KR101602297B1 - 미생물 탈취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미생물 탈취 장치에 관한 것으로서,
양쪽 측단부에 구비된 회전 지지 축을 중심으로 탈취 장치 가동 중 회전하는 담체 케이스, 말하자면, 회전형 담체 케이스와; 악취원을 탈취 장치 내에서, 더욱 구체적으로는, 담체 케이스 내 담체들 사이 틈새로 거듭 순환시키는 순환 송풍 팬을 포함하여 구성된 결과,
악취원과 미생물 사이의 접촉이 장치 내에서 활발하고 오래 지속됨에 따라 종래에 비하여 현저히 우수한 탈취 성능을 나타낸다.

Description

미생물 탈취 장치 {biological deodorization apparatus}

본 발명은 미생물 탈취 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전형 담체 케이스와 순환 송풍 팬을 포함하여 구성된 특징적 구조의 미생물 탈취 장치에 관한 발명이다.

회전형 담체 케이스라 함은 양쪽 측단부에 구비된 지지 축을 중심으로 회전하는 구조의 담체 케이스라는 의미이다.

바꾸어 말하자면, 본 발명에 따른 미생물 탈취 장치를 구성하는 담체 케이스는 장치 내 일정 위치에 고정되지 않고 탈취 장치 가동 중 회전 지지 축을 중심으로 회전하는 특징이 있다.

또한, 순환 송풍 팬이라 함은 상기 담체 케이스를 포함하는 경로로 하여 악취 발생원 입자 또는 물질을 거듭 순환시키는 송풍 팬을 의미한다.

근래 환경오염에 관한 사회적 인식이 높아지는 동시에 규제가 엄격해지면서 축사, 하·폐수 처리장, 쓰레기 매립장, 음식물 찌꺼기 처리장 등의 악취를 더욱 효율적으로 제거하기 위한 방법 또는 장치가 계속 개발되고 있다.

악취 제거, 즉 탈취 방법은 이물질, 즉 악취 발생원 입자 또는 물질의 농도에 따라 몇 가지로 구분된다.

악취 발생원 입자 또는 물질(이하 "악취원" 이라 함)이 저농도일 경우에는 미생물 탈취, 중농도일 경우에는 흡착 세정 및 미생물 탈취, 고농도일 경우에는 약액 세정의 방법을 이용하는 것이 일반적이다.

상기 미생물 탈취는 미생물을 이용하여 악취를 제거하는 방법으로서, 악취원과의 반응을 통한 악취 제거, 즉 탈취를 담당하는 미생물들이 고정된 상태, 말하자면, 표면 및 내부에 부착되어 서식하는 상태의 담체들로 채워진 미생물 탈취탑 내 담체 충전부로 악취원 및 물 혼합액(이하 "악취원 용액" 이라 함)을 흘려보냄으로써 악취원 용액이 담체 충전부를 통과하여 흘러내리는 동안 악취원과 미생물들 사이의 반응 및 그에 따른 탈취가 이루어지도록 하는 것이다.

종래 구조에 따른 담체의 예를 나타내는 사시도인 도 1 에 나타낸 바와 같이, 담체(200)는 통상 육면체 형상 몸체(M)의 표면 및 내부에 다수의 미세 구멍, 즉 공극(P)이 형성된 구조의 폴리비닐알콜, 발포 폴리우레탄 또는 폴리에틸렌 등의 합성수지, 세라믹 또는 숙성 나무껍질 등의 재질로 이루어진다.

악취원을 분해하는 미생물들이 담체 표면 및 내부의 무수히 많은 공극(P) 속에 서식하게 된다.

도 2 는 일반적 구조의 미생물 탈취 설비(100)의 내부 구조도로서, 이를 참조하여 미생물 탈취 메커니즘을 설명하면 다음과 같다.

우선, 축사, 하·폐수 처리장, 음식물 찌꺼기 처리장 등의 악취 발생 시설(X)로부터 발생하여 송풍 팬(F)을 거쳐 공급되는 악취원은 저장 탱크(T) 및 펌프(W)를 거쳐 공급되는 물과 혼합된 상태, 즉 악취원 용액 상태로 탈취탑(110) 내로 주입된다.

펌프(W)와 악취원 송풍 팬(F)의 작동으로 인하여 상기 악취원 용액은 상당한 압력을 띠는 상태를 이루어 대형 원통체 구조물로서의 미생물 탈취탑(110) 내로 유입되어 하방으로 분사된다. (도면 부호 "120" 은 분사관 조합을 나타냄)

하방으로 분사된 악취원 용액은 담체 충전부(130)를 통과하여 탈취 탑(110) 내 하부 공간으로 흘러내리게 되며, 이 과정에서 악취원 용액 내 악취원과 담체 내 미생물 사이에 반응, 말하자면, 악취원의 분해 및 그에 따른 탈취가 이루어진다. (도면상의 흰색 화살표는 악취가 없는 상태의 액체 또는 기체 흐름을 나타냄)

악취원이 제거된 다음 탈취 탑(110) 내 상부 공간에 형성된 맑은 기체가 배기구(140)를 통하여 대기중으로 배출됨은 물론이다.

상기와 같은 탈취 메커니즘에서 짐작할 수 있듯이, 미생물 탈취 장치가 양호한 탈취 성능을 나타내기 위해서는, 악취원과 미생물 사이의 반응, 즉 접촉이 최대한 활발하고 오래 지속되는 것이 바람직하다.

종래의 미생물 탈취 장치 관련 연구 결과를 살펴보면, 등록번호 10-480978 (발명의 명칭 "담체를 이용한 미생물 탈취 장치 및 담체 제조 방법") 및 등록번호 10-583328 (발명의 명칭 "탈취 장치용 미생물 담체 및 이의 제조방법")의 등록특허를 최근 선행기술 예로 들 수 있다.

전자의 경우, 적층 높이에 무관하게 전체적으로 균일한 탈취 성능을 나타내는 한편 배기 소음이 낮은 것을 특징으로 하는 미생물 탈취 장치를 제시하는 동시에, 세라믹 분말, 석회 분말 및 전분을 혼합하여 성형 후 전분을 소각 제거함으로써 담체 내에 다수의 공극을 형성하는 방법을 제시하고 있다.

후자의 경우, 생물친화성 소재와 각종 첨가제들을 적정 비율로 혼합하여 일정 형상으로 성형한 다음 소결함으로써 담체를 제조하는 방법에 관한 발명으로서, 알루미나 분말 및 규회석 분말 등과 같은 특수 성분들 및 그 혼합 비율을 특정하는 한편 X, Y, Z 축 방향으로 연장된 입체적 형상의 담체를 제시하고 있다.

상기 등록특허 발명들을 포함한 미생물 탈취 장치 또는 담체 관련 선행기술들은 악취원 용액 또는 혼합 기체가 담체들 사이 틈새를 통과한 다음 바로 장치 외부로 배출됨을 전제로 하여 탈취 장치 또는 담체의 구조 및 기타 특성을 개선함에 따른 탈취 성능 향상을 추구하고 있다.

바꾸어 말하자면, 악취원과 미생물 사이의 반응, 즉 접촉을 활발하고 오래 지속되도록 함으로써 탈취 성능을 근본적으로 향상시킬 수 있는 방법 또는 장치에 관한 연구는 없었다.

본 발명은 상기와 같은 현실적 문제를 고려한 것으로서, 악취원과 미생물 사이의 접촉이 장치 내에서 활발하고 오래 지속될 수밖에 없는 구조의 미생물 탈취 장치를 제공하는 데 본 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 회전형 담체 케이스와 순환 송풍 팬을 포함하여 구성된 특징적 구조의 미생물 탈취 장치를 개발함으로써 달성된다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 회전형 담체 케이스는 양쪽 측단부에 구비된 회전 지지 축을 중심으로 탈취 장치 가동 중 회전하는 특징이 있다.

또한, 상기 순환 송풍 팬은 악취원을 탈취 장치 내에서, 더욱 구체적으로는, 담체 케이스 내 담체들 사이 틈새로 거듭 순환시키는 특징이 있다.

한편, 대형 원통체 형태의 상기 담체 케이스를 수용함으로써 탈취 장치 주요 외관을 이루는 하우징의 내측 상단부에는 세정수 분사관 조합이 구비되며, 이로부터 분사된 세정수는 장치 내 악취원과 혼합되어 악취원 용액 상태로 담체 케이스 내 담체들 사이 틈새로 흘러내리게 된다.

상기와 같이, 본 발명에 따르면, 담체 케이스의 회전으로 인하여 그 내부 담체들의 위치 및 방향이 시시각각 변함에 따라 담체 내 미생물과 악취원 사이의 접촉, 즉 반응이 더욱 활발하게 이루어진다.

또한, 악취원 용액에 포함되어 담체들 사이 틈새를 통과함에 따라 1 차적으로 악취 제거된 상태의 악취원이 상기 순환 송풍 팬의 가동으로 인하여 담체 케이스로 다시 흡입되어 거듭 순환되는 결과, 악취원과 미생물 사이의 접촉이 장치 내에서 오래 지속된다.

결론적으로, 회전형 담체 케이스와 순환 송풍 팬을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 미생물 탈취 장치는 종래에 비하여 현저히 우수한 탈취 성능을 나타낸다.

도 1 은 본 발명 제 1 실시예에 따른 미생물 탈취 장치의 구성도,
도 2 는 상기 제 1 실시예의 미생물 탈취 장치에 있어 A-A선 단면도,
도 3 은 본 발명 제 2 실시예에 따른 미생물 탈취 장치의 구성도,
도 4 는 상기 제 2 실시예의 미생물 탈취 장치에 있어 B-B선 단면도,
도 5 는 일반적 합성수지 재질 담체의 예를 나타내는 사시도,
도 6 은 종래 구조에 따른 미생물 탈취 설비의 내부 구조도이다.

이하, 본 발명 실시예의 미생물 탈취 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명 제 1 실시예에 따른 미생물 탈취 장치의 구성도인 도 1 과 그 A-A선 단면도인 도 2 에 나타낸 바와 같이, 미생물 탈취 장치(1)는, 다수의 외주부 통공이 각각 형성된 내통(51) 및 외통(53)을 포함하는 이중 원통체로서, 원통체의 양쪽 측방에 회전 지지 축(56)이 각각 구비된 담체 케이스(50)와; 담체 케이스(50)를 수용하는 드럼통 형상의 통체로서, 악취원 흡입구(13), 순환 흡입구(14), 최종 토출구(15) 및 배수구(16)가 각각 관통 형성된 하우징 조합(10)과; 하우징 조합(10) 상의 상기 순환 흡입구(14)에 흡입부가 연결된 순환 송풍 팬(20)과; 순환 송풍 팬(20)의 토출부에 연결되는 한편 구부러져 하우징 조합(10) 내부로 진입한 구조로서, 그 선단부가 상기 내통(51)의 중공부 선단에 연결된 순환 송출 관(30)과; 상기 최종 토출구(15)에 흡입부가 연결된 배기 송풍 팬(40)과; 상기 하우징 조합(10)의 내측 상단부로 진입한 세정수 공급관의 선단에 연결된 세정수 분사관 조합(60)과; 상기 담체 케이스(50)의 양쪽 측단부를 형성하는 한편 하우징 조합(10) 외부로 돌출한 각각의 회전 지지 축(56)을 회전 가능 상태로 지탱하는 베어링 조합(70)과; 양쪽 회전 지지 축(56) 중 어느 한쪽 선단부와 풀리 및 벨트를 매개로 연결된 모터(80)와; 상기 하우징 조합(10)을 비롯한 고정 대상 구성 요소들을 지탱하는 베이스 프레임(90)을 포함하여 구성된다.

담체 케이스(50)를 특징짓는 상기 이중 원통체는 수평 배치 구조의 내통(51) 및 그를 중심으로 하여 주위를 둘러싼 외통(53)과, 이들 내통(51)과 외통(53)의 양쪽 선단에 각각 결합된 측판(52)으로 경계 지어지는 롤 케이크 단면 형상이다.

상기 하우징 조합(10)은 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12) 사이의 볼트 체결에 의한 조합으로 구성되며, 상부 및 하부 하우징(11, 12)은 각각 드럼통을 길이 방향으로 반분한 형상이다.

하우징 조합(10)과 담체 케이스(50)는 금속, 즉 스텐레스강 또는 FRP 재질로 하는 것이 바람직하다.

실시예의 경우, 상기 악취원 흡입구(13)는 상부 하우징(11) 상의 왼쪽 벽을, 순환 흡입구(14)는 하부 하우징(12) 상의 왼쪽 벽을 각각 관통하는 형태로 구비되며, 이들은 동일 방향에 배치하는 것이 바람직하다. .

상기 최종 토출구(15)는 상부 하우징(11) 상의 오른쪽 벽을 관통하는 형태로 구비되며, 악취원 흡입구(13)와는 반대 방향에 배치하는 것이 바람직하다.

순환 송풍 팬(20)과 배기 송풍 팬(40)은 상기 하우징 조합(10) 내부로의 악취원 유입으로부터 하우징 조합(10) 내에서의 악취원 순환과 하우징 조합(10) 외부, 즉 대기중으로의 배기에 이르는 탈취 과정을 진행시키는 구성 요소이다.

순환 송풍 팬(20)은 배기 송풍 팬(40)의 3 배 정도에 이르는 용량, 즉 송풍 능력을 구비하며, 이들 송풍 팬(20, 40)의 가동으로 인하여 상기 악취원 흡입구(13)와 순환 흡입구(14)에는 강력한 흡인력이 각각 형성된다.

바꾸어 말하자면, 각종 악취 발생 시설로부터 발생한 악취원은 악취원 흡입구(13)로 흡입됨과 동시에 순환 흡입구(14) 및 순환 송풍 팬(20)으로 흡입된다. (화살표 참조)

상기 내통(51)의 중공부 한쪽(도면상의 왼쪽) 선단은 개방된 반면 반대쪽 선단은 폐쇄된 결과, 상기 순환 송풍 팬(20)으로 흡입된 다음 순환 송출 관(30)으로 토출된 악취원은 내통(51) 상의 상기 개방된 선단(이하 "개방 선단"이라 함)을 거쳐 중공부로 강력하게 분사됨과 동시에 방향을 바꿔 외주부 통공들을 빠져나가 담체들(200) 사이로 진입한다. (화살표 참조)

한편, 상기 내통(51)을 포함한 담체 케이스(50)는 모터(80)로부터 제공되는 회전력에 의하여 탈취 장치 작동 중 1 RPM, 즉 분당 한 바퀴 정도의 속도로 회전하며, 담체 케이스(50)의 회전으로 인하여 그 내부 담체들(200)의 위치 및 방향이 시시각각 변하게 된다. (모터(80)에는 감속 장치 구비됨)

담체들 사이 틈새로 진입한 악취원은 상기 세정수 분사관 조합(60)으로부터 분사된 세정수와 혼합된 상태, 즉 악취원 용액 상태로 담체 케이스(50) 내부를 통과하게 되며, 이 과정에서 악취원 용액 내 악취원과 담체(200) 내 미생물 사이에 반응, 말하자면, 악취원의 분해 및 그에 따른 탈취가 이루어진다. (도면 부호 "61" 은 세정수 연결 부재를 나타냄)

상기와 같은 탈취 과정을 거친 악취원, 즉 악취 발생원 입자 또는 물질은 외통(53) 상의 외주부 통공들(H)을 통하여 방사상으로 배출되는 한편 악취원 용액은 담체 케이스 하방으로 흘러내려 배수구(16)로 빠져나가게 된다. (화살표 참조)

담체 케이스(50) 내 담체들(200)과의 접촉, 즉 반응을 통하여 1 차적으로 악취 제거된 상태의 악취, 말하자면, 잔류 악취원은 상기 악취원 흡입구(13)를 통하여 새로 유입되는 악취원에 합류되어 순환 흡입구(14) 및 순환 송풍 팬(20)으로 다시 흡입되어 순환 및 재탈취 과정을 거치게 된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 미생물 탈취 장치의 핵심을 이루는 회전형 담체 케이스(50)와 순환 송풍 팬(20)으로 인하여 악취원과 미생물 사이의 접촉이 장치 내에서 활발하고 오래 지속된다.

또한, 담체(200)들의 위치 및 방향이 시시각각 변하는 과정에서 그 표면에 달라붙은 이끼 등의 협잡물이 깨끗이 씻겨져 흘러내림에 따라 이상적인 미생물 활동 환경이 유지된다.

도면상의 흰색 화살표는 악취 없는 상태의 기체가 배기 송풍 팬(40)의 흡입력에 의해 대기중으로 배출되는 것을 나타낸다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 내통(51) 상의 개방 선단부에는 보강 관(55)이 결합(용접 또는 압입)된 한편 보강 관(55)과 회전 지지 축(56) 사이에는 일련의 연결 부재들(54)이 간격을 두고 방사상으로 결합(용접)된 결과, 상기 개방 선단에는 내통(51)의 중공부로 통하는 통공(H')이 형성된다.

상기 순환 송출 관(30)과의 상대 운동 관계를 살펴보면, 순환 송출 관(30)은 시종 고정된 반면 그 내부에 위치한 회전 지지 축(56)은 상기 내통(51)과 일체화 상태로 회전하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 내통(51)을 회전시키는 힘, 즉 회전력은 상기 개방 선단 반대쪽(도면상의 오른쪽) 회전 지지 축(56)의 선단부와 풀리 및 벨트를 매개로 연결된 모터(80)로부터 제공된다.

풀리 및 벨트는 별도로 나타내지 않으며, 이들 풀리 및 벨트는 스프라켓 및 체인, 또는 기어 세트 등과 같은 기타의 전동 수단으로 대체해도 무방하다.

상기 내통(51) 상에 있어 상기 개방 선단 반대쪽(도면상의 오른쪽) 선단은 폐쇄된 상태로 회전 지지 축(56)과 결합되며, 폐쇄의 방법으로서는 통공 없는 원판을 오른쪽 측판으로 사용하거나, 또는 별도의 폐쇄 및 보강 부재로 폐쇄하면 된다.

한편, 상기 하우징 조합(10)은 수평 배치 구조, 즉 횡형으로 도시되어 있으나, 이를 입형으로 하거나, 원통형이 아니라 직육면체 또는 정육면체 형상으로 해도 무방하다.

또한, 도면의 복잡화를 피하기 위하여 도시하지는 않았으나, 상부 하우징(11)과 하부 하우징(12) 사이 결합부, 순환 송풍 팬(20)과 순환 송출 관(30) 사이 결합부, 또는 순환 송출 관(30)과 회전 지지 축(56) 사이 결합부 등과 같이 기밀 유지가 필요한 부분에는 패킹 또는 오링이 삽입되어 있다.

도 3 은 본 발명 제 2 실시예에 따른 미생물 탈취 장치의 구성도로서, 하우징 조합(10)의 내측 상단부에 차단 판(17)이 결합된 경우를 나타낸다.

차단 판(17)은, 제 2 실시예의 미생물 탈취 장치에 있어 B-B선 단면도인 도 4 에 나타낸 바와 같이, 담체 케이스의 측판(52) 가장자리와 상부 하우징(11) 사이 간격을 막아주는 형태로 결합되며, 악취원 흡입구(13)를 통하여 새로 흡입되는 악취원이 바로 배기 송풍 팬(40)으로 흡입되어 대기중으로 배출되는 것을 방지한다.

악취원 흡입구(13)와 순환 흡입구(14)는, 특별히 위치 관계를 한정하지는 않으나, 서로 대각선 방향 마주보도록 배치하는 것이 하우징 조합 내 효율적 악취원 순환 경로 형성을 위하여 바람직하다.

이상, 본 발명 실시예의 미생물 탈취 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하였으나, 특허청구범위에 기재된 바의 특징적 구성을 벗어나지 않는 사소한 설계 변경들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해함이 마땅할 것이다.

1, 2 : 미생물 탈취 장치 10 : 하우징 조합
11 : 상부 하우징 12 : 하부 하우징
20 : 순환 송풍 팬 30 : 순환 송출관
40 : 배기 송풍 팬 50 : 담체 케이스
60 : 세정수 분사관 조합 70 : 베어링 조합
80 : 모터 90 : 베이스 프레임

Claims (2)

1. 다수의 외주부 통공이 각각 형성된 내통(51) 및 외통(53)을 포함하는 이중 원통체로서, 원통체의 양쪽 측방에 회전 지지 축(56)이 각각 구비된 담체 케이스(50)와; 담체 케이스(50)를 수용하는 드럼통 형상의 통체로서, 악취원 흡입구(13), 순환 흡입구(14), 최종 토출구(15) 및 배수구(16)가 각각 관통 형성된 하우징 조합(10)과; 하우징 조합(10) 상의 상기 순환 흡입구(14)에 흡입부가 연결된 순환 송풍 팬(20)과; 순환 송풍 팬(20)의 토출부에 연결되는 한편 구부러져 하우징 조합(10) 내부로 진입한 구조로서, 그 선단부가 상기 내통(51)의 중공부 선단에 연결된 순환 송출 관(30)과; 상기 최종 토출구(15)에 흡입부가 연결된 배기 송풍 팬(40)과; 상기 하우징 조합(10)의 내측 상단부로 진입한 세정수 공급관의 선단에 연결된 세정수 분사관 조합(60)과; 상기 담체 케이스(50)의 양쪽 측단부를 형성하는 한편 하우징 조합(10) 외부로 돌출한 각각의 회전 지지 축(56)을 회전 가능 상태로 지탱하는 베어링 조합(70)과; 양쪽 회전 지지 축(56) 중 어느 한쪽 선단부와 풀리 및 벨트를 매개로 연결된 모터(80)와; 상기 하우징 조합(10)을 비롯한 고정 대상 구성 요소들을 지탱하는 베이스 프레임(90)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 미생물 탈취 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 담체 케이스(50)의 측판(52) 가장자리와 상부 하우징(11) 사이 간격을 막아주는 형태로 차단 판(17)이 결합된 것을 특징으로 하는 미생물 탈취 장치.
   
   

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