KR101891241B1 - 부유식 폭기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 무거운 중량의 폭기장치를 부력수단으로 통해 안정적으로 부유시키면서도 모터부의 회전으로 발생하는 토크를 부력수단의 러더를 통하여 감소시킬 수 있는 부유식 폭기장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 모터부와, 상기 모터부가 수면에 떠있도록 지지하는 부력수단과, 상기 모터부의 하부에 축방향으로 소정의 길이를 가지고서 설치되어 에어가 공급되는 유도관과, 상기 유도관의 하단에 설치되어 공급된 에어가 배출되는 임펠러를 포함하며, 상기 부력수단의 하면에 설치되어 상기 부력수단의 회전 관성을 억제하는 러더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부유식 폭기장치{FLOATING TYPE AERATION APPARATUS}

본 발명은 부유식 폭기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공하천 및 수로의 수질을 개선하고, 경관성을 증대시킨 부유식 폭기장치에 관한 것이다.

일반적으로 오폐수처리장, 양식장 등과 같이 수질 개선이 필요한 곳이나, 수질이 오염되지 않도록 유지될 필요가 있는 인공하천과 같은 곳에는 수중 용존산소량(disolved oxygen)을 높일 수 있도록 폭기(曝氣, aeration) 장치가 설치된다.

종래의 폭기장치의 한 예로서, 대한민국 공개특허번호 제10-2016-0076110에 개시된 "수질 정화를 위한 가변제어 폭기장치"에 따르면, 수면에 떠있는 복수의 부력수단과, 상기 복수의 부력수단이 상호 연결되도록 상기 부력수단 상에 결합되어 있는 프레임과, 상기 프레임에 결합되는 폭기수단과, 상기 폭기수단의 일단이 물속에 잠기도록 상기 프레임에 상기 폭기수단을 결합시키는 변위수단을 포함하며, 상기 변위수단은 물속에 잠겨 있는 상기 폭기수단의 일단과 수면이 이루는 경사를 조절하는 것을 특징으로 하고 있습니다.

또, 다른 종래기술로는 등록실용신안 제20-0475766호(폭기 및 물의 유동을 이용한 수질개선장치)가 있다.

상기 문헌의 기술은, 물이 유입되는 하부 개구부와, 유입된 물이 배출되는 상부 개구부를 포함하여 구성된 중공형의 본체와, 상기 본체의 내부로 산소가 포함된 기포를 발생시키는 산소폭기장치와, 상기 본체의 내부에 설치되되 상기 산소폭기장치에서 발생된 기포의 부상에 의해 회전되는 블레이드부와, 상기 상부 개구부를 통해 상부방향으로 배출되는 물을 일측방향으로 유동시키는 흐름유도수단을 포함하되, 상기 본체는, 상기 상부 개구부가 상기 하부 개구부보다 작게 상협하광 형상으로 형성되고, 상기 흐름유도수단은, 일정길이와 폭을 갖는 판부재로 상기 상부 개구부의 상부에 상하 경사지게 배치되되 하부면의 길이방향을 따라 길게 유도로가 형성된 유도부재와, 일단이 상기 유도부재에 연결되고 타단이 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 복수개의 연결부재를 포함하여 구성된 것이 특징이다.

그러나, 공개특허번호 제10-2016-0076110에서 부력수단이 구비되는 폭기수단과, 등록실용신안 제20-0475766호에서 본체의 산소폭기장치는 회전으로 토크가 발생되고, 발생된 토크는 물의 흐름에 영향을 미쳐 유동이 발생되며, 이 유동에 의하여 폭기장치의 유동이 심하여 고장의 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 폭기수단이 외부로 노출되어 쉽게 고장의 원인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 무거운 중량의 폭기장치를 부력수단으로 통해 안정적으로 부유시키면서도 모터부의 회전으로 발생하는 토크를 부력수단의 러더를 통하여 감소시킬 수 있는 부유식 폭기장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적으로는, 모터부와 부력수단에 탈, 장착 가능한 커버부재를 설치함으로써, 환경 친화적 형상으로 경관성을 높일 수 있는 부유식 폭기장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적으로는, 커버부재를 통해 다수개의 폭기장치가 근접하여 연결되도록 설치됨으로써, 폭기장치가 하천 곳곳에 군락을 이루어 수질 개선의 효과가 극대화될 수 있는 부유식 폭기장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 모터부와, 상기 모터부가 수면에 떠있도록 지지하는 부력수단과, 상기 모터부의 하부에 축방향으로 소정의 길이를 가지고서 설치되어 에어가 공급되는 유도관과, 상기 유도관의 하단에 설치되어 공급된 에어가 배출되는 임펠러를 포함하며, 상기 부력수단의 하면에 설치되어 상기 부력수단의 회전 관성을 억제하는 러더를 포함하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 러더는, 상기 부력수단의 길이 방향을 대응되는 폭으로 수직하게 설치되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 러더는, 일측에 엣지경사면이 형성되어 좌우 비대칭인 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 모터부와 상기 모터부를 지지하는 상기 부력수단의 상측으로 탈, 장착 가능하도록 커버부재가 더 설치되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 커버부재에는 LED조명부와, UV램프가 설치되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 커버부재는 디스크삼발이 형식으로 돌출된 삼발이부의 단부측에 연결수단이 설치되어 폭기장치를 포함한 상기 타 커버부재와 연결 설치되는 것이며, 상기 연결수단은, 상기 각 삼발이부의 단부측에 돌출 형성되며, 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 가이드돌기가 형성되는 삽입부와, 상기 삽입부와 근접하는 타 삽입부와의 연결을 위하여 설치되고, 내측으로 상기 가이드돌기와 대응되도록 가이드홈이 형성되는 소켓으로 구성되는 것이다.

본 발명에 의한 부유식 폭기장치에서는, 무거운 중량의 폭기장치를 부력수단으로 통해 안정적으로 부유시키면서도 모터부의 회전으로 발생하는 토크를 부력수단의 러더를 통하여 감소됨으로써, 유동으로 발생될 수 있는 고장의 원인이 해소되는 효과가 있다.

또한, 모터부와 부력수단에 탈, 장착 가능한 커버부재를 설치함으로써, 환경 친화적 형상으로 경관성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또, 커버부재를 통해 다수개의 폭기장치가 근접하여 연결되도록 설치됨으로써, 폭기장치가 하천 곳곳에 군락을 이루어 수질 개선의 효과가 극대화되는 효과가 있다.

또, 커버부재에 UV램프와 LED조명을 설치함으로써, 살균 효과와 야간에도 식별이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 정면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 일실시예에 따른 사용 배치 평면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 1은 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 일실시예에 따른 사용 배치평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 부유식 폭기장치는, 크게, 모터부(100)와, 모터부(100)가 수면에 떠있도록 지지하는 부력수단(110)과, 모터부(100)의 하부에 축방향으로 소정의 길이를 가지고서 설치되어 에어가 공급되는 유도관(120)과, 유도관(120)의 하단에 설치되어 공급된 에어가 배출되는 임펠러(122)로 구성되며, 부력수단(110)의 하면에 러더(112)가 설치되는 것이다.

먼저, 모터부(100)는 바람직하게 고정압을 모터권선에 직접 공급하여 일방향으로 회전시키는 교류 전원모터가 사용되며, 더욱 바람직하게는 1.5~3.0 Kw 정도의 용량이면 가능할 수 있다.

모터부(100)는 지상으로부터 연결된 고정부(102)를 통해 지지되며, 부력수단(110)을 통해 수면에 안정적으로 떠있을 수 있다.

부력수단(110)은 수면상에 뜰 수 있는 소재로, 공기가 포함된 플라스틱 부력부재, 스티로폼 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 모터부(100)를 띄울 수 있는 것이면 어떠한 수단이라도 적용 가능하다,

또 부력수단(110)은 도 1에 도시된 바와 같이, 3개가 모터부(100)를 중심으로 균형을 이루도록 배치되어 좌초되는 일없이 안정적으로 수면상에 부유될 수 있도록 한다.

더 나아가 부력수단(110)에는 물의 유동에 따라 흔들릴 수 있는 회전 관성을 억제할 수 있도록 하면으로 러더(112)가 설치될 수 있다.

러더(112)는, 판상으로 부력수단(110)의 길이 방향을 대응되는 폭으로 수직하게 설치되며, 바람직하게 부력수단(110)과 동일 재질이면 가능할 수 있다.

또한, 러더(112)에는 일측에 엣지경사면(112a)이 형성되어 좌우 비대칭일 수 있고, 이 엣지경사면(112a)은 모터부(100)를 향하는 일측면으로 형성되며, 상부측 폭이 하부측으로 갈수록 줄어는 형태의 경사면을 가질 수 있고, 엣지경사면(112a)을 통해 모서리에서 발생할 수 있는 보텍스 유동을 억제할 수 있다.

그리고 모터부(10)와 부력수단(20)에는 이들을 상측에서 내부에 포함할 수 있는 커버부재(120)가 장착될 수 있다.

커버부재(120)는 탈,장착이 가능하며, 디스크삼발이 형태를 가지고서, 모터부(100)와 부력수단(110)의 상측에서 씌우듯이 장착이 되어지며, 미도시되었지만 장착 상태의 유지를 위하여 자력을 이용할 수도 있고, 별도의 결합수단을 사용할 수도 있다.

이러한 커버부재(120)는 금속재 또는 합성수지재일 수 있으며, 다양한 색상을 표현할 수 있는 LED조명부(150)와, 유해물질을 살균 처리할 수 있는 UV램프(140)가 설치될 수 있다.

또한, 커버부재(120)에는 돌출된 삼발이부(122)의 단부측에 연결수단이 설치되어 폭기장치를 포함하는 타 커버부재(120)와의 연결 배치가 가능할 수 있다.

연결수단으로는 커플러 등 다양할 수 있으나, 본 발명에서는 그 일예로서 각 삼발이부(122)의 단부측에 돌출 형성되며, 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 가이드돌기(124a)가 형성되는 삽입부(124)와, 삽입부(124)와 근접하는 타 삽입부(124)와의 연결을 위하여 설치되고, 내측으로 가이드돌기(124a)와 대응되도록 가이드홈(132)이 형성되는 소켓(130)으로 구성될 수 있다.

그리고 모터부(100)의 하부측으로 소정의 길이를 가지는 중공의 유도관(160)이 축방향으로 설치될 수 있다.

유도관(160)은 모터부(100)로부터 동력을 받아 회전하는 샤프트에 해당하며, 중공의 유도관(160)에는 에어가 유입되도록 상부측 즉, 수면에 잠기지 않는 곳에 적어도 하나 이상의 에어유입홀(162)이 형성되어 강제 회전에 따라 4L/sec~6L/sec 정도의 에어가 유입될 수 있다.

그리고 유도관(160)의 하단에는 원판 형태의 임펠러(164)가 설치될 수 있으며, 임펠러(164)는 상판(164a)과 하판(164b)의 사이에 격판(164c)이 방사형으로 배치되어 원심력에 의해 원주 방향으로 에어가 배출될 수 있고, 더욱이 격판(164c)은 에어의 크기를 작게 분쇄하여 에어의 입자 크기를 2.5mm이하로 유지하여 마이크로 버블(1~2.5mm) 형식으로 용전될 수 있는 단면적을 확보할 수 있다.

이러한 임펠러(164)의 수중 깊이는 대개 1~2m에 위치하나, 수심이 깊은 곳일수록 위치는 보다 깊게 위치될 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 부유식 폭기장치의 작용은, 다시 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.

모터부(100)에 고정부(102)를 통해 전원이 인가되면, 구동이 시작됨과 동시에 유도관(160)이 같이 회전이 이루어지게 된다.

따라서 유도관(160)과 일체로 설치된 임펠러(164)의 회전으로 대기중의 에어가 에어유입홀(162)을 통해 유입되고, 대기의 에어는 중공의 유도관(160)을 따라 하방으로 이동하여 회전하는 임펠러(164)의 격판(164c) 사이로 배출하게 된다.

에어는 격판(164c) 사이를 통해 배출되면서 작게 분쇄되어 마이크로 버블로 확산 배출될 수 있다.

여기서 마이크로 버블은 초극미한 거품으로 물과 에어를 격렬하게 회전시키면서 수면으로 0.1cm/sec의 비교적 느린 속도로 상승되며, 이때 버블들이 수면에 다다르기 전에 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생함과 동시에 버블이 수질 정화 역할을 하게 된다.

바람직하게 임펠러(164)의 사용시 3,600리터/Kw의 에어로 용존산소는 15~18%를 유지하도록 하며, 이때 필요한 산소량은 150g/Kw가 송출될 수 있다.

여기서 유도관(160)과 일펠러(164)의 회전에 의하여 주변으로 물의 유동이 발생되고, 이 유동에 의하여 모터부(100)와 부력수단(110) 자체가 회전 관성에 의하여 심하게 회전될 수 있으나, 판상으로 수직하게 설치된 러더(112)를 통하여 회전 관성을 억제할 수 있다.

한편, 커버부재(120)의 설치를 통하여 모터부(100)가 외부로 노출되지 않아 고장이 방지될 수 있으며, UV램프(140)를 통하여 부유하는 유해물질의 살균이 가능하고, LED조명(150)을 통해서는 야간에 경관 조명은 물론, 야간에 임펠러(164)에 의한 에어의 토출 여부를 확인할 수 있다.

또한, 커버부재(120)에 포함된 기타 폭기장치를 연속 연결하여 폭기장치의 군락을 형성할 수 있다.

먼저, 하나의 커버부재(120) 중 삽입부(124)에 소켓(130)을 삽입시킨 후, 마주하도록 타 커버부재(120)의 삽입부(124)를 위치시키고, 이어서 소켓(130)을 향하여 삽입부(124)를 삽입시키게 된다.

상기와 같이 근접하는 커버부재(120)들을 연결하여 배치 사용할 수 있으며, 소켓(130)의 가이드홈(132)과 삽입부(124)의 가이드돌기(124a)가 형합되어 이탈이 방지될 수 있다.

상기와 같이 커버부재(120)를 통해 다수개의 폭기장치가 근접하여 연결되도록 설치됨으로써, 폭기장치가 하천 곳곳에 군락을 이루어 수질 개선의 효과가 극대화될 수 있다.

그리고 도시된 배치방법 외에도 다양한 형태로 배치될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 부유식 폭기장치에 의하면, 무거운 중량의 폭기장치를 부력수단(110)으로 통해 안정적으로 부유시키면서 모터부(100)의 회전으로 발생하는 토크를 부력수단(110)의 러더(112)를 통하여 감소됨으로써, 유동으로 발생될 수 있는 고장의 원인이 해소될 수 있다.

또한, 모터부(100)와 부력수단(110)에 탈, 장착 가능한 커버부재(120)를 설치함으로써, 환경 친화적 형상으로 경관성을 높일 수 있다.

또, 커버부재(120)에 UV램프(140)와 LED조명(150)을 설치함으로써, 살균 효과와 야간에도 식별이 가능할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 모터부 110 : 부력수단
112 : 러더 112a : 엣지경사면
120 : 커버부재 122 : 삼발이부
124 : 삽입부 124a : 가이드돌기
130 : 소켓 132 : 가이드홈
140 : UV램프 150 : LED조명부
160 : 유도관 162 : 에어유입홀
164 : 임펠러

Claims (7)

1. 모터부와,
   상기 모터부가 수면에 떠있도록 지지하는 부력수단과,
   상기 모터부의 하부에 축방향으로 소정의 길이를 가지고서 설치되어 에어가 공급되는 유도관과,
   상기 유도관의 하단에 설치되어 공급된 에어가 배출되는 임펠러와,
   상기 부력수단의 하면에 설치되어 상기 부력수단의 회전 관성을 억제하는 러더를 포함하며,
   상기 모터부와 상기 모터부를 지지하는 상기 부력수단의 상측으로 탈, 장착 가능하도록 커버부재가 더 설치되고,
   상기 커버부재는 디스크삼발이 형식으로 돌출된 삼발이부의 단부측에 연결수단이 설치되어, 폭기장치를 포함하는 타 커버부재와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 폭기장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 러더는,
   상기 부력수단의 길이 방향을 대응되는 폭으로 수직하게 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 폭기장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 러더는,
   일측에 엣지경사면이 형성되어 좌우 비대칭인 것을 특징으로 하는 부유식 폭기장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 커버부재에는 LED조명부와, UV램프가 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 폭기장치.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 연결수단은,
   상기 삼발이부의 단부측에 돌출 형성되며, 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 가이드돌기가 형성되는 삽입부와,
   상기 삽입부와 근접하는 타 삽입부와의 연결을 위하여 설치되고, 내측으로 상기 가이드돌기와 대응되도록 가이드홈이 형성되는 소켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 폭기장치.
   
   

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