KR200340209Y1

KR200340209Y1 - 미세 기포 생성용 순환펌프의 구조

Info

Publication number: KR200340209Y1
Application number: KR20-2003-0035651U
Authority: KR
Inventors: 이종환
Original assignee: 이종환
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2004-01-31

Abstract

본 고안은 오,폐수 처리 시스템중 가압 부상조의 미세 기포 생성용 순환펌프에 관한 것으로서, 종래에는 부유물질이 제거된 처리수에 공기의 량이 일정하거나 충분히 용해되지 못하여 부유물질의 처리효율이 떨어지고 설비의 규모가 커지면서 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 일측으로 공기흡입구(112)가 형성된 제1케이싱(110)과, 상기 제1케이싱(110)의 안쪽으로 연속 결합되며, 표면에는 받침부(124)에 의해 고정판(122)이 일정간격 이격되어 설치되고, 고정판(122) 외표면에는 다수의 고정날 (123)이 방사형으로 배열되어 설치된 제2,3,4케이싱(120)(130)(140)과, 전동기 (700)의 축(710)에 조립되도록 중앙에 축공(153)이 구비된 회전판(151)에 다수개의 회전날개(152)가 방사형태로 설치된 임펠러(150)로 순환펌프(100)를 구성하므로서, 상기 처리수 흡입구(111)와 공기 흡입구(112)를 통해 처리수와 공기가 순환펌프 (100)의 내부로 유입되면 처리수속으로 공기가 효과적으로 용해됨에 따라 이후 가압 부상조(200)로 이동되어 일정한 크기와 량의 미세 기포를 발생시켜 부유물을 효과적으로 처리할 수 있으며, 설비의 규모와 비용을 더욱 절감시킬 수 있는 것이다.

Description

미세 기포 생성용 순환펌프의 구조{Structure of rotation pump for minute air bubble occurrence}

본 고안은 오,폐수 처리 시스템중 가압 부상조의 미세 기포 생성용으로 사용되는 순환펌프에 의해 순환되는 처리수에 일정한 압력과 량으로 공기를 유입한 후 처리수 내부에 공기가 최대한 용해될 수 있도록 함에 따라 공기가 용해된 상기 처리수가 대기압상태가 될 때 일정한 크기와 량의 미세한 기포를 발생시켜 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 것이며, 제조설비의 규모와 비용을 더욱 절감시킬 수 있도록 한 미세 기포 생성용 순환펌프의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 산업활동의 부산물이 오,폐수 처리과정을 살펴보면 다음과 같다. 즉, 처리과정은 전처리후 1차 처리를 하고, 이후 2차 처리를 하며, 이후 3차 처리를 하게 된다.

즉, 전처리는 물리적 처리로서 그 공정으로는 스크린 침사지 유수분리가 행해지고, 이러한 공정에 의해 협잡물, 모래, 고형물 등이 제거되는 것이다.

그리고 1차 처리는 화학적 처리로서 그 공정으로는 중화,반응,응집이 이루어져 침전 혹은 부상이 되며, 이러한 공정에 의해 부유물질이 제거되는 것이다.

또한 2차 처리는 생물학적 처리로서 그 공정으로는 활성오니가 행해지며, 이러한 공정에 의해 용존 유기물질이 제거되는 것이다.

그리고 3차 처리는 고도처리로서 그 공정으로는 질소, 인 제거, 흡착, 여과가 행해지며, 이러한 공정에 의해 고도처리가 되는 것이다.

여기서 상기 오,폐수 처리방법중 화학적 처리에서 부유물질을 강제로 부상시킨 다음 제거하는 공정이 있는데 이와 같이 오,폐수속에서 부유물질을 제거하기 위해서는 고압의 공기를 오,폐수로부터 부유물질이 단계별로 제거되고 있는 처리수속에 용해시킨 다음 대기압에서 만들어지는 기포의 부상력을 이용하여 처리수 속의 부유물질이 미세한 기포와 함께 부상되도록 한 후 제거하게 된다.

이때 부유물질의 부상효율은 기포의 외부 표면적에 비례함에 따라 기포가 최대한 미세할 수록 표면적이 증가하여 부상효율을 크게 할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 은 기포로 부유물질을 부상시켜 제거하는 오,폐수 처리장치의 일부분을 도시한 것으로서, 그 구성을 보면 가압 부상조(20)로부터 배출된 처리수는 이송관(50)을 통해 펌프(10)로 유입되는데, 이때 이송관(50)의 일측에는 공기를 유입시킬 수 있는 공기유입밸브(30)가 설치되어 있다.

따라서 이송관(50)을 통해 펌프(10)로 처리수가 이동될 때 공기유입밸브 (30)를 열어주게 되면 이송관(50)을 따라 이동되는 처리수와 공기유입밸브(30)의 공기가 함께 펌프(10)로 이동되며, 이후 가압탱크(40)로 이동되어 처리수속에 공기가 용해되도록 한 다음 분배장치(60)를 통하여 다시 가압 부상조(20)의 내부로 이동시키는데 이때 처리수 내부에 포함된 공기가 대기압 상태가 되면 미세한 기포로 변화되어 부상됨에 따라 처리수에 남아 있는 부유물질이 미세한 기포와 함께 부상되어 처리되며, 상기 가압 부상조(20)의 내부의 처리수는 다시 이송관(50)을 통해배출되면서 상기와 같은 공정을 반복하게 되는 것이다.

도면중 미설명 부호(11)은 펌프(10)의 임펠러이며, (70),(71)은 펌프(10)에 설치된 임펠러(11)를 회전시키기 위한 전동기와 그 축이다.

그러나 상기와 같은 종래의 방식에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 이송관(50)을 따라 이동되는 처리수에 공기가 용해되도록 하기 위하여 이송관(50)에 설치된 공기유입밸브(30)를 열어주게 되면 이송관(50)을 따라 이동되는 처리수의 유속에 의해 공기유입밸브(30)의 공기가 이송관(50) 내부로 자연적으로 이동됨에 따라 공기의 유입량이 일정하지 못하게 되어 처리수와 공기가 효과적으로 용해되지 못하여 대기압에서 미세기포로 형성될 때 그 크기와 그 량이 일정하지 못하게 되면서 부상효율이 떨어져 부유물질의 처리량에 비하여 많은 동력이 필요하게 되는 문제점이 있었다.

또한 상기와 같이 기포의 크기와 량이 일정하지 못함에 따라 부상효율의 측정이 힘들어 처리효율의 예측이 힘들고 조절 또한 어려움에 따라 동력이나 가압 부상조의 크기를 크게 설계하게 되며, 그 농도가 일정하지 못하여 시설의 규모가 더욱 커지게 되면서 오,폐수 처리를 위한 설비의 규모가 커지게 되고 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.

그리고 처리수에 공기를 용해시킴에 있어서도 종래의 순환 펌프는 펌프 몸체 내부의 각 구획칸마다 폐수를 단순히 일방향으로 회전시키기만 하는 일반적인 임펠러를 설치하여 사용하는 것이므로 동력에 의한 압력으로만 공기를 용해시킴으로서 처리량에 비해 많은 동력이 필요하고 이로 인해 펌프몸체가 크게 설계됨에 따라 비효율적이며, 미세한 기포가 불규칙하게 생성되어 처리효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 순환펌프를 이용하여 처리수속에 공기를 효과적으로 용해시켜 가압 부상조로 이동시킴에 따라 미세하고 일정한 크기와 량의 기포에 의해 부유물질이 효과적으로 부상되도록 함과 동시에 오,폐수의 처리를 위한 설비의 규모를 최소화시켜 비용의 절감효과를 얻을 수 있도록 한 미세 기포 생성용 순환펌프의 구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 고안의 목적은 압축기의 공압조절기와 연결되는 공기흡입구가 형성된 제1케이싱(110)과, 상기 제1케이싱의 안쪽으로 연속 결합되며 표면에는 받침부에 의해 고정판이 일정 간격 이격되어 그 사이로 유입공이 형성되고 고정판 외표면에는 다수의 고정날이 방사형으로 배열되어 설치되며 내면 중앙에는 상기 유입공과 통하는 배출구가 형성된 제2,3케이싱과, 상기 제3케이싱 이면에 결합되며 표면에는 받침부에 의해 고정판이 일정 간격 이격되어 그 사이로 유입공이 형성되고 고정판 외표면에는 다수의 고정날이 방사형으로 배열되어 설치된 제4케이싱과, 상기 고정판 마다 표면에 설치되며 그 고정판의 중심부를 관통하는 전동기의 축에 조립되도록 중앙에 축공이 구비된 회전판에 다수개의 회전날개가 방사형태로 배열되어 설치된 임펠러를 구성하므로서 달성되는 것이다.

이러한 본 고안은 제1케이싱의 처리수 흡입구과 공기 흡입구를 통해 처리수와 공기가 순환펌프의 내부로 유입되면 제2,3,4케이싱의 고정날과 회전날개에 의해 처리수속으로 공기가 효과적으로 용해된 다음 가압 부상조로 이동되어 일정한 크기와 량의 미세한 기포를 발생시켜 처리수속의 부유물을 효과적으로 부상시킴에 따라 부유물의 제거효율이 향상될 수 있으며, 전체적인 설비의 규모를 줄이고 비용을 절감시킬 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도 1 은 펌프를 이용하여 처리수가 순환되는 종래의 과정을 도시한 구성도.

도 2 는 본 고안에 따른 순환펌프를 이용하여 처리수가 순환되는 과정을 예시한 구성도.

도 3 은 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 분리 사시도.

도 4 는 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 정면도.

도 5 는 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 순환펌프 110 : 제1케이싱

111 : 처리수 흡입구 112 : 공기 흡입구

120 : 제2케이싱 121 : 배출구

122 : 고정판 123 : 고정날

124 : 받침부 130 : 제3케이싱

140 : 제4케이싱 150 : 임펠러

151 : 회전판 152 : 회전날개

153 : 축공

이하, 본 고안의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 2 는 본 고안에 따른 순환펌프를 이용하여 처리수가 순환되는 과정을 예시한 구성도이고, 도 3 은 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 분리 사시도이며, 도 4 는 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 정면도이고, 도 5 는 본 고안에 따른 순환펌프의 구성을 예시한 요부 단면도이다.

이에 예시한 바와 같이 본 고안은 가압 부상조에서 부유물질이 제거된 처리수를 다시 순환시키기 위한 펌프를 구성함에 있어서,

압축기(400)의 공압조절기(500)와 연결되는 공기흡입구(112)가 형성된 제1케이싱(110)과; 상기 제1케이싱(110)의 안쪽으로 연속 결합되며, 표면에는 받침부 (124)에 의해 고정판(122)이 일정간격 이격되어 그 사이로 유입공(128)이 형성되고, 고정판(122) 외표면에는 다수의 고정날(123)이 방사형으로 배열되어 설치되며, 내면 중앙에는 상기 유입공(128)과 통하는 배출구(121)가 형성된 제2,3케이싱(120)(130)을 특징으로 하는 것이다.

또한 상기 제3케이싱(130) 이면에 결합되며, 표면에는 받침부(124)에 의해 고정판(122)이 일정간격 이격되어 그 사이로 유입공(128)이 형성되고, 고정판(122) 외표면에는 다수의 고정날(123)이 방사형으로 배열되어 설치된 제4케이싱(140)과; 상기 고정판(122) 마다 표면에 설치되며, 그 고정판(122)의 중심부를 관통하는 전동기(700)의 축(710)에 조립되도록 중앙에 축공(153)이 구비된 회전판(151)에 다수개의 회전날개(152)가 방사형태로 배열되어 설치된 임펠러(150)를 특징으로 하는 순환펌프이다.

도면중 미설명 부호(113)은 순환펌프(100)에 구비된 처리수 배출구이고, (130)은 제3케이싱이며, (300)은 이송관이고, (400)은 압축기이며, (500)은 공압조절기이고, (600)은 분배장치이다.

이러한 본 고안은 순환펌프(100)에 의해 가압 부상조(200)를 거쳐 순환되는 처리수에 일정량의 공기를 유입하여 처리수가 순환펌프(100)를 통과할 때 처리수의 내부로 공기가 효과적으로 용해될수 있도록 하므로서 처리수가 가압 부상조(200)로 이동되어 대기압 상태에서 미세한 기포로 생성되면 상기 기포의 부상력에 의해 처리수의 부유물질 등이 효과적으로 부상됨에 따라 처리수로부터 부유물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2 는 본 고안에 따라 처리수속에 포함된 공기가 대기압 상태가 될 때 발생되는 미세한 기포를 이용하여 부유물질을 부상시킨 다음 제거하는 오,폐수 처리장치의 일부분을 예시한 것으로서, 그 구성을 보면 가압 부상조(200)의 일측에는이송관(300)의 일측이 연결되어 있고, 이송관(300)의 타측은 순환펌프(100)의 일측과 연결되며, 상기 순환펌프(100)의 타측은 분배장치(600)와 연결되고, 상기 분배장치(600)는 상기 가압 부상조(200)와 연결되어 있어 처리수가 상기 순환펌프(100)에 의해 순환되는 과정을 거치게 되는 것이며, 이때 상기 순환펌프(100)의 일측에는 처리수속에 일정한 압력으로 일정한 량의 공기를 유입시키기 위한 압축기(400)와 공압조절기(500)가 연결되어 있다.

한편, 도 3 과 도 4 와 도 5 는 순환펌프의 중요 구성을 상세히 예시한 것으로서, 순환펌프(100)는 제1케이싱(110)과 제2케이싱(120)과 제3케이싱(130)과 제4케이싱(140)으로 구성되어 있으며, 제1케이싱(110)은 내면에는 공간이 형성되어 있고 외측으로는 중앙에 처리수 흡입구(111)가 형성되어 있으며, 상기 처리수 흡입구 (111)는 가압 부상조(200)와 이송관(300)으로 연결되어 있어 가압 부상조(200)의 처리수가 이송관(300)을 따라 처리수 흡입구(111)를 통해 순환펌프(100)의 내부로 이동될 수 있는 것이다.

또한 상기 처리수 흡입구(111)의 상측으로는 공기 흡입구(112)가 형성되어 있으며, 상기 공기 흡입구(112)에는 압축기(400)와 연결된 공압조절기(500)가 연결되어 있어 일정한 압력과 일정한 량의 공기가 순환펌프(100)의 내부에 유입될 수 있도록 한 것이다.

그리고 상기 제1케이싱(110)의 내측으로는 제2케이싱(120)과 제3케이싱(130)이 순차적으로 결합되는데, 상기 제2,3케이싱(120)(130) 또한 내면에는 공간이 형성되어 있고 외측으로는 중심에 배출구(121)가 형성되어 있으며, 상기 외측의 표면에는 고정판(122)이 고정되는데 이때 상기 고정판(122)의 저면에는 다수개의 받침부(124)를 형성하여 상기 표면과 고정판(122)이 일정한 간격을 유지하면서 유입공 (128)이 형성되도록 한 것이며, 상기 고정판(122)의 표면에는 방사형태로 다수개의 고정날(123)이 일정한 간격으로 설치된 것이다.

또한 상기 제3케이싱(130)의 내측으로 결합되는 제4케이싱(140)은 표면에 받침부(124)에 의해 고정판(122)이 일정간격 이격되어 그 사이로 유입공(128)이 형성되고, 고정판(122) 외표면에는 다수의 고정날(123)이 방사형으로 배열되어 설치된 것이다.

그리고 상기 제2,3,4케이싱(120)(130)(140) 표면에 형성된 각 고정판(122) 표면에는 중앙에 축공(153)이 구비된 회전판(151)에 다수의 회전날개(152)를 방사형태로 배열한 임펠러(150)가 각각 위치하게 되며, 고정판 (122)의 중심부를 관통하는 전동기(7001)의 축(710)을 상기 임펠러(150)의 축공(153)에 끼워 조립하여 축(710)과 임펠러(150)가 함께 회전될 수 있도록 한 것이다.

따라서 고정판(122)의 표면에 임펠러(150)의 회전판(151)이 위치되면 도 4 에 예시한 바와 같이 고정판(122)의 고정날(123)과 회전판(151)의 회전날개(152)가 서로 닿지 않고 일정한 간격을 유지한 상태로 배열됨에 따라 제1케이싱(110)의 처리수 흡입구(111)로는 이송관(300)을 통해 처리수가 유입되고 공기 흡입구(112)로는 공기가 유입된 상태에서 상기 회전되는 임펠러(150)의 회전날개(152)와 고정판 (122)의 고정날(123)에 의해 처리수에 공기가 효과적으로 용해될 수 있는 것이며, 이와 같이 용해된 후에는 고정판(122) 저면과 제1케이싱(110) 표면 사이의 형성된유입공(128)을 거쳐 배출구(121)를 통해 배출되는 것이다.

그리고 상기와 같이 공기가 용해된 상태로 배출된 처리수는 제3케이싱(130)에 구비된 고정판(122)의 고정날(123)과 임펠러(150)의 회전날개(152)에 의해 다시 한번 처리수와 공기가 용해되는 것이며, 공기가 용해된 처리수는 제3케이싱(130)의 배출구로 배출된 후 제4케이싱(140)에 구비된 고정판(122)의 고정날(123)과 임펠러 (150)의 회전날개(152)에 의해 또 다시 한번 처리수와 공기가 충분히 용해된 다음 제4케이싱(140) 일측에 구비된 처리수 배출구(113)로 배출된 다음 분배장치(600)를 거쳐 가압 부상조(200)로 다시 이동하게 되는 것이다.

여기서 상기 순환펌프(100)의 케이싱은 4단으로 구성할 수도 있지만 용량 및 처리량에 따라 단수를 줄이거나 늘릴 수도 있는 것이며, 순환되는 처리수의 량에 대비하여 일정량의 공기를 일정한 압력(5㎏/㎠)이상에서 용해시켜야 하고, 처리수속에 용해된 공기가 대기압 상태가 되면서 기포를 생성될 때에는 미세한 기포(30㎛∼50㎛)로 생성되어야 하는 것이며, 상기 순환펌프(100)의 케이싱에 구비된 고정날이나 회전날개의 크기 및 갯수나 동력의 크기, 배관의 크기나 길이 등에 따라 미세 기포의 량이 결정될 수 있는 것이다.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나 본 고안은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있으며, 상기 실시 예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 실용신안등록청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 고안의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 순환펌프를 통과하는 처리수와 공기가 고정날과 회전날개가 구비된 다단계의 케이싱을 통과하면서 처리수에 공기가 효과적이며 충분히 용해될 수 있는 것이며, 이후 가압 부상조로 이동되어 대기압 상태가 되면 일정한 크기와 량의 미세한 기포가 생성되면서 처리수속의 부유물질을 효과적으로 부상시켜 제거시킬 수 있는 것이며, 기포의 크기와 량의 조절이 가능해짐에 따라 부상효율을 예측할 수 있어 설비의 설계와 필요한 동력의 계산이 용이해지고, 부상 후 처리수의 농도 예측이 가능하며, 부상된 부유물의 높은 처리효율로 인해 적절한 규모의 활성오니조를 설치할 수 있으므로 설비를 포함한 전체적인 비용의 절감효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

가압 부상조에서 이동된 처리수에 공기를 포함시켜 순환시키기 위하여 내부가 다수의 구획칸을 이루도록 수개의 케이싱으로 처리수 흡입구(111)와 처리수 배출구(113)가 구비되는 펌프몸체를 형성하고, 그 구획칸 마다 설치되는 각 임펠러는 전동기(700)의 축(710)에 의해 회전되게 한 순환펌프를 구성함에 있어서,

상기 처리수 흡입구(111) 일측으로 압축기(400)의 공압조절기(500)와 연결되는 공기흡입구(112)가 형성된 제1케이싱(110);

상기 제1케이싱(110)의 안쪽으로 연속 결합되며, 표면에는 받침부(124)에 의해 고정판(122)이 일정간격 이격되어 그 사이로 유입공(128)이 형성되고, 고정판 (122) 외표면에는 다수의 고정날(123)이 방사형으로 배열되어 설치되며, 내면 중앙에는 상기 유입공(128)과 통하는 배출구(121)가 형성된 제2,3케이싱(120)(130);

상기 제3케이싱(130) 이면에 결합되며, 표면에는 받침부(124)에 의해 고정판 (122)이 일정간격 이격되어 그 사이로 유입공(128)이 형성되고, 고정판(122) 외표면에는 다수의 고정날(123)이 방사형으로 배열되어 설치된 제4케이싱(140);

상기 케이싱(120)(130)(140)의 고정판(122) 표면에 설치되며, 고정판(122)의 중심부를 관통하는 전동기(700)의 축(710)에 조립되도록 중앙에 축공(153)이 구비된 회전판(151)에 다수개의 회전날개(152)가 방사형태로 배열된 임펠러(150);

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 기포 생성용 순환펌프의 구조.