KR100876203B1 - 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기방울이 폭기조 전반에 걸쳐 고르게 확산되도록 하기 위해 폭기조의 형태 또는 장해물의 위치를 감안하여 디퓨션 포트의 구조를 개선한 수중 에어레이터에 관한 것이다.

본 발명의 주요 특징은,

수중 에어레이터용 디스챠지 하우징에 수 개의 디퓨션 포트를 형성함에 있어서, 폭기조의 형태 및 장해물의 유무에 따라 일부 디퓨션 포트들 또는 전체 디퓨션 포트들이 부등(不等) 각도로 배치된 것이다.

수중 에어레이터, 디퓨션 포트

Description

폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터{Submersible Aerator}

본 발명은 수중 에어레이터에 관련한 것이다.

더 상세하게는 공기방울이 폭기조 전반에 걸쳐 고르게 확산되도록 하기 위해 폭기조의 형태 또는 장해물의 위치를 감안하여 디퓨션 포트의 구조를 개선한 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터에 관한 것이다.

주지하듯이, 미생물에 의한 오폐수의 처리방법은, 오폐수 내에 포함된 유기물을 먹이로 하는 호기성(好氣性) 미생물을 증식시킴으로써 유기물을 점차 감소시키는 방법이다. 여기서, 호기성 미생물에 의한 정화작업은 미생물의 먹이인 유기물이 계속 공급되면서 미생물이 살아가기에 적합한 환경조성이 필요하다.

이에 따라, 오폐수 내에 용존산소량을 증대시켜 호기화하기 위한 장치가 필요한데, 이러한 장치를 수중 에어레이터(또는 폭기기)라 칭하고 있다.

이러한 에어레이터는 도 1에서와 같이, 수중모터(1)에 연결된 임펠러(3)의 회전력에 의해 발생되는 부압(Nagative pressuer)에 의해 처리수(오폐수)를 석션 하우징(Suction housing)(5)의 상부로 부터 흡입하여 아래로 토출함과 함께 디퓨져(Diffuser)(7)의 내부로 토출되는 에어를 처리수의 토출방향에 편승하여 수 개의 디퓨션 포트(Diffusion port)(9)를 통해 토출되게 함으로써 처리수 내에 용존산소량을 지속적으로 유지 또는 증가시켜 호기성 미생물을 활성화시키는 환경을 조성하게 된다.

한편, 도 3, 4에서와 같이 상기 임펠러(3)와 디퓨션 포트(9)를 평면(위에서 아래를 향해 보는 방향)에서 보게 되면, 중앙의 임펠러(3) 주변으로 6개로 등분된 디퓨션 포트(9)가 구성되어 있어서 임펠러(3)의 회전에 따라 수류 및 공기방울이 6개의 각 디퓨션 포트(9)를 통해 사방으로 분할 토출된다.

그런데, 상기한 기존의 디퓨션 포트(9)는 폭기조(10)의 형태에 따라 확산효율에 지장을 받는 경우가 발생할 수 있다.

이를 사례별로 보면, 도 3에서와 같이 폭기조(10)가 정사각형인 경우에는 에어레이터와 폭기조 각 변 사이의 거리가 균일하기 때문에 디퓨션 포트(9)가 기존의 형태를 유지하더라도 공기방울을 고르게 확산시킬 수 있어서 문제가 없다 할 것이다.

그러나, 문제는 폭기조(10)가 장방형인 경우에 발생하게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 폭기조(10)가 장방형이고, 6개의 디퓨션 포트(9)가 등간격으로 배열되어 있다면 디퓨션 포트(9)로 부터 가까운 거리에 위치하는 폭기조(10)의 장변(10a) 방향으로는 공기방울이 단시간 내에 도달되는 반면, 단변(10b) 방향으로는 상대적으로 늦게 도달될 뿐만 아니라 도달되는 공기방울의 양이 충분치 않게 되어 확산의 불균형이 발생하게 된다.

더욱이, 상기 장변(10a) 방향으로 송출되는 공기방울은 장변(10a)에 부딪친 후 수면 위로 솟구쳐 올라가서 외부로 배출되는데, 이 경우 공기방울이 수중에 충분히 체류하지 못하고 외부로 바로 배출됨에 따라 수중의 용존산소량이 감소되는 폐단이 따른다.

한편, 디퓨션 포트(9)의 전방에 장해물(a)이 위치한 경우에도 동일한 문제점이 발생하게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 특정 디퓨션 포트(9)의 전방에 장해물(a)이 있는 경우에는 특정 디퓨션 포트(9a)로 부터 토출되는 공기방울이 장해물(a)에 의해 진로가 방해되면서 다른 방향(도 4의 장해물 측 화살표 참조)으로 선회하게 되므로 장해물(a)의 뒤쪽으로는 공기방울이 확산되지 못하거나 확산이 지연되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

이에, 본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 제안한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 폭기조의 형태 및 장해물의 위치를 감안하여 디퓨션 포트의 구조를 개선함으로써 공기방울이 폭기조 전반에 걸쳐 고르게 확산될 수 있도록 한 것에 특징을 갖는 디퓨션 포트의 구조가 개선된 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징들은 다음과 같다.

(특징 1)

수중 에어레이터용 디스챠지 하우징에 수 개의 디퓨션 포트를 형성함에 있어서, 폭기조의 형태 및 장해물의 유무에 따라 일부 디퓨션 포트들 또는 전체 디퓨션 포드들이 부등(不等) 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 2)

상기 폭기조가 장방형일 때, 상기 디퓨션 포트들 중에서 폭기조의 장변측에 위치하는 디퓨션 포트 간의 사이각도가 여타 디퓨션 포트 간의 사이각도에 비해 큰 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 3)

상기 디퓨션 포트들 중에서 특정 디퓨션 포트의 전방에 장해물이 있는 경우, 특정 디퓨션 포트의 배치 방향을 장해물과 어긋나게 한 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 4)

상기 디퓨션 포트들의 개수가 4 ~ 6개인 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 5)

디스챠지 하우징에 수 개의 디퓨션 포트가 형성된 수중 에어레이터에 있어서, 상기 전체 디퓨션 포트 또는 일부 디퓨션 포트의 출구측에 공기방울의 진로를 변경하기 위한 진로변경부재가 구비된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 6)

상기 디퓨션 포트중 일부 또는 전체 디퓨션 포트가 부등 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

(특징 7)

상기 디퓨션 포트가 등각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터이다.

본 발명은 폭기조의 형태 또는 장해물의 위치 등을 감안하여 디퓨션 포트의 개수 및 배치위치를 개선함에 따라 공기방울을 폭기조 전반에 걸쳐 고르게 확산시킬 수 있으므로 처리수 내의 용존산소량을 효과적으로 증대시킬 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 보다 명확해 질 것이다.

첨부된 도 5는 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 디퓨 션 포트가 6개인 경우의 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 디퓨션 포트가 4개인 경우의 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 각 디퓨션 포트의 출구측에 진로변경부재가 설치된 구성도를 나타내고 있다.

첨부된 도면에서 보듯이 본 발명은 도 1에서와 같이 상부 케이싱 역할을 하는 석션 하우징(5)의 내부에 축류형 임펠러(3)가 설치되며, 상기 석션 하우징(5)의 하부에는 하부 케이싱 역할을 하는 디스챠지 하우징(6)이 상기 석션 하우징과 연통상태로 결합되어 있다.

따라서, 상기 임펠러(3)가 회전하게 되면, 상기 석션 하우징(5)의 상부로 부터 물을 흡입하여 디스챠지 하우징(6)의 하부에 방사상으로 형성된 수 개의 디퓨션 포트(9)를 통해 외부로 배출됨을 반복하게 되고, 상기 디퓨션 포트(9)를 통해 물이 배출될 때, 급기관(11)을 통해 유입되는 공기가 상기 디퓨션 포트(9)를 통해 배출되는 수류에 편승하여 함께 배출됨으로써 처리수에 전반적으로 공기를 공급할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명은 폭기조(10)의 형태 및 장해물의 유무에 따라 일부 디퓨션 포트들 또는 전체 디퓨션 포트들을 부등(不等) 각도로 배치함으로써, 폭기조(10)의 형태 및 장해물의 유무에 관계없이 공기방울을 폭기조 내에 전반적으로 확산시킬 수 있도록 한 것이다. 상기 디퓨션 포트(9)들이 부등각도로 배치된 형태를 사례별로 살펴보면 다음과 같다.

(사례 1) 폭기조가 장방형(직사각형)인 경우,

도 5에서와 같이 폭기조(10)가 직사각형인 경우에는, 디퓨션 포트(9)와 폭기조의 장변(10a) 사이의 거리(d₁), 디퓨션 포트(90)와 폭기조의 단변(10b) 사이의 거리(d₂)가 서로 다르다(d₁＜d₂).

따라서, 폭기조로 부터 거리가 먼 단변(10b)쪽에 비해 거리가 짧은 장변(10a)쪽으로 공기방울이 빠르고 많이 확산되는 불균형을 해소하기 위해서, 도 5에서와 같이 디퓨션 포트(90)의 개수는 기존과 동일하게 6개로 구성하되, 폭기조(10)의 장변(10a) 측에 위치하는 양 디퓨션 포드(9a,9b) 간의 사이각도(θ₁)를 여타 디퓨션 포드 간의 사이각도(θ₂)에 비해 크게 하여, 양 디퓨션 포트가 폭기조(10의 대략 모서리를 향하도록 함에 따라 공기방울이 장변(10a)쪽으로 과공급되는 것을 방지토록 하였다.

또 다른 방법으로는 도 6에서와 같이 디퓨션 포트(9)의 개수를 4개로 감축하되, 각 디퓨션 포트(9)의 설치방향이 폭기조(10)의 대략 모서리를 향하도록 함에 따라 공기방울이 장변(10a) 쪽으로 과공급되는 것을 방지토록 하였다.

(사례 2) 디퓨션 포트의 전방에 장해물이 있는 경우,

4 ~ 6개의 디퓨션 포트(9)들 중, 특정 디퓨션 포트의 전방에 장해물(예컨대 기둥)이 있는 경우에는 특정 디퓨션 포트의 배치 방향을 장해물(a)과 어긋나도록 각도 변경을 함으로써 장해물(a)로 인해 공기방울의 진로가 방해되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.

즉, 도 7에서와 같이 디퓨션 포트(9)의 출구측에 수류의 진로를 변경하기 위한 진로변경부재(13)가 구비될 수 있다.

상기 진로변경부재(13)는 도면에서와 같이 디퓨션 포트(9)의 일부에 설치하거나 또는 전(全) 디퓨션 포트에 모두 설치하여 디퓨션 포트를 통해 배출되는 공기방울이 폭기조(10)의 전반에 걸쳐 고르게 배출될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 상기한 제1실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 디퓨션 포트(9) 간의 각도는 등각도이던, 또는 부등각도이던 관계없이 상기 진로변경부재(13)가 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 이상에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 일반적인 수중 에어레이터의 사시도

도 2는 도 1의 종단면도

도 3은 종래 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 폭기조가 정사각형인 경우의 도면

도 4는 종래 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 폭기조가 장방형인 경우의 도면

도 5는 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 디퓨션 포트가 6개인 경우의 도면

도 6은 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 디퓨션 포트가 4개인 경우의 도면

도 7은 본 발명에 따른 디퓨션 포트를 평면에서 본 개략도로서, 각 디퓨션 포트의 출구측에 진로변경부재가 설치된 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

9 : 디퓨션 포트
10 : 폭기조
13 : 진로변경부재

삭제

Claims (7)

1. 수중 에어레이터용 디스챠지 하우징에 수 개의 디퓨션 포트를 형성함에 있어서,

   폭기조의 형태 및 장해물의 유무에 따라 일부 디퓨션 포트들 또는 전체 디퓨션 포트들이 부등(不等) 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 폭기조가 장방형일 때, 상기 디퓨션 포트들 중에서 폭기조의 장변측에 위치하는 디퓨션 포트 간의 사이각도가 여타 디퓨션 포트 간의 사이각도에 비해 큰 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 디퓨션 포트들 중에서 특정 디퓨션 포트의 전방에 장해물이 있는 경우, 특정 디퓨션 포트의 배치 방향을 장해물과 어긋나게 한 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 디퓨션 포트들의 개수가 4 ~ 6개인 것을 특징으로 하는 디퓨션 포트가 개선된 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
5. 디스챠지 하우징에 수 개의 디퓨션 포트가 형성된 수중 에어레이터에 있어서,

   상기 전체 디퓨션 포트 또는 일부 디퓨션 포트의 출구측에 공기방울의 진로를 변경하기 위한 진로변경부재가 구비된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
6. 제5항에 있어서,

   상기 디퓨션 포트중 일부 또는 전체 디퓨션 포트가 부등 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.
7. 제5항에 있어서,

   상기 디퓨션 포트가 등각도로 배치된 것을 특징으로 하는 폭기조의 형태와 수류 장해물을 감안한 수중 에어레이터.

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