KR101481940B1 - 산소용해장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산소용해장치에 관한 것으로서, 특히 전동모터와; 상기 전동모터의 모터축에 연결되어 함께 회전하는 샤프트와; 상기 샤프트에 설치되어 샤프트가 회전할 때 같이 회전하는 임펠러와; 상기 샤프트에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 샤프트에 일정거리 이격되게 설치되고, 다수의 유통홀이 형성된 복수개의 제1파쇄날개와; 상기 샤프트에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 상기 제1파쇄날개 사이에 설치되고, 상기 제1파쇄날개에 형성된 유통홀과 다른 면적을 가짐과 아울러 샤프트에 대하여 일정각도로 경사지는 다수의 유통홀이 형성된 복수개의 제2파쇄날개와; 상기 임펠러와 제1파쇄날개 및 제2파쇄날개를 둘러싸고, 산소가 공급되는 에어주입구와 물이 공급되는 물주입구가 구비되며, 산소와 물이 혼합된 산소용해수가 배출되는 물배출구가 구비된 하우징;으로 구성되어, 높은 용존산소량을 갖는 산소용해수를 제조할 수 있어서 산소 구입비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

산소용해장치{Oxygen Dissolving Apparatus}
본 발명은 산소용해장치에 관한 것으로서, 특히 많은 양의 산소를 용해시킬 수 있어서 산소 구입비용을 절감할 수 있는 산소용해장치에 관한 것이다.
일반적으로 담수 또는 해수 등의 양어장은 물론, 양식된 활어를 운반하는 차량의 수조, 또는 활어를 보관, 전시하기 위한 수조 등에 있어서도 투입된 활어 상태의 어류를 장기간 생존시키기 위하여 수조 내에 산소를 공급하기 위한 장치를 사용하고 있다.
종래에 사용되고 있는 양어장 또는 운반용수조, 어항, 수족관 등에 산소를 공급하기 위한 장치는 대개가 산소통이나 전기적, 기계적인 산소발생기로부터 공급되는 산소를 산소통 내부의 압력 또는 산소발생기 자체의 압력으로만 산소를 공급하게 하고 이 공급되는 산소를 다공성의 산기관을 통하여 수조 또는 양어장 등에 공급하게 하는 방법의 장치를 사용하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 산소 공급장치에 있어서는 수조 또는 양어장에 공급되는 산소가 직접 산기관을 통하여 분출되는 상태로 수중에 투입되기 때문에 산기관으로부터 분출되는 산소의 기포입자가 상당히 큰 상태로 분출된다. 더불어 분출 직후에는 큰 기포상의 산소가 배출되면서 기포들이 서로 결합하여 더욱 커다란 기포로 형성된다.
따라서, 물과 접촉되는 전체 산소 기포의 표면적이 줄어들 뿐만 아니라, 기포의 크기가 크므로 수중에서의 부상속도가 매우 빨라져 수중에서 용해되는 산소량이 줄어들게 되므로 산소 용해 효율이 좋지 않은 문제가 있다.
이와 같은 종래의 산소용해장치는 산소의 용존 효율이 저조하여 산소의 낭비가 심하기 때문에 효율적인 양어장 등의 운영을 위해서는 많은 산소 투입비용이 요구되어 비경제적이다.
출원번호:10-2010-0128764 (공개번호:10-2012-0067394, 발명의 명칭:기체 용해유니트 및 이를 이용한 산소 용해장치)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 와류와 난류를 형성시켜 많은 양의 산소가 물에 신속하게 용해될 수 있도록 하는 산소용해장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 산소용해장치는 전동모터와; 상기 전동모터의 모터축에 연결되어 함께 회전하는 샤프트와; 상기 샤프트에 설치되어 샤프트가 회전할 때 같이 회전하는 임펠러와; 상기 샤프트에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 샤프트에 일정거리 이격되게 설치되고, 다수의 유통홀이 형성된 복수개의 제1파쇄날개와; 상기 샤프트에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 상기 제1파쇄날개 사이에 설치되고, 상기 제1파쇄날개에 형성된 유통홀과 다른 면적을 가짐과 아울러 샤프트에 대하여 일정각도로 경사지는 다수의 유통홀이 형성된 복수개의 제2파쇄날개와; 상기 임펠러와 제1파쇄날개 및 제2파쇄날개를 둘러싸고, 산소가 공급되는 에어주입구와 물이 공급되는 물주입구가 구비되며, 산소와 물이 혼합된 산소용해수가 배출되는 물배출구가 구비된 하우징;으로 구성된다.
여기서, 상기 제1파쇄날개는 중앙 부분이 상기 샤프트의 외측면에 고정되어 샤프트가 회전할 때 함께 회전하고, 상기 제2파쇄날개는 관통된 중앙부분에 베어링이 설치되어 상기 샤프트의 회전력이 전달되지 않는다.
그리고, 상기 제1파쇄날개와 제2파쇄날개 중 적어도 하나의 외주면에는 반복되는 요철이 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 산소용해장치는 하우징 내부로 공급된 산소와 물이 복수개의 제1파쇄날개와 제2파쇄날개에 의하여 형성된 와류와 난류에 의해 서로 교반되고 혼합되어 높은 용존산소량을 갖는 산소용해수로 변환되는 이점이 있다. 따라서, 물에 녹지 않고 낭비되는 산소량을 줄일 수 있어서 산소 구입비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 이와 같이 높은 용존산소량을 갖는 산소용해수를 양식장 등에 공급하면 신속하게 양식장 물의 용존산소량을 양식어류가 살기에 적절한 수준으로 맞출 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 산소용해장치를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 산소용해장치의 내부모습을 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 제1파쇄날개의 모습을 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 제2파쇄날개의 모습을 보인 도.
이하, 본 발명에 의한 산소용해장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 산소용해장치를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 산소용해장치의 내부모습을 보인 사시도이다.
그리고, 도 3은 본 발명에 의한 제1파쇄날개의 모습을 보인 도이며, 도 4는 본 발명에 의한 제2파쇄날개의 모습을 보인 도이다.
본 발명에 의한 산소용해장치는 전동모터(10)와, 상기 전동모터(10)의 모터축에 연결되는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)에 설치되는 임펠러(30)와, 상기 샤프트(20)에 일정거리 이격되게 설치되는 다수의 제1파쇄날개(40)와, 상기 샤프트(20)에 설치되되 상기 제1파쇄날개(40) 사이에 설치되는 다수의 제2파쇄날개(50)와, 상기 임펠러(30)와 제1파쇄날개(40) 및 제2파쇄날개(50)를 둘러싸는 하우징(60)으로 구성된다.
상기 전동모터(10)는 외부에서 전원이 공급되었을 때 모터축이 일방향으로 회전한다.
상기 샤프트(20)는 상기 전동모터(10)의 모터축과 일직선상으로 연결되어 모터축이 회전하면 동일한 방향과 속도로 함께 회전한다.
상기 임펠러(30)는 상기 샤프트(20)의 전방부, 즉 상기 전동모터(10)의 모터축과 가까운 곳에 설치되어 샤프트(20)가 회전할 때 동일한 방향과 속도로 함께 회전한다. 이러한 임펠러(30)는 샤프트(20)를 따라 고속으로 회전하면서 상기 하우징(60) 내부에 압력을 발생시킨다.
상기 제1파쇄날개(40)는 상기 샤프트(20)에 중앙 부분이 관통되도록 설치되되, 상기 임펠러(30)보다는 샤프트(20)의 후방측에 설치된다. 좀 더 자세히 설명하면, 제1파쇄날개(40)는 중앙 부분이 관통되고, 이 관통된 중앙 부분이 상기 샤프트(20)의 외측면에 고정되어 샤프트(20)가 회전할 때 동일한 방향과 속도록 함께 회전한다.
이러한 제1파쇄날개(40)에는 다수의 유통홀(41)이 형성된다. 이 유통홀(41)은 물, 산소 또는 물과 산소가 혼합된 산소용해수가 지나가는 통로 역할을 한다. 따라서, 후술할 에어주입구(61)를 통해 유입된 산소와 후술할 물주입구(62)를 통해 유입된 물이 통과할 뿐만 아니라 이 산소와 물이 혼합되어 형성된 산소용해수가 통과한다.
상기 제2파쇄날개(50)는 상기 샤프트(20)에 중앙 부분이 관통되도록 설치되되, 상기 제1파쇄날개(40) 사이에 하나씩 설치된다. 좀 더 자세히 설명하면, 제2파쇄날개(50)는 중앙 부분이 관통되고, 이 관통된 중앙 부분에 베어링(50a)이 설치되어 상기 샤프트(20)의 회전력이 전달되지 않도록 한다. 즉, 제1파쇄날개(40)는 중앙부분이 샤프트(20)의 외측면에 고정되어 샤프트(20)의 회전에 구속되지만, 제2파쇄날개(50)는 베어링(50a)이 샤프트(20)의 회전력을 흡수하여 샤프트(20)가 회전하더라도 제2파쇄날개(50)는 회전하지 않거나 샤프트(20)의 회전속도와 다른 속도로 회전할 수 있게 된다.
이러한 제2파쇄날개(50)에는 다수의 유통홀(51)이 형성된다. 이 유통홀(51)은 상기 제1파쇄날개(40)에 형성된 유통홀(41)과 마찬가지로 물, 산소 또는 물과 산소가 혼합된 산소용해수가 지나가는 통로 역할을 한다.
한편, 상기 제1파쇄날개(40)에 형성된 유통홀(41)의 면적과 상기 제2파쇄날개(50)에 형성된 유통홀(51)의 면적은 동일하지 않게 형성된다. 좀 더 자세히 설명하면, 제1파쇄날개(40)에는 90도 각도로 4내의 유통홀(41)이 형성되고, 제2파쇄날개(50)에는 180도 각도로 2개의 유통홀(51)이 형성되는데, 제1파쇄날개(40)에 형성된 4개의 유통홀(41) 면적을 합한 값이 제2파쇄날개(50)에 형성된 2개의 유통홀(51) 면적을 합한 값보다 크게 형성된다. 그리고, 유통홀(41,51) 하나씩을 일대일 대응시켰을 때도 제1파쇄날개(40)의 유통홀(41) 하나의 면적이 제2파쇄날개(50)의 유통홀(51) 하나의 면적보다 크게 형성된다.
이렇게 제1파쇄날개(40)의 유통홀(41)과 제2파쇄날개(50)의 유통홀(51) 면적을 다르게 형성시킨 이유는 제1파쇄날개(40)의 유통홀(41)을 통과하는 물의 속도와 제2파쇄날개(50)의 유통홀(51)을 통과하는 물의 속도를 다르게 함으로써 와류(渦流)와 난류(亂流)를 형성시키고, 이 와류와 난류로 인하여 산소가 물에 더욱 잘 녹고 많이 녹게 하기 위해서이다.
또한, 상기 제2파쇄날개(50)에 형성된 유통홀(51)은 상기 샤프트(20)에 대하여 일정각도로 경사지게 형성되어 표면에 부딪히는 물에 의해 일방향으로 회전되도록 한다. 앞서 기재한 것처럼 상기 제2파쇄날개(50)의 중심부에는 베어링(50a)이 설치되어 샤프트(20)의 회전력을 전달받지 않게 되는데, 이러한 상태에서 유통홀(51)을 일정각도로 경사지게 형성되면 물의 압력에 의해 특정 방향으로 회전하게 된다.
좀 더 자세히 설명하면, 제2파쇄날개(50)에 유통홀(51)을 형성시킬 때 상향경사, 하향경사, 좌향경사 또는 우향경사 등과 같이 특정 방향으로 경사지게 형성시켜 상기 샤프트(20)가 시계방향으로 회전한다면 제2파쇄날개(50)는 반시계방향으로 회전되도록 한다.
상기 제1파쇄날개(40)는 샤프트(20)에 고정되어 있으므로 샤프트(20)가 시계방향으로 회전하면 동일한 속도로 시계방향 회전을 하게 되는데, 상기와 같이 제2파쇄날개(50)를 반시계방향으로 회전시키고, 더불어 베어링(50a)에 의하여 제1파쇄날개(40)의 회전속도와 다른 속도로 제2파쇄날개(50)가 회전하게 되면 와류와 난류가 더욱 촉진되어 물속에 더욱 많은 산소가 녹게 된다.
한편, 상기 제1파쇄날개(40)와 제2파쇄날개(50) 중 적어도 하나의 외주면에는 반복되는 요철(42,52)이 형성된다. 이 요철(42,52)은 물의 흐름에 교란을 주어 난류를 촉진한다.
더불어, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 제1파쇄날개(40)와 제2파쇄날개(50) 중 적어도 하나의 표면에 교반돌기(미도시)를 형성시키면 와류와 난류를 더욱 촉진하여 산소가 물에 더욱 잘 용해될 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
상기 하우징(60)은 전동모터(10)를 제외한 본 발명의 대부분을 둘러싸고 내부에 빈 공간이 형성된 긴 원통으로서, 내부 공간에서 샤프트(20)와 임펠러(30)와 제1파쇄날개(40) 및 제2파쇄날개(50)가 회전한다. 이러한 하우징(60)은 에어주입구(61)와 물주입구(62)가 구비되고, 후방측에 물배출구(63)가 구비된다.
상기 에어주입구(61)는 배관에 의해 고압산소통(61a)에 연결되는데, 이 고압산소통(61a) 내부의 산소가 에어주입구(61)를 통해 상기 하우징(60) 내부로 공급된다.
상기 물주입구(62)는 외부의 물을 상기 하우징(60) 내부로 공급하기 위하여 구비한 것으로서, 이 물주입구(62)를 통해 공급된 물과 상기 에어주입구(61)를 통해 주입된 산소가 상기 하우징(60) 내부에서 교반되어 산소용해수가 된다.
상기 물배출구(63)는 상기 에어주입구(61)에서 공급된 산소와 상기 물주입구(62)에서 공급된 물이 혼합되어 형성된 산소용해수가 배출되는 부분이다. 즉, 에어주입구(61)에서 공급된 산소와 물주입구(62)에서 공급된 물이 제1파쇄날개(40)와 제2파쇄날개(50)를 교차 통과하면서 서로 혼합되어 산소용해수가 되고, 이 산소용해수가 물배출구(63)를 통하여 외부로 배출된다.
10: 전동모터 20: 샤프트
30: 임펠러 40: 제1파쇄날개
41: 유통홀 42: 요철
50: 제2파쇄날개 50a: 베어링
51: 유통홀 52: 요철
60: 하우징 61: 에어주입구
61a: 고압산소통 62: 물주입구
63: 물배출구

Claims (5)

  1. 전동모터(10)와; 상기 전동모터(10)의 모터축에 연결되어 함께 회전하는 샤프트(20)와; 상기 샤프트(20)에 설치되어 샤프트(20)가 회전할 때 같이 회전하는 임펠러(30)와; 상기 샤프트(20)에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 샤프트(20)에 일정거리 이격되게 설치되고, 다수의 유통홀(41)이 형성된 복수개의 제1파쇄날개(40)와; 상기 샤프트(20)에 중앙 부분이 관통되도록 설치됨과 아울러 상기 제1파쇄날개(40) 사이에 설치되고, 다수의 유통홀(51)이 형성된 복수개의 제2파쇄날개(50)와; 상기 임펠러(30)와 제1파쇄날개(40) 및 제2파쇄날개(50)를 둘러싸고, 산소가 공급되는 에어주입구(61)와 물이 공급되는 물주입구(62)가 구비되며, 산소와 물이 혼합된 산소용해수가 배출되는 물배출구(63)가 구비된 하우징(60);으로 구성되되,
    상기 제1파쇄날개(40)는 중앙 부분이 상기 샤프트(20)의 외측면에 고정되어 샤프트(20)가 회전할 때 함께 회전하고;
    상기 제2파쇄날개(50)는 관통된 중앙부분에 베어링(50a)이 설치되어 상기 샤프트(20)의 회전력이 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1파쇄날개(40)에 형성된 유통홀(41)의 면적과 상기 제2파쇄날개(50)에 형성된 유통홀(51)의 면적은 동일하지 않게 형성된 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2파쇄날개(50)에 형성된 유통홀(51)은 샤프트(20)에 대하여 일정각도로 경사지게 형성되어 표면에 부딪히는 물에 의해 일방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1파쇄날개(40)와 제2파쇄날개(50) 중 적어도 하나의 외주면에는 반복되는 요철(42,52)이 형성되는 것을 특징으로 하는 산소용해장치.
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