KR102444068B1 - 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오수, 폐수, 하수 또는 축산분뇨 등을 정화하기 위한 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치는 오염유체가 내부로 지나며 비자성체로 형성되는 메인파이프, 상기 메인파이프가 관통하여 설치되고 상기 메인파이프의 둘레로 순차적으로 회전자계의 발생위치를 변경하며 전자력을 발생하는 자력코어를 포함하는 자력발생코어부, 및 상기 메인파이프의 내부로 투입되어 상기 자력발생코어의 둘레를 따라 순차적으로 발생하는 회전자계에 의해 상기 메인파이프의 내부에서 회전하면서 마찰열을 발생함과 동시에, 서로 자화되어 부착되면서 오염유체를 정화하는 회전정화부를 형성하는 복수 개의 정화부형성부재를 포함한다. 따라서, 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 오수, 폐수, 하수 또는 축산분뇨 등을 정화하기 위한 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 오수, 폐수, 하수 또는 축산분뇨와 같은 오염유체는 환경오염을 방지하기 위해 정화하여 배수하거나, 재사용된다.
오염유체를 정화할 때에는 오염유체의 오염도에 따라 화학약품에 의해 정화하거나, 여과기를 통해 기계적인 방법에 의해 정화할 수 있으며, 오염유체를 정화하기 위해서는 수처리시스템에서 복합적인 방법에 의해 정화를 수행한다.
오염유체를 정화하는 장치의 종래의 기술로는 한국등록특허공보 제10-0735812호(2007.7.6.공고)의 "다단 자석봉 내장형 자화 정화장치"가 개시된 바가 있다.
상기한 종래의 상수가 공급되는 관로에 설치되어 자화현상을 이용하여 상수에 포함되어 있는 불순물을 정화시키도록 하는 자화 정화장치에 관한 것으로, 자세하게는 자기력선속밀도가 우수한 자석봉을 다단으로 설치하여 상수와 자석과의 접촉면적을 증가시킴으로써 상수에 포함된 스케일, 녹 등의 불순물을 효과적으로 제거할 수 있었다.
하지만, 종래의 다단 자석봉 내장형 자화 정화장치는 단순히 자력에 의해 불순물을 제거할 수 있을 뿐, 멸균효과를 갖지 못해 악취를 제거하기 어려우며, 자화되지 않은 이물질을 걸러낼 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 다단 자석봉 내장형 자화 정화장치는 단순히 자석봉이 복수 개가 설치되기 때문에 오염유체와의 접촉성이 하락되어 불순물의 제거성능이 하락되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 메인파이프의 내부에서 정화부형성부재를 자력에 의해 회전시켜 오염유체를 정화하는 회전정화부를 형성함으로써, 오염유체를 충격에 의해 미립자로 분쇄하여 미세기포를 발생하여 미세기포가 터지면서 발생하는 열과, 마찰열에 의해 오염유체를 살균할 수 있으며, 미세기포에 의해 용존산소량을 증대시키고, 정화부형성부재가 이루는 공극에 의해 이물질을 걸러냄과 동시에 자력에 의해 금속성이물질을 걸러낼 뿐만 아니라, 오염유체를 자화시켜 성질을 변화시켜 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 자력을 발생하는 자력발생코어부에 냉각매체를 공급하여 자력발생코어부의 가열로 인한 성능이 하락되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 자력코어에서 발생하는 전자력의 발생 속도를 조절하는 형태로 정화부형성부재의 회전속도를 조절하여 메인파이프의 내부 온도를 조절함과 동시에 균일한 온도를 유지할 수 있는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 보조제투입기에서 오염유체를 정화하기 위한 보조제를 투입하여 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치는 오염유체가 내부로 지나며 비자성체로 형성되는 메인파이프, 상기 메인파이프가 관통하여 설치되고 상기 메인파이프의 둘레로 순차적으로 회전자계의 발생위치를 변경하며 전자력을 발생하는 자력코어를 포함하는 자력발생코어부, 및 상기 메인파이프의 내부로 투입되어 상기 자력발생코어의 둘레를 따라 순차적으로 발생하는 회전자계에 의해 상기 메인파이프의 내부에서 회전하면서 마찰열을 발생함과 동시에, 서로 자화되어 부착되면서 오염유체를 정화하는 회전정화부를 형성하는 복수 개의 정화부형성부재를 포함한다.
상기 자력발생코어부는 상기 자력코어의 둘레를 감싸 상기 메인파이프를 통해 상기 자력코어로 전달되는 열을 냉각시키기 위한 냉각매체가 공급되는 코어자켓을 포함할 수 있다.
상기 코어자켓에서 가열된 냉각매체를 냉각시켜 다시 상기 코어자켓으로 순환시켜 공급하는 매체냉각기를 포함할 수 있다.
상기 자력코어의 둘레에서 순차적으로 발생하는 자력이 발생위치를 변경하는 속도를 조절하여 상기 정화부형성부재의 회전속도를 조절하는 속도조절컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 자력발생코어부는 상기 자력발생코어부로 공급되어 상기 자력발생코어부를 냉각시키기 위한 냉각매체의 가열된 온도를 측정하는 냉매온도계를 포함하고, 상기 메인파이프의 내부에 가열온도는 상기 냉매온도계에서 측정되는 온도를 기초로 상기 속도조절컨트롤러에 의해 상기 상기 정화부형성부재의 회전속도를 조절하는 형태로 조절할 수 있다.
상기 정화부형성부재는 상기 자력발생코어에서 발생하는 자력에 의해 서로 자화되어 부착된 상태에서 오염유체가 지나는 공극을 형성하도록 어느 한 부분과는 크기, 두께, 형상 중 어느 하나가 다른 부분을 포함할 수 있다.
상기 오염유체에 정화효과를 높이기 위한 보조제를 상기 오염유체에 투입하여 상기 메인파이프로 공급하는 보조제투입기를 더 포함할 수 있다.
상기 보조제는 상기 오염유체가 신속히 가열되도록 물과 반응하여 열을 발생하는 생석회를 포함할 수 있다.
상기 자력코어는 상기 메인파이프의 둘레의 미리 설정된 간격으로 전자력이 발생하도록 전자력을 발생하는 코일이 각각 권선된 복수 개의 코일권선부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구비한 수처리시스템은 상기한 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치, 상기 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치로 오염유체를 공급하기 전에 이물질을 침전시키는 침전조, 및 상기 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치에서 정화된 오염유체에 잔류된 이물질을 걸러내는 여과기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 메인파이프의 내부에 자력코어에 의해 회전하는 정화부형성부재가 투입되어 메인파이프의 내부에서 회전하는 회전정화부를 형성함으로써, 회전하는 회전정화부에 의해 오염유체를 미립자로 분쇄함과 동시에 미세기포를 형성하여 용존산소량을 증대시키고, 미세기포가 터지면서 발생하는 열 뿐만 아니라, 정화부형성부재가 메인파이프와의 마찰열에 의해 오염유체를 살균함과 동시에 자력에 의해 금속성 이물질을 부착하여 제거하고, 정화부형성부재가 자력에 의해 서로 부착되어 형성되는 공극에 의해 이물질을 걸러낼 수 있을 뿐만 아니라, 오염유체를 자화시켜 육각수로 변화시키는 형태로 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자력코어에는 냉각매체가 공급되어 메인파이프의 가열에 따라 자력코어가 가열되어 성능이 하락되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 속도조절컨트롤러에 의해 정화부형성부재의 회전속도를 조절하여 오염유체를 가열하는 온도를 조절하거나, 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 보조제투입기에 의해 오염유체에 보조제가 투입되어 정화성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 분해한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 도시한 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 메인파이프의 내부를 촬영한 사진으로써, (a)는 회전정화부를 형성하기 이전, (b)는 회전정화부를 형성한 상태이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구비한 수처리시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 분해한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 자력발생코어부를 도시한 정단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구성하는 메인파이프의 내부를 촬영한 사진으로써, (a)는 회전정화부를 형성하기 이전, (b)는 회전정화부를 형성한 상태이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구비한 수처리시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
먼저, 본 명세서에서 오수, 폐수, 하수 또는 축산분뇨 등의 오염된 물을 오염유체라고 통칭한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 메인파이프(110)를 포함할 수 있다.
이 메인파이프(110)는 일측으로는 오염유체가 유입되고, 메인파이프(110)의 타측으로는 유입된 오염유체가 정화되어 배출될 수 있다.
메인파이프(110)는 파이프의 형태를 가질 수 있으며, 메인파이프(110)의 일측에는 하기에 설명할 정화부형성부재(150)를 투입하는 부재투입구(115)가 형성될 수 있다.
그리고 메인파이프(110)에서 부재투입구(115)가 형성된 부분보다 더 이전에는 오염유체가 메인파이프(110)로 유입되는 유체유입구(111)가 형성될 수 있다.
메인파이프(110)의 타측에는 정화된 오염유체가 토출되는 유체배출구(113)가 형성될 수 있으며, 유체배출구(113)는 유체배출구(113)를 통해 메인파이프(110)에 투입되는 정화부형성부재(150)가 유실되는 것을 방지하기 위해 메인파이프(110)의 내주 보다는 작은 지름으로 형성될 수 있으며, 유체토출구는 메인파이프(110)의 중심에서 상부에 위치할 수 있다.
한편, 유체유입구(111)와 유체배출구(113)는 유입량과 배출량이 유사하도록 서로 동일직경일 수 있으며, 유체유입구(111)와 유체배출구(113)의 직경은 메인파이프(110)에서는 유체를 정화하기 위해 체류하는 시간이 길어지도록 메인파이프(110)의 직경보다는 작은 직경을 가질 수 있다.
메인파이프(110)는 자화되지 않는 비자성체이면서 마찰에도 견고한 내구성을 가지면서, 마찰에 의해 발생하는 고온의 열도 견딜 수 있는 재료로 형성될 수 있다.
예를 들어 메인파이프(110)는 오스테나이트계 스테인리스일 수 있으며, 바람직하게는 오스테나이트의 안정화 원소인 Titanium 을 합금 하고, 티타늄을 탄소량의 5배 이상을 합금 해 입계 부식에 대한 저항성을 향상 시킨 스테인리스인 STS321, STS321TKA, STSF321일 수 있다.
여기서, 메인파이프(110)가 자화되는 재료로 형성될 경우에는 하기에 설명할 자력코어(131)에서 발생하는 회전자계가 메인파이프(110)로 전달되어 자력이 메인파이프(110)의 양단에만 나타나면서, 정화부형성부재(150)로 자력이 전달되지 못해 메인파이프(110)의 내부에서 오염유체를 여과하는 회전정화부(155)를 형성하지 못할 수 있다.
즉, 자력코어(131)에서 발생하는 회전자계가 메인파이프(110)에 차단되어 메인파이프(110)의 내부에 위치하는 자성체인 장화부형성부재(150)에 회전자계가 전달되지 못하여 결국 회전정화부(155)를 형성할 수 없다.
이에 따라 메인파이프(110)는 물리적으로는 유체가 회전하면서 정해진 통로로 이동하고, 이와 동시에 자력에 의해 부착되어 유동된 상태로 놓인 회전정화부(155)가 자력코어(131)의 자력에 이끌려 부착되지 못하게 하면서 회전하는 기능을 수행하며, 바자성체로서 전기적으로는 자력코어(131)에서 발생하는 화전자계에 의해 회전 자력을 차단하지 않고 통과시켜 회전정화부(155)가 회전력을 갖도록 한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 자력발생코어부(130)를 포함할 수 있다.
이 자력발생코어부(130)는 메인파이프(110)의 전체적 또는 메인파이프(110)의 일부분의 둘레에서 회전자계를 발생할 수 있다.
자력발생코어부(130)는 메인파이프(110)의 둘레를 미리 설정된 각도로 복수 개로 구획하고, 복수 개로 구획된 부분마다 일방향으로 순차적으로 전자력을 발생하는 형태의 회전자계를 생성하여 메인파이프(110)의 내부로 투입되는 정화부형성부재(150)를 전자력에 의해 회전시킬 수 있다.
여기서 복수 개로 구획된 부분은 자력발생코어부(130)가 N,S극 형성 및 자극 수(자력발생코어부(130))의 권선수에 비례)에 따라 달라질 수 있으며, 극수는 회전자계의 속도를 고려하여 설정할 수 있다(속도=120*주파수/극수)
자력발생코어부(130)는 복수 개의 철편이 적층된 상태에서 메인파이프(110)가 적층된 철편을 관통하고, 복수 개의 철편에는 미리 설정된 각도의 간격으로 코일이 권선되는 코일권선부(133)가 형성될 수 있다.
그리고, 코일권선부(133)에는 자력을 발생하는 코일이 권취되어 각 코일권선부(133)에 권선된 코일에 차례로 전기가 지나면서 메인파이프(110)의 둘레의 일방향으로 회전하는 회전자계를 형성할 수 있다.
이때, 자력발생코어부(130)는 메인파이프(110)를 중심으로 메인파이프(110)를 가로지르는 형태로 상호다른 자극이 발생하면서, 정화부형성부재(150)가 메인파이프(110)를 가로지르는 형태로 서로 부착되면서 회전하도록 메인파이프(110)에서 마주하는 코일권선부(133)에 함께 전원이 공급되어 마주하는 한 쌍의 코일권선부(133)에서 자력이 메인파이프(110)의 둘레로 순차적으로 지나는 회전자계를 형성하도록 구성될 수도 있다.
자력발생코어부(130)는 코어자켓(135)을 포함할 수 있다.
코어자켓(135)은 자력발생코어부(130)의 외측둘레를 감싸 내부에 자력발생코어부(130)를 수용할 수 있으며, 코어자켓(135)의 내부에는 냉각매체가 공급되어 자력발생코어부(130)에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.
여기서, 자력발생코어부(130)는 전기의 공급으로 인해 열이 발생할 뿐만 아니라, 메인파이프(110)의 내부에서는 정화부형성부재(150)가 마찰하면서 고열이 발생하기 때문에 메인파이프(110)에서 발생하는 열에 의해 자력발생코어부(130)의 효율이 하락될 수 있다.
이에 따라 코어자켓(135)에는 냉각매체를 공급하여 자력발생코어부(130)의 온도를 낮춰 자력발생코어부(130)의 전기적인 효율이 하락되는 것을 방지함과 동시에 메인파이프(110)의 가열로 인한 자력발생코어부(130)의 열손상을 방지할 수 있다.
한편, 코어자켓(135)으로 공급되는 냉각매체는 절연성을 갖는 오일(oil)일 수 있으며, 코어자켓(135)에는 코어자켓(135)의 내부로 냉각매체를 공급하는 매체공급구와 자력발생코어부(130)를 냉각시킨 냉각매체가 배출되는 매체배출구(136)가 형성될 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 정화부형성부재(150)를 포함할 수 있다.
정화부형성부재(150)는 오염유체를 정화하는 회전정화부(155)를 형성할 수 있다(도 6 참조).
정화부형성부재(150)는 전자력에 의해 자화되는 금속으로 형성되어 자력발생코어부(130)에서 메인파이프(110)의 둘레를 따라 회전자계가 발생할 때, 서로 전자력에 의해 자화되어 부착되면서 메인파이프(110)의 내부를 가로 막아 오염유체에 포함된 이물질을 걸러내고, 회전하면서 오염유체를 충격하여 미립자로 오염유체를 분해함과 동시에 마찰열에 의해 가열하여 세균을 소멸시킴으로써, 악취의 발생을 차단한다.
그리고, 정화부형성부재(150)는 자력발생코어부(130)에서 발생하는 전자력에 의해 서로 부착되기 때문에 회전정화부(155)를 지나는 오염유체를 자화시켜 육각수로 유체의 성질을 변화시켜 자정적으로 정화될 수도 있으며, 오염유체에 포함된 이물질이 금속성을 갖는 경우, 자화되는 정화부형성부재(150)에 부착되어 제거될 수도 있다.
여기서, 정화부형성부재(150)는 크기에 따라 수십개 또는 수백 개가 투입되거나, 또는 자력발생코어부(130)에서 발생하는 자력의 세기와 정화부형성부재(150)의 크기에 따라 미리 설정된 무게(g)만큼 투입될 수 있으며, 정화부형성부재(150)는 마찰에 의해 마모가 발생함에 따라 주기적 또는 비주기적으로 메인파이프(110)에 투입될 수 있다.
정화부형성부재(150)는 자력발생코어부(130)에서 발생하는 자력에 의해 서로 부착될 때, 오염유체가 지나는 공극을 형성하도록 어느 한 부분을 기준으로 적어도 다른 한 부분이 두께가 다르거나, 어느 한 부분을 기준으로 형상, 모양, 크기 등이 다르게 형성될 수 있다.
예를 들어 정화부형성부재(150)가 못이라고 할 경우, 못과 같이 몸체(151)를 기준으로 몸체(151)와는 다른 형성, 두께 또는 크기 중 어느 하나가 다른 머리부(153)를 갖는 형상으로 형성되어 정화부형성부재(150)가 서로 자화되어 서로 부착되더라도 상대적으로 다른 형상과 크기의 머리부(153)에 의해 서로 밀착되지 않고 이격되는 간극을 확보함으로써, 회전정화부(155)를 지나는 오염유체에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
정화부형성부재(150)의 길이는 메인파이프(110)의 직경에 따라 다르지만, 메인파이프(110)의 직경 대비하여 못의 길이가 1/5 내지 1/20를 가질 수 있다.
여기서, 정화부형성부재(150)의 길이가 1/5보다 클 경우, 회전정화부(155)의 공극의 크기가 상대적으로 커서 이물질을 걸러내는 효과가 하락되며, 1/20일 경우에는 정화부형성부재(150)의 크기가 상대적으로 작아 쉽게 마모가 발생되며, 공극의 크기가 작아 오염유체가 토출되는 부하가 증대되는 문제점이 있다.
정화부형성부재(150)는 메인파이프(110)의 둘레에서 자력발생코어부(130)에 의해 순차적으로 발생하는 자력에 의해 메인파이프(110)에서 회전하다가 원심력과 구심력에 의해 메인파이프(110)의 내주에서 퍼지면서 마치 자력발생코어부(130)의 길이와 대응되는 구간만큼 회전하는 여과필터와 같이 회전정화부(155)를 형성할 수 있다.
정화부형성부재(150)에 의해 형성되는 회전정화부(155)를 통과하는 오염유체는 정화부형성부재(150)에 의해 충돌하면서, 미립자로 분쇄됨과 동시에 회전하면서 오염유체에 포함된 이물질도 정화부형성부재(150)에 의해 충돌하여 작게 분해될 수 있다.
그리고, 정화부형성부재(150)가 서로 부착되면서 형성된 회전정화부(155)의 공극을 빠져나가지 못하는 크기의 이물질은 회전정화부(155)에서 걸러질 뿐만 아니라, 오염유체가 회전하는 정화부형성부재(150)와 충돌하면서, 나노크기의 미입자로 분해되어 나노기포를 발생하고, 나노기포가 터지면서 발생하는 열과 정화부형성부재(150)가 메인파이프(110)에서 마찰되면서 발생하는 열에 의해 나노크기의 미립자로 분쇄된 오염유체를 가열하여 오염유체에 포함된 각종 미생물 및 박테리아와 같은 세균을 박멸하여 악취를 소멸시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오염유체가 자력발생코어부(130)에 의해 자화되면서 육각수로 물성이 변해 오염유체가 정화될 수 있다.
또한, 오염유체는 정화부형성부재(150)에 의해 충돌하면서, 나노기포에 의해 용존산소량이 증대되면서, 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있으며, 자기장에 의해 오염유체가 살균될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 매체냉각기(170)를 포함할 수 있다.
이 매체냉각기(170)는 코어자켓(135)에서 가열된 냉각매체를 냉각시켜 다시 코어자켓(135)으로 공급하는 형태로 냉각매체를 순환시켜 공급할 수 있다.
매체냉각기(170)는 공랙식으로 냉각매체를 냉각시킬 수 있으며, 매체냉각기(170)는 냉각팬(171), 열교환기(173), 매체탱크(175)를 포함할 수 있다.
냉각팬(171)은 모터에 의해 작동하여 공기를 강제적으로 흡입 및 토출할 수 있으며, 열교환기(173)는 코어자켓(135)의 매체배출구(136)로 토출되는 냉각매체를 지그재그의 형태로 순환시켜 냉각팬(171)에 의해 흡입 또는 토출되는 공기가 교차하여 지나도록 함으로써, 공기에 의해 냉각매체를 냉각시킬 수 있다.
매체탱크(175)는 냉각매체를 저장할 수 있으며, 매체탱크(175)는 열교환기(173)에서 냉각된 냉각매체를 받아 저장하고, 저장된 냉각매체를 다시 코어자켓(135)으로 공급할 수 있다.
이렇게 구성된 매체냉각기(170)는 코어자켓(135)에서 자력코어(131)와 열교환하여 가열된 냉각매체가 열교환기(173)로 공급되어 냉각팬(171)에 의해 강제적으로 송풍되는 공기와 열교환하고, 열교환한 냉각매체는 매체탱크(175)로 공급되며, 매체탱크(175)로 공급된 냉각매체는 다시 코어자켓(135)으로 공급되는 형태로 코어자켓(135)과 열교환기(173) 및 매체탱크(175)를 순환하며 냉각매체를 냉각시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 보조제투입기(190)를 포함할 수 있다.
이 보조제투입기(190)는 오염유체를 정화하기 위한 보조제를 투입할 수 있다.
보조제투입기(190)는 메인파이프(110)의 유체유입구(111)로 오염유체가 유입되기 이전에 연결되어 오염유체에 보조제를 투입하여 메인파이프(110)로 공급할 수 있다.
보조제는 생석회(CaO)를 포함할 수 있다.
생석회는 오염유체에 혼합되어 오염유체에 열을 발생할 수 있다.
여기서, 오염유체의 온도가 낮은 상태에서 메인파이프(110)로 바로 공급될 경우, 정화부형성부재(150)의 마찰에 의해 발생하는 열의 온도가 급격히 하락될 수 있다.
이를 방지하기 위해 생석회를 오염유체에 혼합하여 마치 오염유체를 예열하는 것과 같이 오염유체를 가열하여 메인파이프(110)로 공급함으로써, 메인파이프(110)의 마찰에 의해 발생하는 열이 하락되는 것을 최소화하여 정화성을 향상시킬 수 있다.
보조제는 차아염소산나트륨(Naocl)을 포함할 수 있다.
차아염소산나트륨은 살균제로서 사용되며, 오염유체에 포함된 부패균 또는 병원균을 사멸하여 오염유체를 정화할 수 있다.
한편, 차아염소산나트륨과 생석회는 미리 설정된 비율로 오염유체에 투입될 수 있으며, 분말의 형태로 각각 오염유체에 투입되거나, 미리 설정된 비율로 혼합되어 오염유체에 투입될 수도 있다.
물로, 차아염소산나트륨의 경우에는 미리 설정된 비율로 혼합된 수용액의 형태로 오염유체에 투입될 수도 있다.
본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 속도조절컨트롤러를 포함할 수 있다.
이 속도조절컨트롤러는 자력코어(131)에서 메인파이프(110)의 둘레로 순차적으로 발생하는 회전자계의 변화되는 속도를 조절하는 형태로 메인파이프(110)의 내부에서 회전하는 정화부형성부재(150)의 회전속도를 조절할 수 있다.
속도조절컨트롤러는 정화부형성부재(150)의 회전속도를 조절하는 형태로 자력코어(131)에서 마찰력에 발생하는 열에 의해 메인파이프(110)를 가열하기 위한 온도와 이물질을 걸러내는 여과율을 조정할 수 있다.
예를 들어 속도조절컨트롤러에서 자력코어(131)의 둘레를 따라 발생하는 전자력의 발생속도를 빠르게 변경되도록 제어할 경우, 정화부형성부재(150)의 회전속도가 증가되면서, 메인파이프(110)의 내부 온도를 높임과 동시에 빨라지는 회전속도에 의해 상대적으로 이물질의 투과되는 투과율이 하락되면서 이물질을 걸러내는 여과율을 향상시킬 수 있다.
한편, 코어자켓(135)에서 가열된 냉각매체가 배출되는 매체배출구(136)에는 가열된 냉각매체의 온도를 측정하는 냉매온도계(137)가 설치되며, 냉매온도계(137)에서 측정되는 온도를 기초하여 메인파이프(110)의 내부 온도를 예측하고, 예측되는 메인파이프(110)의 온도에 따라 속도조절컨트롤러를 통해 정화부형성부재(150)의 온도를 조정할 수 있다.
예를 들어, 메인파이프(110)의 내부 온도가 2000℃일 때, 냉매온도계(137)에서 측정되는 온도가 30℃라 할 때, 냉매온도계(137)에서 측정되는 온도가 30℃보다 낮은 경우, 메인파이프(110)의 내부 온도가 2000℃ 이하라고 판단하여 속도조절컨트롤러를 통해 정화부형성부재(150)의 회전속도를 증가시키고, 냉매온도계(137)에서 측정되는 온도가 30℃보다 높은 경우, 메인파이프(110)의 내부 온도가 2000℃ 이상이라고 판단하여 속도조절컨트롤러를 이용하여 정화부형성부재(150)의 회전속도를 감소시키는 형태로 메인파이프(110)의 내부온도를 균일한 온도로 유지하여 작동시킬 수 있다.
이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.
본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 메인파이프(110)의 둘레에 자력발생코어부(130)가 설치되며, 자력발생코어부(130)의 둘레는 코어자켓(135)에 의해 감싸져 설치된다.
자력발생코어부(130)는 메인파이프(110)가 자력코어(131)를 관통하여 설치되며, 자력코어(131)는 메인파이프(110)와 마주하는 내주에 복수 개로 분할되어 자력을 발생하는 코일권선부(133)가 메인파이프(110)의 둘레를 따라 위치한다.
그리고, 코어자켓(135)에는 자력코어(131)을 냉각시키기 위한 냉각매체가 공급될 수 있으며, 냉각매체는 매체냉각기(170)에 의해 열교환기(173)와 순환하면서 냉각매체를 냉각시켜 코어자켓(135)으로 공급된다.
한편, 메인파이프(110)의 부재투입구(115)로는 회전정화부(155)를 형성하는 정화부형성부재(150)가 투입되며, 정화부형성부재(150)는 수십 개를 메인파이프(110)에 투입할 수 있으며, 메인파이프(110)의 일측으로는 오염유체가 유입되는 유체유입구(111)가 형성되고, 반대방향에는 정화된 오염유체가 배출되는 유체배출구(113)가 형성될 수 있다.
정화부형성부재(150)는 어느 한 부분을 기준으로 다른 부분은 어느 한 부분에 대해 서로 다른 두께, 형상, 크기 등을 가질 수 있다.
자력코어(131)는 코어자켓(135)에 의해 감싸지며, 코어자켓(135)에는 매체냉각기(170)가 연결되어 코어자켓(135)에서 자력코어(131)와 열교환하여 가열된 냉각매체를 냉각시켜 다시 코어자켓(135)으로 공급한다.
그리고, 메인파이프(110)로 공급되기 이전에는 보조제투입기(190)가 설치되어 메인파이프(110)로 유입되는 오염유체에 정화를 위한 보조제를 투입할 수 있으며, 보조제로는 오염유체를 가열하기 위한 생석회과 세균을 제거하기 위한 차아염소산나트륨이 사용될 수 있다.
이렇게 구성된 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)는 메인파이프(110)의 부재투입구(115)에 미리 설정된 개수 또는 중량만큼 메인파이프(110)에 정화부형성부재(150)를 투입한다.
메인파이프(110)에 정화부형성부재(150)가 투입된 상태에서 자력코어(131)에 전원이 공급되면, 메인파이프(110)의 둘레에 복수 개로 구획된 코일권선부(133)에서 순차적으로 전자력이 발생하면서, 메인파이프(110)의 내부에서 정화부형성부재(150)가 자력에 의해 함께 회전한다.
이때, 코일권선부(133)는 메인파이프(110)의 내주에서 서로 마주하는 코일권선부(133)에서 함께 전자력이 작용하면서, 복수 개의 정화부형성부재(150)가 메인파이프(110)를 자력에 의해 서로 부착된 상태에서 회전하며 오염유체를 여과하는 회전정화부(155)를 형성한다.
회전정화부(155)는 정화부형성부재(150)가 회전과 동시에 자화되면서 자력에 의해 서로 부착되어 이물질을 걸러내는 공극을 형성함과 동시에 메인파이프(110)의 내주에 마찰되면서 대략 2000℃의 열을 발생한다.
이 상태에서 메인파이프(110)의 유체유입구(111)로 오염유체가 공급되면, 오염유체는 회전하는 정화부형성부재(150)에 의해 충돌하면서, 미립자로 분리됨과 동시에 정화부형성부재(150)끼리 부착되어 발생하는 공극을 통과하지 못하는 이물질은 걸러지고, 공극을 통과하는 이물질도 회전하는 정화부형성부재(150)에 의해 충돌하면서 더 작은 미립자로 분쇄된다.
또한, 미립자로 분쇄되는 오염유체는 나노크기의 기포를 형성하고, 기포가 터지면서 열을 발생할 뿐만 아니라, 정화부형성부재(150)가 메인파이프(110)에 회전하면서 마찰하는 열에 의해 가열되어 세균이 소멸되며, 정화부형성부재(150)는 자력에 의해 서로 부착되기 때문에 공극을 지나는 오염유체에 포함된 금속성 이물질이 부착되어 제거되고 자기장에 의해 샐균 및 오염유체가 자화되면서 육각수로 물성이 변화되면서, 오염유체가 정화되어 메인파이프(110)의 유체배출구(113)로 배출된다.
여기서, 오염유체는 메인파이프(110)의 유체유입구(111)로 유입되기 전에 보조제투입기(190)를 통해 생석회를 함께 투입하기 때문에 오염유체와 생석회가 반응하면서 예열된 상태로 메인파이프(110)로 공급됨으로써, 온도가 낮은 오염유체가 메인파이프(110)로 바로 공급되면서 오염유체를 가열하는 온도가 하락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보조제로써, 차아염소산나트륨이 오염유체에 혼합될 경우, 오염유체에 포함된 세균을 소멸시켜 마찰 열에 의해 가열하여 소멸되지 않은 세균을 소멸시킴으로써, 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)를 구비한 수처리시스템(200)을 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)를 구비한 수처리시스템(200)은 상기한 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)를 포함하며, 침전조(210), 여과기(220,230), 그리고 저장조(250)를 포함할 수 있다.
침전조(210)는 오염유체를 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)에 공급하기 이전에 상대적으로 비중이 높은 이물질을 침전시켜 제거할 수 있다.
침전조(210)에는 오염유체가 최초로 공급될 수 있으며, 침전조(210)에는 회전하는 교반날개가 설치되어 오염유체에 포함된 이물질을 교반시켜 침전시킬 수 있다.
여과기(220,230)는 미리 설정된 크기의 부피를 갖는 이물질을 걸러낼 수 있으며, 여과기는 전처리 여과기(220)과 후처리 여과기(230)을 포함할 수 있다.
전처리 여과기(220)는 침전조(210)에서 상대적으로 비중이 높은 이물질이 제거된 오염유체가 공급되고, 오염유체에 포함된 상대적으로 부피가 큰 이물질을 제거할 수 있다.
전처리 여과기(220)는 미리 설정된 공극을 갖는 필터를 오염유체가 지나면서, 상대적으로 부피가 큰 이물질을 걸러낼 수 있으며, 전처리 여과기(220)를 통과하여 상대적으로 부피가 큰 이물질이 제거된 후 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)로 공급될 수 있다.
후처리 여과기(230)는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)에서 정화된 오염유체에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있다.
후처리 여과기(230)는 회전하는 미리 설정된 공극이 형성된 여과망을 오염유체가 통과하는 형태로 오염유체에 포함된 이물질을 걸러낼 수 있으며, 후처리 여과기(230)는 전처리 여과기(220)에 비해 상대적으로 작은 부피의 이물질을 걸러낼 수 있다.
저장조(250)는 후처리 여과기(230)를 거쳐 이물질이 걸러진 오염유체를 저장하여 침전조(210)에서와 마찬가지로 다시 한번 이물질을 침전시켜 걸러낸 후 배출하는 형태로 오염유체를 정화하여 배수할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)를 구비한 수처리시스템(200)은 오염유체가 침전조(210)로 유입되면, 침전조(210)에서 1차적으로 오염유체에 포함된 이물질을 제거한 후, 전처리 여과기(220)로 공급된다.
전처리 여과기(220)를 거친 오염유체는 상대적으로 큰 부피를 갖는 이물질을 제거한 상태에서 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)로 공급된다.
이때, 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)로 오염유체가 공급되기 이전에 보조제투입기(190)를 통해 오염유체에 보조제가 투입된 후 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)로 오염유체가 공급된다.
보조제가 혼합된 오염유체는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100)의 메인파이프(110)로 유입되면서, 메인파이프(110)의 내부에서 회전하며 회전정화부(155)를 거치면서, 정화부형성부재(150)에 충돌하면서, 미립자로 분리되고, 마찰열에 의해 가열됨과 동시에 공극에 의해 이물질이 걸러지고 전자력에 의해 자화되면서, 육각수로 변화되면서 메인파이프(110)에서 배출된다.
메인파이프(110)에서 배출되는 오염유체는 다시 후처리 여과기(230)를 통해 오염유체에 포함된 이물질이 걸러지고, 저장조(250)에서 이물질을 침전시킨 후 저장조(250)에서 배출되는 형태로 오염유체를 정화하여 배출한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치(100), 및 이를 구비한 수처리시스템(200)은 메인파이프(110)가 삽입되는 자력발생코어부(130)에서 전자력에 의해 메인파이프(110)의 내부에 투입되는 여과형성부재가 회전하면서 회전정화부(155)를 형성함으로써, 정화부형성부재(150)가 오염유체를 미립자로 분해하는 동시에 마찰열에 의해 가열하여 오염유체를 멸균하기 때문에 악취의 발생을 최소화하고 신속하게 멸균을 수행할 수 있다.
또한, 정화부형성부재(150)가 서로 부착되어 형성되는 공극을 오염유체가 지나면서 이물질을 걸러냄과 동시에 이물질을 미립자로 분해하여 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자력코어(131)의 자력에 의해 정화부형성부재(150)가 자화되면서, 금속성의 이물질을 부착하여 제거할 수 있으며, 오염유체가 자화되면서 오염유체가 육각수로 변환하여 오염유체의 정화성을 향상시킬 수 있다.
또한, 자력을 발생하는 자력발생코어부(130)에 냉각매체를 공급하여 자력코어(131)를 냉각시킴으로써, 마찰열에 따라 자력코어(131)의 성능이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 속도조절컨트롤러가 자력코어(131)에서 발생하는 전자력의 발생속도를 조절하여 정화부형성부재(150)의 회전하는 속도를 조절함으로써, 마찰열을 균일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 마찰열의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 오염유체를 정화하기 위한 보조제로써, 생석회가 혼합되어 메인파이프(110)로 공급되는 오염유체를 미리 가열함으로써, 차가운 오염유체가 메인파이프(110)로 바로 투입되어 오염유체의 가열성이 하락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 오염유체를 정화하기 위한 보조제로써, 차아염소산나트륨이 혼합되어 마찰열로써 박멸하지 못하는 세균을 화학적으로 제거할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 110: 메인파이프
111: 유체유입구 113: 유체배출구
115: 부재투입구 130: 자력발생코어부
131: 자력코어 133: 코일권선부
135: 코어자켓 136: 매체배출구
137: 냉매온도계 150: 정화부형성부재
151: 몸체 153: 머리부
155: 회전정화부 170: 매체냉각기
171: 냉각팬 173: 열교환기
175: 매체탱크 190: 보조제투입기
200: 수처리시스템 210: 침전조
220: 전처리 여과기 230: 후처리 여과기
250: 저장조
111: 유체유입구 113: 유체배출구
115: 부재투입구 130: 자력발생코어부
131: 자력코어 133: 코일권선부
135: 코어자켓 136: 매체배출구
137: 냉매온도계 150: 정화부형성부재
151: 몸체 153: 머리부
155: 회전정화부 170: 매체냉각기
171: 냉각팬 173: 열교환기
175: 매체탱크 190: 보조제투입기
200: 수처리시스템 210: 침전조
220: 전처리 여과기 230: 후처리 여과기
250: 저장조
Claims (10)
- 오염유체가 내부로 지나며 비자성체로 형성되는 메인파이프,
상기 메인파이프가 관통하여 설치되고 상기 메인파이프의 둘레로 순차적으로 자력의 발생위치를 변경하며 회전자계를 발생하는 자력코어를 포함하는 자력발생코어부, 및
상기 메인파이프의 내부로 투입되어 상기 자력발생코어의 둘레를 따라 순차적으로 발생하는 회전자계에 의해 상기 메인파이프의 내부에서 서로 자화되어 부착되고 회전하면서 발생하는 마찰열과 미세기포에 의해 오염유체를 정화하는 회전정화부를 형성하는 복수 개의 정화부형성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 자력발생코어부는
상기 자력코어의 둘레를 감싸 상기 메인파이프를 통해 상기 자력코어로 전달되는 열을 냉각시키기 위한 냉각매체가 공급되는 코어자켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제2항에 있어서,
상기 코어자켓에서 가열된 냉각매체를 냉각시켜 다시 상기 코어자켓으로 순환시켜 공급하는 매체냉각기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 자력코어의 둘레에서 순차적으로 발생하는 자력이 발생위치를 변경하는 속도를 조절하여 상기 정화부형성부재의 회전속도를 조절하는 속도조절컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제4항에 있어서,
상기 자력발생코어부는
상기 자력발생코어부로 공급되어 상기 자력발생코어부를 냉각시키기 위한 냉각매체의 가열된 온도를 측정하는 냉매온도계를 포함하고,
상기 메인파이프의 내부에 가열온도는
상기 냉매온도계에서 측정되는 온도를 기초로 상기 속도조절컨트롤러에 의해 상기 상기 정화부형성부재의 회전속도를 조절하는 형태로 조절하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 정화부형성부재는
상기 자력발생코어에서 발생하는 자력에 의해 서로 자화되어 부착된 상태에서 오염유체가 지나는 공극을 형성하도록 어느 한 부분과는 크기, 두께, 형상 중 어느 하나가 다른 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 오염유체에 정화효과를 높이기 위한 보조제를 상기 오염유체에 투입하여 상기 메인파이프로 공급하는 보조제투입기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제7항에 있어서,
상기 보조제는
상기 오염유체가 신속히 가열되도록 물과 반응하여 열을 발생하는 생석회를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 있어서,
상기 자력코어는
상기 메인파이프의 둘레의 미리 설정된 간격으로 전자력이 발생하도록 전자력을 발생하는 코일이 각각 권선된 복수 개의 코일권선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치. - 제1항에 기재된 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치,
상기 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치로 오염유체를 공급하기 전에 이물질을 침전시키는 침전조,
상기 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치에서 정화된 오염유체에 잔류된 이물질을 걸러내는 여과기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치를 구비한 수처리시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220005478A KR102444068B1 (ko) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220005478A KR102444068B1 (ko) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102444068B1 true KR102444068B1 (ko) | 2022-09-16 |
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ID=83445209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220005478A KR102444068B1 (ko) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 오폐수 또는 축산분뇨의 정화장치 및 이를 구비한 수처리시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102444068B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002200491A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-16 | Hoshino Sansho:Kk | 水の磁化装置 |
| JP2005525924A (ja) * | 2002-05-16 | 2005-09-02 | スチュアート ショーティス、グレアム | 粒子分離 |
| KR20090007493A (ko) * | 2004-04-26 | 2009-01-16 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 폐수 처리방법 및 폐수 처리장치 |
| JP2013193029A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Minoru Fukaya | 改質処理装置 |
-
2022
- 2022-01-13 KR KR1020220005478A patent/KR102444068B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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