KR101969781B1 - 수중 미세 폭기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐수 또는 오수 저장조 안에서 폐수 및 오수에 외부 공기를 주입하여 용존 산소량을 높이는 폭기장치에 관한 기술로서, 외부 공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌핑되는 오폐수에 외부 공기를 초미립자로 폭기하여 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이므로, 미생물의 분해작용을 촉진함에 따라 오폐수의 발효 시간을 단축하는 수중 미세 폭기장치에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 주요 구성은, 오폐수가 펌핑되는 토출구가 구비된 펌핑케이싱; 상기 펌핑케이싱의 하부에 설치되고, 오폐수가 흡입되는 하부케이싱; 상기 펌핑케이싱의 상부에 설치되며, 임펠러를 회전시키는 모터;를 포함하고, 상기 펌핑케이싱의 토출구에 설치되고, 양측 단부에 플랜지가 형성된 한편 상부에 수직상으로 흡기관이 설치된 펌핑튜브; 상기 펌핑튜브의 내부 한쪽에 부착 설치되고, 원뿔 형태로 형성된 분사콘; 상기 펌핑튜브의 흡기관 안에 회전가능케 설치된 흡기팬; 및 상기 펌핑튜브의 한쪽에 길이 방향으로 설치되고, 나팔관 형태로 형성된 레듀샤;를 포함하여 구현된다.

Description

수중 미세 폭기장치 {Submerged aeration device}

본 발명은 폐수 또는 오수 저장조 안에서 폐수 및 오수에 외부 공기를 주입하여 용존 산소량을 높이는 폭기장치에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 오폐수가 펌핑되는 케이싱의 토출구에 분사콘과 레듀샤(reducer)가 설치된 펌핑튜브를 설치하고, 펌핑튜브로 외부공기가 공급되는 흡기관에 흡기팬을 설치함으로써, 외부 공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌핑되는 오폐수에 외부 공기를 초미립자로 폭기하여 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이므로, 미생물의 분해작용을 촉진함에 따라 오폐수의 발효 시간을 단축하는 수중 미세 폭기장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 축산업에서 발생하는 축산분뇨와 오수 및 각종 폐수는 먼저 별도의 저장조나 오수조에 유입된 다음, 미생물 발효과정을 거쳐서 액비(液肥)로 퇴비화 되거나 또는 생화학적 정화 처리과정을 거쳐서 하천으로 방류되거나 생활용수로 사용되고 있다.

또한 고농도의 축산분뇨와 오수 및 각종 폐수는 고형물이나 또는 각종 이물질이 다량 함유되어 있으므로 저장조나 오수조의 바닥에 다량의 슬러지(sludge)가 침전되는 실정이며, 이러한 슬러지를 그대로 방치할 경우, 저장조나 오수조의 효용공간이 점차 줄어들기 때문에, 이를 회수하여 처리하는 것이 중요하다.

따라서, 본 출원인은 저장조나 오수조의 바닥에 침전된 슬러지를 흡입 펌핑하여 제거하는 한편 고속 회전하는 임펠러 및 흡입구에서 고형물을 파쇄 및 커팅하여 흡입함에 따라 펌프의 손상을 효과적으로 방지하고, 펌프의 펌핑력을 높일 뿐만 아니라 폐수 및 오수의 용존 산소량을 높여서 정화기능을 수행하는 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1135049호, 제10-1157884호를 제시한 바 있다.

상기 선행기술은 펌프로부터 펌핑되는 폐수 및 오수를 저장조나 오수조의 바닥에 침전된 슬러지에 고압으로 분사하여 침전된 슬러지를 비산시키는 한편 폐수 및 오수에 공기를 미립자로 폭기함으로써, 저장조나 오수조의 바닥에 침전된 슬러지를 용이하게 흡입 펌핑하여 제거하는 한편 폐수 및 오수의 용존 산소량을 높이므로 정화기능을 수행하게 된다.

그러나, 상기의 선행기술은 외부로부터 케이싱 안으로 공기가 유입되는 에어관이 케이싱의 측면 또는 케이싱의 흡입구 아래에 설치됨에 따라 임펠러의 회전력에 따른 공기의 흡입력이 강하게 작용하지 못함으로써, 케이싱으로 흡입되는 폐수 및 오수에 공기가 충분히 폭기되지 못하므로 펌핑되는 폐수 및 오수의 용존 산소량을 효과적으로 높이지 못하는 문제점이 있었다.

아울러, 저장조나 오수조에 수용된 폐수 및 오수에 외부 공기를 주입해 용존 산소량을 높여서 호기성(好氣性) 발효과정을 촉진하는 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1225014호(축산용 폭기장치)가 제시된 바 있다.

상기의 선행기술은 펌프로부터 오폐수가 펌핑되는 토출구에 토출관을 설치하고, 토출관의 내부에 오리피스를 설치함으로써, 펌프로부터 펌핑된 오폐수가 오리피스를 통과하면서 공기가 미립자로 폭기되는 한편 오폐수의 흐름이 난류(亂流)로 변환되어 공기가 보다 고르게 오폐수에 혼합됨에 따라 오폐수의 미생물 분해를 촉진하게 된다.

그러나, 상기 선행기술은 오폐수의 펌핑작용으로 발생하는 외부 공기의 흡입력이 다소 저하됨에 따라 오폐수에 공기가 효율적으로 폭기되지 못하고, 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이지 못하므로 미생물의 분해작용에 장시간이 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1135049호. 대한민국 등록특허 제10-1157884호. 대한민국 등록특허 제10-1165660호. 대한민국 등록특허 제10-1225014호. 대한민국 등록특허 제10-1353852호.

본 발명은 종래 수중 폭기장치의 선행기술에서 외부 공기의 흡입력이 저하되고, 오폐수에 공기가 효율적으로 폭기되지 못하는 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 원뿔 형태의 분사콘과 나팔관 형태의 레듀샤가 설치된 펌핑튜브를 오폐수가 펌핑되는 케이싱의 토출구에 설치하고, 펌핑튜브로 외부공기가 공급되는 흡기관에 흡기팬이 설치된 수중 미세 폭기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 외부 공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌핑되는 오폐수에 외부 공기를 초미립자로 폭기하여 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이므로, 미생물의 분해작용을 촉진함에 따라 오폐수의 발효 시간을 단축하는 수중 미세 폭기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

오폐수가 펌핑되는 토출구가 구비된 펌핑케이싱; 상기 펌핑케이싱의 하부에 설치되고, 오폐수가 흡입되는 하부케이싱; 상기 펌핑케이싱의 상부에 설치되며, 임펠러를 회전시키는 모터;를 포함하고,

상기 펌핑케이싱의 토출구에 설치되고, 양측 단부에 플랜지가 형성된 한편 상부에 수직상으로 흡기관이 설치된 펌핑튜브; 상기 펌핑튜브의 내부 한쪽에 부착 설치되고, 원뿔 형태로 형성된 분사콘; 상기 펌핑튜브의 흡기관 안에 회전가능케 설치된 흡기팬; 및 상기 펌핑튜브의 한쪽에 길이 방향으로 설치되고, 나팔관 형태로 형성된 레듀샤;를 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 실시예로서, 흡기팬은 회전축이 흡기관의 하단부 양측에 회전가능케 끼워져 설치되고, 상기 회전축의 외주연에 다수개의 날개가 방사상으로 구성되며, 흡기관의 하단부 내부에 회전가능케 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 레듀샤는 중간 부분에 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 한쪽에 나팔관 형태로 유입부가 형성되는 한편 이와 대향쪽에 나팔관 형태로 토출부가 형성되며, 상기 유입부와 토출부는 관통 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예는 원뿔 형태의 분사콘과 나팔관 형태의 레듀샤가 설치된 펌핑튜브가 오폐수가 펌핑되는 케이싱의 토출구에 설치되고, 펌핑튜브로 외부공기가 공급되는 흡기관에 흡기팬이 설치됨으로써, 외부공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌프로부터 펌핑되는 오폐수에 외부 공기를 초미립자로 폭기하여 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예는 분사콘과 레듀샤의 유입부 사이에 강한 진공압이 작용하는 한편 흡기팬이 회전하여 외부 공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌핑튜브의 내부 공간으로 흡입된 공기가 오폐수와 함께 레듀샤의 내부 공간에 고압으로 분사됨으로써, 오폐수에 공기를 초미립자로 폭기하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 요부 단면도.
도 4는 본 발명에서 펌핑튜브의 설치상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에서 펌핑튜브의 작동상태를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에서 레듀샤를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에서 흡기팬의 설치상태를 나타낸 평단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성을 살펴보면, 오폐수가 펌핑되는 토출구가 구비된 펌핑케이싱(100); 상기 펌핑케이싱(100)의 하부에 설치되고, 오폐수가 흡입되는 하부케이싱(120); 상기 펌핑케이싱(100)의 상부에 설치되며, 임펠러를 회전시키는 모터(110);를 포함하고,

상기 펌핑케이싱(100)의 토출구에 설치되고, 양측 단부에 플랜지(12)(13)가 형성된 한편 상부에 수직상으로 흡기관(11)이 설치된 펌핑튜브(10); 상기 펌핑튜브(10)의 내부 한쪽에 부착 설치되고, 원뿔 형태로 형성된 분사콘(20); 상기 펌핑튜브(10)의 흡기관(11) 안에 회전가능케 설치된 흡기팬(30); 및 상기 펌핑튜브(10)의 한쪽에 길이 방향으로 설치되고, 나팔관 형태로 형성된 레듀샤(40);를 포함하여 이루어진다.

상기 실시예의 주요 구성에서 펌프를 구성하는 펌핑케이싱(100)은 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 오폐수가 저장되는 저장조(200)의 바닥에 안치되며, 내부에 임펠러가 회전가능케 설치되고, 한쪽에 오폐수가 펌핑되는 토출구가 구비된다.

또한 펌핑케이싱(100)의 하부에 다수개의 흡기홀이 형성된 하부케이싱(120)이 부착 설치되며, 상기 하부케이싱(120)이 저장조(200)의 바닥면에 놓여 펌핑케이싱(100)을 지지한다.

한편 임펠러를 고속으로 회전시키는 모터(110)가 펌핑케이싱(100)의 상부에 부착 설치되며, 상기 모터(110)의 구동으로 임펠러가 고속으로 회전하면, 저장조(200)에 수용된 오폐수가 하부케이싱(120)을 통해 펌핑케이싱(100)의 내부로 흡입된 다음, 토출구를 통해 펌핑된다.

상기에서 펌프의 주요 구성을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 기존 일반화된 수중펌프를 적용할 수 있으며, 저장조(200)에 수용된 오폐수를 고압으로 펌핑할 수 있으면 무방하다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 펌핑튜브(10)는 고압으로 펌핑되는 오폐수에 외부공기를 미립자로 폭기하는 기능으로서, 상기 펌핑튜브(10)는 도면에서 도 1 내지 도 4와 같이, 원통형 관으로 구성되고, 양측 단부에 각각 플랜지(12)(13)가 형성된다.

상기에서 펌핑튜브(10)는 상부 중간 부분에 외부공기가 공급되는 흡기관(11)이 수직상으로 관통하여 설치되며, 상기 흡기관(11)은 펌핑튜브(10)의 직경보다 작은 직경으로 구성되고, 하단부 둘레가 펌핑튜브(10)의 외주연에 용접으로 부착 설치된다.

상기에서 펌핑튜브(10)는 일측 단부에 형성된 플랜지(12)가 펌핑케이싱(100)의 토출구에 체결볼트로 부착 설치되고, 이와 대향쪽 단부에 형성된 플랜지(13)에 후술하는 레듀샤(40)가 부착 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 분사콘(20)은 펌핑케이싱(10)의 토출구를 통해 펌핑되는 오폐수를 고압으로 분사하는 기능으로서, 상기 분사콘(20)은 도면에서 도 3 내지 도 5와 같이, 끝단부가 관통된 원뿔 형태로 구성되고, 양측 단부 중에서 직경이 큰 단부가 펌핑튜브(10)에서 플랜지(12)의 내주연 둘레에 용접으로 부착 설치된다.

상기에서 분사콘(20)은 원뿔 형태의 끝단부가 펌핑튜브(10)의 내부 공간에서 흡기관(11)의 아래에 위치하며, 직경이 큰 단부가 플랜지(12)의 내주연 둘레에 용접으로 부착 설치됨으로써, 모터(110)의 구동으로 펌핑케이싱(100) 내부에서 임펠러가 고속으로 회전하여 오폐수의 펌핑작동이 수행될 경우, 원뿔 형태의 끝단부가 토출구를 통해 펌핑되는 오폐수를 모아서 고압으로 분사하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 흡기팬(30)은 외부공기의 흡입력을 보다 높이는 기능으로서, 상기 흡기팬(30)은 도면에서 도 3 내지 도 5와 같이, 회전축(31)의 외주연에 다수개의 날개가 방사상으로 구성되고, 흡기관(11)의 하단부 내부에 회전가능케 설치된다.

상기에서 흡기팬(30)은 도면에서 도 7과 같이, 회전축(31)이 흡기관(11)의 하단부 양측에 회전가능케 끼워져 설치되고, 흡기관(11)의 내부에 배치되는 한편 분사콘(20)에서 원뿔 형태의 끝단부 위에 배치된다.

따라서, 흡기팬(30)은 모터(110)의 구동으로 오폐수의 펌핑작동이 수행되어 분사콘(20)에서 원뿔 형태의 끝단부를 통해 오폐수가 고압으로 분사되면, 흡기팬(30)의 하부 날개에 고압으로 분사되는 오폐수가 부딪치면서 흡기팬(30)이 고속으로 회전함에 따라 흡기관(11)의 내부에 강한 흡입력이 작용하므로, 흡기관(11)을 통해 외부공기의 흡입력을 보다 높이게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 레듀샤(40)(reducer)는 고압으로 분사되는 오폐수에 외부공기를 미립자로 폭기하는 기능으로서, 상기 레듀샤(40)는 도면에서 도 1 내지 도 5와 같이, 펌핑튜브(10)의 한쪽에 길이 방향으로 설치되고, 나팔관 형태로 구성된다.

상기에서 레듀샤(40)는 중간 부분에 플랜지(41)가 형성되고, 상기 플랜지(41)의 한쪽에 나팔관 형태로 유입부(42)가 형성되는 한편 이와 대향쪽에 나팔관 형태로 토출부(43)가 형성되며, 상기 유입부(42)와 토출부(43)는 관통 형성된다.

상기에서 유입부(42)와 토출부(43)는 플랜지(41)를 중심으로 양측 방향으로 직경이 점점 커지는 나팔관 형태로 구성되며, 상기 유입부(42)는 펌핑튜브(10)에서 일측 플랜지(13)의 내부 공간으로 끼워져 흡기팬(30)에 근접하게 배치되고, 플랜지(41)가 펌핑튜브(10)의 플랜지(13)에 체결볼트로 결합 설치된다.

상기에서 유입부(42)는 끝단부 둘레가 펌핑튜브(10)의 내주면에 밀착 설치되어 분사콘(20)에서 고압으로 분사된 오폐수가 유입되고, 이와 대향쪽의 토출부(43)를 통해 오폐수가 분사된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 모터(110)의 구동으로 임펠러가 회전하여 오폐수의 펌핑작동이 수행되면, 펌핑케이싱(100)의 토출구로 펌핑되는 오폐수가 분사콘(20)을 통해 펌핑튜브(10)의 내부 공간에 고압으로 분사되고, 이때 흡기팬(30)의 날개에 고압으로 분사되는 오폐수가 부딪치면서 흡기팬(30)이 고속으로 회전함에 따라 흡기관(11)의 내부에 강한 흡입력이 작용하므로, 흡기관(11)을 통해 펌핑튜브(10)의 내부 공간으로 외부공기가 흡입된다.

상기에서 펌핑튜브(10)의 내부 공간으로 흡입된 외부공기는 고압으로 분사되는 오폐수와 함께 레듀샤(40)의 유입부(42)로 공급되고, 이때 공간이 협소한 플랜지(41) 부분에서 압력이 급격히 높아진 다음, 토출부(43)를 통해 고압으로 분사되면서 외부공기가 오폐수에 미립자로 폭기된다.

한편 본 발명의 실시예는 외부공기의 폭기효율을 더욱 높이고자 도면에서 도 1 내지 도 5와 같이, 레듀샤(40)에서 토출부(43)의 단부에 분사구(50)를 결합 설치할 수 있으며, 상기 분사구(50)는 분사공이 나선 형태로 꼬아져 형성된다.

상기에서 분사구(50)는 레듀샤(40)의 토출부(43)를 통해 고압으로 분사되는 오폐수와 외부공기를 재차 고압으로 분사함에 따라 외부공기를 초미립자로 오폐수에 폭기하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 분사콘에서 고압으로 분사되는 오폐수로 인해 흡기팬이 고속으로 회전하여 외부공기의 흡입력을 최대한 높이고, 펌핑튜브의 내부 공간으로 흡입된 외부공기가 오폐수와 함께 레듀샤의 내부 공간에 고압으로 분사됨으로써, 오폐수에 외부공기를 초미립자로 폭기하여 오폐수의 용존 산소량을 최대한 높이게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 펌핑튜브 11: 흡기관
20: 분사콘 30: 흡기팬
31: 회전축 40: 레듀샤
41: 플랜지 42: 유입부
43: 토출부 44: 나사산
50: 분사구 100: 펌핑케이싱
110: 모터 120: 하부케이싱
200: 저장조

Claims (3)

1. 오폐수가 펌핑되는 토출구가 구비된 펌핑케이싱(100); 상기 펌핑케이싱(100)의 하부에 설치되고, 오폐수가 흡입되는 하부케이싱(120); 상기 펌핑케이싱(100)의 상부에 설치되며, 임펠러를 회전시키는 모터(110);를 포함하고,
   상기 펌핑케이싱(100)의 토출구에 설치되고, 양측 단부에 플랜지(12)(13)가 형성된 한편 상부에 수직상으로 흡기관(11)이 설치된 펌핑튜브(10); 상기 펌핑튜브(10)의 내부 한쪽에 부착 설치되고, 원뿔 형태로 형성된 분사콘(20); 상기 펌핑튜브(10)의 흡기관(11) 안에 회전가능케 설치된 흡기팬(30); 및 상기 펌핑튜브(10)의 한쪽에 길이 방향으로 설치되고, 나팔관 형태로 형성된 레듀샤(40);를 포함하며,
   상기 흡기관(11)은 펌핑튜브(10)의 직경보다 작은 직경으로 구성되고, 하단부 둘레가 펌핑튜브(10)의 외주연에 용접으로 부착 설치되며,
   상기 분사콘(20)은 끝단부가 관통된 원뿔 형태로 구성되고, 양측 단부 중에서 직경이 큰 단부가 펌핑튜브(10)에서 플랜지(12)의 내주연 둘레에 용접으로 부착 설치되며,
   상기 흡기팬(30)은 회전축(31)이 흡기관(11)의 하단부 양측에 회전가능케 끼워져 설치되고, 상기 회전축(31)의 외주연에 다수개의 날개가 방사상으로 구성되며, 흡기관(11)의 하단부 내부에 회전가능케 설치되고,
   상기 레듀샤(40)는 중간 부분에 플랜지(41)가 형성되며, 상기 플랜지(41)의 한쪽에 나팔관 형태로 유입부(42)가 형성되는 한편 이와 대향쪽에 나팔관 형태로 토출부(43)가 형성되고, 상기 유입부(42)와 토출부(43)는 관통 형성되며,
   상기 레듀샤(40)에서 토출부(43)의 단부에 분사구(50)가 결합 설치되고, 상기 분사구(50)는 분사공이 나선 형태로 꼬아져 형성된 것을 특징으로 하는 수중 미세 폭기장치.
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