KR200382518Y1 - 포기조용 수냉식 공기냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 포기조용 수냉식 공기냉각장치에 관한 것으로;

그 기술구현의 목적은 다수개의 분할관으로 이루어진 열교환기를 냉각수조내에 수용, 설치시켜, 일련의 열교환작용을 수중내에서 직접 이루어지도록 하고, 아울러 이와같이 열교환작용을 행한 냉각수를 폐수처리시설내의 공업용수로 순환, 재활용 되도록 하여, 유입되는 외부공기의 냉각효율을 증대시킴과 동시에 불필요한 자원의 낭비를 예방되도록 한 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 제공함에 있는 것이다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은;

송풍기를 통해 강제 흡입된 외부공기를 공급배관을 통해 열교환기내로 유입시켜, 그 유입된 외부공기를 저온상태로 냉각시키고, 이와같이 냉각된 외부공기를 배출배관과, 분배배관을 통해 포기조내로 공급토록 하는 폐수처리장치에 있어서;

상기, 열교환기를 냉각수가 충진된 냉각수조내에 지선유입배관과, 지선배출배관에 의한 연결구조로 수중, 설치시키고;

상기, 냉각수조 일측과 타측면에 공급펌프와 배출펌프가 연결, 설치시키며;

재차 상기, 냉각수조에 연결되는 또 다른 라인구성으로, 순환펌프와, 냉각탑과, 분사파이프로 이루어진 냉각순환라인을 형성되게 하므로서, 달성되는 것이다.

Description

포기조용 수냉식 공기냉각장치{AIR COOLING SYSTEM}

본 고안은 폐수처리시설에 이용되는 포기조에 관한 것으로, 더욱 상게하게는 미생물의 활성과 자체 내생력 증대를 위해 포기조 내에 공기를 공급하는 과정에 있어, 상기 공급되는 공기를 저온상태로 냉각 처리하여 포기조내의 폐수온도 상승을 미연에 방지되게 하므로서, 일련의 폐수처리작업을 효율적으로 행할수 있도록 한 포기조용 수냉식 공기냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 포기조라 함은 활성오니법을 이용한 폐수처리장치의 일종으로서, 이는 오,폐수속에 공기를 불어넣는 방법, 다시말해 폭기(Aeration)처리에 의해 소화작용(산화작용과 호기성 세균에 의한)을 촉진되도록 하고, 아울러 이와같은 소화작용에 의해 오,폐수에 포함된 탄산가스, 황화수소, 메탄가스 등을 제거하토록하여 물을 정화되도록 하는 설비를 의미하는 것이다.

또한, 상기와 같은 포기조는 기질(Substrate)농도와 수소이온농도(PH), 그리고 폐수온도 및 용존산소(Dissolved Oxyzen)량 등이 그 정화효율에 상당한 영향을 미치는 주요 인자로 작용하는 것으로;

특히 이중, 전술한 기질(Substrate)농도와 수소이온농도(PH) 인자는 일반적으로 폐수자체가 가지고 있는 고유의 성질로 부터 기인되는 것이고, 외부로 부터의 인위적 조작인자는 용존산소가 거의 유일하다 볼수 있는 것이다.

따라서, 포기조내의 용존산조량을 증가시키기 위한 인위적 방안으로서, 종래에는 송풍기를 이용하여 포기조내에 공기를 불어넣는 방식이 널리 이용되고 있는 실정이다.

하지만, 전술한 바와같은 종래의 공기주입방식은 송풍기를 이용, 외부 공기를 포기조내에 단순 공급되게 하는 기능에 한정된 것으로, 이에 공급되는 외부공기에 먼지 혹은 습기등의 이물질이 포함되어 있을 경우, 이를 적절히 걸름, 제거하지 못한체, 먼지의 흡착 내지 습기에 의한 부식현상등을 발생시키며 공기가 흐름되는 배관을 막힘되게 하는 문제점을 주는 것이었을 뿐만 아니라, 이와같은 공기배관의 막힘현상으로 인해, 포기조내로 원할한 공기공급이 이루어지지 못하게 되는 상당한 구조상의 문제점을 갖게 하는 것이었다.

또한, 포기조내의 미생물은 대부분이 중온성 미생물로서, 25℃~30℃ 범위의 적정온도를 유지해야 하고, 만일 이와같은 적정온도 범위를 넘어 포기실내의 온도가 상승될 경우 미생물의 활동이 둔화되어 폐수의 분해력을 저하시키게 되므로, 이에, 포기조내의 폐수는 항상 적정온도로 유지될 필요가 있는 것이었다.

하지만, 전술한 바와같은 종래의 포기조는 별도의 냉각장치를 구비하지 못하므로 인해, 특히 여름철과 같이 상대적으로 온도가 높은계절에는 미생물의 활성을 둔화시켜 폐수처리에 따른 작업능률을 저하시키고, 이로인해 수질을 오염시키게 되는 문제점을 갖게 하는 것이었다.

한편, 근래에는 전술한 포기조의 문제점을 일부 해결한 것으로서, 대한민국 특허청에 선출원(20-1999-0015228)된 "온,냉각기가 구비된 폐수처리장치"가 창안된 바 있다.

그러나, 상기 선출원 창안된 "온,냉각기가 구비된 폐수처리장치"는 다수개의 공기관을 온수 또는 냉수가 충진 흐름되는 케이스에 밀폐,수용시켜 하나의 장치구성인 온,냉각기를 형성하고, 이어 이와같이 형성된 온,냉각기를 단순히 공기가 흐름되는 배관라인상에 장착시킨 구성에 불과한 것이었던바;

이에, 이와같은 선원기술로서의 폐수처리장치는 송풍기에 의해 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하기 위한 수단은 여전히 구비하고 있지 못한 것이고;

또한, 냉수가 공급되는 케이스의 짧은 경유 공간만을 통해 공기관을 냉각시키는 구성임에 따라, 상대적으로 냉각효율이 극히 저조할수 밖에 없는 없는 구조상의 문제점을 갖는 것이었을 뿐만 아니라, 특히 상기 냉각작용을 통해 온도가 상승된 냉수는 더이상 재활용 되지 못한체, 폐수처리되는 등, 매우 비경제적인 사용상의 문제점을 상존되게 하는 것이었다.

따라서, 본 고안은 종래 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 고안의 목적은 다수개의 분할관으로 이루어진 열교환기를 냉각수조내에 수용, 설치시켜, 일련의 열교환작용을 수중내에서 직접 이루어지도록 하고, 아울러 이와같이 열교환작용을 행한 냉각수를 폐수처리시설내의 공업용수로 순환, 재활용 되도록 하여, 유입되는 외부공기의 냉각효율을 증대시킴과 동시에 불필요한 자원의 낭비를 예방되도록 한 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 제공함에 있는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적으로는, 기체흐름관과 냉각유지관으로 이루어진 이중파이프 구조의 배출배관에 의해 냉각된 유입공기의 체류시간을 포기조내로의 공급시까지 일정기간 유지되게 하므로서, 유입공기의 온도가 재상승되는 것을 방지토록 하고, 아울러 이와같은 유입공기의 냉각온도 유지기능에 따라 냉각효율을 증대시킬수 있도록 한 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 제공함에 있는 것이다.

한편, 본 고안의 또 다른 목적은 강제 송풍방식에 의해 포기조내로 외부공기를 유입되도록 함에 있어, 상기 외부공기에 포함된 먼지 내지 습기등의 이물질을 여과처리수단에 의해 안정적으로 걸름,처리되도록 하여, 공기배관내로 발생하는 슬러지 흡착 내지 부식현상을 방지되도록 하는 등, 일련의 제품 사용효율 및 내구성을 증대되도록 한 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적 수단으로는;

송풍기를 통해 강제 흡입된 외부공기를 공급배관을 통해 열교환기내로 유입시켜, 그 유입된 외부공기를 저온상태로 냉각시키고, 이와같이 냉각된 외부공기를 배출배관과, 분배배관을 통해 포기조내로 공급토록 하는 폐수처리장치에 있어서;

상기, 열교환기를 냉각수가 충진된 냉각수조내에 지선유입배관과, 지선배출배관에 의한 연결구조로 수중, 설치시키고;

상기, 냉각수조의 일측과 타측면에 공급펌프와 배출펌프가 연결, 설치시키며;

재차 상기, 냉각수조에 연결되는 또 다른 라인구성으로, 순환펌프와, 냉각탑과, 분사파이프로 이루어진 냉각순환라인을 형성되게 하므로서, 달성되는 것이다.

이하, 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 다른 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 개략적인 시스템 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 요부확대도이며, 도 3은 본 고안에 적용되는 배출배관의 요부확대 단면도로서 그 일련의 구성을 살펴보면;

송풍기(1)와, 공급배관(2)과, 열교환기(3)와, 배출배관(4)과, 분배배관(5)과, 냉각수조(6)와, 냉각순환라인(7)으로 이루어진 일련의 시스템 구조를 이루게 하므로서, 구성되는 것이다.

이때, 상기 송풍기(1)는 기체를 수송하거나 승압되게 하는 통상의 기계장치를 의미하는 것으로, 이는 모터동력(M)에 의해 날개차와 회전자등(도시생략)을 구동시켜 외부로 부터 기체(공기)를 흡입되게하고, 이어 이와같이 흡입된 기체의 역학적 에너지를 증가시켜, 그 기체를 필요로하는 장치내에 공급토록 하는 일반적 형태의 구성인바, 이에 이러한 송풍기(1)는 그 설비용량 및 사용상 필요에 따라 도 1로 도시된 바와같이, 복수개 이상의 배열구조로 형성되는 것이다.

또한, 상기 공급배관(2)은 송풍기(1)를 통해 강제 흡입된 외부공기(기체)를 후술하는 열교환기(3) 내부로 원활하게 흐름, 전달토록 하는 일반적 형태의 파이프 배관으로서, 이에 이와같은 공급배관(2)을 본 고안에 적용함에 있어서는 도 1로 도시된 바와같이 공급배관(2)의 일측면에 먼지 내지 습기등의 이물질을 여과처리시키기 위한 수단, 다시말해 교환식 필터(도시생략)가 구비된 여과망(21)을 장착토록 함이 바람직하다.

이때, 상기 공급배관(2)에 장착되는 여과처리수단은 그 주요기능이 이물질을 걸름되게 하는 것으로, 이에 이와같은 여과처리수단은 단순히 교환식 필터가 구비된 여과망(21)에 한정되는 것이 아니라, 초음파 내지 자석을 이용한 다양한 형태의 여과수단을 선택적으로 적용, 형성시킬수 있는 것이다.

또한, 상기 열교환기(3)는 포기조(8)로 공급되는 고온의 외부공기를 강제적을 냉각시켜, 사용에 필요한 적정온도로 유지되게 하는 것으로, 이에 이와같은 열교환기(3)는 도 2로 도시된 바와같이 좌,우 양측면에 상호 대칭구조를 이루는 한쌍의 다공판(31)을 형성하고, 재차, 상기 형성된 다공판(31)을 다수개의 공기분할관(32)에 의해 상호 연결시킨 통상의 구성을 포함하는 형태로하여, 그 일측면에 단속밸브(V)가 구비된 지선유입배관(33)을 연결하고, 그 타측면에 또 다른 단속밸브(V)를 구비한 지선배출배관(34) 연결 형성되게 함이 바람직하다.

또한, 상기 배출배관(4)은 열교환기(3)에 의해 냉각된 외부공기를 포기조(8)내로 전달시키기 위한 일종의 중간 공급라인 구성으로서, 이러한 구성의 배출배관(4)을 본 고안에 적용함에 있어서는, 도 3으로 도시된 바와같이 외부공기가 흐름되는 파이프, 다시말해 기체흐름관(41)을 냉각수가 충진된 냉각유지관(42)내에 수용시킨 이중파이프 구조로 형성되게 함이 바람직하다.

이때, 상기 냉각유지관(42)으로 충진된 냉각수는 원할한 냉각수단으로서의 기능유지를 위해 지속적인 순환작용이 이루어져야 하는 것인바, 이에 도 1 또는 도 3으로 도시된 바와같이 상기 냉각유지관(42)의 일측면에 후술하는 냉각수조(6)로 연결되는 유입관(421)을 형성토록 하고, 재차, 상기 유입관(421)에 대향하는 타측면에 후술하는 냉각수조(6)로 연결되는 배출관(422)을 형성되게 하여, 이와같은 유입관(421)과 배출관(422)을 통한 냉각수의 순환작용을 별도 구비된 모터(도시생략)동력에 의해 이루어지도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 분배배관(5)은 적정온도로 냉각된 외부공기를 균등하게 배분하여, 이를 최종적으로 포기조(8)내에 공급토록 하는 구성으로 이루어지는 것인바, 이에 이와같은 분배배관(7)은 도 1로 도시된 바와같이 포기조(8)의 설비수량에 따라 가변설치되는 형태로서, 그 라인상에 단속밸브(V)를 장착, 구비하게 되는 것이다.

또한, 상기 냉각수조(6)는 냉각수가 충진되는 소정용량의 저장용 탱크구조를 이루는 것인바, 이에 이와같은 냉각수조(6)는 도 1로 도시된 바와같이 온도감지센서(61)와 수위량 변환에 따라 개폐가 단속되는 부구밸브(62)를 포함하는 구성으로, 그 냉각수조(6)의 일측면에 공급펌프(63)를 연결설치하고, 재차 상기 냉각수조(6) 타측면에 배출펌프(64)를 연결, 설치되게 함이 바람직하다.

또한, 상기 냉각순환라인(7)은 전술한 냉각수의 온도가 상승될 경우, 이를 강제적으로 순환시켜, 항상 적정한 냉각온도로 유지되게 하는 또 다른 형태의 라인구성으로서, 이에 이와같은 냉각순환라인(7)은 도 1로 도시된 바와같이 냉각수조(6)내의 냉각수를 강제 흡입토록하는 순환펌프(71)와, 상기 순환펌프(71)를 통해 흡입, 전달되는 냉각수를 저온으로 재 냉각시키기 위한 냉각탑(72)과, 상기 냉각탑(72)에 의해 냉각된 냉각수를 상기 냉각수조(6)내로 분사, 공급되게 하는 분사파이프(73)로 형성되게 함이 바람직하다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 상호 결합시켜, 일련의 시스템을 이루도록 함에 있어서는;

먼저, 도 1로 도시된 바와같이 송풍기(1)와 열교환기(3)의 일측면을 공급배관(2)과 지선공급배관(33)에 의해 상호 연결시키고, 이어, 상기 송풍기(1)와 연결된 열교환기(3)의 타측면을 재차 지선배출배관(34)과, 배출배관(4), 그리고 분배배관(5)에 의해 순차적으로 연결하여 포기조(8)와 상호 라인연결관계를 이루도록 한다.

이때, 상기와 같은 연결관계에 있어, 공급배관(2)과 배출배관(4)은 추가적인 배관구성, 다시말해 단속밸브(V)가 구비된 바이패스관(9)에 의해 도 1로 도시된 바와같이 별도 우회연결구조를 이루게 되는 것이다.

또한, 이와같은 상태에서, 상기 열교환기(3)를 냉각수가 충진된 냉각수조(6)내에 수용, 연결시켜, 도 1로 도시된 바와같이 수중설치구조를 이루도록하고, 재차 상기 냉각수조(6)를 순환펌프(71)와, 분사파이프(73)에 의해 냉각순환라인(7)과 수중 연결되게 하므로서, 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치를 구현하게 되는 것이다.

이때, 상기와 같은 결합관계에 있어, 상기 냉각수환라인(7)상의 분사파이프(73)는 도 1로 도시된 바와같이 냉각수조(6)내로 설치된 열교환기(3)의 저면부에 근접한 형태로 설치되는 것이다.

이에, 상기와 같은 일련의 시스템 구성을 이루는 포기조용 냉각장치의 상호 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 포기조(7)의 온도상승으로 인해 외부로 부터의 공기유입을 필요로 할 경우, 송풍기(1)를 가동시키게 되면, 상기 송풍기(1)에 의한 강제 흡입작용에 의해 외부공기는 공급배관(2)을 통해 유입되고, 이와같이 유입된 외부공기는 지선공급배관(33)과, 열교환기(3), 그리고 지선배출배관(34)을 경유, 배출배관(4)과, 분배배관(5)을 통해 포기조(8) 내로 공급되는 것이다.

이때, 상기 송풍기(1)에 의해 공급배관(2)으로 유입된 외부공기는 여과망(21)을 통과하며 각종 이물질(먼지 내지 습기)이 여과처리 되어짐에 따라, 다음 배관라인으로의 흐름과정에 있어, 배관 내측면에 슬러지 흡착 내지 부식이 발생하는 것을 방지하게 되는 것이다.

또한, 상기 열교환기(3)는 지선공급배관(33) 및 지선배출배관(34) 연결에 의해 냉각수가 충진된 냉각수조에 수중설치된 구조를 이룸에 따라 냉각수와 열교환기(3)의 접촉면, 다시말해 냉각면적을 확대되도록 하여 외부공기의 온도를 효과적으로 하강시키게 되는 것이고, 재차 이와같이 냉각된 외부공기가 배출배관(4)을 통해 흐름되는 과정에 있어서는, 이중파이프 구조를 이루는 냉각유지관(42)에 의해 기체흐름관(41)을 통과하는 냉각된 외부공기의 체류시간을 연장되게 하여, 상기 냉각된 외부공기가 포기조(7)내로 공급되기 직전까지 온도가 재상승되는 것을 방지하게 되는 것이다.

한편, 또 다르게 상기 냉각수조(6)에 충진된 냉각수는 또 다른 흐름경로, 다시말해 냉각순환라인(7)을 통해 순환되며 항상 사용에 필요한 냉각온도를 유지하게 되는 것인바, 이에 이의 흐름과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 냉각수조(6)에 수중설치된 열교환기(3)와의 작용관계, 다시말해 열교환작용에 의해 냉각수의 온도가 상승하게 되면, 상기 냉각수조로 설치된 온도감지센서(61)는 그 상승된 냉각수의 온도를 자동으로 감지하여 냉각순환라인(7)의 순환펌프(71)를 구동시키게 된다.

이에, 상기 순환펌프(71)는 그 구동작용에 의해 온도가 상승된 냉각수를 강제 흡입하여, 그 흡입된 냉각수를 도1로 도시된 바와같이 냉각탑(72)으로 흐름, 이동시키게 되는 것이고, 이와같이 흐름,이동되는 냉각수는 상기 냉각탑(72)을 경유하며 그 상승된 온도가 하강되어, 도 1로 도시된 바와같이 냉각수조(6)내로 재 충진되는 것이다.

이때, 온도가 하강된 상태로 냉각수조(6)내에 재 충진되는 냉각수는 도 1로 도시된 바와같이 분사파이프(73)를 통해 열교환기(3) 저면부에 냉각수를 분사하는 형태로 충진되는 것으로, 이와같은 작용에 의해 상기 열교환기(3)는 수중내에서 2차적인 냉각작용을 부여받게 되는 것이고

또 다르게, 상기와 같은 일련의 냉각순환작용을 행하는 냉각수는 최초 공급펌프(63) 구동에 의해 외부급수시설(상,하수도, 지하수등)로 부터 냉각수를 공급받아 이를 냉각수조(6)내에 필요한 양으로 충진, 사용하게 되는 것으로, 이에 이와같이 충진, 공급되는 냉각수는 단순한 열교환작용 이외에 도 1로 도시된 배출펌프(64)를 통해 수시로 배출되며 폐수정화시설내의 공업용수(기계세척수, 약품희석수등)로 겸용되는 것이고, 아울러 이와같은 냉각수 배출작용에 의해 냉각수조(6)내의 냉각수량이 줄어들 경우에 있어서는, 상기 냉각수조(6)내로 설치된 부구밸브(62)의 수위감지작용에 의해 공급펌프(63) 연결라인을 자동으로 개폐시켜 냉각수조(6)내의 냉각수를 항상 설정된 량으로 유지시키게 되는 것이다.

또한, 부연적인 설명으로서;

전술한 바와같이 일련의 열교환작업이 이루어짐에 있어, 송풍기(1)에 의해 유입된 외부공기가 계절 및 기타 외부적 환경요인에 적정온도를 유지하는 경우에 있어서는, 별도의 열교환작용을 필요로하지 않게 되는 것인바;

따라서, 이러한 경우에 있어서는 단속밸브(V)에 의한 제어로서, 상기 유입된 공기를 바이패스관(9)을 통해 우회시켜, 열교환기(3)에 의한 냉각작용 없이, 배출배관(4)과, 분배배관(5)을 통해 포기조(8)내에 직접 공급되도록 하는 것이다.

이상, 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치는 다수개의 분할관으로 이루어진 열교환기를 냉각수조내에 수용, 설치시켜, 일련의 열교환작용을 수중내에서 직접 이루어지도록 하고, 아울러 이와같이 열교환작용을 행한 냉각수를 폐수처리시설내의 공업용수로 순환, 재활용 되도록 하여, 유입되는 외부공기의 냉각효율을 증대시킴과 동시에 불필요한 자원의 낭비를 예방되도록 한 것으로, 이에 사용자에게 매우 유용한 기대효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 시스템 구성도

도 2는 본 고안에 따른 포기조용 수냉식 공기냉각장치의 요부확대도

도 3은 본 고안에 적용되는 배출배관의 요부확대 단면도

< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 >

1 : 송풍기 2 : 공급배관 3 : 열교환기

4 : 배출배관 5 : 분배배관 6 : 냉각수조

7 : 냉각순환라인 8 : 포기조 9 : 바이패스관

21 : 여과망 31 : 다공판 32 : 공기분할관

33 : 지선공급배관 34 : 지선배출배관 41 : 기체흐름관

42 : 냉각유지관 61 : 온도감지센서 62 : 부구밸브

63 : 공급펌프 64 : 배출펌프 71 : 순환펌프

72 : 냉각탑 73 : 분사파이프

Claims (2)

1. 송풍기(1)를 통해 강제 흡입된 외부공기를 공급배관(2)을 통해 열교환기(3)내로 유입시켜, 그 유입된 외부공기를 저온상태로 냉각시키고, 이와같이 냉각된 외부공기를 배출배관(4)과, 분배배관(5)을 통해 포기조내로 공급토록 하는 폐수처리장치에 있어서;

   상기, 열교환기(3)는 냉각수가 충진된 냉각수조(6)내에 지선유입배관(33)과, 지선배출배관(34)에 의한 연결구조로 수중, 설치되고;

   상기, 냉각수조(6)는 온도감지센서(61)와 부구밸브(62)를 포함하는 구성으로, 그 일측과 타측면에 공급펌(63)프와 배출펌프(64)가 연결, 설치되며;

   상기, 냉각수조(6)로 연결되는 또 다른 라인구성으로, 순환펌프(71)와, 냉각탑(72)과, 분사파이프(73)로 이루어진 냉각순환라인(7)을 형성하여 이루어짐을 특징으로 하는 포기조용 수냉식 공기냉각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각순환라인(7)상의 순환펌프(71)와, 분사파이프(73)는 상기, 냉각수조(6)내로 수중, 연결됨을 특징으로 하는 포기조용 수냉식 공기냉각장치.