KR101227698B1 - 이동용 수질정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동용 수질정화장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 내부에 흡입구가 노출된 수중펌프가 설치되고, 하부에 수중의 물을 유입하는 유입구가 설치된 물탱크와, 상기 물탱크 중앙부에 위치하고 수중펌프에 의해 유입된 물이 유입관에 통해 채워지는 압력탱크와, 중앙 상부에 내외부를 연통하여 외부 공기를 유입하는 수직의 공기주입관과, 상기 공기주입관에 방사상으로 연결되어 다수의 분기관이 수중펌프에 의해 물탱크 내부의 물을 흡입하여 배출하는 분출관에 각각 연결되어 상기 분출관 단부의 노즐을 통해 수중에 기포를 선택적으로 발생시키는 기포발생부로 구성하며, 기포발생부에는 분출관 단부의 유속증가 및 유입되는 분기관의 공기를 혼화하기 위해 내부에 공기층공간을 형성하며 노즐이 형성된 믹싱챔버가 설치되어 구성함으로써, 이동용으로 수중에 간편하게 설치 사용하되, 외부 공기 흡입에 의한 수중 기포 발생으로 용존 산소량을 극대화하여 수질정화하는데 그 특징이 있다.

이동용, 수질, 정화장치, 수중펌프, 물탱크, 노즐, 믹싱챔버

Description

이동용 수질정화장치{A portable apparatus for purifying water}

본 발명은 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장, 수조등과 같이 정체되어 있는 물을 정화하는 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 이동용으로 수중에 간편하게 설치 사용하되, 외부 공기 흡입과 수중의 물을 흡입하여 배출하는 순환과정에서 수중 기포발생을 통해 용존 산소량을 더욱 극대화하여 정화하는 이동용 수질정화장치에 관한 것이다.

산업화, 도시화 등이 발전되면서 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장, 수조 등과 같이 정체되어 있는 수질의 경우에 각종 오, 폐수의 유입이 급증됨과, 적.녹조류 번식에 의한 부영양화 등의 원인으로 수질 오염이 더욱 심각해지고 있다.

특히, 적조와 녹조현상은 용존 산소량이 부족하거나 산소과포화상태에서 미생물번식으로 인해 산소부족현상이 나타나며, 이를 위하여 수중에 산소를 유입하는 방법들이 다양하게 제시되고 있는 실정이다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 수질정화장치가 다양한 형태로 제시된 바 있 다.

이러한 수질정화장치는 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장 등의 어느 한곳의 위치에 고정 설치되어 물을 흡입, 배출하면서 정화하는 장치이다.

일례로 본 출원인이 선출원한 10-2008-65074호에서 밝힌바 대로 내부에 수중펌프와 상부로 돌출된 유입관에 의해 물을 흡입 저장하는 물탱크부와 외부 공기를 유입하는 수직의 공기주입관과, 내부에 물탱크 내부의 물을 흡입한 무게에 의해 잠수 높낮이를 조절하는 잠수조절탱크와, 다수의 분기관이 분출관에 각각 연결되어 노즐을 통해 기포를 선택적으로 발생시키는 기포발생부로 구성된 것이다.

상기한 수질정화장치는 수중펌프의 용량과 물탱크부의 압력제한에 대한 한계를 갖고 있었다.

특히, 수중펌프는 깊이가 깊은 수중의 물을 끌어올리기 위하여 용량이 커져야 하는 한계를 나타내게 되었고 일반적으로 수중펌프를 물을 유입하는 유입관에 직렬로 연결하여 사용하는 설치제한의 한계를 가지고 있어서, 수심이 얕은 곳에만 사용할 수밖에 없는 설치의 제약성이 있었고, 10미터 이상의 수심이 되는 곳에서는 상기한 종래의 수질정화장치의 수중펌프용량이 펌핑하는 물을 끌어올리지 못하는 단점이 발생하기도 하였다.

또한, 수중펌프가 용량증대에 의해 물탱크부가 커지는 경우 이동성이 떨어지고 운반등으로 인한 설치제한의 한계성을 갖고 있었다.

또한, 종래의 수질정화장치는 대형화 및 설치복잡성 등으로 인해 하수처리장의 포기조 등에 사용시에 크기의 한계성과 설치의 복잡함으로 인해 수질개선조건상 향(예: 배출수 수질조건 BOD 20ppm을 BOD 10ppm으로 상향시)시 일부설비 증설이 아닌 신규로 추가설치할 수밖에 없는 단점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 이동용으로 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장 등과 같이 정체되어 있는 오염이 심각한 수중에 간편하게 설치 사용하도록 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 외부 공기 흡입에 의한 수중 기포 발생으로 용존 산소량을 극대화함은 물론 물을 흡입하여 배출하는 순환과정에서 수중 이물질을 여과망으로 흡착 분리하여 수질 개선을 효과적으로 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은,

내부에 흡입구가 노출된 수중펌프가 설치되고, 하부에 수중의 물을 유입하는 유입구가 설치된 물탱크와

상기 물탱크 중앙부에 위치하고 수중펌프에 의해 유입된 물이 유입관에 통해 채워지는 압력탱크와, 중앙 상부에 내외부를 연통하여 외부 공기를 유입하는 수직의 공기주입관과, 상기 공기주입관에 방사상으로 연결되어 다수의 분기관이 수중펌프에 의해 물탱크 내부의 물을 흡입하여 배출하는 분출관에 각각 연결되어 상기 분출관 단부의 노즐을 통해 수중에 기포를 선택적으로 발생시키는 기포발생부로 구성함에 의해 달성된다.

본 발명은 상기 물탱크 내부에 설치되며, 흡입구가 물탱크내에서 노출된 상 태로 유입된 수중의 물을 흡입하여 유입관을 통해 압력탱크로 보내는 수중펌프가 설치함에 그 특징이 있다.

본 발명은 유입관으로 유입된 물을 저장하며 한정된 공간속의 압력과 연이어 유입되는 물의 압력을 이용하여 분출관으로 물을 분출하는 압력탱크가 설치되어 구성하는데 그 특징이 있다.

본 발명은 상기 기포발생부에는 분출관 단부의 유속증가 및 유입되는 분기관의 공기를 혼화하기 위해 내부에 전방노즐공과 미세노즐공과 후방노즐공으로 이루어진 노즐이 형성되고, 공기층을 형성하는 공기층공간이 형성된 믹싱챔버가 설치되어 구성하는데 그 특징이 있다.

본 발명은 상기 후방노즐구의 후방확산판에는 다수개의 공기주입구가 동심원상으로 천공되어 구성함과 파이프형상으로 이루어져 흡입하는 구조로 구성하는데 그 특징이 있다.

본 발명은 상기 미세노즐구와 후방노즐구를 감싸며 전단부와 후단부가 나사결합에 의해 결합되어 믹싱챔버를 형성하는데 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은, 이동용으로 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장,수조 등과 같이 정체되어 있으며 적.녹조류 번식에 의한 부영양화등으로 인해 오염이 심각한 수중에 간편하게 설치 사용함은 물론 외부 공기 흡입에 의한 수중 기포 발생으로 용존 산소량을 극대화하여 수질 개선을 이루는 효과를 제공하는 것이다.

또한, 도심의 하수처리장의 포기조등과 같이 크기가 한정된 곳이나 어류이송용차량이나 선박등에서도 설치가 간편하여 액체산소나 산소통대용으로 사용가능함으로 산소통이라는 소비자들의 위험물인식불안방지 및 경제성을 확보를 하고, 수중펌프의 용량을 최소화할 수 있기에 소형화가 간편하게 구현되어 식당등의 수조등과 같은 작은 공간에서도 간편하게 수질정화를 할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 이동용 수질정화장치는 수심 10-15미터의 해수를 펌핑하여 표면수에 확산주입하여 녹조가 좋아하는 수온 25~26℃를 온도를 저하시키는 역할을 하여 녹조 적조확산을 방지하는 효과가 있다.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 휴대하여 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장, 수조등과 같이 정체되어 있는 오염이 심각한 수중에 간편 설치하여 정화하도록 사용되는 것이다.

즉, 본 발명의 이동용 수질정화장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,

내부에 흡입구(25)가 노출된 수중펌프(21)가 설치되고, 하부에 수중의 물을 유입하는 유입구(11)가 설치된 물탱크(10)와, 물탱크(10) 중앙부에 위치하고 수중펌프(21)에 의해 유입된 물이 유입관(22)에 통해 채워지는 압력탱크(23)와, 중앙 상부에 내외부를 연통하여 외부 공기를 유입하는 수직의 공기주입관(31)과, 상기 공기주입관(31)의 연결된 분기탱크(32)에 방사상으로 연결되는 다수의 분기관(33)이 수중펌프(21)에 의해 물탱크(10) 내부의 물을 흡입하여 배출하는 분출관(24)에 각각 연결되어 상기 분출관(24) 단부의 노즐(N)을 통해 수중에 기포를 선택적으로 발생시키는 기포발생부(P)로 구성되어 이루어진다.

상기 물탱크(10)에는 물탱크(10)내부에 수중펌(21)프가 설치되며, 수중펌프(21)의 하단에 형성된 흡입구(25)가 물탱크(10)내부에서 노출된 상태로 설치되어 물탱크(10)의 유입구(11)를 통해 유입된 수중의 물을 흡입하여 수중펌프(21)의 유입관(22)을 통해 압력탱크(23)로 보내어지는 구성으로 이루어진다.

상기 물탱크(10) 하부의 유입구(11)는 수중방향으로 파이프배관형식로 노출되어 있으며, 수압에 의해 물탱크(10)내부에 물이 채워지게 된다.

상기 유입구는 작업장의 수심 및 환경에 따라 파이프배관의 길이를 조절하여 장착가능한 것이 바람직하며, 새우양식장처럼 수심이 얕은 경우 유입구를 본 발명에 따른 이동용 수질정화장치의 측면이나 수면 아래 상단부에 설치하여 수면 아래의 물을 흡입하여 정화시키도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 물탱크(10)의 중앙부에는 수중펌프(21)의 유입관(22)으로 유입된 물을 저장하며 한정된 공간속의 압력과 연이어 유입되는 물의 압력을 이용하여 분출관(24)으로 물을 분출하는 압력탱크(23)가 설치되어 구성된다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 이동용 수질정화장치의 다른 실시예의 정단면도와 부분확대도로서,

상기 기포발생부(P)에는 분출관(24) 단부의 유속증가 및 유입되는 분기 관(33)의 공기를 혼화하기 위해 내부에 공기층공간(S)을 형성하며 노즐(N)이 형성된 믹싱챔버(41)가 설치되어 구성된다.

상기 믹싱챔버(41)의 노즐(N)은 유입되는 물을 미세노즐구(43)로 보내는 전방노즐구(42)와 베르누이 법칙에 의해 빠른 유속으로 지나가는 미세노즐구(43)와 상기 미세노즐구(43)를 통과한 물과 공기를 유입하여 확산공(47)으로 확산시키는 후방확산판(46)이 형성된 후방노즐구(44)로 나뉘어지며, 공기주입관(31)을 통해 유입되는 공기층을 형성하는 일정공간이 노즐(N)을 중심으로 형성된다.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 이동용 수질정화장치의 믹싱챔버내의 노즐을 간략하게 나타낸 부분확대단면도로서,

상기 후방노즐구(44)에는 공기주입관(31)에 통해 유입된 공기를 유입된 물과 혼화시켜 확산시키는 다수개의 공기주입구(45)가 후방노즐구(44)를 중심으로 동심원상으로 천공되어 구성된다.

상기 공기주입구(45)가 파이프형상으로 구성되어 흡입설치됨이 바람직하다. 파이프형상으로 형성된 공기주입구(45)는 상기 후방확산판(46)에 천공되어 설치되며, 이때 공기주입구(45)는 베르누이 법칙에 의해 파이프 형상의 공기주입구(45)가 미세노즐구(43)의 역할을 한다.

상기 믹싱챔버(41)는 일정공간을 유지하며 수직의 공기주입관(31)에서 들어온 공기가 분기관(33)에 통해 믹싱챔버(41)내에 설치된 노즐(N)에 형성된 공기주입구(45)를 통해 공기가 주입되어 분출관(24)을 통해 본 발명의 수질정화장치에 의해 외부로 분출되는 수중의 물과 혼화되어 분출되도록 구성된다.

상기 기포발생부(P)는 미세노즐구(43)와 후방노즐구(44)를 감싸며 전단부(51)와 후단부(52)가 나사결합에 의해 결합되어 믹싱챔버(41)를 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 후방노즐구(44)만을 믹싱챔버(41)로 형성하여 기포발생부의 크기와 용량을 조절할 수 있다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명은 휴대용으로 간편하게 이동 및 설치하게 된다.

이와 같이 이동가능한 상태에서 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장, 수조등과 같이 정체되어 있는 오염이 심각한 수중에 설치하고 미 도시된 전원선을 연결한다.

이와 같은 상태에서 온 작동한다.

본 발명의 이동용 수질정화장치의 무게에 의해 본 발명 장치의 하부에 형성된 유입구(11)를 통해 수압에 의해 물이 채워지게 된다.

이때, 수압에 의해 일정부분 채워지기 시작한 물탱크(10)내부의 수중펌프(21)는 수중펌프(21)하부에 형성된 흡입구(25)를 통해 물탱크(10)내부에 채워진 수중의 물을 흡입하여 유입관(22)을 통해 압력탱크(23)로 보내어지게 된다.

상기 압력탱크(23)로 보내어진 물은 수중펌프(21)에 압력에 의해 분출관(24)단부의 노즐(N)로 분출하게 되며, 상기 압력탱크(23)의 한정된 공간에서의 부피는 수중펌프(21)의 압력에 의해 높은 압력으로 변환되어 분출하게 된다. 상기 압력탱 크(23)는 물탱크(10)내부에서 저장하는 저수통역할을 하면서 분출하게 된다.

상기 압력탱크(23)의 물은 다수개의 분기관(33)과 각각 연결된 분출관단부에 형성된 노즐(N)을 통해 한정된 공간에서 압력탱크(23)의 압력과 베르누이 법칙에 의해 분출되며, 이때 연결된 분기관(33)에 의해 유입된 공기가 물과 함께 외부로 배출되면서 수중에 기포를 발생하게 되어 수중의 용존 산소율을 높이게 되는 것이다.

이때, 분기관(33)으로 유입되는 공기가 노즐의 압력상승효과를 극대화하여 주입되는 공기량만큼 배출압력이 상승한다.

상기 압력탱크(23)는 한정된 공간에서 계속적으로 유입되는 물의 압력으로 인해 물을 분출관(24)으로 분출한다.

다른 실시예의 따른 본 발명의 수질정화장치는 분출관(24)단부에 내부에 노즐(N)이 내장된 믹싱챔버(41)를 구비함으로 수질정화장치의 물을 외부로 분출한다.

이는 상기 노즐(N)이 형성된 수질정화장치와 동일한 작동을 하며, 내부에 노즐(N)이 내장된 믹싱챔버(41)의 공기층공간(S)을 이용하여 분출되는 물의 유속에 의해 유입된 공기가 혼화되어 분출된다.

상기 믹싱챔버(41)내의 노즐(N)은 상기 공기주입관(31)을 통해 유입된 공기가 후방노즐구(44)의 후방확산판(46)에 천공형성된 공기주입구(45)를 통해 혼화유입되며 분출된다.

이때 상술한바 대로 천공된 공기주입구(45)가 파이프형상으로 형성되면 베르 누이 법칙에 따라 후방노즐구(44)의 확산공(47)으로 유입되며 확산된다.

상기와 같이 수중펌프(21)가 물탱크(10)안의 물을 흡입하면서 유입관(22)을 통해 압력탱크(23)로 송출하고 송출된 물을 압력탱크(23)에서 흡입저장하면서 계속적으로 유입되는 물의 압력에 의해 분출관(24)을 통해 분출하면서 외부공기와 함께 배출하여 수중에 기포를 발생하는 과정을 반복하게 된다.

따라서, 본 발명의 장치는 녹조 및 적조현상이 심각한 수중에 간편하게 설치되어 수중의 물을 흡입 배출하면서 기포 발생으로 용존산소율을 극대화함으로써 정화 기능을 행하는 것이다.

이때, 수심 10~15미터 이상의 수중에 있는 물의 온도가 15℃ 정도이므로 펌핑하여 퍼올린 물을 표면수에 주입확산시킴으로 인해 녹조 적조가 발생하는 온도인25~26℃의 물을 온도저하를 시켜 표면수의 녹조와 적조현상의 확산을 방지하는 것이다.

그리고 상기 수중 설치 상태에서 물탱크(10)상단에 설치된 수직의 공기주입관(31)은 상단에 주입구를 수면쪽으로 향하게 하는 "∩"자형으로 제작하여 빗물 및 오염물이 공기주입관으로 유입됨을 방지하게 되며, 도면에서 도시하지 않았지만 수면상에 부유를 위해 부유탱크등을 공기주입관(31)의 단부에 설치하고 주름구조로 형성하여 수심이 깊은 곳에서도 수질정화를 할 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 본 발명의 장치가 수중에서 높낮이를 일정하게 유지하면서 외부공기만을 유통가능하게 되는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보여주는 정 단면도.

도 2는 본 발명의 요부 평면도.

도 3은 본 발명의 작동 상태도.

도 4는 본 발명의 A부분에 대한 부분확대단면도

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 정 단면도

도 6은 본 발명의 기포발생부인 P에 대한 부분확대단면도

도 7은 본 발명의 믹싱챔버의 내부를 나타내는 부분확대단면도

도 8은 본 발명의 믹싱챔버의 크기 및 용량을 줄인 형태의 부분확대단면도

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 물탱크 11 : 유입구

21 : 수중펌프 22 : 유입관

23 : 압력탱크 24 : 분출관

25 : 흡입구 31 : 공기주입관

32 : 분기탱크 33 : 분기관

41 : 믹싱챔버 42 : 전방노즐구

43 : 미세노즐구 44 : 후방노즐구

45 : 공기주입구 46 : 후방확산판

47 : 확산공 P : 기포발생부

N : 노즐 S : 공기층공간

Claims (7)

1. 저수지, 호수, 생태 연못, 가두리 양식장, 수조등과 같이 정체되어 있는 물을 정화하는 수질정화장치에 있어서,

   내부에 흡입구(25)가 노출된 수중펌프(21)가 설치되고, 하부에 수중의 물을 유입하는 유입구(11)가 설치된 물탱크(10)와

   상기 물탱크(10) 중앙부에 위치하고 수중펌프(21)에 의해 유입된 물이 유입관(22)에 통해 채워지는 압력탱크(23)와, 중앙 상부에 내외부를 연통하여 외부 공기를 유입하는 수직의 공기주입관(31)과, 상기 공기주입관(31)의 연결된 분기탱크(32)에 방사상으로 연결되는 다수의 분기관(33)이 수중펌프(21)에 의해 물탱크(10) 내부의 물을 흡입하여 배출하는 분출관(24)에 각각 연결되어 상기 분출관(24) 단부의 노즐(N)을 통해 수중에 기포를 선택적으로 발생시키는 기포발생부(P)로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 이동용 수질정화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 물탱크(10)의 내부에 설치되며, 흡입구(25)가 물탱크(10)내에서 노출된 상태로 유입된 수중의 물을 흡입하여 유입관(22)을 통해 압력탱크(23)로 보내는 수중펌프(21)가 설치되는 것을 특징으로 하는 이동용 수질정화장치.
3. 제 1항에 있어서,

   유입관(22)으로 유입된 물을 저장하며 한정된 공간속의 압력과 연이어 유입되는 물의 압력을 이용하여 분출관(24)으로 물을 분출하는 압력탱크(23)가 설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이동용 수질정화장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 기포발생부(P)에는 분출관(24) 단부의 유속증가 및 유입되는 분기관의 공기를 혼화하기 위해 내부에 전방노즐구(42)와 미세노즐구(43)와 다수개의 공기주입구(45)가 동심원상으로 천공된 후방확산판(46)이 구비된 후방노즐구(44)으로 이루어진 노즐(N)이 형성되고, 공기층을 형성하는 공기층공간(S)이 형성된 믹싱챔버(41)가 설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 이동용 수질정화장치.
5. 삭제
6. 상기 제 4항에 있어서

   상기 후방노즐구(44)의 후방확산판(46)에는 다수개의 공기주입구(45)가 파이프형상으로 이루어져 흡입되는 것을 특징으로 하는 이동용 수질정화장치.
7. 삭제

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