JP2020014999A - 散気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑制でき、散気運転を間欠的に行っても、スリット部分に亀裂が発生しにくく、長期間にわたって安定して気泡を発生させることができる散気装置を提供する。【解決手段】空気導入口と空気吹出口とを備えたチューブ基材と、前記チューブ基材の外側表面を覆う弾性膜体と、を有し、前記弾性膜体は、内側表面から外側表面に連通するスリットを複数個備える散気装置であって、前記弾性膜体の前記内側表面は、前記チューブ基材側に突出し、前記チューブ基材の軸方向に向けて延びる凸部が設けられていることを特徴とする散気装置。【選択図】図１

Description

本発明は、散気装置に関するものである。

排水中の有機物を除去する方法として、活性汚泥法が広く利用されている。活性汚泥法とは、処理槽内の汚泥中に生息している好気性微生物を用いて、被処理水中の有機物を分解する方法である。この活性汚泥法を利用した排水処理施設では、好気性微生物の活性を高めるために、処理槽内に散気装置を設置して、処理槽外に配置したブロワ（送風機）から送られた空気を、散気装置を用いて処理槽内に供給して被処理水中の溶存酸素量を高くすることが行われている。

散気装置としては、多数のスリットを備えた弾性膜体を利用したものが知られている。この弾性膜体を利用した散気装置は、ブロワから送られた空気の圧力で弾性膜体を伸張させることによって、スリットを開かせ、その開いたスリットから空気を微細な気泡として放出させる構成とされている。散気装置は、弾性膜体の形状で分けて、チューブ型、ディスク型、パネル型に分類されるが、チューブ型は、弾性膜体を均一に伸張させやすく、サイズが微細でかつ均一な気泡を発生させやすいことから広く利用されている。

特許文献１には、チューブ型の散気装置として、チューブ基材と、そのチューブ基材の外側表面を覆う弾性膜体（弾性フィルム）とを有する散気装置（チューブ型メンブレンディフューザ）が開示されている。この散気装置では、チューブ基材と弾性膜体との間に空気を供給することによって、弾性膜体のスリットから気泡を発生させる。この特許文献１によると、散気装置の湿式通気抵抗及び／又は通気量を所定値以下に設定して通気することによって、圧力損失や使用時における送風機の負担を抑制しながら、発生する気泡の径を小さくし、気泡の分布幅を狭くすることができるとされている。

上記の弾性膜体を利用したチューブ型の散気装置では、散気運転時は、ブロワから送られた空気によって、チューブ基材の内側から外側に向けた圧力が弾性膜体に付与されるため、弾性膜体は全体的に外側に伸張する。その一方で、散気運転の停止時には、チューブ基材内部に生じる負圧と処理槽内の被処理水からチューブ基材に向けた水圧とが弾性膜体に付与されて、弾性膜体はチューブ基材に押し付けられる。そのため、散気運転を間欠的に繰り返し行うと、弾性膜体がスリット部分から裂けるおそれがあった。また、散気運転の停止によって、弾性膜体に負圧と水圧とが付与されることにより、弾性膜体のスリットの一部が開いて、処理槽内の被処理水や汚泥がチューブ基材の内部に侵入し、散気運転時の圧力損失を高めるおそれがあった。

弾性膜体に負圧と水圧とが付与されることによる問題点を解決するために、スリットの形状を工夫することが検討されている。
例えば、特許文献２には、弾性膜体がスリット部分から裂けることを防止するために、スリットを非直線状とすることが開示されている。この特許文献２には、スリットの形状として弧状、山形状が記載されている。

また、特許文献３には、散気停止時に、チューブ基材に汚泥が侵入することを防止するために、弾性膜体の表裏を貫通するスリットの切断面を弾性膜体の半径方向に対して傾斜させることが開示されている。

特開２００８−２２１１５８号公報 特開２０００−１８５２４５号公報 特開２０１１−１２５７８１号公報

ところで、排水処理施設において、被処理水中の溶存酸素量を高くするために、ブロワから散気装置に送られる空気の供給量を多くすることは有効である。しかしながら、ブロワの空気の供給量を多くした状態で散気運転を停止すると、弾性膜体に部分的なシワ（膨らみ）が発生しやすくなることが判明した。これは、弾性膜体とチューブ基材との間の空間が広がり、空気が部分的に残りやすくなったためであると考えられる。特に、空気は上方に移動しすいため、弾性膜体の上部にシワが発生しやすくなる傾向があった。

散気運転の停止により弾性膜体にシワが発生すると、散気運転を間欠的に行った場合に、シワが発生しやすい部分を起点として、弾性膜体のスリット部分に亀裂が発生するおそれがある。このため、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑制することは重要である。しかしながら、特許文献２および特許文献３に開示されているようなスリットの形状を工夫することでは、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑えることは困難であった。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑制でき、散気運転を間欠的に行っても、スリット部分に亀裂が発生しにくく、長期間にわたって安定して気泡を発生させることができる散気装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。

（１）本発明の一態様に係る散気装置は、空気導入口と空気吹出口とを備えたチューブ基材と、前記チューブ基材の外側表面を覆う弾性膜体と、を有し、前記弾性膜体は、内側表面から外側表面に連通するスリットを複数個備える散気装置であって、前記弾性膜体の前記内側表面に、前記チューブ基材側に突出し、前記チューブ基材の軸方向に向けて延びる凸部が設けられていることを特徴とする。

上記態様の散気装置によれば、弾性膜体の内側表面に設けられている凸部の厚みにより剛性が増すことで、散気運転を停止したときに、弾性膜体の撚れの発生を抑制でき、また、凸部を配置することで、凸部が設けられていない弾性膜体の厚さの薄い部分の形状の変化量を小さくすることができる。このため、上記態様の散気装置によれば、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑制することができる。

（２）前記（１）に記載の散気装置において、前記凸部は、４個以上設けられていてもよい。
凸部が４個以上あると、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生をより抑えることができる。

（３）前記（１）または（２）に記載の散気装置において、前記凸部は、厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあり、幅が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内にあってもよい。
凸部の厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあると、凸部の剛性を確実に高めることができ、散気運転を停止して、弾性膜体に負圧と水圧とが付与されたときに、凸部が変形しにくくなり、かつ凸部が設けられていない弾性膜体の厚さの薄い部分の形状の変化量を小さくすることができる。また、凸部の幅が５ｍｍ以上であると、凸部の剛性をより確実に高めることができ、散気運転を停止して、弾性膜体に負圧と水圧とが付与されたときに、凸部が変形しにくくなり、かつ凸部が設けられていない弾性膜体の厚さの薄い部分の形状の変化量を小さくすることができる。さらに、凸部の幅が１５ｍｍ以下であると、凸部が設けられていない厚さの薄い部分、すなわち空気の圧力によって伸張しやすい部分の面積が確保されるので、散気運転時に気泡を安定して発生させることができる。

（４）前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の散気装置において、前記弾性膜体は、前記チューブ基材側とは反対側に湾曲し、かつ前記チューブ基材の軸方向に向けて延びる湾曲部が設けられていてもよい。この場合、前記湾曲部は、曲率半径が前記チューブ基材の半径よりも小さいことが好ましい。
弾性膜体に湾曲部を設けることによって、湾曲部の内側表面とチューブ基材の外側表面との空間が形成される。散気運転時では、この空間に空気が流れることにより、湿式通気抵抗が低減し、酸素移動効率が向上すると共に、弾性膜体全体をより均一に伸張させることができるので、長期間にわたって安定して気泡を発生させることができる。

（５）前記（４）に記載の散気装置において、前記湾曲部が、前記チューブ基材に備えられた前記空気吹出口と対向する位置に設けられていてもよい。
湾曲部を空気吹出口と対向する位置に設けることによって、湾曲部の内側表面とチューブ基材の外側表面との空間に空気が流れやすくなる。散気運転時での湿式通気抵抗がより低減し、酸素移動効率がより向上する。

（６）前記（５）に記載の散気装置において、前記チューブ基材は前記空気吹出口を２個備え、前記弾性膜体の前記湾曲部が、前記２個の前記空気吹出口のそれぞれと対向する位置に設けられていてもよい。
チューブ基材が空気吹出口を２個備え、弾性膜体の湾曲部が、２個の空気吹出口のそれぞれと対向する位置に設けられていることによって、散気運転時での湿式通気抵抗がさらに低減し、酸素移動効率がさらに向上する。

本発明によれば、散気運転停止時での弾性膜体のシワの発生を抑制でき、散気運転を間欠的に行っても、スリット部分に亀裂が発生しにくく、長期間にわたって安定して気泡を発生させることができる散気装置を提供することが可能となる。

本発明に係る一実施形態の散気装置の斜視図である。 図１に示す散気装置の分解斜視図である。 図１に示す散気装置のIII−III線断面図である。 図１に示す散気装置の弾性膜体を説明する図であり、（Ａ）は弾性膜体の横断面図であり、（Ｂ）は弾性膜体の縦断面図である。 図１に示す散気装置の散気運転停止時の状態を説明する図であり、（Ａ）は散気装置の横断面図であり、（Ｂ）は要部拡大断面図である。 図１に示す散気装置の散気運転時の状態を説明する図であり、（Ａ）は散気装置の横断面図であり、（Ｂ）は要部拡大断面図である。

以下、本発明に係る一実施形態の散気装置について図面を参照して説明する。
本実施形態の散気装置は、例えば、排水処理施設で利用される。具体的には、活性汚泥法によって排水中の有機物を除去するための処理槽内に設置されて、処理槽外に配置されたブロワから送られた空気を、処理槽内に供給するための散気装置として利用される。

図１は、本発明に係る一実施形態の散気装置の斜視図である。図２は、図１に示す散気装置の分解斜視図であり、図３は、図１に示す散気装置のIII−III線断面図である。図４は、図１に示す散気装置の弾性膜体を説明する図であり、（Ａ）は弾性膜体の横断面図（弾性膜体を（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図）であり、（Ｂ）は弾性膜体の縦断面図（弾性膜体を（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図）である。

図１〜図４に示すように、本実施形態の散気装置１０は、チューブ基材２０と、チューブ基材２０の外側表面を覆う弾性膜体３０とを有する。チューブ基材２０と弾性膜体３０とは、バンド４１、４２によって固定されている。なお、図３において、矢印は空気の流れを示す。

チューブ基材２０は、アダプター２１と筒体２６とからなる。アダプター２１は、一方の端部に空気導入口２２を備え、他方の端部が隔壁２３で封止された円筒体である。空気導入口２２は、ブロワと配管を介して接続される。アダプター２１は、側面に空気吹出口２４を備える。空気吹出口２４は、空気導入口２２に導入された空気を外部に吹き出す。空気吹出口２４は、互いに対向する位置で２個備えられている。また、アダプター２１は他方の端部に筒状突起部２５を備える。筒状突起部２５に筒体２６を挿入することによって、アダプター２１と筒体２６とが接続して、チューブ基材２０を構成する。

チューブ基材２０のサイズは、特に制限はないが、例えば、外径が５９ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内、軸方向の長さが５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲内である。

チューブ基材２０を構成するアダプター２１及び筒体２６の材料は、特に制限はないが、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。アダプター２１及び筒体２６は、例えば、射出成形によって製造することができる。

弾性膜体３０はチューブ状とされていて、内側表面から外側表面に連通するスリット３１を複数個備える。スリット３１の長さは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内にあることが好ましい。スリットの長さがこの範囲内にあると、サイズが微細でかつ均一な気泡を発生させやすくなる。

弾性膜体３０は、チューブ基材２０側に突出し、かつチューブ基材２０の軸方向に向けて延びる凸部３２が６個、チューブ基材２０側とは反対側に湾曲し、かつチューブ基材２０の軸方向に向けて延びる湾曲部３３が２個それぞれ設けられている。６個の凸部３２と２個の湾曲部３３は、それぞれ互いに等間隔で配置されている。

凸部３２は、弾性膜体３０の剛性を高めて、散気運転を停止して、弾性膜体３０に負圧と水圧とが付与されたときに、弾性膜体３０に撚れを発生させにくくする機能を有する。また、凸部３２は、散気運転を停止したときに、チューブ基材２０の外側表面に接触して、凸部３２が設けられていない弾性膜体３０の厚さの薄い部分の形状の変化量を抑制する機能を有する。凸部３２は、それぞれ厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあり、幅が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内とされている。凸部３２の厚さが１ｍｍ未満であると、弾性膜体３０の剛性を高める機能が低下するおそれがある。一方、凸部３２の厚さが３ｍｍを超えると、凸部３２が設けられている部分を含んだ弾性膜体３０の最小内径が、チューブ基材２０の外径よりも小さくなり、チューブ基材２０への弾性膜体３０の装着が難しくなる。また、散気装置１０を停止した状態においても弾性膜体３０の伸張量が大きくなり、スリット３１が開いたままになってしまうおそれがある。

また、凸部３２の幅が５ｍｍ未満であると、弾性膜体３０の剛性を高める機能が低下するおそれがある。一方、凸部３２の幅が１５ｍｍを超えると、凸部３２が設けられていない弾性膜体３０の厚さの薄い部分、すなわち空気の圧力によって伸張しやすい部分の面積が相対的に狭くなるので、散気運転時に気泡を安定して発生させることができなくなるおそれがある。
なお、凸部３２が設けられている部分は、スリット３１を設けてもよいし、設けなくてもよい。

湾曲部３３は、曲率半径がチューブ基材２０の半径よりも小さくなっており、これによって湾曲部３３の内側表面とチューブ基材２０の外側表面との間に空間３５を形成する機能を有する。湾曲部３３は、互いに対向する位置で２個備えられており、２個の湾曲部３３はそれぞれ、チューブ基材２０に備えられた空気吹出口２４と対向するように配置されている。

湾曲部３３の内側表面には、肉厚部３４が設けられている。肉厚部３４は、散気運転を停止した時に生じる負圧によって、湾曲部３３が空気吹出口２４に吸い込まれることを防止する。肉厚部３４の厚さは、特に制限はないが、好ましくは３ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内である。

弾性膜体３０の材料としては、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料を用いることができる。弾性膜体３０は、例えば、コンプレッション成形や押出成形によって製造することができる。

次に、散気装置１０の散気運転時の動作について説明する。
図５は、散気装置１０の散気運転停止時の状態を説明する図であり、（Ａ）は散気装置１０の横断面図（散気装置１０をチューブ基材２０の軸方向の中心線に対して垂直に切断した図）であり、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
図５に示すように、散気運転停止時の散気装置１０では、弾性膜体３０の凸部３２は、チューブ基材２０の外側表面に接触している。また、この散気運転停止時では、弾性膜体３０のスリット３１は閉じている。

図６は、散気装置１０の散気運転時の状態を説明する図であり、（Ａ）は散気装置１０の横断面図であり、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
図６に示すように、散気運転時の散気装置１０では、空気導入口２２に送られた空気が空気吹出口２４と通って、弾性膜体３０の湾曲部３３の内側表面とチューブ基材２０の外側表面との間の空間３５に供給される。この空間３５に供給された空気によって、弾性膜体３０は全体的に外側に伸張する。これにより、弾性膜体３０の凸部３２が、チューブ基材２０の外側表面から離脱して、凸部３２とチューブ基材２０の外側表面との間に空間が形成されると共に、スリット３１が開き、その開いたスリット３１から空気が微細な気泡として放出される。

以上のように構成された本実施形態の散気装置１０によれば、散気運転を停止したときは、図５に示すように、凸部３２が弾性膜体３０に撚れを発生させずに、チューブ基材２０の外側表面に接触することによって、凸部３２が設けられていない厚さの薄い部分の形状の変化量を小さくすることができる抑制される。このため、本実施形態の散気装置１０によれば、散気運転停止時での弾性膜体３０のシワの発生を抑制することができる。

また、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０の凸部３２が６個あるので、散気運転停止時での弾性膜体３０のシワの発生をより抑制することができる。

また、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０の凸部３２は、厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあり、幅が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内とされているので、凸部３２の剛性が高く、散気運転を停止して、弾性膜体３０に負圧と水圧とが付与されたときに、凸部３２が変形しにくく、かつ凸部３２が設けられていない厚さの薄い部分の形状の変化量を小さくすることができる。さらに、凸部３２の幅が１５ｍｍ以下とされているので、凸部３２が設けられていない厚さの薄い部分、すなわち空気の圧力によって伸張しやすい部分の面積が確保されるので、散気運転時に気泡を安定して発生させることができる。

さらに、本実施形態の散気装置１０では、チューブ基材２０は空気吹出口２４を２個備え、弾性膜体３０の湾曲部３３が、空気吹出口２４のそれぞれと対向する位置に設けられている。これにより、散気運転時では、弾性膜体３０の湾曲部３３の内側表面とチューブ基材２０の外側表面との間の空間３５に空気が流れるため、湿式通気抵抗が低減し、酸素移動効率が向上すると共に、弾性膜体３０全体をより均一に伸張させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが可能である。また、実施形態には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０の凸部３２は６個とされているが、これに限定されるものではない。凸部３２の個数は１個であってもよいが、４個以上であることが好ましい。凸部３２を４個以上設けると、散気運転の停止時のシワの発生をより抑えることができる。一方、凸部３２の個数が多くなりすぎると、凸部３２が設けられていない厚さの薄い部分、すなわち空気の圧力によって伸張しやすい部分の面積が相対的に狭くなり、性能が低下するおそれがある。このため、凸部３２の個数は１０個以下であることが好ましい。弾性膜体３０の内側表面のうち凸部３２が設けられている部位の面積率は、３％以上３２％以下の範囲内にあることが好ましく、１３％以上１９％以下の範囲内にあることがより好ましい。

また、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０の湾曲部３３は２個とされているが、これに限定されるものではない。湾曲部３３の個数は１個であってもよいが、２個以上あることが好ましい。

また、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０は、チューブ状とされているが、これに限定されるものではない。例えば、弾性膜体３０をシート状として、チューブ基材２０に巻き付けてもよい。

さらに、本実施形態の散気装置１０では、弾性膜体３０の凸部３２は、チューブ基材２０の軸方向に向けて直線状に延びているが、チューブ基材２０の軸方向に向けて延びていれば、これに限定されるものではない。例えば、凸部３２は、らせん状や波状であってもよい。

［実施例１］
チューブ基材として、左右に対向配置された２個の空気吹出口を備えたものを用意した。また、弾性膜体として、内側表面の上下に対向配置された２個の凸部と、左右に対向配置された２個の湾曲部を有する弾性膜体を用意した。そして、チューブ基材の外側表面を、湾曲部が空気吹出口と対向する位置関係となるように弾性膜体で被覆し、次いでチューブ基材と弾性膜体とをバンドで固定して散気装置を作製した。なお、チューブ基材は、外径を８９．０ｍｍ、長さを５００ｍｍとした。弾性膜体は内径を９１．０ｍｍ、厚さを２．０ｍｍ、長さを５００ｍｍとした。凸部は、幅を１０ｍｍ、厚さを２．０ｍｍとした。湾曲部は、曲率半径を１０ｍｍとし、肉厚部の厚さを２．０ｍｍとした。

［実施例２］
弾性膜体として、内側表面の下部に配置された凸部と、その凸部に対して中心角が１２０度となる位置に配置された２個の凸部と、左右に対向配置された２個の湾曲部を有する弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例３］
弾性膜体として、内側表面に中心角が９０度となるように配置された４個の凸部と、左右に対向配置された２個の湾曲部とが、凸部と湾曲部の中心角が４５度となるように配置された弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例４］
弾性膜体として、６個の凸部と２個の湾曲部とがそれぞれ互いに等間隔で、かつ２個の湾曲部が左右に対向配置された弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例５］
チューブ基材として、上下に対向配置された２個の空気吹出口を備えたもの用い、弾性膜体として、６個の凸部と２個の湾曲部とがそれぞれ互いに等間隔で、かつ２個の湾曲部が上下に対向配置された弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例６］
弾性膜体として、凸部の幅が５ｍｍであること以外は実施例４と同じ構成の弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例７］
弾性膜体として、凸部の幅が１５ｍｍであること以外は実施例４と同じ構成の弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［実施例８］
弾性膜体として、凸部の厚さが３ｍｍであること以外は実施例４と同じ構成の弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［比較例１］
弾性膜体として、凸部と湾曲部とを有しない弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。なお、弾性膜体は内径を８９．６ｍｍ、厚さを１．７ｍｍ、長さを５００ｍｍとした。

［比較例２］
チューブ基材として、上下に対向配置された２個の空気吹出口を備えたものを用い、弾性膜体として、凸部を有さず、上下に対向配置された２個の湾曲部を有する弾性膜体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして散気装置を作製した。

［評価］
作製した散気装置の空気導入口に、ブロワと減圧ポンプとに切替可能に接続している空気搬送管を取り付けて、水で満たした処理槽の水深３５０ｍｍの位置に浸漬した。次いで、ブロワから送られた空気を、空気搬送管を介して散気装置の空気導入口に１００Ｌ／分の流量で３０秒間供給する散気運転を行った。散気運転中、通気性と発泡状態を下記のようにして評価した。その後、散気運転を停止して、弾性膜体のシワの発生の有無を下記のようにして評価した。それらの評価結果を、下記の表１に示す。

（通気性）
通気性は、散気運転中の湿式通気抵抗により評価した。湿式通気抵抗は、空気の供給量２００Ｌ／分（２０℃、１気圧に換算した値）における散気装置の入口での圧力を測定し、その値から散気装置を浸漬させた水深の水圧値を引いて求めた。
湿式通気抵抗が２．８ｋＰａ以上３．８ｋＰａ以下の範囲内であった場合を「〇」、湿式通気抵抗が上記の範囲外であった場合を「×」と判断した。

（発泡状態）
発泡状態の評価は、散気装置の空気吹出口から軸方向に２５０ｍｍ離れた位置の発泡状態と、空気吹出口から軸方向に５００ｍｍ離れた位置の発泡状態とを比較することによって行った。発泡状態の比較の結果、均一であった場合を「〇」、不均一であった場合を「△」と判断した。

（シワの発生の有無）
散気運転を停止した後、空気搬送管を減圧ポンプに接続して、チューブ基材の内部を−５０ｋＰａで３０秒間減圧した。減圧中、散気装置の弾性膜体の外側表面を目視で観察した。弾性膜体の表面にシワが確認された場合は、シワの発生場所を確認した。

弾性膜体の表面にシワが確認されなかった場合は、再度、空気搬送管をブロワに接続して、上記の条件で散気運転した後、散気運転を停止し、次いで、空気搬送管を減圧ポンプに接続してチューブ基材の内部を上記の条件で減圧する間欠散気運転操作を繰り返した。

その結果、間欠散気運転操作を３回繰り返した後でも、シワが確認されない場合を「〇」、１回目の間欠散気運転操作のときにシワの発生が確認された場合を「×」と判断した。

凸部と湾曲部とを有しない弾性膜体を用いた比較例１の散気装置では、空気吹出口から軸方向に離れるにしたがって発泡量が明らかに低下しており、発泡状態が不均一であった。また散気運転の停止後は、弾性膜体の上部に顕著なシワが発生した。
湾曲部のみを有する弾性膜体を用いた比較例２の散気装置では、発泡状態は向上したが、散気運転の停止後は、弾性膜体の上部と下部にシワが発生した。下部にシワが発生した理由は、散気運転の停止後に下部に溜まった空気が抜ける前に、チューブ基材と弾性膜体とが部分的に密着して、空気が抜けにくくなったためであると考えられる。

これに対して、凸部と湾曲部とを有する弾性膜体を用いた実施例３〜８の散気装置では、発泡状態は均一で、散気運転の停止後の弾性膜体にシワが発生しにくくなった。特に、凸部の個数が４個以上とされた弾性膜体を用いた実施例３〜８の散気装置では、３回間欠運転を行っても弾性膜体にシワが発生しなかった。特に、実施例４の散気装置では、１００００回間欠運転を行っても弾性膜体にシワが発生しなかった。

以上の結果から、本実施例によれば、散気運転の停止時における弾性膜体のシワの発生を抑制し、散気運転を間欠的に行っても、スリット部分に亀裂が発生しにくく、長期間にわたって安定して気泡を発生させることができる散気装置を提供することが可能となることが確認された。

１０ 散気装置
２０ チューブ基材
２１ アダプター
２２ 空気導入口
２３ 隔壁
２４ 空気吹出口
２５ 筒状突起部
２６ 筒体
３０ 弾性膜体
３１ スリット
３２ 凸部
３３ 湾曲部
３４ 肉厚部
３５ 空間
４１、４２ バンド

Claims (6)

1. 空気導入口と空気吹出口とを備えたチューブ基材と、前記チューブ基材の外側表面を覆う弾性膜体と、を有し、前記弾性膜体は、内側表面から外側表面に連通するスリットを複数個備える散気装置であって、
   前記弾性膜体の前記内側表面に、前記チューブ基材側に突出し、前記チューブ基材の軸方向に向けて延びる凸部が設けられていることを特徴とする散気装置。
2. 前記凸部が、４個以上設けられていることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
3. 前記凸部は、厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内にあり、幅が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲内にあることを特徴とする請求項１または２に記載の散気装置。
4. 前記弾性膜体は、前記チューブ基材側とは反対側に湾曲し、かつ前記チューブ基材の軸方向に向けて延びる湾曲部が設けられていて、前記湾曲部は、曲率半径が前記チューブ基材の半径よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の散気装置。
5. 前記湾曲部が、前記チューブ基材に備えられた前記空気吹出口と対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の散気装置。
6. 前記チューブ基材は前記空気吹出口を２個備え、前記弾性膜体の前記湾曲部が、前記２個の前記空気吹出口のそれぞれと対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の散気装置。

Images