(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の開口部と底部中央のガス流入口（２４）とを有する円筒状をなす下部ハウジング要素（１）と、
前記下部ハウジング要素（１）の前記開口部を覆うために該開口部に対応する円盤状をなす上部ハウジング要素（１０）と、
有孔通ガス膜（１９）と、を備え、
前記上部ハウジング要素（１０）が、平坦な上面を前記下部ハウジング要素（１）とは反対側に向けた円盤状のキャリアプレート（１２）を有し、前記キャリアプレート（１２）には、該キャリアプレート（１２）を貫通する複数のガス貫通開口（１３）が、前記上部ハウジング要素（１０）の半径の０．７倍の半径位置と前記上部ハウジング要素（１０）の周縁部との間の環状領域内に一定半径の円周に沿って断続的に配置され、
前記有孔通ガス膜（１９）が前記上部ハウジング要素（１０）に、前記キャリアプレート（１２）の前記上面を覆い、その全周囲を気密に封止するように固定され、
それにより、前記ガス流入口（２４）から前記複数のガス貫通開口（１３）を介して前記有孔通ガス膜（１９）と前記キャリアプレート（１２）上面との間に供給される加圧ガスによって、前記有孔通ガス膜（１９）をその周縁部から全体を膨張させるようにしたエアレーション装置。
【請求項２】
前記複数のガス貫通開口（１３）が前記キャリアプレート（１２）の周縁部に沿って配置されている、請求項１に記載のエアレーション装置。
【請求項３】
前記上部ハウジング要素（１０）が、前記キャリアプレート（１２）の下面にその前記周縁部に向けて延在する複数のリブ（１４）を有し、隣接する２つの前記リブ（１４）の間にそれぞれ１つの前記ガス貫通開口（１３）が配置され、前記下部ハウジング要素（１）の前記ガス流入口（２４）から導入される空気が前記リブ（１４）の間を放射方向外向きに通過して各前記ガス貫通開口（１３）に入るようにした、請求項１又は２に記載のエアレーション装置。
【請求項４】
前記下部ハウジング要素（１）の前記底部（４）が、少なくとも部分的に漏斗状に構成され、フィレット状に形成された接続片（６）が前記下部ハウジング要素（１）をガス供給ラインに確実に装着するために前記底部（４）に成形されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のエアレーション装置。
【請求項５】
前記下部ハウジング要素（１）の前記底部（４）が、フィレット状の前記接続片に対応しかつ前記開口部へ向かって突出する曲率を有する湾曲部（５）を有する、請求項４に記載のエアレーション装置。
【請求項６】
前記ガス流入口（２４）が、前記接続片（６）を貫通する、請求項４又は５に記載のエアレーション装置。
【請求項７】
前記下部ハウジング要素（１）のハウジング内部に臨む前記ガス流入口（２４）の開口が、一方向弁、例えば一方向膜弁（２５）を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のエアレーション装置。
【請求項８】
前記上部ハウジング要素（１０）の円筒状の支持構造（１５）が、前記キャリアプレート（１２）の下面（Ｕ）に設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載のエアレーション装置。
【請求項９】
前記上部ハウジング要素（１０）の円筒状の支持構造（１５）が、前記キャリアプレート（１２）の下面（Ｕ）に設けられ、前記上部ハウジング要素（１０）が前記下部ハウジング要素（１）上に装着されたときに、前記円筒状の支持構造（１５）が前記底部の前記湾曲部（５）上に支持される、請求項５に記載のエアレーション装置。
【請求項１０】
前記リブ（１４）が、前記上部ハウジング要素（１０）が前記下部ハウジング要素（１）上に装着されているときに前記湾曲部（５）上の区分内に確実に支持されるように構成された、請求項３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】
前記リブ（１４）が、前記上部ハウジング要素（１０）が前記下部ハウジング要素（１）上に装着されているときに前記湾曲部（５）上に互いに垂直の二方向に確実に支持できるように構成された、請求項３から１０のいずれか１項に記載のエアレーション装置。
【請求項１２】
前記上部ハウジング要素（１０）を前記下部ハウジング要素（１）に固定するための前記上部ハウジング要素（１０）の縁部に係合するネジ切りリング（２１）が提供される、請求項１から１１のいずれか１項に記載のエアレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアレーション装置に関し、特に、汚水などに曝気する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ０５４９５１８Ａ１は、液体に微細気泡をエアレーション（通気及び曝気）する装置を開示している。ここで、支持板は少なくとも１つのガス出口開口を有する。微細な孔が開いたエアレーション膜が支持板で縁部領域に緊密に結合されている。さらに、ガス出口開口の１つの開口は、液体がガス出口開口内に侵入することを防止する一方向膜弁を備えている。液体のエアレーションのために、例えば、空気がガス出口開口を通して、支持板とエアレーション膜との間に圧入される。その結果、エアレーション膜は支持板から持ち上げられ、外側へ向けて凸面を形成する。空気は、孔を通過して、エアレーションされる液体内に微細気泡を形成する。例えば、４〜８メートルの水柱という高い水圧が上記公知の装置に作用すると、エアレーション膜は下に位置するガス出口開口領域のみで支持板から持ち上げられる。ガス出口は、この制限された領域のみで実現する。公知の装置の効率は、特に水圧が高い場合に大幅に制限される。
【０００３】
ＤＥ９４１５７７５Ｕ１から、別のエアレーション装置が知られている。ここで、２つの放射状スロットが板状の支持構造のガス出口開口として提供されている。エアレーション膜は、ガス出口開口の上方の領域内に孔を有さない。これによって、水圧が高い場合のエアレーション装置の効率を高める。それにもかかわらず、この場合も、ガス出口開口から離れた位置のエアレーション膜の領域は水圧によって支持構造に押し付けられる。不利なことには、これらの領域では、エアレーション膜の孔を通してエアレーション対象の液体へ通過するガスは存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消することである。特に、高い液圧であっても液体の効率的なエアレーションを可能にする装置を提案する必要がある。本発明の別の目的によれば、装置はできる限り堅牢で信頼性が高くなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。本発明の好都合な実施形態は、請求項２〜１３の特徴に由来する。
【０００６】
本発明によれば、液体にエアレーションする装置、特に、汚水などに曝気する装置であって、実質的に円形の開口部とガス流入口とを有する下部ハウジング要素と、開口部に対応し、開口部を覆う円盤状の上部ハウジング要素であって、下部ハウジング要素の反対方向を向き、上部ハウジング要素の周縁部の近傍に上面を通過する複数のガス貫通開口が設けられている上面を有する上部ハウジング要素と、上部ハウジング要素の上面を覆う有孔エアレーション膜と、を備える装置が提案される。
【０００７】
上部ハウジング要素は、実質的に、その上面が有孔エアレーション膜で覆われた円盤状のキャリアプレートから形成される。有孔エアレーション膜は、好都合にはキャリアプレートの周縁部の周囲に係合する。周縁部の近傍にガス貫通開口を設けることで、高い水圧に対してもエアレーション膜がキャリアプレートの上面から完全に持ち上がり、ガスがエアレーション膜の孔を確実に通過するようにされる。さらに、提案される装置は、空気圧が比較的低い場合に、気泡がエアレーション膜から逃げるという利点を有する。エアレーションに使用する空気の量に関して、装置は広い範囲内で制御可能である。低い制御範囲では、装置は少量の空気で動作し得る。
【０００８】
「上部ハウジング要素の周縁部の近傍に」という用語は、上部ハウジング要素の半径の最大約０．５倍、好ましくは最大約０．７倍まで周縁部から延在する上面の環状区域と理解すべきである。有利には、ガス貫通開口は、上部ハウジング要素の中心から同じ径方向距離に配置され、環状区域内部の仮想的な円に沿って断片として延在するスロットとして形成できる。
【０００９】
本発明の有利な実施形態によれば、下部ハウジング要素は、少なくとも区分内で漏斗状に構成され、フィレット状に形成された接続片が上に成形されて下部ハウジング要素をガス供給ラインに確実に装着する底部を有する。好都合には、接続片はその２つの縁部の外側に突出するウェブを形成できる半円筒状のシュートとして構成される。さらに、実質的にシュートの形状をした接続片に対応する対向片を、対向する溝状の凹部が形成される縁部に提供できる。これによって、接続片をガス供給ラインに実質的に確実に装着し、接続片を対向片に連動させることができる。非確動接続を確立するには、例えば、上記ウェブ及びそれに対応する溝状の凹部を、溝状の凹部内部へのウェブの挿入深さが増すにつれて、接続片と対向片とをガス供給ラインに押し付ける弾性力の作用が増大するように斜めに配置することができる。
【００１０】
底部は、フィレットに対応し、開口部に向けて突出する曲率を有する湾曲部を有してもよい。好都合には、ガス流入口は底部の中央を通過する。さらに、ガス流入口は、好都合には接続片を通過する。したがって、下部ハウジング要素を装着することで、ガス流入口はガス供給ラインのガス供給開口に直ちに接続できる。これによって、本発明の装置のガス供給ライン上の組み立てが簡素化される。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、下部ハウジング要素のハウジング内部に臨むガス流入口開口は一方向弁、好ましくは一方向膜弁を備える。特に、一方向膜弁は簡単でコスト効率が良い方法で製造できる。例えば、エアレーション膜が損傷した場合、一方向弁を提供して液体がガス流入口内に侵入することを防止できる。
【００１２】
さらに別の実施形態によれば、円筒状の支持構造は下面が上面と対向する上部ハウジング要素の下面から延在する。有利には下面の中央に装着される円筒状の支持構造は、有利にはガスをハウジング内部に侵入させる複数のアパーチャを有する。好都合には、アパーチャは、軸方向に延在するスロットの形に構成される。
【００１３】
円筒状の支持構造から、ウェブ又はリブは、周縁部へ向けて放射状に延在することができる。好都合には、支持板の下面に成形されたそのようなリブは装置の安定性を高める。特に、高い水圧によるキャリアプレートの望ましくない変形が回避される。
【００１４】
各ケースで２つの隣接するリブの間に１つのガス出口開口を提供できる。好都合には、ガス出口開口はスロットの形状を有し、周縁部に隣接するキャリアプレート内をリブから次の隣接するリブまで延在する。
【００１５】
本発明の特に有利なさらに別の実施態様によれば、リブは、上部ハウジング要素が下部ハウジング要素上に装着されているときに湾曲部上の区分内に確実に支持されるように構成される。それ故、高い水圧の作用に対するキャリアプレートの安定性をさらに向上させることができる。
【００１６】
本発明の特に有利なさらに別の実施態様によれば、リブは、上部ハウジング要素が下部ハウジング要素上に装着されているときに湾曲部上に互いに垂直の二方向に確実に支持できるように構成される。これは、リブの下縁部が、上部ハウジング要素が２つのアセンブリ位置で下部ハウジング要素上、特に底部の湾曲部上に確実に装着されるように構成されることを意味する。これにより装置の組み立てをさらに容易にする。
【００１７】
さらに別の実施形態によれば、上部ハウジング要素を下部ハウジング要素に固定するための上部ハウジング要素の縁部の上に係合するネジ切りリングが提供される。提案されるネジ切りリングによって、上部ハウジング要素は下部ハウジング要素に押し付けられる。ネジ切りリングによるハウジング要素の提案される接続は着脱自在である。したがって、例えば、不良のエアレーション膜があれば交換できる。
【００１８】
本発明の例示的実施形態を、図面を参照しながら以下に詳細に示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】装置の部分切開分解図である。
【図２】図１の装置の組立状態の斜視断面図である。
【図３】図２の別の斜視断面図である。
【図４】上部ハウジング要素の斜視底面図である。
【図５】図４の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図３で、有利には射出成形プラスチック製の下部ハウジング要素１は、上に雄ネジ３が形成された円筒状の第１の周囲壁２を有する。湾曲底部５により貫通された漏斗状の底部４は、第１の周囲壁２から延在する。湾曲底部５は、底部上に成形された接続片６の一体部分であり、半円筒の形に構成されている。
【００２１】
特に図２に示すように、接続片６は、接続片６の軸に対して斜めに走る２つの外側に延在するウェブ７を有する。参照番号８で示す対向片は延在する半円筒の形に構成され、両方の縁部に溝状の凹部９を有する。溝状の凹部９は、対向片８がその上に摺動することで接続片６に接続できるようにウェブに対応するように形成される。
【００２２】
有利には射出成形プラスチック製の上部ハウジング要素１０は円盤状に構築され、円筒状の第２の周囲壁１１を有する。第２の周囲壁１１の外径は第１の周囲壁２の内径よりも小さいため、上部ハウジング要素１０は下部ハウジング要素１内に挿入できる。上部ハウジング要素１０の上面Ｏは、実質的に平坦に形成される。第２の周囲壁１１に隣接して、上面Ｏを形成するキャリアディスク１２はスロット状のガス貫通開口１３を有する。
【００２３】
特に図４及び図５に示すように、補強ウェブ又はリブは、第２の周囲壁１１からキャリアディスク１２の下面Ｕ上を放射状に延在する。キャリアディスク１２上に成形されたリブ１４の高さは、上部ハウジング要素１０の中央に向かって上部ハウジング要素１０の第２の周囲壁１１によって形成される周縁部から区分内で増大する。下面Ｕの中心は、キャリアディスク１２から延在する円筒状の支持構造１５によって取り囲まれている。リブ１４は、円筒状の支持構造１５に隣接する。円筒状の支持構造１５は、リブ１４の間をキャリアディスク１２の近傍に延在する多数の軸方向スロット１６を有する。
【００２４】
リブ１４の少なくとも一部は、各ケースで円筒状の支持構造１５の近傍に支持縁部１７を有する。支持縁部１７の高さと傾斜は、組立状態で、少なくともリブ１４の一部が湾曲底部５上に支持されるように構成される。同様に、円弧部の形状の円筒状の支持構造１５の上縁部１８も、組立状態で、湾曲底部５上に確実に支持されるように形成される。
【００２５】
図示はしていないが、リブ１４の支持縁部１７は、各ケースで２つの実装位置に湾曲底部５上に、例えば９０°離して支持できるように構成することもできる。
【００２６】
参照番号１９は、例えば、シリコーンゴム製で、上面Ｏと第２の周囲壁１１とに対応するように構成されたエアレーション膜を示す。エアレーション膜１９の周縁部は、組立状態で、下部ハウジング要素１に挿入された上部ハウジング要素１０が下部ハウジング要素１上に成形された支持ウェブ２０上にエアレーション膜１９の縁部を介して支持されるように、第２の周囲壁１１を取り囲む。これによって、上部ハウジング要素１０及び下部ハウジング要素１によって形成されるハウジングの気密封止が達成される。
【００２７】
上部ハウジング要素１０をそれに装着されたエアレーション膜１９に固定するために、内壁が雄ネジ３に対応する雌ネジ２２を有するネジ切りリング２１が提供される。中間リング２３は、ネジ切りリング２１が作用させる締め付け力をエアレーション膜１９に均一に印加して、ネジ切りリング２１の締め付け時に同時に摺動面を形成する。
【００２８】
下部ハウジング要素１の湾曲底部５はガス流入口２４によって貫通され、ハウジング内部に臨む流入口の一方の端部上に、膜板２６とそれに装着された有孔弁膜２７とを有する一方向膜２５が提供される。
【００２９】
装置の機能は以下の通りである。
【００３０】
ガス供給開口を有するガス供給ライン（図示せず）上の組立てのために、接続片６を有する予め組み立てられた装置が、ガス流入口２４がガス供給開口（図示せず）を貫通するようにガス供給ライン上に配置される。その後、対向片８が接続片６上に装着され、装置はそれによってガス供給ラインに締め付け式に固定される。
【００３１】
ガス供給ラインを通して圧送される空気はガス流入口２４及び一方向膜弁２５を通過し、円筒状の支持構造１５に到達し、そこから軸方向スロット１６を通ってリブ１４の間に形成されたガス供給チャンバ内に入る。そこから、供給空気はガス貫通開口１３に圧入され、有孔エアレーション膜１９に対して押し付けられる。空気はエアレーション膜１９に提供された孔を貫通し、微細気泡の形で装置を取り囲む液体内を貫通する。
【００３２】
キャリアプレート１２内を放射状外向きに配置されたガス貫通開口１３に圧入し、エアレーション膜１９に対して空気を押し付けることで、エアレーション膜１９は周縁部から始めて区域全体にわたって膨張する。エアレーション膜１９の区域全体が気泡の生成に利用される。
【００３３】
上部ハウジング要素１０上へのガス供給の中断時に作用する液圧は、円筒状の支持構造１５と上に支持縁部１７を有するリブ１４とを介して、特に下部ハウジング要素１の底部の湾曲部５に対して印加される。
【符号の説明】
【００３４】
１  下部ハウジング要素
２  第１の周囲壁
３  雄ネジ
４  漏斗状の底部
５  湾曲底部
６  接続片
７  ウェブ
８  対向片
９  溝状の凹部
１０  上部ハウジング要素
１１  第２の周囲壁
１２  キャリアディスク
１３  ガス貫通開口
１４  リブ
１５  円筒状の支持構造
１６  軸方向スロット
１７  支持縁部
１８  上縁部
１９  エアレーション膜
２０  支持ウェブ
２１  ネジ切りリング２１
２２  雌ネジ
２３  中間リング
２４  ガス流入口
２５  一方向膜弁
２６  膜板
２７  弁膜
Ｏ  上面
Ｕ  下面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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