JP2013121569A - 筒状散気装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の大きさの筒状弾性膜を有する筒状散気装置の製造方法の提供。
【解決手段】通気口を有する筒状基材と、前記筒状基材の表面を覆う、微細孔を有する筒状弾性膜とを有する筒状散気装置の製造方法であって、微細孔を有するシート状弾性膜を筒状に丸める工程、筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の対向する辺同士を一体化して筒状弾性膜を得る工程、前工程で得た筒状弾性膜を筒状基材に被せる工程、を有している筒状散気装置の製造方法を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、微生物を用いた生物処理槽での使用に適した筒状散気装置とその製造方法に関する。

気泡発生部材として、各種のゴムメンブレンを用いた微細気泡メンブレンディフューザが知られている。これらは、気泡の直径が小さいため、従来の散気装置と比べ、酸素移動効率が良く、また目詰まりし難いため、下水処理を初めとする多くの排水処理に利用されている。

これらのメンブレンディフューザには、ディスク型、チューブ型、パネル型等の各種形状のものが知られており、気泡発生部材に使用されるゴムとしては、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等から選ばれるものが知られている。

チューブ型のメンブレンディフューザとしては、特許文献１〜４のように、支持管（パイプ）の周囲をゴムメンブレンで覆ったものが知られている。しかし、ゴムメンブレンの大きさは使用する支持管の大きさと合致させる必要があることから、支持管が異なると、そのたびに支持管に合わせて成型する必要があった。

特開２００５−８１２０３号公報 特開２００３−２４５６８４号公報 特開２００９−２７４０１６号公報 特開２０１１−５０８３６号公報

本発明は、要望に応じた様々な大きさの筒状散気膜を備えた筒状散気装置と、前記筒状弾性膜を備えた散気装置を簡単に製造できる散気装置の製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、筒状に丸められた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士が一体化された筒状弾性膜を有する筒状散気装置を提供する。
本発明は、他の課題の解決手段として、
通気口を有する筒状基材と、前記筒状基材の表面を覆う、微細孔を有する筒状弾性膜とを有する筒状散気装置の製造方法であって、
微細孔を有するシート状弾性膜を筒状に丸める工程、
筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の対向する辺同士を一体化して筒状弾性膜を得る工程、
前工程で得た筒状弾性膜を筒状基材に被せる工程、
を有している筒状散気装置の製造方法を提供する。

本発明の製造方法によれば、所望の大きさの筒状弾性膜を有する散気装置を簡単な工程にて得ることができる。

本発明の製造方法で使用するシート状弾性膜の斜視図。 図１で示すシート状弾性膜を丸めたシート状弾性膜の斜視図。 本発明の製造方法で使用する金属製の接続具の部分斜視図。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の製造方法中、丸めたシート状弾性膜を金属製の接続具で一体化する方法を説明するための図。 本発明の製造方法を適用して得られた散気装置の斜視図。 本発明の製造方法を適用して得られた散気装置の使用説明図。

本発明の筒状散気装置と、その製造方法を図面により説明する。
最初の工程にて、図１に示す微細孔１１を有するシート状弾性膜１０を筒状に丸めて、図２に示すような筒状に丸めたシート状弾性膜１２を得る。
このとき筒状に丸めたシート状弾性膜１２は、正対する辺１３と辺１４との間にスリット１５が存在した状態のものである。

図１に示す微細孔１１を有するシート状弾性膜１０は、通常の散気装置で使用されているゴム製又はエラストマー製の膜と同じものを使用することができ、例えば、特開２００６−７５７７１号公報や特開２００７−３８１９８号公報に記載された弾性多孔体と同じものを使用することができる。
微細孔１１の密度は、１ｍ²当たり１万個〜１００万個が好ましい。

次の工程にて、図２に示す筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士を一体化して筒状弾性膜を得る。
筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士を一体化するとき、辺１３、辺１４同士を当接させた状態で、又は辺１３、辺１４同士を重ね合わせた状態で一体化することができる。
辺１３、１４同士を重ね合わせるときには、例えば、辺１３を含む面上に辺１４を含む面の一部が重なるようにする。

筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士を一体化する方法としては、例えば、
（Ａ）筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士の全体を金属製の接続具を介して一体化する方法、
（Ｂ）筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士を当接させた状態で、又は重ね合わせた状態で接着剤で接着又は熱融着する方法、
（Ｃ）筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４同士を当接させた状態で、又は重ね合わせた状態で縫い合わせる方法、
を適用することができる。
これらの方法の中でも、（Ａ）の方法が好ましい。

（Ａ）の方法を実施するために使用する金属製の接続具としては、図３、図４に示すような金属製の接続具２０が好ましい。金属は、防錆性の観点からステンレス等が好ましい。

接続具２０は、図２に示す筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４と同じ長さを有している。
接続具２０は、チューブ状基材３０の周面に対して当接させることができる長さ方向に連続した支持面部２１（内側面２１ａ）と、支持面部２１の長さ方向の両端側から外側に延ばされた部分であり、支持面部２１の外側面２１ｂに対向するように両端側から折り曲げられた第１ａ折曲部２２と第１ｂ折曲部２３と、第１ａ折曲部２２と第１ｂ折曲部２３のそれぞれがさらに反対側に折り曲げられた第２ａ折曲部２４と第２ｂ折曲部２５を有している。
第１ａ折曲部２２と第２ａ折曲部２４により第１溝部２６が形成され、第１ｂ折曲部２３と第２ｂ折曲部２５により第２溝部２７が形成されている。

次に、図３で示す金属製の接続具２０を使用して、図２に示す筒状に丸めたシート状弾性膜１２の正対する辺１３、辺１４を一体化する方法を説明する。
図４（ａ）に示すように、シート状弾性１２膜の一辺１４を第１溝部２６に挟み込み、シート状弾性膜の他の一辺１３を第２溝部２７に挟み込む。
その後、図４（ｂ）に示すように、第１溝部２６と第２溝部２７を厚さ方向に押し潰すことで、シート状弾性膜１２の正対する辺１３、１４を一体化する。
このとき、第１ａ折曲部２２と第２ａ折曲部２４の第１境界部２８と、第１ｂ折曲部２３と第２ｂ折曲部２５の第２境界部２９が近接乃至は接触するようにして第１溝部２６と第２溝部２７を厚さ方向に押し潰すことが好ましく、第１境界部２８と第２境界部２９が接触するようにして厚さ方向に押し潰すことがより好ましい。
このようにして、筒状に丸めたシート状弾性膜１２の辺１３、辺１４同士が接続具２０で一体化された筒状弾性膜３５を得ることができる。
なお、この工程にて、筒状基材３０に筒状に丸めたシート状弾性膜１２を被せた後に接続具２０で一体化することもできるが、この場合には、接続具２０を押し潰すときに筒状基材３０が損傷しないようにする。

次の工程にて、前工程で得た筒状弾性膜３５を筒状基材３０に被せる。
筒状基材３０は、例えば、特開２００９−２７４０１６号公報の図１に示されているチューブ基材１１と同じものを用いることができる。

その後、必要に応じて、図５に示すように、筒状弾性膜３５の長さ方向の両端側を外側から金属製の締め付け具で固定して、散気装置１を得ることができる。金属製の締め付け具は、例えば、特開２００９−２７４０１６号公報の図１に示されている金属バンド３１、３２と同じものを使用することができる。
なお、散気装置１には、特開２００９−２７４０１６号公報の図１に示されてアダプタ１５のような別部材を付設することができる。

本発明の製造方法では、図１に示すようなシート状の弾性膜１０を使用することから、筒状基材３０の大きさや形状に合わせてシート状の弾性膜１０を切断乃至は整形（切断による整形）することで、簡単に所望の散気装置を製造することができる。

次に、本発明の製造方法で得られた図５に示す散気装置１の運転方法を説明する。なお、散気装置１には、、特開２００９−２７４０１６号公報の図１に示されたアダプタ１５を取り付けた。アダプタの開口部と外部の空気源は、空気供給管で接続されている。
散気装置１は、図６に示すようにして、微生物を用いた生物処理槽の底面５０（又は適当な台上）に直接に横向きに置く。このとき散気装置１は、接続具２０が生物処理槽の底面５０側になるように設置する。
この状態で通気運転を開始すると、水圧の作用によって、気泡は実質的に散気装置１の中心線Ｘよりも上側から放出される。

図５で示す散気装置１では、接続具２０の部分からの気泡の放出がないことから、接続具２０がないものと比べると散気可能面積が小さくなるが、上記のとおり、実際の運転時においては、底面５０側の接続具２０が位置する面から気泡が放出されることはないため、散気運転には全く影響しない。
また、散気運転の継続によって、上面側（中心線Ｘよりも上側）が目詰まりしたとき、下面側（中心線Ｘよりも下側）から気泡が放出される場合がある。このような場合には、下面側から放出された気泡が散気装置１の外面に沿って上面に移動する過程で合体して粗大気泡となり、微細気泡を発生できなくなり、実質的に散気装置として機能しなくなるので、接続具２０によって散気運転が阻害されることはない。

１ 散気装置
１０ シート状弾性膜
１１ 微細孔
１２ 丸めたシート状弾性膜
２０ 接続具
２１ 支持面部
２２ 第１ａ折曲部
２３ 第１ｂ折曲部
２４ 第２ａ折曲部
２５ 第２ｂ折曲部
２６ 第１溝部
２７ 第２溝部
２８ 第１境界部
２９ 第２境界部
３０ 筒状基材
３５ 筒状弾性膜

Claims (8)

1. 筒状に丸められた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士が一体化された筒状弾性膜を有する筒状散気装置。
2. 前記筒状弾性膜が、筒状に丸められた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士が金属製の接続具を介して一体化されたものである、請求項１記載の筒状散気装置。
3. 前記筒状弾性膜が、筒状に丸められた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士が金属製の接続具を介して一体化されたものである、請求項１記載の筒状散気装置であって、
   前記金属の接続具が、
   シート状弾性膜の正対する辺と同じ長さを有するものであり、
   チューブ状基材の周面に対して当接させることができる長さ方向に連続した支持面部と、
   前記支持面部の長さ方向の両端側から外側に延ばされた部分であり、前記支持面部の外側面に対向するように両端側から折り曲げられた第１ａ折曲部と第１ｂ折曲部と、前記第１ａ折曲部と前記第１ｂ折曲部のそれぞれがさらに反対側に折り曲げられた第２ａ折曲部と第２ｂ折曲部を有しており、
   前記第１ａ折曲部と前記第２ａ折曲部により第１溝部が形成され、前記第１ｂ折曲部と前記第２ｂ折曲部により第２溝部が形成されたものであり、
   前記筒状に丸められた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士が、
   前記シート状弾性膜の一辺が前記第１溝部に挟み込まれ、前記シート状弾性膜の他の一辺が前記第２溝部に挟み込まれた状態で、
   前記第１溝部と前記第２溝部が、前記第１ａ折曲部と前記第２ａ折曲部の第１境界部と、前記第１ｂ折曲部と前記第２ｂ折曲部の第２境界部が近接乃至は接触するようにして厚さ方向に押し潰されることで一体化されているものである、筒状散気装置。
4. 通気口を有する筒状基材と、前記筒状基材の表面を覆う、微細孔を有する筒状弾性膜とを有する筒状散気装置の製造方法であって、
   筒状基材の周面に対して、微細孔を有するシート状弾性膜を被せた状態で筒状に丸める工程、
   筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士を一体化して、筒状弾性膜を形成する工程、
   を有している筒状散気装置の製造方法。
5. 筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士を一体化する工程が、前記シート状弾性膜の正対する辺同士の全体を金属製の接続具を介して一体化する工程である、請求項４記載の筒状散気装置の製造方法。
6. 筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士を一体化する工程が、前記シート状弾性膜の正対する辺同士の全体を金属製の接続具を介して一体化する工程であり、
   この工程で使用する金属製の接続具が、
   シート状弾性膜の正対する辺と同じ長さを有するものであり、
   チューブ状基材の周面に対して当接させることができる長さ方向に連続した支持面部と、
   前記支持面部の長さ方向の両端側から外側に延ばされた部分であり、前記支持面部の外側面に対向するように両端側から折り曲げられた第１ａ折曲部と第１ｂ折曲部と、前記第１ａ折曲部と前記第１ｂ折曲部のそれぞれがさらに反対側に折り曲げられた第２ａ折曲部と第２ｂ折曲部を有しており、
   前記第１ａ折曲部と前記第２ａ折曲部により第１溝部が形成され、前記第１ｂ折曲部と前記第２ｂ折曲部により第２溝部が形成されたものであり、
   前記シート状弾性膜の正対する辺同士の全体を金属製の接続具を介して一体化する工程が、
   前記シート状弾性膜の一辺を前記第１溝部に挟み込み、前記シート状弾性膜の他の一辺を前記第２溝部に挟み込んだ後、
   前記第１溝部と前記第２溝部を厚さ方向に押し潰すことで、前記シート状弾性膜の正対する辺同士を固定する工程であり、
   前記第１ａ折曲部と前記第２ａ折曲部の第１境界部と、前記第１ｂ折曲部と前記第２ｂ折曲部の第２境界部が近接乃至は接触するようにして前記第１溝部と前記第２溝部を厚さ方向に押し潰して固定する工程である、請求項４記載の筒状散気装置の製造方法。
7. 筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士を一体化する工程が、前記シート状弾性膜の正対する辺同士の全体を接着剤で接着する又は熱融着する工程である、請求項４記載の筒状散気装置の製造方法。
8. 筒状に丸めた微細孔を有するシート状弾性膜の正対する辺同士を一体化する工程が、前記シート状弾性膜の正対する辺同士の全体を工程である、請求項４記載の筒状散気装置の製造方法。

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