KR102174779B1 - 판형 산기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소전달효율을 향상시킴과 함께 슬러지의 역류 현상을 방지하고, 공기공급배관과의 체결 구조 및 산기관의 결합 구조를 최적화한 판형 산기관에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 판형 산기관은 공기공급배관과 선택적으로 착탈되며, 상부 브라켓과 하부 브라켓으로 구성되는 배관 브라켓; 상부 브라켓의 공기공급관으로부터 전달되는 공기를 공기유로를 통해 산기판에 분배하는 공기분배판; 복수의 산기공을 구비하며, 공기분배판의 공기유로를 통해 공급된 공기를 복수의 산기공을 통해 산기시키는 산기판; 및 상기 산기판 상에 구비되어 산기판의 팽창을 억제시키는 커버 플레이트;를 포함하여 이루어지며, 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓은 공기공급배관의 상부와 하부를 각각 감싸는 형태를 이루며, 상부 브라켓과 하부 브라켓은 체결부재를 매개로 공기공급배관 상에 고정되며, 상기 상부 브라켓의 일측에 공기공급배관의 공기공급부에 삽입되는 공기공급관이 구비되며, 상기 상부 브라켓의 공기공급관 상단부에 체크볼 안착부가 구비되고, 상기 체크볼 안착부에 체크볼이 구비되며, 상기 체크볼은 공기공급시 체크볼 안착부의 공간 내에서 유동되며, 공기공급이 중단되는 경우 공기공급관은 체크볼에 의해 차단되어 슬러지가 공기공급관으로 역류되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

판형 산기관{Plate type air diffuser}

본 발명은 판형 산기관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소전달효율을 향상시킴과 함께 슬러지의 역류 현상을 방지하고, 공기공급배관과의 체결 구조 및 산기관의 결합 구조를 최적화한 판형 산기관에 관한 것이다.

생물학적 수처리공정에서 산소를 공급하기 위한 용도로 산기관이 적용되고 있다. 예를 들어, 생물학적 수처리장치의 폭기조 등에 산기관이 설치되며, 산기관은 폭기조 내에 공기를 공급하여 원수의 생물학적 처리를 유도한다.

산기관은 형태와 기능 등에 따라 원통형, 분사식, 흡출식, U-튜브형 등으로 구분된다. 최근에는 멤브레인 산기관이 널리 이용되고 있다(한국등록특허 제1267796호, 한국등록실용신안공보 제396008호 참조).

멤브레인 산기관은 다수의 산기공이 구비된 멤브레인을 통해 반응조에 공기를 공급하는 방식이다. 멤브레인 산기관에 적용되는 멤브레인은 세라믹, 고분자 재질 등으로 이루어진다. 세라믹 재질의 멤브레인은 내마모성이 우수하여 장시간 사용할 수 있으나, 산기공을 미세화하는데 한계가 있다. EPDM 등의 고분자 재질로 이루어진 멤브레인은 내마모성, 내충격성은 우수하나 압축공기에 의해 쉽게 팽창되어 파열되거나 신축성을 상실하는 단점이 있다.

한편, 이러한 멤브레인 산기관은 공기공급배관에 연결되어 공기공급배관으로부터 공기를 공급받는 구조를 이루는데, 종래의 멤브레인 산기관은 공기공급배관과의 체결 구조가 복잡하다.

또한, 종래 기술에 따른 멤브레인 산기관의 경우, 멤브레인의 산기공을 통해 슬러지가 유입되어 공기공급배관으로 슬러지가 역류하는 문제가 상존한다. 이와 함께, 일정 시간 사용 후 멤브레인의 교체시, 멤브레인 산기관의 결합 형태가 복합하여 멤브레인을 용이하게 교체할 수 없거나 멤브레인 산기관 전체를 교체해야 하는 불편함이 뒤따른다.

한국등록특허 제1267796호 한국등록실용신안공보 제396008호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 산소전달효율을 향상시킴과 함께 슬러지의 역류 현상을 방지하고, 공기공급배관과의 체결 구조 및 산기관의 결합 구조를 최적화한 판형 산기관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 판형 산기관은 공기공급배관과 선택적으로 착탈되며, 상부 브라켓과 하부 브라켓으로 구성되는 배관 브라켓; 상부 브라켓의 공기공급관으로부터 전달되는 공기를 공기유로를 통해 산기판에 분배하는 공기분배판; 복수의 산기공을 구비하며, 공기분배판의 공기유로를 통해 공급된 공기를 복수의 산기공을 통해 산기시키는 산기판; 및 상기 산기판 상에 구비되어 산기판의 팽창을 억제시키는 커버 플레이트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 브라켓과 하부 브라켓은 공기공급배관의 상부와 하부를 각각 감싸는 형태를 이루며, 상부 브라켓과 하부 브라켓은 체결부재를 매개로 공기공급배관 상에 고정되며, 상기 상부 브라켓의 일측에 공기공급배관의 공기공급부에 삽입되는 공기공급관이 구비되며, 상기 상부 브라켓의 공기공급관 상단부에 체크볼 안착부가 구비되고, 상기 체크볼 안착부에 체크볼이 구비되며, 상기 체크볼은 공기공급시 체크볼 안착부의 공간 내에서 유동되며, 공기공급이 중단되는 경우 공기공급관은 체크볼에 의해 차단되어 슬러지가 공기공급관으로 역류되는 것을 방지한다.

상기 공기분배판의 중앙부위에 상부 브라켓의 공기공급관과 연결되는 개구공이 구비되며, 상기 공기분배판의 상면 상에는 상기 개구공과 공간적으로 연결되는 공기유로가 구비되며, 상기 공기유로는 공기분배판의 길이 방향 및 폭 방향으로 연장된 형태를 이룬다.

상기 커버 플레이트 상면 상에 격자 형태 또는 빗살무늬 형태의 산기판 팽창억제부재가 구비된다.

배관 브라켓의 상부 브라켓, 공기분배판, 커버 플레이트 각각의 측부에 서로 대응되는 위치에 체결판이 구비되고, 각각의 체결판에는 체결공이 구비되며, 서로 대응되는 위치에 구비된 각각의 체결판이 겹쳐진 상태에서, 각각의 체결판에 구비된 체결공을 관통하는 체결볼트가 삽입되는 형태로 상부 브라켓, 공기분배판 및 커버 플레이트가 일체형으로 연결, 고정된다.

상기 복수의 산기공은 공기유로에 대응되는 영역을 제외한 산기판 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 구비된다.

본 발명에 따른 판형 산기관은 다음과 같은 효과가 있다.

공기분배판 및 산기판을 통해 미세기포를 균일하게 공급할 수 있다. 상부 브라켓의 공기공급관 상단부에 체크볼이 유동되는 체크볼 안착부를 구비시킴으로써 슬러지가 공기공급관으로 역류되는 것을 차단할 수 있다. 이와 함께, 커버 플레이트, 공기분배판 및 상부 브라켓이 하나의 체결볼트를 통해 선택적으로 체결될 수 있어 설치 및 유지보수가 용이하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관의 분리사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 브라켓의 정단면도.

본 발명은 최적 구조의 판형 산기관을 통해 산소전달효율을 극대화하고 슬러지 역류 현상을 방지함과 함께 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있는 판형 산기관에 관한 기술을 제시한다.

산기관은 생물학적 수처리장치 등에 설치되어 공기 또는 산소를 공급하는 역할을 함에 따라 산소전달효율이 우수해야 하며, 반응조 내의 슬러지가 산기관으로 역류되는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖추어야 한다. 또한, 산기관에 적용되는 다수의 산기공이 구비된 산기판은 소모품임에 따라 산기판의 용이한 교체가 가능한 구조를 이루어야 함과 함께 공기공급배관과의 용이한 착탈을 위한 최적 구조를 갖추어야 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관은 배관 브라켓(10), 공기분배판(20), 산기판(30) 및 커버 플레이트(40)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관은 상기 배관 브라켓(10)을 통해 공기공급배관(1)과 체결된다. 배관 브라켓(10)이 공기공급배관(1)과 체결된 상태에서, 공기공급배관(1) 내의 공기가 배관 브라켓(10)을 거쳐 공기분배판(20) 및 산기판(30)에 전달된다.

상기 배관 브라켓(10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 상부 브라켓(11)과 하부 브라켓(12)으로 이루어진다. 상부 브라켓(11)과 하부 브라켓(12)은 공기공급배관(1)의 상부와 하부를 각각 감싸는 형태를 이루며, 상부 브라켓(11)과 하부 브라켓(12)은 볼트 등의 체결부재를 매개로 공기공급배관(1) 상에 고정된다. 공기공급배관(1)의 상면에는 공기공급배관(1)의 일부분이 천공된 공기공급구(1a)가 구비되며, 상기 공기공급구(1a)에 상부 브라켓(11)의 일측에 구비된 공기공급관(13)이 삽입되는 구조를 이룬다. 상부 브라켓(11)에 구비된 공기공급관(13)은 공기공급배관(1)으로부터 공급되는 공기를 공기분배판(20) 및 산기판(30)에 전달하는 역할을 한다.

상기 공기분배판(20)은 상부 브라켓(11)의 공기공급관(13)을 통해 전달되는 공기를 산기판(30)에 균일하게 분배하는 역할을 한다. 공기분배판(20)은 산기판(30)과 마찬가지로 판형의 형태를 이루며, 공기분배판(20)의 중앙부위에는 상부 브라켓(11)의 공기공급관(13)과 연결되는 개구공(21)이 구비된다. 또한, 상기 공기분배판(20)의 상면 상에는 상기 개구공(21)과 공간적으로 연결되는 공기유로(22)가 구비된다. 상부 브라켓(11)의 공기공급관(13)을 통해 개구공(21)으로 전달된 공기는 공기유로(22)로 공급된다. 상기 공기유로(22)는 상기 개구공(21)을 중심으로 방사형태를 이루며, 세부적으로 상기 공기유로(22)는 공기분배판(20)의 길이 방향 및 폭 방향으로 연장된 형태를 이룬다. 상기 공기유로(22)에 공급된 공기는 공기분배판(20) 상부에 구비된 산기판(30)의 산기공(31)으로 전달된다.

한편, 본 발명에 따른 판형 산기관은 슬러지가 역류되는 것을 방지하는 구조를 갖는다. 슬러지의 역류 방지를 위해, 상부 브라켓(11)의 공기공급관(13) 상단부에 체크볼 안착부(14)가 구비되고, 상기 체크볼 안착부(14)에 체크볼(15)(check ball)이 구비된다. 상기 체크볼(15)은 공기공급시 체크볼 안착부(14)의 공간 내에서 유동되며, 공기공급이 중단되는 경우 공기공급관(13)은 체크볼(15)에 의해 차단된다. 따라서, 슬러지가 판형 산기관의 내부로 침투되더라도 공기공급관(13)이 체크볼(15)에 의해 차단된 상태를 이룸에 따라 슬러지가 공기공급관(13)으로 유입되는 것이 억제된다.

상기 공기분배판(20) 상에는 산기판(30)이 구비된다. 상기 산기판(30)은 공기분배판(20)의 공기유로(22)를 통해 전달되는 공기를 산기판(30) 상부로 균일하게 산기하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 산기판(30)에는 복수의 산기공(31)이 구비되며, 상기 복수의 산기공(31)은 공기유로(22)에 대응되는 영역을 제외한 산기판(30) 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 구비된다. 공기분배판(20)의 공기유로(22)를 통해 전달되는 공기는 산기판(30)에 구비된 복수의 산기공(31)을 통해 수중에 미세기포 형태로 배출된다. 공기유로(22)에 대응되는 산기판(30) 영역에 산기공(31)를 구비시키지 않는 이유는 공기유로(22)의 공기가 상부의 산기공으로 바로 배출되지 않도록 하기 위함이다. 공기유로(22)에 대응되는 영역을 제외한 산기판(30) 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 산기공(31)이 형성된 경우, 공기유로(22)로부터 상부로 이동한 공기는 산기판(30)과 부딪혀 수평 방향으로 확산되며, 수평 방향으로 확산된 공기는 공기유로(22)에 대응되는 영역을 제외한 산기판(30) 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 형성된 산기공(31)을 통해 고르게 배출된다. 한편, 상기 산기판(30)은 EPDM 등의 고분자 재질로 구성될 수 있다.

상기 산기판(30) 상에는 커버 플레이트(40)가 구비된다. 상기 커버 플레이트(40)는 외부 환경으로부터 산기판(30)을 보호함과 함께 산기판(30)이 공기압에 의해 과다하게 팽창되는 것을 방지하는 역할을 한다. 산기판(30)이 EPDM 등의 고분자 재질로 이루어지는 경우, 산기판(30)은 공기분배판(20)으로부터 공급되는 공기의 압력에 의해 팽창될 수 있다. 산기판(30)이 과다하게 팽창되면 산기판(30)의 산기공(31) 이외에 산기판(30)의 측부를 통해 공기가 유출될 수 있다. 이와 같은 산기판(30)의 팽창을 억제시키기 위해 상기 커버 플레이트(40)는 산기판(30)의 평판 상태를 유지시키는 역할을 한다.

상기 커버 플레이트(40)는 산기판(30)의 전면 및 측면을 감싸는 형태로 구비되며, 산기판(30)의 산기공(31)으로부터 공급되는 미세기포의 경로를 방해하지 않기 위해서 커버 플레이트(40)의 상면은 격자 형태 또는 빗살무늬 형태로 구성할 수 있다. 달리 표현하여, 커버 플레이트(40) 상면 상에는 격자 형태 또는 빗살무늬 형태의 산기판 팽창억제부재(41)가 구비된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관을 구성하는 배관 브라켓(10), 공기분배판(20), 산기판(30) 및 커버 플레이트(40)에 대해 설명하였다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관은 다음과 같은 체결구조를 갖는다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 배관 브라켓(10)의 상부 브라켓(11), 공기분배판(20), 커버 플레이트(40) 각각의 측부에는 서로 대응되는 위치에 체결판(51, 52, 53)이 구비되고, 각각의 체결판(51, 52, 53)에는 체결공(51a, 52a, 53a)이 구비된다. 서로 대응되는 위치에 구비된 각각의 체결판(51, 52, 53)이 겹쳐진 상태에서, 각각의 체결판(51, 52, 53)에 구비된 체결공(51a, 52a, 53a)을 관통하는 체결볼트(도시하지 않음)가 삽입되는 형태로 상부 브라켓(11), 공기분배판(20) 및 커버 플레이트(40)가 일체형으로 연결, 고정된다. 이 때, 산기판(30)은 공기분배판(20)의 내측 공간에 안착되는 형태로 구비되어 별도의 체결이 요구되지 않는다.

이상의 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 판형 산기관에 있어서, 공기분배판(20) 및 복수의 산기공(31)을 구비되는 산기판(30)을 통해 균일한 산소공급이 가능하며, 상부 브라켓(11)의 상단부에 공기공급관(13)을 선택적으로 차단하는 체크볼(15)을 구비시킴으로써 슬러지가 공기공급관(13) 및 공기공급배관(1)으로 역류되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배관 브라켓(10), 공기분배판(20) 및 커버 플레이트(40)가 체결판과 체결볼트를 통해 선택적으로 체결되는 구조임에 따라 설치 및 유지보수가 용이하다.

10 : 배관 브라켓 11 : 상부 브라켓
12 : 하부 브라켓 13 : 공기공급관
14 : 체크볼 안착부 15 : 체크볼
20 : 공기분배판 21 : 개구공
22 : 공기유로 30 : 산기판
31 : 산기공 40 : 커버 플레이트
41 : 산기판 팽창억제부재
51, 52, 53 : 체결판 51a, 52a, 53a : 체결공

Claims (6)

1. 공기공급배관과 선택적으로 착탈되며, 상부 브라켓과 하부 브라켓으로 구성되는 배관 브라켓;
   상부 브라켓의 공기공급관으로부터 전달되는 공기를 공기유로를 통해 산기판에 분배하는 공기분배판;
   복수의 산기공을 구비하며, 공기분배판의 공기유로를 통해 공급된 공기를 복수의 산기공을 통해 산기시키는 산기판; 및
   상기 산기판 상에 구비되어 산기판의 팽창을 억제시키는 커버 플레이트;를 포함하여 이루어지며,
   배관 브라켓의 상부 브라켓, 공기분배판, 커버 플레이트 각각의 측부에 서로 대응되는 위치에 체결판이 구비되고, 각각의 체결판에는 체결공이 구비되며,
   서로 대응되는 위치에 구비된 각각의 체결판이 겹쳐진 상태에서, 각각의 체결판에 구비된 체결공을 관통하는 체결볼트가 삽입되는 형태로 상부 브라켓, 공기분배판 및 커버 플레이트가 일체형으로 연결, 고정되는 것을 특징으로 하는 판형 산기관.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓은 공기공급배관의 상부와 하부를 각각 감싸는 형태를 이루며, 상부 브라켓과 하부 브라켓은 체결부재를 매개로 공기공급배관 상에 고정되며,
   상기 상부 브라켓의 일측에 공기공급배관의 공기공급부에 삽입되는 공기공급관이 구비되며,
   상기 상부 브라켓의 공기공급관 상단부에 체크볼 안착부가 구비되고, 상기 체크볼 안착부에 체크볼이 구비되며,
   상기 체크볼은 공기공급시 체크볼 안착부의 공간 내에서 유동되며, 공기공급이 중단되는 경우 공기공급관은 체크볼에 의해 차단되어 슬러지가 공기공급관으로 역류되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 판형 산기관.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기분배판의 중앙부위에 상부 브라켓의 공기공급관과 연결되는 개구공이 구비되며,
   상기 공기분배판의 상면 상에는 상기 개구공과 공간적으로 연결되는 공기유로가 구비되며, 상기 공기유로는 공기분배판의 길이 방향 및 폭 방향으로 연장된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 판형 산기관.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 커버 플레이트 상면 상에 격자 형태 또는 빗살무늬 형태의 산기판 팽창억제부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 판형 산기관.
   
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 산기공은 공기유로에 대응되는 영역을 제외한 산기판 전면에 걸쳐 균일한 밀도로 구비되는 것을 특징으로 하는 판형 산기관.

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