KR200339278Y1 - 수처리 공정에서의 액체 압력 변환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 수처리 공정에서 응집제를 투입하고 혼화하는 과정에 있어, 종래의 디퍼식 투입기(102)를 설치하여 사용 중인 처리장에서 응집제 효율 향상을 목적으로 급속 분사 교반기(201)를 도입하여 운영하고자 할 경우, 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력이 디퍼식 투입기(102)에서 공급된 응집제와 대기중의 공기를 함께 흡인하는 현상이 발생하였으므로, 디퍼식 투입기(102)에서 배출되어 자연 유하로 흐르는 응집제를 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력과 같은 압력을 유지하도록 전환시켜 주는 액체 압력 변환 장치(300) 제공함으로서, 디퍼식 투입기(102)와 급속 분사 교반기(201)가 함께 사용되어도 대기 중의 공기는 유입되지 않고, 디퍼식 투입기(102)에서 공급된 액체 응집제만이 급속 분사 교반기(201)로 공급될 수 있도록 하는 액체 압력 변환 장치(300)의 고안과 관련한 것이다.

Description

수처리 공정에서의 액체 압력 변환 장치{Liquid Pressure Exchanger for Water Treatment Process.}
수처리 공정에서 응집제를 정량 공급하기 위한 장치로서는 "도 1 종래의 혼화기가 설치된 응집제 투입 공정 흐름도"에서 예시하는 바와 같이, 디퍼식 투입기(102), 콘트롤 밸브식 투입기(103), 정량 펌프식 투입기(104)가 설치되어 사용되어 왔고, 각각의 응집제 투입기에서 공급된 응집제는 처리수의 수면 위에 떨어뜨린 후 기계식 혼화기(106)로서 혼화하는 방식으로 운영되어 왔다.
이 과정에서 디퍼식 투입기(102)는 회전하는 격자(102a)에 의하여 퍼올려진 응집제가 처리수를 향하여 중력에 의한 자연 유하 방식으로 공급되었고, 콘트롤 밸브식 투입기(103)는 유량계(103a)에서 감지된 응집제 유량이 지시된 유량과 일치할 때 까지 콘트롤 밸브(103b)가 연속 조정되면서 유량계(103a)를 통과한 응집제 역시 처리수를 향하여 중력에 의한 자연 유하 방식으로 공급되었으며, 정량 펌프식 투입기(104)는 모터(104a)의 동력에 의하여 토출된 응집제가 압력을 가진 상태로 처리수에 공급되는 방식으로 운영되어 왔다.
이러한 각각의 응집제 투입기와 종래의 기계식 혼화기(106)를 설치하여 운영하는 수처리 공정에서는 공급된 응집제가 처리수의 수면위에 떨어지는 구조를 취하고 있으므로, 어떠한 종류의 응집제 투입기를 사용하더라도 아무런 문제가 발생하지 않았지만, 최근 응집제 효율 향상을 목적으로 처리수중에서 진공 흡인력을 생성하여 외부의 응집제를 끌어들이는 급속 분사 교반기(201)를 설치하여 운영하면서, 디퍼식 투입기(102)를 사용할 경우 대기 중의 공기가 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력에 의하여 처리 수중으로 빨려 들어가는 문제가 발생하였다.
"도 2 종래의 급속 분사 교반기가 설치된 응집제 투입 공정 흐름도"에서 예시하는 바와 같이, 급속 분사 교반기(201)는 처리 수중에서 외부의 응집제를 처리 수중으로 끌어들여 분사하기 위한 목적으로 처리 수중에서 진공 흡인력을 생성하고, 생성된 진공 흡인력은 응집제 공급관(202)을 통하여 외부의 응집제 투입기로 전달되는 방식으로 운영하였고, 디퍼식 투입기(102)에 의하여 퍼 올려진 응집제는 대기 중에 노출되어 중력에 의한 자연 유하방식으로 급속 분사 교반기(201)에 전달되므로, 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력이 응집제와 대기 중의 공기를 함께 흡인하게 된 결과로서, 투입된 응집제가 공기와 혼합되면서 처리 수면위로 부상해 버리는 현상이 발생하고, 공기 유입으로 인하여 급속 분사 교반기(201)의 분사력이 현저히 저하되는 문제가 발생하였다.
디퍼식 투입기(102)와 달리 콘트롤 밸브식 투입기(103)는 유량계(103a)를 통과한 응집제가 밀폐된 배관 내부를 흐르게 함으로서 대기 중의 공기가 유입되는 현상을 예방하였으며, 정량 펌프식 투입기(103)는 응집제가 토출압력을 가진 상태로 공급되므로 배관 상에 사이펀 방지 밸브(105)를 설치하여 운영함으로서 응집제가 다량으로 빨려 들어가는 현상을 예방하고, 정량 펌프식 투입기(104)에서 공급된 응집제만이 급속 분사 교반기(201)로 공급될 수 있도록 하였다.
따라서 기존에 디퍼식 투입기(102)를 설치하여 운영 중인 수처리 공정에서 응집제 효율 향상을 목적으로 급속 분사 교반기(201)를 설치하여 운영하고자 할 경우에는, 디퍼식 투입기(102)를 철거하고 그 대신에 콘트롤 밸브식 투입기(103) 또는 정량 펌프식 투입기(104)를 설치하여야 하였으므로, 초기 시설비가 증가하는 문제가 발생하였던 것이다.
본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 디퍼식 투입기(102)를 설치하여 사용 중인 수처리 공정에서, 응집제 효율 향상을 목적으로 급속 분사 교반기(201)를 도입하여 운영하고자 할 경우, 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력이 대기 중의 공기를 함께 흡인하는 현상을 예방하기 위하여, 디퍼식 투입기(102)에서 배출되어 자연 유하로 흐르는 응집제를 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력과 같은 압력으로 전환시켜 주는 액체 압력 변환 장치(300) 고안함으로서, 디퍼식 투입기(102)와 급속 분사 교반기(201)가 함께 사용될 때 발생하는 공기 유입 문제를 해결하고자 함이다.
도 1은 종래의 기계식 혼화기가 설치된 응집제 투입 공정 흐름도이며
도 2는 종래의 급속 분사 교반기가 설치된 응집제 투입 공정 흐름도이며
도 3은 본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치의 상태 단면도이며
도 4는 본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치가 설치되는 디퍼식 정량 투입 장치의 설치 예시도이다.
본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치(300)는 "도3 본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치의 상태 단면도"에서 예시하는 바와 같이, 유입 포트(301)는 디퍼식 투입기(102)에서 공급된 응집제를 수용하고 유입 포트(301) 내면에 방사형으로 가공된 응집제 유도로(301a)를 통하여 공급된 응집제가 투명관(302) 내부 벽면으로 유도되도록 하는 기능을 수행함과 동시 투명관(302)를 지지하고, 투명관(302)은 공급된 응집제를 저장하여 부구(303)에 부력이 작용하도록 하는 기능을 수행함과 동시 부구(303)의 상하 이동을 안내하며, 부구(303)는 하부에 용적 플러그(304)를 수용하여 응집제의 부력에 따라 상승하면서 용적 플러그(304)가 슬리브(305) 내면을 접하면서 상승하도록 하는 기능을 수행하며, 용적 플러그(304)는 몸통에 V-노치 홈(304a)을 구비하여 용적 플러그(304)가 상승하면 할수록 슬리브(305)와 접하는 V-노치 홈(304a)의 단면이 확대되면서 투명관(302) 내부에 존재하는 응집제의 배출이 증가되도록 하는 기능을 수행하며, 하부 플랜지(306)는 투명관(302)의 하부를 지지하고 슬리브(305)와 고정 볼트(307)를 수용하며, 진공 블록(308)은 급속 분사 교반기(201)에서 전달된 진공 흡인력을 전달받아 용적 플러그(304)를 끌어당기는 기능을 수행함과 동시 용적 플러그(304)의 V-노치 홈(304a)으로 배출된 응집제를 급속 분사 교반기(201)로 공급하는 기능을 수행하도록 하였다.
따라서 디퍼식 투입기(102)에서 응집제가 공급되지 않으면, 투명관(302) 내부에는 응집제 존재하지 않으므로 부구(303)에 아무런 부력이 발생하지 않게 되고, 부구(303)의 자중이 용적 플러그(304)를 누르는 힘으로 작용함과 동시, 급속 분사 교반기(201)에서 전달된 진공 흡인력이 용적 플러그(304)를 끌어당기는 힘으로 작용하기 때문에, 최대한으로 하강한 용적 플러그(304)의 최상부에 위치하면서 V-노치 홈(304a)이 가공되지 않은 단면이 슬리브(305) 내면을 막게 되어 공기의 유입을 차단하게 된다.
디퍼식 투입기(102)로부터 응집제가 연속적으로 공급되어 투명관(302) 내부에 서서히 차오르게 되면 응집제의 수위 상승에 의하여 부구(303)에 부력이 발생하게 되지만, 부구(303)에 작용하는 부력의 크기가 진공 블록(308) 내부에서 용적 플러그(304)를 끌어당기는 힘보다 작으면, 부구(303)는 상승하지 못하고 투명관(302) 내부의 응집제 수위만 계속해서 상승하게 되며, 투명관(302) 내부의 응집제 수위 상승에 따라 부구(303)에 작용하는 부력의 크기가 단계적으로 증가하여, 진공 블록(308)내부에서 용적 플러그(304)를 끌어당기는 힘보다 커지게 되면, 부구(303)가 상승하면서 용적 플러그(304)를 상승시키게 된다.
용적 플러그(304)가 상승하게 되면 용적 플러그(304)의 몸통에 가공된 V-노치 홈(304a)이 슬리브(305) 내면에 위치하게 됨으로서, 투명관(303) 내부에 대기압 상태로 있는 응집제가 V-노치 홈(304a)을 따라 진공 블록(308) 내부에 존재하는 진공 흡인력에 의하여 끌려 나가면서 진공 블록(308) 내부에 존재하는 진공압력으로 변환되어 급속 분사 교반기(201)로 공급되도록 하였다.
이 과정에서 용적 플러그(304)에 가공된 V-노치 홈(304a)은 용적플러그(304)가 상승하면 할수록 단계적으로 단면이 확대되고, 하강하면 할수록 V-노치 홈(304a)의 단면이 축소되는 형상을 취하고 있으므로, 응집제의 공급이 증가하여 부구(303)에 작용하는 부력이 증가하면 용적 플러그(304)가 상승하면서 V-노치 홈(304a)의 단면이 확대되어 응집제의 배출이 증가하게 되어 수위 상승이 억제되고, 응집제의 공급이 감소하여 부구(303)에 작용하는 부력이 감소하면 용적 플러그(304)가 하강하면서 V-노치 홈(304a)의 단면을 축소시켜 응집제의 배출이 감소하여 수위가 상승하도록 한 결과로서, 부구(303)에 작용하는 부력의 크기와 진공 블록(308) 내부에서 용적 플러그(304)를 끌어당기는 힘에 불균형이 발생하여 한쪽 방향으로 끌려가게 되면, 용적 플러그(304)에 가공된 V-노치 홈(304a) 단면의 증가하고 감소하면서 응집제의 배출량을 조절하여 줌으로서, 부구(303)에 작용하는 부력과 진공블록(308) 내부에 존재하는 진공 흡인력의 크기가 항상 평형을 이루도록 함으로서, 투명관(303)에 존재하면서 대기압의 영향을 받는 응집제가 용적 플러그(304)를 통과하면서 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 압력으로 변환되어 공급됨으로서 대기 중의 공기가 급속 분사 교반기(201)로 빨려 들어가는 현상을 예방하도록 하였다.
본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치(300)는 종래의 디퍼식 투입기(102)를 설치하여 운영 중인 수처리 공정에서 급속 분사 교반기(201)를 도입하여 운영하고자 할 때, 디퍼식 투입기(102)를 이용하여 급속 분사 교반기(201)로 응집제를 공급하면 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 흡인력에 의하여 대기중의 공기가 처리 수중으로 유입되는 현상이 발생하였으므로, 콘트롤 밸브식 투입기(103) 또는 정량 펌프식 투입기(104) 교체 설치하여 운영하여야 하므로 초기 시설비가 과다하게 소요되었지만, 본 고안에 의한 액체 압력 변환 장치(300)를 디퍼식 투입기(102)와 급속 분사 교반기(201) 사이의 배관 상에 설치함으로서 대기 중의 공기가 유입되는 현상을 방지하므로, 디퍼식 투입기(102)를 다른 종류의 응집제 투입기로 교체할 필요가 없어지므로 초기 시설비가 절감되는 효과가 발생한다.

Claims (1)

  1. 액체 압력 변환 장치(300)의 최상부에 설치된 유입 포트(301)는 디퍼식 투입기(102)에서 공급된 응집제를 투명관(302) 내부로 유도하고, 용적 플러그(304)를 수용한 부구(303)가 투명관(302)내부에 응집제 수위 상승에 따라 투명관(303) 내부를 상하 이동하면서 용적 플러그(304)를 슬리브(305) 내면을 따라 상하 이동시키고, 급속 분사 교반기(201)에서 전달된 진공 흡인력으로 용적 플러그(304)와 응집제를 끌어당기는 힘으로 작용하여 용적 플러그(304)에 가공된 V-노치 홈(304a)으로 배출된 응집제를 급속 분사 교반기(201)로 공급하는 기능을 수행하는 진공 블록(308)을 구비한 것에 있어서, 용적 플러그(304)에 가공된 V-노치 홈(304a)은 용적 플러그(304)가 상승하면 할수록 단계적으로 단면이 확대되고, 하강하면 할수록 V-노치 홈(304a)의 단면이 축소되는 형상을 취하여, 응집제의 공급이 중가하여 부구(303)에 작용하는 부력이 증가되면 용적 플러그(304)가 상승하면서 V-노치 홈(304a)의 단면이 확대되어 응집제의 배출이 증가하게 되어 수위 상승이 억제되고, 응집제의 공급이 감소하여 부구(303)에 작용하는 부력이 감소하면 용적 플러그(304)가 하강하면서 V-노치 홈(304a)의 단면이 축소되어 응집제의 배출이 감소하여 수위가 상승하도륵 한 결과로서, 부구(303)에 작용하는 부력의 크기와 진공 블록(308) 내부에서 용적 플러그(304)를 끌어당기는 힘이 항상 평형을 이루도록 함으로서, 투명관(302)에 존재하면서 대기압의 영향을 받는 응집제가 용적 플러그(304)를 통과하면서 급속 분사 교반기(201)에서 생성된 진공 압력으로 변환되어 공급됨으로서 대기 중의 공기가 급속 분사 교반기(201)로 빨려 들어가는 현상을 예방하는 것을 특징으로 하는 수처리 공정에서의 액체 압력 변환 장치(300).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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