(57)【要約】【課題】あらゆる方向において引張強度が平均的に高い散気膜を有した散気装置を提供する。【解決手段】Ｘ軸方向及びＹ軸方向に間隔をおいてスリット１０，２０が配置されている散気装置において、該Ｘ軸方向に配列されたスリット１０，２０においては、ｎ個（ｎは２〜１０の整数）毎にスリット長手方向がＸ軸方向とＹ軸方向とで交番している。任意の第１のスリットに対しＹ軸方向に隣接する第２のスリットのスリット長手方向は、該第１のスリットのスリット長手方向に対して４５゜〜１３５゜の方向となっている。【選択図】図１
2013208567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散気膜に複数の気孔部としてのスリットが形成され、散気時に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スリットが開き、散気停止時に散気膜が原形状に復帰して該スリットが閉じるメンブレン式散気装置であって、
第１の方向（以下、Ｘ軸方向という）に間隔をおいて、そして該Ｘ軸方向と直交する第２の方向（以下、Ｙ軸方向という。）に間隔をおいて前記スリットが配置されている散気装置において、
該Ｘ軸方向に配列されたスリットにおいては、ｎ個（ｎは２〜１０の整数）毎にスリット長手方向がＸ軸方向とＹ軸方向とで交番しており、
該散気膜の任意の第１のスリットに対しＹ軸方向に隣接する第２のスリットのスリット長手方向は、該第１のスリットのスリット長手方向に対して４５゜〜１３５゜の方向となっていることを特徴とする散気装置。
【請求項２】
請求項１において、前記散気膜の原形状は平面状であることを特徴とする散気装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記Ｘ軸方向のスリット設置間隔とＹ軸方向のスリット設置間隔とがほぼ等しいことを特徴とする散気装置。
【請求項４】
請求項３において、前記スリットの長手方向の長さａと前記スリットの設置間隔ｐとの比ａ／ｐ×１００％が１〜５０％であることを特徴とする散気装置。
【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、特に散気膜に多数のスリットを設けた散気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、従来、この種のメンブレン式散気装置には、例えば図４〜５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５（ａ）に示すように、散気停止時には、散気膜５２が槽内の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平面状態となる。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５（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。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】
しかしながら、このように各スリットを平行とした散気膜では、散気時、図５（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て、スリット５５に短手方向Ｂの引張力Ｆが作用したときに、図４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まで伝播するといった問題がある。
【０００７】
後述の比較例である図３に示すように、すべてのスリット１０がＹ軸方向に延在している場合、Ｙ軸方向において隣接するスリット１０の直近の端部同士の間の距離ｙがＸ軸方向の隣接スリット間距離ｘ（平行間隔）に比べて著しく小さいため、Ｙ軸方向に亀裂が入り易い。
【０００８】
特開２０１１−３６７９１（特許文献１）には、図２のように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ一定間隔をおいて多数のスリットを配設した散気膜において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれにおいても隣接するスリットの長手方向を直交方向としたものが記載されている。
【０００９】
この特許文献１の散気膜であれば、Ｘ軸方向に隣接するスリット１０，２０同士の距離ｘ’とＹ軸方向隣接スリット１０，２０間距離ｙ’とが図３のＹ軸方向隣接スリット間距離ｙに比べて大きくなる。この結果、Ｙ軸方向に亀裂が入り易くなるという図３〜５の散気膜の問題点が解決される。
【００１０】
しかしながら、図２の散気膜にあっては、（Ｘ軸方向及びＹ軸方向のスリットの設置ピッチ並びにスリット長さを図３と同一とした場合）４５゜の方向に隣接するスリット間の距離が図３の場合と同じであり、４５゜方向の引張強度が低い。平面的に散気膜を設置した散気装置では引張の方向があらゆる方向となるために、特定の方向について強度が低いと、その向きで散気膜の塑性伸びが大きくなり、長期間使用したときに散気装置から発生する気泡の径が大きくなり、溶解性能が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−３６７９１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、あらゆる方向において引張強度が平均的に高い散気膜を有した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】
【００１３】
本発明の散気装置は、散気膜に複数の気孔部としてのスリットが形成され、散気時に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スリットが開き、散気停止時に散気膜が原形状に復帰して該スリットが閉じるメンブレン式散気装置であって、第１の方向（以下、Ｘ軸方向という）に間隔をおいて、そして該Ｘ軸方向と直交する第２の方向（以下、Ｙ軸方向という。）に間隔をおいて前記スリットが配置されている散気装置において、該Ｘ軸方向に配列されたスリットにおいては、ｎ個（ｎは２〜１０の整数）毎にスリット長手方向がＸ軸方向とＹ軸方向とで交番しており、該散気膜の任意の第１のスリットに対しＹ軸方向に隣接する第２のスリットのスリット長手方向は、該第１のスリットのスリット長手方向に対して４５゜〜１３５゜の方向となっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の散気装置の散気膜では、図３（ｂ）に示す（０，１）方向、（１，１）方向及び（１，０）方向間でスリットの向きが揃うことが無い。（１，ｎ）方向ではスリットの向きが揃うものの、この方向の揃っているスリットの間隔は、スリットピッチの√（１２＋ｎ２）倍となり、従来配置（図２、比較例１）のように互い違いに配置した場合のスリットピッチの√２倍に比べて大幅に大きくなる。
【００１５】
このため、あらゆる方向に対しての引っ張りの強度が従来のスリットレイアウトに比べて高くなる。この結果、長期間使用した後に特定の方向で膜が塑性的に伸びてしまうことによる溶解性能低下が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る散気装置の散気膜の平面図である。
【図２】比較例に係る散気装置の散気膜の平面図である。
【図３】比較例に係る散気装置の散気膜の平面図である。
【図４】従来の散気装置の斜視図である。
【図５】従来の散気装置の膨張状態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１を参照して説明する。図１の通り、この散気膜においては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれにおいても等間隔（配列ピッチ）にてスリット１０，２０が設けられている。
【００１８】
スリット２０はＸ軸方向に延在し、スリット１０はＹ軸方向に延在している。スリット１０，２０の長手方向の長さは同一である。各スリット１０，２０の長手方向の中間点は、Ｙ，Ｙ座標系において点（ｈ，ｋ）上に位置する。ｈ，ｋは整数である。
【００１９】
散気膜を構成する膜の材質はゴム、ポリウレタン、シリコーン、エラストマーが好適である。散気膜の厚さｔが０．０５〜２．０ｍｍ程度の場合、スリット１０，２０の設置ピッチｐは０．１〜１０ｍｍ特に０．５〜４ｍｍであり、１個のスリット１０，２０の長さａは０．０１〜１０ｍｍ特に０．０５〜５ｍｍ程度が好適である。ａとｐとの比ａ／ｐ×１００％は１〜５０％特に５〜２５％程度が好ましい。
【００２０】
図示の通り、この実施の形態では、Ｘ軸方向には２個毎にＸ軸方向，Ｙ軸方向の向きが交番している。例えば、図１の下から奇数番目の行では、左側から右側に向ってスリット１０，１０、スリット２０，２０、スリット１０，１０、スリット２０，２０の順に配列され、下から偶数番目の行では左側から右側に向ってスリット２０，２０、スリット１０，１０、スリット２０，２０、スリット１０，１０の順に配列されている。
【００２１】
また、任意のスリット（第１のスリット）から見てＹ軸方向に隣接する第２のスリットは、第１のスリットに対して直交方向に延在している。即ち、スリット１０に対しＹ軸方向に隣接するスリットはスリット２０であり、スリット２０に対しＹ軸方向に隣接するスリットはスリット１０である。
【００２２】
このようなスリット１０，２０を有した散気装置にあっては、Ｘ−Ｙ座標系の原点（０，０）から見てベクトル（１，０）方向、ベクトル（１，１）方向及びベクトル（０，１）方向でスリットの向きが揃うことが無い。ベクトル（１，ｎ）方向〔この実施の形態ではｎ＝２であるため（１，２）方向〕ではスリットの向きが揃うものの、この方向におけるスリットの間隔は、スリットピッチの√（１２＋ｎ２）倍となり〔図１の場合であれば√５＝２．２４倍〕、従来配置（図２、比較例１）のように互い違いに配置した場合のスリットピッチの√２＝１．７３倍に比べて大幅に大きくなる。
【００２３】
このためにあらゆる方向に対しての引っ張りの強度が従来のスリットレイアウトに比べて高く、長期間使用した後に特定の方向で膜が塑性的に伸びてしまうことによる溶解性能低下が少ない。
【００２４】
なお、図１ではスリット１０，２０が直交しており、両者の交差角度が９０゜となっているが、交差角度は９０゜±４５゜（４５゜〜１３５゜）特に９０゜±２０゜とりわけ９０゜±１０゜の範囲であればよい。
【００２５】
また、図１ではＸ軸方向においてスリット２個毎にスリット長手方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向で交番させているが、２〜１０個毎特に２〜６個毎に交番させてあればよい。
【００２６】
Ｘ軸方向の配列ピッチとＹ軸方向の配列ピッチとは同一であることが好ましいが、±２５％程度の範囲であれば若干異なっていてもよい。
【００２７】
散気膜は前記図４，５と同様に原形状が平面形状であることが好ましい。
【実施例】
【００２８】
図１〜３に示す散気膜について引張強度を測定した。
【００２９】
スリットの配置が図１、図２及び図３のメンブレン式散気装置から２０ｍｍ×２０ｍｍの試験片を切り出し、引張りの方向を変えて、引張強度を測定した。散気膜の材質はポリウレタン、厚さは０．５ｍｍであり、スリットの配列ピッチはＸ軸方向，Ｙ軸方向ともに２ｍｍであり、スリット長さは０．５ｍｍである。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2013208567.tif 000003
【００３１】
表１の通り、実施例（図１）だけが、測定したすべての方向で引張強度が高かった。
【００３２】
＜溶解効率の測定結果＞
図１〜図３のスリット配置の散気膜を有する散気装置について、新品と連続通気４年後のものについて、底面３００ｍｍ×１０００ｍｍ、深さ１０００ｍｍの直方体の水槽で溶解効率を測定した結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2013208567.tif 000004
【００３４】
以上の実施例からも明らかな通り、本発明によれば、あらゆる引張りの方向で従来のスリット配置に比べて引張り強度が高くなる。このために、例えば数年経過後でもメンブレン式散気装置の酸素溶解効率が従来のメンブレン式散気装置に比べて高くなる。
【符号の説明】
【００３５】
１０，２０，５５  スリット
【図１】
2013208567.tif 000005
【図２】
2013208567.tif 000006
【図３】
2013208567.tif 000007
【図４】
2013208567.tif 000008
【図５】
2013208567.tif 000009