JP4723696B2 - 流体を曝気する散気装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、家庭下水と産業廃水の曝気に特定の用途を有する、流体を曝気する散気装置と、散気装置を管に固定する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
曝気用の散気装置は、気体の流れを流体中において細かい気泡の流れに変換するように作用する。散気装置では、気泡を形成するためにセラミック材が広範に使用されている。標準的なセラミック材の形態は円板状またはドーム状である。セラミック材内の細孔により、空気流がその細孔を通過するときにセラミック材の外面に気泡が形成される。しかしながら、空気流が停止すると、周囲の流体内に存在する砂塵や生物有機体がセラミック材の細孔に入り、散気装置の閉塞が生じることがある。したがって、セラミック材は、空気流の中断が頻繁に生じることがある用途には適切ではない。
【0003】
公知の他の散気装置は、バンド状の締め具によりチューブの両端で締め付けられる弾性スリーブ内に収納され、水平に配向するPVCチューブから構成される。空気は、PVCチューブの接続口を通じてPVCチューブと弾性スリーブとの間に形成される環状空間に送られる。環状空間内の空気圧が増加すると、スリーブ内の小さいスリットが開き、空気がスリーブを通過してスリーブの外面に気泡が形成する。空気流が停止すると、スリーブ膜が閉じ、流体が散気装置中に逆流するのが抑制される。このような散気装置は、スリーブの下側が作動しないので余分であり、また、スリーブの垂直上方側において気泡が合体する傾向にあり、散気効率が低下するため効率的ではない。
【0004】
シート状の弾性膜も円板型および方形板型の散気装置に使用され、シート状の弾性膜は、従来、カバープレートやねじなどの手段によって散気装置へ固定される。しかしながら、このような固定は面倒であるとともに、多くの設置時間を必要とする。一般に公知の散気板は、比較的小形であり、通常、直径または長さが0.5メートル未満である。このように比較的小さいサイズのため、多数の散気装置が必要であり、一定の設備内において空気供給源まで所定数の散気装置組立体を接続するため、多大な配管作業が必要であり、その結果、組立時間が増加し、設置コストが上昇する。
【0005】
散気装置上で対応する管継手と係合し、通常、ねじ込み式管継手を有する専用の配管が、散気装置設備に使用される。この配管は、断面が方形もしくは円形の鋼管またはステンレス管であることが多い。このような配管は比較的高価であり、また、管継手の使用は、配管にかなりの作業を必要とするため、組立および設置に時間を要する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、設置および関連する保守の費用を削減する必要性、さらに曝気用散気装置を容易に設置し、維持できるようにすることが肝要である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の態様において、流体を曝気する散気装置が提供され、その散気装置は、細長いベースと、膜の面から突き出して膜の周辺領域に沿って延びる少なくとも1つの封止帯片を有する、ベースの表面を覆う多孔弾性膜とから構成され、
少なくとも1つの封止帯片は、細長い方向に延びるベース内で変形される1つ以上の溝に係合し、膜をベースへ固定し、膜の面とベースの表面との間に形成される内部隔室を封止し、内部隔室は、使用状態において膜を通して流体中に浸透する気体流を受容する。
【0008】
少なくとも1つの封止帯片によって、封止帯片を溝または複数の溝に単に押し込むことにより膜をベースに固定可能である。膜は、少なくとも1つの封止帯片が溝または複数の溝から引き出されるようにベースから離して引き出して取り外すことが可能である。したがって、曝気用散気装置の組立とその保守は迅速に実施可能である。弾性膜のより多くの周辺領域は、カバープレートなどの手段を使用することなくベースに封止することができる。弾性膜は、EPDM、ネオプレンまたはシリコンゴムなどの材料から形成することができる。
【0009】
散気装置は、通常、板形であり、また、ベースは一般に押出品からなる。押出品は、プラスチック材、非腐食性金属または他の適切な材料から形成することができる。最も好ましくは、押出品はアルミニウム押出品である。押出品のベースを利用することにより、散気装置は所要の長さに安価に形成することができ、実質的に生産コストを最小にし、かつ散気装置の設置に必要な配管工事を最小限に抑えることができる。
【0010】
本発明の第2の態様において、流体を曝気する散気装置が提供され、その散気装置は、押出品の形状のベースと、内面と外面を有する、ベースの表面を覆う多孔部材とから構成され、
多孔部材はベースに固定され、多孔部材の内面とベースの表面との間に封止された内部隔室を形成し、内部隔室は、使用状態において多孔膜を通して流体中に浸透する気体流を受容する。
【0011】
通常、多孔部材は弾性部材とされ、従来から用いられている締め具またはカバープレートなどによってベースに固定可能である。
【0012】
さらに、本発明の第3の態様において、流体を曝気する散気装置を設置する方法が提供され、その方法は、散気装置のベースを略水平に延びる管の上の所要の位置に位置決めする段階と、帯片を使用して散気装置のベースを管に固定し、ベースを所要の位置に保持する段階とから構成される。
【0013】
一般に、散気装置のベースと管との間にはアダプタが設けられる。
【0014】
本発明の第4の態様において、流体を曝気する散気装置を設置する方法が提供され、その方法は、ベースの開口部を管の頂部の開口部と整合させ、気体が管から散気装置の内部隔室へ流入する流路が形成されるように、散気装置のベースを略水平に延びる管の上の所要の位置に位置決めする段階と、帯片を使用して散気装置のベースを管に固定し、ベースの開口部とこれに整合する管の開口部とを保持する段階とから構成される。
【0015】
必要に応じて、散気装置のベースと管の頂部との間にシールまたはガスケットを設け、流体が周囲環境から流路内に漏れるのを防止することができる。
【0016】
標準的には、気体を通す流路を有し、開口部と整合するアダプタが、ベースと管との間に設けられる。
【0017】
散気装置は、帯片を使用して管に固定可能であり、管への固定は、帯片の一端を散気装置に接続し、管の周りに帯片を引き寄せ、帯片の他端を散気装置に接続し、帯片を引っ張ることによって実現される。
【0018】
上記方法により、散気装置は、迅速に設置可能で、また、散気装置設備の配管から迅速に取り外し可能となる。また、散気装置は、ねじ込み管継手などを必要とすることなく管に直接固定可能であり、設置費用を最小にすることが可能となる。
【0019】
本発明の第5の態様において、上記帯片により管へ固定される曝気用散気装置からなる組立体が提供される。
【0020】
本発明は、曝気用散気装置を管に固定するために使用されるキットや本発明の散気装置の各構成部材からなるキットも提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明の好ましい形態において細長い曝気用の散気装置が提供され、廃水処理設備の大形タンク、たとえば図8に示したタンク50における多数の散気装置を設ける問題を経済的に解決することができる。標準的には、タンク50には一端52の下側に延びるヘッダー管51が設けられ、ヘッダー管51に一連の横方向供給管53がＴ形継手54により接続される。
【0022】
たとえば2メートルまでの長さにできるが、標準的には約1．5メートルまでの長さを有する、複数の細長い板形の散気装置55が、水平方向に延びる横方向供給管53を横断して所定の間隔に配列されて設けられる。このようにして、比較的少数の細長い板形の散気装置55によりタンク50の底部における部位を覆うことができる。一方、従来知られている形式の円形板形または方形板形の散気装置では、より多くの数の散気装置がタンク50に必要とされる。
【0023】
細長い板形の曝気用散気装置55用のベース1は、図1に示される。ベース1は、中間領域2を有する陽極処理アルミニウムまたはプラスチックの押出品から構成される。一対の溝4が、図2に示される弾性膜6の封止帯片5を受容するために側面部に形成される。図2に示したように、封止帯片5は、内面7から突出し、膜6の周辺領域8に沿って延びている。ベースは、好ましくは図1に示したような湾曲した断面のものであるが、図3に示したように、下方へ回した外側縁部を有する略平坦なものにすることもできる。
【0024】
散気装置を組み立てるために、弾性膜6がベース1の表面9上に載せられ、封止帯片5が、図4に示したように、対応する溝4に押し込まれる。
【0025】
封止帯片5は、溝4の開口部10を強制的に通されるときに圧縮され、次いで膨張して溝4の内面に押し付けられ、膜6の内面7とベース1の表面9との間に形成される内部隔室11を封止するように変形自在である。また、封止帯片5と溝4とは、膜6がベース1に一旦取り付けられると、封止帯片5が溝4内に保持されるように寸法が決められている。
【0026】
封止帯片5の圧縮は、封止帯片5に沿って延びる中心通路12の存在により補助される。しかしながら、中心通路12は必ずしも必要ではない。
【0027】
端部留め具（図示されない）は、弾性膜6の端部14をベース1へ押し付けて内部隔室11の両端部をそれぞれ封止するのに使用される。本発明の好ましい形態において弾性膜6の端部14は、図5および図6に示されるように、ベース1に押し付けられる。封止板15は、膜6の外面16にボルトおよびナットの組立体15Ａにより固定される。封止板15には1つ以上の隆起部17が設けられ、隆起部17は、封止板15を横断して延び、溝18を形成する膜6に押し込まれ、内部隔室11の封止および封止板15の所定位置での維持に役立つ。また、封止板15は、図6に示したように（封止板の隆起部は図示されていない）、ベース1の形状に対応する形状を有している。
【0028】
使用状態において低圧の圧縮空気が供給源から内部隔室11に供給されるので、弾性膜6がベース1の表面9から持ち上げられ、かつ空気が弾性膜6内の細かいスリットを通して強制的に送られて気泡が外面16上に形成され、廃水処理用の酸素が供給される。
【0029】
散気装置を水平に延びる管へ固定する方法を図7を参照して以下に説明する。図7に示したように、弾性材からなるブッシュ40を収納する、剛性プラスチック材から形成されるアダプタ19は、ブッシュ40の流路21が、管20の頂部の開口部22と整合し、かつ散気装置のベース1の開口部23と整合するように、管20とベース1との間に位置決めされ、圧縮空気を管20から内部隔室11へ通過させる流路が形成される。
【0030】
管20は、アダプタ19内に形成され、かつ管20の外側形状に対応する形状を有する窪み24内に受容される。ブッシュ40には周辺縁部25が設けられ、周辺縁部25は、管20がベース1に固定されるときに所定位置に維持するのに役立つ。また、周辺縁部25は、封止機能をも有し、流体が周囲環境から管または散気装置自体に漏れるのを抑制する。
【0031】
アダプタ19は、ブッシュ40を有するものとして説明したが、アダプタ19には、単純な垂直孔と、垂直孔の各端部の周辺に設けられる弾性ガスケットまたはＯ−リングとが配設されたものとして散気装置、管の頂部をそれぞれ封止するようにすることも可能である。
【0032】
アダプタ19は、帯板27の一端26を散気装置の装着ブロック28にフック掛けし、帯板27を管20の周りに重ね合わせ、次いで他端29を留め具31の留め具ヘッド32に設定することにより固定される。留め具31は、ピン34を通じてリンク33に装着され、リンク33の他端は、ベース1のブロック35に装着される。留め具31は、面36と帯板27が互いに引き寄されるように管20側に回動させることにより係止位置まで移動し、このとき、帯板27が引っ張られ、散気装置が管20に固定される。帯板27の引張作用により、管20およびベース1が、アダプタ19とブッシュ40とに押し付けられ、対応する接合面が封止される。
【0033】
留め具31は、また、リンク33に装着される調整手段を有している。留め具31のねじ付きボルト37は、リンク33のピン34内のねじ付き開口を通して延びている。リンク33の位置は、ボルト37を回すことにより留め具31に関して調整可能であり、散気装置と管20をアダプタ19に押し付ける力を変えることができる。
【0034】
ベース1には、図1に示したように、装着ブロック28、35を固定する押縁36ａ、36ｂが設けられている。
【0035】
アダプタ19は、ベース1とは別個の構成部材とされているが、アダプタ19がベース1に固定される場合もある。この場合、帯板27の端部26、29は、アダプタ19自体の取り付け箇所において散気装置に接続することができる。
【0036】
散気装置を管20から取り外す際には、留め具31を面36が未係止位置に戻るように反対方向に回動する。すると、留め具ヘッド32が帯板27の屈曲部29から取り外し可能となり、帯板27の端部26は、装着ブロック28のピン38から取り外し可能となる。このとき、リンク33は、ピン39を通じてブロック35に装着されたままとされる。
【0037】
したがって、上記固定方法によって、配管自体を最小に加工するだけで散気装置を管20に固定可能となる。唯一必要とされる加工は、管20の頂部における開口部22の孔あけであり、孔あけは設置中に現場で実施可能である。開口部22は、散気装置の位置決めにおいて最大の融通性を持たせるために後にプラグで栓をすることもできる。さらに、散気装置は、変更された状態または要求条件に必要に応じて対応するように、初期の使用後に交換可能である。加えて、上記固定方法によって、プラスチック材または金属材から形成された管に散気装置を容易に固定することができる。
【0038】
以上、いくつかの好ましい実施形態を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更が可能であることは、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明により具体化される散気装置のベースの端面図である。
【図2】図1に示したベースととともに使用される弾性膜の端面図である。
【図3】本発明により具体化される散気装置の別のベースの端面図である。
【図4】図1および図2に示したベースと弾性膜とから形成される散気装置の端面図である。
【図5】図2に示した弾性膜とベースとから形成される散気装置の一端の縦断面図である。
【図6】図5に示した散気装置の封止板の端面図である。
【図7】管に固定された散気装置の端面図である。
【図8】本発明の散気装置の標準的な配列を示した、廃水処理タンクの平面図である。

Claims (17)

1. 開口部が形成され、空気供給管に固定するための細長い押出品であるベースと、
   該ベースの側面部に形成された一対の細長い溝と、
   該ベースの表面を覆う細長い弾性膜とを備えた流体を曝気する散気装置であって、
   該弾性膜は、外面および内面を有し、該内面に細長い封止帯体が形成され、該封止帯体は、前記溝との間に漏れのない封止係合が可能なように、断面において前記溝と実質的に相補的な形状を有し、圧縮変形自在であり、前記封止帯体と前記溝との封止係合によって、前記ベースと前記弾性膜との間に前記開口部を通じて気体流を受容する内部隔室が限定され、該内部隔室への気体流が、前記弾性膜の前記外面の外側で流体を曝気するように前記弾性膜を通じて浸透することを特徴とする流体を曝気する散気装置。
2. 前記弾性膜および前記封止帯体は突出していることを特徴とする請求項1に記載の散気装置。
3. タンクの底部に近接して実質的に水平に延びる空気供給管を横断して配列される多数の細長い散気装置を備え、該散気装置は、前記空気供給管に沿って所望の間隔で配設されるとともに、各散気装置が前記空気供給管から離間して延びるタンク内の流体を曝気するためのシステムであって、
   各散気装置は、前記空気供給管上に設けられ、かつ各散気装置は、
   細長いベースと、
   内面および外面を有し、該ベースの表面を覆う細長く、弾性を有する多孔部材とを備え、
   該多孔部材は前記ベースに固定され、前記内面とベースの表面との間に細長い封止された内部隔室を形成し、該内部隔室は、前記多孔部材を通じてタンクの流体に浸透する前記空気供給管からの気体流を受容し、かつ内部隔室は、前記散気装置の長手方向に沿って配置され、前記空気供給管から離れて気体を分配する手段である
   ことを特徴とするタンク内の流体を曝気するシステム。
4. 各散気装置の前記ベースが細長い押出品であることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
5. 各散気装置の前記多孔部材が凸状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
6. 前記ベースは、突出した側面部を有し、2つの細長い溝を前記側面部に備えていることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
7. 各散気装置の前記多孔部材は凸状に形成され、かつ多孔部材は、間隔を隔てて延び、前記内面から突出する複数の封止帯片を備えた側面部を有し、各封止帯片は、変形によって前記ベースの側面部の対応する溝に挿入可能であり、封止帯片が溝に保持されることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
8. 細長いベースと、
   内面および外面を有し、該ベースの表面を覆う細長い多孔部材とを備え、
   使用状態において該多孔部材は前記ベースに固定され、細長く封止された内部隔室が多孔部材の内面と前記ベースの表面との間に形成され、該内部隔室は、多孔部材を通じて流体に浸透する気体流を受容し、かつ内部隔室は、散気装置の長手方向に沿って配置され、気体を分配する手段である流体を曝気する散気装置であって、
   散気装置は、実質的に水平に延びる管に取り付けられるものであり、散気装置の長手方向の軸が該管から離間して延び、管から前記内部隔室に至る気体流路が設けられ、
   多数の散気装置が、水平に延びる管を横断して配列可能になっている
   ことを特徴とする流体を曝気する散気装置。
9. 各散気装置の前記ベースが細長い押出品であることを特徴とする請求項8に記載の散気装置。
10. 各散気装置の前記多孔部材が凸状に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の散気装置。
11. 前記ベースは、突出した側面部を有し、2つの細長い溝を前記側面部に備えていることを特徴とする請求項10に記載の散気装置。
12. 前記多孔部材は凸状に形成され、かつ多孔部材は、間隔を隔てて延び、前記内面から突出する複数の封止帯片を備えた側面部を有し、各封止帯片は、変形によって前記ベースの側面部の対応する溝に挿入可能であり、封止帯片が溝に保持されることを特徴とする請求項11に記載の散気装置。
13. 細長いベースと、膜の面から突き出して膜の周辺領域に沿って延びる少なくとも1つの封止帯片を有する、ベースの表面を覆う多孔弾性膜とから構成され、少なくとも1つの封止帯片は、細長い方向に延びるベース内で変形される1つ以上の溝に係合し、前記多孔弾性膜をベースへ固定し、その膜の面とベースの表面との間に形成される内部隔室を封止し、内部隔室は、使用状態において前記多孔弾性膜を通して流体中に浸透する気体流を受容する
    ことを特徴とする流体を曝気する散気装置。
14. 前記溝は、前記封止帯片を受容する開口部を有し、該開口部は、使用状態において前記ベースの対向面の上方に開口していることを特徴とする請求項13に記載の散気装置。
15. 少なくとも一つの封止帯片が内部に空洞部を有していることを特徴とする請求項13に記載の散気装置。
16. 前記ベースは突出した側面部を有していることを特徴とする請求項13に記載の散気装置。
17. 前記多孔部材は突出した側面部を有していることを特徴とする請求項13に記載の散気装置。

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