KR100730410B1

KR100730410B1 - 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치

Info

Publication number: KR100730410B1
Application number: KR1020060078054A
Authority: KR
Inventors: 김귀연
Original assignee: 김귀연
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2007-06-25

Abstract

본 발명은 대기 중의 공기를 흡입하여 1차 및 2차로 압축시켜 고압의 송기방식으로 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치에 관한 것으로 고정플레이트(3)의 상단에는 모터에 의하여 대기 중의 공기를 흡입할 수 있는 공기 흡입부가 설치되고 원추형 커버(6)와 고정플레이트(3)를 결합시켜 1차 압축공기 챔버(A)가 형성되며 고정플레이트(3)의 하단에는 공기를 압축 및 압출시키는 공기압축 및 압출부를 형성하여 고정플레이트(3)의 하단에 결합되는 2차 공기압축 파이프(37)에 의하여 2차 압축공기 챔버(B)가 형성되며 압축된 공기를 회전중공관 말단에 장착시키는 산기기에 의해 미세기포를 발생시킬 수 있게 한 것이다.

원추형 커버,모터 회전축,이중 임펠러,회전날개관,스크류,공기압축관.

Description

미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치{The air compression for the micro-bubble preduction,and,The push-out device}

도 1 은 본 발명의 부분 절개된 상태의 전체구조 분리사시도

도 2 는 본 발명의 단면구조도

도 3 은 본 발명의 결합된 상태의 사시도

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

(3) 고정플레이트 (6) 원추형 커버

(12) 모터 회전축 (17)(34) 1,2차 회전 날개관

(21) 이중 임펠러 (23)(41) 1,2차 베어링

(27)(37) 1,2차 스크류 (30) 2차 공기압축관

(38) 2차 공기압축 파이프 (42) 연결관

(A) 1차 공기압축 챔버 (B) 2차 공기압축 챔버

본 발명은 대기 중의 공기를 흡입하여 1차 및 2차로 압축시켜 고압의 송기방식으로 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 대기 중의 공기를 모터에 의해 회전하는 이중임펠러로 흡입하여 1차적으로 공기를 압축시키고 1차 회전날개관과 2차 공기압축관을 통하여 2차적으로 공기를 압축시키고 2차 압축된 공기를 2차 회전날개관 및 연결관을 통하여 압축된 공기를 송기하여 미세기포 장치로 하여금 미세기포를 발생시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 압축공기를 송기하는 장치로는 피스톤식과 콤프레셔 및 터보 송풍기 등이 있고 상기의 각 장치들의 용도는 상이하지만 공기를 압축시켜 고정관으로 용도에 따라 배기시키는 장치들이 사용되고 있으나 별도의 추가장치 없이 단일체계로 모터의 회전력을 회전중공관을 통하여 압축공기를 압출시킬 수 있는 고압회전식 공기 압출장치가 요구되고 있으며 이는 장차 이동성 미세기포 폭기장치에 활용될 수 있는 것이다.

종래의 중공관을 이용한 흡기방식의 공기 압출장치는 중공회전축의 하단에 임펠러를 장착하여 임펠러의 회전작동으로 임펠러 중앙부에 진공상태가 되게 하여 상기 중공회전축의 상단에 형성된 공기 흡입구로부터 공기를 흡입하여 임펠러의 각각의 날개 사이의 몇개의 통기구로 공기가 흡입되게 하여 원심력에 의하여 외부로 공기가 산출되면 임펠러의 날개로 분출공기를 전달하는 폭기장치가 있었다.

상기한 폭기장치는 흡기방식으로 인펠러의 노출로 수압과 수질에 따라 동력부하 변동이 심한 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 모터와 직접 연결된 회전축에 중공관 형태의 임펠러, 회전날개판, 스크류,베어링 및 공기압축관 등을 단일체계로 결합시켜 대기 중의 공기를 흡입,1차 압축,2차 압축 및 송기시키는 구성으로 별도의 콤프레셔 및 주변기기를 사용하지 않고 고압의 공기를 압출시킬 수 있게 하고 각종 산기기의 연결로 용도에 따라 자유롭게 선택 및 교체할 수 있게 하며 흡기식 회전 폭기장치에 비해 수질 및 수압의 영향을 최소화하고 이동식으로 용이하여 자유롭게 설치 및 사용이 가능하며 전체기기의 구조가 간편,단순하여 유지보수에 따른 비용을 절감할 수 있는 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치를 제공할 수 있게 한 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 부분 절개된 상태의 전체구조 분리사시도로 고정플레이트를 중심으로 상부는 이중임펠러를 1차 회전날개관에 삽입시켜 모터 회전축과 결합시키고 원추형 커버로 체결시키는 구조와 고정플레이트의 하단으로 상기 1차 회전 날개관의 하단에 1차베어링,2차 공기압축관 및 2차 회전날개관을 연결 및 결합시키고 그 외주에 2차 공기압축 파이프를 결합시키는 구조를 도시한 것이고, 도 2 는 본 발명의 단면구조도로 모터 회전축, 1차 회전날개관, 1차 스크류, 2차 공기압축관, 2차 회전날개관 및 2차 스크류를 동일 중공축 상으로 연결 및 결합시키고 고정플레이트를 중심으로 상단은 원추형 커버로 1차 압축공기 챔버를 형성하고 하단은 2차 압축공기 파이프를 결합시켜 2차 압축공기 챔버를 구성한 것을 도시한 것이며,도 3 은 본 발명의 결합된 상태의 사시도로 상기의 각 구성부품을 결합시킨 상태를 도시한 것이다.

대기 중의 공기를 흡입하여 압축 및 압출시킴에 있어서,

중앙에 중공관결합공(1)과 그 외주에 다수의 볼트공(2)(2')이 천공된 고정플레이트(3)의 상부에 임펠러공(4)이 천공되고 그 외주연에 볼트공(5)(5')이 천공된 원추형 커버(6)를 볼트(7)(7')와 너트(8)(8')로 체결시켜 1차 공기압축 챔버(A)를 형성하되, 상기 임펠러공(4)을 통하여 모터(도시없음)와 직접 연결되고 날개관 삽입홈(9)이 형성되고 체결공(10)이 천공되며 하단에 스크류 삽입홈(11)이 형성된 모터 회전축(12)의 날개관 삽입홈(9)에 상단 양측으로 체결바(13)(13')와 체결공(14)(14')을 천공하고 중단 양측으로 날개(15)(15')가 형성되고 하단 외주연에 나사산(16)이 형성된 중공의 1차 회전날개관(17)의 체결바(13)(13')을 삽입시켜 각각의 체결공(10)(14)(14')에 볼트(18)(18')로 체결 결합시키되 상기 모터 회전축(12)과 1차 회전날개관(17)에 사이에 상단에 원심날개(19)(19')가 형성되고 하단 에 구심날개(20)(20')가 형성된 이중임펠러(21)를 삽입시켜 결합하고 상기 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에는 고정너트(22)를 결합시켜 상기 고정플레이트(3)의 중공관결합공(1)에 안치시키며 상기 고정플레이트(3)의 하단 볼트공(2')에 1차 베어링(23)을 상단에 볼트공(24)(24')이 천공되고 외주연에 나사산(24a)이 형성된 1차 베어링 하우징(25)으로 1차 회전날개관(17)의 나사산(16)의 외주연에 삽입시켜 볼트(26)(26')로 체결시키고 상기 1차 회전날개관(17)의 중공을 통하여 1차 스크류(27)의 상단을 모터 회전축(12)의 하단 스크류 삽입홈(11)에 삽입시키며 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에 공기압축공(28)(28')과 날개(29)(29')가 형성된 2차 공기압축관(30)의 상부를 나사 결합시키고 상기 2차 공기압축관(30)의 하부에 상,하단 외주연으로 나사산(31)(31')이 형성되고 중단에 공기압출공(32)(32')이 천공되며 날개(33)(33')가 돌출된 2차 회전날개관(34)의 상단 나사산(31)으로 나사 결합시키되 상기 2차 회전날개관(34)의 상단은 하단에 스크류 삽입홈(35)이 형성된 칸막이봉(36)으로 상단을 폐쇄시키고 2차 회전날개관(34)의 내측을 통하여 2차 스크류(37)의 상단을 상기 칸막이봉(36)의 스크류 삽입홈(35)에 삽입시키고 상기 1차 베어링 하우징(25)의 나사산(24)에 상단과 중단에 나사산(38a)(38a')이 형성된 2차 공기압축 파이프(38)의 상단 나사산(38a)을 결합시키며 상기 중단의 나사산(38a')에는 2차 베어링 하우징(39)의 나사산(40)을 결합시켜 2차 공기압축 챔버(B)를 형성하고 그 내측 하단에 2차 베어링(41)을 안치시키고 연결관(42)으로 2차 회전날개관(34)의 하단 나사산(31')에 나사결합되는 구조이다.

상기의 1,2차 회전날개판(17)의 중공관 내부에 장착되는 1,2차 스크 류(27)(35)에 의하여 각각 흡입 및 압출공기의 충돌과 역류를 방지하고 와류를 발생시켜 강력한 흡기 및 압출할 수 있게 하였다.

도면중 미설명 부호 (43)은 연장송기관이고,(44)는 연결관의 내주 나사산이다.

이와 같이 된 본 발명은 별도의 콤프레셔와 같은 추가장치의 구성없이 모터의 구동력으로 단일 중공축을 이용하여 대기 중의 공기를 흡입하여 1,2차로 공기를 압축하여 압축된 고압공기를 압출하여 송기시키므로 미세 산기장치로 하여금 미세기포를 발생시킬 수 있게 한 것이다.

도 1,2,3 에 도시된 바와 같이 고정플레이트(3)의 상단에는 모터에 의하여 대기 중의 공기를 흡입할 수 있는 공기 흡입부가 설치되고 원추형 커버(6)와 고정플레이트(3)를 결합시켜 1차 압축공기 챔버(A)가 형성되며 고정플레이트(3)의 하단에는 공기를 압축 및 압출시키는 공기압축 및 압출부를 형성하여 고정플레이트(3)의 하단에 결합되는 2차 공기압축 파이프(38)에 의하여 2차 압축공기 챔버(B)가 형성되는 것이다.

상기의 본 발명은 모터 회전축(12), 1차 회전날개관(17), 1차 스크류(27), 2차 공기압축관(30), 2차 회전날개관(34) 및 2차 스크류(37)를 동일 중공축 상으로 연결 및 결합되어 상기 고정플레이트(3)를 중심으로 상,하단에 원추형 커버(6) 및 2차 압축공기 파이프(38)로 체결 및 결합시켜 형성되는 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같습니다.

상단에 다수의 원심날개(19)(19')가 형성되고 하단에 다수의 구심날개(20)(20')가 형성된 이중임펠러(21)를 1차 회전날개관(17)에 삽입시켜 양측으로 돌출된 날개(15)(15')에 안치되게 삽입시킨다.

상기 이중임펠러(21)의 원심날개(19)(19')는 약 12-24매로 후향으로 구성하고 출구각도는 약 25°로 형성한다.

상기의 이중임펠러(21)가 삽입된 1차 회전날개관(17)의 상단 양측에 형성된 체결바(13)(13')를 모터 회전축(12)의 날개관 삽입홈(9)에 삽입시키고 각각의 체결공(10)(14)(14') 양측에서 볼트(18)(18')에 의해 체결시키고 상기 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에 고정너트(22)를 결합시켜 고정플레이트(3)의 중공관결합공(1)에 안치시키며 1차 회전날개관(17)의 내측 중공을 통하여 1차 스크류(27)를 삽입시켜 상부에 결합된 모터 회전축(12)의 하단에 형성된 스크류 삽입홈(11)에 삽입시킨다.

상기와 같이 결합된 상태에서 고정플레이트(3)의 상부에 원추형 커버(6)를 씌우고 각각의 볼트공(2)(5)(5')에 볼트(7)(7') 및 너트(8)(8')로 체결시켜 고정플레이트(3)의 상부와 원추형 커버(6) 사이의 내부가 1차 압축공기 챔버(A)로 형성된다.

상기와 같이 형성된 구심날개(20)(20')는 1차 압축공기 챔버(A) 내부의 공기압력으로 인한 원심날개(19)(19')의 흡기력 장애발생을 방지할 수 있는 것이고 1차 스크류(27)는 1차 회전날개관(17)의 내부에 형성된 양측 날개(15)(15') 사이의 송기구로 구심날개(20)(20')에 의해 1차 압축된 공기가 송기될 때 상대편 송기구로부 터 송기되는 공기와 상충되어 송기방해가 발생되는 것을 방지함과 동시에 송기와류를 발생시켜 강력하게 송기하고 하부로부터 받는 공기압에 의한 공기역류를 방지할 수 있는 것이다.

또한 상기의 송기구를 복수로 형성하는 것은 1차 회전날개관(17)의 균형적인 회전을 위하여 중요한 구성이다.

상기 1차 회전날개관(17)에 결합된 고정너트(22)는 고정플레이트(3)의 하단에서 1차 베어링(23)이 삽입된 1차 베어링 하우징(25)을 볼트공(2')(24)(24')을 통하여 볼트(26)(26')로 체결시켜 1차 회전날개관(17)이 하부로 처지는 것을 방지하기 위하여 지지하고 회전 시 1차 베어링(23)에 의해 원활한 회전과 마모를 방지한다.

상기 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에 2차 공기압축관(30)의 상부를 나사 결합시키고 하부는 2차 회전날개관(34)의 상단 나사산(31)과 결합시키되 2차 회전날개관(34)의 상부는 칸막이봉(36)으로 밀폐시켜 2차 공기압축관(30)으로 송기되는 1차 압축공기가 직접 송기되는 것을 방지한다.

상기 2차 회전날개관(34)의 내부 중공을 통하여 2차 스크류(37)를 삽입시켜 상기 칸막이봉(36)의 하단 스크류 삽입홈(35)에 삽입시켜 장착한다.

상기 1차 베어링 하우징(25)의 외주연에 형성된 나사산(24a)에 2차 공기압축 파이프(38)의 상단 나사산(38a)으로 결합시키고 중단 나사산(38a')에는 2차 베어링 하우징(39)의 나사산(40)을 결합시켜 2차 압축공기 챔버(B)를 형성한다.

즉, 2차 공기압축 파이프(38)의 상,하단을 1,2차 베어링 하우징(25)(39)으로 막아 챔버(B)를 구성하는 것이다.

상기 2차 베어링 하우징(39)의 내측으로 2차 베어링(41)을 삽입시키고 2차 회전날개관(34)의 하단 나사산(31')에 연결관(42)의 나사산(44)으로 결합시켜 2차 베어링(41)을 지지하는 것이다.

상기의 연결관(42)의 하단은 용도에 따라 연장 송기관(43)을 추가로 결합시켜 사용할 수 있는 것이다.

상기 본 발명의 작동은 모터의 구동으로 모터 회전축(12)이 회전하면 이중 임펠러(21)가 회전하면서 상기 임펠러공(4)을 통하여 다수의 원심날개(19)(19')가 대기 중의 공기를 흡입하여 고정플레이트(3)와 원추형 커버(6)로 구성된 1차 공기압축 챔버(A)에서 흡입된 공기를 1차 압축시키고 1차 압축공기는 이중 임펠러(21)의 하단 구심날개(20)(20')를 통하여 1차 회전날개관(17)에 돌출 형성된 날개(15)(15')의 회전으로 날개(15)(15') 사이의 형성된 송기구를 통하여 1차 회전날개관(17)으로 송기되며 이때 1차 스크류(27)에 의해 양측 방향의 송기구의 대향면을 막고 회전하므로 양측에서 송기되는 1차 압축공기가 서로 충돌 없이 와류를 형성하면서 하단 2차 공기압축관(30)으로 송기된다.

상기 2차 공기압축관(30)으로 송기된 1차 압축공기는 2차 공기압축관(30)의 공기압축공(28)(28')을 통하여 날개(29)(29')의 회전으로 2차 공기압축 파이프(38)와 1,2차 베어링 하우징(25)(39)으로 형성된 2차 공기압축 챔버(B)로 압출되어 공기를 2차 압축한다.

상기와 같이 2차 압축된 공기는 챔버(B)의 하단 2차 회전날개관(34)에 형성 된 날개(33)(33')의 회전으로 공기압출공(32)(32')으로 송기되고 송기된 2차 압축공기는 2차 스크류(37)에 의해 상기 1차 스크류(27)와 동일한 작용으로 고압의 2차 압공기를 연결관(42)을 통하여 압출시키는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 이중 임펠러(21)의 원심날개(19)(19')로부터 대기 중위 공기를 흡입하여 중공회전축의 말단인 2차 회전날개관(34)까지 압축공기를 효과적으로 송기시킬 수 있고 마침내 길게 연결된 말단 회전 산기장치까지 송기시킬 수 있게 한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

그러므로 본 발명은 별도의 콤프레셔를 사용하지 않고 모터에 직접 연결되는 중공회전관을 단일축으로 형성하여 대기 중의 공기를 효과적으로 흡입하고 1,2차 압축시켜 압출하므로 물의 압력과 수질의 영향을 최소화하고 대기 중으로 노출된 모터의 설치로 유지관리가 용이하고 공기를 1,2차 압축을 통하여 압출시키므로 고압의 미세기포를 산기시킬 수 있는 기기로 압축공기를 송출할 수 있으며 기포의 표면적 증대로 효과적인 공기용해와 미세기포의 다량생산으로 부유물을 부상시키는 효과의 증대와 침전 슬러지를 최소화시켜 수질의 BOD 뿐만 아니라 COD를 개선할 수 있으며 장치의 이동성이 용이하여 최소의 장치로 최대의 면적을 관활할 수 있게 하여 경제적이고 최소의 동력으로 최대의 효율성을 제공할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

대기 중의 공기를 흡입하여 압축 및 압출시킴에 있어서,

중앙에 중공관결합공(1)과 그 외주에 다수의 볼트공(2)(2')이 천공된 고정플레이트(3)의 상부에 임펠러공(4)이 천공되고 그 외주연에 볼트공(5)(5')이 천공된 원추형 커버(6)를 볼트(7)(7')와 너트(8)(8')로 체결시켜 1차 공기압축 챔버(A)를 형성하되, 상기 임펠러공(4)을 통하여 모터(도시없음)와 직접 연결되고 날개관 삽입홈(9)이 형성되고 체결공(10)이 천공되며 하단에 스크류 삽입홈(11)이 형성된 모터 회전축(12)의 날개관 삽입홈(9)에 상단 양측으로 체결바(13)(13')와 체결공(14)(14')을 천공하고 중단 양측으로 날개(15)(15')가 형성되고 하단 외주연에 나사산(16)이 형성된 중공의 1차 회전날개관(17)의 체결바(13)(13')을 삽입시켜 각각의 체결공(10)(14)(14')에 볼트(18)(18')로 체결 결합시키되 상기 모터 회전축(12)과 1차 회전날개관(17)에 사이에 상단에 원심날개(19)(19')가 형성되고 하단에 구심날개(20)(20')가 형성된 이중임펠러(21)를 삽입시켜 결합하고 상기 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에는 고정너트(22)를 결합시켜 상기 고정플레이트(3)의 중공관결합공(1)에 안치시키며 상기 고정플레이트(3)의 하단 볼트공(2')에 1차 베어링(23)을 상단에 볼트공(24)(24')이 천공되고 외주연에 나사산(24a)이 형성된 1차 베어링 하우징(25)으로 1차 회전날개관(17)의 나사산(16)의 외주연에 삽입시켜 볼트(26)(26')로 체결시키고 상기 1차 회전날개관(17)의 중공을 통하여 1차 스크류(27)의 상단을 모터 회전축(12)의 하단 스크류 삽입홈(11)에 삽입시키며 1차 회전날개관(17)의 하단 나사산(16)에 공기압축공(28)(28')과 날개(29)(29')가 형성된 2차 공기압축관(30)의 상부를 나사 결합시키고 상기 2차 공기압축관(30)의 하부에 상,하단 외주연으로 나사산(31)(31')이 형성되고 중단에 공기압출공(32)(32')이 천공되며 날개(33)(33')가 돌출된 2차 회전날개관(34)의 상단 나사산(31)으로 나사 결합시키되 상기 2차 회전날개관(34)의 상단은 하단에 스크류 삽입홈(35)이 형성된 칸막이봉(36)으로 상단을 폐쇄시키고 2차 회전날개관(34)의 내측을 통하여 2차 스크류(37)의 상단을 상기 칸막이봉(36)의 스크류 삽입홈(35)에 삽입시키고 상기 1차 베어링 하우징(25)의 나사산(24)에 상단과 중단에 나사산(38a)(38a')이 형성된 2차 공기압축 파이프(38)의 상단 나사산(38a)을 결합시키며 상기 중단의 나사산(38a')에는 2차 베어링 하우징(39)의 나사산(40)을 결합시켜 2차 공기압축 챔버(B)를 형성하고 그 내측 하단에 2차 베어링(41)을 안치시키고 연결관(42)으로 2차 회전날개관(34)의 하단 나사산(31')에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치.
제 1 항에 있어서,

1,2차 회전날개판(17)(34)의 중공관 내부에 장착되는 1,2차 스크류(27)(37)로 의하여 각각 흡입 및 압출공기의 충돌과 역류를 방지하고 와류를 발생시켜 강력한 흡기 및 압출할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 미세기포 발생용 공기압축 및 압출장치.