KR20020024964A - 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 오수에 무수한 기포를 발생시키고, 이를 통해 오물질을 부유시켜 제거하되 그 기포를 발생시키는 장치를 파이프방식으로 구성하여 효율은 증가시키고 장치의 크기는 소형화하기 위한 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치에 관한 것이다.

종래에도 오수에 산소 또는 공기를 주입하여 기포를 발생시키는 장치가 있었으나 이는 가압 탱크에 의한 방식이었으므로 효율이 적음은 물론 장치의 크기가 너무 커 제조원가가 증가되고, 운송 및 설치가 용이하지 않았던 바, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 다수의 파이프를 서로 연결하여서 되며 그 전단부와 후단부에 각각 게이트 밸브가 개재되어 오수 또는 미생물이 첨가된 오수를 선택적으로 유입 유동시켜 배수하는 파이프조립체와, 파이프조립체의 전단부에 위치되어 오수를 파이프조립체 내부로 강제 유입시키기는 펌프와, 파이프조립체의 펌프 후위에 연결되어 상기 유동하는 오수에 선택적으로 가압 산소 또는 가압 공기를 주입하면서 1차 가압하는 압축기와, 파이프조립체의 압축기 후위 내부에 구비되어 상기 1차 가압된 오수를 2차 가압하면서 체류시켜 상기 주입된 산소 또는 공기가 오수내에서 완전 용해되게 하여 오수내에 무수히 많은 기포를 발생시킨 상태로 배수되게 하는 2차 가압 및 체류수단으로 구성한 것이다.

Description

파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치{Device melting oxygen and air by pipe form}

본 발명은 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오수에 무수한 기포를 발생시키고, 이를 통해 오물질을 부유시켜 제거하되 그 기포를 발생시키는 장치를 파이프형식으로 구성하여 효율은 증가시키고 장치의 크기는 소형화하기 위한 것이다.

주지하다시피, 산업이 발달함에 따라 생활하수나 대형공장의 폐수로 인해 하천이나 호수 등의 수질이 점차 오염되고 있으며, 이러한 수질오염을 방치할 경우에는 악취가 심해지고 병해충이 많아 전염병을 유발함은 물론 생물학적 산소요구량이 커지게 되어 물고기가 살 수 없는 죽은 물이 되며, 수돗물에 적합하지 못하여 물공급란이 심각해지고, 농업용수로도 적합하지 못하여 농작물의 피해가 커질 것이다.

따라서, 깨끗한 자연환경을 조성하기 위해서는 깨끗한 수질환경을 조성하는 것이 무엇보다 우선된다 할 수 있으며, 이러한 수질개선에 대한 필요성이 인식되면서 근자에 들어 오수의 유입전에 정화처리시설을 거쳐 정화시킨 후 방류하는 방식이나, 오염된 하천이나 호수의 물을 유입시켜 정화시키는 방식 등 다양한 방법이 등장하고 있다.

이러한 방법 중 하나는 오수를 유입시켜 그 내부에 무수한 기포를 발생시키고, 물 내부의 오염물질이 기포를 통해 상부로 부유하게 하고, 부유물을 걷어내어 제거함으로써 수질을 정화하는 방법이 있는데, 이는 오수내에 무수한 기포를 발생시키기만 하면 오수에 별도의 약품처리를 하지 않고도 정화할 수 있는 자연친화적인 방법이라 할 수 있다.

그러나, 종래에는 가압탱크에 오수를 유입시키고 원심 회전함으로써 오수내에 기포를 발생시켜 왔으나, 이러한 가압탱크장치는 내용적이 큰 데 반해 장치내 오수 체류시간이 상대적으로 짧아 기포발생이 미흡한 단점이 있었고, 장치의 크기가 너무 크고 무거워 제조원가가 증가됨은 물론 그 적용장소가 제한적이었으며, 이러한 가압탱크장치를 이송 또는 설치할 때에는 작업이 매우 어려워 비용이 증가되는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 오수에 무수한 기포를 발생시키기 위한 장치를 파이프방식으로 구성하되 장치 내부를 유동하는 오수를 2단계로 순차 가압하면서 그 체류시간을 연장시키는 구조를 갖게 하여 파이프방식 적용에 따라 가압효율을 향상시킴은 물론 미세 조정을 용이하게 하며, 다단의 가압구조 및 체류시간 연장을 통해 일정한 산소 용해율을 가지게 하여 무수히 많은 미세 기포의 발생이 가능토록 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

다른 견지로는, 파이프방식 적용에 따라 장치의 크기를 소형화하여 제조원가를 절감함은 물론 운송 및 설치비용을 절감하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 2차 가압 및 체류시간 연장 구조의 제 1 실시예시도.

도 3은 본 발명의 2차 가압 및 체류시간 연장 구조의 제 2 실시예시도.

도 4는 본 발명의 2차 가압 및 체류시간 연장 구조의 제 3 실시예시도.

도 5는 본 발명의 2차 가압 및 체류시간 연장 구조의 제 4 실시예시도.

도 6은 본 발명의 2차 가압 및 체류시간 연장 구조의 제 5 실시예시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 파이프조립체 2,3 : 게이트 밸브 4 : 펌프

5 : 압축기 6 : 스크류 장치 7 : 축

8 : 가이드날개 9 : 첵밸브 11 : 안전밸브

12,13 : 압력 게이지 14 : 스트레이너 15 : 드레인 밸브

16 : 급수관 17 : 배수관 101,201,301,401 : 파이프

302 : 망체 402 : 칸막이

이하, 본 발명을 제시되는 실시예에 따라 구체화한다.

본 발명에 따른 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 다수의 파이프를 서로 연결하여 파이프조립체(1)가 되게 하고 그 전단부와 후단부에 각각 게이트 밸브(2)(3)를 개재하여 오수를 선택적으로 유입, 유동시켜 배수하도록 하되 파이프조립체(1)의 전단부에는 펌프(4)를 위치시켜 오수를 파이프조립체(1) 내부로 강제 유입시키며, 파이프조립체(1)의 펌프 후위에는 압축기(5)를 연결하여 상기 유동하는 오수에 선택적으로 가압 산소 또는 가압 공기를 주입하면서 1차 가압하고, 파이프조립체(1)의 압축기 후위 내부에는 1차 가압된 오수를 2차 가압하면서 체류시켜 상기 주입된 산소 또는 공기가 오수내에서 완전 용해되도록 하는 스크류 장치(6)를 삽입한 것으로, 스크류 장치(6)는 중앙부에 위치된 축(7)의 외주면에 가이드날개(8)가 나선형으로 용접에 의해 결합된 것이다.

이때, 항구적인 수질개선을 위하여 파이프조립체(1)의 내부로 유입되는 오수에 수질개선 토양미생물을 첨가할 수도 있으며, 이외에도 이미 유동된 오수의 역류를 방지하기 위한 다수의 첵밸브(9)와, 스크류 장치(6)가 위치된 부위를 선택적으로 개폐하여 압력을 조절하는 안전밸브(11)와, 육안으로 파이프조립체(1) 내부의 압력을 확인할 수 있도록 하는 압력 게이지(12)(13), 유입되는 오수 중의 입자가 큰 이물질을 걸러주는 스트레이너(14), 수동으로 배수할 수 있게 하는 드레인 밸브(15) 등을 설치하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 급수관(16)의 입구측이 오수내에 위치되게 하고, 파이프조립체(1)의 전단부와 후단부에 각각 위치된 게이트 밸브(2)(3)를 모두 개방한 상태에서 펌프(4)를 구동하면 오수가 펌프(4)를 거쳐 파이프조립체(1)의 내부로 유입되기 시작하며, 상기 유입된 오수는 파이프조립체(1)가 형성한 유로를 따라 계속 유동하게 되는데, 이러한 과정에서 파이프조립체(1)의 펌프 후위에 연결된 압축기(5)에 의해 산소 또는 공기가 가압되어 내부로 주입되므로 상기 유동하는 오수가 1차 4㎏/㎠ 정도로 가압되면서 그 내부에 10㎜정도의 기포가 발생된다.

1차로 가압된 상태의 오수는 계속 유동하여 파이프조립체(1) 내부에 삽입된 스크류 장치(6)측으로 이동하게 되며, 스크류 장치(6)의 가이드날개(8)에 의해 안내되어 중앙부의 축(7)을 중심으로 선회작용하면서 계속적으로 유동하게 된다.

이때, 스크류 장치(6)의 축(7)을 모터(미도시)에 연결하여 상기 유입되는 오수를 강제 유동시킬 수도 있으며, 도시된 바와 같이 축(7)의 외주면에 가이드날개(8)가 나선형으로 결합된 상태 그대로 파이프조립체(1) 내부에 삽입하여 구성할 수도 있는 것으로, 상기 유입되는 오수가 스크류 장치(6)의 축(6)을 중심으로 선회작용함에 따라 오수가 2차적으로 압력을 받게 됨은 물론 그 체류시간이 3배이상 증가하게 된다.

이러한 과정에서 1차 주입된 산소 또는 공기는 오수내에 완전히 용해되어 무수히 많은 기포를 발생시키는 상태가 되며, 이때의 기포는 약 30㎛ 정도의 크기가 된다.

따라서, 스크류 장치(6)를 빠져나올 때의 오수는 무수히 많은 기포를 포함하게 됨은 물론 약 6㎏/㎠ 정도의 압력이 되며, 산소 또는 공기가 완전히 용해된 상태로 배수관(17)을 통해 빠른 속도로 빠져나가게 되며, 배수관(17)을 빠져나온 오수로부터 기포가 상승하면서 오물질을 자연스럽게 부유시키게 되고, 물의 상부에서 오물질을 걷어내어 제거하면 오수정화가 완료되는 것이다.

이때, 본 발명에 따른 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치에서는 오수의 유입단계에서 수질개선 토양 미생물을 투입한 것이며, 장치의 계속적인 운전에 따라 미생물의 생육조건인 적정한 온도, 양분, 산소가 충족되므로 배수되어 나온 물에서 미생물이 계속적으로 서식하면서 옆의 다른 물을 항구적으로 정화할 수 있게도 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 파이프방식을 적용하는 것이어서 그 내용적이 작기 때문에 가압효율이 좋아 빠른 시간내에 원하는 압력에 도달할 수 있고, 미세 조정이 용이하며, 이러한 이유로 상기 주입된 산소 또는 공기가 오수내에 완전히 용해되어 미세기포를 용이하게 발생시킬 수 있는 것으로, 미세기포의 발생을 용이하게 한다는 것은 그만큼 오수정화처리능력이 우수함을 의미한다고 할 수 있다.

또한, 파이프방식을 적용하게 되면 종래기술에 따른 가압탱크장치에 비해 장치의 크기 및 무게를 줄일 수 있어 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 운송 또는 설치가 용이하여 비용이 적게 소요됨은 자명하며, 유로의 폭이 좁아 취수구와 토출구의 높이에 차이가 있더라도 양정차에 관계없이 처리수량에 변화를 가져오지 않게 되고, 파이프의 내부에 가동부품을 갖지 않으므로 유지보수에도 유리할 것이다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치의 2차 가압 및 체류를 위한 구조의 실시예를 각각 나타낸 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이 파이프조립체(1)의 일 파이프(101)의 소정부위로부터 배수부위까지 그 파이프(101)의 내경을 점차 축소시켜 구성하거나, 도 4에 도시한 바와 같이 파이프(201)의 내경을 교호로 축소/확장되게 구성하거나, 도 5에 도시한 바와 같이 파이프(301)내에 조밀한 망체(302)를 삽입하거나, 도 6에 도시한 바와 같이 다수의 칸막이(402)가 파이프(401) 내부를 1/2이상씩 교호로 막는 형상으로 구성하게 되면 기본적으로 물에 압력이 가해지면서 유속을 지연시킴과 동시에 와류를 발생시키는 작용을 하게 되며, 따라서 본 발명이 추구하는 2차 가압 및 체류시간 연장의 목적에 부합될 수 있으므로 본 발명의 실시예와 동일한 효과를 가질 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 오수에 무수한 기포를 발생시키기 위한 장치를 파이프방식으로 구성하고, 장치 내부를 유동하는 오수를 2단계로 순차 가압하면서 그 체류시간을 연장시키는 구조를 갖는 것이므로 파이프방식 적용에 따라 가압효율이 향상되어 단시간내에 설정 압력에 도달할 수 있고, 미세 조정이 용이하며, 이러한 이유 및 다단계의 가압, 체류시간 연장을 통해 주입된 산소 또는 공기가 오수내에 완전히 용해되어 미세기포를 용이하게 발생시킬 수 있는 것이어서 오수정화처리능력이 우수해지는 효과가 있다.

또한, 장치의 크기 및 무게를 줄일 수 있어 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 운송 또는 설치가 용이하여 비용이 적게 소요됨은 자명하며, 유로의 폭이 좁아 취수구와 토출구의 높이에 차이가 있더라도 양정차에 관계없이 처리수량에 변화를 가져오지 않게 되고, 파이프의 내부에 가동부품을 갖지 않으므로 유지보수에도 유리한 효과도 있는 것이다.

Claims (6)

1. 다수의 파이프를 서로 연결하여서 되며, 그 전단부와 후단부에 각각 게이트 밸브가 개재되어 오수 또는 미생물이 첨가된 오수를 선택적으로 유입, 유동시켜 배수하는 파이프조립체;

   상기 파이프조립체의 전단부에 위치되어 오수를 상기 파이프조립체 내부로 강제 유입시키기는 펌프;

   상기 파이프조립체의 펌프 후위에 연결되어 상기 유동하는 오수에 선택적으로 가압 산소 또는 가압 공기를 주입하면서 1차 가압하는 압축기; 및

   상기 파이프조립체의 압축기 후위 내부에 구비되어 상기 1차 가압된 오수를 2차 가압하면서 체류시켜 상기 주입된 산소 또는 공기가 오수내에서 완전 용해되게 하여 상기 오수내에 무수히 많은 기포를 발생시킨 상태로 배수되게 하는 2차 가압 및 체류수단을 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 가압 및 체류수단은 중앙부에 위치된 축의 외주면에 가이드날개가 나선형으로 결합된 형상을 가지며, 파이프의 내부에 삽입하여서 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 가압 및 체류수단은 파이프의 소정부위로부터 배수부위까지 그 파이프의 내경을 점차 축소시켜서 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 가압 및 체류수단은 파이프의 내경을 교호로 축소/확장되게 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 가압 및 체류수단은 파이프의 내부에 조밀한 망체를 삽입하여서 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 가압 및 체류수단은 다수의 칸막이가 파이프 내부를 1/2이상씩 교호로 막는 형상으로 된 것을 특징으로 하는 파이프방식에 의한 산소 및 공기용해장치.