KR101638317B1 - 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 길이를 가지는 관체로서, 일단부측에 저수탱크로부터 물이 유입되는 물유입공이 형성되고, 일측면에 산소탱크로부터 산소가 유입되는 제1산소유입공이 형성되어, 상기 저수탱크와 산소탱크로부터 유입되는 물과 산소가 접촉되어 타측 길이방향으로 이동되면서 산소가 용해된 산소수가 배출되는 외관과, 상기 외관의 일단부 내측에 설치되어 상기 물유입공으로부터 유입되는 물이 상기 외관의 내측으로 이동되되, 상기 외관의 길이방향을 따라 타측으로 관경이 협소해지도록 설치되는 제1벤츄리관과, 표면에 다수개의 미세기공이 형성되는 관체형상의 필터로서, 일측이 상기 제1벤츄리관의 단부에 연통되도록 결합되어 물이 상기 제1벤츄리관을 통해 내측으로 이송되는 필터관부를 포함하여, 상기 제1산소유입공으로부터 상기 외관 내부로 유입되는 산소가 상기 필터관부의 외표면에 형성된 미세기공을 통해 상기 필터관부의 내측으로 유입되어 상기 산소가 분해되면서 상기 필터관부의 내측면으로 이동되는 물과 접촉된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 인젝터 장치 일측면에서 공급되는 산소가 인젝터 장치 내측에 설치되는 필터관부의 미세기공을 따라 내측으로 유입되어 산소가 분해된 상태에서, 물에 접촉되도록 하여 산소 용해력을 높이도록 하며, 인젝터 장치의 길이방향을 따라 물과 산소가 이송되면서 와류형성플레이트에 의해 와류가 형성되도록 하여 상호 접촉되는 면적이 커지고, 체류되는 시간이 길어지도록 하여 용존산소농도가 높은 산소수가 생성되도록 하는 효과가 있다.
또한, 물에 용해되지 않고 잔류되는 산소를 산소인젝터부의 하방으로 다시 재공급하여 잔류산소가 물 속에서 완전용해가 이루어지도록 하여, 최소한의 산소를 사용하면서도 산소의 용해율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 인젝터 장치의 내부 압력이 일정압 이상일 경우에만 압력조절밸브를 개방시켜 관 내부 압력이 상시 일정압 이상으로 유지되도록 하여 저수탱크에 일정한 용존산소농도의 산소가 지속적으로 공급되도록 하며, 내부압력변화가 없어 순환펌프의 소음 발생 및 산소인젝터부의 맥동현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치{Injecter apparatus of suppling an oxygen }

본 발명은 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인젝터 장치 일측면에서 공급되는 산소가 인젝터 장치 내측에 설치되는 필터관부의 미세기공을 따라 내측으로 유입되어 분해된 산소가 인젝터 장치 하단에서 벤츄리관을 통해 유속이 빠르게 이송되는 물에 접촉되도록 하고, 인젝터 장치의 길이방향을 따라 물과 산소가 이송되면서 와류형성플레이트에 의해 와류가 형성되도록 하여 상호 접촉되는 면적이 커지고, 체류되는 시간이 길어지도록 하여 용존산소농도가 높은 산소수가 생성될 수 있는 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 식물의 성장에 있어서 기본적으로 물, 산소 그리고 기타 기체들을 필요로 하며, 식물의 성장에 필요로 하는 여러 가지 기체들 중에서 특히 산소는 가장 중요한 기체로서, 밭갈이를 하는 이유도 흙 속에 공기 즉, 산소를 불어넣기 위함이다.

좋은 흙은 단립구조가 발달한 흙으로서 보수성과 통기성을 가지고 있는데 이러한 흙은 식물의 뿌리에 쾌적한 환경을 조성하여 식물의 생육에 좋은 영향을 준다.

이를 위하여 종래에는 스프링클러, 분사호스, 점적호스를 사용하여 식물에 관수하여 물이 땅속으로 흘러들어갈 때 공기가 흙 속 기공을 통하여 식물의 근권부에(뿌리에 가까운곳) 공급하도록 한다..

그런데, 이는 단순히 액상으로만 물을 공급하게 되므로 식물이 잘 성장하기 위해 필요로 하는 산소 요구량에는 부족하다는 한계점을 가지게 된다.

이에 최근에는 물탱크에 산소를 넣어 산소를 용해시켜줌으로써 용존산소량을 높여주고, 이러한 용존 산소량이 높은 물을 식물에 살포하여 작물의 생육에 도움을 주고 있다.

이러한 산소 공급을 위해 물에 산소를 직접적으로 공급하여 산소를 물에 용해시키는 산소용해장치가 한국공개특허공보 2001-67951호에서 개시된 바 있다.

도 1은 한국공개특허공보 2001-67951호의 산소공급장치를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 한국공개특허공보 2001-67951호의 산소공급장치는 수조(1000) 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(130)의 하부에는 수조(100)의 저부에 연결되는 배출관(220)이 형성되어 있다.

이러한 산소용해조수단(130)의 내부에는 복수의 분사관(110)을 방사상 다층 구조로 형성한 산소분무수단(120)과, 산소분무수단(120)의 하부에 설치되며 회류분사관(170)을 구비한 배출관(16)과, 배출관(160)의 하방에 설치되며 미세 배출공이 전체면에 걸쳐 형성된 복수개의 감압배출관이 구비되어 있다.

이에, 상기 산소공급장치는 수조(1000) 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(130) 내에서 순환되는 용수(W) 내에 용해시킨 다음, 용수(W)와 같이 수조(1000) 내로 다시 유입되게 하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 산소공급장치는 산소혼합수단(4)에서 혼합된 용수(W)와 산소를 산소용해조수단(130)의 상부에서 산소용해조수단(130) 내로 유입시켜 분사시킨 다음, 산소용해조수단(130) 내의 용수(W)와 산소를, 산소용해조수단(130) 내로 후속하여 계속적으로 유입되는 용수(W)에 의하여 강제로 산소용해조수단(130)의 하부를 통해 수조(1000)로 배출시키도록 되어 있으므로, 산소용해조수단(130) 내에서 완전히 용수(W)에 용해되지 않고 기포 상태로 있는 산소도 용수(W)와 함께 수조(1000)로 배출될 수밖에 없다.

결국, 종래의 산소공급장치는 수조(110) 내로 유입된 기포 상태의 산소가 부력에 의해 수면 위로 상승하여 대기로 날아가 버리게 되는 문제가 계속되고 있는 실정이다.

이에. 전술한 한국공개특허공보 2001-67951호에서도 상기 장치에 의하면 투입 산소량에 대한 용해 산소량의 비율이 50% ~ 60%에 불과한 것으로 명시하고 있다.

이러한 용존산소 비율을 높이기 위해서는 물과 산소가 접촉되는 면적이 커지도록 하거나, 접촉시간을 길게 해야하며, 물과 산소가 혼합되는 내부의 압력이 일정 압력 이상의 압력이 요구된다.

이를 위해 물과 산소의 접촉면적 및 접촉시간을 늘이기 위해 혼합하는 별도의 혼합탱크가 요구되며, 탱크 내에서 산소 용해조건의 일정 압력을 유지시키도록 하고 있으나, 이에 따라 별도의 압력탱크가 구비되어야 하며, 고용량의 펌프와 전력소모가 커져 전체적으로 비용이 상승하게 된다.

따라서, 이러한 종래 산소용해장치의 불합리한 점을 극복하고 별도의 압력탱크를 구비하지 않고서도 산소 용해력을 높이고, 잔류하는 산소를 재공급하여 산소 용해율을 증대시킬 수 있는 산소 공급용 인젝터 장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

한국공개특허 제 2001-67951호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산소용해율을 높이기 위한 별도의 압력탱크를 구비하지 않고 압력탱크 역할을 수행할 수 있는 일체형의 인젝터를 구비하여 인젝터 장치 일측면에서 공급되는 산소가 인젝터 장치 내측에 설치되는 필터관부의 미세기공을 따라 내측으로 유입되어 산소가 미크론 단위로 분해된 상태에서, 물에 접촉되도록 하여 산소 용해력을 높이도록 하며, 인젝터 장치의 길이방향을 따라 물과 산소가 이송되면서 와류형성플레이트에 의해 와류가 형성되도록 하여 상호 접촉되는 면적이 커지고, 체류되는 시간이 길어지도록 하여 용존산소농도가 높은 산소수가 생성되도록 하며, 물에 용해되지 않고 잔류하는 산소를 인젝터 장치내로 재공급하여 산소 용해율을 증대시키도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일정 길이를 가지는 관체로서, 일단부측에 저수탱크로부터 물이 유입되는 물유입공이 형성되고, 일측면에 산소탱크로부터 산소가 유입되는 제1산소유입공이 형성되어, 상기 저수탱크와 산소탱크로부터 유입되는 물과 산소가 접촉되어 타측 길이방향으로 이동되면서 산소가 용해된 산소수가 배출되는 외관과, 상기 외관의 일단부 내측에 설치되어 상기 물유입공으로부터 유입되는 물이 상기 외관의 내측으로 이동되되, 상기 외관의 길이방향을 따라 타측으로 관경이 협소해지도록 설치되는 제1벤츄리관과, 표면에 다수개의 미세기공이 형성되는 관체형상의 필터로서, 일측이 상기 제1벤츄리관의 단부에 연통되도록 결합되어 물이 상기 제1벤츄리관을 통해 내측으로 이송되는 필터관부를 포함하여, 상기 제1산소유입공으로부터 상기 외관 내부로 유입되는 산소가 상기 필터관부의 외표면에 형성된 미세기공을 통해 상기 필터관부의 내측으로 유입되어 상기 산소가 분해되면서 상기 필터관부의 내측면으로 이동되는 물과 접촉된다.

아울러, 상기 필터관부의 타측에 결합되며 상기 필터관부와 연통되는 연통공이 형성되어 상기 외관의 내측면을 밀폐시키는 제1격벽과, 상기 외관의 길이방향을 따라 상기 제1격벽과 일정간격 이격되어 상기 외관의 내측면을 밀폐시키도록 설치되는 제2격벽과, 상기 제2격벽에 형성되는 관통공에 결합되어 상기 외관의 길이방향을 따라 타측으로 관경이 협소해지는 제2벤츄리관을 더 포함하여 제공된다.

더욱이, 일측이 상기 외관의 타단부에 결합되고 타측이 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이공간과 연통되도록 상기 외관의 일측면에 결합되는 잔류산소 유입관을 더 포함하여, 상기 외관의 타단부에 잔류되는 산소가 상기 잔류산소 유입관을 통해 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이공간으로 유입된다.

아울러, 상기 외관의 내측에 상기 외관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 지그재그형태로 복수개 설치되는 와류형성플레이트를 포함하여 제공된다.

여기서 상기 와류형성플레이트는 타공플레이트로 이루어진다.

또한, 상기 산소인젝터부의 타단부측에 결합되어 상기 저수탱크로 산소수를 배출하는 산소수배출관과, 상기 산소수배출관과 산소인젝터부 사이에 설치되어 상기 산소인젝터부에서 상기 산소수배출관으로 산소수를 공급하는 압력조절밸브를 더 포함하여, 상기 압력조절밸브를 개방하여 상기 산소인젝터부의 내부압력이 일정압력으로 유지된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 산소용해율을 높이기 위해 별도의 압력탱크를 사용하지 않고 낮은 압력으로도 산소를 용해시킬수 있는 인젝터 장치를 사용하여 원가를 절감하도록 하며, 인젝터 장치 일측면에서 공급되는 산소가 인젝터 장치 내측에 설치되는 필터관부의 미세기공을 따라 내측으로 유입되어 미크론 단위로 분해된 산소가 공급되어 물과 접촉되면서 산소 용해력을 높이도록 하며, 인젝터 장치의 길이방향을 따라 물과 산소가 이송되면서 와류형성플레이트에 의해 와류가 형성되도록 하여 상호 접촉되는 면적이 커지고, 체류되는 시간이 길어지도록 하여 용존산소농도가 높은 산소수가 생성되도록 하는 효과가 있다.

또한, 물에 용해되지 않고 잔류되는 산소를 산소인젝터부의 하방으로 다시 재공급하여 잔류산소가 물 속에서 완전용해가 이루어지도록 하여, 최소한의 산소를 사용하면서도 산소의 용해율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 인젝터 장치의 내부 압력이 일정압 이상일 경우에만 압력조절밸브를 개방시켜 관 내부 압력이 상시 일정압 이상으로 유지되도록 하여 저수탱크에 일정한 용존산소농도의 산소가 지속적으로 공급되도록 하며, 내부압력변화가 없어 순환펌프의 소음 발생 및 산소인젝터부의 맥동현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 한국공개특허공보 2001-67951호의 산소공급장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치를 포함하는 물 공급 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 산소인젝터부의 상세구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 복수개의 와류형성플레이트가 지그재그로 설치된 외관 내부의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 와류형성플레이트의 평면구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치를 이용하여 물을 공급하는 시스템에 관한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치에서 물과 산소가 접촉되는 관계를 상세하게 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치를 포함하는 물 공급 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치를 포함하는 물 공급 시스템은 저수탱크(10), 산소탱크(20), 내부로 공급되는 물과 산소가 접촉되면서 산소가 용해된 산소수를 저수탱크(10)로 배출하는 산소 공급용 인젝터 장치(30), 저수탱크(10) 내부의 물을 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급하는 물공급관(11), 산소탱크(20) 내부의 산소를 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급하는 산소공급관(21) 및 산소 공급용 인젝터 장치(30) 내부에서 산소가 용해된 산소수를 다시 저수탱크(10)로 공급하는 산소수배출관(12)을 포함하여 구성된다.

저수탱크(10)는 내부에 물이 저장되며, 저장되는 물은 필요에 따라 정수시설을 통과시켜 정수된 다음 농작물 등에 공급되도록 저수탱크(10)의 하단이나 일측면에는 물배출관(13)과 배출밸브가 결합된다.

물공급관(11)은 일측이 저수탱크(10)의 하단 일측면에 결합되고, 타측이 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 하단부에 결합되어 저수탱크(10) 내부의 물이 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 하단부로 공급되도록 한다. 또한 물공급관(11)에는 순환펌프(11a)가 설치되어 펌프압에 의해 저수탱크(10) 내부의 물이 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급되도록 하며, 산소 공급용 인젝터 장치(30) 측에는 체크밸브(11b)가 설치되어 물이 저수탱크(10)로 역류되지 않도록 한다.

산소탱크(20)는 내부에 고압으로 압축된 산소가 저장되며, 저장되는 압축산소는 산소공급관(21)을 통해 산소 공급용 인젝터 장치(30) 내측으로 공급된다.

산소공급관(21)은 일측이 산소탱크(20)에 결합되고, 타측이 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 하단부 일측면에 결합된다. 아울러 산소공급관(21)에는 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 압력에 따라 자동개폐되면서 산소탱크(20) 내부의 산소를 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급시키는 솔레노이드밸브(21a)와, 산소탱크(20)로부터 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급되는 산소량을 조절하는 가스조절밸브(21b)가 더 구비된다.

산소 공급용 인젝터 장치(30)는 내부로 공급되는 물과 산소가 접촉되기 위한 접촉면적을 늘리며, 체류시간을 길게 하여 용존산소농도가 높은 산소수가 생성되도록 일정 길이를 가지는 관형태의 구조로 형성된다. 이러한 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 구조는 상세한 도면을 통해 후술하도록 한다.

산소수배출관(12)은 일측이 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 상부 일측면에 결합되고, 타측이 저수탱크(10)의 상부 일측에 결합되어 산소 공급용 인젝터 장치(30)에서 용존산소가 많이 함유된 산소수를 배출하여 저수탱크(10)로 공급되도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 산소인젝터 장치의 상세구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 산소 공급용 인젝터 장치(30)는 외관(31), 제1벤츄리관(32), 필터관부(33), 제1격벽(34), 제2격벽(35), 제2벤츄리관(36) 및 와류형성플레이트(37)를 포함하여 구성된다.

외관(31)은 상하방향으로 일정길이를 가지는 관으로 저수탱크(10)로부터 공급되는 물과, 산소탱크(20)로부터 공급되는 산소를 내부로 유입시켜 외관(31)의 하부에서 상부로 산소와 물이 이동되면서 용존산소농도가 높은 산소수를 생성시키도록 한다. 이를 위해 외관(31)의 일단부측 즉 하단부에는 물공급관(11)과 연통되는 물유입공(31a)이 형성되고, 외관(31)의 일측면에 산소공급관(21)과 연통되는 제1산소유입공(31b)이 형성된다. 아울러 외관(31)의 타측면에는 산소수배출관(12)이 연결되어 내부에서 생성되는 산소수가 외부로 배출되도록 한다.

제1벤츄리관(32)은 외관(31)의 하단부 내측에 물유입공(31a)과 연통되도록 설치되어 물이 외관(31)의 내측으로 이동되되, 외관(31)의 길이방향을 따라 상부로 관경이 협소해지도록 설치된다. 이와 같이 물유입공(31a)을 통해 공급되는 물은 제1벤츄리관(32)을 통과하면서 좁은 관경에 의해 유속이 빨라지고, 이에 따라 제1벤츄리관(32) 내부 압력이 감압된다.

필터관부(33)는 표면에 다수개의 미세기공이 형성되는 관체형상의 필터로서, 일반적으로 활성탄이나 세라믹 재질의 미크론 블럭으로 이루어짐이 바람직하다. 이러한 필터관부(33)는 일측이 제1벤츄리관(32)의 단부에 연통되도록 결합되어, 제1벤츄리관(32)을 통과하는 빠른 유속의 물이 필터관부(33)의 내측으로 연속적으로 이송된다. 이에 따라 필터관부(33) 내측에는 제1벤츄리관(32)과 같이 물이 빠른 유속으로 이동되면서 내부가 감압된다.

여기서 제1산소유입공(31b)은 필터관부(33)가 설치되는 위치와 대응되는 외관(31)의 일측면벽에 형성되어, 제1산소유입공(31b)으로부터 외관(31) 내부로 유입되는 산소는 필터관부(33)의 외표면에 형성된 다수개의 미세기공을 통해 필터관부(33) 내측으로 흡입된다. 즉, 필터관부(33) 내측에 빠른 유속으로 이동되는 물에 의해 필터관부(33) 내부가 감압되고, 이에 따른 압력차에 의해 필터관부(33) 외표면으로 유입되는 산소는 미세기공을 따라 내측으로 빨려들어가게 된다. 이러한 미세기공에 의해 산소가 분해되며 빠른 유속으로 이동되는 물과 1차로 접촉된다.

제1격벽(34)은 필터관부(33)의 타측에 결합되고, 필터관부(33)와 연통되는 연통공(34a)이 형성된다. 그리고 이러한 제1격벽(34)은 외관(31)의 내측면을 밀폐시켜 공간을 분할하도록 한다.

제2격벽(35)은 외관(31)의 길이방향을 따라 제1격벽(34)과 일정간격 이격되어 외관(31)의 내측면을 밀폐시키도록 설치된다. 이러한 제1격벽(34)과 제2격벽(35)에 의해 사이에 밀폐된 별도의 공간이 마련된다.

제2벤츄리관(36)은 일측이 제2격벽(35)에 형성되는 결합공(35a)에 결합되고, 외관(31)의 길이방향을 따라 타측, 즉 상방으로 관경이 협소해지도록 설치된다. 이와 같이 제1,2격벽(34,35)에 의해 밀폐된 사이공간으로 유입되는 물은 빠른 유속에 의해 내부공간의 압력이 감압되며, 제2벤츄리관(36)을 통해 다시 한번더 유속이 빠르게 되어 상부로 이송된다.

잔류산소 유입관(39)은 일측이 외관(31)의 타단부 즉 상단부에 결합되고 타측이 제1격벽(34)과 제2격벽(35)에 의해 밀폐된 사이공간과 연통되도록 외관(31)의 일측면에 형성된 제2산소유입공(31c)에 결합된다. 물에 용해되지 않고 잔류되는 산소는 외관(31)의 상단부로 이송되어 일정압에 다다르게 되면 잔류산소 유입관(39)을 통해 다시 제1격벽(34)과 제2격벽(35) 사이에 형성된 제2산소유입공(31c)을 통해 내부로 재공급된다. 재공급되는 잔류산소는 제1,2격벽(34,35)에 의해 밀페된 사이공간 내의 압력차에 의해 제2벤츄리관(36)으로 빨려들어가게 된다.

와류형성플레이트(37)는 외관(31)의 내측에 외관(31)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 지그재그형태로 복수개 설치되며, 외관(31) 내부를 통과하는 물이 와류형성플레이트(37)에 부딪히면서 상방으로 와류가 형성되도록 하여, 물과 함께 이송되는 산소와 접촉되는 체류시간이 길어져 용존산소농도가 더욱 높은 산소수가 생성되도록 한다.

이러한 와류형성플레이트의 설치구조는 도면을 통해 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 복수개의 와류형성플레이트가 지그재그로 설치된 외관 내부의 일례를 도시한 도면이고, 도 5는 와류형성플레이트의 평면구조를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 와류형성플레이트(37)는 표면에 다수개의 구멍이 형성되는 타공플레이트로 이루어짐이 바람직하다. 또한, 외관(31)의 내측면에 대응되도록 원형 플레이트로 형성되되, 와류형성플레이트(37)의 중심부에는 설치공(37a)이 형성되고, 와류형성플레이트(37)에는 내측으로 절개된 절개부(37b)가 상호 대향되는 방향에 형성된다.

상기의 와류형성플레이트(37)는 외관(31)의 내측에 일정 길이로 설치되는 설치봉(38)에 와류형성플레이트(37)의 설치공(37a)을 삽입시켜 설치봉(38)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 절개부(37b)가 상하 좌우로 상호 엇갈리게 하여 지그재그형태로 다수개 설치된다.

또한, 와류형성플레이트(37)간에는 와셔(38a)를 삽입하여 와류형성플레이트(37)가 일정 간격으로 이격되도록 한다. 이러한 이격공간에 의해 외관(31)의 내측 길이방향으로 이동되는 물의 유량이 감소되지 않도록 하고, 이물질로 인한 막힘현상을 방지하도록 한다.

이와 같이 지그재그 형태로 배치된 와류형성플레이트(37)에 의해 물과 산소가 플레이트면에 형성되는 구멍으로도 이동되고, 또한 절개부(37b)를 통해 와류를 형성하며 상부로 이송되도록 하여 물과 산소의 접촉을 더욱 활성화시키고, 또한 외관(31) 내부를 지그재그로 이동되면서 체류시간이 길어지도록 하며, 아울러, 상부로 이송되는 물의 유속이 감속되지 않도록 하고, 이물질에 의해 막히지 않고 용이하게 순환되도록 한다.

또한, 산소수배출관(12)과 산소 공급용 인젝터 장치(30) 사이에는 압력조절밸브(39a)를 설치하여 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 내부 압력을 센싱하여 내부 압력이 일정압력을 유지할 수 있도록 압력조절밸브(39a)를 개방하게 된다. 이러한 압력조절밸브(39a)에 의해 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 내부 압력이 일정압력 이상으로 높게 유지되도록 하여 산소가 물에 잘 용해되도록 하며, 용존산소농도가 일정한 산소수를 지속적으로 공급할 수 있도록 한다.

아래에서는 본 발명에 따른 산소용해 시스템을 통해 용존산소농도가 높은 산소수가 저수탱크로 공급되는 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치를 이용하여 물을 공급하는 시스템에 관한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치에서 물과 산소가 접촉되는 관계를 상세하게 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 저수탱크(10)에 저장되는 물은 물공급관(11)을 통해 산소 공급용 인젝터 장치(30)의 하방 물유입공(31a)으로 유입되어, 외관(31)의 상부 내측으로 공급된다. 이렇게 외관(31) 내부로 공급되는 물은 외관(31)의 하단부 내측에 설치되는 제1벤츄리관(32)으로 유입되면서 유속이 증가되며, 유속이 증가된 물은 제1벤츄리관(32)의 상단부에 연통되는 필터관부(33) 내측으로 유입된다.

그리고 산소공급관(21)을 통해 외관(31) 내부로 산소가 유입되도록 하는 제1산소유입공(31b)이 필터관부(33)가 설치되는 위치와 대응되는 외관(31)에 형성되어, 제1산소유입공(31b)으로 유입되는 산소는 내부 압력차에 의해 필터관부(33)의 표면에 형성되는 미세기공을 통해 필터관부(33)의 내측으로 흡입되면서 산소가 분해되고, 필터관부(33)의 내측에서 외관(31)의 상방으로 빠른 유속으로 이동되는 물에 접촉된다.

이렇게 필터관부(33)를 통해 유입되는 산소와 1차적으로 접촉되는 물은 산소와 함께 상방으로 이송되면서 제1격벽(34)의 연통공(34a)을 통과하여 제1격벽(34)과 제2격벽(35) 사이공간으로 이송된다. 그리고 제2격벽(35)에 설치된 제2벤츄리관(36)을 통해 다시 한번 유속이 빨라지면서 상방으로 물과 산소가 이송된다.

그리고 제2벤츄리관(36)을 통과하는 물과 산소는 외관(31)의 길이방향으로 일정간격을 두고 지그재그형태로 설치되는 와류형성플레이트(37)의 표면에 부딪히면서 다수개의 타공을 통해 이동되거나, 절개부(37b)를 통해 와류를 형성하며 상방으로 이송되도록 하여 물과 산소가 접촉되는 면적이 커지도록 하며, 이와 함께 물과 산소가 외관(31) 내부에서 지그재그로 이송되면서 체류시간이 길어져 충분히 산소가 물에 잘 용해되도록 한다.

이렇게 다수개의 와류형성플레이트(37)를 거쳐 산소가 충분히 용해된 산소수는 외관(31)의 상단부에 연결된 산소수배출관(12)을 통해 저수탱크(10)로 공급된다.

여기서 본 발명에서는 외관(31) 내부의 압력이 일정압력을 유지할 수 있도록 압력조절밸브(39a)의 개방을 제어하도록 한다. 일반적으로 관 내부 압력이 3bar일 경우 산소용해율이 80%로 가장 효과적인 산소용해 조건을 나타내고 있어, 이에 본 발명에서는 상기와 같은 일정압력을 유지할 수 있도록 압력조절밸브(39a)를 개방하여 최적의 산소용해조건을 갖추도록 한다.

이와 같이 산소가 용해된 산소수를 저수탱크(10)로 공급하게 되는데, 이때에 최대 80% 정도의 산소는 물에 용해되고, 나머지 20% 가량의 산소는 물에 용해되지 않고 외관(31)의 내측 상부에 모여지게 되며, 외관(31)의 내부 압력이 잔류산소로 인해 높아지면서 일정압력 이상으로 다다르게 되면, 잔류산소 유입관(39)측 밸브를 개방하여 잔류산소를 다시 하부로 재공급하도록 한다.

이때에, 외관(31)의 하단부로 공급되는 잔류산소는 제2산소유입공(31c)을 통해 제1격벽(34)과 제2격벽(35) 사이공간으로 유입되며, 내부압력에 의해 잔류산소가 물에 접촉되면서 빠른 유속으로 제2벤츄리관(36)으로 빨려들어가게 된다.

이와 같이 용존산소농도가 높은 산소수가 저수탱크(10)로 공급되도록 하며, 저수탱크(10) 내부에서도 산소수배출관(12)으로부터 배출되는 산소수를 재차 교반시켜 넓게 펼쳐지면서 빠르게 순환되도록 하여 저수탱크(10) 내 용존 산소농도를 빠른 시간내에 균일하게 높이도록 할 수도 있다.

그리고 저수탱크(10) 내에 저장되는 산소수를 농작물에 공급하며, 공급되고 남은 잔여수는 정수과정을 거쳐 다시 산소 공급용 인젝터 장치(30)로 공급하여 용존산소농도가 높은 산소수를 재생성시키도록 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 저수탱크 11 : 물공급관
11a : 순환펌프 11b :체크밸브
12 : 산소수배출관 13 : 물배출관
20 : 산소탱크 21 : 산소공급관
21a : 솔레노이드밸브 21b : 가스조절밸브
30 : 산소인젝터부
31 : 외관 31a : 물유입공
31b : 제1산소유입공 31c : 제2산소유입공
32 : 제1벤츄리관 33 : 필터관부
34 : 제1격벽 34a : 연통공
35 : 제2격벽 35a : 결합공
36 : 제2벤츄리관 37 : 와류형성플레이트
37a : 설치공 37b : 절개부
38 : 설치봉 38a : 와셔
39 : 잔류산소유입관 39a : 압력조절밸브

Claims (6)

1. 일정 길이를 가지는 관체로서, 일단부측에 저수탱크로부터 물이 유입되는 물유입공이 형성되고, 일측면에 산소탱크로부터 산소가 유입되는 제1산소유입공이 형성되어, 상기 저수탱크와 산소탱크로부터 유입되는 물과 산소가 접촉되어 타측 길이방향으로 이동되면서 산소가 용해된 산소수가 배출되는 외관과;
   상기 외관의 일단부 내측에 설치되어 상기 물유입공으로부터 유입되는 물이 상기 외관의 내측으로 이동되되, 상기 외관의 길이방향을 따라 타측으로 관경이 협소해지도록 설치되는 제1벤츄리관과;
   표면에 다수개의 미세기공이 형성되는 관체형상의 필터로서, 일측이 상기 제1벤츄리관의 단부에 연통되도록 결합되어 물이 상기 제1벤츄리관을 통해 내측으로 이송되는 필터관부를; 포함하되,
   상기 필터관부의 타측에 결합되며 상기 필터관부와 연통되는 연통공이 형성되어 상기 외관의 내측면을 밀폐시키는 제1격벽과,
   상기 외관의 길이방향을 따라 상기 제1격벽과 일정간격 이격되어 상기 외관의 내측면을 밀폐시키도록 설치되는 제2격벽과,
   상기 제2격벽에 형성되는 관통공에 결합되어 상기 외관의 길이방향을 따라 타측으로 관경이 협소해지는 제2벤츄리관과,
   일측이 상기 외관의 타단부에 결합되고 타측이 상기 제1격벽과 제2격벽의 사이공간과 연통되도록 상기 외관의 일측면에 결합되는 잔류산소 유입관을 더 포함하여,
   상기 제1산소유입공으로부터 상기 외관 내부로 유입되는 산소는 상기 필터관부의 외표면에 형성된 미세기공을 통해 상기 필터관부의 내측으로 유입되어 상기 산소가 분해되면서 상기 필터관부의 내측면으로 이동되는 물과 접촉되고,
   상기 잔류산소 유입관으로부터 재공급되는 잔류산소는 상기 제1,2격벽의 밀폐된 사이공간 내의 압력차에 의해 상기 제2벤츄리관으로 빨려들어가는 것을 특징으로 하는 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   표면에 다수개의 구멍이 형성된 타공플레이트로서, 상기 외관의 내측에 상기 외관의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격되어 지그재그형태로 복수개 설치되는 와류형성플레이트를; 포함하되,
   상기 와류형성플레이트는
   상기 외관의 내측면에 대응되도록 원형 플레이트로 형성되고, 내측으로 절개된 절개부가 상호 대향되는 방향으로 형성되어, 상기 외관의 길이방향을 따라 상기 와류형성플레이트가 일정 간격으로 다수개 설치되되, 상기 절개부가 상호 엇갈리게 지그재그형태로 다수개 설치되어,
   상기 필터관부를 통과한 물과 산소가 상기 와류형성플레이트의 표면에 형성된 구멍을 통과하고, 상기 지그재그로 설치된 절개부에 의해 와류를 형성하여 상기 물과 산소의 접촉을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 외관의 타단부측에 결합되어 상기 저수탱크로 산소수를 배출하는 산소수배출관과, 상기 산소수배출관과 외관 사이에 설치되어 상기 외관에서 상기 산소수배출관으로 산소수를 공급하는 압력조절밸브를 더 포함하여,
   상기 압력조절밸브를 개방하여 상기 외관의 내부압력이 일정압력으로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 분해 접촉식 산소 공급용 인젝터 장치.
   

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