KR102350100B1 - 가스용존장치 - Google Patents

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KR102350100B1
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이광희
박재형
김유곤
이도훈
이진호
정석영
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치는, 내부에 수용공간을 형성하며 상기 수용공간의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지탱크, 상기 압력유지탱크의 일단에 형성된 유입구를 통해 미세기포가 혼합된 혼합수를 상기 수용공간으로 유입하는 혼합수유입부 및 상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 상기 압력유지탱크의 하부측에 형성된 유출구에 연결되는 배출부를 포함하며, 상기 압력유지탱크는, 상기 유입구로부터 유입된 혼합수가 하강하는 하강공간 및 상기 하강공간을 경유한 혼합수가 상승하는 상승공간을 구비하고, 상기 혼합수유입부는, 상기 유입구를 통해 유입된 혼합수가 와류를 형성한 채, 상기 하강공간 및 상기 상승공간을 경유하여 상기 배출부로 배출되도록 하며, 상기 배출부는, 상기 상승공간 내의 혼합수 수면위로 노출된 채, 수면상의 혼합수가 상기 유출구를 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다.

Description

가스용존장치{Gas soluble device}
본 발명은 가스용존장치에 관한 것으로, 상세하게는 압력을 일정하게 유지하는 압력유지탱크를 포함하는 가스용존장치에 관한 것이다.
상수, 하폐수, 산업용수, 지하수와 같은 액체를 처리할 때 다양한 가스(기체)를 투입하여 용해시킴으로써 수소 이온농도(PH)의 조절, 산화(Oxidation), 환원(Reduction), 미생물에의 산소(Oxygen) 공급, 침전물 형성(Precipitation), 살균(Disinfection) 등 다양한 목적을 달성한다. 사용되는 가스의 종류로는 오존, 산소, 공기, 이산화탄소, 염소, 질소, 아황산 가스등이 있다.
한편, 기존의 펌핑 시설에는 상시 사용 가능한 압력을 유지하기 위한 압력유지 공기 확보용 보조탱크를 설치하는 경우가 대부분이다. 이러한 이유는 수축 팽창이 큰 공기의 압력을 물의 공급동력으로 유지하고 또한 수축이 없는 물의 움직임에 의한 수격현상을 방지하기 위함이다.
도 1과 같이 기존의 압력유지를 위한 보조탱크(100)는 펌프(P)를 사용하여 액체를 다음 설비까지 송수하는 설비에서 파이프라인에서 생길 수 있는 워터 해머링(Water Hammering, 물이 역류하여 관벽이나 밸브 등을 강하게 때리는 현상)을 방지하기 위한 충격 완화 장치로서 가압펌프방식에 있어서 필수적인 장치가 된다. 보조탱크(100)는 수격 방지를 위해 유입 관로(4)와 유출구로(5)와 연결되며, 보조탱크(100)의 하부에 액체가 들어 있고, 그 상부에 가압 공기가 형성되는 압력탱크이다. 보조탱크(100)는 관로 내에서 워터 해머링이 발생하면 물의 압력이 상승하고, 공기는 압축성 가스이므로 상승하는 배관 내의 압력을 흡수하게 된다.
이와 같은, 보조탱크내에는 수중위로 배출된 가스가 압력에 의해 수중에 다시 용존되기는 하나 그 효과는 미비하며, 수중위로 배출된 가스에 의해 보조탱크내의 압력 유지가 어려운 실정이다.
한국등록특허 제10-1753380호
본 발명의 목적은, 혼합수 내의 가스의 용존량을 증가시켜 압력유지탱크의 수중위로 배출된 가스에 의해 얍력유지탱크 내의 압력이 변화되는 것을 방지하는 가스용존장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치는, 내부에 수용공간을 형성하며 상기 수용공간의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지탱크, 상기 압력유지탱크의 일단에 형성된 유입구를 통해 미세기포가 혼합된 혼합수를 상기 수용공간으로 유입하는 혼합수유입부 및 상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 상기 압력유지탱크의 하부측에 형성된 유출구에 연결되는 배출부를 포함하며, 상기 압력유지탱크는, 상기 유입구로부터 유입된 혼합수가 하강하는 하강공간 및 상기 하강공간을 경유한 혼합수가 상승하는 상승공간을 구비하고, 상기 혼합수유입부는, 상기 유입구를 통해 유입된 혼합수가 와류를 형성한 채, 상기 하강공간 및 상기 상승공간을 경유하여 상기 배출부로 배출되도록 하며, 상기 배출부는, 상기 상승공간 내의 혼합수 수면위로 노출된 채, 수면상의 혼합수가 상기 유출구를 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 압력유지탱크는, 속이 빈 원통형으로 형성되는 외통부 및 상기 외통부의 내측에 위치하며, 속이 빈 원통형으로 형성되되, 외측면이 상기 외통부의 내측면과 대향하도록 배치되는 내통부를 구비하며, 상기 유입구는, 상기 외통부의 측면 상부로부터 관통되어 형성되고, 상기 하강공간은, 상기 외통부 내측면과 상기 내통부 외측면의 제1 이격공간에 의해 규정되며, 상기 상승공간은, 상기 내통부의 내부공간에 의해 규정되고, 상기 내통부의 하부측과 상기 외통부의 내측 바닥면 사이의 제2 이격공간은, 상기 하강공간을 통해 하강한 혼합수가 상기 상승공간으로 유입되는 통로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 혼합수유입부는, 상기 유입구에 장착된 채, 혼합수제공부와 연결되는 유입관 및 상기 외통부와 상기 내통부의 제1 이격공간에 배치되되, 상기 유입구를 통해 유입된 혼합수의 상기 하강공간에서의 유동 방향을 설정하는 유도날개부를 구비하며, 상기 유도날개부는, 상기 외통부의 내측면 및 상기 내통부의 외측면과 일측이 개방된 유도공간을 형성하여, 상기 유입구로 유입된 혼합수가 상기 유도공간에 갇힌 채, 개방된 일측으로 유동되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 유도날개부는, 제1 각도로 하향 경사진 유도공간을 형성하며, 개방된 일측이 상기 유입구보다 하부측에 위치하도록 하여, 상기 유입구로 유입된 혼합수가 하부측을 향한 제1 방향으로 유동된 채, 상기 하강공간을 선회하며 하강하도록 하며, 상기 하강공간을 선회하며 하강한 혼합수는, 상기 제2 이격공간을 거쳐 상기 상승공간으로 유입 시, 와류를 형성한 채 유동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 유도날개부는, 상기 압력유지탱크의 바닥면과 수직하게 배치되는 수직벽면부, 상기 수직벽면부의 상측단으로부터 제1 각도로 하향 경사지게 연장되는 제1 경사벽면부 및 상기 수직벽면부의 하측단으로부터 상기 제1 각도로 하향 경사지게 연장되는 제2 경사벽면부를 구비하며, 상기 유도날개부의 개방된 일측은, 상기 제1 경사벽면부의 끝단과 상기 제2 경사벽면부의 끝단의 제1 이격공간에 의해 규정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 제1 경사벽면부는, 상기 수직벽면부의 상측단으로부터 회동 가능하게 연결되며, 상기 제2 경사벽면부는, 상기 수직벽면부의 하측단으로부터 회동 가능하게 연결되고, 상기 제1 각도는, 상기 제1 경사벽면부 및 상기 제2 경사벽면부의 상기 수직벽면부에 대한 위치에 따라 변화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 배출부는, 상기 유출구에 삽입된 채, 상기 상승공간으로 기립된 배출관 및 상기 배출관의 끝단에 연결되며, 하부에서 상부측으로 갈수록 횡단면적의 크기가 커지도록 형성되는 콘형성부를 구비하며, 상기 콘형성부는, 상부측 끝단이 상기 상승공간 내에 채워진 혼합수의 수면위로 노출되어, 수면상의 혼합수가 상기 배출관으로 유입되는 통로를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 내통부는, 상부 측면을 관통하는 기체이동공이 형성되며, 상기 기체이동공은, 상기 상승공간의 상부측과 상기 하강공간의 상부측을 연통하여 기체 유동이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 압력유지탱크는, 상기 외통부의 상측단으로부터 절곡되어 형성되는 외벽연장부, 상기 내통부의 상측단으로부터 절곡되어 형성되며, 상기 외벽연장부와 중첩되어 배치되는 내벽연장부, 상기 외벽연장부 및 상기 내벽연장부에 동시에 체결되어, 상기 외통부와 상기 내통부를 상호 고정하는 체결부 및 중첩되어 배치되는 상기 외벽연장부와 상기 내벽연장부 사이에 형성되어, 상기 외통부와 상기 내통부 사이의 기밀이 유지되도록 하는 기밀부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치의 상기 배출관은, 외주면을 따라 형성된 원형의 제1 경사돌기를 구비하며, 상기 제1 경사돌기는, 상기 상승공간 내에서 상승하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 하며, 상기 내통부는, 외주면을 따라 형성된 원형의 제2 경사돌기를 구비하여, 상기 제2 경사돌기는, 상기 하강공간 내에서 하강하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 와류를 발생시키기 위해 별도의 회전력을 제공하는 임펠러나 모터를 구비하지 않고도 혼합수에 와류를 발생시켜, 혼합수 내의 가스의 용존량을 증가시킬 수 있다.
또한, 별도의 기체이동공을 통해 압력유지탱크의 수중위에 과도하게 가스가 채워지지 않도록 하여 압력유지탱크 내의 압력을 용이하게 유지시킬 수 있다.
도 1은 종래의 압력유지 보조탱크의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치를 도시한 개략 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력유지탱크를 자른 사시 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치를 도시한 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치 내로 유입된 혼합수의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 유도날개부를 설명하기 위한 측면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치의 유도날개부를 설명하기 위한 측면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치를 설명하기 위한 사시 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치를 도시한 개략 사시도 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력유지탱크를 자른 사시 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치를 도시한 단면도이고 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치 내로 유입된 혼합수의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치(1)는, 압력유지탱크(10), 혼합수유입부(20) 및 배출부(30)를 포함할 수 있다.
상기 압력유지탱크(10)는, 내부에 수용공간을 형성하며, 상기 수용공간의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 혼합수유입부(20)는, 상기 압력유지탱크(10)의 일단에 형성된 유입구(111, 도 4 참조)를 통해 미세기포가 혼합된 혼합수를 상기 수용공간으로 유입할 수 있다.
여기서 혼합수란, 상수, 하폐수, 산업용수, 지하수 등에 다양한 가스를 미세기포 형태로 혼합시킨 것을 의미할 수 있다.
미세기포 형태로 혼합되는 가스의 종류로는 산소, 오존, 공기, 이산화탄소, 염소, 질소기체 등이 있다.
상기 배출부(30)는, 상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 상기 압력유지탱크(10)의 하부측에 형성된 유출구(114, 도 4 참조)에 연결될 수 있다.
상기 압력유지탱크(10)는, 상기 유입구(111)로부터 유입된 혼합수가 하강하는 하강공간(S1) 및 상기 하강공간(S1)을 경유한 혼합수가 상승하는 상승공간(S2)을 구비할 수 있다.
상기 혼합수유입부(20)는, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 혼합수가 와류를 형성한 채, 상기 하강공간(S1) 및 상기 상승공간(S2)을 경유하여 상기 배출부(30)로 배출되도록 할 수 있다(도 5 참조).
혼합수가 상기 하강공간(S1) 및 상기 상승공간(S2)에서 와류를 형성하며 유동됨에 따라, 혼합수 내의 가스의 용존량이 증가될 수 있다.
상기 배출부(30)는, 상기 상승공간(S2) 내의 혼합수 수면위로 노출된 채, 수면상의 혼합수가 상기 유출구(114)를 통해 외부로 배출되도록 할 수 있다.
상기 압력유지탱크(10)는, 외통부(11) 및 내통부(12)를 구비할 수 있다.
상기 외통부(11)는, 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있다.
상기 내통부(12)는, 상기 외통부(11)의 내측에 위치하며, 속이 빈 원통형으로 형성되되, 외측면이 상기 외통부(11)의 내측면과 대향하도록 배치될 수 있다.
상기 유입구(111)는 상기 외통부(11)의 측면 상부로부터 관통되어 형성되고, 상기 하강공간(S1)은, 상기 외통부(11) 내측면과 상기 내통부(12)의 외측면의 제1 이격공간에 의해 규정될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 이격공간은 상기 외통부(11) 및 상기 내통부(12)의 사이에 형성되는 공간을 의미하고, 상기 혼합수유입부(20)를 통해 유입된 혼합수는 상기 제1 이격공간에서 하강 될 수 있다.
상기 상승공간(S2)은, 상기 내통부(12)의 내부공간에 의해 규정되고, 상기 내통부(12)의 하부측과 상기 외통부(11)의 내측 바닥면 사이의 제2 이격공간은, 상기 하강공간(S1)을 통해 하강한 혼합수가 상기 상승공간(S2)으로 유입되는 통로를 제공할 수 있다(도 4 참조).
구체적으로, 상기 내통부(12)의 하부측과 상기 외통부(11)의 내측 바닥면은 이격되어 배치된 채 상기 제2 이격공간을 형성하며, 상기 하강공간(S1)으로부터 유입된 혼합수는 상기 제2 이격공간을 거쳐 상기 상승공간(S2)으로 유입될 수 있다.
상기 제2 이격공간으로 유입된 혼합수는 상기 외통부(11)의 내측 바닥면과 충돌하며 기포를 발생시키며 이를 통해 가스가 혼합수에 더욱 많이 용존되도록 할 수 있다.
상기 혼합수유입부(20)는 유입관(21) 및 유도날개부(23)를 구비할 수 있다.
상기 유입관(21)은, 상기 유입구(111)에 장착된 채, 혼합수제공부(미도시)와 연결될 수 있다.
여기서 혼합수제공부(미도시)란, 상술했던 종래의 압력유지 보조탱크(100)의 펌프(P, 도 1 참조)와 동일한 역할을 수행할 수 있으며, 상기 유입관(21)으로 혼합수를 제공해줄 수 있다.
상기 유도날개부(23)는, 상기 외통부(11)와 상기 내통부(12)의 제1 이격공간에 배치되되, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 혼합수의 상기 하강공간(S1)에서의 유동 방향을 설정할 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 유도날개부(23)는, 상기 외통부(11)의 내측면 및 상기 내통부(12)의 외측면과 일측이 개방된 유도공간(S3)을 형성하여, 상기 유입구(111)로 유입된 혼합수가 상기 유도공간(S3)에 갇힌 채, 개방된 일측으로 유동되도록 할 수 있다.
상기 유도공간(S3)의 개방된 일측으로 유동된 혼합수는, 상기 하강공간(S1)을 선회하며 하강될 수 있다.
상기 유도날개부(23)의 일측면은, 상기 외통부(11)의 내측면을 따라 밀착되고, 타측면은 상기 내통부(12)의 외측면을 따라 밀착될 수 있다.
이는, 상기 유도공간(S3)의 개방된 일측을 제외한 나머지 측면의 기밀을 유지하여, 혼합수가 상기 유도공간(S3)의 개방된 일측으로만 유동되도록 하기 위함이다.
상기 배출부(30)는, 배출관(31) 및 콘형성부(33)를 구비할 수 있다.
상기 배출관(31)은, 상기 유출구(114)에 삽입된 채 상기 상승공간(D1)으로 기립될 수 있다.
상기 콘형성부(33)는, 상기 배출관(31)의 끝단에 연결되며, 하부에서 상부측으로 갈수록 횡단면적의 크기가 커지도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 콘형성부(33)는, 상부측 끝단이 상기 상승공간(S2) 내에 채워진 혼합수의 수면위로 노출되어, 수면상의 혼합수가 상기 배출관(31)으로 유입되는 통로를 제공할 수 있다.
상기 콘형성부(33)의 횡단면적은, 상기 배출관(31)의 횡단면적의 크기보다 상대적으로 크게 형성되어, 수면상의 혼합수가 상기 배출관(31)으로 용이하게 유입되도록 할 수 있다.
상기 콘형성부(33)는, 상부측 끝단으로 갈수록 횡단면적이 커지도록 형성될 수 있다.
이는, 상기 콘형성부(33)의 상부측 끝단으로 혼합수가 유입되는데, 상부측 끝단의 횡단면적을 하부측의 횡단면적보다 크게 형성하여 더 많은 혼합수가 유입되도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 상승공간(S2)으로 상승하던 혼합수는 상기 콘형성부(33)의 측면과 충돌하여 난류가 발생하고, 수면위에 있던 가스는 상기 콘형성부(33)에 의해 발생한 난류로 인해 혼합수로 용이하게 용존될 수 있다.
상기 내통부(12)는, 상부 측면을 관통하는 기체이동공(121)이 형성될 수 있다.
상기 기체이동공(121)은, 상기 상승공간(S2)의 상부측과 상기 하강공간(S1)의 상부측을 연통하여 기체 유동이 가능하도록 할 수 있다.
여기서, 기체란 혼합수 내에 용존된 가스를 의미하는데, 혼합수가 상기 하강공간(S1) 및 상기 상승공간(S2)을 경유하여 상기 배출부(30)으로 배출되는 과정에서, 혼합수에 용존되어 있던 가스가 분리될 수 있다.
혼합수로부터 분리된 가스는, 상기 압력유지탱크(10)의 상측에 분포하게 되고 일정량 이상의 가스는 상기 압력유지탱크(10)내의 압력에 영향을 주어 상기 압력유지탱크(10)가 일정한 압력을 유지하지 못하게 방해할 수 있다.
본 발명에서는 상기 압력유지탱크(10)내의 일정한 압력 유지를 위해 상기 기체이동공(121)을 통해 혼합수로부터 분리된 가스를 배출하여, 상기 압력유지탱크(10) 내에 일정량 이상의 가스가 채워지지 않도록 할 수 있고 이를 통해 상기 압력유지탱크(10)내의 압력을 유지시킬 수 있다.
상기 압력유지탱크(10)는, 외벽연장부(15), 내벽연장부(16), 체결부(17) 및 기밀부(18)을 구비할 수 있다.
상기 외벽연장부(15)는, 상기 외통부(11)의 상측단으로부터 절곡되어 형성되고, 상기 내벽연장부(16)는, 상기 내통부(12)의 상측단으로부터 절곡되어 형성되며, 상기 외벽연장부(15)와 중첩되어 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 내벽연장부(16)는 상기 외벽연장부(15)의 상부측에 중첩되도록 배치되어, 상기 내통부(12)가 상기 외통부(11)의 내부에 위치되도록 할 수 있다.
상기 체결부(17)는, 상기 외벽연장부(15) 및 상기 내벽연장부(16)에 동시에 체결되어, 상기 외통부(11)와 상기 내통부(12)를 상호 고정할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 외통부(11) 및 상기 내통부(12)를 분리 가능한 구조로 형성하여, 설치 또는 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
상기 외통부(11)는, 원통부(112) 및 라운드부(113)로 구성될 수 있다.
상기 원통부(112)는, 상기 외통부(11)의 내주면 및 외주면을 형성하고, 상기 라운드부(113)는, 상기 외통부(11)의 하측에 라운드지게 형성되어 상기 외통부(11)의 바닥면을 형성할 수 있다.
상기 라운드부(113)는, 상기 내통부(12)의 하부측과 상기 제2 이격공간을 형성하며, 상기 하강공간(S1)에서 상기 제2 이격공간으로 유동된 혼합수가 상기 상승공간(S2)으로 원활하게 유동되도록 유도할 수 있다.
상기 기밀부(18)는, 중첩되어 배치되는 상기 외벽연장부(15)와 상기 내벽연장부(16) 사이에 형성되어, 상기 외통부(11)와 상기 내통부(12) 사이의 기밀이 유지되도록 할 수 있다.
만약, 상기 기밀부(18)를 구비하지 않는다면, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 혼합수가 상기 외벽연장부(15)와 상기 내벽연장부(16) 사이를 통해 외부로 유출될 수 있으므로 본 발명에서는 상기 기밀부(18)를 구비하여 혼합수의 외부 유출을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용존장치의 유도날개부를 설명하기 위한 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유도날개부(23)는, 제1 각도(A1)로 하향 경사진 유도공간(S3)을 형성하며, 개방된 일측이 상기 유입구(111)보다 하부측에 위치하도록 하여, 상기 유입구(111)로 유입된 혼합수가 하부측을 향한 제1 방향(D)으로 유동된 채, 상기 하강공간(S1)을 선회하며 하강하도록 할 수 있다.
상기 제1 각도(A1)를 대략 10도 내외로 형성하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하지 않고 상기 유입구(111)로 유입되는 혼합수의 유량 또는 유속에 맞게 상기 제1 각도(A1)를 형성할 수 있다.
본 발명에서는 상기 유도날개부(23)를 상기 제1 각도(A1)로 하향 경사지게 형성함으로써, 혼합수가 상기 하강공간(S1)으로 유입 시 혼합수가 상기 제1 방향(D1)으로 방향성을 가지고 선회하며 하강하도록 할 수 있다.
상기 하강공간(S1)을 선회하며 하강하는 혼합수는 상기 제2 이격공간을 거쳐 상기 상승공간(S2)으로 유입 시, 와류를 형성한 채 유동되도록 할 수 있다.
상기 유도날개부(23)는, 수직벽면부(231), 제1 경사벽면부(232) 및 제2 경사벽면부(233)을 구비할 수 있다.
상기 수직벽면부(231)는, 상기 압력유지탱크(10) 바닥면과 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 경사벽면부(232)는, 상기 수직벽면부(231)의 상측단으로부터 상기 제1 각도(A1)로 하향 경사지게 연장될 수 있고, 상기 제2 경사벽면부(233)는, 상기 수직벽면부(231)의 하측단으로부터 상기 제1 각도(A1)로 하향 경사지게 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로는, 상기 제1 경사벽면부(232)는 상기 수직벽면부(231)의 상측단으로부터 제3 각도로 하향 경사지게 연장되고, 상기 제2 경사벽면부(233)는 상기 수직벽면부(231)의 하측단으로부터 제4 각도로 하향 경사지게 연장되어 형성될 수 있다.
상기 제3 각도의 크기는 상기 제4 각도의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이는, 상기 유입구(111, 도 4 참조)로 유입되는 혼합수의 유속을 증가시키기 위한 것으로, 혼합수가 유동되는 상기 유도공간(S3)의 개방된 일측을 좁게하여 상기 유입구(111)로부터 유입된 혼합수의 유속이 증가될 수 있다.
혼합수의 유속이 증가되면, 상기 하강공간(S1) 및 상기 상승공간(S2) 내에서의 혼합수의 와류 강도가 세질 수 있고 이를 통해 혼합수 내의 가스 용존량이 증가될 수 있다.
상기 유도날개부(23)의 개방된 일측은, 상기 제1 경사벽면부(232)의 끝단과 상기 제2 경사벽면부(233)의 끝단의 제1 이격공간에 의해 규정될 수 있다.
본 발명에서의 상기 유도날개부(23)는 일측만 개방되도록 형성되어 있는데 이는, 상기 유입구(111)로부터 유입된 혼합수가 상기 제1 방향(D)으로만 상기 하강공간(S1)으로 유입되도록 하기 위함이다.
만약, 상기 유도날개부(23)의 양측이 개방되도록 형성된다면, 혼합수가 상기 유도날개부(23)의 양측으로 분산되어 상기 하강공간(S1)으로 유입될 수 있으며, 이 경우 상기 유도날개부(23)의 양측으로 유입되는 혼합수가 서로 충돌하여 상기 하강공간(S1)내에서 선회하지 못할 수 있다.
또한, 양측방향으로 유입되는 혼합수끼리 충돌하여 유속이 감소될 수 있고 이 경우 혼합수로의 가스의 용존량이 감소할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 상기 유도날개부(23)가 일측만 개방되도록 형성하여 상기 유도날개부(23)의 일측으로만 혼합수가 유동되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치의 유도날개부를 설명하기 위한 측면도이다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 가스용존장치(2)의 제1 경사벽면부(242)는, 수직벽면부(241)의 상측단으로부터 회동 가능하게 연결되며, 제2 경사벽면부(243)는, 상기 수직벽면부(241)의 하측단으로부터 회동 가능하게 연결될 수 있다.
이 경우 제1 각도(A2)는, 상기 제1 경사벽면부(242) 및 상기 제2 경사벽면부(243)의 상기 수직벽면부(241)에 대한 위치에 따라 변화될 수 있다.
혼합수의 경우 항상 같은 유속이나 같은 유량으로 상기 가스용존장치(2)에 유입되는 것이 아니기 때문에 유입되는 혼합수의 유속 또는 유량에 맞춰 상기 제1 각도(A2)를 변화시킬 필요가 있다.
본 발명에서는, 별도의 제어부 및 센싱부를 구비하여, 유입되는 혼합수의 유속 또는 유량에 맞춰 상기 제1 각도(A2)를 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 센싱부는 상기 혼합수유입부(20)에 장착되어, 유입되는 혼합수의 유속 및 유량을 센싱하고, 상기 제어부는 상기 센싱부에 의해 센싱된 값을 바탕으로 상기 제1 경사벽면부(242) 및 상기 제2 경사벽면부(243)를 제어하여 상기 제1 각도(A2)를 변화시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치를 설명하기 위한 사시 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스용존장치(3)의 배출관(31')은 외주면을 따라 형성된 원형의 제1 경사돌기(311')를 구비하고, 내통부(12')는, 외주면을 따라 형성된 원형의 제2 경사돌기(122')를 구비할 수 있다.
상기 제1 경사돌기(311')는, 상승공간(S2') 내에서 상승하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 하며, 상기 제2 경사돌기(122')는, 하강공간(S1')내에서 하강하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 할 수 있다.
구체적으로, 혼합수는 상기 하강공간(S1')내에서 선회하며 하강하는데, 상기 제2 경사돌기(122')에 의해 빠른 속도로 선회하며 와류를 발생시킬 수 있고, 상기 상승공간(S2')에서는 선회하며 상승하는데, 상기 제1 경사돌기(311')에 의해 빠른 속도로 선회하며 와류를 발생시킬 수 있다.
와류의 강도가 강해질수록 혼합수에 용존되는 가스의 용존량이 증가되므로, 본 발명에서는 상기 경사돌기(311', 122')를 구비하여, 혼합수의 와류강도를 최대화시키고, 이로 인해 혼합수 내의 가스의 용존량을 증가시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 가스용존장치 10: 압력유지탱크
11: 외통부 12: 내통부
13: 하강공간 14: 상승공간
15: 외벽연장부 16: 내벽연장부
17: 체결부 18: 기밀부
20: 혼합수유입부 21: 유입관
23: 유도날개부 30: 배출부
31: 배출관 33: 콘형성부

Claims (10)

  1. 내부에 수용공간을 형성하며 상기 수용공간의 압력을 일정하게 유지하는 압력유지탱크;
    상기 압력유지탱크의 일단에 형성된 유입구를 통해 미세기포가 혼합된 혼합수를 상기 수용공간으로 유입하는 혼합수유입부; 및
    상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 상기 압력유지탱크의 하부측에 형성된 유출구에 연결되는 배출부;를 포함하며,
    상기 압력유지탱크는,
    상기 유입구로부터 유입된 혼합수가 하강하는 하강공간 및 상기 하강공간을 경유한 혼합수가 상승하는 상승공간을 구비하고,
    상기 혼합수유입부는,
    상기 유입구를 통해 유입된 혼합수가 와류를 형성한 채, 상기 하강공간 및 상기 상승공간을 경유하여 상기 배출부로 배출되도록 하며,
    상기 배출부는,
    상기 상승공간 내의 혼합수 수면위로 노출된 채, 수면상의 혼합수가 상기 유출구를 통해 외부로 배출되도록 하고,
    상기 압력유지탱크는,
    속이 빈 원통형으로 형성되는 외통부 및
    상기 외통부의 내측에 위치하며, 속이 빈 원통형으로 형성되되, 외측면이 상기 외통부의 내측면과 대향하도록 배치되는 내통부를 구비하며,
    상기 유입구는, 상기 외통부의 측면 상부로부터 관통되어 형성되고,
    상기 하강공간은,
    상기 외통부 내측면과 상기 내통부 외측면의 제1 이격공간에 의해 규정되며,
    상기 상승공간은,
    상기 내통부의 내부공간에 의해 규정되고,
    상기 내통부의 하부측과 상기 외통부의 내측 바닥면 사이의 제2 이격공간은,
    상기 하강공간을 통해 하강한 혼합수가 상기 상승공간으로 유입되는 통로를 제공하며,
    상기 혼합수유입부는,
    상기 유입구에 장착된 채, 혼합수제공부와 연결되는 유입관 및
    상기 외통부와 상기 내통부의 제1 이격공간에 배치되되, 상기 유입구를 통해 유입된 혼합수의 상기 하강공간에서의 유동 방향을 설정하는 유도날개부를 구비하며,
    상기 유도날개부는,
    상기 외통부의 내측면 및 상기 내통부의 외측면과 일측이 개방된 유도공간을 형성하여, 상기 유입구로 유입된 혼합수가 상기 유도공간에 갇힌 채, 개방된 일측으로 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유도날개부는,
    제1 각도로 하향 경사진 유도공간을 형성하며, 개방된 일측이 상기 유입구보다 하부측에 위치하도록 하여, 상기 유입구로 유입된 혼합수가 하부측을 향한 제1 방향으로 유동된 채, 상기 하강공간을 선회하며 하강하도록 하며,
    상기 하강공간을 선회하며 하강한 혼합수는,
    상기 제2 이격공간을 거쳐 상기 상승공간으로 유입 시, 와류를 형성한 채 유동되는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유도날개부는,
    상기 압력유지탱크의 바닥면과 수직하게 배치되는 수직벽면부,
    상기 수직벽면부의 상측단으로부터 제1 각도로 하향 경사지게 연장되는 제1 경사벽면부 및
    상기 수직벽면부의 하측단으로부터 상기 제1 각도로 하향 경사지게 연장되는 제2 경사벽면부를 구비하며,
    상기 유도날개부의 개방된 일측은,
    상기 제1 경사벽면부의 끝단과 상기 제2 경사벽면부의 끝단의 제1 이격공간에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 경사벽면부는,
    상기 수직벽면부의 상측단으로부터 회동 가능하게 연결되며,
    상기 제2 경사벽면부는,
    상기 수직벽면부의 하측단으로부터 회동 가능하게 연결되고,
    상기 제1 각도는,
    상기 제1 경사벽면부 및 상기 제2 경사벽면부의 상기 수직벽면부에 대한 위치에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 유출구에 삽입된 채, 상기 상승공간으로 기립된 배출관 및
    상기 배출관의 끝단에 연결되며, 하부에서 상부측으로 갈수록 횡단면적의 크기가 커지도록 형성되는 콘형성부를 구비하며,
    상기 콘형성부는,
    상부측 끝단이 상기 상승공간 내에 채워진 혼합수의 수면위로 노출되어, 수면상의 혼합수가 상기 배출관으로 유입되는 통로를 제공하는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 내통부는,
    상부 측면을 관통하는 기체이동공이 형성되며,
    상기 기체이동공은,
    상기 상승공간의 상부측과 상기 하강공간의 상부측을 연통하여 기체 유동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압력유지탱크는,
    상기 외통부의 상측단으로부터 절곡되어 형성되는 외벽연장부,
    상기 내통부의 상측단으로부터 절곡되어 형성되며, 상기 외벽연장부와 중첩되어 배치되는 내벽연장부,
    상기 외벽연장부 및 상기 내벽연장부에 동시에 체결되어, 상기 외통부와 상기 내통부를 상호 고정하는 체결부 및
    중첩되어 배치되는 상기 외벽연장부와 상기 내벽연장부 사이에 형성되어, 상기 외통부와 상기 내통부 사이의 기밀이 유지되도록 하는 기밀부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 배출관은,
    외주면을 따라 형성된 원형의 제1 경사돌기를 구비하며,
    상기 제1 경사돌기는,
    상기 상승공간 내에서 상승하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 하며,
    상기 내통부는,
    외주면을 따라 형성된 원형의 제2 경사돌기를 구비하여,
    상기 제2 경사돌기는,
    상기 하강공간 내에서 하강하는 혼합수의 와류강도가 세지도록 하는 것을 특징으로 하는 가스용존장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008246268A (ja) * 2006-02-03 2008-10-16 Osamu Matsumoto 気泡発生装置
KR101753380B1 (ko) 2017-01-19 2017-07-04 해성엔지니어링 주식회사 압력유지 보조탱크를 이용한 가스용존장치

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