KR101064055B1 - 기계식 슈퍼 폭기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠라 회전에 의하여 발생하는 차압을 이용하여 공기를 흡입하기 위하여 임펠라 상부에 공기흡입용 배관을 설치하여 오수와 활성 오니(미생물)를 골고루 혼합시키면서 활성오니가 필요로 하는 산소를 충분히 공급하여 폭기조 내부의 오폐수 속 유기물질의 분해반응을 촉진시킬 수 있도록 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기를 제공하는데 그 목적 및 효과가 있다.

본 발명에 따른 기계식 슈퍼 폭기기는 오폐수 처리 시에 오폐수 속에 포함된 유기물질을 미생물(활성 오니)로 효율적으로 분해하기 위하여 오폐수와 활성오니를 골고루 혼합하고 활성오니가 필요로 하는 공기 중의 산소를 오폐수 속으로 공급하기 위하여 폭기조 내부에 오폐수에 포함된 오니와 활성 오니를 골고루 혼합하기 위하여 하부 및 임펠라 외측으로 이동시킬 수 있도록 임펠라를 제작 설치하고, 임펠라의 상부에는 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부 공기를 오폐수 속으로 흡입할 수 있도록 공기를 흡입할 수 있는 공기흡입용 배관이 설치되며, 공기흡입용 배관의 하부에는 공기흡입구가 형성되어 있다.

차압, 임펠라, 공기흡입용 배관, 공기흡입구, 활성오니, 원통형 흡출관

Description

기계식 슈퍼 폭기기{A Mechanical Super Aerator}

본 발명은 오폐수 처리 시에 오폐수의 오니 속에 포함된 유기물질을 미생물(활성오니)로 효율적으로 분해하기 위하여 오폐수의 오니와 활성오니를 골고루 혼합하고 활성오니가 필요로 하는 공기 중의 산소를 오폐수 오니 속으로 균등하게 공급하기 위하여 폭기조 내부의 오폐수에 포함된 오니와 활성오니를 골고루 혼합하기 위하여 오니를 폭기조의 하부 및 임펠라의 외측으로 밀어서 바닥면과 벽면을 따라서 상부로 부상시킬 수 있도록 제작된 임펠라를 설치하고, 임펠라와 인접한 상부에는 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부 공기를 오폐수의 오니 속으로 흡입하여 공기 중의 산소가 오나 속으로 골고루 혼합될 수 있도록 공기흡입용 배관이 설치되고, 공기흡입용 배관의 하부에는 공기흡입구가 형성된 기계식 슈퍼 폭기기에 관한 것이다.

종래의 산기관(송풍방식의 폭기기)은 송풍기로 폭기조의 하부에 배관을 통해서 공기를 불어넣어 오폐수에 포함된 유기물질을 분해하는 활성오니(미생물)가 필요로 하는 산소가 공급되도록 설계 제작되어 있으나, 유기물질 및 비중이 큰 입자들이 침전되거나 산기관의 구멍이 폐쇄되어 공기의 공급이 용이하지 않거나 송풍기 의 출력 용량이 커지는 문제점과 오폐수와 활성오니를 골고루 혼합을 이룰 수 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기계식 폭기기에는 표면 폭기기와 수중 폭기기가 있으며, 표면폭기기는 오폐수의 표면에 설치되어 회전하면서 오폐수에 포함된 오니를 공기 중으로 뿌려서 공기와의 접촉면적과 접촉시간을 갖도록 하여 오폐수 속의 용존산소를 공급하여 유기물질을 분해하도록 설계 제작된 것이나, 공기방울의 비산에 의하여 악취가 심하게 발생하고 침전물 속으로 효율적으로 산소를 공급할 수 없는 문제점이 있으며, 수중폭기기는 수중에 임펠라를 설치하고 임펠라의 하부에 별도의 송풍기를 설치하여 배관을 통해서 오폐수 속으로 공기를 불어넣어서 오페수 속으로 용존산소를 공급하여 유기물질을 분해하도록 설계 제작된 것이나, 장치가 복잡하고 고가이면서 설치 및 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폭기조에 저장된 오폐수에 포함된 유기물질을 활성오니(미생물)를 이용하여 분해하기 위하여 활성오니가 필요로 하는 산소공급을 별도의 송풍기를 설치하여 공기를 강제로 주입하지 않고 오폐수에 포함된 유기물질과 활성오니를 골고루 혼합하기 위하여 전기모터에 의하여 임펠라가 회전할 때 발생하는 압력의 차이를 이용하여 외부의 공기를 오폐수 속으로 주입하여 산소를 공급하므로 폭기조의 용량을 크게 증가시킬 수 있고 산소를 균등하게 공급할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 폭기기에 설치된 임펠라가 전기회전모터에 의하여 회전할 때 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 임펠라의 날개를 설계 제작하여 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압을 증가시키고 차압에 의하여 유입되는 공기를 오폐수 속으로 골고루 혼합하여 유기물질의 효율적인 분해가 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 폭기기에 설치된 임펠라가 전기회전모터에 의하여 회전할 때 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 하고, 원통형흡출관을 더 설치하거나 임펠라를 2개 이상으로 설치 제작하므로 폭기조의 용량을 증대시킬 수 있고, 오니가 침전되지 않고 부상되도록 구성하여 혼 합이 이루어지지 않는 사각 지역이 발생하지 않도록 구성하며, 차압에 의하여 하부 오니 속으로 흡입된 공기방울들이 오폐수의 하중에 의한 압력과 깊이에 의하여 오래 동안 오폐수에 머물 수 있어 오니와 공기방울이 접촉할 수 있는 시간을 길게 하여 효율적으로 용존 산소를 공급할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 과제 해결수단은 오폐수 처리 시에 오폐수 속에 포함된 유기물질을 활성 오니로 효율적으로 분해하기 위하여 오폐수와 활성오니를 골고루 혼합하고 활성오니가 필요로 하는 공기 중의 산소를 오폐수 속으로 공급하기 위하여 폭기조 내부의 깊은 곳에 오폐수에 포함된 유기물질과 활성 오니를 혼합하기 위하여 전기모터의 회전축에 임펠라를 설치하고, 전기모터의 회전에 의하여 회전하는 임펠라의 상부에는 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부 공기가 오폐수 속으로 흡입되도록 임펠라와 상하로 인접하게 설치하되 외부에서 흡입되는 공기가 오폐수의 오니 속으로 골고루 혼합될 수 있도록 임펠라의 회전축을 중심으로 일정거리를 두고 원통형 배관이 설치되며, 원통형 배관의 하부를 오픈시켜 공기흡입구를 형성한 기계식 슈퍼 폭기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결수단은 폭기기에 설치된 임펠라가 전기회전모터에 의하여 회전할 때 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 임펠라의 날개를 설계 제작하여 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압을 증가시키고, 발생한 높은 차압에 의하여 임펠라 상부에 길게 설치된 원통형 배관의 하부에 형성된 공기흡입구로 유입되는 공기의 량을 증가시키면서 유입되는 공기를 오폐수 오니 속으로 골고루 혼합하여 유기물질의 효율적인 분해가 이루어지도록 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결수단은 폭기기에 설치되는 임펠라의 회전에 의하여 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽을 타고 상부로 부상하도록 하고, 원통형흡출관을 더 설치하거나 임펠라를 2개 이상으로 설치 제작하므로 폭기조의 용량을 크게 증대시킬 수 있고, 임펠라가 회전할 때 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 제작하여 혼합이 이루어지지 않는 사각 영역이 발생하지 않도록 구성하며, 오니 속으로 흡입된 공기방울들이 상부의 오폐수의 하중과 깊이에 의하여 오래 동안 오폐수의 오니 속에 머무르면서 공기와 접촉할 수 있는 시간을 길게 하여 효율적으로 용존 산소를 공급할 수 있도록 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기를 제공하는데 있다.

본 발명은 폭기조에 저장된 오폐수에 포함된 유기물질을 활성오니(미생물)를 이용하여 분해하기 위하여 활성오니가 필요로 하는 산소공급을 별도의 송풍기를 설치하여 공기를 강제로 주입하지 않고 오폐수에 포함된 유기물질과 활성오니를 골고루 혼합하기 위하여 전기모터에 의하여 임펠라가 회전할 때 발생하는 압력의 차이를 이용하여 외부의 공기를 오폐수 속으로 주입하여 산소를 공급하므로 폭기조의 용량을 크게 증가시킬 수 있고 산소를 균등하게 공급할 수 있는 작용효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 폭기기에 설치된 임펠라가 회전모터에 의하여 회전할 때 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 임펠라의 날개를 설계 제작하여 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압을 증가시키고, 발생한 차압에 의하여 유입되는 공기를 오폐수 속으로 골고루 혼합하여 유기물질의 효율적인 분해가 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 폭기기에 설치된 임펠라가 회전모터에 의하여 회전할 때 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라 외측으로 밀어주어 하부의 오니가 침전되지 않고 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 하고, 원통형흡출관을 더 설치하거나 임펠라를 2개 이상으로 설치 제작하므로 폭기조의 용량을 확대시킬 수 있고, 임펠라의 회전에 의하여 오니가 폭기조의 바닥과 벽면을 타고 상부로 부상하도록 제작하여 혼합이 이루어지지 않는 사각 지역이 발생하지 않도록 구성하며, 차압에 의하여 하부 오니 속으로 흡입된 공기방울들이 오폐수의 하중과 깊이에 의하여 오래 동안 오폐수에 머물 수 있어 오니와 공기방울이 접촉할 수 있는 시간을 길게 하여 효율적으로 용존 산소를 공급할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 오폐수 처리 시에 오폐수 속에 포함된 유기물질을 활성오니(미생물)로 효율적으로 분해하기 위하여 오폐수와 활성오니를 골고루 혼합하고 활성오니가 활동하는데 필요로 하는 공기 중의 산소를 오폐수 속으로 균등하게 공급하기 위한 기계식 슈퍼 폭기기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 기계식 슈퍼 폭기기는 폭기조 내부의 깊은 곳에 상부에 설치된 전기모터의 회전에 의하여 오폐수에 포함된 유기물질과 활성 오니를 골고루 혼합하기 위하여 회전축에 임펠라를 고정 설치하고, 임펠라의 상부에는 임펠라의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부 공기가 오폐수 속으로 흡입되도록(빨려들어감) 원통형 배관이 설치되며, 차압에 의하여 외부 공기가 오폐수 속으로 흡입되도록 임펠라와 상하로 인접하게 설치하되 외부에서 흡입되는 공기가 오폐수의 오니 속으로 골고루 균등 혼합될 수 있도록 임펠라의 회전축을 중심으로 일정거리를 두고 원통형 배관이 설치되며, 원통형 배관의 하부를 오픈시켜 공기흡입구가 형성되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면을 살펴본다. 도1은 종래의 폭기기의 종류이며, 도1의 (a)는 송풍기로 공기를 주입하는 구조를 도시한 것이며, 도1의 (b)는 표면 폭기기를 도시한 것이고, 도1의 (c)는 수중 폭기기를 도시한 것이다. 도2는 본 발명에 따라 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기로, 원통형 배관을 이용하여 공기를 흡입시키기 위한 구조를 도시한 것이며, 도3은 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 공기를 유입시키기 위하여 전기 모터의 회 전축을 중심으로 일정거리를 가진 직경이 작은 배관을 고정 설치한 폭기기의 형태를 도시한 것이다. 도4는 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 공기를 흡입하기 위하여 전기모터의 회전축에 직경이 작은 배관을 고정 설치한 폭기기의 형태를 도시한 것이다. 도5는 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 공기흡입을 위한 공기유입통로를 회전축에 고정 설치한 기계식 폭기기의 형태를 도시한 것이며, 도6은 본 발명에 따른 심층기계식 슈퍼 폭기기이며, 실시 예1내지 실시 예5의 임펠라 하부에 흡출관을 설치한 구조이다. 도7은 본 발명의 또 다른 심층기계식 슈퍼 폭기기이며, 실시 예1내지 실시 예5의 임펠라 하부에 하나 이상의 임펠라를 더 설치한 것이다. 본 발명에 따른 실시 예를 구체적으로 살펴본다.

[실시 예]

[실시 예1]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예1을 도2에 기초하여 살펴본다. 도2는 본 발명에 따라 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기로, 원통형 배관을 이용하여 외부공기를 흡입할 수 있도록 설계 제작된 것이다. 본 발명은 오폐수 처리 시에 오폐수 속에 포함된 유기물질을 활성 오니로 효율적으로 분해하기 위하여 오폐수와 활성오니를 골고루 혼합하고 활성오니가 필요로 하는 공기 중의 산소를 오폐수 속으로 균등하게 공급하기 위하여 설계 제작된 기계식 슈퍼 폭기기에 관한 것이다.

종래의 산기장치는 송풍기로 폭기조의 하부에 배관을 설치하여 공기를 주입하여 오폐수에 포함된 유기물질을 분해하는 활성오니가 필요로 하는 산소를 공급하 도록 설계 제작되어 있으나, 유기물질 및 비중이 큰 입자들이 침전되어 골고루 산소를 공급하는 것이 용이하지 않고, 침전물의 중력 때문에 공기를 주입하기 위한 송풍기 용량이 커지며, 산기관의 막힘 현상이 발생하며, 오폐수와 활성오니가 골고루 혼합될 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 종래의 기계식 표면폭기기는 오폐수의 표면에 설치되어 회전하면서 오폐수에 포함된 오니를 공기 중으로 뿌려서 공기와 접촉하도록 하여 오페수 속의 용존산소를 공급하여 유기물질을 미생물에 의하여 분해하도록 설계 제작된 것이나, 공기방울의 비산에 의하여 악취가 심하고 하부의 침전물 속으로 효율적으로 산소를 공급할 수 없는 문제점이 있으며, 수중폭기기는 수중에 임펠라를 설치하고 임펠라의 하부에 별도의 송풍기를 설치하여 배관을 통해서 오폐수 속으로 공기를 불어넣어서 오폐수 속의 용존산소를 공급하여 유기물질을 분해하도록 설계 제작된 것이나, 장치가 복잡하고 고가이면서 설치 및 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 기계식 슈퍼 폭기기는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폭기조 내부에 전기모터(13)의 회전에 의하여 오폐수에 포함된 유기물질과 활성오니를 골고루 혼합하기 위하여 전기모터(13)의 회전축에 임펠라(14)를 고정 설치하고, 슬라브 또는 구조물에 고정 설치된 전기모터(13)에 의하여 회전하는 임펠라(14)의 상부에는 임펠라(14)의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부공기가 오폐수의 오니 속으로 흡입되도록(빨려 들어감) 임펠라의 회전축을 중심으로 일정거리를 두고 내측관(17) 및 외측관(18)을 구비한 둥근 원형의 원통형 배관(12)이 설치되며, 차압에 의하여 원통형 배관(12)의 내측관(17) 및 외 측관(18)사이로 흡입되는 외부공기가 오폐수의 오니 속으로 골고루 흡입 혼합될 수 있도록 설계 제작되어 있다.

상기 내측관(17) 및 외측관(18)으로 구성된 원통형 배관(12)은 폭기조의 슬라브(미도시) 또는 회전축에 고정 설치된다.

도2에서, 전기모터(13)의 회전축(11)의 하단에 설치된 임펠라(14)의 상부에 설치된 원통형 배관의 내측관(17) 및 외측관(18)사이에 형성된 공기흡입구를 통해서 외부의 공기가 오폐수 오니 속으로 쉽게 흡입되어 혼합되도록 임펠라의 회전력에 의하여 높은 차압(외부공기의 압력과 임펠라 상부의 압력 차이)을 얻기 위하여 외측공기흡입보조용 부재(15) 및/또는 내측공기흡입보조용 부재(16)가 원통형 배관의 내측관(17) 및 외측관(18)에 둥글게 외측으로 돌출되게 설치할 수 있다.

본 발명의 실시 예1의 실험에서 상기 외측공기흡입보조용 부재(15)의 직경은 임펠라(14) 직경의 4/5 이하의 크기로 설계 제작하는 것이 바람직하며, 차압에 의하여 공기를 흡입할 수 있는 원통형 배관의 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 임펠라(14)의 회전 속도, 임펠라의 직경 크기 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 0㎝내지 20㎝사이의 거리를 유지하여 설계 제작함이 바람직하다.

본 발명에 따른 기계식 슈퍼 폭기기는 폭기조에 저장된 오폐수의 깊은 하부에 임펠라(14)를 설치할 수 있고, 임펠라(14)의 회전에 하여 임펠라 상부에 위치한 원통형 배관을 통해서 산소가 포함된 외부공기를 흡입하며, 흡입되는 공기는 임펠라의 회전에 의하여 교반 혼합되는 오폐수 속으로 균등하게 골고루 균등하게 혼합되도록 구성되어 있으므로, 폭기조의 용량을 크게 증대할 수 있고, 오폐수의 침전 을 방지하면서 오폐수의 오니 속으로 균등하게 공기 중의 산소를 공급하여 오폐수 속의 용존산소의 비율을 높일 수 있다.

상기 전기모터의 회전축에 설치된 임펠라(14)는 회전 시에 임펠라(14) 상부에 설치된 원통형 배관의 하부에 설치된 공기흡입구에서 보다 높은 차압이 유지될 수 있도록 오폐수에 포함된 오니를 하부 및 임펠라의 외측으로 강하게 밀어서 폭기조의 바닥면과 벽면을 타고 상부로 부상시켜 혼합되지 않는 사각영역이 발생함이 없이 균등한 교반을 이룰 수 있도록 설계 제작됨이 바람직하다.

상기 임펠라(14)의 구조는 두 개 이상의 다수의 날개를 구비하고 오폐수를 폭기조의 하부 및 임펠라(14)의 외측으로 밀어서 임펠라(14)의 상부에서 발생하는 차압을 증가시켜 공기유입통로인 공기흡입용 배관(도3의 25)을 통해서 공기를 흡입하고, 흡입된 공기와 오폐수에 포함된 오니를 골고루 혼합 교반할 수 있는 구성이면 족하다.

[실시 예2]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예2를 도3에 기초하여 살펴본다. 도3은 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 공기를 흡입하기 위하여 전기 모터의 회전축의 외측으로 직경이 작은 배관을 고정 설치한 폭기기의 형태를 도시한 것이다. 실시 예2는 공기흡입구(도3의 22)를 전기모터의 회전축과 공기흡입용 배관(도3의 21)사이에 형성하여 전기모터(13)의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부공기를 흡입하여 오폐수 속으로 골고루 혼합할 수 있도록 설계 제작된 폭기기이다.

공기 흡입용 배관(도3의 21)의 하단에는 도3에서와 같이 외측 공기흡입보조용 부재(23)가 상기 실시 예1에서 보다 길게 형성되어 임펠라(14)가 회전할 때 발생하는 압력의 차이가 크게 발생하도록 하여 오폐수 속으로 흡입되는 공기량을 증대시켜 미생물의 번식 및 활동이 증대되도록 구성할 수 있다.

상기 임펠라(14)의 구조는 2개 이상의 다수의 날개를 구비하고 오폐수를 폭기조의 하부 및 임펠라의 외측으로 밀어서 임펠라의 상부에서 발생하는 차압을 증가시켜 공기유입통로인 공기흡입용 배관(도3의 21)을 통해서 공기를 흡입하고, 흡입된 공기와 오폐수에 포함된 오니를 골고루 혼합 교반할 수 있는 구성이면 족하다.

본 발명의 실시 예2의 실험에서 상기 외측 공기흡입보조용 부재(23)의 직경은 임펠라(도3의 14) 직경의 4/5 이하의 크기로 설계 제작하는 것이 바람직하며, 차압에 의하여 공기를 흡입할 수 있는 공기흡입용 배관(도3의 21)의 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 임펠라의 회전 속도, 임펠라의 직경 크기 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 4㎝내지 20㎝사이의 거리를 유지하여 설계 제작함이 바람직하다.

[실시 예3]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예3을 도4에 기초하여 살펴본다. 도4는 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 산소가 포함된 공기를 흡입하기 위하여 전기모터의 회전축에 인접하여 별도의 직경이 작은 공기흡입용 배관(도4의 31)을 고정 설치하고, 공기흡입용 배관(도4의 31)의 하단에는 흡입한 공기를 오니 속으로 효율적으로 흡입하기 위하여 회전축을 중심으로 일정 거리를 두고 임펠라 상부에 둥근 원형으로 이루어진 원형공기주입관(32)이 직경이 작은 공기흡입용 배관(도4의 31)과 연결 설치되며, 원형공기주입관(32)의 하부에는 확대된 사시도에서와 같이 공기흡입구가 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 실시 예3은 외부공기의 흡입을 위하여 전기모터의 회전축과 인접하여 별도의 공기흡입용 배관(도4의 31)을 설치하고, 공기흡입용 배관(도4의 31)의 하단에는 상기 공기 흡입용 배관과 연결되어 전기모터의 회전에 의하여 임펠라가 회전할 때 발생하는 차압에 의하여 임펠라 상부에 설치된 원형공기주입관(32)의 하부에 형성된 공기흡입구를 통해서 공기를 오니 속으로 흡입하여 오니 속의 유기물질과 균등하게 혼합을 이룰 수 있도록 설계 제작된 폭기기이다.

상기 원형공기주입관(32)은 원형, 타원, 직사각형 및 정사각형 형상으로 회전축을 중심으로 둥근 형상의 관으로 제작되며, 원형공기주입관(32)의 하부에는 일정 간격의 틈을 가진 공기흡입구가 둥글게 형성되어 있다.

원형공기주입관(32)의 하단에는 외측공기흡입보조용 부재(33) 또는 내측공기흡입보조용 부재(34)가 상기 도4에서와 같이 설치되어 임펠라가 회전할 때 발생하는 압력의 차이를 보다 크게 발생시켜 오폐수의 오니 속으로 흡입되는 공기량을 증대시켜 미생물의 번식 및 활동을 증대시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 임펠라의 구조는 2개 이상의 다수의 날개(교반익)를 구비하고 오폐수를 폭기조의 하부 및 임펠라의 외측으로 밀어서 임펠라의 상부에서 발생하는 차압을 증가시켜 공기유입통로인 공기흡입용 배관(도4의 31)을 통해서 공기를 흡입하고, 흡입된 공기와 오폐수에 포함된 오니를 골고루 혼합 교반할 수 있는 구성이면 족하다.

본 발명의 실시 예3의 실험에서 상기 외측공기흡입보조용 부재(33)의 직경은 임펠라(도4의 14) 직경의 4/5 이하의 크기로 설계 제작하는 것이 바람직하며, 차압에 의하여 공기를 흡입할 수 있는 원형공기주입관(32)의 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 임펠라의 회전 속도, 임펠라의 직경 크기 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 0㎝내지 20㎝사이의 거리를 유지하여 설계 제작함이 바람직하다.

[실시 예4]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예4를 도5에 기초하여 살펴본다. 도5는 본 발명의 실시 예4에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 기계식 슈퍼 폭기기로, 공기흡입을 위하여 공기흡입용 배관(도5의 42)을 회전축의 일부로 사용할 수 있도록 설계 제작한 폭기기를 도시한 것이다. 실시 예4는 도5에서와 같이 공기흡입용 배관(도5의 42)을 전기모터(13)의 회전축(11) 상에 설치하여 전기모터(13)의 회전에 의하여 발생하는 차압에 의하여 외부공기를 흡입하여 오폐수 속으로 골고루 혼합할 수 있도록 설계 제작된 폭기기이다.

도5에서와 같이 공기흡입용 배관(도5의 42)의 하단부에는 외측 공기흡입보조용 부재(44)가 돌출되어 둥글게 형성되어 임펠라가 회전할 때 발생하는 압력의 차이가 크게 발생하도록 하여 오폐수 속으로 흡입되는 공기량을 증대시켜 미생물의 번식 및 활동이 증대되도록 구성할 수 있다. 공기흡입용 배관(도5의 42)의 상단부 및 하단부에는 산소가 포함된 공기가 공기흡입용 배관(42)을 통해서 흡입되어 오니 속으로 혼합될 수 있도록 하나이상의 공기 흡입구(41, 43)가 형성되어 있다.

실시 예4는 공기흡입용 배관(도5의 42)을 회전축의 일부로 사용하거나 회전축의 일부를 공기흡입용 배관(42)으로 사용할 수 있도록 전기모터와 공기흡입용 배관(42)이 연결되는 부분과 공기흡입용 배관(42)과 임펠라가 체결되어 있는 회전축과 연결되는 부분에는 볼트 등으로 견고하게 체결할 수 있도록 체결구조물(45, 46)이 설치되어 있다.

상기 임펠라(14)의 구조는 2개 이상의 다수의 날개를 구비하고 오폐수를 폭기조의 하부 및 임펠라의 외측으로 밀어서 임펠라의 상부에서 발생하는 차압을 증가시켜 공기유입통로인 공기흡입용 배관(도5의 42)을 통해서 공기를 흡입하고, 흡입된 공기와 오폐수에 포함된 오니를 골고루 혼합 교반할 수 있는 구성이면 족하다.

본 발명의 실시 예4의 실험에서 상기 외측 공기흡입보조용 부재(44)의 직경은 임펠라(도4의 14) 직경의 4/5 이하의 크기로 설계 제작하는 것이 바람직하며, 차압에 의하여 공기를 흡입할 수 있는 공기흡입용 배관(도5의 42)의 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 임펠라의 회전 속도, 임펠라의 직경 크기 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 0㎝내지 20㎝사이의 거리를 유지하여 설계 제작함이 바람직하다.

[실시 예5]

본 발명에 따른 구체적인 실시 예5를 도6과 도7에 기초하여 살펴본다. 도6은 심층 기계식 슈퍼 폭기기에 관한 것이며, 이를 이루기 위하여 실시 예1내지 실시 예4에 의하여 설계 제작된 폭기기에서 임펠라 하부에 원통형 흡출관(도6의 51)을 고정 설치하여 흡입한 공기를 폭기조의 하부 깊숙이 유도하여 균등한 혼합을 이룰 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명의 실시 예5에 따라 설계 제작된 심층 기계식 슈퍼 폭기기는 실시 예1내지 실시 예5에 따라 제작된 폭기기의 용량을 크게 하기 위하여 보다 깊게 설계하여 균등한 혼합을 이루기 위하여 원통형 흡출관을 공기를 흡입하는 임펠라 하부에 고정 설치하여 임펠라를 통해서 흡입한 공기와 임펠라를 통해서 교반되는 오니를 폭기조의 하부 깊숙이 유도하면서 균등한 혼합을 이룰 수 있도록 구성되어 있다. 상기 원통형 흡출관(도6의 51)은 폭기조의 바닥에 고정 설치된 원통형흡출관 지지대(52, 53)에 의하여 고정되어 있다. 상기 원통형흡출관(도6의 51)과 원통형흡출관 지지대(52, 53)는 볼트 등의 체결 수단에 의하여 견고하게 고정된 체결부(54, 55)를 구비하고 있으며, 상기 원통형흡출관 지지대(52, 53)는 폭기조의 바닥에 볼트 등의 체결 수단에 의하여 견고하게 고정된 체결부(56, 57)를 구비하고 있다.

도7은 심층 기계식 슈퍼 폭기기의 또 다른 구조에 관한 것이며, 이를 이루기 위하여 실시 예1내지 실시 예5에 의하여 설계 제작된 폭기기에서 공기를 흡입하는 임펠라(도6의 14) 하부에 하나 이상의 임펠라(61, 62)를 회전축에 더 설치하여 상부 임펠라(도6의 14)에서 흡입한 공기를 오니와 함께 폭기조의 하부 깊숙이 유도하여 균등한 혼합을 이룰 수 있도록 설계 제작된 것이다.

상기 심층 기계식 슈퍼 폭기기에 설치되는 임펠라(61, 62)는 날개의 직경과 날개의 형태 및 개수 등을 동일하게 또는 서로 달리하여 설치할 수 있다.

본 발명의 실시 예5의 실험에서 실시 예1내지 실시 예4에서의 외측 공기흡입보조용 부재의 직경은 임펠라 직경의 4/5 이하의 크기로 설계 제작하는 것이 바람직하며, 차압에 의하여 공기를 흡입할 수 있도록 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 임펠라의 회전 속도 및 임펠라의 직경 크기 등에 따라 차이가 있을 수 있으나, 4㎝내지 20㎝사이의 거리를 유지하여 설계 제작함이 바람직하다.

본 발명에 따라 실시 예1내지 실시 예5에 의하여 설계 제작된 폭기기는 상기 전기모터와 임펠라가 설치된 회전축사이에 전기모터의 회전토크를 증가시키기 위한 감속기어가 설치되어 있다.

본 발명에 따른 폭기기는 실시 예1내지 실시 예5에 의하여 설계 제작된 폭기기를 포함함은 물론이고, 오폐수 속의 오니를 교반하여 혼합하기 위하여 회전함에 의하여 발생하는 차압에 의하여 산소가 포함된 공기를 외부에서 흡입할 수 있는 기술적 사상 및 구성을 구비한 것은 본 발명의 보호범위에 모두 포함한다.

본 발명은 폭기조에 저장된 오폐수에 포함된 유기물질을 활성오니(미생물)를 이용하여 분해하기 위하여 활성오니의 번식 및 활동에 필요한 산소의 공급을 위하여 별도의 송풍기를 설치하여 공기를 강제로 주입하지 않고, 오폐수에 포함된 유기물질과 활성오니를 골고루 혼합하기 위하여 전기모터의 회전축에 설치된 임펠라(교반익)가 회전할 때 발생하는 압력의 차이를 이용하여 외부의 공기를 오폐수 속으로 흡입하여 산소를 공급하므로 폭기조의 깊이를 확대할 수 있고 오니 속으로 골고루 공기를 균등하게 공급할 수 있는 폭기기를 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성 이 매우 높다.

도1의 (a) : 송풍기로 공기를 주입하는 구조

도1의 (b) : 표면 폭기기의 구조

도1의 (c) : 수중 폭기기의 구조

도2 : 본 발명에 따라 설계 제작된 원통관을 이용하여 공기를 흡입하도록 설계 제작된 폭기기의 구조

도3 : 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태로 직경 작은 관을 고정 설치한 폭기기의 구조

도4 : 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태로 전기모터의 회전축에 직경 작은 관을 고정 설치한 폭기기의 구조

도5 : 본 발명에 따라 설계 제작된 또 다른 형태의 폭기기로, 공기유입을 위한 공기유입통로를 회전축에 고정 설치한 폭기기의 형태

도6 : 본 발명에 따른 심층폭기기를 위한 구성으로 실시 예1내지 실시 예4의 임펠라 하부에 흡출관을 설치한 구조

도7 : 본 발명에 따른 심층폭기기를 위한 구성으로 실시 예1내지 실시 예4의 임펠라 하부에 하나 이상의 임펠라가 설치된 폭기기

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11; 회전축 12; 공기주입관

13; 전기모터 14; 임펠라

15; 외측 공기흡입 보조용 부재

16; 내측 공기흡입 보조용 부재 17; 내측관

18; 외측관

21; 공기흡입용 배관 22; 공기흡입구

23; 외측공기흡입 보조용 부재

31; 공기흡입용 배관 32; 원형공기 주입관

33; 외측공기흡입 보조용 부재

34; 내측공기흡입 보조용 부재

41, 43; 공기흡입구 42; 공기흡입용 배관

44; 외측 공기흡입 보조용 부재 45, 46; 체결 구조물

51; 원통형 흡출관 52, 53; 흡출관 지지대

54, 55; 원통형 흡출관과 원통형흡출관 지지대의 체결부

56, 57; 원통형흡출관 지지대와 바닥과의 체결부

61, 62; 임펠라

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 오폐수 속에 포함된 유기물질을 활성오니로 분해하기 위한 기계식 폭기기에 있어서,

   슬라브 또는 구조물에 고정 설치되며, 회전축으로 연결되어 임펠라를 회전시키는 전기모터;

   전기모터의 회전축에 설치되어 오폐수의 오니를 교반하기 위한 임펠라;

   전기모터의 회전축의 일부에 회전축과 연결 설치되어 공기를 흡입하기 위한 공기흡입용 배관; 및

   상기 공기흡입용 배관의 상부 및 하부에는 임펠라가 회전할 때 발생하는 차압에 의하여 외부공기를 흡입할 수 있도록 공기흡입구가 형성된 기계식 폭기기.
9. 청구항8에 있어서,

   상기 공기흡입용 배관의 외측 하부에는 공기 흡입구를 통해서 외부의 공기가 용이하게 흡입되어 오폐수의 오니 속으로 균등 혼합되도록 임펠라의 회전력에 의하여 높은 차압을 얻기 위하여 외측공기흡입보조용 부재가 둥글게 돌출되게 더 설치된 기계식 폭기기.
10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,

    상기 전기모터와 임펠라가 설치된 회전축사이에는 전기모터의 회전 토오크를 증가시키기 위한 감속기어가 더 설치된 기계식 폭기기.
11. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,

    상기 기계식 폭기기는 심층구조에서 공기와 오니를 균등하게 교반을 이루기 위하여 임펠라의 하부에 원통형흡출관을 더 설치함을 특징으로 하는 기계식 폭기기.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 외측공기흡입보조용 부재의 직경은 임펠라 직경의 4/5 이하의 크기로 형성함을 특징으로 하는 기계식 폭기기.
13. 청구항 8에 있어서,

    상기 공기를 흡입하기 위한 공기흡입용 배관 중앙에 전기모터의 회전축이 설치되고,

    회전축의 외측에 형성된 공기흡입용 배관을 통하여 공기가 유입되며,

    공기흡입용 배관 하부에 형성된 공기흡입구와 임펠라사이의 간격은 0.2㎝내지 20㎝ 로 형성함을 특징으로 하는 기계식 폭기기.
14. 청구항 8 또는 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기계식 폭기기는 심층구조에서 공기와 오니를 균등하게 교반을 이루기 위하여 임펠라의 하부에 하나 이상의 임펠라를 더 설치함을 특징으로 하는 기계식 폭기기.

Images