JP2714459B2 - 散気装置 - Google Patents

散気装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排水処理曝気槽等に用いられる散気装置並
びに散気装置における空気供給口の逆流防止弁に関する
ものである。
〔従来の技術及びその課題〕
従来、逆流防止弁のない散気装置は送気を停止したと
き汚水が散気装置に逆流し、また、散気板を用いた散気
装置(図−2)においては汚水が散気板(1)、空気室
(2)、空気供給口(3)を経て空気供給管(4)に流
入して溜まる。
送気を再開したとき、溜まった汚水は流入方向と逆方
向に空気供給口(3)、空気室(2)、散気板(1)を
経由して曝気槽に排出されてから散気状態になる。散気
板(1)は汚水通過のとき濾過体の作用をなして汚水中
の浮遊物により目詰まりが促進され、散気板の交換時期
を早める結果となる。排水処理場にては散気板の交換は
排水処理の中断と交換経費の増大を招き重大な問題とな
る。
このため、散気装置に逆流防止弁を設けることで送気
停止時の汚水逆流を防止し、散気板の寿命を延ばし、排
水処理の中断を最小限にし、交換経費を軽減することが
図られねばならない。
この逆流防止弁は送気停止時に確実に作動し、汚水の
逆流を防止するものでなければならず、加えて逆流防止
弁を設けることで送気圧力の増大(圧力損失)を招いて
はならない。
従来の散気装置用逆流防止弁は球体又はゴムシートに
よるものが多用されている。
弁体に球体を使用している逆流防止弁(例えば実開昭
61-51999号公報、実開昭62-174697号公報)は弁座にお
けるパッキンと球体との当り面の真円度が高度に要求さ
れ、その加工精度と弁座への取り付け方法に問題があ
る。
パッキンの加工精度を上げ、高度の真円度を作り得て
も弁座への取り付けで真円度を損なうこともありうるた
め、取り付けに熟練を要する。
また、パッキンにはゴム材料が使用されるのが一般的
であり、このゴム材料を弁座に固定する手法として通常
ゴム系接着剤や瞬間接着剤による固定が行なわれるが、
これらの接着剤によるゴム材料の膨潤、変形、塗布厚み
の不均一、弁座への押しつけ貼り付け時の変形等、変形
要因が多く、シール機能にバラツキが生じ易いという欠
点がある。
一方、弁体にゴムシートを使用する弁(例えば実公昭
60-14560号公報)によれば、特殊な成型によりつくられ
た袋状のゴムパッキン材を弁体に使用し、球体の欠点で
あるパッキン弁座への固定性を向上させ、弁体である袋
状ゴムパッキン材の交換を容易ならしめているが、弁体
の圧力損失の点に問題がある。すなわち、弁体と弁座と
のシールは弁体のゴム材の弾力性によってなされてお
り、送気することで弁体が膨らみ、弁体と弁座に隙間が
生じここより空気が流れ出る仕組みになっているが、ゴ
ム材を膨らませるための圧力損失が大きく、またこの種
の弁はゴム材料硬度のバラツキ、ゴム材料老化による硬
度変化で圧力損失にバラツキが出やすく、多数の散気装
置を並列に設置して使用する場合、曝気に不均一が生じ
易いという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、上記従来技術の問題点を解消すべく鋭意
研究の結果、特定構造の逆流防止弁を有する散気装置
が、圧力損失がなく優れた曝気性を有し、また逆流防止
弁のシール性も優れ弁体のメンテナンス等が簡便に行な
えることを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、散気板、空気室及び空気供給管か
ら前記空気室に連通し前記空気室側に突出している空気
供給口を有し、該空気供給口に逆流防止手段を設けてな
る散気装置において、該逆流防止手段が、前記空気供給
口を弁座とするフラット形弁体と該弁体の中心点から弁
座方向へ垂直に延びて該空気供給口に挿入される弁軸と
からなる逆流防止弁であり、該逆流防止弁は送気時は空
気室内を浮上し、又送気停止時には弁座に当接して空気
供給口をふさぐ可動式のものであることを特徴とする散
気装置を提供するものである。
本発明の散気装置は図−1に示すごとく散気板
(1)、空気室(2)、空気供給口(3)及び空気供給
管(4)を有し、該空気供給口(3)を弁座として弁軸
を有する逆流防止弁(5)が挿入されている。
空気供給口(3)は空気室(2)に向かって突出して
おり、これによって弁のシール性が向上するともに逆流
防止弁(5)の動作を確実なものとしている。空気供給
口が突出していない場合は、該弁体と弁座との密着面積
が大きくなりシール性を確保するための加工精度が特に
要求される。また、密着面積が大きいと、送気開始時、
該弁体を送気圧で浮上させるための圧力が大きくなる場
合があり、多数の散気装置を並列に使用する時、弁の作
動にタイムラグが生ずる恐れがあり、好ましくない。更
に、密着面積が大きいと、シール面へのゴミのカミコミ
によってシール性を損なう確率が高くなり好ましくな
い。
空気供給口の突出高は0.3〜2mmが適当であり、また突
出幅は1〜5mmが適当である。
逆流防止弁(5)は図−3に示すごとく弁板(6)、
弾性シール材(パッキン)(7)からなる弁体(8)及
び該弁体(8)下部に垂直方向に設けられた弁軸(9)
からなる。
弁板(6)の材質としては金属板、合成樹脂板等水中
で沈むに足りる密度を有するものであればいずれを用い
ても製作できるが、加工性の面で合成樹脂板が良い。パ
ッキン(7)としては市販のクロロプレンゴム等が用い
られる。かかる弁板(6)とパッキン(7)から形成さ
れる弁体(8)の形状としては円形状が好ましい。
また、弁軸(9)は市販のステンレス製針金等が用い
られ、弁軸(9)の長さは逆流防止弁(5)が送気によ
り浮上して弁体が散気板(1)に抑止されても弁軸の下
端が空気供給口(3)から外れないだけの長さが必要で
ある。また、弁軸(9)は実用的な強度を有し、しかも
その直径が空気の流通に最小の抵抗を示す太さであるこ
とが好ましい。
弁軸(9)は前記弁板(6)及びパッキン(7)に孔
を開け、接着剤(10)で垂直に固定される。この時の垂
直度は目視により垂直であれば実用上支障はない。逆流
防止弁(5)は送気停止時には自己の重量により空気供
給口(3)をふさぎ、汚水の逆流を防ぐ。
かくして得られた本発明の散気装置用逆流防止弁は、
弁体の直径を空気供給口(3)の径の2〜5倍程度にし
ておけばよい。最小の圧力損失で散気装置を運転するに
は、空気供給口(3)の空気室側に突出した部分を該弁
体で覆うことができる最小の径を選択することが好まし
く、好適には [空気供給口径(mm)−弁軸半径(mm)]×2+1〜8
(mm) の範囲である。例えば弁体の直径が19mmのもので散気装
置の空気供給口の径が4〜8mmのものに適応できる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限
定されるものではない。
実施例1 図−3は本発明の散気装置用逆流防止弁を示す略示図
である。
弁板(6)は厚さ2mmの市販のメチルメタクリレート
樹脂板を用い直径19mmに切断加工し、その中心点に直径
0.6mmの孔を開けて作成した。
パッキン(7)は市販の厚さ0.5mm、硬度50〜60度の
クロロプレンゴムを上記の弁板(6)と同一直径である
19mmに切断し、その中心点に0.6mmの孔を開けて作成し
た。このパッキンに開ける孔は弁軸の軸径によって決め
られるが、出来る限り軸径に近い方が弁軸から外れにく
く、好ましい。
上記の弁板(6)とパッキン(7)を用いて弁体
(8)を作製した。
弁軸(9)は市販の直径0.6mmのステンレス針金を23m
mの長さに切断し、その一端約1mmを直径がおよそ1/2に
なるようにつぶし、弁板(6)の中心点の孔に差し込
み、図−3のごとくエポキシ樹脂接着材(10)で弁体
(8)に対し垂直に取り付け固定する。ステンレス針金
の先端をつぶすことは万一接着剤がはずれても弁板と弁
軸の分離を防止するものである。
市販のステンレス製1B(インチ)8角ニップル(11)
に図−4のごとく7mmのオリフィスを設けた弁座(12)
を固定し、直径19mmの前記逆流防止弁(5)を差し入
れ、ニップル(11)の他端を上水道にホースを介して接
続し、0.5〜1.1kg/cm2の水圧で水洩れテストを実施した
結果、水洩れはなかった。また、水圧の代わりに0.5〜
1.1kg/cm2の空気圧で空気洩れテストを実施した結果、
空気洩れもなかった。
実施例2 実施例1で作成した逆流防止弁を図−1に示すごとく
直径7mmで突出高0.6mm及び突と幅2mmの空気供給口
(3)を有する散気装置に装着する。
散気装置の空気供給口(3)は弁座を兼ねており、こ
こに逆流防止弁(5)を差し込む。この逆流防止弁付き
散気装置(13)を図−5のごとく水槽(14)にセット
し、加圧空気を通じて散気装置(13)の圧力損失を測定
した。
また、比較として図−2に示すような従来の散気装置
を水槽(14)にセットし、同様に圧力損失を測定した。
その結果を表−1に示す。表−1中の単位はmmAqであ
る。
結果 表−1に示すごとく送気量40〜100l/minの範囲におい
ては、逆流防止弁による圧力損失は全くない。
また送気量20l/minにおいては10mm水頭の圧力損失が
発生したが、この種の散気装置の標準使用送気量は40〜
80l/minの範囲であるので、20l/minにおける圧力損失は
実用上あまり支障にはならない。
〔発明の効果〕
本発明の散気装置は特定構造の逆流防止弁を有するた
め汚水のシール性が優れ、圧力損失もなく、メンテナン
スも弁体の交換がワンタッチで行なえるという優れた特
徴を有している。
また、本発明の散気装置に用いられる散気装置用逆流
防止弁は加工、弁の組立て、弁の装着等が容易なため均
一なシール性能が得られ、更に弁体に使用するゴム材料
の硬度のバラツキ、老化による圧力損失のバラツキ等が
改良される。
【図面の簡単な説明】
図−1は本発明の散気装置の断面略示図、 図−2は従来の散気装置の断面略示図、 図−3(a)は本発明の散気装置に用いられる散気装置
用逆流防止弁の平面図、(b)はその断面略示図、 図−4は本発明の逆流防止弁のシール性能を測定するた
めの装置の断面略示図、 図−5は本発明の散気装置の圧力損失を測定するための
フローシートである。 1……散気板、2……空気室 3……空気供給口、4……空気供給管 5……逆流防止弁、6……弁板 7……弾性シール材(パッキン) 8……弁体、9……弁軸 10……接着剤、11……ニップル 12……弁座、13……散気装置 14……水槽

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】散気板、空気室及び空気供給管から前記空
    気室に連通し前記空気室側に突出している空気供給口を
    有し、該空気供給口に逆流防止手段を設けてなる散気装
    置において、該逆流防止手段が、前記空気供給口を弁座
    とするフラット形弁体と該弁体の中心点から弁座方向へ
    垂直に延びて該空気供給口に挿入されている弁軸とから
    なる逆流防止弁であり、該逆流防止弁は送気時は空気室
    内を浮上し、又送気停止時には弁座に当接して空気供給
    口をふさぐ可動式のものであることを特徴とする散気装
    置。
  2. 【請求項2】フラット形弁体が弁板と該弁板の弁座に当
    接する部分に設けられた弾性シート材からなる請求項1
    記載の散気装置。
  3. 【請求項3】弁体が円形状である請求項1又は2記載の
    散気装置。
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