KR20060103373A

KR20060103373A - 미세기포 발생장치

Info

Publication number: KR20060103373A
Application number: KR1020050025235A
Authority: KR
Inventors: 김병기
Original assignee: (주)엔지에스티; (주)리메이크
Priority date: 2005-03-26
Filing date: 2005-03-26
Publication date: 2006-09-29
Also published as: KR100650113B1

Abstract

본 발명은 미세기포 발생 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부상 분리조로 공급된 응집수에 포함된 부유물질에 대한 부상력을 제공하기 위하여 상기 부상 분리조의 하부에서 상부측으로 압입 토출되는 미세기포를 초미립자 형태로 신속하게 다량으로 생성시킬 수 있도록 한 미세기포 발생 방법 및 장치에 관한 것으로서, 펌프를 통하여 몸체의 내부로 유입되는 유동에 대하여, 이 유동압력과 동일하거나 다소 작은 탄성계수를 갖는 스프링의 탄성력이 작용되도록 하여 이들 압력 사이에서 유입되는 유동에 대한 고속의 반복적인 개폐가 이루어질 수 있도록 하고, 몸체에 형성되는 캐비테이션 홈과 유동의 접촉에 의한 캐비테이션 난류에 의해서 다량의 미세기포가 생성될 수 있도록 함으로써 상기 수중의 부유물질에 대한 부상속도와 부상력 및 용존산소량의 증대를 가져오게 되며, 부상 분리조 내부의 미세기포 잔존시간을 지연시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

상.하부 하우징, 스프링, 밸브시트, 버블통로, 버블 토출구, 샤프트

Description

미세기포 발생 방법 및 장치{Micro bubble producing method and device}

도 1은 본 발명의 장치가 적용된 펌프유니트를 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명의 장치를 나타낸 분해사시도.

도 3은 도 2의 조립상태를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명 장치의 작동상태를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:기기몸체

2:상부 하우징

20:상부 플랜지부 21:관통공

22:버블 토출구 23:내측 나선부

3:하부 하우징

30:하부 플랜지부 31:유입공

32:나선부 33:캐비테이션 홈

34:버블통로 35:실링홈

4:밸브시트 4a:가이드봉

5:샤프트

51:스프링 지지대 52:가이드홈

53:나사부 54:조작놉

55:요철부

6:스프링 7:오링

8:테이퍼 100:펌프유니트

본 발명은 미세기포 발생 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부상 분리조로 공급된 응집수에 포함된 부유물질에 대한 부상력을 제공하기 위하여 상기 부상 분리조의 하부에서 상부측으로 압입 토출되는 미세기포를 초미립자 형태로 신속하게 다량으로 생성시킬 수 있도록 한 미세기포 발생 방법 및 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 가압 부상 분리장치는 오.폐수의 부유물질을 부력에 의하여 부상시켜 분리하는 장치로서, 통상 응집조와 미세기포 발생장치를 포함하는 부상 분리조로 구성되어, 응집조로부터 부상 분리조로 공급된 응집수에 대하여 미세기포를 부상 분리조의 하부에서 상부측으로 압입 토출시킴으로써 수중의 부유물질을 플록을 형성하면서 수면으로 부상시키고, 이 부상된 슬러지는 스키머에 의해서 별도의 저장조로 회수 및 제거될 수 있도록 함으로써 오.폐수에 대한 슬러지의 분리 처리가 이루어질 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기 부상 분리조의 내부로 압입 토출되는 미세기포는 통상적으로 직 접 임펠러나 산기기를 사용하여 단순히 공기를 주입하는 것에 의해서 생성되는 것으로서, 이는 쉽게 소멸되고 크기가 대체로 커서 부상에 사용하기에 비효율적인 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 그 목적은 부상 분리조로 공급된 응집수에 포함된 부유물질에 대한 부상력을 제공하기 위하여 상기 부상 분리조의 하부에서 상부측으로 압입 토출되는 미세기포를 초미립자 형태로 신속하게 다량으로 생성시킬 수 있도록 함으로써 상기 수중의 부유물질에 대한 부상속도와 부상력 및 용존산소량의 증대를 가져올 수 있도록 하고, 부상 분리조 내부의 미세기포 잔존시간을 지연시킬 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 펌프를 통하여 몸체의 내부로 유입되는 유동에 대하여, 이 유동압력과 동일하거나 다소 작은 탄성계수를 갖는 스프링의 탄성력이 작용되도록 하여 이들 압력 사이에서 유입되는 유동에 대한 고속의 반복적인 개폐가 이루어질 수 있도록 하고, 몸체에 형성되는 캐비테이션 홈과 유동의 접촉에 의한 캐비테이션 난류에 의해서 다량의 미세기포가 생성될 수 있도록 한 것을 특징으로 한 미세기포 발생 방법이 제공된다.

또한, 일측 유입구에 대하여 타측에 직각을 이루는 방향으로 버블 토출구가 형성되고, 상기 유입구와 버블 토출구 사이의 구획 부분에 중앙의 유입공 외곽으로 캐비테이션 홈이 형성되며, 유입구측이 펌프유니트에 연결되는 기기몸체와; 상기 유입구와 동축을 이루며 기기몸체에 수직으로 설치되고, 하부측에 스프링 지지대가 형성된 샤프트와; 상기 유입공 및 캐비테이션 홈의 상부측에 구비되는 밸브시트와; 상기 밸브시트와 스프링 지지대의 사이에 탄력 설치되고, 상기 펌프유니트를 통하여 공급되는 수압과 동일하거나 다소 작은 탄성계수를 갖는 스프링;으로 구성된 것을 특징으로 한 미세기포 발생 장치가 제공된다.

또한, 상기 기기몸체는 캐비테이션 홈의 외곽으로 상부 개방형의 버블통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트는 기기몸체에 나선 결합되어 샤프트의 회전에 의한 승하강에 의해서 스프링의 탄성력을 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트는 상단부 둘레를 따라 수직의 요철부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트는 상단부에 조작놉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트의 중앙부에 하부 개방형의 가이드홈이 형성되고, 상기 밸브시트는 상부측 중앙부에 가이드봉이 형성되어 상기 가이드봉이 상기 가이드홈을 따라 안내될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캐비테이션 홈은 상방 개구형의 반원형 단면을 이루는 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기기몸체는 유입구의 내측면에 유입공 측으로 갈수록 직경이 점차 좁아지는 테이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 방법 및 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 미세기포 발생방법은 오존, 공기, 순수 산소 등과 같은 기체를 포함하는 오.폐수, 즉 유동에 대한 급격한 변화를 주기 위하여 스프링을 사용하였고, 불규칙적인 압력을 나타내는 유동과 상기 스프링 사이의 상관 관계, 즉 고속의 반복적인 운동에 의해서 주변에서 나타는 캐비테이션 난류를 이용한 것으로서, 본 발명의 장치를 통해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 장치가 적용된 펌프유니트를 나타낸 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 외부의 공기가 함께 주입되는 펌프유니트(100)의 출구측에 연결 및 설치되는 것으로서, 그 연결은 밸브(110)의 배출구 측에 기기몸체(1)를 나선 결합함으로써 이루어지나, 상기 펌프유니트에 국한되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 조립 상태를 나타낸 단면도이다.

상기 기기몸체(1)는 하부로 개방된 상부 하우징(2)과 하부 하우징(3)의 결합에 의해서 이루어지고, 상기 상부 하우징(2)은 상부 하우징(2)에 대하여 직각을 이루는 방향으로 버블 토출구(22)가 형성되며, 하단부 외측에 상부 플랜지부(20)가 형성된다.

그리고, 상기 하부 하우징(3)은 상단부 외측에 상기 상부 하우징(2)의 상부 플랜지부(20)와 대향되는 하부 플랜지부(30)가 형성되고, 중앙부에 유입공(31)이 형성되며, 상기 유입공(31)의 외곽에 환형을 이루는 상부 개방형의 캐비테이션 홈(33)이 대략 반구형의 단면 구조로 형성된다.

또한, 상기 캐비테이션 홈(33)의 외곽에는 역시 상부측으로 개방된 환형의 버블통로(34)가 형성되는 것이며, 상기 버블통로(34)의 외곽 하부 하우징(3)과 상부 하우징(2)에 각각 반원형의 실링홈(35)이 형성되어 오링(7)의 결합에 의해서 이들 사이에 기밀이 이루어질 수 있도록 구성한 것이다.

이와함께 상기 하부 하우징(3)의 하부 외측에는 나선부(32)가 형성되어 펌프유니트(100)와 나선 결합되도록 구성하고, 상부 하우징(2)의 내부 중심선 상에는 상기 상부 하우징(2)을 관통하여 수직으로 샤프트(5)가 설치되는 것으로서, 이를 위하여 상부 하우징(2)의 상부 중앙부에 관통공(21)이 형성되고, 상기 관통공(21)에 샤프트(5)가 나선 결합되도록 샤프트(5)의 외측에 나사부(53)가 형성되며, 관통공(21)은 상기 나사부(53)와 대응되는 내측 나선부(23)를 포함한다.

그리고, 상기 샤프트(5)의 회전 조작이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 상단부 둘레를 따라 수직의 요철부(55)가 형성되는 것이며, 이 요철부(55)에 조작놉(54)을 결합시켜 그 조작의 간편성을 확보할 수 있도록 구성하였다.

또한, 상기 하부 하우징(3)은 유입공(31) 및 캐비테이션 홈(33)을 커버하는 밸브시트(4)를 포함하며, 상기 밸브시트(4)의 상부측 샤프트(5)의 하부측에는 스프링 지지대(51)가 형성되어 이들의 사이에 스프링(6)이 탄력 설치된다.

이때, 상기 스프링(6)은 펌프유니트(100)로부터 공급되는 유동 압력과 동일 하거나 다소 작은 탄성계수를 갖도록 형성되고, 상기 스프링(6)의 탄성력과 유동의 압력에 의해서 승하강되는 밸브시트(4)의 이동을 안내하기 위하여 샤프트(5)에 하부측으로 개방된 가이드홈(52)이 형성되고, 상기 밸브시트(4)의 상부측 중앙에는 가이드봉(4a)이 형성된다.

한편, 상기 기기몸체(1)는 유입구의 내측면에 유입공(31) 측으로 갈수록 직경이 점차 좁아지는 테이퍼(8)를 더 포함할 수 있고, 이 테이퍼(8)에 의해서 기기기몸체(1)의 내부로 유입되는 유동에 대한 압력 상승 및 집중을 가져오게 된다.

도 4는 본 발명 장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 펌프유니트(100)로부터 기기몸체(1)를 구성하는 하부 하우징(3)의 내부로 유입되는데, 이때 이 유입되는 유동의 압력은 불규칙적으로 나타난다.

그리고, 하부 하우징(3)의 유입공(31) 및 캐비테이션 홈(33)은, 스프링(6)에 의해서 상시 유입공의 폐쇄방향으로 탄력 지지되는 밸브시트(4)에 의해서 폐쇄된 상태를 유지하게 되는 것이다.

이러한 상태에서 불규칙적인 유동 압력이 상기 밸브시트(4)에 작용시, 유동 압력이 스프링(6)의 탄성력보다 크면, 유입공(31) 및 캐비테이션 홈(33)에 대한 밸브시트(4)의 개방이 이루어지고, 유동 압력이 스프링(6)의 탄성력보다 작으면, 다시 유입공(31) 및 캐비테이션 홈(33)에 대한 폐쇄가 이루어지게 되는 것으로서, 이러한 반복적인 개폐동작이 고속으로 이루어지게 된다.

또한, 밸브시트(4)의 개방에 의해서 상부 하우징(2)의 내부로 유입된 유동은 캐비테이션 홈(33)과 접촉에 의해서 와류를 일으키게 되고, 그 주변의 압력이 포화증기압보다 낮은 영역에서 액체가 기화하여 기체 상태로 변하는 캐비테이션 난류 현상에 의해서 다량의 기포가 생성되는 것이며, 이 생성된 기포는 상부 하우징(2)의 버블 토출구(22)를 통하여 토출되는 것이다.

한편, 상기 샤프트(5)는 상부 하우징(2)에 나선 결합되므로 샤프트(5)의 회전량에 따라 스프링(6)의 탄성력 조절이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 불규칙적인 유동압력과 스프링의 탄성력 간의 압력차이에 따른 고속의 반복적인 운동을 이용한 캐비테이션 난류 현상에 의해서 부상 분리조로 공급된 응집수에 포함된 부유물질에 대한 부상력을 제공하는 미세기포를 초미립자 형태로 신속하게 다량으로 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 수중의 부유물질에 대한 부상속도와 부상력 및 용존산소량의 증대를 가져오게 되며, 부상 분리조 내부의 미세기포 잔존시간을 지연시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims

펌프를 통하여 몸체의 내부로 유입되는 유동에 대하여, 이 유동압력과 동일하거나 다소 작은 탄성계수를 갖는 스프링의 탄성력이 작용되도록 하여 이들 압력 사이에서 유동에 대한 고속의 반복적인 개폐가 이루어질 수 있도록 하고, 몸체에 형성되는 캐비테이션 홈과 유동의 접촉에 의한 캐비테이션 난류에 의해서 다량의 미세기포가 생성될 수 있도록 한 것을 특징으로 한 미세기포 발생방법.
일측 유입구에 대하여 타측에 직각을 이루는 방향으로 버블 토출구(22)가 형성되고, 상기 유입구와 버블 토출구 사이의 구획 부분에 중앙의 유입공(31) 외곽으로 캐비테이션 홈(33)이 형성되며, 유입구측이 펌프유니트(100)에 연결되는 기기몸체(1)와;

상기 유입구와 동축을 이루며 기기몸체(1)에 수직으로 설치되고, 하부측에 스프링 지지대(51)가 형성된 샤프트(5)와;

상기 유입공(31) 및 캐비테이션 홈(33)의 상부측에 구비되는 밸브시트(4)와;

상기 밸브시트(4)와 스프링 지지대(51)의 사이에 탄력 설치되고, 상기 펌프유니트를 통하여 공급되는 수압과 동일하거나 다소 작은 탄성계수를 갖는 스프링(6);으로 구성된 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 기기몸체(1)는 캐비테이션 홈(33)의 외곽으로 상부 개방형의 버블통로(34)를 포함하는 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 샤프트(5)는 기기몸체(1)에 나선 결합되어 샤프트(5)의 회전에 의한 승하강에 의해서 스프링(6)의 탄성력을 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제4항에 있어서,

상기 샤프트(5)는 상단부 둘레를 따라 수직의 요철부(55)를 포함하는 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제5항에 있어서,

상기 샤프트(5)는 상단부에 조작놉(54)을 포함하는 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 샤프트(5)의 중앙부에 하부 개방형의 가이드홈(52)이 형성되고, 상기 밸브시트(4)는 상부측 중앙부에 가이드봉(4a)이 형성되어 상기 가이드봉(4a)이 상기 가이드홈(52)을 따라 안내될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 미세기포 발생 장치.
제2항에 있어서,

상기 캐비테이션 홈(33)은 상방 개구형의 반원형 단면을 이루는 구조로 형성된 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 기기몸체(1)는 유입구의 내측면에 유입공(31) 측으로 갈수록 직경이 점차 좁아지는 테이퍼(8)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 미세기포 발생장치.