KR20100013496A - 수질 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수질 정화 장치에 관한 것으로, 물이 저장되는 물탱크와; 상기 물탱트에 저장된 물속에 침지된 상태로 설치되며, 물을 펌핑하는 수중펌프에 연결되어 펌핑된 물을 순환시키는 순환공급관로와; 상기 순환공급관로의 끝단에 형성되어 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제1 벤투리관과; 상기 제1 벤투리관을 감싸도록 설치되며, 제1 벤투리관을 통과하는 빠른 유속에 의한 압력차로 물탱크의 외부에 노출되도록 설치되는 유입관을 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 물속에 공기를 혼합시키도록 형성되어 있는 흡입관과; 상기 흡입관의 중간부분에 직경이 작아지도록 잘룩하게 형성되어 흡입관 내부를 흐르는 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제2 벤투리관과; 상기 제2 벤투리관의 끝단에 연결되는 입구와 상기 물탱크로 물을 토출하는 출구가 형성되어 있으며, 상기 입구와 출구 사이에는 상,하면의 통로간격이 입구의 내경보다 작고 좌,우측면의 통로간격은 입구의 내경보다 훨씬 큰 내경의 확장부가 형성되어 있는 이온화통로와; 상기 이온화통로의 확장부 내부에는 상,하면에 서로 같은 극끼리 마주하도록 종횡 복수열로 고정 부착되는 복수의 영구자석들;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

물탱크, 수중펌프, 제1 및 제2 벤투리관, 이온화통로, 확장부, 영구자석

Description

수질 정화 장치{Water purifying device}

본 발명은 수질 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오폐수 처리탱크 또는 대하(새우),메기, 장어 등 수생동물을 양식하는 양식장이나 저수지, 인공호수, 연못 등의 물속에 설치되어 물의 분자구조를 이온화시키고 또 미세기포를 생성시켜서 수중용존산소량을 증대시킬 수 있도록 구성된 수질 정화 장치에 관한 것이다.

종래의 오폐수처리방식은 일정 크기의 저수조에 오폐수를 저장하고 불순물을 침전시켜 1차 처리하고, 불순물이 침전된 오폐수를 다시 자갈 및 모래층으로 구성된 여과조에서 2차 처리한 후 화학약품 등을 첨가는 방식으로 오폐수를 처리하였으나, 이러한 방식은 저수조 및 여과조를 건설하기 위한 방대한 부지와 토목작업 등 건설비용이 막대하게 소용되므로 비경제적이고, 오폐수의 처리용량에 비해 많은 시간이 소요되어 비효율적이며, 보수가 어렵다는 것이 단점으로 지적되어 왔다.

또한, 공기의 폭기방식으로 오폐수를 처리하는 폭기조와 같은 오폐수 처리시설 역시 대규모의 시설면적과 미생물이 서식하는 미생물부착부재 등 각종 부대시설 을 갖추어야 하므로 많은 설치비용이 소요된다.

한편, 대하, 메기, 장어 등의 수생동물을 양식하는 양식장에서는 수중 산소요존량을 향상시키기 위해 수중에 산소를 공급하는 장치를 구비하고 있다. 그 일례로서, 새우를 양식하는 대하 양식장의 경우에는 수면에 일부는 잠기고 일부는 수면 위로 노출된 상태에서 회전하도록 설치된 수차장치의 회전작동으로 퍼올린 물방울들이 공중으로 뿌려서 공기와 접촉한 후 다시 수면으로 떨어지게 하는 작동을 반복하도록 구성하여 수중의 용존산소량을 증가시키고 있는바, 이러한 수차장치는 회전작동으로 물을 퍼올려서 수면에 뿌려줄 수 있는 범위내에 있는 수중에는 공기와의 접촉으로 산소가 용해되므로 수차장치 주위의 수중에는 어느 정도 용존산소량의 향상을 기대할 수 있겠으나 수차장치로부터 멀리 떨어진 곳의 물속에는 용존산소량의 향상을 기대하기 곤란해지는 문제가 있는바, 이를 해결하기 위해 양식장에 수차장치를 많이 설치하게 될 경우에는 수차장치의 설치비가 증가하게 되고, 또 많은 수차장치를 작동시키기 위한 소비전력의 증가로 인해 전력사용비가 비싸져 경제적으로 부담이 커지게 되는 단점이 있다.

또한 송풍기 등을 이용한 부로워(blower)장치로 수중에 공기를 불어넣어 용존산소량을 향상시키는 방법이 있으나, 이는 부로워장치를 통해 수중에 공급되는 공기가 비교적 큰 기포상태로 공급되고 또 기포가 빠르게 부상하게 되므로 기포의 산소가 충분히 용해되지 못하는 문제가 있어 이를 보완하기 위해서는 부로워장치의 가동시간을 연장시켜야 하므로 이로 인해 전력사용량이 많아지게 되는 단점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 오폐수를 처리하기 위한 오폐수 처리탱크 또는 대하, 메기, 장어 등을 양식하는 양식장이나 저수지, 인공호수, 연못 등의 물속에 설치되어 물을 수중펌프로 흡입하여 강제 순환시킬 때 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 방식으로 대기중의 공기를 물속으로 흡입하거나 또는 기체저장용기에 저장되어 있는 산소, 오존 등의 기체를 물속으로 흡입하여 수중에 공기(산소)를 공급할 수 있도록 하며, 또한 영구자석의 자력으로 물의 분자구조를 이온화시켜줌과 동시 물속에 흡입된 공기에 의해 생성된 기포들을 아주 작은 미세 기포로 잘게 부서지게 하여 물속에 용존산소량의 향상을 증가시킬 수 있도록 하는 수질 정화 장치를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

물이 저장되는 물탱크와;

상기 물탱트에 저장된 물속에 침지된 상태로 설치되며, 물을 펌핑하는 수중펌프에 연결되어 펌핑된 물을 순환시키는 순환공급관로와;

상기 순환공급관로의 끝단에 형성되어 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제1 벤투리관과;

상기 제1 벤투리관을 감싸도록 설치되며, 제1 벤투리관을 통과하는 빠른 유속에 의한 압력차로 물탱크의 외부에 노출되도록 설치되는 유입관을 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 물속에 공기를 혼합시키도록 형성되어 있는 흡입관과;

상기 흡입관의 중간부분에 직경이 작아지도록 잘룩하게 형성되어 흡입관 내부를 흐르는 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제2 벤투리관과;

상기 제2 벤투리관의 끝단에 연결되는 입구와 상기 물탱크로 물을 토출하는 출구가 형성되어 있으며, 상기 입구와 출구 사이에는 상,하면의 통로간격이 입구의 내경보다 작고 좌,우측면의 통로간격은 입구의 내경보다 훨씬 큰 내경의 확장부가 형성되어 있는 이온화통로와;

상기 이온화통로의 확장부 내부에는 상,하면에 서로 같은 극끼리 마주하도록 종횡 복수열로 고정 부착되는 복수의 영구자석들;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이온화통로의 확장부 내부에는 물의 유속에 저항을 발생시켜 물이 이온화통로에 체류하는 시간을 연장시킬 수 있도록 하기 위해 상기 이온화통로의 상,하면 각각에 서로 마주하도록 고정 설치된 복수의 영구자석들 사이에 상,하면에서 서로 어긋나게 돌출하도록 고정 부착되는 복수의 돌출자석들을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡입관의 일측에 연결되어 외부로 노출되도록 형성된 유입관에는 산소나 오존과 같은 기체를 저장하는 기체저장용기가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 오폐수 처리탱크에 저장된 오폐수 또는 대하, 메기, 장어 등을 양식하는 양식장이나 저수지, 인공호수, 연못 등의 수원지에 저장된 물을 수중펌프로 강제 펌핑하여 순환시킴에 있어 물의 유속을 빠르게 변화시켜서 외부로부터 공기를 흡입하고, 영구자석의 자력에 의해 물의 분자구조가 이온화됨과 동시에 물에 흡입된 공기에 의해 생성된 기포를 아주 작은 크기의 미세 기포가 되도록 잘게 부서뜨려서 물에 잘 용해되도록 하므로써 물탱크에 저장된 물이나 수원지의 물속에 용존산소량을 증가시킬 수 있도록 하여 오폐수의 수질을 정화시킬 수 있으며, 또는 양식장의 경우에는 수원지의 용존산소량을 향상시켜서 양식하고 있는 대하 및 어류들에게 충분한 산소를 공급할 수 있도록 하는 효과를 제공하며, 또 저수지나 인공호수 등의 경우에는 수질개선에 크게 이바지할 수 있도록 하는 장점을 제공한다.

본 발명에 의한 수질 정화 장치에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 수질 정화 장치의 개략도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 오폐수 등 물을 저장하는 물탱크를 나타내는 것으로, 상기 물 탱크(1)는 대하, 메기 등의 수생동물을 양식하는 양식장 또는 저수지, 인공호수, 연못 등과 같이 물이 저장되어 있는 수원지를 포함한다.

상기 물탱크(1)에는 수중펌프(2)가 물속에 침지된 상태로 설치되어 있으며, 상기 수중펌프(2)는 물탱크(1)에 저장되어 있는 물을 흡입하여 순환공급관로(3)를 통해 강제 순환시키게 되며, 상기한 순환공급관로(3)의 끝단에는 물의 유속을 빠르게 변화시켜주기 위한 제1 벤투리관(4a)이 형성되어 있다.

상기 제1 벤투리관(4a)은 흡입관(5) 내부에 삽입된 상태로 설치되며, 상기 제1 벤투리관(4a)의 외주를 감싸주는 흡입관(5)의 일측에는 대기중의 공기를 흡입하도록 물탱크(1)의 외부에 노출되도록 설치되는 유입관(51)이 연결되어 있다.

상기 흡입관(5)에는 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제2 벤투리관(4b)이 형성되어 있으며, 상기 제2 벤투리관(4b)에서 연장되는 상기 흡입관(5)의 끝단은 이온화통로(6)에 연결된다.

상기 이온화통로(6)의 입구(61)는 제2 벤투리관(4b)에서 연장된 흡입관(5)의 끝단에 연결되며, 출구(62)는 물탱크(1)에 저장된 물속으로 침지된 상태로 설치되어 상기 입구(61)를 통해 이온화통로(6)를 통과한 물을 물탱크(1)에 저장된 물속으로 토출시키도록 구성되어 있다.

상기 이온화통로(6)는 입구(61)와 출구(62) 사이에 확장부(63)가 형성되어 있는데, 상기 이온화통로(6)의 확장부(63)는 상,하통로가 좁고 좌,우측통로는 넓게 형성되어 있다. 즉, 상기 확장부(63)의 상,하면(631)(632)의 통로간격은 입구(61)의 내경보다 작은 간격으로 형성되어 있는 반면, 상기 확장부(63)의 좌,우측 면(633)(634)의 통로간격은 입구(61)의 내경보다 훨씬 큰 간격으로 형성되어 있으며, 그리고 상기 이온화통로(6)의 출구(62)의 상,하 통로는 확장부(63)의 상,하면(631)(632)의 통로간격보다 작고, 상기 출구(62)의 좌,우측 통로는 확장부(63)의 좌,우측면(633)(634)의 통로간격과 같은 폭으로 형성되어 있다.

상기 이온화통로(6)의 확장부(63) 내부 상,하면(631)(632)에는 서로 같은 극끼리 마주하도록 고정 부착되어 서로 밀어내려는 척력이 작용하도록 종횡 복수열로 배치되는 복수의 영구자석들(7)이 형성되어 있다.

또한 상기 이온화통로(6)에는 확장부(63)의 상,하면(631)(632)에 복수열로 고정 설치되어 있는 복수의 영구자석들(7) 사이에 상기 상,하면(631)(632) 각각에 어긋나게 돌출하도록 부착되어 상기 이온화통로(6)를 흐르는 물의 유속에 저항을 발생시켜서 물이 확장부(63) 내부를 통과하는 시간을 지연시킴과 동시 확장부(63)에 체류하는 시간이 연장되게 하는 복수의 돌출자석(71)들이 구비되어 있다.

한편, 상기 흡입관(5) 내부로 산소를 공급하기 위하여 흡입관(5)의 일측에 연결되어 있는 유입관(51)은 대기중 노출되게 설치하여 대기 중의 공기를 흡입하거나 또는 상기 유입관(51)에는 산소(0₂), 오존(0₃) 등의 기체가 저장된 기체저장용기(8)가 연결되어 있으며, 상기 기체저장용기(8)에 저장된 기체가 흡입관(5)으로 유입되는 것을 제어하기 위하여 밸브(81)가 구비되어 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

물탱크(1)에 저장된 물속에 대기 중의 공기를 공급하여 용존산소량을 높이고자 할 때에는 유입관(51)을 대기중에 노출시켜 놓고 물탱크(1)에 저장된 물속에 침지된 상태로 설치되어 있는 수중펌프(2)를 가동시킨다.

상기 수중펌프(2)를 가동시키게 되면 물탱크(1)에 저장되어 있는 물은 수중펌프의 흡입구를 통해 흡입되어 토출구에 연결되어 있는 순환공급관로(3)로 펌핑 공급되는데, 이때 상기 순환공급관로(3)로 강제 순환되는 물은 제1 벤투리관(4a)으로 토출되는 과정에서 물의 유속이 빠르게 변한 상태로 흡입관(5)으로 유입되며, 이에 따라 상기 제1 벤투리관(4a) 주위에는 감압현상이 나타나게 되므로 대기중에 노출되어 있는 유입관(51)을 통해 외부의 공기가 흡입관(5)으로 유입되는 것이다.

상기와 같이 흡입관(5)으로 유입된 공기는 제1 벤투리관(4a)에서 빠른 유속으로 토출되는 물과 함께 제2 벤투리관(4b)을 통과하게 되는데, 이때 상기 흡입관(5)에서 물에 혼합되는 공기는 기포상태로 제2 벤투리관(4b)을 통과하는 과정에서 일차적으로 작은 크기로 부서지는 현상이 나타나게 되며, 상기 제2 벤투리관(4b)에서 다시 빠른 유속으로 이온화통로(6)의 입구(61)로 흐르게 되는 물은 좌,우측면(633)(644)의 내경이 크게 확장된 확장부(63)에 유입되어서는 느린 유속으로 흐르게 되는데, 이때 상기 확장부(63)의 상,하면(631)(632)에 서로 같은 극끼리 마주하도록 고정 설치된 영구자석들(7)끼리는 서로 밀어내려는 척력이 강하게 작용하고 있는 상태이므로 상기 이온화통로(6)를 통과하는 물은 영구자석들(7)의 자력에 의해 물의 분자구조가 이온화 작용이 활발하게 이루어지게 되는 것이며, 또한 상,하면(631)(632)에는 고정 부착된 영구자석들(7) 사이에 서로 어긋나게 돌출하는 복 수의 돌출자석(71)들이 물의 흐름을 방해하게 되므로 상기 이온화통로(6)의 입구(61)를 통해 확장부(63) 내부로 유입되어 느린 유속으로 흐르는 물속에 혼합되어 있는 기포들은 서로 같은 극끼리 마주하도록 배치된 복수열의 영구자석들(7)에서 밀어내려는 척력에 의해 더 잘게 부서진 상태로 출구(62)를 통해 물탱크(1)에 저장된 물속으로 토출되는 것이다.

상기와 같이 이온화통로(6)의 출구(62)로 토출되는 물은 서로 같은 극끼이 마주하도록 설치된 복수의 영구자석(7)들이 서로 밀어내려는 자력의 영향으로 물의 분자구조가 이온화된 상태이며, 또한 상기 출구(62)로 토출되는 이온화된 물속에 포함되어 있는 미세 기포는 물탱크(1)의 물속에서 장시간 동안 체류하면서 물에 용해되므로 물탱크(1)에 저장된 물의 용존산소량을 높일 수 있게 되는 것이다.

한편, 대기 중의 공기를 흡입관(5)으로 흡입시키는 작용만으로 상기 물탱크(1)의 용존산소량을 높이기 어렵거나 곤란할 경우에는 상기 흡입관(5)의 유입관(51)으로 기체저장용기(8)에 저장되어 있는 산소나 오존을 공급토록 하는 방법으로 물탱크(1)의 용존산소량을 높일 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 수질 정화 장치의 개략도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 물탱크 2 : 순환공급관로

3 : 수중펌프 4a : 제1 벤투리관

4b : 제2 벤튜리관 5 : 흡입관

51 : 유입관 6 : 이온화통로

61 : 입구 62 : 출구

63 : 확장부 7 : 영구자석

71 : 돌출자석 8 : 기체저장용기

81 : 밸브

Claims (3)

1. 물이 저장되는 물탱크와;

   상기 물탱트에 저장된 물속에 침지된 상태로 설치되며, 물을 펌핑하는 수중펌프에 연결되어 펌핑된 물을 순환시키는 순환공급관로와;

   상기 순환공급관로의 끝단에 형성되어 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제1 벤투리관과;

   상기 제1 벤투리관을 감싸도록 설치되며, 제1 벤투리관을 통과하는 빠른 유속에 의한 압력차로 물탱크의 외부에 노출되도록 설치되는 유입관을 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 물속에 공기를 혼합시키도록 형성되어 있는 흡입관과;

   상기 흡입관의 중간부분에 직경이 작아지도록 잘룩하게 형성되어 흡입관 내부를 흐르는 물의 유속을 빠르게 변화시켜주는 제2 벤투리관과;

   상기 제2 벤투리관의 끝단에 연결되는 입구와 상기 물탱크로 물을 토출하는 출구가 형성되어 있으며, 상기 입구와 출구 사이에는 상,하면의 통로간격이 입구의 내경보다 작고 좌,우측면의 통로간격은 입구의 내경보다 훨씬 큰 내경의 확장부가 형성되어 있는 이온화통로와;

   상기 이온화통로의 확장부 내부에는 상,하면에 서로 같은 극끼리 마주하도록 종횡 복수열로 고정 부착되는 복수의 영구자석들;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이온화통로의 확장부 내부에는 물의 유속에 저항을 발생시켜 물이 이온화통로에 체류하는 시간을 연장시킬 수 있도록 하기 위해 상기 이온화통로의 상,하면 각각에 서로 마주하도록 고정 설치된 복수의 영구자석들 사이에 상,하면에서 서로 어긋나게 돌출하도록 고정 부착되는 복수의 돌출자석들을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입관의 일측에 연결되어 외부로 노출되도록 형성된 유입관에는 산소나 오존과 같은 기체를 저장하는 기체저장용기가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 수질 정화 장치.

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