KR100666913B1 - 산소용해장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 산소용해장치는 고압의 공기 또는 산소가 투입됨과 더불어 고압의 물이 투입되는 것으로 이루어지는 산소용해장치에 있어서, 물을 내장하는 본체, 상기 본체의 한쪽 단부면에 설치되어 공기압과 수압이 공급되는 유입구, 상기 유입구와 연결됨과 더불어 상기 본체의 내부에 배치되어 물과 공기의 유속을 가변시켜서 와류를 발생시키는 다수의 와류유도구, 상기 본체의 다른쪽 단부면에 설치되어 산소가 용해된 물을 유출하는 유출구로 이루어진다.

따라서 본 발명은 고압의 공기와 물을 뒤섞음과 더불어 와류 현상으로 인한 공기의 분쇄를 유도하여 물과 공기의 접촉 면적을 극대화한 뒤, 물과 공기의 접촉 시간을 증대하기 때문에, 물속에 산소를 신속하고도 용이하게 용해할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

산소용해, 용존산소, 산소용해장치

Description

산소용해장치{DEVICE DISSOLVING OXYGEN}

도 1은 본 발명에 의한 산소용해장치가 적용되는 산소용해시스템의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 산소용해장치의 일 예를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 산소용해장치의 다른 예를 나나태는 단면도,

도 4와 도 5는 본 발명에 의한 산소용해장치의 또다른 예를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 산소용해장치 11 : 본체

12 : 유입구 13 : 와류유도구

14 : 유출구

본 발명은 물에 산소를 용해시키는 산소용해장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기와 산소 중의 어느 하나와 물을 와류 상태로 혼합함으로써 물속에 산소를 신속하고도 용이하게 용해할 수 있도록 하는 산소용해장치에 관한 것이다.

일반적으로 물 속에 녹아 있는 산소의 양을 용존산소라 하며, 상기 용존산소량은 맑은 하천의 경우 보통 7-10ppm 정도이고, 그리고 하천에 유기물이 증가하면 물속의 미생물이 용존산소를 소비하여 유기물을 분해하여 용존산소가 부족하게 되며 이에 따라 어패류의 생존이 위협받게 되며, 이 유기물의 분해가 너무 빨리 진행되면 산소의 결핍과 더불어 혐기성 분해가 일어나 해로운 가스가 발생, 수질이 크게 악화된다.

그리고 용존산소는 수생 식물과 동물들이 살아가는 데 가장 기본적으로 필요한 것으로, 용존 산소가 물 속에 풍부할 때는 모든 수생 생물들이 알맞게 균형을 이루며 생태계를 유지하나 용존산소가 오염물질에 의하여 감소하면 그 감소된 정도에서 자랄 수 있는 생물들만 서식하게 된다.

따라서 물속에 용해된 산소량이 많아지면 수질이 개선되어 이를 흡수하는 동물과 식물에 좋은 영향을 미치게 된다.

그래서 종래에는 물속에 산소를 용해시키기 위하여, 물속에 공기를 폭기시킴으로써 공기 내의 산소가 물속으로 용해되도록 하는 기술이 있다.

즉 수처리장치에도 오수 내에 공기를 폭기시켜서 용존산소량을 증대시켜서 미생물이 유기물을 분해하는 것을 촉진시켜, 어항 등에도 폭기장치를 설치하여 물속에 산소를 용해시켜서 물고기의 호흡을 원활하게 한다.

그러나 종래와 같이 폭기장치로 물속에 산소를 용해시키는 기술은 폭기되는 공기가 물속에서 그대로 상승하기 때문에, 공기 중의 산소와 물의 접촉 시간과 면적이 매우 작아서 공기 속의 산소가 물속에 용해되는 양이 매우 작다는 단점이 있 다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기와 산소 중의 어느 하나와 물을 와류 상태로 혼합함으로써 물속에 산소를 신속하고도 용이하게 용해할 수 있는 산소용해장치를 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여, 본 발명은 고압의 공기 또는 산소가 투입됨과 더불어 고압의 물이 투입되는 것으로 이루어지는 산소용해장치에 있어서, 물을 내장하는 본체, 상기 본체의 한쪽 단부면에 설치되어 공기압과 수압이 공급되는 유입구, 상기 유입구와 연결됨과 더불어 상기 본체의 내부에 배치되어 물과 공기의 유속을 가변시켜서 와류를 발생시키는 다수의 와류유도구, 상기 본체의 다른쪽 단부면에 설치되어 산소가 용해된 물을 유출하는 유출구로 이루어지는 산소용해장치를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 산소용해장치를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 산소용해장치(1)는 컴프레서(2) 또는 산소통(미도시)에서 유출되는 고압의 공기 또는 산소가 투입됨과 더불어 펌프(3)에서 유출되는 고압의 물이 투입되며, 산소와 물이 통과하는 과정에서 많은 양의 산소를 물속에 용해하게 된다.

즉 본 발명에 의한 산소용해장치(1)는 본체(11)의 한쪽에 유입구(12)가 설치되고, 상기 본체(11)의 내부에 다수의 와류유도구(13) 즉 도 2에 도시한 바와 같이 두 개의 와류유도구(13)를 나란하게 연결하며, 상기 본체(11)의 다른쪽에 유출구(14)를 설치하는 구조로 이루어진다.

여기서 상기 본체(11)에서는 공기 즉 산소와 물을 내장하여 산소와 물이 유출되기 전에 보다 오랫동안 접촉하게 하며, 상기 유입구(12)에서는 상기 본체(11)의 한쪽 단부면에 설치되어 컴프레서(2)에 의한 공기압과 펌프(3)에 의한 수압을 공급 및 혼합하게 된다.

상기 와류유도구(13)는 상기 유입구(12)와 연결됨과 더불어 상기 본체(11)의 내부에 배치되어 물과 공기의 유속을 가변시켜서 와류를 발생시킴과 더불어 공기를 미세하게 분쇄하여 물과 공기의 접촉 면적을 극대화한다.

즉 본 발명에서는 상기 와류유도구(13)가 다수개 구성되어 있고 상호 길이 방향으로 나란하게 일체로 결합 연결되는 바, 이는 입구측의 내부 직경을 크게 형성하는 유입부(13a), 중앙부의 내부 직경을 작게 형성하는 종래의 벤추리관과 상이하게 일정한 길이를 보유하는 유속증대부(13b), 출구측의 내부 직경을 점차적으로 크게 형성하는 유출부(13c)로 구분 형성된다.

다시 말하면 상기 와류유도구(13)의 유입부(13a)에서는 빠르게 유입되는 공기와 물이 상호 뒤섞이게 되고, 상기 유속증대부(13b)에서 유속이 증대하면서 물의 와류 현상이 극대화되며, 상기 유출부(13c)에서 유속을 점차로 낮추어서 공기와 물의 접촉 시간을 증대하게 되며, 이러한 과정이 각각의 와류유도구(13)에 의하여 반 복 진행되면서 물에 산소가 용해되는 것이다.

한편 상기 유출구(14)는 상기 본체(11)의 다른쪽 단부면에 설치되어 산소가 용해된 물을 유출하는 구조인 바, 상기 유출구(14)에 호스(미도시)를 연결하여 땅속에 꽂아놓으면 산소가 풍부한 물이 지면을 촉촉하게 적시어 이 지면에 있는 식물체에 우수한 수질의 용수를 제공하게 되며, 상기 유출구(14)로 배출되는 물의 쓰임새에 따라 많은 용도로 사용될 수 있는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 산소용해장치는 다음과 같이 작용한다.

이미 상술한 바와 같이, 펌프(3)에 의하여 빠르게 이동되는 물과 컴프레서(2)에 의해 고압으로 빠르게 분사되는 공기가 유입구(12)에 유입되면 유입구(12) 내에서 물과 공기가 일차적으로 뒤섞인다.

그리고 물과 공기가 뒤섞이면서 와류유도구(13)의 유입부(13a)에서도 계속해서 뒤섞이게 되며, 상기 물과 공기가 유입부(13a)를 통과하여 유속증대부(13b)에 도달하면 유속이 빨라지면서 압력이 저하된다.

상기 와류유도구(13)의 유속증대부(13b)에서 유속이 빨라지면서 물의 와류 현상이 더욱 커지면서 물속의 공기가 흐르는 과정에서 미세하게 분쇄되는 것이다.

상기와 같이 공기가 물속에서 미세하게 분쇄되면 물과 공기의 접촉 면적이 극대화되며, 이에 따라 보다 신속하게 공기 속의 산소가 물속으로 용해된다.

상기 와류유도구(13)의 유속증대부(13b)를 통과한 물과 산소가 유출부(13c)에 도달하면서 유속이 점차 낮아지면서 공기 중의 산소와 물의 접촉 시간을 증대하 며, 이에 따라 보다 쉽게 산소가 용해되며, 상술한 바와 같은 작용으로 다수의 와류유도구(13)를 통과한 물과 공기가 본체(11)에 체류되면서 유출구(14)를 통하여 유출되는 것이다.

한편 본 발명은 다른 예로서 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본체(11) 내부에 다수의 와류유도구(13)를 병렬식 또는 직병렬식으로 연결할 수 있으며, 하나의 유입구(12)를 상기 본체(11)에 설치함과 더불어 다수의 와류유도구(13)에 물과 공기를 투입할 수 있으며, 하나의 유입구(12)에 하나의 와류유도구(13)로 구성된 구성품을 상기 본체(11)에 설치할 수도 있다.

이러한 구조의 산소용해장치는 다수의 와류유도구(13)의 배치에 따른 길이의 증가를 줄여서 공간의 이용도를 쉽게 향상할 수 있으며, 상술한 바와 같이 작용하므로 작용 설명을 이하 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 산소용해장치는 고압의 공기와 물을 뒤섞음과 더불어 와류 현상으로 인한 공기의 분쇄를 유도하여 물과 공기의 접촉 면적을 극대화한 뒤, 물과 공기의 접촉 시간을 증대하기 때문에, 물속에 산소를 신속하고도 용이하게 용해할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 고압의 공기 또는 산소가 투입됨과 더불어 고압의 물이 투입되는 것으로 이루어지는 산소용해장치에 있어서,

   물을 내장하는 본체,

   상기 본체의 한쪽 단부면에 설치되어 공기압과 수압이 공급되는 유입구,

   상기 유입구와 연결됨과 더불어 상기 본체의 내부에 배치되어 물과 공기의 유속을 가변시켜서 와류를 발생시키는 다수의 와류유도구,

   상기 본체의 다른쪽 단부면에 설치되어 산소가 용해된 물을 유출하는 유출구로 이루어지는 산소용해장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 와류유도구는 입구측의 내부 직경을 크게 형성하는 유입부, 중앙부의 내부 직경을 작게 형성하는 유속증대부, 출구측의 내부 직경을 점차적으로 크게 형성하는 유출부로 이루어지는 산소용해장치.
3. 제1항과 제2항 중의 어느 한 항에 있어서,

   다수의 와류유도구는 본체의 내부에서 직렬, 병렬과 직병렬 방식 중의 어느 한 방식으로 설치되는 것으로 이루어지는 산소용해장치.

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