KR100432957B1 - 수중 산소공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수의 수질을 개선하기 위한 수중 산소공급장치에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 임펠러의 상측에 공기를 효과적으로 배출할 수 있는 공기배출기구를 설치하여 미세한 공기방울들이 더 많이 생성될 수 있도록 하고, 공동화현상 및 토출력 손실을 예방할 수 있도록 하는데 있으며, 더 나가서 산소용해효율을 높이고 적은 동력으로도 교반효과를 높일 수 있도록 하고자 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 베이스브라켓트(31)상에 고정된 채 상측으로 다수의 토출구(32)를 갖는 임펠러하우징(30)과, 상기 임펠러하우징의 내부에 마련된 임펠러(40)와, 상기 임펠러가 축착된 회전축(41)과, 상기 회전축(41)을 구동시키기 위해 스탠드하우징(21) 상측에 마련된 감속기구(20)와, 이 감속기구에 동력을 제공하기 위한 모터(10)로 구성한 후, 상기 임펠러허브(42)의 밑에서 그 속으로 유도된 별도의 송기관(52)으로부터 나오는 공기를 임펠러에 의한 양력으로 써 상향이동하는 물속에 공급하도록 이루어진 수중 산소공급장치에 있어서, 상기한 임펠러(40)는 허브의 상단면에만 공기유통구멍(43)들을 마련한 것으로 하고, 상기 임펠러(40)의 직상부에는 하단면이 개방된 허브부(61)와 이 허브부로부터 방사상으로 연장된 다수의 분기관(62)과, 이들 분기관(62)에 형성된 다수의 분기구멍(63)으로 이루어진 별도의 공기배출기구(60)를 설치하여, 상기 임펠러(40)의 임펠러허브(42) 속으로 유도된 송기관(52)의 공기 공급구(51)로 나오는 공기가 상기한 공기배출기구(60)의 분기관(62)으로 이동한 후, 그분기구멍(63)들을 통해 배출되면서 물에 용해되도록 하는데 있다.

Description

수중 산소공급장치{Underwater aerator}

본 발명은 폐수의 수질을 개선하기 위한 수중 산소공급장치에 대한 것으로, 더 상세하게는 산소 공급이 효과적으로 이루어질 수 있도록 새로운 구조의 산소배출기구를 설치하여 산소용해효율이 가장 이상적인 상태로 향상될 수 있도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 생활하수나 유기성 오폐수처리를 위해서는 수중에 미세한 산소 기포를 방산시켜 산소의 이용율을 높이므로 써 용존산소농도를 높게 할 수 있다.

이와 같은 목적으로 사용하는 것이 수중 산소공급장치이며, 종래의 수중 산소공급장치를 도 1에서 볼 수 있다.

상측으로 다수의 토출구(32)를 갖는 임펠러하우징(30)의 내부 중앙에 임펠러(40)가 마련되어 있고, 이 임펠러(40)는 그 임펠러허브(42)가 회전축(41)의 끝단에 축착되어 있으며, 상기 회전축(41)은 그 상단의 감속기구(20)를 통해 모터(10)의 회전력을 전달 받는다.

한편, 수면위로 연장된 송기파이프(50)의 상단에는 외부의 송풍기(54)가 연결되어 있어 공기를 공급받을 수 있도록 되어 있으며, 수조의 바닥까지 연장된 송기파이프(50)의 하단에는 상기 임펠러(40)의 허브(42) 밑으로 연장된 송기관(52)이 연결되어 있고, 그 송기관(52)에 공기 공급구(51)가 뚫려 있다.

따라서 모터의 구동으로 임펠러(40)가 회전하면 송기관(52)의 공기 공급구(51)로부터 나오는 공기가 임펠러허브(42)의 속에서 그 외주면에 형성된 공기구멍(42a)들을 따라 방사상으로 분출되며, 분출되는 공기는 임펠러(40)의 양력으로 상향 이동하는 물에 섞인 채 같이 토출구(32)를 통해 토출되는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 산소공급장치는 다음과 같은 단점이 지적되었다.

즉, 임펠러(40)의 회전과 동시에 송기관(52)의 공기 공급구(51)로 공기가 배출되면 임펠러허브(42)의 공기구멍(42a)으로 빠져 나가면서 물에 섞이는데, 배출되는 공기구멍(42a)의 수가 비교적 적기 때문에 공기가 물에 섞이는 산소용해효율이 떨어진다.

그리고 임펠러허브(42)에 공기구멍(42a)이 있기 때문에 공기가 물에 접하는 순간 회전하는 임펠러의 회전력에 저항을 주며, 이는 토출력에 손실을 가져온다.

또, 공기구멍(42a)으로 나오는 공기가 물이 상향이동하기 시작하는 임펠러의 흡입구쪽으로 역류하여 공동화현상(Cavitation 현상)을 유발하는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결 보완하기 위해 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 임펠러의 상측에 공기를 효과적으로 배출할 수 있는 공기배출기구를 설치하여 미세한 공기방울들이 생성될 수 있도록 하고, 공동화현상 및 토출력 손실을 예방할 수 있도록 하는데 있으며, 더 나가서 산소용해효율을 높이고 적은 동력으로도 교반효과를 높일 수 있도록 하고자 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 베이스브라켓트상에 고정된 채 상측으로 다수의 토출구를 갖는 임펠러하우징과, 상기 임펠러하우징의 내부에 마련된 임펠러와, 상기 임펠러가 축착된 회전축과, 상기 회전축을 구동시키기 위해 스탠드하우징 상측에 마련된 감속기구와, 이 감속기구에 동력을 제공하기 위한 모터로 구성한 후, 상기 임펠러허브의 밑에서 그 속으로 유도된 별도의 송기관으로부터 나오는 공기를 임펠러에 의한 양력으로 써 상향이동하는 물속에 공급하도록 이루어진 수중 산소공급장치에 있어서, 상기한 임펠러는 허브의 상단면에만 공기유통구멍들을 마련한 것으로 하고, 상기 임펠러의 직상부에는 하단면이 개방된 허브부와 이 허브부로부터 방사상으로 연장된 다수의 분기관과, 이들 분기관에 형성된 다수의 분기구멍으로 이루어진 별도의 공기배출기구를 설치하여, 상기 임펠러의 임펠러허브 속으로 유도된 송기관의 공기 공급구로 나오는 공기가 상기한 공기배출기구의 분기관으로 이동한 후, 그 분기구멍들을 통해 배출되면서 물에 용해되도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 산소공급장치를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 산소공급장치를 보인 단면도

도 3은 본 발명의 요부 확대 단면도

도 4는 본 발명의 산소배출기구의 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10 : 모터 20 : 감속기구

21 : 스탠드하우징 30 : 임펠러 하우징

32 : 토출구 40 : 임펠러

41 : 회전축 42 : 임펠러허브

43 : 공기유통구멍 44 : 환테돌기

50 : 송기파이프 51 : 공기 공급구

52 : 송기관 60 : 공기배출기구

61 : 허브부 62 : 분기관

63 : 분기구멍 64 : 플랜지부

65 : 환테홈

도 2는 본 발명의 전체 조립상태를 보인 수중 공기공급장치(100)의 단면도이다.

도면에서 보듯이 베이스브라켓트(31)상에 고정된 채 상측으로 다수의 토출구(32)를 갖는 임펠러하우징(30)을 마련하고, 상기 임펠러하우징의 내부에 마련된 임펠러(40)를 세로 방향의 회전축(41)에 축착하고, 이 회전축(41)을 적당한 속도로 구동시키기 위해 스탠드하우징(21) 위에 감속기구(20)를 설치하고, 이 감속기구(20)에 동력을 전달하기 위한 모터(10)를 설치한다.

그리고 수면위로 연장된 송기파이프(50)의 상단에 외부의 송풍기(54)가 연결되어 있어 공기를 공급받을 수 있도록 되어 있으며, 수조의 바닥까지 연장된 송기파이프(50)의 하단에는 상기 임펠러(40)의 허브(42) 밑으로 연장된 송기관(52)이 연결되어 있고, 그 송기관(52)에 공기 공급구(51)가 뚫려 있도록 준비한다.

본 발명에서의 특징적인 구성은 상기한 임펠러(40)는 허브의 상단면에 공기유통구멍(43)들을 마련한 것으로 한다.

그리고 상기 스탠드하우징(21)의 밑에는 공기배출기구(60)를 조립한다.

즉, 상기한 공기배출기구(60)는 하단면이 개방된 허브부(61)와, 이 허브부로부터 방사상으로 연장된 다수의 분기관(62)과, 이들 분기관(62)에 형성된 다수의 분기구멍(63)으로 이루어져 있는 바, 상기 허브부(61)의 상측에 내향플랜지부(64)를 형성하고, 보울트 구멍을 뚫어 스탠드하우징(21)의 저면에 보울트로 체결한다.

이때의 상기 임펠러(40)는 임펠러허브(42)의 상단면에 환테돌기(44)를 형성하고, 상기한 공기배출기구(60)는 허브부(61)의 하단면에 환테홈(65)을 형성한 후, 이들 환테돌기(44) 및 환테홈(65)이 서로 근접된 상태로 조립하여 회전하는 임펠러(40)와 공기배출기구(60)이 틈새로 가능한 공기가 미리 새지 않도록 구성한다.

도면중 미설명 부호 70은 수중 공기공급장치 전체를 들어 올리기 위한 견인기구이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 모터(10)가 회전하였을 때, 그 회전력이 감속기구(20)를 통해 회전축(41)에 전달되고, 회전축이 회전하면 임펠러(40)가 회전한다.

그리고 임펠러(40)가 회전하고 있는 상태에서 송기관(52)으로 공기가 공급되면, 공기 공급구(51)로 나오는 공기가 임펠러허브(42)속에서부터 임펠러허브(42) 상측의 공기유통구멍(43)통해 공기배출기구(60)의 허브부(61) 속으로 들어간다.

허브부(61)속에서 다시 여러 방향으로 갈라진 분기관(62)으로 이동하고, 분기관(62)에 형성된 다수의 분기구멍(63)을 통해 나가서 미세한 공기방울들이 된다.

이때, 폐수는 하측의 임펠러(40)가 회전하면서 발생시키는 양력에 의해 상측으로 이동하여 하우징(30)의 토출구(32)로 나가게 되는 바, 폐수가 분기관(62)의 주변을 지나는 동안 상기의 공기배출기구(60)를 통해 나오는 작은 공기방울들이 용해되어 산소를 함유하면서 토출되는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 수중 공기공급장치는 임펠러의 직상부에 마련한 별도의 공기배출기구에 의해 공기가 분출되기 때문에 임펠러의 허브에서 공기가 분출되는 종래와 달리 임펠러의 회전력에 저항을 받지 않고, 분출되는 공기의 토출력도 저하되지 않는 장점을 가진다.

또, 공기 분출시 공기가 임펠러의 흡입구쪽으로 역류하지 않으므로 공동화현상을 유발하지 않아 좋고, 무엇보다도 공기배출기구가 방사상으로 다수의 분기관이 형성되고, 그 분기관의 양쪽으로 다수의 분기구멍들이 뚫려 있기 때문에 단지 몇개의 구멍이 뚫려 있던 종래의 임펠러허브에 비해 더 많은 미세한 공기방울들이 생성될 수 있어 좋다.

따라서 본 발명의 수중 공기공급장치에 의하면 적은 동력으로 교반효과와 산소용해효율을 극대화 시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 베이스브라켓트(31)상에 고정된 채 상측으로 다수의 토출구(32)를 갖는 임펠러하우징(30)과, 상기 임펠러하우징의 내부에 마련된 임펠러(40)와, 상기 임펠러가 축착된 회전축(41)과, 상기 회전축(41)을 구동시키기 위해 스탠드하우징(21) 상측에 마련된 감속기구(20)와, 이 감속기구에 동력을 제공하기 위한 모터(10)로 구성한 후, 상기 임펠러허브(42)의 밑에서 그 속으로 유도된 별도의 송기관(52)으로부터 나오는 공기를 임펠러에 의한 양력으로 써 상향이동하는 물속에 공급하도록 이루어진 수중 산소공급장치에 있어서,

   상기한 임펠러(40)는 허브의 상단면에만 공기유통구멍(43)들을 마련한 것으로 하고, 상기 임펠러(40)의 직상부에는 하단면이 개방된 허브부(61)와 이 허브부로부터 방사상으로 연장된 다수의 분기관(62)과, 이들 분기관(62)에 형성된 다수의 분기구멍(63)으로 이루어진 별도의 공기배출기구(60)를 설치하여, 상기 임펠러(40)의 임펠러허브(42) 속으로 유도된 송기관(52)의 공기 공급구(51)로 나오는 공기가 상기한 공기배출기구(60)의 분기관(62)으로 이동한 후, 그 분기구멍(63)들을 통해 배출되면서 물에 용해되도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 수중 공기공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 공기배출기구(60)는 허브부(61)의 상측에 마련된 내향플랜지부(64)를스탠드하우징(21)의 저면에 보울트로 체결하여서 된 것을 특징으로 하는 수중 공기공급장치.