JPH0667513B2 - 曝気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は曝気装置に関する。

（従来の技術） 曝気装置は廃水処理の際に廃水中に存在する廃物の好気
性菌による分解プロセスを促進するために空気を廃水中
に導く為に特に用いられる。気体は液体よりも必らず軽
いから気体は容器又槽の底から液中に導かれねばらな
い。この気体の導入は気泡が溶解せずに液中で移行した
まま表面に抜け出ることのない様に出来る限り広範囲に
分散するものでなければならない。気泡が溶解せずに抜
け出た場合には液体に必要な気体飽和は果たされぬこと
になる。

気体を導入する場合には気体を満たした曝気装置はそれ
がこの場合に壁体厚みの薄く，導入されるべき気体を完
全に満したパイプである場合に浮力により上方に移行す
る問題が生じる。この場合には曝気装置は底面に固定せ
ねばならない。曝気装置を容器の底に上記の如く固定し
又は重錘を用いることなしに使用する為に，気体を満し
た曝気装置の体積を減らす構造上の対策が必要であっ
た。

例えばDE-OS3418548からパイプ状の導入管が一端に於て
開きかつ他端に於て閉じかつこれにより曝気されるべき
液体が内部に導かれることの出来る曝気装置が知られて
る。この導入管は用いた端末に於て比較的厚い壁体を持
ち，かつこれを通じて気体通路が斜めに走行している。
更に厚い壁体中には中空部分が設けられ，かつこの中に
導入管を固定する為のナットを持つスピンドルが挿入さ
れている。

公知の導入管の構造が複雑である為に従ってパイプ状の
導入体と厚い壁体を構成する閉鎖部分とは個別に製作さ
れねばならない。この大量使用される導入管の製作は比
較的コスト高につく。何故ならば個々の部品の製造およ
び気体供給通路の為の穴を設けることの他に両部品が組
立てられた上結合されねばならないからである。

（発明の目的） 本発明の目的は，簡素化された気体供給通路を備え，合
理的にかつ材料を節約して製造され得る曝気装置を提供
することにある。

（発明の概略） 本発明の曝気装置は，集中気体給配装置と，該集中気体
給配装置に固定されて該集中気体給配装置から気体が内
部に導入される少なくとも１本のパイプ状の導入管と，
該導入管を包む穿孔を有するホース状のメンブランとを
備えた，気体を液体，特に処理されるべき廃水に送り込
む為の曝気装置であって，該導入管は，その自由端が開
きかつ他端が壁体で閉じられ，かつ該導入管の該他端に
於て，該集中気体給配装置に該導入管を固定するための
ノズルが設けられ，該固定ノズル内にはその軸方向に延
びる袋穴の形で気体供給通路が設けられ，該気体供給通
路は，該メンブランが設けられている箇所に於て，該メ
ンブランと該導入管の外周面との間に気体を供給するた
めの少なくとも一つの放射方向の出口を持つことを特徴
とし，そのことにより上記目的が達成される。

また好適には，前記導入管の前記外周面には，前記気体
供給通路の前記出口から該導入管の前記自由端の前迄長
軸方向の溝が延びている。

また好適には，前記メンブランの前記穿孔が，前記導入
管の前記溝以外に対向する箇所にのみ設けられている。

また好適には，前記固定ノズルが，その外周面に，前記
導入管の前記外周面に比して直径の減少したネジを持
ち，および該ネジから該導入管の該外周面への移行部が
ストッパー面の形を有する。

また好適には，前記導入管の前記外周面が，前記ストッ
パー面と前記気体供給通路の前記出口との間の領域に於
てレンチを当てる面を備えている。

また好適には，前記導入管と前記固定ノズルが，共に高
圧ポリエチレンにて形成されている。

また好適には，前記導入管が，前記固定ノズルの外周面
に設けられた前記ネジによって前記集中気体給配装置に
結合されている。

また好適には，前記集中気体給配装置が，多数の互いに
対向する穴が設けられている平行側壁を持ち，該両側壁
の間にソケットが配設され,2つの対向する前記導入管の
前記固定ノズルが該穴の中に挿入されて前記ネジにより
該ソケットに結合され，かつ該固定ノズルの前記ストッ
パー面が該集中気体給配装置の該側壁に押し付けられて
おり，かつ該ソケットには，該集中気体給配装置と該固
定ノズル内とを連通し得る気体流通開口が設けられてい
る。

（作用） 導入管並びに固定ノズルは軸方向に同一直線上に配列さ
れ，かつこの場合には導入体のみならず固定ノズルもそ
の壁体厚みは比較的薄くて済む。固定ノズルの長さは端
面壁により限定される為に導入管の水の満される空間は
気体供給路から隔離されている。気体供給通路は，メン
ブランが設けられている箇所に於て，メンブランと導入
管の外周面との間に気体を供給するための少なくとも一
つの放射方向の出口を持つ。導入管のみならず固定ノズ
ルも又極めて簡単な構造である為に簡単な事実上一工程
の作業により例えばエクストルーダーを用いて製作する
ことが可能である。壁体厚みは安定性の見地から必要な
サイズでさえあれば良く，気体供給路を斜めに通す為に
不必要な厚みの，従って不必要な材料が追加された壁体
を使用する必要はない。更にこの場合には断面を極めて
大きく選ぶことが出来る為に気体を導く場合に流体の損
失を補う必要は低く，従って，送りに必要なポンプの出
力は小さくて良い。

有利なデザインにおいては，導入管の外周面には，気体
供給通路の出口から導入管の自由端の前迄長軸方向の溝
が延びている。この溝を通って気体は導入管の自由端に
迄導かれ，次に液体に渡される。従って導入管の軸方向
の長さに渡って均一な曝気の為の気体の流れが生れる。

このデザインの別の形態ではメンブランの穿孔は，導入
管の溝以外に対向する箇所にのみ設けられている。

これにより気体は先ず気体の圧力により導入管の外周面
とメンブランとの間に形成される環状空間中に拡がり次
に大きな面積に於て液体の中に伝わることができる。長
軸方向の溝から液への（その場合には極めて狭い範囲に
限定される）直接的な受授はこれにより回避されうる。
更に給気が終る場合にはメンブランは導入管の外周面に
密着するので気体供給路への逆流はチェックバルブの如
く回避されうる。次に再度曝気が始まる時には気体供給
路からの液体の排出は必要ではなく，気体は曝気の最初
から早くも大きな面積から放出されうる。

発明の実施の際には固定ノズルは，その外周面，導入管
の外周面に比して直径の減少したネジを持ち，且つネジ
から導入管の外周面への移行部がストッパー面の形を有
する。

固定ノズルのこのデザインは公知の技術に於て必要とさ
れるネジボルトを鋳込むことなしに導入管を集中気体給
配装置に固定することを可能にする。この場合に最も簡
単な場合にはは集中気体給配装置には内ネジが設けら
れ，かつこの中に固定ノズルがねじ込まれうる。シール
は次にネジ並びにストッパー面とにより形成される。

本発明の別の形態においては，導入管の外周面が，スト
ッパー面と気体供給通路の出口との間の領域に於てレン
チを当てる面を備えている。

このレンチ面はネジの極く近傍に於て着脱用の工具を使
用する為の場所を提供し，かつネジ込む際にはこの工具
により，手によるよりも大きいトルクを導入管に働かせ
ることが出来，又手による場合にはメンブランも入手に
よる圧力およびトルクを導入管に直接与えることを困難
にする。

好ましい形態は又導入管と固定ノズルを一体的な構造と
する。

この方法によれば製作は極めて簡単かつ廉価となり，例
えば処理プラントの曝気槽の為の曝気装置の導入管の需
用量が大きい時にはコスト上大きな差をもたらすことに
なる。又この方法によれば通常は漏れ又は破損の原因と
なる継目が無くなる。

導入管は固定ノズルと共にハイインパクトプラスチッ
ク，特に高圧ポリエチレン（HDPE）を用いるのが有利で
ある。この材料は射出成型に適合しており，侵蝕性を持
つ液に対して化学的に耐性を持ちかつ例えば曝気槽への
装着，着脱並びに保管中の手粗い扱いにも機械的に耐え
ることが出来る。

実用的なデザインでは導入管は，固定ノズルの外周面に
設けられたネジによって集中気体給配装置に結合されて
いる。

これにより導入体は或る拡がりを持つ曝気装置を構築す
る為に多数のユニットに増やすことが可能であり，しか
もこの場合の着脱は容易である。

本発明の別の形態においては，集中気体給配装置が，多
数の互いに対向する穴が設けられている平行側壁を持
ち，両側壁の間にソケットが配設されている。２つの対
向する導入管の固定ノズルは穴の中に挿入されてネジに
よりソケットに結合され，かつ固定ノズルのストッパー
面が集中気体給配装置の側壁に押し付けられている。ソ
ケットには，集中気体給配装置と固定ノズル内とを連通
し得る気体流通開口が設けられている。この発明の形態
は，多数の導入管を持つ本発明の曝気装置を次々と簡単
に着脱することを可能にする。この場合に対立する導入
管は各々集中気体給配装置の他のものを固定しかつシー
ルするのに役立つ。

この側壁は内ネジを保持するための厚みを必要とせず，
むしろ一つのソケットにより互にネジ結合された導入管
のネジノズルのネジを支持する為に用いられる。

発明の別の形態および有利な形態は請求範囲，説明およ
び一つの実施例を示す図から知ることができる。

（実施例） 第１図には例えば廃水処理装置の曝気槽の底に曝気装置
の一部として静められているパイプ状の導入管10が示さ
れている。導入管10はその自由端12が開いておりかつ他
端14が閉じている。この閉じた位置に於いて導入管は固
定ノズル16を持ちかつこの内部に気体供給路20が設けら
れている。

気体供給路20は軸方向の袋穴22として固定ノズル16の中
に延びかつ一つの壁体52によりパイプ状の導入管10の内
部と隔離されている。袋穴22から一つの出口24が長軸溝
26に開きかつ長軸溝は導入管10の自由端12の前まで延び
ている。

一つのメンブラン18がその自由端でクリップ54を用い
て、導入管10の外周面30上に固定されている。このメン
ブランは一方では導入管の周囲上で気体が拡がることに
より気体の液体への移行が出来る限り大きい面に於いて
行われることを可能にするものである。

他方，気体の供給が断たれた場合にはメンブラン18は自
己の弾性並びに液体による外圧の為に導入管10の外周面
30に密着する。この場合にメンブラン18の穿孔28は導入
管10の長軸溝26以外に対向する箇所にのみ設けられてい
る。曝気中はメンブラン18は過圧力により容易に浮き上
がるためにメンブランと導入管10の外周面30との間に円
環状の空間が生じる。この円環状の空間の中には長軸溝
26を伝わって拡がる気体が導入管10の周囲に充満しかつ
メンブラン18の穿孔28を通って液体に均等に拡散する。

第２図に示された断面ABにはメンブラン18と導入管10の
外周面30との間にお長軸溝26から出る気体がその中で拡
がることの出来る円環状空間が示されている。この場合
に穿孔28が導入管10の長軸溝26以外に対向する箇所にの
み存在することも示されている。

気体の流れが停められた場合には液体の圧力下でメンブ
ラン18は導入管10に，長軸溝26が完全に閉じられかつ長
軸溝または別の気体供給路20には液体が逆流出来ぬ様に
密着することになる。

本発明による曝気装置を更に図示するための第３図は第
１図に示された導入管の一部を上から見た平面図であ
る。この場合，第３図の左の部分には穿孔28を持つメン
ブラン18が示されている。穿孔28は導入管10の長軸溝26
に対向する箇所内で途切れている。さらに右には導入管
10の表面が示されている。ここでは軸方向の袋穴につな
がる放射方向の出口24並びに放射方向の出口24からここ
には示されていない導入管の自由端に延びる長軸溝26が
認められる。

導入管10の右部分には第１図および第３図に示されてい
る如く固定ノズル16が取付けられている。ここには導入
管10の外周面30に比較して直径の小さいネジ32が設けら
れている。ネジ32と外周面30との間の移行部はストッパ
ー面34の形態を持つ。このネジ32により導入管10は気密
的にネジ込まれることが出来る。

組立てを容易にするためにストッパー面34と出口との間
の領域に於いて，外周面30はレンチの使用面36の形態を
備える。この面36でレンチを使用することにより着脱に
必要なトルクをメンブラン18の損傷を招くことなく与え
ることが出来る。

導入管10の構造から知ることの出来るように導入管はエ
クストルーダー又は射出成型機により一体的に製作する
ことができる。これは本質的には大抵の壁体が軸方向に
延びかつ放射方向に延びる壁体が少ないことによるので
ある。これに関連して壁体厚みも又機械的安定性に対し
て必要な程度に限定することが出来る。従って材料およ
び重量も節約することが出来る。

浮力を減らすために開放端12から液が導入管10に浸入す
る結果残った気体の占める空間の生じる浮力が浸入する
液に比して問題とならぬ程に迄減少することになる。

最後に第４図は多数の導入管10が集中気体給配装置38と
結合されている曝気装置を示す。気体給配装置38は平行
な側壁40および42を持ち，かつこの中に多数の互いに対
応する穴44および46が設けられている。組立ての際には
先ずソケット48が導入管10の一つの固定ノズル16にネジ
かぶせられる。集中気体給配装置38の平行側壁40および
42の中の穴44および46はソケット48を丁度挿入すること
の出来る大きさであるのに対し，導入管10の外周面30は
これらの穴よりも大きい径を持つ為に導入管10のストッ
パー面34は側壁40,42の一つに密着することが出来る。

次に反対側から別の導入管10がその固定ノズル16を穴4
4,46に通して挿入されかつソケット48にネジ込まれる。
ネジ結合された状態では２つの導入管10はその固定ノズ
ル16に於いてソケット48により互いに結合されておりか
つ気体供給装置38の側壁40および42に密着した状態に保
たれる。

着脱の際には導入管10はそのレンチ面36に適切な形態の
レンチを使用することにより締め付け又は解除され得
る。導入管10の気体供給路20への気体供給はソケット48
の中の通気開口50により行われる。

（発明の効果） 本願発明によれば，導入管の開放端から液が導入管内に
浸入することが可能であるために，気体の占める空間に
よって生じる浮力が減少する。従って，曝気装置を廃液
槽の底面に固定する場合に，浮力の問題が生じないため
に，導入管の壁の厚さを比較的薄くでき，また導入管の
制作が簡単となる。さらに，導入管の断面をきわめて大
きくすることができるので、気体を導入管に導く場合
に，気体の損失を補う必要は低く，従って，送りに必要
なポンプの出力は小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による曝気装置の導入管の長軸断面
図，第２図は第１図の線ABに沿った断面図，第３図は第
１図に示された導入管の一部を上から見た平面図，そし
て第４図は本発明の気体給配装置ならびにそれから分岐
する導入管の部分切欠斜視図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】集中気体給配装置（38）と、該集中気体給
   配装置（38）に固定されて該集中気体給配装置（38）か
   ら気体が内部に導入される少なくとも１本のパイプ状の
   導入管（10）と、該導入管（10）を包む穿孔（28）を有
   するホース状のメンブラン（18）とを備えた、気体を液
   体、特に処理されるべき廃水に送り込む為の曝気装置で
   あって、 該導入管（10）は、その自由端（12）が開きかつ他端
   （14）が壁体（52）で閉じられ、かつ該導入管（10）の
   該他端（14）に於て、該集中気体給配装置（38）に該導
   入管（10）を固定するためのノズル（16）が設けられ、
   該固定ノズル（16）内にはその軸方向に延びる袋穴（2
   2）の形で気体供給通路（20）が設けられ、 該気体供給通路（20）は、該メンブラン（18）が設けら
   れている箇所に於て、該メンブラン（18）と該導入管
   （10）の外周面（30）との間に気体を供給するための少
   なくとも一つの放射方向の出口（24）を持つことを特徴
   とする曝気装置。
2. 【請求項２】前記導入管（10）の前記外周面（30）に
   は、前記気体供給通路（20）の前記出口（24）から該導
   入管（10）の前記自由端（12）の前迄長軸方向の溝（2
   6）が延びていることを特徴とする請求項１に記載の曝
   気装置。
3. 【請求項３】前記メンブラン（18）の前記穿孔（28）
   が、前記導入管（10）の前記溝（26）以外に対向する箇
   所にのみ設けられていることを特徴とする請求項２に記
   載の曝気装置。
4. 【請求項４】前記固定ノズル（16）が、その外周面に、
   前記導入管（10）の前記外周面（30）に比して直径の減
   少したネジ（32）を持ち、および該ネジ（32）から該導
   入管（10）の該外周面（30）への移行部がストッパー面
   （34）の形を有することを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかの項に記載の曝気装置。
5. 【請求項５】前記導入管（10）の前記外周面（30）が、
   前記ストッパー面（34）と前記気体供給通路（20）の前
   記出口（24）との間の領域に於てレンチを当てる面（3
   6）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の曝
   気装置。
6. 【請求項６】前記導入管（10）と前記固定ノズル（16）
   が、共に高圧ポリエチレンにて形成されていることを特
   徴とする請求項１〜５項のいずれかの項に記載の曝気装
   置。
7. 【請求項７】前記導入管（10）が、前記固定ノズル（1
   6）の外周面に設けられた前記ネジ（32）によって前記
   集中気体給配装置（38）に結合されていることを特徴と
   する請求項４〜６のいずれかの項に記載の曝気装置。
8. 【請求項８】前記集中気体給配装置（38）が、多数の互
   いに対向する穴（44,46）が設けられている平行側壁（4
   0,42）を持ち、該両側壁（40,42）の間にソケット（4
   8）が配設され、２つの対向する前記導入管（10）の前
   記固定ノズル（16）が該穴（44,46）の中に挿入されて
   前記ネジ（32）により該ソケット（48）に結合され、か
   つ該固定ノズル（16）の前記ストッパー面（34）が該集
   中気体給配装置（38）の該側壁（40,42）に押し付けら
   れており、かつ該ソケット（48）には、該集中気体給配
   装置（38）と該固定ノズル（16）内とを連通し得る気体
   流通開口（50）が設けられていることを特徴とする請求
   項７に記載の曝気装置。