KR20080089334A - 유연성 폭기패널 및 사용 방법 - Google Patents

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조세 프란시스코 아벨로
에르네스토 주안 이스나가
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파크슨 코포레이션
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Abstract

강성 지지플레이트를 포함하지 않는 유연성 폭기패널을 설명한다. 이 유연성 폭기패널은 주변 가장자리가 제 2 비천공 유연성 시이트에 시일링된 제 1 천공 유연성 시이트를 포함할 수 있으므로, 적어도 하나의 기체주입구와 유체연통되는 하나 이상의 캐비티를 형성한다. 유연성 폭기패널은 바람직하게는 액체 속에 위치할 때 균일하게 이격된 기포를 생성하도록 구성될 수 있다. 응용예로는 폐수, 호수, 개울, 세수대야 등이 포함되지만 여기에 한정되는 것은 아니다.
폭기, 패널, 유연성, 천공시이트, 비천공시이트, 캐비티, 액체, 기포

Description

유연성 폭기패널 및 사용 방법{Flexible Aeration Panel and Methods of Use}
본 발명은 공기 등의 기체의 방울을 물탱크, 수세기, 저장용기 또는 호수를 포함한 액체 속으로 도입시키기 위한 폭기패널(aeration panel)에 관한 것이다.
편평한 강성 플레이트로 구성된 하측부 상에 장착된 막으로 구성된 상측부를 갖는 종래의 폭기패널 구조는 예를 들어 미합중국 특허 제 5,192,467호에 알려져 있다. 이런 구조들은 강성 플레이트에 막을 고정하는 주변 구속 스트립을 갖는다. 막의 주름짐을 방지하기 위해 중간 억제 스트립도 마련되어있다. 조정형 앵커볼트는 폭기패널 구조를 액체용기의 바닥에 고정한다. 이런 패널들은 큰 경우에 무겁고 다루기 어려우며, 운송 및 설치가 어렵다. 이런 강성플레이트 유사물로서, 스테인레스 스틸이나 비유연성 플라스틱 플레이트 등의 다른 플레이트를 나사, 클램프 또는 접착제를 사용하여 유연성 상측 막에 결합시킨다. 그 외의 종래의 폭기패널 구조의 예들이 미합중국 특허 제 5,192,467호에도 논의되어있다. 독일 특허공보 제 29 42 697호 및 유럽특허 공보 제 0 229 386호에 설명된 폭기패널 등의 그 외의 폭기패널들도 알려져있다. 다른 예로는 미합중국 특허 제 4,624,781호가 있는데, 이는 하측 강성지지플레이트에 고정된 상측 유연성막을 갖는 패널형 공기확 산장치를 설명한다. 또 다른 예는 미합중국 특허 제 5,015,421호로서, 이는 나사나 리벳 등의 점 부착이 아니라 연속적인 클램핑 배치구조로 강성 지지체에 고정된 유연성 막을 개시한다.
또 다른 폭기패널이 알려져 있다. 예를 들어, 미합중국 특허 제 6,406,005호는 강성 베이스플레이트와 상기 강성 베이스플레이트의 대응 홈 속으로 막의 가장자리를 따라서 시일링 스트립을 압입함으로써 상기 강성 베이스플레이트에 고정된 천공 탄성막을 개시한다. 추가로 미합중국 특허 제 5,532,391호는 베이스플레이트를 포함하는 기체 분배기를 개시하는데, 이 기체 분배기 위로 천공 다이아프램이 펼쳐지고 다이아프램의 과도한 확장이 상측 격자에 의해 방지되도록 되어있다. 또한, 유럽특허 공보 제 0 761 294호는 외주변과 중심점이 지지플레이트에 고정된 천공막을 갖는 폭기패널을 개시하는 한편, 유럽특허 공보 제 0 747 031호는 욕조 내에서 사용하기 위한 해부학적 형상을 갖는 기포매트를 설명한다.
미합중국 특허 제 6,558,549호 및 제 6,645,374호는 액체 물이 침투할 수 없는 유연성 산소 침투성 막으로 구성된 기체이송용 막모듈(membrane module)을 개시한다. 이 장치는 거시적인 구멍들이 명백히 없기 때문에(대신에 대체 막은 허용범위내에서 세공의 소수성재료로 구성된다.) 동작 중에 기포를 생산하지 않는다. 또한, 이 장치는 비강성의 구속시스템을 갖는 것으로서 설명되었으며 비교적 편평한 것으로 생각된다.
강성의 지지플레이트를 사용하지 않아서 과도한 중량, 부피, 비용 및 문제가 있는 설치를 배제하는 유연성 폭기패널이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유연성 폭기패널은 생물학적 폐수처리시설 및 물이 마르거나 또는 산소 등의 특정의 기체영양소가 필요한 호수에 공기, 산소 또는 그 외의 기체를 공급할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 유연성 폭기패널은 상측부와 하측부를 포함한다. 상측부는 구멍, 슬릿, 절결부 형상을 갖거나 그 외의 방식으로 천공된 유연한 탄성재료를 포함할 수 있다. 하측부는 유연한 탄성재료를 포함할 수 있는데, 이 탄성재료는 상측부의 유연한 탄성재료와 동일하거나 다를 수 있다. 상측부는 용접, 화학적 접합, 가황, 재봉 또는 접착제 등에 의해 하측부에 시일링되어 하나 이상의, 바람직하게는 두 개 이상의 캐비티를 형성한다. 유연성 폭기패널을 특정 위치에 고정하기 위해서는 앵커 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 유연성 폭기패널은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 도너츠형, 원통형, 초승달형, 입방형, 피라미드형, 원추형 및 프리즘형을 포함한 많은 주변 형상의 형태를 취할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 폭기패널의 내부형태는 주변 형상을 따를 수 있으므로, 공기가 완전히 팽창된 용적에 대하여 순환하고 분산될 수 있도록 하는 단일 캐비티 또는 다수의 캐비티를 형성한다.
기체는 유연성 폭기패널의 주변 또는 유연성 폭기패널의 내부에 위치할 수 있는 단일 주입구 또는 다수의 주입구를 통하여 공급관을 이용하여 유연성 폭기패널에 전달될 수 있다. 다수의 유연성 폭기패널은 불연속 형태로 배치될 수 있는데, 각 패널은 자체 공급관을 갖거나 또는 패널들은 일련의 패널의 단부에 분배되는 기체를 공유하도록 서로 결합된다.
폭기패널은 앵커로드, 볼트, 케이블, 체인 등의 하나 이상의 고정장치를 사용하여 액체 또는 용기의 바닥 부근에 구속될 수 있다. 이들 고정수단은 유연성 폭기패널의 주변 주위에 위치할 수 있는 유연성 폭기패널의 특정부분 또는 선택적 구조프레임에 직접 부착될 수 있다.
폭기패널은 또한 인장상태의 케이블 레벨 배열체에 의해서도 구속될 수 있다. 예를 들어, 구속케이블은 콘크리트벽 및/또는 대야나 용기의 바닥에 고착될 수 있다. 케이블의 인장상태는 케이블 및 앵커에 작용하는 턴버클에 의해 얻을 수 있다. 하나의 케이블은 케이블의 단부가 일측 벽에 고정되고 예를 들어 반대측벽에 고정된 아이볼트에 의해 피봇결합되어 회전됨에 의해 두 개 이상의 폭기패널을 지지할 수 있다.
폭기패널의 위치는 다양한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 폭기패널들은 표면피복의 필요에 따라서 열로 배치되거나 지그재그로 엇갈린 구조로 배치될 수 있다.
유연성 폭기패널은 다양한 응용에, 예를 들어 물탱크, 물대야, 또는 슬러지의 폭기에 사용될 수 있다. 폭기패널은 또한 다양한 유산소 수처리에도 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기체를 액체 속에 분산시키는 방법이 제공된다. 이 방법은, (i) 액체 속에 하나 이상의 유연성 폭기패널을 위치시키는 단계로서, 각 패널은 적어도 하나의 주입구와 적어도 상측부 및 하측부를 가지며, 상기 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 압축기체는 각 패널로 유동하여 적어도 하나의 주입구를 통하여 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되며, 각 패널의 상측부는 천공되어 압축기체가 각 패널의 상측부로부터 기포의 형태로 빠져나갈 수 있게 된 단계; (ii) 압축기체 공급원을 제공하는 단계; 및 (iii) 압축기체가 각 패널로 유동하게 하고 적어도 하나의 주입구를 통해 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 각 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성될 수 있다.
"액체"라는 용어는 욕조, 온수욕조 또는 오락용 수영장보다 상당히 큰 용적을 갖는 액체를 포함할 수 있다. 또한, 바람직한 유연한 비강성 탄성재료는 약 1.0gm/mL보다 작은 밀도를 가질 수 있다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 패널은 폭기패널의 주변이나 그 주위에 위치하는 구조프레임을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, (i) 액체 속에 하나 이상의 유연성 폭기패널을 위치시키는 단계로서, 각 패널은 적어도 하나의 주입구와 적어도 상측부 및 하측부를 가지며, 상기 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 압축기체는 각 패널로 유동하여 적어도 하나의 주입구를 통하여 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되며, 각 패널의 상측부는 천공되어, 상당한 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일한 연속적인 기포패턴을 제공하는 방식으로 압축기체가 각 패널의 상측부로부터 빠져나갈 수 있게 된 단계; (ii) 압축기체 공급원을 제공하는 단계; 및 (iii) 압축기체가 각 패널로 유동하게 하고 적어도 하나의 주입구를 통해 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되게 하는 단계를 포함하는 기체를 액체 속에 분산시키는 방법을 포함한다. 각 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 기체를 액체 속에 분산시키기 위한 유연성 폭기패널을 설명되는데, 이 패널은, 다음의 요소를 포함하는 적어도 하나의 유연성 폭기패널; 및 (i) 적어도 하나의 주입구; 및 (ii) 적어도 하나의 상측부 및 하측부로서, 상기 상측부 및 하측부는 상기 적어도 하나의 주입구와 유체 연통되고 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하는 상측부 및 하측부를 포함한다. 상기 상측부는 천공되어 압축기체가 기포의 형태로 빠져나갈 수 있게 된다. 또한, 상기 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성될 수 있다.
보다 바람직하게는 기체를 액체 속에 분산시키 위한 유연성 폭기패널을 생각살 수 있는데, 이는 (i) 적어도 하나의 주입구; (ii) 적어도 하나의 상측부 및 하측부로서, 상기 상측부 및 하측부는 상기 적어도 하나의 주입구와 유체연통되며 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 상기 상측부는 천공되어, 상당 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일하고 연속적인 기포패턴을 제공하는 방식으로 압축기체가 빠져 나올 수 있게 하는 상측부 및 하측부를 포함한다. 상기 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 약 1.0gm/mL보다 작은 밀도를 갖는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성된다. 또한 상기 패널은 상기 패널의 주변이나 그 주위에 위치하는 구조프레임을 구비하고, 상기 패널의 하측부나 접촉하여 위치하는 강성 지지플레이트를 포함하지 않는다.
천공부들은 구멍, 슬릿, 절결부 또는 이들의 조합을 포함한 다양한 사이즈 및 형상으로 제공될 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 천공부의 치수는 많은 사이즈로 제공될 수 있지만, 바람직하게는 약 0.1mm 내지 약 10mm의 범위, 보다 바람직하게는 약 0.2mm 내지 약 5mm의 범위, 가장 바람직하게는 약 0.5mm 내지 약 3.0mm의 범위이다. 이 천공부들은 불규칙하게 또는 삼각형, 별형 등의 대칭형 기하학적 형태로 또는 직사각형 형태를 포함한 많은 다른 방식으로 배치될 수 있다. 천공부의 밀도도 넓게 변할 수 있으며 속이 찬(비천공) 영역에 대한 개방(천공) 영역의 비율에 따라서 결정된다. 이런 비율은 약 5% 내지 약 95%의 개방영역, 바람직하게는 약 15% 내지 약 75%의 개방영역, 보다 바람직하게는 약 30% 내지 약 50%의 개방영역의 범위일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 적어도 상측부 및 하측부는 가장자리가 시일링된 유연한 비강성 탄성시이트로 구성될 수 있다. 시일링은 용접, 화학적 접합, 가황, 재봉, 접착 또는 이들의 조합을 포함한 기술적으로 공지된 어떤 방법으로도 이루어지지만, 이들 방법에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명의 유연성 폭기패널은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 도너츠형, 원통형, 초승달형, 입방형, 피라미드형, 원추형, 프리즘형 등을 포함한 많은 형상의 형태를 취할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 유연성 폭기패널은 바람직하게는 유연성 폭기패널의 주변에 위치하는 구조프레임을 통해 또는 직접 앵커로드, 케이블, 체인, 스파이크, 못 또는 이들의 조합을 통해 액체의 바닥이나 부근에 고착될 수 있다. 이렇게 둘러싸는 구조프레임은 결국 다양한 부착수단에 의해 유연성 폭기패널에 부착될 수 있는데, 이는 기술적으로 통상의 기술을 갖는 사람에게 명백하다. 또한, 액체의 바닥으로부터 패널을 이격시키기 위해 고착점과 관련된 스페이서를 유리하게 이용할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상측부 및 하측부는 또한 패널의 하나 이상의 내측부에서 시일링되어 적어도 하나의 주입구와 유체연통된 두 개 이상의 캐비티를 형성할 수 있다. 이들 두 개 이상의 캐비티는 패널의 주변 형상을 따를 수 있다. 기체의 도입은 예를 들어 상측부에 대하여 약 5 내지 약 74cm3/min/m2의 유속, 바람직하게는 상측부에 대하여 약 15 내지 약 54cm3/min/m2의 유속, 보다 바람직하게는 상측부에 대하여 약 25 내지 44cm3/min/m2의 유속 등의 적합한 기체 유속을 이용하여 이루어질 수 있다. 물론, 기체는 특정 용도에 적합한 기체가 되도록 선택할 수 있다. 이 기체는 예를 들어 산소, 질소, 이산화탄소 또는 단지 산소일 수 있다.
패널의 상측부 및/또는 하측부를 구성하는데 다양한 유연한 비강성 탄성재료를 사용할 수 있다. 이들 재료로는 폴리우레탄, 폴리(비닐클로라이드), 폴리카보네이트, 아세탈 및 폴리(아세탈), 나일론 등이 포함되지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기 일반적인 설명과 이후의 상세한 설명은 모두 단지 예로서 설명을 위한 것일 뿐 청구범위에서처럼 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
본 발명의 특징, 측면 및 이점은 이후의 설명, 첨부하는 특허청구의 범위 및 이하에 간략하게 설명하는 도면에 도시한 첨부 실시예로부터 명백히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대표적인 직사각형 유연성 폭기패널을 보여주는 평면도 및 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정사각형의 유연성 폭기패널을 도시한다.
도 3은 다수의 주입구, 공기공급관, 및 구조프레임을 포함한 폭기패널을 보다 상세히 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼각형의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타원형의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너츠형상의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초승달형상의 유연성 폭기패널을 보여주는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 폭기패널이 불연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 4개의 폭기패널이 연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 8개의 폭기패널이 고착케이블을 이용하여 일렬로 불연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 폭기패널이 고착케이블을 이용하여 엇갈린 불연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 8개의 폭기패널이 고착케이블을 이용하여 2열로 연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 폭기패널이 고착케이블을 이용하여 엇갈린 연속 구조로 조립된 것을 보여주는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수처리시스템에 사용되는 폭기패널 조립체의 불연속 구조의 평면도, 측면도 및 상세도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 고착장치의 정면도 및 측면도이다.
이하 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 설명한다. 도 1은 사각형상의 폭기패널(101), 프레임(108) 및 고착장치(112)를 갖는 폭기패널 조립체(100)의 일 실 시예를 묘사한다. 이 유연성 폭기패널(101)은 상측부 또는 시이트(102)와 하측부 또는 시이트(104)를 포함할 수 있다. 상측부(102)는 구멍, 슬릿, 절결부 형상을 갖거나, 또는 그 외의 방식으로 천공된 유연한 탄성재료를 포함할 수 있다. 하측부(104)도 상측부(102)의 유연한 탄성재료와 같거나 다른 유연한 탄성재료를 포함할 수 있다.
상측부의 구멍에 있어서, 천공부들은 기체가 폭기패널(101)을 통해 흐를 때 상측부(102)의 상당한 영역 위에 실질적으로 균일하고 연속적인 기포패턴이 마련되도록 구성될 수 있다. 또한, 이 천공부들은 구멍, 슬릿, 절결부 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 사이즈 및 형상으로 제공될 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이 천공부들의 치수는 많은 사이즈로 제공될 수 있지만, 바람직하게는 약 0.1mm 내지 약 10mm의 범위, 보다 바람직하게는 약 0.2mm 내지 약 5mm의 범위, 가장 바람직하게는 약 0.5mm 내지 약 3.0mm의 범위로 제공될 수 있다. 이 천공부들은 불규칙적으로 또는 삼각형, 별형 등의 대칭적인 기하학적 형태로 또는 사각형 형식을 포함한 많은 다양한 방식으로 배열될 수 있다. 천공부의 밀도도 다양하게 변화 가능하며, 속이 찬(비천공) 영역에 대한 개방(천공) 영역의 비에 의해 결정된다. 이런 비율은 약 5% 내지 약 95%의 개방역역, 바람직하게는 약 15% 내지 약 75%의 개방영역, 보다 바람직하게는 약 30% 내지 약 50%의 개방영역의 범위가 될 수 있다.
천공된 상측부(102) 및 비천공 하측부(104)의 재료는 다양한 유연성 비강성 탄성재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이들 재료로는 폴리우레틴, 폴리(비닐 클 로라이드), 폴리카보네이트, 아세탈 및 폴리(아세탈), 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 클로리네이티드 폴리비닐 클로라이드, 아크릴, 비닐 아세테이트, 및 그 외의 다른 플라스틱 등이 포함되는데, 이들은 유연한 기체불침투성 시이트로 만들어질 수 있다. 실제로는 밀도가 약 1.0gm/mL 미만인 유연한 비강성 탄성재료는 어느 것이라도 사용할 수 있다. 또한, 천연 및 합성 직물도 사용할 수 있다. 상측부 및 하측부에 대한 적합한 재료의 또 다른 예는 예를 들어 미합중국 특허 제 6,846,534호, 제 6,797,215호, 및 제 6,764,629호에 설명되어있는데, 여기서는 그 내용을 참조하여 인용한다. 이런 시이트를 사용하면 일반적으로 강성 지지플레이트와 유연한 탄성패널 사이의 서로 다른 열팽창율과 관련된 결점 등의 종래의 장치의 결점이 없는 패널이 제공된다. 이렇게 열팽창율이 다르면 하나 이상의 부착지점에서 응력이 생길 수 있다. 바람직한 실시예에서, 패널의 상측부 및 하측부는 동종(또는 이종)의 유연한 비강성 탄성재료로 만들어진다. 본 발명의 다른 실시에에서, 하측부는 폴리우레탄이나 폴리에스테르 등의 두 개 이상의 탄성재료층 내에 흡수되거나 그 외의 방법으로 부착된 적어도 한 층의 직물로 형성될 수 있다. 이런 경우, 직물은 나일론, 폴리에스테르, 레이욘, 케르바(Kevlar) 등이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 하측부는 2층의 탄성재료층 사이에 한 층의 직물층을 포함할 수 있지만 다른 배치구조도 가능하다. 예를 들어, 2층의 직물층과 3층의 탄성재료층이 한 구조물을 형성할 수 있는데, 여기서 탄성재료층과 직물층들은 서로 교대로 배치되어있다.
폭기패널(101)은 상측부(102)를 하측부(104)에 덮어서 하나 이상의 시 일(110)을 이용하여 하나 이상의 캐비티(106)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 시일(110)로는 용접, 화학적 접합, 가황(vulcanization), 재봉(stitching), 접착제, 등 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유연성 폭기패널은 상측부 및 하측부 중의 한쪽 또는 양쪽의 가장자리나 외주변(114)에서 상측부(102)와 하측부(104) 사이에 시일을 제공함으로 형성될 수 있다.
추가의 시일(110)이 외주변(114) 주위의 가장자리 근처의 중앙구역을 가로질러 연장될 수 있는데, 이 시일은 예를 들어 늑골재가 있는 구명동의의 형태로 폭기패널(101) 내에 종선, 횡선 또는 원추형선을 따라서 다수의 캐비티(106)를 형성한다. 상측부와 하측부 사이의 종방향, 횡방향, 원추방향 시일선(110)에 의해 형성된 다수의 캐비티(106)는 공기가 도입되어 경우에 따라서 주변구조프레임(108)과 유연성 폭기패널(101) 사이의 부착부에 과도한 변형을 주거나 또는 패널(101)에 의해 발생된 기포가 불균일하게 분포되게 할 때 패널이 주름져서 올라오는 것을 방지하는 이점을 제공할 수 있다. 중앙구역(118)의 시일(110)은 접착제, 융해법, 재봉질이나 그 외의 물리적 부착법을 이용하여 선택된 선을 따라서 상측부(102) 및 하측부(104)를 부착함으로써 형성된다. 이런 다수의 캐비티 배열구조는 폭기패널(101)의 전체구조에 약간의 강성을 부여한다. 또한, 다수의 캐비티 배열구조는 상측부(102)의 천공부와 함께 폭기패널(101)의 모든 구역에 기체가 높은 유속으로 흐르게 하는 다수의 크고 비교적 방해받지 않는 통로를 제공하여, 비교적 균일한 분산형태의 기포를 이용하여 액체를 효과적으로 폭기시키게 된다. 일 실시예에서, 패널의 주위 형상에 따라서 두 개 이상의 캐비티가 형성된다.
다른 방법으로서, 폭기패널(101)은 또한 기체주입구(120)를 포함하므로 기체가 공급관(123)(도 10에 도시)을 이용하여 유연성 폭기패널(101)에 공급될 수 있다. 공급관(123)은 기체를 폭기패널(101)에 제공하기 위한 기체공급원(도시하지 않음)에 연결된다. 적합한 기체라면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유연성 폭기패널(101)은 생물학적 폐수처리시설 및/또는 물이 고갈되거나 산소 등의 특정의 기체영양분이 필요한 호수에 공기, 산소 및/또는 그 외의 기체를 공급할 수 있다.
주입구(120)는 도 1에 도시한 바와 같은 단일 주입구가 되거나, 도 11에 도시한 바와 같은 다수의 주입구가 될 수 있는데, 이 주입구는 도 1에 도시한 바와 같이 유연성 폭기패널(101)의 주변 또는 중앙구역(108) 근처의 유연성 폭기패널의 내측부 주위에 위치할 수 있다. 기체공급원으로부터 기체는 가압하에서 공급관(123) 및 기체주입구(120)를 통하여 캐비티(106)로 공급된다.
기체가 하나 이상의 캐비티(106)를 채움에 따라서, 폭기패널(101)이 팽창하고, 기체가 상측부(102)의 천공부를 통해 밖으로 나올 수 있게 된다. 게다가, 선택적 기체배출구(122)가 (도 3에 도시한 바와 같이) 패널 전반에 걸친 기체의 균일한 분산을 향상시키는 구역에 마련되거나 또는 (후술하는 바와 같이) 두 개 이상의 폭기 단위체를 연속적으로 연결하기 위해 마련될 수 있다.
폭기패널(101)을 통해 흐르는 기체의 유속은 패널(101)의 사이즈 및 형상과 상측부의 천공부의 타입 및 구조와 선택적 기체배출구(122)의 유무에 따라서 달라 질 수 있다. 기체 유속의 예로는 상측부에 대하여 약 5 내지 약 74cm3/min/m2의 범위, 바람직하게는 상측부에 대하여 약 15 내지 54cm3/min/m2의 범위, 보다 바람직하게는 상측부에 대하여 약 25 내지 약 44cm3/min/m2의 범위의 유속이 포함된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유연성 폭기패널 조립체(100)는 선택에 따라서 구조프레임(108)을 포함할 수 있는데, 이 구조프레임은 분해 가능하며 바람직하게는 폭기패널(101)의 부력에 대항할 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 구조프레임(108)은 그 주변(114)이 폭기패널(101)의 가장자리를 따라서 부착될 수 있다. 이렇게 천공된 상측부(102)는 그 주변(114)의 주위가 지지용 하측부(104)에 견고하게 시일링될 수 있다. 따라서, 폭기패널(101)은 중앙구역(118)에 리벳이나 나사에 집중되는 고응력 지점을 형성하여 이들 구역에서 상측부 및 하측부를 약화시키고 기체유동을 방해하는 일없이 수중에 고정될 수 있다. 도 1의 구조프레임(108)은 일반적으로 폭기패널(101)의 주변(114)을 둘러싼다.
구조프레임(108)은 PVC같은 플라스틱이나 금속 등의 다양한 적절한 재료로 제조될 수 있다. 또한, 프레임은 어떤 적합한 구조도 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 실시예의 구조프레임(108)은 약 0.1 내지 약 3미터의 폭(W)을 가질 수 있으며, 약 1 내지 약 5미터의 길이(L)를 가질 수 있다. 또한, 구조프레임(108)은 프레임(108)의 각 측을 따라서 구멍 등의 일련의 부착점(124)을 가질 수 있는데, 이들 부착점으로 통해 볼트, 앵커로드 또는 케이블 등의 고착장치(112)가 삽입된다.
고착장치(112)는 폭기패널 조립체(100)가 설치되는 탱크, 대야, 용기 등의 바닥이나 그 부근 등의 특정 위치에 폭기패널 조립체(100)를 고착, 고정, 또는 구속시키는데 사용될 수 있다. 고착장치(112)는 앵커로드, 볼트, 케이블 등이나 그 조합 등의 기술적으로 공지된 어떤 타입의 고정장치라도 될 수 있다. 이들 고착장치(112)는 유연성 폭기패널(101)의 특정부분이나 유연성 폭기패널(101)의 주변(114)의주위에 위치한 선택적 구조프레임(108)에 직접 부착될 수 있다. 통상 고착 배열체를 형성하는 다수의 고착장치가 사용된다. 이 고착 배열체는 유연성 패널이 고착 배열체에 의해 액체 속에 위치하여 액체의 표면에 대하여 유연성 패널이 동일높이가 되도록 하는 개개의 조정형 고착장치를 가질 수 있다. 다시 말해서, 고착 배열체의 고착장치는 고착장치의 길이에 대한 폭기점의 부착점의 높이를 조정함으로써 폭기패널의 상단평면 및 바닥평면이 액체의 상면에 평행하게 이어지게 한다.
도 1에 도시한 실시예에서, 고착장치(112)는 프레임 상에 넓게 이격될 수 있는 구조프레임(108)의 부착점(124)(즉, 구멍)을 통해 공급되는 앵커로드를 사용하여 고착배열체를 형성한다. 앵커로드를 따라서 마련된 너트는 프레임 구조(108)를 앵커로드에 고정할 수 있다. 또한, 앵커로드에 프레임 구조를 고정하는 너트는 앵커로드의 길이를 따라서 조어될 수 있으므로 각 부착점(124)이 승강될 수 있다. 이들 부착점을 이런 방식으로 조정함으로써, 전체 폭기패널(101)을 액체의 상면과 동일한 높이로 만들 수 있으며, 즉 폭기패널(101)의 상단평면 및 바닥평면이 액체의 상면에 평행하게 이어질 수 있다. 이런 종류의 구성을 이용함으로써, 폭기패 널(101) 및/또는 구조프레임(108)을 견고히 고정할 수 있으며, 따라서 큰 구조물이나 발라스트가 필요 없이 폭기패널의 부양을 방지할 수 있다.
게다가 고착장치(112)중의 하나 이상은 폭기탱크, 대야, 용기 등의 바닥과 폭기패널 사이에 거리를 형성하기 위한 적절한 스페이서를 갖는 앵커볼트를 사용하며 폭기탱크, 대야, 용기 등에 장착되었을 때 패널의 레벨링을 가능하게 하는 레벨링 장치 또는 조정 하드웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 고착점은 액체의 표면에 대한 폭기패널의 높이를 동일하게 할 수 있도록 스페이서 및/또는 조정 하드웨어를 가질 수 있다.
추가적으로 또는 다른 방법으로서, 폭기패널(101)은 도 12 - 도 15에 도시한 바와 같이 인장상태에 있는 한 레벨의 케이블 배열체 형태의 고착 배열체에 의해서도 구속될 수 있는데, 이에 대해서는 후에 설명한다.
전술한 바와 같이, 도 1의 실시예에서, 유연성 폭기패널 조립체(100)는 천공된 상측부(102)가 이음매(110)를 따라서 비천공 하측부(104)에 결합되어 다수의 캐비티(106)를 형성하는 사각형 폭기패널(101)을 포함한다. 일 실시예에서는 하나 이상의 캐비티(106)가 있을 수 있다. 다른 실시예에서는 하나 이상의 캐비티(106), 바람직하게는 두 개 이상의 캐비티가 있을 수 있다. 도 1의 경우에, 사각형 폭기패널(101)은 11개의 기다란 캐비티를 포함한다. 추가로, 하나의 기체주입구(120)가 있다. 그러나, 폭기패널(101)의 다른 실시예도 생각할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 유연성 폭기패널은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 도너츠형, 원통형, 또는 초승달형을 포함한 많은 주변 형상 형태를 취할 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니고, 또한 입방형, 피라미드형, 원추형 및 프리즘형 등의 많은 삼차원 형상의 형태를 취할 수 있다. 또한, 폭기패널의 내부형태는 상기 주변형상과 일치하므로, 전체 팽창체적에 대하여 공기가 순환하고 분산되게 하는 단일 캐비티 또는 다수의 캐비티를 형성한다.
도 2는 폭기패널 조립체(100)의 일 실시예를 보여주는데, 이는 정사각형 형상의 폭기패널(101)을 포함한다. 폭기패널 조립체는 폭기패널(101)의 양측에 위치하는 두 개의 기체주입구(120)와 두 개의 기체배출구(122)를 포함한다. 기체배출구(122)는 전술한 폭기패널 조립체(100)와 연속적으로 연결되는 다른 폭기패널 조립체의 다른 조의 기체주입구에 이어지는 공급관(123)에 연결될 수 있다. 서로 연속적으로 연결된 다양한 폭기패널 조립체를 갖게 되면 개개의 폭기패널 조립체의 사이즈를 증대시키기지 않고도 대량의 액체를 폭기시킬 수 있는 능력을 부여한다. 일 실시예에서, 두 개 이상의 폭기패널 조립체가 연속할 수 있으며, 예를 들어 3개, 4개 또는 5개의 단위체가 연속할 수 있다.
폭기패널의 천공된 상측부와 하측부는 상측부 및 하측부의 주변(114)을 따라서 형성된 시일(110)과 폭기패널(101)의 중심구역(118)에서의 기체유동의 종방향으로 따라서 형성된 시일(110)을 이용하여 하나 이상의 캐비티(106)를 형성한다.
폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 사용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 주변(114)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리의 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있 다. 다른 방법으로서, 구조프레임은 폭기패널의 주변(114)을 따라서 부착되고 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 있으므로 고착장치는 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
도 3은 사각형 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 폭기패널 조립체(100)는 3개의 기체주입구(120)를 포함한다. 예시의 목적으로 기체주입구중의 하나는 공급관(123)이 부착된다. 폭기패널(101)의 천공된 상측부와 하측부는 상측부 및 하측부의 주변(114)을 따라서 형성된 시일(110)과 폭기패널(101)의 중심구역(118)에서의 기체유동의 종방향을 따라서 형성된 시일(110)을 이용하여 하나 이상의 캐비티(106)를 형성한다. 기체주입구(122)는 폭기패널을 통한 기체의 균일한 분산을 향상시키는 폭기패널(101)의 구역에 연결된다.
도 3에서, 구조프레임(108)은 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 부착된다. 구조프레임(108)은 고착장치(112)에 대한 부착점(124)으로서 작용하도록 프레임의 측변을 따라서 구멍을 포함하므로 고착배열체를 형성하는 고착장치(112)가 구조프레임(108)을 통과하여 구조프레임(108)에 부착되거나 또는 구조프레임(108)을 통과하거나 구조프레임(108)에 부착될 수 있다. 고착장치(112)는 폭기패널이 액체의 표면과 동일 높이가 될 수 있게 조정 가능한 앵커로드가 될 수 있다. 다른 방법으로서, 구조프레임(108)은 생략될 수 있으며, 고착장치(112)는 예를 들어 주변(114)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리 의 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 부착점에 부착될 수 있다.
도 4는 삼각형 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 폭기패널 조립체는 하나의 기체주입구(120)를 포함한다. 폭기패널의 천공된 상측부 및 하측부는 상측부 및 하측부의 주변(114)을 따라서 형성된 시일(110)과 폭기패널(101)의 삼각형 형상을 반영하는 폭기패널(101)의 중심구역(118)에 형성된 시일(110)을 사용하여 하나 이상의 캐비티(106)를 형성한다. 폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 이용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 주변(114)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리의 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로서, 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 마련된 폭기패널의 주변(114)을 따라서 삼각형 구조프레임이 부착되어 고착장치가 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
도 5는 원 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 폭기패널 조립체는 폭기패널(101)의 양측에 위치하는 하나의 기체주입구(120)아 하나의 기체배출구(122)를 포함한다. 기체배출구(122)는 전술한 폭기패널 조립체(100)와 연속적으로 연결되는 다른 폭기패널 조립체의 다른 기체주입구에 이어지는 공급관에 연결될 수 있다. 천공패널의 천공된 상측부 및 하측부는 폭 기패널(101)의 주변(114)과 중심구역(118)을 따라서 형성된 시일(110)을 이용하여 하나 이상의 캐비티(106)를 형성한다.
폭기패널(101)은 폭기패널(101), 폭기패널의 주변에 부착된 구조프레임, 또는 기체주입구 및 기체배출구에 연결된 앵커로드 등의 고착장치를 이용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 앵커로드, 클램프 등이 될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 파이프 클램프(126)를 통해 기체주입구(120) 및 기체배출구(122)가 고착장치(112)(앵커로드 등)에 부착된 것을 보여준다. 파이프 클램프는 각각의 앵커로드를 따라서 각 파이프 클램프(126)의 위치를 조정할 수 있어서 폭기패널(101)의 상단평면을 액체의 상면에 대하여 동일 높이가 될 수 있게 하도록 너트에 의해 고착장치에 부착된다.
도 6은 타원형 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 이 폭기패널 조립체는 폭기패널(101)의 양측에 위치하는 하나의 기체주입구(120) 및 하나의 기체배출구(122)를 포함한다. 기체배출구(122)는 전술한 폭기패널 조립체(100)와 연속적으로 연결된 다른 폭기패널 조립체의 다른 기체주입구에 이어지는 공급관에 연결될 수 있다. 폭기패널의 천공된 상측부 및 하측부는 상측부 및 하측부의 외주변(130) 및 내주변(132)을 따라서 형성된 시일을 이용하여 하나의 캐비티(106)을 형성한다. 폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 사용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 외주변(130)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 외주변(130) 을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로서, 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 마련된 폭기패널의 외주변(130)을 따라서 구조프레임이 부착될 수 있으므로 고착장치가 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
도 7은 도너츠 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 이 폭기패널 조립체는 폭기패널(101)의 양측에 위치하는 하나의 기체주입구(120) 및 하나의 기체배출구(122)를 포함한다. 기체배출구(122)는 전술한 폭기패널 조립체(100)와 연속적으로 연결되는 다른 폭기패널 조립체의 다른 기체주입구에 이어지는 공급관에 연결될 수 있다. 폭기패널의 천공된 상측부 및 하측부는 상측부 및 하측부의 외주변(130)과 내주변(132)을 따라서 형성된 시일을 이용하여 하나의 캐비티(106)를 형성한다. 폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 이용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 외주변(130)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 외주변(130)을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로서, 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 마련된 폭기패널의 외주변(130)을 따라서 구조프레임이 부착되므로 고착장치가 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
도 8은 원통 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 이 폭기패널 조립체는 하나의 기체주입구(120)와 하나의 기체배출 구(122)를 포함한다. 폭기패널의 천공된 상측부(102) 및 하측부는 상측부 및 하측부의 외주변(114)을 따라서 형성된 시일(110)을 이용하여 하나의 캐비티(106)를 형성한다. 폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 사용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 주변(114)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리의 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로서, 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 마련된 폭기패널(101)의 주변(114)을 따라서 구조프레임이 부착되므로 고착장치는 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
도 9는 초승달 형상의 폭기패널(101)을 포함하는 폭기패널 조립체(100)의 실시예를 보여준다. 이 폭기패널 조립체는 하나의 기체주입구(120)를 포함한다. 폭기패널의 천공된 상측부(102) 및 하측부는 상측부 및 하측부의 외주변(130) 및 내주변(132)을 다라서 형성된 시일(110)과, 중간 시일(134)을 이용하여 두 개의 캐비티(106)를 형성한다. 폭기패널(101)은 앵커로드 등의 고착장치(112)를 사용하여 폭기탱크, 용기, 대야 등의 바닥에 고정될 수 있다. 고착장치(112)는 예를 들어 외주변(130) 및 내주변(132)을 따라서 이어지는 시일(110)의 외측이면서 폭기패널(101)의 외측가장자리의 내측에 위치하는 구멍에서 폭기패널(101)의 외주변(130) 및 내주변(132)을 따라서 부착점(124)에 부착될 수 있다. 다른 방법으로서, 부착점으로서 작용하도록 프레임을 따라서 구멍이 마련된 폭기패널의 외주변(130)을 따 라서 구조프레임이 부착되므로 고착장치가 구조프레임을 통과하여 구조프레임에 부착되거나 또는 구조프레임을 통과하거나 구조프레임에 부착될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유연성 폭기패널의 제조방법을 설명한다. 상측부 또는 시이트를 그 폭을 가로질러 천공한 후 도 1 내지 도 9에 나타낸 것 같은 원하는 형상으로 절단한다. 그러나, 상측 시이트의 주변을 따라서 천공되지 않은 비천공부가 남아있다. 그 후 비천공 하측부를 절단하여 상측 시이트의 치수에 맞출 수 있다. 그리고 상측 및 하측 시이트를 서로 위아래로 배치한 후 서로 고정시켜서 시일링하거나 또는 서로 고정시키거나 시일링한다. 시일링 작업은 전술한 다양한 방식으로 실시할 수 있지만 바람직하게는 고주파용접을 이용하거나 양 시이트에 클램핑 압력 및 열을 가하는 기계를 이용하여 실시할 수 있다. 이렇게 상측 시이트 및 하측 시이트를 강력하고 연속적인 튼튼한 이음매로 융착한다. 융착된 시이트들은 그 후 필요에 따라서 또는 요망에 따라서 절단 및/도는 트리밍할 수 있다. 바람직하게는 앵커가 돌출하도록 장착프레임 포켓을 부착점으로서 구성할 수 있다. 그리고 조립된 폭기패널을 누출, 공기분산, 압력강하 등에 대하여 시험한다.
전술한 바와 같이, 폭기패널 조립체는 액체 내에서 개별적으로 또는 다른 폭기패널 조립체와 결합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서는 두 개 이상의 폭기패널 조립체를 연속적으로 할 수 있다. 다른 실시예에서는 3개, 4개 또는 5개의 폭기패널 단위체를 연속적으로 하는 것이 바람직하다. 물론, 어떤 개수의 패널이라도 단일 또는 다중 패널 조립체 구조에 사용할 수 있음을 알 수 있다. 두 개 이상의 폭기패널 조립체를 사용하는 경우, 특정 시간에 다량의 액체를 폭기시킬 수 있다. 예를 들어 도 10에 도시한 불연속 구조로 또는 도 11에 도시한 연속 구조로 다수의 폭기패널 조립체를 배치할 수 있다.
도 10에서 다수의 유연성 폭기패널 조립체(100)는 분리된 개별 구조로 배치될 수 있는데, 여기서 각 폭기패널 조립체는 자체 공급관(123)을 갖는다. 도 10은 폭기패널 조립체 당 하나의 공급관(123)을 보여주는데, 여기서 공급관(123)은 하나의 기체주입구(120A)에 연결되는 한편 다른 기체주입구(120B)는 시일링되어 사용되지 않는다. 그러나, 특정 폭기패널(101)에 하나 이상의 기체주입구를 사용하는 경우라면 특정 폭기패널의 각 기체주입구는 자체 공급관을 갖거나 또는 특정 폭기패널의 다수의 기체주입구가 모드 단일 공급관에 연결된다. 또한 도 10의 실시예에서 폭기패널 조립체는 기체배출구를 갖지 않는다.
도 11에서, 다수의 유연성 폭기패널 조립체(100)가 연속구조로 배치될 수 있는데, 여기서 폭기패널 조립체들은 하나 이상의 공급관(123)이 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 하나 이상의 기체주입구(120)에 연결되도록 서로 연결된다. 기체는 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 폭기패널을 통해 유동하여 제 2 폭기패널 조립체(100B)의 하나 이상의 기체주입구에 연결된 하나 이상의 기체배출구로부터 배출된다. 다시 기체는 제 2 폭기패널 조립체(100B)의 폭기패널을 통해 유동하여 제 3 폭기패널 조립체(100C)의 하나 이상의 기체주입구에 연결된 하나 이상의 기체배출구로부터 배출된다. 앞에서와 같이, 기체는 폭기패널 조립체(100C)의 폭기패널을 통해 유동하여 다른 폭기패널 조립체(100D)의 하나 이상의 기체주입구에 연결된 하나 이상의 기체배출구로부터 배출된다. 마지막으로, 기체는 폭기패널 조립체(100D)의 폭기패널을 통해 유동하여 다른 폭기패널 조립체에 연결될 수 있는 하나 이상의 배출관(136)에 연결된 하나 이상의 기체배출구로부터 배출된다. 도 11에는 4개의 조립체(100A-100D)가 도시되어 있지만, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 어떤 개수의 조립체도 가능하다.
도 10 및 도 11은 일렬로 구성된 다수의 폭기패널 조립체를 보여주지만, 도 12 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 그 외의 다른 구성도 가능하다. 도 12 내지 도 14는 각 열에 4개의 조립체가 있는 2열의 폭기패널 조립체(100)를 보여준다. 도 12에서 8개의 조립체의 각각은 각 폭기패널 조립체(100)가 자체 공급관(123)을 갖도록 분리된 구조를 갖는다. 도 10과 마찬가지로, 폭기패널 조립체 당 하나의 공급관(123)이 하나의 기체주입구(120A)에 연결되는 한편 다른 기체주입구(120B)는 시일링되어 사용되지 않는다. 또한 폭기패널 조립체는 기체배출구를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
대조적으로 도 14는 각 열의 폭기패널 조립체가 연속구조로 된 것을 보여준다. 도 11의 설명과 유사하게, 폭기패널 조립체들은 하나 이상의 공급관(123)이 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 하나 이상의 기체주입구(120)에 연결되도록 서로 연결된다. 기체는 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 폭기패널을 통해 유동하여 그 조립체(100A)를 나와서 폭기패널 조립체(100B)에 유입된 후, 그 조립체(100B)를 나와서, 폭기패널 조립체(100C)로 유입되고 그 조립체(100C)를 나와서 폭기패널 조립체(100D)로 유입되고 그 조립체(100D)를 나와서 하나 이상의 배출관(136)으로 유입 된다. 도 14에 도시한 실시예에서, 2열의 기체 흐름은 서로 격리되어있지만 소망에 따라서 서로 연결될 수 있다.
도 13 및 도 15는 4개의 폭기패널 조립체(100)가 엇갈린 구조를 보여준다. 도 13에서, 4개의 조립체(100)의 각각은 각 폭기패널 조립체(100)가 자체 공급관(123)을 갖도록 불연속 구조로 되어있다. 도 10 및 도 12아 마찬가지로, 폭기패널 조립체 당 하나의 공급관(123)이 하나의 기체주입구(120A)에 연결되는 한편 다른 기체주입구(120B)는 시일링되어 사용되지 않는다. 또한 폭기패널 조립체들은 기체배출구를 갖지 않는다.
이와 대조적으로, 도 15는 폭기패널 조립체들이 연속적 엇갈린 구조로 되어있는 것을 보여준다. 도 11 및 도 14의 설명과 마찬가지로, 각 열의 폭기패널 조립체는 서로 연결된 적어도 두 개의 폭기패널 조립체를 갖는 2열의 폭기패널 조립체가 도시되어있다. 예를 들어, 하나 이상의 공급관(123)이 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 하나 이상의 기체주입구(120)에 연결된다. 기체는 제 1 폭기패널 조립체(100A)의 폭기패널을 통해 유동하여 그 조립체(100A)를 나와서, 조립체(100C)의 기체주입구에 이르는 공급관 속으로 유입되며, 조립체(100C)로 유입되고 그 조립체(100C)를 나와서 하나 이상의 배출관(도시하지 않음) 속으로 유입된다. 한편, 폭기패널 조립체(100B)의 하나 이상의 기체주입구에는 하나 이상의 공급관(도시하지 않음)이 연결된다. 기체는 폭기패널 조립체(100B)의 폭기패널을 통해 유동하여 그 조립체(100B)를 나와서, 조립체(100D)의 기체주입구에 이르는 공급관 속으로 유입되고, 그 조립체(100D) 속으로 유입되어 흘러서 그 조립체(100D)를 나와서 하나 이상의 배출관(136) 속으로 유입된다. 전술한 바와 같이, 어떤 개수의 패널이라도 다중 패널조립체 구조에 사용할 수 있다.
다시 도 10 및 도 11을 참조하면, 이들 도면은 각 폭기패널 조립체가 폭기패널(101)을 고착장치(112)에 연결하는 구조프레임(108)을 포함하는 일련의 폭기패널 조립체를 보여준다. 예를 들어, 고착장치는 폭기탱크, 대야, 용기 등의 바닥에 폭기패널 조립체를 고정하기 위해 콘크리트 속에 매립될 수 있다. 그러나 도 12 내지 도 15에 도시한 바와 같이 그 외의 타입의 고착장치도 사용할 수 있다.
도 12 내지 도 15는 폭기패널(101)이 실질적으로 편평한 인장상태의 케이블배열체(150) 형태의 고착배열체에 의해 고착될 수 있음을 보여준다. 예를 들어 구속케이블(150)은 폭기탱크, 대야, 용기 등의 벽 및/또는 바닥에 고착될 수 있다. 고착케이블이 벽에 고착되는 경우에, 고착장치는 탱크, 대야, 용기 등의 벽에 매립된 고착베이스(아이볼트 등)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 고착베이스는 콘크리트 속에 매립된다. 구조프레임에서 또는 폭기패널 자체에서처럼 폭기패널 조립체의 부착점(구멍 등)에 부착되거나 그 부착점을 통과하는 케이블에 인장력을 부여하기 위해 케이블의 일단부와 고착베이스 사이에는 턴버클이 연결된다. 케이블(150)은 와이어, 체인, 로프 등의 공지의 형태 어느 것이라도 취할 수 있다.
도 12 및 도 14는 고착장치의 몇 가지 실시예를 보여준다. 일 실시예에서, 두 개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150A), 양측 콘크리트벽에 매립된 두 개의 고착베이스(152A, 152A') 및 턴버클(154A)에 의해 정위치에 고정된다. 케이블(150A)은 턴버클(154A)을 통해 하나의 고착베이스(152A)에 부착된 후 두 개 의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150A)의 타단부는 다른 고착베이스(150A')에 부착된다. 케이블(150A)은 턴버클(154A)을 사용하여 인장상태가 된다.
제 2 실시예에서, 4개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150B), 양측 콘크리트벽에 매립된 두 개의 고착베이스(152B, 150b'), 및 턴버클(154B)에 의해 정위치에 고정된다. 케이블(150B)은 턴버클(154B)을 통해 하나의 고착베이스(152B)에 부착된 후 4개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 케이블(150B)의 타단부는 타른 고착베이스(150B')에 부착된다. 케이블(150B)은 턴버클(154B)을 사용하여 인장상태가 된다.
고착장치의 제 3 실시예에서, 4개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150C), 양측 콘크리트벽에 매립된 4개의 고착베이스(152C, 152C', 152C", 152C'"), 및 턴버클(154C)을 사용하여 정위치에 고정된다. 케이블(150C)은 턴버클(154C)을 통해 하나의 고착베이스(152C)에 부착된 후 두 개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그 다음, 케이블(150C)은 양측벽에 부착된 고착베이스(152C', 125C")를 통과한 후 다른 두 개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150C)은 끝나서 다른 고착베이스(150C'")에 부착된다. 케이블(150C)은 턴버클(154C)을 사용하여 인장상태가 된다. 다른 실시예에서, 고착베이스(152C', 152")는 단일 고착베이스와 교체될 수 있다.
고착장치의 제 4 실시예에서, 8개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이 블(150D), 두 개의 양측 콘크리트벽에 매립된 4개의 고착베이스(152D, 152D', 152D", 152D'"), 및 턴버클(154D)을 사용하여 정위치에 고정된다. 케이블(150D)은 턴버클(154D)을 통해 하나의 고착베이스(152D)에 부착된 후 4개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그 다음에 케이블(150D)은 양측벽에 부착된 고착베이스(152D', 125D")를 통과한 후 다른 4개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150D)이 끝나서 다른 고착베이스(150D'")에 부착된다. 케이블(150D)은 턴버클(154D)을 사용하여 인장상태가 된다. 다른 실시예에서는 고착베이스(152D', 152D")가 단일 고착베이스와 교체될 수 있다.
도 13 및 도 15는 고착장치의 몇 가지 다른 실시예를 보여준다. 제 5 실시예에서, 폭기패널 조립체의 일 측변은 단일 케이블(150E), 양측 콘크리트벽에 매립된 두 개의 고착베이스(152E, 150E'), 및 턴버클(154E)에 의해 정위치에 고정된다. 케이블(150E)은 턴버클(154E)을 통해서 하나의 고착베이스(152E)에 부착된 후 폭기패널 조립체의 구조프레밍의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 케이블(150E)의 타단부는 다른 고착베이스(150E')에 부착된다. 케이블(150E)은 턴버클(154E)을 사용하여 인장상태가 된다.
제 6 실시예에서, 두 개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150F), 양측 콘크리트벽에 매립된 두 개의 고착베이스(152F, 152F'), 및 턴버클(154F)에 의해 정위치에 고정된다. 케이블(150F)은 턴버클(154F)을 통해 하나의 고착베이스(152F)에 부착된 다음 두 개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하 거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150F)의 타단부는 다른 고착베이스(150F')에 부착된다. 케이블(150F)은 턴버클(154F)을 사용하여 인장상태가 된다.
고착장치의 제 7 실시예에서, 두 개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150G), 두 개의 양측 콘크리트벽에 매립된 4개의 고착베이스(152G, 152G', 152", 152'"), 및 턴버클(154G)을 사용하여 정위치에 고정된다. 케이블(150G)은 턴버클(154G)을 통해 하나의 고착베이스(152G)에 부착된 다음에 하나의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그 다음에 케이블(150G)은 양측벽에 부착된 고착베이스(152G', 125G")를 통과한 후 다른 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150G)이 끝나서 다른 고착베이스(150G'")에 부착된다. 케이블(150G)은 턴버클(154G)을 사용하여 인장상태가 된다. 다른 실시예에서, 고착베이스(152G', 152G")는 단일 고착베이스와 교체될 수 있다.
고착장치의 제 8 실시예에서, 4개의 폭기패널 조립체의 측변들은 단일 케이블(150H), 두 개의 양측 콘크리트벽에 매립된 4개의 고착베이스(152H, 152H', 152H", 152H'"), 및 턴버클(154H)을 사용하여 정위치에 고정된다. 케이블(150H)은 턴버클(154H)을 통해 고착베이스(152H)에 부착된 다음 두 개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 다음으로, 케이블(150H)은 양측 벽에 부착된 고착베이스(152H', 125H")를 통과한 후, 다른 두 개의 폭기패널 조립체의 구조프레임의 부착점을 통과하거나 그 부착점에 부착된다. 그리고 케이블(150H)이 끝나서 다른 고착베이스(150H'")에 부착된다. 케이블(150D)은 턴버클(154H)을 사용하여 인장상태가 된다. 다른 실시예에서 고착베이스(152H', 152H")는 단일 고착베이스와 교체될 수 있다.
구속케이블이 바닥에 고착되는 경우, 케이블(150)을 실질적으로 편평한 배열체에 수직한 방향으로 구속하기 위해 바닥고착 리테이너(156)(턴버클 또는 아이볼트 등)를 고착베이스(152)와 함께 사용한다. 일 실시예에서, 바닥고착 리테이너(156)는 실질적으로 편평한 배열체의 면으로부터 케이블 당기거나 밀어줌으로써 케이블에 인장력을 생성하며, 따라서 케이블이 보다 큰 거리를 횡단하도록 케이블을 전환시킨다. 거리가 크고 케이블이 이전과 여전히 동일한 길이를 갖기 때문에 케이블에 느슨한 상태가 생긴다. 도 12 및 도 13은 폭기탱크 등의 바닥을 따라서 다수의 폭기패널 조립체를 고정하기 위해 일정 길이의 케이블(150)을 따라서 위치할 수 있는 다수의 바닥고착 리테이너(156)를 포함하는 고착배열체를 보여준다. 게다가 고착 리테이너(156)는 하나 이상의 폭기패널의 높이를 일치시키는데 사용할 수 있는데, 이는 평면형 배열체의 면으로부터 케이블을 잡아당기거나 밀어주면 부착점의 상호간의 높이들이 변하여 폭기패널의 상단평면 및 바닥평면이 액체 표면에 대하여 평행하게 이어지는 방향을 변화시키기 때문이다. 다양한 부착점의 높이를 조정함으로써, 하나 이상의 패널 조립체를 액체면에 대하여 동일한 높이로 맞출 수 있다.
도 17은 폭기패널(101) 주위의 조정형 구조프레임(108)에 대한 고착배열체에 사용되는 고착장치(112)의 다른 구조를 나타내는 본 발명의 다른 실시예를 보여준 다. 이 고착장치는 두 개의 지주채널(302A, 302B)을 포함한다. 지주채널(302A)은 앵커로드(304), 평와셔(305) 및 너트(306)(도 17의 좌측도가 아니고 우측도에 도시)에 의해 액체의 바닥에 고정되므로 지주채널(302A)은 바닥에 대하여 움직이지 않는다. 지주채널(302B)은 지주채널(302A)의 상단에 놓여지며, 지주채널(302A)을 따라서 Z방향으로 원하는 임의의 위치에 배치될 수 있도록 지주채널(302A) 위에서 슬라이드하여 앵커로드(304)에 대하여 움직일 수 있다. 일단 Z방향으로의 원하는 위치가 결정되면, 지주채널(302B)이 지주채널(302A)(도 17의 우측도가 아니라 좌측도에 도시) 내측에 위치하는 스프링너트(316) 속에 나사결합되는 볼트(317)를 (와셔와 함께) 사용하여 지주채널(302A)에 고정되므로, 볼트(317)가 스프링(316)측으로 조여질 때 지주들이 서로 고정된다.
이 구조프레임(108)은 또한 고착장치(112)에 부착되므로 X방향 및 Y방향으로 움직일 수 있다. 이는 구조프레임(108)을 통과하고, 너트(311) 및 펜더와셔(fender washer)(314)를 통과하여 지주채널(302B) 속으로 들어간 후 스프링너트(312) 속에 헐겁게 나사결합되는 앵커로드(308)에 의해 달성된다. 이 앵커로드(308), 구조프레임(108), 및 스프링너트(312)는 원하는 위치에 놓일 수 있도록 지주채널(302B)를 따라서 X방향으로 단일 단위체로서 움직일 수 있다. 일단 X방향으로의 원하는 위치가 결정되면, 앵커로드(308)를 지주채널(302B)에 대한 일정 위치에 고정하기 위해 너트(311)가 스프링너트(312)의 방향으로 타이트하게 나사결합된다.
Y방향에 있어서는, 대응 와셔(310)가 앵커로드(308) 상에 있는 상태에서 구 조프레임(108)이 두 개의 너트(310) 사이에 개재된다. 그리고 구조프레임(108)은 하측 너트(310)를 로드 위나 아래로 나사결합함으로써 앵커로드(308)의 종방향을 따라서 움직일 수 있다. 일단 앵커로드를 따라서의 원하는 위치가 결정되면, 구조프레임(108)을 앵커로드에 대한 일정 위치에 고정하기 위해 상측 너트가 하측너트(310)의 방향으로 나사결합된다. 따라서, 도 17의 구조는 구조프레임(108)이 X방향, Y방향 및 Z방향으로 움직일 수 있게 하여, 조정형 또는 확장형 프레임(108)에 대한 고착배열체를 쉽게 조정할 수 있게 한다.
따라서, 폭기패널은 도 17에 묘사된 종류의 고착장치(112)를 갖는 배열체를 가질 수 있으므로 폭기패널의 배치를 조정할 수 있으며 또한 조정형 또는 확장형 프레임(108)을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 프레임(108)의 예는 폴리(비닐클로라이드)("PVC")로 만들어진 프레임인데, 이 프레임은 프레임의 하나 이상의 측변에 하나 이상의 압축커플링을 사용하여 조정 가능하게 만들 수 있다. 예를 들어, 구조프레임이 도 1에 도시한 것처럼 직사각형이라면, 프레임의 각 측변에 하나의 압축커플링을 사용하여 4개의 압축커플링이 될 수 있다. 이들 커플링들은 각 측변의 중앙에 설치될 수 있다. 이런 구조는 폭기패널에서의 중대한 휨이나 침하를 피하기 위해 필요에 따라서 구조프레임(108)이 커지게 하여 폭기패널이 신장된 상태를 유지할 수 있다. 설치 중에 구조프레임(108)의 모든 PVC 파이프 부분들은 커플링 속으로 완전히 삽입될 수 있다. 프레임을 확장시키기 위해서는 폭기패널이 신장된 상태로 유지되기에 충분할 정도로 압축커플링의 측변을 간단하게 나사결합 해제하고 PVC파이프를 약간 당긴 후에 커플링을 다시 조인다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭기패널 조립체의 일 응용예를 보여준다. 폐수처리시스템(200)은 대야처리탱크(202), 폐수주입라인(204), 유출물 배출라인(206), 및 기체공급원(208)을 포함한다. 고착장치(112)를 사용하여 탱크(202)의 바닥(210)에 부착함에 의해 일련의 폭기패널 조립체(100)를 불연속 구조로 설치할 수 있다. 일 실시예에서 그리고 상세도에서 알 수 있는 바와 같이, 폭기패널 조립체(100)는 탱크(202)의 바닥(210)으로부터 약 0.1m 내지 약 0.5m, 바람직하게는 탱크(202)의 바닥(210)으로부터 약 0.15m 내지 약 0.2m의 거리(S)로 이격될 수 있다. 폐수는 폭기 조립체(100)를 완전히 덮도록 폐수주입라인(204)으로부터 탱크(202) 속으로 유입될 수 있다. 기체공급원(208)으로부터는 공기 등의 기체가 공급관(123)을 통해 폭기패널 조립체(210)에 전달될 수 있다. 기체공급원은 예를 들어 송풍기 또는 압축기체일 수 있다. 이 기체는 폭기패널 조립체(100)를 통과하여 폭기패널의 상면 위에 기포를 생성하므로 폐수를 폭기시키게 된다. 처리된 폐수는 배출라인(206)을 이용하여 배출될 수 있다.
이상 설명한 폭기패널 조립체를 사용하여 액체를 통해 기체를 분산시키는 방법을 이하에 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체를 통한 기체 분산은 액체 속에 하나 이상의 유연성 폭기패널(101)을 위치시킴으로써 달성할 수 있다. 각 폭기패널은 적어도 하나의 주입구(120)와 적어도 상측부(102) 및 하측부(104)를 가질 수 있으며, 상기 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티(106)를 형성한다. 압축기체는 각 패널(100)로 유동하여 적어도 하나의 주입구(120)를 통하여 적어도 하나의 캐비티(106) 속에 유입되며, 각 패 널(100)의 상측부(102)는 천공되어 압축기체가 각 패널(102)의 상측부(102)로부터 기포형태로 빠져나갈 수 있게 된다. 다음으로 압축기체의 공급원이 마련되고, 압축기체가 각 패널(100)로 유동하여 적어도 하나의 주입구(120)를 통하여 적어도 하나의 캐비티(106) 속으로 유입된다.
본 발명의 다른 실시예는 액체를 통해 기체를 분산시키는 방법을 포함할 수 있는데, 이 방법에서 액체 속에는 하나 이상의 유연성 폭기패널(101)이 위치한다. 각 폭기패널(101)은 적어도 하나의 주입구(120)와 적어도 상측부(102) 및 하측부(104)를 가질 수 있는데, 이 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티(106)를 형성한다. 압축기체는 각 폭기패널(101)로 유동하여 적어도 하나의 주입구(120)를 통하여 적어도 하나의 캐비티(106) 속으로 유입된다. 각 폭기패널(102)의 상측부(102)는 천공됨에 의해 압축기체는 실질적으로 균일하고 연속적인 기포패턴을 상당 영역에 걸쳐서 제공하는 방식으로 각 폭기패널(102)의 상측부(102)로부터 빠져나가게 된다. 다음으로, 압축기체 공급원이 마련되고, 압축기체는 각 통기패널(101)로 유동하여 적어도 하나의 주입구(120)를 통하여 적어도 하나의 캐비티(106) 속으로 유입될 수 있게 된다.
상기 개시내용으로부터 본 발명의 다양한 실시예는 신뢰도가 높고, 제조가 비교적 경제적이며, 설치비용에서 효율적이고 기체가 처리된 폐수 속으로 비교적 높은 유속으로 유입되게 하는 시스템 및 방법을 제공하여 종래기술의 제한을 극복할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 제조, 운반 및 설치가 간단하고 편리한 하나 이상의 유연성 폭기패널 및 이와 관련된 조립체를 제공할 수 있다. 패널의 어떤 실질적인 주름짐도 피함으로써, 운반이 용이하도록 적층되거나 말아질 수 있으면서도 (견고한 지지패널의 사용에 의존하지 않고서) 동작에서 비교적 견고한 전체구조를 제공할 수 있으며, 패널 전반에 걸쳐서 기체가 고속으로 균일하게 분산될 수 있게 하는 비교적 얇고 경량의 재료로 만들어진 대형의 유연성 폭기패널이 제공될 수 있다. 이 유연성 폭기패널은 다양한 응용에, 예를 들어 물탱크, 물대야 또는 슬러지의 폭기에 사용할 수 있다. 이 폭기패널은 또한 다양한 유산소 수처리에도 이용할 수 있다.
폭기패널의 상측부의 천공부들은 그 구멍, 슬릿, 절결부 또는 이들의 조합에 의해 형성된 기포를 생성할 수 있다. 전체 폭기패널은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 도너츠형, 원통형, 원호형, 반달형, 입방형, 피라미드형, 원추형 또는 프리즘형 등의 어떤 원하는 형상도 될 수 있다. 게다가 폭기패널의 위치는 다양한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 폭기패널은 표면피복에 의해 소망에 따라서 열을 이루거나 엇갈릴 수 있다. 또한, 폭기패널 조립체는 앵커로드, 케이블, 스파이크 또는 못을 통해 액체의 바닥이나 그 부근에 고착될 수 있다. 고착점은 조립체의 레벨링을 위한 조정용 하드웨어를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 개시내용을 감안하면, 기술적으로 숙련자는 본 발명의 범위 및 정신 내에 그 외의 실시예 및 수정예가 속할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 및 정신 내에서의 본 개시내용으로부터 기술적으로 숙련자가 얻을 수 있는 모든 수정예들은 본 발명의 다른 실시예로서 포함되어야 한다. 본 발명의 범위는 다음의 특허청구의 범위에 개시한 바와 같이 정의되어야 한다.

Claims (34)

  1. 기체를 액체 속에 분산시키는 방법으로서:
    (i) 액체 속에 하나 이상의 유연성 폭기패널을 위치시키는 단계로서, 각 패널은 적어도 하나의 주입구와 적어도 상측부 및 하측부를 가지며, 상기 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 압축기체는 각 패널로 유동하여 적어도 하나의 주입구를 통하여 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되며, 각 패널의 상측부는 천공되어 압축기체가 각 패널의 상측부로부터 기포의 형태로 빠져나갈 수 있게 된 단계;
    (ii) 압축기체 공급원을 제공하는 단계; 및
    (iii) 압축기체가 각 패널로 유동하게 하고 적어도 하나의 주입구를 통해 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되게 하는 단계를 포함하며,
    이에 따라서 각 패널의 적어도 상측부 및 하측부가 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되며,
    액체의 표면에 대하여 하나 이상의 유연성 패널을 동일 높이로 맞출 수 있게 하는 고착배열체에 의해 액체 속에 하나 이상의 유연성 패널이 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액체는 욕조, 온수욕조 또는 오락용 수영장의 용적보다 상당히 큰 용적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료는 약 1.0gm/mL 보다 작은 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패널은 상기 패널의 주변이나 그 주위에 위치하는 구조프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 유연성 패널의 레벨은 상기 액체의 표면과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고착배열체는 다수의 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 다수의 케이블은 실질적으로 편평한 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 고착배열체는 적어도 하나의 케이블, 적어도 두 개의 고착베이스 및 하나의 턴버클을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 적어도 두 개의 폭기패널의 일측에는 하나의 케이블이 부 착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 적어도 두 개의 패널은 적어도 4개의 폭기패널인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 기체를 액체 속에 분산시키는 방법으로서:
    (i) 액체 속에 하나 이상의 유연성 폭기패널을 위치시키는 단계로서, 각 패널은 적어도 하나의 주입구와 적어도 상측부 및 하측부를 가지며, 상기 상측부 및 하측부는 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 압축기체는 각 패널로 유동하여 적어도 하나의 주입구를 통하여 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되며, 각 패널의 상측부는 천공되어, 상당한 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일한 연속적인 기포패턴을 제공하는 방식으로 압축기체가 각 패널의 상측부로부터 빠져나갈 수 있게 된 단계;
    (ii) 압축기체 공급원을 제공하는 단계; 및
    (iii) 압축기체가 각 패널로 유동하게 하고 적어도 하나의 주입구를 통해 적어도 하나의 캐비티 속으로 유입되게 하는 단계를 포함하며,
    이에 따라서 각 패널의 적어도 상측부 및 하측부가 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되며,
    액체의 표면에 대하여 하나 이상의 유연성 패널을 동일 높이로 맞출 수 있게 하는 고착배열체에 의해 액체 속에 하나 이상의 유연성 패널이 위치하는 것을 특징 으로 하는 방법.
  12. 기체를 액체 속에 분산시키는 폭기패널 조립체로서:
    다음의 요소를 포함하는 적어도 하나의 유연성 폭기패널; 및
    (i) 적어도 하나의 주입구; 및
    (ii) 적어도 하나의 상측부 및 하측부로서, 상기 상측부 및 하측부는 상기 적어도 하나의 주입구와 유체 연통되고 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 상기 상측부는 천공되어 압축기체가 기포의 형태로 빠져나갈 수 있게 되며, 이에 따라서 상기 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되는 상측부 및 하측부; 및
    상기 적어도 하나의 유연성 패널을 상기 액체의 표면에 대하여 동일 높이로 맞추는 고착배열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 천공부는 구멍, 슬릿, 절결부 또는 이들의 조합에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 상측부 및 하측부는 가장자리가 시일링된 유연한 비강성 탄성시이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 상측부 및 하측부의 가장자리는 용접, 화학적 접 합, 가황(vulcanization), 재봉, 접착 또는 이들의 조합을 통해 시일링되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 패널은 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 도너츠형, 원통형, 초승달형, 입방형, 피라미드형, 원추형 및 프리즘형의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 상측부 및 하측부는 패널의 하나 이상의 내부구간에서 시일링되어, 적어도 하나의 주입구와 유체연통되는 두 개 이상의 캐비티를 형성하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 두 개 이상의 캐비티는 상기 패널의 주변의 형상과 일치하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주입구와 유체연통되는, 공기를 포함하는 기체공급원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 상측부는 폴리우레탄, 폴리(비닐클로라이드), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리(아세탈) 및 나일론으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기 패널 조립체.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 패널의 적어도 하측부는 폴리우레탄, 폴리(비닐클로라이드), 폴리카보네이트, 아세탈, 폴리(아세탈) 및 나일론으로 구성되는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 패널은 상기 고착배열체가 부착되는 구조프레임에 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  23. 제 12 항에 있어서, 상기 고착배열체는 적어도 하나의 케이블, 적어도 두 개의 고착베이스, 및 하나의 턴버클을 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 하나의 케이블은 적어도 두 개의 폭기패널의 일측에 부착되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  25. 제 24 항에 있어서, 적어도 두 개의 패널은 적어도 4개의 폭기패널인 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  26. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 폭기패널은 하나의 폭기패널로부터의 기체가 다른 폭기패널의 주입구 속으로 유입되도록 연속적으로 연결된 적어도 두 개의 폭기패널인 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  27. 기체를 액체 속에 분산시키기 위한 유연성 폭기패널 조립체로서:
    유연성 폭기패널; 및
    상기 액체의 표면에 대하여 상기 유연성 패널의 높이를 일치시키도록 상기 패널에 부착된 고착배열체를 포함하며,
    상기 유연성 폭기패널은:
    (i) 적어도 하나의 주입구;
    (ii) 적어도 하나의 상측부 및 하측부로서, 상기 상측부 및 하측부는 상기 적어도 하나의 주입구와 유체연통되며 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 상기 상측부는 천공되어, 상당 영역에 걸쳐서 실질적으로 균일하고 연속적인 기포패턴을 제공하는 방식으로 압축기체가 빠져 나올 수 있게 하는 상측부 및 하측부를 포함하며,
    상기 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 약 1.0gm/mL보다 작은 밀도를 갖는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되며,
    또한 상기 패널은 (i) 상기 패널의 주변이나 그 주위에 위치하는 구조프레임을 구비하고, (ii) 상기 패널의 하측부나 접촉하여 위치하는 강성 지지플레이트를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유연성 폭기패널 조립체.
  28. 기체를 액체 속에 분산시키는 폭기패널 조립체로서:
    적어도 두개의 폭기패널을 포함하며, 각 패널은:
    (i) 적어도 하나의 주입구; 및
    (ii) 적어도 하나의 상측부 및 하측부로서, 상기 상측부 및 하측부는 상기 적어도 하나의 주입구와 유체 연통되고 가압하의 기체로 충전될 수 있는 적어도 하나의 캐비티를 형성하며, 상기 상측부는 천공되어 압축기체가 기포의 형태로 빠져나갈 수 있게 되며, 이에 따라서 상기 패널의 적어도 상측부 및 하측부는 하나 이상의 유연한 비강성 탄성재료로 구성되는 상측부 및 하측부를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 폭기패널은 하나의 포기패널로부터 기체가 다른 폭기패널의 주입구 속으로 유입되도록 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 천공부는 구멍, 슬릿, 절결부 또는 이들의 조합에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 적어도 상측부 및 하측부는 가장자리가 시일링된 유연한 비강성 탄성시이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 액체의 표면에 대하여 상기 유연성 패널의 높이를 맞추도록 상기 패널중의 한 패널 주변 주위에 고착배열체가 부착되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 고착배열체는 적어도 하나의 케이블, 적어도 두 개의 고착베이스, 및 하나의 턴버클을 포함하는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 하나의 케이블은 상기 적어도 두 개의 폭기패널의 각 패널의 일측에 부착되는 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 케이블을 와이어, 체인 및 로프 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 폭기패널 조립체.
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