KR20090087371A - 산소 용해 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 산소용해장치는 상부가 개방되어 형성된 공기 유입구를 가진 제1통로가 형성된 제 1하우징부와, 상기 제1하우징부에 설치되며 제 1통로 상에 위치되는 구동모터와, 상기 제 1하우징부로부터 연장되어 상기 제1통로와 연통되는 제 2통로가 형성되며 외주면에 산소를 공급하기 위한 복수개의 분사공이 형성된 노즐유니트와, 상기 모터의 회전축과 연결되어 상기 제 노즐 유니트를 관통하는 구동축과, 상기 구동축의 단부에 설치되는 교반날개를 구비한 교반부와, 상기 모터에 의해 회전되며 상기 제 1통로의 공기 유입구 측에 설치되어 공기를 제1통로를 통하여 상기 노즐 유니트의 분사공을 통하여 분사시키는 송풍수단을 구비한다.

이 산소용해 장치는 공기를 이용하여 액비 등에 산소를 용해시킬 수 있다.

산소용해, 공기, 모터, 커버부재

Description

산소 용해 장치{apparatus for dissolving oxygen}

본 발명은 산소 용해 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 용수, 수경재배를 위한 양액, 정화를 위한 폐수 등에 산소를 용해시켜 용존 산소량을 증가시킬 수 있는 산소 용해 장치에 관한 것이다.

통상적으로 기체를 용해하는 용해 장치는 폐수를 처리하여 수중의 용해산소(DO)함량을 증가시키는데 이용된다. 물고기나 기타 수중 생물의 생명을 보존하기 위해서 뿐만 아니라 악취제거나 유기물질의 생성 억제를 위해서도 용해산소의 양을 소정 값 이상으로 유지할 필요가 있다. 생화학적 산소 요구량(BOD)은 수중의 유기물을 파괴하는 생물학적 공정에 소요되는 산소량에 의해 결정되는데, 생화학적 산소 요구량이 높을수록 수중에 유기물의 양이 많고 많은 양의 용해 산소가 필요하다는 것을 의미한다.

기체용해 장치는 용해산소의 양을 증가시키는데 대단히 유용한 것으로, 특히 생화학적 산소 요구량이 높은 경우에 있어서는 이용가치가 매우 크다.

상기 기체용해장치는 폐수처리장, 정수처리장, 정수기, 수경재배를 위한 양액, 양식장 등에서 산소나 오존 등의 기체를 폐수나 물과 같은 액체에 용해시키는 데 이용되는 장치로서, 이는 물이나 폐수 등와 같은 액체 내 산소나 오존 등의 기체 용존률을 높일 목적으로 주로 이용된다.

이와 같은 기체용해 장치는 공기 확산형과 기계형의 두 가지로 대별된다. 공기확산형 기체용해 장치는 공기나 순수 산소를 잠수식 다공성 확산부재 또는 노즐을 통해 수중으로 유입하는 구조로 되어 있으며, 기계식 기체용해 장치는 물을 교란하여 대기중의 공기를 용해시키는 구조를 갖는다. 기계식 기체용해 장치는 또 다시 수면기체 용해 장치와 터어빈 기체용해 장치로 세분된다. 수면 기체용해 장치는 잠수식 내지는 부분 잠수식 임펠러로 물을 교란함으로써 수증으로 공기를 유입함과 동시에 공기와 물의 접촉영역을 급격히 변화시키도록 되어있다. 그리고, 터어빈 기체 용해장치는 처리수의 수면 아래에 일정한 깊이로 설치된 회전 임펠러를 이용하는 것으로, 임펠러와 동축상에는 통기관이 지지되어 외부공기를 임펠러 주위의 물로 공급하게 된다.

등록 실용신안 제 0305788호에는 고농도 산소수 용해 장치가 개시되어 있다. 개시된 산소수 용해 장치는 정수처리 된 물을 산소수 흡입라인을 통하여 물과 함께 산소탱크 또는 산소발생기의 산소를 동시에 투입시켜 병렬 연결 구성된 순환펌프에서 흡입되게 함과 아울러 각 산소 용해기 후단부에 유량조절밸브를 순차적으로 설치하여 유량과 압력을 제어하는 구성을 가진다.

등록 실용신안 제0265964호에는 산소수 용해 장치가 개시되어 있다.

개시된 산소수 용해 장치는 외측으로 토출구가 구비된 외벽이 형성되고 내측으로 상부 차단판이 형성되며 액화산소와 함께 물을 공급하는 유입구가 중앙에 고 정된 덮개판과, 내측으로 내벽이 설치되고 외측으로 하부 차단판이 형성되며 상기 덮개판의 상부 차단판이 하부 차단판 사이에 위치되게 덮힌 상태로 결합되는 바닥판과, 상기 덮개판의 유입구에 결합되고 바닥판의 내벽사이에 설치되며 물을 회오리 형태로 바닥판쪽으로 분사시키는 트위스트관과, 상기 상부 차단판과 하부 차단판의 내측에 물 흐름 방향으로 경사지게 설치되고 다단으로 설치되는 와류성형날개를 구비한 구성을 가진다.

그리고 등록 실용신안 0297470호, 등록 특허 제 0420097호, 등록 실용신안 제 0384685호에는 기체 용해 장치가 개시되어 있으며, 미합중국 특허 제 4,240,990호와 제 4,308,221호의 폐수처리용 기체용해 장치가 개시되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 산소 용해 장치 또는 기체용해장치는 물과 산소가 동시에 공급되어 와류를 형성함으로써 물에 산소를 용해하게 되므로 산소의 용해정도 압력의 설정 등이 용이하지 않으며, 산소에 의한 기포가 발생되는 문제점이 있다. 특히 산소가 무화되지 않은 경우 기포의 발생이 심해지고, 산소를 고농도로 용해시킬 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대기중의 공기를 교반 시 용액 측으로 공급하여 공기중의 산소를 용액 속에 용해 시킬 수 있는 산소 용해 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 물과 공기의 접촉율을 높이고, 접촉시간을 지연시킴 으로써 산소의 용해도를 높일 수 있는 산소 용해 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산소용해장치는,

상부가 개방되어 형성된 공기유입구를 가진 제1통로가 형성된 제 1하우징부와, 상기 제1하우징부에 설치되며 제 1통로상에 위치되는 구동모터와, 상기 제 1하우징부로부터 연장되어 상기 제1통로와 연통되는 제 2통로가 형성되며 외주면에 산소를 공급하기 위한 복수개의 분사공이 형성된 노즐유니트와,

상기 구동모터의 회전축과 연결되어 상기 노즐 유니트를 관통하는 구동축과, 상기 구동축의 단부에 설치되는 교반날개를 구비한 교반부와,

상기 구동모터에 의해 회전되며 상기 제 1통로의 공기 유입구측에 설치되어 공기를 제1통로를 통하여 상기 노즐 유니트의 분사공을 통하여 분사시키는 송풍수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 노즐 유니트의 단부에는 상기 교반부에 의해 액체의 교반 시 와류에 의해 에어홀이 발생되는 것을 방지하는 커버부재가 설치된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기를 이용하여 수경재배, 양식장, 폐수처리장 등의 액체에 산소를 공급하여 용존 산소량을 높일 수 있으며, 나아가서는 액체에 용존 산소량을 높이기 위한 비용을 절감할 수 있다.

본 발명에 따른 산소 용해 장치는 정화된 정화수, 하천수, 수경재배를 위한 양액, 정화를 위한 폐수 등에 공기를 이용하여 산소를 용해시켜 용존산소량을 증가시키기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 산소용해 장치(10)는 상부가 개방되어 형성된 공기 유입구(11)를 가진 제1통로(12)가 형성된 제 1하우징부(13)와, 상기 제1하우징부(13)에 설치되며 제 1통로(12)상에 위치되는 구동모터(20)를 구비한다. 상기 제1하우징부(13)의 제 1통로(12)의 직경은 상기 구동모터(20)의 직경보다 상대적으로 크게 형성되어 구동모터(20)의 외주면과 상기 제1하우징부(13)의 내주면 사이로 공기가 흐를 수 있다.

그리고 상기 구동모터(20) 회전축(21)의 일측 단부 즉, 상기 유입구(11) 측의 회전축(21) 단부에는 송풍패수단인 송풍팬(30)이 설치된다. 상기 송풍팬(30)은 제 1하우징부(13)의 단부측에 삽입되어 상기 제 1항우징부(13)의 단부가 쉬라우드역할을 할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 송풍수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 송풍팬(30)을 별도의 모터에 의해 구동시킬 수 있다. 또한 상기 유입구(11)를 통하여 구동모터를 냉각시킴과 아울러 액체에 산소를 공급하기 위한 공기를 별도로 송풍하는 송풍기를 구비할 수 있다.

그리고 상기 제 1하우징부(11)에는 제 1통로(12)와 연통되는 제 2통로(41)를 가지는 노즐 유니트(40)를 구비한다. 상기 노즐유니트(40)는 제 1하우징부(13)로부터 하방으로 테이퍼진 원추형의 형상으로 형성되며, 외주면에는 상기 송풍수단으로 부터 송풍되는 공기를 액체 측으로 공급하기 위한 복수개의 분사공(42)들이 형성된다. 상기 분사공(42)들은 상기 노즐 유니트(40)의 외주면에 형성되는데, 상기 분사공(42)은 노즐 유니트(40)의 하단부측으로부터 상단부측으로 갈수록 분포 밀도가 낮아진다. 이는 상기 노즐유니트(40)의 제 2통로(41)를 통하여 유입되는 공기가 단부측 즉, 액체의 내부에서 집중적로 분사될 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 구동모터(20)의 회전축 즉, 하부측의 회전축은 상기 노즐유니트(40)를 관통하는 구동축(51)과 연결되는데, 구동축(51)의 단부에는 교반날개(52)들을 가지는 교반부(50)를 구비한다. 상기 교반날개(52)는 구동축(51)의 단부에 방사상으로 설치되며, 교반하고자 하는 액체에 잠기어 액체에 와류를 발생시킬 수 있는 구조를 가진다. 여기에서 상기 구동축(51)은 구동모터 또는 제1하우징부(13)로부터 연장되는 축수부(54)를 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 노즐유니트(40)의 단부측에는 교반부(50)에 의한 교반 시 액체가 회전하면서 에어홀이 발생되는 것을 방지하기 위한 커버부재(60)가 설치된다. 상기 커버부재(30)는 하면이 만곡되어 구면을 이룸으로써 교반 시 상승하는 물을 다시 하부측으로 유도할 수 있도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 산소 용해 장치를 이용하여 수경재배를 위한 액비, 하수 또는 폐수처리장 등의 물에 산소를 공급하여 용존 산소량을 높이기 위해서는 상기 산소용해장치를 액비 저장탱크 또는 용존 산소량을 높이기 위한 액체가 저장된 탱크에 상기 노즐유니트(40)가 잠기도록 하고, 상기 제1하우징부(13)의 공기 유입구(11)가 대기중에 노출되도록 설치한다.

이 상태에서 상기 구동모터(20)를 회전시켜 이의 회전축(21)에 설치된 송풍팬(30)과 구동축(51)을 회전시킨다. 이와 같이하면, 상기 송풍팬(30)에 의해 외기가 상기 제1통로(12) 측으로 유입되게 된다. 상기와 같이 제 1통로(12)로 유입되는공기는 냉각시키고, 모터를 냉각시킨 공기는 노즐유니트(40)의 분사공(41)을 통하여 저장탱크에 담긴 액체속으로 분사된다. 이 과정에서 구동모터(20)에 의해 구동되는 구동축(51)의 단부에는 교반날개(52)가 설치되어 있으므로 액체의 내부로 분사되는 공기와 액체를 강력하게 교반시키게 된다. 따라서 액체속의 따라서 공기속의 산소는 탱크내의 액체 즉, 액비나 하수처리를 위한 물에 용해되어 용존 산소량을 증가시키게 된다. 이상에서 설명한 바와 같이 산소 용해 장치는 송풍기에 의해 송풍되는 공기를 제 1하우징과 노즐 유니트의 분사공을 통하여 배출하고 이를 교반함으로써 용존산소량을 증가시킬 수 있으므로 액비 또는 물에 용존산소량을 증가시키기 위한 생산원가를 줄일 수 있으며, 설치가 매우 용이하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 산소 용해장치의 분리 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 산소용해장치의 설치상태를 나타내 보인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 산소 용해장치의 저면도.

Claims (2)

1. 상부가 개방되어 형성된 공기 유입구를 가진 제1통로가 형성된 제 1하우징부 와, 상기 제1하우징부에 설치되며 제 1통로 상에 위치되는 구동모터와, 상기 제 1하우징부로부터 연장되어 상기 제1통로와 연통되는 제 2통로가 형성되며 외주면에 산소를 공급하기 위한 복수개의 분사공이 형성된 노즐유니트와,

   상기 모터의 회전축과 연결되어 상기 제 노즐 유니트를 관통하는 구동축과, 상기 구동축의 단부에 설치되는 교반날개를 구비한 교반부와,

   상기 모터에 의해 회전되며 상기 제 1통로의 공기 유입구 측에 설치되어 공기를 제1통로를 통하여 상기 노즐 유니트의 분사공을 통하여 분사시키는 송풍수단을구비하여 된 것을 특징으로 하는 산소 용해장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐유니트의 단부에는 상기 교반부에 의해 액체의 교반 시 와류에 의해 에어홀이 발생되는 것을 방지하는 커버부재가 설치된 것을 특징으로 하는 산소용해장치.

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