散気管
【課題】散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、散気孔および管内が閉塞することを防止し、かつ散気運転時の圧力損失を低減することができる散気管を提供する。
【解決手段】チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体５２と、膜体５２を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリット５４を備え、散気孔スリット５４は少なくとも所定部位が傾斜面部５５をなし、傾斜面部５５においてスリットの切断面が膜体５２の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリット５４と散気孔スリット５４の両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａがその対向する残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なる。
【解決手段】チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体５２と、膜体５２を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリット５４を備え、散気孔スリット５４は少なくとも所定部位が傾斜面部５５をなし、傾斜面部５５においてスリットの切断面が膜体５２の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリット５４と散気孔スリット５４の両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａがその対向する残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水処理施設などの処理槽内において散気する散気管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の汚泥中の散気装置は、例えば図８に示すように、塩化ビニール管１に直径数ｍｍの散気孔２を複数箇所に形成したものであり、散気停止時に管内に侵入した汚泥で散気孔２および管内が閉塞する問題があった。
【０００３】
この汚泥の侵入を防ぐために、ゴムメンブレン式の散気装置が実用化されているが、散気運転時の圧力損失が高いためにブロワの動力が高くなり、電力使用量が増大する要因となっている。
【０００４】
また、散気装置としては、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、図９に示すように、フラットなベース３の上に伸縮性のあるシート４を配置し、このシート４に多数のスリット５を形成し、スリット５を介して加圧気体を液体中に通すことによって液体中に多数の気泡を形成するようにした曝気装置であり、シート４に形成するスリット５の形状を非直線状にすることで、シート４がスリット部分で裂ける欠点を無くすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３５３２２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した特許文献１の構成では、散気運転時にシート４の可動領域６が膨らんでスリット５が開き、スリット５から空気が噴出する。
しかしながら、散気運転時にシート４が膨らみ始める初期状態において、スリット５の相対向する可動領域６のスリットの切断面６ａと本体領域７のスリットの切断面７ａはベース表面からその垂線方向８へ付勢される。この際に、スリット５の相対向するスリットの切断面６ａ、７ａがシート表面およびベース表面の垂線方向と平行であると、シート５の可動領域６にあるスリットの切断面６ａが本体領域７のスリットの切断面７ａに対して切断面方向に移動することになり、スリットの切断面６ａ、７ａにおける摩擦が抵抗となってスリット５の開放を阻害し、結果として圧力損失が高くなる問題があった。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、散気孔および管内が閉塞することを防止し、かつ散気運転時の圧力損失を低減することができる散気管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の散気管は、チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体と、膜体を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリットを備え、散気孔スリットは少なくとも所定部位が傾斜面部をなし、傾斜面部においてスリットの切断面が膜体の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリットと散気孔スリットの両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域側におけるスリットの切断面がその対向する残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることを特徴とする。
【０００９】
本発明の散気管において、散気孔スリットは、円弧状、山形状およびコの字状の何れかの形状をなすことを特徴とする。
本発明の散気管において、膜体の内側面を支持する管状体をなして管壁を表裏に貫通する貫通穴を形成した保持体を備え、貫通穴が散気孔スリットに重ならないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、膜体の半径方向において閉領域側におけるスリットの切断面が残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることにより、スリットが散気孔として開口する際に膜体の閉領域側と残りの膜体側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気管へ送気を開始した運転初期時において、散気孔スリットが容易に開口し、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００１１】
また、膜体の半径方向において閉領域側におけるスリットの切断面が残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることにより、散気管への送気を停止した運転停止時において、周囲の水圧を受ける膜体の閉領域側がそのスリットの切断面で残りの膜体側のスリットの切断面に水密に圧接するので、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、管内が閉塞することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における散気管を示す斜視図
【図２】同実施の形態における散気管の分解斜視図
【図３】同実施の形態における散気孔スリットを示す模式図
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視図
【図５】図３におけるＢ−Ｂ矢視図
【図６】同実施の形態における散気孔のスリットを示し、（ａ）は開放状態、（ｂ）は閉塞状態を示す断面図
【図７】同実施の形態における散気管の上方から見たスリットのパターンを示し、（ａ）は中心から外側へ向く円弧、（ｂ）は中心から外側へ向かう山形、（ｃ）は中心から外側へ向くコの字、（ｄ）は外側から中心へ向く円弧
【図８】従来の散気管を示す平面図
【図９】従来の散気装置の断面視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図４において、散気管５１は主要部材が膜体５２と保持体５３からなり、チューブ形状の弾性体、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ポリウレタン樹脂、シリコンゴム等からなる膜体５２の内部に樹脂製または金属製の管状体からなる保持体５３を挿入している。
【００１４】
膜体５２の上部域および下部域には複数の散気孔スリット５４が設けてあり、散気孔スリット５４は膜体５２を表裏に貫通し、非直線状、ここでは円弧状のスリットをなしており、図３に示すように、散気孔スリット５４と散気孔スリット５４の両端部を結ぶ線分Ｌとに囲まれた閉領域５６を形成している。
【００１５】
この閉領域５６は、円弧状の散気孔スリット５４により膜体５２から切り離されることで、散気運転時に膜体５２の膨張に追従して変形するのではなく、独自の変形が可能となる。
【００１６】
散気孔スリット５４は少なくとも所定部位、ここでは図３に示すように円弧の中心を含む所定範囲にわたる部位が傾斜面部５５をなすが、傾斜面部５５は散気孔スリット５４の全体に設けても良い。
【００１７】
図４および図５に示すように、傾斜面部５５において散気孔スリット５４の切断面が膜体５２の半径方向５７に対して傾斜しており、閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａがその対向する残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なっている。
【００１８】
このことで閉領域５６が擬似的に蓋体のように作用し、散気孔スリット５４が散気孔として開口する際には散気孔に被せた蓋体を取り去るように残りの膜体５２の側から離間することで、閉領域５６の側と残りの膜体５２の側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００１９】
図７（ａ）に示すように、本実施の形態では、散気孔スリット５４を中心側から外側へ向かう円弧状としたが、図７（ｂ）に示すように、散気孔スリット５４は中心側から外側へ向かう山形状とすることも可能であり、図７（ｃ）に示すように、散気孔スリット５４は中心側から外側へ向かうコ字状とすることも可能であり、図７（ｄ）に示すように、散気孔スリット５４は外側から中心側へ向かう円弧状とすることも可能である。
【００２０】
保持体５３は一端を閉塞した有底筒体状をなし、膜体５２の内側面に当接して膜体５２を支持するもので、その管壁５８を表裏に貫通する貫通穴５９が複数箇所に形成してあり、貫通穴５９は散気孔スリット５２と重ならない位置、すなわち側部域に設けている。
【００２１】
これは、貫通穴５９が散気孔スリット５２と重なる場合には、その散気孔スリット５２に散気ガスの吐出圧が局部的に作用して散気孔スリット５２が他の位置よりも大きく開口するので、その散気孔スリット５２からの散気量が多くなり、散気管全体を見たときに、均一な散気が実現されない。これに対して、貫通穴５９が散気孔スリット５２と重ならない場合には、散気ガスの吐出圧が膜体５２に均一に作用し、散気管全体から均一に散気することが実現可能となる。
【００２２】
保持体５３と膜体５２の両端部に装着した締め付け具６０が膜体５２と保持体５３を気密に圧接しており、保持体５３の他端の給気口６１が空気供給源のブロア６２に接続している。
【００２３】
以下、上記した構成における作用を説明する。図６は散気孔スリット５２の作用を示すものであり、便宜的に保持体５３を省略して膜体５２のみを表している。図６（ｂ）に示すように、ブロア６２から給気口６１を通して散気管５１に送気しない運転停止状態では、傾斜面部５５において閉領域５６の側のスリットの切断面５６ａが残りの膜体５２の側のスリットの切断面５２ａに膜体５２の半径方向５７において外側に重なることにより、周囲の水圧を受ける閉領域５６がそのスリットの切断面５６ａで残りの膜体５２の側のスリットの切断面５２ａに水密に圧接するので、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、管内が閉塞することを防止できる。
【００２４】
図６（ａ）に示すように、散気運転時にはブロア６２から給気口６１を通して散気管５１に送気する。この際に、膜体５２の半径方向において閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａが残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なることにより、閉領域５６の側と残りの膜体５２の側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気管へ送気を開始した運転初期時において、散気孔スリット５４が容易に開口し、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００２５】
なお、この散気管５１は、下水処理施設における曝気槽での使用のほかに、各種産業排水処理や浄水処理における曝気槽での使用や、浸漬型膜分離装置の下方に配置して膜面の洗浄に使用することなどが可能であり、その適用範囲は限定されない。
【符号の説明】
【００２６】
５１ 散気管
５２ 膜体
５３ 保持体
５４ 散気孔スリット
５５ 傾斜面部
５６ 閉領域
５２ａ、５６ａ スリットの切断面
５７ 半径方向
５８ 管壁
５９ 貫通穴
６０ 締め付け具
６１ 給気口
６２ ブロア
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水処理施設などの処理槽内において散気する散気管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の汚泥中の散気装置は、例えば図８に示すように、塩化ビニール管１に直径数ｍｍの散気孔２を複数箇所に形成したものであり、散気停止時に管内に侵入した汚泥で散気孔２および管内が閉塞する問題があった。
【０００３】
この汚泥の侵入を防ぐために、ゴムメンブレン式の散気装置が実用化されているが、散気運転時の圧力損失が高いためにブロワの動力が高くなり、電力使用量が増大する要因となっている。
【０００４】
また、散気装置としては、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、図９に示すように、フラットなベース３の上に伸縮性のあるシート４を配置し、このシート４に多数のスリット５を形成し、スリット５を介して加圧気体を液体中に通すことによって液体中に多数の気泡を形成するようにした曝気装置であり、シート４に形成するスリット５の形状を非直線状にすることで、シート４がスリット部分で裂ける欠点を無くすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３３５３２２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した特許文献１の構成では、散気運転時にシート４の可動領域６が膨らんでスリット５が開き、スリット５から空気が噴出する。
しかしながら、散気運転時にシート４が膨らみ始める初期状態において、スリット５の相対向する可動領域６のスリットの切断面６ａと本体領域７のスリットの切断面７ａはベース表面からその垂線方向８へ付勢される。この際に、スリット５の相対向するスリットの切断面６ａ、７ａがシート表面およびベース表面の垂線方向と平行であると、シート５の可動領域６にあるスリットの切断面６ａが本体領域７のスリットの切断面７ａに対して切断面方向に移動することになり、スリットの切断面６ａ、７ａにおける摩擦が抵抗となってスリット５の開放を阻害し、結果として圧力損失が高くなる問題があった。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、散気孔および管内が閉塞することを防止し、かつ散気運転時の圧力損失を低減することができる散気管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の散気管は、チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体と、膜体を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリットを備え、散気孔スリットは少なくとも所定部位が傾斜面部をなし、傾斜面部においてスリットの切断面が膜体の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリットと散気孔スリットの両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域側におけるスリットの切断面がその対向する残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることを特徴とする。
【０００９】
本発明の散気管において、散気孔スリットは、円弧状、山形状およびコの字状の何れかの形状をなすことを特徴とする。
本発明の散気管において、膜体の内側面を支持する管状体をなして管壁を表裏に貫通する貫通穴を形成した保持体を備え、貫通穴が散気孔スリットに重ならないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、膜体の半径方向において閉領域側におけるスリットの切断面が残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることにより、スリットが散気孔として開口する際に膜体の閉領域側と残りの膜体側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気管へ送気を開始した運転初期時において、散気孔スリットが容易に開口し、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００１１】
また、膜体の半径方向において閉領域側におけるスリットの切断面が残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることにより、散気管への送気を停止した運転停止時において、周囲の水圧を受ける膜体の閉領域側がそのスリットの切断面で残りの膜体側のスリットの切断面に水密に圧接するので、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、管内が閉塞することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における散気管を示す斜視図
【図２】同実施の形態における散気管の分解斜視図
【図３】同実施の形態における散気孔スリットを示す模式図
【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視図
【図５】図３におけるＢ−Ｂ矢視図
【図６】同実施の形態における散気孔のスリットを示し、（ａ）は開放状態、（ｂ）は閉塞状態を示す断面図
【図７】同実施の形態における散気管の上方から見たスリットのパターンを示し、（ａ）は中心から外側へ向く円弧、（ｂ）は中心から外側へ向かう山形、（ｃ）は中心から外側へ向くコの字、（ｄ）は外側から中心へ向く円弧
【図８】従来の散気管を示す平面図
【図９】従来の散気装置の断面視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図４において、散気管５１は主要部材が膜体５２と保持体５３からなり、チューブ形状の弾性体、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ポリウレタン樹脂、シリコンゴム等からなる膜体５２の内部に樹脂製または金属製の管状体からなる保持体５３を挿入している。
【００１４】
膜体５２の上部域および下部域には複数の散気孔スリット５４が設けてあり、散気孔スリット５４は膜体５２を表裏に貫通し、非直線状、ここでは円弧状のスリットをなしており、図３に示すように、散気孔スリット５４と散気孔スリット５４の両端部を結ぶ線分Ｌとに囲まれた閉領域５６を形成している。
【００１５】
この閉領域５６は、円弧状の散気孔スリット５４により膜体５２から切り離されることで、散気運転時に膜体５２の膨張に追従して変形するのではなく、独自の変形が可能となる。
【００１６】
散気孔スリット５４は少なくとも所定部位、ここでは図３に示すように円弧の中心を含む所定範囲にわたる部位が傾斜面部５５をなすが、傾斜面部５５は散気孔スリット５４の全体に設けても良い。
【００１７】
図４および図５に示すように、傾斜面部５５において散気孔スリット５４の切断面が膜体５２の半径方向５７に対して傾斜しており、閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａがその対向する残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なっている。
【００１８】
このことで閉領域５６が擬似的に蓋体のように作用し、散気孔スリット５４が散気孔として開口する際には散気孔に被せた蓋体を取り去るように残りの膜体５２の側から離間することで、閉領域５６の側と残りの膜体５２の側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００１９】
図７（ａ）に示すように、本実施の形態では、散気孔スリット５４を中心側から外側へ向かう円弧状としたが、図７（ｂ）に示すように、散気孔スリット５４は中心側から外側へ向かう山形状とすることも可能であり、図７（ｃ）に示すように、散気孔スリット５４は中心側から外側へ向かうコ字状とすることも可能であり、図７（ｄ）に示すように、散気孔スリット５４は外側から中心側へ向かう円弧状とすることも可能である。
【００２０】
保持体５３は一端を閉塞した有底筒体状をなし、膜体５２の内側面に当接して膜体５２を支持するもので、その管壁５８を表裏に貫通する貫通穴５９が複数箇所に形成してあり、貫通穴５９は散気孔スリット５２と重ならない位置、すなわち側部域に設けている。
【００２１】
これは、貫通穴５９が散気孔スリット５２と重なる場合には、その散気孔スリット５２に散気ガスの吐出圧が局部的に作用して散気孔スリット５２が他の位置よりも大きく開口するので、その散気孔スリット５２からの散気量が多くなり、散気管全体を見たときに、均一な散気が実現されない。これに対して、貫通穴５９が散気孔スリット５２と重ならない場合には、散気ガスの吐出圧が膜体５２に均一に作用し、散気管全体から均一に散気することが実現可能となる。
【００２２】
保持体５３と膜体５２の両端部に装着した締め付け具６０が膜体５２と保持体５３を気密に圧接しており、保持体５３の他端の給気口６１が空気供給源のブロア６２に接続している。
【００２３】
以下、上記した構成における作用を説明する。図６は散気孔スリット５２の作用を示すものであり、便宜的に保持体５３を省略して膜体５２のみを表している。図６（ｂ）に示すように、ブロア６２から給気口６１を通して散気管５１に送気しない運転停止状態では、傾斜面部５５において閉領域５６の側のスリットの切断面５６ａが残りの膜体５２の側のスリットの切断面５２ａに膜体５２の半径方向５７において外側に重なることにより、周囲の水圧を受ける閉領域５６がそのスリットの切断面５６ａで残りの膜体５２の側のスリットの切断面５２ａに水密に圧接するので、散気停止時に管内に汚泥が侵入することを防止し、管内が閉塞することを防止できる。
【００２４】
図６（ａ）に示すように、散気運転時にはブロア６２から給気口６１を通して散気管５１に送気する。この際に、膜体５２の半径方向において閉領域５６の側におけるスリットの切断面５６ａが残りの膜体５２の側におけるスリットの切断面５２ａの外側に重なることにより、閉領域５６の側と残りの膜体５２の側との間に作用する摩擦等の抵抗力を低減できるので、散気管へ送気を開始した運転初期時において、散気孔スリット５４が容易に開口し、散気運転時の圧力損失を低減することができる。
【００２５】
なお、この散気管５１は、下水処理施設における曝気槽での使用のほかに、各種産業排水処理や浄水処理における曝気槽での使用や、浸漬型膜分離装置の下方に配置して膜面の洗浄に使用することなどが可能であり、その適用範囲は限定されない。
【符号の説明】
【００２６】
５１ 散気管
５２ 膜体
５３ 保持体
５４ 散気孔スリット
５５ 傾斜面部
５６ 閉領域
５２ａ、５６ａ スリットの切断面
５７ 半径方向
５８ 管壁
５９ 貫通穴
６０ 締め付け具
６１ 給気口
６２ ブロア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体と、膜体を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリットを備え、散気孔スリットは少なくとも所定部位が傾斜面部をなし、傾斜面部においてスリットの切断面が膜体の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリットと散気孔スリットの両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域側におけるスリットの切断面がその対向する残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることを特徴とする散気管。
【請求項２】
散気孔スリットは、円弧状、山形状およびコの字状の何れかの形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の散気管。
【請求項３】
膜体の内側面を支持する管状体をなして管壁を表裏に貫通する貫通穴を形成した保持体を備え、貫通穴が散気孔スリットに重ならないことを特徴とする請求項１または２に記載の散気管。
【請求項１】
チューブ形状の弾性体からなり、内側が空気供給源に連通する膜体と、膜体を表裏に貫通する非直線状のスリットをなす複数の散気孔スリットを備え、散気孔スリットは少なくとも所定部位が傾斜面部をなし、傾斜面部においてスリットの切断面が膜体の半径方向に対して傾斜するとともに、散気孔スリットと散気孔スリットの両端部を結ぶ線分とに囲まれた閉領域側におけるスリットの切断面がその対向する残りの膜体側におけるスリットの切断面の外側に重なることを特徴とする散気管。
【請求項２】
散気孔スリットは、円弧状、山形状およびコの字状の何れかの形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の散気管。
【請求項３】
膜体の内側面を支持する管状体をなして管壁を表裏に貫通する貫通穴を形成した保持体を備え、貫通穴が散気孔スリットに重ならないことを特徴とする請求項１または２に記載の散気管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２５７８１（Ｐ２０１１−１２５７８１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８５８２４（Ｐ２００９−２８５８２４）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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