KR101152746B1 - 산기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리장에 사용되는 산기장치에 관한 것으로, 특히 디퓨즈의 구조를 개선하여 기포의 확산 및 분산능력을 대폭 향상시킴으로써, 수처리반응을 더욱 활성화되도록 하는 산기장치를 제공한다.
이에 본 발명은, 수처리장의 반응조(A) 내부 일측에 수장되도록 바닥으로부터 고정설치되며, 상부가 개방된 유입경로와 하방으로 경사진 유출경로를 갖는 케이싱(B); 상기 케이싱(B)의 외부를 지지하여 케이싱(B)의 하부에서 케이싱(B) 내부 중앙으로 연통되는 급기구(C1)를 갖도록 연결설치한 급기관(C); 상기 급기관(C)의 급기구(C1) 상단에 씌워져 케이싱(B)의 내 하부에 고정설치되며, 급기구(C1)의 공기를 일정량 수용할 수 있되, 급기구(C1)를 통해 연속공급되는 공기가 하방으로 배기되도록 내부 하단의 외주면이 개방된 기포토출공(D1)을 가진 원뿔형태의 디퓨즈(D); 상기 케이싱(B)의 내부 디퓨즈(D)의 상단에 회전가능케 결합설치되며, 케이싱(B)의 상부 폐수를 유입하여 폐수를 혼합하면서 하방으로 유출하되, 유출시 디퓨즈(D)에서 발생되는 기포를 확산 및 분산토록 하는 임펠러(E); 상기 임펠러(E)를 구동하고, 임펠러(E)와 일체로 되어 케이싱(B)의 상단에 고정설치되는 구동모터(F);로 구성되어 있는 산기장치에 있어서, 상기 산기장치의 디퓨즈(D)는, 원뿔 하단부에 형성된 기포토출공(D1)이 없이, 원뿔 측면에 작은 크기의 타공(11)을 일정간격으로 배열형성한 디퓨즈(1)로 구성됨을 특징으로 하는 산기장치를 제안한다.
상기와 같이 제안된 본 발명은, 디퓨즈의 원뿔 측면에 작은 크기의 타공을 일정간격으로 배열형성한 것만으로, 기포생성의 과정에서부터 미세기포가 발생되고, 이러한 미세기포는 임펠러의 회전에 의해 케이싱으로부터 멀리 까지 확산 및 분산되기 때문에 기포의 확산 및 분산능력이 대폭 향상되는 효과가 있다. 이는 미세기포의 산소용해능력이 극대화됨은 물론 미세기포가 광범위하게 확산 및 분산되어 수처리 반응에 대한 활성화가 신속하면서도 효율적으로 이루어지는 이점을 낳는다.

Description

산기장치{Air Diffuser}

본 발명은 하수종말처리장이나 폐수처리장 등의 각종 수처리장에 수중에서 기계적으로 공기를 기포형태로 확산 및 분산시켜 물에 대한 산소의 공급으로 수처리반응을 활성화되도록 하는 산기장치에 관한 것이다.

종래의 산기장치는 도1과 같이, 수처리장의 반응조(A) 내부 일측에 수장되도록 바닥으로부터 고정설치되며, 상부가 개방된 유입경로(B1)와 하방으로 경사진 유출경로(B2)를 갖는 케이싱(B); 상기 케이싱(B)의 외부를 지지하여 케이싱(B)의 하부에서 케이싱(B) 내부 중앙으로 연통되는 급기구(C1)를 갖도록 연결설치한 급기관(C); 상기 급기관(C)의 급기구(C1) 상단에 씌워져 케이싱(B)의 내 하부에 고정설치되며, 급기구(C1)의 공기를 일정량 수용할 수 있되, 급기구(C1)를 통해 연속공급되는 공기가 하방으로 배기되도록 내부 하단의 외주면이 개방된 기포토출공(D1)을 가진 원뿔형태의 디퓨즈(D); 상기 케이싱(B)의 내부 디퓨즈(D)의 상단에 회전가능케 결합설치되며, 케이싱(B)의 상부 폐수를 유입하여 폐수를 혼합하면서 하방으로 유출하되, 유출시 디퓨즈(D)에서 발생되는 기포를 확산 및 분산토록 하는 임펠러(E); 상기 임펠러(E)를 구동하고, 임펠러(E)와 일체로 되어 케이싱(B)의 상단에 고정설치되는 구동모터(F);로 구성되어 있다.

그러나, 종래의 산기장치는 도1에 도시된 바와 같이, 디퓨즈(D)를 통해 생성되는 기포가 큰 덩어리 형태로 만들어지기 때문에 임펠러(E)의 회전에 의해 유출되는 기포가 케이싱(B) 주변에서 멀리 가지 못하고 급부상함 물론, 이러한 큰 덩어리형태의 기포는 대기배출만 많고 수중에서 산소의 용해능력이 떨어져 반응의 활성화가 잘 일어나지 않는 문제점을 안고 있었다.

하여, 본 발명은 종래의 산기장치를 개량하여 기포의 확산 및 분산능력을 대폭 향상되도록 함에 그 과제를 둔다.

상기 과제를 해결함으로써 궁극적으로 수처리 반응에 대한 활성화가 신속하면서도 효율적으로 이루어지도록 함에 본 발명의 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로써 본 발명은, 원뿔형태로 되는 종래 산기장치의 디퓨즈를 하단부에 기포토출공이 없는 대신 원뿔의 측면에 작은 크기의 타공을 일정간격으로 배열형성한 디퓨즈로 구성됨을 특징으로 하는 산기장치를 제안한다.

상기와 같이 된 본 발명은, 디퓨즈의 원뿔 측면에 작은 크기의 타공을 일정간격으로 배열형성한 것만으로, 기포생성의 과정에서부터 미세기포가 발생되고, 이러한 미세기포는 임펠러의 회전에 의해 케이싱으로부터 멀리 까지 확산 및 분산되기 때문에 기포의 확산 및 분산능력이 대폭 향상되는 효과가 있다.

이렇게 되면, 미세기포의 산소의 용해능력이 극대화됨은 물론 미세기포가 광범위하게 확산 및 분산되어 수처리 반응에 대한 활성화가 신속하면서도 효율적으로 이루어지는 이점이 있다.

도 1은 종래 산기장치의 예시도
도 2는 본 발명의 예시도
도 3은 본 발명의 요부 확대도
도 4는 본 발명에 와류판을 부가한 예시도
도 5는 본 발명에 회전날개를 부가한 예시도
도 6은 본 발명에 전자클러치를 부가한 예시도

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다. 다만 본 발명을 설명함에 있어 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 명칭 등으로 대체한다.

도1과 같이, 본 발명은 수처리장의 반응조(A) 내부 일측에 수장되도록 바닥으로부터 고정설치되며, 상부가 개방된 유입경로(B1)와 하방으로 경사진 유출경로(B2)를 갖는 케이싱(B); 상기 케이싱(B)의 외부를 지지하여 케이싱(B)의 하부에서 케이싱(B) 내부 중앙으로 연통되는 급기구(C1)를 갖도록 연결설치한 급기관(C); 상기 급기관(C)의 급기구(C1) 상단에 씌워져 케이싱(B)의 내 하부에 고정설치되며, 급기구(C1)의 공기를 일정량 수용할 수 있되, 급기구(C1)를 통해 연속공급되는 공기가 하방으로 배기되도록 내부 하단의 외주면이 개방된 기포토출공(D1)을 가진 원뿔형태의 디퓨즈(D); 상기 케이싱(B)의 내부 디퓨즈(D)의 상단에 회전가능케 결합설치되며, 케이싱(B)의 상부 폐수를 유입하여 폐수를 혼합하면서 하방으로 유출하되, 유출시 디퓨즈(D)에서 발생되는 기포를 확산 및 분산토록 하는 임펠러(E); 상기 임펠러(E)를 구동하고, 임펠러(E)와 일체로 되어 케이싱(B)의 상단에 고정설치되는 구동모터(F);로 구성되어 있는 산기장치를 전제로 한다.

도2와 같이, 본 발명은 상기의 산기장치를 개량한 것이 바, 특히 디퓨즈(D)의 구조를 개선하여 기포의 확산 및 분산능력을 대폭 향상시킴으로써, 수처리반응을 더욱 활성화되도록 함에 그 목적이 있다.

이에, 본 발명은 도1에서 디퓨즈(D)의 하단부 기포토출공(D1)이 없고, 대신 도2와 같이 디퓨즈(1)의 원뿔 측면에 작은 크기의 타공(11)을 일정간격으로 배열형성한 디퓨즈(1)로 구성한 것을 특징으로 하는 산기장치를 제안한다.

이렇게 하면, 디퓨즈(1)의 원뿔 측면에 작은 크기의 타공(11)을 일정간격으로 배열형성한 것만으로, 기포생성의 과정에서부터 미세기포가 발생되고, 이러한 미세기포는 임펠러(E)의 회전에 의해 케이싱(B)으로부터 멀리 까지 확산 및 분산되어 미세기포에 의한 산소의 용해능력을 극대화시켜 줄 수 있으므로, 하수처리장의 처리반응에 대한 활성화가 신속하면서도 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.

한편, 상기에서 디퓨즈(1)를 상세히 확대한 것이 도3 인데, 도3에 도시된 바와 같이, 디퓨즈(1)의 타공(11)은 다단의 층으로 형성함이 바람직하고, 타공(11)의 크기는 대략 2~20밀리미터가 이상적이나, 이는 디퓨즈(1)의 크기, 재질, 두께, 산기장치의 수장깊이, 설치 수, 등을 감안하여 유동적으로 변할 수 있다.

그리고, 도3에 도시된 바와 같이 타공(11)의 방향은 이물질로 인한 막힘, 임펠러(E)에 의한 저항, 등을 감안하여 수평으로 형성하거나, 하방으로 경사지게 형성함이 가장 이상적이다. 즉, 타공(11)의 방향을 수직 또는 상방으로 경사지게 형성하게 되면 상술한 바와 같이 이물질로 인한 막힘 또는 임펠러(E)에 의한 저항, 등으로 효율성이 떨어지기 때문이다.

본 발명은 상기와 같이 디퓨즈(1)에 타공(11)을 형성한 것을 기초로 하여 다양한 응용으로 그 효과를 향상 내지 극대화할 수 있다. 이를 첨부된 도면에 함께 설명하면 다음과 같다.

도4와 같이, 본 발명에서 디퓨즈(1)의 원뿔 측면에 단면상 내/외부로 소정간격 돌출되는 와류판(12)을 다단식으로 구성한 다음, 상기 다단식으로 되는 상/하 와류판(12) 사이에 타공(11)을 일정간격으로 배열형성한 것을 또 다른 특징으로 한다.

이렇게 하면, 내부로 돌출된 다단식 와류판(12)에 의해 급기구(C1)를 통해 공급되는 공기가 디퓨즈(1) 내부 전체로 골고루 배기되며, 특히 내부의 공기가 와류판(12)을 따라 타공(11)을 통해 배기될 때 임펠러(E)의 펌핑력과 외부로 돌출된 와류판(12)에 의해 기포의 충돌과 와류현상으로 기포를 쪼개어 미세기포를 생성시킬 수 있는 효과가 있다.

이는, 타공(11)의 크기가 다소 크더라도 미세기포로의 생성이 용이한 이점이 있다.

그리고, 내/외부로 돌출된 와류판(12)은 내부 공기의 이송경로와 외부 기포의 토출경로를 제공하여 내부 공기의 이송력과 외부 기포의 토출력에 대한 가속도를 향상시켜 기포의 확산능력을 월등히 향상시켜줄 수 있는 효과가 있다.

이는, 급기구(C1)를 통한 공기의 공급과정에서 생기는 저항을 줄여 줌으로써 공기공급능력이 수월해짐으로 공기공급장치의 동력소모를 줄여 에너지를 절약할 수 있는 이점이 있다.

한편, 상기에서 도시하진 않았지만, 타공(11)의 방향이 하방으로 경사지게 형성될 경우, 이와 대응되게 와류판(12)도 하방으로 경사게 구성함이 이상적이다.

또한, 도5와 같이, 본 발명에서 디퓨즈(1)에 걸림부재(G)를 구성하여 임펠러(E)와 일체로 회전가능케 한 다음, 와류판(12)의 내부 상면에 펜 형태의 회전날개(13)를 일정간격 배열구성한 것을 또 다른 특징으로 한다.

이렇게 하면, 디퓨즈(1) 내부의 각자의 완류판에 각각의 회전펜이 구비된 것과 같은 효과를 가지게 되는데, 이는 급기구(C1)의 공기를 흡입함과 동시에 강력하게 외부로 토출할 수 있기 때문에 공기공급장치를 통한 급기능력이 훨씬 더 수월해 짐은 물론, 기포의 토출능력을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 단순히 와류판(12)만 구성한 것에 비해 훨씬 더 큰 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도6과 같이, 본 발명에서 디퓨즈(1)에 걸림부재(G)를 구성하여 임펠러(E)와 회전가능케 설치하되, 디퓨즈(1)와 임펠러(E) 간의 회전축부에 전자클러치(14)를 부가하여 임펠러(E)와 디퓨즈(1)의 동시회전여부를 선택할 수 있도록 한 것을 또 다른 특징으로 한다.

이렇게 하면, 임펠러(E)의 회전에 의한 수중혼합, 수중공기공급에 의한 수중폭기, 상기의 수중혼합과 수중폭기 동시에 행하는 것을, 나눠서 수행할 수 있는 효과가 있다.

이는, 통상 하수처리과정 중 반응단계에 따라 상기의 단계를 각자 다른 반응조(A)에서 개별적으로 수행하고 있는데, 이를 하나의 반응조(A)에서 수행할 수 있으므로 시설, 설비, 장치, 등에 대한 비용을 대폭 절감할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 설명을 위해서 제시한 도면은 예시도로 써 특징을 부각시키고자 도법에는 맞지 않을 수 있고 요지를 흐릴 수 있는 부분은 편의상 일부 삭제하였다. 이에 해당기술분야의 당업자라면 본 발명의 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 이를 기반으로 본 발명과 동일 또는 유사하게 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이나, 본 발명의 사상 내지 영역으로부터 벗어나지 못한다면 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함될 것이다.

A: 반응조 B: 케이싱
C: 급기관 C1: 급기구
D: 디퓨즈 D1: 기포토출공
E: 임펠러 F: 구동모터
1: 디퓨즈 11: 타공
12: 와류판 13: 회전날개
14: 전자클러치 G: 걸림부재

Claims (4)

1. 수처리장의 반응조(A) 내부 일측에 수장되도록 바닥으로부터 고정설치되며, 상부가 개방된 유입경로와 하방으로 경사진 유출경로를 갖는 케이싱(B); 상기 케이싱(B)의 외부를 지지하여 케이싱(B)의 하부에서 케이싱(B) 내부 중앙으로 연통되는 급기구(C1)를 갖도록 연결설치한 급기관(C); 상기 급기관(C)의 급기구(C1) 상단에 씌워져 케이싱(B)의 내 하부에 고정설치되며, 급기구(C1)의 공기를 일정량 수용할 수 있되, 급기구(C1)를 통해 연속공급되는 공기가 하방으로 배기되도록 내부 하단의 외주면이 개방된 기포토출공(D1)을 가진 원뿔형태의 디퓨즈(D); 상기 케이싱(B)의 내부 디퓨즈(D)의 상단에 회전가능케 결합설치되며, 케이싱(B)의 상부 폐수를 유입하여 폐수를 혼합하면서 하방으로 유출하되, 유출시 디퓨즈(D)에서 발생되는 기포를 확산 및 분산토록 하는 임펠러(E); 상기 임펠러(E)를 구동하고, 임펠러(E)와 일체로 되어 케이싱(B)의 상단에 고정설치되는 구동모터(F);로 구성되어 있는 산기장치에 있어서,
   상기 산기장치의 디퓨즈(D)는, 원뿔 하단부에 형성된 기포토출공(D1)이 없이, 원뿔 측면에 작은 크기의 타공(11)을 일정간격으로 배열형성한 디퓨즈(1)로 구성됨을 특징으로 하는 산기장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 디퓨즈(1)의 원뿔 측면에 단면상 내/외부로 소정간격 돌출되는 와류판(12)을 다단식으로 구성한 다음, 상기 다단식으로 되는 상/하 와류판(12) 사이에 타공(11)을 일정간격으로 배열형성함을 특징으로 하는 산기장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 디퓨즈(1)에 걸림부재(G)(2)를 구성하여 임펠러(E)와 일체로 회전가능케 한 다음, 와류판(12)의 내부 상면에 펜 형태의 회전날개(13)를 일정간격 배열구성한 것을 특징으로 하는 산기장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 디퓨즈(1)에 걸림부재(G)를 구성하여 임펠러(E)와 회전가능케 설치하되, 디퓨즈(1)와 임펠러(E) 간의 회전축부에 전자클러치(14)를 부가하여 임펠러(E)와 디퓨즈(1)의 동시회전여부를 선택할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 산기장치.

Images