JPH06277690A - 曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さな泡を発生することにより、曝気作用を
高めることである。 【構成】 汚水浄化のための曝気装置は空気分配室１８
に通じる空気管１６を備えている。曝気装置は曝気時に
振動させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚水浄化のための曝気
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような曝気装置は特に、汚水を清澄
曝気するため、活性槽に空気／酸素を入れるため、スラ
ッジを安定化するため、川、海または養魚池を曝気する
ため、しかも例えば液体を酸化窒素で曝気することによ
って液体を中和するために役立つ。この場合、“空気”
または“曝気”の概念は供給される媒体に関して最も広
い意味に解釈すべきである。

【０００３】このような曝気装置は実質的に二つの実施
形が知られている。すなわち、管形曝気装置と偏平型ま
たは円板型曝気装置である。曝気装置はすべての場合に
空気分配室に通じる空気管を備えている。

【０００４】管型曝気装置の特徴は、その壁に多数の小
さな空気流出口が形成されていることである。この場
合、壁は例えば多孔性のセラミックスからなっている。
他の実施形は多孔を有する金属本体からなっている。空
気分配室（空気流出口を備えたその部分）の外側を膜で
覆っている管型曝気装置の実施形も知られている。この
膜は縁側が空気分配室の壁に固定されている。曝気の際
に、膜は膨らみ、空気は膜の開口を通って処理すべき汚
水に達する。

【０００５】偏平型または円板型曝気装置の場合には、
少なくとも一つの空気供給口が空気分配室の壁の範囲に
設けられている。この壁の範囲は曝気時に弾性的に変形
可能な膜によって覆われている。この膜は空気分配室の
対応する部分を外側から覆い、少なくとも縁側がこの壁
範囲に固定されている。

【０００６】このような円板型曝気装置は例えば米国特
許第５，０００，８８４号明細書によって知られてい
る。米国特許第３，４９０，７５２号明細書には管型曝
気装置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記の用途のついては
すべての場合に、汚水をできるだけ強力にかつ均一に曝
気するために、できるだけ微細な泡で曝気することが望
まれる。

【０００８】前記種類の曝気装置は基本的には有効であ
ることが実証されているが、依然として、曝気能力を高
めるという一層の要請がある。この場合、技術水準の曝
気装置によって得られる泡よりも微細な泡が必要とな
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、曝気時に曝気
装置を振動させることにより、前記目的が驚くほど簡単
に達成されるという認識に基づいている。

【００１０】曝気装置が或る固有振動にさらされ、しか
も少なくとも空気が汚水に流出する部分が振動にさらさ
れると、個々の空気泡が空気流出口のエッジによって
“剪断”され、それによって小さな泡に機械的に分割さ
れる。

【００１１】これにより、空気量が等しい場合、非常に
大きな曝気能力が達成される。本発明の普遍的な実施形
では、空気分配室に案内される空気管を備えた、汚水浄
化のための曝気装置は、 − 空気分配室の壁範囲に多数の小さな空気流出口を備
えているかあるいは、 − 空気分配室の壁範囲に形成された少なくとも一つの
空気供給口と、曝気時に弾性的に変形可能な膜に形成さ
れた多数の小さな空気流出口とを備え、この膜が空気供
給口を備えた空気分配室の壁範囲を外側から覆い、かつ
少なくとも縁側が壁範囲に固定されており、その際、曝
気時に、曝気装置を振動させることが可能である。

【００１２】この振動はいろいろな方法で励起すること
ができる。外部の励振装置から曝気装置に伝達される機
械的な振動でもよいし、外部からまたは作用場所で曝気
装置に作用する音波であってもよい。

【００１３】機械的な振動の場合には、例えば振動装置
が曝気装置に取付けられる。この引導装置は空気管、空
気分配室または曝気装置の他の部分に機械的振動を伝え
る。勿論、膜を備えた曝気装置の場合にも、膜が同時に
振動するので、同様な効果が膜多孔部の範囲において発
生する。

【００１４】非常に簡単で、有利でそして低コストの実
施形の場合には、曝気装置が音波によって振動させられ
る。好ましい実施形では、この音波が供給される空気流
自体で発生する。

【００１５】この場合例えば、空気流が空気管（および
この空気管に間接的に連結された空気分配室）を固有振
動させるように、空気分配室に通じる空気管が形成され
ている。

【００１６】その際、固有振動を発生する空気管の部分
は、接続範囲または空気分配室内に設けられている。そ
れによって、空気分配室への振動伝達が最適に行われ
る。しかし、これと同じような手段を、空気分配室の空
気供給口の範囲に直接設けてもよい。

【００１７】前記の複数の実施形について、専門家は多
くの具体的な構造的実施を行うことができる。空気管ま
たは空気供給口を笛のように形成すると、特に簡単であ
る。笛の場合には、供給される空気流によって振動が励
起される。これは端側が閉じた笛でもよいし、端側が開
放した笛でもよい。その際、笛の振動数はその長さに逆
比例する。所望の固有振動数を笛の長さによって調節す
ることができる。前述のように、気柱（気体の柱）の励
起は強力な外部の音源（笛、スピーカー）によっても行
うことができる。

【００１８】適用分野に応じて、振動の方向、振幅、相
および振動数を調節することができる。振動数が高けれ
ば高いほど、および振幅が小さければ小さいほど、振動
は小さく、しかもエネルギーに富む。その結果、曝気装
置から汚水への移行範囲における、本発明が得ようとす
る効果“空気泡の粉砕作用”が高まる。同様に、曝気装
置が供給された空気流によって共鳴振動するように、空
気管または空気供給口が形成されていると有利である。

【００１９】本発明による装置によって得られる音波
は、超音波または極超音波の範囲にまで達してもよい。
振動（音波）が“その作用場所で（曝気装置で）”曝気
装置に供給された空気自体によって生じると、外部の励
振装置が不要となる。それによって、エネルギーが節約
されるという副次的効果が生じる。

【００２０】本発明の他の特徴は、請求項の従属項、そ
の他の明細書部分および図面から明らかである。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の二つの実施例に基づいて本発
明を詳しく説明する。この場合、第１の実施例は管型曝
気装置であり、第２の実施例は円板型曝気装置である。

【００２２】図において、同一部品または同じ作用をす
る部品は、同じ参照符号で示してある。図１の管型曝気
装置は管状の本体１０を備えている。この本体は図にお
いて右側の端部にカバー１２を備え、図において左側の
端部にカバー１４を備えている。このカバー１４の中を
空気管１６が案内されている。

【００２３】管状の区間１０は非指向性の多孔を有する
焼いたセラミックスの材料からなっている。一方、カバ
ー１２，１４と空気管１６は金属部品である。管状区間
１０とカバー１２，１４は空気分配室１８を形成してい
る。

【００２４】技術水準では空気管１６は、空気を空気分
配室１８に案内する普通の管である。。この場合、空気
は空気分配室からセラミック管状本体１０の微細孔か
ら、曝気装置を入れている汚水に流れる。

【００２５】左側の端部が図示していない空気源に接続
されている空気管１６は、本発明に従って、笛のように
形成されている。空気管はその左側の端部に、一種の歌
口（オリフィス）１６ａを備え、空気分配室１８内に達
する端部に、外周側の開口１６ｂを備えている。この開
口の、空気流れ方向（矢印Ｌ）前方のエッジは、傾斜し
ている（内側から外側へ）。

【００２６】これにより、空気供給時に、空気流れによ
って振動が発生する。この振動は空気管からカバー１４
へ、そしてこのカバーから管状本体１０へ伝達され、そ
れによって曝気装置全体が振動する。従って、管状本体
１０の開放した孔を通って流出する空気は、空気流出孔
の範囲において絶えず剪断される。それによって、微細
な空気泡が形成され、この泡はその後汚水に流入する。

【００２７】図２は、本体２０を備えた円板型曝気装置
を示している。この本体の円形の蓋２２は中央に空気供
給口２４を備えている。この空気供給孔から下方へ接続
管２６が延びている。本体２０とその部分はガラス繊維
強化の合成樹脂からなっている。

【００２８】蓋２０の上方にカバー２８が設けられてい
る。このカバーはここでは多孔を備えたゴム膜として形
成されている。ゴム膜２８は縁側が本体２０の外周面の
周りに巻きつけられ、ねじ３０によって本体２０に固定
されている。

【００２９】これにより、接続管２６または空気供給口
２４の範囲に、および膜２８と蓋２２の間に、空気分配
室１８が形成される。曝気を行わない場合、膜２８は本
体２０に対してＩで示した位置を占める。この場合、膜
２８は蓋２２と平行である。

【００３０】曝気を行うと（ＩＩ）、膜２８は破線で示
した輪郭に相応して膨らむ。空気供給は一種の笛のよう
に形成された空気管１６を経て行われる。この空気管は
金属からなり、外周面が接続管２６に固定されている。

【００３１】図から判るように、空気管１６は上側部分
が“漏斗状”に先細になっている。この場合、これによ
り形成された唇部１６ｃはある程度の固有弾性を有す
る。矢印Ｌ方向に供給された空気は、唇部１６ｃを通過
するときに、空気管１６を振動させる。この振動は接続
管２６または本体に伝わり、そこから更に膜２８に伝わ
る。

【００３２】曝気時に、空気供給口２４を通って空気分
配室１８に案内された空気は続いて、膜２８を通過す
る。この場合、図１に基づいて説明したのと同様に、空
気泡が振動によって剪断される。この実施例の場合に
も、きわめて微細な泡が、図２の円板型曝気装置を挿入
した汚水に供給される。

【００３３】両実施例の場合、供給された空気は本来の
曝気だけでなく、同時に音波ひいては曝気装置の固有振
動を生じる働きをする。これにより、曝気装置は外部の
励振装置を用いずに振動することができる。

【００３４】上記の空気管（笛）１６の図示幾何学形状
は例示的なものであり、曝気装置を固有振動させ得る他
の任意の構造的形状によって置き換え可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明による曝気装置は、振動にさらさ
れることにより、個々の空気泡が空気流出口のエッジに
よって剪断されて小さな泡に分割されるので、曝気作用
が非常に高まるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】管型曝気装置の概略断面図である。

【図２】円板型曝気装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 壁範囲 １６ 空気管 １８ 空気分配室 ２０ 壁範囲 ２４ 空気供給口 ２８ 膜 Ｌ 空気流

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気分配室（１８）に案内される空気管
   （１６）を備え、 ａ）空気分配室（１８）の壁範囲（１０）に多数の小さ
   な空気流出口を備えているかあるいは、 ｂ）空気分配室（１８）の壁範囲（２０）に形成された
   少なくとも一つの空気供給口（２４）と、曝気時に弾性
   的に変形可能な膜（２８）に形成された多数の小さな空
   気流出口とを備え、この膜が空気供給口（２４）を備え
   た空気分配室（１８）の壁範囲（２０）を外側から覆
   い、かつ少なくとも縁側が壁範囲に固定されている、汚
   水浄化のための曝気装置において、 曝気時に、曝気装置を振動させることが可能であること
   を特徴とする曝気装置。
2. 【請求項２】 曝気時に、曝気装置を機械的に振動させ
   ることが可能であることを特徴とする請求項１の曝気装
   置。
3. 【請求項３】 空気管（１６）およびまたは空気分配室
   （１８）に作用する振動装置を備えていることを特徴と
   する請求項１または２の曝気装置。
4. 【請求項４】 音波によって振動させることが可能であ
   ることを特徴とする請求項１の曝気装置。
5. 【請求項５】 供給された空気流（Ｌ）によって振動さ
   せることが可能であることを特徴とする請求項４の曝気
   装置。
6. 【請求項６】 供給された空気流（Ｌ）が空気管（１
   ６）とこの空気管に接続された空気分配室（１８）を振
   動させるように、空気管（１６）が形成されていること
   を特徴とする請求項５の曝気装置。
7. 【請求項７】 固有振動を発生する空気管（１６）の部
   分が、接続範囲または空気分配室（１８）内に設けられ
   ていることを特徴とする請求項５の曝気装置。
8. 【請求項８】 供給された空気流が空気分配室（１８）
   を固有振動させるように、空気供給口（２４）が形成さ
   れていることを特徴とする請求項５または６の曝気装
   置。
9. 【請求項９】 空気管（１６）または空気供給口（２
   ４）が笛のように形成されていることを特徴とする請求
   項５〜８のいずれか一つの曝気装置。
10. 【請求項１０】 曝気装置が供給された空気流によって
    共鳴振動するように、空気管（１６）または空気供給口
    （２４）が形成されていることを特徴とする請求項５〜
    ９のいずれか一つの曝気装置。