KR102186419B1 - Underwater aeration apparatus for treatment of livestock excrement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축산분뇨저장조내 축산분뇨에 산소를 공급하여 액비화하기 위한 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater aeration device for treatment of livestock manure for liquid fertilization by supplying oxygen to livestock manure in a livestock manure storage tank.
일반적으로 축산분뇨저장조내 축산분뇨를 액비화하기 위한 수중 폭기장치는 수중에서 축산분뇨에 산소를 공급하여 용존산소량증가에 따른 호기성 미생물들의 활동촉진으로 액비화가 이루어지도록 구성된다.In general, an underwater aeration device for liquefying livestock manure in a livestock manure storage tank is configured to liquefy by supplying oxygen to livestock manure in the water to promote the activity of aerobic microorganisms according to an increase in the amount of dissolved oxygen.
이러한 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치의 대표적인 선행기술로서는 등록특허 10-0837562호 '수중펌프 겸용 폭기장치' 및 등록특허 10-1225014호 '축산용 폭기장치' 및 등을 예로들 수가 있다.Representative prior art of the underwater aeration device for the treatment of such livestock manure may be exemplified by Registration Patent No. 10-0837562'Submersible pump combined aeration device' and Registration Patent No. 10-1225014'Livestock aeration device' and the like.
그러나 등록특허 10-0837562호는 펌프부의 배출관로에 공기유입관과 휀을 갖는 확장공간 및 나선형관로로 이루어진 폭기부를 연결하여 펌프부에 의해 펌핑된 유체가 배출관로내에서 휀과 나선형관로를 통하여 공급되는 공기와 혼합된 후 곧바로 배출되면서 산소의 용해가 이루어지도록 구성되고, 등록특허 10-1225014호는 유체를 펌핑하는 펌프의 토출구에 급기관을 갖는 배출관을 연결하고 또 배출관내에는 출구를 향하여 폭이 좁아지면서 단부에 빗살형의 절개홈이 다수 형성되는 오피러스를 설치하여 이 역시 펌프에 의해 펌핑된 축산분뇨가 배출관내에서 급기관을 통하여 공급되는 공기와 혼합된 후 오피러스를 통과하여 곧바로 배출되면서 산소의 용해가 이루어지도록 구성된다.However, Patent Registration No. 10-0837562 connects an expansion space having an air inlet pipe and a fan to the discharge pipe of the pump unit and an aeration unit consisting of a spiral pipe, so that the fluid pumped by the pump unit passes through the fan and the spiral pipe in the discharge pipe. It is configured to dissolve oxygen as it is immediately discharged after mixing with the supplied air, and Patent No. 10-1225014 connects a discharge pipe having a supply pipe to the discharge port of a pump that pumps fluid, and the width toward the outlet in the discharge pipe Opirus is installed in which a number of comb-shaped incision grooves are formed at the end of this narrowing, so that the livestock manure pumped by the pump is mixed with the air supplied through the supply pipe in the discharge pipe, and then passed through the Opirus and immediately discharged. Is configured so that the dissolution of
따라서 이들 모두는 폭기효율이 매우 떨어질 수밖에 없어 액비생산기간이 현저히 길어지게 되고, 액비생산기간단축을 위하여 장치의 용량이나 이용대수를 늘려줄 경우 설치비용부담 및 운영비용부담이 가중되며, 더 나아가 축산분뇨에 혼입된 공기중 용해되지 못한 대부분의 산소는 공기방울형태로 수면위로 부상하여 두꺼운 거품층을 형성하면서 폐수처리조를 넘쳐흘러 주위환경을 더럽히게 됨은 물론 거품제거를 위한 별도의 펌프를 운용하는데 따른 추가비용이 소요되는 등 많은 문제점들이 발생하게 된다.Therefore, the aeration efficiency of all of them inevitably decreases, and the production period of liquid manure is remarkably long.If the capacity or the number of units used is increased to shorten the production period of liquid manure, the burden of installation and operation costs increases, and furthermore, livestock manure Most of the undissolved oxygen in the air mixed into the air floats on the surface in the form of air bubbles, forming a thick foam layer, overflowing the wastewater treatment tank and polluting the surrounding environment, as well as operating a separate pump for foam removal. There are many problems, such as an additional cost.
본 발명의 목적은 축산분뇨저장조내 축산분뇨를 펌핑하여 수중에 분출하기까지 산소의 집중적인 용해가 수차례 반복되게 할 수 있고 또 주위 침전물이나 부유물에 대한 호기성 미생물들의 활동을 더욱 촉진시켜줄 수가 있는 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to pump livestock manure in a livestock manure storage tank so that the intensive dissolution of oxygen can be repeated several times until it is ejected into the water, and further promote the activity of aerobic microorganisms on surrounding sediments or suspended matter. It is to provide an underwater aeration device for manure treatment.
상기한 목적달성을 위한 본 발명 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치는 공기공급호스와 공기저장실을 사이에 두고 있는 공기흡입관의 출구가 수중펌프의 흡입실에 위치하도록 하여 수중펌프가 축산분뇨를 펌핑할시 공기의 흡입이 동시에 이루어져 펌핑된 축산분뇨에 혼입된 상태로 수중펌프를 통과하면서 산소의 1차용해가 이루어지도록 하고, 산소가 1차용해된 축산분뇨는 1차분출관의 노즐을 통과하여 2차분출관에 분출되는 과정에서 산소의 2차용해가 이루어지도록 하고, 산소가 2차용해된 축산분뇨는 2차분출관의 유입관내 스크류를 통과하면서 산소의 3차용해가 이루어지도록 하며, 산소가 3차용해된 축산분뇨는 2차분출관의 노즐을 통과하여 노즐에 의해 주어진 강한 분출압에 스크류에 의해 주어진 회전력과 확산력이 더해진 상태로 수중에 분출되면서 산소의 4차용해가 이루어지도록 구성함을 특징으로 한다.In the underwater aeration device for the treatment of livestock manure according to the present invention for achieving the above object, the outlet of the air suction pipe interposed between the air supply hose and the air storage chamber is located in the suction chamber of the submersible pump, so that the submersible pump can pump livestock manure. At the same time, air is sucked at the same time so that the primary dissolution of oxygen is achieved while passing through the submersible pump in a state mixed with the pumped livestock manure, and the livestock manure with the primary dissolution of oxygen passes through the nozzle of the primary discharge pipe and into the second discharge pipe. In the process of ejection, secondary dissolution of oxygen occurs, and livestock manure in which oxygen is secondary dissolved passes through the screw in the inlet pipe of the secondary ejection pipe so that the third dissolution of oxygen occurs, and the livestock manure in which oxygen is third dissolved is secondary. It is characterized in that it is configured so that the fourth dissolution of oxygen is made by being ejected into the water in a state in which the rotational force and diffusion force given by the screw are added to the strong ejection pressure given by the nozzle through the nozzle of the outlet pipe.
본 발명은 수중펌프(12) 펌핑작동시 흡입실(28)에서 작용하는 강한 흡입력에 의해 폭기에 필요한 충분한 량의 외부공기가 흡입되어 축산분뇨에 혼입된 상태로 임펠러의 강한 회전력이 주어지는 수중펌프(12)의 펌핑실(40)과 노즐(18)을 갖는 1차분출관(22) 및 스크류(32)와 노즐(34)을 갖는 2차분출관(36)을 차례로 통과하여 수중에 분출되기까지 4차에 걸친 미립자화로 산소의 용해가 이루어지게 되므로 폭기효율을 현저히 높여줄 수 있어 액비생산기간을 단축시켜줄 수 있고 또 폭기효율이 높아진 만큼 폭기장치의 용량이나 필요대수를 줄여줄 수 있어 설치비용 및 운용비용을 절감할 수 있게 된다.The present invention is a
또한 2차분출관(36)을 통과하여 수중에 분출되는 축산분뇨는 노즐(34)에 의한 강한 분출압에 스크류(32)에 의한 회전력과 확산력이 더해지면서 주위의 침전물과 부유물까지도 부상시켜서 호기성 미생물들의 활동을 촉진시켜주게 되므로 액비생산기간을 더욱 단축시켜줄 수가 있게 된다.In addition, livestock manure ejected into the water after passing through the
그리고 수중펌프(12)의 흡입실(28)에서 흡입된 공기가 축산분뇨에 혼입된 상태로 수중펌프(12)와 1차분출관(22) 및 2차분출관(36)을 차례로 통과하면서 4차에 걸친 미립자화로 대부분의 산소가 축산분뇨에 용해되게 할 시 기포발생량이 현저히 줄어들게 되므로 용해되지 못한 산소로 인한 거품발생의 최소화할 수 있어 축산분뇨저장조의 주위환경을 깨끗이 유지할 수 있고 또 거품제거용 펌프를 없애주는데 따른 금전적 이익까지도 기대할 수가 있게 된다.And, while the air sucked from the
도 1 : 본 발명을 일방향에서 본 사시도
도 2 : 본 발명을 타방향에서 본 사시도
도 3 : 본 발명을 저면에서 본 사시도
도 4 : 본 발명의 정면구성도
도 5 : 본 발명의 단면구성도Figure 1: A perspective view of the present invention as seen from one direction
Figure 2: A perspective view of the present invention seen from another direction
Figure 3: A perspective view of the present invention seen from the bottom
Figure 4: Front configuration diagram of the present invention
Figure 5: Cross-sectional configuration diagram of the present invention
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하기로 하며, 다만 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 동일부호로 기재하고, 관련된 공지기술이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, except that the same components among the drawings are described with the same reference numerals as possible, and detailed descriptions of related known technologies or functions are obscure the gist of the present invention. It will be omitted in order not to lose.
도 1은 본 발명을 일방향에서 본 사시도이고, 도 3은 본 발명을 저면에서 본 사시도이며, 도 4는 본 발명의 정면구성도로서, 본 발명 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치(10)는 수중펌프(12)의 배출관(14)에 연결관(16)과 노즐(18) 및 공기저장실(20)로 이루어진 1차분출관(22)을 연결설치하고, 1차분출관(22)의 공기저장실(20)에는 외부의 공기를 공급하는 공기공급호스(24)와 공기흡입관(26)을 연결하되, 상기 공기흡입관(26)의 출구는 수중펌프(12)의 흡입실(28)에 위치하도록 하며, 1차분출관(22)의 단부에는 유입관(30)과 스크류(32) 및 노즐(34)로 이루어진 2차분출관(36)을 연결설치하여 수중펌프(12)의 펌핑작동시 공기가 축산분뇨와 함께 흡입되어 축산분뇨에 혼입된 상태로 수중펌프(12)와 1차분출관(22) 및 2차분출관(36)을 차례로 통과하여 수중에 분출되기까지 수차례에 걸쳐 산소의 용해가 이루어지도록 구성된다.1 is a perspective view of the present invention viewed from one direction, FIG. 3 is a perspective view of the present invention viewed from the bottom, and FIG. 4 is a front configuration diagram of the present invention, wherein the
한편 본 발명에 이용되는 수중펌프(12)는 모터(38) 하부에 흡입실(28)과 펌핑실(40) 및 배출관(14)을 갖는 하우징(42)을 연결고정하여 모터(38)의 구동축에 연결된 임펠러가 하우징(42)의 펌핑실(40) 내에서 고속회전하여 펌핑이 이루어지도록 구성되는 일반적인 것으로서, 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the
도 5는 본 발명의 단면구성도로서, 1차분출관(22)은 수중펌프(12)에 의해 펌핑된 축산분뇨를 이송 및 분출시켜주기 위한 연결관(16)과 노즐(18)의 외측에 공기저장실(20)을 독립적으로 형성하여 연결관(16)과 노즐(18)은 수중펌프(12)와 2차분출관(36) 사이에 연결되게 하고, 공기저장실(20)에는 각각 연결구를 이용하여 공기공급수단을 갖는 공기공급호스(24)와 공기흡입관(26)을 연결하여 공기공급호스(24)의 입구는 외부에 위치하도록 하고 또 공기흡입관(26)의 출구는 수중펌프(12)의 흡입실(28)에 위치하도록 구성된다.5 is a cross-sectional view of the present invention, the
이때 1차분출관(22)에 독립적으로 형성되는 공기저장실(20)은 외부로부터 공기공급호스(24)에 의해 공급되는 공기를 다량 저장하거나 또는 공기공급로의 일부를 넓게 형성하여 약5M 깊이의 축산분뇨저장조내에서 수중펌프(12)가 작동할시 흡입실(28)에서 작용하는 강한 흡입력만으로 외부공기를 쉽고 원활하게 흡입하기 위한 것으로서, 폭기를 위한 공기의 필요량에 따라 공기저장실(20)의 용량을 가감해줄 수도 있고 또 공기의 공급량을 늘려줄 필요가 없을 경우 공기공급호스(24)와 공기흡입관(26)을 연통되게 연결지지하는 기능만 갖도록 할 수도 있다.At this time, the
더 나아가 공기공급수단을 갖는 공기공급호스(24)는 공기공급수단에 의해 공급되는 공기를 1차분출관(22)의 공기저장실(20)에 저장하여 수중펌프(12)의 작동시 공기흡입관(26)을 이용하여 공기저장실(20)에 저장된 공기를 흡입할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 이러한 공기공급수단으로서는 다양한 예를 들 수 있는데, 간단하게는 공기공급호스(24)의 입구가 외부에 노출되게 하여 수중펌프(12)의 흡입력에 의해 외부공기가 흡입되게 할 수도 있고, 복잡하게는 공기공급호스(24)에 에어펌프나 산소공급기 등을 연결하여 공기의 공급이 에어펌프나 산소공급기에 의해 이루어지도록 할 수도 있다.Furthermore, the
그리고 2차분출관(36)은 유입관(30)의 내측후방에 스크류(32)를 형성하고 또 유입관(30) 단부에는 노즐(34)을 형성하여 유입관(30)을 이용하여 1차분출관(22)에 연결고정해주도록 구성된다.In addition, the
본 발명 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치(10)는 축산분뇨저장조에 저장된 축산분뇨의 수중에 설치하여 공기공급호스(24)의 입구가 외부에 노출되게 한 상태에서 수중펌프(12)에 전원을 인가해주게 되면 임펠러의 고속회전에 의한 축산분뇨의 펌핑시 공기공급호스(24)와 공기저장실(20)을 사이에 두고 있는 공기흡입관(26)을 통하여 공기의 흡입이 동시에 이루어져 흡입된 공기가 축산분뇨에 혼입된 상태로 수중펌프(12)의 펌핑실(40)과 1차분출관(22) 및 2차분출관(36)을 차례로 통과하여 수중에 분출되기까지 4차에 걸쳐 집중적인 용해가 이루어지도록 하게 되고 또 수중에 분출되는 축산분뇨는 노즐(34)에 의한 강한 분출압에 스크류(32)에 의한 회전력과 확산력이 더해지면서 주위의 침전물과 부유물까지 부상시켜서 주위 축산분뇨에 대한 호기성 미생물들의 활동까지도 더욱 촉진시켜주게 된다.The
즉, 본 발명에 이용되는 수중펌프(12)를 가장 널리 이용되고 있는 2마력으로 기준하여볼 때, 펌핑작동시 축산분뇨가 약50mm의 내경을 갖는 흡입실(28)을 약6,8m/sec의 강하고 빠른유속으로 통과하면서 1분당 약0.8톤의 펌핑능률을 발휘하게 되므로 그 흡입실(28)에 약10mm 내경의 공기흡입관(26)이 위치하도록 할 경우 상기 공기흡입관(26)에도 강한 흡입력이 작용하면서 외부로부터 1분당 약15~20L의 공기가 흡입되고 또 흡입된 공기는 곧바로 펌핑된 축산분뇨에 혼입되어 펌핑실(40)을 통과할 시 고속회전하는 임펠러에 의해 미립자화되면서 산소의 1차용해가 이루어지게 된다.That is, based on the
또한 수중펌프(12)를 통과하면서 산소가 1차용해된 축산분뇨는 수중펌프(12)의 배출관(14)에 연결된 1차분출관(22)을 통과하면서 출구가 좁은 노즐(18)에 의해 가압력이 주어진 상태에서 2차분출관(36)내에 분출될 시 축산분뇨에 혼입되어 있는 공기가 미립자화 되면서 산소의 2차용해가 이루어지게 된다.In addition, the livestock manure in which oxygen is first dissolved while passing through the
또한 1차분출관(22)을 통과하면서 산소가 2차용해된 축산분뇨는 2차분출관(36)의 유입관(30) 내측후방에 갖는 스크류(32)의 통과시 주어지는 가압력과 회전력에 의해 축산분뇨에 혼입되어 있는 공기가 미립자화 되면서 산소의 3차용해가 이루어지게 된다.In addition, livestock manure in which oxygen is secondly dissolved while passing through the
그리고 2차분출관(36)의 스크류(32)를 통과하면서 산소가 3차용해된 축산분뇨는 곧바로 출구가 좁은 노즐(34)을 통과하면서 강한 가압력이 주어지고 또 노즐(34)을 통과하여 스크류(32)에 의해 주어진 회전력을 갖고 수중에 분출될 시 축산분뇨에 혼입되어 있는 공기가 미립자화 되면서 산소의 4차용해가 이루어지게 된다.And the livestock manure in which oxygen is thirdly dissolved while passing through the
더 나아가 2차분출관(36)을 통과하여 수중에 분출되는 축산분뇨는 노즐(34)에 의해 주어지는 강한 분출압에 스크류(32)에 의해 주어지는 회전력과 확산력이 더해지면서 주위의 침전물과 부유물을 부상시켜서 이들에 대한 호기성 미생물들의 활동을 더욱 촉진시켜주게 되므로 액비생산기간을 더욱 단축시켜줄 수 있게 된다.Furthermore, the livestock manure ejected into the water through the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 그 권리범위는 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 자명한 것이다.As described above, the scope of the present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. This is obvious to those of ordinary skill in the art to which the invention belongs.
(10)--폐수처리용 수중 폭기장치(12)--수중펌프
(14)--배출관 (16)--연결관
(18)--노즐 (20)--공기저장실
(22)--1차분출관 (24)--공기공급호스
(26)--공기흡입관 (28)--흡입실
(30)--유입관 (32)--스크류
(34)--노즐 (36)--2차분출관
(38)--모터 (40)--펌핑실
(42)--하우징(10)--Submersible aeration system for wastewater treatment (12)--Submersible pump
(14)--Drain pipe (16)--Connector
(18)--Nozzle (20)--Air storage room
(22)--1st spout pipe (24)-air supply hose
(26)--Air suction pipe (28)--Suction chamber
(30)--Inlet pipe (32)--Screw
(34)--Nozzle (36)--2nd jet tube
(38)--Motor (40)--Pumping chamber
(42)--Housing
Claims (4)
연결관과 노즐로 이루어져 수중펌프의 배출관에 연결고정되는 1차분출관;
유입관과 스크류 및 노즐로 이루어져 1차분출관에 연결고정되는 2차분출관; 및
수중펌프에 의해 펌핑되어 1, 2차분출관을 통과하는 축산분뇨에 외부공기를 공급하는 공기공급호스를 포함하되,
상기 1차분출관에 독립된 공기저장실을 마련하여 공기공급호스를 공기저장실에 연결하고 또 공기저장실에는 공기공급호스의 간섭을 피해 그 출구가 수중펌프의 흡입실에 위치하는 공기흡입관을 연결하여 수중펌프의 작동시 흡입실에서 작용하는 흡입력에 의해 외부공기의 흡입이 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 축산분뇨 처리를 위한 수중 폭기장치.A submersible pump including a motor providing driving force, a housing comprising a suction chamber, a pumping chamber, and a discharge pipe and fixed to the motor, and an impeller installed in the pumping chamber of the housing and connected to the drive shaft of the motor;
A primary discharge pipe consisting of a connection pipe and a nozzle and connected and fixed to the discharge pipe of the submersible pump;
A secondary ejection pipe consisting of an inlet pipe, a screw, and a nozzle connected to and fixed to the primary ejection pipe; And
It includes an air supply hose that is pumped by a submersible pump and supplies external air to livestock manure passing through the primary and secondary ejection pipes,
An independent air storage chamber is provided in the primary discharge pipe to connect the air supply hose to the air storage chamber, and the air intake pipe whose outlet is located in the suction chamber of the submersible pump is connected to the air storage chamber to avoid interference from the air supply hose An underwater aeration device for treatment of livestock manure, characterized in that the external air is sucked by the suction force acting in the suction chamber during operation.
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2019
- 2019-12-27 KR KR1020190176230A patent/KR102186419B1/en active IP Right Grant
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