KR100512089B1

KR100512089B1 - 고속 고효율 폭기장치

Info

Publication number: KR100512089B1
Application number: KR1020050020417A
Authority: KR
Inventors: 구흥회
Original assignee: 구흥회
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2005-09-02

Abstract

본 발명은 극히 간단하고 단순하여 내구성이 우수하고 가격이 저렴하며, 도입된 피처리액을 고속으로 공기와 혼합하여 순환시킴에 의해 고속 교반 및 호기 발효가 이루어질 수 있는 고속 폭기장치에 관한 것이다.

본 발명은 단일의 모터와; 상기 모터의 회전축에 고정된 단일의 임펠러와; 상기 모터의 상단면에 고정 결합되고 다수의 제1관통구멍이 형성된 상부 지지판과; 상기 모터의 하단면에 고정 결합되고 다수의 제2관통구멍이 형성된 하부 지지판과; 상기 상부 지지판과 하부 지지판 사이에 결합되어 모터를 실링하는 실링통과; 상부면에 공기 유입구를 구비하고 상단 외주에 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있으며 상기 모터와 임펠러를 둘러싸는 본체 하우징과; 상기 피처리액을 임펠러의 상측으로 안내하는 제1유로와 상기 다수의 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 유입된 공기를 임펠러의 상측으로 안내하는 제2유로를 형성하기 위한 유로 형성용 격벽과; 상기 본체 하우징의 상부면이 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 고효율 폭기장치{High Speed and High Efficiency Aerator}

본 발명은 고속 고효율 폭기장치에 관한 것으로, 특히 단일 모터와 단일 임펠러만으로 이루어진 극히 간단하고 단순한 구조에 의해 내구성이 우수하고 가격이 저렴하며, 도입된 피처리액을 고속으로 공기와 혼합하여 혼합액을 처리조 전체로 순환시킴에 의해 고속 교반 및 호기 발효가 이루어질 수 있는 고속 고효율 폭기장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 생활하수와 분뇨정화조에서 나오는 각종 오수(汚水) 및 산업폐수, 축산폐수(이하 오/폐수로 칭함) 등은 환경오염 때문에 항시 정수처리를 하여 BOD(생물학적 산소 요구량)를 최대한 낮춘 상태에서 배출토록 법으로 규제하고 있으며, 이를 위해 각종 오/폐수를 배출하는 공장이나 대단위 아파트단지 등에서는 오/폐수 정화용 처리시설을 의무적으로 설치하여야만 한다.

이들 각종 오수와 축산폐수 및 염색공장 등에서 방류되는 산업폐수 등에는 하천 또는 해안을 오염시키는 유기물질과 색도가 다량 함유되어 있으며, 이를 제대로 정화처리 하지 않고 방류하면 하천 및 인근지역의 생태계를 오염시키거나 환경을 파괴하게 된다.

따라서, 이러한 각종 오/폐수는 정화처리를 하여 방류하여야 하며, 그 처리장치의 기능성과 효율성은 접촉 산화조에서 폐수의 BOD를 낮추어주는 호기성 미생물을 얼마나 신속하고 지속적으로 많이 배양시킬 수 있느냐에 달려 있다고 할 수 있으며, 이와 같이 호기성 미생물의 배양효율을 증대시키면 그만큼 오/폐수 속에 함유된 부유물이나 협잡물 및 색도를 보다 신속하고 효율적으로 제거할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 오/폐수의 생물학적 처리를 위해 필요한 산소를 공급하거나 수중에 산소를 공급하여 물을 활성화시키기 위해 폐수 처리장치의 처리조에 폭기장치를 설치하였다.

먼저, 등록실용신안 제172329호에는 폭기조의 외부로부터 공급되는 공기를 산기로터에 의해 작은 기포로 분할하여 폐수와 함께 유선형 블레이드를 구비한 임펠러에 공급하여 미세 기포로 분쇄한 후 방사상의 가이드 베인을 통하여 배출함에 의해 공기방울의 표면적 증대에 의한 기액 접촉면적의 확대와 수중잔류시간 증대를 도모하여 용존 산소량을 증가시킬 수 있는 폭기식 폐수처리장치가 제안되었다.

상기 등록실용신안 기술은 폭기조의 바닥에 고정 설치되어 장치 본체의 하부로부터 유입되는 폐수를 임펠러에 의해 그 상측에 배치된 가이드 베인으로 끌어 올리는 상향식 구조에 공기와 혼합된 폐수를 측면으로 배출하는 방식이므로, 임펠러의 가동 효율이 떨어지게 되고 공기가 혼합된 배출폐수가 폭기조 내부 전체를 순환하지 못하고 수평방향으로 진행한 후 수면 위로 상승하여 기액접촉이 제한적으로 이루어지는 문제가 있다.

특허출원 제1999-4806호(오·폐수 및 축산, 분뇨폐수의 중수도화에 관한 방법 및 장치)에는 초음파 에어장치에 연결된 초음파 폭기장치를 집수조에 설치하여 산화 분해 폭기를 실시하고, 집수조에 피라밋장치 순환펌프가 설치된 피라밋 산화장치에 의해 원수를 반복하여 순환시켜서 산화 접촉을 진행하며, 계속하여 약품처리와 응집부상여과, 슬러지 농축, 오존처리 등의 연속된 처리과정을 거쳐서 재사용 가능한 최종처리수를 배출하는 기술을 개시하고 있다.

상기 중수도화를 위한 처리장치는 초음파 폭기장치와 순환펌프 등의 고가의 설비를 사용하는 구조이므로 중/소규모 구조의 오/폐수 처리에는 적합하지 못하다.

또한, 실용신안등록출원 제2002-32731호(오폐수 및 하수처리장용 산소공급장치)에는 흡입관과 배출관을 순환펌프의 입구 및 출구에 연결하고 흡입관과 배출관이 저수조의 바닥과 상측에 위치시키며, 배출관의 용수분사노즐 외측에 압축공기공급수단으로부터 제공하는 압축공기를 공기분사노즐을 통하여 공급함에 의해 물과 공기가 혼합되어 배출되게 하는 구조가 개시되어 있다.

그러나 상기 산소공급장치도 순환펌프 및 압축공기공급수단 등의 고가의 설비를 사용하는 단점이 있다.

한편, 공개특허 제2003-7354호(제트폭기 산화부상기)에는 분뇨를 물리화학적으로 처리하기 위하여 산화부상조에 설치된 제트(Z) 폭기장치에서 슬러지와 뇨를 폭기시켜 기포를 형성시킨 다음, 상부에 형성된 파포기에서 기포를 제거한 후, 가스배출장치에서 기체를 상부로 배출하고 액은 하부로 배수시킴에 의해 축산 분뇨액 및 폐수를 빠르게 처리할 수 있고, 처리된 분뇨 및 폐수를 재사용할 수 있는 기술이 제안되어 있다.

상기 산화부상기는 제트(Z) 폭기장치, 파포기 및 가스배출장치 각각이 임펠러와 구동모터로 이루어져 있기 때문에 제조비용이 비싸고 전체 구조가 복잡하며, 제트폭기장치의 임펠러가 수(분뇨)중에 잠겨 있으며 케이스의 중간 및 하부에 형성된 통공을 통하여 피처리액이 유입되어 공기와 혼합되므로 임펠러 구동 모터에 대한 부하가 많이 걸려서 내구성이 나쁘고 운용비용이 높게 된다.

또한, 상기 산화부상기는 큰 부하로 인하여 공기와 혼합된 피처리액의 고속의 순환이 산화부상조 내부 전체에 대하여 이루어지지 못하여, 그 결과 분뇨의 완전 발효가 이루어지지 못하고, 침전물이 퇴적되는 현상과 거품이 남겨지는 현상이 발생되며, 미 발효된 오니 입자가 가스배출장치를 이루는 가스 팬을 통하여 외부로 배출되기 때문에 주변 환경오염을 야기하는 문제가 있고, 산화부상조의 상부에 제트폭기장치가 고정 설치되어 있으므로 피처리액의 수위 하강에 따른 자동수위조절이 이루어지지 못하여 가동률이 떨어지는 문제가 있다.

더욱이, 상기한 종래의 오폐수 처리장치들은 모두 고정 설치된 구조로 이루어져 있기 때문에 필요에 따라 사용자가 오폐수 처리조의 국부지역을 선택하여 처리하는 것이 불가능하였다.

한편, 저수지나 호수 및 댐 등의 담수된 물을 정화하기 위하여 수심의 깊은 물속에 압축공기 발생탱크와 저장탱크를 설치하고 수면위에 있는 구조물과 저장탱크 사이에 연결된 유로관에 다수의 펌프가 장착된 펌핑탱크를 설치하여, 유로관의 폭기구를 통하여 압축공기를 방출함에 의해 물속의 용존 산소량을 높이고 펌핑탱크로 저층부의 물을 끌어올려 물을 순환시키는 기술이 실용신안등록출원 제2000-28362호, 제2000-35637호, 제2002-19979호 및 특허출원 제2001-8056호 등에 개시되어 있다.

또한, 실용신안등록출원 제1998-26300호(상향 수직 폭기형 산소공급장치)에는 펌프와 에어레이터로 이루어진 수중 산소공급장치에 있어서 처리조 저부에 설치된 펌프에 의해 양수가 흡입되므로 토출된 공기와 양수는 처리조 상부에서 하부로 순환하게 되고 토출노즐이 상향으로 설치되어 상부로 공기와 양수가 토출되므로 수심에 관계없이 물의 교반이 이루어질 수 있고, 양수관의 길이를 조절하여 수압의 영향을 최소화시킨 기술이 개시되어 있다.

상기한 수질 정화용 산소공급장치들은 수심이 깊은 곳에 담겨진 담수 등을 처리하는 용도에 적합하고 분뇨 등의 고속 발효에는 적합하지 못하다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 단일 모터와 단일 임펠러만으로 이루어진 극히 간단하고 단순한 구조에 의해 내구성이 우수하고 가격이 저렴한 고속 고효율 폭기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유로 형성용 격벽과 본체 하우징 및 모터 실링통 사이의 제1 및 제2 유로 하측에 임펠러의 회전구동에 의해 강한 부압을 발생시켜서 제1유로의 상측으로부터 도입된 피처리액과 제2유로의 상측으로부터 도입된 공기를 고속으로 혼합하여 배출할 수 있고, 그 결과 혼합액을 처리조 전체로 고속 순환시킴에 따라 고속 발효가 이루어질 수 있는 고속 폭기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리액이 유로 하측에 발생된 강한 부압에 따라 제1유로의 상측으로부터 하측으로 자유낙하방식으로 고속으로 유입되어 임펠러에 공급되므로 구동 모터에 대한 부하가 적게 걸려 장치의 운용비용이 낮은 고속 폭기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 플로팅수단에 의해 장치의 하우징 일부가 수면위로 노출된 상태 또는 수면에 잠수된 상태로 구동될 수 있으며, 피처리액의 수위가 변함에 따라 이에 연동하여 장치의 설치위치가 자동으로 조절될 수 있고, 필요에 따라 설치위치를 자유롭게 이동시킬 수 있어 국부적인 처리가 가능한 자동수위조절 기능을 갖는 고속 폭기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 강력한 부압에 의해 혼합된 피처리액과 공기의 혼합액을 고속으로 순환시키며 이동이 가능하여 처리조 내에 용존산소량을 균일하게 높일 수 있어 담수의 정화용으로 사용 가능하고, 처리조 바닥에 침전물이 퇴적되지 않으며 거품까지 제거 가능한 고속 폭기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 혼합장치에 축소-확대 노즐 구조를 채용함에 의해 혼합장치 하부에 강력한 부압을 발생시켜 피처리액과 공기의 혼합 및 배출을 고속으로 처리하여 고속 발효를 도모할 수 있고 순환펌프의 분리에 따라 구조가 간단하고 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있는 고속 고효율 폭기장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전 구동용 단일의 모터와; 상기 모터의 회전축에 고정된 단일의 임펠러와; 상기 모터의 상단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제1관통구멍이 형성된 상부 지지판과; 상기 모터의 하단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제2관통구멍이 형성된 하부 지지판과; 상기 상부 지지판과 하부 지지판 사이에 결합되어 모터를 실링하여 보호하기 위해 실링통과; 공기 유입구를 구비한 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상기 상부 지지판이 고정되고 상부 지지판과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 제1직경부와, 상기 하부 지지판과 동일한 깊이에서 임펠러의 상부까지 내향 절곡된 직경감소부와, 상기 직경감소부의 하단으로부터 임펠러를 둘러싸도록 하부로 직선 연장된 제2직경부와, 상기 제2직경부의 하단으로부터 외향으로 절곡 연장된 직경확대부로 이루어진 본체 하우징과; 상기 피처리액을 임펠러의 상측으로 안내하는 제1유로와 상기 다수의 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 유입된 공기를 임펠러의 상측으로 안내하는 제2유로를 형성하기 위하여 본체 하우징과 실링통 사이에 설치되는 유로 형성용 격벽과; 상기 본체 하우징의 상부면이 피처리액의 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단으로 구성되며, 상기 모터에 의해 임펠러가 회전 구동될 때 제1 및 제2 유로 하측에 발생된 강한 부압에 따라 피처리액과 공기가 각각 제1 및 제2 유로를 통하여 고속으로 유입된 후, 혼합되어 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 회전 구동용 단일의 모터와; 상기 모터의 회전축에 고정된 단일의 임펠러와; 상기 모터의 상단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제1관통구멍이 형성된 상부 지지판과; 상기 모터의 하단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제2관통구멍이 형성된 하부 지지판과; 상기 상부 지지판과 하부 지지판 사이에 결합되어 모터를 실링하여 보호하기 위해 실링통과; 공기중에 노출되는 연통을 통하여 공기가 유입되는 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상기 상부 지지판이 고정되고 상부 지지판과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 제1직경부와, 상기 하부 지지판과 동일한 깊이에서 임펠러의 상부까지 내향 절곡된 직경감소부와, 상기 직경감소부의 하단으로부터 임펠러를 둘러싸도록 하부로 직선 연장된 제2직경부와, 상기 제2직경부의 하단으로부터 외향으로 절곡 연장된 직경확대부로 이루어진 본체 하우징과; 상기 피처리액을 임펠러의 상측으로 안내하는 제1유로와 상기 다수의 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 유입된 공기를 임펠러의 상측으로 안내하는 제2유로를 형성하기 위하여 본체 하우징과 실링통 사이에 설치되는 유로 형성용 격벽과; 상기 본체 하우징을 피처리액의 원하는 레벨로 위치 설정하기 위한 위치설정수단으로 구성되며, 상기 모터에 의해 임펠러가 회전 구동될 때 제1 및 제2 유로 하측에 발생된 강한 부압에 따라 피처리액과 공기가 각각 제1 및 제2 유로를 통하여 고속으로 유입된 후, 혼합되어 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치를 제공한다.

상기 폭기장치는 일단이 상기 하부 지지판에 고정 설치되며 중앙부에 모터의 회전축이 회전 가능하게 결합되어 모터 내부를 실링하기 위한 실링수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폭기장치는 본체 하우징의 하단에 설치되어 피처리액과 공기의 혼합액을 방사형 순환 흐름을 따라 처리조 전체를 순환하도록 유도하기 위한 수류 분산기를 더 포함할 수 있다.

더욱이, 상기 다수의 피처리액 유입구의 일부는 수면위로 노출되며, 상기 피처리액 유입구를 통하여 거품 및 액상 슬러지와 함께 공기가 유입되는 것이 바람직하다.

상기 플로팅수단은 상기 본체 하우징의 상단 외주에 다수의 연결부를 통하여 결합되고 그 내부에 환형의 공간부를 형성하는 환형의 받침대와, 받침대 내부에 내장되어 공기를 수용하기 위한 환형의 고무 튜브를 포함하며, 피처리액의 수위 변동에 따라 자동으로 승하강이 이루어진다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 처리조 내의 피처리액을 강제 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프와; 상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 유입구를 통하여 고압으로 공급될 때 하측의 출구로부터 고속 배출이 이루어지는 피처리액 가이드와 상기 피처리액 가이드를 동심상으로 둘러싸면서 공기의 유입 통로를 형성하는 다수의 공기 도입 가이드를 구비하고, 상기 다수의 공기 도입 가이드의 하부에 형성되는 강한 부압에 의해 피처리액과 강제 흡입된 공기를 혼합하여 하부로 배출하기 위한 혼합장치와; 상기 혼합장치의 본체 하우징 상부가 피처리액의 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치를 제공한다.

상기 혼합장치는 공기 중에 노출되어 있으며 상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 도입되는 피처리액 유입구가 상측에 연결됨과 동시에 일측에 제1 공기 유입구를 구비한 연통이 결합된 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 원통형 제1직경부와, 상기 제1직경부로부터 내향 절곡되고 하단이 개방된 내향경사부로 이루어진 본체 하우징과; 상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 유입구를 통하여 고압으로 공급될 때 하측의 출구로부터 고속 배출이 이루어지는 제1유로를 형성하는 피처리액 가이드와; 중앙부에 상기 피처리액 가이드를 포함하고 외주부가 제1직경부의 다수의 피처리액 유입구 상측에 고정된 상부 지지판과; 상기 피처리액 가이드와 본체 하우징 사이에는 본체 하우징과의 사이에 다수의 피처리액 유입구를 통하여 유입된 피처리액을 혼합장치의 하부로 흐르도록 안내하는 제2유로를 형성하기 위한 원통형 격벽과; 상기 제1 공기 유입구를 통하여 유입된 공기를 하부로 도입하기 위한 제2 공기 유입구가 상부 지지판에 형성되어 있으며, 원통형 격벽과 피처리액 가이드 사이에 제2 공기 유입구를 통하여 도입된 공기를 하부로 안내하기 위해 동심상으로 배치된 원통형의 다수의 공기 도입 가이드로 구성되며; 상기 다수의 공기 도입 가이드와 제2유로의 하부에 형성되는 강한 부압에 의해 제1 및 제2 유로를 통하여 도입된 피처리액과 강제 흡입된 공기가 제트 방식으로 혼합되어 하부로 배출된다.

이 경우 상기 피처리액 가이드는 축소-확대 노즐로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 단일 모터와 단일 임펠러만으로 이루어진 극히 간단하고 단순한 구조에 의해 내구성이 우수하고 가격이 저렴하고, 피처리액을 고속으로 공기와 혼합하여 배출할 수 있고, 그 결과 처리조 전체로 고속 순환시킴에 따라 고속 발효가 이루어질 수 있으며, 피처리액이 강한 부압에 따라 자유낙하방식으로 고속으로 유입되어 임펠러에 공급되므로 구동 모터에 대한 부하가 적게 걸려 장치의 운용비용이 낮게 된다.

또한, 본 발명에서는 피처리액의 수위에 따라 폭기장치의 수위를 자동으로 조절할 수 있고, 필요에 따라 설치위치를 자유롭게 이동시킬 수 있어 국부적인 발효처리가 가능하며, 강력한 부압에 의해 혼합된 피처리액과 공기의 혼합액을 고속으로 순환시키며 이동이 가능하여 처리조 내에 용존산소량을 균일하게 높일 수 있어 담수의 정화용으로 사용 가능하다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고속 폭기장치의 구성을 나타내는 단면도, 도 2a 및 도 2b는 수류 분산기의 저면도 및 도 2a의 X-X선 단면도이다.

도면을 참고하면, 본 발명에 따른 고속 폭기장치(1)는 처리조(5)에 수집된 피처리액(7), 예를들어, 각종 생활하수와 분뇨정화조에서 나오는 각종 오수(汚水) 및 산업폐수, 축산폐수를 호기성 미생물을 이용한 생물학적 처리를 위해 필요한 산소를 공급하거나 수중에 산소를 공급하여 물을 활성화시키기 위해 폐수 처리장치의 처리조에 적용하거나 또는 축산 분뇨를 고액 분리한 후, 액상슬러지를 발효시켜서 액비로 재활용하는 데 이용된다.

본 발명에 따른 고속 폭기장치(1)는 단일의 모터(2)와 모터(2)의 회전축(2a)에 고정너트(3a)에 의해 고정된 단일의 임펠러(3)를 구비하며, 피처리액(7)의 수면위에 부상된 상태로 가동이 이루어진다.

이를 위해 폭기장치(1)는 피처리액(7)의 수위(7a)에 따라 자동으로 승하강이 이루어지도록 플로팅수단(4)을 포함하고 있으며, 상기 플로팅수단(4)은 폭기장치(1)의 원통형 하우징(11) 상단 외주에 다수의 연결부(4b)를 통하여 결합되고 그 내부에 환형의 공간부(4a)를 형성하는 환형의 받침대(4c)와, 받침대(4c) 내부에 내장되어 공기를 수용하기 위한 환형의 고무 튜브(4d)를 포함하고 있다.

상기 받침대(4c)와 고무 튜브(4d)는 폭기장치(1)의 무게에 따라 크기가 설정되어 폭기장치가 수면위에 부상되도록 공기가 주입된다. 이 경우 고무 튜브(4d)를 생략하고 받침대(4c)를 플라스틱 재료로 성형하여 이에 폭기장치가 원하는 레벨로 설정되도록 적정한 양의 물을 내장하는 것도 가능하다.

상기 폭기장치(1)의 모터(2)에는 상단면이 원판 형태의 상부 지지판(21)에 고정 결합되고, 상부 지지판(21)의 외주부는 본체 하우징(11)의 상단 내주면에 고정되어 있다. 또한, 모터(2)의 하측에는 원형의 하부 지지판(23)이 고정 결합되어 있고, 상부 지지판(21)과 하부 지지판(23) 사이에는 모터(2)를 실링하여 보호하기 위해 실링통(28)이 고정 결합되어 있다.

또한, 모터(2)의 회전축(2a)은 하부 지지판(23)의 중앙부를 관통하여 하부로 돌출되어 있고, 그의 외주에는 실링용 고무패킹(25)과 실링캡(26)이 결합되고, 실링캡(26) 내부에 실링오일(27)이 주입되어, 회전축(2a)을 통한 모터(2) 내부를 실링시킨다.

한편, 모터 실링통(28)과 본체 하우징(11) 사이에는 각각 일정한 간격의 제1 및 제2 유로(19,29)를 형성하도록 유로 형성용 격벽(13)이 배치되어 있으며, 격벽(13)은 또한 대략 모터 회전축(2a)의 상단부터 회전축 하부에 결합된 임펠러(3)의 상부까지 연장되도록 내향 절곡되어 있고, 상기 절곡부위는 하부 지지판(23)의 외주부와 고정 결합되어 있다.

또한, 본체 하우징(11)도 상측의 제1유로(19)와 동일한 간격을 유지하도록 격벽(13)의 절곡연장부와 동일하게 내향 절곡되어 연장된 후, 임펠러(3)가 위치된 부분에서 직선형태로 연장되고, 임펠러(3)를 벗어난 부분부터 하단까지 다시 유선형 절곡부를 따라 외향으로 연장되어 있다.

즉, 본체 하우징(11)은 전체적으로 공기 중에 노출되는 공기 유입구(15a)를 구비한 연통(15)이 결합된 원형 상판(11c)과, 상단부가 상판(11c)의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상기 상부 지지판(21)이 고정되고 상부 지지판(21)과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구(11a)가 형성되어 있는 제1직경부(11d)와, 상기 하부 지지판(23)과 동일한 깊이에서 임펠러(3)의 상부까지 내향 절곡된 직경감소부(11e)와, 상기 직경감소부(11e)의 하단으로부터 임펠러(3)를 둘러싸도록 하부로 직선 연장된 제2직경부(11f)와, 상기 제2직경부(11f)의 하단으로부터 외향으로 곡선형태로 절곡 연장된 직경확대부(11g)로 이루어져 있다.

한편, 본체 하우징(11)의 하단에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 피처리액(7)과 공기의 혼합액을 도시된 순환 흐름을 따라 처리조 전체를 순환하도록 유도하기 위한 수류 분산기(17)가 배치되어 있다.

상기한 수류 분산기(17)는 상기 혼합액의 일부가 통과할 수 있는 다수의 구멍(17a)이 천공되어 있는 원추형상으로 이루어지며, 예를들어 4개의 연결부(18)를 통하여 본체 하우징(11)의 하단부에 연결되어 있다.

한편, 제2유로(29)와 대향하는 상부 지지판(21)에는 상기 공기 유입구(15a)로 유입된 공기를 제2유로(29)로 안내하기 위한 다수의 관통구멍(21a)이 형성되어 있고, 또한, 하부 지지판(23)에도 제2유로(29)로부터 모터 하측으로 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 관통구멍(23a)이 형성되어 있다.

상기 본체 하우징(11)과 유로 형성용 격벽(13) 사이의 간격, 즉 제1유로(19)의 폭과 다수의 피처리액 유입구(11a)의 구멍 크기에 따라 유로 하부에 형성되는 부압의 크기가 변동하며 이에 비례하여 유입되는 피처리액량이 설정된다.

상기 실시예에서 임펠러(3)의 회전 구동원으로 채용된 모터(2)는 수중 모터 뿐 아니라 실링수단의 구비에 따라 일반 모터를 사용하는 것도 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 고속 폭기장치(1)의 작용을 이하에 상세하게 설명한다.

본 발명의 폭기장치(1)에서는 피처리액(7)의 수면위로 장치의 상부가 부상된 상태로 가동이 이루어질 수 있도록 플로팅수단(4)의 고무 튜브(4d) 내에 공기를 적정량 주입한다. 이에 따라 폭기장치(1)는 피처리액(7)의 수위(7a)가 변동되는 것에 따라 자동으로 승하강이 이루어지게 된다. 이 경우 폭기장치(1)를 수중에 원하는 레벨로 침지시켜서 구동시킬 경우는 받침대(4c) 내에 적정량의 물을 채우는 것도 가능하다.

이러한 상태에서 모터(2)가 작동되어 임펠러(3)가 회전 구동되면, 임펠러(3) 주변의 피처리액(7)이 하부로 배출되면서 본체 하우징(11)으로 둘러싸여 있는 좁은 공간에는 강한 부압이 발생하게 된다.

이에 따라 본체 하우징(11)의 상부에 형성된 피처리액 유입구(11a)를 통하여 강한 부압과 수압에 의해 제1유로(19) 내부로 피처리액(7)이 유입된 후, 중력에 의한 자유낙하에 의해 고속으로 하강하여 임펠러(3)에 공급되며, 또한 공기 유입구(15a)로 유입된 공기도 강한 부압에 의해 다수의 관통구멍(21a), 제2유로(29) 및 다수의 관통구멍(23a)을 순차적으로 통과하여 임펠러(3)에 공급된다.

그 결과 피처리액(7)과 공기는 임펠러(3)의 회전에 의해 혼합된 후, 본체 하우징(11)의 최하단부의 가이드와 수류 분산기(17)의 일부 반사/일부 통과 작용에 의해 화살표로 표시된 방사형 순환 흐름 경로를 따라 처리조(5) 내부를 순환하게 되어 피처리액의 교반이 이루어진다.

이 경우 본 발명에서는 임펠러(3)의 회전 속도가 설정된 값에 도달하여 강한 부압을 발생하는 것에 비례하여 모터(2)에 걸리는 부하가 적게 되고, 제1유로(19)를 따라 흐르는 피처리액 흐름(Fs)은 유로의 하측에서 발생된 강한 부압과 수압에 의해 제1유로(19) 내부로 유입된 후, 중력에 의한 자유낙하에 의해 강제적으로 하부로 진행되는 흐름이므로 유속은 고속으로 이루어지게 되고, 공기 흐름(Fa)도 부압에 의한 강제 주입으로 고속으로 이루어진다.

그 결과 피처리액(7)과 공기의 혼합과 배출이 고속으로 이루어지므로 강한 순환 흐름이 발생하여 혼합액을 처리조 전체로 고속 순환시키게 되며, 고속 교반과 발효가 이루어질 수 있게 된다. 또한, 피처리액 유입구(11a)를 통하여 거품(9)도 공기 및 액상 슬러지와 함께 유입되어 교반이 이루어지므로 거품(9)의 제거가 용이하게 이루어진다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 고속 공기주입과 교반이 이루어지므로 상대적으로 발효시간이 적게 들고, 구동 모터에 대한 부하가 적게 걸려 발효를 위한 폭기장치의 운용비용이 낮게 되고, 장치의 구조가 극히 간단하고 단순하여 내구성이 우수하므로 유지보수가 쉽고 제조비용이 저렴하게 된다.

한편, 상기 폭기장치는 수면에 부상된 상태로 운영되며, 필요에 따라 이동이 가능한 구조를 갖고 있어 국부적인 지역을 선택하여 처리하는 것이 가능하여 처리조 내에 용존산소량을 균일하게 높일 수 있고, 분뇨와 같은 슬러지의 호기 발효 뿐 아니라 고속 교반 또는 담수 정화용 공기 공급장치로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 심층 폭기장치로 이용하는 경우 플로팅수단(4)의 부력을 작게 하거나 또는 제거함에 따라 연통(15)의 길이를 길게 하여 상단부를 수면 위로 노출시킨 상태에서 장치 본체를 수중의 원하는 레벨에 설정하여 동작시키는 것도 가능하고, 주지된 위치고정 구조물을 부가함에 의해 고정식으로 변형시켜서 사용하는 것도 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 고속 폭기장치가 도시되어 있다.

상기 제2실시예에 따른 고속 폭기장치(30)는 크게 피처리액(7)과 공기를 고속, 고효율로 혼합하기 위한 인젝터 방식의 혼합장치(30)와, 피처리액(7)을 혼합장치(30)의 상측으로 강제 순환시키기 위한 순환펌프(43,43a)와, 혼합장치(30)의 본체 하우징(31) 상부가 피처리액(7)의 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단(4)으로 구성되어 있다.

도 3의 제2실시예에서 도 1에 도시된 제1실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하고 중복 설명을 피하기 위하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2실시예는 피처리액(7)을 고속 순환에 의해 혼합장치(30)의 하부에 강력한 부압을 형성하고, 이에 의해 피처리액(7)과 공기를 고속으로 혼합, 배출한다는 점은 제1실시예와 동일하나, 부압 발생을 위하여 피처리액을 순환시키기 위한 순환수단이 혼합장치(30)로부터 분리되어 외부에 설치되어 있는 점에서 제1실시예와 상이하다.

제2실시예의 혼합장치(30)는 플로팅수단(4)이 외부에 연결되어 있으며 내부에서 피처리액(7), 즉 액상의 슬러지, 거품 및 공기의 혼합이 이루어지는 본체 하우징(31)을 구비하고 있다.

상기 본체 하우징(31)은 전체적으로 공기 중에 노출되어 있으며 원수, 즉 피처리액(7)의 유입구(31c,31f)가 상측에 연결됨과 동시에 일측에 공기 유입구(38a)를 구비한 연통(38)이 결합된 원형 상판(31d)과, 상단부가 상판(31d)의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상부 지지판(37)이 고정되고 상부 지지판(37)과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구(31e)가 형성되어 있는 원통형 제1직경부(31a)와, 상기 제1직경부(31a)로부터 내향 절곡되고 하단이 개방된 내향경사부(11e)로 이루어져 있다.

상기 제2실시예에서는 제1실시예에 비하여 상대적으로 대부분의 피처리액(7)은 순환펌프(43,43a)를 통하여 순환되므로 폭기장치(10), 즉 혼합장치(30)는 공기 중에 더 많이 노출되어 있고, 상기 본체 하우징에 형성된 다수의 피처리액 유입구(31e)도 대부분 공기중에 노출되어 있으므로 이를 통하여 내부로 유입되는 것은 주로 폭기장치(10)의 가동에 따라 발생되는 거품(9)과 외부 공기이고, 소량의 피처리액(7)이 흘러들어 가게 된다.

또한, 상기 상부 지지판(37)의 중앙부에는 피처리액 유입구(31c,31f)를 통하여 유입된 피처리액(7)을 혼합장치(30)의 하부로 흐르도록 안내하는 제1유로(39)를 형성하도록 원통형 피처리액 가이드(36)의 상단부가 연결되어 있다. 상기 피처리액 가이드(36)는 가이드의 중간부분(목부분)이 상단 및 하단 보다 내경이 작게 이루어져 있으며, 상단으로부터 중간부분을 향하여 점차적으로 내경이 감소하다가 중간부분으로부터 하단으로 점차적으로 내경이 증가되어 일종의 라발 노즐(Laval Nozzle) 형상을 이루고 있다.

또한, 상기 피처리액 가이드(36)와 본체 하우징(31) 사이에는 본체 하우징(31)과의 사이에 다수의 피처리액 유입구(31e)를 통하여 유입된 거품(9), 피처리액(7) 및 공기를 혼합장치의 하부로 흐르도록 안내하는 제2유로(40)를 형성하도록 원통형 격벽(33)의 상단이 상부 지지판(37)에 고정되어 있다.

더욱이, 상기 공기 유입구(38a)를 통하여 유입된 공기를 혼합장치(30)의 하부로 도입하기 위한 공기 유입구(37a)가 상부 지지판(37)에 형성되어 있으며, 원통형 격벽(33)과 피처리액 가이드(36) 사이에는 공기 유입구(37a)를 통하여 도입된 공기를 예를들어, 3개의 통로로 안내하기 위한 원통형의 제1 및 제2 공기 도입 가이드(34,35)가 동심상으로 형성되어 있다.

이 경우 상기 제1 및 제2 공기 도입 가이드(34,35)의 각 하단부는 피처리액 가이드(36)의 하단부 밑으로 향하도록 경사지게 내향 절곡되어 연장되어 있으며, 상기 격벽(33)의 중간부분도 제1 공기 도입 가이드(34)의 내향 절곡된 하단부와 거의 동일한 각도로 경사지게 내향 절곡이 이루어진 후에 본체 하우징(31)의 내향경사부(11e) 근처까지 하단부가 연장되어 있다.

상기 제1 및 제2 공기 도입 가이드(34,35)와 격벽(33)의 내향 절곡된 부분들은 공기 흐름(Fa)이 본체 하우징(31)의 중심축을 향하도록 설정하여 피처리액 가이드(36)를 통하여 고속으로 하측으로 배출되는 피처리액(7)의 흐름(Fs1)과 효과적으로 교차하면서 원활히 교반이 이루어질 수 있게 유도하는 역할을 하게 된다.

상기 본체 하우징(31)과 유로 형성용 격벽(33) 사이의 간격, 즉 제2유로(40)의 폭과 다수의 피처리액 유입구(31e)의 구멍 크기에 따라 유로 하부에 형성되는 부압의 크기에 영향을 미치게 된다.

또한, 본체 하우징(31)의 하단에는 제1실시예와 같이 피처리액(7)과 공기의 혼합액을 도시된 순환 흐름을 따라 처리조 전체를 순환하도록 유도하기 위한 수류 분산기가 배치될 수도 있다.

한편, 제2실시예에서는 피처리액(7)을 혼합장치(30)의 피처리액 유입구(31c,31f)로 순환시키기 위해 적어도 하나의 순환펌프(43,43a)와 안내파이프(41,42;41a,42a)를 구비하고 있다. 이 경우 상기 순환펌프(43,43a)는 지상 또는 처리조(5) 내부, 더욱 바람직하게는 상기 플로팅수단(4) 중 어느 한 곳에 설치될 수 있으며, 상기 안내파이프(41,41a)는 순환펌프(43,43a)의 입구에 일단이 연결되고 처리조(5) 바닥에 타단이 배치되며, 안내파이프(42,42a)는 순환펌프(43,43a)의 출구에 일단이 연결되고 피처리액 유입구(31c,31f)에 타단이 연결되어 있다.

또한, 상기 제2실시예의 혼합장치(30)에서는 하부에 강한 부압이 발생될 수 있도록 축소-확대 노즐, 즉 인젝터(injector) 구조를 갖는 피처리액 가이드(36)의 상부로 피처리액(7)을 고압으로 가하여주는 것이 필요하다. 따라서, 제2실시예에서는 상기 순환펌프(43,43a)의 용량을 고려하여 적어도 1이상 구비하고 처리조 내부에 처리해야할 피처리액(7)의 잔류량에 따라 구동되는 순환펌프를 조절하는 것이 바람직하다.

이러한 점에서 제1실시예에서는 임펠러를 구동하는 모터(3)에 의해 처리용량이 한정되나, 제2실시예에서는 가동되는 순환펌프(43,43a)의 수에 따라 순환되는 피처리액이 증가될 수 있는 이점이 있다.

상기와 같이 축소-확대 노즐, 예를들어 라발 노즐(Laval Nozzle) 구조를 갖는 피처리액 가이드(36)의 상부로 피처리액(7)을 고압으로 가하여주는 경우 축소-확대 노즐의 중간부분(목부분)에서 유압이 증가한 후, 하단 개방부로 향하면서 압력은 낮아지고 유체(피처리액)의 흐름속도가 고속으로 증가하는 현상이 발생하게 된다.

그 결과 피처리액 가이드(36)의 제1유로(39)를 통하여 하부로 배출되는 피처리액(7)의 흐름(Fs1)은 고속으로 진행되고, 상기 제1 및 제2 공기 도입 가이드(34,35)의 하부와 제2유로(40)의 하부에는 강한 부압이 발생하게 된다.

또한 상기 부압 발생에 따라 본체 하우징(31)의 상부에 형성된 피처리액 유입구(31e)를 통하여도 강한 부압과 수압에 의해 제2유로(40) 내부로 피처리액(7)과 거품(9) 및 공기가 유입된 후, 중력에 의한 자유낙하에 의해 고속으로 하강하게 된다. 그 결과, 강한 부압에 의해 공기 유입구(38a)를 통하여 유입된 공기는 제1 및 제2 유로(39,40)를 통하여 흐르는 피처리액(7)과 혼합되어 하부로 배출된다.

이 경우 제2실시예에서는 제1 및 제2 유로(39,40)를 따라 흐르는 피처리액 흐름(Fs1,Fs2)과 공기 흐름(Fa)이 모두 고속으로 이루어지게 되어, 그 결과 피처리액(7)과 공기의 혼합과 배출도 고속으로 이루어지므로 강한 순환 흐름이 발생하여 혼합액을 처리조 전체로 고속 순환시키게 되며, 고속 교반과 발효가 이루어질 수 있게 된다. 또한, 피처리액 유입구(31e)를 통하여 거품(9)도 공기 및 액상 슬러지와 함께 유입되어 교반이 이루어지므로 거품(9)의 제거가 용이하게 이루어진다.

또한, 제2실시예에서는 상기와 같이 고속 공기주입과 교반이 이루어지므로 상대적으로 발효시간이 적게 걸려 발효를 위한 폭기장치의 운용비용이 낮게 되고, 순환펌프가 혼합장치와 분리됨에 따라 장치의 구조가 극히 간단하고 단순하여 내구성이 우수하므로 유지보수가 쉽고 제조비용이 저렴하게 된다.

한편, 상기 제2실시예의 폭기장치(10)는 플로팅수단(4)에 의해 수면에 부상된 상태로 운영되며, 스스로 처리조(5) 내에서 이동이 가능한 구조를 갖고 있다. 이를 위해 제2실시예에서는 혼합장치(30)가 플로팅 수단(4)의 내부에서 자전이 가능하도록 상호 연결 구조를 채택하고 있다.

즉, 플로팅수단(4)과 본체 하우징(31) 사이의 연결을 예를들어, 본체 하우징(31)의 외주를 둘러싸는 지지링을 설정된 높이에서 회전 가능하도록 설치하고, 플로팅수단(4)의 연결부(4b) 일단을 상기 지지링에 결합시킨 구조를 사용할 수 있다.

이와 같이 혼합장치(30)가 자전이 가능한 구조를 갖는 경우, 혼합장치(30)는 피처리액(7)이 유입구로 인가될 때 완전한 밸런스가 유지되지 않는 점과 혼합장치(30)의 하부로 배출되는 피처리액(7)의 고속 흐름에 따라 유동이 발생하여 혼합장치(30)는 저속의 회전이 자연적으로 일어나게 되며, 이러한 혼합장치(30)의 회전에 따라 이를 부양하고 있는 플로팅수단(4)도 저속으로 이동하게 된다. 그 결과 제2실시예의 폭기장치는 가동중에 스스로 처리조 내부를 이동하면서 폭기처리를 수행하게 된다. 이와 같이 폭기장치(10)가 이동 가능한 상태로 운용되는 경우 상기 순환펌프(43,43a)는 플로팅 수단(4)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제2실시예와 유사하게 플로팅수단에 의해 지지되고 있는 제1실시예 또한 제2실시예와 유사한 원리로 부상상태를 유지하면서 자연스러운 이동이 이루어질 수 있어 처리조 내부의 피처리액을 균일하게 순환, 발효시키는 결과를 같게 된다.

한편, 상기 제1실시예의 본체 하우징을 포함한 각종 구조물과 제2 실시예의 혼합장치 등은 처리조 내에서 부식이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 스텐레스 스틸과 같은 내식성 소재를 사용하여 제작되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 단일 모터와 단일 임펠러만으로 이루어진 극히 간단하고 단순한 구조에 의해 내구성이 우수하고 가격이 저렴하고, 피처리액을 고속으로 공기와 혼합하여 배출할 수 있고, 그 결과 혼합액을 처리조 전체로 고속 순환시킴에 따라 고속 발효가 이루어질 수 있으며, 피처리액이 강한 부압에 따라 자유낙하방식으로 고속으로 유입되어 임펠러에 공급되므로 구동 모터에 대한 부하가 적게 걸려 발효를 위한 폭기장치의 운용비용이 낮게 된다.

또한, 본 발명에서는 혼합장치에 축소-확대 노즐 구조를 채용함에 의해 혼합장치 하부에 강력한 부압을 발생시켜 피처리액과 공기의 혼합 및 배출을 고속으로 처리하여 고속 발효를 도모할 수 있고 순환펌프의 분리에 따라 구조가 간단하고 유지보수가 용이하게 이루어질 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는 피처리액의 수위에 따라 폭기장치의 수위를 자동으로 조절할 수 있고, 필요에 따라 설치위치를 자유롭게 이동시킬 수 있어 국부적인 발효처리가 가능하며, 강력한 부압에 의해 혼합된 피처리액과 공기의 혼합액을 고속으로 순환시키며 이동이 가능하여 처리조 내에 용존산소량을 균일하게 높일 수 있어 담수의 정화용으로 사용 가능하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 고속 폭기장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 2a 및 도 2b는 수류 분산기의 저면도 및 도 2a의 X-X선 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 고속 폭기장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1,10 ; 폭기장치 2 ; 모터

2a ; 회전축 3 ; 임펠러

4 ; 플로팅수단 5 ; 처리조

7 ; 피처리액 7a ; 수위

9 ; 거품 11,31 ; 본체 하우징

11a,31c,31e,31f ; 피처리액 유입구 13,33 ; 유로 형성용 격벽

15,38 ; 연통 15a,37a,38a ; 공기 유입구

17 ; 수류 분산기 19,39 ; 제1유로

21,37 ; 상부 지지판 23 ; 하부 지지판

21a,23a ; 관통구멍 25 ; 고무 패킹

26 ; 실링캡 27 ; 실링오일

28 ; 실링통 29,40 ; 제2유로

30 ; 혼합장치 36 ; 피처리액 가이드

34,35 ; 제1 및 제2 공기 도입 가이드 41,41a,42,42a ; 안내파이프

43,43a ; 순환펌프 Fa ; 공기 흐름

Fs,Fs1,Fs2 ; 피처리액 흐름

Claims

임펠러의 구동에 의해 하측에 발생된 강한 부압에 따라 상측으로부터 유입된 피처리액과 외부로부터 유입된 공기를 제1 및 제2 유로를 통하여 고속으로 유입한 후, 혼합하여 배출하기 위한 혼합장치와;

상기 혼합장치의 상부면이 피처리액의 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단으로 구성되며,

상기 혼합장치는 회전 구동용 단일의 모터와;

상기 모터의 회전축에 고정된 단일의 임펠러와;

상기 모터의 상단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제1관통구멍이 형성된 상부 지지판과;

상기 모터의 하단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제2관통구멍이 형성된 하부 지지판과;

상기 상부 지지판과 하부 지지판 사이에 결합되어 모터를 실링하여 보호하기 위해 실링통과;

공기 유입구를 구비한 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상기 상부 지지판이 고정되고 상부 지지판과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 제1직경부와, 상기 하부 지지판과 동일한 깊이에서 임펠러의 상부까지 내향 절곡된 직경감소부와, 상기 직경감소부의 하단으로부터 임펠러를 둘러싸도록 하부로 직선 연장된 제2직경부와, 상기 제2직경부의 하단으로부터 외향으로 절곡 연장된 직경확대부로 이루어진 본체 하우징과;

상기 피처리액을 임펠러의 상측으로 안내하는 제1유로와 상기 다수의 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 유입된 공기를 임펠러의 상측으로 안내하는 제2유로를 형성하기 위하여 본체 하우징과 실링통 사이에 설치되는 유로 형성용 격벽으로 구성되며;

상기 모터에 의해 임펠러가 회전 구동될 때 제1 및 제2 유로 하측에 발생된 강한 부압에 따라 피처리액과 공기가 각각 제1 및 제2 유로를 통하여 고속으로 유입된 후, 혼합되어 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
회전 구동용 단일의 모터와;

상기 모터의 회전축에 고정된 단일의 임펠러와;

상기 모터의 상단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제1관통구멍이 형성된 상부 지지판과;

상기 모터의 하단면에 고정 결합되고 유입된 공기가 통과할 수 있는 다수의 제2관통구멍이 형성된 하부 지지판과;

상기 상부 지지판과 하부 지지판 사이에 결합되어 모터를 실링하여 보호하기 위해 실링통과;

공기중에 노출되는 연통을 통하여 공기가 유입되는 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 상단 내주부에 상기 상부 지지판이 고정되고 상부 지지판과의 결합부분 하측으로 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 제1직경부와, 상기 하부 지지판과 동일한 깊이에서 임펠러의 상부까지 내향 절곡된 직경감소부와, 상기 직경감소부의 하단으로부터 임펠러를 둘러싸도록 하부로 직선 연장된 제2직경부와, 상기 제2직경부의 하단으로부터 외향으로 절곡 연장된 직경확대부로 이루어진 본체 하우징과;

상기 피처리액을 임펠러의 상측으로 안내하는 제1유로와 상기 다수의 제1 및 제2 관통구멍을 통하여 유입된 공기를 임펠러의 상측으로 안내하는 제2유로를 형성하기 위하여 본체 하우징과 실링통 사이에 설치되는 유로 형성용 격벽과;

상기 본체 하우징을 피처리액의 원하는 레벨로 위치 설정하기 위한 위치설정수단으로 구성되며,

상기 모터에 의해 임펠러가 회전 구동될 때 제1 및 제2 유로 하측에 발생된 강한 부압에 따라 피처리액과 공기가 각각 제1 및 제2 유로를 통하여 고속으로 유입된 후, 혼합되어 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 피처리액 유입구의 일부는 수면위로 노출되며, 상기 피처리액 유입구를 통하여 거품 및 액상 슬러지와 함께 공기가 유입되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본체 하우징의 하단에 설치되어 피처리액과 공기의 혼합액을 방사형 순환 흐름을 따라 처리조 전체를 순환하도록 유도하기 위한 수류 분산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제1항에 있어서, 상기 플로팅수단은 상기 본체 하우징의 상단 외주에 다수의 연결부를 통하여 결합되고 그 내부에 환형의 공간부를 형성하는 환형의 받침대와, 받침대 내부에 내장되어 공기를 수용하기 위한 환형의 튜브를 포함하며, 피처리액의 수위 변동에 따라 자동으로 승하강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 일단이 상기 하부 지지판에 고정 설치되며 중앙부에 모터의 회전축이 회전 가능하게 결합되어 모터 내부를 실링하기 위한 실링수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제2항에 있어서, 상기 위치설정수단은 본체 하우징의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
처리조 내의 피처리액을 강제 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프와;

상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 유입구를 통하여 고압으로 공급될 때 하측의 출구로부터 고속 배출이 이루어지는 피처리액 가이드와 상기 피처리액 가이드를 동심상으로 둘러싸면서 공기의 유입 통로를 형성하는 다수의 공기 도입 가이드를 구비하고, 상기 다수의 공기 도입 가이드의 하부에 형성되는 강한 부압에 의해 피처리액과 강제 흡입된 공기를 혼합하여 하부로 배출하기 위한 혼합장치와;

상기 혼합장치의 본체 하우징 상부가 피처리액의 수면위로 부상된 상태를 유지시키기 위한 플로팅수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제8항에 있어서, 상기 혼합장치는

공기 중에 노출되어 있으며 상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 도입되는 피처리액 유입구가 상측에 연결됨과 동시에 일측에 제1 공기 유입구를 구비한 연통이 결합된 원형 상판과, 상단부가 상판의 외주부에 결합되고 일정 길이만큼 내부로 관통하는 다수의 피처리액 유입구가 형성되어 있는 원통형 제1직경부와, 상기 제1직경부로부터 내향 절곡되고 하단이 개방된 내향경사부로 이루어진 본체 하우징과;

상기 순환펌프에 의해 순환되는 피처리액이 유입구를 통하여 고압으로 공급될 때 하측의 출구로부터 고속 배출이 이루어지는 제1유로를 형성하는 피처리액 가이드와;

중앙부에 상기 피처리액 가이드를 포함하고 외주부가 제1직경부의 다수의 피처리액 유입구 상측에 고정된 상부 지지판과;

상기 피처리액 가이드와 본체 하우징 사이에는 본체 하우징과의 사이에 다수의 피처리액 유입구를 통하여 유입된 피처리액을 혼합장치의 하부로 흐르도록 안내하는 제2유로를 형성하기 위한 원통형 격벽과;

상기 제1 공기 유입구를 통하여 유입된 공기를 하부로 도입하기 위한 제2 공기 유입구가 상부 지지판에 형성되어 있으며, 원통형 격벽과 피처리액 가이드 사이에 제2 공기 유입구를 통하여 도입된 공기를 하부로 안내하기 위해 동심상으로 배치된 원통형의 다수의 공기 도입 가이드로 구성되며;

상기 다수의 공기 도입 가이드와 제2유로의 하부에 형성되는 강한 부압에 의해 제1 및 제2 유로를 통하여 도입된 피처리액과 강제 흡입된 공기가 혼합되어 하부로 배출되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 피처리액 가이드는 축소-확대 노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.
제8항에 있어서, 상기 혼합장치는 플로팅 수단 내에서 자전 가능하게 연결되며, 스스로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 고속 폭기장치.