KR200257653Y1 - 폭기식 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폭기식 정화장치에 관한 것으로, 흡입 임펠러로 강제 흡입시킨 가스(공기)를 물 속에 연결된 중공관을 통하여 수중으로 분출시키면서 가스를 미세 분사요소에 의해 미세하게 전단시켜 분출시킴으로써 비표면적을 확장시키는 장치이다. 가스 유입관을 통하여 유입된 가스는 구동모터와 직결된 흡입 임펠러에 의하여 역시 직결된 중공관을 거쳐 하단 분출부의 분출공으로 분산 배출되며, 분출된 가스는 다시 전단틀에 의해 미세 기포로 분산되는 것이다. 그리고, 미세 기포는 물의 표면 장력에 의해 거품이 되어 폭기조 안의 물위로 떠오르면서 중금속 분진은 침전되고 미세 부유성 분진은 거품 주위에 붙어서 떠오른다. 또, 친수성 가스는 물에 용해되고 소수성 가스는 화공촉매제에 의해 중화 및 침전 처리된다.

Description

폭기식 정화장치{AERATION TYPE PURIFICATION APPARATUS}

본 고안은 폭기식 정화장치에 관한 것으로, 특히 폐가스를 습식방법으로 정화시킴에 있어서, 가스를 물 속으로 분사시켜서 물과 접촉시켜 세정하며, 폭기 구조를 재구성하여 운전상의 하자를 보완하고 완벽에 가까운 처리수 재활용을 도모하여 폐가스 배출을 간단하고 안전하게 할 수 있을 뿐 아니라, 간단한 연결 조작만으로 수질 개선을 할 수 있도록 한 폭기식 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기를 포함한 가스 세정기에는 여러 가지가 있으나 대별하면 건식과 습식이 있고, 기계식과 전기식이 있으며, 또한 분진을 직접 상대로 하는 직접법과 가스 등의 전체를 상태로 하는 간접법으로 구분할 수 있다. 그리고 중력에 의한 것, 관성, 원심력, 음파를 이용하거나 여과를 하는 것 등 종류가 많다.

이렇게 종류가 많다는 것은 각 형태별에 따라 나름대로 장점이 있으나 동시에 취약한 점도 있으며, 또한 만능으로 적용되지 않는 다는 것을 의미한다. 따라서 만족할만한 세정기가 드믈다는 것이다.

특히 종래에도 본 고안과 흡사한 폭기장치가 있으나, 이는 수질 개선용이며 공기 세정용으로 응용한다 해도 구조상 심한 부하가 생겨서 별로 경제적이지 못하고 성능 규격상 문제가 있다.

그리고, 본 고안에 속하는 습식방법에 있어서 대개가 물을 분사하여 그 속에 폐가스를 통과시키는 단순한 방법을 이용하였으며, 그 중에서 원통내에 물 분사식회전축에 팬을 결합하여 폐가스와 물 입자를 강제로 접촉시키는 집진방법이 양호한 성과를 발휘하고 있음에도 불구하고 역시 오염물질 배출 허용치에 만족할 뿐이다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 위에서 대체적으로 언급하였듯이 기준치에만 만족하고자 급급하는 세정장치에 대하여 성능을 확실하게 보완하는 보조장치와 밀폐공간의 오염공기를 단순하면서도 확실하게 세정시킬 수 있는 장치를 구성함에 있어서 이제까지의 습식방법을 정반대로 구성하려는 것이다.

즉 물을 분사시켜서 가스와 접촉시키는 것이 아니라 가스를 물 속으로 분사시켜서 물과 접촉시키고자 하는 것이다. 여기에 폭기 구조를 재구성하여 운전상의 하자를 보완하고 완벽에 가까운 처리수 재활용을 도모하여 폐가스 배출을 간단하고 안전하게 하려는 것이다. 그리고 간단한 연결 조작만으로 수질 개선을 위한 폭기기로 활용할 수 있게 하려는 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 고안에 의한 폭기식 정화장치를 보인 것으로,

도 1은 폭기식 정화장치가 2대 이상 직렬로 연결된 형태를 보인 개략 평면도.

도 2는 폭기식 정화장치의 구성을 보인 종단면도.

도 3은 폭기식 정화장치의 요부 구성을 보인 부분 종단면도.

도 4는 폭기식 정화장치의 구성을 보인 횡단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 가스 유입관 10 : 급수조

11 : 물 공급시스템 20 : 화공약품 공급조

21 : 화공약품 공급시스템 100 : 에어레이션 세정부

100' : 세정조 101 : 임펠러 하우징

102 : 흡입 임펠러 103 : 자동조절 구동모터

104 : 중공관 105 : 가스 분출부

106 : 나선익 107 : 분출공

108 : 망형 전단틀 109 : 베어링

111 : 지지간 112 : 배출구

120 : 분사관 121 : 분사공

130 : 혼합 급수부 130' : 혼합 급수조

131 : 유통관 132 : 급수로

133 : 유통관 150 : 교반기

200 : 소포조 210 : 소포기

S1 : 가스압력센서 S2 : 성분측정센서

S3 : 농도센서

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 폭기식 정화장치는 각종 산업 현장에서 발생되는 폐가스를 유입시키는 유입수단과, 유입된 가스를 미세하게 전단 분리시켜 처리수와 접촉시키는 접촉수단과, 처리수를 조정하는 수단과, 기포의 소포과정을 통해 가스를 분리시키는 수단과, 침전물을 배출시키는 수단으로 구성된다.

이러한 장치에서 특징적인 구성은 임펠러 하우징의 내부에 가스를 흡입시키기 위한 흡입 임펠러가 결합되고, 상기 흡입 임펠러의 하부에 함께 회전하도록 연결된 중공관의 하단부에는 상기 가스를 하측으로 이송시켜 분출시키기 위한 가스 분출부가 결합되며, 상기 분출부의 외측에는 분출되는 가스를 미세하기 분리시키기 위한 분리요소가 결합되어 이루어진다.

상기 흡입 임펠러는 자동조절모터의 구동력으로 회전하고, 상기 자동조절모터는 상기 임펠러 하우징의 상단부에 설치되며, 상기 분출부는 나선익이 내주면에 형성되고 주벽에 다수개의 분출공이 형성된 형태이고, 상기 분리요소에는 가스 분출부의 분출공에서 분출되는 가스를 미세하게 분리시키기 위하여 망으로 형성된 전단틀이 상기 가스 분출부 외측에 위치하도록 고정되어 구성된다.

상기 임펠러 하우징은 에어레이션 세정부의 세정조의 상단부에 고정되고, 상기 임펠러 하우징에는 가스를 흡입시키기 위한 가스 유입관이 연결되며, 상기 중공관이 상기 세정조의 내부에 설치되고, 상기 전단틀이 상기 세정조의 내측 하부에 연결된 지지간에 고정되어 구성된다.

상기 에어레이션 세정부의 상기 세정조의 하부에는 다수개의 분사공을 가지는 분사관이 결합되어 상기 유통관과 연결되며, 상기 에어레이션 세정부의 배출구에는 소포기가 결합되어 구성된다.

상기 에어레이션 세정부의 상기 세정조에는 혼합 급수부에서 화공약품과 혼합된 물이 순환펌프의 펌핑력에 의해 순환된다.

상기 혼합 급수부에는 화공약품의 농도를 감지하기 위한 농도센서가 결합되고, 상기 가스 유입관에는 가스압력센서가 결합됨과 아울러 가스 함유종류 및 함유량을 측정하기 위한 성분측정센서가 결합되어 구성된다.

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 고안에 의한 폭기식 정화장치를 보인 것으로, 도 1에는 폭기식 정화장치 복수개가 직렬로 연결된 형태를 보인 개략 평면도가 도시되고, 도 2에는 폭기식 정화장치의 구성을 보인 종단면도, 도 3에는 폭기식 정화장치의 요부 구성을 보인 부분 종단면도가 각각 도시되어 있으며, 도 4에는 폭기식 정화장치의 구성을 보인 횡단면도가 도시되어 있다.

도면에서 부호 100은 에어레이션 세정부를 보인 것으로, 이 에어레이션 세정부(100)는 세정조(100')의 상단부에 고정된 임펠러 하우징(101)의 내부에 가스 유입관(1)으로 유입되는 폐가스를 흡입시키기 위한 흡입 임펠러(102)가 결합되고, 임펠러 하우징(101)의 상단부에는 흡입 임펠러(102)를 회전시키기 위한 자동조절 구동모터(103)가 설치되고, 흡입 임펠러(102)의 하부에는 중공관(104)이 연결되어 자동조절 구동모터(103)에 의해 흡입 임펠러(102)와 중공관(104)이 함께 회전하도록 되어 있다.

상기 중공관(104)의 하단부에는 가스 분출부(105)가 결합되고 가스 분출부(105)의 하단부에 고정된 축(110)이 세정조(100')의 호퍼형 하부의 내측에 고정된 지지간(111)에 베어링(109)을 개재하여 결합되며, 중공관(104)의 상단부는 세정조(100')의 상면에 고정된 베어링(109)에 결합되어 있다.

상기 가스 분출부(105)는 내주면에 흡입 임펠러(102)에 의해 송풍된 폐가스를 하측으로 이송시켜 분출시키기 위한 나선익(106)이 형성되고, 가스 분출부(105)의 주벽에는 다수개의 분출공(107)이 형성되어 있으며, 가스 분출부(105)의 외측에는 분출공(107)에서 분출되는 폐가스를 미세하게 분리시키기 위한 망으로 형성된 전단틀(108)이 지지간(111) 위에 고정되어 있다.

상기 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100') 측부에는 혼합 급수부(130)가 보조적으로 설치되어 있다. 이 혼합 급수부(130)의 조(130')는 에어레이션 세정부(100)와 유통관(131)으로 상측부가 연결되어 에어레이션 세정부(100)의 물이 혼합 급수부(130)로 유통되고, 에어레이션 세정부(100)와 유통관(133)으로 하측부가 연결되며, 순환펌프(140)가 중간부에 연결되어 혼합 급수부(130)에서 화공약품과 혼합된 물이 순환펌프(140)의 펌핑력에 의해 에어레이션 세정부(100)로 유통되어 순환되도록 되어 있다.

상기 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100')의 하부에는 다수개의 분사공(121)을 가지는 분사관(120)이 결합되어 유통관(133)과 연결되어 있으며, 상기 에어레이션 세정부(100)의 배출구(112)에는 소포기(210)가 결합되어 있다.

상기 혼합 급수부(130)의 내부에는 유통관(131)의 하측으로 사행상(蛇行狀) 급수로(132)가 형성되고 급수로(132)의 배출구에 유통관(133)이 연결되어 혼합 급수부(130) 내부에서 화공약품과 혼합된 물이 급수로(132)를 경유하여 유통관(133)으로 배출되도록 되어 있다.

또, 급수조(10)로부터 혼합 급수부(130)에 물을 공급하기 위한 물 공급시스템(11)이 구비되고, 화공약품 공급조(20)로부터 혼합 급수부(130)에 화공약품을 공급하기 위한 화공약품 공급시스템(21)이 구비되어 있으며, 혼합 급수부(130)와 물 공급시스템(11) 및 화공약품 공급시스템(21)의 조(130'),(21'),(41') 내부에는 수위에 따라 개폐되는 예를 들어 볼탑과 같은 개폐밸브(30)가 결합되어 있다.

상기 혼합 급수부(130)의 상부에는 물과 화공약품을 혼합시키기 위한 교반기(150)가 결합되고, 화공약품의 농도를 감지하기 위한 농도센서(S3)가 결합되어 있다.

그리고, 상기 가스 유입관(1)에는 가스압력센서(S1)가 결합됨과 아울러 폐가스 함유종류 및 함유량을 측정하기 위한 성분측정센서(S2)가 결합되어 있다.

상기 혼합 급수부(130)에는 농도센서(S3)에 의해 필요량의 화학 촉매제를 자동 공급하도록 하고, 손실되는 세정수는 급수조(10)로부터 자동 급수되도록 하였다.

상기 가스 유입관(1)으로 유입되는 폐가스는 에어레이션 세정부(100)에서 처리되고 미세하게 전단된 가스는 비표면적이 최대한 확장되어 화학처리를 위한 세정수를 통과하는 과정에서 미세분진은 기포에 부착되고 폐가스는 중화 또는 침전되어 완전에 가깝게 폐가스가 세정된다.

에어레이션 세정부(100)에서 기포 상태로 배출되는 세정가스는 소포(消泡) 과정을 거쳐 제습장치에서 습기가 제거되어 건조한 가스가 된다.

이후, 아직도 다이옥신가스가 남아 있으면 터널식 전기히터와 같은 통상의 다이옥신가스 처리부에서 잔여분을 처리하여 완전한 가스 세정을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 폭기식 정화장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 폭기식 정화장치는 가스 유입관(1)을 통하여 유입된 가스는 자동조절 구동모터(103)와 직결된 흡입 임펠러(102)에 의하여 역시 직결된 중공관(104)을 거쳐 하단 가스 분출부(105)의 분출공(107)으로 분산 배출되며, 분출된 가스는 다시 전단틀(108)에 의해 미세 기포로 분산되는 것이다. 그리고, 미세 기포는 물의 표면 장력에 의해 거품이 되어 에어레이션 세정조(100') 안의 물위로 떠오르면서 중금속 분진은 침전되고 미세 부유성 분진은 거품 주위에 붙어서 떠오른다. 또, 친수성 가스는 물에 용해되고 소수성 가스는 화공촉매제에 의해 중화 및 침전 처리된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 에어레이션 세정부(100)는 자동조절 구동모터(103)의 구동에 의해 흡입 임펠러(102)가 회전함에 따라 가스 유입관(1)으로 유입되는 폐가스가 흡입 임펠러(102)의 하부에 연결된 중공관(104)으로 흡입되고, 흡입 임펠러(102)와 중공관(104)이 함께 회전함에 따라 상기 중공관(104)의 하단부에 결합된 가스 분출부(105)의 나선익(106)에 의해 강력하게 흡인되며, 가스 분출부(105)의 주벽에 형성된 다수개의 분출공(107)으로 분출되어 멀리 퍼져 나가게 된다.

그리고, 가스 분출부(105)에서 분출되는 폐가스는 그 외측으로 결합된 망형 전단틀(108)을 통과하면서 미세하게 전단되면서 분출된다.

기존의 제품은 물 속에 임펠러가 있어서 많은 저항을 받게 되고, 더구나 물의 농도에 민감하여 많은 부하를 받게 되므로 어떤 조건에서나 소기의 목적을 달성하기 힘드나, 본 고안 장치는 이것을 보완하기 위하여 흡입 임펠러(102)를 물 밖으로 배치하고, 대신 중공관(104)의 하부에 결합되는 가스 분출부(105)의 내부를 나선익(106)으로 형성하여 가스를 강한 압력으로 분출공(107)을 통하여 분출하도록 한 것과, 분출되는 가스를 망형 전단틀(108)에 의해 미세하게 분리하여 분출되도록 한 것이므로 어떤 조건에서나 세정작용이 원활하게 행하여진다.

상기 에어레이션 세정부(100)의 세정수는 세정조(100') 측부에 보조적으로 설치된 혼합 급수부(130)의 조(130')로 유통관(131)을 통하여 유입되고, 급수조(10)와 화공약품 공급조(20)에 연결된 물 공급시스템(11)과 화공약품 공급시스템(21)에 의해 세정수와 화학 촉매제와 같은 화공약품이 혼합 급수조(130')의 내부에 공급되어 교반기(150)에 의해 교반되며, 가스 유입관(1)에는 가스압력센서(S1)가 결합됨과 아울러 폐가스 함유종류 및 함유량을 측정하기 위한 성분측정센서(S2)가 결합되어 있어, 상기 세정수와 화공약품의 공급, 그리고 상기 흡입 임펠러(102)의 회전은 가스압력센서(S1)와 성분측정센서(S2)의 감지 신호에 의해 자동제어된다.

또, 적정량의 화공약품이 혼합된 세정수가 혼합 급수부(130)의 내부 일측에 형성된 사행상(蛇行狀) 급수로(132)를 경유하고 혼합 급수조(130')의 주벽 하측부에 연결된 유통관(133)을 통하여 순환펌프(140)의 펌핑력에 의해 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100')의 하부에 유통관(133)과 연통되게 설치된 분사관(120)의 분사공(121)을 통하여 세정조(100')의 하부에서 상측으로 분사되고, 이에 따라 가스 유입관(1)으로 유입되어 에어레이션 세정부(100)에서 미세하게 전단되면서 배출되는 가스는 비표면적이 최대한 확장되어 화학처리를 위한 세정수를 통과하는 과정에서 미세분진은 기포에 부착되고 폐가스는 중화 또는 침전되어 세정되며, 세정수는 계속해서 순환되어 재활용된다.

또, 상기 혼합 급수부(130)에서도 화학반응으로 중화 또는 침전되는 효과가 발생하며, 혼합 급수조(130')의 사행상 급수로(132)는 침전물이 침전되는 과정에서 다시 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100')로 유입 순환되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 세정조(100')의 내부에서 발생되는 거품은 상측부로 부상하여 거품층을 이루게 되고, 이 거품이 세정조(100')의 상단 배출구(112)를 통하여 배출되면서 소포조(200)의 상측부에 설치된 소포기(210)에 의해 거품이 파괴되어 기포막을 형성하고 있던 수분은 분진과 함께 소포조(200) 밑으로 흘러내리게 되며, 상기 세정조(100')와 혼합 급수조(130') 및 소포조(200)의 내부에 침전된 침전물은 호퍼형 하측부의 배출구에 결합된 개폐용 밸브(40)를 개방시켜 예를 들어 자루에 담아 수거하고, 수분을 조정한 후 반출하게 된다.

또한, 상기 소포조(200)를 통과한 폐가스는 고, 세정된 가스는 배출구(201)로 배출되어 필요에 따라 통상의 가스 제습부를 통과하면서 습기가 제거되고, 이후 통상의 터널식 전기히터와 같은 잔여 다이옥신가스 처리부를 통과하면서 다이옥신가스가 제거되며, 이어서 열회수장치에서 폐가스의 열이 회수된 후 순환시켜 재사용하거나 연도를 통하여 방출시킨다.

한편, 상기한 바와 같은 본 고안의 폭기식 정화장치는 에어레이션세정부(100)의 세정조(100') 하측에 설치된 분사관(120)으로 오염된 물을 공급하여 분사시키면서 상기 흡입 임펠러(102)와 가스 분출부(105)에 의해 가스 유입관(1)으로 공기를 흡인시켜 미세한 공기 기포를 오염된 물과 접촉시키면 수질이 정화되므로 수질 정화용으로도 활용할 수 있다.

그리고, 상기한 바와 같은 본 고안 폭기식 정화장치는 필요한 장소에 1대만을 설치하여 이용하거나, 도 1과 같이 2대 이상을 직렬로 연결하여 이용할 수 있으며, 이와 같이 복수대를 연결하여 운용할 수도 있다.

또, 상기 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100')는 필요한 경우 제거하고 사용할 수 있으며, 상기 흡입 임펠러(102)의 임펠러 하우징(101)을 예를 들어 부유체 위에 결합하여 정화하고자 하는 장소의 물위에 설치하는 형태로 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 폭기식 정화장치는 위에서 설명한 바와 같이 가스를 물 속으로 분사시켜서 물과 접촉시킴으로써 흡입 임펠러로 강제 흡입시킨 폐가스(공기)를 물 속에 연결된 중공관을 통하여 수중으로 분출시키면서 가스를 미세 분사요소에 의해 미세하게 전단시켜 비표면적을 확장시키면서 분출시킴으로써 폐가스를 세정시키고, 처리수를 거의 완벽하게 재활용할 수 있으며, 폐가스 및 오염 공기를 안전하고 정밀하게 세정 처리하도록 구성된 것으로 이미 설치된 각종 세정기 등의 마무리 처리 보조기로 활용할 수 있으며, 복수회(2, 3회) 반복적으로 처리 과정을 거치면 폐가스 세정의 만족한 결과를 얻을 수 있는 세정기로 이용할 수 있다.뿐만 아니라 간단한 연결 조작만으로 수질 개선용, 폐수처리용으로도 활용할 수 있다.

Claims (4)

1. 임펠러 하우징(101)의 내부에 가스를 흡입시키기 위한 흡입 임펠러(102)가 결합되고, 상기 임펠러 하우징(101)의 상단부에는 상기 흡입 임펠러(102)를 회전시키기 위한 자동조절 구동모터(103)가 설치되며, 상기 흡입 임펠러(102)의 하부에 함께 회전하도록 연결된 중공관(104)의 하단부에는 상기 가스를 하측으로 이송시켜 분출시키기 위한 나선익(106)이 내주면에 형성되고 주벽에 다수개의 분출공(107)이 형성된 가스 분출부(105)가 결합되고, 상기 가스 분출부(105)의 분출공(107)에서 분출되는 가스를 미세하게 분리시키기 위한 망으로 형성된 전단틀(108)이 상기 가스 분출부(105) 외측에 위치하도록 고정되어 구성된 것을 특징으로 하는 폭기식 정화장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 임펠러 하우징(101)이 에어레이션 세정부(100)의 세정조(100')의 상단부에 고정되고, 상기 임펠러 하우징(101)에는 가스를 흡입시키기 위한 가스 유입관(1)이 연결되며, 상기 세정조(100')의 내부에 설치되는 중공관(104)의 하단부에는 가스 분출부(105)가 결합되고, 상기 가스 분출부(105)의 하단부에 고정된 축(110)은 세정조(100')의 호퍼형 하부의 내측에 고정된 지지간(111)에 회전 가능하게 결합됨과 아울러 상기 중공관(104)의 상단부는 상기세정조(100')의 상면에 회전 가능하게 결합되며, 상기 전단틀(108)이 상기 세정조(100')의 내측 하부에 연결된 지지간(111)에 고정되어 구성된 것을 특징으로 하는 폭기식 정화장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 에어레이션 세정부(100)의 상기 세정조(100')의 하부에는 다수개의 분사공(121)을 가지는 분사관(120)이 결합되어 상기 유통관(133)과 연결되며, 상기 에어레이션 세정부(100)의 배출구(112)에는 소포기(210)가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 폭기식 정화장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 에어레이션 세정부(100)의 상기 세정조(100') 측부에 설치되는 혼합 급수부(130)의 조(130')는 상기 에어레이션 세정부(100)와 유통관(131)으로 상측부가 연결되어 상기 에어레이션 세정부(100)의 물이 상기 혼합 급수부(130)로 유통되고, 상기 에어레이션 세정부(100)와 유통관(133)으로 하측부가 연결되며, 순환펌프(140)가 중간부에 연결되어 상기 혼합 급수부(130)에서 화공약품과 혼합된 물이 상기 순환펌프(140)의 펌핑력에 의해 상기 에어레이션 세정부(100)로 유통되어 순환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 폭기식 정화장치.