(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを液体、特に処理されるべき廃水の中に導入するエアレーション装置であって、少なくとも一つのガスディストリビュータ（10）と、多数の支持部（46、48）とを有し、支持部のそれぞれは自由端で開放されていて窄孔されたホース状の薄膜（14）で覆われており、それにより各支持部（46、48）は該薄膜（14）の近くで終了する少なくとも一つのガス出口を備えており、該支持部（46、48）は該ガスディストリビュータ（10）に取り付けられる中央部材（24）から突起していて、該ガスは該ガスディストリビュータ（10）から貫通孔（34）を通じて該中央部材まで流れ得て、それにより該中央部材（24）と該支持部（46、48）とが注入部材（12）として単一の部材を形成している、エアレーション装置であって、
該ガス出口は各支持部（46、48）の縦溝型のガス供給チャネル（16）であり、該中央部材（24）は中央チャネル（26）とそれから延びる２つの２次的なチャネル（28）とを備え、２つの２次的なチャネルは縦溝型の該ガス供給チャネル（16）に通じていて、該ガスは該ガスディストリビュータ（10）から該貫通孔（34）を通じて該中央チャネル（26）まで流れ得ることを特徴とする、エアレーション装置。
【請求項２】
前記支持部（46、48）の壁の厚さが前記中央部材（24）から自由端（20）にかけて減少することを特徴とする、クレーム１に記載のエアレーション装置。
【請求項３】
前記支持部（46、48）は、動作の準備ができると、上部に位置する前記中央部材（24）の近くに出口（22）を備えることを特徴とする、クレーム１あるいは２のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項４】
前記注入部材（12）は、前記中央チャネル（26）を軸方向に貫通しかつ前記中央部材（24）のフランジ近くの領域に対して該ガスディストリビュータ（10）の壁を固定するロックナット（32）を備えたネジ（30）によって該ガスディストリビュータ（10）に取り付けられ、それにより該ロックナット（32）は、該ガスディストリビュータ（10）の前記貫通孔（34）より狭くかつ長い狭いブリッジ形状を有していることを特徴とする、クレーム１から３のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項５】
前記ロックナット（32）は前記ガスディストリビュータ（10）の前記貫通孔（34）を貫通するセンタリングカラー（44）を備えることを特徴とする、クレーム４に記載のエアレーション装置。
【請求項６】
前記センタリングカラー（44）は円錐形状であることを特徴とする、クレーム５に記載のエアレーション装置。
【請求項７】
前記ロックナット（32）はつめを備えることを特徴とする、クレーム５あるいは６のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項８】
好ましくはＯリング（38）の形状であるシールが前記ガスディストリビュータ（10）と前記中央部材（24）のフランジとの間に位置し、シーリングディスク（36）が、前記ネジ（30）の頭部と前記注入部材（12）の表面との間に位置することを特徴とする、クレーム１から７のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項９】
前記中央部材（24）のフランジは横方向のセンタリングショルダ（42）を備えることを特徴とする、クレーム１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記注入部材（12）は２つの軸スリット（52、54）を有する突起部（50）を備えて、該注入部材（12）を前記ガスディストリビュータ（10）に位置合せすることに役立ち、前記ロックナット（32）を該スリット（52、54）に受け取ることによってロックナットのねじれを防ぐことに役立つことを特徴とする、クレーム１から９のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項１１】
前記突起部（50）は斜めであることを特徴とする、クレーム４に記載のエアレーション装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、クレーム１の前提部に記載されているようなエアレーション装置に関する。
このタイプのエアレーション装置は、好ましくは、排水処理時に排水中にガスを導入して、水中に存在する廃物中で好気性分解プロセスを生じさせるために使用される。ガスは常に排水より軽いので、泡が単に液体を通過してその表面に出るだけではなくできるだけ広い領域を覆うように、ガスは、容器あるいは鉢の底から導入されなければならない。この場合には、必要とされる水の飽和状態は達成されないであろう。
EP 0 345 207 B1から知られるエアレーション装置は一つ以上のガスディストリビュータを備え、そのガスディストリビュータの側面には多数の注入部材が設けられている。このことは、ガスが広い領域に分布することを確実にする。公知のエアレーション装置に対して、そのような部材は、ガスディストリビュータに接続部品でネジ留めされる。それゆえに、別々の注入部材が各面に必要である。組立は、留めなければならない部材の数のために時間を要する。
特に長い注入部材の場合、撹拌器によって起こされる排水の動きは、容易に機械的損傷に導き得る負荷をもたらす。
更に、中央部材から延びる支持部によりガスディストリビュータに取り付けられて一体となる注入部材を有するエアレーション装置が、DE 36 36 882 C1から知られる。取り付け方法は、中央部材とガスディストリビュータの側面に位置する受け溝との両方をつかむクランプ要素を用いる。各支持部は、窄孔されたホース状の薄膜によって覆われていて、薄膜は、その両端でホースクランプを用いて支持部に固定される。内側のホースクランプは同時に、ガスディストリビュータの受け溝に中央部材を固定する。液体は、貫通孔を介して中央部材とガスディストリビュータとの間を流れ得、前者は、ほぼ支持部の中央に位置するカップ状の挿入物により囲まれている。ガスが流れ得る出口は、カップ状の挿入物の間の空間から薄膜が位置する領域まで通じている。
支持部上の薄膜の外面にわたって、液体に入るガスのできるだけ一様な流れを得ることはまた、注入部材の内部ができるだけより外側へ延びることを要求する。しかし、これは、上記部材中により多量のガスが存在する結果として、好ましくない浮力の増加を生じる。
本発明の目的は、クレーム１の前提部に記載されるタイプのエアレーション装置を作成することであり、薄膜の長さにわたって、同時にそれほど浮力のない注入部材を用いて、液体に入るガスの一様な流れを生じさせること、ならびに、歪みを受けずそれゆえ安全な方法で容易にエアレーション装置を組立て且つガスディストリビュータに注入部材を取り付けることを可能にする。
この目的は、特徴部に与えられる特徴とともにクレーム１の前提部に記載される様なエアレーション装置によって達成される。
本発明に従う実施態様は、ガス出口を用いて薄膜の長さに渡るガスの一様な流れを確実にしており、その実施態様は縦溝型のガス供給チャネルを有する。中央チャネルおよびそれに通ずる２つの２次チャネルの配置は、注入部材の中のガスの量を制限し、それにより、浮力の量を減ずる。ガスディストリビュータに注入部材を取り付けることで、各部材の両方のガス供給チャネルは、貫通孔を介したガスディストリビュータの中央チャネルへの結合を通じて自動的に供給される。
好ましい実施態様において、支持部の壁の厚さは、中央部材から自由端にかけて減少する。撹拌器によって引き起こされる液体の動きから生じる支持部の曲げモーメント負荷は、ガスディストリビュータまでの距離が増加するにつれて減少するので、支持部に損傷を与えずに材料の量の減少が可能である。
支持部は、好ましくは、動作可能な時には、それの上部に位置する中央部材の近くに出口を備える。これらの出口は、液体が自由開放端から支持部の内部を通り出ていくことを可能にする。そうしないと生じ得る内部における嫌気性スラッジの堆積と、その結果として生じる有毒物質の生成とが、それにより防ぎ得る。
注入部材をガスディストリビュータに取り付ける実用的な方法は、ネジを用いるが、そのネジは中央チャネルを軸方向に貫通し、また、中央部材のフランジの近くのガスディストリビュータの壁を固定するロックナットを備える。ロックナットは、ガスディストリビュータの貫通孔より狭くて長い小さなブリッジ形状を有している。この取り付け方法は、ロックナットが自動的に固定されるので、注入部材を容易にすばやくガスディストリビュータに搭載することを可能にする。
実用的な実施態様において、ロックナットは、ガスディストリビュータの貫通孔を貫通するセンタリングカラーを備える。このセンタリングカラーは、円錐型状であり得る。注入部材がネジにより搭載される際に、そのセンタリングカラーは、中央部材の中央チャネルがガスディストリビュータの貫通孔と正確に位置合せされることを確実にすることで、その２つの部分の間の液体の流れを合流させる。
締められるとガスディストリビュータの材料を貫通するつめをロックナットが備えていると、特にねじれに対して抵抗を有する接合が達成され得る。
更に、好ましくはＯリングの形状でネジの頭部と注入部材の表面との間に位置するシーリングディスクが、ガスディストリビュータと中央部材のフランジとの間に位置し得る。これらのシールは、ネジ頭部およびフランジ近くでのガスの好ましくない漏れを防ぐ。
中央部材の上に位置するフランジは、横方向のセンタリングショルダを備える。これらのセンタリングショルダは、搭載時に中央部材の適切な位置決めを容易にする。
ガスディストリビュータへの注入部材の確実なセンタリングのためには、さらに上記部材の上にある２つの軸スリットを有する突起部を用いる。この突起部は同時に、そのスリットにロックナットを受け取ることによって、ロックナットの好ましくないねじれを防ぎ得る。
突起部は、好ましくは斜めに削られる。この形状は、ネジの上のロックナットをガスディストリビュータの貫通孔に挿入する目的で、ガスディストリビュータの上に斜めに注入部材を搭載することを容易にする。
本発明のさらなる例および好ましい実施態様は、クレームや実施態様の例を示すさらなる記述および図面から示される。
図面が示しているのは、
図１  ガスディストリビュータに取り付けられた注入部材の長手方向断面
図２  図１のロックナットの詳細な図AB
図３  交差線CDに沿った注入部材の断面
図４  取り付けフランジの他の実施態様を有する、図１に類似の長手方向断面
図５  円形の断面を有するガスディストリビュータを有する、図１に類似の付加的な長手方向断面
図６  突起部を有する注入部材が搭載されているガスディストリビュータの断面図
図７  ガスディストリビュータに取り付けられた、突起部を有する注入部材である。
図１に示されるエアレーション装置は、注入部材12が取り付けられているガスディストリビュータ10を備える。注入部材12は、２つの横方向支持部46および48を有する中央部材24を備える。注入部材12は、横方向のセンタリングショルダ42を備える中央部材24の近くに位置するフランジを用いて、ガスディストリビュータ10に対して支えられている。この接合は、ガスディストリビュータ10の貫通孔34を覆うネジ30およびロックナット32を用いてもたらされる。
ガスは、ガスディストリビュータ10の貫通孔34を通じて空洞のガスディストリビュータ10から供給され、中央部材24の中の中央チャネル26に沿って、やはり中央部材24に位置している２次チャネル28に流れる。２次チャネル28は、支持部46および48の縦溝型のガス供給チャネル16で終了する。支持部46および48は、ガス供給チャネル16を完全に覆い且つクランプ40を用いてガス供給チャネル16の隣に軸方向に取り付けられている、窄孔された薄膜に囲まれている。
ガスディストリビュータ10の内部から注入部材12の中央チャネル26へのガスのオーバーフローを生じさせるために、ロックナット32は、中央チャネル26および貫通孔34の直径より狭くかつ長い平坦なブリッジ形状をしている。ロックナット32は、それにより長手方向に突起するタブを用いた取り付けを可能にする。しかし、ギャップが狭いブリッジの側面に残り、そのギャップを通じてガスは中央チャネルに入り得る。ネジ30の付近の領域からのガスの好ましくない漏れ或いはガス供給チャネルへの廃水の侵入は、中央部材24のフランジ近くにＯリング38の形状のシールを配置し、かつシーリングディスク36を用いて注入部材12の表面に対してネジ30の頭部をシールすることで、防ぎ得る。
センタリングショルダ42が、中央部材24のフランジとガスディストリビュータ10とを位置合せすることに役立つのに対し、ロックナット32のセンタリングカラー44は、ロックナット32をガスディストリビュータ10の貫通孔34に位置合せする。センタリングカラー44は、円錐形状であり、ロックナット32が貫通孔34に軸方向に入りそこで締め付けられて動かなくなると同時に、ねじれを防ぐ。或いは、またはさらに、ロックナットの突起タブはまた、ガスディストリビュータ10の表面を貫通するつめの形状を有し得る。
注入部材12の支持部46および48の内部18が自由端で廃水と通じていると、エアレーション装置の浮力は防ぎ得る。結果として、廃水はこの領域に侵入し得る。
内部18に定留している廃水は撹拌される廃水と比較して十分な量の酸素を供給されないことが、公知のエアレーション装置で明らかにされている。結果として、嫌気性堆積物がこの領域で生成され得る。この嫌気性堆積は、廃水中の汚染物質を分解するのに必要な好ましいバクテリアの増殖を妨げる有毒物質を含む。たとえ内部18の廃水が静止していると主に考えられるとしても、嫌気性堆積物の中に存在するある量の有毒物質は常に周りの空間に浸透し、それにより、廃水処理システムの効果に否定的な影響を及ぼす。
この現象を妨ぐ目的で動作準備ができると、注入部材12は、上部に位置する出口22を備える。廃水は、自由端からこれらの出口および内部18を通って流れ得て、それから出口22を通って出ていく。この流れは、窄孔された薄膜を出ていくガスが廃水を上方に向かわせる際に引き起こされる。この動きはまた周りの領域に到達し、内部18に定留する廃水を出口22を通って動かす。
それによって、出口22は内部18を通じる液体の流れを確実にし、嫌気性堆積物の生成を効果的に防ぐ。
図３は、図１の交差線CDに沿う注入部材12の断面を示す。
ガスディストリビュータ10の上に注入部材12を搭載する際には、最初にガスディストリビュータに孔が開けられ、それから、外部端にロックナット32を備えたネジ30を有する注入部材12は、ロックナットが貫通孔34に斜めに貫通するようにガスディストリビュータ10に斜めに搭載される。ネジ30は持ち上げられて、センタリングカラー44を有するロックナット32が貫通孔34を貫通し、そこで締められて動かなくなる。ネジ30は、それから固定される。注入部材12が交換される際には、貫通孔34に残っているロックナット32はネジ30が取り除かれた後であっても貫通孔34に固定されたままであるので、再使用され得る。
図４は、図１における長手方向の断面を示す他の代案の図面を示す。この場合、中央部材24は、貫通34を貫通して、付加的なセンタリング機能を行うセンタリングリングを備える。ロックナット32は、ガスディストリビュータの表面に接触するＬ型の斜端を備える。図５に示される代案では、ガスディストリビュータ10は、四角形よりむしろ円形の断面を有する。
図６は、ガスディストリビュータ10を有する本発明の好ましい実施態様の断面を示し、ガスディストリビュータ10の上には突起部50を有する注入部材12が搭載されている。図７は、ガスディストリビュータ10に取り付けられる突起部50を有する注入部材12を示す。
突起部50は傾斜していて、ネジ30およびロックナット32によって準備されている注入部材12の挿入を容易にする。図示されるガスディストリビュータ10に関連した注入部材12の角度は、ロックナット32をともなった突起部50が直径がより大きいにもかかわらず貫通孔34に挿入される際に、ロックナット32が貫通孔34に入ることを可能にする。このことは、注入部材12がガスディストリビュータ10と位置合せされる際に、ロックナット32が貫通孔34を覆い得ることを意味する。突起部50の角度は、注入部材12が斜めである際にそれが貫通孔34に入ることを可能にする。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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