特許 7675640 メンブレン式散気装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-01

(45)【発行日】2025-05-13

(54)【発明の名称】メンブレン式散気装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/20 20230101AFI20250502BHJP

   B01F 23/231 20220101ALI20250502BHJP

   B01F 21/00 20220101ALI20250502BHJP

【ＦＩ】

C02F3/20 D

B01F23/231

B01F21/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021206568

(22)【出願日】2021-12-21

(65)【公開番号】P2023091790

(43)【公開日】2023-07-03

【審査請求日】2024-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安堂 豪

(72)【発明者】

【氏名】上木 祐太朗

(72)【発明者】

【氏名】積 兼司

【審査官】目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２４０７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２５７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３６７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１８５２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１０８００８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第５８５８２８３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ３／１４－３／２６

Ｂ０１Ｆ２１／００－２５／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気体を外部へ放出する複数のスリットが形成された膨縮自在なメンブレンを有するメンブレン式散気装置であって、
複数のスリットを第１方向に沿って１列に並べたスリット列がメンブレンに複数列設けられ、
各スリット列には、第１方向に長い第１スリットと、第１方向に対して傾斜する第２方向に長い第２スリットとが交互に形成され、
第１方向に直交する第３方向において隣り合う一方のスリット列の第１および第２スリットと他方のスリット列の第１および第２スリットとが千鳥状に交互に配置されており、
第３方向において隣り合う一方のスリット列の第２スリットの長手方向における中心部と、上記一方のスリット列の第２スリットに最も近い他方のスリット列の第２スリットの長手方向における中心部とを通る仮想の直線が第２方向とは反対方向に傾斜し、
散気時にメンブレンが膨張した際、第３方向の引張力が第１および第２スリットに作用することを特徴とするメンブレン式散気装置。

【請求項2】

第２スリットは第１スリットに対して２５°以下の傾斜角度で傾斜していることを特徴とする請求項１記載のメンブレン式散気装置。

【請求項3】

第１および第２スリットの長さをスリット長さとし、
第１方向における第１スリットと第２スリットとのピッチをスリットピッチとし、
第３方向において隣り合う一方のスリット列と他方のスリット列とのピッチを列ピッチとすると、
スリット長さ＜列ピッチ≦スリットピッチ
の関係が保たれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のメンブレン式散気装置。

【請求項4】

第１および第２スリットの長さをスリット長さとし、
第１方向における第１スリットと第２スリットとの間隔をスリット間隔とすると、
スリット長さ＜スリット間隔
の関係が保たれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメンブレン式散気装置。

【請求項5】

メンブレンは中空状の挿入部を有するチューブ状に形成されており、
メンブレンの挿入部に支持体が挿入され、
メンブレンに気体供給部が設けられ、
メンブレンは表裏２枚のシート部材で袋状に構成された袋状部を有し、
気体供給部は外部からメンブレンの袋状部内に連通する通気流路を有し、
第１および第２スリットはメンブレンの袋状部の外周面を構成するシート部材に形成され、
第１方向はメンブレンの長手方向であり、
第３方向はメンブレンの周方向であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のメンブレン式散気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液面下に設置されて液体中に気泡を放出するメンブレン式散気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のメンブレン式散気装置としては、例えば図２４に示すように、槽２００内の被処理水２０１中に多数の気泡２０２を放出させるものがある。このメンブレン式散気装置２０３は、チューブ状に形成されたメンブレン２０４と、メンブレン２０４に挿入された支持管２０５と、空気供給部２０６とを有するものがある。

【0003】

メンブレン２０４の端部はリング状のバンド等の固定具２０７で支持管２０５に水密に固定されている。支持管２０５は給気管２０８に接続されている。空気供給部２０６は、支持管２０５の長手方向Ａにおける中央部に設けられており、給気管２０８からメンブレン２０４の内周と支持管２０５の外周との間に連通する通気流路２０９を有している。

【0004】

給気管２０８から空気供給部２０６の通気流路２０９を通ってメンブレン２０４の内周と支持管２０５の外周との間に供給された空気２１０を外部へ放出するための複数のスリット２１１が、メンブレン２０４に形成されている。スリット２１１はメンブレン２０４の長手方向Ａに細長い切れ込みである。

【0005】

これによると、空気２１０が給気管２０８から空気供給部２０６の通気流路２０９を通ってメンブレン２０４の内周と支持管２０５の外周との間に供給されることにより、メンブレン２０４が膨張してスリット２１１が開き、空気２１０がスリット２１１から気泡２０２として被処理水２０１中に放出される。

【0006】

尚、上記のようなメンブレン式散気装置２０３は例えば下記特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５－８１２０３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら上記の従来形式では、図２５に示すように、散気時にメンブレン２０４が膨張した際、メンブレン２０４の周方向Ｂの引張力Ｆがスリット２１１に作用して、スリット２１１が周方向Ｂに開くのであるが、この引張力Ｆによってスリット２１１の端部に亀裂２１２が発生することがある。

【0009】

この場合、図２６に示すように、長手方向Ａにおいて隣り合った一方のスリット２１１の端部に発生した亀裂２１２と他方のスリット２１１の端部に発生した亀裂２１２とが伝播して繋がることがあり、隣同士のスリット２１１が亀裂２１２を介して連通してしまうといった問題がある。

【0010】

本発明は、隣同士のスリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率を低減することが可能なメンブレン式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】

【0011】

上記目的を達成するために、本第１発明は、気体を外部へ放出する複数のスリットが形成された膨縮自在なメンブレンを有するメンブレン式散気装置であって、
複数のスリットを第１方向に沿って１列に並べたスリット列がメンブレンに複数列設けられ、
各スリット列には、第１方向に長い第１スリットと、第１方向に対して傾斜する第２方向に長い第２スリットとが交互に形成され、
第１方向に直交する第３方向において隣り合う一方のスリット列の第１および第２スリットと他方のスリット列の第１および第２スリットとが千鳥状に交互に配置されており、
第３方向において隣り合う一方のスリット列の第２スリットの長手方向における中心部と、上記一方のスリット列の第２スリットに最も近い他方のスリット列の第２スリットの長手方向における中心部とを通る仮想の直線が第２方向とは反対方向に傾斜し、
散気時にメンブレンが膨張した際、第３方向の引張力が第１および第２スリットに作用するものである。

【0012】

これによると、散気時にメンブレンが膨張した際、第３方向の引張力が第１および第２スリットに作用して、第１および第２スリットが開くのであるが、この引張力によって第１および第２スリットの端部に亀裂が発生することがある。

【0013】

この場合、第２スリットが第１スリットに対して傾斜しているため、第１方向において隣り合った第１スリットの端部に発生した亀裂が伝播するときの方向と第２スリットの端部に発生した亀裂が伝播するときの方向とは異なる。このため、第１スリットの端部に発生した亀裂と第２スリットの端部に発生した亀裂とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第１および第２スリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0014】

また、第３方向において隣り合う一方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂と他方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂とが伝播しても、仮想の直線が第２方向とは反対方向に傾斜しているため、上記一方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂と他方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第２スリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0015】

また、第２スリットは、第１スリットに対して傾斜しているため、第１スリットに比べて開き難い。これにより、メンブレン式散気装置への給気量が少ない小風量で散気を行っている場合、供給された気体の大部分は、開かれた第１スリットから気泡となって外部へ放出されるのに対し、開き難い第２スリットから外部へ放出される気泡は少ない。

【0016】

また、メンブレン式散気装置への給気量が多い大風量で散気を行っている場合、第２スリットが開き、給気量の増加に伴って開いた第２スリットの個数が増加し、供給された気体は開かれた第１および第２スリットから気泡となって外部へ放出される。

【0017】

これにより、給気量が増減した場合、これに伴って開く第２スリットの個数が増減するため、給気量が増減しても、放出される気泡の大きさのばらつきを少なくすることができ、ほぼ均一な大きさの気泡が、メンブレンのスリットが形成された領域全体から均等に放出される。

【0018】

本第２発明におけるメンブレン式散気装置は、第２スリットは第１スリットに対して２５°以下の傾斜角度で傾斜しているものである。

【0019】

これによると、第２スリットの第１スリットに対する傾斜角度が大きくなるほど、同じ給気圧に対して第２スリットが開き難くなるが、傾斜角度が２５°以下であると、給気量の通常の変動範囲において第２スリットからの気泡の放出が調整可能となる。

【0020】

本第３発明におけるメンブレン式散気装置は、第１および第２スリットの長さをスリット長さとし、
第１方向における第１スリットと第２スリットとのピッチをスリットピッチとし、
第３方向において隣り合う一方のスリット列と他方のスリット列とのピッチを列ピッチとすると、
スリット長さ＜列ピッチ≦スリットピッチ
の関係が保たれているものである。

【0021】

これによると、スリットの配列全体において隣接するスリット同士が適切な間隔を確保して配列されることとなり、隣同士の第１および第２スリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率をさらに低減することができる。

【0022】

本第４発明におけるメンブレン式散気装置は、第１および第２スリットの長さをスリット長さとし、
第１方向における第１スリットと第２スリットとの間隔をスリット間隔とすると、
スリット長さ＜スリット間隔
の関係が保たれているものである。

【0023】

これによると、スリット列において隣同士の第１および第２スリットが適切な間隔を確保して配列されることとなり、隣同士の第１および第２スリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率をさらに低減することができる。

【0024】

本第５発明におけるメンブレン式散気装置は、メンブレンは中空状の挿入部を有するチューブ状に形成されており、
メンブレンの挿入部に支持体が挿入され、
メンブレンに気体供給部が設けられ、
メンブレンは表裏２枚のシート部材で袋状に構成された袋状部を有し、
気体供給部は外部からメンブレンの袋状部内に連通する通気流路を有し、
第１および第２スリットはメンブレンの袋状部の外周面を構成するシート部材に形成され、
第１方向はメンブレンの長手方向であり、
第３方向はメンブレンの周方向であるものである。

【0025】

これによると、気体が気体供給部の通気流路を通ってメンブレンの袋状部内に供給されることにより、袋状部が膨張し、メンブレンの周方向の引張力が第１および第２スリットに作用して、第１および第２スリットが開き、袋状部内の気体が第１および第２スリットから外部へ放出される。

【発明の効果】

【0026】

以上のように本発明によると、第２スリットが第１スリットに対して傾斜しているため、第１方向において隣り合った第１スリットの端部に発生した亀裂が伝播するときの方向と第２スリットの端部に発生した亀裂が伝播するときの方向とは異なる。これにより、第１スリットの端部に発生した亀裂と第２スリットの端部に発生した亀裂とが繋がる可能性は低くなり、隣同士のスリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0027】

また、第３方向において隣り合う一方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂と他方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂とが伝播しても、仮想の直線が第２方向とは反対方向に傾斜しているため、上記一方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂と他方のスリット列の第２スリットの端部に発生した亀裂とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第２スリットが亀裂を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１の実施の形態における散気設備の斜視図である。

【図2】同、散気設備に備えられるメンブレン式散気装置の側面図である。

【図3】同、メンブレン式散気装置の端部の断面図である。

【図4】同、メンブレン式散気装置のメンブレンと支持管との斜視図である。

【図5】同、メンブレン式散気装置のメンブレンの一部切欠き平面図である。

【図6】同、メンブレン式散気装置のメンブレンの一部切欠き底面図である。

【図7】同、メンブレン式散気装置の支持管の断面図である。

【図8】同、散気設備のメンブレン式散気装置と給気管との連結部分の断面図である。

【図9】図８におけるＸ－Ｘ矢視図である。

【図10】同、メンブレン式散気装置の気体供給ノズルの斜視図である。

【図11】図１０におけるＸ－Ｘ矢視図である。

【図12】図１０におけるＹ－Ｙ矢視図である。

【図13】同、散気設備のアダプタの斜視図である。

【図14】同、散気設備のアダプタと給気管と気体供給ノズルとを分解したときの図である。

【図15】同、メンブレン式散気装置のメンブレンに形成されたスリットの配列パターンを示す拡大図であり、スリットが閉じた状態を示す。

【図16】図１５に示したスリットの配列パターンをさらに拡大して表示した図である。

【図17】同、メンブレン式散気装置のメンブレンに形成されたスリットの配列パターンを示す拡大図であり、スリットが開いた状態を示す。

【図18】本発明の第１の実施の形態に対する参考例であって、第１の実施の形態とは異なる千鳥状に配列されたスリットの配列パターンの拡大図であり、スリットが閉じた状態を示す。

【図19】本発明の第１の実施の形態に対する参考例であって、第１の実施の形態とは異なる千鳥状に配列されたスリットの配列パターンの拡大図であり、スリットが開いた状態を示す。

【図20】本発明の第１の実施の形態におけるメンブレン式散気装置のメンブレンの製造方法の手順を示す図である。

【図21】同、メンブレン式散気装置のメンブレンの製造方法の手順を示す図である。

【図22】本発明の第２の実施の形態におけるメンブレン式散気装置の斜視図である。

【図23】同、メンブレン式散気装置を長手方向から見たときの一部切欠き図であり、散気時の状態を示す。

【図24】従来のメンブレン式散気装置の図である。

【図25】同、メンブレン式散気装置のメンブレンに形成されたスリットの配列パターンを示す拡大図であり、スリットが開いて亀裂が発生した様子を示す。

【図26】同、メンブレン式散気装置のメンブレンの隣同士のスリットが亀裂を介して連通した様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0030】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は、例えば下水処理場等に設置された好気槽（図示省略）内に設けられた散気設備である。散気設備１は、槽内の活性汚泥からなる被処理水３（液体の一例）の水面下に浸漬されており、被処理水３中に気泡４を放出する複数のメンブレン式散気装置１０と、各メンブレン式散気装置１０に空気１１（散気用の気体の一例）を供給する給気管１２と、メンブレン式散気装置１０を給気管１２に固定するアダプタ１４（図８参照）と、槽外から給気管１２に空気１１を供給するブロワ１５とを有している。

【0031】

図２～図６に示すように、メンブレン式散気装置１０は、中心に中空状の挿入部１６を有するチューブ状（円筒状）に形成されたメンブレン１７と、メンブレン１７の挿入部１６に水平に挿入された支持管１８（支持体の一例）と、メンブレン１７の長手方向Ａにおける中央部に設けられた気体供給ノズル１９（気体供給部の一例）とを有している。

【0032】

メンブレン１７は、表裏２枚のシート部材２１，２２を溶着して袋状に構成された袋状部２３を有している。表側のシート部材２１と裏側のシート部材２２とは軟質弾性材の合成樹脂からなり、表側のシート部材２１は袋状部２３の外周面を構成し、裏側のシート部材２２は袋状部２３の内周面を構成している。

【0033】

メンブレン１７の長手方向Ａにおける中央部で且つ上部には、円形の第１開口部２４が形成されている。挿入部１６はメンブレン１７の両端部に貫通しており、挿入部１６とメンブレン１７の上方とは第１開口部２４を介して連通している。

【0034】

また、図８，図９，図２０に示すように、メンブレン１７の長手方向Ａにおける中央部で且つ下部には、円形の第１貫通孔２６および第２貫通孔２７が形成されている。このうち第１貫通孔２６は表側のシート部材２１に形成されている。また、第２貫通孔２７は、第１貫通孔２６よりも小径であり、裏側のシート部材２２に形成されている。第１貫通孔２６の中心と第２貫通孔２７の中心とは同軸上にある。

【0035】

図４～図６に示すように、両シート部材２１，２２は溶着部分２９において溶着されている。この溶着部分２９は、メンブレン１７の両端部に全周にわたり形成された端部溶着部分２９ａと、第１開口部２４の周囲に形成された中央溶着部分２９ｂと、端部溶着部分２９ａと中央溶着部分２９ｂとの間に形成された長手方向溶着部分２９ｃを有している。

【0036】

表側のシート部材２１には、気体供給ノズル１９から袋状部２３内に供給された空気１１を外部へ放出するための多数の第１および第２スリット７１，７２が形成されている。図６の仮想線で示すように、表側のシート部材２１の下部には、第１および第２スリット７１，７２を形成していない不形成領域３１が設けられており、不形成領域３１と溶着部分２９以外の領域に第１および第２スリット７１，７２が形成されている。

【0037】

図４，図７に示すように、支持管１８は両端が開放された樹脂製の円形の直管であり、支持管１８の長手方向Ａにおける中央部で且つ上部には、円形の第２開口部３３が形成されている。図８，図９に示すように、支持管１８をメンブレン１７の挿入部１６に挿入した状態で、メンブレン１７の第１開口部２４の位置と支持管１８の第２開口部３３の位置とが一致する。

【0038】

また、図７に示すように、支持管１８の長手方向Ａにおける中央部で且つ下部には、ボルト挿通孔３４が形成されている。図８，図９に示すように、支持管１８のボルト挿通孔３４の位置とメンブレン１７の裏側のシート部材２２の第２貫通孔２７の中心位置とが一致する。

【0039】

図２，図６，図８，図９，図１０～図１２に示すように、気体供給ノズル１９は、円形の筒部３７と鍔部３８と天板部３９とを有している。筒部３７は、メンブレン１７の表側のシート部材２１の第１貫通孔２６（図１４，図２０参照）に挿入され、メンブレン１７の下方に突出している。筒部３７の下端部には、一対の切欠部４１と、給気管１２内に開口する流入口４２とが形成されている。

【0040】

鍔部３８は、筒部３７の上端部に形成されて筒部３７の径方向における外側へ張り出しており、図８，図９に示すように、メンブレン１７の袋状部２３内に入り込んでいる。鍔部３８の外周面には、袋状部２３内に開口する複数の流出口４３が形成されている。尚、表側のシート部材２１の第１貫通孔２６（図１４参照）の周辺部分は全周にわたり鍔部３８の下面に溶着されており、これにより、気体供給ノズル１９がメンブレン１７に取り付けられている。

【0041】

天板部３９は筒部３７の上端部に形成されており、天板部３９には上下方向に貫通するボルト挿入孔４５が形成されている。

【0042】

気体供給ノズル１９内には、流入口４２と流出口４３とに連通する通気流路４６が形成されている。これにより、給気管１２内とメンブレン１７の袋状部２３内とは気体供給ノズル１９の通気流路４６を介して連通する。また、気体供給ノズル１９の上面には、支持管１８の外周面に沿って円弧状に湾曲した凹部４７が形成されている。

【0043】

図８，図９に示すように、メンブレン式散気装置１０はアダプタ１４を介して給気管１２に固定されている。図１３，図１４に示すように、アダプタ１４は、メンブレン式散気装置１０と給気管１２との間に挟まれた直方体状のアダプタ本体５０と、メンブレン１７を介してメンブレン式散気装置１０の支持管１８を下方から支持する一対の支持部５５とを有している。支持部５５は、メンブレン式散気装置１０の長手方向Ａにおけるアダプタ本体５０の両端部に設けられている。

【0044】

アダプタ本体５０の下面には、給気管１２の外周面に沿って円弧状に湾曲した凹部５２と、Ｏリング嵌込部５６とが形成されている。また、アダプタ本体５０には、上下方向に貫通する円形の第１嵌込孔５３が形成されている。Ｏリング嵌込部５６は第１嵌込孔５３の周囲を取り囲むように形成されている。

【0045】

図１に示すように、給気管１２は、メンブレン式散気装置１０の下方に配置されており、メンブレン式散気装置１０の長手方向Ａにおける中央部でメンブレン式散気装置１０と直交している。図１４に示すように、給気管１２の上端部には、給気管１２の内外に貫通する複数の円形の第２嵌込孔５４が形成されている。

【0046】

アダプタ１４の第１嵌込孔５３の位置と給気管１２の第２嵌込孔５４の位置とは一致している。図８，図９，図１４に示すように、気体供給ノズル１９の筒部３７は、上方から、アダプタ１４の第１嵌込孔５３と、給気管１２の第２嵌込孔５４とに嵌め込まれており、下端部が第２嵌込孔５４から給気管１２内に突入している。

【0047】

また、アダプタ１４の下面と給気管１２の外周面との間およびアダプタ１４の第１嵌込孔５３の内周面と気体供給ノズル１９の筒部３７の外周面との間を同時にシールするＯリング６２（シール部材の一例）がＯリング嵌込部５６に嵌め込まれてアダプタ１４に保持されている。

【0048】

給気管１２とアダプタ１４とメンブレン１７と支持管１８と気体供給ノズル１９とは連結部材５１によって連結されている。連結部材５１はＴ頭ボルト５７とナット５８とを有している。

【0049】

Ｔ頭ボルト５７は、下方から、給気管１２の第２嵌込孔５４と気体供給ノズル１９のボルト挿入孔４５とメンブレン１７の裏側のシート部材２２の第２貫通孔２７と支持管１８のボルト挿通孔３４とに挿通され、支持管１８内に突入している。

【0050】

また、Ｔ頭ボルト５７の頭部５７ａは、下方から、気体供給ノズル１９の筒部３７の両切欠部４１に嵌め込まれて、給気管１２の上端部の内周面に係合している。

【0051】

また、ナット５８は、支持管１８内でＴ頭ボルト５７に螺合され、支持管１８の内周面に係合する。

【0052】

尚、裏側のシート部材２２の第２貫通孔２７の周辺部分は全周にわたり支持管１８の外周面と気体供給ノズル１９の天板部３９との間に挟まれている。また、支持管１８のボルト挿通孔３４には、ゴム等の弾性体からなる円筒状のガスケット６０が嵌め込まれている。これにより、給気管１２内から気体供給ノズル１９の通気流路４６を通ってメンブレン１７の袋状部２３内に供給される空気１１の一部がボルト挿通孔３４とＴ頭ボルト５７との間から支持管１８内に漏出するのを防止している。

【0053】

以下に、メンブレン１７の表側のシート部材２１に形成されている第１および第２スリット７１，７２の配列パターンについて説明する。

【0054】

図１５，図１６に示すように、複数の第１および第２スリット７１，７２をメンブレン１７の長手方向Ａ（第１方向の一例）に沿って１列に交互に並べたスリット列７３がメンブレン１７の表側のシート部材２１に複数列設けられている。

【0055】

第１および第２スリット７１，７２は、散気を行っていない時は閉じており、散気を行っている時は、開口する切れ込みである。

【0056】

第１スリット７１はメンブレン１７の長手方向Ａに長く形成され、第２スリット７２は長手方向Ａに対して傾斜する第２方向７５に長く形成されている。尚、第２スリット７２は第１スリット７１に対して２５°以下の傾斜角度αで傾斜している。

【0057】

また、メンブレン１７の周方向Ｂ（第１方向に直交する第３方向の一例）において隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２と他方Ｃ２のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２とが千鳥状に交互に配置されている。すなわち、長手方向Ａにおける第１スリット７１と第２スリット７２とのピッチをスリットピッチＰ１とすると、他方Ｃ２のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２は、隣の一方Ｃ１のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２に対して、スリットピッチＰ１の半分（すなわちＰ１／２）だけメンブレン１７の長手方向Ａへずれて配列されている。

【0058】

また、メンブレン１７の周方向Ｂにおいて隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の長手方向における中心部Ｄ１と、上記一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２に最も近い他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の長手方向における中心部Ｄ２とを通る仮想の直線７６が第２方向７５とは反対方向７７に傾斜している。

【0059】

第１および第２スリット７１，７２の長さをスリット長さＬとし、メンブレン１７の周方向Ｂにおいて隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３と他方Ｃ２のスリット列７３とのピッチを列ピッチＰ２とすると、以下のような大小関係に保たれている。
スリット長さＬ＜列ピッチＰ２≦スリットピッチＰ１
また、メンブレン１７の長手方向Ａにおける第１スリット７１と第２スリット７２との間隔をスリット間隔Ｅとすると、以下のような大小関係に保たれている。

【0060】

スリット長さＬ＜スリット間隔Ｅ
尚、散気時において、空気１１が給気管１２内から気体供給ノズル１９の通気流路４６を通ってメンブレン１７の袋状部２３内に供給され、袋状部２３が膨張した際、メンブレン１７の周方向Ｂの引張力Ｆ（図１７参照）が第１および第２スリット７１，７２に作用する。

【0061】

上記構成における作用を以下に説明する。

【0062】

図１，図８，図９に示すように、ブロワ１５を駆動することにより、空気１１がブロワ１５から給気管１２内に供給され、給気管１２内の空気１１が、気体供給ノズル１９の流入口４２から通気流路４６を通り、流出口４３からメンブレン１７の袋状部２３内に流入する。これにより、袋状部２３が膨張し、図１７に示すように、メンブレン１７の周方向Ｂの引張力Ｆが第１および第２スリット７１，７２に作用して、第１および第２スリット７１，７２が開き、袋状部２３内の空気１１が表側のシート部材２１の第１および第２スリット７１，７２から外部へ放出されるため、多数の気泡４がメンブレン式散気装置１０から被処理水３中に放出される。

【0063】

この際、上記引張力Ｆによって第１および第２スリット７１，７２の端部に亀裂７９，８０が発生することがある。

【0064】

この場合、第２スリット７２が第１スリット７１に対して傾斜しているため、メンブレン１７の長手方向Ａにおいて隣り合った第１スリット７１の端部に発生した亀裂７９が伝播するときの方向と第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０が伝播するときの方向とは異なる。このため、第１スリット７１の端部に発生した亀裂７９と第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第１および第２スリット７１，７２が亀裂７９，８０を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0065】

また、メンブレン１７の周方向Ｂにおいて隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０と他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが伝播しても、上記仮想の直線７６が第２方向７５とは反対方向７７に傾斜しているため（図１６参照）、上記一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０と他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第２スリット７２が亀裂８０を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0066】

尚、本発明では、図１６に示すように、上記仮想の直線７６が第２方向７５とは反対方向７７に傾斜するように第１および第２スリット７１，７２を千鳥状に配列しているが、参考例として、図１８に示すように、一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の中心部Ｄ１と、上記一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２に最も近い他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の中心部Ｄ２とを通る仮想の直線７６が第２方向７５と同じ方向に傾斜する（図１８では傾斜角度は若干異なるが傾斜の方向は同じ）ように第１および第２スリット７１，７２を千鳥状に配列した場合、図１９に示すように、一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０と他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが繋がる可能性が増し、隣同士の第２スリット７２が亀裂８０を介して連通する不具合の発生率が高まる虞がある。

【0067】

また、図１７に示すように、上記のような散気時において、膨張したメンブレン１７の袋状部２３に発生する周方向Ｂの引張力Ｆは第１および第２スリット７１，７２を開くための力となるのであるが、この際、第１スリット７１が開く方向と引張力Ｆの方向とは一致するが、第２スリット７２は角度α（図１６参照）で傾斜しているため、第２スリット７２が開く方向と引張力Ｆの方向とは一致しない。すなわち、第１スリット７１は引張力Ｆで開かれるのに対して、第２スリット７２は、引張力Ｆよりも小さな、Ｆｃｏｓαの力Ｆ´で開かれる。このため、角度αが増大するほど、第２スリット７２は第１スリット７１に比べて開き難くなる。

【0068】

これにより、給気管１２からメンブレン式散気装置１０への給気量が少ない小風量で散気を行っている場合、供給された空気１１の大部分は、開かれた第１スリット７１から気泡４となって外部へ放出されるのに対し、開き難い第２スリット７２から外部へ放出される気泡４の量は少ない。

【0069】

また、給気管１２からメンブレン式散気装置１０への給気量が多い大風量で散気を行っている場合、第２スリット７２が開き、給気量の増加に伴って開いた第２スリット７２の個数が増加し、供給された空気１１は開かれた第１および第２スリット７１，７２から気泡４となって外部へ放出される。

【0070】

これにより、給気管１２からメンブレン式散気装置１０への給気量が増減した場合、これに伴って開く第２スリット７２の個数が増減するため、給気量が増減しても、放出される気泡４の大きさのばらつきを少なくすることができ、ほぼ均一な大きさの気泡４が放出される。

【0071】

また、ブロワ１５を停止し、メンブレン１７の袋状部２３内の空気１１が第１および第２スリット７１，７２から外部へ放出されてしまうと、袋状部２３が縮小し、第１および第２スリット７１，７２に引張力Ｆが作用しなくなるため、図１５，図１６に示すように第１および第２スリット７１，７２が閉じる。

【0072】

以下に、上記メンブレン式散気装置１０のメンブレン１７の製造方法について説明する。

【0073】

先ず、図２０に示すように、多数のスリット７１，７２を形成した表側のシート部材２１の第１貫通孔２６に気体供給ノズル１９の筒部３７を挿入し、第１貫通孔２６の周辺部分に気体供給ノズル１９を取り付けておく。

【0074】

その後、図２１に示すように、表側のシート部材２１の外周縁６５（図２０参照）と裏側のシート部材２２の外周縁６６（図２０参照）とを溶着して、袋状部２３を有する長方形のメンブレンシート６７を形成する。尚、図２１中の点描部分が表側のシート部材２１と裏側のシート部材２２との溶着部分２９である。

【0075】

その後、メンブレンシート６７の対向する長辺６８同士を接合してチューブ状に形成することにより、図４に示すように、内部に袋状部２３を有するとともに中央部に挿入部１６を有し、上部に第１開口部２４を有するとともに、下部に気体供給ノズル１９を備えたメンブレン１７が形成される。
（第２の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図４に示すように、チューブ状（円筒状）のメンブレン１７を有するメンブレン式散気装置１０を挙げたが、メンブレン式散気装置はこのような形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する第２の実施の形態では、図２２，図２３に示すように、平膜状のメンブレン１０１を有するメンブレン式散気装置１０２であってもよい。

【0076】

メンブレン１０１は、長方形状に形成されており、プラスチックや金属等で製作された長方形状のベースプレート１０３の上面に装着されている。メンブレン１０１の周囲は固定部１０４（例えばカシメ部材等）によってベースプレート１０３に固定されている。メンブレン１０１とベースプレート１０３との間には通気部１０５が形成されている。また、メンブレン１０１の長手方向Ａにおける一端部には、短筒状の給気ノズル１０６が設けられている。給気ノズル１０６は、通気部１０５に連通するとともに、空気供給源に接続されている。

【0077】

メンブレン１０１には、多数の第１および第２スリット７１，７２が上記第１の実施の形態と同様な配列パターンで形成されている。すなわち、複数の第１および第２スリット７１，７２をメンブレン１０１の長手方向Ａ（第１方向の一例）に沿って１列に交互に並べたスリット列７３がメンブレン１０１に複数列設けられている。

【0078】

第１スリット７１はメンブレン１０１の長手方向Ａに長く形成され、第２スリット７２は長手方向Ａに対して傾斜する第２方向７５に長く形成されている。

【0079】

また、メンブレン１０１の短手方向Ｇ（第１方向に直交する第３方向の一例）において隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２と他方Ｃ２のスリット列７３の第１および第２スリット７１，７２とが千鳥状に交互に配置されている。

【0080】

以下、上記構成における作用を説明する。

【0081】

散気時、空気１１を給気ノズル１０６から通気部１０５に供給することにより、図２３に示すように、メンブレン１０１が長手方向Ａから見て山形状に膨張し、メンブレン１０１に短手方向Ｇの引張力Ｆが発生する。この引張力Ｆが第１および第２スリット７１，７２に作用して、第１および第２スリット７１，７２が開き、通気部１０５内の空気１１が第１および第２スリット７１，７２から外部へ放出されるため、多数の気泡４がメンブレン式散気装置１０２から被処理水３中に放出される。

【0082】

この際、上記引張力Ｆによって第１および第２スリット７１，７２の端部に亀裂７９，８０が発生することがある。

【0083】

この場合、第２スリット７２が第１スリット７１に対して傾斜しているため、メンブレン１０１の長手方向Ａにおいて隣り合った第１スリット７１の端部に発生した亀裂７９が伝播するときの方向と第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０が伝播するときの方向とは異なる。このため、第１スリット７１の端部に発生した亀裂７９と第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが繋がる可能性は低くなり、隣同士のスリット７１，７２が亀裂７９，８０を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0084】

また、メンブレン１０１の短手方向Ｇにおいて隣り合う一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０と他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが伝播しても、上記仮想の直線７６が第２方向７５とは反対方向７７に傾斜しているため（図１６参照）、上記一方Ｃ１のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０と他方Ｃ２のスリット列７３の第２スリット７２の端部に発生した亀裂８０とが繋がる可能性は低くなり、隣同士の第２スリット７２が亀裂８０を介して連通する不具合の発生率を低減することができる。

【0085】

上記第２の実施の形態では、平膜状のメンブレン１０１をベースプレート１０３に装着したタイプのメンブレン式散気装置１０２を示したが、背景技術として示したように、チューブ状に形成されたメンブレンに支持管を挿入し、メンブレンの両端部をバンド等の固定具で支持管に水密に固定したタイプのメンブレン式散気装置に適用してもよい。

【符号の説明】

【0086】

１０ メンブレン式散気装置
１１ 空気（気体）
１６ 挿入部
１７ メンブレン
１８ 支持管（支持体）
１９ 気体供給ノズル（気体供給部）
２１ 表側のシート部材
２２ 裏側のシート部材
２３ 袋状部
４６ 通気流路
７１ 第１スリット
７２ 第２スリット
７３ スリット列
７５ 第２方向
７６ 仮想の直線
７７ 反対方向
１０１ メンブレン
１０２ メンブレン式散気装置
Ａ メンブレンの長手方向（第１方向）
Ｂ メンブレンの周方向（第３方向）
Ｄ１，Ｄ２ 第２スリットの長手方向における中心部
Ｅ スリット間隔
Ｆ 引張力
Ｇ メンブレンの短手方向（第３方向）
Ｌ スリット長さ
Ｐ１ スリットピッチ
Ｐ２ 列ピッチ
α 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】