KR101376710B1 - 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치 - Google Patents

다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 산소 용해율을 증대시키고 전체 출력값에 따라 펌프의 부하량을 조절할 수 있는 산소공급장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산소 흡입량이 벤츄리 관형 인젝터에 의해 다단 가변식으로 제공됨으로써, 펌프의 출력에 따른 부하량을 조절할 수 있도록 하되, 이송관의 라인 중에는 라인믹서와 스핀파이프 및 용해조가 형성되어 순환되는 물의 산소 용해율을 현저하게 상승시킬 수 있도록 함은 물론 수조로 물이 최종 공급되기 전에는 용해가 덜된 산소 기포방울(또는 1차 용해수)을 인젝터의 산소 흡입공으로 다시 리사이클링시켜 재 순환시킬 수 있도록 함으로써, 종전 대비 장치 안전성과 가동 정밀성이 향상되는 것을 특징으로 한다.

Description

다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치{Injecter for oxygen supply apparatus of suppling an oxygen withfish farm or water tank}
본 발명은 산소 용해율을 증대시키고 전체 출력값에 따라 펌프의 부하량을 조절할 수 있는 산소공급장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산소 흡입량이 벤츄리 관형 인젝터에 의해 다단 가변식으로 제공됨으로써, 펌프의 출력에 따른 부하량을 조절할 수 있도록 하되, 이송관의 라인 중에는 라인믹서와 스핀파이프 및 용해조가 형성되어 순환되는 물의 산소 용해율을 현저하게 상승시킬 수 있도록 함은 물론 수조로 물이 최종 공급되기 전에는 용해가 덜된 산소 기포방울(또는 1차 용해수)을 인젝터의 산소 흡입공으로 다시 리사이클링시켜 재 순환시킬 수 있도록 함으로써, 종전 대비 장치 안전성과 가동 정밀성이 향상되는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 양어장의 양식용 수조, 활어 운반차의 운반용 수조, 횟집 또는 수족관의 보관 또는 전시용 수조에서는 그 안의 물이 흐르지 않고 고여 있으므로 어류에게 필요한 산소가 충분히 공급되지 않는다. 따라서, 이러한 수조에는 산소공급장치가 설치되어 사용된다.
종래의 산소공급장치는 산소통 또는 산소발생기 등의 산소공급수단에 에어분산기를 파이프를 통해 연결한 후 에어분산기를 수조 내의 바닥면에 설치함으로써 에어분산기를 통해 산소 기포가 발생되도록 하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 산소공급장치에서는 수조 내에 공급되는 산소가 직접 에어분산기를 통해 분출되는 형태로 수중에 투입되므로 물에 용해되는 산소의 양보다는 부력에 의해 즉시 수면 위로 상승하여 대기로 날아가 버리는 산소의 양이 더 많아 산소의 낭비가 심하다는 문제가 있었다.
이러한 제반 사정을 개선하기 위하여 한국공개특허공보 2001-67951호에서는 산소를 물에 강제로 용해시키는 산소공급장치가 개시되어 있다.
즉, 한국공개특허공보 2001-67951호의 산소공급장치는 수조(100) 내의 용수(W)를 흡입관(1)으로 흡입하는 순환펌프(2)와, 순환펌프(2)의 배출관(3) 상에 벤츄리관으로 형성된 산소혼합수단(4)과, 산소혼합수단(4)에 연결되어 산소혼합수단(4)에서 흡입된 산소를 용해하기 위한 원통상의 산소용해조수단(13)으로 구성되어 있다. 산소용해조수단(13)의 하부에는 수조(100)의 저부에 연결되는 배출관(22)이 형성되어 있다.
이러한 산소용해조수단(13)의 내부에는 복수의 분사관(11)을 방사상 다층 구조로 형성한 산소분무수단(12)과, 산소분무수단(12)의 하부에 설치되며 회류분사관(17)을 구비한 배출관(16)과, 배출관(16)의 하방에 설치되며 미세 배출공이 전체면에 걸쳐 형성된 복수개의 감압배출관이 구비되어 있다.
이에, 상기 산소공급장치는 수조(100) 내의 용수(W)를 순환펌프(2)에 의해 순환시키는 과정에서, 산소통 또는 산소발생기 등의 산소공급수단(5)에서 발생된 산소를, 순환되는 용수(W)에 의해 강제로 흡인하여 산소용해조수단(13) 내에서 순환되는 용수(W) 내에 용해시킨 다음, 용수(W)와 같이 수조(100) 내로 다시 유입되게 하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 산소공급장치는 산소혼합수단(4)에서 혼합된 용수(W)와 산소를 산소용해조수단(13)의 상부에서 산소용해조수단(13) 내로 유입시켜 분사시킨 다음, 산소용해조수단(13) 내의 용수(W)와 산소를, 산소용해조수단(13) 내로 후속하여 계속적으로 유입되는 용수(W)에 의하여 강제로 산소용해조수단(13)의 하부를 통해 수조(100)로 배출시키도록 되어 있으므로, 산소용해조수단(13) 내에서 완전히 용수(W)에 용해되지 않고 기포 상태로 있는 산소도 용수(W)와 함께 수조(100)로 배출될 수밖에 없다.
결국, 종래의 산소공급장치는 수조(11) 내로 유입된 기포 상태의 산소가 부력에 의해 수면 위로 상승하여 대기로 날아가 버리게 되는 문제가 계속되고 있는 실정이다.
이에. 전술한 한국공개특허공보 2001-67951호의 명세서에서도, 상기 장치에 의하면 투입 산소량에 대한 용해 산소량의 비율이 50% ~ 60%에 불과한 것으로 명시하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 산소 용해율을 증대시키고 전체 출력값에 따라 펌프의 부하량을 조절할 수 있는 산소공급장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산소 흡입량이 벤츄리 관형 인젝터에 의해 다단 가변식으로 제공됨으로써, 펌프의 출력에 따른 부하량을 조절할 수 있도록 하되, 이송관의 라인 중에는 라인믹서와 스핀파이프 및 용해조가 형성되어 순환되는 물의 산소 용해율을 현저하게 상승시킬 수 있도록 함은 물론 수조로 물이 최종 공급되기 전에는 용해가 덜된 산소 기포방울(또는 1차 용해수)을 인젝터의 산소 흡입공으로 다시 리사이클링시켜 재 순환시킬 수 있도록 함으로써, 종전 대비 장치 안전성과 가동 정밀성이 향상되는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부로부터 물을 공급받아 수조로 순환시키도록 입수관(11)과 배수관(12)이 형성되는 순환용 펌프(10)와; 상기 펌프의 배수관(12) 단부측에 결합되어 공급된 산소와 벤츄리 작용에 의해 입수된 물을 고압으로 출력하도록 하는 인젝터(20)와; 상기 펌프(10), 인젝터(20)가 용해조(60) 및 수조(80)와 일체의 라인으로 연결하도록 형성되는 이송관(30)과; 상기 일체의 라인으로 연결되는 이송관(30)의 선상 일측에 내장되어 이송되는 물에 산소가 고효율로 용해되도록 다수개의 격판(41)이 형성되되, 상기 격판(41)은 서로 대칭되는 지그재그 배열로 설치되도록 하는 라인믹서(40)와; 상기 라인믹서(40)와 이웃한 일측에 형성되도록 하되, 복수의 스핀 플레이트(51)가 서로 대향되는 방향으로 연이어 설치되어 와류를 조장함으로써, 이송되는 물에 산소가 고효율로 재차 용해되도록 하는 스핀파이프(50)와; 상기 라인믹서(40) 및 스핀파이프(50)를 경유하며 이송된 물이 수조(80)로 입수되기 전에 한번 더 고효율로 용해되도록 하는 용해조(60)와; 상기 용해조(60)로부터 분기된 이송관 일측에 형성되어 다수의 수조로 물이 공급되도록 하는 수조 입수단(70)과; 상기 수조 입수단(70)과 연결되는 다수의 수조(80)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 용해조(60)는 함체 형태의 수통(61)이 형성되고, 상기 수통(61)의 내부 상부측에는 경사각 통공을 갖는 타공판(62)이 형성되며, 상기 타공판(62)의 하부에는 중앙에 관통공(63)이 구비된 충돌용 단판(64)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인젝터(20)는 일정한 길이를 갖으며 내부에 관로(21)가 형성되는 중공체로서, 상기 관로(21)에는 중심부를 향해 만곡된 구배면(22)이 형성되어 유체가 벤츄리 작용에 의해 고출력으로 이송될 수 있도록 형성되고, 중공체의 외주면에는 관로(21)와 직교된 방향으로 다수개의 산소 흡입공(23)이 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 상기 산소 흡입공(23)은 흡입된 산소가 유체가 이송되는 방향으로 편승할 수 있도록 기울어진 곡선로(24)를 이루도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 산소 흡입공(23)은 관로의 구배면(22) 중 정상부 최소구경(22-1) 측을 기준으로 좌우측 양단에 등간격으로 각각 배열되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인젝터(20)는 산소공급장치 라인 중 펌프(10)의 배수관(12) 측부에 결합되어 용해조(60) 또는 각 수조 입수단(70)에서 리사이클되는 산소가 산소 흡입공(23)으로 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 인젝터(20)는 재질이 금속 또는 합성수지재로 형성되는 것으로, 관로의 유입단 내주면에 라운드면(25)이 형성되어 유입량을 크게 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 산소 용해율을 증대시키고 전체 출력값에 따라 펌프의 부하량을 조절할 수 있는 산소공급장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 산소 흡입량이 벤츄리 관형 인젝터에 의해 다단 가변식으로 제공됨으로써, 펌프의 출력에 따른 부하량을 조절할 수 있도록 하되, 이송관의 라인 중에는 라인믹서와 스핀파이프 및 용해조가 형성되어 순환되는 물의 산소 용해율을 현저하게 상승시킬 수 있도록 함은 물론 수조로 물이 최종 공급되기 전에는 용해가 덜된 산소 기포방울(또는 1차 용해수)을 인젝터의 산소 흡입공으로 다시 리사이클링시켜 재 순환시킬 수 있도록 함으로써, 종전 대비 장치 안전성과 가동 정밀성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 산소공급장치의 일 예시도,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 라인믹서와 스핀파이프를 구체적으로 설명한 예시도,
도 5은 본 발명에 따른 용해조를 구체적으로 설명한 예시도,
도 6는 본 발명에 따른 산소공급장치용 인젝터의 일 예시도,
도 7는 도 6의 다른 실시 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저 도 1 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명은 산소공급장치에 관한 것으로 펌프(10), 인젝터(20), 이송관(30), 라인믹서(40), 스핀파이프(50), 용해조(60), 수조입수단(70) 및 수조(80)로 크게 구성된다.
이때, 상기 순환용 펌프(10)는 외부로부터 물을 공급받아 수조로 순환시키도록 입수관(11)과 배수관(12)이 형성된다.
이에, 상기 인젝터(20)는 상기 펌프의 배수관(12) 단부측에 결합되어 공급된 산소와 벤츄리 작용에 의해 입수된 물을 고압으로 출력하도록 형성된다.
즉, 상기 인젝터는 산소 흡입량이 다단 가변식으로 제공될 수 있도록 하는 것으로, 내부에 벤츄리 작용이 일어나도록 하되, 산소공급장치 라인 중 펌프의 배수관 측부에 결합되는 바, 이는 관로와 구배면 및 산소 흡입공으로 크게 이루어진다.
다시 말해, 상기 인젝터(20)는 일정한 길이를 갖으며 내부에 관로(21)가 형성되는 중공체로서, 상기 관로(21)에는 중심부를 향해 만곡된 구배면(22)이 형성되어 유체가 벤츄리 작용에 의해 고출력으로 이송될 수 있도록 형성되고, 중공체의 외주면에는 관로(21)와 직교된 방향으로 다수개의 산소 흡입공(23)이 형성되는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 인젝터는 일정한 길이를 갖으며 내부에 관로가 형성되는 중공체로서, 연결 파이프 관 내에 결합되거나 직접 부설되어 전후 연결관과 단부 체결이 이루어지도록 형성된다.
즉, 상기 구배면은 관로의 중심부 측 최소구경(직경)이 좁게 형성되고, 개구된 입수단 측과 배수단 측의 직경이 크게 형성되어 유입된 물의 압력이 저압 고속으로 분사 배수되도록 형성된다.
이에, 상기 산소 흡입공(23)은 흡입된 산소가 유체가 이송되는 방향으로 편승할 수 있도록 기울어진 곡선로(24)를 이루도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 곡선로는 유입되는 산소가 인젝터의 내부 관로에서 완전 직교 방향으로 충돌하여 와류가 발생되지 않도록 하고, 사이클론 기류와 같이 편승하여 용해율이 높게 형성되도록 유도된다.
이때, 상기 산소 흡입공(23)은 관로의 구배면(22) 중 정상부 최소구경(22-1) 측을 기준으로 좌우측 양단에 등간격으로 각각 배열되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 산소 흡입공(300)은 일종의 통공으로서, 최소 3개 이상으로 형성되는 것이 바람직하며, 관로 내의 구배면(200) 중 정상부 최소구경(210) 측을 기준으로 좌우측 양단에 등간격으로 각각 배열되도록 하는 것이 바람직하다.
다시 말해, 상기 산소 흡입공은 최소구경 측의 압이 가장 낮음으로서 산소 흡입량이 가장 높고, 이를 기준으로 좌우측에 위치한 산소 흡입공은 벌어진 간격에 따라 구배면에 의한 내부 직경이 달라짐으로써 선택적으로 산소 흡입량을 조절할 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 인젝터(20)는 산소공급장치 라인 중 펌프(10)의 배수관(12) 측부에 결합되어 용해조(60) 또는 각 수조 입수단(70)에서 리사이클되는 산소가 산소 흡입공(23)으로 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 리사이클되는 산소는 산소 흡입공으로 재 순환되도록 함으로써, 보다 안정적이고 높은 출력의 물 공급을 도모할 수 있으며, 산소 용해율을 최상으로 높일 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 인젝터(20)는 재질이 금속 또는 합성수지재로 형성되는 것으로, 관로의 유입단 내주면에 라운드면(25)이 형성되어 유입량을 크게 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이는 적용되는 산소공급장치의 장치 규모와 내구성 및 효율을 설계하여 이에 바람직하게 적용되도록 하기 위함이다.
이때, 상기 이송관(30)은 상기 펌프(10), 인젝터(20)가 용해조(60) 및 수조(80)와 일체의 라인으로 연결하도록 형성된다.
이에, 상기 라인믹서(40)는 상기 일체의 라인으로 연결되는 이송관(30)의 선상 일측에 내장되어 이송되는 물에 산소가 고효율로 용해되도록 다수개의 격판(41)이 형성되되, 상기 격판(41)은 서로 대칭되는 지그재그 배열로 설치되도록 형성된다.
또한, 상기 스핀파이프(50)는 상기 라인믹서(40)와 이웃한 일측에 형성되도록 하되, 복수의 스핀 플레이트(51)가 서로 대향되는 방향으로 연이어 설치되어 와류를 조장함으로써, 이송되는 물에 산소가 고효율로 재차 용해되도록 형성된다.
이때, 상기 용해조(60)는 상기 라인믹서(40) 및 스핀파이프(50)를 경유하며 이송된 물이 수조(80)로 입수되기 전에 한번 더 고효율로 용해되도록 형성된다.
이때, 상기 용해조(60)는 함체 형태의 수통(61)이 형성되고, 상기 수통(61)의 내부 상부측에는 경사각 통공을 갖는 타공판(62)이 형성되며, 상기 타공판(62)의 하부에는 중앙에 관통공(63)이 구비된 충돌용 단판(64)이 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 수통으로 진입한 물은 수통 내부에서 최초 타공판에 의해 분산되면서 하부 단판으로 배수되는 바, 이후 단판은 하향 분산된 물이 충돌되면서 물과 산소가 고효율로 용해되도록 조장한 뒤 중앙 관통공으로 배수되도록 형성된다.
이에, 상기 수조 입수단(70)은 상기 용해조(60)로부터 분기된 이송관 일측에 형성되어 다수의 수조로 물이 공급되도록 형성된다.
이때, 상기 수조(80)는 상기 수조 입수단(70)과 연결되도록 구성된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 ... 펌프 11 ... 입수관
12 ... 배수관 20 ... 인젝터
21 ... 관로 22 ... 구배면
22-1 ... 최소구경 23 ... 산소 흡입공
24 ... 곡선로 25 ... 라운드면
30 ... 이송관 40 ... 라인믹서
41 ... 격판 50 ... 스핀파이프
51 ... 스핀 플레이트 60 ... 용해조
61 ... 수통 62 ... 타공판
63 ... 관통공 64 ... 단판
70 ... 수조 입수단 80 ... 수조

Claims (7)

  1. 외부로부터 물을 공급받아 수조로 순환시키도록 입수관(11)과 배수관(12)이 형성되는 순환용 펌프(10)와;
    상기 펌프의 배수관(12) 단부측에 결합되어 공급된 산소와 벤츄리 작용에 의해 입수된 물을 고압으로 출력하도록 하는 인젝터(20)와;
    상기 펌프(10), 인젝터(20)가 용해조(60) 및 수조(80)와 일체의 라인으로 연결하도록 형성되는 이송관(30)과;
    상기 일체의 라인으로 연결되는 이송관(30)의 선상 일측에 내장되어 이송되는 물에 산소가 고효율로 용해되도록 다수개의 격판(41)이 형성되되, 상기 격판(41)은 서로 대칭되는 지그재그 배열로 설치되도록 하는 라인믹서(40)와;
    상기 라인믹서(40)와 이웃한 일측에 형성되도록 하되, 복수의 스핀 플레이트(51)가 서로 대향되는 방향으로 연이어 설치되어 와류를 조장함으로써, 이송되는 물에 산소가 고효율로 재차 용해되도록 하는 스핀파이프(50)와;
    상기 라인믹서(40) 및 스핀파이프(50)를 경유하며 이송된 물이 수조(80)로 입수되기 전에 한번 더 고효율로 용해되도록 하는 용해조(60)와;
    상기 용해조(60)로부터 분기된 이송관 일측에 형성되어 다수의 수조로 물이 공급되도록 하는 수조 입수단(70)과;
    상기 수조 입수단(70)과 연결되는 다수의 수조(80)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 용해조(60)는 함체 형태의 수통(61)이 형성되고, 상기 수통(61)의 내부 상부측에는 경사각 통공을 갖는 타공판(62)이 형성되며, 상기 타공판(62)의 하부에는 중앙에 관통공(63)이 구비된 충돌용 단판(64)이 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 인젝터(20)는
    일정한 길이를 갖으며 내부에 관로(21)가 형성되는 중공체로서, 상기 관로(21)에는 중심부를 향해 만곡된 구배면(22)이 형성되어 유체가 벤츄리 작용에 의해 고출력으로 이송될 수 있도록 형성되고, 중공체의 외주면에는 관로(21)와 직교된 방향으로 다수개의 산소 흡입공(23)이 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 산소 흡입공(23)은 흡입된 산소가 유체가 이송되는 방향으로 편승할 수 있도록 기울어진 곡선로(24)를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 산소 흡입공(23)은 관로의 구배면(22) 중 정상부 최소구경(22-1) 측을 기준으로 좌우측 양단에 등간격으로 각각 배열되도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 인젝터(20)는 산소공급장치 라인 중 펌프(10)의 배수관(12) 측부에 결합되어 용해조(60) 또는 각 수조 입수단(70)에서 리사이클되는 산소가 산소 흡입공(23)으로 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 인젝터(20)는 재질이 금속 또는 합성수지재로 형성되는 것으로, 관로의 유입단 내주면에 라운드면(25)이 형성되어 유입량을 크게 확보할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 다단 가변식 산소량 조절과 펌프 부하량 조절이 가능한 고효율 용해 산소공급장치.
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