JP2004124889A

JP2004124889A - 散気設備の運転方法

Info

Publication number: JP2004124889A
Application number: JP2002293113A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Tanaka; 田中　利和
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】送風機の吐出側の圧力損失を低減することによって、送風機を運転する際の消費電力を低減することが可能な散気設備の運転方法を提供する。
【解決手段】散気用の空気を、送風機３の吸込側Ｂから吸い込んで、送風機３の吐出側Ａへ吐出し、弁体を開方向へ付勢するカウンターウェイトを備えた低圧力損失型の逆止弁４を通して、散気装置２へ送風し、この際、送風機３の吸込側Ｂに設けた流量調節手段６を用いて空気の吸込量を調節することにより、送風機３から散気装置２へ吐出される空気の送風量を調節する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、下水処理場等に設けられる散気設備の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すように、下水処理場には、エアレーションタンク内の活性汚泥中の微生物に空気を供給するための散気設備５１が設けられている。この散気設備５１は、散気装置５２へ散気用の空気を送風する送風機５３（ブロワ）と、この送風機５３の吐出側Ａと上記散気装置５２との間に設けられた流量調節弁５４および逆止弁５５ならびに電動仕切弁５６とで構成される。上記送風機５３と流量調節弁５４と逆止弁５５と電動仕切弁５６とはそれぞれ複数台設置されており、上記送風機５３と流量調節弁５４と逆止弁５５と電動仕切弁５６とを１台ずつ直列に接続したものを１組として、複数組並列に接続されている。尚、各送風機５３の吸込側Ｂ（上流側）には空気濾過器５７（又は濾過室）が取付けられている。
【０００３】
尚、上記逆止弁５５は、弁体が弁箱内に設けられたヒンジピンの回りを回動可能に吊り下げられており、空気の流れの向きにより上記弁体が回動して弁座の弁口を開又は閉にするスイング式のものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これによると、各電動仕切弁５６を全開し、各送風機５３を運転することにより、空気は、空気濾過器５７を通って各送風機５３に吸い込まれた後、各送風機５３から各流量調節弁５４を通過して各逆止弁５５へ吐出される。これにより、各逆止弁５５の弁体が開き、上記各送風機５３から吐出された空気は、各流量調節弁５４と各逆止弁５５と各電動仕切弁５６とを通って散気装置５２へ送られ、散気装置５２からエアレーションタンク内へ供給される。この際、各流量調節弁５４の弁体の開度を変えることによって、散気装置５２へ送られる空気の流量を調節していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２２９４８０号公報　（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、上記逆止弁５５の圧力損失が大きいため、送風機５３の吐出側Ａの負荷が増大した。さらに、送風機５３の吐出側Ａにおいて、流量調節弁５４で流量調節を行っているため、流量調節弁５４を絞った場合、送風機５３の吐出側Ａの負荷がより一段と増大して、送風機５３の吐出圧力Ｐ２が増加し、これにより、送風機５３の消費電力が増加するといった問題があった。
【０００７】
尚、上記送風機５３の消費電力は、流体が水（非圧縮性流体）ではなく空気（圧縮性流体）であるため、ほとんど下流側（吐出側Ａ）の負荷（吐出圧力Ｐ２）によって決まり、上流側（吸込側Ｂ）の負荷にはほとんど無関係である。
【０００８】
本発明は、送風機の吐出側の負荷を低減することによって、送風機を運転する際の消費電力を低減することが可能な散気設備の運転方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、散気用の気体を、送風機の吸込側から吸い込んで、送風機の吐出側へ吐出し、弁体を開方向へ付勢する付勢手段を備えた低圧力損失型逆止弁を通して、散気装置へ送風し、この際、上記送風機の吸込側に設けた流量調節手段を用いて上記気体の吸込量を調節することにより、送風機から散気装置へ吐出される気体の送風量を調節するものである。
【００１０】
これによると、送風機を運転することにより、気体は、吸込側から送風機に吸い込まれた後、送風機から低圧力損失型逆止弁へ吐出される。これにより、低圧力損失型逆止弁の弁体が開き、上記送風機から吐出された気体は、逆止弁を通って散気装置へ送られる。この際、流量調節手段によって気体の吸込量を調節することで、送風機から散気装置へ吐出される気体の送風量が調節される。
【００１１】
また、低圧力損失型逆止弁の弁体は付勢手段によって開方向へ付勢されているため、気体の圧力が小さくても弁体が速やかに開き、これにより、送風機の吐出側の圧力損失が低減して吐出側の負荷が減少し、送風機の吐出圧力が従来よりも低下する。さらに、送風機の吸込側において、流量調節手段により気体の吸込量を絞った場合、吸込量が減って送風機からの気体の吐出量が減少するため、上記送風機の吐出圧力が従来の吐出圧力よりもさらに一段と低下する。したがって、送風機の消費電力が従来に比べて低減され、その分、運転コストが削減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、１は下水処理場のエアレーションタンク内の活性汚泥中の微生物に空気（気体の一例）を供給するための散気設備である。この散気設備１は以下のように構成されている。
【００１３】
散気装置２へ散気用の空気を送風する送風機３（ブロワ）の吐出側Ａ（下流側）には、空気の逆流を防止するための低圧力損失型の逆止弁４が接続されている。また、上記逆止弁４の出口側（下流側）には電動式の仕切弁５が接続され、仕切弁５の出口側（下流側）に上記散気装置２が接続されている。
【００１４】
また、上記送風機３の吸込側Ｂ（上流側）には流量調節手段６が接続されている。この流量調節手段６は、吸込口（図示省略）に角度調整自在な複数の羽根状の吸込ベーン（図示省略）を放射状に配置して構成されている。これら吸込ベーンの角度を調整することによって、吸込口から送風機３へ吸い込まれる空気の流量（吸込量）が調節される。
【００１５】
上記送風機３と逆止弁４と仕切弁５と流量調節手段６とはそれぞれ複数台設置されており、上記送風機３と逆止弁４と仕切弁５と流量調節手段６とを１台ずつ直列に接続したものを１組として、複数組並列に配置されて送気本管８に接続されている。尚、上記送気本管８の下流側に上記散気装置２が接続されている。また、各流量調節手段６の吸込口側（上流側）には空気濾過器７（又は濾過室）が取付けられている。
【００１６】
尚、上記低圧力損失型の逆止弁４は以下のように構成されている。
すなわち、図２，図３に示すように、弁箱２１の内部には弁箱内流路を開閉する弁体２２を配置しており、弁体２２は水平な弁棒２３の軸心回りに回動自在で下向きのほぼ垂直な姿勢となる全閉位置（図２の実線参照）から全開位置（図２の仮想線参照）に向けて上方に揺動し、弁箱２１に流入する正方向流により全開方向に揺動し、弁体２２の自重により全閉姿勢に揺動復帰する。
【００１７】
上記弁体２２と一体に揺動する弁棒２３は一端が弁箱２１の外部に気密に突出しており、弁棒２３の一端にアーム２４をその取付角度が調整可能なように、セレーションあるいはスプライン等で設けている。
【００１８】
上記アーム２４の一端側には、複数のボルト６によって、レール２７が取付けられている。この取付角度はレール２７が弁体２２と一体に弁体２２の全開方向へ揺動するにしたがって揺動方向へ先端側が下り勾配となるように設定してある。レール２７は案内溝２８を有し、案内溝２８には自重により移動するカウンターウェイト２９が設けられている。上記レール２７は案内溝２８に挿通したカウンターウェイト２９のウェイト軸部３０を支持している。尚、上記カウンターウェイト２９は弁体２２を開方向へ付勢する付勢手段の一例である。
【００１９】
レール２７の基端側および先端側には、カウンターウェイト２９を受け止めるためのスプリング式の衝撃緩和装置３１，３２が設けられている。
また、アーム２４の弁棒２３を介した他端側には、オイルダンパ装置３３が設けられている。このオイルダンパ装置３３の基端側は固定部材３４に揺動自在に軸着されている。また、オイルダンパ装置３３の先端側は、上記弁棒２３の他端に設けられたアーム４２の先端に連結されている。
【００２０】
図４に示すように、オイルダンパ装置３３は、シリンダー３５と、シリンダー３５を軸心方向に貫通するロッド３６と、ロッド３６に装着したピストン３７と、ピストン３７で仕切られた双方の領域３８ａ，３８ｂを連通する一対の回路３９ａ、３９ｂと、各回路３９ａ、３９ｂに介装された絞り弁４０およびボールチャッキ弁４１とを有し、双方の回路３９ａ、３９ｂが背反する方向にのみ油を流すように構成している。ロッド３６はピストン３７を貫通し、双方の領域３８ａ，３８ｂに存在しており、ピストン３７およびロッド３６の移動によっては領域３８ａ，３８ｂの体積は変化しない。
【００２１】
次に、上記低圧力損失型の逆止弁４の動作を説明する。
図２の実線で示すように、弁体２２が全閉姿勢にある状態において、レール２７はアーム２４に固定した基端側が下り勾配となる姿勢にあり、カウンターウェイト２９はレール２７の基端側に位置している。弁棒２３の軸心回りには弁体２２の自重による閉方向モーメントと、アーム２４とレール２７とカウンターウェイト２９の自重による開方向モーメントが作用する。
【００２２】
弁箱２１に空気が正方向流Ｃに流れ込むと、弁体２２は全閉位置から全開位置（図２の仮想線参照）に向けて揺動し、弁体２２の揺動に伴ってアーム２４とレール２７とカウンターウェイト２９とが一体的に揺動する。そして、弁体２２が一定開度以上に開くとレール２７が揺動方向に向けて先端側が下り勾配の姿勢となり、カウンターウェイト２９が自重によりレール２７の先端側に移動し、レール２７の先端側では衝撃緩和装置３１がカウンターウェイト２９を受け止める。このようなカウンターウェイト２９の移動に伴って、開方向モーメントにおけるモーメントアームの長さが増大するため、空気の圧力が小さくても弁体２２が速やかに開き、これにより、逆止弁４の圧力損失が従来の逆止弁５５（図５参照）に比べて低減される。
【００２３】
また、上記のように弁体２２が開く際、アーム２４の他端側に接続したオイルダンパ装置３３が弁体２２に伴って作動し、弁体２２が急激に開動作することを緩和してチャタリングを防止する。すなわち、図４に示すように、オイルダンパ装置３３ではアーム２４に連動してロッド３６およびピストン３７が移動し、一方の領域３８ａの油が他方の領域３８ｂへ他方の回路３９ｂを通して流れ、絞り弁４０で流量を制御することでロッド３６およびピストン３７の移動を緩衝する。
【００２４】
また、空気の正方向流が止まった場合や逆方向流が流れる場合には、図２の実線で示すように、弁体２２の自重による閉方向モーメントによって弁体２２が全閉位置に復帰する。このとき、弁体２２の全閉方向への揺動に伴ってアーム２４とレール２７とカウンターウェイト２９とが一体的に揺動し、弁体２２が一定開度まで閉じるとレール２７が基端側に向けて下り勾配の姿勢となり、カウンターウェイト２９が自重によってレール２７の基端側に復帰するので、開方向モーメントの減少によって弁体２２が速やかに全閉位置に向けて閉動する。
【００２５】
また、上記のように弁体２２が閉じる際、オイルダンパ装置３３が弁体２２に伴って作動し、弁体２が急激に閉動作することを緩和してチャタリングを防止する。すなわち、図４に示すように、オイルダンパ装置３３ではアーム２４に連動してロッド３６およびピストン３７が移動し、他方の領域３８ｂの油が一方の領域３８ａへ一方の回路３９ａを通して流れ、絞り弁４０で流量を制御することでロッド３６およびピストン３７の移動を緩衝する。
【００２６】
次に、上記散気設備１の運転方法を説明する。
各仕切弁５を全開し、各送風機３を運転することにより、空気は、空気濾過器７を通って各流量調節手段６の吸込口から各送風機３に吸い込まれた後、各送風機３から各逆止弁４へ吐出される。これにより、各逆止弁４の弁体２２が開き、上記各送風機３から吐出された空気は、各逆止弁４と仕切弁５とを通って、散気装置２へ送られ、散気装置２からエアレーションタンク内に供給される。
【００２７】
この際、上記流量調節手段６の吸込ベーンの角度を調整することによって、吸込口から送風機３へ吸い込まれる空気の流量（吸込量）を調節し、以って、送風機３から散気装置２へ吐出される空気の送風量が調節される。
【００２８】
また、低圧力損失型の逆止弁４の弁体２２はカウンターウェイト２９によって開方向へ付勢されているため、従来の逆止弁５５（図５参照）に比べて、空気の圧力が小さくても弁体２２が速やかに開く。これにより、各逆止弁４の圧力損失が従来の逆止弁５５（図５参照）に比べて低減されるため、各送風機３の吐出側Ａの圧力損失が従来よりも低減して吐出側Ａの負荷が減少し、送風機３の吐出圧力Ｐ１が低下する。
【００２９】
さらに、送風機３の吸込側Ｂにおいて、流量調節手段６の吸込ベーンの角度を調整することにより、空気の吸込量を絞った場合、吸込量が減って送風機３からの空気の吐出量が減少するため、送風機３の吐出圧力Ｐ１が従来の吐出圧力Ｐ２（図５参照）よりもさらに一段と低下する。したがって、送風機３の消費電力が従来に比べて低減され、その分、運転コストが削減される。
【００３０】
上記実施の形態では、全ての送風機３を運転した場合を説明しているが、例えば、図１の左端に位置する第１列目の送風機３を停止し、これ以外の送風機３を運転する場合には、第１列目の仕切弁５を全閉して、空気が送気本管８から第１列目の送風機３に向けて逆流するのを阻止する。また、第１列目以外の送風機３を停止する場合も同様である。
【００３１】
上記実施の形態では、気体の一例として空気を挙げたが、空気以外、例えば窒素等であってもよい。また、下水処理場に設けられる散気設備１を挙げたが、下水処理場以外に設けられる散気設備であってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、低圧力損失型逆止弁の弁体は付勢手段によって開方向へ付勢されているため、気体の圧力が小さくても弁体が速やかに開き、これにより、送風機の吐出側の圧力損失が低減して吐出側の負荷が減少し、送風機の吐出圧力が従来よりも低下する。
【００３３】
さらに、送風機の吸込側において、流量調節手段により気体の吸込量を絞った場合、吸込量が減って送風機からの気体の吐出量が減少するため、上記送風機の吐出圧力が従来の吐出圧力よりもさらに一段と低下する。したがって、送風機の消費電力が従来に比べて低減され、その分、運転コストが削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における散気設備の構成を示す模式図である。
【図２】同、散気設備の低圧力損失型逆止弁の側面から見た断面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】同、散気設備の低圧力損失型逆止弁のオイルダンパ装置の模式図である。
【図５】従来の散気設備の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　散気設備
２　　散気装置
３　　送風機
４　　逆止弁
６　　流量調節手段
２２　　弁体
２９　　カウンターウェイト（付勢手段）
Ａ　　吐出側
Ｂ　　吸込側

Claims

散気用の気体を、送風機の吸込側から吸い込んで、送風機の吐出側へ吐出し、弁体を開方向へ付勢する付勢手段を備えた低圧力損失型逆止弁を通して、散気装置へ送風し、この際、上記送風機の吸込側に設けた流量調節手段を用いて上記気体の吸込量を調節することにより、送風機から散気装置へ吐出される気体の送風量を調節することを特徴とする散気設備の運転方法。