JP4943482B2 - 水中エアレータ - Google Patents

Description

本発明は、水中エアレータに関する。より詳細には、エアレータに散気装置を併設し、水中での溶存酸素量を増大させることができるようにしたものであり、特に、散気装置のバブラー位置を水流吐出口の出口端の直ぐ前に近接して設けることによって、気泡の拡散範囲を広げることができるようにしたことと、気泡の大きさを可変的に調節できるようにしたことに特徴を有する水中エアレータに関するものである。

周知のように、微生物による汚染水処理方法は、汚染水に含まれた有機物を餌とする好気性微生物を増殖させることによって、有機物を次第に低減させる方法である。

好気性微生物による浄化作業は、微生物の餌である有機物が継続して供給されながら、微生物の生息に適した環境作りが必要であり、そのために、汚染水内に溶存酸素量を増大させ、好機化するための装置が必要とされるが、このような装置を水中エアレータ（又は曝気機：以下、‘エアレータ’と称する）と称する。このようなエアレータは、水中モータに連結されたインペラの回転力により発生される負圧（negative pressure）によって、処理水（汚染水）を吸引ハウジング（suction housing）の上部から吸引し、吸引方向の逆方向に吐出すると共に、ディフューザ（diffuser）の内部に流入されるエアーを処理水の吐出方向に便乗し、同伴吐出されるようにすることによって、処理水内に溶存酸素量を持続的に保持又は増大させ、好気性微生物を活性化させる環境を作り上げる。

しかし、このようなエアレータの基本性能には、限界があるため、処理水内での溶存酸素量を増やすか、又は酸素伝達率を大きくするためには、数台のエアレータを設けるか、又は大きな容量のエアレータに交換して設けなければならないことから、取付費用と運転費用が多くなる。

一方、同レベルの動力で酸素の拡散範囲を広げ、溶存酸素量を高めるためには、給気量を増加させることができるが、給気量が多すぎると、むしろ拡散されなく、キャビテーション（cavitation：回転する推進機などの裏側に発生される真空部）現象が発生するようになる。従って、単純に給気量を多くする方法では、拡散範囲を広げ、溶存酸素量を高めるには限界がある。

これを解消するために、本出願人は、特許文献１でエアレータに散気管を併設した形態を提案している。

上記特許文献１は、図１で示されるように、通常のエアレータに散気装置をさらに設けて、ディスチャージハウジング１の円周方向に配列された水流吐出口２から吐出される水流によって散気装置３の散気管３ｂから排出される気泡が拡散されるようにすることによって、エアレータ自体から排出される気泡に加えて散気装置から追加的に気泡が発生するようにし、気泡の発生量を増大しようとしたものである。

しかし、上記特許文献１は、散気管３ｂから排出される気泡サイズが大きく、吐出水流により遠く拡散されず、浮力と送気圧によって水面上に直ぐに浮き上がることによって、溶存酸素量を増大させる効果が多少微弱であった。

また、気泡が吐出される散気管３ｂの位置が水流吐出口２からかけ離れ、吐出水流の影響力を弱く、拡散効果が落ちる。また、これも溶存酸素量を増大させるのに制限要素として働いている。

一方、特許文献２で提示されているエアレータ中の一例を見ると、図２で示されるようなケーシング４が２重のスキンで構成され、内部に空気が通れる空間が形成され、このケーシング４には吐出口５に向かって複数の散気孔４ａを形成し、ケーシング自体が散気管の役割が果たせるようにしたものである。併せて、吐出口５の下側には、送気管６と連通される散気体７を形成し、上記吐出口５に向かって気泡が排出されるようにした。

しかし、上記特許文献２は、ケーシング４から排出される気泡と散気体７から排出される気泡とが吐出口５で入り乱れ、衝突することによって、気泡間クッション現象が発生し、水流の吐出力を弱化させ、気泡の拡散効果が阻害される問題があった。

また、送気管６を介して中央部ディフューザ８と散気体７にエアーが共同で供給されるとき、エアー量の調節装置がなく、片側に供給される可能性が多く、特に、散気体７に供給されるエアーは、送気管６と近い側のみにエアーが偏り、気泡が均一に拡散されない現象が発生する。従って、特定の吐出口には相対的に多い量の気泡が吐出され、送気管６と遠方に位置する他の吐出口には少ない量の気泡が吐出されるので、気泡を均一に拡散させることは難しいという問題があった。

さらに、上記特許文献１、２は、共通的に気泡サイズを調節できる機能がない。即ち、特許文献１の散気管３ａと特許文献２のケーシング４と散気体７に形成された散気孔３ｂ、４ａ、７ａは孔径を変えることができない構造である。従って、孔径を変える場合には、エアレータ全体を変えなければならないので、効率的ではない。

韓国特許登録第１０−５４２８６５号 韓国公開特許公報第１０−２００７−１７４２９号

そこで、本発明は上記のような従来の問題点を解決するために提案されたものであり、本発明の主要目的は、散気装置を併設し、水中での溶存酸素量を増大させることができるようにしたエアレータを提供することにある。

本発明の別の目的は、散気装置のバブラー位置を水流吐出口の出口端の直ぐ前に近接して設けることによって、気泡の拡散範囲をさらに拡張させることができるようにしたエアレータを提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、多孔板を組立式で設けることによって、多孔板の交替を介して気泡サイズを任意に調節することができるエアレータを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の第１の実施例によると、エアレータ本体に散気管が併設されたことを含み、上記散気管のバブラーが水流吐出口の出口端に近接するように位置決めされたことを、さらに含むことを特徴とする水中エアレータである。

また、上記目的を達成するための第２の実施例によると、送気管から供給されるエアーをディフューザの下端に形成された隙間を介して気泡化し、この気泡は数個の水流吐出口に吐出される水流に便乗し、水中に拡散されるようにするエアレータにおいて、エアレータ本体に、上記ディフューザと直接又は間接的に連通される散気管が併設されることを含み、上記散気管は、上記送気管の吐出側の外部に嵌め込まれたまま、エアレータ本体の底部に組み立てられ、上記ディフューザと連通されているチャンバ本体と；上記チャンバ本体と連通されるように連結され、上記チャンバ本体から供給されるエアーを気泡状に排出されるようにする散気リングと；で構成されたことを特徴とする水中エアレータである。

以上で説明した本発明は、エアレータに散気装置を併設し、水中（汚染水）に更に多い量の酸素を供給することができる。

また、上記装置のバブラー位置を水流吐出口の出口端の直ぐ前に近接して設けることによって、気泡の拡散範囲をさらに拡張させることができる。

さらに、多孔板を組立式で設けることによって、多孔板の交替を介して気泡サイズを状況に応じて調節することができる。

従来の散気装置が備えられた水中エアレータの一実施例である。 従来の散気装置が備えられた水中エアレータの別の実施例である。 本発明に係る水中エアレータの全体組立斜視図である。 図３の縦断面図である。 本発明に係る散気装置の平面図である。 本発明に係る散気装置を抜萃して図示した斜視図である。

発明の実施のための形態

本発明に係るエアレータの技術内容を添付図面を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明に係るエアレータの全体組立斜視図であり、図４は図３の縦断面図であり、図５は本発明に係る散気装置の平面図であり、図６は本発明に係る散気装置を抜萃して図示した斜視図である。

本発明は、送気管１１から供給されるエアーをディフューザ１２の下端に形成された隙間１２ａを介して気泡化し、この気泡は数個の水流吐出口１３に吐出される水流に便乗し、水中に拡散されるようにするエアレータ本体１０で構成されている。

上記エアレータ本体１０の下部に、上記ディフューザ１２と直接又は間接的に連通される散気管２０を併設し、エアーの拡散効率を高めることができるようにしたものである。

ここで、上記散気管２０の一例の構成を見ると、上記送気管１１の吐出側１１a外部に嵌め込まれたまま、エアレータ本体１０の底部にネジ締結され、上記ディフューザ１２と連通されているチャンバ本体２１と；上記チャンバ本体２１と連通されるように連結され、上記チャンバ本体２１から供給されるエアーを気泡状に排出されるようにする散気リング２２と；で構成される。

上記で、チャンバ本体２１は、エアレータ本体１０の底面１０ａに形成される中央ホール１０ｂと連通されるエアー流入ホール２１ａが形成され、送気管１１によってディフューザ１２の内部に送気されたエアーの一部がチャンバ本体２１の内部に流入され得るように構成されている。ここで、上記チャンバ本体２１は、ディフューザ１２と直接的に連通されるか、又は別の媒介体によって間接的にも連結されていてもよい。

また、上記チャンバ本体２１の底面２１ｂに形成された下部ホール２１ｃの端部には、気密用ガスケット２３が設けられる。上記ガスケット２３は、下部ホール２１ｃの送気管１１との接触端部から送気管１１方向に長く延びるように形成し、上記チャンバ本体２１を送気管吐出側１１ａの上部から下向きに嵌め込むことによって、上記下部ホール２１ｃの接触端部から延びたガスケット２３の一部分が上向きに折り曲げられるように構成されたものである。この時、上記ガスケット２３は、チャンバ本体２１内の内部圧力によって折曲部２３ａが送気管１１の表面側に圧着されることによって気密力を保持することができる。

上記したチャンバ本体２１と散気リング２２に一つ以上の連結パイプ２４が設けられる。この時、上記連結パイプ２４とチャンバ本体２１は、第１ブリッジパイプ２５によって互いに連通されるように連結し、上記連結パイプ２４と散気リング２２は、一つ以上の第２ブリッジパイプ２６によって互いに連通されるように連結される。従って、上記チャンバ本体２１に流入されたエアーは、第１ブリッジパイプ２５、連結パイプ２４、第２ブリッジパイプ２６を順次に経由した後、散気リング２２を介して水中に排出される。

上記で、第１ブリッジパイプ２５には、これを開閉するための開閉バルブ２５ａが設けられることが好ましい。この開閉バルブ２５ａは、第１ブリッジパイプ２５を通過するエアー量を調節するか、又は遮断する役割をする。

一方、上記散気リング２２は、上記連結パイプ２４と第２ブリッジパイプ２６により連通されるチャンバ部２２１を有する散気リング本体２２０と、上記散気リング本体２２０に備えられ、上記チャンバ部２２１内のエアーを微細気泡化するバブラー２２５とで構成される。

上記バブラー２２５は、上記散気リング本体２２０の上面２２２に形成された穿孔部２２６と、上記穿孔部２２６上に組み立てられ、穿孔部２２６を介して排出されるエアーを微細気泡化する多孔板２２７とで構成される。上記多孔板２２７には、エアーを微細に気泡化するための気孔２２７ａが形成されているので、気泡を更に微細化するか、又は気泡をもう少し大きくするときは、現行の多孔板を他の多孔板に交替すれば、所望の大きさの気泡を得ることができる。

上記バブラー２２５は、上記水流吐出口１３の出口端１３ａに密着設けられ、水流の影響力を大きく受けるようにすることが好ましい。

また、上記散気リング本体２２０の上面２２２は、水流吐出口１３の勾配方向と類似する角度で勾配が付けられるようにすることが好ましい。その理由は、水流吐出口１３から吐出される水流の進行方向とこれに近接した散気リング本体２２０の上面が同じ勾配角度を有するようにすることによって、水流の円滑な進行が可能になり、これにより、散気リング本体の上面から排出される気泡も円滑な水流の進行力によって、できるだけ遠くまで拡散できるようにするからである。

一方、上記散気リング本体２２０のバブラー２２５の両側には、水流と気泡が吐出される時、分散されないように案内する案内板２２８が設けられることが好ましい。上記案内板２２８は、水流と気泡が四方に分散されずに、直進性を有するように、一定部位まで案内する役割をすることによって、気泡の拡散性を高めることができる。

以上のように構成された本発明の作用を説明すれば以下の通りである。

送気管１１を介して供給されるエアーは、ディフューザ１２の内部に流入される。ディフューザ１２に流入されたエアーの一部は、ディフューザ１２の下端に形成された隙間１２ａを介して吸引ハウジング１４の上部から下部に流動される水流に便乗し、水流吐出口１３を介して排出される。

一方、上記ディフューザ１２に流入されたエアーの他の一部は、エアレータ本体１０の底面１０ａに形成された中央ホール１０ｂを介してチャンバ本体２１に流入され、チャンバ本体２１に流入されたエアーは、第１ブリッジパイプ２５、連結パイプ２４、第２ブリッジパイプ２６を順次に経由した後、散気リング２２の多孔板２２７を介して水中に排出される。

このとき、上記散気リング２２のバブラー２２５は、水流吐出口１３の出口端１３ａに密着されるように設けられることによって、吐出水流の影響力を大きく受けることができ、バブラー２２５から排出される気泡が遠くまで拡散されるようにする。また、上記多孔板２２７は組立式で設けられるため、気泡サイズが適当でないと判断される時は、気孔の大きさが異なる多孔板に交換し、設けてもよい。

一方、上記では、水流がエアレータ本体１０の上部から吸入され、水流吐出口１３から吐出される下吐出方式を一例として挙げたが、エアレータ本体１０の下部から吸入され、水流吐出口１３から吐出される上吐出方式も本発明の技術が適用され得る。

１０：エアレータ本体
２０：散気管
２１：チャンバ本体
２２：散気リング
２３：ガスケット
２４：連結パイプ
２５：第１ブリッジパイプ
２６：第２ブリッジパイプ
２２０：散気リング本体
２２１：チャンバ部
２２５：バブラー
２２６：穿孔部
２２７：多孔板
２２８：案内板

Claims (9)

1. 吸引された処理水を吐出する水流吐出口（１３）が形成された吸引ハウジング（１４）と、
   前記吸引ハウジング（１４）の内部に設置され、送気管（１１）の吐出側（１１ａ）に設置されて当該送気管（１１）から供給されてきたエアーを前記吸引ハウジング（１４）の底部との間隙を介して気泡化するディフューザ（１２）と、
   前記ディフューザ（１２）と連通するように前記吸引ハウジング（１４）の下端に設置され、前記ディフューザ（１２）により形成される気泡化されたエアーを前記水流吐出口（１３）の出口端に近接した位置に排出する散気管（２０）と、
   を備え、
   前記散気管（２０）は、
   前記送気管（１１）の吐出側（１１ａ）の外部に嵌め込まれたまま前記吸引ハウジング（１４）の下端に組み立てられ、前記ディフューザ（１２）と連通するチャンバ本体（２１）と、
   前記水流吐出口（１３）の出口端に近接した位置に設置され、前記チャンバ本体（２１）と連通するように連結され、前記チャンバ本体（２１）から供給されたエアーを気泡状に排出する散気リング（２２）と
   を有し、
   前記散気管（２０）の前記散気リング（２２）により排出される気泡化されたエアーは前記水流吐出口（１３）から吐出される水流に便乗されるようになっていることを特徴とする水中エアレータ。
2. 前記チャンバ本体（２１）と前記散気リング（２２）との間に、連結パイプ（２４）が設けられ、前記チャンバ本体（２１）と前記連結パイプ（２４）は、第１ブリッジパイプ（２５）により連結され、前記連結パイプ（２４）と前記散気リング（２２）は、第２ブリッジパイプ（２６）により連結されたことを特徴とする請求項１に記載の水中エアレータ。
3. 前記第１ブリッジパイプ（２５）を開閉するための開閉バルブ（２５ａ）を含むことを特徴とする請求項２に記載の水中エアレータ。
4. 前記散気リング（２２）は、前記連結パイプ（２４）と前記第２ブリッジパイプ（２６）により連通されるチャンバ部（２２１）を有する散気リング本体（２２０）と、前記散気リング本体（２２０）に備えられ、前記チャンバ部（２２１）内のエアーが排出されるとき、エアーを微細気泡化するバブラー（２２５）と、で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の水中エアレータ。
5. 前記バブラー（２２５）は、前記散気リング本体（２２０）の上面に形成された穿孔部（２２６）と、前記穿孔部（２２６）上に組み立てられ、当該穿孔部（２２６）を介して排出されるエアーを微細気泡化する多孔板（２２７）と、で構成されたことを特徴とする請求項４に記載の水中エアレータ。
6. 前記散気リング本体（２２０）の前記バブラー（２２５）の両側に、水流と気泡が吐出される時、分散されないように案内する案内板（２２８）が設けられたことを特徴とする請求項４又は５に記載の水中エアレータ。
7. 前記散気リング本体（２２０）の上面は、前記水流吐出口（１３）の勾配方向と相似な角度で勾配が付けられたことを特徴とする請求項６に記載の水中エアレータ。
8. 前記チャンバ本体（２１）における送気管（１１）との接触端部に、ガスケット（２３）が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の水中エアレータ。
9. 前記ガスケット（２３）は、前記接触端部から前記送気管（１１）側に長く延びるように形成し、前記チャンバ本体（２１）を前記送気管（１１）の吐出側の上部から下向きに嵌め込むことによって、前記接触端部から延びたガスケット（２３）の一部分（２３ａ）が上向きに折り曲げられるように変形されることを特徴とする請求項８に記載の水中エアレータ。

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