JP2010234249A

JP2010234249A - 散気器

Info

Publication number: JP2010234249A
Application number: JP2009084501A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakamura; 仁中村; Keitaro Watanabe; 慶太郎渡辺
Original assignee: KING TOISHI KK; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: KING TOISHI KK; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21

Abstract

【課題】多孔質体とガス配管との間に設けたシール材の劣化を抑制することができる散気器を提供すること。
【解決手段】散気器１は、セラミックスからなる多孔質体２を、オゾン含有ガスＧが流れるガス配管４にシール材３を介して保持してなると共に、被処理水中に浸漬させた状態で、多孔質体２からオゾン含有ガスＧを気泡にして放出するよう構成してある。多孔質体２においてシール材３と接触する接触部２２には、接触部２２における多数の微細孔を多孔質体２と一体的に焼成した釉薬によって塞いだ閉塞層２３が設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄化を必要とする被処理水中に浸漬させ、オゾンを含有するガス等の腐食性ガスを放出して被処理水中の被分解物質を分解するために用いる散気器に関する。

例えば、シアン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、トリクロロエチレン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）、ダイオキシン等の難分解性物質を含む廃水を浄化する際には、オゾンを微細な気泡にして水に溶解して、活性酸素を効率的に生成することを行っている。そして、活性酸素を用いることにより、上記難分解性物質の分解反応を促進することができる。
例えば、特許文献１においては、オゾン含有ガス水中散気装置をオゾン含有ガスが供給される中空体に形成し、この中空体のうち水中で下部側に位置する部分のみが通気性を有するようにしている。これにより、水中への散気が下部側でのみ行われ、非運転状態で中空体へ流入した逆流水の排出を短時間で行い、逆流水が残水することによる腐食等の問題を改善することができる。

また、例えば、特許文献２のオゾン散気管においては、オゾンガスが透過するオゾン透過部を有する多孔質管を、多孔質管の端部に接続された配管接続部品に対して保持する際に、この保持を行う保持手段を多孔質管のオゾン透過部の外側に設けることが行われている。これにより、保持手段が、オゾン透過部を透過して水中へ散気されるオゾンに曝されないようにし、オゾンによる腐食を防止している。

特開２００２−２０４９３４号公報特開２００２−２５４０８９号公報

ところで、上記中空体、多孔質管等は、ガス配管との接続部分の気密性を保つために、パッキング等のシール材を間に挟んで固定している。
しかしながら、上記従来のオゾン含有ガス水中散気装置、オゾン散気管等においては、上記シール材に発生する劣化を抑えるための工夫はなされていない。すなわち、中空体、多孔質管等から放出するオゾン、又はオゾンが水中に溶解して生成された活性酸素にシール材が曝されると、このシール材が短時間に劣化するおそれがある。また、上記特許文献１においては、弗化エチレン等の耐オゾン性に優れたシール材を使用する必要がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、多孔質体とガス配管との間に設けたシール材の劣化を抑制することができる散気器を提供しようとするものである。

本発明は、セラミックスからなる多孔質体を、腐食性ガスが流れるガス配管にシール材を介して保持してなると共に、被処理水中に浸漬させた状態で、上記多孔質体から上記腐食性ガスを気泡にして放出するよう構成した散気器であって、
上記多孔質体において上記シール材と接触する接触部には、該接触部における多数の微細孔を無機材料によって塞いだ閉塞層が設けてあることを特徴とする散気器にある（請求項１）。

本発明の散気器は、多孔質体における上記接触部に上記閉塞層を形成している。そして、接触部においては、多数の微細孔が無機材料によって塞がれている。これにより、散気器を被処理水中に浸漬して使用する際に、閉塞層からは腐食性ガスが放出されず、腐食性ガス又は腐食性ガスが被処理水に溶解して生成される物質が、シール材に曝されて、シール材が劣化されることを抑制することができる。
なお、多孔質体における閉塞層を除く部分からは、被処理水中へ腐食性ガスが微細な気泡として放出される。

それ故、本発明の散気器によれば、多孔質体とガス配管との間に設けたシール材の劣化を抑制することができる。
また、本発明の散気器においては、シール材の劣化を抑制することにより、このシール材として、耐腐食性に優れた特殊なものでなく、一般的なものを使用することができる。そのため、散気器の製造コストを低減させることができる。

実施例１における、散気器を正面から見た状態で示す断面説明図。実施例２における、散気器を正面から見た状態で示す断面説明図。実施例２における、散気器を側方から見た状態で示す断面説明図。実施例３における、散気器を正面から見た状態で示す断面説明図。

上述した本発明の散気器における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記多孔質体は、アルミナ、炭化珪素等のセラミックス材料を用いて構成することができる。
上記閉塞層を形成するための無機材料としては、多孔質体に担持しやすい種々の無機材料を用いることができる。
上記シール材としては、耐腐食性に優れた特別な材質のものを使用する必要はなく、一般的に用いられる固形状のガスケット、パッキン、接着剤兼用のシール材（硬化するもの等）を使用することができる。

また、上記多孔質体は、中空穴を一方側から形成した器形状を有しており、上記中空穴を上記ガス配管に連通させた状態で、接着性を有する上記シール材を介して上記ガス配管に保持することができる（請求項２）。
この場合には、フレーム等を用いることなく、多孔質体をガス配管に保持することができ、散気器の構造を極めて簡単にすることができる。

また、上記多孔質体は、中空穴を一方側から形成した器形状を有しており、上記中空穴を形成した一方側に上記シール材を配置すると共に他方側に緩衝材を配置し、該緩衝材及び上記シール材を介して一対の挟持プレートによって挟持した状態で上記ガス配管に保持し、上記閉塞層は、上記シール材又は上記緩衝材と接触する接触部にそれぞれ設けることもできる（請求項３）。
この場合にも、上記閉塞層によって、多孔質体に配置するシール材及び緩衝材の劣化を抑制することができる。

また、上記閉塞層は、上記多孔質体と一体的に焼成した釉薬によって形成することができる（請求項４）。
この場合には、閉塞層の形成が容易である。この閉塞層は、上記多孔質体における接触部の多数の微細孔に、液状態の釉薬を含浸させた後、この釉薬を多孔質体と一体的に焼成することによって形成することができる。また、釉薬は、長石、珪石、粘土（カオリン等）、石灰等を主成分とし、粉砕混合され、焼成によりガラス化する材料により構成することができる。

また、上記腐食性ガスは、オゾンを含むオゾン含有ガスである場合に、シール材の劣化を抑制する大きな効果を得ることができる（請求項５）。

以下に、本発明の散気器にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の散気器１は、図１に示すごとく、セラミックスからなる多孔質体２を、オゾンを含む気体であるオゾン含有ガスＧが流れるガス配管４にシール材３を介して保持してなると共に、被処理水中に浸漬させた状態で、多孔質体２からオゾン含有ガスＧを微細な気泡にして放出するよう構成してある。そして、多孔質体２においてシール材３と接触する接触部２２には、接触部２２における多数の微細孔を無機材料によって塞いだ閉塞層２３が設けてある。本例の閉塞層２３は、多孔質体２と一体的に焼成した釉薬によって形成してある。

以下に、本例の散気器１につき、図１を参照して詳説する。
本例の散気器１は、オゾン含有ガスの散気器であり、被処理水としての地下水を浄化するために用いる。この地下水中の被分解物質（難分解性物質）は、シアン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、トリクロロエチレン等のＶＯＣ（揮発性有機化合物）、ダイオキシン等である。なお、被処理水は、地下水以外にも、シアン等を含有するメッキ処理廃水等とすることができる。
図１に示すごとく、本例の多孔質体２は、オゾン含有ガスＧを透過させることができる多数の微細孔を有するセラミックス体から構成されている。多孔質体２は、中空穴２１を一方側Ｌ１から形成した丸い器形状を有しており、円柱状のセラミックス体における軸方向Ｌの一方側Ｌ１から中空穴２１を設けることによって形成されている。

本例のガス配管４の先端部には、フランジ部４０と、フランジ部４０に対してテーパ状（円錐状）に突出した係合部４０１とが形成してある。また、本例の多孔質体２には、
係合部４０１を係合させるテーパ状（円錐状）の凹部２１１が形成してある。この凹部２１１は、中空穴２１の開口部において面取り状に形成されている。
本例のシール材３は、接着性を有するものから構成した。すなわち、ペースト状（液状）のシール材３を多孔質体２又はガス配管４に塗布し、両者を組み合わせた状態でペースト状のシール材３を硬化させて、シール材３を介して多孔質体２とガス配管４とを接着保持した。

本例の閉塞層２３は、多孔質体２における一方の端部Ｌ１（接触部２２）の多数の微細孔に、液状態の釉薬を含浸させた後、この釉薬を多孔質体２と一体的に焼成することによって形成してある。釉薬は、多孔質体２の中空穴２１の形成方向Ｌにおける端面から所定の幅の範囲内の微細孔に埋設されている。閉塞層２３を形成する所定の上記形成方向Ｌ（軸方向）の幅は、例えば、１〜１０ｍｍとすることができる。

上記のごとく、本例のオゾン含有ガスの散気器１は、多孔質体２がガス配管４と接触する部分２２に閉塞層２３を有している。そして、接触部２２においては、多数の微細孔が多孔質体２と一体に焼成した釉薬によって塞がれている。これにより、散気器１を被処理水中に浸漬して使用する際に、閉塞層２３からはオゾン含有ガスＧが放出されず、オゾン含有ガスＧにおけるオゾンが被処理水に溶解して生成される活性酸素が、シール材３に曝されて、シール材３が劣化されることを抑制することができる。
なお、多孔質体２における閉塞層２３を除く部分２０からは、被処理水中へオゾン含有ガスＧが微細な気泡として放出され、オゾン含有ガスＧにおけるオゾンが被処理水に溶解して活性酸素を生成し、この活性酸素によって、被処理水中の被分解物質の分解反応を促進することができる。

それ故、本例のオゾン含有ガスの散気器１によれば、多孔質体２とガス配管４との間に設けたシール材３の劣化を抑制することができる。
また、本例の散気器１においては、シール材３の劣化を抑制することにより、このシール材３として、耐オゾン性に優れた特殊なものでなく、一般的なものを使用することができる。そのため、散気器１の製造コストを低減させることができる。

（実施例２）
本例は、散気器１における多孔質体２を、金属製フレーム４０によってガス配管４に保持させた例である。
図２、図３に示すごとく、本例の金属製フレーム４０は、多孔質体２の中空穴２１の形成方向Ｌにおける両側Ｌ１、Ｌ２に配置する一対の挟持プレート４１と、一対の挟持プレート４１を連結する複数の連結部材４３（本例ではボルト４３）とを有している。一対の挟持プレート４１には、複数本のボルト４３を挿通させる複数の挿通穴４１１がそれぞれ形成してある。多孔質体２において中空穴２１を形成した一方側（開口側）Ｌ１に位置する一方の挟持プレート４１Ａには、中空穴２１へオゾン含有ガスＧを供給するガス配管４が接続してある。

本例の散気器１は、多孔質体２の中空穴２１の形成方向Ｌにおける一方側Ｌ１にシール材３を配置すると共に他方側Ｌ２に緩衝材３０を配置している。そして、多孔質体２、シール材３及び緩衝材３０を一対の挟持プレート４１の間に配置し、一対の挟持プレート４１同士を、複数本のボルト４３によって締め付けることによって形成してある。また、散気器１は、鉛直方向上方にボルト４３が位置されない状態で被処理水中に配置して用いる。

図２に示すごとく、本例のシール材３は、樹脂又はゴムから形成したガスケットからなる。シール材３は、多孔質体２の中空穴２１の形成方向Ｌの開口側Ｌ１と、一方の挟持プレート４１Ａとの間に設けてあり、閉塞層２３は、多孔質体２の中空穴２１の形成方向Ｌにおける両端部Ｌ１、Ｌ２に設けてある。シール材３には、ガス配管４と連通する貫通穴３１が形成してある。

本例の閉塞層２３も、多孔質体２における両端部Ｌ１、Ｌ２（接触部２２）の多数の微細孔に、液状態の釉薬を含浸させた後、この釉薬を多孔質体２と一体的に焼成することによって形成してある。
本例の散気器１においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、散気器１における多孔質体２を、円盤形状に形成した例である。
図４に示すごとく、本例の多孔質体２は、ガス配管４の先端部に設けた器状の保持部４４に対して接着性のシール材３を介して取り付けてある。保持部４４の開口部には、多孔質体２の外縁部２２の全周を保持させる段差部分４４１が形成してあり、多孔質体２は、段差部分４４１に対して接着性のシール材３によって接着してある。保持部４４には、多孔質体２によって塞がれたガス溜り空間４４２が形成されている。本例のガス配管４は、種々の材質のホースから構成することができる。

本例の閉塞層２３は、接着性のシール材３と接触する多孔質体２の外縁部２２の全周に設けてある。また、本例の散気器１は、多孔質体２の板面を鉛直方向上方に向けて被処理水中に浸漬させて用いる。
本例の散気器１においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（確認試験）
本確認試験においては、上記散気器の耐久性を確認した。具体的には、上記実施例２に示した多孔質体２に閉塞層２３を設けた形成した散気器１（発明品）と、多孔質体２に閉塞層２３を設けていない従来の散気器（比較品）とを、被処理水（地下水）の中に約２０００時間浸漬させて使用し、シール材３の劣化度合いを調べた。その結果、発明品におけるシール材３は変化がほとんどなかったのに対し、比較品におけるシール材３は、厚みが若干薄くなっており、劣化していることがわかった。なお、比較品を被処理水中に約６０００時間浸漬させて使用したときには、シール材３の厚みがほとんどなくなるまで劣化した。このことより、上記多孔質体２に閉塞層２３を設ける効果の有効性が確認された。

１散気器
２多孔質体
２１中空穴
２２接触部
２３閉塞層
３シール材
４ガス配管
Ｌ形成方向
Ｇオゾン含有ガス

Claims

セラミックスからなる多孔質体を、腐食性ガスが流れるガス配管にシール材を介して保持してなると共に、被処理水中に浸漬させた状態で、上記多孔質体から上記腐食性ガスを気泡にして放出するよう構成した散気器であって、
上記多孔質体において上記シール材と接触する接触部には、該接触部における多数の微細孔を無機材料によって塞いだ閉塞層が設けてあることを特徴とする散気器。
請求項１において、上記多孔質体は、中空穴を一方側から形成した器形状を有しており、上記中空穴を上記ガス配管に連通させた状態で、接着性の上記シール材を介して上記ガス配管に保持してあることを特徴とする散気器。
請求項１において、上記多孔質体は、中空穴を一方側から形成した器形状を有しており、上記中空穴を形成した一方側に上記シール材を配置すると共に他方側に緩衝材を配置し、該緩衝材及び上記シール材を介して一対の挟持プレートによって挟持した状態で上記ガス配管に保持してあり、
上記閉塞層は、上記シール材又は上記緩衝材と接触する接触部にそれぞれ設けてあることを特徴とする散気器。
請求項１〜３のいずれか一項において、上記閉塞層は、上記多孔質体と一体的に焼成した釉薬によって形成してあることを特徴とする散気器。
請求項１〜４のいずれか一項において、上記腐食性ガスは、オゾンを含むオゾン含有ガスであることを特徴とする散気器。