KR20080001604U - 가압기체용해장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 물에 대한 용해도가 낮은 공기, 산소, 오존 등의 기체를 대기압보다 높은 압력으로 가압시켜 물에 용해시키는 가압기체용해장치에 관한 것으로, 가압펌프, 용해탱크, 기체공급기로 구성되어 있으며, 용해탱크로 주입되는 기체량 제어를 위한 부구밸브(float valve)와 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되는 것을 막아주는 부구밸브를 용해탱크 내부에 설치한 것이 특징이다.
기체용해, 공기용해, 산소용해, 오존용해, 가압용해, 기체 용해수, 부구밸브
Description
본 고안은 물에 대한 용해도가 낮은 공기, 산소, 오존 등의 기체를 대기압보다 높은 압력으로 가압시켜 물에 용해시키는 가압기체용해장치에 관한 것으로, 공기용해 수는 하수, 폐수, 정수처리 공정 중 부상분리와 세척 공정, 기포 목욕 등에 사용되고, 산소용해수는 수산물 양식용수, 수경재배 용수의 산소 공급과 호소 등의 수질 개선 등에 사용되며, 오존용해수는 각종 용수의 살균, 탈취, 탈색과 유기물의 분해, 산화 등에 사용된다.
가압기체용해장치는 용해탱크에 가압펌프로 물을 주입하고, 기체공급기로 기체를 주입하여, 용해탱크 내부에서 물과 기체가 일정 접촉면적과 접촉시간을 갖게 함으로서, 기체를 물에 용해시켜 기체용해수를 생성하는 장치이다. 종래의 가압기체용해장치는 용해탱크로 주입되는 기체량의 제어를 수위 감지기,수위 제어기,전자 밸브,전기 제어반 등으로 구성된 전기적 제어를 사용하는데, 장치가 복잡하고, 제작비가 고가이다.
또한, 가압기체용해장치의 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되어 사용목적을 온전히 달성할 수 없고, 기체를 다시 가압할 때 소요되는 에너지가 낭비되는 단점이 있다.
상기 종래의 가압기체용해장치에 관한 참고 문헌으로는 국내 등록실용공보 20-0409393 '산소용해장치', 국내 공개특허공보 10-2006-0025510 '기체용해장치', 국내 등록실용공보 20-0319923 '압축 순환식 기체용해장치' 등이 있다.
본 고안은 가압기체용해장치의 용해탱크 내부에서 기체가 일정 부피을 유지하도록 기체공급기로부터 주입되는 기체량을 제어하기 위해, 종래에 사용되던 수위 감지기,수위 제어기,전자 밸브,전기 제어반 등으로 구성된 전기적 제어수단에 비해 단순하고, 저렴한 제어수단을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 고안은 가압기체용해장치의 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되는 것을 막아주는 제어수단을 제공하는데 목적이 있다.
본 고안은 가압기체용해장치의 용해탱크 내부에 기체가 일정 부피를 유지하도록
기체공급기로부터 주입되는 기체량을 제어하기 위해 부구밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안은 가압기체용해장치의 용해탱크 내부에 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되는 것을 막아주는 부구밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의한 가압기체용해장치는 용해탱크로 주입되는 기체량의 제어가 부구밸브로 이루어짐에 따라 종래에 사용되던 수위 감지기, 수위 제어기, 전자 밸브, 전기 제어반 등으로 구성된 전기적 제어수단에 비해 장치가 단순하며, 제작비가 저렴 하다.
또한, 본 고안에 의한 가압기체용해장치는 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되는 것을 막아주는 부구밸브를 설치하여, 기체용해수 사용처에서 사용목적을 온전히 달성할 수 있고, 기체를 다시 가압할 때 소요되는 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
본 고안은 가압기체용해장치의 용해탱크 내부에서 기체가 일정 부피을 유지하도록 기체공급기로부터 주입되는 기체량을 제어하기 위한 부구밸브를 용해탱크 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안은 가압기체용해장치의 단전이나 운전 정지시 용해탱크 내부의 가압 된 기체가 팽창하면서 기체용해수 사용처로 배출되는 것을 막아주는 부구밸브를 용해탱크 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.
본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안에 따른 가압기체용해장치의 구성과 기체 용해과정 및 운전, 제어방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 가압기체용해장치는, 물을 주입하는 가압펌프(1), 기체를 주입하는 기체공급기(2), 기체와 물을 접촉시켜 용해시키는 용해탱크(3)로 구성된다.
용해탱크(3)는 스텐레스판, 철판 등과 같은 금속재질로 원통형이 일반적이다.
용해탱크(3)의 내부에는 기체공급기(2)로부터 주입되는 기체량을 조절하기 위한 부 구밸브(V2)와 단전이나 운전 정지 시 용해탱크(3) 내부의 가압 된 기체가 팽창하며 기체용해수 사용처(4)로 배출되는 것을 막아주는 부구밸브(V1)가 설치된다. 여기서 부구밸브(V1)과 부구밸브(V2)에는 부구(F1)과 부구(F2)가 각각 부착되어 작동되며, 부구와 부구밸브는 용해탱크(3) 내부의 압력을 견딜 수 있는 것을 사용한다.
또한, 용해탱크(3) 내부에는 충전재(5)가 상부 물분배판(6)과 하부 물분배판(7) 사이에 충전된다. 여기서 물 분배판은 주입된 물을 충전재(5)위에 고르게 분산되어 흘러내리게 하여 기체용해도를 높인다. 그리고 충전재(packings)는 기체와 액체의 접촉면적을 크게 하여, 기체의 용해도를 높여 주는 것으로 플라스틱, 세라믹, 금속 등의 재질과 팔링(pall rings), 링(rings) 등의 형상으로 되어있으며, 기체 용해수의 종류와 사용목적에 따라 재질과 형상을 정한다.
또한, 용해탱크(3)와 기체용해수 사용처(4) 사이의 배관에 압력조절밸브(V3)를 설치한다. 여기서 압력조절밸브로는 전동밸브, 수동밸브 등을 사용한다.
또한, 가압펌프(1)와 용해탱크(3) 사이의 배관에는 첵크밸브(V4)가 설치되며, 기체 공급기(2)와 용해탱크(3) 사이의 배관에는 첵크밸브(V5)가 설치된다. 여기서 첵크밸브(check valve)는 운전 중이나 운전 정지 시 용해탱크(3) 내부의 가압 된 기체나 물이 가압펌프(1)나 기체공급기(2)로 역류 되지 않도록 한다.
또한, 용해탱크(3)에는 내부의 압력을 알 수 있도록 압력계(8)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 가압기체용해장치의 기체 용해과정과 운전, 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 용해탱크(3)의 내부에 공기, 산소, 오존 등의 기체가 대기압으로 채워진 상 태에서 가압펌프(1)를 가동하면, 기체용해수 사용처(4)에서 흡입된 물은 용해탱크(3) 내부의 상부로 주입된다. 주입된 물은 용해탱크(3)의 내부에 충전된 충전재(5)를 통과하며 흘러내려 하부로부터 차오르며, 용해탱크(3)의 내부 수위를 수위 L1에서 수위 L2로 상승시켜 부구밸브(V1)를 열리게 하여 압력조절밸브(V3)를 거쳐 기체용해수 사용처(4)로 배출된다. 여기서 부구밸브(V1)는 수위 L1에서 닫히고, 수위가 상승함에 따라 열리기 시작하여 수위 L2에서 전부 열리며, 부구밸브(V2)의 하부에 위치한다. 그리고 주입되는 물은 압력조절밸브(V3)의 설정압력에 따라 용해탱크(3) 내부의 압력을 높이면서 설정압력에 도달할 때까지 용해탱크(3) 내부에서 차오르며, 기체용해수 사용처(4)로 배출된다.여기서 압력조절밸브(V3)의 설정압력은 5 내지 6기압이 일반적이다. 또한 기체용해수 사용처(4)로 배출되는 물은 사용목적에 맞게 사용한 후 부분 또는 전량이 가압펌프(1)로 흡입되어 순환된다.
다음에, 용해탱크(3) 내부에서 차오르는 물은 용해탱크(3)의 내부 수위를 수위 L3에서 수위 L4로 상승시켜 부구밸브(V2)을 열리게 하고, 열린 부구밸브(V2)를 통해 기체공급기(2)로부터 공기, 산소, 오존 등의 기체가 주입된다. 여기서 부구밸브(V2)는 수위 L3에서 닫히고, 수위가 상승함에 따라 열리기 시작하여 수위 L4에서 전부 열리며, 주입되는 기체의 압력은 압력조절밸브(V3)의 설정압력보다 0.5 내지 1기압 높은 압력으로 주입된다. 그리고 부구밸브(V2)는 용해탱크(3) 내부에 충전된 충전재(5)의 하부 물 분배판(7)의 하부에 위치한다.
다음에, 기체주입이 시작된 후 일정 시간이 경과하면 기체의 양이 늘어나면서, 용 해탱크(3) 내부 수위는 수위 L4에서 수위 L3으로 하강하고, 부구밸브(5)는 닫혀, 기체의 주입은 중단된다.
다음에, 용해탱크(3)의 상부에서 주입되는 물은 용해탱크(3)의 내부에 충전된 충전재(5)를 통과하며, 기체와 일정 접촉면적과 접촉시간을 갖고 하부로 흘러내리면서 기체를 용해시키는데, 이때 물에 용해되어 기체 용해수로 배출되는 량만큼의 기체부피가 줄어들면서, 용해탱크(3)의 내부 수위는 다시 수위 L3에서 수위 L4로 상승하고, 부구밸브(V2)가 열리면서 기체의 주입이 다시 시작된다.
상기와 같이 부구밸브(V2)가 열림과 닫힘을 반복하면서 기체공급기(2)로부터 용해탱크(3)로 주입되는 기체량이 용해탱크(3) 내부 수위 L3과 수위 L4 사이의 일정 부피를 갖도록 제어되기 때문에, 종래에 사용되던 수위 감지기, 수위 제어기, 전자 밸브, 전기 제어반 등으로 구성된 전기적 제어수단에 비해 장치가 단순하며, 제작비가 저렴하다.
또한, 본 고안에 의한 가압기체용해장치의 단전이나 운전 정지 시에 가압펌프(1)에서 용해탱크(3) 내부로 물의 주입이 중지됨에 따라, 용해탱크(3) 내부에서 5 내지 6기압으로 가압 된 기체는 압력이 떨어지면서 팽창하게 되는데, 가압펌프(1)나 기체공급기(2) 방향으로는 첵크밸브(V4)와 첵크밸브(V5)에 막혀, 압력이 상대적으로 낮은 기체용해수 사용처(4)방향으로 팽창한다, 여기서 기체용해수 사용처(4)는 일반적으로 대기압 상태이고, 5 내지 6기압으로 가압 된 기체가 대기압상태로 팽창하면 부피는 5 내지 6배로 늘어난다.
이때, 팽창하는 기체는 용해탱크(3) 하부의 물을 밀어내어, 먼저 용해탱크(3) 내부 수위를 수위 L4에서 수위 L3으로 하강시켜 부구밸브(V2)를 닫고, 이어서 수위를 수위 L2를 거쳐 수위 L1으로 하강시켜 부구밸브(V1)를 닫은 후, 팽창을 멈추고, 용해탱크(3) 내부에 일정 압력으로 머무르게 된다. 여기서 부구밸브(V1)는 수위 L1에서 닫히고, 수위가 상승함에 따라 열려서 수위 L2에서 전부 열리며, 부구밸브(V2)의 하부에 위치한다.
상기와 같이 부구밸브(V1)는 단전이나 운전 정지 시 용해탱크(3) 내부의 가압 된 기체가 팽창하며 기체용해수 사용처(4)로 배출되는 것을 막아 주어, 기체용해수의 사용목적을 온전히 달성할 수 있고, 기체를 다시 가압할 때 소요되는 에너지가 낭비되는 않는 장점이 있다.
예를 들면, 공기용해수는 하수, 폐수, 정수처리 공정 중 부상분리에 사용되는데, 용해탱크에서 배출되어 부상조에서 미세 기포를 형성하며, 기름, 부유물질 등의 오염물질을 부착시켜 부상조의 상부 수면 위로 부상시킨다. 미세기포에 부착된 기름, 부유물질 등의 오염물질은 부상조의 상부 수면에서 제거되고, 하부에서는 처리수를 배출하는데, 이때 부상조에 저류되고 있는 물은 요동이 없어야 한다.
그런데 단전이나 운전 정지 시 용해탱크 내부의 가압 된 공기가 팽창하며 부상조로 배출되면, 부상조에 저류된 물을 요동시켜 처리수의 수질을 악화시킨다. 이런 경우 본 고안에 따른 가압기체용해장치를 사용하면, 용해탱크(3) 내부의 가압 된 공기가 팽창하며 부상조로 배출되지않아 부상조에 저류된 물의 요동 없이, 부상조의 상부에서 부상된 오염물질을 제거할 수 있고, 하부에서는 안정된 처리수를 얻을 수 있어 공기용해수의 사용목적을 온전히 달성할 수 있다. 그리고 기체를 다시 가압할 때 소요되는 에너지가 낭비되지 않는 장점이 있다.
1도는 본 고안에 의한 가압기체용해장치의 구성과 기체 용해과정 및 제어방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 - 가압펌프 2 - 기체공급기
3 - 용해탱크 4 - 기체용해수 사용처
5 - 충전재 6 - 상부 물분배판
7 - 하부 물분배판 8 - 압력계
L1 - 부구(F1)의 최저 수위 L2 - 부구(F1)의 최고 수위
L3 - 부구(F2)의 최저 수위 L4 - 부구(F2)의 최고 수위
V1 - 부구밸브 V2 - 부구밸브
V3 - 압력조절밸브 V-4 - 첵크밸브
V5 - 첵크밸브 F1 - 부구
F2 - 부구
Claims (3)
- 물에 대한 용해도가 낮은 공기, 산소, 오존 등의 기체를 대기압보다 높은 압력으로 가압시켜 물에 용해시키는 가압기체용해장치에 있어서물을 주입하는 가압펌프(1);기체를 주입하는 기체공급기(2);물과 기체를 접촉시켜 용해시키는 용해탱크(3); 및상기 용해탱크(3) 내부에서 기체가 일정 부피를 유지하도록 기체공급기(2)로부터 주입되는 기체량 제어를 위해 용해탱크(3) 내부에 부구밸브(V2)를 설치한 것을 특징으로 하는 가압기체용해장치.
- 제1항에 있어서상기 용해탱크(3) 내부에 단전이나 운전 정지 시 용해탱크(3) 내부의 가압 된 기체가 기체용해수 사용처(4)로 팽창하면서 배출되는 것을 막아주는 부구밸브(V1)를 설치한 것을 특징으로 하는 가압기체용해장치.
- 제1항에 있어서상기 용해탱크(3) 내부에 충전재(5)를 상부 물 분배판(6)과 하부 물 분배판(7)사이에 충전하고, 하부 물 분배판(7)의 하부에 용해탱크(3) 내부에서 기체가 일정 부피 를 유지하도록 기체공급기(2)로부터 주입되는 기체량 제어를 위한 부구밸브(V2)를 설치하고, 부구밸브(V2)의 하부에 단전이나 운전 정지 시 용해탱크(3) 내부의 가압 된 기체가 기체용해수 사용처(4)로 팽창하면서 배출되는 것을 막아주는 부구밸브(V1)를 설치한 것을 특징으로 하는 가압기체용해장치.
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2008
- 2008-05-10 KR KR2020080006152U patent/KR20080001604U/ko not_active Application Discontinuation
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