JP2009195836A

JP2009195836A - 散気装置

Info

Publication number: JP2009195836A
Application number: JP2008040850A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ishii; 修次石井; Yoshio Azuma; 吉夫東; Kunihiko Sasajima; 邦彦笹嶋
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Daicen Membrane Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Daicen Membrane Systems Ltd
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP4987752B2

Abstract

【課題】シール部脱出を防止する。
【解決手段】多数の気泡発生用小孔２を有する弾性膜材１は、その鉛直壁部４の肉厚寸法ｂ₂を、上面壁部３の肉厚寸法ａよりも、大きく設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、曝気槽等に設けられる散気装置に係り、特に、パネル型のメンブレン散気装置に関する。

従来の散気装置としては、図９と図10に示すようなパネル型メンブレン散気装置が用いられている（特許文献１参照）。
即ち、図９に示した散気装置31は、下水処理場の曝気槽や化学工場で用いられるものであって、多数の気泡発生用小孔32を有する矩形状上面壁部33を備えた弾性膜材（メンブレン）34が、支持体35によって内部から保持されると共に、外側からは固定額縁材36にて押圧されるように、押さえ金具37と、ボルト・ナット結合38等にて、ホルダー39の外フランジ40に載置状に固着されている。
弾性膜材（メンブレン）34は、前記矩形状上壁面部33と、この上壁面部33の周縁から垂下した鉛直壁部41と、この鉛直壁部41の下端の内鍔壁部42とを、備え、かつ、外フランジ40の上面に密接するシール突条43が、内鍔壁部42の下面から突設され、密封する構造である。

図９に２点鎖線にて示すように、空気が送られてこない状態では、上面壁部33は、支持体35の平坦上壁面44に接している。そして、図９に、矢印Ｆ₁，Ｆ₂のように、ホルダー39の内部を介して、図外の外部配管から空気が送られてくると、空気圧（圧力）によって、図９の実線のように山型に膨張して、小孔32が開口して、散気する。なお、空気圧が作用しない２点鎖線の状態では、小孔32は閉じており、目詰まりを起こさないようになっている。
また、固定額縁材36は、弾性膜材34の上角部45から、鉛直壁部41の外面に渡って押さえる（包囲する）ように、横断面倒立Ｌ字型の部材から成る。
特開２００３−３２０３８８号公報

しかしながら、誤操作あるいは機器の誤作動等によって、（図９の矢印Ｆ₁，Ｆ₂にて示す）空気の流量が増大した場合（送風量過大のとき）、図10から図11に示すように、上面壁部33が大きく山型に膨張しつつ矢印Ｇ₁，Ｇ₂のように大きな引張り力が作用し、内鍔壁部42にまで矢印Ｇ₃で示す引張り力が働く。
これによって、内鍔壁部42が矢印Ｇ₃の方向に引きづり出され、シール突条43が脱出する。つまり、シール突条43が、固定額縁材36の下端36Ａと、支持体35の下端外角部35Ａの間隙部（開口部）46まで引きづり出され（移動し）、密封性が低下し乃至失われ、矢印Ｈで示すように、内部の空気が外部へ漏洩し、あるいは、矢印Ｈとは逆方向に水等の外部流体が内部へ浸入する。このようにして、パネル型メンブレン散気装置では、誤操作や設備異常等によって、送風量が過大となった場合に、シール突条43が（図11のように）脱出して、内外部の密封性が失われ、散気装置としての性能の低下を生じ、かつ、外部流体の浸入による装置トラブル発生の虞れがあった。

そこで、本発明は、構成される部品点数をそのまま保って、空気の流量が過大となったような場合にも、図11に示すようなシール突条43が脱出することを阻止し、常に、密封性を保って、散気性能を高く維持し、トラブル発生を未然防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、多数の気泡発生用小孔を有する矩形状上面壁部と、該上面壁部の周縁から垂下した鉛直壁部と、該鉛直壁部の下端縁から内方水平状に突設した内鍔壁部とを、有する弾性膜材を備え、かつ、該弾性膜材を内部から保持する支持体と、該弾性膜材の上角部から上記鉛直壁部の外面に渡って保持する固定額縁材と、上記弾性膜材とを、被シール平坦面を有するホルダーに固着して、上記内鍔壁部の下面に形成されたシール突条を該被シール平坦面に密接して組立てられた散気装置に於て、上記弾性膜材は、上記上角部の肉厚寸法、及び、上記鉛直壁部の肉厚寸法が、上記上面壁部の肉厚寸法の 1.1倍以上に大きく設定されている。
また、上記弾性膜材は、上記内鍔壁部の肉厚寸法が、上記鉛直壁部の肉厚寸法の 1.5倍以上に大きく設定されているものである。
また、上記弾性膜材は、上記内鍔壁部の内端縁に、該内鍔壁部の肉厚寸法の２倍以上の肉厚寸法の膨出部が形成されているものである。
そして、上記膨出部は、その内外方向幅寸法が、上記内鍔壁部の肉厚寸法の２倍以上に設定されている。さらに、上記膨出部は、上記内鍔壁部の下面から、その肉厚寸法の 0.2倍以上の下方突出寸法をもって、突出形成されている。
好ましくは、上記膨出部は、矩形枠状の上記内鍔壁部の４隅を除いて４辺の各々に配設されている。

本発明によれば、送られてくる空気の流量が（誤操作等にて）過大となったとしても、内鍔壁部下面のシール突条が側外方へ引きづり出されず（移動せず）、ホルダー外フランジと常時密接して、密封性能を維持でき、空気の外部漏洩と外部流体の浸入を、防止できる。しかも、部品点数が増加せず、単に弾性膜材の部分的な肉厚を変化（増加）させるだけで容易に対応可能である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図１は散気状態を示す断面正面図、図２は平面図、図３は要部拡大断面図である。

この図１〜図３に於て、１はゴム等の弾性材質の弾性膜材（メンブレン）であり、多数の気泡発生用小孔２を有する上面壁部３と、鉛直壁部４と、内鍔壁部５とを、この弾性膜材１は（一体成型にて）一体に有する。
鉛直壁部４は、矩形状の上面壁部３の周縁から垂下され、４辺周囲を包囲するように、一定上下幅をもって、鉛直壁部４から垂設されている。

未散気状態（未受圧状態）では、図１中に２点鎖線にて示すように、上面壁部３は、平坦平面状であり、散気状態（受圧状態）では、実線にて示すように、上方膨出凸状（丸山型）に弾性的に変形する。
また、内鍔壁部５は、鉛直壁部４の下端縁４Ａから、内方水平状に突設形成されている。つまり、内鍔壁部５は上面壁部３と平行に形成された底壁部に相当する。
なお、小さな上下高さ寸法の起立壁部６が、内鍔壁部５の内端縁５Ａから、起立状に連設されている。

次に、７は弾性膜材１を内部から保持する支持体である。この支持体７は、平面視矩形環状の鉛直外面８を有する、鉛直壁部４保持用の外周壁部９と、（未散気状態の）上面壁部３の下面に当接支持する板面部10を、有する。かつ、板面部10の中央には、（後述の）ホルダー11からの空気を、矢印Ｆ₁のように、弾性膜材１側へ送るための空気噴出孔10Ａが貫設されている。
12は、弾性膜材１の上角部13から鉛直壁部４の外面４Ｂに渡って押さえて保持する固定額縁材である。図２のように、この固定額縁材12は、平面視矩形環状であって、かつ、図１と図３のように、横断面倒立Ｌ字型部材をもって、矩形環状に包囲枠を形成している。また、上辺12Ａは短寸とし、鉛直辺12Ｂは長寸とした上記倒立Ｌ字型に、横断面が形成されている。

ホルダー11は、外フランジ等の被シール平坦面14を有する略浅皿型等として、（図２に示すように）給気管15がホルダー11内部に連通連結されている。
ホルダー11の外フランジから成る被シール平坦面14には、ボルト部材16が立設され、ナット17とこのボルト部材16にて、倒立Ｌ字型片の押さえ金具18を取着して、固定額縁材12（の上辺12Ａ）を下方へ押圧して、支持体７と、弾性膜材１と、固定額縁材12とを、ホルダー11に、固着する。この固着によって、内鍔壁部５の下面に形成されたシール突条20を被シール平坦面（外フランジの上面）14に密接して、組立てられている。

そして、図３と図１に示すように、弾性膜材１は、上角部13の肉厚寸法ｂ₁、及び、鉛直壁部４の肉厚寸法ｂ₂が、上面壁部３の肉厚寸法ａの 1.1倍以上に（大きく）設定されている。
つまり、従来例の図９と図10と図11では、弾性膜材34の上角部45の肉厚寸法ｂ₁、及び、鉛直壁部41の肉厚寸法ｂ₂、さらには、内鍔壁部42の肉厚寸法ｃは、全て、上面壁部33の肉厚寸法ａと、同一であったのに対し、本発明の第１の実施の形態では、ｂ₁≧ 1.1・ａ、かつ、ｂ₂≧ 1.1・ａとしている。さらに好ましいのは、 1.5・ａ≧ｂ₁≧ 1.2・ａ、かつ、 1.5・ａ≧ｂ₂≧ 1.2・ａとする。

従来例の図11にて述べたように、矢印Ｇ₁方向の引張り力が作用した状態で、本発明の第１の実施の形態では、支持体７の外周壁部９の上端面と、固定額縁材12の上辺12Ａの下面との間隙25は、前記寸法ａよりも小さく、従って、前記寸法ｂ₁，ｂ₂よりも十分小さいため、この狭小な間隙25が隘路として作用し、弾性材の移動（流れ）を確実に阻止する。従って、（底壁側の）内鍔壁部５へは矢印Ｇ₁の引張り力が遡及せず、図３に示した元々の位置にシール突条20は保持され、密封性が、そのまま良好に維持される。

次に、図４は第２の実施の形態を示す要部断面図である。この図４は、図１〜図３と基本的全体構成は同一であって、重複説明を省略する。

この第２の実施の形態（図４）が、第１の実施の形態と相違している点は、以下の通りである。つまり、弾性膜材１の内鍔壁部５の肉厚寸法ｃが、鉛直壁部４の肉厚寸法ｂ₂の 1.5倍以上に（大きく）設定されている点にある。

つまり、従来例の図９，図10，図11では鉛直壁部41の肉厚寸法ｂ₂と内鍔壁部42の肉厚寸法ｃは、同一であったのに対し、本発明の第２の実施の形態では、ｃ≧ 1.5・ｂに設定している。さらに好ましいのは、 2.0・ｂ≧ｃ≧ 1.6・ｂとする。

従来例の図11にて述べたように、矢印Ｇ₁方向の引張り力が作用した状態で、本発明の第２の実施の形態では、支持体７の鉛直外面８の下端８Ａと、固定額縁材12の下端12ｃとの間隙26は、前記寸法ｂと略同一乃至僅かに大きいだけであって、内鍔壁部５の肉厚寸法ｃよりも小さいため、この狭小な間隙26が隘路となって、内鍔壁部５の外角部は、この間隙26へ侵入できない（阻止される）。

従って、図11に示した従来の矢印Ｇ₃の弾性材の流れがほとんど発生せず、これによって、図４に示した元々の位置にシール突条20は保持されて、密封性が低下しない。

次に、図５は第３の実施の形態を示す要部断面図である。この図５は、図１〜図３と基本的全体構成は同一であって、重複説明を省略する。

この第３の実施の形態（図５）が、第１の実施の形態と相違している点は、以下の通りである。つまり、弾性膜材１の内鍔壁部５の内端縁５Ａに、内鍔壁部５の肉厚寸法ｃの２倍以上の肉厚寸法ｄの膨出部21が形成されている点である。さらには、この膨出部21は、その内外方向幅寸法ｅが、内鍔壁部５の肉厚寸法ｃの２倍以上に設定するのが、望ましい。そして、図５に示すように、内鍔壁部５の下面と、膨出部21の下面21Ａとが、同一平面状として連続平坦面を、形成している。支持体７の下面には、切欠部22が形成され、膨出部21の外端面21Ｂが、この切欠部22の段付面に、掛止して、内鍔壁部５の水平外方向への移動を阻止する。しかも、支持体７の下面と、ホルダー11の外フランジ（被シール平坦面）14との間隙27に対し、膨出部21の横断面形状（断面積）が大きく、この間隙27が隘路となって、膨出部21の侵入が阻止される。

従って、図11に示した従来の矢印Ｇ₃の弾性材の流れが阻止され、シール突条20は、図５の状態から、ほとんど移動せず、密封性が維持できる。

図５に示す第３の実施の形態に於て、各肉厚寸法ａ，ｂ，ｃ間では、ａ＝ｂ＝ｃであり、さらに、ｄ≧２・ｃ、かつ、ｅ≧２・ｃである。さらに好ましくは、 3.0・ｃ≧ｄ≧ 2.2・ｃ、かつ、 3.5・ｃ≧ｅ≧ 2.5・ｃとする。

次に、図６〜図８は第４の実施の形態を示す。要部断面図を示した図６は、図１〜図３と基本的全体構成は同一であって、重複説明を省略する。

この第４の実施の形態（図６〜図８）が、第１の実施の形態と相違している点は、以下の通りである。つまり、弾性膜材１の内鍔壁部５の内端縁５Ａに、内鍔壁部５の肉厚寸法ｃの２倍以上の肉厚寸法ｄの膨出部21が形成されている点である。さらには、この膨出部21は、その内外方向幅寸法ｅが、内鍔壁部５の肉厚寸法ｃの２倍以上に設定するのが、望ましい。そして、図８（Ａ）と図６に示すように、膨出部21は、内鍔壁部５の下面から、膨出部21の肉厚寸法ｄの 0.2倍以上の下方突出寸法ｆをもって、突出形成されている。つまり、ｆ≧ 0.2・ｄとする。さらに、好ましくは、0.35・ｄ≧ｆ≧0.25・ｄとするのがよい。そして、支持体７の下面には、切欠部22が形成され、膨出部21の外端面21Ｂが、この切欠部22の段付面に、掛止して、内鍔壁部５の水平外方向への移動を阻止する。しかも、支持体７の下面と、ホルダー11の外フランジ（被シール平坦面）14との間隙27に対し、膨出部21の横断面形状（断面積）が大きく、この間隙27が隘路となって、膨出部21の侵入が阻止される。このとき、前記突出寸法ｆをもって、膨出部21が下方へ突出していることにより、膨出部21の下面21Ａが外フランジ14に当たって、膨出部21の下方への揺動が阻止されるので、一層確実に前記掛止が維持できる。

従って、図11に示した従来の矢印Ｇ₃の弾性材の流れが阻止され、シール突条20は、図６の状態から、ほとんど移動せず、密封性が維持できる。

図６に示す第４の実施の形態に於て、各肉厚寸法ａ，ｂ，ｃ間では、ａ＝ｂ＝ｃであり、さらに、ｄ≧２・ｃ、かつ、ｅ≧２・ｃである。さらに好ましくは、 3.0・ｃ≧ｄ≧ 2.2・ｃ、かつ、 3.5・ｃ≧ｅ≧ 2.5・ｃとする。

そして、図７は構成説明のための簡略平面図であり、斜線部Ｚが、膨出部21が配置される部位を示す。内鍔壁部５は平面視（又は底面視）矩形枠状を示すが、その全周に渡って、膨出部21を形成するのではない。つまり、矩形枠状の内鍔壁部５の４隅23，23，23，23を除いて４辺24，24，24，24の各々に、膨出部21を配設する。

図７のＸ−Ｘ断面を図８（Ａ）に拡大して示し、図７のＹ−Ｙ断面を図８（Ｂ）に拡大して示す。このように、全周に形成せずに、辺24にのみ膨出部21を配設することで、支持体７への装着作業性が優れ、しかも、従来例の図11に示した矢印Ｇ₃方向への引張り力が最も強く作用する各辺の中央域に、膨出部21を配設することは、合理的であり、シール突条20の脱出防止効果が大である。

なお、本発明は上述の実施の形態を、組合わせることも、好ましい。例えば、図３と図５、図３と図６、図３と図４を組合わせる等の応用も自由である。

次に、従来例（図９〜図11）と、図３、図４、図５、図６の各実施形態の具体的実施例について、耐圧試験を行なった。各実施例の該当する図面、及び、各部寸法関係、及び、耐圧試験結果を、次の、表１に示す。

この耐圧試験方法は、弾性膜材１，34としては、気泡発生用小孔２，32を全く省略したものを、組込んで、これに、内圧を付加した状態で保ち、シール部脱出によるエア漏れ発生までの時間を計測した。

以上の結果から、30kPa の過大圧力が作用すると、従来例では、10分でシール部脱出（図11参照）が生じ、エア漏れを生じた。これに対して、実施例３，２，１では各々45分，85分， 120分も耐えることが分った。特に、実施例４では10日以上にわたって問題のないことが確認できた。

本発明の第１の実施の形態を示す散気状態の断面正面図である。未散気状態の平面図である。要部拡大断面図である。第２の実施の形態を示す要部断面図である。第３の実施の形態を示す要部断面図である。第４の実施の形態を示す要部断面図である。説明用簡略平面図である。要部断面説明図である。従来例を示す断面正面図である。従来例を示す要部断面図である。従来例の問題点を説明する要部断面図である。

符号の説明

１弾性膜材
２小孔
３上面壁部
４鉛直壁部
４Ａ下端縁
４Ｂ外面
５内鍔壁部
５Ａ内端縁
７支持体
11 ホルダー
12 固定額縁材
13 上角部
14 被シール平坦面（外フランジ）
20 シール突条
21 膨出部
23 ４隅
24 ４辺
ａ，ｂ₁，ｂ₂，ｃ，ｄ肉厚寸法
ｅ幅寸法
ｆ突出寸法

Claims

多数の気泡発生用小孔（２）を有する矩形状上面壁部（３）と、該上面壁部（３）の周縁から垂下した鉛直壁部（４）と、該鉛直壁部（４）の下端縁（４Ａ）から内方水平状に突設した内鍔壁部（５）とを、有する弾性膜材（１）を備え、
かつ、該弾性膜材（１）を内部から保持する支持体（７）と、該弾性膜材（１）の上角部（13）から上記鉛直壁部（４）の外面（４Ｂ）に渡って保持する固定額縁材（12）と、上記弾性膜材（１）とを、被シール平坦面（14）を有するホルダー（11）に固着して、上記内鍔壁部（５）の下面に形成されたシール突条（20）を該被シール平坦面（14）に密接して組立てられた散気装置に於て、
上記弾性膜材（１）は、上記上角部（13）の肉厚寸法（ｂ₁）、及び、上記鉛直壁部（４）の肉厚寸法（ｂ₂）が、上記上面壁部（３）の肉厚寸法（ａ）の 1.1倍以上に大きく設定されていることを特徴とする散気装置。
多数の気泡発生用小孔（２）を有する矩形状上面壁部（３）と、該上面壁部（３）の周縁から垂下した鉛直壁部（４）と、該鉛直壁部（４）の下端縁（４Ａ）から内方水平状に突設した内鍔壁部（５）とを、有する弾性膜材（１）を備え、
かつ、該弾性膜材（１）を内部から保持する支持体（７）と、該弾性膜材（１）を外部から保持する固定額縁材（12）と、上記弾性膜材（１）とを、被シール平坦面（14）を有するホルダー（11）に固着して、上記内鍔壁部（５）の下面に形成されたシール突条（20）を該被シール平坦面（14）に密接して組立てられた散気装置に於て、
上記弾性膜材（１）は、上記内鍔壁部（５）の肉厚寸法（ｃ）が、上記鉛直壁部（４）の肉厚寸法（ｂ₂）の 1.5倍以上に大きく設定されていることを特徴とする散気装置。
多数の気泡発生用小孔（２）を有する矩形状上面壁部（３）と、該上面壁部（３）の周縁から垂下した鉛直壁部（４）と、該鉛直壁部（４）の下端縁（４Ａ）から内方水平状に突設した内鍔壁部（５）とを、有する弾性膜材（１）を備え、
かつ、該弾性膜材（１）を内部から保持する支持体（７）と、該弾性膜材（１）を外部から保持する固定額縁材（12）と、上記弾性膜材（１）とを、被シール平坦面（14）を有するホルダー（11）に固着して、上記内鍔壁部（５）の下面に形成されたシール突条（20）を該被シール平坦面（14）に密接して組立てられた散気装置に於て、
上記弾性膜材（１）は、上記内鍔壁部（５）の内端縁（５Ａ）に、該内鍔壁部（５）の肉厚寸法（ｃ）の２倍以上の肉厚寸法（ｄ）の膨出部（21）が形成されていることを特徴とする散気装置。
上記膨出部（21）は、その内外方向幅寸法（ｅ）が、上記内鍔壁部（５）の肉厚寸法（ｃ）の２倍以上に設定されている請求項３記載の散気装置。
上記膨出部（21）は、上記内鍔壁部（５）の下面から、その肉厚寸法（ｄ）の 0.2倍以上の下方突出寸法（ｆ）をもって、突出形成されている請求項３又は４記載の散気装置。
上記膨出部（21）は、矩形枠状の上記内鍔壁部（５）の４隅 (23)(23)(23)(23) を除いて４辺 (24)(24)(24)(24) の各々に配設されている請求項３，４又は５記載の散気装置。