KR20010088968A - 미세유량 조절용 공기부양펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배출유량을 미세하게 조절할수 있는 공기부양펌프에 관한 것이다.

본 발명은, 오수유입조(10)측으로 수평하게 배치되어 배출측 단부에 형성된 배출구(5)를 통하여 양정된 오폐수를 배출하는 수평배출관(3)과, 과량의 오폐수가 외부월류되지 않고, 공기가 상부로 대기배출되도록 일정높이를 갖는 상부개방형 수직관(4)으로 이루어진 티관(2)을 상기 공기부양관(11)의 상단에 장착하여 상기 배출구(5)의 단면적만큼의 오폐수를 상기 오수유입조(20)로 정량배출하여, 공기부양방식으로 오폐수를 오폐수양정조로부터 오폐수유입조측으로 양정 이송할 때 양정조가 높은 만수위로 있는 상태에서도 아주 소량의 오폐수나 슬러지 함유 오폐수를 일정하게 유입조측으로 정량 양정하여 이송하는 작업을 연속적으로 수행할수 있고, 작은 직경을 갖는 저가의 PVC 또는 플라스틱 관부재를 채용하여 사용할 수 있는 효과가 얻어진다.

Description

미세유량 조절용 공기부양펌프{AN AIR-LIFT PUMP FOR FINELY ADJUSTING THE DISCHARGE}

본 발명은 배출유량을 미세하게 조절할수 있는 공기부양펌프에 관한 것으로, 보다 상세히는 공기부양방식으로 오폐수를 오폐수양정조로부터 오폐수유입조측으로양정 이송할 때 양정조가 높은 만수위로 있는 상태에서도 아주 소량의 오폐수나 슬러지 함유 오폐수를 일정하게 유입조측으로 정량 양정하여 이송하는 작업을 연속적으로 수행할수 있고, 작은 직경을 갖는 저가의 PVC 또는 플라스틱 관부재를 채용하여 사용할 수 있는 미세유량 조절용 공기부양펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 중소형 오폐수 처리설비에서는 도 1에 도시한 바와같이, 오폐수가 채워진 오폐수 배출양정조(10)에 공기부양관(11)을 수면에 대하여 직각으로 박고, 상기 공기부양관(11)의 하부단에 공기주입관(12)을 연결한 다음, 미도시된 에어공급원에 의해서 상기 공기주입관(12)을 통하여 공기를 주입함으로써, 상기 오폐수배출 양정조(10)에 채워진 오폐수를 저 수위에서 보다 높은 고수위로 양정이송하는 공기부양펌프(100)를 갖추어 구성한다.

이러한 공기부양펌프(100)는 구조상 소음이 적고 효율이 높으면서도 슬러지 침적 위험이 비교적 적으며, 유지보수가 필요 없어서 많이 사용되고 있는 실정이나, 수위변동에 따른 유량변동이 극심해 정량을 요하는 곳에서는 사용이 곤란하였다.

이에 따라, 이러한 문제를 해결하기 위해 일본국 특허공개 평5-22096호, 평5-88696호, 평5-96289호등에 개시된 바와같이 공기부양펌프에 별도의 유량정량조절장치를 부착하여 사용하였다. 이러한 유량정량조절장치의 원리는 대개 인입 오폐수를 별도의 소형탱크에서 받아 과량은 월류시켜 반송하고, 물에 저항을 갖추도록 복잡하게 유로를 설계한 배출채널(channel)을 통해 오폐수가 정량으로 나가도록 구성되어 있다.

그러나, 20톤 미만의 소형오폐수처리시설에서는 상기 배출채널의 크기가 작아 장기 운전시 슬러지의 침적에 의하여 상기 배출채널이 자주 막히는 현상을 유발하는 문제점이 있었다.

또한, 하루 20 TON 미만의 소형오수처리시설에서 만수위(100%)가 항상 유지되는 침전조나 호기조등에서 공기부양펌프로 질산화액 또는 슬러지액을 전단 반응조로 정량반송하여야 할때, 수위가 높은 영향으로 인하여 아주 적은 양의 공기를 주입해도 원하는 만큼 오수를 양정하기가 힘들고, 항상 과량으로 오폐수가 양정반송하게 되어 연속조업이 불가능하였다.

실제 시판되는 가장 작은 직경의 13 내지 16 mm PVC 배관용 밸브로는 미세하게 아주 적은 양의 공기공급이 불가능하여 하루 1 내지 5 TON 정도의 소량 오수를 양정하여 이송하는 작업이 불가능할 뿐만 아니라, 항상 요구량 보다 훨씬 많은 과량의 오수가 양정이송되었다.

이에 따라, 보다 작은 크기의 직경을 갖는 니들(needle)밸브를 특수제작하야야 하나, 이러한 금속제의 니들밸브는 제조단가가 비싸고, 장시간 사용시 오폐수에 의하여 부식되거나 PVC배관으로 이루어진 공기부양관과의 연결이 곤란하여 실제로 채용하여 사용하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 오폐수를 공기부양방식으로 양정 이송할 때 오수배출 양정조가 높은 만수위로 있는 상태에서도 아주 소량의 오폐수나 슬러지 함유 오폐수를 일정하게 오수유입조측으로 정량 양정하여 이송하는 작업을 연속적으로 수행할수 있고, 작은 직경을 갖는 저가의 PVC 또는 플라스틱 관부재를 채용하여 사용할 수 있는 미세유량 조절용 공기부양펌프를 제공하고자 한다.

본 발명의 또다른 목적은 오폐수의 양정배출중 배출구에 슬러지가 침적되어 막히는 현상을 예방하여 오폐수 양정작업을 원활하게 수행할 수 있는 미세유량 조절용 공기부양펌프를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 공기부양펌프를 도시한 구성도,

도 2은 본 발명에 따른 미세유량 조절용 공기부양펌프를 도시한 구성도,

도 3(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 미세유량 조절용 공기부양펌프에 갖추어지는 수평배출관의 배출공형태를 도시한 종단면도 및 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 .... 티관 3 .... 수평배출관

4 .... 수직관 5 .... 배출구

6a,7a,8a ... 배출공 10 .... 오폐수양정조

11 .... 공기부양관 12 .... 공기주입관

13 .... 공기유량조절밸브 H .... 수위

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

오폐수 양정조에 수직하게 세워진 공기부양관에 공기주입관을 연결구성하여 상기 공기주입관을 통하여 상기 공기부양관측으로 공급되는 에어에 의해서 오폐수를 오수유입조로 양정하여 배출이송하는 설비에 있어서,

상기 오수유입조측으로 수평하게 배치되어 배출측 단부에 형성된 배출구를 통하여 양정된 오폐수를 배출하는 수평배출관과, 과량의 오폐수가 외부월류되지 않고, 공기가 상부로 대기배출되도록 일정높이를 갖는 상부개방형 수직관으로 이루어진 티관을 상기 공기부양관의 상단에 장착하여 상기 배출구의 단면적만큼의 오폐수를 상기 오수유입조로 정량배출함을 특징으로 미세유량 조절용 공기부양펌프를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 2은 본 발명에 따른 미세유량 조절용 공기부양펌프를 도시한 구성도이고, 도 3(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 미세유량 조절용 공기부양펌프에 갖추어지는 수평배출관의 배출공형태를 도시한 종단면도 및 측면도이다.

본 발명의 공기부양펌프(1)는 도 2와 3(a)(b)(c)에 도시한 바와같이, 오수배출양정조(이하, 양정조라 한다.)(10)에 채워진 오폐수를 오수유입조(이하, 유입조라 한다)(20)측으로 정량으로 양정이송할수 있도록 공기주입관(12)이 연결되는 공기부양관(11)의 상단에 티(TEE)관(2)을 연결구성한 것이다.

즉, 상기 공기부양관(11)은 공기유량조절밸브(13)를 갖는 공기주입관(12)이 하단에 연통연결되어 상기 양정조(10)에 수직하게 설치되는 관부재로써, 미도시된 에어공급원에 의해서 공기주입관(12)측으로 에어가 공급되면 상기 양정조(10)에 채워진 오폐수를 하부에서 상부로 양정하는 것이다.

이러한 상기 공기부양관(11)의 상단에는 수평배출관(3)과 수직관(4)을 일체로 구성한 티관(2)이 조립되는바, 상기 수평배출관(3)은 공기부양관(11)을 통하여 하부에서 상부측으로 양정된 오폐수를 상기 유입조(20)측으로 전량 배출할수 있도록 상기 유입조(20)까지 수평하게 연장된 관부재이며, 배출측 단부에는 양정된 오폐수를 배출할수 있도록 배출구(5)가 관통형성되어 있다.

여기서, 상기 티관(2)은 상기 공기부양관(11)의 상단에 착탈이 용이하도록 플랜지로 연결구성하여도 좋다.

그리고, 상기 수평배출관(5)의 배출측 단부에 형성되는 배출구(5)는 도 3(a)에 도시한 바와같이, 배출되는 물흐름저항이 배출측으로 갈수록 커질수 있도록 배출측으로 갈수록 내경이 서서히 좁아지는 배출공(6a)을 관통형성한 원통부재(6)를 상기 수평배출관(5)의 배출측 단부에 삽입하여 구성하여도 좋다.

또한, 상기 배출구(5)는 도 3(b)에 도시한 바와같이, 상기 수평배출관(5)의 배출측 단부면 하부측에 배출공(7a)을 관통형성하여도 좋다.

또한, 상기 배출구(5)는 도 3(c)에 도시한 바와같이, 배출되는 물흐름저항이 배출측으로 갈수록 커질수 있도록 배출측으로 갈수록 내경이 서서히 좁아지는 배출공(8a)을 상기 수평배출관(3)의 몸체를 하부측으로 찌그러짐 변형시켜 형성한다.

그리고, 상기 배출구(5)의 각 배출공(6a)(7a)(8a)은 원형, 사각형 또는 삼각형으로 구성된다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

본 고안의 공기부양펌프(1)를 이용하여 양정조(10)내의 오폐수를 유입조(20)측으로 정량으로 양정이송하고자 하는 경우, 미도시된 에어공급원을 통하여 공기주입관(12)측으로 공기를 강제공급하면, 상기 양정조(10)내의 오폐수는 공기부양관(11)을 통하여 하부로부터 상부측으로 양정이송되어 상기 공기부양관(11)의 상단에 조립된 티관(2)측으로 공급된다.

그리고, 상기 티관(2)내로 공급된 오폐수중 일부는 상기 티관(2)의 수평배출관(3)측으로 공급되어 상기 수평배출관(3)의 배출측 단부에 갖추어진 배출구(5)을 통하여 상기 유입조(20)내로 배출이송되며, 나머지 양정된 오폐수는 상기 수직관(4)내에 채워지며, 오폐수중 공기는 개방된 상부를 통하여 대기중으로 배출된다.

여기서, 상기 배출구(5)를 오폐수 배출시 상기 배출구(5)에는 배출되는 물의 흐름저항을 줄수 있도록 다양한 형태의 배출공(6a)(7a))(8a)이 형성되어 있기 때문에,상기 배출공(6a)(7a)(8a)의 최종구멍의 단면적만큼 일정량으로 배출되는 것이다.

이때, 상기 배출구(5)를 통하여 배출되는 유량은 상기 수평배출관(3)의 배출측단부에 형성된 배출구(5)의 배출공(6a)(7a)(8a)의 최종구멍크기와, 상기 수평배출관(3)과 수직관(4)내의 과량 오폐수 수면사이에 측정되는 수위(H)에 의해서 결정된다.

즉, 상기 배출공(6a)(7a)(8a)의 최종구멍크기가 커질수록 이를 통한 오폐수의 배출량이 증가되고, 상기 수평배출관(3)과 수직관(4)내의 과량 오폐수 수면사이에 측정되는 수위(H)가 커지면 커질수록 상기 배출공(6a)(7a)(8a)을 통한 오폐수 의 배출량이 증가되는 것이다.

한편, 공기주입관(12)을 통한 공기유입량을 조절하여 공기부양관(11)을 통하여 양정배출되는 오폐수량을 조절하는 공기유량조절밸브(13)에 의해서 상기 수직관(4)내의 오폐수 수위를 상하 가변시켜 상하맥동력(pulsating force)을 발생시키면, 상기 수평배출관(3)의 배출구(5)측으로 수평맥동력이 전달되기 때문에, 상기 배출구(5)를 통한 오폐수배출작업중 상기 배출구(5)가 슬러지에 의해서 막히는 것을 방지 할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 수직관(4)은 수위변화에 의한 유발되는 상하맥동력을 증가시킬수 있도록 상기 공기부양관(11)의 내경크기보다 크게 확장되어 상기 수평배출관(4)의 내경크기보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 공기부양방식으로 오폐수배출 양정조의 오폐수를 오폐수유입조내로 양정 이송할 때, 만수위가 유지되는 침수율이 높은 곳(침전조 또는 호기조)에서도 하루 5톤미만의 소량 오폐수를 일정하고, 안정적으로 정량이송할 수 있어 오폐수양정작업을 조업중단없이 안정적으로 수행할수 있고, 작은 직경을 갖는 저가의 PVC 또는 플라스틱 관부재를 채용하여 제조단가를 줄일수 있는 효가가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (8)

1. 오폐수 양정조(10)에 수직하게 세워진 공기부양관(11)에 공기주입관(12)을 연결구성하여 상기 공기주입관(12)을 통하여 상기 공기부양관(11)측으로 공급되는 에어에 의해서 오폐수를 오수유입조(20)로 양정하여 배출이송하는 설비에 있어서,

   상기 오수유입조(10)측으로 수평하게 배치되어 배출측 단부에 형성된 배출구(5)를 통하여 양정된 오폐수를 배출하는 수평배출관(3)과, 과량의 오폐수가 외부월류되지 않고, 공기가 상부로 대기배출되도록 일정높이를 갖는 상부개방형 수직관(4)으로 이루어진 티관(2)을 상기 공기부양관(11)의 상단에 장착하여 상기 배출구(5)의 단면적만큼의 오폐수를 상기 오수유입조(20)로 정량배출함을 특징으로 미세유량 조절용 공기부양펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배출구(5)는 배출되는 물흐름저항이 배출측으로 갈수록 커질수 있도록 배출측으로 갈수록 내경이 서서히 좁아지는 배출공(6a)을 관통형성한 원통부재(6)를 상기 수평배출관(5)의 배출측 단부에 삽입하여 구성함을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 배출구(5)는 상기 수평배출관(5)의 배출측 단부면 하부측에 배출공(7a)을 관통형성하여 구성됨을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 배출구(5)는 배출되는 물흐름저항이 배출측으로 갈수록 커질수 있도록 배출측으로 갈수록 내경이 서서히 좁아지는 배출공(8a)을 상기 수평배출관(3)의 몸체를 하부측으로 찌그러짐 변형시켜 형성함을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
5. 제 2 내지 5항중 어느 한항에 있어서,

   상기 배출구(5)의 각 배출공(6a)(7a)(8a)은 원형, 사각형 또는 삼각형으로 구성됨을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 배출구(5)를 통한 배출유량은 상기 수평배출관(3)의 배출측단부에 형성된 배출구(5)의 최종구멍크기와, 상기 수평배출관(3)과 수직관(4)내의 과량 오폐수 수면사이에 측정되는 수위(H)에 의해서 결정됨을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 수직관(4)내의 오폐수 수위를 상기 공기주입관(12)의공기유량조절밸브(13)에 의해 상하가변시켜 상하맥동력(pulsating force)을 발생시킴으로써, 상기 수평배출관(3)의 배출구(5)측으로 수평맥동력을 전달하여 상기 배출구(5)를 통한 오폐수배출작업중 상기 배출구(5)가 슬러지에 의해서 막히는 것을 방지함을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수직관(4)은 수위변화에 의한 상하맥동력을 증가시킬수 있도록 상기 공기부양관(11)의 내경크기보다 크게 확장되어 상기 수평배출관(4)의 내경크기보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 미세유량 조절용 공기부양펌프.