(57)【要約】【課題】散気運転時や散気運転休止時においても、メンブレンに目詰まりを生じることがなく、破損の防止を可能とする。【解決手段】オリフィス孔２３を有する散気板ホルダー２４に、空間を介してメンブレン２１を設け、そして、該メンブレン２１の内側面に沿って可撓性を有する不透水性材料からなるパッキンプレート３を張設するとともに、このパッキンプレート３には前記オリフィス孔２３に対応する位置から離れた位置に、通気口３１を透設した。その通気口３１と前記オリフィス孔２３との間の通気流路に、散気運転時に前記オリフィス孔２３から吐出する空気の流れによる負圧によってパッキンプレート３が散気板ホルダー２４側に吸引されて前記通気流路が閉塞するのを防止する手段、突起物３２をパッキンプレート３から突出させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリフィス孔を有する散気板ホルダーに、空間を介してメンブレンを設けたメンブレン散気装置であって、該メンブレンの内側面に沿って可撓性を有する不透水性材料からなるパッキンプレートを張設するとともに、このパッキンプレートには前記オリフィス孔に対応する位置から離れた位置に、前記メンブレンに送気するための通気口を透設したことを特徴とするメンブレン散気装置。
【請求項２】
前記パッキンプレートの通気口と前記オリフィス孔との間の通気流路に、散気運転時に前記オリフィス孔から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレートが散気板ホルダー側に吸引されて前記通気流路が閉塞するのを防止する手段を配設した請求項１に記載のメンブレン散気装置。
【請求項３】
前記通気流路の閉塞防止手段が、前記パッキンプレートの通気口と前記オリフィス孔との間の通気流路に設けられた突起物であり、散気運転時に前記オリフィス孔から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレートが散気板ホルダー側に吸引されても、該突起物の周囲には、前記通気口に至る通気空間が保持されるとともに、該突起物は、散気運転停止時には、前記パッキンプレートが水圧で撓んで前記オリフィス孔を封止するのを妨げない形態のものである請求項２に記載のメンブレン散気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場の曝気槽などで用いられる散気装置に関するものであり、特に、既設の散気板ホルダーを利用したメンブレン散気装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場の曝気槽などには、図３に示すように、オリフィス孔１１を有する散気板ホルダー１２に多孔質セラミック製の散気板１３を空間を設けて載せ、固定用金具１４で固定した構造の散気装置が多数設置されている（特許文献１を参照）が、長年の使用により通気性が低下した散気板１３を、樹脂またはゴム製の無数の微細通気孔を有する膜状体であるメンブレン（散気膜）に置き換えることが求められる場合がある。しかしメンブレン散気装置は、多孔質セラミック製の散気板１３とは全く構造が異なるため、その置き換えに際しては既設の散気板ホルダー１２を全て撤去したうえ、新たにメンブレン散気装置を設置しなければならず、多くの工期と費用がかかり、また多くの廃棄物が発生するという問題があった。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５８−８６２９９号公報（実願昭５６−１７９４３０号のマイクロフィルム）：実用新案登録請求の範囲、第２図
【０００４】
このような問題を解決するため、本発明出願人は、特願２００２−１０７２５１号出願にて、図４に例示する散気板ホルダーを利用したメンブレン散気装置を提案している。すなわち、それは、図４に例示するように、周囲に枠部２２を備えたカートリッジ状のメンブレン２１を、オリフィス孔２３を有する散気板ホルダー２４に、その上面を枠状の押え冶具２５を介して固定用金具２６で固定した構成である。
【０００５】
このようなメンブレン散気装置は、既設の散気板ホルダーをそのまま利用してメンブレンを取り付けることができるから、簡単かつ安価にメンブレンへの置き換えを行なうことができる利点があった。ところが、この種のメンブレン装置では、以下に説明するような不具合があった。
【０００６】
先ず、散気運転時には、図５に示すように、オリフィス孔２３から供給される吐出空気の圧力によってメンブレン２１はやや上方に膨らみ散気して発泡が生じるのであるが、吐出空気中に混入したブロワオイルがメンブレン２１に直接吹き付けられ目詰まりや材質劣化を生じたり、また混入している微量の鉄粉などのごみがメンブレン２１を破損する原因となっていた。
【０００７】
また、散気運転休止時には、図６に示すように、処理水の水圧によってメンブレン２１は下方に湾曲し、  オリフィス孔２３に押し付けられることになり、処理水が逆流し、水中の汚濁物が配管内に堆積して送風時に乾燥固形化することによってメンブレン２１が内側から目詰まりを生じたり、同一箇所が押し付けられるので破損し易くなるという問題もあった。また逆流水が配管及び散気板ホルダーに滞留していると運転再開時に配管中で圧力波が発生し、前進波・後退波の影響を受け、散気運転が不安定となり、流量制御及び水質制御に影響を与える問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、散気運転時や散気運転休止時においても、メンブレンに目詰まりを生じることがなく、破損の防止を可能とするメンブレン散気装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、オリフィス孔を有する散気板ホルダーに、空間を介してメンブレンを設けたメンブレン散気装置であって、該メンブレンの内側面に沿って可撓性を有する不透水性材料からなるパッキンプレートを張設するとともに、このパッキンプレートには前記オリフィス孔に対応する位置から離れた位置に、前記メンブレンに送気するための通気口を透設したことを特徴とする本発明のメンブレン散気装置によって、解決することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記パッキンプレートの通気口と前記オリフィス孔との間の通気流路に、散気運転時に前記オリフィス孔から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレートが散気板ホルダー側に吸引されて前記通気流路が閉塞するのを防止する手段を配設した形態のメンブレン散気装置に具体化できる。そして、この通気流路の閉塞防止手段が、前記パッキンプレートの通気口と前記オリフィス孔との間の通気流路に設けられた突起物であり、散気運転時に前記オリフィス孔から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレートが散気板ホルダー側に吸引されても、該突起物の周囲には、前記通気口に至る通気空間が保持されるとともに、該突起物は、散気運転休止時には、前記パッキンプレートが水圧で撓んで前記オリフィス孔を封止するのを妨げない形態のものであるのが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のメンブレン散気装置に係る実施形態について、図１、２、７を参照しながら説明する。
本発明のメンブレン散気装置は、図１、２に示すように、オリフィス孔２３を有する散気板ホルダー２４に、空間を介してメンブレン２１を設けた点は先に説明した構成を前提としている。そして、その特徴とするところは、該メンブレン２１の内側面に沿って可撓性を有する不透水性材料からなるパッキンプレート３を張設するとともに、このパッキンプレート３には前記オリフィス孔２３に対応する位置から離れた位置に、前記メンブレン２１に送気するための通気口３１を透設した点にある。
【００１２】
このパッキンプレート３は、例えば、弾力性のある厚さ３ｍｍ程度の合成ゴム板が使用可能であり、図７に示す事例では、縦×横＝３００×３００ｃｍの四角形プレートであり、散気板ホルダーの中央に設けられているオリフィス孔２３に対して、４隅側の離れた位置に４個の通気口３１が設けられている。
【００１３】
本発明によれば、このように構成されたことにより次の通りの利点が得られる。先ず、散気運転時には、図１に示すように、オリフィス孔２３から供給される吐出空気はパッキンプレート３によって横方向に流れて、通気口３１を経てメンブレン２１に供給されるので、吐出空気が直接にメンブレン２１に吹き付けられることがないから、混入ブロワオイルによる目詰まりや、混入鉄粉などによる破損が大幅に抑制できるのである。
【００１４】
また、散気運転休止時には、図２に示すように、処理水の水圧によってメンブレン２１とパッキンプレート３は下方に湾曲し、オリフィス孔２３を閉鎖するよう設定されているが、オリフィス孔２３は不透水性のパッキンプレート３によって封止されているので、処理水がメンブレン２１を逆流することがない。従って、水中の汚濁物が配管内に堆積して送風時に乾燥固形化することによって内側からメンブレン２１が目詰まりしたり、破損し易くなるということもなくなるという利点が得られるのである。
【００１５】
次に、本発明のより好ましい形態について説明する。
この実施形態は、前記パッキンプレート３の通気口３１と前記散気板ホルダー２４のオリフィス孔２３との間の通気流路に、散気運転時に前記オリフィス孔２３から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレート３が散気板ホルダー２４側に吸引されて前記通気流路が閉塞するのを防止する手段を配設したものである。
【００１６】
このような前記通気通路の閉塞防止手段を配設する理由は、次のようなパッキンプレートに振動問題を解消するためのものである。
すなわち、本発明のように、パッキンプレート３の通気口３１が散気板ホルダー２４のオリフィス孔２３から離れた位置に設けられていると、散気運転時に前記オリフィス孔２３から吐出する空気の横向きの流速が、オリフィス通過流速より速い場合に流れによる負圧によって前記パッキンプレート３が散気板ホルダー２４側に吸引され、ついにオリフィス孔２３を閉塞するに至る場合がある。このとき、オリフィス孔２３の空気吐出圧によって瞬時に閉鎖は解除されるが、再び負圧によって閉鎖が行われ、瞬時に解除されるという繰り返しが生じる。このような繰り返しが生じると、パッキンプレート３が強制的に振動することになり、圧力損失が増大して散気運転が不安定になるとともに、パッキンプレート３が破損するという問題があった。そこで、散気運転時において前記通気流路が閉塞しないよう確保する閉塞防止手段が配設されるのが好ましいのである。
【００１７】
そして、この通気流路の閉塞防止手段としては、前記パッキンプレート３の通気口３１と前記オリフィス孔２３との間の通気流路に設けられた突起物３２が適当である。図１、２では、この突起物３２はパッキンプレート３から突出させたものとしているが、本発明ではこれに限定されず、前記散気板ホルダー２４側から突出させたものであってもよい。
【００１８】
このような突起物３２を設ければ、散気運転時に前記オリフィス孔２３から吐出する空気の流れによる負圧によって前記パッキンプレート３が散気板ホルダー２４側に吸引されても、該突起物３２の周囲には、図１に示すように、前記通気口３１に至る通気空間が保持されるので、前記した振動現象は発生しない。
【００１９】
なお、本発明では、この突起物３２は、散気運転休止時には、前記パッキンプレート３が処理水の水圧で撓んで前記オリフィス孔２３を封止するのを妨げないような、例えば、その高さ、幅などのサイズ、オリフィス孔２３までの距離などの条件を選定して配設するのが最も好ましい。そして、このような突起物３２の条件は、オリフィス孔２３のサイズ、パッキンプレート３の材質や厚さ、散気運転休止時の処理水の水圧、オリフィス孔２３までの距離などによって変化するので、実験的に定めるのが適当である。
【００２０】
この突起物３２の配置について、図７によって補足すると、図７は４箇所の通気口３１を設けた正方形のパッキンプレート３を示していて、その中心にオリフィス孔２３がある場合と、側辺側中央にオリフィス孔２３ａがある場合を例示している。そして、中心のオリフィス孔２３と通気口３１間の通気空間を保持するための突起物３２が上下左右対称な位置に配設されている。また、側辺側のオリフィス孔２３ａと通気口３１のために突起物３２ａが、オリフィス孔２３ａのやや内側に配設されている。
【００２１】
さらに、図７では、この突起物３２ａの上下対称の位置に突起物３２ｃ、および角度９０度廻した左右の位置に突起物３２ｄ、合計４個（３２ａ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｄ）が配設されている。このような正方形のパッキンプレート３を準備すれば、散気板ホルダーに対してどのような向きで取りつけても、突起物３２ａ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｄのいずれかが所期の機能を果たすことになるから、取付角度を一定にする必要がなくなるメリットが得られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のメンブレン散気装置は、以上説明したように構成されているので、散気運転時や散気運転休止時においても、メンブレンに目詰まりを生じることがなく、破損を防止することができる。また、パッキンプレートの振動現象による圧力損失の上昇、逆流水によって発生する圧力波も解消して、安定した散気運転ができるなど、メンブレンを効果的に散気装置に活用できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したメンブレン散気装置として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の散気運転時の状態を説明するためのメンブレン散気装置の要部部分断面図。
【図２】本発明の散気運転停止時の状態を説明するためのメンブレン散気装置の要部部分断面図。
【図３】従来の散気板を用いた散気装置の要部断面図。
【図４】従来のメンブレンを用いた散気装置の要部断面図。
【図５】従来のメンブレン散気装置の散気運転時の状態を説明するための要部部分断面図。
【図６】従来のメンブレン散気装置の散気運転停止時の状態を説明するための要部部分断面図。
【図７】本発明のメンブレン散気装置を説明するための要部平面略図。
【符号の説明】
２１  メンブレン、２３  オリフィス孔、２４  散気板ホルダー、３  パッキンプレート、３１  通気口、３２  突起物。
【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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