JP2010274233A - Membrane type air diffusion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は下水処理施設などの槽内に設置するメンブレン式散気装置に関し、生物処理または攪拌のために散気を行う技術に係るものである。 The present invention relates to a membrane-type air diffuser installed in a tank such as a sewage treatment facility, and relates to a technique for performing air diffusion for biological treatment or stirring.
従来、この種の散気装置には、例えば図15および図16に示すものがある。これはベースプレート51の上面に散気膜52を装着し、所定位置に給気口53を設けたものであり、給気口53がベースプレート51と散気膜52との間に連通している。散気膜52は合成樹脂膜または合成ゴム膜に多数の小孔54を設けたものであり、散気膜52の周囲を固定部55によってベースプレート51に固定した構造をなす。
Conventionally, this type of air diffuser includes those shown in FIGS. 15 and 16, for example. In this case, a
図16(a)に示すように、運転停止時に散気膜52は水圧を受けてベースプレート51の上面に当接し、散気膜52の小孔54は閉じた状態となる。運転時にはベースプレート51と散気膜52の間に圧縮空気を供給する。このとき、図16(b)に示すように、圧縮空気の圧力を受けて散気膜52がベースプレート51の上面から離間して膨らみ、小孔54が開いた状態となり、小孔54を通して水中へ空気の散気が行なわれる。
As shown in FIG. 16A, when the operation is stopped, the
このような構成を有するものとしては、例えば特許文献1に記載のメンブレン式散気装置がある。これは、内部に空気室を備えた板状のホルダーの天面に空気孔を形成し、ホルダーの上面にメンブレンを装着している。メンブレンは合成樹脂膜または合成ゴム膜に多数の小孔を設けたものであり、その周囲を額縁状の枠によってホルダーの上面に固定している。メンブレンの小孔は運転停止状態では水圧によって閉じており、空気室に圧縮空気を供給するとメンブレンが膨らみ、小孔が開いて水中へ散気する。 As what has such a structure, there exists a membrane-type aeration apparatus of patent document 1, for example. In this, air holes are formed on the top surface of a plate-like holder having an air chamber inside, and a membrane is mounted on the upper surface of the holder. The membrane is a synthetic resin film or a synthetic rubber film provided with a large number of small holes, and its periphery is fixed to the upper surface of the holder by a frame-like frame. The small holes of the membrane are closed by water pressure when the operation is stopped, and when compressed air is supplied to the air chamber, the membrane expands, and the small holes open to diffuse into the water.
また、特許文献2に記載のパネル型の散気装置は、平板状をなす金属製又は合成樹脂製のベースプレートの一面に散気膜を配置し、散気膜の四辺縁部とベースプレートの四辺縁部とをパッキンを介して金属製の枠体に固定している。散気膜は多数の小孔を有し、その材質は、ポリウレタン、シリコン、エチレンプロピレンゴム(EPDM)などの適度の弾性を有する合成樹脂又は合成ゴムからなる。
In addition, the panel-type air diffuser described in
しかしながら、従来の構成において、運転時、つまり発泡時には、圧縮空気の圧力を受けて散気膜52がベースプレート51の上面から離間し、湾曲して曲面形状に膨らむ形態となる。散気膜52の曲面形状は長尺な長手方向に比べて短尺な幅方向における曲率が小さくなるので、散気膜52に作用する力の影響は長手方向に比べて幅方向において大きくなる。
However, in the conventional configuration, at the time of operation, that is, at the time of foaming, the
運転停止時には、散気膜52が水圧を受けてベースプレート51の上面に当接し、散気膜52の小孔54が閉じた状態となる際に、散気膜52はベースプレート51に固定された周縁部からベースプレート51に当接し、幅方向の両側から中央部へ向けて順次に当接する。このため、図16(c)に示すように、散気膜52の幅方向の中央部では長手方向に沿って皺寄せが生じる場合がある。散気装置の運転と停止を繰り返すと散気膜52の中央部には皺が反復的に繰り返し生じ、材料の疲労により散気膜52に長手方向の裂け目521が生じる。この裂け目521は小孔54の開口縁を起点として生じ易く、隣接する小孔54の間で散気膜52が裂けると小孔54から噴出する気泡径が大きくなって粗大気泡が発生する。
When the operation is stopped, the
本発明は上記した課題を解決するものであり、疲労による散気膜の破損を防止できるメンブレン式散気装置を提供することを目的とする。 This invention solves an above-described subject, and it aims at providing the membrane type air diffuser which can prevent the damage of the air diffuser film by fatigue.
上記課題を解決するために、本発明のメンブレン式散気装置は、シート状部材を接合してなる袋状体を備え、袋状体の少なくとも上面部を形成するシート状部材に散気領域を設け、袋状体の軸心方向と直交する幅方向における散気領域の中央部の少なくとも一部に散気領域よりも剛性が大きい破断抑制領域を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a membrane-type air diffuser of the present invention includes a bag-like body formed by joining sheet-like members, and an air-diffusing region is provided on the sheet-like member forming at least the upper surface portion of the bag-like body. And a breakage suppression region having a rigidity higher than that of the air diffusion region is provided in at least a part of the central portion of the air diffusion region in the width direction orthogonal to the axial direction of the bag-like body.
また、本発明のメンブレン式散気装置において、破断抑制領域は、袋状体の軸心方向に沿って散気領域の幅方向の中央部を縦断する縦断領域と、袋状体の軸心方向と交わる方向に沿って散気領域を横断する横断領域との少なくとも何れかを備えることを特徴とする。 Further, in the membrane-type air diffuser of the present invention, the fracture suppression region includes a longitudinal region that longitudinally cuts a central portion in the width direction of the air diffused region along the axial direction of the bag-shaped body, and an axial direction of the bag-shaped body. At least one of a transverse region that crosses the diffused region along a direction intersecting with the air diffuser.
本発明のメンブレン式散気装置は、シート状部材を接合してなる袋状体を備え、袋状体の少なくとも上面部を形成するシート状部材に散気領域を設け、袋状体の軸心方向と直交する幅方向における散気領域の中央部に袋状体の軸心方向に沿って縦断する破断抑制領域を設け、破断抑制領域が非散気領域を形成することを特徴とする。 The membrane-type air diffuser of the present invention includes a bag-like body formed by joining sheet-like members, and provides an air-diffusing region in the sheet-like member forming at least the upper surface portion of the bag-like body. A breakage suppression region that vertically cuts along the axial direction of the bag-like body is provided at the center of the air diffusion region in the width direction orthogonal to the direction, and the breakage suppression region forms a non-aeration region.
また、本発明のメンブレン式散気装置において、袋状体は下面部が不通気性のシート状部材からなり、上面部が散気領域を形成する通気性のシート状部材と散気領域の外周領域を形成する不通気性のシート状部材とからなり、破断抑制領域が不通気性のシート状部材からなることを特徴とする。 Further, in the membrane-type air diffuser of the present invention, the bag-like body is formed of a non-breathable sheet-like member on the lower surface portion, and the air-permeable sheet-like member in which the upper face portion forms a diffused region and the outer periphery of the diffused region. It is characterized by comprising a non-breathable sheet-like member that forms a region, and the rupture suppression region is comprised of a non-breathable sheet-like member.
本発明の反応槽は、対象処理液を貯溜する槽体と、槽体内に配置する散気装置を備え、散気装置が、上記の何れかのメンブレン式散気装置からなることを特徴とする。 The reaction tank of the present invention includes a tank body for storing the target processing liquid and an air diffuser disposed in the tank, and the air diffuser is composed of any one of the above membrane-type air diffusers. .
以上のように本発明によれば、散気領域には袋状体の軸心方向と直交する幅方向における中央部の少なくとも一部に散気領域よりも剛性が大きい破断抑制領域が存在し、運転状態から運転停止状態への移行時に生じる皺寄せに対して破断抑制領域が曲げ抵抗となる。このため、散気領域が局所的に屈曲することを破断抑制領域によって抑制することができ、材料の疲労に起因して散気領域の長手方向に裂け目が生じることを抑制できる。 As described above, according to the present invention, the air diffusion region has a breakage suppression region having a rigidity higher than that of the air diffusion region in at least a part of the central portion in the width direction orthogonal to the axial direction of the bag-like body, The fracture suppression region becomes a bending resistance against the wrinkling that occurs at the time of transition from the operation state to the operation stop state. For this reason, it can suppress by a fracture | rupture suppression area | region that a diffused area | region bends locally, and it can suppress that a tear arises in the longitudinal direction of a diffused area | region due to fatigue of material.
破断抑制領域は袋状体の軸心方向に沿って散気領域の幅方向の中央部を縦断する縦断領域として形成することが好ましいが、散気領域の幅方向における中央部の少なくとも一部に存在すれば散気領域の長手方向に連続して皺寄せが発生することを抑制してその効果を発揮できるので、破断抑制領域は袋状体の軸心方向と交わる方向に沿って散気領域を横断する横断領域として形成しても本発明を実現できる。 The rupture suppression region is preferably formed as a longitudinal region that longitudinally cuts the central portion in the width direction of the air diffusion region along the axial direction of the bag-like body, but at least part of the central portion in the width direction of the air diffusion region If present, it is possible to suppress the occurrence of continuous wrinkling in the longitudinal direction of the diffused region and to exert its effect, so the fracture-suppressed region is the diffused region along the direction intersecting the axial direction of the bag-like body. The present invention can be realized even when formed as a transverse region that crosses.
散気領域における材料の疲労による破断は散気領域の小孔を起点として発生し易いので、袋状体の軸心方向と直交する幅方向における散気領域の中央部に袋状体の軸心方向に沿って縦断する破断抑制領域を設け、破断抑制領域を非散気領域として形成することにより、散気領域の長手方向に沿って皺寄せが発生しても散気領域の破断を抑制することが可能である。 Fracture due to material fatigue in the diffused region is likely to occur starting from small holes in the diffused region, so the center of the bag-shaped member is at the center of the diffused region in the width direction perpendicular to the axial direction of the bag-shaped member. By providing a rupture suppression region that longitudinally cuts along the direction and forming the rupture suppression region as a non-aeration region, even if squeezing occurs along the longitudinal direction of the diffusion region, the rupture of the diffusion region is suppressed Is possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1から図6において、メンブレン式散気装置1は、本体が帯状に長く延びる袋状体2からなり、袋状体2の一側の外縁に設けた給気口3にノズル4が装着してあり、ノズル4を介して空気供給源(図示省略)に接続する構造をなす。袋状体2の形状は、風船形、円板形、正方形、ひし形、円柱形等の何れの形状であっても良い。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 6, the membrane-type air diffuser 1 is composed of a bag-
袋状体2は軟質弾性材の合成樹脂からなるシート状部材5、6を溶着により相互に接合してなり、本実施の形態では不通気性のシート状部材5および通気性のシート状部材(散気膜)6がポリウレタンからなる。
The bag-
袋状体2は、下面部が不通気性のシート状部材5からなり、上面部が散気領域7を形成する通気性のシート状部材6と、散気領域7を囲む外周領域31と散気領域7の一部を覆う破断抑制領域32を形成する不通気性のシート状部材5とからなる。
The bag-
本実施の形態において、破断抑制領域32は袋状体2の軸心方向に沿って散気領域7の幅方向の中央部を縦断する縦断領域321として形成しており、破断抑制領域32において不通気性のシート状部材5と通気性のシート状部材6が重なることにより、破断抑制領域32はその剛性が散気領域7よりも大きい部位となる。破断抑制領域32は不通気性のシート状部材5の単層とし、かつその厚みや材質を調整することにより破断抑制領域32の剛性を散気領域7よりも大きくすることも可能である。
In the present embodiment, the
破断抑制領域32は縦断領域321に限らず、散気領域7の幅方向における中央部の少なくとも一部に形成することで本発明を実現することができる。例えば図8に示すように、破断抑制領域32は袋状体2の軸心方向と交わる方向に沿って散気領域7を横断する横断領域322として形成することも可能であり、ここでは、横断領域322を袋状体2の軸心方向に対して直交する方向に形成しているが、袋状体2の軸心方向に対して傾斜する方向に形成することも可能である。横断領域322は散気領域7の両側に一対を設ける形態であっても良く、袋状体2の軸心方向に沿って所定間隔で配列することも可能である。したがって、破断抑制領域32は縦断領域321と横断領域322の少なくとも何れかを備えるものであれば良いが、図7に示すように、破断抑制領域32は縦断領域321と横断領域322の双方を備えた形状とすることも可能である。さらに、図9に示すように、破断抑制領域32を網状領域323に形成することも可能であり、袋状体2の軸心方向と直交する幅方向における散気領域7の中央部の少なくとも一部に散気領域7よりも剛性が大きい破断抑制領域32が存在すれば本発明を実現できる。
The present invention can be realized by forming the
また、図10に示すように、通気性のシート状部材6からなる散気領域7の中央部に袋状体2の軸心方向に沿って縦断する破断抑制領域32を設け、破断抑制領域32を小孔のない非散気領域324に形成してもよい。また、通気性のシート状部材6を不通気性のシート状部材5に接合することで散気領域7を構成せずとも、不通気性のシート状部材5の所定の領域に小孔を加工して散気領域7を形成するとともに、不通気性のシート状部材5に袋状体2の軸心方向に沿って縦断する破断抑制領域32として非散気領域324を形成しても良い。
Further, as shown in FIG. 10, a
シート状部材5、6の接合は熱溶着や高周波溶着等に限らず超音波溶着等の他の溶着方法や接着によっても行うことができ、ボルト等の機械的手段を併用することも可能である。シート状部材5、6はポリウレタンに限らず、ポリエステル繊維やナイロン繊維で補強したポリウレタン、シリコンゴム等の他の材質のものを使用することも可能である。
The joining of the sheet-
例えば、散気領域を形成する通気性のシート状部材6にポリウレタンを使用し、散気領域7の外周領域を形成する不通気性のシート状部材5にポリエステル繊維等で補強したポリウレタンを使用することも可能である。
For example, polyurethane is used for the air-permeable sheet-
袋状体2は、下面部の不通気性のシート状部材5と上面部の外周領域の不通気性のシート状部材5とを気密に溶着してなる接合部8を袋状体2の外縁に全周的に形成し、上面部の通気性のシート状部材6と外周領域の不通気性のシート状部材5とを気密に溶着してなる接合部9を散気領域7の全周に沿って形成してある。
The bag-
しかしながら、従来のベースプレートの代替部材となる下面部の不通気性のシート状部材5に代えて樹脂プレートや樹脂パイプを使用することも可能であり、散気膜をなす通気性のシート状部材6と溶着可能な材質であれば良く、その形状、性状を限定するものではない。
However, it is also possible to use a resin plate or a resin pipe in place of the non-breathable sheet-
さらに、図12に示すように、平坦なベースプレート50aに袋状体2を周縁部で接合することも可能であり、図13に示すように、上方に湾曲するベースプレート50bに袋状体2を周縁部で接合することも可能であり、図14に示すように、下方に湾曲するベースプレート50cに袋状体2を周縁部で接合することも可能である。
Further, as shown in FIG. 12, it is possible to join the bag-
図2に示すように、袋状体2の給気口3に挿入したノズル4は複数箇所の溶着部10において下面部の不通気性のシート状部材5と上面部の不通気性のシート状部材5に気密に接合しており、給気口3およびノズル4がシート状部材5、6と平行な方向に向けて開口している。ノズル4の形状は図2に示すものに限らず、任意の形状を採用することが可能であり、ノズル4に対する空気供給源の接続は、上方、下方、水平等の何れの角度から行っても良い。
As shown in FIG. 2, the nozzle 4 inserted into the
図3に示すように、袋状体2は、幅方向の両側において散気領域7の外周領域に袋状体2の長手方向に延びる挿入孔11を設けており、図4に示すように、支持部材12を挿入孔11に挿入してある。
As shown in FIG. 3, the bag-
図5および図6に示すように、支持部材12は、袋状体2の長手方向と平行をなし、支持部材12の軸心方向の両端側に配置した連結固定部13に固定してある。詳細には、支持部材12の両端に形成したねじ部14を連結固定部13に形成したL字形の切り込み口15に挿入し、一対のナット16の間に連結固定部13を挟み込んで固定してある。支持部材12に代えてロッドやワイヤー等の部材を用いることも可能である。尚、ナット16による締結は必ずしも必要ではなく、支持部材12をL字形の切り込み口15に係合させるだけでも良く、散気時に袋状体2が膨らむと両側の支持部材12が相互に接近するので、支持部材12が切り込み口15から離間することはない。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
支持部材12を連結固定部13に固定する構造は上述したものに限らず種々の形態があり、支持部材12をボルト・ナットで連結固定部13の上面に固定することも可能である。
The structure for fixing the
ノズル4は固定バンド17で連結固定部13に押さえ付け、固定バンド17をボルト18およびナット19で連結固定部13に固定してある。連結固定部13はアンカーボルト20で反応槽21に固定してある。
The nozzle 4 is pressed against the
ノズル4は連結固定部13に必ずしも固定する必要はなく、ノズル4を袋状体2の上面に設けることも可能である。
本発明は種々の反応槽21に適用可能であり、例えば、水処理等を行うもので、活性汚泥法等において使用するものである。
The nozzle 4 does not necessarily have to be fixed to the
The present invention can be applied to
以下、上記した構成における作用を説明する。運転時には空気供給源(図示省略)からノズル4および給気口3を通して所定圧力の空気を袋状体2の内部に供給する。運転時に袋状体2は内部に供給した空気の圧力で膨らみ、散気膜をなす通気性のシート状部材6を通して散気領域7から空気が噴出し、噴出する空気を処理槽21の内部の処理対象水中に散気する。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described. During operation, air of a predetermined pressure is supplied from the air supply source (not shown) through the nozzle 4 and the
袋状体2の外縁に設けた給気口3およびノズル4がシート状部材5、6と平行な方向に向けて開口することで、給気口3およびノズル4の軸心方向において空気の流れを阻害する抵抗となる要素がなくなり、給気口3およびノズル4から供給する空気は、下面部の不通気性のシート状部材5と上面部の通気性のシート状部材6および不通気性のシート状部材5との間においてシート状部材5、6に沿って広がり、給気口およびノズル4と対向する反対側の末端にまでスムーズに行き渡り、散気領域7の全面から空気が噴出するので散気の偏りが生じることはない。
The
また、袋状体2の幅方向の両側に配置した支持部材12が袋状体2を散気領域7の外周領域において袋状体2の全長にわたって支持するので、散気時に袋状体2に生じる浮力に抗して袋状体2を水平方向に伸長した状態に保持することができ、かつ浮力に因って袋状体2に生じる応力が袋状体2の全長にわたって分散し、袋状体2の破損を防止できる。
In addition, since the
運転停止時に空気の供給を停止すると、袋状体2は周囲の水圧を受けて上面部の通気性のシート状部材6および不通気性のシート状部材5が下面部の不通気性のシート状部材5に圧接することで、軟質弾性材同士が密着するためより高い止水性を発揮し、給気口3の周囲において上面部の不通気性のシート状部材5と下面部の不通気性のシート状部材5が圧接することで、たとえ小孔から水が入ったとしても給気口周囲は密封されているため止水性が高くなり、周囲の水圧を受ける水が給気口へ逆流することはない。
When the supply of air is stopped when the operation is stopped, the bag-
ところで、運転停止時には、散気領域7の幅方向の中央部に長手方向に沿って皺寄せが生じる場合があり、散気装置の運転と停止により皺が反復的に繰り返し生じ、材料の疲労により散気領域7に長手方向の裂け目が生じることがあり、この裂け目は小孔の開口縁を起点として生じ易い。
By the way, when the operation is stopped, there is a case where wrinkles occur along the longitudinal direction in the center in the width direction of the air diffused
しかしながら本発明では、散気領域7には袋状体2の軸心方向と直交する幅方向における中央部の少なくとも一部に散気領域7よりも剛性が大きい破断抑制領域32が縦断領域321、横断領域322、網状領域323として存在し、図11に示すように、運転状態から運転停止状態への移行時に生じる皺寄せに対して破断抑制領域32が曲げ抵抗となる。このため、散気領域7が局所的に屈曲することを破断抑制領域32によって抑制することができ、材料の疲労に起因して散気領域7の長手方向に裂け目が生じることを抑制できる。
However, in the present invention, the
また、散気領域7における材料の疲労による破断は散気領域7の小孔を起点として発生し易いので、袋状体2の軸心方向と直交する幅方向における散気領域7の中央部に袋状体2の軸心方向に沿って縦断する破断抑制領域32を非散気領域324として形成することにより、散気領域7の長手方向に沿って皺寄せが発生しても散気領域7の破断を抑制することが可能である。
In addition, since fracture due to material fatigue in the air diffused
袋状体2の接合部8、9は軟質弾性材からなるシート状部材5、6を溶着して形成し、双方の部材が接合部8、9の接合面において樹脂の溶融により一体化するので、接合部8、9における気密性が向上し、かつ接合部8、9において応力集中が生じる構造的要素がなく、運転時および運転停止時において応力集中に起因する損傷を防止できる。
Since the
さらに、従来のような、かしめ用の枠や締結用のボルト、ナットが不要で部品点数の削減を図れるとともに、かしめ用の枠や締結用のボルト、ナットの装着時におけるプレス圧や締め付けトルクの調整が不要となり、加工ミス、施工ミスに起因するトラブルを低減できる。 In addition, there is no need for caulking frames, fastening bolts and nuts as in the past, and the number of parts can be reduced, and the press pressure and tightening torque when installing caulking frames, fastening bolts and nuts can be reduced. Adjustment is unnecessary, and troubles caused by processing errors and construction errors can be reduced.
1 メンブレン式散気装置
2 袋状体
3 給気口
4 ノズル
4a フランジ
5 不通気性のシート状部材
6 通気性のシート状部材
7 散気領域
8、9 接合部
10 溶着部
11 挿入孔
12 支持部材
13 連結固定部
14 ねじ部
15 切り込み口
16 ナット
17 固定バンド
18 ボルト
19 ナット
20 アンカーボルト
21 反応槽
31 外周領域
32 破断抑制領域
50a 平坦なベースプレート
50b 上方に湾曲するベースプレート
50c 下方に湾曲するベースプレート
321 縦断領域
322 横断領域
323 網状領域
324 非散気領域
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