JP5044393B2 - 有孔のエアレーターメンブレンの固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、有孔のエアレーターメンブレンをエアレーター基板に固定するための装置であって、エアレーター基板がアンダーカットされた溝を少なくとも１つの縁領域に有し、溝に、前記メンブレンを溝で締め付け固定する概して円形の横断面を持った固定用部材を嵌合させて締め付けるようにした前記装置に関するものである。

また本発明は、エアレーター基板と、該エアレーター基板の上方にて該エアレーター基板に固定される有孔のメンブレンとを備えた、液体に気泡を送り込むための設備にも関わる。

さらに本発明は、このためのエアレーター基板にも関わる。

排水を生物学的に浄化するには、液体のなかに気泡を取り込むための設備を生物反応槽の底部に位置決めした好気的処理法が優れている。前記設備は板状の本体の上方に配置されている有孔のメンブレンを有し、排水のなかに取り込むべきガス、特に空気は、本体とメンブレンとの間の中間空間内へ供給される。ガスはそこからメンブレンの穿孔部を通って気泡という形態で均一に分布して生物反応槽内の排水のなかへ達することができる。

欧州特許第０３５９６９８Ｂ１号明細書は、小さな気泡で水を曝気するための板状ガス分配器を開示している。この種の分配器は、液体のなかに空気を取り込むか、或いは他のガスを取り込むかに関係なく、通常「エアレーター」或いは「プレートエアレーター」とも呼ばれる。この場合、ゴム弾性の孔付きのガス分配器メンブレンまたは空気分配器メンブレンは、板状の本体の縁領域に気密に締め付け固定される。１つの実施形態によれば、メンブレンは本体の幅狭側に設けた溝で締め付け固定され、このため円形隆起部を一体に装着した細片が使用される。円形隆起部は溝内でメンブレンエッジを固持する。しかしながら、円形隆起部を備えた細片は、取り付けもそうであるが、製造も比較的煩雑であり、メンブレンの保守作業または交換も困難であるので、メンブレンのこの固定形態は満足なものではない。

国際公開第９８／２１１５１Ａ１号パンフレットからは、一体の隆起部を用いてメンブレンを基板の縦縁に隣接するように溝に装着した設備が知られている。溝はここでも横断面にて円形であり、メンブレンの隆起部は中空の密封隆起部または締め付け隆起部として実施されている。この場合の欠点は、特に、メンブレンをエアレーター基板に確実に密封して保持することが保証されていないばかりか、これに加えて、穿孔を設ける点ですでに材料選択および穿孔の形成をかなり慎重に行なわねばならないこのメンブレンは製造を複雑にさせ、コスト高にさせることである。

他の公知の設備では、メンブレンは基板と接着され、或いは加硫処理により基板と結合される。しかし、この固定態様は保守作業時の障害のために受け入れられなかった。

常に繰り返し指摘されることは、稼動時にガス圧が上昇しても、メンブレンとエアレーター基板との気密なしっかりした結合が重要なことである。メンブレンを加圧することによりメンブレンが基板から簡単に剥離する不具合がたびたびある。他方、固定構造が複雑で高価であることが多く、したがって製造、取り付けばかりでなく、メンテナンスにもかなりの時間の浪費、コストの浪費が伴う。

そこで本発明の課題は、上記の問題に対処し、メンブレンを簡単に固定可能で、加圧に継続的に耐えることのできる、改良された固定技術を提供することである。また、装置を容易に操作でき、保守作業を目的としたメンブレンの交換を容易に行なえるようにすることをも課題とする。さらには、製造および取り付けに必要な手間をできるだけ少なくし、低コストをもたらすようにすることをも課題とするものである。

この課題は、本装置において、本発明によれば、溝が少なくとも実質的に楕円形の横断面を有し、固定用部材が概して筒状に形成されており、その際溝壁および／または固定用部材が弾性変形可能であることにより解決される。溝をこのように特殊に構成することにより、固定用部材を用いてメンブレンをエアレーター基板と結合させるために形状拘束性と摩擦力とが組み合わされ、結合力が改善される。筒状の形状を持っている簡単に安価に製造可能な固定用部材を楕円形の溝にスナップ嵌めする際に固定用部材が溝の形状に適合するので有利であり、その結果好適な締め付けが得られる。メンブレンが加圧されると、固定用部材に引張りが作用し、その際引張り応力が最適に分配されるので、メンブレンは継続的に且つ確実に締まり嵌めで固持される。加えて、横断面にて実質的に楕円形の溝を備えているエアレーター基板も同様に製造が簡単であり安価である。さらに、メンブレンに特別な処置を施す必要がなく、その結果メンブレンに対するコストも低く抑えられるので好ましい。

メンブレンとエアレーター基板との形状拘束的な、摩擦による結合は、固定用部材が筒状の管によって形成されていれば、特に有利に生じさせることができる。管は堅牢な管であってよく、この場合溝壁を弾性的に変形させることができるが、しかし管が弾性的に圧縮可能であるのが有利である。

固定用部材に対する材料は任意に選定されていてよく、この場合、特に固定用部材が弾性的に撓み可能或いは変形可能であるならば、プラスチック、たとえばポリエチレンが最も適しているように思われる。

簡単な取り付け取り外しのためには、たとえば保守作業が必要な場合に対しては、横断面にて少なくとも実質的に楕円形の溝が前記基板の上面の方向に開口し、且つその長いほうの横断面軸線が上面のほうへ延びているのが有利である。これにより溝への（上からの）到達性がよくなり、溝へのメンブレンの挿入および固定用部材の押し込みを簡単に行なうことができる。

本発明の有利な構成によれば、溝が、前記基板の外縁において、作動位置で上方へ突出する細条壁により外面を形成されているのが好ましい。この場合、細条壁が弾性変位可能であれば特に好ましい。なお、細条壁を弾性的に外側へ変位させることで、固定用部材を溝から取り出すための溝開口部が拡幅するので、細条壁はメンブレンを取り外す際の操作手段として用いることができる。さらに細条壁は保護側壁の機能をも持つことができる。

確実な締め付け固定の点では、細条壁が内側へ向かって隆起した形状の肉厚部を有し、該肉厚部が溝外面にて溝のアンダーカット部を規定しているのが有利である。たとえば、細条壁は大体において、すなわち隆起した形状の肉厚部を除いて、均一な壁厚を有しており、このことは特にプラスチックから比較的簡単に製造できる点で好ましい。

取り付けのためには、前記基板の外縁において、横断面にて少なくとも実質的に楕円形の溝の底部に細条足が接続しているのも有利である。

さらに有利にするには、細条足と細条壁とが連続して単一の、特に平坦な外面を形成していてよい。これは基板の、よってエアレーターの特にコンパクトな形状を生じさせ、さらにこの場合には細条足と細条壁とは協働して１つの被支持部・支持部を形成する。この場合、細条足を内側へ押すことにより基板からの固定用部材の取り外しを容易にさせることもできる。

保管・搬送目的に対しては、細条足が、その下面に、その下に配置される対応する基板の細条壁の上面と係合させるための積層用凹部を有しているのが有利である。これにより複数個の基板を簡単に上下に積層させることができる。

場合によっては、メンブレンを基板でより強力に保持する用を成す締め付け結合用の補助的な固定部を設けるのが好ましい。これに関連して、基板は、横断面にて実質的に楕円形の溝に隣接して、メンブレンを補助的に接着するための接着面を有していてよい。この場合、接着面は上方（及び内側）へ斜めに延在しているのが有利である。

簡単で低コストの製造に関しては、基板はそれ自体公知の態様で押出し形材によって形成されていてよい。

ガスの供給を簡単に可能にするには、基板が上面にガス貫通穴を備えたたとえば管状のガス供給管路を備えて成るのが有利である。有利には、このガス供給管路は実質的にエアレーター基板の幅方向中央領域に配置されるのがよい。

エアレーター装置の簡潔な構成に対しては、細条足の足部を係合させるための係合舌片を備えた固定板を設けるのも好ましい。この場合係合舌片は、金属の固定板の一部を切り抜き、折り曲げることにより得られるフック部材であってよい。

本発明の対象は、上述し且つ請求項１７ないし２７に記載されているような構成を持つエアレーター基板にも関わる。

次に、本発明を図面に図示した有利な実施形態を用いてさらに詳細に説明する。

図１には、有孔のエアレーターメンブレン２をエアレーター基板３に固定するための装置１が横断面図で概略的に図示されている。基板３はそれ自体公知の態様で押出し形材によって形成されている。なお、念のために述べておくと、ここで言う概念「基板」３とは一般的にも専門的にも理解されているとおりのものであるが、いずれにしろ（厳密に）平坦な構成物に限定されるものではない。

前記基板３の縦縁の２つの縁領域には、実質的に楕円形の横断面を持った、アンダーカットされた溝４がそれぞれ成形されている。溝４は基板３の上面５の方向に開口しており、その長いほうの横断面軸線６は鉛直方向に延び、すなわち上面５のほうへ延びている。溝４の「楕円」としては、前記横断面の長いほうの前記軸線６の長さと短いほうの横軸線の長さとの比はたとえば８：６または８：７であり、好ましくは８：６．６である。

メンブレン２は、通常筒状の管として形成される固定用部材７（以下では単に管７と記す）を用いて溝４内に締め付け固定されている。管７はたとえばプラスチックから製造され、特にポリエチレンから製造され、これにより弾性変形する際の、すなわち溝４にスナップ嵌めする際の弾性を好適に制御できる。

メンブレン２は作動時に基板３から容易に持ち上げられ、この状況が図１に図示してある。メンブレン２はその縁領域が溝４の内面から溝４の外縁を越えて延びている。なお、メンブレン２は外側境界部を成している細条壁８に当接した状態で図示してある。細条壁８のメンブレン２側の内面には、内側へ向かって隆起した形状の肉厚部１０が形成されている。肉厚部１０は実質的に溝４の外面において該溝４のアンダーカット部を規定している。細条壁８は下側で細条足９へ移行している。細条壁８と細条足９とは協働してエアレーター基板３の平らな外面１１を形成している。

アンダーカットされて横断面にて実質的に楕円形の溝４の内面は、アンダーカット部１２に接続している接着面１３においてエアレーター基板３の上面５へ続いている。この場合接着面１３は、図から明らかなように、内側上方へ傾斜して延びており、メンブレン２を基板３に補助的に接着させるために利用することができる。

基板３の幅方向中央領域には、上面に貫通穴１５を備えた管状の供給管路１４が形成されている。貫通穴１５は基板３とメンブレン２との間の空間１６にガス、特に空気を供給する。

このように構成した装置を生物反応槽に装備させて生物反応槽内部の排水に気泡を送り込むようにするため、複数個の基板３を互いに並列に並設して配置してもよい。これらのエアレーター基板３を生物反応槽内部に固定するため、該エアレーター基板３は図１の右側部分に単に示唆的に示した固定板１７にそれぞれ配置されていることができる。この場合、エアレーター基板３はそのそれぞれの細条足９が固定板１７上に「立っている」。このような固定板１７の一例を、以下に図２および図３を用いてさらに詳細に説明する。

ガスの供給は、基板３の供給管路１４に対する適当な接続部（図示せず）により得られる。この場合、隣接しあっている複数個の基板の供給管路１４が１つの共通のガス接続部を有するようにしてもよい。このようなガス接続部に対しては、中央の供給管路１４とエアレーター基板３の縁側の細条足９との間の空間を利用することができ、これら空間１８内に、隣接しあっているプレートエアレーターの供給管路１４への供給用のチューブ等を敷設することができる。

基板３に設けた溝４からメンブレン２を管７とともに容易に取り出せるようにするため、細条壁８は弾性変位可能に実施されていてよい。この弾性変位は、細条足９を内側へ押し込むことによって補助することもできる。

細条足９は内側へ指向した足部１９の内部へ続いている。この足部１９は固定板１７の係合舌片２０の下で保持されている（図２と図３をも参照）。係合舌片２０は実質的に足部１９全体を覆うことができる。

さらに、細条足９または足部１９の下面には積層用凹部２１が外側に形成されている。積層用凹部２１は、図１の左側部分から示唆的に見て取れるように、エアレーター基板３の下に配置されている対応するエアレーター基板３（図１には一部を図示した）の細条壁８の上面を受容している。このような積層用凹部２１を設けることにより、本エアレーター基板３を保管および搬送の目的で積層可能である。

図２および図３から、エアレーター基板３を固持するための固定板１７を断面図および平面図で見て取れる。図２および図３に図示したように、固定板１７は１つのエアレーター基板３（図２には図示せず）の２つの足部１９を受容するために２つの係合舌片２０を有しており、この場合係合舌片２０は、実質的に、固定板１７から突出するフック部材である。フック部材は切り抜き加工または押し抜き加工と曲げ加工とによって形成されている。

固定板１７の縁領域には、係合舌片２０以外に、固定板１７をその都度生物反応槽の底部に固定するための長穴状開口部２２が設けられている。長穴状開口部２２は、薄鋼板等から成っている固定板１７の生物反応槽底部での位置決めを可能にする。

基板３は、通常このために使用される、たとえばポリ塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の硬質のプラスチックから成っている。メンブレン２は、たとえば特にポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコン、バイトン、ポリエチレン−三フッ化物またはポリカーボネートのような縮合重合体或いは付加重合生産物から成る可撓性の弾性的な帯材の一部分に多数の通常の穿孔部（図示せず）を備えさせて形成されている。

固定用部材７は、横断面全体を管状に形成する代わりに、適宜に弾性のある材料、たとえばポリウレタンのような材料から形成されていてもよい。

エアレーター基板にメンブレンを固定するための本発明による装置を備えたエアレーター設備の側面図である。 この種の基板のための固定板の断面図である。 図２の固定板の平面図である。

Claims (21)

1. 有孔のエアレーター用メンブレン（２）をエアレーター基板（３）に固定するための締結装置（１）であって、
   アンダーカットされた溝（４）を少なくとも一つの縁領域に有しているエアレーター基板（３）を備え、
   前記メンブレン（２）を締め付け固定するように溝（４）に締め付け嵌合する、概して円形の横断面を持った少なくとも一つの固定用部材（７）をさらに備えた前記締結装置（１）において、
   前記溝（４）が前記エアレーター基板（３）の上面（５）の方向に開口し、前記溝（４）は少なくとも実質的に楕円形の横断面を有し、且つその長い方の横断面軸線（６）が上面の方へ延びていて、前記溝（４）が前記エアレーター基板（３）の外縁において前記溝（４）の開口上端から前記メンブレン（２）の作動開始位置よりさらに上方へ突出する細条壁（８）により外面が形成され、
   前記固定用部材（７）と前記メンブレン（２）とを前記溝（４）内に押し込める際に、前記溝（４）の壁および／または前記固定用部材（７）が弾性変形可能であることを特徴とする締結装置。
2. 前記細条壁（８）が弾性変位可能であることを特徴とする請求項１に記載の締結装置。
3. 前記細条壁（８）が内側へ向かって隆起した形状の肉厚部（１０）を有し、該肉厚部（１０）が前記溝（４）の外面にて該溝（４）のアンダーカット部を規定していることを特徴とする請求項１または２に記載の締結装置。
4. 前記固定用部材（７）が筒状の管によって形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の締結装置。
5. 前記固定用部材（７）がプラスチックから成っていることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の締結装置。
6. 前記エアレーター基板（３）の外縁において、前記溝（４）の底部に、前記エアレーター基板（３）を生物反応槽に固定板（１７）を介して立設させる細条足（９）が接続していることを特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の締結装置。
7. 前記細条足（９）と前記細条壁（８）とが連続して単一の、平坦な外面（１１）を形成していることを特徴とする請求項６に記載の締結装置。
8. 複数の前記エアレーター基板（３）が生物反応槽から取り外され保管または搬送の目的で積層される場合に利用可能なように、前記細条足（９）が、その下面に、その下に配置される対応する前記エアレーター基板（３）の細条壁（８）の上面と係合させるための積層用凹部（２１）を有していることを特徴とする請求項６または７に記載の締結装置。
9. 前記エアレーター基板（３）が、前記溝（４）に隣接して、前記メンブレン（２）を補助的に接着するための斜めに延びる接着面（１３）を有していることを特徴とする請求項１から８の何れか一つに記載の締結装置。
10. 前記エアレーター基板（３）が上面にガス貫通穴（１５）を備えた管状のガス供給管路（１４）を備えて成ることを特徴とする請求項１から９の何れか一つに記載の締結装置。
11. エアレーター基板（３）と、該エアレーター基板（３）の上方にて該エアレーター基板（３）に固定される有孔のメンブレン（２）とを備え、前記メンブレン（２）が請求項１から１０の何れか一つに記載の締結装置（１）を用いて前記エアレーター基板（３）に固定されていることを特徴とする液体に気泡を送り込むための設備。
12. 前記細条足（９）の足部（１９）を係合させるための係合舌片（２０）を備えた固定板（１７）が設けられていることを特徴とする請求項６から８の何れか一つに記載の締結装置（１）を備えた請求項１１に記載の液体に気泡を送り込むための設備。
13. 前記係合舌片（２０）が金属の固定板（１７）を部分的に切り抜き、折り曲げることにより得られたフック部材であることを特徴とする請求項１２に記載の液体に気泡を送り込むための設備。
14. 有孔のメンブレン（２）を固定するために用いられるアンダーカットされた溝（４）を少なくとも縁領域に備えたエアレーター基板（３）において、
    前記溝（４）が前記エアレーター基板（３）の上面（５）の方向に開口し、前記溝（４）は少なくとも実質的に楕円形の横断面を有し、且つその長い方の横断面軸線（６）が上面の方へ延びていて、前記溝（４）が前記エアレーター基板（３）の外縁において作動位置で該溝（４）の開口上端からさらに上方へ突出する細条壁（８）により外面が形成されていることを特徴とするエアレーター基板。
15. 前記細条壁（８）が弾性変位可能であることを特徴とする請求項１４に記載のエアレーター基板。
16. 前記細条壁（８）が内側へ向かって隆起した形状の肉厚部（１０）を有し、該肉厚部（１０）が溝外面にて前記溝（４）のアンダーカット部を規定していることを特徴とする請求項１４または１５に記載のエアレーター基板。
17. 前記エアレーター基板（３）の外縁において、前記溝（４）の底部に細条足（９）が接続していることを特徴とする請求項１４から１６の何れか一つに記載のエアレーター基板。
18. 前記細条足（９）と前記細条壁（８）とが連続して単一の平坦な外面（１１）を形成していることを特徴とする請求項１７に記載のエアレーター基板。
19. 複数の前記エアレーター基板（３）が生物反応槽から取り外され保管または搬送の目的で積層される場合に利用可能なように、前記細条足（９）が、その下面に、その下に配置される対応する前記エアレーター基板（３）の細条壁（８）の上面と係合させるための積層用凹部（２１）を有していることを特徴とする請求項１７または１８に記載のエアレーター基板。
20. 前記エアレーター基板（３）が、前記溝（４）に隣接して、前記メンブレン（２）を補助的に接着するための斜めに延びる接着面（１３）を有していることを特徴とする請求項１４から１９の何れか一つに記載のエアレーター基板。
21. 前記エアレーター基板（３）が上面にガス貫通穴（１５）を備えた管状のガス供給管路（１４）を備えて成ることを特徴とする請求項１４から２０の何れか一つに記載のエアレーター基板。

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