KR100308990B1 - Air supply device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주로 하수처리장의 폭기조 등에 설치하여 보다 많은 량의 산소를 폭기조내에서 효율적으로 공급(용해)하여 수질정화효과를 극대화할 수 있도록 한 산소공급기에 관한 것인 바,The present invention mainly relates to an oxygen supply unit installed in an aeration tank of a sewage treatment plant to efficiently supply (dissolve) a larger amount of oxygen in the aeration tank to maximize the water purification effect.

본 발명은, 펌프(4;수중펌프, 양수펌프, 일반펌프 등)가 결합되어 펌프(4)로부터 유입된 유체가 분출되는 분출공(5)을 가진 분출관(1)과, 분출관(1)내에 결합되어 펌프(4)로부터 유입된 유체를 제트(JET)류로 유도하는 제트노즐(3)과, 분출관(1)의 제트노즐(3)측에 분출관(1)과 연통되게 결합되어 제트류의 발생으로 공기를 흡입하는 흡입관(2)과, 제트노즐(3)상에 와류(渦流)형으로 형성되어 흡입된 공기입자가 유체와 와류상태로 접촉, 충돌되게 하는 흡입공(8,8')과, 흡입관(2)에 구비되어 흡입되는 공기중의 질소를 흡착, 분해하는 촉매(9)로 구성된다.According to the present invention, a pump (4; submersible pump, pump pump, general pump, etc.) is coupled to a jet pipe (1) having a jet hole (5) through which the fluid introduced from the pump (4) is discharged, and ) Is coupled to the jet nozzle (3) to the fluid flow from the pump (4) to guide the jet (JET), and to the jet nozzle (3) side of the jet pipe (1) in communication with the jet pipe (1) Suction holes (2) for sucking air due to the generation of jets, and suction holes (8, 8) formed in a vortex on the jet nozzle (3) so that the sucked air particles come into contact with and collide with the fluid in a vortex state (8, 8). And a catalyst (9) provided in the suction pipe (2) to adsorb and decompose nitrogen in the air to be sucked.

Description

산소 공급기{AIR SUPPLY DEVICE}Oxygen Supplyer {AIR SUPPLY DEVICE}

본 발명은 산소공급기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 하수처리장의 폭기조 등에 설치하여 보다 많은 량의 산소를 폭기조내에서 효율적으로 공급(용해)시켜 수질정화효과를 극대화하기 위한 산소공급기에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen supply device, and more particularly, to an oxygen supply device that is installed in an aeration tank of a sewage treatment plant to efficiently supply (dissolve) a larger amount of oxygen in an aeration tank to maximize the water purification effect.

통상 하수처리장의 폭기조 등에는 에어콤프레셔에 디퓨저가 설치된 브로우를 연결하여 폭기조내에서 산소를 공급, 용해시켜 수질정화를 도모하는 것으로, 이는 디퓨져를 통해 분출되는 공기방울(산소입자)이 단순히 물입자와 접촉하는 작용만으로 산소입자를 물 속에 용해시키는 작용을 수행케 되어 산소입자와 물입자간의 활발한 혼합(混和)작용이 일어나지 않게 됨으로서 공급량에 비해 용해 정도가 낮아 그 만큼 수질정화효율이 저조한 것이었다.In general, aeration tanks in sewage treatment plants are connected to air compressors with diffusers to supply and dissolve oxygen in the aeration tanks to purify water quality. The effect of dissolving oxygen particles in water only by the contacting action was performed so that no active mixing between the oxygen particles and the water particles occurred, so that the degree of dissolution was low compared to the supply amount, and the water purification efficiency was low.

그리고, 상기한 산소공급시스템은 에어콤프레셔와 브로워(BLOWER), 배관 및 디퓨저(DIFFUSER)등의 많은 설비가 요구되고 설비규모에 비하여 전술한 바와 같이 그 효율성이 저조한 것이었다.In addition, the above oxygen supply system requires many facilities such as an air compressor, a blower, a pipe and a diffuser, and the efficiency thereof is low as described above in comparison with the size of the equipment.

이에 본 발명에서는 기존과 같이 에어콤프레셔를 이용한 산소공급장치를 이용치 않고 수중펌프(양수펌프나 일반펌프 등)를 연결한 제트노즐을 설치하여 대기중의 공기를 흡입, 물입자와 함께 분출시켜 제트류(流)를 발생시킴으로서 산소입자가 물입자간의 상호 활발한 접촉으로 산소의 용해량을 증대시켜 우수한 수질정화효율성을 거둘 수 있는 산소공급기를 제공코자 한다.Accordingly, in the present invention, by installing a jet nozzle connected to an underwater pump (a pump pump or a general pump) without using an oxygen supply device using an air compressor as in the prior art, the air in the air is sucked and ejected with water particles to jet the jets. It is to provide an oxygen feeder that generates excellent water purification efficiency by increasing the dissolved amount of oxygen through active contact between water particles by generating a flow.

도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 전체 구성도1 is an overall configuration showing an embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 단면도2 is a cross-sectional view of the present invention

도 3은 본 발명의 일요부 발췌 단면도3 is a cross-sectional view of an essential part of the present invention

도 4는 도 3의 A-A선 단면도4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 5는 본 발명의 요부 발췌 단면도5 is a cross-sectional view of the main portion of the present invention

☞도면의 주요부분에 사용된 부호에 대한 설명☜☞ Explanation of symbols used in the main part of the drawing ☜

1;분출관 2;공기 흡입관1; blowoff pipe 2; air suction pipe

3;제트(JET)노즐 4;펌프3; JET nozzle 4; Pump

5;분출공 6;유입구5; blowout hole 6; inlet

7;배출구 8,8';흡입공7; outlet 8,8 '; suction hole

9;촉매(觸媒)9; catalyst

도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 구성도로서, 본 발명은 내부에 제트노즐3이 설치된 분출관1 일측에 펌프4가 결합되고, 분출관1에는 상방으로 공기흡입관2이 연통되게 결합되어 펌프4로부터 제트노즐3측으로 흐르는 고속의 유동에너지에 의해 공기흡입관2을 통해 공기(산소)를 흡입하여 분출관1내에서 산소입자와 물입자가 와류(渦流)를 일으키면서 상호간 활발한 접촉을 유도하여 산소공급(용해)효율을 향상시키도록 한 것에 요지가 있는 바, 이하 본 발명에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, the present invention is coupled to the pump 4 is coupled to one side of the ejection pipe 1 is installed inside the jet nozzle 3, the air inlet pipe 2 is coupled to the ejection pipe 1 upwards Air (oxygen) is sucked through the air suction pipe 2 by the high-speed flow energy flowing from the pump 4 to the jet nozzle 3 side, and the oxygen particles and the water particles cause the vortices in the discharge pipe 1 to induce active contact with each other. There is a gist of improving the oxygen supply (dissolution) efficiency. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 단면도, 도 3은 본 발명의 일요부 발췌 단면도, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도로서,2 is a cross-sectional view of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the main portion of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.

분출관1은 일측에 펌프4가 결합되고 이의 타측에는 분출공5이 형성된 대략 수평상의 관체로 구성되며, 상측으로 공기흡입관2이 연통되게 결합되는 바, 공기흡입관2은 대략 수직상방으로 연결된다.The blowoff pipe 1 is composed of a substantially horizontal tube in which a pump 4 is coupled to one side thereof and a blowhole 5 is formed at the other side thereof, and the air suction pipe 2 is coupled to the upper side so that the air suction pipe 2 is connected in a substantially vertical upward direction.

또한, 분출관1 내측에는 상기 공기흡입관2이 연결되는 위치에 제트노즐3이 설치된다.In addition, the jet nozzle 3 is installed inside the blowoff pipe 1 at a position where the air suction pipe 2 is connected.

상기에서 펌프4는 수중펌프로 실시함이 바람직하나 양수펌프, 일반 펌프 등다양한 펌프4로 실시할 수 있다.The pump 4 is preferably implemented as an underwater pump, but may be performed by various pumps 4, such as a pumping pump and a general pump.

상기 제트노즐3은 펌프4측의 유입구6로 부터 분출공5측으로 갈수록 넓은 직경을 가진다.The jet nozzle 3 has a larger diameter from the inlet 6 of the pump 4 toward the ejection hole 5.

즉, 상기 제트노즐3은 펌프4측의 유입구6가 분출공5측의 배출구7에 비하여 좁은 직경을 가지며, 유입부6로부터 배출구7측으로 확대되는 직경의 테이퍼(TAPER)상으로 구성된다.That is, the jet nozzle 3 has a narrower diameter than the inlet 6 of the pump 4 side compared to the outlet 7 of the ejection hole 5 side, and is composed of a taper (TAPER) having a diameter extending from the inlet 6 to the outlet 7 side.

그리고, 제트노즐3에는 공기흡입관2으로 부터 흡입된 공기가 펌프3의 분출압에 의한 고속의 유동에너지로 인해 제트노즐3 내부로 흡입되도록 흡입공8,8'이 형성되는 바, 상기 흡입공8,8'은 도 4에서 도시한 예와 같이 제트노즐3의 중심선을 축으로 와류형태로 수 개가 형성된다.In addition, the suction nozzles 8 and 8 'are formed in the jet nozzle 3 such that the air sucked from the air suction pipe 2 is sucked into the jet nozzle 3 due to the high speed flow energy of the pumping pressure of the pump 3. 4 'is formed in the vortex form the axis of the jet nozzle 3 as shown in the example shown in FIG.

한편, 상기 공기흡입관2 상단에는 촉매9를 구비하여 흡입되는 공기중의 질소를 흡착, 분해토록 함으로서 가급적 산소만이 공기흡입관2을 통해 공급되게 하는 바,On the other hand, the upper end of the air suction tube 2 is provided with a catalyst 9 to adsorb and decompose nitrogen in the air sucked so that only oxygen is supplied through the air suction tube 2,

상기 촉매9는 P형 금속산화물(NiO, CaO, Cu2O, SnO, PbO, Cr2O)와 N형 금속산화물(ZnO, Fe2O3, TiO2, V2O5,CrO3,CuO)을 혼합한 대략 1∼2㎜의 볼(BALL)입자를 공기가 유통될 수 있는 망체 속에 내입하여 구성하거나,The catalyst 9 includes P-type metal oxides (NiO, CaO, Cu 2 O, SnO, PbO, Cr 2 O) and N-type metal oxides (ZnO, Fe 2 O 3 , TiO 2 , V 2 O 5, CrO 3, CuO (BALL) of approximately 1 to 2 mm mixed with) into the network through which air can flow, or

또는 TiO2(1)-제올라이트(1) : Pt = 99 : 1로 구성하여 공기흡입관2내에 설치함으로서 공기가 여기를 통과하면서 공기중의 질소가 촉매에 흡착되어 제거되도록 하여 가급적 공기중의 산소만을 제트노즐3으로 흡입토록 하여 산소공급효율을높일 수 있게 한다.Or TiO 2 (1) -zeolite (1): Pt = 99: 1 and installed in the air intake tube 2 to allow nitrogen in the air to be adsorbed and removed by the catalyst as air passes through it. Inhalation with jet nozzle 3 increases oxygen supply efficiency.

물론, 상기 공기흡입관2에 실시되는 촉매9는 전술한 예 외에도 공기중의 질소를 제거할 수 있는 다양한 구성의 촉매9로서 실시할 수 있는 것이며,Of course, the catalyst 9 carried out in the air suction tube 2 can be carried out as a catalyst 9 having various configurations capable of removing nitrogen in the air, in addition to the above-described examples.

상기 촉매9는 도 2 또는 도 5와 같이 공기흡입관2 내부 등의 적정 위치에 설치하여 실시할 수 있는 것이다.The catalyst 9 may be installed at an appropriate position such as inside the air suction pipe 2 as shown in FIG. 2 or 5.

도면중 미설명 부호 10은 폭기조를 도시한 것이다.In the drawings, reference numeral 10 denotes an aeration tank.

이상과 같이 구성된 본 발명은 주로 하수처리장의 폭기조 등에 설치되어 산소를 공급, 용해시킴으로서 효과적인 수질정화작용을 도모하게 되는 것으로서, 하수처리장의 폭기조 등에 설치하여 산소를 공급, 용해시킴으로서 수질정화를 꾀하는 작용 등은 당해 분야에서 극히 일반적인 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략키로 하고 본 발명의 특징적인 작용에 대하여서만 집중적으로 살펴보면 다음과 같다.The present invention configured as described above is mainly installed in an aeration tank of a sewage treatment plant to provide effective water purification by supplying and dissolving oxygen. Since it is extremely common in the art, the detailed description thereof will be omitted, and only the characteristic operation of the present invention will be intensively described as follows.

펌프4로부터 고압의 유체가 제트노즐3의 유입구6로 유입되면 유체는 좁은 유입구6를 통과하면서 고속의 유동에너지를 가진 제트류(JET流)를 형성하게 된다.When the high pressure fluid flows from the pump 4 to the inlet 6 of the jet nozzle 3, the fluid passes through the narrow inlet 6 to form a jet flow having a high flow energy.

(제트(JET); 유체가 좁은 영역을 고속으로 흐르는 것; 본 발명에서는 제트류라 함)(JET); fluid flowing at a narrow area at high speed; in the present invention is called jet flow

이와 같은 제트류는 유입구6에서 배출구7를 고속으로 통과하면서 압력이 작아지게 되므로 폭기조10의 수면 밖으로 연통되게 설치된 공기흡입관2을 통하여 공기를 흡입하게 된다.Since the jet flows through the inlet 6 through the outlet 7 at high speed, the pressure decreases, and the air is sucked in through the air inlet pipe 2 installed to communicate with the water surface of the aeration tank 10.

즉, 펌프4를 통하여 유입된 고압의 유체(폭기조10 내의 물)가 제트노즐3의 유입구6를 거치면서 고속으로 흐르게 되고, 이러한 고속 유체의 유동에너지에 따른주변 압이 저하되어 공기흡입관2을 통해 공기를 빨아들이게 되며, 이때, 공기는 제트노즐3에 형성된 와류형의 흡입공8,8'을 통해 흡입된다.That is, the high-pressure fluid (water in the aeration tank 10) flowing through the pump 4 flows at high speed through the inlet 6 of the jet nozzle 3, and the peripheral pressure according to the flow energy of the high-speed fluid is lowered, through the air suction pipe 2. The air is sucked in. At this time, the air is sucked through the vortex type suction holes 8 and 8 'formed in the jet nozzle 3.

이와 같이 제트노즐3의 흡입공8,8'을 통해 흡입되는 공기입자는 제트노즐3내를 고속으로 흐르는 물입자과 접촉하게 되는 데, 이때 흡입공8,8'을 통해 흡입되는 공기는 와류형으로 된 흡입공8,8'을 경유하여 흡입되므로 고속으로 흐르는 물입자와 교차되게 충돌하게 되어 배출구7를 통해 와류형태로 분출된다.As such, the air particles sucked through the suction holes 8 and 8 'of the jet nozzle 3 come into contact with the water particles flowing in the jet nozzle 3 at high speed. In this case, the air sucked through the suction holes 8 and 8' is vortex type. It is sucked through the suction holes 8 and 8 ', so that it collides with water particles flowing at high speed, and is discharged in a vortex form through the outlet port 7.

따라서 제트노즐3 내를 수평으로 흐르는 고속의 유체는 와류형의 흡입공8,8'을 통해 흡입되는 공기입자와 충돌하여 와류형태로 전환되면서 제트노즐3의 배출구7를 빠져나와 분출관1내에서 계속적으로 와류를 일으키며 분출공5을 통해 분출된다.Therefore, the high-speed fluid flowing horizontally in the jet nozzle 3 collides with the air particles sucked through the vortex intake holes 8 and 8 'and is converted into the vortex, and exits the outlet 7 of the jet nozzle 3 and discharges in the discharge pipe 1. It continuously vortexes and is ejected through the blowhole 5.

이와 같이 고속으로 흐르는 물입자와 여기에 소정의 흡입압으로 흡입되는 공기입자는 제트노즐3 내에서 상호 격렬히 충돌하면서 활발한 접촉을 가지게 됨은 물론 이와 함께 흡입되는 공기입자와의 충돌로 유체가 와류로 변환되어 이들간의 접촉이 더욱 활발히 진행됨으로서 공기입자와 물입자 상호간이 믹싱(MIXING)상태로 충돌과 접촉을 하게 되어 보다 많은 양의 산소를 물입자에 혼합, 용해시키게 되는 것이다.In this way, the water particles flowing at high speed and the air particles sucked at a predetermined suction pressure collide with each other vigorously in the jet nozzle 3 and have active contact with each other, and the fluid is converted into a vortex by collision with the air particles sucked together. As the contact between the particles becomes more active, the air particles and the water particles come into contact with each other in a mixing state and mix and dissolve more oxygen in the water particles.

따라서 수질정화를 요하는 수질의 용존산소량을 증대시켜 산소공급기에 의한 적극적인 산소공급, 용해작용으로 수질정화목적을 매우 효과적으로 달성하게 되는 것이다.Therefore, by increasing the amount of dissolved oxygen in the water that requires water purification, the purpose of water purification is very effectively achieved by active oxygen supply and dissolution by the oxygen supply.

한편, 도 5는 본 고안의 요부 발췌 단면도로서, 공기흡입관2 상단이나 내측에 질소를 흡착,분해할 수 있는 촉매9를 구비하게 되면 공기흡입관2을 통해 제트노즐3내로 흡입되는 공기중의 질소가 촉매9를 경유하여 흡입되어 공기중의 질소를 제거한 비교적 많은 순수 산소만을 흡입, 공급하게 되어 더욱 효율적인 효과를 얻을 수 있는 것이다.On the other hand, Figure 5 is a cross-sectional view of the main portion of the present invention, when the catalyst 9 capable of adsorbing and decomposing nitrogen on the top or the inside of the air suction pipe 2 is nitrogen in the air sucked into the jet nozzle 3 through the air suction pipe 2 It is possible to obtain a more efficient effect by inhaling and supplying only a relatively large amount of pure oxygen which is sucked through the catalyst 9 to remove nitrogen in the air.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 비교적 간단한 구성으로 산소공급효율을 극대화할 수 있는 산소공급기를 제공하여 이를 주로 하수처리장의 폭기조 등에 설치함으로서 매우 우수한 수질정화효과를 달성할 수 있을 뿐 만 아니라 설치규모의 축소와 함께 설비, 유지비 등의 경제적 이익을 도모하게 되는 것으로서, 본 발명은 상기 언급한 바 외에도 이를 대형 수족관, 물탱크, 상수도 등과 같이 산소공급으로 용존산소량을 늘려 수질정화를 꾀하는 각종의 여러 용도와 목적에 적용하여 많은 잇점과 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention provides an oxygen supply unit capable of maximizing oxygen supply efficiency with a relatively simple configuration, and is mainly installed in an aeration tank of a sewage treatment plant to achieve a very good water purification effect, as well as to provide an installation scale. In addition to the above, the present invention is intended to achieve economic benefits such as facilities and maintenance costs, and in addition to the above, the present invention provides various uses for purifying water by increasing the amount of dissolved oxygen by supplying oxygen such as a large aquarium, a water tank, and tap water. Many benefits and effects can be expected by applying it to the purpose.

Claims (1)

산소 공급기를 구성함에 있어서,In constructing the oxygen supply, 펌프4가 결합되어 펌프4로부터 유입된 유체가 분출되는 분출공5을 가진 분출관1과,A discharge pipe 1 having a discharge hole 5 through which the pump 4 is coupled to discharge the fluid introduced from the pump 4; 분출관1내에 결합되어 펌프4로부터 유입된 유체를 제트류로 유도하는 제트노즐3과,A jet nozzle 3 coupled to the discharge pipe 1 to guide the fluid introduced from the pump 4 into the jet stream; 분출관1의 제트노즐3측에 분출관1과 연통되게 결합되어 제트류의 발생으로 공기를 흡입하는 공기흡입관2과,An air suction pipe 2 coupled to the jet nozzle 3 side of the jet pipe 1 in communication with the jet pipe 1 to suck air by the generation of jet flow; 제트노즐3상에 와류(渦流)형으로 형성되어 흡입되는 공기입자가 유체와 와류로 접촉, 충돌되게 하는 흡입공8,8'과, 공기흡입관2에 구비되어 흡입되는 공기중의 질소를 흡착, 분해하는 촉매9를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 공급기.Suction holes 8 and 8 'are formed on the jet nozzle 3 in a vortex to allow the inhaled air particles to contact and collide with the fluid in a vortex, and the nitrogen in the sucked air provided in the air suction pipe 2 An oxygen supply comprising a catalyst 9 to decompose.
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