KR101003874B1 - 폭기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 폭기 장치는 폭기 대상 유체를 공급하는 유체 공급부, 상기 유체 공급부에서 공급된 상기 유체가 저장되고, 서로 연통하는 제1저장공간과 제2저장공간이 마련되며, 외부로부터 상기 제1저장공간으로 공기가 유입되는 흡입구 및 상기 제2저장공간 내에 있는 공기가 외부로 배출되는 배기구를 구비하는 몸체부, 상기 배기구와 연통된 상태로 흡입력을 가하여, 상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간의 내부 압력차를 발생시켜서, 상기 제1저장공간 내에 저장된 상기 유체가 상기 제2저장공간 내부로 상승함에 따라, 상기 제1저장공간 내의 공기가 상기 제2저장공간 내의 상기 유체를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 공기 배기부 및 상기 제2저장공간 내에 설치되며, 상기 공기 배기부의 작동 시 상기 제1저장공간으로부터 상기 제2저장공간으로 유입된 공기가 상기 제2저장공간의 상기 유체 내에서 기포로 분사되게 하여 상기 유체를 폭기시키는 폭기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 오폐수와 같은 폭기 대상 유체를 유입한 후 유체 중에 기포형태로서 공기를 분사함으로써 유체에 대한 정화효과가 향상되는 효과가 있다.

Description

폭기 장치{Aerator}

본 발명은 폭기 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭기 대상 유체 중에 미세한 기포를 발생시켜 기액 접촉 효율을 최대화 하여 유체 정화를 할 수 있는 폭기 장치에 관한 것이다.

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

오폐수 정화용 처리시설의 기능성과 효율성을 향상시키기 위해, 호기성(好氣性) 미생물을 주체로 하는 활성오니를 육성하고, 그 활성도를 유지하기 위해서는 항상 충분한 용존산소(溶存酸素)를 필요로 하며 이와 같이, 필요한 산소를 공급하거나 수중에 산소를 공급하기 위하여 폐수 처리장치의 처리조에 폭기 장치의 설치를 필요로 한다. 또한, 연못 등과 같이, 물이 장기간 고여 있는 곳에서도 수질이 나빠지는 경향이 있으며, 이를 해결하기 위하여 폭기 장치가 설치된다.

종래의 폭기 장치의 경우 기포 발생에 사용되는 공기의 공급을 위해 루츠 블로어(roots blower) 또는 터보 차지 블로어(turbo charge blower)를 사용한다. 루츠 블로어 또는 터보 차지 블로어(turbo charge blower)는 널리 알려져 있는 공지의 기술이므로 이에 대한 구성을 생략하기로 한다.

루츠 블로어 또는 터보 차지 블로어(turbo charge blower)는 단순 공기 이송용으로 개발되었기 때문에 공기를 압축하거나 고압의 공기를 토출하기에는 압축 능력이 부족하여 콤프레샤와 같은 역할을 하는 것이 곤란하였다.

또한, 여러 이유로 루츠 블로어를 사용하고는 있으나 구조적인 문제로 루츠 블로어를 통해 이송되는 공기의 온도는 외기 온도보다 50℃ 이상 상승한다. 따라서, 루츠 블로어를 통해 공급되는 고온의 공기를 공급받은 처리수도 온도가 상승하여 용존 산소량이 저하되는 문제점이 있었다. 특히, 여름철과 같이 대기의 온도가 높은 경우에는 수온도 대기의 온도에 따라 상승되어 있어 공기를 공급받은 물의 용존 산소량이 더욱 낮아졌다.

또한, 폭기조 또는 기타 수중에 압축공기를 투입하는 경우 수중에서 공기를 세립분산 시켜야하지만, 루츠 블로어 또는 터보 차지 블로어를 사용하여 공기를 압축하여 투입하는 경우, 공기공급 압력이 낮아 공기방울의 크기를 제어할 수 없고 수중공기세립분산이 곤란하며 이로 인하여 공기 방울이 커지며, 따라서 기액 접촉 효율이 저하되었다. 이러한 문제를 보완하기위하여 대용량의 압축 공기를 산기관을 통해 물속에 공급하였으나 이 경우에는 전기사용량 과다해지는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 구조의 폭기조는 기액 접촉 효율이 낮아 용존산소를 단시간에 조절할 수 없으며, 압축 공기를 폭기조 또는 기타 수중에 공급하는 산기관이 액중의 슬러지로 막히는 현상이 발생하여 잦은 보수와 교체를 해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 오폐수, 연못물 등과 같은 폭기 대상 유체를 내부로 유입한 후 유체의 정화가 이루어지도록 유체 중에 공기를 분사하면 분사된 공기가 폭기판에 충돌하며 미세한 기포를 형성하여 유체와 공기의 접촉 효율이 극대화됨으로써 폭기 대상 유체에 공기를 단시간에 풍부하게 공급시키며 전기에너지의 소비를 최소화 할 수 있어 저비용 고효율의 정화효과가 향상되는 폭기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 블로어를 통하지 않고 유체 중에 직접 공기를 분사하므로 구성 요소에 의해 공급되는 공기의 온도가 상승하고 이로 인해 폭기 대상 유체의 용존 산소량이 감소하는 것을 방지하는 폭기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유체중으로 분사된 공기가 폭기판에 부딪히며 기포가 발생되도록 하여 낮은 공기 공급 압력에서도 유체와 공기의 접촉 효율이 높은 폭기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 폭기장치는, 폭기 대상 유체를 공급하는 유체 공급부, 상기 유체 공급부에서 공급된 상기 유체가 저장되고, 서로 연통하는 제1저장공간과 제2저장공간이 마련되며, 외부로부터 상기 제1저장공간으로 공기가 유입되는 흡입구 및 상기 제2저장공간 내에 있는 공기가 외부로 배출되는 배기구를 구비하는 몸체부, 상기 배기구와 연통된 상태로 흡입력을 가하여, 상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간의 내부 압력차를 발생시켜서, 상기 제1저장공간 내에 저장된 상기 유체가 상기 제2저장공간 내부로 상승함에 따라, 상기 제1저장공간 내의 공기가 상기 제2저장공간 내의 상기 유체를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 공기 배기부 및 상기 제2저장공간 내에 설치되며, 상기 공기 배기부의 작동 시 상기 제1저장공간으로부터 상기 제2저장공간으로 유입된 공기가 상기 제2저장공간의 상기 유체 내에서 기포로 분사되게 하여 상기 유체를 폭기시키는 폭기부를 포함하는 것을 특징으로 한다. `

상기 폭기부는 상기 제1 저장공간 내의 공기를 상기 제2저장공간으로 분사할 수 있도록 상기 제2저장공간 하부에 배치되는 노즐 및 상기 노즐을 통해 분사되는 공기가 충돌하여 미세한 기포로 형성되게 하는 폭기판을 포함할 수 있다.

상기 노즐은 공기의 진행방향에 따라 좁아지는 통로 구조를 가지며, 상기 폭기판은 상기 노즐의 단부 상측에 설정 간격으로 다단으로 배치될 수 있다.

상기 폭기부 측에 축적되는 축적물을 배출하는 배출관을 더 포함할 수 있다.

상기 노즐은 상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간을 구획하는 구획벽으로부터 상기 제2저장공간 내로 연장되는 상부 노즐부 및 상기 구획벽으로부터 연장되며 상기 상부 노즐부의 하부에 일체 결합되며, 상기 상부 노즐부와 함께 공기가 유동하는 공간을 한정하는 하부 노즐부를 포함하고, 상기 배출관은 상기 상부 노즐부에 축적된 축적물을 상기 제1저장공간 내로 배출할 수 있다.

상기 몸체부 내의 상기 유체를 상기 몸체부 내에서 순환시키는 유체 순환부를 더 포함할 수 있다.

상기 몸체부는 상기 흡입구 하부에 배치되는 수조, 상기 수조의 하부에 배치되고 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며 하단에 제1배출구가 형성되어 있는 제1수류판, 상기 제1배출구의 하부에 배치되는 혼합통, 상기 혼합통의 하부에 배치되고 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며 하단에 제2배출구가 형성되어 있는 제2수류판을 더 포함할 수 있다.

상기 몸체부 내의 상기 유체를 상기 수조로 펌핑하는 유체 순환부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간은 하부가 서로 연통되도록 개방될 수 있다.

상기 제1저장공간 또는 상기 제2저장공간 내에 폭기된 상기 유체를 원래의 위치로 순환시키거나 외부로 배출하는 유체 복귀부를 더 포함할 수 있다.

상기 유체 공급부는 상기 유체가 저장되어 있는 저수원 및 상기 저수원의 상기 유체를 상기 제1저장공간 내로 공급하는 제1순환펌프를 포함하고, 상기 유체 복귀부는 상기 몸체부 내에서 폭기된 유체를 상기 저수원으로 순환시키는 제2순환펌프를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은, 오폐수와 같은 폭기 대상 유체를 유입한 후 유체 중에 분사되는 공기는 폭기판에 충돌하며 미세한 기포형태로서 공급됨으로써 공기와 유체의 접촉 효율을 극대화하여 전기에너지 소비를 최소화하며 저비용 고효율의 유체에 대한 정화효과가 향상되는 효과가 있다.

또한, 블로어를 통하지 않고 유체 중에 직접 공기를 분사하므로 구성 요소에 의해 공급되는 공기의 온도가 상승하는 것을 방지하고 이로 인해 폭기 대상 유체의 용존 산소량이 감소하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

또한, 유체중으로 분사된 공기가 폭기판에 부딪히며 미세한 기포가 발생되도록 하므로 낮은 공기 공급 압력에서도 공기와 유체의 접촉 효율이 증가되는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기장치의 기포 발생을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기 장치의 구성을 나타내는 도면이고,도 2는 도 1의 A부분의 확대도이다.

도 1을 참조하면, 폭기 장치(100)는 유체 공급부(110), 몸체부(120), 폭기부(140), 유체 순환부(150), 공기 배기부(160) 및 배출관(170)을 포함한다.

유체 공급부(110)는 연못, 저수지, 외부의 시설에서 발생한 생활하수와 분뇨정화조에서 나오는 각종 오수(汚水) 및 산업폐수, 축산폐수와 같은 폭기 대상 유체(이하 ‘유체’로 칭함)를 후술하는 몸체부(120)로 공급한다.

유체의 원활한 공급을 위해 유체 공급부(110)는 저수원(112) 및 제1 순환펌프(114)를 포함한다.

저수원(112)은 외부에서 유입된 유체를 후술하는 폭기부(140)에 공급하기 전에 임시로 저장하는 소정 크기의 인공 시설물이거나 연못이나 저수지 같이 폭기 대상 유체가 대량으로 저장되어 있는 지형일 수 있다. 저수원(112)은 후술하는 폭기부(140)에서 정화된 유체가 후술하는 몸체부(120)에서 배출된 후 다시 몸체부(120)로 재공급되는 과정에서 유체를 임시로 저장할 수도 있다.

제1 순환펌프(114)는 저수원(112)에 저장되어 있는 유체를 후술하는 몸체부(120)로 공급한다.

한편, 몸체부(120)에서 정화된 유체가 자연 방류될 정도의 수준으로 정화된 상태일 경우에는 사용자가 원하는 소정의 위치(예를 들어 저수원, 식수 탱크 등)로 배출할 수 있다.

이를 위해 몸체부(120)에서 정화되어 배출되는 유체를 사용자가 원하는 위치로 배출되도록 하는 유체 복귀부(116)를 더 포함할 수 있다.

또한, 유체 복귀부(116)는 제2순환펌프(116a)를 포함할 수 있다. 제2순환펌프(116a)는 몸체부(120)에서 정화된 유체는 사용자가 필요로 하는 수준으로 정화되도록 하기 저수원(112)으로 유입시킨다. 저수원(112)으로 유입된 유체는 다시 몸체부(120)로 재순환된다.

제1 및 제2순환펌프(114, 116a)와 유체 복귀부(116)는 펌프와 유체의 이동을 단속하는 모터와 밸브를 적어도 하나 이상으로 포함한다.

몸체부(120)는 내부에 폭기 대상 유체를 저장한 후, 후술하는 폭기부(140)에 의해 발생되는 기포에 의해 유체를 정화한다.

몸체부(120)는 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131)을 포함한다. 여기서, 몸체부(120)의 내측 공간은 구획벽(130)에 의해 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131)로 구분되되, 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131)은 하부가 서로 연통되도록 구성되어, 유체가 서로 유통할 수 있다.

제1저장공간(121)은 내부에 폭기 대상 유체가 저장되고 외부의 공기를 공급받는다. 제1저장공간(121)은 흡기구(122), 수조(123), 제1수류판(124), 혼합통(125) 및 제2수류판(126)을 포함한다.

흡기구(122)는 제1저장공간(121)의 상부에는 형성되어 외부로부터 외기가 자유롭게 유입될 수 있도록 한다.

수조(123)는 제1저장공간(121) 내에 마련되되, 흡기구(122)의 하부에 배치된다. 수조(123)는 외부에서 공급되는 물과 후술하는 유체 순환부(150)에 의해 재순환되는 유체가 저장된다. 본 명세서의 도면에서 도시한 수조(123)의 형상은 일실시예에 불과하며, 수조(123)의 형상은 재순환된 유체가 저장될 수 있는 형태로 마련되면 충분하다.

제1수류판(124)은 수조(123)의 하부에 배치되고, 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며, 하단에는 물과 공기가 배출되는 제1배출구(124a)가 형성되어 있다.

혼합통(125)은 제1배출구(124a)의 하부에 배치된다. 혼합통(125) 내에서 제1배출구(124a)를 통하여 배출된 유체가 일시 저장된다.

제2수류판(126)은 혼합통(125)의 하부에 배치되고, 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며, 하단에는 제2배출구(126a)가 형성되어 있다.

수조(123), 제1수류판(124), 혼합통(125), 제2수류판(126)은 유체가 일시적으로 저장되며 유체와 공기가 접촉하도록 한다.

본 실시예에서는 제1수류판(124), 혼합통(125), 제2수류판(126)이 각각 하나로 구성되어 있는 것으로 설명하였지만, 제1수류판(124), 혼합통(125), 제2수류판(126)은 복수개로 마련되어 다단으로 구성될 수도 있다.

제2저장공간(131)은 내부에 유체가 저장되는 공간을 제공하고, 외부에서 공급받은 공기가 폭기되도록 하여 유체의 정화가 이루어진다.

제2저장공간(131)은 배기구(132)를 포함한다. 배기구(132)는 제2저장공간(131)의 상부에 배치되고, 후술하는 공기 배기부(160)와 연결되어 제2저장공간(131) 내의 공기 배기를 용이하게 한다.

한편, 제2저장공간(131)의 상부에는 유체의 급격한 상승을 차단하는 복수개의 차단판(133)과, 스테인레스(stainless steel)망 층으로 된 물방울 제거층(134)이 각각 구비되어 있다.

폭기부(140)는 공기 배기부(160)가 작동하면 제1저장공간(121)에서 제2저장공간(131)으로 유입된 공기가 제2저장공간(131) 내에서 기포로 분사되게 한다. 기포를 발생시켜 유체 공급부(110)를 통해 공급되는 유체를 정화한다.

폭기부(140)는 노즐(142) 및 폭기판(144)을 포함한다.

도 2는 도 1의 A 부분의 상세도면으로서, 폭기부(140)의 구성을 상세히 나타낸다.

다시 도 1과 도 2를 참조하면, 노즐(142)은 제2저장공간(131)의 하부에서 내측으로 돌출 형성되어 있고, 제1저장공간(121)과 연통하여 제1저장공간(121)의 공기를 제2저장공간(131)으로 분사한다. 노즐(142)의 단부는 공기의 폭기를 용이하게 하기 위해 제2저장공간(131)의 상부를 향하여 형성된다.

노즐(142)은 단부로 갈수록 내경이 좁아지는 형태로 형성되어 있어, 제1저장공간(121) 내의 공기가 점차적으로 좁아지는 내측을 이동하여 노즐(142)의 단부로 갈수록 유속이 증가하게 된다.

폭기판(144)은 제2저장공간(131)으로 돌출 형성되어 있는 노즐(142)의 단부 즉, 노즐(142)에서 공기가 분사되는 부분의 상부에 구비된다. 폭기판(144)은 노즐(142)을 통해 공기가 분사될 때 분사되는 공기가 충돌하여 미세한 기포로 형성되도록 한다.

본 실시예에서 폭기판(144)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1,2차 폭기판(144a,144b)인 2단으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에서 2차 폭기판(144b)은 1차 폭기판(144a)보다 폭이 크도록 마련되어 있다. 그러나 이는 일실시예에 불과하며, 1차 폭기판(144a)과 2차 폭기판(144b)의 폭이 같도록 마련될 수도 있고, 폭기판(144)의 단수도 2단 이상으로 증가될 수 있다. 또한, 2차 폭기판(144b)의 개수는 2개 이상으로 증가될 수도 있다.

유체 순환부(150)는 몸체부(120) 하부의 유체를 수조(123)로 펌핑하여 지속적인 순환이 이루어지도록 한다.

유체 순환부(150)의 일단은 수조(123)로 유체의 공급이 가능하게 연결되어 있고, 타단은 몸체부(120)의 하부와 연결된다. 본 실시예에서 유체 순환부(150)는 몸체부(120) 하부의 유체를 수조(123)로 펌핑하도록 구성되어 있으나, 유체 순환부(150)는 몸체부(120) 하부의 유체를 몸체부(120)의 다른 부분 즉, 제1수류판(124) 또는 혼합통(125) 또는 제2수류판(126)으로 펌핑할 수 있다. 유체 순환부(150)에 의한 유체의 펌핑 위치는 사용자의 필요에 따라 결정될 수 있다.

유체 순환부(150)는 적어도 하나 이상의 펌프와 밸브를 포함한다.

공기 배기부(160)는 배기구(132)에 연결된 상태로 흡입력을 발생시켜 제1저장공간(121)의 내부 압력보다 제2저장공간(131)의 내부 압력이 작아지도록 한다. 제2저장공간(131)의 압력 저하에 의해 제1저장공간(121) 내에 저장된 물이 제2저장공간(131) 내부로 상승하여 제2저장공간(131)의 수위가 상승하고, 동시에 노즐(142)을 통해 제1저장공간(121) 내의 가스가 제2저장공간(131) 내로 배기되면 폭기된다.

공기 배기부(160)는 블로어(161)과 연돌(162)를 포함한다.

블로어(161)는 제2저장공간(131) 내의 공기를 장치 외부로 배출하기 위한 배기력을 발생시킨다.

연돌(162)은 블로어(161)를 통해 배기된 제2저장공간(131) 내의 공기를 장치 외부의 소정 방향으로 유도한다.

한편, 제2저장공간(131) 측으로 유입된 유체에 대하여 폭기를 진행하는 도중 유체에 포함되어 있던 이물질들이 노즐(142)의 돌출 형성된 부분에 축적될 수 있다. 이를 방지하기 위해 노즐(142) 측에 축적된 축적물을 배출하는 배출관(170)이 설치된다.

이를 좀더 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 노즐(142)은 제1저장공간(121)과 제2저장공간(131)을 구획하는 구획벽(130)으로부터 제2저장공간(121) 내로 연장되는 상부 노즐부(142)와 구획벽(130)으로부터 연장되되 상부 노즐부(142a)의 하부에 일체로 결합되며, 상부 노즐부(142a)와 함께 공기가 유동하는 공간을 한정하는 하부 노즐부(142b)를 포함한다.

유체에 대한 정화 작업이 진행되는 도중, 유체에 포함되어 있던 이물질들이 상부 노즐부(142a)의 상부면에 축적될 수 있다. 축적물은 공기의 폭기를 방해할 수 있으므로 이의 제거를 위해 배출관(170)을 사용한다.

배출관(170)은 제1저장공간(121)과 제2저장공간(131)이 연통하도록 배치되되, 일단은 제1저장공간(121)과 제2저장공간(131)을 구분하는 구획벽(130)을 관통하여 공기가 분사되는 상부 노즐부(142a)의 단부측으로 향하고 타단은 제1저장공간(121)의 하부를 향하여 형성된다. 상부 노즐부(142a)의 상부측에 축적된 축적물은 제2저장공간(131)에서의 유체의 흐름에 의해 배출관(160)을 통해 제1저장공간(121)으로 이동한 후, 장치 외부로 배출된다.

물 공급부(180)는 몸체부(120) 내부로 소정량의 물을 공급하여 몸체부(120) 내부를 세척할 수 있다.

물 공급부(180)에 의한 물 공급은 조절 밸브(182)에 의해 제어된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기 장치의 동작에 대해 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 먼저, 사용자는 유체 공급부(110)를 동작시켜 저수원(112)에 저장되어 있는 유체가 제1 순환펌프(114)에 의해 몸체부(120)로 공급되도록 한다. 또한, 유체 공급부(110)의 동작과 동시에 폭기부(140)가 동작되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1 순환펌프(114)에 의해 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131) 내에는 유체가 저장되어 있으며, 이 상태에서 공기 배기부(160)의 블로어(161)를 작동시키면, 제2저장공간(131) 내부는 진공상태를 유지하게 되면서 제1저장공간(121)과 기압차가 발생하게 된다.

공기 배기부(160)의 작동에 의해 발생되는 내부 압력차에 의해 제1저장공간(121) 내의 유체의 수위는 낮아지면서 제2저장공간(131) 내의 유체의 수위는 상승하게 된다.

이때, 제1저장공간(121) 내의 기압이 외부보다 낮아지면서 흡기구(122)를 통하여 외부의 공기가 제1저장공간(121) 내로 유입된다.

흡기구(122)를 통하여 유입되는 공기는 대기중의 공기로서 소정의 산소가 포함되어 있다.

한편, 공기 배기부(160)의 작동과 동시에 유체 순환부(150)를 작동시키면, 순환펌프(31)에 의해 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131) 하부의 유체는 제1저장공간(121) 상부로 이동한 후, 수조(123)로 공급된다. 이때, 사용자의 설정에 따라서는 제1저장공간(121) 및 제2저장공간(131)을 제1 수류판(124)이나 제2 수류판(126)으로 공급할 수 있다.

수조(123)에는 유체가 잠시 머물며 외부의 공기와 접촉한다.

수조(123)의 유체는 수조(123) 외부로 넘치게 되어, 제1수류판(124)에 모인 후, 제1배출구(124a)를 통하여 배출된다.

배출된 유체는 혼합통(125) 내에서 잠시 머물며 외부의 공기와 접촉한다.

혼합통(125) 내의 유체는 오버플로우(overflow)되어 하부로 떨어진다. 하부로 떨어진 유체는 제2수류판(126)에 모아져 제2배출구(126a)를 통하여 배출되어, 제1저장공간(121) 하부에 모인다.

공기 배기부(160)의 동작에 의해 제2저장공간(131)의 압력은 제1저장공간(121)의 압력보다 낮아져, 제2저장공간(131)의 수위는 상승한다. 이때, 공기 배기부(160)의 동작량을 조정하여 제2저장공간(131)의 수위는 노즐(142) 보다 높게 위치되고, 제1저장공간의 수위는 노즐(142)과 제1저장공간(121)의 연결부위보다 낮아지도록 한다.

흡기구(122)를 통해 유입된 공기는 제1저장공간(121)와 제2저장공간(131)의 압력차에 의해 제1저장공간(121)에서 노즐(142)을 통해 제2저장공간(131)으로 유동한다. 이때, 노즐(142)을 통과하는 공기는 유속이 증가한 상태로 제2저장공간(131) 내부의 유체로 분사된다.

이때, 공기는 와류현상이 발생하여 물속에서 기포 상태로 1차 폭기판(134a)에 충돌하면서 분산되고 미세한 기포로 형성된다. 1차 폭기판(134a)에 충돌된 기포은 2차 폭기판(134b)으로 상승하면서 재차 충돌하게 되고 1차 폭기판(134a)에 의해 형성된 기포에 비해 더욱 미세한 기포를 형성하게 된다.

따라서, 노즐(142)을 통해 분사된 공기는 기포로 와류를 형성하며, 다단으로 형성된 복수개의 폭기판(144)에 재차 충돌하면서 미세한 기포로 변형되어 유체내로 공급한다. 기포 상태로 공급되는 공기에 의해 유체에 대한 정화 효과는 증가한다. 본 발명의 실시예에서는 폭기판(144)이 2단으로 설치되어 있으나, 폭기판(144)의 설치 단수를 증가시키면 더욱 미세한 기포를 얻을 수 있고, 이로 인해 정화 효과는 더욱 증가할 수 있다. 즉, 폭기 장치(100)에서는 분사 공기가 약 60㎧이상의 속도로 폭기판(144)에 부딪히기 때문에, 공기가 수중에서 세립, 분산. 유영, 탈진, 배출되면서 기액 접촉 효율이 극대화되어, 유체 내의 용존 산소율을 크게 상승시킴으로써, 정화 효과가 향상된다. 종래에 루츠 블로워가 35㎥/min 의 성능을 가지려면 약 50㎾의 전력을 소비해야 하나, 폭기 장치(100)에서는 동일한 용량을 루츠 블로워를 이용할 경우 300㎥/min의 공기를 유체와 접촉시킬 수 있기 때문에, 루츠 블로워의 용량이 감소될 수 있을 뿐만 아니라 소비 전력도 크게 감소된다.

기포는 제2저장공간(131) 내 수면으로 떠오르게 되고, 공기 배기부(160)의 흡입력에 의해 배기구(132)로 배출된 후, 공기 배기부(160)를 통해 장치 외부로 배출된다.

배출관(170)은 제2저장공간(131) 내측으로 돌출되어 있는 노즐(142) 상에 축적되어 있는 축적물을 제1저장공간(121) 측으로 배출한다. 즉, 폭기판(138)에서 기포가 생성될 때 발생되는 수류에 의해 축적물이 배출관(160)을 통해 제1저장공간(121) 측으로 배출되거나, 제2저장공간(142b)의 수위의 상승 및 하강시 발생되는 흐름에 의해 배출관(170)을 통해 축적물이 제1저장공간(121)의 하부로 이동한다.

제1저장공간(121) 하부의 축적물과 기타 오물 등은 일정한 기간마다 정리하여 장치 외부(예를 들어 폐수 처리장)로 배출한다.

유체 순환부(150)는 유체가 일정 수준으로 정화될 때까지 몸체부(120) 내부의 유체를 계속 순환시킨다. 몸체부(120)에서 사용자가 필요한 수준으로 정화된 유체는 유체 복귀부(116)에 의해 사용자가 필요로 하는 소정의 위치로 배출될 수 있다.

물 공급부(180)는 유체 공급부(150)의 공급을 일정 시기마다 정지시킨 상태에서 물을 공급하여 몸체부(120) 내부를 세척한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 폭기 장치
110: 유체 공급부
120: 몸체부
140: 폭기부
150: 유체 순환부
160: 공기 배기부
170: 배출관
180: 물 공급부

Claims (11)

1. 폭기 대상 유체를 공급하는 유체 공급부;
   상기 유체 공급부에서 공급된 상기 유체가 저장되고, 서로 연통하는 제1저장공간과 제2저장공간이 마련되며, 외부로부터 상기 제1저장공간으로 공기가 유입되는 흡입구 및 상기 제2저장공간 내에 있는 공기가 외부로 배출되는 배기구를 구비하는 몸체부;
   상기 배기구와 연통된 상태로 흡입력을 가하여, 상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간의 내부 압력차를 발생시켜서, 상기 제1저장공간 내에 저장된 상기 유체가 상기 제2저장공간 내부로 상승함에 따라, 상기 제1저장공간 내의 공기가 상기 제2저장공간 내의 상기 유체를 통과하여 외부로 배출되도록 하는 공기 배기부; 및
   상기 제2저장공간 내에 설치되며, 상기 공기 배기부의 작동 시 상기 제1저장공간으로부터 상기 제2저장공간으로 유입된 공기가 상기 제2저장공간의 상기 유체 내에서 기포로 분사되게 하여 상기 유체를 폭기시키는 폭기부를 포함하는 폭기 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 폭기부는,
   상기 제1 저장공간 내의 공기를 상기 제2저장공간으로 분사할 수 있도록 상기 제2저장공간 하부에 배치되는 노즐; 및
   상기 노즐을 통해 분사되는 공기가 충돌하여 미세한 기포로 형성되게 하는 폭기판을 포함하는 폭기 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 노즐은 공기의 진행방향에 따라 좁아지는 통로 구조를 가지며,
   상기 폭기판은 상기 노즐의 단부 상측에 설정 간격으로 다단으로 배치되는 폭기 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 폭기부 측에 축적되는 축적물을 배출하는 배출관을 더 포함하는 폭기 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 노즐은,
   상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간을 구획하는 구획벽으로부터 상기 제2저장공간 내로 연장되는 상부 노즐부; 및
   상기 구획벽으로부터 연장되며 상기 상부 노즐부의 하부에 일체 결합되며, 상기 상부 노즐부와 함께 공기가 유동하는 공간을 한정하는 하부 노즐부를 포함하고,
   상기 배출관은 상기 상부 노즐부에 축적된 축적물을 상기 제1저장공간 내로 배출하는 폭기 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부 내의 상기 유체를 상기 몸체부 내에서 순환시키는 유체 순환부를 더 포함하는 폭기 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부는,
   상기 흡입구 하부에 배치되는 수조,
   상기 수조의 하부에 배치되고 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며 하단에 제1배출구가 형성되어 있는 제1수류판,
   상기 제1배출구의 하부에 배치되는 혼합통,
   상기 혼합통의 하부에 배치되고 하부로 갈수록 점차적으로 좁아지는 형상이며 하단에 제2배출구가 형성되어 있는 제2수류판을 더 포함하는 폭기 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 몸체부 내의 상기 유체를 상기 수조로 펌핑하는 유체 순환부를 더 포함하는 폭기 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1저장공간과 상기 제2저장공간은 하부가 서로 연통되도록 개방되어 있는 폭기 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1저장공간 또는 상기 제2저장공간 내에 폭기된 상기 유체를 원래의 위치로 순환시키거나 외부로 배출하는 유체 복귀부를 더 포함하는 폭기 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유체 공급부는,
    상기 유체가 저장되어 있는 저수원; 및
    상기 저수원의 상기 유체를 상기 제1저장공간 내로 공급하는 제1순환펌프를 포함하고,
    상기 유체 복귀부는 상기 몸체부 내에서 폭기된 유체를 상기 저수원으로 순환시키는 제2순환펌프를 포함하는 폭기 장치.
    
    
    
    

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