KR101557684B1 - 모듈형 산기 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 구동 장치가 필요치 않고, 또한 요구되는 공기의 양이 증가하여도 용이하게 미세 기포 및 조대 기포를 공급할 수 있는 모듈형 산기 장치에 관한 것으로서, 상부에 개구부가 형성되어 외부로부터 공급받은 공기가 상기 개구부로 토출되는 몸체; 및 상부 및 하부가 개방되어 상기 몸체의 상기 개구부에 연통되게 결합되며, 상기 몸체로부터 공급되어 상승하는 공기 기포를 쪼개 상부로 토출하는 블레이드 박스;를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드 박스는, 내측면에 복수의 블레이드가 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

모듈형 산기 장치{Module type diffuser}
본 발명은 분리막이 설치된 고농도 미생물을 이용한 하수처리공정(Membrane Bio-Reactor)에서 막의 공기세정장치와 미생물에 산소를 공급하는 장치의 기능이 결합된 모듈형 산기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 구동 장치가 필요치 않고, 또한 요구되는 공기의 양이 증가하여도 용이하게 미세 기포 및 조대 기포를 동시에 공급할 수 있는 모듈형 산기 장치에 관한 것이다.
통상적인 하수처리 방법으로서 가장 널리 쓰이는 방법 중에 생물학적 처리 방법이 있다. 생물학적 처리 방법은 유입수를 1차 침전지를 지나 호기조로 유입시킨 후, 호기조에서 용존해 있는 산소를 미생물을 이용하여 유기물 및 암모니아성 질소를 제거하는 과정을 거치고, 이후, 침전조에서 미생물을 가라앉혀 분리된 상등수만 배출한다. 이때, 호기조 내 미생물 농도는 하수처리효율에 영향을 미치며, 농도가 높을수록 처리 효율이 높아진다. 하지만 후단 공정에서 침전성이 미생물의 침전성이 불량해지므로 침전조 내 처리수와 미생물의 분리를 어렵게 만든다. 따라서 근래에는 처리효율을 높이기 위해 고농도의 미생물에 분리막을 설치하여 처리수를 배출하는 하수처리공정이 널리 사용되고 있다. 분리막을 이용하여, 미생물과 처리수를 분리배출하는 동안에는 분리막의 기공이 막히는 현상을 저감시키기 위해 막의 공기세정장치가 필요하다.
이러한, 종래의 분리막이 설치된 하수처리공정에서는 미생물에 용존산소를 공급하는 공기공급장치와 분리막을 통한 처리수의 배출시 막 막힘현상을 저감시키는 공기공급장치가 요구되며, 각각의 목적에서 적합한 기포의 크기가 상이하기 때문에 다른 종류의 산기장치가 사용되어 왔다. 미생물들이 활동에 필요한 충분한 양의 용존산소를 효율적으로 공급하기 위해서 미세기포가 필요하지만 분리막의 미세한 구멍들이 막히는 것을 저감시키기 위해서는 조대기포를 이용한 지속적인 막표면의 공기세정이 필요하다. 이에 따라서 분리막이 설치된 고농도 미생물을 이용한 하수처리공정은 막세정 및 미생물에 산소공급을 위해 기존의 활성슬러지공정에 비해 많은 송풍동력이 요구되어 왔다.
따라서, 분리막이 설치된 고농도 미생물을 이용한 하수처리공정에서 분리막 세정과 미생물의 산소공급이 동시에 가능한 모듈형 산기장치의 개발이 필요하게 되었다.
한국공개특허 KR 10-2004-0072775 (공개번호)2004.08.19
또한, 본 발명은, 별도의 구동장치가 필요없이 미세한 기포와 조대 기포를 동시에 생성하여 미생물에 산소를 공급하는 기능과 분리막 공기세정기능을 동시에 수행할 수 있는 모듈형 산기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 요구되는 기체의 양에 따라 용이하게 미세 기포 및 조대 기포를 공급할 수 있는 모듈형 산기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상부에 개구부가 형성되어 외부로부터 공급받은 공기가 상기 개구부로 토출되는 몸체; 및 상부 및 하부가 개방되어 상기 몸체의 상기 개구부에 연통되게 결합되며, 상기 몸체로부터 공급되어 상승하는 공기 기포를 쪼개 상부로 토출하는 블레이드 박스;를 포함하여 구성되되, 상기 블레이드 박스는, 내측면에 복수의 블레이드가 배열된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 하단부로부터 상단부로 갈수록 두께가 두껍게 형성되며, 하단부의 형상이 칼날 형태를 띠는 블레이드 몸체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상기 블레이드 박스의 상호 대향되는 내측면 중 하나의 내측면에 다른 내측면을 향하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상기 블레이드 박스의 상호 대향되는 내측면에 번갈아가며 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상하 방향으로 복수의 행을 형성하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상부 또는 하부의 블레이드와 엇갈린 연직선상에 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 블레이드 박스는, 복수 개의 블레이드 박스가 연통되게 결합되어서 결합된 뭉치가 상기 몸체의 상기 개구부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상부의 블레이드 박스에 배열된 간격이 하부의 블레이드 박스에 배열된 간격보다 좁은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상기 블레이드 몸체의 측면으로부터 하단부에 이르는 블레이드 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상기 블레이브 박스와의 결합부분으로부터 멀어질수록 위로 휘어진 형상을 띠는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 몸체는 파이프 형상의 공기 유입관이 일측면을 관통하여 내측으로 연장 형성되고, 상기 공기 유입관의 일측에 복수의 분기관이 연통 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 개구부는, 상기 몸체의 상부에 복수개 형성되고, 상기 블레이드 박스는 상기 개구부마다 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 블레이드 박스(200)의 양 측면에 블레이드(300)가 촘촘히 빼곡하게 배열되어 결합되어서, 몸체(100)로부터 공급된 공기 기포를 쪼개 미세한 기포를 생성함과 동시에 쪼개진 기포 중 일부가 다시 블레이드 박스(200) 내에서 결합되어 조대 기포를 생성함으로써, 별도의 구동장치가 필요없이 미세한 기포와 조대 기포를 동시에 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 미세 기포와 조대 기포를 동시에 생성할 수 있으므로, 미생물에 산소를 공급하는 기능과 분리막 공기 세정 기능을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 요구되는 기체의 양에 맞게 공기의 양을 늘려도, 갈래가 여러 개 형성된 몸체(100)로 교체하여 블레이드 박스(200)를 결합하는 것으로 용이하게 미세기포 및 조대기포를 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 분리 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 측단면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 정단면도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 평면도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드의 전개도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치에 대하여 첨부한 조면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 분리 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 측단면도이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 정단면도이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드 박스의 평면도이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 산기 장치의 블레이드의 전개도이다.
본 발명은, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 상부에 개구부(110)가 형성되어 외부로부터 공급받은 공기가 개구부(110)로 토출되는 몸체(100)와, 상부 및 하부가 개방되어 몸체(100)의 개구부(110)에 연통되게 결합되며, 몸체(100)로부터 공급되어 상승하는 공기 기포를 쪼개 상부로 토출하는 블레이드 박스(200)를 포함하여 구성된다.
몸체(100)는 외부로부터 공급된 공기를 분산하여 상부의 각 블레이드 박스(200)에 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 사방 및 하부가 밀폐되어 내측이 중공되도록 형성되며, 상부는 개방되어 개구부(110)가 형성됨으로써 블레이드 박스(200)가 결합될 수 있도록 구성된다.
이러한 몸체(100)의 일측면으로는 공기 유입관(120)이 관통하여 몸체(100)의 내측까지 연장 형성되고, 공기 유입관(120)의 단부에는 공기 유입구(121)가 형성되고, 공기 유입관(120)의 일측에는 복수의 분기관(122)이 연통 형성되어서 외부로부터 공기 유입관(120)을 통해 공급된 공기가 분기관(122)을 통해 토출될 수 있도록 한다. 이때, 분기관(122)은 공기 유입관(120)의 상측면에 일렬로 형성될 수도 있고, 양 측면에 대칭 또는 지그재그 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 몸체(100)는 공기 유입관(120) 또는 분기관(122)의 상부 방향에서 양갈래 또는 여러 갈래로 나뉘어져 다발 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 나뉘어진 각각의 몸체(100) 상부마다 개구부(110)가 형성되어서 블레이드 박스(200)가 각각 결합될 수 있도록 할 수 있다. 이렇게 몸체(100)의 상부를 여러 갈래로 나누는 이유는 공기 유입관(120)을 통해 유입되는 공기의 양이 많을 경우 하나의 블레이드 박스(200)로 공기 기포를 쪼개다 보면 단위 부피당 기포의 양이 너무 많아서 쪼개진 기포가 다시 합쳐질 확률이 크고, 미세한 기포를 형성하기가 어렵기 때문이다. 이때, 공급되는 공기의 양을 적게 조절하면 미세 기포를 용이하게 형성할 수 있으나, 이러한 방법은 요구되는 기체의 양이 많은 곳에서는 사용하기 힘들다. 따라서, 몸체(100)의 상부를 여러 갈래로 나누고 각 갈래의 상단 개구부(110)마다 블레이드 박스(200)를 구비함으로써 공급되는 공기가 각 블레이드 박스(200)로 나뉘어 공급되어 단위 부피당 기포의 양을 분산 처리할 수 있게 된다.
따라서, 요구되는 기체의 양에 맞게 공기의 양을 늘려도, 갈래가 여러 개 형성된 몸체(100)로 교체하여 블레이드 박스(200)를 결합하는 것으로 용이하게 미세기포 및 조대기포를 공급할 수 있는 효과가 있다.
블레이드 박스(200)는 상부 및 하부가 개방된 사각 통 형상으로 형성되어 몸체(100)의 개구부(110)에 연통되게 결합되며, 내측에 복수의 블레이드(300)가 배열 결합되어서 몸체(100)로부터 공급된 공기 기포를 쪼개 상부로 토출한다.
이러한 블레이드 박스(200)의 하단부 형상은 몸체(100)로부터 공급되는 기포를 모두 수용하여 쪼갤 수 있도록 몸체(100)의 개구부(110) 형상과 동일하게 형성되거나, 또는 몸체(100)의 개구부(110) 외주연 또는 내주연에 밀착되게 삽입 고정될 수 있도록 형성된다.
블레이드(300)는 블레이드 박스(200)의 내측면에 배열되어 블레이드 박스(200) 내부에서 하부로부터 상승되는 기포를 쪼개는 역할을 하며, 이를 위하여 칼날 형태의 블레이드 몸체(310) 및 블레이드 몸체(310)의 측면에 형성되는 블레이드 홈(320)을 포함하여 구성된다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 블레이드(300)는 블레이드 박스(200)의 상호 대향되는 내측면 중 하나의 내측면에 다른 내측면을 향하도록 결합되며, 도 1, 도 2 및 도 4 에 도시된 바와 같이 블레이드 박스(200)의 상호 대향되는 내측면에 번갈아가며 결합될 수 있다.
이러한 블레이드(300)는 횡방향으로 복수개가 배열되어 하나의 행을 형성하며, 블레이드 박스(200) 내에 상하 방향으로 복수의 행을 형성하도록 배열될 수 있다. 이때, 후속되는 하부의 블레이드(300)에 의해 쪼개진 기포를 다시 쪼개 더욱 미세한 기포를 형성할 수 있도록 도 3 과 같이 각 블레이드(300)는 상부 또는 하부의 블레이드(300)와 엇갈린 연직선상에 배열되는 것이 바람직하다.
블레이드 몸체(310)는 하부로부터 상승되는 기포가 접촉하여 쪼개질 수 있도록 하단은 날카로운 칼날 형상으로 형성되며, 상단부의 두께가 하단부의 두께보다 두껍게 형성되도록 상단부로 갈수록 점점 두껍게 형성된다. 이러한 블레이드 몸체(310)는 원수 내에 포함될 수 있는 머리카락 등의 협잡물이 부착되는 것을 방지하기 위하여 블레이드 박스(200)와의 결합부분으로부터 멀어질수록 위로 휘어진 형상을 띠고 있다. 또한, 블레이드 몸체(310)는 블레이드 박스(200)와의 결합부분으로부터 멀어질수록 그 단면의 길이가 짧아지도록 형성될 수 있다.
블레이드(300)는 또한 기포가 더욱 잘 쪼개지도록 하기 위하여 블레이드 몸체(310)에 블레이드 홈(320)이 형성될 수 있으며, 이러한 블레이드 홈(320)은 블레이드 몸체(310)의 상부 측면으로부터 하단부에 이르는 홈으로써 원형 조각칼로 파낸 것과 같은 형상을 띨 수 있다. 블레이드 홈(320)은 블레이드 몸체(310)에 의해 기포가 쪼개질 때 쪼개진 기포가 블레이드 몸체(310) 측면을 타고 상승되다 블레이드 몸체(310) 상단에서 다시 합쳐지지 않도록 하기 위하여 쪼개진 기포의 이동거리를 서로 달리하기 위한 구성으로서, 블레이드 몸체(310)를 좌우로 양분했을 때 좌측 및 우측에 번갈아가며 지그재그로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 블레이드 홈(320)에 의해 블레이드 몸체(310)를 밑에서 바라보면 블레이드 몸체(310) 하단의 칼날 모양이 묵 써는 칼과 같이 지그재그로 형성되게 된다.
이러한 블레이드 홈(320)은 기포의 상승시 원수의 와류 현상을 유도하여 블레이드(300)의 이물질을 제거하는 역할도 함께 수행하며, 이때 발생되는 와류에 의해 기포를 더욱 산기시키고 일부 기포는 다시 결합시키는 효과가 발생될 수 있다.
한편, 블레이드 박스(200)는 단독으로 몸체(100) 개구부(110)에 결합될 수도 있고, 여러 개의 블레이드 박스(200)가 연통되게 결합된 후 결합된 뭉치가 몸체(100) 개구부(110)에 결합될 수도 있다. 이 경우 상부에 위치한 블레이드 박스(200)에 배열된 블레이드(300)의 간격은 하부에 위치한 블레이드 박스(200)에 배열된 블레이드(300)의 간격보다 더 좁게 형성됨으로써, 하부에서 상부로 기포가 상승하며 더욱 잘게 쪼개질 수 있도록 한다. 이러한 블레이드 박스(200)의 조합은 필요로 하는 기포의 크기와 공급되는 공기의 양에 따라 사용자에 의해 적절히 선택될 수 있으며, 모듈 방식으로 각 블레이드 박스(200)를 조합하여 사용함으로써 사용 환경의 변화에 따라 장비 전체를 교체하지 않아도 되는 효과가 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 블레이드 박스(200)의 양 측면에 블레이드(300)가 촘촘히 빼곡하게 배열되어 결합됨으로써 몸체(100)로부터 공급된 공기 기포를 쪼개 미세한 기포를 생성함과 동시에 쪼개진 기포 중 일부가 다시 블레이드 박스(200) 내에서 결합되어 조대 기포를 생성하게 된다. 따라서, 별도의 구동장치가 필요없이 미세한 기포와 조대 기포를 동시에 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 미세 기포와 조대 기포를 동시에 생성할 수 있으므로, 미생물에 산소를 공급하는 기능과 분리막 공기 세정 기능을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 요구되는 기체의 양에 맞게 공기의 양을 늘려도, 갈래가 여러 개 형성된 몸체(100)로 교체하여 블레이드 박스(200)를 결합하는 것으로 용이하게 미세기포 및 조대기포를 공급할 수 있는 효과가 있다.
100 : 몸체 200 : 블레이드 박스
300 : 블레이드 310 : 블레이드 몸체
320 : 블레이드 홈

Claims (12)

  1. 상부에 개구부가 형성되어 외부로부터 공급받은 공기가 상기 개구부로 토출되는 몸체; 및
    상부 및 하부가 개방되어 상기 몸체의 상기 개구부에 연통되게 결합되며, 상기 몸체로부터 공급되어 상승하는 공기 기포를 쪼개 상부로 토출하는 블레이드 박스;
    를 포함하되,
    상기 블레이드 박스는, 내측면에 복수의 블레이드가 배열되고,
    상기 블레이드는, 하단부로부터 상단부로 갈수록 두께가 두껍게 형성되며, 하단부의 형상이 칼날 형태를 띠는 블레이드 몸체를 포함하되, 상기 블레이드 박스의 상호 대향되는 내측면 중 하나의 내측면이 다른 내측면을 향하도록 결합되는 모듈형 산기 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 블레이드 박스의 상호 대향되는 내측면에 번갈아가며 결합되는 모듈형 산기 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상하 방향으로 복수의 행을 형성하도록 배열되는 모듈형 산기 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상부 또는 하부의 블레이드와 엇갈린 연직선상에 배열되는 모듈형 산기 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 블레이드 박스는, 복수 개의 블레이드 박스가 연통되게 결합되어서 결합된 뭉치가 상기 몸체의 상기 개구부에 결합되는 모듈형 산기 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상부의 블레이드 박스에 배열된 간격이 하부의 블레이드 박스에 배열된 간격보다 좁은 모듈형 산기 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 블레이드 몸체의 측면으로부터 하단부에 이르는 블레이드 홈이 형성된 모듈형 산기 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 블레이드 박스와의 결합부분으로부터 멀어질수록 위로 휘어진 형상을 띠는 모듈형 산기 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 몸체는 파이프 형상의 공기 유입관이 일측면을 관통하여 내측으로 연장 형성되고, 상기 공기 유입관의 일측에 복수의 분기관이 연통 형성되는 모듈형 산기 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 개구부는, 상기 몸체의 상부에 복수개 형성되고, 상기 블레이드 박스는 상기 개구부마다 구비되는 모듈형 산기 장치.
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KR101248103B1 (ko) * 2012-10-22 2013-04-02 코오롱워터텍 주식회사 산기장치

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