KR101290552B1 - 해수용 용존공기 혼합수 생성기 및 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가압펌프로부터 공급되는 가압수에 공기 압축기로부터 공급되는 압축공기를 혼합시켜 상기 가압수에 공기를 용해시킨 용존공기 혼합수를 생성하기 위한 용존공기 혼합수 생성기에 있어서 : 수직방향으로 세워지게 마련되며 내부에 밀폐된 공간이 형성되는 케이싱 ; 중앙에 제1관통구가 형성되며 상기 케이싱의 내부 에 수평방향으로 마련되어 그 상부에 1차 혼합실을 형성하는 제1격판 ; 원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제1전환유로를 형성하는 제1유동전환용 관; 원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관의 내부에 위치되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제3전환유로를 형성하는 제3유동전환용 관; 원통형의 관 형태로서 상기 케이싱의 상판의 하면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관과 상기 제3유동전환용 관의 사이에 위치되며 그 하단부가 상기 제1격판과 이격되어 제2전환유로를 형성하는 제2유동전환용 관 ; 상기 공기 압축기로부터 압축공기를 공급받아 상기 케이싱의 내측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이에 미세기포를 공급하도록 마련되는 미세기포 공급기 ; 상기 케이싱의 측벽에 마련되어 가압수가 상기 케이싱의 측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이로 유입되도록 마련되는 가압수 유입관 ; 상기 가압수 유입관의 상기 케이싱 내부 끝단에 마련되되 와류 형성을 위하여 노즐공이 상기 케이싱의 원주 방향을 따라 형성되는 와류 형성용 노즐 ; 상기 제1격판의 하부에 위치되되 수직방향으로 배치되는 복수의 수직 다공판과 수평방향으로 배치되는 수평 다공판이 마련되는 2차 혼합실 ; 상기 2차 혼합실을 거친 후 상기 2차 혼합실의 하부에 위치되는 용존공기 혼합수를 외부로 배출하기 위하여 마련되는 용존공기 혼합수 유출관 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

해수용 용존공기 혼합수 생성기 및 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비{GENERATOR FOR AIR DOSSOLVED SEA WATER AND FACILITY FOR GENERATING AIR DISSOLVED SEA WATER}

본 발명은 해수와 압축공기를 혼합시켜 해수에 공기가 용해된 용존공기 혼합수를 생성할 수 있는 해수용 용존공기 혼합수 생성기 및 이를 이용한 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비에 관한 것이다.

일반적으로 가압부상조는, 원수에 약품(알럼 등)을 넣어 일정하게 교반하면 물속에 잔류된 이물질이 결합한 플록이 형성되고, 플록이 형성된 원수를 가압부상조에 유입시켜 가압부상조내에서 용존공기 혼합수에서 발생된 기포와 결합시키면 상층부로 플록이 부상되고 하층부의 물은 상등수가 되는 수처리장치를 말한다.

이와 같은 가압부상조는 평면상 구조가 원형을 이루는 원형 가압부상조와, 평면상 구조가 사각형을 이루는 사각형 가압부상조로 대별될 수 있다.

이와 같은 가압부상조에서 플록을 효율적으로 제거하기 위하여는 플록과 용존공기 혼합수의 접촉 면적을 보다 많이 확보하고, 아울러 용존공기 혼합수의 기포는 보다 미세하며, 또한 기포의 분포 밀도는 보다 클수록 유리하다.

아울러 이와 같은 용존공기 혼합수를 생성하기 위하여는 가압수와 압축공기를 혼합시키는 용존공기 혼합수 생성기가 필요하며, 용존공기 혼합수 생성기의 성능 및 효율은 보다 압축공기가 가압수에 많이 용해되고, 또한 보다 빨리 용해될 수록 유리하다.

이와 관련된 종래의 기술로서 본 출원인에 의하여 선등록된 국내 등록실용신안 제20-0396223호 "가압부상조" 및 국내 등록실용신안 제20-0171311호 "기포 발생기를 이용한 회전와류식 수처리장치" 등이 알려져 있으며, 아울러 사각형 가압부상조로서 본 출원인은 국내 등록실용신안 제20-0331708호 "가압부상조의 왕복동 부유물 제거 장치"가 제안된 바 있으며, 아울러 본 출원인은 국내 등록특허 제10-0927673호 "용존공기 분사식 가압부상조"를 제안한 바 있다. 상기의 종래 기술들은 모두 본 명세서에 일체화된 것으로 본다.

상기와 같은 종래 기술의 가압부상조의 용존공기 혼합수 생성기는 기본적으로 가압튜브 내부에서 가압수가 수평방향으로의 가상의 축을 중심으로 회전하면서 압촉공기와 혼합되고 있다.

한편 상기와 같은 종래 기술은 기본적으로 민물을 정화하는 것을 목적으로 하고 있으며, 상기와 같은 종래 기술은 민물에서 충분히 미세한 크기의 기포를 발생시켜 플록을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다.

한편 해수를 이용하는 기술의 중요성이 점차로 높아지고 있다. 특히 해수를 담수화하기 위한 기술의 경우 먼저 해수에서 이물질을 전처리할 필요성이 있으며, 이를 위한 목적으로 가압부상조가 이용될 수 있다.

그러나 민물의 경우 공기가 물에 용해하려는 경향이 비교적 강하기 때문에 민물에 공기를 용해시켜 미세한 기포에 의하여 플록을 부상시키는 것이 별 문제가 되지 않지만, 해수의 경우 공기가 물에 용해하려는 경향이 비교적 약하기 때문에 종래의 기술에 의하여 해수에 공기를 용해시킬 경우 기포가 조대화된다는 문제가 있다.

국내 등록실용신안 제20-0396223호 "가압부상조" 국내 등록실용신안 제20-0171311호 "기포 발생기를 이용한 회전와류식 수처리장치" 국내 등록실용신안 제20-0331708호 "가압부상조의 왕복동 부유물 제거 장치" 국내 등록특허 제10-0927673호 "용존공기 분사식 가압부상조"

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기가 용해하려는 경향이 비교적 약한 해수에 압축공기를 공급하여 비교적 미세한 기포를 가진 용존공기 혼합수를 생성하고 이에 의하여 해수의 이물질을 플록 상태로 부상시켜 제거하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 가압펌프로부터 공급되는 가압수에 공기 압축기로부터 공급되는 압축공기를 혼합시켜 상기 가압수에 공기를 용해시킨 용존공기 혼합수를 생성하기 위한 용존공기 혼합수 생성기에 있어서 : 수직방향으로 세워지게 마련되며 내부에 밀폐된 공간이 형성되는 케이싱 ; 중앙에 제1관통구가 형성되며 상기 케이싱의 내부 에 수평방향으로 마련되어 그 상부에 1차 혼합실을 형성하는 제1격판 ; 원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제1전환유로를 형성하는 제1유동전환용 관; 원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관의 내부에 위치되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제3전환유로를 형성하는 제3유동전환용 관; 원통형의 관 형태로서 상기 케이싱의 상판의 하면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관과 상기 제3유동전환용 관의 사이에 위치되며 그 하단부가 상기 제1격판과 이격되어 제2전환유로를 형성하는 제2유동전환용 관 ; 상기 공기 압축기로부터 압축공기를 공급받아 상기 케이싱의 내측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이에 미세기포를 공급하도록 마련되는 미세기포 공급기 ; 상기 케이싱의 측벽에 마련되어 가압수가 상기 케이싱의 측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이로 유입되도록 마련되는 가압수 유입관 ; 상기 가압수 유입관의 상기 케이싱 내부 끝단에 마련되되 와류 형성을 위하여 노즐공이 상기 케이싱의 원주 방향을 따라 형성되는 와류 형성용 노즐 ; 상기 제1격판의 하부에 위치되되 수직방향으로 배치되는 복수의 수직 다공판과 수평방향으로 배치되는 수평 다공판이 마련되는 2차 혼합실 ; 상기 2차 혼합실을 거친 후 상기 2차 혼합실의 하부에 위치되는 용존공기 혼합수를 외부로 배출하기 위하여 마련되는 용존공기 혼합수 유출관 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 복수의 수직 다공판은 서로 그 중앙부가 교차하도록 배치되며, 상기 수평 다공판은 상기 복수의 수직 다공판의 하면에 결합되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 사상으로, 상기의 해수용 용존공기 혼합수 생성기 ; 부상조 내부에 수평방향으로 배치되며 상부에 복수의 배출구가 서로 이격되어 형성되는 용존공기 혼합수 분배관 ; 상기 해수용 용존공기 혼합수 생성기로부터 배출되는 용존공기 혼합수를 상기 용존공기 혼합수 분배관으로 이송하기 위한 연결 배관 ; 상기 배출구마다 마련되는 결합 부재 ; 상기 결합 부재에 결합되는 노즐 베이스 ; 상기 노즐 베이스에 결합되어 상기 노즐 베이스와 함께 마찰판 수용부를 형성하며 상기 마찰판 수용부의 상부에 분출 유로가 형성되며 상기 분출 유로는 내주면으로부터 돌출되는 복수의 링형 마찰돌기가 형성되는 상부 캡 ; 상기 마찰판 수용부의 하부에 마련되는 고무 링 ; 상기 마찰판 수용부에서 상기 고무 링의 상부에 마련되되 중앙에 오리피스가 형성된 오리피스 판 ; 상기 마찰판 수용부에서 상기 오리피스 판의 상부에 마련되는 스페이서용 링 ; 상기 마찰판 수용부에서 상기 스페이서용 링의 상부에 마련되되 중앙의 원형판과 상기 원형판에서 방사상 방향으로 돌출되는 복수의 지지다리판으로 이루어지는 크로스 플레이트 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비를 제공하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 용존공기 혼합수 생성기에서 해수와 압축공기가 1차 혼합실에서 먼저 혼합된 후 다시 2차 혼합실을 거치면서 공기가 더욱 미세화될 수 있는 기술을 제공하게 된다.

특히 본 발명에서 1차 혼합실은 와류를 이루는 해수가 제1유동전환용 관의 외주면을 따라 상방향으로 유동하고, 아울러 제1전환유로에서 상방향 유동이 하방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 충격을 받도록 하고, 이후 와류를 이루면서 제2유동전환용 관의 외주면을 따라 하방향으로 유동하고, 제2전환유로에서 하방향 유동이 상방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 다시 충격을 받게 되며, 이후 와류를 이루면서 제3유동전환용 관의 외주면을 따라 상방향으로 유동하고, 제3전환유로에서 상방향 유동이 하방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 다시 충격을 받도록 하여 해수에 대한 공기의 용해도를 증가시켜 미세 기포를 생성할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비의 개념도,
도 2는 도 1의 해수용 용존공기 혼합수 생성기의 단면도,
도 3은 도 2의 A-A 기준 단면도,
도 4는 수직 다공판과 수평 다공판이 결합된 상태의 사시도,
도 5는 노즐 베이스와 상부 캡 관련 구성의 분해 사시도,
도 6은 노즐 베이스와 상부 캡 등이 용존공기 혼합수 분배관에 결합된 상태의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비의 개념도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에서 배관이란 단순히 파이프 등의 배관통로만을 의미하는 것은 아니며, 유체의 흐름을 유발하는 펌프나 유체의 흐름을 개폐하거나 유체의 유량을 조절하기 위한 밸브 등을 포함하는 개념으로 이해되어야 하며, 각종 배관이 펌프나 밸브 등을 포함하는지 여부는 해당 배관의 기능을 통하여 쉽게 이해될 수 있으며 적절히 응용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비의 개념도이며, 도 2는 도 1의 해수용 용존공기 혼합수 생성기의 단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 기준 단면도이며, 도 4는 수직 다공판과 수평 다공판이 결합된 상태의 사시도이며, 도 5는 노즐 베이스와 상부 캡 관련 구성의 분해 사시도이며, 도 6은 노즐 베이스와 상부 캡 등이 용존공기 혼합수 분배관에 결합된 상태의 단면도이다.

용존공기 혼합수 생성기(100)에서 용존공기가 포함되어 있는 용존공기 혼합수를 부상조(10)로 보내며, 부상조(10)로 배출된 용존공기 혼합수는 용존공기를 이용하여 기포를 발생시키게 되고, 여기서 발생한 기포는 부상조(10)로 유입된 원수에 형성되어 있는 플록에 들러붙어 플록을 수면위로 부상시키게 된다.

상기와 같이 용존공기 혼합수에 의하여 부상조로 유입된 플록을 부상시키는 것을 일반적인 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에서 부상조(10)에서 처리된 처리수의 일부는 가압펌프(미도시)에 의하여 가압펌핑되어 용존공기 혼합수 생성기(100)로 보내게 된다.

상기 및 이하에서 가압펌프(미도시)에 의하여 용존공기 혼합수 생성기(100)로 보내지는 물을 가압수라 칭한다.

이를 위하여 용존공기 혼합수 생성기(100)에는 가압수가 유입될 수 있도록 가압수 유입관(110)이 마련된다.

아울러 용존공기 혼합수 생성기(100)는 가압수에 공기압축기(미도시)로부터 공급되는 압축 공기를 혼합시켜 용존공기 혼합수를 생성한다.

이와 같이 생성된 용존공기 혼합수는 용존공기 혼합수 유출관(120)에 의하여 용존공기 혼합수 생성기(100)의 외부로 배출된다.

이와 같은 용존공기 혼합수 생성기(100)의 구체적인 구조를 설명한다.

용존공기 혼합수 생성기(100)는 기본적으로 케이싱(101)의 내부로 가압수와 압축공기를 공급받아 이들을 혼합하게 된다.

케이싱(101)은 수직방향으로 길게 세워지게 마련되며, 내부에 밀폐된 공간이 형성된다.

케이싱(101)의 내부에 제1격판(130)이 수평방향으로 마련된다.

제1격판(130)은 중앙에 제1관통구(131)가 형성되어 있다.

이와 같은 제1격판(130)에 의하여 제1격판(130)의 상부는 1차 혼합실을 이루게 된다. 아울러 제1격판(130)의 하부는 2차 혼합실을 이루게 된다.

상기와 같은 제1격판(130)의 상면에 제1유동전환용 관(140) 및 제3유동전환용 관(150)이 마련된다.

제1유동전환용 관(140) 및 제3유동전환용 관(150)은 각각 원통형의 관 형태로서 제1격판(130)의 상면에 수직하게 마련되며, 아울러 각각의 상단부는 케이싱(101)의 상판(101a)과 이격된다.

따라서 제1유동전환용 관(140)과 케이싱(101)의 상판(101a) 사이에는 제1전환유로(141)가 형성된다.

또한 제3유동전환용 관(150)과 케이싱(101)의 상판(101a) 사이에는 제3전환유로(151)가 형성된다.

아울러 제3유동전환용 관(150)은 제1유동전환용 관(140)의 내부에 위치된다.

한편 케이싱(101)의 상판(101a)의 하면에 제2유동전환용 관(160)이 마련된다.

제2유동전환용 관(160)은 원통형의 관 형태로서 제1유동전환용 관(140)과 제3유동전환용 관(150) 사이에 위치된다.

또한 제2유동전환용 관(160)의 하단부는 제1격판(130)과 이격되어 그 사이에 제2전환유로(161)를 형성한다.

한편 공기 압축기(미도시)로부터 압축공기를 공급받아 케이싱(101)의 내측벽과 제1유동전환용 관(140) 사이에 미세기포를 공급하는 미세기포 공급기(170)가 마련되어 있다.

미세기포 공급기(170)는 무수한 구멍이 형성된 다공판(171)을 통하여 제1유동전환용 관(140)의 외주면을 지나는 가압수에 용존공기를 배출한다.

아울러 미세기포 공급기(170)의 다공판(171) 외면은 가압수가 흐를 수 있는 안내 통로를 형성하게 되어 있다.

미세기포 공급기(170)는 외부로 연결될 수 있도록 압축공기 공급관(172)이 케이싱(101) 외측으로 노출되어, 공기압축기(미도시)로부터 압축공기를 공급받을 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에서 미세기포 공급기(170)는 케이싱(101)의 내주면을 따라 두 개가 마련되어, 가압수의 안내 통로 역할을 하며, 아울러 압축공기 공급관(172)을 통하여 공급된 압축공기가 다공판(171)을 통하여 가압수에 기포 형태의 압축 공기를 공급하게 된다.

한편 앞서 설명한 바와 같이 케이싱(101)의 측벽에 가압수 유입관(110)이 마련되며, 가압수 유입관(110)은 가압수가 케이싱(101)의 측벽과 제1유동전환용 관(140) 사이로 유입되도록 마련된다.

가압수 유입관(110)의 케이싱(101) 내부 끝단에 와류 형성용 노즐(111)이 마련된다.

와류 형성용 노즐(111)은 케이싱(101) 내부로 유입된 가압수가 제1유동전환용 관(140)의 외주면을 따라 나선 유동을 할 수 있도록, 즉 와류가 형성되도록 그 노즐공(111a)이 케이싱(101)의 원주 방향을 따라 형성되어 있다.

한편 제1격판(101)의 하부에 형성되는 2차 혼합실은 수직방향으로 배치되는 복수의 수직 다공판(181)과 수평방향으로 배치되는 수평 다공판(182)에 의하여 구성된다.

본 실시예에서 수직 다공판(181)은 2개의 수직 다공판(181)이 십자 형태로 교차되어 있는 형태이다. 즉 서로 그 중앙부가 교차하도록 배치되어 있다.

또한 수평 다공판(182)은 수직 다공판(181)의 하면에 결합되어 있다.

수평 다공판(182)에는 용존공기 혼합수 유출관(120)을 위한 보조 관통구(182a)가 형성되어 있다.

따라서 1차 혼합실에서 혼합된 후 제1격판(130)의 제1관통구(131)를 지나는 혼합수는 여전히 와류 방향으로 유동하려는 경향을 가지므로 대부분의 혼합수가 먼저 수직 다공판(181)의 작은 구멍과 부딪히면서 공기가 더욱 미세하게 분해되며, 최종적으로 수평 다공판(182)의 작은 구멍을 지나면서 더욱 미세하게 분해된다.

상기와 같이 2차 혼합실을 거친 후 2차 혼합실의 하부에 위치되는 용존공기 혼합수를 외부로 배출하기 위하여 용존공기 혼합수 유출관(120)이 마련된다.

상기와 같이 용존공기 혼합수는 용존공기 혼합수 유출관(120)을 통하여 본 용존공기 혼합수 생성기(100)로부터 배출되며, 이후 연결 배관(210)을 통하여 용존공기 혼합수 분배관(220)으로 유입된다.

용존공기 혼합수 분배관(220)은 부상조(10) 내부에 수평방향으로 배치되며 상부에 복수의 배출구(221)가 서로 이격되어 형성된다.

연결 배관(210)은 용존공기 혼합수 생성기(100)로부터 배출되는 용존공기 혼합수를 용존공기 혼합수 분배관(220)으로 이송하기 위하여 마련된다.

용존공기 혼합수 분배관(220)의 각 배출구(221)에는 결합 부재(230)가 마련되어 있다. 결합 부재(230)는 내부에 중공이 형성되며 외주면에 나사산이 형성되어 있으며, 용존공기 혼합수 분배관(220)의 각 배출구(221)에 용접 결합된다.

결합 부재(230)에 노즐 베이스(240)가 결합된다. 이를 위하여 노즐 베이스(240)의 하부는 암나사 형태를 가진다.

상기의 노즐 베이스(240)에 상부 캡(250)이 결합된다.

이를 위하여 노즐 베이스(240)의 상부 외주면에서는 나사산이 형성되어 있으며, 상부 캡(250)의 하부는 암나사 형태를 가진다.

한편 상부 캡(250)과 노즐 베이스(240)의 결합에 의하여 그 내부에 마찰판 수용부가 형성되며, 마찰판 수용부의 상부에 분출 유로(251)가 형성된다.

분출 유로(251)에는 내주면으로부터 돌출되는 복수의 링형 마찰돌기(252)가 상부 캡(250)의 상하 방향으로 복수개 형성된다.

상부 캡(250)과 노즐 베이스(240)의 결합에 의하여 형성되는 마찰판 수용부에는, 하부에서부터 상부로 고무 링(260), 오리피스 판(270), 스페이서용 링(280), 크로스 플레이트(290)가 순차적으로 마련된다.

오리피스 판(270)은 그 중앙에 작은 구멍 형태로 오리피스(271)가 형성되어 있다.

크로스 플레이트(290)는 중앙의 원형판(291)과, 원형판(291)에서 방사상 방향으로 돌출되는 복수의 지지다리판(292)으로 이루어진다. 따라서 혼합수는 지지다리판(292)들 사이로 유동하게 된다.

상기와 같은 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저 부상조(10)에서 처리된 처리수의 일부, 즉 해수가 가압펌프에 의하여 가압수 상태로 용존공기 혼합수 생성기(100) 내부로 유입되며, 이때 와류 형성용 노즐(111)에 의하여 가압수는 제1유동전환용 관(140)의 외주면을 따라 와류를 형성하면서 상방향으로 이동하게 된다.

아울러 케이싱(101)의 내측벽과 제1유동전환용 관(140) 사이에서 미세기포 공급기(170)의 다공판(171)을 통하여 압축공기가 작은 기포 형태로 공급된다.

이와 같이 와류를 형성하는 가압수에 압축공기가 작은 기포 형태로 공급되면서 1차적으로 공기가 해수에 용해된다.

이후 와류를 이루는 해수가 제1유동전환용 관(140)의 외주면을 따라 상방향으로 유동한 후 제1전환유로(141)에서 상방향 유동이 하방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 충격을 받게 되면서 공기의 용해가 촉진되며, 이후 해수가 와류를 이루면서 제2유동전환용 관(160)의 외주면을 따라 하방향으로 유동한 후 제2전환유로(161)에서 하방향 유동이 상방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 다시 충격을 받게 되어 공기의 용해가 촉진되며, 이후 와류를 이루면서 제3유동전환용 관(150)의 외주면을 따라 상방향으로 유동한 후 제3전환유로(151)에서 상방향 유동이 하방향 유동으로 급격히 전환하면서 해수 및 공기가 다시 충격을 받도록 하여 해수에 대한 공기의 용해가 촉진되어 전체적으로 해수에 대한 공기의 용해를 촉진할 수 있다.

이와 같은 상태로 공기가 용해된 해수, 즉 혼합수는 제1격판(130)의 제1관통구(131)를 지나는 상태에서도 여전히 회전 유동하려는 성질을 가지고 있으며, 이와 같은 상태에서 낙하하면서 수직 다공판(181) 및 수평 다공판(182)의 미세한 구멍들과 부딪혀 해수에 대한 공기의 용해를 더욱 촉진하게 된다.

이와 같이 공기가 미세하게 용해된 해수, 즉 혼합수는 용존공기 혼합수 유출관(120)을 통하여 용존공기 혼합수 생성기(100)에서 배출되며, 이후 연결 배관(210) 및 용존공기 혼합수 분배관(220)을 거쳐 상부 캡(250)을 통하여 배출된다.

이때 혼합수는 오리피스 판(270)의 오리피스(271)를 지난 후 크로스 플레이트(290)의 원형판(291)과 부딪힌 후 지지다리판(292) 사이의 공간을 지나 상부 캡(250)의 분출 유로(251)를 통하여 외부로 분출된다.

이때 혼합수는 오리피스(271), 원형판(291), 링형 마찰돌기(251a)dml 구조에 의하여 미세한 기포를 발생시키면서 부상조(10) 내부로 분출되며, 이에 의하여 플록이 부상되게 된다.

이하에서는 본 발명에 의한 다른 실시예를 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비의 개념도이다.

원수가 혼화조(301), 응집조(302)를 거쳐 가압부상조(303)에 유입된다.

혼화조(301)와 응집조(302)에서는 원수의 플락이 응집되기 위한 약품이 투입된다.

가압부상조(303)의 상부에는 부상하는 슬러지를 제거하기 위한 부상슬러지 제거장치(304)가 마련되며, 아울러 가압부상조(303)의 하부에는 정화된 원수를 모으기 위한 유출 집수관(305)이 마련된다.

유출 집수관(305)에 모인 처리수의 일부는 순환수 가압펌프(306)에 의하여 용존공기 혼합수 생성기(100)로 이송되며, 아울러 공기 압축기(307)가 용존공기 혼합수 생성기(100)에 압축공기를 공급하여, 용존공기 혼합수 생성기(100)에서 순환수와 압축공기가 혼합 및 용해된다.

이후 용존공기 혼합수 생성기(100)에서 생성된 용존공기 혼합수는 미세기포발생장치(308)를 통하여 가압부상조(303)에 분사되면서 다량의 미세기포를 발생시켜, 플록을 부상시키게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 부상조
100 : 용존공기 혼합수 생성기
101 : 케이싱 101a : 상판
110 : 가압수 유입관 111 : 와류 형성용 노즐
111a : 노즐공
120 : 용존공기 혼합수 유출관
130 : 제1격판 131 : 제1관통구
140 : 제1유동전환용 관 141 : 제1전환유로
150 : 제3유동전환용 관 151 : 제3전환유로
160 : 제2유동전환용 관 161 : 제2전환유로
170 : 미세기포 공급기 171 : 다공판
172 : 압축공기 공급관
181 : 수직 다공판 182 : 수평 다공판
182a : 보조 관통구
210 : 연결 배관
220 : 용존공기 혼합수 분배관 221 : 배출구
230 : 결합 부재
240 : 노즐 베이스
250 : 상부 캡 251 : 분출 유로
251a : 링형 마찰돌기
260 : 고무 링
270 : 오리피스 판 271 : 오리피스
280 : 스페이스용 링
290 : 크로스 플레이트 291 : 원형판
292 : 지지다리판

Claims (3)

1. 가압펌프로부터 공급되는 가압수에 공기 압축기로부터 공급되는 압축공기를 혼합시켜 상기 가압수에 공기를 용해시킨 용존공기 혼합수를 생성하기 위한 용존공기 혼합수 생성기에 있어서 :
   수직방향으로 세워지게 마련되며 내부에 밀폐된 공간이 형성되는 케이싱 ;
   중앙에 제1관통구가 형성되며 상기 케이싱의 내부 에 수평방향으로 마련되어 그 상부에 1차 혼합실을 형성하는 제1격판 ;
   원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제1전환유로를 형성하는 제1유동전환용 관;
   원통형의 관 형태로서 상기 제1격판의 상면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관의 내부에 위치되며 그 상단부가 상기 케이싱의 상판과 이격되어 제3전환유로를 형성하는 제3유동전환용 관;
   원통형의 관 형태로서 상기 케이싱의 상판의 하면에 수직하게 마련되며 상기 제1유동전환용 관과 상기 제3유동전환용 관의 사이에 위치되며 그 하단부가 상기 제1격판과 이격되어 제2전환유로를 형성하는 제2유동전환용 관 ;
   상기 공기 압축기로부터 압축공기를 공급받아 상기 케이싱의 내측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이에 미세기포를 공급하도록 마련되는 미세기포 공급기 ;
   상기 케이싱의 측벽에 마련되어 가압수가 상기 케이싱의 측벽과 상기 제1유동전환용 관 사이로 유입되도록 마련되는 가압수 유입관 ;
   상기 가압수 유입관의 상기 케이싱 내부 끝단에 마련되되 와류 형성을 위하여 노즐공이 상기 케이싱의 원주 방향을 따라 형성되는 와류 형성용 노즐 ;
   상기 제1격판의 하부에 위치되되 수직방향으로 배치되는 복수의 수직 다공판과 수평방향으로 배치되는 수평 다공판이 마련되는 2차 혼합실 ;
   상기 2차 혼합실을 거친 후 상기 2차 혼합실의 하부에 위치되는 용존공기 혼합수를 외부로 배출하기 위하여 마련되는 용존공기 혼합수 유출관 ;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수용 용존공기 혼합수 생성기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 수직 다공판은 서로 그 중앙부가 교차하도록 배치되며, 상기 수평 다공판은 상기 복수의 수직 다공판의 하면에 결합되는 것을 특징으로 하는 해수용 용존공기 혼합수 생성기.
   
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항의 해수용 용존공기 혼합수 생성기 ;
   부상조 내부에 수평방향으로 배치되며 상부에 복수의 배출구가 서로 이격되어 형성되는 용존공기 혼합수 분배관 ;
   상기 해수용 용존공기 혼합수 생성기로부터 배출되는 용존공기 혼합수를 상기 용존공기 혼합수 분배관으로 이송하기 위한 연결 배관 ;
   상기 배출구마다 마련되는 결합 부재 ;
   상기 결합 부재에 결합되는 노즐 베이스 ;
   상기 노즐 베이스에 결합되어 상기 노즐 베이스와 함께 마찰판 수용부를 형성하며 상기 마찰판 수용부의 상부에 분출 유로가 형성되며 상기 분출 유로는 내주면으로부터 돌출되는 복수의 링형 마찰돌기가 형성되는 상부 캡 ;
   상기 마찰판 수용부의 하부에 마련되는 고무 링 ;
   상기 마찰판 수용부에서 상기 고무 링의 상부에 마련되되 중앙에 오리피스가 형성된 오리피스 판 ;
   상기 마찰판 수용부에서 상기 오리피스 판의 상부에 마련되는 스페이서용 링 ;
   상기 마찰판 수용부에서 상기 스페이서용 링의 상부에 마련되되 중앙의 원형판과 상기 원형판에서 방사상 방향으로 돌출되는 복수의 지지다리판으로 이루어지는 크로스 플레이트 ;
   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수용 용존공기 혼합수 공급 설비.
   

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