KR20030036035A

KR20030036035A - 액체내 미생물 감쇄장치

Info

Publication number: KR20030036035A
Application number: KR1020020066424A
Authority: KR
Inventors: 기노세이지; 다무라슈코; 다나카아쓰시; 시마즈히로키; 요시오카기이치로
Original assignee: 가부시키가이샤 가이요카이하쓰 기쥬쓰겐큐쇼
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2003-05-09
Also published as: KR100656664B1; CN1422810A; CN1234618C; JP3821436B2; JP2003200156A

Abstract

액체내의 난류의 내부에 존재하는 전단현상(장소에 따른 유속의 급격한 차)을 이용하여 이 전단에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하고, 저비용으로 액체내의 미생물의 수를 줄일 수 있으며, 더욱이 처리능력의 향상도 용이한 액체내 미생물 감쇄장치를 제공하는 데에 있다.

파이프(2)내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(31)을 가진 슬릿판 (3)을 횡단면 방향으로 부착하고, 파이프(2)내의 슬릿판(3)을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프(4)를 파이프(2)에 부착하였다.

Description

액체내 미생물 감쇄장치{TREATMENT SYSTEM FOR MICROORGANISM IN LIQUID}

본 발명은, 바닷물 속, 민물 속 또는 이들 이외의 액체 등의 액체 내에 포함된 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 감쇄하여, 바닷물 속, 민물 속 및 다른 액체 등의 액체 내에 포함된 미생물의 수를 줄이는 기술에 관한 것이며, 특히, 액체 내의 난류(亂流)의 내부에 존재하는 전단현상(장소에 따른 유속의 급격한 차)을 이용하여 이 전단(剪斷)에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하고, 또한, 전단으로 파괴되지 않은 미생물을 캐비테이션(cavitation)이 무너질 때에 생기는 충격압력으로 파괴하여 더욱 감쇄하는 액체내 미생물 감쇄장치에 관한 것이다.

종래, 예를 들면 폐색 해역이나 수역(水域), 저수탱크 등의 바닷물 속, 민물 속 또는 이들 이외의 액체 등의 액체 내에 포함된 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 완전히 살균 혹은 감쇄하는 수단으로서, 예를 들면, 약품 등의 화학물을 사용하여 미생물을 살균하거나, 응집여과에 의해 미생물을 제거하거나, 자외선 조사(照射)에 의한 증식기능을 없애거나, 캐비테이션이나 초음파를 이용하여 미생물을 파괴하는 등의 수단이 알려져 있다.

그러나, 약품 등의 화학물을 사용하는 경우는, 그 처리물을 배출할 때에는 환경 문제를 야기하기 때문에, 그들 물질을 중화, 제거 등의 별도의 처치가 필요하다.

또한, 환경 문제를 배려하여 화학적 방법에 의하지 않은 방법도 있지만, 시간당 처리량에 한계가 있어, 수백m³∼수천m³/시간의 처리능력을 가진 장치는 없었다.

이와 같이, 종래 방법이나 장치에 있어서는, 사후처리나 처리능력의 문제, 또한 비용이 매우 고가(高價)가 된다고 하는 문제가 있다. 또한 액체 내의 미생물의 처리에 대응하여, 미생물을 완전히 살균하여 소멸시킬 필요가 있는 경우 외에, 미생물의 수를 줄이면 충분하고 완전하게 소멸시킬 필요가 없는 경우도 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 감안하여, 그 과제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 액체 내의 난류의 내부에 존재하는 전단현상(장소에 따른 유속의 급격한 차)을 이용하여 이 전단에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하고, 또한, 전단으로 파괴되지 않은 미생물을 캐비테이션이 무너질 때에 생기는 충격압력으로 파괴하여 더욱 감쇄하여, 저비용으로 액체 내의 미생물의 수를 줄일 수 있고, 더구나 처리능력의 향상도 용이한 액체내 미생물 감쇄장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 액체내 미생물 감쇄장치의 구성도이다.

도 2(A)는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 파이프내의 슬릿판의 단면도이다.

도 2(B)는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 슬릿판의 정면도이다.

도 2(C)는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 슬릿판의 다른 예의 정면도이다.

도 3(A)는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 파이프내의 분할 슬릿판의 전후이동 시의 단면도이다.

도 3(B)는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 분할 슬릿판의 전후이동 시의 정면쪽에서 본 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태 1을 나타내는 슬릿 개구구멍 근방의 작용설명도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 액체내 미생물 감쇄장치의 구성도이다.

도 6(A)는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 파이프내의 앞부분 뒷부분 슬릿판의 단면도이다.

도 6(B)는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 앞부분 뒷부분 슬릿판의 정면도이다.

도 6(C)는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 앞부분 뒷부분 슬릿판의 다른 예의 정면도이다.

도 7(A)는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 파이프내의 분할 슬릿판의 전후이동 시의 단면도이다.

도 7(B)는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 분할 슬릿판의 전후이동 시의 정면쪽에서 본 사시도이다.

도 8은 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍 근방의 작용설명도이다.

도 9는 본 발명의 실시형태 2를 나타내는 뒷부분 슬릿판쪽의 작용설명도이다.

도 10은 본 발명에 의한 동물성 플랑크톤의 감쇄 실험예를 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명에 의한 동물성 플랑크톤의 감쇄 실험예에 있어서의 실험상태를 나타내는 도면이다.

도 12는 원리설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액체내 미생물 감쇄장치 2 : 파이프

3 : 슬릿판 3a : 분할 슬릿판

3b : 분할 슬릿판31 : 슬릿 개구구멍

32a : 폐색판편32b : 폐색판편

33a : 개구구멍33b : 개구구멍

4 : 펌프 5 : 액체내 미생물 감쇄장치

6 : 파이프7 : 앞부분 슬릿판

7a : 분할 슬릿판7b : 분할 슬릿판

71 : 슬릿 개구구멍72a : 폐색판편

72b : 폐색판편73a : 개구구멍

73b : 개구구멍8 : 뒷부분 슬릿판

8a : 분할 슬릿판8b : 분할 슬릿판

81 : 슬릿 개구구멍81a : 폐색판면

82a : 폐색판편82b : 폐색판편

83a : 개구구멍83b : 개구구멍

9 : 펌프a : 전단영역

b : 캐비테이션(cavitation) 발생영역

c : 캐비테이션(cavitation) 붕괴에 의한 충격압력 발생영역

이상의 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명은, 파이프내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 슬릿판을 해당 파이프의 횡단면방향에 부착하고, 파이프내의 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하여, 미생물을 포함한 액체가 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후(前後)의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에의해 액체 내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 수단으로 이루어진 것이다.

또한, 청구항 2의 발명은, 파이프 내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 해당 파이프의 전후방향에 간격을 두고 이 파이프의 횡단면 방향에 각각 부착함과 동시에, 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 후방 연장직선에 뒷부분 슬릿판의 폐색판면(閉塞板面) 부분이 위치하도록 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍과 뒷부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 위치를 어긋나게 하여 부착하고, 파이프내의 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하고, 미생물을 포함한 액체가 앞부분 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄함과 동시에, 상기 액체가 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍을 통과할 때에 캐비테이션을 발생시켜, 이 캐비테이션을 뒷부분 슬릿판으로 무너뜨릴 때에 생기는 충격압력으로 앞부분 슬릿판에서 파괴되지 않은 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 수단으로 이루어진 것이다.

여기서, 바람직한 형태로서, 슬릿판은, 폐색판편(閉塞板片)을 이 폐색판편보다 폭이 넓은 개구구멍의 간격을 두고 복수 배치한 2장의 분할 슬릿판으로 구성되고, 서로 한쪽의 분할 슬릿판의 폭이 넓은 각 개구구멍에 다른 쪽의 분할 슬릿판의 각 폐색판편을 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍과 각 폐색판편과의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 형성시킴과 동시에, 2장의 분할 슬릿판끼리를 파이프내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후이동이 자유롭게 하여, 슬릿 개구구멍을 확대가 자유롭게 하는 것이 좋다. 또한, 가늘고 긴 슬릿 개구구멍은, 가늘고 긴 장방형의 개구구멍, 또는 가늘고 긴 원호형상의 개구구멍으로 이루어지는 것이 좋다.

[실시예]

이하에 도면에 기재된 발명의 실시형태에 기초하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

〔실시형태 1〕

여기서, 도 1은 액체 내 미생물 감쇄장치의 구성도, 도 2(A)는 파이프내의 슬릿판의 단면도, 도 2(B)는 슬릿판의 정면도, 도 2(C)는 슬릿판의 다른 예의 정면도, 도 3(A)는 파이프내의 분할 슬릿판의 전후이동 시의 단면도, 도 3(B)는 분할 슬릿판의 전후이동 시의 정면 쪽에서 본 사시도, 도 4는 슬릿 개구구멍 근방의 작용설명도이다.

도면에 있어서, 액체 내 미생물 감쇄장치(1)는, 예를 들면 바닷물 속, 민물 속 또는 이들 이외의 액체 등의 액체 내에 포함된 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을, 액체 내의 난류의 내부에 존재하는 전단현상(장소에 따른 유속의 급격한 차)을 이용하여 이 전단에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 장치이다.

이 액체 내 미생물 감쇄장치(1)는, 예를 들면, 선박 발라스트수(ballast water)의 플랑크톤제거, 연못, 호수의 플랑크톤제거, 풀(pool)의 살균, 저수탱크, 액체저수탱크에 발생하는 미생물제거, 적조제거 등에 사용된다.

액체내 미생물 감쇄장치(1)는, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체가 흐르는 파이프(2), 파이프(2)내의 중간에 부착된 슬릿판(3), 미생물을 포함한 액체를 파이프(2)내의 슬릿판(3)을 향하여 소정 유속 이상으로 보내주는 펌프(4) 등으로 구성되어 있다.

파이프(2)는, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체가 흐르는 유로이고, 통상 안둘레면의 물의 저항이 작은 예를 들면 원형 관이 사용된다. 또, 안둘레면의 물의 저항이 작은 경우에는, 파이프(2)는 원형 관 이외의 예를 들어 각(角)형의 단면형상의 사용도 가능하다.

파이프(2)의 지름은, 파이프(2)내를 흘러 처리하는 미생물을 포함한 액체의 유량과, 사용되는 펌프(4)의 능력에 의해서 결정된다. 통상, 처리능력을 높이는 경우에는 파이프(2)의 지름도 큰 것이 사용된다.

또한, 파이프(2)내의 미생물을 포함한 액체는 소정 유량 이상으로 압송되기 때문에, 파이프(2)에는 그 액의 압력을 견딜 수 있는 재질의 것이 사용된다. 이 때문에, 파이프(2)에는 예를 들면 일반적으로 강철관이 사용되지만, 재질적으로 문제가 없으면 강철관 이외의 재질도 사용이 가능하다.

파이프(2)내의 중간에는 흐름을 방해하는 방향, 즉 횡단면 방향으로 슬릿판 (3)이 부착되어 있다. 슬릿판(3)은 파이프(2)의 흐름방향에 대하여, 예를 들면 직교방향으로 부착되어 있다. 슬릿판(3)은, 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 전단현상을 파이프(2)내의 흐름의 내부에 생기게 하는 기능이 있다.

슬릿판(3)은 파이프(2)의 안둘레면에 밀착하여 부착되도록, 파이프(2)의 내형이 원형인 경우에는 이것과 동일한 원형의 형상을 가지고 있다. 슬릿판(3)의 표면에는, 파이프(2)내의 흐름의 내부에 전단발생영역(a)을 생기게 하는 복수 개의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(31)이 형성되어 있다.

슬릿판(3)의 표면에 형성되는 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(31)은, 예를 들면 도면에 나타낸 바와 같이, 가늘고 긴 장방형의 개구구멍의 형상으로 이루어진다. 이 가늘고 긴 장방형의 형상의 슬릿 개구구멍(31)이 평행하게 복수 개, 슬릿판(3)의 표면에 형성되어 있다. 평행한 각 슬릿 개구구멍(31)의 방향은 상하방향, 좌우방향, 혹은 경사방향의 임의방향이라도 좋다.

또한, 슬릿판(3)의 표면에 형성되는 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(31)은, 예를 들면 도면에 나타낸 바와 같이, 가늘고 긴 원호형상의 개구구멍의 형상이라도 좋다. 이 가늘고 긴 원호형상의 슬릿 개구구멍(31)이 동심원의 반경방향에 간격을 두고 복수 개, 슬릿판(3)의 표면에 형성되어 있어도 좋다.

그런데, 슬릿판(3)의 표면에 형성되는 슬릿 개구구멍(31)의 틈, 슬릿 개구구멍(31)의 총 길이는, 기대하는 감쇄효과, 펌프(4)의 능력, 대상액체내의 고형물의 유무, 크기에 의해 결정된다.

펌프(4)는, 파이프(2)내의 슬릿판(3)을 향하여 미생물을 포함한 액체를 소정 유량 이상으로 보내어, 슬릿판(3)의 슬릿 개구구멍(31)을 이용하여 파이프(2)내의 흐름의 내부에 전단영역(a)을 생기게 하는 것으로, 슬릿판(3)의 상류 쪽의 파이프 (2)에 부착되어 있다.

파이프(2)내에 미생물을 포함한 액체를 보내는 펌프(4)는, 슬릿 개구구멍 (31) 및 파이프(2)의 배관에서 발생하는 압력손실에 대응할 수 있는 가압(加壓)능력을 가진 펌프라면, 그 종류는 상관없다. 예를 들면, 수천m³/시간의 원심펌프도 사용이 가능하다.

그런데, 슬릿판(3)은 사용 도중에, 액체내의 쓰레기의 일부가 슬릿 개구구멍 (31)에 부착하여 슬릿 개구구멍(31)의 막힘이 발생하는 문제가 있다. 이 대책으로서, 슬릿판(3)을 2장의 분할 슬릿판(3a, 3b)으로 구성하여, 분할 슬릿판(3a)과 분할 슬릿판(3b)을 파이프(2)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동이 자유롭게 하고, 슬릿 개구구멍(31)을 확대하여, 즉 구멍의 폭을 확대하여 쓰레기의 막힘을 방지하는 기구가 되고 있다.

슬릿판(3)을 구성하는 2장의 각 분할 슬릿판(3a, 3b)은, 각각 폐색판편(32a, 32b)을 이 폐색판편(32a, 32b)보다 폭이 넓은 개구구멍(33a, 33b)의 간격을 두고 복수 배치한 구성으로 이루어진다.

그리고, 분할 슬릿판(3a)의 각각의 폐색판편(32a)을 폐색판편(32a) 보다 폭이 넓은 분할 슬릿판(3b)의 각 개구구멍(33b)에 삽입하고, 동시에 분할 슬릿판(3b)의 각각의 폐색판편(32b)을 폐색판편(32b)보다 폭이 넓은 분할슬릿판(3a)의 각 개구구멍(33a)에 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍(33a, 33b)과 각 폐색판편(32a, 32b)의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(31)을 형성시킨다.

다음에, 상기 발명의 실시형태의 구성에 기초한 작용에 대하여 이하에 설명한다.

액체내 미생물 감쇄장치(1)를 구성하는 파이프(2)의 일끝단을, 처리대상액체, 즉 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체 내에 접속하여, 펌프(4)를 작동시킨다.

파이프(2)의 일끝단으로부터 미생물을 포함한 액체가 파이프(2)내에 유입하여, 파이프(2)의 내부에 부착된 슬릿판(3)을 향하여 소정 유속, 예를 들면 15m/s 이상으로 흐른다. 소정 유속 이상으로 흐르는 미생물을 포함한 액체는, 슬릿 개구구멍(31)이 표면에 형성된 슬릿판(3)에 도달하여, 가늘고 길고 좁은 슬릿 개구구멍 (31)을 압송·통과하여 파이프(2)의 다른 끝단쪽을 향하여 흘러내린다.

이 때, 슬릿판(3)의 표면에 형성된 복수의 슬릿 개구구멍(31)의 입구쪽 및 출구쪽 근방에서는 장소에 따른 유속의 급격한 차가 생겨 전단영역(a)이 발생한다. 전단영역(a)에서는 난류의 내부에 존재하는 전단현상에 의해서 액체내부에 부유(浮遊)하는 물체에는 전단력(剪斷力)이 작용한다.

이 액체 내부에 작용하는 전단력에 의해서, 액체 내의 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물이 파괴된다. 이에 따라, 액체내의 미생물을 감쇄하여, 그 액체 내에 포함된 미생물의 수를 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 파이프(2)의 일끝단 쪽에서 도입된 다수의 미생물을 포함한 액체는, 슬릿 개구구멍(31)이 형성된 슬릿판(3)을 통과할 때에, 액체 내에 포함되는 다수의 미생물이 파괴되어 감쇄되고, 미생물의 수가 감소한 액체가 파이프(2)의 다른 끝단쪽에서 배출되게 된다.

또한, 슬릿판(3)이 2장의 분할 슬릿판(3a, 3b)으로 구성된 경우에 있어서, 사용에 의해 슬릿 개구구멍(31)에 미생물이 부착하여 막힘이 발생하게 되었을 때에는, 분할 슬릿판(3a)과 분할 슬릿판(3b)을 파이프(2)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동시킨다. 즉, 분할 슬릿판(3a)을 분할 슬릿판(3b)보다 전방으로 이동시키거나, 혹은 분할 슬릿판(3b)을 분할 슬릿판(3a)에 대하여 후방으로 이동시킨다.

분할 슬릿판(3a)과 분할 슬릿판(3b)이 상대적으로 전후로 이동하면, 폐색판편(32a, 32b)이 삽입되어 폭이 좁아져 슬릿 개구구멍(31)이 형성되어 있던 개구구멍(33a, 33b)은, 폐색판편(32a, 32b)이 앞쪽 또는 뒤쪽으로 이동해 나가기 때문에 슬릿 개구구멍(31)의 폭이 넓어진다. 그 결과, 좁은 폭의 슬릿 개구구멍(31)에 부착하여 막힘을 일으키고 있는 쓰레기는, 액체의 유속에 의해서 폭이 넓어진 슬릿 개구구멍(31)으로부터 간단히 흘러 이탈하여, 슬릿 개구구멍(31)의 막힘 현상이 해소된다. 막힘 현상이 해소되면, 상대적으로 전후로 이동하고 있는 분할 슬릿판 (3a)과 분할 슬릿판(3b)을 원래의 상태로 복귀시키는데, 이 복귀의 확인은 슬릿판 (3)의 하류쪽에 설치한, 예를 들면 압력계에 의해서 인식한다.

〔실시형태 2〕

여기서, 도 5는 액체내 미생물 감쇄장치의 구성도, 도 6(A)는 파이프내의 앞부분 뒷부분 슬릿판의 단면도, 도 6(B)는 앞부분 뒷부분 슬릿판의 정면도, 도 6(C)는 앞부분 뒷부분 슬릿판의 다른 예의 정면도, 도 7(A)는 파이프내의 분할 슬릿판의 전후이동 시의 단면도, 도 7(B)는 분할 슬릿판의 전후이동 시의 정면쪽에서 본 사시도, 도 8은 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍 근방의 작용설명도, 도 9는 뒷부분 슬릿판쪽의 작용설명도이다.

도면에 있어서, 액체내 미생물 감쇄장치(5)는, 예를 들면 바닷물 속, 민물 속 또는 이들 이외의 액체 등의 액체 내에 포함된 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을, 액체 내의 난류의 내부에 존재하는 전단현상(장소에 따른 유속의 급격한 차)을 이용하여 이 전단에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄함과 동시에, 전단현상으로 파괴되지 않고 살아 남은 액체내의 미생물을 캐비테이션이 무너질 때에 생기는 충격압력으로 파괴하여 더욱 감쇄하는 장치이다.

이 액체내 미생물 감쇄장치(5)는, 예를 들면, 선박 발라스트수(ballastwat er)의 플랑크톤제거, 연못, 호수의 플랑크톤제거, 풀(pool)의 살균, 저수탱크, 액체저수탱크에 발생하는 미생물제거, 적조제거 등에 사용된다.

액체내 미생물 감쇄장치(5)는, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체가 흐르는 파이프(6), 파이프(6)내의 중간에 어떤 간격, 예를 들면 5mm∼15mm을 두고 전후에 부착된 앞부분 슬릿판(7) 및 뒷부분 슬릿판 (8), 미생물을 포함한 액체를 파이프(6)내의 앞부분 슬릿판(7) 및 뒷부분 슬릿판 (8)을 향하여 소정 유속 이상으로 보내주는 펌프(9) 등으로 구성되어 있다.

파이프(6)는, 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체가 흐르는 유로이고, 통상 안둘레면의 물의 저항이 작은, 예를 들면 원형관이 사용된다. 또, 안둘레면의 물의 저항이 작은 경우에는, 파이프(6)는 원형관 이외의, 예를 들면 각(角)형 단면형상의 사용도 가능하다.

파이프(6)의 지름은, 파이프(6)내를 흘러 처리되는 미생물을 포함한 액체의 유량과, 사용되는 펌프(9)의 능력에 의해서 결정된다. 통상, 처리능력을 높일 경우에는 파이프(6)의 지름도 큰 것이 사용된다.

또한, 파이프(6)내의 미생물을 포함하는 액체는 소정 유량 이상으로 압송되기 때문에, 파이프(6)에는 그 액의 압력에 견딜 수 있는 재질의 것이 사용된다. 이 때문에, 파이프(6)에는, 예를 들면 일반적으로 강철관이 사용되지만, 재질적으로 문제가 없으면 강철관 이외의 재질도 사용이 가능하다.

파이프(6)내의 중간에는 흐름을 방해하는 방향, 즉 횡단면 방향에 앞부분 슬릿판(7)이 부착되어 있다. 앞부분 슬릿판(7)은 파이프(6)의 흐름방향에 대하여, 예를 들면 직교방향에 부착되어 있다. 앞부분 슬릿판(7)은, 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 전단현상을 파이프(6)내의 흐름의 내부에 생기게 하는 기능과, 액체 내에 캐비테이션을 발생시키는 기능이 있다.

앞부분 슬릿판(7)은 파이프(6)의 안둘레면에 밀착하여 부착되도록, 파이프 (6)의 내형이 원형인 경우에는 이것과 동일한 원형의 형상을 가지고 있다. 앞부분 슬릿판(7)의 표면에는, 파이프(6)내의 흐름의 내부에 전단발생영역(a)을 생기게 하는 복수 개의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(71)이 형성되어 있다. 이 슬릿 개구구멍 (71)은 캐비테이션을 발생시키는 기능도 가지고 있다.

앞부분 슬릿판(7)의 뒤쪽의 파이프(6)내에는, 어떤 간격 예를 들면 5mm에서 15mm의 간격을 두고 뒷부분 슬릿판(8)이 부착되어 있다. 뒷부분 슬릿판(8)은 파이프(6)내의 흐름을 방해하는 방향, 즉 횡단면 방향으로, 더구나 앞부분 슬릿판(7)과 전후에 평행하게 되도록 부착되어 있다. 뒷부분 슬릿판(8)은 앞부분 슬릿판(7)과 마찬가지로 파이프(6)의 흐름방향에 대하여, 예를 들면 직교방향에 부착되어 있다.

뒷부분 슬릿판(8)은, 앞부분 슬릿판(7)의 슬릿 개구구멍(71)을 통과할 때에 발생하는 캐비테이션을 무너뜨려, 캐비테이션이 무너질 때에 생기는 충격압력을 발생시키는 기능을 발휘한다. 뒷부분 슬릿판(8)은 슬릿 개구구멍(81)이 아닌 폐색판면(81a) 부분에서 발생한 캐비테이션을 무너뜨리는 구조로 되어 있다.

이 때문에, 앞부분 슬릿판(7)의 슬릿 개구구멍(71)의 뒤쪽의 연장직선 상에는, 뒷부분 슬릿판(8)의 인접한 2개의 슬릿 개구구멍(71)의 중간위치, 즉 폐색판면 (81a)부분이 위치하도록 부착되어 있다. 즉, 앞부분 슬릿판(7)의 슬릿 개구구멍 (71)과 뒷부분 슬릿판(8)의 슬릿 개구구멍(81)은, 교대로 어긋나는 위치에 있고, 파이프(6)의 축심 방향에 대해서는 동일 연장직선 상에는 없다.

앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 표면에 형성되는 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(71,81)은, 예를 들면 도면에 나타낸 바와 같이, 가늘고 긴 장방형의 개구구멍의 형상으로 이루어진다. 이 가늘고 긴 장방형의 형상의 슬릿 개구구멍 (71, 81)이 평행하게 복수 개, 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 표면에 형성되어 있다. 평행한 각 슬릿 개구구멍(71, 81)의 방향은 상하방향, 좌우방향, 혹은 경사방향의 임의방향이라도 좋다.

또한, 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 표면에 형성되는 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(71, 81)은, 예를 들면 도면에 나타낸 바와 같이, 가늘고 긴 원호형상의 개구구멍의 형상이라도 좋다. 이 가늘고 긴 원호형상의 슬릿 개구구멍 (71, 81)이 동심원의 반경방향에 간격을 두고 복수 개, 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 표면에 형성되어 있어도 좋다.

그런데, 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 표면에 형성되는 슬릿 개구구멍(71, 81)의 틈, 슬릿 개구구멍(71, 81)의 총 길이는, 기대하는 감쇄효과, 펌프 (9)의 능력, 대상액체내의 고형물(固形物)의 유무, 크기에 의해 결정된다.

펌프(9)는, 파이프(6)내의 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)을 향하여 미생물을 포함한 액체를 소정 유량 이상으로 보내고, 앞부분 슬릿판(7), 뒷부분 슬릿판(8)의 슬릿 개구구멍(71, 81)을 이용하여 파이프(6)내의 흐름의 내부에 전단영역 (a)을 생기게 하는 것으로, 앞부분 슬릿판(7)의 상류쪽의 파이프(6)에 부착되어 있다.

파이프(6)내에 미생물을 포함한 액체를 보내는 펌프(9)는, 슬릿 개구구멍(71 , 81) 및 파이프(6)의 배관에서 발생하는 압력손실에 대응할 수 있는 가압(加壓)능력을 가진 펌프라면, 그 종류는 상관없다. 예를 들면, 수천m³/시간의 원심펌프도 사용이 가능하다.

그런데, 앞부분 슬릿판(7)은 사용 도중에, 액체내의 쓰레기의 일부가 슬릿 개구구멍(71)에 부착하여 슬릿 개구구멍(71)의 막힘을 발생시키는 문제가 있다. 이 대책으로서, 앞부분 슬릿판(7)을 2장의 분할 슬릿판(7a, 7b)으로 구성하여, 분할 슬릿판(7a)과 분할 슬릿판(7b)을 파이프(6)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동이 자유롭게 하여, 슬릿 개구구멍(71)을 확대, 즉 구멍의 폭을 확대하여 쓰레기의 막힘을 방지하는 기구가 되고 있다.

마찬가지로, 뒷부분 슬릿판(8)은 사용 도중에, 액체내의 쓰레기의 일부가 슬릿 개구구멍(81)에 부착하여 슬릿 개구구멍(81)의 막힘을 발생시키는 문제가 있다. 이 대책으로서, 뒷부분 슬릿판(8)을 2장의 분할 슬릿판(8a, 8b)으로 구성하여, 분할 슬릿판(8a)과 분할 슬릿판(8b)을 파이프(6)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동이 자유롭게 하여, 슬릿 개구구멍(81)을 확대, 즉 구멍의 폭을 확대하여 쓰레기의 막힘을 방지하는 기구가 되고 있다.

앞부분 슬릿판(7)을 구성하는 2장의 각 분할 슬릿판(7a, 7b)은, 각각 폐색판편(72a, 72b)을 이 폐색판편(72a, 72b)보다 폭이 넓은 개구구멍(73a, 73b)의 간격을 두고 복수 배치한 구성으로 이루어진다.

그리고, 분할 슬릿판(7a)의 각각의 폐색판편(72a)을 폐색판편(72a)보다 폭이 넓은 분할 슬릿판(7b)의 각 개구구멍(73b)에 삽입하고, 동시에 분할 슬릿판(7b)의 각각의 폐색판편(72b)을 폐색판편(72b)보다 폭이 넓은 분할 슬릿판(7a)의 각 개구구멍(73a)에 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍(73a, 73b)과 각 폐색판편(72a, 72b)의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(71)을 형성시킨다.

마찬가지로, 뒷부분 슬릿판(8)을 구성하는 2장의 각 분할 슬릿판(8a, 8b)은, 각각 폐색판편(82a, 82b)을 이 폐색판편(82a, 82b)보다 폭이 넓은 개구구멍(83a, 83b)의 간격을 두고 복수 배치한 구성으로 이루어진다. 이 폐색판편(82a, 82b)의 표면은 폐색판면(81a)을 구성한다.

그리고, 분할 슬릿판(8a)의 각각의 폐색판편(82a)을 폐색판편(82a)보다 폭이 넓은 분할 슬릿판(8b)의 각 개구구멍(83b)에 삽입하고, 동시에 분할 슬릿판(8b)의 각각의 폐색판편(82b)을 폐색판편(82b)보다 폭이 넓은 분할 슬릿판(8a)의 각 개구구멍(83a)에 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍(83a, 83b)과 각 폐색판편(82a, 82b)의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍(81)을 형성시킨다.

액체내 미생물 감쇄장치(5)를 구성하는 파이프(6)의 일끝단을, 처리대상액체, 즉 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물을 포함한 액체 내에 접속하여, 펌프(9)를 작동시킨다.

파이프(6)의 일끝단으로부터 미생물을 포함한 액체가 파이프(6)내에 유입하여, 파이프(6)의 내부에 부착된 앞부분 슬릿판(7) 및 뒷부분 슬릿판(8)을 향하여 소정 유속, 예를 들면 15m/s 이상으로 흐른다. 소정 유속 이상으로 흐르는 미생물을 포함한 액체는, 슬릿 개구구멍(71)이 표면에 형성된 앞부분 슬릿판(7)에 도달하여, 가늘고 길고 좁은 슬릿 개구구멍(71)을 압송·통과하여 파이프(6)의 다른 끝단쪽을 향하여 흘러내린다.

이 때, 앞부분 슬릿판(7)의 표면에 형성된 복수의 슬릿 개구구멍(71)의 입구쪽 및 출구쪽의 근방에서는 장소에 따른 유속의 급격한 차가 생겨 전단영역(a)이 발생한다. 전단영역(a)에서는 난류의 내부에 존재하는 전단현상에 의해서 액체 내부에 부유(浮游)하는 물체에는 전단력이 작용한다.

이 액체내부에 작용하는 전단력에 의해서, 액체내의 동물성 플랑크톤, 식물성 플랑크톤, 세균 등의 미생물이 파괴된다. 이에 따라, 액체 내의 미생물을 감쇄하여, 그 액체 내에 포함된 미생물의 수를 감소시킬 수 있다.

또한, 액체가 앞부분 슬릿판(7)의 슬릿 개구구멍(71)을 통과할 때에, 캐비테이션이 발생한다. 발생한 캐비테이션은 앞부분 슬릿판(7)의 후방의 뒷부분 슬릿판 (8)의 폐색판면(81a)에 충돌하여 무너지지만, 그 때에 충격압력이 생겨, 이 충격압력에 의해 전단현상으로 파괴되지 않고 살아 남은 미생물이 파괴되어 더욱 감쇄되게 된다.

이와 같이, 파이프(6)의 일끝단 쪽에서 도입된 다수의 미생물을 포함한 액체는, 앞부분 슬릿판(7)과 그 후방의 뒷부분 슬릿판(8)을 통과할 때에, 액체 내에 포함된 다수의 미생물이 파괴되어 감쇄되고, 미생물의 수가 감소한 액체가 파이프(6)의 다른 끝단쪽으로부터 배출되게 된다.

또한, 앞부분 슬릿판(7)이 2장의 분할 슬릿판(7a, 7b)으로 구성되는 경우에 있어서, 사용에 의해 슬릿 개구구멍(71)에 쓰레기가 부착하여 막힘이 발생하게 되었을 때에는, 분할 슬릿판(7a)과 분할 슬릿판(7b)을 파이프(6)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동시킨다. 즉, 분할 슬릿판(7a)을 분할 슬릿판 (7b)보다 앞쪽으로 이동시키거나, 혹은 분할 슬릿판(7b)을 분할 슬릿판(7a)에 대하여 뒤쪽으로 이동시킨다.

분할 슬릿판(7a)과 분할 슬릿판(7b)이 상대적으로 전후로 이동하면, 폐색판편(72a, 72b)이 삽입되어 폭이 좁아져 슬릿 개구구멍(71)이 형성되어 있던 개구구멍(73a, 73b)은, 폐색판편(72a, 72b)이 앞쪽 또는 뒤쪽으로 이동해 나가기 때문에 슬릿 개구구멍(71)의 폭이 넓어진다. 그 결과, 좁은 폭의 슬릿 개구구멍(71)에 부착하여 막힘을 일으키고 있는 쓰레기는, 액체의 유속에 의해서 폭이 넓어진 슬릿개구구멍(71)으로부터 간단히 흘러 이탈하여, 슬릿 개구구멍(71)의 막힘 현상이 해소된다. 막힘 현상이 해소되면, 상대적으로 전후로 이동하고 있는 분할 슬릿판 (7a)과 분할 슬릿판(7b)을 원래의 상태로 복귀시키는데, 이 복귀의 확인은 뒷부분 슬릿판(8)의 하류쪽에 설치한, 예를 들면 압력계에 의해서 인식한다.

마찬가지로, 앞부분 슬릿판(8)이 2장의 분할 슬릿판(8a, 8b)으로 구성되는 경우에 있어서, 사용에 의해 슬릿 개구구멍(81)에 쓰레기가 부착하여 막힘이 발생하게 되었을 때에는, 분할 슬릿판(8a)과 분할 슬릿판(8b)을 파이프(6)내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후로 이동시킨다. 즉, 분할 슬릿판(8a)을 분할 슬릿판(8b)보다 앞쪽으로 이동시키거나, 혹은 분할 슬릿판(8b)을 분할 슬릿판(8a)에 대하여 뒤쪽으로 이동시킨다.

분할 슬릿판(8a)과 분할 슬릿판(8b)이 상대적으로 전후로 이동하면, 폐색판편(82a, 82b)이 삽입되어 폭이 좁아져 슬릿 개구구멍(81)이 형성되어 있던 개구구멍(83a, 83b)은, 폐색판편(82a, 82b)이 앞쪽 또는 뒤쪽으로 이동하여 나가기 때문에 슬릿 개구구멍(81)의 폭이 넓어진다. 그 결과, 좁은 폭의 슬릿 개구구멍(81)에 부착하여 막힘을 일으키고 있는 쓰레기는, 액체의 유속에 의해서 폭이 넓어진 슬릿 개구구멍(81)으로부터 간단히 흘러 이탈하고, 슬릿 개구구멍(81)의 막힘 현상이 해소된다. 막힘 현상이 해소되면, 상대적으로 전후로 이동하고 있는 분할 슬릿판 (8a)과 분할 슬릿판(8b)을 원래의 상태로 복귀시키는데, 이 복귀의 확인은 뒷부분 슬릿판(8)의 하류쪽에 설치한 예를 들면 압력계에 의해서 인식한다.

[실험예]

실시형태 1(1장의 슬릿판)의 경우의 실험결과와, 실시형태 2(앞부분 슬릿판과 뒷부분 슬릿판을 사용한 2장의 슬릿판)의 경우의 실험결과를 도 10에 나타낸다. 또, 실시형태 1의 경우의 결과를 흰색 사각형, 또 실시형태 2의 경우의 결과를 검은색 사각형으로 나타낸다.

도 10의 실험의 경우에 있어서의 실험상태를 도 11에 나타낸다. 실험에서는 파이프 안지름은 50mm, 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 폭은 0.5mm, 또한 앞부분 슬릿판과 뒷부분 슬릿판의 간격은 5mm로 하였다. 또, 도 11에 있어서 실시형태 1(1장의 슬릿판)의 경우의 실험에서는 뒷부분 슬릿판은 생략된다.

이상의 기재로부터 명백하듯이, 청구항 1의 발명에 의하면, 파이프내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 슬릿판을 해당 파이프의 횡단면 방향에 부착하고, 파이프내의 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하여, 미생물을 포함한 액체가 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하도록 하였기 때문에, 비교적 간단한 구조로 액체내의 미생물을 파괴하는 전단영역을 만들어 낼 수 있다. 또한, 처리능력이 높은 펌프를 사용함으로써, 일시에 다량의 액체내 미생물의 처리를 가능하게 할 수 있다. 이와 같이, 저비용이고 효율적으로 액체내의 미생물의 수를 줄일 수 있다고 하는, 극히 신규의 유익한 효과를 발휘하는 것이다.

또한, 청구항 2의 발명에 의하면, 파이프내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 해당 파이프의 전후방향에 간격을 두고 이 파이프의 횡단면방향에 각각 부착함과 동시에, 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 후방 연장직선에 뒷부분 슬릿판의 폐색판면 부분이 위치하도록 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍과 뒷부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 위치를 어긋나게 하여 부착하고, 파이프내의 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하여, 미생물을 포함한 액체가 앞부분 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄함과 동시에, 상기 액체가 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍을 통과할 때에 캐비테이션을 발생시켜, 이 캐비테이션을 뒷부분 슬릿판으로 무너뜨릴 때에 생기는 충격압력으로 앞부분 슬릿판으로 파괴되지 않은 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하도록 하였기 때문에, 비교적 간단한 구조로 액체내의 미생물을 파괴하는 전단영역을 만들어낼 수 있는 동시에, 충격압력에 의해 전단현상으로 파괴되지 않고 살아 남은 미생물을 파괴하여 더욱 감쇄할 수 있다. 또한, 처리능력이 높은 펌프를 사용함으로써, 일시에 다량의 액체내 미생물의 처리를 가능하게 할 수 있다. 이와 같이, 저비용이고 효율적으로 액체내의 미생물의 수를 청구항 1의 발명보다도 더욱 줄일 수 있다고 하는, 극히 신규의 유익한 효과를 발휘하는 것이다.

또한, 청구항 3과 같이, 슬릿판은, 폐색판편을 이 폐색판편보다 폭이 넓은 개구구멍의 간격을 두고 복수 배치한 2장의 분할 슬릿판으로 구성되고, 서로 한쪽의 분할 슬릿판의 폭이 넓은 각 개구구멍에 다른 쪽의 분할 슬릿판의 각 폐색판편을 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍과 각 폐색판편과의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 형성시킴과 동시에, 2장의 분할 슬릿판끼리를 파이프내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후 이동이 자유롭게 하여, 슬릿 개구구멍을 확대가 자유롭게 한 경우에는, 좁은 폭의 슬릿 개구구멍에 쓰레기가 부착하여 막힘을 일으키더라도, 좁은 폭의 슬릿 개구구멍을 간단히 확대할 수 있고, 막힘을 일으키고 있는 쓰레기는, 액체의 유속에 의해서 폭이 넓어진 슬릿 개구구멍으로부터 간단히 흘러 이탈하여, 슬릿 개구구멍의 막힘 현상을 간단하고 용이하게 해소할 수 있다.

Claims

파이프내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 슬릿판을 해당 파이프의 횡단면 방향에 부착하고, 파이프내의 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하고, 미생물을 포함한 액체가 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 것을 특징으로 하는 액체내 미생물 감쇄장치.
파이프내의 중간에, 복수의 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 가진 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 해당 파이프의 전후방향에 간격을 두고 이 파이프의 횡단면 방향에 각각 부착함과 동시에, 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 후방 연장직선에 뒷부분 슬릿판의 폐색판면 부분이 위치하도록 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍과 뒷부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍의 위치를 어긋나게 하여 부착하고, 파이프내의 앞부분 슬릿판 및 뒷부분 슬릿판을 향하여 미생물을 포함한 액체를 보내주는 펌프를 파이프에 부착하고, 미생물을 포함한 액체가 앞부분 슬릿판을 소정 유속 이상으로 통과할 때에 슬릿 개구구멍 전후의 흐름의 내부에 전단영역을 생기게 하여, 전단현상에 의해 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄함과 동시에, 상기 액체가 앞부분 슬릿판의 슬릿 개구구멍을 통과할 때에 캐비테이션(cavitation)을 발생시켜, 이 캐비테이션을 뒷부분 슬릿판으로 무너뜨릴 때에 생기는 충격압력으로 앞부분 슬릿판으로 파괴되지 않은 액체내의 미생물을 파괴하여 감쇄하는 것을 특징으로 하는 액체내 미생물 감쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 슬릿판은, 폐색판편을 이 폐색판편보다 폭이 넓은 개구구멍의 간격을 두고 복수 배치한 2장의 분할 슬릿판으로 구성되고, 서로 한쪽의 분할 슬릿판의 폭이 넓은 각 개구구멍에 다른 쪽의 분할 슬릿판의 각 폐색판편을 삽입시켜, 폭이 넓은 각 개구구멍과 각 폐색판편의 빈틈에 가늘고 긴 슬릿 개구구멍을 형성시킴과 동시에, 2장의 분할 슬릿판끼리를 파이프내의 액체의 흐름방향에 대하여 상대적으로 전후 이동이 자유롭게 하여, 슬릿 개구구멍을 확대가 자유롭게 한 액체내 미생물 감쇄장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가늘고 긴 슬릿 개구구멍은 가늘고 긴 장방형상의 개구구멍으로 이루어지는 액체내 미생물 감쇄장치.
제 1 항에 있어서, 가늘고 긴 슬릿 개구구멍은 가늘고 긴 원호형상의 개구구멍으로 이루어지는 액체내 미생물 감쇄장치.