(57)【要約】【課題】亀裂の伝播を防止することができるメンブレン式散気装置を提供する。【解決手段】散気膜３に第１および第２スリット８，９が形成され、第１スリット８は散気膜３の長手方向Ａに長い孔であり、第２スリット９は、散気膜３の短手方向Ｂに長い孔であり、且つ、長手方向Ａにおいて第１スリット８の少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、散気時、散気膜３に供給される空気の圧力によって散気膜３が長手方向Ａから見て山形状に膨張して第１スリット８が短手方向Ｂに開く。【選択図】図１
2011036791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ複数配列されて形成され、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張することにより第１スリットが開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じ、
第２スリットは第１スリットの長手方向の少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
第２スリットは第１スリットに対して交差する方向に長い孔であることを特徴とするメンブレン式散気装置。
【請求項２】
第２スリットは第１スリットに対してほぼ直交する方向に長い孔であることを特徴とする請求項１記載のメンブレン式散気装置。
【請求項３】
散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ複数配列されて形成され、
第１スリットは散気膜の長手方向に長い孔であり、
第２スリットは、散気膜の短手方向に長い孔であり、且つ、散気膜の長手方向において第１スリットの少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張して第１スリットが短手方向に開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じることを特徴とするメンブレン式散気装置。
【請求項４】
散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ同心円上に複数配列されて形成され、
第１スリットは散気膜の周方向に長い孔であり、
第２スリットは、散気膜の径方向に長い孔であり、且つ、散気膜の周方向において第１スリットの少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張して第１スリットが径方向に開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じることを特徴とするメンブレン式散気装置。
【請求項５】
第１スリットに対して５°〜２５°の角度で傾斜した方向に長い第３スリットが散気膜に複数形成されていることを特徴とするメンブレン式散気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理施設等の槽内に設置されるメンブレン式散気装置に関し、生物処理又は攪拌のために散気を行なう技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のメンブレン式散気装置には、例えば図１６〜図１８に示すものがある。これは長方形状のベースプレート５１の上面に長方形状の散気膜５２が装着され、所定位置に給気口５３が設けられたものであり、ベースプレート５１と散気膜５２との間に空気供給部５４が形成されている。給気口５３は空気供給部５４に連通している。
【０００３】
散気膜５２は合成樹脂膜または合成ゴム膜に多数のスリット５５（気孔部）を設けたものであり、散気膜５２の周囲が固定部５６によってベースプレート５１に固定されている。各スリット５５は、散気膜５２の長手方向Ａに細長いスリットであり、上記長手方向Ａに対して平行である。
【０００４】
図１７（ａ）に示すように、散気停止時には、散気膜５２が水圧を受けてベースプレート５１の上面に押し付けられた状態となる。この際、散気膜５２は膨張せず、スリット５５は閉じている。
【０００５】
また、散気時には、圧縮空気が給気口５３から空気供給部５４に供給され、図１７（ｂ）に示すように、散気膜５２が、圧縮空気の圧力を受けて、長手方向Ａから見て山形状に膨張する（すなわち散気膜５２の長手方向Ａに直交する断面形状が山形状に膨張する）。このように散気膜５２が膨張した際、スリット５５が短手方向Ｂに開き、空気供給部５４内の空気は、スリット５５を通り、気泡５８となって、散気膜５２の内側から外側へ噴出する。
【０００６】
上記のように散気膜５２に多数のスリット５５を形成した散気装置については、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記の従来形式では、散気時、図１７（ｂ）に示すように、散気膜５２が長手方向Ａから見て山形状に膨張した際、スリット５５に短手方向Ｂの引張力Ｆが作用してスリット５５が短手方向Ｂに開くが、図１６，図１８に示すように、この引張力Ｆによってスリット５５の端部に亀裂５７が発生し、この亀裂５７が長手方向Ａにおける隣のスリット５５まで伝播し、隣り同士のスリット５５が亀裂５７を介して繋がってしまうといった問題がある。
【０００９】
本発明は、亀裂の伝播を防止することができるメンブレン式散気装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本第１発明におけるメンブレン式散気装置は、散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ複数配列されて形成され、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張することにより第１スリットが開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じ、
第２スリットは第１スリットの長手方向の少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
第２スリットは第１スリットに対して交差する方向に長い孔であるものである。
【００１１】
これによると、散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張し、散気膜に発生する引張力によって第１スリットが開く。供給された空気は、第１スリットを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出される。
【００１２】
この際、第２スリットは第１スリットに対して交差する方向に長い孔であるため、上記引張力によって第１スリットの端部に亀裂が発生しても、この亀裂は、第１スリットの端部から第２スリットまで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂が第１スリットから隣の第１スリットまで伝播するのを防止することができる。
【００１３】
また、散気停止時には、散気膜への空気の供給が遮断されて、散気膜は膨張せず、第１および第２気孔部は閉じている。
本第２発明におけるメンブレン式散気装置は、第２スリットは第１スリットに対してほぼ直交する方向に長い孔であるものである。
【００１４】
これによると、散気時、第１スリットが開き、供給された空気は、第１スリットを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出される。
この際、第２スリットは第１スリットに対してほぼ直交する方向に長い孔であるため、第１スリットの端部に亀裂が発生しても、この亀裂は、第１スリットの端部から第２スリットまで到達すると、そこから先へ進行することはない。
【００１５】
尚、散気時においては、第２スリットは閉じており、第２スリットを通って外側へ噴出される気泡はほとんど無い。
本第３発明におけるメンブレン式散気装置は、散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ複数配列されて形成され、
第１スリットは散気膜の長手方向に長い孔であり、
第２スリットは、散気膜の短手方向に長い孔であり、且つ、散気膜の長手方向において第１スリットの少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張して第１スリットが短手方向に開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じるものである。
【００１６】
これによると、散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張し、散気膜に発生する短手方向の引張力によって第１スリットが短手方向に開く。供給された空気は、第１スリットを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出される。
【００１７】
この際、上記引張力によって第１スリットの端部に亀裂が発生しても、この亀裂は、第１スリットの端部から第２スリットまで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂が第１スリットから散気膜の長手方向における隣の第１スリットまで伝播するのを防止することができる。
【００１８】
尚、散気時においては、第２気孔部は閉じており、第２気孔部を通って外側へ噴出される気泡はほとんど無い。
また、散気停止時には、散気膜への空気の供給が遮断されて、散気膜は膨張せず、第１および第２気孔部は閉じている。
【００１９】
本第４発明におけるメンブレン式散気装置は、散気膜に、第１および第２スリットがそれぞれ同心円上に複数配列されて形成され、
第１スリットは散気膜の周方向に長い孔であり、
第２スリットは、散気膜の径方向に長い孔であり、且つ、散気膜の周方向において第１スリットの少なくともいずれか片方に隣り合う位置に形成されており、
散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張して第１スリットが径方向に開き、
散気停止時、散気膜が膨張していない状態で第１スリットが閉じるものである。
【００２０】
これによると、散気時、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張し、散気膜に発生する径方向の引張力によって第１スリットが径方向に開く。供給された空気は、第１スリットを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出される。
【００２１】
この際、上記引張力によって第１スリットの端部に亀裂が発生しても、この亀裂は、第１スリットの端部から第２スリットまで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂が第１スリットから散気膜の周方向における隣の第１スリットまで伝播するのを防止することができる。
【００２２】
尚、散気時においては、第２スリットは閉じており、第２スリットを通って外側へ噴出される気泡はほとんど無い。
また、散気停止時には、散気膜への空気の供給が遮断されて、散気膜は膨張せず、第１および第２スリットは閉じている。
【００２３】
本第５発明におけるメンブレン式散気装置は、第１スリットに対して５°〜２５°の角度で傾斜した方向に長い第３スリットが散気膜に複数形成されているものである。
これによると、小風量で散気を行う際、散気膜に供給される空気の圧力によって散気膜が山形状に膨張し、散気膜に発生する引張力によって第３スリットよりも先に第１スリットが開く。供給された空気は、開かれた第１スリットを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出されるのに対し、開き難い第３スリットを通って外側へ噴出される気泡はほとんど無い。
【００２４】
また、風量を上記小風量から大風量に増やして散気を行う際、空気の供給量が多いほど第３スリットが開き易くなり、気泡を噴出する第３スリットの個数が増加する。このため、散気膜に供給された空気は、第１スリットと第３スリットとを通り、気泡となって散気膜の内側から外側へ噴出される。このように、小風量では、気泡が主に第１スリットから噴出するが、風量が増えるのに従って、気泡を噴出する第３スリットの個数が増加するため、初期圧力損失および圧力損失の上昇を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によると、散気時に散気膜に作用する引張力によって第１スリットの端部に亀裂が発生しても、この亀裂は、第１スリットの端部から第２スリットまで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂が第１スリットから隣の第１スリットまで伝播するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるメンブレン式散気装置の斜視図である。
【図２】図１におけるＳ−Ｓ矢視図であり、散気運転時の状態を示す。
【図３】同、メンブレン式散気装置のスリットの配列パターンを示す平面図である。
【図４】同、メンブレン式散気装置のスリットの拡大平面図であり、（ａ）は第１および第２スリットが閉じている状態、（ｂ）は第１スリットが開き、第２スリットが閉じている状態を示す。
【図５】同、メンブレン式散気装置の第１スリットの拡大断面図であり、（ａ）は第１スリットが閉じている状態、（ｂ）は第１スリットが開いている状態を示す。
【図６】切欠きの先端に発生する最大応力と切欠きの先端のアールとの一般的な関係式を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるメンブレン式散気装置のスリットの配列パターンを示す平面図である。
【図８】同、メンブレン式散気装置のスリットの拡大平面図であり、（ａ）は第１〜第３スリットが閉じている状態、（ｂ）は第１および第３スリットが開き、第２スリットが閉じている状態を示す。
【図９】（ａ）のグラフは膜面通気量と発泡スリットの個数との関係を示すものであり、（ｂ）のグラフは、膜面通気量と全発泡スリットに占める第１〜第３スリットの割合との関係を示すものである。
【図１０】第３スリットの傾斜角度と、発泡する第１スリットの個数を１００としたときの発泡する第３スリットの個数の割合との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるメンブレン式散気装置の斜視図である。
【図１２】図１１におけるＳ−Ｓ矢視図である。
【図１３】同、メンブレン式散気装置のスリットの配列パターンを示す平面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるメンブレン式散気装置の平面図である。
【図１５】図１４におけるＳ−Ｓ矢視図である。
【図１６】従来のメンブレン式散気装置の斜視図である。
【図１７】同、メンブレン式散気装置のスリットの拡大断面図であり、（ａ）はスリットが閉じている状態、（ｂ）はスリットが開いている状態を示す。
【図１８】同、メンブレン式散気装置のスリットの配列パターンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明における第１の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１，図２に示すように、１は下水処理施設等の曝気槽内に設置されるメンブレン式散気装置である。このメンブレン式散気装置１は、プラスチックや金属等で製作された長方形状のベースプレート２と、ベースプレート２の上面に装着された長方形状の散気膜３とを有している。散気膜３は、弾性を有しており、例えば、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム、或いは、ポリウレタン等の樹脂からなる。
【００２８】
散気膜３の周囲は固定部６（例えばカシメ部材等）によってベースプレート２に固定されており、ベースプレート２と散気膜３との間には空気供給部４が形成されている。また、散気膜３の長手方向Ａにおける一端部には、短筒状の給気口５が設けられている。給気口５は、空気供給部４に連通するとともに、空気供給源（図示省略）に接続されている。
【００２９】
尚、散気膜３は例えば下記のような性状（１）〜（３）のものを使用することができる。
＊性状（１）
材質：ゴム（ＥＰＤＭ）、硬さ（Ａ）：５０〜７０、厚さ（ｍｍ）：１〜３
＊性状（２）
材質：ゴム（シリコン）、硬さ（Ａ）：３５〜５５、厚さ（ｍｍ）：１〜３
＊性状（３）
材質：樹脂（ポリウレタン）、硬さ（Ａ）：７０〜９８、厚さ（ｍｍ）：０．３〜１
尚、上記散気膜３の性状は一例であって、これらに限定されるものではなく、使用する条件に応じて、適宜変更し、最適化することができる。
【００３０】
散気時、図２の実線で示すように、散気膜３に供給される空気の圧力によって散気膜３が長手方向Ａから見て山形状に膨張する。尚、このとき、散気膜３の長手方向Ａにおける両端はベースプレート２に固定されているため、長手方向Ａから見て山形状にはならないが、散気膜３の両端を除いたほとんどの領域において散気膜３が長手方向Ａから見て山形状に膨張するので、ここでは散気膜３の両端を除外して考えるものとする。
【００３１】
散気膜３には複数の第１および第２スリット８，９が形成されている。図３，図４に示すように、第１スリット８は、長手方向Ａに細長い孔（スリット）であり、上記長手方向Ａに対して平行である。第２スリット９は、短手方向Ｂに細長い孔（スリット）であり、上記長手方向Ａに対して直交している。
【００３２】
第１および第２スリット８，９は長手方向Ａおよび短手方向Ｂにおいて所定の配列パターンで複数配列されている。すなわち、第１スリット８は長手方向Ａにおいて所定間隔おきに複数形成され、長手方向Ａにおいて隣り合う第１スリット８間（第１スリット８の少なくともいずれか片方に隣り合う位置の一例）に第２スリット９が位置している。また、第１スリット８は短手方向Ｂにおいても所定間隔おきに複数形成され、短手方向Ｂにおいて隣り合う第１スリット８間にも第２スリット９が位置している。
【００３３】
以下、上記構成における作用を説明する。
散気運転時には、空気供給源（図示省略）から給気口５を通じて所定圧力の空気をメンブレン式散気装置１に供給することにより、図２の実線で示すように、給気口５から空気供給部４に供給される空気の圧力で散気膜３が長手方向Ａから見て山形状に膨張し、散気膜３に短手方向Ｂの引張力Ｆが発生し、図４（ｂ），図５に示すように、この引張力Ｆによって第１スリット８が短手方向Ｂに開く。空気供給部４に供給された空気は、第１スリット８を通り、気泡１３となって散気膜３の内側から外側へ噴出される。
【００３４】
この際、図４（ｂ）に示すように、上記引張力Ｆによって第１スリット８の端部に亀裂１２が発生しても、この亀裂１２は、第１スリット８の端部から第２スリット９まで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂１２が第１スリット８から長手方向Ａにおける隣の第１スリット８まで伝播するのを防止することができる。
【００３５】
尚、上記のように亀裂１２の伝播が防止される理由を、参考として、以下に説明しておく。すなわち、図６に示すように、一般に、切欠き１５を形成した部材１６に平均応力σ０がかかる場合、切欠き１５の先端に発生する最大応力σｍａｘは以下の式で表される。
【００３６】
【数１】
2011036791.tif 000003
【００３７】
上記式によると、切欠き１５の先端のアールρが小さいほど最大応力σｍａｘが増大する。亀裂１２の場合、上記先端のアールρは非常に小さいので、応力集中によって亀裂１２は次第に成長する。ここで、図３に示すように、上記第２スリット９の長さ方向と引張力Ｆの方向とが一致するため、第２スリット９は上記先端のアールρが非常に大きな切欠きであるとみなすことができる。このため、上記式で求められる最大応力σｍａｘが非常に小さくなり、第２スリット９において応力集中はほとんど発生せず、これにより、第２スリット９において亀裂１２の伝播を防止することができる。
【００３８】
尚、散気時において、山形状に膨張した散気膜３には、主に短手方向Ｂの引張力Ｆが発生し、長手方向Ａの力はほとんど発生しないため、図４（ｂ）に示すように、第２スリット９は閉じたままとなり、空気供給部４から第２スリット９を通って外部へ噴出される空気はほとんど無い。
【００３９】
また、散気停止時には、散気膜３への空気の供給が遮断されて、図５（ａ）に示すように、散気膜３が水圧を受けてベースプレート２の上面に押し付けられた状態となる。この際、散気膜３は膨張せず、第１および第２スリット８，９は閉じている。
【００４０】
本発明における第２の実施の形態を説明する。
図７，図８に示すように、散気膜３には、上記第１および第２スリット８，９に加えて、長手方向Ａに対して所定の傾斜角度αで傾斜した方向に細長い孔である第３スリット１０が複数形成されている。尚、所定の傾斜角度αは１３°（鋭角）に設定されている。第３スリット１０は長手方向Ａにおいて隣り合う第１スリット８間に位置している。また、第２スリット９は、長手方向Ａにおいて隣り合う第１スリット８と第３スリット１０との間に位置しているとともに、長手方向Ａにおいて隣り合う第１スリット８間に位置している。
【００４１】
以下、上記構成における作用を説明する。
散気運転時に、山形状に膨張した散気膜３に発生する短手方向Ｂの引張力Ｆは第１スリット８および第３スリット１０を開くための力となるのであるが、この際、第１スリット８が開く方向と引張力Ｆの方向とは一致するが、これに対して、第３スリット１０は傾斜角度αで傾斜しているため、第３スリット１０が開く方向と引張力Ｆの方向とは一致しない。すなわち、第１スリット８は引張力Ｆで開かれるのに対して、第３スリット１０は、引張力Ｆよりも小さな、Ｆｃｏｓαの力Ｆ´で開かれる。このため、傾斜角度αが増大するほど、第３スリット１０は第１スリット８に比べて開き難くなる。
【００４２】
したがって、小風量で散気を行う場合、空気供給部４に供給された空気の大部分は、開かれた第１スリット８を通り、気泡となって散気膜３の内側から外側へ噴出されるのに対し、開き難い第３スリット１０を通って外側へ噴出される気泡はほとんど無い。
【００４３】
これにより、第１スリット８から噴出した気泡がその隣の第３スリット１０からの気泡に結合するのを防止することができる。さらに、隣り合う第１スリット８間に第３スリット１０が位置しているため、第１スリット８同志の間隔Ｄが拡大され、第１スリット８から噴出した気泡とその近隣の第１スリット８から噴出した気泡とが結合するのを防止することができる。これにより、小風量時において、気泡を分散させて均一に発生させることができ、酸素移動効率の低下を防止することが可能である。
【００４４】
また、風量を上記小風量から大風量に増やして散気を行う場合、空気供給部４に供給される空気の供給量が多いほど空気供給部４の空気圧が上昇して、第３スリット１０が開き易くなり、気泡を噴出する第３スリット１０の個数が増加する。このため、空気供給部４の空気は、第１スリット８と第３スリット１０とを通り、気泡となって散気膜３の内側から外側へ噴出される。このように、小風量では、気泡が主に第１スリット８から噴出するが、風量が増えるのに従って、気泡を噴出する第３スリット１０の個数が増加するため、初期圧力損失および初期圧力損失の上昇を抑制することができる。
【００４５】
尚、図９のグラフは風量別の発泡スリット数の測定データの一例であり、このうち、図９（ａ）のグラフは、膜面通気量と発泡スリットの個数との関係を示すものであり、図９（ｂ）のグラフは、膜面通気量と全発泡スリットに占める第１〜第３スリット８〜１０の割合との関係を示すものである。
【００４６】
尚、図９（ａ）のグラフにおいて、膜面通気量とは、散気膜３を１時間当たり且つ１ｍ２当たり通過する空気の通気量を示し、膜面通気量Ｍ１から膜面通気量Ｍ４になるほど増大している。尚、メンブレン式散気装置１に供給される風量が少ないほど膜面通気量も減少し、風量が多いほど膜面通気量も増大する。
【００４７】
また、発泡スリットの個数とは、１００個の第１スリット８のうちから気泡を噴出した第１スリット８の個数と、１００個の第２スリット９のうちから気泡を噴出した第２スリット９の個数と、１００個の第３スリット１０のうちから気泡を噴出した第３スリット１０の個数とを示したものである。
【００４８】
また、図９（ｂ）のグラフにおいて、全発泡スリット内に占める割合とは、図９（ａ）のグラフにおける各膜面通気量Ｍ１〜Ｍ４ごとの発泡スリットの総個数うち、第１〜第３スリット８〜１０が占める割合を示している。尚、このときの散気膜３はポリウレタン樹脂（硬度８５Ａ）製で厚さが０．６ｍｍであり、また、第１〜第３スリット８〜１０の長さは約０．４ｍｍである。
【００４９】
図９のグラフによると、小風量（例えば膜面通気量Ｍ１）で散気を行う場合、気泡のほとんどは第１スリット８から発生し、第３スリット１０から発生する気泡はほとんど無い。また、小風量および大風量のいずれの場合においても、第２スリット９から発生する気泡は無い。また、風量が増加するのに応じて、全発泡スリットに占める第３スリット１０の割合が増加している。
【００５０】
また、図１０は、メンブレン式散気装置１に供給される風量が２リットル／分である場合における第３スリット１０の傾斜角度αと、発泡する第１スリット８の個数を１００としたときの発泡する第３スリット１０の個数の割合との関係を示すグラフである。例えば、傾斜角度αが１３°の場合、発泡する第３スリット１０の割合は約５８％である。この際、空気を噴出（発泡）している第１スリット８の個数が２４個とすると、空気を噴出（発泡）している第３スリット１０の個数は１４個（＝２４×０．５８）となる。
【００５１】
尚、図１０のグラフに示される関係に基づいて、第３スリット１０の傾斜角度αを最適値の１３°に設定したが、１３°に限定されるものではなく、５°〜２５°の範囲内が好ましく、さらには１０°〜１５°の角度がより好ましい。
【００５２】
上記各実施の形態では、第２スリット９を、長手方向Ａに対して、最も効果的な９０°の角度に形成しているが、約７０°〜１１０°の範囲内の角度に形成してもよい。
上記各実施の形態では、第１スリット８を、長手方向Ａに対して平行にしたが、長手方向Ａに対して僅かに傾斜させてもよい。
【００５３】
上記第１および第２の実施の形態では、ベースプレート２と散気膜３との形状を長方形にしたが、長方形に限定されるものではなく、第３の実施の形態として、図１１〜図１３に示すように、ベースプレート２と散気膜３との形状を円形にしてもよい。
【００５４】
すなわち、短管状の給気口５はベースプレート２の中心部に設けられ、給気口５の上端が空気供給部４に連通し、給気口５の下端が給気管２１に接続されて連通している。
散気時、図１２の実線で示すように、散気膜３に供給される空気の圧力によって散気膜３は径方向Ｒから見て山形状に膨張する。散気膜３には複数の第１および第２スリット８，９が同心円上に形成されている。図１３に示すように、第１スリット８は、散気膜３の円周方向Ｃに細長い孔（スリット）である。第２スリット９は、散気膜３の径方向Ｒに細長い孔（スリット）であり、上記円周方向Ｃに対して直交している。
【００５５】
第１および第２スリット８，９は円周方向Ｃおよび径方向Ｒにおいて所定の配列パターンで複数配列されている。すなわち、第１スリット８は円周方向Ｃにおいて所定間隔おきに複数形成され、円周方向Ｃにおいて隣り合う第１スリット８間（第１スリット８の少なくともいずれか片方に隣り合う位置の一例）に第２スリット９が位置している。
【００５６】
以下、上記構成における作用を説明する。
散気運転時には、図１２の実線で示すように、給気管２１から給気口５を通って空気供給部４に供給される空気の圧力により散気膜３が径方向Ｒから見て山形状に膨張し、散気膜３に径方向Ｒの引張力Ｆが発生し、この引張力Ｆによって第１スリット８が径方向Ｒに開く。空気供給部４に供給された空気は、第１スリット８を通り、気泡となって散気膜３の内側から外側へ噴出される。
【００５７】
この際、図１３に示すように、上記引張力Ｆによって第１スリット８の端部に亀裂１２が発生しても、この亀裂１２は、第１スリット８の端部から第２スリット９まで到達すると、そこから先へ進行することはない。したがって、上記亀裂１２が第１スリット８から円周方向Ｃにおける隣の第１スリット８まで伝播するのを防止することができる。
【００５８】
尚、散気時において、山形状に膨張した散気膜３には、主に径方向Ｒの引張力Ｆが発生し、円周方向Ｃの力はほとんど発生しないため、第２スリット９は閉じたままとなり、空気供給部４から第２スリット９を通って外部へ噴出される空気はほとんど無い。
【００５９】
また、散気停止時には、散気膜３への空気の供給が遮断されて、散気膜３が水圧を受けてベースプレート２の上面に押し付けられた状態となる。この際、散気膜３は膨張せず、第１および第２スリット８，９は閉じている。
【００６０】
上記第３の実施の形態では、散気膜３に第１および第２スリット８，９を形成しているが、円形状の散気膜３に、上記第２の実施の形態と同様な第１〜第３スリット８〜１０を形成してもよい。この場合も、上記第２の実施の形態と同様に、小風量時において、気泡を分散させて均一に発生させることができ、酸素移動効率の低下を防止することが可能であり、さらに、初期圧力損失および初期圧力損失の上昇を抑制することができる。
【００６１】
尚、上記第３の実施の形態では、ベースプレート２と散気膜３との形状を円形にしているが正方形等の正多角形にしてもよい。
上記各実施の形態では、メンブレン式散気装置１はベースプレート２の上面に散気膜３を設けたものであるが、第４の実施の形態として、図１４，図１５に示すように、長方形状の袋状体２５の上面に長方形状の散気膜３を設けてもよい。袋状体２５は、不通気性のシート状部材からなり、内部に空気供給部４を有している。袋状体２５の一側の外縁には給気口５が設けられており、給気口５は、空気供給部４に連通するとともに、空気供給源（図示省略）に接続されている。
【００６２】
散気膜３は、袋状体２５の上面に形成された散気用開口部２６に装着されて、散気用開口部２６を覆っている。散気膜３には、上記第１の実施の形態と同様に、第１および第２スリット８，９が形成されている。散気時、図１５の実線で示すように、給気口５から袋状体２５内の空気供給部４に供給される空気の圧力によって、散気膜３が長手方向Ａから見て山形状に膨張する。
【００６３】
これによると、上記第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
上記第４の実施の形態では、袋状体２５と散気膜３とを長方形状にしているが、円形状であってもよい。また、散気膜３に、上記第２の実施の形態と同様な第１〜第３スリット８〜１０を形成してもよい。
【００６４】
上記各実施の形態の図面においては、理解し易いように、各スリット８〜１０を実際よりも誇張し拡大して描いているが、実際には、各スリット８〜１０は微小なサイズであり、例えば、各スリット８〜１０の長さは、好ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲、より好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲に設定されている。
【００６５】
また、各スリット８〜１０の実際の個数は図面で描かれた個数よりも多い。さらに、第１スリット８と第２スリット９とは同じ長さであってもよく、或いは、異なった長さであってもよい。
【００６６】
上記各実施の形態では、散気膜３の形状を長方形状又は円形状にしたが、これら以外に、楕円形状、両端が円弧状に形成された長円形状、Ｌ形状、正方形状、菱形状等であってもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１      メンブレン式散気装置
３      散気膜
８      第１スリット
９      第２スリット
１０    第３スリット
Ａ      長手方向
Ｂ      短手方向
Ｃ      円周方向
Ｒ      径方向
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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