KR101597311B1 - 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 관한 것이다.
본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치는, 가압부상조로부터 공급되는 순환수에 압축공기를 혼합시켜 순환수에 공기를 용해시킨 용존공기 순환수를 생성하여 가압부상조로 공급하기 위한 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되어 있고 양측 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 이루어진 본체와; 상기 본체의 전방 상부에 설치되어 있고 외부의 공기압축기와 배관 연결되어 압축공기를 수용공간에 공급하는 공기공급밸브와; 일측이 상향 절곡되어 본체 외부로 돌출되어 순환수가 공급되며, 타측은 수용공간에 수평 방향으로 설치되어 공기공급밸브와 인접하여 공급된 순환수가 배출되며, 일측과 타측 사이에 압축공기가 유입되는 압축공기공급부가 형성되어 있는 벤츄리관 형상의 혼합튜브와; 상기 본체 내부에 압축공기공급부의 전방 측에 설치되어 있으며, 상단이 본체 내주면과 이격된 상단이격부를 형성하는 상부칸막이와; 상기 본체 내부에 상부칸막이의 전방 측에 설치되어 있으며, 후방을 향해 하향 경사지게 형성되어 있고, 하단이 본체 하부 내주면과 이격된 하부이격부를 형성하는 하부칸막이와; 상기 본체의 후방 측에 설치되어 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 본체 내부로 순환수가 벤츄리관 형태의 혼합튜브의 메인 통로로 공급되는 한편, 압축공기가 배관을 통해 혼합튜브로 직접 유입되는 것이 아니라, 본체 내부로 1차 유입되도록 한 후 혼합튜브에서 발생하는 흡입압력에 의해 혼합되도록 하여 본체 내부가 압축공기의 유입에 의해 가압된 환경이 이루어지도록 하여 1차적으로 용해도를 높일 수 있게 함으로써 구조가 간단하고 설치비가 저렴한 벤츄리관 구조를 가지면서도 높은 용해도를 가질 수 있게 된다.
본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치는, 가압부상조로부터 공급되는 순환수에 압축공기를 혼합시켜 순환수에 공기를 용해시킨 용존공기 순환수를 생성하여 가압부상조로 공급하기 위한 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되어 있고 양측 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 이루어진 본체와; 상기 본체의 전방 상부에 설치되어 있고 외부의 공기압축기와 배관 연결되어 압축공기를 수용공간에 공급하는 공기공급밸브와; 일측이 상향 절곡되어 본체 외부로 돌출되어 순환수가 공급되며, 타측은 수용공간에 수평 방향으로 설치되어 공기공급밸브와 인접하여 공급된 순환수가 배출되며, 일측과 타측 사이에 압축공기가 유입되는 압축공기공급부가 형성되어 있는 벤츄리관 형상의 혼합튜브와; 상기 본체 내부에 압축공기공급부의 전방 측에 설치되어 있으며, 상단이 본체 내주면과 이격된 상단이격부를 형성하는 상부칸막이와; 상기 본체 내부에 상부칸막이의 전방 측에 설치되어 있으며, 후방을 향해 하향 경사지게 형성되어 있고, 하단이 본체 하부 내주면과 이격된 하부이격부를 형성하는 하부칸막이와; 상기 본체의 후방 측에 설치되어 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관;을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 본체 내부로 순환수가 벤츄리관 형태의 혼합튜브의 메인 통로로 공급되는 한편, 압축공기가 배관을 통해 혼합튜브로 직접 유입되는 것이 아니라, 본체 내부로 1차 유입되도록 한 후 혼합튜브에서 발생하는 흡입압력에 의해 혼합되도록 하여 본체 내부가 압축공기의 유입에 의해 가압된 환경이 이루어지도록 하여 1차적으로 용해도를 높일 수 있게 함으로써 구조가 간단하고 설치비가 저렴한 벤츄리관 구조를 가지면서도 높은 용해도를 가질 수 있게 된다.
Description
본 발명은 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 가압부상조는 원수에 약품을 넣어 일정하게 교반하면 물속에 잔류된 이물질이 결합한 플록이 형성되고, 플록이 형성된 원수를 가압부상조에 유입시켜 가압부상조내에서 용존공기 순환수에서 발생된 기포와 결합시키면 상층부로 플록이 부상되어 이를 제거하고 하층부의 물은 상등수가 되는 수처리장치를 말한다.
가압부상조에서 플록을 효율적으로 제거하기 위하여는 플록과 용존공기 순환수의 접촉 면적을 보다 많이 확보하고, 아울러 용존공기 순환수의 기포는 보다 미세하며, 또한 기포의 분포 밀도는 보다 클수록 유리하다.
아울러 이와 같은 용존공기 순환수를 생성하기 위하여는 순환수와 압축공기를 혼합시키는 용존공기 순환수 발생장치가 필요하며, 용존공기 순환수 발생장치의 성능 및 효율은 보다 압축공기가 순환수에 많이 용해되고, 또한 보다 빨리 용해될 수록 유리하다.
이와 관련된 기술로, "다공관을 구비한 용존공기 순환수 생성기 및 이를 구비한 가압부상조"(한국 등록특허공보 제10-1163089호, 특허문헌 1)에는 양측에 커버가 마련되어 밀폐된 가압튜브와, 공기 압축기로부터 압축공기를 공급받아 상기 가압튜브의 내부에 미세기포를 공급하도록 상기 가압튜브의 길이방향 중앙부에 마련되는 미세기포 공급기와, 상기 가압튜브의 일측에 마련되어 순환수가 상기 가압튜브 내부로 유입되는 가압튜브용 순환수 유입관과, 상기 가압튜브의 타측에 마련되어 용존공기 순환수가 상기 가압튜브 외부로 유출되는 순환수 유출관과, 상기 가압튜브용 순환수 유입관의 상기 가압튜브 내부 끝단에 마련되되 와류 형성을 위하여 노즐공이 측면을 향하여 형성되는 와류 형성용 노즐과, 관 형태로서 상기 가압튜브의 중앙을 따라 배치되며 주면에 다수의 혼합용 구멍이 형성되며 일측 단부는 상기 가압튜브 순환수 유입관측에 마련된 상기 커버에 고정되면서 밀폐되며 타측 단부는 상기 미세기포 공급기 사이에 위치되어 개방되는 다공관으로 구성되는 기술이 공개되어 있다.
상기 특허문헌 1의 기술적 요지는 공급된 순환수가 튜브 내에서 지속적인 회전 유동이 이루어지도록 하면서 미세기포의 공급이 튜브 내에 길이 방향을 따라 다수 개의 노즐에서 공급되도록 함을 특징으로 한다.
상기 특허문헌 1은 접촉면적 및 접촉 시간이 증대되었기 때문에 자연스럽게 미세기포가 짧은 시간에 다수 용해될 수 있게 된다.
하지만, 원통형상의 파이프에 다수의 홀 타공을 형성하는 제조의 어려움, 튜브 내에 길이 방향을 따라 다수의 미세기포 공급을 위한 장치가 설치되어야 하므로 제조가 어렵고 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
또한, 미세기포와 접촉하기 위해 공급되는 순환수 중의 오염물질이나 부유물질 또는 이물질이 완전 제거되지 못한 경우 튜브 내에 미세기포가 배출되는 미세한 노즐입구나 다공의 홀 주변에 부착되고 이로 인해 오염되는 문제점이 발생하게 되는 바, 유지 관리에도 많은 어려움이 발생할 수 밖에 없다.
이러한, 설치 및 유지 관리의 어려움을 극복하기 위한 기술로, "가압부상장치용 미세기포 발생장치"(한국 공개특허공보 제10-2015-0001342호, 특허문헌 2)에는 에어가 원통형의 케이스 중앙으로 공급되고, 순환수는 원통의 일측과 타측에 편심되게 공급되어 와류를 형성시키도록 함과 더불어 케이스 내부에 다수의 익편을 형성하여 캐비테이션 현상을 유도하여 효율을 높이고자 하였다.
특허문헌 2는 특허문헌 1에 비해 에어 공급 구조가 훨씬 단순화된 특징을 가지나, 본체 내부의 다수의 익편 형성을 위한 시공이 어려워 이 역시 제조 단가가 높아지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본체 내부로 순환수가 벤츄리관 형태의 혼합튜브의 메인 통로로 공급되는 한편, 압축공기가 배관을 통해 혼합튜브로 직접 유입되는 것이 아니라, 본체 내부로 1차 유입되도록 한 후 혼합튜브에서 발생하는 흡입압력에 의해 혼합되도록 하여 본체 내부가 압축공기의 유입에 의해 가압된 환경이 이루어지도록 하여 1차적으로 용해도를 높일 수 있게 함으로써 구조가 간단하고 설치비가 저렴한 벤츄리관 구조를 가지면서도 높은 용해도를 가질 수 있게 하려는 것이다.
더불어, 혼합튜브의 배출부는 압축공기공급관 측에 위치하여 배출부를 통해 배출되는 순환수에 순간적인 압력을 가해 배출부 주변에서 미용해되어 배출되는 공기가 다시 한번 순환수에 용해될 수 있게 하여 용해도를 높일 수 있게 하려는 것이다.
또, 본체의 내측 상부에는 혼합튜브의 압축공기공급부와 압축공기공급관 사이에 상부칸막이가 본체 상단과의 사이로 틈을 형성한 채 설치됨으로써 배출부를 통해 배출되는 순환수에 포함된 이물질이 와류에 의해 압축공기공급부 측으로 이동하여 후방측에 모여 쌓이게 되는 현상을 방지하려는 것이다.
아울러, 상부칸막이의 전방측에는 후방 측을 향해 하향 경사진 하부칸막이를 설치함으로써 혼합 과정에서 발생하는 거품이 분리된 채 미세기포가 용해된 순환수만 걸러 배출할 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 가압부상조로부터 공급되는 순환수에 압축공기를 혼합시켜 순환수에 공기를 용해시킨 용존공기 순환수를 생성하여 가압부상조로 공급하기 위한 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 있어서, 내부에 수용공간이 형성되어 있고 양측 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 이루어진 본체와; 상기 본체의 전방 상부에 설치되어 있고 외부의 공기압축기와 배관 연결되어 압축공기를 수용공간에 공급하는 공기공급밸브와; 일측이 상향 절곡되어 본체 외부로 돌출되어 순환수가 공급되며, 타측은 수용공간에 수평 방향으로 설치되어 공기공급밸브와 인접하여 공급된 순환수가 배출되며, 일측과 타측 사이에 압축공기가 유입되는 압축공기공급부가 형성되어 있는 벤츄리관 형상의 혼합튜브와; 상기 본체 내부에 압축공기공급부의 전방 측에 설치되어 있으며, 상단이 본체 내주면과 이격된 상단이격부를 형성하는 상부칸막이와; 상기 본체 내부에 상부칸막이의 전방 측에 설치되어 있으며, 후방을 향해 하향 경사지게 형성되어 있고, 하단이 본체 하부 내주면과 이격된 하부이격부를 형성하는 하부칸막이와; 상기 본체의 후방 측에 설치되어 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관;을 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 본체 상단에 설치되어 과압 발생시 개방되어 본체 내부의 미용해된 공기를 배출하도록 이루어진 안전밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체 내주면에 연결되어 본체 내부의 순환수 수위를 감지하는 수위감지기와 본체 내부의 압력을 감지하는 압력계가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 수위감지기에서 감지된 본체 내부 순환수 수위 또는 압력계에 의해 감지된 내부 압력에 따라 순환수의 유입 또는 배출을 제어하는 수위조절수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 수위조절수단은 순환수의 유입 또는 배출을 조절하는 조절밸브와, 상기 수위감지기 및 압력계와 전기적으로 연결되어 감지된 수위 및 압력에 따라 상기 조절밸브를 제어하는 컨트롤장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 본체 내부로 순환수가 벤츄리관 형태의 혼합튜브의 메인 통로로 공급되는 한편, 압축공기가 배관을 통해 혼합튜브로 직접 유입되는 것이 아니라, 본체 내부로 1차 유입되도록 한 후 혼합튜브에서 발생하는 흡입압력에 의해 혼합되도록 하여 본체 내부가 압축공기의 유입에 의해 가압된 환경이 이루어지도록 하여 1차적으로 용해도를 높일 수 있게 함으로써 구조가 간단하고 설치비가 저렴한 벤츄리관 구조를 가지면서도 높은 용해도를 가질 수 있게 된다.
더불어, 혼합튜브의 배출부는 압축공기공급관 측에 위치하여 배출부를 통해 배출되는 순환수에 순간적인 압력을 가해 배출부 주변에서 미용해되어 배출되는 공기가 다시 한번 순환수에 용해될 수 있게 하여 용해도를 높일 수 있게 된다.
또, 본체의 내측 상부에는 혼합튜브의 압축공기공급부와 압축공기공급관 사이에 상부칸막이가 본체 상단과의 사이로 틈을 형성한 채 설치됨으로써 배출부를 통해 배출되는 순환수에 포함된 이물질이 와류에 의해 압축공기공급부 측으로 이동하여 후방측에 모여 쌓이게 되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 상부칸막이의 전방측에는 후방 측을 향해 하향 경사진 하부칸막이를 설치함으로써 혼합 과정에서 발생하는 거품이 분리된 채 미세기포가 용해된 순환수만 걸러 배출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치가 구비된 가압부상설비를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 일 실시예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 3은 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 일 실시예를 나타낸 정면 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 작동 상태를 나타낸 정면 개략도.
도 6은 본 발명에서 연결판이 더 구비된 예를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 일 실시예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 3은 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 일 실시예를 나타낸 정면 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치의 작동 상태를 나타낸 정면 개략도.
도 6은 본 발명에서 연결판이 더 구비된 예를 나타낸 개략도.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치가 적용되는 가압부상설비는 가압부상조(1), 가압부상조(1) 상부에 구비되어 모터 등에 의해 무한궤도로 회전하면서 수면상으로 부상하는 플록을 판상의 플라이트로 걷어내어 일측의 수거조로 배출시키는 슬러지제거장치, 가압부상조(1) 내의 순환수를 본 발명의 용존공기 순환수 발생장치로 공급하는 부상조배출관(2), 부상조배출관(2)에 설치되어 순환수를 가압 펌핑하는 가압펌프(2a), 본 발명의 용존공기 순환수 발생장치에서 발생된 용존공기 순환수를 가압부상조(1)로 공급하는 용존수공급관(3), 기타 관로상에 설치된 미도시된 조절밸브들 및 가압펌프(2a) 및 조절밸브들의 작동을 제어하는 컨트롤장치(110) 등을 포함하여 구성되어 있다.
이때, 본 발명의 순환수 발생장치에서 배출된 용존공기 순환수는 그대로 가압부상조(1)로 공급될 수도 있으나, 미도시된 미세기포발생챔버에 일시적으로 공급시킨 후 가압부상조(1)로 공급될 수 있다.
더불어, 플록 제거 처리된 순환수의 일부는 미표기된 처리조로 공급되고, 제거된 슬러지는 별도로 수집 처리되어 배출된다.
이러한 구성은 플록이 제거된 순환수 일부를 본 발명의 용존공기 순환수 발생장치로 공급하는 한편, 압축 공기를 공급하여 순환수에 미세기포를 가압 공급하여 순환수에 용존시켜 다시 공급하여 처리하게 된다.
본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치는,
내부에 수용공간이 형성되어 있고 양측 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 이루어진 본체와;
상기 본체의 전방 상부에 설치되어 있고 외부의 공기압축기와 배관 연결되어 압축공기를 수용공간에 공급하는 공기공급밸브와;
일측이 상향 절곡되어 본체 외부로 돌출되어 순환수가 공급되며, 타측은 수용공간에 수평 방향으로 설치되어 공기공급밸브와 인접하여 공급된 순환수가 배출되며, 일측과 타측 사이에 압축공기가 유입되는 압축공기공급부가 형성되어 있는 벤츄리관 형상의 혼합튜브와;
상기 본체 내부에 압축공기공급부의 전방 측에 설치되어 있으며, 상단이 본체 내주면과 이격된 상단이격부를 형성하는 상부칸막이와;
상기 본체 내부에 상부칸막이의 전방 측에 설치되어 있으며, 후방을 향해 하향 경사지게 형성되어 있고, 하단이 본체 하부 내주면과 이격된 하부이격부를 형성하는 하부칸막이와;
상기 본체의 후방 측에 설치되어 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관;을 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 본체 상단에 설치되어 과압 발생시 개방되어 본체 내부의 미용해된 공기를 배출하도록 이루어진 안전밸브가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체 내주면에 연결되어 본체 내부의 순환수 수위를 감지하는 수위감지기와 본체 내부의 압력을 감지하는 압력계가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 수위감지기에서 감지된 본체 내부 순환수 수위 또는 압력계에 의해 감지된 내부 압력에 따라 순환수의 유입 또는 배출을 제어하는 수위조절수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 수위조절수단은 순환수의 유입 또는 배출을 조절하는 조절밸브와, 상기 수위감지기 및 압력계와 전기적으로 연결되어 감지된 수위 및 압력에 따라 상기 조절밸브를 제어하는 컨트롤장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 통해 본 발명의 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저 본체(10)는 도 1, 2에 도시되어 있는 바와 같이 순환수 및 압축공기가 수용되는 수용공간(11)이 내부에 형성되어 있다.
아울러, 본체(10)는 수평 방향의 원통 형상으로 이루어져 있는데, 도면과 같이 양측 단부가 원통형의 판에 의해 결합되어 볼트 체결되어 막힌 구조를 취한다.
압축공기공급관(20)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 일측이 상기 본체(10)의 상부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있고, 타측은 압축공기를 공급하기 위한 도 1에 도시된 외부의 공기압축기(21)와 연결되어 있다.
압축공기공급관(20)에는 본체(10)와의 연결 지점에 공기공급밸브(22)가 설치되어 공기압축기(21)에 의해 압축된 공기를 수용공간(11)으로 공급하도록 이루어져 있다.
혼합튜브(30)는 일종의 벤츄리관 형상을 취하며, 주 통로로 순환수가 이동하고 압축공기가 상부에서 흡입 압력에 의해 유입되어 압축공기가 순환수가 혼합되면서 용해되도록 이루어져 있다.
이때, 압축공기는 상술한 압축공기공급관(20)을 통한 배관 연결로 유입되는 것이 아니라 본체(10) 내부에 1차적으로 공급된 채 유입되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 혼합튜브(30)는 일측에 상기 순환수가 가압된 채 공급되는 순환수주입관(31)이 상기 본체(10) 외부로 돌출되어 연결되어 있다.
순환수주입관(31)은 본체(10) 내부에서 도면과 같이 절곡되어 형성되어 있다.
도 2에 도시된 주입관연결부(32)는 상기 본체(10)의 중심축을 따라 수평 방향으로 설치되어 있으며, 상기 순환수주입관(31)과 연결되어 있고 일정 내경을 갖는 원통 형상을 취한다.
아울러, 축경부(33)는 상기 주입관연결부(32)와 연결된 채 타측 방향으로 점차 내경이 작아지도록 이루어져 있다.
혼합부(34)는 상기 축경부(33)와 연결된 채 일정한 직경을 갖도록 이루어져 있으며, 확경부(35)는 상기 혼합부(34)와 연결된 채 타측 방향으로 점차 내경이 커지도록 이루어져 있고, 배출부(36)는 상기 확경부(35)와 연결된 채 일정한 내경을 갖도록 이루어져 있다.
한편, 압축공기공급부(37)는 하단이 상기 주입관연결부(33)와 연결되어 압축공기공급관(20)을 통해 수용공간(11) 내부로 유입된 압축공기를 주입관연결부(33) 내부로 공급하고, 상부는 깔대기 형상으로 이루어져 있어 압축공기의 유입이 원할히 이루어지도록 되어 있다.
혼합유도부(38)는 도 2에 도시된 바와 같이 일단과 타단이 상기 압축공기공급부(37)를 기준으로 양측에 위치하며 일단이 상기 주입관연결부(32) 내주면에 연결되어 있고, 타단은 상기 축경부(33) 위치에 대응된 채 일단으로부터 내외경이 점차 작아지도록 이루어져 있다.
이로 인해 외주면이 축경부(33) 내주면과 이격되어 내주면과의 사이로 흡입공간(38a)을 형성하여 압축공기의 유입을 가이드하게 되어 있다.
상부칸막이(40)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 하단 중앙이 상기 혼합튜브(30)의 혼합부(34) 외주면과 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(11) 측면 내주면에 결합되어 있다.
아울러, 상단은 상기 본체(11)의 상면 내주면과 이격된 상부이격부(41)를 형성한다.
하부칸막이(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 상부 일측이 상기 상부칸막이(40) 전방 측의 혼합부(34), 확경부(35), 배출부(36) 중 선택된 어느 하나와 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(11) 측면 내주면에 결합되어 있다.
하단은 상단으로부터 후방측으로 하향 경사지게 형성되되 단부가 본체(11) 하부 내주면과 이격된 하부이격부(51)를 형성한다.
이때, 하부칸막이(50)는 도시된 바와 같이 본체(10) 내부에 다수 개가 서로 이격된 채 치되어 있는 것이 바람직하다.
순환수배출관(60)은 상기 본체(11)의 하부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있되, 상기 상부칸막이(40) 및 하부칸막이(50)의 후방측에 설치되어 순환수에 압축공기가 용해되어 형성된 용존공기 순환수가 배출된다.
안전밸브(70)은 본체(11)의 상단에 상기 상부칸막이(40)의 전방측 위치에 설치되어 과압 발생시 개방되어 본체(11) 내부의 미용해된 공기를 배출하도록 이루어져 있다.
즉, 설정 압력이 초과할 때 개방되어 본체(10)를 보호하는 역할을 하게 된다.
수위감지기(80)는 상기 본체 상측 내주면에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 순환수 수위를 감지하도록 이루어져 있다.
수위감지기(80)는 본체(10) 내주면의 일정 위치에 힌지 결합된 봉에 구비된 부구로 구비되어 수위 상승에 따라 부구가 상승하다 일정 지점이 되면 신호를 제공하는 볼탑 방식으로 구성될 수 있다.
압력계(90)는 상기 본체 상부에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 압력을 감지하도록 이루어져 있다.
압력계(90)는 전기식으로 구성되어 컨트롤장치(110)에 압력 신호를 송출하도록 이루어짐이 바람직하다.
안전밸브(70)에 별도의 압력계가 포함되어 있지 아니한 경우 안전밸브(70)는 전기식으로 컨트롤장치(110)와 연결되어 압력계(90)에 측정된 압력에 의해 컨트롤장치(110)의 제어에 의해 개폐되도록 할 수도 있다.
수위조절수단은 상기 수위감지기(80)에서 감지된 본체(10) 내부의 순환수 수위 또는 압력계(90)에 의해 감지된 내부 압력에 따라 순환수의 유입 또는 배출을 제어한다.
구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 순환수주입관(31)에 연결되어 순환수의 공급을 조절하는 공급조절밸브(101) 또는 순환수배출관(60)에 연결되어 순환수의 배출을 조절하는 배출조절밸브(102) 중 선택된 어느 하나 또는 두 개로 이루어진 조절밸브(100)와, 상기 수위감지기(80) 및 압력계(90)와 전기적으로 연결되어 감지된 수위 및 압력에 따라 선택적으로 상기 조절밸브(90)를 제어하는 컨트롤장치(110)로 구성될 수 있다.
도 3의 개략도는 순환수 및 압축공기가 본체(10) 내부로 미유입된 상태의 본 발명의 발생장치를 나타낸 것이며, 도 4는 도 3의 상태에서 압축공기 및 순환수가 유입되는 상황의 작동 상태를 나타낸 것이다.
도 4의 상태는 공급조절밸브(101)는 개방, 배출조절밸브(102)는 폐쇄된 상태로, 도 1의 가압펌프(2a)에 의해 가압된 순환수가 순환수주입관(31)을 통해 혼합튜브(30)로 유입된 후, 혼합튜브(30) 내부의 주입관연결부(32), 축경부(33), 혼합부(34), 확경부(35) 및 배출부(36) 순으로 이동하여 본체(10)의 수용공간(11) 내부로 배출된다.
이때, 공기압축기(21)에서 압축된 압축공기는 공기공급밸브(22)를 통해 수용공간(11) 내부로 유입된 후 상부칸막이(40) 상측의 상부이격부(41)를 통해 압축공기공급부(37)를 통해 흡입공간(38a)로 빨려들어가면서 유속이 빠른 혼합부(34) 내부에서 높은 압력을 받으면서 혼합되어 용존하게 되고, 배출부(36)를 통해 배출되게 된다.
즉, 순환수와 압축공기가 유입된 채 일정한 압력 조건을 가해 내부에서 공기포화수가 발생하게 된다.
이때, 높은 압력에 의해 용존함에 따라 미세기포가 다량 발생한 채 배출되게 된다.
이때, 압축공기는 일반적인 벤츄리관이 설치된 구조인 직접 유입되는 방식이 아니라 본체(10) 내부로 1차 유입되도록 한 후 혼합튜브(30)에서 발생하는 흡입압력에 의해 혼합된다.
이로 인해 본체(10) 내부의 수용공간(11)의 수면 위 상측 공간은 압축공기의 유입에 의해 가압된 환경이 이루어져 용해도를 가일층 높여줄 수 있게 된다.
즉, 복잡한 구조를 취하지 않고도 높은 용존도를 가질 수 있게 되는 것이다.
더욱이, 도면에 나타난 바와 같이 혼합튜브(30)의 배출부(36)는 압축공기공급관(20) 측에 위치하여 배출부(36)를 통해 배출되는 순환수에 순간적인 압력을 가해 배출부(36) 주변에서 미용존되어 배출되는 공기가 다시 한번 순환수에 용존될 수 있게 하여 용존도를 높일 수 있게 된다.
아울러, 본체(10)의 내측 상부에는 혼합튜브(30)의 압축공기공급부(37)와 공기공급밸브(22) 사이에 상부칸막이(40)가 상부이격부(41)를 형성한 채 설치되어 있음으로 인해 배출부(36)를 통해 배출되는 순환수에 포함된 이물질이 본체(10)의 후방 측 즉, 순환수주입관(31) 측으로 이동하여 와류에 의해 한 곳으로 모여 쌓이게 되는 현상을 방지할 수도 있게 된다.
이는, 이처럼 한 곳에 모여 쌓인 이물질이 순환수배출관(60)의 개방에 따른 배출 압력을 받을 때 빠져나가게 되는 현상을 방지해줄 수 있게 된다.
한편, 하부칸막이(50)는 상부칸막이(40)의 전방측에 후방 측을 향해 하향 경사지게 설치되어 있는데, 이러한 하부칸막이(50)는 혼합 과정에서 발생하는 거품 즉, 미세화되지 못하고 큰 상태로 상향 이동하게 되는 공기가 배출시 빨려들어가는 것을 방지하여 배출시 단위부피당의 용존 공기량을 높인 채 배출할 수 있게 해주게 한다.
이러한 효과를 높이기 위해 하부칸막이(50)는 도 4보다 높게 형성하거나, 도 5와 같이 수위의 조절이 혼합튜브(30)의 중심 축에 이루도록 할 수 있으나, 도 5의 경우는 이물질이 배출되는 현상을 막는 데는 효과가 높은나, 용존율을 높이는 데 한계가 있는 바, 도 4와 같은 실시예가 보다 바람직하다 할 것이다.
이러한 점을 감안하여, 배출되는 용존공기 순환수에 이물질을 최소화하면서 용존도를 높이기 위한 방안으로 도 6과 같은 실시예가 적용될 수 있다.
도 6의 실시예는,
내부에 수용공간(11)이 형성되어 있고, 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 형성되어 있는 본체(10)와;
일측은 상기 본체(10)의 상부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있고, 타측은 압축공기를 공급하기 위한 외부의 공기압축기(21)와 연결되어 있으며, 관로 일측에 공기공급밸브(22)가 설치되어 공기압축기(21)에 의해 압축된 공기를 수용공간(11)으로 공급하는 압축공기공급관(20)과;
일측은 상기 순환수가 가압된 채 공급되는 순환수주입관(31)이 상기 본체 외부로 돌출되어 연결되어 있고, 상기 본체(10)의 중심축을 따라 수평 방향으로 설치되어 있으며, 상기 순환수주입관(31)과 연결되어 있고 일정 내경을 갖는 원통 형상의 주입관연결부(32)와, 상기 주입관연결부(32)와 연결된 채 점차 내경이 작아지는 축경부(33)와, 상기 축경부(33)와 연결된 채 일정한 직경을 갖는 혼합부(34)와, 상기 혼합부(34)와 연결된 채 점차 내경이 커지는 확경부(35)와, 상기 확경부(35)와 연결된 채 일정한 내경을 갖는 배출부(36)와, 하단이 상기 주입관연결부(33)와 연결되어 압축공기공급관(20)을 통해 수용공간(11) 내부로 유입된 압축공기를 주입관연결부(33) 내부로 공급하고, 상부는 깔대기 형상으로 이루어져 있는 압축공기공급부(37)와, 일단과 타단이 상기 압축공기공급부(37)를 기준으로 양측에 위치하며 일단이 상기 주입관연결부(32) 내주면에 연결되어 있고, 타단은 상기 축경부(33) 위치에 대응된 채 일단으로부터 내외경이 점차 작아짐으로써 외주면이 축경부(33) 내주면과 이격되어 내주면과의 사이로 흡입공간(38a)을 형성하여 압축공기의 유입을 가이드하는 혼합유도부(38)로 구성되어 있는 혼합튜브(30)와;
하단 중앙이 상기 혼합튜브(30)의 혼합부(34) 외주면과 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(11) 측면 내주면에 결합되어 있고, 상단은 상기 본체(11)의 상면 내주면과 이격된 상부이격부(41)를 형성하는 상부칸막이(40)와;
상부 일측이 상기 상부칸막이(40) 전방 측의 혼합부(34), 확경부(35), 배출부(36) 중 선택된 어느 하나와 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(11) 측면 내주면에 결합되어 있고, 하단은 상단으로부터 후방측으로 하향 경사지게 형성되되 단부가 본체(11) 하부 내주면과 이격된 하부이격부(51)를 형성하는 하부칸막이(50)와;
상기 본체(11)의 하부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있되, 상기 상부칸막이(40) 및 하부칸막이(50)의 후방측에 설치되어 순환수에 압축공기가 용해되어 형성된 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관(60)과;
상기 본체(11)의 상단에 상기 상부칸막이(40)의 전방측 위치에 설치되어 과압 발생시 개방되어 본체(11) 내부의 미용해된 공기를 배출하도록 이루어진 안전밸브(70)와;
상기 본체 상측 내주면에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 순환수 수위를 감지하는 수위감지기(80)와;
상기 본체 상부에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 압력을 감지하는 압력계(90)와;
상기 수위감지기(80)에서 감지된 본체(10) 내부의 순환수 수위 또는 압력계(90)에 의해 감지된 내부 압력에 따라 순환수의 유입 또는 배출을 제어하는 수위조절수단;으로 구성되되,
상기 수위조절수단은, 상기 순환수주입관(31)에 연결되어 순환수의 공급을 조절하는 공급조절밸브(101) 또는 순환수배출관(60)에 연결되어 순환수의 배출을 조절하는 배출조절밸브(102) 중 선택된 어느 하나 또는 두 개로 이루어진 조절밸브(100)와;
상기 수위감지기(80) 및 압력계(90)와 전기적으로 연결되어 감지된 수위 및 압력에 따라 선택적으로 상기 조절밸브(90)를 제어하는 컨트롤장치(110);로 구성되고,
상기 하부칸막이(50)는 본체(10) 내부에 다수 개가 설치되어 있으며,
상기 다수 개의 하부칸막이(50) 중 최 후방의 하부칸막이(50)와 상기 상부칸막이(40) 하단을 연결하는 연결판(39)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 연결판(39)은 수용공간(11) 상측 후방에 이물질이 모이는 현상을 최대한 방지하고, 컨트롤장치(110)의 제어에 의해 수용공간(11) 내부 압력이 일정하게 높은 상태를 유지할 수 있게 하여 용존율을 높일 수 있게 된다.
1 : 가압부상조 2 : 부상조배출관
2a : 가압펌프 3 : 용존수공급관
10 : 본체 11 : 수용공간
20 : 압축공기공급관 21 : 공기압축기
22 : 공기공급밸브 30 : 혼합튜브
31 : 순환수주입관 32 : 주입관연결부
33 : 축경부 34 : 혼합부
35 : 확경부 36 : 배출부
37 : 압축공기공급부 38 : 혼합유도부
38a : 흡입공간 39 : 연결판
40 : 상부칸막이 41 : 상부이격부
50 : 하부칸막이 51 : 하부이격부
60 : 순환수배출관 70 : 안전밸브
80 : 수위감지기 90 : 압력계
100 : 조절밸브 101 : 고급조절밸브
102 : 배출조절밸브 110 : 컨트롤장치
2a : 가압펌프 3 : 용존수공급관
10 : 본체 11 : 수용공간
20 : 압축공기공급관 21 : 공기압축기
22 : 공기공급밸브 30 : 혼합튜브
31 : 순환수주입관 32 : 주입관연결부
33 : 축경부 34 : 혼합부
35 : 확경부 36 : 배출부
37 : 압축공기공급부 38 : 혼합유도부
38a : 흡입공간 39 : 연결판
40 : 상부칸막이 41 : 상부이격부
50 : 하부칸막이 51 : 하부이격부
60 : 순환수배출관 70 : 안전밸브
80 : 수위감지기 90 : 압력계
100 : 조절밸브 101 : 고급조절밸브
102 : 배출조절밸브 110 : 컨트롤장치
Claims (5)
- 가압부상조로부터 공급되는 순환수에 압축공기를 혼합시켜 순환수에 공기를 용해시킨 용존공기 순환수를 생성하여 가압부상조로 공급하기 위한 가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치에 있어서,
내부에 수용공간(11)이 형성되어 있고, 단부가 막힌 수평 방향의 원통 형상으로 형성되어 있는 본체(10)와;
일측은 상기 본체(10)의 상부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있고, 타측은 압축공기를 공급하기 위한 외부의 공기압축기(21)와 연결되어 있으며, 관로 일측에 공기공급밸브(22)가 설치되어 공기압축기(21)에 의해 압축된 공기를 수용공간(11)으로 공급하는 압축공기공급관(20)과;
일측은 상기 순환수가 가압된 채 공급되는 순환수주입관(31)이 상기 본체 외부로 돌출되어 연결되어 있고, 상기 본체(10)의 중심축을 따라 수평 방향으로 설치되어 있으며, 상기 순환수주입관(31)과 연결되어 있고 일정 내경을 갖는 원통 형상의 주입관연결부(32)와, 상기 주입관연결부(32)와 연결된 채 점차 내경이 작아지는 축경부(33)와, 상기 축경부(33)와 연결된 채 일정한 직경을 갖는 혼합부(34)와, 상기 혼합부(34)와 연결된 채 점차 내경이 커지는 확경부(35)와, 상기 확경부(35)와 연결된 채 일정한 내경을 갖는 배출부(36)와, 하단이 상기 주입관연결부(32)와 연결되어 압축공기공급관(20)을 통해 수용공간(11) 내부로 유입된 압축공기를 주입관연결부(32) 내부로 공급하고, 상부는 깔대기 형상으로 이루어져 있는 압축공기공급부(37)와, 일단과 타단이 상기 압축공기공급부(37)를 기준으로 양측에 위치하며 일단이 상기 주입관연결부(32) 내주면에 연결되어 있고, 타단은 상기 축경부(33) 위치에 대응된 채 일단으로부터 내외경이 점차 작아짐으로써 외주면이 축경부(33) 내주면과 이격되어 내주면과의 사이로 흡입공간(38a)을 형성하여 압축공기의 유입을 가이드하는 혼합유도부(38)로 구성되어 있는 혼합튜브(30)와;
하단 중앙이 상기 혼합튜브(30)의 혼합부(34) 외주면과 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(10) 측면 내주면에 결합되어 있고, 상단은 상기 본체(10)의 상면 내주면과 이격된 상부이격부(41)를 형성하는 상부칸막이(40)와;
상부 일측이 상기 상부칸막이(40) 전방 측의 혼합부(34), 확경부(35), 배출부(36) 중 선택된 어느 하나와 결합되어 있으며, 측벽면은 상기 본체(10) 측면 내주면에 결합되어 있고, 하단은 상단으로부터 후방측으로 하향 경사지게 형성되되 단부가 본체(10) 하부 내주면과 이격된 하부이격부(51)를 형성하는 하부칸막이(50)와;
상기 본체(10)의 하부에 수용공간(11)과 연통되도록 연결되어 있되, 상기 상부칸막이(40) 및 하부칸막이(50)의 후방측에 설치되어 순환수에 압축공기가 용해되어 형성된 용존공기 순환수가 배출되는 순환수배출관(60)과;
상기 본체(10)의 상단에 상기 상부칸막이(40)의 전방측 위치에 설치되어 과압 발생시 개방되어 본체(10) 내부의 미용해된 공기를 배출하도록 이루어진 안전밸브(70)와;
상기 본체 상측 내주면에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 순환수 수위를 감지하는 수위감지기(80)와;
상기 본체 상부에 연결되어 있으며, 본체(10) 내부의 압력을 감지하는 압력계(90)와;
상기 수위감지기(80)에서 감지된 본체(10) 내부의 순환수 수위 또는 압력계(90)에 의해 감지된 내부 압력에 따라 순환수의 유입 또는 배출을 제어하는 수위조절수단;으로 구성되되,
상기 수위조절수단은, 상기 순환수주입관(31)에 연결되어 순환수의 공급을 조절하는 공급조절밸브(101) 또는 순환수배출관(60)에 연결되어 순환수의 배출을 조절하는 배출조절밸브(102) 중 선택된 어느 하나 또는 두 개로 이루어진 조절밸브(100)와;
상기 수위감지기(80) 및 압력계(90)와 전기적으로 연결되어 감지된 수위 및 압력에 따라 선택적으로 상기 조절밸브(100)를 제어하는 컨트롤장치(110);로 구성되고,
상기 하부칸막이(50)는 본체(10) 내부에 다수 개가 설치되어 있으며,
상기 다수 개의 하부칸막이(50) 중 최 후방의 하부칸막이(50)와 상기 상부칸막이(40) 하단을 연결하는 연결판(39)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
가압부상설비용 용존공기 순환수 발생장치. - 삭제
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102484090B1 (ko) * | 2022-04-18 | 2023-01-04 | 덕인환경주식회사 | 오존을 이용한 축산폐수의 처리장치 |
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2015
- 2015-09-07 KR KR1020150126510A patent/KR101597311B1/ko active IP Right Grant
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