elements 40 may be provided. The outlet elements 40 can be advantageously attached to the pinhole 1 1 by pressing and / or pressing and / or wrapping in a corresponding opening 14 of the pinhole 1 1. As shown in Figures 2a and 2b, the Begaserwanne 12 or a bottom plate and the pinhole 1 1 and the solid state 1 1 can be connected by screws, rivets or the like at the points with an elastic seal 13. For this purpose, a bore for screw 19 may be provided in the solid body 1 1 according to Figures 7a and 7b. Between the Begaserwanne 12 and the bottom plate and the self-supporting pinhole 1 1 may also be provided a seal to create an airtight pressure chamber 10.

Die Figuren 3a und 3b zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem selbstentleerenden Arbeitsmodus. Dabei kann in der Druckkammer 10 ein leichter Überdruck geschaffen werden, um bei gelichzeitigem Aufbau des Überdrucks und der Inbetriebnahme einer Entwässerungspumpe 18 die in die Druckkammer 10 eingedrungene Flüssigkeit auszupumpen. Der Überdruck kann beispielsweise durch einen Kompressor geschaffen werden oder durch Pumpen eines Gases durch die Zuluftleitung 30, welches die eingedrungene Flüssigkeit aus der Druckkammer 10 verdrängen und über die Entwässerungsleitung 20 abführen kann. Dabei ist es denkbar, dass die Entwässerungsleitung 20 mit einer Flüssigkeit zu Reinigungszwecken durchgespült werden kann, um festgesetzte Partikel aus den Auslasselementen 40 auszuspülen. Vorteilhafterweise kann der Eintrag des Gases, Gasgemisches oder Fluides durch einzelne Auslasselemente 40 mittels Magnetventilen 16 gesteuert werden, wobei jedem Auslasselement 40 ein Magnetventil 16 zugeordnet sein kann, wie es in der Figur 3a schematisch angedeutet ist. Des Weiteren kann mindestens ein oder eine Vielzahl von Beleuchtungselementen 17 in der Druckkammer 10 vorgesehen sein, um die Druckkammer 10 und/oder die Flüssigkeit über den Auslasselementen 40 zu beleuchten, wie es in der Figur 3b schematisch dargestellt ist. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, dass die Entwässerungsleitung 20 als eine Medienleitung genutzt werden kann, um mindestens ein Stromkabel 21 zu führen, wie es in der Figur 3a gezeigt ist. Das Stromkabel 21 kann dazu dienen, um das Magnetventil 16 und/oder das Beleuchtungselement 17 mit Energie zu versorgen. Figures 3a and 3b show the device according to the invention in a self-emptying working mode. In this case, a slight overpressure can be created in the pressure chamber 10 in order to pump out the liquid which has penetrated into the pressure chamber 10 when the overpressure is set up and the dewatering pump 18 is put into operation. The overpressure can be created, for example, by a compressor or by pumping a gas through the supply air line 30, which can displace the infiltrated liquid from the pressure chamber 10 and discharge it via the drainage line 20. It is conceivable that the drainage line 20 can be flushed with a liquid for cleaning purposes to flush out fixed particles from the outlet elements 40. Advantageously, the entry of the gas, gas mixture or fluid can be controlled by individual outlet elements 40 by means of solenoid valves 16, wherein each outlet member 40 may be associated with a solenoid valve 16, as indicated schematically in Figure 3a. Furthermore, at least one or a plurality of lighting elements 17 may be provided in the pressure chamber 10 to illuminate the pressure chamber 10 and / or the liquid via the outlet elements 40, as shown schematically in FIG. 3b. In addition, it may be advantageous that the drainage conduit 20 may be used as a media conduit to guide at least one power cable 21, as shown in FIG. 3a. The power cable 21 may serve to power the solenoid valve 16 and / or the lighting element 17.

Die Figuren 4a bis 4c, 6 und 7a bis 7b zeigen drei mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auslasselementes 40, welches einen Gasaustrittsbereich 43 aufweist. Der Gasaustrittsbereich 43 ist gemäß der Ausführungsform der Figur 4a durch eine konvexe, gemäß Figur 4b durch eine konkave und gemäß Figur 4c und Figuren 6, 7a und 7b durch eine glatte Neigung 44 bzw. einen glatten Schliff 44 ausgebildet. Die Neigung 44 oder der Schliff 44 kann dabei die Form und die Größe der austretenden Gasbläschen bestimmen. Geeignete geometrische Formen des Gasaustrittsbereiches 43 oder der Neigung 44 kann außerdem die Abstoßkraft beeinflussen, mit welcher die Bläschen den Gasaustrittsbereich 43 verlassen. Zum Teil kann die Neigung 44 die Bewegungsbahn und Geschwindigkeit der austretenden Gasbläschen sowie ihre Aufenthaltszeit in der Flüssigkeit bestimmen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Auslasselement bzw. die Auslasselemente 40 gemäß der Ausführungsform der Figur 4c einen Gasaustrittsbereich 43 mit der Neigung 44 aufweist, die eine Neigung von 0° bis 89°, insbesondere 60° Grad zu einer horizontalen Ebene aufweisen, die parallel zur Oberseite der Druckkammer 10 verläuft. Die Nei- gung 44 kann die Austrittsrichtung der Bläschen beeinflussen. Vorteilhafterweise können die Gasbläschen in eine durch die Neigung 44 definierte Richtung austreten und zunächst nicht den Bläschen direkt folgen, welche zuvor aus dem Gasaustrittsbereich 43 ausgetreten sind. Erst wenn sie sich eine Zeit lang in eine definierte Richtung näherungsweise horizontal weg vom Auslasselement 40 bewegt haben, können die Bläschen durch die Auftriebskraft nach oben gelenkt werden. Erfindungsgemäß kann die Koaleszenz vermieden werden, wenn die Bläschen selbst nicht durch Zusammenstoß koaleszieren und keine größeren Glasblasen wachsen, die schneller als gewünscht in der Flüssigkeit aufsteigen. Wie in den Figuren 6, 7a und 7b zu sehen ist, kann anstatt eines einzelnen freistehenden Rohres mit einer Neigung 44 am oberen Gasaustrittsbereich 43 ein in einen monolithischen Festkörper eingebrachter Kanal mit einer Neigung 44 am oberen Gasaustrittsbereich 43 zwischen 0° und 89° vorgesehen sein, der in gleicher Weise fungieren kann wie eine Kanüle 40 als Auslasselement 40. FIGS. 4a to 4c, 6 and 7a to 7b show three possible embodiments of the outlet element 40 according to the invention, which has a gas outlet region 43. According to the embodiment of FIG. 4 a, the gas outlet region 43 is formed by a convex, in accordance with FIG. 4 b by a concave and, according to FIG. 4 c and FIGS. 6, 7 a and 7 b, by a smooth inclination 44 or a smooth cut 44. The inclination 44 or the ground 44 can determine the shape and size of the exiting gas bubbles. Suitable geometric shapes of the gas exit region 43 or the inclination 44 may also influence the repulsive force with which the bubbles leave the gas outlet region 43. In part, the slope 44 can determine the trajectory and velocity of the exiting gas bubbles and their residence time in the liquid. According to the invention it can be provided that the outlet element or the outlet elements 40 according to the embodiment of Figure 4c has a gas outlet region 43 with the slope 44, which have an inclination of 0 ° to 89 °, in particular 60 ° degrees to a horizontal plane parallel extends to the top of the pressure chamber 10. The tion 44 may affect the exit direction of the bubbles. Advantageously, the gas bubbles can emerge in a direction defined by the inclination 44 and initially not directly follow the bubbles, which have previously exited from the gas outlet region 43. Only when they have moved for a while in a defined direction approximately horizontally away from the outlet member 40, the bubbles can be directed by the buoyancy force upwards. According to the invention, coalescence can be avoided if the bubbles themselves do not coalesce by collision and grow no larger glass bubbles that rise faster than desired in the liquid. As can be seen in FIGS. 6, 7a and 7b, instead of a single free-standing tube with a slope 44 at the upper gas outlet region 43, a channel inserted into a monolithic solid with an inclination 44 at the upper gas outlet region 43 can be provided between 0 ° and 89 ° which can function in the same way as a cannula 40 as an outlet element 40.

Gemäß den Ausführungsformen der Figuren 5a und 5b weist das Auslasselement 40 einen Gasaustrittsbereich 43 auf, welcher in Form einer Bohrung 45 gemäß Figur 5b oder in Form eines Schlitzes 45 gemäß Figur 5a ausgeführt ist, die am oberen Ende des Auslasselementes 40 am Rohrstück 41 nahe des Gasaustrittsbereiches 43 vorgesehen sind. Der seitliche Schlitz 45 oder die seitliche Bohrung 45 oder eine seitliche Laserung 45 können dazu dienen, die Austrittsrichtung der Gasbläschen analog den Ausführungsformen der Figuren 4a bis 4c zu bestimmen. Die Gasbläschen können aus dem Schlitz 45 oder aus der Bohrung 45 oder eine seitliche Laserung 45 horizontal austreten und sich zunächst senkrecht zur Aufstiegsrichtung bzw. nahezu parallel zur Horizontalen der vorher ausgetretenen Bläschen verbreiten. Der Zeitpunkt, an dem die Bläschen nach oben aufsteigen können, kann somit verschoben werden, um Koaleszenz der Bläschen zu vermeiden. Figur 5c zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Auslasselement 40, welches in Form einer Kanüle ausgebildet werden kann und welches von oben gesehen einen runden Querschnitt aufweist. Das Auslasselement 40 ist erfindungsgemäß mit einem Außendurchmesser von 0,01 mm bis 1 ,0 mm ausgebildet, um eine geeignete Größe der Bläschen zu erreichen, wobei der Innendurchmesser des Auslasselementes 40 in einem Bereich von 0,01 mm bis 1 ,0 mm liegen kann. Weiterhin ist es denkbar, dass das Auslasselement 40 mit einem Außendurchmesser zwischen 0,2 mm und 2,0 mm ausgeführt werden kann. According to the embodiments of FIGS. 5a and 5b, the outlet element 40 has a gas outlet region 43, which is designed in the form of a bore 45 according to FIG. 5b or in the form of a slot 45 according to FIG. 5a, which is located at the upper end of the outlet element 40 on the tube 41 near the Gas outlet area 43 are provided. The lateral slot 45 or the lateral bore 45 or a lateral laser 45 can serve to determine the exit direction of the gas bubbles analogous to the embodiments of Figures 4a to 4c. The gas bubbles can emerge horizontally from the slot 45 or from the bore 45 or a lateral laser 45 and initially spread perpendicular to the ascent or nearly parallel to the horizontal of the previously leaked bubbles. The time at which the bubbles can rise to the top can thus be shifted to avoid coalescence of the bubbles. FIG. 5 c shows a plan view of the outlet element 40 according to the invention, which can be designed in the form of a cannula and which, viewed from above, has a round cross section. The outlet member 40 is according to the invention formed with an outer diameter of 0.01 mm to 1, 0 mm in order to achieve a suitable size of the bubbles, wherein the inner diameter of the outlet member 40 may be in a range of 0.01 mm to 1, 0 mm , Furthermore, it is conceivable that the outlet element 40 can be designed with an outer diameter between 0.2 mm and 2.0 mm.

Vorteilhafterweise kann die in den Figuren 1 bis 5c dargestellte Vorrichtung einfach und kostengünstig an unterschiedlichen Orten und in verschiedenen Gewässern installiert werden. Sie kann zum Einbringen eines Gases oder eines Gasgemisches, zum Aufbauen einer Konzentration eines Gases oder eines Gasgemisches in mit Flüssigkeiten, insbesondere mit Wasser, gefüllten Reaktoren, in natürlichen oder in künstlichen Gewässer eingesetzt werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer mit Wasser gefüllten Steigleitung installiert werden, um die Dichte des Wassers in der Leitung zu reduzieren und das Wasser in der Leitung zu befördern. Zudem kann die Vorrichtung zum Durchmischen von Flüssigkeiten angewendet werden, d. h. zum Austauschen der Flüssigkeit oberhalb des Auslasselementes 40 mit der Flüssigkeit im Umfeld 51 des Auslasselementes 40, insbesondere durch einen Dichteunterschied zwischen einer mit Gas oder Gasgemisch durchsetzten Flüssigkeitssäule 50 und einer gasfreien oder mit gelösten Gasen oder Gasgemischen durchsetzten Flüssigkeitssäule 51. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Blasenschleier 50 bilden, der als Barriere zur Ausbreitung von Schall eingesetzt werden kann. Schlussendlich aber nicht abschließend die Liste der Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann sie zum biologischen Abbau von Schmutzstoffen verwendet werden, beispielsweise in Schwimmbädern, Stauseen oder natürlichen und künstlichen Gewässern, zur mechanischen Reinigung von Wasser eingebrachten Gegenständen jeder Art und insbesondere von verfahrenstechnischen Anlagen in Membrananlagen sowie im Becken zum Züchten von Garnelen und weiterer Meeresfrüchte oder Fische sowie in der Lebensmittelindustrie zur Reinigung von Rohstoffen. Advantageously, the device shown in Figures 1 to 5c can be installed easily and inexpensively at different locations and in different waters. It can be used for introducing a gas or a gas mixture, for establishing a concentration of a gas or a gas mixture in reactors filled with liquids, in particular with water, in natural or in artificial waters. Further, the apparatus of the invention may be installed in a riser filled with water to reduce the density of the water in the conduit and to convey the water in the conduit. In addition, the device can be used for mixing liquids, ie for exchanging the liquid above the outlet element 40 with the liquid in the environment 51 of the outlet element 40, in particular by a density difference between a gas column or gas mixture permeated liquid column 50 and a gas-free or dissolved gases or gas mixtures permeated liquid column 51. The device according to the invention can form a bubble curtain 50, which can be used as a barrier to the propagation of sound. Finally, but not exhaustive, the list of possible uses of the invention Device, it can be used for biodegradation of contaminants, for example in swimming pools, reservoirs or natural and artificial waters, for the mechanical purification of water introduced objects of all kinds and in particular of process plants in membrane plants and in the basin for growing shrimp and other seafood or Fish and in the food industry for the purification of raw materials.

Es sollte einem Fachmann naheliegen, dass sich die Erfindung in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielhaft können neben den Ausführungsformen des Auslasselementes 40 der Figuren 4a bis 5b weitere Formen und Geometrien 44 des Gasaustrittsbereiches 43 eingesetzt werden. Insbesondere in der Ausführungsform der Figur 4c ist es denkbar, die Neigung des Gasaustrittsbereiches 43 zu variieren, um eine bestimmte Austrittsrichtung, Austrittsgeschwindigkeit und somit die Aufenthaltsdauer der Gasbläschen in der Flüssigkeit zu erreichen. Dies gilt insbesondere für kompaktere Bauformen von Begasern mit geschlossenem Bodenblech und innenliegender Verschraubung 19 oder innen liegenden Nieten gemäß 2a und 2b. Dies gilt insbesondere auch für alle geometrischen Formen gemäß Ziffer 5c wie einem Quadrat, Rechteck gleichzeitigen und gleichschenkligen Dreiecken, Rhomben, Rauten, Vielecken, Ellipsen und sonstigen geometrischen und nicht geometrischen Formen. It should be obvious to one skilled in the art that the invention is not limited in its execution to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. By way of example, in addition to the embodiments of the outlet element 40 of FIGS. 4a to 5b, further shapes and geometries 44 of the gas outlet region 43 can be used. In particular, in the embodiment of Figure 4c, it is conceivable to vary the inclination of the gas outlet region 43 in order to achieve a certain outlet direction, exit velocity and thus the residence time of the gas bubbles in the liquid. This applies in particular to more compact designs of Begasern with closed floor panel and internal screw 19 or inner rivets according to 2a and 2b. This is especially true for all geometric shapes according to Section 5c such as a square, rectangle simultaneous and isosceles triangles, rhombuses, diamonds, polygons, ellipses and other geometric and non-geometric shapes.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann außerdem mobil betrieben werden, wie in den Figuren 8a, 8b, 9 und 10 dargestellt ist, um das erfindungsgemäße Verfahren des einbringen des Gases in eine Flüssigkeit zu verbessern. Dabei kann die Verteilung des Gases innerhalb der Flüssigkeit bei kontinuierlicher Einbringung des Gases oder Gasgemisches durch Bewegen der Vorrichtung 1 im Wasserkörper optimiert werden, wobei die eingetragenen Gasblasen vorteilhafterweise gleichmäßig im Wasserkörper verteilt werden. Hierzu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an ein mindestens zwei achsiges Fahrgestell 60 angebracht, das auf den Seitenrändern des Reaktors mittels Leit- oder Führungselemente 61 bewegt wird. Das Fahrgestell 60 kann sowohl auf dem Rand eines runden Beckens, wie in Figur 10 gezeigt ist, als auch eines rundes, quadratischen oder länglichen Reaktors, wie in Figur 9 gezeigt ist, kontinuierlich bewegt werden. Am Rande eines Längsbeckens der Figur 9 kann ein Drehtisch 62 vorgesehen werden, um die Bewegungsrichtung der Vorrichtung 1 zu ändern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann hierbei in einer Lage unmittelbar über den Beckenboden und in einer anderen Lage über dem Beckenboden oder in mehreren Lagen über den Beckenboden geführt werden. The device 1 according to the invention can also be operated on a mobile basis, as shown in FIGS. 8a, 8b, 9 and 10, in order to improve the method according to the invention of introducing the gas into a liquid. In this case, the distribution of the gas within the liquid with continuous introduction of the gas or gas mixture can be optimized by moving the device 1 in the body of water, wherein the gas bubbles are advantageously distributed evenly in the water body. For this purpose, the device according to the invention is attached to an at least two-axis chassis 60, which is moved on the side edges of the reactor by means of guide or guide elements 61. The chassis 60 can be continuously moved both on the edge of a round basin as shown in FIG. 10 and of a round, square or elongated reactor as shown in FIG. On the edge of a longitudinal basin of FIG. 9, a turntable 62 can be provided in order to change the direction of movement of the device 1. In this case, the device 1 according to the invention can be guided in one position directly above the pelvic floor and in another position above the pelvic floor or in several positions over the pelvic floor.

Sämtliche aus den Vorrichtungs- und Verfahrensansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen, insbesondere basierend auf Figuren 1 bis 5c, erfindungswesentlich sein. Bezu q sze i c h e n l i ste Vorrichtung Druckkammer All of the device and method claims, the description or the drawings resulting features and / or advantages, including design details, spatial arrangements and method steps may be essential to the invention both in itself and in various combinations, in particular based on Figures 1 to 5c , Bezu q szeenste device pressure chamber

Lochblende pinhole

Begaserwanne bzw. Bodenblech Begaserwanne or bottom plate

elastische Dichtung elastic seal

Öffnungen openings

Verfüllmasse zur Stabilisierung der Auslasselemente Magnetventil Fill mass for stabilizing the outlet elements of the solenoid valve

Beleuchtungselement lighting element

Entwässerungspumpe drainage pump

Bohrung für Verschraubung Entwässerungsleitung/Medienleitung Bore for screw connection drainage pipe / media line

Stromkabel Zuluftleitung Auslasselement, Kanüle Power cable Supply air outlet, cannula

Rohrstück bzw. Hohlnadel bzw. Kanal Pipe or hollow needle or channel

Fuß foot

Gasaustrittsbereich Gas outlet area

Neigung Tilt

Öffnung/Bohrung/Schlitz Blasensäule Opening / bore / slot bubble column

Umfeld des Auslasselementes 40 Fahrgestell Environment of the outlet element 40 chassis

Leit- oder Führungselemente Guiding or guiding elements

Drehtisch turntable

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e Vorrichtung (1 ) zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder eines Fluides in eine Flüssigkeit, mit einer Druckkammer (10), einer selbsttragenden Lochblende (1 1 ) oder einem monolithischen Festkörper (1 1 ), die oder der eine Oberseite der Druckkammer (10) bildet, einer Begaserwanne (12), die eine Unterseite der Druckkammer (10) bildet, einer Zuluftleitung (30) zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches in die Druckkammer (10), einer Entwässerungsleitung (20) zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer (10), und einer Vielzahl von Auslasselementen (40) für das Gas, Gasgemisch oder Fluid, die an der Lochblende (1 1 ) oder im monolithischen Festkörper (1 1 ), beabstandet zur Begaserwanne (12), derart angeordnet sind, dass die Druckkammer (10) im Wesentlichen frei von Auslasselementen (40) ist. Device (1) for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid, comprising a pressure chamber (10), a self-supporting pinhole (11) or a monolithic solid (11), which or an upper side of the pressure chamber (10 ), a Begiererwanne (12), which forms a bottom of the pressure chamber (10), a Zuluftleitung (30) for supplying the gas or the gas mixture in the pressure chamber (10), a drainage line (20) for discharging the liquid from the pressure chamber (10), and a plurality of outlet elements (40) for the gas, gas mixture or fluid, at the pinhole (1 1) or in the monolithic solid (1 1), spaced from the Begiererwanne (12), are arranged such that the Pressure chamber (10) is substantially free of outlet elements (40). Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , Device (1) according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, characterized, dass das Auslasselement (40) als eine Kanüle, eine Hohlnadel (40) an der Lochblende (1 1 ) oder als Kanal (40) im monolithischen Festkörper (1 1 ) ausgebildet ist. in that the outlet element (40) is designed as a cannula, a hollow needle (40) on the perforated diaphragm (11) or as a channel (40) in the monolithic solid (11). Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, Device (1) according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, characterized, dass das Auslasselement (40) ein Rohrstück (41 ) und einen Fuß (42) aufweist, der sich zu einem Ende verbreitet, welches nach innen in die Druckkammer (10) gerichtet ist. in that the outlet member (40) comprises a tube piece (41) and a foot (42) which propagates to an end directed inwardly into the pressure chamber (10). Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, characterized, dass das Auslasselement (40) zweiteilig ausgebildet ist, insbesondere dass das Rohrstück (41 ) aus Edelstahl und der Fuß (42) aus einem elastischen Material ausgebildet sind. in that the outlet element (40) is formed in two parts, in particular that the tube piece (41) is made of stainless steel and the foot (42) is formed of an elastic material. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, characterized, dass das Auslasselement (40) materialeinheitlich, insbesondere aus Edelstahl, ausgebildet ist. the outlet element (40) is formed of the same material, in particular of stainless steel. 6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass die Lochblende (1 1 ) eine Vielzahl von Öffnungen (14) aufweist, die der Vielzahl der Auslasselemente (40) korrespondiert, und dass die Auslasselemente (40) in den Öffnungen (40) formschlüssig angeordnet sind.  in that the perforated diaphragm (11) has a multiplicity of openings (14) which correspond to the multiplicity of the outlet elements (40), and in that the outlet elements (40) are arranged in a form-fitting manner in the openings (40). 7. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) durch elastische Verformung, insbesondere des Fußes (42), eine korrespondierende Öffnung (14) der Lochblende (1 1 ) abdichtend abschließt.  that the outlet element (40) by elastic deformation, in particular of the foot (42), a corresponding opening (14) of the pinhole (1 1) sealingly closes. 8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass eine elastische Dichtung (13) zwischen der Lochblende (1 1 ) und der Begaserwanne (12) vorgesehen ist.  in that an elastic seal (13) is provided between the pinhole (11) and the gasifier trough (12). 9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass eine Verfüllmasse zur Stabilisierung der Kanülen (15) zwischen der Lochblende (1 1 ) und den Auslasselementen (40) vorgesehen ist, die gewichtsoptimal eingebracht wird.  in that a filling compound for stabilizing the cannulas (15) is provided between the perforated diaphragm (11) and the outlet elements (40), which is introduced with optimum weight. 10. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) an der Lochblende (1 1 ) durch Eindrücken und/oder Einpressen in eine korrespondierende Öffnung (14) der Lochblende (1 1 ) befestigt ist.  in that the outlet element (40) is fastened to the perforated panel (11) by pressing in and / or pressing into a corresponding opening (14) in the perforated panel (11). 1 1. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 1 1. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) einen Gasaustrittsbereich (43) aufweist, der durch einen konvexen, einen konkaven, einen glatten Schliff (44) oder dergleichen ausgebildet ist.  in that the outlet element (40) has a gas outlet region (43) which is formed by a convex, a concave, a smooth cut (44) or the like. 12. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) einen Gasaustrittsbereich (43) mit einem Schliff (44) aufweist, der eine Neigung von 0° bis 89°, insbesondere 60° Grad zu einer horizontalen Ebene parallel zur Oberseite der Druckkammer (10) aufweist.  in that the outlet element (40) has a gas outlet region (43) with a ground joint (44) which has an inclination of 0 ° to 89 °, in particular 60 °, to a horizontal plane parallel to the upper side of the pressure chamber (10). 13. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) einen Gasaustrittsbereich (43) aufweist, der mindestens eine Öffnung (45) aufweist, welche insbesondere in Form eines Schlitzes (45), einer rechteckigen Öffnung (45), einer Bohrung (45) oder dergleichen ausgebildet ist. in that the outlet element (40) has a gas outlet region (43) which has at least one opening (45), which is designed in particular in the form of a slot (45), a rectangular opening (45), a bore (45) or the like. 14. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 14. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass das Auslasselement (40) einen Außendurchmesser von 0,2 mm bis 2,0 mm, vorzugsweise 0,4 mm aufweist, wobei insbesondere der Innendurchmesser des Auslasselementes (40) 0,01 mm bis 1 ,0 mm vorzugsweise 0,2 mm bis 0,4 mm beträgt.  in that the outlet element (40) has an outer diameter of 0.2 mm to 2.0 mm, preferably 0.4 mm, wherein in particular the inner diameter of the outlet element (40) 0.01 mm to 1, 0 mm, preferably 0.2 mm 0.4 mm. 15. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 15. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass die Druckkammer (10) beim Aufbau eines hohen Überdrucks in der Druckkammer (10) mit Unterstützung einer Entwässerungspumpe (18) entleerbar ist oder bei einer geringen Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsspiegellage und Austrittshöhe der Entwässerungsleitung (20), die dem Ausgangspunkt der Entwässerungspumpe (18) entspricht, bei ausreichendem Überdruck selbstentleerend ist.  that the pressure chamber (10) during construction of a high pressure in the pressure chamber (10) with the assistance of a drainage pump (18) can be emptied or at a small height difference between liquid level and exit height of the drainage line (20), which corresponds to the starting point of the dewatering pump (18) , is self-draining with sufficient overpressure. 16. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 16. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass die Lochblende (1 1 ) bzw. der monolithische Festkörper (1 1 ) und die Begaserwanne (12) durch Verschrauben (19) miteinander verbunden sind.  in that the perforated diaphragm (11) or the monolithic solid body (11) and the aerator trough (12) are connected to one another by screwing (19). 17. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 17. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass eine Dosierpumpe vorgesehen ist, um eine vorgesehene Konzentration des Gases, Gasgemisches oder Fluides zu unterstützen.  a metering pump is provided to assist an intended concentration of the gas, gas mixture or fluid. 18. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 18. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass mindestens ein oder eine Vielzahl von Magnetventilen (16) mindestens einem oder einer Vielzahl von Auslasselementen (40) zugeordnet ist, um den Eintrag des Gases, Gasgemisches oder Fluides zu steuern.  in that at least one or a plurality of solenoid valves (16) is associated with at least one or a plurality of outlet elements (40) in order to control the entry of the gas, gas mixture or fluid. 19. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 19. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass mindestens ein oder eine Vielzahl von Beleuchtungselementen (17) in der Druckkammer (10) vorgesehen ist.  in that at least one or a plurality of lighting elements (17) is provided in the pressure chamber (10). 20. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 20. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass die Entwässerungsleitung (20) als eine Medienleitung dient, um insbesondere mindestens ein Stromkabel (21 ) zu führen.  in that the drainage line (20) serves as a media line in order, in particular, to guide at least one power cable (21). 21. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 21. Device (1) according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet,  characterized, dass ein Kompressor vorgesehen ist, um einen gewünschten Druck des Gases oder des Gasgemisches in der Druckkammer (10) zu erreichen. a compressor is provided to achieve a desired pressure of the gas or gas mixture in the pressure chamber (10). 22. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für mobilen Einsatz zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder Fluides in mit Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, gefüllte Reaktoren, in natürliche oder in künstliche Gewässer, insbesondere mittels eines Fahrgestells (60) mit korrespondierenden Leit- oder Führungselementen (61 ) an der Vorrichtung (1 ). 22. Device (1) according to one of the preceding claims, for mobile use for introducing a gas, a gas mixture or fluid in liquid, in particular water, filled reactors, in natural or in artificial waters, in particular by means of a chassis (60) corresponding guide or guide elements (61) on the device (1). 23. System mit einer Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für mobilen Einsatz zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder Fluides in mit Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, gefüllte Reaktoren, in natürliche oder in künstliche Gewässer, mit einem Fahrgestell (60) und korrespondierenden Leit- oder Führungselementen (61 ) an der Vorrichtung (1 ) zum Bewegen der Vorrichtung (1 ) am Fahrgestell (60). 23. System with a device (1) according to one of the preceding claims, for mobile use for introducing a gas, a gas mixture or fluid in liquid, in particular water, filled reactors, in natural or in artificial waters, with a chassis (60 ) and corresponding guide or guide elements (61) on the device (1) for moving the device (1) on the chassis (60). 24. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder Fluides in mit Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, gefüllte Reaktoren, in natürliche oder in künstliche Gewässer. 24. Device (1) according to one of the preceding claims, for introducing a gas, a gas mixture or fluid in liquid, in particular water, filled reactors, in natural or in artificial waters. 25. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Aufbauen einer Konzentration von Gasen, Gasgemischen oder Fluides in mit Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, gefüllten Reaktoren, in natürlichen oder in künstlichen Gewässern oder zum Erhöhen der bereits vorhandenen Konzentration von Gasen oder Gasgemischen. 25. Device (1) according to one of the preceding claims, for establishing a concentration of gases, gas mixtures or fluids in liquid, in particular water, filled reactors, in natural or in artificial waters or for increasing the already existing concentration of gases or gas mixtures , 26. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Reduzieren der Dichte der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers, in einer Steigleitung, derart, dass durch den Dichteunterschied des Gas-Flüssigkeits-Gemisches in der Steigleitung und der Flüssigkeit mit einer höheren Dichte außerhalb der Steigleitung die Flüssigkeit in der Leitung gefördert wird. 26. Device (1) according to one of the preceding claims, for reducing the density of the liquid, in particular of the water, in a riser, such that due to the density difference of the gas-liquid mixture in the riser and the liquid with a higher density outside the riser, the liquid is conveyed in the line. 27. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Austauschen der Flüssigkeit oberhalb des Auslasselementes (40) mit der Flüssigkeit im Umfeld (51 ) des Auslasselementes (40), insbesondere durch einen Dichteunterschied zwischen einer mit Gas oder Gasgemisch durchsetzten Flüssigkeitssäule (50) und einer gasfreien oder mit gelösten Gasen oder Gasgemischen durchsetzten Flüssigkeitssäule (51 ). 27. Device (1) according to one of the preceding claims, for exchanging the liquid above the outlet element (40) with the liquid in the environment (51) of the outlet element (40), in particular by a difference in density between a liquid column (50) interspersed with gas or gas mixture ) and a gas-free liquid column (51) permeated with dissolved gases or gas mixtures. 28. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Bilden eines Blasenschleiers (50), der als Barriere zur Ausbreitung von Schall einsetzbar ist. 28. Device (1) according to one of the preceding claims, for forming a bubble curtain (50), which can be used as a barrier for the propagation of sound. 29. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum biologischen Abbau von Schmutzstoffen. 29. Device (1) according to one of the preceding claims, for the biological degradation of contaminants. 30. Verfahren zum Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder Fluides in eine Flüssigkeit, umfassend folgende Schritte: 30. A method for introducing a gas, a gas mixture or a fluid into a liquid, comprising the following steps: - Entleeren einer Druckkammer (10) durch Schaffen eines Überdrucks in der Druckkammer (10) bezüglich des Druckes in der Flüssigkeit außerhalb der Druckkammer (10), insbesondere mit Unterstützung einer Entwässerungspumpe (18) oder durch eine niedrige Druckdifferenz zwischen der Flüssigkeitsspiegellage und der Austrittsöffnung einer Entwässerungsleitung (20), die dem Ausgangspunkt der Entwässerungspumpe (18) entspricht,, - Emptying a pressure chamber (10) by creating an overpressure in the pressure chamber (10) with respect to the pressure in the liquid outside the pressure chamber (10), in particular with the assistance of a drainage pump (18) or by a low pressure difference between the liquid level and the outlet opening Drainage line (20), which corresponds to the starting point of the drainage pump (18) ,, - Öffnen der Entwässerungsleitung (20) zum Abführen der Flüssigkeit aus der Druckkammer (10), Opening the drainage line (20) for discharging the liquid from the pressure chamber (10), - Schließen der Entwässerungsleitung (20), Closing the drainage line (20), - Öffnen einer Zuluftleitung (30) zum Zuführen des Gases oder des Gasgemisches in die Druckkammer (10), Opening an air supply line (30) for supplying the gas or the gas mixture into the pressure chamber (10), - Einstellen eines geeigneten Druckes in der Druckkammer (10), Setting a suitable pressure in the pressure chamber (10), - Einbringen eines Gases, eines Gasgemisches oder Fluiden in die Flüssigkeit durch eine Vielzahl von Auslasselementen (40) für das Gas oder Gasgemisch, die an einer Lochblende (1 1 ) oder in einem monolithischen Festkörper (1 1 ) der Druckkammer (10) beabstandet zur Begaserwanne (12) derart angeordnet sind, dass die Druckkammer (10) im Wesentlichen frei von Auslasselementen (40) ist und - Introducing a gas, a gas mixture or fluids into the liquid by a plurality of outlet elements (40) for the gas or gas mixture, at a pinhole (1 1) or in a monolithic solid (1 1) of the pressure chamber (10) spaced from Begiererwanne (12) are arranged such that the pressure chamber (10) is substantially free of outlet elements (40) and - Schließen der Zuluftleitung (30). - Close the supply air line (30). 31. Verfahren zum gesteuerten Eintrag von Gasen, Gasgemischen oder Fluides in eine Flüssigkeit mittels einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 29. 31. A method for the controlled introduction of gases, gas mixtures or fluids into a liquid by means of a device (1) according to one of claims 1 to 29.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120313267A1 (en) * 2009-11-12 2012-12-13 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Aeration device for bioreactors
CN107710485A (en) * 2014-11-13 2018-02-16 切斯特大学 For producing the apparatus and method of bubble, the purposes of described device and fuel cell including described device
CN107814442A (en) * 2017-10-26 2018-03-20 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 One kind aeration bleeder mechanism
CN110575764A (en) * 2018-06-07 2019-12-17 埃尔微尘科技(北京)有限公司 Heat and mass transfer device
CN112105715A (en) * 2018-06-15 2020-12-18 阿道夫科耐公司 Method for supplying gas to a bioreactor and gas supply system
CN115779664A (en) * 2022-12-24 2023-03-14 开封迪尔空分实业有限公司 Recycling device for air separation of sewage nitrogen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015113691A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 Martin Stachowske Begaservorrichtung
DE102021134304B4 (en) 2021-12-22 2025-03-20 Martin Stachowske Device for gassing liquids
CN116102161B (en) * 2022-12-06 2025-06-03 北京时远科技有限公司 Large bubble pulse aeration device, membrane bioreactor and working method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242072A (en) * 1960-03-30 1966-03-22 Walker Process Equipment Inc Aerators with water-sealed blow-off
FR2302131A1 (en) * 1975-02-25 1976-09-24 Alsthom Cgee Injection of gas into liquid - through small dia flexible tubes which move as gas is being injected
US4639314A (en) * 1985-01-18 1987-01-27 Tyer Robert R Fine bubble diffuser and diffuser system having filtered blow-down tube
AT411252B (en) * 2002-01-30 2003-11-25 Frey Wilhelm Aerosol water particles admixed to compressed air within distribution pipe to waste water treatment basin
US20110101548A1 (en) * 2006-12-29 2011-05-05 Kms Co., Ltd. Diffuser for aeration

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH461389A (en) * 1965-04-21 1968-08-15 Danjes Martin Device for aerating waste water
FI49704C (en) * 1974-01-23 1975-09-10 Nokia Oy Ab Aerator that generates bubbles.
DE2805794A1 (en) * 1978-02-11 1979-08-16 Hoechst Ag DEVICE FOR BIOLOGICAL PURIFICATION OF WASTE WATER
US4382867A (en) * 1980-09-29 1983-05-10 Water Pollution Control Corp In place gas cleaning of diffusion elements
FR2635021B1 (en) * 1988-08-08 1991-07-26 Degremont DEVICE FOR INTRODUCING A GAS INTO A LIQUID
FR2901488B1 (en) * 2006-05-23 2008-08-15 Otv Sa AERATION DEVICE FOR IMMERSION MEMBRANE-BASED WATER FILTRATION SYSTEM INCLUDING FLOOR WITH GAS INJECTION MEANS AND AT LEAST ONE PRESSURE BALANCING SYSTEM

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242072A (en) * 1960-03-30 1966-03-22 Walker Process Equipment Inc Aerators with water-sealed blow-off
FR2302131A1 (en) * 1975-02-25 1976-09-24 Alsthom Cgee Injection of gas into liquid - through small dia flexible tubes which move as gas is being injected
US4639314A (en) * 1985-01-18 1987-01-27 Tyer Robert R Fine bubble diffuser and diffuser system having filtered blow-down tube
AT411252B (en) * 2002-01-30 2003-11-25 Frey Wilhelm Aerosol water particles admixed to compressed air within distribution pipe to waste water treatment basin
US20110101548A1 (en) * 2006-12-29 2011-05-05 Kms Co., Ltd. Diffuser for aeration

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120313267A1 (en) * 2009-11-12 2012-12-13 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Aeration device for bioreactors
US9636644B2 (en) * 2009-11-12 2017-05-02 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Aeration device for bioreactors
CN107710485A (en) * 2014-11-13 2018-02-16 切斯特大学 For producing the apparatus and method of bubble, the purposes of described device and fuel cell including described device
CN107814442A (en) * 2017-10-26 2018-03-20 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 One kind aeration bleeder mechanism
CN107814442B (en) * 2017-10-26 2024-05-03 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 Aeration partial pressure device
CN110575764A (en) * 2018-06-07 2019-12-17 埃尔微尘科技(北京)有限公司 Heat and mass transfer device
CN112105715A (en) * 2018-06-15 2020-12-18 阿道夫科耐公司 Method for supplying gas to a bioreactor and gas supply system
CN115779664A (en) * 2022-12-24 2023-03-14 开封迪尔空分实业有限公司 Recycling device for air separation of sewage nitrogen

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